专利名称：一种焊接参数模糊专家系统及具有该系统的摩擦焊机的制作方法
技术领域：
本申请涉及机电领域，特别是涉及一种焊接参数模糊专家系统及具有该系统的摩 擦焊机。
背景技术：
摩擦焊机是利用摩擦加热原理将两个金属工件的端面焊接在一起的，它通过电机 带动旋转夹具夹持的一个工件转动，主油缸推动移动夹具夹持的另一个工件前进，通过两 个工件的相互摩擦加热、加压作用，在摩擦端面产生塑性变形、表面激活和再结晶作用而形 成焊接接头。在摩擦加热、加压的焊接过程中，电机带动工件的旋转速度、主油缸施加给工件的 各级压力(工件旋转阶段施加的摩擦压力，工件停止旋转后施加的顶锻压力)、各级阶段压 力的保持时间(摩擦时间，顶锻时间)、摩擦阶段的缩短量、顶锻阶段的缩短量这些参数的 控制和设置至关重要，根据待焊工件材料和形状不同，所选择的参数也不相同。通过对现有技术研究，申请人发现现有的摩擦焊机焊接参数选择时，通常依靠操 作人员的经验，或者部分焊机生产厂家把少数焊件的典型参数保存在摩擦焊机中，当操作 人员需要时直接调用。但还没有一种能够完整地、智能化地提供焊接参数的摩擦焊机。
实用新型内容为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种焊接参数模糊专家系统及具有该系 统的摩擦焊机，能够完整地、智能化地提供摩擦焊接时所需的焊接参数，技术方案如下一种焊接参数模糊专家系统，用于向摩擦焊机提供焊接参数，包括人机交互装 置、焊接参数计算模块和焊接参数储存模块，其中所述人机交互装置接收操作人员输入的焊件数据并发送给焊接参数计算模块；所述焊接参数储存模块内存储有焊接参数组和焊接参数模糊查询规则集；所述焊接参数计算模块根据焊件数据，从所述焊接参数储存模块内所存储的焊接 参数组中直接查询与所述焊件数据相匹配的焊接参数，或者根据所述焊接参数模糊查询规 则集进行模糊计算得到焊接参数，再或者通过数值计算得到焊接参数；并将查询或计算得 到的焊接参数发送给所述摩擦焊机。优选地，所述焊接参数计算模块查询或计算得到的焊接参数组后，将焊接参数发 送给所述人机交互装置，所述人机交互装置将所述焊接参数进行显示。优选地，所述人机交互装置和焊接参数计算模块为工业计算机。一种摩擦焊机，包括焊机、数据采集模块、控制器和上述的焊接参数模糊专家系 统，其中所述数据采集模块，与所述焊机相连接，采集所述焊机运行参数，并将所述运行参 数发送给所述焊接参数系统；所述焊接参数系统接收操作人员输入的焊件数据和数据采集模块发送的运行参数，根据所述焊件数据和运行参数生成焊接参数，并将生成的焊接数据发送给所述摩擦焊 机；所述摩擦焊机与所述焊接参数系统中的控制器相连，在所述控制器的控制下运 行。优选地，该摩擦焊机进一步包括报警器，与所述数据处理模块相连、且当所述数据处理模块接收到的运行参数与 所述焊接参数不一致时报警。优选地，所述数据采集装置为数据采集卡。优选地，所述控制器为可编程逻辑控制器PLC。本申请实施例提供的一种焊接参数模糊专家系统及具有该系统的摩擦焊机，在焊 接参数模糊专家系统中焊接参数储存模块内存储有一些常用的焊接参数组和焊接参数模 糊查询规则集；焊接参数计算模块可以根据焊件数据从所述焊接参数储存模块内直接查询 得到与焊件数据相匹配的焊接参数或者根据依据模糊查询规则查询与焊件数据相对应的 焊接参数，还可以根据焊件数据计算得到焊接参数。在焊接时，操作人员只需输入待焊工件 的焊件数据，首先将输入的焊件数据与所存储的常用的焊接参数进行匹配，如果匹配成功， 则直接将焊接参数发送给控制器，如果匹配失败，则焊接参数计算模块依据模糊规则集进 行模糊运算或数值运算，计算得到新的焊接参数，再发送给控制器，控制器控制摩擦焊机进 行焊接。所以该焊接参数模糊专家系统及具有该系统的摩擦焊机在焊接时，能够完整地、智 能化地提供摩擦焊接时所需的焊接参数，不仅可以焊接操作人员已知的焊件，还可以对操 作人员不熟悉的焊件进行焊接。同时，焊接参数模糊专家系统还具有焊接参数修正功能，在焊接后如果操作人员 对焊接质量不满意，操作人员只需输入焊接修正系数，焊接参数模糊专家系统就可以重新 计算更合适的焊接参数，使焊接的质量更高。另外该摩擦焊机还具有焊接错误报警功能，摩擦焊机的数据采集装置可以实时采 集焊机的运行参数，并将焊接参数发送给焊接参数模糊专家系统，焊接参数模糊专家系统 将运行参数与焊接参数相对比，如果超出预设值，则通过该摩擦焊机上设置的报警器进行 报警，提示操作人员焊接出现错误，以方便操作人员能够及时对焊接参数进行修改，提高焊 接成功率。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的一种焊接参数系统的结构示意图；图2为本申请实施例提供的一种摩擦焊机的结构示意图；图3为本申请实施例提供的另一种摩擦焊机的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请 实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实 施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普 通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保 护的范围。实施例一图1为本申请实施例提供的一种焊接参数系统的结构示意图。如图1所示，该焊接参数系统包括人机交互装置101、焊接参数计算模块102和 焊接参数储存模块103，其中人机交互装置101和焊接参数储存模块103分别与焊接参数 计算模块102相连，并且人机交互装置101接收操作人员输入的焊件数据，焊接参数计算模块 102通过查询或计算得到焊接参数，并将焊接参数发送给摩擦焊机，控制摩擦焊机的运行。人机交互装置101为具有输入、显示功能的装置，例如设置有键盘和显示器的工 业计算机或单片机。人机交互装置101用于接收操作人员输入的焊件数据，并将接收到的 焊件数据发送给焊接参数计算模块102。在本申请实施例中，焊件数据是指待焊焊件的材 料、形状、硬度及焊接接触面积等与焊接有关的数据，本技术领域普通技术人员应该知道， 上述焊件数据只是本申请的优选实施例，不应构成对本申请的限制。焊接参数储存模块103内存储有常用材料的焊接参数组和模糊查询规则集。焊接参数计算模块102接收人机交互装置101发送的焊件数据，并根据上述焊件 数据，从焊接参数储存模块103内所存储的焊接参数组中直接查询与焊件数据相匹配的焊 接参数，或者根据焊接参数模糊查询规则集进行模糊计算得到焊接参数，再或者通过数值 计算得到焊接参数，然后将将查询或计算得到的焊接参数发送给摩擦焊机。人机交互装置和焊接参数计算模块可以为工业计算机或单片机，在本申请实施例 中，优选为工业计算机，并且焊接参数储存模块也可以为工业计算机的一部分。该焊接参数模糊专家系统在工作时，首先人机交互装置101接收操作人员输入的 焊件数据，并将接收到的焊件数据发送给焊接参数计算模块102，焊接参数计算模块102将 焊件数据与焊接参数储存模块中的常用焊接参数组进行匹配，如果匹配成功，则焊接参数 计算模块102将该焊接参数发送给摩擦焊机；如果匹配失败，则焊接参数计算模块102将依 据焊接参数储存器103内的模糊查询规则集进行模糊运算，如果模糊运算得到的焊接参数 没有超过摩擦焊机可承受的最大值，则焊接参数计算模块102将模糊计算得到焊接参数发 送给摩擦焊机；如果模糊运算结果超过摩擦焊机可承受的最大值，则焊接参数计算器102 利用最小二乘法数值计算方法来计算所需的焊接参数，如果计算结果超过系统可承受的最 大值，则以摩擦焊机可承受最大值为焊接参数。在本申请其他实施例中，焊接参数计算模块102还可以具备焊接参数修正功能。 在焊接完成后，如果操作人员对焊接质量不满意人机交互装置101还可以接收操作人员输 入的修正系数，并且将修正系数发送给焊接参数计算器102，焊接参数修正计算器102根据 修正系数和之前查询或计算得到的焊接参数，重新计算新的焊接参数并发送给摩擦焊机。 如果操作人员焊接后对焊接质量满意，焊接参数储存模块103还可以将焊接参数计算器 102计算得到的焊接参数存储于焊接参数储存模块103中，以方便以后焊接同样焊件。[0037]本申请实施例，焊接参数计算模块102还可以将通过查询或计算得到焊接参数发 送给人机交互装置101，人机交互装置101将焊接参数显示给操作人员，方便操作对摩擦焊 机的控制。实施例二 图2为本申请实施例提供的一种摩擦焊机的结构示意图。如图2所示，该摩擦焊机包括实施例一中所述的焊接参数系统100、控制器200、 焊机300和数据采集装置400，这四部分依次电连接。焊接参数系统100首先接收操作人员输入的焊件数据，然后获取与其中所存储的 与接收的焊件数据相匹配的焊接参数或者根据接收的焊件数据计算得到的焊接参数，最 后将所获取的焊接参数发送给控制器200 ；控制器200根据接收的焊接参数控制焊机300 的焊接动作。数据采集装置400用来采集焊机300与焊接有关的运行参数，并将采集到的运行 参数发送给焊接参数系统100中的焊接参数计算模块102。在本申请实施例中，数据采集装 置400为可以与单片机或工业计算机相连接的数据采集卡。在本申请实施例中，由于焊接参数系统100中具备焊接参数修正功能，在焊接完 成后，如果操作人员对焊接质量不满意，人机交互装置101还可以接收操作人员输入的修 正系数，并且将修正系数发送给焊接参数计算模块102，焊接参数修正计算模块102根据修 正系数和之前查询或计算得到的焊接参数，重新计算新的焊接参数并发送给控制器200，控 制器200控制焊机300对焊件进行修正。在本申请实施例中，控制器200优选为可编程逻 辑控制器PLC。在本申请其他实施例中，该摩擦焊机还包括报警器500。如图3所示，报警器500 与焊接参数系统300相连接。当数据采集装置400将采集到的焊机300的运行参数发送给 焊接参数系统100中的人机交互装置101，人机交互装置101会将运行参数与焊接参数进行 实时对比，如果运行参数和焊机参数相差超过预设值，则人机交互装置101向报警器500发 送报警信号，报警器500接收到报警信号后进行报警，可以提示操作人员焊接错误，提高焊 接成功率。本申请实施例提供的一种焊接参数模糊专家系统及具有该系统的摩擦焊机，在焊 接参数模糊专家系统中焊接参数储存模块内存储有一些常用的焊接参数组和焊接参数模 糊查询规则集；焊接参数计算模块可以根据焊件数据从所述焊接参数储存模块内直接查询 得到与焊件数据相匹配的焊接参数或者依据模糊查询规则查询与焊件数据相对应的焊接 参数，还可以根据焊件数据计算得到焊接参数。在焊接时，操作人员只需输入待焊工件的 焊件数据，首先将输入的焊件数据与所存储的常用的焊接参数进行匹配，如果匹配成功，则 直接将焊接参数发送给控制器，如果匹配失败，则焊接参数计算模块依据模糊规则集进行 模糊运算或数值运算，计算得到新的焊接参数，再发送给控制器，控制器控制摩擦焊机进行 焊接。所以该焊接参数模糊专家系统及具有该系统的摩擦焊机在焊接时，能够完整地、智能 化地提供摩擦焊接时所需的焊接参数，不仅可以焊接操作人员已知的焊件，还可以对操作 人员不熟悉的焊件进行焊接。同时，焊接参数模糊专家系统还具有焊接参数修正功能，在焊接后如果操作人员 对焊接质量不满意，操作人员只需输入焊接修正系数，焊接参数模糊专家系统就可以重新计算更合适的焊接参数，使焊接的质量更高。另外该摩擦焊机还具有焊接错误报警功能，摩擦焊机的数据采集装置可以实时采 集焊机的运行参数，并将焊接参数发送给焊接参数模糊专家系统，焊接参数模糊专家系统 将运行参数与焊接参数相对比，如果超出预设值，则通过该摩擦焊机上设置的报警器进行 报警，提示操作人员焊接出现错误，以方便操作人员能够及时对焊接参数进行修改，提高焊 接成功率。本申请可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如个人计算机、服务 器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶 盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的 分布式计算环境等等。以上所述仅是本申请的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申 请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
权利要求1.一种焊接参数模糊专家系统，用于向摩擦焊机提供焊接参数，其特征在于，包括人 机交互装置、焊接参数计算模块和焊接参数储存模块，其中所述人机交互装置接收操作人员输入的焊件数据并发送给焊接参数计算模块；所述焊接参数储存模块内存储有焊接参数组和焊接参数模糊查询规则集；所述焊接参数计算模块根据焊件数据，从所述焊接参数储存模块内所存储的焊接参数 组中直接查询与所述焊件数据相匹配的焊接参数，或者根据所述焊接参数模糊查询规则集 进行模糊计算得到焊接参数，再或者通过数值计算得到焊接参数；并将查询或计算得到的 焊接参数发送给所述摩擦焊机。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述焊接参数计算模块查询或计算得到 的焊接参数组后，将焊接参数发送给所述人机交互装置，所述人机交互装置将所述焊接参 数进行显示。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述人机交互装置和焊接参数计算模块 为工业计算机。
4.一种摩擦焊机，其特征在于，包括焊机、数据采集模块、控制器和如权利要求1-3任 意一项所述的焊接参数模糊专家系统，其中所述数据采集模块，与所述焊机相连接，采集所述焊机运行参数，并将所述运行参数发 送给所述焊接参数系统；所述焊接参数系统接收操作人员输入的焊件数据和数据采集模块发送的运行参数，根 据所述焊件数据和运行参数生成焊接参数，并将生成的焊接数据发送给所述摩擦焊机；所述摩擦焊机与所述焊接参数系统中的控制器相连，在所述控制器的控制下运行。
5.根据权利要求4所述的摩擦焊机，其特征在于，进一步包括报警器，与所述数据处理模块相连、且当所述数据处理模块接收到的运行参数与所述 焊接参数不一致时报警。
6.根据权利要求4所述的摩擦焊机，其特征在于，所述数据采集装置为数据采集卡。
7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制器为可编程逻辑控制器PLC。
专利摘要本申请公开了一种焊接参数模糊专家系统及具有该系统的摩擦焊机，包括人机交互装置、焊接参数储存模块和焊接参数计算模块，其中人机交互装置接收焊件数据并发送给焊接参数计算模块；焊接参数储存模块内存有焊接参数组和焊接参数模糊查询规则集；焊接参数计算模块根据焊件数据，从所存储的焊接参数组中直接查询与焊件数据相匹配的焊接参数，或者根据焊接参数模糊查询规则集进行模糊计算得到焊接参数，再或者通过数值计算得到焊接参数；并将得到的焊接参数发送给摩擦焊机。该系统及具有该系统的摩擦焊机在焊接时，能够完整地、智能化地提供所需的焊接参数，不仅可以焊接操作人员已知的焊件，还可以对操作人员不熟悉的焊件进行焊接。
文档编号B23K20/12GK201892850SQ20102021385
公开日2011年7月6日 申请日期2010年5月31日 优先权日2010年5月31日
发明者于滨, 刘子彤, 王立颖 申请人:长春数控机床有限公司