用于在焊接工藝期間監(jiān)控惰性氣體的方法和設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在使用焊槍進行的焊接工藝期間監(jiān)控惰性氣體的方法，其中，借助至少一個傳感器來測量至少一個測量變量，所述測量變量取決于惰性氣體的類型。
[0002]此外，本發(fā)明涉及一種用于在使用焊槍進行的焊接工藝期間監(jiān)控惰性氣體的設備，其中，設置有至少一個用于測量至少一個測量變量的傳感器，所述測量變量取決于惰性氣體的類型。
[0003]雖然本申請的主題是針對于焊接工藝期間的惰性氣體的監(jiān)控，但是術語“惰性氣體”也涵蓋焊接工藝期間使用的其他氣體，例如，組成氣體、工藝氣體和輸送氣體。
【背景技術】
[0004]從現(xiàn)有技術中已經(jīng)知曉了用于確定焊接工藝中使用的惰性氣體的方法和設備。例如，AT 504964 BI描述了一種用于測量惰性氣體的設備和方法，其中，通過確定惰性氣體中的氧氣的含量來測量惰性氣體的保護效果。
[0005]WO 2009/031902 Al示出了依賴于焊接電流來控制惰性氣體的流量，從而獲得氣體流量，所述氣體流量盡可能是恒定的。
[0006]US 2011/163072 Al描述了一種用于控制焊接設備的焊接系統(tǒng)和方法，其中，在統(tǒng)計分析之后借助圖表，由特定的設定焊接參數(shù)(諸如焊接電流和焊接電壓)來確定特定的焊接參數(shù)，所述特定的焊接參數(shù)也包括最佳的惰性氣體類型。無法確定焊接工藝中使用的惰性氣體的類型。
[0007]由于確定惰性氣體的類型或其組成是相對復雜的，例如使用色譜儀進行確定，因此還沒有在焊接設備中采用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的是提供用于監(jiān)控惰性氣體的上述方法和上述設備，所述方法和設備使得能夠得出有關惰性氣體類型的結論。以盡可能簡單并且成本有效的方式實現(xiàn)所述方法和設備應當是可能的。
[0009]關于所述方法，本發(fā)明的目的通過以下方式得以解決:測量惰性氣體的至少兩個測量變量并且將惰性氣體的至少兩個測量變量的測量值與至少兩個測量變量的數(shù)個存儲值進行比較，所述存儲值與惰性氣體的類型相關聯(lián)，并且，顯示惰性氣體的類型，對于所述惰性氣體類型而言，至少兩個測量變量的分配值最接近于惰性氣體的至少兩個測量變量的測量值。根據(jù)本發(fā)明，測量惰性氣體的至少兩個測量變量并且將其與所述惰性氣體相關聯(lián)，作為一種指紋。然后將惰性氣體的測量指紋與已知惰性氣體的存儲指紋相比較，并且在焊接設備的顯示器上顯示其指紋與測量的惰性氣體的指紋最符合的惰性氣體類型。這意味著，對于兩個測量變量，形成一對數(shù)值，并且將其與存儲的成對數(shù)值相比較。當選擇惰性氣體的易測量的測量變量時，可以以相對低成本并且簡單的方式實施所述方法，從而使所述方法也能應用在焊接工藝中或者應用在焊接設備上。惰性氣體的可能的測量變量包括，例如，熱容量、溫度、粘度、密度、臨界流量(即，其中出現(xiàn)從層流向紊流的轉變的流量)，等等。對于在焊接技術中使用的惰性氣體，在控制條件下測量惰性氣體的至少兩個測量變量，并且將所述數(shù)值與各自的惰性氣體類型相關聯(lián)。從而，建立、存儲和保存一種針對實際惰性氣體類型的包含測量變量的各自相關聯(lián)數(shù)值的表格、特性或圖解，作為焊接設備中的說明書。然后根據(jù)所述說明書來比較惰性氣體的至少兩個測量變量的測量值，選擇最可能的惰性氣體類型并且在焊接設備上顯示出來。由此，焊接操作員能夠檢查焊接設備的顯示器，從而得知焊接工藝中正在使用哪種惰性氣體。因此，對于焊接操作員來說，只發(fā)布對于所選惰性氣體可行的那些配置選項。焊接設備自動進行所述發(fā)布，從而有利于焊接操作員進行配置。
[0010]優(yōu)選地，作為惰性氣體的測量變量，測量惰性氣體的熱容量和壓差作為測量變量，它們用作對于質量流率和體積流率的量度，并且，將熱容量和壓差的測量值與熱容量和壓差的數(shù)個存儲值相比較，所述存儲值是與惰性氣體類型相關聯(lián)的，并且，顯示一種惰性氣體類型，對于這種惰性氣體類型而言，熱容量和壓差的分配值最接近于熱容量和壓差的測量值。
[0011]可以使用量熱式質量流量測量法以特別簡單并且低成本的方式測量惰性氣體的熱容量和/或質量流率。在這種熱流量計中，例如，在惰性氣體的路徑中對加熱元件進行加熱，并且，使用至少一個溫度傳感器檢測惰性氣體的熱傳輸。為此目的，也可以將傳感器集成在加熱元件中。在薄膜技術中，能夠以特別簡單并且節(jié)省空間的方式實現(xiàn)這種量熱式質量流率測量方法。相同地，也可以保持溫度恒定并且相應地測量電流和/或熱容量，以保持溫度恒定。
[0012]可以借助現(xiàn)有技術中已知的傳感器合適地在孔板上測量惰性氣體的壓差和/或體積流率。這里，借助作為惰性氣體在兩個位置上的壓力差的壓差來測量體積流率。也可以以相對簡單的方式并且以小的尺寸來實現(xiàn)這種測量方法。
[0013]如果比較惰性氣體的至少兩個測量變量的測量值和至少兩個測量變量的與數(shù)個惰性氣體類型相關聯(lián)的存儲值沒有產(chǎn)生明確的結果，并且相關聯(lián)的存儲值都與測量值具有同等的差距，則優(yōu)選顯示這兩種惰性氣體類型。然后，焊接操作員可以在顯示器上選擇與實際情況一致的惰性氣體類型，或者，如果需要，可以重復測量惰性氣體。
[0014]如果另外將惰性氣體的溫度作為惰性氣體的另一測量變量加以考慮，則可以對惰性氣體進行更加準確的確定。由于作為對于質量流率和體積流率的量度，惰性氣體的許多測量變量(特別是熱容量和壓差)取決于溫度，因此可以在檢測惰性氣體的溫度時相應地對此加以考慮，并且可以更加準確地測量惰性氣體的類型。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，無論何時惰性氣體的至少兩個測量變量的測量值之差超過所述至少兩個測量變量的與數(shù)個惰性氣體類型相關聯(lián)的存儲值的門限值，都希望發(fā)出警報。如果測量變量與存儲值相差太大并且比較的結果太不準確，則向焊接操作員或者直接向焊接機器人發(fā)送聲學警報或者光學警報，要求重復進行測量。
[0016]如果測量惰性氣體的流率和/或回流壓力并且檢測到?jīng)]有達到惰性氣體的流率和/或回流壓力的給定門限值，則可能會發(fā)出焊槍出現(xiàn)任何可能的污染的警報。原則上，可以直接在任何位置上對惰性氣體進行測量，或者間接地借助惰性氣體的壓力在任何位置上對惰性氣體進行測量。當實質上在焊槍內(nèi)進行測量時測量結果將會更加準確，因為是在最接近污染的位置進行的測量。但是，在從儲氣罐到焊槍的管線的合適位置上，在焊槍內(nèi)進行測量也是可行的，檢測并且評估回流壓力。關于這一點，在焊接工藝期間連續(xù)地進行測量也是有利的，從而能夠生成壓力柱狀圖并且得到有關污染的信息。
[0017]有利地，每當沒有達到惰性氣體的流率和/或回流壓力的調(diào)節(jié)門限值時，都自動地對焊槍進行清潔。例如，機器人能夠啟動清潔設備，并且可以以機械或磁力方式清洗掉焊槍(特別是焊槍的氣體噴嘴)上的任何雜質。
[0018]還能夠借助上述用于在使用焊槍進行的焊接工藝期間監(jiān)控惰性氣體的設備實現(xiàn)本發(fā)明的目的，其中，設置有至少一個用于測量惰性氣體的至少兩個測量變量的傳感器，并且，設置有用于存儲至少兩個測量變量的數(shù)個惰性氣體類型和與這些惰性氣體類型相關聯(lián)的數(shù)值的存儲器，設置有用于比較惰性氣體的測量值和與所述數(shù)個惰性氣體類型相關聯(lián)的存儲值的裝置，并且設置有用于顯示惰性氣體的顯示器，與所述惰性氣體相關聯(lián)的數(shù)值最接近于測量值。這種設備相對容易實現(xiàn)，特別是因為在任何情況下存在于焊接設備中的設備(例如控制設備)都可以用于此目的。關于監(jiān)控設備的其他優(yōu)點，請參見前面針對本方法的描述。為了測量至少兩個測量變量，可以使用能夠測量兩個測量變量的傳感器，或者也可以使用兩個用于在每種情況下測量惰性氣體的一個測量變量的傳感器。
[0019]如上所述，測量惰性氣體的熱容量和壓差作為測量變量是特別合適的。
[0020]關于這一點，優(yōu)選地，通過量熱式質量流率傳感器形成用于測量惰性氣體的熱容量和/或質量流率的傳感器，所述量熱式質量流率傳感器可以在薄膜技術中實現(xiàn)。
[0021]優(yōu)選地，通過至少一個壓差傳感器形成用于測量惰性氣體的壓差和/或體積流率的傳感器。
[0022]將焊接設備的顯示器設計成顯示兩種惰性氣體類型，與這兩種惰性氣體類型相關聯(lián)的惰性氣體的至少兩個測量變量的存儲值與惰性氣體的至少兩個測量變量的測量值具有同等的差距。如果惰性氣體的測量指紋恰好位于兩個存儲指紋中間，則這兩種惰性氣體類型都顯示在焊接設備的顯示器上并且焊接操作員進行選擇或者重復測量。