用於焊接裝置遙控器的備用控制器及其使用方法
2023-05-24 12:00:16
專利名稱：用於焊接裝置遙控器的備用控制器及其使用方法
技術領域：
本發明大體地說涉及焊接系統和焊接電源，更具體地說涉及一種包括一個遙控器及其備用系統的焊接系統。配置該備用系統以監控該遙控器並當檢測到異常時取代遙控器。
背景技術：
很多焊接裝置適應於包括一個遙控器。特別是，當進行有保護的金屬電弧焊(SMAW)工藝或「燒附」(stick)工藝時，有時需要用遙控器控制焊接裝置的輸出。一般地說，遙控器直接控制焊接裝置或傳送指令以控制焊接裝置內的電子儀器，從而控制焊接裝置的運行。在任何一種配置下，焊接裝置通過位於焊接裝置或電源上的控制板設定出比預期輸出更大的電流。這樣，遙控器能夠以相對精度作為電流的百分比來控制輸出。
在操作過程中，遙控器一般以兩種方式中的一種方式對焊接裝置進行控制。也就是說，遙控器可自動被焊接裝置感知，從而在感知到遙控信號時，焊接裝置將控制信號從面板傳遞至遙控器。另一種方法是，操作者可以使用遙控器並人工選擇遙控器作為遠離焊接裝置的控制裝置。
然而，雖然這些系統被成形為適應於計劃好的加上或去除遙控器的配置變化，但是這些焊接裝置通常沒有被設計為適應未計劃的控制變化。也就是說，當進行焊接工藝時，焊接裝置通常沒有被形成為能適應未預料到的遙控解除。然而，雖然焊接裝置未被形成為能適應未計劃的遙控解除，但是這種無計劃的解除在一些情況下並非罕見。
特別是，很多焊接工藝是在惡劣的環境和條件下進行的。在這些情況下，聯接遙控器和焊接裝置的電纜可能損壞。此外，在工業製造設備中，聯接遙控器至焊接裝置的電纜可能被無意剪斷或切斷。再者，操作者的失誤可能會意外地將遙控器從焊接裝置上斷開。總之，根據焊接裝置的特定配置和與遙控器的聯接短路或斷開，焊接裝置都可能經受多種故障。
如果至遙控器的聯接斷開因而焊接裝置的輸出過早地降為零值，那麼焊接面可能嚴重損壞。另一方面，如果至遙控器的聯接短路，那麼焊接裝置可能無法進行面板設定。在這種情況下，會給焊點以無法預料的電流衝擊以至焊接面可能損壞。此外，如果遙控器與電纜中其它電源引線中的一根短路，焊點處的輸出就可能超過面板設定從而也損壞焊點。
因此，人們期望設計一種帶有遙控備用系統的焊接儀器以保護焊接儀器和工件免遭遙控器的無意去除或故障之害。
發明內容
本發明涉及一種克服了前述缺點的焊接儀器。特別是，本發明包括一個監控遙控器的運行並在檢測到控制器異常時採取操作控制的控制器。也就是說，本發明包括一個監控遙控器並在檢測到遙控器故障時對焊接工藝採取控制的控制器。
因此，本發明包括一個焊接電源控制器，該控制器包括一個構造成為接受焊接工藝的遙控工藝過程反饋的輸入端。該控制器還包括一個構造成為接受反饋並當檢測到遙控器異常時取代遙控控制器的處理器。
根據本發明的另一個方面，公開了一種控制焊接工藝的方法，該方法包括由二級控制器來遙控焊接電源，並監控遙控步驟的運行。該方法包括當檢測到運行失常時更改焊接電源的控制為一級控制。
根據本發明的另一個方面，公開了一種焊接儀器，其包括一個傳輸焊接功率以執行焊接工藝的電源和一個控制焊接功率輸出的遙控器。還包括一個監控遙控器的監控控制器，一備用控制器，當檢測到遙控故障時，對焊接工藝採取控制。
根據本發明的另一個方面，公開了一種焊接儀器，其包括控制焊接儀器的裝置和監控遙控裝置的裝置。此外，還包括當檢測到遙控裝置的控制異常時，取代遙控裝置的裝置。
本發明的多個其它特徵，目的和優點從下文對說明書和附圖的詳細描述中將更清楚。
了實施本發明的一個目前考慮的優選實施例。
其中圖1是本發明的一焊接儀器的透視圖。
圖2是根據本發明的一個實施例的控制技術的流程圖。
具體實施例方式
本發明涉及一種焊接儀器，更具體地說，涉及一種包括監控遙控器的操作並當檢測到控制失常時採取操作控制的焊接電源。本領域技術人員將會充分認識到，接下來對焊接裝置的描述不僅包括焊接機還包括任何需要高功率輸出的系統，如可從這種遙控器受益的加熱和切割系統。因此，本發明同樣適用於任何需要高功率輸出的裝置，包括焊接機，等離子切割機，感應加熱器等等。至於焊接功率，焊接電源或焊接機通常包括焊接，切割，或加熱功率。焊接儀器的說明僅描述了本發明可實現的一個實施例。本發明同樣可適用於諸如切割和感應加熱系統的系統。
圖1表示一種焊接系統10。焊接系統10包括3個主要部件。也就是說，焊接系統10包括一個電源12，一個遙控器14，以及一個焊接裝置16。電源12可從輸電器(transmission power receptacle)(未示出)接收功率，由輸電器接受的功率被電源12轉換為焊接功率以實現焊接工藝。也可考慮電源12為包括內燃機和發電機的引擎驅動電源，由此引擎驅動發電機產生的原始功率被轉換為焊接功率。此外，預期焊接電源12和焊接裝置16可結合在一起，這樣形成一個單一的由遙控器14控制的焊接裝置。電源12和焊接裝置16包括殼體18，20以封閉內部構件。另外可選擇的是，電源12和焊接裝置16可包括手柄22，24或裝載鏈鉤(loading eyeliook)以便攜帶。
在開始焊接工藝前，操作者在一級控制器上，具體說在焊接裝置28的控制盤26上輸入所需的操作限制。例如，操作者可選擇一個要運行的焊接工藝及該焊接工藝所需的輸出參數。另一種選擇是，如果焊接系統結構包括一個獨立電源，如焊接電源12，焊接電源12可作為一級控制器。在這種情況下，操作者可在焊接電源12的控制盤28上輸入操作限制。根據優選實施例，在一級控制盤26或28上輸入的操作限制包括一個設定為比焊接裝置28意圖輸出的電流稍大的輸出電流。一旦操作限制被輸入，操作者就可利用二級控制器或遙控器14以作為輸入操作限制而選擇的電流百分比來控制焊接裝置28的輸出。
一個監控系統或控制器29位於焊接裝置16的殼體20內，如殼體20的剖開部分所示。此外，如果使用單獨的焊接電源12，監控系統或控制器29可位於焊接電源12的殼體18內，如殼體18的剖開部分所示。一旦遙控器14對焊接工藝採取控制，監控系統或控制器29就監控遙控器14傳送的控制指令，從而自動監控遙控器14。如下文參照圖2將要詳要描述的，監控系統通過確定遙控器傳來的信號變化對於「正常」運行條件是否過於劇烈來始終監視遙控器14的運行。如下文所述，如果從遙控器14檢測到異常，監控系統就切斷遙控器14並默認焊接裝置的輸出為操作者在一級控制開始時輸入的操作限制。這樣，遙控器14不論發生什麼故障，焊接工藝都可基於一級控制輸入的限制成功完成。
參見圖2，其顯示了一流程圖，該圖描述了本發明的各個監控步驟和控制技術的作用。該技術始於操作者對操作限制的輸入30之後。一旦操作者完成所需的對操作限制的輸入30，監控處理器就進行核查以確定遙控器是否使用32。監控系統包括一個位於圖1的焊接裝置16內，或，如果存在，位於焊接電源12內的監控處理器結構。此外，預期使用多個處理器結構，監控處理器結構位於焊接電源12和焊接裝置16內。
再次參照圖2，如果遙控不存在34，所需的焊接工藝基於操作者在一級控制器上最後輸入的操作限制36開始。特別是，焊接工藝基於操作者通過裝置的面板對操作限制30，36的人工輸入開始，這可參見圖1的描述。
另一方面，如果檢測到遙控器參與運行38，那麼控制信號傳至遙控器，並且焊接工藝的輸出基於從遙控器40所接收的控制指令而被控制。傳送控制信號至遙控器40後，監控處理器結構連續監控遙控器42以確定從遙控器接受的遙控指令的變化率是否已超過閾值44。
這樣來選擇閾值，超過閾值的控制命令變化率指示遙控器的異常或故障，從而表明控制反常，這可能會負面影響焊接工藝。這樣，只要控制指令的變化率保持低於閾值46，控制仍由遙控器操縱並且焊接工藝繼續基於從遙控器40接受的控制指令而被控制。
然而，如果控制指令的變化率超過閾值48，控制失常，異常或故障就被檢測到並可能負面影響運行的焊接工藝。對焊接工藝的控制通過遙控器斷開50而取消遙控。也就是說，檢測到控制指令超過閾值48後，監控系統斷開遙控器50。
開始斷開50的同時，監控系統將控制信號傳至一級控制器，一般是對焊接工藝52的輸出採取控制的焊接裝置或焊接電源。一級控制作為備用控制並且根據操作者的最後輸入繼續焊接工藝52。並且，幾乎與開始斷開50和改變焊接工藝控制52的同時，監控系統通過焊接裝置或電源的面板將通知傳送至操作者。該通知告知操作者遙控器已被斷開並且焊接工藝的控制54被一級控制承擔，或者說回復一初級控制。
一旦監控系統開始斷開50並且改變了焊接工藝的控制52，操作者被告知遙控故障54，監控系統就連續核查以確定負載是否被取消56。當負載仍在時58，焊接工藝在一級控制器的控制下繼續並且遙控故障和斷開的通知繼續54。一旦負載去除60，監控系統就等待關閉電源62。如果沒有立即關閉64，給操作者的遙控故障和斷開通知仍繼續54。然而，一旦檢測到電源關閉66，監控系統就復位並且進行對於再使用或再建立遙控的檢查32。
因此，上述系統在遙控故障或遙控解除時使對於焊接工藝的精確控制成為可能。一個監控系統不斷覆核遙控器的運行以在檢測到遙控器傳送的控制指令異常時將控制從遙控轉為一級控制。這樣，一級控制起備用控制的作用因而避免了遙控故障或遙控解除對所需焊接工藝可能造成負面影響的情況發生。
預期本發明可與多種焊接工藝一起應用。例如，焊接儀器可按照氣體保護金屬電弧焊(GMAW)焊接工藝，它從前稱作金屬惰性氣體(MIG)焊接工藝，鎢極隋性氣體(TIG)焊接工藝，有保護的金屬電弧焊(SMAW)工藝，感應加熱工藝，等離子切割工藝或其它焊接工藝來運行。
根據本發明的一個實施例，焊接電源控制器包括一個接受焊接工藝遙控過程反饋的輸入。該控制器還包括一個接受反饋並在檢測到控制異常時取代遙控過程的處理器。
根據本發明的另一個實施例，控制焊接工藝的方法包括由二級控制器遙控焊接電源並且監控遙控器運行的步驟。該方法包括在檢測到運行異常時改變焊接電源的控制為一級控制。
根據本發明的另一個實施例，公開了一種焊接儀器，該儀器包括傳送焊接功率以執行焊接工藝的電源和控制焊接功率的遙控器。還包括一個監控遙控器的監控控制器，以及一個備用控制器以在檢測到遙控故障時承擔對焊接工藝的控制。
根據本發明的另一個實施例，公開了一種焊接儀器，該儀器包括控制焊接儀器的裝置和監控遙控裝置的裝置。此外，還包括在檢測到遙控裝置控制失常時取代遙控裝置的裝置。
本發明已通過優選實施例進行了描述，應當認識到除明白陳述的內容外，其等價物，替換物和改進都是可能的並在後附權利要求書的範圍之內。
權利要求
1.一種焊接電源控制器包括接受焊接工藝遙控過程反饋的一個輸入端；以及接受遙控過程的反饋並且當檢測到控制異常時取代遙控過程的一個處理器。
2.如權利要求1所述的控制器，其中配置處理器以監控反饋，從而檢測遙控過程異常指示的控制指令的變化率。
3.如權利要求2所述的控制器，其中指示異常的控制指令變化率包括遙控器聯接錯誤，遙控器未聯接，以及對遙控的聯接失敗中的至少一種指示的變化率。
4.如權利要求2所述的控制器，其中進一步配置處理器以把控制指令的變化率同閾值比較以確定變化率是否超過允差值。
5.如權利要求1所述的控制器，其中遙控過程包括與焊接儀器聯絡的遙控，並且該處理器進一步被設置以告知操作者，遙控器在檢測到異常時被斷開。
6.如權利要求1所述的控制器，其中該處理器進一步被設置以將焊接工藝的控制轉至備用控制器，以在檢測到失常時根據操作者最後的控制輸入控制焊接工藝。
7.如權利要求6所述的控制器，其中配置處理器以使備用控制器控制焊接工藝直至焊接工藝停止。
8.如權利要求1所述的控制器，其中焊接電源控制器被併入焊接電源。
9.如權利要求1所述的控制器，其中焊接電源控制器被併入可攜式焊接裝置。
全文摘要
本發明涉及一種焊接電源控制器，該控制器包括一個輸入端以接受控制焊接工藝的遙控器的反饋。該控制器包括一個處理器以接受反饋並當檢測到控制異常時取代遙控器。
文檔編號B23K9/10GK1704201SQ20051007346
公開日2005年12月7日 申請日期2005年5月30日 優先權日2004年6月1日
發明者丹尼爾C·福斯賓德, 亞當P·拉博斯 申請人:伊利諾斯器械工程公司