BR102017003720A2

BR102017003720A2 - Sistema de alerta de desligamento térmico iminente e processo de desligamento térmico

Info

Publication number: BR102017003720A2
Application number: BR102017003720-7A
Authority: BR
Inventors: Pashapour Nikou Milad; Steven Knoener Craig; James Helein Daniel; Manth Alan
Original assignee: Illinois Tool Works Inc.
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2018-03-13
Also published as: EP3226662A1; MX2017004070A; US10307855B2; CN107450384B; CA2955314A1; US20170282275A1; CN107450384A

Abstract

resumo sistema de alerta de desligamento térmico iminente e processo de desligamento térmico um sistema do tipo de soldagem com um controlador programado e dispositivos de alerta para alertar um usuário tal como para o desligamento térmico iminente do sistema do tipo de soldagem.

Description

(54) Título: SISTEMA DE ALERTA DE DESLIGAMENTO TÉRMICO IMINENTE E PROCESSO DE DESLIGAMENTO TÉRMICO (51) Int. Cl.: G05B 1/00; B23K 9/10; H05H 1/36 (52) CPC: G05B 1/00,B23K 9/1043,H05H 1/36 (30) Prioridade Unionista: 29/03/2016 US 15/083,936 (73) Titular(es): ILLINOIS TOOL WORKS INC.

(72) Inventor(es): MILAD PASHAPOUR NIKOU; CRAIG STEVEN KNOENER; DANIEL JAMES HELEIN; ALAN ΜΑΝΤΗ (74) Procurador(es): DANIEL ADVOGADOS (ALT.DE DANIEL & CIA) (57) Resumo: RESUMO SISTEMA DE ALERTA DE DESLIGAMENTO TÉRMICO IMINENTE E PROCESSO DE DESLIGAMENTO TÉRMICO Um sistema do tipo de soldagem com um controlador programado e dispositivos de alerta para alertar um usuário tal como para o desligamento térmico iminente do sistema do tipo de soldagem.

1/23 “SISTEMA DE ALERTA DE DESLIGAMENTO TÉRMICO IMINENTE E PROCESSO DE DESLIGAMENTO TÉRMICO”

ANTECEDENTES [001]Sistemas de soldagem, revestimento e de corte por plasma, e sistemas motores (geradores) para isso, tipicamente incluem sistemas de proteção para impedir superaquecimento. Tais sistemas tipicamente desligam o sistema quando um circuito, componente ou dispositivo alcança ou excede uma primeira temperatura limite, e mantêm o sistema em um modo desligado até que a temperatura caia para uma segunda temperatura limite ou para abaixo dela. Por exemplo, um transformador de potência incluirá um sensor de temperatura adequado (por exemplo, um termistor) que desligará a energia quando o transformador exceder uma temperatura limite. Então, após o transformador ter resfriado, a conexão de energia é reiniciada.

[002]Frequentemente, se não tipicamente, os sistemas de soldagem, revestimento e de corte por plasma são utilizados em suas capacidades máximas, e isto significa que eles são acionados em condições de superaquecimento ou de temperatura excessiva, com inúmeras paralisações resultantes. As paralisações imediatas podem ocorrer antes de uma solda, revestimento ou corte ser completado resultando, entre outras coisas, em perdas de soldas de peça de trabalho e perda de tempo.

SUMÁRIO [003]A presente revelação fornece uma ou mais invenções em que desligamento térmico iminente de um sistema do tipo de soldagem é alertado. Exemplos de um sistema como este incluem sistemas de soldagem, sistemas de revestimento, sistemas de corte por plasma, sistemas de aquecimento por indução, e geradores elétricos para isso. A presente revelação também fornece uma invenção se relacionando com um processo para desligamento térmico de um sistema como

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 58/91

2/23 este.

[004]Tal como usado neste documento, o termo “sistema do tipo de soldagem” se refere genericamente a um sistema de soldagem, um sistema de revestimento, um sistema de corte por plasma, um sistema de aquecimento por indução e/ou um motor para qualquer um dos sistemas indicados anteriormente.

[005]Um alerta de desligamento térmico iminente capacita um operador para ficar ciente de uma situação de temperatura excessiva iminente que pode resultar em paralisação e também fornece tempo para executar ações apropriadas. Por exemplo, em um sistema de soldagem, a ação pode ser terminar uma operação de soldagem em um melhor ponto de paralisação. Adicionalmente, um operador pode se preocupar menos com rastrear tempo de soldagem para estimar uma paralisação iminente. Adicionalmente, o sistema propriamente dito pode executar outras ações para antecipação da paralisação tais como armazenamento de dados e parâmetros de operação. Em sistemas com alimentadores de arame de solda, o fornecimento de arame de solda pode ser interrompido antecipadamente para evitar fornecimento continuado do arame e a aderência resultante do arame a um ponto de solda.

[006]Em uma modalidade, um sistema do tipo de soldagem inclui uma unidade de determinação de temperatura instantânea, um processador de dados, memória (na forma de uma mídia de armazenamento não transitório legível por computador) armazenando um valor de temperatura excessiva e um valor de temperatura de desligamento térmico iminente ou um valor de deslocamento de temperatura de desligamento térmico iminente, e um gerador de sinal de alerta de desligamento térmico iminente. Quando é determinado que um circuito, componente ou dispositivo elétrico alcançou uma temperatura de desligamento iminente, isto é, quando o processador de dados determina que uma temperatura instantânea determinada pela unidade de determinação de temperatura instantânea é igual ou maior que o ponto de referência de temperatura excessiva iminente ou um

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 59/91

3/23 deslocamento do ponto de referência de temperatura excessiva, o processador de dados faz com que o gerador de sinal de alerta de desligamento iminente gere um sinal de alerta.

[007]Em uma modalidade, o sistema do tipo de soldagem é um sistema de soldagem, um sistema de revestimento, um sistema de corte por plasma ou um gerador elétrico.

[008]Em uma modalidade, o sinal de alerta é um sinal modulado.

[009]Em uma modalidade, o sinal de alerta é um sinal analógico.

[010]Em uma modalidade, o sinal de alerta é um sinal digital.

[011]Em uma modalidade, o sistema do tipo de soldagem inclui um ou mais alertas acionados pelo sinal de alerta, os alertas incluindo um ou mais de um motor, uma luz, um alerta audível e uma unidade de vibração.

[012]Em uma modalidade, o sistema do tipo de soldagem inclui dois ou mais geradores de sinais de alerta.

[013]Em uma modalidade, o sistema do tipo de soldagem inclui dois ou mais alertas acionados pelos dois ou mais geradores de sinais de alerta, respectivamente, os alertas incluindo um ou mais de um motor, uma luz, um alerta audível e uma unidade de vibração.

[014]Em uma modalidade, a memória inclui uma rotina de desligamento que é chamada pelo processador de dados quando o circuito, componente ou dispositivo elétrico alcança a temperatura excessiva iminente.

[015]Em uma modalidade, o sistema do tipo de soldagem é um sistema de soldagem.

[016]Em uma modalidade, o sistema do tipo de soldagem é um sistema de revestimento.

[017]Em uma modalidade, o sistema do tipo de soldagem é um gerador elétrico.

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 60/91

4/23 [018]Em uma modalidade, a unidade de determinação de temperatura inclui um termistor, um termostato ou uma unidade que calcula tempo de operação.

[019]O alerta pode ser em qualquer forma adequada, incluindo dicas de áudio, visuais ou tácteis.

[020]Uma dica adequada é na forma de alteração de uma velocidade de motor, velocidade de ventilador ou inclinação de ventilador para gerar uma dica audível.

[021]Uma outra dica adequada é na forma de um alerta audível, por exemplo, uma ou mais emissões de um som.

[022]Uma outra dica adequada é na forma de um alerta visual tal como uma luz cintilando.

[023]Uma outra dica adequada é na forma de uma vibração na tocha.

[024]Em uma modalidade revelada neste documento, uma placa controladora para um aparelho de sistema do tipo de soldagem inclui um processador programado para monitor uma condição de temperatura excessiva e ativação de uma operação do aparelho, e para chamar uma rotina de desligamento térmico quando ocorre a condição de temperatura excessiva.

[025]Em uma modalidade, o processador é programado para manter o aparelho em um modo de espera até que seja ativado para operar por um usuário.

[026]Em uma modalidade, o processador é programado para impedir operação do aparelho até que a condição de temperatura excessiva seja removida.

[027]Estes e outros aspectos da revelação são discutidos com mais detalhes a seguir com referência para os desenhos.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS [028]A figura 1 ilustra esquematicamente um sistema do tipo de soldagem incorporando princípios da presente revelação.

[029]A figura 2 ilustra uma primeira rotina por meio da qual uma condição de

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 61/91

5/23 desligamento térmico iminente pode ser determinada.

[030]A figura 3 ilustra uma segunda rotina por meio da qual uma condição de desligamento térmico iminente pode ser determinada.

[031]A figura 4 ilustra interação entre uma placa controladora e um capacete de soldagem/corte por plasma de acordo com princípios da revelação.

[032]A figura 5 ilustra uma rotina de desligamento que pode ser empregada em um sistema de soldagem.

[033]A figura 6 ilustra uma rotina de desligamento que pode ser empregada em um sistema de corte por plasma.

DESCRIÇÃO DETALHADA [034]Várias modalidades e aspectos das mesmas serão descritos com referência para detalhes discutidos a seguir, e os desenhos anexos ilustrarão as várias modalidades. A descrição e desenhos a seguir são ilustrativos e não são para ser interpretados como limitantes. Inúmeros detalhes específicos são descritos para fornecer um entendimento completo das várias modalidades. Entretanto, em certas instâncias, detalhes bem conhecidos ou convencionais não são descritos a fim de fornecer uma discussão concisa das modalidades.

[035]Será feita agora referência para as modalidades exemplares ilustradas nos desenhos, e linguagem específica será usada neste documento para descrever as mesmas. Apesar disso deve ser entendido que nenhuma limitação do escopo da invenção não é pretendida desse modo. Alterações e modificações adicionais dos inventivos recursos ilustrados neste documento, e aplicações adicionais dos princípios das invenções tais como ilustradas neste documento, as quais ocorreriam para os versados na técnica e tendo posse desta revelação, devem ser consideradas dentro do escopo da presente revelação.

[036]Na figura 1 está ilustrado na forma esquemática de blocos um sistema do tipo de soldagem 10 incorporando princípios revelados neste documento. Tal

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 62/91

6/23 como ilustrado, o sistema 10 inclui um circuito, componente ou dispositivo elétrico 12 que pode superaquecer além de uma temperatura predeterminada quando acionado ou operado durante muito tempo ou muito severamente. Como um exemplo, uma fonte de energia de soldagem pode ser acionada para uma condição superaquecida por causa de uso prolongado, dada a geração contínua de energia de amperagem alta para a tocha de soldagem.

[037]Tais circuitos, componentes ou dispositivos 12 podem ser controlados por um circuito de controle e tipicamente são protegidos contra danos por causa do superaquecimento por mecanismos de corte ou desligamento adequados usando fusíveis ou comutadores térmicos. Os fusíveis ou comutadores queimam ou desengatam, respectivamente, quando uma condição de temperatura muito alta existe, e abrem ou interrompem um circuito elétrico.

[038]Fusíveis térmicos são dispositivos de sacrifício em que eles têm um uso único e uma vez que queimados devem ser substituídos. Comutadores térmicos são dispositivos reutilizáveis, tipicamente, e por esta razão são apropriados para proteger contra situações temporárias que são comuns e corrigíveis por usuário. Comutadores térmicos são usados em fornecimentos de energia no caso de sobrecarga, e também como termostatos em alguns sistemas de aquecimento e de resfriamento.

[039]Comutadores térmicos são restabelecidos manualmente ou automaticamente. Comutadores térmicos de restabelecimento manual tipicamente são usados em situações onde um reinício automático e desacompanhado pode criar uma condição perigosa, tal como partida repentina de um motor poderoso sem advertência.

[040]Enquanto que comutadores térmicos tipicamente são comutadores normalmente fechados que abrem quando ativados, um termistor de coeficiente de temperatura positivo (PTC) é um dispositivo que tem uma temperatura de

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 63/91

7/23 “comutação” na qual sua resistência aumenta repentinamente de forma rápida, limitando desse modo a corrente através do circuito. Quando usado em combinação com um relé de termistor, o termistor PTC pode desligar um sistema elétrico em uma temperatura desejada. Uso típico de um termistor é para proteção contra superaquecimento de motor.

[041]Termistores de coeficiente de temperatura negativo (NTC) são feitos de um disco, haste, placa, conta ou fragmento de fundido prensado de material semicondutor tal como óxido de metal sinterizado. Eles trabalham porque elevar a temperatura de um semicondutor aumenta o número de portadores de carga ativos isto os promove para a banda de condução. Quanto mais portadores de carga que estão disponíveis tanto mais corrente um material pode conduzir.

[042]Termopares usam o princípio de dois condutores diferentes formando junções elétricas em temperaturas diferentes. Um termopar produz uma tensão dependente de temperatura como um resultado do efeito termoelétrico, e esta tensão pode ser interpretada para medir temperatura.

[043]Tal como mostrado na figura 1, o circuito, componente ou dispositivo 12 inclui um circuito de medição de temperatura 14 que pode incluir um termostato, termopar ou termistor para medir a temperatura instantânea do circuito, componente ou dispositivo 12. O circuito 14 gera um valor de temperatura instantânea que é então enviado para um processador 16 em uma placa controladora 18.

[044]Placas controladoras que podem ser modificadas para ser a placa controladora 18 são fornecidas em muitos dos novos produtos de soldagem, revestimento e de corte por plasma produzidos pela Miller Eletric Mfg., Co. Uma placa controladora como esta é fornecida na máquina de soldagem de gás inerte de metal (MIG) Millermatic® 211. O número de parte da Miller Electric para uma placa controladora como esta é PCBA 242625.

[045]O processador 16 é programado para comparar o valor de temperatura

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 64/91

8/23 instantânea com um valor de temperatura predeterminado armazenado em uma memória adequada 24. A memória é uma mídia de armazenamento não transitório legível por computador. Para determinar se a temperatura instantânea alcançou a temperatura de desligamento térmico, tais placas controladoras incluem um valor de temperatura de desligamento térmico predefinido em fábrica. Entretanto, muitas vezes, tais placas controladoras 18 também permitem a um usuário final fornecer um valor de temperatura de desligamento mais baixo alternativo por meio de uma interface de usuário adequada. Usuários finais podem preferir um valor de temperatura de desligamento mais baixo para assegurar um aquecimento menor do circuito, componente ou dispositivo para prolongar desse modo sua vida. Um dispositivo de seção de entrada de usuário 26, por exemplo, um miniteclado, é fornecido para este propósito.

[046]De acordo com os princípios revelados neste documento, além do predefinido em fábrica e, se algum, do valor de temperatura de desligamento térmico estabelecido por usuário, a memória 24 inclui um ou mais valores de temperatura de desligamento térmico iminente predeterminados. Preferivelmente, um valor de temperatura de desligamento térmico iminente predeterminado é predefinido em fábrica. Preferivelmente, um outro valor de temperatura de desligamento térmico iminente predeterminado é estabelecido pelo usuário final. Uma temperatura de desligamento térmico iminente pode ser, por exemplo, um valor absoluto de temperatura ou um valor de deslocamento, isto é, um valor delta para subtrair do valor de temperatura de desligamento térmico predefinido em fábrica ou, se presente, do valor de desligamento térmico iminente predefinido em fábrica.

[047]Tal como pode ser percebido, na técnica anterior, quando a temperatura instantânea do circuito, componente ou dispositivo elétrico alcançasse a temperatura de desligamento térmico predefinida em fábrica, ou a temperatura de desligamento térmico introduzida por usuário, o processador 16 iniciaria um

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 65/91

9/23 desligamento imediato da operação do circuito, componente ou dispositivo elétrico para impedir danos por temperatura excessiva para mesmo. Operações de soldagem eram submetidas a uma paralisação imediata e soldas deixadas em um estado não completado indesejável.

[048]Para evitar isto, correntemente, muitos soldadores mantêm controle de tempo de operação transcorrido para estimar quando uma paralisação ocorrerá para evitar uma situação como esta.

[049]De acordo com princípios revelados neste documento, o processador 16 é programado com instruções lógicas, se por software, firmware ou hardware, para identificar quando a temperatura instantânea do circuito, componente ou dispositivo elétrico alcança o valor de temperatura de desligamento térmico iminente predefinido em fábrica ou estabelecido por usuário ou está dentro de uma faixa predeterminada ou deslocamento a partir de uma temperatura de desligamento térmico predefinida ou de um valor de temperatura de desligamento térmico predefinido.

[050]Adicionalmente, quando o processador 16 determina que a temperatura de desligamento iminente predefinida ou estabelecida por usuário foi alcançada, ele envia um sinal de paralisação iminente para um gerador de sinal de alerta 26, o qual por sua vez gera um sinal de alerta de desligamento iminente usado por uma unidade de alerta 28.

[051]Em uma modalidade, o gerador de sinal de alerta 26 é um controlador de motor modulado por largura de pulso (PWM) que controla um motor de corrente alternada (CA) (por exemplo, um gerador ou um motor de ventilador) que serve como a unidade de alerta 28. O motor pode mesmo ser o dispositivo 12.

[052]É para ser notado, que embora modulação por largura de pulso seja usada neste exemplo, outros esquemas de modulação analógicos ou digitais podem ser usados. Exemplos incluem modulação de frequência, modulação de amplitude,

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 66/91

10/23 modulação de banda de lado único, modulação de banda de lado duplo, modulação de banda de lado vestigial, modulação em quadratura, modulação em ângulo, modulação de fase, modulação de transposição, modulação de chave de deslocamento de fase, modulação de chave de deslocamento de frequência e modulação de chave de deslocamento de amplitude para citar alguns.

[053]Quando o controlador de motor 26 recebe o sinal de paralisação iminente do processador 16, ele mantém uma tensão constante para o motor, mas seleciona uma frequência para a energia CA fornecida para o motor 28. A frequência selecionada é de tal maneira que uma diferença audível pode ser ouvida pelo operador ou usuário do circuito, componente ou dispositivo elétrico 12. Por exemplo, foi determinado que um sinal de potência de 100 kHz fornecido para um gerador de soldagem a arco produzirá um sinal audível suficiente no arco de soldagem para fornecer uma advertência de que a temperatura de desligamento iminente foi alcançada. Um controlador de motor como este é fornecido correntemente nas placas controladoras Miller Electric mencionadas anteriormente, contudo eles não são usados para variar a frequência do sinal PWM para produzir um ruído audível, tal como considerado pelos princípios revelados neste documento.

[054]Os mesmos princípios podem se aplicar se o alerta for para uma vareta de soldagem propriamente dita. Sob esse aspecto, a frequência da potência elétrica fornecida para vareta de soldagem pode ser variada para produzir um sinal audível no arco. De novo, um controlador PWM pode ser usado para variar a frequência da corrente, enquanto mantendo a tensão do sinal de potência.

[055]Alternativamente, ou adicionalmente, a placa controladora 18 pode incluir um outro gerador de sinal de alerta 30 que gera um sinal de alerta para um alerta visual 32 tal como um diodo emissor de luz ou uma lâmpada. Tal como pode ser percebido, o sinal de alerta para o alerta 32 pode ser de qualquer tipo adequado a fim de produzir uma emissão de luz constante ou variável (tal como luz cintilando).

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 67/91

11/23 [056]Alternativamente, ou adicionalmente, a placa controladora 18 pode incluir um outro gerador de sinal de alerta 34 que gera um sinal de alerta para um alerta de vibração 36, tal como um vibrador piezoelétrico. Um vibrador como este pode ser posicionado ou incorporado em um maçarico de soldagem ou de corte portátil e pode alertar o usuário a respeito da paralisação iminente ao causar vibração perceptível na tocha.

[057]Todos os tais alertas são prontamente disponíveis assim como são as unidades geradoras de sinais de alerta.

[058]Deve ser notado que em algumas instâncias pode ser desejável acionar um alerta diretamente pelo processador. Por exemplo, alguns alertas de potência baixa, tais como o diodo emissor de luz 38, podem ser conectados diretamente a uma linha de dados de saída de um processador. Assim, o sinal de alerta de desligamento térmico iminente pode ser gerado pelo processador 16.

[059]Nas figuras 2 e 3 estão ilustradas a primeira rotina 300 e uma segunda rotina 400 por meio das quais o processador 16 pode determinar se a temperatura de desligamento térmico iminente foi alcançada. Notar que, embora as rotinas estejam indicadas como rotinas autônomas, cada uma pode ser simplesmente codificação adicional em algum outro programa chamado pelo processador 16.

[060]Tal como ilustrado na figura 2, a primeira rotina 300 começa na etapa 302, quando ela é chamada como uma sub-rotina ou como parte de outro código de execução, por exemplo, o código para determinar se a temperatura de desligamento térmico foi alcançada. Em seguida, nas etapas 304, 306 e 308, o processador recupera o valor de temperatura de desligamento térmico iminente predefinido em fábrica FPV, o valor de temperatura de desligamento térmico iminente estabelecido por usuário USV e o valor de temperatura instantânea ITV, respectivamente, embora não necessariamente nessa ordem.

[061]Na etapa 310, o valor de temperatura de desligamento térmico iminente

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 68/91

12/23 estabelecido por usuário USV é comparado ao valor de temperatura de desligamento térmico iminente predefinido em fábrica FPV para determinar se é um valor inferior. Se FPV for igual ou maior que USV, a rotina prossegue para a etapa 312. De outro modo, a rotina prossegue para a etapa 314.

[062]Na etapa 312, uma determinação é feita tal como para verificar se o valor de temperatura instantânea ITV é igual ou maior que FPV. Se sim, então a temperatura de desligamento térmico iminente foi alcançada e a rotina prossegue para a etapa 316 onde o processador 16 gera o sinal de desligamento térmico iminente. De outro modo, a rotina prossegue para a etapa 318 e retorna para o programa de execução, ou termina, dependendo de como a rotina está implementada.

[063]Alternativamente, na etapa 314, uma determinação é feita tal como para verificar se o valor de temperatura instantânea ITV é igual ou maior que USV. Se sim, então a temperatura de desligamento térmico iminente foi alcançada e a rotina prossegue para a etapa 316 onde o processador 16 gera o sinal de desligamento térmico iminente. De outro modo, a rotina prossegue para a etapa 320 e retorna para o programa de execução, ou termina, dependendo de como a rotina está implementada.

[064]Tal como ilustrado na figura 3, a segunda rotina 400 começa na etapa 402, quando ela é chamada como uma sub-rotina ou como parte de outro código de execução, por exemplo, o código para determinar se a temperatura de desligamento térmico foi alcançada. Em seguida, nas etapas 404, 406, 408 e 410, o processador recupera o valor de temperatura de desligamento térmico predefinido em fábrica FPSV, o deslocamento de valor de temperatura de desligamento térmico iminente predefinido em fábrica, FPO, o deslocamento de valor de temperatura de desligamento térmico iminente estabelecido por usuário USO, e o valor de temperatura instantânea ITV, respectivamente, embora não necessariamente nessa

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 69/91

13/23 ordem.

[065]Na etapa 412, o deslocamento de valor de temperatura de desligamento térmico iminente estabelecido por usuário USO é comparado ao deslocamento de valor de temperatura de desligamento térmico iminente predefinido em fábrica FPO para determinar se é um valor inferior. Se FPO for maior que USO, a rotina prossegue para a etapa 414. De outro modo, a rotina prossegue para a etapa 416.

[066]Na etapa 414, uma determinação é feita tal como para verificar se o valor de temperatura instantânea ITV é igual ou maior que (FPSV-FPO). Se sim, então a temperatura de desligamento térmico iminente foi alcançada e a rotina prossegue para a etapa 418 onde o processador 16 gera o sinal de desligamento térmico iminente. De outro modo, a rotina prossegue para a etapa 420 e retorna para o programa de execução, ou termina, dependendo de como a rotina está implementada.

[067]Alternativamente, na etapa 416, uma determinação é feita tal como para verificar se o valor de temperatura instantânea ITV é igual ou maior que (FPSVUSO). Se sim, então a temperatura de desligamento térmico iminente foi alcançada e a rotina prossegue para a etapa 420 onde o processador 16 gera o sinal de desligamento térmico iminente. De outro modo, a rotina prossegue para a etapa 422 e retorna para o programa de execução, ou termina, dependendo de como a rotina está implementada.

[068]Indubitavelmente, existem muitas rotinas diferentes que alcançariam o mesmo efeito, isto é, a comparação da temperatura instantânea a uma temperatura de desligamento térmico iminente, e a invocação de uma etapa para fazer com que uma condição de alerta exista. Adicionalmente, além do mais ou em combinação com a etapa 316 ou 418, o processador pode chamar uma rotina ou etapas em que o sistema prepara para paralisação. Por exemplo, dados e/ou parâmetros de

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 70/91

14/23 operação podem ser salvos, alguns dispositivos de sistema podem ser operados diferentemente para evitar paralisação adversa, etc.

[069]Muitos capacetes de soldagem, tais como os capacetes Titanium Series™, o Digital Infinity™ Series, Digital Elite™ Series e o Digital Performance™ Series da Miller Eletric, agora incluem controles digitais incluindo mostradores digitais, tais como mostradores LCD, e alertas. Estes alertas também podem ser ativados ou as telas podem ser ativadas para alertar o usuário a respeito de paralisação iminente. Em uma modalidade, um gerador de sinal de alerta pode ficar em comunicação com um dispositivo sem fio ou de radiocomunicações tal como, por exemplo, um transmissor ou transceptor BlueTooth®. O capacete pode incluir um dispositivo sem fio ou de radiocomunicações compatível tal como, por exemplo, um receptor ou transceptor BlueTooth® em comunicação com o processador de capacete. O processador de capacete pode ser programado facilmente por meio de lógica adequada, tal como software, hardware ou firmware, para reagir ao recebimento do sinal de alerta e apresentar um alerta na forma de um som, luz ou vibração para o usuário por meio dos alertas ou telas ou de um dispositivo de vibração.

[070]Sob esse aspecto, na figura 4 está ilustrada uma parte de uma placa controladora 50 que inclui um gerador de sinal de alerta 52 e um dispositivo de radiocomunicações 52. O dispositivo de comunicações 52 pode incluir um transmissor ou transceptor de sinais de rádio, dependendo de quanta interatividade com um capacete é desejada ou necessária. A placa controladora 50 é similar à placa 18, mas está ilustrada só parcialmente para facilidade de referência.

[071]Tal como também ilustrado, e como mencionado anteriormente, um capacete 60 pode incluir um controlador 62 em comunicação com um dispositivo de radiocomunicações 64. O dispositivo de comunicações 64 pode incluir um receptor ou transceptor de sinais de rádio, dependendo de quanta interatividade com a placa

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 71/91

15/23 controladora 50 é desejada ou necessária. Tal como pode ser percebido, é preferível que os dispositivos de comunicações 54 e 64 sejam casados em qualquer um dos modos conhecidos de maneira que sinais difundidos por um ou outro dispositivo de comunicações não sejam interpretados erradamente por um outro dispositivo de comunicações tal como aplicável para esse outro dispositivo de comunicações. Ausente tal preocupação com diafonia entre sistemas próximos, o dispositivo de comunicações 52 pode simplesmente difundir o sinal de alerta de desligamento térmico iminente, e o sinal pode ser recebido pelo dispositivo 64 sem casamento deles ou outras comunicações mútuas entre eles.

[072]Na figura 4, o controlador de capacete 62 está mostrado conectado a três alertas, mas o número de alertas é somente ilustrativo. O número de alertas pode ser tão pouco quanto um, ou tantos quanto desejados ou necessários. Somente para propósitos ilustrativos, o controlador 62 está conectado a um alerta visual 66 (por exemplo, um LED), um alerta audível 68 (por exemplo, uma campainha) e a um alerta de vibração 70 (por exemplo, um vibrador piezoelétrico).

[073]Tal como pode ser percebido, quando uma condição de temperatura excessiva ou de paralisação iminente existe, o gerador de sinal de alerta 52 será induzido para gerar um sinal de alerta que então é transmitido para o dispositivo de comunicações 54 que então retransmite o sinal na forma de um sinal de rádio para o dispositivo de comunicações 64 que então retransmite o sinal de alerta para o controlador 62. O controlador 62 então envia um respectivo sinal de alerta apropriado para cada um dos dispositivos de alerta.

[074]Embora não ilustrado aqui, alguns capacetes são providos com janelas ou mostradores de cristal líquido, através dos quais ou por meio dos quais o soldador ou cortador vê a operação de soldagem ou de corte. De acordo com os princípios neste documento, mediante recebimento da condição de temperatura excessiva iminente, o controlador 62 pode controlar uma janela ou mostrador LCD

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 72/91

16/23 como este para fornecer um efeito visual tal como apresentar a janela mais opaca ou o mostrador mais escuro para alertar desse modo o usuário a respeito da situação.

[075]Para resumir, os vários alertas e indicadores que podem ser ativados para fornecer aviso de um desligamento térmico iminente incluem um alerta audível tal como uma campainha ou sirene, uma variação no acionamento de um motor, uma variação em uma velocidade ou em outro acionamento de um ventilador, uma mudança perceptível de forma audível em um arco de soldagem ou de plasma, um indicador visual tal como uma luz ou outra exibição de informação, e uma vibração de uma pistola, tocha ou capacete, todos estes podem ser implementados usando dispositivos de prateleira. É somente necessário que o processador chame uma rotina quando a condição de temperatura excessiva iminente é alcançada.

[076]E de novo, todos os alertas são dispositivos de prateleira prontamente disponíveis.

[077]Com referência de novo para a figura 1, também pode ser fornecido um indicador 40 acionado pelo processador de dados 16. De acordo com outros princípios revelados neste documento, o indicador pode ser configurado para fornecer uma indicação visual da temperatura instantânea medida pelo sensor 14, assim como uma indicação de uma temperatura de desligamento térmico iminente. Um medidor de barras com barras coloridas diferentes que se iluminam em sucessão à medida que a temperatura aumenta é um indicador como este. Por exemplo, um medidor de barras como este pode ter barras verdes para temperaturas mais baixas, barras amarelas para temperaturas intermediárias e barras vermelhas para temperaturas próximas de desligamento térmico. Um visor numérico da temperatura instantânea que muda cores em relação aos aumentos na temperatura exibida é um outro indicador como esse. Por exemplo, à medida que a temperatura exibida aumenta, os números mais claros ou um plano de fundo pode mudar de verde para amarelo para vermelho. Também adicionalmente, uma representação

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 73/91

17/23 simples de um termômetro de mercúrio com a temperatura de desligamento térmico indicada é um outro indicador de paralisação. Tais indicadores são facilmente implementados e são partes disponíveis de fornecedores de peças.

[078]De acordo com princípios adicionais revelados neste documento, um sistema pode ser operado de tal maneira que uma sub-rotina final pode ser chamada quando surge uma condição de temperatura excessiva. Por exemplo, enquanto executando uma solda em uma operação de soldagem a arco com gás metal (GMAW), o operador sinaliza para a fonte de energia de soldagem para terminar a solda. Isto tipicamente é feito ao liberar o gatilho de pistola de soldagem, mas existem diversos outros dispositivos tais como, por exemplo, o gatilho pode ter uma retenção/tarraxa como recurso de liberação e o operador pode fechar a liberação, pode existir um timer de um recurso de solda de ponto, ou pode existir um sinal externo proveniente de um sistema automatizado usando um controlador. No final de uma solda GMAW, a fonte de energia de soldagem precisa interromper corrente de soldagem, parar avanço de arame de solda e interromper fluxo de gás de proteção.

[079]De acordo com uma rotina final típica, o avanço de arame de solda é parado primeiro. O motor não para instantaneamente, mas gasta uma pequena quantidade de tempo para diminuir para uma parada completa. Para impedir congelamento do arame de solda na poça de fusão, a saída da fonte de energia de soldagem ainda permanece durante um pequeno tempo após o motor parar para queimar o arame para trás na direção (mas não por todo o caminho) da ponta de contato na pistola de soldagem. Isto é o tempo de requeima. Durante requeima, tradicionalmente a saída é mantida na mesma tensão/corrente da solda, ou ela pode ser reduzida tal como descrito na patente US 8.642.924.

[080]O gás de proteção pode ser interrompido quando requeima termina, ou ele pode permanecer por um tempo maior para garantir que existe tempo suficiente para o gás de proteção proteger a solda à medida que a poça solidifica. Este tempo

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 74/91

18/23 adicionado é chamado de pós-fluxo.

[081]Na figura 5 está ilustrada uma rotina 100 executada pelo processador 16 para acomodar desligamento térmico em um sistema de soldagem tal como, por exemplo, um sistema de soldagem a arco com gás metal (GMAW), um sistema de soldagem a arco com gás tungstênio (GTAW) ou um sistema de soldagem a arco com arame tubular (FCAW).

[082]Tal como ilustrado, quando o sistema, incluindo a placa controladora, é ligado, na etapa 102 o processador 16 chama uma sub-rotina de ligação. Os detalhes particulares da sub-rotina de ligação não são relevantes para esta descrição, e podem incluir várias sub-rotinas para inicializar componentes e dispositivos no sistema. Alguns dispositivos ou componentes podem ter necessidade de períodos de aquecimento.

[083]Em seguida, na etapa 104, o processador 16 chama um modo de espera onde ao dispositivo sendo controlado, tal como uma fonte de energia de sistema de soldagem, é permitido operar, mas espera ativação para operação completa. Em seguida, no ponto de decisão 106, o processador 16 verifica com relação à ocorrência de um sinal de disparo. O sinal de disparo é gerado quando um usuário ou operador pressiona o gatilho em uma pistola de soldagem. O gatilho indica se um usuário deseja começar ou continuar soldagem.

[084]Se um sinal de disparo não tiver ocorrido, o processador retorna para modo de espera na etapa 104. Se um sinal de disparo tiver ocorrido, a rotina prossegue para uma etapa 108 e executa várias sub-rotinas em um modo de ativação. No modo de ativação, fornecimento de arame de solda e fluxo de gás de proteção são iniciados, contudo corrente de soldagem não é fornecida para a pistola de soldagem.

[085]Seguinte à etapa 108, no ponto de decisão 110 o processador 16 determina se corrente de soldagem está sendo fornecida pela fonte de energia. Se

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 75/91

19/23 sim, então a rotina prossegue para a etapa 112 onde soldagem acontece até que uma situação de temperatura excessiva ocorra ou o usuário ou operador termine a operação de soldagem ao interromper a geração do sinal de disparo. Sob esse aspecto, a rotina executa verificação no ponto de decisão 114 para descobrir se uma situação de temperatura excessiva foi determinada.

[086]Se uma situação de temperatura excessiva não estiver indicada, na etapa 116 o processador 16 verifica de novo com relação à ocorrência de um sinal de disparo, isto é, se o usuário ou operador ainda está comandando o sistema para fornecer corrente de soldagem. Se a resposta for sim, o processador retorna para a etapa 110. Se a resposta for não, na etapa 116, o processador 16 prossegue para a etapa 118 e executa rotinas finais que desligam os sistemas de soldagem. Uma vez que as rotinas finais tenham sido executadas, o processador retorna para modo de espera na etapa 104.

[087]Se uma situação de temperatura excessiva for determinada no ponto de decisão 114, a rotina 100 prossegue para a etapa 120, onde as rotinas finais são chamadas. Entretanto, em vez de retornar para o modo de espera na etapa 104, na etapa 122 o processador 16 impede operação adicional do sistema de soldagem e entra em um modo de erro até que a condição de temperatura excessiva tenha sido removida, isto é, o processador chama uma rotina de erro. Esta rotina pode incluir induzir um ou mais alertas para indicar a existência da condição de erro e fornecer informação se relacionando com a condição.

[088]No ponto de decisão 124, o processador determina se a condição de temperatura excessiva foi removida. Se a condição de temperatura excessiva não tiver sido removida, a rotina retorna para o estado de erro na etapa 122. De outro modo, se a condição de temperatura excessiva tiver sido removida, manualmente ou por meio de algum outro recurso, o processador chama de novo o modo de espera e retorna para a etapa 104.

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 76/91

20/23 [089]Na figura 6 está ilustrada uma rotina similar 200 adequada para um sistema de corte por arco de plasma.

[090]Similar à rotina 100, a rotina 200 começa em uma etapa 202 com um modo de ligação. Em seguida, na etapa 204, o processador chama um modo de espera onde o sistema de corte está operacional, mas espera um comando de um operador usuário para entrar no modo operacional completo.

[091]No ponto de decisão 206, o processador determina se o sistema foi ativado para ficar em operação por um operador usuário. De novo, isto é indicado por um sinal de disparo resultando da depressão de um gatilho em um maçarico de corte por plasma. Se tal ativação não tiver ocorrido, isto é, se não existir ativação ou outra indicação recebida pelo processador, então a rotina permanece em modo de espera na etapa 204. Entretanto, se o sistema tiver sido ativado para entrar em operação, no ponto de decisão 210 o processador determina se corrente de corte suficiente está sendo fornecida pela fonte de energia. Se sim, a rotina chama o modo de corte ou operacional na etapa 212. Se não, a rotina retorna para o modo de espera na etapa 204. Notar que não existe equivalente para um modo de ativação já que não existe necessidade de fornecer arame de solda ou gás de proteção em operações de corte por plasma.

[092]Na etapa 212, corte por plasma é permitido e o sistema opera em modo de corte por plasma até que uma condição de temperatura excessiva surja ou que o usuário ou operador interrompa uma operação de corte. Sob esse aspecto, seguinte à entrada da etapa 212, no ponto de decisão 214 o sistema determina se uma condição de temperatura excessiva existe. Se não, então em ponto de decisão 216 o processador determina se o usuário ou operador ainda está ativando o sistema para operar. Se sim, o processador mantém o sistema em modo de corte ou de operação e retorna para a etapa 212. Entretanto, se não existir ativação, na etapa 218 o processador chama uma sub-rotina de pós-fluxo de corte por plasma, a qual é uma

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 77/91

21/23 rotina por meio da qual o sistema é paralisado a partir de seu modo operacional e fluxo de gás é fornecido para a tocha para propósito de resfriamento. Em seguida, o processador retorna para o modo de espera na etapa 204.

[093]Se no ponto de decisão 214 for determinado que existe uma condição de temperatura excessiva, a rotina prossegue para a etapa 220 e chama a(s) subrotina(s) de pós-fluxo. Em seguida, na etapa 222, o processador chama um modo de erro no qual uma rotina de erro é chamada. Esta rotina pode incluir induzir um ou mais alertas para indicar a existência da condição de erro e fornecer informação se relacionando com a condição.

[094]No ponto de decisão 224 o processador determina se a condição de temperatura excessiva foi removida, isto é, se o “erro” foi corrigido. Se não, o processador continua a executar o modo de erro 222. Se o erro tiver sido corrigido, o processador executa o modo de espera e retorna o sistema para a etapa 204.

[095]Nas descrições anteriores das rotinas 100 e 200, é para ser entendido que, embora a palavra “modo” seja empregada, a palavra “estado” é igualmente aplicável.

[096]Adicionalmente, é para ser entendido que nos vários modos ou estados o processador pode invocar uma ou mais rotinas associadas com esses modos ou estados, cujos detalhes particulares não são relevantes para a revelação neste documento porque eles são conhecidos. Portanto, eles não são chamados em uma rotina ou processo tal como descrito. Sob esse aspecto, um ponto importante desta revelação é a invocação de uma rotina final ou uma rotina de pós-fluxo seguinte à determinação de uma condição de erro de temperatura excessiva e a necessidade de remover a condição de temperatura excessiva antes de o sistema executar de novo o modo ou estado de espera.

[097]É para ser entendido também que, no modo ou estado de erro 122 ou 222, o processador pode chamar várias rotinas para induzir um ou mais dispositivos

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 78/91

22/23 de transmitir alertas ou informação para sinalizar a existência da condição de temperatura excessiva, e qualquer informação relevante desejada, tal como, por exemplo, uma indicação da temperatura do dispositivo dando origem à condição de temperatura excessiva.

[098]É também para ser entendido que o processador pode efetuar o envio de sinais para os outros dispositivos tais como o capacete de um soldador ou cortador a plasma, ou uma pistola ou tocha do soldador ou cortador a plasma, tal como descrito anteriormente.

[099]Também adicionalmente, as rotinas 100 e 200 indicadas anteriormente podem ser independentes de qualquer rotina de condição de paralisação iminente ou de temperatura excessiva que o processador pode chamar ou executar. Uma condição de paralisação iminente ou de temperatura excessiva independente pode ser fornecida na forma de uma rotina de interrupção, uma rotina que é chamada quando um processador recebe um sinal de interrupção em um de seus terminais de interrupção. Quando um sinal de interrupção como este é recebido, o processador dá prioridade para a rotina de interrupção. Uma vez que uma rotina de alerta, tal como essas mencionadas neste documento, é razoavelmente simples de implementar, o tempo de processamento para efetuar um alerta é mínimo e não afetaria adversamente operação normal da placa de controle.

[0100]Além do exposto acima, tal como mencionado anteriormente, também é possível estimar a ocorrência de uma condição de desligamento térmico usando tempo transcorrido de operação. O mesmo, então, é verdadeiro para a ocorrência de uma condição de desligamento térmico iminente. Assim, em vez de contar com uma temperatura instantânea medida, na alternativa, um processador pode ser programado para fornecer um sinal de alerta de desligamento térmico iminente mediante passagem de um tempo predeterminado, cujo tempo pode ser estabelecido em fábrica ou estabelecido por usuário. Tudo que é necessário é o

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 79/91

23/23 processador manter controle de tempo de operação, o que pode ser feito facilmente ao verificar seu próprio relógio após início de operação do circuito, componente ou dispositivo elétrico de interesse.

[0101]A descrição anterior das modalidades reveladas é fornecida para capacitar qualquer pessoa versada na técnica para construir ou usar a presente invenção. Várias modificações para estas modalidades estarão prontamente aparentes para os versados na técnica, e os princípios genéricos definidos aqui podem ser aplicados para outras modalidades sem divergir do espírito ou escopo da invenção. Assim, a presente invenção não é pretendida para ficar limitada às modalidades mostradas aqui, e é para ser conferido o escopo mais amplo consistente com as reivindicações a seguir e os princípios e recursos inéditos revelados aqui.

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 80/91

1/4

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema do tipo de soldagem, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

um dispositivo suscetível de uma condição de temperatura excessiva; um circuito de medição de temperatura com um sensor para medir uma temperatura do dispositivo e gerar um valor de temperatura instantânea;

armazenamento no qual é armazenado um valor de temperatura de desligamento predeterminado e (a) um valor de temperatura de pré-desligamento predeterminado inferior, ou (b) um valor de deslocamento de temperatura predeterminado;

um controlador de dispositivo acoplado para receber o valor de temperatura instantânea do circuito de medição de temperatura, o circuito de controle programado para comparar o valor de temperatura instantânea com (a) o valor de temperatura de pré-desligamento predeterminado ou (b) o valor de temperatura de desligamento predeterminado menos o valor de deslocamento de temperatura predeterminado e gerar um sinal de alerta dependendo de um resultado da comparação; e um controlador de alerta de desligamento eminente acoplado ao circuito de controle.
2. Sistema do tipo de soldagem, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

uma unidade de determinação de temperatura instantânea; um processador de dados em comunicação com a unidade de determinação de temperatura instantânea;

memória em comunicação com o processador de dados e armazenando um valor de temperatura de desligamento térmico e um valor de temperatura de desligamento térmico iminente ou um valor de deslocamento de temperatura; e

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 81/91

2/4 um gerador de sinal de alerta de desligamento iminente em comunicação com o processador de dados, em que, o processador de dados é programado para induzir o gerador de sinal de alerta de desligamento iminente para gerar um sinal de alerta de desligamento iminente quando uma temperatura instantânea determinada pela unidade de determinação de temperatura instantânea pelo menos é maior que uma temperatura de desligamento térmico iminente.
3. Sistema do tipo de soldagem, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o processador de dados é programado para induzir o gerador de sinal de alerta de desligamento iminente para gerar um sinal de alerta de desligamento iminente quando uma temperatura instantânea determinada pela unidade de determinação de temperatura instantânea pelo menos é igual ou maior que uma temperatura de desligamento térmico iminente.
4. Sistema do tipo de soldagem, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o sinal de alerta é um sinal modulado.
5. Sistema do tipo de soldagem, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o sinal de alerta é um sinal analógico.
6. Sistema do tipo de soldagem, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o sinal de alerta é um sinal digital.
7. Sistema do tipo de soldagem, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende um ou mais alertas acionados pelo sinal de alerta, os alertas incluindo um ou mais de um motor, uma luz, um alerta audível e uma unidade de vibração.
8. Sistema do tipo de soldagem, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende dois ou mais geradores de sinais de alerta.

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 82/91

3/4
9. Sistema do tipo de soldagem, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende dois ou mais alertas acionados pelos dois ou mais geradores de sinais de alerta, respectivamente, os alertas incluindo um ou mais de um motor, uma luz, um alerta audível e uma unidade de vibração.
10. Sistema do tipo de soldagem, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a memória inclui uma rotina de desligamento que é chamada pelo processador de dados quando o circuito, componente ou dispositivo elétrico alcança a temperatura excessiva iminente.
11. Sistema do tipo de soldagem, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema do tipo de soldagem é um sistema de soldagem.
12. Sistema do tipo de soldagem, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema do tipo de soldagem é um sistema de revestimento.
13. Sistema do tipo de soldagem, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema do tipo de soldagem é um gerador elétrico.
14. Sistema do tipo de soldagem, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de determinação de temperatura inclui um termistor ou um termostato.
15. Sistema do tipo de soldagem, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma placa controladora incluindo um processador programado para monitorar uma condição de temperatura excessiva de um aparelho, para chamar uma rotina de desligamento térmico quando a condição de temperatura excessiva ocorre, colocar o sistema em um estado de erro, e manter o sistema no estado de erro até que a condição de temperatura excessiva seja removida.

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 83/91

4/4
16. Sistema do tipo de soldagem, de acordo com a reivindicação 15, o sistema do tipo de soldagem CARACTERIZADO pelo fato de que é um sistema de corte por plasma, e a rotina de desligamento térmico inclui manter um fluxo de gás em uma cabeça de tocha.
17. Sistema do tipo de soldagem, de acordo com a reivindicação 15, o sistema do tipo de soldagem CARACTERIZADO pelo fato de que é um sistema de soldagem e a rotina de desligamento térmico inclui interromper corrente de soldagem.
18. Sistema do tipo de soldagem, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o processador é programado para manter o aparelho em um modo de espera até que seja ativado para operar por um usuário.
19. Sistema do tipo de soldagem, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o processador é programado para impedir operação do aparelho até que a condição de temperatura excessiva seja removida.

Petição 870170012140, de 22/02/2017, pág. 84/91

1/6