发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种焊接气体智能控制方法,通过全局分析,精准控制每个端口的出气情况,做到“按需供应、智能调节”,降低焊接用气成本,提升焊接质量。
根据本发明的一种焊接气体智能控制方法,包括:
获取焊接模式的参数信息;
根据获取的参数信息,查找第一数据模块并确定与所述参数信息匹配的焊接模式、与所述焊接模式对应的焊接工艺参数、与所述焊接模式对应的气体控制参数;
将查找到的焊接模式、与所述焊接模式对应的焊接工艺参数和所述焊接模式对应的气体控制参数发送至焊接控制器,控制焊接执行过程;同时,将所述焊接模式对应的气体控制参数下发至气体控制器,控制送气系统的工作;
实时采集焊接设备工作时的焊接状态参数、气体输送管道横截面积变化率和环境温度值;
根据实时采集焊接设备工作时的焊接状态参数获取焊接状态参数在当前检测时间段内的变化量;
根据焊接状态参数在当前检测时间段内的变化量查找第二数据模块,根据匹配结果计算气体控制参数的第一变化量;
根据实时采集焊接设备工作时的环境温度值,查找第三数据模块,根据匹配结果计算气体控制参数的第二变化量;
根据采集焊接设备工作时的气体输送管道横截面积变化率,查找第四数据模块,根据匹配结果计算气体控制参数的第三变化量;
将所述第一变化量、所述第二变化量和所述第三变化量进行叠加,获取对应的气体控制参数变化总量;
将各气体控制参数当前值分别对应叠加获取的对应气体控制参数变化总量,获取最终的气体控制参数;
根据最终的气体控制参数对送气系统进行调整。
进一步地,所述第一数据模块、所述第二数据模块、所述第三数据模块、所述第四数据模块位于云服务器;其中,
所述第一数据模块包括,焊接模式、焊接模式对应参数、焊接工艺参数、气体控制参数;
所述第二数据模块包括,焊接模式、焊接状态参数变化量、气体控制参数变化量;
所述第三数据模块包括,环境温度值和对应的气体控制参数变化量;
所述第四数据模块包括,气体输送管道横截面积变化率和对应的气体控制参数变化量。
进一步地,所述焊接模式对应参数包括:焊接材料厚度、焊接地点、焊接材料、焊丝型号中的一种或多种。
进一步地,所述焊接工艺参数包括:焊枪距离、送丝速度、焊接速度、焊接电流、焊接电压、干伸长度、焊枪目标角和焊枪进行角中的一种或多种。
进一步地,所述焊接模式对应的气体控制参数包括:送气压力、气体输出流量中的一种或者多种。
进一步地,所述查找第一数据模块并确定与所述参数信息匹配的焊接模式、所述焊接模式对应的焊接工艺参数、所述焊接模式对应的气体控制参数的具体过程包括:
将所述参数信息与所述第一数据模块中的每一个焊接模式对应参数进行匹配;
根据匹配结果确定焊接模式、对应的焊接工艺参数和对应的气体控制参数。
进一步地,所述查找第一数据模块并确定与所述参数信息匹配的焊接模式、所述焊接模式对应的焊接工艺参数、所述焊接模式对应的气体控制参数的具体过程包括:
将所述参数信息与所述第一数据模块中的每一个焊接模式对应参数进行匹配;
根据匹配结果确定焊接工艺参数和气体控制参数。
进一步地,所述焊接状态参数,包括:声谱、光谱、熔池宽度、起弧段、收弧段和熔池灰度中的一种或多种。
进一步地,所述第二数据模块的气体控制参数变化量为:每一个焊接状态参数的变化量给对应的每一个气体控制参数带来的影响量;
所述第三数据模块的气体控制参数变化量为:每一个的环境温度值给对应的每一个气体控制参数带来的影响量;
所述第四数据模块的气体控制参数变化量为:每一个气体输送管道横截面积变化率给对应的每一个气体控制参数带来的影响量。
进一步地,所述第一变化量的计算公式为:Qi=∑CjWj,其中,i=1,2,…l,l表示气体控制参数的个数,为正整数;Qi表示第i个气体控制参数的第一变化量,Cj代表第j个焊接状态参数的变化量对应的第i个气体控制参数变化量,Wj代表所述第二数据模块内预设的与Cj对应的气体控制参数的权值;j=1,2,……m,m为正整数,表示焊接状态参数的个数;
所述第二变化量的计算公式为:Ui=TiYi,其中,i表示第i个气体控制参数,Ui表示第i个气体控制参数的第二变化量,Ti表示所述第三数据模块内预设的与环境温度值对应的第i个气体控制参数变化量,Yi表示获取的环境温度值对第i个气体控制参数的权值;
所述第三变化量的计算公式为:Zi=∑AkBk,其中,Zi表示第i个气体控制参数的第三变化量,Ak表示所述第四数据模块内预设的与第k个气体输送管道的横截面积变化率对应的第i个气体控制参数变化量,Bk表示获取的第k个气体输送管道的横截面积变化率对第i个气体控制参数的权值。
进一步地,所述参数信息包括焊接材料厚度、焊接地点、焊接材料、焊丝型号等影响焊接工艺参数的因素;其中,通过以下方式获取所述参数信息:
通过现场人员人工输入所述参数信息;
或者通过自动获取的方式来获取所述参数信息;
或者在工位上设置定位模块,根据所述定位模块提供的位置信息获取所述参数信息;
或者在工位上设置一标签,所述标签标识对应的参数信息,通过扫描读取所述标签获取所述参数信息。
根据本发明的一种焊接气体智能控制方法,至少具有如下有益效果:焊接气体智能控制方法通过调用各个数据模块中的数据信息,计算气体控制参数变化总量,利用该变化总量对送气系统进行调整,从而实现更加精确、及时地保护气体控制,以达到较好的焊接效果,同时降低送气成本。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下面参考图1和图2描述本发明的实施例。
本发明的焊接气体智能控制方法的实施涉及到如下的数据存储模块。
存储器或者服务器,用于存储多个数据模块,其中,各个数据模块存储有各种参数及其对气体控制参数的影响数据,所述的多个数据模块包括:第一数据模块、第二数据模块、第三数据模块和第四数据模块,其中,所述第一数据模块包括,焊接模式、焊接模式对应参数、焊接工艺参数、气体控制参数。所述第二数据模块包括,焊接模式、焊接状态参数变化量、气体控制参数变化量。所述第三数据模块包括,环境温度值和对应的气体控制参数变化量。所述第四数据模块包括,气体输送管道横截面积变化率和对应的气体控制参数变化量。其中,所述气体输送管道可以为送气系统的末端气体输送管道,也可以为送气系统中进气端口处的气体输送管道,也可以为送气系统中的任一处气体输送管道。另外,还可以根据实时采集气体输送管道各位置的横截面积变化率从而实时监控气体输送管道是否漏气,结合送气系统中采集的送气压力参数,在送气压力增大或者减少时,气体输送管道横截面积变化率不变的情况下,则有可能是气体输送管道发生漏气,从而实现实时有效的检查气体输送管道是否漏气。该是否漏气的检测过程可以设置在开始焊接前执行,从而确保焊接过程的顺利进行。在实际应用过程中,根据需要还可以在各数据模块上添加新的参数信息。
可选地,所述第二数据模块的气体控制参数变化量为:每一个焊接状态参数的变化量给对应的每一个气体控制参数带来的影响量;例如,声谱的变化量对送气压力的影响量,光谱的变化量对送气压力的影响量;声谱的变化量对气体输送流量的影响量,光谱的变化量对气体输送流量的影响量。
所述第三数据模块的气体控制参数变化量为:每一个的环境温度值给对每一个气体控制参数带来的影响量;例如,20℃对送气压力的影响量,20℃对气体输送流量的影响量,25℃对送气压力的影响量,25℃对气体输送流量的影响量。
所述第四数据模块的气体控制参数变化量为:每一个气体输送管道横截面积变化率给对应的每一个气体控制参数带来的影响量。例如,送气系统末端的气体输送管道横截面积变化率对送气压力的影响量,送气系统末端的气体输送管道横截面积变化率对体输送流量的影响量,送气系统进气端的气体输送管道横截面积变化率对传输送流量的影响量。
图1示出了本发明一实施例的焊接气体智能控制方法流程图。如图1所示,本实施例提供的的焊接气体智能控制方法包括:
步骤101:获取焊接模式的参数信息。在本步骤中,所述参数信息包括焊接材料厚度、焊接地点、焊接材料、焊丝型号等影响焊接工艺参数的因素中的一种或者多种。在实际应用过程中,根据需要还可以添加新的参数信息。
步骤102:根据所述参数信息,查找第一数据模块,确定与所述参数信息匹配的焊接模式、所述焊接模式对应的焊接工艺参数、所述焊接模式对应的气体控制参数。
在本步骤中,所述焊接模式对应的焊接工艺参数包括:焊枪距离、送丝速度、焊接速度、焊接电流、焊接电压、干伸长度、焊枪目标角和焊枪进行角中的一种或多种。在实际应用过程中,根据需要还可以添加新的焊接工艺参数。所述焊接模式对应的气体控制参数包括但不限于:送气压力、气体输出流量中的一种或多种。在实际应用过程中,根据需要还可以添加新的气体控制参数。
其中,每一种焊接模式分别对应一组焊接工艺参数和一组气体控制参数。将实时焊接模式的参数信息与预设在所述第一数据模块内的焊接模式的对应参数进行匹配,根据匹配成功的结果确定焊接模式、焊接工艺参数和气体控制参数。
步骤103:将查找到的焊接模式、所述焊接模式对应的焊接工艺参数和所述焊接模式对应的气体控制参数发送至焊接控制器,控制焊接执行过程。同时,将所述焊接模式对应的气体控制参数下发至气体控制器,控制送气系统的工作。
步骤104:实时采集焊接设备工作时的焊接状态参数、气体输送管道横截面积变化率和环境温度值。其中,所述焊接状态参数,包括:声谱、光谱、熔池宽度、起弧段、收弧段和熔池灰度中的一种或多种。在实际应用过程中,根据需要还可以添加新的焊接状态参数。例如,实时采集焊接设备工作时的熔池宽度、熔池长度。
步骤105:根据实时采集焊接设备工作时的焊接状态参数获取焊接状态参数在当前检测时间段内的变化量。例如,获取熔池宽度在当前检测时间内发生的变化量与熔池长度在当前检测时间内发生的变化量。
步骤106:根据焊接状态参数在当前检测时间段内的变化量查找所述第二数据模块,根据匹配结果计算气体控制参数的第一变化量;例如,若根据实时获取熔池宽度在当前检测时间内发生的变化量与熔池长度在当前检测时间内发生的变化量,查找所述第二数据模块,确定与熔池宽度对应的气体控制参数变化量和与熔池长度对应的气体控制参数变化量,根据匹配的结果计算出熔池宽度与熔池长度给气体控制参数造成的第一变化量。
步骤107:根据实时采集焊接设备工作时的环境温度值,查找所述第三数据模块,根据匹配结果计算气体控制参数的第二变化量。焊接的环境温度对保护气体的扩散性也会有较大影响,实时采集焊接环境温度,利用该环境温度值对气体控制参数进行修正。此时并不区分焊接模式。例如,根据实时采集焊接设备工作时的环境温度值,查找所述第三数据模块,确定相对应的气体控制参数变化量以及对气体控制参数的权值,根据相对应的气体控制参数变化量以及对气体控制参数的权值计算气体控制参数的第二变化量。
步骤108:根据采集焊接设备工作时的气体输送管道横截面积变化率查找第四数据模块,根据匹配结果计算气体控制参数的第三变化量;
步骤109:将所述第一变化量、所述第二变化量和所述第三变化量进行叠加,获取对应的气体控制参数变化总量。将各气体控制参数当前值分别对应叠加获取的对应气体控制参数变化总量,获取最终的气体控制参数。
步骤110:根据获取的气体控制参数变化量对送气系统进行调整。例如,将最终的气体控制参数下发气体控制器,控制送气系统的工作,送气系统中的各装置响应调整的气体控制参数,改变送气系统中送气压力或气体输出流量。
由上面技术方案可知,本实施例提供的一种焊接气体智能控制方法,实时获取焊接设备在焊接作业过程中的焊接状态参数、环境温度值以及气体输送管道横截面积变化率,根据实时获取的焊接状态参数、环境温度值以及气体输送管道横截面积变化率对送气系统进行调整,从而做到智能控制每一工位焊接设备的气体气压与气体输送流量,在保证了焊接质量的前提下,更为有效的降低气体成本。
基于上述实施例的内容,在一种可选实施方式中,气体控制参数变化量的第一变化量的计算公式为:Qi=∑CjWj,其中,i=1,2,…l,l表示气体控制参数的个数,为正整数;Qi表示第i个气体控制参数的第一变化量,Cj代表第j个焊接状态参数的变化量对应的第i个气体控制参数变化量,Wj代表所述第二数据模块内预设的与Cj对应的气体控制参数的权值;j=1,2,……m,m为正整数,表示焊接状态参数的个数。不同焊接模式下,所述气体控制参数变化量不同。例如,C1代表与熔池宽度的变化量相对应的送气压力的变化量,C2代表与起弧段的变化量相对应的送气压力的变化量。则对应的送气压力的第一变化量计算公式则为:Q1=W1C1+W2C2。
气体控制参数的第二变化量的计算公式为:Ui=TiYi,其中,Ti表示所述第三数据模块内预设的环境温度值对应的气体控制参数变化量,Yi表示获取的环境温度值对第i个气体控制参数的权值,例如,当采集的环境温度为20℃时,气体压力的第二变化量为:U1=T1Y1,其中,T1为气体压力变化量、Y1为20℃对气体压力的权值。
气体控制参数的第三变化量的计算公式为:Zi=∑AkBk,其中,Zi表示第i个气体控制参数的第三变化量,Ak表示所述第四数据模块内预设的与第k个气体输送管道的横截面积变化率对应的第i个气体控制参数变化量,Bk表示获取的第k个气体输送管道的横截面积变化率对第i个气体控制参数的权值;k=1,2,……n,n为正整数,表示气体输送管道的个数。例如,采集到末端气体输送管道的末端处气体输送管道横截面积的变化率为0.1%、进气端口处的气体输送管道的末端处气体输送管道横截面积的变化率为0.2%,查找所述第四数据模块,确定与末端气体输送管道的0.1%变化率相匹配的送气压力变化量A1以及对送气压力的影响权值B1、与末端气体输送管道的0.2%变化率相匹配的送气压力变化量A2以及对送气压力的影响权值B2,计算得出送气压力得第三变化量:Z1=A1B1+A2B2。由于气体输送管道横截面积的变化率为气体的过程参数,因此设置该对输入条件的过程变化对气体控制参数的影响量可以实现对气体控制参数的及时快速的调节。
在上述实施例中,气体控制参数变化量的第一变化量与焊接结果(焊接状态参数)相关,即受到焊接后所呈现的结果的影响。气体控制参数变化量的第二变化量与焊接的环境因素相关,即受到焊接工作时的周边环境的影响,具体的,本实施例中为环境温度。气体控制参数的第三变化量与焊接工艺中的一个输入条件相关,具体的,本实施例中为气体输送管道横截面积变化率。综上,该实施例中从焊接结果、操作环境和焊接输入条件三个方面总和考量来获取气体控制参数变化量,能够有效地对气体控制参数进行调节,以保证稳定及时地对焊接结果进行调节。相比较于单一仅仅将焊接结果(焊接状态参数)作为考量因素对气体控制参数进行调节的方案,由于同时考虑了操作环境以及输入条件变化的因素,使得对气体控制参数的调节更加准确和及时。
在上述实施例中,各个数据模块中存储的数据可以为离散的数据集合,比如,通过表格方式来存储。可根据输入条件的第一数值,找到与该表格中输入条件与该第一数值最接近的第二数值,从而查找表格中该第二数值对应的输入条件所对应的其他参数信息作为确定的参数信息,或者输入条件所对应的气体控制参数变化量和权值作为查找后确定的信息。
各个数据模块中存储的数据可以为函数形式,函数的自变量为输入条件,函数的因变量为变化量和权值。可根据输入条件作为函数的自变量,带入到函数中求得对应得变化量和权值。
基于上述实施例的内容,在一种可选实施方式中,上述步骤106可通过如下方式进行:
根据获取的每个焊接状态参数在当前检测时间段内的变化量查找所述第二数据模块,确定与之对应的每个气体控制参数的变化量,计算出气体控制参数的第一变化量:∑CjWj,具体如下,W1C1+W2C2+W2C2+...+WjCj。
例如,根据获取的熔池宽度在当前检测时间段内的变化量、起弧段在当前检测时间段内的变化量,查找所述第二数据模块,确定与熔池宽度在当前检测时间段内的变化量对应的送气压力变化量C1、与C1对应的W1,确定与起弧段在当前检测时间段内的变化量对应的送气压力变化量C2、与C2对应的W2,根据匹配结果,计算送气压力的第一变化量,具体如下,W1C1+W2C2。
基于上述实施例的内容,在一种可选实施方式中,上述步骤108可通过如下方式进行:
将同一气体控制参数的第一变化量、第二变化量和第三变化量进行叠加获得气体控制参数变化量,如送气压力变化量为
Q1+U1+Z1=W1C1+W2C2+W2C2+...+WjCj+T1Y1+A1B1+A2B2+...+AkBk。
基于上述实施例的内容,在一种可选实施方式中,上述步骤101可通过如下几种方式之一实现:
通过现场人员人工输入所述参数信息;
或者通过所述存储器或所述服务器自动获取所述参数信息;
或者在一工位上,设置定位模块,根据所述定位模块提供的位置信息获取所述参数信息;
或者在一工位上,设置一标签,所述标签标识对应的参数信息,通过扫描读取所述标签获取所述参数信息。
在车间内部,如果每个焊接工位的位置是固定的,也就是说某个焊接工位的焊接模式是固定的。此时,可在设备首次投入生产前,由现场人员人工输入该焊接模式所需要的参数信息。并且可以在该工位设备上保存该参数信息,以便于方便的知晓该参数信息。
也可以采用定位模块来实现自动获取参数信息,这样不易出错,且对于可能需要更换该工位的焊接设备的情况更加地方便。比如,车间流水线上该工位地焊接模式是固定的,但焊接设备可以移动。此时,可在所有焊接设备上设置定位模块,当焊接设备于某一工位就位,准备开始工作时,可发出请求给云端服务器,云端服务器接收该请求并获取该定位模块发送的定位信息,云端服务器存储有各定位信息和对应焊接模式以及该焊接模式下的参数信息。云端服务器根据获取到的定位信息确定焊接模式和该焊接模式下的参数信息返回至该焊接控制器。同时,云端服务器还根据焊接模式确定焊接工艺参数和气体控制参数,并将上述信息反馈至该焊接控制器。气体控制参数还同时反馈至气体控制器。
对于需要灵活设置焊接工位的车间,比如,焊接设备可以根据需要在车间内移动,此时,采用标签识别的方式来获取参数信息就会更加方便,且不易出错。某一焊接设备上设置有标签,具有标识该设备的功能。通过扫描装置,获取该标签信息,并将该标签信息发送至云端服务器,云端服务器根据获取的标签信息确定该焊接设备对应的焊接模式以及该焊接模式下的参数信息。云端服务器将焊接模式和该焊接模式下的参数信息返回至该焊接控制器。同时,云端服务器还根据焊接模式确定焊接工艺参数和气体控制参数,并将上述信息反馈至该焊接控制器。气体控制参数还同时反馈至气体控制器。
上述利用云端服务器的获取方法可以方便快捷的获取参数信息。并且可以在生产线工艺或者设备调整的情况下更方便可靠。
图2示出了本发明实施例的送气系统结构示意图。
所述送气系统包括但不限于,供气装置,用于提供气体;气体总控装置,用于调节送气压力和气体输出流量;支管稳压装置,用于控制气压的稳定性;焊接气体智能管理装置,用于根据焊接设备的需求自动匹配合理的气体流量。存储器或者服务器,用于存储多个数据模块,其中,各个数据模块存储有各种参数及其对气体控制参数的影响数据。各装置的连接关系如图2所示,气体总控装置一端连接供气装置,气体总控装置的另一端与支管稳压装置的一端连接,支管稳压装置的另一端与焊接气体智能管理装置的一端连接,焊接气体智能管理装置的另一端与焊接设备连接。其中,供气装置可以提供混合气体,也可以提供单一氩气或单一二氧化碳气体等纯净气体。气体总控装置、支管稳压装置、焊接气体智能管理装置内均设置有PLC控制板或者单片机控制板,实时控制各装置。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。需要说明的是,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。