CN104619449A - 用于远程控制焊接电源的设置的焊接装置 - Google Patents

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爱德华·杰勒德·贝斯特尔
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Abstract

本发明提供一种用于远程控制焊接电源设置的焊接装置。所述焊接装置的一个实施例包括焊接悬持控制器(14)，其具有配置为控制焊接电源(12)的多个设置的控制面板(24)。控制面板(24)不是焊接电源(12)的一部分，并且所述多个设置包括由焊接电源输出的焊接电流。焊接悬持控制器(14)还包括配置为经由焊接电力电缆(28)从焊接电源(12)接收焊接电力和数据的焊接电力输入(32)。焊接电力与数据相结合，使得数据通过焊接电力电缆提供。

Description

用于远程控制焊接电源的设置的焊接装置
相关申请的交叉引用
本申请是2012年6月6日提交的标题为“Welding Device for Remotely Controlling WeldingPower Supply Settings(用于远程控制焊接电源的设置的焊接装置)”的美国临时申请No.61/656,154的美国非临时专利申请，兹以参见方式将其全部内容引入。
背景技术
本发明总体上涉及焊接应用，并且尤其涉及用于远程控制焊接电源的设置的焊接装置。
焊接是一种已越来越多地用于各行业和应用中的工艺。尽管用于手动焊接操作的大量应用仍旧存在，但是此类工艺在某些环境中可被自动化。在这两种情况中，此类焊接操作依赖各种各样类型的设备以保证焊接耗材(例如，送丝、保护气体等)以适当的数量在期望的时间提供给焊接。某些焊接操作可在远离焊接电源的位置处实施。因此，从焊接操作的位置处获取焊接电源是不可能的。此外，时间与资源会浪费在焊接操作的位置与焊接电源的位置之间的移动上。
允许从远端位置一定程度地控制焊接参数，而无需操作员(或助手)返回焊接电源处的各种各样的远程控制器和悬持控制器已被开发。然而，这些通常已是经由控制电缆的有线的(因此需要进一步长距离地布线，增加成本、重量和信号丢失的可能)或无线的(其具有在恶劣工作环境下的无线通信的所有优点与限制)。因此，需要允许从远端焊接位置对焊接参数调整的改良技术。
发明内容
在一个实施例中，焊接悬持控制器包括配置为控制焊接电源的多个设置的控制面板。控制面板不是焊接电源的一部分，并且所述多个设置包括由焊接电源输出的焊接电流。焊接悬持控制器还包括配置为经由焊接电力电缆从焊接电源接收焊接电力和数据的焊接电力输入。焊接电力与数据相结合，使得数据通过焊接电力电缆提供。
在另一个实施例中，焊接悬持控制器包括配置为经由焊接电力电缆从焊接电源接收焊接电力和数据的焊接电力输入。焊接电力与数据相结合，使得数据通过焊接电力电缆提供。焊接悬持控制器还包括配置为向焊炬提供焊接电力的焊接电力输出。焊接悬持控制器包括电流传感器，其配置为监测在焊接电力输入和焊接电力输出之间流动的焊接电力的焊接电流。
在另一个实施例中，焊接装置包括配置为控制焊接电源的多个设置的控制面板。控制面板不是焊接电源的一部分，并且所述多个设置至少包括在焊接电源处可获得的设置。焊接装置还包括配置为经由焊接电力电缆从焊接电源接收焊接电力和数据的焊接电力输入。焊接电力与数据相结合，使得数据通过焊接电力电缆提供。
附图说明
当参考附图阅读以下具体实施方式时，本发明的这些以及其它的特征、方面以及优势会被更好的理解，其中，在整个附图中，相同的标记表示相同的部件，其中：
图1是根据本公开的方面的焊接系统的一个实施例的方框图，所述焊接系统包括焊接电源和用于远程控制焊接电源的设置的焊接装置；
图2根据本公开的方面的图1的焊接电力电缆的一个实施例的剖视图；以及
图3根据本公开的方面的图1的控制面板的一个实施例的方框图。
具体实施方式
以下介绍了本公开的一个或更多个具体实施例。这些经介绍的实施例仅为本公开的示例。此外，为了致力于提供这些实施例的简要介绍，并未在说明书内描述具体实施方式中的所有特征。应当意识到在开发任何这样的具体实施方式时，例如在任何的工程或设计项目中，都必须做出大量的实施方式专用决策，以实现开发者的特定目标，例如符合与系统相关和业务相关的约束条件，而这些特定目标在不同的实施方式中可能有所不同。而且，应该意识到尽管这样的开发工作可能是复杂且耗时的，但对受益于本公开的本领域普通技术人员来说这仍然是一种从事设计、制造和加工的常规手段。
现转向附图，图1是焊接系统10的一个实施例的方框图，该焊接系统10包括焊接电源12以及用于远程控制焊接电源12的设置的焊接悬持控制器14。焊接系统10驱动、控制焊接操作，并且为焊接操作提供供给。焊接电源12提供由焊炬16使用的焊接电力以实施焊接操作。焊接电源12从电源18(例如，从AC电网、发动机/发电机组、电池或上述的组合)接收输入电力，调制输入电力，并且根据系统10的需要为一个或多个焊接装置提供输出电力。输入电力可从异地位置(即，输入电力可源于壁式插座)供给。焊接电源12包括电力转换电路20，所述电力转换电路20可包括能够按系统10的需求指示将AC输入电力转换为DCEP或DCEN输出的电路元件，例如变压器、整流器、交换器等。
在一些实施例中，电力转换电路20可配置为将输入电力转换为焊接和辅助电力输出两者。然而，在其它实施例中，电力转换电路20可适于将输入电力只转换为焊接电力输出，并且可提供独立的辅助转换器以将初始电力转换为辅助电力。更进一步地，在一些实施例中，焊接电源12可适于接收从壁式插座直接输出的经转换的辅助电力。实际上，任何合适的电力转换系统或机构都可被焊接电源12采用，以产生并供给焊接电力和辅助电力两者。
焊接电源12包括控制/接口电路22。控制/接口电路22控制焊接电源12的操作，并且可从控制面板24接收输入，所述控制面板具有用户界面26，用户可通过所述用户界面26选择工艺，并且输入期望的参数(例如，电压、电流、特定的脉冲或非脉冲焊接机制等)。控制/接口电路22还可配置为接收并处理关于系统10的性能和需要的多个输入。更进一步地，控制/接口电路22(例如，使用电力线通信)可为系统10的其它焊接装置(例如，焊接装置14)提供涉及焊接电源12的操作的数据。控制/接口电路22可包括易失性或非易失性存储器，例如ROM、RAM、磁储存储器、光储存储器或上述的组合。此外，在操作期间，各控制参数连同配置为提供特定输出(例如，启动送丝、使气体流动等)的代码可存储于存储器中。
数据和焊接电力经由焊接电力电缆28从焊接电源12提供给焊接装置14。具体地，焊接电力使用电力线通信传送数据(例如，焊接电力和数据在同一电导体上提供，数据使用由焊接电力提供的调制信号提供，数据和焊接电力结合在一起)。电力线通信可如2010年7月26日提交的标题为“Welding System with Power Line Communication(具有电力线通信的焊接系统)”的美国专利申请No.12/843,321所述的操作，该美国专利申请以参见方式将其全部内容并入本申请中。因此，数据和焊接电力流经焊接电源12的输出30。此外，数据和焊接电力流经焊接电源14的输入32。
焊接装置14可以是任何适合的焊接装置。例如，焊接装置14可以是悬持控制器(例如，不是送丝器)、远程控制器、送丝器等。在其它实施例中，焊接装置14可被感应加热装置所替换。焊接装置14包括控制/接口电路34，所述控制/接口电路34控制焊接装置14的操作，并且可从控制面板24接收输入，所述控制面板24具有用户界面26，用户可通过该用户界面26选择工艺，并且输入期望的参数(例如，电压、电流、特定的脉冲或非脉冲焊接机制等)。如所示出的，焊接装置14的控制面板24与焊接电源12的控制面板24相同，但是焊接装置14的控制面板24不是焊接电源12的一部分。然而，在某些实施例中，焊接装置14的控制面板可与焊接电源12的控制面板不同。
控制/接口电路34还可配置为接收并处理关于系统10的性能和需要的多个输入。此外，控制/接口电路34可(例如，使用电力线通信)将涉及焊接装置14的操作的数据提供给系统10的其它焊接装置(例如焊接电源12)。控制/接口电路34可包括易失性存储器或非易失性存储器，例如ROM、RAM、磁储存储器、光储存储器或上述的组合。此外，在操作期间，各控制参数连同配置为提供特定输出(例如，启动送丝、使气体流动等)的代码可存储在存储器中。
如所示出的，第一控制面板24是焊接电源12的一部分，并且第二控制面板24是焊接装置14的一部分。控制面板24可单独用以控制焊接电源12的多种设置(例如，所有的用户可调节设置)。此外，在焊接电源12和焊接装置14中的每一个中的控制面板24可相同，使得每个控制面板24具有例如相同的部件标号、相同的布局、相同的功能、相同的界面、相同的显示和/或是彼此的复制品。因此，控制面板24是可互换的，使得控制面板24可从焊接电源12移除并用于替换焊接装置14的控制面板24，或反之亦然。更进一步地，在焊接电源12的控制面板24可用于控制焊接电源12的每个用户可配置特征的地方，焊接装置14的控制面板24可用于控制焊接电源12的每个用户可配置特征。例如，焊接电源12和焊接装置14两者的控制面板24可用于配置焊接工艺(例如，焊条焊，钨极惰性气体(TIG)保护焊，金属惰性气体(MIG)保护焊等)，焊条电极类型，焊接电源12的电流设置和/或由焊接电源12输出的最大焊接电流(例如，焊接电源12的最大电流限制)。此外，在一些实施例中，焊接装置14的控制面板24可具有比焊接电源12的控制面板24更多的可获得的设置。因此，用焊接装置14的控制面板24比用焊接电源12的控制面板24能配置更多的特征。
如可理解的是，配置焊接工艺和/或焊条电极类型可改变电压输出、电流输出或来自于焊接电源12的一些其他输出。更进一步地，调节由焊接电源12输出的最大焊接电流(例如，最大电流限制)的能力已预先限制于焊接电源12。然而，在本实施例中，焊接装置14不仅可远程改变操作电流，还可以改变焊接电源12的最大电流限制。因此，能够从焊接装置14配置这些设置可通过允许远程配置而提高效率，使得操作员不必每次需要改变设置时都去焊接电源12处。
在本实施例中，焊接装置14包括电流监测器36。可以理解的是，电流监测器36可以是监测流经焊接装置14的电流的任何合适的设备。例如，电流监测器36可包括变压器、电阻器、电流钳、霍尔效应集成电路、光纤电流传感器、罗氏线圈等。更进一步地，电流监测器36可被监测并且被显示在控制面板24的显示器上。相比于如果在焊接电源12处监测焊接电流，通过在焊接装置14处监测电流，焊接电流可在离焊接位置更近的地方被监测。应当注意的是，在某些实施例中，焊接电流可从焊接电源12获取。然而，当使用电力线通信时，就很难在实施焊接操作的同时提供焊接电流数据。因此，通过电流监测器36，焊接电流可在任何时刻，包括正实施焊接操作的时刻，被提供给焊接装置14。
焊接电缆38为焊炬16提供焊接电力。如所示出的，焊接电缆38联接到焊接装置14的输出40。在某些实施例中，焊接电缆38还可为焊接操作提供保护气体。工件42经由工作电缆44也联接到焊接电源12，以通过为焊接电力提供返回路径而形成焊弧。更进一步地，如所示出的，工作感应电缆45将焊接装置14的控制/接口电路34联接到工件42，以提供用于为焊接装置14供电的完整的电路。
图2是图1的焊接电力电缆28的一个实施例的剖视图。如所示出的，焊接电力电缆28包括(例如，经由电力线通信)同时传送焊接电力和数据的单个电导体46。可以理解的是，电导体46可以是单根线或一束非绝缘线(例如，双绞线)。绝缘体48围绕电导体46并且使电导体46绝缘。
图3是图1的控制面板24的一个实施例的方框图。如上所述，控制面板24设计为用于焊接电源12和焊接装置14，并且在焊接电源12和焊接装置14之间是可互换的。控制面板24包括用于将控制面板24固定于焊接电源12或焊接装置14的壳体50。用户界面26形成在壳体50中。更进一步地，用户界面26可包括用于从操作员接收输入并为操作员提供反馈的任何合适的装置。例如，用户界面26可包括按钮、开关、触摸屏、显示器等。
在所示的实施例中，用户界面26包括显示器52，所述显示器52用于显示数据，例如，经监测的焊接电流(例如，由焊接装置14监测的焊接电流)、焊接电流设置、电压设置、操作模式等。此外，显示器52可以是任何合适的显示器。用户界面26还包括界面装置54、56、58、60、62和64。界面装置54、56、58、60、62和64可用于输入数据、输出数据，或两者的组合。例如，界面装置54可包括如经按压即选择焊条焊接模式的按钮。更进一步地，界面装置54可包括输出(例如，LED)以指示焊接电源12被设为电焊模式。作为另一示例，界面装置56可包括如经按压即选择TIG焊接模式的按钮。更进一步地，界面装置56可包括输出(例如，LED)以指示将焊接电源12设为TIG焊接模式。此外，界面装置58可用于设定焊接电极的类型。作为进一步的示例，界面装置60和62可分别用于增加和/或减少设置。界面装置64可提供焊接操作正在实施的指示。如所示出的，控制面板24可包括部件标号66。如前文所述，焊接电源12和焊接装置14的控制面板24可具有相同的部件标号66。因此，焊接电源12和焊接装置14的控制面板24是可互换的。
尽管在此只示出和描述了本发明的特定特征，本领域技术人员会想到许多修改和变化。因此，应当理解的是，所附权利要求旨在涵盖落入本发明真实精神内的所有这些修改与变化。

Claims (20)

1.一种焊接悬持控制器，包括：
控制面板，其配置为控制焊接电源的多个设置，其中控制面板不是焊接电源的一部分，并且所述多个设置包括由焊接电源输出的焊接电流；以及
焊接电力输入，其配置为经由焊接电力电缆从焊接电源接收焊接电力和数据，其中焊接电力与数据相结合。
2.如权利要求1所述的焊接悬持控制器，其中控制面板包括与焊接电源控制面板的第二部件标号相同的第一部件标号。
3.如权利要求1所述的焊接悬持控制器，其中控制面板与焊接电源控制面板是可互换的。
4.如权利要求1所述的焊接悬持控制器，其中控制面板与焊接电源控制面板是相同的。
5.如权利要求1所述的焊接悬持控制器，其中焊接电源的所述多个设置包括焊接电源的所有设置。
6.如权利要求1所述的焊接悬持控制器，其中焊接电源的所述多个设置包括若干焊接工艺中的一个的选择。
7.如权利要求6所述的焊接悬持控制器，其中焊接工艺包括钨极惰性气体(TIG)保护焊工艺，焊条焊接工艺或上述的一些组合。
8.如权利要求1所述的焊接悬持控制器，其中焊接电源的所述多个设置包括焊接电极的类型的选择。
9.如权利要求1所述的焊接悬持控制器，其中焊接电力电缆包括将焊接电力和数据一起传送的单个电导体。
10.如权利要求1所述的焊接悬持控制器，包括电流传感器，该电流传感器配置为监测流经焊接悬持控制器的焊接电力的焊接电流。
11.如权利要求10所述的焊接悬持控制器，其中控制面板包括配置为显示由电流传感器监测的焊接电流的显示器。
12.一种焊接悬持控制器，包括：
焊接电力输入，其配置为经由焊接电力电缆从焊接电源接收焊接电力和数据，其中焊接电力与数据相结合；
焊接电力输出，其配置为将焊接电力提供给焊炬；以及
电流传感器，其配置为监测在焊接电力输入和焊接电力输出之间流动的焊接电力的焊接电流。
13.如权利要求12所述的焊接悬持控制器，其中焊接悬持控制器不是送丝器。
14.如权利要求12所述的焊接悬持控制器，其中电流传感器配置为在焊接操作正在执行时，监测在焊接电力输入和焊接电力输出之间流动的焊接电力的焊接电流。
15.如权利要求12所述的焊接悬持控制器，包括配置为显示由电流传感器监测的焊接电流的显示器。
16.如权利要求12所述的焊接悬持控制器，其中焊接电力电缆包括将焊接电力和数据一起传送的单个电导体。
17.一种焊接装置，其包括：
控制面板，其配置为控制焊接电源的多个设置，其中控制面板不是焊接电源的一部分，并且所述多个设置至少包括在焊接电源处可获取的设置；以及
焊接电力输入，其配置为经由焊接电力电缆从焊接电源接收焊接电力和数据，其中焊接电力与数据相结合。
18.如权利要求17所述的焊接装置，其中焊接装置包括焊接悬持控制器。
19.如权利要求17所述的焊接装置，其中焊接装置包括送丝器。
20.如权利要求17所述的焊接装置，其中焊接电力电缆包括将焊接电力和数据一起传送的单个电导体。
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