DE112015001091T5

DE112015001091T5 - System und Verfahren für eine integrierte Steuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112015001091T5
Application number: DE112015001091.2T
Authority: DE
Inventors: Jackie Laverne Winn; Mark Osowski
Original assignee: Lincoln Global Inc
Current assignee: Lincoln Global Inc
Priority date: 2014-03-05
Filing date: 2015-03-05
Publication date: 2016-12-29
Also published as: US20150251267A1; CN106102977A; US9446472B2; WO2015132650A1; JP2017516659A; JP6352439B2

Abstract

Die hier beschriebene Erfindung betrifft im Allgemeinen ein System (100, 400, 700, 900, 1000) und Verfahren (600, 800), das sich auf ein Integrieren eine von Schneide- oder Markierungsbearbeitungsparametern und Bewegungsparametern bezieht. Die Bearbeitung ist zumindest eine von einer Plasmabearbeitung, einer Laserbearbeitung, einer Wasserstrahlbearbeitung oder einer Fräsbearbeitung. Eine Steuerungsvorrichtung (402) ist bereitgestellt, die sowohl eine prozessbezogene Steuerung als auch bewegungsbezogene Steuerungen regelt, anstatt separate Steuervorrichtungen mit entsprechender Konnektivität zu haben. Die Steuerungsvorrichtung (402) stellt eine integrierte prozessbezogene Steuerung und bewegungsbezogene Steuerung bereit, die eine Schneide- oder Markierungsbearbeitung mit verbesserter Dynamik direkt steuert, während Konnektivität und Datenkommunikationen verringert sind.

Description

Diese Anmeldung beansprucht den Prioritätsvorteil der vorläufigen US Anmeldung, Seriennnr. 61/948,332 , eingereicht am 5. März 2014 mit dem Titel ”SYSTEM AND METHOD FOR INTEGRATED CONTROLLER”. Die obengenannte Anmeldung wird hiermit zur Gänze zum Zwecke der Bezugnahme zitiert.
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein System zum Schneiden oder Herstellen eines Werkstücks nach Anspruch 1, ein System, das eine Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung an einem Werkstück nach Anspruch 12 durchführt und ein System, das eine Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung an einem Werkstück nach Anspruch 16 durchführt. Im Allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung ein System, das ein Werkstück schneidet oder markiert. Vor allem betrifft die vorliegende Erfindung eine integrierte Steuerarchitektur zur Bewegungssteuerung und Prozesssteuerung.
Technischer Hintergrund
Systeme können zum Schneiden oder Markieren eines Werkstücks verwendet werden, das eine Dicke aufweist und aus einer Art von Material wie unter anderen Stahl, Metall, Aluminium besteht. Im Allgemeinen ist ein Schneidebetrieb ein vollständiges Durchtrennen des Werkstücks und ein Markierungsbetrieb ist ein Markieren einer Oberfläche des Werkstücks. Solche Systeme können unter anderen Laserschneidesysteme, Wasserstrahlschneidesysteme, automatisierte Schneidesystem, Plasmaschneidesysteme enthalten.
Laserschneidesysteme verwenden einen Laser zum Schneiden von Materialien. Ein Laserschneidesystem lenkt einen Hochleistungslaser auf das zu schneidende oder zu markierende Werkstück. Das Werkstück kann entweder geschmolzen, verbrannt oder verdampft werden und wird durch einen Gasstrahl weggeblasen, wodurch eine Oberfläche hoher Qualität und mit sauberer Kante zurückbleibt. Beispielsweise können Laserschneidesysteme zum Schneiden oder Markieren von flachem Blechmaterial wie auch Konstruktions- und Rohrleitungsmaterialien verwendet werden.
Wasserstrahlschneidesysteme verwenden einen Hochdruckwasserstrahl oder ein Gemisch aus Wasser und einem Abrasivmittel zum Schneiden oder Markieren eines Werkstücks. Wasserstrahlschneidesysteme können Materialien wie Metall oder Granit (mit einem Gemisch aus Wasser und einem Abrasivmittel) und Kautschuk oder Holz (mit Wasser ohne Abrasivmittel) schneiden oder markieren.
Plasmaschneidewerkzeuge, die zum Schneiden oder andersartigen Bearbeiten eines Werkstücks verwendet werden, umfassen typischerweise eine Gasdüse mit einer Elektrode darin. Im Allgemeinen lenken Plasmawerkzeuge ein Gas durch eine Düse zum Werkstück, wobei etwas oder alles von dem Gas in einem Plasmalichtbogen zwischen der Elektrode und dem Werkstück ionisiert. Der Lichtbogen wird zum Schneiden, Markieren oder andersartigen Bearbeiten des Werkstücks verwendet.
In den meisten Werkzeugen wird zuerst ein Pilotlichtbogen zwischen der Elektrode und der Düse errichtet. Dann wird der Pilotlichtbogen von der Düse zum Werkstück zum Schneiden und/oder für andere Bearbeitungen übertragen. Zum Beispiel verwenden einige Werkzeuge einen auf Kontakt beruhenden Start, wobei die Elektrode und Düse anfänglich miteinander in Kontakt sind. Während Strom durch die Elektrode und Düse strömt, werden die Elektrode und Düse auseinander bewegt, um einen Spalt zu bilden. Ein Funke über den Spalt initiiert den Pilotlichtbogen in einem erfolgreichen Startbetrieb. Während andere Hochspannung (entweder Hochfrequenz-AC oder einen DC-Puls) zum Überwinden des Spalts verwenden, wobei die Elektrode und Düse in Bezug zueinander fixiert sind.
Schneide- und/oder Markierungssysteme sind automatisiert oder halbautomatisiert und es besteht ein Bedarf an einer verbesserten Technik zur Verbesserung von Zykluszeiten, Qualität (Oberflächenbehandlung an der Schnittfläche und Fase) und Exaktheit der Schneide- oder Markierungsbearbeitung.
Beschreibung der Erfindung
Zur Verbesserung der Zykluszeiten, Qualität (Oberflächenbehandlung an der Schnittfläche und Fase) und Exaktheit der Schneide- oder Markierungsbearbeitung ist ein System zum Schneiden oder Markieren eines Werkstücks nach Anspruch 1 beschrieben und ein System, das eine Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung an einem Werkstück nach Anspruch 12 ausführt, und ein System, das eine Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung an einem Werkstück nach Anspruch 16 ausführt. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der untergeordneten Ansprüche. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält ein System zum Schneiden oder Markieren eines Werkstücks ein Werkstück, eine Gantry, einen Tisch, der das Werkstück trägt, eine Stromversorgung und ein Gerät, das eine Bearbeitung durchführt, wobei die Bearbeitung zumindest eines von einem Schneiden des Werkstücks oder einem Markieren des Werkstücks ist. Das System kann ferner eine Eingabekomponente enthalten, die zum Empfangen einer Benutzereingabe in Verbindung mit einem Parameter zum Ausführen der Bearbeitung konfiguriert ist. Das System enthält ferner eine Steuerungsvorrichtung, die zum Bereitstellen von Folgendem konfiguriert ist: einer Höhensteuerung für das Gerät, die eine Bewegung zum Werkstück oder vom Werkstück weg regelt; eine Verbrauchsmaterialsteuerung für die Bearbeitung; eine Stromsteuerung bei der Stromversorgung für die Bearbeitung; eine Bewegungssteuerung für das Gerät, die eine Bewegung um das Werkstück regelt; und eine Prozesssteuerung für die Bearbeitung.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein System zum Schneiden oder Markieren eines Werkstücks bereitgestellt, das zumindest folgendes enthält: ein Werkstück; eine Gantry; einen Brenner; einen Tisch, der das Werkstück trägt; eine Eingabekomponente, die zum Empfangen einer Benutzereingabe in Verbindung mit einem Parameter zum Ausführen der Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung konfiguriert ist, wobei der Parameter zumindest eines von einem gewünschten Formprofil für das Werkstück, einer Dicke des Werkstücks, einer Materialart des Werkstücks oder einer Schneidegeschwindigkeit ist; ein Gehäuse, das eine Steuerungsvorrichtung enthält; die Steuerungsvorrichtung generiert einen ersten Satz maschinenlesbarer Anweisungen, die eine x-Achsenbewegung des Brenners mit einer Positionskomponente steuern; die Steuerungsvorrichtung generiert einen zweiten Satz maschinenlesbarer Anweisungen, die eine y-Achsenbewegung des Brenners mit der Positionskomponente steuern; die Steuerungsvorrichtung generiert einen dritten Satz maschinenlesbarer Anweisungen, die eine z-Achsenbewegung des Brenners mit der Positionskomponente steuern; die Steuerungsvorrichtung generiert einen vierten Satz maschinenlesbarer Anweisungen, die einen Gasstrom aus einer Gasversorgung der Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung steuern, wobei die Gassteuerung ein Regeln einer oder mehrerer Gasventilgruppe(n) zum Lenken einer Verteilungsabfolge des Schutzgases und des Plasmagases und Entlüften des Plasmagases enthält; und die Steuerungsvorrichtung kommuniziert zumindest einen von dem ersten Satz maschinenlesbarer Anweisungen, dem zweiten Satz maschinenlesbarer Anweisungen, dem dritten Satz maschinenlesbarer Anweisungen oder dem vierten Satz maschinenlesbarer Anweisungen zum Ausführen der Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung mit dem Brenner anhand des Parameters.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält ein System, das eine Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung an einem Werkstück durchführt, ein Werkstück, eine Gantry, einen Brenner, einen Tisch, der das Werkstück trägt, Mittel zum Empfangen einer Benutzereingabe in Verbindung mit einem Parameter zum Ausführen der Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung, wobei der Parameter zumindest eines von einem gewünschten Formprofil für das Werkstück, einer Dicke des Werkstücks, einer Materialart des Werkstücks oder einer Schneidegeschwindigkeit ist, und ein Gehäuse, das eine Steuerungsvorrichtung enthält. Die Steuerungsvorrichtung kann einen ersten Satz maschinenlesbarer Anweisungen, die eine x-Achsenbewegung des Brenners mit einer Positionskomponente steuern, einen zweiten Satz maschinenlesbarer Anweisungen, die eine y-Achsenbewegung des Brenners mit der Positionskomponente steuern, einen dritten Satz maschinenlesbarer Anweisungen, die eine z-Achsenbewegung des Brenners mit der Positionskomponente steuern, und einen vierten Satz maschinenlesbarer Anweisungen, die einen Gasstrom aus einer Gasversorgung der Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung steuern, generieren, wobei die Gassteuerung ein Lenken einer oder mehrerer Gasventilgruppe(n) zum Regeln einer Verteilungsabfolge des Schutzgases und des Plasmagases und Entlüften des Plasmagases enthält. Das System kann ferner Mittel zum Kommunizieren zumindest eines von dem ersten Satz maschinenlesbarer Anweisungen, dem zweiten Satz maschinenlesbarer Anweisungen, dem dritten Satz maschinenlesbarer Anweisungen oder dem vierten Satz maschinenlesbarer Anweisungen zum Ausführen einer Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung mit dem Brenner anhand des Parameters enthalten.
Diese und andere Aufgaben dieser Erfindung werden bei Betrachtung der Zeichnungen, ausführlichen Beschreibung und beiliegenden Ansprüche offensichtlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung kann eine physische Form in gewissen Teilen und Anordnungen von Teilen annehmen, deren bevorzugte Ausführungsform ausführlich in der Beschreibung beschrieben und in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, die einen Teil derselben darstellen, und wobei:
1 eine perspektivische Ansicht eines Schneidesystems zeigt;
2 eine perspektivische Ansicht einer Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung zeigt, die durch eine computerunterstützte numerische Schneidesystemsteuerung ausgeführt wird;
3 eine perspektivische Ansicht eines Scheide- oder Markierungstisches zeigt, der mit einer, in 1 dargestellten computerunterstützten numerischen Schneidesystemsteuerung verwendet werden kann;
4 ein Schneidesystem mit integrierter Steuerungsvorrichtung zeigt, die durch die Erfindung verkörpert ist;
5 eine integrierte Steuerungsvorrichtung für ein Schneide- oder Markierungssystem zeigt;
6 ein Ablaufschema zur Verwendung einer integrierten Steuerungsvorrichtung zur Ausführung der Schneide- oder Markierungsbearbeitung ist;
7 eine schematische Darstellung ist, die Kommunikationen mit einem Schneidesystem herkömmlicher Form zeigt;
8 eine herkömmliche Schneidesystemarchitektur zeigt;
9 ein Schneidesystem gemäß der vorliegenden Innovation zeigt;
10 ein System zeigt, das maschinenlesbare Anweisungen von der Steuerungsvorrichtung generiert, um eine Schneidebearbeitung mit einem Schneidesystem auszuführen; und
11 ein Ablaufschema zum Generieren von maschinenlesbaren Anweisungen zum Ausführen einer Schneide- oder Markierungsbearbeitung ist.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich auf Verfahren und Systeme, die sich auf ein Integrieren von Schneide- oder Markierungsbearbeitungsparametern und Bewegungsparametern beziehen. Es ist eine Steuerungsvorrichtung bereitgestellt, die sowohl eine prozessbezogene Steuerung, Stromsteuerung als auch bewegungsbezogene Steuerungen regelt, anstatt über separate Steuervorrichtungen mit entsprechender Konnektivität zu verfügen. Herkömmliche Techniken verwenden serielle Kommunikationen zwischen prozessbezogenen Steuerungsvorrichtungen und bewegungsbezogenen Steuerungsvorrichtungen, die sich in Kommunikationsverzögerungen, Prozessverzögerungen und/oder erhöhten Zykluszeiten in der Herstellung eines gewünschten Werkstücks zeigen. Ferner verwenden herkömmliche Techniken eine Schweißgerätkomponente mit mehreren Steuervorrichtungen für jeden Aspekt (z. B. Bewegung in jede Richtung, Strom, Zündungssteuerung, Plasmasteuerung, Gassteuerung, usw.) des Schneide- oder Markierungsprozesses. Somit enthalten herkömmliche Techniken häufig komplexe Datenkommunikationen zwischen den mehreren Steuervorrichtungen, zur Durchführung eines Schneide- oder Markierungsprozesses und insbesondere eines Plasmaschneide- oder -markierungsprozesses. Eine integrierte Steuerungsvorrichtung ist zum Integrieren der prozessbezogenen Steuerung, Stromsteuerung und bewegungsbezogenen Steuerung bereitgestellt, um eine Schneide- oder Markierungsbearbeitung mit verbesserter Dynamik direkt zu steuern, während Konnektivität und Datenkommunikationen minimiert sind. Die hier beschriebene integrierte Steuerung stellt eine Verbesserung der Reaktionszeit in Bezug auf eine Rückkopplungssteuerung wie auch eine erhöhte Qualität für Schneide- oder Markierungsbearbeitungen bereit.
”Schnitt”, ”Schneiden”, ”Marke” oder ”Markieren”, wie hier verwendet, einschließlich sämtlicher anderen Formen dieser Wörter, beziehen sich auf ein vollständiges Durchtrennen eines Werkstücks oder eine oberflächliche Markierung eines Werkstücks, das, ohne aber darauf beschränkt zu sein, ein Plasmaschneide-, Plasmamarkierungs-, Laserschneide-, Lasermarkierungs-, Wasserstrahlschneide-, Wasserstrahlmarkierungs-, Routing-, Fräs-, Schleif- oder jedes andere Gerät enthalten kann, das ein Werkstück schneiden oder markieren kann. Ferner sind die hier besprochenen Steuersysteme und -methodologien gleichermaßen bei Systemen und Verfahren anwendbar, die sich auf Lichtbogenschweißen, Laserschweißen, Hartlöten, Weichlöten, Plasmaschneiden, Wasserstrahlschneiden, Laserschneiden und sämtliche andere Systeme oder Verfahren, die eine ähnliche Steuerungsmethodologie verwenden, beziehen, und können in diesen verwendet werden, ohne vom Wesen des Umfangs der oben besprochenen Erfindungen abzuweichen. Die vorliegenden Ausführungsformen und Diskussionen können leicht von Fachleuten auf dem Gebiet in eines dieser Systeme und eine der Methodologien eingegliedert werden.
Ein ”Verschnittteil”, wie hier verwendet, ist ein verbleibender unerwünschter Teil eines Werkstücks nach Ausführung einer Schneide- oder Markierungsbearbeitung. Insbesondere führt eine Schneidebearbeitung eine Abtrennung eines Teils des Werkstücks aus, die eine Verschnittkante und eine Verschnittkante im Vergleich zu dem gewünschten Werkstück erzeugt, das eine Verschnittkante und eine Nicht-Verschnittkante enthält.
Ein ”gewünschtes Werkstück”, wie hier verwendet ist ein verbleibender Teil eines Werkstücks nach Ausführung einer Schneide- oder Markierungsbearbeitung. Insbesondere führt eine Schneidebearbeitung eine Abtrennung eines Teils des Werkstücks aus, die eine Verschnittkante und eine Nicht-Verschnittkante erzeugt, wobei die Nicht-Verschnittkante eine Kante des gewünschten Werkstücks ist. In einer Ausführungsform kann ein gewünschtes Werkstück mit einer Anfangszeit und einer Endzeit während der Schneidebearbeitung geschnitten werden, wobei die Schneidebearbeitung zwischen der Anfangszeit und der Endzeit eine Schneidegeschwindigkeit und eine oder mehrere geometrische Koordinaten (z. B. x-Achse, y-Achse, und/oder z-Achse) enthält. Während der Schneidebearbeitung zur Erzeugung des gewünschten Werkstücks wird durch die Schneidebearbeitung an dem Werkstück eine Nicht-Verschnittkante erzeugt. Es folgt, dass während der Schneidebearbeitung auch eine Verschnittkante entsteht, sich aber auf einem Teil des Verschnitts befindet. Zu Beginn der Schneidebearbeitung wird eine Zuleitung verwendet. Am Ende der Schneidebearbeitung wird eine Ausleitung verwendet.
Eine ”Rückkopplung”, wie hier verwendet, besteht aus Daten (z. B. einem Signal, einem Teil von Daten, einem Datenpaket, einem analogen Signal, einem digitalen Signal und dergleichen), die für einen Zustand oder Parameter repräsentativ sind, der sich auf die Schneidebearbeitung oder eine Komponente bezieht, die zur Ausführung der Schneidebearbeitung oder bei der Ausführung der Schneidebearbeitung verwendet wird (z. B. eine Positionskomponente, eine Gassteuerung, eine Stromquelle, eine Lichtbogenstartkomponente, eine Kamera, eine Abbildungsvorrichtung, ein Bewegungssensor, ein Audiosensor, ein Lichtsensor, ein Spannungssensor, ein Stromsensor, ein Temperatursensor, ein Gasstromsensor, ein Drucksensor und dergleichen).
Eine ”Zuleitung”, wie hier verwendet, ist eine zusätzliche Distanz (und ein Zeitmaß), um dem Gerät eine Beschleunigung auf eine Schneidegeschwindigkeit vor Ausführung der Schneidebearbeitung an dem Werkstück zu ermöglichen, um das gewünschte Werkstück zu erreichen. Die Zuleitung erlaubt ferner eine Einleitung des Lichtbogens und ein Durchbohren der Platte von der verwendbaren Teilkante weg, so dass keine Verformung entsteht. In einer Ausführungsform wird die Zuleitung an einem Teil des Verschnitts vor einer Stelle ausgeführt, wo das gewünschte Werkstück beginnen soll.
Eine ”Ausleitung”, wie hier verwendet, ist eine zusätzliche Distanz (und ein Zeitmaß), um dem Gerät eine Verlangsamung von der Schneidegeschwindigkeit nach Ausführung der Schneidebearbeitung an dem Werkstück zu ermöglichen, um das gewünschte Werkstück zu erreichen. Die Ausleitung erlaubt ferner eine Beendigung des Lichtbogens von der verwendbaren Teilkante weg, so dass keine Verformung entsteht. In einer Ausführungsform wird die Ausleitung an einem Teil des Verschnitts nach einer Stelle ausgeführt, wo das gewünschte Werkstück enden soll.
Wie hier verwendet, ist ”x-Achse” als eine Achse definiert, die mit einer Längsachse eines Schneidetisches übereinstimmt, der ein Werkstück trägt. Wie hier verwendet, ist ”y-Achse” als eine Achse definiert, die mit einer seitlichen Achse eines Schneidetisches übereinstimmt, der ein Werkstück trägt. Wie hier verwendet, ist ”z-Achse” als eine Achse definiert, die mit einer Distanz (z. B. einer Höhe) eines Brenners zum Werkstück und/oder Schneidetisch übereinstimmt.
Der beste Modus zur Ausführung der Erfindung wird nun zur Veranschaulichung des besten Modus beschrieben, welcher der Antragstellering zum Zeitpunkt der Einreichung dieser Patentanmeldung bekannt ist. Die Beispiele und Figuren dienen nur der Veranschaulichung und sollen die Erfindung nicht einschränken, die durch den Umfang und das Wesen der Ansprüche festgelegt ist. Unter Bezugnahme nun auf die Zeichnungen, deren Darstellungen nur der Veranschaulichung und nicht der Einschränkung einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dienen, zeigen 1–3 Schneidesysteme, die mit automatisierten oder halbautomatisierten Systemen zum Schneiden oder Markieren eines Werkstücks verwendet werden. Es ist klar, dass die gegenständliche Innovation mit jedem Schneidesystem verwendet werden kann, das ein Werkstück durchtrennt oder eine Oberfläche des Werkstücks markiert. Ferner kann die gegenständliche Innovation mit jedem System verwendet werden, das einem Gerät unter Verwendung von geometrischen Koordinaten zur Bewegungssteuerung im 2D-(z. B. x und y-Achse) oder 3D-(x, y, und z-Achse)Raum eine Bewegung ermöglicht, wobei das Gerät die Schneidebearbeitung oder Markierungsbearbeitung ausführt. Der Begriff ”Schneidebearbeitung”, wie hier verwendet, kann als ein Durchtrennen eines Werkstücks oder Markieren einer Oberfläche des Werkstücks definiert sein.
1 zeigt ein Beispiel eines Schneidesystems 100, das eine Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung ausführt. Es ist klar, dass die gegenständliche Innovation mit jedem geeigneten Schneide- oder Markierungssystem verwendet werden kann, das ein Schneiden, ein Markieren, ein Routing und dergleichen ausführt, und Plasmaschneiden wird nur als Beispiel verwendet. Es können auch andere Plasmalichtbogenbrennersysteme unterschiedlicher Gestaltungen mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet bestimme Komponenten im System 100 hinzufügen oder daraus entfernen, während noch immer ein Schneide- oder Markierungsbearbeitung mit einer Plasmabearbeitung durchgeführt wird, und solche Variationen des Systems 100 sollen im Umfang der gegenständlichen Innovation enthalten sein.
Das System 100 kann unter anderen eine Schweißgerätkomponente 102 und eine entsprechende Steuerungsvorrichtung für den Plasmaprozess, eine automatische Gassteuerungskomponente 104 und entsprechende Steuerungsvorrichtung, eine Impulsstartkomponente und entsprechende Steuerungsvorrichtung, eine Eingabekomponente 110, eine manuelle Gassteuerungskomponente und eine entsprechende Steuerungsvorrichtung, eine Positionskomponente, die für eine Bewegung in eine erste Richtung sorgt, und eine entsprechende Steuerungsvorrichtung, eine Positionskomponente, die für eine Bewegung in eine zweite Richtung sorgt, und eine entsprechende Steuerungsvorrichtung, eine Positionskomponente, die für eine Bewegung in eine dritte Richtung sorgt, und eine entsprechende Steuerungsvorrichtung, eine Gasverteilergruppe und entsprechende Steuerungsvorrichtung enthalten.
Wie dargestellt, enthält das System 100 eine Schweißgerätkomponente 102, die mit einem angeschlossenen Brenner 114 verwendet wird. Die Schweißgerätkomponente 102 kann ein Gehäuse enthalten, das verschiedene Komponenten zum Steuern eines Plasmalichtbogens enthält, wie eine Stromversorgung, eine Plasmastartschaltung, Luftregler, Eingangs- und Ausgangsverbindungen für Strom und Gas, Steuervorrichtungen, usw. Der Brenner 114 enthält elektrische oder mechanische Anschlussteile, um eine Elektrode und eine Düse zu verwenden. Es können separate elektrische Pfade für einen Pilotlichtbogen und einen Arbeitslichtbogen bereitgestellt sein, mit Schaltelementen, die in der Schweißgerätkomponente 102 und/oder einer separaten Komponente (nicht dargestellt) bereitgestellt sind. Im Brenner 114 ist auch eine Gasleitung vorhanden, um das Gas, das zum Plasmalichtbogen wird, zur Brennerspitze zu leiten. Das System 100 kann eine oder mehrere Eingabekomponente(n) (auch als Mensch-Maschine-Schnittstellen (Human Machine Interface, HMI) bezeichnet) 110 und 112 enthalten, die so gestaltet sein können, dass sie zumindest eine Benutzereingabe empfangen und/oder Daten zwischen Anwender 106 und System 100 kommunizieren. Das System 100 zeigt eine Eingabekomponente 110 und Eingabekomponente 112, wobei die Eingabekomponente 110 zur Kommunikation von Daten zwischen Anwender 106 und einer oder mehreren Komponente(n) des Systems 100 verwendet werden kann und die Eingabekomponente 112 zur Kommunikation von Daten zwischen Anwender 106 und einer oder mehreren Komponente(n) des Systems 100 verwendet werden kann. 1 zeigt eine Eingabekomponente 110 und Eingabekomponente 112, aber es ist klar, dass eine beliebige Anzahl von Eingabekomponenten bei dem System 100 verwendet werden kann. Die Stelle jeder Eingabekomponente 110 und Eingabekomponente 112 ist nur als Beispiel gezeigt und die physische Stelle soll die gegenständliche Innovation nicht einschränken. In einer Ausführungsform können die Eingabekomponente 110 und/oder die Eingabekomponente 112 an der Schweißgerätkomponente 102 (wie die dargestellte Eingabekomponente 110) auf einem separaten Sockel nahe der Schweißgerätkomponente 102 (wie die dargestellte Eingabekomponente 112), auf einer anderen Komponente des Systems 100 oder an einer beliebigen anderen Stelle bereitgestellt sein, die einem Anwender 106 ermöglicht, mit dieser zu interagieren. Die Eingabekomponente 110 und/oder die Eingabekomponente 112 können ferner verschiedene Strom- und Gasverbindungsteile enthalten, um Daten mit dem System 100 oder einer Komponente des Systems 100 zu kommunizieren. Beispielsweise können die Eingabekomponente 110 und/oder die Eingabekomponente 112 unter anderen ein Berührungsbildschirm, eine oder mehrere Taste(n), ein oder mehrere Schalter, ein oder mehrere Berührungsbildschirm(e), ein Mikrofon oder eine Vorrichtung zum Empfangen eines Sprachbefehls oder mehrerer Sprachbefehle, ein Mikrofon für eine Audioeingabe, eine oder mehrere Kamera(s) für eine Gestensteuerungseingabe oder Bewegungseingabe, ein Joystick, ein Smartphone, ein Tablet, ein Computer, ein Monitor, eine Tastatur sein, ohne aber darauf beschränkt zu sein.
Es versteht sich, dass das in 1 und 3 dargestellte System 100 ein Beispiel ist, das erfinderische Aspekte der hier offenbarten Konzepte nutzen könnte. Daher sollte die obenstehende allgemeine Offenbarung und Beschreibung in keiner Weise als Einschränkung bezüglich der Arten oder Größen von Plasmalichtbogensystemen angesehen werden, welche die offenbarten Elemente verwenden könnten.
In einer Ausführungsform kann das Schneidesystem 100 mit einem Träger 108 verwendet werden (auch als Schneidetisch oder Markierungstisch bezeichnet, der in 3 dargestellt ist), der eine Automatisierung der Schneidebearbeitung erleichtert. Beispielsweise kann der Träger 108 eine Struktur sein, auf welcher das Werkstück angeordnet ist. In einer besonderen Ausführungsform kann der Träger 108 ein Schneidetisch sein und eine Gantry kann mit zumindest einem Brenner 114 verwendet werden. Der Träger 108 kann Komponenten enthalten, die zumindest entweder den Brenner 114 um das Werkstück W oder das Werkstück W um den Brenner 114 in Bewegung versetzen. In einer Ausführungsform kann eine Positionskomponente (in der Folge dargestellt und besprochen) verwendet werden, um zumindest das Werkstück W oder den Brenner in Bewegung zu versetzen, um die Schneidebearbeitung auszuführen, um das gewünschte Werkstück zu erreichen. Es ist klar, dass eine oder mehrere Positionskomponente(n) verwendet werden können, um eine Bewegung zur Durchführung einer Schneide- oder Markierungsbearbeitung zu erzeugen. Beispielsweise kann eine Positionskomponente verwendet werden, um zumindest eine von einer x-Achsenbewegung, einer y-Achsenbewegung oder einer z-Achsenbewegung zu erzeugen. Als ein Beispiel und nicht als Einschränkung kann eine erste Positionskomponente verwendet werden, um eine Bewegung in einer x- und y-Achse zu erzeugen, und eine zweite Positionskomponente kann verwendet werden, um eine Bewegung in einer z-Achse zu erzeugen. Der Träger 108 und das System 100 sind als Beispiel dargestellt und es kann jeder geeignete Träger 108 oder jedes geeignete System 100 von einem Fachmann auf dem Gebiet anhand einer vernünftigen technischen Entscheidung gewählt werden, ohne vom beabsichtigten Umfang von Ausführungsformen der gegenständlichen Innovation abzuweichen.
Es ist klar, dass die Eingabekomponente 110 und/oder Eingabekomponente 112, wie dargestellt, mit zumindest einer der Komponenten verwendet werden können, die das Plasma- oder Markierungssystem 100 verwendet. Insbesondere kann die Eingabekomponente 110 und/oder die Eingabekomponente 112 eine HMI sein, um mittels Daten unter anderen mit zumindest einer von der Schweißgerätkomponente 102, der automatischen Gassteuerungskomponente 104, einer Impulsstartkomponente 112, einer manuellen Gassteuerungskomponente (nicht dargestellt) zu interagieren. In einer weiteren Ausführungsform kann jede Komponente des Systems 100 (z. B. die Schweißgerätkomponente 102, die automatische Gassteuerungskomponente 104, eine Impulsstartkomponente, eine manuelle Gassteuerungskomponente und dergleichen) eine entsprechende HMI haben. Es ist klar, dass diese verschiedenen Ausführungsformen im Umfang der gegenständlichen Innovation enthalten sein sollen.
2 zeigt einen Teil des Systems 100 (von 1), während eine Schneide- oder Markierungsbearbeitung ausgeführt wird. 3 zeigt ein Schneidesystem mit einem Scheide- oder Markierungstisch 300, der ein Werkstück für eine Schneidebearbeitung oder eine Markierungsbearbeitung tragen kann. Der Schneidetisch 300 kann mit dem Schneidesystem 100 verwendet werden. Die Schneidesysteme im Umfang dieser gegenständlichen Innovation (z. B. in zumindest 1–3 dargestellt) können eine computerunterstützte numerische Steuerung (CNC) des Schneidesystems sein, die eine automatisierte Steuerung bereitstellt, um eine Schneidebearbeitung durch maschinenlesbare Anweisungen auszuführen. Es ist klar, dass das Schneidesystem 100 in 1, die Darstellung in 2 einer Ausführung der Markierungs- oder Schneidebearbeitung oder das in 3 dargestellte Schneidesystem, die gegenständliche Innovation nicht einschränken sollen, sondern nur als Beispiel dargestellt sind und besprochen werden.
Hier beschriebene Schneidesysteme können automatisierte Schneidebearbeitungen mit maschinenlesbaren Anweisungen ausführen, die eine oder mehrere geometrische Koordinate(n) (z. B. x-Achse, y-Achse, und z-Achse) und eine zu verwendende Schneidegeschwindigkeit enthalten, während eine Nicht-Verschnittkante an dem gewünschten Werkstück erzeugt wird. Solche Anweisungen können von einer oder mehreren Positionskomponente(n) verwendet werden, die das Werkstück und/oder den Brenner in Bewegung versetzen. Beispielsweise kann die Positionskomponente (die in 10 ausführlicher besprochen ist) ein Antrieb sein, der eine Bewegung in zumindest einer von einer x-Achse, einer y-Achse oder einer z-Achse erzeugt.
4 zeigt ein Schneide- oder Markierungssystem 400. Das System 400 enthält eine Steuerungsvorrichtung 402 (z. B. eine integrierte Steuerungsvorrichtung), die eine einheitliche Steuerung der Leistung einer Schneide- oder Markierungsbearbeitung für ein Schneide- oder Markierungssystem bereitstellt, das in 1–3 dargestellt ist. Die Steuerungsvorrichtung 402 kann zum Steuern einer elektronischen Kommunikation mit dem Schneide- oder Markierungssystem 502 verwendet werden. Beispielsweise kann die Steuerungsvorrichtung 402 mit der in 1–3 beschriebenen Schweißgerätkomponente 102 anstelle der mehrfachen Steuervorrichtungen für jeden Aspekt des Schneide- oder Markierungssystems verwendet werden. Das System 400 kann eine Portal-Kran-Einrichtung (Gantry) 404 enthalten, an der die Steuerungsvorrichtung 402 befestigt sein kann. Das Gerät 406 kann sich im 3-dimensionalen (3D) Raum, wie um die z-Achse, die y-Achse und die x-Achse, mittels einer Positionskomponente (die in 10 ausführlicher besprochen ist) bewegen. Das Werkstück wird von einem Schneidetisch 408 gehalten. Wie dargestellt, kann die Steuerungsvorrichtung 402 die Bewegung des Geräts 406 (z. B. z-Achsenbewegung, x-Achsenbewegung und/oder y-Achsenbewegung), die Gasauswahl und -steuerung von der Gasquelle 414, die Stromversorgung 410 und/oder Kommunikationen (z. B. unter anderen Kommunikationen zwischen Steuerungsvorrichtung 402 und Stromversorgung 410, Kommunikationen zwischen Steuerungsvorrichtung 402 und HMI 412) steuern. Die Steuerungsvorrichtung 402 kann ferner drahtlos, verdrahtet oder in einer Kombination davon unter anderen mit zumindest einem von einem Netzwerk, einem Teilnetzwerk, einer Stromversorgung 410, einer HMI 412, einem Antrieb (z. B. einer Positionskomponente), der die Bewegung (z. B. z-Achse, x-Achse, y-Achse) steuert, einer Gasauswahl und -steuerung, einem Ventil, einem Wandler, einem Schalter, einer externen Ansteuerungsschnittstelle, dem Gerät 406 kommunizieren.
Als ein Beispiel und nicht als Einschränkung kann das Gerät 406 ein Brenner, eine Routing-Klinge, ein Werkzeug, ein Schneidewerkzeug, eine Klinge, ein Schweißgerät, ein Gerät, das bei einer Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung verwendet wird, ein Gerät, das bei einer Laserschneide- oder -markierungsbearbeitung verwendet wird, ein Gerät, das bei einer Wasserstrahlschneide- oder -markierungsbearbeitung verwendet wird und dergleichen sein. Die Stromquelle 410 kann einen Teil der Energie zum Ausführen der Schneidebearbeitung mit einer Schneide- oder Markierungstechnik (z. B. unter anderen Plasma, Wasserstrahl, Laser, Routing) zuleiten. Beispielsweise kann die Stromquelle 410 in einer Plasmaschneidetechnik Energie für zumindest eines von einer Bewegung des Geräts 406, Steuerung der Plasmaschneidebearbeitung, Steuerung der Gaszuleitung, eines Spannungsausgangs zum Gerät 406, eines Stromausgangs zum Gerät 406, eines Wärmequellenausgangs zum Gerät 406 und dergleichen zuleiten.
Die Steuerungsvorrichtung 402 integriert die Stromsteuerung, Gasauswahl und Steuerung (zur Plasmaschneidebearbeitung), Höhensteuerung, und Bewegungssteuerung. Die Steuerungsvorrichtung 402 kann zum Einstellen von Bearbeitungsparametern für eine Schneide- oder Markierungsbearbeitung basierend auf der Materialart, der Materialdicke und/oder Form/Kontur (z. B. gewünschtes Formprofil für das Werkstück oder Kontur für das Werkstück) des gewünschten Werkstücks gestaltet sein. Die Steuerungsvorrichtung 402 kann Parameter regeln, die sich auf die Schneide- oder Markierungsbearbeitung beziehen, wie, ohne aber darauf beschränkt zu sein, unter anderen Strom, Höhe des Geräts 406 (z. B. Brennerhöhe), Spannung, Plasmagas und -druck (zur Plasmaschneidebearbeitung), Schutzgas und -druck (zur Plasmaschneidebearbeitung), Wasserdruck (zur Wasserstrahlbearbeitung), Gemisch aus Wasser und Abrasivmittel (zur Wasserstrahlbearbeitung). Es ist klar, dass jede Schneide- oder Markierungsbearbeitung wie, ohne aber darauf beschränkt zu sein, Plasma, Wasserstrahl, Laser, Fräsen, Schleifen und dergleichen, entsprechende Parameter enthalten kann, die durch die Steuerungsvorrichtung 402 eingestellt werden können.
Die Steuerungsvorrichtung 402 mit integrierter Steuerung für prozessbezogene Parameter und bewegungsbezogene Parameter kann auf Bewegung basierende Algorithmen verwenden, um Markierungsleistung und Qualität, wie die Einstellung von Strom- und/oder Gasprofilen, während der Bearbeitung weiter zu verbessern. Insbesondere können die prozessbezogenen Parameter und bewegungsbezogenen Parameter basierend auf dem gewünschten, geschnittenen oder markierten Werkstück dynamisch eingestellt werden.
Die Steuerungsvorrichtung 402 kann an der Gantry 404 befestigt sein. Durch Befestigen der Steuerungsvorrichtung 402 in unmittelbarer Nähe zum Gerät 406 (auch als Brenner bezeichnet) wird das Gasvolumen zwischen Steuerungsvorrichtung 402 und Gerät 406 verringert, was Reaktionsfähigkeit und/oder Zykluszeiten verbessert, um das gewünschte Werkstück zu erzeugen. Die Steuerungsvorrichtung 402 kann ein oder mehrere deterministische Kommunikationsprotokoll(e) verwenden, wie, ohne aber darauf beschränkt zu sein, Ethernet, ein serielles Echtzeit-Kommunikationssystem (Sercos), ein Controller Area Network (CAN), ein Netzwerk, ein LAN, ein WLAN, ein drahtloses Netzwerk und dergleichen. Beispielsweise kann die Steuerungsvorrichtung 402 ein deterministisches Kommunikationsprotokoll zur Steuerung von Stromsignalen zu einer oder mehreren Stromversorgung(en) wie Stromversorgung 410 enthalten.
Die HMI 412 kann zum Empfangen einer Benutzereingabe verwendet werden. Es ist klar, dass die HMI 412 eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) sein kann und sie wird auch als Eingabekomponente bezeichnet. Die HMI 412 kann zum Empfangen einer Benutzereingabe in Verbindung mit einem Parameter zum Ausführen der Schneide- oder Markierungsbearbeitung konfiguriert sein. Die HMI 412 kann in verdrahteter oder drahtloser Kommunikation mit der Steuerungsvorrichtung 402 sein. Die HMI 412 kann eine alleinstehende Komponente (wie dargestellt), in die Stromversorgung 410 eingegliedert, in die Steuerungsvorrichtung 402 eingegliedert oder eine Kombination davon sein.
Beispielsweise kann die HMI 412 (z. B. Eingabekomponente) unter anderen zumindest eines von einer Dicke des Werkstücks, einer Materialart des Werkstücks oder einer Schneidegeschwindigkeit, einer Form des gewünschten Werkstücks, eine geometrische Koordinate des gewünschten Werkstücks, eine Kontur des gewünschten Werkstücks empfangen. In einer Ausführungsform kann die HMI 412 (z. B. Eingabekomponente) eine Benutzereingabe und/oder ein elektronisches Signal, das für die Benutzereingabe repräsentativ ist, empfangen. Ferner kann die HMI 412 (z. B. Eingabekomponente) die Benutzereingabe und/oder das elektronische Signal, das für die Benutzereingabe repräsentativ ist, kommunizieren.
Die HMI 412 (z. B. Eingabekomponente) kann Daten, die für eine Benutzereingabe repräsentativ sind, zum Schneidesystem 400 mit einem verdrahteten Signal, drahtlosen Signal oder einer Kombination davon kommunizieren. Zum Beispiel kann die HMI 412 (z. B. Eingabekomponente) ein Pendant, eine Steuerungsvorrichtung und dergleichen sein, ist aber nicht darauf beschränkt. In einem solchen Beispiel kann das Pendant oder die Steuerungsvorrichtung eine drahtlose Verbindung oder eine verdrahtete Verbindung zur Kommunikation mit dem Schneidesystem 400 sein. Es ist klar, dass die HMI 412 (z. B. Eingabekomponente) Daten über eine verdrahtete Verbindung, eine drahtlose Verbindung und/oder eine Kombination davon zum und vom Schneidesystem 400 senden und/oder empfangen kann.
In einer Ausführungsform kann zumindest eines von einem Programm, einem (Form-)Nest, einem Satz maschinenlesbarer Anweisungen, einem Schneideprofil, einem Zuleitungsprofil, einem Ausleitungsprofil, einer geometrischen Koordinate, einer Formkontur, einer gewünschten Werkstückkontur und dergleichen direkt in die Steuerungsvorrichtung 402 heruntergeladen werden. Beispielsweise kann ein Kommunikationsport in die Steuerungsvorrichtung 402 eingegliedert sein, der Datenkommunikationen ermöglicht. In einer besonderen Ausführungsform kann der Kommunikationsport ein USB-Port sein, der einen direkten Empfang von Daten an der Steuerungsvorrichtung 402 ermöglicht. In einer anderen Ausführungsform kann der Kommunikationsport eine drahtlose Schnittstellenvorrichtung sein, die der Steuerungsvorrichtung 402 unter anderen eine Kommunikation mit einem Netzwerk, einem drahtlosen Netzwerk ermöglicht. In einer weiteren Ausführungsform kann der Kommunikationsport eine verdrahtete Verbindung sein, die eine Kommunikation mit der Steuerungsvorrichtung 402 ermöglicht. Beispielsweise kann die Steuerungsvorrichtung 402 maschinenlesbare Anweisungen herunterladen, die sich auf eine gewünschte Werkstückkontur beziehen. Die Steuerungsvorrichtung 402 kann ferner zum Beispiel Daten über den Kommunikationsport zu einer Quelle hochladen, wobei die Quelle ein Netzwerk, eine Festplatte eine Speichervorrichtung, ein Arbeitsspeicher und dergleichen sein kann, ohne aber darauf beschränkt zu sein.
Zum Beispiel ist, um ein gewünschtes Werkstück zu erreichen, die Schneidebearbeitung mit einem besonderen Muster, einer besonderen Form oder Dimension auszuführen, wobei das gewünschte Werkstück mit einer oder mehreren geometrischen Koordinaten definiert ist. Ferner ist, um das gewünschte Werkstück nach Vollendung der Schneidebearbeitung zu erreichen, eine Schneidegeschwindigkeit definiert, bei der die Schneidebearbeitung (z. B. von einem Startpunkt bis zu einem Endpunkt) aufrechtzuerhalten ist. Damit eine Schneidebearbeitung zum gewünschten Werkstück führt, werden bei der Schneidebearbeitung eine Zuleitung und eine Ausleitung verwendet. Die Schneidebearbeitung kann ein Schneideprofil, das als eine oder mehrere geometrische Koordinate(n) definiert ist, die sich auf das gewünschte Werkstück bezieht (beziehen), und eine Schneidegeschwindigkeit zur Ausführung der Schneidebearbeitung enthalten. Zum Beispiel kann das Schneideprofil geometrische Koordinaten vom Start der Schneidebearbeitung bis zum Ende der Schneidebearbeitung enthalten, wobei geometrische Koordinaten unter anderen einen Startpunkt einer ersten Bewegung des Schneidesystems 400, eine Endstelle der letzten Bewegung des Schneidesystems 400, einen Startpunkt, wo die Nicht-Verschnittkante während der Schneidebearbeitung erzeugt wird, einen Endpunkt, wo die letzte Nicht-Verschnittkante erzeugt wird, definieren. Das Schneideprofil definiert eine Bewegung von der Startstelle der Schneidebearbeitung zur Endstelle der Schneidebearbeitung. Das Schneideprofil verwendet die Schneidegeschwindigkeit zwischen dem Startpunkt und dem Endpunkt zum Erzeugen des gewünschten Werkstücks. Als ein Beispiel und nicht als Einschränkung kann das Schneideprofil aus maschinenlesbaren Anweisungen, einem Teil eines Programms, einem Teil eines Computercodes, einem Satz von Anweisungen, einem Teil von Daten, die zu einem Programm zusammengestellt werden können, und dergleichen bestehen. Ferner kann die Steuerungsvorrichtung 402 das Schneideprofil erstellen und verwenden.
Die Steuerungsvorrichtung 402 kann eine oder mehrere geometrische Koordinate(n) empfangen, erstellen und verwenden, um eine Bewegung bereitstellen, die eine Erzeugung des gewünschten Werkstücks ermöglicht. Die eine oder mehreren geometrische(n) Koordinate(n) für das gewünschte Werkstück kann (können) sich auf zumindest eine von einer x-Achse, einer y-Achse und/oder einer z-Achse beziehen. Die Steuerungsvorrichtung 402 kann ferner zum Empfangen einer oder mehrerer Koordinate(n), unter anderem, über einen Anwender, einen Computer, eine Datenbank, ein Netzwerk, einen Server konfiguriert sein. In einer Ausführungsform kann die Steuerungsvorrichtung 402 zum Erstellen eines Teils des Schneideprofils konfiguriert sein. In einem Beispiel kann ein Anwender ein Schneideprofil erstellen. In einem anderen Beispiel kann ein Schneideprofil nach Vollendung gespeichert werden und kann zur Verwendung bei einer zu einem späteren Zeitpunkt ausgeführten Schneidebearbeitung zugänglich sein. In einem weiteren Beispiel kann ein Anwender die Steuerungsvorrichtung 402 verwenden, um auf ein Schneideprofil zuzugreifen, und ein solches Schneideprofil maßgeschneidert für ein gewünschtes Werkstück bearbeiten. Es ist klar, dass die Schneideprofile, geometrischen Koordinaten und dergleichen über zumindest eines von einer Steuerungsvorrichtung 402, einem Netzwerk, einem Server, dem Internet, einer Datenbank, einer Festplatte, einem Speicher, einer externen Festplatte, einem Computer und dergleichen erstellt, empfangen werden können und/oder auf diese zugegriffen werden kann.
Die Steuerungsvorrichtung 402 kann ferner interne und/oder externe Treiber steuern. Die Steuerungsvorrichtung 402 kann einen internen Treiber enthalten. Die Steuerungsvorrichtung 402 kann ferner eine externe Treiberschnittstelle enthalten. Die Steuerungsvorrichtung 402 kann einen externen Treiber über deterministische Kommunikationsprotokolle steuern, wie, ohne aber darauf beschränkt zu sein, ein Ethernet, ein serielles Echtzeit-Kommunikationssystem (Sercos), ein Controller Area Network (CAN), ein Netzwerk, ein LAN, ein WLAN, ein drahtloses Netzwerk und dergleichen.
Basierend zumindest auf dem Vorhergesagten stellt die Steuerungsvorrichtung 402 verbesserte Zykluszeiten, eine verbesserte Bearbeitungsqualität (z. B. verbesserte Schnittqualität gewünschter Werkstücke mit komplexen Formen oder Konturen) und/oder eine minimale Systemkomplexität mit Konnektivität oder Verbindungen bereit (z. B. Konsolidierung mehrerer Steuervorrichtungen und Zwischenverbindungen zur Steuerungsvorrichtung 402).
5 zeigt eine Ausführungsform einer Steuerungsvorrichtung 402 gemäß der gegenständlichen Innovation. Die Steuerungsvorrichtung 402 kann eine integrierte Steuerungsvorrichtung sein, die eine prozessbezogene Steuerung mit einer bewegungsbezogenen Steuerung für ein Schneidesystem 502 oder ein Markierungssystem integriert. Es ist klar, dass die Steuerungsvorrichtung 402 nur ein Beispiel ist und die gegenständliche Innovation nicht einschränken soll.
Die Steuerungsvorrichtung 402 kann einen Prozessor 504 enthalten, der die Bewegungssteuerung, Gasauswahl, Gassteuerung, Höhensteuerung und Prozesssteuerung regelt (z. B. Abfolge von Gas, Strom, Spannung, Bewegungsgeschwindigkeit und dergleichen). Die Steuerungsvorrichtung 402 enthält ferner Kommunikationen 506 (z. B. Comms), Gassteuerung 508, interne Treiber und/oder eine Treiberschnittstelle 510 und einen Eingang/Ausgang 512. Zum Beispiel kann der Eingang/Ausgang 512 aus Rückkopplungssignalen und/oder Steuersignalen (z. B. in der Folge besprochenen maschinenlesbaren Anweisungen) bestehen.
In einer Ausführungsform kann die Steuerungsvorrichtung 402 eine oder mehrere Stromversorgungen regeln. Beispielsweise kann jede Stromversorgung für eine bestimmte Stromausgabe konfiguriert sein und die Steuerungsvorrichtung 402 kann eine oder mehrere der Stromversorgungen basierend auf einem gewünschten Strombedarf verwenden. In einer anderen Ausführungsform kann ein bestimmter Stromausgang von der Steuerungsvorrichtung 402 gewünscht sein, in welcher eine oder mehrere Stromversorgung(en) verwendet werden, um den bestimmten Stromausgang zu erreichen. Beispielsweise kann eine erste Stromversorgung 100 amp bereitstellen und eine zweite Stromversorgung kann 300 amp bereitstellen, wobei die Steuerungsvorrichtung 402 die erste Stromversorgung für einen Bedarf von 100 amp verwenden kann und die zweite Stromversorgung für einen Bedarf von 300 amp verwenden kann. Ferner kann die Steuerungsvorrichtung 402 die erste Stromversorgung und zweite Stromversorgung kombinieren und verwenden, um einen Bedarf von 400 amp zu decken.
In einer Ausführungsform ist die Bearbeitung zumindest eines von einer Laserbearbeitung, einer Wasserstrahlbearbeitung oder einer Fräsbearbeitung. In einer Ausführungsform ist der Prozess eine Plasmabearbeitung. In einer Ausführungsform ist die Verbrauchsmaterialsteuerung für die Bearbeitung eine Gasauswahl und die Prozesssteuerung enthält eine Abfolge von zumindest einem von Gas, Strom oder Spannung. In einer Ausführungsform enthält die Prozesssteuerung eine Abfolge der Höhensteuerung und der Bewegungssteuerung.
In einer Ausführungsform ist folgendes bereitgestellt: die Höhensteuerung ist ein Satz maschinenlesbarer Anweisungen für einen Treiber, der eine Bewegung in einer z-Achse steuert; die Verbrauchsmaterialsteuerung ist ein Satz maschinenlesbarer Anweisungen für zumindest einen von einem Druckwandler, einem Proportionalventil oder einem Elektromagnetventil im Zusammenhang mit einer Gasauswahl für die Bearbeitung; die Bewegungssteuerung ist ein Satz maschinenlesbarer Anweisungen für einen Treiber, der zumindest eine von einer Bewegung in einer x-Achse um das Werkstück, einer Bewegung in einer y-Achse um das Werkstück, einer Bewegungsgeschwindigkeit, einer Zuleitung oder einer Ausleitung steuert, und eine Prozesssteuerung für die Bearbeitung ist ein Satz maschinenlesbarer Anweisungen für eine Abfolge zumindest eines von einem Gas, das bei der Bearbeitung verwendet wird, einem Strom für die Bearbeitung oder einer Spannung der Bearbeitung.
In einer Ausführungsform ist der Parameter ein gewünschtes Formprofil für das Werkstück oder eine Kontur für das Werkstück. In einer Ausführungsform ist der Parameter zumindest eines von einer Dicke des Werkstücks oder einer Materialart des Werkstücks oder einer Schneidegeschwindigkeit. In einer Ausführungsform ist die Eingabekomponente ferner konfiguriert, die Benutzereingabe drahtlos zur Steuerungsvorrichtung zu kommunizieren. In einer Ausführungsform ist die Eingabekomponente in die Stromversorgung eingegliedert. In einer Ausführungsform ist die Steuerungsvorrichtung an der Gantry befestigt.
In einer Ausführungsform enthält die Steuerungsvorrichtung ferner zumindest eine der folgenden: eine erste Kommunikationskomponente, die Daten für die Steuerungsvorrichtung von zumindest einem von einem Treber, der eine Bewegung in eine z-Achse steuert, einem Druckwandler, einem Proportionalventil, einem Elektromagnetventil, einem Treiber, der eine Bewegung in einer x-Achse steuert, einem Treiber, der Bewegungen in einer y-Achse steuert, oder der Stromversorgung der Bearbeitung empfängt; oder eine zweite Kommunikationskomponente, die Daten von der Steuerungsvorrichtung zu zumindest einem von einem Treiber, der eine Bewegung in einer z-Achse steuert, einem Druckwandler, einem Proportionalventil, einem Elektromagnetventil, einem Treiber, der eine Bewegung in einer x-Achse steuert, einem Treiber, der eine Bewegung in einer y-Achse steuert, oder der Stromversorgung der Bearbeitung sendet.
In einer Ausführungsform ist zumindest eine von der ersten Kommunikationskomponente oder der zweiten Kommunikationskomponente zumindest eines von einem Ethernet, einem seriellen Echtzeit-Kommunikationssystem (Sercos), einem Controller Area Network (CAN), einem Netzwerk, einem LAN, einem WLAN oder einem drahtlosen Netzwerk.
In einer Ausführungsform ist die Steuerungsvorrichtung ferner zum Generieren einer aktualisierten maschinenlesbaren Anweisung für zumindest eine von der Höhensteuerung, der Verbrauchsmaterialsteuerung, der Bewegungssteuerung oder der Prozesssteuerung konfiguriert, wobei die aktualisierte maschinenlesbare Anweisung auf einer dynamischen Überwachung der Bearbeitung beruht. Beispielsweise kann eine Einstellung, ein Parameter oder eine Variable, die bzw. der mit einer Schneide- oder Markierungsbearbeitung verbunden ist, überwacht werden, sodass eine Einstellung der Schneide- oder Markierungsbearbeitung möglich ist. Im Allgemeinen kann eine Rückkopplung (z. B. ein Rückkopplungssignal, ein Teil der Daten, usw.) von der Schneide- oder Markierungsbearbeitung empfangen werden, in welcher die Steuerungsvorrichtung eine dynamische Einstellung zur Kompensation vornehmen kann. Beispielsweise kann sich die Rückkopplung auf einen Zustand oder einen Schneideparameter beziehen, wie unter anderen, ohne aber darauf beschränkt zu sein, eine Spannung, eine x-Achsenkoordinate, eine y-Achsenkoordinate, eine z-Achsenkoordinate, einen Strom, eine Höhe, ein Maß eines Werkstücks, eine Bewegungsgeschwindigkeit, eine Dicke des Werkstücks, eine Temperatur. Rückkopplung und Überwachung, wie in der US Anmeldung Nr. 14/079,799 der Antragstellerin, eingereicht am 14. November 2013 offenbart, können mit einem Schneide- oder Markierungssystem verwendet werden und diese wird hier zum Zwecke der Bezugnahme zitiert.
In einer Ausführungsform empfängt die Steuerungsvorrichtung eine Rückkopplung der Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung und stellt dynamisch eine Einstellung der Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung ein, wobei die Einstellung zumindest eines von Strom, Spannung, Höhe des Brenners, Gasstroms von der Gasversorgung oder einer Abfolge eines Gases oder mehrerer Gase von der Gasversorgung ist.
In einer Ausführungsform generiert die Steuerungsvorrichtung einen fünften Satz maschinenlesbarer Anweisungen, die eine Sendung eines einzelnen, unipolaren Hochspannungsimpulses steuern, um einen Pilotlichtbogen einzuleiten, der bei der Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung verwendet wird. In einer Ausführungsform kann das System zumindest eine Stromversorgung enthalten, die einen Teil des Stroms zur Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung zuleitet, wobei die Steuerungsvorrichtung mit einem deterministischen Kommunikationsprotokoll mit der zumindest einen Stromversorgung kommuniziert. In einer Ausführungsform ist die Eingabekomponente ferner zum drahtlosen Kommunizieren der Benutzereingabe zur Steuerungsvorrichtung konfiguriert.
Angesichts der oben beschriebenen, beispielhaften Vorrichtungen und Elemente werden Methodologien, die gemäß dem offenbarten Gegenstand implementiert werden können, unter Bezugnahme auf die Flussdiagramme und/oder Methodologien, hier 6, offensichtlicher. Die hier dargestellten und beschriebenen Methodologien und/oder Ablaufschemata sind eine Reihe von Blöcken, wobei der beanspruchte Gegenstand nicht durch die Reihenfolge der Blöcke eingeschränkt ist, da einige Blöcke in anderen Reihenfolgen und/oder gleichzeitig mit anderen Blöcken auftreten können, anders als hier dargestellt und beschrieben. Ferner können nicht alle dargestellten Blöcke zum Implementieren der in der Folge beschriebenen Verfahren und/oder Ablaufschemata erforderlich sein.
6 zeigt ein Verfahren 600, das eine integrierte Steuerungsvorrichtung zum Ausführen der Schneidebearbeitung verwendet. Folgendes läuft der Reihe nach ab, wie in dem Entscheidungsbaum-Ablaufschema 600 von 6 dargestellt, das ein Ablaufschema 600 ist, das eine integrierte Steuerungsvorrichtung verwendet. In einer Ausführungsform kann die integrierte Steuerungsvorrichtung mit einer Schneidebearbeitung oder einer Markierungsbearbeitung verwendet werden.
Ein Teil von Daten, die sich auf eine geometrische Koordinate für ein gewünschtes Werkstück beziehen, kann geladen werden (Referenzblock 602). Beispielsweise kann eine Teilgeometrie oder ein Nest geladen werden. Materialart und/oder Materialdicke können gewählt werden (Referenzblock 604). Beispielsweise kann ein Anwender die Materialdicke und/oder Materialart über eine HMI wählen. Es erfolgt eine Bestimmung, ob ein Loch oder eine Kontur mit der Bearbeitung erzeugt wird (Referenzblock 606). Wenn eine Kontur mit der Bearbeitung erzeugt werden soll, fährt die Methodologie mit Referenzblock 608 fort. Wenn ein Loch mit der Bearbeitung erzeugt werden soll, fährt die Methodologie mit Referenzblock 610 fort.
Folgendes gilt für ein gewünschtes Werkstück, das eine Kontur ist. Ein Bewegungsparameter kann eingestellt werden (Referenzblock 608). Beispielsweise kann eine technische Tabellen-Kontur verwendet werden (Referenzblock 612), um die eine oder mehreren Bewegungskoordinate(n) zuzuleiten oder abzugeben. Schneideparameter können eingestellt werden (Referenzblock 614). Zum Beispiel können Parameter, die sich auf eine Plasmabearbeitung beziehen, eingestellt werden. Schneidebewegungs- und Schneidebearbeitungsparameter werden eingeleitet (Referenzblock 616). Basierend auf einer dynamischen Überwachung kann eine Vorausschau konfiguriert werden, so dass eine dynamische Einstellung der Bearbeitung möglich ist. Beispielsweise kann, basierend auf einer dynamischen Überwachung ein Parameter (z. B. Schneideparameter) eingestellt werden (Referenzblock 614), wobei sich der Parameter auf Bewegung und/oder Schneidebearbeitung beziehen kann (z. B. bewegungsbezogene Steuerung und prozessbezogene Steuerung). Es erfolgt eine Bestimmung, ob zusätzliche Merkmale des gewünschten Werkstücks ausgeführt werden sollen (Referenzblock 618). Wenn es keine zusätzlichen Merkmale gibt, ist das Teil oder gewünschte Werkstück fertig (Referenzblock 620). Wenn es zusätzliche Merkmale gibt, fährt die Methodologie mit der Bestimmung fort, ob die Bearbeitung ein Loch oder eine Kontur ist (Referenzblock 606).
Folgendes gilt für ein gewünschtes Werkstück, das ein Loch ist. Ein Bewegungsparameter kann eingestellt werden (Referenzblock 610). Beispielsweise kann eine technische Tabellen-Kontur (Referenzblock 622) zum Zuleiten oder Abgeben der einen oder mehreren Bewegungskoordinate(n) verwendet werden. Schneideparameter können eingestellt werden (Referenzblock 624). Zum Beispiel können Parameter, die sich auf eine Plasmabearbeitung beziehen, eingestellt werden. Schneidebewegungs- und Schneidebearbeitungsparameter werden eingeleitet (Referenzblock 626). Basierend auf einer dynamischen Überwachung kann eine Vorausschau konfiguriert werden, um eine dynamische Einstellung der Bearbeitung zu ermöglichen. Beispielsweise kann, basierend auf einer dynamischen Überwachung, ein Parameter (z. B. Schneideparameter) eingestellt werden (Referenzblock 624), wobei sich der Parameter auf eine Bewegungs- und/oder Schneidebearbeitung beziehen kann (z. B. bewegungsbezogene Steuerung und prozessbezogene Steuerung). Es erfolgt eine Bestimmung, ob zusätzliche Merkmale des gewünschten Werkstücks ausgeführt werden sollen (Referenzblock 618). Wenn es keine zusätzlichen Merkmale gibt, ist das Teil oder gewünschte Werkstück fertig (Referenzblock 620). Wenn es zusätzliche Merkmale gibt, fährt die Methodologie mit der Bestimmung fort, ob die Bearbeitung ein Loch oder eine Kontur ist (Referenzblock 606).
7 zeigt ein System 700, das für herkömmliche Kommunikationen und Verbindungen mit einem Formenschneidesystem repräsentativ ist. System 700 enthält mehrere Steuervorrichtungen mit unterschiedlicher Konnektivität untereinander, die eine Verzögerung und Ungenauigkeiten für die Schneide- oder Markierungsbearbeitung bewirken. Das System 700 enthält eine Höhensteuerungsvorrichtungskonsole 702 (z. B. Inova-Konsole), die die Höhe des Brenners 704 während einer Plasmabearbeitung steuert, eine Plasmakonsole 706 zur Steuerung der Plasmabearbeitung, eine CNC-Steuerungsvorrichtung 708 für eine x-Achsen- und y-Achsenbewegung, eine Plasmastromversorgung 710, eine Impulsstartkonsole 712, eine automatische Gaskonsole 714 (die eine Verteilergruppe wie, ohne aber darauf beschränkt zu sein, einen 5-Wege-Verteiler 716 und/oder einen 2-Wege-Verteiler 718 verwenden kann), eine Gasversorgung 720 (unter anderen z. B. zumindest eine für Sauerstoff, H17, Luft, Stickstoff, Argon), die durch die automatische Gaskonsole 714 geregelt wird, eine ferne Komponente 722 (z. B. Inova Remote), die die Höhensteuerungsvorrichtungskonsole 702 steuert, und eine Positionskomponente 724 (z. B. auch als ”Positionierer” bezeichnet), die eine Bewegung in zumindest einer x-Achse, einer y-Achse oder einer z-Achse steuert. Es ist klar, dass eine Ausführungsform eine Positionskomponente 724, welche die Bewegung in der z-Achse (z. B. Höhenbewegung zum Werkstück hin oder von diesem weg) und eine Treiberkomponente 725, welche die Bewegung in der x-Achse oder der y-Achse (z. B. horizontale und vertikale Bewegung) steuern kann, enthalten kann. Der Brenner 704 kann einen Brennergriff 726, eine Brennerbasis 728 und einen Brennerkopf 730 zur Ausführung einer Schneide- oder Markierungsbearbeitung an dem Werkstück 732 enthalten, das einen Sternpunkt 734 enthalten kann.
8 zeigt ein Blockdiagramm 800 eines Plasmaschneidesystems. Insbesondere kann das Diagramm 800 für das in 7 dargestellte System 700 repräsentativ sein. Das Diagramm 800 zeigt eine Steuerarchitektur, die mehrere Steuervorrichtungen auf mehr als einer Kommunikationsverbindung verwendet. Das Diagramm 800 enthält RS422 802 und CAN Komm 804. RS422 802 wird von der CNC-Steuerungsvorrichtung 806, CNC HMI 807, Höhensteuerungsvorrichtung 812 (z. B. Inova Höhensteuerungsvorrichtung), Höhensteuerung HMI 816 (z. B. Inova Remote HMI), Plasmasteuerungsvorrichtung 818 (Plasmakonsole) und Plasmakonsole HMI 819 verwendet. CAN Komm 804 wird von der Plasmasteuerungsvorrichtung 818 (Plasmakonsole), Plasmakonsole HMI 819, Gassteuerungsvorrichtung 803, Gaskonsole 820 (Gaskonsole HMI), Stromversorgung 822, einer Verteilergruppe wie, ohne aber darauf beschränkt zu sein, 5-Wege-Gasventilgruppe 824, und 2-Wege-Gasventilgruppe 826 verwendet. Die CNC-Steuerungsvorrichtung 806 kann eine CNC HMI 807 enthalten, die zum Kommunizieren von Daten und/oder eines Eingangs/Ausgangs für die CNC Steuerungsvorrichtung 806 konfiguriert ist. Die Gassteuerungsvorrichtung 803 kann eine Gaskonsole HMI 802 enthalten, die zum Kommunizieren von Daten und/oder eines Eingangs/Ausgangs für die Gassteuerungsvorrichtung 803 konfiguriert ist. Die Plasmakonsole 818 kann eine Plasmakonsole HMI 819 enthalten, die zum Kommunizieren von Daten und/oder eines Eingangs/Ausgangs für die Plasmakonsole 818 konfiguriert ist. Die Höhensteuerung 812 kann eine Höhensteuerung HMI 816 enthalten, die zum Kommunizieren von Daten und/oder eines Eingangs/Ausgangs für die Höhensteuerung 812 konfiguriert ist. Es ist klar, dass jede geeignete Gasventilgruppe oder Verteilergruppe mit der gegenständlichen Innovation verwendet werden kann und eine 5-Wege-Gasventilgruppe oder eine 2-Wege-Gasventilgruppe die gegenständliche Innovation nicht einschränkt. Die CNC Steuerungsvorrichtung 806 kann zum Beispiel eine x-Achsenbewegung 808 und y-Achsenbewegung 810 steuern. Die Höhensteuerungsvorrichtung 812 (z. B. Inova-Höhensteuerungsvorrichtung) kann zum Beispiel eine z-Achsenbewegung 814 steuern.
9 zeigt ein Schneidesystem 900 gemäß der gegenständlichen Innovation. Das System 900 kann eine Steuerungsvorrichtung 402 enthalten, die Daten zur Steuerung einer Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung kommuniziert und/oder empfängt. Die Steuerungsvorrichtung 402 kann mit einer oder mehreren Stromversorgung(en) über ein deterministisches Kommunikationsprotokoll 902 kommunizieren. Beispielsweise kann das deterministische Kommunikationsprotokoll 902 unter anderen Ethernet, CAN, Sercos sein. Zusätzlich kann die Steuerungsvorrichtung 402 eine oder mehrere Stromversorgung(en) regeln, die zum Ausführen einer Schneide- oder Markierungsbearbeitung verwendet werden. Beispielsweise kann die Steuerungsvorrichtung 402 eine Stromversorgung 904 und eine Stromversorgung 906 steuern. Es ist klar, dass eine beliebige Anzahl von Stromversorgungen vorhanden sein kann, wie Stromversorgung 904, Stromversorgung 906 und Stromversorgung N 907, wobei N eine positive ganze Zahl ist. Die HMI 908 kann mit der Steuerungsvorrichtung 402 kommunizieren, die eine Benutzereingabe bereitstellen kann, die sich auf die Schneide- oder Markierungsbearbeitung bezieht. In einer Ausführungsform kann die HMI 908 drahtlos mit der Steuerungsvorrichtung 402 oder mit einer verdrahteten Verbindung kommunizieren. Insbesondere sollte klar sein, dass die HMI 908 zum Kommunizieren von Daten und/oder einem Eingang/Ausgang für eine oder mehrere der folgenden verwendet werden kann: eine Positionskomponente, welche die x-Achsenbewegung steuert; eine Positionskomponente, welche die y-Achsenbewegung steuert, eine Positionskomponente, welche die z-Achsenbewegung steuert; eine Plasmakonsole; eine Steuerungsvorrichtung 402, die zum Bereitstellen einer Steuerung für zwei oder mehr von CNC, Höhensteuerung, Plasmasteuerung, Gassteuerung oder Stromversorgung konfiguriert ist; eine Gasventilgruppe; eine Stromversorgung; eine Lichtbogenstartkomponente; und dergleichen.
Die Steuerungsvorrichtung 402 kann eine Prozesssteuerung und Bewegungssteuerung anstelle der Verwendung mehrerer Steuervorrichtungen enthalten. Die Steuerungsvorrichtung 402 kann eine x-Achsenbewegung 910, y-Achsenbewegung 912, z-Achsenbewegung 914, Gassteuerung 916, eine Ventilgruppe oder Verteilergruppe wie, ohne aber darauf beschränkt zu sein, 5-Wege-Gasventilgruppe 918, und 2-Wege-Gasventilgruppe 920 enthalten. Ferner kann die Steuerungsvorrichtung 402 eine Stromversorgungssteuerung zu einer oder mehreren Stromversorgung(en) bereitstellen, die bei der Schneide- oder Markierungsbearbeitung verwendet werden.
10 zeigt ein System 1000, das maschinenlesbare Anweisungen von der Steuerungsvorrichtung 402 generiert, um eine Schneidebearbeitung mit einem Schneidesystem auszuführen. Das System 1000 enthält eine Eingabekomponente 120 (z. B. auch als HMI bezeichnet), die eine Benutzereingabe empfangen kann, die sich auf die Schneide- oder Markierungsbearbeitung bezieht, die an dem Werkstück ausgeführt wird, die wobei maschinenlesbaren Anweisungen von der Steuerungsvorrichtung 402 für zwei oder mehr der folgenden generiert werden: Positionskomponente 1006; Gassteuerung 916; Stromversorgung 904; und Lichtbogenstartkomponente 1008. Zum Beispiel ist die Eingabekomponente 120 zum Empfangen einer Benutzereingabe in Verbindung mit einem Parameter zum Ausführen der Bearbeitung (z. B. Schneidebearbeitung, Markierungsbearbeitung und dergleichen) konfiguriert. Der Parameter kann, ohne aber darauf beschränkt zu sein, ein gewünschtes Formprofil für das Werkstück, eine Kontur für das Werkstück, eine Lochform für das Werkstück, ein Dicke des Werkstücks, eine Materialart des Werkstücks, eine Schneidegeschwindigkeit, eine Wellenform, eine Spannung, ein Strom, eine Brennerhöhe und dergleichen sein. Die Eingabekmponente 120 kann eine alleinstehende Komponente (wie dargestellt), in die Steuerungsvorrichtung 402 eingegliedert, in die Stromversorgung 904 eingegliedert, in die Gassteuerung 916 eingegliedert, in die Lichtbogenstartkomponente 1008 eingegliedert oder eine Kombination davon sein. Ferner kann die Eingabekomponente 120 Daten mit der Steuerungsvorrichtung 402 über eine verdrahtete Verbindung, eine drahtlose Verbindung oder eine Kombination davon kommunizieren. Es ist klar, dass die Lichtbogenstartkomponente 1008 eine alleinstehende Komponente (wie dargestellt), in die Stromversorgung 904 eingegliedert oder eine Kombination davon sein kann. Mit anderen Worten, die Stromversorgung 904 kann Komponenten zum Bereitstellen eines Lichtbogenstarts enthalten. Die Verwendung der Lichtbogenstartkomponente 1008 ist nur ein Beispiel und es kann jede geeignete Lichtbogenstarttechnik anhand einer vernünftigen technischen Entscheidung und/oder von einem Durchschnittsfachmann gewählt und verwendet werden, ohne vom Umfang der gegenständlichen Innovation abzuweichen. Zum Beispiel kann ein Lichtbogenstart mit Hochfrequenz, Impulsstart, einem High-End-System, mit Kontaktstart und dergleichen erfolgen.
Die Steuerungsvorrichtung 402 kann eine oder mehrere maschinenlesbare Anweisung(en) zur Verwendung in der Ausführung einer Schneide- oder Markierungsbearbeitung an einem Werkstück generieren. Es ist klar, dass die eine oder mehreren maschinenlesbare(n) Anweisung(en), ohne aber darauf beschränkt zu sein, ein Programm, ein Teil von Daten, ein Datenpaket, ein Teil eines Codes, ein Teil eines Programms, ein ausführbares Programm und dergleichen sein kann (können). Die Steuerungsvorrichtung 402 kann Daten unter anderen mit zumindest einer von einer Positionskomponente 1006, Gassteuerung 916, Stromversorgung 904, Lichtbogenstartkomponente 1008 kommunizieren. Die Datenkommunikation von der Steuerungsvorrichtung 402 kann maschinenlesbare Anweisungen enthalten, die von verschiedenen Komponenten (z. B. unter anderen Positionskomponente 1006, Gassteuerung 916, Stromversorgung 904, Lichtbogenstartkomponente 1008) verwendet werden, um die Schneide- oder Markierungsbearbeitung auszuführen.
Wie besprochen, kann die Steuerungsvorrichtung 402 maschinenlesbare Anweisungen generieren, die zum Ausführen einer Schneide- oder Markierungsbearbeitung an dem Werkstück kommuniziert werden. Die Steuerungsvorrichtung 402 generiert einen ersten Satz maschinenlesbarer Anweisungen 1010, die eine x-Achsenbewegung des Brenners mit der Positionskomponente 1006 steuern. Die Steuerungsvorrichtung 402 generiert einen zweiten Satz maschinenlesbarer Anweisungen 1012, die eine y-Achsenbewegung des Brenners mit der Positionskomponente 1006 steuern. Die Steuerungsvorrichtung 402 generiert einen dritten Satz maschinenlesbarer Anweisungen 1014, die eine z-Achsenbewegung des Brenners mit der Positionskomponente 1006 steuern. Die Steuerungsvorrichtung 402 generiert einen vierten Satz maschinenlesbarer Anweisungen 1016, die einen Gasstrom von einer Gasversorgung (z. B. über die Gassteuerung 916) der Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung steuern, wobei die Gassteuerung 916 ein Lenken einer Ventilgruppe wie, ohne aber darauf beschränkt zu sein, einer 5-Wege-Gasventilgruppe für ein Schutzgas, Lenken einer Ventilgruppe wie, ohne aber darauf beschränkt zu sein, einer 2-Wege-Gasventilgruppe für ein Plasmagas, und ein Lenken einer Verteilungsabfolge des Schutzgases und des Plasmagases und Entlüften des Plasmagases enthält. Es ist klar, dass die Gassteuerung 916 eine beliebige Anzahl von Ventilgruppen steuern kann und eine Steuerung einer 2-Wege-Ventilgruppe und einer 5-Wege-Ventilgruppe wird als nicht einschränkendes Beispiel verwendet. Die Steuerungsvorrichtung 402 generiert einen fünften Satz maschinenlesbarer Anweisungen 1020, die eine Übertragung eines einzelnen unipolaren Hochspannungsimpulses steuern, um einen Pilotlichtbogen (über eine Lichtbogenstartkomponente 1008) einzuleiten, der bei der Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung verwendet wird. Die Steuerungsvorrichtung 402 generiert einen sechsten Satz maschinenlesbarer Anweisungen 1018, die eine oder mehrere Stromversorgung(en) 904 steuern. Obwohl eine Stromversorgung 904 dargestellt ist, kann eine beliebige Anzahl von Stromversorgungen verwendet und durch maschinenlesbare Anweisungen 1018 gesteuert werden, die von der Steuerungsvorrichtung 402 generiert werden.
Die Steuerungsvorrichtung 402 kommuniziert zumindest einen von einem ersten Satz maschinenlesbarer Anweisungen 1010, zweiten Satz maschinenlesbarer Anweisungen 1012, dritten Satz maschinenlesbarer Anweisungen 1014, vierten Satz maschinenlesbarer Anweisungen 1016, fünften Satz maschinenlesbarer Anweisungen 1020 oder sechsten Satz maschinenlesbarer Anweisungen 1018, um die Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung mit dem Brenner basierend auf zumindest der Benutzereingabe auszuführen.
Es ist klar, dass, obwohl die Positionskomponente 1006 dargestellt ist, eine beliebige Anzahl von Positionskomponenten verwendet werden kann, um einen Brenner oder ein Gerät, der bzw. das mit der Schneide- oder Markierungsbearbeitung verwendet wird, in Bewegung zu versetzen, eine Positionskomponente die Bewegung eines Brenners oder Geräts aktivieren kann, um die Schneidebearbeitung zum Erreichen des gewünschten Werkstücks auszuführen. In einer Ausführungsform kann eine beliebige Anzahl von Positionskomponenten 1006 vorhanden sein, um eine Bewegungsachse und/oder mehrere Bewegungsachsen auszuführen. In einer besonderen Ausführungsform können eine erste Positionskomponente, um eine x-Achsenbewegung auszuführen, eine zweite Positionskomponente, um eine y-Achsenbewegung auszuführen, eine dritte Position, um eine z-Achsenbewegung auszuführen, und dergleichen vorhanden sein. In einer anderen Ausführungsform kann die Positionskomponente 1006 eine x-Achsenbewegung und y-Achsenbewegung ausführen und eine zweite Positionskomponente kann eine z-Achsenbewegung ausführen. In einer weiteren Ausführungsform kann die Positionskomponente 1006 eine x-Achsenbewegung, y-Achsenbewegung und z-Achsenbewegung ausführen.
Zusätzlich kann die Steuerungsvorrichtung 402 ein Rückkopplungssignal empfangen, das von der Steuerungsvorrichtung 402 zum dynamischen Einstellen eines Parameters oder einer Einstellung verwendet werden kann, die sich auf die Schneide- oder Markierungsbearbeitung am Werkstück bezieht. Beispielsweise kann jede von zumindest einer von der Positionskomponente 1006, Gassteuerung 916, Stromversorgung 904 oder Lichtbogenstartkomponente 1008 ein oder mehrere Rückkopplungssignal(e) senden. Als ein Beispiel und nicht als Einschränkung kann ein Rückkopplungssignal für eine Komponente, die bei der Schneide- oder Markierungsbearbeitung verwendet wird, der Steuerungsvorrichtung 402 kommuniziert werden, wobei die Steuerungsvorrichtung 402 ein solches Rückkopplungssignal verwendet, um die Schneide- oder Markierungsbearbeitung dynamisch (z. B. unter anderen basierend auf einer Änderung eines Parameters, einer Einstellung) einzustellen. Es ist ferner klar, dass ein oder mehrere Rückkopplungssignal(e) von der Steuerungsvorrichtung 402 angefordert werden kann (können). In einer anderen Ausführungsform kann (können) ein oder mehrere Rückkopplungssignal(e) basierend auf einer Zeitdauer oder einem Ereignis, das bei der Schneide- oder Markierungsbearbeitung eintritt, periodisch zur Steuerungsvorrichtung 402 kommuniziert werden. Im Allgemeinen kann (können) ein oder mehrere Rückkopplungssignal(e) der Steuerungsvorrichtung 402 kommuniziert werden, um eine Einstellung eines Parameters oder eine Einstellung, die mit der Schneide- oder Markierungsbearbeitung zusammenhängt, in Echtzeit zu ermöglichen.
Beispielsweise kann die Positionssteuerkomponente 1006 ein oder mehrere Rückkopplungssignal(e) 1022 kommunizieren, die sich zumindest auf eine Bewegung oder Stelle wie, ohne aber darauf beschränkt zu sein, zumindest eine von einer x-Achsenbewegung, y-Achsenbewegung oder z-Achsenbewegung beziehen. In einer anderen Ausführungsform kann die Positionssteuerkomponente 1006 ein Rückkopplungssignal für jede Bewegungsachse kommunizieren. Ein oder mehrere Rückkopplungssignal(e) 1022 kann (können) Daten enthalten, die sich auf eine Position oder Stelle (z. B. in einer x-Achse, einer y-Achse oder einer z-Achse) eines Brenners beziehen, der bei der Schneide- oder Markierungsbearbeitung verwendet wird. Ein oder mehrere Rückkopplungssignal(e) 1022 kann (können) von der Steuerungsvorrichtung 402 empfangen werden, um bei der dynamischen Steuerung der Schneide- oder Markierungsbearbeitung verwendet zu werden.
In einem anderen Beispiel kann die Gassteuerung 916 ein oder mehrere Rückkopplungssignal(e) 1024 kommunizieren, die sich auf ein Lenken der Gasversorgung beziehen, um die Schneide- oder Markierungsbearbeitung auszuführen. Beispielsweise kann (können) sich ein oder mehrere Rückkopplungssignal(e) 1024 unter anderen auf eine Ventilgruppe, eine Gasventilgruppe, eine Verteilergruppe, eine Gruppe, eine 2-Wege-Ventilgruppe, eine 5-Wege-Ventilgruppe, eine Gasversorgung, einen Druckpegel eines Gases, eine Strömungsrate eines Gases, einen Druckwandler, ein Elektromagnetventil, ein Proportionalventil, eine Gastemperatur, eine Abfolge einer Gasabgabe, eine Zeitdauer einer Gasabgabe, eine Gasabgabemenge beziehen. Ein oder mehrere Rückkopplungssignal(e) 1024 kann (können) von der Steuerungsvorrichtung 402 zur Verwendung bei der dynamischen Steuerung der Schneide- oder Markierungsbearbeitung empfangen werden.
In einem weiteren Beispiel kann die Stromversorgung 904 ein oder mehrere Rückkopplungssignal(e) 1026 kommunizieren, das bzw. die sich auf eine oder mehrere Stromversorgung(en) bezieht bzw. beziehen. Beispielsweise kann (können) ein oder mehrere Rückkopplungssignal(e) 1026 unter anderen eine Spannung, ein Strom, ein Stromausgang, eine Wattleistung, ein Fehlerzustand, ein Fehlercode, ein Alarm, eine Benachrichtigung sein. Ein oder mehrere Rückkopplungssignal(e) 1026 kann (können) von der Steuerungsvorrichtung 402 zur Verwendung bei der dynamischen Steuerung der Schneide- oder Markierungsbearbeitung empfangen werden.
In einem weiteren Beispiel kann die Lichtbogenstartkomponente 1008 ein oder mehrere Rückkopplungssignal(e) 1028 kommunizieren, das bzw. die sich auf einen Parameter bezieht bzw. beziehen, der mit einer Lichtbogenzündung für die Schneide- oder Markierungsbearbeitung zusammenhängt. Beispielsweise kann (können) sich ein oder mehrere Rückkopplungssignal(e) 1028 unter anderen auf eine Wellenform, eine Spannung, einen unipolaren Hochspannungsimpuls, einen Lichtbogen, einen Parameter des Lichtbogens, eine Zeitdauer für die Zündung beziehen. Ein oder mehrere Rückkopplungssignal(e) 1028 kann (können) von der Steuerungsvorrichtung 402 zur Verwendung bei der dynamischen Steuerung der Schneide- oder Markierungsbearbeitung empfangen werden.
Bei Empfang zumindest eines von dem einen oder den mehreren Rückkopplungssignal(en) 1022, 1024, 1026, 1028, kann die Steuerungsvorrichtung 402 eine zusätzliche maschinenlesbare Anweisung zur Einstellung der Schneidebearbeitung basierend auf einer Evaluierung eines solchen einen oder solcher mehrerer Rückkopplungssignal(e) 1022, 1024, 1026, 1028 generieren. Beispielsweise kann (können) ein oder mehrere Rückkopplungssignal(e) 1022, 1024, 1026, 1028 mit einem entsprechenden Schwellenwert verglichen werden und falls sie nicht innerhalb des entsprechenden Schwellenwerts liegen, kann die zusätzliche maschinenlesbare Anweisung unter anderen mit zumindest einer von der Positionskomponente 1006, Gassteuerung 916, Stromversorgung 904, Lichtbogenstartkomponente 1008 zur entsprechenden Kompensation verwendet werden.
Die Steuerungsvorrichtung 402 kann eine erste Kommunikationskomponente 1002 und eine zweite Kommunikationskomponente 1004 zum Regeln des Empfangs und/oder Sendens von Daten enthalten. Es ist klar, dass die erste Kommunikationskomponente 1002 in die Steuerungsvorrichtung 402 (wie dargestellt) eingegliedert, eine alleinstehende Komponente oder eine Kombination davon sein kann. Es ist auch klar, dass die zweite Kommunikationskomponente 1004 in die Steuerungsvorrichtung 402 (wie dargestellt) eingegliedert, eine alleinstehende Komponente oder eine Kombination davon sein kann. Die erste Kommunikationskomponente 1002 kann zum Empfangen von Daten für die Steuerungsvorrichtung 402 konfiguriert sein, wobei solche Daten unter anderen ein Rückkopplungssignal, ein Steuersignal, eine Warnung, eine Benachrichtigung, ein Datenpaket, eine Benutzereingabe sein können. Die zweite Kommunikationskomponente 1004 kann zum Senden von Daten von der Steuerungsvorrichtung 402 unter anderen zu zumindest einer von einer Positionskomponente 1006, Gassteuerung 916, Stromversorgung 904, Lichtbogenstartkomponente 1008 konfiguriert sein. Es ist klar, dass, obwohl die erste Kommunikationskomponente 1002 zur Regelung des Empfangs von Daten für die Steuerungsvorrichtung 402 beschrieben ist und die zweite Kommunikationskomponente 1004 zur Regelung des Sendens von Daten von der Steuerungsvorrichtung 402 beschrieben ist, eine einzelne Kommunikationskomponente bei der gegenständlichen Innovation verwendet werden kann. Im Allgemeinen kann die Steuerungsvorrichtung 402 eine beliebige Anzahl von Kommunikationskomponenten zum Regeln des Sendens von Daten und/oder Empfangens von Daten enthalten und ein solches Beispiel ist nicht als Einschränkung der gegenständlichen Innovation zu betrachten.
11 zeigt ein Verfahren 1100, das maschinenlesbare Anweisungen zum Ausführen einer Schneide- oder Markierungsbearbeitung generiert. Wie oben besprochen, soll der Begriff Schneidebearbeitung eine Markierungsbearbeitung an einem Werkstück enthalten. Im Allgemeinen kann das Verfahren 1100 verwendet werden, in dem ein Verschnittteil von einem Werkstück entfernt wird. Folgendes läuft der Reihe nach ab, wie in dem Entscheidungsbaum-Ablaufschema 1100 von 11 dargestellt, das ein Ablaufschema 1100 ist, das maschinenlesbare Anweisungen generiert, die bei Ausführen einer Bearbeitung verwendet werden, die einen Verschnitt von einem Werkstück entfernt, und insbesondere einer Schneide- oder Markierungsbearbeitung eines Werkstücks.
Eine Dicke eines Werkstücks, eine Art von Material des Werkstücks für eine Schneidebearbeitung, eine Startstelle für die Schneidebearbeitung und eine gewünschte Form für das Werkstück können empfangen werden (Referenzblock 1110). Maschinenlesbare Anweisungen, die zwei oder mehr einer x-Achsenbewegungssteuerung, y-Achsenbewegungssteuerung, z-Achsenbewegungssteuerung, Gassteuerung, Stromquellensteuerung und Lichtbogenzündungssteuerung für die Schneidebearbeitung enthalten, können generiert werden (Referenzblock 1120).
Die maschinenlesbaren Anweisungen, die mit der x-Achsenbewegungssteuerung, y-Achsenbewegungssteuerung und z-Achsenbewegungssteuerung verbunden sind, können einer Positionskomponente kommuniziert werden (Referenzblock 1130). Wie oben besprochen, kann eine Positionskomponente eine Bewegung eines Brenners oder Geräts zur Ausführung der Schneidebearbeitung aktivieren, um das gewünschte Werkstück zu erreichen. In einer Ausführungsform kann eine beliebige Anzahl von Positionskomponenten zur Ausführung der Bewegungsachse und/oder mehrfachen Bewegungsachse vorhanden sein. In einer besonderen Ausführungsform kann eine erste Positionskomponente zur Ausführung einer x-Achsenbewegung, eine zweite Positionskomponente zur Ausführung einer y-Achsenbewegung, eine dritte Position zur Ausführung einer z-Achsenbewegung und dergleichen vorhanden sein. In einer anderen Ausführungsform kann eine Positionskomponente eine x-Achsenbewegung und y-Achsenbewegung ausführen und eine zweite Positionskomponente kann eine z-Achsenbewegung ausführen. In einer weiteren Ausführungsform kann eine Positionskomponente eine x-Achsenbewegung, y-Achsenbewegung und z-Achsenbewegung ausführen.
Die maschinenlesbaren Anweisungen, die mit der Gassteuerung verbunden sind, können zur Steuerung zumindest eines von einem Ventil oder einer Ablaufplanung einer Gasabgabe kommuniziert werden (Referenzblock 1140). Beispielsweise kann eine Gasabgabe zur Ausführung der Schneide- oder Markierungsbearbeitung verwendet werden und die Abgabeablaufplanung kann basierend auf maschinenlesbaren Anweisungen generiert werden. In einer anderen Ausführungsform können maschinenlesbare Anweisungen, die mit einer Stromquellensteuerung verbunden sind, zu einer oder mehreren Stromquelle(n) kommuniziert werden. In einer weiteren Ausführungsform können maschinenlesbare Anweisungen, die mit einer Lichtbogenzündungssteuerung verbunden sind, zu einer Lichtbogenstartkomponente kommuniziert werden, die einen Lichtbogen zündet, um die Schneide- oder Markierungsbearbeitung auszuführen.
Die Schneidebearbeitung kann an dem Werkstück ausgeführt werden, um die gewünschte Form basierend auf den generierten maschinenlesbaren Anweisungen zu erreichen (Referenzblock 1150). In einer Ausführungsform werden die maschinenlesbaren Anweisungen von einer Steuerungsvorrichtung generiert.
Es ist klar, dass ein Verfahren, zum Beispiel, Verfahren 1100, ein Empfangen eines Rückkopplungssignals (z. B. eines Teils von Daten, eines elektronischen Signals, eines Datenpakets, eines digitalen Signals, eines analogen Signals) enthalten kann. Beispielsweise kann das Rückkopplungssignal zumindest von einem von einer Positionskomponente, einer Gassteuerung, einer Stromquelle, einer Lichtbogenstartkomponente, einem Ventil, einer Gruppe, einer Ventilgruppe, einer Verteilergruppe, einer 2-Wege-Ventilgruppe, einer 5-Wege-Ventilgruppe, einem Druckwandler und dergleichen stammen. Wie oben besprochen, besteht ein Rückkopplungssignal aus Daten (z. B. einem Signal, einem Teil von Daten, einem Datenpaket, einem analogen Signal, einem digitalen Signal und dergleichen), die für einen Zustand oder Parameter, der sich auf die Schneidebearbeitung bezieht, oder eine Komponente, die zum Ausführen der Schneidebearbeitung oder bei der Ausführung der Schneidebearbeitung verwendet wird, repräsentativ sind (z. B. eine Positionskomponente, eine Gassteuerung, eine Stromquelle, eine Lichtbogenstartkomponente, eine Kamera, eine Abbildungsvorrichtung, einen Bewegungssensor, einen Audiosensor, einen Lichtsensor, einen Spannungssensor, einen Stromsensor, einen Temperatursensor, einen Gasstromsensor, einen Drucksensor und dergleichen).
In einer Ausführungsform kann ein Rückkopplungssignal von einer Steuerungsvorrichtung empfangen werden, wobei die Steuerungsvorrichtung die zwei oder mehreren maschinenlesbaren Anweisungen, wie oben besprochen, generiert.
Während sich die hier besprochenen Ausführungsformen auf die oben besprochenen Systeme und Verfahren bezogen haben, sollen diese Ausführungsformen beispielhaft sein und sind nicht als Einschränkung der Anwendbarkeit dieser Ausführungsformen auf nur die zuvor hier angeführten Besprechungen gedacht. Die hier besprochenen Steuersysteme und Methodologien sind gleichermaßen bei Systemen und Verfahren anwendbar und können in diesen verwendet werden, die sich auf Lichtbogenschweißen, Laserschweißen, Hartlöten, Weichlöten, Plasmaschneiden, Wasserstrahlschneiden, Laserschneiden und sämtliche anderen Systeme oder Verfahren beziehen, die eine ähnliche Steuermethodologie verwenden, ohne vom Umfangswesen der oben besprochenen Erfindungen abzuweichen. Die vorliegenden Ausführungsformen und Diskussionen können leicht in jedes dieser Systeme und jede dieser Methodologien von Fachleuten auf dem Gebiet eingegliedert werden.
Die obenstehenden Beispiele veranschaulichen nur mehrere mögliche Ausführungsformen verschiedener Aspekte der vorliegenden Erfindung, wobei äquivalente Abänderungen und/oder Modifizierungen für Fachleute auf dem Gebiet beim Lesen und Verstehen dieser Patentschrift und den beiliegenden Zeichnungen offenkundig sind. Insbesondere sind in Bezug auf die verschiedenen Funktionen, die durch die oben beschriebenen Komponenten ausgeführt werden (Gruppen, Vorrichtungen, Systeme, Schaltungen und dergleichen), die Begriffe (einschließlich eines Verweises auf ein ”Mittel”), die zum Beschreiben solcher Komponenten (z. B. HMI, Positionskomponente, Steuerungsvorrichtung, Gassteuerung, Stromversorgung, Lichtbogenstartkomponente, Eingabekomponente, usw.) verwendet werden, so auszulegen, dass sie, falls nicht anderes angegeben ist, jeder Komponente, wie Hardware, Software oder Kombinationen davon, entsprechen, die die spezifizierte Funktion der beschriebenen Komponente ausführt (die z. B. funktionell äquivalent ist), auch wenn sie strukturell der offenbarten Struktur nicht äquivalent ist, die die Funktion in den dargestellten Implementierungen der Erfindung ausführt, Zusätzlich, obwohl ein besonderes Merkmal der Erfindung in Bezug auf nur eine von mehreren Implementierungen offenbart ist, kann ein solches Merkmal mit einem oder mehreren anderen Merkmalen der anderen Implementierungen kombiniert werden, wie für eine bestimmte Anwendung gewünscht und vorteilhaft ist. In dem Ausmaß, in dem die Begriffe ”enthaltend”, ”enthält”, ”habend”, ”hat”, ”mit” oder Varianten davon in der ausführlichen Beschreibung und/oder in den Ansprüchen verwendet werden, sollen solche Begriff in einer Weise ähnlich dem Begriff ”umfassend” einschließend sein.
Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele zur Offenbarung der Erfindung, einschließlich des besten Modus, und auch, um einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet zu ermöglichen, die Erfindung in die Praxis umzusetzen, einschließlich einer Herstellung und Verwendung von Vorrichtungen oder Systemen und einer Ausführung eines der eingegliederten Verfahren. Der patentierbare Umfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann andere Beispiele enthalten, die für Fachleute auf dem Gebiet offenkundig sind. Solche anderen Beispiele sollen im Umfang der Ansprüche liegen, wenn sie strukturelle Elemente haben, die sich nicht von den buchstäblichen Ausdrücken der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Differenzen zu den buchstäblichen Ausdrücken der Ansprüche enthalten.
Der beste Modus zum Durchführung der Erfindung wurde zur Veranschaulichung des besten Modus beschrieben, welcher der Antragstellerin zu diesem Zeitpunkt bekannt ist. Die Beispiele sind nur veranschaulichend und sollen die Erfindung nicht einschränken, gemessen am Umfang und Vorzug der Ansprüche. Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf bevorzugte und alternative Ausführungsformen beschrieben. Offensichtlich sind Modifizierungen und Abänderungen für andere beim Lesen und Verstehen der Patentschrift offensichtlich. Sie sollen alle solche Modifizierungen und Abänderungen enthalten, insofern als sie im Umfang der beiliegenden Ansprüche oder deren Äquivalente liegen.
Bezugszeichenliste

100: Schneidesystem
102: Schweißgerätkomponente
104: Automatische Gassteuerungskomponente
106: Anwender
108: Träger
110: Eingabekomponente
112: Eingabekomponente
114: Brenner
120: Komponente
300: Tisch
400: System
402: Steuervorrichtung
404: Gantry
406: Gerät
408: Tisch
410: Stromversorgung
412: HMI
414: Gasquelle
502: System
504: Prozessor
506: Kommunikation
508: Gassteuerung
510: Treiberschnittstelle
512: Eingang/Ausgang
600: Verfahren
602: Referenzblock
604: Referenzblock
606: Referenzblock
608: Referenzblock
610: Referenzblock
612: Referenzblock
614: Referenzblock
616: Bearbeitungsparameter
618: Referenzblock
620: Referenzblock
622: Referenzblock
624: Referenzblock
626: Referenzblock
700: System
702: Steuerungskonsole
704: Brenner
706: Plasmakonsole
708: CNC-Steuerung
710: Stromversorgung
712: Impulsstartkonsole
714: Automatische Gaskonsole
716: Verteiler
718: Verteiler
720: Gasversorgung
722: Ferner Komponente
724: Positionskomponente
725: Treiberkomponente
726: Brennergriff
728: Brennerbasis
732: Werkstück
734: Sternpunkt
800: Diagramm
802: RS422
803: Steuerungsvorrichtung
804: CAN
806: CNC-Steuerung
807: CNC HMI
808: x-Achsenbewegung
810: y-Achsenbewegung
812: Höhensteuerungs-vorrichtung
816: HMI
818: Plasmasteuerungs-vorrichtung
819: HMI
822: Stromversorgung
824: 5-Wege-Gasventilgruppe
826: 2-Wege-Gasventilgruppe
900: System
902: Protokoll
904: Stromversorgung
906: Stromversorgung
907: Stromversorgung
908: HMI
910: x-Achsenbewegung
912: y-Achsenbewegung
914: z-Achsenbewegung
916: Gassteuerung
918: Ventilgruppe
920: Ventilgruppe
1000: System
1006: Positionskomponente
1008: Lichtbogenstart-komponente
1010: Anweisung
1012: Anweisung
1014: Anweisung
1016: Anweisung
1018: Anweisung
1020: Anweisung
1022: Signal
1024: Signal
1026: Signal
1028: Signal
1100: Verfahren
1110: Referenzblock
1120: Referenzblock
1130: Referenzblock
1140: Referenzblock
1150: Referenzblock
x: Achse
y: Achse
z: Achse

Claims

System (100, 400, 700, 900, 1000) zum Schneiden oder Markieren eines Werkstücks, umfassend: ein Werkstück; ein Gerät, das eine Bearbeitung durchführt, wobei die Bearbeitung zumindest eines von einem Schneiden des Werkstücks oder einem Markieren des Werkstücks ist; eine Gantry (404); einen Tisch (300, 408), der das Werkstück trägt; eine Stromversorgung (410, 710, 904, 906); eine Eingabekomponente, die zum Empfangen einer Benutzereingabe in Verbindung mit einem Parameter zum Ausführen der Bearbeitung konfiguriert ist; eine Steuerungsvorrichtung (402), die zum Bereitstellen von folgendem konfiguriert ist: einer Höhensteuerung für das Gerät, die eine Bewegung zum Werkstück hin oder vom Werkstück weg regelt; einer Verbrauchsmaterialsteuerung für die Bearbeitung; einer Stromsteuerung bei der Stromversorgung für die Bearbeitung; einer Bewegungssteuerung für das Gerät, die eine Bewegung um das Werkstück regelt; und einer Prozesssteuerung für die Bearbeitung.
System (100, 400, 700, 900, 1000) nach Anspruch 1, wobei die Bearbeitung zumindest eine Laserbearbeitung, eine Wasserstrahlbearbeitung oder eine Fräsbearbeitung ist.
System (100, 400, 700, 900, 1000) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Prozess eine Plasmabearbeitung ist.
System (100, 400, 700, 900, 1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Verbrauchsmaterialsteuerung für die Bearbeitung eine Gasauswahl ist und die Prozesssteuerung eine Ablaufplanung von zumindest einem von einem Gas, einem Strom oder einer Spannung enthält.
System (100, 400, 700, 900, 1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Prozesssteuerung einen Ablauf der Höhensteuerung und der Bewegungssteuerung enthält.
System (100, 400, 700, 900, 1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, des Weiteren umfassend: die Höhensteuerung ist ein Satz maschinenlesbarer Anweisungen für einen Treiber, der eine Bewegung in einer z-Achse steuert; die Verbrauchsmaterialsteuerung ist ein Satz maschinenlesbarer Anweisungen für zumindest eines von einem Druckwandler, einem Proportionalventil oder einem Elektromagnetventil in Verbindung mit einer Gasauswahl für die Bearbeitung; die Stromsteuerung ist ein Satz maschinenlesbarer Anweisungen für die Stromversorgung; die Bewegungssteuerung ist ein Satz maschinenlesbarer Anweisungen für einen Treiber, der zumindest eine von einer Bewegung in einer x-Achse um das Werkstück, einer Bewegung in einer y-Achse um das Werkstück, einer Bewegungsgeschwindigkeit, einer Zuleitung oder einer Ausleitung steuert; eine Prozesssteuerung für die Bearbeitung ist ein Satz maschinenlesbarer Anweisungen für eine Ablaufplanung von zumindest einem von einem Gas, das bei der Bearbeitung verwendet wird, einem Strom für die Bearbeitung oder einer Spannung der Bearbeitung; und die Steuerungsvorrichtung kommuniziert mit dem Treiber, der die Bewegung in der z-Achse steuert, dem Treiber, der die Bewegung in einer x-Achse steuert, dem Treiber, der die Bewegung in einer y-Achse steuert, und zumindest einem von dem Druckwandler, dem Proportionalventil oder dem Elektromagnetventil, die mit der Gasauswahl in Verbindung stehen, wobei die Steuerungsvorrichtung ohne RS422 Komm kommuniziert.
System (100, 400, 700, 900, 1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Parameter ein gewünschtes Formprofil für das Werkstück oder eine Kontur für das Werkstück ist, und/oder wobei der Parameter zumindest eines von einer Dicke des Werkstücks oder einer Materialart des Werkstücks oder eine Schneidegeschwindigkeit ist.
System (100, 400, 700, 900, 1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Eingabekomponente ferner zum drahtlosen Kommunizieren der Benutzereingabe zur Steuerungsvorrichtung konfiguriert ist, und/oder wobei die Eingabekomponente in die Stromversorgung (410, 710, 904, 906) eingegliedert ist.
System (100, 400, 700, 900, 1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Steuerungsvorrichtung (402) des Weiteren zumindest eine der folgenden enthält: eine erste Kommunikationskomponente, die Daten für die Steuerungsvorrichtung von zumindest einem von einem Treiber, der eine Bewegung in einer z-Achse steuert, einem Druckwandler, einem Proportionalventil, einem Elektromagnetventil, einem Treiber, der eine Bewegung in einer x-Achse steuert, einem Treiber, der Bewegungen in einer y-Achse steuert, oder der Stromversorgung der Bearbeitung empfängt; oder eine zweite Kommunikationskomponente, die Daten von der Steuerungsvorrichtung zu zumindest einem von einem Treiber, der eine Bewegung in einer z-Achse steuert, einem Druckwandler, einem Proportionalventil, einem Elektromagnetventil, einem Treiber, der eine Bewegung in einer x-Achse steuert, einem Treiber, der Bewegungen in einer y-Achse steuert, oder der Stromversorgung der Bearbeitung sendet.
System (100, 400, 700, 900, 1000) nach Anspruch 9, wobei zumindest eine der ersten Kommunikationskomponente oder der zweiten Kommunikationskomponente zumindest eines von einem Ethernet, einem seriellen Echtzeit-Kommunikationssystem (Sercos), einem Controller Area Network (CAN), einem Netzwerk, einem LAN, einem WLAN oder einem drahtlosen Netzwerk ist.
System (100, 400, 700, 900, 1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Steuerungsvorrichtung des Weiteren zum Generieren einer aktualisierten maschinenlesbaren Anweisung für zumindest eine von der Höhensteuerung, der Verbrauchsmaterialsteuerung, der Bewegungssteuerung, der Stromsteuerung oder der Prozesssteuerung konfiguriert ist, wobei die aktualisierte maschinenlesbare Anweisung auf einer dynamischen Überwachung der Bearbeitung beruht, und/oder die Steuerungsvorrichtung (402) an der Gantry (404) befestigt ist.
System (100, 400, 700, 900, 1000), das eine Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung an einem Werkstück ausführt, umfassend: ein Werkstück; eine Gantry (404); einen Brenner (114, 704); einen Tisch (300, 400), der das Werkstück trägt; eine Eingabekomponente, die zum Empfangen einer Benutzereingabe in Verbindung mit einem Parameter zum Ausführen der Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung konfiguriert ist, wobei der Parameter zumindest eines von einem gewünschten Formprofil für das Werkstück, einer Dicke des Werkstücks, einer Materialart des Werkstücks oder einer Schneidegeschwindigkeit ist; ein Gehäuse, das eine Steuerungsvorrichtung (402) enthält; wobei die Steuerungsvorrichtung (402) einen ersten Satz maschinenlesbarer Anweisungen generiert, die eine x-Achsenbewegung des Brenners (114, 704) mit einer Positionskomponente steuern; wobei die Steuerungsvorrichtung (402) einen zweiten Satz maschinenlesbarer Anweisungen generiert, die eine y-Achsenbewegung des Brenners mit der Positionskomponente steuern; wobei die Steuerungsvorrichtung (402) einen dritten Satz maschinenlesbarer Anweisungen generiert, die eine z-Achsenbewegung des Brenners mit der Positionskomponente steuern; wobei die Steuerungsvorrichtung (402) einen vierten Satz maschinenlesbarer Anweisungen generiert, die einen Gasstrom aus einer Gasversorgung der Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung steuern, wobei die Gassteuerung ein Lenken einer Gasventilgruppe für ein Schutzgas, ein Regeln einer Gasventilgruppe für ein Plasmagas und ein Lenken einer Verteilungsabfolge des Schutzgases und des Plasmagases und Entlüften des Plasmagases enthält; und wobei die Steuerungsvorrichtung (402) zumindest einen von dem ersten Satz maschinenlesbarer Anweisungen, dem ersten Satz maschinenlesbarer Anweisungen, dem zweiten Satz maschinenlesbarer Anweisungen, dem dritten Satz maschinenlesbarer Anweisungen, oder dem vierten Satz maschinenlesbarer Anweisungen kommuniziert, um die Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung mit dem Brenner (114, 704) anhand des Parameters auszuführen.
System (100, 400, 700, 900, 1000) nach Anspruch 12, wobei die Steuerungsvorrichtung (402) ein Rückkopplungssignal der Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung empfängt und eine Einstellung der Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung dynamisch einstellt, wobei die Einstellung zumindest eine von einem Strom, einer Spannung, einer Höhe des Brenners, dem Gasstrom von der Gasversorgung oder einer Abfolge von einem oder mehreren Gas(en) von der Gasversorgung ist und/oder wobei die Steuerungsvorrichtung (402) einen fünften Satz maschinenlesbarer Anweisungen generiert, die ein Senden eines einzelnen unipolaren Hochspannungsimpulses zum Einleiten eines Pilotlichtbogens steuern, der bei der Plasmaschneide- oder Markierungsbearbeitung verwendet wird.
System (100, 400, 700, 900, 1000) nach Anspruch 12 oder 13, des Weiteren umfassend: zumindest eine Stromversorgung, die einen Teil des Stroms für die Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung zuleitet, wobei die Steuerungsvorrichtung mit der zumindest einen Stromversorgung mit einem deterministischen Kommunikationsprotokoll kommuniziert; und die Steuerungsvorrichtung (402), die einen zusätzlichen Satz maschinenlesbarer Anweisungen generiert, die eine Zuleitung von der zumindest einen Stromversorgung steuern.
System (100, 400, 700, 900, 1000) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Eingabekomponente des Weiteren zum drahtlosen Kommunizieren der Benutzereingabe zur Steuerungsvorrichtung konfiguriert ist.
System (100, 400, 700, 900, 1000), das eine Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung an einem Werkstück ausführt, umfassend: ein Werkstück; eine Gantry (404); einen Brenner (114, 704); einen Tisch (300, 408), der das Werkstück trägt; ein Mittel zum Empfangen einer Benutzereingabe in Verbindung mit einem Parameter zum Ausführen der Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung, wobei der Parameter zumindest eines von einem gewünschten Formprofil für das Werkstück, einer Dicke des Werkstücks, einer Materialart des Werkstücks oder einer Schneidegeschwindigkeit ist; ein Gehäuse, das eine Steuerungsvorrichtung (402) enthält; wobei die Steuerungsvorrichtung (402) einen ersten Satz maschinenlesbarer Anweisungen generiert, die eine x-Achsenbewegung des Brenners mit einer Positionskomponente steuern; wobei die Steuerungsvorrichtung (402) einen zweiten Satz maschinenlesbarer Anweisungen generiert, die eine y-Achsenbewegung des Brenners mit der Positionskomponente steuern; wobei die Steuerungsvorrichtung (402) einen dritten Satz maschinenlesbarer Anweisungen generiert, die eine z-Achsenbewegung des Brenners mit der Positionskomponente steuern; wobei die Steuerungsvorrichtung (402) einen vierten Satz maschinenlesbarer Anweisungen generiert, die einen Gasstrom aus einer Gasversorgung der Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung steuern, wobei die Gassteuerung ein Lenken einer Gasventilgruppe für ein Schutzgas, ein Lenken einer Gasventilgruppe für ein Plasmagas und ein Lenken einer Verteilungsabfolge des Schutzgases und des Plasmagases und Entlüften des Plasmagases enthält; und ein Mittel zum Kommunizieren zumindest eines von dem ersten Satz maschinenlesbarer Anweisungen, dem ersten Satz maschinenlesbarer Anweisungen, dem zweiten Satz maschinenlesbarer Anweisungen, dem dritten Satz maschinenlesbarer Anweisungen oder dem vierten Satz maschinenlesbarer Anweisungen zum Ausführen der Plasmaschneide- oder -markierungsbearbeitung mit dem Brenner anhand des Parameters.