具有焊接辅助系统的焊接设备的制作方法
【专利摘要】一种焊接设备(1)，其具有：用于焊接工件(W)的焊接单元(2)，焊接单元(2)由焊工(U)来操作；以及焊接控制单元(3)，焊接控制单元(3)与控制指令相关地调整焊接单元(2)的焊接控制参数(SSP)，控制指令由焊接辅助系统(4)通过对由焊接辅助系统(4)与焊工(U)进行的语言对话加以分析来生成。
【专利说明】
具有焊接辅助系统的焊接设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种设备和一种方法，用以在焊接辅助系统的支持下焊接工件。
【背景技术】
[0002]焊接设备或焊接装置能够通过产生热量而以材料配合的方式将物体或工件接合起来、给工件或构件涂层或者将固态的均质的物体或工件分割成多个子部件。借助焊接设备能够通过热量作用来加工不同的构件或工件，其中，构件例如能够由金属或合成材料制成。存在各种类型的焊接装置，特别是气焊焊接装置、电弧焊接装置、金属保护气焊接装置或者还有超声焊接装置。
[0003]对于电弧焊接而言，在焊条电极与有待焊接的工件之间产生电弧。在此，工件被通过电弧加热并且焊条电极被熔化。在此，电弧可以通过加载直流电或交流电来产生。作为添加材料熔化消耗的焊条电极与工件之间的电弧被用作用于焊接的热源。通过电弧的高温将焊接部位处的材料熔化。带有或不带焊接整流器、焊接变流器或焊接变换器的焊接电流互感器能被用作焊接电源。视应用状况和电极类型而定地，能够将直流电或交流电输送给熔化消耗的焊条电极。在此，焊条电极的熔化消耗优选通过持续的跟进补料以如下方式得到补偿:使电弧长度大致保持恒定。
[0004]对于金属保护气焊接而言，保护气附加地对焊接部位加以保护，以免受到周围作为气氛的空气的影响。特别是可以通过这样的保护气来防止焊接部位发生氧化。对于金属保护气焊接而言，仍然应用熔化消耗的焊条电极来作为添加材料。保护气对处于电弧下的液态金属加以保护以免发生氧化，由此，工件上的焊缝有所削弱或者说不太明显。在焊条电极处熔化消耗的材料呈液滴状地落到工件上并且在那里熔合成焊缝。保护气自包围焊条电极或焊条的喷嘴流出，并且于是保护电弧和熔池免于受到作为气氛的环境空气影响。所输送的焊条例如可以从储料线轴开卷，并且通常通过引导软管来给送。
[0005]对于点状焊接而言，焊接连接部通过不伴有电弧的呈点状的热量输入来产生，正如普遍由现有技术公知的那样。
[0006]各种不同的焊接设备或焊接装置的共性在于:焊接单元在焊接工件时借助焊接控制单元来操控，焊接控制单元将一个或多个焊接控制参数输出给焊接单元，其中，焊接控制单元由焊工或用户通过焊接设备的用户界面来操纵。借助用户界面能够调整出不同的焊接控制参数并且必要时也加以显示。与所调整出的焊接控制参数相对应地执行在工件上的焊接进程。例如，用户可以借助功能按键输入不同的功能。对物体或工件的焊接一般对于常规的焊接装置而言要求用户或焊工具有丰富的经验，以便针对目标制造出焊缝。因此，必需的是:让用户或焊工针对不同的焊接进程或焊接过程进行学习。尽管培训花费很大，但在此利用常规的焊接设备在很多情况下仍然不能实现的是:在当时向用户或焊工传达必需的知识，以使他们制造出符合实际情况的焊缝。特别是对于由相同的焊工或用户来实施的不同的焊接进程的情况，难点在于:以可接受的花费和可接受的时间向一个焊工或用户传达对于执行不同的焊接进程所必需的知识。即便是具有比较高的知识水平的经验丰富的焊工在使用常规的焊接装置或焊接设备时仍然还会因疏忽而在焊接时出现可避免的失误。因此，对于常规的焊接设备而言，各所焊接的工件的质量根据焊工的知识水平和经验可能有所变化并且在很多情况下是过低的。这种情况也由于多样的焊接应用和对于焊接进程较大的外部影响而出现。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的目的在于:提出一种设备和一种方法，用于焊接工件，其中，即便是对于具有较少知识和经验的用户仍能确保所焊接的工件的足够的质量。
[0008]根据本发明，该目的通过具有权利要求1中所记载的特征的焊接设备来实现。
[0009]因而，本发明完成了一种具有用于焊接工件的焊接单元以及焊接控制单元的焊接设备，其中，焊接单元由焊工操纵，焊接控制单元与控制指令相关地或者说根据控制指令调整焊接单元的焊接控制参数，焊接控制参数由焊接辅助系统通过对由焊接辅助系统与焊工进行的语言对话和/或手势的分析来生成。
[0010]除了普遍提升焊接进程中有待焊接的工件的质量外，根据本发明的焊接设备还提供了如下优点:降低了所产生的经焊接的工件的变化或质量差异。因此，经焊接的工件相比于常规的焊接装置中可能的情况而言具有更为统一的质量。同样有利的是:还附带着对焊工加以培训。另外，具有优点的是，焊接辅助系统可以区分或识别:用户具备何种焊接知识和/或用户熟悉装置与否。也就是说，用户例如可能是关于焊接知识的专家，但也不熟悉本焊接装置或者不熟悉本焊接装置的操纵。与之相应地对焊接辅助系统的支持加以匹配。
[0011]在根据本发明的焊接设备的可行的实施方式中，将焊接辅助系统连接到语言识别单元上。
[0012]在可行的实施方式中，语言识别单元通过连接到其上的麦克风来识别执行焊接过程或焊接进程的焊工的自然语言。
[0013]在根据本发明的焊接设备的另一可行的实施方式中，将焊接辅助系统连接到焊工数据库上，在焊工数据库中，对应不同的焊工地存储有其与在工件上有待执行的焊接进程相关的知识水平。
[0014]在根据本发明的焊接设备的另一可行的实施方式中，通过焊接辅助系统对在焊接进程中焊接有待加工的工件的焊工的身份借助在麦克风中输入的自然的语言加以识别。
[0015]在根据本发明的焊接设备的可替选的实施方式中，在焊接进程中焊接有待加工的工件的相应焊工的身份借助焊接设备的用户界面识别或输入到焊接辅助系统中。
[0016]在根据本发明的焊接设备的另一可行的实施方式中，与焊工或用户进行的语言对话通过焊接辅助系统与相应的焊工的知识水平相关地得到控制，焊工的知识水平通过焊接辅助系统从焊工数据库中读取。
[0017]在根据本发明的焊接设备的可行实施方式中，将焊接辅助系统连接到至少一个扩音器上，焊接辅助系统通过扩音器将与受控进行的语言对话相对应地生成的语言片段或语言结果输出给焊工。
[0018]在根据本发明的焊接设备的可行实施方式中，受控进行的语言对话的语言片段与关键词相关地生成，关键词在对与焊工进行的语言对话加以分析的情况下由焊接辅助系统识别出来。
[0019]在根据本发明的焊接设备的可行实施方式中，输出给焊工的语言片段包括:在焊接进程期间为了执行操作而给焊工的指令或者给焊工的建议。
[0020]在根据本发明的焊接设备的另一可行实施方式中，由焊接辅助系统生成的语言片段具有关于有待加工的工件或者焊接进程的特性或状态对焊工的询问。
[0021]在根据本发明的焊接设备的另一可行实施方式中，在工件上执行的焊接进程通过焊接设备的传感器来加以监控，传感器提供传感器数据，传感器数据说明了或者说给出了焊接进程和/或工件的即时状态。
[0022]在根据本发明的焊接设备的另一可行实施方式中，焊接辅助系统对从传感器上获得的传感器数据加以分析并且基于经分析的传感器数据来生成用于与焊工进行的语言对话的语言片段和/或用于焊接控制单元的控制指令，焊接控制单元与所生成的控制指令相关地调整焊接单元的控制参数。
[0023]在根据本发明的焊接设备的另一可行实施方式中，焊接辅助系统被整合在焊接设备的壳体中。
[0024]在根据本发明的焊接设备的另一可行实施方式中，焊接辅助系统借助无线的或有线连接的接口以及数据网络来与焊接设备的焊接控制单元相连接。
[0025]在根据本发明的焊接设备的另一可行实施方式中，从焊接控制单元输出的焊接控制参数被从所存储的特征曲线上与至少一个输入变量相关地读取并输出给焊接单元，该特征曲线表示的是相应的焊接控制参数与至少一个输入变量相关的函数，其中，特征曲线的输入变量包含在如下控制指令中，该控制指令由焊接辅助系统通过对与焊工进行的语言对话的分析来生成并且被输出给焊接控制单元。
[0026]在根据本发明的焊接设备的可行实施方式中，焊接控制参数能够由焊接控制单元加以调整。
[0027]本发明还涉及一种具有权利要求15中表述的特征的用以焊接工件的方法。
[0028]因而，本发明完成一种用以通过焊接单元焊接工件的方法，其中，与操纵焊接单元的焊工进行的语言对话通过焊接辅助系统得到分析，用以产生用于焊接控制单元的控制指令，焊接控制单元与所产生的控制指令相关地对焊接单元的焊接控制参数加以调整。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]另外，用以通过焊接单元焊接工件的、根据本发明的焊接设备及根据本发明的方法的可行实施方式参照附图详细阐释。其中:
[0030]图1示出用于图示表达根据本发明的焊接设备的可行实施方式的框式连接图；
[0031]图2示出用于图示表达根据本发明的焊接设备的另一可行实施例的另一框式连接图；
[0032]图3示出用于图示表达根据本发明的焊接设备的另一可行实施例的另一框式连接图；
[0033]图4示出用于阐明根据本发明的焊接设备的可行施行方案的原理的图表；
[0034]图5示出用以图示表达用于焊接工件的根据本发明的方法的可行实施方式的简要流程图。
【具体实施方式】
[0035]如由图1可见地，根据所示实施例的焊接设备I具有多个单元。有待由焊接设备I焊接的工件W在图1中象征性地通过三角形表示。焊接设备I具有用于焊接工件W的焊接单元2。焊接设备I由在焊接过程中焊接工件W的焊工或用户U来操纵。焊接单元2例如可以是焊接炬。焊接炬可以在可行的实施方式中借助机械的联接元件和软管组件连接到焊接设备I的焊接控制单元3上。凭借焊接控制单元3能够调整焊接单元2的焊接控制参数SSP，从而能够利用焊接炬进行焊接。焊接控制参数SSP例如是至少一个焊接功率和/或焊条前伸进给量和/或电弧长度和/或保护气类型和/或保护气量和/或焊接速度。焊接控制单元3特别可以包含电源控制件，该电源控制件对输出到焊接单元2上的直流电或交流电加以调整。
[0036]对于根据本发明的焊接设备1，在图1中所示的实施例中，由焊接控制单元3加以调整的一个或多个焊接控制参数SSP首要地与控制指令或命令相关地得到调整，控制指令或命令由焊接设备I的焊接辅助系统4生成。控制指令由焊接辅助系统4通过对焊接辅助系统4经由界面5与焊工U进行的语言对话加以分析来产生或者说生成。焊接控制参数SSP也能够借助焊接设备I的常规的操纵单元来调整。由此，对焊接控制参数SSP借助语言对话进行的调整也可以设置为针对操纵单元的附加措施。与之相应地，两个调整可行方案也可以都起作用。
[0037]与之相应地，焊接辅助系统4必须被激活。这(激活过程)例如通过如下方式发生:在操纵单元处对操纵元件加以操作，对焊接炬上的按键进行操作，以焊接炬实施限定的运动，凭借该运动在焊接设备处进行身份识别，和/或类似的手段。
[0038]当例如语言对话未传达所希望的结果，或者无意中做出了有误的表达或存在类似操纵时，基本上能够以相同的方式来停用焊接辅助系统4或者执行新类型的语言对话。
[0039]在焊接设备I中，焊接辅助系统4进行与焊工U的有针对性或导向性的语言对话，其中，焊接辅助系统4优选具有存储器，以便记录或存储语言对话的谈话过程中的上下文，并且在针对用户U进行语言输出时，一并包括所收录的上下文。焊接辅助系统4对用户U在其对工件W执行焊工工作时予以支持或辅助。焊接辅助系统4对于焊工U进行的语言对话加以分析并且生成用于焊接控制单元3的相应的控制指令。该控制指令与所获得的控制指令相关地来调整焊接单元2的焊接控制参数SSP。
[0040]在可行的实施方式中，将在图1中示出的焊接辅助系统4连接到焊工数据库上，在焊工数据库中，针对不同的焊工或用户U存储有其关于在工件W上有待执行的焊接进程或焊接过程方面的知识水平。焊工数据库可以处在焊接设备I的本地数据存储器中或者处在通过数据网络与焊接设备I相连接的数据库中。在根据本发明的焊接设备I的可行的实施方式中，在焊接进程或焊接过程中对有待加工的工件W进行焊接的焊工或用户U的身份通过用户界面5来输入。例如以如下方式进行输入:用户U借助身份证件、口令等得到识别。在可行的施行方案中，用户U附加地对于焊接设备I被验证并且然后必要时也在焊接过程中被验证。在根据本发明的焊接设备I的另一可行的实施方式中，在焊接进程或焊接过程中对有待加工的工件W进行加工的焊工或用户U借助输入麦克风的自然语言通过焊接辅助系统4得到识别。为此，焊接辅助系统4连接到语言识别单元上，语言识别单元借助麦克风对焊工或用户U的自然语言，也就是借助嗓音参数加以识别。凭借对身份的识别，也能够相应地授予在焊接设备I上进行调整的资格。
[0041]焊接辅助系统4对焊工或用户U的身份U-1D加以识别，并且由此借助焊工数据库来获取用户或焊工U的关于在工件W上有待执行的焊接进程或焊接过程的相应知识水平。焊接辅助系统4例如识别:焊工U是有经验的焊工或者是新手。在根据本发明的焊接设备I的可行的实施方式中，与焊工或用户进行的语言对话通过焊接辅助系统4与相应焊工的知识水平相关地得到控制。在此，知识水平在语言对话期间和/或之后得到匹配并且相应地存储于焊工数据库中。例如与有经验的焊工Ul进行的语言对话不同于与没经验的焊工或新手U2进行的语言对话。在此，与有经验的焊工Ul进行的语言对话大多比与没经验的焊工U2进行的语言对话相比，更具目标针对性并且更简短。在可行的实施方式中，焊接辅助系统4借助设置在用户界面5上的扩音器或耳机向用户或焊工U以声学方式输出语言片段，该语言片段与受控地进行的语言对话相对应地由焊接辅助系统4来生成。受控地进行的语言对话的所生成的语言片段优选与关键词相关地生成，关键词在对与焊工或用户U进行的语言对话加以分析的情况下由焊接辅助系统4来加以识别。至少相应地用作关键词的有:关于焊接的知识水平-即有经验的焊工或新手；和/或焊接设备1-即焊工熟悉该装置与否。关于焊工是否熟悉装置的归类过程例如借助对应参数和/或状态的标志来进行，所述标志大多是与装置制造商相关的。所生成的并且输出给焊工或用户U的语言片段例如能够包括给焊工U的指令或建议或询问。指令或建议例如能够包含在焊接进程或焊接过程前/中/后执行操作或停止操作的建议。而建议也可以例如与维修工作相关地输出，维修工作也能够对焊接进程产生影响。于是，可以建议更换焊接炬中的接触管。给焊工U的询问例如具有关于有待焊接的工件W或焊接进程的特性和/或状态的询问。
[0042]在根据本发明的焊接设备I的可行实施方式中，如其在图1中所示的那样，在工件W处执行的焊接进程通过焊接设备I的传感器来监控。传感器提供传感器数据，传感器数据表达出或显示出焊接进程或焊接过程和/或工件W的即时的状态。在根据本发明的焊接设备I的可行实施方式中，焊接辅助系统4对从传感器上获得的传感器数据加以分析并且基于经分析的传感器数据，在顾及到焊工U的知识水平的情况下来生成与焊工U所进行的语言对话的语言片段。另外，焊接辅助系统4可以在可行的实施方式中附加地基于经分析的传感器数据来生成对于焊接控制单元3的控制指令，焊接控制单元3相应地对焊接单元2的焊接控制参数SSP进行调整。
[0043]在图1中所示的实施例中，焊接辅助系统4被整合在焊接设备I的壳体中。在可替选的实施方式中，焊接辅助系统4也能够经由数据网络以及接口与焊接控制单元3相连接。
[0044]在可行的实施方式中，焊接控制单元3在存储器上进行存储，一条或多条对应焊接控制参数SSP的特征曲线处于存储器中。焊接控制参数SSP例如为焊接功率、焊条跟进补料量、电弧长度、保护气类型、保护气量、焊接速度、基础材料、焊条直径和/或其他已知的参数。处于特征曲线存储器中的对应不同焊接控制参数SSP的特征曲线示意地在图4中示出。特征曲线分别表现为焊接控制参数SSP与至少一个输入变量相关的函数。在图4中示出的特征曲线指的是二维的特征曲线，其中，分别通过变量V来确定焊接控制参数SSP。在可替选的实施方式中，也能够将多维的特征曲线或特征曲线域存储于存储器中，其中，焊接控制参数SSP与多个变量V相关。在根据本发明的焊接设备I的可行实施方式中，对应一个或多个所存储的特征曲线的变量V被从控制指令中提取出来，焊接控制单元3从焊接辅助系统4中获得该控制指令。在可行实施方式中，控制指令通过焊接辅助系统4借助对与焊工U进行的语言对话来生成并且接下来输出给焊接控制单元3。例如焊工或用户U能够在与焊接辅助系统4的语言对话中以自然语言给出意见或者说评注(Bemerkung)，其使得焊接辅助系统4能够以一条控制指令将一个或多个输入变量V转送给焊接控制单元3。例如，焊工或用户U能够给出或者说给定5米/分钟的用于焊接的跟进补料量。在来自焊工或用户U的语言对话中做出的这种给定或意见被作为重要的变量V通过焊接辅助系统4特别是借助存在的关键词加以识别。于是，这种给定以控制指令中的输入变量V的形式在内部作为命令输出给焊接控制单元3，焊接控制单元3借助输入变量V借助所存储的特征曲线自动地调整焊接进给量以及对于焊接单元2其他不同的或与之相关的焊接控制参数SSP。相应地，在所存储的特征曲线中对多个焊接控制参数加以调整，于是，这些焊接控制参数基于语言对话与应用情况和/或焊工的知识相匹配。在可行的实施方式中，对不同的输入变量V的最初的调整可以借助焊工U的身份U-1D来进行。在图4中所示的特征曲线中，例如借助相应用户或焊工U的所获知的身份来调整各不同特征曲线的出发工作点APtlt5然后，能够分别与所进行的语言对话和由此生成的语言指令相关地以及与其他输入变量(例如传感器数据)相关地在焊接过程进行中与该出发工作点APci*生偏离(abweichen)。例如当由焊工或用户U在焊接过程期间借助焊缝的质量识别到要对焊接参数进行对于相应的焊接过程有利的调整时，则焊工或用户U能够凭借相应的语言指令作为特别合适的调整方案地对不同的焊接控制参数作出调整，并且为了另外的焊接过程以及为了后面的焊接进程而将其储存在存储器中。在图4中示出的不同焊接控制参数SSP的出发工作点AP能够与用户U的所识别到的身份U-1D相关地以及附加地与以传感器检测到的参数或传感器数据相关地进行调整，例如是焊接过程期间所处的环境温度T。
[0045]在根据本发明的焊接设备I的可行的实施方式中，与用户U进行的语言对话由焊接辅助系统4 一并记下或者说记录。所记录下来的、在焊接过程期间进行的语言对话接下来能够为了获知焊接过程期间的用户行为而被加以分析。另外，能够对应有待焊接的工件W的不同材料将不同的组的焊接控制参数SSP以及特征曲线储存在焊接设备I的存储器中。焊接辅助系统4遵从与用户所进行的对话并且记下用户行为。
[0046]在可行的实施方式中，焊接控制单元3 (特别是电源控制件)将所获得的传感器数据和/或经即时调整的焊接控制参数SSP传送回到焊接辅助系统4。焊接辅助系统4能够在获得传感器数据和焊接控制参数SSP后，在焊接过程期间对与用户U进行的语言对话做出变动。例如焊接辅助系统4可以在临界的传感器数值或临界的焊接控制参数SSP下在听觉或视觉上向焊工U输出相应的警告或建议。此外，焊接辅助系统4给出关于焊接的建议并且检查调整方案。另外，焊接辅助系统4在有误的或危险的输入或语言指令下向焊工U指出危险并且为了在各焊接控制参数SSP方面进行更佳地适合的调整而给焊工U提出建议。
[0047]图2示出根据本发明的焊接设备I的可行实施例的框式连接图。如能从图2中看到地，焊接设备I具有焊接单元2，焊接单元2通过电源控制件3来操控。电源控制件3获得来自焊接辅助系统4的命令或者说控制指令。在图2中所示的实施例中，焊接辅助系统4连接到语言识别单元6上，语言识别单元6借助麦克风5A来识别焊工U的自然语言。在图2中所示的实施例中，语言识别单元6将例如呈元数据或数据形式的语言命令输出给焊接辅助系统4。焊接辅助系统4还连接到焊工数据库7上，在焊工数据库7中对应不同的焊工或用户U存储有其关于在工件W上有待执行的焊接进程方面的知识水平或经验。此外，焊工数据库(welder info(焊工信息))能够将用于语言识别的参数提供给语言识别单元6。在图2中所示的实施例中，焊接辅助系统4还连接至数据仓库或数据库8上，在数据仓库8中能够存有焊接过程或焊接进程的当前状态(sess1n info(过程信息))。焊接辅助系统4在焊接过程或焊接进程期间对数据仓库8进行存取。焊接辅助系统4能够借助扩音器5C在听觉上将语言片段在语言对话进行中传出给焊工或用户。此外，焊接辅助系统4能够借助其他输出单元(例如像是灯或可视显示器5B)为焊工或用户U提供信息。例如，能够在焊接过程期间向焊工或用户示出重要的、经即时调整的焊接控制参数SSP的在图4中所示的特征曲线。麦克风5A、可视显示器5B以及扩音器5C是图1中所示的用户界面5的一部分。在图2中所示的实施例中，将传感器件9连接至焊接控制单元或电流控制件3上，传感器件9将传感器数据提供给焊接控制单元3。传感器件9也能够连接到焊接设备I的至少另一部件上。传感器数据能够通过焊接控制单元3继续给送至焊接辅助系统4。在可行的实施方式中，焊接辅助系统4对从传感器获得的传感器数据加以分析并且基于经分析的数据来生成用于与焊工U进行语言对话的语言片段。此外，焊接辅助系统4能够在对传感器数据做出反应的情况下也生成控制指令并且将其作为命令送出给焊接控制单元3。由传感器9提供的传感器数据能够表明工件W或焊接过程或焊接进程的即时状态。此外，传感器数据也可以包括环境参数，例如环境温度。
[0048]图3示出根据本发明的焊接设备I的另一实施例。在图3中示出的实施例中，焊接控制单元3经由数据接口 10和数据网络11与远程的焊接辅助系统4相连接。接口 10可以是无线的或有线连接的接口。数据网络11可以例如是自动化设备的本地运行网络。此夕卜，数据网络11也可以是远程运行的数据网络，例如因特网。在该实施方案中，焊接辅助系统4可以基于一台或多台服务器来执行任务。在另一可行的实施方式中，多个焊接设备I经由数据网络11与共同的焊接辅助系统4相连接。
[0049]图5与图1至图4综合来看地示出用于图示表达根据本发明的方法的简单实施例的流程图表。在第一步骤SI中与焊工或用户U进行的语言对话被焊接辅助系统4加以分析，用以产生用于焊接控制单元3的控制指令。在另一步骤S2中，焊接单元2的焊接控制参数SSP被与控制指令相关地调整，控制指令在步骤SI中已由焊接辅助系统4生成。
[0050]凭借根据本发明的焊接设备I和根据本发明的焊接方法，焊接过程能够得到在焊接过程期间焊接辅助系统4与用户U所进行的语言对话的支持。相应的对话例如能够以如下方式示例性地执行。焊工或用户U首先表达出:其打算对厚度为大约1.5mm的铝片作为工件进行焊接。于是，焊接辅助系统4询问焊工U:铝片具有何种合金。焊工U说出合金的名称。然后，焊接辅助系统4提示焊工U:为该合金选出合适的特征曲线。焊接辅助系统4向焊工或用户U必要时附加地给出提示:如何在焊接设备I的用户界面5上对应相应的合金来调整特征曲线。除了该提示，焊接辅助系统4还可以向焊工询问:焊条直径为多大。焊工U例如可以回答:焊条直径为1mm。于是，焊接辅助系统4向电源控制件3发出命令或控制指令，以便调整出或选出相应的焊接控制参数SSP。于是，在选出或选取焊接控制参数SSP之后，焊接辅助系统4可以询问焊工:应当应用何种保护气。当焊工U对于保护气的类型不确定时，其可以例如追问焊接辅助系统4:例如何种保护气适合铝。焊接辅助系统4识别该询问并且给出合适的提示，例如保护气无论如何都必须是惰性气体，其中，惰性气体例如可以包括氩、氩-氦混合物或特种气体(Sondergas)以及氦。于是，用户或焊工U可以选出对于其看起来合适的保护气并且例如将氩选作保护气。于是，焊接辅助系统4可以在另一步骤中选出对于该保护气合适的特征曲线。
[0051]在进行该语言对话之后，可以开始实际的焊接过程或焊接进程。当焊工或用户U对于所形成的焊缝不满意时，则焊工或用户U可以向焊接辅助系统4指出这一点。例如焊工U可以表达:哪个焊接过程工作不正常，其中，焊工U可以向焊接辅助系统4给出附加的提示，例如在焊接过程期间发生了喷射或者说溅出焊花(spritzen)和/或焊缝具有显眼的颜色，例如黑色。焊接辅助系统4得知焊工U的关于焊缝颜色变黑的提示，并且识别到问题可能出在哪里并且给出相应的建议。例如焊接辅助系统4可以向焊工给出提示:焊工必须监控气体量和/或焊工是否确定:其已经拧开保护气。于是，例如当焊工或用户U发现其无意中还未拧开保护气的话，则他可以通过麦克风5A输出相应的语言指令，并且命令拧开保护气。在拧开保护气后，焊接辅助系统4能够向用户U给出提示:在焊接设备I中存在如下可行性:在这里以按下气体检查按键的方式监控保护气体量。另外，可以进行如下提示:在所选焊条直径为Imm时，必须调整出1L至12L的保护气体。于是，焊工或用户U能够执行相应的调整或者在听觉上发出指示并且从焊接辅助系统4得到确认。焊接辅助系统4在这里能够给出提示:焊缝在这里应当是无可指摘的并且请求用户U对这一点进行检查。
[0052]在焊接辅助系统4与用户U之间进行的语言对话能够视所出现的焊接问题的类型而定地有所不同。在另一情形中，例如用户或焊工U可以在焊接过程期间告知焊接辅助系统4:焊缝根本就是黑色的了并且所提供功率过少。焊接辅助系统4借助所出现的焊接问题的输入进行识别并且然后请求用户U基于焊缝颜色变黑而对焊接炬位置加以监控。另外，焊接辅助系统4能够向用户给出提示:由铝制成的所说到的工件W原则上在要割穿(stechend)的焊接位置上被焊接。用户或焊工U可以证实该提示并且追问:在这时是否提高功率。于是，焊接辅助系统4可以生成用于焊接控制单元3的相应的控制指令并且告知用户U:焊接功率要被提高。
[0053]在随后跟着进行的可行的对焊缝的改进方案中，焊工或用户能够向焊接辅助系统4给出提示:焊缝在这里从其这方面看起来很好。于是，焊接辅助系统4例如可以向用户U再次给出提示-用户U应当注意到:应用到要割穿的焊接位置并且进一步提高功率，这是因为焊缝可能是过冷的。
[0054]另外，用户U例如可能发觉:收尾焊口过小并且所提供的材料过少。于是，焊接辅助系统4例如给出如下提示:对关于起始焊口和收尾焊口的调整方案加以监控。当发现收尾焊口时间出了问题(auschalten)时，于是例如对收尾焊口焊接时间和收尾焊口功率进行编程管理。例如当焊工或用户U识别到:在他看来焊缝过宽时，焊接辅助系统4例如可以给出提示:其在焊缝过宽时建议提高焊接速度，因为估计是焊工U焊接进行得过慢。
[0055]如由上面说明的示例性的语言对话可以发现:焊接辅助系统4通过对可变的语言对话的分析依赖于实际状况地在焊接过程期间对用户U给予支持，从而提高焊缝的质量。在此，与用户U进行的语言对话能够与焊工的知识水平相关地进行。与新手进行的语言对话可以明显不同于与专家或有经验的焊工进行的语言对话。例如与有经验的焊工进行的语言对话明显更精确而且更简短。
[0056]与有经验的焊工U的语言对话例如能够以如下方式进行。焊工或用户指示“4T4M”。焊接辅助系统4以指示“eingestellt(已调整)”来确认收到该输入。于是，焊工或用户输入“Viertakt (四行程)”或“Sonderviertakt (特殊四行程)”。焊接辅助系统4作为应答反馈道“Viertakt ist eingestellt (已调整为四行程)”。于是，焊工U例如可以做出指示Startstrom 150% fiir 0.3sec” (起始电流150%持续0.3秒)”。于是，焊接辅助系统4可以提示注意:这在特殊四行程的情况下是不可行的。另外，焊工U可以指示:其已调整15L氩作为保护气。于是焊接辅助系统4提示注意:对保护气加以监控并且将保护气调整到15L/min。如由上面描述的示例性的语言对话可以发现地，即对于有经验的焊工U，所进行的语言对话明显更精确并且更具目标导向性。
[0057]语言对话的进行优选与相应焊工或用户U的知识水平相关地进行。在可行的实施方式中，焊工U自己说明其知识水平及其身份U-1D。在根据本发明的焊接设备I的另一可行的实施方式中，焊接设备I借助由焊工U发出的提问以及借助焊工U的行为在焊接过程期间识别:相应的焊工U是有经验的焊工还是经验欠缺的焊工。例如当焊接辅助系统4在焊接过程期间识别到:焊工U有悖于其说明或者说数据地并非有经验的焊工时，则焊接辅助系统4可以将迄今的语言对话切换或相应变换为对于没有经验的焊工合适的语言对话。
[0058]在可行的实施方式中，语言对话呈由焊工U选定的自然语言的形式，例如以德语或英语来进行。在另一可行的实施方式中，语言与上下文数据相关地选出，例如与焊接设备I的所处地点相关地选出。当焊接设备I位于奥地利时，则将德语选为对话语言。当焊接设备I位于印度时，则选择英语作为对话语言。
[0059]在图2中示出的麦克风5A和在图2中示出的扩音器5C能够在可行的实施方式中处在焊工或用户的安全帽中。由此，在该实施方式中，用户U将两只手腾出来用于执行焊接过程。根据本发明的焊接设备I的其他变型是可行的。于是，例如从用户U处获得的语言信号被编辑整理，以在厂房中进行降噪。所输出的声学信号也可以与环境的音响强度相关地得到匹配或加强。在图2中所示的实施例中，焊接辅助系统4可以从语言输入中识别出焊工或用户的提问并且在因特网或数据网中搜寻相应的答复。凭借焊接辅助系统4可行的是:由焊工输入关于焊接过程完整的要求,例如“材料为3mm厚的AlMg5，并且添加材料的直径为1.5mm”等等。通过焊接控制单元3或电源来自动地做出正确的调整或者调整出正确的焊接控制参数SSP。因此，可能给出的指示有:执行了焊接，但焊缝过度抬高并且焊透率(Einbrand)偏低20%。焊接控制单元3借助焊接辅助系统4来自动修正相应的数值或焊接控制参数SSP。
[0060]另外，凭借根据本发明的焊接设备I实现的是:在利用焊接炬(其例如包含位置传感器，特别是陀螺仪传感器)进行的手焊接中，焊接辅助系统4能够基于所获得的位置数据或传感器数据向用户或焊工U给出相应的提示:焊接过程要稍微更具割穿性地焊接，抑或是焊接过程要更慢地执行。另外焊工或用户U具有如下可行性:请求焊接设备的焊接辅助系统4给出经验方案或参考资料，这例如在铝的焊接过程中必需得到注意，特别是在焊接AlSil2-合金时。
[0061]在根据本发明的焊接设备I的可行的实施方式中，焊接辅助系统4对焊工U在焊接时使用的、针对行业术语的语汇或词汇进行存取。由用户或使用者输入的语言包括自然语言，其在进行语言识别后被通过焊接辅助系统4在其语法或语义方面得到诠释。在此，被识别的关键词能够被从用于进行语言对话的专业术语中由焊接辅助系统4识别出来。此夕卜，语言对话与上下文数据相关地通过焊接辅助系统4来进行，例如当前的位置或者焊接进程中下一个有待执行的焊接步骤。其他可行的上下文数据例如包括时间指示，其通过焊接设备I的计时器来生成。焊接辅助系统4可以应用语言对话模板并且在与用户或焊工的语言对话中将焊接进程中的其他步骤相互协调。另外，焊接辅助系统4能够存取针对相应专业领域或相应焊接进程的实质内容(Ontologie)。在可行的实施方式中，由语言辅助系统4读取的语言片段形成合成语言。另外，可行的是:也输出所记录下的即时状况或者说消息(Nachricht)。除了由用户U进行的单纯的语言输入，用户能够在可行的实施方式中附加地通过按键将指令输入焊接设备I中。在可行的实施方式中，焊接辅助系统4通过Daemon软件来执行任务。特别是没经验的焊工或用户U能够借助根据本发明的焊接设备I有针对性地对于不同的焊接过程受到培训。在此，知识水平伴随每个焊接过程逐步增高。在第一焊接过程中与用户U进行的语言对话相对更为冗长且麻烦，而随着用户知识水平的提高，语言对话也越发有更加针对性而且更加简短。根据本发明的焊接设备I适合于不同的焊接装置，例如适合于电弧焊接装置。
【权利要求】
1.一种焊接设备(1)，具有:用于焊接工件(W)的焊接单元(2)，焊接单元(2)由焊工(U)来操作；以及焊接控制单元(3)，焊接控制单元(3)与控制指令相关地调整焊接控制参数(SSP)，控制指令由焊接辅助系统(4)通过对由焊接辅助系统(4)与焊工(U)进行的语言对话加以分析来生成。
2.根据权利要求1所述的焊接设备，其中，焊接辅助系统(4)连接到语言识别单元(6)上，语言识别单元(6)通过麦克风(5A)来识别自然语言。
3.根据权利要求1或2所述的焊接设备，其中，焊接辅助系统(4)连接到焊工数据库(7)上，在焊工数据库(7)中，对应不同的焊工(U)储存有焊工(U)的关于在工件(W)上有待执行的焊接进程的知识水平。
4.根据权利要求1至3之一所述的焊接设备，其中，在焊接进程中对有待加工的工件(W)进行焊接的焊工(U)的身份借助输入麦克风(5A)的自然语言通过焊接辅助系统(4)来识别，或者所述焊工(U)的身份通过用户界面(5)输入焊接设备(I)中。
5.根据权利要求1至4之一所述的焊接设备，其中，与焊工(U)进行的语言对话通过焊接辅助系统⑷与相应焊工⑶的知识水平相关地得到控制，相应焊工⑶的知识水平通过焊接辅助系统(4)从焊工数据库(7)中读取。
6.根据权利要求1至5之一所述的焊接设备，其中，焊接辅助系统(4)通过至少一个扩音器(5C)将与受控进行的语言对话相对应地生成的语言片段输出给焊工(U)。
7.根据权利要求6所述的焊接设备，其中，受控进行的语言对话的所生成的语言片段与关键词相关地生成，关键词在对与焊工(U)进行的语言对话进行分析的情况下由焊接辅助系统⑷加以识别。
8.根据权利要求6或7所述的焊接设备，其中，所生成的并且输出给焊工(U)的语言片段具有:在焊接进程期间为了执行操作而给焊工(U)的指令或者建议；和/或关于有待加工的工件(W)或者焊接进程的特性或状态对焊工(U)的询问。
9.根据前述权利要求1至8之一所述的焊接设备，其中，在工件(W)处所执行的焊接进程通过焊接设备(I)的传感器(9)得到监控，传感器(9)提供传感器数据，传感器数据给出了焊接进程和/或工件(W)的即时状态。
10.根据权利要求8所述的焊接设备，其中，焊接辅助系统(4)对从传感器(9)获得的传感器数据加以分析并且基于经分析的传感器数据来生成用于与焊工(U)进行语言对话的语言片段和/或用于焊接控制单元(3)的控制指令，焊接控制单元(3)对焊接单元(2)的焊接控制参数(SSP)与所生成的控制指令相关地加以调整。
11.根据权利要求1至10之一所述的焊接设备，其中，焊接辅助系统(4)被整合在焊接设备(I)的壳体中，或者通过数据网络(11)和无线的或有线连接的接口(10)与焊接控制单元⑶相连接。
12.根据权利要求1至11之一所述的焊接设备，其中，焊接控制参数(SSP)能够由焊接控制单元(3)加以调整。
13.一种用于通过焊接单元(2)来焊接工件的方法，其中，与对焊接单元(2)加以操纵的焊工(U)进行的语言对话被通过焊接辅助系统(4)加以分析，用以产生用于焊接控制单元(3)的控制指令，焊接控制单元(3)与所产生的控制指令相关地调整焊接控制参数(SSP)。
14.一种具有多个根据权利要求1所述的焊接设备(I)的系统，其中，焊接辅助系统(4)通过数据网络(11)与相应的焊接设备(I)的焊接控制单元(3)连接。
【文档编号】B23K9/32GK104339069SQ201410379723
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年8月4日 优先权日:2013年8月5日
【发明者】哈拉德·朗尔德, 曼弗雷德·威特曼 申请人:弗罗纽斯国际有限公司