具有用于感测指示焊接耗材直径的参数的传感器的焊接系统和方法_2

文档序号:8268340阅读:来源:国知局
1传送至材料感测和控制系统78。例如,在某些实施例中,数据电缆可以延伸穿过焊炬主体22和手柄30,并将GTAW焊炬10连接到材料感测和控制系统78上。
[0020]如下面对于图7的更详细的描述,材料感测和控制系统78包括控制和处理电路,该控制和处理电路配置成接收包括来自传感器31的传感器信号的多个输入。材料感测和控制系统78可配置成接收和处理各种数据类型,包括电压,图像数据,频率等。材料感测和控制系统78还可包括易失性或非易失性存储器,如磁存储器、光存储器或它们的组合。此夕卜,多种控制参数,包括焊接输出的电流强度或频率可与机器可读和可执行指令(如计算机代码)一起存储在存储器中,该机器可读和可执行指令配置成提供与这些参数相关的特定输出并给定一个或多个特定输入。输入的至少一个源可以是由材料感测和控制系统78接收的传感器信号。因而,当接收传感器信号时,处理电路将传感器信号转化为机器可读数据,该机器可读数据成为机器可执行指令的输入,并通过实施该指令确定相应的起弧或焊接参数,以及材料感测和控制系统78运作以相应地自动实施这些参数。这样,材料感测和控制系统78能够自动确定与焊条12相关的结构、尺寸和/或类型信息,并自动地(例如,不需要用户输入)选取和实施GTAW焊炬10的焊接参数。
[0021]在此描述的实施例可包括许多类型的材料感测系统和方法。图2A是图1中的GTAW焊炬10的筒夹和筒夹体组件32的详细视图,其中,筒夹18设置在筒夹体16内。如图所示,筒夹18包括通常保持在筒夹体16外部的筒夹端34。用于各个尺寸的焊条12的不同的筒夹可具有不同的长度。因此,当完全设置好时,筒夹端34和筒夹体16之间的距离Cl。。—可变化,以及这个距离可以是指示所使用的焊条的尺寸(或其它参数,如结构、类型等)。因此,在某些实施例中,GTAW焊炬10 (以及相关联的材料感测和控制系统78)可配置成感测筒夹端34和筒夹体16之间的距离CLllet作为焊条尺寸的指示器,然后自动地选取正确的起弧或焊接参数。例如,在某些实施例中,所使用的传感器31可以是配置成光学地确定筒夹端34和筒夹体16之间的距离drallet的光学传感器。再例如,光学传感器可以是位于GTAW焊炬10内面向筒夹端34和筒夹体16的相应边缘的低像素相机(例如在光学计算机鼠标中使用的低像素相机)。低像素相机可将筒夹端34和筒夹体16的相应边缘的图像发送到材料感测和控制系统78,该材料感测和控制系统78通过图像处理能够检测筒夹端34和筒夹体16之间的距离cUet。因此,所使用的焊条12尺寸可以被检测出来。然而,如上所述,在其它实施例中,筒夹端34和筒夹体16之间的距离(1。。1161可以是指示与正在使用的焊条12有关的其它特性。例如,特定的距离Cl。。—可映射为不同类型的焊条12,以及材料感测和控制系统78可配置成将该距离C^llrt转化为映射关系(例如,其可以例如查找表的形式被存储在材料感测和控制系统78中)以确定所使用的焊条12的类型。
[0022]作为另一个例子,图2B示出了另一筒夹和筒夹体组件32,其中,筒夹体16包括附接在筒夹体16的向外侧的键件36。如上所述,当焊条尺寸改变时,筒夹体16也可改变。因此,在这个实施例中,每个不同的筒夹体16可以与在特定位置或构造的键件36连接,使得每个不同的筒夹体16在例如GTAW焊炬10的槽37的对应接收部分内的特定位置安装在GTAff焊炬10内,从而根据其键件的结构和/或位置来识别筒夹体16。因此,GTAff焊炬10能够通过筒夹体16的位置和/或通过特定键件36所插入的位置检测所使用的筒夹体16。
[0023]换言之,在某些实施例中,筒夹18的筒夹端34和筒夹体16之间的距离dMllet以及从筒夹体16延伸的特定键件36都可以用于传达与正在使用的焊条12有关的信息。例如,筒夹18的筒夹端34和筒夹体16之间的距离drallet可以传送第一条信息(例如,焊条12的尺寸),从筒夹体16延伸的特定键件36可传达第二条信息(例如,焊条12的类型)。再例如,筒夹18的筒夹端34和筒夹体16之间的距离dMllet和从筒夹体16延伸的特定键件36的特定组合可联合起来传达与正在使用的焊条12相关的信息。
[0024]另外,在某些实施例中,不同的筒夹18可用不同的颜色标记或LED标示,不同的颜色对应于各焊条12的不同尺寸(或其它特性)。再次,光学传感器可配置成检测由筒夹18上的标记或LED发射出的颜色或频率。光学型传感器可配置成以其它方式检测所使用的焊条12的尺寸。此外,光学传感器还可以用于除了 GTAW焊接系统的其它焊接系统,和/或检测除了焊条12的其它焊接材料的尺寸。
[0025]此外,在某些实施例中,筒夹18可具有可变化的不同电阻值。因此,GTAW焊炬10可以配置成通过测量筒夹18的电阻来识别所使用的筒夹18。这可以通过在筒夹18或筒夹端34上涂覆或形成不同的材料或厚度以改变不同筒夹18或筒夹端34的电阻来实现。这样,GTAW焊炬10内的触头可用于测量GTAW焊炬10中的筒夹18或筒夹端34的电阻。因此,材料感测和控制系统78可使用所测量的电阻值或等效电压来识别焊条12的尺寸(或其它参数),从而确定合适的起弧参数的设置。再次,这些传感技术(例如,感测距离、特定键件的存在、光学特性、电阻值等)中的一个或多个可以在某些实施例中被组合在一起。
[0026]如前所述,在此描述的材料感测技术可用于不同的焊接方法和焊接设备。例如,图3示出了能够检测所使用的焊接材料(如焊丝)的尺寸的GMAW焊炬38的分解图。在图示的实施例中,GMAff焊炬38包括喷嘴40、触头尖端42、扩散器44、绝缘体盖46和焊炬主体48。当组装好时,触头尖端42的第一端41设置在扩散器44的接收装置43中,使得触头尖端42的第一端部41牢固地联接于扩散器44。在某些实施例中,触头尖端42可以拧入接收装置43内。喷嘴40通常可设置在扩散器44和触头尖端42上方,而露出触头尖端42的第二端45,第二端45与设置在扩散器44的接收装置43中的第一端41相对。
[0027]图4是组装好的GMAW焊炬38的剖视图,具体示出了喷嘴40、扩散器44和触头尖端42。触头尖端42还包括焊丝通道50。通常,焊丝从GMAW焊炬38穿过焊丝通道50延伸到触头尖端42的外部,焊丝在触头尖端42的外部被消耗。触头尖端42的焊丝通道50通常配置成适合一定尺寸的焊丝。因此,随着焊丝从一种尺寸改变到另一种尺寸,触头尖端42也相应改变。这样,所使用的焊丝尺寸通常由所使用的特定触头尖端42指示。在某些实施例中,GMAW焊炬38可感测所使用的触头尖端42的特性并根据与所使用的特定触头尖端42相关的焊丝尺寸设置合适的起弧或焊接参数。不同的触头尖端42可以具有不同的结构。例如,触头尖端42被设置在接收装置43中的部分的长度1。。_。,可根据触头尖端42中所使用的焊丝的尺寸变化。这样,在接收装置43或扩散器44中的传感器49可测量或检测触头尖端42的设置长度。因此,可
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