[发明专利]远程感测引线大小及极性检测控制器

说明书

技术领域

本发明涉及用于具有焊接电缆和远程感测引线(remote senselead)的焊接电源(welding power supply)的控制系统，以及更具体地涉及检测远程感测引线的极性并基于所检测的极性调整反馈的控制系统。

背景技术

电弧焊接技术利用在电极和工件之间传送电流的电源。通常，电极包括从焊丝的卷筒(drum)或卷轴(reel)中引出并经过接触端(contact tip)的焊丝，用于把焊丝熔敷(deposit)到工件上。焊接机的电源通常包括连接到电极的第一接线柱(stud)以及连接到工件的第二接线柱。这些连接是经由焊接电缆实现的，这些焊接电缆可以很长并具有各种阻抗变量，例如基于电缆的长度、位置和形状的感抗(inductive reactance)。在焊接过程期间，电源接收命令信号以在电极和工件之间产生特定输出信号，其可以是脉冲波。更多普通电源之一是由俄亥俄州的克利夫兰市的The Lincoln Electric Company销售的Power Wave。焊接机必须通过控制在焊接程序期间可能变化的电压来精确地控制输出信号，例如恒定的电压输出或脉冲形状的波形。为了确保电极和工件之间的期望焊接操作，输出信号或命令信号是基于来自实际焊接操作的反馈而产生的。这种反馈包括电弧电流和/或电弧电压。然而，电极和工件之间的电弧电压不能由电源的各输出接线柱之间的电压来确定。电压不仅受电缆的阻抗影响而且还受扼流圈(choke)以及焊接操作中的其它阻抗产生元件的影响。为了确保电压的精确反馈，电压感测引线被互连在到电极的电源控制器和工件之间。来自电压感测引线的电压确定从控制器到电源的命令信号。因此，如果电压感测引线从焊接电路中断开，则会出现影响焊接质量的负面结果。由于电源的电压命令由电压反馈信号确定，所以错接或断开的感测引线将提供指示错误的电弧电压变化的反馈信号。

通常，感测引线的安装要求操作员打开其设备并根据他将使用的 感测引线的类型和极性来配置电源。双列直插式组件开关(Dip switch)会告知电源哪些感测引线将被连接并具有什么极性。如果感测引线被不正确地配置或安装，则焊接质量会受影响并且在许多情况下可能致使工件不能使用。材料成本、生产停工时间(production downtime)以及新元件的装配可能累积成相当大的损失。在某些情况下，感测引线也可能损坏或以其它方式从电极或工件中断开。炉衬烧损(burnback)将很可能导致造成焊嘴的损耗以及工件的潜在返工。因此，通过使用自动检测感测引线配置并相应地自动调整反馈的电源来减少装配时间和损失的生产成本将是有利的。

发明内容

本发明的实施例消除了现有技术的焊接电源的缺点。根据一个实施例，结合反馈信号发生装置以便与焊接电源一起使用。焊接电源包括相反极性的功率输出端子(即正的(positive)和负的(negative))，焊接电缆被可拆卸地连接到这些端子用于在焊接过程期间输送焊接电流。焊接电缆包括电极和工件电缆。第一和第二相反极性的感测引线被连接到电极和工件，用于传送第一和第二感测引线信号，这些信号表示在焊接工作现场检测的电参数(其可为电压)。该装置包括与接收第一和第二感测引线信号的感测引线电连通的信号调节电路，其将这些信号分成一个或多个信号分量以便确定感测引线的极性。逻辑处理器被电连通以接收来自信号调节电路的信号以便计算焊接电源反馈信号，该焊接电源反馈信号是响应于第一和第二感测引线的极性而生成的。该逻辑处理器用反馈信号询问焊接电源。

信号调节电路包括用于接收第一感测引线信号的第一输入和用于接收第二感测引线信号的第二输入，其中该信号调节电路包括缩放(scaling)电路，其可包括用于调节(condition)第一和第二感测引线信号的电阻分压器网络。该分压器网络可被连接在第一和第二输入与参考或基准信号之间。第一和第二感测引线信号可以是由远程焊接感测引线在工作现场处检测到的电压信号。因而，参考信号可以是被用于与本发明的实施例一起使用的预定电压设置。参考电压的范围可为0-9伏特。

信号调节电路可包括分压器网络，其利用电阻器并具有至少第一 节点。第一和第二感测引线信号可被分压器网络调节或缩放，随后被传送到逻辑处理器。