CN108290238B - 监测焊接质量的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊接系统和方法。所述焊接系统可以包括，例如，焊接电源、焊炬和计算机。所述计算机和焊炬可操作地耦接到所述电源。第一焊接被执行并且它的标记被所述计算机保存。它被认为是高质量的焊接并被选为焊接基准。第二焊接被执行并且其标记被计算机保存。计算机然后基于第二焊接的标记数据和基准焊接的标记数据之间的比较来计算第二焊接的单个焊接置信度结果。基于所述单个焊接置信度结果触发焊接故障状况，这导致焊接系统停止或修改焊接操作和/或导致焊接系统发出与触发焊接故障状况有关的通信。

Description

监测焊接质量的系统和方法

相关申请

本申请要求2015年9月14日提交的美国专利申请No.62/218,504以及2016年9月13日提交的美国专利申请No.15/264,013的优先权及权益。本申请参考并结合了上述申请的全部内容。

背景技术

造成焊接质量变化的原因很多。监测焊接质量和提供焊接置信度量度是很困难的，尤其是因为可能影响焊接的很多不同因素不被焊接置信度量度考虑在内，例如，零件上的焊接位置、某些焊接与其他焊接相比的重要性、以及现实条件和/或环境。

需要的是可以在现实条件和/或其他实践考量下，将焊接置信度度量分配给焊接操作的焊接系统的系统和方法。

发明内容

提供了焊接方法和系统，其可以基本上如结合至少一个附图所示和/或所描述的那样，如权利要求书中更完整地阐述的那样，在现实条件和/或其他实践考量下，将焊接置信度量度分配给焊接操作。

附图说明

图1示出了根据本公开的焊接系统的实施例。

图2示出了根据本公开的电路配置的实施例。

图3示出了根据本公开的焊接置信度确定方法的实施例的流程图。

图4示出了根据本公开的故障处理方法的实施例的流程图。

具体实施方式

如本文中所使用的术语“电路”和“电路系统”是指物理电子元件(即，硬件)以及任何可以配置硬件、由硬件执行、和/或以其它方式与硬件相关联的软件和/或固件(“代码”)。如本文所使用的，例如，特定处理器和存储器可以在执行第一一个或更多个代码行时构成第一“电路”，并且在执行第二一个或更多个代码行时可以构成第二“电路”。如本文所使用的，“和/或”是指通过“和/或”连接的列表中的任何一个或多个项目。作为示例，“x和/或y”表示三元素集合{(x)，(y)，(x，y)}中的任一元素。换言之，“x和/或y”表示“x和y中的一个或两个”。作为另一个示例，“x，y和/或z”表示七元素集合{(x)，(y)，(z)，(x，y)，(x，z)，(y，z)，(x，y，z)}中的任一元素。换言之，“x，y和/或z”表示“x，y和z中的一个或多个”。如本文所使用的，术语“示例性”意味着用作非限制性示例、实例或例证。如本文所使用的，术语“例如”和“比如”列出了一个或多个非限制性示例、实例或例证的列表。如本文所使用的，只要电路系统包括执行一项功能所必需的硬件和代码(如果需要的话)，电路系统就“可操作”以执行该功能，无论该功能的执行是否被禁用或未被启用(例如，通过用户可配置的设置、出厂预设等)。

根据本公开的焊接系统和方法的一些实施例，提供由[0-100]之间的数字表示的焊接置信度量度，其中100提供对高质量焊接具有非常高的置信度的预期，0提供对质量差的焊接具有非常高的置信度的预期。

根据本公开的焊接系统和方法的一些实施例，提供用于选择(例如，用户选择)已知的良好质量的代表性焊接，该代表性焊接被用作那种特定类型和/或类别的所有相应焊接的未来的基准。一些实施例提供了一种算法，该算法将所有未来的焊接与基准进行比较并且计算代表焊接的估计质量的单个量度(例如，焊接置信度)。当焊接产生较低的置信度值时，一些实施例提供关于哪个或哪些特征对较低评估负责的信息，这进而提供有关潜在纠正措施和/或响应解决方案的有用信息。

根据本公开的焊接系统和方法的一些实施例，提供允许用户选择第二焊接基准(例如，具有已知良好质量的第二、不同的焊接基准)的“学习”过程。使用这两个基准，学习过程调整算法参数以更好地估计未来焊接的焊接置信度。

根据本公开的焊接系统和方法的一些实施例为焊接提供焊接置信度量度。一些实施例提供选择一个或多个现实的焊接基准并且设置权重和限值。计算每个单个特征的焊接差异，然后计算每个单个特征的焊接置信度特征序列。计算整体焊接置信度和加权焊接置信度特征。然后计算每个焊接的单个焊接置信度结果。例如，按照从0到100的标度计算焊接置信度结果。通过监测焊接置信度结果，焊接系统能够识别潜在的焊接故障状况，识别有助于低焊接置信度结果的特征，并实施解决方案(例如，停止焊接过程、修改焊接过程、丢弃工件等)。

图1示出了根据本公开的焊接系统10的实施例。所述焊接系统10可以包括，例如，计算机20、电源30(例如，焊接电源、焊接电力供应器等)、焊炬40(例如焊枪、焊炬、手持式焊炬、机器人焊炬、半自动焊炬等)。

所述计算机20可以通过计算机电缆50连接到所述电源30，所述电源30又通过焊接电缆60连接到所述焊炬40。所述计算机20可以通过所述电源30物理地定位，或者通过网络连接到本地计算机、云计算机或云服务器。在一些实施例中，所述计算机20可以与所述电源30和/或头具70进行无线通信。在一些实施例中，所述计算机20可以是所述电源30的一部分。所述计算机20可以耦接到显示器或其他输出设备(未示出)。所述计算机20可以被配置成使用作为所述电源30、由操作员80佩戴的所述头具70、所述计算机20的一部分的显示器和/或独立的显示器。在一些实施例中，所述计算机20可以被配置为使用显示器或在所述电源30、焊接台、智能电话、平板电脑、个人计算机、云网络、数据库网络等的显示器上呈现当前焊接置信度量度、参数、或其它相关信息。在一些实施例中，所述焊炬40由佩戴所述头具70的所述操作员80握持，所述头具70可包括视口和/或显示器90。所述焊炬40可以被配置成产生电弧，焊接材料的液滴通过所述电弧在工件110上形成焊接。所述电源30也通过接地电缆、负极电缆和/或工件引线(未示出)连接到所述工件110。

在一些实施例中，所述电源30可以被配置为容纳用于向所述焊炬40提供焊接材料(例如，金属、钨等)的焊丝线轴和/或填料线轴。在一些实施例中，所述电源30连接到保护气体源(未示出)。所述电源30可以被配置为自动地向所述焊炬40供给所述焊接材料并且通过所述焊接电缆60提供保护气体(例如，惰性保护气体)。

在根据一些实施例的操作中，所述电源30向所述焊炬40的自耗电极(例如，送给焊丝和/或材料的末端)或非自耗电极提供电流和/或电压以形成电弧。所述电极通过所述电弧将电流输送到所述工件110上的焊接点。在所述焊接系统10中，所述操作员80通过操纵所述焊炬40并用扳机触发焊接过程的启动和停止来控制电极的位置和操作。

在一些实施例中，所述计算机20和/或所述电源30逐个脉冲地监测、分析、控制和/或修改脉冲焊接过程。所述计算机20和/或所述电源30可以在现实条件下和/或其他实践考量下将焊接置信度量度分配给焊接操作。基于焊接置信度量度，所述计算机20和/或所述电源30可以确定是否存在潜在的焊接故障状况。如果确实存在这样的焊接故障状况，则提供关于导致低焊接置信度量度的特征的信息。焊接过程和/或系统可被停止，和/或警报、指示、消息可被传送、显示和/或听到。在一些实施例中，可以使用焊接置信度量度来查明问题(例如，与造成低焊接置信度量度的特征有关的问题)、修改焊接过程和/或系统、和/或训练或修改所述操作员80的行为。

图2示出了根据本公开的电路配置(例如，元件配置、装置配置、和/或电路配置)的实施例。图2中所示的电路配置120并不是穷尽的，并且可以用本领域技术人员已知的其他元件、装置和/或电路来补充。此外，图2中所示的所述电路配置120可以是所述系统10的任何装置的一部分。例如，所述计算机20、所述电源30、和/或所述头具70中的每一个可以包括其本身的所述电路配置120。

在一些实施例中，所述电路配置120可以包括，例如，一个或多个处理器130、一个或多个存储器140(例如，一个或多个非暂时性存储器)、一个或多个通信设备150(例如，无线适配器、无线卡、电缆适配器、电线适配器、软件狗、射频(RF)设备、无线通信设备、蓝牙设备、遵循IEEE 802.11协议的设备、WiFi设备、蜂窝设备、GPS设备、以太网端口、网络端口、照明电缆端口、电缆端口等)、一个或多个输入设备160(例如，键盘、鼠标、触摸板、触敏屏幕、触摸屏、压敏屏幕、图形用户界面、用户界面、按钮、麦克风等)、和一个或多个输出设备170(例如，显示器、屏幕、扬声器、投影仪等)。所述处理器130、存储器140、通信设备150、输入设备160、和/或输出设备170可以连接到一个或多个总线180或其他类型的通信链路。

所述处理器130可以包括，例如，以下中的一个或多个：通用处理器、中央处理单元、数字滤波器、微处理器、数字处理器、数字信号处理器、微控制器、可编程阵列逻辑器件、复杂可编程逻辑器件、现场可编程门阵列、专用集成电路、串联或并联工作的一个或多个云服务器、以及存储器。代码、指令、软件、固件和/或数据可以存储在所述处理器130、所述存储器140或所述处理器130、存储器140两者中。

所述存储器140可以包括，例如，以下中的一个或多个：非暂时性存储器、非暂时性处理器可读介质、非暂时性计算机可读介质、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、非易失性存储器、动态RAM(DRAM)、易失性存储器、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、铁电RAM(FRAM)、先进先出(FIFO)存储器、后进先出(LIFO)存储器、堆栈存储器、非易失性RAM(NVRAM)、静态RAM(SRAM)、缓存、缓冲器、半导体存储器、磁存储器、光存储器、闪存存储器、闪存卡、紧凑型闪存卡、存储卡、安全数字存储卡、微型卡、迷你卡、扩展卡、智能卡、存储棒、多媒体卡、图片卡、闪存存储、客户识别模块(SIM)卡、硬盘驱动器(HDD)、以及固态驱动器(SSD)等。所述存储器140可以被配置为存储供所述处理器130使用的代码、指令、应用程序、软件、固件和/或数据，并且所述存储器140可以处于所述处理器130外部、内部或外部与内部皆有。

在一些实施例中，代码、指令、应用程序、软件、固件和/或数据中的一些可以是硬连线的(例如，硬件实现、硬连线到寄存器等)和/或可以是可编程的。

在一些实施例中，可以通过代码、软件、固件和/或指令来执行这里描述的步骤、动作、方法和/或过程中的一些或全部，所述步骤、动作、方法和/或过程例如由所述处理器130执行并且存储在所述计算机20、所述电源30和/或所述头具70的所述存储器140和/或所述处理器130中。在一些实施例中，由所述计算机20、所述电源30、和/或所述头具70的所述处理器130执行的代码、软件、固件和/或指令可以配置所述处理器130以执行或促使执行以本文所描述的步骤、动作、方法、和/或过程中的一些或全部。

本公开的一些实施例提供了从焊接操作的焊接标记(例如Weld

)的电压和电流分量中提取特征信息(特征提取)的详细处理或数据分析的方法(例如，算法方法)。

本公开的一些实施例提供了一系列算法，这些算法可以驻留在监测软件中，并且可以应用于由系统获得的每个即将到来的焊接。一些实施例提供了一种方法，由此焊接的“质量”根据置信度排名——由0和100之间的数字表示，其中100表示对高质量焊接具有非常高的置信度的预期，并且0表示对质量差的焊接具有非常高的置信度的预期。一些实施例提出，所得到的焊接置信度量度为每个焊接提供质量等级。

图3示出了根据本公开的焊接置信度确定方法190的实施例的流程图。在一些实施例中，所述方法190从预焊接设置过程200开始(例如，操作员驱动的预焊接设置过程)。

关于所述预焊接设置过程200的步骤210，所述方法190提出从先前获取的焊接结果中选择焊接基准。一些实施例提出，所述操作员80或一些其他人从之前被确定为表示良好或高质量焊接的之前的历史焊接中的先前获取的数据(例如，焊接标记，可包括，例如电压标记(伏特vs时间)和/或电流标记(安培vs时间))中选择基准焊接。除了电压标记和/或电流标记之外，基准焊接可以通过以下一项或多项来表征：焊丝速度、气流量、行进速度、温度、焊炬位置、焊炬角度等。监测软件的用户，例如，可以从所述计算机20和/或所述电源30以多种方式(参见下文)选择基准焊接。一些实施例提出，将相同的零件类型和位置的先前的良好焊接使用作为基准焊接，以提高追踪特定焊接过程的预期变化的精度。

在一些实施例中，来自成功完成的零件的一些或全部焊接可以被识别为基准焊接，其中每个基准焊接可以与位于零件上的相同位置的未来焊接相关联。这种方法考虑到不同位置和不同部位的焊接可能具有不同的高质量焊接特性和/或焊接标记。因此，将成功完成的零件上的每个焊接用作后续相同零件上未来的相应焊接的基准是有益的。

在一些实施例中，可以选择来自各个焊接的任何历史数据，为预期在未来完成的一个或多个焊接提供基准。因此，例如，对于特定零件上的一连串地四次焊接，可以为每个单次的焊接选择基准焊接的最佳示例。例如，所述基准焊接不需要在相同的成功零件上。

在一些实施例中，可以选择代表焊接类别或焊接组的基准焊接。焊接可以准确地表示为一组有限的类别或经过验证的焊接程序和/或对流程标准化和认证特别有用的流程。

一旦基准焊接被选择。与基准焊接相关联的数据包括，例如，获取的焊接标记、提取的特征(例如平均电压、脉冲频率、阈值越过计数、平均数、统计技术等——名义上在焊接期间以10Hz速率测量)、和/或高级特征(例如，瞬时频率、本底斜率、液滴位置、液滴量值、脉冲峰值统计、脉冲本底统计、单液滴每脉冲质量特征、最佳过程质量特征、小波脉冲统计、句法分析等)被保存以用于执行与估计焊接置信度相关的未来计算。

关于所述预焊接设置过程200的步骤220，所述方法190提出选择学习设置的第二焊接基准。一些实施例提出对每个单个的焊接标记特征使用“权重”和“限值”的设置来实现算法。使用权重来确定特定特征对整体焊接置信度量度的贡献。使用限值来量化焊接标记的每个点处的焊接置信度量度贡献是什么。一些实施例提供权重和限值以使算法侧重于特定应用中的特定焊接的特定灵敏度。因此，对于一些焊接，例如，相较于诸如气体等较不太重要的特征，瞬时频率可以被赋予更多权重。

关于所述预焊接设置过程200的步骤230，所述方法190提供用于自动学习权重和限值的机制。例如，该算法的用户可以选择第二良好的焊接(或零件)作为第二基准，并与第一基准进行比较，并用于计算有效限值。一些实施例提出，两个基准焊接标记可以用于调整算法限值设置。如果所述基准的特性、特征和/或焊接标记非常接近，那么限值将会实际上收紧。如果所述基准的特性、特征和/或焊接标记不是非常接近，则限值将实际上放松。在一些实施例中，该方法包括对应的单个的焊接标记特征之间的逐点差异；所有有效点间的差异的绝对值的平均值；并且将这个差值设定为N％(例如，通常为90％)的值作为限值。如果差异太小，则可以使用每个特征的底值来代替。

关于步骤240，在实时焊接操作期间，所述方法190基于实时焊接标记特征数据计算每个单个特征的焊接差异。在一些实施例中，当接收到实时焊接标记数据和/或实时焊接标记特征数据时，逐点地从基准的对应焊接标记特征(在可用的情况下)减去其每个焊接标记特征，从而产生每个焊接标记特征的差异特征。这为每个特征产生一组个别差异序列。

关于步骤250，所述方法190计算每个单个特征的焊接置信度特征序列。在一些实施例中，将每个对应特征的限值应用于差异特征中的每个点，以针对每个特征在特征中的每个点处产生单个的焊接置信度量度，从而为每个焊接标记特征产生一组单个的焊接置信度特征。在一些实施例中，如果基准标记的长度比正被分析的标记短，则使用基准特征的全局平均值来将基准特征轨迹扩展到被分析的标记的长度。一些实施例规定，各个焊接置信度特征的产生允许用户看到哪些特征分量造成了低的焊接置信度量度，从而允许查明和/或诊断问题、确定作用因素、开发解决方案、和/或采取行动(例如，停止焊接过程、修改焊接过程、传达警报等)。

在一些实施例中，可以以下面的方式应用该限值。如果差异点的绝对值小于限值，那么在该点产生的焊接置信度量度是线性插值，等于100－[绝对值(差值)/限值*100]。如果差异点的绝对值大于限值，那么该点的焊接置信度量度为0。

关于步骤260，所述方法190计算整体焊接置信度和加权焊接置信度特征。在一些实施例中，一旦完成了所有焊接标记特征(利用用于基准焊接和最近获取的焊接两者的数据)，则存在一组单个焊接置信度特征(例如，针对每个焊接标记特征都有一个焊接置信度特征)。所有单个的焊接置信度特征被逐点地求平均以得到称为整体焊接置信度特征的一个特征。也计算逐点加权平均(使用上述从0到1的权重)，被称为加权总体焊接置信度特征。

关于步骤270，所述方法190计算每个焊接的单个焊接置信度结果。在一些实施例中，通过对由用户预先选择的所有有效点上的整体或加权总体焊接置信度特征求平均来计算焊接的单个焊接置信度量度。有效点可以包括，例如，焊接主体中的所有点，除了例如启动瞬时区域和焊接结束瞬时区域之外。单个焊接置信度结果是一个从0到100的数字。

然后，一些实施例可以使用单个焊接置信度结果来确定是否存在潜在的焊接故障状况。如果存在，那么可以解构单个焊接置信度结果，并且可以识别导致低的单个焊接置信度结果的特征。通过查明问题特征，可以通过关联识别特定的问题，并且可以确定具体的解决方案。此外，例如，由于低的单个焊接置信度结果，可以停止和/或修改焊接过程。

所述计算机20和/或所述电源30和/或所述头具70可以提供使用接口，例如触敏显示器、图形用户显示器、鼠标、键盘、按钮等。在所述计算机20、所述电源30和/或所述头具70中的一个或多个上运行的算法可以提供菜单项以在单个焊接标记上执行某些操作，如下文所公开的。

一些实施例可以在缓冲器或其他非暂时性存储器中保存正被显示的特定标记作为基准。在一些实施例中，当处于图形限值编辑模式时，算法的用户可以从数据视图选择特定的焊接标记进行保存，以用于与未来的实时焊接数据进行比较。

一些实施例可以从标记中学习焊接差异限值并保存到缓冲器或其他非暂时性存储器中。在一些实施例中，一旦用户具有存储在缓冲器中的基准，则用户可以选择第二焊接标记并且使用这两个基准去学习一组焊接差异权重和限值以用于随后根据附加的焊接标记来计算焊接置信度。该功能询问用户是否想要学习所有可能特征的权重和限值，或仅使用缓冲区中已有的特征权重的预设列表。用户还可以为此功能设置目标焊接置信度。

一些实施例可以将来自缓冲器的基准和焊接差异限值应用于该标记。在一些实施例中，一旦在缓冲器中设置了基准和一组焊接差异权重和限值，则任何焊接标记都可以使用它们来重新计算底线焊接置信度和焊接置信度以及加权焊接置信度高级特征。

一些实施例可以自动应用来自缓冲器的基准和焊接差异限值。在一些实施例中，保存的基准和焊接差异权重和限值被自动应用于新标记。

一些实施例提出对保存在缓冲器中的焊接差异权重和限值的列表进行编辑。

在一些实施例中，在所述计算机20、所述电源30和/或所述头具70中的一个或多个上运行的算法可以提供菜单项目以在零件的基础上执行某些操作，如下文中公开的那样。

一些实施例提出使用特定零件作为基准。在一些实施例中，可以选择部分视图和/或显示中的特定零件。零件中的所有有效焊接将用作关联网络或设备中的零件的相关焊接设置中的相应基准焊接。

一些实施例提出，使用特定零件来学习焊接差异权重和限值。在一些实施例中，一旦算法的用户在设备设置中具有基准，则用户可以选择第二个零件并使用这两个零件的焊接来了解每个焊接的焊接差异权重和限值。此功能询问用户是否想要学习所有可能特征的权重和限值，或仅使用已存储在缓冲区中的特征权重的预设列表。也可以为此功能设置目标焊接置信度。

一些实施例提出，可以将特定零件的焊接差异权重和限值设置设置为保存在缓冲器中的内容。在一些实施例中，所述菜单项采用在所述缓冲器中设置的一组焊接差异权重和限值并且将它们复制到相关零件的设备中的每个焊接设置。

一些实施例提出对保存在缓冲器中的焊接差异权重和限值的列表进行编辑。

一旦计算出焊接置信度和加权焊接置信度高级特征和结果，就将它们用于检测潜在的焊接故障并允许系统进行通信并采取纠正措施。

图4显示了如何对每个高级特征(焊接置信度和加权焊接置信度)以及标量焊接置信度和加权焊接置信度结果应用故障处理。

关于步骤290，算法对每个高级特征(例如，焊接置信度和加权焊接置信度特征)应用限值。在一些实施例中，高级特征的每个点可以与上限和下限进行比较。上限和下限超过可以被独立跟踪。在一些实施例中，可以预设限值。在一些实施例中，限值可以特定于零件和/或焊接位置和/或零件上的序列。限值可以从焊接类别中推导出来，所述焊接类别是可以管理多个类似焊接的预先指定的焊接工艺和限值设置。

在一些实施例中，上限和/或下限可以是以下中的一个或多个：在焊接持续时间内相同的固定限值；在焊接持续时间内的一些时间子集上保持恒定的分段限值；以及在焊接持续时间内变化(例如，连续变化)的曲线变化的限值。

在一些实施例中，限值可以通过表格条目手动设置或在显示器上进行图形操作。所述限值可以通过一些手动增强或自动学习过程从历史焊接标记中导出。限值可以在逐个焊接的基础上从历史数据中自适应导出。

在一些实施例中，可以并行使用一组或多组限值以增强故障检测。

关于步骤300，算法基于恒定、分段和/或曲线变化的限值来检测故障。在一些实施例中，超过焊接持续时间的限值超出信息被用于确定是否应该检测和/或指示焊接故障。

在一些实施例中，可以使用两种方法(例如，并行地)来检测故障和/或指示故障。在第一种方法中，可以为每个特定焊接或焊接类型规定预先指定的允许的全局故障百分比。超限数值——上限和下限可以独立处理——对整个焊接进行制表。如果总数超过允许的全局故障百分比，则此类型的焊接故障(例如，故障类型＝上瞬时频率)被指示出来。如果焊接的持续时间没有预先确定，则在焊接结束时确定焊接故障。但是，如果焊接的持续时间是先验已知的，那么可允许的故障百分比可以被理解为特定时间(例如，特定持续时间设置的百分比)，并且，如果总超标时间超过该特定时间，则可以在焊接期间呼叫焊接故障。

在第二种方法中，可以为每个特定焊接或每个焊接类别指定N和M的预先指定的设置。超限数值——上限和下限可以独立处理——针对焊接发生时若干组的M组秒进行制表(如，连续制表)。如果特定的M秒窗口超过该窗口的百分之N，则这种类型的焊接故障被指示出来。

在一些实施例中，当指示焊接故障时，获取焊接故障的类型并将其传递到过程中的下一个步骤。多种故障类型可能在同一焊接上发生并进行处理。

关于步骤310，算法将结果限值应用于焊接置信度和加权焊接置信度结果。在一些实施例中，将焊接置信度和加权焊接置信度结果与上限和下限进行比较。上限和下限超标可以被独立跟踪。在一些实施例中，限值可以是预设的。在一些实施例中，限值可以特定于零件和/或焊接位置和/或零件上的序列号。限值可以从焊接类别中推导出来，所述焊接类别是可以管理多个类似焊接的预先指定的焊接工艺和限值设置。上限和下限可以通过表格条目手动设置，也可以通过许多手动增强或自动学习过程从历史焊接标记中导出。限值可以在逐个焊接的基础上从历史数据中自适应导出。

关于步骤320，该算法检测焊接置信度结果故障。在一些实施例中，如果超过限值，则指示焊接故障并且获取其类型并将其传递到过程中的下一个步骤。多种故障类型可能在同一焊接上发生并进行处理。

该算法还提供用于故障检测的焊接置信度结果的历史趋势。在一些实施例中，来自相同焊接的焊接置信度结果的历史趋势被用于检测故障状况。例如，可以通过使用负斜率检测算法来检测持续的下降趋势。结合标量焊接置信度结果限值，建立、学习和控制趋势阈值限值。

关于步骤330和340，所述算法与历史趋势视图通信和/或显示检测到的故障和/或基于工作流指令设置执行纠正措施。

在一些实施例中，工作流程是用于以预先指定的动作或行为以预先指定的方式自动处理在产品焊接过程中发生的同步和异步事件的方法。这种方法提供了一种方式，以供最终用户对系统进行预先配置或“编程”以实现高度的编排和有效的操作。

在一些实施例中，同步工作流程事件是以预期顺序在产品焊接过程或作业的操作中发生的事件，例如以下中的一个或多个：作业加载、零件加工开始、第一次焊接、最后一次焊接、零件加工结束等。

在一些实施例中，异步工作流程事件是在产品焊接过程或作业的操作中发生的但与同步工作流程事件相比以非期望的顺序发生的事件，例如以下中的一个或多个：换班、午休、机器停机、管理员登录等。

在一些实施例中，工作流程指令是当特定事件发生时期望发生的预先指定的操作，例如，以下中的一个或多个：将电子邮件和/或文本信息发送给管理员、播放视频、发出警报、关闭焊机(例如，所述电力供应器30)，禁用所述手动焊炬40等。这些例子只是一些实施例所考虑的有用工作指令的一小部分。

在这种情况下(例如检测特定类型的焊接故障)，可以设置预设的工作流程指令，使得系统可以对指示的焊接故障作出唯一的响应。可以设置指令，使其适用于任何焊接的任何焊接故障，或者仅适用于特定作业特定部位的特定焊接位置上的特定故障类型，或适用于这些工况之间的任意组合。

在一些实施例中，焊接故障指示可以以多种方式显示和/或传达。故障可以被合并，以便如果发生任何故障，可以在焊接单元、焊机上、本地操作员显示屏上、管理员站点上的故障指示器、和/或远程显示设备上显示“红灯”警报。更具体的故障信息，包括故障的类型和特征，可以实时和历史地通过与源设备、零件、焊接标记和/或焊接报告相关联的图形界面(例如，用户图形界面、软件图形界面、触敏图形界面等)向操作员显示。通信和显示可以作为系统的软件和/或硬件的正常运行的固有部分来执行，或者可以由特定的工作流程指令的执行所导致，该指令已被添加以唯一地提供所需形式的通信和显示。

在一些实施例中，算法可以提供和/或显示历史趋势视图，其中提供故障限值指示以帮助操作者和用户利用关于单个焊接的相对质量的有价值的趋势信息——随着时间的推移并对零件上的其它焊接形成参照。

在一些实施例中，焊接故障指示可以使系统以多种方式采取纠正措施。故障可以被合并，以便在发生故障时采取纠正措施。纠正措施可以包括诸如以下一项或多项的操作：零件被检查之前锁定零件夹紧机构而不会自动释放零件；管理员重置系统之前禁用手动焊炬；和/或自动将零件移入废料仓。可以采取更具体的纠正措施，这些纠正措施专门针对(可能受限于)为故障的类型和特征。纠正措施可以作为系统软件和硬件正常运行的固有部分来完成，或者可以通过特定的工作流程指令的执行所导致，该指令已被添加以唯一地提供所需形式的纠正措施。

本文描述的方法和系统的一些实施例提供了许多优点，其中一些优点将在下面讨论。

一些实施例提出使用所选择的相同类型、位置、零件和/或过程的代表性良好焊接来形成质量量度。

当质量量度测量值指示低质量焊接时，一些实施例提供详细的后续信息。

一些实施例提出“简单按钮”设置。例如，通过简单地执行一个良好的焊接并将其选为基准，算法准备就绪以运行。在另一个例子中，通过简单地用多个良好的焊接执行一个成功零件并选择该成功零件作为基准，该算法准备就绪以运行。

一些实施例提出当选择第二焊接基准时用以调节算法参数的自动学习过程。

一些实施例提出使用多个选定的基准标记来获得焊接置信度估计中的统计学观点和稳定性。

一些实施例提出自适应学习过程的使用，该自适应学习过程在焊接执行时考虑所有焊接的匹配类型、位置和部件类型，以提高对焊接置信度的估计。

一些实施例提出使用模糊逻辑方法来提高估计质量，以改善以不良焊接置信度结果产生的诊断信息，并将专家领域知识应用于质量算法。

一些实施例提出，焊接置信度的确定可以由所述电源30、所述计算机20或其一些组合来执行。一些实施例提出，焊接置信度的确定可以由一个或多个处理器执行，所述处理器位于在以下中的一个或多个中：所述电源30、所述计算机20、云网络、膝上计算机、智能电话、平板电脑等。

一些实施例提出，所接收到的与焊接相关联的焊接标记可以与来自一个或多个之前执行的焊接的一个或多个焊接基准进行比较。在一些实施例中，一个或多个焊接基准可以包括高质量的焊接。在一些实施例中，一个或多个焊接基准可包括低质量焊接(例如，质量差的焊接)。在一些实施例中，一个或多个焊接基准可以包括高质量焊接和低质量焊接两者。

本方法和/或系统可以用硬件、软件或硬件和软件的组合来实现。本方法和/或系统可以在至少一个计算系统中以集中方式来实现，或者以不同的元素分布在几个互连的计算或云系统中的分布式方式来实现。适于执行本文描述的方法的任何种类的计算系统或其他装置都是适合的。硬件和软件的典型组合可以是具有程序或其他代码的通用计算系统，所述程序或代码在被加载和执行时控制计算系统，使得其执行本文描述的方法。另一个典型实施方式可以包括专用集成电路或芯片。一些实施方式可以包括其上存储有可由机器执行的一行或多行代码的非暂时性机器可读(例如，计算机可读)介质(例如，FLASH驱动器、光盘、磁存储盘等)使机器执行如本文所述的过程。

虽然已经参照某些实施方式描述了本方法和/或系统，但是本领域技术人员将会理解，在不脱离本发明的方法和/或系统的范围的情况下，可以做出各种改变并且可以进行等同物替代。此外，在不偏离其范围的情况下，可以作出许多修改以使特定情况或材料适应本公开的示教内容。因此，本方法和/或系统不限于所公开的特定实施方式，而是本方法和/或系统将包括落入所附权利要求范围内的所有实施方式。

Claims (33)

1.一种焊接系统，包括：

可操作地耦接到一个或多个处理器的焊炬，

其中所述一个或多个处理器被配置为选择焊接基准，并且，当所述焊炬正在执行焊接时，所述一个或多个处理器被配置为接收焊接标记并且将所述接收的焊接标记与所述焊接基准进行对比，

其特征在于

所述焊接基准是之前的焊接结果，

其中所述接收的焊接标记与所述焊接基准的比较包括计算从所述接收的焊接标记提取的每个单个特征和从所述焊接基准提取的每个单个特征的焊接差异，

其中所述一个或多个处理器被配置为确定每个单个特征的焊接置信度特征序列。

2.根据权利要求1所述的焊接系统，其中，所述焊接系统被配置为如果基于所述接收的焊接标记与所述焊接基准的比较判断出存在焊接故障状况则对所述焊炬产生作用。

3.根据权利要求1所述的焊接系统，其中，所述焊接系统被配置为如果基于所述接收的焊接标记与所述焊接基准的比较判断出存在焊接故障状况则触发警报。

4.根据权利要求1所述的焊接系统，其中，所述焊接系统被配置为如果基于所述接收的焊接标记与所述焊接基准的比较判断出存在焊接故障状况则发送电子邮件或文本通知。

5.根据权利要求1所述的焊接系统，其中，所述焊接基准包括基准电流标记和基准电压标记。

6.根据权利要求5所述的焊接系统，其中，所述焊接基准包括以下中的一个或多个：焊丝速度、气流量、行进速度、温度、焊炬位置和焊炬角度。

7.根据权利要求1所述的焊接系统，其中，所述一个或多个处理器被配置为确定总体焊接置信度和加权焊接置信度特征。

8.根据权利要求7所述的焊接系统，其中，所述一个或多个处理器被配置为确定每个焊接的单个焊接置信度结果。

9.根据权利要求1所述的焊接系统，其中，所述焊接基准是第一焊接基准，其中所述一个或多个处理器被配置为选择之前的第二焊接结果作为第二焊接基准，并且基于所述第一焊接基准和所述第二焊接基准之间的比较来设置与每个单个特征相关联的限值设置。

10.根据权利要求1所述的焊接系统，其中，所述一个或多个处理器被配置为在显示器上显示焊接置信度量度，所述显示器包括以下一项或多项上的显示器：电源、焊接台、电话、平板电脑、计算机和云网络。

11.根据权利要求2-4之一所述的焊接系统，其中所述一个或多个处理器被配置为当触发所述焊接故障状况时停止或修改所述焊接系统的焊接，和/或

其中所述一个或多个处理器被配置为识别所述焊接标记的哪些单个特征导致低的单个焊接置信度结果，以及

其中所述一个或多个处理器被配置为提供与所述焊接标记的所述被识别出的单个特征相关联的可能问题，所述焊接标记的所述被识别出的单个特征导致所述低的单个焊接置信度结果，并且，其中所述一个或多个处理器被配置为提供与所述可能问题相关联的解决方案。

12.一种用于监测焊接操作的方法，包括：

执行被认为是高质量焊接的第一焊接；

选择所述第一焊接作为第一焊接基准；

执行第二焊接；

接收与所述第二焊接相关联的焊接标记；

将与所述第二焊接相关联的焊接标记与所述第一焊接基准进行比较；以及

确定所述第二焊接的单个焊接置信度结果，

其特征在于

计算从所述接收的焊接标记提取的每个单个特征和从所述焊接基准提取的每个单个特征的焊接差异，

其中一个或多个处理器被配置为确定每个单个特征的焊接置信度特征序列。

13.根据权利要求12所述的方法，包括：

基于所述单个焊接置信度结果触发焊接故障状况。

14.根据权利要求13所述的方法，包括：

如果触发所述焊接故障状况，则停止进一步的焊接操作。

15.根据权利要求13所述的方法，包括：

如果触发所述焊接故障状况，则修改当前的焊接操作。

16.根据权利要求13所述的方法，包括：

如果触发所述焊接故障状况，则发送警报或通知。

17.根据权利要求12所述的方法，包括：

执行被认为是高质量焊接的第三焊接；

选择所述第三焊接作为第二焊接基准；

比较所述第一焊接基准和所述第二焊接基准；以及

基于所述第一焊接基准和所述第二焊接基准的比较来确定每个单个特征的限值。

18.根据权利要求12所述的方法，包括：

执行被选择为第二焊接基准的第三焊接，其中，所述比较包括将与所述第二焊接相关联的所述焊接标记与所述第一焊接基准和所述第二焊接基准进行比较。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述第三焊接被认为是质量差的焊接。

20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述第三焊接被认为是另一高质量焊接。

21.一种焊接系统，包括：

一个或多个非暂时性存储器；以及

一个或多个处理器，其可操作地耦接到所述一个或多个非暂时性存储器，其中所述一个或多个处理器被配置为：

保存与第一次执行的焊接相关的第一焊接标记，

选择所述第一焊接标记作为第一焊接基准，

保存来自第二次执行的焊接的第二焊接标记，

将与所述第二次执行的焊接相关联的所述第二焊接标记与所述第一焊接基准进行比较，

基于所述比较确定所述第二次执行的焊接的单个焊接置信度结果，

计算从保存的所述第二焊接标记提取的每个单个特征和从所述第一焊接基准提取的每个单个特征的焊接差异，以及

确定每个单个特征的焊接置信度特征序列。

22.根据权利要求21所述的焊接系统，其中，所述一个或多个处理器被配置为基于所述单个焊接置信度结果触发焊接故障状况。

23.根据权利要求22所述的焊接系统，其中，所述一个或多个处理器被配置为当触发所述焊接故障状况时触发警报、发送警报消息或发送文本通信。

24.根据权利要求22所述的焊接系统，其中，所述一个或多个处理器被配置成当触发所述焊接故障状况时停止或修改所述焊接系统的焊接。

25.根据权利要求21所述的焊接系统，其中，所述一个或多个处理器被配置为识别所述第二焊接标记的哪些单个特征导致低的单个焊接置信度结果。

26.根据权利要求25所述的焊接系统，其中，所述一个或多个处理器被配置为提供与所述第二焊接标记的所述被识别出的单个特征相关联的可能问题，所述第二焊接标记的所述被识别出的单个特征导致所述低的单个焊接置信度结果，并且，其中所述一个或多个处理器被配置为提供与所述可能问题相关联的解决方案。

27.根据权利要求21所述的焊接系统，其中，所述第一焊接标记或所述第二焊接标记中的至少一个包括电压标记。

28.根据权利要求27所述的焊接系统，其中，所述电压标记包括在所述第一次执行的焊接或所述第二次执行的焊接期间电压在时间上的曲线。

29.根据权利要求21所述的焊接系统，其中，所述第一焊接标记或所述第二焊接标记中的至少一个包括电流标记。

30.根据权利要求29所述的焊接系统，其中，所述电流标记包括在所述第一次执行的焊接或所述第二次执行的焊接期间电流在时间上的曲线。

31.根据权利要求21所述的焊接系统，其中，所述单个焊接置信度结果包括多个焊接置信度结果的平均。

32.根据权利要求21所述的焊接系统，其中，所述一个或多个处理器被配置成在缓冲器或非暂时性存储器中将所述第一焊接标记存储成基准焊接标记。

33.根据权利要求21所述的焊接系统，进一步包括界面，所述界面被配置成接收输入以选择所述第一焊接标记作为基准焊接标记。

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