ES2249344T3 - Equipo para la realizacion de uniones por soldadura para soldadura de resistencia. - Google Patents
Equipo para la realizacion de uniones por soldadura para soldadura de resistencia.Info
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Abstract
Equipo para la realización de uniones por soldadura para soldadura por resistencia, que comprende: a)un primer detector (37, 38) para detectar un estado de unión de una parte de unión cuando las piezas de trabajo están sometidas a un proceso de unión; b)controlador (33) para controlar una salida del equipo para la realización de uniones; c)red neural (14) que acepta, con su capa de entrada, una señal de salida del primer detector, y emite señales hacia el controlador, y d)una sección de presión, caracterizado por: e)un detector de fuerza de presión (39) para detectar una fuerza de presión de electrodo generada cuando las piezas de trabajo se someten a un proceso de unión; y la red neural (34) se configura (i) según una salida característica de una ecuación de conducción térmica, (ii) para recibir en su capa de entrada una característica de cambio de fuerza de presión (H) sensible a un detector de fuerza de presión de salida (39) y que muestra un cambio de la fuerza depresión del electrodo; (iii) para detectar si un aparte a soldar está situada en un borde de la pieza de trabajo basándose en la característica de cambio de fuerza de presión (H); y (iv) para cambiar una salida de la red neural basándose en si la parte a soldar debe situarse o no en el borde de la pieza de trabajo; y el controlador (33) está configurado para cambiar una condición de soldadura en respuesta al cambio en la salida de la red neural (34).
Description
Equipo para la realización de uniones por
soldadura para soldadura por resistencia.
La presente invención se refiere al campo de los
equipos para la realización de uniones por soldadura según el
preámbulo de la reivindicación 1 (véase, por ejemplo, el documento
US-A-5.764.859), y más
particularmente, se refiere a equipos para realizar uniones que
utilizan una red neural entrenada por medio de resultados de
análisis de soldaduras a través de un proceso de aprendizaje.
Los equipos para la realización de uniones para
soldadura por resistencia y soldadura por termopresión son
ampliamente utilizados para la unión de chapas de acero y otros
productos metálicos. El mantenimiento de una calidad elevada en la
zona de soldadura ha adquirido un valor creciente en el proceso de
unión.
La soldadura por resistencia convencional
procesaba principalmente piezas de trabajo realizadas en chapa de
acero dulce, de modo que raramente se observaba una intensidad de
corriente anómala. Las condiciones de soldadura controladas
constantemente permitían estabilizar la calidad de la soldadura.
No obstante, en los últimos años, en lugar de las
chapas de acero dulce se utilizan mucho las chapas de acero
galvanizado y las chapas de acero de alta tensión. Debido a la
citada diversidad de materiales que deben procesarse, ha resultado
cada vez más difícil mantener la fiabilidad de las soldaduras.
Dentro de los procedimientos de unión utilizados
en el campo del equipamiento eléctrico, el estañosoldeo ha cedido el
puesto gradualmente a la soldadura eléctrica y particularmente la
soldadura a presión para alcanzar una mayor fuerza de unión y una
vida más larga de la misma.
El reto en este caso es controlar la calidad en
una parte diminuta de la unión.
En este clima cambiante, era de esperar un avance
importante, tal como una calidad de unión bien controlada con una
mayor precisión.
Para superar este reto, han sido desarrollados
diversos procedimientos especialmente orientados a la soldadura por
resistencia, por ejemplo, (i) un procedimiento para evaluar si el
estado de una unión es o no es aceptable después de la unión y, (ii)
un procedimiento para controlar la calidad de la unión durante la
creación de la misma.
A continuación se describen ejemplos de
procedimientos de soldadura, que es el procedimiento dominante entre
los procedimientos de unión, desarrollados hasta el momento. Se
apreciará que todos los ejemplos siguientes pertenecen a uno de los
dos procedimientos (i) o (ii) descritos anteriormente.
- 1)
- Cálculo de la resistencia entre puntas de electrodos a partir de la corriente de soldadura y la tensión de soldadura, a continuación evaluación de si el estado de una unión es o no es aceptable según el modelo cambiante. El ejemplo típico se dio a conocer en la patente japonesa abierta a inspección pública nº 56-158286.
- 2)
- Comparación de la tensión entre puntas de electrodos con cambios predeterminados en el tiempo de una tensión de referencia para obtener un diferencial entre ellas. Según si la diferencia se encuentra en un rango aceptable o no, evaluación de si el estado de una unión sería o no aceptable. El ejemplo típico se dio a conocer en la publicación de patente japonesa nº 59-14312.
- Además, según la tensión entre puntas de electrodos, extracción del componente activo que contribuye de forma efectiva al calor exotérmico en una parte de la soldadura, y cálculo de la integral en el tiempo del componente activo para la evaluación de si la soldadura se encuentra o no en buen estado. Ejemplos de esta clase se dan a conocer en la publicación de patente japonesa nº 59-40550 y la patente japonesa abierta a Inspección pública nº 59-61580.
- 3)
- Detección de una temperatura generadora de calor y, según el modelo que indica cambios de temperatura, evaluación de si la soldadura se encuentra o no en buen estado. El ejemplo típico se dio a conocer en la patente japonesa abierta a inspección pública nº 1-216246.
- 4)
- Paso de ultrasonidos entre piezas de trabajo para obtener la cantidad de transmisión a partir de la cual se evalúa si el estado de la soldadura es o no aceptable. El ejemplo típico se dio a conocer en la patente japonesa abierta a inspección pública nº 52-94841.
- 5)
- Utilización del desplazamiento posicional de la punta de electrodo observada durante la soldadura para controlar la calidad de la soldadura. El ejemplo típico se dio a conocer en la publicación de patente japonesa nº 60-40955.
- 6)
- Detección de la intensidad de corriente de soldadura que fluye durante la soldadura para determinar los límites, y monitorizar los límites, para obtener un estado de soldadura con una calidad consecuentemente buena.
- 7)
- Cálculo del diámetro del botón de soldadura con un modelo de conducción térmica mediante un ordenador.
- 8)
- Cálculo de la distribución de la temperatura de un metal base, a partir de la cual se calcula el diámetro del botón de soldadura. Al mismo tiempo, corrección de la distribución de la temperatura según la cantidad de movimiento de la punta del electrodo observada durante la soldadura. A diferencia de los procedimientos descritos en 1) a 7), este procedimiento sirve para controlar directamente el soldador. El ejemplo típico se dio a conocer en la publicación de patente japonesa nº 7-16791.
A continuación describiremos los problemas que
deben abordarse en los procedimientos 1) a 8).
En el procedimiento 1), deformación en la parte
superior de la punta del electrodo producida por la presión, la
corriente derivada producida en dicho punto no es efectiva, o la
pieza de trabajo de chapa de acero galvanizado puede producir
resistencia entre las puntas de electrodos que presentan un modelo
variable incoherente. Todo ello dificulta la monitorización de la
calidad de los resultados de soldadura.
En el procedimiento 2), cada vez varía el estado
de la soldadura, por ejemplo, deformación de las puntas de los
electrodos producida por la presión o por variaciones del espesor de
la chapa, la condición para la evaluación de los resultados de
soldadura debe ajustarse al estado cambiado. Por lo tanto, en la
utilización práctica resulta difícil monitorizar con exactitud la
calidad de los resultados de soldadura.
Los procedimientos siguientes 3) y 4) presentan
algunos problemas -instalación de un detector de calor y de un
transmisor/receptor de ultrasonidos- que los hacen inaplicables a la
pieza de trabajo in situ.
El procedimiento 5) también presenta problemas
que lo hacen inaplicable en la utilización práctica, por ejemplo (i)
instalación de un dispositivo de medición del desplazamiento; (ii)
un problema de intromisión de ruido; (iii) dificultad para medir
desplazamientos reducidos; y (iv) una diferencia individual de la
resistencia mecánica entre soldadores de resistencia. Todos estos
problemas podrían representar obstáculos para el trabajo de
soldadura in situ.
Como solución potencial para (i), se está
revisando el procedimiento. Según el procedimiento, el
desplazamiento posicional de la punta del electrodo se detecta a
partir de la salida de un codificador detector de la posición
conectado a un servomotor en un sistema de presión accionado por
servomotor. En este caso no es necesario el dispositivo de medición
del desplazamiento.
No obstante, con este procedimiento, una demora
de la respuesta de la salida del codificador, y la flexión de los
materiales producida en relación con la resistencia mecánica del
mecanismo de presión podrían obstaculizar la medición del
desplazamiento con la exactitud necesaria para la utilización
práctica.
El procedimiento descrito en 6) es económico y
puede ponerse en práctica fácilmente. Resulta efectivo para la
detección de un fallo de potencia o de una ruptura producida en un
conductor secundario. Como se ha mencionado anteriormente, existen
problemas inherentes al trabajo de soldadura -deformación en la
punta de la punta del electrodo causada por la presión y corriente
derivada producida en la punta del electrodo inefectiva- que reducen
la densidad de corriente. Esta degradación de la calidad en la parte
de soldadura debida a la reducción de la densidad de la corriente no
puede ser detectada mediante el procedimiento.
Según los procedimientos habituales citados hasta
ahora, la monitorización o control de la calidad de la soldadura
requiere un trabajo de preparación concienzudo como el que se
describe a continuación, que exige mucha preparación y
experiencia.
- a)
- Realización de un experimento preparatorio in situ basándose en material de soldadura. Según los resultados, se predefinen los criterios de evaluación y calidad de la soldadura.
- b)
- La presión del electrodo, la corriente de soldadura y la duración de la soldadura son elementos determinantes de la condición de la soldadura. Los criterios para la evaluación deberían definirse tomando en consideración la complicada relación de dichos elementos.
Aunque el procedimiento 7) no requiere ningún
experimento preparatorio y es ampliamente aplicable, la resolución
de la ecuación térmica toma mucho tiempo.
El procedimiento 8), cuyo concepto se extiende al
procedimiento 7), utiliza la cantidad de movimiento del electrodo
para controlar los soldadores, lo cual tiene la desventaja de
presentar los mismos problemas que el procedimiento 5). Además, si
la posición de la soldadura se encuentra en el borde de una pieza de
trabajo o, si deben soldarse entre si piezas de trabajo que no se
ajustan bien, el procedimiento no sería aplicable en tales
situacio-
nes.
nes.
Puede consultarse como referencia el documento
US-A-5764859 que da a conocer las
particularidades que caracterizan de forma previa la presente
invención. También pueden tomarse como referencia los documentos
EP-A-0 765 710,
JP-A-08318377,
EP-A-0 780 186 y
US-A-6.018.729.
La presente invención se define en las
reivindicaciones.
Una ventaja de la invención es que puede
proporcionar equipo para realizar uniones capaz de responder a
cambios complicados de los estados de unión producidos por diversos
factores, involucrados entre sí de forma complicada. El equipo para
la realización de uniones según la invención utiliza una red neural
para el control del proceso de
unión.
unión.
Otra ventaja de la invención es que puede
proporcionar un equipo económico y sencillo para la realización de
uniones con proceso de aprendizaje para el control. Para ello, el
equipo debe ser capaz de: resolver aproximadamente la ecuación de
conducción térmica derivada de un modelo físico, manteniendo una
exactitud evaluada; acelerar el tiempo de cálculo numérico para
obtener una velocidad de control rápida; reducir los costes
necesarios para el cálculo numérico.
Otra ventaja de la invención es que puede
proporcionar equipo para la realización de uniones que utiliza un
sistema de red neural para obtener una unión bien controlada. Para
ello, el sistema debe: emplear un modelo dinámico analógico para un
elemento neurona; utilizar la afinidad entre una salida de una
neurona y la solución para la ecuación de conducción térmica;
suprimir el número de elementos de entrada a la red neural; mantener
un control de alta precisión minimizando el error de los datos de
salida de la red incluso con un número reducido de elementos
de
aprendizaje.
aprendizaje.
Otra ventaja de la invención es que puede
proporcionar un equipo para la realización de uniones que calcula la
resistencia en un parte de la unión que representa directamente la
calidad de la unión y a continuación controla la soldadura según el
valor característico calculado de la resistencia de unión.
Otra ventaja de la invención es que puede
proporcionar un equipo para la realización de uniones en el cual, en
el punto de soldadura, puede manejarse fácilmente un controlador de
uniones y puede comprobarse su estado de trabajo en cualquier
momento durante la soldadura.
En una forma de realización preferida de la
invención, el equipo para la realización de uniones incluye:
- i)
- un detector que detecta el estado de la unión de las piezas de trabajo que deben unirse durante la unión;
- ii)
- un controlador que controla la salida del equipo para la realización de uniones;
- iii)
- una red neural que transmite señales al controlador; y
- iv)
- sección de presión.
Una señal de salida del detector se introduce en
la capa de entrada del controlador. Una salida de por lo menos una
de las neuronas que configuran la red es devuelta a la entrada de la
neurona. Adicionalmente, la red neural trabaja para encontrar la
solución similar a la solución de la ecuación de conducción térmica
que representa un fenómeno de soldadura.
La figura 1 es un diagrama de bloques que indica
la configuración del sistema según una primera forma de
realización.
La figura 2 ilustra un modelo dinámico analógico
que devuelve una salida de una neurona como entrada de la
neurona.
La figura 3 es un diagrama de bloques de neuronas
en el caso en el cual el control de la soldadura se realiza con
resistencia de soldadura.
La figura 4 muestra la forma de piezas de trabajo
descritas en la primera forma de realización.
La figura 5 muestra la relación entre un valor de
salida de neurona y el resultado de soldadura (es decir, la
resistencia de soldadura) de las piezas de trabajo.
La figura 6 muestra un ejemplo de salida de
neurona.
\newpage
La figura 7 es un diagrama de bloques que indica
la configuración del sistema según la segunda forma de
realización.
La figura 8 es un diagrama de flujo que indica
procedimientos de soldadura según la segunda forma de
realización.
La figura 9 ilustra el método de control de la
soldadura según la segunda forma de realización.
La figura 10 muestra la relación entre cambios de
la corriente de soldadura y cambio del diámetro del botón de
soldadura cuando aumenta el número de soldaduras.
La figura 11 es un diagrama de bloques que indica
la configuración del sistema según una forma de realización de la
presente invención.
La figura 12 muestra el sistema de red neural
según la forma de realización de la presente invención.
La figura 13A muestra un ejemplo de datos
didácticos según la forma de realización de la presente
invención.
La figura 13B muestra otro ejemplo de datos
didácticos según la forma de realización de la presente
invención.
El principio de utilización de tecnología neural
de tipo realimentación se describirá de forma general antes de la
descripción de cada forma de realización preferida. Cada forma de
realización dispone de una descripción detallada de la soldadura que
es el procedimiento principal del procedimiento de unión y del
soldador (equipo de soldadura) como equipo para la realización de
uniones.
Como se ha descrito anteriormente, en una
inspección de calidad, en el caso de una parte de la unión y de la
tecnología de control existen problemas que deben solucionarse en la
utilización práctica. Para resolver estos problemas, según el
control de uniones de la forma de realización, se aplica una red
neural de tipo realimentación para el control de la soldadura,
además del tipo convencional de alimentación positiva.
El elemento fundamental de la red neural es la
neurona. En la presente invención, la neurona utiliza un modelo
dinámico analógico, en el cual la salida de neurona es retornada a
una entrada de neurona (Ver P. 9 a 20, Y. Uesaka, Mathematical
Funamentals of Neuro-Computing,
Kindai-Kagaku-sya, julio 1997.)
El modelo dinámico analógico puede suministrar
registros históricos de entradas. Es decir, utilizando el modelo
dinámico analógico, en la evaluación de la calidad de la unión
(soldadura), pueden reflejarse registros históricos térmicos
introducidos en una parte de la unión (zona de soldadura) -factor
primario de determinación de la calidad de la unión (soldadura). Por
esta razón, en la red neural utilizada para la presente invención,
el modelo dinámico analógico de accionamiento por realimentación se
utiliza para la capa de entrada que acepta diversos datos que se
refieren a la entrada de calor en la zona de soldadura.
Según la presente invención, se aplica una
ecuación de conducción térmica al soldador de resistencia. En este
caso, para acelerar el tiempo de cálculo y reducir el coste del
cálculo numérico, la ecuación de conducción térmica se resuelve por
el procedimiento siguiente.
La ecuación de conducción térmica se presenta
según la ecuación (a) siguiente.
(a)\frac{\partial T}{\partial t}
= \nabla (k\nabla T) + \frac{\rho}{C\sigma}
\delta^{2}
en la cual \rho es la resistencia
específica y \delta es la densidad de
corriente.
La siguiente ecuación se obtiene mediante la
representación de la ecuación (a) en forma discreta.
(b)T(N)
- T(0) = k\nabla T \frac{\Delta t}{\Delta l} +
\frac{\rho\delta^{2}}{C\sigma}
La ecuación (b) significa que el cambio de
temperatura en el lados izquierdo viene representado por la
suma:
del cambio de movimiento térmico en el primer
término del lado izquierdo, y
del calentamiento debido a la entrada de calor en
el segundo término del lado derecho.
Por lo tanto, suponiendo que el calor se mueve y
cambia similarmente de forma en el primer término del lado derecho,
se obtiene la ecuación siguiente.
(c)\nabla T =
-\alpha
T(0)
en la cual R = \rhol/S
V=l\cdotR
Como resultado, se obtiene la siguiente ecuación
de búsqueda de la temperatura en la zona de soldadura:
(1)T(N)
\cong (1 - \alpha \cdot k \cdot \Delta t/\Delta l)T(0)
+ (\Delta V \cdot I \cdot \Delta t) / (c\sigma \cdot S \cdot \Delta
l)
en la
cual
T(N) es la temperatura en el centro de la
zona de soldadura;
T(0) es la temperatura en el centro de la
zona de soldadura medida un \Deltat antes.
\alpha es la constante en el caso de suposición
de que el calor se mueve y cambia similarmente de forma;
k es la conductividad térmica de una pieza de
trabajo;
\Deltal es el espesor de la zona de
soldadura;
C es el calor específico de la pieza de
trabajo;
\sigma es densidad;
S es la zona de trayecto de la corriente;
\DeltaV es la tensión para realizar la unión
(tensión de soldadura) aplicado a la zona de soldadura;
I es la corriente para realizar la unión
(corriente de soldadura) suministrada a través de la zona de
soldadura.
Es decir, la temperatura T(N) de la zona
de soldadura en un momento determinado está representada como la
suma de la temperatura de la zona de soldadura muy poco tiempo
\Deltat antes (primer término del lado derecho) y el calentamiento
debido a la entrada de calor durante el \Deltat. Por lo tanto, el
segundo término del paréntesis del primer término del lado derecho
representa el cambio de movimiento de calor.
En este caso, \alpha se determina
experimentalmente para cada metal base.
Con la ecuación (1), puede obtenerse la
temperatura de una zona de soldadura mediante un cálculo de una sola
etapa, con lo cual se acelera el tiempo de cálculo en mayor medida
de lo exigido en el cálculo de la técnica anterior, y también puede
esperarse una reducción del coste del cálculo numérico.
La ecuación (2) siguiente proporciona una
solución general para el modelo dinámico analógico (Ver Eq. (13),
P.19, Y.Uesaka, Mathematical Fundamentals of
Neuro-Computing,
Kindal-Kagaku-sya, julio 1997.)
La ecuación (3) siguiente proporciona una
solución de la ecuación de conducción térmica para un modelo de
conducción térmica de una zona de soldadura por resistencia. (Ver
Eq. (6. 17), P.235, T. Ouji, Fundamental of Welding and Joining
Process, Selection on welding and joining vol. 1,
Sanpo-publishing, junio 1996.)
Como resulta evidente por las ecuaciones (2) y
(3), los fundamentos de las soluciones a estas ecuaciones presentan
la misma forma entre sí.
(2)u(t)=\tau
V(1-exp(-t/\tau))
en la que \tau es una constante
de tiempo, V es una entrada
externa.
(3)Tc/To\cong
32/\pi^{3} \ x \
(1-exp(-t/\tau))
en la que \tau es una constante
de tiempo, Tc es la temperatura en el centro de la zona de
soldadura, To es la temperatura máxima en la zona de
soldadura.
El potencial interno (salida) de un modelo
dinámico analógico se supone que es un parámetro del estado de
temperatura en la zona de soldadura.
Supongamos que disponemos de condiciones de
soldadura tales como (i) rango reducido de variación del diámetro
del trayecto de la corriente en la zona de soldadura; (ii) un cambio
despreciable de espesor de la zona de soldadura. En estas
condiciones limitadas, puede asumirse que se dispondrá por lo menos
de corriente para efectuar la unión (corriente de soldadura) y de
tensión para efectuar la unión (tensión de soldadura) para la
entrada de elementos en la red neural.
En el caso de que antes de efectuar la soldadura
se encuentre cualquier factor que afecte al estado de la misma,
dicho factor podrá añadirse a los elementos de entrada de la red
neural.
Este procedimiento realiza un sistema de red
neural bien configurada de fácil preparación antes de la soldadura,
que armoniza adecuadamente con un estado de unión (estado de
soldadura), por ejemplo, la forma de una pieza de trabajo y la forma
de un electrodo.
La descripción anterior se ha efectuado
considerando un caso de utilización de una similaridad entre una
solución a una ecuación de conducción térmica en soldadura por
resistencia y una solución general a un modelo dinámico analógico.
Esto también es aplicable a otros factores -luz, calentamiento por
láser, calefacción convectora con una herramienta caliente, que
proporcionan otra red neural basada en la misma similaridad. Es
decir, sustituyendo la corriente y la tensión, que funcionan como
los factores de la soldadura por resistencia, por calor generado por
entrada de luz, un diámetro de radiación, o la temperatura de la
herramienta en el calentamiento por convección. Por lo tanto, como
en el caso de la soldadura por resistencia, puede establecerse
fácilmente otra red neural. En este caso pueden especificarse no
sólo una variedad de elementos de entrada, sino también el número de
elementos que la red neural debería aprender para efectuar el
control.
El control de la unión (control de la soldadura)
se realiza utilizando la resistencia de la unión (resistencia de la
soldadura) que representa la calidad de la unión (calidad de la
soldadura). Por lo tanto, la red neural utiliza la forma de neurona
que muestra la figura 3. Usando un modelo dinámico analógico, la
salida (potencial interno) del elemento neurona se obtiene
resolviendo la ecuación (4) como ecuación diferencial.
(4)u(t
+ dt)=A_{0}\cdot u(t) +
x_{i}
en la que A_{0} es el factor de
realimentación, x_{i} es la cantidad de cambio de entrada. La
salida se representará mediante la función de Sigmoid, por ejemplo,
la función que satisface la ecuación (5)
siguiente.
(5)y = B/(1 +
exp(-(u-u_{0})w))
Con las ecuaciones (4) y (5), se suministra a la
red neural la relación entre la corriente de soldadura y la tensión
de soldadura contenida en los datos didácticos suministrados al
modelo dinámico analógico, y la resistencia de soldadura de los
datos didácticos, de modo que la red aprende la relación. La
resistencia saturada en la zona de soldadura determina B en la
ecuación. Resolviendo ecuaciones simultáneas obtenidas de los
resultados de aprendizaje, se definen los parámetros desconocidos
A_{0}, u_{0} y w. El valor de salida obtenido del modelo
dinámico analógico que utiliza las ecuaciones (4) y (5) corresponde
a la resistencia de la soldadura. Con el valor utilizado como
referencia, podrá realizarse el control de la soldadura con la
resistencia de soldadura controlada de forma
óptima.
óptima.
Dicha configuración también permite que los datos
de resistencia de la soldadura para utilizar como datos didácticos
se introduzcan en la red neural a través de un proceso de
aprendizaje.
Como se ha descrito anteriormente, para efectuar
el control puede utilizarse un modelo dinámico analógico
incorporándolo en la red neural y suministrando limitaciones de los
procedimientos de soldadura que deben ser controlados más
adelante.
Para aplicar el control de forma mucho más
extensa para diversas piezas de trabajo, deberá corregirse el modelo
dinámico analógico descrito anteriormente.
Las constantes físicas de una pieza de trabajo
pueden cambiarse a través de los procedimientos siguientes.
- a)
- Cambio de un factor físico constante que afecte al potencial interno de un modelo dinámico analógico, según la extensión de la variación de potencial interno.
- b)
- Cambio de la constante según la temperatura de la zona de soldadura determinada mediante otro procedimiento de detección, por ejemplo la temperatura de la zona de soldadura obtenida de una ecuación de conducción térmica, o la temperatura de la zona de soldadura evaluada a partir de datos de imagen térmica.
- c)
- Variaciones de la forma de las piezas de trabajo -un cambio del espesor de la zona de soldadura puede corregirse mediante la detección de la cantidad de movimiento del electrodo y la cantidad de cambio de la presión del electrodo.
- d)
- Zonas de trayecto de la corriente -pueden determinarse según la temperatura de la zona de soldadura, el valor de la resistencia específica a la temperatura de la pieza de trabajo a procesar, y el valor de la resistencia en la zona de soldadura a partir de la corriente y la tensión aplicadas en el momento.
También los siguientes eventos pueden resultar de
utilidad para detectar los cambios de estado de la zona de soldadura
para el control de la misma.
- i)
- un cambio de sonido en la soldadura; ii) luz generada en la soldadura; iii) un cambio en la composición del material calculado a partir de un cambio de sonido en la soldadura; iv) la distribución de la temperatura en la zona de soldadura.
La distribución de la temperatura mencionada en
iv) puede obtenerse a partir, por ejemplo, de la cantidad de
movimiento del electrodo, y del procedimiento dado a conocer en la
publicación de patente japonesa nº 7-16791
mencionada anteriormente.
Con los procedimientos para cambiar las
constantes físicas descritos previamente, la constante \alpha de
la ecuación (1) puede corregirse adecuadamente para cada material de
unión (material de soldadura).
Se ha realizado una inspección destructiva de la
zona de soldadura principalmente para comprobar si el soldador
trabaja o no correctamente en el lugar de soldadura. Esta acción
requiere mucha habilidad obtenida mediante experiencia práctica. Por
lo tanto, la evaluación in situ no ha sido un trabajo
fácil.
Como se ha descrito anteriormente, la salida
(potencial interno) de un modelo dinámico analógico incorporado en
una red neural muestra un valor relacionado con la resistencia
saturada en la zona de soldadura. El potencial interno emitido por
la red neural se determina en forma de índice de evaluación de la
soldadura.
Examinando el cambio de color de la zona de
soldadura durante la soldadura se prepara la tabla de
correspondencia entre cambio de color e índice de evaluación de la
soldadura. La inspección basada en la tabla de correspondencia
proporciona una buena comprensión de la soldadura in
situ.
Además, la comprobación de la calidad del
procedimiento de soldadura puede realizarse de modo que la imagen
que representa la zona de soldadura, que ha sido sometida al
procesamiento de imagen, se evalúa según la información de color,
haciendo posible comprobar el progreso de la soldadura mientras
trabaja el soldador.
Por otra parte, la tabla de correspondencia
resulta de utilidad para asegurar una calidad de soldadura elevada y
consistente. Si el índice de evaluación de la soldadura o el cambio
de color están fuera del rango aceptable mostrado en la tabla, debe
comprobarse el soldador o demás equipo y la pieza de trabajo que se
está procesando para determinar si existe algún fallo en el
proceso.
Ahora se describirá un caso que utiliza un modelo
dinámico analógico para controlar la soldadura de una zona de
soldadura.
Como se ha explicado anteriormente, el potencial
interno de un modelo dinámico analógico sirve como índice de
evaluación para una zona de soldadura. En este caso, el potencial
interno se presenta como función del tiempo.
En la soldadura por resistencia, el índice de
evaluación de la soldadura depende de la cantidad de entrada de
calor, es decir, corriente de soldadura y tensión de soldadura. Esto
también puede aplicarse a la soldadura realizada mediante luz o
láser.
La corriente de soldadura, en la soldadura por
resistencia, puede ajustarse como entrada externa. Por otra parte,
la tensión de soldadura puede representarse como una función, con la
corriente de soldadura como variable durante la monitorización del
proceso de soldadura.
Como procedimientos de soldadura, en referencia
al índice de evaluación de la zona de soldadura calculado, se
calcula un valor previsto del índice de evaluación de la zona de
soldadura a la terminación de la soldadura utilizando el valor de
corriente de soldadura en un tiempo predeterminado en curso y un
valor previsto de la tensión de soldadura representado por la
corriente de soldadura dada como variable.
Si el valor previsto difiere del valor objetivo
del índice de evaluación de la zona de soldadura como meta en la
finalización de la soldadura, se cambia la corriente de soldadura
para acercarse a los dos valores.
La comparación de los dos valores puede servir de
guía para determinar el período de tiempo de soldadura: si el índice
de evaluación de la zona de soldadura supera el valor objetivo antes
de un tiempo de finalización predeterminado, la soldadura debe
abreviarse; si el índice no alcanzará el valor predeterminado en el
tiempo de finalización predeterminado, la soldadura debe
extenderse.
Efectuando la comparación de los dos valores
repetidas veces hasta que el tiempo de finalización predeterminado
permite que el valor previsto llegue más cerca del valor objetivo
para la finalización de la soldadura. Si la diferencia entre los dos
valores persiste, el tiempo de soldadura deberá ajustarse,
alargándolo o reduciéndolo ligeramente.
Primera forma de
realización
A continuación se describirá la primera forma de
realización, que no forma parte de la presente invención.
En el soldador por protuberancias 11 (en adelante
designado como soldador 11) que muestra la figura 1, la zona de
soldadura 104 de las piezas de trabajo 100 y 102 mostradas en la
figura 4 se intercala entre electrodos (no mostrados) y se aplica
presión mediante un mecanismo de presión (no mostrado) para
soldadura por protuberancias.
La unidad de ajuste de condiciones de soldadura
12 determina las condiciones de unión (condiciones de soldadura) y
predetermina especificaciones para la calidad de soldadura objetivo
y prepara datos didácticos 16. El controlador del soldador 13
suministra al soldador 11 instrucciones de soldadura como respuesta
al valor de salida de la red neural 14. En la forma de realización,
el controlador 13 controla la corriente de soldadura.
En este caso, el soldador 11 incluye una parte de
detección (no mostrada). La parte de detección observa y detecta los
estados de unión (estados de soldadura) en la parte de unión (zona
de soldadura).
La red neural 14 comprende una neurona única del
tipo dinámico analógico, que acepta la tensión de soldadura V y la
corriente de soldadura I utilizadas para la soldadura procedente del
soldador 11.
Los datos didácticos 16 se introducen en la
unidad de aprendizaje 15, en la cual se han definido un valor de
salida objetivo y un coeficiente de realimentación para la red
neural 14. Estos valores se ajustan en la red neural 14.
A continuación se describen los principios de
trabajo según la primera forma de realización.
La unidad de ajuste de condiciones 12 cambia la
combinación de corriente de soldadura, duración de la soldadura y
presión de electrodo -en adelante designados estos tres factores
como condiciones de soldadura. Los datos de soldadura 16 utilizan
los datos que han alcanzado temperatura en la zona de soldadura.
Como otros factores para determinar los datos
didácticos 16, puede disponerse de información sobre decoloración
debida a quemaduras en la superficie de la zona de soldadura 104. Si
se utiliza la información, debe examinarse la zona de soldadura,
desde la dirección indicada por la flecha 106 en la figura 4, en
relación a la zona decolorada de su superficie.
Adicionalmente a los cambios de tensión y
corriente de soldadura para una presión de electrodo determinada,
también los cambios de dimensión de la zona de soldadura son
efectivos como datos didácticos 16.
Además, la zona de soldadura 104 alcanza una
temperatura elevada y entonces emite luz. La luz también puede
utilizarse como dato didáctico 16. En el caso de soldadura con
láser, la luz láser reflejada en la zona de soldadura con láser
también es efectiva como dato de aprendizaje 16.
La parte de detección detecta los datos
anteriormente descritos.
La unidad de aprendizaje 15 captura los datos
didácticos 16. Utilizando un grupo de datos que presentan resultados
de soldadura similares y resolviendo ecuaciones simultáneas, la
unidad 15 obtienen un coeficiente de realimentación.
El valor objetivo de la salida de neurona
requerido para el control se obtiene a partir de las vías
siguientes.
- i)
- Después del cálculo del coeficiente de realimentación, la unidad de aprendizaje 15 puede revisar los datos didácticos 16 y determinar el valor objetivo situado en el rango de los valores de salida de neurona con buenos resultados de soldadura, por ejemplo, adquiridos mediante la evaluación de la resistencia a la tracción.
- ii)
- A la inversa, determinando el valor objetivo, puede ajustarse el coeficiente de realimentación de modo que valor objetivo predeterminado sea el de los datos de salida.
La figura 5 muestra la relación entre el valor
objetivo de la salida de neurona y la resistencia a la tracción que
es la clave para el buen resultado de la soldadura.
En la primera forma de realización, con
referencia a la figura 5, se proporciona el rango de salida de
neurona en el cual se consigue una resistencia a la tracción
deseable. Como puede apreciarse por la figura, el valor objetivo de
la salida de neurona se ajusta a 90 con el rango de salida de
neurona preferible suministrado +/-20.
La figura 6 muestra un ejemplo de salida de
neurona desde el inicio de la soldadura hasta el final de la
soldadura.
Los valores determinados por la unidad de
aprendizaje 15 se introducen en la red neural 14, la cual completa
la preparación para la soldadura.
Durante la realización de la soldadura, la red
neural 14 proporciona la diferencia entre el valor objetivo de
salida de la neurona y la salida de neurona, que es generada durante
el trabajo que muestra la figura 6. La diferencia se introduce en el
controlador del soldador 13. Al recibir los datos, el controlador 13
cambia las condiciones de soldadura del soldador 11 para eliminar la
diferencia, de modo que se obtiene el resultado de soldadura
deseado.
Según la primera forma de realización, se cambia
la corriente de soldadura I para cambiar las condiciones de
soldadura.
Cuando se utiliza la duración de la soldadura
para cambiar las condiciones de soldadura, el trabajo de soldadura
puede finalizar en el momento en que la salida de neurona alcanza el
valor objetivo de la salida de neurona. En este caso, el valor
objetivo dado sólo es importante a a la finalización de la
soldadura. No es necesario monitorizar la característica del valor
durante el trabajo.
La presión de electrodo puede utilizarse para el
parámetro para cambiar las condiciones de soldadura. En este caso,
se espera el mismo efecto que en el caso anteriormente descrito si
la respuesta del sistema de presión es más rápida.
Segunda forma de
realización
A continuación se describe la segunda forma de
realización que no forma parte de la presente invención.
En el soldador a resistencia por puntos 21 que
muestra la figura 7, la zona de soldadura 22 de las piezas de
trabajo se intercala entre puntas de electrodo, con aplicación de
presión y calor, para generar un botón de soldadura. La unidad de
medición de temperatura 23 calcula la temperatura en la zona de
soldadura, utilizando la tensión y la corriente aplicadas a la zona
de soldadura 22, los datos (A) 26 que indican las características
específicas de resistencia en la pieza de trabajo, y los datos (B)
27 que indican las características específicas de temperatura de
calentamien-
to.
to.
En este caso, el soldador 21 incluye una parte de
detección (no mostrada). La parte de detección observa y detecta los
estados de soldadura de la zona de soldadura.
Adicionalmente, la unidad 23 calcula la
resistencia entre puntas de electrodo Rm.
Comparando la Rm calculada con la resistencia
medida entre las puntas de electrodo Re, la unidad de procesamiento
de identificación 24 determina un diámetro de trayecto de corriente
dc y lo suministra a la unidad 23.
El controlador de cálculo 25 controla la
corriente y la tensión aplicadas al soldador a resistencia 71 según
la temperatura de la zona de soldadura calculada en la unidad
23.
A continuación se describirán los principios de
trabajo según la segunda forma de realización.
La figura 8 es un diagrama de flujo que indica el
principio de trabajo de la forma de realización. A continuación se
describe la secuencia de control de la operación de soldadura,
considerada conjuntamente con la figura 8.
Al inicio de la soldadura, la temperatura de la
zona de soldadura T0 se ajusta a 20ºC. Sustituyendo los valores de
los datos (A) 26 y (B) 27, corriente y tensión en la ecuación (1) se
obtiene la temperatura interna T1.
La zona del trayecto de la corriente S en la
ecuación (1) se encuentra de modo que su diámetro dc mide 6 mm como
valor inicial de la soldadura. Después del cálculo de la
temperatura, el valor R de la resistencia en la zona de soldadura se
obtiene a partir de la tensión y la corriente medidas, y a
continuación se obtiene el valor de la resistencia r mediante
cálculo.
(6)r = \rho \
x \
1/S
en la que \rho es la resistencia
específica, I es el espesor en la zona de soldadura, S es la zona
del trayecto de la corriente. A continuación se compara la magnitud
del valor de la resistencia R en la zona de soldadura y la del valor
de resistencia r medido. El resultado determina el valor del
diámetro dc: (i) si R>r, el valor del dc debe reducirse; (ii) si
R<r el valor del dc debe aumentarse; (iii) R=r, el ciclo de
cálculo continúa sin ninguna alteración del valor del
dc.
A diferencia del ajuste inicial de la T0, la
temperatura interna calculada, T1 se da a T0 para el cálculo
siguiente. Los datos (A) 26, es decir las características
específicas de resistencia en la pieza de trabajo, y los datos (B)
27, es decir las características específicas de temperatura de
calentamiento, son valores dados medidos a la temperatura T1, y los
valores determinados en el cálculo previo son para el diámetro dc,
mientras que los valores recién calculados se utilizan para la
tensión y la corriente.
La densidad, el espesor de la zona de soldadura,
y la conductividad térmica, requeridos para la ecuación (1), están
contenidos en los factores de condiciones de soldadura dados al
inicio del procedimiento.
Con el mismo procedimiento empleado para el
cálculo previo, se calcula T2 y se determina el dc comparando el
valor de resistencia medido R y el valor de resistencia calculado r.
Si el trabajo de soldadura no está completado, la secuencia de
control continúa con el ciclo siguiente. Para calcular la
temperatura cronovariable en la zona de soldadura, se ejecutará el
bucle hasta que el trabajo de soldadura esté finalizado.
En este caso, el coeficiente \alpha puede
ajustarse basándose en la salida de la unidad de medición de
temperatura 23.
Las figuras 9A y 9B son gráficos que ilustran una
producción del botón de soldadura bien controlada según los cambios
de temperatura de la zona de soldadura. La unidad de medición de
temperatura 23, como muestra la figura 9B, calcula de forma continua
la temperatura en el centro de la zona de soldadura con el
procedimiento de cálculo descrito anteriormente. El botón de
soldadura ha sido producido adecuadamente en el tiempo objetivo ts
mediante control de la corriente de soldadura, como muestra la
figura 9A, según las variaciones de temperatura.
La figura 10 muestra la relación entre cambios de
corriente y cambios del diámetro del botón de soldadura conforme
crece el número de soldaduras.
La soldadura a corriente constante de la técnica
anterior presenta el límite habitual de producción del botones de
soldadura en el rango de 1500 a 2000 debido al desgaste de los
electrodos. Con el procedimiento según la forma de realización, no
obstante, se pueden seguir produciendo más de 3000 botones de
soldadura, lo cual significa que la vida de los electrodos aumenta
extremadamente.
En este ejemplo, la corriente de soldadura
aumentó de aproximadamente 6 kA al inicio de la soldadura hasta 7,5
kA después de aproximadamente 3000 soldaduras.
Además, la unidad de medición 23 puede ser un CPU
de bajo coste en lugar de un dispositivo caro equipado con capacidad
para cálculo numérico de alta velocidad.
En la segunda forma de realización, la
temperatura calculada se controló para alcanzar la temperatura
objetivo en el tiempo objetivo. En este caso, la temperatura
objetivo se basa en la temperatura de fusión de las chapas de
acero.
Como efecto adicional, controlando la velocidad
de incremento de la temperatura calculada suprime de forma efectiva
la expulsión de soldadura producida durante el trabajo de
soldadura.
A continuación se describirá la forma de
realización de la presente invención.
En el actual puesto de soldadura, un error en las
dimensiones o forma de cada pieza de trabajo, o variaciones de las
dimensiones debido a deformaciones producidas por la presión
frecuentemente fuerza que la soldadura se realice en una parte de
borde de una pieza de trabajo.
El trabajo de soldadura en una parte de borde de
una pieza de trabajo difiere del trabajo en una posición normal (es
decir, distinta del borde) de la pieza de trabajo en términos de
capacidad térmica, distribución exotérmica. En consecuencia, al
proporcionar la misma condición de soldadura que la aplicada a la
soldadura en una posición normal puede provocar una deformación
extrema o expulsión de soldadura, degradando la calidad de la misma.
Para solventar dicha situación y obtener una mejor calidad de
soldadura, deben cambiarse las condiciones de soldadura de forma
adecuada para cada situación.
La forma de realización de la invención utiliza
una red neural para adaptarse a la situación. La red neural estima
una posición que debe ser soldada y cambia automáticamente las
condiciones de soldadura de acuerdo con el estado. Un punto
importante en la estimación es saber si la posición a soldar se
sitúa en el borde de la pieza de trabajo. La red neural utiliza los
cambios en la presión del electrodo como guía de la estimación.
A continuación se describirá el sistema y el
principio de trabajo de la forma de realización de la invención.
En la Fig. 11 la fuente de potencia de soldadura
31 contiene una sección de presión. La red neural 34 emite los
resultados del cálculo al controlador de salida 33 que controla la
fuente de potencia de soldadura 31.
La sección de aprendizaje 35 calcula un
coeficiente de realimentación y un coeficiente ponderado para la red
neural utilizando los datos didácticos 36.
El detector de tensión de soldadura 37, que
trabaja como un detector de tensión de la unión, detecta la tensión
de soldadura, mientras que el detector de corriente de soldadura 38,
que trabaja como detector de corriente de la unión, detecta la
corriente de la soldadura.
El detector de fuerza de presión 39 detecta los
cambios en la presión del electrodo generados durante la soldadura.
Una vez recibida la característica de cambio de fuerza de presión
del detector 39, la unidad de salida de la característica de cambio
de fuerza de presión 40 calcula el valor medido en un intervalo de
tiempo predeterminado contado desde el comienzo de la soldadura. El
resultado calculado se envía a la red neural 34. La unidad de ajuste
de soldadura 32 ajusta la condición de soldadura del controlador de
salida 33.
La fuente de potencia de soldadura 31 intercala
una pieza de trabajo (no mostrada) en forma de chapa de acero -o de
aluminio- en su sección de presión (no mostrada) y efectúa una
soldadura por resistencia aplicando una corriente de soldadura de
acuerdo con la instrucción de soldadura recibida de la unidad de
ajuste de soldadura 32. El detector de corriente de soldadura 38
detecta la corriente de soldadura aplicada a la zona de soldadura.
El detector de tensión de soldadura 37 detecta la tensión de
soldadura que se produce en la pieza de trabajo y la transmite a una
neurona de la capa de entrada de la red neural 34.
Las señales del sensor integrado (no mostrado) de
la sección de presión se introducen en el detector de fuerza de
presión 39. Además, la unidad de salida 40 envía los resultados
calculados con los valores medidos en un intervalo de tiempo
predeterminado contado a partir del comienzo de la soldadura
-característica de cambio de fuerza de presión H- a una neurona
distinta de la capa de entrada de la red neural 34.
A continuación se describirá la configuración de
la red neural 34.
La red neural 34 de la Fig. 12 comprende la capa
de entrada que tiene tres elementos neurales, la capa intermedia que
tiene dos elementos, y la capa de salida que tiene uno. Una salida
de un elemento neural de la capa de entrada realimenta una entrada
del mismo elemento neural. La capa de entrada acepta la
característica de cambio de fuerza de presión H de los medios de
salida de la característica de cambio de fuerza de presión 40, la
corriente de soldadura I y la tensión de soldadura V.
La característica H se obtienen normalizando,
respecto al valor máximo alcanzado por la característica de fuerza
de presión mostrada en la Fig. 13B, el valor medido retardado 5 ms
del valor máximo alcanzado. A continuación se envía la
característica H a la red neural 34.
La red neural 34 es controlada para esperar la
entrada de la característica H con la salida C inalterada. Por lo
tanto, el controlador de salida 33 continúa las operaciones de
soldadura según el estado de la soldadura determinado por la unidad
de ajuste de soldadura 32 hasta que es aceptada la característica
H.
Antes de efectuar la soldadura, las neuronas, las
cuales se supone que aceptan la corriente de soldadura I y la
tensión de soldadura V, han experimentado un proceso de aprendizaje
desde el inicio de la soldadura. El proceso de aprendizaje utiliza
datos didácticos 36 y el coeficiente de realimentación A0
determinado por la unidad de aprendizaje 35. La sección de
aprendizaje 35 determina previamente los coeficientes ponderados
wij, vij según los datos didácticos 36.
Al recibir la característica H, la red neural 34
cambia la salida C con dichos coeficientes predeterminados. El
controlador de salida 33 controla, según la salida C, el valor de la
corriente de soldadura para la fuente de potencia de soldadura 31
para cambiar las condiciones de soldadura.
Las figuras 13A y 13B son ejemplos de datos
didácticos 6 en la forma de realización de la invención.
Como muestra la figura 13A, un grupo de datos
plurales de corriente y tensión durante la soldadura se envía a la
neurona responsable de la realización del proceso de aprendizaje de
la red neural 34. En otras palabras, se envían a la neurona
distintos tipos de datos de corriente vs. tiempo y corriente de
soldadura vs. tiempo de soldadura. Aquí el valor que representa
resistencia a la tracción se utiliza como criterio para la
evaluación del resultado de soldadura y coeficiente de
realimentación. A0 se define -A0 = 0,94 para esta forma de
realización).
La figura 13B muestra un cambio de la fuerza de
presión durante la soldadura. En la figura 13B puede apreciarse que
la característica de cambio de fuerza de presión cambia cuando la
posición que debe soldarse se aproxima al borde de la pieza de
trabajo, cambiando la forma de las curvas 41 a 44.
Respecto al valor máximo de la característica de
fuerza de presión, la característica H se obtiene mediante la
normalización del valor medido con 5 m de retraso del punto de valor
máximo alcanzado, y a continuación se envía a la red neural 34.
Para la unidad de aprendizaje 35 se utiliza un
ordenador personal (PC). El PC contiene un programa de aprendizaje
de datos históricos y un programa de aprendizaje para coeficientes
de cálculo ponderados para un modelo dinámico analógico -tipo normal
que comprende una capa de entrada, una capa intermedia, y una capa
de salida. Los coeficientes ponderados se calculan mediante el
procedimiento de propagación inversa.
En la soldadura de la técnica anterior, con
frecuencia se producía un error en la colocación de las piezas de
trabajo, debido a la variación de sus formas. Además, la soldadura
realizada en el borde de una pieza de trabajo algunas veces producía
salpicaduras de metal fundido, es decir, expulsión de soldadura, en
la zona de la soldadura, produciendo chispas alrededor del lugar de
soldadura. La expulsión podía provocar que quedaran salpicaduras en
el equipo de soldadura, reduciendo la fiabilidad de dicho equipo,
incluida la unidad de soldadura.
Según la forma de realización de la invención, no
obstante, en la soldadura que debe realizarse en el borde de la
pieza de trabajo las condiciones de soldadura -corriente de
soldadura, tensión de soldadura y presión de electrodo- pueden
reducirse rápidamente de forma adecuada al punto de soldadura,
eliminando sustancialmente la expulsión. Además, la resistencia de
soldadura alcanza un grado satisfactorio.
Aunque la forma de realización de la invención
utiliza la característica de cambio de fuerza de presión para el
proceso de aprendizaje de la posición de soldadura, la cantidad de
desplazamiento del electrodo, es decir la cantidad de movimiento del
electrodo, también es efectiva. Puede obtenerse un resultado de
mayor nivel con una toma de cámara CCD. Según la imagen de la
posición de soldadura tomada por la cámara, la posición de soldadura
puede enviarse directamente a la red neural.
Como se ha descrito anteriormente, la presente
invención ofrece las ventajas siguientes.
- 1)
- Proporciona un procedimiento versátil de control que responde con cambios a los estados de unión complicados (estados de soldadura).
- 2)
- Acelera el tiempo de realización de los cálculos numéricos; presenta una elevada velocidad de control y requiere un dispositivo de reducido coste económico para efectuar los cálculos numéricos; proporciona un procedimiento de control económico y sin proceso de aprendizaje.
- 3)
- Minimiza el número de elementos de entrada en la red neural; minimiza el error de la salida de la red con menos elementos de aprendizaje, con el resultado de que el equipo para la realización de uniones presenta una elevada capacidad para realizar uniones con un proceso de aprendizaje efectivo.
- 4)
- Realiza un control más práctico de la unión.
- 5)
- Proporciona un control versátil de la unión que permite obtener un buen resultado con mayor exactitud.
- 6)
- Proporciona un equipo para el control de uniones fácil de manejar en el lugar de la unión (soldadura), y un procedimiento de confirmación del estado de trabajo del equipo.
- 7)
- Promete una mayor calidad de unión y un tacto lineal.
Claims (11)
1. Equipo para la realización de uniones por
soldadura para soldadura por resistencia, que comprende:
- a)
- un primer detector (37, 38) para detectar un estado de unión de una parte de unión cuando las piezas de trabajo están sometidas a un proceso de unión;
- b)
- controlador (33) para controlar una salida del equipo para la realización de uniones;
- c)
- red neural (14) que acepta, con su capa de entrada, una señal de salida del primer detector, y emite señales hacia el controlador, y
- d)
- una sección de presión,
- caracterizado por:
- e)
- un detector de fuerza de presión (39) para detectar una fuerza de presión de electrodo generada cuando las piezas de trabajo se someten a un proceso de unión; y la red neural (34) se configura
- (i)
- según una salida característica de una ecuación de conducción térmica,
- (ii)
- para recibir en su capa de entrada una característica de cambio de fuerza de presión (H) sensible a un detector de fuerza de presión de salida (39) y que muestra un cambio de la fuerza depresión del electrodo;
- (iii)
- para detectar si un aparte a soldar está situada en un borde de la pieza de trabajo basándose en la característica de cambio de fuerza de presión (H); y
- (iv)
- para cambiar una salida de la red neural basándose en si la parte a soldar debe situarse o no en el borde de la pieza de trabajo; y
el controlador (33) está
configurado para cambiar una condición de soldadura en respuesta al
cambio en la salida de la red neural
(34).
2. Equipo para la realización de uniones, según
la reivindicación 1, en el que por lo menos uno de entre la
corriente para la unión, la tensión para la unión, la luz generada,
la temperatura, el sonido, un cambio en la composición de las piezas
de trabajo, y una cantidad de movimiento de los electrodos, que se
observan en la parte de unión, es detectada en el primer
detector.
3. Equipo para la realización de uniones según la
reivindicación 1 ó 2, en el que la red neural (14) calcula un valor
característico de resistencia de la unión.
4. Equipo para la realización de uniones según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la información
de decoloración de la pieza de trabajo se utiliza para un proceso de
aprendizaje suministrado a la red neural.
5. Equipo para la realización de uniones según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que un coeficiente
de la ecuación característica de la red neural se ajusta de
conformidad con una salida de la red neural.
6. Equipo para la realización de uniones según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la sección de
presión comprende unos mecanismos de presión que aplican presión a
las piezas de trabajo cuando se unen entre sí, y un coeficiente de
la ecuación característica de una red neural cambia de forma
adecuada en función de por lo menos uno de i) un desplazamiento
entre las piezas de trabajo; y ii) una fuerza de presión, estando
ambos generados por el mecanismo de presión.
7. Equipo para la realización de uniones según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que se ajusta un
coeficiente de una ecuación característica de la red neural en
función de la información de la distribución de temperatura de la
parte de unión.
8. Equipo para la realización de uniones según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que al comparar un
valor característico de salida con un valor de referencia de la red
neural durante un procedimiento de unión, el controlador completa un
procedimiento de unión en un punto cuando el controlador determina
que el valor característico de salida alcanza el valor de
referencia.
9. Equipo para la realización de uniones según la
reivindicación 1 a 7, en el que al comparar un valor característico
de salida con un valor de referencia de la red neural durante un
procedimiento de unión, el controlador cambia una condición de unión
de manera que el valor característico de salida se ajusta más al
valor de referencia.
10. Equipo para la realización de uniones según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que al comparar un
valor característico de salida con un valor de referencia objetivo
que debe alcanzarse al completar una unión durante un tiempo de
unión, el controlador calcula, antes de un proceso de salida, una
cantidad de cambio de las condiciones de unión para alcanzar el
valor de referencia objetivo de acuerdo con por lo menos uno de: i)
registros históricos de salida del valor característico de salida;
ii) una característica de cambio de tensión de unión estimada
durante un procedimiento de unión; y iii) una característica de
cambio de temperatura estimada medida en la parte de unión durante
un procedimiento de unión.
11. Equipo para la realización de uniones según
cualquiera de las reivindicaciones 9 ó 10, en el que por lo menos
uno de entre la corriente, tensión, potencia, fuerza de presión,
luz, y entrada de calor, medidos en la parte de unión, se cambia en
el controlador como la condición de unión.
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