CN107548333B - 用于经由焊接线缆进行通信的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种焊接系统(10)，所述焊接系统(10)具有焊炬(16)、第一发送电路和第一接收电路。所述焊炬联接至焊接线缆并且配置用于焊接应用。所述第一发送电路包括第一处理器和具有至少一个传感器的传感器系统，所述至少一个传感器配置成检测关于所述焊炬的传感器信息。所述第一处理器基于所述接收传感器信息而传送一个或多个控制信号。所述第一接收电路包括通信电路和第二处理器，所述第二处理器接收所述一个或多个控制信号并且基于所述一个或多个控制信号而生成关于触发状态的信息。所述通信电路将所述信息传送至所述送丝器(14)，并且所述送丝器至少部分地基于关于所述触发状态的所述信息而控制所述焊接系统的操作参数。

Description

用于经由焊接线缆进行通信的系统和方法
背景技术
本公开整体涉及焊接系统，并且更具体地涉及用于焊接线缆通信的系统和方法。
焊接是一种工艺，该工艺在各种行业和应用中越来越普及。此类工艺在某些情景下可自动化，但大量的应用持续存在人工焊接应用。在两种情况下，此类焊接应用依赖各种类型的设备，以确保将焊接耗材(例如，焊丝、保护气体)的供应在期望时间以适当量提供至焊接点。例如，金属惰性气体(MIG)焊接通常依赖送丝器以使焊丝到达焊炬。焊丝在焊接期间连续地进料以提供填充金属。MIG焊接系统还可包括焊接电源，该焊接电源确保，电弧加热可用于熔化填充金属和下层基体金属。在某些应用中，焊接系统可包括电力线缆，该电力线缆将电力从焊接电源供应至执行焊接应用的焊炬。例如，焊接电源可提供焊接电压，该焊接电压可用于焊炬和工件之间以执行焊接应用。
为进一步增强传统焊接系统的可操作性，焊接系统的某些部件(诸如焊炬和/或送丝器)除了可以通过专用电力线缆(例如，焊接线缆)来通信地彼此联接，还可通过一个或多个控制线缆来通信地彼此联接。例如，限定焊炬的操作参数的控制信号可被传送或反馈至送丝器。尽管控制线缆可提供焊接系统的部件之间的有用通信，但是控制线缆相对于被设计成以高电压承载高电流的焊接线缆通常为易损的。此外，虽然许多传统焊接操作可在水平表面上执行，但是某些焊接环境可能要求焊接操作员以“不适当位置”焊接方式来焊接工件，诸如位于操作员上方的仰焊位置。在此类应用中，操作员可能会将焊炬和任何相关联线缆(例如，焊接线缆、控制线缆)旋转至仰焊位置，从而损坏易损控制线缆。然后，控制线缆的损坏可致使送丝器和/或焊接电源的损坏，这在替换或固定设备时可导致停工。另外，适当控制信号未被每个相应部件接收或传送，这可导致有效焊接应用。
发明内容
下文概述了在范围上与初始要求保护的实施例相称的某些实施例。这些实施例不旨在限制要求保护本公开的范围，而是这些实施例仅旨在提供本公开的可能形式的提要。实际上，本公开可涵盖各种形式，这些形式可类似于或不同于下文所阐述的实施例。
在一个实施例中，提供了一种焊接系统。该焊接系统包括焊炬，该焊炬联接至焊接线缆并且配置成基于通过焊接线缆所接收的焊接电力而输出来自送丝器的焊丝和产生焊弧。该系统包括第一发送电路，该第一发送电路配置成邻近于焊炬联接至焊接线缆。该系统还包括传感器系统，该传感器系统联接至第一发送电路并且包括至少一个传感器，该至少一个传感器配置成检测与焊炬的触发状态相关的传感器信息。该系统还包括第一处理器和第一接收电路，该第一处理器设置于第一发送电路内并且配置成接收传感器信息和基于传感器信息而传送一个或多个控制信号，该第一接收电路配置成邻近于送丝器联接至焊接线缆。该系统还包括第二处理器，该第二处理器设置于第一接收电路内并且配置成从第一发送电路接收一个或多个控制信号和基于该一个或多个控制信号而生成与焊炬的触发状态相关的信息。该系统还包括通信电路，该通信电路设置于第一接收电路内并且配置成将与焊炬的触发状态相关的信息传送至送丝器，其中送丝器配置成至少部分地基于与触发状态相关的信息而控制焊接系统的操作参数。
在另一个实施例中，提供了一种用于在焊接系统的至少两个部件之间进行通信的系统。该系统包括发送器电路，该发送器电路配置成设置于焊炬内并且包括传感器系统，该传感器系统配置成检测与焊炬的触发状态相关的传感器反馈信息。发送器电路还包括第一处理器，该第一处理器配置成基于从传感器系统接收的传感器反馈而生成一个或多个控制信号，和通过配置成将电力供应至焊炬的焊接线缆传送一个或多个控制信号。该系统包括接收器电路，该接收器电路配置成设置于送丝器内并且包括第二处理器，该第二处理器配置成通过焊接线缆接收一个或多个控制信号和基于该一个或多个控制信号而确定焊炬的触发状态。接收器电路还包括通信电路，该通信电路配置成将触发状态传送至设置于送丝器内的控制电路，其中该控制电路配置成至少部分地基于触发状态而控制焊接系统的操作参数。
在另一个实施例中，提供了一种方法。该方法包括经由联接至发送器电路的传感器系统检测与焊接系统内的焊炬的触发状态相关的传感器反馈信息。该方法还包括在设置于发送器电路内的第一处理器处从传感器系统接收传感器反馈信息，和基于焊炬的触发状态而经由第一处理器生成一个或多个控制信号。该方法包括经由第一处理器通过焊接线缆传送一个或多个控制信号，和经由设置于接收器电路内的第二处理器通过焊接线缆接收从第一处理器所传送的一个或多个控制信号。该方法还包括基于通过焊接线缆所接收的一个或多个控制信号而经由第二处理器确定与焊炬的触发状态相关的信息。该方法还包括经由设置于接收器电路内的通信电路将与送丝器的触发状态相关的信息传送至送丝器，其中该送丝器配置成至少部分地基于与从接收器电路接收的触发状态相关的信息而控制焊接系统的操作参数。
附图说明
在参考附图阅读下述具体实施方式时，将更好理解本公开的这些和其它特征、方面和优点，其中同样符号在所有图中表示同样部分，其中：
图1为根据本公开的一些方面的具有联接至焊接线缆并通过该焊接线缆进行通信的一个或多个收发器的焊接系统的一个实施例的框图；
图2示出了根据本文所描述实施例的图1的焊接系统中的收发器的框图；
图3示出了根据本文所描述实施例的方法的流程图，该方法基于图1的焊接系统的操作参数而利用图2的收发器的发送器电路来传送一个或多个控制信号；和
图4示出了根据本文所描述实施例的方法的流程图，该方法基于由图2的收发器的接收器电路所接收的一个或多个控制信号而控制图1的焊接系统的操作参数。
具体实施方式
下文将描述一个或多个具体实施例。为提供这些实施例的简洁描述，该说明书未描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何此类实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多实施方式具体决策以达到开发者的特定目标，诸如符合系统相关和业务相关约束条件，这些约束条件根据实施方式可能变化。此外，应当理解，此类开发努力可为复杂的并且耗时的，然而对于受益于本公开的技术人员而言将为设计、制作和制造的例行任务。
本公开的实施例整体涉及一种焊接系统，该焊接系统具有焊接电源、送丝器、焊炬和一个或多个收发器。焊接电源可包括焊接线缆，该焊接线缆配置成将电力提供至焊接系统的一个或多个部件，诸如送丝器或焊炬。例如，焊接线缆可配置成将焊接电压提供至焊炬以在工件上执行焊接操作。在某些实施例中，收发器配置成经由焊接线缆允许焊接系统的一个或多个部件之间的通信。例如，在某些实施例中，一个或多个收发器可沿着焊接线缆设置和/或联接至焊接线缆，并且可配置成经由焊接系统的焊接线缆发送和接收控制信号。在某些实施例中，收发器可设置于焊接系统的部件的焊接通信电路内，并且可配置成经由焊接线缆将控制信号发送和接收至设置于焊接系统内的不同位置的收发器。
例如，在某些实施例中，收发器可包括发送器电路和接收器电路。另外，第一收发器可沿着焊接线缆设置成邻近于焊炬，而第二收发器可沿着焊接线缆设置成邻近于焊接系统的部件(例如，送丝器、焊接电源)。第一收发器的发送器电路可接收关于焊炬的数据，并且可配置成基于所接收数据而将一个或多个控制信号通信至第二收发器。例如，收发器电路可利用所接收数据来生成一个或多个调制或未调制音频并且经由线缆联接器将这些音频发送至焊接线缆。此外，第二收发器的接收器电路可配置成经由联接至焊接线缆的第二线缆联接器接收一个或多个控制信号。然后，接收器电路可过滤或调节所接收音频并且将控制信号转变成数据流(例如，串行数据)等。然后，数据流可被提供至焊接系统的部件(例如，送丝器、焊接电源)以控制相应部件、整个焊接系统等的某些操作。
鉴于前述内容，图1为具有焊接电源12、送丝器14和焊炬16的焊接系统10的一个实施例的框图。焊接系统10对焊接应用进行通电、控制并供应耗材。在某些实施例中，焊接电源12将输入电力直接地供应至焊炬16。焊炬16基于期望焊接应用可为配置用于焊条焊接、钨极惰性气体(TIG)焊接或气体金属电弧焊(GMAW)的焊炬。在所示实施例中，焊接电源12配置成将电力供应至送丝器14，并且送丝器14可配置成将输入电力按指定路径发送至焊炬16。除了供应输入电力之外，送丝器14可将填料金属供应至焊炬14以用于各种焊接应用(例如，GMAW焊接、药芯焊丝电弧焊(FCAW))。
焊接电源12接收初始电力18(例如，从AC电力网、发动机/发电机组、蓄电池，或其它能源发电和存储装置，或其组合)，调节初始电力，并根据系统10的需求将输出电力提供至一个或多个焊接装置。初始电力18可从异地位置(例如，初始电力可源自电力网)供应。因此，焊接电源12包括电力转换电路20，电力转换电路20可包括电路元件，诸如变压器、整流器、开关等，电力转换电路20能够将AC输入电力转换成AC或DC输出电力，如系统10(例如，特定焊接工艺和方案)的需求所决定。
在一些实施例中，电力转换电路20可配置成将初始电力18转换成焊接电力输出和辅助电力输出。然而，在其它实施例中，电力转换电路20可适于将初始电力仅转换成焊接电力输出，并且独立辅助转换器可被提供以用于将初始电力转换成辅助电力。另外，在一些实施例中，焊接电源12可适于从壁装电源插座直接接收经转换的辅助电力输出。事实上，焊接电源12可采用任何合适的电力转换系统或机构来生成并供应焊接电力和辅助电力。
焊接电源12包括控制电路22以控制焊接电源12的操作。焊接电源12也包括用户界面24。控制电路22可从用户界面24接收输入，用户通过用户界面24可选择工艺并输入期望参数(例如，电压、电流、特定脉冲或非脉冲焊接方案，等等)。用户界面24可接收利用任何输入装置的输入，诸如经由小键盘、键盘、按钮、触摸屏、语音激活系统、无线装置等。此外，控制电路22基于用户的输入以及基于其它当前操作参数可控制操作参数。具体地，用户界面24可包括显示器26以用于向操作者呈现、示出或指示信息。控制电路22还可包括接口电路用于将数据与系统10的其它装置通信，诸如送丝器14。例如，在一些情况下，焊接电源12可与焊接系统10内的其它焊接装置无线地通信。另外，在一些情况下，焊接电源12可利用有线连接(诸如，利用网络界面控制器(NIC))与其它焊接装置通信以经由网络(例如，互联网)对数据进行通信。特别地，控制电路22可与焊接线缆通信(WCC)电路28通信并且进行交互，如下文进一步详细地描述。
控制电路22包括控制焊接电源12的操作的至少一个控制器或处理器30，并且可配置成接收并处理有关系统10的性能和需求的多个输入。此外，处理器30可包括一个或多个微处理器，诸如一个或多个“通用”微处理器，一个或多个专用微处理器和/或ASICS，或其一些组合。例如，处理器30可包括一个或多个精简指令集(RISC)处理器。
控制电路22可包括存储装置32和存储器装置34。存储装置32(例如，非易失性存储器)可包括ROM、闪存存储器、硬盘驱动器，或任何其它合适光、磁或固态的存储介质，或其组合。存储装置32可存储数据(例如，对应于焊接应用的数据)、指令(用于执行焊接工艺的软件或固件)，和任何其它合适数据。如可理解，对应于焊接应用的数据可包括焊炬的姿势(例如，取向)、接触尖端和工件之间的距离、电压、电流、焊接装置设定，等等。
存储器装置34可包括易失性存储器，诸如随机存取存储器(RAM)，和/或非易失性存储器，诸如只读存储器(ROM)。存储器装置34可存储各种信息，并且可用于各种目的。例如，存储器装置34可存储处理器可执行指令(例如，固件或软件)以用于处理器30执行。此外，用于各种焊接工艺的各种控制方案连同相关设定和参数以及代码可存储于存储装置32和/或存储器装置34中，在操作期间该代码配置成提供具体输出(例如，开始焊丝进料，使气体流动，捕获焊接电流数据，检测短路参数，确定飞溅量)。
在某些实施例中，焊接电流从电力转换电路20流经焊接线缆36至送丝器14和焊炬16。此外，在某些实施例中，焊接数据可经由焊接线缆36进行通信，使得焊接电力和焊接数据利用单个导体来一并提供并传送。特别地，WCC电路28可通信地联接至焊接线缆36以在焊接线缆36上对数据进行通信(例如，发送/接收)。WCC电路28可基于各种类型的电力线通信方法和技术来实施。例如，WCC电路28可利用IEEE标准P1901.2以在焊接线缆36上提供焊接电力和数据通信。这样，焊接线缆36可用于将焊接电力从焊接电源12提供至送丝器14和焊炬16。此外，焊接线缆36还可用于将数据通信传送(和/或接收)至送丝器14和焊炬16。
气源38根据焊接应用提供保护气体，诸如氩气、氦气、二氧化碳等。保护气体流动至阀40，阀40控制气体的流动并且在需要时可选择成允许调制或调整供应至焊接应用的气体量。阀40可打开、闭合，或以其他方式由控制电路22进行操作以允许、禁止或控制通过阀40的气体流(例如，保护气体)。保护气体离开阀40并流经软管42(其在一些具体实施中可封装有焊接电力输出)至送丝器14，送丝器14将该保护气体提供至焊接应用。如可理解，焊接系统10的某些实施例可不包括气源38、阀40和/或软管42。
在某些实施例中，送丝器14可利用焊接电力来对送丝器14中的各种部件通电，诸如对电力控制电路44通电。如上文所述及，焊接线缆36可配置成提供或供应焊接电力。焊接电源12还可利用线缆36和WCC电路28与送丝器14通信。控制电路44控制送丝器14的操作。
接触器46(例如，大电流继电器)由控制器电路44控制，并且配置成允许或禁止焊接电力继续流至焊接线缆36以用于焊接应用。在某些实施例中，接触器46可为机电装置，而在其它实施例中，接触器46可为任何其它合适装置，诸如固态装置。另外，在某些实施例中，焊接电源12可包括接触器46以用于大体类似功能。送丝器14包括焊丝驱动器48，焊丝驱动器48从控制电路44接收控制信号来驱动辊50，辊50旋转以将焊丝拉离焊丝的卷轴52。焊丝通过焊丝线缆54被提供至焊接应用。同样，送丝器14可通过软管42提供保护气体。如可理解，在某些实施例中，线缆36和54以及软管42可捆绑在一起或单独地提供至焊炬16。
焊炬16递送焊丝、焊接电力和保护气体以用于焊接应用。焊炬16用于在焊炬16和工件56之间产生焊弧。可以夹钳60(或另一种电力连接装置)终止的工作线缆58将焊接电源12联接至工件56以完成焊接电力电路。
在某些情况下，当焊炬16上的触发器62(例如，开关)被致动时，送丝器14通过线缆54提供焊丝，并且焊接操作或焊弧启动或重新启动。同样，当触发器62被释放时，送丝器14停止通过线缆54将焊丝提供用于焊接应用。一般来讲，控制电路44可配置成从焊炬16接收提示，该提示指示，焊炬16的触发器62是否经由一个或多个控制线64被致动或释放。基于该提示，控制电路44可控制送丝器14的操作，诸如启用焊丝驱动器48和/或辊50。然而，在某些焊接应用中，可能麻烦的是具有除了线缆36、54和58、软管42之外的控制线64以及其它线和线缆。因此，在某些实施例中，焊接系统10包括一个或多个收发器66，该一个或多个收发器66配置成对焊接系统10的部件的操作参数(诸如，焊炬16的参数)进行通信，以消除对控制线64的需求。
例如，在某些实施例中，焊接系统10包括邻近于焊炬16联接至焊接线缆36的第一收发器68和邻近于送丝器14联接至焊接线缆36的第二收发器70。例如，相比于送丝器14，第一收发器68可沿着焊接线缆36设置成更靠近于焊炬16。同样，相比于焊炬16，第二收发器70可沿着焊接线缆36设置成更靠近于送丝器14。特别地，收发器66可经由线缆联接器72联接至焊接线缆36。线缆联接器72可为机械夹钳，该机械夹钳附接于焊接线缆36的表面周围。例如，线缆联接器72可具有充分匹配焊接线缆36的外径直径的内径。焊接线缆36可与某些期望仪表线缆相关联，并且因此不同直径的线缆联接器72可构造用于每一种期望仪表线缆。在一个实施例中，机械夹钳可具有可调整直径以适配各种尺寸的焊接线缆36。
特别地，收发器66可配置成接收关于焊接系统10的部件的信息，并且基于所接收信息而传送控制信号。另外，收发器66可配置成解释所接收控制信号以将关于焊接系统10的部件的信息传递或转发至焊接系统10的另一个部件。例如，在所示实施例中，第一收发器68可接收关于焊炬16的数据。例如，第一收发器68可与触发器62通信地联接并且可接收关于触发器62的状态的信息，诸如触发器62是否被致动或释放。另外，第一收发器68可配置成将一个或多个控制信号通信至第二收发器70。例如，第一收发器68可利用所接收数据来生成一个或多个控制信号并且将这些控制信号通过线缆联接器72发送至焊接线缆36。然后，线缆联接器72继而可将控制信号传递至焊接线缆36。此外，第二收发器70可配置成经由联接至焊接线缆36的线缆联接器72接收一个或多个控制信号。然后，第二收发器70可过滤或调节所接收控制信号并且将这些控制信号转变成数据流(例如，串行数据)等。然后，数据流可被提供至送丝器14以控制送丝器14的某些操作，诸如焊丝驱动器48。这样，收发器66可配置成经由焊接线缆36对焊炬16的操作参数进行通信，从而消除对控制线64的需求。
应当指出的是，在其它实施例中，收发器66可设置于焊接系统10的部件(例如，焊接电源12、送丝器14或焊炬16)的WCC电路28内。另外，在某些实施例中，焊接系统10包括能量采集器74，能量采集器74配置成生成能量以对收发器66供能。在其它实施例中，收发器66可利用由焊接电源12所提供的电力。
图2示出了根据本文所描述实施例的图1的焊接系统10中的收发器66的框图。在某些实施例中，收发器66可沿着焊接线缆36的长度设置于送丝器14和焊炬16之间和/或焊接系统10的任何部件内(例如，焊接电源12、送丝器14、焊炬16)。特别地，收发器66包括发送器电路76和接收器电路78。在某些实施例中，收发器66可仅包括发送器电路76或仅包括接收器电路78。
在某些实施例中，发送器电路76可包括处理器80(例如，微控制器、控制器)、信号调节器/放大器82，和传感器系统84。具体地，发送器电路76可经由传感器系统84从焊接系统10内的部件接收数据，可基于所接收数据而经由处理器80生成控制信号，和可通过焊接线缆36传送该控制信号，如相对于图3进一步详细地描述。在某些实施例中，在通过焊接线缆36传送控制信号之前，发送器电路76可经由信号调节器/放大器82消除噪音和/或放大信号。
在所示实施例中，传感器系统84可包括一个或多个传感器，该一个或多个传感器配置成监测焊炬16的移动。例如，在某些情况下，传感器系统84配置成测量焊炬16的一个或多个参数，该一个或多个参数指示焊炬在焊接环境中的位置或移动。为此，传感器系统84可包括一个或多个传感器(例如，加速度计)，该一个或多个传感器在整个焊接操作中连续地或以期望间隔测量期望参数。随着传感器系统84获取有关焊炬16的操作位置的此类数据，传感器信息(例如，位置数据)被通信至处理器80。在某些实施例中，传感器系统84配置成简单地确定焊炬16是否为活动的(例如，移动、使用中)或处于睡眠模式；而在其它实施例中，传感器系统84可配置成收集位置和取向信息(例如，传感器信息)。此外，传感器系统84可包括一个或多个传感器，该一个或多个传感器配置成确定焊炬16的触发器62是否被致动或释放。在上文所提出情况的任一者中，传感器系统84可配置成将所收集信息作为传感器信息和/或传感器反馈信息提供至处理器80。
在某些实施例中，传感器系统84可包括任何类型的传感器，该传感器可配置成收集焊炬16的位置、取向、旋转、移动和/或定位信息并且将其传送至处理器80。例如，传感器系统84可包括一个或多个加速度计、倾斜仪、运动检测器、磁力仪、振动传感器、光学传感器(例如，相机、摄像机)，或任何其它形式的追踪装置。在某些实施例中，加速度计可为单轴或多轴加速度计，该单轴或多轴加速度计配置成检测焊炬16的幅值和/或方向。另外，在某些实施例中，磁阻传感器可用于检测该幅值和/或方向。另外，传感器系统84可额外地包括任何类型的传感器，该传感器配置成检测并传送关于触发器62的机械致动和/或释放的信息。例如，传感器系统84可包括机械传感器、触觉传感器、光学传感器、振动传感器，或配置成检测开关或触发器的致动的任何其它形式的传感器。
在某些实施例中，接收器电路76可包括处理器80、信号调节器/放大器82，和通信电路86。独立收发器66的接收器电路78可作用于经由焊接线缆36接收由发送器电路76所传送的控制信号，经由处理器80将所接收控制信号翻译成特定数据格式或翻译为另一种控制信号，并且经由通信电路86将相应数据发送至焊接系统10中的另一个部件，如相对于图4进一步详细地描述。在某些实施例中，在将控制信号传送至处理器80之前，接收器电路78可经由信号调节器/放大器82消除噪音和/或放大信号。
在某些实施例中，发送器电路66的处理器80可配置成接收有关焊炬16的移动的所收集信息。另外，如果焊炬未处于睡眠模式，那么处理器66可配置成监测触发器62以确定触发器62的状态(例如，致动或释放)。如果触发器62被致动，那么处理器80可配置成通过焊接线缆36传送一个或多个控制信号。在某些实施例中，传感器系统84的控制信号可指示，触发器62被致动并且焊炬16操作用于焊接应用和利用各种焊接资源(例如，气体、焊丝、焊接电压)。如果触发器62被释放，那么处理器80可能不配置成通过焊接线缆36传送任何控制信号。因此，如果接收器电路78未接收用以指示触发器62被致动的任何控制信号，那么接收器电路78可将信息传送至焊接系统10的部件，该信息指示可不需要各种焊接资源(例如，气体、焊丝、焊接电压)。
例如，在所示实施例中，送丝器14的控制电路44可从接收器电路78接收关于焊炬16的操作参数的信息。例如，送丝器14可接收指示焊炬16在使用中和/或触发器62被致动的信息。在这种情况下，送丝器14可持续向焊炬16提供材料，诸如焊丝。另选地，送丝器14可从接收器电路78接收指示焊炬16未在使用中和/或触发器62被释放的信息。在这种情况下，送丝器16可停止向焊炬提供材料，诸如焊丝。
如下文进一步详细地描述，在某些实施例中，由发送器电路76所传送的控制信号可为一个或多个调制或未调制音频。另外，在其它实施例中，由发送器电路76所传送的控制信号可通过音频进行传送，该音频可配置为载波信道。例如，发送器电路76的处理器80可配置成利用一个或多个载波信道或“音频”传送数据通信。具体地，一个或多个音频可描述为由发送器电路76所传送的正弦信号。在某些实施例中，发送器电路76可传送调制音频和/或未调制音频。调制音频可用于利用一种或多种已知技术来对数据进行通信(例如，发送/接收)以用于调制数据传输的信号。例如，发送器电路76可利用相移键控、双相调制、脉冲位置调制或任何其它调制方案。所传送的调制音频可包括有益于焊接过程或操作的任何类型的信息。例如，在一些情况下，由发送器电路76所传送的数据可包括关于任何焊接参数(例如，焊接电压、焊丝速度、触发器62的致动、触发器62的释放)的信息，该焊接参数被传送至送丝器14和/或焊炬16以用于焊接应用。
在一些实施例中，发送器电路76的处理器80还可传送不承载数据的未调制音频(还被称为“导频音频(pilot tone)”)。具体地，未调制音频可为正弦信号，该正弦信号具有预定或已知特性，诸如预定幅值、频率和/或相位。特别地，基于未调制音频的一个或多个此类特性，和基于未调制音频不可利用上文所描述的一个或多个调制方案进行调制这一事实，调制音频可区别于未调制音频。在某些实施例中，发送器电路76可传送多个音频，任何数量的音频可为调制的或未调制的。另外，发送器电路76可配置成传送音频，这些音频被隔开预定时间段。因此，发送器电路76可配置成连续地传送一系列音频，这些音频被隔开预定时间段。
在某些实施例中，正交频分复用(OFDM)方案可由发送器电路76用于在多个载波频率上传送调制和未调制音频(例如，频分复用)。例如，在OFDM方案内，发送器电路76可配置成以低调制速率在数个平行数据流或信道上传送一个或多个音频，从而维持类似于单载波调制方案的传送特性。特别地，频分复用方案可将具有特定总带宽的单个传送介质划分成一系列不重叠频率子带，这些不重叠频率子带各自配置成承载特定信号。这样，单个传送介质(例如，焊接线缆36)可由多个独立未调制或调制音频共享。
图3示出了根据本文所描述实施例的方法90的流程图，该方法90基于图1的焊接系统10的操作参数而利用图2的收发器66的发送器电路76来传送一个或多个控制信号。方法90开始于发送器电路76关于焊炬16上的更新而监测传感器系统84(框92)。例如，传感器系统84可配置成收集关于焊炬16的活动的信息，诸如焊炬16是否从睡眠模式变更至活动模式(例如，使用中)。此外，传感器系统84还可配置成收集关于触发器62的状态的信息，诸如焊炬16的触发器62是否被致动或释放。特别地，传感器系统84可配置成将所收集的传感器信息提供至处理器80。基于接收自传感器系统84的信息，方法90还包括发送器电路76的处理器80确定设置于焊炬16内的触发器62的状态(框94)。另外，如果触发器62被致动，那么发送器电路76可配置成通过焊接线缆36传送一个或多个控制信号(框96)；该一个或多个控制信号指示，触发器62被致动和焊炬16在使用中。如果触发器62被释放或未被致动，那么发送器电路76的处理器80可不通过焊接线缆36传送任何控制信号(框98)。然而，在某些实施例中，如果触发器62未被释放或未被致动，那么发送器电路76的处理器80可配置成传送具有指示触发器62未被致动的数据的一个或多个控制信号。例如，在此类情况下，发送器电路76可配置成传送具有指示触发器62未被致动的数据的一个或多个调制音频。
图4示出了根据本文所描述实施例的方法100的流程图，该方法100基于由图2的收发器66的接收器电路78所接收的一个或多个控制信号而控制图1的焊接系统10的操作参数。方法100开始于接收器电路78通过焊接线缆36接收由发送器电路76所传送的一个或多个控制信号(框102)。另外，方法100包括基于所接收控制信号或基于任何控制信号的缺失而确定触发器62的状态(例如，致动、释放)(框104)。例如，如果接收器电路78未接收任何控制信号，那么触发器62可能未被致动。同样，如果接收器电路78接收一个或多个控制信号，那么触发器62可能被致动。方法100包括接收器电路78将触发器62的状态转发至焊接系统10的部件(例如，焊接电源12、送丝器14、焊炬16)(框106)。在某些实施例中，接收器电路78可通过焊接线缆36以另一种控制信号转发该状态，或可经由一个或多个控制线缆转发信息。另外，方法100包括基于触发器62的状态而控制焊接操作参数(框108)。例如，在所示实施例中，送丝器14可配置成在触发器确定被释放的情况下停止通过线缆54提供焊丝。同样，焊接系统10的任何部件可基于开关的状态而变更或控制焊接系统的操作参数(例如，焊丝速度、焊接电压)。
虽然本文仅示出和描述了本公开的某些特征，但是对本领域技术人员而言将想到许多修改和变化。因此，应当了解，所附权利要求书旨在涵盖落入本公开的真实精神范围内的所有此类修改和变化。

Claims (54)

1.一种焊接系统，所述焊接系统包括：
焊炬，所述焊炬联接至焊接线缆，并且所述焊炬配置成基于通过所述焊接线缆接收的焊接电力而输出来自送丝器的焊丝和产生焊弧；
传感器系统，所述传感器系统包括至少一个传感器，所述至少一个传感器配置成检测与所述焊炬的触发状态相关的传感器信息；
第一发送电路，所述第一发送电路联接至所述传感器系统，并且所述第一发送电路配置成直接联接至所述焊接线缆并且沿着所述焊接线缆邻近于所述焊炬，其中所述第一发送电路包括第一处理器，所述第一处理器配置成接收所述传感器信息并且基于所述传感器信息而传送一个或多个控制信号；
第一接收电路，所述第一接收电路配置成邻近于所述送丝器联接至所述焊接线缆，其中所述第一接收电路包括第二处理器，所述第二处理器配置成从所述第一发送电路接收所述一个或多个控制信号并且基于所述一个或多个控制信号而生成与所述焊炬的所述触发状态相关的信息；
线缆联接器，所述线缆联接器配置成将所述第一发送电路或所述第一接收电路可移除地联接至所述焊接线缆；以及
通信电路，所述通信电路设置于所述第一接收电路内，并且所述通信电路配置成将与所述焊炬的所述触发状态相关的所述信息传送至所述送丝器，其中所述送丝器配置成至少部分地基于与所述触发状态相关的所述信息而控制所述焊接系统的操作参数。
2.根据权利要求1所述的焊接系统，其中，所述传感器系统配置成检测与所述焊炬的位置、取向、旋转、移动或定位相关的传感器信息。
3.根据权利要求1所述的焊接系统，所述焊接系统包括所述焊炬上的触发器，所述触发器由操作员致动或释放，并且其中所述传感器系统配置成检测与所述焊炬上的所述触发器的致动或释放相关的传感器信息。
4.根据权利要求3所述的焊接系统，其中，所述焊炬上的致动的触发器指示所述焊炬正用于输出来自所述送丝器的焊丝和产生所述焊弧。
5.根据权利要求3所述的焊接系统，其中，所述焊炬上的释放的触发器指示所述焊炬并非正用于输出来自所述送丝器的焊丝或产生所述焊弧。
6.根据权利要求3所述的焊接系统，其中，所述第一处理器配置成在所述传感器系统检测到所述焊炬上的所述触发器已被致动的情况下传送所述一个或多个控制信号。
7.根据权利要求3所述的焊接系统，其中，所述第一处理器配置成在所述传感器系统检测到所述焊炬上的所述触发器已被释放的情况下停止传送所述一个或多个控制信号。
8.根据权利要求1所述的焊接系统，其中，由所述第一处理器传送的所述一个或多个控制信号包括一个或多个调制和未调制音频。
9.根据权利要求8所述的焊接系统，其中，传送的调制音频为复杂正弦信号，所述复杂正弦信号用于发送与所述焊炬上的触发器的致动或释放相关的数据。
10.根据权利要求1所述的焊接系统，其中，所述第一发送电路配置成沿着所述焊接线缆的长度先于且邻近于所述焊炬设置，并且其中所述线缆联接器包括配置为附接于所述焊接线缆的表面周围的机械夹钳。
11.一种用于在焊接系统的至少两个部件之间进行通信的系统，所述系统包括：
发送器电路，所述发送器电路配置成设置于焊炬内，其中所述发送器电路包括：
传感器系统，所述传感器系统配置成检测与所述焊炬的触发状态相关的传感器反馈信息；和
第一处理器，所述第一处理器配置成：基于从所述传感器系统接收的所述传感器反馈信息而生成一个或多个控制信号，并且通过配置成将电力供应至所述焊炬的焊接线缆来传送所述一个或多个控制信号；和
接收器电路，所述接收器电路配置成设置于送丝器内，其中所述接收器电路包括：
第二处理器，所述第二处理器配置成：通过所述焊接线缆接收所述一个或多个控制信号，并且基于所述一个或多个控制信号而确定所述焊炬的所述触发状态；和
通信电路，所述通信电路配置成将所述触发状态传送至送丝器控制电路，其中所述送丝器控制电路配置成至少部分地基于所述触发状态而控制所述焊接系统的操作参数；以及
线缆联接器，所述线缆联接器配置成：
将所述发送器电路或所述接收器电路可移除地联接至所述焊接线缆；以及
将控制信号传输至所述焊接线缆。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述第二处理器配置成确定设置于所述焊炬上的触发器是否被致动，并且其中所述焊炬上的致动的触发器指示所述焊炬正用于输出来自所述送丝器的焊丝和产生焊弧。
13.根据权利要求11所述的系统，其中，所述第二处理器配置成确定设置于所述焊炬上的触发器是否被释放，并且其中所述焊炬上的释放的触发器指示所述焊炬并非正用于输出来自所述送丝器的焊丝或产生焊弧。
14.根据权利要求11所述的系统，其中，所述送丝器控制电路配置成控制与所述送丝器的送丝速度相关的操作参数。
15.根据权利要求11所述的系统，其中，所述传感器系统包括运动传感器，所述运动传感器配置成检测所述焊炬从睡眠模式至活动模式的移动。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述运动传感器包括加速度计、速率传感器、磁力仪，或其组合。
17.根据权利要求11所述的系统，其中，所述线缆联接器包括机械夹钳，所述机械夹钳配置成可移除地联接至所述焊接线缆。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述机械夹钳具有匹配所述焊接线缆的外径的内径。
19.根据权利要求11所述的系统，其中，所述线缆联接器包括配置成附接于所述焊接线缆的表面周围的机械夹钳。
20.一种焊接系统，所述焊接系统包括：
送丝器；
焊炬，所述焊炬联接至焊接线缆，并且所述焊炬配置成基于通过所述焊接线缆接收的焊接电力而输出来自送丝器的焊丝和产生焊弧；
第一发送电路，所述第一发送电路配置成邻近于所述焊炬联接至所述焊接线缆；
传感器系统，所述传感器系统联接至所述第一发送电路并且包括至少一个传感器，所述至少一个传感器配置成检测与所述焊炬的触发状态相关的传感器信息；
第一处理器，所述第一处理器设置于所述第一发送电路内，并且所述第一处理器配置成接收所述传感器信息和基于所述传感器信息而传送一个或多个控制信号；
第一接收电路，所述第一接收电路配置成邻近于所述送丝器联接至所述焊接线缆；
第二处理器，所述第二处理器设置于所述第一接收电路内，并且所述第二处理器配置成从所述第一发送电路接收所述一个或多个控制信号并且基于所述一个或多个控制信号而生成与所述焊炬的所述触发状态相关的信息；和
通信电路，所述通信电路设置于所述第一接收电路内，并且所述通信电路配置成将与所述焊炬的所述触发状态相关的所述信息传送至所述送丝器，其中所述送丝器配置成至少部分地基于与所述触发状态相关的所述信息而控制所述焊接系统的操作参数；以及
线缆联接器，所述线缆联接器配置成将所述第一发送电路和所述第一接收电路联接至所述焊接线缆。
21.根据权利要求20所述的焊接系统，其中，所述传感器系统配置成检测与所述焊炬的位置、取向、旋转、移动或定位相关的传感器信息。
22.根据权利要求20所述的焊接系统，所述焊接系统包括所述焊炬上的触发器，所述触发器由操作员致动或释放，并且其中所述传感器系统配置成检测与所述焊炬上的所述触发器的致动或释放相关的传感器信息。
23.根据权利要求22所述的焊接系统，其中，所述焊炬上的致动的触发器指示所述焊炬正用于输出来自所述送丝器的焊丝和产生所述焊弧。
24.根据权利要求22所述的焊接系统，其中，所述焊炬上的释放的触发器指示所述焊炬并非正用于输出来自所述送丝器的焊丝或产生所述焊弧。
25.根据权利要求22所述的焊接系统，其中，所述第一处理器配置成在所述传感器系统检测到所述焊炬上的所述触发器已被致动的情况下传送所述一个或多个控制信号。
26.根据权利要求22所述的焊接系统，其中，所述第一处理器配置成在所述传感器系统检测到所述焊炬上的所述触发器已被释放的情况下停止传送所述一个或多个控制信号。
27.根据权利要求20所述的焊接系统，其中，由所述第一处理器所传送的所述一个或多个控制信号包括一个或多个调制和未调制音频。
28.根据权利要求27所述的焊接系统，其中，传送的调制音频为复杂正弦信号，所述复杂正弦信号用于发送与所述焊炬上的触发器的致动或释放相关的数据。
29.一种用于在焊接系统的至少两个部件之间进行通信的系统，所述系统包括：
发送器电路，所述发送器电路配置成设置于焊炬内，其中所述发送器电路包括：
传感器系统，所述传感器系统配置成检测与所述焊炬的触发状态相关的传感器反馈信息；和
第一处理器，所述第一处理器配置成：基于从所述传感器系统接收的所述传感器反馈信息而生成一个或多个控制信号，并且通过配置成将电力供应至所述焊炬的焊接线缆来传送所述一个或多个控制信号；和
接收器电路，所述接收器电路配置成设置于送丝器内，其中所述接收器电路包括：
第二处理器，所述第二处理器配置成通过所述焊接线缆接收所述一个或多个控制信号并且基于所述一个或多个控制信号而确定所述焊炬的所述触发状态；和
通信电路，所述通信电路配置成将所述触发状态传送至设置于所述送丝器内的控制电路，其中所述控制电路配置成至少部分地基于所述触发状态而控制所述焊接系统的操作参数。
30.根据权利要求29所述的系统，其中，所述第二处理器配置成确定设置于所述焊炬上的触发器是否被致动，并且其中所述焊炬上的致动的触发器指示所述焊炬正用于输出来自所述送丝器的焊丝和产生焊弧。
31.根据权利要求29所述的系统，其中，所述第二处理器配置成确定设置于所述焊炬上的触发器是否被释放，并且其中所述焊炬上的释放的触发器指示所述焊炬并非正用于输出来自所述送丝器的焊丝或产生焊弧。
32.根据权利要求29所述的系统，其中，所述控制电路配置成控制与所述送丝器的送丝速度相关的操作参数。
33.根据权利要求29所述的系统，其中，所述传感器系统包括机械传感器、触觉传感器、光学传感器、振动传感器，或其组合。
34.根据权利要求29所述的系统，其中，所述传感器系统包括运动传感器，所述运动传感器配置成检测所述焊炬从睡眠模式至活动模式的移动。
35.根据权利要求34所述的系统，其中，所述运动传感器包括加速度计、速率传感器、磁力仪，或其组合。
36.一种用于在焊接系统的至少两个部件之间进行通信的方法，所述方法包括：
经由联接至发送电路的传感器系统来检测与焊接系统内的焊炬的触发状态相关的传感器反馈信息；
在设置于所述发送电路内的第一处理器处从所述传感器系统接收所述传感器反馈信息；
经由所述第一处理器来基于所述焊炬的所述触发状态生成一个或多个控制信号；
经由所述第一处理器来通过焊接线缆传送所述一个或多个控制信号；
经由设置于接收电路内的第二处理器来通过所述焊接线缆接收从所述第一处理器传送的所述一个或多个控制信号；
经由所述第二处理器来基于通过所述焊接线缆接收的所述一个或多个控制信号确定与所述焊炬的所述触发状态相关的信息；
经由设置于所述接收电路内的通信电路来将与所述触发状态相关的所述信息传送至送丝器，其中所述送丝器配置成至少部分地基于与从所述接收电路接收的所述触发状态相关的所述信息而控制所述焊接系统的操作参数；以及
经由线缆联接器来将所述发送电路和所述接收电路联接至所述焊接线缆。
37.根据权利要求36所述的方法，所述方法包括将发送器电路在所述焊接线缆上邻近所述焊炬的位置处联接至所述焊接线缆。
38.根据权利要求36所述的方法，所述方法包括将接收器电路在所述焊接线缆上邻近所述送丝器的位置处联接至所述焊接线缆。
39.根据权利要求36所述的方法，所述方法包括基于设置于所述焊炬上的触发器是否已被操作员致动或释放而控制所述焊接系统的所述操作参数。
40.一种焊接系统，所述焊接系统包括：
焊炬，所述焊炬联接至焊接线缆，并且所述焊炬配置成基于通过所述焊接线缆接收的焊接电力而输出来自送丝器的焊丝和产生焊弧；
传感器系统，所述传感器系统包括至少一个传感器，所述至少一个传感器配置成检测与所述焊炬的触发状态相关的传感器信息；
第一发送电路，所述第一发送电路联接至所述传感器系统，并且所述第一发送电路配置成沿着所述焊接线缆的长度相比所述送丝器更靠近于所述焊炬地直接联接至所述焊接线缆，其中所述第一发送电路包括第一处理器，所述第一处理器配置成接收所述传感器信息并且基于所述传感器信息而传送一个或多个控制信号；
第一接收电路，所述第一接收电路配置成沿着所述焊接线缆的长度相比所述焊炬更靠近于所述送丝器地联接至所述焊接线缆，其中所述第一接收电路包括第二处理器，所述第二处理器配置成从所述第一发送电路接收所述一个或多个控制信号并且基于所述一个或多个控制信号而生成与所述焊炬的所述触发状态相关的信息；
第一线缆联接器，所述第一线缆联接器配置成将所述第一发送电路可移除地联接至所述焊接线缆；和
第二线缆联接器，所述第二线缆联接器配置成将所述第一接收电路可移除地联接至所述焊接线缆，其中所述第一线缆联接器和所述第二线缆联接器都包括配置为附接于所述焊接线缆的表面周围的机械夹钳；以及
通信电路，所述通信电路设置于所述第一接收电路内，并且所述通信电路配置成将与所述焊炬的所述触发状态相关的所述信息传送至所述送丝器，其中所述送丝器配置成至少部分地基于与所述触发状态相关的所述信息而控制所述焊接系统的操作参数。
41.根据权利要求40所述的焊接系统，其中，所述传感器系统配置成检测与所述焊炬的位置、取向、旋转、移动或定位相关的传感器信息。
42.根据权利要求40所述的焊接系统，所述焊接系统包括所述焊炬上的触发器，所述触发器由操作员致动或释放，并且其中所述传感器系统配置成检测与所述焊炬上的所述触发器的致动或释放相关的传感器信息。
43.根据权利要求42所述的焊接系统，其中，所述焊炬上的致动的触发器指示所述焊炬正用于输出来自所述送丝器的焊丝和产生所述焊弧。
44.根据权利要求42所述的焊接系统，其中，所述焊炬上的释放的触发器指示所述焊炬并非正用于输出来自所述送丝器的焊丝或产生所述焊弧。
45.根据权利要求42所述的焊接系统，其中，所述第一处理器配置成在所述传感器系统检测到所述焊炬上的所述触发器已被致动的情况下传送所述一个或多个控制信号。
46.根据权利要求42所述的焊接系统，其中，所述第一处理器配置成在所述传感器系统检测到所述焊炬上的所述触发器已被释放的情况下停止传送所述一个或多个控制信号。
47.根据权利要求40所述的焊接系统，其中，由所述第一处理器传送的所述一个或多个控制信号包括一个或多个调制和未调制音频。
48.根据权利要求47所述的焊接系统，其中，传送的调制音频为复杂正弦信号，所述复杂正弦信号用于发送与所述焊炬上的触发器的致动或释放相关的数据。
49.一种用于在焊接系统的至少两个部件之间进行通信的系统，所述系统包括：
发送器电路，所述发送器电路配置成沿着焊接线缆的长度直接联接到所述焊接线缆的导体，其中所述焊接线缆的所述导体配置成将电力供应至焊炬，其中所述发送器电路包括：
传感器系统，所述传感器系统配置成检测与所述焊炬的触发状态相关的传感器反馈信息；和
第一处理器，所述第一处理器配置成：基于从所述传感器系统接收的所述传感器反馈信息而生成一个或多个控制信号，并且通过所述焊接线缆的所述导体传送所述一个或多个控制信号；和
接收器电路，所述接收器电路配置成设置于送丝器内，其中所述接收器电路包括：
第二处理器，所述第二处理器配置成通过所述焊接线缆的所述导体接收所述一个或多个控制信号并且基于所述一个或多个控制信号而确定所述焊炬的所述触发状态；和
通信电路，所述通信电路配置成将所述触发状态传送至送丝器控制电路，其中所述送丝器控制电路配置成至少部分地基于所述触发状态而控制所述焊接系统的操作参数；以及
线缆联接器，所述线缆联接器包括配置为附接于所述焊接线缆的表面周围的机械夹钳，所述线缆联接器配置成将所述发送器电路可移除地联接至所述焊接线缆。
50.根据权利要求49所述的系统，其中，所述第二处理器配置成确定设置于所述焊炬上的触发器是否被致动，并且其中所述焊炬上的致动的触发器指示所述焊炬正用于输出来自所述送丝器的焊丝和产生焊弧。
51.根据权利要求49所述的系统，其中，所述第二处理器配置成确定设置于所述焊炬上的触发器是否被释放，并且其中所述焊炬上的释放的触发器指示所述焊炬并非正用于输出来自所述送丝器的焊丝或产生焊弧。
52.根据权利要求49所述的系统，其中，所述送丝器控制电路配置成控制与所述送丝器的送丝速度相关的操作参数。
53.根据权利要求49所述的系统，其中，所述传感器系统包括运动传感器，所述运动传感器配置成检测所述焊炬从睡眠模式至活动模式的移动。
54.根据权利要求53所述的系统，其中，所述运动传感器包括加速度计、速率传感器、磁力仪，或其组合。
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