使用雙相移相鍵控來沿焊接電纜傳送指令並通過焊接電纜與電源和遠程設備相連的焊接...的製作方法

2024-03-06 04:00:15

專利名稱：使用雙相移相鍵控來沿焊接電纜傳送指令並通過焊接電纜與電源和遠程設備相連的焊接 ...的製作方法
使用雙相移相鍵控來沿焊接電纜傳送指令並通過焊接電纜與電源和遠程設備 相連的焊接型系統，使用這種傳送移相鍵控來遠程控制這種電源的方法
相關申請的交叉參考
本申請是2006年2月22日遞呈的美國專利申請No. 11/276,288的部分接 續專利申請，並且美國專利申請No. 11/276,288又是2004年4月16日遞呈的 美國專利申請No. 10/709,148的部分接續專利申請，它們公開的內容均包含在 這裡作為參考。
背景技術：
本發明總體上涉及使用遠程電源的大功率系統，並且尤其涉及一種遠程控 制被設計為向遠程設備提供電能的電源的方法和裝置。本發明還涉及一種由沿 連接遠程設備與電源的電力電纜接收的控制信號來管理其操作的電源。本發明 被認為尤其適合應用於，但並不局限於焊接、等離子體切割以及感應加熱系統。 可應用本發明的一個示例性系統是具有電源和遠程焊絲進給機的金屬惰性氣 體(MIG)焊4妄系統。
之前被稱為熔化極氣體保護電弧焊(GMAW)的MIG焊接結合了鴒極惰 性氣體保護(TIG)焊的惰性氣體保護與連續的、可消耗的焊絲電極的技術和 優點。在連續的、可消耗的焊絲電極與工件之間產生電弧。如此，可消耗的焊 絲可在焊接電路和填充金屬源中起到電極的作用。MIG焊接是一種可使操作 者專注於電弧控制上的相對簡單的處理。可使用MIG焊接來焊接包括鋼、鋁 以及不鏽鋼在內的絕大多數的商業金屬和合金。此外，典型地與之前被稱為鴒 極氬弧焊(GTAW )的TIG焊或是還被稱為粘結焊的金屬保護電弧焊(SMAW ) 相比較，MIG焊接具有較高的焊接速度及沉積率，因而使得MIG焊接成為更 高效的焊接處理。另外，通過向焊縫連續地供給可消耗的焊絲，可最小化電極 變化，並且如此來減小由於中斷(interruption)所引起的焊縫效應。有利地， MIG焊接處理產生很少的或是不產生焊渣，在焊接過程中電弧和焊熔池均為 清晰可見，並且典型地與其它的焊接技術相比較幾乎不需要焊後的清理。MIG
焊接的另一優點在於，由於它適用於大多數場合，因此對於需要垂直或高空焊 接的製造及修復操作格外有利。
在普通的MIG系統中，在操作中焊絲進給^f幾與電源連接並且被設計為向
焊縫供給可消耗的焊絲。為了進一步加強MIG焊接系統的焊絲進給機的可操
作性，已知的焊接系統通過除專用的電力電纜或焊接電纜之外的專用的控制電 纜使電源與焊絲進給機彼此互連。從焊絲進給機向電源傳送或反饋用來定義電 源的操作參數的控制信號。這通常被稱為對電源的遠程控制。
使用 一類遠程控制設備來調節操作焊接參數，並且打開和關閉焊接電源輸
出以及通過懸垂體(pendant)來改變電源狀態，此懸垂體通過多導體電纜連 接至電源。在圖1A中示意性地說明了這種解決方案。通過包括14針連接器 (未示出)的控制電纜6A,將焊絲進給機2A連接至遠程電源4A。在某些情 況下，電纜6A被用於從電源傳送操作信息，並且依據要控制的功能個數，電 纜可包含2至14個連接器。高電流/高電壓焊接電纜8A單獨地連接在電源4A 與焊絲進給機2A之間，該高電流/高電壓焊接電纜8A用於向焊絲進給機傳送 焊接電源並且在電極與被加工的工件之間產生電勢差，該電勢差在焊接期間產 生並保持電極與工件之間的電弧。
這種基於電纜的控制的重要缺點在於，與被設計為在高電壓下載有高電流 的焊接電纜相比較，控制電纜通常較脆。 一般來說會在建築工地或是船塢處使 用焊接機，並且在這樣的建築工地或是船塢處需要周期性地改變焊接機的位置 或是焊接機被在同一位置操作的其它移動重型機器所包圍。在這種情況下，由 於與周圍機器的接觸和/或運輸(traffic)被壓碾或是被阻隔，遠程控制電纜會 被損壞。如果內部電源導體與連接至靈敏的信號級電路的信號引線發生短路， 則會導致焊絲進給機和/或焊接電源的損壞。
另 一 已知系統是一種具有內部接觸器的電壓跟隨或電壓感應焊絲進給機。 在圖1B中示意性地說明了這種解決方案。如圖所示，這種系統包括用於從焊 接電路中存在的電壓接收功率的焊絲進給機2B。焊絲進給機通過焊接電纜8B 與遠程電源4B相連。這種系統的一個缺點在於才喿作者不能方便地調節焊接電 源的輸出來補償工件厚度和/或裝配(fit up)上的變化。操作者可呼叫持有無 線電裝置或其它通信裝置的處於更靠近電源位置處的另一人員來作出上述調節；然而，如果操作者單獨工作，他(或她)必須要返回電源處來作出必要的 調節。這種系統的另一缺點在於，這種系統必須含有用來斷開焊絲進給^L中焊 接電路的高電流DC接觸器。這種接觸器體積大、重量大、價格昂貴並且需要 定期維護以確保正確及連續的操作。處於遠程位置處的焊絲進給機中的次接觸 器的位置甚至當不焊接時也需要焊接電源與焊絲進給機之間的焊接電路保持 接通，以便當激活焊槍開關時可向焊絲進給機和焊接電弧供應電源。相應地，
而，焊接電纜可能在工作點處損壞而導致在電纜的暴露部分與不期望的接地之 間形成不想要的電弧。
在轉讓給本申請的受讓人的美國專利申請No. 10/604,482中描述了另一種 遠程控制方案。儘管利用前述待審申請的發明可獲得各種進步，但是這種系統 依賴於脈衝寬度調製沿焊接電纜從焊絲進給機至電源遠程傳送才喿作數據。通過 使用對電源的操作進行遠程控制的脈衝寬度調製後的信號，可以限制在焊絲進 給機與電源之間傳送的數據量以及數據類型的可變性。此外，對於在前述待審 申請中描述的系統，焊絲進給機需要用來對焊絲進給機的電子電路供電的內部 DC供電。也就是說，前面參考的申請的發明教導了避免在焊絲進給機與電源 之間的開路電壓。結果，缺少DC供電，不能最小化地對焊絲進給機供電以便 與電源通信來啟動焊接處理。
因此，期望能夠設計出 一種包含用來沿焊接電纜從焊絲進給機傳送控制指 令信號的通信網絡或是鏈路以控制或是調節遠程電源的操作。還期望設計出無 需在焊絲進給機中設置專用的DC供電的受遠程控制的焊接系統。此外，還期

發明內容
本發明關於一種可以克服前述缺點的受遠程控制的焊接機。遠程控制使用 移相鍵控(PSK)調製以沿焊接電纜向焊接電源傳送控制指令。需要向電源傳 送的信息包括焊接電源輸出指令信息(電流強度/電壓控制)、焊接電路接通/ 斷開信息(電源輸出接觸器控制)、以及電源狀態控制(恆電壓/恆電流)。收
焊接操作參數的控制指令至電源。
因此，根據本發明的一個方面，焊接型系統包括用於在電源端子處傳送焊 接類型處理所使用的功率的電源。該系統還包括通過連接至電源的端子的電纜 接收來自電源的功率的遠程設備。該遠程設備具有被配置為使用移相鍵控來將 控制指令編碼在載波上並且隨後沿電纜發送編碼後的控制指令至電源的接收 器的發送組件。該接收器被配置為接收並且解碼來自電纜的編碼後的控制指 令。該系統還包括連接至電纜並且被配置為提高沿電纜傳送編碼後的控制指令 的信號質量的至少一個電路。
根據本發明的另一可選方面， 一種製造遠程可控焊接型系統的方法，包括 提供能夠選擇性提供焊接電源和備用電源的電源；操作性連接具有操作員控制 的遠程設備至電源的焊接電纜；以及配置遠程設備通過傳送協議沿焊接電纜與 電源通信(無論電源提供焊接電源還是提供備用電源)。該方法還包括通過濾 波在焊接電纜上的高頻噪聲以及提高在焊接電纜的終端處的阻抗的其中之一 或兩者來提高沿焊接電纜的傳送質量。
根據本發明的再一方面，用於焊接型系統的通信組件具有連接至該系統的 遠程設備的發送器。該發送器被配置為沿該系統的焊接電纜傳送控制指令。接 收器在焊接電纜的另一端被連接至電源並且被配置為接收來自發送器的控制 指令。該電源還包括根據由接收器接收的控制指令來調節電源的輸出的控制 器。為了提高所發送的選擇的信號質量，該通信組件還包括連接至電源的輸出 端子或接收器的輸入、或上述兩者的信躁比耦合電路。
通過如下的詳細說明書和附圖將會清楚本發明的各種其它的特徵、目的以 及優點。


了為實現本發明而目前構思出的一個優選的實施例。 在附圖中
圖1A和圖1B是用於說明已知的受遠程控制的焊接及焊絲進給機系統的 例子的示意性方框圖2是根據本發明的一個方面的焊接系統的視圖； 圖3是在圖2中所示的焊接系統的示意圖4是在圖2中所示的焊絲進給機通信電路的示意圖； 圖5是在圖3中所示的電源通信電路的示意圖6是用於說明根據本發明的另 一方面的遠程控制電源的步驟的流程以及
圖7是具有改進的SNR耦合的包含圖4所示的通信電路的焊絲進給機以 及包含圖5所示的通信電路的電源的示意圖。
具體實施例方式
將會通過MIG焊接系統的電源和焊絲進給機的調節來描迷本發明。然而，本 發明可同樣應用到TIG、粘結、藥芯等焊接系統的調節電源當中。此外，本發 明還可應用到例如等離子體切割機和感應加熱器那樣的非烊接、大功率電源系 統當中。
參考圖2,示例性MIG焊接系統10包括設計用於通過焊接電纜16向焊 絲進給機14供電的焊接電源12。電源被設計為在包括恆壓(CV)和恆流(CC) 在內的幾種模式的其中之一下運行。還連接到電源上的是將電源連接到夾具 20上的次級工作焊接電纜18,該夾具20將電纜18夾持到工件22上。還連接 到焊絲進給機14上的是配置用於通過伺服電機(未示出)向焊縫供給可消耗 的焊絲的焊槍或焊炬24。焊接系統10還可包括連接到焊絲進給機14上的氣 瓶26，以便通過氣體軟管28向MIG焊接處理提供保護氣體。
率並且輸出焊接處理所使用的功率。如此，電源12包括一個或多個變壓器組 件(未示出)來調節原始功率。電源的輸出通常受到控制器以及用來調節功率 調節部件的輸出的相關運算電路的控制。如此，可對電源初始上電並且直到通
過接通高電流DC接觸器或其它開關組件來對激活電源電路才提供焊接輸出。 正如在下面將要詳細描述的一樣，調節電源12以使得直至隨著焊接處理的信 號啟始而激活焊槍24時才提供焊接電源輸出。在這個方面，直至例如通過按 下焊槍開關30激活焊槍24並且焊槍24位於靠近工件22的位置處才在電源 12與工件22之間建立焊接電路。
如圖所示，省去了連接焊絲進給機與電源彼此之間的單獨的控制線。此外，
優選地，可以無需用於接通焊接電路的接觸器組件即可構建焊絲進給4幾14。
也就是說，不必在焊接電纜16和18上總是保持使焊絲進給機14向焊機提供 焊絲所必需的電源。相應地，在焊絲進給機14中無需獨立的接觸器或開關組 件來接通焊接電路。由於在焊絲進給機中的通信控制器引起指令信號通過焊接 電纜16和18傳送到設置在電源中並設計用於與電源控制器通信的通信控制 器，電源和焊絲進給機之間的定製開壓被移除，從而直至/人焊絲進給機接收到 指令信號時才提供焊接電源。
現在參考圖3,示意性地示出了圖2中的示例性焊接系統。焊接系統10
給機之間沿可有效地形成焊接電路的焊接電纜16和18來形成焊接電路。在圖 3所描繪的示意圖中，示出了焊接或接地電纜18連接至焊絲進給機14,結果， 焊絲進給機會包括連接至工件22的焊接電纜18 (a)。然而，本領域技術人員 可以理解的是，電纜18可直接連接至工件，如此，電纜18 (a)將成為還連 接至工件來向焊絲進給機14提供電壓反饋的電壓感應引線。
電源12包括設計用於調節電源的電子部件的操作的主控制器32。除了主 控制器32之外，電源還包括通信控制器34。優選地，通信控制器使用可從位 於加利福尼亞州聖荷西的Echelon公司商業獲得的LonWorks PLT_22電源線 智能接收器。LONWORKS是位於加利福尼亞州聖荷西的Echelon公司的註冊 商標。儘管可以想到使用多種通信控制器，優選地，電源具有使用LonTalk 通信語言進行通信的LonWorks PLT-22電源線智能接收器。LONTALK也是 Echelon公司的註冊商標。
由於協議無須了解網絡的拓樸或其它設備的名稱、地址或功能，就可實現 來自通信網絡中的其它設備的指令信號的傳送和接收，因此LonTalk 通信語 言和LonWorks 通信控制器分別是優選的協議和部件。LonWorks 通信控制 器還可提供信號確認、信號認證以及優先級傳送。
下面將會更加詳細地描述，電源12還包括用來當電源處於非焊接、備用 狀態時沿焊接電纜16、 18提供低、非焊接電壓的低電壓或次級電源36。電源 12還具有包括用來調節原始功率輸入為焊接處理可使用形式的變壓器(未示 出)和其它電子部件的主電源38。低功率電源36和主電源38均受到主控制
器32的控制。兩個電源36、 38均分別連接至選擇性偏置來控制在焊接電纜 16、 18上存在的電源信號的開關或二極體40、 42。主電源38沿著焊接電纜以 期望的電壓和電流來向焊絲進給機提供焊接功率。
如同電源12—樣，電壓感應焊絲進給機14具有通信控制器44。優選地， 通信控制器是使用LonTalk 協議與電源的通信控制器進行通信的 LonWorks PLT-22電源線智能接收器。可以想到的是，可使用其它通信控制 器和通信協議；然而，電源與焊絲進給機的通信控制器應該彼此兼容。
焊絲進給機通信控制器44與焊絲進給機的用戶或操作界面46以及電機控 制器48通信。操作界面46使得操作員可以指定包括但不限於焊絲供給速度和 電弧電壓在內的期望的操作參數。 一般地，表示期望的焊絲供給速度的信號被 傳送至電機控制器48,以使可消耗的焊絲以期望的供給速度供給焊槍或焊炬。 向通信控制器44提供表示期望的電弧電壓的信號。
如在下面描述的一樣，通信控制器44使得消息沿焊接電纜傳送到電源通 信控制器34。 一JS4妻受到該消息，電源控制器34就向用戶期望的電弧電壓的 電源主控制器32發出消息。隨後，主控制器32控制主電源沿著焊接電纜以期 望的電壓來供電。
除了當用戶提供操作參數輸入時接收信號之外，通信控制器44還被設計 用於向電源傳送觸發信息。也就是說，當按下觸發開關時，可使通信控制器 44傳送焊接開始信號至電源通信控制器34。當接收到這個開始信號時，該開 始信號指令電源提供焊接或主電源。相似地，當鬆開觸發開關時，沿焊接電纜
傳送焊接終止信號並且使得電源終止傳送焊接電源並進入備用狀態。在備用狀 態下，可以想到的是，電源或是沿焊接電纜不供電，或是提供不足以用來焊接 但是可用來向焊絲進給機中的電子電路供電的非焊接、次級電源。
上面的焊接系統結構具有幾個優點。首先，焊絲進給機14可被設計為便 攜式或"工具箱"式焊絲進給機，使得重量方面的降低是十分有利的。如此， 構建無需獨立的接觸器組件即可操作的焊絲進給機14可減小焊絲進給機的整 體重量和尺寸。進一步，需要在高電流DC應用的接觸器是十分昂貴的，因而 增加了焊絲進給機的總成本。此外，接觸器組件是一種需要定期維護以保證連 續的正確操作的維護部件。因此，構建這種無需^l妄觸器組件的焊絲進給才幾14
具有多個與尺寸和成本相關的優點。
其次，在電源12與焊絲進給機14之間直接通過焊接電纜16和18形成通 信連結可免去對獨立的控制/電源電纜的需要。控制電纜增加了焊接系統的復 雜性、重量以及總成本。此外，如上所述，與焊接電纜相比控制線通常不太耐 用，並且如此，通常很容易出現典型地與工業場合相關的缺口及扭結。此外， 無需獨立的接觸器來構建焊絲進給機可改善焊絲進給機的總體電流容量。也就 是說，焊絲進給機中的接觸器組件的容量通常決定焊絲進給機的載流容量負 荷。因而免去接觸器組件可使焊絲進給機的其它部件來約束載流容量負荷，並 且這些其它部件與接觸器組件相比較具有更大的載流容量負荷。
現在參考圖4,方框圖說明了焊絲進給機通信控制器及其相關輸入/輸出的 示例性配置。如上所述，控制器包括被設計用於傳送及接收操作數據的電源線 收發器50。收發器接收來自操作界面(例如電弧電壓控制旋鈕52以及焊絲供 給速度控制旋鈕54)的操作設定點數據。可以理解的是，可使用連接到電源 線收發器50的額外的或不同的操作輸入設備。此外，可以想到的是，用戶界 面(或用戶界面部件)可以與焊槍或焊炬集成在一起，以使用戶無須離開焊機 即可控制焊接處理。
連接在電弧電壓設定點旋鈕52與收發器50之間的是用來將控制旋鈕52 的模擬輸出轉換為收發器使用的數字輸入的模擬數字轉換器56。
向焊絲供給速度控制旋鈕的輸入與焊絲供給速度電;f幾控制器48通信並且 隨後與收發器50通信。可以想到的是電機控制器48與收發器之間的通信是雙 向的。此外，電機控制器48與收發器50可操作地連接以檢測焊槍或焊炬的觸 發開關的激活。可以想到的是在檢測觸發開關的激活中可以使用多種傳感器器 件和技術，例如靠近觸發開關或接觸器開關31的紅外傳感器(未示出)。
收發器50以指令信號的形式傳送才喿作參數數據至可體現用戶期望的輸入 的電源，以便控制旋鈕52、 54以及觸發開關狀態。優選地，指令信號封裝在 已定義的協議中，例如LonTalk 協議，並且按照窄帶雙相移相鍵控(BPSK) 調製方案來編碼。但是，可以想到的是還可以使用例如四相移相鍵控(QPSK) 的其它調製協議。在更優選的實施例中，使用窄帶雙相PSK來調製用於沿焊 接電纜向電源傳送的指令信號。
控制器44還包括一對連接到收發器50的放大器58、 60。當正確使能時
於隨後輸入到收發器的數據的接收。兩個放大器均由相關的焊接終端62、 64 通過耦合變壓器66連接至焊接電纜16、 18。耦合變壓器66提供對焊接電動 勢的電流隔離並且提供用於將控制指令信號轉化為與焊接電纜兼容的電平的 電壓電平轉換。還可以理解的是耦合變壓器有利地提供阻抗匹配。在優選實施 例中，通過參考圖7進一步說明，可通過在焊接電纜16的終端額外地耦合諧 振電路並且沿電源(未示出)的焊接端子來衰減高頻噪聲，從而實現提高信噪 比(SNR)。
現在參考圖5，方框圖用於說明電源通信控制器的示例性配置及其相關輸 入/輸出。電源通信控制器、焊接電路以及焊絲進給機通信控制器有效地形成 通信鏈路。如同焊絲進給機控制器一樣，電源控制器34也具有電源線收發器 68以有助於電源與焊絲進給機之間的通信。連接收發器68以通過模擬數字轉 換器70接收來自電源主控制器的電壓和電流反饋。在這個方面，用來控制焊 絲進給機的供電部件的操作的主控制器向收發器提供用於驅動供電部件的電 壓和電流電平的反饋，該反饋隨後被傳送到焊絲進給機。相應地，包括電壓和 /或電流傳感器(未示出)的焊絲進給機的主控制器(未示出)可比較指令的 電壓和/或電流電平與感應的電壓和/或電流電平，以l更確定系統是否在正常才喿 作，並且如果系統沒有正常操作，則向用戶提供報警。
參考上面的說明，除了操作參數數據，可以想到的是焊絲進給機還向電源 提供觸發狀態信號。如此，收發器還向主控制器32提供接觸器控制消息輸出 72。接觸器控制消息可使主控制器選擇性地接通/斷開在電源中的主接觸器(一 般地，如圖3中所示的二極體42)。使用主接觸器來控制電源與焊絲進給機之 間的焊接電源的應用。相應地，當電源或主接觸器斷開時，不能從電源向焊絲 進給機供電。當電源或主接觸器接通時，可以從電源向焊絲進給機供電。
然而，可以想到的是電源不僅包括主接觸器還可包括次接觸器(一般地， 如圖3中所示的二極體40)。當次接觸器接通時，可沿焊接電纜接通電源與焊 絲進給機之間的次級供電電路。可使用次級供電電^各來提供電源與焊絲進給機 之間的非焊接電源。主接觸器通常龐大並且昂貴，因此可以想到的是次接觸器
與主接觸器相比要小的多。通過使用除主接觸器之外的次接觸器，對於焊絲進 電池來對焊絲進給機電子電路供電，電源就可向焊絲進給機提供充足的電能。
除了向主控制器32提供接觸器控制消息72之夕卜，可以想到的是收發器通 過數字模擬轉換器76向主控制器32傳送電弧電壓指令信號74。
與焊絲進給機的收發器相類似，收發器68還通過耦合變壓器82以及放大 器84、 86連接到焊接端子78、 80。耦合變壓器提供與焊絲進給機14中的耦 合變壓器66相似的功能。當使能放大器84時，放大器84支持沿焊接電纜從 電源到焊絲進給機的數據的傳送。當使能放大器86時，放大器86有助於沿焊 接電纜接收來自焊絲進給機的數據。
在優選實施例中，控制指令信號封裝在LonTalk 協議中並按照BPSK調 制方案來編碼，以及使用雙載體在焊接電路中傳送，以便提供在電源與焊絲進 給機之間的魯棒性的通信鏈路。也就是說，在電源與焊絲進給機之間的通信在 操作波段CENELEC A和CENELEC C經過窄帶雙相移相4定控PSK的數字調 制。正如參考圖6所描述的一樣，在電源與焊絲進給機之間的通信包括驗證/ 確認特徵以提高通信鏈路的魯棒性。
意圖。電源108通過焊接電纜112、 114可操作地連接到焊絲進給機110以便 向焊絲進給機110傳送焊接電源。根據在這裡所描述的實施例，電源108還可 向焊絲進給機110提供次級或備用電源。也就是說，或是電源電路116可被配 置為提供兩個輸出，或是包含次級供電以提供電源108的第二輸出。對於這兩 種的任何一種情況，在連接有電纜112、 114的端子118、 120處提供來自電源 108的功率。如在圖5所示的實施例中，電源108具有用於控制焊接參數和電 源108的輸出的主控制器122。可選地，可包括用戶界面124以便操作者可控 制電源輸出及模式、焊絲供給以及來自電源的其它焊接參數。用戶界面124 可採用旋鈕、開關、按鈕、以及例如LCD或觸控螢幕顯示器那樣的更先進的控 制形式。
此外，電源108包括用於沿電纜112、 114與焊絲進給機110通信的收發 器126。如圖所示，收發器126包含一對用於接收數據的輸入130以及一對用於傳送數據的輸出132。傳送的數據可包括來自用戶界面124或主控制器122 的控制指令。然而，收發器126最少為僅具有輸入130的接收器。收發器126 通過耦合變壓器128連接到焊接電纜112、 114。
如上所述，操作收發器126通過解碼在載波上由焊絲進給機IIO對焊接電 纜112、 114中的一條或是兩條施加給定的頻率而編碼的控制信號和指令來接 收數據。收發器126還可通過在相關頻率的載波上對信息編碼並且沿焊接電纜 112、 114中的一條或兩條施加編碼後的載波來傳送信息。因此，操作者可通 過用戶界面124來設定焊絲供給設置和焊絲進給機110的其它控制參數。主控 制器122接收來自用戶界面124的設定並且通過收發器126的協議將該設定轉 換為用於傳送的可編碼的指令。
為了提高在焊接電纜112、 114上傳送信號的質量，優選地，電路可電連 接至焊接電纜112、 114以改善SNR和/或提高關心頻率(優選地，對應於收 發器126的載波頻率)下的阻抗。如本領域技術人員所公知的一樣，當向負載 供電時，大功率電源系統的電纜會出現高頻噪聲。這種噪聲可嚴重影響沿電纜 傳送的數據信號，並且大大降低SNR。 一種降低這種噪聲並且因而提高SNR 的方式在於在大功率電源系統的端子118、 120之間包括低通濾波器134。本 質上，電容134可作為低通濾波器，通過衰減高於關心頻率的頻率來去除在合 適的波段下的噪聲。濾波器開始衰減或是阻擋噪聲的頻率可以是高於關心的頻 率的任何期望的頻率，並且基於電源產生的噪聲的波段，可處於包括關心的頻 率的多個範圍之內。本領域技術人員還可以理解的是能夠使用無源及有源濾波 器在內的多種低通濾波器來降低或消除噪聲，例如運算放大器濾波器、基於晶 體管的濾波器等。
此外，本領域技術人員可以理解的是，電源108的輸出端子118、 120對 焊接電纜112、 114產生低阻抗終端，從而引起較大的注入損耗並且導致較差 的信號質量。實際上，在電源108的輸出118、 120加入某種類型的低通濾波 器會惡化這種現象。 一種提高在傳送頻率下操作的焊接電纜112、 114的終端 處阻抗的方法在於，在所示出的靠近電源108的端子118、 120的位置處的焊 接電纜112、 114上包括諧振電路136。在一個實施例中，電源108的諧振電 路136為LC ^f諸能電路。電感部件142和電容部件140確定諧振電路起諧振的
頻率，使用電阻部件138來才是高峰值阻抗。因此，通過正確地選擇這些部件，
可將諧振電路136的峰值阻抗設定為收發器126的傳送頻率，並且相應地降低 注入損耗。
在另一實施例中，收發器126被配置為以第一頻率發送控制信息，並且如 果沒有接收到來自焊絲進給機110的響應，則收發器126以第二頻率自動或選 擇性地重新發送信息。因此，期望將諧振電路136的峰值阻抗簡單地設定為收 發器的發送頻率的平均頻率。包含這種諧振電路的變型例是包括兩個諧振電 路，並且每個諧振電路在收發器126的發送頻率具有峰值阻抗。然而，諧振電 路136還應適配於在多個頻率設定峰值阻抗以匹配收發器126 (或是焊絲進給 機110的收發器154)的發送頻率。例如，諧振電路126可由對應於發送頻率 的兩個或更多個諧振電路組成，而這些發送頻率可被切換或是通過收發器126 或收發器154的控制器來選擇性地施加到焊接電纜112、 114。可選地，諧振 電路136的電容部件140、電感部件142和/或電阻部件138可以是可變部件， 以使諧振電路136可在多個頻率下獲得峰值阻抗。
與電源108相類似，焊絲進給機110還可包括具有通過耦合變壓器156耦 合到焊接電纜112、 114的輸入線158及輸出線160的電源線收發器154。然 而，可以理解的是收發器154可僅為與電源108單向通信的發射器。如上所述， 通過在焊接電纜112、 114上的PSK編碼信號的傳送來實現電源108與焊絲進 給機110之間的通信。優選地，通過例如LonTalk⑧協議那樣的尤其適合於電 源線傳送的協議來傳送信號。從收發器154到電源108傳送的信號可包括例如 電壓和電流設定、輸出模式、觸發信號、接通-斷開指令以及焊絲供給設定的 控制指令。
為了提高發送和接收的控制指令的信號質量，諧振電路144連接到焊接電 纜112上以在其終端處提供增大的阻抗。提供峰值阻抗時所在的頻率基於選擇 諧振電路144的電容部件148還是電感部件150。此外，為了允許改變收發器 154的傳送或載波頻率，如上所述，諧振電路144可在平均頻率、兩個或更多 個頻率、或可變頻率下提供峰值阻抗。
在所述的實施例中，電壓設定控制162和焊絲供給控制164提供控制信號 和設定，這些控制信號和設定或是傳送到收發器154以傳送到電源108，或是
傳送到例如焊絲供給電機(未示出)的焊絲進給機電子電路152。所示出的電
壓設定控制162和焊絲供給控制164為雙向連接至收發器154，從而來自電源 108的用戶界面124的控制指令可發送至收發器154。因此，當操作者通過控 制162、 164選擇電源108的功率輸出或模式時，選擇可被轉換為控制指令， 在載波頻率上被編碼，被電源108的收發器126所接收，被主控制器122所處 理，並且電源108相應地提供選擇的輸出(即焊接電源、備用電源、無電源、 電壓/電流控制、恆電流、恆電壓等)。相似地，無論是從電源108接收還是從 用戶操作控制162、 164直接地接收，包括例如電機速度控制、焊絲傳感器以 及焊絲供給輥的焊絲進給機電子電路152在由電壓控制162和焊絲供給控制 164設定的參數下操作。
如圖所示，焊接電纜112通過電源線166直接向焊炬168提供電源並且焊 接電纜114通過線170直接地連接到工件172。焊接電纜112、 114還通過諧 振電路144向焊絲進給機電子電路152提供電源。在某些優選實施例中，焊炬 168包括連接到收發器154的觸發傳感器(未示出)以通過焊接電纜112、 114 提供觸發信號反饋。因此，電源108可以通過焊炬168的接合來簡單地從備用 或關閉狀態切換至打開或焊接供電狀態。
現在參考圖6，示出了根據本發明另一方面的遠程控制電源的步驟的流程 圖。處理88開始於90來檢測用戶對例如控制旋鈕52、 54或觸發開關30的操 作參數輸入器件的其中之一的輸入。焊絲進給機中的收發器的軟體使得這個用 戶的輸入與網絡變量關聯。結果，參數輸入器件的改變會引起網絡變量的改變。 使用例如LonTalk 協議的期望的協議，這個新的網絡變量以包含相關的操作 控制數據的控制指令信號的形式沿焊接電路被傳送92至電源。如上所述，為 了在焊接電纜上傳送，使用BPSK調製方案來編碼包括網絡變量數據，即操作 控制數據的協議層。隨後，焊絲進給機的收發器等待來自電源的收發器的確認 信號以便確認在92所傳送的控制指令信號被正確地接收。如此，處理前進至 判定塊94。
如果接收到控制指令信號並且由焊絲進給機94、 96接收到確認，則處理 循環回到步驟90並且等待下次用戶輸入。然而，例如，如果沒有正確地接收 到所傳送的控制指令信號，即電源收發器發送錯誤信號，或是如果焊絲進給機收發器94、 98沒有接收到確認信號，則在100重新發送控制指令信號。雖然 可以與原始發送相同的頻率來重新發送，但是優選地以與原始發送不同的頻率 來重新發送。例如，在一個優選實施例中，原始發送處於或接近128kHz並且 重新發送處於或接近141kHz 。
在控制指令信號的重新發送100之後，處理前進至步驟102並且確定在 102是否與在步驟94執行的驗證的方式相似地接收並且確認重新發送。如果 接收並且驗證重新發送102、 104,則處理返回步驟90並且等待用戶對參數輸 入器件的其中之一的輸入。然而，如果沒有接收到重新發送或是沒有驗證重新 發送102、 106，則在一個優選實施例中處理返回步驟92，並且以原始頻率重 新發送控制指令信號。之後，處理反覆循環直至接收並驗證控制指令信號。
可以想到的是除了以原始頻率重新發送控制指令信號之外，重新發送還可 以採用另一、第三(第四、第五、第六等)頻率。在這個方面，通過多個頻率 來重新發送及循環指令信號直到接收並且驗證該指令信號。此外，可以想到的 是，無論使用兩個傳送頻率還是更多傳送頻率，在通信控制器向用戶提供4晉誤 消息之前嘗試固定次數的傳送。可以想到的是，錯誤可採用音頻和/或視頻信 號的形式並且引起焊絲進給機進入或保持備用狀態。
本發明支持焊絲進給機與電源之間的雙向確認通信。在這個方面，電源向 焊絲進給機發送數據並且焊絲進給機向電源發送數據。此數據可以是操作數據 或信號確認數據。在任^T情況下，優選地，當控制器發送操作控制指令時每個 通信控制器均執行如圖6所示的流程圖步驟。因此，當向焊絲進給機進行操作 控制數據的傳送時電源通信控制器執行處理88，並且當向電源進行操作控制 數據的傳送時焊絲進給^L通信控制器執行處理88。
儘管雙向通信是優選的，但是可以想到的是，焊絲進給機可具有發送器， 電源和接收器並且接收器支持這兩個部件之間的單向通信。
如上所述，控制指令信號包括關於焊絲進給機的期望的操作參數的信息並 且命令電源的主控制器從其它參數中設定焊接電源的輸出的幅值(伏特或安 培)、焊接電源的模式(CC或CV)、以及焊絲供給速度。焊絲進給機收發器 還可被配置為發送關於JOG和PURGE功能的指令。也就是說，當在焊絲進 給機上按下JOG按鈕時，每次焊接電源的開路電壓下降到零，收發器均自動
重複最小參考指令。
儘管電源和焊絲進給機的通信控制器已經被描述為在電源和焊絲進給機 的內部，但是可以想到的是， 一個或兩個控制器還可設置在電源和焊絲進給機 的外部的才莫塊中。在這個方面，通信網絡可採用工具箱的形式以翻新現有的焊 接系統。還可想到的是，新系統還可被構建為具有紫固在電源和/或焊絲進給 機的外表面的通信模塊。
用戶界面被設計為接收來自操作者的集中定義焊接處理的操作的模擬和/
或離散輸入。由於焊絲進給機14支持焊接處理的數位化控制，因此操作者能 夠通過用戶面板46輸入特定程度的具體精確操作參數。然而，由於焊接系統 IO是受遠程控制的系統，焊絲進給機14的通信控制器接收用戶輸入，而這些 輸入被反饋到焊絲進給機收發器以沿焊接電纜向電源通信控制器發送。
再次參考圖3，如上所述，焊接電源12可包括低壓DC電源36，用於當 焊絲進給機14處於開啟、非焊接狀態，即備用狀態時，可沿焊接電纜16傳遞 次級電源。在這個方面，可對焊絲進給機14的電子電路充足供電，因而避免 了在焊接目標之間"重啟，，焊絲進給機14。然而，本領域技術人員可以理解 的是，在焊接開始經過指定時間之後，焊絲進給機14可被關閉。儘管不是優 選地，但是可以在焊絲進給機中設置電池(未示出)以便當電源沒有供電時向 焊絲進給機的電子電路供電。相應地，可以想到的是，直至通過接收來自焊絲 進給機的控制指令命令電源向焊絲進給機供電，電源才開始向焊絲進給機供 電。可以理解的是，電池可以是可充電電池並且可以連接至焊接電路，以便在 有源焊接期間進行充電。
如上所述，可包含在電源12中或是位於電源之外的低電壓電源36被設計 為在焊絲進給機的備用操作期間向焊絲進給機提供相對低電壓電源。在優選實 施例中，沿焊接電纜提供低電壓電源。如此，當電源12中集成設置低電壓電 源36時，電源將包括通常參考為二極體42的主接觸器以及通常參考為二極體 40的次接觸器，來控制電源與焊絲進給機之間的電流。也就是說，主接觸器 42電連接至主電源38,即被設計為將來自電站或驅動電源的輸入功率調節為 焊接類型的處理可以使用的形式的變壓器，該主接觸器42將被用來控制焊絲 進給機與電源之間的焊接(或是相對高)電壓的應用。在這個方面，直至通過
沿焊接電纜16接收來自遠程的焊絲進給機的操作員指令具體地命令主接觸器
42接通時，主接觸器42才接通以形成焊絲進給機與電源之間的焊接電路。
另一方面，與主接觸器42電絕緣的並且與低電壓電源36電連接的次接觸 器40可被用於控制低電壓電源36的應用。也就是說，如果電源12正在操作 並且連接至焊絲進給機14或是其它某遠程設備，沿電纜16將會出現低電壓來 向焊絲進給機或其它遠程設備的電子電路供電。然而，在焊接處理期間，焊絲 進給機將會使用或是分接出主電壓或焊接電壓，以便控制焊絲進給機的電子電 路。可以想到的是，電源和焊絲進給機均至少具有三種狀態一一斷開狀態、焊 接(接通)狀態以及備用狀態。備用可被定義為非焊接、接通狀態，其中焊絲 進給機及其電子電路被供電但是並未發生有源焊接處理。可以期望的是在焊接 之間的間隔期間內焊絲進給機處於備用。
遠程控制的電壓感應接收器部被配置為檢測啟動及參考指令。因此，遠程 用戶可遠程地接通電源的焊接電源輸出並且設定電源輸出的幅值。焊絲進給機 還包括用於檢測電弧電流並且當焊接時在接通狀態下保持電源的電流感應電 路(未示出)。焊接電源輸出有效地接替在備用狀態下向焊絲進給機供電的備 用電源輸出。也就是說，可以想到的是，在電源中的主接觸器和次接觸器當坪 接時均處於導通狀態，但是當焊絲進給機處於備用時僅次接觸器處於導通。此
供電的電路。
如上所述，在優選實施例中，焊絲進給機被構造為無需典型地用來接通焊 接電路的接觸器，即允許向電極傳送焊接電源。儘管是優選的，但是本發明並 未以此為限。也就是說，可以想到的是，焊絲進給機可以被構造為具有接觸器 以接通焊接電路。在這個方面，當接通時，指令電源向焊絲進給機提供焊接電 壓，但是直至在焊絲進給機中的控制器引起接觸器接通，焊接電壓才被傳送到 電極。在這個方面，無需從備用狀態到焊接電源的傳送狀態的電壓的遠程狀態 切換，即可提供遠程電壓控制。這種構造的一個優點在於，可從焊接電纜之間 存在的開路電壓直接地以傳統方式來向焊絲進給機電子電路供電。對於那些期 望避免專用的焊絲進給機接觸器的實施例，可以想到的是，或是由電源向焊絲 進給機提供非焊接電壓以供電焊絲進給機電子電路，或是可選地，焊絲進給機
可設置有電池，以便當由電源向焊絲進給機傳送非焊接電源時向焊絲進給機電 子電路提供操作電源。
此外，如上所述，可以想到的是，電源可以遠程地被從備用狀態切換至焊 接狀態。在備用狀態下，電源向焊絲進給機提供低電壓、低電流電源來對焊絲 進給^U的電子電路充足地供電。在焊接狀態下，電源向焊絲進給機提供高電壓、 高電流輸出。然而，在另一實施例中，可以想到的是，可遠程命令電源在中間 狀態下操作。在這種中間狀態下，電源向焊絲進給機提供低電壓、適中的電流 能量。在這種狀態下，如同在備用狀態下，電源仍提供非焊接電源，但是對那 些與在備用狀態下由電源提供的相比較需要更大電流消耗的非焊接任務提供 額外的電源。例如，當操作者按下在焊絲進給機上的JOG按鈕時，可指令電
源進入中間狀態。在這個方面，焊絲進給機需要來自電源的JOG電源，當由 電源提供JOG電源時，該JOG電源激活焊絲進給機的驅動電機來緩慢供給焊 絲。可以理解的是，緩慢供給焊絲是一種示例性非焊接任務並且還可以想到其 它的非焊接任務。
如上所述，本發明還可應用於例如TIG和粘結焊機的非MIG焊接系統。 此外，可執行上述的電路以自動調節電源的輸出來補償沿焊接電纜發生的損 耗。也就是說，在某些製造和/或工業設置下，焊接處於距離電源相對很遠的 地方。如此，焊接電纜可能長達數十至上百英尺。這樣的焊接電纜長度會導致 從電源的輸出端子至焊機出現損耗。筒單而言，在電源(其中焊接電纜連接至 電源)的輸出端子處的電壓可能大大高於焊機上的電壓。相應地，可使用本發 明來傳送在焊接處的電壓反饋信號至電源，於是電源中的主控制器或其它控制 器比較端子處的電壓與焊接處的電壓，並且調節端子處的電壓使得沿焊接電纜 經歷損耗之後，在焊接處的電壓處於用戶所要求的電平。
因此，根據本發明的一個實施例，焊接型系統具有被設計為向焊接類型的 處理傳遞電能的電源。電源在備用狀態下也可操作，其中電源為自我供電但是 不向焊接類型的處理傳遞電能。焊接系統進一步具有可才喿作地連接的遠程設備 以沿焊接電纜接收來自電源的電能。在電源與遠程設備之間通過焊接電纜建立 通信鏈路並且被配置為至少在遠程設備與電源之間傳遞控制指令。在一個優選 方面，使用窄帶移相鍵控(PSK)調製來編碼控制指令並且以第一頻率將控制
指令發送。如果在第一頻率沒有接收到來自電源的響應，則以第二頻率重新發 送相同的指令。此外，通信鏈路還包括用於檢測當遠程設備的觸發開關被切換 至焊接起始位置的傳感器，並且一旦具有所述檢測，就引起通信鏈路向電源發 送信號以從備用狀態切換至供電狀態。
在本發明的實施例中，焊接類型的系統包括在其端子處至少傳遞焊接類型 電能的電源、連接至電源並通過連接至端子的電纜接收來自電源的電能的遠程 設備、連接至遠程設備的用於使用移相鍵控(PSK)編碼將控制指令編碼到載 波上以及隨後沿電纜發送編碼後的控制指令的發送組件、連接至電源以接收和 解碼被編碼的控制指令的接收器以及連接至電纜的被配置為改善編碼後的控 制指令的信號質量的至少一個電路。
本發明還體現在一種製造遠程可控焊接型系統的方法中。該方法包括如下
步驟提供用於沿焊接電纜選擇性提供焊接電源或備用電源的電源；可操作地 連接具有操作員控制的遠程設備至焊接電纜；不論電源正在提供焊接電源還是 備用電源時，配置遠程設備為通過傳送協議沿焊接電纜與電源通信；以及通過 濾波高頻噪聲和提高終端處的阻抗的其中之一或是兩者來沿焊接電纜改善傳 送質量。
在本發明的另 一實施例中，用於焊接型系統的通信組件包括連接至遠程焊 接類型設備的發送器。發送器被配置為沿焊接電纜發送至少控制指令。通信組 件還包括連接至電源的接收器。接收器被配置為沿焊接電纜接收由遠程焊接類 型設備發送器發送的控制指令。還包括被配置為根據控制指令調節電源輸出的 控制器。此外，通信組件還包括連接至電源的輸出端子和接收器的輸入的其中 之一或是兩者的信躁比耦合電路。
已經通過優選實施例描述了本發明，可以理解的是，除了那些明確表述的 實施例之外，相等例、可選例以及變形例均可以實現並且落入所附的權利要求 書範圍之內。
權利要求
1.一種焊接型的系統，包括電源，被設計為向焊接型的處理供電；遠程設備，可操作地連接以沿焊接電纜接收來自電源的電能；以及通信鏈路，被配置為至少在遠程設備與電源之間傳遞控制指令，並且沿焊接電纜在電源與遠程設備之間建立該通信鏈路，其中使用窄帶雙相移相鍵控調製來編碼控制指令。
2. 根據權利要求1所述的焊接型系統，其中移相鍵控調製包括窄帶雙相 移相鍵控。
3. 根據權利要求1所述的焊接型系統，其中通信鏈路還被配置為沿焊接 電纜以第一頻率發送給定的指令信號，並且如果沒有充分地接收到給定的指令 信號，則沿焊接電纜以不同於第一頻率的第二頻率發送給定的指令信號。
4. 根據權利要求3所述的焊接型系統，其中第一頻率大約為128kHz,而 第二頻率大約為141kHz。
5. 根據權利要求1所述的焊接型系統，其中，通信鏈路還被配置為當遠 程設備處於空閒時沿焊接電纜僅傳送控制指令。
6. 根據權利要求1所述的焊接型系統，其中在有源焊接型處理期間，通 信鏈路還被配置為沿焊接電纜傳送控制指令。
7. 根據權利要求1所述的焊接型系統，其中遠程設備是焊絲進給機。
8. 根據權利要求7所述的焊接型系統，其中焊絲進給機是電壓感應悍絲 進給機。
9. 根據權利要求1所述的焊接型系統，其中通信鏈路包括傳感器，傳感 器被設計為感應焊接型的焊槍的觸發開關的按下及釋放，當觸發開關被按下時 沿焊接電纜從遠程設備向電源傳送供電起始信號，而當觸發開關被釋放時沿焊 接電纜從遠程設備向電源傳送供電終止信號。
10. 根據權利要求1所述的焊接型系統，其中控制指令包括用於焊接型處 理的電源所期望的操作參數。
11. 根據權利要求10所述的焊接型系統，其中期望的操作參數包括期望的電弧電壓。
12. —種焊4妾系統，包括電源，在傳送焊接處理的電源的電源傳送狀態下可操作，並且在電源是自我供電但是不向焊接處理供電的備用狀態下可操作；焊絲進給機，位於遠離電源的位置並且與焊絲進給機連接，該焊絲進給機 被設計為沿焊接電纜接收來自電源的用於焊接處理的電源；焊炬，具有觸發開關並且可操作地連接至該焊絲進給機，該焊炬被設計為 在焊接處理期間向工件傳送可消耗的焊絲；通信網絡，位於電源與焊絲進給機之間，該通信網絡被設計為在電源與焊 絲進給機之間沿焊接電纜發送控制指令；以及其中該通信網絡包括傳感器，用於檢測當觸發開關切換至焊接起始位置並 且一旦具有所述^r測就引起通信網絡向電源發送供電信號，當電源接收到供電 信號時，導致電源從備用狀態切換至供電狀態，使得從電源向焊絲進給機傳送 用於焊接處理的電能。
13. 根據權利要求12所述的焊接系統，其中該電源還被配置為當處於備 用狀態時向焊絲進給機提供非焊接電源，並且當電源處於備用狀態時由非焊接 電源向焊絲進給機的電子電路供電。
14. 根據權利要求12所述的焊接系統，其中該通信網絡包括焊絲進給機 收發器和電源收發器。
15. 根據權利要求14所述的焊接系統，其中每個收發器均被配置為沿焊 接電纜發送操作控制指令。
16. 根據權利要求15所述的焊接系統，其中使用雙相移相鍵控調製來發 送操作控制指令。
17. 根據權利要求15所述的焊接系統，其中該通信網絡被設計為以第一 頻率首先發送給定的指令信號，並且如果沒有正確地接收到給定的指令信號， 則隨後以不同於第 一頻率的第二頻率來發送給定的指令信號。
18. 根據權利要求17所述的焊接系統，其中第一頻率大約為128kHz以及 第二頻率大約為141kHz。
19. 一種遠程控制用於焊接的電源的方法，包括如下步驟 從焊絲進給機向遠離焊絲進給機的電源發送包含操作控制信息的第一控 制消息，沿連接焊絲進給機與電源的焊接電纜發送第一控制消息，並且以第一頻率來發送第一控制消息；確定電源是否接收到第一控制消息；以及 如果沒有接收到第 一控制消息，則從焊絲進給機向電源發送不同於第一控制消息的但是包含第一控制消 息的操作控制信息的第二控制消息，沿焊接電纜並且以不同於第一頻率的第二 頻率來發送第二控制消息。
20. 根據權利要求19所述的方法，還包括以大約128kHz發送第一控制消 息並且以大約141kHz發送第二控制消息的步驟。
21. 根據權利要求19所述的方法，還包括使用移相鍵控數字調製來調製 第 一控制消息和第二控制消息的步驟。
22. 根據權利要求18所述的方法，還包括當處於備用狀態時以電源沿焊
23. 根據權利要求18所述的方法，其中在有源焊接操作期間發生發送的 步驟。
24. 根據權利要求18所述的方法，其中當焊絲進給機處於空閒時發生從 焊絲進給機向電源的傳送。
25. 根據權利要求18所述的方法，還包括一旦用戶調節參數輸入設備時 就自動地發送第 一控制消息的步驟。
26. —種焊接型系統，包括電源，被配置為在其端子處傳遞焊接型電源；遠程設備，被連接通過連接至該端子的焊接電纜接收來自電源的電能； 發送組件，連接至遠程設備並且配置為使用移相鍵控(PSK)將控制指令 編碼在載波上並且沿焊接電纜發送編碼後的控制指令；控制指令；以及電路，連接至焊接電纜並且設計用於改進編碼後的控制指令的信號質量， 比在沒有該電路的情況下所產生的信號質量高。
27. 根據權利要求26所述的焊接型系統，還包括控制器，連接至電源和接收器並且配置為處理控制指令和相應地調節焊接 型參數。
28. 根據權利要求27所述的焊接型系統，其中控制指令至少包括電壓和 電流設定、輸出模式、觸發信號、接通-斷開指令以及焊絲供給設定的其中之
29. 根據權利要求26所述的焊接型系統，其中傳送組件配置為當電源是 傳送焊接型電源時以及當電源不是傳送焊接型電源時，傳送編碼後的控制指 令。
30. 根據權利要求26所述的焊接型系統，其中傳送組件還被配置為或是 通過窄帶雙相移相lt控(BPSK)或是通過四相移相4建控(QPSK)來編碼控制 指令。
31. 根據權利要求26所述的焊接型系統，其中該電路至少包括下列之一 連接到電源的端子的降躁電容、連接到電源的端子的LC儲能電路以及連接到 遠程設備的輸入的LC儲能電路。
32. 根據權利要求31所述的焊接型系統，其中，設置降躁電容作為低通 濾波器並且設置LC儲能電路來分別提高對應於在電源的端子處以及遠程設備 的輸入載波的頻率的阻抗。
33. 根據權利要求26所述的焊接型系統，其中遠程設備是焊絲進給機。
34. 根據權利要求26所述的焊接型系統，還包括 第一耦合變壓器，連接發送組件至焊接電纜；和 第二耦合變壓器，連接接收器至焊接電纜。
35. —種製造遠程可控焊接型系統的方法，包括提供能夠沿焊接電纜選擇性提供焊接電源和備用電源的電源； 可操作地連接具有操作員控制的遠程設備至焊接電纜；電纜通過傳送協議與電源通信；以及通過濾波高頻噪聲以及提高在焊接電纜的終端的阻抗中的至少之一來提 供在焊接電纜上的改善的傳送質量。
36. 根據權利要求35所述的方法，還包括 配置遠程設備將遠程設備的操作員控制的控制指令傳遞給電源。
37. 根據權利要求36所述的方法，其中控制指令至少包括下列之一接 通-斷開指令、輸出模式、電壓及電流設定、焊絲供給設定以及觸發信號。
38. 根據權利要求35所述的方法，還包括纜通過傳送協議與遠程設備通信。
39. 才艮據權利要求35所述的方法，還包括配置遠程設備通過移相鍵控將傳送協議的消息調製到傳送頻率來與電源 通信。
40. 才艮據權利要求35所述的方法，其中提高傳送質量的步驟至少包括下 列之一在電源的輸出端子處連接低通濾波器、在電源的端子處集成諧振電路 和焊接電纜以及在遠程設備的輸入處集成諧振電路和焊接電纜。
41. 根據權利要求40所述的方法，還包括抗。
42. 根據權利要求40所述的方法，還包括選擇低通濾波器以允許遠程設備以發送頻率發送並且衰減頻率高於發送 頻率的噪聲。
43. —種用於焊接型系統的通信組件，包括發送器，連接至遠程焊接型設備並且配置為沿焊接電纜發送控制指令； 接收器，連接至電源並且配置為從焊接電纜接收控制指令； 控制器，配置為根據控制指令調節焊接參數；以及 SNR耦合電路，至少連接至電源的輸出端子或接收器的輸入之一。
44. 根據權利要求43所述的通信組件，其中SNR耦合電路包括 低通濾波器，連接至電源的輸出端子；和 至少一個阻抗激增電路，連接至焊接電纜的終端。
45. 根據權利要求43所述的通信組件，其中發送器還被配置為通過移相 鍵控將控制指令調製到載波頻率上以便在焊接電纜上發送。
46. 根據權利要求43所述的通信組件，其中配置發送器和接收器在電源 提供焊接電源時以及電源不提供焊接電源時操作。
47. 根據權利要求43所述的通信組件，其中遠程焊接型設備的發送器和 電源的接收器均包含在焊接電纜上雙向通信的收發器。
48. 根據權利要求47所述的通信組件，其中設置至少一個阻抗激增電路 來增大在收發器發送的頻率的焊接電纜的至少 一 個終端的阻抗。
49. 根據權利要求48所述的通信組件，其中至少一個收發器被配置為以 第一頻率發送，如果在第一頻率沒有接收到響應，則以第二頻率發送。
全文摘要
本發明關於一種利用沿連接電源(12)與例如焊絲進給機(14)的遠程設備(14)的焊接電纜(16、18)傳送至焊接電源(12)的指令信號來遠程控制焊接機的系統(10)和方法。發送器沿被設計為從電源(12)向焊絲進給機(14)傳遞焊接電源的焊接電纜(16、18)發送包含期望的焊接操作參數的控制指令至設置在電源(12)中的接收器。
文檔編號H04L1/18GK101360580SQ200780001706
公開日2009年2月4日 申請日期2007年2月14日 優先權日2006年2月22日
發明者布萊恩·L.·奧特, 昆·沙爾特納 申請人:伊利諾斯工具製品有限公司