专利名称：具有焊丝输送控制装置的半自动弧钎焊设备的制作方法
具有焊丝输送控制装置的半自动弧钎焊设备发明背景 1.发明领域本发明涉及根据权利要求1的前序部分的钎焊设备。另外，与本发明一致的装置、 系统以及方法涉及用于半自动钎焊的方法和设备。2.相关技术的描沭如所周知的，钎焊是采用填充金属或合金将两个或更多个工件或组件连接在一起的连接过程。通常要被连接的部件是金属性的。在钎焊过程期间，填充金属通过高热量而被熔化，并且然后在紧密配合的部件(如管道)之间被分布。这种分布经由毛细作用发生， 其中填充金属被引入到要被钎焊的部件之间的间隙中。一旦冷却，填充金属在被连接的工件之间形成结合。当前的手动钎焊过程涉及到使用钎焊条，该钎焊条是直的、相当刚性的并且可以在从约1至3英尺(对应于约30至90cm)的长度范围内。在手动钎焊(即手工完成的钎焊)中，钎焊条被放置、接触要被连接的材料，并且工人必须连续地在附近移动钎焊条，同时朝要被连接的工件推进钎焊条。这在空间有限的情况下或环境中通常难以进行。钎焊条的长度在小的或困难的工作环境中可能难以处理。因此，操作人员趋于将焊条断成较小的长度。当这种情况发生时，焊条被较快地消耗，因此要求由执行钎焊操作的操作人员频繁进行开始和停止。与当前的手动钎焊技术关联的附加问题是在使用钎焊条中固有的低效率。具体地，如果钎焊操作要求多于单根钎焊条，操作人员必须停止钎焊操作来将新的替换焊条连接到已经在被使用的钎焊条。这种做法有助于确保连续的钎焊过程被完成。可选择地，操作人员能够用单根焊条钎焊直到该单根焊条的剩余部分被废弃，并且然后开始用第二焊条钎焊。再次说明，这个过程是低效的并且导致延迟和低效率。与当前的手动钎焊技术关联的附加问题是由此产生的浪费。因为非常高的热(通常由大火焰形成)被用于钎焊过程，操作人员不能握持和使用钎焊条的整个长度。因为这种情况，每根钎焊条长度的大约10%被丢弃或以其他方式被浪费。这种浪费主要是因为操作人员不能使用在他们的手中正握持的钎焊条部分。附加地，如果钎焊条的整个可使用长度不被用于操作，该钎焊条通常被废弃，再一次地导致大量浪费。因此，期望解决上面问题，而同时不影响或以其他方式危害钎焊过程。发明的简要说明本发明提供根据权利要求1的钎焊设备。依照本发明的一个实施方案的钎焊设备包括钎焊丝输送装置，钎焊丝源，其中钎焊丝通过该钎焊丝输送装置被输送，以及钎焊丝枪，钎焊丝通过该钎焊丝枪传递。进一步的实施方案可从说明书、权利要求书以及附图推知。附图的简要说明通过参考附图对本发明的示例性实施方案的详细描述，本发明的以上和/或其他方面会更加清晰，其中
图1图示说明本发明的实施方案的示例性实施方案的示意图；图2图示说明依照本发明的实施方案的钎焊枪的示意图；以及图3图示说明依照本发明的实施方案的使用者输入面板的示意图。示例性实施方案的详细说明下面将参考附图来描述本发明的示例性实施方案。描述的示例性实施方案旨在帮助理解本发明，而不是旨在以任何方式限制本发明的范围。类似的标号在整个附图中表示类似的要素。图1绘示本发明的示例性实施方案的示意图。如所示出的，半自动钎焊设备100 包括钎焊丝输送装置101，该钎焊丝输送装置101包括钎焊丝输送机构107 (例如，辊或驱动轮)、控制器105以及使用者输入装置109。来自钎焊丝源103的钎焊丝111经由机构107 从源103被连续引出通过装置101，并且在出口部分110离开装置101。钎焊丝111离开出口部分110后，钎焊丝111传递通过导管(在图2中所示的项目119)并传递通过钎焊枪 113，在钎焊枪113处焊丝111离开焊枪113的嘴部分114。在操作(该操作将在下面被进一步描述)期间，操作人员握持钎焊枪113并且能够以连续方式进行半自动钎焊操作，而不需要不断地停止并且更换或连接钎焊条。在钎焊丝源103中，钎焊丝111是以单个连续长度的方式被盘卷或被卷绕或以其他方式来提供。当然，人们认识到，源103不提供无限长度的钎焊丝111，因为源103必须不时地被更换。然而，在源103中的钎焊丝111的长度可以可观地长于钎焊条。因此，本发明高出现有技术的总效率是显著的。例如，当采用本发明的实施方案时，被浪费的材料的量被显著降低。通过采用本发明，来自源103的绝大多数焊丝111按需要被消耗，并且留下来未使用的仅有的材料潜在地是当该源103被耗尽时在钎焊丝输送机构107和焊枪113之间留下的材料。因此，本发明导致钎焊丝几乎100%的消耗，而使用钎焊条将仅导致大约90%的消耗。另外，本发明的时间节省显著地增加钎焊操作的操作效率。如所示出的，钎焊丝111从出口部分110传递至钎焊枪113并且在钎焊枪嘴114 离开钎焊枪113，并且通过操作人员对焊枪113的操控，焊丝111按需要被引导用于钎焊操作。在本发明的实施方案中，钎焊枪113包括触发器装置115。在操作期间，触发器装置由操作人员使用来开始和/或控制钎焊丝111的输送。触发器115被耦合到在钎焊丝输送装置101中的控制器105。所述耦合操作可以经由焊丝117(如所示出的)，或者可以可替代地为远程方式的，例如经由无线通信方法。因此，当触发器115被操作人员按压时，控制器105发信号给马达或驱动机构(未示出)，该马达或驱动机构驱动钎焊丝输送机构107，并且使该机构107朝焊枪103和通过焊枪103输送焊丝111。控制器105可以是任何已知的或常规用途计算机控制装置，如CPU等。本发明在这方面不受限制。在本发明的实施方案中，钎焊丝输送装置101包括使用者输入装置109。使用者输入装置109可以按期望被放置在装置101上任何方便的位置，如装置101的面(如所示出的)或顶部。使用者输入装置109可以被用来允许操作人员输入钎焊丝111或钎焊操作的各种操作参数。输入参数的非限制性实施例包括(1)钎焊丝直径，⑵钎焊丝材料，(3)所期望的钎焊丝输送速度，和/或(4)是否使用触发器压力灵敏度(如下所描述的)。当然，可以设想，附加的使用者输入参数可以通过使用者输入装置被输入，并且本发明在这方面不受限制。在实施方案中，使用者输入装置109被耦合到控制器105和/或输送机构107和 /或驱动马达或驱动机构(未示出)，以实现所期望的输入参数。在示例性实施方案中，输入装置109仅被耦合到控制器105，并且控制器105确保装置101按要求执行。例如，通过输入钎焊丝直径，控制器控制在输送机构107中的空隔或间隙(例如，辊之间的空间)。通过输入钎焊丝类型/材料，控制器105可以如上面所讨论的那样调整间隙，和/或基于钎焊丝的硬度调整由输送机构107施加的压力。通过输入所期望的输送速度，控制器105控制马达/驱动机构(未示出)，该马达/驱动机构确保当触发器115被操作人员按压时，输送机构107以所期望的速度操作。当然，任何其他的控制和操作功能可以从使用者输入装置 109被输入和/或被控制。现在转到图2，钎焊枪113的实施方案被绘示。被耦合到焊枪113的是导管部分 119，钎焊丝111和焊丝117(如果存在)通过该导管部分119。除了引导钎焊丝111到焊枪113以外，导管部分119还对钎焊丝111和焊丝117提供保护。导管部分119可以具有任何挠性材料构造，但是因为钎焊发生的典型环境和应用，导管部分应是耐久的。在实施方案中，导管部分119经由可定位连接器部分121被耦合到焊枪113。该可定位连接器部分121具有这样的构造，即允许焊枪113相对于导管部分119是可定位的。 这增加整个钎焊操作的操作灵活性。在进一步的实施方案中，可定位连接器部分121是可旋转达360度的，这允许操作人员在钎焊期间优化焊枪113的定位和取向(例如，以最小的重新定位到达上管和下管两者)。在这个实施方案中，连接器部分121是旋转耦合，该旋转耦合允许焊枪113充分旋转而不引起钎焊丝111或焊丝117扭曲或缠绕。这样的耦合结构是已知的，并且在本文中将不被详细描述。在进一步的示例性实施方案中，附加的可定位连接器部分121位于触发器115的下游(接近焊枪嘴114)。在这个实施方案中，操作人员可以重新定位焊枪113的嘴端而不改变触发器115的取向。对操作人员而言，这种构造增加附加的操作灵活性。当然，还可设想的是，本发明的实施方案可以没有这样的可定位连接器，所述可定位连接器连接导管119 和焊枪113，或在如在图2中所示出的两个位置，或仅在触发器115的下游，或在其他可行的位置。如在图2中所示出的，本发明的实施方案还可以包括在焊枪113中接近嘴114的挠性部分123。挠性部分123可以具有任何已知的或常规的构造，以允许嘴114被可弯曲地或可移动地连接到焊枪113的其余部分。例如，如果焊枪113是由金属制成的，挠性部分 123可以由橡胶材料等来制成。可选地，挠性部分123可以由这样的金属材料来制成，所述金属材料允许嘴114相对于焊枪113的其余部分的附加的定位。这种增加的灵活性提供了由操作人员进行的附加的定位并且可以提供在困难工作环境中更容易的到达位置。在本发明的各种实施方案中，挠性部分123可以是有弹性的，在这种情况下，一旦到嘴114的任何侧压被移除，嘴部分114总是返回其默认位置，或者可以是无弹性的，在这种情况下，嘴114 将保持在其位置上直到被操作人员重新定位。触发器115可以具有任何已知的结构，如按钮、转盘或“触发扳机”等。图2绘示如按钮的触发器，该按钮在操作期间被操作人员按压。当触发器115被按压、旋转、移动或以其他方式被操作时，信号沿着焊丝117被发送至控制器105，该控制器105激活钎焊丝输送机构107并且以期望的或预先设定的速度使钎焊丝111推进。在本发明的实施方案中，触发器115代表简单“开/关”开关，在该“开/关”开关中的“开”位置上，焊丝111以采用使用者输入109设定的速度被输送，而在“关”的位置上没有焊丝111被推进。然而，可以设想其他实施方案。例如，在可替换的实施方案中，触发器115是具有多于仅仅“开/关”位置的多位置开关。在这个实施方案中，触发器115可以作为移位敏感的电位计。在这样的实施方案中，随着触发器115的移位被增加(通过来自操作人员的更多的压力)，发送到控制器的信号发生改变，使钎焊丝111的推进速度被增加。因此，取决于触发器被移位的多少， 操作人员可以改变焊丝111的速度。可以设想的是，焊丝速度的增加可以具有对焊丝111 的速度的线性或者非线性关系。例如，在非线性关系中，触发器115越被进一步地按压(或被移动)，焊丝111被输送的速率越是以指数方式增加。在示例性实施方案中，一旦压力被从触发器115移除，触发器115返回“关”位置。 然而，在可替代的实施方案中，触发器115可以具有“推钮”类型，其中一旦触发器被接合， 操作人员可以移除触发器115上的压力，而输送操作将继续，并且然后当操作人员希望关闭焊丝输送时，操作人员只需使触发器115再次接合。应注意的是，触发器115在焊枪113上的位置可以在不同实施方案中变化。例如， 在图2中，触发器115被这样定位，从而使得该触发器可以由食指操作。然而，还可以设想的是，触发器115可以在焊枪113上的任何人体工程学位置被定位。例如，触发器115可以位于在焊枪113的顶部，从而操作人员的拇指可以接合触发器115。在本发明进一步的实施方案中(并且如在图2中所示出的)，焊丝速度控制125 可以位于焊枪113上。在这个实施方案中，操作人员可以通过在焊枪113上的控制125控制钎焊丝的推进速度。在这个实施方案中，操作人员将不必不时地到设备上的使用者输入 109去控制焊丝速度。在这样的实施方案中，控制125通过焊丝117、通过不同的焊丝(未示出)、无线方式或通过任何其他常规的手段被耦合到控制器105。当然，在本发明的进一步的实施方案中，不存在控制125。在进一步的示例性实施方案中，触发器115可以具有这样的类型，所述类型控制焊丝输送速度和焊丝输送两者。例如，为了进行焊丝输送操作，触发器115可以被按压，同时焊丝输送速度可以通过旋转触发器115(如旋钮)来调整。这样的控制开关类型是已知的。因此，使用者可以仅采用单个手指来调整速度并且激活焊丝输送操作。在进一步的实施方案中，焊丝输送速度可以通过“拇指轮”(thumb-wheel)类型控制(未示出)来控制，该“拇指轮”类型控制被定位在合适位置，以允许在操作期间通过使用者拇指的焊丝输送速度控制。如上面可清楚地发现的，各种已知方法可以被用来增进本发明的益处，而不背离本发明的范围和精神。在本发明进一步的示例性实施方案中，焊丝输送装置101包括附加的使用者输入装置129，该使用者输入装置1 被操作人员用来“设定”各种操作参数，所述各种操作参数意图是要被自动地重复。使用者输入装置1 可以由任何已知的或被使用的输入装置构成，并且包括LCD显示器等来显示各种系统/操作信息。输入装置129的使用在下面会更加全面地解释。在许多类型的钎焊操作期间，在钎焊过程中可以存在着相当量的重复。例如，通常相同的接合处采用基本上相同量的钎焊丝、在相同量的时间内并且以相同的焊丝输送速度被重复地钎焊。因此，为了在钎焊过程中进一步增加效率和准确性，输入装置1 允许使用者输入和储存(在控制器105或者类似的或重复的控制器中)各种要被重复的操作参数。 作为实施例，接合处可能要求4英寸长的钎焊丝来完成操作。操作人员可以经由输入1 预先设定控制器105，以在每次触发器115被按压时仅输送4英寸的焊丝。因此，操作人员仅需要按压触发器115 —次，并且控制器105将会确保合适量的钎焊丝111被递送。在图3中，显示使用者输入129的示例性实施方案。应当注意的是，这种绘示仅仅意图是示例性的，而不以任何方式限制本发明的范围或精神。如在这个实施方案中所示出的，使用者输入1 包括可以具有任何已知类型(如 IXD类型)的显示面板131。显示面板131可以被用来显示任何关于设备100的操作数据， 该操作数据包括焊丝输送速度、焊丝直径、线轴103上剩余的焊丝或者任何所期望的其他参数。输入1 还包括输入控制133、1；35、137以及139，所述输入控制可以被用来预编程或输入焊丝输送速度、焊丝量、焊丝输送时间、暂停时间或者任何所期望的其他操作参数。 使用这些控制，使用者可以针对钎焊操作对所期望的输送速度、焊丝的量(例如，长度)、输送时间和/或各种输送操作之间暂停的持续时间进行预编程。当这种数据被输入，该数据可以在显示器131上被显示以协助所述数据的输入。因此，一旦设置被编程，使用者仅需要按压触发器115—次(或握住触发器115，取决于所期望的操作方法)来开始预先被编程的操作。在实施方案中，使用暂停设置或持续时间，控制器105将等待所期望的或所设定的暂停时间，并且然后再一次开始被编程的过程。这在流水线类型的情形中是有益的，其中在钎焊操作之间的延迟是一般已知的。在进一步的实施方案中，单元1 包括记忆钮141。所述记忆钮141允许使用者预编程焊接操作参数，并且然后“储存”被编程的信息到设置的存储空间(应当注意的是，关于被预编程和/或被编程的设置的数据可以被储存在控制器105中，或在类似的CPU类型装置中)。因此，每一个记忆钮141与一套操作参数相关联，并且操作人员仅需要按钮141 来选择具体的一套参数。在实施方案中，与所选择的预编程的信息相关联的全部或一些参数在显示器131上被显示，以允许使用者确认该参数是正确信息。进一步地，在实施方案中，单元1 装备有允许操作人员“命名，，每一个储存设置的装置，从而使得操作人员可以容易地识别他们已经选择的合适的选择。实现单元129的各种实施方案、单元129的输入和显示装置以及单元129的控制 /操作完全在本领域技术人员的能力范围之内。在又进一步的示例性实施方案中，焊枪113至少包含在单元1 上的上面所讨论的控制的一些或全部。这允许操作人员来控制或设定来自焊枪113的各种参数，而不是必须回到装置101。如在图2中所示出的，例如，焊枪113包括允许操作人员来“储存”钎焊操作的各种参数的记忆开关127。例如，在进行钎焊操作之前，操作人员按压钮127。这种操作发信号给控制器 105(如实施例)，使其准备记录接下来的钎焊操作的相关参数，例如输送速度、焊丝量和/或焊丝输送持续时间。然后，操作人员按期望进行所述钎焊操作，并且一旦操作被完成，操作人员再一次按压钮127。这“设定”了所记录的数据，从而使得当操作人员按压触发器113 时，所储存的操作被重复。在另一个可取代的实施方案中，钮127可以被用来储存多个预编程的操作。例如， 钮可以被连续按压两次以创建第二预编程的操作，该第二预编程的操作不同于第一被储存的操作。在进一步的实施方案中，钮127还可以具有旋转操作，该旋转操作允许使用者设定钮到第一位置以记录针对第一存储空间的参数以及设定钮到第二位置以记录针对具有至少一个不同参数的第二操作的参数。因此，操作人员可以设定来自焊枪113的不同的预编程的操作。当然，本发明不限于来自焊枪113的两种设置，而是可以实现任何数量的设置。进一步地，对预编程操作而言，本发明不限于采用单个钮127，因为任何配置可以被采用来使能本发明的这个特征。如可以发现的那样，通过本发明的特征和实施方案，钎焊操作的总的多用性和效率被大大地增进了。上面所讨论的各种实施方案允许操作人员首次执行半自动钎焊。如之前所讨论的，手动钎焊包括使用不方便的和低效的钎焊条。附加地，不方便的和低效的钎焊条的使用导致大量浪费。本发明已经通过允许操作人员具有以半自动方式钎焊的装置而解决了现有的手动钎焊方法的所有这些问题。相对于现有手动技术，本发明大大地改进了效率、减少了成本并且减少了浪费。进一步地，本发明的实施方案允许操作人员在困难环境中容易地钎焊，而现有手动钎焊在这样的位置是低效和困难的。虽然本发明已经用其示例性的实施方案被展示和描述，但本发明不限于这些实施方案。本领域中的普通技术人员可以理解，可以做出形式上和细节上的多种改变而不会背离如所附的权利要求书所定义的本发明的精神和范围。
100钎焊设备135输入控制101输送装置137输入控制103钎焊丝源139输入控制105控制器141记忆钮107焊丝输送机构109输入装置110出口部分111钎焊丝119项目
权利要求
1.一种钎焊设备(100)，其特征在于，所述钎焊设备(100)包括钎焊丝输送装置(101)，钎焊丝(111)源，其中所述钎焊丝(111)通过所述钎焊丝输送装置(101)被输送，钎焊丝枪(113)，所述钎焊丝(111)通过所述钎焊丝枪(113)传递，以及控制装置(105)，所述控制装置(10 基于来自使用者输入装置(109)的输入控制通过输送装置(101)的所述钎焊丝(111)的输送，所述使用者输入装置(109)安置在所述钎焊丝输送装置(101)和所述钎焊丝枪(113)中的至少一个上。
2.如权利要求1所述的钎焊设备，其特征在于，所述钎焊丝(111)的直径，所述钎焊丝 (111)的材料，用于所述钎焊丝(111)的焊丝输送速度，触发器压力灵敏度，以及焊丝输送操作的持续时间中的至少一项可以由所述使用者输入装置(109)输入。
3.如权利要求1或2所述的钎焊设备，其特征在于，所述钎焊丝枪(11 包括触发器部分(115)，以激活所述焊丝输送操作。
4.如权利要求3所述的钎焊设备，其特征在于，所述触发器部分(115)包括对应于第一焊丝输送速度的第一位置和对应于第二焊丝输送速度的第二位置。
5.如权利要求3或4所述的钎焊设备，其特征在于，所述触发器部分(115)基于所述触发器部分(115)的移动控制所述焊丝输送操作。
6.如权利要求5所述的钎焊设备，其特征在于，在所述触发器部分(115)的移动和所述钎焊丝(111)的焊丝输送速度之间存在非线性关系。
7.如权利要求1至6中的一项所述的钎焊设备，其特征在于，所述钎焊枪(113)包括至少一个可定位的连接器部分(121)，其中所述至少一个可定位的连接器部分(121)耦合所述焊枪(113)的第一段至所述焊枪(11 的第二段，并且允许所述第一段是相对于所述第二段可定位的。
8.如权利要求7所述的钎焊设备，其特征在于，所述可定位的连接器(121)允许所述第一段相对于所述第二段360度旋转。
9.如权利要求1至8中的一项所述的钎焊设备，其特征在于，所述钎焊枪部分(113)包括激活所述钎焊丝(111)的输送的触发器部分(11 ，以及控制所述钎焊丝(111)的输送速度的至少一个第二控制部分。
10.如权利要求1至9中的一项所述的钎焊设备，其特征在于，所述控制装置(105)包括至少一个存储空间，以储存关于通过所述钎焊丝输送装置(101)输送所述钎焊丝(111) 的至少一个参数。
11.如权利要求10所述的钎焊设备，其特征在于，所述至少一个参数是焊丝输送速度， 焊丝(111)的长度，焊丝输送持续时间和焊丝输送暂停时间中的一个。
12.如权利要求1至11中的一项所述的钎焊设备，其特征在于，所述钎焊枪部分(113) 包括控制所述钎焊丝(111)的输送速度的至少一个第二控制部分。
全文摘要
一种具有钎焊丝输送装置(101)的半自动钎焊设备(100)，钎焊丝输送装置(101)包括钎焊丝输送机构(107)，控制器(105)，以及使用者输入装置(109)。来自钎焊丝源(103)的钎焊丝(111)经由输送机构(107)连续地从源(103)引出通过设备(100)并且朝钎焊枪(113)引导，以进行半自动钎焊操作。
文档编号B23K9/095GK102186617SQ200980141746
公开日2011年9月14日 申请日期2009年10月22日 优先权日2008年10月22日
发明者D·J·南格尔, A·P·梅克勒, R·亨森 申请人:林肯环球股份有限公司