焊接系统的制作方法

本发明涉及一种焊接系统，该系统能够适于独立地配置为特定类型的焊接。

本发明还涉及一种通过上述焊接系统执行的焊接方法。

众所周知，表述“焊接工艺”是指允许两个接头物理/化学连接的技术。

焊接工艺代表了一个相当大且多样化的领域，随着时间的推移，它已经适应了材料和生产技术的发展。在宏观层面上，可以说工业部门发展最多的工艺属于金属材料的熔焊组。

这些过程使用以各种方式产生的热量来熔化基材，基材可以属于接头本身，也可以是填充金属。

金属熔焊领域最常用的工艺包括电弧焊，具体而言，包括带涂层电极的手工焊接，由缩写mma定义、埋弧焊(saw，submerged-arcwelding)、连续丝气体保护焊(mig/mag)和使用非自耗焊条的气体保护焊(用缩写tig定义)。

还有第二个熔焊的宏观类别，包括集中能量焊接，即所有使用能量束的焊接工艺，设法将非常高的功率集中在工件上，每平方毫米表面从数千到数百万瓦不等。

特别是，激光(lbw)、电子束(ebw)和等离子(paw)焊接属于最后一类。

还已知的是，为了执行上述不同类型的焊接中的每一种，需要使用特定的焊接设备，该设备包括专门配置为调整输出功率以便专门执行上述特定类型的焊接的发电机，或至多这些类型的数量有限。

此外，众所周知，专门配置用于执行一种或多种上述焊接类型的焊炬必须连接到上述设备，该焊炬能够支持最大电流值并预先设置有特定冷却类型。

因此，必须启动特定类型焊接的操作员必须确保将正确的焊炬连接到配置为执行上述特定类型焊接的设备。

否则，即将不合适的焊枪连接到特定的焊接设备时，可能会导致焊接执行不正确、焊炬和/或焊接设备损坏，甚至更糟的电气故障可能导致操作员受伤。

本发明旨在克服迄今为止突出的现有技术的缺点。

特别地，本发明的第一目的是实现一种焊接系统，该焊接系统能够在连接与焊接装置不兼容的焊炬的情况下阻止焊接操作的执行。

更详细地，本发明的目的是实现一种焊接系统，其允许因为它们不兼容而防止由于焊接装置和/或焊炬的不正确连接而对它们造成的任何损坏。

此外，本发明的另一个目的是实现一种焊接系统，其防止由于焊接设备和与前者不兼容的焊炬的错误连接而对操作者造成任何伤害。

本发明的至少一个目的是实现一种焊接系统，该焊接系统可能能够调整基于与其连接的焊炬的焊接设备的操作。

所列目的通过根据独立权利要求的焊接系统实现。

本发明的其他特征在从属权利要求中描述。

特别地，有利地，包括在权利要求10至14中描述的特征的本发明的焊接系统允许操作者被告知正在执行的焊接的质量以及对上述执行进行的任何修正，或者允许自动调整焊接系统的操作参数。

根据权利要求15的焊接方法也是本发明的一部分。

在以下给出的本发明的优选但非排他性实施例的描述期间，仅通过指示性和非限制性的目的，参考附图，将更好地强调列出的目的和优点，其中：

图1示出了本发明的焊接系统的优选实施例的前视图；

图2示出了属于图1的本发明的焊接系统的焊炬的细节的前视图；

图3示出了在读取有关待焊接接头的信息时的图1的本发明的焊接系统。

根据优选实施例，本发明的焊接系统在图1中被表示为整体，其中，该焊接系统被用1表示。

该焊接系统1包括配备有外壳3的主模块2，在其中用于连接到外部电源的入口端口4，被配置来使在所述入口接收的所述电力的所述电特性适配第一类型焊接的发电机5，以及用于通过电导体10连接焊炬20的出口端口6，依次被识别。

由发电机5适配的上述电力在出口端口6处供应。

优选地，根据优选实施例，该发电机5被配置为将在入口处接收的电力适配来执行，可选地具有涂层电极(mma)的手工焊接、连续丝气体保护焊(mig/mag)或使用非自耗焊条(tig)进行气体保护焊。

然而，不排除根据本发明的替代实施例，该主模块2和相关发电机5被配置为仅执行一种类型的焊接，或者不同地，被配置为允许执行如下焊接过程：与上面提到的不同。

主模块2还包括电子控制单元7，该电子控制单元7被配置为基于焊接类型或电子发电机5本身能够致动的焊接类型并且基于操作员的选择来控制上述发电机5的功能。

特别地，为了允许操作者选择然后执行上述焊接类型中的一种，主模块2包括控制面板8，优选地为触摸屏显示器81，通过它可以适当地设置加载在上述电子控制单元7上的软件。

优选地，上述电子控制单元7包括微处理器71和数据介质72，其用途将在下面描述。

本发明的焊接系统，如图2所示，还包括配置为经由上述电导体10连接到出口端口6的焊炬20。

众所周知，焊炬根据其自身的技术特性，例如焊炬可支持的最大电流值，以及在稍后实施的冷却类型，被配置为驱动一种类型的焊接或有限数量的焊接类型。

举例来说，根据本发明的优选实施例，前述焊炬20被配置用于在空气冷却和最大预定电流值的情况下执行手动tig焊接。

然而，应该注意的是，从现在开始，当提到焊炬20时，该表述包括能够进行各种类型焊接中的至少一种的所有类型的焊炬，前提是这些焊炬包括所记载的以下特性。

根据本发明，实际上，焊炬20包括电子装置21，该电子装置又包括数据介质22，在该数据介质22中存储相同焊炬20的识别数据i。

根据本发明的优选实施例，电子装置21还包括微处理器23，当焊炬20连接到主模块2时，微处理器23能够与电子控制单元7，特别是与微处理器71通信和交换信息。.

关于识别数据i，具体地，根据本发明的优选实施例，它们包括特定焊炬20的唯一识别码以及可以用相同焊炬20致动的焊接类型。

此外，甚至更优选地，它们还包括焊炬20可以支持的最大电流水平，在焊炬20本身上实施的冷却类型以及与焊炬20的最大使用限制有关的参数。

特别地，关于后一数据，它优选地包括至少一个与焊炬20在其整个使用周期中可以支持的最大电能水平相关的值；因此，该电能水平代表焊炬20在其性能降低之前或甚至在其损坏之前的最大使用极限。下面将具体描述本发明的焊接系统1如何使用与焊炬20的最大使用极限有关的该参数。

不排除，根据替代实施例，这些识别数据i提供更多类型的信息或提供除上述信息之外的其他信息，例如用于各种类型的焊接的技术气体的压力和流量之间的比率的理想值。

此外，不排除的是，根据本发明的相对于目前描述的优选实施例的变体，只有与特定焊炬20的唯一识别码和焊接类型或类型相关的识别数据i可以被致动的数据存储在焊炬20的上述数据介质22中。在这种情况下，上面描述的其余识别数据，特别是与焊炬20的最大使用限制有关的参数，存储在主模块2的电子控制单元7的数据介质72。特别地，该数据介质72可以包括数据库，其中上述另外的数据与具有特定唯一识别码的每个焊炬20相关联，包括与同一焊炬20的最大使用限制有关的参数。

或者，该数据库可以存在于可通过数据网络从上述主模块2访问的远程服务器上。

始终根据本发明，主模块2的电子控制单元7被配置为，当焊炬20连接到出口端口6时，从电子装置21检测上述识别数据i并且如果后者与主模块2兼容，则能够使用相同的焊炬20。更准确地说，根据本发明，如果该焊炬被配置为致动发电机5被配置用于的焊接类型或焊接类型中的一种，则能够使用焊炬20。

具体地，电子控制单元7被配置为基于连接到出口端口6的焊炬20的类型来设置上述发电机5的操作参数，如果该发电机5被配置为适配入口电源到更多焊接类型。

更具体地，如果焊炬20的所有识别数据i都存储在焊炬本身的存储介质22中，则电子控制单元7被配置为通过与微处理器23通信来检测它们并且一旦上述焊枪20和主模块2之间的兼容性已经被验证，随后适当地设置发电机5的运行参数。

或者，如果这样的识别数据i部分存储在主模块2的数据介质72中，则电子控制单元7被配置为检测连接到主模块2的焊炬20的唯一识别码，因此以便在上述数据介质72中识别特定焊炬20的识别数据i，并且显然地一旦上述之间的兼容性焊枪20和主模块2已通过验证，基于这些检测到的识别数据i适当地设置发电机5的运行参数。

进一步地，在这种识别数据i部分存储在远程服务器的数据库中的情况下，电子控制单元7被配置为检测连接到主模块2的焊炬20的唯一识别码，以与远程服务器进行通信，以从后者获取特定焊炬20的识别数据i，并且一旦上述之间的兼容性焊枪20和主模块2已通过验证，最终基于这些获取的识别数据i适当地设置发电机5的运行参数。

不管在本发明的焊接系统1中实际实施了上述三个替代方案中的哪一个，该操作模式有利地防止了配置用于致动某种类型焊接的主模块2可以与配置为驱动不同类型的焊接的焊炬2一起使用，从而实现本发明的主要目的。

至于发电机5的运行参数，它们主要涉及同一发电机5出口处产生的电力值，特别是电压和电流值，在某些焊接工艺中使用的技术气体的压力和流量之。，以及如上所述，与特定焊炬的最大使用限制相关的参数。

本发明的另一方面在于，根据本发明的优选实施例，焊炬20包括nfc读取器24，该nfc读取器24被配置为检测待焊接的元件(优选为接头g)的识别数据ig，存储在应用在同一接头g附近的tgrfid标签中，如图3所示。

特别是，通过在该接头g附近应用具有正确执行后者焊接所需的信息的tgrfid标签，可以有利地自动设置正确的焊炬20和主模块2以及相关发电机5的操作模式。

因此，为了实现此目的，首先，必须将包含与特定接头或一般元件的焊接执行方法相关的信息的tgrfid标签放置在接头g本身附近。

在第二步中，连接到主模块2的焊炬20必须移动到接头g的tgrfid标签附近。

此外，本发明的焊接系统1提供的用于焊炬20的微处理器23被配置为一旦通过上述nfc读取器24读取了上述接头g的识别数据ig，就发送它们到电子控制单元7。继而，电子控制单元7被配置为基于待焊接的接头g的类型来设置发电机5的运行参数。

显然，发电机5的操作参数也基于焊炬20的类型来设置，如先前所见。

不排除根据本发明的不同实施例，该nfc读取器24不存在于前述焊炬20中。

根据本发明的优选实施例，本发明的另一方面提供了，焊炬20本身包括惯性传感器25，该惯性传感器25又设置有能够测量焊接执行速度的加速度计26。在这种情况下，同一焊炬20的微处理器23被配置为当焊炬20明显连接到主模块2时将与上述速度有关的数据发送到电子控制单元7。电子控制单元7是进而被配置为通过视听装置向操作员发出基于上述速度数据的焊接执行的正确与否的信号。特别地，根据本发明，电子控制单元7被配置为将这些速度值与用于执行特定类型焊接的理想速度曲线进行比较，其中该曲线存储在相同的电子控制单元7中或者它是存储在与要焊接的元件/接头g相关联的tgrfid标签中，或者进一步在通过远程服务器连接的远程服务器上可用数据网络连接到本发明的焊接系统1。

优选地但不是必须地，如已经说过的，相同的电子控制单元7被配置为基于前述速度数据通过视听装置向操作者发信号通知执行焊接的正确与否。

附加地或替代地，优选地，电子控制单元7被配置为基于焊炬的实际位移速度和上述理想速度曲线之间的差异来修改发电机5的操作参数，特别是提供给焊炬20的电流和电压值。

此外，根据本发明的优选实施例，焊接系统1提供了，上述惯性传感器25还包括陀螺仪27，用于在焊接执行期间检测焊炬20的空间位置。

同样在这种情况下，微处理器23被配置为将空间位置数据发送到电子控制单元7。进而，电子控制单元7被配置为将该空间位置数据与理想空间位置的曲线进行比较，以执行特定类型的焊接，其中该曲线存储在相同的电子控制单元7中，或者存储在与要焊接的元件/接头g相关联的tgrfid标签中，或者进一步在通过远程服务器连接的远程服务器上可用数据网络连接到本发明的焊接系统1。

此外，相同的电子控制单元7被配置为基于前述空间位置数据，可能结合其他描述的数据，通过视听装置向操作者发信号通知执行焊接的正确与否。

附加地或替代地，优选地，电子控制单元7被配置为适配发电机5的运行参数，特别是，基于焊炬的实际空间位置与上述理想空间位置曲线之间的差异，提供给焊炬20的电流和电压值。

此外，根据本发明的优选实施例，电子控制单元7被配置为对通过主模块2获取的数据执行进一步分析，例如吸收的电流和电压的值、气体流量气体压力、任何冷却剂流量、焊丝速度和特定焊炬20的使用时间。显然，主模块2，为了能够获取上述数据，必须配备已知类型的适当传感器本身。

特别地，电子控制单元7使用焊炬20吸收的电流和电压值以及焊炬20的使用时间来计算焊炬20在其使用周期中吸收的总电能值的有效增加，以便将该值与上述焊炬20可支持的最大电能水平进行比较。此外，如果这种比较确定特定焊炬20在那一刻吸收的电能的实际值等于或超过焊炬本身可以支持的上述最大电能水平，电子控制单元7被配置为向操作者发出焊炬20的磨损信号，并且另外或替代地，自动禁用焊炬20的使用.

此外，电子控制单元7优选地被配置为分析与气体流量、气体压力、冷却剂流量、焊丝速度和特定焊炬的使用时间相关的值以确定耗材的寿命状态，总是通过与存储在数据介质22或同一电子控制单元7中或再次在通过数据网络连接到本发明的焊接系统1的远程服务器上的曲线或理想值进行比较。

此外，根据本发明的优选实施例，优选地但非必须地，焊炬20包括温度传感器28，其适于检测焊炬20本身的温度以及在焊炬20上使用以执行焊接的耗材的温度。同样在这种情况下，微处理器23被配置为将与上述温度有关的数据发送到电子控制单元7。电子控制单元7又被配置为分析这些数据，特别是将它们与理想的温度曲线进行比较以确定耗材的寿命状态和焊炬20本身的寿命状态。

最后，根据本发明的优选实施例，焊炬20包括适于检测焊接区域温度的红外传感器29。同样在这种情况下，优选地但不是必须地，微处理器23被配置为当焊炬20连接到主模块2时将焊接区域的温度数据发送到电子控制单元7。进而，电子控制单元7被配置为分析焊接区域的这些温度数据，特别是将它们与焊接区域的理想温度曲线进行比较，以确定焊接质量，也可能通过同时验证与其他测量相关的之前执行和描述过的数据。

这组传感器和分析允许以隔离或相关的方式保持对正在执行的焊接质量的控制，并可能向操作员发出信号，对上述焊接执行进行更正，或自动适配发电机5运行参数。

此外，优选地，电子控制单元7被配置为使用通过属于主模块2和焊炬20的各种传感器获取的该数据集，以便通过自动学习算法更新和适应与特定焊炬20相关的识别数据i，特别是与焊炬20的最大使用限制相关的参数值和与所述焊炬20可支持的最大电流水平相关的值.

本发明的一部分还是包括数据介质的计算机编程产品，该数据介质具有以这样的方式配置的程序部分，当在本发明的焊接系统1的主模块2的上述电子控制单元7上执行时，它们使相同的电子控制单元7被配置成基于由属于上述焊炬20的电子装置21检测到的识别数据i来验证连接到相同主模块2的焊炬20的兼容性。

基于已经说过的内容，很明显，作为本发明目的的焊接系统1实现了预先确定的目的。

特别地，实现了在连接与焊接装置不兼容的焊炬的情况下能够防止执行焊接操作的焊接系统的目的。

实现焊接系统的目的被详细地实现，其允许因为它们不兼容而防止焊接装置和/或焊炬由于它们的不正确连接而造成的任何损坏。

还实现了实现防止由于焊接设备与与其不兼容的焊炬的错误连接而对操作者造成任何伤害的焊接系统的目的。

最后，实现了实现最终能够适应基于与其连接的焊炬的焊接设备的操作的焊接系统的目的。