BR102018006357A2 - célula de trabalho de soldagem, método de manipulação de uma célula de trabalho de soldagem, e célula de trabalho de soldagem em rede - Google Patents

Abstract

trata-se de modalidades de células de trabalho de soldagem. uma modalidade inclui um sistema de posicionamento de peça de trabalho, uma fonte de alimentação de soldagem e um sequenciador de trabalho de soldagem. o sistema de posicionamento de peça de trabalho aciona um movimento de elevação e um movimento giratório de uma peça de trabalho montada entre um cabeçote e um contraponto para reposicionar a peça de trabalho para uma próxima solda a ser realizada. a fonte de alimentação de soldagem gera potência de saída de soldagem com base em um conjunto de parâmetros de soldagem da fonte de alimentação. o sequenciador de trabalho de soldagem comanda o sistema de posicionamento de peça de trabalho para reposicionar a peça de trabalho de uma posição atual para uma próxima posição de acordo com uma próxima etapa de uma sequência de soldagem de uma programação de soldagem. o sequenciador de trabalho de soldagem comanda a fonte de alimentação de soldagem para ajustar um conjunto atual de parâmetros de soldagem para um próximo conjunto de parâmetros de soldagem de acordo com a próxima etapa da sequência de soldagem da programação de soldagem.

Description

(54) Título: CÉLULA DE TRABALHO DE SOLDAGEM, MÉTODO DE MANIPULAÇÃO DE UMA CÉLULA DE TRABALHO DE SOLDAGEM, E CÉLULA DE TRABALHO DE SOLDAGEM EM REDE (51) Int. Cl.: B23K 37/047; B23Q 15/22 (30) Prioridade Unionista: 21/07/2017 US 62/535,272, 21/07/2017 US 62/535, 27226/02/2018 US 15/904,570, 21/07/2017 US 62/535,27226/02/2018 US 15/904, 57030/03/2017 US 62/478,704 (73) Titular(es): LINCOLN GLOBAL, INC.

(72) Inventor(es): BRAD J. GODDARD; THOMAS C. BANKS; MARK A. HANN; SHAUN A. ZAHRADKA; RYAN J. REZABEK; BRADLEY R. PETERSEN; CHARLES R. SCHLUE; BRUCE J. CHANTRY; JOSEPH A. DANIEL (85) Data do Início da Fase Nacional:

28/03/2018 (57) Resumo: Trata-se de modalidades de células de trabalho de soldagem. Uma modalidade inclui um sistema de posicionamento de peça de trabalho, uma fonte de alimentação de soldagem e um sequenciador de trabalho de soldagem. O sistema de posicionamento de peça de trabalho aciona um movimento de elevação e um movimento giratório de uma peça de trabalho montada entre um cabeçote e um contraponto para reposicionar a peça de trabalho para uma próxima solda a ser realizada. A fonte de alimentação de soldagem gera potência de saída de soldagem com base em um conjunto de parâmetros de soldagem da fonte de alimentação. O sequenciador de trabalho de soldagem comanda o sistema de posicionamento de peça de trabalho para reposicionar a peça de trabalho de uma posição atual para uma próxima posição de acordo com uma próxima etapa de uma sequência de soldagem de uma programação de soldagem. O sequenciador de trabalho de soldagem comanda a fonte de alimentação de soldagem para ajustar um conjunto atual de parâmetros de soldagem para um próximo conjunto de parâmetros de soldagem de acordo com a próxima etapa da sequência de soldagem da programação de solda(...)

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CÉLULA DE TRABALHO DE SOLDAGEM, MÉTODO DE MANIPULAÇÃO DE UMA CÉLULA DE TRABALHO DE SOLDAGEM, E CÉLULA DE TRABALHO DE SOLDAGEM EM REDE

REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS RELACIONADOS/A INCORPORAÇÃO A TÍTULO DE REFERÊNCIA [0001] Este pedido de patente US reivindica a prioridade e o benefício do pedido de patente provisório US de número de série 62/478.704, depositado em 30 de março de 2017, que é incorporado ao presente documento a título de referência em sua totalidade. Este pedido de patente US também reivindica a prioridade e o benefício do pedido de patente provisório US de número de série 62/535.272, depositado em sexta-feira, 21 de julho de 2017, que é incorporado ao presente documento a título de referência em sua totalidade. A Patente US 9.104.195, expedida em 11 de agosto de 2015, é incorporada ao presente documento a título de referência em sua totalidade.

CAMPO DA INVENÇÃO [0002] As modalidades da presente invenção referem-se a sistemas, aparelhos e métodos relacionados a posicionadores de soldagem ou corte, para retenção de peças de trabalho a serem soldadas ou cortadas, e sequenciamento de soldagem que fornece perfis de movimento selecionáveis e controláveis a partir de uma sequência de soldagem.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [0003] Grandes peças de trabalho são difíceis

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2/45 de colocar em posição para serem soldadas e cortadas de modo que um operador humano possa interagir com as peças de trabalho de uma maneira ergonômica e segura. Os operadores humanos tipicamente precisam trabalhar enquanto sobem e descem escadas e/ou concluem seu trabalho em posições que não são ergonomicamente adequadas. Um posicionador de peça de trabalho é frequentemente usado para manipular uma posição de uma peça de trabalho grande. O posicionador de peça de trabalho tem que ser reprogramado sempre que uma nova posição ou uma alteração na posição for desejada por um consumidor para uma peça de trabalho específica. Peças de trabalho grandes frequentemente têm muitas soldas a serem feitas e são suscetíveis a um fato de que o operador humano deixa de fazer ou esquece de criar uma ou mais soldas. Uma solução mais eficaz é necessária, a qual permite o posicionamento adequado de peças de trabalho durante um processo de soldagem enquanto rastreia as soldas.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO [0004] As modalidades da presente invenção fornecem um sistema de posicionamento de peça de trabalho que é direcionado por um sequenciador de trabalho de soldagem. Em uma modalidade, um sequenciador de trabalho de soldagem fornece comandos de posição de uma sequência de soldagem para um sistema de posicionamento de peça de trabalho que retém uma peça de trabalho grande. À medida

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3/45 que o sequenciador de trabalho de soldagem progride através das etapas de uma programação de soldagem, a peça de trabalho grande é reposicionada pelo sistema de posicionamento de peça de trabalho, conforme comandado pelo sequenciador de trabalho de soldagem, para colocar a peça de trabalho grande em uma posição ideal para soldagem por um operador humano. Vários aspectos dos conceitos inventivos gerais se tornarão prontamente evidentes a partir da descrição detalhada a seguir das modalidades exemplificativas, a partir das reivindicações e dos desenhos anexos.

[0005] Em uma modalidade, fornece-se uma célula de trabalho de soldagem. A célula de trabalho de soldagem inclui um sistema de posicionamento de peça de trabalho, incluindo uma estrutura de cabeçote e uma estrutura de contraponto. O sistema de posicionamento de peça de trabalho é configurado para acionar um movimento de elevação e um movimento giratório de uma peça de trabalho montada entre a estrutura de cabeçote e a estrutura de contraponto para reposicionar a peça de trabalho para uma próxima solda a ser realizada por um operador humano. A célula de trabalho de soldagem também inclui uma fonte de alimentação de soldagem configurada para gerar potência de saída de soldagem com base em um conjunto atual de parâmetros de soldagem da fonte de alimentação. A fonte de alimentação de soldagem é parte de um sistema de soldagem

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4/45 usado pelo operador humano para soldar a peça de trabalho. A célula de trabalho de soldagem inclui adicionalmente um sequenciador de trabalho de soldagem em comunicação com o sistema de posicionamento de peça de trabalho e a fonte de alimentação de soldagem. O sequenciador de trabalho de soldagem é configurado para comandar a sistema de posicionamento de peça de trabalho para reposicionar a peça de trabalho de uma posição atual para uma próxima posição de acordo com uma próxima etapa de uma sequência de soldagem de uma programação de soldagem. O sequenciador de trabalho de soldagem também é configurado para comandar a fonte de alimentação de soldagem para ajustar o conjunto atual de parâmetros de soldagem para um próximo conjunto de parâmetros de soldagem de acordo com a próxima etapa da sequência de soldagem da programação de soldagem. Em uma modalidade, o sequenciador de trabalho de soldagem inclui uma memória que armazena um conjunto de perfis de usuário. A próxima posição comandada pelo sequenciador de trabalho de soldagem é ajustada com base em um perfil de usuário dentre o conjunto de perfis de usuário que corresponde ao operador humano quando o operador humano estiver conectado a pelo menos um dentre o sequenciador de trabalho de soldagem, a fonte de alimentação de soldagem ou o sistema de posicionamento de peça de trabalho. Também, o próximo conjunto de parâmetros de soldagem comandado pelo sequenciador de trabalho de soldagem é ajustado com base em

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5/45 um perfil de usuário dentre o conjunto de perfis de usuário que corresponde ao operador humano quando o operador humano estiver conectado a pelo menos um dentre o sequenciador de trabalho de soldagem, a fonte de alimentação de soldagem ou o sistema de posicionamento de peça de trabalho. Em uma modalidade, o sistema de posicionamento de peça de trabalho inclui um controlador de interface. O controlador de interface inclui uma interface de comunicação configurada para se comunicar com pelo menos o sequenciador de trabalho de soldagem, uma memória que armazena pelo menos um dos perfis de usuário ou arquivos de tempo de execução que incluem dados de programa que são compilados e salvos em um formato executável a ser usado para aplicações de interface humano/máquina (HMI), pelo menos um dentre um processador ou um controlador lógico programável, e uma interface humano/máquina (HMI) que inclui pelo menos um dentre uma interface de painel sensível ao toque gráfico ou botões de pressão. Em uma modalidade, o sistema de posicionamento de peça de trabalho inclui um primeiro cilindro hidráulico, um primeiro par de trilhos lineares com mancais, uma primeira unidade de potência hidráulica e um primeiro codificador linear alojado na estrutura de cabeçote. O sistema de posicionamento de peça de trabalho também inclui um segundo cilindro hidráulico, um segundo par de trilhos lineares com mancais, uma segunda unidade de potência hidráulica e um segundo codificador linear alojado na estrutura de

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6/45 contraponto. O primeiro cilindro hidráulico, a primeira unidade de potência hidráulica, o segundo cilindro hidráulico e a segunda unidade de potência hidráulica são configurados para acionar o movimento de elevação da peça de trabalho ao longo do primeiro par de trilhos lineares e do segundo par de trilhos lineares em sincronização. A sincronização é fornecida pelo primeiro codificador linear e pelo segundo codificador linear. Em uma modalidade, o sequenciador de trabalho de soldagem inclui uma interface de comunicação configurada para se comunicar com pelo menos o sistema de posicionamento de peça de trabalho e a fonte de alimentação de soldagem. O sequenciador de trabalho de soldagem também inclui uma memória que armazena pelo menos um dentre programações de soldagem, perfis de usuário ou arquivos de tempo de execução que incluem dados de programa que são compilados e salvos em um formato executável a ser usado para aplicações de interface humano/máquina. O sequenciador de trabalho de soldagem inclui adicionalmente um processador e uma interface humano/máquina (HMI) configurados para fornecer ao operador humano comandos e instruções que correspondem à próxima solda a ser realizada pelo operador humano. Em uma modalidade, a fonte de alimentação de soldagem inclui uma interface de comunicação configurada para se comunicar com pelo menos o sequenciador de trabalho de soldagem, uma memória que armazena um conjunto de perfis de usuário e conjuntos de parâmetros de

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7/45 soldagem, equipamentos eletrônicos de geração de potência, um gerador de forma de onda, um processador/controlador e uma interface humano/máquina (HMI).

[0006] Em uma modalidade, um método de manipulação de uma célula de trabalho de soldagem é fornecido. O método inclui um sequenciador de trabalho de soldagem da célula de trabalho de soldagem que envia primeiros dados de comando a um sistema de posicionamento de peça de trabalho da célula de trabalho de soldagem que retém uma peça de trabalho entre uma estrutura de cabeçote e uma estrutura de contraponto em uma posição atual. Os primeiros dados de comando correspondem a uma próxima posição de acordo com uma próxima etapa de uma sequência de soldagem de uma programação de soldagem. O método também inclui o sistema de posicionamento de peça de trabalho que reposiciona a peça de trabalho da posição atual para a próxima posição em resposta aos primeiros dados de comando. O método inclui adicionalmente o sequenciador de trabalho de soldagem que envia segundos dados de comando para uma fonte de alimentação de soldagem da célula de trabalho de soldagem configurado para gerar potência de saída de soldagem com base em um conjunto atual de parâmetros de soldagem. Os segundos dados de comando correspondem a um próximo conjunto de parâmetros de soldagem de acordo com a próxima etapa da sequência de soldagem da programação de soldagem. O método também inclui a fonte de alimentação de

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8/45 soldagem que ajusta o conjunto atual de parâmetros de soldagem para o próximo conjunto de parâmetros de soldagem em resposta aos segundos dados de comando. Em uma modalidade, o método inclui o sistema de posicionamento de peça de trabalho que envia dados de confirmação para o sequenciador de trabalho de soldagem para confirmar que a peça de trabalho foi adequadamente reposicionada de acordo com os primeiros dados de comando. Em uma modalidade, o método inclui a fonte de alimentação de soldagem que envia dados de confirmação para o sequenciador de trabalho de soldagem para confirmar que o conjunto atual de parâmetros de soldagem foi adequadamente ajustado para o próximo conjunto de parâmetros de soldagem de acordo com os segundos dados de comando. Em uma modalidade, o método inclui exibir instruções, que correspondem à próxima etapa da sequência de soldagem, em uma interface humano/máquina (HMI) do sequenciador de trabalho de soldagem para instruir um operador humano a realizar uma próxima operação de soldagem na peça de trabalho. Em uma modalidade, os primeiros dados de comando são enviados de modo sem fio do sequenciador de trabalho de soldagem para o sistema de posicionamento de peça de trabalho. Em uma modalidade, os segundos dados de comando são enviados de modo sem fio a partir do sequenciador de trabalho de soldagem para a fonte de alimentação de soldagem. Em uma modalidade, o método inclui modificar pelo menos um dentre os primeiros dados de

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9/45 comando e os segundos dados de comando com base em um perfil de usuário de um operador humano conectado a pelo menos um dentre o sequenciador de trabalho de soldagem, o sistema de posicionamento de peça de trabalho ou a fonte de alimentação de soldagem.

[0007] Em uma modalidade, uma célula de trabalho de soldagem em rede é fornecida. A célula de trabalho de soldagem em rede inclui um sistema de posicionamento de peça de trabalho, incluindo uma estrutura de cabeçote e uma estrutura de contraponto. O sistema de posicionamento de peça de trabalho é configurado para acionar um movimento de elevação e um movimento giratório de uma peça de trabalho montada entre a estrutura de cabeçote e a estrutura de contraponto para reposicionar a peça de trabalho para uma próxima solda a ser realizada por um operador humano. A célula de trabalho de soldagem em rede também inclui uma fonte de alimentação de soldagem configurada para gerar potência de saída de soldagem com base em um conjunto atual de parâmetros de soldagem da fonte de alimentação. A fonte de alimentação de soldagem é parte de um sistema de soldagem usado pelo operador humano para soldar a peça de trabalho. A célula de trabalho de soldagem em rede inclui adicionalmente uma rede computadorizada e um sequenciador de trabalho de soldagem em comunicação com o sistema de posicionamento de peça de trabalho e a fonte de alimentação de soldagem por meio da

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10/45 rede computadorizada. O sequenciador de trabalho de soldagem é configurado para comandar a sistema de posicionamento de peça de trabalho para reposicionar a peça de trabalho de uma posição atual para uma próxima posição de acordo com uma próxima etapa de uma sequência de soldagem de uma programação de soldagem. O sequenciador de trabalho de soldagem também é configurado para comandar a fonte de alimentação de soldagem para ajustar o conjunto atual de parâmetros de soldagem para um próximo conjunto de parâmetros de soldagem de acordo com a próxima etapa da sequência de soldagem da programação de soldagem. Em uma modalidade, a célula de trabalho de soldagem em rede inclui um sensor de proximidade de corpo configurado para detectar quando o operador humano não está em um local seguro e para parar o movimento do sistema de posicionamento de peça de trabalho em resposta à detecção quando o operador humano não estiver em um local seguro. Em uma modalidade, a célula de trabalho de soldagem em rede inclui um digitalizador configurado para ler informações de peça de trabalho codificadas na peça de trabalho e enviar as informações de peça de trabalho para o sequenciador de trabalho de soldagem. O sequenciador de trabalho de soldagem é configurado para selecionar a programação de soldagem a partir de uma pluralidade de programações de soldagem com base nas informações de peça de trabalho. Em uma modalidade, a rede computadorizada inclui pelo menos um

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11/45 dentre um computador servidor e um dispositivo de armazenamento em rede que armazena perfis de usuário. Em uma modalidade, a célula de trabalho de soldagem em rede é configurada como pelo menos uma dentre uma rede local ou uma rede de longa distância. Em uma modalidade, a célula de trabalho de soldagem em rede é configurada como uma rede sem fio.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS [0008] Os desenhos anexos, que são incorporados e constituem uma parte do relatório descritivo, ilustram várias modalidades da revelação. Será observado que as delimitações do elemento ilustradas (por exemplo, caixas, grupos de caixas ou outros formatos) nas Figuras representam uma modalidade das delimitações. Em algumas modalidades, um elemento pode ser projetado como múltiplos elementos ou que múltiplos elementos podem ser projetados como um elemento. Em algumas modalidades, um elemento mostrado como um componente interno de um outro elemento

pode ser implantado	como um	componente	externo e	vice-
versa. Ademais, os	elementos	podem não	ser desenhados em
escala.
[0009] A	Figura 1	ilustra uma	modalidade	de um

sistema de posicionamento de peça de trabalho que tem duas seções que são separadas entre si de modo que uma extremidade de uma peça de trabalho grande possa ser fixada a uma seção (por exemplo, um cabeçote) e a outra

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12/45 extremidade da peça de trabalho grande pode ser fixada à outra seção (por exemplo, um contraponto);

[0010] A Figura 2 é um diagrama de blocos do sistema que ilustra uma modalidade de um sistema (por exemplo, uma célula de trabalho de soldagem) que tem uma fonte de alimentação de soldagem, um sistema de posicionamento de peça de trabalho e um sequenciador de trabalho de soldagem;

[0011] A Figura 3 é um diagrama de blocos do aparelho que ilustra uma modalidade de um controlador de interface (controles de operador) do sistema de posicionamento de peça de trabalho da Figura 1 e da Figura 2;

[0012] A Figura 4 é um diagrama de blocos do aparelho que ilustra uma modalidade do sequenciador de trabalho de soldagem da Figura 2;

[0013] A Figura 5 é um diagrama de blocos do aparelho que ilustra uma modalidade da fonte de alimentação de soldagem da Figura 2;

[0014] A Figura 6 é um diagrama de blocos do sistema que ilustra uma modalidade de um sistema (por exemplo, uma célula de trabalho de soldagem em rede);

[0015] A Figura 7 é um fluxograma de uma modalidade de um método de manipulação de uma célula de trabalho de soldagem; e [0016] A Figura 8 é um diagrama de blocos do

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13/45 aparelho que ilustra uma modalidade de um sequenciador de trabalho de soldagem.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0017] Os sistemas de posicionamento industriais podem ser usados para reter e posicionar peças de trabalho grandes ou pouco práticas que devem ser soldadas ou cortadas. De acordo com as modalidades da presente invenção, tais peças de trabalho não são mais difíceis de colocar em posição para serem soldadas e cortadas e um operador humano pode interagir com as peças de trabalho de uma maneira ergonômica e segura. Com as modalidades reveladas na presente invenção, os operadores humanos são menos propensos a subir e descer escadas e/ou realizar seu trabalho em posições que não são ergonomicamente adequadas. Ademais, as modalidades reveladas no presente documento fornecem uma solução mais rentável que permite o posicionamento adequado de tais peças de trabalho. Muito embora a descrição detalhada no presente documento foque em soldagem (por exemplo, soldagem a arco), os conceitos e as funções são igualmente aplicáveis ao corte (por exemplo, corte de plasma).

[0018] As modalidades do sistema de posicionamento de peças de trabalho são reveladas para reter e orientar peças de trabalho grandes a serem soldadas ou cortadas. Em uma modalidade, um sistema de posicionamento de peça de trabalho é configurado para reter

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14/45 uma peça de trabalho grande a ser soldada ou cortada em uma altura que é ajustável e permite que a peça de trabalho seja girada nessa altura ao longo de um ou mais eixos geométricos. Em uma modalidade, um sequenciador de trabalho de soldagem faz interface com o sistema de posicionamento de peça de trabalho para comandar o movimento ou reposicionamento da peça de trabalho grande pelo sistema de posicionamento de peça de trabalho enquanto processa através de uma sequência de soldagem de uma programação de soldagem. O sistema de processamento de soldagem tem dois eixos geométricos de movimento, com um eixo geométrico giratório orientado horizontalmente e conectado à peça de trabalho. O outro eixo geométrico é um eixo geométrico de percurso vertical linear ao qual o eixo geométrico giratório é conectado, permitindo que a altura seja definida conforme desejado. O sistema de processamento de soldagem usa cilindros hidráulicos para ajustar a posição da peça de trabalho, de acordo com uma modalidade.

[0019] Com referência, agora, aos desenhos, que são para fins de ilustração de modalidades exemplificativas da presente invenção apenas e com o propósito de limitar os mesmos, a Figura 1 ilustra uma modalidade de um sistema de posicionamento de peça de trabalho 100 (por exemplo, um sistema de processamento de soldagem de eixo geométrico z de elevação hidráulico) que tem duas seções. As duas

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15/45 seções são separadas entre si de modo que uma extremidade de uma peça de trabalho grande possa ser fixada a uma seção (por exemplo, um cabeçote 110) e a outra extremidade da peça de trabalho grande pode ser fixada à outra seção (por exemplo, um contraponto 120). A altura do eixo geométrico z de cada seção pode ser ajustada independentemente (ou de uma maneira coordenada) e definida por meio de controle hidráulico, de acordo com uma modalidade. Ademais, a peça de trabalho pode ser girada para uma orientação desejada por meio de controle hidráulico de modo que um operador humano possa realizar uma próxima solda na peça de trabalho.

[0020] De acordo com uma modalidade, duas seções fabricadas do sistema de posicionamento constituem o cabeçote 110 e o contraponto 120, respectivamente. Cada seção aloja um cilindro hidráulico 130, um par de trilhos lineares com mancais 140, uma unidade de potência hidráulica 150, um codificador linear 160 e um acionador de rotação alimentado ou um mancal tensionador 170. O movimento de elevação de cada seção 110, 120 é acionado pela unidade de potência hidráulica 150 e o cilindro 130, que é guiado pelos trilhos lineares e mancais 140. Os codificadores lineares 160 garantem que o movimento de elevação ao longo do par de trilhos lineares com mancais 140 permaneça sincronizado. A rotação também é conduzida por uma das unidades de potência hidráulica 150 (por

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16/45 exemplo, para rotação ao redor de um eixo geométrico giratório horizontal 175) . Os codificadores associados à rotação também são fornecidos para garantir que o movimento giratório ao redor do eixo geométrico giratório 175 permaneça sincronizado. Os codificadores fornecem retroalimentação de posição para o controlador de interface 180 (discutido abaixo). Em geral, a configuração hidráulica do sistema de posicionamento 100 pode ser oferecida em um custo significativamente menor que, por exemplo, os sistemas de posicionamento que usam servomotores e parafusos esféricos para elevação, e servomotores e caixas de engrenagem de precisão para rotação.

[0021] Em uma modalidade, o sistema de posicionamento 100 é controlado por meio de um controlador de interface 180 (controles de operador na Figura 1) montado no cabeçote 110. O controlador de interface 180 pode incluir (por exemplo, consulte a Figura 3), por exemplo, um processador e/ou controlador lógico programável (PLC) e uma interface de painel sensível ao toque gráfico em tandem com botões de pressão físicos para fornecer uma interação de operador intuitivo para o controle do operador humano do sistema de posicionamento 100. O controlador de interface 180 também permite fazer interface com outros sistemas externos como, por exemplo, um sequenciador de trabalho de soldagem. Em uma modalidade, um sequenciador

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17/45 de trabalho de soldagem faz interface e se comunica com o sistema de posicionamento 100 para guiar o sistema de posicionamento 100 e o operador humano através de uma sequência de soldas em uma peça de trabalho grande, conforme descrito em mais detalhes posteriormente no presente documento (por exemplo, consulte a Figura 2).

[0022] Em uma modalidade, os cabos de controle e linhas hidráulicas são confinados e roteados dentro de uma armação de aço da estrutura principal em que os mesmos são protegidos contra danos. Em geral, as modalidades do sistema de posicionamento 100 são fabricadas para operar em um ambiente de fábrica industrial. Em algumas modalidades, o sistema de posicionamento 100 é um produto independente. Em outras modalidades, o sistema de posicionamento 100 pode ser integrado com outros produtos (por exemplo, sistemas de soldagem ou corte). Os sistemas de posicionamento podem ser de tipos diferentes, de acordo com várias modalidades. Por exemplo, um sistema de posicionamento pode ser um tipo controlado hidraulicamente conforme descrito acima, ou pode ser, por exemplo, um posicionador do tipo servocontrolado ou um do tipo grua. Qualquer tipo de posicionador pode ser configurado para operar em combinação com um sequenciador de trabalho de soldagem, de acordo com várias modalidades.

[0023] Em uma modalidade exemplificativa, um sequenciador de trabalho de soldagem é fornecido. O sequenciador de trabalho de soldagem aprimora a célula de

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18/45 trabalho semiautomática da técnica relacionada aumentandose a produtividade da célula de trabalho semiautomática sem comprometer o número de programações de solda utilizáveis na mesma. O sequenciador de trabalho de soldagem obtém esse aprimoramento implantando-se as alterações automáticas na célula de trabalho semiautomática (por exemplo, o sistema de posicionamento 100), e fornecendo-se ao operador humano um arranjo de comandos e instruções.

[0024] Mais especificamente, em uma modalidade exemplificativa, o sequenciador de trabalho de soldagem seleciona automaticamente e implanta uma função da célula de trabalho de soldagem. Um exemplo de tal função inclui uma programação de solda específica a ser usada com a célula de trabalho semiautomática. Em outras palavras, o

sequenciador	de	trabalho	de	soldagem pode	selecionar	uma
programação	de	solda a	ser	usada para uma operação	de
soldagem específica, e	pode	modificar as	definições	da

célula de trabalho semiautomática (por exemplo, o sistema de posicionamento 100) de acordo com a programação de solda selecionada, automaticamente para o operador humano (isto é, sem intervenção específica do operador humano).

[0025] Adicionalmente, na modalidade exemplificativa, o sequenciador de trabalho de soldagem indica automaticamente uma sequência de operações que o operador humano deve seguir para criar uma montagem soldada final. Em conjunto com a seleção automática de programações

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19/45 de soldagem, essa sequência indicada permite que um operador humano siga a sequência para criar uma parte soldada final, sem ter que perder tempo ajustando, selecionando ou revisando cada programação e/ou sequência de solda individual.

[0026] Consequentemente, uma vez que o sequenciador de trabalho de soldagem define o equipamento de soldagem e o sistema de posicionamento, e organiza o fluxo de trabalho, e uma vez que o operador humano realiza apenas as operações de soldagem por si próprio, a chance de erro na operação de soldagem é reduzida enormemente, e a produtividade e a qualidade são aprimoradas. Oportunidades para erros, soldas perdidas e procedimentos errados são eliminadas.

[0027] De acordo com uma modalidade, o sequenciador de trabalho de soldagem é um computador que tem uma interface de usuário (por exemplo, uma interface de máquina humana ou HMI). O sequenciador de trabalho de soldagem pode se comunicar com o sistema de posicionamento por meio de meio com fio (por exemplo, por meio de um cabo) ou meio sem fio, de acordo com várias modalidades. Em outra modalidade, o sequenciador de trabalho de soldagem se comunica com o sistema de posicionamento através de uma rede computadorizada (por exemplo, como parte de uma rede local, uma rede de longa distância, ou a internet...por exemplo, consulte a Figura 6). A rede computadorizada

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20/45 inclui, por exemplo, um computador servidor. De maneira similar, o sequenciador de trabalho de soldagem pode se comunicar com uma fonte de alimentação de soldagem de um sistema de soldagem. A Figura 2 ilustra um sequenciador de trabalho de soldagem 200 conectado de modo operacional a uma fonte de alimentação de soldagem 300 e um sistema de posicionamento 100 como parte de uma célula de trabalho de soldagem 10. A fonte de alimentação de soldagem 300 é parte de um sistema de soldagem usado por um operador humano para soldar uma peça de trabalho. Um sistema de soldagem pode incluir não apenas uma fonte de alimentação de soldagem, como também um alimentador de fio, uma pistola de soldagem, e tanques de gases usados em soldagem, por exemplo. Outros elementos de um sistema de soldagem também são possíveis, de acordo com outras modalidades.

[0028] Em uma modalidade, o sequenciador de trabalho de soldagem 200 comanda o sistema de posicionamento 100 para mover uma peça de trabalho grande para uma posição ótima (por exemplo, altura e rotação de eixo geométrico z) para uma solda (ou uma sequência de soldas) para ser feita por um operador humano visto que o sequenciador de trabalho de soldagem 200 passa por uma sequência de soldas a serem feitas na peça de trabalho. Por exemplo, visto que uma solda (ou sequência de solda) é completada e uma próxima solda (ou sequência de solda) deve ser feita, o sequenciador de trabalho de soldagem 200 se

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21/45 comunica com o controlador de interface 180 do sistema de posicionamento 100 para comandar o sistema de posicionamento 100 para se mover para a posição ótima préprogramada para aquela próxima solda (ou sequência de solda). O controlador de interface 180 do sistema de posicionamento 100 pode se comunicar de volta para o sequenciador de trabalho de soldagem 200 para verificar (confirmar) que a peça de trabalho está na posição comandada. O sequenciador de trabalho de soldagem 200 pode exibir, então, ao operador humano as instruções associadas àquela próxima solda (ou sequência de solda) a ser feita. O operador humano pode, então, seguir as instruções exibidas para criar a próxima solda com o uso do sistema de soldagem. Em uma modalidade, o sequenciador de trabalho de soldagem 200 se comunica com a fonte de alimentação 300 do sistema de soldagem para ajustar, por exemplo, os parâmetros (por exemplo, parâmetros de soldagem) da fonte de alimentação 300 para a próxima solda. A fonte de alimentação 300 pode se comunicar de volta com o sequenciador de trabalho de soldagem 200 para confirmar que os ajustes foram feitos.

[0029] Como um exemplo, em uma modalidade, quando o sequenciador de trabalho de soldagem 200 alcança uma etapa em uma sequência de soldagem, o sequenciador de trabalho de soldagem 200 grava um valor de número inteiro no PLC (por exemplo, consulte a Figura 3) do sistema de

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22/45 inteiro correto movimento da correspondente.

posicionamento 100 correspondente a uma posição para a qual a peça de trabalho deve ser movida. O PLC fornece retroalimentação ao sequenciador de trabalho de soldagem 200 para verificar que o PLC recebeu o valor de número Uma vez verificado, o PLC aciona o peça de trabalho para a posição O PLC se relata de volta para o sequenciador de trabalho de soldagem 200 para indicar quando o movimento está apropriadamente completo.

[0030] De acordo com outra modalidade, o operador humano usa o controlador de interface 180 do sistema de posicionamento 100 para mudar a posição (por exemplo, altura e rotação) da peça de trabalho grande. O controlador de interface 180 do sistema de posicionamento 100 se comunica, então, com o sequenciador de trabalho de soldagem 200 que a peça de trabalho está na posição apropriada para a próxima solda. De acordo com várias modalidades, o sequenciador de trabalho de soldagem 200 pode ser integrado com várias ferramentas ou outros sistemas para fornecer verificações e balanços em relação ao ambiente de soldagem e questões de segurança. Por exemplo, as verificações de partes no local podem ser realizadas pelo sequenciador de trabalho de soldagem 200 para verificar que várias partes estão na posição apropriada antes de proceder com a soldagem. A preensão automática pode ser empregada para manter uma parte no

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23/45 local até a aprovação ser obtida para mover a parte. O sequenciador de trabalho de soldagem 200 pode não permitir que o operador humano proceda para a soldagem até o operador humano ter colocado a peça de trabalho na posição correta.

[0031] Adicionalmente, o sequenciador de trabalho de soldagem 200 pode não permitir que o operador humano mova a peça de trabalho, a menos que o operador humano esteja adequadamente livre da peça de trabalho. Um sensor de proximidade de corpo (por exemplo, uma cortina leve ou um bloco de segurança sensível à pressão) (por exemplo, consulte a Figura 6) pode ser empregado com o sequenciador de trabalho de soldagem 200 para interromper o sistema de posicionamento 100 e/ou o sistema de soldagem quando o operador humano não estiver em um local seguro. Por exemplo, um operador pode interromper uma cortina de segurança durante o movimento de uma peça de trabalho pelo sistema de posicionamento 100, fazendo com que a soldagem seja interrompida. Um inspetor de segurança pode precisar verificar a situação antes do operador humano poder proceder com a operação de soldagem. Isso facilita a melhora contínua fornecendo-se retroalimentação imediata para identificar e eliminar os problemas. Em geral, várias modalidades fornecem a habilidade para identificar a localização de um operador humano em relação à peça de trabalho soldada e/ou movida pelo sistema de posicionamento

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100 e interromper automaticamente o sistema de posicionamento 100 quando o operador humano vai além dos limites.

[0032] Em uma modalidade, o sequenciador de trabalho de soldagem 200 acomoda soldas longas (por exemplo, 100 segundos) em uma peça de trabalho em que a peça de trabalho deve ser movida durante a solda longa. Os intervalos de tempo são atados às posições da peça de trabalho dentro do sequenciador de trabalho de soldagem

200. Durante a criação da solda longa, o sequenciador de trabalho de soldagem 200 comanda o sistema de posicionamento 100 para reposicionar a peça de trabalho após certos intervalos de tempo, com base no quanto que deve demorar para o operador humano passar através da solda longa em vários pontos (por exemplo, com base em uma velocidade de percurso conhecida pelo operador humano). Por exemplo, a peça de trabalho pode ser indexada para cima ou para baixo, ou girada em certos momentos para manter a posição da peça de trabalho em uma posição de soldagem de “cabeça para baixo” em relação ao operador humano. As medidas de segurança são posicionadas, de acordo com uma modalidade, para considerar o fato de que a peça de trabalho é movida enquanto o operador humano realiza soldagem. Quando o sequenciador de trabalho de soldagem 200 detecta (por exemplo, a partir da fonte de alimentação de soldagem 300) que a solda está demorando muito (por

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25/45 exemplo, 105 segundos) ou é finalizada muito cedo (por exemplo, 95 segundos), uma bandeira ou um alerta é gerado, de acordo com uma modalidade. A bandeira ou alerta pode ser exibido para o operador humano por meio do controlador de interface 180 para indicar ao operador humano que a solda está subsoldada ou sobressoldada.

[0033] Em uma modalidade, as definições específicas de usuário são fornecidas com base em perfis de usuário. Um operador humano é identificado e o sequenciador de trabalho de soldagem 200 personaliza uma definição de soldagem para aquele operador humano. Um usuário (operador humano) pode realizar logon na célula de soldagem por meio do controlador de interface 180 no sistema de posicionamento 100, por meio de uma interface de usuário associada ao sequenciador de trabalho de soldagem 200, ou por meio de uma interface de usuário associada à fonte de alimentação de soldagem 300, por exemplo. Uma vez logado, um perfil de usuário associado àquele operador humano é selecionado e usado para informar o sequenciador de trabalho de soldagem 200 para modificar a definição de soldagem para aquele operador humano. O perfil de usuário pode ser armazenado no sequenciador de trabalho de soldagem 200, o sistema de posicionamento 100, a fonte de alimentação de soldagem 300, ou em um dispositivo de armazenamento de uma rede (por exemplo, consulte a Figura 6), de acordo com várias modalidades. O sequenciador de

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26/45 trabalho de soldagem 200 aplica o perfil de usuário em uma sequência programada padrão associada à peça de trabalho a ser soldada, de modo que a peça de trabalho seja posicionada em uma posição ergonômica ótima para aquele operador humano específico.

[0034] Em uma modalidade, o sequenciador de trabalho de soldagem 200 aplica desvios na sequência programada padrão com base no perfil de usuário. Por exemplo, um desvio de altura pode ser aplicado para a peça de trabalho para considerar a altura do operador humano. Para um operador humano alto, uma altura na sequência programada padrão pode ser aumentada, com base na altura do operador humano obtido a partir do perfil de usuário. De modo similar, para um operador humano baixo, uma altura na sequência programada padrão pode ser diminuída. Outras preferências de perfil de usuário também podem ser usadas para aplicar desvios para um padrão de sequência programada. Por exemplo, uma velocidade de percurso preferida do operador humano pode resultar em desvios para os tempos nos quais uma posição da peça de trabalho deve ser mudada (por exemplo, durante uma solda longa).

[0035] De acordo com uma modalidade, a peça de trabalho é identificada e, tem base na identificação da peça de trabalho, o sequenciador de trabalho de soldagem 200 seleciona a sequência de soldagem programada correspondente. Em uma modalidade, o operador humano

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27/45 insere uma identificação da peça de trabalho no sequenciador de trabalho de soldagem 200 ou no sistema de posicionamento 100 (por exemplo, por meio do controlador de interface 180). Em outra modalidade, um código ou sinal de identificação é lido a partir da peça de trabalho por um digitalizador (por exemplo, por meio de um digitalizador RFID que lê uma etiqueta RFID na peça de trabalho) (por exemplo, consulte a Figura 6) e enviado para o sistema de posicionamento 100 ou o sequenciador de trabalho de soldagem 200. Em outra modalidade, o sistema identifica as ferramentas posicionadas para a peça de trabalho particular e seleciona automaticamente a sequência de soldagem correspondente à peça de trabalho com base na identificação do conjunto de ferramentas.

[0036] Em uma modalidade, o sequenciador de trabalho de soldagem 200 e o controlador de interface 180 do sistema de posicionamento 100 fornecem exibições de MER por meio de um HMI. Um arquivo de MER é um arquivo de tempo de execução que inclui dados de programa que é compilado e salvo em um formato executável para ser usado para aplicações de HMI. Isso permite que um operador humano controle o ambiente de soldagem do sequenciador de trabalho de soldagem 200 ou a partir do sistema de posicionamento 100, os quais podem estar em localizações diferentes no ambiente de soldagem (fornecendo entrada de múltiplas localizações e controle). Um HMI pode fornecer

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28/45 uma interface do tipo navegador como um tipo sem estado de interface de usuário (por exemplo, menos do que uma exibição de Windows ativa que fornece um tipo de interface de navegador de múltiplas localizações).

[0037] Em uma modalidade, o sequenciador de trabalho de soldagem 200 recebe retroalimentação de posição do sistema de posicionamento 100 e registra a posição da peça de trabalho (por exemplo, plana, horizontal, vertical) na qual a peça de trabalho foi realmente soldado pelo operador humano. O sequenciador de trabalho de soldagem 200 pode determinar se tal posição corresponde ou não a um procedimento qualificado para a peça de trabalho.

[0038] Em uma modalidade, um sistema de posicionamento 100 com um sequenciador de trabalho de soldagem 200 permite múltiplas soldagens de operador humano com base em uma sequência (ou sequências) para uma peça de trabalho única mantida e posicionada pelo sistema de posicionamento 100. Por exemplo, em uma situação de operador humano dupla, um primeiro operador humano funciona diretamente do começo da sequência e um segundo operador humano funciona inversamente da extremidade da sequência. Dessa maneira, o trabalho é dividido em dois ou mais operadores humanos. Múltiplas seções podem ser abertas em, por exemplo, um HMI com base em rede para guiar múltiplos operadores humanos e para rastrear o estado de cada solda e indicar quando todas as soldas são completadas para a peça

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29/45 de trabalho.

[0039] A Figura 3 é um diagrama de bloco de aparelho que ilustra uma modalidade do controlador de interface 180 (controles de operador) do sistema de posicionamento de peça de trabalho 100 da Figura 1 e da Figura 2. O controlador de interface 180 inclui um processador 181, um controlador lógico programável (PLC) 182, e uma memória 183. A memória 183 armazena perfis de usuário 184 (por exemplo, como arquivos) e arquivos MER 185. Os perfis de usuário 184 podem incluir arquivos de características de usuário incluindo, por exemplo, uma altura de cada usuário, um alcance de cada usuário, limitações físicas de cada usuário, e uma velocidade de percurso de soldagem preferida de cada usuário para tipos particulares de soldagem. Outros tipos de características de usuário também podem ser possíveis, de acordo com outras modalidades. As informações de posição, as informações de parâmetro de soldagem, e as instruções de usuário da programação de soldagem podem ser modificadas com base em um perfil de usuário, de acordo com uma modalidade.

[0040] Um arquivo de MER é um arquivo de tempo de execução que inclui dados de programa que é compilado e salvo em um formato executável para ser usado para aplicações de interface humano/máquina (HMI). O controlador de interface 180 também inclui um visor de painel sensível ao toque gráfico 186 e botões de pressão

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187 que servem como um HMI. O controlador de interface 180 também inclui uma interface de comunicação 188. A interface de comunicação 188 pode ser uma interface de comunicação sem fio (por exemplo, WiFi ou Bluetooth^®) e/ou interface de comunicação com fio (por exemplo, cabo de cobre ou cabo de fibra óptica), de acordo com várias modalidades, e é configurado para se comunicar com pelo menos o sequenciador de trabalho de soldagem 200. Em uma modalidade, a interface de comunicação 188 do sistema de posicionamento de peça de trabalho 100 é configurada para se comunicar com uma rede computadorizada (por exemplo, consulte a Figura 6) .

[0041] A Figura 4 é um diagrama de blocos do aparelho que ilustra uma modalidade do sequenciador de trabalho de soldagem 200 da Figura 2. O sequenciador de trabalho de soldagem 200 inclui um processador 210 e uma memória 220 que podem ser acessados pelo processador. A memória 220 armazena pelo menos programações de soldagem 222, perfis de usuário 224, e arquivos MER 226. As programações de soldagem 222 podem ser do tipo descrito na Patente US 9.104.195 que é incorporada ao presente documento, a título de referência, em sua totalidade. Em uma modalidade, uma programação de soldagem inclui uma sequência de etapas correspondentes a uma sequência de soldas a serem feitas de acordo com a programação de soldagem. Cada etapa de solda na programação de soldagem

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31/45 pode fornecer, por exemplo, informações de posição correspondentes à posição da peça de trabalho desejada para aquela solda, informações de parâmetro de soldagem (por exemplo, corrente de solda, tensão de solda, velocidade de alimentação de fio, etc.) correspondente a como a fonte de alimentação de soldagem 300 deve ser definida para o tipo de solda, e instruções para o usuário. As programações de soldagem 222 podem ser armazenadas na memória 220 na forma de arquivos legíveis por computador e/ou arquivos executáveis por computador, por exemplo. Os perfis de usuário 224 podem incluir arquivos de características de usuário incluindo, por exemplo, uma altura de cada usuário, um alcance de cada usuário, limitações físicas de cada usuário, e uma velocidade de percurso de soldagem preferida de cada usuário para tipos particulares de soldagem. Outros tipos de características de usuário também podem ser possíveis, de acordo com outras modalidades. As informações de posição, as informações de parâmetro de soldagem, e as instruções de usuário da programação de soldagem podem ser ajustadas ou modificadas com base em um perfil de usuário, de acordo com uma modalidade.

[0042] O sequenciador de trabalho de soldagem 200 também inclui uma interface de usuário 230 e uma interface de comunicação 240. A interface de usuário 230 serve como uma HMI que fornece instruções (por exemplo, exibidas e/ou audíveis) para o usuário com base em, por

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32/45 exemplo, a sequência de solda selecionada. A interface de usuário 230 também permite que o usuário forneça entradas para o sequenciador de trabalho de soldagem 200, por exemplo, para permitir que o usuário realize logon no sequenciador de trabalho de soldagem 200. A interface de comunicação 240 pode ser uma interface de comunicação sem fio e/ou com fio, de acordo com várias modalidades, e é configurada para se comunicar com pelo menos o controlador de interface 180 do sistema de posicionamento de peça de trabalho 100 e a fonte de alimentação de soldagem 300. Em uma modalidade, a interface de comunicação 240 é configurada para se comunicar com uma rede computadorizada (por exemplo, consultar a Figura 6).

[0043] A Figura 5 é um diagrama de blocos do aparelho que ilustra uma modalidade da fonte de alimentação de soldagem 300 da Figura 2. A fonte de alimentação de soldagem é parte de um sistema de soldagem usado por um operador humano para soldar uma peça de trabalho. A fonte de alimentação de soldagem 300 gera potência de saída para soldagem de arco com base em um conjunto atual de parâmetros de soldagem. A fonte de alimentação de soldagem 300 inclui um processador/controlador 310 e uma memória 320 que podem ser acessadas pelo processador/controlador 310. A memória 320 armazena pelo menos perfis de usuário 322. Os perfis de usuário 322 podem incluir arquivos de características de usuário incluindo, por exemplo, uma

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33/45 altura de cada usuário, um alcance de cada usuário, limitações físicas de cada usuário, e uma velocidade de percurso de soldagem preferida de cada usuário para tipos particulares de soldagem. Outros tipos de características de usuário também podem ser possíveis, de acordo com outras modalidades. As informações de posição, as informações de parâmetro de soldagem, e as instruções de usuário da programação de soldagem podem ser modificadas com base em um perfil de usuário, de acordo com uma modalidade.

[0044] A fonte de alimentação de soldagem 300 também inclui equipamentos eletrônicos de geração de potência 330, um gerador de forma de onda 340, uma interface de usuário 350, e uma interface de comunicação 360. A interface de usuário 350 permite que um usuário interaja com a fonte de alimentação de soldagem 300 para selecionar, por exemplo, as definições de parâmetro de soldagem. A interface de comunicação 360 pode ser uma interface de comunicação sem fio e/ou com fio, de acordo com várias modalidades, e é configurada para se comunicar com pelo menos o sequenciador de trabalho de soldagem 200. Em uma modalidade, a interface de comunicação 360 é configurada para se comunicar com uma rede computadorizada (por exemplo, consultar a Figura 6).

[0045] A Figura 6 é um diagrama de blocos do sistema que ilustra uma modalidade de um sistema 600 (por exemplo, uma célula de trabalho de soldagem em rede). O

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34/45 sistema 600 pode ser configurado como, por exemplo, uma rede local, uma rede de longa distância, ou pode ser distribuído através da internet, de acordo com várias modalidades. O sistema 600 pode ser configurado como uma rede com fio ou sem fio, de acordo com várias modalidades. O sistema 600 inclui o sistema de posicionamento de peça de trabalho 100 da Figura 1, o sequenciador de trabalho de soldagem 200 da Figura 4, e o fonte de alimentação de soldagem 300 da Figura 5. O sistema 600 também inclui uma rede computadorizada 610 que faz interface com o sistema de posicionamento de peça de trabalho 100, o sequenciador de trabalho de soldagem 200, e a fonte de alimentação de soldagem 300. O sequenciador de trabalho de soldagem 200 se comunica com o sistema de posicionamento de peça de trabalho 100 e a fonte de alimentação de soldagem 300 por meio da rede computadorizada 610.

[0046] Na modalidade da Figura 6, a rede computadorizada 610 inclui um computador servidor 615 e um dispositivo de armazenamento em rede 620. O dispositivo de armazenamento em rede 620 armazena pelo menos um conjunto de perfis de usuário 622. Os perfis de usuário 622 podem incluir arquivos de características de usuário incluindo, por exemplo, uma altura de cada usuário, um alcance de cada usuário, limitações físicas de cada usuário, e uma velocidade de percurso de soldagem preferida de cada usuário para tipos particulares de soldagem. Outros tipos

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35/45 de características de usuário também podem ser possíveis, de acordo com outras modalidades. As informações de posição, as informações de parâmetro de soldagem, e as instruções de usuário da programação de soldagem podem ser modificadas com base em um perfil de usuário, de acordo com uma modalidade.

[0047] A célula de trabalho de soldagem em rede 600 também inclui um sensor de proximidade de corpo 630 posicionado próximo (por exemplo, em torno) do sistema de posicionamento de peça de trabalho 100. O sensor de proximidade de corpo 630 detecta quando o operador humano não está em um local seguro e interrompe o movimento do sistema de posicionamento de peça de trabalho 100 em resposta à detecção quando o operador humano não estiver em uma posição segura. O sensor de proximidade de corpo 630 pode assumir a forma de uma cortina leve ou um bloco de segurança sensível à pressão, por exemplo, de acordo com várias modalidades. Em uma modalidade, o sensor de proximidade de corpo 630 é conectado de modo operacional ao controlador de interface 180 do sistema de posicionamento de peça de trabalho 100.

[0048] Frequentemente, a peça de trabalho a ser soldada corresponde a uma programação de soldagem armazenada na mesma, por exemplo, o sequenciador de trabalho de soldagem. A célula de trabalho de soldagem em rede 600 inclui adicionalmente um digitalizador 640 (por

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36/45 exemplo, um digitalizador RFID ou um digitalizador de código de barras). O digitalizador 640 lê informações de peça de trabalho codificadas na peça de trabalho (por exemplo, codificadas em uma etiqueta de RFID ou um código de barras fixado à peça de trabalho) que identifica a peça de trabalho. O digitalizador 640 envia as informações de peça de trabalho para o sequenciador de trabalho de soldagem 200 por meio da rede computadorizada 610. Mediante o recebimento das informações de peça de trabalho, o sequenciador de trabalho de soldagem 200 seleciona uma programação de soldagem, a partir de múltiplas programações de soldagem, com base pelo menos em parte das informações de peça de trabalho. Dessa maneira, as informações de peça de trabalho não devem ser inseridas e a programação de soldagem não deve ser manualmente selecionada por um operador humano.

[0049] A Figura 7 é um fluxograma de uma modalidade de um método 700 para manipular uma célula de trabalho de soldagem (por exemplo, a célula de trabalho de soldagem 10 da Figura 2 ou a célula de trabalho de soldagem 600 da Figura 6). No bloco 710 do método 700, um sequenciador de trabalho de soldagem de uma célula de trabalho de soldagem envia primeiros dados de comando para um sistema de posicionamento de peça de trabalho da célula de trabalho de soldagem. O sistema de posicionamento de peça de trabalho retém uma peça de trabalho entre uma

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37/45 estrutura de cabeçote e uma estrutura de contraponto do sistema de posicionamento de peça de trabalho em uma posição atual. Por exemplo, o operador humano pode ter acabado de completar a soldagem de uma solda atual na peça de trabalho enquanto a peça de trabalho estava na posição atual. Os primeiros dados de comando correspondem a uma próxima posição de acordo com uma próxima etapa (por exemplo, uma próxima solda a ser realizada) em uma sequência de soldagem de uma programação de soldagem. No bloco 720 do método 700, o sistema de posicionamento de peça de trabalho reposiciona a peça de trabalho da posição atual para a próxima posição em resposta aos primeiros dados de comando. Dessa maneira, a peça de trabalho é posicionada para uma próxima solda a ser realizada pelo operador humano.

[0050] No bloco 730 do método 700, o sequenciador de trabalho de soldagem envia segundos dados de comando para uma fonte de alimentação de soldagem da célula de trabalho de soldagem. A fonte de alimentação de soldagem é configurada para gerar potência de saída de soldagem com base em um conjunto atual de parâmetros de soldagem. Por exemplo, o operador humano pode ter acabado de completar a soldagem da solda atual na peça de trabalho com o uso da fonte de alimentação de soldagem definida para o conjunto atual de parâmetros de soldagem. Os segundos dados de comando correspondem a um próximo conjunto de

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38/45 parâmetros de soldagem de acordo com a próxima etapa (por exemplo, a próxima solda a ser realizada) na sequência de soldagem da programação de soldagem. No bloco 740 do método 700, a fonte de alimentação de soldagem ajusta o conjunto atual de parâmetros de soldagem para o próximo conjunto de parâmetros de soldagem em resposta aos segundos dados de comando. Dessa maneira, a fonte de alimentação de soldagem é colocada em condição para a próxima solda ser realizada pelo operador humano.

[0051] No bloco 750 do método 700, quando não há mais etapas na sequência de soldagem da programação de soldagem a ser realizada, o método reverte de volta para o bloco 710 e o processo se repete para cada etapa sucessiva (solda) na sequência até a sequência ser completada. Dessa maneira, uma sequência de soldagem de uma programação de soldagem pode ser realizada por um operador humano em que o reposicionamento da peça de trabalho e o ajuste dos parâmetros de soldagem são automaticamente realizados, sem o operador humano precisar interferir.

[0052] Em uma modalidade, o sistema de posicionamento de peça de trabalho envia dados de confirmação para o sequenciador de trabalho de soldagem para confirmar que a peça de trabalho foi apropriadamente reposicionada de acordo com os primeiros dados de comando. Em uma modalidade, a fonte de alimentação de soldagem envia os dados de confirmação para o sequenciador de trabalho de

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39/45 soldagem para confirmar que o conjunto atual de parâmetros de soldagem foram apropriadamente ajustados para o próximo conjunto de parâmetros de soldagem de acordo com os segundos dados de comando. Em uma modalidade, os dados de comando e os dados de confirmação são comunicados de modo sem fio (por exemplo, por meio de WiFi ou Bluetooth^®). Em outra modalidade, os dados de comando e os dados de confirmação são comunicados por meio de meio com fio (por exemplo, por meio de cabo de cobre ou cabo de fibra óptica). Em outra modalidade, os dados de comando e os dados de confirmação são comunicados por uma rede computadorizada (por exemplo, como na Figura 6).

[0053] Os primeiros dados de comando e/ou os segundos dados de comando podem ser modificados pelo sequenciador de trabalho de soldagem com base em um perfil de usuário de um operador humano que realizou logon em pelo menos um dentre o sequenciador de trabalho de soldagem, o sistema de posicionamento de peça de trabalho, ou a fonte de alimentação de soldagem, de acordo com uma modalidade. As instruções são exibidas em uma interface humano/máquina (por exemplo, a interface de usuário 230 da Figura 4) do sequenciador de trabalho de soldagem para instruir o operador humano em como realizar a próxima operação de soldagem na peça de trabalho (isto é, as instruções correspondem à próxima etapa da sequência de soldagem), de acordo com uma modalidade.

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40/45 [0054] Dessa maneira, as soluções mais eficazes são fornecidas, as quais permitem o posicionamento eficaz de peças de trabalho e ajuste de parâmetros de soldagem durante um processo de soldagem.

[0055] A Figura 8 ilustra uma modalidade de um sequenciador de trabalho de soldagem exemplificativo 800 que pode ser usado como o sequenciador de trabalho de soldagem 200 na Figura 2, na Figura 4 e na Figura 6. O sequenciador de trabalho de soldagem 800 inclui pelo menos um processador 814 o qual se comunica com vários dispositivos periféricos por meio de um subsistema de barramento 812. Esses dispositivos periféricos podem incluir um subsistema de armazenamento 824, incluindo, por exemplo, um subsistema de memória 828 e um subsistema de armazenamento de arquivo 826, dispositivos de entrada de interface de usuário 822, dispositivos de saída de interface de usuário 820, e um subsistema de interface de rede 816. Os dispositivos de entrada e saída permitem a interação de usuário com o sequenciador de trabalho de soldagem 800. O subsistema de interface de rede 816 fornece uma interface para redes externas e é acoplado a dispositivos de interface correspondentes em outros sistemas de computador. Por exemplo, o sistema de posicionamento de peça de trabalho 100 (por exemplo, os controles de operador 180) ou a fonte de alimentação de soldagem 300 pode compartilhar uma ou mais características

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41/45 com o sequenciador de trabalho de soldagem 800 e pode incluir, por exemplo, elementos de um computador convencional, um processador de sinal digital, e/ou outro dispositivo de computação.

[0056] Os dispositivos de entrada de interface de usuário 822 podem incluir um teclado, dispositivos para apontar como um mouse, trackball, teclado sensível ao toque, ou computador do tipo tablet gráfico, um digitalizador, uma tela sensível ao toque incorporada ao visor, dispositivos de entrada de áudio, como sistemas de reconhecimento de voz, microfones, e/ou outros tipos de dispositivos de entrada. Em geral, o uso do termo dispositivo de entrada é destinado a incluir todos os tipos possíveis de dispositivos e maneiras para inserir as informações no sequenciador de trabalho de soldagem 800 ou em uma rede de comunicação.

[0057] Os dispositivos de saída de interface de usuário 820 podem incluir um subsistema de exibição, uma impressora, uma máquina de fax, ou visores não visuais, como dispositivos de saída de áudio. O subsistema de exibição pode incluir um tubo de raios catódicos (CRT), um dispositivo de painel plano, como um visor de cristal líquido (LCD), um dispositivo de projeção, ou algum outro mecanismo para criar uma imagem visível. O subsistema de exibição também pode fornecer exibição não visual, como por meio de dispositivos de saída de áudio. Em geral, o uso do

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42/45 termo dispositivo de saída é destinado a incluir todos os tipos possíveis de dispositivos e maneiras para emitir informações a partir do sequenciador de trabalho de soldagem 800 para o usuário ou para outra máquina ou sistema de computador.

[0058] O subsistema de armazenamento 824 armazena os construtos de programação e dados que fornecem parte ou toda a funcionalidade de sequenciador de trabalho de soldagem descrita no presente documento. Por exemplo, o subsistema de armazenamento 824 pode incluir um ou mais módulos de software incluindo instruções executáveis por computador para ajustar uma próxima posição de uma sequência de soldagem e/ou um próximo conjunto de parâmetros de soldagem da sequência de soldagem com base em um perfil de usuário do operador humano armazenado no subsistema de armazenamento 824.

[0059] Esses módulos de software são geralmente executados pelo processador 814 sozinho ou em combinação com outros processadores. O subsistema de memória 828 usado no subsistema de armazenamento pode incluir várias memórias incluindo uma memória de acesso aleatório principal (RAM) 830 para armazenamento de instruções e dados durante a execução de programa e uma memória somente de leitura (ROM) 832 na qual as instruções fixadas são armazenadas. Um subsistema de armazenamento de arquivo 826 pode fornecer armazenamento persistente para arquivos de

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43/45 programa e dados, e pode incluir uma unidade de disco rígido, uma unidade de disquete juntamente com mídia removível associada, uma unidade de CD-ROM, uma unidade óptica, ou cartuchos de mídia removível. Os módulos que implantam a funcionalidade de certas modalidades podem ser armazenados por subsistema de armazenamento de arquivo 826 no subsistema de armazenamento 824, ou em outras máquinas acessíveis pelo processador (ou processadores) 814.

[0060] O subsistema de barramento 812 fornece um mecanismo para deixar os vários componentes e subsistemas do sequenciador de trabalho de soldagem 800 se comunicarem entre si conforme pretendido. Embora o subsistema de barramento 812 seja mostrado esquematicamente como um barramento única, as modalidades alternativas do subsistema de barramento podem usar múltiplos barramentos.

[0061] O sequenciador de trabalho de soldagem 800 pode ser de várias implantações incluindo um computador único, uma estação de trabalh9o única, um agrupamento de computação, um computador servidor, ou qualquer outro sistema de processamento de dados ou dispositivo de computação configurado para realizar as funções de sequenciador de trabalho de soldagem descritas no presente documento. Devido à natureza em constante mudança de dispositivos de computação e redes, a descrição do sequenciador de trabalho de soldagem 800 representada na Figura 8 é pretendida apenas como um exemplo com propósitos

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44/45 para ilustrar algumas modalidades. Muitas outras configurações do sequenciador de trabalho de soldagem 800 são possíveis por ter mais ou menos componentes do que o sequenciador de trabalho de soldagem representado na Figura

8.

[0062] De acordo com algumas modalidades, qualquer um dentre o controlador de interface 180 da Figura 3, a fonte de alimentação de soldagem 300 da Figura 5, e o computador servidor 615 da Figura 6 pode compartilhar elementos e configurações similares aos do sequenciador de trabalho de soldagem 800 da Figura 8. Adicionalmente, o dispositivo de armazenamento em rede 620 da Figura 6 pode ser configurado de maneira similar ao subsistema de armazenamento 824 da Figura 8, de acordo com uma modalidade.

[0063] Embora as modalidades reveladas tenham sido ilustradas e descritas em detalhes consideráveis, não é a intenção restringir ou limiar de qualquer maneira o escopo das reivindicações a tais detalhes. Obviamente, não é possível descrever qualquer combinação concebível de componentes ou metodologias com propósitos para descrever os vários aspectos da presente matéria. Portanto, a revelação não é limitada aos detalhes específicos ou exemplos ilustrativos mostrados e descritos. Desse modo, essa revelação é destinada a abranger alterações, modificações, e variações que estão no escopo das

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45/45 reivindicações, os quais satisfazem a necessidades da presente matéria estatuária de 35 U.S.C. §101. A descrição acima de modalidades específicas foi dada a título de

exemplo. A partir da descrição dada, aqueles	versados na
técnica não apenas entenderão os conceitos	inventivos
gerais e as vantagens presentes, como também	encontrarão

várias mudanças e modificações evidentes para as estruturas e métodos revelados. Por exemplo, os métodos e/ou sistemas alternativos com componentes adicionais ou alternativos

podem ser utilizados para configurar um	sistema de
posicionamento de peça de trabalho para	permitir o
posicionamento mais fácil de peças de trabalho	difíceis de
posicionar de outro modo para soldagem ou corte	. Busca-se,

portanto, cobrir todas as tais mudanças e modificações dentro do espírito e escopo dos conceitos inventivos gerais, conforme definido pelas reivindicações, e equivalentes dos mesmos.

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Claims (19)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. CÉLULA DE TRABALHO DE SOLDAGEM, caracterizada por compreender:

   um sistema de posicionamento de peça de trabalho, incluindo uma estrutura de cabeçote e uma estrutura de contraponto, configurado para acionar um movimento de elevação e um movimento giratório de uma peça de trabalho montada entre a estrutura de cabeçote e a estrutura de contraponto para reposicionar a peça de trabalho para uma próxima solda a ser realizada por um operador humano;

   uma fonte de alimentação de soldagem configurada para gerar potência de saída de soldagem com base em um conjunto atual de parâmetros de soldagem da fonte de alimentação, em que a fonte de alimentação de soldagem é parte de um sistema de soldagem usado pelo operador humano para soldar a peça de trabalho; e

   um sequenciador de trabalho de soldagem em comunicação com o sistema de posicionamento de peça de trabalho e a fonte de alimentação de soldagem, e

   configurado para:

   comandar o sistema de posicionamento de peça de trabalho para reposicionar a peça de trabalho de uma posição atual para uma próxima posição de acordo com uma próxima etapa de uma sequência de soldagem de uma programação de soldagem, e comandar a fonte de alimentação de soldagem para

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2. 2/10 ajustar o conjunto atual de parâmetros de soldagem para um próximo conjunto de parâmetros de soldagem de acordo com a próxima etapa da sequência de soldagem da programação de soldagem.

   2. CÉLULA DE TRABALHO DE SOLDAGEM, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo sequenciador de trabalho de soldagem incluir uma memória que armazena um conjunto de perfis de usuário, em que a próxima posição comandada pelo sequenciador de trabalho de soldagem é ajustada com base em um perfil de usuário dentre o conjunto de perfis de usuário que corresponde ao operador humano quando o operador humano estiver conectado a pelo menos um dentre o sequenciador de trabalho de soldagem, a fonte de alimentação de soldagem ou o sistema de posicionamento de peça de trabalho.
3. 3. CÉLULA DE TRABALHO DE SOLDAGEM, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo sequenciador de trabalho de soldagem incluir uma memória que armazena um conjunto de perfis de usuário, em que o próximo conjunto de parâmetros de soldagem comandado pelo sequenciador de trabalho de soldagem é ajustado com base em um perfil de usuário dentre o conjunto de perfis de usuário que corresponde ao operador humano quando o operador humano estiver conectado a pelo menos um dentre o sequenciador de trabalho de soldagem, a fonte de alimentação de soldagem ou o sistema de posicionamento de peça de trabalho.

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4. 4. CÉLULA DE TRABALHO DE SOLDAGEM, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo sistema de posicionamento de peça de trabalho incluir um controlador de interface que compreende:

   uma interface de comunicação configurada para se comunicar pelo menos com o sequenciador de trabalho de soldagem;

   uma memória que armazena pelo menos um dentre os perfis de usuário ou arquivos de tempo de execução que incluem dados de programa que são compilados e salvos em um formato executável a ser usado para aplicações de interface humano/máquina;

   pelo menos um dentre um processador ou um controlador lógico programável; e uma interface humano/máquina que inclui pelo menos um dentre uma interface de painel sensível ao toque gráfico ou botões de pressão.
5. 5. CÉLULA DE TRABALHO DE SOLDAGEM, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo sistema de posicionamento de peça de trabalho incluir:

   um primeiro cilindro hidráulico, um primeiro par de trilhos lineares com mancais, uma primeira unidade de potência hidráulica e um primeiro codificador linear alojado na estrutura de cabeçote; e um segundo cilindro hidráulico, um segundo par de trilhos lineares com mancais, uma segunda unidade de

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   4/10 potência hidráulica e um segundo codificador linear alojado na estrutura de contraponto, em que o primeiro cilindro hidráulico, a primeira unidade de potência hidráulica, o segundo cilindro hidráulico e a segunda unidade de potência hidráulica são configurados para acionar o movimento de elevação da peça de trabalho ao longo do primeiro par de trilhos lineares e do segundo par de trilhos lineares em sincronização, em que a sincronização é fornecida pelo primeiro codificador linear e pelo segundo codificador linear.
6. 6. CÉLULA DE TRABALHO DE SOLDAGEM, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo sequenciador de trabalho de soldagem incluir:

   uma interface de comunicação configurada para se comunicar com pelo menos o sistema de posicionamento de peça de trabalho e a fonte de alimentação de soldagem;

   uma memória que armazena pelo menos um dentre programações de soldagem, perfis de usuário ou arquivos de tempo de execução que incluem dados de programa que são compilados e salvos em um formato executável a ser usado para aplicações de interface humano/máquina;

   um processador; e uma interface humano/máquina configurada para fornecer ao operador humano comandos e instruções que correspondem à próxima solda a ser realizada pelo operador humano.

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7. 7. CÉLULA DE TRABALHO DE SOLDAGEM, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela fonte de alimentação de soldagem incluir:

   uma interface de comunicação configurada para se comunicar com pelo menos o sequenciador de trabalho de soldagem;

   uma memória que armazena um conjunto de perfis de usuário e conjuntos de parâmetros de soldagem;

   equipamentos eletrônicos de geração de potência; um gerador de forma de onda; um processador/controlador; e uma interface humano/máquina.
8. 8. MÉTODO DE MANIPULAÇÃO DE UMA CÉLULA DE TRABALHO DE SOLDAGEM, caracterizado por compreender:

   um sequenciador de trabalho de soldagem da célula de trabalho de soldagem que envia primeiros dados de comando para um sistema de posicionamento de peça de trabalho da célula de trabalho de soldagem que retém uma peça de trabalho entre uma estrutura de cabeçote e uma estrutura de contraponto em uma posição atual, em que os primeiros dados de comando correspondem a uma próxima posição de acordo com uma próxima etapa de uma sequência de soldagem de uma programação de soldagem;

   o sistema de posicionamento de peça de trabalho que reposiciona a peça de trabalho da posição atual para a próxima posição em resposta aos primeiros dados de comando;

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   6/10 o sequenciador de trabalho de soldagem que envia segundos dados de comando para uma fonte de alimentação de soldagem da célula de trabalho de soldagem configurada para gerar potência de saída de soldagem com base em um conjunto atual de parâmetros de soldagem, em que os segundos dados de comando correspondem a um próximo conjunto de parâmetros de soldagem de acordo com a próxima etapa da sequência de soldagem da programação de soldagem; e a fonte de alimentação de soldagem que ajusta o conjunto atual de parâmetros de soldagem para o próximo conjunto de parâmetros de soldagem em resposta aos segundos dados de comando.
9. 9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo sistema de posicionamento de peça de trabalho que envia dados de confirmação para o sequenciador de trabalho de soldagem para confirmar que a peça de trabalho foi adequadamente reposicionada de acordo com os primeiros dados de comando.
10. 10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pela fonte de alimentação de soldagem que envia dados de confirmação para o sequenciador de trabalho de soldagem para confirmar que o conjunto atual de parâmetros de soldagem foi adequadamente ajustado para o próximo conjunto de parâmetros de soldagem de acordo com os segundos dados de comando.
11. 11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8,

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    7/10 caracterizado por exibir instruções, que correspondem à próxima etapa da sequência de soldagem, em uma interface humano/máquina do sequenciador de trabalho de soldagem para instruir um operador humano a realizar uma próxima operação de soldagem na peça de trabalho.
12. 12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelos primeiros dados de comando serem

    enviados de modo sem fio do sequenciador de trabalho de soldagem para o sistema de posicionamento de peça de trabalho. 13 . MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelos segundos dados de comando serem enviados de modo sem fio do sequenciador de trabalho de

    soldagem para a fonte de alimentação de soldagem.
13. 14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por modificar pelo menos um dentre os primeiros dados de comando e os segundos dados de comando com base em um perfil de usuário de um operador humano conectado a pelo menos um dentre o sequenciador de trabalho de soldagem, o sistema de posicionamento de peça de trabalho ou a fonte de alimentação de soldagem.
14. 15. CÉLULA DE TRABALHO DE SOLDAGEM EM REDE, caracterizada por compreender:

    um sistema de posicionamento de peça de trabalho, incluindo uma estrutura de cabeçote e uma estrutura de contraponto, configurado para acionar um movimento de

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    8/10 elevação e um movimento giratório de uma peça de trabalho montada entre a estrutura de cabeçote e a estrutura de contraponto para reposicionar a peça de trabalho para uma próxima solda a ser realizada por um operador humano;

    uma fonte de alimentação de soldagem configurada para gerar potência de saída de soldagem com base em um conjunto atual de parâmetros de soldagem da fonte de alimentação, em que a fonte de alimentação de soldagem é parte de um sistema de soldagem usado pelo operador humano para soldar a peça de trabalho;

    uma rede computadorizada;

    um sequenciador de trabalho de soldagem em comunicação com o sistema de posicionamento de peça de trabalho e a fonte de alimentação de soldagem por meio da rede computadorizada, em que o sequenciador de trabalho de soldagem é configurado para:

    comandar o sistema de posicionamento de peça de trabalho para reposicionar a peça de trabalho de uma posição atual para uma próxima posição de acordo com uma próxima etapa de uma sequência de soldagem de uma

    programação de soldagem, e comandar a fonte de alimentação de soldagem para ajustar o conjunto atual de parâmetros de soldagem para um próximo conjunto de parâmetros de soldagem de acordo com a próxima etapa da sequência de soldagem da programação de soldagem.

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15. 16. CÉLULA DE TRABALHO DE SOLDAGEM EM REDE, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada por um sensor de proximidade de corpo configurado para detectar quando o operador humano não estiver em um local seguro e para parar o movimento do sistema de posicionamento de peça de trabalho em resposta à detecção quando o operador humano não estiver em um local seguro.
16. 17. CÉLULA DE TRABALHO DE SOLDAGEM EM REDE, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada por um digitalizador configurado para ler informações de peça de trabalho codificadas na peça de trabalho e enviar as informações de peça de trabalho para o sequenciador de trabalho de soldagem, em que o sequenciador de trabalho de soldagem é configurado para selecionar a programação de soldagem a partir de uma pluralidade de programações de soldagem com base nas informações de peça de trabalho.
17. 18. CÉLULA DE TRABALHO DE SOLDAGEM EM REDE, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pela rede computadorizada incluir pelo menos um dentre um computador servidor e um dispositivo de armazenamento em rede que armazena perfis de usuário.
18. 19. CÉLULA DE TRABALHO DE SOLDAGEM EM REDE, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada por ser configurada como pelo menos uma dentre uma rede local ou uma rede de longa distância.
19. 20. CÉLULA DE TRABALHO DE SOLDAGEM EM REDE, de

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    10/10 acordo com a reivindicação 15, caracterizada por configurada como uma rede sem fio.

    ser

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    1/8

    100

    Direção Ζ

    120

    130

    Controles de Operador

    Unidade de Potência Hidráulica

    150