基于實時焊接輸出電流和/或焊絲送進速度為增強現(xiàn)實提供導(dǎo)電嘴到工件距離（ctwd）反 ...的制作方法
【專利說明】基于實時焊接輸出電流和/或焊絲送進速度為增強現(xiàn)實提供導(dǎo)電嘴到工件距離(CTWD)反饋的方法和系統(tǒng)
[0001]本美國專利申請要求2013年4月17日遞交的美國臨時專利申請序號61/812，782的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，所述美國臨時專利申請的全部內(nèi)容通過引用被并入本文。
發(fā)明領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的方法，涉及根據(jù)權(quán)利要求6的焊接系統(tǒng)并且涉及根據(jù)權(quán)利要求11焊接電源。本發(fā)明的某些實施方案涉及電弧焊接。更特別地，本發(fā)明的某些實施方案涉及為了增強現(xiàn)實提供導(dǎo)電嘴到工件距離(CTWD)反饋的系統(tǒng)和方法。
技術(shù)背景
[0003]在焊接過程期間保持一致的期望的導(dǎo)電嘴到工件距離(CTWD)是重要的。一般地，當(dāng)CTWD增加時，焊接電流減少。太長的CTWD可能導(dǎo)致焊接電極變得太熱并且還可能浪費保護氣體。另外，期望的CTWD針對不同的焊接過程可以是不同的?，F(xiàn)今，焊接過程依靠焊接操作員實現(xiàn)期望的CTWD。結(jié)果是，一致地實現(xiàn)期望的CTWD的能力可能被限制并且可能需要焊工的大量訓(xùn)練和經(jīng)驗。
[0004]通過將這樣的系統(tǒng)和方法與如參照附圖在本申請其余內(nèi)容中闡述的本發(fā)明的實施方案進行比較，本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚常規(guī)的、傳統(tǒng)的以及已提出的途徑的其他限制和劣勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服前述的限制和缺點，根據(jù)權(quán)利要求1的方法被描述，并且根據(jù)權(quán)利要求6的焊接系統(tǒng)和根據(jù)權(quán)利要求11的焊接電源被描述。本發(fā)明的進一步的實施方案是從屬權(quán)利要求的主題。在一個實施方案中，方法被提供，所述方法包括使用焊接電源在電弧焊接過程期間對焊接輸出電流和焊絲送進速度中的一個或更多個進行采樣，以及使用所述焊接電源基于所述焊接輸出電流和所述焊絲送進速度中的一個或更多個實時地確定實際的導(dǎo)電嘴到工件距離(CTWD)。所述方法可以進一步包括通過例如提供視覺指示、聽覺指示或觸覺指示來提供所述實際的CTWD的指示給執(zhí)行所述焊接過程的焊工。所述方法可以包括實時地將所述實際的CTWD與目標(biāo)CTWD比較，以及基于所述比較，實時地生成偏差參數(shù)，所述偏差參數(shù)表征所述實際的CTWD離開所述目標(biāo)CTWD的當(dāng)前偏差。所述方法可以進一步包括通過例如提供視覺指示、聽覺指示或觸覺指示來提供所述偏差參數(shù)的指示給執(zhí)行所述焊接過程的焊工。所述實際的CTWD可以進一步基于在所述焊接過程期間使用的焊絲種類、焊絲尺寸、焊接輸出電壓以及保護氣體種類中的一個或更多個。
[0006]在一個實施方案中，系統(tǒng)被提供，所述系統(tǒng)包括焊接電源。所述焊接電源被配置來:在焊接過程期間實時地對焊接輸出電流和焊絲送進速度中的一個或更多個進行采樣，以及基于所述焊接輸出電流和所述焊絲送進速度中的一個或更多個實時地確定實際的CTWD。所述系統(tǒng)進一步包括用于提供所述實際的CTWD的指示給執(zhí)行所述焊接過程的焊工的裝置，其中所述指示可以包括視覺指示、聽覺指示和觸覺指示中的一個或更多個。所述焊接電源還可以被配置來:實時地將所述實際的CTWD與目標(biāo)CTWD比較，以及基于所述比較，實時地生成偏差參數(shù)，所述偏差參數(shù)表征所述實際的CTWD離開所述目標(biāo)CTWD的當(dāng)前偏差。用于提供所述偏差參數(shù)的指示給執(zhí)行所述焊接過程的焊工的裝置可以被提供，其中所述指示可以包括視覺指示、聽覺指示和觸覺指示中的一個或更多個。所述焊接電源還可以被配置來:基于在所述焊接過程期間使用的焊絲種類、焊絲尺寸、焊接輸出電壓以及保護氣體種類中的一個或更多個來確定所述實際的CTWD。
[0007]在一個實施方案中，具有控制器的焊接電源被提供。所述控制器被配置來:基于在焊接過程期間焊接輸出電流和焊絲送進速度中的一個或更多個實時地確定實際的CTWD。所述控制器還可以被配置來:基于在所述焊接過程期間使用的焊絲種類、焊絲尺寸、焊接輸出電壓以及保護氣體種類中的一個或更多個來確定所述實際的CTWD。所述控制器還可以被配置來:實時地將所述實際的CTWD與目標(biāo)CTWD比較，以及基于所述比較，實時地生成偏差參數(shù)，所述偏差參數(shù)表征所述實際的CTWD離開所述目標(biāo)CTWD的當(dāng)前偏差。所述焊接電源還可以包括電流反饋電路，所述電流反饋電路可操作地連接到所述控制器并且被配置來對所述焊接輸出電流進行采樣并且將所述焊接輸出電流反饋給所述控制器。所述焊接電源還可以包括電壓反饋電路，所述電壓反饋電路可操作地連接到所述控制器并且被配置來對所述焊接輸出電壓進行采樣并且將所述焊接輸出電壓反饋給所述控制器。
[0008]從下面的說明和附圖，將更完整地理解本發(fā)明的被圖示說明的實施方案的詳細內(nèi)容。
【附圖說明】
[0009]圖1圖不說明電弧焊接系統(tǒng)的不例性實施方案的不圖；
[0010]圖2圖示說明圖1的電弧焊接系統(tǒng)的電源的示例性實施方案的示意框圖，所述電源可操作地連接到可消耗的焊接電極和工件；
[0011]圖3圖示說明圖1的電弧焊接系統(tǒng)的焊槍的一部分的示例性實施方案的示圖，所述焊槍在電弧焊接過程期間與工件相互作用；
[0012]圖4A和圖4B圖示說明在電弧存在的情況下以及在電弧不存在的情況下導(dǎo)電嘴到工件距離(CTWD)的概念；
[0013]圖5圖示說明具有兩個曲線的二維圖的示例性實施方案，所述二維圖示出當(dāng)特定類型的焊接氣體被使用時以給定的焊絲送進速度針對電弧焊接過程的兩個不同的焊絲(為相同的類型但為兩個不同的尺寸)的CTWD和焊接輸出電流(安培數(shù))之間的關(guān)系；
[0014]圖6圖示說明三維圖的示例性實施方案，所述三維圖示出當(dāng)特定類型的焊接氣體被提供時針對電弧焊接過程的CTWD、焊接輸出電流(安培數(shù))和焊絲送進速度(焊絲為特定的類型和尺寸)之間的關(guān)系；
[0015]圖7圖示說明圖2的電源的控制器的一部分的示例性實施方案，所述控制器被配置來確定偏差參數(shù)，所述偏差參數(shù)表征在電弧焊接過程期間實際的CTWD和目標(biāo)(預(yù)期的或期望的)CTWD之間的偏差；以及
[0016]圖8圖示說明在焊接過程期間如果實際的CTWD偏離期望的CTWD則警報焊工的方法的示例性實施方案的流程圖。
【具體實施方式】
[0017]下面為可以在本公開中使用的示例性術(shù)語的定義。所有術(shù)語的單復(fù)數(shù)形式都落入各自的含義中:
[0018]如本文中使用的“軟件”或“計算機程序”包括(但不限于)一個或更多個計算機可讀和/或可執(zhí)行指令，這些指令致使計算機或其他電子裝置以所需方式執(zhí)行功能、動作和/或行為。這些指令可以實現(xiàn)為各種形式，如，包括得自動態(tài)鏈接庫的單獨應(yīng)用程序或代碼的子程序、算法、模塊或程序。軟件還可以實現(xiàn)為各種形式，如，獨立程序、函數(shù)調(diào)用、小服務(wù)程序(servlet)、小應(yīng)用程序(applet)、應(yīng)用程序、儲存在存儲器、操作系統(tǒng)的一部分中的指令或其他類型的可執(zhí)行指令。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會理解，軟件的形式取決于(例如)對所需應(yīng)用的要求、對軟件的運行環(huán)境的要求和/或設(shè)計者/編程者的需要等。
[0019]如本文中使用的“計算機”或“處理元件”或“計算機設(shè)備”包括(但不限于)任何可以儲存、取回(retrieve)和處理數(shù)據(jù)的經(jīng)編程或可編程電子裝置?！胺撬矔r計算機可讀介質(zhì)”包括(但不限于)CD-ROM、可移除的閃存卡、硬盤驅(qū)動器、磁帶以及軟盤。
[0020]如本文中使用的“焊接工具”指的是(但不限于)焊槍、焊炬或者出于將由焊接電源提供的電力施加到可消耗的焊絲的目的而接受可消耗的焊絲的任何焊接裝置。
[0021]如本文中使用的“焊接輸出電路路徑”指的是這樣的電氣路徑，所述電氣路徑從焊接電源的焊接輸出的第一側(cè)、通過第一焊接線纜(或焊接線纜的第一側(cè))、到焊接電極、到工件(通過焊接電極和工件之間的短路或電弧)、通過第二焊接線纜(或焊接線纜的第二偵D并且回到焊接電源的焊接輸出的第二側(cè)。
[0022]如本文中使用的“焊接線纜”指的是這樣的電氣線纜，所述電氣線纜可以被連接在焊接電源和焊接電極以及工件(例如通過焊絲送進器)之間，以提供電功率來在焊接電極和工件之間創(chuàng)建電弧。
[0023]如本文中使用的“焊接輸出”可以指的是電氣輸出電路或焊接電源的輸出端口或端子，或者指的是由電氣輸出電路或焊接電源的輸出端口提供的電功率、電壓或電流。
[0024]如本文中使用的“計算機存儲器”指的是被配置來儲存可以由計算機或處理部件取回的數(shù)字數(shù)據(jù)或信息的儲存裝置。
[0025]如本文中使用的“控制器”指的是邏輯電路和/或處理部件以及涉及控制焊接電源的相關(guān)聯(lián)的軟件或程序。
[0026]術(shù)語“信號”、“數(shù)據(jù)”和“信息”可