用于在焊接系統(tǒng)上與無線通信終端進行數(shù)據(jù)交換和控制的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于確定提供一種能夠使用單個遙控器從遠程裝置無線控制、監(jiān)測和更新各種焊接參數(shù)的焊接型系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。所述焊接型裝置包括焊接電源，其具有能夠作為無線通信終端(WCT)運行的以與終端裝置進行通信并提供用于數(shù)據(jù)和文件交換的用戶界面的無線電設備。
【專利說明】
用于在焊接系統(tǒng)上與無線通信終端進行數(shù)據(jù)交換和控制的系統(tǒng)和方法
【背景技術】
[0001]本發(fā)明的領域涉及與焊接型裝置進行通信的系統(tǒng)和方法。更特別地，本發(fā)明涉及用于無線識別、監(jiān)測和控制遠程焊接型裝置的系統(tǒng)和方法。
[0002]在當今的經(jīng)濟中，焊接、加熱和切割是許多不同的制造和建造領域中的必要操作。焊接、感應加熱和切割系統(tǒng)(在下文中，焊接型系統(tǒng))的多功能性和效率對于高效完成許多復雜和動態(tài)焊接操作來說是至關重要的且允許進行這些操作。在由操作者進行的許多焊接、感應加熱和切割過程中，在該過程期間調(diào)整焊接型系統(tǒng)以適應幾種不同的焊接型和相關的操作。當要進行這種調(diào)整的需要上升時，需要為每個不同的焊接型過程適當?shù)卦O置焊接型系統(tǒng)中的參數(shù)。在這些過程中的每一個過程中，需要在焊接型過程前和焊接型過程期間設置和調(diào)整參數(shù)。在許多情況下，焊接型過程發(fā)生在與驅(qū)動該過程的系統(tǒng)，如電源和其他組件有一定距離的地方。因此，操作者需要走回機器以做出任何必需的調(diào)整。為了克服這個問題，一些焊接型系統(tǒng)已開始結(jié)合一些形式的遙控器。在許多現(xiàn)有系統(tǒng)中，在操作者位置和焊接型電源位置之間的動力和通信是通過電纜進行傳輸?shù)?。這些電纜為各種操作和控制參數(shù)的通信和控制提供了簡單和可靠的方式。
[0003]盡管這種設置具有益處，但采用這種方式仍有許多與焊接型系統(tǒng)的通信和控制相關聯(lián)的缺點。這種基于電纜的控制的一個缺點是相對于被設計用于以高壓承載大電流的焊接電纜而言，通信電纜通常是易碎的。焊接型系統(tǒng)通常用在需要定期進行重新定位或被在相同區(qū)域中運行的其他移動重型設備所圍繞的系統(tǒng)的場所。就這點而言，遠程控制通信電纜可能由于與周圍的機器和/或交通的接觸被壓碎或姅?shù)蕉艿綋p壞。這會造成通過內(nèi)部電力導體和敏感的信號電平電路的焊接型電源的損壞。即使沒有產(chǎn)生永久性損壞，這類事件也會明顯地降低生產(chǎn)率。
[0004]用于焊接裝置的遙控的通信電纜還會產(chǎn)生另外的問題。這些問題中的一個是將高頻電噪聲引入了圍繞通信電纜的環(huán)境中的焊接型系統(tǒng)中。通信電纜為噪聲提供了導管以進入焊接型系統(tǒng)的電源和控制器中。此外，在圍繞通信電纜的環(huán)境中引入電流模式干擾會阻礙通信?？蔀V除該噪聲和干擾以不會對系統(tǒng)的性能產(chǎn)生負面影響。
[0005]由于有許多與用于焊接型系統(tǒng)的遙控的通信電纜相關聯(lián)的缺點，已試圖修改在較新的系統(tǒng)中的通信方式。已引入各種類型的遙控裝置以便操作者通過除了標準通信電纜外的方式控制焊接型過程。例如，已在焊接型系統(tǒng)中實現(xiàn)無線通信以允許操作者監(jiān)測和控制系統(tǒng)。然而，這些無線連接通常要求專有無線終端裝置根據(jù)不同型號的焊接器或電源而具有不同的用戶界面。此外，至焊接型系統(tǒng)的常規(guī)無線連接僅允許對焊接裝置進行控制，且通常需要單獨的遠程裝置以用于焊接型系統(tǒng)中不同型號的焊接器或電源。
[0006]焊接型系統(tǒng)所面臨的另一個挑戰(zhàn)則涉及維護。通常要根據(jù)焊接型系統(tǒng)的操作者所實施的程序進行焊接器的維護和服務。盡管一些操作者可能適當?shù)胤蘸途S護這些系統(tǒng)，但服務和維護的質(zhì)量通常取決于個體操作者的訓練和能力。因此，大量的服務于整個裝配過程的維護良好的焊接器可能會受到服務或維護不那么充分的另一個焊接系統(tǒng)的支配。這可能會在與維護不那么充分的焊接型系統(tǒng)相關的服務中斷期間使過程停止或被中斷。然而，即使在最好的情況下，考慮到許多焊接系統(tǒng)是按隔離的方式運行的，涉及這些系統(tǒng)健康狀況的診斷信息通常直到發(fā)生故障為止才會被報告或發(fā)現(xiàn)。
[0007]因此，仍需要按對于操作者來說實際和有效的方式控制、識別、監(jiān)測和更新焊接操作的所有方面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明通過提供一種能夠從使用單個遙控器的遠程裝置無線控制、監(jiān)測和更新各種焊接參數(shù)的焊接型系統(tǒng)克服了上述缺點。所述焊接型裝置包括焊接電源，其具有能夠作為無線通信終端(WCT)運行的以與終端裝置進行通信并提供用于數(shù)據(jù)和文件交換的用戶界面的無線電設備。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，公開了一種系統(tǒng)，其包括具有控制器和無線電設備的主機，無線電設備能夠作為無線通信終端(WCT)運行且控制器能夠與焊接型系統(tǒng)進行通信。該系統(tǒng)還包括終端裝置，其能夠通過WCT與主機進行通信ICT被配置成提供界面，終端裝置能訪問該界面以交換數(shù)據(jù)并遠程控制焊接型系統(tǒng)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，公開了一種用于在焊接型系統(tǒng)和終端裝置之間進行無線通信的方法。該方法包括提供具有控制器和無線電設備的焊接型系統(tǒng)，無線電設備能夠作為無線通信終端(WCT)運行并用具有引導裝載程序的終端裝置通過WCT識別焊接型系統(tǒng)。該方法還包括從WCT提供的終端裝置訪問界面并使用該界面在終端裝置從焊接型系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)。該方法還包括使用引導裝載程序以及從焊接型系統(tǒng)接收的數(shù)據(jù)，在終端裝置上安裝軟件以控制焊接型系統(tǒng)并使用軟件在終端裝置控制焊接型系統(tǒng)。
[0011]根據(jù)下列描述，本發(fā)明的前述和其他方面和優(yōu)點將變得顯而易見。在說明書中，參照形成說明書的一部分的附圖，其中以說明的方式示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。然而，該實施例不一定表示本發(fā)明的全部范圍，因此要參照權(quán)利要求以在此解釋本發(fā)明的范圍。
【附圖說明】
[0012]圖1為根據(jù)本發(fā)明的用于控制焊接型裝置的焊接型系統(tǒng)和遙控通信型系統(tǒng)的透視圖。
[0013]圖2為用于實施本發(fā)明的用于圖1的焊接型系統(tǒng)的多個電源的透視圖。
[0014]圖3為示出用于實施本發(fā)明的包括多個焊接器的工業(yè)制造設施的框圖。
[0015]圖4為闡明根據(jù)本發(fā)明的用于將終端裝置配對至焊接型系統(tǒng)的過程的步驟的流程圖。
[0016]圖5a和5b為根據(jù)本發(fā)明的要與圖1的焊接型系統(tǒng)一起使用的無線遙控器的視圖。
[0017]圖6為示出無線遙控器組件的交互的框圖。
[0018]圖7為闡明根據(jù)本發(fā)明的用于將圖2的無線遙控器配對至焊接型系統(tǒng)的過程的步驟的流程圖。
[0019]圖8為示出根據(jù)本發(fā)明的用于無線遙控器的適配器板連接器的框圖。
【具體實施方式】
[0020]現(xiàn)在特別參照圖1，其示出了主機，例如，能夠進行各種類型的操作的焊接型系統(tǒng)
10。圖1還示出了用于訪問和控制焊接型裝置的終端裝置系統(tǒng)12。焊接型系統(tǒng)10僅代表具有各種大小、特征和額定功率的各種焊接型機器。如本文所考慮的，焊接型系統(tǒng)10可被配置成不僅進行標準焊接型操作，如媽惰性氣體(TIG)焊接、金屬惰性氣體(MLG)焊接和/或粘結(jié)焊，還能進行與各種焊接程序緊密相關聯(lián)的各種切割操作，如等離子切割和感應加熱。在圖1所示的示例性實施例中，所示的焊接型系統(tǒng)10為TIG焊接系統(tǒng)，然而，本領域的技術人員將很容易地理解其可以是任何相關的焊接或切割系統(tǒng)，包括上面所列的那些系統(tǒng)。TIG焊接型系統(tǒng)10包括用于調(diào)節(jié)原始電力并生成適于焊接應用的電力信號的電源16。電源16包括接收操作反饋并監(jiān)測TIG焊接型系統(tǒng)10的操作的處理器/控制器14。電源16可以是例如，開拓者325EFI。開拓者為伊利諾伊州，格倫維尤市的Illinois Tool Works Inc.Corporat1n的注冊商標。焊炬18經(jīng)電纜20被連接至電源16。在需要的地方，電纜20向焊炬18提供了電力和壓縮空氣或氣體。焊炬18包括手柄部分22或焊炬本體，其具有位于其上的用于致動焊炬18和從其延伸通過的工作尖端26的觸發(fā)器24。
[0021 ]被設計用于連接至待焊接的工件(未示出)的工作夾具28也被連接至電源16。被設計用于通過工件和工作夾具28與焊炬18—起完成焊接電路的電纜30將工作夾具28連接至電源16。電源16可被設計成被連接至傳輸線的電源插座(未示出)或可被設計為發(fā)動機-驅(qū)動器焊接系統(tǒng)。在后一種情況下，發(fā)動機可被集成在電源16的殼體32中或可位于單獨殼體(未示出)內(nèi)且被連接至電源16。
[0022]如所提及的，終端裝置12可用于與和電源16相聯(lián)接的無線電設備40相配對，從而設置和調(diào)整操作參數(shù)以及將軟件更新發(fā)送至焊接型系統(tǒng)10和從焊接型系統(tǒng)10接收軟件更新。在一個示例中，無線電設備40可以是被設計成設置于電源16的殼體32外部的在外部安裝的無線電設備40a。該配置對于使范圍和接收最大化而言是有利的。替代地，無線電設備40可以是被設計成設置于電源16的殼體32內(nèi)部的在內(nèi)部安裝的無線電設備40b。該配置提供了使用電源16的殼體32保護無線電設備40的優(yōu)點。無線電設備40能夠作為無線通信終端(WCT)運行，從而使終端裝置12能與焊接型系統(tǒng)相配對。各種通信協(xié)議、系統(tǒng)和硬件可用于使用無線電設備40無線地傳輸通信。
[0023]終端裝置12可經(jīng)由WCT40與控制器14進行通信。WCT40可被配置成從終端裝置12至控制器14接收和轉(zhuǎn)發(fā)無線信號以處理所接收的無線數(shù)據(jù)。控制器14被進一步操作性地連接至電源16，且以這種方式，終端裝置12可配置、監(jiān)測和/或控制焊接型系統(tǒng)10的操作。在本發(fā)明的一個實施例中且如在圖2中所示，多個焊接型電源42可包括無線電設備40，從而使終端裝置12能與一個以上的焊接型系統(tǒng)10配對。
[0024]在一個實施例中，使用源于無線電設備40的無線電控制(RC)信號。特別地，無線電設備40可被配置成使用WiFi協(xié)議運行。在這方面，WCT可使用802.1IX無線協(xié)議，例如，以在無線802.1lX裝置和局域網(wǎng)(LAN)之間提供橋梁。如此，WCT也可被稱之為無線接入點(WAP)。然而，其他無線通信系統(tǒng)和方法可包括但不限于射頻(RF)，如ZigBee協(xié)議、藍牙協(xié)議、蜂窩協(xié)議、專有協(xié)議等。更特別地，無線通信系統(tǒng)和方法可包括藍牙低功率(BLE)(即，BT4.0)、蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)、高速電路交換數(shù)據(jù)、分組數(shù)據(jù)蜂窩、通用分組無線電服務、無線電傳輸技術、藍牙、IRDA、多信道多點分配業(yè)務、本地多點分配業(yè)務、WiMAXdi^.llWiFijl^hUHF、VHF、RIM 等。
[0025]如果基于802.1lX的無線電設備40被用作，例如無線發(fā)射器，則不需要專有無線終端裝置。相反地，任何啟用WiFi的終端裝置12，如智能手機、平板電腦、筆記本電腦或?qū)ｉT的遠程裝置，如在圖1中所示，可被用于連接至由WCT 40提供服務的網(wǎng)頁以實現(xiàn)文件轉(zhuǎn)移或遠程焊接型系統(tǒng)10的設置和控制，且一個以上的終端裝置12可同時進行連接，如果這樣進行配置的話。類似地，如果使用基于藍牙(例如，802.15.1)的無線電設備40，如作為無線發(fā)射器，那么任何啟用藍牙的終端裝置12，如智能手機、平板電腦、筆記本電腦或?qū)ｉT的遠程裝置則可用于連接至由WCT 40提供服務的網(wǎng)頁以實現(xiàn)文件轉(zhuǎn)移或遠程焊接型系統(tǒng)10的設置和控制。然而，例如，在使用基于藍牙的無線電設備40的情況下，則可能需要終端裝置12的配對，且系統(tǒng)可能允許或可能不允許一個以上的終端裝置12同時連接至網(wǎng)頁。
[0026]WCT40的操作不得被限制為按特定方式運行，如用于提供至由WCT40所產(chǎn)生的網(wǎng)絡的訪問。例如，WCT40也可被運行以使焊接型系統(tǒng)10連接至現(xiàn)有的局域網(wǎng)。例如，這會發(fā)生在圖3中所示的工廠300中，其具有安裝的WCT或如果WiFi熱點，如在智能手機中，為可用的。此夕卜，從焊接型系統(tǒng)10至終端裝置12，無線通信提供了對電纜連接的可行的替代方案，如USB電纜連接或使用有線電纜連接的串行數(shù)據(jù)端口連接。要認識到所選的通信模式將取決于焊接型過程的具體需要以及正在進行該過程的環(huán)境。
[0027]現(xiàn)在參照圖4，提供了闡明用于使用具有焊接型系統(tǒng)，如圖1所示系統(tǒng)10的電源的終端裝置的示例性步驟100的流程圖。為了開始該過程，用戶可在終端裝置上啟用通信，如在過程塊102處所示。通過能夠服務無線通信的無線電設備啟用在焊接型系統(tǒng)上的通信，也如在過程塊102處所示。例如，在使用使系統(tǒng)充當WCT運行時的無線電設備的情況下，其他終端裝置12(例如，其他被配置成進行無線通信的裝置)可加入其中/與其配對，如在過程塊104處所示。如將理解的，終端裝置和焊接型系統(tǒng)的連接/配對可根據(jù)所采用的底層無線通信協(xié)議和所采用的所需的安全程序而采用多種形式中的任何一種。
[0028]焊接型系統(tǒng)可被配置成向終端裝置提供通信入口，如在過程塊中所示。例如，焊接型系統(tǒng)可為終端裝置106提供用戶界面，如通過提供基于超文本標記語言(HTML)的界面。然而，如將在下面進行描述的，焊接型系統(tǒng)可提供操作軟件以與焊接型系統(tǒng)進行通信和/或控制焊接型系統(tǒng)。
[0029]在過程塊108和110處，焊接型系統(tǒng)和終端裝置可交換狀態(tài)信息。例如，終端裝置是否可向焊接型系統(tǒng)指示終端裝置是否需要任何軟件升級或更新以進行進一步的通信或交互。如將在下面詳細描述的，焊接型系統(tǒng)可向終端裝置提供軟件、固件和/或更新以配置終端裝置進行進一步的通信/交互。
[0030]例如，焊接型系統(tǒng)可經(jīng)WCT將任何必要的軟件或固件升級、更新和特征發(fā)送/推送至終端裝置以便與焊接型系統(tǒng)進行通信和/或控制焊接型系統(tǒng)。在這個方面，焊接型系統(tǒng)可存儲和保持要與焊接型系統(tǒng)進行通信和/或控制焊接型系統(tǒng)所必需的基本軟件或固件，且在必要時，該軟件或固件可被推送至終端裝置。以這種方式，終端裝置不需要專門被配置成或進行適應性改造甚至或包括必要的軟件以與焊接型系統(tǒng)進行通信和/或控制焊接型系統(tǒng)。相反地，終端裝置，特別是在使用專門或?qū)Ｓ羞b控器的情況下，如將參照圖5A和5B進行描述的，可能僅具有一個發(fā)起至焊接型裝置的連接所必需的基本軟件或固件，如用于訪問和接收界面，例如，基于HTML的界面，如在過程塊104處所示。之后，終端裝置可從給定的焊接型裝置接收便于進行進一步的通信和/或控制所必需的軟件或固件。因此，可使用單個終端裝置以與多種焊接型系統(tǒng)中的任一個進行通信。終端裝置無需進行預先配置或?qū)ｉT適應性改造以與特定的焊接型系統(tǒng)進行通信。相反地，用戶可利用一個終端裝置作為遙控器或遠程監(jiān)視器以與多種焊接型系統(tǒng)中的任一個進行通信，而不用針對每個焊接系統(tǒng)對終端裝置進行預適應性改造。
[0031]從焊接型系統(tǒng)接收的軟件或固件可使終端裝置對焊接型系統(tǒng)和電源的配置和焊接程序、配置文件、鎖定條件和限制進行適應性改造。此外，終端裝置可經(jīng)WCT從遠程文件服務器(未示出)至焊接型系統(tǒng)發(fā)送/推送任何必需的軟件或固件升級、更新和特征。
[0032]如在塊114中所表示的，由焊接型系統(tǒng)所提供的狀態(tài)數(shù)據(jù)可包括但不限于焊接過程模式(例如，MIG、TIG和/或粘結(jié)焊)、電流強度和電壓、電弧控制、極性、發(fā)動機啟動/停止、發(fā)動機狀態(tài)(例如，開、關、自動速度)、發(fā)動機速度、發(fā)動機燃料水平、發(fā)動機小時數(shù)/換油間隔、發(fā)動機診斷、先進的發(fā)動機診斷、電源的位置(例如，經(jīng)呼叫器和/或燈)、焊接預設置、電池狀態(tài)、錯誤代碼以及源于電流和焊接后會話的數(shù)據(jù)。
[0033]這些僅僅是幾個示例。WCT也可被連接至操作狀態(tài)傳感器(未示出)。例如，可采用功率傳感器以通知焊接型裝置是處于“開”還是“關”，焊炬18或焊槍是否在運行，以及通知當前的電池電量和從感測功率水平獲得的其他操作條件。此外，WCT可被連接至組件故障傳感器(未示出)?？刹捎枚鄠€傳感器，每個傳感器被單獨地配置成檢測在焊接型裝置的特定組件中的操作錯誤。焊接型系統(tǒng)或終端裝置的處理器可將發(fā)生錯誤的時間或操作條件的概要記錄至數(shù)據(jù)存儲單元(未示出)上和/或一發(fā)生錯誤就準備實時的組件錯誤消息。此外，可使用其他傳感器檢測當前裝置的資源，如可消耗焊絲剩余的量、剩余的保護氣體的量、哪些配件被附接至裝置以及配件是否與裝置的系統(tǒng)類型相兼容。焊接型系統(tǒng)或終端裝置的處理器可隨后基于被存儲在數(shù)據(jù)存儲單元上的最近的使用數(shù)據(jù)或基于預先確定的最低水平計算是否將需要或何時需要額外的資源。因此，可對操作狀態(tài)、連續(xù)實時操作狀態(tài)信息、或當前或即將發(fā)生的錯誤和要求的自動通知的概要進行通信、存儲和訪問。
[0034]因此，終端裝置可下載在如圖1中所示的單個焊接型系統(tǒng)10的過程塊116處所示的狀態(tài)數(shù)據(jù)114中的任一數(shù)據(jù)或從如圖2中所示的多個電源42進行下載。焊接型系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)112的通知，如電子郵件或文本消息可被發(fā)送至終端裝置。在一個替代實施例中，狀態(tài)數(shù)據(jù)112可以是自動化數(shù)據(jù)采集過程的一部分，該過程連接至圖2中多個電源42中的每個處理器14以在其范圍內(nèi)采集、記錄、報告和再傳輸至基于網(wǎng)絡的云或數(shù)據(jù)服務器(未示出)并通過相同的界面提供多個電源42的配置。
[0035]再回去參照圖4并參照圖3，終端裝置12可遠程控制和配置狀態(tài)數(shù)據(jù)114中的任一數(shù)據(jù)，如在過程塊118處所示。如將描述的，終端可被配置成為用戶提供公用界面，允許其使用空中編程來配置和控制多個電源的狀態(tài)數(shù)據(jù)114。作為一個示例，終端裝置12可使用界面所提供的查找功能以識別在多個電源42中具有問題的焊接型系統(tǒng)12。在界面上的查找功能可由將激活，例如在具有問題的特定的焊接型系統(tǒng)1A上的呼叫器和共用燈44的用戶發(fā)起，從而使用戶可容易地識別在較大的環(huán)境300中的焊接型系統(tǒng)。作為另一個示例，終端裝置12可使用所提供的發(fā)動機點火管理功能，從而對特定的焊接型系統(tǒng)進行遠程掉電并將其置于睡眠模式。當焊接型系統(tǒng)1A處于睡眠模式時，其可再次通過終端裝置12上的發(fā)動機點火管理功能來啟動。
[0036]一旦終端裝置12已發(fā)送和/或接收所需的狀態(tài)數(shù)據(jù)114，用戶則可禁止在終端裝置12上的無線通信或?qū)⒔K端裝置12與終端型系統(tǒng)10解除配對，如在過程塊120處所示。
[0037]現(xiàn)在參照圖5a、圖5b和圖6，示出了在焊接型系統(tǒng)10中使用的無線遙控器46。無線遙控器46包括多個可重新配置的按鈕48。作為可重新配置的按鈕48，當被按下時，可重新配置的按鈕48可顯示上述狀態(tài)數(shù)據(jù)中的任一數(shù)據(jù)。無線遙控器46可以提供，例如，手持式、電池操作的用戶界面裝置，其包含無線的無線電接口標準(例如，ISO-14443 (RFID)、IEEE802.11(各種速度的WiFi)、IEEE802.15.4(ZigBee))的變化分類。無線遙控器46可包括圖形顯示器50、包括多個按鈕48的小鍵盤52、無線電設備54、中央處理器56、閃速存儲器58、電池組60和實時時鐘62。在構(gòu)造中，可能有無線遙控器46的四個子組件，其包括主板64、無線電設備54、具有電池組60的下盒66以及小鍵盤印刷電路板(PCB)68。主板64可包括中央處理器56、閃速存儲器58、電池組60和圖形顯示器50。其具有至小鍵盤PCB 68、無線電設備54和電池組60的連接器。電池組60可被集成至下殼體66并包括終端和用于將例如，兩個AA堿性電池夾持并與其相接觸的夾具。
[0038]無線遙控器46的圖形顯示器50可以是，例如，四分之一視頻圖形陣列(QVGA)、全彩色背光LCD顯示器(例如，Santee ST0240Y3W-RSLW-F)、背光半透半反LCD顯示器或自定義顯示器。圖形數(shù)據(jù)可按并行字格式呈現(xiàn)給圖形顯示器50，如在圖5b中所示。例如，用于圖形顯示器50的背光方案可使用多個具有公共陽極和陰極的LED。公共陰極信號被呈現(xiàn)給晶體管(未示出)，其負責使接地連接循環(huán)工作以允許進行亮度控制。脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路(未示出)通過允許CPU 56進行PWM控制回路而影響用于LED陳列的電流限制和亮度控制。CPU56可具有指令最大亮度(用戶輸入)且可使用光傳感器(未示出)以基于環(huán)境光改變PffM的占空比。CPU 56通過將邏輯“高”應用至輸入信號，其對電路進行供電而操作光傳感器。然后，輸出信號可由CPU56中的ADC (未示出)進行測量且在PffM控制回路中使用數(shù)字。
[0039]如在圖5a和圖5b中所示，小鍵盤52可以，例如，具有多個按六鈕陣列進行布置的可重新配置的按鈕48，其是以三列且每列兩個按鈕的方式進行布置的。多個可重新配置的按鈕48可以是開路的且具有標稱3.0VDC的電動勢，例如，在未接地墊上。按下多個按鈕48中的一個將電壓短接至在CPU56端口對該按鈕進行檢測的地面。小鍵盤52可以是，例如，具有將小鍵盤52連接至主板64的柔性蝕刻聚酰胺電纜的單層PCB。多個按鈕48可以是在薄的小鍵盤PCB68上具有開關觸點的圓頂開關。柔性電纜和圓頂開關的圖案可以是一個具有圖形聚合物覆蓋物(未示出)以將圓頂彈簧保持在恰當位置的板。小鍵盤PCB68也可形成圖形顯示器50的外邊框和保護性覆蓋物70。此外，可重新配置的按鈕48可以是具有與其集成在一起的顯示器的觸摸按鈕，從而很容易地適于具有與基于重新配置而進行調(diào)整的符號或顯示按鈕相關聯(lián)的信息。
[0040]例如，無線遙控器46的無線電設備54可以是經(jīng)認證的FCC模塊化發(fā)射器。在一個示例性實施例中，例如，無線電設備54可以是加州東部實驗室(CEL)型號為Z1CM357SP0-1IEEE802.15.4的順應式無線電，其具有被編程至其中的Ember ZigBee Pro網(wǎng)絡軟件棧。此外，無線電設備54可具有內(nèi)部天線。無線電設備54可僅負責提供網(wǎng)絡服務，從而不具有被編程至其上的用戶應用。無線電設備54可連接至使用沿通用異步接收器/發(fā)射器(UART)和串行外圍接口( SPI)的串行端口接口(未示出)向無線電設備54提供電力和接地信號的“通用” 16引腳接口(未示出)的主板64。使用相同的機械外形和相同的16針連接器，無線電設備54可以是WiFi無線電或藍牙無線電，例如，以對主機的適當軟件改變代替ZigBee無線電。根據(jù)所使用的無線電設備54，串行接口可以是UART或SPI端口或這兩者。
[0041]無線遙控器46可從串聯(lián)的兩節(jié)AA電池(未示出)接受DC電力并使用兩個DC開關轉(zhuǎn)換器(未示出)以在電池組60的整個壽命中保持在約3.0伏。來自電池倉的兩線尾纖連接至主板64。電池組60的接口使用與正電池引線串聯(lián)的金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)以進行反向極性保護。電路通過允許小電流漏過MOSFET的體二極管進行操作，這在源極上產(chǎn)生了電荷。隨后，該電荷可能會導致允許電池電流以最小的電壓損失從漏極流到源極的對柵極的反向偏壓，這是由低溝道電阻決定的。如果電池組60以相反的極性相連時，所施加的電壓變?yōu)檎?，這保持MOSEFT關閉，且因此由于反向的漏電流而使從漏極到源極的電流位于納米安培范圍內(nèi)。例如，Si3495(未示出)可用于使該部分上正向電壓降最小化。理論上來說，晶體管的壓降應大致為20mV或更低。在主板64上具有兩個DC電源(未示出)。一個電源可專用于無線電設備54且另一個則用于其他的每個設備。例如，DC電源可基于德州儀器(TI) TPS61220DCK。
[0042]提供電路以允許軟件確定在電池組60中剩余的電池壽命的百分比。隨著堿性電池被耗盡，有效的電池源阻抗上升。實際上，對于給定的漏電流而言，與新的電池相比，源極電壓在較弱的電池上有所降低。用于測量實際電池電壓的裝置被置于主板64上。用于提供低電壓檢測功能的兩個電阻還向位于CPU56內(nèi)部的ADC提供電壓分壓器。由于已知的負荷被置于電池組60上且進行測量，因此該分離信號可被發(fā)送至CPU56。
[0043]主板64支持如上面所述的空中重新編程進行，以及使用閃速存儲器58進行數(shù)據(jù)采集。例如，閃速存儲器58可以是32兆字節(jié)的閃速存儲裝置?？罩兄匦戮幊淌峭ㄟ^無線電設備54，例如，ZigBee無線電鏈路發(fā)送合適的目標對象文件而進行操作的。用于微控制器(未示出)，例如MSP430或EM357的操作代碼可從閃速存儲器58進行加載。該特征允許無線遙控器46以用于微控制器的一個對象代碼文件進行制造，但其可被重新編程以獲得不同的任務配置文件。因此，可將固件更新推送至使用該特征的焊接型系統(tǒng)10上。其他使用閃速存儲器58的操作模式也是可能的。例如，可使用“胖客戶端”或“瘦客戶端”模式。在胖客戶端模式中，所有狀態(tài)數(shù)據(jù)112均被編碼并被加載至無線遙控器46上。在瘦客戶端模式中，無線遙控器46充當終端進行操作且所有的操作狀態(tài)機器代碼均被承載在承載例如，ZigBee無線電的焊接型系統(tǒng)10上。
[0044]可通過與CPU56相分離的電路(未示出)提供實時時鐘62。實時時鐘62可從CPU56電源進行操作，其通常將位于2.1和3VDC之間。在電源故障的欠壓情況下，如當電池組60被更換時，無線遙控器46可使用，例如CR1025鋰紐扣電池在睡眠模式進行操作。例如，無線遙控器46可用三線串行數(shù)據(jù)接口(未示出)與微控制器進行通信。
[0045]在示例性實施例中，無線遙控器46可用作為僅安裝的軟件的引導裝載程序進行制造。在可被包括在無線遙控器46中的示例性引導裝載程序上的額外信息可在6849826;6849826和7411155號美國專利中找到，且這些專利中的每一個的全部內(nèi)容均通過引用并入本文。使用被安裝作為無線電設備54的802.15.4的ZigBee無線電，當無線遙控器46試圖加入無線配備的焊接型系統(tǒng)10/與其配對時，焊接型系統(tǒng)10將感測到無線遙控器46是新的(未編程的)或無線遙控器46缺少要與焊接型系統(tǒng)10—起使用的正確編程。焊接型系統(tǒng)10的控制器14隨后可發(fā)起至無線遙控器46的代碼下載，該無線遙控器使用無線電設備54的空中(OTA)編程特征以將新代碼圖像置于無線遙控器46的CPU56中。無線遙控器46可具有大約128兆字節(jié)的存儲器，其可持有用于允許一個物理裝置(S卩，無線遙控器46)控制多個焊接器43的多個電源42的軟件，其中的每一個均具有其自己特殊的用戶界面，從而向焊接型系統(tǒng)10的操作者提供統(tǒng)一的培訓環(huán)境。無線遙控器46可有利地包括菜單驅(qū)動接口 72以復制在焊接型系統(tǒng)上可用的所有功能。無線遙控器46的接口72可匹配電源16的接口，從而復制焊接型系統(tǒng)10的前面板控件。此外，無線遙控器46允許少量的元件遙控器46被用于工廠300內(nèi)的多個焊接型系統(tǒng)10上，例如，使用安全通信，如米勒標簽單元變量(TUV)通信協(xié)議。
[0046]現(xiàn)在參照圖7，其提供了闡明將無線遙控器46與焊接型系統(tǒng)10的電源16進行連接的示例性步驟200的流程圖。為了開始該過程，無線遙控器可將無線信號從無線電設備傳輸至焊接型系統(tǒng)的電源的控制器，如在過程塊202處所示。由控制器的控制收發(fā)器(未示出)接收無線信號，如在過程塊204處所示。一旦無線遙控器與電源進行無線通信，控制器則可確定無線遙控器是否進行了編程或具有最新安裝的軟件，如在過程塊206處所示。如果無線遙控器未進行編程，如在過程塊208處所示，焊接型系統(tǒng)的控制器則可隨后發(fā)起至無線遙控器的代碼下載。如果對無線遙控器進行了編程，如在過程塊210處所示，無線遙控器和電源的控制器則可經(jīng)無線電設備進行通信。一旦完成設置過程，無線遙控器則可通過按下在無線遙控器上的多個按鈕中的一個而訪問多個焊接參數(shù)212(類似于圖4的狀態(tài)數(shù)據(jù)112)，如在過程塊214處所示。多個按鈕中的每一個可被配置成訪問多個焊接參數(shù)中的一個，如在過程塊212處所示，并被顯示在圖形顯示器上。
[0047]如在塊112處所表示的，由圖形顯示器上的焊接型系統(tǒng)所提供的多個焊接參數(shù)可包括但不限于焊接過程模式(例如，MIG、TIG和/或粘結(jié)焊)、電流強度和電壓、電弧控制、極性、發(fā)動機啟動/停止、發(fā)動機狀態(tài)(例如，開、關、自動速度)、發(fā)動機速度、發(fā)動機燃料水平、發(fā)動機小時數(shù)/換油間隔、發(fā)動機診斷、先進的發(fā)動機診斷、電源16的位置(例如，經(jīng)呼叫器和/或燈)、焊接預設置、電池狀態(tài)、錯誤代碼以及源于電流和焊接后會話的數(shù)據(jù)。無線遙控器可從如圖1中所示的單個焊接型系統(tǒng)10或如圖2所示的多個電源42下載多個焊接參數(shù)212中的任何參數(shù)。
[0048]此外，無線遙控器可經(jīng)無線電設備從遠程文件服務器(未示出)至焊接型系統(tǒng)發(fā)送/推送任何必要的軟件或固件升級、更新和特征。同樣地，軟件或固件升級、更新和特征可從焊接型系統(tǒng)被發(fā)送至無線遙控器。焊接型系統(tǒng)的焊接程序、配置文件、鎖定條件和限制的配置可由無線遙控器發(fā)送和/或接收。焊接型系統(tǒng)的多個焊接參數(shù)212的通知，如電子郵件或文本消息可被發(fā)送至無線遙控器。
[0049]無線遙控器可經(jīng)多個按鈕遠程控制和配置多個焊接參數(shù)212中的任一個，如在過程塊216處所示。如上所述，無線遙控器為用戶提供公用界面，允許其使用空中編程以配置和控制多個電源的多個焊接參數(shù)212。作為一個示例，無線遙控器可使用由多個按鈕中的一個所提供的查找功能以識別在多個電源中具有問題的電源。查找功能可由將激活，例如在具有問題的電源上的呼叫器和/或燈的用戶發(fā)起，從而使用戶可容易地識別正確的電源。作為另一個示例，無線遙控器可使用由多個按鈕中的一個所提供的發(fā)動機點火管理功能，從而對焊接型系統(tǒng)的電源進行遠程掉電并將其置于睡眠模式。當電源處于睡眠模式時，其可再次通過無線遙控器上的發(fā)動機點火管理功能而啟動。
[0050]—旦無線遙控器已發(fā)送和/或接收所需的焊接參數(shù)212，用戶可將無線遙控器與焊接型系統(tǒng)的電源解除配對或斷開，如在過程塊218處所示。
[0051]現(xiàn)在參照圖8，示出了將要在本發(fā)明的焊接型系統(tǒng)10中實施的適配器板連接器400。適配器板連接器400可與任何無線配備的焊接型系統(tǒng)10，例如開拓者325EFI或具有洞察力的Axcess—起使用。適配器板連接器400可使用ZigBee(IEEE 802.15.4)適配器板，例如，用于充當通用的接口連接器。適配器板連接器400使用UART和SPI連接(允許訪問無線電或板上存儲器)以及用于SPI連接的兩個片選、用于測試或調(diào)試目的的兩個LED連接和中斷信號。
[0052]常規(guī)的適配器板連接器要求用戶選擇制造無線電系統(tǒng)所需的所有部件并將其按某種邏輯方式置于相同的印刷接線板上，例如，如用于電源16的主控制器。如果使用這種方法，則該板需要重新設計，從而增加了進行重新設計和測試的成本。替代地，用戶可使用經(jīng)測試且認證過的模塊化無線電發(fā)射器，然而，這并不要求測試主機裝置，就好像它是無線電一樣(如在第一種方法中將要求的那樣)。這可能會使加入無線通信的風險顯著降低。用這種方式，無線電模塊將被直接附接至主機印刷接線板且將明確和單獨地為該無線電編寫主機軟件。
[0053]在另一個替代方案中，用戶可首先限定覆蓋大多數(shù)使用情況的連接器方案并隨后設計適配器板，在其一側(cè)上安裝有至主板的匹配連接器，且在其另一側(cè)上安裝有任何需要的組件和無線電模塊本身。在此方法中，具有不同物理安裝圖案的無線電中的每一個均可被置于唯一的適配器板上且每一個將連接至相同的主機且主機不要求任何硬件改變。
[0054]然而，本發(fā)明的適配器板連接器400可顯著地降低為連接至無線網(wǎng)絡所需的設計而做出的硬件開發(fā)上的努力。此外，如果無線電制造商無法滿足交貨，適配器板連接器400則可以降低在制造中的風險，從而可用備用和合格的無線電設備進行替換而不用改變硬件。另外，無線電設計被有效地與焊接型系統(tǒng)10的開發(fā)相分離?；旧蟻碚f，適配器板連接器400允許各種認證的無線電模塊被連接至焊接型系統(tǒng)10，而無需隨著無線電模塊的改變進行印刷接線卡的重新設計和重新布局。換句話說，適配器板連接器400是一個具有標準尺寸的“適配器板”的“標準”的主機印刷接線板(PWB)連接器。適配器板的示意圖和布局可被設計用于在特定的無線電設備和標準的連接器之間形成自定義的一對一配合。存儲器裝置可被結(jié)合在適配器板400上，從而使主機微處理器能夠讀取該存儲器以發(fā)現(xiàn)連接的是哪個無線電設備，從而允許使用合適的軟件驅(qū)動器以與無線電設備進行通信。
[0055]因此，提供了一種通過終端裝置使用無線通信終端(WCT)并在遠程焊接型裝置和終端裝置之間交換數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法。此外，本發(fā)明涉及一種焊接系統(tǒng)，其運行是通過由無線遙控器傳輸?shù)目刂菩盘栠M行管理的。無線遙控器被配置成與焊接型裝置進行配對，焊接型裝置發(fā)起至無線遙控器的代碼下載。在這個方面，操作者能夠快速并有效地從遠程位置控制焊接系統(tǒng)，而不管可能存在于一個位置上的不同焊接型裝置的制造和型號如何。
[0056]本發(fā)明提供了一種很容易被操作者處理且可無線地控制多個焊接過程的遙控裝置。本發(fā)明可消除使用與無線遠程裝置的通信線，且從而消除如上所述的與高頻電噪聲相關聯(lián)的問題。無線遙控器還為操作者提供了許多好處和方便，如減少使用額外的電纜的不便。此外，與具有單個用戶界面的任何焊接型系統(tǒng)相配對的無線遙控器提高了操作者的效率并減少了預定的停機時間。
[0057]已依據(jù)一個或多個優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，且應理解的是，除了那些明確的陳述，許多等同物、替代物、變化和修改均是可能的且處于本發(fā)明的范圍之中。
【主權(quán)項】
1.一種系統(tǒng)，其包括: 具有控制器和無線電設備的主機，所述無線電設備能夠作為無線通信終端(WCT)運行且所述控制器能夠與焊接型系統(tǒng)進行通信； 終端裝置，所述終端裝置能夠通過所述WCT與所述主機進行通信；以及其中，所述WCT被配置成提供界面，所述終端裝置能訪問所述界面以交換數(shù)據(jù)并遠程控制所述焊接型系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述終端裝置至少為筆記本電腦、個人計算機、平板PC、智能手機和遙控器之一。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述WCT是嵌入式802.1IX無線通信終端。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述無線電設備被配置成使用ZigBee協(xié)議、藍牙協(xié)議、藍牙低功耗(BLE)、BT4.0和WiFi通信協(xié)議中的至少一個進行通信。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述主機被配置成作為基于網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)服務器運行。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述主機被配置成從焊接裝置、焊接電源和焊接配件中的至少一個接收數(shù)據(jù)，其中所述數(shù)據(jù)包括源于當前和過去的焊接會話的機器歷史和參數(shù)數(shù)據(jù)中的至少一個并通過所述WCT將所述數(shù)據(jù)通信至所述終端裝置以作為網(wǎng)頁。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述終端裝置被配置成從焊接型系統(tǒng)訪問信息，所述焊接系統(tǒng)包括至少一個換油報告、發(fā)動機燃料水平報告、發(fā)動機速度報告、電池狀態(tài)報告、電源報告、發(fā)動機啟動/停止報告、發(fā)動機狀態(tài)報告、發(fā)動機控制報告、高級發(fā)動機診斷報告、過程模式報告、錯誤代碼報告、電壓和電流報告、電弧控制報告和極性控制報告。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述終端裝置包括手持遙控器。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述終端裝置被配置成對所述焊接型系統(tǒng)進行遠程掉電和上電。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述界面是通過所述WCT服務的網(wǎng)頁界面。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述主機被配置成通過所述WCT將操作固件和軟件升級中的至少一個發(fā)送至所述終端裝置。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述終端裝置不含有用于控制所述焊接型系統(tǒng)的軟件且被配置成通過所述WCT從所述主機接收空中編程。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括適配器板連接器，所述適配器板連接器包括至少一個無線電設備，適配器板具有存儲器裝置和微處理器以讀取所述存儲器裝置并確定被連接至所述主機的無線電設備的類型。14.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述適配器板連接器被配置成接收多個認證無線電模塊中的任一個。15.—種在焊接型系統(tǒng)和終端裝置之間進行無線通信的方法，所述方法包括下列步驟: 提供具有控制器和無線電設備的所述焊接型系統(tǒng)，所述無線電設備能夠作為無線通信終端(WCT)運行； 用具有引導裝載程序的終端裝置通過所述WCT識別所述焊接型系統(tǒng)； 從WCT提供的所述終端裝置訪問界面； 使用所述界面在所述終端裝置從所述焊接型系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)； 使用所述引導裝載程序和從所述焊接型系統(tǒng)接收的所述數(shù)據(jù)，在所述終端裝置上安裝軟件以控制所述焊接型系統(tǒng)；以及 使用所述軟件在所述終端裝置控制所述焊接型系統(tǒng)。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)包括所述軟件。17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述界面包括通過所述WCT服務的網(wǎng)頁。18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述終端裝置不含有用于控制所述焊接型系統(tǒng)的軟件且被配置成接收作為空中編程的一部分的所述軟件。19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述軟件包括至少一個固件和應用，其被配置成由所述終端裝置進行安裝。20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述WCT和所述終端裝置被配置成使用ZigBee通信協(xié)議、藍牙通信協(xié)議、藍牙低功耗(BLE)通信協(xié)議、藍牙(BT)4.0通信協(xié)議和WiFi通信協(xié)議中的至少一個進行通信。
【文檔編號】B23K9/00GK106031090SQ201480069050
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2014年7月21日
【發(fā)明人】馬克·李·丹尼斯, 邁克爾·安東尼·吉爾, 托德·G·巴茨勒
【申請人】伊利諾斯工具制品有限公司