自动检测焊接电极损耗的方法技术

本发明专利技术公开了一种自动化方法，该方法用于检测电弧焊枪的非自耗电极的损耗并用于在电极被腐蚀时自动用新电极替换所述电极或将所述电极重新机加工，在所述方法中实施下列步骤：ａ）在焊接期间测量或计算由所述电极所实施的起弧数，以及可能的所述电极的燃弧时间和用于形成电弧的起弧时间；ｂ）将在步骤ａ）中所确定的至少一个指示损耗的参数值与至少一个预先设定的相应参考值进行比较；以及ｃ）当至少一个指示损耗的参数值至少等于或超过所述预先设定的相应参考值时用新的或尖锐的电极替换被腐蚀的电极。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自动化方法及用于实施所述方法的装置，所迷方法用于检测电弧焊焊枪(arc weeing torch)的非自耗电极的损耗，并用于当所 迷电极被腐蚀时自动用新电极替换所述电极。
技术介绍
在TIG电弧焊(鴒极惰性气体保护电弧焊)中，非自耗鴒电极经常用 新的或尖锐的电极替换，因为损耗的电极如果质量已变差的话则干扰起弧 或甚至干扰焊接。在手工焊接中，当操作人员注意到电极不再正确工作，或者当他看到 电极已损耗时，电极由操作人员替换。使TIG焊接工艺机器化或自动化要求预期进行或自动进行鵠电极的更 换，以便保证可靠的运行。这种更换必需在没有人工介入的情况下并且尽 可能快地完成，以便尤其是当并入到生产线中时不降低该工艺的生产率。优选地，这些电极替换介入必须在背景时间(backgroundtime )里进 行，也就是说，有利的是在机器人停机时间里进行。在所有情况下，以工业角度来看，最重要的是能防止因使用质量变差 的电极而导致生产的焊缝质量不好。因此，电极更换可预防性地进行，也就是说，在指定的工作时间或计 划的起弧数之后进行。但是，这种预防性的电极更换，也就是说，在达到它的使用寿命之前 进行更换有一缺点是未充分利用电极，因为这些更换之中某些属于过早替换，因此可能导致额外的成本。此外，精确限定最大电极使用寿命并不总是可行的或方便的，这意味 着更换之前的时间必须限定有很宽的余地，因此会增加上述太早替换的危险。相反，电极可在电极失效时刻更换，也就是说，例如在观察到焊缝差 或者起弧问题时更换。然而，这样存在如下弊端生产出有缺陷的部件、使机器停止一定时 间、以及要求操作人员一直在旁边，操作人员在万一发生故障时必需立即 介入，因而降低了该工艺的生产率。在电阻焊接中，已知一种用于检测电极损耗的系统，所述系统基于测 量电极的接触电阻，并用于当该电阻变得不适于有效焊接时开始更换周期。 但是，这种系统不适用于TIG法。另外，文献JP-A-63040683描述了一种检测用于电阻焊接工艺的电极 的损耗的系统，该系统用于在有限数的焊接部件之后更换电极。如上所述， 这样有过早替换电极的危险。因此，待解决的问题是如何提供改进的电极损耗检测方法，所述方法 可以完全自动化，也就是说不需要操作人员介入来决定电极需要替换的时 间。此外，该方法必须能防止或极度减小过早或者相反推迟更换安装在机 器人或自动焊机上的非自耗电极焊枪的电极。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个解决方案是一种自动化方法，所述方法用于检测 电弧焊焊枪的非自耗电极的损耗，并用于当电极被腐蚀时自动用新电极替 换或对所述电极重新加工，在所述方法中实施下列步骤a)在焊接期间测量或计算由所述电极所实施的起弧数，以及可能的选 自所述电极的燃弧时间和用于形成电弧的起弧时间中的至少一个指示损耗 的参数；b) 将在步骤a)中所确定的至少一个指示损耗的参数值与至少一个预 先设定的相应参考值进行比较；以及c) 当至少一个指示损耗的M值至少等于或超过所述预先设定的相应 参考值时，用新电极或尖锐的电极替换被腐蚀的电极。附注"参考值"在精确值或平均值之间没有区别，所述精确值或平均值 例如与在指定时刻测得的数值或规定时间内平均的值相对应，或者是数值 范围；并且"新电极"完全是新的并因此从未用过的电极与事先已用一次或多次之后弄尖或修复过的电极之间没有区别。视情况而定，本专利技术的方法可包括下列特征中的一个或多个 國在步骤a)中测定和比较若干所述参数，并且当若干所述参数超过它们预先设定的相应参考值时替换所述电极；-在步骤a)中，还测定所述电极在指定的焊接时间内所产生的电流和/或电压；-在步骤b)中，将测得的电流和/或电压变化值与预先设定的电流和/ 或电压变化阈值进行比较；和-在步骤c)中，当出现下列情况时，替换所述电极 ■至少一个指示损耗的参数值等于或超过预先设定的参考值或 .电压和/或电流值中的至少 一个超过预先设定的电压和/或电流阈值中的一个；國最大起弧数设定在10000次起弧处，优选是1000次起弧处，更优选的是200次起弧处；-最大起弧时间(striketime)为5秒，优选为0.1秒；-最大燃弧时间(arctime)为24小时，优选为15分钟；-在0.1秒内电压变化阈值和测得的电压变化值之间的差值为至少3V，优选至少IV，和/或在0.1秒内电流变化阈值和测得的电流变化值之间的差值为至少25A,优选至少5A;存在存储器中；-该方法通过焊接机器人或可编程序控制器来自动进行；-在步骤c)中用新电极替换净皮腐蚀的电极通过电极自动更换器自动进行；-该方法包括通过显示器或计算机连接设备将有关电极状态的信息传递到生产控制操作员或系统的步骤。本专利技术还涉及自动化或机器人电弧焊装置，该装置包括-焊枪，所述焊枪带有非自耗电极，所述非自耗电由机器臂或支承机架承载；-测量机构，所述测量才几构用于测定至少一个指示损耗的参数，所述参 数从下列参数中选定i)由所述电极所实施的起弧数；ii)所述电极的燃 弧时间；以及iii)起弧时间；-贮存机构，所述贮存机构用于将至少一个预先设定的参考值贮存在存 储器中，所述参考值对应于最大起弧数、最大燃弧时间和最大起弧时间；-数据处理机构，所述数据处理机构与测量机构和贮存机构共同配合， 以将所述测量机构所测定的至少一个指示损耗的参数值与由所述贮存机构 保持的至少一个预先设定的参考值进行比较；以及-电极替换机构，当所述数据处理机构判定至少一个指示损耗的^t值 至少等于或超过所述预先设定的参考值时，所述电极替换机构能自动用新 电极替换,皮腐蚀的电极。视情况而定，本专利技术的装置可包括下列特征中的一个或多个國所述测量机构是电压和电流传感器，例如霍耳效应探头和电压表，或 者是任何其它用于实施相同功能的传感器；-所述贮存机构专用于控制器和/或机器人，例如存储器卡片、增量式 计数器或任何其它用于实施相同功能的元件；-所述数据处理机构是专用于控制器和/或机器人的程序；以及-所述电极替换机构包括电极自动更换器，该电极自动更换器能将被腐蚀的电极夹持在焊枪内，并能用新电极替换被腐蚀的电极。按照本专利技术的方法，因此可监测某些代表电极损耗状态的参数，亦即-由所述电极正好从其插入TIG焊枪开始，也就是说正好从第一次使 用开始所实施的起弧数；-所述电极的燃弧时间，也就是说由电极产生电弧的总时间；以及-起弧时间，亦即在起弧时形成电弧所需的时间。通过监测至少一个参数，但优选的是同时监测若千参数，能可靠地检 测电极的任何损耗。起弧时间起弧时间可通过电流发生器或者通过机器人或辅助设备监测。电极几 何形状变差和/或组成成分导致发射能力降低，会直接导致起弧时间长，并 因此导致电弧熄灭、电弧形成更困难。新电极的起弧时间为约0.1秒，此后，较长的起弧时间(约数秒)一 般是电极或多或少损耗的结果。这可观察到并接着测得，以从中得出电极损耗信息。最大起弧时间阈 值必需选择接近电极寿命的终端，但要使得电极仍可以实施焊接。燃弧时间目前大多数焊接发电机或焊接机器人都计算电极的燃弧时间。因此， 在无操作员的情况下可以用这个参数来有规律地更换电极。为了决定在任何电极更换之前的最大容许燃弧时间，可采用实验的方 法，例如通过用 一系列若干电极在它们的标准使用条件本文档来自技高网...

【技术保护点】
自动化方法，该方法用于检测电弧焊枪的非自耗电极的损耗并且用于在电极被腐蚀时自动用新电极替换或对所述电极重新加工，在所述方法中实施下列步骤：　　　　ａ）在焊接期间测量或计算由所述电极所实施的起弧数，以及可能的选自所述电极的燃弧时间和用于形成电弧的起弧时间中的至少一个指示损耗的参数；　　　　ｂ）将在步骤ａ）中所确定的至少一个指示损耗的参数值与至少一个预先设定的相应参考值进行比较；以及　　　　ｃ）当至少一个指示损耗的参数值等于或超过至少所述预先设定的相应参考值时，用新电极或尖锐的电极替换被腐蚀的电极。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：T奥普德贝克，S加德雷，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，法国液体空气焊接公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]