CN108698148A - 用于设定焊接参数的具有彩色显示器的焊接系统用户接口 - Google Patents

用于设定焊接参数的具有彩色显示器的焊接系统用户接口 Download PDF

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    • G06F3/04847—Interaction techniques to control parameter settings, e.g. interaction with sliders or dials

Abstract

在某些实施例中，焊接系统包括接口，该接口具有：第一输入元件(50)，配置为接收与从焊接电力供应器递送至焊炬的电力的参数相关的输入；第二输入元件(52)，配置为接收与从送丝机递送至焊炬的电极的行进速率相关的输入；第三输入元件(46)，配置为接收与是否自动地设定电力参数和电极的行进速率相关的输入；以及彩色显示装置(48)，配置为显示电力参数和电极的行进速率。焊接系统还包括控制电路(30)，配置为当第三输入元件(46)被激活时，至少部分基于电极的选择直径设定(56)和工件的选择材料厚度设定(58)来调节并在彩色显示装置(48)上显示电力参数和行进速率，并且配置为基于对电力参数和行进速率的调节来控制电力参数和行进速率。

Description

用于设定焊接参数的具有彩色显示器的焊接系统用户接口
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年12月15日提交的名称为“用于设定焊接参数的具有彩色显示器的焊接系统用户接口(WELDING SYSTEM USER INTERFACE HAVING A COLOR DISPLAY FORSETTING WELDING PARAMETERS)”的美国临时申请序列号62/267,720的优先权和权益，其全部内容出于所有目的以引用的方式并入本文。
背景技术
本公开总体涉及用于设定焊接参数的系统和方法。
常见的金属焊接技术采用由电弧生成的热量来使工件过渡至熔融状态，以便促进焊接过程。采用该电弧原理的一种技术是送丝焊接。从本质上说，送丝焊接涉及将焊接电流从电源按路线输送至非常靠近工件的电极中。当足够接近时，电流从电极至工件形成电弧，从而完成电路并且生成充足热量以焊接工件。通常，电极会被消耗并且变为焊缝本身的部分。因此，使新的焊丝电极前进，取代被消耗的电极并且维持焊弧。如果对焊接装置进行恰当地调节，则送丝前进和电弧循环会平稳地进行，从而提供良好的焊缝。
传统上，在焊接操作期间，操作员无疑会根据焊接的详情和被焊接的材料来选择被提供至焊接位置的资源的等级和类型。例如，操作员可以在各种类型和尺寸的焊丝电极之间进行选择，包括从焊丝的直径至制成焊丝电极的材料。然而，不同类型的焊丝电极在焊接装置的不同操作设定下都很好地执行。即，例如，不同类型的焊丝电极在不同的电压值范围和送丝速度范围内很好地执行。例如，给定的0.023英寸的软钢焊丝电极可以在17伏特下且在每分钟250英寸的送丝速度下很好地执行，而0.035英寸的软钢焊丝电极则在19伏特下在每分钟230英寸的送丝速度下很好地执行。
照惯例，焊接装置依赖于操作员的知识和敏锐性来选择对于所使用的焊丝电极和焊接条件而言最为恰当的电压和送丝设定。不幸的是，在许多情况下，焊接操作员是该领域的新手，尤其是在便携式焊接装置的情况下。如果操作员没有恰当地调节电压和送丝速度设定，则电弧可能不足以产生良好的焊缝或者根本不产生任何焊缝。此外，在传统装置中，送丝速度控制和电压控制完全独立于彼此，因此使得操作员难以在焊接进行时调节两种参数。
发明内容
在一个实施例中，焊接系统包括接口。该接口包括第一输入元件，该第一输入元件配置为接收与从焊接电力供应器递送至焊接炬的电力的参数相关的输入。该接口还包括第二输入元件，该第二输入元件配置为接收与从送丝机递送至焊接炬的电极的行进速率相关的输入。该接口进一步包括第三输入元件，该第三输入元件配置为接收与是否自动地设定电力参数和电极的行进速率相关的输入。该接口还包括彩色显示装置，该彩色显示装置配置为显示电力参数和电极的行进速率。焊接系统还包括控制电路，该控制电路配置为当第三输入元件被激活时，至少部分地基于为电极选择的直径设定和为工件选择的材料厚度设定来调节并在彩色显示装置上显示电力参数和行进速率，并且配置为基于对电力参数和行进速率的调节来控制电力参数和行进速率。
在另一实施例中，焊接系统包括接口。该接口包括第一输入元件，该第一输入元件配置为接收与从焊接电力供应器递送至焊接炬的电力的参数相关的输入。该接口还包括第二输入元件，该第二输入元件配置为接收与从送丝机递送至焊接炬的电极的行进速率相关的输入。该接口进一步包括第三输入元件，该第三输入元件配置为接收与是否自动地设定电力参数和电极的行进速率相关的输入。该接口还包括彩色显示装置，该彩色显示装置配置为显示电力参数的可接受值范围的第一彩色图示，并且显示电极的行进速率的可接受值范围的第二彩色图示。焊接系统还包括控制电路，该控制电路配置为当第三输入元件被激活时，调节并在彩色显示装置上显示电力参数的可接受值范围的第一彩色图示，配置为当第三输入元件被激活时，调节并在彩色显示装置上显示电极的行进速率的可接受值范围的第二彩色图示，以及配置为基于该调节来控制电力参数和行进速率。
附图说明
当参照附图来阅读如下详细描述时，本公开的这些以及其它特征、方面和优点将变得更好理解，在附图中，相似的附图标记表示相似的部件，在附图中：
图1是焊接系统的实施例的示意图，其中，接口配置为显示焊接系统的焊接参数；
图2是用于MIG或者药芯焊接过程的包括自动设定焊接参数的接口的实施例的正视图；
图3是用于MIG或者药芯焊接状态的包括自动设定焊接参数以及输出和电弧焊接图形指示器的接口的实施例的正视图；
图4是用于MIG或者药芯保持状态的包括自动设定焊接参数和保持图形指示器的接口的实施例的正视图；
图5是用于MIG或者药芯OCV(开路电压)状态的包括自动设定焊接参数和试行速度图形指示器的接口的实施例的正视图；
图6是用于焊条焊接状态的包括自动设定焊接参数以及输出和电弧焊接图形指示器的接口的实施例的正视图；
图7是用于焊条保持状态的包括自动设定焊接参数以及保持、输出和电弧焊接图形指示器的接口的实施例的正视图；
图8是用于焊条OCV状态的包括自动设定焊接参数和输出图形指示器的接口的实施例的正视图；
图9是用于TIG焊接状态的包括自动设定焊接参数以及输出和电弧焊接图形指示器的接口的实施例的正视图；
图10是用于TIG保持状态的包括自动设定焊接参数以及输出和保持图形指示器的接口的实施例的正视图；
图11是用于TIG OCV状态的包括自动设定焊接参数和输出图形指示器的接口的实施例的正视图；
图12是用于TIG预流状态的包括自动设定焊接参数以及输出和预流图形指示器的接口的实施例的正视图；
图13是用于TIG后流(postflow)状态的包括自动设定焊接参数以及保持、输出和后流图形指示器的接口的实施例的正视图；
图14是用于TIG远程备用状态的包括自动设定焊接参数和远程图形指示器的接口的实施例的正视图；
图15是用于TIG远程焊接状态的包括自动设定焊接参数以及远程、电弧焊接和输出图形指示器的接口的实施例的正视图；
图16是用于TIG远程保持状态的包括自动设定焊接参数和保持图形指示器的接口的实施例的正视图；
图17是用于TIG远程OCV状态的包括自动设定焊接参数以及远程和输出图形指示器的接口的实施例的正视图；
图18是用于TIG远程预流状态的包括自动设定焊接参数以及远程、预流和输出图形指示器的接口的实施例的正视图；并且
图19是用于TIG远程后流状态的包括自动设定焊接参数以及远程、后流和输出图形指示器的接口的实施例的正视图。
具体实施方式
现在参照附图，图1示出了包括焊接炬12的焊接系统10，焊接炬12限定相对于工件14焊接操作的位置。将焊接炬12置于靠近工件14的位置处允许电源16所提供的电流(电源16将进入的交流(AC)电转变为适当的直流(DC)电)经由焊接炬电缆18按路线输送至焊接炬12以便形成从焊接炬12至工件14的电弧。总之，该电弧完成了如下电路：从电源16经由焊接炬电缆18至焊接炬12，至电极，至工件14，并且最终返回至电源16。该电弧生成相对大量的热量，从而使得工件14和/或填充金属转变至熔融状态，从而促进产生焊缝。
为了产生电弧，示例性焊接系统10包括送丝机20，送丝机20将可消耗性焊丝电极提供至焊接炬电缆18并且继而提供至焊接炬12。焊接炬12经由位于焊接炬12的颈部组装件中的触头(未示出)将电流传导至焊丝电极，从而导致在输出焊丝电极与工件14之间产生电弧。
为了保护焊接区域在焊接期间远离污染物，为了加强电弧性能，以及为了改善所产生的焊缝，在某些实施例中，示例性焊接系统10包括气体源22，气体源22经由焊接炬电缆18将惰性保护气体馈送至焊接炬12。然而，值得注意的是，可以采用各种保护材料(包括各种流体和微粒固体)来保护焊接位置。此外，某些焊丝电极被设计为在没有保护材料的情况下进行操作。
这些焊接资源(例如，焊接电流、焊丝电极以及保护气体)的进给是通过致动触发器24来实现，该触发器被固定至焊接炬12的手柄26。通过按下触发器24(箭头28)，使设置在触发器24内的开关闭合，从而引起电信号的传输，该电信号命令将焊接资源推进到焊接炬电缆18中。例如，按下触发器24会将信号发送至控制电路30，控制电路30继而启动马达32，马达32使焊丝电极行进至焊接炬电缆18中，打开阀门以允许保护材料流动，并且命令电源16将期望功率电平输出至焊丝电极。在某些实施例中，控制电路30包括存储器部件34，存储器部件34用于储存编程指令、命令程序、恰当数据等。在某些实施例中，控制电路30还包括处理装置，诸如，处理器36等其它类型的处理装置，以便于实现对焊接系统10的控制。通常，控制电路30配置为：基于经由被包括作为焊接系统10的一部分的用户接口38接收到的设定以及如本文所公开的由控制电路对这些接收到的设定做出的自动调节来控制操作参数(例如，由电源16递送的电力的参数，诸如，电压和电流，可消耗性焊丝电极经由送丝机20进给的速率(例如，送丝速度)，来自气体源22的保护材料流量等等)。
用户接口38是用户或者操作员借以与焊接系统10进行交互的主要构件。用户接口38可以包括输入装置，诸如，键盘、触针、按钮、刻度盘、或者任何形式的变换器，该变换器将与用户接口38的物理交互转变为电信号输入。然而，如本文所描述的，在某些实施例中，用户接口38还可以包括彩色显示屏以便显示输入和输出装置的彩色图形表示，诸如，按钮、图标、文本、窗口以及与焊接参数的设定和显示相关的相似特征。例如用户接口38可以是图形界面，并且可以以不同颜色来显示焊接参数(诸如，电压、电流强度以及送丝速度)的彩色图形指示器。此外，代替用于从用户接收输入的物理输入装置(或者除了该物理输入装置之外)，在某些实施例中，本文所描述的彩色显示屏还可以显示用于从用户接收输入的用户输入元件，诸如，按钮、滑块、旋钮等等。
如将在后文讨论的以及由图2至图19图示的，在某些实施例中，用户接口38可以包括焊接过程选择器40、电极直径调节器42、材料厚度调节器44、自动设定选择器46、彩色显示屏48以及相应的电压和送丝速度和/或电流强度调节刻度盘50和52。为了进一步图示的目的，在对用户接口38的前述部件进行讨论时将参照图2，但应理解，图3至图19也可以体现相同的部件、特征、特性、性质等等。
考虑到前述内容，焊接过程选择器40可以允许操作员或者其他用户从多种焊接过程中进行选择。例如，如在图2中描绘的，焊接过程选择器40可以允许操作员从如下焊接过程中进行选择：诸如，焊条焊接过程、药芯焊丝焊接过程、一个或多个金属极惰性气体保护(MIG)焊接过程、一个或多个钨极惰性气体(TIG)保护焊接过程等等。除了一般焊接之外，在某些实施例中，焊接过程选择器40还可以允许操作员选择焊接电极的材料。例如，如在图2中描绘的，在期望实施MIG焊接过程时，操作员可以进一步选择例如不锈钢、另一类钢、或者铝电极来实施MIG过程。在一个实施例中，焊接过程选择器40还可以允许操作员选择期望的焊接过程(例如，焊条、MIG、TIG等)、电极材料类型(例如，钢、铝等)以及气体类型(例如，C25、C100、氩等)，并且随后选择使得焊接系统10的自动设定功能能够自动地设定恰当的电压和送丝速度和/或电流强度焊接参数。在美国专利第8,604,389号中更加详细地描述了某些自动设定功能，其全部内容以引用的方式并入本文。
如先前所讨论的，用户接口38还可以包括电极直径调节器42(例如，取决于所选择的焊接过程类型，电极焊丝、电极棒、或者钨电极)。电极直径在执行焊接中是重要的参数，因为焊弧的合适生成电流强度取决于电极焊丝的直径。在某些实施例中，如所描绘的，电极直径调节器42可以例如以“+”按钮和“-”按钮为特征，该“+”按钮用于增加电极直径设定，该“-”按钮用于减小电极直径设定。相似地，用户接口38还可以包括材料厚度调节器44，例如，材料厚度调节器44也可以包括“+”按钮和“-”按钮，该“+”按钮用于增加材料厚度设定(例如，关于正被焊接的工件14)，该“-”按钮用于减小材料厚度设定。电极直径设定和材料厚度设定结合起来对执行给定焊接过程所需要的电压和电流强度(即，电流)具有影响。在某些实施例中，操作员或者其他用户可以经由自动设定选择器46来选择自动设定功能。当启用自动设定特征(即，由操作员激活)时，操作员可能仅仅需要输入相应的电极直径设定和材料厚度设定以便于电源16自动地将电压、送丝速度以及/或者电流强度参数调节(例如，增加或者减小)至恰当设定。
例如，自动设定选择器46可以是接通/断开电气开关或者接通/断开按钮，其可以被激活或者停用，从而允许操作员简单地启用或者禁用焊接系统10的自动设定功能。在某些实施例中，用户接口38可以包括一个或多个光指示器54(例如，在某些实施例中为LED)以便指示自动设定功能是被启用还是禁用。例如，在执行MIG焊接过程时，操作员可以经由自动设定选择器46来选择自动设定功能，并且一个或多个光指示器54可以给操作员显示例如蓝光或者其它指示以表明自动设定功能被启用。相似地，在某些实施例中，焊接过程选择器40可以与多个光指示器55相关联，每个光指示器55在空间上与对应于相应焊接过程(例如，“药芯”、“MIG不锈钢”等等)的标签对齐，以便使得对焊接过程选择器40的操纵会改变所选择的焊接过程，并且与所选择的焊接过程相对应的光指示器55可以给操作员显示例如蓝光或者其它指示以表明已经选择了特定焊接过程，而与其它焊接过程相对应的其它光指示器55未点亮。
与前述电极直径调节器42、材料厚度调节器44以及自动设定选择器46相对应，用户接口38可以包括彩色显示屏48。彩色显示屏48可以是任何显示装置，其能够显示与焊接参数的设定、焊接系统10的实时操作状态等相关的视觉图形对象和/或字母数字文本。例如，如在图2中描绘的，彩色显示屏48可以是单个液晶显示(LCD)屏，其能够显示选择的电极直径(例如，0.030”)、材料厚度(例如，1/8”)、电源焊接电压(例如，18.5伏特)以及送丝速度(例如，每分钟270英寸)。在某些实施例中，焊接过程选择器40、电极直径调节器42、材料厚度调节器44、自动设定选择器46、焊接参数调节刻度盘50和52、或者其任何组合可以作为图形输入装置被显示在彩色显示屏48上。例如，在某些实施例中，彩色显示屏48可以是触屏，该触屏配置为经由被显示在彩色显示屏48上的这些图形输入装置来从用户接收输入。换言之，代替被配置在用户接口38上的实际物理输入装置(或者除了这些实际物理输入装置之外)，在某些实施例中，还可以使用经由彩色显示屏48显示的其它类型的用户输入元件(诸如，图形按钮、滑块、旋钮等)来从用户接收输入。
在某些实施例中，当自动设定选择器46被启用时，彩色显示屏48可以基于所需要的电极直径和/或材料厚度参数的输入(例如，基于对电极直径调节器42和材料厚度调节器44的操纵来设定)来自动地显示焊接电压和送丝速度和/或电流强度的可接受值范围。如本文所使用的，可接受的焊接参数值范围可以是如下值范围：在该范围内，电源16响应于电极直径和材料厚度的输入值或者估计值来保持电压和送丝速度和/或电流强度，以便可以有效地执行焊接。例如，如在图2中描绘的，焊接操作员可以经由用户接口38输入0.030”的电极直径和1/8”的材料厚度。对于这些特定电极直径和材料厚度特性，电源16可以做出响应，例如，自动地将18.5伏特和每分钟270英寸设定为恰当的焊接参数设定以有效地执行焊接。然后可以经由彩色显示屏48来显示恰当的焊接参数。用户接口38还包括焊接参数调节刻度盘50和52，该焊接参数调节刻度盘50和52可以用于根据使用焊接过程选择器40所选择的特定类型的焊接过程在可接受值范围内手动地调节(例如，增加或者减小)电压和送丝速度参数和/或电流强度参数。
在某些实施例中，当自动设定选择器46被启用时，如果存在用于电压和送丝速度参数和/或电流强度参数的当前值，则这些值可以自动地被调节以便使其处于其相应可接受值范围内。例如，在某些实施例中，如果当前送丝速度值超过在选择(例如，激活)自动设定选择器46时由控制电路30确定的用于送丝速度的可接受值范围，则控制电路30可以自动地调节送丝速度以使送丝速度下降至恰好在送丝速度的可接受值范围内的值，下降至恰好在送丝速度的可接受值范围的优选子范围(例如，在可接受值范围内的第二可接受值范围)内的值，或者下降至在可接受值范围内的送丝速度的理想值。可以对电流和/或电压做出相似调节，以及做出相似调节以使较低值上升至某范围或者值。
在某些实施例中，焊接系统10一经通电，便可以经由彩色显示屏48自动地显示消息，例如，以提示操作员经由自动设定选择器46来启用自动设定功能。在操作员通过激活自动设定选择器46来选择自动设定功能的情况下，一个或多个消息随后可以提示操作员分别经由电极直径调节器42和材料厚度调节器44来选择电极直径和材料厚度两者。相似地，例如，在操作员经由焊接过程选择器40改变或者切换焊接过程的情况下，可以经由彩色显示屏48自动地显示消息。这些消息可以被显示以给操作员提供进一步指令以便有效地执行选择的焊接过程。例如，如果焊接过程从TIG过程切换至MIG钢C25过程，则可以经由彩色显示屏48自动地呈现消息“请使用C25气体(75％的AR(氩)/25％的CO2)”。同样，在从MIG钢C25过程切换至TIG提升电弧远程过程时，可以经由彩色显示屏48自动地呈现消息“请使用DCEN极性100％氩气”。在某些实施例中，这种消息的文本可以以比通常字体大的字体以不同于通常文本颜色(例如，在黑色背景上的白色文本或者反之亦然)的颜色(例如，红色等)以及/或者与彩色图形(例如，红色感叹号等)相关联而被显示在彩色显示屏48上，以便能够更好地吸引用户的注意力。这些特征可以给焊接系统10的操作员或者用户提供关于恰当的焊接设定(例如，关于待使用的保护气体、待使用的极性等等)的补充指导，并且因此确保恰当地执行焊接。
如先前所讨论的，可以经由用户接口38的自动设定选择器46来启用或者禁用焊接系统10的自动设定功能。当启用自动设定时，电源16可以自动地设定用于多种焊接过程、多种电极材料类型和多种保护气体类型的焊接电压、焊接电流强度以及送丝速度。当禁用自动设定时，电源16可以确定焊接电压、焊接电流强度以及送丝速度的可接受值范围，因而允许操作员在可接受值范围内手动地调节各个参数。为了说明的目的，将针对MIG或者药芯焊丝焊接过程、焊条焊接过程以及TIG焊接过程来讨论前述自动设定功能，如由图2至图19描绘的。
在一个实施例中，用户接口38的自动设定选择器46可以被启用以便自动地设定用于MIG或者药芯焊丝焊接过程的焊接电压和送丝速度参数。在MIG焊接过程中，焊接电压和送丝速度参数的恰当设定尤其重要，这是因为焊接电压通常确定焊珠的高度和宽度，并且焊弧的电流强度通常取决于送丝速度。在自动设定选择器46被启用的情况下，操作员然后可以分别经由电极直径调节器42和材料厚度调节器44来选择电极直径和材料厚度。焊接电源16然后可以自动地确定可接受的电压和送丝速度参数。例如，如在图2的彩色显示屏48内描绘的，彩色显示屏48显示MIG备用状态，0.030”表示电极直径的输入值，1/8”表示材料厚度的输入值，并且18.5伏特和每分钟270英寸分别表示焊接电压和送丝速度参数的自动确定的可接受值范围。
在某些实施例中，如在图2中图示的，彩色显示屏48可以显示多个分立电极直径设定指示器56(例如，被显示为沿着潜在可选电极直径设定范围的分段线的离散点集合)，其中，与当前选择的电极直径设定(例如，0.030”，如在图2中图示的)相对应的分立电极直径设定指示器56例如通过被显示为相对明亮的颜色(例如，在某些实施例中为鲜蓝色)而被高亮，而所有其它分立电极直径设定指示器56则被显示为相对中性的颜色(例如，在某些实施例中为灰色)。因此，当用户经由电极直径调节器42选择电极直径时，就选择了恰当的分立电极直径设定指示器56。多个分立电极直径设定指示器56意在帮助用户了解当前选择的电极直径设定处于潜在可选电极直径设定范围内的何处。如本文所描述的，由彩色显示屏48显示的分立电极直径设定指示器56的数量是基于由用户输入的其它设定来确定。例如，在某些实施例中，基于经由用户接口38输入的所有其它设定，彩色显示屏48将仅仅显示与基于这些其它输入设定而有意义的电极直径设定相对应的分立电极直径设定指示器56。
相似地，如在图2中图示的，彩色显示屏48可以显示多个分立材料厚度设定指示器58(例如，被显示为沿着潜在可选材料厚度设定范围的分段线的离散点集合)，其中，与当前选择的材料厚度设定(例如，1/8”，如在图2中图示的)相对应的分立材料厚度设定指示器58例如通过被显示为相对明亮的颜色(例如，在某些实施例中为鲜蓝色)而被高亮，而所有其它分立材料厚度设定指示器58则被显示为相对中性的颜色(例如，在某些实施例中为灰色)。因此，当用户经由材料厚度调节器44选择材料厚度时，就选择了恰当的分立材料厚度设定指示器58。多个分立材料厚度设定指示器58意在帮助用户了解当前选择的材料厚度设定处于潜在可选材料厚度设定范围内的何处。如本文所描述的，由彩色显示屏48显示的分立材料厚度设定指示器58的数量是基于由用户输入的其它设定来确定。例如，在某些实施例中，基于经由用户接口38输入的所有其它设定，彩色显示屏48将仅仅显示与基于这些其它输入设定而有意义的材料厚度设定相对应的分立材料厚度设定指示器58。
彩色显示屏48然后可以显示图形范围指示器60和62，例如，其中，图形范围指示器60和62描绘(例如，显示不同颜色和/或范围条的移动)在操作员调节焊接参数调节刻度盘50和52中的一个或者两个时焊接电压和/或送丝速度参数是否在可接受值范围内。因此，当操作员经由焊接参数调节刻度盘50和52中的一个(或者两个)进行调节时，彩色显示屏48上的图形范围指示器60和62(其分别涉及由焊接参数调节刻度盘50和52调节的参数)描绘其相应焊接参数(例如，在图2中图示的实施例中为电压和送丝速度)的可接受值范围。通常，当操纵焊接参数调节刻度盘50和52中的一个(例如，与在图2中被调节的送丝速度相关的焊接参数调节刻度盘52)时，相关焊接参数(例如，图2中的送丝速度)的可接受值范围被图示在彩色显示屏48上，并且指示当前值的滑块(例如，图形范围指示器62的滑块74)被示出为在可接受范围内，同时另一焊接参数(例如，图2中的电压)的可接受值范围被图示在彩色显示屏48上。此外，在某些实施例中，焊接参数调节刻度盘50和52可以配置为仅仅接受落在焊接参数的可接受值范围内的值。例如，当试图经由焊接参数调节刻度盘50和52来进行手动调节而该手动调节可能会向其相应参数赋予其相应可接受值范围外的值时，这种手动调节可以简单地被控制电路30忽略，并且经由显示屏48指示为对参数没有任何影响。此外，在某些实施例中，在经由焊接参数调节刻度盘50和52接收到输入之后，图形范围指示器60和62可以仅仅被显示在彩色显示屏48上长达预定(例如，被预设为焊接系统10的设定)时间量(例如，15秒、10秒、5秒、3秒、或者一些其它预定时间量)。
相反，在自动设定选择器46被禁用的情况下，操作员然后可以在可接受值范围内手动地调节(例如，增加或者减小)焊接电压和送丝速度参数(例如，通过操纵焊接参数调节刻度盘50和52，其与彩色显示屏48上显示的直接在相应焊接参数调节刻度盘50和52上方的参数相对应)。因此，应理解，取决于被操纵的焊接参数调节刻度盘50和52，图形范围指示器60和62中的任一个可以包括在其相应可接受范围图形内的十字线72或者滑块74。
如本文所描述的，在某些实施例中，十字线72和/或滑块74可以被显示为不同的颜色以便帮助用户确定如何调节焊接参数调节刻度盘50和52。例如，在某些实施例中，十字线72可以被显示为特定颜色(例如，在某些实施例中为蓝色)，并且滑块74可以被显示为与十字线72不同的颜色以便用户可以容易地区分这两种情况。此外，要注意的是，在某些实施例中，可接受范围图形可以包括三个不同的节段。例如，可接受范围图形的中间节段可以与可接受值范围的“优选”子集(例如，子范围，如由控制电路30确定的范围)相对应，而可接受范围图形的两个侧节段可以与仍在可接受值范围内但不是优选的值相对应。在某些实施例中，当滑块74在可接受值范围的中间节段内时，滑块74可以被显示为第一颜色(例如，在某些实施例中为绿色)，而当滑块74在可接受值范围的侧节段内时，滑块74可以被显示为第二颜色(例如，在某些实施例中为黄色)以便表明当前选择的值不再处于可接受值范围的优选子集内但仍处于可接受值范围内。此外，在某些实施例中，当滑块74到达可接受值范围的外边界时，滑块74可以被显示为第三颜色(例如，在某些实施例中为红色)以便表明当前选择的值不再处于可接受值范围内。在其它实施例中，滑块74的颜色可以基于相应参数的当前值的大小发生变化。例如，如果当前电流强度值处于其可接受值范围的较低端处，则相应滑块74的颜色可以是蓝色，而如果当前电流强度值处于其可接受值范围的较高端处，则相应滑块74的颜色可以是红色，并且当电流强度值从较低端改变至较高端时，相应滑块74的颜色可以逐渐在蓝色与红色之间过渡。该种实施例可能意在将相对量的热量输入输送到焊接应用中。
图3的彩色显示屏48显示了在操作员或者用户执行焊接期间的MIG焊接状态。输出图形指示器64指示当前存在来自电源16的电力输出，并且电弧焊接图形指示器66指示电源16维持着焊弧。因此，输出图形指示器64和电弧焊接图形指示器66可以各自进一步向操作员指示，例如，焊接电压、焊接电流强度以及送丝速度参数在可接受值范围内。因此，在某些实施例中，电弧焊接图形指示器66可以被显示为一种颜色(例如，在某些实施例中为绿色)，该颜色向用户指示所有这些参数均在可接受值范围内。
在焊接完成和/或终止之后，彩色显示屏48还可以继续显示各个焊接参数长达一段持续时间。例如，如在图4中描绘的，在焊接完成或者终止之后，彩色显示屏48可以呈保持状态(例如，由保持状态指示器68指示)长达一段持续时间，例如，以便操作员可以注意到前面的操作焊接电压和焊接电流强度参数。在某些实施例中，保持状态指示器68可以被显示为相对中性的颜色(例如，在某些实施例中为灰色)以便表明系统当前处于保持状态中。相似地，图5的彩色显示屏48显示了MIG开路电压(OCV)状态，其中，输出图形指示器64用信号表明当前存在来自电源16的输出功率。然而，在所描绘的参数设定下没有生成焊弧。试行图形指示器70用信号表明送丝速度处于试行速度下，试行速度是从焊接炬12的触发器24被按下时开始直到发起焊弧的送丝速度。在某些实施例中，试行图形指示器70相似地可以被显示为相对中性的颜色(例如，在某些实施例中为灰色)。
在其它实施例中，用户接口38的自动设定选择器46可以被启用以便自动地设定用于焊条和TIG焊接过程的焊接电流强度。在焊条或者TIG焊接过程中，焊接电流强度(即，电流)的恰当设定可能极为重要，这是因为焊接电流强度和材料厚度尤其确定焊弧的强度。在后文，为了图示焊条焊接过程的目的对图6至图8进行讨论，为了图示TIG焊接过程的目的对图9至图13进行讨论，并且相似地，为了图示TIG远程焊接过程的目的对图14至图19进行讨论。
类似于先前讨论的MIG过程，在自动设定选择器46被启用的情况下，操作员然后可以分别经由电极直径调节器42和材料厚度调节器44来选择电极直径和材料厚度。焊接电源16然后可以自动地确定可接受的电流强度参数。输出图形指示器64用信号表明电源16的输出，并且例如，在操作员经由焊接参数调节刻度盘52对电流强度参数做出调节时，图形范围指示器62指示电流强度参数的可接受值范围。
因此，当操作员经由焊接参数调节刻度盘52调节电流强度参数时，电流强度参数的可接受值范围就被图示在彩色显示屏48上，并且指示当前值的滑块(例如，图形范围指示器62的滑块74)被示出为在可接受范围内。另外，在某些实施例中，焊接参数调节刻度盘52配置为仅仅接受落在电流强度参数的可接受值范围内的值，当启用自动设定时(例如，经由自动设定选择器46的激活)，该值可以是基于经由用户接口38输入的其它参数来确定(例如，经由焊接过程选择器40输入的焊接过程类型、经由电极直径调节器42输入的电极直径、经由材料厚度调节器44输入的材料厚度等等、或者其组合)。如上文针对图2所讨论的，在某些实施例中，十字线72和/或滑块74可以被显示为不同的颜色以便帮助用户确定如何调节焊接参数调节刻度盘50和52。
图6显示了焊条焊接状态，其中，例如，当操作员或者用户执行焊接时，维持来自电源16的处于24伏特和95安培下的输出功率。图7显示了焊条保持状态，其中，例如，在焊接完成或者终止之后，彩色显示屏48维持对先前状态的显示长达一段持续时间。图8显示了焊条开路电压(OCV)状态，其中，输出图形指示器64指示当前存在来自电源16的输出电压。然而，在所描绘的参数设定下没有生成焊弧。
如上文所指出的，TIG和/或TIG远程焊接过程可以高度地取决于材料厚度和电流强度焊接参数。TIG过程通常以非消耗性钨电极为特征以便生成焊缝，其中，钨电极由惰性保护气体防护。进一步地，与先前讨论的焊接过程(例如，MIG、药芯、焊条等)相比，TIG过程可能要求监测附加的焊接参数和特性并且将其传达至焊接系统10的操作员。考虑到前述内容，类似于其它焊接过程，在图9中图示的彩色显示屏48显示了TIG焊接状态。与其它焊接过程一样，TIG焊接状态是在操作员或者用户执行焊接时显示恰当的电压(例如，12.0伏特)和焊接电流强度(例如，140安培)的状态。在图10中图示的彩色显示屏48显示了TIG保持状态，在焊接完成或者终止之后，该TIG保持状态继续一段持续时间，例如，以便使得操作员可以注意到先前的操作焊接电压和焊接电流强度参数。图11显示了TIG开路电压(OCV)状态，其中，再次，输出图形指示器64指示当前在电源16上存在功率输出，但没有维持焊弧。
如在图12中描绘的，并且不同于先前讨论的焊接过程，TIG自动设定功能可以包括预流状态和后流状态。TIG预流状态是如下状态：在该状态中，惰性气体在生成焊弧之前流动以在点火之前对电弧的区域进行气体置换和保护。例如，如在图12中图示的彩色显示屏48内描绘的，电极直径和材料厚度可以分别被设定为1/16”英寸和3/16”英寸。预流图形指示器76可以自动地向操作员指示惰性气体在生成焊弧之前已经开始流动。图13描绘了TIG后流状态，其中，后流图形指示器78自动地指示后流状态。
在某些实施例中，可以经由用户接口38的焊接过程选择器40来选择TIG远程过程。如在图14中图示的彩色显示屏48内描绘的，TIG远程过程可以由图形指示器82指示。在该过程中，操作员可以远程地控制或者调节一个或多个焊接参数。例如，图14图示了TIG远程备用状态，其中，1/16”表示电极直径的输入值，并且3/16”表示材料厚度的输入值。电源16可以自动地设定电流强度参数的恰当设定(例如，140安培)。图15图示了TIG远程焊接状态，其中，在操作员或者其他用户执行焊接时，自动地显示焊接电压的恰当设定(例如，12.0伏特)和焊接电流强度的恰当设定(例如，140安培)。相似地，图16显示了TIG远程保持状态，其中，例如，在显示了前述焊接状态之后，操作焊接电压和焊接电流强度参数进一步被保持一段附加持续时间，如由保持状态指示器68指示的，以便操作员可以注意到这些先前的焊接参数。图17描绘了TIG远程开路电压(OCV)状态，其中，一经接收到电极直径(例如，1/16”)和材料厚度(例如，3/16”)输入(例如，经由电极直径调节器42和材料厚度调节器44)时，就自动地设定恰当的电流强度(例如，140安培)参数设定。输出图形指示器64进一步用信号表明当前存在来自电源16的输出功率，但并未维持焊弧。TIG远程过程还可以包括预流状态和后流状态，如分别在图18和图19中描绘的。TIG远程过程的预流状态和后流状态可以执行与TIG预流状态和后流状态(例如，如上文针对图12和图13所讨论的)相同的功能并且表现出相同的性质。
本文描述的实施例提供了直观且灵活的图形用户接口以便于针对各种过程、材料类型、材料厚度、气体类型以及电极直径来设定焊接参数。本文描述的实施例提供了快速且简单的构件以便于新手操作员或者甚至是有经验的操作员(其可能对某些焊接过程不熟悉)设定焊接参数。本文描述的实施例进一步显示了所推荐的焊接参数值范围的彩色图示，并且显示了给定的焊接参数何时处于恰当的或者最佳的设定。图形用户接口还配置为给操作员提供针对给定所选焊接过程的附加指示和指导。本文描述的实施例还给予操作员简单构件来启用或者禁用自动设定功能，以便操作员可以利用焊接参数的自动设定，或者使用焊接参数的传统手动设定。
尽管本文已图示和描述了本公开的仅仅某些特征，但本领域的技术人员将会想到许多修改和变化。因此，应理解，所附权利要求书意在覆盖落在本公开的真正精神内的所有这些修改和变化。

Claims (23)

1.一种焊接系统，包括：
接口，所述接口包括：
第一输入元件，所述第一输入元件配置为接收与从焊接电力供应器递送至焊接炬的电力的参数相关的输入；
第二输入元件，所述第二输入元件配置为接收与从送丝机递送至所述焊接炬的电极的行进速率相关的输入；
第三输入元件，所述第三输入元件配置为接收与是否自动地设定所述电力参数和所述电极的所述行进速率相关的输入；以及
彩色显示装置，所述彩色显示装置配置为显示所述电力参数和所述电极的所述行进速率；以及
控制电路，所述控制电路配置为当所述第三输入元件被激活时，至少部分地基于所述电极的选择直径设定和工件的选择材料厚度设定进行调节并在所述彩色显示装置上显示所述电力参数和所述行进速率，并且配置为基于对所述电力参数和所述行进速率的所述调节来控制所述电力参数和所述行进速率。
2.根据权利要求1所述的焊接系统，其中，所述彩色显示装置配置为显示所述电力参数的可接受值范围的第一彩色图示，并且显示所述电极的所述行进速率的可接受值范围的第二彩色图示，其中，所述第一彩色图示包括对经调节的电力参数值相对于所述电力参数的所述可接受值范围处于在何处的指示，并且所述第二彩色图示包括对经调节的所述行进速率值相对于所述行进速率的所述可接受值范围处于何处的指示。
3.根据权利要求2所述的焊接系统，其中，所述控制电路配置为调节并在所述彩色显示装置上显示所述电力参数的所述可接受值范围的所述第一彩色图示，并且配置为调节并在所述彩色显示装置上显示所述电极的所述行进速率的所述可接受值范围的所述第二彩色图示。
4.根据权利要求2所述的焊接系统，其中，所述控制电路配置为基于经调节的所述电力参数值相对于所述电力参数的所述可接受值范围所处位置来调节所述第一彩色图示的颜色，并且配置为基于经调节的所述行进速率值相对于所述行进速率的所述可接受值范围所处位置来调节所述第二彩色图示的颜色。
5.根据权利要求4所述的焊接系统，其中，所述控制电路配置为当所述第三输入元件被激活时，将所述电力参数和所述行进速率调节至在其相应可接受值范围内的值。
6.根据权利要求2所述的焊接系统，其中，所述控制电路配置为在所述彩色显示装置上显示具有滑块的所述第一彩色图示和所述第二彩色图示，所述滑块基于相对于所述相应可接受值范围的相应当前值来改变颜色。
7.根据权利要求2所述的焊接系统，其中，所述接口包括第四输入元件，所述第四输入元件配置为接收与所述电极的所述直径设定相关的输入，其中，所述控制电路配置为至少部分地基于所述电极的所述直径设定来确定所述可接受值范围。
8.根据权利要求2所述的焊接系统，其中，所述接口包括第四输入元件，所述第四输入元件配置为接收与所述工件的所述材料厚度设定相关的输入，其中，所述控制电路配置为至少部分地基于所述材料厚度设定来确定所述可接受值范围。
9.根据权利要求2所述的焊接系统，其中，所述控制电路配置为在所述第一输入元件接收到输入之后，在所述彩色显示装置上显示所述电力参数的所述可接受值范围的所述第一彩色图示长达预定时间量，并且配置为在所述第二输入元件接收到输入之后，在所述彩色显示装置上显示所述电极的所述行进速率的所述可接受值范围的所述第二彩色图示长达所述预定时间量。
10.根据权利要求2所述的焊接系统，其中，所述控制电路配置为仅仅接受来自所述第一输入元件的与在所述电力参数的所述可接受值范围内的所述电力参数的值相对应的值。
11.根据权利要求2所述的焊接系统，其中，所述控制电路配置为仅仅接受来自所述第二输入元件的与在所述电极的所述行进速率的所述可接受值范围内的所述电极的所述行进速率的值相对应的值。
12.根据权利要求1所述的焊接系统，其中，所述第一输入元件、所述第二输入元件、所述第三输入元件或者其某种组合被显示作为所述彩色显示装置上的图形输入元件。
13.一种焊接系统，包括：
接口，所述接口包括：
第一输入元件，所述第一输入元件配置为接收与从焊接电力供应器递送至焊接炬的电力的参数相关的输入；
第二输入元件，所述第二输入元件配置为接收与从送丝机递送至所述焊接炬的电极的行进速率相关的输入；
第三输入元件，所述第三输入元件配置为接收与是否自动地设定所述电力参数和所述电极的所述行进速率相关的输入；以及
彩色显示装置，所述彩色显示装置配置为显示所述电力参数的可接受值范围的第一彩色图示，并且配置为显示所述电极的所述行进速率的可接受值范围的第二彩色图示；以及
控制电路，所述控制电路配置为当所述第三输入元件被激活时，调节并在所述彩色显示装置上显示所述电力参数的所述可接受值范围的所述第一彩色图示，配置为当所述第三输入元件被激活时，调节并在所述彩色显示装置上显示所述电极的所述行进速率的所述可接受值范围的所述第二彩色图示，并且配置为基于所述调节来控制所述电力参数和所述行进速率。
14.根据权利要求13所述的焊接系统，其中，所述第一彩色图示包括对经调节的所述电力参数值相对于所述电力参数的所述可接受值范围处于何处的指示，并且所述第二彩色图示包括对经调节的所述行进速率值相对于所述行进速率的所述可接受值范围处于何处的指示。
15.根据权利要求13所述的焊接系统，其中，所述控制电路配置为基于经调节的所述电力参数值相对于所述电力参数的所述可接受值范围所处位置来调节所述第一彩色图示的颜色，并且配置为基于经调节的所述行进速率值相对于所述行进速率的所述可接受值范围所处位置来调节所述第二彩色图示的颜色。
16.根据权利要求15所述的焊接系统，其中，所述控制电路配置为当所述第三输入元件被激活时，将所述电力参数和所述行进速率调节至在其相应可接受值范围内的值。
17.根据权利要求13所述的焊接系统，其中，所述控制电路配置为在所述彩色显示装置上显示具有滑块的所述第一彩色图示和所述第二彩色图示，所述滑块基于相对于所述相应可接受值范围的相应当前值来改变颜色。
18.根据权利要求13所述的焊接系统，其中，所述接口包括第四输入元件，所述第四输入元件配置为接收与所述电极的直径相关的输入，其中，所述控制电路配置为至少部分地基于所述电极的所述直径来确定所述可接受值范围。
19.根据权利要求13所述的焊接系统，其中，所述接口包括第四输入元件，所述第四输入元件配置为接收与工件的材料厚度相关的输入，其中，所述控制电路配置为至少部分地基于所述材料厚度来确定所述可接受值范围。
20.根据权利要求13所述的焊接系统，其中，所述控制电路配置为在所述第一输入元件接收到输入之后，在所述彩色显示装置上显示所述电力参数的所述可接受值范围的所述第一彩色图示长达预定时间量，并且配置为在所述第二输入元件接收到输入之后，在所述彩色显示装置上显示所述电极的所述行进速率的所述可接受值范围的所述第二彩色图示长达所述预定时间量。
21.根据权利要求13所述的焊接系统，其中，所述控制电路配置为仅仅接受来自所述第一输入元件的与在所述电力参数的所述可接受值范围内的所述电力参数的值相对应的值。
22.根据权利要求13所述的焊接系统，其中，所述控制电路配置为仅仅接受来自所述第二输入元件的与在所述电极的所述行进速率的所述可接受值范围内的所述电极的所述行进速率的值相对应的值。
23.根据权利要求13所述的焊接系统，其中，所述第一输入元件、所述第二输入元件、所述第三输入元件或者其某种组合被显示作为所述彩色显示装置上的图形输入元件。
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