Controlled Waveform Welding Wire Feeder US20130327753

8/17/2019 Controlled Waveform Welding Wire Feeder US20130327753

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US 20130327753A1

( 1 9 )United S t a t e s( 1 2 )Patent Appl ica t ion Publ ica t ion ( 1 0 )P u b .N o . :US 2 0 1 3 / 0 3 2 7 7 5 3A 1

Roth t a l . ( 4 3 )P u b . D a t e : Dec. 1 2 , 2 0 1 3

( 5 4 ) CONTROLLED WAVEFORM WELDING P u b l i c a t i o n C l a s s i ? c a t i o nWIRE FEEDER SYSTEM AND METHOD

( 5 1 ) I n t .C l .( 7 1 ) A p p l i c a n t : ILLINOIS TOOL WORKS N C . , 3 2 3 K / 1 2 ( 2 0 0 6 - 0 1 )

G l e n v i eW, I L( U S ) ( 5 2 ) US. l .CPC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 323K / 1 2 4 ( 2 0 1 3 . 0 1 )

( 7 2 ) I n v e n t o r s : Michael Wil l iam Roth, Appleton, WI USPC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 219/137.71

( U S ) ;J o s e p hR o b e r tR y a n ,G r e e n v i l l e , ( 5 7 ) ABSTRACT\ A v g p g g s o i i l g g g § z e l g r l l t l r s g ? i l i c s l i i l l c h ’A e l d i n gw i r e 'f e e d e ri n c l u d e sa We l d i n g W i r ef e e dd r i v eD a n t i n n e ’c o m b i n g dL o c k sW I( U s ) c o n ? g u r e dt od r i v eW e l d i n gv v i r e t o w a r d sa W e l d i n ga p p l i c aB r i a nJ a l ’ n e sVe i k w a u k e s l i aW I( U S ’ ) t i o na n dW i r ef e e dc o n t r o lc 1 r c u 1 t r yc o u p l e dt ot h eW e l d 1 n g

’ ’ Wire feed d r 1 v e . The Wire feed control c 1 r c u 1 t r y is also c o n? g u r e d o c o n t r o l t h e d r i v e o f e l d i n g W i r et o w a r d st h e Weld

( 7 3 ) A s s i g n e e ; ILLINOIS TOOL WORKS NC i n g a p p l i c a t i o n .T h eW e l d i n gW i r ef e e d e r l s oi n c l u d e sp o W e rG l e n v i e wI L ( U s ) c o n v e r s i o n c i r c u i t r ya n d We l d i n gp r o c e s s c o n t r o lc i r c u i t r y

c o u p l e dto t h e poWer o n v e r s i o n i r c u i t r y .The poWer o n v e rs i o n c i r c u i t i s con? ured t o r e c e i v e i n u t oWer f rom a

( 2 1 ) A p p l 'N O ‘ :1 3 / 8 3 7 ’ 7 4 7 W e l d i n gp o r v z e rs o u r c e ‘ ; ga n dt o c o n v e r tt h r ei r i i n u tp o W e rt oc o n t r o l l e d W a v e f o r mW e l d i n go u t p u t .T h e W e l d i n gp r o c e s s( 2 2 ) F i l e d : M a r . 1 5 ,2 0 1 3 c o n t r o l c i r c u i t r yi s c o n ? g u r e dt o p r o v i d e c o n t r o l s i g n a l s f o rc o n v e r s i o n o f t h e i n p u t poWer t o t h e c o n t r o l l e d Waveform

. . Weldin out u t . The Weldin Wire feeder also includes aR e l a t e dU ' s ' A p p h c a t l o nD a t a p r o c e s s éo p e r a t o ri n t e r f a c ec o g u p l e dt ot h eW e l d i n gp r o c e s s

( 6 0 ) P r o v i s i o n a l a p p l i c a t i o nN o . 6 1 / 6 5 7 , 4 6 7 ,? l e d o n J u n . c o n t r o l c i r c u i t r ya n d c o n ? g u r e dt o p e r m i t o p e r a t o r se l ec t i on8 , 2 0 1 2 .

1 0\

12

3 0

3 6

REVERSI .

C I R C U I T R Y

o f a c o n t r o l l e d Waveform Welding r o c e s s .

4 0 1 6 1 4

8 /2 / ‘

2 42 6 4 0 ( 1 8 1 4 ,5 21 S TA N D A R D

WIRE FEEDER2 8 5 4

\l 44

2 O TEI/( 4 2 1 4< g _ A D VA N C E DP R O C E S Sl 5 4

4° W 44

4 2

WIRE FEEDER


2/27


3/27


4/27


5/27

P a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n D e c .1 2 , 2013 S h e e t 4 0 f 1 4 US 2 0 1 3 / 0 3 2 7 7 5 3A 1

mQ E

n

n7 vn l

n2

n2 2 2| _

- |

E5?o o m§mE2H _526l w m:

NT\2 ,28cv

2 %N

3

o w


6/27

P a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n D e c .1 2 , 2013 S h e e t 5 0 f 1 4 US 2 0 1 3 / 0 3 2 7 7 5 3A 1

a yza j - m22 » ?2I fIm m :1.. .3 1 V,m a yO 3

kg

E5266528

.8

m 2222.5

< 2

6 2 K


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P a t e n t A p p l i c a t i o nP u b l i c a t i o n D e c .1 2 , 2013 S h e e t 6 0 f 1 4 US 2 0 1 3 / 0 3 2 7 7 5 3A 1

1 5 4

[

R E C E I V EI N P U TPOWERFROM POWERSOURCE A156

OPEN ENCLOSURE 158

R E C E I V EW I R EA N D G A SPARAMETERS ‘ 1 6 0

C L O S EENCLOSURE A162

D E T E R M I N EP R O C E S SPARAMETERS A164

COMMUNICATEW I T HPOWERSOURCE A166

CONVERTI N P U TPOWERT O WELDINGOUTPUT A168

R E C E I V EG A S 170

P R O V I D EW I R EA N D G A ST O TORCH 172

P R O V I D EWELDINGOUTPUTT O TORCH 174

F I G .7


8/27

P a t e n t A p p l i c a t io nP u b l i c a t i o n

1 9 4(

R E C E I V EP O L A R I Z E DI N P U TPOWER

D e c . 1 2 , 2013 S h e e t 7 0 f 1 4 US 013/0327753 A 1

1 7 6

f .

1 7 8 /D E T E C TP O L A R I T Y

A N D V O F P O L A R I Z E DI N P U TPOWER

CHARGEPOWER

STORAGEC I R C U I T R YA182

I N T E R R U P TP O L A R I Z E D I N P U T

POWER

1 8 4

MISMATCH 1 8 8

IOPERATOR

COMMUNICATEW I T HPOWERSOURCE

CONVERTP O L A R I Z E DI N P U TPOWERT OWELDING OUTPUT

A196

R E C E I V EG A S

P R O V I D EWIRE A N DG A ST O TORCH

A172

P R O V I D EWELDINGOUTPUTT O TORCH

1 9 0 CHANGEP O L A R I T Y

F I G .8


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199“ SEND PRECHARGES I G N A L

[ - 1 9 8200A R E C E I V EPRECHARGEI N P U T

P O W E RA T I N I T I A LL E V E L

I201“ C L O S EB Y P A S SC I R C U I T

202A CHARGEPOWERSTORAGEC I R C U I T R Y

204A E T E C TV O L T A G E S O FI N P U TP O W E RA N DB U SPOWl

_ _ _ 2 7

| C L O S EP O V ‘ V E RR E L A YI 4 1 0| O P E NB Y P A S SC I R C U I Tl é o gI| O P E Na m i s sC I R C U I TI 5 1 2| C L A M PV O LTA G E| J 1 1

I| S E N DS I G N A L I J | S E N DS I G N A L H

2 1 4 I 2 1 3R E C E I V EI N J U TP O W E R J I

A T G R E AT E RL E V E L I N D I C AT EFA U LT I J

2 1 6C O N V E R TI N P U TPOWER J

T O WELDINGOUTPUT

F I G .9 A\ _ v _ lT O F I G .9 B


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[ 1 9 8

2 1 82 2 0

r .C L O S E B Y PA S SC I R C U I T I

MON'TOR D E C L I N I N G

i2 24 \ | O P E NP O W E RR E L AYI

2 2 62 3 0 , . ‘ C O M M U N I C AT EW I T H ’ \ | O P E NB Y PA S SC I R C U I T|P O W E RS O U R C E i

; 2 2 8 ’ ' \ | C L A M PV O LTA G E |1 7 o / - \ | R E C E I V EG A S |

COMMUNICATEW I T H23P R O V I D EW I R EAND P O W E RSOURCE172A

G A S T OTORCH

i174, \ P R O V I D EWELDING

OUTPUTT O TORCH

F I G .9 B


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P a t e n t A p p l i c a t i o nP u b l i c a t i o n D e c .1 2 , 2013 S h e e t 1 0 0 f 1 4 US 2 0 1 3 / 0 3 2 7 7 5 3A 1

2 3 2

f

R E C E I V EI N P U TPOWERFROM POWERSOURCE 2 3 4

COMMUNICATEWITH POWERSOURCE 2 3 6

I

CONVERTI N P U TPOWERT O B U S POWER 2 3 8

I

D E T E C TV O L T A G EA N D CURRENTO F B U SPOWER 2 4 0

I

C O N V E R TB U SPOWERT O WELDINGOUTPUT 2 4 2

I

D E T E C TV O L T A G EAND CURRENTO F WELDINGOUTPUT 2 4 4

I

D E T E R M I N ED E S I R E DCURRENTO F B U SPOWER 2 4 6

I

A D J U S TCOMMANDS I G N A L ST O B O O S TAND BUCK C O N V E R T E R S2 4 8

R E C E I V EG A S 1 7 0

P R O V I D EW I R EA N D G A S T OTORCH 1 7 2

P R O V I D EWELDINGOUTPUTT O TORCH 1 7 4

F I G .1 0


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P a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n D e c .1 2 , 2013 S h e e t 1 1 0 f 1 4 US 2 0 1 3 / 0 3 2 7 7 5 3A 1

2 4 9

2 6 4


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mnII

m M ;

n:%5

_

n5:05586025%“:

_5 D8

_5%?0%EE_22w& 3_m_

_&555 :%582595MB& 8

_\“ N

_n528n

“9 5 ?9255;5%T28;R k5:

8235;

_Jm 8\H


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P a t e n t A p p l i c a t i o nP u b l i c a t i o n D e c .1 2 , 2013 S h e e t 1 3 0 f 1 4 US 2 0 1 3 / 0 3 2 7 7 5 3A 1

O mR;li _ . . > l. _

n

_ N

_wa m(_w a mN8802“I@@8& 3

_x._ 2< 0 3_ n_

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_. .m m

W“ Rw w NMWNK

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CONTROLLED WAVEFORM WELDINGWIRE FEEDER SYSTEM AND METHOD

CROSS-REFERENCE TO RELATED

APPLICATION[ 0 0 0 1 ] T h i s a p p l i c a t i o nc l a i m s r i o r i t yf r o m a n dt h e b e n e ? to f US. r o v i s i o n a l A p p l i c a t i o nS e r .N o . 6 1 / 6 5 7 , 4 6 7 ,e n t i t l e d“CONTROLLED WAVEFORM WELDING WIREF E E D E RSYSTEM AND M E T H O D , ”? l e d J u n . 8 , 2 0 1 2 ,W h i c hs h e r e b y i n c o r p o r a t e db y r e f e r e n c e i n i t se n t i r e t y f o ra l lp u r p o s e s .

BACKGROUND

[ 0 0 0 2 ] T h e i n v e n t i o n e l a t e sg e n e r a l l yt o W e l d i n gs y s t e m s ,a n d , more a r t i c u l a r l y , t oc o n t r o l l e d Waveform e l d i n g W i r ef e e d e r s y s t e m sa n d m e t h o d s .[ 0 0 0 3 ] We l d i n gs y s t e m s s u p p o r t a v a r i e t yo f p r o c e s s e s ,s u c h as m e t a l i n e r tg a s (MIG) We l d i n g , t u n g s t eni n e r tg a s( T I G )We l d i n g ,s t i c kWe l d i n g ,a n d so f o r t h ,W h i c hmay p e ra t e i n d i f f e r e n t modes , such a s c o n s t a n t c u r r e n t or c o n s t a n tv o l t a g e . C e r t a i n W e l d i n ga p p l i c a t i o n s , s u c h a s b o i l e r s e r v i ci n g a n d e p a i r ,s h i p y a r dWo r k ,c o n s t r u c t i o n ,a n ds of o r t h ,mayp o s i t i o n a W e l d i n gl o c a t i o n o r W o r k p i e c el a r g e d i s t a n c e s f r o ma Welding poWer s o u r c e .

[ 0 0 0 4 ] PoWer c a b l e s s u p p l y o u t p u t poWer t a W e l d i n ga p p l i c a t i o n f r o mt h e W e l d i n gpoWer s o u r c e . Advanced o r m so f MIG e l d i n g a r e b a s e dupon e n e r a t i o n o f u l s e d poWer od e p o s i t We l d i n g W i r e o n t h e Wo r k p i e c e . U n f o r t u n a t e l y,l e n g t h y poWer a b l e s betWeen Welding poWer s o u r c e and aW e l d i n g a p p l i c a t i o n i n t r o d u c e v a r i a b l e i n d u c t a n c e t h a ta f f e c t st h e t i m i n g o r a m p l i t u d eo f t h e p u l s e s .

B R I E F DESCRIPTION

[ 0 0 0 5 ] C e r t a i nembodiments commensurate i n s c o p e W i t ht h e o r i g i n a l l y c l a i m e d i n v e n t i o n a r e summarized b e l o W .These embodiments a r e n o t i n t e n d e dt o l i m i t t h e scope of h ec l a i m e di n v e n t i o n , b u t r a t h e r t h e s e embodiments r e i n t e n d e do n l y t o p r o v i d e a b r i e f summary o f p o s s i b l e f o r m s o f t h ei n v e n t i o n . I n d e e d , t h e i n v e n t i o nmay encompass a v a r i e t y o fforms t h a t may be s i m i l a r to o r d i f f e r e n t from t h e embodiments s e t f o r t h b e l o W .

[ 0 0 0 6 ] I no n e embodiment, a W e l d i n gW i r e f e e d e r i n c l u d e sa W e l d i n gW i r e f e e d d r i v e c o n ? g u r e dt o d r i v e W e l d i n gW i r et o Wa r d sa W e l d i n ga p p l i c a t i o n a n d W i r ef e e d c o n t r o l c i r c u i t r yc o u p l e d o t h e W e l d i n gW i r e f e e d r i v e .The i r e f e e d c o n t r o lc i r c u i t r yi s a l so c o n ? g u r e dt o c o n t r o l t h e d r i v e o f W e l d i n gW i r e t o Wa r d s t h e W e l d i n ga p p l i c a t i o n .T h e W e l d i n gW i r ef e e d e r a l s oi n c l u d e s poWer o n v e r s i o nc i r c u i t r ya n d W e l d i n gp r o c e s s c o n t r o l c i r c u i t r yc o u p l e d t o t h e poWer c o n v e r s i o nc i r c u i t r y .The p o W e rc o n v e r s i o n c i r c u i t r yi s c o n ? g u r e dt or e c e i v e i n p u t poWer from a Welding poWer s o u r c e and t oc o n v e r t t h e i n p u t poWer o c o n t r o l l e dWaveform e l d i n g o u tp u t .T h e W e l d i n gp r o c e s s c o n t r o l c i r c u i t r yi s c o n ? g u r e dt op r o v i d ec o n t r o l s i g n a l s f o rc o n v e r s i o no f t h e i n p u t poWer ot h e c o n t r o l l e d W a v e f o r mW e l d i n go u t p u t .The W e l d i n gW i r ef e e d e r a l s o i n c l u d e s a p r o c e s s o p e r a t o r i n t e r f a c e c o u p l e d tot h e W e l d i n gp r o c e s sc o n t r o lc i r c u i t r ya n d c o n ? g u r e do p e r m i to p e r a t o r s e l e c t i o n o f a c o n t r o l l e d Waveform e l d i n g p r o c e s s .[ 0 0 0 7 ] I n a n o t h e re m b o d i m e n t ,a W e l d i n g s y s t e mi n c l u d e sa W e l d i n gpoWer s o u r c e c o n ? g u r e dt o p r o v i d e i n p u t poWera n d a W e l d i n gW i r e f e e d e r c o n ? g u r e dt o b e c o u p l e d to t h eWelding poWer s o u r c e v i a a poWer c a b l e , to be l o c a t e dr e m o t e l y from t h e W e l d i n gpoWer s o u r c e , a n d t o r e c e i v e t h e

D e c . 1 2 ,2 0 1 3

i n p u t poWer v i a t h e poWer c a b l e . The W e l d i n gW i r e f e e d e ri n c l u d e s a W e l d i n gW i r e f e e dd r i v e con?gured o d r i v e Weldi n g W i r e t o Wa r d sa W e l d i n ga p p l i c a t i o n a n d W i r ef e e d c o n t r o lc i r c u i t r yc o u p l e dt o t h e W e l d i n gW i r e f e e d d r i v e .The W i r e

f e e d c o n t r o l c i r c u i t r yi s a l s o c o n ? g u r e dto c o n t r o l t h e d r i v e o fWe l d i n gWi r e t o Wa r d st h eWe l d i n ga p p l i c a t i o n .T h e We l d i n gW i r e f e e d e r a l s oi n c l u d e s poWer o n v e r s i o nc i r c u i t r yc o n ? gu r e d to r e c e i v e t h e i n p u t poWer and o c o n v e r tt h e i n p u t poWert o c o n t r o l l e dWaveform e l d i n g o u t p u t . The poWer a b l e h a sa n i n d u c t a n c e , a n d t h e poWer c o n v e r s i o nc i r c u i t r yi s con?gured t o reduce an e f f e c t of h e inductance on t h e c o n t r o l l e dW a v e f o r mWe l d i n go u t p u t .[ 0 0 0 8 ] I n a n o t h e r embodiment, a method o f o p e r a t i n g aW e l d i n gW i r ef e e d e r i n c l u d e s r e c e i v i n ga n i n p u t poWer frompoWer s o u r c e v i a a poWer c a b l e and c o n v e r t i n g t h e i n p u tpoWer o c o n t r o l l e dWaveform e l d i n g o u t p u tW i t h o u tr e g a r dt o an n d u c t a n c eof h e poWer a b l e . The method l s o i n c l u d e sp r o v i d i n g t h e c o n t r o l l e d Waveform W e l d i n go u t p u t a n d aW e l d i n gW i r e t o a W e l d i n gt o r c h .

DRAWINGS

[ 0 0 0 9 ] T h e s e a n do t h e r e a t u r e s ,a s p e c t s ,a n da d v a n t a g e so ft h e p r e s e n t i n v e n t i o nWi l l become e t t e r u n d e r s t o o dW h e n h ef o l l o W i n gd e t a i l e d d e s c r i p t i o n i s r e a d W i t hr e f e r e n c e t o t h ea c c o m p a n y i n gd r a W i n g si n W h i c hl i k ec h a r a c t e r s r e p r e s e n tl i k ep a r t st h r o u g h o u tt h ed r a W i n g s , W h e r e i n:[ 0 0 1 0 ] F I G . 1 i s a b l o c kd i a g r a mofa e l d i n g s y s t e mh a vi n g a Welding poWer s o u r c e and an advanced p r o c e s s W i r ef e e d e r i na c c o r d a n c e W i t ha s p e c t s o f t h e p r e s e n t d i s c l o s u r e ;[ 0 0 1 1 ] F I G . 2 i s a b l o c k diagram o f an embodiment o f t h ea d v a n c e dp r o c e s s W i r e f e e d e r o f F I G . 1 ;[ 0 0 1 2 ] F I G . 3 i s a f r o n t p e r s p e c t i v e vieW o f an advancedp r o c e s s W i r ef e e d e r i n a c c o r d a n c e W i t ha s p e c t s o f t h e p r e s e n t

d i s c l o s u r e ;[ 0 0 1 3 ] F I G . 4 i s a t o p vieW of an embodiment of t h ea d v a n c e dp r o c e s s W i r e f e e d e r o f F I G . 3 ;[ 0 0 1 4 ] F I G . 5 i s a b l o c k diagram o f an embodiment o f t h ea d v a n c e dp r o c e s s W i r e f e e d e r e m p l o y i n gpoWer c o n v e r s i o nc i r c u i t r y ,r e l a yc i r c u i t r y ,s e n s i n g c i r c u i t r y ,a n d a W i r e f e e da s s e m b l yi n a c c o r d a n c eW i t ha s p e c t s o f t h e p r e s e n t d i s c l os u r e ;[ 0 0 1 5 ] F I G . 6 i s a s c h e m a t i cdiagram o f an embodiment oft h er e l a yc i r c u i t r yo f F I G . 5 ;[ 0 0 1 6 ] F I G . 7 s a H o w h a r t ofan embodiment ofa r o c e s sf o r p r o d u c i n gc o n t r o l l e d Waveform u t p u t u s i n g a n a d v a n c e dp r o c e s s W i r ef e e d e r ;[ 0 0 1 7 ] F I G . 8 i s a H o w h a r t ofan embodiment ofa r o c e s sfo r s e n s i n g p o l a r i t y o f i n p u t poWer s u p p l i e dt o a n a d v a n c e dp r o c e s s W i r ef e e d e r ;[ 0 0 1 8 ] F I G . 9A s a ? r s t p a r t ofa ? o W h a r t of an embodiment f a p r o c e s s f o r a c t u a t i n g r e l a y c i r c u i t r y o f an d v a n c e dp r o c e s s W i r ef e e d e r ;[ 0 0 1 9 ] F I G . 9B s a s e c o n dp a r t o f t h e ? o W h a r t ofFIG. 9Ao f t h e p r o c e s s f o ra c t u a t i n g r e l a y c i r c u i t r yo f t h e a d v a n c e dp r o c e s s f e e d e r ;[ 0 0 2 0 ] FIG. 10 s a How h a r t of an embodiment ofa r oc e s s f o r a d j u s t i n g poWer o n v e r s i o nc i r c u i t r y o f an advancedp r o c e s s W i r ef e e d e r ;[ 0 0 2 1 ] F I G . 1 1 i s a c h a r t o f b u s v o l t a g e , i n p u t c u r r e n t ,o u t p u tv o l t a g e , a n d o u t p u t c u r r e n t v e r s u s t i m e ;[ 0 0 2 2 ] F I G . 1 2 i s a n o t h e r c h a r t o f b u s v o l t a g e , i n p u t c u rr e n t ,o u t p u tv o l t a g e , a n d o u t p u t c u r r e n t v e r s u s t i m e ;[ 0 0 2 3 ] F I G . 1 3 i s a d i a g r a mo f an e x e m p l a r yc i r c u i tf o rc o n t r o l l i n g a p p l i c a t i o n o f poWer t o a W e l d i n gc o m p o n e n t


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such a s a Wire f e e d e r o r pendant during poWer-up o r connect i o n o f t h e component o a W e l d i n gpower s u p p l y ;[ 0 0 2 4 ] FIG. 14 s a somewhat more e t a i l e d diagram of ane x e m p l a r yc i r c u i tf o r c o n t r o l l i n g i n r u s h c u r r e n t t o a W e l d i n g

p e n d a n t ;a n d[ 0 0 2 5 ] FIG. 1 5 s a s i m i l a r d e t a i l e d diagram of an exemp l a r y c i r c u i tf o r c o n t r o l l i n g i n r u s h c u r r e n t t o a W e l d i n gW i r ef e e d e r .

DETAILED DESCRIPTION

[ 0 0 2 6 ] FIG. 1 i s a block diagram of an embodiment of aW e l d i n gs y s t e m 1 0W h i c hp o W e r sa W e l d i n ga p p l i c a t i o n . A si l l u s t r a t e d ,t h e We l d i n g s y s t e m 1 0i n c l u d e s a W e l d i n gpoWers o u r c e 1 2 and c o u p l e d W e l d i n gt o r c h 1 4 . The e l d i n g poWers o u r c e 1 2 s u p p l i e s i n p u tpoWer o t h e W e l d i n gt o r c h 1 4 . TheW e l d i n gt o r c h 1 4 may e a t o r c h c o n ? g u r e df o r s t i c kWe l d i n g ,t u n g s t e n i n e r tg a s ( T I G )We l d i n g ,o r g a s m e t a l a r c W e l d i n g(GMAW) , a s e d on h e d e s i r e dW e l d i n ga p p l i c a t i o n . I n somee m b o d i m e n t s ,t h e W e l d i n gp o W e rs o u r c e 1 2 s u p p l i e s i n p u t

poWer t o a p e n d a n t 1 6 c o u p l e dt o a t o r c h 1 4 con?gured f o rs t i c kW e l d i n go r TIG e l d i n g . The p e r a t o r s u p p l i e s t h e ? l l e rm e t a l , i fa n y, f o r s t i c k o r T I G e l d i n g . The e n d a n t1 6 may econ?gured t o c o n t r o l t h e poWer s o u r c e 1 2 a n d / o r n o t i f y t h eo p e r a t o r o f W e l d i n gp a r a m e t e r s . I n o t h e r e m b o d i m e n t s ,t h eW e l d i n gpoWer s o u r c e 1 2 s u p p l i e s i n p u t poWer o a s t a n d a r dW i r ef e e d e r 8 . The t a n d a r dW i r ef e e d e r 1 8 s u p p l i e s t h e i n p u tpoWer and ? l l e r m e t a l to a W e l d i n gt o r c h 1 4 con?gured f o rGMAW elding o r ?ux c o r e a r c Welding ( F C AW ) . I n s o m ee m b o d i m e n t s ,t h e We l d i n gp o W e rs o u r c e 1 2 s u p p l i e si n p u tpoWer o an advanced r o c e s s Wire f e e d e r 2 0 . T h e advancedp r o c e s s W i r e f e e d e r 2 0 i s con?gured t o c o n v e r t t h e i n p u tpoWer o f t h e W e l d i n gpoWer s o u r c e 1 2 t o W e l d i n go u t p u t . I nsome e m b o d i m e n t s ,t h e W e l d i n go u t p u t o f t h e a d v a n c e dp r oc e s s W i r e f e e d e r 20 may e a c o n t r o l l e d Waveform Welding

o u t p u t . C o n t r o l l e dW a v e f o r mW e l d i n go u t p u t s i n c l u d eW e l di n g o u t p u t s a d a p t e dt o a p u l s e d W e l d i n gp r o c e s s o r a s h o r tc i r c u i tW e l d i n gp r o c e s s .[ 0 0 2 7 ] The e l d i n g poWer o u r c e 1 2 i s c o u p l e dt o an l t e rn a t i n g c u r r e n t (AC) s o u r c e 2 2 , such a s an e l e c t r i c a l g r i d o re n g i n e - d r i v e ng e n e r a t o r t h a ts u p p l i e sp r i m a r yp o We r .T h eW e l d i n gpoWer s o u r c e 1 2 m a y r o c e s s t h e p r i m a r ypoWer oi n p u t poWer u p p l i e d o t h e W e l d i n gt o r c h 1 4 v i a poWer a b l e s2 4 . I n s o m e embodiments, h e poWer a b l e s 24 n c l u d e sa ? r s tt e r m i n a l 26 and a second t e r m i n a l 2 8 , Wherein one t e r m i n a lh a s a p o s i t i v e p o l a r i t y a n d t h e o t h e r h a s a n e g a t i v e p o l a r i t y .PoWer c o n v e r s i o nc i r c u i t r y 30 c o n v e r t s t h e AC u r r e n t t oi n p u t poWer a s e i t h e r d i r e c t c u r r e n t (DC) o r A C . T h e poWerc o n v e r s i o nc i r c u i t r y 30 m a y n c l u d ec i r c u i t e l e m e n t s s u c ha st r a n s f o r m e r s , s Wi t c h e s , b o o s t c o n v e r t e r s , i n v e r t e r s ,a n d sof o r t h ,c a p a b l e o fc o n v e r t i n gp o W e ra s d i c t a t e d b y t h e demandso f t h e W e l d i n gs y s t e m 1 2 . I n some e m b o d i m e n t s ,t h e poWerc o n v e r s i o nc i r c u i t r y3 0 i s c o n ? g u r e dt o c o n v e r t t h e p r i m a r ypoWer o a n a p p r o x i m a t e l y8 0 V DC n p u tpoWer o s u p p l yt h ep e n d a n t 1 6 , s t a n d a r d W i r e f e e d e r 1 8 , o r a d v a n c e dp r o c e s sW i r e f e e d e r 2 0 . The i n p u t poWer may b e b e t W e e na p p r o x im a t e l y 50 to 1 2 0 V D C .[ 0 0 2 8 ] The e l d i n g poWer s o u r c e 1 2 i n c l u d e s c o n t r o l c i rc u i t r y 3 2 and a n o p e r a t o r i n t e r f a c e 3 4 . The c o n t r o l c i r c u i t r y3 2 c o n t r o l s t h e o p e r a t i o n s o f h e W e l d i n gpoWer o u r c e 1 2 andmay r e c e i v e i n p u t f r o m t h e o p e r a t o r i n t e r f a c e3 4 t h r o u g hWhich n o p e r a t o r may h o o s ea W e l d i n gp r o c e s s ( e . g . ,s t i c k ,T I G , MIG) a n d i n p u td e s i r e d p a r a m e t e r so f h e i n p u tp o W e r( e . g . ,v o l t a g e s ,c u r r e n t s ,p a r t i c u l a rp u l s e d o r n o n - p u l s e dW e l d i n gr e g i m e s , a n d s o f o r t h ) .T h ec o n t r o l c i r c u i t r y3 2 may

D e c . 1 2 ,2 0 1 3

b e c o n ? g u r e dt o r e c e i v e a n d p r o c e s s a p l u r a l i t y o f i n p u t sr e g a r d i n g t h e p e r f o r m a n c ea n d d e m a n d so f t h e s y s t e m 1 2 .The o n t r o l c i r c u i t r y 102 m a y n c l u d ev o l a t i l e o r n o n - v o l a t i l ememory, s u c h as R O M , R A M , m a g n e t i c s t o r a g e memory,

o p t i c a l s t o r a g e memory, o r a combination t h e r e o f . I n a d d it i o n ,a v a r i e t y o f c o n t r o l p a r a m e t e r smay b e s t o r e d i n t h ememory a l o n g W i t h c o d e c o n ? g u r e dt o p r o v i d e a s p e c i ? co u t p u t e . g . ,r e v e r s e o l a r i t y ,p r e - c h a r g ec a p a c i t o r ,e n a b l e g a s? o W,e t c . )d u r i n go p e r a t i o n .[ 0 0 2 9 ] The e l d i n g poWer s o u r c e 1 2 may n c l u d ep o l a r i t yr e v e r s i n g c i r c u i t r y3 6 a n d c o m m u n i c a t i o n sc i r c u i t r y3 8c o u p l e dt o t h e c o n t r o lc i r c u i t r y3 2 .T h e p o l a r i t yr e v e r s i n gc i r c u i t r y 36 r e v e r s e s t h e p o l a r i t y o f t h e ? r s t and s e c o n d t e rm i n a l s 2 6 , 2 8 When i r e c t e d b y t h e c o n t r o l c i r c u i t r y3 2 . F o re x a m p l e ,some e l d i n g p r o c e s s e s , s u c h a s T I G e l d i n g , m a ye n a b l e a d e s i r e d Weld W h e n t h e e l e c t r o d e h a s a n e g a t i v ep o l a r i t y ,knoWn as DC l e c t r o d e n e g a t i v e (DCEN). O t h e rWelding p r o c e s s e s , s u c h a s s t i c k o r GMAW e l d i n g , m a ye n a b l e a d e s i r e d Weld W h e n h e e l e c t r o d e h a s a p o s i t i v e p o l a r

i t y ,knoWn s DC l e c t r o d e o s i t i v e( D C E P ) .W h e n W i t c h i n gbetWeen a T I G Welding r o c e s s and a GMAW elding p r oc e s s ,t h e p o l a r i t yr e v e r s i n g c i r c u i t r y3 6 may e c o n ? g u r e d or e v e r s e t h e p o l a r i t y from DCEN o DCEP. The p e r a t o r m a yr e v e r s e t h e p o l a r i t y m a n u a l l y ,o r t h e c o n t r o l c i r c u i t r y 3 2 m a yd i r e c tt h e p o l a r i t y r e v e r s i n g c i r c u i t r y3 6 o r e v e r s e t h e p o l a r i t yi n r e s p o n s et o s i g n a l s r e c e i v e d t h r o u g ht h e c o m m u n i c a t i o n sc i r c u i t r y3 8 .T h e c o m m u n i c a t i o n sc i r c u i t r y3 8 i s c o n ? g u r e dt o c o m m u n i c a t eW i t ht h e W e l d i n gt o r c h 1 4 ,p e n d a n t1 6 ,s t and a r d W i r ef e e d e r 1 8 , a d v a n c e dW i r e f e e d e r 2 0 , a n d / o r o t h e rd e v i c e c o u p l e dt o t h e poWer a b l e s 2 4 . I n some embodiments,t h e c o m m u n i c a t i o n sc i r c u i t r y3 8 i s c o n ? g u r e dt s e n d a n dr e c e i v e command a n d / o r f e e d b a c ks i g n a l s o v e r t h e W e l d i n gpoWer c a b l e s 2 4 u s e d t o s u p p l y t h e i n p u t p o W e r . I n o t h e re m b o d i m e n t s ,t h e c o m m u n i c a t i o n sc i r c u i t r y3 8 s c o n ? g u r e dt o communicate i r e l e s s l y W i t ha n o t h e r d e v i c e .[ 0 0 3 0 ] D e v i c e s i n c l u d i n g t h ep e n d a n t 1 6 ,s t a n d a r d W i r ef e e d e r 1 8 , a n d a d v a n c e dp r o c e s s W i r ef e e d e r 2 0 r e c e i v e i n p u tp o W e rt h r o u g h t h e i n p u t t e r m i n a l 4 0 c o n ? g u r e dt o c o u p l eW i t ht h e ? r s t and s e c o n dt e r m i n a l s 2 6 , 28 o f t h e poWer a b l e s2 4 . I n some e m b o d i m e n t s ,t h e ? r s t t e r m i n a l 26 s con?guredt o c o n n e c tW i t ht h e i n p u t t e r m i n a l 40 and h e s e c o n dt e r m i n a l2 8 i s c o n ? g u r e dt o c o n n e c tW i t ht h e c l a m p4 2 c o u p l e dt o t h eW o r k p i e c e4 4 . I n some e m b o d i m e n t s ,t h e i n p u t t e r m i n a l 4 0h a s i n p u t c o n n e c t i o n sW i t hd e ? n e dp o l a r i t i e sc o n ? g u r e dt oc o u p l e t o t h e r e s p e c t i v e ? r s t a n d s e c o n dt e r m i n a l s 2 6 , 2 8 o ft h e same o l a r i t i e s ,a n d t h e c l a m p4 2 c o u p l e st o t h e p e n d a n t16 o r W i r ef e e d e r 1 8 . The advanced r o c e s s W i r ef e e d e r 20 sc o n ? g u r e dt o c o u p l e t o t h e ? r s t a n d s e c o n dt e r m i n a l s 2 6 , 2 8W i t h i n p u t t e r m i n a l s 4 0 ,a n d t h e c l a m p 4 2i s c o u p l e dt o t h eadvanced r o c e s s W i r e f e e d e r 2 0 .

[ 0 0 3 1 ] F o r some e l d i n g p r o c e s s e s ( e . g . ,T I G , G M AW ) ,as h i e l d i n g g a s i s u t i l i Z e dd u r i n g We l d i n g . I nsome embodim e n t s , a s shoWn n t h e dashed i n e s ,t h e W e l d i n gpoWer o u r c e1 2 i n c l u d e s one o r m o r e a s c o n t r o l v a l v e s 46 con?gured oc o n t r o l a g a s ?oW rom g a s source 8 . T h e a s c o n t r o l v a l v e s4 6 may e c o n t r o l l e db y t h e c o n t r o l c i r c u i t r y3 2 .The e l d i n gpoWer source 1 2 may e coupled o o n e or more as sources48 b e c a u s e some Welding p r o c e s s e s m a y u t i l i Z e d i f f e r e n ts h i e l d i n gg a s e s t h a n o t h e r s . I n some e m b o d i m e n t s ,t h e Weldi n g poWer s o u r c e 1 2 i s con?gured o s u p p l yt h e g a s W i t ht h ei n p u t poWer i a a combined n p u t c a b l e 5 0 . I n o t h e r embodim e n t s , t h e g a s c o n t r o l v a l v e s 46 and g a s s o u r c e 48 m a y bes e p a r a t e from h e W e l d i n gpoWer o u r c e 1 2 . F o r e x a m p l e ,t h eg a s c o n t r o l v a l v e s 46 m a y be i s p o s e d W i t h i nt h e s t a n d a r d o r


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a d v a n c e dW i r ef e e d e r 1 8 , 2 0 . The t a n d a r dand d v a n c e dW i r ef e e d e r s 1 8 , 20 shown n F I G . 1 a r e c o u p l e dto GMAW o r c h e s5 2 c o n ? g u r e dt o s u p p l yt h e g a s a n d W e l d i n gW i r e 5 4 t o t h eW e l d i n ga p p l i c a t i o n .[ 0 0 3 2 ] F I G . 2 i l l u s t r a t e sa b l o c kdiagram an embodiment oft h e a d v a n c e dp r o c e s s W i r e f e e d e r 2 0 f o r c o n v e r t i n g i n p u tpoWer o c o n t r o l l e dWaveform e l d i n g o u t p u t . The d v a n c e dp r o c e s s W i r e f e e d e r 2 0 r e c e i v e s t h e i n p u t poWer from t h eW e l d i n gpoWer s o u r c e t h r o u g hi n p u t t e r m i n a l s 4 0 c o u p l e dt op r o c e s s c i r c u i t r y 5 6 . I n some e m b o d i m e n t s ,t h e advancedp r o c e s s W i r ef e e d e r 2 0 i s o p e r a t e dr e m o t e l yf r o mt h e W e l d i n gpoWer s o u r c e W i t h l o n g poWer c a b l e s . P r o c e s s c i r c u i t r y 5 6may i n c l u d e c i r c u i t r ys u c h a s r e l a y c i r c u i t r y ,v o l t a g e a n dc u r r e n t s e n s i n g c i r c u i t r y ,poWer s t o r a g e c i r c u i t r y ,a n d sof o r t h ,c a p a b l e o f s e n s i n g a n d c o n t r o l l i n gt h e i n p u tp o W e rr e c e i v e dby h e a d v a n c e dp r o c e s s W i r ef e e d e r 2 0 . The r o c e s sc i r c u i t r y 5 6 t r a n s m i t s t h e i n p u t poWer o t h e poWer o n v e r s i o nc i r c u i t r y5 8 .[ 0 0 3 3 ] PoWer o n v e r s i o nc i r c u i t r y 5 8 i s c o n ? g u r e dt o c o n

v e r t t h e i n p u t poWer from h e W e l d i n gpoWer s o u r c e to Weldi n g o u t p u ts u i t a b l e f o rp e r f o r m i n gWe l d i n ga p p l i c a t i o n s .PoWer c o n v e r s i o nc i r c u i t r y 5 8 may i n c l u d e c i r c u i te l e m e n t ss u c ha s b o o s t c o n v e r t e r s , buck o n v e r t e r s , an n t e r n a l b u s , b u sc a p a c i t o r , v o l t a g e a n d c u r r e n t s e n s o r s , a n d so f o r t h ,c a p a b l eo f c o n v e r t i n g t h e i n p u t poWer o W e l d i n go u t p u t . I n somee m b o d i m e n t s ,i n p u t p o W e rr e c e i v e db y t h e a d v a n c e dp r o c e s sW i r ef e e d e r 2 0 i s a DC o l t a g e betWeen p p r o x i m a t e l y2 0 V o1 2 0 V, a p p r o x i m a t e l y40V o 1 0 0 V, o r a p p r o x i m a t e l y6 0 V o8 0 V. A s u s e d i n r e f e r e n c e t o t h e i n p u t p o W e r , t h e t e r ma p p r o x i m a t e l ym a y m e a n i t h i n 5 v o l t s o r W i t h i n1 0 p e r c e n to f h e d e s i r e dv o l t a g e . The poWer o n v e r s i o n i r c u i t r y5 8 maybe con?gured t o c o n v e r t t h e i n p u t poWer to a c o n t r o l l e dWaveform e l d i n g o u t p u t , s u c h a s a p u l s e dW e l d i n gp r o c e s so r a s h o r t c i r c u i tW e l d i n gp r o c e s s ( e . g . ,r e g u l a t e dm e t a l d e p os i t i o n( R M D T M ) ) .The poWer c o n v e r s i o n c i r c u i t r y5 8 d i sp o s e dW i t h i nt h e a d v a n c e dp r o c e s sW i r ef e e d e r 2 0 s u p p l i e s t h ec o n t r o l l e dW a v e f o r mWe l d i n go u t p u t f o rt h eWe l d i n ga p p l i c at i o n W i t h o u ta t t e n u a t i o n from t h e poWer c a b l e betWeen t h eWelding poWer s o u r c e and h e advanced r o c e s s W i r e f e e d e r2 0 . T h i s i n c r e a s e s t h e r e s p o n s e t i m e and a c c u r a c y o f t h ec o n t r o l l e d W a v e f o r mW e l d i n go u t p u t s u p p l i e dt o t h e W e l d i n gt o r c h . I n c r e a s i n g t h e r e s p o n s e t i m e o f t h e c o n t r o l l e d Wavef o r m W e l d i n go u t p u t may e n s u r e t h a t t h e d e s i r e d W e l d i n go u t p u tWaveform s s u p p l i e d oW e l d i n gt o r c h t s p e c i ? c t i m e sd u r i n g t h e We l d . F o r e x a m p l e ,t h e R M D T Me l d i n g p r o c e s su t i l i Z e s a c o n t r o l l e d Waveform Welding o u t p u t h a v i n ga c u rr e n t Waveform t h a t v a r i e s a t s p e c i ? c p o i n t s i n t i m e o v e r as h o r t c i r c u i tc y c l e . I n c r e a s i n g t h e r e s p o n s e t i m eo f t h e c o nt r o l l e dW a v e f o r mW e l d i n go u t p u t may l so i m p r o v et h e t i mi n g o f t h e Waveform u l s e s to p r o d u c ea d e s i r e d We l d .

[ 0 0 3 4 ] I n some e m b o d i m e n t s ,t h e poWer c o n v e r s i o n c i rc u i t r y5 8 i s c o n ? g u r e dt o p r o v i d e t h e W e l d i n go u t p u t t o t h eW i r e f e e d a s s e m b l y6 0 .T h e W i r e f e e d a s s e m b l y6 0 s u p p l i e sW e l d i n gW i r e5 4 t o t h e W e l d i n gt o r c h f o r t h e W e l d i n go p e r at i o n . T h e i r e f e e d assembly 60 i n c l u d e s e l e m e n t s s u c ha s as p o o l ,W i r e f e e d d r i v e ,d r i v e r o l l s ,a n d W i r e f e e d c o n t r o lc i r c u i t r y .The i r e f e e d a s s em b l y 6 0f e e d s W e l d i n gW i r e5 4 ot h e W e l d i n gt o r c h a l o n g a W e l dc a b l e 6 2 .The e l d i n g o u t p u tmay b e s u p p l i e dt h r o u g ht h e W e l dc a b l e 6 2 c o u p l e dt o t h eW e l d i n gt o r c h a n d / r t h e Work a b l e 6 4 c o u p l e dto t h e Workp i e c e .[ 0 0 3 5 ] P r e s e n t l y c o n t e m p l a t e d e m b o d i m e n t s o f t h eadvanced p r o c e s s W i r e f e e d e r 20 have a p r o c e s s o p e r a t o ri n t e r f a c e 6 6 and c o n t r o l o p e r a t o r i n t e r f a c e 68 f o r c o n t r o l of

D e c . 1 2 ,2 0 1 3

p a r a m e t e r so f h e W e l d i n gs y s t e m .T h ep r o c e s s o p e r a t o r n t e rf a c e 6 6 i s c o u p l e dt o t h e p r o c e s s c i r c u i t r y5 6 f o r o p e r a t o rs e l e c t i o na n d a d j u s t m e n to f t h e W e l d i n gp r o c e s s ( e . g . ,p u l s e d ,s h o r t - c i r c u i t ,F C AW ) h r o u g hs e l e c t i o no f t h e W i r es i Z e ,W i r et y p e ,mate r i a l , a n d g a s p a r a m e t e r s. The p r o c e s s o p e r a t o ri n t e r f a c e 6 6 i s c o u p l e d t o t h e W i r e f e e d a s s em b l y 6 0f o rc o n t r o l o f s u p p l y i n gt h e W e l d i n gW i r e5 4 o t h e W e l d i n g o r c h .The c o n t r o l o p e r a t o r i n t e r f a c e 6 8 i s c o u p l e dt o t h e p r o c e s sc i r c u i t r y5 6 t o a d j u s tt h e v o l t a g e ,a m p e r a g e ,W i r ef e e d s p e e d ,and a r c l e n g t h f o r a W e l d i n ga p p l i c a t i o n . I n some embodim e n t s , t h e p r o c e s s o p e r a t o r i n t e r f a c e 6 6 and t h e c o n t r o lo p e r a t o r i n t e r f a c e 6 8 a r e s e p a r a t e i n t e r f a c e s , e a c h W i t hr e s p e c t i v e c o n t r o lc i r c u i t r y .A l t e r n a t i v e l y ,t h e p r o c e s s o p e r at o r i n t e r f a c e 6 6 and h e c o n t r o l o p e r a t o r i n t e r f a c e 6 8 m a y avecommon o n t r o l c i r c u i t r y a n d / o r form common o n t r o l andp r o c e s s o p e r a to r i n t e r f a c e .The r o c e s s o p e r a t o r i n t e r f a c e 6 6a n d / o r t h e c o n t r o l o p e r a t o r i n t e r f a c e 6 8 may n c l u d ev o l a t i l eo r n o n - v o l a t i l e memory, s u c h as ROM, RAM, agnetic s t o rage memory, o p t i c a l s t o r a g e memory, o r a combination

t h e r e o f . I n a d d i t i o n , a v a r i e t y o f a r a m e t e r s may e s t o r e d i nt h e memory l o n g W i t h c o d ec o n ? g u r e do p r o v i d ea s p e c i ? co u t p u tf o rd e f a u l tp a r a m e t e r sd u r i n go p e r a t i o n .

[ 0 0 3 6 ] The p r o c e s s i n t e r f a c e 6 6 i s c o n ? g u r e dt o r e c e i v ei n p u t s u c ha sW i r em a t e r i a l ( e . g . ,s t e e l ,a l u m i n u m ) ,W i r et y p e( e . g . ,s o l i d ,c o r e d ) , W i r e d i a m e t e r , g a s t y p e ,a n d s o f o r t h .Upon e c e i v i n g t h ei n p u t ,t h ep r o c e s s c i r c u i t r y5 6 i s c o n ? gu r e dt o d e t e r m i n et h e c o n t r o l l e dWaveform e l d i n g o u t p u t f o rt h eW e l d i n gp p l i c a t i o n .F o r e x a m p l e ,t h ep r o c e s sc i r c u i t r y5 6d e t e r m i n e st h ep u l s eW i d t h ,r e l a t i v ep u l s ea m p l i t u d e ,a n d / o rWave h a p ef o r a c o n t r o l l e d Waveform e l d i n g o u t p u tp r o c e s sb a s e d t l e a s ti n p a r t on h e i n p u tr e c e i v e dt h r o u g ht h e p r o c e s si n t e r fa c e 6 6 . The i r e f e e d a s s em b l y 6 0may e c o n ? g u r e dos u p p l y t h e Welding W i r e 54 b a s e d on code o r i n s t r u c t i o n ss t o r e d i n m e m o r y a s e d on h e r e c e i v e d i n p u t . The i r e f e e d

a s s e m b l y6 0 i s c o u p l e dt o a p r o c e s s o p e r a t o ri n t e r f a c e 6 6 andc o n t r ol o p e r a t o r n t e r f a c e6 8 f o rc o n t r o l l i n g t h e W e l d i n gW i r e5 4 s u p p l i e df o ra W e l d i n go p e r a t i o n . T h eW i r e f e e d a s s e m b l y6 0 a d j u s t s p a r a m e t e r sf o r s u p p l y i n gt h e W e l d i n gW i r e5 4 t ot h eW e l d i n gt o r c h b a s e d t l e a s ti n p a r t on p e r a t o r i n p u t r e c e i v e dv i a t h e p r o c e s s o p e r a t o ri n t e r f a c e 6 6 o r t h e o p e r a t o r i n t e r f a c e6 8 . The o n t r o l o p e r a t o r i n t e r f a c e 6 8 i s c o n ? g u r e dto r e c e i v eo p e r a t o r i n p u t f o r p a r a m e t e r ss u c h a st h e a m p e r a g e ,v o l t a g e ,p o l a r i t y ,W i r e f e e d r a t e , a r c l e n g t h ,p r o c e s s t y p e ( e . g . ,R M D T M ,p u l s e d W e l d i n g ) , and s o f o r t h .I n some embodim e n t s , t h e c o n t r o l o p e r a t o r i n t e r f a c ei s c o n ? g u r e dt o a d j u s tt h e poWer f h e c o n t r o l l e dWaveform e l d i n g o u t p u tW i t h o u ta f f e c t i n gt h e s h a p eo f t h e c o n t r o l l e d W a v e f o r mW e l d i n go u tp u t .The p r o c e s s c i r c u i t r y5 6 a d j u s t s t h e poWer c o n v e r s i o nc i r c u i t r y5 8 a n d W i r e f e e da s s e m b l y6 0 b a s e da t l e a s ti n p a r ton o p e r a t o r i n p u t r e c e i v e d v i a t h e c o n t r o l o p e r a t o r i n t e r f a c e6 8 . I n some e m b o d i m e n t s , c o m m u n i c a t i o n sc i r c u i t r y 7 0c o u p l e dt o t h e p r o c e s s c i r c u i t r y5 6 i s c o n ? g u r e dt o s e n d a n dr e c e i v e c o m m a n d a n d / r feedback s i g n a l s o v e r t h e poWerc a b l e u s e d t o p r o v i d e t h e i n p u t p o W e r .The c o m m u n i c a t i o n sc i r c u i t r y 7 0 e n a b l e s t h e p r o c e s s o p e r a t o r i n t e r f a c e 6 6 a n d / o rc o n t r o l o p e r a t o r 6 8 t o c o n t r o l t h e Welding poWer s o u r c e . F o re x a m p l e , t h e p r o c e s s o p e r a t o r i n t e r f a c e 6 6 a n d / o r c o n t r o lo p e r a t o r 6 8 may e con?gured o c o n t r o l t h e a m p e r a g e ,v o l ta g e , o r o t h e r p a r a m e t e r s o ft h e i n p u t poWer s u p p l i e dby t h eWelding poWer s o u r c e . I n some embodiments, t h e p r o c e s sc i r c u i t r y 5 6 c o n t r o l s t h e W e l d i n gpoWer s o u r c e r e m o t e fromt h e W e l d i n gpoWer s o u r c e W i t h o u t b e i n gr e s t r i c t e d t o parame t e r ss e t on t h e o p e r a t o r i n t e r f a c e 3 4 ( F I G . 1 ) . T h a t i s , t h ep r o c e s sc i r c u i t r y5 6 a n dc o m m u n i c a t i o n sc i r c u i t r y7 0 e n a b l e s


19/27

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an o p e r a t o r to c o n t r o l t h e Welding power s o u r c e r e m o t e l yt h r o u g ht h e a d v a n c e dp r o c e s s W i r ef e e d e r 2 0 W i t he q u a l cont r o lp r i o r i t yt o t h e o p e r a t o r i n t e r f a c e 3 4 o f t h e W e l d i n gpoWersource.

[ 0 0 3 7 ] Some embodiments o f t h e a d v a n c e dp r o c e s s W i r ef e e d e r 20 n c l u d ea v a l v e a s s e m b l y72 o r p r o v i d i n gg a s to t h eW e l d i n gt o r c h a l o n g a g a s l i n e7 4 . The a l v e a s s e m b l y7 2 mayb e c o n t r o l l e dby h e p r o c e s s c i r c u i t r y 5 6 a n d / r t h e W i r e f e e da s s e m b l y 6 0 a s shoWn by t h e d a s h e d c o n t r o l l i n e s .F o re x a m p l e ,t h e v a l v e a s s e m b l y 7 2may e c o n ? g u r e do s u p p l yg a s to t h e W e l d i n gt o r c h p r i o r t o a n d a f t e ra W e l d i n ga p p l i c at i o n .I n some e m b o d i m e n t s ,t h e v a l v e a s s e m b l y7 2 i s con?gu r e d t o purge h e g a s l i n e 74 upon e c e i v i n g a purge c o m m a n dfrom h e p r o c e s s o p e r a t o ri n t e r f a c e 6 6 o r t h e c o n t r o l o p e r a t o ri n t e r f a c e 6 8 .

[ 0 0 3 8 ] F I G . 3 i l l u s t r a t e sa f r o n t p e r s p e c t i v e vieW o f anembodiment f h e a d v a n c e dp r o c e s s W i r ef e e d e r 2 0 d i s p o s e di n an e n c l o s u r e 7 6 h a v i n gt h e p r o c e s s o p e r a t o r i n t e r f a c e 6 6s e p a r a t e from t h e c o n t r o l o p e r a t o r i n t e r f a c e 6 8 . I n some

e m b o d i m e n t s ,t h e a d v a n c e dp r o c e s s W i r e f e e d e r 2 0 i s d i sposed i n an e n c l o s u r e 76 h a v i n g an e n c l o s u r e b a s e 78 ande n c l o s u r e c o v e r80 t o s h i e l d t h e W i r e f e e dassembly 60 fromt h e o p e r a t i n g e n v i r o n m e n tWhen t h e e n c l o s u r e 7 6 i s c l o s e d .The n c l o s u r e7 6 may e s u b s t a n t i a l l yp o r t a b l e e . g . ,su i t ca sef e e d e r ) a n d c o n ? g u r e df o r manual o p e r a t o r t r a n s p o r t t aW e l d i n ga p p l i c a t i o n r e m o t ef r o m t h e W e l d i n gpoWer s o u r c e .The n c l o s u r e c o v e r80 s shoWn n dashed i n e s f o r c l a r i t y toi l l u s t r a t ea n embodiment o f t h e W i r e f e e d assembly 6 0 d i sp o s e dW i t h i nt h e e n c l o s u r e .[ 0 0 3 9 ] The c o n t r o l o p e r a t o r i n t e r f a c e 6 8 may e d i s p o s e do u t s i d e t h e e n c l o s u r e 76 a s i l l u s t r a t e d i n FIG. . The c o n t r o loperator n t e r f a c e 6 8 may nclude one or m o r e i a l s 8 2 , one ormore d i s p l a y s 8 4 , and one or more buttons 8 6 . In s o m ee m b o d i m e n t s ,t h e d i a l s8 2 may e c o n ? g u r e dt o a d j u s t v o l ta g e a n d / o r amperage o f t h e i n p u t poWer o r W e l d i n go u t p u t ,Wire s p e e d , o r a r c l e n g t h , o r combinations t h e r e o f . O n e o rmore b u t t o n s 86 may n a b l e t h e o p e r a t o r t o s e l e c t p r o c e s st y p e s ,o p e r a t o rp r e f e r e n c e s , o r p r o c e s s p a r a m e t e r sp r e v i o u s l ys t o r e d i n memory, o r combinations t h e r e o f . The c o n t r o lo p e r a t o r i n t e r f a c e 6 8 may e n a b l e o p e r a t o r s e l e c t i o n o f p r oc e s s p a r a m e t e r s s t o r e d i n memory, such a s p r e v i o u s l ys e l e c t e d amperage and i r e s p e e d f o r t h e s e l e c t e d c o n t r o l l e dW a v e f o r mW e l d i n gp r o c e s s . T h e d i s p l a y s 8 4 may e c o n ? gu r e d t o d i s p l a y a d j u s t e dp r o c e s s p a r a m e t e r sa n d / o r s e l e c t e dp r o c e s s t y p e e . g . ,RMDTM,u l s e dWe l d i n g ,FCAW, I G ) . I nsome embodiments , t h e one o r more d i s p l a y s 8 4 , l i g h t s , o ro t h e r d e v i c e s may e c o n ? g u r e dt o p r o v i d e a n o p e r a t o r - p e rc e p t i b l e n o t i ? c a t i o n t on o t i f y t h e o p e r a t o r i f t h e p o l a r i t i e so ft h e c o u p l e dp o W e rc a b l e s c o r r e s p o n dt o t h e r e sp e c t i v e i n p u tt e r m i n a l s 4 0 .

[ 0 0 4 0 ] Embodiments o f t h e a d v a n c e dp r o c e s s W i r e f e e d e r20 n c l u d eone r more p o o l s 88 f Welding i r e 54 i s p o s e dW i t h i nt h e e n c l o s u r e 7 6 t o s u p p l yt h e W i r e f e e dd r i v e 9 0 . TheW e l d i n gW i r e5 4 i s p u l l e d t h r o u g ht h e W i r e f e e dd r i v e 9 0 a n dan u t p u t t e r m i n a l 91 t o t h e Weld a b l e 6 2 . I n some embodim e n t s , t h e g a s l i n e 74 m a y be W i t h i n t h e Weld c a b l e 62 a si l l u s t r a t e d .A ork a b l e 6 4 i s c o u p l e dt o t h e o u t p u t t e r m i n a l9 1 .

[ 0 0 4 1 ] F I G . 4 i l l u s t r a t e s a t o p vieW f an embodiment of h eadvanced p r o c e s s W i r e f e e d e r 20 W i t h t h e p r o c e s s o p e r a t o ri n t e r f a c e 6 6 d i s p o s e dW i t h i n t h e e n c l o s u r e 7 6 . The p r o c e s so p e r a t o r i n t e r f a c e 6 6 may n c l u d eone r more u t t o n s 92 andone o r more i n d i c a t o r s 94 t o r e c e i v e and d i s p l a y Wire andm a t e r i a l p a r a m e t e r s . I n some embodiments, t h e p r o c e s s

D e c . 1 2 ,2 0 1 3

o p e r a t o r i n t e r f a c e 6 6 m a y e con?gured o r e c e i v e g a s parame t e r s . T h e one o r more b u t t o n s 92 of t h e process operatori n t e r f a c e 6 6 m a y be con?gured o r e c e i v e i n p u t s u c h a s W i r em a t e r i a l( e . g . ,s t e e l ,a l u m i n u m ) ,Wi r e t y p e e . g . ,s o l i d ,c o r e d ) ,W i r ed i a m e t e r , and a s t y p e . I n some e m b o d i m e n t s ,t h e W i r ea n d / o r g a s p a r a m e t e r smay e a d j u s t e d l e s sf r e q u e n t l y t h a nt h e c o n t r o l p a r a m e t e r ss e l e c t e d t h r o u g ht h e c o n t r o l o p e r a t o ri n t e r f a c e 6 8 . F o r e x a m p l e ,p r o c e s s o p e r a to r i n t e r f a c e 6 6 mayb e d i s p o s e dW i t h i nt h e e n c l o s u r et h a ti s n o r m a l l yc l o s e d d u ri n g We l d i n g .As a n o th e r e x a m p l e ,t h e p r o c e s s o p e r a t o r i n t e rf ace 6 6 may e a d j u s t e d p r i m a r i l y When h a n g i n gt h e s p o o l8 8 o f W e l d i n g W i r e5 4 . I n d i c a t o r s 9 4 may i n c l u d e d i s p l a y s ,l i g h t s ,o r o t h e r d e v i c e s c o n ? g u r e dt o p r o v i d e a n o p e r a t o rp e r c e p t i b l e n o t i ? c a t i o n i n d i c a t i n g t h e s e l e c t e d W i r e a n d / o rg a s p a r a m e t e rs .T Wo r more r i v e Wheels 98 of h e Wire f e e dd r i v e 9 0 a r e c o n ? g u r e do d i r e c t t h e W e l d i n gW i r e5 4 t h r o u g ht h e o u t p u t t e r m i n a l 9 1 a l o n g t h e Weld c a b l e 6 2 .

[ 0 0 4 2 ] F I G . 5 i l l u s t r a t e sa b l o c kdiagram f an embodimento f t h e a d v a n c e dp r o c e s s W i r e f e e d e r 2 0 h a v i n gp r o c e s s c i r

c u i t r y 5 6 , poWer c o n v e r s i o n c i r c u i t r y5 8 , a n d a W i r e f e e da s s e m b l y 6 0 . Embodiments o f t h e a d v a n c e dp r o c e s s W i r ef e e d e r 2 0 may e c o u p l e dt o l o n g poWer a b l e s 2 4 h a v i n ga ni n d u c t a n c e 1 0 0 . A s may e a p p r e c i a t e d , t h e poWer a b l e s 2 4may be c o n v e n t i o n a lpoWer c a b l e s 2 4 . A s d i s c u s s e d a b o v e ,t h e a d v a n c e dp r o c e s s W i r ef e e d e r 2 0 may e l o c a t e d r e m o t e l yfrom t h e W e l d i n gpoWer s o u r c e . F o r e x a m p l e ,t h e a d v a n c e dp r o c e s s W i r e f e e d e r 2 0 may b e d i s p o s e db e t W e e na p p r o x im a t e l y 30 t o 200 f e e t ,a p p r o x i m a t e l y5 0 t o 1 5 0 f e e t ,o ra p p r o x i m a t e l y1 0 0 to l 5 0 f e e t from h e W e l d i n gpoWer o u r c e1 2 . I n some e m b o d i m e n t s ,t h e r e m o t e l y l o c a t e d a d v a n c e dp r o c e s s W i r e f e e d e r m a y e i n a d i f f e r e n t b u i l d i n g , s t r u c t u r e ,o r r o o m than t h e Welding poWer source 1 2 . T h e inductance100 m y a r y d u r i n g use a s t h e poWer c a b l e s 24 a r e c o i l e d ,e x t e n d e d , a n d m o v e d .

[ 0 0 4 3 ] The poWer c o n v e r s i o nc i r c u i t r y

5 8 i s c o n ? g u r e dt or e c e i v e t h e i n p u t poWer from h e poWer a b l e s 24 and o n v e r tt h e i n p u t poWer o W e l d i n go u t p u t . The poWer c o n v e r s i o nc i r c u i t r ymay o n v e r tt h e i n p u t poWer o W e l d i n go u t p u tW i t ho u t r e g a r d t o t h e i n d u c t a n c e 100 o f t h e poWer c a b l e s 2 4 .P r o c e s s c o n t r o l c i r c u i t r y 1 0 2 c o n t r o l s t h e poWer c o n v e r s i o nc i r c u i t r y 58 a s e d t l e a s ti n p a r t on a r a m e t e r s r e c e i v e dfromt h e p r o c e s s o p e r a t or i n t e r f a c e 6 6 a n d / r c o n t r o l o p e r a t o ri n t e r f a c e 6 8 . The p r o c e s s c o n t r o l c i r c u i t r y 102 c o n t r o l s aboost c o n v e r t e r 104 and a b u c k c o n v e r t e r 1 0 6 t o c o n v e r t t h ei n p u t poWer o W e l d i n go u t p u t . A n n t e r n a l b u s 1 0 8 may ed i s p o s e dbetWeen h e b o o s t c o n v e r t e r104 and buck o n v e r t e r1 0 6 . Only one boost o n v e r t e r 104 and buck o n v e r t e r 106 r ed i s c u s s e d h e r e i nf o r c l a r i t y ,h o We v e r ,o t h e r e m b o d i m e n t so ft h e poWer conversion i r c u i t r y 58 may ave one r more boo tconverters 1 0 4 and/or o n e or m o r e b u c k converters 106. T h e

b o o s t c o n v e r t e r 104 and buck o n v e r t e r 106 a r e con?gured oc o n v e r t t h e i n p u t poWer o W e l d i n go u t p u t s u i t a b l e f o r cont r o l l e d Waveform Welding r o c e s s e s , s u c h a s f o r RMDTM ndp u l s eWe l d i n gp r o c e s s e s .[ 0 0 4 4 ] The o o s t c o n v e r t e r 1 0 4 r e c e i v e s DC o l t a g e fromt h e i n p u t t e r m i n a l s 4 0 and s t e p s - u p , o r i n c r e a s e s , t h e DCv o l t a g e o f t h e b u s poWer s u p p l i e dt o t h e buck o n v e r t e r 1 0 6 .A s m a y be a p p r e c i a t e d , t h e b o o s t c o n v e r t e r 104 c o n v e r t s t h eDC n p u t poWer from h e Welding poWer o u r c e t o a s u b s t a nt i a l l yp u l s e ds t e p p e d - u pv o l t a g e DC u s p o W e ru s i n ga s W i t c h( e . g . ,FET) o open a n d c l o s e a b o o s t c i r c u i t .The s t e p p e d - u pv o l t a g e o f t h e DC u s poWer s b a s e d a t l e a s tupon h e d u t yc y c l e o f t h e s W i t c h .Va r y i n gt h e d u t y c y c l e o f t h e s W i t c ha f f e c t st h e t i m i n g o f When t h e s t e p p e d - u pv o l t a g e DC u s


20/27

US 013/0327753 A 1

power s s u p p l i e dt o t h e i n t e r n a lb u s 1 0 8 . By o n t r o l l i n g t h es w i t c h o f t h e b o o s t c o n v e r t e r 1 0 4 , t h e p r o c e s s c o n t r o l c i rc u i t r y1 0 2 may d j u s tt h e t i m i n g , v o l t a g e ,a n d a m p e r a g eo ft h e DC u s p o W e r .

[ 0 0 4 5 ] The b u c k c o n v e r t e r 1 0 6 r e c e i v e s t h e s t e p p e d - u pv o l t a g e DC u s poWer and s t e p s - d o W n ,o r d e c r e a s e s , t h e DCv o l t a g et o c o n t r o l t h e a m p e r a g eo f h e W e l d i n go u t p u t . A s mayb e a p p r e c i a t e d , t h e buck c o n v e r t e r 1 0 6 c o n v e r t s t h e p u l s e d ,s t e p p e d - u pv o l t a g e DC u s poWer o a p u l s e d , s t e p p e d - d o W nv o l t a g e DC e l d i n g o u t p u tu s i n g a s W i t c h e . g . ,F E T )t o o p e nand c l o s e a buck c i r c u i t .A s W i t h t h e b o o s t c o n v e r t e r 1 0 4 ,v a r y i n gt h e d u t yc y c l e o f t h e s W i t c ho f t h e b u c kc o n v e r t e r1 0 6a f f e c t st h e t i m i n g o f When t h e s t e p p e d - d o W nv o l t a g e DCW e l d i n go u t p u t i s s u p p l i e d t o t h e W e l d i n gt o r c h .I n somee m b o d i m e n t s ,m u l t i p l eb u c kc o n v e r t e r s 1 0 6 may e c o u p l e dt o t h e i n t e r n a l b u s 1 0 8 i n p a r a l l el a n d c o n t r o l l e d s e p a r a t e l ytoa f f e c tt h e t i m i n ga n da m p l i t u d e o fc h a n g e s e . g . ,p u l s e s )t ot h eW e l d i n go u t p u t . By c o n t r o l l i n g t h e s W i t c h o ft h e b u c kc o nv e r t e r 1 0 6 , t h e p r o c e s s c o n t r o l c i r c u i t r y1 0 2 may a d j u s t t h e

t i m i n g , v o l t a g e ,a n d a m p e r a g eo f h e DC e l d i n g o u t p u t .T h ec o n t r o l c i r c u i t r y1 0 2 i s c o n ? g u r e dto c o n t r o l t h e s W i t c h e so ft h e b o o s t a n db u c kc o n v e r t e r s 1 0 4 , 1 0 6 t o d y n a m i c a l l ya d j u s tt h e v o l t a g e a n d / o r a m p e r a g eo f t h e DC e l d i n g o u t p u t s u pp l i e d t o t h e t o r c h b a s e d on t h e o p e r a t o r s e l e c t e d W e l d i n gp r o c e s s( e . g . ,RMDTM,p u l s e d W e l d i n g ,FCAW, M I G ) .I nsome embodiments, t h e p r o c e s s c o n t r o l c i r c u i t r y 102 s con?gured t o c o n t r o l t h e b o o s t c o n v e r t e r 104 a n d / o r buck conv e r t e r 106 a s e d on e n s e d p a r a m e t e r so f h e i n p u t p o W e r , b u sp o W e r , o r Welding o u t p u t , o r c o m b i n a t i o n s t h e r e o f . Fore x a m p l e , t h e c o n t r o l c i r c u i t r y1 0 2 may c o n t r o l t h e b o o s tc o n v e r t e r 104 based on s e n s e d p a r a m e t e r s o f t h e W e l d i n go u t p u t to c o n t r o l t h e v o l t a g e a c r o s s t h e i n t e r n a l b u s 1 0 8 .

[ 0 0 4 6 ] I n some m b o d i m e n t s ,a poWer t o r a g e c i r c u i t( e . g . ,b u s c a p a c i t o r 1 1 0 ) may e d i s p o s e do n t h e i n t e r n a l b u s 1 0 8 .The b u s c a p a c i t o r 1 1 0 may a r t i a l l yp r o t e c t t h e b o o s t c o nv e r t e r 104 a n d / o r buck c o n v e r t e r 106 f rom a d i f f e r e n c eb e t W e e nt h e i n p u t poWer n t ot h e poWer o n v e r s i o nc i r c u i t r y5 8 a n d t h e W e l d i n go u t p u t from t h e poWer c o n v e r s i o n c i rc u i t r y 5 8 a t a n y t i m e . A s d i s c u s s e d a b o v e , t h e b u s poWerc o n v e r t e dby h e b o o s t c o n v e r t e r1 0 4 s d i r e c t e d to t h e i n t e r n a lb u s 1 0 8 , t h e n t h e buck o n v e r t e r 1 0 6 . The u s c a p a c i t o r 1 1 0may e con?gured o s t o r e t h e b u s poWer n t i li t i s r e c e i v e dbyt h e b u c k c o n v e r t e r 1 0 6 . S t o r i n g a n d d i s c h a r g i n gr e l a t i v e l yl a r g e a m o u n t so f poWer n t h e b u s c a p a c i t o r 1 1 0 may e a t t h eb u s c a p a c i t o r .The o l t a g e d i f f e r e n c e b e t W e e nt h e b u s poWers u p p l i e d by t h e b o o s t c o n v e r t e r 1 0 4 a n d t h e b u s poWerremoved by t h e buck c o n v e r t e r 106 to c o n v e r t to W e l d i n go u t p u t may b e m e a s u r e das v o l t a g e r i p p l e .D e c r e a s i n gt h em a g n i t u d eo f h ev o l t a g e i p p l emay m p r o v eh eW e l d u a l i t ya n d / r m a i n t a i nt h e t e m p e r a t u r eo f h e b u s c a p a c i t o r 1 1 . Thes i Z e and a p a c i t a n c eo f h e b u s c a p a c i t o r110 may e b a s e d ont h e m a g n i t u d eo f t h e v o l t a g e r i p p l e ,W h i c hs a f f e c t e d a t l e a s ti n p a r t on c o n t r o l o f t h e b o o s t c o n v e r t e r 104 and t h e buckc o n v e r t e r 1 0 6 . The u s c a p a c i t o r 1 1 0 may a r t i a l l y a t t e n u a t ea n d / r d e l a y t h e v o l t a g e r i p p l e .[ 0 0 4 7 ] I n some e m b o d i m e n t s ,t h e p r o c e s s c o n t r o l c i r c u i t r y1 0 2 i s c o n ? g u r e dt o c o n t r o l t h e d u t y c y c l e s o f t h e b o o s tc o n v e r t e r 104 and h e buck c o n v e r t e r 106 t o reduce t h e v o l ta g e r i p p l e o f t h e b u s c a p a c i t o r 1 1 0 b a s e d a t l e a s ti n p a r t ons e n s e d p a r a m e t e r s o fh e i n p u tp o W e ra n dW e l d i n go u t p u t . Thec u r r e n t and o l t a g e o f t h e i n p u t poWer a r e s e n s e d a t t h e ? r s ta n d s e c o n d c o n n e c t i o n s 11 2 , 1 1 4 b y s e n s i n g c i r c u i t r y1 1 6t h r o u g hi n p u t s e n s o r s 1 1 8 . The s e n s i n g c i r c u i t r y1 1 6 s e n s e st h e c u r r e n t and o l t a g e at t h e i n t e r n a l b u s 108 a c r o s s t h e b u s

D e c . 1 2 ,2 0 1 3

c a p a c i t o r 110 t h r o u g h b u ss e n s o r s 1 2 0 , and e n s e s t h e c u r r e n ta n dv o l t a g e o f h e W e l d i n go u t p u tt h r o u g ho u t p u ts e n s o r s 1 2 2 .The p r o c e s s c o n t r o l c i r c u i t r y 102 m a y d r i v e t h e b o o s t conv e r t e r 104 and h e buck o n v e r t e r 106 based t l e a s t i n p a r t on

s e n s e dp a r a m e t e r s( e . g . ,v o l t a g e , c u r r e n t )o f h eWe l d i n go u tp u t , t h e i n p u t p o W e r , o r t h e b u s p o W e r , o r c o m b i n a t i o n st h e r e o f . F o r e x a m p l e ,t h e s e n s i n gc i r c u i t r y1 1 6 may e n s e t h ev o l t a g e a n dc u r r e n t o f h e W e l d i n go u t p u tW i t hW e l d i n go u t p u ts e n s o r s 122 and s e n s e t h e v o l t a g e o f t h e i n p u t poWer and u spoWer With i n p u t s e n s o r s 118 and bus s e n s o r s 1 2 0 . I n s o m ee m b o d i m e n t s ,t h e p r o c e s s c o n t r o l c i r c u i t r y1 0 2 i s c o n ? g u r e dt o d e t e r m i n et h ep r o d u c t( i . e . ,p o We r )o f h eW e l d i n go u t p u tc u r r e n t a n dv o l t a g e a n d l o s s o f h e poWer o n v e r s i o n i r c u i t r y5 8 , to d e t e r m i n et h e s u m f t h e l o s s and h e p r o d u c t , t o d i v i d et h e s u m by t h e i n p u t v o l t a g e t o d e t e r m i n e t h e d e s i r e d b u sc u r r e n t , and o d r i v e t h e b o o s t c o n v e r t e r 104 o c o n t r o l t h e b u sc u r r e n t . T h e o o s t c o n v e r t e r 104 may o n t r o l t h e b u s c u r r e n tt o t h e d e s i r e d b u s c u r r e n t t o s u b s t a n t i a l l y match h e b u s poWeri n t ot h e i n t e r n a l b u s 1 0 8 W i t h t h e W e l d i n go u t p u t removedfrom t h e i n t e r n a l b u s 1 0 8 . The i n d u c t a n c e100 o f t h e poWerc a b l e s 24 d e l a y s t h e c u r r e n t ? o W i n t o t h e i n t e r n a l b u s 1 0 8from t h e Welding poWer s o u r c e . C o n t r o l l i n g t h e b o o s t conv e r t e r 104 based on h e i n p u t s e n s o r s 118 and/or bus s e n s o r s1 2 0 r a t h e r t h a n t h e c u r r e n t and o l t a g e o f t h e i n p u t poWer tt h e W e l d i n gpoWer s o u r c e r e d u c e s t h e v o l t a g e r i p p l e on t h eb u s c a p a c i t o r 1 1 0 . C o n t r o l l i n gt h e b o o s t c o n v e r t e r 1 0 4 b a s e don t h e i n p u t s e n s o r s 118 and/or bus s e n s o r s 1 2 0 reduces o re l i m i n a t e s t h e e f f e c t s o f t h e i n d u c t a n c e100 on t h e W e l d i n go u t p u t . I n some e m b o d i m e n t s ,t h e p r o c e s s c o n t r o l c i r c u i t r y102 i s con?gured t o c o n t r o l t h e b o o s t and buck c o n v e r t e r s1 0 4 , 1 0 6 t o r e d u c e t h e v o l t a g e r i p p l e on h e i n t e r n a l 1 0 8 b u sa t l e a s t W h i l e t h e buck c o n v e r t e r 106 i s c o n v e r t i n gt h e b u spoWer o a Welding u t p u t s u i t a b l e f o r a c o n t r o l l e d WaveformWe l d i n g r o c e s s( e . g . ,p u l s e d We l d i ng ,s h o r tc i r c u i tW e l d i n g ) .[ 0 0 4 8 ] The r o c e s s c o n t r o l c i r c u i t r y1 0 2may e c o n ? g u r e dt o r e d u c e t h ev o l t a g e r i p p l eb y a d j u s t i n g t h et i m i n g o f t h ec o n t r o l s i g n a l s f o rt h e d u t y c y c l e o f s W i t c h e s W i t h i nt h e b o o s ta n d b u c kc o n v e r t e r s 1 04 , 1 0 6 . By d j u s t i n g t h e t i m i n g o f t h ec o n t r o l s i g n a l s ,t h e p r o c e s s c o n t r o l c i r c u i t r y1 0 2 may b ec o n ? g u r e dog e n e r a l l ya l i g np u l s e s( e . g . ,p h a s e s )o f h eW e l di n g o u t p u t v o l t a g e a n d c u r r e n t W i t h t h e p u l s e s o f t h e i n p u tc u r r e n t o f t h e i n p u t p o W e r .The r o c e s s c o n t r o l c i r c u i t r y 1 0 2may d j u s tt h er e l a t i v e i n g( e . g . ,p h a s es h i f t ,a d v a n c ei nt i m e ,d e l a y i n t i m e ) s i g n a lp u l s e s f r o m t h e b o o s t c o n v e r t e r 1 0 4a n d / o r buck c o n v e r t e r 1 0 6 to r e d u c e t h e v o l t a g e r i p p l e .R e d u c i n gt h e v o l t a g e r i p p l e on t h e i n t e r n a lb u s 1 0 8 maye n a b l e t h e b u s c a p a c i t o r 1 1 0 t o b e s m a l l e r ,l i g h t e r ,c o o l e r ,more f ? c i e n t , c h e a p e r , o r c o m b i n a t i o n st h e r e o f . The r o c e s sc o n t r o l c i r c u i t r y1 0 2 may e c o n ? g u r e dt o t u n e t h e v o l t a g er i p p l e t o a m i n i m u m v a l u e f o r any i n d u c t a n c e 100 o f t h e

poWer a b l e s 2 4 . I n t h i sW a y ,t h e i n d u c t a n c e100 ma y h a n g ed u r i n go p e r a t i o n o f t h e We l d i n g s y s t e mo r b e t We e nW e l d i n go p e r a t i o n s W i t h o u t f f e c t i n gt h e v o l t a g e i p p l eo n t h e i n t e r n a lb u s 1 0 8 a n d / o r W e l d i n go u t p u t from t h e buck o n v e r t e r 1 0 6 .

[ 0 0 4 9 ] The n p u tp o W e rs r e c e i v e df r o mt h e W e l d i n gp o W e rs o u r c e a l o n g t h e poWer a b l e 2 4 c o u p l e dt o t h e i n p u t t e r m in a l s 4 0 . I n some e m b o d i m e n t s ,t h e i n p u t t e r m i n a l s 40 h a v et h e ? r s t i n p u t c o n n e c t i o n1 1 2 a n dt h e s e c o n di n p u t c o n n e c t i o n1 1 4 W i t hr e s p e c t i v e d e ? n e dp o l a r i t i e s .As d i s c u s s e d a b o v e ,t h e ? r s t and s e c o n d t e r m i n a l s 2 6 , 2 8 h a v e a p o s i t i v e andn e g a t i v e p o l a r i t y ,t h u s t h e i n p u t p o W e ri s p o l a r i Z e d . I n somee m b o d i m e n t s ,s e n s i n g c i r c u i t r y1 1 6 i s c o n ? g u r e dt o d e t e c tt h e p o l a r i t yo f t h e p o l a r i Z e di n p u t p o W e rs u p p l i e dt o t h e ? r s ta n d s e c o n d i n p u t c o n n e c t i o n s11 2 , 1 1 4 u s i n g t h e i n p u t s e n


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Controlled Waveform Welding Wire Feeder US20130327753

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