模块化焊接系统的制作方法
【专利说明】模块化焊接系统
[0001] 相关申请的参见引用
[0002] 本申请要求享有2012年9月7日提交的标题为"MODULAR WELDING SYSTEM(模块 化焊接系统）"的美国临时申请序列No. 61/698, 068的优先权和权益，兹为了所有目的以参 见方式引入其全部内容。
【背景技术】
[0003] 本发明总体上涉及焊接系统领域，并且尤其涉及一种能够组装成完整系统或局部 系统的模块化焊接系统。
[0004] 焊接系统通常具有电源，该电源将电流施加到焊条以在焊条和工件之间传递弧， 从而加热焊条和工件以产生焊接。在许多系统中，焊条由焊丝组成，该焊丝由送丝器推进穿 过焊炬。完整焊接系统的各构件可提供焊丝、施加电流和冷却系统。然而，完整焊接系统没 有给购买方提供任何弹性以使他们仅购买所希望的构件。此外，单个的构件可能不便于运 输。
【发明内容】
[0005] 下文描述与原始要求的发明保护范围相当的一些实施例。这些实施例不旨在限制 本发明的保护范围，而是这些实施例仅旨在提供本发明的可能形式的简单总结。事实上，本 发明可包括多种可类似于或不同于下文所述的实施例的形式。
[0006] 在一个实施例中，焊接系统包括第一壳体表面和配置成将输入功率转换为焊接功 率的功率转换电路。第一壳体表面包括第一配合几何结构，该第一配合几何结构配置成与 焊接系统的第一模块化构件的第一模块化表面的第一互补几何结构配合。
[0007] 在另一实施例中，焊接系统包括送丝器，该送丝器具有配置成将焊丝提供给焊炬 的焊丝驱动器的和围绕焊丝驱动器布置的送丝器壳体。送丝器壳体包括配合几何结构，该 配合几何结构配置成与焊接系统的模块化构件的互补几何结构配合。模块化构件包括旋转 体、焊接电源、焊炬冷却器或运输装置，或上述的任意组合。
[0008] 在另一实施例中，方法包括使第一模块化构件的第一壳体表面与第一电源的第二 壳体表面相互作用。第一模块化构件包括送丝器、旋转体或冷却器。第一壳体表面包括第 一配合几何结构，并且第二壳体表面包括配置成与第一配合几何结构配合的第一互补几何 结构。该方法还包括经由第一配合几何结构和第一互补几何结构之间的第一配合关系将第 一模块化构件联接到第一电源。
【附图说明】
[0009] 当参照附图阅读以下详细说明时，本发明的这些和其它特征、方面以及优点将会 被更好地理解，在全部附图中，同样的标记代表同样的部件，其中：
[0010] 图1是模块化焊接系统的一个实施例的组装视图；
[0011] 图2是图1的模块化焊接系统的电源和送丝器的一个实施例的俯视图；
[0012] 图3是图2的具有第一配合几何结构的送丝器的底部壳体的一个实施例的立体 图；
[0013] 图4是图2的电源的一个实施例的立体图，该电源的上表面具有第一互补几何结 构以与图3示出的第一配合几何结构配合；
[0014]图5是模块化焊接系统和在模块化焊接系统的构件之间的一个或多个配合特征 的的一个实施例的立体图；
[0015] 图6是模块化焊接系统和在模块化焊接系统的构件之间的一个或多个配合特征 的一个实施例的立体图；
[0016] 图7是模块化焊接系统和在模块化焊接系统的构件之间的一个或多个配合特征 的一个实施例的立体图；以及
[0017] 图8是用于组装模块化焊接系统的一种方法的流程图。
[0018] 具体实施方法
[0019] 以下介绍了一个或多个具体实施例。为了致力于提供这些实施例的简要介绍，并 未在说明书内描述【具体实施方式】中的所有特征。应当意识到在开发任何这样的具体实施方 式时，例如在任何的工程或设计项目中，都必须做出大量的实施方式专用决策，以实现开发 者的特定目标，例如符合与系统相关和业务相关的约束条件，而这些特定目标在不同的实 施方式中可能有所不同。而且，应该意识到尽管这样的开发工作可能是复杂且耗时的，但 对受益于本公开的本领域普通技术人员来说这仍然是一种从事设计、制造和加工的常规手 段。
[0020] 本公开的模块化焊接系统实施例可包括一个或多个具有壳体的模块化构件，所述 壳体具有与在相对的模块化构件的壳体上的互补配合几何机构相互作用的配合几何结构。 模块化焊接系统可包括但不限于送丝器（例如，单丝送丝器、双丝送丝器）、电源（例如，主 开关或逆变电源、基于变压器的电源）、焊炬冷却器或运输装置（例如，搬运车），或上述的 任意组合。模块化焊接系统的构件可以经由配合几何结构可移除地彼此联接。联接模块化 构件可限制模块化构件之间的相对运动。一些配合几何结构可包括但不限于连锁（例如， 嵌套）壳体几何结构、壳体上的安装硬件、相对于壳体表面共有的紧固件位置等。例如，模 块化构件（例如，电源）的一些实施例可具有壳体，该壳体具有狭槽、凹槽、孔或凹部以接收 相互作用的模块化构件（例如，送丝器）的伸出部（例如，凸缘、立柱、钩子）。模块化焊接 系统的一些实施例可具有壳体，所述壳体具有在构件中的配合特征位置的共有样式，从而 降低了将模块化构件可移除地彼此联接的复杂性。在一些实施例中，配合几何结构可被动 地和/或可移除地联接模块化构件而无须使用工具（例如，螺钉刀、扳手等）。
[0021] 在一些实施例中，模块化构件可以彼此可旋转地联接，从而限制例如送丝器和电 源之间的相对平移运动并且允许例如送丝器和电源之间的一些相对旋转运动。将模块化构 件可移除地彼此联接使得操作员能够只利用所选择的模块化构件来配置用于具体焊接应 用的模块化焊接系统。模块化构件可被联接以便模块化焊接系统在模块化构件之间具有齐 平的表面（例如，竖直面，诸如前表面、侧表面、后表面），所述齐平的表面可减少模块化焊 接系统的突出部和/或减小模块化焊接系统的尺寸（例如，宽度、高度）。在一些实施例中， 模块化构件可以垂直堆叠的方式可移除地联接，从而降低焊接系统的占地面积。
[0022] 转向附图，图1是模块化焊接系统10的一个实施例的组装视图，其示出了可联接 在一起的多个模块化构件。模块化构件可包括但不限于送丝器12(例如，单丝送丝器14、 双丝送丝器16)、旋转体18、电源20 (例如，第一逆变电源22、第二逆变电源24、变压器电源 26)、焊炬冷却器28和运输装置30。可以注意到的是，送丝器12可具有焊丝（例如，焊条） 线轴和焊丝驱动器以将焊丝提供给焊炬以用于焊接应用（例如，金属惰性气体（MIG)保护 焊）。在一些实施例中，焊丝可以是实心、中空或包芯的焊丝。电源20具有功率转换电路， 该功率转换电路从电源接收输入功率，并将输入功率转换为适用于焊接应用的焊接功率。 送丝器12和电源20可通过信号电缆和/或焊接电缆通信联接。在一些实施例中，电源20 将焊接功率提供给送丝器12以实施焊接应用。
[0023] 图1的虚线32示出了用于将模块化构件一起联接在模块化焊接系统10中的配置 的实施例。如下文所述，一些模块化构件（例如，旋转体18、焊炬冷却器28、运输装置30)可 从模块化焊接系统10的一些实施例中省去。此外，一些实施例可将一个送丝器12 (例如， 单丝送丝器14)和/或一个电源20 (例如，第一逆变电源22)联接在模块化焊接系统中，并 且使任何额外的送丝器12 (例如，双丝送丝器16)和/或电源20 (例如，第二逆变电源24) 可用于其它焊接系统（例如，其它模块化焊接系统10)。额外的模块化构件可作为替代模块 化构件利用，为了维护，该替代模块化构件与有效的模块化构件进行调换。因此，至少部分 基于操作员所希望的焊接应用，模块化构件可以以多种组合可移除地联接。例如，对于粘结 焊接应用或钨极惰性气体（TIG)焊接应用，操作员可以不利用送丝器12,或者对于相对短 时间的焊接应用，操作员可选择放弃焊炬冷却器28。
[0024] 送丝器底部壳体34可移除地联接到旋转体16的第一壳体表面36或联接到电源 20的第二壳体表面38。送丝器底部壳体34具有第一配合几何结构，并且第一和第二壳体 表面36、38都具有与第一配合几何结构联接的第一互补几何结构。在一些实施例中，送丝 器底部壳体34和第一或第二壳体表面36、38共享第一孔样式40 (例如，螺栓孔）以容纳紧 固件。吊孔42或其它结构可沿竖直轴线（例如，Y轴线44)从电源20的第二壳体表面38 延伸，以与旋转体18和/或送丝器12的凹口 46配合。吊孔42可便于将送丝器12和/或 旋转体18相对于电源20定位。例如，可利用吊孔42将送丝器12和/或旋转体18的面与 电源20的面对齐或间隔开（例如，往后缩）。在一些实施例中，电源20可以经由如下文所 详述的通道和配合凸缘沿水平轴线（例如，X轴线48、Z轴线50)与旋转体18和/或送丝 器12可移除地联接。此外，送丝器底部壳体34可与第一壳体表面36和第二壳体表面38 连锁（例如，嵌套）。送丝器底部壳体34可移除地联接到第一壳体表面36和/或第二壳体 表面38,从而限制送丝器12相对于电源20沿坐标轴线44、48、50的运动。
[0025] 旋转体18可以使送丝器18相对于电源20旋转。例如，旋转体18使送丝器12按 箭头52所示围绕竖直轴线44旋转。送丝器12经由旋转体18的旋转以将焊丝从送丝器12 在焊炬方向上引导可降低在焊丝和/或送丝器12上的压力。在操作过程中，旋转体18可 以使操作员相对于模块化焊接系统10沿水平轴线48、50移动，而无须使焊丝变形