获得触头尖端42的特性和焊丝的尺寸，并可由材料感测和控制系统78实施用于这样的焊丝尺寸的正确的起弧和/或焊接参数。
[0028]应当注意的是，在一些实施例中，可能无法在感测或处理过程中的任何时刻真实地确定或获得实际的焊丝尺寸。这样的实施例可检测与焊丝尺寸相关的某些特征，如触头尖端42、筒夹18等的结构，并直接将这些特性转化为合适的起弧参数，而不考虑实际焊丝的尺寸。在这样的实施例中，材料感测和控制系统78可在存储器中存储这些特性值和正确的起弧参数之间的预设关系的参考。例如，材料感测和控制系统78可在存储器中存储列出每个可能的筒夹长度(或相关的传感器信号)和对于每个可能的筒夹长度(或相关的传感器信号)的正确起弧或焊接参数的参考表。因此，如此所述，获得焊接材料的尺寸可以被解释为获得焊接材料尺寸的表示，而不用直接测量焊接材料本身。
[0029]在某些实施例中，焊接系统可包括SMAW焊接系统。图5是与SMAW焊接系统一起使用的焊条保持器51的侧视图。图示的焊条保持器51包括具有齿54的夹子52，以及固定到夹子52上使得夹子52可在一端打开和关闭的枢轴56。夹子52通常联接到焊条保持器51的手柄58。夹子52的一侧可联接到杆60，使得当杆60被压下时，夹子52打开。此夕卜，杆60可通过弹簧62联接到手柄58，该弹簧在杆60上施加向上的推力，使得夹子52具有闭合的倾向。通常，焊条耗材在焊接操作过程中保持在夹子52的齿54之间。焊条耗材越粗，在焊接操作期间夹子齿54的间隔越大。
[0030]因此，在某些实施例中，焊条保持器51可配置成感测焊条耗材的尺寸。一旦夹子52的开度直接与其保持的焊条耗材的尺寸直接相关，夹子52的枢轴56可机械地联接到电位计61，使得电位计61旋转到与枢轴56的旋转成比例的角度。由于枢轴56的旋转直接与夹子52的开启状态相关联，夹子52的开启状态进而直接与焊条耗材的尺寸相关联，所以电位计61输出通常反映焊条耗材的尺寸。因此，可检测焊条耗材的尺寸，并且可自动地确定和实施合适的起弧或焊接参数。
[0031]此外，在某些实施例中，保持在夹子52的齿54之间的焊条耗材的尺寸可以通过测量杆60和手柄58之间的距离来检测，因为杆60的位置通常与夹子52的齿54之间的距离成比例。在这样的实施例中，杆60可包括从杆60延伸穿过弹簧62内部并穿过手柄58的孔的线性触头59。在手柄58内的对应位置在线性触头59的方向上线性排列多个接收触头。因此，当杆60被压下时，线性触头59进一步降低穿过弹簧62并与一个或多个接收触头接触。接收触头如此设置，使得当线性触头59进一步降低穿过弹簧62时，更多或不同的接收触头电气联接于线性触头59。因此，通过合适的电路可检测杆60的位置，以及进而检测焊条耗材的尺寸。另外，在某些实施例中，焊条保持器51(和其它焊炬)可使用应变仪获得焊接材料尺寸的表示。
[0032]所公开的材料感测技术能够感测在焊接工艺中所使用的焊接材料的尺寸(或其它参数)，或者是通过直接感测焊接材料本身或者是通过间接感测焊接耗材(如筒夹18、筒夹体16、触头尖端42、夹子52等)的结构。在某些实施例中，可以连续地感测焊接材料的参数，并且当所感测的材料参数发生变化时起弧参数可改变。在其它实施例中，每改变一次焊接材料，仅可感测一次焊接材料的参数。例如，仅当筒夹18被插入(GTAW焊炬)时感测焊接材料的参数，因为筒夹18的插入可表示焊接材料尺寸的改变。此外，在某些实施例中，筒夹18的插入可压下触发器，该触发器将信号发送到材料感测和控制系统78以从传感器收集数据。
[0033]图6示出根据本发明的实施例的可用于感测焊接材料的尺寸(或焊接材料的其它特征)并自动实施适当的起弧参数的方法63。方法63包括以下步骤:启动材料感测和控制系统78 (方框64)和从传感器接收与所使用的焊接材料的尺寸相关的一个或多个传感器信号(方框65)。启动材料感测和控制系统78 (方框64)可包括开启整个焊接系统76，使得当焊接系统76启动时材料感测和控制系统78被启动。在某些实施例中，启动材料感测和控制系统78 (方框64)可发生在焊炬的触发器被触发，表示焊接材料的改变时。这样的实施例可以包括感测焊炬的一部分何时断开或闭合，移除或插入，这些动作对于改变焊接材料而言是必需的。例如，在某些实施例中，可在当筒夹18、触头尖端42等插入焊炬时，压下设置在焊炬内的按钮或开关。
[0034]接着，传感器信号(方框66)从传感器输出并作为材料感测和控制系统78的输入。传感器信号(方框66)可包括多种信号类型，例如图像数据，电压，频率等。然后，传感器信号(方框66)由材料感测和控制系统78 (方框68)处理。这个步骤可包括将未处理的传感器信号转换成与材料感测和控制系统78兼容的计算机可用数据。例如，材料感测和控制系统78可存储可能的传感器信号值的预定列表和与每个传感器信号对应的起弧和/或焊接参数组。材料感测和控制系统78进一步通过将所接收的传感器信号与预定的传感器信号中的一个匹配将传感器信号转化为起弧和/或焊接参数组(方框70)，并因此是正确的参数。在某些实施例中，预定的传感器信号可以编组为离散值或划分为多个范围。这样，所接收的传感器信号也可以是离散的并与预定的传感器信号精确匹配，或者它可以是可落入预定的传感器信号的多个范围中的一个的模拟值。
[0035]因为传感器信号与正确的起弧参数匹配，输出起弧指令组(方框72)。例如，如果接收具有在第一范围内的电压的传感器信号，则可产生第一起弧或操作指令，以及如果接收具有在第二范围内的电压的传感器信号，则可产生第二起弧或操作指令。然后，输出起弧指令(方框72)，用于实施用于焊接系统76的合适的起弧或焊接参数(方框74)，该起弧或焊接参数对应于所接收的传感器信号。根据本发明的方法63，根据所使用的焊接材料的尺寸(或其它特质)自动地实施正确的起弧或焊接参数，而不需要操作者的干预。
[0036]图7描绘了用于实施图6的方法63的系统，其示出了包括材料感测和控制系统78的示例性焊接系统76。焊接系统76，如焊机，可联接到焊炬80。焊接系统76和/或材料感测和控制系统78还可包括经由通信电缆86从焊炬80接收输入(如传感器信号)的处理器82。处理器82还可将控制指令发送到焊接系统76的焊接输出部，以便实施正确的焊接参数。此外，处理器82通常联接到可包括一个或多个软件模块88的存储器84，该一个或多个软件模块88包含可执行指令、瞬态数据、输入/输出相关数据等。通常，处理器82从焊炬80接收传感器数据、存储在存储器84中的参考数据以找出与所接收的传感器数据对应的焊接参数并实施这些参数。如前所述，焊接系统76还可联接到可提供给焊接系统76保护气体的气体源90。如此，气体阀92可包括在焊接76中并配置成由材料感测和控制系统78控制，因为在某些实施例中，气流可被认为是起弧或焊接参数。
[0037]应当指出的是，在其它实施例中，前述处理可以都发生在材料感测和控制系统78或都