MX2014012282A - Deteccion y control remoto de la polaridad para el proceso de soldadura. - Google Patents

Abstract

Un sistema incluye un soplete de soldadura, una unidad de fuente de energía para soldar, un dispositivo remoto, y los circuitos de control. La unidad de fuente de energía para soldar se configura para suministrar energía al soplete de soldadura. El dispositivo remoto se acopla entre el soplete de soldadura y la unidad de fuente de energía para soldar. Además, el dispositivo remoto se configura para detectar una polaridad de una operación de soldadura. Los circuitos de control se configuran para determinar si la polaridad detectada es adecuada en función de uno o más parámetros de soldadura. Además, los circuitos de control se configuran para ajustar la polaridad de la operación de soldadura.

Description

DETECCIÓN Y CONTROL REMOTO DE LA POLARIDAD PARA EL PROCESO DE SOLDADURA, REFERENCIA CRUZADA CON LAS SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud es una solicitud de patente no provisional de la solicitud de patente provisional de E.U. No. 61/655,239, titulada "Detección y control remoto de la polaridad para el proceso de soldadura", presentada el 4 de junio de 2012, que se incorpora en el presente documento como referencia en su totalidad para todos los fines.

ANTECEDENTES La presente divulgación de manera general se relaciona con los sistemas de soldadura, y de manera más específica, con los sistemas y métodos para mejorar la operatividad de los sistemas de soldadura.

Una amplia gama de sistemas de soldadura y de regímenes de control de soldadura se han implementado para diversos fines. Por ejemplo, las técnicas de gas inerte de tungsteno (TIG) permiten la formación de un cordón de soldadura continuo mediante la alimentación del alambre de soldadura protegido por el gas inerte desde un soplete de soldadura. La energía eléctrica se aplica al alambre para soldar y se completa un circuito a través de la pieza de trabajo para sostener un arco que fusiona el alambre y la pieza de trabajo, para formar la soldadura deseada.

El funcionamiento apropiado del sistema de soldadura puede depender del conocimiento de un operador para hacer las conexiones adecuadas de los electrodos dentro del sistema de soldadura. Lamentablemente, una conexión inadecuada de los electrodos puede resultar en una soldadura de relativamente mala calidad con el reproceso asociado, lo que de este modo reduce la eficiencia y la operatividad del sistema de soldadura.

BREVE DESCRIPCIÓN En una primera modalidad, un sistema incluye un soplete de soldadura, una unidad de fuente de energía para soldar, un dispositivo remoto, y los circuitos de control. La unidad de fuente de energía para soldar se configura para suministrar energía al soplete de soldadura. El dispositivo remoto se acopla entre el soplete de soldadura y la unidad de fuente de energía para soldar. Además, el dispositivo remoto se configura para detectar una polaridad de una operación de soldadura. Los circuitos de control se configuran para determinar si la polaridad detectada es adecuada en función de uno o más parámetros de soldadura. Además, los circuitos de control se configuran para ajustar la polaridad de la operación de soldadura.

En una segunda modalidad, un método incluye detectar una polaridad de una operación de soldadura, comunicar la polaridad a los circuitos de control, y determinar si la polaridad es adecuada en función de uno o más parámetros de soldadura. Detectar la polaridad puede realizarse mediante un dispositivo remoto situado de manera remota de una fuente de energía de la operación de soldadura. Si la polaridad es adecuada, el método incluye permitir la operación de soldadura. Sin embargo, si la polaridad es inadecuada, el método incluye ajustar uno o más parámetros de salida.

En una tercera modalidad, un sistema incluye los circuitos de detección y los circuitos de control. Los circuitos de detección se colocan en una ubicación remota de una operación de soldadura y se configuran para detectar una polaridad de la operación de soldadura. Los circuitos de control se configuran para comunicarse con los circuitos de detección. Además, los circuitos de control se configuran para determinar si la polaridad es adecuada en función de uno o más parámetros de soldadura.

DIBUJOS Estas y otras características, aspectos y ventajas de la presente invención se comprenderán mejor cuando la siguiente descripción detallada sea leída con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales los caracteres similares representan partes similares en todos los dibujos, en donde: La Figura 1 es un diagrama esquemático de una modalidad de un sistema de soldadura que incluye un dispositivo remoto configurado para detectar una polaridad de una operación de soldadura; La Figura 2 es un diagrama esquemático de una modalidad del sistema de soldadura de la Figura 1 , que ilustra la comunicación entre el dispositivo remoto y los recursos de soldadura; La Figura 3 es un diagrama esquemático de una modalidad de un sistema de soldadura que ilustra el dispositivo remoto de la Figura 1 en un proceso de soldadura de electrodo convencional con una polaridad positiva; La Figura 4 es un diagrama esquemático de una modalidad de un sistema de soldadura que ¡lustra el dispositivo remoto de la Figura 1 en un proceso de soldadura de electrodo convencional con una polaridad negativa; La Figura 5 es un diagrama esquemático de una modalidad de un sistema de soldadura que ilustra el dispositivo remoto de la Figura 1 en un proceso de soldadura TIG con una polaridad negativa; La Figura 6 es un diagrama esquemático de una modalidad de un sistema de soldadura que ilustra el dispositivo remoto de la Figura 1 en un proceso de soldadura TIG con una polaridad positiva o un proceso de soldadura de electrodo convencional con una polaridad negativa imprevista; La Figura 7 es una vista frontal del dispositivo remoto en un proceso de soldadura de electrodo convencional con una polaridad positiva, que corresponde con la Figura 3; La Figura 8 es una vista frontal del dispositivo remoto en un proceso de soldadura de electrodo convencional con una polaridad negativa, que corresponde con la Figura 4; La Figura 9 es una vista frontal del dispositivo remoto en un proceso de soldadura TIG con una polaridad negativa, que corresponde con la Figura 5; La Figura 10 es una vista frontal del dispositivo remoto en un proceso de soldadura TIG con una polaridad positiva o un proceso de soldadura de electrodo convencional con una polaridad negativa imprevista, que corresponde con la Figura 6; y La Figura 11 es un diagrama de flujo de una modalidad de un método para detectar, comunicar y controlar una polaridad de la soldadura.

DESCRIPCIÓN DETALLADA La presente divulgación se refiere a sistemas y métodos para detectar de manera remota una polaridad de una operación de soldadura. En general, la eficiencia de la operación de soldadura puede afectarse por el acoplamiento de los electrodos de soldadura a una fuente de energía. Si los electrodos de soldadura se conectan de manera inadecuada (por ejemplo, si uno de los electrodos de soldadura no se conecta, o si la polaridad de los electrodos de soldadura se invierte), la operación de soldadura puede afectarse de manera adversa. Por lo tanto, puede ser deseable corregir la polaridad de los electrodos de soldadura para mejorar la eficiencia de la operación de soldadura. Sin embargo, la fuente de energía puede estar alejada de la operación de soldadura, y puede llevarle mucho tiempo a un operador cambiar físicamente los electrodos de soldadura. En consecuencia, un dispositivo remoto puede proporcionar la detección y corrección de la polaridad en una ubicación que sea cercana a la operación de soldadura. El dispositivo remoto puede transmitir señales que definen los parámetros de funcionamiento de la operación de soldadura hacia y desde la fuente de energía, denominados de manera general como control remoto.

En cuanto a las Figuras, la Figura 1 ilustra un sistema de soldadura a modo de ejemplo 10 que incluye un soplete de soldadura 12 y una pieza de trabajo 14. Una fuente de energía 16 incluye múltiples bornes 18 que pueden admitir uno o más electrodos de soldadura para formar un circuito eléctrico para facilitar una operación de soldadura. Como se ilustra, la fuente de energía 16 le proporciona energía al soplete de soldadura 12 por medio de un cable del soplete de soldadura 20. El cable del soplete de soldadura 20 se conecta con uno de los bornes 18 (por ejemplo, un borne positivo). Además, un cable de trabajo 22 se conecta con uno de los bornes 18 (por ejemplo, un borne negativo, o el borne opuesto al que el cable del soplete de soldadura 20 se conecta) y la pieza de trabajo 14 por medio de una tenaza 26. El cable del soplete de soldadura 20 y el cable de trabajo 22 forman un circuito completo entre la fuente de energía 16, el soplete de soldadura 12, y la pieza de trabajo 14. Este circuito eléctrico puede generar una cantidad relativamente grande de calor, lo que provoca que la pieza de trabajo 14 pase a un estado derretido, lo que de este modo facilita la operación de soldadura. Sin embargo, si los cables 20, 22 se conectan a los bornes 18 de la fuente de energía 16 de manera inadecuada (por ejemplo, con los cables 20, 22 conectados con los bornes opuestos 18), la operación de soldadura puede ser relativamente ineficiente.

La conexión del cable del soplete de soldadura 20 y el cable de trabajo 22 con los bornes 18 puede definir de manera general una polaridad de la operación de soldadura (por ejemplo, una polaridad positiva o una polaridad negativa). Intercambiar el cable del soplete de soldadura 20 y el cable de trabajo 22 puede invertir la polaridad (por ejemplo, cambiar la polaridad positiva a una polaridad negativa o viceversa). Diferentes procesos de soldadura pueden ser más eficientes con ciertas polaridades. Por ejemplo, la soldadura de electrodo convencional puede realizarse de manera general con una polaridad positiva (por ejemplo, el electrodo positivo de corriente continua, o DCEP, por sus siglas en inglés). Por otra parte, la soldadura TIG puede realizarse de manera general con una polaridad negativa (por ejemplo, el electrodo negativo de corriente continua, o DCEN, por sus siglas en inglés). Cuando la polaridad de la operación de soldadura es incorrecta, puede llevarle mucho tiempo a un operador cambiar físicamente los cables 20, 22. En ciertos sistemas de soldadura, los cables 20, 22 pueden ser de cientos de metros de largo, y la fuente de energía 16 puede estar alejada de la operación de soldadura.

En consecuencia, puede ser deseable detectar, comunicar, y/o controlar la polaridad que utiliza un dispositivo remoto 24 dispuesto en una ubicación remota que es cercana al soplete de soldadura 12, como se describirá en detalle más adelante. Como se ilustra en la Figura 1 , el dispositivo remoto 24 es un dispositivo separado portátil que puede conectarse al cable del soplete de soldadura 20 entre la fuente de energía 16 y el soplete de soldadura 12. El dispositivo remoto 24 se conecta en la línea con, y se alimenta de energía mediante, el cable del soplete de soldadura 20. Una línea de detección de trabajo 25 se acopla con el dispositivo remoto 24 y la pieza de trabajo 14 para permitir que el dispositivo remoto 24 reciba la energía y detecte la polaridad incluso cuando el soplete de soldadura 12 no esté en funcionamiento. De manera más específica, la línea de detección de trabajo 25 completa un circuito eléctrico entre la fuente de energía 16, el dispositivo remoto 24, la pieza de trabajo 14, y de regreso a la fuente de energía 16 para permitir que la polaridad se detecte.

Como se describe con mayor detalle más adelante, el dispositivo remoto 24 incluye una pantalla y las funciones de control que son substancialmente similares a una pantalla y las funciones de control en la fuente de energía 16. De manera más específica, el dispositivo remoto 24 incluye una pantalla para visualizar el amperaje de la operación de soldadura, y las funciones de control para incrementar o reducir las operaciones de soldadura, cambiar entre las operaciones de soldadura con electrodo convencional y TIG (u otros tipos de procesos de soldadura), estableciendo un tipo de electrodo de soldadura, y así sucesivamente. En otras palabras, el dispositivo remoto 24 • incluye una funcionalidad similar a la fuente de energía 16 para visualizar y ajustar los parámetros de soldadura de la operación de soldadura.

Como se ilustra, la fuente de energía 16 incluye los circuitos de control 36 que, a la vez, incluyen los componentes de memoria 40, para almacenar instrucciones de programación, programas de software, datos históricos, y así sucesivamente. Por ejemplo, entre otra información, los componentes de memoria 40 pueden almacenar diversos tipos de procesos de soldadura junto con sus polaridades de soldadura preferidas (por ejemplo, DCEP o DCEN). Los circuitos de control 36 también incluyen un dispositivo de procesamiento, tal como un procesador 42, entre otros tipos de dispositivos de procesamiento, para controlar el sistema de soldadura 10. En particular, el procesador 42 puede implementar instrucciones de software almacenadas en la memoria 40 para controlar la polaridad de la operación de soldadura.

Los circuitos de control 36 se configuran para controlar la fuente de energía 16 en función de la polaridad de la operación de soldadura. Por ejemplo, si la polaridad de la operación de soldadura es inadecuada, los circuitos de control 36 pueden enviar automáticamente una señal para invertir la polaridad. Para tal efecto, en ciertas modalidades, la fuente de energía 16 puede incluir interruptores para invertir la polaridad, y los circuitos de control 36 pueden enviar una señal para abrir o cerrar estos interruptores. En ciertas modalidades, invertir la polaridad de la operación de soldadura puede iniciarse por un operador que utiliza una interfaz 44 de la fuente de energía 16 o una interfaz del dispositivo remoto 24.

La interfaz 44 puede incluir dispositivos de entrada tales como un teclado, lápiz óptico, botones, diales, o cualquier forma de transductor que convierte una interacción física con la interfaz 44 en una entrada de señal eléctrica. En ciertas modalidades, la interfaz 44 también puede incluir una pantalla de visualización para visualizar gráficos, botones, iconos, texto, ventanas, y características similares en relación con la información acerca del sistema de soldadura 10. Por ejemplo, la interfaz del usuario 44 puede mostrar indicadores gráficos de los parámetros de soldadura, mensajes que indican un estado del sistema de soldadura 10, o ambos. Además, la interfaz 44 puede alertar al operador si los cables 20, 22 se conectan de manera inadecuada a la fuente de energía 16. Por ejemplo, la polaridad de los cables 20, 22 puede invertirse. La interfaz 44 puede mostrar un mensaje (por ejemplo, "Revisar la polaridad") para alertar al operador acerca de la conexión inadecuada, y puede sugerirle una acción correctiva al operador, como se describe más adelante.

La Figura 2 es un diagrama esquemático del sistema de soldadura 10 de la Figura 1 , que ilustra la comunicación entre el dispositivo remoto 24 y la fuente de energía 16. Como se ilustra, la fuente de energía 16 incluye la interfaz 44 y los circuitos de control 36. La fuente de energía 16 también incluye una interfaz de entrada/salida (E/S) 46 que se configura para comunicarse con el dispositivo remoto 24. Como se ilustra en la Figura 2, en ciertas modalidades, la interfaz E/S 46 puede comunicarse con el dispositivo remoto 24 utilizando comunicaciones inalámbricas (por ejemplo, señales inalámbricas 48, 50). Sin embargo, en otras modalidades, la interfaz E/S 46 puede comunicarse con el dispositivo remoto 24 utilizando las comunicaciones del cable de soldadura (WCC) a través del cable del soplete de soldadura 20. Como un ejemplo adicional, en ciertas modalidades, puede proporcionarse comunicación alámbrica por medio del cable de comunicación 52. La interfaz 44, los circuitos de control 36, y la interfaz E/S 46 se acoplan entre sí para permitir que el operador inicie la inversión de la polaridad de la operación de soldadura.

Como se muestra, el dispositivo remoto 24 también incluye una interfaz 45. Como se discutió anteriormente, en ciertas modalidades, las interfaces 44, 45 de la fuente de energía 16 y el dispositivo remoto 24 pueden ser prácticamente similares, y cada interfaz 44, 45 puede permitir que el operador inicie la inversión de la polaridad de la operación de soldadura. Como se indicó previamente, el cable del soplete de soldadura 20 y el cable de trabajo 22 pueden ser de cientos de metros de largo, y tener el dispositivo remoto 24 cercano al soplete de soldadura 12 puede mejorar la operatividad del sistema de soldadura 10.

El dispositivo remoto 24 también incluye una interfaz E/S 54 que se acopla de manera comunicativa a la fuente de energía 16. La interfaz E/S 54 puede comunicarse con la interfaz E/S 46 de la fuente de energía 16 utilizando comunicaciones inalámbricas, WCC a través del cable del soplete de soldadura 20, el cable de comunicación 52, o una de sus combinaciones. El dispositivo remoto 24 también incluye los circuitos de detección 56. Los circuitos de detección 56 se configuran para detectar la polaridad de la operación de soldadura. En ciertas modalidades, los circuitos de detección 56 incluyen los componentes de memoria 58, para almacenar instrucciones de programación, programas de software, datos históricos, y así sucesivamente. Los circuitos de detección 56 también pueden incluir un dispositivo de procesamiento, tal como un procesador 60, entre otros tipos de dispositivos de procesamiento, para determinar la polaridad del sistema de soldadura 10. En particular, el procesador 60 puede implementar instrucciones de software almacenadas en la memoria 58 para detectar la polaridad de la operación de soldadura. Como se muestra, la interfaz 45, los circuitos de detección 56, y la interfaz E/S 54 del dispositivo remoto 24 se acoplan entre sí para permitir la detección de la polaridad de la operación de soldadura.

Los circuitos de detección se configuran para detectar la polaridad de la operación de soldadura y transmitir la información de la polaridad a los circuitos de control 36 de la fuente de energía 16 por medio de las interfaces E/S 46, 54 (señales 48, 50). Cuando los circuitos de control 36 de la fuente de energía 16 reciben la información de la polaridad, los circuitos de control 36 pueden determinar si la polaridad es adecuada en función de los parámetros del sistema de soldadura 10, que pueden establecerse utilizando ya sea la interfaz 44 de la fuente de energía 16 o la interfaz 45 del dispositivo remoto 24. Estos parámetros pueden incluir un tipo de soldadura procesar (por ejemplo, de electrodo convencional, TIG, u otro tipo de proceso de soldadura), y puede ingresarse por parte de un operador por medio de cualquiera de las interfaces 44, 45. Si la polaridad es inadecuada para los parámetros dados del sistema de soldadura 10, los circuitos de control 36 pueden enviar una señal a la interfaz 44 de la fuente de energía 16, que puede provocar que la interfaz 44 muestre un mensaje (por ejemplo, "Revisar la polaridad") que indique que la polaridad es inadecuada. Los circuitos de control 36 también pueden enviar la señal a la interfaz 45 del dispositivo remoto 24 por medio de las interfaces E/S 46, 54. Como resultado, las interfaces 45 del dispositivo remoto 24 también pueden mostrar el mensaje (por ejemplo, "Revisar la polaridad") que indica que la polaridad es inadecuada. 1 Por lo tanto, los circuitos de control y detección 36, 56, pueden comunicarse entre sí para permitir que las interfaces 44, 45 muestren los mismos mensajes y de manera general se sincronicen entre sí.

La respuesta de los circuitos de control 36 a una polaridad inadecuada puede variar en función del tipo de proceso de soldadura. Por ejemplo, cuando la polaridad se invierte para un proceso de soldadura de electrodo convencional, los circuitos de control 36 pueden provocar que las interfaces 44, 45 muestren un mensaje (por ejemplo, "Revisar la polaridad") y/o enciendan una luz de advertencia que indique la polaridad invertida. Como puede apreciarse por un experto en la técnica, puede ser deseable hacer funcionar un proceso de soldadura de electrodo convencional con una polaridad invertida (DCEN). Sin embargo, cuando la polaridad se invierte para un proceso de soldadura TIG, los circuitos de control 36 pueden desactivar la operación de soldadura después de un tiempo de retardo. Hacer funcionar un proceso de soldadura TIG con una polaridad invertida puede resultar en tungsteno contaminado, soldaduras relativamente pobres con el reproceso asociado, y otros efectos indeseables. En ciertas modalidades, el tiempo de retardo puede ser de entre aproximadamente 0.1 a 1 segundo, aproximadamente 0.2 a 0.9 segundos, o aproximadamente 0.3 a 0.8 segundos. La respuesta de los circuitos de detección y control 36, 56 a diversos procesos de soldadura y polaridades de soldadura, se describe más adelante en las Figuras 3-6. Estas respuestas se proporcionan sólo a modo de ejemplo, y no pretenden ser limitantes.

En la modalidad descrita previamente, los circuitos de detección 56 del dispositivo remoto 24 detectan una polaridad y comunican la polaridad a los circuitos de control 36 de la fuente de energía 16, lo que determina si la polaridad es adecuada y, en ciertas modalidades, desactiva la operación de soldadura (por ejemplo, desactivando la salida de soldadura de la fuente de energía 16) si la polaridad es inadecuada. Sin embargo, en ciertas modalidades, estas funciones pueden asignarse de manera diferente entre los circuitos 36, 56. Por ejemplo, los circuitos de detección 56 del dispositivo remoto 24 pueden detectar la polaridad, recibir la entrada de los parámetros de soldadura mediante las interfaces 44, 45, y determinar si la polaridad es adecuada (por ejemplo, en lugar de los circuitos de control 36 de la fuente de energía 16 determinar si la polaridad es adecuada). En esta modalidad, los circuitos de detección 56 pueden enviar una señal a las interfaces 44, 45 para mostrar el mensaje que indica que la polaridad es inadecuada. Además, en ciertas modalidades, los circuitos de detección 56 pueden desactivar de manera remota la operación de soldadura (por ejemplo, desactivando la salida de soldadura a partir de la fuente de energía 16) por medio de un relevador u otros dispositivos electrónicos. En otras palabras, en ciertas modalidades, los circuitos de detección 56 del dispositivo remoto 24 pueden funcionar como los circuitos de control que controlan la fuente de energía 16 y el dispositivo remoto 24 con respecto a la polaridad. Además o de manera alternativa, los circuitos de control y detección 36, 56, pueden detectar la polaridad y determinar si la polaridad es adecuada al mismo tiempo. Por ejemplo, en una modalidad así, puede determinarse que la polaridad es inadecuada sólo si los circuitos de control 36 y los circuitos de detección 56 por su lado lo determinan así.

Las Figuras 3-6 son diagramas esquemáticos del sistema de soldadura 10 que utiliza diversos procesos de soldadura con diversas polaridades. Las Figuras 7-10 ilustran la interfaz 45 del dispositivo remoto 24 para cada una de las modalidades del sistema de soldadura 10, ilustrado en las Figuras 3-6, respectivamente. Como tal, las Figuras 7-10 proporcionan vistas más detalladas de la interfaz 45 del dispositivo remoto 24 durante los diversos procesos de soldadura y diversas polaridades de las Figuras 3-6, respectivamente. Como se discutió anteriormente, la interfaz 44 de la fuente de energía 16 y la interfaz 45 del dispositivo remoto 24 son prácticamente similares. Como tal, se apreciará que la interfaz 45 del dispositivo remoto 24 descrito en las Figuras 7-10 es prácticamente similar y, en ciertas modalidades, idéntico a la interfaz 44 de la fuente de energía 16. Por lo tanto, el dispositivo remoto 24 y la fuente de energía 16 tienen características prácticamente similares de visualización de los parámetros de soldadura y de ajuste de los parámetros de soldadura.

En particular, como se ilustra en las Figuras 7-10, la interfaz 45 del dispositivo remoto 24 (así como la interfaz 44 de la fuente de energía 16) incluye una pantalla LED 62 para mostrar información para el operador del sistema de soldadura 10, un botón para el proceso con electrodo convencional 64 y un botón para el proceso de TIG 66, que pueden utilizarse para conmutar el proceso de soldadura entre los procesos de electrodo convencional y de TIG, una característica de control de los parámetros ajustables 68 para ajustar un parámetro de soldadura del proceso de soldadura, tal como el amperaje de la corriente, un botón del electrodo 70 para la conmutación entre los tipos de electrodo, un botón oculto 72 que se puede usar para varias características diversas, y un botón de en uso 74. Como se ilustra, la característica de control de los parámetros ajustables 68 puede tomar la forma de un botón de disminución y un botón de incremento para reducir o incrementar un parámetro de soldadura, respectivamente. Sin embargo, en otras modalidades, la característica de control de los parámetros ajustables 68 puede ser cualquier otra característica de ajuste, tal como una perilla, un control deslizante, y así sucesivamente.

La Figura 3 es un diagrama esquemático del sistema de soldadura 10, que ilustra el dispositivo remoto 24 en un proceso de soldadura de electrodo convencional con una polaridad positiva (por ejemplo, DCEP). A efecto de la claridad, ciertos elementos, tal como las interfaces E/S 46, 54 y el cable de comunicación 52, no se muestran. El cable del soplete de soldadura 20 y el cable de trabajo 22 se conectan a los bornes 18 de la fuente de energía 16, de tal manera que la polaridad de la operación de soldadura es positiva. Los circuitos de detección 56 detectan la polaridad positiva y comunican la polaridad positiva a los circuitos de control 36 (por ejemplo, por medio de las interfaces E/S 46, 54). Debido a que la soldadura de electrodo convencional puede por lo general realizarse en DCEP, las pantallas LED 62 de las interfaces 44, 45 no muestran mensajes de error o encienden luces de advertencia. En vez de eso, como se ilustra, las pantallas LED 62 de las interfaces 44, 45 muestran un parámetro de soldadura (por ejemplo, el amperaje de la corriente que fluye a través de los cables 20, 22).

La Figura 4 es un diagrama esquemático del sistema de soldadura 10, que ilustra el dispositivo remoto 24 en un proceso de soldadura de electrodo convencional con una polaridad negativa (por ejemplo, DCEN). De nuevo, a efecto de la claridad, ciertos elementos no se muestran. El cable del soplete de soldadura 20 y el cable de trabajo 22 se conectan a la fuente de energía 16, de tal manera que la polaridad de la operación de soldadura es negativa. Los circuitos de detección 56 detectan la polaridad negativa y comunican la polaridad negativa a los circuitos de control 36 (por ejemplo, por medio de las interfaces E/S 46, 54). Debido a que la soldadura de electrodo convencional puede por lo general realizarse en DCEP, las interfaces 44, 45 pueden encender una luz de advertencia para indicar la polaridad negativa. Por ejemplo, como se ilustra más claramente en la Figura 8, un indicador negativo de electrodo convencional DCEN 76 puede encenderse cuando un proceso de soldadura de electrodo convencional se selecciona por medio del botón para el proceso con electrodo convencional 64 y los cables 20, 22 se conectan a la fuente de energía 16 de tal manera que la polaridad de la operación de soldadura es negativa.

Debido a que el operador puede, de hecho, querer utilizar un proceso de soldadura de electrodo convencional con una polaridad negativa, las pantallas LED 62 de las interfaces 44, 45 no muestran mensajes de error o encienden luces de advertencia. En vez de eso, como se ilustra, las pantallas LED 62 de las interfaces 44, 45 muestran un parámetro de soldadura (por ejemplo, el amperaje de la corriente que fluye a través de los cables 20, 22). Sin embargo, en ciertas modalidades, los circuitos de control 36 de la fuente de energía 16 pueden desactivar la operación de soldadura hasta que un operador toma una acción correctiva tal como desconectar y reconectar adecuadamente los cables 20, 22, en el punto en que el indicador negativo de electrodo convencional DCEN 76 puede dejar de encenderse. Esto puede reducir la probabilidad de soldar con una polaridad inadecuada, y puede incrementar la operatividad del sistema de soldadura 10.

La Figura 5 es un diagrama esquemático del sistema de soldadura 10, que ilustra el dispositivo remoto 24 en un proceso de soldadura TIG con una polaridad negativa (por ejemplo, DCEN). De nuevo, a efecto de la claridad, ciertos elementos no se muestran. El cable del soplete de soldadura 20 y el cable de trabajo se conectan a la fuente de energía 16, de tal manera que la polaridad de la operación de soldadura es negativa. Los circuitos de detección 56 detectan la polaridad negativa y comunican la polaridad negativa a los circuitos de control 36 (por ejemplo, por medio de las interfaces E/S 46, 54). Debido a que la soldadura de TIG puede por lo general realizarse en DCEN, las pantallas LED 62 de las interfaces 44, 45 no muestran mensajes de error o encienden luces de advertencia. En vez de eso, como se ilustra, las pantallas LED 62 de las interfaces 44, 45 muestran un parámetro de soldadura (por ejemplo, el amperaje de la corriente que fluye a través de los cables 20, 22).

La Figura 6 es un diagrama esquemático del sistema de soldadura 10, que ilustra el dispositivo remoto 24 en un proceso de soldadura de TIG con una polaridad positiva (por ejemplo, DCEP). De nuevo, a efecto de la claridad, ciertos elementos no se muestran. El cable del soplete de soldadura 20 y el cable de trabajo 22 se conectan a los 1 bornes 18 de la fuente de energía 16, de tal manera que la polaridad de la operación de soldadura es positiva. Los circuitos de detección 56 detectan la polaridad positiva y comunican la polaridad positiva a los circuitos de control 36 (por ejemplo, por medio de las interfaces E/S 46, 54). Debido a que la soldadura de TIG puede por lo general realizarse en DCEN, las pantallas LED 62 de las interfaces 44, 45 pueden encender una luz de advertencia y mostrar un mensaje de error (por ejemplo, "Revisar la polaridad") para indicar la polaridad positiva. Además, en lugar de recibir simplemente la confirmación del operador, tal como con la soldadura de electrodo convencional, los circuitos de control 36 pueden desactivar la operación de soldadura hasta que los cables 20, 22 se inviertan, los interruptores para invertir la polaridad de la fuente de energía 16 se activen mediante las interfaces 44, 45, o de lo contrario se corrija la polaridad. En ciertas modalidades, cualquier proceso de soldadura de polaridad incorrecta causado por cables invertidos puede desactivarse, lo que requiere que los cables 20, 22 se conecten correctamente para el proceso de soldadura. Por lo tanto, un sistema de soldadura 10 con capacidades de detección e inversión de la polaridad, todavía puede tener la capacidad para desactivar la salida de soldadura hasta que los cables 20, 22 se conecten adecuadamente. Esto puede reducir la probabilidad de soldar con una polaridad inadecuada, y puede incrementar la operatividad del sistema de soldadura 10. En ciertas modalidades, los circuitos de control 36 pueden corregir automáticamente la polaridad, incluso sin la entrada del operador. En consecuencia, la lógica implementada por los circuitos 36, 56 puede ser específica de la implementación, y puede variar entre las modalidades en función del tipo de proceso de soldadura.

Aunque en el presente documento se describe que se utiliza con procesos de soldadura de electrodo convencional y los procesos de soldadura de TIG, la detección, comunicación, y el control de la polaridad de la soldadura se puede implementar en otros procesos de soldadura, tal como soldadura de arco por gas activo de metal (GMAW), gas inerte de metal (MIG), gas activo de metal (MAG), núcleo fundente de auto protección (FCAW-S), y similares. La preferencia para DCEP o DCEN puede variar para cada tipo de proceso de soldadura, y la respuesta de los circuitos de control 36 o los circuitos de detección 56 a una polaridad inadecuada también puede variar, como se discutió previamente.

La Figura 11 es un diagrama de flujo de una modalidad de un método 78 para detectar, comunicar y controlar la polaridad de la soldadura para incrementar la operatividad de una operación de soldadura. Los circuitos de detección 56 del dispositivo remoto 24 pueden detectar (bloque 80) una polaridad de la operación de soldadura de manera remota a partir de la fuente de energía 16, en función de la conexión del cable del soplete de soldadura 20 y el cable de trabajo 22 a la fuente de energía 16. Por ejemplo, la detección (bloque 80) de la polaridad puede incluir detectar un voltaje de cada borne 18, una corriente que fluye a través de los cables 20, 22, o ambos. Detectar (bloque 80) la polaridad utilizando voltajes puede ser deseable, ya que permite la detección de la polaridad en un circuito abierto. Además o de manera alternativa, detectar (bloque 80) la polaridad utilizando tanto el voltaje y la corriente puede ser deseable, ya que permite la detección de la polaridad en un cortocircuito.

Los circuitos de detección 56 pueden comunicar entonces (bloque 82) la información de la polaridad a los circuitos de control 36 de la fuente de energía 16 por medio de las interfaces E/S 46, 54. Los circuitos de control 36 pueden recibir la información de la polaridad y determinar (decisión 84) si la polaridad es adecuada en función de uno o más parámetros de soldadura. De nuevo, en ciertas modalidades, pueden ser los circuitos de detección 56 del dispositivo remoto 24 los que determinan (decisión 84) si la polaridad es adecuada en función de uno o más parámetros de 1 soldadura, o los circuitos de control y detección 36, 56 pueden hacer la determinación (decisión 84) de manera colectiva. Para determinar (decisión 84) si la polaridad es adecuada, los circuitos de control 36 y/o los circuitos de detección 56 pueden utilizar las entradas del operador que se relacionan con un tipo de proceso de soldadura (por ejemplo, de electrodo convencional, TIG, u otro tipo de proceso de soldadura), así como una polaridad preferida de manera general para el tipo de proceso de soldadura (por ejemplo, DCEP o DCEN).

Si se determina que la polaridad (decisión 84) es adecuada, los circuitos de control 36 pueden permitir que (bloque 86) la operación de soldadura se inicie o continúe. Sin embargo, si se determina que la polaridad (decisión 84) es inadecuada, los circuitos de control 36 pueden ajustar (bloque 88) los parámetros de salida del sistema de soldadura 10. Los parámetros de salida pueden incluir mensajes mostrados en las pantallas LED 62 de las interfaces 44, 45, el encendido de luces de advertencia en las interfaces 44, 45 (por ejemplo, el indicador negativo de electrodo convencional DCEN 76), o ambos. Además, ajustar (bloque 88) los parámetros de salida puede incluir desactivar la operación de soldadura hasta que el operador reconozca la polaridad inadecuada, o tome una acción correctiva para corregir la polaridad inadecuada. La desactivación de la operación de soldadura se puede implementar después de un tiempo de retardo de, por ejemplo, 0.25 segundos. Aún más, en ciertas modalidades, ajustar (bloque 88) los parámetros de salida puede incluir automáticamente la inversión de la polaridad de la operación de soldadura sin la entrada del operador.

De nuevo, aunque en el presente documento se describe por ser los circuitos de control 36 de la fuente de energía 16 los que realizan las etapas del método de activar o desactivar (bloque 86) la operación de soldadura (por ejemplo, activar o desactivar la salida de soldadura de la fuente de energía 16 al soplete de soldadura 12 por medio de el dispositivo remoto 24) y ajustar los parámetros de salida (bloque 88), en ciertas modalidades, los circuitos de detección 56 del dispositivo remoto 24 pueden al menos realizar parcialmente estas etapas del método. Por ejemplo, los circuitos de detección 56 del dispositivo remoto 24 pueden activar de manera remota o desactivar la salida de soldadura a partir de la fuente de energía 16, y pueden ajustar de manera remota los parámetros de salida mostrados en la interfaz 44 de la fuente de energía 16, así como su propia interfaz 45.

Aunque sólo algunas características de la invención se han ilustrado y descrito en el presente documento, muchas modificaciones y cambios se les ocurrirán a aquellos expertos en la técnica. Por lo tanto, se debe entender que las reivindicaciones adjuntas están destinadas a cubrir todas las modificaciones y cambios que caigan dentro del verdadero espíritu de la invención.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema, caracterizado porque comprende: un soplete de soldadura; una unidad de fuente de energía para soldar configurada para suministrar energía al soplete de soldadura; un dispositivo remoto acoplado entre el soplete de soldadura y la unidad de fuente de energía para soldar y configurado para detectar una polaridad de una operación de soldadura; y circuitos de control configurados para determinar si la polaridad es adecuada en función de uno o más parámetros de soldadura y para ajustar la polaridad de la operación de soldadura.

2. El sistema de la reivindicación 1 , caracterizado además porque el dispositivo remoto comprende los circuitos de detección configurados para detectar la polaridad de la operación de soldadura.

3. El sistema de la reivindicación 2, caracterizado además porque el dispositivo remoto se configura para comunicar la polaridad a los circuitos de control utilizando comunicación del cable de soldadura (WCC), comunicación inalámbrica, comunicación alámbrica, o cualquiera de sus combinaciones.

4. El sistema de la reivindicación 1 , caracterizado además porque el dispositivo remoto comprende una interfaz del usuario configurada para mostrar mensajes y para permitir que un usuario ajuste los parámetros de soldadura de la operación de soldadura.

5. El sistema de la reivindicación 4, caracterizado además porque la interfaz del usuario se configura para mostrar un mensaje de error o mostrar una luz de advertencia cuando la polaridad es inadecuada.

6. El sistema de la reivindicación 1 , caracterizado además porque los circuitos de control se configuran para desactivar la operación de soldadura después de un tiempo de retardo cuando la polaridad es inadecuada.

7. El sistema de la reivindicación 6, caracterizado además porque los circuitos de control se configuran para reactivar la operación de soldadura después de haber desactivado previamente la operación de soldadura, en respuesta a una entrada del operador.

8. El sistema de la reivindicación 1 , caracterizado además porque los circuitos de control se configuran para ajustar automáticamente la polaridad en función de uno o más parámetros de soldadura.

9. El sistema de la reivindicación 1 , caracterizado además porque uno o más parámetros de soldadura incluyen un tipo de proceso de soldadura.

10. El sistema de la reivindicación 1 , caracterizado además porque la unidad de fuente de energía para soldar comprende los circuitos de control.

11. El sistema de la reivindicación 1 , caracterizado además porque el dispositivo remoto comprende los circuitos de control.

12. Un método, caracterizado porque comprende: detectar una polaridad de una operación de soldadura por medio de un dispositivo remoto situado de manera remota de una fuente de energía de la operación de soldadura; comunicar la polaridad a los circuitos de control; determinar si la polaridad es adecuada en función de uno o más parámetros de soldadura; activar la operación de soldadura cuando la polaridad es adecuada; y ajustar uno o más parámetros de salida cuando la polaridad es inadecuada.

13. El método de la reivindicación 12, caracterizado además porque comprende comunicar la polaridad a los circuitos de control utilizando comunicación del cable de soldadura (WCC), comunicación inalámbrica, comunicación alámbrica, o cualquiera de sus combinaciones.

14. El método de la reivindicación 12, caracterizado además porque la determinación de si la polaridad es adecuada se basa en un tipo de proceso de soldadura.

15. El método de la reivindicación 12, caracterizado además porque ajustar uno o más parámetros de salida comprende mostrar un mensaje de error o luz de alerta cuando la polaridad es inadecuada.

16. El método de la reivindicación 12, caracterizado además porque ajustar uno o más parámetros de salida comprende desactivar la operación de soldadura después de un tiempo de retardo, cuando la polaridad es inadecuada.

17. El método de la reivindicación 12, caracterizado además porque ajustar uno o más parámetros de salida comprende invertir automáticamente la polaridad cuando la polaridad es inadecuada.

18. Un sistema, caracterizado porque comprende: circuitos de detección dispuestos en una ubicación remota de una operación de soldadura y configurados para detectar una polaridad de una operación de soldadura; y circuitos de control configurados para comunicarse con los circuitos de detección y para determinar si la polaridad es adecuada en función de uno o más parámetros de soldadura.

19. El sistema de la reivindicación 18, que comprende un dispositivo remoto configurado para acoplarse entre un soplete de soldadura y una unidad de fuente de energía para soldar que suministrar energía al soplete de soldadura por medio del dispositivo remoto, caracterizado además porque el dispositivo remoto comprende los circuitos de detección y los circuitos de control.

20. El sistema de la reivindicación 18, que comprende: una unidad de fuente de energía para soldar configurada para suministrar energía a un soplete de soldadura, caracterizado porque la unidad de fuente de energía para soldar comprende los circuitos de control; y un dispositivo remoto configurado para acoplarse entre la unidad de fuente de energía para soldar y el soplete de soldadura, en donde el dispositivo remoto comprende los circuitos de detección.