電弧引發(fā)期間具有受控的焊絲送進(jìn)速度的焊接系統(tǒng)和相應(yīng)的焊接方法
【專利摘要】焊接系統(tǒng)（10）包括電源供應(yīng)器（100）、電氣連接到所述電源供應(yīng)器（100）的炬（70）、提供焊接消耗品（50）至炬（70）的焊絲送進(jìn)器（30）、與同焊絲送進(jìn)器和電源供應(yīng)器（100）相關(guān)聯(lián)的馬達(dá)（30）通信的控制器（120）?？刂破鳎?20）在馬達(dá)（30）從試運(yùn)行速度加速至預(yù)先設(shè)置的速度時(shí)獲取所述馬達(dá)（30）的焊絲送進(jìn)速度并且基于該焊絲送進(jìn)速度控制供應(yīng)至所述炬（70）的功率，以減少電弧引發(fā)期間的斷弧或飛濺。
【專利說(shuō)明】電弧引發(fā)期間具有受控的焊絲送進(jìn)速度的焊接系統(tǒng)和相應(yīng)的焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]特定實(shí)施方案涉及電弧引發(fā)期間具有受控的焊絲送進(jìn)速度以改善焊接的開始的焊接系統(tǒng)。更具體地，特定實(shí)施方案涉及對(duì)控制器開始焊接工藝的系統(tǒng)、設(shè)備和方法，在啟動(dòng)期間，所述控制器控制馬達(dá)產(chǎn)生已知加速并且基于馬達(dá)加速和實(shí)際焊絲送進(jìn)速度調(diào)節(jié)電弧。
【背景技術(shù)】
[0002]在弧焊工藝中，存在焊絲送進(jìn)器馬達(dá)從試運(yùn)行速度(run in speed)加速至期望的穩(wěn)態(tài)焊絲送進(jìn)速度的初始啟動(dòng)段或電弧引發(fā)(arc initiation)段。在某些情形下,馬達(dá)可以從完全停止開始，從而試運(yùn)行速度為零。在加速至期望的焊絲送進(jìn)速度時(shí)，馬達(dá)速度從試運(yùn)行速度朝向期望的焊絲送進(jìn)速度攀升。一般地，馬達(dá)將會(huì)使期望的焊絲送進(jìn)速度短時(shí)突增(briefly overshoot).因此，對(duì)期望的焊絲送進(jìn)速度來(lái)說(shuō)是關(guān)鍵的電弧通常將在馬達(dá)攀升時(shí)是獲得過高功率的(overpowered)或者當(dāng)馬達(dá)使焊絲送進(jìn)速度突增時(shí)是獲得過低功率的(under powered)。實(shí)際影響在于，當(dāng)電弧是獲得過高功率的時(shí)，電弧造成焊接材料的飛濺。當(dāng)相對(duì)于焊絲送進(jìn)速度是過低功率的時(shí)，可能出現(xiàn)焊絲斷絲。這二者導(dǎo)致電弧引發(fā)期間的焊縫的外觀和潛在的焊縫質(zhì)量的缺陷。一旦焊接系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)并且正以期望的焊絲送進(jìn)速度操作，則電弧和焊絲送進(jìn)速度之間的協(xié)調(diào)基本上被很好地控制，并且引發(fā)期間可見的飛濺和斷弧(stubbing)的實(shí)際問題不太有可能會(huì)發(fā)生。
[0003]相對(duì)于焊接系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)操作，電弧引發(fā)段是短暫的，并且可能持續(xù)少于14毫秒。這一時(shí)間段以實(shí)施例的方式被提供，并且不應(yīng)被認(rèn)為是限制性的，因?yàn)轭A(yù)期的是，電弧引發(fā)段的長(zhǎng)度可以根據(jù)焊接機(jī)器和應(yīng)用而改變。然而，合乎期望的是，盡可能快地創(chuàng)建具有一致外觀的高質(zhì)量焊縫。理想地，電弧和焊絲送進(jìn)馬達(dá)在電弧引發(fā)期間將被同步來(lái)在整個(gè)焊接工藝期間產(chǎn)生無(wú)瑕焊縫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]總的來(lái)說(shuō)，本發(fā)明提供焊接系統(tǒng)，所述焊接系統(tǒng)包括電源供應(yīng)器、由所述電源供應(yīng)器供電的焊炬(welding torch)以及提供焊接消耗品至炬的焊絲送進(jìn)器。所述焊接系統(tǒng)還包括連接到焊絲送進(jìn)器和電源供應(yīng)器的控制器。控制器在焊絲送進(jìn)器馬達(dá)從試運(yùn)行速度加速至預(yù)先設(shè)置的速度時(shí)從焊絲送進(jìn)器馬達(dá)獲取焊絲送進(jìn)速度并且基于該焊絲送進(jìn)速度控制供應(yīng)至炬的功率，以減少電弧引發(fā)期間的斷弧或飛濺。
[0005]本發(fā)明進(jìn)一步提供焊接系統(tǒng)，所述焊接系統(tǒng)包括電源供應(yīng)器、電氣連接到電源供應(yīng)器的炬以及具有馬達(dá)的焊絲送進(jìn)器。焊絲送進(jìn)器提供焊接消耗品至所述炬并且連接到控制器，所述控制器也連接到電源供應(yīng)器。該系統(tǒng)的控制器包括用于在馬達(dá)從試運(yùn)行速度加速至預(yù)先設(shè)置的焊絲送進(jìn)速度時(shí)從馬達(dá)獲取焊絲送進(jìn)速度的裝置；以及用于基于焊絲送進(jìn)速度關(guān)聯(lián)來(lái)自電源供應(yīng)器的功率輸出的裝置。用于關(guān)聯(lián)的裝置從用于獲取焊絲送進(jìn)速度的裝置接收焊絲速度信息，從而當(dāng)馬達(dá)加速時(shí)，用于關(guān)聯(lián)的裝置發(fā)信號(hào)給電源供應(yīng)器來(lái)基于焊絲送進(jìn)速度生成到所述炬的選擇的功率輸出。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，用于在馬達(dá)加速時(shí)獲取焊絲送進(jìn)速度的裝置包括從來(lái)自馬達(dá)的反饋確定焊絲送進(jìn)速度。在一個(gè)實(shí)施例中，來(lái)自馬達(dá)的反饋可以從監(jiān)控馬達(dá)速度或用于送進(jìn)焊絲的輥?zhàn)拥乃俣鹊膫鞲衅鳙@取。傳感器可以是在本領(lǐng)域中可獲得的任何速度傳感器，包括，例如編碼器?？商鎿Q地，如果使用伺服馬達(dá)，則這一信息可以直接從伺服馬達(dá)獲取。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，當(dāng)馬達(dá)以公知速率加速時(shí)，用于獲取焊絲送進(jìn)速度的裝置包括根據(jù)時(shí)間和加速的已知速率計(jì)算焊絲送進(jìn)速度。為達(dá)到這一點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施方案，用于獲取的裝置可以包括能夠執(zhí)行該計(jì)算的處理器或電路。在一個(gè)實(shí)施方案中，使用積分電路。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，用于關(guān)聯(lián)的裝置包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)儲(chǔ)存針對(duì)由控制器獲取的給定焊絲送進(jìn)速度的選擇的功率輸出，例如電流或電壓。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括具有多個(gè)功率輸出的查找表，所述多個(gè)功率輸出每個(gè)對(duì)應(yīng)于一不同的焊絲送進(jìn)速度，從而控制器基于由控制器獲取的焊絲送進(jìn)速度從查找表生成選擇的功率輸出。
[0008]本發(fā)明還進(jìn)一步提供在電弧引發(fā)期間控制由炬生成的電弧的方法。所述方法包括在電弧引發(fā)期間，當(dāng)焊絲送進(jìn)器的馬達(dá)加速時(shí)獲取焊絲送進(jìn)速度，并且基于焊絲送進(jìn)速度關(guān)聯(lián)電源供應(yīng)器的輸出，以在電弧引發(fā)期間熔化和施加消耗品而沒有斷弧或飛濺。
[0009]所要求保護(hù)的發(fā)明的這些和其他特征以及所要求保護(hù)的發(fā)明的圖示說(shuō)明的和進(jìn)一步的實(shí)施方案的細(xì)節(jié)從后面的說(shuō)明書、權(quán)利要求書以及附圖將會(huì)被更加全面地理解。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是根據(jù)本發(fā)明的概念的焊接系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案的示意性框圖；
[0011]圖2是根據(jù)本發(fā)明的概念的焊接系統(tǒng)的焊絲送進(jìn)速度(wire feel speed)相對(duì)于時(shí)間的曲線圖；以及
[0012]圖3是根據(jù)本發(fā)明的概念的系統(tǒng)控制器和馬達(dá)的示意性框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本文描述的實(shí)施方案涉及在電弧引發(fā)期間提高焊縫質(zhì)量的方法、設(shè)備和/或系統(tǒng)。電弧引發(fā)是焊接消耗品和穩(wěn)態(tài)焊接工藝之間試運(yùn)行的時(shí)間段。一般地，當(dāng)電弧由焊機(jī)建立時(shí)開始電弧引發(fā)階段。該階段由焊接消耗品從可以為零的試運(yùn)行速度加速至針對(duì)給定焊接工藝的期望的穩(wěn)態(tài)焊接速度為特征。針對(duì)該工藝的期望的焊絲送進(jìn)速度可以由使用者或者控制器建立。一般地，試運(yùn)行速度低于期望的速度，但是馬達(dá)或許需要減速來(lái)獲得該期望的速度是可能的，并且因此，加速的速率可以為負(fù)的而不是正的。出于簡(jiǎn)化的緣故，術(shù)語(yǔ)“加速”的使用將被理解為是指“加速”或“減速”，并且因此不受限。同樣地，盡管電弧引發(fā)的實(shí)施例被論述，其他階段可以涉及焊絲送進(jìn)速度的改變，并且本發(fā)明也將會(huì)等同地應(yīng)用到這些階段。因此，參照電弧引發(fā)階段是一個(gè)實(shí)施例，不應(yīng)被認(rèn)為是限制性的。用于在該階段期間提高焊縫質(zhì)量的實(shí)施方案將會(huì)結(jié)合在弧焊工藝中所使用的焊接系統(tǒng)被描述。弧焊系統(tǒng)在焊炬和工件之間施加電流以液化焊接消耗品并且將熔融焊接材料沉積在工件上以形成焊縫。焊接消耗品或焊條可以是任何焊接消耗品，但是出于簡(jiǎn)化的緣故，在貫穿本篇說(shuō)明中涉及焊接焊絲，包括將消耗品的速度稱為“焊絲送進(jìn)速度”。然而，這些參考不應(yīng)被認(rèn)為是限制性的。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的概念的焊接系統(tǒng)可以與各種各樣的焊接工藝結(jié)合使用，包括，例如MIG焊接或TIG焊接。這些實(shí)施例不被認(rèn)為是限制性的并且本文將僅進(jìn)行對(duì)焊接系統(tǒng)的一般參考?？偟膩?lái)說(shuō)，焊接系統(tǒng)可以包括焊接電源供應(yīng)器，所述焊接電源供應(yīng)器包括焊絲送進(jìn)器、電源、炬或槍(gun)、焊絲送進(jìn)器控制器以及協(xié)調(diào)這些部件的電源控制器。焊接系統(tǒng)部件可以被提供在單個(gè)殼體中或者被圍包絡(luò)(encase)在分開的殼體中。電源供應(yīng)器可以包括處理和提供焊接電源供應(yīng)器的輸出功率的焊機(jī)的功率電路(例如，整流器、開關(guān)、變壓器、SCR等)。焊接電源供應(yīng)器的電源控制器可以包括數(shù)字和/或模擬電路、分立和/或集成電路、微處理器、DSP等，用來(lái)控制焊接工藝的軟件、硬件和/或固件，或者諸如電源和/或焊絲送進(jìn)器的裝置。
[0015]為便利操作，針對(duì)焊接系統(tǒng)的使用者控制可以被限定為一個(gè)針對(duì)電弧電壓的控制以及另一個(gè)針對(duì)焊絲送進(jìn)速度的控制?？梢蕴峁└郊涌刂苼?lái)允許使用者在穩(wěn)態(tài)操作期間更加精確地控制焊接工藝。被提供至使用者的控制水平可以取決于特定應(yīng)用和對(duì)使用者來(lái)說(shuō)幾乎是不用雙手的自動(dòng)焊接的期望。由于本發(fā)明解決在電弧引發(fā)段的焊縫質(zhì)量，所以穩(wěn)態(tài)焊接工藝期間的控制水平和使用者輸入不受限，且在該工藝期間任何水平的使用者控制可以連同本發(fā)明的系統(tǒng)一起使用。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的焊接系統(tǒng)10以示意的方式在圖1中被示出并且包括連接到焊炬70的電源供應(yīng)器100，所述焊炬70被用于朝向工件80遞送焊接焊絲50并且生成電弧來(lái)熔化焊絲70且將其分布到工件80。焊接焊絲或焊條可以為實(shí)心或空心焊條并且可以由適合于給定的焊接應(yīng)用的任何材料構(gòu)成。在用于生成圖2-圖3的示例的焊條中，使用實(shí)心低碳焊絲。焊絲的直徑可以根據(jù)給定的應(yīng)用而變化。在實(shí)施例中，焊絲具有約
0.035英寸的直徑。如所指出的，焊接焊絲的成分、類型和直徑可以針對(duì)特定焊接操作被選擇或者被選擇來(lái)適合特定類型的工件。焊條的特性不限于本發(fā)明的上下文環(huán)境。
[0017]電源供應(yīng)器100可以具有在本領(lǐng)域中常用的任何類型并且可以被設(shè)計(jì)來(lái)針對(duì)給定的焊接應(yīng)用生成適合的電壓。通常的焊接電源供應(yīng)器能夠生成120或240的電壓并且可以根據(jù)特定焊接應(yīng)用供應(yīng)任何類型的電流波形。電源100可以被提供以通/斷(on/off)開關(guān)110來(lái)激活(activate)和無(wú)效(deactivate)弧焊機(jī)或炬70的電源供應(yīng)。電源供應(yīng)器100可以決定(condition)從市政或引擎驅(qū)動(dòng)的電源供應(yīng)器供應(yīng)的功率以產(chǎn)生可被焊接工藝使用的輸出功率。為達(dá)到這一點(diǎn)，電源供應(yīng)器100可以包括一個(gè)或更多個(gè)變壓器組件或功率調(diào)節(jié)器(未示出)并且可以由調(diào)整功率調(diào)節(jié)部件的輸出側(cè)的電源供應(yīng)器控制器90控制。電源供應(yīng)器100的負(fù)端子104可以通過夾子或其他裝置連接到工件80，正端子102連接到炬70來(lái)在炬70和工件80之間生成電弧。
[0018]系統(tǒng)可以包括焊絲送進(jìn)器來(lái)供應(yīng)焊接焊絲到炬。焊絲送進(jìn)器可以是附接到炬70的內(nèi)部焊絲送進(jìn)器。可替換地，可以使用沒有被附接到炬70的外部焊絲送進(jìn)器。焊絲供應(yīng)器40可以被提供在焊絲送進(jìn)器60中或者焊接焊絲50可以被牽拉(draw)到送進(jìn)器60中。供應(yīng)器的類型可以取決于所使用的消耗品的類型。在圖1中圖示說(shuō)明的實(shí)施例中，焊絲供應(yīng)器40包括包含焊接焊絲的線軸或卷筒。焊絲送進(jìn)器60可以包括用來(lái)從焊絲供應(yīng)器40牽拉焊絲50并將其送進(jìn)至炬70的一對(duì)輥?zhàn)?。至少一個(gè)輥?zhàn)油ㄟ^馬達(dá)30的操作被轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0019]在所示的實(shí)施方案中，焊絲送進(jìn)器60包括可以推動(dòng)或拉動(dòng)焊絲50的馬達(dá)30，從而在操作期間焊絲50相對(duì)于工件80的位置可以被調(diào)節(jié)。焊絲50的推-拉通過改變輥?zhàn)又械囊粋€(gè)或更多個(gè)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向來(lái)實(shí)現(xiàn)?？梢酝ㄟ^齒輪、傳送帶或類似設(shè)備或者通過改變馬達(dá)30處的轉(zhuǎn)動(dòng)方向來(lái)在這些輥?zhàn)犹帉?shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。在所示的實(shí)施例中，馬達(dá)30是伺服控制的馬達(dá)。
[0020]焊接系統(tǒng)包括系統(tǒng)控制器120，所述系統(tǒng)控制器120可以為單獨(dú)的單元(standalone unit)或者與系統(tǒng)的一部件集成為一體的,所述系統(tǒng)的一部件與系統(tǒng)的其他部件一起被安裝在殼體內(nèi)?？刂破?20可以由與用于焊接系統(tǒng)的電源供應(yīng)器相同的電源供應(yīng)器供電，或者具有單獨(dú)的電源供應(yīng)器。控制器120與馬達(dá)30連通來(lái)從馬達(dá)接收表示實(shí)際焊絲送進(jìn)速度的信號(hào)。控制器120還可以與馬達(dá)30通信來(lái)控制馬達(dá)的操作。控制器120和馬達(dá)30之間的連通可以在有線或無(wú)線連接122上來(lái)進(jìn)行。在所示的實(shí)施例中，為從試運(yùn)行速度運(yùn)動(dòng)至期望的焊絲送進(jìn)速度(預(yù)先設(shè)置的)，控制器120可以發(fā)送使得馬達(dá)30以已知速率加速的信號(hào)至馬達(dá)30。如圖3中所描繪的，該速率可以為恒定速率，從而如下面更加完整描述的，從試運(yùn)行焊絲送進(jìn)速度至預(yù)先設(shè)置的焊絲送進(jìn)速度的焊絲送進(jìn)速度中的變化是接近線性的。
[0021]預(yù)先設(shè)置的或期望的穩(wěn)態(tài)焊絲送進(jìn)速度是已知的并且可以被建立作為控制器120中的工作點(diǎn)(work point)。為獲取該預(yù)先設(shè)置的焊絲送進(jìn)速度，馬達(dá)30必須從試運(yùn)行速度加速至預(yù)先設(shè)置的焊絲送進(jìn)速度。這通常導(dǎo)致當(dāng)馬達(dá)加速時(shí)，馬達(dá)使得期望的焊絲送進(jìn)速度產(chǎn)生某種突增。馬達(dá)的加速特性通常是因馬達(dá)而異的，從而加速速率和突增的量無(wú)法被適當(dāng)?shù)仡A(yù)測(cè)。因此，焊縫的質(zhì)量可能會(huì)受到影響。
[0022]如在圖2中最佳地示出的，本發(fā)明的焊接系統(tǒng)在電弧引發(fā)期間通過建立更接近于電弧引發(fā)期間的實(shí)際焊絲送進(jìn)速度的電弧工作點(diǎn)(虛線)而提高焊縫的質(zhì)量。為獲得針對(duì)電弧的工作點(diǎn)值和電弧引發(fā)期間的實(shí)際焊絲送進(jìn)速度之間的更好的關(guān)聯(lián)，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，來(lái)自馬達(dá)30的反饋被用來(lái)確定實(shí)際焊絲送進(jìn)速度并且供應(yīng)該實(shí)際焊絲送進(jìn)速度至控制器120。在電弧引發(fā)工藝期間在給定的時(shí)刻使用實(shí)際焊絲送進(jìn)速度，針對(duì)電弧選擇工作點(diǎn)值。針對(duì)每個(gè)焊絲送進(jìn)速度的工作點(diǎn)值可以被儲(chǔ)存在控制器120中的存儲(chǔ)器內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方案中，下面更加完整地描述，控制器120中的存儲(chǔ)器包括查找表來(lái)確定來(lái)自控制器120的基于在馬達(dá)30處所檢測(cè)的焊絲送進(jìn)速度建立電弧電壓的輸出信號(hào)。來(lái)自馬達(dá)30的送進(jìn)速度可以由監(jiān)控馬達(dá)速度的速度傳感器35提供。速度傳感器35可以為任何適合的傳感器，包括，例如鍵合到馬達(dá)30的驅(qū)動(dòng)軸的解碼器。就焊絲的速度不同于馬達(dá)30的速度來(lái)說(shuō)，成比例的差可以被速度傳感器35考慮或者被編程到控制器120中。以這種方式，傳感器35提供來(lái)自馬達(dá)30的反饋。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，控制器120提供信號(hào)至馬達(dá)30來(lái)使馬達(dá)以已知緩變率(ramp rate)從試運(yùn)行速度加速至預(yù)先設(shè)置的送進(jìn)速度。如圖2中所示的，控制器120可以提供恒定的緩變率，從而馬達(dá)30展現(xiàn)出焊絲送進(jìn)速度從試運(yùn)行焊絲送進(jìn)速度至預(yù)先設(shè)置的焊絲送進(jìn)速度的線性增加。為在電弧引發(fā)期間使電弧與焊絲送進(jìn)速度關(guān)聯(lián)，該已知緩變率可以被用來(lái)針對(duì)電弧引發(fā)階段的給定時(shí)間確定實(shí)際焊絲送進(jìn)速度。為達(dá)到這一點(diǎn)，可以進(jìn)行已知加速的積分來(lái)提供實(shí)際焊絲送進(jìn)速度。如在先前實(shí)施方案中的，控制器120可以包括在電弧引發(fā)期間針對(duì)每個(gè)對(duì)應(yīng)焊絲送進(jìn)速度的電弧電壓的工作點(diǎn)值，并且對(duì)應(yīng)于實(shí)際焊絲送進(jìn)速度或已知緩變率的電弧電壓信號(hào)可以從控制器被發(fā)送。
[0024]在這些實(shí)施方案的任一個(gè)中，為進(jìn)一步改進(jìn)電弧引發(fā)，控制器120可以建立試運(yùn)行速度。為達(dá)到這一點(diǎn)，控制器120可以建立較慢的試運(yùn)行速度來(lái)允許與所檢測(cè)的焊絲送進(jìn)速度關(guān)聯(lián)得更好。可替換地，使用已知試運(yùn)行速度便利從試運(yùn)行速度至預(yù)先設(shè)置的焊絲送進(jìn)速度的緩變率計(jì)算。馬達(dá)30的加速可以被控制為以低于馬達(dá)30的完全加速能力的速率進(jìn)行。
[0025]在一個(gè)實(shí)施方案中，控制器120包括工作點(diǎn)查找表，所述工作點(diǎn)查找表建立被遞送至炬的對(duì)應(yīng)于焊絲送進(jìn)速度的電流或電壓(如所示)。如上面所論述的，來(lái)自馬達(dá)30的反饋可以被用來(lái)確定實(shí)際焊絲送進(jìn)速度或者當(dāng)馬達(dá)30以給定速率被加速時(shí)，可以執(zhí)行積分來(lái)建立焊絲送進(jìn)速度并且提供該信息來(lái)從查找表確定適當(dāng)?shù)碾妷?。為達(dá)到這一點(diǎn)，控制器120可以被提供以處理器125 (圖3)或者執(zhí)行這一計(jì)算的其他部件，例如積分電路?？刂破?20還可以包括存儲(chǔ)器130，所述存儲(chǔ)器130儲(chǔ)存用來(lái)針對(duì)給定的焊絲送進(jìn)速度生成選擇的電弧的電流或電壓值。這些值可以以任一方式來(lái)儲(chǔ)存。在所示的實(shí)施例中，針對(duì)給定的焊絲送進(jìn)速度的選擇的功率輸出被儲(chǔ)存作為工作點(diǎn)。電弧工作點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的焊絲送進(jìn)速度值可以被儲(chǔ)存在查找表或其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)135中。一旦從馬達(dá)30接收實(shí)際焊絲送進(jìn)速度或一旦從馬達(dá)的加速計(jì)算出瞬時(shí)焊絲送進(jìn)速度，則工作點(diǎn)的值被更新且基于焊絲送進(jìn)速度被控制的電弧電壓使這些值實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)。通過使電弧與實(shí)際焊絲送進(jìn)速度關(guān)聯(lián)，在電弧引發(fā)期間實(shí)現(xiàn)更好的電弧同步，降低飛濺或斷弧的可能性。
[0026]盡管本申請(qǐng)所要求保護(hù)的主題內(nèi)容已經(jīng)參照特定實(shí)施方案被描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，可以進(jìn)行各種改變并且可以以等同形式進(jìn)行替換，而不脫離所要求保護(hù)的主題內(nèi)容的范圍。此外，可以對(duì)所要求保護(hù)的主題內(nèi)容的教導(dǎo)進(jìn)行許多變通來(lái)適應(yīng)特定情形或材料而不脫離其范圍。因此，意圖的是，所要求保護(hù)的主題內(nèi)容不限于所公開的特定實(shí)施方案，而所要求保護(hù)的主題內(nèi)容將包括落入所附的權(quán)利要求書的范圍的所有實(shí)施方案。
[0027]參考編號(hào):
[0028]10焊接系統(tǒng)
30馬達(dá)
35速度傳感器
40焊絲供應(yīng)器
50焊接焊絲
60焊絲送進(jìn)器
70焊炬
80工件
90電源供應(yīng)器控制器
100電源供應(yīng)器
102正端子
104負(fù)端子
110開關(guān)
120系統(tǒng)控制器
122無(wú)線連接
125處理器
130存儲(chǔ)器
135數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
【權(quán)利要求】
1.一種焊接系統(tǒng)(10)，所述焊接系統(tǒng)(10)包括: 電源供應(yīng)器(100); 電氣連接到所述電源供應(yīng)器(100)的炬(70)； 具有馬達(dá)(30)的焊絲送進(jìn)器(60)，所述焊絲送進(jìn)器(60)提供焊接消耗品(50)，例如焊接焊絲，至所述炬； 控制器，所述控制器與所述馬達(dá)(30)和所述電源供應(yīng)器(100)連通； 其中所述控制器在所述馬達(dá)(30)從試運(yùn)行速度加速至預(yù)先設(shè)置的速度時(shí)獲取所述馬達(dá)(30)的焊絲送進(jìn)速度并且基于所述焊絲送進(jìn)速度控制供應(yīng)至所述炬(70)的功率。
2.如權(quán)利要求1的焊接系統(tǒng)，其中所述控制器從來(lái)自所述馬達(dá)(30)的反饋獲取所述焊絲送進(jìn)速度。
3.如權(quán)利要求1的焊接系統(tǒng)，其中所述控制器使所述馬達(dá)(30)以已知速率從試運(yùn)行速度加速至預(yù)先設(shè)置的速度并且在所述馬達(dá)(30)由所述已知速率從所述試運(yùn)行速度加速至所述預(yù)先設(shè)置的速度時(shí)計(jì)算所述焊絲送進(jìn)速度。
4.如權(quán)利要求1至3中的一項(xiàng)的焊接系統(tǒng)，其中所述控制器以已知的試運(yùn)行速度操作所述馬達(dá)(30)，其中所述已知的試運(yùn)行速度優(yōu)選地不大于約每分鐘30英寸(76.2cm/分鐘)。
5.如權(quán)利要求1至4中的一項(xiàng)的焊接系統(tǒng)，其中所述馬達(dá)(30)是伺服馬達(dá)。
6.如權(quán)利要求1至5中的一項(xiàng)的焊接系統(tǒng)，其中所述焊絲送進(jìn)器(60)被調(diào)適來(lái)使焊接消耗品(50)前進(jìn)和縮回。
7.如權(quán)利要求1至6中的一項(xiàng)的焊接系統(tǒng)，其中所述預(yù)先設(shè)置的速度是至少約每分鐘300 英寸(76.2cm/分鐘)。
8.如權(quán)利要求1至7中的一項(xiàng)的焊接系統(tǒng)，其中所述控制器在所述馬達(dá)(30)加速時(shí)實(shí)時(shí)獲取所述馬達(dá)(30)的所述焊絲送進(jìn)速度。
9.如權(quán)利要求1至8中的一項(xiàng)的焊接系統(tǒng)，其中所述控制器包括儲(chǔ)存對(duì)應(yīng)于多個(gè)焊絲送進(jìn)速度的多個(gè)電壓或電流的存儲(chǔ)器(130)，其中所述控制器基于所述馬達(dá)(30)的所述焊絲送進(jìn)速度將所述多個(gè)電壓或電流中的一個(gè)輸出至所述炬(70 )。
10.如權(quán)利要求1至9中的一項(xiàng)的焊接系統(tǒng)，其中所述控制器包括查找表，所述查找表基于由所述控制器從所述馬達(dá)(30)獲取的焊絲送進(jìn)速度分配要被輸出至所述炬(70)的電壓或電流。
11.一種焊接系統(tǒng)，在所述焊接系統(tǒng)(10)中，所述焊接系統(tǒng)(10)包括電源供應(yīng)器(100)、電氣連接到所述電源供應(yīng)器(100)的炬(70)、具有馬達(dá)(30)焊絲送進(jìn)器(60)，所述焊絲送進(jìn)器(60)提供焊接消耗品(50)至所述炬(70)，以及與所述焊絲送進(jìn)器(60)和所述電源供應(yīng)器(100)連通的控制器，所述控制器包括: 用于在馬達(dá)(30)從試運(yùn)行速度加速至預(yù)先設(shè)置的焊絲送進(jìn)速度時(shí)從所述馬達(dá)(30)獲取焊絲送進(jìn)速度的裝置；以及 用于關(guān)聯(lián)來(lái)自電源供應(yīng)器(100)的功率輸出的裝置，所述用于關(guān)聯(lián)的裝置與所述電源供應(yīng)器(100)、所述炬(70)和所述用于獲取所述焊絲送進(jìn)速度的裝置連通，其中當(dāng)所述馬達(dá)(30)加速時(shí)，所述用于關(guān)聯(lián)的裝置與所述用于獲取的裝置和所述電源供應(yīng)器(100)通信，以基于所述焊絲送進(jìn)速度生成到所述炬(70)的選擇的功率輸出。
12.如權(quán)利要求11的焊接系統(tǒng)，其中所述用于獲取焊絲送進(jìn)速度的裝置包括當(dāng)所述馬達(dá)(30)加速時(shí)測(cè)量實(shí)際焊絲送進(jìn)速度的傳感器。
13.如權(quán)利要求11或12的焊接系統(tǒng)，其中所述控制器與所述馬達(dá)(30)連通并且控制所述馬達(dá)(30)以已知速率從所述試運(yùn)行速度至所述預(yù)先設(shè)置的焊絲送進(jìn)速度的加速；并且其中所述用于獲取焊絲送進(jìn)速度的裝置包括用于從所述已知速率計(jì)算所述焊絲送進(jìn)速度的裝置，其中所述用于計(jì)算的裝置優(yōu)選地包括積分電路。
14.如權(quán)利要求11-13中的一項(xiàng)的焊接系統(tǒng)，其中所述用于當(dāng)所述馬達(dá)(30)從所述試運(yùn)行速度加速至所述預(yù)先設(shè)置的速度時(shí)獲取所述焊絲送進(jìn)速度的裝置實(shí)時(shí)獲取所述焊絲送進(jìn)速度。
15.一種方法，在特別地根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)的焊接系統(tǒng)(10)中，所述焊接系統(tǒng)(10)具有電源供應(yīng)器(100)、炬(70)以及具有馬達(dá)(30)的焊絲送進(jìn)器(60)，其中所述焊絲送進(jìn)器(60)提供焊接消耗品(50)至所述炬(70)，所述方法在電弧引發(fā)期間控制由所述炬生成的電弧，所述方法包括: 在電弧引發(fā)期間，當(dāng)所述焊絲送進(jìn)器(60)的所述馬達(dá)(30)加速時(shí)獲取焊絲送進(jìn)速度； 基于所述焊絲送進(jìn)速度關(guān)聯(lián)所述電源供應(yīng)器(100)的輸出，以在電弧引發(fā)期間熔化和施加所述消耗品而沒有斷弧或飛濺，其中所述獲取的步驟可以包括測(cè)量所述馬達(dá)處的所述焊絲送進(jìn)速度；和/或 其中所述獲取的步驟可以包括在電弧引發(fā)期間以已知速率控制所述馬達(dá)的加速，并且根據(jù)時(shí)間和所述已知速 率計(jì)算所述焊絲送進(jìn)速度。
【文檔編號(hào)】B23K9/095GK103764330SQ201280040989
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2012年6月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月23日
【發(fā)明者】E·阿什, W·T·梅休斯, J·E·赫恩 申請(qǐng)人:林肯環(huán)球股份有限公司