Aus den Erwägungen:
Für alle familienrechtlichen Verfahren gilt der Grundsatz, dass bei der Festsetzung von Unterhaltsbeiträgen vom tatsächlichen Leistungsvermögen des Pflichtigen, das Voraussetzung und Bemessungsgrundlage der Beitragspflicht bildet, abgewichen und statt dessen von einem hypothetischen Einkommen ausgegangen werden darf, falls und soweit der Pflichtige bei gutem Willen bzw. bei ihm zuzumutender Anstrengung mehr verdienen vermöchte, als er effektiv verdient. Die Anrechnung eines hypothetischen, höheren Einkommens hat keinen pönalen Charakter. Es geht darum, dass der Unterhaltspflichtige das Einkommen zu erzielen hat, das tatsächlich möglich und zumutbar ist (BGer 5P.255/2003, E. 4.3 f.; BGE 128 III 4, E. 4.a). Damit der Pflichtige die Vorkehrungen treffen kann, das Einkommen zur Erfüllung seiner Pflichten zu erzielen, wird ein hypothetisches Einkommen in der Regel erst nach einer gewissen Umstellungsfrist angerechnet (FamKomm Scheidung/Schwenzer, Art. 125, N 16; BGer 5P.388/2003, E. 1.1). Je nach den konkreten Umständen des Einzelfalls kann ein hypothetisches Einkommen jedoch auch ohne Umstellungsfrist sofort oder gar rückwirkend angerechnet werden, wenn die vom Pflichtigen geforderte Umstellung in seinen Lebensverhältnissen für ihn bereits im Zeitpunkt der Einreichung des Abänderungsgesuchs vorhersehbar war (BGer 5P.388/2003, E. 1.2, m.w.H.; vgl. bezüglich nachehelichem Unterhalt: BGer 5C.129/2001, E. 3.b.cc).
Bislang hat das Bundesgericht die Anrechnung eines hypothetischen Einkommens nur zugelassen, sofern der Unterhaltsschuldner, die Verminderung seiner wirtschaftlichen Leistungsfähigkeit rückgängig machen konnte. Die seitens der Lehre zu dieser Praxis ergangene Kritik nahm das Bundesgericht zur Kenntnis. Danach soll dem Unterhaltspflichtigen, der sein Einkommen böswillig vermindert hatte, ein hypothetisches Erwerbseinkommen selbst dann angerechnet werden, wenn sich die Verminderung der Leistungsfähigkeit nicht mehr rückgängig machen lässt (BGE 128 III 4 E. 4.a bezüglich freiwilliger Verzicht auf Erwerbstätigkeit und mit Hinweis auf die kontroverse Lehre; BGer 5A_194/2009, E. 2.4 bezüglich Vermögensentäusserung). Das Bundesgericht kündigte zu diesem Themenkreis eine vertiefte Auseinandersetzung an (BGer 5A_194/2009, E. 2.4).
Vorliegend geht es um die Leistung von Kinderunterhaltsbeiträgen. Der Unterhaltsanspruch des Kindes stellt einen sittlich qualifizierten Anspruch auf persönlichen Einsatz des Pflichtigen dar, damit dieser die bestmögliche Leistung erbringe (BaslerKomm/Breitschmid, Art. 276 ZGB, N 25). An den Unterhaltspflichtigen sind besonders hohe Anforderungen in Bezug auf seine Leistungsfähigkeit bzw. die Ausnützung der Erwerbsfähigkeit zu stellen (Maier, Aspekte bei der Festsetzung von Unterhaltsbeiträgen im Familienrecht, AJP 2007, S. 1228). Vom Unterhaltspflichtigen wird verlangt, dass er alle seine finanziellen, intellektuellen und körperlichen Ressourcen ausschöpft, um für den Unterhalt des Kindes aufzukommen (FamPra.ch 2007, 191; BaslerKomm/Breitschmid, Art. 276 ZGB, N 2 und N 25). Auf die Anrechnung eines hypothetischen Einkommens ist nicht leichthin zu verzichten (Hausheer/Spycher, Handbuch des Unterhaltsrechts, N 09.43; BernerKomm/Hegnauer, Art. 285 ZGB N 63). Entsprechend hat das Bundesgericht im Entscheid vom 19. Juni 2009 betreffend Abänderung von Kinderunterhaltsbeiträgen die Anrechnung eines hypothetischen Einkommens beim Unterhaltspflichtigen anerkannt, obwohl jener wegen der freiwilligen Aufnahme einer selbständigen Erwerbstätigkeit eine empfindliche Einkommenseinbusse hinnehmen musste. Dies wurde unter anderem damit begründet, dass der Unterhaltspflichtige seine Einkommenssituation freiwillig aufs Spiel gesetzt habe und in absehbarer Zeit wieder die vormaligen Einkommensverhältnisse erreichen könne (BGer 5A_547/2008, E. 3.1 und 3.3). Einer unterhaltspflichtigen Ehefrau wurde für eine abgeschlossene und in der Vergangenheit liegende Zeitspanne ein hypothetisches Einkommen angerechnet, weil sie sich während der besagten Zeit gar nicht um eine Arbeitsstelle bemüht hatte, obwohl ihr eine Erwerbstätigkeit tatsächlich möglich und zumutbar gewesen wäre. Sie bezog während Monaten Sozialhilfe, und wurde dennoch zu Kinderunterhaltsbeiträgen verpflichtet (BGer 5P.170/2004, E. 1.2 – 1.2.2 bezüglich Kinderunterhalt und BGer 5P.469/2006, E. 3.2.4).
Nach dieser Praxis des Bundesgerichts sind die Einwände des Unterhaltspflichtigen, ihm sei zu Unrecht ein hypothetisches Einkommen angerechnet worden, das er tatsächlich nicht erzielt habe, zu prüfen. Es handelt sich vorliegend in vergleichbarer Weise um die Anrechnung eines hypothetischen Einkommens für einen abgeschlossenen Zeitraum, namentlich die Dauer des Abänderungsverfahrens. Inzwischen erzielt der Unterhaltspflichtige wieder ein volles Erwerbseinkommen. Zudem geht es ebenfalls um die Festlegung von Kinderunterhalts-beiträgen, an deren Leistung qualifizierte Anforderungen gestellt werden dürfen. Wäre der Unterhaltspflichtige während dieser Zeit tatsächlich in der Lage gewesen, ein Einkommen zu erzielen, und wäre ihm dies auch zumutbar gewesen, so darf auf ein hypothetisches Einkommen abgestellt werden. Aus welchem Grund er allenfalls verzichtete, ein höheres Einkommen zu erzielen, ist unerheblich (Sutter/Freiburghaus, Kommentar zum neuen Scheidungsrecht, Art. 125 ZGB, N 47).
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Frühestens nach Durchführung der genaueren ärztlichen Abklärungen anlässlich der Rentenrevision der IV-Stelle musste der Unterhaltspflichtige damit rechnen, dass seine IV-Rente samt Kinderrenten aufgehoben werden könnte. Die Kommission für medizinische Begutachtung des ZMB (Zentrum für medizinische Begutachtung, Basel) kam nach diversen polydisziplinären Untersuchungen des Unterhaltspflichtigen zum Schluss, er sei in der zuletzt ausgeübten Tätigkeit voll arbeitsfähig. In einer körperlich leichten, rückenadaptierten Erwerbstätigkeit mit einem Gewichtslimit von 5 kg könne er ein volles Pensum mit normaler Leistung verrichten. Nach der Zustellung der Verfügung der IV-Stelle samt Begründung, es sei ihm zuzumuten, einer unselbständigen Erwerbstätigkeit nachzugehen, hätte er Bemühungen um eine Anstellung aufnehmen müssen, um seinen Unterhaltspflichten gegenüber seinen Kindern nachkommen zu können (BaslerKomm/Breitschmid, Art. 276 ZGB, N 25). Er hat sich aber nach Kenntnis der Aufhebung der IV-Verfügung vorerst nicht um eine Arbeitsstelle bemüht. Jedenfalls wird dies nicht nachgewiesen oder auch nur behauptet. Stattdessen macht er geltend, es sei willkürlich, ihm während des Rechtsmittelverfahrens bezüglich der Berentung ein hypothetisches Einkommen anzurechnen bzw. eine Arbeitstätigkeit zuzumuten. Eine Arbeitsaufnahme hätte das Ergreifen der gesetzlichen Rechtsmittel bis ans Bundesgericht verunmöglicht. Das Sozialversicherungsverfahren wurde mit negativem Entscheid des Bundesgerichts knapp zwei Jahre nach der Verfügung der IV-Stelle abgeschlossen. Die sozialversicherungsrechtlichen Rechtsmittelverfahren hatten keine Auswirkungen auf das gesundheitliche Befinden und die beruflichen Fähigkeiten des Unterhaltspflichtigen. Ebenso wenig berechtigen sie ihn, die gegebenen Erwerbsmöglichkeiten nicht zu nutzen. Ein hängiges Rechtsmittelverfahren kann kein Grund sein, den Unterhaltspflichten gegenüber seinen Kindern nicht nachzukommen. In diesem Sinne führte er vor allem auch angesichts der recht klaren medizinischen Befunde die Prozesse auf eigenes Risiko. Auch der Umstand, dass ihm mit Rücksicht auf die Rechtsmittelverfahren im Rahmen der vorsorglichen Massnahmen während des Abänderungsverfahrens kein hypothetisches Einkommen angerechnet wurde, ist nicht relevant. Aufgrund der geltenden Beweismittel- und Beweisstrengebeschränkung im Summarverfahren war dieser Entscheid zwangsläufig aus einer anderen Perspektive gefällt worden (ZürcherKomm/Bräm, Art. 163 ZGB, N 76; Dolder/Diethelm, Eheschutz – ein aktueller Überblick, AJP 2003, 655, 657).