CN110948133B - 焊接系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接技术领域，提出一种焊接系统和方法。该焊接系统包括处理器、人机交互单元、焊接电源以及焊枪；处理器供输入待焊结构的图形和编号并对待焊结构的待焊位置进行标识和标号以及设定每个待焊位置的焊接参数；人机交互单元接收编号呈现与编号对应的待焊结构的图形以及待焊位置的标识、标号和焊接参数供查看和选择标号；焊接电源与处理器以及人机交互单元通信连接，焊接电源用于在选择正确的标号时输出与标号相匹配的焊接参数对应的焊接电源值；焊枪与焊接电源电连接。使用该焊接系统能按照焊接顺序进行作业，从而避免现场监管，节省人力物力，提高效率。

Description

焊接系统和方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种焊接系统和焊接方法。

背景技术

焊接时融化的金属及近焊缝区母材受热膨胀，产生塑性变形，凝固时焊缝和近焊缝区金属收缩，从而产生纵向和横向的内应力，使焊缝产生变形。因此，在金属结构件的焊接施工过程，选择正确的焊缝施工顺序，是减小结构件变形的常用手段。

目前，在手工焊接建造场合，往往采用人工管理方式，以确保金属结构件在焊接施工过程能够严格按照焊缝的作业顺序进行，对现场作业人员及监管人员要求较高。

因此，有必要研究一种新的焊接系统和焊接方法。

所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的较难按照顺序作业的不足，提供一种能够按照顺序作业的焊接系统和焊接方法。

本发明的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本发明的实践而习得。

根据本公开的一个方面，提供一种焊接系统，包括：

处理器，供输入待焊结构的图形和编号并对所述待焊结构的待焊位置进行标识和标号以及设定每个所述待焊位置的焊接参数；

人机交互单元，接收所述编号呈现与所述编号对应的所述待焊结构的图形以及所述待焊位置的所述标识、所述标号和所述焊接参数供查看和选择所述标号；

焊接电源，与所述处理器以及人机交互单元通信连接，所述焊接电源用于在选择正确的所述标号时输出与所述标号相匹配的所述焊接参数对应的焊接电源值；

焊枪，与所述焊接电源电连接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述焊接系统还包括：

提示单元，设于所述焊接电源或所述焊枪上，所述提示单元用于在错误选择所述标号时进行报警，以及在正确选择所述标号时提示开始焊接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述焊接电源为多个，所述焊枪为多个，所述焊枪一一对应的与所述焊接电源电连接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述人机交互单元设于所述焊接电源或所述焊枪上。

在本公开的一种示例性实施例中，所述人机交互单元为触摸屏。

在本公开的一种示例性实施例中，所述标号为具有设定顺序的数字标号、字母标号中的一种或两种。

在本公开的一种示例性实施例中，所述编号为数字编号、字母编号、条形码编号、二维码编号中的一种或多种。

根据本公开的一个方面，提供一种焊接方法，包括：

接收待焊结构的图形和编号，以及所述待焊结构的每个待焊位置的标识、标号和焊接参数；

接收所述待焊结构的编号呈现与所述编号对应的所述待焊结构的图形以及所述待焊位置的所述标识、所述标号和所述焊接参数供查看和选择所述标号；

在选择正确的所述标号时，输出与所述标号相匹配的所述焊接参数对应的焊接电源值。

在本公开的一种示例性实施例中，在输出与所述标号相匹配的所述焊接参数对应的焊接电源值之前，所述焊接方法还包括：

在错误选择所述标号时进行报警，在正确选择所述标号时提示开始焊接。

在本公开的一种示例性实施例中，在错误选择所述标号时，不输出焊接电源值。

由上述技术方案可知，本发明具备以下优点和积极效果中的至少之一：

本发明的焊接系统，工作人员通过处理器输入待焊结构的图形、编号并对待焊结构的待焊位置进行标识和标号以及设定每个待焊位置的焊接参数；人机交互单元能够接收编号呈现与编号对应的待焊结构的图形、编号以及待焊位置的标识、标号和焊接参数供工作人员查看和选择标号；在工作人员选择正确的标号时，焊接电源输出与标号相匹配的焊接参数对应的焊接电源值至焊枪。工作人员通过人机交互单元查看待焊结构的三维图形、编号以及待焊位置的标识、标号和焊接参数，明确待焊结构的具体情况；而且在工作人员选择正确的标号时，焊接电源输出与标号相匹配的焊接参数对应的焊接电源值至焊枪，确保工作人员明确焊接顺序，而且能按照焊接顺序进行作业，从而避免现场监管，节省人力物力，提高效率。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是本发明焊接系统一实施方式的结构示意框图；

图2是本发明焊接系统一实施方式的结构示意图；

图3是本发明焊接系统另一实施方式的结构示意图；

图4是图3中焊枪部分的局部放大示意图；

图5是本发明焊接方法一实施方式的流程示意框图。

图中主要元件附图标记说明如下：

1、处理器；2、焊接电源；3、焊枪；4、人机交互单元；5、工作人员。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

本发明首先提供了一种焊接系统，参照图1所示的本发明焊接系统一实施方式的结构示意图。该焊接系统包括处理器1、人机交互单元4、焊接电源2以及焊枪3。处理器1供工作人员输入待焊结构的图形、编号并对所述待焊结构的待焊位置进行标识和标号以及设定每个所述待焊位置的焊接参数；所述人机交互单元4接收所述待焊结构的编号呈现所述待焊结构的图形以及所述待焊位置的标识、标号和焊接参数供工作人员查看和选择所述标号；焊接电源2与所述处理器1以及人机交互单元4通信连接，所述焊接电源2用于在工作人员选择正确的所述标号时输出与所述标号相匹配的所述焊接参数对应的焊接电源2值；焊枪3与所述焊接电源2电连接。

在本示例实施方式中，处理器1可以为PC(personal computer，个人计算机)。在处理器1内安装有管理软件，工作人员可以通过管理软件输入待焊结构的三维图形和编号，并对该三维图形进行编辑，即在该三维图形上标识出每个待焊位置、以及每个待焊位置的标号和焊接参数，每个待焊位置均有与其对应的标识、标号和焊接参数，两个待焊位置的标识与焊接参数可以相同。

在本示例实施方式中，待焊结构的编号可以为字母编号，例如，benti。当然，待焊结构的编号可以为数字编号，例如可以直接采用该待焊结构的部件编号；还可以是条形码编号或二维码编号，或是几种编号的结合。

在本示例实施方式中，待焊结构的图形为三维图形。当然，也可以是二维图形，二维图形一般需要多个才能将待焊结构表示清楚。

一类型的待焊结构可以包括多个结构完全相同的实物待焊结构。每一个实物待焊结构对应一个编号，也就是多个实物待焊结构对应多个编号。这种情况下每更换一个实物待焊结构就需要输入一次编号。也可以是多个结构完全相同的实物待焊结构对应同一个编号，也就是所有结构相同的实物待焊结构对应同一个编号，这种情况下只要实物待焊结构的结构没有改变就不需要再次输入编号。

焊接位置的标号是按照设定顺序标定的，例如，可以按照数字从小到大的顺序，即待焊结构的焊接位置的标号可以为数字标号1、2、3。焊接位置的标号也可以按照字母排序确定，例如A、B、C。当然，焊接位置的标号还可以是罗马数字、数字和字母的结合等等，只要按照设定顺序标定即可。

因为，每个零件是有厚度的，需要在零件上标出具体在哪一侧焊接，焊接位置的标识就是具体标出焊接位置，焊接位置的标识可以是通过加粗边界线也可以是变颜色的边界线，还可以是设定的焊接标识，例如，工程制图里采用的三角形的焊接标记。

另外，待焊结构可以包括多个零件，焊接需要将多个零件焊接在一起。还可以将焊接结构中的每个零件以及该零件的焊接部位进行标号。焊接肯定是将两个不同的零件焊接在一起，例如，焊接位置的标号可以为数字标号1、2、3，一个焊接结构中第一零件的编号为A，第二零件的编号为B，如果将第一零件的一条边与第二零件的一条边焊接的焊接位置标号为1，那么第一零件的这一条边的标号为A1，第二零件的这一条边标号为B1。第三零件的编号为C，如果将第一零件的另一条边与第三零件的一条边焊接的焊接位置标号为2，那么第一零件的这一条边的标号为A2，第三零件的这一条边C2。

在本示例实施方式中，在处理器1上设置有第一无线收发器，第一无线收发器可以与焊接电源2进行数据传输。当然，处理器1也可以与焊接电源2之间连接数据线，通过数据线进行数据传输。另外，在本发明的其他示例实施方式中，处理器1也可以为工控机、服务器等等。

在本示例实施方式中，焊接参数可以包括电流、电压以及焊接时间等等。

在本示例实施方式中，焊接电源2与处理器1通信连接，即可以在焊接电源2上设置第二无线收发器，第二无线收发器可以与第一无线收发器进行数据传输。焊接电源2通过第二无线收发器接收待焊结构的三维图形、编号以及待焊结构的待焊位置、待焊位置对应的标号和焊接参数，并将待焊结构的三维图形、编号以及待焊结构的待焊位置、待焊位置对应的标号和焊接参数出输给人机交互单元4。

在本示例实施方式中，参照图2所示的本发明焊接系统一实施方式的结构示意图，人机交互单元4设置在焊接电源2上，人机交互单元4与焊接电源2通过数据线连接。人机交互单元4为触摸屏。工作人员5通过触摸屏输入待焊结构的编号，触摸屏接收到该编号后能够呈现与该编号对应的焊接结构的三维图形、以及待焊位置的标识、标号和焊接参数；当然，也可以同时显示待焊结构的编号。工作人员5可以通过触摸屏查看焊接结构的三维图形、编号以及待焊位置的标识、标号和焊接参数，然后，选择下一步要焊接的待焊位置的标号。当然，人机交互单元4也可以由显示屏和按键组成。

参照图3和图4所示的本发明焊接系统另一实施方式的结构示意图，人机交互单元4设置在焊枪3上，方便工作人员5随时查看待焊结构的具体情况，和选择焊接位置的标号。

在本示例实施方式中，工作人员5通过人机交互单元4选择正确的待焊接位置的标号后，焊接电源2输出与标号相匹配的焊接参数对应的焊接电源2值，工作人员5手持焊枪3进行焊接。

在本示例实施方式中，焊接系统还可以包括提示单元，提示单元设于焊接电源2上。在工作人员错误选择待焊接位置的标号时进行报警，例如，在焊接完标号为“1”的焊接位置后，应该焊接标号为“2”的焊接位置，但是工作人员在人机交互单元4上选择焊接标号为“3”的焊接位置，此时，提示单元进行报警。提示单元在工作人员正确选择待焊接位置的标号时提示工作人员开始焊接。例如，在焊接完标号为“1”的焊接位置后，应该焊接标号为“2”的焊接位置，工作人员在人机交互单元4上选择焊接标号为“2”的焊接位置，此时，提示单元发出“开始焊接”的提示。提示单元可以是通过声音报警的蜂鸣器，在报警时蜂鸣器蜂鸣的间隔时间较短，在提示时蜂鸣器蜂鸣的间隔时间较长。提示单元也可以是闪烁灯，在报警时闪烁灯闪烁的间隔时间较短，在提示时闪烁灯闪烁的间隔时间较长。提示单元还可以是通过在显示屏或触摸屏上显示的弹窗，弹窗可以直接显示“开始焊接”“焊接位置选择错误”等等。当然，提示单元还可以是上述两种或三种的结合。

在本示例实施方式中，焊接电源2设置为多个，焊枪3也设置为多个，焊枪3一一对应的与焊接电源2电连接。每一个焊接电源2和与其连接的焊枪3对应完成待焊结构的一部分焊接位置的焊接，即，焊接结构有标号为“1”至“10”的十个焊接位置需要焊接，共有五个焊接电源2和五个焊枪3，其中每一个焊接电源2和每一个焊枪3形成一组，共形成五组，每一组焊接其中两个连续标号的焊接位置，第一组焊接标号为“1”和“2”的焊接位置，第二组焊接标号为“3”和“4”的焊接位置，第三组焊接标号为“5”和“6”的焊接位置，第四组焊接标号为“7”和“8”的焊接位置，第五组焊接标号为“9”和“10”的焊接位置。

进一步的，本发明还提供了一种焊接方法，参照图5所示的焊接方法一实施方式的流程示意框图。焊接方法可以包括以下步骤：

步骤S10，接收待焊结构的三维图形和编号，以及所述待焊结构的每个待焊位置的标识、标号和焊接参数。

步骤S20，接收所述待焊结构的编号呈现与所述编号对应的所述待焊结构的三维图形以及所述待焊位置的标识、标号和焊接参数供工作人员查看和选择标号。

步骤S30，在工作人员选择正确的所述标号时，输出与所述标号相匹配的所述焊接参数对应的焊接电源2值。

下面对本发明焊接方法的各个步骤进行详细说明。

步骤S10，接收待焊结构的三维图形和编号，以及所述待焊结构的每个待焊位置的标识、标号和焊接参数。

在本示例实施方式中，待焊结构的三维图形可以是CAD图形、PROE图形、solidworks图形等等。待焊结构的编号可以为字母编号，例如，benti。还可以是数字编号(可以直接采用该结构的部件编号)、条形码编号或二维码编号，还可以是几种编号的结合。

一种待焊结构可以包括多个结构完全相同的实物待焊结构。每一个实物待焊结构对应一个编号，也就是多个实物待焊结构对应多个编号。这种情况下每更换一个实物待焊结构就需要输入一次编号。也可以是多个结构完全相同的实物待焊结构对应同一个编号，也就是所有结构相同的实物待焊结构对应同一个编号，这种情况下只要实物待焊结构的结构没有改变就不需要再次输入编号。

待焊位置的标识可以是通过加粗边界线也可以是变颜色的边界线，还可以是设定的焊接标识，例如，工程制图里采用的三角形的焊接标记。

焊接位置的标号是按照设定顺序标定的，例如，可以按照数字从小到大的顺序，即待焊结构的焊接位置的标号可以为数字标号1、2、3。焊接位置的标号也可以按照字母排序确定，例如A、B、C。当然，焊接位置的标号还可以是罗马数字、数字和字母的结合等等，只要按照设定顺序标定即可。

焊接参数可以包括电流、电压以及焊接时间等等。

步骤S20，接收所述待焊结构的编号呈现与所述编号对应的所述待焊结构的三维图形以及所述待焊位置的标识、标号和焊接参数供工作人员查看和选择。

在本示例实施方式中，工作人员通过人机交互单元4输入待焊结构的编号，接收到编号后人机交互单元4会显示与编号对应的待焊结构的三维图形以及待焊位置的标识、标号和焊接参数，工作人员按照标号顺序选择焊接位置的标号。

在本示例实施方式中，在工作人员错误选择所述标号时进行报警，例如，在焊接完标号为“1”的焊接位置后，应该焊接标号为“2”的焊接位置，但是工作人员在人机交互单元4上选择焊接标号为“3”的焊接位置，此时，提示单元进行报警。在工作人员正确选择所述标号时提示工作人员开始焊接。例如，在焊接完标号为“1”的焊接位置后，应该焊接标号为“2”的焊接位置，工作人员在人机交互单元4上选择焊接标号为“2”的焊接位置，此时，提示单元发出“开始焊接”的提示。

步骤S30，在工作人员选择正确的所述标号时，输出与所述标号相匹配的所述焊接参数对应的焊接电源2值。

在本示例实施方式中，在工作人员选择正确的标号时，焊接电源2输出与标号相匹配的焊接参数对应的焊接电源2值至焊枪3，工作人员手持焊枪3进行焊接操作。在工作人员错误选择待焊结构或待焊接位置时，焊接电源2不做任何输出，确保工作人员不会误操作。

工作人员按标号顺序选择焊接位置，直至该待焊结构的焊接作业完成后，在人机交互单元4中输入另一个待焊结构的编号，进行下一个待焊结构的焊接。如果待焊结构的类型没有变化，输入下一个待焊结构的编号即可；如果待焊结构的类型发生变化，在界面中查找新的待焊结构的类型对应的三维图形和编号，并按照上述步骤完成焊接工作。

工作人员通过人机交互单元4查看待焊结构的三维图形、编号以及待焊位置的标识、标号和焊接参数，明确待焊结构的具体情况；而且在工作人员选择正确的标号时，焊接电源2输出与标号相匹配的焊接参数对应的焊接电源2值至焊枪3，确保工作人员明确焊接顺序，而且能按照焊接顺序进行作业，从而避免现场监管，节省人力物力，提高效率。

上述所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中，如有可能，各实施例中所讨论的特征是可互换的。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的各方面。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

本说明书中，用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

应可理解的是，本发明不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。

Claims (10)

1.一种手工焊接系统，其特征在于，包括：

处理器，供输入待焊结构的图形和编号，并在所述图形上对所述待焊结构的待焊位置进行标识和标号以及设定每个所述待焊位置的焊接参数；

人机交互单元，接收所述编号呈现与所述编号对应的所述待焊结构的图形，以及在所述图形上的所述待焊位置的所述标识、所述标号和所述焊接参数供查看和选择所述标号；

焊接电源，与所述处理器以及人机交互单元通信连接，所述焊接电源用于在选择正确的所述标号时输出与所述标号相匹配的所述焊接参数对应的焊接电源值；

焊枪，与所述焊接电源电连接。

2.根据权利要求1所述的手工焊接系统，其特征在于，所述焊接系统还包括：

提示单元，设于所述焊接电源或所述焊枪上，所述提示单元用于在错误选择所述标号时进行报警，以及在正确选择所述标号时提示开始焊接。

3.根据权利要求1所述的手工焊接系统，其特征在于，所述焊接电源为多个，所述焊枪为多个，所述焊枪一一对应的与所述焊接电源电连接。

4.根据权利要求1所述的手工焊接系统，其特征在于，所述人机交互单元设于所述焊接电源或所述焊枪上。

5.根据权利要求1所述的手工焊接系统，其特征在于，所述人机交互单元为触摸屏。

6.根据权利要求1所述的手工焊接系统，其特征在于，所述标号为具有设定顺序的数字标号、字母标号中的一种或两种。

7.根据权利要求1所述的手工焊接系统，其特征在于，所述编号为数字编号、字母编号、条形码编号、二维码编号中的一种或多种。

8.一种手工焊接方法，其特征在于，包括：

接收待焊结构的图形和编号，以及在所述图形上的所述待焊结构的每个待焊位置的标识、标号和焊接参数；

接收所述待焊结构的编号呈现与所述编号对应的所述待焊结构的图形，以及在所述图形上的所述待焊位置的所述标识、所述标号和所述焊接参数供查看和选择所述标号；

在选择正确的所述标号时，输出与所述标号相匹配的所述焊接参数对应的焊接电源值。

9.根据权利要求8所述的手工焊接方法，其特征在于，在输出与所述标号相匹配的所述焊接参数对应的焊接电源值之前，所述焊接方法还包括：

在错误选择所述标号时进行报警，在正确选择所述标号时提示开始焊接。

10.根据权利要求8所述的手工焊接方法，其特征在于，在错误选择所述标号时，不输出焊接电源值。

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