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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-29
(54)【発明の名称】箱型構造の溶接変形制御装置及び制御方法
(51)【国際特許分類】
B23K 37/04 20060101AFI20241022BHJP
B23K 31/00 20060101ALI20241022BHJP
【ＦＩ】
B23K37/04 K
B23K31/00 F
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024525069
(86)(22)【出願日】2022-01-05
(85)【翻訳文提出日】2024-04-25
(86)【国際出願番号】 CN2022070307
(87)【国際公開番号】W WO2023070942
(87)【国際公開日】2023-05-04
(31)【優先権主張番号】202111243217.1
(32)【優先日】2021-10-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】520112818
【氏名又は名称】シーアールアールシー チンダオ スーファン カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100102532
【弁理士】
【氏名又は名称】好宮 幹夫
(74)【代理人】
【識別番号】100194881
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 俊弘
(74)【代理人】
【識別番号】100215142
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 徹
(72)【発明者】
【氏名】ハン シヤオフイ
(72)【発明者】
【氏名】シン イエンシュワン
(72)【発明者】
【氏名】リー シュワイジェン
(72)【発明者】
【氏名】グオ チアンジュン
(72)【発明者】
【氏名】ファン シイフェン
(57)【要約】
箱型構造の溶接変形制御装置は、支持部及び調節部を含み、支持部には溶接すべき箱体を支持する支持面が形成されており、調節部は支持部に接続され、少なくとも溶接すべき箱体の溶接面に当接し、溶接過程において、調節部は、溶接すべき箱体の溶接面への付勢力の大きさ及び／又は付勢位置を調節することにより、溶接すべき箱体の平面度に対する制御を実現する。制御装置は、枕梁の箱型構造にマルチポイントフレキシブルサポートを設けることにより、構造の溶接中の製造精度および応力分布のリアルタイムな動的調整及び段階的な精密調整のような精細化制御を行い、枕梁の製造精度を向上させ、枕梁の箱型構造の溶接後のチューニングをなくすことができる。本願は更に箱型構造の溶接変形制御方法をさらに開示する。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
支持部及び調節部を含み、前記支持部には溶接すべき箱体を支持する支持面が形成されており、
前記調節部は支持部に接続され、少なくとも前記溶接すべき箱体の溶接面に当接し、
溶接過程において、前記調節部は、前記溶接すべき箱体の溶接面への付勢力の大きさ及び／又は付勢位置を調節することにより、前記溶接すべき箱体の平面度に対する制御を実現することを特徴とする
箱型構造の溶接変形制御装置。
【請求項2】
前記溶接すべき箱体は少なくとも、第１の溶接面及び第２の溶接面を含み、前記第１の溶接面は、前記溶接すべき箱体の前記支持面に近い側の表面であり、
前記第２の溶接面は、前記溶接すべき箱体の前記第１の溶接面から遠い側の表面であることを特徴とする
請求項１に記載の箱型構造の溶接変形制御装置。
【請求項3】
前記溶接すべき箱体の前記第１の溶接面における少なくとも一部の領域の厚さは一部の前記第２の溶接面の厚さより小さいことを特徴とする請求項２に記載の箱型構造の溶接変形制御装置。
【請求項4】
前記支持部は、支持台及び駆動ユニットを含み、前記支持台の表面が前記支持面を形成し、
前記駆動ユニットは、前記支持台に接続されており、前記支持台の回転角度を調節して、前記第１の溶接面と前記第２の溶接面の溶接を実現するために用いられ、
ここで、前記支持台には複数の隙間が設けられており、前記隙間は、少なくとも前記第１の溶接面の溶接すべき位置に対応することを特徴とする
請求項２に記載の箱型構造の溶接変形制御装置。
【請求項5】
前記調節部は、第１の調節座、第１の調節シリンダ及び第１のセンサーコンポーネントを含み、複数の前記第１の調節座は前記支持台に接続され、
前記第１の調節シリンダの一端は前記第１の調節座に設けられ、前記第１の調節シリンダの他端は前記第１の溶接面に当接し、
前記第１のセンサーコンポーネントは少なくとも前記第１の調節シリンダに接続され、
ここで、溶接過程において、前記第１の調節シリンダは、前記第１のセンサーコンポーネントがフィードバックしたパラメータに基づいて、前記第１の調節シリンダのストロークを調節し、前記第１の溶接面への付勢力の大きさに対する調節を実現することを特徴とする
請求項４に記載の箱型構造の溶接変形制御装置。
【請求項6】
前記調節部は、第２の調節座、第２の調節シリンダ、押圧ロッド、及び第２のセンサーコンポーネントを含み、複数の前記第２の調節座は、前記支持台の側部に設けられ、
前記第２の調節シリンダの一端は前記第２の調節座に接続され、前記第２の調節シリンダの他端は前記押圧ロッドに接続され、且つ前記第２の調節シリンダは鉛直方向に沿って設けられ、
前記押圧ロッドの前記第２の調節シリンダに対向する他端は、前記第２の溶接面に当接し、
前記第２のセンサーコンポーネントは少なくとも前記押圧ロッドに接続され、
ここで、溶接過程において、前記第２の調節シリンダは、前記第２のセンサーコンポーネントがフィードバックしたパラメータに基づいて、前記第２の調節シリンダのストロークを調節し、前記押圧ロッドの前記第２の溶接面への付勢力の大きさに対する調節を実現することを特徴とする
請求項４に記載の箱型構造の溶接変形制御装置。
【請求項7】
前記調節部は、スライドウェイをさらに含み、複数の前記スライドウェイは前記支持台の側部に設けられ、前記第２の調節座は前記スライドウェイに滑り嵌めされており、ここで、溶接過程において、前記第２の調節座は、前記第２のセンサーコンポーネントがフィードバックしたパラメータに基づいて、前記スライドウェイの延在方向に沿ってスライドし、前記押圧ロッドの前記第２の溶接面での付勢位置に対する調節を実現することを特徴とする
請求項６に記載の箱型構造の溶接変形制御装置。
【請求項8】
前記第２の調節座は、第１のパネル、第２のパネル、及びスライドブロックを含み、前記第１のパネルは前記支持台の側部に接続され、
前記第２のパネルは、前記第１のパネルと接続されてＬ字型の構造を形成し、
前記スライドブロックは前記第２のパネルに摺動可能に設けられており、
前記第２の調節シリンダは前記スライドブロックに接続され、
前記調節部は、第３の調節シリンダ及びタイロッドをさらに含み、
前記第３の調節シリンダは、前記第１のパネルの前記支持台の側部に対向する他方の面に設けられ、
前記タイロッドの一端は、前記第３の調節シリンダに接続され、前記タイロッドの他端は、前記第２のパネルに開設された開口溝を通過して前記スライドブロックに接続されることを特徴とする
請求項６に記載の箱型構造の溶接変形制御装置。
【請求項9】
前記押圧ロッドは、伸縮長さを調節できる棒状の構造であり、溶接過程において、前記押圧ロッドは前記第２のセンサーコンポーネントがフィードバックしたパラメータに基づいて、伸縮長さを調節し、前記第２の溶接面での付勢位置に対する調節を実現することを特徴とする
請求項６に記載の箱型構造の溶接変形制御装置。
【請求項10】
前記溶接すべき箱体は、枕梁であり、前記枕梁は少なくとも、貫通管、第１の蓋板及び第２の蓋板を含み、
２つの前記貫通管は間隔をあけて設けられており、
前記第１の蓋板は、前記第１の溶接面内で２つの前記貫通管にそれぞれ接続され、
前記第２の蓋板は、前記第２の溶接面内で２つの前記貫通管にそれぞれ接続され、
ここで、少なくとも前記第１の蓋板の厚さは前記第２の蓋板の厚さより小さいことを特徴とする
請求項２から９のいずれか１項に記載の箱型構造の溶接変形制御装置。
【請求項11】
溶接すべき箱体の溶接過程における歪み量パラメータを取得することと、前記歪み量パラメータに基づいて、前記溶接すべき箱体の溶接面の歪み量を制御する逆変形調節戦略を生成することと、
前記逆変形調節戦略に従って、溶接過程における前記溶接すべき箱体に対してリアルタイムに逆変形調節を行うことと、を含むことを特徴とする
請求項１から１０のいずれか１項に記載の箱型構造の溶接変形制御装置に基づく制御方法。
【請求項12】
前記した、溶接すべき箱体の溶接過程における歪み量パラメータを取得するステップは、具体的に、前記溶接すべき箱体の溶接過程における第１の歪み特徴値及び第２の歪み特徴値を取得することであって、ここで、前記第１の歪み特徴値は、前記溶接すべき箱体の歪み領域パラメータであり、前記第２の歪み特徴値は、前記第１の歪み特徴値に対応する歪み力パラメータであることと、
前記第１の歪み特徴値及び前記第２の歪み特徴値に基づいて前記歪み量パラメータを生成することと、を含むことを特徴とする
請求項１１に記載の箱型構造の溶接変形の精細化制御方法。
【請求項13】
前記した、前記歪み量パラメータに基づいて、前記溶接すべき箱体の溶接面の歪み量を制御する逆変形調節戦略を生成するステップは、具体的に、前記溶接すべき箱体の溶接面に基づく複数のプリセット調節領域を取得して、前記第１の歪み特徴値に基づいて対応する前記プリセット調節領域内の全ての調節部を取得することと、
前記第２の歪み特徴値に基づいて、取得された各前記調節部に基づく調節変位特徴値を生成することであって、前記調節変位特徴値は少なくとも、前記調節部の前記溶接すべき箱体の溶接面に対して垂直となる第１の方向変位パラメータ、及び前記調節部の前記溶接すべき箱体の溶接面に対して平行となる第２の方向変位パラメータを含むことと、
全ての前記調節変位特徴値に基づいて、前記プリセット調節領域に基づく前記逆変形調節戦略を生成することと、を含むことを特徴とする
請求項１２に記載の箱型構造の溶接変形の精細化制御方法。
【請求項14】
前記した、前記歪み量パラメータに基づいて、前記溶接すべき箱体の溶接面の歪み量を制御する逆変形調節戦略を生成するステップは、具体的に、前記溶接すべき箱体の瞬間溶接領域を取得し、前記瞬間溶接領域及び前記プリセット調節領域に対して動的フィッティングを行って、前記動的フィッティングに基づく瞬間調節領域を得ることと、
前記瞬間調節領域のうち、アクティブ状態にあり且つ前記瞬間調節領域外にある前記調節部を決定し、対応する前記調節部にスリープ信号を送信することと、
前記瞬間調節領域のうち、スリープ状態にあり且つ前記瞬間調節領域内にある前記調節部を決定し、対応する前記調節部にウェイクアップ信号を送信することと、を更に含むことを特徴とする
請求項１３に記載の箱型構造の溶接変形の精細化制御方法。
【請求項15】
前記した、前記歪み量パラメータに基づいて、前記溶接すべき箱体の溶接面の歪み量を制御する逆変形調節戦略を生成するステップは、具体的に、前記溶接すべき箱体に基づくデジタルツインモデルを構築することと、
前記デジタルツインモデルの前記溶接すべき箱体の前記歪み量パラメータに対応するツイン歪み量パラメータを取得することと、
前記ツイン歪み量パラメータに基づいて前記逆変形調節戦略を生成することと、を更に含むことを特徴とする
請求項１１から１４のいずれか１項に記載の箱型構造の溶接変形の精細化制御方法。
【請求項16】
前記した、溶接すべき箱体の溶接過程における歪み量パラメータを取得するステップの前に、具体的に、前記溶接すべき箱体に基づく有限要素モデルを構築して、前記有限要素モデルにおいて前記溶接すべき箱体の溶接パラメータをロードすることと、
前記有限要素モデルの有限要素解析過程における、前記溶接パラメータに基づく第１の有限要素特徴値及び第２の有限要素特徴値を取得することであって、前記第１の有限要素特徴値は、前記溶接すべき箱体の固有歪みパラメータであり、前記第２の有限要素特徴値は、前記溶接すべき箱体の弾性歪みパラメータであることと、
前記第１の有限要素特徴値及び前記第２の有限要素特徴値に基づいて有限要素解析パラメータを生成して、前記有限要素解析パラメータ及び前記歪み量パラメータに基づいて前記逆変形調節戦略を生成することと、をさらに含むことを特徴とする
請求項１１から１４のいずれか１項に記載の箱型構造の溶接変形の精細化制御方法。
【請求項17】
前記した、前記逆変形調節戦略に従って、溶接過程における前記溶接すべき箱体に対してリアルタイムに逆変形調節を行うステップは、具体的に、前記逆変形調節戦略における第１の逆変形調節決定及び第２の逆変形調節決定を取得することであって、前記第１の逆変形調節決定は、前記溶接すべき箱体の第１の溶接面を含み、前記第２の逆変形調節決定は、前記溶接すべき箱体の第２の溶接面を含むことと、
前記第１の逆変形調節決定に従って調節部の前記第１の溶接面への付勢力の大きさをリアルタイムに制御することと、
前記第２の逆変形調節決定に従って前記調節部の前記第２の溶接面への付勢力の大きさ及び／又は付勢位置をリアルタイムに制御することと、を含むことを特徴とする
請求項１１から１４のいずれか１項に記載の箱型構造の溶接変形の精細化制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、２０２１年１０月２５日に提出された、出願番号が２０２１１１２４３２１７．１であり、名称が「箱型構造の溶接変形制御装置及び制御方法」である中国特許出願の優先権を主張し、その全体が参照により本開示に組み込まれる。
【0002】
本願は、溶接の技術分野に関し、特に、箱型構造の溶接変形制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【0003】
高速列車の枕梁は、アルミニウム合金型材及び板材によって構成された箱型溶接構造であり、高速列車の長く大きく薄い壁を持つ車体における重要な担持部品及び主要構成部分であり、高速列車の台車に接続される。箱型枕梁構造は、高い製造精度が要求され、使用環境及び動作モードが過酷であり、列車が高速で走行する際の繰り返し衝撃荷重を受ける。箱型枕梁構造は、内部に補強リブを備えた非対称溶接構造であり、溶接構造が複雑で、溶接スペースが狭く、主に８ｍｍ以上の中厚板の溶接が行われ、溶接ビードが多く、溶接量が大きく、加えて、アルミ合金は高温に加熱すると膨張係数が大きくなるため、深刻な溶接変形が発生する。車体の後続の組み立て要件を満たすために、溶接後の火炎による矯正及びチューニングを追加する必要があり、生産効率が低下し、且つ強度の損失や性能の低下が引き起こされ、高速列車のアルミニウム合金車体の製造品質及び自動化効率のさらなる向上は厳しく制限される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本願は、箱型構造の溶接変形制御装置及び制御方法を提供し、従来技術では、枕梁構造の溶接後のチューニングの免除を実現できず、溶接変形を効果的に抑えることができず、反復検証の作業量が大きく、溶接構造の変形の進化傾向や変化量に基づいて精密かつ動的な調整を行うことができず、逆変形効果が良くない等の欠陥を解決するために用いられ、枕梁の箱型構造にマルチポイントフレキシブルサポートを設けることにより、溶接過程において、枕梁の箱型構造の各ステップにおける位置決め支持、剛性制約点の位置及び作用力の大きさ、逆変形位置および逆変形量をリアルタイムで定量的に出力し、枕梁の箱型構造の溶接中の製造精度および応力分布を３次元で動的且つリアルタイムに監視することを実現し、リアルタイムな動的調整及び段階的な精密調整のような精細化制御を行い、枕梁の製造精度を向上させ、枕梁の箱型構造の溶接後のチューニングをなくし、製造コストを削減し、生産効率を大幅に向上させる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本願は、箱型構造の溶接変形の精細化制御方法をさらに提供し、従来技術では、枕梁構造の溶接後のチューニングの免除を実現できず、溶接変形を効果的に抑えることができず、反復検証の作業量が大きく、溶接構造の変形の進化傾向や変化量に基づいて精密かつ動的な調整を行うことができず、逆変形効果が良くない等の欠陥を解決するために用いられ、枕梁箱型構造の数学モデル式を構築することにより、枕梁の箱型構造に対するマルチポイントフレキシブルサポート、動的デジタル圧着及び無段階位置調整を実現し、枕梁の箱型構造の溶接中の製造精度および応力分布を３次元で動的且つリアルタイムに監視し、リアルタイムな動的調整及び段階的な精密調整のような精細化制御を行い、枕梁の箱型構造の各ステップにおける位置決め支持、剛性制約点の位置及び作用力の大きさ、逆変形位置および逆変形量をリアルタイムで定量的に出力し、枕梁の製造精度を向上させ、枕梁の箱型構造の溶接後のチューニングをなくし、製造コストを削減し、生産効率を大幅に向上させる。
【0006】
本願の第１の側面に係る箱型構造の溶接変形制御装置は、支持部及び調節部を含み、前記支持部には溶接すべき箱体を支持する支持面が形成されており、前記調節部は支持部に接続され、少なくとも前記溶接すべき箱体の溶接面に当接し、溶接過程において、前記調節部は、前記溶接すべき箱体の溶接面への付勢力の大きさ及び／又は付勢位置を調節することにより、前記溶接すべき箱体の平面度に対する制御を実現する。
【0007】
本願の１つの実施形態によれば、前記溶接すべき箱体は少なくとも、第１の溶接面及び第２の溶接面を含み、前記第１の溶接面は、前記溶接すべき箱体の前記支持面に近い側の表面であり、前記第２の溶接面は、前記溶接すべき箱体の前記第１の溶接面から遠い側の表面である。
【0008】
具体的に、本実施形態は、溶接すべき箱体の実施形態を提供した。
【0009】
本願の１つの実施形態によれば、前記溶接すべき箱体の前記第１の溶接面における少なくとも一部の領域の厚さは一部の前記第２の溶接面の厚さより小さい。
【0010】
具体的に、本実施形態は、第１の溶接面及び第２の溶接面の実施形態を提供した。
【0011】
本願の１つの実施形態によれば、前記支持部は、支持台及び駆動ユニットを含み、前記支持台の表面が前記支持面を形成し、前記駆動ユニットは、前記支持台に接続されており、前記支持台の回転角度を調節して、前記第１の溶接面と前記第２の溶接面の溶接を実現するために用いられ、ここで、前記支持台には複数の隙間が設けられており、前記隙間は、少なくとも前記第１の溶接面の溶接すべき位置に対応する。
【0012】
具体的に、本実施形態は、支持部の実施形態を提供した。
【0013】
本願の１つの実施形態によれば、前記調節部は、第１の調節座、第１の調節シリンダ及び第１のセンサーコンポーネントを含み、複数の前記第１の調節座は前記支持台に接続され、前記第１の調節シリンダの一端は前記第１の調節座に設けられ、前記第１の調節シリンダの他端は前記第１の溶接面に当接し、前記第１のセンサーコンポーネントは少なくとも前記第１の調節シリンダに接続され、ここで、溶接過程において、前記第１の調節シリンダは、前記第１のセンサーコンポーネントがフィードバックしたパラメータに基づいて、前記第１の調節シリンダのストロークを調節し、前記第１の溶接面への付勢力の大きさに対する調節を実現する。
【0014】
具体的に、本実施形態は、調節部が支持台に設けられる実施形態を提供した。
【0015】
本願の１つの実施形態によれば、前記調節部は、第２の調節座、第２の調節シリンダ、押圧ロッド、及び第２のセンサーコンポーネントを含み、複数の前記第２の調節座は、前記支持台の側部に設けられ、前記第２の調節シリンダの一端は前記第２の調節座に接続され、前記第２の調節シリンダの他端は前記押圧ロッドに接続され、且つ前記第２の調節シリンダは鉛直方向に沿って設けられ、前記押圧ロッドの前記第２の調節シリンダに対向する他端は、前記第２の溶接面に当接し、前記第２のセンサーコンポーネントは少なくとも前記押圧ロッドに接続され、ここで、溶接過程において、前記第２の調節シリンダは、前記第２のセンサーコンポーネントがフィードバックしたパラメータに基づいて、前記第２の調節シリンダのストロークを調節し、前記押圧ロッドの前記第２の溶接面への付勢力の大きさに対する調節を実現する。
【0016】
具体的に、本実施形態は、調節部が支持台の側部に設けられる実施形態を提供した。
【0017】
本願の１つの実施形態によれば、前記調節部は、スライドウェイをさらに含み、複数の前記スライドウェイは前記支持台の側部に設けられ、前記第２の調節座は前記スライドウェイに滑り嵌めされており、ここで、溶接過程において、前記第２の調節座は、前記第２のセンサーコンポーネントがフィードバックしたパラメータに基づいて、前記スライドウェイの延在方向に沿ってスライドし、前記押圧ロッドの前記第２の溶接面での付勢位置に対する調節を実現する。
【0018】
具体的に、本実施形態は、支持台の側部にスライドウェイを設ける実施形態を提供した。
【0019】
本願の１つの実施形態によれば、前記第２の調節座は、第１のパネル、第２のパネル、及びスライドブロックを含み、前記第１のパネルは前記支持台の側部に接続され、前記第２のパネルは、前記第１のパネルと接続されてＬ字型の構造を形成し、前記スライドブロックは前記第２のパネルに摺動可能に設けられており、前記第２の調節シリンダは前記スライドブロックに接続され、前記調節部は、第３の調節シリンダ及びタイロッドをさらに含み、前記第３の調節シリンダは、前記第１のパネルの前記支持台の側部に対向する他方の面に設けられ、前記タイロッドの一端は、前記第３の調節シリンダに接続され、前記タイロッドの他端は、前記第２のパネルに開設された開口溝を通過して前記スライドブロックに接続される。
【0020】
具体的に、本実施形態は、押圧ロッドの第２の溶接面での付勢位置を調節する実施形態を提供した。
【0021】
本願の１つの実施形態によれば、前記押圧ロッドは、伸縮長さを調節できる棒状の構造であり、溶接過程において、前記押圧ロッドは前記第２のセンサーコンポーネントがフィードバックしたパラメータに基づいて、伸縮長さを調節し、前記第２の溶接面での付勢位置に対する調節を実現する。
【0022】
具体的に、本実施形態は、押圧ロッドの実施形態を提供した。
【0023】
本願の１つの実施形態によれば、前記溶接すべき箱体は、枕梁であり、前記枕梁は少なくとも、貫通管、第１の蓋板及び第２の蓋板を含み、２つの前記貫通管は間隔をあけて設けられており、前記第１の蓋板は、前記第１の溶接面内で２つの前記貫通管にそれぞれ接続され、前記第２の蓋板は、前記第２の溶接面内で２つの前記貫通管にそれぞれ接続され、ここで、少なくとも前記第１の蓋板の厚さは前記第２の蓋板の厚さより小さい。
【0024】
具体的に、本実施形態は、溶接すべき箱体が枕梁である実施形態を提供した。
【0025】
本願の第２の側面に係る上記の箱型構造の溶接変形制御装置に基づく制御方法は、
溶接すべき箱体の溶接過程における歪み量パラメータを取得することと、
前記歪み量パラメータに基づいて、前記溶接すべき箱体の溶接面の歪み量を制御する逆変形調節戦略を生成することと、
前記逆変形調節戦略に従って、溶接過程における前記溶接すべき箱体に対してリアルタイムに逆変形調節を行うことと、を含む。
溶接すべき箱体の溶接過程における歪み量パラメータを取得することと、
前記歪み量パラメータに基づいて、前記溶接すべき箱体の溶接面の歪み量を制御する逆変形調節戦略を生成することと、
前記逆変形調節戦略に従って、溶接過程における前記溶接すべき箱体に対してリアルタイムに逆変形調節を行うことと、を含む。
【0026】
本願の１つの実施形態によれば、前記した、溶接すべき箱体の溶接過程における歪み量パラメータを取得するステップは、具体的に、
前記溶接すべき箱体の溶接過程における第１の歪み特徴値及び第２の歪み特徴値を取得することであって、ここで、前記第１の歪み特徴値は、前記溶接すべき箱体の歪み領域パラメータであり、前記第２の歪み特徴値は、前記第１の歪み特徴値に対応する歪み力パラメータであることと、
前記第１の歪み特徴値及び前記第２の歪み特徴値に基づいて前記歪み量パラメータを生成することと、を含む。
前記溶接すべき箱体の溶接過程における第１の歪み特徴値及び第２の歪み特徴値を取得することであって、ここで、前記第１の歪み特徴値は、前記溶接すべき箱体の歪み領域パラメータであり、前記第２の歪み特徴値は、前記第１の歪み特徴値に対応する歪み力パラメータであることと、
前記第１の歪み特徴値及び前記第２の歪み特徴値に基づいて前記歪み量パラメータを生成することと、を含む。
【0027】
具体的に、本実施形態は、溶接すべき箱体の溶接過程における歪み量パラメータを取得する実施形態を提供した。
【0028】
本願の１つの実施形態によれば、前記した、前記歪み量パラメータに基づいて、前記溶接すべき箱体の溶接面の歪み量を制御する逆変形調節戦略を生成するステップは、具体的に、
前記溶接すべき箱体の溶接面に基づく複数のプリセット調節領域を取得して、前記第１の歪み特徴値に基づいて対応する前記プリセット調節領域内の全ての調節部を取得することと、
前記第２の歪み特徴値に基づいて、取得された各前記調節部に基づく調節変位特徴値を生成することであって、前記調節変位特徴値は少なくとも、前記調節部の前記溶接すべき箱体の溶接面に対して垂直となる第１の方向変位パラメータ、及び前記調節部の前記溶接すべき箱体の溶接面に対して平行となる第２の方向変位パラメータを含むことと、
全ての前記調節変位特徴値に基づいて、前記プリセット調節領域に基づく前記逆変形調節戦略を生成することと、を含む。
前記溶接すべき箱体の溶接面に基づく複数のプリセット調節領域を取得して、前記第１の歪み特徴値に基づいて対応する前記プリセット調節領域内の全ての調節部を取得することと、
前記第２の歪み特徴値に基づいて、取得された各前記調節部に基づく調節変位特徴値を生成することであって、前記調節変位特徴値は少なくとも、前記調節部の前記溶接すべき箱体の溶接面に対して垂直となる第１の方向変位パラメータ、及び前記調節部の前記溶接すべき箱体の溶接面に対して平行となる第２の方向変位パラメータを含むことと、
全ての前記調節変位特徴値に基づいて、前記プリセット調節領域に基づく前記逆変形調節戦略を生成することと、を含む。
【0029】
具体的に、本実施形態は、前記歪み量パラメータに基づいて前記溶接すべき箱体の平面度を制御する逆変形調節戦略を生成する実施形態を提供した。
【0030】
本願の１つの実施形態によれば、前記した、前記歪み量パラメータに基づいて、前記溶接すべき箱体の溶接面の歪み量を制御する逆変形調節戦略を生成するステップは、具体的に、
前記溶接すべき箱体の瞬間溶接領域を取得し、前記瞬間溶接領域及び前記プリセット調節領域に対して動的フィッティングを行って、前記動的フィッティングに基づく瞬間調節領域を得ることと、
前記瞬間調節領域のうち、アクティブ状態にあり且つ前記瞬間調節領域外にある前記調節部を決定し、対応する前記調節部にスリープ信号を送信することと、
前記瞬間調節領域のうち、スリープ状態にあり且つ前記瞬間調節領域内にある前記調節部を決定し、対応する前記調節部にウェイクアップ信号を送信することと、を更に含む。
前記溶接すべき箱体の瞬間溶接領域を取得し、前記瞬間溶接領域及び前記プリセット調節領域に対して動的フィッティングを行って、前記動的フィッティングに基づく瞬間調節領域を得ることと、
前記瞬間調節領域のうち、アクティブ状態にあり且つ前記瞬間調節領域外にある前記調節部を決定し、対応する前記調節部にスリープ信号を送信することと、
前記瞬間調節領域のうち、スリープ状態にあり且つ前記瞬間調節領域内にある前記調節部を決定し、対応する前記調節部にウェイクアップ信号を送信することと、を更に含む。
【0031】
具体的に、本実施形態は、前記歪み量パラメータに基づいて前記溶接すべき箱体の平面度を制御する逆変形調節戦略を生成する別の実施形態を提供した。
【0032】
本願の１つの実施形態によれば、前記した、前記歪み量パラメータに基づいて、前記溶接すべき箱体の溶接面の歪み量を制御する逆変形調節戦略を生成するステップは、具体的に、
前記溶接すべき箱体に基づくデジタルツインモデルを構築することと、
前記デジタルツインモデルの前記溶接すべき箱体の前記歪み量パラメータに対応するツイン歪み量パラメータを取得することと、
前記ツイン歪み量パラメータに基づいて前記逆変形調節戦略を生成することと、を更に含む。
前記溶接すべき箱体に基づくデジタルツインモデルを構築することと、
前記デジタルツインモデルの前記溶接すべき箱体の前記歪み量パラメータに対応するツイン歪み量パラメータを取得することと、
前記ツイン歪み量パラメータに基づいて前記逆変形調節戦略を生成することと、を更に含む。
【0033】
具体的に、本実施形態は、デジタルツインモデルに基づいて逆変形調節戦略を構築する実施形態を提供した。
【0034】
本願の１つの実施形態によれば、前記した、溶接すべき箱体の溶接過程における歪み量パラメータを取得するステップの前に、具体的に、
前記溶接すべき箱体に基づく有限要素モデルを構築して、前記有限要素モデルにおいて前記溶接すべき箱体の溶接パラメータをロードすることと、
前記有限要素モデルの有限要素解析過程における、前記溶接パラメータに基づく第１の有限要素特徴値及び第２の有限要素特徴値を取得することであって、前記第１の有限要素特徴値は、前記溶接すべき箱体の固有歪みパラメータであり、前記第２の有限要素特徴値は、前記溶接すべき箱体の弾性歪みパラメータであることと、
前記第１の有限要素特徴値及び前記第２の有限要素特徴値に基づいて有限要素解析パラメータを生成して、前記有限要素解析パラメータ及び前記歪み量パラメータに基づいて前記逆変形調節戦略を生成することと、をさらに含む。
前記溶接すべき箱体に基づく有限要素モデルを構築して、前記有限要素モデルにおいて前記溶接すべき箱体の溶接パラメータをロードすることと、
前記有限要素モデルの有限要素解析過程における、前記溶接パラメータに基づく第１の有限要素特徴値及び第２の有限要素特徴値を取得することであって、前記第１の有限要素特徴値は、前記溶接すべき箱体の固有歪みパラメータであり、前記第２の有限要素特徴値は、前記溶接すべき箱体の弾性歪みパラメータであることと、
前記第１の有限要素特徴値及び前記第２の有限要素特徴値に基づいて有限要素解析パラメータを生成して、前記有限要素解析パラメータ及び前記歪み量パラメータに基づいて前記逆変形調節戦略を生成することと、をさらに含む。
【0035】
具体的に、本実施形態は、有限要素モデルに基づいて逆変形調節戦略を構築する実施形態を提供した。
【0036】
本願の１つの実施形態によれば、前記した、前記逆変形調節戦略に従って、溶接過程における前記溶接すべき箱体に対してリアルタイムに逆変形調節を行うステップは、具体的に、
前記逆変形調節戦略における第１の逆変形調節決定及び第２の逆変形調節決定を取得することであって、前記第１の逆変形調節決定は、前記溶接すべき箱体の第１の溶接面を含み、前記第２の逆変形調節決定は、前記溶接すべき箱体の第２の溶接面を含むことと、
前記第１の逆変形調節決定に従って前記調節部の前記第１の溶接面への付勢力の大きさをリアルタイムに制御することと、
前記第２の逆変形調節決定に従って前記調節部の前記第２の溶接面への付勢力の大きさ及び／又は付勢位置をリアルタイムに制御することと、を含む。
前記逆変形調節戦略における第１の逆変形調節決定及び第２の逆変形調節決定を取得することであって、前記第１の逆変形調節決定は、前記溶接すべき箱体の第１の溶接面を含み、前記第２の逆変形調節決定は、前記溶接すべき箱体の第２の溶接面を含むことと、
前記第１の逆変形調節決定に従って前記調節部の前記第１の溶接面への付勢力の大きさをリアルタイムに制御することと、
前記第２の逆変形調節決定に従って前記調節部の前記第２の溶接面への付勢力の大きさ及び／又は付勢位置をリアルタイムに制御することと、を含む。
【0037】
具体的に、本実施形態は、前記逆変形調節戦略に従って、溶接過程における溶接すべき箱体に対してリアルタイムに逆変形調節を行う実施形態を提供した。
【発明の効果】
【0038】
本願における上記の一つ又は複数の技術的手段は、以下のような技術効果の少なくとも１つを有する。本願に係る箱型構造の溶接変形制御装置及び制御方法は、枕梁の箱型構造にマルチポイントフレキシブルサポートを設けることにより、溶接過程において、枕梁の箱型構造の各ステップにおける位置決め支持、剛性制約点の位置及び作用力の大きさ、逆変形位置および逆変形量をリアルタイムで定量的に出力し、枕梁の箱型構造の溶接中の製造精度および応力分布を３次元で動的且つリアルタイムに監視することを実現し、リアルタイムな動的調整及び段階的な精密調整のような精細化制御を行い、枕梁の製造精度を向上させ、枕梁の箱型構造の溶接後のチューニングをなくし、製造コストを削減し、生産効率を大幅に向上させる。
【0039】
本願の付加的な側面及び利点は、一部が以下の説明で与えられ、一部が以下の説明から明らかになり、又は本発明の実施によって理解される。
【図面の簡単な説明】
【0040】
以下、本願又は従来技術における技術案をより明確に説明するために、実施形態又は従来技術の説明に必要な図面を簡単に説明する。勿論、以下に説明する図面は、本願の一部の実施形態に過ぎず、当業者であれば、創造的な労働をせずに、これらの図面に基づいてその他の図面を取得することができる。
【図1】本願に係る箱型構造溶接変形の精細化制御装置の装着関係の模式図その１である。
【図2】本願に係る箱型構造溶接変形の精細化制御装置の装着関係の模式図その２である。
【図3】本願に係る箱型構造溶接変形の精細化制御装置の装着関係の模式図その３である。
【図4】本願に係る箱型構造溶接変形の精細化制御装置における、枕梁の装着関係の模式図その１である。
【図5】本願に係る箱型構造溶接変形の精細化制御装置における、枕梁の装着関係の模式図その２である。
【図6】本願に係る箱型構造溶接変形の精細化制御装置における、支持台の構造関係の模式図である。
【図7】本願に係る箱型構造溶接変形の精細化制御装置における、第１の調節座及び第１の調節シリンダの装着関係の模式図である。
【図8】本願に係る箱型構造溶接変形の精細化制御装置における、第２の調節座、第２の調節シリンダ及び押圧ロッドの装着関係の模式図である。
【図9】本願に係る箱型構造溶接変形の精細化制御装置における、第２の調節座、第２の調節シリンダ、押圧ロッド、タイロッド及び第３の調節シリンダの装着関係の模式図である。
【図10】本願に係る箱型構造溶接変形の精細化制御装置における、第１のセンサーコンポーネント、第２のセンサーコンポーネント及びコントローラの配置関係の模式図である。
【図11】本願に係る箱型構造溶接変形の精細化制御方法のフローチャートその１である。
【図12】本願に係る箱型構造溶接変形の精細化制御方法のフローチャートその２である。
【図13】本願に係る箱型構造溶接変形の精細化制御方法のフローチャートその３である。
【図14】本願に係る箱型構造溶接変形の精細化制御方法のフローチャートその４である。
【図15】本願に係る箱型構造溶接変形の精細化制御方法のフローチャートその５である。
【図16】本願に係る箱型構造溶接変形の精細化制御方法のフローチャートその６である。
【図17】本願に係る箱型構造溶接変形の精細化制御方法のフローチャートその７である。
【発明を実施するための形態】
【0041】
本願の実施形態の目的、技術案及び利点をより明らかにするために、以下は、本願における図面を参照しながら、本願における技術案を明確かつ完全に説明する。勿論、説明する実施形態は、全ての実施形態ではなく、本願の一部の実施形態に過ぎない。本願における実施形態に基づいて、当業者が創造的な労働をしないうちに取得する全ての他の実施形態は、いずれも本願の保護範囲に属する。
【0042】
本願の実施形態の説明において、「中心」、「縦方向」、「横方向」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「トップ」、「ボトム」、「内」、「外」などの用語により示される方位又は位置関係は、図面に示される方位又は位置関係に基づくものであり、本願の実施形態の説明の便宜や説明の簡略化のためのものに過ぎず、示される装置又は要素が特定の方位を有したり、特定の方位で構成又は操作されたりすることを指示又は示唆するものではないので、本願の実施形態に対する限定としては理解されることができない。また、「第１の」、「第２の」、「第３の」のような用語は、説明するためのものに過ぎず、比較的な重要性を指示又は示唆するものとしては理解されることができない。
【0043】
図１から図３は、本願に係る箱型構造溶接変形の精細化制御装置の装着関係の模式図その１から３であり、ここで、図２は、スライドウェイ５４と第２の調節座５０の相対位置、及び第１の調節座４０の支持台３０の内部での具体的な設置を容易に観察する目的に達するように、支持台３０の側部の一部の構造を省略した。
【0044】
【0045】
【0046】
【0047】
図８は、本願に係る箱型構造溶接変形の精細化制御装置における、第２の調節座５０、第２の調節シリンダ５１及び押圧ロッド５２の装着関係の模式図である。ここで、図８は、スライドブロック５０３に支持ロッド８０を設ける方策も示しており、押圧ロッド５２は支持ロッド８０との接続部位を回転中心として回転し、さらに、支持ロッド８０は伸縮機能を有する伸縮ロッドとして設定されてもよい。
【0048】
図９は、本願に係る箱型構造溶接変形の精細化制御装置における、第２の調節座５０、第２の調節シリンダ５１、押圧ロッド５２、タイロッド５６及び第３の調節シリンダ５５の装着関係の模式図であり、第２の調節座５０の具体的な構造を示しており、図９は、主に第２の調節座５０の内部に第３の調節シリンダ５５を設ける実施形態を示しており、第３の調節シリンダ５５を設けることにより、押圧ロッド５２は対応する付勢位置を調節することができ、第３の調節シリンダ５５はスライドブロック５０３を往復動作させる。
【0049】
図１０は、本願に係る箱型構造溶接変形の精細化制御装置における、第１のセンサーコンポーネント４２、第２のセンサーコンポーネント５３及びコントローラ９０の配置関係の模式図である。図１０は主に、第１のセンサーコンポーネント４２、第２のセンサーコンポーネント５３及びコントローラ９０の間の相対配置情況を示している。
【0050】
【0051】
ステップＳ１００において、溶接すべき箱体の溶接過程における歪み量パラメータを取得する。
【0052】
具体的に、溶接すべき箱体の溶接過程における関連パラメータをリアルタイムに取得して、関連パラメータを歪み量パラメータに変換し、溶接すべき箱体の溶接過程におけるリアルタイムでフレキシブルな動的制御が実現される。
【0053】
可能な実施形態において、本願で言及された溶接すべき箱体はいずれも枕梁６０である。
【0054】
可能な実施形態において、本願で言及された溶接すべき箱体は、枕梁と類似する構造を有する他の箱型構造であり、且つ少なくとも２つの対向する面の溶接が必要となると理解されてもよい。
【0055】
ステップＳ２００において、歪み量パラメータに基づいて、溶接すべき箱体の溶接面の歪み量を制御する逆変形調節戦略を生成する。
【0056】
具体的に、逆変形調節戦略は、リアルタイムに更新される戦略であり、溶接すべき箱体の溶接過程に対応し、溶接すべき箱体の溶接過程の展開に伴い、逆変形調節戦略がリアルタイムに更新される。
【0057】
ステップＳ３００において、逆変形調節戦略に従って、溶接過程における溶接すべき箱体に対してリアルタイムに逆変形調節を行う。
【0058】
可能な実施形態において、逆変形調節戦略に従って溶接すべき箱体を調節した後も、調節部分のデータをリアルタイムに収集して、調節部の溶接すべき箱体に対する位置決め、及び温度の低下に伴う後続の変形問題に対する制御を容易にする。
【0059】
可能な実施形態において、溶接すべき箱体の溶接過程全体を通じて、あらゆる調節部は関与しており、溶接位置の調整に伴い、溶接範囲内での調節部は、熱量及び応力の集中に基づいて、付勢力及び／又は付勢位置を調整する。
【0060】
【0061】
ステップＳ１１０において、溶接すべき箱体の溶接過程における第１の歪み特徴値及び第２の歪み特徴値を取得し、ここで、第１の歪み特徴値は、溶接すべき箱体の歪み領域パラメータであり、第２の歪み特徴値は、第１の歪み特徴値に対応する歪み力パラメータである。
【0062】
具体的に、溶接過程において、第１の溶接面１０及び第２の溶接面２０の溶接位置は、周囲領域と比べると、熱量及び応力がより集中している特徴があるため、歪み領域パラメータ及び歪み力パラメータの両方のパラメータを取得することにより、歪み領域パラメータの具体的な歪み力パラメータに基づいて対応する調節部による制御を行うことができ、例えば、歪み領域パラメータには３つの調節部が含まれており、そのうちの各調節部に対応する歪み力パラメータはそれぞれ異なっており、従って、各調節部によって加えられた付勢力も異なっており、且つ溶接が進むにつれて、各調節部の付勢位置も第１の溶接面１０及び第２の溶接面２０の具体的な変形状態に応じて変わる。
【0063】
ステップＳ１２０において、第１の歪み特徴値及び第２の歪み特徴値に基づいて歪み量パラメータを生成する。
【0064】
具体的に、第１の歪み特徴値及び第２の歪み特徴値に基づいて歪み量パラメータを形成することにより、枕梁６０の溶接過程における熱量変化領域、応力集中領域に対する監視がより正確になり、調節部による枕梁６０の溶接面に対するフレキシブルな動的制御もより正確になる。
【0065】
【0066】
ステップＳ２１０において、溶接すべき箱体の溶接面に基づく複数のプリセット調節領域を取得して、第１の歪み特徴値に基づいて対応するプリセット調節領域内の全ての調節部を取得する。
【0067】
具体的に、調節部の分布に基づいて、調節部を複数のプリセット調節領域に設定することができ、且つ各プリセット調節領域内の調節部は独立して動作することができ、コントローラ９０の制御下で、対応する付勢力の大きさ及び／又は付勢位置を調整する。
【0068】
ステップＳ２２０において、第２の歪み特徴値に基づいて、取得された各調節部に基づく調節変位特徴値を生成し、ここで、調節変位特徴値は少なくとも、調節部の溶接すべき箱体の溶接面に対して垂直となる第１の方向変位パラメータ、及び調節部の溶接すべき箱体の溶接面に対して平行となる第２の方向変位パラメータを含む。
【0069】
具体的に、調節部は、対応する付勢位置での応力の大きさに基づいて、調節変位特徴値を生成し、一つのプリセット調節領域内で、各調節部は、枕梁６０の当該領域における具体的な情況に基づいて、第１の方向変位パラメータ及び第２の方向変位パラメータを決定する。
【0070】
ステップＳ２３０において、全ての調節変位特徴値に基づいて、プリセット調節領域に基づく逆変形調節戦略を生成する。
【0071】
具体的に、一つのプリセット調節領域の各調節部によって生成された全ての調節変位特徴値に基づいて、当該プリセット調節領域内の枕梁６０の歪みを制御する逆変形調節戦略を生成する。
【0072】
【0073】
ステップＳ２２１において、溶接すべき箱体の瞬間溶接領域を取得し、瞬間溶接領域及びプリセット調節領域に対して動的フィッティングを行って、動的フィッティングに基づく瞬間調節領域を得る。
【0074】
具体的に、枕梁６０の溶接過程は変化しており、つまり、溶接トーチの移動につれて、枕梁６０の変形領域も変化しており、従って、対応する瞬間溶接領域を取得する必要がある。
【0075】
さらに、瞬間溶接領域及びプリセット調節領域に基づいてフィッティングを行って、瞬間調節領域を得る。
【0076】
なお、瞬間調節領域は動的に変化しており、枕梁６０の溶接過程に応じて対応する変化を行う。
【0077】
ステップＳ２３２において、瞬間調節領域のうち、アクティブ状態にあり且つ瞬間調節領域外にある調節部を決定し、対応する調節部にスリープ信号を送信する。
【0078】
ステップＳ２３３において、瞬間調節領域のうち、スリープ状態にあり且つ瞬間調節領域内にある調節部を決定し、対応する調節部にウェイクアップ信号を送信する。
【0079】
具体的に、上記のステップＳ２３２及びステップＳ２３３において、枕梁６０の溶接過程において、溶接位置が固定されるので、通常、単一の溶接機構が採用され、一部の情況では複数の溶接機構を採用して共同作業を行うが、単一溶接であっても、共同溶接であっても、枕梁６０での歪み位置はいずれも動的なものであり、従って、瞬間調節領域を形成する必要があり、瞬間調節領域に基づいて対応する調節部をウェイクアップすることにより、熱量及び応力が集中している領域では調節部により対応する制御を行うことができる。
【0080】
また、ウェイクアップされていない又はアクティブ状態からスリープ状態に入る調節部は、引き続き枕梁６０に対して予測支持力に基づいて支持し、枕梁６０に対する位置決めを形成する。
【0081】
なお、本願で言及されたアクティブ状態は、調節部が溶接面の対応する歪みに基づいてフレキシブル動的な調整を行う状態に対応するが、スリープ状態は、溶接面の変形が比較的小さく又はすでに安定しており、調節部が支持作用のみを果たす状態に対応する。
【0082】
【0083】
ステップＳ２４０において、溶接すべき箱体に基づくデジタルツインモデルを構築する。
【0084】
具体的に、デジタルツインモデルを構築することにより、枕梁６０の逆変形量に対する計算が実現される。
【0085】
ステップＳ２５０において、デジタルツインモデルの、溶接すべき箱体の歪み量パラメータに対応するツイン歪み量パラメータを取得する。
【0086】
具体的に、デジタルツインモデルにおけるツイン歪み量パラメータについて、仮想のデジタルツインモデルにおいて、枕梁６０の各工程で設定される圧着点、圧着力、逆変形位置、逆変形量及び溶接プロセス情報を出力し、これにより、組み立て溶接プロセスをリアルタイムに調整し、精細化制御を実現する目的に達する。
【0087】
ステップＳ２６０において、ツイン歪み量パラメータに基づいて逆変形調節戦略を生成する。
【0088】
具体的に、ツイン歪み量パラメータに基づいて逆変形調節戦略を生成し、枕梁６０の溶接過程に対するリアルタイムでフレキシブル動的な制御を実現する。
【0089】
さらに、デジタルツインモデルで対応する調整状態のシミュレーションを行って、枕梁６０に対する最適な調整方策を得て、さらに逆変形調節戦略を生成してもよい。
【0090】
【0091】
ステップＳ７０において、溶接すべき箱体に基づく有限要素モデルを構築して、有限要素モデルにおいて溶接すべき箱体の溶接パラメータをロードする。
【0092】
具体的に、シミュレーション結果を得るように、有限要素モデルにより枕梁６０の具体的な型番、サイズ及び関連溶接パラメータ、クランプパラメータ等を予めシミュレーションする。さらに、シミュレーション結果に基づいて対応する治具、調節部の支持力等の方面の設定を行ってもよく、調節方策を予め設定して、実際に収集されたデータと比較し、作業効率を容易に向上させてもよい。
【0093】
ステップＳ８０において、有限要素モデルの有限要素解析過程における、溶接パラメータに基づく第１の有限要素特徴値及び第２の有限要素特徴値を取得し、ここで、第１の有限要素特徴値は、溶接すべき箱体の固有歪みパラメータであり、第２の有限要素特徴値は、溶接すべき箱体の弾性歪みパラメータである。
【0094】
具体的に、有限要素解析過程において固有歪みパラメータ及び弾性歪みパラメータを取得することにより、枕梁６０に対する解析過程をより真の値に近づける。。
【0095】
さらに、有限要素解析を行う過程において、枕梁６０の具体的な加工環境、電流、電圧等をシミュレートするように、環境パラメータ等を設定してもよく、得られたシミュレーション結果はより正確である。
【0096】
ステップＳ９０において、第１の有限要素特徴値及び第２の有限要素特徴値に基づいて有限要素解析パラメータを生成して、有限要素解析パラメータ及び歪み量パラメータに基づいて逆変形調節戦略を生成する。
【0097】
具体的に、第１の有限要素特徴値及び第２の有限要素特徴値に基づいて逆変形調節戦略が生成される。
【0098】
【0099】
ステップＳ３１０において、逆変形調節戦略における第１の逆変形調節決定及び第２の逆変形調節決定を取得し、ここで、第１の逆変形調節決定は、溶接すべき箱体の第１の溶接面１０を含み、第２の逆変形調節決定は、溶接すべき箱体の第２の溶接面２０を含む。
【0100】
具体的に、逆変形調節戦略の具体的な調節決定を取得することにより、第１の溶接面１０及び第２の溶接面２０をそれぞれ制御することが実現される。
【0101】
なお、ここでの設定は、第１の溶接面１０及び第２の溶接面２０の厚さ及び調節部の具体的な設定の違いが考慮されている。
【0102】
ステップＳ３２０において、第１の逆変形調節決定に従って調節部の第１の溶接面１０への付勢力の大きさをリアルタイムに制御する。
【0103】
具体的に、第１の逆変形調節決定により第１の溶接面１０への付勢力の大きさに対するフレキシブル動的な制御が実現される。
【0104】
ステップＳ３３０において、第２の逆変形調節決定に従って調節部の第２の溶接面２０への付勢力の大きさ及び／又は付勢位置をリアルタイムに制御する。
【0105】
具体的に、第２の逆変形調節決定により第２の溶接面２０への付勢力の大きさ及び／又は付勢位置に対するフレキシブル動的な制御が実現される。
【0106】
本願の実施形態の説明において、特に明確な規定及び限定がない限り、「互いに接続」、「接続」などの用語は、広義に理解されるすべきであり、例えば、固定接続であってもよく、着脱可能な接続であってもよく、又は一体に接続されてもよく、機械的接続であってもよく、電気的接続であってもよく、直接接続してもよく、中間媒体を介して間接的に接続してもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて上記の用語の本願の実施形態における具体的な意味を理解することができる。
【0107】
本願の実施形態において、特に明確な規定及び限定がない限り、第１特徴が第２特徴の「上」または「下」に位置することは、第１特徴が第２特徴に直接接触することであってもよく、第１特徴が中間媒体を介して第２特徴に間接的に接触することであってもよい。また、第１特徴が第２特徴の「上」、「上方」及び「上のほう」に位置することは、第１特徴が第２特徴の真上や斜め上に位置することであってもよく、あるいは、第１特徴の水平高さが第２特徴より高いことのみを表す。第１特徴が第２特徴の「下」、「下方」や「下のほう」に位置することは、第１特徴が第２特徴の真下や斜め下に位置することであってもよく、あるいは、第１特徴の水平高さが第２特徴より低いことのみを表す。
【0108】
本願のいくつかの具体的な実施方策において、図１から図１０に示すように、本方策は、箱型構造の溶接変形制御装置を提供し、支持部及び調節部を含み、支持部には溶接すべき箱体を支持する支持面が形成されており、調節部は、支持部に接続され、少なくとも溶接すべき箱体の溶接面に当接し、溶接過程において、調節部は、溶接すべき箱体の溶接面への付勢力の大きさ及び／又は付勢位置を調節することにより、溶接すべき箱体の平面度に対する制御を実現する。
【0109】
詳しく説明すると、本願は、箱型構造の溶接変形制御装置及び制御方法を提供し、従来技術では、枕梁６０構造の溶接後のチューニングの免除を実現できず、溶接変形を効果的に抑えることができず、反復検証の作業量が大きく、溶接構造の変形の進化傾向や変化量に基づいて精密かつ動的な調整を行うことができず、逆変形効果が良くない等の欠陥を解決するために用いられ、枕梁６０の箱型構造にマルチポイントフレキシブルサポートを設けることにより、溶接過程において、枕梁６０の箱型構造の各ステップにおける位置決め支持、剛性制約点の位置及び作用力の大きさ、逆変形位置および逆変形量をリアルタイムで定量的に出力し、枕梁６０の箱型構造の溶接中の製造精度および応力分布を３次元で動的且つリアルタイムに監視することを実現し、リアルタイムな動的調整及び段階的な精密調整のような精細化制御を行い、枕梁６０の製造精度を向上させ、枕梁６０の箱型構造の溶接後のチューニングをなくし、製造コストを削減し、生産効率を大幅に向上させる。
【0110】
本願のいくつかの可能な実施形態において、溶接すべき箱体は少なくとも、第１の溶接面１０及び第２の溶接面２０を含み、第１の溶接面１０は、溶接すべき箱体の支持面に近い側の表面であり、第２の溶接面２０は、溶接すべき箱体の第１の溶接面１０から遠い側の表面である。
【0111】
具体的に、本実施形態は、溶接すべき箱体の実施形態を提供し、溶接すべき箱体に第１の溶接面１０及び第２の溶接面２０を設け、第１の溶接面１０及び第２の溶接面２０と支持面との相対位置を制約することにより、溶接すべき箱体が溶接過程において、調節部により第１の溶接面１０及び第２の溶接面２０をそれぞれ調整することができ、溶接中に熱量及び応力の集中により第１の溶接面１０及び第２の溶接面２０に構造的な損傷や比較的大きな変形が発生し、さらに製造誤差を引き起こすことを回避すると共に、溶接すべき箱体の溶接後のチューニングをなくし、製造コストを削減し、生産効率を大幅に向上させることができる。
【0112】
なお、支持部には溶接すべき箱体を支持する支持面が形成され、当該支持面は、支持部の表面の具体的な構造によって形成される実体支持面であってもよく、実体支持面は、支持部が溶接すべき箱体の接触面に対して面接触し、且つ完全に支持部の表面構造によって支持されることを指し、支持面の表面に透かし彫り等の構造を採用して物理的な支持面を形成してもよく、物理的な支持面は、溶接すべき箱体と支持部の係合面が位置する平面であってもよく、支持部は当該平面内で溶接すべき箱体を部分的に支持してもよく、完全な面接触を採用する必要がない。
【0113】
可能な実施形態において、第１の溶接面１０及び第２の溶接面２０は、溶接すべき箱体の対向する２つの平面を指し、溶接すべき箱体の対向する２つの平面内で、多くの溶接を行う必要があるが、溶接による熱量及び応力の集中は、第１の溶接面１０と第２の溶接面２０の歪みの発生を引き起こす。
【0114】
可能な実施形態において、第１の溶接面１０及び第２の溶接面２０は、溶接すべき箱体の対向する２つの平面内の一部の溶接ビードを指す。
【0115】
本願のいくつかの可能な実施形態において、溶接すべき箱体の第１の溶接面１０における少なくとも一部の領域の厚さは第２の溶接面２０の一部の厚さより小さい。
【0116】
具体的に、本実施形態は、第１の溶接面１０及び第２の溶接面２０の実施形態を提供し、溶接すべき箱体は、第１の溶接面１０において厚さが第２の溶接面２０の厚さより小さい領域が存在するため、溶接すべき箱体の第１の溶接面１０内での全体的な歪み量は第２の溶接面２０より大きい可能性があり、従って、第１の溶接面１０を支持台３０に近い側に設けると、支持台３０の第１の溶接面１０に対する全体支持作用により、溶接過程において、第１の溶接面１０には全体的に比較的大きな歪みが発生することを回避し、支持台３０は第１の溶接面１０に対する逆変形作用を果たす。
【0117】
可能な実施形態において、溶接すべき箱体は軌道車両の枕梁６０である。
【0118】
可能な実施形態において、第１の溶接面１０の溶接層溝の配置数は第２の溶接面２０の溶接層溝の配置数より少なく、実際の応用では、枕梁６０の構造上の特殊性のため、枕梁６０の第１の溶接面１０及び第２の溶接面２０は厚さ及び溶接層溝の数量がいずれも異なっており、一般的に、第２の溶接面２０の厚さ及び溶接層溝の数量はいずれも第１の溶接面１０より多い。第２の溶接面２０は厚さが比較的大きいため、溶接過程における全体的な歪みは第１の溶接面１０より小さいが、第２の溶接面２０の溶接層溝の数量が多く、即ち溶接層数がより多いため、溶接ビード近傍の応力がより集中しており、変形がより激しくなり、従って、第２の溶接面２０を支持台３０から遠い側に設置する必要があり、調節部によりフレキシブルな支持及び動的な調節を行うことにより、溶接過程において、第２の溶接面２０での溶接ビードに対する逆変形制御を実現し、枕梁６０の歪み量を低減し、枕梁６０の平面度を向上させ、ひいては枕梁６０の製造精度を向上させる。
【0119】
本願のいくつかの可能な実施形態において、支持部は、支持台３０及び駆動ユニット３１を含み、支持台３０の表面が支持面を形成し、駆動ユニット３１は、支持台３０に接続されており、支持台３０の回転角度を調節して、第１の溶接面１０と第２の溶接面２０の溶接を実現するために用いられ、ここで、支持台３０には複数の隙間が設けられており、隙間は、少なくとも第１の溶接面１０の溶接すべき位置に対応する。
【0120】
具体的に、本実施形態は、支持部の実施形態を提供し、駆動ユニット３１により支持台３０の反転を実現し、さらに溶接機構により第１の溶接面１０及び第２の溶接面２０に対して溶接を施す。
【0121】
また、従来の枕梁６０の溶接はいずれも単一溶接機構を採用し、即ち、単一溶接トーチを採用して溶接を施し、枕梁６０に対して溶接加工を行う過程において、手動での裏返し、繰り返し位置決め及びクランピングが必要である問題が存在し、一回でクランプ成型が困難であり、従って、枕梁６０の加工精度にも影響を与え、労動強度を向上させ、同時に従来方策には枕梁６０に対して単一支持を行う情況が存在し、単一の溶接歪み抑制対策で、箱型枕梁６０の構造の溶接後の製造精度はいまなおチューニングフリーの基準に達していない。
【0122】
なお、本願は、駆動ユニット３１は、その具体的な構造が限定されておらず、モーター、軸受、支持機構、伝動機構等を含み、紙幅の都合上、本願は具体的な構造についてあまり詳しく説明しておらず、実際の応用では、当業者は実際の状況に応じて関連分野の設置を参照することができる。
【0123】
可能な実施形態において、本願では、枕梁６０を支持台３０に設置した後、枕梁６０の第１の溶接面１０は支持台３０に接触し、第２の溶接面２０は対向の面となるため、第２の溶接面２０に対する溶接を直接行うことができるが、第１の溶接面１０に対する溶接は、駆動ユニット３１により支持台３０を反転させる必要があり、支持台３０自体には複数の隙間が設けられており、隙間は枕梁６０の第１の溶接面１０における溶接ビードに対応し、従って、溶接機構は隙間を介して枕梁６０の第１の溶接面１０に対して溶接を施すことができると共に、支持台３０自体も第１の溶接面１０との面接触により、一定の逆変形作用を果たしており、枕梁６０の第１の溶接面１０が溶接過程において、熱量及び応力の集中による過大な歪みが生じて、ひいては溶接後に枕梁６０に対してチューニングを行う必要がある問題を回避することができる。
【0124】
本願のいくつかの可能な実施形態において、調節部は、第１の調節座４０、第１の調節シリンダ４１及び第１のセンサーコンポーネント４２を含み、複数の第１の調節座４０は支持台３０に接続され、第１の調節シリンダ４１の一端は第１の調節座４０に設けられ、第１の調節シリンダ４１の他端は第１の溶接面１０に当接し、第１のセンサーコンポーネント４２は少なくとも第１の調節シリンダ４１に接続され、ここで、溶接過程において、第１の調節シリンダ４１は、第１のセンサーコンポーネント４２がフィードバックしたパラメータに基づいて、第１の調節シリンダ４１のストロークを調節し、第１の溶接面１０への付勢力の大きさに対する調節を実現する。
【0125】
具体的に、本実施形態は、調節部が支持台３０に設けられる実施形態を提供し、第１の調節座４０及び第１の調節シリンダ４１を設けることにより、支持台３０の一側から第１の溶接面１０に対するフレキシブルな支持が実現され、そして、第１のセンサーコンポーネント４２の設置により、第１の調節シリンダ４１は溶接過程において、関連パラメータに基づいてフレキシブルな支持力を調節し、さらに、当該第１の調節シリンダ４１が所在する位置の第１の溶接面１０のリアルタイムパラメータに基づいて、動的な調節を行うことを実現する。
【0126】
なお、本願は、第１の調節座４０の具体的な構造を限定しておらず、第１の調節座４０は、実際の状況に応じて設けられてもよい。
【0127】
可能な実施形態において、第１の調節座４０は、支持台３０の内部に設けられ、支持台３０の表面には第１の調節シリンダ４１が突き出すための通路が設けられている。
【0128】
可能な実施形態において、第１の調節座４０は、支持台３０の枕梁６０に対向する他方側に設けられ、支持台３０の表面には第１の調節シリンダ４１が突き出すための通路が設けられている。
【0129】
可能な実施形態において、第１の調節シリンダ４１は空気圧シリンダであり、本願は、第１の調節シリンダ４１が伸縮調節により第１の溶接面１０への付勢力の大きさに対する調節を実現するように、第１の調節シリンダ４１に接続される対応するエア機構、例えば、エアソース、エアポンプ、及びエアライン等をさらに含む。
【0130】
可能な実施形態において、第１の調節シリンダ４１は、油圧シリンダであり、本願は、第１の調節シリンダ４１が伸縮調節により第１の溶接面１０への付勢力の大きさに対する調節を実現するように、第１の調節シリンダ４１に接続される対応する油圧機構、例えば、オイルタンク、オイルポンプ、及び配管等をさらに含む。
【0131】
可能な実施形態において、第１の調節シリンダ４１は、電動シリンダであり、本願は、第１の調節シリンダ４１が伸縮調節により第１の溶接面１０への付勢力の大きさに対する調節を実現するように、第１の調節シリンダ４１に接続される対応する電気機構、例えば、モーター、電源、及び制御ボード等をさらに含む。
【0132】
可能な実施形態において、第１のセンサーコンポーネント４２は、第１の変位センサを含み、第１の変位センサは第１の調節シリンダ４１に接続され、第１の調節シリンダ４１のストロークを検出して、コントローラ９０に第１の調節シリンダ４１のストロークパラメータをフィードバックするために用いられ、コントローラ９０は第１の変位センサがフィードバックしたストロークデータにより、第１の調節シリンダ４１と第１の溶接面１０の間の付勢力の大きさをより正確に制御することができる。
【0133】
可能な実施形態において、第１のセンサーコンポーネント４２は、第１の応力センサを含み、第１の応力センサは、第１の調節シリンダ４１の先端に設けられており、第１の溶接面１０に当接し、第１の溶接面１０と第１の調節シリンダ４１の間の付勢力パラメータを測定して、コントローラ９０に対応する付勢力データをフィードバックするために用いられる。溶接過程において、第１の溶接面１０は歪みが発生し、第１の溶接面１０と第１の調節シリンダ４１の間の付勢力の大きさが変化し、コントローラ９０は、フィードバックされた付勢力パラメータとプリセット力学モデルに基づいて判断を行い、第１の調節シリンダ４１のストロークを調節し、さらに第１の溶接面１０への付勢力の大きさに対する調節を実現する。
【0134】
可能な実施形態において、第１のセンサーコンポーネント４２は、第１の温度センサを含み、第１の温度センサは、第１の調節シリンダ４１の先端に設けられて、第１の溶接面１０に当接し、第１の溶接面１０の温度パラメータを測定するために用いられる。それと共に、第１の温度センサは、コントローラ９０に第１の溶接面１０の温度パラメータをフィードバックし、コントローラ９０は温度パラメータとプリセット温度モデルに基づいて判断を行い、第１の溶接面１０に加えられる付勢力の大きさを制御すると共に、隣接する第１の調節シリンダ４１と協働して、第１の温度センサがフィードバックした温度フィールドに基づいて共同作業し、第１の溶接面１０の製造精度を制御するフレキシブルな支持を形成する。
【0135】
可能な実施形態において、第１のセンサーコンポーネント４２は、第１の画像センサを含み、第１の画像センサは第１の調節シリンダ４１に接続され、実際の需要に応じて第１の調節シリンダ４１の先端に設けられてもよく、第１の画像センサは、溶接過程において、第１の溶接面１０の３次元トポグラフィーパラメータを収集して、コントローラ９０に伝送するために用いられ、コントローラ９０は、溶接過程において、第１の溶接面１０の３次元トポグラフィー変化を判断して、判断結果に基づいて第１の調節シリンダ４１に対して対応する制御を行い、また、隣接する第１の調節シリンダ４１により逆変形調節領域を形成することができ、第１の溶接面１０に対する領域制御を実現し、枕梁６０の加工精度を向上させる。
【0136】
本願のいくつかの可能な実施形態において、調節部は、第２の調節座５０、第２の調節シリンダ５１、押圧ロッド５２、及び第２のセンサーコンポーネント５３を含み、複数の第２の調節座５０は、支持台３０の側部に設けられ、第２の調節シリンダ５１の一端は第２の調節座５０に接続され、第２の調節シリンダ５１の他端は押圧ロッド５２に接続され、且つ第２の調節シリンダ５１は鉛直方向に沿って設けられ、押圧ロッド５２の第２の調節シリンダ５１に対向する他端は、第２の溶接面２０に当接し、第２のセンサーコンポーネント５３は少なくとも押圧ロッド５２に接続され、ここで、溶接過程において、第２の調節シリンダ５１は第２のセンサーコンポーネント５３がフィードバックしたパラメータに基づいて、第２の調節シリンダ５１のストロークを調節し、押圧ロッド５２の第２の溶接面２０への付勢力の大きさに対する調節を実現する。
【0137】
具体的に、本実施形態は、調節部が支持台３０の側部に設けられる実施形態を提供し、第２の調節座５０、第２の調節シリンダ５１及び押圧ロッド５２を設けることにより、第２の溶接面２０に対する制御が実現され、押圧ロッド５２は第２の調節シリンダ５１の作用下で対応する付勢位置及び／又は付勢力の大きさを調節し、フレキシブルな支持を実現すると共に、第２のセンサーコンポーネント５３を設けることにより、押圧ロッド５２は溶接過程において、関連パラメータに基づいてフレキシブルな支持力の調節を行うことができ、ひいては当該押圧ロッド５２が所在する位置の第２の溶接面２０のリアルタイムパラメータに基づいて、動的な調節を行うことを実現する。
【0138】
また、本願は第２の調節座５０の具体的な構造を限定しておらず、第２の調節座５０は、実際の状況に応じて設けられることができる。
【0139】
なお、第２の調節シリンダ５１と押圧ロッド５２の間にはレバーに類似する構造が採用され、第２の調節シリンダ５１が作動すると、押圧ロッド５２が接続点を中心に回転し、それによって、第２の溶接面２０への付勢力の大きさに対する調節を実現する。
【0140】
可能な実施形態において、第２の調節座５０には第２の調節シリンダ５１と間隔をあけた支持ロッド８０が設けられており、支持ロッド８０は押圧ロッド５２に接続され、接続部位は押圧ロッド５２が回転する中心を構成し、押圧ロッド５２は支持ロッド８０との接続位置を中心に回転し、第２の溶接面２０への付勢力の大きさに対する調節を実現する。
【0141】
可能な実施形態において、支持ロッド８０は、電動、エア、及び油圧のうちのいずれか１つの伸縮可能なロッド構造であり、支持ロッド８０は、第２の調節シリンダ５１との共同作業により、第２の溶接面２０への付勢力の大きさに対する調節を実現する。
【0142】
可能な実施形態において、第２の調節座５０は支持台３０の側部に設けられ、第２の調節シリンダ５１は、第２の調節座５０に接続されることにより、支持台３０の上方に位置し、押圧ロッド５２を介して第２の溶接面２０に付勢力を加える。
【0143】
可能な実施形態において、第２の調節座５０は支持台３０の枕梁６０に対向する他方側に設けられ、第２の調節シリンダ５１は、対応するアダプタ構造により、支持台３０の上方に位置し、押圧ロッド５２を介して第２の溶接面２０に付勢力を加える。
【0144】
可能な実施形態において、第２の調節シリンダ５１は空気圧シリンダであり、本願は、第２の調節シリンダ５１に接続される対応するエア機構、例えば、エアソース、エアポンプ、及びエアライン等をさらに含み、第２の調節シリンダ５１が伸縮調節により第２の溶接面２０への付勢力の大きさに対する調節を実現する。
【0145】
可能な実施形態において、第２の調節シリンダ５１は、油圧シリンダであり、本願は、第２の調節シリンダ５１に接続される対応する油圧機構、例えば、オイルタンク、オイルポンプ、及び配管等をさらに含み、第２の調節シリンダ５１が伸縮調節により第２の溶接面２０への付勢力の大きさに対する調節を実現する。
【0146】
可能な実施形態において、第２の調節シリンダ５１は、電動シリンダであり、本願は、第２の調節シリンダ５１に接続される対応する電気機構、例えば、モーター、電源、及び制御ボード等をさらに含み、第２の調節シリンダ５１が伸縮調節により第２の溶接面２０への付勢力の大きさに対する調節を実現する。
【0147】
可能な実施形態において、第２のセンサーコンポーネント５３は、第２の変位センサを含み、第２の変位センサは、第２の調節シリンダ５１に接続され、第２の調節シリンダ５１のストロークを検出して、コントローラ９０に第２の調節シリンダ５１のストロークパラメータをフィードバックするために用いられ、コントローラ９０は第２の変位センサがフィードバックしたストロークデータにより、押圧ロッド５２と第２の溶接面２０の間の付勢力の大きさをより正確に制御することができる。
【0148】
可能な実施形態において、第２のセンサーコンポーネント５３は、第２の応力センサを含み、第２の応力センサは押圧ロッド５２の先端に設けられて、第２の溶接面２０に当接し、第２の溶接面２０と押圧ロッド５２の間の付勢力パラメータを測定して、コントローラ９０に対応する付勢力データをフィードバックするために用いられる。溶接過程において、第２の溶接面２０は変形し、第２の溶接面２０と押圧ロッド５２の間の付勢力の大きさが変化し、コントローラ９０はフィードバックされた付勢力パラメータとプリセット力学モデルに基づいて判断を行い、第２の調節シリンダ５１のストロークを調節し、さらに押圧ロッド５２の第２の溶接面２０への付勢力の大きさに対する調節を実現する。
【0149】
可能な実施形態において、第２のセンサーコンポーネント５３は、第２の温度センサを含み、第２の温度センサは、押圧ロッド５２の先端に設けられて、第２の溶接面２０に当接しており、第２の溶接面２０の温度パラメータを測定するために用いられる。それと共に第２の温度センサは、コントローラ９０に第２の溶接面２０の温度パラメータをフィードバックし、コントローラ９０は温度パラメータとプリセット温度モデルに基づいて判断を行い、第２の溶接面２０に加えられる付勢力の大きさを制御する共に、隣接する第２の調節シリンダ５１と協働し、第２の温度センサがフィードバックした温度フィールドに基づいて共同作業し、第２の溶接面２０の製造精度を制御するフレキシブルな支持を形成する。
【0150】
可能な実施形態において、第２のセンサーコンポーネント５３は、第２の画像センサを含み、第２の画像センサは、押圧ロッド５２に接続されており、実際の需要に応じて押圧ロッド５２の先端に設けられてもよく、第２の画像センサは、溶接過程において、第２の溶接面２０の３次元トポグラフィーパラメータを収集して、コントローラ９０に伝送するために用いられ、コントローラ９０は、溶接過程において、第２の溶接面２０の３次元トポグラフィー変化を判断して、判断結果に基づいて第２の調節シリンダ５１に対して対応する制御を行い、また、隣接する第２の調節シリンダ５１により逆変形調節領域を形成することができ、第２の溶接面２０に対する領域制御を実現し、枕梁６０の加工精度を向上させる。
【0151】
本願のいくつかの可能な実施形態において、調節部は、スライドウェイ５４をさらに含み、複数のスライドウェイ５４は支持台３０の側部に設けられ、第２の調節座５０はスライドウェイ５４に滑り嵌めされており、ここで、溶接過程において、第２の調節座５０は、第２のセンサーコンポーネント５３がフィードバックしたパラメータに基づいて、スライドウェイ５４の延在方向に沿ってスライドし、押圧ロッド５２の第２の溶接面２０での付勢位置に対する調節を実現する。
【0152】
具体的に、本実施形態は、支持台３０の側部にスライドウェイ５４を設ける実施形態を提供し、スライドウェイを設けることにより、対応する第２の調節座５０が支持台３０の側部に沿ってスライドすることができ、溶接過程において、押圧ロッド５２の第２の溶接面２０に対する付勢位置を一定範囲内で調節することができ、それにより、一つの押圧ロッド５２は一つの逆変形量の調節領域を形成して、隣接する押圧ロッド５２と協同して制御を行い、溶接過程において第２の溶接面２０が発生する様々な変形情況に対応することができる。
【0153】
可能な実施形態において、第２の調節座５０とスライドウェイ５４は、電気制御のリニアモーションモジュールであり、コントローラ９０にそれぞれ接続される。
【0154】
可能な実施形態において、第２の調節座５０の底部は、スライドウェイ５４と係合するスライドブロック等の構造に設けられ、スライドブロック及びスライドウェイ５４はそれぞれリニアモーションモジュールのサブコンポーネントである。
【0155】
可能な実施形態において、第２の調節座５０とスライドウェイ５４の間は、磁気誘導、スクリュー、コンベヤベルト等の伝動方式により、電気制御のよる調節を実現する。
【0156】
可能な実施形態において、支持台３０の側部には複数の第４の調節シリンダ７０がさらに設けられており、第４の調節シリンダ７０は、枕梁６０の側部に当接しており、枕梁６０に対して位置決めを行うために用いられ、枕梁６０の溶接過程における変位を生じることを回避する。
【0157】
可能な実施形態において、第４の調節シリンダ７０はコントローラ９０に接続されると共に、第４の調節シリンダ７０はさらにスライドウェイ５４に摺動可能に接続され、スライドウェイ５４の延在方向に沿って移動し、支持台３０の側部に対するフレキシブル動的な支持を実現することができる。
【0158】
本願のいくつかの可能な実施形態において、第２の調節座５０は、第１のパネル５０１、第２のパネル５０２、及びスライドブロック５０３を含み、第１のパネル５０１は支持台３０の側部に接続され、第２のパネル５０２は、第１のパネル５０１と接続されてＬ字型の構造を形成し、スライドブロック５０３は第２のパネル５０２に摺動可能に設けられており、第２の調節シリンダ５１はスライドブロック５０３に接続され、調節部は、第３の調節シリンダ５５及びタイロッド５６をさらに含み、第３の調節シリンダ５５は、第１のパネル５０１の支持台３０の側部に対向する他方の面に設けられ、タイロッド５６の一端は、第３の調節シリンダ５５に接続され、タイロッド５６の他端は、第２のパネル５０２に開設された開口溝を通過してスライドブロック５０３に接続される。
【0159】
具体的に、本実施形態は、押圧ロッド５２の第２の溶接面２０での付勢位置に対する調節の実施形態を提供し、第２の調節座５０の具体的な構造、及び第３の調節シリンダ５５及びタイロッド５６の構造の提供により、押圧ロッド５２がタイロッド５６及び第３の調節シリンダ５５の作用により、第２の溶接面２０での付勢位置に対する調節を実現することができる。
【0160】
さらに、第２の調節座５０は、第１のパネル５０１、第２のパネル５０２及びスライドブロック５０３を設けることにより、第３の調節シリンダ５５と押圧ロッド５２の接続が実現されると共に、占有空間をできるだけ小さくし、全体の構造をよりコンパクトにする。
【0161】
可能な実施形態において、第３の調節シリンダ５５は、エア、油圧及び電動伸縮ロッドのうちのいずれか１つ又は複数の組み合わせであり、且つ第３の調節シリンダ５５には関連の制御機構及び配管が設けられており、実際の応用では、第３の調節シリンダ５５の具体的な設置は本願における第１の調節シリンダ４１及び第２の調節シリンダ５１の関連設置を参照することができる。
【0162】
可能な実施形態において、第２のセンサーコンポーネント５３は、第３の調節シリンダ５５に接続される第３の変位センサを含み、第３の変位センサは、第３の調節シリンダ５５のストロークパラメータを検出して、コントローラ９０にフィードバックするために用いられ、コントローラ９０は第３の変位センサがフィードバックしたストロークパラメータに基づいてシステム全体を制御する。
【0163】
本願のいくつかの可能な実施形態において、押圧ロッド５２は、伸縮長さを調節できる棒状の構造であり、溶接過程において、押圧ロッド５２は、第２のセンサーコンポーネント５３がフィードバックしたパラメータに基づいて、伸縮長さを調節し、第２の溶接面２０での付勢位置に対する調節を実現する。
【0164】
具体的に、本実施形態は、押圧ロッド５２の実施形態を提供し、押圧ロッド５２を長さが調節可能な伸縮ロッドに設定することにより、押圧ロッド５２の伸縮長さを調節することにより、押圧ロッド５２の第２の溶接面２０での付勢位置に対する調節が実現される。
【0165】
可能な実施形態において、押圧ロッド５２は、エア、油圧及び電動の伸縮ロッドのうちのいずれか１つ又は複数の組み合わせであり、且つ押圧ロッド５２には関連の制御機構及び配管が設けられており、実際の応用では、押圧ロッド５２の具体的な設置は本願における第１の調節シリンダ４１及び第２の調節シリンダ５１の関連設置を参照することができる。
【0166】
可能な実施形態において、第２のセンサーコンポーネント５３は、押圧ロッド５２に接続される第４の変位センサを含み、第４の変位センサは、押圧ロッド５２のストロークパラメータを検出して、コントローラ９０にフィードバックするために用いられ、コントローラ９０は、第４の変位センサがフィードバックしたストロークパラメータに基づいてシステム全体を制御する。
【0167】
本願のいくつかの可能な実施形態において、溶接すべき箱体は、枕梁６０であり、枕梁６０は少なくとも、貫通管６１、第１の蓋板６２及び第２の蓋板６３を含み、２つの貫通管６１は間隔をあけて設けられており、第１の蓋板６２は第１の溶接面１０内で２つの貫通管６１にそれぞれ接続され、第２の蓋板６３は第２の溶接面２０内で２つの貫通管６１にそれぞれ接続され、ここで、少なくとも第１の蓋板６２の厚さは第２の蓋板６３の厚さより小さい。
【0168】
具体的に、本実施形態は、溶接すべき箱体が枕梁６０である実施形態を提供し、枕梁６０は、貫通管６１、第１の蓋板６２及び第２の蓋板６３等の構造を含み、実際の応用では、枕梁６０には対応する補強リブ及びインナーライニングボード等の補強及び接続の作用を果たす構造も含まれるべきであり、本実施形態において、貫通管６１、第１の蓋板６２及び第２の蓋板６３は提供して表示されるだけであるが、枕梁６０は上記の構造のみを含むことを意味するものではない。
【0169】
可能な実施形態において、第１の蓋板６２の厚さは第２の蓋板６３の厚さより小さい。
【0170】
可能な実施形態において、貫通管６１の第１の蓋板６２に対応する側の厚さは、貫通管６１の第２の蓋板６３に対応する側の厚さより小さい。
【0171】
可能な実施形態において、枕梁６０の溶接過程において、熱量及び応力の集中によって、第１の蓋板６２、第２の蓋板６３及び貫通管６１の変形が存在し、本実施形態は、枕梁６０の第１の溶接面１０及び第２の溶接面２０にフレキシブルに支持する調節部を設けることにより、溶接過程において、枕梁６０の第１の溶接面１０及び第２の溶接面２０に対して逆変形力及び対応する付勢位置をリアルタイムで定量的に出力することが実現され、溶接過程において枕梁６０の変形に対するリアルタイムで精細化制御が実現され、枕梁６０の製造精度を向上させ、枕梁６０の箱型構造の溶接後のチューニングをなくし、製造コストを削減し、生産効率を大幅に向上させる。
【0172】
可能な実施形態において、枕梁６０の第１の溶接面１０では、第１の調節シリンダ４１によって形成される支持ポイントは、間隔をあけて、３列５行で合計１５個のフレキシブル調節ポイントを形成する。
【0173】
可能な実施形態において、枕梁６０の第２の溶接面２０では、第１の調節シリンダ４１によって形成される支持ポイントは、間隔をあけて、２列４行で合計８個のフレキシブル調節ポイントを形成する。
【0174】
本願のいくつかの具体的な実施方策において、図１から図１７に示すように、本方策は、上記の箱型構造の溶接変形制御装置に基づく制御方法を提供し、
溶接すべき箱体の溶接過程における歪み量パラメータを取得することと、
歪み量パラメータに基づいて、溶接すべき箱体の溶接面の歪み量を制御する逆変形調節戦略を生成することと、
逆変形調節戦略に従って、溶接過程における溶接すべき箱体に対してリアルタイムに逆変形調節を行うことと、を含む。
溶接すべき箱体の溶接過程における歪み量パラメータを取得することと、
歪み量パラメータに基づいて、溶接すべき箱体の溶接面の歪み量を制御する逆変形調節戦略を生成することと、
逆変形調節戦略に従って、溶接過程における溶接すべき箱体に対してリアルタイムに逆変形調節を行うことと、を含む。
【0175】
詳しく説明すると、本願は、箱型構造の溶接変形の精細化制御方法をさらに提供し、従来技術では、枕梁６０構造の溶接後のチューニングの免除を実現できず、溶接変形を効果的に抑えることができず、反復検証の作業量が大きく、溶接構造の変形の進化傾向や変化量に基づいて精密かつ動的な調整を行うことができず、逆変形効果が良くない等の欠陥を解決するために用いられ、枕梁６０箱型構造の数学モデル式を構築することにより、枕梁６０の箱型構造に対するマルチポイントフレキシブルサポート、動的デジタル圧着及び無段階位置調整を実現し、枕梁６０の箱型構造の溶接過程における製造精度および応力分布を３次元で動的且つリアルタイムに監視し、リアルタイムな動的調整及び段階的な精密調整のような精細化制御を行い、枕梁６０の箱型構造の各ステップにおける位置決め支持、剛性制約点の位置及び作用力の大きさ、逆変形位置および逆変形量をリアルタイムで定量的に出力し、枕梁６０の製造精度を向上させ、枕梁６０の箱型構造の溶接後のチューニングをなくし、製造コストを削減し、生産効率を大幅に向上させる。
【0176】
本願のいくつかの可能な実施形態において、溶接すべき箱体の溶接過程における歪み量パラメータを取得するステップは、具体的に、
溶接すべき箱体の溶接過程における第１の歪み特徴値及び第２の歪み特徴値を取得することであって、ここで、第１の歪み特徴値は、溶接すべき箱体の歪み領域パラメータであり、第２の歪み特徴値は、第１の歪み特徴値に対応する歪み力パラメータであることと、
第１の歪み特徴値及び第２の歪み特徴値に基づいて歪み量パラメータを生成することと、を含む。
溶接すべき箱体の溶接過程における第１の歪み特徴値及び第２の歪み特徴値を取得することであって、ここで、第１の歪み特徴値は、溶接すべき箱体の歪み領域パラメータであり、第２の歪み特徴値は、第１の歪み特徴値に対応する歪み力パラメータであることと、
第１の歪み特徴値及び第２の歪み特徴値に基づいて歪み量パラメータを生成することと、を含む。
【0177】
具体的に、本実施形態は、溶接すべき箱体の溶接過程における歪み量パラメータを取得する実施形態を提供し、枕梁６０の溶接過程における変形領域及び変形力に基づいて、対応する歪み量パラメータの生成を実現する。
【0178】
なお、溶接過程において、第１の溶接面１０及び第２の溶接面２０の変形は動的なものであり、従って、調節部は、第１の溶接面１０及び第２の溶接面２０に加えられた逆変形力及び対応する付勢位置に対して、いずれもフレキシブルで動的な調節を行う必要がある。
【0179】
本願のいくつかの可能な実施形態において、歪み量パラメータに基づいて、溶接すべき箱体の溶接面の歪み量を制御する逆変形調節戦略を生成するステップは、具体的に、
溶接すべき箱体の溶接面に基づく複数のプリセット調節領域を取得して、第１の歪み特徴値に基づいて対応するプリセット調節領域内の全ての調節部を取得することと、
第２の歪み特徴値に基づいて、取得された各調節部に基づく調節変位特徴値を生成することであって、調節変位特徴値は少なくとも、調節部の溶接すべき箱体の溶接面に対して垂直となる第１の方向変位パラメータ、及び調節部の溶接すべき箱体の溶接面に対して平行となる第２の方向変位パラメータを含むことと、
全ての調節変位特徴値に基づいて、プリセット調節領域に基づく逆変形調節戦略を生成することと、を含む。
溶接すべき箱体の溶接面に基づく複数のプリセット調節領域を取得して、第１の歪み特徴値に基づいて対応するプリセット調節領域内の全ての調節部を取得することと、
第２の歪み特徴値に基づいて、取得された各調節部に基づく調節変位特徴値を生成することであって、調節変位特徴値は少なくとも、調節部の溶接すべき箱体の溶接面に対して垂直となる第１の方向変位パラメータ、及び調節部の溶接すべき箱体の溶接面に対して平行となる第２の方向変位パラメータを含むことと、
全ての調節変位特徴値に基づいて、プリセット調節領域に基づく逆変形調節戦略を生成することと、を含む。
【0180】
具体的に、本実施形態は、歪み量パラメータに基づいて溶接すべき箱体の平面度を制御する逆変形調節戦略を生成する実施形態を提供し、第１の溶接面１０及び第２の溶接面２０における溶接位置に対応する変形領域を取得して、プリセット調節領域とマッチングすることにより、フレキシブルな支持が実現されるとともに、制御をより正確にする。
【0181】
なお、全てのプリセット調節領域における、枕梁６０の第１の歪み特徴値に対応していない他のプリセット調節領域において、依然として枕梁６０に対して対応するプリセット支持を行い、枕梁６０の溶接中の位置決めを実現する。
【0182】
さらに、調節部は、枕梁６０の具体的な型番、サイズ、加工パラメータ等に基づいて予測支持力の設置を行うことができ、つまり、調節部がアクティブ化されていない場合、又は枕梁６０が溶接されていない場合、調節部は予測支持力に基づいて枕梁６０に対する支持を実現する。
【0183】
本願のいくつかの可能な実施形態において、歪み量パラメータに基づいて、溶接すべき箱体の溶接面の歪み量を制御する逆変形調節戦略を生成するステップは、具体的に、
溶接すべき箱体の瞬間溶接領域を取得し、瞬間溶接領域及びプリセット調節領域に対して動的フィッティングを行って、動的フィッティングに基づく瞬間調節領域を得ることと、
瞬間調節領域のうち、アクティブ状態にあり且つ瞬間調節領域外にある調節部を決定し、対応する調節部にスリープ信号を送信することと、
瞬間調節領域のうち、スリープ状態にあり且つ瞬間調節領域内にある調節部を決定し、対応する調節部にウェイクアップ信号を送信することと、を更に含む。
溶接すべき箱体の瞬間溶接領域を取得し、瞬間溶接領域及びプリセット調節領域に対して動的フィッティングを行って、動的フィッティングに基づく瞬間調節領域を得ることと、
瞬間調節領域のうち、アクティブ状態にあり且つ瞬間調節領域外にある調節部を決定し、対応する調節部にスリープ信号を送信することと、
瞬間調節領域のうち、スリープ状態にあり且つ瞬間調節領域内にある調節部を決定し、対応する調節部にウェイクアップ信号を送信することと、を更に含む。
【0184】
具体的に、本実施形態は、歪み量パラメータに基づいて溶接すべき箱体の平面度を制御する逆変形調節戦略を生成する別の実施形態を提供し、枕梁６０の溶接過程において、溶接位置が固定されるので、通常、単一の溶接機構が採用され、一部の情況では複数の溶接機構を採用して共同作業を行うが、単一溶接であっても、共同溶接であっても、枕梁６０での歪み位置はいずれも動的なものであるため、瞬間調節領域を形成する必要があり、瞬間調節領域に基づいて対応する調節部をウェイクアップして、熱量及び応力が集中している領域では調節部により対応する制御を行うことができる。
【0185】
さらに、ウェイクアップされていない又はアクティブ状態からスリープ状態に入る調節部は、引き続き枕梁６０に対して予測支持力に基づいて支持し、枕梁６０に対する位置決めを形成する。
【0186】
なお、本願で言及されたアクティブ状態は、調節部が溶接面の対応する変形に基づいてフレキシブル動的な調整を行う状態に対応するが、スリープ状態は、溶接面の変形が比較的小さく又はすでに安定し、調節部が支持作用のみを果たす状態に対応する。
【0187】
本願のいくつかの可能な実施形態において、歪み量パラメータに基づいて、溶接すべき箱体の溶接面の歪み量を制御する逆変形調節戦略を生成するステップは、具体的に、
溶接すべき箱体に基づくデジタルツインモデルを構築することと、
デジタルツインモデルの溶接すべき箱体の歪み量パラメータに対応するツイン歪み量パラメータを取得することと、
ツイン歪み量パラメータに基づいて逆変形調節戦略を生成することと、を更に含む。
溶接すべき箱体に基づくデジタルツインモデルを構築することと、
デジタルツインモデルの溶接すべき箱体の歪み量パラメータに対応するツイン歪み量パラメータを取得することと、
ツイン歪み量パラメータに基づいて逆変形調節戦略を生成することと、を更に含む。
【0188】
具体的に、本実施形態は、デジタルツインモデルに基づいて逆変形調節戦略を構築する実施形態を提供し、デジタルツインモデルを構築することにより、枕梁６０の逆変形量に対する計算が実現され、枕梁６０の各工程で設定される圧着点、圧着力、逆変形位置、逆変形量及び溶接プロセス情報を出力し、組み立て溶接プロセスをリアルタイムに調整し、精細化制御を実現する目的に達する。
【0189】
本願のいくつかの可能な実施形態において、溶接すべき箱体の溶接過程における歪み量パラメータを取得するステップの前に、具体的に、
溶接すべき箱体に基づく有限要素モデルを構築して、有限要素モデルにおいて溶接すべき箱体の溶接パラメータをロードすることと、
有限要素モデルの有限要素解析過程における、溶接パラメータに基づく第１の有限要素特徴値及び第２の有限要素特徴値を取得することであって、第１の有限要素特徴値は、溶接すべき箱体の固有歪みパラメータであり、第２の有限要素特徴値は、溶接すべき箱体の弾性歪みパラメータであることと、
第１の有限要素特徴値及び第２の有限要素特徴値に基づいて有限要素解析パラメータを生成して、有限要素解析パラメータ及び歪み量パラメータに基づいて逆変形調節戦略を生成することと、をさらに含む。
溶接すべき箱体に基づく有限要素モデルを構築して、有限要素モデルにおいて溶接すべき箱体の溶接パラメータをロードすることと、
有限要素モデルの有限要素解析過程における、溶接パラメータに基づく第１の有限要素特徴値及び第２の有限要素特徴値を取得することであって、第１の有限要素特徴値は、溶接すべき箱体の固有歪みパラメータであり、第２の有限要素特徴値は、溶接すべき箱体の弾性歪みパラメータであることと、
第１の有限要素特徴値及び第２の有限要素特徴値に基づいて有限要素解析パラメータを生成して、有限要素解析パラメータ及び歪み量パラメータに基づいて逆変形調節戦略を生成することと、をさらに含む。
【0190】
具体的に、本実施形態は、有限要素モデルに基づいて逆変形調節戦略を構築する実施形態を提供し、有限要素のシミュレーションを行うことにより、溶接前に枕梁６０のモデル及び対応する溶接パラメータに対してシミュレーション演算を行って、枕梁６０の予測支持パラメータ、予測変形パラメータ及び予測調節パラメータを得て、さらに枕梁６０の最適剛性制約点位置、逆変形適用位置、制約点付勢力の大きさ及び逆変形量を得る。
【0191】
なお、固有歪みパラメータは、外部荷重が取り除かれた後も物体の内部には歪みが残っており、溶接が完了してから外部荷重による制約が取り除かれると、弾性歪みが回復することを指し、弾性歪み以外の歪みを総称して固有歪みと呼び、溶接固有歪みを低減することにより溶接後の総変形を制御する。
【0192】
可能な実施形態において、枕梁６０の総歪みには、弾性歪み、塑性歪み、熱歪み、クリープ歪み及びトランスフォーメーション歪み等が含まれ、適切な弾性逆変形対策を適用し、即ち、反対方向の弾性変形を増やすことにより、溶接後の総歪みの低減に寄与するが、弾性逆変形は過量になってはならず、過量になると溶接後に反方向の変形が発生する。
【0193】
本願のいくつかの可能な実施形態において、逆変形調節戦略に従って、溶接過程における溶接すべき箱体に対してリアルタイムに逆変形調節を行うステップは、具体的に、
逆変形調節戦略における第１の逆変形調節決定及び第２の逆変形調節決定を取得することであって、第１の逆変形調節決定は、溶接すべき箱体の第１の溶接面１０を含み、第２の逆変形調節決定は、溶接すべき箱体の第２の溶接面２０を含むことと、
第１の逆変形調節決定に従って調節部の第１の溶接面１０への付勢力の大きさをリアルタイムに制御することと、
第２の逆変形調節決定に従って調節部の第２の溶接面２０への付勢力の大きさ及び／又は付勢位置をリアルタイムに制御することと、を含む。
逆変形調節戦略における第１の逆変形調節決定及び第２の逆変形調節決定を取得することであって、第１の逆変形調節決定は、溶接すべき箱体の第１の溶接面１０を含み、第２の逆変形調節決定は、溶接すべき箱体の第２の溶接面２０を含むことと、
第１の逆変形調節決定に従って調節部の第１の溶接面１０への付勢力の大きさをリアルタイムに制御することと、
第２の逆変形調節決定に従って調節部の第２の溶接面２０への付勢力の大きさ及び／又は付勢位置をリアルタイムに制御することと、を含む。
【0194】
具体的に、本実施形態は、逆変形調節戦略に従って、溶接過程における溶接すべき箱体に対してリアルタイムに逆変形調節を行う実施形態を提供し、第１の溶接面１０及び第２の溶接面２０に対するフレキシブルで動的な調節により、枕梁６０の溶接過程における精細化制御が実現され、枕梁６０に対する製造精度を向上させる。
【0195】
本明細書の説明において、「１つの実施形態」、「いくつかの実施形態」、「例」、「具体的な例」、又は「いくつかの例」等の用語を参照した説明は、当該実施形態又は例を参照しながら説明された具体的な特徴、構造、材料、又は特性が、本願の実施形態の少なくとも１つの実施形態又は例に含まれることを意味する。本明細書において、上記の用語の模式的な表現は、必ずしも同じ実施形態又は例に向けられているわけではない。さらに、説明された具体的な特徴、構造、材料又は特性は、任意の１つ又は複数の実施形態又は例においては適切な形式で組み合わせることができる。さらに、当業者であれば、本明細書に説明された異なる実施形態または例と、異なる実施形態または例の特徴とを、互いに矛盾することなく結合及び組み合わせることができる。
【0196】
最後に説明すべきのは、上記の実施形態は、本願を説明するためのものに過ぎず、それを限定するものではないことである。実施形態を参照して本願を詳細に説明したが、当業者にとって、本願の技術案に対して組み合わせ、修正、または等価的に置き換えを行うことは、いずれも本願の技術案の精神及び範囲から逸脱せず、いずれも本願の特許請求の範囲に含まれるべきである。
【符号の説明】
【0197】
１０：第１の溶接面
２０：第２の溶接面
３０：支持台
３１：駆動ユニット
４０：第１の調節座
４１：第１の調節シリンダ
４２：第１のセンサーコンポーネント
５０：第２の調節座
５０１：第１のパネル
５０２：第２のパネル
５０３：スライドブロック
５１：第２の調節シリンダ
５２：押圧ロッド
５３：第２のセンサーコンポーネント
５４：スライドウェイ
５５：第３の調節シリンダ
５６：タイロッド
６０：枕梁
６１：貫通管
６２：第１の蓋板
６３：第２の蓋板
７０：第４の調節シリンダ
８０：支持ロッド
２０：第２の溶接面
３０：支持台
３１：駆動ユニット
４０：第１の調節座
４１：第１の調節シリンダ
４２：第１のセンサーコンポーネント
５０：第２の調節座
５０１：第１のパネル
５０２：第２のパネル
５０３：スライドブロック
５１：第２の調節シリンダ
５２：押圧ロッド
５３：第２のセンサーコンポーネント
５４：スライドウェイ
５５：第３の調節シリンダ
５６：タイロッド
６０：枕梁
６１：貫通管
６２：第１の蓋板
６３：第２の蓋板
７０：第４の調節シリンダ
８０：支持ロッド
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【国際調査報告】