用于焊接设备的保护气体流量控制器制造技术

用于电弧焊接设备的保护气体流量控制器（１００）插入于保护气体源（２００）与电弧焊接设备的保护气体阀（８００）之间的保护气体供应管线内，该流量控制器具有：保护气体（２００）输入和保护气体输出（６００）；可控气体阀（１１０），其连接于保护气体输入与输出之间且具有控制输入（１７０）；以及，控制器机构，其具有第一输入（４００）和气体流量设置控制（３００）机构，第一输入（４００）用于接收焊接信号，焊接信号代表在焊接操作期间焊接设备的电焊弧电流（９００），且气体流量设置控制（３００）机构适于生成流量设置输出，流量设置输出是焊接信号的函数、且代表所希望的保护气体流量。该保护气体流量控制器还包括：输入压力传感器（１２０），其连接到保护气体输入、且布置成向第二控制器机构输入提供保护气体输入压力测量（１５０）；输出压力传感器（１４０），其连接到保护气体输出、且布置成向第三控制器机构输入（１６０）提供保护气体输出压力测量；以及，流量设置输出修改装置，其适于基于保护气体输入和输出压力测量、焊接信号和可控阀的特征来修改气体流量设置控制机构的流量设置输出到控制信号（１７０）内，以用于输入到可控气体阀的控制输入，以便在焊接操作期间在到焊接设备的保护气体供应管线中维持对应于流量设置输出的基本上恒定的保护气体流量，这实质上与分别在保护气体输入和输出的实际保护气体输入和输出压力无关。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及以下领域向电焊设备中的焊接点提供填充气或防护气体(blanket gas)，也被称作保护气体(shielding gas)或活性气体，特别地涉及一种用于在焊接操作的 各个阶段控制防护气体、保护气体、活性气体流量的方法和装置。本专利技术的领域还涉及用于 等离子切割机的气体调节，其中通过使用本专利技术所提供的技术方案来控制切割气体(主要 气体)、防护气体(次要气体)或者前述二者的流量。
技术介绍
对于其中向焊接点提供惰性防护气体防护层的电焊操作，通常从集中的防护气体 供应设施、或者从位于焊接设备的焊接机单元附近的气瓶提供防护气体。由供应设施或者 气瓶提供的防护气体通常具备经调节的气体压力，该经调节的气体压力超过可由焊接设备 的防护气体控制装置控制的防护气体的压力。为了将压力降低至可方便地将气体输送到焊 接设备、且该气体受到焊接设备中的接通和断开防护气体流动的一种控制阀控制的水平， 则在接近于气瓶或者气体供应设施的位置将减压装置插入于防护气体供应管线中。因此， 在减压装置与焊接机本身之间存在一段气体供应管线，其中以低于气体供应设施或气瓶中 的气体压力而提供气体。通常，供应管线的这个“较低压力”部段具有相当长的长度，以便 允许焊接机单元的实际使用，常常需要能容易地重新定位焊接机单元以便达到将要执行焊 接工作的不同位置的区域。关于低压供应管线的方面、以及对用于电焊设备的防护气体供 应的控制的方面的另外的细节在本申请人的挪威专利申请第20021557号和主张保护前述 申请优先权的相对应的申请中提供。在20021557中，受到焊丝馈送率控制的脉冲宽度调制 信号驱动式阀代替了电弧焊接设备中传统的保护气体供应阀。本申请者的共同待决的挪威专利申请第N020070472号描述了使用脉冲宽度调制 的PWM阀技术来控制气体流量。对于其中根据焊接电流和根据所选定的焊接操作来调节气体流量的电焊操作，重 要的是气体流量保持高于最低水平以维持焊接的良好品质。将会影响气体供应链中流量的 方面一般为初始气体压力和由调节器本身执行的气体流量调节。此外，可能存在着会影响 气体流量的可变的或恒定的参数，且它们主要是在供应管线中从经调节的气体供应到调节 器的压降，以及在管线中从调节器到气体出口点的压降。有可能添加流量传感器来测量实 际气体流量，并且由此补偿总压降。缺点在于将流量传感器引入到最终产品内较为昂贵； 且取决于可用的流量传感器放置于气体流动管线中的位置，该流量传感器的准确度是可变 的并且是不可预测的。这种准确度的变化与脉冲式气体流动有关，脉冲式气体流动会干扰 已知的流量测量仪器。
技术实现思路
本专利技术描述了一种获得气体流量调节的方法，其将会克服与上文所提到的压降相 关的问题。使用相同的调节技术也将会解决对等离子切割操作中的气体流量进行控制的相同问题。本专利技术提供一种用于焊接设备的气体流量控制器，其表现出了在所附独立专利权 利要求1中所陈述的特点。本专利技术的气体流量控制器的另外有利特点在所附的从属专利权利要求1至5中加 以陈述。根据本专利技术用于电弧焊接设备的保护气体流量控制器用于插入到介于电弧焊接 设备的保护气体阀与保护气体源之间的保护气体供应管线内。流量控制器具有保护气体 输入和保护气体输出；可控气体阀，其连接于保护气体输入与输出之间且具有控制输入； 以及，控制器机构，其具有第一输入和气体流量设置控制机构，第一输入用于接收焊接信 号，焊接信号代表着焊接操作期间焊接设备的电焊弧电流，气体流量设置控制机构适于生 成流量设置输出，流量设置输出是焊接信号的函数且代表着所希望的保护气体流量。保护 气体流量控制器还包括输入压力传感器，其连接到保护气体输入、且被布置成向第二控制 器机构输入提供保护气体输入压力测量；以及，输出压力传感器，其连接到保护气体输出且 被布置成向第三控制器机构输入提供保护气体输出压力测量；以及，流量设置输出修改机 构。该流量设置输出修改机构被布置成基于保护气体输入和输出压力测量、焊接信号以及 可控阀的特征，来将气体流量设置控制机构的流量设置输出修改到控制信号内以输入到可 控气体阀的控制输入，以便在焊接操作期间在通往焊接设备的保护气体供应管线中维持与 该流量设置输出相对应的基本上恒定的保护气体流量，其基本上与分别在保护气体输入和 输出处的实际保护气体输入和输出压力无关。有利地，保护气体流量控制器还包括适于基于焊接信号来确定何时不执行焊接操 作的机构，且控制器机构适于向可控气体阀输出空闲控制信号以便在不执行焊接操作的时 段中将输出压力基本上维持在预定的空闲压力水平。有利地，在本专利技术的保护气体流量控制器的实施例中，其包括气体泄漏检测器机 构，气体泄漏检测器机构适于在不执行焊接操作的时段启用，且适于基于焊接信号、或基于 监控着焊接信号的另一装置的输出来确定该时段。气体泄漏检测器机构包括减法器机构， 其被布置成从保护气体输入压力测量减去保护气体输出压力测量，且提供压差值输出。压 差比较器具有比较器输出，且被布置成分别在第一比较器输入和第二比较器输入上接收压 差值输出和预定的压差参考值。当压差值基本上处于或大于预定的压差参考值时，比较器 适于在比较器输出上提供泄漏指示。在本专利技术的保护气体流量控制器的另一实施例中，其包括压力水平检测器，压力 水平检测器接收保护气体输入压力测量、且适于在保护气体输入压力测量指示出气体压力 处于或小于预定保护气体输入压力最低水平时向可控气体阀提供阀关闭信号以便关闭该 气体阀。附图说明图1是在焊接操作中本专利技术的气体流量调节器100的总体方块示意图，图2是在图1所示的焊接操作中本专利技术的气体流量调节器100的详细方块示意 图，图3是本专利技术的气体流量调节器100的示范性实施例的详细方块示意图。图4是基于硬件方案的本专利技术的气体流量调节器100的控制单元的示范性实施例 的详细方块示意图，图5是对具有压力传感器、阀孔口和流动方向的物理设置的说明，图6是示出在时间轴上PWM信号关于周期T的曲线图，其中Ton代表阀打开周期，图7是本专利技术所采用的查找表的方块示意图，图8是示出通过本专利技术的流量调节器的示范性实施例的流量的曲线图，阀以固定 PWM值操作且输入压力变化为从2至6巴，图9是示出通过本专利技术的示范性实施例的气体调节器的阀的气体流量的曲线图， 其中包括了根据压力传感器的值对PWM进行的调节，以及图10是示出实现于具有两条经调节气体流动管线的等离子切割机内的本专利技术的 气体调节系统的方块示意图。具体实施例方式参看图1和图2，本专利技术通过自动地对阀保持打开的平均时间加以控制，由此减小 在现有技术焊接气体供应设施中通常会经历的流量变化，从而提供了气体流量稳定性的改 进，在现有技术焊接气体供应设施中，气体从馈送点200供应，该馈送点200将会设置在远 离调节器100 —定距离处。在这种现有技术设施中，常见的是将调节器100置于远离气体 最终出口点1100 —段相当大的距离处。这些距离一般将会在一个设施与另一设施之间有 所变动，且供应软管、管道、管路、转接器和连接器的尺寸也有所变动，且结果是使得气体流 量水平受影响，如图8中所进行的测量所示，且因此需要根据压力变化来调节流量以便保 持流量水平处于可接受的公差内。本专利技术的气体流量控制器包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电弧焊接设备的保护气体流量控制器（１００），其用于插入到介于保护气体源（２００）与所述电弧焊接设备的保护气体阀（８００）之间的保护气体供应管线内，所述流量控制器具有：保护气体（２００）输入和保护气体输出（６００）；可控气体阀（１１０），其连接于保护气体输入与保护气体输出之间且具有控制输入（１７０）；以及，控制器机构，其具有第一输入（４００）和气体流量设置控制（３００）机构，第一输入（４００）用于接收焊接信号，焊接信号代表着焊接操作期间所述焊接设备的电焊弧电流（９００），所述气体流量设置控制（３００）机构适于生成流量设置输出，流量设置输出是所述焊接信号的函数且代表着所希望的保护气体流量，其中所述保护气体流量控制器还包括：输入压力传感器（１２０），其连接到所述保护气体输入、且被布置成向第二控制器机构输入提供保护气体输入压力测量（１５０）；以及，输出压力传感器（１４０），其连接到所述保护气体输出、且被布置成向第三控制器机构输入（１６０）提供保护气体输出压力测量；以及，流量设置输出修改机构，其适于基于所述保护气体输入和输出压力测量、焊接信号和可控阀的特征来将所述气体流量设置控制机构的流量设置输出修改到控制信号（１７０）内，以用于输入到所述可控气体阀的控制输入，从而使得：在焊接操作期间，在通往所述焊接设备的所述保护气体供应管线中，实质上与分别在所述保护气体输入和输出处的实际保护气体输入和输出压力无关地维持住与所述流量设置输出相对应的基本上恒定的保护气体流量。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】NO 2007-9-3 20074477一种用于电弧焊接设备的保护气体流量控制器(100)，其用于插入到介于保护气体源(200)与所述电弧焊接设备的保护气体阀(800)之间的保护气体供应管线内，所述流量控制器具有保护气体(200)输入和保护气体输出(600)；可控气体阀(110)，其连接于保护气体输入与保护气体输出之间且具有控制输入(170)；以及，控制器机构，其具有第一输入(400)和气体流量设置控制(300)机构，第一输入(400)用于接收焊接信号，焊接信号代表着焊接操作期间所述焊接设备的电焊弧电流(900)，所述气体流量设置控制(300)机构适于生成流量设置输出，流量设置输出是所述焊接信号的函数且代表着所希望的保护气体流量，其中所述保护气体流量控制器还包括输入压力传感器(120)，其连接到所述保护气体输入、且被布置成向第二控制器机构输入提供保护气体输入压力测量(150)；以及，输出压力传感器(140)，其连接到所述保护气体输出、且被布置成向第三控制器机构输入(160)提供保护气体输出压力测量；以及，流量设置输出修改机构，其适于基于所述保护气体输入和输出压力测量、焊接信号和可控阀的特征来将所述气体流量设置控制机构的流量设置输出修改到控制信号(170)内，以用于输入到所述可控气体阀的控制输入，从而使得在焊接操作期间，在通往所述焊接设备的所述保护气体供应管线中，实质上与分别在所述保护气体输入和输出处的实际保护气体输入和输出压力无关地维持住与所述流量设置输出相对应的基本上恒定的保护气体流量。2.根据权利要求1所述的保护气体流量控制器，其包括适于基于所述焊接信号(400)来确定何时不执行所述焊接操作的一种机构；以及，所述控制器机构，其适于向所述可控气体阀输出空闲控制信号，以便在不执行所述焊 接操作的时段中维持所述输出压力(600)基本上处于预定空闲压...

【专利技术属性】
技术研发人员：A哈尔沃森，M法尔斯塔德，
申请(专利权)人：威尔特克公司，
类型：发明
国别省市：NO[挪威]