具有共形天线的焊接电源制造技术

公开了一种焊接系统，其包括通过使用低剖面和平面天线(40)的无线系统进行通信的多个焊接部件(20,21,33,43)。所述焊接系统包括焊接电源(43)以及一个或多个通过Zigbee或其他无线通信网络进行通信的其他焊接系统部件(20,21,33)。通过安装到焊接设备(20,21,33,43)的壳体外部的天线(40)在所述焊接系统的所述部件(20,21,33,43)之间传输通信。所述天线(40)可以是线性或圆形极化的低剖面平面天线(40)，其可被有利地安装到壳体上，同时限制了与环境的不期望的接触，并且因此来限制损害的可能性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】具有共形天线的焊接电源本申请要求2013年3月15日提交的序列号为61/789，746的美国临时专利申请的权益，其全部内容通过引用合并到本文中。
本专利技术涉及焊接系统，并且更具体地涉及用于在焊接系统的部件之间的无线通信的平面天线。
技术介绍
工业焊接单元中使用的焊接系统通常包括各种专门的相互连接以执行焊接的设备。该设备可以包括例如，焊接电源、送丝机以及诸如自动化控制器、机器人或者固定的自动化部件的自动化设备。焊接电缆将电力和焊丝输送到待焊接工件，并且是系统的必要部件。这些部件和其他装置之间的通信通常也通过电线或电缆来传输。例如，图1中示出了一种典型的系统。此处，示出焊接电源108通过一系列电缆104，106和107连接到机器人控制器105，机器人101，送丝电动机102和气体阀103。焊接电缆109和112向工件110和相应的电极丝提供电力。电压反馈电缆109向电源108提供反馈信号。其余电缆通常在焊接单元的部件之间传输通信，该通信包括命令信号和反馈信号。通过电线传输通信信号存在很多优点，如此处所示。有线通信通常对于来自与焊接相关的电磁场的噪声以及比如高频起动机的相关设备，引起的干扰更具免疫力。因为焊接设备被用于工业环境中，然而，布线却引起很多问题。例如，将焊接单元的总体尺寸或占地面积(footprint)最小化通常是很重要的。然而，电缆会成问题，因为当在各种设备之间走线时，电缆会减小焊接操作员在单元内移动的可用区域。另外，当不恰当地放置时，电线和电缆会被铲车或者其他用于工业环境中的设备损害。因此，希望使用无线通信将焊接单元或者其他设施中的焊接设备互联。但是，焊接设备中使用的电气和电子电路通常被包装在钢壳体或机柜内。典型的无线通信模块或系统使用形成在印刷电路板上的板上芯片或印刷天线，它们在钢壳体内是无效的，因此需要安装到外部。例如，当操作员使用设备来储存工具，将设备用作用于焊接的平台，或者用于其他计划外用途时，工业设备经常遭受环境损害。因此，外部天线会很容易被损害。此外，由于该设备用于受限制的位置，通常是室内位置，并且与其它焊接单元和设备紧密地隔开，因此在焊接系统的发射机和接收机之间通常没有清晰的瞄准线。反而，通信信号在最终被接收之前沿多个路径被反射或“反跳”。这种反跳中的每一个都会引入相移，时间延迟，衰减以及能在接收天线孔径处破坏性地相互干扰的失真。如上所述，而且焊接环境特别容易有噪声问题。这个问题在无线传输的电力水平受法律限制的许多国家被加重。此外，相邻单元的紧密靠近会导致对将要使用的合适的无线网络的干扰和混淆。所公开的系统解决这些和其他问题。
技术实现思路
本公开的一个方面中，提供了一种焊接电源，包括用于产生焊接电力的电源供应器，耦合至电源供应器的无线通信系统，以及包围电源供应器和无线通信系统的壳体。该壳体包括大致垂直的前面板，从前面板偏移一段距离的大致垂直的后面板，以及右侧面板和左侧面板，右侧面板和左侧面板在前面板和后面板之间延伸，从而在该前面板，后面板，右面板和左面板之间限定用于容纳电源供应器和无线通信系统的空间。每个右侧面板和左侧面板的一部分延伸超过由每个前面板和后面板限定的平面，并且上面板封闭该空间。上面板的一部分延伸超过由每个前面板和后面板限定的平面。共形平面天线耦合至前面板和后面板中的至少一个，并且耦合至无线通信系统。共形平面天线邻近上面板的延伸超过前面板和后面板中的至少一个的部分，并且邻近右侧面板和左侧面板之一的延伸超过前面板和后面板中的至少一个的部分而安装从而保护共形平面天线免受损害。无线通信系统可以与机器人控制器，送丝器，气体阀以及可编程逻辑控制器中的至少一个进行通信，并且可以是例如Zigbee网络。低剖面共形天线可以是圆形极化天线或者微带平面天线。另一方面中，本公开提供了一种包括焊接电源和至少一个其他焊接系统部件的焊接系统。焊接电源包括电源供应器，无线通信装置，以及耦合到无线通信装置的圆形极化天线。控制器操作地耦合至电源供应器和无线通信装置。焊接系统部件包括耦合至第二圆形极化天线的第二无线通信系统。控制器被编程用于控制电源供应器以生成焊接电力并命令无线通信装置通过圆形极化天线将命令和反馈信号中的至少一个传送到焊接系统部件。又一方面中，焊接电源可以包含在壳体内，并且圆形极化天线耦合至壳体的前面板和后面板中的至少一个。又一方面中，焊接系统部件可以包括机器人控制器，送丝器，气体阀以及可编程逻辑控制器中的至少一个。无线通信装置和第二无线通信装置可以通过Zigbee网络进行通?目O再一方面中，本公开提供了一种焊接系统部件，其包括控制器，与控制器通信的无线通信装置，以及包围控制器和无线通信装置的壳体。大致平的共形平面天线耦合至壳体并且耦合至无线通信系统。无线通信装置适合于通过无线通信系统与焊接系统内的其他焊接系统部件通信。天线可以包括圆形极化天线或者微带平面天线。焊接系统部件可以包括焊接电源，机器人控制器和送丝器中的至少一个。共形平面天线可以安装至壳体的前面板和后面板中的至少一个上，并且邻近上面板的延伸超过前面板和后面板中的至少一个的部分。例如，共形平面天线可以安装至壳体的前面板和后面板中的至少一个上，并且邻近右侧面板和左侧面板之一的延伸超过前面板和后面板中的至少一个的部分以保护共形平面天线免受损害。本专利技术的这些和其他方面从以下的描述中将变得显而易见。在说明书中，构成其一部分的附图上带有附图标记，并且在其中示出了本专利技术的优选实施例。此实施例不必然表示本专利技术的全部范围并且带有附图标记，因此，本文中的权利要求用来解释本专利技术的范围。【附图说明】文中的附图使用现有技术的单极天线来说明通常如何将平的共形天线安装到系统上以及安装在何处。这些说明是天线位置的示例，并非旨在说明文中描述的天线的类型。图1是在单元的部件之间使用有线通信的现有技术焊接单元的透视图；图2是能够在本专利技术中使用的焊接系统的框图。图3是包括用于与焊接单元的其他部件无线通信的天线的焊接电源的透视图。图4是图3的焊接电源的后视图，例示了用于天线的可替代安装位置。图5是图3的焊接电源的主视图，例示了用于天线的另一个可替代安装位置。图6是使用根据公开系统的使用天线的机器人焊接单元的透视图。图7是使用根据公开系统的使用天线的手持式焊接单元的透视图。【具体实施方式】现在参照附图，并且更具体地参照图2，示出了根据本专利技术可以使用的用于手动，半自动以及自动焊接的焊接系统10的示例框图。焊接系统10包括焊接电源供应器12，控制器16以及用于与外部部件无线通信的通信系统30。焊接系统10的控制器16可以进一步可选地连接到包括送丝系统20、气体阀23和冷却剂系统25的外部焊接部件。仍然参考图2，如以上所讨论，在一些应用中，焊接系统10可以包括或者连接到送丝系统20，该送丝系统通常包括通过驱动辊和衬垫将焊丝驱动至焊炬或焊枪13的电动机19。如此处所示，送丝系统20还可以包括用于控制送丝电动机19并且向系统10的其他部件提供无线通信的控制器21。当不使用送丝系统20时，电源供应器12向焊炬或者其他电极供应电力。仍然参考图2，气体阀23可以是通/断阀，由控制器16或21控制的计量阀，或者可以包括分开的或者一体的流量计。类似地，当设有冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊接电源，包括：用于产生焊接电力的电源供应器；耦合至所述电源供应器的无线通信系统；包围所述电源供应器和所述无线通信系统的壳体，所述壳体包括：大致垂直的前面板；大致垂直的后面板，其从所述前面板偏移一段距离；右侧面板和左侧面板，所述右侧面板和所述左侧面板在所述前面板和所述后面板之间延伸，从而在所述前面板、后面板、右面板和左面板之间限定用于容纳所述电源供应器和所述无线通信系统的空间，每个所述右侧面板和左侧面板的一部分延伸超过由每个所述前面板和后面板限定的平面；包围所述空间的上面板，所述上面板的一部分延伸超过由每个所述前面板和后面板限定的平面；以及共形平面天线，耦合至所述前面板和所述后面板中至少一个并且耦合至所述无线通信系统，所述共形平面天线邻近所述上面板的延伸超过所述前面板和后面板中的至少一个的部分，并且邻近所述右侧面板和左侧面板之一的延伸超过所述前面板和后面板中的至少一个的部分被安装从而保护所述共形平面天线免受损害。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·李·丹尼斯，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制品有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US