專利名稱：遠(yuǎn)程焊接系統(tǒng)及懸架式操縱臺(tái)的制作方法
遠(yuǎn)程焊接系統(tǒng)及懸架式操縱臺(tái)
背景技術(shù)：
本發(fā)明總地涉及焊接系統(tǒng)，尤其涉及一種遠(yuǎn)離多進(jìn)程焊接電源的懸架式操縱臺(tái)(pendant) 0傳統(tǒng)的單進(jìn)程焊接系統(tǒng)支持多種進(jìn)程，例如金屬惰性氣體(MIG)焊接、鎢極惰性氣體(TIG)焊接、焊條電弧焊(stick welding)等等，這些進(jìn)程可以在不同的模式下運(yùn)行，例如恒定電流或恒定電壓。這樣的焊接系統(tǒng)通常包括單個(gè)輸出連接并且因此被配置為每次支持一個(gè)進(jìn)程。與這些單進(jìn)程焊接系統(tǒng)相反，多進(jìn)程焊接系統(tǒng)可以同時(shí)連接并支持多個(gè)進(jìn)程。單進(jìn)程焊接系統(tǒng)僅僅需要支持單種輸出端極性，而多進(jìn)程焊接系統(tǒng)需要兩種不同的極性，包括產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的直流正接(DCEP)和直流反接(DCEN)。某些多進(jìn)程焊接應(yīng)用，例如燒煤鍋爐的修復(fù)、船廠工作等等，可能包括在工件和多進(jìn)程焊接電源之間的大的距離。在這樣的應(yīng)用中，在DCEP和DCEN進(jìn)程之間的切換傳統(tǒng)上通常需要手動(dòng)調(diào)節(jié)緊靠焊接電源的按鈕或開關(guān)，并且甚至需要手動(dòng)將完全不同的焊接電纜連接到電源，尤其是當(dāng)焊工針對(duì)某些工作采用焊條電弧焊或MIG進(jìn)程，而對(duì)其他的工作采用TIG進(jìn)程時(shí)，典型地如精加工或更復(fù)雜的工作。因此，在焊接電源上或緊靠焊接電源的電源終端(例如，插頭)和控制裝置的位置可能要求使用者停止焊接并且返回電源以改變極性。在許多應(yīng)用中，這可能需要焊工向后走相當(dāng)多的距離走過有時(shí)候是錯(cuò)綜復(fù)雜的工作環(huán)境。因此，可能需要大量的時(shí)間和精力在多進(jìn)程焊接應(yīng)用中改變極性。這種布置也可能導(dǎo)致沉重的輔助焊接電纜和氣體導(dǎo)管延伸得很長，使焊工走動(dòng)困難，并且可能導(dǎo)致要求仔細(xì)地跟蹤哪個(gè)電纜對(duì)應(yīng)于哪個(gè)進(jìn)程。雖然有時(shí)可以通過在電源處安排人員來專門進(jìn)行所需的調(diào)整以避免損失，但是這極大的增加了操作成本。因此，需要更便利的系統(tǒng)和方法來切換多進(jìn)程焊接系統(tǒng)中的輸出端極性，尤其是在離焊接電源相當(dāng)遠(yuǎn)的地方進(jìn)行焊接操作的環(huán)境下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供用于這樣的焊接應(yīng)用的解決方案。依照某些實(shí)施例，與多進(jìn)程焊接電源相關(guān)聯(lián)的懸架式操縱臺(tái)或遠(yuǎn)程獲取裝置允許用戶在遠(yuǎn)離電源單元的時(shí)候切換進(jìn)程并且倒轉(zhuǎn)輸出端極性。所公開的實(shí)施例可以包括具有焊絲卷軸和焊絲輸送器驅(qū)動(dòng)電路的懸架式操縱臺(tái)，所述焊絲輸送器驅(qū)動(dòng)電路被配置為在MIG焊接過程中驅(qū)動(dòng)纏繞。在一些實(shí)施例中，氣閥可以位于懸架式操縱臺(tái)中并從遠(yuǎn)離垂掛裝置的氣罐(即，靠近電源)接收一種或多種氣體輸入。提供可以包括處理電路和存儲(chǔ)器的控制電路。當(dāng)電源單元通過供電電纜連接到懸架式操縱臺(tái)上的時(shí)候，控制系統(tǒng)可以禁用在電源單元用戶界面上的多余的控制裝置。此外，控制系統(tǒng)可以根據(jù)在電源單元或者懸架式操縱臺(tái)上的用戶界面所接收的輸入來設(shè)定進(jìn)程、設(shè)定極性、啟動(dòng)或停止焊絲輸送并且啟動(dòng)或停止氣流。


當(dāng)參考附圖閱讀下面詳細(xì)的描述時(shí)，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，在所有附圖中相同的附圖標(biāo)記代表相同的部件，其中圖1是示例性的焊接系統(tǒng)的示意圖，其具有根據(jù)本發(fā)明的特征的多進(jìn)程電源和懸架式操縱臺(tái)；圖2是示例性的焊接系統(tǒng)的示意圖，其具有根據(jù)本發(fā)明的特征的多進(jìn)程電源和包含焊絲輸送器的懸架式操縱臺(tái)；圖3是示例性的焊接系統(tǒng)的示意圖，其具有根據(jù)本發(fā)明的特征的多進(jìn)程電源和包含焊絲輸送器和氣閥的懸架式操縱臺(tái)；圖4示出了根據(jù)發(fā)明的特點(diǎn)的多進(jìn)程焊接電源單元的示例性的用戶界面；圖5示出了用于根據(jù)本發(fā)明的特點(diǎn)的多進(jìn)程焊接電源的示例性的出口構(gòu)造；圖6示出了與根據(jù)本發(fā)明的特點(diǎn)的多進(jìn)程焊接電源相關(guān)的懸架式操縱臺(tái)的示例性的出口構(gòu)造；圖7示出了與根據(jù)本發(fā)明的特點(diǎn)的多進(jìn)程焊接電源相關(guān)的懸架式操縱臺(tái)的另一個(gè)示例性的出口構(gòu)造；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的特點(diǎn)的多進(jìn)程焊接電源的另外的示例性的出口構(gòu)造；圖9示出了與根據(jù)本發(fā)明的特點(diǎn)的多進(jìn)程焊接電源單元相關(guān)的懸架式操縱臺(tái)的示例性的用戶界面；以及圖10是示出了示例性邏輯的方框圖，控制系統(tǒng)可以利用它來操作多進(jìn)程電源連同根據(jù)本發(fā)明的特點(diǎn)的懸架式操縱臺(tái)。
具體實(shí)施例方式如在下面進(jìn)一步詳細(xì)討論的，提供與多進(jìn)程焊接電源相關(guān)的懸架式操縱臺(tái)的各種實(shí)施例以允許用戶在遠(yuǎn)離電源單元時(shí)切換進(jìn)程和倒轉(zhuǎn)輸出端極性。總地來說，如在此處所使用的，術(shù)語“懸架式操縱臺(tái)，，是指焊接電能獲取裝置和/或控制裝置，其被設(shè)計(jì)為與焊接電源連接以向在遠(yuǎn)程焊接位置的至少兩個(gè)不同的焊接進(jìn)程提供電能。該懸架式操縱臺(tái)可以被配置為，當(dāng)在懸架式操縱臺(tái)上的控制裝置被啟用并能夠倒轉(zhuǎn)在用戶界面上的出口處的極性輸出時(shí)使在焊接電源上的多余的控制裝置不能用。此外，垂掛裝置可以包括焊絲輸送器或被包括在焊絲輸送器中。它可以被設(shè)計(jì)用于允許在恒定電流、恒定電壓和熔敷金屬控制技術(shù)(即，介于恒定電流和恒定電壓之間(hybrid))輸出之間進(jìn)行遠(yuǎn)程切換。它也能夠進(jìn)行在一種或多種類型的氣體之間的切換等等。所公開的實(shí)施例包括具有焊絲卷軸和焊絲輸送器驅(qū)動(dòng)電路的垂掛裝置，所述焊絲輸送器驅(qū)動(dòng)電路被配置用于在MIG焊接過程中激活焊絲卷軸。在一些實(shí)施例中，氣閥可以位于該垂掛裝置中并且可以接收一個(gè)或多個(gè)來自于氣罐的氣體輸入，所述氣罐位于遠(yuǎn)離垂掛裝置的位置處。也如在下文中討論的，提供可以包含處理電路和存儲(chǔ)器的控制電路。該存儲(chǔ)器可以包括易失性或非易失性存儲(chǔ)器，例如只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、磁性存儲(chǔ)器、光存儲(chǔ)器或者它們的組合。此外，各種控制參數(shù)連同代碼可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，所述代碼被配置為在操作過程中向懸架式操縱臺(tái)提供特定的輸出信號(hào)(例如，開始輸送焊絲、使氣體流動(dòng)等等)。如下所討論的，當(dāng)電源單元通過供電電纜連接到懸架式操縱臺(tái)時(shí)，控制系統(tǒng)可以禁用在電源單元用戶界面上的多余的控制裝置。此外，控制系統(tǒng)可以根據(jù)通過在電源單元或懸架式操縱臺(tái)上的用戶界面所接收的輸入信號(hào)來設(shè)定進(jìn)程(例如，設(shè)定恒定電流、恒定電壓或熔敷金屬控制技術(shù))、設(shè)定極性(例如，設(shè)定DCEN或DCEP)、啟動(dòng)或停止輸送焊絲，以及使氣流流動(dòng)或停止流動(dòng)?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖，圖1是示例性的焊接系統(tǒng)10的示意圖，所述焊接系統(tǒng)10包括根據(jù)本發(fā)明的特點(diǎn)的多進(jìn)程焊接電源12。多進(jìn)程電源12被配置為向多個(gè)與各種焊接進(jìn)程(例如，MIG、TIG、焊條電弧焊等等)相關(guān)的焊接設(shè)備(例如，MIG焊炬、TIG焊炬、焊條等等)提供電能。在某些實(shí)施例中，電源12接收來自交流電源14(例如，AC電網(wǎng)、發(fā)動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組、電池或者它們的組合)的輸入電源，調(diào)節(jié)輸入電源，并且根據(jù)系統(tǒng)10的需要向一個(gè)或多個(gè)焊接設(shè)備提供輸出電能。因此，在一些實(shí)施例中，電源12可以包括電源轉(zhuǎn)換電路16，所述電源轉(zhuǎn)換電路16包括例如變壓器、整流器、開關(guān)等等之類的電路元件，電源轉(zhuǎn)換電路16能夠按照系統(tǒng)10的要求將AC輸入電源轉(zhuǎn)化為DCEP或DCEN輸出。這樣的電路在本領(lǐng)域中是普遍為人所知的。電源12也包括控制電路18，所述控制電路18被配置用于接收和處理關(guān)于系統(tǒng)10的性能和需求的多個(gè)輸入信號(hào)?？刂齐娐?8包括處理電路20和存儲(chǔ)器22。如上文中提到的，存儲(chǔ)器22可以包括易失性或非易失性存儲(chǔ)器，例如ROM、RAM、磁性存儲(chǔ)器、光存儲(chǔ)器或者它們的組合。此外，各種控制參數(shù)連同代碼可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器22中，所述代碼被配置為在操作過程中提供特定的輸出信號(hào)(例如，開始輸送焊絲，使氣體流動(dòng)等等)。處理電路20也可以接收來自位于電源12上的用戶界面M的輸入信號(hào)，通過用戶界面M用戶可以選擇進(jìn)程以及輸入所要求的參數(shù)(例如，電壓、電流、特定脈沖或非脈沖焊接方式等等)。電源12也可以包括一個(gè)或多個(gè)氣罐沈，28。氣罐沈和觀可以分別通過軟管30和32提供保護(hù)氣體，例如氬氣、氦氣、二氧化碳等等。在圖1中所示出的實(shí)施例中，氣體進(jìn)入位于電源12中的氣閥34。氣閥34與處理電路20通信以確定通過氣體導(dǎo)管36輸出哪種氣體及該氣體的量。多個(gè)導(dǎo)管38將電源1 2連接到工件40和懸架式操縱臺(tái)42。在所示出的實(shí)施例中，多個(gè)導(dǎo)管38被示出為一組到懸架式操縱臺(tái)42的的多個(gè)連接。但是，應(yīng)當(dāng)注意到在可替換的實(shí)施例中，多個(gè)導(dǎo)管38可以被捆(bundled)到將電源12連接到懸架式操縱臺(tái)42的單個(gè)供電電纜中。在這樣的實(shí)施例中，尤其是前述的特征，可以達(dá)到相對(duì)于傳統(tǒng)的系統(tǒng)減小了在焊接區(qū)域中出現(xiàn)的電纜數(shù)量的效果。在夾鉗46處終止的引線電纜44將電源轉(zhuǎn)換電路16連接到工件40并且閉合在電源12、工件40和焊接設(shè)備(例如，MIG焊炬、TIG焊炬、焊條等等)之間的電路。在目前設(shè)想的實(shí)施例中，多個(gè)導(dǎo)管38包括氣體導(dǎo)管36、數(shù)據(jù)線48以及電源線50。電源線50將電源轉(zhuǎn)換電路16的輸出傳送到懸架式操縱臺(tái)42從而在操作期間中給焊接進(jìn)程提供電能。數(shù)據(jù)線48將懸架式操縱臺(tái)42雙向通信地連接到在電源12中的控制電路18。也就是說，數(shù)據(jù)線48可以將來自于懸架式操縱臺(tái)42的信息傳送給電源12，也可以將來自于電源12的信息傳送給懸架式操縱臺(tái)42。在所示出的實(shí)施例中，懸架式操縱臺(tái)42包括用戶界面52，通過用戶界面52用戶可以在遠(yuǎn)離電源單元12的時(shí)候選擇進(jìn)程(例如，MIG、TIG、焊條電弧焊等等)、控制電壓、控制電流等等。用戶界面52也可以允許用戶在不使用焊接設(shè)備的時(shí)候電絕緣焊接設(shè)備(例如，MIG焊炬、TIG焊炬等等)。例如，如果用戶從MIG焊接進(jìn)程切換到TIG焊接進(jìn)程，懸架式操縱臺(tái)42可以允許用戶保持MIG焊炬和TIG焊炬都連接到位于懸架式操縱臺(tái)42上的出口(即，不需要拔出導(dǎo)體和用于一個(gè)進(jìn)程的氣體導(dǎo)管以及插入導(dǎo)體和用于另一個(gè)進(jìn)程的氣體導(dǎo)管)。但是，位于用戶界面52上的開關(guān)可以允許用戶電絕緣MIG焊炬從而只有TIG焊炬在焊接過程中處于激活狀態(tài)或“熱”的狀態(tài)。除了用戶界面52之外，懸架式操縱臺(tái)42還可以包括處理電路M，所述處理電路討接收來自電源12和用戶界面52的輸入，處理這些輸入，并且產(chǎn)生可以傳輸回到電源12的輸出數(shù)據(jù)。在所示實(shí)施例中懸架式操縱臺(tái)42包括兩個(gè)輸出連接56和58，它們可以連接到需要DCEN或DCEP進(jìn)程的焊接設(shè)備。例如，TIG焊炬可以連接到第一輸出連接56而焊條電弧焊針(stick welding stinger)可以連接到第二輸出連接58?？商鎿Q地，焊條電弧焊針(stickwelding stinger)可以連接到第一輸出連接56而TIG焊炬可以連接到第二輸出連接58。也就是說，因?yàn)閼壹苁讲倏v臺(tái)42被配置為根據(jù)正在運(yùn)行的或所選擇的進(jìn)程倒轉(zhuǎn)輸出連接56和58的輸出極性，在懸架式操縱臺(tái)42上的輸出端可以在需要DCEN或DCEP進(jìn)程的設(shè)備之間相互轉(zhuǎn)換。在某些實(shí)施例中，懸架式操縱臺(tái)42可以位于非?？拷附硬僮鞯沁h(yuǎn)離電源12的位置。例如，燒煤鍋爐焊接應(yīng)用、船廠應(yīng)用、建筑工地等等常常需要焊工位于遠(yuǎn)離電源12的位置。當(dāng)必須倒轉(zhuǎn)焊接進(jìn)程的極性、必須調(diào)整進(jìn)程設(shè)置或者必須改變進(jìn)程電纜時(shí)，因?yàn)閼壹苁讲倏v臺(tái)42可以位于靠近焊接的位置，所以目前的系統(tǒng)10可以具有減少傳統(tǒng)上焊工從焊接點(diǎn)返回電源花費(fèi)的時(shí)間和精力。這種例子可以包括引起在TIG、MIG、焊條電弧焊進(jìn)程之間進(jìn)行切換的需要的要求。在圖1所示的實(shí)施例中，用于與MIG焊接操作一起使用的焊絲輸送器(未示出)可以是與懸架式操縱臺(tái)42靠得很近的獨(dú)立的單元。在可替換的實(shí)施例中，如在圖2和3中所示出的，焊絲輸送器可以位于懸架式操縱臺(tái)42中或懸架式操縱臺(tái)42上，或者懸架式操縱臺(tái)本身可以帶有焊絲輸送器。例如，在圖2和3所示的實(shí)施例中，焊絲卷軸60將線62提供到焊絲輸送器驅(qū)動(dòng)裝置64，所述焊絲輸送器驅(qū)動(dòng)裝置64包括電路，該電路在MIG焊接操作過程中啟動(dòng)輸送焊絲到MIG焊炬的操作。在圖1和2所示出的實(shí)施例中，單個(gè)氣體導(dǎo)管36提供了用于將適合給定的焊接進(jìn)程的氣體從電源12輸送至懸架式操縱臺(tái)42的裝置。當(dāng)用戶在各個(gè)進(jìn)程之間切換時(shí)，位于電源12中的氣閥34調(diào)節(jié)用于給定操作的適當(dāng)?shù)臍怏w的釋放并且相應(yīng)地排空(purge)氣體導(dǎo)管36。也就是說，該氣閥可以包括定向控制閥(directional control valving)，所述定向控制閥根據(jù)正在運(yùn)行的或所選擇的進(jìn)程來選擇氣體源。但是，在可替換的實(shí)施例中，如在圖3中所示出的，多個(gè)氣體導(dǎo)管66和68可以給懸架式操縱臺(tái)42提供適于給定焊接操作的氣體。這樣的實(shí)施例不需要當(dāng)用戶在各個(gè)進(jìn)程之間切換時(shí)排空(purge)氣體導(dǎo)管36。在另外的實(shí)施例中，多個(gè)氣體導(dǎo)管66和68可以一起捆(bundled)到單個(gè)供電電纜中，如通過附圖標(biāo)記70示出。在可替換的實(shí)施例中，氣體導(dǎo)管66和68可以與數(shù)據(jù)線48和電源線50 —起捆(bundled)到供電電纜中。在圖3的實(shí)施例中，與圖1和2相比，氣閥34因此可以位于懸架式操縱臺(tái)42中而不是位于電源12中。圖4示出了圖1-3中的包含示例性的用戶界面M的電源單元12。在所示實(shí)施例中的用戶界面M包括設(shè)置在進(jìn)程標(biāo)志底下的發(fā)光二級(jí)管(LED)，進(jìn)程被配置用于在選擇了進(jìn)程的時(shí)候被照亮。在目前設(shè)想的實(shí)施例中，用戶通過旋鈕72選擇焊接進(jìn)程。當(dāng)用戶轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕72時(shí)，通過位于進(jìn)程面板背面的LED來照亮所選擇的進(jìn)程。選擇面板73包括允許用戶選擇焊接進(jìn)程的多個(gè)子面板。例如，在所示出的實(shí)施例中，選擇面板73包括具有TIG圖標(biāo)77的刮擦啟動(dòng)(scratch start)TIG面板76、具有第二 TIG圖標(biāo)79的提升啟弧TIG面板78、具有焊條圖標(biāo)81的焊條面板80、具有MIG圖標(biāo)83的MIG面板82，以及具有遠(yuǎn)程圖標(biāo)85的遠(yuǎn)程面板84。當(dāng)用戶轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕72來照亮與相關(guān)的進(jìn)程相關(guān)聯(lián)的面板時(shí)，通過將適當(dāng)?shù)膱D標(biāo)的照亮，將用戶的選擇傳達(dá)給用戶。例如，如果用戶將旋鈕72轉(zhuǎn)向MIG面板82，那么就通過位于MIG面板82背面的LED來照亮MIG體圖標(biāo)83。此外，電源12接收和處理MIG用戶選擇。用戶可以轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕72從而照量遠(yuǎn)程面板84和遠(yuǎn)程圖標(biāo)85。在這種情況中，在電源12上的控制裝置相對(duì)于懸架式操縱臺(tái)42的用戶界面52上的控制裝置而言是多余的，電源12上的控制裝置被禁用。此外，在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)檢測到將電源12連接到懸架式操縱臺(tái)42的供電電纜，電源單元12自動(dòng)選擇遠(yuǎn)程進(jìn)程位置并且遠(yuǎn)程面板圖標(biāo)85被照亮。之后只能通過位于懸架式操縱臺(tái)42上的控制裝置來完成對(duì)進(jìn)程選擇的進(jìn)一步的控制。也就是說，檢測到電源12和懸架式操縱臺(tái)42之間的通訊使電源12上的控制裝置不能使用并且轉(zhuǎn)由正在使用的懸架式操縱臺(tái)42進(jìn)行控制。當(dāng)檢測到懸架式操縱臺(tái)42時(shí)，用戶可以壓下設(shè)置按鈕86，這使得電源單元12顯示進(jìn)程設(shè)置。但是，旋鈕72保持不能用，以防止用戶改變所顯示的進(jìn)程設(shè)置。當(dāng)用戶正在遠(yuǎn)離電源單元12的位置處進(jìn)行焊接操作的時(shí)候，尤其是上述特征，可以具有減少由非操作人員導(dǎo)致的意外的設(shè)置改變的效果?？商孢x地，可以手動(dòng)啟用懸架式操縱臺(tái)上的控制裝置和禁用電源上的控制裝置。在所示出的實(shí)施例中，選擇面板73包括對(duì)應(yīng)于多種焊接進(jìn)程的多個(gè)子面板和對(duì)應(yīng)于遠(yuǎn)程操作模式的子面板。但是，應(yīng)當(dāng)注意到在其它的實(shí)施例中，選擇面板73可以包括更多的或更少的對(duì)應(yīng)于不同的進(jìn)程或者模式的子面板。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，可以取消遠(yuǎn)程面板84。也就是說，在某些實(shí)施例中，可以巧妙設(shè)計(jì)系統(tǒng)從而對(duì)于操作設(shè)備而言，遠(yuǎn)程面板84不是必需的。在操作期間，在通過旋鈕72設(shè)定焊接進(jìn)程之后，用戶可以利用設(shè)置按鈕86連同面板94和100以及旋鈕74來設(shè)置與所選擇的焊接進(jìn)程相關(guān)的參數(shù)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，用戶可以首先設(shè)置旋鈕72來選擇MIG面板82，這將使得MIG指示器83被照亮。之后用戶可以按下設(shè)置按鈕86，這將使得控制指示器106被照亮。再次按下設(shè)置按鈕將使得焊線類型指示器108被照亮。面板94之后可以顯示焊線的默認(rèn)直徑并且面板100可以顯示焊線的默認(rèn)類型。用戶可以使用旋鈕74來調(diào)整焊線直徑和焊線類型。當(dāng)用戶轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕74時(shí)，面板94和100顯示所選擇的焊線直徑和焊線類型。用戶之后可以再次按設(shè)置按鈕86，這將使得氣體類型指示器110被照亮。之后用戶可以使用旋鈕74來調(diào)整給定的應(yīng)用所需要的氣體類型。當(dāng)用戶轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕74時(shí)，在面板94和100上顯示所選擇的氣體。通過這種方式，用戶可以利用用戶面板M來設(shè)置焊接進(jìn)程和與所選擇的進(jìn)程相關(guān)聯(lián)的參數(shù)。在電源單元12上的用戶界面M也包括輸出指示器面板88，其在操作過程中可視地向用戶表明電源單元12的當(dāng)前狀態(tài)。伏特指示器90和弧長指示器92與左邊的顯示面板94相互配合來分別向用戶傳達(dá)焊接操作的伏特和弧長。類似地，安培指示器96和設(shè)置指示器98與右邊的顯示面板100相互配合來分別向用戶傳達(dá)焊接操作的安培和設(shè)置。DCEP指示器102和DCEN指示器104通過位于用戶面板M背面的LED向用戶傳達(dá)焊接操作的極性。弧控制指示器106、焊線類型指示器108以及氣體類型指示器110將進(jìn)程的細(xì)節(jié)傳達(dá)給用戶。
在所示出的實(shí)施例中，電源單元12的底板112可以包括被配置用于支持焊接電極的輸出端114和被配置用于支持工件夾具的輸出端116。此外，底板112可以包括被配置用于連接到氣體導(dǎo)管的氣體閥終端118。底板120也可以包括電源開關(guān)120，所述電源開關(guān)120可以用于打開和關(guān)閉電源12。圖5-8示出了可包含在電源12和/或下垂體42上的可能的輸出端構(gòu)造。但是，應(yīng)當(dāng)知道這些僅僅是示例性的構(gòu)造，還可以設(shè)想出許多其它的構(gòu)造。圖5示出了在某些實(shí)施例中可以位于電源單元12上的輸出端構(gòu)造122。在這種實(shí)施例中，第一出口 1 被配置用于接收工件連接器，第二出口 126被配置用于接收用于供電電纜的連接器，所述用于供電電纜的連接器在懸架式操縱臺(tái)42處終止，以及第三出口 1 被配置用于接收氣體連接器。在一些實(shí)施例中，氣體連接器和供電電纜連接器可以是被配置為與出口 1 和1 相接合的單個(gè)連接器。圖6進(jìn)一步地示出了在某些實(shí)施例中可以位于懸架式操縱臺(tái)42上的終端的構(gòu)造130。構(gòu)造130包括被配置用于接收電源線的電源出口 132以及被配置用于接收氣體引線的氣體出口 134。應(yīng)當(dāng)注意到在某些實(shí)施例中，電源線和氣體引線可以位于單個(gè)連接器中，所述單個(gè)連接器被配置為連接到電源出口 132和氣體出口 134。此外，應(yīng)當(dāng)注意到在所示出的實(shí)施例中，電源出口 132可以和極性無關(guān)，因此可以是適合于與TIG焊炬、MIG焊炬、焊條針(stick stinger)或者它們的組合一起使用，根據(jù)正在進(jìn)行的或所選擇地進(jìn)程來確定和切換極性。圖7示出了在某些實(shí)施例中位于懸架式操縱臺(tái)42上的出口的另一個(gè)可能的構(gòu)造136。在所示的實(shí)施例中，構(gòu)造136包括第一出口子設(shè)備138和第二出口子設(shè)備140，所述第一出口子設(shè)備138被配置為與MIG或焊條電弧焊進(jìn)程一起使用，所述第二出口子設(shè)備140被配置為與TIG焊接進(jìn)程一起使用。第一出口子設(shè)備138包括第一電源出口 142，其被配置為與直流正接(DCEP)進(jìn)程(例如MIG或焊條電弧焊進(jìn)程)一起使用。第一出口子設(shè)備138還包括第一氣體出口 144，其被配置用于輸出適合與MIG焊接進(jìn)程一起使用的氣體，例如二氧化碳。第二出口子設(shè)備140包括第二電源出口 146，其被配置為與直流反接(DCEN)進(jìn)程(例如TIG焊接進(jìn)程)一起使用。第二出口子設(shè)備140也包括第二氣體出口 148，其被配置用于輸出適合與TIG焊接進(jìn)程一起使用的氣體，例如氬氣。應(yīng)當(dāng)注意到在某些實(shí)施例中，第一電源線和第一氣體引線可以位于單個(gè)第一連接器中，所述單個(gè)第一連接器被配置為連接到第一電源出口 142和第一氣體出口 144。類似地，在某些實(shí)施例中，第二電源線和第二氣體引線可以位于單個(gè)第二連接器中，所述單個(gè)第二連接器被配置為連接到第二電源出口146和第二氣體出口 148。圖8示出了在某些實(shí)施例中位于焊接電源12上的出口的另一個(gè)可能的構(gòu)造137。在所示的實(shí)施例中，構(gòu)造137包括第一出口 139、出口子設(shè)備141、以及第二出口 147，所述第一出口 139被配置為接收電極，所述出口子設(shè)備141被配置為接收電極和氣體連接器，所述第二出口 147被配置為接收工件連接器。出口子設(shè)備141包括第一電極出口 143和第一氣體出口 145，所述第一電極出口 143被配置為以所需要的極性輸出電能，所述第一氣體出口 145被配置為輸出適合所選進(jìn)程的氣體。在所示出的實(shí)施例中，構(gòu)造137適于在電源線和氣體引線可能位于被配置為連接到電源出口 143和氣體出口 145的單個(gè)連接器中的情況下使用。因?yàn)槌隹?139可以容納單個(gè)電極，所述示出的構(gòu)造137也適合應(yīng)用在不需要?dú)怏w的焊接進(jìn)程中。圖9示出了位于遠(yuǎn)離多進(jìn)程焊接電源單元12的懸架式操縱臺(tái)42上的示例性的用戶界面150。在所示出的實(shí)施例中，用戶界面包括DCEP指示器152和DCEN指示器154，它們將焊接進(jìn)程的極性傳達(dá)給用戶。用戶界面150也包括伏特指示器156和弧長指示器158，它們?cè)诓僮鬟^程中將焊接操作的伏特和弧長分別傳達(dá)給用戶。類似地，安培指示器160和設(shè)置指示器162分別向用戶傳達(dá)焊接操作的安培和設(shè)置情況。電弧控制指示器164、進(jìn)程指示器166以及焊線/氣體類型指示器168將進(jìn)程的細(xì)節(jié)傳達(dá)給用戶。附加指示器170可以指出焊接操作的另外的特征，例如該進(jìn)程是在恒定電流、恒定電壓還是熔敷金屬控制技術(shù)下操作的。此外，電源按鈕180允許用戶向懸架式操縱臺(tái)42提供或終止提供輔助焊接輸出電能流(power flow)。在一些實(shí)施例中，進(jìn)程指示器152，154，156，158，160，162可以與顯示面板172和174配合使用以將信息傳達(dá)給用戶。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，在操作期間，用戶可以按下進(jìn)程按鈕182通過控制旋鈕176和178來設(shè)定焊接進(jìn)程。也就是說，當(dāng)用戶按下進(jìn)程按鈕182時(shí)，默認(rèn)的焊接進(jìn)程將通過面板172和174傳達(dá)給用戶，并且進(jìn)程指示器166將被照亮。之后用戶可以調(diào)節(jié)旋鈕176和178來改變焊接進(jìn)程。當(dāng)用戶改變焊接進(jìn)程時(shí)，所選擇的焊接進(jìn)程將會(huì)顯示在面板172和174上。用戶可以進(jìn)一步地利用旋鈕176和178連同面板172和174以及設(shè)定按鈕184來設(shè)定與所選焊接進(jìn)程有關(guān)的參數(shù)。通過這種方式，用戶可以利用用戶界面150來設(shè)置焊接進(jìn)程和與所選進(jìn)程有關(guān)的參數(shù)。圖10示出了示例性的邏輯186，控制系統(tǒng)可以利用它來操作多進(jìn)程焊接電源12連同懸架式操縱臺(tái)42。首先，如方框188所示的，控制系統(tǒng)檢查供電電纜是否連接到電源單元12，所述供電電纜在操作過程中通信地連接懸架式操縱臺(tái)42和電源12。如果供電電纜沒有連接到電源單元12，那么如通過方框190所示出的，啟用位于電源單元12上的控制裝置，用戶可以通過在電源單元12上的界面M來設(shè)定焊接進(jìn)程、設(shè)定電壓等等。如果供電電纜連接到電源單元12，那么如通過方框192所示出的，控制系統(tǒng)禁用在電源界面M上的控制裝置，所述電源界面M上的控制裝置相對(duì)于懸架式操縱臺(tái)界面150上的控制裝置而言是多余的。通過這種方式，懸架式操縱臺(tái)42和它的相關(guān)聯(lián)的用戶界面150的啟用導(dǎo)致在電源單元12上的類似的控制裝置的停用，從而在操作過程中所有的進(jìn)程控制選擇都移交給懸架式操縱臺(tái)42。如上所述，可以實(shí)施這個(gè)過程用于手動(dòng)控制啟用的界面，和用于那些操作或參數(shù)。然后，如通過方框194所示出的，控制系統(tǒng)可以詢問是否在位于懸架式操縱臺(tái)42上的界面150上選擇了 TIG體進(jìn)程。如果已經(jīng)選擇了 TIG進(jìn)程，那么如通過方框196所示出的，控制系統(tǒng)將設(shè)定恒定電流進(jìn)程模式，并且如通過方框198所示出的，控制系統(tǒng)將極性設(shè)定為DCEN。此外，如通過方框200所示出的，控制系統(tǒng)將禁用焊絲輸送器，并且，如通過方框202所示出的，控制系統(tǒng)將啟用適于TIG焊接進(jìn)程的氣流。通過這種方式，用戶在懸架式操縱臺(tái)42上選擇TIG進(jìn)程引起恰當(dāng)?shù)脑O(shè)置。然后對(duì)于TIG進(jìn)程的選擇以及適于TIG體進(jìn)程的任何特定的設(shè)置從懸架式操縱臺(tái)傳達(dá)到電源單元，然后電源根據(jù)選擇和設(shè)置來輸出適當(dāng)?shù)碾娔?。可以如上所述地，通過專門的數(shù)據(jù)線，或者在某些實(shí)施例中沿著焊接電能導(dǎo)體之一來傳送這樣的選擇和設(shè)置數(shù)據(jù)。如果沒有選擇TIG進(jìn)程，那么如通過方框204所示出的，控制系統(tǒng)可以詢問是否選擇了 MIG進(jìn)程。如果選擇了 MIG進(jìn)程，那么，如通過方框206所示出的，控制系統(tǒng)將設(shè)置恒定電壓進(jìn)程，并且如通過方框208所示出的，將極性設(shè)定為DCEP。此外，如通過方框210所示出的，控制系統(tǒng)將啟用焊絲輸送器，并且，如通過方框212所示出的，控制器將啟用適于MIG 進(jìn)程的第二氣流。也就是說，用戶在懸架式操縱臺(tái)42上選擇MIG進(jìn)程自動(dòng)引起恰當(dāng)?shù)倪M(jìn)程參數(shù)和供應(yīng)，例如氣體和焊線。如在之前的例子中的那樣，關(guān)于進(jìn)程選擇以及任何將要在進(jìn)程中實(shí)施的設(shè)定的數(shù)據(jù)都傳送給電源單元，然后電源單元根據(jù)選擇和設(shè)定提供焊接電能。類似地，如果沒有選擇MIG進(jìn)程，那么如通過方框214所示出的，控制系統(tǒng)可以詢問是否選擇了焊條電弧焊進(jìn)程。如果選擇了焊條電弧焊進(jìn)程，那么如通過方框216所示出的，控制系統(tǒng)將設(shè)置恒定電流進(jìn)程，并且如通過方框218所示出的，控制系統(tǒng)將極性設(shè)定為 DCEP0此外，如通過方框220所示出的，控制系統(tǒng)將禁用焊絲輸送器，并且如通過方框222 所示出的，控制系統(tǒng)將停止氣流。和前面一樣，對(duì)焊條電弧焊的選擇和任何將用于焊條電弧焊的設(shè)定都被傳送到輸出所需電能的電源單元。如果沒有選擇焊條電弧焊進(jìn)程，那么，如通過方框194所示出的，控制系統(tǒng)可以再次詢問是否選擇了 TIG進(jìn)程。通過這種方式，在所示實(shí)施例中，控制系統(tǒng)通過詢問194、204和214持續(xù)循環(huán)直到用戶選擇某一進(jìn)程。如上所述，在所有的前述情形中，控制系統(tǒng)，如果在懸架式操縱臺(tái)上提供獨(dú)立的設(shè)定控制裝置，控制系統(tǒng)將收集來自那些用于對(duì)焊接操作的功率進(jìn)行調(diào)節(jié)的輸入的信息。例如，在某些實(shí)施例中，懸架式操縱臺(tái)可以允許對(duì)焊接進(jìn)行電流和/或電壓調(diào)節(jié)。也如上所述，這些輸入可以在懸架式操縱臺(tái)中進(jìn)行抽樣并通過數(shù)據(jù)線傳送到焊接電源，如果數(shù)據(jù)線被置于電纜組件內(nèi)，雖然在目前某些設(shè)想的實(shí)施例中，也可以通過焊接電能導(dǎo)體傳送這些數(shù)據(jù)。類似地，當(dāng)焊絲輸送器被包括在懸架式操縱臺(tái)中或者受懸架式操縱臺(tái)控制時(shí)，可以為直接在懸架式操縱臺(tái)上或在焊絲輸送器上對(duì)MIG焊接進(jìn)程設(shè)定送線速度。這些輸入也可以通過懸架式操縱臺(tái)的控制電路來處理，所述懸架式操縱臺(tái)的控制電路用于調(diào)節(jié)到MIG焊炬的焊絲纏繞。雖然此處僅僅舉例說明和描述了本發(fā)明的某些特征，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)想到許多變型和改變。因此，應(yīng)當(dāng)知道，附加的權(quán)利要求意欲覆蓋所有落入本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神中的變型和改變。
權(quán)利要求
1.一種遠(yuǎn)程控制的焊接系統(tǒng)，其包括包含控制裝置的電源單元，所述控制裝置允許用戶能夠以第一極性或者與所述第一極性相反的第二極性從所述電源單元輸出電能，或者設(shè)置焊接進(jìn)程；懸架式操縱臺(tái)，所述懸架式操縱臺(tái)位于遠(yuǎn)離所述電源單元的位置，并且被配置為允許禁用在所述電源單元上的控制裝置、使得能夠以第一極性從所述懸架式操縱臺(tái)輸出電能、以及使得能夠以與所述第一極性相反的第二極性從所述懸架式操縱臺(tái)輸出電能；以及供電電纜，所述供電電纜將所述電源單元通信地連接到所述懸架式操縱臺(tái)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程控制的焊接系統(tǒng)，其中，所述供電電纜包括電源線和一個(gè)或多個(gè)氣體導(dǎo)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的遠(yuǎn)程控制的焊接系統(tǒng)，其中，所述供電電纜進(jìn)一步地包括一個(gè)或多個(gè)用于在所述懸架式操縱臺(tái)和所述電源單元之間雙向地進(jìn)行信息傳送的數(shù)據(jù)線。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的遠(yuǎn)程控制的焊接系統(tǒng)，其中，所述供電電纜包括一個(gè)或多個(gè)用于一種或多種不同氣體的氣體導(dǎo)管，所述一種或多種不同氣體應(yīng)用于一個(gè)或多個(gè)可在所述懸架式操縱臺(tái)上選擇的不同的焊接進(jìn)程。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程控制的焊接系統(tǒng)，其中，所述懸架式操縱臺(tái)包括焊絲輸送器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程控制的焊接系統(tǒng)，其中，所述懸架式操縱臺(tái)被配置為允許用戶選擇焊接進(jìn)程。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的遠(yuǎn)程控制的焊接系統(tǒng)，其中，通過選擇焊接進(jìn)程來啟用所述第一或第二極性。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的遠(yuǎn)程控制的焊接系統(tǒng)，其中，所述焊接進(jìn)程是恒定電流焊接進(jìn)程、恒定電壓焊接進(jìn)程或者它們的組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的遠(yuǎn)程控制的焊接系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述懸架式操縱臺(tái)通過所述供電電纜連接到所述電源單元時(shí)，在所述電源單元上的控制裝置自動(dòng)被禁用。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程控制的焊接系統(tǒng)，其中，其中所述第一極性是直流正接(DCEP)極性。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程控制的焊接系統(tǒng)，其中，其中所述第二極性是直流反接(DCEN)極性。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的遠(yuǎn)程控制的焊接系統(tǒng)，其中，所述懸架式操縱臺(tái)包括第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸出端被配置為接收用于MIG焊炬或者焊條針的引線，所述第二輸出端被配置為接收用于TIG焊炬的引線。
13.—種遠(yuǎn)離電源單元的懸架式操縱臺(tái)，其包括選擇器，所述選擇器被配置為允許用戶至少在要求第一極性的第一焊接進(jìn)程和要求第二極性的第二焊接進(jìn)程之間選擇。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的懸架式操縱臺(tái)，其中所述第一焊接進(jìn)程是恒定電流進(jìn)程并且所述第二焊接進(jìn)程是恒定電壓進(jìn)程。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的懸架式操縱臺(tái)，其中所述懸架式操縱臺(tái)包括當(dāng)選擇MIG進(jìn)程時(shí)被啟用的焊絲輸送器。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的懸架式操縱臺(tái)，其中所述懸架式操縱臺(tái)被配置為禁用在所述電源單元上的控制輸入，包括禁止對(duì)所述第一或第二焊接進(jìn)程進(jìn)行選擇，所述控制輸入相對(duì)于在所述懸架式操縱臺(tái)上的控制器而言是多余的。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的懸架式操縱臺(tái)，其中所述懸架式操縱臺(tái)被配置為向所述電源單元提供信號(hào)以根據(jù)選擇第一焊接進(jìn)程還是第二焊接進(jìn)程來在一種或多種不同氣體的供給之間進(jìn)行選擇。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的懸架式操縱臺(tái)，其中所述懸架式操縱臺(tái)包括第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸出端被配置為接收用于MIG焊炬或者焊條針的引線，所述第二輸出端被配置為接收用于TIG焊炬的引線。
19.一種遠(yuǎn)程控制的焊接系統(tǒng)，其包括包含控制裝置的電源單元，所述控制裝置允許用戶能夠以第一極性或者與所述第一極性相反的第二極性從所述電源單元輸出電能，或者設(shè)置焊接進(jìn)程；懸架式操縱臺(tái)，所述懸架式操縱臺(tái)位于遠(yuǎn)離所述電源單元的位置，所述電源單元包括允許用戶從多個(gè)焊接進(jìn)程中選擇焊接進(jìn)程的控制裝置，其中，多個(gè)焊接進(jìn)程中的每一個(gè)焊接進(jìn)程都是以第一極性或者與所述第一極性相反的第二極性進(jìn)程操作；以及供電電纜，所述供電電纜將所述電源單元通信地連接到所述懸架式操縱臺(tái)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的遠(yuǎn)程控制的焊接系統(tǒng)，其中，所述第一極性是直流正接(DCEP)極性，所述第二極性是直流反接(DCEN)極性。
全文摘要
提供了懸架式操縱臺(tái)的多個(gè)實(shí)施例，所述懸架式操縱臺(tái)與多進(jìn)程的焊接電源相關(guān)聯(lián)，其允許用戶在位于遠(yuǎn)離電源的位置的時(shí)候切換進(jìn)程以及倒轉(zhuǎn)輸出極性。某些實(shí)施例包括具有焊絲卷軸和焊絲輸送器驅(qū)動(dòng)電路的懸架式操縱臺(tái)，所述焊絲輸送器驅(qū)動(dòng)電路被配置為在MIG焊接過程中驅(qū)動(dòng)纏繞。提供可以包含處理電路和存儲(chǔ)器的控制電路。當(dāng)所述電源單元通過供電電纜連接到所述懸架式操縱臺(tái)的時(shí)候，所述控制系統(tǒng)可以禁用在電源單元用戶界面上的多余的控制裝置。此外，控制系統(tǒng)可以根據(jù)通過在所述電源單元或所述懸架式操縱臺(tái)上的用戶界面所接收的輸入來設(shè)置進(jìn)程、設(shè)置極性、啟動(dòng)或停止焊絲輸送以及啟動(dòng)或停止氣流。
文檔編號(hào)B23K9/10GK102596477SQ201080049400
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2010年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月3日
發(fā)明者托馬斯·D··拉赫蒂, 杰弗瑞·R··伊德, 約瑟夫·愛德華·費(fèi)爾德豪森, 詹姆斯·弗朗西斯·拉普 申請(qǐng)人:伊利諾斯工具制品有限公司