CN107073627B - 用于监测焊接品质的系统、方法 - Google Patents

Abstract

电弧焊接系统及方法。所述系统能够：根据波浪形状状态监测焊接过程中的多个变量、并且相应地对这些变量加权、检测焊接的缺陷、诊断这些缺陷的可能原因、量化焊接的总体品质、获得并使用指示良好焊接的数据、改进自动化焊接过程的生产和品质控制、传授适当焊接技术、判断焊接过程的成本节约、并且推导出有待用作不同焊接过程或应用的预设置的最佳焊接设置。

Description

用于监测焊接品质的系统、方法

本申请是作为部分继续(CIP)专利申请提交的、要求在2012年 4月23日提交的美国专利申请号13/453,124的优先权和权益，后一申请是在2010年5月7日提交的美国专利申请号12/775,729、即现在的美国专利号8,569,646的部分继续申请，而后一申请又要求在2009年11月13日提交的美国临时专利申请号61/261,079的优先权和权益，这些文献的全部披露内容通过援引并入本文。

发明领域

本发明涉及一种根据权利要求1所述的用于确定焊接品质的方法、以及一种根据权利要求9所述的用于确定焊接品质的系统。总体发明概念涉及电弧焊接并且更具体地涉及用于监测焊接过程中的多个变量并且相应地对这些变量加权、量化焊接品质、获得并使用指示良好焊接的数据、改进自动化焊接过程的生产和品质控制、传授适当焊接技术、判断焊接过程的成本节约、并且推导出有待用作不同焊接过程或应用的预设置的最佳焊接设定的系统、方法及设备。

技术背景

许多不同的条件和参数都对所得焊接的总体品质有贡献。因此，电弧焊接的制造商试图监测焊机的运行以便确定在制造设施中运行期间焊机的焊接品质以及效率。在授予Vaidya的美国专利号6,051,805(下文称为“Vaidya”)中展示了监测电弧焊机的一种尝试，其中采用计算机或其他编程的仪器来监测平均电流和焊接操作的效率，所述效率被表示为进行焊接的时间与工作班次的总时间之比。根据标准技术，所披露的这种监测系统包括呈具有标准附件例如RAM和EPROM的中央处理单元的形式的第一控制电路。第二控制电路连接所述第一电路以用于在监测过程期间输入和输出信息。监测器收集一段时间上的信息，这个时间段被披露为跨几个小时到最多达999小时。所述监测器确定焊接效率并监测时间以用于确定平均电流和累计弧焊时间，以获得总效率。

Vaidya披露了监测焊接过程期间的电流和送丝速度、以及气体流量的能力。这种信息全都被存储在适当存储设备中以便随后检索焊机在焊接过程中的运行特性。以此方式，可以测量焊机的生产率以便计算成本效率和其他参数。如Vaidya中建议的监测电弧焊机已被其他制造商尝试用于测量焊接过程中的平均电流。然而，测量焊接过程中的平均电流、电压、送丝速度或其他参数以及使用这个数据来记录焊接操作的表现还不是令人满意的。在过去，监测装置没有关于所监测的参数的预先知识。

因此，即便使用Vaidya中阐述的技术来监测电流、电压、甚至送丝速度等参数也由此是混乱的并且不能确定电弧的实际稳定性或焊接过程是否高于或低于所希望参数值。为了以所希望的准确性拒绝焊接周期和 /或确定在所述焊接周期中进行的焊接的品质，这个信息必须是已知的。综上，在电弧焊机用于多种多样的焊接过程时监测所述焊机的运行还不是令人满意的，因为没有先前的知识可以用于评估实施过程中的焊接过程。

授予Hsu的美国专利号6,441,342(下文称为“Hsu”)克服了这些缺陷披露了一种用于在电弧焊机执行所选弧焊过程时监测所述焊机的监测器和方法，所述过程创建关于所述焊机的运行的信息。相应地，可以对所述监测器所生成的同等精确和智能的数据使用标准的、强大的计算机技术。Hsu的监测器和监测技术采用了焊接过程中的已知信息。这个信息是固定的并且不改变。所述监测器关注焊接过程的特定方面，以便采用先前的知识与实际表现进行比较。因此，在焊接过程的特定方面期间，确定了所选参数的稳定性和可接受的量值或水平。将焊接过程分成在监测之前具有已知的所希望参数的多个固定时间的分段。接着用已知的计算机技术来处理这个数据以评估焊接周期的多个方面。

Hsu披露了，通过电弧焊机产生一系列快速重复的波浪形状来执行焊接过程。每个波浪形状构成了具有周期时间的焊接周期。每个焊接周期(即，波浪形状)是由用于控制焊机运行的已知波浪形状发生器产生的。在例如脉冲焊接过程中将这些波浪形状分成多个状态，例如背景电流、斜坡上升、峰值电流、斜坡下降、并且然后返回到背景电流。通过将已知的驱动波浪形状分成被定义为具有所产生电弧特性的时间分段的多个状态，就可以监测这些状态中的任何所选状态。的确，可以对许多状态进行多路复用。例如，在脉冲焊接过程中，可以监测与峰值电流相关的状态。Hsu 披露了，通过以优选地超过1.0kHz的高速率进行读取来监测焊接过程的状态。在脉冲焊接过程中使用的波浪形状的每个峰值电流状态期间多次检测实际焊接参数中的每一个焊接参数，例如电流、电压或甚至送丝速度。以此方式，在峰值电流状态的监测过程中忽略斜坡上升、斜坡下降、以及背景电流。

因此，将峰值电流与已知峰值电流进行比较。可以使用峰值电流的函数来检测从电弧焊机输出的实际峰值电流的变化。在Hsu中，使用命令峰值电流的较低侧和较高侧的最小水平和最大水平来在脉冲焊接波浪形状的每个峰值电流状态期间多次确定峰值电流的水平。在每个波浪形状期间无论何时电流超过最大值、或小于最小值，就将这个事件计数。持续一段焊接时间(即，执行焊接过程或其某个重要部分的时间)地将总偏差或事件计数。如果这个计数超过每波浪形状的或所述焊接时间期间的设定数量，则可以发出警告：这个具体焊接过程经历了不想要的焊接条件。确实，如果所述计数超过最大数量水平，则拒绝这个焊接。此能力与统计学标准偏差程序一起使用，以用于在所述波浪形状的每个峰值电流状态期间多次读取峰值电流，从而感测标准偏差的量值。在实践中，这个标准偏差是由所述计算机程序计算的均方根(RMS)偏差。在Hsu中，计算并记录平均峰值电流以及水平条件和稳定性特性。还对于所监测的状态中的每一个状态确定电流或电压的RMS，例如脉冲波浪形状的峰值电流状态。当监测峰值电流水平或标准偏差时，通过电流水平和持续时间可以监测背景电流。

Hsu披露了在波浪形状中选择状态并将所述状态的所希望且已知的命令信号与在所监测状态期间所述焊接过程的实际参数进行比较。这种选择是基于对波形发生器的先前知识。例如，在特定的送丝速度WFS1下，将波形发生器编程为用于调整峰值电流以便控制电弧长度。“被告知的”监测器接着在以这个送丝速度WFS1进行焊接时选择所述峰值电流分段作为所监测的状态。然而在另一个送丝速度WFS2下，将所述波形发生器编程为用于调整背景时间以便控制电弧长度(而非峰值电流)。“被告知的”监测器接着在以这个送丝速度WFS2进行焊接时选择所述背景时间作为所监测的状态和参数。相比之下，后验监测器不知道在不同送丝速度下应当监测所述波形的不同方面来检测电弧稳定性。在这个实例中，在送丝速度 WFS1下监测背景时间或者在送丝速度WFS2下监测峰值电流会是非常无效的。因此，Hsu披露了使用波浪形状的时间分段、使用关于所希望值的先前知识来监测所述波浪形状的这个分段。这允许实际监测电弧焊接过程而不仅是在总波浪形状上进行平均。

在Hsu中，所述监测器的特征是使用了先前知识，这不同于仅读取在焊接过程期间经历的输出参数的普通过程。因此，这种监测大大简化了当正常行为是时间的函数且在焊接过程的仅一个方面的过程中有不同时检测焊机的正常行为这一任务。Hsu的传授内容不适用于在恒定电压过程中监测电压，因为所希望的电压水平在总焊接周期过程中是已知的特性。然而，在电压和电流均在波浪形状的不同分段期间发生改变的其他焊接过程中，Hsu的方法在所述波浪形状的所选分段期间监测实际参数之前给出了关于稳定性、RMS、标准偏差、低于最小值和高于最大值的准确读数。

根据Hsu，以精确的准确性并且不是通过读取一般性输出信息来监测随时间改变的焊接过程，例如脉冲焊接和短路焊接。在波浪形状的所选状态或分段的每个波形中的给定时刻激活所述监测器。所述监测器将实际参数与呈被发送至焊机的电源的命令信号的形式的所希望参数进行比较。在Hsu中，可以在波浪形状的仅特定分段期间进行监测；然而，在特例事件中，例如当电弧熄灭时或当存在短路时，通过电压感测或电流感测来实施计算的子例程，以便重新启动电弧和/或校正短路。用于这些事件的子例程与所述监测程序并行运行。因此，这些特例不影响所述监测器的总体运行。这些子例程被构造成特例状态或时间分段。以与上文描述相似的方式来监测这些特例状态中的这些参数或信号。

在Hsu中，为了评估焊机的运行或效率，可以在一段日历时间、变化期上或甚至由操作员来累计生产信息。通过监测波浪形状的特定分段或状态来监测每个焊接周期允许随时间累计所经历的不希望的事件。这还允许进行趋势分析，使得操作员可以在焊接过程实际产生有缺陷的产物焊接之前采取校正动作。趋势分析、缺陷分析、累计的缺陷、记录所有这些项、以及相关的实时监测电弧焊机允许以及时的方式直接干预从而采取与校正动作不同的预防动作。

说明

为了改进焊接、尤其为了改进当电弧焊机被用于多种多样的焊接过程时对所述焊机的运行的监测，描述了根据权利要求1所述的用于确定焊接品质的方法、以及根据权利要求9所述的用于确定焊接品质的系统。优选实施例是从属权利要求的主题。总体发明概念考虑了用于监测焊接过程中的多个变量并且相应地对这些变量加权、量化焊接品质、获得并使用指示良好焊接的数据、检测焊接缺陷、以及诊断焊接缺陷的可能原因的系统、方法及设备。所述焊接品质数据允许改进自动化焊接过程的生产和品质控制、传授适当焊接技术、判断焊接过程的成本节约、并且推导出有待用作不同焊接过程或应用的预设置的最佳焊接设定。以举例方式，为了展示这些总体发明概念的多个不同方面，在此披露了若干示例性的系统、方法及。

披露了根据一个示例性实施例的一种通过当电弧焊机通过在推进焊丝与工件之间创建实际焊接参数来执行所选电弧焊接过程时监测所述焊机的方法，所述所选的过程是由给所述焊机的电源的命令信号控制的。所述方法包括：(a)生成一系列快速重复的波浪形状，每个波浪形状构成了具有周期时间的焊接周期；(b)将这些波浪形状分成多个状态；(c)在时间段上以询问速率测量在这些波浪形状状态之一中出现的所选焊接参数，以获得所述所选焊接参数的数据集；(d)对于每个时间段，根据所述数据集计算所述所选焊接参数的稳定性值；(e)将每个稳定性值与所期望稳定性值进行比较，以确定所述稳定性值与所述所期望稳定性值之间的差值是否超过预定阈值；并且(f)如果所述差值超过所述阈值，则用基于所述差值的量值权重对所述稳定性值进行加权、并且用基于所述波浪形状状态对其波浪形状的时间贡献的时间贡献权重对所述稳定性值进行加权。以此方式，所述方法可以将多个权重(例如，基于偏差程度/量值以及其状态的时间贡献)指派给构成异常值的所测量参数(即，所述数据集中的项)。在一个示例性实施例中，异常值被定义为焊接参数的、落在具有关于所述焊接参数的中值的三(3)个标准偏差的极限之外的测量值。还考虑了用于实施这种示例性方法的、与电弧焊机集成的监测器。

披露了根据一个示例性实施例的一种通过当电弧焊机通过在推进焊丝与工件之间创建实际焊接参数来执行所选电弧焊接过程时监测所述焊机而量化焊接品质的方法，所述所选的过程是由给所述焊机的电源的命令信号控制的。所述方法包括：(a)生成一系列快速重复的波浪形状，每个波浪形状构成了具有周期时间的焊接周期；(b)将这些波浪形状分成多个状态；(c)在焊接时间期间在时间段上以询问速率重复测量在这些状态中的一个或多个状态中出现的多个所选焊接参数；并且(d)基于在这些时间段期间这些所选焊接参数的测量值来计算这些状态中每个状态的多个品质参数，其中这些品质参数代表所述焊接的总品质测量值。还考虑了用于实施这种示例性方法的、与电弧焊机集成的监测器。

在一个示例性实施例中，所述方法还包括：(e)将针对每个时间段所计算的这些品质参数中的每一个的值与对应的所期望品质参数值进行比较，以便确定所计算出的品质参数值与所期望品质参数值之间的差值是否超过预定阈值；并且(f)如果所述差值超过所述阈值，则用基于所述差值的量值权重对所计算出的品质参数值进行加权、并且用基于其状态对含有所述状态的波浪形状的时间贡献的时间贡献权重对所计算出的品质参数值进行加权。还考虑了用于实施这种示例性方法的、与电弧焊机集成的监测器。

在一个示例性实施例中，所述询问速率是120kHz。在一个示例性实施例中，所述时间段是大致250ms。

在一个示例性实施例中，所述所选焊接参数对于这些状态中的每一种包括：在所述时间段中对这些所选焊接参数中的每一个进行的测量的计数、所述时间段中的中值电压电压、所述时间段中的均方根电压RMSV、所述时间段中的电压变化V_var、所述时间段中的中值电流cur-rent、所述时间段中的均方根电流RMSI、以及所述时间段中的电流变化I_var，其中电压＝所述时间段中测量的电压之和/电压测量的计数，其中

其中V_var＝RMSV-电压，其中电流＝所述时间段中测量的电流之和/电流测量的计数，其中

并且其中I_var＝RMSI-电流。

在一个示例性实施例中，这些品质参数包括每个状态的品质计数平均值QCA，被计算为：

其中N是时间段中的焊接周期总数，并且其中计数的下标i是指所述时间段中这些焊接周期中的特定一个周期的测量的计数。

在一个示例性实施例中，这些品质参数包括每个状态的品质计数标准偏差QCSD，被计算为：

在一个示例性实施例中，这些品质参数包括每个状态的品质计数标准偏差 QCSD，被计算为：

在一个示例性实施例中，这些品质参数包括每个状态的品质电压平均值QVA，被计算为：

其中N是所述时间段中的焊接周期总数，并且其中电压是指所述时间段中这些焊接周期中的特定一个周期的电压测量值。

在一个示例性实施例中，这些品质参数包括每个状态的品质电压标准偏差QVSD，被计算为：

在一个示例性实施例中，这些品质参数包括每个状态的品质电压标准偏差 QVSD，被计算为：

在一个示例性实施例中，这些品质参数包括每个状态的品质电流平均值QIA，被计算为：

其中N是所述时间段中的焊接周期总数，并且其中电流是指所述时间段中这些焊接周期中的特定一个周期的电流测量值。

在一个示例性实施例中，这些品质参数包括每个状态的品质电流标准偏差QISD，被计算为：

在一个示例性实施例中，这些品质参数包括每个状态的品质电流标准偏差 QISD，被计算为：

在一个示例性实施例中，这些品质参数包括每个状态的品质电压变化平均值QWA，被计算为：

其中N是所述时间段中的焊接周期总数。

在一个示例性实施例中，这些品质参数包括每个状态的品质电压变化标准偏差QWSD，被计算为：

在一个示例性实施例中，这些品质参数包括每个状态的品质电压变化标准偏差QWSD，被计算为：

在一个示例性实施例中，这些品质参数包括每个状态的品质电流变化平均值QIVA，被计算为：

其中N是所述时间段中的焊接周期总数。

在一个示例性实施例中，这些品质参数包括每个状态的品质电流变化标准偏差QIVSD，被计算为：

在一个示例性实施例中，这些品质参数包括每个状态的品质电流变化标准偏差QIVSD，被计算为：

类似的基于所监测的送丝速度(WFS)的品质参数也可以用类似的方式计算，例如品质送丝速度平均值(QWA)、品质送丝速度标准偏差 (QWSD)、品质送丝速度变化平均值(QWVA)、以及品质送丝速度变化标准偏差(QWVSD)。

在一个示例性实施例中，所述方法进一步包括：(e)使用公制单位的这些品质参数来评估后续焊接。还考虑了用于实施这种示例性方法的、与电弧焊机集成的监测器。

披露了根据一个示例性实施例的一种通过当电弧焊机根据电弧焊接过程通过在推进焊丝与工件之间创建实际焊接参数来执行焊接过程时监测所述焊机而评估在基本上相同条件下并且根据基本上相同的电弧焊接过程执行的多个焊接的品质的方法，所述所选的过程是由给所述焊机的电源的命令信号控制的。所述方法包括在每个焊接期间：(a)生成一系列快速重复的波浪形状，每个波浪形状构成了具有周期时间的焊接周期；(b) 将这些波浪形状分成多个状态；(c)在时间段上以询问速率测量在这些形状状态之一中出现的所选焊接参数，以获得所述所选焊接参数的数据集； (d)对于每个时间段，根据所述数据集计算所述所选焊接参数的品质值； (e)将每个品质值与所期望品质值进行比较，以确定所述品质值与所述所期望品质值之间的差值是否超过预定阈值；(f)如果所述差值超过所述阈值，则用基于所述差值的量值权重对所述品质值进行加权、并且用基于所述状态对其波浪形状的时间贡献的时间贡献权重对所述品质值进行加权；并且(g)使用在所述焊接时间期间获得的所有这些品质值、包括任何加权的品质值来确定所述焊接的品质评分。

在一个示例性实施例中，所述方法进一步包括：(h)如果所述焊接的品质评分位于第一预定义品质评分范围内，则拒绝所述焊接；并且(i)如果所述焊接的品质评分位于第二预定义品质评分范围内，则接受所述焊接。

在一个示例性实施例中，所述方法进一步包括：(h)将每个焊接与其对应品质评分永久关联。

在一个示例性实施例中，所述询问速率是120kHz。在一个示例性实施例中，所述时间段是大致250ms。

在一个示例性实施例中，所述所选焊接参数是电弧电流。在一个示例性实施例中，所述所选焊接参数是电弧电压。

披露了根据一个示例性实施例的一种用于向使用包括集成监测器的电弧焊机手动执行电弧焊接过程的个人(即，操作员)提供指导的方法，所述焊机通过在推进焊丝与工件之间创建实际焊接参数来执行电弧焊接过程，所述监测器能够监测这些实际焊接参数，并且所述电弧焊接过程是由给所述焊机的电源的命令信号控制的。所述方法包括：(a)生成一系列快速重复的波浪形状，每个波浪形状构成了具有周期时间的焊接周期；(b) 将这些波浪形状分成多个状态；(c)在时间段上以询问速率测量在这些状态之一中出现的所选焊接参数，以获得所述所选焊接参数的数据集；(d) 针对每个时间段，根据所述数据集计算所述所选焊接参数的品质值；(e)将每个品质值与所期望品质值进行比较，以确定所述品质值与所述所期望品质值之间的差值是否超过预定阈值；(f)如果所述差值超过所述阈值，则用基于所述差值的量值权重对所述品质值进行加权、并且用基于所述状态对其波浪形状的时间贡献的时间贡献权重对所述品质值进行加权；(g)使用所述品质值(包括任何权重)来更新所述焊接的当前合计品质评分；(h) 确定所述当前合计品质评分是否位于所述焊接过程期间的预定义可接受品质评分范围内；并且(i)如果所述当前合计品质评分位于所述预定义可接受品质评分范围外，则向所述操作员提供关于校正动作的信息。

在一个示例性实施例中，所述询问速率是120kHz。在一个示例性实施例中，所述时间段是大致250ms。

在一个示例性实施例中，所述信息是视觉地提供的。在一个示例性实施例中，所述信息是声学提供的。

在一个示例性实施例中，所述信息包括建议改变焊丝相对于工件的位置。在一个示例性实施例中，所述信息包括建议改变焊丝相对于工件的移动速率。

在一个示例性实施例中，所述信息以预定报告速率被提供给所述操作员。在一个示例性实施例中，所述报告速率是小于30秒。在一个示例性实施例中，所述报告速率是大于或等于30秒。

在一个示例性实施例中，如果当前合计品质评分的近期变化指示了当前合计品质评分有可能移动到所述预定义可接受品质评分范围之外，则提供所述信息。

在一个示例性实施例中，所述方法进一步包括：(j)如果当前合计品质评分位于所述预定义可接受品质评分范围内，则向操作员确认不必进行校正动作。

披露了通过当与执行电弧焊接过程的多个操作员中的每一个操作员相关联的电弧焊机被其相应操作员用来通过在推进焊丝与工件之间创建实际焊接参数来执行所述电弧焊接过程而评估这些操作员的一种方法，其中所述电弧焊接过程是由给所述焊机的电源的命令信号控制的。所述方法包括对于每个操作员：(a)生成相对于预定基线焊接的品质测量值的指示根据所述电弧焊接过程形成的焊接的数值评分；(b)测量所述操作员执行所述电弧焊接过程所花的时间量；并且(c)将所述数值评分和所述焊接时间与所述操作员关联。

在一个示例性实施例中，所述数值评分是如下生成的：(a1)生成一系列快速重复的波浪形状，每个波浪形状构成了具有周期时间的焊接周期；(a2)将所述波浪形状分成多个状态；(a3)在时间段上以询问速率测量在所述形状状态之一中出现的所选焊接参数，以获得所述所选焊接参数的数据集；(a4)针对每个时间段，根据所述数据集计算所述所选焊接参数的品质值；(a5)将每个品质值与所期望品质值进行比较，以确定所述品质值与所述所期望品质值之间的差值是否超过预定阈值；(a6)如果所述差值超过所述阈值，则基于所述差值用量值权重对所述品质值进行加权、并且用基于所述状态对其波浪形状的时间贡献的时间贡献权重对所述品质值进行加权；并且(a7)使用在所述电弧焊接时间期间获得的所有所述品质值、包括任何加权的品质值来确定所述数值评分。

披露了根据一个示例性实施例的一种对所选电弧焊接过程进行成本效果分析的方法，其中电弧焊机通过在推进焊丝与工件之间创建实际焊接参数来执行所述电弧焊接过程，所述所选的过程是由给所述焊机的电源的命令信号控制的。所述方法包括：(a)识别能够影响总焊接品质的多个焊接条件；(b)跨多个焊接改变这些焊接条件之一并且跨这些焊接固定所有其余焊接条件；(c)对于每个焊接：(i)生成一系列快速重复的波浪形状，每个波浪形状构成了具有周期时间的焊接周期；(ii)将这些波浪形状分成多个状态；(iii)在时间段上以询问速率测量在这些形状状态之一中出现的所选焊接参数，以获得所述所选焊接参数的数据集；(iv)针对每个时间段，根据所述数据集计算所述所选焊接参数的稳定性值；(v)将每个稳定性值与所期望稳定性值进行比较，以确定所述稳定性值与所述所期望稳定性值之间的差值是否超过预定阈值；(vi)如果所述差值超过所述阈值，则用基于所述差值的量值权重对所述稳定性值进行加权、并且用基于所述波浪形状状态对其波浪形状的时间贡献的时间贡献权重对所述稳定性值进行加权；(vii)使用在所述焊接时间期间获得的这些稳定性值、包括任何加权的稳定性值来计算所述焊接的总品质评分；(viii)确定所述焊接的成本；并且(ix)将所述品质评分和成本与所述焊接关联。

在一个示例性实施例中，这些焊接条件包括以下各项中的一项或多项：焊丝特性、工件特性、保护气体流速、保护气体组分、以及工件预热温度。

在一个示例性实施例中，成本包括与产生所述焊接有关的货币支出。在一个示例性实施例中，成本包括为了完成所述焊接而需要的总时间。

在一个示例性实施例中，所述稳定性值是所述所选焊接参数的标准统计偏差。

在一个示例性实施例中，所述询问速率是120kHz。在一个示例性实施例中，所述时间段是大致250ms。

在一个示例性实施例中，所述方法进一步包括：(d)输出与这些焊接各自相关联的品质评分和成本(或其相应平均值)。

披露了根据一个示例性实施例的一种使用预设焊接参数来获得具有所希望品质的焊接的方法，所述焊接是由电弧焊机通过在推进焊丝与工件之间创建实际焊接参数来执行所选电弧焊接过程而产生的，所述焊接过程是由给所述焊机的电源的命令信号控制的。所述方法包括：(a)向用户呈现多个所选焊接参数集合以及与每个集合相对应的品质评分，其中所述品质评分量化了之前使用所述所选焊接参数集合获得的焊接的总品质；(b) 从所述用户接收关于将使用这些所选焊接参数集合中的哪个集合来执行所述焊接过程的输入；并且(c)使用与所述输入相对应的所述所选焊接参数集合来执行所述焊接过程。

在一个示例性实施例中，与使用这些所选焊接参数集合中的每个集合来执行所述焊接过程相关联的成本被呈现给用户。

在一个示例性实施例中，所述方法进一步包括：(d)从所述用户接收识别最小可接受品质评分的输入；并且(e)将与低于所述最小可接受品质评分的相关联品质评分相对应的所有所选焊接参数集合过滤掉。

在一个示例性实施例中，所述方法进一步包括：(d)从所述用户接收识别可接受品质评分范围的输入；并且(e)将与位于所述可接受品质评分范围之外的相关联品质评分相对应的所有所选焊接参数集合过滤掉。

在一个示例性实施例中，披露了一种通过随着焊机以在推进焊丝与要产生焊接的工件之间创建实际焊接参数的方式来执行电弧焊接过程对电弧焊机进行监测从而诊断所述电弧焊接过程的方法。所述焊接过程是由给所述焊机的电源的命令信号控制的。所述方法包括：生成一系列快速重复的波浪形状，每个波浪形状构成了具有周期时间的焊接周期；并且将这些波浪形状分成多个状态。所述方法进一步包括：在焊接过程期间在时间段上以询问速率重复测量在这些状态中的一个或多个状态中出现的多个焊接参数。所述方法还包括：基于所述焊接过程期间这些焊接参数的测量值来计算所述一个或多个状态中的每一个状态的多个品质参数。所述方法进一步包括：对所述多个品质参数和所述多个焊接参数中的至少一者加以分析来通过确定所述焊接的一个或多个局部或连续缺陷的一个或多个可能原因而诊断所述电弧焊接过程。

所述方法可以进一步包括：将针对每个时间段所计算的这些品质参数中的每一个品质参数的值与对应的所期望品质参数值进行比较，以便确定所计算出的品质参数值与所期望品质参数值之间的差值是否超过预定阈值。如果所述差值超过所述阈值，则所述方法还包括用基于所述差值的量值权重对所计算出的品质参数值进行加权、并且用基于其状态对包括所述状态的波浪形状的时间贡献的时间贡献权重对所计算出的品质参数进行加权。

在一个示例性实施例中，披露了一种通过随着焊机以在推进焊丝与要产生焊接的工件之间创建实际焊接参数的方式来执行电弧焊接过程对电弧焊机进行监测从而诊断所述电弧焊接过程的系统。所述焊接过程是由一系列快速重复的波浪形状限定的、是由给所述焊机的电源的命令信号控制的。所述系统包括用于将这些波浪形状分割成一系列按时间分割的状态、以及用于选择特定波浪形状状态的逻辑状态控制器。所述系统进一步包括多个监测装置，这些监测装置用于在焊接过程期间在时间段上以询问速率重复监测在这些状态中的一个或多个状态中出现的多个焊接参数以便获得所述多个焊接参数的数据集。所述系统还包括用于基于监测到的所述多个焊接参数来计算这些状态中的每个状态的多个品质参数的电路。所述系统进一步包括诊断逻辑电路，所述诊断逻辑电路用于对所述多个品质参数和所述多个焊接参数中的至少一者加以分析来通过确定所述焊接的一个或多个局部或连续缺陷的一个或多个可能原因而诊断所述电弧焊接过程。

所述系统可以进一步包括以下电路，所述电路将针对每个时间段所计算的这些品质参数中的每一个品质参数的值与对应的所期望品质参数值进行比较，以便确定所计算出的品质参数值与所期望品质参数值之间的差值是否超过预定阈值。所述系统还可以包括以下电路，所述电路用于如果所述差值超过所述阈值，就基于所述差值的量值权重对所计算出的品质参数值进行加权、并且用基于其状态对包括所述状态的波浪形状的时间贡献的时间贡献权重对所计算出的品质参数值进行加权。

在一个示例性实施例中，提供了通过随着焊机以在推进焊丝与工件之间创建实际焊接参数的方式来执行电弧焊接过程对焊机进行监测从而确定焊接品质的方法。所述焊接过程是由一系列快速重复的波浪形状限定的、是由给所述焊机的电源的命令信号控制的。所述方法包括将具有焊接周期和周期时间的波浪形状分割成一系列按时间分割的状态。所述方法还包括从所述系列按时间分割的状态中选择非适应状态。所述非适应状态代表所述波浪形状中的、其中这些命令信号在不同的焊接条件下保持不变的分段。所述方法进一步包括在时间区间上以询问速率测量在所述非适应状态期间在所述推进焊丝与所述工件之间产生的多个焊接参数。此外，所述方法包括基于在所述非适应状态内在所述时间区间内所获取的所述多个焊接参数的测量值来计算所述非适应状态的多个品质参数。

在一个示例性实施例中，一种系统用于通过随着焊机以在推进焊丝与工件之间创建实际焊接参数的方式来执行电弧焊接过程对焊机进行监测从而确定焊接品质。所述焊接过程是由一系列快速重复的波浪形状限定的、是由给所述焊机的电源的命令信号控制的。所述系统包括逻辑状态控制器，所述逻辑状态控制器用于将具有焊接周期和周期时间的波浪形状分割成一系列按时间分割的状态。所述系统进一步包括选择电路，所述选择电路用于从所述系列按时间分割的状态中选择非适应状态。所述非适应状态代表所述波浪形状中的、其中这些命令信号在不同的焊接条件下保持不变的分段。所述系统还包括监测器电路，所述监测器电路被配置成用于在时间区间上以询问速率测量在所述非适应状态期间在所述推进焊丝与所述工件之间产生的多个焊接参数。此外，所述系统包括电路，所述电路用于基于在所述非适应状态内在所述时间区间内所获取的所述多个焊接参数的测量值来计算所述非适应状态的多个品质参数。

总体发明概念中的许多方面将从以下示例性实施例的详细描述、权利要求和附图中变得显而易见。

附图简要说明

下文以举例方式参照附图来更详细地描述这些总体发明概念以及其实施例和优点，在附图中：

图1是根据一个示例性实施例的组合框图和计算机流程图，展示了电弧焊机的监测器；

图2是根据一个示例性实施例的来自波发生器的电流命令图形，示出了被分为多个具有固定以及可变持续时间二者的时间分段或状态的命令波浪形状；

图3是根据一个示例性实施例的对于具有以虚线叠加的实际电弧电流参数的电弧电流而言的实际命令信号的电流图形；

图4是根据一个示例性实施例的用于监测焊机内部的信号而不是如图2和3中展示的焊接参数的本发明一方面的框图；

图5是基于时间的图形，展示了波浪形状、送丝器命令信号、以及在图4中所示的示例性实施例中经历的实际送丝器命令信号；

图6是展示根据一个示例性实施例的水平监测特征的参数曲线的一部分；

图7是根据一个示例性实施例的框图和计算机流程图，展示了针对在图2和3中所示的波浪形状的所选状态期间的稳定性的处理；

图8是用于处理来自图1所示的示例性实施例的水平监测器级的信息的框图和计算机流程图或程序；

图9是根据一个示例性实施例的流程图，展示了用于将采样的焊接数据参数进行加权的加权方法；

图10是根据一个示例性实施例的概念性生产线的简图；

图11是展示根据一个示例性实施例的指导方法的流程图；

图12是展示根据一个示例性实施例的、用于监测多个学生的系统的框图。

图13是展示根据一个示例性实施例的、用于监测多个学生的方法的流程图。

图14A和14B是示出根据一个示例性实施例在焊接过程的成本分析中使用的示例性数据的表格；

图15是示出根据一个示例性实施例的将焊接条件、焊机、和焊接过程进行关联的预设数据的表格；

图16展示了用于诊断电弧焊接过程的系统的实施例的示意性框图；

图17是使用图16的系统、通过随着焊机以在推进焊丝与要产生焊接的工件之间创建实际焊接参数的方式来执行电弧焊接过程对电弧焊机进行监测从而诊断所述电弧焊接过程的方法的流程图；

图18展示了响应于不同的或变化的焊接条件来调整焊接过程监测和评估的系统的实施例的示意性框图；

图19展示了根据一个或多个方面的来自图18的系统的监测器的示例性非限制性实施例的示意性框图；并且

图20展示了通过随着焊机以在推进焊丝与工件之间创建实际焊接参数的方式来执行电弧焊接过程对焊机进行检测从而确定焊接品质的方法的流程图。

详细说明

这些总体发明概念容易以许多不同的形式实施，但在附图中示出了且在本文详细阐述了其特定实施例，应理解的是本披露应仅被认为是对这些总体发明概念原理的例示。相应地，这些总体发明概念不旨在局限于在此展示的这些特定实施例。此外，将美国专利号5,278,390和6,441,342 的披露内容通过援引以其全部内容并入本文，因为它们提供的背景可以便于更好地理解这些总体发明概念的具体方面和/或发展。

下面是对在贯穿本披露中使用的示例性术语的定义。所有术语的单数形式和复数形式均落入各自的含义内：

在此使用的与“电路”同义的“逻辑”包括但不限于用于执行一个或多个功能或一个或多个动作的硬件、固件、软件和/或各自的组合。例如，基于所希望的应用或需要，逻辑可以包括软件控制的微处理器、离散逻辑(例如特定应用集成电路(ASIC))、或其他编程的逻辑装置。在一些例子中，逻辑也可以完全实施为软件。

本文中使用的“软件”或“计算机程序”包括但不限于引起计算机或其他电子设备执行功能、动作、和/或以期望方式表现的一个或多个计算机可读和/或可执行指令。这些指令可以实现为各种形式，如，包括得自动态链接库的单独应用程序或代码的子程序、算法、模块或程序。软件还可以实现为各种形式，如，独立程序、函数调用、小服务程序(servlet)、小应用程序(applet)、储存在存储器、操作系统的一部分中的指令或其他类型的可执行指令。本领域的普通技术人员将会理解，软件的形式取决于 (例如)对所希望应用的要求、对软件的运行环境的要求和/或设计者/编程者的期望等。

如在此所使用的“计算机”或“处理单元”包括，但不限于，可以储存、检索和处理数据的任何被编程的或可编程的电子装置。

现在参见展示了这些总体发明概念以及采用这些总体发明概念的应用的不同示例性实施例的附图，图1示出了由电弧焊机10中的标准自带计算机实施的框图或流程图或程序。例如，焊机10可以是俄亥俄州克利夫兰的林肯电气公司(The Lincoln ElectricCompany of Cleveland,Ohio) 出售的Power Wave，基于逆变器的电弧焊机。根据标准技术，焊机10包括三相电气输入端L1、L2、L3，用于将电流引导到电源12。自带计算机化控制器操作所述基于逆变器的电源从而在端子14处产生正电势并在端子16处产生负电势。

通过将所选的、之前确定的波浪形状引导给实际焊接电路来执行所选的电弧焊接过程，所述实际焊接电路被示出为具有标准平滑电感18。焊机10在来自卷轴22的推进焊丝20之间执行所述电弧焊接过程，所述卷轴被以马达26的速度运行的送丝器24以所希望的速率驱动。电弧的热量将焊丝20和工件30熔化从而将来自所述焊丝的熔化金属沉积到所述工件上。为了监测焊接过程的实际参数，分路器32(监测装置)在线路34a 上提供来自框34的输出信号I_a。这个信号代表在任何给定时刻的实际电弧电流。以相似的方式，框36(监测装置)感测焊丝20与工件30之间的电压，因此线路36a上的输出V_a是构成第二焊接参数的瞬时电弧电压。图1 中展示的焊接参数是实际电弧电流I_a和实际电弧电压V_a。

为了实践本发明而控制的另一个参数是通过马达26的旋转而产生的送丝速度(WFS)。因此，焊接过程的三个外部可读焊接参数是线路 34a上的电弧电流I_a、线路36a上的电弧电压V_a、以及线路46b上的送丝速度WFS，如后文解释的。线路46b上的WFS被连接至送丝器齿轮箱的驱动卷轴24上的、或替代地在附接至焊丝上的被动轮上的转速计或编码器46c(监测装置)读取。在图1中，所述转速计被示出为是被这些给送卷轴驱动的。它也可以例如被马达26的输出轴驱动。

所述Power Wave电弧焊机包括用于创建一系列快速重复的波浪形状的波浪形状发生器，每个波浪形状(例如，单一序列的电压/电流波形) 构成了具有周期时间的焊接周期。在焊接过程中这些焊接周期重复从而限定焊接时间。在授予Blankenship的美国专利号5,278,390中示出了Power Wave焊机10的一个实施例，其中所述焊机通过命令线路42控制电源12 有待输出的独立波浪形状并且通过命令线路44控制马达26的速度。命令线路44具有信号，所述信号被马达26的焊丝驱动控件46上的微处理器识别以便在线路46a中输出马达电压驱动PWM脉冲。在实践中，线路44 上的信息是数字的，并且线路46a上的命令信号是模拟的。波浪形状发生器40在线路42、44中创建数字信号，以便控制有待由焊机10执行的所希望焊接过程。外部参数I_a、V_a和WFS可以由适当的监测装置来读取。

波浪形状发生器40将这些输出波浪形状中的每一个波浪形状分成或分割成一系列按时间分割的部分或状态。在一个示例性实施例中，监测器M是载入焊机10的计算机中的程序，除其他事项以外，尤其用于在所述波浪形状的所选分段期间读取多个参数。所述监测器M可以使用软件、硬件、以及其组合来实施，而不背离这些总体发明概念的精神和范围。所述波浪形状的被监测的部分是由波浪形状发生器40确定的。确实，监测器M监测由发生器40输出的波浪形状的多个不同时间分段或状态。在实践中，波浪形状发生器40选择形成所述波浪形状的这些时间分段中的若干个时间分段并且将这些不同状态输出到命令接口70。因此，命令接口 70致使在由发生器输出的每个波浪形状的所选时间分段期间进行这些参数的测量。命令接口70上的信息或数据包括正在监测的这个或这些状态以及这些不同参数I_a、V_a和/或WFS的具体值或水平。

监测器M的接口70含有识别正在处理的具体状态以及正在读取的焊接参数的值的数据。接口70中的数据被水平级81分析，以便在水平基础上确定参数的关系。在来自发生器40的波浪形状的所选状态期间，将这些实际参数与经训练的或所测量的参数进行比较。在所述波浪形状的具体分段或状态期间，水平监测器级81读取线路34a、36a和46b中的这些实际参数。这些实际参数的瞬时值被存储在内部存储器(被标记为报告逻辑82)中。读取这些实际参数如振荡器84所指示地快速发生。在一个示例性实施例中，对于脉冲焊接，读取这些实际参数以120kHz的速率发生。可以调整所述速率；然而，速率越高，水平测量的灵敏度越好。水平监测器81还确定这些实际焊接参数与最小或最大水平的偏差。以此方式，不仅可以存储这些实际值，还存储了代表给定状态的所述参数的实际读数与最小水平或最大水平的偏差的数据。报告存储器或逻辑82对在所述波浪形状的给定状态期间与设定水平的偏差、以及在所述波浪形状的所选状态期间的实际水平加以记录。对于整个焊接周期，将这些读数累计、计数或以其他方式处理，以便确定焊接的品质以及焊接缺陷的任何趋势。

在一个示例性实施例中，基于多个判据将这些读数(例如，这些读数的周期性累计的集合)进行加权。可以例如每隔250ms地累计这些读数。在一个示例性实施例中，将集合基于其与期望值(例如，预定阈值、中值)的偏差量值以及其时间分段对对应波浪形状的时间贡献来进行加权。这样的加权方法(例如，图9中所示且在下文描述的加权方法900) 可以例如在水平监测器级81中或任何类似的或相关的数据处理级中实施。

稳定性监测器级91以由振荡器94确定的快速速率来读取线路 34a、36a和46b中这些实际焊接参数。在一个示例性实施例中，对于脉冲焊接，读取这些实际参数以120kHz的速率发生。稳定性监测器级91在这些波浪形状的正在输出的状态期间分析这些实际焊接参数的标准偏差或绝对偏差。报告存储器或逻辑92记录在所述波浪形状的给定状态期间的这个偏差、以及在所述波浪形状的所选状态期间的实际值。对于整个焊接周期，将这些读数累计、计数或以其他方式处理，以便确定焊接的品质以及焊接缺陷的任何趋势。

在一个示例性实施例中，基于多个判据将这些读数(例如，这些读数的周期性累计的集合)进行加权。可以例如每隔250ms地累计这些读数。在一个示例性实施例中，将集合基于其与期望值(例如，预定阈值、中值)的偏差量值以及其时间分段对对应波浪形状的时间贡献来进行加权。这样的加权方法(例如，图9中所示且在下文描述的加权方法900) 可以例如在稳定性监测器级91中或任何类似的或相关的数据处理级中实施。

在使用监测器级81或监测器级91时可以跳过几个波浪形状。在一个示例性实施例中，在开始序列之后，监测所有波浪形状以便分析在所述波浪形状的这些不同所选状态期间的这些实际焊接参数。监测焊接过程中的给定波浪形状的若干状态，并且针对每个有待分析水平一致性、趋势和稳定性的状态单独记录结果。在测量稳定性时，在监测器M中使用标准偏差算法来评估I_a、V_a和/或WFS。这个信息可用于分析形成具有给定周期时间的整个焊接周期的波浪形状的所述多个不同分段中的每一个分段。在实践中，监测某些状态，例如脉冲波浪形状期间的峰值电流，以便确定所述脉冲焊接过程的稳定性和水平偏差。在STT焊接过程中，监测器M 针对每个波浪形状记录短路时间，因为这些分段根据所述焊接过程的外部条件而发生时间改变。短路时间的改变告诉了焊接工程师去实施调整。

将由标准波浪形状发生器40生成的所述系列快速重复的波浪形状分成多个时间状态，如图2和3所示。输出的电流命令波浪形状是具有峰值电流102和背景电流104的脉冲波浪形状100，所述峰值电流具有图 3所示的为时间分段A的固定时间的持续时间，并且所述背景电流具有如图3所示的为分段B的可变持续时间。将所述波浪形状分成在时刻t₁-t₄的多个分段，使得命令接口70接收在任何给定时刻正被发生器40处理的具体状态。如图3用虚线110所示，来自图1的分路器33的实际电弧电流与波浪形状100的命令电流信号产生偏差。

在所选的功能状态例如状态A或状态B期间，以由振荡器84或振荡器94确定的速率读取实际电弧电流I_a。在实践中，这是单一软件振荡器。水平监测器级81记录实际参数110与波浪形状100的命令水平之间在所述坐标方向上的偏差。在所选状态期间，稳定性监测器级91读取所述实际参数的统计标准偏差。通常对脉冲焊接过程监测状态A和B。然而，可以监测t₁-t₂期间的斜坡上升状态和/或t₃-t₄期间的斜坡下降状态，以便控制或至少读取在所述波浪形状的这些状态期间所述实际参数的活动。如图所示，背景时间分段B具有可变时间，如时刻t₁的可变时刻位置所示。因此，正在监测的状态可以具有固定时间的持续时间或可变持续时间。当为可变持续时间时，监测所述状态直到所述持续时间结束。报告逻辑82将此作为从一个时刻(即，t₄)到接下来的时刻(即，t₁)的水平。随着时刻 t₁相对于时刻t₄改变，每个波浪形状的这个时刻被记录为将与已知时刻进行比较的水平，所述已知时刻是由接口70通过选择发生器40的焊接模式获得的。

监测器M监测在波浪形状的特定所选状态期间的这些实际焊接参数；然而，所述监测器还编程来运行计算机，以便确定内部信号、例如在线路46a上的给马达26的实际输入的稳定性和/或水平特性。这种对线路 46a上的信号的内部监测在图4中所示的流程图中利用图5所示的信号进行了阐述。

送丝器中的微控制器包括子例程，所述子例程是类似于误差放大器的PID比较网络。这个PID比较器在图4中被示意性地展示为框152、具有为送丝速度WFS的第一输入46b以及在线路44上的命令信号。线路 46b上的实际WFS是由连接至送丝器齿轮箱的驱动卷轴24上的、或替代地在附接至焊丝上的被动轮上的用于读取WFS的转速计或编码器来读取。所述PID的输出156是在脉宽调制器158的输入端处的电压水平，所述电压水平在所述送丝器的微处理器中被数字化。所述脉宽调制器的输出是线路46a上的给马达26的命令信号，用于控制送丝器24的送丝速度。

根据一个示例性实施例，监测器M包括如图4中示意性展示的过程程序，其中线路156上的信号被处理框160读取，并且结果被在线路162 上输出至水平监测器级81和/或稳定性监测器级91的输入端，如之前关于图1所示的实施例所讨论的。因此，线路156上的内部信号以超过1kHz 的快速速率被读取，以便检查这个内部信号的水平和/或这个信号的稳定性。

如图5所示，脉冲焊接的波浪形状100作为来自发生器40的波浪形状的继续而延伸。关于送丝速度，线路44上的来自发生器40的命令信号采取图5所示的形式。它包括起始斜坡上升部分170和结束斜坡下降部分172。这两个部分造成了命令信号44的急剧增大或减小。在线路44上的信号的这些异常命令部分之间，出于测试稳定性和/或线路156上的这个内部信号的水平偏差的目的，一般采用水平送丝速度命令。在图5中，维持焊丝加速部分170直到稳定住所述速度。也监测这个时间。可以使用与图4和5中所示相同的概念来监测其他内部信号。所述水平监测器级确定线路156上的信号是否持续延长的时间地超过所述最小值或最大值。对于送丝器，这通常地指示了送丝器系统中的堵塞。

图6示出了水平监测器级的概念，其中阈值180是最大参数水平，而阈值182是最小参数水平。当所述参数(被展示为电弧电流)超过如瞬态值184所指明的阈值180，则发生记录的过电流事件。以类似的方式，当电流小于如瞬态值186所示的最小水平182时，就记录为电流不足事件。此外，可以基于多个判据将这些事件加权。在一个示例性实施例中，将每个事件基于其与期望值(例如，预定阈值、中值)的偏差量值以及其时间分段对对应波浪形状的时间贡献进行加权。这样的加权方法(例如，图9 中所示且在下文描述的加权方法900)可以例如在水平监测器级81、稳定性监测器级91中或任何类似的或相关的数据处理级中实施。

周期性地对这些经加权的事件进行计数或以其他方式累计，以便提供水平监测器级81的输出，如图1所示。可以例如每隔250ms地累计这些经加权的事件。因此，水平监测器级81检测高于预设阈值的偏离184 以及低于预设水平的偏离186。这些水平是由接口70中的具体状态设定的。波浪形状的一些状态采用具有阈值的水平监测器级81，并且同一波浪形状的其他状态可以使用稳定性监测器级91。优选地，并且在实践中，对于监测器M正在询问的波浪形状的所选一个或多个状态使用这两个监测器级。

图1所示的实施例在来自发生器40的波浪形状的所选状态期间或在关于图4和5的披露内容所解释的整个焊接期间监测实际参数的水平和 /或稳定性以获得内部控制信号。图1中的监测器M(如到现在所解释的) 提供了用于在工作时间段上分析焊机的焊接周期或整个运行的加权数据。在确定并存储所述数据之后，使用不同的分析程序来处理数据。根据一个示例性实施例，通过如图7所示的两个程序来分析来自监测器级91的加权稳定性数据。在本领域的技能之内的是以多种多样的计算机程序来分析所述稳定性数据以进行记录、显示和过程干预或评估。

如图7所示，分析程序200使用监测器M的监测器级91的结果 (即，加权稳定性值)。作为一个实例，在对时刻t₂-t₃之间的时间状态(这是波浪形状的电流峰值部分，如图2和3所示)的监测期间，运行程序200。分析程序200被示出为计算机流程图，示出了被用来分析在峰值电流状态期间所述稳定性级91的结果的两个系统，其中计算了线路34a中的实际电流的统计标准偏差。在实践中，在监测器级91产生所计算的偏差之前存在轻微延迟。作为样本选择器或滤波器90a展示了用于在状态t₂-t₃期间读取I_a但在其他地方忽略I_a的样本选择特征。结合在滤波器90a中在时间分段t₂-t₃开始时的这个程序延迟允许所述监测器忽略在输出波浪形状的所述不同状态中的每个水平偏离期间经历的电流波动。

在图7所示的编程的流程图中，来自监测器级91的稳定性输出被示出为框210的计算机程序读取，在由时刻t₃的存在所确定的每个波浪形状结束时，如线路210a上的逻辑所指示地重置所述框。因此，框210捕捉每个波浪形状的稳定性。根据两个分开的分析程序来处理所捕捉的稳定性数据。

第一程序包括通过分析例程212。如果给定波浪形状的稳定性通过了在框212中设定的所希望阈值，则在线路214上输出这个信息。如果所述具体波浪形状具有的稳定性小于所希望阈值，则在线路216中出现逻辑信号。在这些焊接周期的每个期间，线路224上的逻辑启用计数器220、 222。因此，在计数器220或计数器222中将所述焊接周期期间的每个波浪形状的稳定性通过信号进行计数。当然，忽略每个状态t₂-t₃的第一部分以允许参数I_a稳定。读取、存储或以其他方式保留这两个计数器的结果，如分别由读取框220a、222a所示。在一个示例性实施例中，如果计数器级222累计的不稳定性超过了所希望数量，则如框226所指示地拒绝所述焊接周期。

图7所示的计算机程序200的第二分析实现方式被展示为框230。这是在所述焊接周期期间被启用的程序。将所述焊接周期在所有波浪形状期间累计的总不稳定性作为总数进行分析，其中100是最稳定的电弧。读取、存储或以其他方式保留这个稳定性累计器和分析级的输出，如框236 所指示的。如果读取级234低于设定的稳定性，则如框238所指示地拒绝所述焊接周期。本领域技术人员可以设计用于分析监测器M的来自稳定性级91的结果的其他程序。计算机程序200展现了用于分析所获得的加权稳定性数据的两个实现方式。这两个实现方式可以取决于所述监测器被配置成用于检测的电弧稳定性或焊接品质问题的性质而选择性地启用(一个或另一个或两者)。有利的是在波浪形状的仅所选状态中读取稳定性，因为可变脉冲上的稳定性不是可获得的。

根据另一个示例性实施例，在图8中示出了用于分析监测器M的水平监测器级81的结果(即，加权读取值)的计算机程序。在所展示的这个实施例中，水平分析程序250以两个分开的例程(被标识为具有滤波器80c的最小监测器级81a和具有滤波器80d的最大监测器级81b)来处理来自监测器水平级81的输出。可以单独使用这些状态中的任一个状态，或者在实践中将它们组合。子区段81a涉及确定如图6所示的过渡186，这是实际参数低于阈值最小值182的事件。当程序步骤252选择了级81a 时，使用线路202a上的来自发生器40的最小水平。对于这些焊接周期中的每一个周期，由框254将这些事件计数，如图所示。在焊接周期期间由线路254a上的逻辑来启用所述计数器。计数器254对于焊接周期中使用的所有波浪形状运行。通过对来自发生器40的输出的时刻t₃的出现进行计数来获得波浪形状的数量，如线路258所示。如之前指出的，所述状态的第一部分一般被忽略以便去除任何具体状态开始时的正常不一致性。框 260是用于将来自监测器级81a的累计最小值事件186除以来自计数器256 的数量N的计算机流程图子例程。这提供了在焊接周期期间最小值过渡的平均值，所述平均值被提供至子例程262。读取、存储或以其他方式输出这些平均最小值过渡，如框262a所示。如果所述平均值高于由波发生器或由程序步骤264提供的某个阈值数量，则程序例程266确定所述焊接周期是不可接受的。如果可接受，则不采取动作。然而，如果可接受例程266 确定所述平均值仅接近数量264，则框266a提供报警信号。总的不可接受度通过例程266b提供焊接拒绝信号。本领域技术人员可以设想用于完成对最小电流偏差或实际参数过渡的分析的其他计算机程序，因为所述实际参数涉及设定的阈值。

在图8中，最大值监测器级81b与最小值级81a联合操作。最大水平是在来自发生器40的线路202b上并且在程序270选择了级81b时被使用。类似的数据信息和编程保留了相同的数量。计数器272对状态t₂-t₃期间的事件184数量进行计数。子例程280提供在焊接周期期间形成的所述不同波浪形状期间的事件184平均值。读取、存储或以其他方式使用框 282中的这个平均值，如框282a所示。在框286中，对接受度子例程进行处理，其中将如框284所示的、从发生器40输出的或以其他方式由计算机程序实现的数量与来自框282的平均值进行比较，以便在所述平均值接近由框284所示的设定数量时提供如框286a所示的报警信号。如果达到所述数量，则实施拒绝子例程，如框286b所示。

在实践中，将级81a和级81b一起实施，并且通过读取的可接受数量对来自框262和282的两个过渡的平均值进行分析，以便给出给定的焊接周期的报警和/或拒绝。因此，在实践中，分析最小水平偏差，分析最大水平偏差，并且分析总水平偏差。所有这些都是由如图8中示意性示出的所述计算机程序实现的。水平级81a、81b输出水平条件，这些水平条件被存储和/或显示，如关于报告逻辑82所讨论的。可以对水平级81a、 81b输出的水平条件进行加权，如在此讨论的。

鉴于上文，使用量值权重和时间贡献权重提供了对参数稳定性、并且因此对总焊接品质的更准确的度量。以此方式，可以计算容易理解的数值或评分来量化焊接的总品质。在一个示例性实施例中，基于监测到焊接条件或参数、例如通过图1所示的示例性实施例所监测的那些，来计算在0-100或0％-100％之间的焊接评分。这样的加权方法(例如，图9中所示且在下文描述的加权方法900)可以例如在水平监测器级81、稳定性监测器级91中或任何类似的或相关的数据处理级中实施。

在图9中示出了根据一个示例性实施例的加权方法900。所述加权方法可以例如在监测器M中实施。在加权方法900的初始步骤902中，将焊接周期的波浪形状分成一系列按时间分割的部分或状态。接着在步骤 904中，以给定速率对与这些状态中的至少一个状态相对应的焊接参数(例如，电压、安培数)进行采样。在一个示例性实施例中，采样速率是120kHz。在一个示例性实施例中，采样速率大于或等于120kHz。在一个示例性实施例中，可以使用所述采样速率来为中断服务例程(ISR)处理产生中断。

使用采样的焊接参数来计算焊接数据。在示例性加权方法900中，所述焊接数据包括执行计数、电压总和、电压平方和、安培数总和、以及安培数平方和。所述执行计数以零开始并且对于每个采样时间段增量一 (例如，每120kHz)。电压总和以及安培数总和以零开始并且在每个采样时间段中分别增加采样电压和采样安培数。类似地，电压平方和以及安培数平方和以零开始并且每个采样时间段分别增加采样电压的平方和采样安培数的平方。

在预定义采样时间段之后，在步骤906中，传递所采样的焊接数据以用于进一步处理(如下文描述的)，将这些焊接数据值重设为零，并重复所述采样过程(即，步骤904)。在一个示例性实施例中，采样时间段是250ms。所采样的焊接数据的每个集合形成了分析包。在进一步处理所述分析包(例如，每隔250ms)之后，代表对应状态的当前焊接品质等级的额外焊接数据就是可用的。可以将此额外焊接数据图形化和/或求平均。在所述焊接的长度(即，焊接周期)上这些等级的平均值提供了对所述焊接的总品质指标。

在步骤906中对每个所采样状态进行的对每个分析包的焊接数据的进一步处理导致对额外焊接数据加以计算。所述额外焊接数据包括执行计数、电压平均值、电压均方根(RMS)、电压变化、安培数平均值、安培数RMS、以及安培数变化。所述额外焊接数据的执行计数的值是复制自所述焊接数据的执行计数的值。所述电压平均值被计算为电压总和(来自所述焊接数据)除以所述执行计数。电压RMS被计算为通过将电压平方和(来自所述焊接数据)除以所述执行计数获得的商的平方根。电压变化被计算为电压RMS减去电压平均值。所述安培数平均值被计算为安培数总和(来自所述焊接数据)除以所述执行计数。安培数RMS被计算为通过将安培数平方和(来自所述焊接数据)除以所述执行计数获得的商的平方根。安培数变化被计算为安培数RMS减去安培数平均值。

在步骤906之后，后续处理取决于当前焊接是用于确定焊接品质参数的训练焊接、还是针对此类焊接品质参数进行评估的正常焊接。因此在步骤908中，确定当前焊接是训练焊接还是正常焊接。在一个示例性实施例中，默认条件是，焊接是正常焊接，除非另外指明(例如，通过用户输入)。

如果在步骤908中确定当前焊接是训练焊接，持续所述训练焊接的显著部分(例如，20-30秒)保存这些额外焊接数据值：执行计数、电压平均值、电压变化、安培数平均值、安培数变化，而可以放弃其他的焊接数据值和额外焊接数据值。所述训练焊接的显著部分是训练时间段。在一个示例性实施例中，所述训练时间段对应于至少80个连续分析包(即，采样时间段)。

之后在步骤910，使用在所述训练时间段期间保存的这些额外焊接数据值来计算焊接品质参数。例如，对于所采样状态中的每一个状态计算以下焊接品质参数：品质执行计数平均值、品质执行计数标准偏差、品质电压平均值、品质电压标准偏差、品质安培数平均值、品质安培数标准偏差、品质电压变化平均值、品质电压变化标准偏差、品质安培数变化平均值、以及品质安培数变化标准偏差。

品质执行计数平均值被计算为来自在所述训练时间段期间处理的所有分析包的执行计数的平均值。可以将这些执行计数四舍五入为整数。品质执行计数标准偏差被计算为来自在所述训练时间段期间处理的每个分析包的执行计数相对于所述品质执行计数平均值的标准偏差。品质电压平均值被计算为来自在所述训练时间段期间处理的所有分析包的电压平均值的平均值。品质电压标准偏差被计算为来自在所述训练时间段期间处理的每个分析包的电压平均值相对于所述品质电压平均值的标准偏差。品质安培数平均值被计算为来自在所述训练时间段期间处理的所有分析包的安培数平均值的平均值。品质安培数标准偏差被计算为来自在所述训练时间段期间处理的每个分析包的安培数平均值相对于所述品质安培数平均值的标准偏差。品质电压变化平均值被计算为来自在所述训练时间段期间处理的所有分析包的电压变化的平均值。品质电压变化标准偏差被计算为来自在所述训练时间段期间处理的每个分析包的电压变化相对于所述品质电压变化的标准偏差。品质安培数变化平均值被计算为来自在所述训练时间段期间处理的所有分析包的安培数变化的平均值。品质安培数变化标准偏差被计算为来自在所述训练时间段期间处理的每个分析包的安培数变化相对于所述品质安培数变化的标准偏差。如上文指出的，可以将基于交付所确认的良好或可接受焊接品质的这些品质参数用作基准来对后续焊接进行度量或评级。

如果在步骤908中确定当前焊接是不同于训练焊接的评估焊接 (即，要求评估其品质的焊接)，则不需要保存所述焊接数据或额外焊接数据中的任一者。而是，获得并保存多个不同品质计算的结果。这些品质计算包括在步骤914中初始地检测多个不同异常值的存在。异常值是以下数据点或值：所述数据点或值离其所导致的中值超过阈值距离。在一个示例性实施例中，异常值是落在具有关于所述中值的三个标准偏差的极限之外的值。

在加权方法900中，在步骤914搜寻的异常值包括执行异常值、电压异常值、电压变化异常值、安培数异常值、以及安培数变化异常值。对于所监测状态中的每一个状态，评估这些分析包中的每一个分析包来检测这些异常值中任一者的存在。

如果分析包满足以下关系就认为是执行异常值：(执行计数-品质执行计数平均值)的绝对值>(3x品质执行计数标准偏差)。如果分析包满足以下关系就认为是电压异常值：(电压平均值-品质电压平均值)的绝对值>(3x品质电压标准偏差)。如果分析包满足以下关系就认为是电压变化异常值：(电压变化-品质电压变化平均值)的绝对值>(3x品质电压变化标准偏差)。如果分析包满足以下关系就认为是安培数异常值：(安培数平均值-品质安培数平均值)的绝对值>(3x品质安培数标准偏差)。如果分析包满足以下关系就认为是安培数变化异常值：(安培数变化-品质安培数变化平均值)的绝对值>(3x品质安培数变化标准偏差)。

在检测到这些异常值之后，使用每个异常值的两步加权和(即，来自步骤916和918)来计算对应分析包的品质指标。

对这些异常值中的每一个进行加权的第一步骤(即，步骤916) 是通过所述异常值相对于三标准偏差极限的量来确定的。一般，这些数据点或值中的大致0.3％可能落在所述三标准偏差极限之外、并且因此被认为是异常值。所述异常值的加权随着其值增大到高于所述三标准偏差极限而增大。所述异常值在四标准偏差值时以完全100％加权、并且在五标准偏差时以最大值200％加权。一般，在正常数据集中出现完全(即，100％) 加权的异常值的概率是15,787之1。

因此在步骤916中，按照此途径对这些异常值中的每一者进行加权。对每个执行异常值应用的权重被计算为(三标准偏差极限以上的量/ 品质执行计数标准偏差)的绝对值，其中最大权重值是2.0。对每个电压异常值应用的权重被计算为(三标准偏差极限以上的量/品质电压标准偏差)的绝对值，其中最大权重值是2.0。对每个电压变化异常值应用的权重被计算为(三标准偏差极限以上的量/品质电压变化标准偏差)的绝对值，其中最大权重值是2.0。对每个安培数异常值应用的权重被计算为(三标准偏差极限以上的量/品质安培数标准偏差)的绝对值，其中最大权重值是 2.0。对每个安培数变化异常值应用的权重被计算为(三标准偏差极限以上的量/品质安培数变化标准偏差)的绝对值，其中最大权重值是2.0。

对这些异常值中的每一者进行加权的第二步骤(即，步骤918) 是通过所述异常值的状态的执行计数来确定的。具体地，将每个异常值的值乘以所述异常值的状态的执行计数，由此考虑所述状态相对于总波浪形状的时间贡献。以此方式，具有较大执行计数(即，执行次数)的状态产生具有相对更重权重的异常值。因此，随着具体异常值的执行次数增大，所述异常值的权重也将增大。

在步骤916和918中这些异常值的加权产生了一组最终加权异常值，包括最终加权执行异常值、最终加权电压异常值、最终加权电压变化异常值、最终加权安培数异常值、以及最终加权安培数变化异常值。在步骤920中将这些最终加权异常值求和，以产生每个分析包的最终加权异常值总和。之后，在步骤922中作为通过将完美品质值减去最终加权异常值总和除以所述完美品质值而获得的商来计算这些分析包中的每一者的品质指标。所述完美品质值等于分析包的执行计数乘以异常值类别数量(即，在此情况下为五)。

因此，可以在焊接过程中确定瞬时品质指标(即，对于当前完成的分析包)并可以将其传送至焊机或另外加以利用。以此方式，可以在潜在问题发生时、即在焊接过程期间检测这些问题，而不同于仅在焊接完成之后，此时对于采取任何校正动作而言都有可能太晚。

此外，可以对在焊接过程期间直到任何时间点累计的品质指标的平均值求平均以便确定直到所述时间点的焊接的品质指标。例如，在焊接过程完成之后，可以将所有独立的品质指标求平均以便获得所完成焊接的总品质指标、评分、等级、评级等等。可以将所述焊接的总品质指标与反映可接受焊接的最小品质指标的预定品质指标(例如，从训练焊接获得) 进行比较。

以此方式，焊接的品质可以准确地、有效地、一致地、和/或自动地、实时地或接近实时地确定。这是特别有利的，因为对焊接的视觉检查并不总是足以衡量其品质，并且因为操作员可能没有检测或了解在焊接过程中可能影响总焊接品质的偏差或其他问题。

在一些示例性实施例中，焊接的品质指标(即，焊接评分)是评估在基本上相同条件下并且根据基本上相同的电弧焊接过程、例如在自动化(例如，机器人)焊接过程中重复性产生的多个焊接的有效工具。通过计算每个焊接的瞬时的、周期性的、和/或总焊接评分，可以针对电弧焊接过程来适配自动化品质控制过程。具体地，初始地根据焊接条件和电弧焊接过程将最小可接受焊接评分或可接受焊接评分范围鉴别为阈值。之后，每次焊接将其(瞬时的、周期性的和/或总)焊接评分与所述阈值进行比较，以便快速且准确地确定所述焊接是应被接受还是被拒绝。此外，通过在一个生产批次或一组批次的焊接评分上评估趋势，可以更容易鉴别生产过程中的问题，和/或可以更容易优化生产过程。

图10中示出了概念性的生产线1000，其中第一焊接评分S1 1002、第二焊接评分S21004、以及第三焊接评分S3 1006分别与由包括集成的监测器M 1016的焊机或焊接站1014在第一工件WP1 1008、第二工件WP2 1010、以及第三工件WP3 1012上进行的焊接相关联。本领域的普通技术人员将了解的是，可以在同一工件上执行这些不同焊接。

然后将这些焊接评分与预定可接受焊接评分阈值进行比较，以便确定这些焊接各自是否应当被接受或拒绝。这种比较可以通过所述焊机/ 焊接站或通过单独的装置或在单独的位置(例如，评估站1018)进行。在一个示例性实施例中，手动地进行焊接评分与阈值之间的比较。在一个示例性实施例中，进行自动化的以及手动的比较。在一个示例性实施例中，使用所述焊接评分来确定对应焊接的手动检查是否是有保证的。在一个示例性实施例中，至少部分地使用这些焊接评分来确定生产线的总效率。

在一个示例性实施例中，沿着生产线1000定位一个或多个评估站 1018以用于在生产过程的指定阶段测量焊接。如果评估站1018确定焊接的焊接评分满足或超过预定可接受焊接评分阈值，则评估站1018通过发出接受焊接命令1020来接受所述焊接。响应于所述接受焊接命令1020，允许包括所述可接受焊接的工件沿着生产线1000继续以进行进一步处理。

相反，如果评估站1018确定所述焊接的焊接评分低于预定可接受焊接评分阈值，则评估站1018通过发出拒绝焊接命令1022来拒绝所述焊接。响应于拒绝焊接命令1022，将所述包括不可接受的焊接的工件从生产线1000上逐出或从生产线1000去除(例如，手动去除)。之后，可以对所述具有被拒绝焊接的工件进行进一步处理，例如，重建或修复所述被拒焊接、或将所述工件完全再循环利用。

在一个示例性实施例中，将每个接受焊接命令1020和/或拒绝焊接命令1022进行日志记录或存储以便后续检索和分析。以此方式，可以更容易地鉴别与焊接过程和/或生产过程有关的趋势，这进而可以使得利用焊接过程来提高生产线的总效率更容易。

在一些示例性实施例中，可以按创新的途径来使用对多个焊接计算的品质指标(即，焊接评分)，以便提供指导或以其他方式传授手动执行电弧焊接过程的操作员。具体地，在操作员在使用焊机(例如，电弧焊机10)来创造焊接时，由焊机(例如，经由所述焊机的监测器M)确定所述焊接的瞬时和/或周期性焊接评分并将其用于向操作员提供与所述焊接的当前品质有关的直接反馈。如上文指出的，这些焊接评分基于与所述焊接的仅视觉检查相比更准确地反映焊接品质的加权统计测量值。具体地，将这些焊接评分与预定可接受焊接评分或可接受焊接评分范围进行比较，以便确定操作员是否有必要进行任何校正动作。此外，随时间评估这些焊接评分来确定是否存在远离可接受焊接评分(例如，如由焊接评分的继续减小所证明的)移动的任何趋势。

在图11中示出了根据一个示例性实施例的指导方法1100。方法 1100通过操作员在步骤1102中开始执行焊接过程矮开始。

在焊接过程期间，在步骤1104中周期性地计算焊接评分(基于一个或多个采样的或以其他方式测量的参数)来反映所述焊接的当前状态。可以将焊接评分作为反映焊接的当前状态的瞬时测量值、或作为反映在焊接过程期间的某个时间段(对应于这些测量)上所述焊接的状态的若干测量值的平均值。在一个示例性实施例中，通过将从所述焊接过程开始时获取的所有测量值求平均来计算焊接评分，这反映了所述焊接的当前总状态。

接下来，在步骤1106中将所述焊接评分与预定阈值焊接评分进行比较。阈值焊接评分是良好的或可接受的焊接状态的最小焊接评分。如果焊接评分大于或等于所述阈值焊接评分，则在步骤1108中确定焊接的当前状态为良好。否则，在步骤1108中确定焊接的当前状态为差。

如果焊接的当前状态良好，则在步骤1110向操作员提供焊接良好的指示，这表明焊接过程在恰当地执行。之后，在步骤1112中将焊接的当前状态进行日志记录，以用于后续检索、分析和/或其他用途。所述指导方法1100接着继续监测操作员在进行的焊接过程，如上文描述的。

如果焊接的当前状态差，则在步骤1114向操作员提供焊接差的指示，这表明焊接过程在不恰当地执行。之后，在步骤1118中将焊接的当前状态进行日志记录，以用于后续检索、分析和/或其他用途。所述指导方法 1100接着继续监测操作员在进行的焊接过程，如上文描述的。

可以在焊接过程期间以任何足以告知操作员的方式向所述操作员提供上述指导。在一个示例性实施例中，将所述指导视觉地、例如在与所述焊机集成或紧邻其的显示设备上提供给操作员。在一个示例性实施例中，所述指导被视觉地显示在操作员佩戴的保护遮蔽件或头帽上。在一个示例性实施例中，将所述指导有声地、例如通过与所述焊机集成或紧邻其的扬声器提供给操作员。在一个示例性实施例中，所述指导在操作员佩戴的保护头帽上有声播放。

在一个示例性实施例中，如果焊接的当前状态差，则在步骤1116 中操作员接收关于应当采取哪个或哪些校正动作的指导。在一个示例性实施例中，在焊接过程期间实时地提供所述指导。所述指导可以例如涉及电极(即，焊丝)相对于工件的位置的建议改变、或焊丝相对于工件的移动速率的建议改变。

可以使用多种不同的装置和技术来确定要采取的可能校正动作，例如将得到了经验证的良好焊接的焊接过程期间的操作员和/或焊接条件加以建模并且使用所得模型数据来评估在相似条件下执行相似焊接过程的其他操作员。还可以使用人工智能和相关模拟来构建这样的模型。此外，可以使用传感器来构建这样的模型。

在一个示例性实施例中，可以使用一个或多个传感器来确定焊接过程的多个方面，例如，工件的当前温度、所递送的保护气体的含量、和 /或保护气体的成分。在一个示例性实施例中，使用一个或多个传感器来确定可以影响焊接过程的环境条件，例如，风力条件和/或湿度条件。在一个示例性实施例中，使用一个或多个传感器来确定可以影响焊接过程的操作员条件，例如，操作员的手离工件的距离和/或操作员的手离工件的角度。将来自这些或其他传感器的数据与模型数据进行比较，以鉴别关于操作员应当采取哪个或哪些校正动作的指导。

在一个示例性实施例中，将所述校正动作指导视觉地、例如在与所述焊机集成或紧邻其的显示设备上提供给操作员。在一个示例性实施例中，所述指导被视觉地显示在操作员佩戴的保护遮蔽件或头帽上。在一个示例性实施例中，将所述指导有声地、例如通过与所述焊机集成或紧邻其的扬声器提供给操作员。在一个示例性实施例中，所述指导在操作员佩戴的保护头帽上有声播放。

因此，所述指导方法1100在焊接过程期间向操作员提供实时反馈，使得操作容易知晓焊接何时在从良好条件朝差条件移动并且焊接何时在从差条件朝良好条件移动。此外，所述指导方法1100可以建议旨在改进所述焊接的当前(以及因此的总体)条件的校正动作。由于焊接条件的变化通常属于操作员的动作，因此所述指导方法1100提供的反馈(包括任何建议的校正动作)向操作员传授良好的焊接技术。此外，通过继续确认良好焊接状态来强化操作员的良好焊接技术。

也可以容易地对所述指导方法1100或其多个方面加以适配或者将其应用于模拟焊接过程。在一个示例性实施例中，将所述指导方法1100 应用于利用虚拟现实技术的焊接模拟器。

在一些示例性实施例中，可以按创新的途径使用对于操作员执行的焊接所计算的品质指标(即，焊接评分)来关于具体焊机、焊接过程、或焊接课程而证明操作员合格，这就类似于通用教育中所使用的如何定年级一样。例如，按照所述指导方法1100或其多个方面计算的焊接评分(例如，总焊接评分)提供了用于证明操作员合格的适宜平台。操作员必须获得超过预定阈值焊接评分的一个或多个焊接评分才能被证明关于所述焊机、焊接过程、或焊接课程是合格的。如果操作员未能被证明合格，则所述指导方法1100可以鉴别所述操作员需要改进的地方。如在此描述的，可以使用额外的功能(例如，由在焊机内或外部运行的软件提供的)来测量可能对于证明操作员合格有用的其他参数。例如，可以修改所述指导方法 1100使之包括追踪操作员在焊接过程或课程期间实际在焊接上花费了多少时间。作为另一个实例，可以修改所述指导方法1100使之包括追踪操作员在焊接过程或课程期间使用的消耗品(例如，焊丝)的量。

除了被用于证明操作员合格之外，这些焊接评分(以及其他参数) 还可以用于将一个操作员与另一个操作员加以区分。例如，就算两个操作员均获得通过评分并关于具体焊机、焊接过程或焊接课程被证明合格，这两个操作员的评分也可能相差较大。相应地，可以优先于具有较低评分的被证明合格的操作员选择具有高得多的评分的另一个被证明合格的操作员。

在一些示例性实施例中，可以使用对于多个焊接所计算的多个品质指标(即，焊接评分)以及其他相关参数和信息来辅助教授人员传授多个学生焊接技术、过程、程序、课程等等。焊接课通常包括理论部分和实践部分。一般在教室或类似设施中以讲座、讨论、或演示的形式教导所述理论部分。典型地，焊接学校或用于教导学生所述课堂的实践部分的其他环境将包括例如类似于工厂中的焊接站的工位的多个独立位置。将每个学生指派到他或她自己的工位以进行所述课程的实践部分。

教授人员通过例如追踪在与所述理论部分有关的讨论期间每个学生的课堂出勤率和/或参与度来对每个学生在所述课堂的理论部分上所花的时间进行近似。然而，教授人员难以计量每个学生在所述课堂的实践部分上所花的时间，因为教授人员不能一直在所有工位处。例如，这些工位可以被构造和/或安排成使得教授人员的视线一次只延伸至单一工位，即教授人员当前所在的工位。在其他工位的学生可能在教授人员不知道的情况下正在做焊接以外的事情(例如，吃、睡、讲电话)。教授人员还难以容易地确定在任何给定时刻哪个学生最容易从教授人员的个人关注中获益。因此，教授人员可能尽管一个学生更需要教授人员的个人关注却收回对另一个学生奉献的时间。

在图12中示出了根据一个示例性实施例的一种用于监测学习焊接技术、过程、程序、课程等(例如电弧焊接过程)的学生的系统1200。系统1200包括指导区域1202，例如教室或车间，八个工位1204、1206、 1208、1210、1212、1214、1216和1218位于其中。这些工位各自包括焊机。具体地，第一焊机W1 1220位于第一工位1204中，第二焊机W2 1222 位于第二工位1206中，第三焊机W3 1224位于第三工位1208中，第四焊机W4 1226位于第四工位1210中，第五焊机W5 1228位于第五工位1212 中，第六焊机W6 1230位于第六工位1214中，第七焊机W7 1232位于第七工位1216中，并且第八焊机W8 1234位于第八工位1218中。此外，向每个工位指派学生。具体地，指派第一学生S1 1236在第一工位1204中工作，指派第二学生S2 1238在第二工位1206中工作，指派第三学生S3 1240 在第三工位1208中工作，指派第四学生S41242在第四工位1210中工作，指派第五学生S5 1244在第五工位1212中工作，指派第六学生S6 1246在第六工位1214中工作，指派第七学生S7 1248在第七工位1216中工作，并且指派第八学生S8 1250在第八工位1218中工作。

指导区域1202被定位成使得，教授人员1252可以自由从一个工位移动到另一个工位来与学生们交互。

在一个示例性实施例中，焊机W1、W2、W3、W4、W5、W6、 W7、以及W8各自包括集成的监测器M，像图1所示的焊机10。当学生在使用焊机来创造焊接时，由焊机(例如，经由监测器M)确定所述焊接的瞬时和/或周期性焊接评分并将其用于向学生提供与所述焊接的当前品质有关的直接反馈。如在此描述的，这些焊接评分基于与所述焊接的仅视觉检查相比更准确地反映焊接品质的加权统计测量值。具体地，将这些焊接评分与预定可接受焊接评分或可接受焊接评分范围(例如，从先前基线焊接获知)进行比较，以便确定学生是否有必要进行任何校正动作。此外，随时间评估这些焊接评分来确定是否存在远离可接受焊接评分(例如，如由焊接评分的继续减小所证明的)移动的任何趋势。

焊机W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、以及W8各自通过网络1256与生产监测系统(PMS)1254通信。所述网络1256可以是有线或无线网络。在一个示例性实施例中，所述网络1256是以太网。

可以使用软件、硬件、以及其组合来实施PMS 1254而不背离这些总体发明概念的精神和范围。在一个示例性实施例中，PMS 1254被实施为在具有连接至其上的显示设备1258和数据存储装置1260等外围设备的通用计算机(例如，PC)上运行的软件。在一个示例性实施例中，PMS 1254可以包括与这些焊机各自集成的逻辑，如在监测器M的情况下。如上文指出的，PMS 1254通过网络1256与焊机W1、W2、W3、W4、W5、 W6、W7、以及W8通信。

PMS 1254是例如可运行来收集每个所记录焊接的短期和长期焊接日志(具有完整的统计)的焊接数据收集与监测工具。PMS 1254还可以追踪其他生产相关的参数和条件，例如焊丝消耗。在系统1200中，PMS 1254收集来自焊机W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、以及W8中的每一个焊机的数据，以用于确定相应学生S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、以及S8在创建焊接时所花的时间量。学生S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、以及S8中的每一个学生所花的时间量(即，焊接时间)可以被PMS 1254 保存至数据存储装置1260以便后续检索和使用。此外，PMS 1254通过网络1256接收来自焊机W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、以及W8中的每一个焊机的焊接评分，这些焊接评分接着可以被PMS 1254保存至数据存储装置1260以便后续检索和使用。因此，PMS1254能够生成并存储多个学生在多个评估时间段上的焊接时间和焊接评分的日志，所述日志可以是教授人员1252教导和评定这些学生的巨大资源。

此外，PMS 1254可以在显示设备1258上实时显示学生S1、S2、 S3、S4、S5、S6、S7、以及S8中的每一个学生的当前焊接时间、以及学生S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、以及S8中的每一个学生的当前焊接评分。以此方式，教授人员1252通过观察所述显示设备1258可以获得对这些学生中的每一个学生的当前状态及其相应焊接的即时且准确的评定。这允许教授人员1252更好地将他或她的时间就那些展现出最大需要的学生而言进行比例分配。

在系统1200中，这些焊接时间和焊接评分可以按任何方式、例如作为数字数据和/或作为图形数据来显示。在一个示例性实施例中，PMS 1254提供了基于web的用户界面，所述用户界面支持经由web浏览器来访问数据、查看数据、生成报告等等。

系统1200是容易缩放的，以适应任何数量的学生、以及多个教授人员。

在图13中示出了根据一个示例性实施例的一种用于监测学习焊接技术、过程、程序、课程等(例如电弧焊接过程)的学生的方法1300。方法1300包括在步骤1302中，多个学生执行电弧焊接过程。在一个示例性实施例中，这些学生在基本上相同的条件下并且基本上同时执行基本上相同的电弧焊接过程。

在所述电弧焊接过程期间，在步骤1304中周期性地计算每个学生的焊接评分(基于一个或多个采样的或以其他方式测量的参数)来反映所述学生的焊接的当前状态。可以将焊接评分作为反映所述学生的焊接的当前状态的瞬时测量值、或作为反映在所述电弧焊接过程期间的某个时间段 (对应于这些测量)上所述学生的焊接的状态的若干测量值的平均值。在一个示例性实施例中，通过将从所述电弧焊接过程开始时获取的所有测量值求平均来计算所述学生的焊接评分，这反映了所述学生的焊接的当前总状态。

在方法1300的评估时间段期间，在步骤1306中确定每个学生在执行所述电弧焊接过程(即，实际焊接)时所花的时间量。从每个学生的焊机收集的操作数据可以用于确定这些学生的焊接时间。

在步骤1308中使得每个焊接评分与其对应的学生相关联。类似地，在步骤1308中使得每个焊接时间与其对应的学生相关联。来自指派给每个学生的焊机的标识信息(例如，序列号)可以用来使得从这些焊机收集的和/或由这些焊机生成的数据(例如，焊接评分、焊接时间)与相应的学生相关联。

一旦使得这些焊接评分和焊接时间与相应的学生相关联，在步骤 1310中就可以按任何方式输出此信息。例如，可以将所有学生及其相应焊接评分和焊接时间的报告输出至显示装置，例如监视器。作为另一个实例，可以将关于这些学生及其相应焊接评分和焊接时间的信息进行日志记录并存储在数据存储装置中，例如磁盘驱动器或闪存驱动器中，以便后续检索和使用。在一个示例性实施例中，所述信息被周期性输出。在一个示例性实施例中，所述信息在所述评估时间段结束时被输出。

还可以使用这些焊接评分和/或焊接时间来生成这些学生的额外标识信息。例如，可以将学生的焊接评分和/或焊接时间与多个预定阈值进行比较。以此方式，基于学生的焊接评分和/或焊接时间，可以对于所述学生的焊接进行通过或失败的确定。

在一些示例性实施例中，可以按创新的途径来使用对多个焊接计算的焊接评分来鉴别焊接过程的潜在成本节约。在一个示例性实施例中，基于根据焊接过程执行的一系列焊接，对所述焊接过程执行成本分析(例如，成本效果分析、成本效益分析)。如图14A-14B所示与示例性焊接相对应的数据1400可以用于执行所述成本分析。

首先，选择影响总焊接品质的多个焊接条件1402。例如，在图14A 和14B中，这些焊接条件1402包括焊丝特性(例如，焊丝成分1404、焊丝直径、涂层)、工件特性(例如，工件成分1406、工件厚度)、保护气体流速1408、保护气体组分1410、和/或工件预热温度1412。接下来，如1414 所示，跨所述系列焊接这些焊接条件1402之一是改变的，而如1414所示跨所述系列焊接所有其余焊接条件1402是固定的。

对于所述系列焊接中的每一者，还基于当前焊接条件1402、1414 来计算焊接评分1416。焊接评分1416代表对于在这些焊接条件下创建的焊接的总品质的度量。如上文指出的，这些焊接评分基于与所述焊接的仅视觉检查相比更准确地反映焊接品质的加权统计测量值。

此外，对于所述系列焊接中的每一者，确定创建所述焊接的成本。在一个示例性实施例中，所述成本包括与产生所述焊接有关的货币支出，表示为所述焊接的货币成本1418。在一个示例性实施例中，所述成本包括为完成所述焊接而需要的总时间，表示为所述焊接的时间成本1420。所述系列中的每个焊接与其对应的焊接评分和成本相关联。

图14A和14B分别包括一系列焊接中的两个焊接的数据1400，其中在这些焊接条件1402之中，跨所述系列焊接焊丝成分1404、工件成分 1406、保护气体组分1410、以及工件预热温度1412是固定的，如1414所示，而跨所述系列焊接保护气体流速1408是变化的(例如，渐增地增大或减小1414)。

对于对应于图14A的焊接，计算或以其他方式确定货币成本1418 为a、时间成本1420为b、以及焊接评分1416为c。对于对应于图14B的焊接，计算或以其他方式确定货币成本1418为d、时间成本1420为e、以及焊接评分1416为f。因此，如果确定a<d、b<e、并且c＝f，则可以推断出图14A的保护气体流速1408超越图14B的保护气体流速1408，因为通过图14A的保护气体流速1408与图14B的保护气体流速1408相比，在总焊接品质没有任何减小的情况下实现了成本和时间节约二者。如果相反地确定a<d、b>>e、并且c＝f，则可以推论出图14A的保护气体流速 1408与图14B的保护气体流速1408相比总焊接品质没有任何减小、但以显著增加的时间成本提供了成本节约。

以此方式，用户将能够容易地鉴别这个改变的品质对所述系列中的、并且因此对于对应焊接过程中的总焊接品质的影响。以此方式，用户可以确定改变所述焊接条件(以及以何种方式)是否允许用户获得更加希望的焊接品质、更加希望的成本、或二者。因此，随着执行更多的焊接并且分析对应的数据，可以容易地确定和评估任何一个或多个焊接条件对整个焊接过程的影响，使得可以作出更明智的成本节约决策(例如，关于金钱、时间、和品质让步)。

可以将所述成本分析扩展成包括额外的系列焊接，其中在所述不同系列中不同的焊接条件是改变的。以此方式，所述用户可以鉴别这些焊接条件中的多个焊接条件的所希望值或设置来实现所希望的结果(例如，可接受的焊接品质和可接受的成本)。接着这些焊接条件的所希望值或设置可以被保存在与所述焊机和焊接过程相关联的配置文件中以便关于相同的焊机和焊接过程进行后续检索和使用，由此增大了用户再次实现所希望结果的可能性。

在一个示例性实施例中，保存多个这样的配置文件(即，所选焊接参数和/或焊接条件的集合)，即作为预设文件，使得开始焊接过程的用户可以访问这些配置文件。在一个示例性实施例中，将多个预设文件与对应于每个预设文件的焊接评分一起呈现给用户。每个焊接评分量化了之前使用与所述预设文件相关联的焊接参数和焊接条件获得的焊接的总品质。如上文指出的，这些焊接评分基于与所述焊接的仅视觉检查相比更准确地反映焊接品质的加权统计测量值。用户接着可以选择这些预设文件之一来执行焊接过程，由此增大了用户实现与之前使用与所述预设文件相关联的焊接参数和焊接条件获得的焊接相同或基本上相似的焊接的可能性。在一个示例性实施例中，提供了用户界面以允许用户过滤出不匹配用户输入的判据的预设文件、例如滤除具有的相关联焊接评分低于输入阈值的那些预设文件。

图15示出了根据一个示例性实施例的预设文件1500。这些预设文件1500中的每一者包括标识预设文件编号1502、焊接条件集合1504、焊机信息1506、焊接过程信息1508、货币成本1510、时间成本1512、以及相关联的焊接评分1514。具有预设文件编号01的第一预设文件1516与具有值a、b、c、d和e以及焊机M的焊接条件1504相关联。第一预设文件1516对应于焊接过程O。如果用户选择第一预设文件1516(即，预设文件01)用焊机M在焊接条件a、b、c、d和e下执行焊接过程O，则用户可以预期通过焊接过程O得到的焊接将具有大致为t的货币成本、大致为v的时间成本、以及大致为x的焊接评分。这些预设文件1500可以包括与焊接条件1504、焊机1506、和/或焊机过程1508的不同组合相关联的额外预设文件，例如第二预设文件1518。

除了在此已经描述的所监测的焊接参数之外，可以针对波浪形状的一个或多个状态监测额外的焊接参数，并且可以由此计算出额外的品质参数以便更准确地检测和识别焊接缺陷。额外的焊接参数可以包括焊炬或焊枪位置、电弧焊接过程产生的声音的水平、电弧焊接过程产生的声音的至少一个频率、以及电弧焊接过程产生的声音的脉动速率。更多额外焊接参数包括电弧焊接过程产生的可见光的水平、电弧焊接过程产生的可见光的至少一个频率、以及电弧焊接过程产生的可见光的脉动速率。进一步的额外焊接参数包括电弧焊接过程产生的红外光的水平、电弧焊接过程产生的红外光的至少一个频率、电弧焊接过程产生的红外光的脉动速率、以及送丝马达电流水平。

根据一个实施例，通过适合于检测这些额外焊接参数的多个传感器或监测装置来感测此类焊接参数。例如，可以通过麦克风来感测声音，可以通过光检测器来感测可见光，可以通过红外检测器来感测红外光，可以通过电流分路器来感测送丝马达电流。可以使用一种或多种类型的感测技术，包括例如成像传感器或磁传感器，来感测焊炬位置。这些传感器可以位于多个不同的地方，例如在焊炬上、在焊工头盔上、或在一般性焊接区域中。这些额外感测的焊接参数可以被输入到监测器M并由其进行处理，其方式类似于如本文之前描述的输入和处理其他焊接参数的方式。可以监测和处理的其他焊接参数包括：工件温度、保护气体的水平、保护气体组分、工件附近的风速、工件附近的湿度水平、以及操作员位置。

监测器M可以被配置成(例如，作为图16所示的更新的监测器 M')用于基于这些额外监测的焊接参数来计算多个品质参数统计值。可以针对波浪形状的一个或多个状态计算各个额外焊接参数的“平均值”、“标准偏差”、“变化平均值”、以及“变化标准偏差”的各品质参数统计值，其方式类似于如本文之前描述的计算电压和电流的品质参数统计值的方式。也就是，可以计算基于这些额外监测的焊接参数的品质参数，其方式类似于计算监测的电压的QVA、QVSD、QVVA和QVVSD的方式以及计算监测的电流的QIA、QISD、QIVA和QIVSD的方式。

例如，监测器M可以被配置成用于在焊接过程中在某个时间段上针对一个或多个状态计算多个声音水平品质参数，例如品质声音水平平均值(QSLA)、品质声音水平标准偏差(QSLSD)、品质声音水平变化平均值(QSLVA)、以及品质声音水平变化标准偏差(QSLVSD)。监测器M还可以被配置成用于在某个时间段上针对一个或多个状态计算多个声音频率品质参数，例如品质声音频率平均值(QSFA)、品质声音频率标准偏差 (QSFSD)、品质声音频率变化平均值(QSFVA)、以及品质声音频率变化标准偏差(QSFVSD)。此外，监测器M还可以被配置成用于在某个时间段上针对一个或多个状态计算多个声音脉动速率品质参数，例如品质声音脉动速率平均值(QSPRA)、品质声音脉动速率标准偏差(QSPRSD)、品质声音脉动速率变化平均值(QSPRVA)、以及品质声音脉动速率变化标准偏差(QSPRVSD)。焊接过程的声音是由焊丝电极与工件之间的电弧产生的。在焊接波浪形状的特定状态期间，趋向于产生特定的声音特性。

监测器M可以被配置成用于在焊接过程中在某个时间段上针对一个或多个状态计算多个可见光水平品质参数，例如品质可见光水平平均值 (QVLLA)、品质可见光水平标准偏差(QVLLSD)、品质可见光水平变化平均值(QVLLVA)、以及品质可见光水平变化标准偏差(QVLLVSD)。监测器M还可以被配置成用于在某个时间段上针对一个或多个状态计算多个可见光频率品质参数，例如品质可见光频率平均值(QVLFA)、品质可见光频率标准偏差(QVLFSD)、品质可见光频率变化平均值(QVLFVA)、以及品质可见光频率变化标准偏差(QVLFVSD)。此外，监测器M还可以被配置成用于在某个时间段上针对一个或多个状态计算多个可见光脉动速率品质参数，例如品质可见光脉动速率平均值(QVLPRA)、品质可见光脉动速率标准偏差(QVLPRSD)、品质可见光脉动速率变化平均值 (QVLPRVA)、以及品质可见光脉动速率变化标准偏差(QVLPRVSD)。焊接过程的可见光是由焊丝电极与工件之间的电弧产生的。

监测器可以被配置成用于在焊接过程中在某个时间段上针对一个或多个状态计算多个红外光水平品质参数，例如品质红外光水平平均值 (QIRLLA)、品质红外光水平标准偏差(QIRLLSD)、品质红外光水平变化平均值(QIRLLVA)、以及品质红外光水平变化标准偏差(QIRLLVSD)。监测器M还可以被配置成用于在某个时间段上针对一个或多个状态计算多个红外光频率品质参数，例如品质红外光频率平均值(QIRLFA)、品质红外光频率标准偏差(QIRLFSD)、品质红外光频率变化平均值 (QIRLFVA)、以及品质红外光频率变化标准偏差(QIRLFVSD)。此外，监测器M还可以被配置成用于在某个时间段上针对一个或多个状态计算多个红外光脉动速率品质参数，例如品质红外光脉动速率平均值 (QIRLPRA)、品质红外光脉动速率标准偏差(QIRLPRSD)、品质红外光脉动速率变化平均值(QIRLPRVA)、以及品质红外光脉动速率变化标准偏差(QIRLPRVSD)。焊接过程的红外光是由焊丝电极与工件之间的电弧产生的。

监测器M可以被配置成用于在焊接过程中在某个时间段上针对一个或多个状态计算多个送丝马达电流品质参数，例如品质送丝马达电流平均值(QWFMIA)、品质送丝马达电流标准偏差(QWFMISD)、品质送丝马达电流变化平均值(QWFMIVA)、以及品质送丝马达电流变化标准偏差 (QWFMIVSD)。焊丝马达电流是在焊接过程中由送丝器的马达产生的。当接触尖端磨损时，或在使用错误的接触尖端，在某些状态期间可能观察到马达电流的偏移或尖峰。

再次，可以计算各个额外焊接参数的“平均值”、“标准偏差”、“变化平均值”、以及“变化标准偏差”的各品质参数统计值，其方式类似于如本文之前描述的计算电压和电流的品质参数统计值的方式。此外，根据一个实施例，可以将针对每个时间段所计算的这些品质参数各自的值与对应的所期望品质参数值进行比较，以便确定所计算出的品质参数值与所期望品质参数值之间的差值是否超过预定阈值。如果所述差值超过所述阈值，则可以对所计算出的品质参数值用基于所述差值的量值权重来加权、和/或用基于其状态对包括所述状态的波浪形状的时间贡献的时间贡献权重来加权。

根据本发明的一个实施例，可以使用这些品质参数(加权的或未加权的)和/或这些焊接参数来诊断电弧焊接过程。图16展示了用于诊断电弧焊接过程的系统1600的实施例的示意性框图。系统1600对应于电弧焊接系统的一部分并且包括更新的监测器M'1610，所述监测器类似于监测器M、但被配置成用于进一步监测在此讨论的额外焊接参数并且进一步计算对应的额外品质参数。系统1600还包括与更新的监测器M'1610操作性通信的诊断逻辑电路(DLC)1620。

如图16所示，计算出的品质参数和/或监测到的焊接参数、或其子集被传递至DLC1620，后者基于这些参数运行而生成诊断结果。根据一个实施例，DLC 1620首先通过分析这些品质参数来鉴别焊接的局部或连续缺陷。局部缺陷是在焊接过程期间的相对短的时间段(例如，2秒) 上出现的缺陷。连续缺陷是在焊接过程的基本上整个时间(例如，20秒) 上出现的缺陷。缺陷的一些实例包括焊缝中的气体夹带(例如，孔隙、气孔、虫洞)、工件的烧穿、在工件中的穿透不足、溅泼、填充不足的接缝、底切、焊缝开裂、焊缝中的空穴、以及融合不足。这些类型的缺陷是本领域熟知的。其他类型的缺陷也可以是可能的。

缺陷的可能原因的一些实例包括：保护气体不足、接触尖端到工件的距离短、接触尖端到工件的距离长、喷嘴堵塞、工件表面污染、行进速度太慢、行进速度太快、送丝速度太慢、送丝速度太快、工件或电极中的硫含量、来自电极或工件的过度湿气、以及电极角度太小。其他类型的缺陷原因也是可能的。

在训练焊接过程期间，将缺陷与缺陷原因进行相关，并且相应地对DLC 1620编程以便恰当地将缺陷与一个或多个可能原因关联。因此，在正常焊接(非训练)过程期间，DLC1620能够建议一个或多个检测到的缺陷的一个或多个可能原因。这些缺陷和所述一个或多个原因可以被报告给操作员，从而允许所述操作员校正问题。DLC 1620可以被编程为决策树，例如用于隔离一个缺陷原因。

作为一个实例，系统1600可以通过分析这些品质参数来作为在焊接过程期间出现的两种连续缺陷检测在某些状态中出现的孔隙、以及在某些其他状态中出现的溅泼。DLC1620可以将这两种连续缺陷在相应状态中的出现与整个焊接过程中的保护气体不足进行相关。操作员随后可以发现，在所述焊接过程期间气体罐的阀已被关掉。

图17是使用图16的系统1600、通过随着焊机以在推进焊丝与要产生焊接的工件之间创建实际焊接参数的方式来执行电弧焊接过程对电弧焊机进行检测从而诊断所述电弧焊接过程的方法1700的流程图。所述焊接过程是通过给所述焊机的电源的命令信号来控制的。在方法1700的步骤1710中，生成了一系列快速重复的波浪形状，每个波浪形状构成了具有周期时间的焊接周期。在步骤1720中，将这些波浪形状分成多个状态。在步骤1730中，在焊接过程期间在时间段上以询问速率重复测量在这些状态中的一个或多个状态中出现的多个焊接参数。

在方法1700的步骤1740中，基于所述焊接过程期间这些焊接参数的测量值来计算这些状态中的每一个状态的多个品质参数。在步骤1750 中，对所述多个品质参数和所述多个焊接参数中的至少一者加以分析来通过确定所述焊接的一个或多个局部或连续缺陷的一个或多个可能原因从而诊断所述电弧焊接过程。

综上，披露了电弧焊接系统和方法。所述系统能够：根据波浪形状状态监测焊接过程中的多个变量、并且相应地对所述变量加权、检测焊接的缺陷、诊断所述缺陷的可能原因、量化焊接的总体品质、获得并使用指示良好焊接的数据、改进自动化焊接过程的生产和品质控制、传授适当焊接技术、判断焊接过程的成本节约、并且推导出有待用作不同焊接过程或应用的预设置的最佳焊接设置。

在以上这些实施例中，在焊接过程期间测量或监测多个焊接参数以便量化焊接品质。这些焊接参数被输入至监测器M(或更新的监测器 M')，所述监测器输出一个或多个品质参数、一个或多个品质指标(例如，焊接评分)、或接受/拒绝指标，如上文描述的。应了解的是，监测器M(或更具体地实现所述监测器的电路、逻辑、软件等等)可以执行所述输出所述一个或多个品质参数的单一任务，同时其他相关且相连接的电路或软件可以生成品质指标或接受/拒绝指标。可以被实施为电路、逻辑元件、在计算机处理器上执行的软件等等的这些分开的功能元件可组合到更大的功能块和/或系统中。相应地，在此是为了方便而整理对此类功能方面的描述，并且应了解的是，此类方面在物理系统中的任何组合旨在位于要求保护的主题的范围内。

通过监测基线或训练焊接过程而生成的这些品质参数可以用于评估其他焊接过程。这些品质参数可以形成如上文描述的被用来评估其他焊接的基线品质指标、阈值、或其他公制单位的基础。无论是用于训练焊接或是评估焊接(即，有待对照训练焊接进行测量的焊接)，焊机通过在推进焊丝与工件之间创建焊接参数来执行焊接过程。所述焊接过程是由给所述焊机的电源的命令信号、驱动焊丝给送的马达等等控制的。例如，这些命令信号可以由图1的波浪形状发生器40或所述焊机的控制器、例如下文描述的控制器1810发出。这些焊接参数是根据波形生成的，所述波形可以包括一系列重复的波浪形状，每个波浪形状构成了具有焊接时间的焊接周期。可以将每个波浪形状分割成多个状态，如上文描述的可以独立地或一起监测这些状态以确定多个独立状态、完整焊接周期、或整个焊接过程(即，这一系列重复的波浪形状)的品质参数。可以将所监测的焊接过程的这些品质参数与参考或训练的品质参数进行比较，以评估焊接的总品质是可接受的或不可接受的。例如，在一个方面，这些训练的品质参数可以指示判定可接受焊接的最小阈值。应了解的是，这样的监测和评估可以在上文描述的不同程度上进行。也就是，可以在颗粒程度上(即，在采样时间段上)、在一个波浪形状的一个状态上、在整个波浪形状上、或跨整个系列的多个波浪形状(例如，焊接过程)执行监测和评估。

在上述实施例中，对于总体上在基本上与训练焊接相似的焊接条件下执行的焊接过程利用了这样的比较。焊接条件(例如但不限于接触尖端到工件的距离、焊缝间隙、以及焊接速度(即，瞬时速度))可以从一个焊接过程到另一个焊接过程发生改变并且进一步可以在相同焊接过程的多个相继轮次之间发生改变。此外，这些变化的焊接条件可以影响所生成的焊接参数。例如，电弧焊机生成例如命令信号的形式的波形，以用于控制所述焊机的电源。所述波形总体上被配置成用于调节焊丝与工件之间的恒定输出电压。然而，响应于变化的焊接条件，所述焊机的控制器可以改变波形以进行调整。根据一个实例，所述控制器调整波形(即，命令信号)来维持恒定输出电压。

变化的且不同的焊接条件、以及由控制器实施的后续改变影响在焊丝与工件之间生成的焊接参数。相应地，当监测这些焊接参数并确定对应的品质参数时，在这些焊接参数中并且在后续确定的品质参数和指标中均引入了噪音。这样的噪音影响了品质指标的可靠性以及与在不同焊接条件下执行的训练焊接的比较。

根据一个方面，可以利用所述波形的非适应部分或状态来改进监测器性能。也就是，甚至对于在不同于训练条件的焊接条件下执行的、或在变化的焊接条件下执行的多个焊接过程，也可以有效地监测焊接参数并且可以确定焊接品质。波形的非适应部分是指所述波形的、其中命令信号不随着焊接条件的不同而改变的部分、状态、或分段。也就是，尽管焊接条件不同或变化，但是在这些非适应分段中所述焊机的控制器不改变向所述焊机的电源发出的命令信号。根据另外的实例，所述非适应分段可以指所述焊接过程的、不进行适应性控制的部分。在此，适应性控制涉及所述控制器响应于变化的条件而改变波形一般调整恒定输出电压的这种特性。

根据一个实施例，选择所述波浪形状的非适应分段或状态进行监测。相应地，没有遇到由于控制器的适应而导致的焊接参数变化。根据另一个实施例，评估非适应分段来确定在正常(非训练)焊接过程与训练焊接过程之间的焊接条件差异。可以鉴别对焊接参数/或品质参数的所带来的效果并且利用其来去除所述焊接过程的模型中的噪音。相应地，尽管焊接条件不同，但仍可以相对于这些训练焊接过程来评估这些正常焊接过程。

图18展示了一种响应于不同的或变化的焊接条件来调整焊接过程、监测和评估的系统1800的示意性框图。系统1800对应于电弧焊接系统的一部分，所述部分包括控制器1810和电源1820、以及送丝器1830。系统1800进一步包括基于焊接参数来确定品质参数的监测器1840。

控制器1810通过控制器、电源1820和送丝器1830来实施焊接过程。控制器1810生成波形并根据所述波形向电源1820和送丝器1830发出命令信号。电源1820和送丝器1830将这些命令信号转换成适合的输出以完成焊接过程。此外，控制器1810可以被配置成用于提供对焊接过程的适应性控制。也就是，控制器1810响应于焊接条件来调整所述波形、并且相应地调整这些命令信号。可以用例如多个传感器来直接测量或感测一些焊接条件，如上文讨论的。例如通过检测所测量的焊接参数(例如，输出电压等等)的变化来间接地鉴别焊接条件的其他不同或变化。如图18 所示，如之前的实施例中描述地监测、感测或测量到的焊接参数和/或焊接条件被输入到控制器1810以便完成适应性控制。

为了利于品质参数的确定，监测器1840与控制器1810通信，以便查明所生成波形的当前部分或状态、以便获取由控制器1810输出的命令信号、并且在适应性控制的情况下以便鉴别何时并且在怎样的程度上应用适应性控制。例如，为了利于监测器1840的运行，控制器1810可以暂时停用适应性控制，以便去除这样的控制对所述监测器1840所测量的焊接参数的影响。转向图19，展示了监测器1840的示例性非限制性实施例的示意性框图。如图所绘，监测器1840包括估计逻辑1842，所述估计逻辑被配置成用于鉴别执行焊接过程的不同的或变化的焊接条件对所监测的焊接参数或所感测的焊接条件的影响。在一个实例中，估计逻辑1842 输出多个噪音参数、或表示变化的条件对焊接参数的影响的噪音信号。例如，估计逻辑1842可以作为输入获得来自控制器1810的控制器信息。所述控制器信息可以包括但不限于：命令信号、波形状态或分段、指示由控制器1810实现的适应性变化的信号、指示控制器1810正在输出波形的非适应部分的信号、和/或启用/停用适应性控制的信号。波形的非适应部分可以包括峰值电流分段或背景电流频率分段。然而，应了解的是，可以将其他状态或部分变成或命名为非适应分段。

在波形的非适应分段期间，估计逻辑1842可以鉴别如之前描述地所监测的焊接参数的偏差、变化、或波动。在一个实例中，估计逻辑1842 可以利用与水平监测器级81和/或稳定性监测器级91(上文描述的)采用的技术相似的技术来鉴别所测量的焊接参数与命令信号之间的差异。替代地，估计逻辑1842可以将在非适应分段上监测的焊接参数与持续训练焊接过程的对应分段记录的焊接参数进行比较。进一步，在这两个实例中，估计逻辑1842可以利用如在之前的实施例中描述的所感测的焊接条件来确定正常焊接过程是否是正在与训练焊接过程不同的焊接条件下执行。基于这种确定，估计逻辑1842可以生成这些不同的焊接条件对所监测的焊接参数的影响的模型。这个模型进而被估计逻辑1842利用来输出噪音参数或噪音信号。根据另一个实例，估计逻辑1842可以基于所鉴别的在所测量的焊接参数与命令信号之间的偏差来输出噪音参数或噪音信号。换言之，一旦确定了焊接过程是在与训练焊接不同的条件下执行，估计逻辑 1842就可以将焊接参数的此类偏差归类于那些改变的条件、并且因此生成代表这些偏差的量值的噪音参数和/或作为所测量的参数与命令信号之间的差异信号的噪音信号。

应了解的是，估计逻辑1842可以对于所监测的每个焊接参数独立地构造噪音参数或信号或对其建模。相应地，为监测和评估焊接过程可以单独调整每个焊接参数，尽管焊接条件是变化的。在一个方面，如图19 所示，监测器1840可以包括滤波逻辑1844，所述滤波逻辑被配置成用于根据估计逻辑1842所提供的噪音参数或信号来调整监测到的焊接参数。通过滤波逻辑1844调整的焊接参数可以与波形的任何监测的部分或节段相关联，无论是适应还是非适应的。进一步对于这个方面，滤波逻辑1844 输出考虑了改变的焊接条件的经调整或精化的焊接参数，通过利用适应性控制可以基本上克服这些改变的焊接条件。相应地，这些经调整的焊接参数有助于使用以上描述的技术来确定焊接品质，因为由于变化的条件和/ 或适应性控制导致的焊接参数偏差被隔离。例如，这些经调整的焊接参数可以被输入到焊接评估逻辑1846，所述焊接评估逻辑可以基本上类似于之前描述的监测器M或监测器M'。也就是，焊接评估逻辑1846可以监测或测量这些经调整的焊接参数并且计算对应的品质参数和/或品质指标。此外，焊接评估逻辑1846可以将计算出的品质参数和/或品质指标与训练数据进行比较。

根据另一个方面，估计逻辑1842可以基于这些噪音参数和关于控制器1810所采用的适应性算法的知识来生成适应模型。所述适应模型可以用来对监测焊接参数赋予适当的调整。例如，可以基于所述适应模型来配置焊接评估逻辑1846的、被用来如上文描述地监测参数并计算品质量度的阈值或其他特性，以将由于适应性控制而改变的焊接参数值考虑在内。

图20展示了通过随着焊机以在推进焊丝与工件之间创建实际焊接参数的方式来执行电弧焊接过程对焊机进行检测从而确定焊接品质的方法的流程图。图20中描绘的方法可以例如通过系统1800来执行。在步骤2000中，在波形的非适应分段期间获取(即，监测或测量)焊接参数。在步骤2002中，鉴别由于不同的焊接条件导致的焊接参数中的噪音。在步骤2004中，确定对所测量的焊接参数或如何测量焊接参数的方式的调整以将所鉴别到的噪音考虑在内。例如，对从波形的适应和非适应部分测量的焊接参数进行滤波以便去除噪音。在另一个实例中，用来从波形的适应和非适应部分中测量焊接参数的量度被配置成用于将针对变化的焊接条件而适应地应用的命令信号考虑在内。在步骤2006中，基于经调整的焊接参数来确定焊接品质。

综上，披露了电弧焊接系统和方法。例如，在一个示例性实施例中，提供了通过随着焊机以在推进焊丝与工件之间创建实际焊接参数的方式来执行电弧焊接过程对焊机进行监测从而确定焊接品质的方法。所述焊接过程是由一系列快速重复的波浪形状限定的、是由给所述焊机的电源的命令信号控制的。所述方法包括将具有焊接周期和周期时间的波浪形状分割成一系列按时间分割的状态。所述方法还包括从所述系列按时间分割的状态中选择非适应状态。所述非适应状态代表所述波浪形状中的、其中这些命令信号在不同的焊接条件下保持不变的分段。所述方法进一步包括在时间区间上以询问速率测量在所述非适应状态期间在所述推进焊丝与所述工件之间产生的多个焊接参数。此外，所述方法包括基于在所述非适应状态内在所述时间区间内所获取的所述多个焊接参数的测量值来计算所述非适应状态的多个品质参数。

根据一个实例，所述方法可以进一步包括针对多个时间区间以所述询问速率重复测量在所述非适应状态中出现的所述多个焊接参数；并且针对所述多个时间区间获取的相应测量值来重复计算所述多个品质参数。

根据另一个实例，针对所述多个品质参数中的品质参数，所述方法可以包括将针对所述时间区间计算的所述品质参数各自的值与对应的所期望品质参数值进行比较，以便确定所述计算的品质参数的值与所述期望品质参数值之间的差值是否超过预定阈值。当所述差值超过所述预定阈值时，所述方法可以包括用基于所述差值的量值权重对所计算的品质参数的值进行加权、并且用基于所述时间区间对包括所述时间区间的波浪形状的时间贡献的时间贡献权重对所计算的品质参数的值进行加权。所述方法还可以包括基于这些品质参数的加权值来计算所述时间区间的品质指标。更进一步，所述方法可以包括将分别与多个时间区间相关联的多个品质指标进行合计；并且基于所合计的所述多个品质指标来计算所述焊接过程的总品质指标。

根据另一个方面，所述方法可以包括利用针对所述非适应状态所计算的所述多个品质参数作为训练数据来评估后续焊接过程。

根据又一个方面，所述方法可以包括在多个时间区间上以所述询问速率重复监测在所述非适应状态期间的这些命令信号的值。进一步对于这个方面，所述方法包括至少部分地基于所述多个时间区间期间过程中所监测到的所述命令信号的值与所获取的所述多个焊接参数的测量值之间的差值来计算噪音参数。

此外，所述方法可以包括测量在所述系列按时间分割的状态中的一个或多个适应状态期间在所述推进焊丝与所述工件之间产生的所述多个焊接参数；并且基于根据所述非适应状态所计算的所述噪音参数来调整在所述一个或多个适应状态中测量的所述多个焊接参数。进一步，所述方法可以包括基于在所述一个或多个适应状态期间获取的所述多个焊接参数的调整后测量值来计算所述一个或多个适应状态的所述多个品质参数。

替代地，所述方法可以包括基于这些噪音参数来计算适应模型，其中所述适应模型代表所述焊机的适应性控制器为了考虑焊接条件而对命令信号的改变。进一步对于这个实例，所述方法可以包括测量在所述系列按时间分割的状态中的一个或多个适应状态期间在所述推进焊丝与所述工件之间产生的所述多个焊接参数；并且基于所述适应模型来调整在所述一个或多个适应状态中测量的所述多个焊接参数。

根据另一个实例，一种系统用于通过随着焊机以在推进焊丝与工件之间创建实际焊接参数的方式来执行电弧焊接过程对焊机进行监测从而确定焊接品质。所述焊接过程是由一系列快速重复的波浪形状限定的、是由给所述焊机的电源的命令信号控制的。所述系统包括逻辑状态控制器，所述逻辑状态控制器用于将具有焊接周期和周期时间的波浪形状分割成一系列按时间分割的状态。所述系统进一步包括选择电路，所述选择电路用于从所述系列按时间分割的状态中选择非适应状态。所述非适应状态代表所述波浪形状中的、其中这些命令信号在不同的焊接条件下保持不变的分段。所述系统还包括监测器电路，所述监测器电路被配置成用于在时间区间上以询问速率测量在所述非适应状态期间在所述推进焊丝与所述工件之间产生的多个焊接参数。此外，所述系统包括电路，所述电路用于基于在所述非适应状态内在所述时间区间内所获取的所述多个焊接参数的测量值来计算所述非适应状态的多个品质参数。

在一个方面，所述监测器电路被进一步配置成用于针对多个时间区间以所述询问速率重复测量在所述非适应状态中出现的所述多个焊接参数，并且所述用于计算所述多个品质参数的电路被进一步配置成用于针对所述多个时间区间获取的相应测量值来重复计算所述多个品质参数。

根据另一个方面，针对所述多个品质参数中的品质参数，所述系统进一步包括电路，所述电路用于将针对所述时间区间计算的所述品质参数各自的值与对应的所期望品质参数值进行比较，以便确定所述计算的品质参数的值与所述期望品质参数值之间的差值是否超过预定阈值；电路，所述电路用于用基于所述差值的量值权重对所计算出的所述品质参数的值进行加权；以及电路，所述电路用于用基于所述时间区间对包括所述时间区间的波浪形状的时间贡献的时间贡献权重对所计算出的所述品质参数的值进行加权。

在又一个方面，所述系统包括估计电路，所述估计电路用于在多个时间区间上以所述询问速率重复监测在所述非适应状态期间所述命令信号的值、并且用于至少部分地基于所述多个时间区间期间过程中所监测到的所述命令信号的值与所获取的所述多个焊接参数的测量值之间的差值来计算噪音参数。进一步对于这个方面，所述监测器电路被进一步配置成用于测量在所述系列按时间分割的状态中的一个或多个适应状态期间在所述推进焊丝与所述工件之间产生的所述多个焊接参数，并且所述系统还可以包括滤波电路，所述滤波电路用于基于根据所述非适应状态所计算的所述噪音参数来调整在所述一个或多个适应状态中测量的所述多个焊接参数。所述用于计算所述多个品质参数的电路被进一步配置成用于基于在所述一个或多个适应状态期间获取的所述多个焊接参数的调整后测量值来计算所述一个或多个适应状态的所述多个品质参数。

替代地，所述系统可以包括基于这些噪音参数来计算适应模型的电路，其中所述适应模型代表所述焊机的适应性控制器为了考虑焊接条件而对命令信号的改变。进一步对于这个方面，所述监测器电路被进一步配置成用于测量在所述系列按时间分割的状态中的一个或多个适应状态期间在所述推进焊丝与所述工件之间产生的所述多个焊接参数，并且基于所述适应模型来调整在所述一个或多个适应状态中测量的所述多个焊接参数。

已经通过举例方式给出了以上对特定实施例的描述。从所给出的披露中，本领域技术人员将不仅理解总体发明概念和伴随的优点，还将发现对所披露结构和方法的明显的多种不同改变和修改。例如，这些总体发明概念典型地不局限于手动焊接过程或自动化(例如，机器人)焊接过程之一、而是容易地可适配任一者。此外，这些总体发明概念容易地可适配不同的焊接过程和技术(例如，电弧焊接的所有变体，例如Stick和TIG 焊接)。因此，所寻求的是涵盖了落入如由所附权利要求及其等同物所限定的总体发明概念的精神和范围内的所有这样的改变和修改。

参考号

10 焊机 90a 滤波器

12 电源 91 级

14 终端 94 振荡器

16 终端 100 脉冲波浪形状

18 平滑电感 102 峰值电流

20 焊丝 104 背景电流

22 卷轴 110 虚线

24 送丝器/辊 152 块

26 马达 156 线路/输出

30 工件 158 调制器

32 分路器 160 块

34 块 162 线路

34a 线路 170 斜坡上升部分

36 块 172 斜坡下降部分

36a 线路 180 阈值

40 波浪形状发生器 182 阈值

42 线路 184 瞬态/偏移

44 线路 186 瞬态/偏移

46 焊丝驱动控制 200 程序

46a 线路 202a 线路

46b 线路 202b 线路

46c 编码器 210 块

70 命令接口 210a 线路

80c 滤波器 212 例程

80d 滤波器 214 线路

81 级 216 线路

81a 级 220 计数器

81b 级 220a 块

82 报告存储逻辑 222 计数器

84 振荡器 222a 块

224 线路 908 步骤

226 块 910 步骤

230 块 914 步骤

234 级 916 步骤

236 块 918 步骤

238 块 920 步骤

250 程序 1000 生产线

252 程序步骤 1002 第一焊接评分S1

254 计数器/块 1004 第二焊接评分S2

254a 线路 1006 第三焊接评分S3

256 计数器 1008 第一工件WP1

258 线路 1010 第二工件WP2

260 块 1012 第三工件WP3

262 子例程 1014 焊接站

262a 块 1016 监测器M

264 程序步骤 1018 评估站

266 程序例程 1020 焊接命令

266a 块 1022 焊接命令

266b 焊接拒绝信号 1100 方法

270 程序 1102 步骤

272 计数器 1104 步骤

280 子例程 1106 步骤

282 块 1108 步骤

282a 块 1110 步骤

284 块 1112 步骤

286 块 1114 步骤

286a 块 1116 步骤

286b 块 1118 步骤

900 方法 1200 系统

902 步骤 1202 指导

904 步骤 1204 工位

906 步骤 1206 工位

1208 工位 1308 步骤

1210 工位 1310 步骤

1212 工位 1402 焊接条件

1214 工位 1404 焊丝成分

1216 工位 1406 工件成分

1218 工位 1408 保护气体流速

1220 第一焊机W1 1410 保护气体组分

1222 第二焊机W2 1412 温度

1224 第三焊机W3 1414 焊接条件

1226 第四焊机W4 1416 焊接评分

1228 第五焊机W5 1418 货币成本

1230 第六焊机W6 1420 时间成本

1232 第七焊机W7 1500 预设文件

1234 第八焊机W8 1502 预设文件编号

1236 第一学生S1 1504 焊接条件

1238 第二学生S2 1506 焊机确认

1240 第三学生S3 1508 焊接过程信息

1242 第四学生S4 1510 货币成本

1244 第五学生S5 1512 时间成本

1246 第六学生S6 1514 焊接评分

1248 第七学生S7 1516 第一预设文件

1250 第八学生S8 1518 第二预设文件

1252 教授人员 1600 系统

1254 生产监测系统(PMS) 1610 监测器M’

1620 诊断逻辑电路(DLC)

1256 网络 1700 方法

1258 显示装置 1710 步骤

1260 数据存储装置 1720 步骤

1300 方法 1730 步骤

1302 步骤 1740 步骤

1304 步骤 1800 系统

1306 步骤 1810 控制器

1820 电源 S5 第五学生

1830 送丝器 S6 第六学生

1840 监测器 S7 第七学生

1842 估计逻辑 S8 第八学生

1844 滤波逻辑 W1 第一焊机

1846 评估逻辑 W2 第二焊机

2000 步骤 W3 第三焊机

2002 步骤 W4 第四焊机

2004 步骤 W5 第五焊机

2006 步骤 W6 第六焊机

N 编号 W7 第七焊机

M' 监测器 W8 第八焊机

S1 第一焊接评分/第一学生 WP1 第一工件

S2 第二焊接评分/第二学生 WP2 第二工件

WP3 第三工件

S3 第三焊接评分/第三学生

S4 第四学生

Claims (18)

1.一种通过随着焊机以在推进焊丝与工件之间创建实际焊接参数的方式来执行焊接过程而对所述焊机进行监测从而确定焊接品质的方法，所述焊接过程是由给所述焊机的电源的命令信号控制的一系列快速重复的波浪形状限定的，所述方法包括：

将具有焊接周期和周期时间的波浪形状分割成一系列按时间分割的状态；

从所述一系列按时间分割的状态中选择非适应状态，其中所述非适应状态代表所述波浪形状中的、其中这些命令信号在不同的焊接条件下保持不变的分段；

在时间区间上以询问速率测量在所述非适应状态期间在所述推进焊丝与所述工件之间产生的多个焊接参数；并且

基于在所述非适应状态内在所述时间区间内所获取的所述多个焊接参数的测量值来计算所述非适应状态的多个品质参数，所述计算步骤包括：

将针对所述时间区间所计算的每个品质参数的值与对应的所期望品质参数值进行比较，以便确定所计算出的品质参数的值与所期望品质参数值之间的差值是否超过预定阈值；并且当所述差值超过所述预定阈值时，

用基于所述差值的量值权重对所计算出的品质参数的值进行加权，并且

用基于所述时间区间对含有所述时间区间的所述波浪形状的时间贡献的时间贡献权重对所计算出的品质参数的值进行加权。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

在多个时间区间内以所述询问速率重复测量在所述非适应状态中出现的所述多个焊接参数；并且

针对所述多个时间区间内所获取的相应测量值来重复计算所述多个品质参数。

3.如权利要求1所述的方法，进一步包括基于这些品质参数的加权值来计算所述时间区间内的品质指标。

4.如权利要求3所述的方法，进一步包括：

将分别与多个时间区间相关联的多个品质指标进行合计；和

基于所合计的多个品质指标来计算所述焊接过程的总品质指标。

5.如权利要求1所述的方法，进一步包括将针对所述非适应状态所计算的所述多个品质参数用作训练数据来评估后续焊接过程。

6.如权利要求1所述的方法，进一步包括

在多个时间区间上以所述询问速率重复监测在所述非适应状态期间这些命令信号的值。

7.如权利要求6所述的方法，进一步包括

至少部分地基于所述多个时间区间内所监测到的命令信号的值与所获取的多个焊接参数的测量值之间的差值来计算噪音参数。

8.如权利要求7所述的方法，进一步包括：

测量在所述一系列按时间分割的状态中的一个或多个适应状态期间在所述推进焊丝与所述工件之间产生的所述多个焊接参数；并且

基于根据所述非适应状态所计算出的这些噪音参数来调整在所述一个或多个适应状态中测量的所述多个焊接参数。

9.如权利要求8所述的方法，进一步包括：

基于在所述一个或多个适应状态期间所获取的多个焊接参数的调整后的测量值来计算所述一个或多个适应状态的所述多个品质参数。

10.如权利要求7所述的方法，进一步包括：

基于这些噪音参数来计算适应模型，其中所述适应模型代表所述焊机的适应性控制器为了考虑焊接条件而对命令信号的改变。

11.如权利要求10所述的方法，进一步包括：

测量在所述一系列按时间分割的状态中的一个或多个适应状态期间在所述推进焊丝与所述工件之间产生的所述多个焊接参数；并且

基于所述适应模型来调整在所述一个或多个适应状态中测量的所述多个焊接参数。

12.一种通过当焊机通过在推进焊丝与工件之间创建实际焊接参数来执行焊接过程时监测所述焊机而确定焊接品质的系统，所述焊接过程是由给所述焊机的电源的命令信号控制的一系列快速重复的波浪形状限定的，所述系统包括：

逻辑状态控制器，所述逻辑状态控制器用于将具有焊接周期和周期时间的波浪形状分割成一系列按时间分割的状态；

选择电路，所述选择电路用于从所述一系列按时间分割的状态中选择非适应状态，其中所述非适应状态代表所述波浪形状中的、其中这些命令信号在不同的焊接条件下保持不变的分段；

监测器电路，所述监测器电路被配置成用于在时间区间上以询问速率测量在所述非适应状态期间在所述推进焊丝与所述工件之间产生的多个焊接参数；以及；

用于基于在所述非适应状态内在所述时间区间内所获取的所述多个焊接参数的测量值来计算所述非适应状态的多个品质参数的电路；且其中用于计算的电路进一步包括：

用于将针对所述时间区间所计算的每个品质参数的值与对应的所期望品质参数值进行比较以便确定所计算出的品质参数的值与所期望品质参数值之间的差值是否超过预定阈值的电路；

用于用基于所述差值的量值权重对所计算出的品质参数的值进行加权的电路，并且

用于用基于所述时间区间对含有所述时间区间的所述波浪形状的时间贡献的时间贡献权重对所计算出的品质参数的值进行加权的电路。

13.如权利要求12所述的系统，其中

所述监测器电路被进一步配置成用于在多个时间区间内以所述询问速率重复测量在所述非适应状态中出现的所述多个焊接参数；并且

其中用于计算所述多个品质参数的电路被进一步配置成用于针对所述多个时间区间内所获取的相应测量值来重复计算所述多个品质参数。

14.如权利要求12所述的系统，进一步包括估计电路，所述估计电路用于在多个时间区间上以所述询问速率重复监测在所述非适应状态期间这些命令信号的值并且用于至少部分地基于所述多个时间区间内所监测到的这些命令信号的值与所获取的所述多个焊接参数的测量值之间的差值来计算噪音参数。

15.如权利要求14所述的系统，其中所述监测器电路被进一步配置成用于测量在所述一系列按时间分割的状态中的一个或多个适应状态期间在所述推进焊丝与所述工件之间产生的所述多个焊接参数，并且所述系统进一步包括：

滤波电路，所述滤波电路用于基于根据所述非适应状态所计算出的这些噪音参数来调整在所述一个或多个适应状态中测量的所述多个焊接参数。

16.如权利要求15所述的系统，其中用于计算所述多个品质参数的电路被进一步配置成用于基于在所述一个或多个适应状态期间获取的所述多个焊接参数的调整后的测量值来计算所述一个或多个适应状态的所述多个品质参数。

17.如权利要求14所述的系统，进一步包括用于基于这些噪音参数来计算适应模型的电路，其中所述适应模型代表所述焊机的适应性控制器为了考虑焊接条件而对命令信号的改变。

18.如权利要求17所述的系统，其中所述监测器电路被进一步配置成用于测量在所述一系列按时间分割的状态中的一个或多个适应状态期间在所述推进焊丝与所述工件之间产生的所述多个焊接参数并且基于所述适应模型来调整在所述一个或多个适应状态中测量的所述多个焊接参数。