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CN116457130A - 用于控制焊接系统的网络及其方法 - Google Patents

用于控制焊接系统的网络及其方法 Download PDF

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CN116457130A
CN116457130A CN202180077356.3A CN202180077356A CN116457130A CN 116457130 A CN116457130 A CN 116457130A CN 202180077356 A CN202180077356 A CN 202180077356A CN 116457130 A CN116457130 A CN 116457130A
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China
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welding
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CN202180077356.3A
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蒂蒙·阿尔格里姆
克劳斯·罗森贝格尔
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Ersa GmbH
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Ersa GmbH
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Abstract

本发明涉及一种网络(10)以及一种用于操作网络的方法，该网络具有一个或多个设置于网络(10)中的焊接系统(12)，每个焊接系统包括：至少一个用于焊接电子部件的焊接设备(34)；用于向用户输出目标焊接信息(32)的用户界面(36)；以及用于确定实际焊接信息(39)的工具(38)；该网络具有至少一个用于输入和/或指定工作信息(26)的输入装置(14，16，18)，并且该网络具有控制单元(20)，该控制单元(20)被设计成：识别设置于网络(10)中的焊接系统(12)；根据取决于识别的焊接系统(12)的工作信息(26)生成具有目标焊接信息(32)的焊接任务(28)，并且将所述任务分配给相关的焊接系统(12)；并且采用相关的焊接系统(12)的相关联的目标焊接信息(32)来处理相关的焊接系统(12)的实际焊接信息(39)。

Description

用于控制焊接系统的网络及其方法
技术领域
本发明涉及一种具有一个或多个焊接系统的网络，一个或多个焊接系统设置于该网络中。每个单独的焊接系统包括焊接设备，用于焊接电子部件。例如，从EP 3 476 516 A1中已知，通过无线数据连接将多个焊接模块彼此连接成网络以形成焊接设备。
背景技术
US 6 624 388 B1公开了一种具有多个焊接系统和服务器的网络，服务器用于远程维护和更新焊接系统的软件。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有多个焊接系统的网络，利用这些焊接系统可以以简单的方式控制、监测和管理焊接过程。
该目的通过具有一个或多个焊接系统的网络来实现，一个或多个焊接系统设置于具有权利要求1的特征的网络中。
每个设置于网络中的焊接系统包括至少一个焊接设备，用于焊接电子部件。特别地，焊接设备可以设计为可手动操作的焊接设备，例如，设计为烙铁或自动或半自动的焊接设备(例如，再加工焊接台的加热头)。焊接台、再加工焊接系统或诸如焊接机器人的全自动操作系统适合作为焊接系统。
每个焊接系统包括用户界面，用于向相关焊接设备的用户输出目标焊接信息。特别地，目标焊接信息可以包括待调整的目标焊接参数和待使用的目标焊接用具。该网络可以这样设计：焊接系统根据焊接任务的规范或目标焊接信息至少部分自动地调整焊接设备，特别是在开始执行焊接任务时根据目标焊接温度来调整焊接温度。
此外，每个焊接系统包括用于确定实际焊接信息的工具，即特别是实际焊接温度和实际焊接用具，也即是说，在焊接过程中实际使用的焊接用具。用于确定实际焊接信息的工具还包括传感器以及数学函数和算法。
该网络还包括输入装置，用于输入和/或指定工作信息，即特别是关于哪些部件将根据哪些规范进行焊接的信息。用户界面也可以形成输入装置；然而，也可以根据用户界面远程配置输入装置。
此外，提供了控制单元，该控制单元被配置成识别设置于网络中的焊接系统，根据取决于识别的焊接系统的工作信息创建具有目标焊接信息的焊接任务，将所述任务分配给相关焊接系统，并且处理相关焊接系统的实际焊接信息与相关焊接系统的相关联的目标焊接信息，特别是将相关焊接系统的实际焊接信息与相关焊接系统的相关联的目标焊接信息进行比较。
该控制单元还可以被配置成识别设置于网络中的焊接系统，并且将相关的目标焊接信息根据识别的焊接系统而分配给所述焊接系统。
因此，该控制单元可以根据一个或多个识别的焊接系统的工作信息来创建具有目标焊接信息的焊接任务，并且将所述任务分配给相关的焊接系统。因此，控制单元辨别出哪个焊接系统适合于哪个焊接任务，并且将焊接任务分配给相关的焊接系统。此外，特别地，控制单元还注意到对单独的焊接系统的利用，从而可以将焊接任务分配给可用的或具有空闲容量的焊接系统。
这样的网络增加了生产并提高了生产力。可以提供电子部件的有效且功能可靠的焊接。
此外，控制单元有利地被配置成对焊接任务的目标焊接信息和被分配了焊接任务并执行该焊接任务的焊接系统的实际焊接信息进行数据评估，并且有利地被配置成在执行焊接任务期间或之后创建分配给焊接任务的数据报告。因此，从数据报告中可以理解，电子元件已经用哪个目标焊接信息和哪个实际焊接信息进行了焊接，这最终产生了完整的数据文档。在数据报告的基础上，可以提供全面的数据文档，从而验证焊接结果。
此外，如果控制单元被配置成使得数据评估将焊接任务的目标焊接信息与实际焊接信息进行比较，并且如果数据报告包括质量报告和/或基于此分配给焊接任务的工具使用情况报告，则是有利的。因此，焊接过程的质量可以通过质量报告而被评估。如果目标焊接信息至少大部分与实际焊接信息相匹配，则可以证明为良好或非常好的质量。实际焊接信息与目标焊接信息的偏差越大，焊接过程的质量就越低。
执行的焊接任务的数量和相关联的实际焊接信息也可以用于推断工具的磨损或消耗。特别地，工具可以是耐磨材料，如待使用的焊接头或耗材(如焊剂材料或焊料材料)。此外，工具可以是焊接设备的加热元件以加热焊接头，这些元件也受到热磨损。因此，在工具达到其使用寿命之前，可以基于工具使用情况报告及时生成信号，根据该信号要求用户更换相关工具。
控制单元进一步有利地被配置成使得其提供输入装置和/或用户界面的目标焊接信息、实际焊接信息和/或数据报告。示例性地，然后，可以在输入装置和/或用户界面上显示或输出目标焊接信息、实际焊接信息和/或数据报告。因此，相关用户可以获得关于已经执行的焊接任务和待处理的焊接任务的附加信息。
有利的是，目标焊接信息包括目标焊接温度，其中用于确定焊接温度的温度传感器接着被提供作为用于确定实际焊接信息的工具。此外，目标焊接信息可以包括限定的焊接用具的使用，其中，用于读取设置在焊接用具上并识别焊接用具的代码的读取装置然后被提供作为用于确定实际焊接信息的工具。因此，该代码可以特别地设置于焊接设备上，例如，设置在烙铁上、设置在焊接头上、设置在焊接工具上、或者还可以设置在焊剂上。然后，目标焊接用具特别包括待使用的焊接工具、待使用的焊剂和/或待使用的焊接头，其中，特别地，实际焊接用具接着包括使用过的焊接工具，使用过的焊剂和/或使用过的焊接头。可以在所有待使用的焊接用具上设置代码，代码可以通过读取装置而被读入。焊接对象和焊接作业也可以各自具有用于识别的可读代码。被读入的信息可用于数据评估。
特别地，代码可以是条形码或二维码(QR code)形式的二维的代码。此外，可以想到的是，该代码被设计为例如射频识别标签(RFID tag)等。
此外，可以想到的是，提供用于确定或输入相关焊接设备和/或相关用户的输入工具作为用于确定实际焊接信息的工具，并且数据报告包括该信息。其优点在于：完成了关于焊接设备和/或在网络中执行焊接任务的人的数据报告。
根据本发明，还可以想到的是，提供用于生成时间信息(如由焊接设备和/或用户执行焊接任务的开始时间、结束时间和/或时间段)的时间测量工具作为用于确定实际焊接信息的工具，并且数据报告包括时间信息。因此，数据报告可以读出执行焊接任务的时间以及执行焊接任务的时间有多长。
输入装置可以有利地被设计为固定终端、移动终端和/或制造执行系统(MES，manufacturing execution system)。例如，用户个人计算机(PC)可以被认为是固定终端。便携式电脑、笔记本电脑、平板电脑或智能手机可以用作移动终端。MES可以被配置成覆盖网络并将相应的待处理的焊接任务和/或已完成的焊接任务馈送至网络中。
此外，已经发现，如果用户界面被配置成向用户输出用于执行焊接任务的指示和/或状态信息(主要是实际焊接信息)，则是有利的。因此，用户界面允许用户获得有用的信息、特别是关于由此而待进行的焊接过程的信息。例如，它们可以指出目标焊接温度，特别是在实际焊接温度偏离目标焊接温度的情况下。还可以想到的是，它们指出特定于部件的特殊特征，用于最佳地执行焊接任务。此外，可以输出关于焊接设备的相关状态的状态信息或实际焊接信息。例如，可以以预定的间隔向用户通知状态信息，如焊接温度、焊接持续时间等。
用户界面可以提供双向通信，其中，控制单元接着被配置成使得用户可以将指示和/或问题引导至焊接系统，并且控制单元提供反馈和/或生成通过用户界面输出的响应。这增加了过程可靠性，因为每当用户在执行焊接任务期间不确定时，他们可以参考指示并直接向焊接系统提出问题。
如果用户界面被配置为语音输入装置和/或语音输出装置，和/或如果用户界面被设计为集成至焊接设备中的手势输入装置，则是有利的。提供语音输入装置和语音输出装置的优点在于：用户可以在焊接过程中进行通信，而无需放下焊接设备。然后，用户接收用于执行焊接任务的语音指示。手势输入装置的优点在于：用户可以通过预先确定的手势与焊接设备进行通信。当然，可以想到的是，除了其他装置之外，用户界面还可以被设计为显示器或包括显示器。
根据本发明，还可以想到的是，输入装置可以由用户界面形成。输入装置和用户界面可以由诸如便携式电脑、笔记本电脑、智能手机或平板电脑之类的移动终端形成。然而，输入装置也可以与用户界面分开并被远程布置。特别是当输入装置为MES时，这与用户界面并不完全相同。
控制单元还可以被设计和配置成根据多个焊接方法形成焊接任务。优选地，焊接任务主要限定需要做什么，其中焊接方法限定结合相关焊接系统具体应该做什么。因此，焊接任务可以由多个焊接方法组成。
该网络可以包括不同的工作区域，其中焊接系统被分配给不同的工作区域。一组焊接系统可以形成一个工作区域。
上述目的还通过用于操作特别是根据本发明的网络的方法来实现，其特征在于，识别网络中设置的焊接系统，根据一个或多个识别的焊接系统的工作信息创建具有目标焊接信息的焊接任务，并且将其分配给相关的焊接系统，对焊接任务的目标焊接信息和焊接系统的实际焊接信息进行数据评估，确定哪个系统被分配焊接任务以及哪个系统执行焊接任务，并且在执行焊接任务期间或之后创建分配给焊接任务的数据报告。该方法还可以利用描述于根据本发明的网络的特征来操作。
本发明的进一步细节和有利实施例可以在以下描述中找到，利用这些描述更详细地描述和解释本发明的示例性实施例。
附图说明
在附图中：
图1示出了根据本发明的网络的系统性表示；和
图2示出了根据本发明的网络中的信息流的更详细的表示。
具体实施方式
图1示出了网络10，其中设置了多个焊接系统12。每个焊接系统12包括至少一个焊接设备，用于焊接电子部件。图1示出了三个不同的输入装置14、16、18，其中输入装置14可以是固定终端，如PC。输入装置16可以是移动终端，例如，平板电脑。输入装置18可以是制造执行系统(MES)。
控制单元20设置于输入装置14、16、18和焊接系统12之间。控制单元20可以由通过相应软件托管或操作的服务器形成。控制单元20或相关联的服务器可以是独立的系统。然而，可以想到的是，控制单元20还集成于输入装置14、16、18中的一个或焊接系统12中。
控制单元20被配置成识别存在于网络10中的焊接系统12。控制单元20进一步被配置成处理来自输入装置14、16、18的工作信息，创建具有用于焊接系统12的目标焊接信息的焊接任务，并且将所述任务分配给单独的焊接系统12。
然后，可以使用焊接系统12或使用焊接系统12的焊接设备来执行焊接任务。焊接系统12还包括用于确定实际焊接信息的工具。这些用于确定实际焊接信息的工具在执行焊接任务时确定了实际焊接信息。
控制单元20还被配置成对焊接任务的目标焊接信息和被分配了相关焊接任务并随后执行相关焊接任务的焊接系统12的实际焊接信息进行数据评估。根据数据评估，可以在执行焊接任务期间或之后创建分配给焊接任务的数据报告。
输入装置14、16、18的工作信息可以独立于焊接系统12；在每种情况下，控制单元20将该工作信息或产生的焊接任务分配给合适的焊接系统12。焊接系统12可以依次将其实际焊接信息持续地传达至控制单元20。实际焊接信息可以经由所选择的输入装置14、16、18显示给操作者，和/或显示于用户界面14、16上。
图2示出了根据本发明的网络的扩展的图式表征，其中对应于图1的部件在图2中用相应的参考号来标识。
也可以用作用户界面的输入装置14、16还用于用户22输入和/或指定工作信息。
焊接系统12被分配给工作区域24。控制单元20识别网络10中设置的焊接系统12或其工作区域24，并且将其虚拟地描述为工作区域24’和焊接系统12’。
由输入装置14、16、18指定的工作信息26被馈送至控制单元20。根据工作信息26和识别的焊接系统12为相关的焊接系统12创建焊接任务28，这些任务限定了必须做什么以及必须如何做某事。然后，对用户22的具体操作指示被限定为焊接方法30。然后，焊接任务28或焊接方法30生成目标焊接信息32，该目标焊接信息32特别包含目标焊接参数和目标焊接用具，用户将使用其执行焊接任务。然后，将目标焊接信息32输出至焊接系统12上或焊接系统12的用户界面36上，并且因此引起用户22的注意。因此，焊接系统12以及用户22接收执行焊接任务28所需的所有的目标焊接信息。特别地，可以指定待使用哪个焊接温度、待使用哪个焊接头、待使用哪个焊剂以及待使用哪个焊接工具。此外，可以指定在什么位置处焊接哪个部件。
每个焊接系统12包括至少一个用于焊接电子部件的焊接设备34，用于向用户22输出实际焊接信息39和目标焊接信息32的用户界面36，以及用于确定实际焊接信息39的工具38。实际焊接信息39包括实际焊接参数(即实际焊接参数)和实际使用的焊接用具(即实际焊接用具)。在开始执行任务28时，可以基于例如来自焊接系统12的目标焊接信息32将焊接设备34自动调整至预先确定的焊接温度。
因此，用户22通过用户界面36接收特定的操作指示，即用于执行焊接任务28的目标焊接信息32。在这种情况下，焊接系统12可以根据目标焊接信息32的规范自动调整焊接设备34。当用户22正在执行焊接任务28时，利用工具38来确定实际焊接信息39。实际焊接信息39被传达至控制单元20。控制单元20对目标焊接信息32和使用工具38生成的实际焊接信息39进行数据评估40，其中数据报告42是根据数据评估40创建的。
为了识别所使用的焊接用具44，提供了读取装置46，通过该读取装置46可以读取设置在焊接用具上的代码，即设置在焊接头、焊剂和/或焊料上的代码。读取装置46可以是焊接系统12的一部分，并且特别是由用于确定实际焊接信息的工具形成。利用读取装置46读入的实际用具48可用于控制单元20，以便最终根据这些实际用具创建数据评估40和数据报告42。
特别地，数据报告42可以被提供给用户界面36或输入装置14、16和MES，或者可以在那里被进一步处理和/或输出。
通过用于确定实际焊接信息的工具38，还可以特别地输入用户22的用户标识，从而可以理解最终是哪个人完成了焊接任务28。
此外，可以根据数据报告42创建质量报告和工具使用情况报告。在质量报告中，尤其可以使用实际焊接信息39来评估目标焊接信息32，其中实际焊接信息32与目标焊接信息39的较大偏差表明焊接过程质量较低。特别地，实际焊接信息39可以用于推断使用焊接用具44的持续时间和方式，由此可以导出工具使用情况报告。在达到临界使用极限或临界磨损之前，可以想到的是，通过用户界面36请求用户22更换相应的部件或焊接用具。
用于确定实际焊接信息39的工具38可以包括各种工具，特别是用于确定焊接温度的温度传感器，用于确定相关用户的输入工具，用于生成诸如用于执行焊接任务的开始时间、结束时间和时间段的时间信息的时间测量工具。
特别地，用户界面36可以被设计为语音输入装置和语音输出装置。然后，用户22可以获得用于执行焊接任务28的语音指示。用户界面36还可以提供用于输出进一步的信息的显示器。用户界面36的设计进一步使得用户22可以将指示或问题引导至焊接系统12，并且使得控制单元20或网络10提供反馈或生成输出于相关的用户界面36上的响应。
因此，可以对焊接过程进行定性评估。因此，可以通过创建数据报告来记录整个焊接过程以及相关联的焊接参数和焊接用具。特别地，当实际焊接信息39显著偏离目标焊接信息32时，还可以以回顾的方式识别有缺陷的焊接过程。此外，可以通过控制单元20集中管理多个焊接系统12和相关联的工作区域24。最后，可以使用数据报告42来确定焊接质量。总体而言，由此可以确保质量，并且可以提高质量。通过记录用户22、焊接系统12、相关联的工作区域24、使用过的用具44、实际的焊接信息39和焊接任务28以及相关联的方法40，可以最终证明实际执行相关焊接任务28的条件。从而可以实现较高的质量保证和质量改进。

Claims (18)

1.一种具有多个焊接系统(12)的网络(10)，所述焊接系统(12)设置于所述网络(10)中，
每个所述焊接系统(12)包括至少一个焊接设备(34)，用于焊接电子部件，
每个所述焊接系统(12)包括用户界面(36)，用于向用户(22)输出目标焊接信息(32)，并且
每个所述焊接系统(12)包括工具(38)，用于确定实际焊接信息(39)，
所述网络(10)具有至少一个输入装置(14，16，18)，用于输入和/或指定工作信息(26)，并且具有控制单元(20)，所述控制单元(20)被设计成：
识别设置于所述网络(10)中的焊接系统(12)；
根据取决于识别的焊接系统(12)的所述工作信息(26)来创建具有目标焊接信息(32)的焊接任务(28)，并且将所述焊接任务(28)分配给相关的焊接系统(12)；并且
采用所述相关的焊接系统(12)的相关联的目标焊接信息(32)来处理所述相关的焊接系统(12)的所述实际焊接信息(39)。
2.根据权利要求1所述的网络(10)，其特征在于，所述控制单元(20)还被配置成对焊接任务(28)的所述目标焊接信息(32)和所述焊接系统(12)的所述实际焊接信息(39)进行数据评估(40)，所述焊接任务(28)被分配给所述焊接系统(12)，并且所述焊接系统(12)执行所述焊接任务(28)。
3.根据权利要求1或2所述的网络(10)，其特征在于，所述控制单元(20)还被配置成在执行所述焊接任务(28)期间或之后创建分配给所述焊接任务(28)的数据报告(42)。
4.根据权利要求2或3所述的网络(10)，其特征在于，所述控制单元(20)还被配置成使得所述数据评估(40)包括将焊接任务(28)的所述目标焊接信息(32)与所述实际焊接信息(39)进行比较，并且其中，所述数据报告(42)包括质量报告和/或基于所述质量报告分配给焊接任务FP230370DE
(28)的工具使用情况报告。
5.根据前述权利要求中任一项所述的网络(10)，其特征在于，所述控制单元(20)还被配置成使得所述控制单元(20)提供所述输入装置(14，16，18)和/或所述用户界面(36)的所述目标焊接信息(32)、所述实际焊接信息(39)和/或所述数据报告(42)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的网络(10)，其特征在于，所述目标焊接信息(32)包括目标焊接温度，并且其中，提供用于确定所述焊接温度的温度传感器作为用于确定所述实际焊接信息(39)的工具(38)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的网络(10)，其特征在于，所述目标焊接信息(32)包括限定的目标焊接用具的使用，并且其中，提供用于读取设置于焊接用具(44)上并识别实际焊接用具的代码的读取装置(46)作为用于确定所述实际焊接信息(39)的工具(38)。
8.根据权利要求7所述的网络(10)，其特征在于，所述目标焊接用具包括待使用的焊接工具、待使用的焊剂和/或待使用的焊接头，并且其中，所述实际焊接用具包括使用过的焊接工具、使用过的焊剂、和/或使用过的焊接头。
9.根据前述权利要求中任一项所述的网络(10)，其特征在于，提供用于确定或输入相关的用户(22)的输入工具作为用于确定实际焊接信息(39)的工具(38)，并且其中，所述数据报告(42)包括所述用户(22)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的网络(10)，其特征在于，提供用于生成诸如由所述用户(22)执行焊接任务(28)的开始时间、结束时间和/或时间段的时间信息的时间测量工具作为用于确定实际焊接信息(39)的工具(38)，并且其中，所述数据报告(42)包括所述时间信息。
11.根据前述权利要求中任一项所述的网络(10)，其特征在于，所述输入装置(14，16，18)被设计为固定终端、移动终端和/或制造执行系统(MES)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的网络(10)，其特征在于，所述用户界面(36)被配置成向所述用户(22)输出用于执行所述焊接任务(28)和/或实际焊接信息(39)的指示。
13.根据前述权利要求中任一项所述的网络(10)，其特征在于，所述用户界面(36)提供双向通信，并且其中，所述控制单元(20)被配置成使得所述用户(22)能够将指示和/或问题引导至所述焊接系统(12)，并且其中，所述控制单元(20)提供反馈和/或生成通过所述用户界面(36)输出的响应。
14.根据前述权利要求中任一项所述的网络(10)，其特征在于，所述用户界面(36)被配置为语音输入装置和/或语音输出装置，和/或其中，所述用户界面(36)被设计为集成至所述焊接设备(34)中的手势输入装置。
15.根据前述权利要求中任一项所述的网络(10)，其特征在于，所述输入装置(14，16，18)由所述用户界面(36)形成。
16.根据前述权利要求中任一项所述的网络(10)，其特征在于，所述控制单元(20)还被配置成根据多个焊接方法(30)形成所述焊接任务(28)。
17.根据前述权利要求中任一项所述的网络(10)，其特征在于，所述网络(10)包括不同的工作区域(24)，并且其中，相应的焊接系统(12)被分配给不同的工作区域(24)。
18.一种用于操作网络(10)、特别是根据前述权利要求中任一项所述的网络(10)的方法，其特征在于，
识别设置于所述网络(10)中的焊接系统(12)，或者
根据一个或多个识别的焊接系统(12)的工作信息(26)创建具有目标焊接信息(32)的焊接任务(28)，并且将所述焊接任务(28)分配给相关的焊接系统(12)，并且
对焊接任务(28)的目标焊接信息(32)和所述焊接系统(12)的实际焊接信息(39)进行数据评估，确定哪个系统被分配所述焊接任务(28)以及哪个系统执行所述焊接任务(28)，并且在执行所述焊接任务(28)期间或之后创建分配给所述焊接任务(28)的数据报告(42)。
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