CN112975075B - 用于监控焊接过程的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于监控焊缝(8)的系统(22)，所述焊缝由焊接设备(2)在焊接过程期间在至少一个构件(4、6)上形成，其中，所述系统(22)具有至少一个声传感器(28、30、32、34、36)、至少一个电子传感器(38)和评估单元(24)，其中，所述至少一个声传感器(28、30、32、34、36)被构造用于测量所述至少一个构件(4、6)的固体声的值，其中，所述至少一个电子传感器(38)被构造用于在焊接过程中测量至少一个电操作参数的值，其中，所述至少一个评估单元(24)被构造用于基于所测得的值来评估焊缝(8)。

Description

用于监控焊接过程的系统

技术领域

本发明涉及一种用于监控焊接过程的系统和一种用于监控焊接过程的方法。

背景技术

为了在制造过程中探测焊缝中的不规则性，运用了高的耗费，其中四种做法是可行的。

因此，可以在规划中使用和规定用于目检的工作人员。工作人员执行目检来检查焊缝的外部缺陷。为此早在规划中就要为工作人员预留进行目检所需的时间段。此外，这种做法是非常主观的并且与工作人员本身有关。此外，为此通常需要附加的位置或区域以实施该检验方式。这总体上导致高的投入成本以及后续成本。

可替代地，可以使用光学相机系统。该操作方法同样需要附加的处理步骤、检查单元、用于构件操作的设备和/或机器人，这又与相应的位置需求和高的附加成本相关联。为此所需的设备因此非常昂贵，并且此外同样仅能够检测外部的接缝缺陷。

附加的传感器系统可以直接定位在喷嘴上，并且可以是例如用于焊缝跟踪的激光切割传感器或者用于检测不规则性的温度曲线扫描系统。传感器系统可以紧邻喷嘴定位或固定。在此，激光切割传感器应确保最佳的焊缝跟踪并且因此预防焊缝缺陷。为此要么必须采用附加的工艺步骤，要么必须限制可接近性。但由此则不能推断出在焊缝中是否形成了不规则性。被设计用于在线检测焊缝不规则性的温度曲线扫描系统也限制了喷嘴(例如焊炬)的可触及性。因此，只能有限地明确检测焊缝中的不规则性。

此外，可以进行破坏性检验(zP)，例如磨片检验。在此，虽然可以分析内部的缺陷。但是并不能针对每个构件、每个组件或每个车辆都执行破坏性检验，而是只能够在规定的周期内执行。越频繁地进行破坏性检验，则越不经济。此外，不能够通过周期性的实施来检验到所有的缺陷，因为例如磨片检验仅仅是视觉上的瞬时取样，在被检验的焊缝本身中的可能的缺陷并未被发现，在未被检验的焊缝中的可能的缺陷并未被检测。

文献DE 23 37 856描述了一种用于通过测量焊接噪声来控制焊接速度和焊接电流的方法。

由文献DE 10 2011 118 419 A1公开了一种用于识别焊钳电极的磨损状态的方法。

文献DE 198 24 600 A1描述了一种用于检查焊缝的品质的方法，所述焊缝将两个金属工件相互连接。

在文献DE 10 2005 027 363 A1中描述了一种用于监控制造通孔的制造过程的方法。

此外请参阅德国无损检测技术学会(DGZfP)2013年年会中Bastuck、Valeske、Wolter和Herrmann所著的文章“通过集成的ZfP方法对超高强度车身钢板的激光焊接过程的监控和质量保证”。

由文献US 2013/0208569 A1公知了一种基于声音来确定焊炬的位置的方法。

文献EP 2 549 833 A1描述了一种用于运行交流电弧炉的方法。

发明内容

在这种背景下，本发明的目的是评估连接着构件的焊缝的状态。

该目的通过具有独立权利要求的特征的系统和方法来解决。该系统和方法的实施例由从属权利要求和说明书揭示。

根据本发明的系统被设计用于监控、例如评估当焊接至少一个构件时在焊接过程期间利用焊接设备通过焊接在至少一个构件上形成的焊缝。该系统具有至少一个声传感器、至少一个电子传感器和评估单元，其中，至少一个声传感器构造用于在焊接时测量和/或检测至少一个构件的固体声的值。至少一个电子传感器被构造用于测量和/或检测在焊接过程中或焊接时的至少一个电操作参数的值。所述至少一个评估单元构造用于，基于所检测和/或所测得的值来评估焊缝。

在此所测得的固体声和至少一个电操作参数包括作为选项的、在此测量的频率和振幅，其中，借助固体声的频率和/或振幅的分别检测到的实际值来判断焊接过程。此外，作为固体声和至少一个电操作参数的选项，考虑相位角和脉冲宽度。

至少一个电子传感器通常被构造用于测量和/或检测作为至少一个电操作参数的电流和/或电压的频率和/或振幅的值。

此外，至少一个声传感器附加地被构造用于，除了至少一个构件的固体声的频率和/或振幅的值之外，还测量和/或检测焊接设备的至少一个部件的固体声的值。

根据本发明的方法被设置用于监控、例如评估当焊接至少一个构件时在焊接过程期间利用焊接设备在至少一个构件上通过焊接形成的焊缝。在此，由至少一个声传感器在焊接时测量和/或检测至少一个构件的固体声的值。此外，由至少一个电子传感器测量和/或检测在焊接过程中或在焊接至少一个构件时的至少一个电操作参数的值。由评估单元基于所检测的和/或所测得的值来评估焊缝。

将固体声和至少一个电操作参数的频率、振幅、相位角和/或脉冲宽度的实际值与相应的为此规定的和/或限定的额定值进行比较。在该方法中，可以评估值或相应的信号(例如表达和/或包括了这种类型的值的信号)，即固体声和至少一个电操作参数的值，并且根据对值的评估还以与焊接过程相伴随的方式来监控和评估焊缝。因为固体声和至少一个电操作参数的值分别包括与焊接过程相关的频率、振幅、相位和/或脉冲宽度，所以为了对其进行评估也可以使用傅里叶变换。

至少一个声传感器、例如至少一个第一声传感器至少暂时地且可再拆卸地与至少一个构件连接和/或至少暂时地且可再拆卸地布置在至少一个构件上。

补充地，至少一个声传感器、例如至少一个第二声传感器可以至少暂时地且可再拆卸地或持久地与焊接设备的至少一个部件连接和/或至少暂时地且可再拆卸地或持久地布置在所述至少一个部件上。焊接设备的这种部件可以构造为用于紧固和/或固定所述至少一个构件的夹具。

在实施方案中，例如当固体声、电流和/或电压的频率和/或振幅的至少一个检测到的和/或测量到的值与为此而相应规定的额定值偏差了为此而相应规定的容许值时，由评估单元产生报警信号，其中，根据实际值与相应的额定值的偏差也可以中断焊接过程。

所提出的系统被规定用于焊接设备或焊接系统，并且被构造用于探测在焊缝中和/或在焊接过程中(例如在电弧焊接中)的不规则性。在此可以利用系统的实施方式在执行所提出的方法的实施方式的情况下还在焊接过程期间通过传感器、也即至少一个声传感器和至少一个电子传感器以声学的方式和电的方式检测并且确定在焊缝内部的可能的缺陷。在此在监控焊接过程和焊缝时要实施的判断和/或评价的范围内，如果利用传感器检测并且因此确定了正确的并且因此无缺陷的焊缝，则可以将该焊缝判断和/或评价为"正常的"。如果发现焊缝具有至少一个缺陷，这可通过传感器检测到，则焊缝被判断和/或评估为"不合格/有缺陷的"。在焊接过程期间，通常将由金属制成的构件或工件、例如板材彼此焊接并且经由作为焊接连接部的焊缝彼此连接。

在实施方案中，所述焊接设备除了包括作为部件的至少一个夹具之外，还包括作为喷嘴的电弧焊接模块和用于使所述电弧焊接模块沿着至少一个待加工的、也即至少待焊接的工件或构件的预先给定的移动路径移动的操纵器(比如机器人)，以及包括至少一个用于在电弧焊接时检测电流的测量值和/或电压的测量值或相应信号的电子传感器或者说电传感器/电气传感器。至少一个构造为固体声传感器、例如麦克风的声学传感器或声传感器被设计用于检测在电弧焊接时在至少一个构件中产生的固体声的测量值。自动的评估单元被设置用于，在监控时至少根据固体声、电流的测量值和/或电压的测量值或相应的信号来执行对在电弧焊接时形成的焊缝的评估。至少一个声传感器、例如固体声传感器直接布置在构件上以及布置在部件上，例如夹具上、被例如构造为电弧焊接模块的喷嘴上和/或焊接设备的操纵器或机器人上。作为另外的部件，焊接设备具有用于待加工的工件或构件的构件容纳部，其中，至少一个固体声传感器也可以布置在构件容纳部处。

在此，至少一个构造为固体声传感器的声传感器被设置用于暂时地与待加工的工件连接，例如直接固定在其上。当在该方法中所确定的至少一个评估标准位于预先规定的容许范围之外的情况下，也就是说当至少一个检测到的值或测量值与预先规定的阈值偏差了预先规定的容许值时，则自动评估系统被规定用于生成或产生报警信号。

此外，也可以被构造为或者说被称为监控和/或评估系统的自动的评估系统被设置用于，在监控时在考虑固体声、电流的测量值和/或电压的测量值(例如其频率和/或振幅)的时间上的相互关系的情况下实施对例如在电弧焊接时产生的焊缝的评估。此外，该系统还可以具有用于采集其它过程数据或操作参数的其它传感器，其中，自动的评估系统被设置用于在评估电弧焊接时形成的焊缝时考虑这些过程数据或操作参数。

因此，所述系统包括多个传感器，所述传感器能够实现以声学的和电的方式检测焊缝的外部的以及内部的缺陷，并且在此不必影响或者说限制作为焊接设备的部件的喷嘴的可接近性。在监控时，系统通过多个不同的以传感器方式检测到的操作参数或过程数据和接合数据与它们的智能评估的组合来实现对焊缝的评估。这包括获取焊接设备或焊接设施的电流值和/或电压值以及获取声音发射值，尤其是固体声发射值。

所述至少一个构造为固体声传感器的声传感器例如是在横向效应基础上构造的压电式加速度传感器。这种固体声传感器的压电元件例如封装在耐热的壳体中。为了耦合或布置到相应的物体、例如构件、电弧焊接模块或例如构造为机器人的操纵器上，固体声传感器的接触面可以由陶瓷或其他材料制成，所述陶瓷或其他材料排除和/或抑制在物体与固体声传感器之间出现的电干扰。此外，固体声传感器的数量取决于构件或由构件构成的组件、相应焊缝的长度、焊缝的数量、焊缝之间的间距以及焊接设备和其构件容纳部。

在电流和/或电压检测方面，例如通过在焊接设备的焊接电路中串联一个补偿变换器来检测电流。为此的测量间接地通过经由霍尔效应检测与电流成比例的磁通量密度的值来执行。例如在喷嘴头中的前驱件与作为焊接设备的部件的夹具之间检测焊接时的电压。基于所提供的接口，首先通过测量立方体/立方体探测器(Messwürfel)来检测电流值和/或电压值的模拟信号。替代地，电流值和电压值可以直接从焊接设备且因而从执行工具来获取。

前置放大器和/或信号转换器被构造用于放大和/或滤波所要检测的操作参数的值的信号。必要时，声传感器、例如固体声传感器被耦合至前置放大器。前置放大器还用于放大和/或滤波由各相应传感器所输出的电压信号。前置放大器可以被构造为附加硬件或者直接构造在相应的传感器中，其中，前置放大器和传感器例如可以通过同轴电缆连接。前置放大器可以具有集成的高通滤波器，该高通滤波器对35kHz以下的频率进行抑制，该高通滤波器可以在需要时被激活，其中前置放大器例如可以通过以太网电缆或在另一传输路径上与评估单元连接，该评估单元可以被构造为测量计算机。

利用评估单元，所提出的系统还包括测量单元和/或计算单元、例如测量计算机，并且因此包括用于对输入的信号和要检测的操作参数的值的数据进行处理的硬件。

具有测量单元、例如测量计算机的评估单元包括所有必要的硬件组成部分，这些硬件组成部分对于处理由传感器和/或前置放大器提供的关于操作参数的信号是必需的。在此，评估单元配备有足够的输入和输出端口，即输入端和输出端。此外，所述输入端和输出端应能够被结合到对生产的、在此是对焊接过程的可存储编程控制(SPS)中。用于处理信号的硬件部件、例如测量卡也位于评估单元上。

系统的例如布置在评估单元中的存储单元可以确保数据和/或检测到的值的存储。所检测到的数据和/或值可以或者在内部例如通过集成的存储单元存储在评估单元本身中，和/或在外部例如通过云或者外部的硬盘来存储。

此外，评估单元可以设置有用于使系统和/或焊接设备可视化和/或对其进行操纵的软件。具有软件的评估单元可以直接集成在测量单元中。替代地，可视化也可以通过WebAPI、固定的显示屏、电信设备或其他显示设备或通信设备进行。

系统还包括信号传输元件，例如同轴电缆和/或以太网电缆，用于将信号从传感器传输至评估单元，例如传输至测量计算机。也可以考虑替代的传输可行方案。

焊接设备的供电单元被构造用于调节至少一个电操作参数，也就是电流和/或电压，其中，由至少一个电子传感器测量在焊接过程中产生的至少一个电操作参数的值。

附加地，系统可以配备有另外的传感器。这些传感器可以被设计用于记录其它值或信号，例如空气声信号(声学)、温度、温度曲线、位置数据和/或间隙信息、其它构件信息、在焊接时所需的气体量和焊线、例如焊条的量、关于机器人的位置的信息(机器人位置信息和机器人速度信息)、其它关于机器人的信息(机器人信息)，以及被设计用于可视地检测焊缝和/或发射信号。

此外，可以由系统获取其余的加工信息和/或机器人信息。作为操作参数的这种其它信息可以直接从焊接设备或执行工具和/或从机器人获得。

利用该方法可以自动地监控和评估焊缝和/或焊接过程的质量。通过在作为焊接设备的部件的焊炬上的附加的装备或者说附加的配置，可接近性并不受到限制。焊缝的内部和外部的不规则性都得到评估。不产生测试废料。经济性相对于通过人类或通过具有附加设备的光学相机系统的视觉评估而言得到改善。

该方法可以例如针对金属-保护气体焊接过程来执行，该金属保护气体焊接过程由于有许多接合参数和影响参数作为操作参数所以是非常复杂的。在焊接过程或焊接加工中，可以收集作为操作参数的多个信号和/或加工数据，所述信号数据和/或加工数据的测量值可以一起被考虑，以便得出关于接合质量的结论或执行加工控制。电弧焊接工艺通常受电流和电压的控制值的影响。通过电流和电压分析，得出关于焊缝的加工稳定性或接合质量的结论，同时能够以可再现的方式将缺陷与缺陷检测和加工控制相关联。该方法可以通过其它加工信息、例如通过附加地探测构件和/或焊缝的温度或者通过目视检测熔滴脱离来补充，从而可以实现可靠的、可再现的缺陷关联。

在该方法中，测量结构声和至少一个电操作参数，由此可以在焊接过程期间还对在焊接期间形成的焊缝进行评估。

声传感器检测至少一个构件的本体中的振动值，并且将其转换成例如电压形式的信号。随后，可以借助至少一个傅里叶变换改变该信号。如此获得的信息包括在固体声和时间的确定频率时的振幅。人可听到的范围是在0至20kHz之间的频率。借助固体声可以检测和评估高达1500kHz的明显更高的频率。因此，例如可以在高频率下探测到类似裂纹的事件，这些事件是非常短时间的现象并且对于人来说不可听到或几乎不可听到。因此，借助于固体声的频率和/或振幅的值或相应的信号来监控和评估焊接过程和焊缝。在此，在固体声方面存在优点。通过各种评估方式，例如模式识别、能量阈值观测或包络面，可以将固体声的值或信号相互比较。如果所测得的关于固体声的信号实际值与为此而规定的额定值至少偏差了容许值，则可以检测到这一点并且停止或中断焊接过程。

通常通过极限值(包络线)来比较和评估固体声、电流和/或电压的频率或振幅的值。在此，相位角和脉冲宽度也可以是固体声和至少一个电操作参数的选项，以便同固体声、电流和/或电压的频率或振幅的值一起推断出焊缝的接合质量。此外，对用于固体声的、电流的和/或电压的频率或振幅的值的原始信号同样进行至少一次傅里叶变换，以便因此在频率方面但也在相位角方面扩大信息内容。

在特定的信号中、例如在电流中或在固体声中能够检测到一些不规则性。因此，由多个传感器和由此提供的信号或者说关于电流、电压和固体声的信号的组合提供了更高的识别不规则性的概率，例如根据方案：

-能够通过信号1检测的缺陷类型A

-能够通过信号2检测的缺陷类型B

-能够通过信号1和2检测缺陷类型C

此外，每个测量系统具有测量误差。如果在此将各种信号或相应的值相组合，则因此可以显著提高判断能力。如果由信号1检测到缺陷类型或不规则性A的概率仅为80％，由信号2检测到缺陷类型或不规则性A的概率为70％，则以组合的方式仍然得出更高概率来做出正确判断。

本发明的其它优点和设计方案由说明书和附图得出。

不言而喻，前面所述的和后面还要阐述的特征不仅可以以分别说明的组合、而且也可以以其他组合或者单独地使用，而不脱离于本发明的范围。

借助附图中的实施方式示意性示出本发明并且参考附图示意性且详细地描述本发明。

附图说明

图1以示意图示出了根据本发明的系统的第一实施方式，该系统用于在焊接设备所实施的焊接过程中执行根据本发明的方法的第一实施方式。

图2以示意图示出了按本发明的系统的第二实施方式，该系统用于在焊接设备所实施的焊接过程中执行根据本发明的方法的第二实施方式。

对附图的描述是相关联的和概括性的，相同的部件被附有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中示意性示出的焊接设备2被设计用于在实施焊接过程时将第一构件4和第二构件6或者说将各相应的由金属制成的工件相互连接，其中，在此在这两个构件4、6之间形成焊缝8。在此，焊接设备2包括作为部件的多个夹具10、12、14，它们被构造用于紧固这两个构件4、6并且因此使其彼此靠紧地固定以用于执行焊接过程。在此，各夹具10、12、14分别向所述两个构件4、6中的至少一个上施加在此通过箭头表示的力F。各夹具10、12、14所施加的力F对于夹具10、12、14中的至少两个而言可以是相同的和/或对于夹具10、12、14中的至少两个而言可以是不同的。

此外，焊接设备2包括喷嘴16，其在焊接过程期间通常自动在控制下沿着预定的移动路径移动，其中，喷嘴16被构造用于加热构件4、6，同时形成焊缝8。此外，焊接设备2具有作为另外的部件的电能量源18，例如电流源和/或电压源，其被构造用于为例如可构造为电弧焊接模块的喷嘴16提供电能，利用该电能实施焊接过程。此外，焊接设备2具有作为另一部件的机器人20，该机器人被构造用于在焊接过程期间使喷嘴16沿着所设置的移动路径自动地移动，其中，为此同样由电能量源18给机器人20提供电能。

根据本发明的系统22的第一实施形式具有评估单元24(在此例如是计算单元或计算机(PC))和具有多个输入端和输出端的接口26，所述接口在此构造为用于本地或局域网(LocalAreaNetwork，LAN)的接口26。此外，系统22具有多个传感器，在此是作为声学传感器的声传感器28、30、32、34、36和作为电传感器的电子传感器38。在此，声传感器28、30、32、34、36例如构造为相应的麦克风，用于检测和/或测量构件4、8中的至少一个和构造为夹具10、12、14的部件的固体声，在此检测和/或测量固体声频率和振幅的相应的实际值。

为此，在焊接过程期间将第一声传感器28直接布置在第一构件4上，其中，该第一声传感器28在此与第一构件4直接接触。在设计方案中，在此未示出的另一相应的声传感器28也可以布置在第二构件6上并且与第二构件6直接接触。利用至少一个这样的直接布置在至少一个构件4、6处的声传感器28在形成焊缝8的焊接过程期间测量或检测至少一个构件4、6的固体声的频率和振幅的值、也即实际值且将该实际值传输给评估单元4。

在此还规定，相应的夹具10、12、14在焊接过程期间同样与至少一个构件4、6直接接触。在此与相应的夹具10、12、14连接和/或与其接触的另一声传感器32、34、36分别构造用于在焊接过程期间测量和/或检测作为焊接设备2的部件的相应的夹具10、12、14的固体声的频率和振幅的值、也即实际值，以及此外将该实际值传输给评估单元24。

在此构造为电子传感器38的传感器(其在此也可以构造为或者说称为多用途电计量表)被构造用于测量或者说检测施加在构件4、6中的至少一个构件上的电压U和在焊接过程期间流过构件4、6中的至少一个的电流I的值，也即实际值，例如频率和振幅的值，并且将这些值传输给评估单元24。在此在扩展方案中可行的是，电子传感器38连接在焊接设备2的电能量源18与两个构件4，6中的至少一个构件之间并且被构造用于测量在焊接过程期间在至少一个部件4，6与电能量源18之间流过作为电流/电压测量设备的电子传感器38的电流的值。

在所述方法的实施方式中，由评估单元24将在此以传感器方式测量的声学操作参数和电操作参数的所有的值一同进行评估，所述值是固体声、电压和电流的值，通常是频率和振幅的值，其中，评估单元24被构造用于，还在焊接过程期间就基于所确定的操作参数的值来判断和/或评估在焊接过程期间形成的焊缝8或其质量。在此，在该方法的设计方案中规定，把在一确定的时刻相应检测到的所有的操作参数值在一起进行评估。在此规定，将至少一个声学操作参数和/或电操作参数的实际值，例如相应的操作参数的频率和振幅的至少一个实际值与为此而规定的额定值进行比较。由此检查所测得的至少一个值或实际值是否与额定值偏差了为此而分别规定的容许值。

如果至少一个值、例如频率和振幅的值与额定值最多偏差了为此而分别规定的容许值，则由评估单元24确定，在焊接过程期间形成的焊缝8是正常的。然而如果至少一个值或实际值、例如频率和振幅的值大于了加上容许值的阈值或小于了减去容许值的阈值，则评估单元24确定，在焊接过程期间形成的焊缝8是有缺陷的并且因此是不正常的。

在设计方案中可能的是，在利用分别规定的公式的情况下，由评估单元24从由不同的传感器同时测量或检测到的关于不同的操作参数的多个所测得的值中计算出所谓的上级操作参数，其中该上级操作参数相应地取决于以传感器方式测得的多个不同的操作参数或这些操作参数的组合。为了监控、例如判断或评估在焊接过程中形成的焊缝8是否正常，在该方法的设计方案中，在考虑到为上级操作参数而分别规定的容许值的情况下，将从各单独的操作参数的值中分别计算得出的上级操作参数的值与为上级操作参数而分别规定的阈值进行比较。

总之，系统22包括：用于检测固体声信号的传感器；用于测量电流和电压的传感器；用于将针对操作参数的测量值的信号进行信号放大或信号滤波的前置放大器或信号转换器；用于对输入的信号或所测得的值的数据进行处理的评估单元24、例如测量计算机或相应的硬件；作为评估单元24的一部分的存储单元；用于使焊接设备2和评估单元24可视化和/或操作的软件；用于将信号从传感器传输至评估单元24的信号传输元件，例如同轴电缆和/或以太网电缆；作为供电单元的能量源18；用于接收其他信号的其他传感器；以及用于通过评估单元24接收其他过程信息和机器人信息的可行方案。

用于检测固体声信号的声传感器28、30、32、34、36可以安装在所述至少一个构件4、6的不同的位置上，其中根据任务的不同，为焊接过程规定不同的边界条件和目标参量作为操作参数。根据为焊接过程规定的边界条件，使用多个声传感器28、30、32、34、36。

至少一个传感器、例如声传感器28、30直接安装在至少一个构件4、6的要接合的位置上。在此，分界面、例如构件过渡部或者从一个物体(即从至少一个构件4、6和/或从所述焊接设备2的至少一个部件)到另一物体的过渡部得到了避免或被减小到最小程度。传感器与物体之间的分界面会降低信号的质量。此外，完全避免了焊接设备2的至少一个传感器与构件4、6之间的气隙。

在一个实施例中，以足够的力将所述至少一个传感器安装或布置在相应物体上，即构件4、6和/或焊接设备2的部件上。此外，该至少一个传感器的位置被选择为使得其不会被焊接热和/或焊接飞溅物损坏。通过相应设置的定位确保了将声学信号良好地从至少一个构件4、6传递到至少一个传感器。

与图1中的系统22的第一实施方式相比，根据图2示出的用于焊接设备2的根据本发明的系统42的第二实施方式具有作为附加部件的传感器装置44或包括至少一个传感器的相应的传感器系统。该传感器装置44将机器人20、评估单元24和接口26与电能量源18连接并且被构造用于测量至少一个电操作参数。

在实施中，可以在相对于至少一个构件4、6和/或焊接设备2的至少一个部件实现三个不同定位方式的情况下实现至少一个传感器的至少一个定位方式。

根据第一定位方式，将至少一个声传感器28、30直接定位在待接合的构件4、6上并且紧邻接合部位来定位。至少一个声传感器28、30到构件4、6上的耦合此外可以通过快夹件实现，以便因此在更换构件4、6时同样保证脱耦。替代地，也可以使用磁性适配器来固定至少一个声传感器28、30。此外，设置至少一个传感器、例如电子传感器38来检测电流的值和电压的值。

此外可以实现传感器、例如声传感器32、34、36在焊接设备2上和/或在作为焊接设备2的部件的构件容纳部上的第二定位方式。至少一个传感器不仅安装到待接合的构件4、6上。补充地，它也可以固定在焊接设备2上或者例如固定在焊接组件的另一构件上。直接布置有至少一个传感器的构件4、6的表面在此应尽可能光滑。分界面被限制到最小程度内。该固定例如借助可拆卸的连接技术、如螺纹连接或通过快夹件实现。

在第三定位方式中，也可以将至少一个例如设计为固体声传感器的传感器直接固定在喷嘴16、例如焊炬处，和/或直接固定在焊臂上。因此，与在构件4、6或焊接设备2的另一部件上的固定方式相比，可以获得关于作为执行工具的喷嘴16的信息，例如在焊接过程且因此在接合过程期间的焊条移动或气体流动。此外，传感器可以与作为喷嘴16和/或构件4、6的操纵器的机器人20连接和/或布置在其上。

附图标记列表：

2 焊接设备

4、6 构件

8 焊缝

10、12、14 夹具

16 喷嘴

18 能量源

20 机器人

22 系统

24 评估单元

26 接口

28、30、32、

34、36 声传感器

38 电子传感器

40 传感器

42 系统

44 传感器系统

Claims (7)

1.一种用于监控焊缝(8)的系统，所述焊缝由焊接设备(2)在焊接过程期间在至少一个构件(4、6)上形成，其中，所述系统(22、42)具有至少一个声传感器(28、30、32、34、36)、至少一个电子传感器(38)和至少一个评估单元(24)，其中，所述至少一个声传感器(28、30、32、34、36)构造用于测量所述至少一个构件(4、6)的固体声的值，其中，所述至少一个电子传感器(38)构造用于在焊接过程中测量至少一个电操作参数的值，所述至少一个声传感器(28、30、32、34、36)附加地被构造用于测量焊接设备(2)的至少一个构造为夹具(10、12、14)的部件的固体声的值，所述夹具(10、12、14)构造用于紧固所述至少一个构件(4、6)，其中，所述至少一个评估单元(24)构造用于基于来自所述至少一个声传感器的测量值和来自所述至少一个电子传感器的测量值来评估所述焊缝(8)。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个电子传感器(38)被构造用于测量作为所述至少一个电操作参数的电流的值和/或电压的值。

3.一种用于监控焊缝(8)的方法，所述焊缝由焊接设备(2)在焊接过程期间在至少一个构件(4、6)上形成，其中，由至少一个声传感器(28、30、32、34、36)测量所述至少一个构件(4、6)的固体声的值，其中，由至少一个电子传感器(38)测量在焊接过程中的至少一个电操作参数的值，利用所述至少一个声传感器(28、30、32、34、36)附加地测量焊接设备(2)的至少一个构造为夹具(10、12、14)的部件的固体声的值，所述夹具(10、12、14)构造用于紧固所述至少一个构件(4、6)，其中，基于来自所述至少一个声传感器的测量值和来自所述至少一个电子传感器的测量值来评估焊缝(8)。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，测量固体声的频率和/或振幅的值和所述至少一个电操作参数。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，至少一个声传感器(28、30、32、34、36)至少暂时地与至少一个构件(4、6)连接。

6.根据权利要求3或4所述的方法，其中，至少一个声传感器(28、30、32、34、36)与焊接设备(2)的至少一个部件连接。

7.根据权利要求3或4所述的方法，其中，当至少一个测得的值与额定值偏差了容许值时，产生报警信号。

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