[发明专利]设置焊接设备和控制器位置检测系统的焊接系统

说明书

相关申请的交叉引用

本项申请主张2010年3月10日提出的第61/312526号美国临时专利申请案《工艺控制焊炬姿态传感器》及2011年3月4日提出的第13/041205号美国专利申请案《焊接设备的位置监控系统和方法》的优先权，上述申请案通过引用的方式并入本文。

背景技术

本发明大体上涉及焊接系统，具体涉及在焊接作业中监控焊接设备位置的系统和方法。

焊接已成为各行各业普遍采用的工艺。举例来说，焊接常用于造船、飞机维修、建筑等领域。在焊接作业过程中，需要有操作人员在各个位置之间转动焊炬等焊接设备，以使焊接设备保持在适合焊接作业的位置。举例来说，很多传统焊接作业能在水平面上实施，但是在某些焊接环境中，操作人员需要焊接其上方的工件。在这种情况下，需要将焊接设备转入头顶位置，须使用一组与先前的横焊或平焊不同的焊接参数。可惜，在很多需要作仰焊等“错位”焊接应用中，操作人员不得不返回焊接电源改变电流强度等一项或多项参数，从而影响了整体工作效率，特别是位置变化相对频繁的情况。相应地，需要改进焊接系统，克服普通系统的上述缺点。

发明内容

在一个示范性实施例中，焊接系统包括焊接电源，焊接电源包括电源转换电路，用于接收主电源，并且将主电源转换成适用于焊接作业的焊接电源。位置检测系统包括至少一个传感器，用于测量在焊接作业中表明焊接设备，如焊炬等的位置参数，。焊接系统还包括一个控制器，控制器可通信地连接位置检测系统，用于接收位置检测系统在焊接作业过程中发回的关于焊接设备位置的反馈信息，确定焊接设备位置到达预定转换点的时间，并控制焊接电源，当焊接设备位置到达预定转换点前，使系统在第一焊接参数集内运行，当焊接设备位置到达预定转换点后，使系统在第二焊接参数集内运行。

在另一个实施例中，焊接系统包括焊接设备，用于在焊接作业中引燃焊弧，和位置检测系统，用于测量表明焊接设备位置的参数。焊接系统还包括控制器，用于接收位置检测系统发回的关于焊接设备在至少两个轴上的位置反馈信息，在焊接作业过程中，根据收到的反馈变化在第一运行参数集和第二运行参数集之间选择性地转换控制焊接系统。

在另一个实施例中，焊接系统的控制器用于接收焊接设备的位置反馈信息，根据收到的反馈信息在坐标系(至少包括两根轴)中解析焊接设备的位置。此外，控制器还监控焊接作业过程中焊接设备在坐标系中的位置，当焊接设备的位置到达预定转换点的时，至少向焊接电源或操作人员之一指示。

附图说明

下面通过具体实施例结合附图对本发明的特性、方面和优点进行详细说明，附图用类似的字符表示类似部件，其中：

图1显示了本发明实施例所述的一个示范性焊接系统，用于激活、控制、并且向焊接作业供电；

图2的框图显示了图1所示的电焊机、送丝机和焊炬组件的内部构件的实施例；

图3显示了本发明实施例所述的一种示范性方法，可供图1所示系统的控制器用于操作传感系统；

图4显示了本发明实施例所述的一种在多轴位置系统(监控焊炬的变化位置)中执行的示范性焊接作业；

图5显示了本发明一个实施例所述的解析焊炬位置图，解析焊炬位置包含预定转换点，控制器可以在该转换点在第一焊接参数集与第二焊接参数集之间切换；

图6显示了本发明一个实施例所述的一种控制方法，可供示范性焊接系统的控制器用于监控就位焊接和错位焊接。

具体实施方式

现在介绍焊接系统的实施例，焊接系统包括位置系统和控制系统，用于在焊接作业过程中连续确定焊接设备(焊炬、等离子焊枪等)的位置，确定焊接设备到达预定转换点的时间，详细说明参见下文。在某些实施例中，控制系统设置为提醒操作人员注意到达转换点的时间，例如，通过操作人员看得见的控制面板上的指示器(照明装置等)进行提醒。在另一些实施例中，控制系统设置为在确定焊接设备位置已经到达或超过转换点时在第一焊接参数集和第二焊接参数集之间切换。

例如，在一个实施例中，位置检测系统检测焊炬在就位焊接(横焊等)和错位焊接(仰焊等)之间的转换时间，控制系统在检测到位置转变时自动调整一个或多个焊接参数。又如，在这样的实施例中，控制系统可改变电源的安培数设置，使仰焊的发热量比类似的平焊发热量降低15％左右。换言之，在某些实施例中，当焊接设备从适合平焊的位置转动到适合仰焊的位置时，可在既定应用中适当减小焊接作业的电流设置。同样，当焊接设备在仰焊位置和平焊位置之间转换时，可以适当增大或减小安培数，或改变其他焊接参数。