罐体焊接

技术领域

本发明涉及罐体焊接，并且尤其涉及用于通过提供焊接处理的闭环反馈和调节来监控和控制焊缝质量的方法和设备。

背景技术

典型的三件式罐包括圆柱形罐体以及缝合到罐体的顶端和底端。罐体是通过将扁平的矩形坯料卷曲到圆柱体使得坯料的边缘重叠而形成的。然后使圆柱体移动通过相对的焊接辊，以焊接罐体的纵向缝。焊接辊充当电极，通过圆柱体金属传导大电流，从而以一系列隔开但重叠的焊接熔核将圆柱体的重叠端焊接在一起。通常，扁平的铜线位于每个焊接辊周围，并充当牺牲电极以保护焊接辊的表面。在典型的设置中，将连续的铜线送入第一焊接辊，然后再送入第二焊接辊。在从第一焊接辊行进到第二焊接辊的处理中，铜暴露于圆柱体的侧面是相反的。在线离开第二焊接辊后，将其切碎并丢弃。

包括一对焊接辊(其中一个焊接辊通常是被驱动的)的焊接站也可以包括所谓的Z形杆，Z形杆将圆柱体引导到焊接辊。Z形杆被构造为使得圆柱体的端部在焊接辊前方进入适当的重叠构造。通过嵌入驱动链中的一组推动器或通过机械推动系统，圆柱体沿着Z形杆被推入焊接站。校准单元位于Z形杆的端部和焊接辊之间，并在圆柱体进入焊接辊时控制圆柱体的最终直径，从而控制圆柱体边缘的重叠量。典型的校准单元包括围绕金属圆柱体的行进轴线设置的一组辊，例如七个辊。辊的表面一起限定以该轴线为中心的圆形通道。通过允许一个或多个辊在径向方向上移动，可以调节通道的周长。此调节通常是手动处理。

在任何罐生产线中，保持令人满意和恒定的焊接质量显然是至关重要的。质量通常与焊接厚度有关；太薄的焊接会导致产品易于泄漏和/或容易损坏，而太厚的焊接会导致材料使用效率低下，从而增加生产成本。太薄的焊接还会导致焊接太脆以及其他焊接缺陷。另一方面，太厚的焊接会导致泄露的圆柱体易受损坏。

焊接厚度与圆柱体的重叠程度有关。较少的重叠会导致焊接厚度减小，而较大的重叠会增加焊接厚度。在焊接辊处接受到的材料量越多，阻力将越大，因此在相同的电流和施加的力下达到的“捣碎”程度(即，焊接前后的材料厚度变化)将减少。标准重叠可以在0.4mm至0.5mm的范围内。通常，所得到的焊接的厚度将比进入的金属板的厚度厚约1.4倍。

传统上，焊接厚度检查是通过人工，目视检查生产的罐体进行的。可以进行调节以校正重叠和挤出水平，但是由于缺乏适当的技能并且对焊接处理没有清楚的了解，用户经常会进行不正确的调节。因此，调节方法成为试验和误差处理。此外，手动调节通常会导致机器停机，并因此导致生产率下降。但是，存在许多用于控制或辅助调节处理的已知方法。

EP0465038A1描述了一种用于监控焊接质量的焊接监控器，其依赖于测量焊接辊处的电压或每个焊接熔核吸收的平均功率(焊接功率)。结果可以在图形显示器上呈现给生产线操作员。根据经验，操作员可以调节校准单元以达到所需的焊接质量。与该技术领域相关的其他出版物包括：

US4376884A，其描述了一种用于测量在焊接处理期间消耗的相对功率的设备；和

US4449028A，其涉及电焊接，特别是涉及用于三片罐的管状体的纵向缝的AC电阻焊接。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法和设备，该方法和设备聚合并处理来自系统的数据，例如焊接监控器，机器设置和基准位置，并将该数据处理为针对校准单元的校正调节，校正调节是自动地进行的，以确保期望的焊接质量而无需或只需很少的人工输入。因此，本发明的实施例可以导致对于给定的焊接质量，要求更少停机时间的罐生产线。

根据本发明的第一方面，提供了一种控制用于焊接沿着圆柱形罐体延伸的缝的焊接站的设备，焊接站包括一对焊接辊和用于在焊接期间引起期望的圆柱体重叠的校准单元，所述校准单元可沿着至少三个不同的调节轴线进行调节，并且该设备包括：焊接监控器，焊接监控器被构造为监控焊缝并提供电信号，所述电信号指示在沿着所述缝长度的一系列预定点处的焊接厚度；控制器，控制器被构造为接收电信号并响应于信号以生成一个或多个控制电信号；多个调节机构，多个调节机构用于联接到校准单元或形成校准单元的一部分，所述调节机构被构造为接收控制电信号并且响应于此而相对于所述三个调节轴线中的一个或多个调节校准单元，以提供期望的圆柱体重叠和/或期望的焊接质量。

指示焊接厚度的信号可以是从指示焊接辊中的一个或两个的旋转轴线的位移的信号中得出的。指示焊接厚度的信号可以包括对焊接辊偏心度和/或位于焊接辊与要焊接的圆柱体之间的可消耗线的轮廓变化的补偿。

指示焊接厚度的信号可以是指示在一连串焊接的罐体上的该系列预定点处的平均焊接厚度或其他统计得出的焊接厚度的信号。

该系列中可以至少有四个预定点，可选地包括：圆柱体的前端；缝长度的中间；圆柱体的后端；翻转位置。

电信号可以进一步指示沿着整个缝长度平均的焊接厚度。

控制器可以包括决策系统，决策系统被构造为接收包括电信号和调节机构中的一个或多个的当前位置的输入，并且计算调节机构中的一个或多个的所需调节作为输出。决策系统可以被构造为将该系列预定点中的每个预定点处的焊接厚度与该点的目标焊接厚度进行比较，并且其中，预定点中的一个或多个偏离目标焊接厚度，以计算校正偏差所需的调节。

调节机构可以响应于控制信号，以便调节：校准单元的辊相对于圆柱体通过焊接站的移动方向的径向位置；校准单元沿着垂直于穿过每个焊接辊的中心的线的调节轴线的纵向位置；径向位置和纵向位置的组合。

调节机构中的一个可以响应于所述控制信号，以便沿着平行于穿过每个焊接辊的中心的线的调节轴线调节校准单元的竖直位置。

调节机构中的一个可以被构造为使用可使用编码马达和齿轮箱操作的协作双螺纹系统来调节校准单元的辊的径向位置。

控制器可以是闭环控制器，例如比例-积分-微分控制器。

根据本发明的第二方面，提供了一种焊接站，焊接站包括上述第一方面的设备，使得该站包括用于维持期望的焊接质量的闭环控制系统。

根据本发明的第三方面，提供了一种控制用于焊接沿着圆柱形罐体延伸的缝的焊接站的方法，焊接站包括一对焊接辊和用于在焊接期间引起期望的圆柱体重叠的校准单元，该方法包括：监控焊缝并提供电信号，所述电信号指示在沿着缝长度的一系列预定点处的焊接厚度；响应于指示焊缝的焊接质量的所述电信号，生成一个或多个控制电信号；以及将一个或多个控制电信号提供给多个调节机构中的一个或多个，多个调节机构被构造为相对于三个调节轴线中的一个或多个调节校准单元，以引起期望的圆柱体重叠。

指示焊接厚度的信号可以是从指示焊接辊中的一个或两个的旋转轴线的位移的信号中得出的。

指示焊接厚度的信号可以包括对焊接辊偏心度和/或位于焊接辊与要焊接的圆柱体之间的可消耗线的轮廓变化的补偿。

指示焊接厚度的信号可以是指示在一连串焊接的罐体上的一系列预定点处的平均焊接厚度或其他统计得出的焊接厚度的信号。

该系列中可以至少有四个预定点，可选地包括：圆柱体的前端；缝的中间；圆柱体的后端；翻转位置。

电信号可以进一步指示沿着整个缝平均的焊接厚度。

生成一个或多个控制电信号的步骤可以包括：接收电信号和与调节机构中的一个或多个的位置有关的输入，以及计算调节机构中的一个或多个的所需调节作为输出。

生成一个或多个控制电信号的步骤可以包括：将该系列预定点中的每个预定点处的焊接厚度与该点的目标焊接厚度进行比较，并且其中，预定点中的一个或多个偏离目标焊接厚度，计算校正偏差所需的调节作为输出。

调节机构可以响应于控制信号，以便调节：校准单元的辊相对于圆柱体通过焊接站的移动方向的径向位置；校准单元沿着垂直于穿过每个焊接辊的中心的线的调节轴线的纵向位置；径向位置和纵向位置的组合。

调节机构中的一个可以响应于控制信号，以便沿着平行于穿过每个焊接辊的中心的线的调节轴线调节所述校准单元的竖直位置。

调节机构中的一个可以使用可使用编码马达和齿轮箱操作的协作双螺纹系统来调节校准单元的辊的径向位置。

该方法可以提供焊接厚度的闭环控制。

附图说明

图1示意性地示出了罐生产线的焊接站；

图2示出了图1的焊接站的部件的侧面立体单元，其包括省略了焊接辊的校准单元；

图3是图2的校准单元的前视图，该校准单元包括一对可调辊；

图4是图3的校准单元的机电驱动单元的立体图；

图5和5a是图4的机电驱动单元的横截面侧视图；

图6是图1的焊接站的校准单元和子组件的分解立体图，表示焊接站的三个轴线；

图7示出了在计算机图形显示器上呈现的焊接质量的显示；

图8示出了在计算机图形显示器上呈现的焊接厚度测量值的显示；

图9示出了焊接站的决策系统；

图10示出了第一焊接厚度调节示例；

图11示出了第二焊接厚度调节示例；

图12示出了第三焊接厚度调节示例；

图13示出了第四焊接厚度调节示例；

图14是示出操作图1的焊接站的方法的流程图。

具体实施方式

本发明的实施例旨在提供对焊接站的校准单元的闭环调节，以便自动地保持圆柱形罐体的令人满意的焊接厚度和/或焊接质量。图1示意性地示出了实施这种闭环控制的焊接站。该站包括Z形杆1，轧制的金属圆柱体2沿着Z形杆1朝着一对相对的焊接辊3a，3b输送。如上所述，Z形杆的作用是在圆柱体移离Z形杆的端部时使圆柱体的相对边缘成为基本正确的重叠构造。校准单元4位于Z形杆的端部和焊接辊之间。校准单元4的作用是通过对圆柱体2的周向进行小的调节来控制圆柱体重叠。为了简洁起见，附图中省略了焊接站的各种部件。

图2和图3更详细地示出了校准单元4，以及在图1中被省略但有助于将金属圆柱体朝向校准单元4和焊接辊3a，3b引导的预校准工具6。如在校准单元的前视图中最好地示出的(图3)，该单元包括一组七个支撑在框架8中的辊7a-g(尽管校准单元可以包括比图3中所示更少或更多的辊)，使得辊绕金属圆柱体的行进轴线分布。每个辊可绕与中心在轴线上的圆基本上相切的轴线自由旋转。辊的表面是凹入的，从而它们一起限定大致圆形的表面，金属圆柱体被引导通过该圆形的表面。

所示构造中的五个辊7a-e的尺寸类似，而两个上部辊7f-g较小，以便允许将足够的辊结合到结构中。在将辊7a，7c和7e-g安装在框架中使得它们的径向位置相对于中心轴线固定的同时，其余两个辊7b，7d可通过包括机电驱动单元的相应调节机构在该方向上调节，机电驱动单元通常由参考数字9a，9b表示。

驱动单元9a，9b中的每一个大致呈L形，并且包括三个主部件：

(1)机械系统19，其包括安装块，具有相配合螺纹的螺钉和套筒，以利用小的增量调节来达到所需的调节范围。该机械系统还消除了使用外部电子制动器的需要，并且被设计成在生产条件和意外负载(即，损坏的罐体)下均能顺，而不会失去其位置。

(2)有角度的齿轮箱20，其在最小化整个系统的占用空间的同时，传递并减小从马达轴到机械系统的运动。

(3)系统21，其包括具有编码器的伺服马达。

图4和5更详细地示出了大致L形的驱动单元9b中的一个。驱动单元9b附接到校准单元4的辊7d中的一个。应当理解，第二驱动单元9a大致与这里示出的驱动单元9b相同。

图4示出了校准单元9b的示例性机械系统19，齿轮箱20和编码伺服马达系统21，而图5是校准单元9b的横截面侧视图。图5a示出了机械系统19的放大截面，机械系统19包括具有内螺纹的壳体190，第一螺纹螺钉192，碟形弹簧194，波形垫圈196和螺纹套筒198。第一螺纹螺钉192被拧入壳体190的内螺纹，并且螺纹套筒198至少部分地被拧入第一螺纹螺钉192的内部。第一螺纹螺钉192连接到齿轮箱20并且作用在螺纹套筒198上，以径向向内或向外调节校准辊7d，如上所述。在实施例中，第一螺纹螺钉192和螺纹套筒198具有不同的螺距。

这种协作的双螺纹布置使得机械系统19能够对校准辊7b，7d的位置进行非常精细的调节。此外，伺服马达系统21的编码器提供位置信息，使得已知校准辊7b，7d相对于默认位置或起始位置的当前位置。例如，在意外负载的情况下，辊7b，7b由碟形弹簧194顺应性地返回其原始位置(即，碟形弹簧194提供过载顺应性)，而防反冲波形垫圈196则保持螺纹螺钉192和螺纹套筒198的螺纹彼此抵靠。在未在此示出的进一步实施例中，可以使用气压来确保辊7b，7d的顺应性。

使用上述三个部件19、20、21，每个L形驱动单元9a，9b被构造为使校准单元4的特定辊7b和7d相对于圆柱体2的纵向轴线向内或向外移动，从而调节圆柱体边缘的重叠程度。

此外，然而，焊接站可以被构造为调节校准单元4的纵向或竖直位置。相对于通过焊接辊的中心线CL进行该调节，如图1所示。

如图6所示，包括纵向子组件24和竖直子组件25的进一步的调节机构布置在焊接站内，以分别调节校准单元4相对于焊接辊3a，3b的中心线CL(如图1所示)的纵向和竖直位置。返回参考图1，校准单元4可以靠近或远离包含外部(上部)和内部(下部)焊接辊3a，3b的机构16移动，和/或可以相对于焊接站的纵向轴线竖直地重新定位。

在一个示例中，竖直子组件25和纵向子组件24可各自包括伺服马达和齿轮箱(未示出)，并且纵向子组件24还可以包括一个或多个充气缸28。尽管在图6的分解视图中分别进行了说明，但竖直子组件25和纵向子组件24均连接到相同的托架27。托架27被安装到校准单元4(即，与校准单元4联接)，或形成校准单元4的一部分。因此，竖直子组件25和纵向子组件24可操作以相对于焊接辊3a，3b的中心线CL纵向地或竖直地移动托架27。

在替代实施例中，竖直子组件25可以包括直角齿轮箱，以减少焊接站的占用空间。

从图6中将认识到，校准单元4可以沿着三个不同的调节轴线进行调节，三个不同的调节轴线如下所示：

轴线1，其与校准单元或工具4的直径(即，由校准辊7a-7f形成的圆的直径)有关；

轴线2，其与校准单元的纵向位置(即，通过图1所示的焊接辊3a，3b垂直于中心线CL的位置)有关；和

轴线3，其与校准单元4的竖直位置(即，平行于焊接辊3a，3b的中心线CL的位置)有关。

沿着这三个调节轴线中的一个或多个调节校准单元4的结果将在下面进一步讨论。

通过控制器12产生的控制信号来实施校准单元4的调节。再次参考图1和2，每个驱动单元9a，9b具有输入10a，10b，用于从控制器12接收控制信号11。类似地，纵向子组件24和竖直子组件25各自具有一个或多个输入(未示出)，用于从控制器12接收一个或多个控制信号。控制器12是计算机，其包括一个或多个处理器以及用于存储数据和程序代码的存储器13。控制器12又具有输入14，用于从焊接监控器15接收指示焊接质量的电信号5。在该实施例中，焊接质量的指示是焊接厚度的指示。

焊接监控器15联接到机构16，机构16包含外部(上部)和内部(下部)焊接辊3a，3b。除焊接厚度外，焊接监控器还监控如EP0465038A1中所述的质量系数(QC)，尽管此处描述的反馈控制系统中未使用该参数。由焊接监控器15产生的数据也被提供给如图7所示的计算机图形显示器17，其中上部迹线示出了焊接厚度(y轴)相对于圆柱体长度(x轴)，下部迹线示出了焊接功率(y轴)相对于圆柱体长度(x轴)。如图1所示，水平线22代表处理窗口，并且竖直线23代表圆柱体2的前端(右侧)LE和后端(左侧)TE。示出的迹线对应于在多个顺序的罐体上获得的平均厚度，其中在每个端部处的凹部指示(平均)罐体的前缘和后缘。

进一步考虑包含焊接辊3a，3b的机构16，在该机构内，内部焊接辊3b的位置相对于其旋转轴线是固定的，而外部焊接辊3a是弹簧安装的，从而允许其相对于其旋转轴线移动。因此，外部焊接辊3a能够相对于被焊接的罐体上下移动，弹簧在外部焊接辊3a上施加相对较高的向下力，从而迫使该辊抵靠罐体。机构16还包含线性可变差动变压器(LVDT)，该线性可变差动变压器被构造为检测外部焊接辊朝向罐体和远离罐体的移动，即，检测外部焊接辊3a的位置。LVDT生成在信号18内的提供给焊接监控器的电压信号。

LVDT提供的电压信号本身可能不足以确定焊接厚度的准确测量，因为由于以下原因，该信号将出现误差：a)外部焊接辊的偏心度(即，焊接辊将不是完美的圆形)，以及b)在焊接辊和罐体之间通过的铜线的轮廓变化。因此，机构16包括用于检测焊接辊偏心度和铜线的轮廓变化的多个传感器(在附图中未示出)。感测到的数据在信号18中被传递到焊接监控器15。焊接监控器采用的算法从LVDT信号的输出(具有适当的缩放比例和/或其他补偿)计算偏心度和铜线轮廓数据，以获得校正的LVDT信号。在一系列连续的罐体(例如6至50)上平均的该信号是在计算机图形显示器17的顶部迹线中显示的信号。

如图8所示，基于一系列不同的测量来分析显示在计算机图形显示器17上的焊接厚度迹线。在实施例中，存在五个测量，包括：

1.圆柱体的前端(即右侧/前侧的区域)处的焊接厚度如，图7中的线23所示；

2.圆柱体中间处的焊接厚度，即沿着焊接的大约一半；

3.圆柱体的后端(即左侧的区域)处的焊接厚度，如图7中的线23所示；

4.“翻转”处的焊接厚度(即，在后端与距后缘约17mm之间的一点，例如，距后缘12mm至20mm之间的一点)；和

5.总平均值(即，焊接的整个长度上的平均焊接厚度)。

在一个非限制性示例中，圆柱体的后缘可以被认为是在总圆柱体长度的0％(零)处，并且圆柱体的前缘可以被认为是在总圆柱体长度的100％处。圆柱体的前缘可以被限定为圆柱体进入焊接辊的第一部分。后端翻转(上面的第4点)可以在例如总圆柱体长度的2.5％到10％之间处测量；后端区域可以在例如总圆柱体长度的15％到30％之间处测量；中间端可以在例如总圆柱体长度的40％到60％之间处测量；前端区域可以在例如总圆柱体长度的70％到97.5％之间处测量。

以上五个测量代表一系列(例如7到10个)圆柱体的滚动平均值。将迹线上这四个预定点或区域处的焊接厚度加上总的平均焊接厚度与特定应用的焊接厚度目标(如图8中的水平虚线T所示)进行比较，其中：

焊接厚度目标＝焊接压力下的板厚度×捣碎目标

捣碎目标＝原始板厚度的1.4到1.5

使用焊接压力下的板厚度(其可以在焊接站调试期间针对特定的板材进行测量)，而不是使用板的传入厚度。五个测量点处的焊接厚度迹线的分析包括距焊接厚度目标±15μm的公差。此公差由图8中的上限线和下限线表示。

为了计算焊接厚度目标，由控制器12实施的反馈控制方法考虑了板厚度，焊接压力，焊接纬度(热焊接和冷焊接之间的差)，期望的重叠和期望的材料捣碎(即焊接前后材料厚度的变化)。控制器12将目标焊接厚度和目标总平均焊接厚度一起存储在缝中的上述四个给定点(即，前端，中间，后端和翻转)中的一个处。将理解的是，由于沿着罐体的锥形重叠(其可以为零或非零值)，焊接厚度可以沿着焊缝变化。

控制器12被构造为在存储的目标数据与从焊接监控器15接收到的关于上述四个点处的焊接厚度加上总平均值的数据之间进行比较。然后，对所得的差值进行进一步处理以生成控制信号，用于根据需要控制焊接站的调节机构，即校准单元4的机电驱动单元9a，9b，纵向子组件24和竖直子组件25。以这种方式，控制器12可以用作比例-积分-微分(PID)控制器。

由控制器12产生用于上述调节机构9a，9b，24、25的控制信号的方式由图9所示的决策系统26表示。控制器12的决策系统26接收以下输入：

-焊接厚度的五个上述测量值(即前端，中间，后端，翻转和总平均值)；这些输入是从焊接监控器15接收的，然后在整个系列中取平均，由控制器12计算总平均值；

-如上述计算的特定应用的焊接厚度目标，包括公差(即上限和下限)；

-如通过可调节辊7b，7d的当前位置及其各自的“原始”位置(在通过校准单元4的机电驱动单元9a，9b调节前的默认辊7b，7d位置)确定的当前和原始工具的直径(即校准单元4的直径)；

-当前和原始工具的纵向位置(即校准单元4在焊接站的纵向轴线上的当前位置)，以及在通过纵向子组件24调节之前，校准单元4的默认“原始”位置；

-当前和原始工具的竖直位置(即校准单元4在焊接站的竖直轴线上的当前位置)，以及在通过竖直子组件25调节之前，校准单元4的默认“原始”位置；

-可选地，例如可以包括扁平的铜线宽度的其他机器设置。

返回参考图6，如上所述，工具(即校准单元4)的直径，工具的纵向位置和工具的竖直位置可以被认为分别代表焊接站的三个调节轴线，轴线1，轴线2和轴线3。

决策系统26利用一个或多个上述输入来生成输出，如图9所示。输出包括焊接厚度校正，考虑上限和下限，需要焊接厚度校正来朝着该测量的目标焊接厚度调节四个测量点中的一个或多个处的当前焊接厚度和/或总平均焊接厚度。在实施例中，使用一种或多种算法来计算焊接厚度校正。由决策系统26输出的焊接厚度校正是由控制器12经由生成用于校准单元4和纵向子组件24的一个或多个机电驱动单元9a，9b的控制信号来实施的。

决策系统26的输出可以替代地或附加地包括挤压不平衡校正，其由控制器12经由生成用于竖直子组件25的控制信号来实施。挤压不平衡可能是由于进入的金属板的材料特性(各向异性)的变化而引起的。在进入的圆柱体与焊接辊3a，3b完全对准的情况下，圆柱体与外部焊接辊3a之间的接触面积和圆柱体与内部焊接辊3b之间的接触面积基本上相同。因此，圆柱体的外表面和内表面的挤压将基本相同。将理解的是，在一些实施例中，外部焊接辊3a由于其尺寸而具有与圆柱体的更大的接触面积。因此，使校准单元4相对于焊接辊3a，3b向上移动导致金属板在圆柱体的内表面上的更大挤压，而使校准单元4相对于焊接辊3a，3b向下移动导致金属板在圆柱体的外表面上的更大挤压。如上所述，校准单元4沿着调节轴线3的调节可用于确保在发生不平衡的情况下，外圆柱体表面和内圆柱体表面的挤压被重新平衡。

图10至图13示出了基于决策系统26的输出，可以由控制器12实施的对三个调节轴线1、2、3(如图6所示)中的一个或多个的示例性调节。

轴线1的调节(即校准单元4的直径)会影响焊接的前端和后端上的焊接厚度。然而，对后端的影响将更大，并且鉴于此，可以假设工具的直径调节将仅影响后端，即，对前端的影响将可以忽略。类似地，轴线2的调节(即纵向校准单元4的位置)会影响前端和后端的焊接厚度。然而，在这种情况下，主要影响在前端，并且鉴于此，可以假设工具的纵向位置调节将仅影响前端，即，对后端的影响将可以忽略。

换句话说，在图10至13所示的示例中，可以假设轴线1的调节控制后端和翻转，而轴线2的控制前端。该假设导致直接的布尔控制系统。

将理解的是，替代地或附加地，使用嵌入有PID的模糊逻辑控制器等(在此未示出)来确定所需的调节。模糊逻辑控制器将启用隶属函数，该隶属函数提供介于0和1之间的而不仅仅是0或1的隶属度，从而允许例如在一个轴线上进行0.85(85％)的调节，而在另一轴线上进行0.15(15％)的调节。

在图10至图13所示的示例中，所需的调节按如下确定。

如果在前端和后端处确定的焊接厚度均在特定应用的容差极限内，则无需进行任何调节。

如果前端和后端均在该点的目标焊接厚度之上或之下，则沿轴线1(即校准单元4的直径)进行调节。

如果仅前端超出容差极限，则沿轴线2进行调节(即纵向校准单元4的位置)。

如果仅后端超出容差极限，则沿轴线1进行调节。

如果前端和后端均超出容差极限，但在相对的方向上(即，一个方向高于容差极限，另一个方向低于容差极限)，则将进行两次调节，一次沿轴线1，另一次沿轴线2。在这种情况下，仅进行一次调节很可能会增加另一端的误差。例如，在后端高于容差极限而前端低于容差极限的情况下，如果仅调节了轴线1，则将会使后端更接近目标，但会保持或略微增大前端的误差。同样，如果仅调节了轴线2，则将会使前端更接近其目标，但将保持或略微增大后端的误差。

如果仅翻转超出容差极限，则对轴线1进行调节，这主要是因为校准单元4的直径太紧。

如果只有中间点超出容差极限，则需要检查其他工具参数。

应当理解，如果前端，中间，后端和翻转都在容差极限内，则整个缝长度的平均值也将落在容差极限内。

在图10所示的示例中，焊接厚度目标为200μm，而从焊接监控器16接收并输入到决策系统26的实际焊接厚度的测量结果如下：

1.前端(1)180μm

2.中间(2)180μm

3.后端(3)180μm

4.翻转(4)180μm

5.总平均值(5)180μm

此外，将校准单元4(轴线1)，纵向子组件24(轴线2)和竖直子组件25(轴线3)的当前工具位置作为“原始”(即，默认位置)输入到决策系统26。

根据上述输入，测量点1至4处的实际焊接厚度以及总平均值太小，并且不在容差(即分别为215μm和185μm的上限和下限)之内。为了使实际的焊接厚度与目标一致，即为了校正偏差，因此必须减小工具的直径(轴线1)。应当理解，减小工具的直径会增加圆柱体边缘的重叠程度，因此迫使更多的材料进入焊接并增加焊接厚度。

直径的减小是由控制器12经由使用机电驱动单元9a，9b从“原始”位置调节校准单元4的位置(轴线1)的辊7b，7d的位置来实施的。在该示例中，从当前“原始”位置进行的所需调节计算如下：

[(焊接厚度目标-实际焊接厚度)/2]/0.2＝

[(200-180)/2]/0.2＝50μm

在该示例中，其中0.2表示相关因子或转置因子。应当理解，上述调节涉及校准单元4的可调辊7b，7d的位置，调节作用是增大或减小校准单元4的直径，即圆柱形罐体通过其穿过的圆形通道的直径。然而，基于检测到的外部焊接辊3a的竖直位置，由焊接监控器16供应的测量值与焊接厚度有关。对于该示例，已发现相关因子为0.2(±10％)，以将竖直位移(即焊接厚度)的变化转置或关联为圆形位移(即工具的直径调节)。

因此，返回参考图3，必须将校准系统的两个可调辊7b，7d中的每一个向内(即，朝着圆柱体的纵向轴线)移动50μm，以实现所有五个测量的目标焊接厚度。在图10的示例中，不需要对其他两个轴线2、3进行调节。

在图11所示的示例中，焊接厚度目标再次为200μm，而从焊接监控器16接收并输入到决策系统26的实际焊接厚度的测量结果如下：

1.前端(1)220μm

2.中间(2)220μm

3.后端(3)220μm

4.翻转(4)220μm

5.总平均值(5)220μm

同样，将校准单元4(轴线1)，纵向子组件24(轴线2)和竖直子组件25(轴线3)的当前工具位置作为“原始”(即默认位置)输入到决策系统26。

基于上述输入，测量点1到4处的实际焊接厚度和总平均值太大，并且不在容差(即分别为215μm和185μm的上限和下限)之内。为了使实际焊接厚度与目标一致，必须增加工具的直径(轴线1)。应当理解，增加工具的直径减小了圆柱体边缘的重叠程度，因此迫使更少的材料进入焊接并减小了焊接厚度。

直径的增加是由控制器12经由使用机电驱动单元9a，9b从“原始”位置调节校准单元4的位置(轴线1)的辊7b，7d的位置来实施的。在该示例中，从“原始”位置进行的所需调节计算如下：

[(焊接厚度目标-实际焊接厚度)/2]/0.2＝

[(200-220)/2]/0.2＝-50μm

因此，返回参考图3，必须将校准系统的两个可调节辊7b，7d中的每一个向外(即远离圆柱体轴线)移动501μm，以实现所有五个测量的目标焊接厚度。在图11的示例中，无需对其他两个轴线2、3进行调节。

在图12所示的示例中，焊接厚度目标再次为200μm，而从焊接监控器16接收并输入到决策系统26的实际焊接厚度的测量结果如下：

1.前端(1)180μm

2.中间(2)200μm

3.后端(3)200μm

4.翻转(4)200μm

5.总平均值(5)195μm

同样，将校准单元4(轴线1)，纵向子组件24(轴线2)和竖直子组件25(轴线3)的当前工具位置作为“原始”(即，默认位置)输入到决策系统26。

基于上述输入，测量点1(前端)处的实际焊接厚度太小，因此测量的总平均值(5)也太小。总平均值落在容差(即分别为215μm和185μm的上限和下限)内，但前端测量(点1)则不在此容差内。其余的测量点2至3符合目标厚度。

在这种情况下，为了使实际焊接厚度与目标一致，必须增加工具的纵向位置(轴线2)。换句话说，校准单元4必须由纵向子组件24移动，使其进一步远离竖直穿过焊接辊3a，3b(参见图1)的中心线CL。增加校准单元4与焊接辊3a，3b之间的纵向距离增加了重叠，从而增加了焊接厚度。这是因为有较大的距离，在该较大的距离上，圆柱体没有被Z形杆支撑，并且这提供了将更多材料推入重叠的空间。相反，使校准单元4纵向更靠近中心线CL消除了更多的该空间，因此重叠减少了(或至少没有增加)。

纵向距离的增加由控制器12经由使用纵向子组件24(轴线2)从“原始”位置对校准单元4从“原始”位置进行调节来实施。在该示例中，从当前“原始”位置进行的所需调节计算如下：

[(焊接厚度目标-实际焊接厚度)]/0.2＝

[(200-180)]/0.2＝100μm

因此，返回参考图6，必须通过纵向子组件(轴线2)将校准单元4移动100μm，以实现所有五次测量的目标焊接厚度。在图11的示例中，无需对其他两个轴线1、3进行调节。

在图13所示的示例中，焊接厚度目标再次为200μm，而从焊接监控器16接收并输入到决策系统26的实际焊接厚度的测量结果如下：

1.前端(1)180μm

2.中间(2)200μm

3.后端(3)220μm

4.翻转(4)225μm

5.总平均值(5)207μm

同样，将校准单元4(轴线1)，纵向子组件24(轴线2)和竖直子组件25(轴线3)的当前工具位置作为“原始”(即默认位置)输入到决策系统26。

基于上述输入，在测量点1(前端)处的实际焊接厚度太小，而在后端(3)和翻转(4)处的实际焊接厚度太大。因此，测得的总平均值(5)也太大。总平均值落在容差极限(即上限和下限分别为215μm和185μm)内，但前端(1)，后端(3)和翻转(4)的测量值不在容差极限内。其余的测量点2符合目标厚度。

在这种情况下，为了使各个测量点处的实际焊接厚度与目标一致，需要进行组合调节。必须增加工具的直径(轴线1)，并且必须增加工具的纵向位置(轴线2)。

直径的增加是由控制器12经由使用机电驱动单元9a，9b从“原始”位置调节校准单元4的位置(轴线1)的辊7b，7d的位置来实施的。在该示例中，从“原始”位置所需的调节量计算为-50μm。因此，返回参考图3，必须将校准系统的两个可调节辊7b，7d中的每一个向外(即远离圆柱体轴线)移动50μm，以实现所有五个测量的目标焊接厚度。

控制器12经由使用纵向子组件24(轴线2)从“原始”位置调节校准单元4，来实施校准单元4(轴线2)与焊接辊3a，3b的纵向距离的增加。在该示例中，从当前“原始”位置所需的调节计算为100μm。

因此，返回参考图6，必须通过纵向子组件(轴线2)将校准单元4移动100μm，以实现所有五次测量的目标焊接厚度。在图13的示例中，不需要相对于另一个轴线3进行调节。

应当理解，根据具体情况，可能需要相对于所有三个轴(轴线1，轴线2，轴线3)或其任意组合进行调节。在实施例中，相对于轴线3的调节可以独立于相对于轴线1和2的调节来执行。在实施例中，可以同时执行对轴线1、2、3中的两个或更多个的所需调节。

图14是示出在所描述的焊接站中采用的方法的流程图。在方法的第一步骤(S1)中，焊接监控器15向控制器12提供电信号5，该电信号5指示沿着缝长度的预定点处的焊接厚度。如前一段所述，基于该电信号5，控制器12然后生成(S2)一个或多个控制电信号11。随后，向一个或多个调节机构(即，机电驱动单元9a，9b，纵向子组件24，竖直子组件25)提供(S3)控制电信号11。由于提供给机电驱动单元9a，9b，纵向子组件24和竖直子组件25的电信号11以及控制器提供的闭环控制，可以在焊接期间保持期望的圆柱体重叠(S4)。

因此，该系统是闭环系统，其中可以在三个不同方向上调节校准单元4。首先，使校准辊7b，7d相对于圆柱体轴线移入或移出，以调节圆柱体边缘的重叠和工具的直径(轴线1)。其次，校准单元4本身可以相对于焊接辊3a，3b纵向移动。第三，可以竖直调节校准单元4。基于在沿着焊缝的预定点处的焊接厚度的测量，可以采用所述调节中的一个或多个，以便实现并保持期望的焊接质量(厚度)。

本领域技术人员将理解，可以在不脱离本发明的范围的情况下对上述实施例进行进一步的修改。举例来说，不是依赖于焊接厚度的测量，焊接监控器可以向控制器提供质量系数(QC)，其中控制器确定相对于某些期望的QC的误差。当然，控制器可以使用所测量的厚度，功率和/或电压以及可能的其他参数的组合。

尽管已经将控制器12和焊接监控器15描述为单独部件，但是它们可以集成为单个部件。类似地，控制器和焊接监控器中的一个或两者可以集成到包括焊接辊和LVDT的机构16中。

除了依靠检测上部焊接辊的挠度来测量焊接厚度之外，还可以使用其他方法，例如，激光扫描，超声波测量等。

可以使用附加的调节机构来对校准单元和/或焊接站进行进一步调节。