MX2012014704A - Alimentador de alambre para soldar con sensor de velocidad rotacional magnetico. - Google Patents

Abstract

Un alimentador de alambre para soldadura (14) incluye un sistema de sensor rotacional magnético (56) configurado para medir un parámetro indicativo de una velocidad de alimentación de alambre del alimentador de alambre para soldadura. El sistema de sensor rotacional magnético incluye un imán dipolar (110) conectado a un engranaje (52) accionado por un motor eléctrico (42) del alimentador de alambre para soldadura y un sensor magnético (108) dispuesto de forma adyacente al imán dipolar y configurado para medir una posición angular del imán dipolar. El sistema de sensor rotacional magnético también incluye un procesador (64) configurado para recibir señales de la posición angular medida por el sensor magnético y para calcular una velocidad de alimentación de alambre del alimentador de alambre para soldadura basado en las señales de posición angular y parámetros de configuración del alimentador de alambre para soldadura.

Description

ALIMENTADOR DE ALAMBRE PARA SOLDAR CON SENSOR DE VELOCIDAD ROTACIONAL MAGNÉTICO REFERENCIA CRUZADA A LAS SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama prioridad de la Solicitud de Patente Estadounidense No. 13/158,005 titulada "Welding Wire Feeder with Magnetic Rotational Speed Sensor" presentada el 10 de junio de 201 1 , y la Solicitud de Patente Estadounidense No. 61/355,815 titulada "Magnetic Rotational Speed Sensor in a Welding Wirefeeder", presentada el 17 de junio de 20 0, las cuales se incorporan a la presente por referencia de su totalidad.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona generalmente a sistemas de soldadura, y, más particularmente, a un alimentador de alambre para soldar con un sensor de velocidad de rotación magnético.

Soldar es un proceso que se ha vuelto cada vez más omnipresente en varias industrias y aplicaciones. Tales operaciones de soldadura dependen en una variedad de tipos de equipo para asegurar que el suministro de consumibles de soldadura (p. ej., alimentación de alambre, gas protector, etc.) se proporcione a la soldadura en una cantidad adecuada en el tiempo deseado. Por ejemplo, la soldadura con gas inerte y metal (??T) generalmente depende de un alimentador de alambre para asegurar el avance adecuado del alambre para soldar a un soplete, mientras el alambre establece la soldadura por arco y se consume al progresar la soldadura.

En sistemas MIG, los parámetros de operación de alimentación de alambre para una tal aplicación de soldadura puede variar según una variedad de factores como el tipo de alambre usado, el tamaño del carrete de alambre, las características físicas del alambre, la longitud y el tipo del soplete y el cable del soplete, la temperatura del proceso de soldadura, el tipo de proceso de soldadura, etc. Frecuentemente, los parámetros de operación de alimentación de alambre se pueden supervisar durante una operación de soldadura. Por ejemplo, una velocidad de alimentación de alambre de un alimentador de alambre para soldadura se puede medir por medio de una representación de motor programado y métodos de curva de voltaje y resistencia. Desafortunadamente, una representación de motor programado y métodos de curva de voltaje y resistencia pueden proporcionar medidas y datos imprecisos. Alternativamente, tacómetros ópticos, p. ej., diodos emisores de luz (LED) y ruedas de codificador, se pueden usar para medir la velocidad de alimentación de alambre. Sin embargo, tacómetros ópticos, que se pueden montar a un eje de motor del motor de alimentador de alambre, son susceptibles a fallar en ambientes de alta temperatura. Adicionalmente, polvo o contaminantes en un ambiente de soldadura pueden bloquear la trayectoria de luz de los LED, además reducir la efectividad del tacómetro óptico. Además, el tacómetro óptico se puede unir estrechamente al accionamiento de motor del alimentador de alambre que, mientras proporciona potencialmente mayores resoluciones, puede aumentar la dificultad de remover o reemplazar el motor.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En una modalidad de ejemplificación, un sistema alimentador de alambre para soldadura incluye un accionamiento de alambre configurado para entrar en contacto con un alambre para soldadura y para dirigir el alambre para soldadura hacia una aplicación de soldadura, un ensamblaje de engranaje conectado al accionamiento de alambre y configurado para forzar la rotación del accionamiento de alambre durante la operación. El sistema alimentador de alambre para soldadura también incluye un sistema sensor rotacional magnético configurado para medir un parámetro indicativo de una velocidad de alimentación de alambre del sistema alimentador de alambre para soldadura.

En otra modalidad de ejemplificación, un sistema sensor de velocidad de alimentación de alambre incluye un imán dipolar conectado a un engranaje dirigido por un motor eléctrico de un alimentador de alambre para soldadura, un sensor magnético colocado adyacente al imán dipolar y configurado para medir una posición angular del imán dipolar, y un procesador configurado para recibir señales de la posición angular medida por el sensor magnético y para calcular una velocidad de alimentación de alambre de un alimentador de alambre para soldadura basado en las señales de posición angular y parámetros de configuración del alimentador de alambre para soldadura.

En otra modalidad, un método para medir la velocidad de alimentación de alambre de un alimentador de alambre para soldadura incluye medir una posición angular de un engranaje dirigido por un motor eléctrico configurado para dirigir un alambre para soldadura a una aplicación de soldadura, y que toma muestras de una posición angular a un intervalo deseado, y que calcula la velocidad de alimentación de alambre basado en la posición angular del engranaje y parámetros de configuración del alimentador de alambre para soldadura.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Éstas y otras características, aspectos y ventajas de la presente invención se entenderán mejor cuando la siguiente descripción detallada se lea con referencia a las figuras anexas en las cuales caracteres similares representan partes similares a través de las figuras, donde: la figura 1 es una representación esquemática de un sistema de soldadura de ejemplificación; la figura 2 es una ilustración esquemática de componentes funcionales de ejemplificación del sistema alimentador de alambre para soldadura de la figura 1 ; la figura 3 es una representación esquemática de un sensor de velocidad de alimentación de alambre magnético configurado para medir una velocidad de alimentación de alambre del sistema alimentador de alambre para soldadura de la figura 1 ; la figura 4 es una representación gráfica de velocidad angular de un engranaje del sistema alimentador de alambre para soldadura contra un voltaje aplicado al motor eléctrico del sistema; y la figura 5 es un diagrama de flujo que ¡lustra un método de ejemplificación para determinar una velocidad de alimentación de alambre que usa el sensor de velocidad de alimentación de alambre magnético de la figura 3.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente descripción describe modalidades de ejemplificación de un alimentador de alambre para soldadura que tiene un sensor de velocidad de alimentación de alambre magnético. El alimentador de alambre para soldadura incluye un motor configurado para dirigir un rollo para alimentar un alambre para soldadura a un soplete. El motor además dirige un engranaje intermedio, cuya rotación se mide por un sensor de velocidad de alimentación de alambre magnético al calcular una posición angular y velocidad del engranaje intermedio. La rotación de otro engranaje o componente de rotación del sistema puede medirse de forma similar. Más específicamente, en la modalidad descrita, la posición angular y velocidad se miden por medio de un imán dispuesto en un eje conectado al engranaje intermedio y colocado sobre un circuito integrado para tomar muestras de la posición angular del eje a un intervalo regular. Los datos de posición angular entonces se usan para determinar la velocidad angular del engranaje intermedio, la cual se puede además convertir en una medida de velocidad de alimentación de alambre.

Como se apreciará, el sensor de velocidad de alimentación de alambre se puede usar con una variedad de motores alimentadores de alambre para soldadura, alambres de soldadura y relaciones de engranajes. Adicionalmente, el sensor de velocidad de alimentación de alambre magnético proporciona una forma de no-contacto de detección de velocidad/posición que puede proporcionar una resolución de datos mejorada, y se puede unir con una fundición de accionamiento de motor más que con el accionamiento de motor mismo, por lo mismo permite más extracción y reemplazo aerodinámico del accionamiento de motor. Por otra parte, cuando el sensor de velocidad de alimentación del alambre magnético mide un campo magnético para determinar una velocidad de alimentación de alambre, el polvo y otros contaminantes en un ambiente de soldadura son menos propensos a interferir con la recolección de datos por el sensor de velocidad de alimentación del alambre.

Pasando a las figuras, la figura 1 ilustra un sistema de soldadura 10 de ejemplificación que potencia, controla y proporciona suministros a una operación de soldadura. El sistema de soldadura 10 incluye un suministro de potencia de soldadura 12, un alimentador de alambre 14, y un soplete 16. El suministro de potencia 12 puede ser suministro de potencia de soldadura tipo conversor de potencia o un suministro de potencia de soldadura de inversor que requiere una fuente de poder 18. En otras modalidades, el suministro de potencia de soldadura 12 puede incluir un generador o alternador dirigido por un motor de combustión interna. El suministro de potencia de soldadura 12 también puede incluir una inferíase de usuario 20 para dar entrada o ajustar varios parámetros de operación del suministro de potencia de soldadura 12, como el voltaje y la corriente. En algunas modalidades, la interfase de usuario 20 se puede además configurar para dar entrada o ajustar varios parámetros del alimentador de alambre para soldadura 14, como un diámetro de alambre para soldadura, velocidad de alimentación de alambre, etc. Como se muestra, el suministro de potencia de soldadura 12 se acciona por el alimentador de alambre para soldadura 14. Como se apreciará, el suministro de potencia de soldadura 12 se puede unir al alimentador de alambre para soldadura 14 por un cable de corriente alimentador, un cable de soldadura y un cable de control.

El alimentador de alambre para soldadura 14 en la modalidad ilustrada proporciona alambre para soldadura al soplete 16 para usarse en la operación de soldadura. Específicamente, el alimentador de alambre para soldadura 14 alimenta alambre para soldadura de un carrete al soplete 16. Se puede usar una variedad de alambres para soldadura. Por ejemplo, el alambre para soldadura puede ser sólido (p. ej., acero de carbono, aluminio, acero inoxidable), compuesto, núcleo de fundente, etc. Por lo tanto, el grosor del alambre para soldadura puede variar según la aplicación de soldadura para la cual el alambre para soldadura se usa. Por ejemplo, el alambre para soldadura puede ser de -045", .052", 1/16" o 5/64". El alimentador de alambre para soldadura 14 puede incluir una variedad de componentes internos como un sistema de accionamiento de alimentación de alambre, un ensamblaje de motor eléctrico, un motor eléctrico, etc.

Adicionalmente, una fuente de gas 22 se puede unir al alimentador de alambre para soldadura 14. La fuente de gas 22 es la fuente del gas que se suministra al soplete 16. Como se discutirá detalladamente más adelante, el alimentador de alambre para soldadura 14 puede además incluir un sensor de velocidad de alimentación magnético configurado para medir una velocidad de alimentación del alambre suministrado por el alimentador 14. Adicionalmente, el sensor de velocidad de alimentación de alambre magnético puede ser un sensor de no-contacto configurado para operar con cualquiera de una pluralidad de motores que se puedan usar en el alimentador de alambre para soldadura 14. En otras palabras, el sensor de velocidad de alimentación de alambre magnético se puede disponer dentro del alimentador de alambre para soldadura 14 independientemente del motor, por lo mismo permitir la extracción y reemplazo independiente del motor, sin extraer o reemplazar el sensor de velocidad de alimentación de alambre magnético.

Como se muestra, el alambre para soldadura suministrado por el alimentador de alambre para soldadura 14 se manda al soplete 16 a través de un primer cable 24. El primer cable 24 también puede suministrar gas al soplete 16. Como también se muestra, un segundo cable 26 une el suministro de potencia de soldadura 12 a una pieza de trabajo 28 (comúnmente por medio de una pinza) para completar el circuito entre el suministro de potencia de soldadura 12 y el soplete 16 durante una operación de soldadura.

Se debería notar que las modificaciones al sistema de soldadura 10 de ejemplificación de la figura 1 se pueden realizar de acuerdo con aspectos de la presente invención. Por ejemplo, el alimentador de alambre para soldadura 14 puede además incluir una interfase de usuario para permitir a un usuario dar entrada y ajusfar varios ajustes de alimentación de alambre o parámetros de operación del alimentador de alambre para soldadura 14, como la velocidad de alimentación de alambre, el diámetro de alambre para soldadura, etc. Además, aunque las modalidades ilustradas se describen en el contexto de un proceso de soldadura de gas inerte y metal (MIG), las características de la invención se pueden utilizar con una variedad de procesos de soldadura.

La figura 2 es un diagrama de bloques que ilustra ciertos componentes internos del alimentador de alambre para soldadura 14. Como se describe anteriormente, un alambre para soldadura 30 se alimenta desde un carrete de alambre para soldadura 32 por un accionamiento de alambre 34, y del mismo al soplete 16. En la modalidad ilustrada, el accionamiento de alambre 34 incluye un rodillo impulsor 36 y un rodillo de inclinación. Como se muestra, el rollo de inclinación 38 se inclina hacia el alambre para soldadura 30, y el rodillo impulsor 36 se conecta mecánicamente a un ensamblaje de motor eléctrico 40 que tiene un motor eléctrico 42. Como se apreciará, el rodillo impulsor 36 se gira por el ensamblaje de motor eléctrico 40 para dirigir el alambre para soldadura 30, mientras que el rodillo de inclinación 38 se inclina hacia el alambre para soldadura 36 para mantener buen contacto entre el rodillo de inclinación 38, el rodillo impulsor y el alambre para soldadura 30. En otras modalidades, el accionamiento de alambre 34 puede incluir varios rodillos de este tipo. Se pueden usar varias configuraciones físicas de rodillos, ensamblajes de inclinación y montajes y ensamblajes de motor y la invención no pretende limitarse a cualquier disposición de éstas.

Como se mencionó anteriormente, el alimentador de alambre para soldadura 14 incluye el ensamblaje de motor eléctrico 40 que puede emplear cualquiera de una pluralidad de motores eléctricos disponibles, combinaciones de engranaje, etc., según un modelo de accionamiento (p. ej., tipo de señal de entrada), el tipo de motor deseado (DC, par de torsión, etc.), el tamaño anticipado de alambre y los requerimientos de par de torsión, y el rango de velocidad anticipado. Además de un motor eléctrico 42, que en una modalidad contemplada actualmente es un motor de corriente continua con escobillas, el ensamblaje de motor eléctrico 40 incluye un ensamblaje de engranaje 44. Específicamente, un eje de motor 46 accionado por el motor eléctrico 42 se conecta a un engranaje de motor 48. El engranaje de motor 48 se conecta mecánicamente a un engranaje de rodillo impulsor 50. El engranaje de rodillo impulsor 50 se conecta a un eje de accionamiento 54, que se conecta al rodillo impulsor 36. Por lo tanto, cuando el motor eléctrico 42 accione al eje de motor 46 para que gire, el engranaje de motor 48 transferirá potencia al engranaje de rodillo impulsor 50, que accionará la rotación del rodillo impulsor 36. Cuando el rodillo impulsor 36 se accione para que gire, el alambre para soldadura 30 se alimentará al soplete 16 por el alimentador de alambre para soldadura 14. El engranaje de motor 48 y el engranaje de rodillo impulsor 50 pueden tener una variedad de diferentes proporciones de engranaje. Por ejemplo, el engranaje de motor 48 y el engranaje de rodillo impulsor 50 pueden tener una primera proporción de engranaje configurada para proporcionar una velocidad de alimentación de alambre y un par de torsión estándares. De otra forma, el engranaje de motor 48 y el engranaje de rodillo impulsor 50 pueden tener una segunda proporción de engranaje configurada para proporcionar una velocidad de alimentación de alambre baja y un par de torsión alto. Como se mencionó anteriormente, el alimentador de alambre para soldadura 14 incluye un sensor de velocidad de alimentación de alambre 56. Específicamente, en la modalidad ilustrada, el sensor de velocidad de alimentación de alambre magnético 56 se conecta a un engranaje intermedio 52, que además se conecta mecánicamente al engranaje de rodillo impulsor 50. Como se describe a detalle a continuación, el sensor de velocidad de alimentación de alambre magnético 56 se configura para medir y proporcionar al usuario una indicación de la velocidad de rotación del motor eléctrico o la velocidad de alimentación de alambre, y se puede usar para el control de bucle cerrado de la velocidad de accionamiento de alambre. Cuando el engranaje intermedio 52 se accione para girar por el engranaje de rodillo impulsor 50, el sensor de velocidad de alimentación de alambre magnético 56, con un imán y un sensor magnético, toma una muestra del ángulo o posición del engranaje intermedio 52 a un intervalo deseado, normalmente fijo. Los datos de ángulo o posición recolectados por el sensor de velocidad de alimentación de alambre magnético 56 se usan entonces para determinar la velocidad de alimentación de alambre del alambre para soldadura 30, como se describe a continuación. Para el engranaje de motor 48 y el engranaje de rodillo impulsor 50, el engranaje de rodillo impulsor 50 y el engranaje intermedio 52 pueden tener una variedad de proporciones de engranaje. Además, ya que el sensor de velocidad de alimentación de alambre magnético 56 y el engranaje intermedio 52 no están directamente conectados al motor eléctrico 42, al eje de motor 46, o al engranaje de motor 48, dichas partes se pueden retirar y reemplazar en el alimentador de alambre para soldadura 14 sin que el sensor de velocidad de alimentación de alambre magnético 56, el engranaje de rodillo impulsor 50 o el engranaje Intermedio 52 se retiren o reemplacen.

El alimentador de alambre para soldadura 14 incluye circuitos de accionamiento 58 conectados al ensamblaje de motor eléctrico 40. En una modalidad, los circuitos de accionamiento 58 se pueden conectar al ensamblaje de motor eléctrico 40 por dos cables (no se muestran). Los circuitos de accionamiento 58 se configuran para aplicar señales de accionamiento al ensamblaje de motor eléctrico 40 en operación. Los circuitos de accionamiento 58 además incluyen una entrada de potencia 60 que proporciona potencia a los circuitos de accionamiento 58. Los circuitos de accionamiento además se conectan eléctricamente a los circuitos de control 62. Los circuitos de control 62 se configuran para aplicar señales de control a los circuitos de accionamiento 58. Por ejemplo, los circuitos de control 62 pueden proporcionar señales de modulación por ancho de pulsos (PWM) a los circuitos de accionamiento 58 para regular un ciclo de servicio de señales de accionamiento de los circuitos de accionamiento 58 al ensamblaje de motor eléctrico 40. Por ejemplo, los circuitos de control 62 pueden enviar señales PWM a los circuitos de accionamiento 58 para lograr un ciclo de servicio de 100%, 50%, 25% o cualquier nivel deseado por las señales de accionamiento aplicadas al ensamblaje de motor eléctrico 40. En ciertas modalidades, las señales de control para regular la velocidad de alimentación de alambre (y por lo tanto la velocidad de motor) se pueden originar en el suministro de potencia de soldadura.

Como se muestra en la modalidad ilustrada, los circuitos de control 62 se conectan a un procesador 64, circuitos de memoria 66 y circuitos de interfase 68. El sensor de velocidad de alimentación de alambre magnético 56 también se conecta al procesador 64. Como se menciona anteriormente, el sensor de velocidad de alimentación de alambre magnético 56 toma una muestra del ángulo o posición del engranaje intermedio 52 a un intervalo deseado. Las medidas de ángulo del engranaje intermedio 52 recolectadas por el sensor de velocidad de alimentación de alambre magnético 56 se supervisan por el procesador 64 con el tiempo. Además, con las medidas, el procesador 64 calcula la distancia rotacional recorrida por el engranaje intermedio 52 y, subsecuentemente, la velocidad de rotación del engranaje intermedio 52. Con la velocidad de rotación del engranaje intermedio 52, se determina la velocidad de alimentación de alambre del alimentado de alambre para soldadura 14.

La velocidad de alimentación de alambre calculada por el procesador 64 se puede mostrar en una interfase de usuario 70 del alimentador de alambre para soldadura 1 . Específicamente, la velocidad de alimentación de alambre calculada por el procesador 64 se puede comunicar a los circuitos de interfase 68, que se conectan a la interfase de usuario 70, y los circuitos de interfase 68 pueden comunicar la velocidad de alimentación de alambre a la interfase de usuario 70. La interfase de usuario 70 también puede permitir un operador para dar entrada y ajustar varios ajustes y parámetros de operación del alimentador de alambra para soldadura 14. Por ejemplo, en ciertas modalidades, la interfase de usuario 70 se puede usar para seleccionar o ajustar la velocidad de alimentación de alambre del alimentador de alambre para soldadura 14.

Adicionalmente, en algunas configuraciones, los circuitos de interfase 68 se pueden conectar al suministro de potencia de soldadura 12. En algunas configuraciones, el suministro de potencia de soldadura 12 puede permitir intercambiar señales con el alimentador de alambra para soldadura 14. Por ejemplo, se pueden proporcionar interfases multi-polo en el suministro de potencia de soldadura 12 y el alimentador de alambra para soldadura 14, y un cable multi-conductor puede funcionar entre el suministro de potencia 12 y el alimentador de alambra 14 para permitir que tal información como velocidades, procesos, corrientes seleccionadas, voltajes, niveles de potencia o parámetros de configuración de alimentación de alambre, etc., se fijen ya sea en el suministro de potencia 2, el alimentador de alambre 14, o ambos. Además, el suministro de potencia de soldadura 12 puede proporcionar retroalimentación relacionada con la operación de soldadura al usuario a través de la interfase de usuario 70 del alimentador de alambra para soldadura 14.

La figura 3 ¡lustra el sensor de velocidad de alimentación de alambre magnético 56 configurado para medir una velocidad de alimentación de alambre del alimentador de alambre para soldadura 14 de la figura 1. Como se analizó anteriormente, el alimentador de alambre para soldadura 14 incluye el ensamblaje de motor eléctrico 40 que tiene al motor eléctrico 42 configurado para accionar el ensamblaje de engranaje 44. Específicamente, el motor eléctrico 42 acciona el eje de motor 46 que se extiende a través de una placa de montaje 96, que puede ser una fundición de accionamiento de motor u otra superficie, y se conecta al engranaje de motor 48. Cuando el engranaje de motor 48 se acciona, el engranaje de motor 48 acciona el engranaje de rodillo impulsor 50, que además acciona el engranaje intermedio 52. En la modalidad ilustrada, el engranaje intermedio 52 se dispone adyacente a la placa de montaje 96, y el sensor de velocidad de alimentación de alambre magnético 56 se conecta a la placa de montaje 96 en un lado de la placa de montaje 96 opuesto al engranaje intermedio 52. El sensor de velocidad de alimentación de alambre magnético 56 incluye una caja de módulo 98 que se conecta a la placa de montaje 96 y define una cavidad 100 entre la caja de módulo 98 y la placa de montaje 96.

Como se muestra, el engranaje intermedio 52 se conecta a un eje intermedio 102 que se extiende a través de la placa de montaje 96 y en la cavidad 100 del sensor de velocidad de alimentación de alambre magnético 56. Se disponen cojinetes 104 en cada lado del eje intermedio 102 para proporcionar rotación obligatoria del eje intermedio 102 dentro de la caja de módulo 98. El eje intermedio 102 se dispone parcialmente dentro de la cavidad 100 de modo que un extremo 106 del eje intermedio 102 se dispone sobre un sensor magnético 108 dispuesto dentro de la caja de módulo 98. Además, el extremo 106 del eje intermedio 102 incluye un imán 1 10. Por ejemplo, el imán 110 puede ser un imán dipolar estándar. El eje intermedio 102 se conecta al engranaje intermedio 52 y se dispone sobre el sensor magnético 108 de modo que la distancia entre el imán 1 10 y el sensor magnético 108 es constante. Cuando el engranaje intermedio 52 se acciona para girar por el engranaje de rodillo impulsor 50, el eje intermedio 102 y el imán 1 10 también giran sobre el sensor magnético 108. El sensor magnético 108 incluye un circuito integrado configurado para detectar una inclinación del campo magnético generada por el imán 1 10 para determinar una posición angular del eje intermedio 52. Por ejemplo, el sensor magnético 108 puede ser el Cl codificador de rotación AS5040 fabricado por Austria Microsystems.

El sensor magnético 108 se conecta al procesador 64, que supervisa la posición angular del eje intermedio 102 medido por el sensor magnético 108. Específicamente, el engranaje intermedio 52 se acciona por el engranaje de rodillo impulsor 50, por lo mismo hace girar el eje intermedio 102 y el imán 0, el procesador 64 toma una muestra del ángulo o posición del eje intermedio 5 por medio de un sensor magnético 108 y almacena la medida de la posición angular y el tiempo en el que se tomó la medida de posición angular. Por ejemplo, los datos de posición angular y tiempo se pueden almacenar en los circuitos de memoria 66. Por medio de las medidas de posición angular y tiempo, el procesador 64 calcula una velocidad angular del eje intermedio 102. Por ejemplo, la velocidad angular se puede calcular al encontrar una diferencia entre dos muestras de posiciones angulares. Se pueden usar varios intervalos, y, donde se desee, se pueden emplear filtros de paso bajo, promedios movibles y técnicas similares para aligerar los valores calculados y disminuir el ruido. Basado en la velocidad angular y otros factores como proporciones de engranaje del engranaje de rodillo impulsor 50, engranaje intermedio 52, diámetro de rodillo impulsor 36 tamaño de alambre para soldadura 30, etc., se calcula la velocidad de alimentación de alambre. Normalmente se usarán para modificar la velocidad angular calculada para la velocidad de alimentación de alambre a través de una o más proporciones de engranaje aplicadas. Como se describe más adelante, la velocidad angular del eje intermedio 102 calculada por el procesador 64 se asocia o se iguala con el voltaje correspondiente suministrado al motor eléctrico 42 para generar la velocidad angular calculada del eje intermedio 102. Basado en la relación entre el voltaje suministrado al motor eléctrico 42 y la velocidad angular del eje intermedio 102, se puede ajusfar la velocidad de alimentación de alambre que resulta.

La figura 4 ilustra una gráfica 1 12 de la relación entre un voltaje 1 14 aplicado al motor eléctrico 42 y una velocidad angular resultante 1 16 del eje intermedio 102. Como se mencionó anteriormente, un usuario puede aumentar la velocidad de alimentación de alambre del alimentador de alambre para soldadura 14 por medio de una interfase de usuario 70. Por ejemplo, cuando la interfase de usuario 70 recibe un comando para aumentar la velocidad de alimentación de alambre, la interfase de usuario 70 puede comunicar el comando a los circuitos de interfase 68, que pueden comunicar el comando al procesador 64. El procesador 64 puede entonces proporcionar el comando a los circuitos de control 62 que proporcionan señales de control a los circuitos de accionamiento 58. En respuesta al comando para aumentar la velocidad de alimentación de alambre, los circuitos de accionamiento 58 aumentan el voltaje 1 14 aplicado al motor eléctrico 42. Cuando el voltaje 1 14 aplicado aumenta, la velocidad angular 1 16 del eje intermedio 102 aumentará. De manera similar, cuando el voltaje 1 14 aplicado al motor eléctrico 42 disminuye, la velocidad angular 1 16 del eje intermedio 102 disminuirá.

Como se muestra en la gráfica 1 12, en el caso contemplado, existe una relación lineal entre el voltaje 1 14 aplicado al motor eléctrico 42 y la velocidad angular resultante 1 16 del eje intermedio 102. En otras palabras, cuando el voltaje 1 14 aplicado al motor eléctrico 42 aumenta, la velocidad angular resultante 1 16 aumenta proporcionalmente. Adicionalmente, se requiere un voltaje inicial 122 para iniciar la operación del motor eléctrico 42. En otras palabras, al aplicarse el voltaje inicial 122 al motor eléctrico 42, no aumenta la velocidad angular del eje intermedio 102.

La figura 5 es un diagrama de flujo 124 que ilustra un método de ejemplificación para medir una velocidad de alimentación de alambre del alimentador de alambre para soldadura 14 por medio de un sensor de velocidad de alimentación de alambre magnético 56. Primero, como se representa por el bloque 126, se mide una posición angular de un engranaje accionado por el motor eléctrico 42 configurado para accionar un alambre para soldadura 30 a una aplicación de soldadura. Como se analizó a detalle anteriormente, el engranaje puede ser un engranaje intermedio 52. Adicionalmente, la posición angular del engranaje se puede medir al detectar el campo magnético creado por un imán dipolar 1 10 conectado al engranaje. En ciertas modalidades, el imán dipolar 1 10 se puede conectar a un eje intermedio 102 del engranaje intermedio 52. El campo magnético se mide por un sensor magnético 108 dispuesto de forma adyacente, pero no en contacto con, el imán dipolar 1 10. Como se representa por el bloque 128, se toma muestra de la posición angular del engranaje a un intervalo deseado. Por ejemplo, un procesador 64 se puede conectar al sensor magnético 108 (o a través de toma de muestra intermedia, conversión u otros circuitos) y configurarse para supervisar la posición angular medida por el sensor magnético 108. Más específicamente, el procesador 64 puede supervisar la posición angular del engranaje y el momento cuando se toma la medida de posición angular. Como se representa por el bloque 30, una velocidad de alimentación de alambre del alambre para soldadura 30 se calcula basada en la posición angular del engranaje y parámetros de configuración del alimentador de alambre para soldadura 14. Por ejemplo, los parámetros de configuración de alimentador de alambre para soldadura 14 pueden incluir una proporción de engranaje del ensamblaje de engranaje 44 en el alimentador de alambre para soldadura 14, un diámetro del alambre para soldadura 30, un diámetro de un rodillo impulsor 36 en el alimentador de alambre para soldadura, etc. De nuevo, el cálculo se puede basar en una diferencia en posiciones medidas, divididas por un intervalo de tiempo entre las medidas. La filtración (p. ej., promedio, filtro de paso bajo, etc.) se puede usar para hacer más fluidos los valores calculados. Las varias proporciones de engranaje, entonces, se usan para llegar a un valor de velocidad de alimentación de alambre.

Mientras que solamente ciertas características de la invención han sido ¡lustradas y descritas en la presente, ocurrirán muchas modificaciones y cambios para aquellos capacitados en la técnica. Por lo tanto, se entiende que las reivindicaciones anexas pretenden cubrir todas las modificaciones y cambios que caigan dentro del espíritu verdadero de la invención.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1 . Un sistema de alimentador de alambre para soldadura caracterizado porque comprende: un impulsor de alambre configurado para entrar en contacto con un alambre para soldadura y para impulsar el alambre para soldadura para una aplicación de soldadura; un ensamblaje de engranaje acoplado al impulsor de alambre y configurado para forzar la rotación del impulsor de alambre durante la operación; un ensamblaje de motor eléctrico conectado al ensamblaje de engranaje y configurado para forzar la rotación del ensamblaje de engranaje durante la operación; y un sistema de sensor rotacional magnético configurado para medir un parámetro indicativo de una velocidad de alimentación de alambre del sistema de alimentador de alambre para soldadura.

2. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el sistema de sensor rotacional magnético comprende un imán dipolar, un sensor magnético y un procesador.

3. El sistema de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el ensamblaje de engranaje comprende un engranaje de motor, un engranaje de rodillo impulsor, y un engranaje intermedio, el imán dipolar se conecta al engranaje intermedio, y el sensor magnético se configura para medir una posición angular del engranaje intermedio.

4. El sistema de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el procesador se configura para procesar medidas de la posición angular del engranaje intermedio al que se le tomó muestra a un intervalo de muestra fijo.

5. El sistema de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el procesador configurado para calcular la velocidad de alimentación de alambre del sistema de alimentador de alambre para soldadura basado en la posición angular del engranaje intermedio y los parámetros de configuración del sistema de alimentador de alambre para soldadura.

6. El sistema de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque los parámetros de configuración comprenden una proporción de engranaje del engranaje de motor, el engranaje de rodillo impulsor y el engranaje intermedio, el diámetro de un rodillo impulsor del impulsor de alambre, o un diámetro del alambre para soldadura.

7. El sistema de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el intervalo de toma de muestra fijo está basado en una proporción de engranaje del engranaje de rodillo impulsor y del engranaje intermedio.

8. El sistema de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el sensor magnético se conecta a una placa de montaje ensamblada independientemente al ensamblaje de motor eléctrico.

9. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque comprende circuitos de control conectados al ensamblaje de motor eléctrico y una interfase configurada para permitir ajuste de usuario de la velocidad de alimentación de alambre conectada a los circuitos de control.

10. Un sistema de sensor de velocidad de alimentación de alambre caracterizado porque comprende: un imán dipolar conectado a un engranaje accionado por un motor eléctrico de un alimentador de alambre para soldadura; un sensor magnético dispuesto de forma adyacente al imán dipolar y configurado para medir una posición angular del imán dipolar; y un procesador configurado para recibir señales de la posición angular medida por el sensor magnético y para calcular una velocidad de alimentación de alambre de un alimentador de alambre para soldadura basado en las señales de posición angular y parámetros de configuración del alimentador de alambre para soldadura.

1 1 . El sistema de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el sensor magnético y el procesador están montados en el alimentador de alambre para soldadura, independientes al motor eléctrico.

12. El sistema de sensor de velocidad de alimentación de alambre de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque los parámetros de configuración comprenden una proporción de engranaje del engranaje, un diámetro de un alambre para soldadura accionado por el alimentador de alambre para soldadura, o un diámetro de un rodillo impulsor del alimentador de alambre para soldadura.

13. El sistema de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el sensor magnético comprende un circuito integrado configurado para medir una inclinación del campo magnético generada por el imán dipolar para determinar la posición angular del imán dipolar.

14. El sistema de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el procesador se configura para recibir las señales de la posición angular medidas por el sensor magnético a un intervalo de toma de muestra fijo.

15. El sistema de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el imán dipolar se dispone al final de un eje conectado al engranaje.

16. Un método para medir la velocidad de alimentación de alambre de un alimentador de alambre para soldadura, caracterizado porque comprende: medir una posición angular de un engranaje accionado por un motor eléctrico configurado para accionar un alambre para soldadura a una aplicación de soldadura; tomar muestras de una posición angular a un intervalo de toma de muestra deseado; calcular la velocidad de alimentación de alambre basado en la posición angular del engranaje y parámetros de configuración del alimentador de alambre para soldadura.

17. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque calcular la velocidad de alimentación de alambre basado en la posición angular del engranaje y parámetros de configuración del alimentador de alambre para soldadura comprende calcular una velocidad angular del engranaje.

18. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque los parámetros de configuración comprenden una proporción de engranaje del engranaje, un diámetro del alambre para soldadura, o un diámetro de un rodillo impulsor del alimentador de alambre para soldadura.

19. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque comprende regular señales de control aplicadas al motor eléctrico basadas en la velocidad de alimentación de alambre calculada.

20. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el intervalo de toma de muestra deseado se basa en parámetros de configuración del alimentador de alambre para soldadura.