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借助射頻信號(hào)控制焊機(jī)的電源裝置和/或輔助裝置的設(shè)備和方法

文檔序號(hào):7562661閱讀:205來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:借助射頻信號(hào)控制焊機(jī)的電源裝置和/或輔助裝置的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及借助于射頻信號(hào)控制焊機(jī)的電源裝置和/或輔助裝置的一種設(shè)備,具體地說(shuō),該設(shè)備包括一個(gè)焊炬;一條焊接電纜,與焊炬相連接;一個(gè)焊接電源裝置,與該焊接電纜的另一端相連接;一個(gè)射頻發(fā)射機(jī),靠近所述焊炬和/或所述輔助裝置配置;和一個(gè)射頻接收機(jī),與所述焊接電源裝置和/或所述輔助裝置相連接。
本發(fā)明還涉及借助于射頻信號(hào)控制焊機(jī)的電源裝置和/或輔助裝置的一種方法。
在現(xiàn)有技術(shù)中,應(yīng)用射頻范圍的電信號(hào)沿焊接電纜發(fā)送控制信號(hào)。在焊接過(guò)程中是不可能進(jìn)行這種信息傳輸?shù)摹?br> 習(xí)慣上也有應(yīng)用射頻信號(hào)來(lái)遙控焊接設(shè)備的。這里,控制信號(hào)是不用導(dǎo)線從焊接現(xiàn)場(chǎng)發(fā)送到焊接設(shè)備的。這類設(shè)施,其多臺(tái)電焊機(jī)之間射頻相互干擾,因而成問(wèn)題。此外,使用較高功率的發(fā)射機(jī),還得申請(qǐng)?jiān)S可證。容許的頻率范圍和最高傳輸功率電平,各個(gè)國(guó)家各個(gè)洲都不一樣。這給設(shè)備的制造廠家們帶來(lái)了問(wèn)題,因?yàn)闇?zhǔn)備給某個(gè)國(guó)家使用的遙控器件必須單獨(dú)設(shè)計(jì),以符合該國(guó)發(fā)布的有關(guān)規(guī)程。
本發(fā)明的目的在于克服上述的技術(shù)缺陷,提出一個(gè)完全新穎的借助于射頻信號(hào)控制焊機(jī)的設(shè)備和方法。
本發(fā)明是以將射頻脈沖串信號(hào)電容或電感地耦合到焊接電纜上為基礎(chǔ)的。
更具體地說(shuō),本發(fā)明的設(shè)備具有這樣的特點(diǎn)射頻發(fā)射機(jī)和接收機(jī)都電容或電感地耦合到焊接電纜上,從而在焊接電纜上發(fā)送射頻控制信號(hào)。
此外,本發(fā)明的方法具有這樣的特點(diǎn)射頻遙控信號(hào)電容或電感地耦合到焊接電纜上,通過(guò)電源裝置和/或輔助裝置處的接收機(jī)以電容或感應(yīng)的方式接收下來(lái)。
本發(fā)明具有顯著的好處。
舉例說(shuō),射頻信號(hào)耦合到焊接電纜上時(shí),射頻信號(hào)可以保持在低得不致超過(guò)國(guó)際上規(guī)定的射頻干擾發(fā)射極限值的電平。盡管如此,在焊接的過(guò)程中還是可以控制焊機(jī)。
下面參看附圖中的實(shí)施例更詳細(xì)地研究本發(fā)明的內(nèi)容。附圖中

圖1示出了本發(fā)明設(shè)備的方框圖;
圖2更詳細(xì)地示出了圖1所示設(shè)備的接收機(jī)部分;
圖3更詳細(xì)地示出了圖1所示設(shè)備的發(fā)射機(jī)部分;
圖4更詳細(xì)地示出了圖3所示發(fā)射機(jī)的實(shí)施例;
圖5更詳細(xì)地示出了圖2所示的接收機(jī)部分;
圖6示出了本發(fā)明設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施例;
圖7示意示出了本發(fā)明借助于電容的一個(gè)實(shí)施例;
圖8更詳細(xì)地示出了圖7所示實(shí)施例耦合到焊接電纜的情況;
圖9示出了本發(fā)明電容耦合的接收機(jī)電路。
參看圖1。焊機(jī)的基本部件包括焊炬1、電源裝置3和把這些部件彼此連接起來(lái)的電纜2。按照本發(fā)明,電源裝置3的遙控是借助于發(fā)射裝置9和接收裝置8實(shí)現(xiàn)的,發(fā)射裝置9在一定的射頻下工作,且調(diào)諧到該同一頻率,接收裝置8則連接得使其可以控制電源裝置3。焊炬附近安置有設(shè)定值信號(hào)發(fā)射機(jī)6,因而可以直接從焊接現(xiàn)場(chǎng)遙控焊接電源裝置3。設(shè)定值信號(hào)發(fā)射機(jī)6與將射頻信號(hào)耦合到焊接電纜2上的高頻變流器7電連接。與此相應(yīng),與接收裝置4電連接的高頻變流器5用來(lái)接收信號(hào)并將信號(hào)通過(guò)接收機(jī)發(fā)送到電源裝置3。由于射頻信號(hào)是沿焊接電纜2傳送的,因而可以采用功率級(jí)非常低的發(fā)射機(jī)。
參看圖2,信號(hào)是借助于繞在鐵磁材料鐵心上的線圈21接收下來(lái)的,該線圈用來(lái)將信號(hào)耦合到調(diào)頻接收機(jī)部分25上。接收機(jī)電路可以采用市面上出售的任何集成電路,例如MC3359??缃釉趶木€圈21出來(lái)的引線的電容器23將LC電路調(diào)諧到設(shè)備的工作頻率。接收機(jī)部分25還與微處理器27相連接,由微處理器27將所收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合用以控制電源裝置3的形式。
參看圖3。發(fā)射器裝置有一個(gè)微處理器37控制射頻部分35的脈沖寬度、脈沖周期和其它變量。信號(hào)從射頻部分沿兩個(gè)導(dǎo)線傳送到繞在鐵磁材料鐵心上的線圈31,線圈31用來(lái)將信號(hào)耦合到焊接電纜2上。電容器33連接在信號(hào)傳輸線上,其作用與圖2的電容器23相同。
參看圖4。發(fā)射器裝置又劃分為頻移鍵控(FSK)部分49,由所述FSK部分49控制的晶體振蕩器47和由所述晶體振蕩器驅(qū)動(dòng)的放大級(jí)45。信號(hào)從放大級(jí)沿傳輸線43傳送到線圈41,線圈41由傳輸線43的導(dǎo)線繞在鐵磁C形鐵心上制成。C形鐵心鐵淦氧體將信號(hào)感應(yīng)耦合到焊接電纜2上。微處理器37控制FSK部分49的晶體管TR1,使該晶體管調(diào)制晶體42的頻率。晶體振蕩器47是圍繞晶體管TR2設(shè)計(jì)的普通振蕩電路。放大級(jí)45由晶體管TR3和其它一些組件組成。圍繞晶體管TR3的放大電路裝有一個(gè)變流器,借助于電容器C1調(diào)諧到設(shè)備的工作頻率。圖2和3的電容器22和23,其作用分別與調(diào)諧電容器C1相同。焊接現(xiàn)場(chǎng)中的干擾場(chǎng)強(qiáng)是很大的,因而發(fā)射機(jī)的最低工作頻率至少應(yīng)為幾兆赫。為使設(shè)備在技術(shù)上簡(jiǎn)單,工作頻率最好低于100兆赫。
參看圖5。圖5中所示的線圈51有一個(gè)C形鐵心,該鐵心由半個(gè)鐵淦氧環(huán)制成,環(huán)上纏繞有接收機(jī)引入線的導(dǎo)線。接收機(jī)借助于電容器23與線圈51的電感產(chǎn)生的共振被調(diào)節(jié)到工作頻率。從功能上講,接收機(jī)工作時(shí)使來(lái)自焊接電纜的信號(hào)經(jīng)起來(lái)流作用的線圈51耦合到接收機(jī)部分25的集成電路,由該電路將信號(hào)放大和檢測(cè)。與發(fā)射機(jī)9輸入信號(hào)流的調(diào)相對(duì)應(yīng),調(diào)頻接收機(jī)部分25的IC傳送位元流,該位元流經(jīng)接收機(jī)裝置的微處理器27譯解如下1.使其與某一啟動(dòng)字符同步;
2.檢測(cè)地址并譯碼;
3.地址有效時(shí),接收數(shù)據(jù);
4.檢測(cè)停止字符,并將所收到的數(shù)據(jù)處理成適宜于控制電源裝置的形式。
下面舉實(shí)際信號(hào)數(shù)值的一些實(shí)例各消息包括設(shè)備的具體地址和實(shí)際控制信息,補(bǔ)以啟動(dòng)和停止字符。消息的長(zhǎng)度為3毫秒。消息之間的時(shí)間間隔一般約為200毫秒。各消息之間的間歇時(shí)間可以根據(jù)設(shè)備而隨意具體確定,這樣就可以避免兩消息流之間無(wú)意中產(chǎn)生的同步。發(fā)射機(jī)的中心頻率舉例說(shuō)可以40兆赫。
上述實(shí)施例使我們可以構(gòu)制出既適用于焊接過(guò)程也適用于停焊期間的無(wú)線遙控裝置。
這里也可以采用其它的變流器結(jié)構(gòu)代替半個(gè)鐵淦氧環(huán)制成的C形鐵心,例如鉗式電流表中通常采用的分裂鐵心式結(jié)構(gòu),在焊接設(shè)備經(jīng)常于不同地方流動(dòng)使用的場(chǎng)合,該結(jié)構(gòu)設(shè)在發(fā)射機(jī)端特別有好處。
參看圖6,本發(fā)明的系統(tǒng)可與MIG(熔化極惰性氣體保護(hù)電弧焊)和TIG(鎢極惰性氣體保護(hù)電弧焊)焊接設(shè)備配套使用,進(jìn)一步加裝輔助裝置55和57,其中輔助裝置57通過(guò)接收機(jī)8接收來(lái)自設(shè)定值發(fā)送機(jī)6的控制信息。與此相應(yīng),輔助裝置55將信息傳送到電源裝置3。信息的傳送過(guò)程按上述同樣的方式進(jìn)行。這里,焊炬53代替了圖1中所示的焊炬1。
在MIG焊接中,輔助裝置55可以是送絲機(jī)構(gòu),因而輔助裝置57是個(gè)中間送絲機(jī)構(gòu)。中間送絲機(jī)構(gòu)57在所有應(yīng)用場(chǎng)合中不一定使用,因而在本實(shí)施例中可以把它視為可有可無(wú)的設(shè)備。
在TIG焊接中,輔助裝置55是個(gè)TIG焊接裝置,輔助裝置57在TIG的應(yīng)用場(chǎng)合則不需要。
TIG和MIG設(shè)備兩者也可合并成一個(gè)設(shè)備應(yīng)用,其中某些輔助裝置實(shí)際上與電源裝置結(jié)合成一個(gè)整體。
焊接機(jī)組通??刹捎孟铝锌刂品桨窤)電源裝置3與可以傳送信息的輔助裝置55以及一非智能化的焊炬53結(jié)合起來(lái),從而由輔助裝置來(lái)控制電源裝置;且B)電源裝置與可以傳遞信息的焊炬1結(jié)合。
但上述一般的組合方案并不是對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限制。相反,上述輔助裝置必要時(shí)可以構(gòu)制成發(fā)射或接收裝置。
在本發(fā)明的范圍內(nèi),焊炬1和焊炬53兩者概括地稱為焊炬。
參看圖7。發(fā)射機(jī)也可以采用電容耦合的方式,因而圖中所示的電容器71將信號(hào)耦合到焊接電纜上。諧振電路70由線圈L和電容器C組成,調(diào)諧到設(shè)備的工作頻率。輸出信號(hào)由功率級(jí)晶體管72提供。
參看圖8。圖7中所示的耦合電容順其一個(gè)電極帛晟元件73的形狀,起碼局部地包繞著焊接電纜2,該元件以作為筒形外殼的一部分為宜。耦合電容器的電介質(zhì)由焊接電纜2的絕緣外套74形成,電容器的另一個(gè)電極由焊接電纜2的芯線75形成。
參看圖9。電容耦合接收機(jī)的實(shí)施例是將接收機(jī)電路92連接在耦合電容器91與諧振電路90之間實(shí)施的,諧振電路90的另一端接地。耦合電容器91與圖7和8中所示的電容器實(shí)施例類似。諧振電路90調(diào)諧到設(shè)備的工作頻率。
耦合電容器71和91的尺寸選取得使其可以避免諧振電路失諧。
諧振器70和90也可以用例如陶瓷諧振器代替。
本發(fā)明并不只限使用發(fā)射機(jī)/接收機(jī)的感應(yīng)組合,即變流器同時(shí)與發(fā)射機(jī)/接收機(jī)組合體的容性耦合。
在本發(fā)明的范圍內(nèi),射頻應(yīng)理解為20千赫以上的頻率。
權(quán)利要求
1.借助于射頻信號(hào)控制焊機(jī)的電源裝置(3)和/或輔助裝置(55,57)的一種設(shè)備,該設(shè)備包括焊炬(1,53);焊接電纜(2),與焊炬(1)相連接;焊接電源裝置(3),與所述焊接電纜(2)的另一端相連接;射頻發(fā)射機(jī)(9),安置在靠近所述焊炬(1)和/或所述輔助裝置(55)處;和射頻接收機(jī)(4),與所述焊接電源裝置(3)和/或所述輔助裝置(55,57)相連接;其特征在于射頻發(fā)射機(jī)(9)和接收機(jī)(8)都電容或感地耦合到焊接電纜(2)上,以便在焊接電纜(2)上傳送射頻控制信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備,其特征在于,所述射頻發(fā)射機(jī)(9)和接收機(jī)(8)通過(guò)變流器(5,7)感應(yīng)地耦合到焊接電纜(2)上。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備,其特征在于,所述變流器(5,7)是由傳送信號(hào)的導(dǎo)線(43)纏繞在半個(gè)鐵淦氧環(huán)形成的C形鐵心上構(gòu)成的。
4.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備,其特征在于,所述變流器(5,7)被制成鉗式電流表,該電流表有一個(gè)鐵磁/鐵淦氧磁性材料制成的鐵心,鐵心上纏繞有傳送信號(hào)的導(dǎo)線。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備,其特征在于,所述射頻發(fā)射機(jī)(9)和接收機(jī)(8)借助于筒形電極元件(73)容性地耦合到焊接電纜(2)上。
6.控制焊機(jī)的電源裝置(3)和/或輔助裝置(55,57)的一種方法,該方法是借助于射頻信號(hào)從焊炬(1)附近遙控焊機(jī)的所述焊接電源裝置(3)和/或輔助裝置(55,57)的,其特征在于射頻遙控信號(hào)電容或電感地耦合到焊接電纜(2)上;且遙控信號(hào)通過(guò)在電源裝置(3)和/或輔助裝置(55,57)處的接收機(jī)(4)以電容或電感耦合的方式被接收下來(lái)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述焊接電纜(2)上加有脈沖串信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及借助于射頻信號(hào)遙控焊機(jī)的電源裝置(3)和/或輔助裝置的一種設(shè)備和方法。該設(shè)備包括焊炬(1);與焊炬相連接的焊接電纜(2);與所述焊接電纜(2)的另一端相連接的焊接電源裝置(3)安置在所述焊炬(1)和/或輔助裝置附近的射頻發(fā)射機(jī)(9);和與所述焊接電源裝置(3)和/或所述輔助裝置相連接的射頻接收機(jī)(4)。射頻發(fā)射機(jī)(9)和接收機(jī)(8)都電容或電感地耦合到焊接電纜(2)上,以便在焊接電纜(2)上傳送射頻遙控信號(hào)。
文檔編號(hào)H04B3/54GK1082474SQ9310672
公開(kāi)日1994年2月23日 申請(qǐng)日期1993年6月15日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月15日
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