述特征可以提供优于传统 系统的优点，该传统系统利用电压传感引线来获得必要的数据从而为二次焊接误差进行补 偿。
[0022] 应当注意的是，为了便于理解前述的方法，如果没有由于二次组件（比如，焊接电 缆）造成的二次焊接误差（比如，电感误差）存在，考虑将实现的立柱电流波形和立柱电压 波形可能是有益的。这样的波形在图3中示出，且在图4中，这些波形被标准化并彼此叠加。 与此相比，图5示出了当由二次焊接组件（比如焊接电缆）引入二次焊接误差时（比如电 感误差）可获得的立柱电压和电流波形。下面的描述更详细地讨论这种波形。
[0023] 图3示出了示例立柱电流波形60和示例立柱电压波形62,如果没有由于焊接电 缆引起的电感（或其他二次焊接误差）的存在，则这两种波形可以在一个焊接系统中获得。 应当注意的是，波形60和62的相关形状基本上是类似的，但是波形60和62的缩放和振幅 由于电流测量单位（比如，安培）和立柱电压测量单位（例如，伏特）的不同而不同。例如， 如图所示，示例立柱电流波形60包括缓变部分64、峰值部分66和下降部分68。同样地，示 例立柱电压波形62包括缓变部分70、峰值部分72和下降部分74。因此，如果波形60和62 被标准化为百分比，如图4所示，波形60和62可叠加并具有基值部分76、缓变部分78和峰 值部分80。
[0024] 虽然在图3和图4示出的焊接波形是可获得的没有二次焊接误差存在的希望的波 形示例代表，但由于二次焊接误差的存在，和所给定的焊接操作相关的焊接波形通常不同 于这些形式。例如，在许多情况下，由于由焊接电缆引入的电感，立柱电压将在缓变时上升 超过期望波形的电平。在图5中示出用于示例情况下的标准化的立柱电流波形82和标准 化的立柱电压波形84的示例，其中电感由焊接电缆引入。
[0025] 如图所示，标准化的立柱电流波形82如前面的一样仍包括缓变部分86、峰值部分 88和下降部分90。然而，标准化的立柱电压波形84包括上升部分92和增长部分94,在该 增长部分，电压在下降前上升到超过峰值电压96的电平，如部分98所示，在稳定于电平102 前到达电平100。如本领域的技术人员理解的那样，电压上升的幅度通常由立柱电流对时间 的导数乘以焊接电缆中存在的电感来确定。
[0026] 图6是流程图，示出了方法104的实施例，该方法可由焊接控制器48利用以确定 补偿立柱电压，该电压考虑存在于系统中的二次焊接误差并利用补偿立柱电压来进行焊接 控制。如图所示，方法104被启动（方框106)，并且测量基值立柱电压和电流（方框108和 110)。例如，测量图4所示在波形的部分76期间的立柱电压和立柱电流的电平。而且，采 用对应于例如图4所示的波形的部分78的附加测量值。具体地，方法104需要测量上升峰 值缓变立柱电压（方框112)、上升峰值缓变立柱斜坡率（方框114)、上升峰值缓变立柱电 流（方框116)以及在波形的缓变部分期间花费的时间的确定（方框118)。此外，方法104 包括测量例如对应于图4所示的波形的部分80的峰值立柱电压（方框120)和峰值立柱电 流（方框122)。
[0027] 方法104还需要在每个波形（比如，大约每30到300Hz)执行一次方框124的步 骤以及每次控制器48依次通过控制回路（比如，大约每20, 000到40, 000Hz)执行方框126 的步骤。在所示的实施例中，对每一个波形，方法104包括平均电流缓变百分比的计算（方 框128)。例如，在一些实施例中，以下公式可用于计算平均电流缓变百分比：
【主权项】
1. 一种方法，包含： 接收与在焊接操作期间产生的焊接波形相对应的数据； 基于接收到的与焊接波形相对应的数据，确定用于焊接操作的超过预期电压电平的过 冲电压； 接收与所测量的立柱电压相对应的数据； 基于过冲电压和所测量的立柱电压，计算用于焊接操作的补偿立柱电压；以及 基于用于焊接操作的补偿立柱电压，控制焊接操作的至少一个参数。
2. 如权利要求1所述的方法，其中计算用于焊接操作的补偿立柱电压包含从所测量的 立柱电压减去用于焊接操作的过冲电压。
3. 如权利要求1所述的方法，其中确定用于焊接操作的过冲电压包含确定对应于瞬时 斜坡率除以平均斜坡率的量，并且将所确定的量乘以过冲平均斜坡电压。
4. 如权利要求1所述的方法，包含基于所计算的用于焊接操作的补偿立柱电压，确定 用于焊接操作的补偿焊接波形。
5. 如权利要求4所述的方法，包含在焊接电源的用户界面上显示焊接波形和补偿焊接 波形。
6. 如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个参数包含用于焊接操作的电流指令。
7. 如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个参数包含用于焊接操作的电压指令。
8. -种用于焊接系统的控制器，该控制器配置成： 接收与在焊接操作期间产生的焊接波形相对应的数据； 确定用于焊接操作的焊接波形中的超过用于焊接操作的预期电压电平的过冲电压的 总量； 接收与所测量的立柱电压相对应的数据； 基于过冲电压的总量和所测量的立柱电压，计算用于焊接操作的补偿立柱电压；以及 输出用于焊接操作的焊接指令，该焊接指令对应于被调节以适应补偿立柱电压的预期 焊接指令。
9. 如权利要求8所述的控制器，其中控制器配置成通过从所测量的立柱电压减去用于 焊接操作的过冲电压来计算补偿立柱电压。
10. 如权利要求8所述的控制器，还配置成接收一个或多个来自用户的关于负极焊接 电缆长度、负极焊接电缆尺寸、正极焊接电缆长度、正极焊接电缆尺寸中的至少一个或上述 组合的输入。
11. 如权利要求10所述的控制器，还配置成利用负极焊接电缆长度、负极焊接电缆尺 寸、正极焊接电缆长度和正极焊接电缆尺寸中的至少一个来确定用于焊接操作的焊接指 令。
12. 如权利要求8所述的控制器，其中用于焊接操作的焊接指令包含电压指令和电流 指令中的至少一个。
13. 如权利要求8所述的控制器，其中控制器配置成通过确定对应于瞬时斜坡率除以 平均斜坡率的量，并将所确定的量乘以过冲平均斜坡电压来确定过冲电压的总量。
14. 一种焊接系统，包含： 焊接电源； 焊炬，该焊炬经由焊炬电缆联接到焊接电源； 夹具，该夹具配置成将工件固定在焊接位置； 接地电缆，该接地电缆联接到焊接电源以及夹具和工件中的至少一个；以及 控制器，该控制器配置成监测所测量的立柱电压，以确定用于焊接操作的过冲电压，以 及基于所测量的立柱电压和过冲电压来确定补偿立柱电压，其中补偿立柱电压对应于由于 焊炬电缆中的电感和电阻而从所测量的立柱电压降低的焊接位置处的电压电平。
15. 如权利要求14所述的系统，其中控制器配置成通过从所测量的立柱电压减去过冲 电压来计算补偿立柱电压。
16. 如权利要求14所述的系统，其中控制器配置成通过确定对应于瞬时斜坡率除以平 均斜坡率的量，并且将所确定的量乘以过冲平均斜坡电压来确定过冲电压。
17. 如权利要求14所述的系统，其中焊接电源包含恒定电流的焊接电源。
18. 如权利要求14所述的系统，其中焊接电源包含恒定电压的焊接电源。
19. 如权利要求14所述的系统，其中控制器还配置成利用补偿立柱电压来控制焊接操 作。
20. 如权利要求14所述的系统，其中焊接电源包含金属惰性气体（MIG)电源、钨惰性气 体（TIG)电源或焊条电源。
【专利摘要】一种方法，包括接收与焊接操作期间产生的焊接波形相对应的数据，并基于与焊接波形相对应的接收到的数据，确定用于焊接操作的过冲电压，该过冲电压超过期望的电压电平。该方法还包括接受与所测量的立柱电压(26,34)相对应的数据并基于过冲电压和所测量的立柱电压，计算用于焊接操作的立柱电压。该方法还包括基于用于焊接操作的立柱电压控制焊接操作的至少一个参数。还描述了用于应用该方法的控制器和焊接系统。
【IPC分类】B23K9-095, B23K9-12, H02M3-157, B23K9-173, H02M3-335, B23K9-10
【公开号】CN104602848
【申请号】CN201380046551
【发明人】罗伯特·R.·戴维森, 托马斯·A.·邦克, 理查德·舒赫
【申请人】伊利诺斯工具制品有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2013年9月13日
【公告号】CA2877148A1, EP2897755A2, US20140076871, WO2014043560A2, WO2014043560A3