通过焊接电力缆线在焊接系统中通信的系统和方法技术方案

本发明专利技术的系统和方法涉及具有焊接电源和焊丝送进器的焊接系统，其中该电源和焊丝送进器通过焊接电力缆线进行通信。在示例性实施例中，该焊丝送进器使用由电源产生并识别的电流引出脉冲通过焊接缆线与该电源进行通信。类似地，该电源产生电压脉冲，这些电压脉冲通过焊接电力缆线传送并由焊丝送进器识别。

System and method for communicating in a welding system by welding power cables

A system and method of the present invention relates to a welding system having a welding power supply and a wire feeder, wherein the power supply and the wire feeder are communicated by welding the power cables. In an exemplary embodiment, the wire feeder uses a current extraction pulse generated and recognized by the power source to communicate with the power supply through the welding cable. Similarly, the power supply generates a voltage pulse that is transmitted by welding the power cable and is identified by the wire feeder.

【技术实现步骤摘要】
通过焊接电力缆线在焊接系统中通信的系统和方法优先权本申请要求于2015年10月29日提交的美国临时专利申请号62/248,034的优先权，其全部披露内容以引用方式全文并入文本。专利
与本专利技术一致的装置、系统和方法涉及焊接系统中的数据通信，更具体地涉及通过焊接缆线的数据通信。
技术介绍
随着焊接技术和应用的发展，对电源和焊接系统的需求也越来越高。这些需求随着更多地在更恶劣的环境中使用焊接系统而增加。在传统的焊接系统中，焊接电源经由专用通信缆线与焊丝送进器通信。然而，这些通信缆线易受损坏，特别是在这些恶劣的环境中。此外，通信增加了焊接系统的成本和复杂性，并且可能限制焊丝送进器相对于电源的定位。已经做出努力以便允许通过电力缆线进行系统通信，但是这些努力使用复杂的通信协议，可能是复杂的并且容易受到干扰和其他问题的影响。通过常规、传统和所提出的方法与本申请的其余部分中参照附图阐述的本专利技术的实施例相比较，这些方法的进一步的局限性和缺点对本领域内的技术人员而言将变得明显。专利技术简述本专利技术的实施例包括使用便于在焊丝送进器与电源之间的双向数据通信的焊接缆线。包括在焊丝送进器和电源内部的电路允许这类通信在传送焊接电力信号之前、之后和/或同时发生。包括在焊丝送进器和电源中的通信模块允许使用通过焊接信号缆线的电流和电压脉冲进行通信，并且不需要使用复杂的通信协议。在另外的示例性实施例中，提供了一种方法，包括连续接收在焊接电极处的电压的现场电压测量数据，使用焊接缆线跨电弧(acrossthearc)传送现场电压测量数据，并且将现场电压测量数据与焊接电源处的焊接输出电压进行连续比较以标识电压差。该方法还包括至少部分地基于电压差使用焊接电源来增加或减少焊接输出电压。附图的简要说明通过参考附图来详细描述本专利技术的示例性实施例，本专利技术的上述和/或其他方面将会更加清晰，在附图中：图1示出了根据本专利技术的示例性实施例的整体焊接系统的图示表示；图2示出了由本专利技术的示例性实施例使用的示例性电流信号通信波形的图示表示；图3示出了由本专利技术的示例性实施例使用的示例性电压信号通信波形的图示表示；图4示出了本专利技术的示例性焊丝送进器中的通信模块的示例性实施例的图示表示；并且图5示出了本专利技术的示例性焊丝送进器中的通信模块的另一示例性实施例的图示表示。图6示出了根据本创新的实施例的至少图7的焊接输出电路路径的另一个示例性电路表示的图示表示；图7示出了包括焊接输出电路路径的焊接系统的另一个示例性实施例的示意性框图的图示表示；图8示出了包括焊接输出电路路径的焊接系统的另一示例性实施例的另一个示意性框图的图示表示；图9示出了包括焊接输出电路路径的焊接系统的附加示例性实施例的示意性框图的图示表示；并且图10示出了用于控制焊接输出电特性的方法的示例性实施例的流程图的图示表示。示例性实施方式的详细说明现在将详细参照多个不同的和可替代的实施例并参照附图，其中相似的参考数字表示基本上相同的结构元件。每个示例是通过说明的方式而不是作为限制来提供的。事实上，本领域技术人员将清楚的是，在不脱离本披露内容和权利要求的范围或精神的情况下可以进行各自修改和变化。例如，作为一个实施方案的一部分所图示说明或描述的特征可以被用在另一个实施方案上，以产生更进一步的实施方案。因此，本披露内容旨在包括所附权利要求或其等效物的范围内的修改和改变。现在转到本申请的附图，图1描绘了根据本专利技术的实施例的示例性焊接系统100。焊接系统100可以是任何已知类型的焊接系统，其采用焊接电源以及联接到该电源的焊丝送进器。例如，焊接系统可以是MIG型焊接系统。以下讨论的实施例通常被描述为MIG焊接系统，但是这仅仅是示例性的，因为本专利技术的实施例可以用于其他类型的焊接系统。由于MIG型焊接系统是公知的，为了清楚起见，未示出系统(例如焊丝送进器)与焊炬和工件的联接。本专利技术的实施例的那方面不改变，因此不需要在本文中详细示出或讨论。在进一步的示例性实施例中，该系统可以包括利用本文讨论的通信方法的远程控制和/或悬垂式控制装置(通常是已知的)。也就是说，例如，远程/悬垂式控制可以利用本文所讨论的电弧通信协议，并且以其他方式检测由焊丝送进器或电源中的任何一个发送的信号并将这些信号传送给用户。在其他实施例中，悬垂式/远程控制器代替本文所述的系统中的焊丝送进器，并且使用类似本文所述的通信协议，在焊丝送进器中的功能将存在于悬垂式/远程控制器中。例如，在棒或TIG焊接系统中，将使用远程控制器而不是焊丝送进器，并且远程控制器将被联接到电源并如本文所述的进行通信。还应当注意，虽然本文描述的示例性实施例被描述为焊接系统，但是本专利技术的实施例也可以用于其他系统，例如等离子切割等，并且作为扩展，可以使用其他部件，代替如本文所述的焊丝送进器和焊接电源。也就是说，该电源可以是切割电源、具有负载的发电机等。该系统在本文中为了简化和有效而被描述为焊接系统，但是本文的实施例不限于此。此外，本领域技术人员可将本文描述的通信电路、系统、方法和协议合并到这些类型的其他系统中。现在转向系统100，典型地，系统100包含经由焊接缆线130联接到焊丝送进器120上的电源110。电源110可以被配置为类似于已知的焊接电源，具有本文所讨论的附加特征和属性。例如，在本专利技术的实施例中，电源110可以被配置为类似于由林肯电气有限公司(TheLincolnElectricCo.，克里夫兰，俄亥俄州)制造的焊接系统。此外，焊丝送进器120可以配置为类似于已知的焊丝送进器，具有本文讨论的附件，其示例是由林肯电气有限公司(TheLincolnElectricCo.，克里夫兰，俄亥俄州)制造的LN-25系列焊丝送进器。当然可以使用其他电源和焊丝送进器，这些参考文献仅仅是示例性的。如通常已知的，电源110经由缆线130输出被引导到焊丝送进器120的焊接电流，使得焊丝送进器可以将电流继续传送到焊接电极而用于焊接工件。在MIG系统中，电极也是消耗品，并且在例如TIG等其他过程中，电极不是沉积到焊缝中的消耗品。缆线130是将焊接电力/电流从电源110的输出螺柱111/112传递到焊丝送进器120的主焊接电力缆线。如同已知的系统，焊丝送进器120和电源110可以在焊接之前、之后和期间彼此通信。通常这些通信与焊接参数、设定点、反馈等有关。如先前在已知的系统中所解释的，焊接系统在电源110与焊丝送进器120之间使用专用的通信缆线/线路。本专利技术的实施例消除了对这些附加通信缆线的需要，并且在焊丝送进器与电源之间提供稳健的通信系统/过程。如以下进一步描述的，除了能够承载焊接电流/电力之外，焊接缆线130被设计为在电源110与焊丝送进器120之间进行数据通信(例如控制命令)。本专利技术的实施例支持在焊丝送进器120与电源110之间的单向及双向通信。因此，电源和焊丝送进器都通过缆线130相对于彼此发送/接收信号和/或数据。如一般理解的，电源110接收AC信号作为其输入(图1中未示出)。AC信号可以作为3相输入或单相AC输入信号而被接收。AC信号可以根据电源和/或操作国家而在电压和频率上变化。例如，AC输入可以来自公用电网，其可以在50或60Hz下在从100到660伏的范围内，或者可以来自便携式发电机，其也可以具有变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊接系统，包括：焊接电源，该焊接电源包括具有第一接收器、第一发送器和电流感测电路的控制器；焊丝送进器，包括具有第二接收器、第二发送器和电压感测电路的通信电路；以及联接到所述焊接电源和所述焊丝送进器中的每一者的至少一条焊接电力缆线，该焊接电力缆线在焊接操作期间将焊接功率从所述焊接电源传送到所述焊丝送进器；其中，通过产生由所述焊丝送进器中的所述电压感测电路检测的电压脉冲信号，所述焊接电源通过所述至少一条焊接电力缆线而与所述焊丝送进器进行通信；并且其中，所述电压脉冲信号包括由所述焊接电源产生的多个电压脉冲。

【技术特征摘要】
2015.10.29 US 62/248,034;2016.10.14 US 15/294,6491.一种焊接系统，包括：焊接电源，该焊接电源包括具有第一接收器、第一发送器和电流感测电路的控制器；焊丝送进器，包括具有第二接收器、第二发送器和电压感测电路的通信电路；以及联接到所述焊接电源和所述焊丝送进器中的每一者的至少一条焊接电力缆线，该焊接电力缆线在焊接操作期间将焊接功率从所述焊接电源传送到所述焊丝送进器；其中，通过产生由所述焊丝送进器中的所述电压感测电路检测的电压脉冲信号，所述焊接电源通过所述至少一条焊接电力缆线而与所述焊丝送进器进行通信；并且其中，所述电压脉冲信号包括由所述焊接电源产生的多个电压脉冲。2.如权利要求1所述的焊接系统，其中，所述电压脉冲信号包括至少第一脉冲类型和第二脉冲类型。3.如权利要求1所述的焊接系统，其中，所述电压脉冲信号包括具有预定峰值和持续时间的信号起始电压脉冲，该信号起始电压脉冲被所述焊丝送进器识别为通信信号的开始。4.如权利要求1所述的焊接系统，其中，所述通信电路包括用于检测所述电压脉冲的电压感测电路。5.如权利要求1所述的焊接系统，其中，所述电压脉冲信号包括第一类型的电压脉冲和第二类型的电压脉冲，其中，所述第一类型不同于所述第二类型。6.如权利要求5所述的焊接系统，其中，所述第一和第二类型的所述电压脉冲具有相同的峰值电压水平。7.如权利要求5所述的焊接系统，其中，所述第一和第二类型的所述电压脉冲具有不同的脉冲宽度。8.如权利要求3所述的焊接系统，其中，所述电压脉冲信号包括与所述信号起始电压脉冲相同的信号结束电压脉冲。9.如权利要求1所述的焊接系统，其中，在从所述焊接电源到所述焊丝送进器的OCV信号中产生所述电压脉冲信号。10.如权利要求9所述的焊接系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克·沃尔泽，N·特里斯，
申请(专利权)人：林肯环球股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US