在焊接和切割中提供模式识别和数据分析的系统和方法.pdf

《在焊接和切割中提供模式识别和数据分析的系统和方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《在焊接和切割中提供模式识别和数据分析的系统和方法.pdf（26页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010088172.4 (22)申请日 2020.02.12 (30)优先权数据 16/278,232 2019.02.18 US (71)申请人 林肯环球股份有限公司 地址 美国加利福尼亚州 (72)发明人 JA丹尼尔 (74)专利代理机构 北京安信方达知识产权代理 有限公司 11262 代理人 陆建萍杨明钊 (51)Int.Cl. B23K 10/00(2006.01) B23K 10/02(2006.01) (54)发明名称 在焊接和切割中提供模式识别和数据分析 的系。

2、统和方法 (57)摘要 披露了在焊接和切割中提供模式识别和数 据分析的系统和方法的实施例。 在一个实施例 中， 系统包括服务器计算机和连接到所述服务器 计算机的数据存储器。 所述服务器计算机通过计 算机网络从焊接系统接收焊接数据， 所述焊接数 据包括核心焊接数据和非核心焊接数据， 所述焊 接系统用于生成多个焊缝以产生同一类型零件 的多个实例。 所述服务器计算机对所述焊接数据 执行分析， 以对所述多个焊缝中的相同的单独焊 缝进行标识和分组， 而不依赖于作为所述分析的 一部分的焊接轮廓标识号。 一组相同的单独焊缝 与同一类型零件的所述多个实例上的同一焊缝 位置相对应。 所述数据存储器从所述服务器计。

3、算 机接收所述焊接数据， 并将所述焊接数据数字地 存储为被标识的和被分组的。 权利要求书2页 说明书15页 附图8页 CN 111570983 A 2020.08.25 CN 111570983 A 1.一种用于焊接生产监控和数据分析的系统， 所述系统包括： 至少一个服务器计算机， 所述至少一个服务器计算机具有分析部件； 以及 至少一个数据存储器， 所述至少一个数据存储器能操作地连接到所述至少一个服务器 计算机； 其中， 所述至少一个服务器计算机被配置为： 通过计算机网络从多个焊接系统接收焊接数据， 所述焊接数据包括核心焊接数据和非 核心焊接数据， 所述多个焊接系统能操作地连接到所述计算机网络。

4、并用于生成多个焊缝以 产生同一类型零件的多个实例， 其中， 所述焊接数据与所述多个焊缝相对应， 以及 对所述焊接数据执行分析， 以对所述多个焊缝中的相同的单独焊缝进行标识和分组， 而不依赖于作为所述分析的一部分的从所述多个焊接系统接收到的焊接轮廓标识号， 其 中， 一组相同的单独焊缝与同一类型零件的所述多个实例上的同一焊缝位置相对应， 并且 其中， 所述至少一个数据存储器被配置为： 从所述服务器计算机接收与相同的单独焊 缝中的每个单独焊缝相对应的焊接数据； 以及将所述焊接数据数字地存储为被标识的和被 分组的。 2.如权利要求1所述的系统， 其中， 所述分析是聚类分析。 3.如权利要求1所述的系。

5、统， 其中， 所述系统远离所述多个焊接系统定位。 4.如权利要求1所述的系统， 其中， 所述核心焊接数据包括与以下各项中的至少一项相 关的数据： 焊接输出电压、 焊接输出电流、 焊丝给送速度、 电弧长度、 伸出度、 接触尖端到工 件距离(CTWD)、 工作角度、 行进角度、 行进速度、 气体流速、 焊接工具的焊接运动、 焊丝类型、 使用的焊丝量和沉积速率。 5.如权利要求1所述的系统， 其中， 所述非核心焊接数据包括与空闲前时间相关的数 据， 所述空闲前时间是在同一类型零件的所述多个实例上开始焊接之前的空闲时间。 6.如权利要求1所述的系统， 其中， 所述非核心焊接数据包括与焊接工具在同一类型。

6、零 件的所述多个实例上的连续焊缝之间的非焊接运动相关的数据。 7.如权利要求1所述的系统， 其中， 所述非核心焊接数据包括与在生成所述多个焊缝中 的每个焊缝之后同一类型零件的所述多个实例的温度相关的数据。 8.如权利要求1所述的系统， 其中， 所述多个焊缝由所述多个焊接系统以机器人形式生 成。 9.如权利要求1所述的系统， 其中， 所述多个焊缝由人操作者使用所述多个焊接系统手 动地生成或半自动地生成。 10.如权利要求1所述的系统， 其中， 所述至少一个服务器计算机和所述至少一个数据 存储器被配置作为数据库系统， 能够由能操作地连接到所述计算机网络的客户端计算机针 对如所存储的焊接数据来查询所。

7、述数据库系统。 11.一种用于金属切割生产监控和数据分析的系统， 所述系统包括： 至少一个服务器计算机， 所述至少一个服务器计算机具有分析部件； 以及 至少一个数据存储器， 所述至少一个数据存储器能操作地连接到所述至少一个服务器 计算机； 其中， 所述至少一个服务器计算机被配置为： 通过计算机网络从多个金属切割系统接收切割数据， 所述切割数据包括核心切割数据 权利要求书 1/2 页 2 CN 111570983 A 2 和非核心切割数据， 所述多个金属切割系统能操作地连接到所述计算机网络并用于生成多 个切口以产生同一类型零件的多个实例， 其中， 所述切割数据与所述多个切口相对应， 以及 对所述。

8、切割数据执行分析， 以对所述多个切口中的相同的单独切口进行标识和分组， 而不依赖于作为所述分析的一部分的从所述多个金属切割系统接收到的切割轮廓标识号， 其中， 一组相同的单独切口与同一类型零件的所述多个实例上的同一切口位置相对应， 并 且 其中， 所述至少一个数据存储器被配置为： 从所述服务器计算机接收与相同的单独切 口中的每个单独切口相对应的切割数据； 以及将所述切割数据数字地存储为被标识的和被 分组的。 12.如权利要求11所述的系统， 其中， 所述分析是聚类分析。 13.如权利要求11所述的系统， 其中， 所述系统远离所述多个切割系统定位。 14.如权利要求11所述的系统， 其中， 所述。

9、核心切割数据包括与以下各项中的至少一项 相关的数据： 电弧电压、 切割电流、 各气体压力、 各气体流速、 初始刺穿高度、 所述切割工具 的工作角度、 所述切割工具的行进角度、 所述切割工具的切割速度、 工具到工件的距离以及 所述切割工具的切割运动。 15.如权利要求11所述的系统， 其中， 所述非核心切割数据包括与空闲前时间相关的数 据， 所述空闲前时间是在同一类型零件的所述多个实例上开始切割之前的空闲时间。 16.如权利要求11所述的系统， 其中， 所述非核心切割数据包括与切割工具在同一类型 零件的所述多个实例上的连续切口之间的非切割运动相关的数据。 17.如权利要求11所述的系统， 其中，。

10、 所述非核心切割数据包括与在生成所述多个切口 中的每个切口之后同一类型零件的所述多个实例的温度相关的数据。 18.如权利要求11所述的系统， 其中， 所述多个切口由所述多个金属切割系统以机器人 形式生成。 19.如权利要求11所述的系统， 其中， 所述多个切口由人操作者使用所述多个金属切割 系统生成。 20.如权利要求11所述的系统， 其中， 所述至少一个服务器计算机和所述至少一个数据 存储器被配置作为数据库系统， 能够由能操作地连接到所述计算机网络的客户端计算机针 对如所存储的切割数据来查询所述数据库系统。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111570983 A 3 在焊接和切割中提供模式。

11、识别和数据分析的系统和方法 技术领域 0001 本发明的实施例涉及与焊接和切割相关的系统和方法， 并且更具体地涉及在焊接 和切割中提供模式识别和数据分析的系统和方法。 背景技术 0002 在竞争性的全球经济中， 效率在车间层占主导地位， 尤其是就设备整体效率而论。 经营良好的制造车间关于保持成本受控制已经变得越来越警惕， 同时在生产周期的所有方 面努力达到更高的生产力和质量水平。 焊接和切割操作也不例外。 0003 任何焊接或切割工艺改进都需要基准测试和测量成功的能力。 期望在不增加成本 的情况下提高生产力。 虽然一些人求助于如使实际工艺流线化的自动化方法和其他方法的 这类工具， 但允许对生产。

12、力和吞吐量进行评估和分析的更简单的工具可以对公司的成本具 有巨大影响。 0004 焊接和切割工业可以利用监控工具， 这些监控工具使得任何联网的焊接或切割电 源能够传输其性能数据。 这些系统可以追踪度量并且提供下至由具体操作者在某次移动期 间对特定焊机或切割机执行的单次焊接或切割的水平的分析， 以便确立生产力基准、 支持 检修能力等等。 0005 在过去的十来年时间里， 解决方案一直发展， 以帮助生产车间(fab shop)和制造 商基于其需求和核心技术、 以一种将详细视图递送到焊接或切割生产环境中的方式来开发 定制的追踪解决方案。 虽然这些程序中的最早程序在链接到特定电源的PC上运行并且没有 。

13、远程追踪能力， 但现今的一些系统已经扩展到有限桌面环境之外， 并自动将数据移动到 “云” 中。 这使得在几乎任何装置(无论它是膝上型计算机、 智能手机还是或其他平 板电脑)上从全球任何地方进行全天候生产监控的概念成为功能现实。 0006 生产监控允许任何组织级别的用户查看关于每个焊机或切割机的相关实况信息 并以高粒度级别分析性能。 这些系统还有助于组织在生产线中的任何站点上追踪预防性维 护活动和红旗焊接或切割相关问题， 从而允许工程师在问题发生之前将其阻止。 0007 虽然生产监控解决方案最初被设计为仅关注生产度量， 但用户对记录保留和其他 质量评定支持的需求在增长并开始扩展这些系统的功能。 。

14、监控技术本身在持续发展， 以包 括对质量度量的关注。 现在， 质量追踪是任何良好的生产监控系统的特点。 新工具可以可靠 地评估在每个站点处创建的焊缝， 并且虽然并不意图代替实际的质量保证测试方法， 但它 们提供了基准测试， 该基准测试反映零件将合格与否的很大概率。 0008 但是， 这并不是过去几年中这些系统中唯一明显的发展。 随着在多个地点都有设 施的较大型公司采纳技术以及普遍的移动通信手段的增长， 用户开始需要对用户甚至更加 友好的某种东西， 从而使得他们不仅能够在本地而且也能够在全球、 从路上即时或在工厂 的焊接或切割站点处从任何装置访问数据， 而不依赖于公司自己的计算机服务器和内联网 。

15、访问。 0009 此外， 当尝试使用高级机器学习(ML)算法分析收集的焊接或切割数据时， 在对单 说明书 1/15 页 4 CN 111570983 A 4 独焊缝或切口的数据进行聚类时存在高的难度。 这是困难的， 因为从可追溯性的观点来看， 焊接或切割数据常常未被标记。 数据的来源是已知的， 并且通常一种零件类型的零件号码 易于记录， 但是对零件上发生的焊接或切割的单独标识常常是未知的/未被标记的。 另外， 从聚类的观点来看， 若干焊缝(或切口)可以容易地重叠， 因为数据参数类似， 但是需要将这 些焊缝(或切口)分配到不同的簇中。 0010 焊接信息的数据收集存在于已使用了10多年的Linc。

16、oln Electric CheckPointTM 项目中。 此系统具有选择和定义焊接轮廓的能力， 这些焊接轮廓用于唯一地标识特定零件 上的焊缝。 然而， 存在焊接轮廓标识号在不知不觉中被重复使用的风险； 这将错误地对不同 批次的焊缝记录(针对不同类型的焊缝的焊接数据)进行分组。 错误的标识将导致缺陷检 测、 可追溯性以及对用于分析的数据进行分组的附加问题。 在另一个示例中， 可以不定义焊 接轮廓标识号， 或者可以仅由系统控制器部分地定义焊接轮廓标识号； 这再次导致缺陷检 测、 可追溯性和对数据进行分组的问题。 发明内容 0011 本发明的实施例包括与焊接和切割相关的系统和方法， 并且更具体地。

17、涉及在焊接 和切割中提供模式识别和数据分析的系统和方法。 0012 在一个实施例中， 提供了一种用于焊接生产监控和数据分析的系统。 所述系统包 括： 至少一个服务器计算机， 所述至少一个服务器计算机具有分析部件； 以及至少一个数据 存储器， 所述至少一个数据存储器能操作地连接到所述至少一个服务器计算机。 所述服务 器计算机被配置为通过计算机网络从多个焊接系统接收焊接数据， 所述焊接数据包括核心 焊接数据和非核心焊接数据， 所述多个焊接系统能操作地连接到所述计算机网络并用于生 成多个焊缝以产生同一类型零件的多个实例， 其中所述焊接数据与所述多个焊缝相对应。 所述服务器计算机还被配置为对所述焊接数。

18、据执行分析， 以对所述多个焊缝中的相同的单 独焊缝进行标识和分组， 而不依赖于作为所述分析的一部分的从所述多个焊接系统接收到 的焊接轮廓标识号。 一组相同的单独焊缝与同一类型零件的所述多个实例上的同一焊缝位 置相对应。 所述数据存储器被配置为： 从所述服务器计算机接收与相同的单独焊缝中的每 个单独焊缝相对应的焊接数据； 以及将所述焊接数据数字地存储为被标识的和被分组的。 在一个实施例中， 所述分析是聚类分析。 在一个实施例中， 所述系统远离所述多个焊接系统 定位。 在一个实施例中， 所述核心焊接数据包括与以下各项中的至少一项相关的数据： 焊接 输出电压、 焊接输出电流、 焊丝给送速度、 电弧长。

19、度、 伸出度、 接触尖端到工件距离(CTWD)、 工作角度、 行进角度、 行进速度、 气体流速、 焊接工具的焊接运动、 焊丝类型、 使用的焊丝量 和沉积速率。 在一个实施例中， 所述非核心焊接数据包括与空闲前时间(即， 在开始焊接之 前的空闲时间)相关的数据。 在一个实施例中， 所述非核心焊接数据包括与焊接工具(炬 (torch)在同一类型零件的所述多个实例上的连续焊缝之间的非焊接运动相关的数据。 在 一个实施例中， 所述非核心焊接数据包括与在生成所述多个焊缝中的每个焊缝之后同一类 型零件的所述多个实例的温度相关的数据。 在一个实施例中， 所述非核心焊接数据包括与 时间、 日(day)和日期(。

20、例如， 何时生成焊缝)中的一者或多者相关的数据。 在一个实施例中， 所述多个焊缝由所述多个焊接系统以机器人形式生成。 在一个实施例中， 所述多个焊缝由 人操作者使用所述多个焊接系统生成。 在一个实施例中， 所述服务器计算机和所述数据存 说明书 2/15 页 5 CN 111570983 A 5 储器被配置作为数据库系统， 能够由能操作地连接到所述计算机网络的客户端计算机针对 如所存储的焊接数据来查询所述数据库系统。 0013 在一个实施例中， 提供了一种用于金属切割生产监控和数据分析的系统。 所述系 统包括： 至少一个服务器计算机， 所述至少一个服务器计算机具有分析部件； 以及至少一个 数据存。

21、储器， 所述至少一个数据存储器能操作地连接到所述至少一个服务器计算机。 所述 服务器计算机被配置为通过计算机网络从多个金属切割系统接收切割数据， 所述切割数据 包括核心切割数据和非核心切割数据， 所述多个金属切割系统能操作地连接到所述计算机 网络并用于生成多个切口以产生同一类型零件的多个实例， 其中， 所述切割数据与所述多 个切口相对应。 所述服务器计算机还被配置为对所述切割数据执行分析， 以对所述多个切 口中的相同的单独切口进行标识和分组， 而不依赖于作为所述分析的一部分的从所述多个 金属切割系统接收到的切割轮廓标识号。 一组相同的单独切口与同一类型零件的所述多个 实例上的同一切口位置相对应。

22、。 所述数据存储器被配置为： 从所述服务器计算机接收与相 同的单独切口中的每个单独切口相对应的切割数据； 以及将所述切割数据数字地存储为被 标识的和被分组的。 在一个实施例中， 所述分析是聚类分析。 在一个实施例中， 所述系统远 离所述多个金属切割系统定位。 在一个实施例中， 所述核心切割数据包括与以下各项中的 至少一项相关的数据： 电弧电压、 切割电流、 各气体压力、 各气体流速、 初始刺穿高度、 所述 切割工具的工作角度、 所述切割工具的行进角度、 所述切割工具的切割速度、 工具到工件的 距离以及所述切割工具的切割运动。 在一个实施例中， 所述非核心切割数据包括与空闲前 时间(即， 在开始。

23、切割之前的空闲时间)相关的数据。 在一个实施例中， 所述非核心切割数据 包括与切割工具(炬)在同一类型零件的所述多个实例上的连续切口之间的非切割运动相 关的数据。 在一个实施例中， 所述非核心切割数据包括与在生成所述多个切口中的每个切 口之后同一类型零件的所述多个实例的温度相关的数据。 在一个实施例中， 所述非核心切 割数据包括与时间、 日和日期(例如， 何时生成切口)中的一者或多者相关的数据。 在一个实 施例中， 所述多个切口由所述多个金属切割系统以机器人形式生成。 在一个实施例中， 所述 多个切口由人操作者使用所述多个金属切割系统生成。 在一个实施例中， 所述至少一个服 务器计算机和所述至。

24、少一个数据存储器被配置作为数据库系统， 能够由能操作地连接到所 述计算机网络的客户端计算机针对如所存储的切割数据来查询所述数据库系统。 0014 根据以下对示例性实施例的详细描述、 根据权利要求并且根据附图， 总体的发明 构思的许多方面将变得容易显而易见。 附图说明 0015 并入本说明书中并构成本说明书一部分的附图展示了本披露内容的不同实施例。 应了解的是， 附图中展示的元件边界(例如， 框、 框组、 或者其他形状)表示边界的一个实施 例。 在一些实施例中， 一个元件可以被设计成多个元件或者多个元件可以被设计成一个元 件。 在一些实施例中， 作为一个元件的内部部件而示出的另一个元件可以被实现。

25、为外部部 件， 反之亦然。 此外， 元件可以不是按比例绘制的。 0016 图1展示了系统架构的第一实施例， 该系统架构具有例如位于云中、 远离多个焊接 系统和客户端计算机的系统(服务器计算机和数据存储器)； 0017 图2展示了图1的系统架构的焊接系统的一个示例实施例的示意性框图； 说明书 3/15 页 6 CN 111570983 A 6 0018 图3展示了系统架构的第二实施例， 该系统架构具有例如位于云中、 远离多个金属 切割系统和客户端计算机的系统(服务器计算机和数据存储器)； 0019 图4展示了图3的系统架构的金属切割系统的一个示例实施例的示意性框图； 0020 图5展示了图1或图。

26、3的服务器计算机的一个示例实施例， 其强调硬件架构； 0021 图6展示了图1和图3的系统的一个示例实施例， 其强调服务器计算机的功能部件 架构； 0022 图7是用以使用例如图1、 图3或图6中的系统对与相同的单独焊缝(或切口)相对应 的焊接(或切割)数据进行标识和分组的方法的一个实施例的流程图； 并且 0023 图8A和图8B分别展示了提供了图7的方法的示例的零件和表格。 具体实施方式 0024 代替使生产监控解决方案托管在公司位置处的服务器上的做法是， 可以在云中实 施本发明的一些实施例， 其中将数据上载到为每个客户提供离散数据库的中央服务器。 然 而， 可以不在云中照此实施其他实施例。。

27、 云中的生产监控递送了永久连接， 其中数据例行地 从公司的焊接或切割电源向上流到安全的数据中心， 并且向下流到任何装置(例如， 经由台 式PC或膝上型电脑上的常见互联网浏览器， 或经由智能手机或平板电脑上的移动应用程 序)。 0025 基于云的生产监控提供了胜过先前的VPN平台的巨大优势(尤其是对于具有多个 位置的公司而言)， 这通过提供一种简单的方式将来自这些位置的数据累积到可以从任何 地方访问的易于访问的中央数据库中实现。 0026 用于手持式装置的移动就绪应用程序进一步简化了信息搜集和查阅。 通过云运行 的这些专用的应用程序仅提供用户希望在其指尖看到的信息。 虽然用户不太可能希望尝试 在。

28、上创建详细的报告， 但很可能的是， 生产线经理可能希望在身处工作站处的车 间中时或者在他不在现场的数小时之后查看特定机器的输出以解决问题。 通过移动应用程 序， 他可以得到他需要的相关信息， 而不束缚于台式电脑。 由于不再需要现场服务器， 因此 从云进行监控还消除了投资IT人力和设备的需要。 无需现场软件安装。 在云服务器处自动 处理软件维护和升级。 0027 在一个实施例中， 用户可以简单地经由以太网连接焊机或切割机， 并用唯一登录 名和安全密码登录。 设置以后， 用户可以登录并开始追踪系统中的任何焊机或切割机上的 焊接性能数据， 所有这些焊机或切割机均由其唯一序列号标识。 它基本上是使用互。

29、联网连 接即插即用的。 0028 一旦在线， 焊接或切割电源就起始与服务器的通信， 从而以周期性间隔将数据分 组发送到云数据库。 多亏了序列号追踪， 才可以在云中解决设施中或甚至全公司多个位置 处的所有焊机或切割机的问题。 这通过加密、 用户验证和其他安全特征(例如， 使用区块链 技术)来安全地完成。 用户可以在一日中的任何时候使用安全的用户名和密码来访问相关 数据。 0029 一旦登录， 用户就可以定制系统的接口以适合他们自己的要求， 从而在一个或许 多个位置中将系统镜像到车间层布局。 这些系统还可以为任何级别的用户提供不同层次的 基于角色的访问和数据分发。 例如， 出于资产利用的目的， 高。

30、级管理层可能只希望拥有 “50, 说明书 4/15 页 7 CN 111570983 A 7 000英尺视图” ， 而生产经理和主管可能更密切关注像班次统计、 日产量统计以及用于分析 和快速决策的其他度量这样的事情。 生产监控解决方案可以辅助生产级别的管理战略性地 标识像持久性瓶颈这样的问题， 并帮助他们使用该信息以从生产立场设计长期解决方案。 0030 在焊接/切割工程师和主管级别， 所查阅的数据通常关注质量。 例如， 生产监控可 以帮助这些职位上的人员追踪日、 时间、 焊丝类型和使用情况、 使用了多少焊接金属、 焊丝 给送速度和沉积速率仅列举几个参数。 简而言之， 它可以提供任何制造角色将。

31、需要的关 于焊缝(或切口)的所有信息。 并且， 它为连接到系统的每个机器上的每个焊缝(或切口)来 捕获该信息。 0031 在一个实施例中， 系统还可以追踪焊丝耗材使用情况和更换耗尽物(outs)。 用于 每个焊机的耗材类型和包装尺寸可以被设定成因此一定水平的焊丝被消耗， 并且可以数字 地加以测量。 然后， 当焊丝供应不足时， 监控系统将经由电子邮件来警告指定的一个或多个 个体。 0032 多亏了云， 现在即使是那些参与现场焊接或切割操作的人员才有了详细追踪的选 项。 在过去， 将网络连线到建筑工地或阿拉斯加管道项目中的一行焊机并不是那么简单的。 使用云计算， 您所需要的是通过低成本且随时可用的。

32、移动热点装置(如或其他装 置)来访问互联网。 除了云功能之外， 一个关键的区别是可追溯性， 可以从PC以完整的报告 或从移动装置以缩写形式来访问该可追溯性。 0033 解决方案提供可追溯性报告， 这是那些必须继而保存焊接耗材认证的记录以供客 户查阅、 维持质量改进努力和其他类似活动的记录的制造者的关键考虑因素。 在一个实施 例中， 可以追踪三个用户确定的字段操作者ID、 零件ID和耗材简而言之， 谁完成焊接、 在哪个零件上以及使用哪个焊丝耗材线轴或包装。 所有这些都可以在移动装置上轻松查看 或下载以实现记录保留。 0034 从帮助追踪流程制造和最小化材料运动到检查设备或操作者性能， 本文所描述。

33、的 监控解决方案已经超越了基本的生产追踪和度量而进展到用于所有组织级别的详细分析 和定制信息。 位于中心的可靠数据库通过捕获相关的审计跟踪数据来帮助维持正在进行的 记录保留。 0035 然而， 为了使数据有用， 无论是否存储在云中， 都必须从焊接(或切割)系统恰当地 收集数据， 并恰当地组织数据。 本发明的一个实施例是一种用于通过利用核心焊接数据之 外的附加参数来对零件的单独焊缝的数据进行标识和分组(例如， 在云中)的方法。 示例包 括空闲前时间(即， 在开始焊接之前的空闲时间)和/或与工具(炬)或零件在焊接之间的非 焊接运动相关的数据。 使用此附加的非核心焊接数据连同核心焊接数据(即， 使用。

34、两种独立 的类别的焊接数据)提供了一种用于识别与焊接/生产零件的完整周期相关的事件(和焊 缝)的序列模式的改进方法。 遵循特定零件的序列模式， 可以对单独焊缝进行标识(例如， 进 行标记以供随后通过机器学习算法使用)并正确地分组， 而无需明确使用焊接轮廓标识号。 0036 本发明的另一个实施例是一种用于通过利用核心切割数据之外的附加参数来对 金属零件上的单独切口的数据进行标识和分组(例如， 在云中)的方法。 示例包括空闲前时 间(即， 在开始切割之前的空闲时间)和/或与切割工具或零件在切割之间的非切割运动相 关的数据。 使用此附加的非核心切割数据连同核心切割数据(即， 使用两种独立的类别的切 。

35、割数据)提供了一种用于识别与切割/生产零件的完整周期相关的事件(和切口)的序列模 说明书 5/15 页 8 CN 111570983 A 8 式的改进方法。 遵循特定零件的序列模式， 可以对单独切口进行标识(例如， 进行标记以供 随后通过机器学习算法使用)并正确地分组， 而无需明确使用切割轮廓标识号。 0037 本文中的示例和附图仅仅是说明性的而不意图限制本主题发明， 本主题发明是通 过权利要求的范围和精神来衡量。 现在参照附图， 其中示出的内容仅是出于展示本主题发 明的示例性实施例的目的而不是出于限制本主题发明的示例性实施例的目的， 图1和图3将 本主题发明的实施例放到背景中。 0038 参。

36、照图1， 图1展示了系统架构100的第一实施例， 该系统架构具有例如位于云中、 远离多个焊接系统200、 (多个)客户端计算机140(例如， 台式或膝上型PC)和(多个)移动装 置150(例如， 智能手机)的系统110(包括服务器计算机114和数据存储器112)。 在替代性实 施例中， 系统110不位于云中(例如， 系统110位于具有焊接系统200的制造设施中)。 (多个) 移动装置150实际上也是一种类型的客户端计算机。 因此， 有时在本文中， 术语 “客户端计算 机” 可以广泛地用于指代任何类型的客户端计算机。 每个焊接系统200(例如， 电弧焊接系 统)可以包括例如电源、 焊接工具(炬)。

37、、 焊丝给送器和机器人子系统， 该机器人子系统用以 使焊接工具(炬)或正焊接的零件相对于彼此移动以在零件上进行焊接。 替代性地， 代替具 有机器人子系统的是， 人操作者可以在焊接操作(例如， 手动焊接操作或半自动焊接操作) 期间使焊接工具(炬)相对于零件移动。 0039 在图1中， 焊接系统200、 (多个)客户端计算机140和(多个)移动装置150经由计算 机网络120与系统110通信。 根据一个实施例， 计算机网络120是互联网， 并且系统110远离焊 接系统200、 (多个)客户端计算机140和(多个)移动装置150而定位在云中。 根据其他实施 例， 计算机网络120可以是例如局域网(L。

38、AN)、 广域网(WAN)或适合于环境(例如， 云、 校园或 制造设施)的某种其他类型的计算机网络， 其中系统110相对于焊接系统200、 客户端计算机 140和移动装置150而存在。 此外， 根据各实施例， 计算机网络120可以是有线的、 无线的或其 某种组合。 根据一个实施例， 焊接系统200经由以太网连接而连接到计算机网络120。 0040 如本文稍后更详细地讨论的， 在一个实施例中， 服务器计算机114被配置为通过计 算机网络120从焊接系统200接收焊接数据、 分析焊接数据、 以及将分析的结果(例如， 被分 组的焊接数据)存储在数据存储器112中。 此外， 在一个实施例中， 服务器计。

39、算机114被配置 为从(多个)客户端计算机140和(多个)移动装置150接收针对数据的客户端请求、 从数据存 储器112中检索请求的数据、 以及通过计算机网络120将请求的数据提供给(多个)客户端计 算机140和(多个)移动装置150。 在这样的实施例中， 服务器计算机114和数据存储器112可 以被配置作为数据库系统， 可以由可操作地连接到计算机网络120的客户端计算机140或移 动装置150针对如所存储的焊接数据来查询该数据库系统。 0041 图2展示了图1的系统架构100的焊接系统200的一个示例实施例的示意性框图， 该 焊接系统可操作地连接到可消耗型焊丝电极272。 焊接系统200包括。

40、开关电源供应器205， 该 开关电源供应器具有功率转换电路210和桥接开关电路280， 该桥接开关电路在焊接期间通 过在焊丝272与工件零件274之间形成电弧来在焊丝272与零件274之间提供焊接输出功率， 以熔化焊丝272。 功率转换电路210可以是基于半桥输出拓扑结构的变压器。 例如， 功率转换 电路210可以是逆变器类型的， 该逆变器类型包括焊接变压器的(例如， 如由主侧和次侧所 分别描述的)输入功率侧和输出功率侧。 其他类型的功率转换电路也是可能的， 诸如例如具 有DC输出拓扑结构的斩波器类型。 焊接系统200还可以包括桥接开关电路280(可选的)， 该 说明书 6/15 页 9 CN。

41、 111570983 A 9 桥接开关电路可操作地连接到功率转换电路210并且被配置为切换(例如， 用于AC操作的) 焊接输出电流的极性的方向。 0042 焊接系统200进一步包括波形发生器220和控制器230。 波形发生器220根据控制器 230的命令生成焊接波形。 由波形发生器220生成的波形对功率转换电路210的输出进行调 制， 以在焊丝272与工件零件274之间产生输出电流。 控制器230还命令桥接开关电路280的 切换并且可以将控制命令提供给功率转换电路210。 0043 在一个实施例中， 焊接系统进一步包括电压反馈电路240和电流反馈电路250， 以 监测焊丝272与工件零件274。

42、之间的焊接输出电压和电流并且将所监测到的电压和电流提 供返回给控制器230以作为核心焊接数据。 控制器230可以使用反馈电压和电流来作出关于 修改由波形发生器220生成的焊接波形的决定和/或作出例如影响焊接系统200的操作的其 他决定。 0044 根据一个实施例， 开关电源供应器205、 波形发生器220、 控制器230、 电压反馈电路 240、 电流反馈电路250和网络接口260构成焊接电源。 根据一个实施例， 焊接系统200还可以 包括焊丝给送器270， 该焊丝给送器将可消耗型金属焊丝272穿过焊接工具(炬)(未示出)以 所选的焊丝给送速度(WFS)朝向工件零件274给送。 例如， 焊丝给。

43、送器270、 可消耗型金属焊 丝272以及工件零件274不是焊接电源的一部分， 而是可以经由一个或多个输出线缆可操作 地连接到电源。 0045 根据一个实施例， 控制器230针对所创建的每个焊缝来测量、 计算和收集来自焊接 系统200的各种类型的焊接数据， 包括核心焊接数据和非核心焊接数据。 用于测量、 计算和 收集各种类型的核心焊接数据的技术在本领域中是众所周知的。 核心焊接数据可以包括与 以下各项中的一项或多项的参数相关的数据： 例如， 焊接输出电压、 焊接输出电流、 焊丝给 送速度、 电弧长度、 伸出度、 接触尖端到工件距离(CTWD)、 工作角度、 行进角度、 行进速度、 气 体流速、。

44、 焊接工具(炬)的焊接运动、 焊丝类型、 使用的焊丝量和沉积速率。 这样的核心焊接 参数在本领域中是众所周知的。 0046 非核心焊接数据可以包括与以下各项相关的数据： 例如， 空闲前时间(即， 在开始 焊接之前的空闲时间)、 焊接工具(炬)在零件上生成连续焊缝之间的非焊接运动、 在每次焊 接之后零件的温度、 时间、 日和日期。 根据其他实施例， 其他类型的核心焊接数据和非核心 焊接数据也是可能的。 例如， 其他数据可以包括操作者ID、 零件ID、 耗材线轴类型或包装类 型。 0047 根据一个实施例， 例如， 基于当与焊接输出电压和电流相关的数据未指示正生成 焊缝时的时间， 可以通过例如控制。

45、器230内的计时器电路(未示出)来生成与空闲前时间 (即， 在开始焊接之前的空闲时间)相关的数据。 根据各实施例， 例如， 通过附接到焊接工具 (炬)或集成到焊接工具(炬)中并且可操作地连接到控制器230的陀螺仪、 加速计或某种其 他类型的惯性测量单元(未示出)， 可以生成与在焊接工具(炬)在零件上生成连续焊缝之间 的焊接或非焊接运动期间焊接工具(炬)的运动相关的数据。 根据各实施例， 例如， 通过焊接 系统200的可操作地连接到控制器230的红外传感器(未示出)或某种其他类型的温度传感 器， 可以生成与在每次焊接之后零件的温度相关的数据。 0048 网络接口260(例如， 在一个实施例中为以。

46、太网接口)被配置为针对由焊接系统200 在零件上生成的每个焊缝而从控制器230获取核心焊接数据和非核心焊接数据、 以及通过 说明书 7/15 页 10 CN 111570983 A 10 计算机网络120(例如， 互联网)将核心焊接数据和非核心焊接数据传达到系统110(例如， 在 云中)。 以这种方式， 系统110能够从系统架构100的每个焊接系统200收集焊接数据(核心的 和非核心的)以进行分析。 根据一个实施例， 网络接口260是控制器230的一部分。 0049 类似于图1， 图3展示了系统架构300的第二实施例， 该系统架构具有例如位于云 中、 远离多个金属切割系统400、 (多个)客户。

47、端计算机140(例如， 台式或膝上型PC)和(多个) 移动装置150(例如， 智能手机)的系统110(包括服务器计算机114和数据存储器112)。 在替 代性实施例中， 系统110不位于云中(例如， 系统110位于具有切割系统400的制造设施中)。 (多个)移动装置150实际上也是一种类型的客户端计算机。 因此， 有时在本文中， 术语 “客户 端计算机” 可以广泛地用于指代任何类型的客户端计算机。 每个金属切割系统400(例如， 等 离子体切割系统)可以包括例如电源、 切割工具(炬)和机器人子系统， 该机器人子系统用以 使切割工具(炬)或切割的零件相对于彼此移动以在金属零件上制作切口。 替代性。

48、地， 代替 具有机器人子系统的是， 人操作者可以在切割操作(例如， 手动切割操作)期间使切割工具 (炬)相对于金属零件移动。 0050 在图3中， 金属切割系统400、 (多个)客户端计算机140和(多个)移动装置150经由 计算机网络120与系统110通信。 根据一个实施例， 计算机网络120是互联网， 并且系统110远 离切割系统400、 (多个)客户端计算机140和(多个)移动装置150而定位在云中。 根据其他实 施例， 计算机网络120可以是例如局域网(LAN)、 广域网(WAN)或适合于环境(例如， 云、 校园 或制造设施)的某种其他类型的计算机网络， 其中系统110相对于切割系统4。

49、00、 客户端计算 机140和移动装置150而存在。 此外， 根据各实施例， 计算机网络120可以是有线的、 无线的或 其某种组合。 根据一个实施例， 金属切割系统400经由以太网连接而连接到计算机网络120。 0051 如本文稍后更详细地讨论的， 在一个实施例中， 服务器计算机114被配置为通过计 算机网络120从金属切割系统400接收切割数据、 分析切割数据、 以及将分析的结果(例如， 被分组的切割数据)存储在数据存储器112中。 此外， 在一个实施例中， 服务器计算机114被 配置为从(多个)客户端计算机140和(多个)移动装置150接收针对数据的客户端请求、 从数 据存储器112中检索。

50、请求的数据、 以及通过计算机网络120将请求的数据提供给(多个)客户 端计算机140和(多个)移动装置150。 在这样的实施例中， 服务器计算机114和数据存储器 112被配置作为数据库系统， 可以由可操作地连接到计算机网络120的客户端计算机140或 移动装置150针对如所存储的切割数据来查询该数据库系统。 0052 图4展示了图3的系统架构300的金属切割系统400的一个示例实施例的示意性框 图。 金属切割系统400包括计算机数控(CNC)装置401， 该CNC装置可以控制切割工艺和系统 400的整体操作。 在一个实施例中， CNC 401根据已知的自动化系统加以配置、 使用和构造， 并且。