焊接設備及其控制方法
【專利說明】
[技術領域]
[0001]本發明涉及焊接領域，尤其涉及一種焊接設備及其控制方法。
[【背景技術】]
[0002]焊接是“鋼鐵的裁縫”。焊接設備(以下，也稱為焊機)作為焊接的必要工具，經歷了晶閘管焊機時代、逆變焊機時代，正在向智能焊機時代過渡。一般意義上講，優良的電弧特性是每個焊接設備追求的最高目標。
[0003]目前，電弧狀態與不同焊機開發廠家對電弧的體驗與認識程度有非常大的關系，焊機的電弧特性一旦確定下來，就無法進行根本的改變。而實際上，在不同應用的地域、不同使用環境下，用戶對焊接時電弧的要求往往不同。此外，即使在同一地域、同一使用環境下，不同用戶對焊接時電弧的要求也往往不同。但是，現有的焊機無法根據用戶的要求，自動地調整電弧。
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【發明內容】
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[技術問題]
[0004]本發明旨在針對現有技術中的問題，提供一種焊接設備及其控制方法。其能夠在焊接過程中根據用戶的感受，自動地調整控制電弧的狀態。
[解決方案]
[0005]本發明提供一種焊接設備，其包括:焊接感受參數評價接收單元，其用于接收用戶對焊接感受參數進行的評價；焊接感受參數轉化單元，其用于將用戶評價的焊接感受參數數學化；計算單元，其用于根據所述數學化的焊接感受參數，計算電弧波形參數的調整量；以及控制單元，其用于根據所計算出的所述電弧波形參數的調整量，控制所述焊接設備的輸出。
[0006]本發明提供一種焊接設備的控制方法，其包括:焊接感受參數轉化步驟，將用戶評價的焊接感受參數數學化；計算步驟，根據所述數學化的焊接感受參數，計算電弧波形參數的調整量；以及控制步驟，其用于根據計算出的所述電弧波形參數的調整量，控制所述焊接設備的輸出。
[發明有益效果]
[0007]本發明通過上述技術方案，能夠在焊接過程中根據用戶的感受，自動地調整控制電弧的狀態。
[【附圖說明】]
[0008]圖1是本發明的焊接設備的軟件結構框圖；
圖2是本發明的焊接設備的控制方法的流程圖；
圖3是本發明的焊接感受參數的評價表；以及
圖4是本發明用于計算電弧波形參數的調整量的BP神經網絡示例。[【具體實施方式】]
[0009]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行說明。
[0010]圖1是本發明的焊接設備的軟件結構框圖。
[0011]如圖1所示，本發明的焊接設備包括焊接感受參數評價接收單元，其用于接收用戶對焊接感受參數進行的評價；焊接感受參數轉化單元，其用于將所述用戶評價的焊接感受參數數學化；計算單元，其用于根據所述數學化的焊接感受參數，計算電弧波形參數的調整量；以及控制單元，其用于根據所計算出的所述電弧波形參數的調整量，控制所述焊接設備的輸出。
[0012]作為運行上述軟件的焊接設備硬件部分，可以采用現有市場上通用的數字焊接設備。在此，不再對焊接設備硬件部分詳細說明。
[0013]需要注意的是，在接收用戶對焊接感受參數評價時，如果該評價為語音評價，則需要在現有的焊接設備中配置相應的語音識別的結構，包括硬件部分(例如麥克風的語音采集單元)和軟件部分(語音識別軟件)。另外，如果該評價為手勢評價，則需要在現有的焊接設備中配置相應的手勢識別的結構(包括硬件和軟件)。
[0014]在本實施例中，采用信息顯示的方式與用戶進行評價的交互，因此在焊接設備上，無需增加新的硬件結構。而只需要使用顯示器及鍵盤即可。
[0015]下面結合圖2-圖4描述本發明的焊接設備的控制方法。該控制方法由焊接設備的CPU運行與圖1所示的各個單元相對應的軟件程序來實現。
[0016]如圖2所示，首先，在步驟S201中，接收用戶對焊接感受參數進行的評價。具體來說，接收用戶對圖3所示的焊接感受參數進行的評價。以下對焊接感受參數進行具體說明。
[0017]圖3示出了焊接感受參數的評價表。在圖3所示的評價表中，焊接感受參數包括如下四種參數:焊接的整體感受、與電弧聲音相關的感受、與電弧特性相關的感受以及與工藝特性相關的感受。
[0018]與電弧聲音相關的感受包括聲音的整體描述、聲音柔和度以及爆斷聲音頻度等多項參數。與電弧特性相關的感受包括電弧整體感覺、電弧力度、電弧跟隨性、電弧挺度、熔池狀態以及電弧形態等多項參數。與工藝特性相關的感受包括:熔池成型整體描述、熔寬狀態、余高狀態、飛濺多少、氣泡多少以及焊接強度等多項參數。
[0019]以下，將焊接的整體感受、聲音的整體描述、電弧整體感覺和熔池成型整體描述的參數統稱為整體感受項參數。而將與電弧聲音相關的感受、與電弧特性相關的感受以及與工藝特性相關的感受中的整體感受項參數以外的參數統稱細分項參數。
[0020]需要注意的是，在本發明中，雖然列出了上述四種焊接感受參數，但是在實際評價過程中，用戶無需對所有焊接感受參數進行評價。但是，作為后續處理的需要，用戶評價的焊接感受參數至少應當包括與電弧聲音相關的感受、與電弧特性相關的感受以及與工藝特性相關的感受中的一種。
[0021]此外，在評價與電弧聲音相關的感受、與電弧特性相關的感受或者與工藝特性相關的感受時，優選用戶同時提供對整體感受項參數和至少一個細分項參數的評價。
[0022]接下來返回對圖2的說明，在步驟201之后，處理進入步驟202。在步驟202中，將用戶評價的焊接感受參數數學化。具體來說，將用戶對焊接感受參數的語言(例如，優、良、可、差等)通過模糊邏輯方法轉化成數學表示值。以下，以焊接的整體感受為例進行說明。
[0023]首先，確定焊接的整體感受的論域及模糊集。在本實施例中，假定基本論域(評分范圍)為[0，10]，模糊集為優、良、可、差四個級別。接著，采用正態分布隸屬函數對其賦值，從而實現用戶對焊接的整體感受參數的數學化。
[0024]基于上述同樣的方式，可以將用戶對與電弧聲音相關的感受、與電弧特性相關的感受以及與工藝特性相關的感受等參數的評價進行數學化。
[0025]之后，處理進入步驟203。在步驟203中，根據所述數學化的焊接感受參數，計算電弧波形參數的調整量。所述電弧波形參數是指與電弧的波形的狀態相關的參數。在本實施例中，所述焊接設備為MAG焊接設備，所述電弧波形參數包括:燃弧起始電壓、燃弧電壓下降斜率、燃弧階段的穩定電壓、短路判定臨界電壓、短路電流上升斜率、短路電流下降斜率或者燃弧判定臨界電壓。在本實施例中，優選計算上述所有電弧波形參數。但是本發明不限于此，可以僅計算上述所列的電弧波形參數的一種。
[0026]在本實施例中，在計算電弧波形參數的調整量時，采用BP神經網絡的方法。但是本發明不限于此，可以采用其他方法來進行計算。以下以BP神經網絡為例對步驟203進行描述。另外，圖4示出了計算電弧波形參數的調整量的BP神經網絡。在步驟203中，將步驟202中的焊接的整體感受、與電弧聲音相關的感受、與電弧特性相關的感受以及與工藝特性相關的感受等參數轉化后的數值作為BP神經網絡的輸入端，以電弧波形參數的補償值(調整量)為輸出，建立如圖4所示的BP神經網絡。各個網絡節點的權重的初始值為隨機