[发明专利]通过焊接视觉系统进行的焊接输出控制

说明书

一种系统包含一个或多个图像传感器、处理电路以及通信接口电路。图像传感器可操作以捕获由焊接设备供电的正在进行的焊接的图像。处理电路可操作以在焊接正在进行时分析图像的像素数据，基于对像素数据的分析生成焊接设备控制信号，并经由通信接口电路输出所生成的焊接设备控制信号。图像传感器、处理电路以及通信接口电路可以集成到焊接头具中。处理电路可操作以从对像素数据的分析中确定所述焊接的一个或多个焊接参数，并通过改变焊接设备控制信号以改变焊接设备设置来补偿参数的变化。

背景技术

焊接是在所有行业中越来越普遍存在的工艺。虽然这样的工艺在某些情况下可以是自动化的，但是仍继续存在大量用于手动焊接操作的应用，其成功主要依赖于焊接操作者对焊炬的正确使用。例如，不当的焊炬角度、不当的接触末端到工件距离、不当的行进速度以及不当的指向是决定焊接质量的参数。然而，即使是经验丰富的焊接操作员，在焊接工艺中也常常难以监测和维持这些重要参数。

发明内容

提供了用于通过焊接视觉系统进行焊接输出控制的方法和系统，其基本上如至少一张附图所示和/或结合至少一个附图所描述，如权利要求书中更全面地阐述的那样。

附图说明

图1示出了根据本公开的各方面的示例性电弧焊接系统。

图2示出了根据本公开的各方面的示例焊接设备。

图3示出了根据本公开的各方面的示例焊接头具。

图4示出了图3的头具的示例电路。

图5A-5C示出了可以从正在进行的焊接的图像确定的各种参数。

图6为示出基于由焊接头具捕获的图像数据控制焊接设备的第一示例工艺的流程图。

图7为示出基于由焊接头具捕获的图像数据控制焊接设备的第二示例工艺的流程图。

图8为示出基于由焊接头具捕获的图像数据控制焊接设备的第三示例工艺的流程图。

图9为示出基于由焊接头具捕获的图像数据控制焊接设备的第四示例工艺的流程图。

图10示出了组合使用由焊接头具捕获的图像数据并结合焊接头具的移动来控制焊接设备。

具体实施方式

参考图1，示出了示例焊接系统10，其中操作者18佩戴焊接头具20并且使用焊炬504焊接工件24，设备12经由导管14将电力或燃料传送到焊炬504(为电焊接导管15提供返回路径)。设备12可以包含电源或燃料源，可选地是惰性保护气体的源，并且在将自动地提供焊丝/填充材料的情况下，包括送丝器。可以通过任何已知的技术(包括火焰焊接技术，诸如氧-燃料焊接和电焊技术，诸如保护金属电弧焊(即焊条焊接)、金属惰性气体焊接(MIG)、药芯焊丝电弧焊(FCAW)、钨惰性气体焊接(TIG)以及电阻焊接)配置图1的焊接系统10以形成焊接接头512。TIG焊接可能不涉及外部填充金属，或者可能涉及手动、自动或半自动外部金属填料。

可选地，在任何实施例中，焊接设备12可以是向焊炬504的自耗或非自耗电极16(例如，更好地在图5C中示出)提供直流电流(DC)或交流电流(AC)的电弧焊接设备，焊炬504可以是TIG焊炬、MIG或药芯焊炬(通常称为MIG“焊枪”)或焊条电极保持器(通常称为“焊针”)。电极16将电流传送到工件24上的焊接点。在焊接系统10中，操作者18通过操纵焊炬504和触发电流的启动和停止控制电极16的位置和操作。当电流流动时，在电极和工件24之间形成电弧26。导管14和电极16因此传送足以在电极16和工件之间产生电弧26的电流和电压。在电极16和工件24之间的焊接点处，电弧26局部地熔化工件24和提供到焊接接头512的焊丝或焊条(在自耗电极的情况下为电极16，在非自耗电极的情况下为单独的焊丝或焊条)，从而当金属冷却时形成焊接接头512。