专利名称：焊接设备的利记博彩app
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本发明涉及到一种以把焊接控制变压器和焊接控制单元紧密包装在一起为特点的焊接设备。
典型的焊接设备是电阻焊接机或弧焊接机。这些焊接机广泛地应用于许多制造工业中。尤其在汽车工业中，为了完成车体的薄钢板焊接，这些焊接机是不可缺少的。
图11表明了一种普通的电阻焊接机的基本构成。它由带有焊接电极的焊枪1、焊接变压器2、以及焊接控制单元3所组成。近年来，对于由两个部件组成的紧密包装电阻焊接机需求量很大，一个部件是焊枪1和变压器2的组件，而另一个部件是控制单元3。
如图12所示，在一个汽车工业通常使用的电阻焊接机中，焊枪1、焊接变压器2、定序器4和程序单元5靠近传送带C安置，仅焊接控制单元3安置在与传送带C分开的中层楼台上。因此，在控制单元3和传送带C之间的距离通常达几十米，这就需要在单元3和变压器2之间设置长的电力电缆6，在单元3和定序器4之间设置长的信号电缆7，以及在单元3和单元5之间设置长的信号电缆8。
在最近的汽车工业中广泛使用了多点焊接。在多点焊接中，车体，即欲焊接的工件以夹具固定，由工业机器人使用有着许多焊接电极的焊枪同时焊接工件的许多焊点。
在上述的普通焊接机中，焊枪、焊接变压器、焊接控制单元、定序器和程序单元都是分开安置的。因而，为了实现在上述的变压器和单元之间的信号传送，必须设置许多长的电缆，这就带来了安装费用和空间等问题。进而，当执行多点焊接时，许多部件(焊枪、变压器、定序器和程序单元)必须根据它们的具体相互关系来安置。于是，焊接条件的修改，每一部件的安置和/或这些部件的维护都成为很费力的工作。
本发明的一个目标是提供一种解决了现有技术问题的焊接装置。为了达到上述目的，本发明的焊接装置有一个或多个电阻焊接机组件，每一个组件由带有焊枪的焊接控制变压器以及整体而可拆卸地连接到焊接控制变压器的焊接控制单元所组成。
焊接控制变压器和焊接控制单元之间的可拆卸连接的特征使这两者都有紧凑的尺寸。这个特征也可允许所有的电阻焊接机组件的焊接控制变压器与焊接控制单元之间有着标准化的连接尺寸和标准化的连接接口。这些标准连接尺寸和接口使在一焊接控制变压器和任一焊接控制单元能有最佳的组合，而这种组合的多个组件能由一个单个主计算机(或者说机器控制接口MCI)所操纵。进而，对于所有电阻焊接机组件来说，在焊接控制变压器和焊接控制单元之间不需要连接电缆。
图1是由焊接控制变压器(WCT)和焊接控制单元(WCU)构成的电阻焊接机的立体图，这也是本发明的一个实施例;
图2是图1中表明的焊接控制变压器的侧视图;
图3是图1中表明的焊接控制变压器的底视图;
图4是图1中表明的组件的顶视图，其中，表明了包含在焊接控制单元中的电源模块(17)和控制模块(18);
图5是图4中表明的焊接控制单元的侧视图;
图6表明了在图4中表明的电源模块(17)的内部细节;
图7A是图6中表明的可控硅整流器(SCR)模块(23)中包含的SCR冷却结构的侧视图;
图7B表明了图7A的SCR冷却结构的内部情况;
图8表明了图4中所示控制模块(18)的内部的部分情况;
图9是图8中表明的控制模块(18)的底视图;
图10表明了根据本发明的焊接系统的简图，其中，多个焊接控制变压器和焊接控制单元组件并联连接到机器控制接口MCI;
图11表明了一个普通电阻焊接机的基本构成;
图12表明了在例如说一个汽车厂中所使用的普通电阻焊接机系统;
图13表明了使用许多焊接变压器WCT和焊接控制单元WCU组件的电阻焊接机系统，其中，实线表示本发明的系统，而虚线表明普通的系统;
图14是由一个焊接控制单元WCU和三个各带一开关的焊接控制变压器WCT的组合的立体图，其中，WCU和WCT之一的联接是由连接盒选定的;
图15表明根据本发明的焊接系统的简图，其中，WCT和WCU的多个组合通过菊花瓣链接式(daisychained)串行传输线连接到机器控制接口MCI;
图16表明了图15中表明的MCI的典型外围设备;
图17A是WCT的初级电路和短路关断电路的电路图;
图17B是图8中表明的印刷电路板33的电路图，它也表明了图6中的SCR模块(23)的点火电路(335);
图18A例示了一种焊接条件数据Dcon的格式，其中，Dcon的一个字符由六个孔道CH1-CH6的垂直数据组VDG所表示，而一段Dcon由六个水平数据组HDG加上起始码STX、结尾束码EXT、和奇偶码HPC来代表;
图18B是串行传输数据(Dcon)的奇偶检验流程图;
图18C表明了对串行传输数据(Dcon)的另一个奇偶检验流程图;
图19是焊接条件数据Dcon的检核流程;
图20是基于给定组数据Dset的焊接操作的检核流程;
图21是对焊接电流DCur的检核流程;
图22是确定图17A/B中表明的SCR的新的点火角数据Dfia＊的控制流程;而图23是执行图22中流程的顺序的方块图。
下面将参考附图描述本发明的最佳实施例。在描述中，相同或类似的元件由相同或类似的参考数号表示，从而避免了冗长的解释。
图1是焊接控制变压器10和焊接控制单元17+18的电阻焊接机组件的立体图。有着焊接电极1X的焊枪1通过电缆2联接到焊接控制变压器，焊接控制变压器中的冷却套(未示出)通过水管260与焊接控制单元中的冷却套(未示出)相连。外部冷却水送到焊接控制单元的冷却套，并且通过水管260送到焊接控制变压器的冷却套。随后，被焊接控制单元中的可控硅整流器和焊接控制变压器WCT中的变压器所加热的水由WCT流出。
根据图1的冷却结构，为了把冷却水送入焊接控制单元和焊接控制变压器的组件中，仅有一根水管就足够了。
图2是图1中表明的焊接控制变压器WCT的侧视图。图3是WCT的底视图。WCT的底端14有两个钢螺栓11a和11b、温度自动调节器的信号线12、以及螺孔15。螺栓11a和11b用来把焊接控制变压器的初级绕组与焊接控制单元中电源模块(17)的可控硅整流器(晶闸管)的两个端点相连接。在焊接控制变压器中的温度自动调节装置的信号线12联接到焊接控制单元的控制模块(18)。这个调节装置用来防止焊接控制单元过热。螺孔15用来固定焊接控制单元和焊接控制变压器。
图4是图1中表明的焊接控制变压器和焊接控制单元组件的顶视图。如图所示，焊接控制单元WCU包括电源模块17和控制模块18。图5是WCU的侧视图。利用螺钉19(图5)和螺孔15(图3)，把WCU(电源模块17和控制模块18)安装并固定在焊接控制变压器WCT的底端14上。
图6表明了电源模块17的内部细节。图5中的螺钉19通过螺钉孔20a-20d，并且达到图3中表明的螺孔15。其余的螺 1a-21d被用来以其余的螺钉(图9中的210a-210d)把控制模块18与电源模块17固定起一起。
高压电源线22L1被联接到可控硅整流器模块23的端头L1。端头L1和H1联接到模块23的塑料外壳中的交叉耦合(或者说反向并行联接)可控硅整流器(晶闸管)的两端(可控硅整流器的详细电路联接将在下面参考图17A加以描述)。端头H1和H2联接到图3的螺栓11a和11b，焊接控制变压器的初级绕组也接到11a和11b。高压交流电源(即480V交流)通过电源线22L1和22H2加到端头L1和H2。
温度自动调节器的信号线12从焊接控制变压器联接到低压联接器25的接线板24。其它信号，象短路关断信号也联接到接线板24。低压接线板24用绝缘板(例如塑料板)250与高压端头L1、H1和H2相隔离。绝缘板250防止低压信号线(12)的芯线与高压端头偶然接触。
图6的可控硅整流器模块23包括一对交叉联接的可控硅整流器和它们的冷却结构。冷却水进入接头26a和26b之一，而从另一个流出。图7A是冷却水流过的可控硅整流器冷却套230的侧视图。图7B表明了冷却结构的内部情况。冷却套230由金属比如铜制成。可控硅整流器SCR-1和SCR-2安置在模块23的塑料外壳之内。它们通过绝缘片232间接而紧密地与冷却套230的冷却板相接触。绝缘片232可以是云母片或聚酯薄膜。
根据图7B的结构，冷却套230与模块23的塑料外壳中的可控硅整流器成为一个整体，使得冷却套230紧靠整流器。于是，模块23的整个尺寸能做得很紧凑。此外，可控硅整流器被有着良好电绝缘性能的塑料外壳所包围。因此，即使电源模块17被包在金属壳中，模块23仍能封装在里面而使金属壳和模块23的塑料外壳没有大的间隔。这使电源模块17的尺寸更紧凑。
图8部分地表示了图4中的控制模块18的内部安置。控制模块18包括印刷电路板33，电路板上安装了电可编程只读存储器EPROM30、发光二极管LED35A、微处理器MPU(未示出)、电位器(未示出)等。印刷电路板33以软橡胶片34固定在模块18的给定空间中。模块18能以轻塑料模制而成。就在电路板33的发光二极管35A之上，安置塑料透镜35B以向使用者表明焊接控制单元的工作情况。或者说，透镜35B能用作光学数据传输接口。
每一个焊接控制单元的工作取决于电可编程只读存储器EPROM30中存入的内容。于是，对EPROM30重新写入或以另外的EPROM代替EPROM30，焊接控制单元的工作就能容易改变或修改。
图9是控制模块18的底视图。电路板33上的电位器的轴柄32a-32c用来预先设定焊接电流、最大焊接电流和最小焊接电流。地址开关31用来为每一个控制模块18确定一个具体的单元号码(例如0到15)。当许多焊接控制单元WCU联接到机器控制接口MCI(主计算机)时，MCI能够根据开关31指派的单元号识别相应的WCU。
在印刷电路板33上电路的信号线被联接到图9中表明的低压联接器36。当控制模块18(图9)与电源模块17(图6)相配时，联接器36与联接器25相插接。利用螺钉210a-210d以及螺孔21a-21d，模块18能机械地固定于模块17上。在联接器25和36之间的电联接接口以及模块17和18之间的机械连接接口是标准化的。于是，任何一个焊接控制单元WCU能连接到任何一个焊接控制变压器WCT。如果一个WCU的电可编程只读存储器EPROM30包含一个程序，并且比WCU由另一个WCU(它的EPROM30包含另一个程序)所取代，WCT的焊接操作能因这种简单的替换而发生变化。
图10是根据本发明的焊接系统的简图。在此实施例中，WCT和WCU的三个组件并联联接，而所联接的组件与机械控制接口MCI42相联，此MCI与终端设备43相联(这些WCT/WCU组件可以通过例如RS-232或RS-422普通的串行线成菊花瓣式链接(daisy-chained)。
WCU的电源模块17是用导线联接起来的，并与主电路断路器40中的短路关断电路41相联。某些WCU联接有终端设备44。如果任何WCU的可控硅整流器被击穿并短路，带着此击穿的可控硅整流器的WCU就送出一个短路关断信号到短路关断电路41，使得送到焊接控制变压器的电源被切断。
在图10的实施例中，利用终端设备43，执行MCI42的阶梯逻辑程序和WCU的每一个控制模块18中贮存的焊接程序。即使同时使用许多WCU，终端器件43仍能通过MCI42，根据所指定的具体单元号码与规定的控制模块18相连通。
当使用串行传输线来执行规定的焊接顺序时，MCI42就会把应工作的模块18的单元号码送到串行传输文本中，所得的传输文本送到串行传输线。虽然传输文本送到所有的控制模块18，仅仅被加到文本的单元号所确定的一个模块18能对此文本响应。于是，仅仅这个模块18根据文本的内容完成焊接。
当两个或更多的焊接控制变压器WCT必须同时执行它们的焊接时，MCI42会送出包含有两个或更多具体单元号的地址数据到所有的控制模块18。随后，以单元号确定的WCT执行它们的焊接。如果所有的WCT必须同时执行它们的焊接，指定所有单元号的特殊地址数据(例如数据“99”)自MCI42送到所有控制模块18。
MCI42能够向每一个控制模块18询问是否已完成焊接、是否已进行了良好的焊接等等。
图13表明了一种使用了许多WCT和WCU组件的电阻焊接系统。这个系统能用在例如说一个汽车工厂中。在此系统中，根据本发明的实施例用实线表示，而普通方式以虚线表示。
如图13中的虚线所示，根据普通的系统，把三个带有分接开关的焊接变压器通过一个连接盒有选择地与焊接控制器之一相联，而这些焊接控制器通过焊接总线与MCI相并联。根据这个普通系统，一个焊接控制器为三个焊接变压器所共用。为此，如果三个变压器的焊接性能彼此不同，即使焊接控制器的控制特性与三个变压器之一相匹配，它仍然不能与其余两个变压器相匹配。
根据本发明的焊接系统(如图13中的实线所示)中，一个WCU(焊接控制器)被独占地配备给一个WCT(无分接焊接控制变压器)，而所有的WCU和WCT组件通过单一串行数据传输线(例如RS-422)联接到MCI。根据贮存在控制模块18(图9)的EPROM30中的程序，能任意地确定每一个WCU的控制性能。
另一方面，MCI能够把所有WCU的焊接数据收集在一起，并且能分别地把指令或焊接数据送回到相应的WCU。通常，即使所有的WCT的焊接性能彼此不同，每一个WCT能够得到最好的性能。
图14是一个WCU和各自带有选择开关142的三个WCT的组合的立体图。图中，WCU和WCT之一之间的联接由连接盒141所选择。本发明的WCU能够用于图14中所表明的这种情况。于是，即使应用了连接盒141和分接开关142，本发明的WCU的紧凑和WCU的可重写程序的特征仍然是有益处的。
图15表明了根据本发明的焊接系统的简图，其中，通过菊花瓣链接式(daisy-chained)串行传输线(RS-422)，多个WCT和WCU的组件被联接到机器控制接口MCI。MCI42A配备有可编程逻辑控制器PLC42B。PLC42B用来控制每一个WCT的焊接电极1X的通/断，和/或控制图12中表明的传送带C的工作。
图16表明了图15中所示MCI的典型外围设备。文件盘硬盘驱动器43A、其它MCI等，通过一个局部区域网，例如以大计算机网(ETHERNET)，连到MCI42A。文件盘存取设备43B、WCU的存取设备43C、遥控输入/输出终端43D等也联接到MCI42A。于是，MCI42A能收集到来自各个外围设备的各种信息。
图17A是与WCT的初级电路和短路关断电路有关的WCU电路图。WCT的初级绕组的一端联接到交叉并联的SCR-1和SCR-2的端头H1。通过高压联接器的触点G1和K1，SCR-1的栅极和阴极联接到驱动变压器TD的第一个次级绕组。通过高压联接器的融点G2和K2，SCR-2的栅极和阴极联接到第二个次级绕组。
WCT的初级绕组的另一端联接到端头H2。端头H2通过高压联接器的融点L2联接到电源变压器TP的次级绕组的一端。通过高压联接器的融点L1，变压器TP的次级绕组的另一端联接到端头L1。变压器TP的初级绕组被联接到比如说是110V交流电源线。
通过电缆22H1和22H2，端头H1和H2联接到断路器40的电源电路。通过电阻R，端头H1联接到短路关断继电器CR1的线圈CR的一端。通过短路关断继电器CR2，端头H2联接到继电器CR1的线圈CR的另一端。继电器CR2的线圈CR被图15中表明的MCI(42)所驱动，等等。在所有的WCU所形成的短路关断环中插入继电器CR1的继电器融点。短路关断环包含短路关断控制继电器41的线圈和24伏交流电源。继电器41的继电器融点插入在电路断路器40的短路关断线圈和110伏交流电源之间。
在WCT初级绕组两端出现的电压信号通过低压联接器25送到印刷电路板33。电流变压器CT检测流过可控硅整流器的电流。由CT检测到的电流信号通过低压联接器25加到印刷电路板33。
图17B是图8所示印刷电路板33的电路简图。在WCT的初级绕组处的电压信号通过第一电压检测器332加到微处理器MPU331。在可控硅整流器SCR两端的电压信号通过第二电压检测器333加到MPC331。SCR的电流通过整流器335加到MPU331。MPU331通过RS-422串行通讯设备330与图15等中的MCI42A相联。预先确定的MPU331工作顺序储存在只读存储器ROM30A中。送到或来自MCI42A的数据储存在随机存储器RAM30B中。
印刷电路板33的微处理器MPU331接收WCT和SCR的电压和电流信息。因此，MPU331能检测从电压和电流之间相位差所得的功率因素、焊接电流的大小等等。检测的数据通过RS-422线送到MCI42A。MPU331也能够通过点火电路334控制可控硅整流器的点火。
由来自MPU331的电流数据，MCI42A能够检测例如因可控硅整流器击穿引起的过电流。当检测过电流时，MCI42A阻塞;以送出一个短路关断信号到短路关断继电器CR2，使得CR2的触点闭合。此时，如果WCT的初级绕组两端出现一个确定的电压，就能使短路关断继电器CR1工作，而CR1的触点打开。于是，图17A中的短路关断环路开路，而断路器40使电源与所有的WCU和WCT分开。
图18A表明了焊接条件数据DCon的格式。在此例中，DCon的一个符号由六行CH1-CH6的垂直数据组VDG表示。而一段DCon文本由六个水平数据组HDG加上起始码STX、结束码EXT、和水平奇偶码HPC来表示。CH1到CH6的数据顺序地由WCU传送到WCT，或者相反。
图18B表明了顺序传递数据(DCon)的奇偶校验流程。首先，在图15的MCI中的微计算机使奇偶码HPC初值为零(ST10)。微计算机读出图18A中表明的一段当时的文本的一个符号(ST12)。随后，微计算机检测符号的CH1-CH6的异或(EX-OR)逻辑，于是核对了符号的垂直奇偶性，即奇数奇偶性(ST14)。
当奇偶性为“正确”的时候，微计算机要核对是否读出的数据(VDG)就是结束码EXT的下一个数据(ST16)。如果现时的读出数据不是EXT的下一个数据，则由现时HPC的逻辑和以及现时VDG的异或逻辑产生新的奇偶码HPC。于是现时的HPC由新的HPC所取代，流程回到步骤ST12。
HPC码的CH1的内容表明了在CH1的水平数据组HDG中所有位的异或逻辑。类似地，HPC的CH2-CH6的内容表明了CH2-CH6的HDG的异或逻辑。
当步骤ST14的奇偶校验的结果是“错误”的时候，误差信息就会显示在例如图16中的终端设备43A的阴极射线管上(ST24)，并且能够重做相同的数据传输。
当现时读出数据是结束码EXT的下一个数据(ST16处的“是”)微计算机校验现时读出数据是否与下一个奇偶校验码HPC相一致(ST20)。当现时数据与HPC相一致(“是”)时，微计算机确定，在传输的文本中没有误差(ST22)。如果现时数据不同于HPC(在ST20为“非”)，那么会显示出误差信息(ST24)，而能够再一次执行相同的文本传送。
图18C表明了为顺序传递数据(DCon)的另一个奇偶校验流程图。首先，一段焊接条件数据DCon的文本送入MCI42的微计算机中(ST30)。微计算机检测出DCon的一个符号(VDG)中所有位的异或逻辑，以提供水平奇偶检验码HPC(ST32)。随后，计算现时符号中数据“1”的总数“NV”(ST34)。
微计算机核对计算的数据“NV”是否为奇数(ST36)。当“NV”为奇数(“是”)时，微计算机把一个奇偶位加入到数据DCon的现时通路(CH1-CH6)中(ST38)。于是，计算了现时通路(CH1-CH6)中数据“1”的总数“Nh”(ST40)。
微计算机核对所计算的数“Nh”是否为奇数(ST42)。当“Nh”为奇数时(“是”)，微计算机核对跟着现时一段文本的新的文本是否存在(ST44)。当存在下一段文本时(“是”)，流程返回到ST30。当不存在下一段文本时(“非”)，微计算机断定，在传送的文本中不包含误差(ST46)。
如果数字“NV”为奇数(在ST36处为“否”)，或者数字“Nh”为奇数(在ST42处为“否”)，就会显示出误差信息(ST48)，并且能够再次执行相同的文本传送。
顺便提一下，每一个WCU的MPU331(图17B)也能完成图18B/C的奇偶校验。
图19表明了一个焊接条件数据DCon的校核流程。MCI42A的微计算机把焊接条件数据DCon顺序地送到WCU。随后在WCU的印刷电路板33上的MPU331(图17B)接收到数据Dcon(ST50)。相对于Dcon的可允许误差值送入到MPU331中(ST52)。典型地，以DCon的大约10%用作为Derr的数值。MPU331也接受实际的焊接数据Dwel(ST54)。
WCT的初级绕组电流和功率因数等包含在数据Dwel中。初级绕组电流能够以图17B中表明的电流变换器CT来检测。用检测器332检测到的初修绕组电流和初修绕组电压之间的相位差能够检测功率因素。
MPU331检测出数据Dwel和Dcon之间的差别(ST56)。随后，MPU331校对差值｜Dwel-Dcon｜的大小是否小于误差值Derr(ST58)。当差值小于Derr(“是”)，MPC331确定实际的焊接根据焊接条件数据Dcon正确地执行。如果差值大于Derr(“非”)，这个结果送入例如说图16的MCI42A中，在终端设备43A的阴极射线管上显示误差信息(ST60)。随后，MCI42A能够送入一个命令到MPU331以再次执行相同的焊接操作。
图20表明了基于给定数据Dset的焊接操作的校核流程。用来确定实际焊接电流(WCT的初级电流)的给定数值数据Dset送入图17B的MPU331(ST70)。MPU331接受由图17B的电流变换器CT所检测的焊接电流数据Dcur(ST72)。MPU331积分(或累加)例如说一个周期的焊接电流Dcur的数值，并且计算在一个周期中获得的Dcur的平均值Dave(ST74)。
MPU331校对Dave的数值是否大于Dset的90%(ST76)。当Dave大于此值时(“是”)，MPU331确定WCT已完成了良好的焊接(ST78)，而不必进行重焊(ST80)。如果Dave小于Dset的90%(“否”)，MPU331确定WCT焊接完成得不好(ST82)，并应当进行重焊(ST84)。
当MPU331检测到不好的焊接时，MCI42A得到这个信息，并且给出一个重焊指令到进行了不好的焊接的具体WCT的MPU331中。完成良好焊接的任何WCT的MPU都不会收到来自MCI42A的重焊指令。
图21表明了焊接电流Dcur的校核流程。MCI42A送出最大电流限制数据Dmax和最小电流限制数据Dmin。图17B中的MPU331收到数据Dmax(ST90)和数据Dmin(ST92)。随后，MPU331收到来自电流交换器CT的实际焊接电流数据Dcur(ST94)。
MPU331核对Dcur的值是否落在Dmax和Dmin之间(ST96)。当Dcur落在Dmax和Dmin之间时(“是”)，MPU331确定，流过WCT的焊接电流正常(ST98)。如果Dcur大于Dmax或小于Dmin(“否”)，MPU331确定有不正常的焊接电流流过(ST100)。在此情况下，MPU331送出告警信息给MCI42A(ST102)。
图22是一个控制流程，用来确定图17A/B中的可控硅整流器的新的点火角数值Dfia。图23是执行图22中的流程的顺序的方块图。虽然未在图23中标明，还可看出这个方块图的工作是借助于图17B中的MPU331的。
由设定数值发生器50所得的设定值数据Dset送入到相加点52的正输入端(ST110)。由比例积分微分(PID)增益参数发生器58所得到的可控硅整流器的点火角数据Dfir和导通角数据Dcoa被加到PID控制器56(ST112、ST114)。来自电流变换器CT的焊接电流数据Dcur通过电流反馈放大器54送到加法点52的负输入端(ST116)。
加法点52检测了Dset和Dcur之间的差值Ddif(ST118)。PID控制器56收到Ddif。控制器56从Dcur、Dfia和Dcoa计算功率因素角数据Dpfa(ST120)。所计算的Dpfa送入点火角电路60。在电路60中，根据PID控制，由Dfia、Dpfa任Ddif计算出随后的点火角数据D＊fia(ST122)。SCR单元(模块)23根据计算的D＊fia所确定的新点火角而工作。
本发明所公开的实施例有如下优点(1)WCU能够可拆卸地安装在WCT上，而WCT的功能可与WCU的控制，输入/输出功能分开。这使得许多场合下的费用减少。
(2)WCU的尺寸能够小于通常的控制器件，这主要因为电源模块17和控制模块18被密闭在WCU的紧凑的塑料外壳内。这个特点使得焊接机节省出空间。
(3)WCU和WCT之间的电和机械连接接口能够是标准化了的，这样，任何一个WCU都能任意地连接到任何一个WCT上。这个特点消除了WCU和WCT之间的兼容性问题。
(4)所有WCU有共同的电结构，这样，一个控制中心(一个主计算机或一个带有可编程逻辑控制器的机器控制接口)，每一组控制器能从那些WCU收集到焊接数据。根据得到的数据和/或预置数据，控制中心能控制WCU的每一操作。
(5)每一个WCT带有它自己的WCU，而WCT能够由WCU中的微处理器的存贮器中存贮的程序所控制。对每一个WCT，程序的内容能唯一地确定。于是，能对焊接实现较好的控制，而经费负担不超过普通装置，例如每个控制器带三个变压器的情况。
(6)电源和冷却水连接是由WCT和WCU的组件使用的，因此，电源和水只需到达WCT/WCU组件所在的一个地方就行了。
(7)那些WCT都有它们自己的WCU，并且能由储存在WCU中的具体程序所控制。每一程序的内容能基于每一个WCT的具体特性来决定。于是，WCT的工作情况能由具体程序来分析，从而实现对WCT的较好保护。
(8)每一个WCT有它自己的WCU，因此可以免除在WCT上的费钱而麻烦的选择开关。这是因为选择开关的功能通常是用来平衡多变压器设置的功率，这些功能已由每一个WCU的控制功能所替代。
(9)在图6的实施例中，低压部分(24、25)与高压部分(L1、H1、H2)由塑料板250所分隔开。这种结构防止了习惯上端接在WCU内部的低压信号线(12)与高压部分的误接触。
(10)焊接过程信息贮存在两个地方，即在每一个WCU的存贮器和MCI的存贮器中。当焊接控制的内容在WCI处改变时，因为MCI和WCU的存储器贮存相同的信息，每一个WCU的焊接控制能自动地并且精确地根据MCI的变化而变化。
(11)当焊接过程信息贮存在MCI和WCU的存贮器中时，MCI和/或每一个WCU能够不时完成校核，以确保在相应的存贮器中的信息不改变。
(12)所有部件(WCT、电源模块17、控制模块18)尺寸上相对要小，而重量轻，因为它们能够被分开，并封入轻的、紧凑的塑料外壳中。
(13)对于在MCI和WCU之间传送的信号的全部误差校验能够借助于例如说奇偶检核方法(见图18A-18C)完成。这种检核消除了在MCI和WCU之间的错误传递，并且保证了适当的工作顺序，从而防止了不良的或勉强合格的焊接质量的出现。而在普通的硬线方法中，如果一根线断开，就易于选择错误的工作顺序，这通常造成不良的或勉强合格的焊接质量。
(14)不需要重型起重设备去安装WCT/WCU组件，而在普通方法中需要这些设备。
(15)因为WCU可直接连接到WCT，减少了在输入/输出线、插口等方面的花费。
(16)因为每一个WCT有它自己的WCU，可以免去普通的多变压器装配中的连接盒。
(17)每一个WCT有它自己的WCU，并且能由在WCU中贮存的程序所控制。程序的内容具体确定了对每一个WCT的功率因素控制。于是，能实现较好的功率因素控制来保证WCT在高功率下的抗饱和。
(18)当使用固定电流焊接时，由于仅有一个变压器和焊枪需要补偿，就能得到较好的电流补偿效果。顺便说一句，如何获得固定电流已在日本专利申请No.61-217921中公开，相应于此日本申请的美国专利申请已由这个日本发明的申请人之一在1987年9月10日递交。
(19)由于WCU带有一个电压检测器(即图17B中的332)，能够实现精确的线电压检测而没有在WCU和交流供电线之间的电压跌落的影响。换句话说，由于检测取样从与WCT连接处而来，而所有的电压降落都能从这点观察到，就能实现较好的线电压感测。
(20)对一次焊接所获得的数据仅用于此次焊接，而不是使用多处焊接的平均值控制，这使得对焊接校核有更为精确的数据。
(21)每一个WCU能够校核是否已完成了良好的焊接(见图20)。当未完成良好的焊接时，MCI送出的重焊命令仅到达焊接得不好的WCU。为修理不好的焊接的重焊将不会重新加热良好焊接处。
(22)由于每一处焊接有一个WCT(见图21)，对WCT的分析能够设定较严格的电流限制。
(23)WCT/WCU的模压塑料结构要比普通的以钢板焊接后刷漆的机箱的生产率要高。
(24)如果短路关断环打开(见图17A)，短路关断电路会使断路器关断，这使电路得到改进(这是一种“失效保安条件”)。
(25)短路关断上的改进在于，WCU并不总是必须对短路关断起作用。只在下面两个因素同时产生时才会造成(ⅰ)在可控硅整流器的输出端呈现确定的电压(图17A中的端头H1和H2);以及(ⅱ)消除了短路关断不起作用的条件(此时图17A中继电器CR2的触点闭合)。
(26)因为每一个WCU由它的具体地址号码所确定，即便许多WCU通过单个串行传输线连接到一个MCI，MCI能确实地控制每一个WCU的工作。
权利要求
1.一种焊接设备包括带有焊接电极(1X)的焊接装置(1、10)，用来在焊接电极(1X)处、以给定的焊接功率完成焊接；以及可拆卸地连接到上述焊接装置(1、10)的控制装置(18)，用来确定上述焊接装置的焊接条件。
2.一种根据权利要求1的焊接设备，其特征在于，所说的控制装置(18)由一个焊接控制单元形成，它有着可连接到上述焊接装置(1、10)的尺寸。
3.一种根据权利要求1的焊接设备，其特征在于，在上述焊接装置(1、10)和控制装置(18)间的电气和机械连接接口是标准化了的。
4.一种焊接设备，包括一组焊接单元(10+17+18、10+17+18、……)，其中每一个用来完成一个焊接;以及与上述焊接单元(10+17+18、…)中的每一个相连接的主控制装置(42)，用来收集上述焊接单元(10+17+18、…)的每一个焊接条件的数据，以及根据收集的焊接条件数据控制上述焊接单元(10+17+18、…)的每一次焊接。
5.一种根据权利要求4的焊接设备，其特征在于上述焊接单元(10+17+18、…)的每一个包括焊接装置(1、10)，它有着带有焊接电极(1X)的焊接变压器，用来在焊接电极(1X)处，利用给定的焊接功率完成焊接;以及与上述焊接装置(1、10)相连接的控制装置(18)，用来决定上述焊接装置(1、10)的焊接条件。
6.一种根据权利要求5的焊接设备，其特征在于它还包括可拆卸地连接于上述焊接装置(1、10)和上述控制装置(18)上的电源装置(17)，用来供给上述给定焊接功率;以及连接于上述电源装置(17)和上述焊接装置(1、10)上的冷却装置(230+260)，用来把给定的冷却物供给上述的电源装置(17)以及上述的焊接变压器(10)。
7.一种根据权利要求5的焊接设备，其特征在于，所说的主控制装置(42)根据上述的焊接变压器(10)的特性送给上述控制装置(18)一个预先确定的数据。
8.一种根据权利要求5的焊接设备，其特征在于，为每一个上述的焊接变压器(10)配备上述的控制装置(18)，上述的控制装置包括设定焊接条件的条件设定装置(32)。
9.一种根据权利要求5的焊接设备，其特征在于它还包括与上述焊接装置(1、10)和上述控制装置(18)连接的电源装置(17)，用来供给上述的给定焊接功率以高电压，其中，上述电源装置(17)包括信号连接装置(25、36)用来把上述的焊接条件数据的信号线(12)连接到上述控制装置(18);以及分隔装置，用来把上述信号连接装置(35、36)与上述电源装置(17)的高压电源线(22L1、22H2)相分开。
10.一种根据权利要求5的焊接设备，其特征在于，上述主控制装置(42A)有用来贮存收集到的焊接条件数据的主存贮装置，以及上述控制装置(18)有用来贮存焊接条件数据的本机存贮装置(30)。
11.一种根据权利要求10的焊接设备，其特征在于它还包括用来校核上述主存贮装置(42B)和上述本机存贮装置(30)的内容的装置(33)。
12.一种根据权利要求4的焊接设备，其特征在于上述的焊接单元(10+17+18)中的每一个包括带有焊接电极(1X)的焊接变压器模块(10)，用来在焊接电极(1X)处，利用给定焊接功率完成焊接;可拆卸地连接于上述焊接变压器模块(10)上的控制模块(18)，用来决定上述焊接变压器模块(10)的焊接条件;以及电源模块(17)，它可拆卸地连接于上述焊接变压器模块(10)和上述控制模块(18)、并且包括用来供应上述给定焊接功率的开关器件(23)、还包括与开关器件(23)成为一个整体的冷却结构(230)。
13.一种根据权利要求4的焊接设备，其特征在于，上述的主控制装置(42A)还带有奇偶校验装置，用来校验供给并且来自上述焊接单元的焊接条件数据是否包含误差。
14.一种根据权利要求12的焊接设备，其特征在于，上述焊接变压器模块(10)、控制模块(18)、和电源模块(17)的每一个都密闭于一个塑料外壳中，它们中的每一个都具有可手提的尺寸及重量。
15.一种根据权利要求4的焊接璞福涮卣髟谟冢鲜龅暮附拥ピ 0+17+18、10+17+18、…)通过一根菊花瓣链接式(daisy chained)串行传输线被顺序地连接。
16.一种根据权利要求4的焊接设备，其特征在于所说的焊接单元(10+17+18、10+17+18、…)的每一个包括一个焊接变压器模块(10)，用来在焊接电极(1X)处以给定的焊接功率完成焊接;以及唯一地连接于上述焊接变压器模块(10)的控制模块(18)，用来决定上述焊接变压器模块(10)的焊接条件。
17.一种根据权利要求9的焊接设备，其特征在于它进而包括与上述电源装置(17)连接的功率因素补偿装置，用来补偿把高压电功率供给上述电源装置(17)的电源的功率因素。
18.一种根据权利要求1的焊接设备，其特征在于，上述焊接装置(1、10)包括带有上述焊接电极(1X)的焊枪(1);以及用来供给焊枪(1)以预定的恒定电流，以完成焊接的装置(CT331-335)。
19.一种根据权利要求5的焊接设备，其特征在于它还包括线电压感测装置(332)，它连接于上述焊接单元(1+10+18)的焊接变压器(10)的电源线(L1、L2)，用来感测和观察在电源线(L1、L2)处的电压跌落。
20.一种根据权利要求4的焊接设备，其特征在于，由上述主控制装置(42)所收集的焊接条件数据仅用于一个焊接操作。
21.一种根据权利要求5的焊接设备，其特征在于，所说的焊接单元(10+17+18)的每一个还包括用来重焊焊坏的部分但却防止被上述焊接单元重新加热良好焊接部分的装置。
22.一种根据权利要求5的焊接设备，其特征在于，所说的焊接单元(10+17+18)的每一个还包括用来给上述焊接变压器(10)提供预定电流的装置(CT331-335)，上述预定电流的最大值和最小值被严格地限定于预定数值上(Dmax、Dmin)。
23.一种根据权利要求12的焊接设备，其特征在于，上述的焊接变压器模块(10)、控制模块(18)和电源模块(17)的每一个被模制于塑料外壳中。
24.一种根据权利要求5的焊接设备，其特征在于它还包括连接于上述焊接装置(1、10)和控制装置(18)的电源装置，用来提供给定的焊接功率;在上述电源装置(17)和主电源(L1、L2)之间连接的电路关断器(40)，用来把高压电功率(H1、H2)供给上述电源(17);以及连接于上述电路关断器(40)和电源装置(17)的关断装置(41)，用来在上述电源装置(17)的供电电路失效时关断上述电路关断器(40)。
25.一种根据权利要求24的焊接设备，其特征在于，上述电源装置(17)包括一个电源变换元件(23)，用来把自上述主电源(L1、L2)获得的电功率转换为加于上述电源装置(17)的高压电功率(H1、H2)，并且，当以下的条件同时建立时，引起上述关断装置(41)的关断动作(ⅰ)在上述电源变换元件(23)的输出电路(H1、H2)呈现出高于预定值的电压;以及(ⅱ)上述关断装置(41)与任何使关断功能失效的工作无关。
26.一种焊接设备，包括a)包含电源变换元件(23)的电源模块(17)，用来使给定的输入功率变换为规定的输出功率的电源模块(17);b)可拆卸地连接于上述电源模块(17)的控制模块(18)，它包含用来设定焊接条件的条件设定装置(32);贮存焊接条件数据的存贮装置(30);控制装置(33)，用来根据上述存贮装置所存的数据来控制上述电源变换元件(23)的点火角;连接装置(25、36)用来把上述控制模块(18)连接到上述电源模块(17);以及传输装置(330)，用来把有关焊接条件的信息顺序地传送到上述控制模块(18)的一个外部设备;以及c)带有焊接电极(1X)的焊接变压器(10)，用来把上述电源模块(17)的输出功率变换为预定功率，并把变换的功率加到上述焊接电极(1X)。
27.一种根据权利要求26的焊接设备，其特征在于，上述电源模块(17)、上述控制模块和焊接变压器(10)是根据标准电气和机械连接接口制造的，因此它们能整体地和可拆卸地连接。
28.一种根据权利要求26的焊接设备，其特征在于，有多个上述电源模块(17)、控制模块(18)、和焊接变压器(10)所组成的组件，以及上述组件的每一个控制模块(18)通过串行信号传输线连接到主计算机(42A)，使得上述主计算机(42A)控制整个组件，从而构成一个计算机实施焊接系统。
全文摘要
有许多焊接组件的焊接设备。每一组件由带焊枪的焊接控制变压器WCT10和整体地但可拆连接于WCT的焊接控制单元WCU17组成。两者间的可拆连接使每一对WCT和WCU尺寸紧凑，并实现标准连接尺寸和两者间的标准连接接口。这些标准连接尺寸和接口实现了任一个WCT和任一个WCU和任意组合，而且这种组合的多个组件能由一个主计算机，或者说机器控制接口MCI所控制。进而，在所有焊接组件的WCT和WCU之间不需要连接电缆。
文档编号B23K11/24GK1037292SQ8810858
公开日1989年11月22日 申请日期1988年12月15日 优先权日1987年12月15日
发明者井爪孝友, 米歇尔·拉龙德 申请人:株式会社东芝