用于与焊接系统的无线遥控器进行数据交换和控制的系统和方法
【专利摘要】本发明涉及用于从使用单个遥控器的远程装置(12)无线控制、监控和更新各种焊接参数的系统(10)及其方法。所述远程装置(12)无需具有软件以在发起与所述焊接型系统(10)的通信前与所述焊接型系统(10)进行通信。反而，所述焊接型系统(10)可向所述远程装置提供代码下载以进行所述远程装置的空中编程，从而配置所述远程装置(12)以控制所述焊接型系统(10)。
【专利说明】
用于与焊接系统的无线遥控器进行数据交换和控制的系统和方法
【背景技术】
[0001]本发明的领域涉及与焊接型装置进行通信的系统和方法。更特别地，本发明涉及用于无线识别、监控和控制远程焊接型装置的系统和方法。
[0002]在当今的经济中，焊接、加热和切割是许多不同的制造和建筑领域中的必要操作。焊接、感应加热和切割系统(在下文中，焊接型系统)的多功能性和效率对于高效完成许多复杂和动态焊接操作来说是至关重要的且允许进行这些操作。在由操作者进行的许多焊接、感应加热和切割过程中，在该过程期间调整焊接型系统以适应几种不同的焊接型相关的操作。当要进行这种调整的需要出现时，需要为每个不同的焊接型过程适当地设置焊接型系统中的参数。在这些过程中的每一个过程中，需要在焊接型过程之前和期间设置和调整参数。在许多情况下，焊接型过程发生在与驱动该过程的系统，如电源和其他组件有一定距离的地方。因此，操作者需要走回到机器以做出任何必需的调整。为了克服这个问题，一些焊接型系统已开始结合一些形式的摇控件。在许多现有的系统中，在操作者位置和焊接型电源位置之间的动力和通信是通过电缆进行传输的。这些电缆为各种操作和控制参数的通信和控制提供了简单和可靠的方式。
[0003]尽管这种设置具有益处，但采用这种方式仍有许多与焊接型系统的通信和控制相关联的缺点。这种基于电缆的控制的一个缺点是相对于被设计用于以高压承载大电流的焊接电缆而言，通信电缆通常是易碎的。焊接型系统通常用在需要定期进行重新定位或被在相同区域中操作的其他移动重型设备所包围的系统的场所。如此，遥控通信电缆会因与周围机器和/或通信的接触被压碎或阻碍而受到破坏。这会通过内部电力导体和敏感的信号电平电路造成焊接型电源的损坏。即使没有发生永久性损坏，这类事件也会明显地降低生产率。
[0004]用于焊接装置遥控的通信电缆还会产生另外的问题。这些问题中的一个是将高频电噪声引入了通信电缆周围的环境中的焊接型系统中。通信电缆为噪声提供了进入焊接型系统的电源和控制器中的导管。此外，在通信电缆周围的环境中引入电流模式干扰会阻碍通信。必须滤除该噪声和干扰以不对系统的性能产生负面影响。
[0005]由于有许多与用于焊接型系统的遥控的通信电缆相关联的缺点，已试图修改在较新的系统中的通信方式。已引入各种类型的遥控装置以便操作者通过除了标准通信电缆外的方式控制焊接型过程。例如，已在焊接型系统中实现无线通信以允许操作者监控和控制系统。然而，这些无线连接通常要求专有无线终端装置根据不同型号的焊接器或电源具有不同的用户界面。此外，至焊接型系统的常规无线连接仅允许对焊接装置进行控制，且通常需要单独的远程装置以用于焊接型系统中不同型号的焊接器或电源。
[0006]焊接型系统所面临的另一个挑战则涉及维护。通常要根据焊接型系统的操作者所实施的程序进行焊接器的维护和服务。尽管一些操作者可能适当地服务和维护这些系统，但服务和维护的质量通常取决于个体操作者的训练和能力。因此，大量的服务于整个装配过程的维护良好的焊接器可能会受到服务或维护不那么充分的另一个焊接系统的支配。这可能会在与维护不那么充分的焊接型系统相关的服务中断期间使过程停止或中断。然而，即使在最好的情况下，考虑到许多焊接系统是按隔离方式操作的，通常直到故障发生后才会报告或发现与这些系统的健康状态相关的诊断信息。
[0007]因此，仍需要按对于操作者来说实际和有效的方式控制、识别、监控和更新焊接操作的所有方面。
【发明内容】
[0008]本发明通过提供一种能够从使用单个遥控器的远程装置无线控制、监控和更新各种焊接参数的焊接型系统克服了上述缺点。远程装置无需具有软件以在发起与焊接型系统的通信前与焊接型系统进行通信。反而，焊接型系统可向远程装置提供代码下载以进行远程装置的空中编程，从而配置远程装置以控制焊接型系统。
[0009]根据本发明的一个方面，公开了一种焊接型系统，其包括电源，所述电源具有用于调节至少一个焊接器的焊接操作的控制器；以及无线通信系统，所述无线通信系统被配置成接收无线信号并将无线信号提供至控制器以根据由无线信号所指示的至少一个操作参数控制至少一个焊接器。所述系统还包括配对设备，其被联接至无线通信系统且被配置成识别能与无线通信系统进行通信的无线遥控器并通过无线通信系统与无线遥控器进行通信而将无线遥控器识别为处于未编程状态。所述设备还被配置成当无线遥控器处于未编程状态时使用空中编程协议发起至无线遥控器的代码下载，从而配置无线遥控器以选择至少一个操作参数并使用无线信号将至少一个操作参数传递给控制器。
[0010]根据本发明的另一个方面，公开了一种远程控制焊接型系统的方法，其包括提供电源，其具有用于调节多个焊接器的焊接操作并将无线信号从无线遥控器传输至控制器以控制多个焊接器中的多个焊接参数中的至少一个的控制器。所述方法还包括接收无线信号以允许控制器与无线遥控器进行通信，经被安装在无线遥控器上的无线电设备将无线遥控器与控制器配对，以及经无线遥控器的无线电设备访问并调节多个焊接器中的至少一个的多个焊接参数中的至少一个。
[0011]根据本发明的另一个方面，公开了一种用于与焊接型系统进行通信的遥控系统，其包括无线通信系统，其被配置成与多个焊接型系统中的至少一个发送和接收无线信号；以及存储器，其具有存储在其上的引导装载程序。所述系统还包括处理器，其被配置成使用无线通信系统与多个焊接型系统中的至少一个进行通信以指示无线遥控器的身份并从多个焊接型系统中的至少一个接收代码下载。处理器还被配置成至少使用引导装载程序安装代码下载以配置无线遥控器，从而将至少一个操作参数传递至多个焊接类型系统中的至少一个。
[0012]根据本发明的另一个方面，公开了一种远程控制焊接型系统的方法，其包括提供无线遥控器，其具有被配置成与多个焊接器进行通信的天线系统；以及识别多个焊接器中的至少一个。所述方法还包括确定在无线遥控器中的存储器中是否存在用于与多个焊接器中的至少一个进行通信的软件，在确定在无线遥控器中的存储器中不存在用于与多个焊接器中的至少一个进行通信的软件后，从多个焊接器中的至少一个接收代码下载。所述方法还包括安装从多个焊接器中的至少一个接收的代码下载；以及使用被安装在遥控器上的代码下载，控制多个焊接器中的至少一个的操作。
[0013]根据下列描述，本发明的前述和其他方面和优点将变得显而易见。在说明书中，参照形成说明书的一部分的附图，其中以说明的方式示出了本发明的优选实施例。然而，该实施例不必表示本发明的全部范围，因此要参照权利要求以在本文解释本发明的范围。
【附图说明】
[0014]图1为根据本发明的用于控制焊接型装置的焊接型系统和遥控通信型系统的立体图。
[0015]图2为用于实施本发明的用于图1的焊接型系统的多个电源的立体图。
[0016]图3为示出用于实施本发明的包括多个焊接器的工业制造设施的简图。
[0017]图4为阐明根据本发明的用于将终端装置配对至焊接型系统的过程的步骤的流程图。
[0018]图5a和5b为根据本发明的要与图1的焊接型系统一起使用的无线遥控器的视图。
[0019]图6为示出无线遥控器组件的交互的简图。
[0020]图7为阐明根据本发明的用于将图2的无线遥控器与焊接型系统进行配对的过程的步骤的流程图。
[0021]图8为示出根据本发明的用于无线遥控器的适配器板连接器的简图。
【具体实施方式】
[0022]现在特别参照图1，其示出了主机，例如，能够进行各种类型的操作的焊接型系统
10。图1还示出了用于访问和控制焊接型装置的终端装置系统12。焊接型系统10仅代表具有各种大小、特征和等级的各种焊接型机器。如本文所考虑的，焊接型系统10可被配置成不仅进行标准的焊接型操作，如钨惰性气体(TIG)焊接、金属惰性气体(MLG)焊接和/或焊条焊接，还能进行与各种焊接程序紧密关联的各种切割操作，如等离子切割和感应加热。在图1所示的示例性实施例中，所示的焊接型系统10为TIG焊接系统，然而，本领域的技术人员将很容易地理解其可以是任何相关的焊接或切割系统，包括上面所列的那些。TIG焊接型系统10包括用于调节原始电力并生成适于焊接应用的电力信号的电源16。电源16包括接收操作反馈并监控TIG焊接型系统10的操作的处理器/控制器14。电源16可以是例如，Trailblazer325EFI。Trai Ib Iazer为伊利诺伊州格伦维尤市(Glenview，IL)的 Illi no is Tool WorksInc.Corporat 1n的注册商标。焊炬18经电缆20被连接至电源16。在需要的地方，电缆20向焊炬18提供电力和压缩空气或气体。焊炬18包括手柄部分22或焊炬本体，其具有位于其上的用于致动焊炬18和从其延伸的工作尖端26的触发器24。
[0023]被设计用于连接至要进行焊接的工件(未示出)的工作夹具28也被连接至电源16。被设计用于通过工件和工作夹具28与焊炬18—起完成焊接电路的电缆30将工作夹具28连接至电源16。电源16可被设计成被连接至传输线的电源插座(未示出)或可被设计为发动机-驱动器焊接系统。在后一种情况下，发动机可被集成在电源16的壳体32中或可位于单独壳体(未示出)内且被连接至电源16。
[0024]如所提及的，终端装置12可用于与和电源16联接的无线电设备40相配对，从而设置和调整操作参数以及将软件更新发送至焊接型系统10和从该焊接型系统接收软件更新。在一个实例中，无线电设备40可以是被设计成设置于电源16的壳体32外部的在外部安装的无线电设备40a。该配置对于使范围和接收最大化而言是有利的。替代地，无线电设备40可以是被设计成设置于电源16的壳体32内部的在内部安装的无线电设备40b。该配置提供了使用电源16的壳体32保护无线电设备40的优点。无线电设备40能够当作无线通信终端(WCT)操作，从而使终端装置12能与焊接型系统进行配对。各种通信协议、系统和硬件可用于使用无线电设备40进行无线传输通信。
[0025]终端装置12可经WCT 40与控制器14进行通信。WCT 40可被配置成从终端装置12至控制器14接收和中继无线信号以处理所接收的无线数据。控制器14被进一步地操作性地连接至电源16，且以这种方式，终端装置12可配置、监控和/或控制焊接型系统10的操作。在本发明的一个实施例中，如在图2中所示，多个焊接型电源42可包括无线电设备40，从而使终端装置12能与一个以上的焊接型系统10相配对。
[0026]在一个实施例中，使用来自无线电设备40的无线电控制(RC)信号。特别地，无线电设备40可被配置成使用WiFi协议操作。在这方面，WCT可使用802.1IX无线协议，例如，以在无线802.1lX装置和局域网(LAN)之间提供桥梁。如此，WCT也可被称之为无线接入点(WAP)。然而，其他无线通信系统和方法可包括但不限于射频(RF)，如ZigBee协议、蓝牙协议、蜂窝协议、专有协议等。更特别地，无线通信系统和方法可包括蓝牙低功率(BLE)(即BT4.0)、蜂窝数字分组数据、高速电路交换数据、分组数据蜂窝、通用分组无线电服务、无线电传输技术、蓝牙、IRDA、多信道多点分配业务、本地多点分配业务、WiMAXdi^.llWiFijl^hUHF、VHF、RIM 等。
[0027]如果基于802.1lX的无线电设备40被用作，例如无线发射器，则不需要专有无线终端装置。相反地，任何启用WiFi的终端装置12，如智能手机、平板电脑、笔记本电脑或专门的远程装置，如在图1中所示，可被用于连接至由WCT 40提供服务的网页以实现文件转移或远程焊接型系统10的设置和控制，且一个以上的终端装置12可同时进行连接，如果这样进行配置的话。同样地，如果基于蓝牙(例如，802.15.1)的无线电设备40被用作，例如，无线发射机，则可使用任何启用蓝牙的终端装置12，如智能手机、平板电脑、笔记本电脑或专门的远程装置以连接至由WCT 40提供服务的网页以实现文件转移或远程焊接型系统10的设置和控制。然而，例如，在使用基于蓝牙的无线电设备40的情况下，则可能需要终端装置12的配对，且系统可能允许或不允许一个以上的终端装置12同时连接至网页。
[0028]WCT 40的操作不得被限制为按特定方式操作，如用于提供至由WCT 40发起的对网络的访问。例如，WCT 40也可被操作以使焊接型系统1连接至现有的局域网。例如，在图3中所示的工厂300(其安装有WCT)中，或如果WiFi热点，如在智能手机中为可用的，则会发生这种情况。此外，从焊接型系统10至终端装置12，无线通信提供了对电缆连接的可行替代，如USB电缆连接或使用有线电缆连接的串行数据端口连接。要认识到所选的通信模式将取决于焊接型过程的具体需要以及正在进行该过程的环境。
[0029]现在参照图4，提供了阐明用于使用具有焊接型系统(如图1所示系统10)的电源的终端装置的示例性步骤100的流程图。为了开始该过程，用户可在终端装置上启用通信，如在过程块102处所示。通过能够服务无线通信的无线电设备启用在焊接型系统上的通信，也如在过程块102处所示。例如，在使用使系统作为WCT操作时的无线电设备的情况下，其他终端装置12(例如，其他被配置成进行无线通信的装置)可加入其中/与其配对，如在过程块104处所示。如将理解的，终端装置和焊接型系统的连接/配对可根据所采用的底层无线通信协议和所采用的所需的安全程序而采用多种形式中任意一种。
[0030]焊接型系统可被配置成向终端装置提供通信入口，如在过程块处所示。例如，焊接型系统可为终端装置106提供用户界面，如通过提供基于超文本标记语言(HTML)的界面。然而，如将在下面进一步描述的，焊接型系统可提供用于与焊接型系统进行通信和/或控制焊接型系统的操作软件。
[0031]在过程块108和110中，焊接型系统和终端装置可交换状态信息。例如，终端装置是否可向焊接型系统指示终端装置是否需要任何软件升级或更新以进行进一步的通信或交互的状态。如将在下面详细描述的，焊接型系统可向终端装置提供软件、固件和/或更新以配置终端装置进行进一步的通信/交互。
[0032]例如，焊接型系统可经WCT将任何必要的软件或固件升级、更新和特征发送/推送至终端装置以便与焊接型系统进行通信和/或控制焊接型系统。在这个方面，焊接型系统可存储和保持要与焊接型系统进行通信和/或控制焊接型系统所必需的基本软件或固件，且在必要时，该软件或固件可被推送至终端装置。以这种方式，终端装置不需要专门被配置成或适配成或甚至包括必要的软件以与焊接型系统进行通信和/或控制焊接型系统。相反地，在过程块104中，终端装置，特别是在使用专门或专有遥控器的情况下，如将参照图5A和5B进行描述的，可能仅具有一个发起至焊接型装置的连接所必需的基本软件或固件，如用于访问和接收界面，例如，基于HTML的界面。之后，终端装置可从给定的焊接型装置接收便于进行进一步的通信和/或控制所必需的软件或固件。因此，可使用单个终端装置以与多种焊接型系统中的任一个进行通信。终端装置无需进行预先配置或专门适配成与特定的焊接型系统进行通信。相反地，用户可利用一个终端装置作为遥控器或远程监控器以与多种焊接型系统中的任一个进行通信，而不用针对每个焊接系统对终端装置进行预适配。
[0033]从焊接型系统接收的软件或固件可使终端装置适应焊接型系统和电源的配置和焊接程序、型材、锁定条件和限制。此外，终端装置可经WCT从远程文件服务器(未示出)至焊接型系统发送/推送任何必要的软件或固件升级、更新和特征。
[0034]如在块114处所表示的，由焊接型系统所提供的状态数据可包括但不限于焊接过程模式(例如，MIG、TIG和/或焊条焊接)、安培数和电压、电弧控制、极性、发动机启动/停止、发动机状态(例如，开、关、自动速度)、发动机速度、发动机燃料水平、发动机小时数/换油间隔、发动机诊断、先进的发动机诊断、电源的位置(例如，经呼叫器和/或灯)、焊接预设置、电池状态、错误代码以及来自电流和焊接后会话的数据。
[0035]这些仅仅是几个实例。WCT也可被连接至操作状态传感器(未示出)。例如，可采用功率传感器以通知焊接型装置是处于“开”还是“关”的状态，焊炬18或焊枪是否在操作，以及通知当前的电池电量和其他从感测功率水平获得的操作条件。此外，WCT可被连接至组件故障传感器(未示出)。可采用多个传感器，每个传感器被个别地配置成检测在焊接型装置中的特定组件中的操作错误。焊接型系统或终端装置的处理器可将发生错误的时间或操作条件的概要记录至数据存储单元(未示出)上，和/或一发生错误就准备实时的组件错误消息。此外，可使用其他传感器检测当前装置的资源，如可消耗焊丝的剩余量、剩余的保护气体的量、哪些配件被附着至装置以及配件是否与装置的系统类型相兼容。焊接型系统或终端装置的处理器可随后基于被存储在数据存储单元上的最近的使用数据或基于预先确定的最低水平计算是否将需要或何时需要额外的资源。因此，可对操作状态、连续实时操作状态信息，或当前或即将发生的错误和要求的自动通知的概要进行传递、存储和访问。
[0036]因此，终端装置可下载在如图1中所示的单个焊接型系统10的过程块116处所示的状态数据114中的任一数据，或从如图2中所示的多个电源42进行下载。焊接型系统的状态数据112的通知，如电子邮件或文本消息可被发送至终端装置。在一个替代实施例中，状态数据112可以是自动化数据采集过程的一部分，该过程在其范围内连接至图2中多个电源42中的每个处理器14以进行采集、记录、报告和重新传输至基于网络的云或数据服务器(未示出)并通过相同的界面提供多个电源42的配置。
[0037]再返回参照图4并参照图3，终端装置12可远程控制和配置状态数据114中的任一数据，如在过程块118处所示。如将描述的，终端可被配置成为用户提供公用界面，允许其通过空中编程进行使用以配置和控制多个电源的状态数据114。作为一个实例，终端装置12可使用界面所提供的查找功能以识别在多个电源42中具有问题的焊接型系统12。在界面上的查找功能可由将要激活(例如在具有问题的特定焊接型系统1A上的)呼叫器和/或灯44的用户发起，从而使用户可轻易地识别在较大的环境300中的焊接型系统。作为另一个实例，终端装置12可使用所提供的发动机点火管理功能，从而对特定的焊接型系统进行远程掉电并将其置于睡眠模式中。当焊接型系统1A处于睡眠模式中时，其可通过终端装置12上的发动机点火管理功能再次启动。
[0038]一旦终端装置12已发送和/或接收所需的状态数据114，用户则可禁止在终端装置12上的无线通信或将终端装置12焊接型系统10解除配对，如在过程块120处所示。
[0039]现在参照图5a、5b和6，其示出在焊接型系统10中使用的无线遥控器46。无线遥控器46包括多个可重新配置的按钮48。作为可重新配置的按钮48，当被按下时，可重新配置的按钮48可显示上述状态数据中的任一数据。无线遥控器46可以提供，例如，手持式、电池供电的用户界面装置，其结合有无线的无线电接口标准(例如，IS0-14443(RFID)、IEEE802.11(各种速度的WiFi)、IEEE802.15.4(ZigBee))的变化分类。无线遥控器46可包括图形显示器50、包括多个按钮48的小键盘52、无线电设备54、中央处理器56、闪速存储器58、电池组60和实时时钟62。在构造中，可有无线遥控器46的四个子组件，其包括主板64、无线电设备54、具有电池组60的下壳体66以及小键盘的印刷电路板(PCB)68。主板64可包括中央处理单元56、闪速存储器58、电池组60和图形显示器50。其具有至小键盘PCB 68、无线电设备54和电池组60的连接器。电池组60可被集成至下壳体66并包括终端和用于将例如，两个AA碱性电池夹持并实现与其接触的夹具。
[0040]无线遥控器46的图形显示器50可以是，例如，四分之一视频图形阵列(QVGA)、全彩色背光IXD显示器(例如，Santee ST0240Y3W-RSLW-F)、背光半透反射式IXD显示器或自定义显示器。图形数据可按并行字格式被呈现给图形显示器50，如在图5b中所示。例如，用于图形显示器50的背光方案可使用多个具有共用阳极和阴极的LED。共用阴极信号被呈现给晶体管(未示出)，该工作状态使接地连接循环工作以允许进行亮度控制。脉冲宽度调制(PffM)电路(未示出)通过允许CPU 56进行PWM控制回路而达到用于LED陈列的电流限制和亮度控制的目的。CPU 56可具有命令的最大亮度(用户输入)且可使用光传感器(未示出)以基于环境光改变PWM的占空比。CPU 56通过对输入信号施加使电路上电的逻辑“高”而操作光传感器。然后，输出信号可由CPU 56中的ADC(未示出)进行测量且在PffM控制回路中使用数字。[0041 ]如在图5a和5b中所示，小键盘52可以，例如，具有多个按六个按钮阵列进行布置的可重新配置的按钮48，其以三列且每列两个按钮的方式进行布置。多个可重新配置的按钮48可以是开路的且在未接地垫上具有例如标称3.0VDC电势。按下多个按钮48中的一个将电压短接至在CPU 56端口对该按钮进行检测的地面。小键盘52可以是，例如，具有将小键盘52连接至主板64的柔性蚀刻聚酰胺电缆的单层PCB。多个按钮48可以是在薄的小键盘PCB 68上具有开关触点的圆顶开关。柔性电缆和圆顶开关的模式可以是一个具有图形聚合物覆盖物(未示出)以将圆顶弹簧保持在位的板。小键盘PCB 68也可形成图形显示器50的外边框和保护性覆盖物70。此外，可重新配置的按钮48可以是具有与其集成在一起的显示器的触摸按钮，从而很容易地适应于具有符号或与基于重新配置而进行调整的按钮相关联的显示的?目息O
[0042]例如，无线遥控器46的无线电设备54可以是经认证的FCC模块化发射器。在一个示例性实施例中，例如，无线电设备54可以是加州东部实验室(CEL)型号为Z1CM357SP0-1IEEE802.15.4的顺应式无线电，其具有被编程至其中的Ember ZigBee Pro网络软件栈。此外，无线电设备54可具有内部天线。无线电设备54可仅负责提供网络服务，从而不具有被编程至其上面的用户应用程序。无线电设备54可使用沿通用异步接收器/发射器(UART)和串行外围接口(SPI)的串行端口接口(未示出)向无线电设备54提供电力和接地信号的“通用”16针接口(未示出)连接至主板64。使用相同的结构尺寸和相同的16针连接器，无线电设备54可以是WiFi无线电或蓝牙无线电，例如，以适当的对主机的软件变化来代替ZigBee无线电。根据所使用的无线电设备54，串行接口可以是UART或SPI端口或这两者。
[0043]无线遥控器46可从串联的两节AA电池(未示出)接受DC并使用两个DC开关转换器(未示出)以在电池组60的整个寿命中保持约3.0伏。来自电池仓的两线抽头连接至主板64。电池组60的接口使用与正电池引线串联的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)以进行反向极性保护。电路通过允许小电流通过MOSFET的体二极管泄漏，这在源极上创建了电荷。随后，该电荷可能会导致允许电池电流以最小的电压损失从漏极流到源极的针对栅极的反向偏压，这是由低沟道电阻决定的。如果电池组60以相反的极性相连时，所施加的电压变为正的，这保持MOSEFT关闭，且因此使从漏极到源极的电流由于反向的漏电流而处于纳米安培范围中。例如，Si3495(未示出)可用于使跨越该部分的正向电压降最小化。理论上来说，晶体管的压降应大致为20mV或更低。在主板64上具有两个DC电源(未示出)。一个电源可专用于无线电设备54且另一个则用于其他的一切设备。例如，DC电源可基于德州仪器(TL)TPS61220DCK。
[0044]提供电路以允许软件确定在电池组60中剩余的电池寿命的百分比。随着碱性电池被耗尽，有效的电池源阻抗上升。实际上，对于给定的漏电流而言，与新的电池相比，源极电压在较弱的电池上有所降低。用于测量实际电池电压的工具被置于主板64上。用于提供低电压检测功能的两个电阻还向位于CPU56内部的ADC提供电压分压器。由于已知的负荷被置于电池组60上且进行了测量，因此该分离信号可被发送至CPU 56。
[0045]主板64支持通过空中重新编程进行，如上面所述的内容，以及使用闪速存储器58进行的数据采集。例如，闪速存储器58可以是32兆字节的闪速存储装置。通过空中重新编程是通过无线电设备54，例如，ZigBee无线电链路发送合适的目标对象文件来操作的。用于微控制器(未示出)，例如MSP430或EM357的操作代码可从闪速存储器58加载。该特征允许无线遥控器46以用于微控制器的一个对象代码文件进行制造，但其可被重新编程以获得不同的任务剖面。此外，可将固件更新推送至使用该特征的焊接型系统10上。其他使用闪速存储器58的操作模式也是可能的。例如，可使用“胖客户端”或“瘦客户端”模式。在胖客户端模式中，所有状态数据112均被编码并被装载至无线遥控器46上。在瘦客户端模式中，无线遥控器46充当终端且所有的操作状态机器代码均被承载在承载例如，ZigBee无线电的焊接型系统10上。
[0046]可通过与CPU 56相分离的电路(未示出)提供实时时钟62。实时时钟62可从CPU 56电源进行操作，其通常将介于2.1和3VDC之间。在电源故障的欠压情况下，如当电池组60正被更换时，无线遥控器46可使用，例如CR1025锂纽扣电池在睡眠模式中进行操作。例如，无线遥控器46可用三线串行数据接口(未示出)与微控制器进行通信。
[0047]在一个示例性实施例中，无线遥控器46可用作为仅安装的软件的引导装载程序进行制造。在可被包括在无线遥控器46中的示例性引导装载程序上的额外信息可在美国专利号6849826、6849826和7411155中找到，且这些专利中的每一个的全部内容均通过引用并入本文。通过当其试图加入无线配备的焊接型系统10/与之配对时被安装作为无线电设备54、无线遥控器46的802.15.4ZigBee无线电，焊接型系统10将感测到无线遥控器46是新的(未编程的)或无线遥控器46缺少要与焊接型系统10—起使用的正确编程。焊接型系统10的控制器14随后可发起至无线遥控器46的代码下载，该无线遥控器使用无线电设备54的空中(OTA)编程特征以将新代码图像置于无线遥控器46的CPU56中。无线遥控器46可具有大约128兆字节的存储器，其可持有用于多个电源42的软件，该电源允许一个物理装置(S卩，无线遥控器46)控制多个焊接器43，其中的每一个均具有其自己专门的用户界面，从而向焊接型系统10的操作者提供统一的培训环境。无线遥控器46可有利地包括菜单驱动接口 72以复制在焊接型系统上可用的所有功能。无线遥控器46的接口72可匹配电源16的接口，从而复制焊接型系统10的前面板控件。此外，无线遥控器46允许少量的元件遥控器46被用于工厂300内的多个焊接型系统10上，例如，使用安全通信，如米勒标签单元变量(TUV)通信协议。
[0048]现在参照图7，其提供了阐明将无线遥控器46与焊接型系统10的电源16进行连接的示例性步骤200的流程图。为了开始该过程，无线遥控器可将无线信号从无线电设备传输至焊接型系统的电源的控制器，如在过程块202处所示。由控制器的控制收发器(未示出)接收无线信号，如在过程块204处所示。一旦无线遥控器与电源进行无线通信，控制器则可确定无线遥控器是否进行了编程或具有最新安装的软件，如在过程块206处所示。如果未对无线遥控器未进行编程，如在过程块208处所示，焊接型系统的控制器则可随后发起至无线遥控器的代码下载。如果对无线遥控器进行了编程，如在过程块210处所示，无线遥控器和电源的控制器则可经无线电设备进行通信。一旦完成设置过程，无线遥控器则可通过按下在无线遥控器上的多个按钮中的一个而访问多个焊接参数212(类似于图4的状态数据112)，如在过程块214处所示。多个按钮中的每一个可被配置成访问多个焊接参数中的一个，如在过程块212处所示，并被显示在图形显示器上。
[0049]如在块112处所表示的，由图形显示器上的焊接型系统所提供的多个焊接参数可包括但不限于焊接过程模式(例如，MIG、TIG和/或焊条焊接)、安培数和电压、电弧控制、极性、发动机启动/停止、发动机状态(例如，开、关、自动速度)、发动机速度、发动机燃料水平、发动机小时数/换油间隔、发动机诊断、先进的发动机诊断、电源16的位置(例如，经呼叫器和/或灯)、焊接预设置、电池状态、错误代码以及来自电流和焊接后会话的数据。无线遥控器可从如图1中所示的单个焊接型系统10或如图2所示的多个电源42下载多个焊接参数212中的任何参数。
[0050]此外，无线遥控器可经无线电设备从远程文件服务器(未示出)向焊接型系统发送/推送任何必要的软件或固件升级、更新和特征。同样地，软件或固件升级、更新和特征可从焊接型系统被发送至无线遥控器。焊接型系统的焊接程序、型材、锁定条件和限制的配置可由无线遥控器进行发送和/或接收。焊接型系统的多个焊接参数212的通知，如电子邮件或文本消息可被发送至无线遥控器。
[0051]无线遥控器可经多个按钮远程控制和配置多个焊接参数212中的任一个，如在过程块216处所示。如上所述，无线遥控器为用户提供公用界面，允许其使用空中编程以配置和控制多个电源的多个焊接参数212。作为一个实例，无线遥控器可使用由多个按钮中的一个所提供的查找功能，从而识别在多个电源中有问题的电源。查找功能可由将激活呼叫器和/或灯，例如在有问题的电源上的呼叫器和/或灯的用户发起，从而使用户可轻易地识别正确的电源。作为另一个实例，无线遥控器可使用由多个按钮中的一个所提供的发动机点火管理功能，从而对焊接型系统的电源进行远程掉电并将其置于睡眠模式中。当电源处于睡眠模式中时，其可通过无线遥控器上的发动机点火管理功能再次启动。
[0052]一旦无线遥控器已发送和/或接收所需的焊接参数212，用户可将无线遥控器与焊接型系统的电源解除配对或断开，如在过程块218处所示。
[0053]现在参照图8，示出了要在本发明的焊接型系统10中实施的适配器板连接器400。适配器板连接器400可与任何无线配备的焊接型系统10 Jf^nTrailblazer 325EFI或具有Insight的Axcess—起使用。适配器板连接器400可使用ZigBee(IEEE 802.15.4)适配器板，例如，用于充当通用的接口连接器。适配器板连接器400使用UART和沿着用于SPI连接的两个片选的SPI连接(允许访问无线电或板上存储器)、用于测试或调试目的的两个LED连接和中断信号。
[0054]常规的适配器板连接器要求用户选择制造无线电系统所需的所有部件并将其按某种逻辑方式置于相同的印刷接线板上，例如，如用于电源16的主控制器。如果使用这种方法，该板则需要重新设计，从而增加了进行重新设计和测试的成本。替代地，用户可使用测试且认证的模块化无线电发射器，然而，这并不要求测试主机装置，就好像它是无线电一样(如在第一种方法中将要求的那样)。这可能会使加入无线通信的风险显著减少。用这种方式，无线电模块将被直接附至主机印刷接线板且将明确和单独地为该无线电写入主机软件。
[0055]在另一种替代方案中，用户可以首先限定覆盖大多数使用情况的连接器方案并随后设计适配器板，在其一侧上安装有至主机板的匹配连接器，且在其另一侧上安装有任何需要的组件和无线电模块本身。以这种方式，具有不同物理安装图案的无线电中的每一个均可被置于唯一的适配器板上且每一个将连接至相同的主机且主机不要求进行任何的硬件改变。
[0056]然而，本发明的适配器板连接器400可显著地降低为连接至无线网络所需的设计而做出的硬件开发上的努力。此外，如果无线电制造商无法满足交货，适配器板连接器400则可以降低在制造中的风险，从而可用备用和合格的无线电设备进行替换而不用改变硬件。另外，无线电设计被有效地与焊接型系统10的开发相分离。基本上来说，适配器板连接器400允许各种认证的无线电模块被连接至焊接型系统10，而无需随着无线电模块的改变进行印刷接线卡的重新设计和重新布局。换句话说，适配器板连接器400是一个具有标准尺寸的“适配器板”的“标准”的主机印刷接线板(PWB)连接器。适配器板的示意图和布局可被设计用于在特定的无线电设备和标准连接器之间形成自定义的一对一的配合。存储器装置可被结合在适配器板400上，从而使主机微处理器能够读取该存储器以发现连接的是哪个无线电设备，从而允许使用合适的软件驱动器以与无线电设备进行通信。
[0057]因此，提供了一种通过终端装置使用无线通信终端(WCT)并在远程焊接型装置和终端装置之间交换数据的系统和方法。此外，本发明涉及一种焊接系统，其操作是通过无线遥控器所传输的控制信号进行管理。无线遥控器被配置成与发起至无线遥控器的代码下载的焊接型装置进行配对。在这个方面，操作者能够快速并有效地从远程位置控制焊接系统，而不管可能存在于一个位置上的不同焊接型装置的制造和型号。
[0058]本发明提供了一种很容易被操作者处理且可无线地控制多个焊接过程的遥控装置。本发明可消除对无线远程装置的通信线的使用，且从而消除如上所述的与高频电噪声相关联的问题。无线遥控器还为操作者提供了许多好处和便利，如减少使用额外的电缆的不便。此外，与具有单个用户界面的任何焊接型系统相配对的无线遥控器提高了操作者的效率并减少了预定的停机时间。
[0059]已关于一个或多个优选实施例描述了本发明，且应理解的是，除了那些明确陈述的以外，许多等同物、替代物、变化和修改均是可能的且落入本发明的范围内。
【主权项】
1.一种焊接型系统，包括: 电源，所述电源具有用于调节至少一个焊接器的焊接操作的控制器； 无线通信系统，所述无线通信系统被配置成接收无线信号并将所述无线信号提供至所述控制器以根据由所述无线信号所指示的至少一个操作参数控制所述至少一个焊接器； 配对设备，所述配对设备被联接至所述无线通信系统且被配置成: 识别能与所述无线通信系统进行通信的无线遥控器； 通过所述无线通信系统与所述无线遥控器进行通信而将所述无线遥控器识别为处于未编程状态中；以及 当所述无线遥控器处于未编程状态中时使用空中编程协议发起至所述无线遥控器的代码下载，从而配置所述无线遥控器以选择所述至少一个操作参数并使用所述无线信号将所述至少一个操作参数传递给所述控制器。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述配对设备被配置成确定所述无线遥控器的可配置界面和所述无线遥控器的多个按钮的类型并从要使用所述空中编程协议被输送至所述无线遥控器的多个代码下载中选择代码下载。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个操作参数包括至少一个油参数、发动机燃料参数、发动机速度参数、电池参数、电源参数、发动机启动/停止参数、发动机参数、发动机控制参数、先进的发动机诊断参数、过程模式参数、错误代码参数、电压和电流参数、电弧控制参数和极性控制参数。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述无线通信系统被配置成使用ZigBee协议、蓝牙协议、蓝牙低功耗(BLE)协议、蓝牙4.0协议和WiFi协议中的至少一个进行通信。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述配对设备被配置成确定所述无线遥控器是否包括引导装载程序。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述无线通信系统包括WiFi无线电设备，其能够作为无线通信终端(WCT)操作，能够允许所述无线遥控器经所述WCT访问界面并被配置成以在所述焊接型系统中交换数据并远程控制所述控制器。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述配对设备被配置成确定所述无线遥控器是否包括用于使代码更新至所述至少一个焊接器的单个代码图像。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个操作参数包括使所述至少一个焊接器远程掉电和上电的命令。9.一种远程控制焊接型系统的方法，所述方法包括: 提供电源，其具有用于调节多个焊接器的焊接操作的控制器； 将无线信号从无线遥控器传输至所述控制器以控制在所述多个焊接器中的多个焊接参数中的至少一个； 接收所述无线信号以允许所述控制器与所述无线遥控器进行通信； 经被安装在所述无线遥控器上的无线电设备将所述无线遥控器与所述控制器配对；以及 经所述无线遥控器的所述无线电设备访问并调节所述多个焊接器中的至少一个的所述多个焊接参数中的至少一个。10.根据权利要求9所述的方法，其中配对包括使用空中编程协议发起至所述无线遥控器的代码下载，从而配置所述无线遥控器以将所述多个焊接参数传递至所述多个焊接器中的所述至少一个。11.一种用于与焊接型系统进行通信的遥控系统，其包括: 无线通信系统，所述无线通信系统被配置成通过多个焊接型系统中的至少一个发送和接收无线信号； 存储器，所述存储器具有被存储在其上的引导装载程序； 处理器，所述处理器被配置成: 使用所述无线通信系统与多个焊接型系统中的至少一个进行通信以指出所述无线遥控器的身份； 从多个焊接型系统中的所述至少一个接收代码下载；以及 至少使用所述引导装载程序安装所述代码下载以配置所述无线遥控器，从而将至少一个操作参数传递至多个焊接类型系统中的所述至少一个。12.根据权利要求11所述的系统，其中所述无线遥控器包括用户界面，所述用户界面在安装所述代码下载后作为过程模式选择器操作以允许操作者选择通过所述无线通信系统进行通信的所需焊接过程，从而控制多个焊接型系统中的所述至少一个以根据所需的焊接过程操作。13.根据权利要求11所述的系统，其中所述处理器被配置成通过使用呼叫器和灯中的一个触发给定的焊接器发出信号而识别在所述多个焊接器中的所述给定的焊接器。14.根据权利要求11所述的系统，其中所述处理器被配置成进行配对过程以与所述多个焊接器中给定的焊接器进行通信。15.根据权利要求11所述的系统，其中所述无线遥控器被配置成对多个焊接型系统中的所述至少一个进行远程掉电和上电。16.根据权利要求11所述的系统，其中所述无线遥控器包括图形显示器，所述图形显示器被配置成显示多个焊接型系统中的所述至少一个的状态。17.一种远程控制焊接型系统的方法，所述方法包括: 提供无线遥控器，所述无线遥控器具有被配置成与多个焊接器进行通信的天线系统； 识别所述多个焊接器中的至少一个； 确定在所述无线遥控器的存储器中是否存在用于与所述多个焊接器中的所述至少一个进行通信的软件； 在确定在所述无线遥控器的存储器中不存在用于与所述多个焊接器中的所述至少一个进行通信的软件后，立即从所述多个焊接器中的所述至少一个接收代码下载； 安装从所述多个焊接器中的所述至少一个接收的所述代码下载；以及 使用被安装在所述遥控器上的所述代码下载，控制所述多个焊接器中的所述至少一个的操作。18.根据权利要求17所述的方法，还包括在控制所述多个焊接器中的所述至少一个的操作前与所述多个焊接器中的所述至少一个进行配对过程。19.根据权利要求17所述的方法，其中安装所述代码下载包括利用通过所述多个焊接器中的所述至少一个指示的空中编程协议。20.根据权利要求17所述的方法，其中，在安装所述代码下载前，所述遥控器不具有用于控制所述多个焊接器的软件。
【文档编号】B23K9/095GK105899319SQ201480058552
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年7月21日
【发明人】马克·李·丹尼斯, 迈克尔·安东尼·吉尔, 托德·G·巴茨勒
【申请人】伊利诺斯工具制品有限公司