专利名称：自动焊丝输送调整器的制作方法
技术领域：
与本发明相一致的装置、系统和方法涉及自动焊丝输送调整器。
背景技术：
在相关技术领域，存在各种各样类型的焊接工艺，包括利用连续焊丝输送作为焊 条的工艺。 这样的相关技术领域的连续焊丝输送焊接工艺的示意性表示在图1中示出。在图 1中，焊接系统1包括控制电路10，电源20，马达12和线轴30。线轴30包含缠绕其上的焊 丝35。马达12驱动相对的一对辊子14以接纳来自线轴30的焊丝35，并把它传送给焊枪 22。操作人员利用焊枪22在工件40上形成焊缝。随着焊缝在工件40上形成，焊丝35在 焊枪22处被消耗，并且通过利用马达12和一对辊子14的动作以恒定的速率输送更多的焊 丝35到焊枪22而被补充(r印laced)。 针对不同的焊接应用可以使用不同类型的焊丝35。特定类型焊丝的选择取决于若 干因素，包括例如被焊接材料的类型，焊缝设计，材料表面条件，质量考量，以及工艺变化考 量。出于这些考虑，不同类型的焊丝具有差别很大的不同直径。 如上文所提到的，在图l所示的系统中，在焊接操作期间，焊丝35以恒定的速率被 输送给焊枪22。这个速率是在焊接操作开始之前由操作人员通过控制电路10上的可调节 旋钮来设定的。不同的速率适合于不同的焊接应用。例如，较厚的待焊接材料可能要求较 快的输送，而较薄的材料可能要求较慢的速度以避免烧穿。 为了提供期望的输送速率，在焊接操作开始之前，辊子14之间的张力大小也是可 由操作人员调整的。术语张力(tension)被宽泛地用在上下文中，以既表示作用在每个辊 子14的朝向另一辊子方向的"张紧"(例如，如由连接两个辊子14的弹簧件所产生的)力， 也表示作为以朝向彼此的方式对辊子14施加力的(例如，如由在两个辊子14的相对的侧 (side)上的弹簧件所产生的)"压力"。辊子14之间的这个张力起作用来将焊丝35从线轴 30拉出，并且将焊丝35朝焊枪22输送。调整通常由小型拇指旋轮或其他调整机构提供。
辊子14之间的张力是依据焊丝35的直径而设定的，并且在焊接操作期间保持恒 定。不幸的是，如果辊子14之间的张力设定得过高，辊子14会使焊丝35在通过时变形。这 样的变形焊丝35可以堵塞焊枪22。另一方面，如果辊子14之间的压力设定得过低，焊丝 35会以不稳定的速率被输送给焊枪22，这会导致不稳定的焊接电弧和低劣的焊缝质量。
进一步说，即使在焊丝35的最初段的张力设定恰当，由于例如制造工艺变化和/ 或在运输或储存期间损坏这样的因素，焊丝35的直径存在固有的可变性。换句话说，焊丝 35可能不具有沿其长度的恒定直径。这样，随着焊丝35通过辊子14被输送到焊枪22，在 焊接操作之前(依据焊丝35的起始直径)设定的张力可能变得不合适，并且如上文所描述 的，焊丝35可能会开始变形或被不稳定地输送。
以上的问题要求在相关技术系统方面的改进。
发明内容
在本发明的一个方面，提供了克服相关技术领域问题的自动输送张力调整器。
在本发明的另一个方面，提供了一种自动焊丝输送调整器，包括输送机构，所述输 送机构包括一对辊子，所述一对辊子在所述辊子之间输送焊丝；张力控制器，所述张力控制 器调整所述一对辊子之间的张力；以及控制电路，所述控制电路决定是否指示所述张力控 制器调整所述一对辊子之间的所述张力。 在本发明的再一个方面，提供了一种自动焊丝输送调整器，包括输送机构，所述输 送机构包括一对辊子，所述一对辊子在所述辊子之间输送焊丝；张力控制器，所述张力控制 器调整所述一对辊子之间的张力；焊丝速度传感器，所述焊丝速度传感器测量所述焊丝在 离开所述输送机构后的输送速度；以及控制电路，所述控制电路将所述焊丝的驱动速度与 所述焊丝的所述输送速度相比较，并且决定是否指示所述张力控制器控制电路，所述控制 电路决定是否指示所述张力控制器调整所述一对辊子之间的所述张力。 在本发明的再一个方面，提供了一种自动焊丝输送调整器，包括输送机构，所述输 送机构通过施力于所述焊丝来输送所述焊丝通过所述输送机构；力调节器，所述力调节器 调整施加于所述焊丝的力；以及控制电路，所述控制电路决定是否指示所述力调节器调整 施加于所述焊丝的力。 在本发明的再一个方面，提供了一种自动焊丝输送调整器，包括输送机构，所述输 送机构通过施力于所述焊丝来输送所述焊丝通过所述输送机构；力调节器，所述力调节器 调整施加于所述焊丝的力；焊丝速度传感器，所述焊丝速度传感器测量所述焊丝在离开所 述输送机构后的输送速度；以及控制电路，所述控制电路将所述焊丝的驱动速度与所述焊 丝的所述输送速度相比较，并且决定是否指示所述力调节器调整施加于所述焊丝的力。
在本发明的又一个方面，提供了一种调整焊丝输送的方法，包括输送焊丝使其通 过被驱动的一对辊子，所述辊子之间具有张力；测量所述焊丝从所述一对辊子之间离开后 的输送速度；以及决定是否调整所述一对辊子之间的所述张力。 在本发明的又一个方面，提供了一种调整焊丝输送的方法，包括输送焊丝使其通 过被驱动的一对辊子，所述一对辊子之间具有张力；测量所述焊丝在从所述一对辊子之间 离开后的输送速度；将所述焊丝的驱动速度与所述焊丝的所述输送速度相比较；以及决定 是否调整所述一对辊子之间的所述张力。 在本发明的又一个方面，提供了一种调整焊丝输送的方法，包括输送焊丝通过输 送机构，所述输送机构施力于所述焊丝；测量所述焊丝从所述输送机构离开后的输送速度； 以及确定是否调整施加于所述焊丝的力。 在本发明的又一个方面，提供了一种调整焊丝输送的方法，包括输送焊丝通过输
送机构，所述输送机构施力于所述焊丝；测量所述焊丝从所述输送机构离开后的输送速度； 将所述焊丝的驱动速度与所述焊丝的所述输送速度相比较；以及决定是否调整施加于所述
焊丝的力。 通过查阅以下描述，本技术领域的技术人员将会清楚本发明的上述方面以及其他 方面、特征和优势。
通过参考附图对本发明的示例性实施方案的详细描述，本发明的以上和/或其他 方面会更加清晰，其中 图1示出根据相关技术领域的焊接系统的示意性表示；以及
图2示出根据本发明的一个实施方案的焊接系统的示意性表示。
具体实施例方式
下面参考附图来描述本发明的示例性实施方案。描述的示例性实施方案旨在帮助 理解本发明，而不应被视为以任何方式对本发明保护范围的限制。类似的标号在整个附图
中表示类似的要素。 在本发明的一个示例性的实施方案中，利用一种自动输送调整器来提供优化的焊 丝输送和焊接。 更具体地，如图2所示，焊接系统101包括控制电路110，电源120，马达112，张力 控制器115，焊丝速度传感器116，用户/数据界面118，以及线轴130。线轴130包含缠绕 在其上的焊丝135。马达112驱动相对的辊子114从线轴130接纳焊丝135，并将其传送给 焊枪122。操作人员利用焊枪122在工件140上形成焊缝。随着焊缝在工件140上形成，焊 丝135被消耗，并且通过马达112来补充。 用户/数据界面118提供关于待进入焊接系统101的焊丝135的数据输入。这种 焊丝数据可以包括任何关于焊丝135的特定信息，例如它的直径、长度、构型、制造商零件 号码、内部零件号码，或任何其他物理的、化学的、或可能有用的性能特性。
用户/数据界面118可以包括，但不限于，任何数字的、模拟的、或手工的装置(由 此操作人员可以输入焊丝数据(例如，图形用户界面，基于文本的输入系统，调节旋钮，滑 块等)，或者从焊丝135或其包装读取焊丝数据的任何装置(例如，RFID读取器，磁或光驱 动器，条码读取器等)。此外，关于焊丝135的数据可以被储存在焊接系统101内供以后之 用(或者使用前预储存)，并且通过用户/数据界面118可以简单地被操作人员访问。
焊接系统101利用针对焊丝135的数据来初始调整，并且连续地控制辊子114之 间的张力(通过张力控制器115)。更具体地，张力控制器115首先把辊子114之间的张力 调整到与初始张力相等的设置，所述初始张力与不打滑地输送焊丝135到焊枪122所必需 的辊子114之间的最小张力相等。这个初始最小张力根据焊丝135的焊丝数据(例如直 径)来确定。如上文所讨论的，该焊丝数据可以被输入焊接系统IOI。 接下来，在焊接操作期间，随着焊丝135通过辊子114被连续地输送，张力控制器 操作来连续地调适辊子114之间的张力，以保持不打滑地输送焊丝135到焊枪122所必需 的辊子114之间的最小张力。这个工作的最小张力，如下文所描述的，由从马达112和焊丝 速度传感器116传递到控制电路110的反馈数据来确定。 这些最小张力的使用避免了由于设定过低的张力而导致的焊丝135的任何不稳 定输送，以及由于设定过高的张力而导致的焊丝135的任何可能的变形。此外，由于张力调 整由张力控制器115自动地完成，影响焊丝135输送的操作人员失误的可能性急剧降低。
如上文所提到的，该工作的最小张力由反馈数据所确定。更具体地，当焊接系统 101通过马达112和相对的辊子114输送焊丝135时，控制电路110通过测量马达112的速
7度并且考虑辊子114的直径得到焊丝135的第一焊丝速度。另外，控制电路110通过焊丝 速度传感器116得到第二焊丝速度，所述焊丝速度传感器116在焊丝135由其经过时直接 测量焊丝135的速度。如果所述的焊丝速度是相同的，焊丝135在相对的辊子114上没有 滑动发生，并且没有必要进行张力调整。这样，控制电路110不指示张力控制器115来修改 辊子114的张力。 然而，如果从马达计算出的第一焊丝速度比从焊丝传感器118读取的第二焊丝速 度高，则焊丝135在相对的辊子114上打滑。这样，控制电路110将指示张力控制器115来 增加相对的辊子114之间的张力，直到第一和第二焊丝速度变为相等(即，直到焊丝135停 止打滑)。 控制电路110会继续增加相对的辊子114之间的张力直到所述张力达到最大值。 所述最大值可能依据很多因素来设定，包括焊丝135由于张力将开始变形的点。该最大值 是根据焊丝135的焊丝数据(例如，直径，类型，尺寸等)来确定的。 确定第一和第二焊丝速度的采样速率不受限制，但应该被设定以优化焊接操作。
焊丝速度传感器可以是能够提供所要求焊丝速度数据的任何传感器，包括但不限 于，接触或不接触焊丝135的电子的或机械的传感器。图2中焊丝速度传感器被置于辊子 114的后面，由于焊丝是连续的，速度传感器可以被放置在沿焊丝135长度的任何点上。
在这个示例性实施方案中，阐述了相对的一对辊子114。但是，相对的辊子不是要 求的，并且本发明不限于此。例如，本发明平等地适用于具有多于或少于两个辊子的系统， 或者使用针对焊丝135的在焊丝上产生某种压力的其他驱动概念的系统。这个压力可以类 似地被调整到本示例性实施方案所描述的张力。 此外，由马达112提供动力的辊子114的数量没有限制。例如，可以对辊子114中 的一个辊子提供动力，而一个辊子可以是未被提供动力的从动辊子。 术语张力被宽泛地用于本发明的上下文。其或者表示作用在每个辊子的朝向另一 辊子方向的"张紧"力，或者表示作为以朝向彼此的方式对辊子14施加力的"压力"。这个 张力可以通过弹簧件、弹性件、杠杆、电动马达，或任何其他这样的装置来产生。通过调整由 这些装置施加的压力或张力(这又调整相对的辊子之间的张力)，张力的大小是可调整的。 所述装置施加的压力或张力的大小可以由张力控制器115，或其他这样的部件通过电学或 机械的手段来控制。 如上文所提到的，该示例性的实施方案利用焊丝数据来设定与辊子114之间的最 小张力相等的初始张力。但是，本发明不限于此，并且初始张力可以设定在最小和最大张力 之间的点。此后，张力控制器可以操作来减小张力直到反馈数据显示有焊丝打滑存在，在该 点，张力根据上文描述的工艺可以被再次增加。 尽管图2示出单个焊接系统101，所述单个焊接系统101包括线轴130、马达112、 相对的辊子114、张力控制器116和焊丝速度传感器118，但这些要素中的每一个都可以被 独立地提供，或以任何期望的组合被组合在一起。例如，辊子114可以可移除地附着在焊接 机器上，靠近所述机器设置，或成为所述机器的一部分，这取决于所述机器的特定制造商风 格和类型。此外，本发明可以通过增加必要的部件来对现有的焊接系统进行改装。
这里描述的焊接系统适用于利用焊丝输送的任何焊接系统。 虽然本发明已经用其示例性的实施方案被展示和描述，但本发明不限于这些实施
8方案。本领域中的普通技术人员可以理解，可以做出形式上和细节上的多种改变而不会背 离如所附的权利要求书所定义的本发明的精神和范围。
权利要求
一种自动焊丝输送调整器，包括输送机构，所述输送机构包括一对辊子，所述一对辊子在所述辊子之间输送焊丝；张力控制器，所述张力控制器调整所述一对辊子之间的张力；控制电路，所述控制电路决定是否指示所述张力控制器调整所述一对辊子之间的所述张力。
2. —种自动焊丝输送调整器，包括输送机构，所述输送机构包括一对辊子，所述一对辊子在所述辊子之间输送焊丝； 张力控制器，所述张力控制器调整所述一对辊子之间的张力；焊丝速度传感器，所述焊丝速度传感器测量所述焊丝在离开所述输送机构后的输送速度；控制电路，所述控制电路将所述焊丝的驱动速度与所述焊丝的所述输送速度相比较， 并且决定是否指示所述张力控制器调整所述一对辊子之间的所述张力。
3. 如权利要求2所述的自动焊丝输送调整器，其中所述焊丝的所述驱动速度是通过考 虑所述一对辊子中的至少一个的旋转速度和直径来计算的。
4. 如权利要求2所述的自动焊丝输送调整器，其中，当所述焊丝的所述驱动速度大于 所述焊丝的所述输送速度时，所述控制电路增加所述一对辊子之间的所述张力。
5. 如权利要求2所述的自动焊丝输送调整器，还包括用于接受焊丝数据的用户界面，其中所述焊丝数据包括焊丝直径；并且依据所述焊丝数据，所述控制电路确定所述一对辊子之间的初始张力以及所述一对辊 子之间的最大张力。
6. —种自动焊丝输送调整器，包括输送机构，所述输送机构通过施力于所述焊丝来输送所述焊丝通过所述输送机构； 力调节器，所述力调节器调整施加于所述焊丝的力；控制电路，所述控制电路决定是否指示所述力调节器调整施加于所述焊丝的力。
7. —种自动焊丝输送调整器，包括输送机构，所述输送机构通过施力于所述焊丝来输送所述焊丝通过所述输送机构； 力调节器，所述力调节器调整施加于所述焊丝的力；焊丝速度传感器，所述焊丝速度传感器测量所述焊丝在离开所述输送机构后的输送速度；控制电路，所述控制电路将所述焊丝的驱动速度与所述焊丝的所述输送速度相比较， 并且决定是否指示所述力调节器调整施加于所述焊丝的力。
8. 如权利要求8所述的自动焊丝输送调整器，其中所述焊丝的所述驱动速度是所述焊 丝在所述输送机构中的速度。
9. 如权利要求8所述的自动焊丝输送调整器，其中，当所述焊丝驱动速度大于所述焊 丝的所述输送速度时，所述控制电路增大施加于所述焊丝上的力。
10. 如权利要求8所述的自动焊丝输送调整器，还包括，用于接收焊丝数据的用户界 面，其中所述焊丝数据包括焊丝直径；并且依据所述焊丝数据，所述控制电路确定施加于所述焊丝的初始压力以及施加于所述焊 丝的最大压力。
11. 一种调整焊丝输送的方法，包括输送焊丝通过被驱动的一对辊子，所述辊子之间具有张力； 测量所述焊丝从所述一对辊子之间离开后的输送速度； 决定是否调整所述一对辊子之间的所述张力。
12. —种调整焊丝输送的方法，包括输送焊丝通过被驱动的一对辊子，所述辊子之间具有张力；测量所述焊丝在从所述一对辊子之间离开后的输送速度； 将所述焊丝的驱动速度与所述焊丝的所述输送速度相比较；以及决定是否调整所述一对辊子之间的所述张力。
13. 如权利要求15所述的调整焊丝输送的方法，还包括通过考虑所述一对辊子中的至少一个的旋转速度和直径来计算所述焊丝的所述驱动 速度。
14. 如权利要求15所述的调整焊丝输送的方法，还包括当所述焊丝的所述驱动速度大于所述焊丝的所述输送速度时，增加所述一对辊子之间 的所述张力。
15. 如权利要求15所述的调整焊丝输送的方法，还包括 通过用户界面键入焊丝数据，其中所述的焊丝数据包括焊丝直径；以及 依据所述焊丝数据，确定所述一对辊子之间的初始张力以及所述一对辊子之间的最大张力。
16. —种调整焊丝输送的方法，包括输送焊丝通过输送机构，所述输送机构施力于所述焊丝； 测量所述焊丝从所述输送机构离开后的输送速度； 确定是否调整施加于所述焊丝的力。
17. —种调整焊丝输送的方法，包括输送焊丝通过输送机构，所述输送机构施力于所述焊丝；测量所述焊丝从所述输送机构离开后的输送速度； 将所述焊丝的驱动速度与所述焊丝的所述输送速度比较；以及决定是否调整施加于所述焊丝的力。
18. 如权利要求17所述的调整焊丝输送的方法，还包括 计算在所述输送机构之内的所述焊丝的所述驱动速度。
19. 如权利要求17所述的调整焊丝输送的方法，还包括当所述焊丝的所述驱动速度大于所述焊丝的所述输送速度时，增大施加于所述焊丝的力。
20. 如权利要求17所述的调整焊丝输送的方法，还包括 通过用户界面键入焊丝数据，其中所述焊丝数据包括焊丝直径；以及 依据所述焊丝数据，确定施于所述焊丝的初始力和施加于所述焊丝的最大力。
21. —种自动焊丝输送调整器，包括控制电路，所述控制电路决定是否指示张力控制器调整输送机构中的一对辊子之间的张力，所述输送机构在所述辊子之间输送焊丝。
22. 如权利要求21所述的自动焊丝输送调整器，其中，所述控制电路通过将从所述一 对辊子确定的所述焊丝的驱动速度与对所述焊丝测得的所述焊丝的输送速度相比较来决 定是否指示张力控制器调整所述张力。
23. —种自动的焊丝输送调整器，包括张力控制器，依据从所述一对辊子确定的所述焊 丝的驱动速度与对所述焊丝测得的所述焊丝的输送速度的比较，所述张力控制器调整输送 机构中的一对辊子之间的张力。
全文摘要
一种自动焊丝输送调整器，包括输送机构，所述输送机构包括一对辊子，所述一对辊子在所述辊子之间输送焊丝；张力控制器，所述张力控制器调整所述一对辊子之间的张力，焊丝速度传感器，所述焊丝速度传感器测量所述焊丝在离开所述输送机构后的输送速度；以及控制电路，所述控制电路将所述焊丝的驱动速度与所述焊丝的所述输送速度相比较，并且决定是否指示所述张力控制器调整一对辊子之间的张力。
文档编号B65H23/16GK101702899SQ200780053175
公开日2010年5月5日 申请日期2007年6月27日 优先权日2007年5月31日
发明者A·P·梅克勒 申请人:林肯环球股份有限公司