-
Diese Anmeldung ist eine Teilweiterbehandlung der anhängigen Patentanmeldung mit der Seriennummer 13/370,652, eingereicht am 10. Februar 2012, die eine Teilweiterbehandlung der anhängigen Patentanmeldung mit der Seriennummer 12/967,667, eingereicht am 14. Dezember 2010, ist, wobei diese Patentanmeldungen hiermit in vollem Umfang durch Bezugnahme in den vorliegenden Text aufgenommen werden.
-
Technisches Gebiet der Erfindung
-
Die im vorliegenden Text beschriebene Erfindung betrifft allgemein ein automatisches Drahtrückzugsverfahren für eine Schweißvorrichtung. Außerdem betrifft die Erfindung das Nachrüsten oder Modifizieren einer Schweißvorrichtung dergestalt, dass ein automatisches Drahtrückzugsverfahren in sie integriert wird.
-
Technischer Hintergrund
-
Schweißvorrichtungen sind dafür konfiguriert, durch Schweißer und andere Arbeiter bedient zu werden. Oft enthält diese Schweißausrüstung Schweißdrahtzuführvorrichtungen, die einen Schweißdraht zu einem Schweißbrenner leiten, wenn ein Schweißer einen Schweißbrennerauslöser aktiviert (zum Beispiel durch Ziehen des Auslösers oder durch Niedertreten eines Fußpedals). Nach dem Schweißen erstreckt sich ein spitzes Ende des Schweißdrahtes von der Spitze des Schweißbrenners, so dass Schweißer und anderes Personal einer potentiell unsicheren Umgebung ausgesetzt sein können.
-
Kurzdarstellung der Erfindung
-
Angesichts der oben dargelegten Probleme und Schwachpunkte vorhandener Schweißvorrichtungen beschreibt die vorliegende Anmeldung ein System und ein Verfahren, um diese Schwachpunkte zu überwinden.
-
Das oben beschriebene Problem wird durch ein automatisches Drahtrückzugsverfahren nach Anspruch 1, durch ein Verfahren nach Anspruch 6, durch ein Verfahren zum Erhöhen der Sicherheit eines Schweißvorgangs nach Anspruch 13, ein Verfahren für einen Schweißvorgang nach Anspruch 14 und durch einer Schweißsystem nach den Ansprüchen 15, 16 und 17 gelöst. Weitere Ausführungsformen der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche. In einem Aspekt der Erfindung wird ein automatisches Drahtrückzugsverfahren beschrieben, das mindestens die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen einer Handschweißvorrichtung mit mindestens einer Schweißstromquelle, einer Drahtzufuhrvorrichtung, die dafür konfiguriert ist, einen Schweißdraht zuzuführen, und einem Schweißbrenner mit einem Auslöser und einer Öffnung, von der sich der Schweißdraht erstreckt; Bereitstellen eines automatischen Drahtrückzugsprogramms mit einer Rückzugsverzögerungszeit; Konfigurieren der Handschweißvorrichtung dergestalt, dass sie das automatische Drahtrückzugsprogramm enthält; Überwachen, wann der Auslöser aktiviert wird, um den Schweißdraht von der Drahtzufuhrvorrichtung zu der Öffnung zu erstrecken, und Erstrecken des Schweißdrahtes aus der Öffnung des Schweißbrenners; Bestimmen einer ersten Zeitdauer, wenn der Auslöser deaktiviert wird; Bestimmen, wann die erste Zeitdauer mindestens gleich der Rückzugsverzögerungszeit ist, wobei der Auslöser während der ersten Zeitdauer deaktiviert wird; und mindestens teilweises Zurückziehen des Schweißdrahtes in die Öffnung des Schweißbrenners um eine Rückzugsdistanz oder eine Rückzugszeit, wobei der Schritt des mindestens teilweisen Zurückziehens dynamisch auf mindestens einem der folgenden Parameter basiert: Schweißlichtbogenstrom, Schweißdrahtgröße, Schweißdrahtgeschwindigkeit und Rückzündungszeit. Die erste Zeitdauer, d. h. die Verzögerungszeit, ist eine nutzerdefinierte Zeitdauer, die in der Regel auf historischen Bediener-Schweißcharakteristika basiert, und kann für jeden Schweißvorgang einmalig sein. Die zweite Zeitdauer, d. h. die Rückzugszeit, ist ein dynamisch justierter Wert auf der Basis der Charakteristika des verwendeten Schweißvorgangs. Der Rückzugsbetrag ist mindestens ein teilweiser Rückzug vom Kontaktspitzenarbeitsabstand (Contact Tip to Work Distance, „CTWD”) und kann, unabhängig von den Charakteristika des Schweißvorgangs und der Schweißbrennerkonfiguration, zu einem vollständigen Rückzug innerhalb der Brennerspitze, oder zu einer im Wesentlichen gleichen Erstreckung wie die Schweißbrennerspitze, oder sogar zu einem teilweisen Erstrecken über die Schweißbrennerspitze hinaus führen, aber in einer Distanz, die kleiner ist als die CTWD während des Schweißvorgangs.
-
Es versteht sich, dass in dieser Patentanmeldung zwar der Begriff „Auslöser” verwendet wird, dass unter diesen Begriff aber auch Fußpedalbetätigungen fallen, bei denen der Aktivierungsmechanismus nicht physisch an dem Schweißbrennerkörper vorhanden ist.
-
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren beschrieben, das mindestens die folgenden Schritte enthält: Bereitstellen einer Handschweißvorrichtung, die dafür konfiguriert ist, einen Schweißdraht zu einem Schweißbrenner zuzuführen, wobei der Schweißbrenner einen Auslöser und eine Öffnung hat, wo sich der Schweißdraht erstreckt, wenn der Auslöser aktiviert wird; Bereitstellen eines Computers mit einer Benutzerschnittstelle, die ein automatisches Drahtrückzugsprogramm enthält; Überwachen des Schweißbrenners; Bestimmen, während des Schrittes des Überwachens, wann sich der Auslöser entweder in der aktivierten oder in der deaktiverten Position befindet; Ausführen eines Vergleichs unter Verwendung des automatischen Drahtrückzugsprogramms, um anzuzeigen, wann eine erste Bedingung erfüllt ist, nachdem bestimmt wurde, dass sich der Auslöser in einer deaktivierten Position befindet; und mindestens teilweises Zurückziehen des Schweißdrahtes nach dem Vergleich, wobei der Schritt des mindestens teilweisen Zurückziehens dynamisch auf mindestens einem der folgenden Parameter basiert: Schweißlichtbogenstrom, Schweißdrahtgröße, Schweißdrahtgeschwindigkeit und Rückzündungszeit.
-
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Erhöhen der Sicherheit eines Schweißvorgangs beschrieben, bei dem ein Schweißbrenner verwendet wird, der einen Auslöser zum Voranschieben eines Schweißdrahtes verwendet, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Niederdrücken des Auslösers zum Voranschieben des Schweißdrahtes, um einen Schweißvorgang zu initiieren; Loslassen des Auslösers, um den Vorschub des Schweißdrahtes zu stoppen; Detektieren, dass sich der Auslöser in einer losgelassenen Position befindet; Abwarten eines ersten Zeitraums; Vergleichen des ersten Zeitraums mit einer zuvor festgelegten Wartezeit; mindestens teilweises Zurückziehen des Schweißdrahtes, wenn der erste Zeitraum die zuvor festgelegte Wartezeit überschreitet; und Fortsetzen des Schrittes des mindestens teilweisen Zurückziehens über einen zweiten Zeitraum, wobei der Schritt des Fortsetzens des Schrittes des mindestens teilweisen Zurückziehens dynamisch auf mindestens einem der folgenden Parameter basiert: Schweißlichtbogenstrom, Schweißdrahtgröße, Schweißdrahtgeschwindigkeit und Rückzündungszeit.
-
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Schweißsystem beschrieben, das mindestens Folgendes enthält: eine Schweißstromquelle; eine Drahtzufuhrvorrichtung; einen Schweißbrenner, der mit der Drahtzufuhrvorrichtung in Wirkverbindung steht, wobei der Schweißbrenner ein Mittel zum Steuern der Drahtzufuhrvorrichtung aufweist; ein Drahtrückzugsprogramm, das mit der Drahtzufuhrvorrichtung in Wirkverbindung steht, wobei das Drahtrückzugsprogramm Folgendes umfasst: ein Detektionsmittel zum Bestimmen, wann das Mittel zum Steuern der Drahtzufuhrvorrichtung ein Signal an die Drahtzufuhrvorrichtung übermittelt hat, um die Zufuhr des Drahtes zu stoppen; einen Komparator zum Messen der verstrichenen Zeit zwischen dem Signal, um die Zufuhr des Drahtes zu stoppen, und einer aktuellen Zeit; und wobei das Programm ein Betriebssignal an die Drahtzufuhrvorrichtung übermittelt, um den Draht mindestens teilweise zurückzuziehen, nachdem der Komparator bestimmt hat, dass die verstrichene Zeit eine voreingestellte Zeit überschritten hat, wobei der Schritt des mindestens teilweisen Zurückziehens dynamisch auf mindestens einem der folgenden Parameter basiert: Schweißlichtbogenstrom, Schweißdrahtgröße, Schweißdrahtgeschwindigkeit und Rückzündungszeit.
-
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Schweißsystem beschrieben, das mindestens Folgendes enthält: eine Schweißstromquelle; eine Drahtzufuhrvorrichtung; einen Schweißbrenner, der mit der Drahtzufuhrvorrichtung in Wirkverbindung steht, wobei der Schweißbrenner ein Mittel zum Steuern der Drahtzufuhrvorrichtung aufweist; ein Drahtrückzugsprogramm, das mit der Drahtzufuhrvorrichtung in Wirkverbindung steht, wobei das Drahtrückzugsprogramm Folgendes umfasst: ein Detektionsmittel zum Bestimmen, wann das Mittel zum Steuern der Drahtzufuhrvorrichtung ein Signal an die Drahtzufuhrvorrichtung übermittelt hat, um die Zufuhr des Drahtes zu stoppen; und wobei das Programm ein Betriebssignal an die Drahtzufuhrvorrichtung übermittelt, um den Draht mindestens teilweise zurückzuziehen, nachdem das Signal an die Drahtzufuhrvorrichtung gesendet wurde, um die Zufuhr des Drahtes zu stoppen, nachdem eine zuvor festgelegte voreingestellte Zeit verstrichen ist, wobei der Schritt des mindestens teilweisen Zurückziehens dynamisch auf mindestens einem der folgenden Parameter basiert: Schweißlichtbogenstrom, Schweißdrahtgröße, Schweißdrahtgeschwindigkeit und Rückzündungszeit.
-
Obgleich in der Regel eine Schweißstoppverzögerung bevorzugt ist, ist dies nicht immer wesentlich, und die Erfindung umfasst einen Prozess des Verwendens eines Schweißbrenners, der mit einem Auslöser arbeitet, um einen Schweißdraht voranzuschieben, wobei der Prozess folgende Schritte umfasst: Niederdrücken des Auslösers zum Voranschieben des Schweißdrahtes, um einen Schweißvorgang zu initiieren; Loslassen des Auslösers, um den Vorschub des Schweißdrahtes zu stoppen; Detektieren, dass sich der Auslöser in einer losgelassenen Position befindet; mindestens teilweises Zurückziehen des Schweißdrahtes nach dem Detektieren, dass sich der Auslöser in einer losgelassenen Position befindet; und wobei der Schritt des mindestens teilweisen Zurückziehens dynamisch auf mindestens einem der folgenden Parameter basiert: Schweißlichtbogenstrom, Schweißdrahtgröße, Schweißdrahtzufuhrrate und Rückzündungszeit.
-
In Kombination mit dem oben Dargelegten wird ein System beschrieben, bei dem ein Schweißsystem Folgendes fasst: eine Schweißstromquelle; eine Drahtzufuhrvorrichtung; einen Schweißbrenner, der mit der Drahtzufuhrvorrichtung in Wirkverbindung steht, wobei der Schweißbrenner ein Mittel zum Steuern der Drahtzufuhrvorrichtung aufweist; ein Drahtrückzugsprogramm, das mit der Drahtzufuhrvorrichtung in Wirkverbindung steht, wobei das Drahtrückzugsprogramm Folgendes umfasst: ein Detektionsmittel zum Bestimmen, wann das Mittel zum Steuern der Drahtzufuhrvorrichtung ein Signal an die Drahtzufuhrvorrichtung übermittelt hat, um die Zufuhr des Drahtes zu stoppen; und wobei das Programm ein Betriebssignal an die Drahtzufuhrvorrichtung übermittelt, um den Draht mindestens teilweise zurückzuziehen, nachdem die Drahtzufuhrvorrichtung das Zuführen des Drahtes gestoppt hat, wobei das Drahtrückzugsprogramm dynamisch um eine Distanz, die ungefähr einer freien Elektrodenlänge entspricht, auf der Grundlage mindestens eines der folgenden Parameter zurückzieht: Schweißlichtbogenstrom, Schweißdrahtgröße, Schweißdrahtzufuhrrate und Rückzündungszeit.
-
Des Weiteren fällt in den Geltungsbereich der Erfindung ein Verfahren zum Positionieren einer Schweißvorrichtung, die kein automatisches Drahtrückzugsprogramm besitzt, und das Bereitstellen eines Mittels zum Modifizieren der Schweißvorrichtung dergestalt, dass das automatische Drahtrückzugsprogramm aktiviert wird.
-
Diese und weitere Aufgaben dieser Erfindung werden klar erkennbar, wenn sie im Licht der Zeichnungen, der detaillierten Beschreibung und der beiliegenden Ansprüche betrachtet werden.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Die Erfindung kann in bestimmten Teilen und Anordnungen von Teilen eine physische Form annehmen, wovon eine bevorzugte Ausführungsform ausführlich in der Spezifikation beschrieben und in den beiliegenden Zeichnungen, die einen Teil des vorliegenden Textes bilden, veranschaulicht ist, wobei in diesen Zeichnungen Folgendes dargestellt ist:
-
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Schweißvorrichtung;
-
2 ist eine Seitenansicht eines Schweißbrenners von 1;
-
3a–3c sind vergrößerte Querschnittsansichten durch eine Düse von 2;
-
4a–4c sind vergrößerte Querschnittsansichten einer weiteren Düsenausführungsform;
-
5a–5c sind vergrößerte Querschnittsansichten einer weiteren Düsenausführungsform;
-
6a–6c sind Seitenansichten einer Spitze eines alternativen Schweißbrenners;
-
7 ist ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform eines automatischen Drahtrückzugsverfahrens veranschaulicht;
-
8 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Modifizieren einer Schweißvorrichtung veranschaulicht; und
-
9 ist eine Veranschaulichung des Kontaktspitzenarbeitsabstands (Contact Tip to Work Distance, „CTWD”) und der freien Elektrodenlänge (Electrode Stick-out, „ESO”);
-
10 ist eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen Drahtzufuhrgeschwindigkeit (Wire Feed Speed, WFS, in Inch/Minute), Kontaktspitzenarbeitsabstand („CTWD”) und Schweißstrom.
-
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
-
Der beste Modus zum Ausführen der Erfindung wird nun zum Zweck des Veranschaulichens des besten Modus beschrieben, der dem Anmelder zum Zeitpunkt der Einreichung dieser Patentanmeldung bekannt ist. Die Beispiele und Figuren sind lediglich veranschaulichend und sollen nicht die Erfindung einschränken, die anhand des Geistes und des Geltungsbereichs der Ansprüche zu ermessen ist. Im Sinne des vorliegenden Textes haben die folgenden Begriffe die folgenden Bedeutungen.
-
Der Begriff „Kontaktspitzenarbeitsabstand” oder „CTWD” (Contact Tip to Work Distance) meint eine Distanz zwischen dem Kontaktspitzenende, zum Beispiel 144a, wie in 9 veranschaulicht, und der horizontalen Ebene des Werkstücks am Schweißort.
-
Der Begriff „freie Elektrodenlänge” oder „ESO” (Elektrode Stick-out) meint eine Distanz zwischen dem Kontaktspitzenende, zum Beispiel 144a, und der Abschlussspitze der Elektrode 136, wie in 9 veranschaulicht.
-
Der Begriff „nahe” meint eine Messungsabweichung von der horizontalen Ebene des Düsenendes oder des Kontaktspitzenendes von maximal etwa 0,125 Inch.
-
Wenden wir uns nun den Zeichnungen zu, in denen die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung lediglich zum Zweck des Veranschaulichens und nicht zum Zweck ihrer Einschränkung gezeigt ist. Wie in 1 veranschaulicht, enthält die Schweißvorrichtung 100 eine Schweißstromquelle 102, eine Drahtzufuhrvorrichtung 104 und eine Gaszufuhr 106. Die Schweißstromquelle 102 enthält Stromkabel 108, ein Steuerkabel 110 und ein Stromversorgungskabel (nicht gezeigt). Die Stromkabel 108 enthalten einen Erdungsdraht und eine Klemme 112, die mit einem Werkstück verbunden ist, und ein Stromkabel 114, das dafür konfiguriert ist, mit der Drahtzufuhrvorrichtung 104 verbunden zu werden. Das Steuerkabel 110 kann dafür konfiguriert sein, mit der Drahtzufuhrvorrichtung 104 verbunden zu werden. In einer weiteren Ausführungsform (nicht gezeigt) kann das Steuerkabel 110 in drahtloser Form ausgeführt sein. Es versteht sich, dass die Schweißstromquelle 102, die Stromkabel 108 und das Steuerkabel 110 jede beliebige Konfiguration haben können, die geeignet ist, Strom und Schweißbedienelemente zu der Schweißvorrichtung 100 zu führen.
-
Wie in 1 weiter veranschaulicht, sind eine Gasleitung 116 und ein Regler 118 dafür konfiguriert, die Gaszufuhr 106 mit der Drahtzufuhrvorrichtung 104 zu verbinden. Die Gaszufuhr 106 kann Inertgase, aktive Gase oder eine Kombination von beidem enthalten, einschließlich beispielsweise Argon, Helium, Kohlendioxid, Argon und Helium, Argon und Wasserstoff und andere Gaskombinationen. In einer weiteren Ausführungsform (nicht gezeigt) verwendet die Schweißvorrichtung 100 Schweißdraht, der mit einem Material beschichtet ist, das eine Gasabschirmung bildet, wenn es verbrannt wird, so dass eine Gaszufuhr nicht in allen Ausführungsformen erforderlich sein muss. Es versteht sich, dass die Gaszufuhr jedes Gas oder jede Kombination von Gasen sein kann, die dafür konfiguriert sind, eine Schweißnaht vor der Atmosphäre abzuschirmen.
-
Wie in 1 gezeigt, kann die Drahtzufuhrvorrichtung 104 ein Gehäuse 120, ein Getriebe 122, eine Drahtspulenbaugruppe 124 und eine Benutzerschnittstelle 126 enthalten. Von dem Getriebe 122 erstreckt sich ein Schlauch 128, der dafür konfiguriert ist, mit dem Schweißbrenner 130 verbunden zu werden. Das Gehäuse 120 kann mit der Benutzerschnittstelle 126 und dem Getriebe 122 verbunden werden. Des Weiteren sind das Steuerkabel 110 und das Stromkabel 114, die sich von der Schweißstromquelle 102 erstrecken, und die Gasleitung 116, die sich von der Gaszufuhr 106 erstreckt, dafür konfiguriert, mit dem Gehäuse 120, dem Getriebe 122 und dem Schlauch 128 verbunden zu werden. Das Getriebe 122 enthält mindestens mehrere Rollen (nicht gezeigt), die den Schweißdraht (nicht gezeigt) voranschieben und zurückziehen, und eine Drahtführung (nicht gezeigt), die den Pfad des Schweißdrahtes steuert. Es versteht sich, dass die Drahtzufuhrvorrichtung 104 jede beliebige Konfiguration haben kann, die dafür geeignet ist, eine Gaszufuhr, eine Stromversorgung und Schweißbedienelemente aufzunehmen.
-
Zwischen dem Getriebe 122 und dem Schweißbrenner 130 erstrecken sich ein Schlauch 128, der den Schweißdraht und das Drahtschutzrohr wirkverbindet, eine Gasleitung (falls erforderlich) und eine Schweißbrennerauslöserschalterverbindung. In einer weiteren Ausführungsform (nicht gezeigt), wie oben besprochen, enthält der Schlauch 128 keine Gasleitung. In einer weiteren Ausführungsform (nicht gezeigt) kann der Schlauch 128 ein Steuerkabel enthalten, das dafür konfiguriert ist, den Schweißbrenner 130 mit mindestens einem von Folgendem zu verbinden: der Schweißstromquelle 102, der Drahtzufuhrvorrichtung 104 und der Gaszufuhr 106. Der Schlauch 128 kann jede beliebige Durchmesser- und Längenabmessung haben, die dafür konfiguriert ist, den Schweißdraht, den Gasschlauch und die Schalterverbindung aufzunehmen. Der Schlauch 128 besteht aus einem beliebigen Material, das für Schweißumgebungen geeignet ist. Es versteht sich, dass der Schlauch 128 und der Schweißbrenner 130 jede beliebige Konfiguration haben können, die geeignet ist, Schweißdraht, Schweißgas und Bedienelemente durch den Schlauch und zu dem Schweißbrenner zu führen.
-
In der veranschaulichten Ausführungsform der Schweißvorrichtung 100 enthält die Benutzerschnittstelle 126 mindestens eines von Folgendem: ein Steuerungssystem, einen Computer (oder optional mindestens eine CPU) mit genügend Verarbeitungsleistung, um ein Softwareprogramm und ein Setup-Programm zu implementieren und/oder abzuarbeiten. Zum Beispiel enthält die Benutzerschnittstelle 126 an der Schweißvorrichtung 100 ein automatisches Drahtrückzugsprogramm, das dafür konfiguriert ist, das Getriebe 122 an der Drahtzufuhrvorrichtung 104 umzukehren, damit frei liegender Schweißdraht (nicht gezeigt) mindestens teilweises von einer Öffnung oder einem Ende des Schweißbrenners zurückgezogen wird. Das automatische Drahtrückzugsprogramm ist dafür ausgelegt zu verhindern, dass ein Schweißer mit einem potentiell scharfen Ende des Schweißdrahtes in Berührung kommt, das aus der Öffnung oder dem Ende des Schweißbrenners 130 hervorsteht oder sich darüber hinaus erstreckt. Das automatische Drahtrückzugsprogramm kann passwortgeschützt sein, so dass Aufsichtführende und andere Leitungsmitarbeiter die Kontrolle über das automatische Drahtrückzugsprogramm behalten.
-
In einer ursprünglichen Ausführungsform der Erfindung, die in der Mutteranmeldung beschrieben ist, verglich das automatische Drahtrückzugsprogramm eine Zeitverzögerung zwischen einem Schweißer, der die Arbeit mit der Schweißvorrichtung 100 für länger als eine voreingestellte erste Zeitdauer einstellt, und entweder bei Erreichen und/oder Überschreiten der voreingestellten Verzögerungszeit zog das automatische Drahtrückzugsprogramm den Schweißdrahtes mindestens teilweise von der Öffnung oder dem Ende des Schweißbrenners für eine zweite Zeitdauer (Umkehrungszeit) zurück. Zum Beispiel enthielt die Benutzerschnittstelle 126 eine erste Einstellung, wo eine Rückzugsverzögerungszeit eingestellt war, und eine zweite Einstellung, wo eine Drahtrückzugszeit eingestellt war. Wenn, nachdem diese Einstellungen vorgenommen worden waren, ein Schweißer die Arbeit mit der Vorrichtung für eine Zeitdauer einstellt, die mindestens so lang ist wie die spezifizierte erste Zeitdauer, so zog die Drahtzufuhrvorrichtung den Schweißdraht für die zweite Zeitdauer (oder eine äquivalente Distanz, wie unten veranschaulicht) zurück.
-
In einer weiteren ursprünglichen Ausführungsform der Erfindung, die in der Mutteranmeldung beschrieben ist, was das automatische Drahtrückzugsprogramm dafür konfiguriert, den Schweißdraht von der Öffnung oder dem Ende des Schweißbrenners um eine zuvor festgelegte und fixe Distanz zurückzuziehen, wenn ein Schweißer die Arbeit mit der Schweißvorrichtung 100 um mehr als den ersten Verzögerungszeitbetrag einstellte. Zum Beispiel enthielt die Benutzerschnittstelle 126 eine erste Einstellung, wo die Rückzugsverzögerungszeit eingestellt war, und eine zweite Einstellung, wo die Rückzugsdistanz eingestellt war.
-
In einer weiteren ursprünglichen Ausführungsform der Erfindung, die in der Mutteranmeldung beschrieben ist, war, wenn ein Schweißer die Arbeit mit der Schweißvorrichtung 100 um mehr als die erste Zeitdauer einstellte, das automatische Drahtrückzugsprogramm dafür konfiguriert, den Schweißdraht von der Öffnung oder dem Ende des Schweißbrenners mindestens teilweise zurückzuziehen, bis ein Sensorsystem (nicht gezeigt) anzeigte, dass sich das Ende des Schweißdrahtes in einer sicheren Zone (nicht gezeigt) innerhalb des Schweißbrenners 130 befand. Zum Beispiel zog das automatische Drahtrückzugsprogramm den Schweißdraht zurück, bis der Sensor aktiviert wurde, wobei der Sensor anzeigte dass sich das Ende des Schweißdrahtes in der Düse, der Spitze (nicht gezeigt) oder sowohl in der Düse als auch in der Spitze befand. Automatische Drahtrückzugsverfahren für Schweißvorrichtungen werden weiter unten ausführlicher besprochen. Es versteht sich, dass die Benutzerschnittstelle und das automatische Drahtrückzugsprogramm in jeder beliebigen Weise konfiguriert sein können, so dass sich das Ende des Schweißdrahtes in einer Schweißvorrichtung mindestens teilweise in einen Abschnitt des Schweißbrenners, zum Beispiel eine Spitze und eine Düse, zurückzieht, so dass ein Schweißer keinen potentiell scharfen Schweißdraht berühren kann.
-
Wie in 2 gezeigt, ist der Schlauch 128 dafür konfiguriert, nahe dem Schweißbrennerhandgriff 132 mit dem Schweißbrenner 130 verbunden zu werden. Der Auslöser 134 am Handgriff 132 ist dafür konfiguriert, den Schweißdraht 136 von dem Getriebe der Drahtzufuhrvorrichtung (nicht gezeigt) durch den Schlauch 128 und den Handgriff 132 und weiter entlang dem Hals 138 und der Düse 140 voranzuschieben. Die Düse 140 ist dafür konfiguriert, den Hals 138 lösbar zu befestigen. Außerdem kann der Auslöser 134 dafür konfiguriert sein, ein Schweißschutzgas zu steuern. Zum Beispiel erstreckt sich der Schweißdraht 136 von der Düse 140, und Schweißschutzgas umgibt den Schweißdraht, wenn ein Schweißer den Auslöser 134 betätigt (d. h. den Auslöser aus einer inaktiven Ausgangsposition, in der der Auslöser in der Regel vollständig herausgeklappt ist, in eine aktivierte Position, in der der Auslöser in der Regel vollständig, oder mindestens teilweises, niedergedrückt ist, bewegt). In einer weiteren Ausführungsform (nicht gezeigt) kann der Hals 138 länger oder kürzer sein und kann sich in einem anderen Winkel biegen, als in 2 gezeigt ist. Es versteht sich, dass der Schweißbrenner 130 jede beliebige Konfiguration haben kann, die geeignet ist, dass ein Schweißer den Vorschub des Schweißdrahtes und die Zufuhr des Schweißschutzgases steuern kann.
-
Wie in 2 veranschaulicht, enthält die Düse 140 in einer Ausführungsform einen Isolierabsatz 142, der dafür konfiguriert ist zu verhindern, dass sich Wärme- und elektrischer Kontakt von der Düse 140 zu mindestens einem von Folgendem ausbreiten: Hals 138 und Schweißbrennerhandgriff 132. Im Inneren der Düse 140 ist die Spitze 144 dafür konfiguriert, abnehmbar an dem Hals 138 angebracht zu werden. Die Spitze 144 ist des Weiteren dafür konfiguriert, den Schweißdraht 136 entlang einer Mitte der Düse 140 zu führen und das Schweißgas aus den Gasdurchgängen 146 austreten zu lassen, damit der Schweißdraht 136 von der Umgebung abgeschirmt ist. In einer weiteren Ausführungsform (nicht gezeigt) enthält der Schweißbrenner einen Handgriff 132, einen Auslöser 134, einen Hals 138, eine Spitze 144 und Gasdurchgänge 146. In dieser Konfiguration enthält der Schweißbrenner 130 keine Düse 140. Es versteht sich, dass die Düse 140 jede beliebige Konfiguration haben kann, die geeignet ist, dass ein Schweißer den Schweißdraht und die Zufuhr des Schweißschutzgases steuern kann.
-
3a–3c sind vergrößerte Querschnittsansichten der Düse 140 von 2, wo die Spitze 144 dafür konfiguriert ist, sich innerhalb des Endes 140a der Düse 140 zu befinden. Die Serie der 3a–3c veranschaulicht ein Beispiel, wie der Betrieb der Schweißvorrichtung 100 konfiguriert ist, wenn das automatische Drahtrückzugsprogramm verwendet wird. Für die Zwecke dieses Beispiels zeigt 3a einen Querschnitt der Düse 140 für eine anfängliche Schweißbedingung, bevor ein Schweißer die Schweißvorrichtung 100 verwendet. 3a zeigt die Düse 140 mit dem Schweißdraht 136, der sich von der Spitze 144 erstreckt, wobei sich der Schweißdraht 136 und die Spitze 144 vollständig innerhalb des Endes 140a der Düse 140 befinden. 3b zeigt einen Düsenquerschnitt, nachdem ein Schweißer die Schweißvorrichtung 100 verwendet hat. Wie in 3b gezeigt, erstreckt sich der Schweißdraht 136 über das Ende 140a der Düse 140 hinaus, so dass der Schweißer mit einem Ende des Schweißdrahtes 136 in Berührung kommen könnte. Indem man das automatische Drahtrückzugsprogramm über die Benutzerschnittstelle 126 aktiviert, ist die Schweißvorrichtung 100 dafür konfiguriert, automatisch das Ende des Schweißdrahtes 136 in das Ende 140a der Düse 140 zurückzuziehen, wenn ein Schweißer das Schweißen für die Dauer einer vorgegebenen Zeitdauer unterbricht, wie in 3c veranschaulicht. Wenn zum Beispiel ein Schweißer das Schweißen 20 Sekunden lang unterbricht, so würde das automatische Drahtrückzugsprogramm den Schweißdraht zurückziehen, damit der Schweißer ihn nicht berühren kann. In einer weiteren Ausführungsform (nicht gezeigt) können die Düse und die Spitze länger oder kürzer sein, als in den 3a–3c veranschaulicht ist. Es versteht sich, dass die Schweißvorrichtung 100 mit dem automatischen Drahtrückzugsprogramm so konfiguriert sein kann, dass sich der Schweißdraht mindestens in das Ende 140a der Düse 140 hinein zurückzieht, wenn ein Schweißer das Schweißen für eine spezifizierte Zeitdauer unterbricht. Die oben genannten Zeiten dienen nur veranschaulichenden Zwecken, und sowohl längere als auch kürzere Zeiträume fallen in den Geltungsbereich dieser Erfindung. Obgleich ein vollständiger Rückzug des Schweißdrahtes 136 veranschaulicht ist, umfasst die Erfindung auch Ausführungsformen, bei denen der Schweißdraht nur teilweise aus seinem herausgeschobenem Zustand zurückgezogen ist, wie in 3b veranschaulicht. In diesem Aspekt der Erfindung kann sich der Schweißdraht immer noch über das Ende 140a hinaus erstrecken, aber nicht so weit, wie in 3b veranschaulicht ist.
-
4a–4c sind vergrößerte Querschnittsansichten der Düse 140 von 2, wo die Spitze 144 dafür konfiguriert ist, sich über das Ende 140a der Düse 140 hinaus zu erstrecken. Ähnlich der Serie der 3a–3c oben veranschaulicht die Serie der 4a–4c ein Beispiel, wie der Betrieb der Schweißvorrichtung 100 konfiguriert ist, wenn das automatische Drahtrückzugsprogramm verwendet wird. Auch hier zeigt 4a für die Zwecke dieses Beispiels einen Querschnitt der Düse 140 für eine anfängliche Schweißbedingung, bevor ein Schweißer die Schweißvorrichtung 100 verwendet. 4a zeigt die Düse 140 und die Spitze 144, wobei sich der Schweißdraht nicht von der Spitze 144 erstreckt und die Spitze 144 sich über das Ende 140a der Düse 140 hinaus erstreckt. 4b zeigt einen Düsenquerschnitt, nachdem ein Schweißer die Schweißvorrichtung 100 verwendet hat. Wie in 4b gezeigt, erstreckt sich der Schweißdraht 136 vom Ende der Spitze 144, wodurch der Schweißer mit einem Ende des Schweißdrahtes 136 in Berührung kommen könnte. Indem man das automatische Drahtrückzugsprogramm über die Benutzerschnittstelle 126 aktiviert, ist die Schweißvorrichtung 100 dafür konfiguriert, automatisch das Ende des Schweißdrahtes 136 in das Ende der Spitze 144 zurückzuziehen, wenn ein Schweißer das Schweißen für eine spezifizierte Zeitdauer unterbricht, wie in 4c veranschaulicht. In einer weiteren Ausführungsform (nicht gezeigt) kann die Spitze länger oder kürzer sein, wie in den 4a–4c veranschaulicht ist. Gemäß der Beschreibung im Zusammenhang mit den 3a–3c ist kein völliger Rückzug des Schweißdrahtes 136 erforderlich, wohl aber mindestens ein teilweiser Rückzug von der in 4b veranschaulichten Darstellung.
-
5a–5c sind vergrößerte Querschnittsansichten einer weiteren Ausführungsform der Düse 140 von 2, wobei die Spitze 144 dafür konfiguriert ist, sich innerhalb des Endes 140a der Düse 140 zu befinden. Des Weiteren enthält die Düse mindestens einen Sensor 148, der dafür konfiguriert ist, die Position des Schweißdrahtes 136 anzuzeigen. Der mindestens eine Sensor kann mindestens einen der folgenden Näherungssensoren enthalten: mechanisch, elektrisch, optisch, Laser, Ultraschall und dergleichen. Die Serie der 5a–5c veranschaulicht ein Beispiel, wie der Betrieb der Schweißvorrichtung 100 konfiguriert ist, wenn das automatische Drahtrückzugsprogramm mit mindestens einem Sensor verwendet wird. 5a zeigt einen Querschnitt der Düse 140 für eine anfängliche Schweißbedingung, bevor ein Schweißer die Schweißvorrichtung 100 verwendet. 5a zeigt die Düse 140 und die Spitze 144, wobei sich der Schweißdraht nicht von der Spitze 144 erstreckt und der mindestens eine Sensor 148 keinen Schweißdraht 136 abfühlt. 5b zeigt einen Düsenquerschnitt, nachdem ein Schweißer die Schweißvorrichtung 100 verwendet hat. Wie in 5b gezeigt, erstreckt sich der Schweißdraht 136 über das Ende der Düse 140 und die Spitze 144 hinaus, so dass die Gefahr besteht, dass der Schweißer ein Ende des Schweißdrahtes 136 berührt. Indem man das automatische Drahtrückzugsprogramm über die Benutzerschnittstelle 126 aktiviert, ist die Schweißvorrichtung 100 dafür konfiguriert, das Ende des Schweißdrahtes 136 automatisch in das Ende 140a der Düse 140 zurückzuziehen, wenn ein Schweißer das Schweißen unterbricht. Der Schweißdraht wird zurückgezogen, bis der Schweißdraht den mindestens einen Sensor 148 aktiviert, was anzeigt, dass sich das Ende des Schweißdrahtes in der Düse 140 oder innerhalb der Spitze 144 befindet, wie in 5c veranschaulicht ist. In einer weiteren Ausführungsform (nicht gezeigt) kann die Spitze länger oder kürzer sein, wie in den 5a–5c veranschaulicht ist. In einer weiteren Ausführungsform (nicht gezeigt) kann die Anzahl an Sensoren 148 eine Anzahl sein, die geringer oder höher ist als die Anzahl, die in den 5a–5c veranschaulicht ist. Gemäß den Besprechungen im Zusammenhang mit den vorherigen Figuren ist ein kompletter Rückzug nicht erforderlich, aber mindestens ein teilweiser Rückzug von der in 5b veranschaulichten vollständig herausgeschobenen Position ist ein Aspekt der Erfindung.
-
Die 6a–6c sind Seitenansichten der Spitze 144 eines alternativen Schweißbrenners, wobei der Schweißbrenner (nicht gezeigt) keine Düse enthält, so dass die gesamte Spitze 144 frei liegt. Die Serie der 6a–6c veranschaulicht ein Beispiel, wie der Betrieb der Schweißvorrichtung 100 konfiguriert ist, wenn das automatische Drahtrückzugsprogramm verwendet wird. 6a zeigt eine Seitenansicht der Spitze 144 für eine anfängliche Schweißbedingung, bevor ein Schweißer die Schweißvorrichtung 100 verwendet. 6a zeigt, wie sich der Schweißdraht nicht von der frei liegenden Spitze 144 erstreckt. 6b zeigt die Seitenansicht der Spitze 144, nachdem ein Schweißer die Schweißvorrichtung 100 verwendet hat. Wie in 6b gezeigt, erstreckt sich der Schweißdraht 136 vom Ende der Spitze 144, wodurch der Schweißer mit einem Ende des Schweißdrahtes 136 in Berührung kommen könnte. Indem man das automatische Drahtrückzugsprogramm über die Benutzerschnittstelle 126 aktiviert, ist die Schweißvorrichtung 100 dafür konfiguriert, das Ende des Schweißdrahtes 136 automatisch in das Ende der Spitze 144 zurückzuziehen, wenn ein Schweißer das Schweißen für eine spezifizierte Zeitdauer unterbricht, wie in 6c veranschaulicht ist. In einer weiteren Ausführungsform (nicht gezeigt) kann die Spitze gemäß den vorherigen Besprechungen länger oder kürzer sein, wie in den 6a–6c veranschaulicht ist.
-
7 ist ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform eines automatischen Drahtrückzugsverfahrens 700 für die Schweißvorrichtung 100 veranschaulicht. Wie in 7 gezeigt, ist die Schweißvorrichtung dafür konfiguriert, bei 702 hochzufahren. Bei 704 bestimmt ein Computer mit einem automatischen Drahtrückzugsprogramm, ob ein Nutzer versucht, über die Benutzerschnittstelle oder den Computer auf das Setup-Menü zuzugreifen. Falls der Nutzer versucht, bei 704 auf das Setup-Menü zuzugreifen, bestimmt der Computer optional bei 706, ob das Setup-Menü gesperrt ist. Falls das Setup-Menü bei optional 706 gesperrt ist, bestimmt der Computer bei 708, ob der Nutzer das richtige Passwort eingibt. Falls das Setup-Menü gesperrt ist und der Nutzer nicht das richtige Passwort eingibt, blockiert der Computer den Zugriff auf die Setup-Parameter und führt den Nutzer bei 710 zu einer vorherigen Benutzerschnittstellenoption zurück. Falls das Setup-Menü gesperrt ist und der Nutzer das richtige Passwort eingibt, so gestattet der Computer dem Nutzer bei 712 den Zugriff auf die Setup-Parameter, um das automatische Drahtrückzugsprogramm zu aktivieren oder zu deaktivieren. Nachdem der Nutzer das automatische Drahtrückzugsprogramm und alle zugehörigen Parameter aktiviert oder deaktiviert hat, führt der Computer den Nutzer bei 714 zu einer vorherigen Benutzerschnittstellenoption zurück. Zum Beispiel kann der Nutzer mindestens einen der folgenden Parameter justieren: eine Rückzugsverzögerungszeit, eine Rückzugszeit, eine Rückzugsdistanz und Näherungssensor-Parameter.
-
Falls der Nutzer nicht versucht, bei 704 auf das Setup-Menü zuzugreifen, bestimmt der Computer bei 716, ob der Schweißbrennerauslöser aktiviert wird. Falls der Schweißbrennerauslöser nicht aktiviert wird und die Schweißvorrichtung Strom hat, so wartet der Computer bei 718, bis der Schweißbrennerauslöser aktiviert wird oder der Nutzer versucht, auf das Setup-Menü zuzugreifen. Falls der Schweißbrennerauslöser bei 716 aktiviert wird, startet die Drahtzufuhrvorrichtung bei 720, und die Schweißstromquelle liefert Strom. Bei 722 bestimmt der Computer, ob der Schweißbrennerauslöser deaktiviert wird. Falls der Schweißbrennerauslöser nicht deaktiviert wird, überwacht der Computer den Schweißbrennerauslöser bei 724. Wenn der Schweißbrennerauslöser bei 722 deaktiviert wird, bestimmt der Computer, ob der Schweißlichtbogen bei 726 erlischt. Falls der Schweißlichtbogen bei 726 nicht erlischt, überwacht der Computer den Schweißlichtbogen bei 728.
-
Wenn der Schweißlichtbogen bei 726 erlischt, verfolgt der Computer bei 730 eine Wartezeitverzögerung und bestimmt, ob die Wartezeitverzögerung größer als eine Rückzugsverzögerungszeit ist, die in der Benutzerschnittstelle eingestellt wurde. Zum Beispiel kann die Rückzugsverzögerungszeit jede beliebige Zeit größer als null sein. Falls die Wartezeitverzögerung geringer ist als die Rückzugsverzögerungszeit, die in der Benutzerschnittstelle eingestellt wurde, setzt der Computer die Überwachung der Wartezeitverzögerung fort. Falls die Wartezeitverzögerung mindestens gleich der Rückzugsverzögerungszeit ist, die in der Benutzerschnittstelle eingestellt wurde, überprüft der Computer bei 732, ob der Schweißbrennerauslöser aktiviert wird. Falls der Schweißbrennerauslöser bei 732 aktiviert wird, startet die Drahtzufuhrvorrichtung bei 720, und die Schweißstromquelle liefert Strom. Falls der Schweißbrennerauslöser bei 732 nicht aktiviert wird und die Wartezeitverzögerung mindestens gleich der Rückzugsverzögerungszeit ist, die in der Benutzerschnittstelle eingestellt wurde, zieht das automatische Drahtrückzugsprogramm den Schweißdraht bei 734 auf der Grundlage der Benutzerschnittstellenparameter zurück. Zum Beispiel kann der Schweißdraht sich für eine Zeitdauer oder um eine bestimmte Distanz zurückziehen. Bei 736 bestimmt der Computer, ob der Schweißbrennerauslöser aktiviert wird. Falls der Schweißbrennerauslöser bei 736 aktiviert wird, startet die Drahtzufuhrvorrichtung bei 720, und die Schweißstromquelle liefert Strom. Falls der Schweißbrennerauslöser bei 736 nicht aktiviert wird, kehrt der Computer bei 738 zum Anfang des Verfahrens bei 704 zurück. Es ist wichtig anzumerken, dass es möglich ist, den Auslöser während der Rückzugsverzögerungszeit zu aktivieren, was den Schweißvorgang neu starten würde, so als wenn der Schweißbrennerauslöser bei 732 benutzt wird. Es ist nicht notwendig, den gesamten Rückzugsverzögerungszeitraum zu warten, bevor das Schweißen neu gestartet wird.
-
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens überwacht der Computer den Getriebeantriebsmotor an der Drahtzufuhrvorrichtung auf zu hohen Strom oder zu hohes Drehmoment, wobei der zu hohe Strom oder das zu hohe Drehmoment ein Problem mit dem automatischen Drahtrückzugsverfahren anzeigen kann. In jedem Fall sollte klar sein, dass die Schweißvorrichtung 100, die mit dem automatischen Drahtrückzugsverfahren 700 arbeitet, so konfiguriert sein kann, dass sich der Schweißdraht mindestens in das Ende 140a der Düse 140 oder der Spitze 144 zurückzieht, wenn ein Schweißer das Schweißen für eine spezifizierte Zeitdauer unterbricht.
-
In einer weiteren Ausführungsform (nicht gezeigt) eines automatischen Drahtrückzugsverfahrens 700 für die Schweißvorrichtung 100 enthält das Verfahren 700 mindestens einen der folgenden Verfahrensschritte. Falls ein Schweißbrennerauslöser aktiviert wird, so startet eine Drahtzufuhrvorrichtung, und eine Schweißstromquelle liefert Strom. Ein Computer ist dafür konfiguriert festzustellen, ob der Schweißbrennerauslöser deaktiviert wird. Falls der Schweißbrennerauslöser nicht deaktiviert wird, überwacht der Computer den Schweißbrennerauslöser. Alternativ bestimmt der Computer, wenn der Schweißbrennerauslöser deaktiviert wird, ob ein Schweißlichtbogen erlischt. Falls der Schweißlichtbogen nicht erlischt, überwacht der Computer der Schweißlichtbogen. Sobald der Schweißlichtbogen erlischt, ist der Computer dafür konfiguriert, eine Wartezeitverzögerung zu verfolgen und festzustellen, ob die Wartezeitverzögerung größer als eine Rückzugsverzögerungszeit ist, die in der Benutzerschnittstelle eingestellt wurde. Falls die Wartezeitverzögerung geringer als die Rückzugsverzögerungszeit ist, die in der Benutzerschnittstelle eingestellt wurde, setzt der Computer das Zählen der Wartezeitverzögerung fort. Falls die Wartezeitverzögerung mindestens gleich der Rückzugsverzögerungszeit ist, die in der Benutzerschnittstelle eingestellt wurde, überprüft der Computer, ob der Schweißbrennerauslöser aktiviert wird. Falls der Schweißbrennerauslöser aktiviert wird, startet die Drahtzufuhrvorrichtung, und die Schweißstromquelle liefert Strom. Falls der Schweißbrennerauslöser nicht aktiviert wird und die Wartezeitverzögerung mindestens gleich der Rückzugsverzögerungszeit ist, die in der Benutzerschnittstelle eingestellt wurde, zieht das automatische Drahtrückzugsprogramm den Schweißdraht zurück. Ähnliche Anmerkungen gelten im Hinblick auf die Fähigkeit zum Neustarten des Schweißprozesses während des Rückzugsverzögerungszeitraums.
-
8 ist ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform eines automatischen Drahtrückzugsverfahrens für eine Nachrüstung oder Modifizierung einer Schweißvorrichtung veranschaulicht. Wie in 8 gezeigt, wird bei 802 eine Schweißvorrichtung positioniert, die kein automatisches Drahtrückzugsprogramm besitzt. Bei 804 wird eine Schweißvorrichtung, die einmal hergestellt oder verkauft wurde, mit einem automatischen Drahtrückzugsprogramm nachgerüstet oder modifiziert. Zum Beispiel wird mindestens eines von Folgendem zu der Schweißvorrichtung hinzugefügt oder in der Schweißvorrichtung modifiziert: ein Softwareprogramm, Hardware, ein Relais, eine gedruckte Leiterplatte, ein Kabelbaum, eine Benutzerschnittstelle und dergleichen.
-
Ein Computer oder eine Benutzerschnittstelle 126, die einen Computer mit einem automatischen Drahtrückzugsprogramm enthalten kann, veranschaulicht eine mögliche Hardware-Konfiguration zum Unterstützen der im vorliegenden Text beschriebenen Systeme und Verfahren, einschließlich der Verfahren 700 und 800 oben. Um zusätzlichen Kontext für verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung bereitzustellen, soll die folgende Besprechung eine kurze, allgemeine Beschreibung einer geeigneten Computerumgebung darstellen, in der die verschiedenen Aspekte der vorliegenden Erfindung implementiert werden können. Dem Fachmann ist klar, dass die Erfindung auch in Kombination mit anderen Programmmodulen und/oder als eine Kombination von Hardware und Software implementiert werden kann. Allgemein enthalten Programmmodule Routinen, Programme, Komponenten, Datenstrukturen usw., die bestimmte Aufgaben ausführen oder bestimmte abstrakte Datentypen implementieren.
-
Darüber hinaus leuchtet dem Fachmann ein, dass die erfindungsgemäßen Verfahren auch mit anderen Computersystemkonfigurationen praktiziert werden können, einschließlich Einzelprozessor- oder Mehrprozessorcomputersystemen, Minicomputern, Großrechnern sowie Personalcomputern, handgehaltenen Computergeräten, Mikroprozessor-basierter oder programmierbarer Konsumelektronik und dergleichen, die jeweils mit einem oder mehreren zugehörigen Geräten gekoppelt sein können. Die veranschaulichten Aspekte der Erfindung können auch in dezentralen Computerumgebungen praktiziert werden, wo bestimmte Aufgaben durch räumlich abgesetzte Verarbeitungsgeräte ausgeführt werden, die über ein Kommunikationsnetzwerk miteinander verlinkt sind. In einer dezentralen Computerumgebung können Programmmodule sowohl in lokalen als auch in räumlich abgesetzten Speichervorrichtungen angeordnet sein.
-
Die Benutzerschnittstelle 126, die mit dem automatischen Drahtrückzugsprogramm verknüpft ist, kann eine beispielhafte Umgebung zum Implementieren verschiedener Aspekte der Erfindung nutzen, einschließlich eines Computers, wobei der Computer eine Verarbeitungseinheit, einen Systemspeicher und einen Systembus enthält. Der Systembus koppelt Systemkomponenten, einschließlich beispielsweise des Systemspeichers, mit der Verarbeitungseinheit. Die Verarbeitungseinheit kann ein beliebiger von verschiedenen handelsüblichen Prozessoren sein. Duale Mikroprozessoren und andere Mehrprozessorarchitekturen können ebenfalls als die Verarbeitungseinheit verwendet werden.
-
Der Systembus kann eine beliebige von verschiedenen Arten einer Busstruktur sein, einschließlich eines Speicherbusses oder Speichercontrollers, eines peripheren Busses und eines lokalen Busses, die eine Vielzahl verschiedener marktüblicher Busarchitekturen verwenden. Der Systemspeicher kann Nurlesespeicher (ROM) und Direktzugriffsspeicher (RAM) enthalten. Ein Basic Input/Output System (BIOS), das die grundlegenden Routinen enthält, die helfen, Informationen zwischen Elementen innerhalb des Computers zu übertragen, wie zum Beispiel während des Hochfahrens, werden im ROM gespeichert.
-
Der Computer oder die Benutzerschnittstelle 126, die einen Computer mit einem automatischen Drahtrückzugsprogramm enthalten kann, kann des Weiteren ein Festplattenlaufwerk, ein Magnetdisklaufwerk, zum Beispiel zum Lesen oder Beschreiben einer Wechseldisk, und ein Optisches-Disk-Laufwerk, zum Beispiel zum Lesen einer CD-ROM-Disk oder zum Lesen oder Beschreiben anderer optischer Medien, enthalten. Der Computer oder die Benutzerschnittstelle 126, die einen Computer mit einem automatischen Drahtrückzugsprogramm enthalten kann, kann mindestens eine Form computerlesbarer Medien enthalten. Computerlesbare Medien können beliebige verfügbare Medien sein, auf die durch den Computer zugegriffen werden kann. Als nichteinschränkende Beispiele können computerlesbare Medien Computerspeichermedien und Kommunikationsmedien umfassen. Computerspeichermedien enthalten flüchtige und nicht-flüchtige, Wechsel- oder Nichtwechsel-Medien, die in beliebigen Verfahren oder Technologien implementiert sind, zum Speichern von Informationen, wie zum Beispiel computerlesbaren Instruktionen, Datenstrukturen, Programmmodulen oder anderen Daten. Zu Computerspeichermedien gehören beispielsweise RAM, ROM, EEPROM, Flash-Speicher oder andere Speichertechnologien, CD-ROM, Digital Versatile Disks (DVD) oder andere magnetische Speichervorrichtungen oder sonstige Medien, die dafür verwendet werden können, die gewünschten Informationen zu speichern und auf die durch die Benutzerschnittstelle 126 zugegriffen werden kann.
-
Kommunikationsmedien verkörpern in der Regel computerlesbare Instruktionen, Datenstrukturen, Programmmodule oder andere Daten in einem modulierten Datensignal, wie zum Beispiel einer Trägerwelle oder anderen Transportmechanismen, und beinhalten jegliche Informationsübermittlungsmedien. Der Begriff „moduliertes Datensignal” meint ein Signal, bei dem eine oder mehrere seiner Eigenschaften in einer solchen Weise eingestellt oder geändert werden, dass Informationen in dem Signal codiert werden. Als nicht-einschränkende Beispiele beinhalten Kommunikationsmedien verdrahtete Medien, wie zum Beispiel ein verdrahtetes Netzwerk oder eine direktverdrahtete Verbindung, und Drahtlos-Medien, wie zum Beispiel akustische, HF-, Infrarot- und andere Drahtlos-Medien. Kombinationen von beliebigen der oben erwähnten Technologien fallen ebenfalls in den Geltungsbereich computerlesbarer Medien.
-
Eine Anzahl von Programmmodulen kann in den Laufwerken und im RAM gespeichert werden, wie zum Beispiel ein Betriebssystem, ein oder mehrere Anwendungsprogramme, weitere Programmmodule und Programmdaten. Das Betriebssystem in dem Computer oder der Benutzerschnittstelle 126 kann ein beliebiges aus einer Anzahl marktüblicher Betriebssysteme sein.
-
Außerdem kann ein Benutzer Befehle und Informationen in den Computer über eine Tastatur und ein Zeigegerät, wie zum Beispiel eine Maus, eingeben. Zu weiteren Eingabegeräten können gehören: ein Mikrofon, eine IR-Fernbedienung, ein Trackball, ein Stift-Eingabegerät, ein Joystick, ein Spiele-Pad, ein Digitalisiertablett, eine Satellitenschüssel, ein Scanner oder dergleichen. Diese und weitere Eingabegeräte sind oft mit der Verarbeitungseinheit über eine serielle-Port-Schnittstelle verbunden, die mit dem Systembus gekoppelt ist, können aber auch durch andere Schnittstellen verbunden sein, wie zum Beispiel einen Parallelport, einen Spieleport, einen Universal Serial Bus („USB”), eine IR-Schnittstelle und/oder verschiedene Drahtlos-Technologien. Ein Monitor oder eine andere Art von Anzeigevorrichtung kann ebenfalls mit dem Systembus über eine Schnittstelle, wie zum Beispiel einen Videoadapter, verbunden sein. Ein visueller Ausgang kann ebenfalls durch ein Fernanzeigenetzwerkprotokoll erreicht werden, wie zum Beispiel das Remote Desktop-Protokoll, VNC, X-Window System usw. Zusätzlich zum visuellen Ausgang enthält ein Computer in der Regel noch weitere periphere Ausgabegeräte, wie zum Beispiel Lautsprecher, Drucker usw.
-
Ein Display kann mit der Benutzerschnittstelle 126 verwendet werden, um Daten darzustellen, die elektronisch von der Verarbeitungseinheit empfangen werden. Zum Beispiel kann das Display ein LCD-Monitor, ein Plasma-Monitor, ein Kathodenstrahlröhren-Monitor usw. sein, der Daten elektronisch darstellt. Alternativ oder zusätzlich kann das Display empfangene Daten in einem Papierformat darstellen, wie zum Beispiel mit einem Drucker, Faxgerät, Plotter usw. Das Display kann Daten in jeder Farbe darstellen und kann Daten von der Benutzerschnittstelle 126 über ein beliebiges Drahtlos- oder Festverdrahtungsprotokoll und/oder einen beliebigen Drahtlos- oder Festverdrahtungsstandard empfangen.
-
Der Computer kann in einer vernetzten Umgebung unter Verwendung logischer und/oder physischer Verbindungen mit einem oder mehreren räumlich abgesetzten Computern, wie zum Beispiel einem oder mehreren räumlich abgesetzten Computern, arbeiten. Der oder die räumlich abgesetzten Computer können eine Workstation, ein Server-Computer, ein Router, ein Personalcomputer, ein Mikroprozessor-basiertes Unterhaltungsgerät, ein Peer-Gerät oder ein sonstiger üblicher Netzknoten sein und enthalten in der Regel viele oder alle Elemente, die mit Bezug auf den Computer beschrieben sind. Die gezeigten logischen Verbindungen beinhalten ein Nahbereichsnetz (LAN) und ein Fernbereichsnetz (WAN). Solche Vernetzungsumgebungen finden sich häufig in Büros, unternehmensweiten Computernetzen, Intranets und im Internet.
-
Bei Verwendung in einer LAN-Vernetzungsumgebung ist der Computer mit dem lokalen Netzwerk durch eine Netzwerkschnittstelle oder einen Adapter verbunden. Bei Verwendung in einer WAN-Vernetzungsumgebung enthält der Computer in der Regel ein Modem oder ist mit einem Kommunikationsserver in dem LAN verbunden oder hat andere Mittel zum Herstellen einer Kommunikation über das WAN, wie zum Beispiel das Internet. In einer vernetzten Umgebung können Programmmodule, die mit Bezug auf den Computer oder Teile davon gezeigt sind, in der räumlich abgesetzten Speichervorrichtung gespeichert werden. Es versteht sich, dass die im vorliegenden Text beschriebenen Netzwerkverbindungen beispielhaft sind und dass auch andere Mittel zum Herstellen eines Kommunikationslinks zwischen den Computern verwendet werden können.
-
Wie oben besprochen, wird die Rückzugszeit oder -distanz auf der Grundlage von Nutzereingaben festgelegt, die in der Regel über die Benutzerschnittstelle 126 in das Rückzugs-Softwareprogramm eingegeben werden. Obgleich dies einen Fortschritt gegenüber dem Stand der Technik darstellt, bietet jedoch eine dynamische Rückzugszeit (oder dynamische Rückzugsdistanz) auf der Grundlage von Drahtgröße und/oder Drahtgeschwindigkeit und/oder durchschnittlichem Strom eine überlegene Lösung. Wie bei der vorherigen Lösung erfordert die Rückzugszeit und/oder -distanz nicht, dass die Schweißdrahtspitze vollständig zurückgezogen wird, sondern nur, sie mindestens um eine gewisse Distanz von ihrer vollständig herausgeschobenen Distanz zurückzuziehen, sobald ein Schweißvorgang beendet wird.
-
Wie in 10 veranschaulicht, passen sich feste Rückzugszeiten und/oder feste Rückzugsdistanzen nicht an sich verändernde Kontaktspitzenarbeitsabstände an. Die dynamische Lösung, die mindestens eines von Folgendem berücksichtigt, und zwar: Lichtbogenstrom, Drahtgröße, Drahtgeschwindigkeit, Rückzündungszeit und/oder Prozessspitze, um die Menge an Draht zu bestimmen, die von der Öffnung des Schweißbrenners hervorsteht (oder Kombinationen mindestens der oben genannten Parameter), bietet Vorteile, die mit einer statischen Lösung nicht erreicht werden können. Ungeachtet der freien Drahtlänge (ESO) zieht sich der Draht, wenn der Schweißvorgang stoppt, bevorzugt zu dem Punkt zurück, wo er sich entweder nahe der Schweißbrennerspitze oder zwischen der Spitze und der Düse befindet. Wenn sich der Draht zu weit zurückzieht, so kann die nächste Schweißnaht verzögert werden, bis ein korrekter Kontaktspitzenarbeitsabstand erreicht ist. Wenn sich der Draht nicht weit genug zurückzieht, so ragt der Draht aus der Brennerbaugruppe um eine Distanz hervor, bei der nicht alle Sicherheitsaspekte dieser Erfindung realisiert werden können. 10 veranschaulicht des Weiteren die Interaktivität zwischen dem Schweißstrom und dem Kontaktspitzenarbeitsabstand für einen bestimmten Durchmesser des Schweißdrahtes bei verschiedenen Drahtzufuhrraten. Diese Beziehung kann für jede beliebige Kombination von Variablen definiert werden, wobei die Auswirkungen der Unterschiede bei den Schweißmaterialien berücksichtigt werden. Für den Rückzugsbetrag kann entweder eine mathematische Gleichung auf der Grundlage der durch 10 dargestellten Kurven oder eine Interpolation von Datentabellenwerten oder Kombinationen davon verwendet werden.
-
Wir bleiben bei 10 als einem veranschaulichenden, nicht-einschränkenden Beispiel. Ein Nutzer, der mit einem durchschnittlichen Schweißstrom von 200 A schweißt und eine Schweißdrahtzufuhrrate von 300 Inch/min verwendet, würde die Software veranlassen, automatisch zu bestimmen, dass der Kontaktspitzenarbeitsabstand durchschnittlich ungefähr 1,125'' betragen würde, wobei die Anwendung korrekter Schweißverfahren angenommen wird. Darum wäre eine Rückzugsdistanz zwischen ungefähr 1 und 1,125 Inch angemessen, wobei eine freie Elektrodenlänge von ungefähr 0,125 Inch nicht ausreichen würde, um die Arbeitskleidung eines Schweißers nach Vollendung eines Schweißvorgangs und bei anschließendem Kontakt mit einer Schweißspitze zu durchdringen.
-
Obgleich die Erfindung mit Bezug auf konkrete Ausführungsformen beschrieben wurde, ist dem Fachmann klar, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und dass Äquivalente an ihre Stelle treten können, ohne vom Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen. Außerdem können viele Modifizierungen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne ihren Geltungsbereich zu verlassen. Es ist darum beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die konkret offenbarten Ausführungsformen zu beschränken ist, sondern dass die Erfindung alle Ausführungsformen enthält, die in den Geltungsbereich der beiliegenden Ansprüche fallen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 100
- Schweißvorrichtung
- 102
- Stromquelle
- 104
- Drahtzufuhrvorrichtung
- 106
- Gaszufuhr
- 108
- Stromkabel
- 110
- Steuerkabel
- 112
- Klemme
- 114
- Stromkabel
- 116
- Gasleitung
- 118
- Regler
- 120
- Gehäuse
- 122
- Getriebe
- 124
- Spulenbaugruppe
- 126
- Benutzerschnittstelle
- 128
- Schlauch
- 130
- Schweißbrenner
- 132
- Schweißbrennerhandgriff
- 134
- Auslöser
- 136
- Schweißdraht
- 138
- Hals
- 140
- Düse
- 140
- Ende
- 142
- Absatz
- 144
- Spitze
- 146
- Gasdurchgang
- 148
- Sensor
- 700
- Verfahren
- 702
- Schritt
- 704
- Schritt
- 706
- Schritt
- 708
- Schritt
- 710
- Schritt
- 712
- Schritt
- 714
- Schritt
- 716
- Schritt
- 718
- Schritt
- 720
- Schritt
- 722
- Schritt
- 724
- Schritt
- 726
- Schritt
- 728
- Schritt
- 730
- Schritt
- 732
- Schritt
- 734
- Schritt
- 736
- Schritt
- 738
- Schritt
- 800
- Verfahren
- 802
- Schritt
- 804
- Schritt
