切换焊接电力输出的方法和设备与流程

文档序号:11241978阅读:551来源:国知局
切换焊接电力输出的方法和设备与流程

本发明总体地涉及焊接系统,并且更具体地涉及切换焊接电力输出的方法和设备。



背景技术:

传统的单工艺焊接系统支持可以以不同的模式(如恒定电流或恒定电压)操作的各种工艺,如金属惰性气体(mig)焊接、钨惰性气体(tig)焊接、粘结焊等。这样的焊接系统典型地包括单个输出连接,并且因此被配置以每次支持单一工艺。与这些单工艺焊接系统相反,多工艺焊接系统可以同时连接到并且支持多个工艺。

在一些应用中,焊接工艺规范和/或其他考虑因素可能需要在工件上执行焊接之前将工件预先加热到特定的温度范围。可以使用与用来执行焊接相同的电力供应装置来为工件加热装置(如感应加热装置)供电。



技术实现要素:

经由焊接线缆通信的方法和设备,基本上如由附图中的至少一幅图示说明并且关于所述附图中的至少一幅描述的那样,更完整地陈述在权利要求书中。

附图说明

图1a和1b示出根据本公开的方面构建的示例性弧焊接系统。

图2a-2b示出图示说明示例性方法的流程图,所述示例性方法可以由诸如图1a的示例性加热器的焊接附件来实施。

具体实施方式

在一些焊接应用中,需要对工件进行预先加热和/或受控制的冷却,以避免工件上的过度应力和/或满足焊接工艺规范。可以使用感应加热器、电阻加热器和/或其他类型的加热器来加热工件。感应和/或电阻加热供应装置可以从能够为焊炬提供焊接电流的电力供应装置接收电力。然而,为了针对某一焊接应用使用远端送丝器以及感应和/或电阻加热系统,常规的焊接系统需要线缆在感应加热系统、远端送丝器和电力供应装置之间的附接和拆下。

焊接线缆通信(wcc)是一种技术,其允许经由用来携带焊接电流的同一线缆(例如,同一导体)在电力供应装置和焊接附件之间进行通信。常规的系统将wcc限制在仅两个装置之间。

所公开的方法和设备提供一种智能加热器系统,其能够使用同一电力供应装置从加热快速(例如,立即)过渡到焊接。在一些公开的示例中,焊接附件(如感应和/或电阻加热器)可以被连接在电力供应装置和第二焊接附件(如送丝器)之间。另外,所公开的示例使得焊接线缆通信能够发生在多于两个装置之间。

所公开的示例使得在另一个附件接收主(例如,焊接)电流的同时,焊接附件能够接收最少量的电力,以执行控制和/或监视功能。例如,在送丝器从电力供应装置接收主电力以完成焊接操作的同时,感应和/或电阻加热器可以仍然被部分供电,以执行记录。

另外,所公开的示例提供自动监视主电力以及主电力到特定焊接附件的转移。例如,如果有可能在一个附件闲置的同时使用另一个附件,则实现自动切换回到前一个附件,以增加焊接操作者的效率和/或减少焊接失误。在一些示例中,如果送丝器和焊炬闲置超过指定的持续时间,则感应和/或电阻加热器可能被重新供能以提供加热输出。为了将通信从加热器转换回到送丝器,送丝器可以被告知对送丝器控制面板上的按钮的选择和/或焊炬上扳机的扳动,以导致加热器将电力返回到送丝器。

在本文中使用时,术语“端口(port)”指用于横越一个或更多个输入和/或输出的一个或更多个端子、连接器、插头和/或任何其他物理接口。示例性端口包括焊接线缆连接,在所述焊接线缆连接处,焊接线缆以物理方式被附接到一装置,即气体软管连接器,它可以作出物理和/或电气连接以输入和/或输出电信号和/或电力、物理力和/或功、流体和/或气体。

在本文中使用时,术语“焊接电力消耗装置”指可以从作为输入电力源的焊接电力供应装置接收电力的任何装置。例如,焊接电力消耗装置可以接收高达焊接电力供应装置的最大输出,所述焊接电力供应装置的最大输出由焊接电力消耗装置使用来执行焊接电力消耗装置的一个或更多个功能,如加热、焊接、数据监视、数据通信,和/或可以将焊接电力用作电力源的任何其他操作。示例性焊接电力消耗装置包括电阻和/或感应加热器、便携式送丝器,和/或焊炬。

所公开的示例焊接附件包括第一端口、电力转换器、第二端口,以及一个或更多个输出开关。所述第一端口经由第一焊接线缆接收输入电力。所述电力转换器将所述输入电力转换为输出电力。所述第二端口经由第二焊接线缆输出所述输入电力。所述一个或更多个输出开关使所述输入电力从所述电力转换器选择性地转向到所述第二端口。

一些示例性焊接附件进一步包括与所述第二焊接线缆通信的通信检测器。响应于识别出在所述第二焊接线缆上发生的通信,所述通信检测器响应于所述通信致使所述一个或更多个输出开关使所述输入电力转向到所述第二端口。一些示例焊接附件进一步包括电流监视器,响应于识别出所述第二焊接线缆在持续至少阈值时间段内尚未传导焊接电流,所述电流监视器致使所述一个或更多个输出开关将所述输入电力引导到所述电力转换器。

一些示例焊接附件进一步包括第三端口,以接收温度信号。一些示例性焊接附件进一步包括温度监视器,以将所述温度信号转换为温度信息。一些示例性焊接附件进一步包括收发器,以传输包括温度信息的通信。一些示例性焊接附件进一步包括:端口,以接收温度信号;以及温度监视器,以将所述温度信号转换为工件的温度。所述温度监控器:响应于温度条件,致使所述一个或更多个输出开关将所述输入电力引导到所述电力转换器;或者响应于所述温度条件,致使所述一个或更多个输出开关将所述输入电力转向到所述第二端口。一些示例性焊接附件进一步包括第一焊接线缆收发器,以经由所述第一焊接线缆从电力供应装置接收温度条件定义,其中所述温度监视器基于所接收到的温度条件定义识别所述温度条件。

一些示例性焊接附件进一步包括用户界面,响应于经由所述用户界面接收输入,所述用户界面致使所述一个或更多个输出开关将所述输入电力引导到所述电力转换器。一些示例性焊接附件进一步包括次级电力转换器,以将所述输入电力转换为次级电力,并且将所述次级电力输出到所述第二端口。在一些这样的示例中,当所述一个或更多个输出开关使所述输入电力转向到所述第二端口时,所述一个或更多个输出开关将所述次级电力转换器旁路。

一些示例性焊接附件进一步包括焊接线缆收发器,以经由所述第一焊接线缆或所述第二焊接线缆中的至少一者发送或接收通信。在一些示例中,所述通信包括识别所述通信的对应的目的地的目的地信息。在一些示例中,当所述一个或更多个输出开关将所述输入电力引导到所述电力转换器时,所述电力转换器将所述输入电力转换为加热电力并且将所述加热电力输出到加热装置。

所公开的示例性方法包括:在第一焊接电力消耗装置的第一端口处经由第一焊接线缆接收输入电力;用电力转换器将所述输入电力转换为输出电力,所述输出电力具有至少一个与所述输入电力不同的特点;经由所述第一焊接电力消耗装置的第二端口将所述输出电力供应到输出装置;以及响应于所述输入电力要被第二焊接电力消耗装置消耗的指示,使用一个或更多个切换装置使所述输入电力从所述电力转换器转向到所述第一焊接电力消耗装置的第三端口。

一些示例性方法进一步包括基于在经由所述第一端口接收所述输入电力的同时经由所述第三端口和所述第一焊接线缆接收通信来识别所述输入电力要被所述第二焊接电力消耗装置消耗的指示。在一些这样的示例中,所述通信对应于在所述第二焊接电力消耗装置的焊炬或用户界面中的至少一者处的输入。

一些示例性方法进一步包括:检测在与所述第一端口通信的导体上接收到的通信;解码所述通信,以识别所述通信的目的地;以及当所述目的地不对应于所述第一焊接电力消耗装置时,丢弃所述通信,或者当所述目的地对应于所述第一焊接电力消耗装置时,基于所述通信的有效荷载执行指令。

一些示例性方法进一步包括:经由电流传感器识别从所述第一端口到所述第三端口的电流在满足阈值时间的一段持续时间内均小于阈值电流;以及响应于所述识别,使用所述一个或更多个切换装置使所述输入电力从所述第三端口转向到所述电力转换器。一些示例性方法进一步包括:经由所述第一焊接电力消耗装置的用户界面识别输入命令;以及响应于所述输入命令,使用所述一个或更多个切换装置使所述输入电力从所述第三端口转向到所述电力转换器。

一些示例性方法进一步包括:在经由所述第一端口接收所述输入电力的同时经由所述第一端口和所述第一焊接线缆接收通信;以及响应于所述通信,使用所述一个或更多个切换装置使所述输入电力从所述第三端口转向到所述电力转换器。一些示例方法进一步包括在经由所述第一端口接收所述输入电力的同时经由所述第一端口和所述第一焊接线缆传输通信。

所公开的示例性焊接系统包括电力供应装置、感应加热器和第二焊接电力消耗装置。所述电力供应装置包括第一电力转换器,以将在所述电力供应装置处接收到的主电力转换为次级电力。所述感应加热器包括:第一输入端口,以从所述电力供应装置接收所述次级电力;第一焊接线缆收发器,以经由所述第一输入端口与所述电力供应装置通信;第二电力转换器,以将所述次级电力转换为感应电力;和一个或更多个输出开关。所述一个或更多个输出开关基于在所述第一焊接线缆收发器处接收到的通信或者检测切换条件中的至少一者来选择加热端口或传递(passthrough)端口。当选择所述加热端口时,所述一个或更多个输出开关将所述次级电力引导到所述第二电力转换器。当选择所述传递端口时,所述一个或更多个输出开关使所述次级电力从所述第一输入端口转向到所述传递端口。所述第二焊接电力消耗装置包括:第二输入端口,以从所述感应加热器接收所述次级电力;和第二焊接线缆收发器,以经由所述第二输入端口与所述电力供应装置通信。

现在转向附图,图1a是示例性焊接系统10的方框示意图,所述示例性焊接系统10具有焊接电力供应装置12、送丝器14和焊炬16。焊接系统10为焊接应用供电,控制所述焊接应用,并且为焊接应用供应消耗品。焊炬16可以是基于期望的焊接应用被配置用于粘结焊、钨惰性气体(tig)焊接或气体金属弧焊接(gmaw)的焊炬。

焊接电力供应装置12接收主电力18(例如,从交流电网、发动机/发电机组、蓄电池,或其他能量生成或存贮装置,或其组合),调节主电力,并且根据系统10的要求向一个或更多个焊接装置提供输出电力。主电力18可以从异地位置供应(例如,主电力可以来源于电网)。焊接电力供应装置12包括电力转换电路20,所述电力转换电路20可以包括变压器、整流器、切换器等,它们能够将交流输入电力转换为如由系统10的要求(例如,特定的焊接工艺和制度(regimes))规定的交流和/或直流输出电力。

在一些示例中,电力转换电路20被配置以将主电力18转换为焊接和辅助电力输出两者。然而,在其他示例中,电力转换电路20适合于将主电力仅转换为焊接电力输出,并且提供独立的辅助转换器以将主电力转换为辅助电力。在一些其他示例中,焊接电力供应装置12直接从壁装电源插座接收经转换的辅助电力输出。任何适合的电力转换系统或机制均可以被焊接电力供应装置12采用,以生成和供应焊接电力和辅助电力两者。

焊接电力供应装置12包括电力供应装置控制器22,以控制焊接电力供应装置12的操作。焊接电力供应装置12还包括用户界面24。电力供应装置控制器22从用户界面24接收输入,用户可以通过所述用户界面24选择工艺和/或输入期望的参数(例如,电压、电流、特定脉冲式或非脉冲式焊接制度等)。用户界面24可以使用任何输入装置接收输入,如经由小型键盘、键盘、按钮、触摸屏、语音激活系统、无线装置等。此外,电力供应装置控制器22基于用户的输入并且基于其他当前操作参数来控制操作参数。具体地,用户界面24可以包括显示器26,所述显示器26用于向操作者呈现、示出或指示信息。电力供应装置控制器22还可以包括接口电路,所述接口电路用于向系统10中的其他装置(例如送丝器14)传送数据。例如,在一些情况中,焊接电力供应装置12与系统10内的其他焊接装置无线通信。进一步,在其他情况中,焊接电力供应装置12使用线路连接与其他焊接装置通信,例如通过使用网络接口卡(nic)以经由网络(例如,以太网、10baset、10base100等)传送数据,和/或使用控制线缆以经由直接线路连接通信。在图1a的示例中,电力供应装置控制器22可以与焊接线缆收发器28通信,如下文描述的那样。

电力供应装置控制器22包括控制焊接电力供应装置12的操作的至少一个控制器或处理器30。电力供应装置控制器22接收和处理与系统10的性能和要求相关联的多个输入。处理器30可以包括一个或更多个微处理器,例如一个或更多个“通用”微处理器,一个或更多个专用微处理器和/或asics,和/或任何其他类型的处理装置。例如,处理器30可以包括一个或更多个数字信号处理器(dsp)。

示例性电力供应装置控制器22包括存贮装置32和存储装置34。存贮装置32(例如,非易失性储存器)可以包括rom、闪存存储器、硬盘驱动器,和/或任何其他合适的光学、磁性和/或固态储存介质,和/或其组合。存贮装置32储存数据(例如,对应于焊接应用的数据)、指令(例如,执行焊接工艺的软件或固件),和/或任何其他适合的数据。针对焊接应用所储存的数据的示例包括焊炬的姿态(例如,取向)、接触尖端和工件之间的距离、电压、电流、焊接装置设置等。

存储装置34可以包括易失性存储器(例如随机存取存储器(ram))和/或非易失性存储器(例如只读存储器(rom))。存储装置34可以储存各种信息并且可以使用于各种用途。例如,存储装置34可以存储处理器可执行的指令(例如,固件或软件)以供处理器30执行。另外,用于各种焊接工艺的一个或更多个控制制度,连同相关联的设置和参数一起,可以被存储在存贮装置32和/或存储装置34中,连同被配置以在操作期间提供指定的输出的代码(例如,发起送丝、允许气体流动、捕获焊接电流数据、检测短路参数、确定洒溅的量)。

示例性焊接系统10还包括感应加热器36。在图示说明的示例中,焊接电力源12被配置以向感应加热器36供应电力,所述感应加热器36可以消耗所供应的电力(例如,以执行加热)和/或可以将供应电力引导到送丝器14。送丝器14将输入电力路由到焊炬16。除向焊炬16供应电力之外,针对各种焊接应用(例如,gmaw焊接、药芯弧焊接(fcaw)),送丝器14可以经由焊接线缆35向焊炬16供应填料金属。

图1a的示例性感应加热器36包括电力转换器38和切换装置40a、40b。感应加热器36被耦接到电力供应装置12,以经由输入端口42a、42b接收输入电力。输入端口42a、42b对应于正和负的电压基准。例如,输入端口42a可以被连接到电力供应装置12的焊接线缆连接(例如,正电压端子),并且输入端口42b可以被连接到电力供应装置12的工作线缆连接(例如,负或基准电压端子)。

电力转换器38将经由输入端口42a、42b从电力供应装置12接收到的输入电力转换为输出电力。例如,电力转换器38可以将输出电力输出以驱动用来在执行焊接之前加热工件的感应加热线缆44。

切换装置40a、40b将从电力供应装置12接收到的输入电力选择性地引导到电力转换器38和/或到传递端口46a、46b,所述传递端口46a、46b将感应加热器36连接到送丝器14。如下文更详细地描述的,切换装置40a、40b可以被控制以响应于任何数目的条件或刺激,例如来自电力供应装置12和/或来自送丝器14的焊接线缆通信、在加热器36处的传感器输入、在用户界面处接收命令,和/或超时条件,而将输入电力引导到电力转换器38和/或使所述电力转向到传递端口46a、46b。尽管图1a的示例示出两个单刀单掷开关40a、40b,但是在其他示例中(例如,图1b)可以使用单刀双掷开关40。可以使用任何其他类型的开关来实施切换装置40。

在一些示例中,取决于焊接应用,气体供应装置45提供保护气体,如氩气、氦气、二氧化碳等。保护气体流动到阀46,所述阀46控制气体的流动,并且如果期望的话,所述阀46可以被选择以允许调整或调节供应到焊接应用的气体的量。阀46可以被打开、关闭,或者由电力供应装置控制器22以其他方式操作,以使得气流(例如,保护气体)能够穿过阀46、抑制或控制所述气流(例如,保护气体)穿过阀46。保护气体离开阀46并且流动穿过气体管线48(在一些实行方式中所述气体管线48可以与焊接电力输出封装在一起)到送丝器14,所述送丝器14为焊接应用提供保护气体。在一些示例中,焊接系统10不包括气体供应装置45、阀46和/或气体管线48。

在一些示例中,设置在焊接电力供应装置12中的焊接线缆收发器28a与设置在加热器36中的焊接线缆收发器28b通信,和/或与设置在送丝器14中的焊接线缆收发器28c通信。例如,焊接线缆收发器28a、28b、28c可以交换指令(例如,所请求的焊接参数)和/或焊接数据(例如,描述在焊炬16处和/或附近测量到的焊接的信息)。例如,与在焊接电力供应装置12处测量电流相反,处理器30可以从焊接线缆收发器28c接收信号,以推导出在操作期间递送的实际电流(例如,穿过焊接线缆35的和/或在焊炬16处的实际电流)。焊接线缆收发器28a、28b、28c可使用任何和全部技术来传递和/或接收数据。例如,焊接线缆收发器28a、28b、28c可以使用ieee标准p1901.2来在同样提供焊接电力的焊接线缆70a、72a上提供数据通信(例如,以将数据信号和焊接电力两者叠加)。经由同一线缆(例如,同一导体)提供焊接电力和数据通信的示例性方法和系统被描述在2014年1月10递交的题目为“用于在焊接系统中通信的装置和方法(devicesandmethodsforcommunicatinginaweldingsystem)”的美国专利申请公开no.2015/0196970中。所述美国专利申请公开no.2015/0196970的整体通过引用被并入本文。也可以使用其他通信技术。

在一些示例中,电力供应装置12中的焊接线缆收发器28a与加热器36中的焊接线缆收发器28b通信和/或与焊接线缆收发器28c通信的能力依赖于切换装置40a、40b的配置。

在一些示例中,送丝器14使用焊接电力,以为送丝器14中的各种部件供电,例如为送丝器控制器50(例如,控制电路)供电。如上文提到的,焊接线缆70a、72a可以被配置以提供或供应焊接电力。焊接电力供应装置12还可以使用焊接线缆70a、72a和设置在焊接电力供应装置12中的焊接线缆收发器28a与送丝器14通信。在一些示例中,送丝器14包括焊接线缆收发器28c,所述焊接线缆收发器28c基本上类似于焊接电力供应装置12的焊接线缆收发器28a。事实上,送丝器14的焊接线缆收发器28c可以与送丝器14的送丝器控制器50协同作用,其方式类似于焊接电力供应装置12与电力供应装置控制器22协同作用的方式。送丝器控制器50控制送丝器14的操作。在一些示例中,送丝器14使用送丝器控制器50来检测送丝器14是否与焊接电力供应装置12通信,并且如果送丝器14与焊接电力供应装置12通信,则检测焊接电力供应装置12的当前焊接工艺。

接触器52(例如,高安培继电器)由送丝器控制器50控制,并且被配置以针对焊接应用使得焊接电力能够继续流动到焊接线缆35或抑制其继续流动到焊接线缆35。在一些示例中,接触器52是电气机械装置。然而,接触器52可以是任何其他合适的装置,如固态装置。尽管图1a中图示说明一个接触器52,但是可以使用多个接触器。送丝器14包括丝驱动器54,所述丝驱动器54从送丝器控制器50接收控制信号以驱动辊56,所述辊56旋转以将丝从丝的卷轴58上拉下。通过丝线缆60为焊接应用提供丝。同样地,送丝器14可以通过气体管线48提供保护气体。线缆35、48和60可以被捆在一起和/或被单独地提供给焊炬16。

焊炬16为焊接应用递送丝、焊接电力和保护气体。焊炬16被使用来在焊炬16和工件62之间建立焊接电弧。工作线缆端口63将工作线缆64耦接到电力供应装置12(例如,耦接到电力转换电路20)。示例性工作线缆端口63使得工作线缆64能够附接到和/或脱离送丝器14,以便工作线缆64的简单更换。工作线缆64可以与夹具65(或另一个电力连接装置)端接,将焊接电力供应装置12和/或送丝器14结合到工件62,以使焊接电力电路完整。

如上文提到的,送丝器14经由加热器36的切换装置40a、40b被选择性地连接到电力供应装置12。图1a的示例性送丝器14包括被相应的线缆70a、70b连接到加热器36的传递端口46a、46b的输入端口68a、68b。输入端口42a、42b被相应的线缆72a、72b连接到电力供应装置12。在本文中使用时,示例性线缆70a、70b可以称为焊接线缆,因为线缆70a、72a携带被提供给连接到焊炬16的焊接线缆35的焊接电流。类似地,示例性线缆70b、72b可以称为工作线缆,因为线缆70b、72b携带从连接到工件62的工作线缆64返回的电流。

在一些示例中,焊接电力从电力转换电路20流动穿过焊接线缆35、70a、72a到送丝器14和焊炬16。示例性端口42a、42b、46a、46b、68a、68b使得线缆35、70a、70b、72a、72b能够和电力供应装置12、加热器36和/或送丝器14附接和/或脱离(例如,以使得在磨损或损伤的情况中能够容易对线缆35、70a、70b、72a、72b进行更换)。此外,在一些示例中,用线缆35、70a、70b、72a、72b提供焊接数据,从而在线缆35、70a、70b、72a、72b上一起提供和传输焊接电力和焊接数据。焊接线缆收发器28a-28c以通信方式被耦接到线缆35、70a、70b、72a、72b,以在线缆35、70a、70b、72a、72b上传送(例如,发送/接收)数据。焊接线缆收发器28a、28b、28c可以基于各种类型的电力线通信方法和技术来实行。例如,焊接线缆收发器28a、28b、28c可以利用ieee标准p1901.2来在线缆70a、70b、72a、72b上提供数据通信。以该方式,可以利用线缆70a、70b、72a、72b从焊接电力供应装置12向送丝器14和焊炬16提供焊接电力。另外或可替换地,可使用焊接线缆70a、70b、72a、72b来向送丝器14和焊炬16传输数据通信,和/或从所述送丝器14和焊炬16接收数据通信。焊接线缆收发器28a、28b、28c例如经由线缆数据耦合器37以通信方式被耦接到焊接线缆70a、70b、72a、72b,以表征焊接线缆70a、70b、72a、72b,如下文更详细地描述的。

加热器36是可以使用来经由焊接线缆通信实行多装置通信的焊接附件的一个示例。然而,本文所公开的方法和设备也适用于除加热装置之外的其他焊接附件。与使用点对点通信的常规焊接线缆通信相反,示例性加热器36使得能够在没有独立的焊接线缆端口、一对多线缆适配器或外部通信交换机的情况下在电力供应装置和/或焊接附件之间进行多装置通信。相反,示例性加热器36确定来自电力供应装置12的电力和/或焊接线缆通信是否要由加热器36施加,或者被转向到送丝器14。例如,加热器36可以使用上下文相关信息来确定焊接操作所发生的阶段。

示例性加热器包括控制器74,以控制切换装置40a、40b。控制器74经由焊接线缆收发器28b与电力供应装置12通信。

在一些示例中,加热器36包括与焊接线缆收发器28b分开的第二焊接线缆收发器28d。通过包括分开的焊接线缆收发器28b、28d,示例性加热器36可以同时传导与电力供应装置12的焊接线缆通信(例如,以发送温度数据和/或接收命令)以及与送丝器14的焊接线缆通信(例如,以接收数据,该数据指示切换装置40a、40b要在将电力引导到电力转换器38和/或使电力转向到传递端口46a、46b之间进行切换)。

通过配置切换装置40a、40b以将输入电力从电力供应装置12引导到电力转换器38,示例加热器36(例如,经由控制器74)启动。电力转换器38将输入电力转换为感应加热电力(或者适合于附件的一些其他电力),所述感应加热电力经由加热线缆44被输出到工件62,以将工件62以感应方式加热到期望的温度。电力转换器38和/或控制器74从一个或更多个热电偶76接收温度测量。在一些示例中,当从热电偶76接收到的信号指示工件62已经被加热到指定的温度范围时,控制器74控制切换装置40a、40b以使输入电力转向到传递端口46a、46b。

可替换地,如果(在输入电力仍然被引导到电力转换器38时)焊接操作者(例如,焊炬16的用户)将输入信息输入到送丝器14,例如改变送丝器14处的设置和/或扳动焊炬16的扳机,则送丝器14的示例焊接线缆收发器28c经由线缆70a、70b传输信息,所述消息在焊接线缆收发器28d处被接收。作为响应,焊接线缆收发器28d向为送丝器14供电的控制器74提供指示。基于来自焊接线缆收发器28d的指示,控制器74控制切换装置40a、40b,以使输入电力转向到传递端口46a、46b。

当切换装置40a、40b被配置以使输入电力转向到传递端口46a、46b时,示例性控制器74经由电流传感器78监测从输入端口42a流动到传递端口46a的电流。如果电流传感器78感测到的电流在持续至少阈值时间的一段时间内(例如,如由监视器计时器监测到的)均小于阈值电流(例如,指示未发生焊接),则控制器74控制切换装置40a、40b,以使输入电力转向或重新引导到电力转换器38。示例性控制器74控制电力转换器38,以将输入电力转换为加热电力,从而例如维持工件所需要的温度,以在操作者回到工件时减少重新加热的时间,和/或进入冷却阶段来以受控方式使工件62冷却下来。

另外或可替换地,控制器74针对输入监视加热器36的用户界面80。示例性用户界面80可以包括温度控制和/或选择按钮,以启用和/或禁用电力转换器38(例如,使得能够手动触发控制器74,以配置切换装置40a、40b)。如果切换装置40a、40b被配置以使输入电力转向到传递端口46a、46b,并且用户界面80接收输入,则控制器74配置切换装置40a、40b,以将输入电力引导到电力转换器38。

在切换装置40a、40b被配置以使输入电力转向到传递端口46a、46b的同时,控制器74还监视来自热电偶76的温度信号。如果控制器74识别出工件62处的温度低于阈值温度(例如,超出焊接工艺规范),则控制器74配置切换装置40a、40b,以将输入电力引导到电力转换器38,以重新加热工件62。

图1a的加热器36进一步包括系统供应装置82,以在切换装置40a、40b没有被配置来使输入电力转向到传递端口46a时,经由传递端口46a为送丝器14提供较低水平的电力。例如,系统供应装置82可以从输入电力提供足够的电力,以使得送丝器控制器50能够操作。另外或可替换地,由系统供应装置82提供的电力不足以执行焊接操作或加热操作。

另外或可替换地,系统供应装置82可以在输出切换装置40a、40b被配置来使输入电力转向到传递端口46a、46b时为控制器74提供较低水平的电力。例如,系统供应装置82可以为控制器74提供足够的电力,以使得控制器74能够监视和/或记录温度测量,和/或能够控制切换装置40a、40b来将电力引导到电力转换器38,如上文提到的那样。

在一些实施例中,系统供应装置82在加热器36和送丝器14之间提供电力共享,以使得加热和焊接能够同时发生。例如,控制器74可以基于来自送丝器14的通信和/或基于监视被送丝器14汲取的电力和/或电流确定由电力供应装置12提供的、送丝器14所需要的(例如,以完成可接受的焊接的)电力的量。示例性控制器74控制系统供应装置82,以为电力转换器38提供任何可获得的电力(或指定量的电力)来加热工件62。尽管在该示例中送丝器14和/或焊接操作比加热优先,但是在其他示例中控制器74控制系统供应装置82来将优先级给予电力转换器38以完成加热操作,并且控制系统供应装置82以允许执行焊接操作直至指定的电力输出。在一些示例中,如果电力转换器38优先并且送丝器14请求比可用电力的更多的电力,则控制器74向送丝器14传送错误消息或其他消息,这些消息可以被显示给用户以指示所请求的焊接操作不被允许,因为加热电力优先。

在一些示例中,例如通过经由传递端口46a、46b测量输出阻抗的变化和/或电压变化,系统供应装置82检测到送丝器14尝试汲取电力(例如,响应于焊炬扳机的扳动)。示例性系统供应装置82向控制器74提供关于尝试电流汲取的指示,所述控制器74可以通过确定电力转换器38和/或传递端口46a、46b中的哪一者要接收输入电力来回应所述指示。

在一些示例中,图1a的焊接线缆收发器28a-28c在至少一些时间期间(例如,当切换装置40a、40b使电力从输入端口42a-42b转向到传递端口46a、46b时)被连接在同一总线上,其中由焊接线缆收发器28a-28c中的一个传输的消息在所有其他焊接线缆收发器28a-28c处被接收。在一些这样的示例中,焊接线缆收发器28a-28c在所传输的通信中包括地址或目的地信息,其中电力供应装置12、加热器36和送丝器14中的每个被分配有不同的地址和/或不同的标识符以对通信进行寻址。

另外或可替换地,焊接线缆收发器28a-28c可以被提供有单独的命令码或指令,用于与电力供应装置12、加热器36和送丝器14中的不同的一者或多者进行通信。例如,电力供应装置12可以使用与用来与送丝器14通信的代码和/或消息格式不同的代码和/或消息格式与加热器36通信。

图1b示出另一个示例性焊接系统84。与图1a的示例性焊接系统10相反,图1b的焊接系统84使用有线或无线通信收发器来经由与焊接线缆70a-70b、72a-72b不同的介质通信。示例性电力供应装置12、示例性加热器36和示例性送丝器14均包括有线/无线收发器86a、86b、86c。示例性有线/无线收发器86a、86b、86c在示例性电力供应装置12、示例性加热器36和/或示例性送丝器14之间提供通信,以提供上文参考焊接线缆收发器28a-28d描述的信息。

尽管图1a的示例示出三个焊接装置被配置以经由焊接线缆通信来通信,但是电力供应装置12和/或送丝器14可以与加热器36类似的方式被配置有切换装置,以使得任何数目的焊接装置均能够被配置用于通信。

图2a和2b图示说明示例性机器可读的指令200,所述示例性机器可读的指令200可以被图1a的控制器74执行以在三个或更多个焊接装置之间提供焊接线缆通信。下文参考图1a的焊接系统10描述指令200。在图示说明的示例中,在控制器74启动时,切换装置40a、40b被设置以将电力引导到电力转换器38。

参考图2a,在方框202处,示例性加热器36经由被连接到输入端口42a的第一焊接线缆72a从电力供应装置12接收输入电力。

在方框204处,加热器36的控制器74确定切换装置40a、40b是否被设置为传递模式。例如,控制器74可以确定切换装置40a、40b是否被控制以将输入电力从输入端口42a传递(例如,转向)到传递端口46a。如果切换装置40a、40b没有被设置为传递模式,则切换装置40a、40b被设置以将输入电力引导到图1a的示例中的电力转换器38。

当切换装置40a、40b没有被设置为传递(方框204)时,在方框206处,电力转换器38将来自输入端口42a的输入电力转换为输出电力。示例性输出电力包括被施加到图1a的感应加热线缆44的感应加热能。在方框208处,电力转换器38将输出电力供应到输出装置(例如,加热线缆44)。

在方框210处,控制器74确定是否已经从传递端口46a接收到通信。例如,控制器74可以响应于来自送丝器14的焊接线缆收发器28c的焊接线缆通信从焊接线缆收发器28d接收信号。在一些示例中,信号指示焊接参数已经经由送丝器14调节和/或焊接操作者已经扳动焊炬16的扳机。在一些示例中,通信是送丝器14(或其他附接的装置)尝试汲取电力,例如焊接电力。

如果尚未从传递端口46a接收到通信(方框210),则控制器74确定传感器输入是否对应于将输入电力传递到传递端口(方框212)。例如,控制器74可以确定从图1a的热电偶76接收到的温度信号对应于工件62的期望的温度范围。在一些示例中,当传感器输入指示传递可能导致缺陷或其他问题时,控制器74可以防止切换装置40a、40b将输入电力引导到传递端口46a的配置(例如,阻止经由用户界面进行手动切换)。例如,如果(经由热电偶76确定的)工件62的温度小于最小温度,则控制器74不允许经由传递端口46a将输入电力提供给送丝器14或焊炬16,以潜在地防止有缺陷的焊接。如果控制器74没有识别出对应于将输入电力传递到传递端口46a的传感器输入(方框212),则控制返回到方框202以继续经由输入端口42a接收输入电力。

如果尚未从传递端口46a接收到通信(方框210),和/或如果控制器74识别出对应于将输入电力传递到传递端口46a的传感器输入(方框212),则在方框214处,控制器74配置切换装置40a、40b以使输入电力转向到传递端口46a。例如,控制器74可以向切换装置40a、40b提供切换信号,以断开输入端口42a和电力转换器38之间的电连接并且在输入端口42a和传递端口46a之间建立电连接。

参考图2b,如果在方框204处,控制器74确定切换装置40a、40b被设置为传递模式,则切换装置40a、40b使在输入端口42a处接收到的电力转向到传递端口46a(方框216)。在方框218处,电流传感器78监视通过传递端口46a的电流。在一些示例中,在所测量到的电流为至少阈值电流(例如,最小焊接电流)时,电流传感器78使得控制器74重置或停止电流监视器计时器。

在方框220处,示例性控制器74确定是否已经经由用户界面80接收到输入(方框220)。例如,在用户界面80处可以由焊接操作者、助手或其他人来选择输入按钮或其他装置。

如果已经经由用户界面80接收到输入,则控制器74确定监视器计时器是否已到期(方框222)。例如,如果所监视的电流在持续至少阈值时间的一段时期内均小于电流阈值,则监视器计时器可能到期。可以基于可能性选择阈值持续时间,使得:如果持续至少阈值持续时间地没有发生焊接,则当操作者希望重新开始焊接时,工件62应该被重新加热以减少(例如,消除)重新加热的时间。另外或可替换地,监视器计时器的到期可以使得控制器74调用冷却程序以允许工件62在焊接工艺规范内冷却。

如果监视器计时器没有到期(方框222),则控制器74确定传感器输入是否满足测量阈值(方框224)。例如,控制器74可以将从热电偶76接收到的温度信号与温度阈值(例如,下限阈值)比较。例如,如果控制器74确定工件62的温度下降到低于指定的阈值温度(例如,小于可以执行焊接的最小可接受温度),则控制器74可以通过电力转换器38和加热线缆44启动工件62的重新加热。

如果已经经由用户界面80接收到输入(方框220),监视器计时器已经到期(方框222),和/或传感器输入满足阈值(方框224),则控制器74配置切换装置40a、40b以将输入电力引导至电力转换器38(方框226)。例如,控制器74可以向切换装置40发信号,以断开与传递端口46a的电连接并且建立与电力转换器38的电连接。在方框228处,系统供应装置82将来自输入电力的操作电力引导到传递端口46a。操作电力是足以为被连接到传递端口46a的控制系统(例如,送丝器控制器50)供电的电力。在一些示例中,在传递端口46a处电压的变化自动使系统供应装置82开始提供操作电力。

在系统供应装置82开始提供操作电力(方框228)之后,或者如果没有经由用户界面80接收到输入(方框220),监视器计时器没有到期(方框222),并且传感器输入不满足阈值(方框224),则控制返回到图2a的方框202,以继续从电力供应装置12接收(并且适当地引导)输入电力。

本方法和系统可以以硬件、软件,和/或硬件与软件的组合来实现。本方法和/或系统可以以集中方式在至少一个计算系统中实现,或者以分散方式实现,其中不同的元件分散在若干互连的计算系统上。任何种类的计算系统或适合于实施本文描述的方法的其他设备都是合适的。硬件和软件的典型组合可以包括具有程序或其他代码的通用计算系统,当被加载和执行时,所述程序或其他代码控制计算系统以使其实施本文描述的方法。另一个典型的实行方式可以包括专用集成电路或芯片。一些实行方式可以包括其上储存有一行或更多行机器可执行的代码的非瞬态机器可读的(例如,计算机可读的)介质(例如,闪存驱动器、光盘、磁性储存盘等),由此使得机器执行如本文描述的工艺。在本文中使用时,术语“非瞬态机器可读的介质”被定义为包括所有类型的机器可读的储存介质并且排除传播信号。

尽管已经参考某些实行方式来描述本方法和/或系统,但是本领域技术人员将会理解,可以进行各种变化并且可以用等同物代替,而不背离本方法和/或系统的范围。另外,可以进行许多修正以使特定的情况或材料适合于本公开的教导,而不背离其范围。例如,所公开的示例的块和/或部件可以被组合、分开、重新布置,和/或以其他方式进行修正。因此,其意图是本方法和/或系统不被限制于所公开的具体实行方式,而是本方法和/或系统将包括落在所附的权利要求书的范围之内的所有实行方式。

在本文中使用时,术语“电路(circuits)”和“线路(circuitry)”指物理电子部件(即硬件);以及可以配置硬件、被硬件执行,和/或以其他方式与硬件相关联的任何软件和/或固件(“代码”)。在本文中使用时,例如,特定的处理器和存储器在执行第一行或更多行代码时可以包括第一“电路”,并且在执行第二行或更多行代码时可以包括第二“电路”。在本文中使用时,“和/或”意为在通过“和/或”结合在一起的列表中的项目中的任意一个或更多个。例如,“x和/或y”意为三元素集{(x),(y),(x,y)}中的任一个元素。换言之,“x和/或y”意为“x和y中的一个或两个”。再例如,“x、y和/或z”意为七元素集{(x),(y),(z),(x,y),(x,z),(y,z),(x,y,z)}中的任一个元素。换言之,“x、y和/或z”意为“x、y和z中的一个或更多个”。在本文中使用时,术语“示例性”意为用作非限制性示例、实例或例证。在本文中使用时,术语“比如(e.g.,)”和“例如(forexample)”引出具有一个或更多个非限制性示例、实例或例证的列表。在本文中使用时,电路是“可操作的”,从而无论何时电路包括执行功能必要的硬件和代码(如果必要的话)都可执行所述功能,而不管所述功能的执行是否是禁用的或不能启用的(例如,通过用户可配置的设置、工厂调整等)。

本方法和/或系统可以以硬件、软件,和/或硬件与软件的组合来实现。本方法和/或系统可以以集中方式在至少一个计算系统中实现,或者以分散方式实现,其中不同的元件分散在若干互连的计算系统上。任何种类的计算系统或适合于实施本文描述的方法的其他设备都是合适的。硬件和软件的典型组合可以包括具有程序或其他代码的通用计算系统,当被加载和执行时,所述程序或其他代码控制计算系统以使其实施本文描述的方法。另一个典型的实行方式可以包括专用集成电路或芯片。一些实行方式可以包括其上储存有一行或更多行机器可执行的代码的非瞬态机器可读的(例如,计算机可读的)介质(例如,闪存驱动器、光盘、磁性储存盘等),由此使得机器执行如本文描述的工艺。

尽管已经参考某些实行方式来描述本方法和/或系统,但是本领域技术人员将会理解,可以进行各种变化并且可以用等同物代替,而不背离本方法和/或系统的范围。另外,可以进行许多修正以使特定的情况或材料适合于本公开的教导,而不背离其范围。因此,本方法和/或系统不被限制于所公开的具体实行方式。相反,本方法和/或系统将包括落在所附的权利要求书的范围(兼备字面意义和等同原则下两者)内的所有实行方式。

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