CN100475424C - 用于焊接装置遥控器的备用控制器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种焊接电源控制器，该控制器包括：输入端，用于接收焊接工艺遥控过程的反馈；以及处理器，用于在首先确认了遥控操作的情况下，连续地接收遥控过程的反馈并且当检测到控制异常时取代遥控过程。

Description

用于焊接装置遥控器的备用控制器及其使用方法

技术领域

本发明大体地说涉及焊接系统和焊接电源，更具体地说涉及一种包括一个遥控器及其备用系统的焊接系统。配置该备用系统以监控该遥控器并当检测到异常时取代遥控器。

背景技术

很多焊接装置适应于包括一个遥控器。特别是，当进行有保护的金属电弧焊(SMAW)工艺或“烧附”(stick)工艺时，有时需要用遥控器控制焊接装置的输出。一般地说，遥控器直接控制焊接装置或传送指令以控制焊接装置内的电子仪器，从而控制焊接装置的运行。在任何一种配置下，焊接装置通过位于焊接装置或电源上的控制板设定出比预期输出更大的电流。这样，遥控器能够以相对精度作为电流的百分比来控制输出。

在操作过程中，遥控器一般以两种方式中的一种方式对焊接装置进行控制。也就是说，遥控器可自动被焊接装置感知，从而在感知到遥控信号时，焊接装置将控制信号从面板传递至遥控器。另一种方法是，操作者可以使用遥控器并人工选择遥控器作为远离焊接装置的控制装置。

然而，虽然这些系统被成形为适应于计划好的加上或去除遥控器的配置变化，但是这些焊接装置通常没有被设计为适应未计划的控制变化。也就是说，当进行焊接工艺时，焊接装置通常没有被形成为能适应未预料到的遥控解除。然而，虽然焊接装置未被形成为能适应未计划的遥控解除，但是这种无计划的解除在一些情况下并非罕见。

特别是，很多焊接工艺是在恶劣的环境和条件下进行的。在这些情况下，联接遥控器和焊接装置的电缆可能损坏。此外，在工业制造设备中，联接遥控器至焊接装置的电缆可能被无意剪断或切断。再者，操作者的失误可能会意外地将遥控器从焊接装置上断开。总之，根据焊接装置的特定配置和与遥控器的联接短路或断开，焊接装置都可能经受多种故障。

如果至遥控器的联接断开因而焊接装置的输出过早地降为零值，那么焊接面可能严重损坏。另一方面，如果至遥控器的联接短路，那么焊接装置可能无法进行面板设定。在这种情况下，会给焊点以无法预料的电流冲击以至焊接面可能损坏。此外，如果遥控器与电缆中其它电源引线中的一根短路，焊点处的输出就可能超过面板设定从而也损坏焊点。

因此，人们期望设计一种带有遥控备用系统的焊接仪器以保护焊接仪器和工件免遭遥控器的无意去除或故障之害。

发明内容

本发明涉及一种克服了前述缺点的焊接仪器。特别是，本发明包括一个监控遥控器的运行并在检测到控制器异常时采取操作控制的控制器。也就是说，本发明包括一个监控遥控器并在检测到遥控器故障时对焊接工艺采取控制的控制器。

因此，本发明包括一个焊接电源控制器，该控制器包括：输入端，用于接收焊接工艺遥控过程的反馈；以及处理器，用于在首先确认了遥控操作的情况下，连续地接收遥控过程的反馈并且当检测到控制异常时取代遥控过程。

根据本发明的另一个方面，公开了一种控制焊接工艺的方法，该方法包括由二级控制器来遥控焊接电源，并监控遥控步骤的运行。该方法包括当检测到运行失常时更改焊接电源的控制为一级控制。

根据本发明的另一个方面，公开了一种焊接仪器，其包括一个传输焊接功率以执行焊接工艺的电源和一个控制焊接功率输出的遥控器。还包括一个监控遥控器的监控控制器，一备用控制器，当检测到遥控故障时，对焊接工艺采取控制。

根据本发明的另一个方面，公开了一种焊接仪器，其包括控制焊接仪器的装置和监控遥控装置的装置。此外，还包括当检测到遥控装置的控制异常时，取代遥控装置的装置。

本发明的多个其它特征，目的和优点从下文对说明书和附图的详细描述中将更清楚。

附图说明

附图说明了实施本发明的一个目前考虑的优选实施例。

其中：

图1是本发明的一焊接仪器的透视图。

图2是根据本发明的一个实施例的控制技术的流程图。

具体实施方式

本发明涉及一种焊接仪器，更具体地说，涉及一种包括监控遥控器的操作并当检测到控制失常时采取操作控制的焊接电源。本领域技术人员将会充分认识到，接下来对焊接装置的描述不仅包括焊接机还包括任何需要高功率输出的系统，如可从这种遥控器受益的加热和切割系统。因此，本发明同样适用于任何需要高功率输出的装置，包括焊接机，等离子切割机，感应加热器等等。至于焊接功率，焊接电源或焊接机通常包括焊接，切割，或加热功率。焊接仪器的说明仅描述了本发明可实现的一个实施例。本发明同样可适用于诸如切割和感应加热系统的系统。

图1表示一种焊接系统10。焊接系统10包括3个主要部件。也就是说，焊接系统10包括一个电源12，一个遥控器14，以及一个焊接装置16。电源12可从输电器(transmission power receptacle)(未示出)接收功率，由输电器接受的功率被电源12转换为焊接功率以实现焊接工艺。也可考虑电源12为包括内燃机和发电机的引擎驱动电源，由此引擎驱动发电机产生的原始功率被转换为焊接功率。此外，预期焊接电源12和焊接装置16可结合在一起，这样形成一个单一的由遥控器14控制的焊接装置。电源12和焊接装置16包括壳体18，20以封闭内部构件。另外可选择的是，电源12和焊接装置16可包括手柄22，24或装载链钩(loading eyeliook)以便携带。

在开始焊接工艺前，操作者在一级控制器上，具体说在焊接装置28的控制盘26上输入所需的操作限制。例如，操作者可选择一个要运行的焊接工艺及该焊接工艺所需的输出参数。另一种选择是，如果焊接系统结构包括一个独立电源，如焊接电源12，焊接电源12可作为一级控制器。在这种情况下，操作者可在焊接电源12的控制盘28上输入操作限制。根据优选实施例，在一级控制盘26或28上输入的操作限制包括一个设定为比焊接装置28意图输出的电流稍大的输出电流。一旦操作限制被输入，操作者就可利用二级控制器或遥控器14以作为输入操作限制而选择的电流百分比来控制焊接装置28的输出。

一个监控系统或控制器29位于焊接装置16的壳体20内，如壳体20的剖开部分所示。此外，如果使用单独的焊接电源12，监控系统或控制器29可位于焊接电源12的壳体18内，如壳体18的剖开部分所示。一旦遥控器14对焊接工艺采取控制，监控系统或控制器29就监控遥控器14传送的控制指令，从而自动监控遥控器14。如下文参照图2将要详要描述的，监控系统通过确定遥控器传来的信号变化对于“正常”运行条件是否过于剧烈来始终监视遥控器14的运行。如下文所述，如果从遥控器14检测到异常，监控系统就切断遥控器14并默认焊接装置的输出为操作者在一级控制开始时输入的操作限制。这样，遥控器14不论发生什么故障，焊接工艺者阿基于一级控制输入的限制成功完成。

参见图2，其显示了一流程图，该图描述了本发明的各个监控步骤和控制技术的作用。该技术始于操作者对操作限制的输入30之后。一旦操作者完成所需的对操作限制的输入30，监控处理器就进行核查以确定遥控器是否使用32。监控系统包括一个位于图1的焊接装置16内，或，如果存在，位于焊接电源12内的监控处理器结构。此外，预期使用多个处理器结构，监控处理器结构位于焊接电源12和焊接装置16内。

再次参照图2，如果遥控不存在34，所需的焊接工艺基于操作者在一级控制器上最后输入的操作限制36开始。特别是，焊接工艺基于操作者通过装置的面板对操作限制30，36的人工输入开始，这可参见图1的描述。

另一方面，如果检测到遥控器参与运行38，那么控制信号传至遥控器，并且焊接工艺的输出基于从遥控器40所接收的控制指令而被控制。传送控制信号至遥控器40后，监控处理器结构连续监控遥控器42以确定从遥控器接受的遥控指令的变化率是否已超过阈值44。

这样来选择阈值，超过阈值的控制命令变化率指示遥控器的异常或故障，从而表明控制反常，这可能会负面影响焊接工艺。这样，只要控制指令的变化率保持低于阈值46，控制仍由遥控器操纵并且焊接工艺继续基于从遥控器40接受的控制指令而被控制。

然而，如果控制指令的变化率超过阈值48，控制失常，异常或故障就被检测到并可能负面影响运行的焊接工艺。对焊接工艺的控制通过遥控器断开50而取消遥控。也就是说，检测到控制指令超过阈值48后，监控系统断开遥控器50。

开始断开50的同时，监控系统将控制信号传至一级控制器，一般是对焊接工艺52的输出采取控制的焊接装置或焊接电源。一级控制作为备用控制并且根据操作者的最后输入继续焊接工艺52。并且，几乎与开始断开50和改变焊接工艺控制52的同时，监控系统通过焊接装置或电源的面板将通知传送至操作者。该通知告知操作者遥控器已被断开并且焊接工艺的控制54被一级控制承担，或者说回复一初级控制。

一旦监控系统开始断开50并且改变了焊接工艺的控制52，操作者被告知遥控故障54，监控系统就连续核查以确定负载是否被取消56。当负载仍在时58，焊接工艺在一级控制器的控制下继续并且遥控故障和断开的通知继续54。一旦负载去除60，监控系统就等待关闭电源62。如果没有立即关闭64，给操作者的遥控故障和断开通知仍继续54。然而，一旦检测到电源关闭66，监控系统就复位并且进行对于再使用或再建立遥控的检查32。

因此，上述系统在遥控故障或遥控解除时使对于焊接工艺的精确控制成为可能。一个监控系统不断复核遥控器的运行以在检测到遥控器传送的控制指令异常时将控制从遥控转为一级控制。这样，一级控制起备用控制的作用因而避免了遥控故障或遥控解除对所需焊接工艺可能造成负面影响的情况发生。

预期本发明可与多种焊接工艺一起应用。例如，焊接仪器可按照气体保护金属电弧焊(GMAW)焊接工艺，它从前称作金属惰性气体(MIG)焊接工艺，钨极隋性气体(TIG)焊接工艺，有保护的金属电弧焊(SMAW)工艺，感应加热工艺，等离子切割工艺或其它焊接工艺来运行。

根据本发明的一个实施例，焊接电源控制器包括一个接受焊接工艺遥控过程反馈的输入。该控制器还包括一个接受反馈并在检测到控制异常时取代遥控过程的处理器。

根据本发明的另一个实施例，控制焊接工艺的方法包括由二级控制器遥控焊接电源并且监控遥控器运行的步骤。该方法包括在检测到运行异常时改变焊接电源的控制为一级控制。

根据本发明的另一个实施例，公开了一种焊接仪器，该仪器包括传送焊接功率以执行焊接工艺的电源和控制焊接功率的遥控器。还包括一个监控遥控器的监控控制器，以及一个备用控制器以在检测到遥控故障时承担对焊接工艺的控制。

根据本发明的另一个实施例，公开了一种焊接仪器，该仪器包括控制焊接仪器的装置和监控遥控装置的装置。此外，还包括在检测到遥控装置控制失常时取代遥控装置的装置。

本发明已通过优选实施例进行了描述，应当认识到除明白陈述的内容外，其等价物，替换物和改进都是可能的并在后附权利要求书的范围之内。

Claims (9)

1、一种焊接电源控制器，包括：

输入端，用于接收焊接工艺遥控过程的反馈；以及

处理器，用于在首先确认了遥控操作的情况下，连续地接收遥控过程的反馈并且当检测到控制异常时取代遥控过程。

2、如权利要求1所述的控制器，其中配置处理器以监控反馈，从而检测遥控过程异常指示的控制指令的变化率。

3、如权利要求2所述的控制器，其中指示异常的控制指令变化率包括遥控器联接错误，遥控器未联接，以及对遥控的联接失败中的至少一种指示的变化率。

4、如权利要求2所述的控制器，其中进一步配置处理器以把控制指令的变化率同阈值比较以确定变化率是否超过允差值。

5、如权利要求1所述的控制器，其中遥控过程包括与焊接仪器联络的遥控，并且该处理器进一步被设置以告知操作者，遥控器在检测到异常时被断开。

6、如权利要求1所述的控制器，其中该处理器进一步被设置以将焊接工艺的控制转至备用控制器，以在检测到失常时根据操作者最后的控制输入控制焊接工艺。

7、如权利要求6所述的控制器，其中配置处理器以使备用控制器控制焊接工艺直至焊接工艺停止。

8、如权利要求1所述的控制器，其中焊接电源控制器被并入焊接电源。

9、如权利要求1所述的控制器，其中焊接电源控制器被并入便携式焊接装置。

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