背景技術(shù)：

本公開大體上涉及焊接系統(tǒng)。更具體地，本公開涉及使用收發(fā)器電路以經(jīng)由焊接電纜在焊接系統(tǒng)的焊接部件之間進(jìn)行通信。

焊接是在各個(gè)行業(yè)和應(yīng)用中越來越盛行的工藝。此類工藝在某些背景中可為自動(dòng)的，但是大量應(yīng)用仍然存在手動(dòng)焊接應(yīng)用。在這兩種情況中，此類焊接應(yīng)用依賴于多種類型的設(shè)備以確保在所需時(shí)間對焊縫提供適當(dāng)量的焊接耗材(例如，焊絲、保護(hù)氣體)的供應(yīng)。例如，金屬惰性氣體(mig)焊接系統(tǒng)通常依賴于送絲器以使得焊絲能夠到達(dá)焊炬。焊絲在焊接期間連續(xù)饋送以提供填充物金屬。mig焊接系統(tǒng)還可以包括焊接電源，其確保電弧加熱可用于熔化填充物金屬和下方的底層金屬。在某些應(yīng)用中，焊接系統(tǒng)可以包括電力電纜，其將焊接電源中的電力供應(yīng)至執(zhí)行焊接應(yīng)用的焊炬。例如，焊接電源可以提供焊接電壓，其可以在焊炬與工件之間利用來執(zhí)行焊接應(yīng)用。

為了進(jìn)一步提高傳統(tǒng)的焊接系統(tǒng)的可操作性，焊接系統(tǒng)的某些部件(諸如電源和送絲器)跨除專用電力電纜或焊接電纜外的專用控制電纜彼此通信地耦合。以此方式，限定電源的操作參數(shù)的控制信號(hào)可以從送絲器發(fā)送或反饋至電源。

雖然控制電纜提供了焊接系統(tǒng)的部件之間進(jìn)行通信的有用方式，但是控制電纜相對于設(shè)計(jì)成在高電壓下攜帶高電流的焊接電纜通常較脆弱。另外，因?yàn)楹附訖C(jī)通常在建筑工地或船廠使用(在建筑工地或船廠，焊接機(jī)定期重新定位或由工作在同一區(qū)域中的其它移動(dòng)式重型設(shè)備包圍的情形并非罕見)，所以控制電纜可能容易被周圍的機(jī)器和/或交通設(shè)施破壞。對控制電纜的破壞接著可導(dǎo)致對送絲器和/或焊接電源的破壞。因此，每個(gè)相應(yīng)的部件并未接收或發(fā)送適當(dāng)?shù)目刂菩盘?hào)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

下文概述了根據(jù)本公開的某些實(shí)施例。此類實(shí)施例不旨在限制本公開的范圍，相反地，此類實(shí)施例僅旨在提供本公開的可能形式的簡要概述。實(shí)際上，本公開可以涵蓋可以類似于或不同于下文陳述的實(shí)施例的多種形式。

在一個(gè)實(shí)施例中，焊接系統(tǒng)可以包括：電力供給器；焊接電纜，其將來自電力供給器的電力提供至至少一個(gè)焊接部件；以及第一收發(fā)器，其耦合至焊接電纜。第一收發(fā)器可以包括：第一發(fā)送機(jī)電路，其經(jīng)由焊接電纜發(fā)送第一組數(shù)據(jù)；第一接收機(jī)電路，其經(jīng)由焊接電纜接收第二組數(shù)據(jù)；以及第一耦合變壓器，其可以耦合至焊接電纜、第一發(fā)送機(jī)電路以及第一接收機(jī)電路。焊接系統(tǒng)還可以包括第二收發(fā)器，其可以耦合至焊接電纜。第二收發(fā)器可以包括第二發(fā)送機(jī)電路，其經(jīng)由焊接電纜發(fā)送第二組數(shù)據(jù)；第二接收機(jī)電路，其經(jīng)由焊接電纜接收第一組數(shù)據(jù)；以及第二耦合變壓器，其可以耦合至焊接電纜、第二發(fā)送機(jī)電路以及第二接收機(jī)電路。

在另一個(gè)實(shí)施例中，一種用于在至少兩個(gè)焊接部件之間進(jìn)行通信的系統(tǒng)可以包括發(fā)送機(jī)電路，其經(jīng)由可以耦合至少兩個(gè)焊接部件的焊接電纜發(fā)送第一組數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)還可以包括接收機(jī)電路，其經(jīng)由焊接電纜接收第二組數(shù)據(jù)；以及耦合變壓器，其耦合至焊接電纜、發(fā)送機(jī)電路以及接收機(jī)電路，使得經(jīng)由耦合變壓器發(fā)送第一組數(shù)據(jù)和接收第二組數(shù)據(jù)。

在又一實(shí)施例中，一種方法可以包括：在發(fā)送機(jī)電路處從配置成執(zhí)行焊接操作的焊接部件接收數(shù)據(jù)、使用發(fā)送機(jī)電路基于該數(shù)據(jù)產(chǎn)生電流波形，以及使用發(fā)送機(jī)電路的放大器放大電流波形。該方法接著可以包括使用發(fā)送機(jī)電路的耦合變壓器發(fā)送將放大的電流波形發(fā)送至焊接電纜，該焊接電纜可以將數(shù)據(jù)信號(hào)耦合至焊接部件。

附圖說明

當(dāng)參考附圖閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)，將更好地理解本公開的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，其中在所有附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部分，在附圖中：

圖1說明根據(jù)本文所述的實(shí)施例的具有經(jīng)由焊接電纜通信的收發(fā)器電路的示例性焊接系統(tǒng)；

圖2說明根據(jù)本文所述的實(shí)施例的圖1的焊接系統(tǒng)中的收發(fā)器電路的框圖；

圖3說明根據(jù)本文所述的實(shí)施例的圖2的兩個(gè)收發(fā)器電路的框圖，這兩個(gè)收發(fā)器電路經(jīng)由焊接電纜通信地彼此耦合；

圖4說明根據(jù)本文所述的實(shí)施例的用于使用圖2的收發(fā)器電路經(jīng)由焊接電纜發(fā)送數(shù)據(jù)的方法的流程圖；

圖5說明根據(jù)本文所述的實(shí)施例的用于使用圖2的收發(fā)器電路經(jīng)由焊接電纜接收數(shù)據(jù)的方法的流程圖；以及

圖6說明根據(jù)本文所述的實(shí)施例的具有圖2的收發(fā)器電路的耦合變壓器的繞組的示例性機(jī)械夾鉗。

具體實(shí)施方式

下文將描述一個(gè)或多個(gè)具體實(shí)施例。為了努力嘗試提供這些實(shí)施例的具體描述，本說明書中未描述實(shí)際實(shí)施方案的所有特征。應(yīng)當(dāng)明白的是，在任何此實(shí)際實(shí)施方案的開發(fā)中，如在任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，必須做出許多專門針對實(shí)施方案的決策以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目的，諸如符合系統(tǒng)相關(guān)和業(yè)務(wù)相關(guān)約束條件，這些約束條件在不同的實(shí)施方案之間可能是不同的。另外，應(yīng)當(dāng)明白的是，此開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗時(shí)的，但是對于受益于本公開的一般技術(shù)人員而言，它們將是設(shè)計(jì)、制作和制造的常規(guī)工作。

本公開的實(shí)施例大體上涉及焊接系統(tǒng)中的部件之間經(jīng)由焊接電纜進(jìn)行通信。更具體地，本文所述的實(shí)施例涉及采用收發(fā)器電路來經(jīng)由焊接系統(tǒng)的焊接電纜發(fā)送和接收電流信號(hào)(例如，波形)。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)收發(fā)器電路可以包括發(fā)送機(jī)電路和接收機(jī)電路。第一收發(fā)器的發(fā)送機(jī)電路可以接收要傳達(dá)至焊接系統(tǒng)內(nèi)的另一個(gè)部件的數(shù)據(jù)。發(fā)送機(jī)電路可以將接收的數(shù)據(jù)變換為一個(gè)或多個(gè)電流波形并且發(fā)送電流波形至耦合至焊接電纜的耦合變壓器。耦合變壓器接著繼而傳遞電流波形至焊接電纜。

在電流波形傳遞至焊接電纜之后，設(shè)置在沿著焊接電纜的不同位置處的第二收發(fā)器電路的接收機(jī)電路可以經(jīng)由耦合至第二收發(fā)器電路的接收機(jī)電路的第二耦合變壓器接收電流波形。接收機(jī)電路接著可以對所接收的電流波形進(jìn)行濾波或調(diào)節(jié)并且將電流波形變換為數(shù)據(jù)流(例如，串行數(shù)據(jù))等。數(shù)據(jù)流接著可以提供至焊接系統(tǒng)的另一個(gè)部件以控制相應(yīng)部件、整個(gè)焊接系統(tǒng)等的某些操作。

現(xiàn)在將認(rèn)識(shí)到，通過以電流模式發(fā)送在耦合變壓器之間發(fā)送數(shù)據(jù)(即，發(fā)送電流波形)，焊接系統(tǒng)的部件與以電壓模式發(fā)送在耦合變壓器之間發(fā)送數(shù)據(jù)相比可以更有效地(即，降低誤碼率)在高頻系統(tǒng)(例如，100khz或更高)中通信。另外，為了經(jīng)由焊接電纜使用電壓波形(即，以電壓模式)發(fā)送在耦合變壓器之間發(fā)送數(shù)據(jù)，焊接電纜應(yīng)當(dāng)充分接地。然而，在給定其中通常采用焊接系統(tǒng)的環(huán)境的情況下，可能難以到達(dá)合適的接地點(diǎn)。然而，通過使用電流模式發(fā)送在耦合變壓器之間發(fā)送數(shù)據(jù)，焊接電纜接地的方式不會(huì)影響數(shù)據(jù)發(fā)送的質(zhì)量。因此，與以電壓模式中使用的頻率范圍相比，焊接電纜可以用于促進(jìn)較高頻率范圍的通信。

通過介紹，圖1說明示例性焊接系統(tǒng)10，其使用收發(fā)器電路來在焊接系統(tǒng)10的部件之間傳達(dá)數(shù)據(jù)。應(yīng)當(dāng)明白的是，雖然本文所述的焊接系統(tǒng)10具體表現(xiàn)為氣體金屬電弧焊接(gmaw)系統(tǒng)10，但是當(dāng)前公開的能量采集系統(tǒng)也可以結(jié)合其它電弧焊接工藝(例如，fcaw、fcaw-g、gtaw、saw、smaw或類似電弧焊接工藝)或其它金屬制作系統(tǒng)(諸如等離子體切割系統(tǒng)、感應(yīng)加熱系統(tǒng)等)使用。焊接系統(tǒng)10包括焊接電力供給單元12(即，焊接電源)、焊接送絲器14、氣體供應(yīng)系統(tǒng)16以及焊炬18。焊接電力供給單元12通常對焊接系統(tǒng)10和其它各種配件供電，并且可以經(jīng)由焊接電纜20耦合至焊接送絲器14以及使用回流路徑經(jīng)由具有夾鉗26的工作電纜24耦合至工件22。在所說明的實(shí)施例中，焊接送絲器14經(jīng)由焊接電纜28耦合至焊炬18以在焊接系統(tǒng)10的操作期間對焊炬18供應(yīng)焊絲和電力。在另一個(gè)實(shí)施例中，焊接電力供給單元12可以與焊炬18耦合并且直接供電至該焊炬。

在圖1中所說明的實(shí)施例中，焊接電力供給單元12通?？梢园娏D(zhuǎn)換電路，其從交流電源30(例如，ac電網(wǎng)、發(fā)動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組或其組合)接收輸入電力、調(diào)節(jié)輸入電力并且經(jīng)由焊接電纜20提供dc或ac輸出電力。因而，根據(jù)焊接系統(tǒng)10的要求，焊接電力供給單元12可以對焊接送絲器14供電，該焊接送絲器繼而對焊炬18供電。終止于夾鉗26的工作電纜24將焊接電力供給單元12耦合至工件22以閉合焊接電力供給單元12、工件22和焊炬18之間的電路。焊接電力供給單元12可以包括電路元件(例如，變壓器、整流器、開關(guān))，其能夠?qū)c輸入電力轉(zhuǎn)換為直流電極正(dcep)輸出、直流電極負(fù)(dcen)輸出、dc可變極性或可變平衡(例如，平衡或不平衡的)ac輸出，如由焊接系統(tǒng)10的要求(例如，基于由焊接系統(tǒng)10執(zhí)行的焊接工藝的類型等)所規(guī)定。

所說明的焊接系統(tǒng)10包括氣體供應(yīng)系統(tǒng)16，其供應(yīng)保護(hù)氣體或保護(hù)氣體混合物至焊炬18。在所描繪的實(shí)施例中，氣體供應(yīng)系統(tǒng)16經(jīng)由來自焊接電力供給單元12的氣體導(dǎo)管32直接耦合至焊炬18。在另一個(gè)實(shí)施例中，氣體供應(yīng)系統(tǒng)16反而可以耦合至焊接送絲器14，且焊接送絲器14可以調(diào)節(jié)從氣體供應(yīng)系統(tǒng)16至焊炬18的氣體流。如本文所使用的保護(hù)氣體可以指代可以提供至電弧和/或焊池以提供特定局部環(huán)境(例如，保護(hù)電弧、提高電弧穩(wěn)定性、限制金屬氧化物的形成、提高金屬表面的濕潤性、改變焊接沉積物的化學(xué)物質(zhì)等)的任何氣體或氣體混合物。

另外，在某些實(shí)施例中，焊接系統(tǒng)10中可以使用其它焊接設(shè)備和焊接配件(例如，與焊接相關(guān)的裝置)。例如，在大部分焊接應(yīng)用中，焊工帽34可以被焊接系統(tǒng)10的操作者佩戴。焊工帽34對焊接系統(tǒng)10的操作者提供保護(hù)，特別是保護(hù)操作者的眼睛不受與焊接操作期間的焊接電弧相關(guān)聯(lián)的閃光影響。另外，在某些實(shí)施例中，焊工帽34可以將與焊接操作的參數(shù)有關(guān)的反饋提供至操作者。例如，焊工帽34可以包括內(nèi)部顯示器，其配置成在焊接操作期間向操作者顯示焊接參數(shù)。另外，在某些實(shí)施例中，焊接配件36(又稱為焊接子系統(tǒng))可以用于在焊接送絲器14與焊炬18之間進(jìn)行通信。例如，焊接配件36可以是垂飾、傳感器、電池等。在某些實(shí)施例中，焊接配件36可以與系統(tǒng)10通信。另外，焊接配件36是這樣一種裝置：它可以在遠(yuǎn)離相關(guān)聯(lián)的焊接電力供給單元12和/或焊接送絲器14的焊接應(yīng)用處使用但仍然與遠(yuǎn)程焊接電力供給單元12和/或焊接送絲器14通信。換言之，焊接配件36可以(例如，經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)連接)接收數(shù)據(jù)并且將數(shù)據(jù)中繼回至焊接電力供給單元12和/或焊接送絲器14。

在某些實(shí)施例中，焊接系統(tǒng)10的部件(例如，焊接電力供給單元12、焊接送絲器14、焊接配件36)可以經(jīng)由焊接電纜20使用收發(fā)器電路38彼此通信。如下文將詳細(xì)地討論，收發(fā)器電路38可以使用附接至焊接電纜20本身的耦合變壓器發(fā)送和接收預(yù)定頻率范圍中的電流波形。例如，如圖1中所示，第一收發(fā)器電路38可以靠近電源單元12地耦合至焊接電纜20，而第二收發(fā)器電路38可以靠近送絲器14地耦合至焊接電纜20。在此設(shè)置中，電源單元12可以經(jīng)由控制電纜37通信地耦合至第一收發(fā)器電路38。以相同方式，送絲器14可以經(jīng)由不同的控制電纜37通信地耦合至第二收發(fā)器電路38。因而，由第一收發(fā)器電路38獲取或接收的數(shù)據(jù)可以經(jīng)由控制電纜37和焊接電纜20使用電流波形發(fā)送至第二收發(fā)器電路38，且反之亦然。下文將參考圖2討論關(guān)于使用電流波形的數(shù)據(jù)發(fā)送的附加細(xì)節(jié)。

在某些實(shí)施例中，焊接系統(tǒng)10的某些設(shè)備或部件可以包括電路39，該電路39可使得設(shè)備能夠提供數(shù)據(jù)至收發(fā)器電路38。例如，諸如電力供給器12或送絲器14的某些設(shè)備零件可以包括電路39，其可以包括通信部件、處理器、存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)裝置、輸入/輸出(i/o)端口等。通信部件可以是無線或有線通信部件，其可以促進(jìn)通信、預(yù)備跨焊接電纜20發(fā)送的數(shù)據(jù)、在焊接系統(tǒng)10中的不同設(shè)備零件之間通信等。

處理器可以是能夠執(zhí)行計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼的任何類型的計(jì)算機(jī)處理器或微處理器。在某些實(shí)施例中，處理器還可以包括多個(gè)處理器。存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)裝置可以是任何合適的制品，其可用作存儲(chǔ)處理器可執(zhí)行代碼、數(shù)據(jù)等的介質(zhì)。這些制品可以代表可以存儲(chǔ)由處理器使用的處理器可執(zhí)行代碼的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(即，任何合適形式的存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)裝置)。存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)裝置還可以用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析等。存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)裝置可以代表非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(即，任何合適形式的存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)裝置)，其可以存儲(chǔ)由處理器使用的處理器可執(zhí)行代碼。應(yīng)當(dāng)注意的是，非暫時(shí)性僅僅指示介質(zhì)是有形的而不僅僅是信號(hào)。i/o端口可以是可以耦合至不同類型的i/o模塊的接口。

關(guān)于圖1，應(yīng)當(dāng)注意的是，圖1中所說明的焊接設(shè)備和配件僅僅是示例性的。即，應(yīng)當(dāng)理解的是，圖1的焊接系統(tǒng)10中展示的部件不旨在限制可以在焊接系統(tǒng)10中使用的焊接設(shè)備和配件的類型。

現(xiàn)在參考圖2，說明了收發(fā)器38的框圖。收發(fā)器電路38包括發(fā)送機(jī)電路42和接收機(jī)電路44。發(fā)送機(jī)電路42可以從焊接系統(tǒng)10內(nèi)的部件接收數(shù)據(jù)、將接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電流波形，并且經(jīng)由耦合變壓器46跨焊接電纜20發(fā)送電流波形。在某些實(shí)施例中，電流波形可以是交流(ac)波，其表示正由發(fā)送機(jī)電路42產(chǎn)生的電流。單獨(dú)的收發(fā)器電路38的接收機(jī)電路44接著可以接收經(jīng)由耦合變壓器46發(fā)送的電流波形、將接收的電流波形轉(zhuǎn)化為特定數(shù)據(jù)格式，并且發(fā)送對應(yīng)數(shù)據(jù)至焊接系統(tǒng)10中的另一個(gè)部件。

返回參考發(fā)送機(jī)電路42，在某些實(shí)施例中，發(fā)送機(jī)電路42可以包括數(shù)字串行數(shù)據(jù)源48、增益級(jí)電路50以及功率放大器52。數(shù)字串行數(shù)據(jù)源48可以包括焊接系統(tǒng)10內(nèi)能夠輸出數(shù)據(jù)的任何部件。例如，數(shù)字串行數(shù)據(jù)源48可以是送絲器14，其可以包括操作者界面，該操作者界面允許操作者指示與送絲器14有關(guān)的某些所需操作參數(shù)(例如，送絲速度、電弧電壓)。在此情況中，送絲器14可以包括上文提及的通信部件，其從送絲器14的操作者界面接收輸入并且將輸入轉(zhuǎn)化為接著可以提供至發(fā)送機(jī)電路42的數(shù)據(jù)格式(例如，串行數(shù)據(jù))。

經(jīng)由數(shù)字串行數(shù)據(jù)源48接收的數(shù)據(jù)接著可以傳遞至增益級(jí)電路50。增益級(jí)電路50可以是電流升壓電路或配置成將經(jīng)由數(shù)字串行數(shù)據(jù)源48接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電流波形的電路。在某些實(shí)施例中，電流波形可以預(yù)定頻率產(chǎn)生，使得接收機(jī)部件44在接收到發(fā)送的電流波形時(shí)可準(zhǔn)備好掃描焊接電纜20的適當(dāng)頻率。

在一個(gè)實(shí)施例中，增益級(jí)電路50可以使用數(shù)字調(diào)制方案以將接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電流波形。例如，增益級(jí)電路50可以使用相移鍵控(psk)來改變或調(diào)制表示接收的數(shù)據(jù)的參考信號(hào)的相位。

在產(chǎn)生電流波形之后，增益級(jí)電路50可以傳遞電流波形至功率放大器52。功率放大器52可以是設(shè)計(jì)成增大所接收的電流波形的功率或振幅的任何類型的放大器。功率放大器52因此可以用于確保電流波形足夠大到經(jīng)由焊接電纜20來發(fā)送。在某些實(shí)施例中，功率放大器52可以使用高效電路拓?fù)?，諸如“d”類、“e”類或“f”類放大器。通過使用高效電路拓?fù)?，功率放大?2可以適應(yīng)寬比率度量帶寬。例如，功率放大器52可以在10khz與2mhz之間操作并且可以具有超過7.6個(gè)八音度的帶寬。

在某些實(shí)例中，功率放大器52還可以包括自適應(yīng)電路，其可以包括用于提高被提供至功率放大器52的電流波形的線性度和效率的線性化電路。另外，自適應(yīng)電路還可以接收對于功率放大器52的操作所需的改變。所需的改變可以包括基于選定操作頻率改變電流波形的有效帶寬和/或傳遞特性。在一個(gè)實(shí)施例中，這些改變可以從可以耦合至收發(fā)器電路38的焊接系統(tǒng)10中的不同部件的處理器發(fā)送。替代地，收發(fā)器電路38可以經(jīng)由數(shù)字串行數(shù)據(jù)源48從數(shù)字子信道接收這些改變。數(shù)字子信道可以是由數(shù)字串行數(shù)據(jù)源48提供的串行數(shù)據(jù)流的一部分。在一個(gè)實(shí)例中，數(shù)字子信道可以是正交頻分復(fù)用(ofdm)通信系統(tǒng)或碼分多址(cdma)通信系統(tǒng)中的單個(gè)調(diào)制音，其可與不同網(wǎng)絡(luò)上的其它子系統(tǒng)所共享。

在放大電流波形之后，功率放大器52可以提供電流波形至耦合變壓器46。耦合變壓器46可以用于將諸如放大的電流波形的電能從一個(gè)電路裝置(例如，耦合變壓器46)傳遞至另一個(gè)電路裝置(例如，焊接電纜20)。在一個(gè)實(shí)施例中，耦合變壓器46可以包括纏繞在焊接電纜20周圍或鄰近于焊接電纜20的繞組，由此將焊接電纜20用作空氣芯變壓器中的單匝，使得變壓器不會(huì)飽和。耦合變壓器46可以具有1的比率(1：1)，并且因此將電力從發(fā)送機(jī)電路42傳遞至焊接電纜20，而不改變電力(損耗除外)。除纏繞在焊接電纜20周圍的繞組(例如，初級(jí)繞組)之外，耦合變壓器46還可以包括可以耦合至發(fā)送機(jī)電路42和接收機(jī)電路44的功率放大器52的兩個(gè)次級(jí)繞組。因而，無論收發(fā)器電路38是用作發(fā)送機(jī)還是接收機(jī)，發(fā)送機(jī)電路42或接收機(jī)電路44均可以使用耦合變壓器46和焊接電纜20發(fā)送或接收電流波形。

現(xiàn)在參考收發(fā)器電路38的接收機(jī)電路44，如圖2中所示，接收機(jī)電路44包括接收機(jī)信號(hào)調(diào)節(jié)器54和數(shù)據(jù)串行鏈路56。接收機(jī)信號(hào)調(diào)節(jié)器54可以接收經(jīng)由耦合變壓器46的次級(jí)繞組發(fā)送的電流波形。因而，接收機(jī)信號(hào)調(diào)節(jié)器54可以將電流波形轉(zhuǎn)化為特定數(shù)據(jù)格式(例如，串行數(shù)據(jù))。在某些實(shí)施例中，接收機(jī)信號(hào)調(diào)節(jié)器54還可以對所接收的電流波形施加某些濾波以除去由于經(jīng)由焊接電纜20發(fā)送而可能存在于電流波形上的噪聲。接收機(jī)信號(hào)調(diào)節(jié)器54還可以包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其可以將電流波形轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。

在某些實(shí)施例中，接收機(jī)信號(hào)調(diào)節(jié)器54還可以管理接收的電流波形，使得接收的電流波形的峰值振幅(即，數(shù)據(jù)加任何噪聲)不包括來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器或任何其它電路部件的附加數(shù)據(jù)。因?yàn)榻邮諜C(jī)信號(hào)調(diào)節(jié)器54可以設(shè)計(jì)成接收存在于正由收發(fā)器電路38使用的預(yù)定頻率或頻率范圍上的電流波形，所以接收機(jī)信號(hào)調(diào)節(jié)器可以考慮焊接電纜20的頻率和振幅傳遞函數(shù)、收發(fā)器電路38使用的頻率、焊接電纜20中的噪聲(例如，焊接電力供給器12的函數(shù)和焊接環(huán)境的函數(shù))等。

在調(diào)節(jié)所接收的電流波形之后，接收機(jī)信號(hào)調(diào)節(jié)器54可以發(fā)送所得數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)串行鏈路56。數(shù)據(jù)串行鏈路56可以耦合至焊接系統(tǒng)10中的設(shè)備零件，使得數(shù)據(jù)可以傳遞至適當(dāng)裝置。因而，從數(shù)據(jù)串行鏈路56接收數(shù)據(jù)的裝置能夠與經(jīng)由發(fā)送機(jī)電路44發(fā)送數(shù)據(jù)的裝置通信。

有鑒于上面的內(nèi)容，圖3說明可以在送絲器14與電力供給器12之間交換數(shù)據(jù)的兩個(gè)收發(fā)器電路62和64的示例性框圖。參考圖3，送絲器14可以將與送絲器14、焊炬18或焊接系統(tǒng)10的另一部件的操作有關(guān)的數(shù)據(jù)提供至第一收發(fā)器電路62中的發(fā)送機(jī)電路42的數(shù)字串行數(shù)據(jù)源48。在某些實(shí)施例中，由送絲器14提供的數(shù)據(jù)可以包括所需電弧電壓、觸發(fā)信息等。

發(fā)送機(jī)電路42接著可以將與從送絲器14接收的數(shù)據(jù)對應(yīng)的電流波形提供至第一收發(fā)器電路62的耦合變壓器46上。第一收發(fā)器電路62的耦合變壓器46接著可以傳遞電流波形至焊接電纜20，其耦合至第一收發(fā)器電路62的耦合變壓器46的初級(jí)繞組。

電流波形接著可以經(jīng)由焊接電纜20、電弧66、工件22以及工作電纜24發(fā)送至第二收發(fā)器電路64的耦合變壓器46。第二收發(fā)器64中的耦合變壓器46的次級(jí)繞組可以耦合至接收機(jī)電路44。因而，接收機(jī)電路44可以使用接收機(jī)信號(hào)調(diào)節(jié)器54調(diào)節(jié)所接收的電流波形并且經(jīng)由數(shù)字串行數(shù)據(jù)鏈路56發(fā)送所得數(shù)據(jù)至電力供給器12。

雖然圖3說明了兩個(gè)收發(fā)器電路62和64的特定設(shè)置，但是應(yīng)當(dāng)注意的是，收發(fā)器電路62和64不限于如圖3中所示般放置。相反地，應(yīng)當(dāng)理解的是，收發(fā)器電路62和64(以及任何附加的收發(fā)器電路)可以設(shè)置在沿著焊接電纜20、工作電纜24或沿著這二者的任何位置處以促進(jìn)焊接系統(tǒng)10中的各個(gè)設(shè)備零件或部件之間的通信。

有鑒于上面的內(nèi)容，圖3說明可以兩種方式滿足閉合電流回路的電流模式連接。在較高操作頻率下，與直流(dc)相反的是，可以使用各種電路元件之間的寄生電容來進(jìn)行電路連接。例如，焊接(電極)電纜的焊炬端與接地連接之間存在小電容。此電容是由于電極電纜的物理尺寸、相距另一個(gè)導(dǎo)體和電介質(zhì)材料(例如，焊接電纜的絕緣護(hù)套)的距離所產(chǎn)生的。在較高頻率下，此小電容的阻抗足夠低以允許微安培電流沿著焊接電纜20傳導(dǎo)以促進(jìn)設(shè)置在焊接電纜20上的兩個(gè)收發(fā)器電路38之間的通信。因而，焊絲的端部處的電流模式連接(諸如焊炬手柄)具有至接地點(diǎn)的高阻抗連接，其由通過與接地點(diǎn)有關(guān)系的焊接電纜20的幾何結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的寄生電容組成。此寄生電容補(bǔ)足了用于高頻信號(hào)的電流路徑。

當(dāng)耦合變壓器46(電流模式耦合器)放置在具有接地連接的裝置之間時(shí)(諸如當(dāng)放置在均與電極焊接電纜和接地連接相連接的送絲器14和焊接電力供給器12之間時(shí))，上文所討論的較高阻抗寄生電容在產(chǎn)生使電流模式耦合器有效地操作的閉環(huán)時(shí)不太重要。

在第二種方法中，如果位于開路位置處(例如，對于焊炬)的耦合器之間的焊接電纜長度開始變?yōu)閿?shù)據(jù)通信信號(hào)波長(定義為光速c除以頻率)的可觀百分比，那么電流可以注入至焊接電纜導(dǎo)體上而不考慮回流路徑。即，如果可選取操作頻率使得開路電纜的長度大于信號(hào)的操作波長的1％至5％，那么電流源可產(chǎn)生“駐波”，使得單個(gè)導(dǎo)體是振蕩電路的一部分并且其本身是正向回流路徑。例如，連接在送絲器14與焊炬18(其中焊炬安裝了電流模式裝置)之間的20英尺長的焊接電纜可以大約520khz的操作頻率注入大量射頻信號(hào)。隨著操作頻率增大，用于數(shù)據(jù)發(fā)送的視在電路損耗減少(除了其它效果)。

在此情況下，可以將操作頻率調(diào)整至2mhz至30mhz的操作區(qū)域以允許焊炬手柄與其連接著的送絲器14或電力供給器12之間使用連接至電極供應(yīng)器的焊接電纜20或連接至工件22的焊接電纜20進(jìn)行通信，以消除寄生電容太低而無法有效通信的狀況。

在某些實(shí)施例中，耦合變壓器46可以經(jīng)由夾緊焊接電纜20的周緣的機(jī)械夾鉗耦合至焊接電纜20。因而，機(jī)械夾鉗可以包括耦合變壓器46的次級(jí)繞組并且因此可以在收發(fā)器電路38與焊接電纜20之間發(fā)送和接收電流波形。下文將參考圖6描述關(guān)于機(jī)械夾鉗的附加細(xì)節(jié)。

有鑒于上面的內(nèi)容，圖4說明了用于使用收發(fā)器電路38發(fā)送數(shù)據(jù)的方法70。為了討論的目的，將參考圖3的第一收發(fā)器電路62描述方法70。返回參考圖4，在框72處，第一收發(fā)器電路62可以接收待從焊接系統(tǒng)10中的部件發(fā)送的數(shù)據(jù)。待發(fā)送的數(shù)據(jù)可以包括所需操作條件、消息、當(dāng)前操作條件、電壓、溫度等。

在框74處，第一收發(fā)器電路62可以基于數(shù)據(jù)產(chǎn)生電流波形。如上所述，電流波形可以產(chǎn)生于增益級(jí)電路50中。電流波形可以使用某些調(diào)制技術(shù)以預(yù)定頻率或在預(yù)定頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生。

在框76處，第一收發(fā)器電路62可以使用功率放大器52放大電流波形。在框78處，第一收發(fā)器電路62可以經(jīng)由耦合變壓器46發(fā)送放大的電流波形至焊接電纜20。

在沿著焊接電纜20發(fā)送電流波形之后，第二收發(fā)器電路64可以采用圖5的方法80以接收所發(fā)送的電流波形?，F(xiàn)在參考圖5，在框82處，第二收發(fā)器電路64可以經(jīng)由第二收發(fā)器電路64的耦合變壓器46接收放大的電流波形。

在框84處，第二收發(fā)器電路64可以如上文參考接收機(jī)信號(hào)調(diào)節(jié)器54所討論般調(diào)節(jié)接收的電流波形。在一個(gè)實(shí)施例中，可以將接收的電流波形轉(zhuǎn)化為諸如串行數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流。在調(diào)節(jié)電流波形之后，在框86處，第二收發(fā)器電路64可以發(fā)送所得數(shù)據(jù)至裝置，諸如焊接系統(tǒng)10中的部件。

有鑒于上面的內(nèi)容，兩個(gè)或兩個(gè)以上收發(fā)器電路38之間的數(shù)據(jù)通信依賴于附接或耦合至焊接電纜20的耦合變壓器46。在某些實(shí)施例中，耦合變壓器46的次級(jí)繞組可以是附接在焊接電纜20周圍的固定裝置。然而，在其它實(shí)施例中，耦合變壓器的次級(jí)繞組可以構(gòu)造為機(jī)械夾鉗。例如，圖6說明了示例性機(jī)械夾鉗92，該機(jī)械夾鉗可以包括收發(fā)器電路38的耦合變壓器46的次級(jí)繞組。機(jī)械夾鉗92可以構(gòu)造成附接在焊接電纜20的表面周圍。因而，機(jī)械夾鉗92可以具有充分匹配外徑焊接電纜20的直徑的內(nèi)徑。焊接電纜20可以與某些預(yù)期規(guī)格的電纜相關(guān)聯(lián)，且因此可以對每個(gè)預(yù)期規(guī)格的電纜構(gòu)造不同直徑的機(jī)械夾鉗92。在一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)械夾鉗可以具有可調(diào)直徑以配合周圍的各個(gè)大小的焊接電纜20。

雖然本文僅說明和描述了本公開的某些特征，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到許多修改和改變。因此，應(yīng)當(dāng)理解的是，所附權(quán)利要求書旨在涵蓋落在本公開的真實(shí)精神內(nèi)的所有此類修改和改變。