CN101516561A - 用于焊接机的无线远程控制通信的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于将来自远程位置的控制信号传输到焊接电源的设备和方法：其包括由无线远程控制装置传输的控制信号所操作的焊接系统，所述无线远程控制装置可以远离所述焊接电源。响应于传送到控制器的无线指令信号，设置并调节所述焊接系统的多个焊接参数，所述控制器包括位于焊接电源上的控制收发器。这样，操作者可以在远程位置快速有效地控制焊接系统，而无需完成期望任务所必须的电缆以外的电缆。

Description

用于焊接机的无线远程控制通信的方法和装置

技术领域

本发明通常涉及焊接机器，更具体地，涉及用于将控制信号从远程位置传送到焊接电源的方法及装置。本发明特别涉及一种焊接系统，该系统的操作是由无线控制面板所传输的控制信号所控制的。设置和调整焊接系统中的多个焊接参数，以响应由焊接电源接收的无线指令信号。这样，操作者可以在远程位置有效、迅速地控制焊接系统，并且无需焊接所必须的电缆之外的电缆。

背景技术

在当今的经济中，在制造和建筑的很多不同领域中均需要焊接和切削。对于很多复杂、动态焊接操作的有效完成，焊接及切削系统的效率和多功能性都是非常重要的、同时也能实现这些复杂、动态焊接操作。在很多由操作者所运行的焊接和切削处理中，在处理过程中调整焊接类型系统，以适应几种不同焊接类型的操作。当产生了这种调整需要时，需要在焊接类型系统中为每个不同的焊接类型处理设置合适的焊接参数。在每种上述处理中，需要在焊接类型处理前和焊接类型处理中设置和调整参数。在很多实例中，焊接类型处理发生在远离实际焊接机器/电源的地方。因此，需要操作者走回到所述机器进行必要的调整。为了解决这个问题，一些焊接类型系统已经开始包含一些形式的远程控制。在很多已有系统中，通过电缆在操作者位置和焊接类型电源位置之间传输电力和通信。这些电缆为不同焊接参数的通信和控制提供了简单可靠的方式。

尽管这种设置具有优点，以这种方式进行焊接类型系统的通信和控制也具有很多相关缺点。这种基于电缆的控制的一个缺点是，相对于设计用于在高电压下输送高电流的焊接电缆来说通信电缆通常易碎。常见的是，焊接类型系统经常用于周期性地转移位置或者被在相同区域工作的重型机械所围绕对该系统来说并非少见的场合。因此，远程通信电缆会由于与周围设备的接触或阻绊而被毁坏或变得拥堵。如果内部电源导体与连接到敏感信号等级电路的信号引线短接，则可能引起焊接类型电源的损坏和明显降低生产力。

用于焊接设备的远程控制的通信电缆还会产生其他问题。其中一个问题是在焊接类型系统中产生了高频电噪声，其是由于在通信电缆周围环境中存在的高电压造成的。通信电缆成为了使噪音进入焊接类型系统的电源和控制器的通道。必须将这种噪音和干扰过滤掉，从而避免对系统操作的负面影响。

由于用于焊接类型系统的远程控制的通信电缆具有如此多的相关缺点，已尝试在新系统中改变通信的方式。除了只是标准的通信电缆，已经通过其他方式采用了各种类型的远程控制装置以便于焊接类型操作的操作者控制。然而，仍然需要能够以对于操作者来说实用和有效的方式控制焊接操作的所有方面的远程装置。

易于操作者操纵并且能够无线地控制多个焊接处理的远程控制装置，具有能够极大地提高焊接系统的焊接生产力和寿命的特征。使用无线远程控制不需要通信线能够克服如上所述与高频电噪声相关的很多问题。无线远程控制还能够为操作者提供很多好处和便利，如减少了额外电缆造成的麻烦。通信线的去除还使通信不会由于火花、热金属或者重物落到线路上而可能受破坏，并且提高了焊接系统的可移动性。额外线的去除还使焊接系统能够在狭窄的空间内更加方便的使用。

发明内容

本发明通过提供一种能够从远程位置无线地控制各种焊接参数的焊接类型系统来克服了上文所述的缺陷并具有所述优点。所述焊接类型系统包括：具有控制收发器的焊接电源、焊枪、能够控制焊接系统的多个参数的无线控制面板。

因此，根据本发明的一个方面公开了一种焊接类型系统，其包括具有用于控制焊接操作的控制器，以及与所述电源相连的焊枪。所述系统还包括配置用于远程传输用于控制所述焊接系统的多个焊接参数的信号的无线控制面板。所述控制器进一步配置包括控制收发器，所述控制收发器与所述无线控制面板相互通信，并用于接收所述信号，从而使所述控制器响应所述信号以对多个焊接参数中的至少一个进行控制。

根据本发明的另一个方面，公开了一种用于控制焊接类型设备的远程控制通信系统。所述远程控制通信系统包括无线控制装置，其配置用于传送用于控制所述焊接类型设备中的多个焊接参数中的至少一个的信号。所述系统还包括控制收发器，其用于远离所述无线控制装置进行操作，并接收和中继所述信号给所述焊接类型设备。

根据本发明的另一个方面，公开了一种远程控制焊接类型系统的方法。所述方法包括以下步骤：无线传输指示焊接类型系统的期望操作参数的信号；远程接收所述信号；以及根据包含在所述被接收的无线传输信号中的数据控制所述焊接类型系统。

通过下文的具体说明及附图，本发明的各种其他特征和优点将更明显。

附图说明

附图示出了设计用来实施本发明的一种现有优选实施方式。

在附图中：

图1示出了根据本发明的焊接类型系统和用于控制焊接类型设备的远程控制通信系统的立体图；

图2示出了图1所示的系统可采用的无线控制面板的示图。

具体实施方式

图1示出了能够执行各种类型的操作的焊接类型系统。图1还示出了用于控制焊接类型设备的远程控制通信系统。焊接类型系统10仅仅是具有不同尺寸、特性和级别的多种焊接类型机器的代表。如这里所预期的，可以将焊接类型系统设置为，不仅用于如TIG、MIG和/或焊条焊接的标准的焊接类型操作，还能够运行例如等离子切割之类的、与各种焊接程序密切相关的各种切削操作。在图1的示例实施例中，所示的焊接类型系统优选为钨极惰性气体(TIG)焊接系统，然而，本领域的技术人员易于想到可以采用包括上面所述的任意相关的焊接或切削系统。TIG焊接系统10包括用于调节原始电源并产生适合于焊接应用的电信号的电源12。电源12包括用于接收操作反馈并对焊接系统10的操作进行监控的处理器/控制器13。通过电缆18将焊枪16连接到电源12。电缆18在需要时为焊枪16提供电力和压缩空气或气体。焊枪16包括握持部分29或者焊枪体、其上用于触发焊枪的扳机31以及从那开始延伸的工作端32。

同样与电源12相连的是工作夹20，其设计用于夹持所焊接的工件(未显示)，并形成回路。由电缆22将工作夹20连接到电源12，电缆22设计用于提供来自喷枪16经过工件和工作夹20的焊接电流的回路。延伸自电源12的后部23的电缆24具有插销26，其用于将电源12连接到移动供电电源(未显示)或者传输线电源插座(未显示)。同样与电源连接的是气体源33，其设计用于为焊枪16提供气流。

焊接类型系统10中还包括无线控制面板50，可以远离焊接类型电源12对其进行操作，从而设定和调节焊接类型系统10中的操作参数。在本发明的一个实施例中，并如图1所示，将无线控制面板50设置为用作手持远程控制设备的可移除前面板收发器。在焊接类型操作过程中，通常相对于焊接类型电源12远程操作无线控制面板50；然而，可以想到保持无线控制面板50与电源12的连接来执行焊接类型操作。当临近电源12进行焊接操作时，将无线控制面板50设置为通过插槽38保持与电源12的连接，并由控制者进行调节。当远离焊接类型电源12对无线控制面板50进行操作且操作者完成焊接类型处理并希望储藏焊接类型系统10时，可以通过插槽38的方式将无线控制面板50连接回电源12。通过插槽38可以将无线控制面板50滑入或卡合入位于焊接类型电源12的任意位置的地方，从而便于焊接类型系统10的移动和存储。

无线控制面板50通过控制器13中的控制收发器(未显示)与控制器13进行通信。控制收发器配置用于接收并中继从无线控制面板50到达控制器13的无线信号，从而对所接收的无线数据进行处理。此外，以可操作的方式将控制器连接到电源12，无线控制面板50以这种方式控制焊接类型系统10的操作并设置和调节各种焊接参数。

可以将各种方式的通信用于从无线控制面板50到达控制器13的无线信号传输。在优选实施例中采用无线电控制(RC)信号。然而，可以采用且不限于以下的其他通信方式，无线电频率(RF)、单元数字信息包数据(cellular digitalpacket data)、高速电路交换数据、包数据单元(packet data cellular)、通用分组无线电服务(general packet radio service)、无线电传输技术、蓝牙、IrDA(红外数据访问)、多信道多点分配服务、局域多点分配服务、WiMAX、802.11Wi-Fi、红外、UHF、VHF以及RIM。已发现的是，基于焊接处理的特定需要及焊接处理的执行环境来选择通信模式。

现在参考图2，其示出了无线控制面板50的详细示意图。无线控制面板被设置为可操作TIG和焊条焊接操作的手持远程控制装置；然而，还可以想到的是在无线控制面板50中采用不同的选择器以用来操作MIG焊接或者等离子切割操作。无线控制面板50被设置用于传输控制焊接类型设备中的多个焊接类型参数中至少一个的信号。可控的焊接参数可以包括，但是不限于，电流、电压、感应系数、脉冲指令、和/或气体流。为了控制这些参数，无线控制面板50可以被设置包括多种控制。尽管在图3中示出了采用调节选择器拨盘70对上述焊接参数进行调节，用于执行这些功能的无线控制面板的具体机制可以发生变化。在优选实施例中，无线控制面板同样包括处理模式选择器60、62。处理模式选择器被设置允许操作者选择期望执行的焊接处理。每种可选择的焊接处理都具有涉及多个焊接参数中的至少一个的可选设定点。这样，操作者可以通过处理模式选择器60、62在操作模式(如切割对开孔(gouge)等)间进行切换。

优选实施例中的无线控制面板50包括多个用于调节焊接类型装置10的各种操作参数的多个选择器(后面介绍)和的，用于指示安培数、电压和其他操作参数的诸如多功能显示器52、54的多个标识器以及用于显示所选或优选的参数设定的发光二极管(LED)56。这里所用的“选择器”包括诸如以下选择器中的任意一种或者组合：模拟、数字、离散位置模拟、切换(toggle)、拨盘及旋转、薄膜(membranes)及离散按钮开关，而所述显示器具有多个可以由控制者从其进行选择的选项，例如，通过滚动菜单或者触摸屏幕。具体的选择电路、装置或方法并不是本发明的重点。

如上文所述，无线控制面板50上的多个操作参数选择器包括多个焊接处理模式选择器60、62，从而使操作者能够切换并选择所期望的焊接处理。即，操作者通过重复操作选择器60、62可以切换处理模式60A、60B、62A、62B、62C。操作者通过选择AC(交流)极性指示器60A或者DC(直流)极性指示器60B可以首先为期望的焊接处理选择极性。为了进一步选择期望的焊接处理，操作者可以通过选择TIG提升引弧指示器62B、TIG HF(高频)脉冲指示器62C和焊条指示器62A来选择TIG或焊条焊接操作。因此，操作者可以通过选择60A和62B以选择AC TIG提升引弧处理、通过选择60A和62C以选择TIG HF脉冲处理、通过选择60A和62A以选择AC焊条处理。类似的，操作者可以通过选择60B和62B以选择DC TIG提升引弧处理、通过选择60B和62C以选择DC TIG HF脉冲处理以及通过选择60B和62A以选择DC焊条处理。在这个特定实施例中，每个指示器均包括发光二极管56，其在所述指示器被选中时发亮。焊接处理模式选择器60、62的切换特性仅允许一次选择一种特定焊接处理，并仅被选择的处理旁边的发光二极管56发光。当通过选择器60、62选择了期望的焊接操作后，将指示期望的焊接处理的信号传送到控制器13，并且这个信号被中继到电源12，从而为所选择的处理提供必要的焊接输入。

可以通过调节位于无线控制面板50上的其他参数选择器进一步修改所选的焊接处理的操作参数。AC波型选择器74可以用于调节AC焊接处理的频率。操作者可以选择AC频率指示器74A。作为响应，多功能显示器54显示当前选择的频率。然后操作者可以通过旋转调节选择器拨盘70来调节这个频率。以相似方式，可以通过切换到AC平衡指示器74B，并旋转调节选择刻度盘70来进行AC波形的阴极(EN)阳极(EP)平衡。同样，可以结合调节选择刻度盘70使用阴极(EN)安培指示器74D和阳极(EP)安培指示器74C，从而调节EN和EP的安培数。可以通过切换到TIG提升引弧指示器62B或TIGHF脉冲指示器62C中的一个，从而选择焊接周期的开启模式。通过操作者将电极接触工件、控制器13允许焊接电流并且操作者提起电极以形成电弧来执行提升引弧开启。HF脉冲开启涉及高频信号的使用，它通过跳过电极与工件间的间隙以启动电弧。

在本实施例中的其他参数选择器包括：具有脉冲开/关指示器66A和每秒脉冲数指示器66D、峰时指示器66C和背景安培数指示器66B的脉冲发生器选择器66。当操作者选择脉冲开/关指示器66A以开启脉冲模式操作时，控制器13控制电源12从而给出全安培数(通过结合主/峰安培选择器110和旋转调节选择器70选择其值)的脉冲，随后提供一个具有降低了的安培数(通过背景安培选择器66B选择峰值百分比)的脉冲。可以通过每秒脉冲数指示器66D选择脉冲频率，并且可以通过峰时指示器66C选择峰时。这个特性可以使焊接熔池在填充焊丝应用之间凝固，从而提供更好的熔池控制，并防止焊接机在工件上熔化出洞。

气体/挖掘选择器72允许操作者选择百分数挖掘指示器72A、气体流前指示器72C或者气体流后指示器72B，上述指示器均可以用于进一步优化焊接处理。挖掘控制增大在较低电弧电压处的焊接安培数，从而帮助电弧的开始，并辅助仰焊和垂直焊的进行。在焊条焊接中同样期望挖掘控制，从而防止电极碰到金属基体或者工件。气体流前指示器72C及气体流后指示器72B用于设置在焊接处理之前或者之后的气体流速，从而进一步优化焊枪16的启动和有助于焊接结束后焊枪的适当冷却。

输出选择器64控制如何打开和关闭焊接输出。输出打开指示器64A的选择为焊接电源12的输出终端供电。RMT STD指示器64B激活维持开关从而激活电源输出的开和关。RMT 2T指示器64C激活临时开关功能，从而维持在电源12中的电源输出，直到该开关被激活两次。

定序器选择器68能够进一步控制焊接电流。初始安培数指示器68D允许操作者调节在焊接电流上升到由主/峰安培选择器110所选择的主/峰电流之前供给电弧的初始电流。这种初始电流为TIG焊接处理提供了更佳的开始。末期安培数指示器68A允许操作者调节在焊接周期的末期供给电弧的焊接电流。初始斜率指示器68C允许操作者调节焊接电流从初始电流窜升到主/峰电流的斜度。末期斜率指示器68B允许操作者调节焊接电流从主/峰电流下降到末期电流的斜度。

存储器选择器112允许操作者将特定焊接处理的各种配置和相关参数保存在存储器中。可以按压存储器选择器112，从而恢复一组预选或者程度化的操作参数，其可以通过旋转调节选择器拨盘70选择具体的设定处理。

参考图2显示和说明了无线控制面板50的一个实施例，本领域技术人员可想到，与焊接类型系统10中的用于调节操作参数的那些相比，无线控制面板50可以包括更多、更少或者不同的选择器。例如，与用于本实施例所示的焊条/TIG焊接设备的那些相比，用于MIG焊接系统或者等离子切割系统的本发明的替代实施例可以包括不同的参数选择器(如，用于MIG焊接的送线速度选择器)。此外，如上文所述，无线控制面板50可以具有各种形式，包括作为可移动面板收发器或分离独立远程控制器的配置方式。相应地，本发明并不限于在图1、2中所示出的特定焊接设备或者操作参数。

本领域技术人员易于想到，上述对于焊接类型系统的描述不仅包括焊接机，而且包括需要这种封装和/或高电源输出的任何系统，如加热或者切削系统。本领域技术人员熟知这类焊接类型设备，并且如本文所使用的，该术语具有对于焊接及切削设备技术领域的技术人员的通常意义。

因此，包括焊接类型系统的本发明，可以等同应用于任何需要高压输出的设备，如焊机、等离子切削机、感应加热器等。提到的焊接电源、焊接类型电源或者焊接机通常包括焊接、切削或者加热电源。焊接机设备的描述仅说明了本发明可采用的一种实施例。本发明可以等同地应用于如切削系统或任意类似系统的高压系统。

因此，根据本发明的一个实施例，揭示了一种焊接类型系统。焊接类型系统包括：具有用于控制焊接操作的控制器的电源，以及与所述电源相连，由扳机开启的焊枪。所述系统还包括无线控制面板，其配置用于远程地传送信号，从而控制焊接系统中的多个焊接参数。所述控制器还配置包括控制收发器，该收发器与无线控制面板相互通信，并且接收信号，并响应所述信号以允许控制器控制多个焊接参数中的至少一个。

根据本发明的另一个实施例，公开了一种用于控制焊接类型设备的远程控制通信系统。所述远程控制通信系统包括无线控制器，该控制器配置以传送用于控制焊接类型设备中的多个焊接参数的信号。所述系统还包括控制收发器，该收发器配置用于远离无线控制器进行操作，并配置用于接收和中继所述信号给焊接类型设备。

根据本发明的另一方面，公开了一种远程控制焊接类型系统的方法。所述方法包括以下步骤：无线传输指示焊接类型系统的预期操作参数的信号，远程接收所述信号，根据所接收到的无线传输信号中包含的数据控制焊接类型系统。

根据优选实施例说明了本发明。但是需要理解的是，除了直接表述的之外，其等同、替代和修改也是可以的且落于权利要求所保护的范围之内。

Claims (20)

1.一种焊接类型系统，包括：

电源，其具有用于控制焊接操作的控制器；

焊枪，其与所述电源相连；

无线控制面板，其配置用于远程传输用于控制所述焊接系统的多个焊接参数中的至少一个的信号；

其中所述控制器配置包括控制收发器，所述控制收发器与所述无线控制面板相互通信，并接收所述信号，从而使所述控制器响应所述信号以对多个焊接参数中的至少一个进行控制。

2.根据权利要求1所述的焊接类型系统，其中所述无线控制面板包括以下处理模式选择器的至少一个：电压调节、电流调节、输出接触器控制、感应系数或斜度控制、电源开/关、脉冲指令、电压和电流反馈显示、引擎起/停、辉光插/阻激活、程序选择、极性控制、AC波形控制及送丝速度。

3.根据权利要求2所述的焊接类型系统，其中所述无线控制面板包括处理模式选择器，并且其中所述处理模式选择器配置用于允许操作者选择期望的焊接处理，所述期望的焊接处理具有用于所述多个焊接参数中的至少一个的、相关的操作设置点。

4.根据权利要求1所述的焊接类型系统，其中所述无线控制面板具有用于调节焊接参数的拨盘。

5.根据权利要求1所述的焊接类型系统，其中所述多个焊接参数包括电流、电压、感应系数及脉冲指令。

6.根据权利要求1所述的焊接类型系统，进一步包括位于所述电源上用于存储所述无线控制装置的插口。

7.根据权利要求6所述的焊接类型系统，其中所述无线控制面板进一步被设置为可以与所述插口相连接和分离的可移动前面板收发器。

8.根据权利要求1所述的焊接类型系统，其中所述无线控制面板通过以下方式之一与所述控制收发器通信：无线电控制(RC)、无线电频率(RF)、单元数字信息包数据、高速电路交换数据、包数据单元、通用分组无线电服务、无线电传输技术、蓝牙、IrDA、多信道多点分配服务、局域多点分配服务、WiMAX、802.11Wi-Fi、红外、UHF、VHF以及RIM。

9.一种用于控制焊接类型设备的远程控制通信系统，包括：

无线控制装置，其配置用于传送用于控制所述焊接类型设备中的多个焊接参数中的至少一个的信号；

包括收发器的控制器系统，所述控制器系统配置用于远离所述无线控制装置进行操作，并接收和中继所述信号给所述焊接类型设备。

10.根据权利要求9所述的远程控制通信系统，其中所述无线控制装置为前面板收发器，配置用于可移除地与所述焊接类型设备相连接，并无线传输用于控制所述焊接类型设备的多个焊接参数中的至少一个的信号。

11.根据权利要求10所述的远程控制通信系统，其中所述控制器系统配置包括：用于接收来自所述前面板收发器的无线信号并向所述前面板收发器发送反馈的处理收发器。

12.根据权利要求9所述的远程控制通信系统，其中所述无线控制装置包括至少一个以下处理模式选择器：电压调节、电流调节、输出接触器控制、感应系数或斜度控制、电源开/关、脉冲指令、电压和电流反馈显示、引挚起/停、辉光插/阻激活、程序选择、极性控制、AC波形控制及送丝速度。

13.根据权利要求9所述的远程控制通信系统，其中所述无线控制装置包括处理模式选择器，并且其中所述处理模式选择器配置用于允许操作者选择期望的焊接处理，所述期望的焊接处理具有用于所述多个焊接参数中的至少一个的、相关的操作设置点。

14.根据权利要求9所述的远程控制通信系统，其中所述多个焊接参数包括电流、电压、感应系数以及脉冲指令。

15.根据权利要求9所述的远程控制通信系统，其中所述无线控制装置包括用于调节焊接参数的拨盘。

16.根据权利要求9所述的远程控制通信系统，其中所述无线控制装置通过以下一种方式与所述控制收发器相互通信：无线电控制(RC)、无线电频率(RF)、单元数字信息包数据、高速电路交换数据、包数据单元、通用分组无线电服务、无线电传输技术、蓝牙、IrDA、多信道多点分配服务、局域多点分配服务、WiMAX、802.11Wi-Fi、红外、UHF、VHF以及RIM。

17.一种用于远程控制焊接类型系统的方法，包括以下步骤：

无线传输来自无线控制面板的指示焊接类型系统的期望操作参数的信号；

远程接收所述信号；以及

根据包含在所述被接收的无线传输信号中的数据控制所述焊接类型系统。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述期望操作参数包括以下一种：电流、电压、感应系数、脉冲指令、电压反馈、电流反馈以及输出激活。

19.根据权利要求17所述的方法，进一步包括选择期望的焊接操作的步骤，每个期望的焊接操作具有与其相关的预定操作参数。

20.根据权利要求17所述的方法，进一步包括从远程位置的收发器发送返回信号给无线控制面板的步骤。

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