CN110662621B - 用于监视焊线馈送设备中的阻力的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于监视焊接设备的系统，包括焊线馈送设备和通信地耦合到非暂态计算机可读介质的处理器。焊线馈送设备可以包括马达以转动滚轴以使填充焊线从线轴朝着焊枪前进。处理器可以执行存储在非暂态计算机可读介质上的指令，以确定施加的馈送力参数和阈值馈送力参数，并比较施加的馈送力参数与阈值馈送力参数，以更新例如诸如用户接口的错误状态指示器。

Description

用于监视焊线馈送设备中的阻力的系统和方法

相关申请的交叉引用

本国际申请要求于2017年6月20日提交的美国非临时专利申请No.15/628,262的优先权，该申请的主题通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开的实施例一般地涉及填充焊线馈送监视系统和方法，并且更具体地涉及用于连续地监视填充焊线馈送参数的系统和方法。

背景技术

在焊接操作期间，监视填充焊线通过焊接焊枪被馈送到正在被焊接的区域的速度经常是有利的和必要的。这个速度通常被称为“焊线馈送速度”。如果已知焊线馈送速度，那么该焊线馈送速度可以用于确定焊线馈送设备是否正常地操作和/或是否存在可能对焊接操作有害的问题。进一步的，如果在焊接操作期间连续地测量焊线馈送速度，那么可以对焊线馈送设备和/或对焊接焊枪进行实时调整，以便优化焊接操作。

焊线馈送速度中的不期望的变化可能是由于焊接焊枪中的磨损或污染的焊线衬垫、焊接焊枪的磨损或污染的接触尖端和/或焊线馈送设备中的焊线驱动滚轴的滑动造成的。例如，一定量的污染物(例如，微粒)可能随时间积聚在焊接焊枪的焊线衬垫上，从而增加焊线衬垫和通过焊接焊枪馈送的填充焊线之间的摩擦。摩擦的这种增加可能造成焊线馈送速度的明显的波动，并且在一些情况下可能导致焊线屈曲。如果填充焊线是由诸如铝的难以馈送的合金制成的，那么这些问题可能加剧。

随着制造标准继续增加，对能够可靠地提供均匀、高质量焊接的焊接系统的需求也在增加。因而，将有利的是提供用于准确地监视包括焊线馈送速度的焊线馈送参数的系统和方法，使得可以检测和校正这种参数中的不期望的变化，以在整个焊接操作中实现均匀、高质量的焊接。

发明内容

提供本发明内容来以简化的形式介绍将在下面的具体实施方式中进一步描述的挑选的概念。本发明内容既不旨在识别所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在帮助确定所要求保护的主题的范围。

根据本公开的用于监视焊接设备的系统的示例性实施例可以包括焊线馈送设备和通信地耦合到非暂态计算机可读介质的处理器。焊线馈送设备可以包括马达，该马达转动滚轴以使填充焊线从线轴朝着焊枪前进。例如，处理器可以执行存储在非暂态计算机可读介质上的指令，以确定施加的馈送力参数和阈值馈送力参数，并比较施加的馈送力参数与阈值馈送力参数，以更新错误状态指示器，诸如用户接口。在各种实施例中，处理器可以执行存储在非暂态计算机可读介质上的指令，以识别填充焊线的填充焊线特性和焊枪的焊枪特性，并且基于填充焊线特性和焊枪特性来确定阈值馈送力参数。在一些实施例中，处理器可以执行存储在非暂态计算机可读介质上的指令，以基于由马达所汲取的电流或转矩传感器测量来计算施加的馈送力参数。

根据本公开的用于监视焊接设备的示例性方法可以包括：识别填充焊线的填充焊线特性和焊枪的焊枪特性；基于填充焊线特性和焊枪特性来确定阈值馈送力参数；基于由马达所汲取的电流或转矩传感器测量来计算施加的馈送力参数，马达用于转动滚轴以使填充焊线从线轴朝着焊枪前进；以及比较施加的馈送力参数与阈值馈送力参数，以更新错误状态指示器。

附图说明

通过示例的方式，现在将参考附图描述所公开的设备的各种实施例，其中：

图1是根据本公开的实施例的示例性焊接设备和对应的工件的示意图；

图2是图示根据本公开的实施例的示例性焊枪的侧视图；

图3是图示根据本公开的实施例的示例性焊机壳体的示意图；

图4是图示根据本公开的实施例的用于在焊接操作期间监视焊线馈送设备的示例性系统的示意图；

图5是图示根据本公开的实施例的用于监视焊接设备的示例性方法的逻辑图。

具体实施方式

现在将参考附图在下文中更全面地描述本公开的实施例，在附图中示出了某些示例性实施例。然而，本公开的主题可以以许多不同的形式实施，并且不应当被解释为限于本文所阐述的实施例。而是，提供这些实施例使得本公开将是详细的和完整的，并且将主题的范围全面地传达给本领域技术人员。在附图中，相同的附图标记始终表示相同的元素。

参考图1，示出了与本公开的非限制性、示例性实施例一致的焊接设备100和对应的工件101的示意图。焊接设备100可以包括焊接设备壳体107、焊枪130和保护气体(shielding gas)供应源160。焊接设备壳体107可以封装线轴102、焊线馈送设备110、电源150以及控制模块170。在焊接操作期间，诸如以本领域普通技术人员将熟悉的方式，通过将填充焊线104馈送通过焊枪尖端134并将填充焊线104与工件101熔接或焊接，焊接设备100可以使填充焊线104熔化并与工件101接合。在一些实施例中，工件101可以包括要通过焊接操作熔接在一起的两件材料之间的接头。填充焊线104可以沉积到接头内以填充两件材料之间的间隙。

焊线馈送设备110可以从线轴102拉出填充焊线104，并且可以将填充焊线104馈送给焊枪130、通过焊枪130、并且自焊枪尖端134出来。在各种实施例中，控制模块170可以向焊线馈送设备110供电和控制焊线馈送设备110的操作。线轴102可以包括填充焊线104可以围绕其缠绕的卷轴(reel)、绕线轮(spool)、锭子(spindle)、滚筒(cylinder)、转鼓(drum)、滚轴(roll)和/或线圈(coil)中的一个或多个。在焊接设备100的操作期间，线轴102可以随着填充焊线104被从线轴102拉出而围绕线轴安装件(未示出)转动。

在焊接操作期间，可以经由电气电路的完成将填充焊线104熔接到工件101。例如，通过从电源150引导能量通过焊枪130到焊枪尖端134、进入填充焊线104、跨过电弧间隙135到工件101并回到电源150。因而，从焊枪尖端134流到填充焊线104内并跨过电弧间隙135到达工件101的电流可以使填充焊线104与工件101熔接或焊接。

保护气体供应源160可以包含保护气体，该保护气体包括但不限于氩气、氮气、氦气和二氧化碳中的一种或多种。在焊接操作期间，焊枪130可以从保护气体供应源160中汲取保护气体，并且可以从焊枪尖端134排出保护气体以包裹电弧间隙135。焊枪尖端134可以包括扩散器(未示出)，以均匀地散出围绕电弧间隙135的保护气体。

将电弧间隙135包裹在保护气体中可以增加焊接点的质量和/或均匀性。尤其是，在焊接过程期间，保护气体可以屏蔽焊接点使其免受诸如水分的杂质的影响，并且也可以防止焊接点的氧化。焊接点中的氧化和杂质可能削弱焊接点的耐腐蚀性，可能导致多孔焊接点，和/或可能削弱焊接点的耐久性。在一些实施例中，保护气体可以用于从焊接设备100的一个或多个部件去除热量，以减小在这样的部件上的操作应力，从而提高焊接点质量。

将认识到的是，虽然焊接设备100的图示实施例包括上面所描述的部件，但是在不脱离本公开的范围的情况下，附加的部件和/或部件的组合是被预期的并且可以实现在焊接设备100中。例如，可以省略保护气体供应源160，并且填充焊线104可以设有焊剂芯，其中流动跨过电弧间隙135的能量可以使焊剂芯形成包围电弧间隙135的保护气体的云。在另一个示例中，焊接设备壳体107除了封装线轴102、焊线馈送设备110以及电源150之外，还可以封装保护气体供应源160。在进一步的示例中，电源150可以在焊接设备壳体107的外部。

现在参考图2，示出了焊枪130的详细侧视图。焊枪130可以包括焊枪线缆132、焊枪手柄138以及焊枪尖端134。焊枪线缆132可以具有第一端132a和第二端132b。第一端132a可以包括焊枪插头136。第二端132b可以连接到焊枪手柄138。焊枪手柄138可以附接到焊枪尖端134。焊枪尖端134可以容纳焊枪编码器142。焊枪编码器142可以测量与填充焊线104离开焊枪尖端134的速率相关的实际的馈送速率参数。如本文所使用的，编码器可以包括或是指诸如通过基于物理量的测量来生成电信号而将信息从一种形式转换成另一种形式的换能器、传感器或检测器中的一个或多个。

焊枪130可以包括从焊枪插头136延伸到焊枪尖端134的一个或多个内部通道140。在图示的实施例中，焊枪130可以包括三个内部通道140。内部通道140中的一个内部通道可以将填充焊线104从焊枪插头136路由到焊枪手柄138，而内部通道140中的另一个内部通道可以将保护气体从焊枪插头136路由到焊枪手柄138。在各种实施例中，内部通道140中的一个内部通道可以将焊接线缆从焊枪插头136路由到焊枪尖端134。在各种这样的实施例中，焊接线缆可以将电流提供给焊枪尖端134处的填充焊线104。

在一些实施例中，响应于焊枪触发器143的操作，填充焊线104可以由焊线馈送设备110(图1)驱动从第一端132a朝着第二端132b通过内部通道。在图示的实施例中，将填充焊线104从焊枪插头136路由到焊枪手柄138的内部通道可以包括由相对低摩擦的材料形成的焊线衬垫144。与不存在焊线衬垫144的情况相比，焊线衬垫144可以允许以较小的阻力驱动填充焊线104通过内部通道140。减小填充焊线104和焊枪130之间的摩擦接合因而可以减小焊枪130上的磨损，从而延长了焊枪130的使用寿命，并且也可以减轻填充焊线104的屈曲。焊线衬垫144可以由一种或多种低摩擦的材料形成，包括但不限于聚合物(例如，

和

)、钢(例如，螺旋缠绕的钢)和/或专有的低摩擦涂层。

在图示的实施例中，焊枪130可以包括焊枪识别标签133，该焊枪识别标签133可以包含特定于焊枪130的信息。这样的信息可以包括但不限于焊枪130的构造和/或样式、焊枪130的各种操作参数等。在一个示例中，焊枪识别标签133中包含的信息可以用于确定焊枪130的长度，该焊枪130的长度可以与焊线馈送设备110(图1)的操作相关，如下面所进一步描述的。在一些实施例中，焊枪识别标签133可以是射频识别(RFID)标签、条形码、计算机可读介质等。在其它实施例中，焊枪130可以不包括焊枪识别标签133。如将在下面更详细地描述的，在这样的其它实施例中，可以经由用户接口来提供特定于焊枪130的信息。

现在参考图3，示出了焊接设备壳体107的示意图。焊接设备壳体107可以包括控制模块170、焊线模块105、电源模块145、焊枪插头插座122以及气体模块155。控制模块170可以通过第一通信链接176、第二通信链接178、第三通信链接180和第四通信链接182分别与焊线模块105、电源模块145、焊枪插头插座122以及气体模块155通信地耦合。

焊线模块105可以包括线轴102和焊线馈送设备110(如上面所描述的)。线轴102可以保持填充焊线104的供应。填充焊线104可以被馈送到焊线馈送设备110内。焊线馈送设备110可以在主动滚轴116和从动滚轴120之间接收填充焊线104。主动滚轴116可以由马达112转动。从动滚轴120、主动滚轴116和马达112可以被布置使得由马达112引起的主动滚轴11的转动在滚轴116、120和填充焊线104之间产生足够的摩擦，以使填充焊线104朝着焊枪插头插座122移动。马达112可以经由马达电力连接152从控制模块170汲取电力。控制模块170可以经由控制模块电力连接151从电源模块145中的电源150汲取电力。在一些实施例中，控制模块170可以测量由马达112所汲取的电流。电源150可以启动焊枪130(图1)以经由焊接电力连接154和焊枪插头122从电源150汲取焊接电力。

线轴102可以包括线轴识别标签103。如上面所描述的，线轴识别标签103可以包含特定于线轴102的信息。线轴识别标签103上包含的信息可以用于识别围绕线轴102缠绕的填充焊线的类型和直径中的一个或多个。主动滚轴116可以包括滚轴识别标签118。滚轴识别标签118可以包含特定于主动滚轴116的信息。滚轴识别标签118上包含的信息可以用于识别主动滚轴116的直径和主动滚轴116的坡口形式(groove type)中的一个或多个。在各种实施例中，坡口形式可以包括U、V、平的、滚花中的一个或多个。在一些实施例中，线轴识别标签103和/或滚轴识别标签118可以是RFID标签、条形码、计算机可读介质等中的一个或多个。在各种实施例中，可以不包括线轴识别标签103和/或滚轴识别标签118。在各种这样的实施例中，可以经由用户接口190提供关于该线轴识别标签103和/或滚轴识别标签118所描述的信息中的一条或多条信息。例如，用户接口190可以包括具有图形用户界面(GUI)的显示器和/或机械接口(例如，开关、旋钮、按钮、键等)的集合，以使得用户能够选择合适的部件特性。

气体模块155可以包括气体歧管162。气体歧管162可以将保护气体从保护气体供应源160路由到焊枪插头插座122。在一些实施例中，可以连续且动态地控制保护气体的流动。在其它实施例中，可以以诸如“开”和“关”的离散的步骤控制保护气体160的流动。

如将在下面更详细地描述的，控制模块170可以负责实现焊接设备100(图1)的一个或多个功能，诸如识别合适的部件特性并计算操作参数。控制模块170可以包括通信地耦合到非暂态计算机可读介质174的处理器172。处理器172可以经由第一通信链接176、第二通信链接178、第三通信链接180或第四通信链接182分别将控制信号传送到焊线模块105、电源模块145、焊枪插头插座122以及气体模块155中的一个或多个部件。

在各种实施例中，控制模块170可以从电源150接收电力。在各种这样的实施例中，控制模块170可以将这电力的一部分提供给马达112。在一些实施例中，处理器172可以使用控制信号来更改供应给焊线模块105、气体模块155以及焊枪插座插头122的一个或多个部件的功率或电压的量。在一些实施例中，处理器172可以执行指令(例如，存储在非暂态计算机可读介质174上的指令)以解码来自马达编码器114的信号或经由第一通信链接176从识别标签103、118取回信息。在各种实施例中，马达编码器114可以测量马达112的转动的速率。

焊枪插头插座122可以经由焊枪插头136(图2)耦合到焊枪130，以将填充焊线104、保护气体和电力中的一个或多个供应给焊枪130(图2)。焊枪插头插座122可以附加地提供与焊枪130的一个或多个部件的通信链接。例如，焊枪插头插座122可以通信地耦合处理器172和焊枪编码器142(图2)。

将认识到的是，虽然控制模块170的图示实施例包括邻近的非暂态计算机可读介质174，但是在不脱离本公开的范围的情况下，控制模块170部件的其它配置和/或组合是被预期的。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，非暂态计算机可读介质174可以远离控制模块170定位。在另一个示例中，用户接口190的一个或多个部分可以被包括在控制模块170中。

现在参考图4，示出了与本公开的非限制性、示例性实施例一致的用于监视焊线馈送设备的系统400的示意图。图4的系统400可以包括与上面描述的焊接设备100(图1)的特征和/或部件基本类似的特征和/或部件，包括焊枪130(图2)和焊接设备壳体107(图3)的特征和/或部件。例如，系统400可以包括控制模块470、焊线馈送设备410、焊枪430以及电源450，该控制模块470、焊线馈送设备410、焊枪430以及电源450可以基本上类似于上面所描述的控制模块170、焊线馈送设备110、焊枪130以及电源150。控制模块470可以经由第一通信链接476、第二通信链接478以及第三通信链接480分别与焊线馈送设备410、电源450以及焊枪430通信地耦合。

焊线馈送设备410可以包括马达412和马达编码器414。在各种实施例中，由马达412所汲取的电流可以使马达412转动主动滚轴416。主动滚轴416可以使填充焊线404朝着焊枪尖端434前进。在图示的实施例中，马达编码器414可以测量马达412的转动的速率。在各种实施例中，马达412的转动的速率可以与齿轮比和/或主动滚轴416的直径结合使用，以确定填充焊线404的施加的馈送速率参数。在一些实施例中，转动的速率可以是施加的馈送速率参数。如将认识到的，在不脱离本公开的范围的情况下，编码器可以被包括在除马达412以外的部件上或用于测量除马达412以外的部件的方面，只要编码器测量可与主动滚轴416的转动相关联的量以确定填充焊线404的施加的馈送速率。例如，编码器可以被组装在驱动链或齿轮系机构上，以获得相同的功能。

在一些实施例中，焊枪430可以包括焊枪编码器442。焊枪编码器442可以测量填充焊线404离开焊枪尖端434的速率。在各种实施例中，这个速率可以被称为实际的馈送速率或实际的馈送速率参数。因而，主动滚轴416与填充焊线404之间的滑动可能造成施加的馈送速率参数与实际的馈送速率参数之间的差异。在一些实施例中，马达编码器414可以用作用于确定焊线馈送速度的主编码器，并且焊枪编码器442可以用于控制/监督。在其它实施例中，焊枪编码器442可以用作一些焊接配置中的主编码器。

在各种实施例中，控制模块470可以负责监视和实现系统400的一个或多个功能，诸如识别主动滚轴416和填充焊线404之间的滑动。在另一个示例中，控制模块470可以确定由马达412所汲取的电流，基于由马达所汲取的电流来计算施加的馈送力参数，并基于施加的馈送力参数与阈值馈送力参数的比较来更新错误状态指示器。在又一个示例中，控制模块470可以利用转矩传感器测量来计算施加的馈送力参数，并且基于施加的馈送力参数与阈值馈送力参数的比较来更新错误状态指示器。将在下面更详细地描述控制模块470的这个功能方面和其它功能方面。

控制模块470可以具有彼此通信地耦合的多个部件，包括处理器472、非暂态计算机可读介质474和标签阅读器475。处理器472可以经由第一通信链接476、第二通信链接478或第三通信链接480分别与焊线馈送设备410、电源450以及焊枪430的一个或多个部件通信。在一些实施例中，控制模块470可以基于系统400的部件的特性来监视和实现系统400的一个或多个功能。

标签阅读器475可以与线轴识别标签403、滚轴识别标签418和/或焊枪识别标签433通信地耦合。标签阅读器475可以经由第一阅读器通信链接484和第二阅读器通信链接486分别取回存储在线轴识别标签403和焊枪识别标签433上的信息。此外，标签阅读器475可以经由另一个阅读器通信链接(未示出)或经由第一通信链接476来取回存储在滚轴识别标签418中的信息。在一些实施例中，这些通信链接中的一个或多个通信链接可以是无线的。

在各种实施例中，存储在线轴识别标签403上的信息可以包括一个或多个填充焊线特性，存储在焊枪识别标签433上的信息可以包括一个或多个焊枪特性，以及存储在滚轴识别标签418上的信息可以包括一个或多个滚轴特性。例如，线轴识别标签403可以包含识别围绕线轴402缠绕的填充焊线404的直径或填充焊线404的类型中的一个或多个的信息。在另一个示例中，焊枪识别标签433可以包含识别焊枪430的类型或焊枪430的长度中的一个或多个的信息。在进一步的示例中，滚轴识别标签418可以包含识别滚轴的直径、坡口形式、齿轮比、转换因子和/或传递函数中的一个或多个的信息。在本文所描述的各种实施例中，控制模块470可以基于由标签阅读器475取回的信息来实现系统400的一个或多个功能。

标签阅读器475可以与标签403、418、433中的一个或多个标签无线地通信，以取回包含在标签403、418、433上的信息。在一个非限制性示例中，所公开的标签阅读器475内的无线通信可以包括各种合适的射频识别(RFID)技术中的任何一种，包括但不限于近场通信(NFC)技术。在一种有时被认为是有源阅读器无源标签(ARPT)系统的布置中，阅读器可以通过向标签发送信号来询问标签。标签从由阅读器发送的信号中得到能量，并且使用该能量用识别信息来响应阅读器。在常常被称为有源阅读器有源标签(ARAT)系统的另一种布置中，阅读器向标签发送信号，请求包括识别信息的返回信号。标签接收信号并使用内部能量源回复该信号。在被认为是无源阅读器有源标签(PRAT)系统的第三种布置中，标签使用内部能量源将信号发送到无源阅读器。这个信号可以包括识别信息。无源阅读器仅接收信号而不询问标签。替代的实施例可以使用个人局域网(例如，

)、条形码或生物识别技术。

在一些实施例中，系统400可以不包括标签阅读器475和/或识别标签403、418、433中的一个或多个识别标签。在一些这样的实施例中，可以基于经由用户接口490接收的输入来识别填充焊线特性、滚轴特性或焊枪特性中的一个或多个特性。在各种实施例中，填充焊线特性、滚轴特性或焊枪特性中的一个或多个特性可以已经存储在非暂态计算机可读介质474中。例如，一个或多个滚轴特性可以在制造时存储在非暂态计算机可读介质474中。

如前面所提到的，控制模块470可以负责监视并实现系统400的一个或多个功能。在一些实施例中，控制模块470的处理器472可以确定系统400的许多参数，包括实际的馈送速率参数、施加的馈送速率参数、施加的馈送力参数、阈值馈送力参数以及理想的馈送速率参数中的一个或多个参数。在各种实施例中，系统400的一个或多个操作方面可以由控制模块470基于实际的馈送速率参数、施加的馈送速率参数、施加的馈送力参数、阈值馈送力参数以及理想的馈送速率参数中的一个或多个参数来更改。例如，处理器472可以响应于施加的馈送速率参数降到理想的馈送速率参数以下而增加供应给马达412的电压。

在各种实施例中，实际的馈送速率参数可以由处理器472通过焊枪编码器442确定为填充焊线404离开焊枪尖端434的速率。施加的馈送速率参数可以由处理器472通过由马达编码器414所测量的转动的速率以及诸如主动滚轴416的直径、齿轮比、转换因子、坡口形式、传递函数等的一个或多个滚轴特性来确定。在一些实施例中，施加的馈送速率参数可以包括主动滚轴416的转动速度。在各种实施例中，主动滚轴416的直径可以经由滚轴识别标签418来确定。在各种实施例中，施加的馈送力参数可以由处理器472基于由马达412所汲取的电流来确定。在一些实施例中，施加的馈送力参数可以使用转矩传感器113来确定。例如，转矩传感器113可以附接到马达412和主动滚轴416之间的齿轮轴。在这样的情况下，处理器472可以使用一个或多个转矩传感器测量来计算施加的馈送力参数。在一些实施例中，施加的馈送力参数可以由处理器472基于由马达412所汲取的电流以及填充焊线、滚轴和/或焊枪的一个或多个特性来确定。在各种实施例中，施加的馈送力参数可以包括马达412的转矩。在一些实施例中，由马达412所汲取的电流可以与马达412的转矩成比例。在各种实施例中，施加的馈送力参数、施加的馈送速率参数或实际的馈送速率参数可以是移动平均值。该移动平均值可以存储在非暂态计算机可读介质474上。

理想的馈送速率参数和阈值馈送力参数可以通过查阅关于系统400的部件的诸如填充焊线类型、填充焊线直径、焊枪类型以及焊枪长度的一个或多个特性的理想的/阈值参数数据存储来确定。理想的/阈值参数数据存储可以包括用于填充焊线类型、填充焊线直径、焊枪类型以及焊枪长度的所有组合的阈值馈送力参数和理想的馈送速率参数。在图示的实施例中，非暂态计算机可读介质474可以存储理想的参数数据存储。在一些实施例中，理想的参数数据存储可以包括成分矩阵(component matrix)。

处理器472可以比较理想的馈送速率参数或阈值馈送力参数与施加的馈送力参数或施加的馈送速率参数，以更改系统400的一个或多个操作参数，诸如通过更新错误状态指示器(例如，用户接口490)或更改供应的电压。通过比较理想的/阈值参数和施加的参数，处理器472可以确定系统400是否正在推荐的或预定的规范内操作。例如，如果发现施加的馈送力参数在阈值馈送力参数之上，那么可能存在诸如过高的填充焊线馈送力的错误状态。在另一个示例中，如果发现施加的馈送速率参数在理想的馈送速率参数之下，那么可以由控制模块470增加供应给马达412的电压。在一些实施例中，在推荐的或预定的规范之外的操作可以是系统400内的机械故障的指示。在一些这样的实施例中，机械故障可以包括污染、故障的焊线衬垫或其它部件性能问题中的一个或多个。

在各种实施例中，处理器472可以比较实际的馈送速率参数与施加的馈送速率参数或施加的馈送力参数，以更新第二错误状态指示器。在各种这样的实施例中，第二错误状态指示器可以与错误状态指示器相同(例如，用户接口490可以包括多个错误状态指示器)。通过比较实际的馈送速率参数与施加的参数，处理器472可以确定系统400是否正在遭受机械故障。机械故障可以包括主动滚轴处的填充焊线滑动、故障的焊线衬垫或其它部件性能问题中的一个或多个。例如，如果实际的馈送速率小于施加的参数，那么焊线衬垫可能被污染或是脏的，从而指示错误状态。在各种实施例中，错误状态的检测可以使处理器472调整由电源450供应给焊线馈送设备410、焊枪430以及控制模块470的一个或多个部件的电力的量。

在一些实施例中，处理器472可以通信地耦合到用户接口490以指示系统400中的错误，作为更新错误状态指示器的一部分。在一些这样的实施例中，用户接口490可以生成音频信号、视觉信号或触觉信号中的一个或多个信号以指示错误。在各种实施例中，响应于作为更新错误状态指示器的一部分、或与更新错误状态指示器结合，消息可以被显示在用户接口490上。在各种这样的实施例中，消息可以识别错误的原因、造成错误的潜在部件和/或解决错误的潜在指令。识别错误的原因的示例性消息可以是“检测到高的焊线馈送力”。识别造成错误的潜在部件的示例性消息可以是“在主动滚轴处检测到焊线滑动”。识别解决错误的潜在指令的示例性消息可以包括：“更换焊线衬垫”、“检查焊枪上的障碍物”以及“检查焊枪上的回路(loop)”。

用户接口490可以接收输入以查看、调整和/或设置系统400的一个或多个参数。例如，用户可以经由到用户接口490的合适的输入来滚动与错误状态相关的多个消息。在一些实施例中，用户接口490可以用于覆盖错误。在各种实施例中，用户接口490可以用于识别系统400的一个或多个部件特性。例如，用户接口490可以包括触摸屏，以使得用户能够输入系统400的一个或多个部件特性。在一些实施例中，用户接口490可以包括显示器、图形用户界面(GUI)、机械接口的集合(例如、开关、旋钮、按钮、键等)、扬声器、发光二极管(LED)或振动器中的一个或多个。

在一些实施例中，控制模块470可以是计算机系统。这样的计算机系统可以包括计算机、输入设备、显示单元和用于例如访问互联网的接口。计算机可以包括微处理器。微处理器可以连接到通信总线。计算机也可以包括存储器(例如，非暂态计算机可读介质474)。存储器可以包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。计算机系统还可以包括存储设备，该存储设备可以是硬盘驱动器或诸如软盘驱动器、光盘驱动器等的可移动存储驱动器。存储设备也可以是用于将计算机程序或其它指令加载到计算机系统内的其它类似的装置。

计算机系统执行存储在一个或多个存储元件中的指令的集合，以便处理诸如来自编码器414、442的传感器数据的输入数据。存储元件也可以根据期望或根据需要存储数据或其它信息(例如，理想的参数数据存储)。存储元件可以是处理机器内的物理存储器元件或信息源。

指令的集合可以包括指示计算机作为处理机器执行诸如本发明的各种实施例的方法和处理的具体的操作的各种命令。指令的集合可以是软件程序的形式。软件可以是各种形式的，诸如系统软件或应用软件。进一步的，软件可以采取分离的程序的集合、较大程序内的程序模块或程序模块的一部分的形式。软件也可以包括面向对象的编程形式的模块化编程。处理机器(例如，处理器472)对输入数据的处理可以是响应于用户命令的，或者是响应于先前处理的结果的，或者是响应于由另一个处理机器所作的请求的。

如本文所使用的，术语“软件”包括存储在存储器中用于由计算机执行的任何计算机程序，这样的存储器包括RAM存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器以及非易失性RAM(NVRAM)存储器。上面的存储器类型仅仅是示例性的，并且因而对于可用于计算机程序的存储的存储器的类型是非限制性的。

参考图5，示出了图示根据本公开的实施例的示例性方法的流程图。尤其是，该方法针对于监视焊接设备，并且更具体地针对利用本文所描述的硬件和部件来连续地监视焊接设备的填充焊线馈送参数。现在将参考图1-图4中所示的各种部件和系统400来详细地描述该方法。

如框500中所示，填充焊线的填充焊线特性和焊枪的焊枪特性可以被识别。例如，诸如填充焊线特性和/或焊枪特性的一个或多个部件特性可以由标签阅读器475取回并提供给处理器472。在另一个示例中，填充焊线特性可以经由用户接口490被接收。在一些实施例中，滚轴116、416的滚轴特性可以被识别。

在框504处，阈值馈送力参数可以基于填充焊线特性和焊枪特性来确定。例如，理想的馈送速率参数和阈值馈送力参数中的一个或多个参数可以通过查阅关于系统400的部件的诸如填充焊线类型、填充焊线直径、焊枪类型以及焊枪长度的一个或多个特性的理想的/阈值参数数据存储来确定。在一些实施例中，理想的/阈值参数数据存储可以存储在非暂态计算机可读介质174、474上。在各种实施例中，理想的/阈值参数数据存储可以包括用于填充焊线类型、填充焊线直径、焊枪类型以及焊枪长度的所有组合的阈值馈送力参数和理想的馈送速率参数。

前进到框508，施加的馈送力参数可以基于由马达所汲取的电流或转矩传感器测量来计算。进一步的，马达可以转动滚轴以使填充焊线从线轴朝着焊枪前进。例如，控制模块170、470可以基于由马达112、412所汲取的电流来计算施加的馈送力参数。在另一个示例中，控制模块170、470可以基于转矩传感器113的测量来计算施加的馈送力参数。在一些实施例中，处理器172、472可以基于由马达112、412所汲取的电流或转矩传感器114的测量以及诸如滚轴116、416的特性的一个或多个部件特性来计算施加的馈送力参数。在一些这样的实施例中，滚轴特性可以包括滚轴的直径、坡口形式、齿轮比、转换因子和传递函数中的一个或多个。

继续到框512，可以比较施加的馈送力参数与阈值馈送力参数，以更新错误状态指示器。在各种实施例中，错误状态指示器可以包括通信地耦合到处理器172、472的用户接口190、490，处理器执行存储在非暂态计算机可读介质474上的指令，以经由一个或多个音频信号、视觉信号或触觉信号利用用户接口190、490经由错误的指示来更新错误状态指示器。在各种这样的实施例中，一个或多个音频信号、视觉信号或触觉信号包括识别错误的潜在原因和解决错误的指令的消息中的一个或多个消息。例如，错误消息可以将焊线衬垫识别为错误的潜在原因。在另一个示例中，错误消息可以包括清洁或更换焊线衬垫，作为解决错误的潜在指令。

以下示例涉及进一步的实施例，根据这些实施例许多置换和配置将是清楚的。

示例1是一种用于监视焊接设备的系统，所述系统包括：焊线馈送设备，所述焊线馈送设备包括马达和滚轴，所述马达转动所述滚轴以使填充焊线从线轴朝着焊枪前进；以及处理器，所述处理器通信地耦合到非暂态计算机可读介质，所述处理器执行存储在所述非暂态计算机可读介质上的指令以：识别所述填充焊线的填充焊线特性和所述焊枪的焊枪特性；基于所述填充焊线特性和所述焊枪特性来确定阈值馈送力参数；基于由所述马达所汲取的电流或转矩传感器测量来计算施加的馈送力参数；以及比较所述施加的馈送力参数与所述阈值馈送力参数，以更新错误状态指示器。

示例2包括示例1的主题，包括通信地耦合到所述处理器的第一编码器，所述第一编码器通过所述马达测量与所述滚轴的转动相关联的转动的速率，并且所述处理器执行存储在所述非暂态计算机可读介质上的指令以：基于所述填充焊线特性来确定理想的馈送速率参数；基于通过所述第一编码器测量的转动的速率来计算施加的馈送速率参数；以及基于所述施加的馈送速率参数与所述理想的馈送速率参数的比较来调整供应给所述马达的电压。

示例3包括示例2的主题，包括通信地耦合到所述处理器的第二编码器，所述第二编码器测量所述填充焊线的实际的馈送速率参数，并且所述处理器执行存储在所述非暂态计算机可读介质上的指令以比较所述实际的馈送速率参数与所述施加的馈送速率参数，以更新第二错误状态指示器。

示例4包括示例1的主题，包括通信地耦合到所述处理器的识别标签阅读器、具有第一识别标签的所述线轴和具有第二识别标签的所述焊枪，所述识别标签阅读器从所述第一识别标签取回所述填充焊线特性并从所述第二识别标签取回所述焊枪特性。

示例5包括示例1的主题，包括通信地耦合到所述处理器的识别标签阅读器、具有识别标签的滚轴，所述识别标签阅读器从所述识别标签取回滚轴特性，并且所述处理器执行存储在所述非暂态计算机可读介质上的指令以基于由所述马达所汲取的电流或所述转矩传感器测量以及所述滚轴特性来计算所述施加的馈送力参数。

示例6包括示例5的主题，，所述滚轴特性包括所述滚轴的直径、坡口形式、齿轮比、转换因子和传递函数中的一个或多个。

示例7包括示例1的主题，所述错误状态指示器包括通信地耦合到所述处理器的用户接口，所述处理器执行存储在所述非暂态计算机可读介质上的指令以经由一个或多个音频信号、视觉信号或触觉信号利用所述用户接口经由错误的指示来更新所述错误状态指示器。

示例8包括示例7的主题，所述一个或多个音频信号、视觉信号或触觉信号包括识别所述错误的潜在原因和解决所述错误的指令的消息中的一个或多个。

示例9包括示例1的主题，所述填充焊线特性包括填充焊线类型、填充焊线直径和填充焊线材料中的一个或多个。

实施例10包括实施例1的主题，所述焊枪特性包括焊枪长度和焊枪类型中的一个或多个。

示例11是一种用于监视焊接设备的方法，所述方法包括：识别填充焊线的填充焊线特性和焊枪的焊枪特性；基于所述填充焊线特性和所述焊枪特性来确定阈值馈送力参数；基于由马达所汲取的电流或转矩传感器测量来计算施加的馈送力参数，所述马达用于转动滚轴以使所述填充焊线从线轴朝着所述焊枪前进；以及比较所述施加的馈送力参数与所述阈值馈送力参数以更新错误状态指示器。

示例12包括示例11的主题，包括：基于所述填充焊线特性来确定理想的馈送速率参数；通过所述马达测量与所述滚轴的转动相关联的转动的速率；基于通过第一编码器测量的转动的速率来计算施加的馈送速率参数；以及基于所述施加的馈送速率参数与所述理想的馈送速率参数的比较来调整供应给所述马达的电压。

示例13包括示例12的主题，包括：测量所述填充焊线的实际的馈送速率参数；以及比较所述实际的馈送速率参数与施加的馈送速率参数以更新第二错误状态指示器。

示例14包括示例11的主题，包括从与所述线轴相关联的第一识别标签无线地取回所述填充焊线特性，并从与所述焊枪相关联的第二识别标签取回所述焊枪特性。

示例15包括示例11的主题，包括：从与所述滚轴相关联的识别标签取回滚轴特性；以及基于由所述马达所汲取的电流或所述转矩传感器测量以及所述滚轴特性来计算所述施加的馈送力参数。

示例16包括示例15的主题，所述滚轴特性包括所述滚轴的直径、坡口形式、齿轮比、转换因子和传递函数中的一个或多个。

示例17包括示例11的主题，更新所述错误状态指示器包括利用音频信号、视觉信号或触觉信号中的一个或多个来指示错误。

示例18包括示例17的主题，所述错误的指示包括识别所述错误的潜在原因和解决所述错误的指令的消息中的一个或多个。

示例19包括示例11的主题，所述填充焊线特性包括填充焊线类型、填充焊线直径和填充焊线材料中的一个或多个。

实施例20包括实施例11的主题，所述焊枪特性包括焊枪长度和焊枪类型中的一个或多个。

如本文所使用的，以单数形式叙述并且以词“一”(“a”或”an”)进行的元素或步骤应当被理解为不排除多个元素或步骤，除非明确地叙述了这样的排除。此外，本发明对“一个实施例”的引用不旨在被解释为排除也结合所叙述的特征的附加的实施例的存在。

本公开不由本文所描述的具体实施例限制范围。确实，除了本文所描述的那些之外，从前面的描述和附图，本公开的其它各种实施例和修改对本领域普通技术人员将是显而易见的。因而，这样的其它实施例和修改旨在落入本公开的范围内。此外，虽然本文出于特定目的在特定环境中的特定实施方式的情况下描述了本公开，但是本领域普通技术人员将认识到它的有效性不限于此，并且本公开可以在任意数量的环境中为了任意数量的目的而被有益地实现。因而，应当鉴于本文所描述的本公开的全部广度和精神来解释下面阐述的权利要求。

Claims (15)

1.一种用于监视焊接设备的系统，所述系统包括：

焊线馈送设备(110)，所述焊线馈送设备(110)包括马达(112)和滚轴(120)，所述马达用于转动所述滚轴以使填充焊线从线轴(102)朝着焊枪(130)前进；以及

处理器(172)，所述处理器(172)通信地耦合到非暂态计算机可读介质，所述处理器用于执行存储在所述非暂态计算机可读介质上的指令以：

识别所述填充焊线的填充焊线特性和所述焊枪的焊枪特性；

基于所述填充焊线特性和所述焊枪特性来确定阈值馈送力参数；

基于由所述马达所汲取的电流或转矩传感器测量来计算施加的馈送力参数；以及

比较所述施加的馈送力参数与所述阈值馈送力参数，以更新错误状态指示器，

所述系统还包括通信地耦合到所述处理器的第一编码器(114)，所述第一编码器用于测量与所述马达转动所述滚轴相关联的转动的速率，并且所述处理器用于执行存储在所述非暂态计算机可读介质上的指令以：

基于所述填充焊线特性来确定理想的馈送速率参数；

基于通过所述第一编码器测量的转动的速率来计算施加的馈送速率参数；以及

基于所述施加的馈送速率参数与所述理想的馈送速率参数的比较来调整供应给所述马达的电压；以及

第二编码器(442)，所述第二编码器(442)设置在所述焊枪中且通信地耦合到所述处理器，所述第二编码器用于测量所述填充焊线的实际的馈送速率参数，并且所述处理器用于执行存储在所述非暂态计算机可读介质上的指令以比较所述实际的馈送速率参数与所述施加的馈送速率参数，以更新第二错误状态指示器；以及

用户接口(190)，所述用户接口(190)通信地耦合到所述处理器，所述用户接口指示识别造成所述错误状态指示器和所述第二错误状态指示器中的至少一者的潜在部件的消息。

2.如权利要求1所述的系统，包括通信地耦合到所述处理器的识别标签阅读器，所述线轴具有第一识别标签并且所述焊枪具有第二识别标签，所述识别标签阅读器用于从所述第一识别标签取回所述填充焊线特性并从所述第二识别标签取回所述焊枪特性。

3.如权利要求1所述的系统，包括通信地耦合到所述处理器的识别标签阅读器，所述滚轴具有识别标签，所述识别标签阅读器用于从所述识别标签取回滚轴特性，并且所述处理器用于执行存储在所述非暂态计算机可读介质上的指令以基于由所述马达所汲取的电流或所述转矩传感器测量以及所述滚轴特性来计算所述施加的馈送力参数。

4.如权利要求3所述的系统，所述滚轴特性包括所述滚轴的直径、坡口形式、齿轮比、转换因子和传递函数中的一个或多个。

5.如权利要求1所述的系统，其中所述用户接口经由一个或多个音频信号、视觉信号或触觉信号指示所述错误状态指示器和所述第二错误状态指示器。

6.如权利要求5所述的系统，其中所述用户接口提供用于识别错误的潜在原因的消息和用于解决所述错误的指令中的一个或多个。

7.如权利要求1所述的系统，所述填充焊线特性包括填充焊线类型、填充焊线直径和填充焊线材料中的一个或多个。

8.如权利要求1所述的系统，所述焊枪特性包括焊枪长度和焊枪类型中的一个或多个。

9.一种用于监视焊接设备的方法，所述方法包括：

识别填充焊线的填充焊线特性和焊枪的焊枪特性；

基于所述填充焊线特性和所述焊枪特性来确定阈值馈送力参数；

基于表示转矩传感器测量或由马达所汲取的电流的信号来计算施加的馈送力参数，所述马达用于转动滚轴以使所述填充焊线从线轴朝着所述焊枪前进；

比较所述施加的馈送力参数与所述阈值馈送力参数以更新错误状态指示器；

基于所述填充焊线特性来确定理想的馈送速率参数；

使用第一编码器测量与所述马达转动所述滚轴相关联的转动的速率；

基于转动的速率来计算施加的馈送速率参数；以及

基于所述施加的馈送速率参数与所述理想的馈送速率参数的比较来调整供应给所述马达的电压；

测量所述填充焊线的接近焊枪的实际的馈送速率参数；

比较所述实际的馈送速率参数与所述施加的馈送速率参数以更新第二错误状态指示器；以及

在用户接口上指示识别造成所述错误状态指示器和所述第二错误状态指示器中的至少一者的潜在部件的消息。

10.如权利要求9所述的方法，包括从与所述线轴相关联的第一识别标签无线地取回所述填充焊线特性，并从与所述焊枪相关联的第二识别标签取回所述焊枪特性。

11.如权利要求9所述的方法，包括：

从与所述滚轴相关联的识别标签取回滚轴特性；以及

基于由所述马达所汲取的电流或所述转矩传感器测量以及所述滚轴特性来计算所述施加的馈送力参数。

12.如权利要求11所述的方法，所述滚轴特性包括所述滚轴的直径、坡口形式、齿轮比、转换因子和传递函数中的一个或多个。

13.如权利要求9所述的方法，所述方法还包括经由音频、视觉或触觉信号中的一个或多个来指示所述错误状态指示器和所述第二错误状态指示器。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述音频、视觉或触觉信号包括用于识别错误的潜在原因的消息和用于解决所述错误的指令中的一个或多个。

15.如权利要求9所述的方法，所述填充焊线特性包括填充焊线类型、填充焊线直径和填充焊线材料中的一个或多个。

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