DE202014010593U1 - Systeme zum Kommunizieren mit einer Schweissausrüstung - Google Patents

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Abstract

Schweißsystem (200), das Folgendes umfasst: ein Schweißgerät (202); eine Drahtzuführvorrichtung (230); einen Schweißbrenner (240); gekennzeichnet durch einen NFC-Transponder, der an dem Schweißgerät (202) oder der Drahtzuführvorrichtung (230) oder dem Schweißbrenner (240) angebracht ist; eine Bedienervorrichtung (250), die ein NFC-Signal generiert, das Zugriffsgrenzen für den Betrieb des Schweißsystems (200) für die Bedienervorrichtung (250) anzeigt; wobei es einem Bediener (106), der die Bedienervorrichtung (250) besitzt, gestattet ist, das Schweißsystem (200) nur innerhalb der Zugriffsgrenzen zu betreiben, nachdem die Bedienervorrichtung (250) in die Nähe des NFC-Transponders gebracht wurde.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die allgemeinen erfindungsgemäßen Konzepte betreffen unter anderem das elektrische Lichtbogenschweißen, und betreffen insbesondere Systeme zum Austauschen von Daten mit schweißbezogener Ausrüstung. Genauer gesagt, betrifft die Erfindung ein Schweißsystem zum Kommunizieren mit einem Schweißsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • PRIORITÄTSANSPRUCH
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der drei vorläufigen US-Patentanmeldungen Nr. 61/795,000, 61/798,192 und 61/798,915, die alle am 15. März 2013 eingereicht wurden. Diese drei vorläufigen Anmeldungen werden hiermit durch Bezugnahme in vollem Umfang in diese Anmeldung aufgenommen.
  • AUFNAHME DURCH BEZUGNAHME
  • Die folgenden Dokumente können einem besseren Verstehen und Würdigen der im vorliegenden Text dargelegten allgemeinen erfindungsgemäßen Konzepte förderlich sein: US-Patente Nr. 5,278,390 an Blankenship; 5,500,512 an Goldblatt; 5,553,810 an Bobeczko; 5,708,253 an Bloch et al.; 5,862,071 an Scholder; 6,536,660 an Blankenship et al.; und 6,858,817 an Blankenship et al.; der Artikel mit dem Titel What Every Engineer Should Know about Welding, D. K. Miller (1997) (hier als Anhang 1 angehängt); und die Publikation mit dem Titel Digital Communications Technology (Lincoln Electric 2006) (hier als Anhang 2 angehängt). Dementsprechend wird jedes dieser Dokumente hiermit durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit in den vorliegenden Text aufgenommen.
  • HINTERGRUND
  • Die Nahfeldkommunikation (Near Field Communication, oder NFC) ist eine Form der kontaktlosen Kommunikation zwischen Vorrichtungen wie Smartphones oder Tablets. Die NFC umfasst einen Satz Standards für solche Vorrichtungen, die oft handgehalten oder auf sonstige Weise mobil sind, um eine Funkkommunikation zwischen ihnen herzustellen, indem man sie miteinander in Berührung bringt oder sie in unmittelbare Nähe zueinander bringt, gewöhnlich maximal bis auf wenige Zentimeter. Eine NFC-Peer-zu-Peer-Kommunikation ist möglich, sofern beide Vorrichtungen mit Strom versorgt werden. Eine Kommunikation ist auch zwischen einer NFC-Vorrichtung und einem nicht mit Strom versorgten NFC-Chip möglich, oft als ein „passiver Transponder” oder einfach „Transponder” bezeichnet.
  • Die NFC ist ein Kurzbereichs- und Niedrigleistungs-Kommunikationsprotokoll zwischen zwei Vorrichtungen. Eine Initiatorvorrichtung verwendet magnetische Induktion, um ein Funkwellenfeld zu erzeugen, das eine Zielvorrichtung detektieren und auf das eine Zielvorrichtung zugreifen kann, wodurch kleine Datenmengen drahtlos über eine relativ kurze Distanz (zum Beispiel weniger als 10 cm) übertragen werden können. Genauer gesagt, sendet die Initiatorvorrichtung unter Verwendung magnetischer Induktion einen kleinen elektrischen Strom aus, der ein Magnetfeld erzeugt, das wiederum den physischen Raum zwischen der Initiatorvorrichtung und der Zielvorrichtung überbrückt. Das Feld wird durch eine ähnliche Spule in der Zielvorrichtung empfangen, wo es in elektrische Impulse zurück verwandelt wird, um Daten wie zum Beispiel Statusinformationen oder sonstige andere Informationen zu übermitteln. Sogenannte „passive” NFC-Transponder verwenden die Energie von der Initiatorvorrichtung zum Codieren ihrer Antwort, während „aktive” oder „Peer-zu-Peer”-Transponder ihre eigene Stromquelle haben und der Initiatorvorrichtung unter Verwendung ihrer eigenen elektromagnetischen Felder antworten. Darum umfassen NFC-Übertragungen in der Regel zwei Modi. In einem passiven Kommunikationsmodus stellt die Initiatorvorrichtung ein Trägerfeld bereit, und die Zielvorrichtung antwortet durch Modulieren des vorhandenen Feldes. In diesem Modus kann die Zielvorrichtung ihre Betriebsenergie aus dem durch den Initiator bereitgestellten elektromagnetischen Feld beziehen, wodurch die Zielvorrichtung zu einem Transponder gemacht wird. In einem aktiven Kommunikationsmodus kommunizieren sowohl die Initiatorvorrichtung als auch die Zielvorrichtung, indem sie im Wechsel ihre eigenen Felder erzeugen. Eine Vorrichtung deaktiviert ihr Hochfrequenz(HF)-Feld, während sie auf Daten wartet. In diesem Modus haben in der Regel beide Vorrichtungen Stromversorgungen.
  • NFC-Vorrichtungen können in der Lage sein, Daten gleichzeitig zu empfangen und zu senden. Dementsprechend können die Vorrichtungen auf potenzielle Kollisionen wachen, wenn die Empfangssignalfrequenz nicht mit der Sendesignalfrequenz übereinstimmt.
  • Die NFC arbeitet innerhalb des global verfügbaren und nicht-lizenzierten Hochfrequenz-ISM-Bandes von 13,56 MHz. Der größte Teil der HF-Energie konzentriert sich in dem zulässigen ±7-kHz-Bandbreitenbereich, aber die volle Spektralbereich kann bis zu 1,8 MHz breit sein, wenn ASK-Modulation verwendet wird. Die Betriebsdistanz mit kompakten Standardantennen kann sich bis zu 20 cm erstrecken, aber die praktische Betriebsdistanz ist kleiner.
  • NFC-Übertragungen sind allgemein dank ihres kurzen Bereichs und ihrer Unterstützung für Verschlüsselung sicher. Die Anwendungen arbeiten oft mit Verschlüsselungsprotokollen einer höheren Schicht (zum Beispiel SSL), um einen sicheren Kanal herzustellen. Weil der Verlust einer NFC-Vorrichtung ein Sicherheitsproblem darstellen kann, sind solche Vorrichtungen in der Regel durch zusätzliche Sicherheit geschützt, wie zum Beispiel einen Authentifizierungscode.
  • Die NFC-Standards erstrecken sich auf Kommunikationsprotokolle und Datenaustauschformate, die eine sichere Verbindung mit einer relativ einfachen Einrichtung bieten und dafür verwendet werden können, leistungsfähigere Drahtlosverbindungen, wie zum Beispiel Bluetooth- und Wi-Fi-Verbindungen, zu verketten.
  • Die Anwendung von NFC-Übertragungen und zugehörigen Kommunikationen auf Schweißsysteme und -verfahren wird durch die allgemeinen erfindungsgemäßen Konzepte, die im vorliegenden Text gezeigt und beschrieben sind, in Betracht gezogen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die allgemeinen erfindungsgemäßen Konzepte sowie Ausführungsformen und Vorteile dieser Konzepte werden unten ausführlicher beispielhaft mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in denen Folgendes dargestellt ist:
  • 1 ist eine schematische Zeichnung eines MIG-Schweißsystems.
  • 2 ist eine Ausführungsform eines Schweißsystems, das NFC-Logik und NFC-fähige Vorrichtungen enthält.
  • 3A und 3B sind schematische Zeichnungen von passiven bzw. aktiven NFC-Vorrichtungen oder -Transpondern.
  • 4 ist eine schematische Zeichnung einer Stromquelle, die einen NFC-Transponder enthält.
  • 5 ist eine schematische Zeichnung einer Gasquelle, die einen NFC-Transponder enthält.
  • 6 ist eine schematische Zeichnung einer Drahtquelle, die einen NFC-Transponder enthält.
  • 7 ist eine schematische Zeichnung eines Schweißbrenners, der einen NFC-Transponder enthält.
  • 8 ist eine schematische Zeichnung eines Schweißgerätes, das einen NFC-Transponder enthält.
  • 9 ist eine schematische Zeichnung einer Drahtzuführvorrichtung, die einen NFC-Transponder enthält.
  • 10 ist eine schematische Zeichnung einer Bedienervorrichtung, die eine aktive NFC-Logik enthält.
  • 11 ist ein Logikflussdiagramm eines Prozesses zum Beschränken des Zugriffs auf bestimmte Schweißgerätfunktionen unter Verwendung von NFC-Logik.
  • 12 ist ein Logikflussdiagramm eines Prozesses zum Absichern von Kalibrierungsdaten zu Schweißvorrichtungen, die ein Schweißsystem umfassen.
  • 13 ist ein Logikflussdiagramm eines Verfahrens zum Einrichten und Kalibrieren eines Schweißsystems unter Verwendung von NFC-Vorrichtungen.
  • 14 ist ein Logikflussdiagramm eines Verfahrens zum Konfigurieren eines Netzwerks für ein Schweißsystem unter Verwendung von NFC-Transpondern.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Es werden Systeme zum Lesen von Daten aus verschiedenen Komponenten einer Schweißinstallation und/oder zum Schreiben von Daten in verschiedene Komponenten einer Schweißinstallation bereitgestellt. Die Daten werden zwischen Vorrichtungen unter Verwendung einer Nahfeldkommunikation ausgetauscht. In einer Ausführungsform stellt die Erfindung ein Schweißsystem bereit, das Folgendes enthält: ein Schweißgerät; eine Drahtzuführvorrichtung; einen Schweißbrenner; und ein Kommunikationsmittel zum Empfangen der NFC-Signale, das mit einer Schweißsteuereinheit des Schweißgerätes verbunden ist. Weitere Ausführungsformen, Merkmale und Aspekte der Erfindung lassen sich aus der folgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen herleiten.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Obgleich sich die allgemeinen erfindungsgemäßen Konzepte für Ausführungsformen in vielen verschiedenen Formen anbieten, werden konkrete Ausführungsformen dieser Konzepte in den Zeichnungen gezeigt und im vorliegenden Text ausführlich beschriebenen, jedoch mit dem Verständnis, dass die vorliegende Offenbarung lediglich als eine Exemplifizierung der Prinzipien der allgemeinen erfindungsgemäßen Konzepte anzusehen sind. Dementsprechend sollen die allgemeinen erfindungsgemäßen Konzepte nicht auf die im vorliegenden Text konkret veranschaulichten Ausführungsformen beschränkt sein.
  • Das Folgende sind Definitionen verschiedener Begriffe, die in der gesamten Offenbarung verwendet werden können. Sowohl die Einzahl- als auch die Mehrzahlbedeutung aller Begriffe fallen unter die jeweilige Bedeutung:
    „Logik”, synonym mit „Schaltkreis”, meint im Sinne des vorliegenden Textes beispielsweise Hardware, Firmware, Software und/oder Kombinationen daraus zum Ausführen einer oder mehrerer Funktionen oder Aktionen. Zum Beispiel auf der Basis einer gewünschten Anwendung oder einer oder mehrerer spezieller Erfordernisse kann Logik einen Software-gesteuerten Mikroprozessor, diskrete Logik, wie zum Beispiel einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), oder andere programmierte Logikvorrichtungen enthalten. In einigen Fällen könnte Logik auch vollständig als Software verkörpert sein.
  • „Software” oder „Computerprogramm” im Sinne des vorliegenden Textes beinhaltet beispielsweise eine oder mehrere computerlesbare und/oder -ausführbare Anweisungen, die einen Computer oder eine andere elektronische Vorrichtung veranlassen, gewünschte Funktionen oder Aktionen auszuführen und/oder sich in einer gewünschten Weise zu verhalten. Die Anweisungen können in verschiedenen Formen verkörpert sein, wie zum in Beispiel Routinen, Algorithmen, Modulen oder Programmen, die separate Anwendungen oder Code von dynamisch verlinkten Bibliotheken enthalten. Software kann ebenfalls in verschiedenen Formen implementiert werden, wie zum Beispiel als ein eigenständiges Programm, ein Funktionsruf, ein Servlet, ein Applet, eine Anwendung, Anweisungen, die in einem Speicher gespeichert sind, ein Teil eines Betriebssystems oder irgend eine andere Art von ausführbaren Anweisungen. Dem Durchschnittsfachmann leuchtet ein, dass die Form der Software zum Beispiel von den Anforderungen einer gewünschten Anwendung, der Umgebung, in der sie abläuft, und/oder den Vorstellungen eines Designers oder Programmierers oder dergleichen abhängig ist.
  • „Computer” oder „Verarbeitungselement” oder „Computervorrichtung” im Sinne des vorliegenden Textes beinhaltet beispielsweise eine beliebige programmierte oder programmierbare elektronische Vorrichtung, die Daten speichern, abrufen und verarbeiten kann.
  • „Bediener” meint im Sinne des vorliegenden Textes beispielsweise jede Person, die tatsächlich einen Schweißvorgang ausführt, sowie jede Person, die einen Schweißvorgang (ob manuell oder automatisch) beaufsichtigt oder für ihn verantwortlich ist.
  • Elektrisches Lichtbogenschweißen ist ein komplizierter Prozess, wo zahlreiche zueinander in Beziehung stehende und nicht zueinander in Beziehung stehende Parameter die Abscheidung von schmelzflüssigem Metall in eine Schweißpfütze beim Ausführen eines Schweißvorgangs beeinflussen. Dementsprechend enthalten viele moderne Elektrolichtbogenschweißgeräte Speicher oder ähnliche Strukturen zur Speicherung von Informationen, die zum Ausführen oder einem sonstigen Steuern von Schweißprozessen nützlich sind. Die Informationen können zum Beispiel Informationen direkt bezüglich des Schweißprozesses enthalten, wie zum Beispiel Parameter für die Steuerung des Schweißgerätes und/oder Informationen, die in indirektem Bezug zum Schweißprozess stehen, wie zum Beispiel Informationen über einen Bediener, der den Schweißprozess ausführt, oder Informationen in Bezug auf einen Draht, der in dem Schweißprozess verwendet wird. Systeme und Verfahren zum effizienten, zuverlässigen und sicheren Eingeben solcher Informationen sind wünschenswert.
  • Die allgemeinen erfindungsgemäßen Konzepte ziehen Systeme und Verfahren in Betracht, die aktive und/oder passive NFC-Vorrichtungen zum Lesen, Schreiben und/oder Speichern von Informationen innerhalb eines Schweißsystems verwenden, einschließlich verschiedener Komponenten des Schweißsystems (zum Beispiel einer Stromversorgung oder Steuereinheit) und seiner Bediener.
  • Metallinertgas(MIG)-Schweißen, eine Untergruppe des Gas-Metall-Lichtbogenschweißens (GMAW), ist eine Form des elektrischen Lichtbogenschweißens. MIG-Schweißen ist ein Schweißprozess, in dem ein elektrischer Lichtbogen zwischen einer aufzehrbaren Drahtelektrode und Werkstückmetallen entsteht, wodurch die Metalle, zusammen mit dem Draht, schmelzen und sich verbinden. Zusammen mit der Drahtelektrode wird oft ein Schutzgas durch eine Schweißpistole oder einen Schweißbrenner zugeführt, um den Prozess vor Verunreinigungen (zum Beispiel Sauerstoff, Stickstoff) in der Luft abzuschirmen. Obgleich sich die verschiedenen im vorliegenden Text dargelegten beispielhaften Ausführungsformen auf eine oder mehrere spezielle Arten von Schweißprozessen beziehen können, ist nicht beabsichtigt, die allgemeinen erfindungsgemäßen Konzepte auf diese spezielle Arten von Schweißprozessen zu beschränken; diese können vielmehr auf jeden geeigneten Schweißprozess angewendet werden.
  • Ein konventionelles MIG-Schweißsystem 100 ist in 1 gezeigt. In dem MIG-Schweißsystem 100 fungiert eine Schweißeinheit (ein Schweißgerät) 102 als eine Stromversorgung und eine Steuereinheit für einen Schweißprozess. Das Schweißgerät 102 enthält einen Speicher 104 oder eine ähnliche Logik zum Speichern von Informationen bezüglich des Schweißprozesses. Zum Beispiel könnten die Informationen in dem Speicher durch einen Bediener 106 gespeichert werden, der eine manuelle Programmierung vornimmt oder auf sonstige Weise mit dem Schweißgerät 102 interagiert.
  • Das Schweißgerät 102 ist mit einer Stromquelle 110 verbunden, die die benötigte Eingangsleistung 112 zuführt, um das Schweißgerät 102 zu betreiben. Das Schweißgerät 102 kann die Eingangsleistung 112 aufbereiten, um eine gleichmäßige oder auf sonstige Weise kontrollierte Ausgangsleistung 114 zu erzeugen, die für den Schweißprozess geeignet ist.
  • Das Schweißgerät 102 ist außerdem mit einer Gasquelle 120 verbunden, die ein Schutzgas 122 für den Schweißprozess zuführt. Ein Gasregler kann dafür verwendet werden, einen Druck des Schutzgases 122 für eine kontrollierte Zufuhr zu dem Schweißgerät 102 zu regeln.
  • Das Schweißgerät 102 ist außerdem mit einer Drahtzuführvorrichtung 130 verbunden. Die Drahtzuführvorrichtung 130 empfängt einen Schweißdraht 132 von einer Drahtquelle 134, wie zum Beispiel einer Drahtrolle oder Drahttrommel. Die Drahtzuführvorrichtung 130 enthält einen Motor oder dergleichen zum Abgeben des Schweißdrahtes 132 an einen Schweißbrenner 140, eine Schweißpistole oder dergleichen. Die Drahtzuführvorrichtung 130 kann den Schweißdraht 132 in Reaktion auf eine Aktion des Bedieners 106 voranschieben, wie zum Beispiel, dass der Bediener 106 einen Schalter an dem Schweißbrenner 140 betätigt.
  • In der veranschaulichten Ausführungsform werden die Ausgangsleistung 114 und/oder das Schutzgas 122 ebenfalls (zum Beispiel unter Verwendung von Kabeln) durch die Drahtzuführvorrichtung 130 zu dem Schweißbrenner 140 geführt. In einer weiteren Ausführungsform können die Ausgangsleistung 114 und/oder das Schutzgas 122 direkt von dem Schweißgerät 102 zu dem Schweißbrenner 140 geleitet werden.
  • Mindestens ein zu schweißendes Werkstück 150 wird ebenfalls bereitgestellt. Das Werkstück 150 ist mit dem Schweißgerät 102 durch ein Erdungskabel 152 oder dergleichen verbunden.
  • Ein MIG-Schweißsystem 200 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der allgemeinen erfindungsgemäßen Konzepte ist in 2 gezeigt. Wie im vorliegenden Text beschrieben, sind eine oder mehrere Komponenten des MIG-Schweißsystems 200 NFC-fähige Komponenten. Dementsprechend können Daten aus diesen Komponenten gelesen und/oder in diese Komponenten geschrieben werden, was zu einem dynamischeren Schweißsystem führt.
  • In dem MIG-Schweißsystem 200 fungiert eine Schweißeinheit (ein Schweißgerät) 202 als eine Stromversorgung und Steuereinheit für einen Schweißprozess. Die Stromversorgung und die Steuereinheit für den Schweißprozess könnten auch diskrete Einheiten sein. Das Schweißgerät 202 kann eine (nicht gezeigte) Verarbeitungseinheit zum Implementieren und/oder Unterstützen dieser (und anderer) Funktionen enthalten. Die Verarbeitungseinheit kann eine interne Komponente des Schweißgerätes 202 sein, oder kann eine externe Komponente sein, auf die das Schweißgerät 202 zugreift (zum Beispiel über ein Netzwerk).
  • Das Schweißgerät 202 enthält außerdem einen Speicher 204 oder ähnliche Logik zum Speichern von Informationen bezüglich des Schweißprozesses. Die Informationen können jederzeit im Speicher gespeichert werden. Zum Beispiel könnten die Informationen in dem Speicher 204 gespeichert werden, wenn das Schweißgerät 202 hergestellt wird. Als ein weiteres Beispiel könnten die Informationen nach der Installation des Schweißgerätes 202 in dem Speicher 204, wie zum Beispiel durch den Betreiber 106, gespeichert oder auf sonstige Weise aktualisiert werden.
  • Das Schweißgerät 202 kann eine NFC-Logik 206 enthalten, die jede zugehörige Logik, Software, Struktur und dergleichen, wie zum Beispiel eine Stromversorgung, enthält. Die NFC-Logik 206 versetzt das Schweißgerät 202 in die Lage, NFC-Übertragungen zu senden und/oder zu empfangen.
  • Das Schweißgerät 202 ist mit einer Stromquelle 210 verbunden, die die benötigte Eingangsleistung 112 zuführt, um das Schweißgerät 202 zu betreiben. Das Schweißgerät 202 kann die Eingangsleistung 112 aufbereiten, um eine gleichmäßige oder auf sonstige Weise kontrollierte Ausgangsleistung 114 zu erzeugen, die für den Schweißprozess geeignet ist.
  • Die Stromquelle 210 kann eine NFC-Logik 216 enthalten, die jede zugehörige Logik, Software, Struktur und dergleichen, wie zum Beispiel eine Stromversorgung, enthält. Die NFC-Logik 216 versetzt die Stromquelle 210 in die Lage, NFC-Übertragungen zu senden und/oder zu empfangen.
  • Das Schweißgerät 202 ist außerdem mit einer Gasquelle 220 verbunden, die einen Schutzgas 122 für den Schweißprozess zuführt. Ein (nicht gezeigter) Gasregler kann dafür verwendet werden, einen Druck des Schutzgases 122 für eine kontrollierte Zufuhr zu dem Schweißgerät 102 zu regeln.
  • Die Gasquelle 220 kann eine NFC-Logik 226 enthalten, die jede zugehörige Logik, Software, Struktur und dergleichen, wie zum Beispiel eine Stromversorgung, enthält. Die NFC-Logik 226 versetzt die Gasquelle 220 in die Lage, NFC-Übertragungen zu senden und/oder zu empfangen.
  • Das Schweißgerät 202 ist außerdem mit einer Drahtzuführvorrichtung 230 verbunden. Die Drahtzuführvorrichtung 230 empfängt einen Schweißdraht 132 von einer Drahtquelle 234, wie zum Beispiel einer Drahtrolle oder Drahttrommel. Die Drahtzuführvorrichtung 230 enthält einen Motor oder dergleichen zum Abgeben des Schweißdrahtes 132 an einen Schweißbrenner 240, eine Schweißpistole oder dergleichen. Die Drahtzuführvorrichtung 230 kann den Schweißdraht 132 in Reaktion auf eine Aktion des Bedieners 106 voranschieben, wie zum Beispiel, dass der Bediener 106 einen Schalter an dem Schweißbrenner 240 betätigt. In einer automatisierten (zum Beispiel robotischen) Installation kann die Drahtzuführvorrichtung 230 den Schweißdraht 132 gemäß einem Computerprogramm oder dergleichen, das mit dem Schweißprozess verknüpft ist, automatisch voranschieben.
  • Die Drahtzuführvorrichtung 230 kann eine NFC-Logik 236 enthalten, die jede zugehörige Logik, Software, Struktur und dergleichen, wie zum Beispiel eine Stromversorgung, enthält. Die NFC-Logik 236 versetzt die Drahtzuführvorrichtung 230 in die Lage, NFC-Übertragungen zu senden und/oder zu empfangen.
  • Die Drahtquelle 234 kann eine NFC-Logik 238 enthalten, die jede zugehörige Logik, Software, Struktur und dergleichen, wie zum Beispiel eine Stromversorgung, enthält. Die NFC-Logik 238 versetzt die Drahtquelle 234 in die Lage, NFC-Übertragungen zu senden und/oder zu empfangen.
  • Den Schweißbrenner 240 kann eine NFC-Logik 248 enthalten, die jede zugehörige Logik, Software, Struktur und dergleichen, wie zum Beispiel eine Stromversorgung, enthält. Die NFC-Logik 248 versetzt den Schweißbrenner 240 in die Lage, NFC-Übertragungen zu senden und/oder zu empfangen.
  • In einer veranschaulichten Ausführungsform werden die Ausgangsleistung 114 und/oder das Schutzgas 122 ebenfalls (zum Beispiel unter Verwendung von Kabeln) durch die Drahtzuführvorrichtung 230 zu dem Schweißbrenner 240 geführt. In einer beispielhaften Ausführungsform werden die Ausgangsleistung 114 und/oder das Schutzgas 122 direkt von dem Schweißgerät 202 zu dem Schweißbrenner 240 geleitet.
  • Mindestens ein zu schweißendes Werkstück 150 wird ebenfalls bereitgestellt. Das Werkstück 150 ist mit dem Schweißgerät 202 durch ein Erdungskabel 152 oder dergleichen verbunden.
  • Weitere Komponenten des, oder bezüglich des, MIG-Schweißsystems 200 können eine NFC-Logik enthalten, die jede zugehörige Logik, Software, Struktur und dergleichen, wie zum Beispiel eine Stromversorgung, enthält. Zum Beispiel kann eine Vorrichtung 250, die dem Bediener 106 zugeordnet ist, eine solche NFC-Logik 256 enthalten. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Vorrichtung 250 tragbar, so dass sie vom Bediener 106 an einem Arbeitsort umhergetragen werden kann. In einer beispielhaften Ausführungsform enthält die Vorrichtung 250 eine Verarbeitungseinheit, die zusätzliche Funktionalität bereitstellt, wie zum Beispiel die Fähigkeit, Telefonate zu führen, E-Mails zu empfangenen, Bilder aufzunehmen usw. Die NFC-Logik (zum Beispiel die NFC-Logik 256) versetzt die Komponente (zum Beispiel die Vorrichtung 250) in die Lage, NFC-Übertragungen zu senden und/oder zu empfangen.
  • Die allgemeinen erfindungsgemäßen Konzepte ziehen Schweißsysteme, wie zum Beispiel das MIG-Schweißsystem 200, in Betracht, die mindestens eine NFC-befähigte Komponente enthalten. Auf diese Weise enthalten die Schweißsysteme mindestens eine Komponente, aus der Daten gelesen werden können und/oder in die Daten geschrieben werden können, was zu verbesserten, dynamischen Schweißsystemen führt.
  • Die Stromquelle 210 (zum Beispiel eine 110 V-Steckdose) kann insofern als eine Komponente des MIG-Schweißsystems 200 angesehen werden, als sie eine Stromquelle zum Einspeisen von Energie (zum Beispiel der Eingangsleistung 112) in das Schweißgerät 202 darstellt, so dass das Schweißgerät 202 seinerseits Energie (zum Beispiel die Ausgangsleistung 114) für andere Komponenten des MIG-Schweißsystems 200 generieren und steuern kann. In einer beispielhaften Ausführungsform enthält die Stromquelle 210 eine passive NFC-Logik 402 (siehe 4). Die NFC-Logik 402 kann jede geeignete Form annehmen. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die NFC-Logik 402 ein Transponder, ein Aufkleber oder dergleichen. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Transponder an einer Außenfläche der Stromquelle 210 befestigt. Der Transponder kann von einem Nutzer (zum Beispiel dem Bediener 106) gut gesehen werden und ist für diesen problemlos zugänglich.
  • Als eine passive Vorrichtung hat der Transponder keine dedizierte Stromversorgung. Statt dessen fungiert der Transponder als eine Zielvorrichtung 302, die eine NFC-Logik 304 enthält und durch ein elektromagnetisches Feld 306, das durch die NFC-Logik 308 einer Initiatorvorrichtung 310 erzeugt wird, mit Energie versorgt wird (siehe 3A). Die Initiatorvorrichtung 310 enthält als eine aktive Vorrichtung eine dedizierte Stromversorgung 312 (zum Beispiel eine oder mehrere Batterien). In einer beispielhaften Ausführungsform verwendet die Initiatorvorrichtung 310 Leseinstruktionen 314, die durch das Feld 306 übermittelt werden, um Informationen zu lesen, die in der Zielvorrichtung 302 gespeichert oder auf sonstige Weise mit ihr verknüpft sind. Die Leseinstruktionen 314 können auch durch eine (nicht gezeigte) NFC-Anwendung implementiert werden, die in der Initiatorvorrichtung 310 läuft. In einer beispielhaften Ausführungsform verwendet die Initiatorvorrichtung 310 Schreibinstruktionen 318, die durch das Feld 306 übermittelt werden, um Informationen in die Zielvorrichtung 302 zu schreiben. Die Schreibinstruktionen 318 können ebenfalls durch die NFC-Anwendung, die auf der Initiatorvorrichtung 310 läuft, implementiert oder auf sonstige Weise verwaltet werden.
  • Die passive NFC-Logik 402 erlaubt es, Stromquelleninformationen 404 in der Stromquelle 210 zu speichern oder ihr auf sonstige Weise zuzuordnen. Die Stromquelleninformationen 404 können jegliche Informationen über die Stromquelle 210 enthalten, wie zum Beispiel ihre Ausgangsleistungsfähigkeiten. Die Stromquelleninformationen 404 können durch die Initiatorvorrichtung 310 abgerufen und zum Beispiel verwendet werden, um zu verifizieren, dass die Stromquelle 210 in der Lage ist, auf sichere Weise (d. h. im Einklang mit ihrer technischen Bemessung) ausreichend Ausgangsleistung für den Schweißprozess bereitzustellen. Wenn ein Mangel oder ein sonstiges Problem mit der Stromquelle 210 erkannt wird, so kann der Schweißprozess verhindert oder auf sonstige Weise verzögert werden, bis der Mangel beseitigt ist.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform enthält die Gasquelle 220 eine passive NFC-Logik 502 (siehe 5). Die NFC-Logik 502 kann jede geeignete Form annehmen. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die NFC-Logik 502 ein Transponder, ein Aufkleber oder dergleichen. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Transponder an einer Außenfläche der Gasquelle 220 (zum Beispiel eines oder mehrerer Tanks, die das Schutzgas 122 enthalten) befestigt. Der Transponder kann von einem Nutzer (zum Beispiel dem Bediener 106) gut gesehen werden und ist für diesen problemlos zugänglich.
  • Als eine passive Vorrichtung hat der Transponder keine dedizierte Stromversorgung. Statt dessen fungiert der Transponder als eine Zielvorrichtung 302, die eine NFC-Logik 304 enthält und durch ein elektromagnetisches Feld 306, das durch die NFC-Logik 308 einer Initiatorvorrichtung 310 erzeugt wird, mit Energie versorgt wird (siehe 3A). Die Initiatorvorrichtung 310 enthält als eine aktive Vorrichtung eine dedizierte Stromversorgung 312 (zum Beispiel eine oder mehrere Batterien). In einer beispielhaften Ausführungsform verwendet die Initiatorvorrichtung 310 Leseinstruktionen 314, die durch das Feld 306 übermittelt wurden, um Informationen zu lesen, die in der Zielvorrichtung 302 gespeichert werden oder ihr auf sonstige Weise zugeordnet sind. Die Leseinstruktionen 314 können durch eine (nicht gezeigte) NFC-Anwendung implementiert werden, die in der Initiatorvorrichtung 310 läuft. In einer beispielhaften Ausführungsform verwendet die Initiatorvorrichtung 310 Schreibinstruktionen 318, die durch das Feld 306 übermittelt werden, um Informationen in die Zielvorrichtung 302 zu schreiben. Die Schreibinstruktionen 318 können ebenfalls durch die NFC-Anwendung, die in der Initiatorvorrichtung 310 läuft, implementiert oder auf sonstige Weise verwaltet werden.
  • Die passive NFC-Logik 502 erlaubt es, Gasquelleninformationen 504 mit der Gasquelle 220 zu verknüpfen. Die Gasquelleninformationen 504 können jegliche Informationen über die Gasquelle 220 enthalten, wie zum Beispiel eine Zusammensetzung des durch sie bereitgestellten Schutzgases 122. Die Gasquelleninformationen 504 können durch die Initiatorvorrichtung 310 abgerufen und zum Beispiel verwendet werden, um zu bestimmen, ob das durch die Gasquelle 220 bereitgestellte Schutzgas 122 für den betreffenden Schweißprozess das richtige ist. Wenn ein Mangel oder ein anderes Problem mit dem Schutzgas 122 festgestellt wird, so kann der Schweißprozess verhindert oder auf sonstige Weise verzögert werden, bis der Mangel beseitigt ist.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform enthält die Drahtquelle 234 eine passive NFC-Logik 602 (siehe 6). Die NFC-Logik 602 kann jede geeignete Form annehmen. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die NFC-Logik 602 ein Transponder, ein Aufkleber oder dergleichen. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Transponder an einer Außenfläche der Drahtquelle 234 befestigt (zum Beispiel einer Rolle, die den Schweißdraht 132 enthält). Der Transponder kann von einem Nutzer (zum Beispiel dem Bediener 106) gut gesehen werden und ist für diesen problemlos zugänglich.
  • Als eine passive Vorrichtung hat der Transponder keine dedizierte Stromversorgung. Statt dessen fungiert der Transponder als eine Zielvorrichtung 302, die eine NFC-Logik 304 enthält und durch ein elektromagnetisches Feld 306, das durch die NFC-Logik 308 einer Initiatorvorrichtung 310 erzeugt wird, mit Energie versorgt wird (siehe 3A). Die Initiatorvorrichtung 310 enthält als eine aktive Vorrichtung eine dedizierte Stromversorgung 312 (zum Beispiel eine oder mehrere Batterien). In einer beispielhaften Ausführungsform verwendet die Initiatorvorrichtung 310 Leseinstruktionen 314, die durch das Feld 306 übermittelt wurden, um Informationen zu lesen, die in der Zielvorrichtung 302 gespeichert werden oder ihr auf sonstige Weise zugeordnet sind. Die Leseinstruktionen 314 können durch eine (nicht gezeigte) NFC-Anwendung implementiert werden, die in der Initiatorvorrichtung 310 läuft. In einer beispielhaften Ausführungsform verwendet die Initiatorvorrichtung 310 Schreibinstruktionen 318, die durch das Feld 306 übermittelt werden, um Informationen in die Zielvorrichtung 302 zu schreiben. Die Schreibinstruktionen 318 können ebenfalls durch die NFC-Anwendung, die in der Initiatorvorrichtung 310 läuft, implementiert oder auf sonstige Weise verwaltet werden.
  • Die passive NFC-Logik 602 erlaubt es, Schweißdrahtinformationen 604 mit der Drahtquelle 234 zu verknüpfen. Die Schweißdrahtinformationen 604 können jegliche Informationen über die Drahtquelle 234 enthalten, wie zum Beispiel eine Zusammensetzung und/oder Größe (zum Beispiel der Durchmesser) des durch sie bereitgestellten Schweißdrahtes 132. Die Schweißdrahtinformationen 604 können durch die Initiatorvorrichtung 310 abgerufen und zum Beispiel verwendet werden, um zu bestimmen, ob der durch die Drahtquelle 234 bereitgestellte Schweißdraht 132 für den betreffenden Schweißprozess geeignet ist. Wenn ein Mangel oder ein sonstiges Problem mit dem Schweißdraht 132 erkannt wird, so kann der Schweißprozess verhindert oder auf sonstige Weise verzögert werden, bis der Mangel beseitigt ist.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform enthält der Schweißbrenner 240 eine passive NFC-Logik 702 (siehe 7). Die NFC-Logik 702 kann jede geeignete Form annehmen. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die NFC-Logik 702 ein Transponder, ein Aufkleber oder dergleichen. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Transponder an einer Außenfläche des Schweißbrenners 240 befestigt (zum Beispiel in der Nähe eines Handgriffs 246 des Schweißbrenners 240). Der Transponder kann in jeder geeigneten Weise vor den rauen Schweißbedingungen geschützt werden, die man nahe dem Schweißbrenner 240 antrifft. Zum Beispiel kann der Transponder aus einem wärmefesten Material bestehen oder auf sonstige Weise davon umgeben sein, um die rauen Schweißbedingungen zu kompensieren. Als ein weiteres Beispiel kann der Transponder hinter einem abnehmbaren Paneel oder dergleichen des Schweißbrenners 240 angeordnet werden, um den Transponder von den rauen Schweißbedingungen abzuschirmen. Der Transponder kann von einem Nutzer (zum Beispiel dem Bediener 106) gut gesehen werden und ist für diesen problemlos zugänglich.
  • Als eine passive Vorrichtung hat der Transponder keine dedizierte Stromversorgung. Statt dessen fungiert der Transponder als eine Zielvorrichtung 302, die eine NFC-Logik 304 enthält und durch ein elektromagnetisches Feld 306, das durch die NFC-Logik 308 einer Initiatorvorrichtung 310 erzeugt wird, mit Energie versorgt wird (siehe 3A). Die Initiatorvorrichtung 310 enthält als eine aktive Vorrichtung eine dedizierte Stromversorgung 312 (zum Beispiel eine oder mehrere Batterien). In einer beispielhaften Ausführungsform verwendet die Initiatorvorrichtung 310 Leseinstruktionen 314, die durch das Feld 306 übermittelt wurden, um Informationen zu lesen, die in der Zielvorrichtung 302 gespeichert werden oder ihr auf sonstige Weise zugeordnet sind. Die Leseinstruktionen 314 können durch eine (nicht gezeigte) NFC-Anwendung implementiert werden, die in der Initiatorvorrichtung 310 läuft. In einer beispielhaften Ausführungsform verwendet die Initiatorvorrichtung 310 Schreibinstruktionen 318, die durch das Feld 306 übermittelt werden, um Informationen in die Zielvorrichtung 302 zu schreiben. Die Schreibinstruktionen 318 können ebenfalls durch die NFC-Anwendung, die in der Initiatorvorrichtung 310 läuft, implementiert oder auf sonstige Weise verwaltet werden.
  • Die passive NFC-Logik 702 erlaubt es, dass dem Schweißbrenner 240 Schweißbrennerinformationen 704 zugeordnet werden können. Die Schweißbrennerinformationen 704 können jegliche Informationen über den Schweißbrenner 240 enthalten, wie zum Beispiel eine Wartungshistorie des Schweißbrenners 240. Die Schweißbrennerinformationen 704 können durch die Initiatorvorrichtung 310 abgerufen und zum Beispiel verwendet werden, um zu bestimmen, ob der Schweißbrenner 240 in einem zufriedenstellenden Zustand ist, um den speziellen Schweißprozess auszuführen. Wenn ein Mangel oder ein sonstiges Problem mit dem Schweißbrenner 240 erkannt wird, so kann der Schweißprozess verhindert oder auf sonstige Weise verzögert werden, bis der Mangel beseitigt ist.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform enthält das Schweißgerät 202 eine aktive NFC-Logik 802 (siehe 8). Die NFC-Logik 802 kann jede geeignete Form annehmen. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die NFC-Logik 802 ein Transponder, ein Aufkleber oder dergleichen. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Transponder an einer Außenfläche des Schweißgerätes 202 befestigt (zum Beispiel an einem Rahmen des Schweißgerätes 202). Der Transponder kann von einem Nutzer (zum Beispiel dem Bediener 106) gut gesehen werden und ist für diesen problemlos zugänglich.
  • Als eine aktive Vorrichtung hat der Transponder eine dedizierte Stromversorgung 804 (zum Beispiel eine oder mehrere Batterien), die seine NFC-Logik 802 mit Strom versorgt. Auf diese Weise kann der Transponder sowohl als eine Initiatorvorrichtung, wie zum Beispiel die Initiatorvorrichtung 310, als auch als eine aktive Zielvorrichtung 330 fungieren (siehe 3B).
  • Die Zielvorrichtung 330 hat ihre eigene Stromversorgung 332. Die Zielvorrichtung 330 enthält des Weiteren die NFC-Logik 334, die ein elektromagnetisches Feld 336 ähnlich dem elektromagnetischen Feld 306 erzeugen kann, das durch die Initiatorvorrichtung 310 erzeugt wird. Auf diese Weise können die Zielvorrichtung 330 und die Initiatorvorrichtung 310 Peer-zu-Peer-Kommunikationen miteinander führen. Anderenfalls, wenn die Zielvorrichtung 330 strikt als eine Zielvorrichtung fungiert, fungiert sie in einer ähnlichen Weise wie die in 3A gezeigte Zielvorrichtung 302.
  • Wenn umgekehrt die Zielvorrichtung 330 als eine Initiatorvorrichtung oder eine kombinierte Initiator-Zielvorrichtung fungiert, so fungiert sie in einer ähnlichen Weise wie die in 3A gezeigte Zielvorrichtung 302. Zum Beispiel verwendet die Zielvorrichtung 330 Leseinstruktionen 314, die durch ihr Feld 336 übermittelt wurden, um Informationen zu lesen, die in der anderen Vorrichtung (zum Beispiel der Initiatorvorrichtung 310) gespeichert oder ihr auf sonstige Weise zugeordnet sind. Die Leseinstruktionen 314 können durch eine (nicht gezeigte) NFC-Anwendung implementiert werden, die in der Zielvorrichtung 330 läuft. In einer beispielhaften Ausführungsform verwendet die Zielvorrichtung 330 Schreibinstruktionen 318, die durch ihr Feld 336 übermittelt wurden, um Informationen in die andere Vorrichtung zu schreiben. Die Schreibinstruktionen 318 können ebenfalls durch die NFC-Anwendung, die in der Zielvorrichtung 330 läuft, implementiert oder auf sonstige Weise verwaltet werden.
  • Wenn die Zielvorrichtung 330 als die Initiatorvorrichtung 310 fungiert, so kann das Schweißgerät 202 die NFC-Logik 802 verwenden, um Daten aus einer anderen Komponente des MIG-Schweißsystems 200 (als eine Zielvorrichtung) zu lesen und/oder Daten dorthin zu schreiben. Wenn die Zielvorrichtung 330 als die Zielvorrichtung 302 fungiert, so kann das Schweißgerät 202 die NFC-Logik 802 verwenden, um Schweißgerätinformationen zu speichern, die durch eine andere Komponente des MIG-Schweißsystems 200 (als eine Initiatorvorrichtung) gelesen und/oder geschriebenen werden können. Dementsprechend kann das Schweißgerät 202 an einer Peer-zu-Peer-Kommunikation mit anderen Komponenten des MIG-Schweißsystems 200 teilnehmen, einschließlich eines oder mehrerer ihrer Bediener (zum Beispiel Bediener 106).
  • Die aktive NFC-Logik 802 erlaubt es, dem Schweißgerät 202 Schweißgerätinformationen 806 zuzuordnen. Die Schweißgerätinformationen 806 können die Stromquelleninformationen 404, die Gasquelleninformationen 504, die Schweißdrahtinformationen 604, die Schweißbrennerinformationen 704 und/oder die Drahtzuführvorrichtungsinformationen 906 sowie alle sonstigen Informationen bezüglich des Schweißprozesses, anderer Komponenten des MIG-Schweißsystems 200 und/oder ihrer Bediener enthalten.
  • Die Schweißgerätinformationen 806 können durch jede Initiatorvorrichtung 310 abgerufen und verwendet werden, um zum Beispiel die Anforderungen und/oder Parameter in Verbindung mit einem speziellen Schweißprozess zu bestimmen. Wenn ein Mangel, ein Problem oder dergleichen aus den Schweißgerätinformationen 806 erkannt wird, so kann der Schweißprozess verhindert oder auf sonstige Weise verzögert werden, bis der Mangel beseitigt ist. In einer beispielhaften Ausführungsform wird der Mangel automatisch durch die Schweißkomponente behoben, die die Initiatorvorrichtung 310 darstellt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform können andere Komponenten des MIG-Schweißsystems 200 als das Schweißgerät 202, oder weitere Komponenten neben dem Schweißgerät 202, aktive Vorrichtungen sein. Zum Beispiel enthält die Drahtzuführvorrichtung 230 eine aktive NFC-Logik 902 (siehe 9). Die NFC-Logik 902 kann jede geeignete Form annehmen. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die NFC-Logik 902 ein Transponder, ein Aufkleber oder dergleichen. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Transponder an einer Außenfläche der Drahtzuführvorrichtung 230 befestigt (zum Beispiel einem Gehäuse der Drahtzuführvorrichtung 230). Der Transponder kann von einem Nutzer (zum Beispiel dem Bediener 106) gut gesehen werden und ist für diesen problemlos zugänglich.
  • Als eine aktive Vorrichtung hat der Transponder eine dedizierte Stromversorgung 904 (zum Beispiel eine oder mehrere Batterien), die seine NFC-Logik 902 mit Strom versorgt. Auf diese Weise kann der Transponder sowohl als eine Initiatorvorrichtung, wie zum Beispiel die Initiatorvorrichtung 310, als auch als eine aktive Zielvorrichtung 330 fungieren (siehe 3B).
  • Die Zielvorrichtung 330 hat ihre eigene Stromversorgung 332. Die Zielvorrichtung 330 enthält des Weiteren die NFC-Logik 334, die ein elektromagnetisches Feld 336 ähnlich dem elektromagnetischen Feld 306 erzeugen kann, das durch die Initiatorvorrichtung 310 erzeugt wird. Auf diese Weise können die Zielvorrichtung 330 und die Initiatorvorrichtung 310 in eine Peer-zu-Peer-Kommunikation miteinander treten. Anderenfalls, wenn die Zielvorrichtung 330 strikt als eine Zielvorrichtung fungiert, fungiert sie in einer ähnlichen Weise wie die in 3A gezeigte Zielvorrichtung 302.
  • Wenn umgekehrt die Zielvorrichtung 330 als eine Initiatorvorrichtung oder eine kombinierte Initiator-Zielvorrichtung fungiert, fungiert sie in einer ähnlichen Weise wie die in 3A gezeigte Zielvorrichtung 302. Zum Beispiel verwendet die Zielvorrichtung 330 Leseinstruktionen 314, die durch ihr Feld 336 übermittelt wurden, um Informationen zu lesen, die in der anderen Vorrichtung (zum Beispiel der Initiatorvorrichtung 310) gespeichert oder ihr auf sonstige Weise zugeordnet sind. Die Leseinstruktionen 314 können durch eine (nicht gezeigte) NFC-Anwendung, die in der Zielvorrichtung 330 läuft, implementiert werden. In einer beispielhaften Ausführungsform verwendet die Zielvorrichtung 330 Schreibinstruktionen 318, die durch ihr Feld 336 übermittelt wurden, um Informationen in die andere Vorrichtung zu schreiben. Die Schreibinstruktionen 318 können ebenfalls durch die NFC-Anwendung, die in der Zielvorrichtung 330 läuft, implementiert oder auf sonstige Weise verwaltet werden.
  • Wenn die Zielvorrichtung 330 als die Initiatorvorrichtung 310 fungiert, so kann die Drahtzuführvorrichtung 230 die NFC-Logik 902 verwenden, um Daten aus einer anderen Komponente des MIG-Schweißsystems 200 (als eine Zielvorrichtung) zu lesen und/oder Daten dorthin zu schreiben. Wenn die Zielvorrichtung 330 als die Zielvorrichtung 302 fungiert, so kann die Drahtzuführvorrichtung 230 die NFC-Logik 902 verwenden, um Drahtzuführvorrichtungsinformationen zu speichern, die durch eine andere Komponente des MIG-Schweißsystems 200 (als eine Initiatorvorrichtung) gelesen und/oder geschriebenen werden können. Dementsprechend kann die Drahtzuführvorrichtung 230 an einer Peer-zu-Peer-Kommunikation mit anderen Komponenten des MIG-Schweißsystems 200 teilnehmen, einschließlich eines oder mehrerer ihrer Bediener (zum Beispiel Bediener 106).
  • Die aktive NFC-Logik 902 erlaubt es, Drahtzuführvorrichtungsinformationen 906 mit der Drahtzuführvorrichtung 230 zu verknüpfen. Die Drahtzuführvorrichtungsinformationen 906 können die Stromquelleninformationen 404, die Gasquelleninformationen 504, die Schweißdrahtinformationen 604, die Schweißbrennerinformationen 704 und/oder die Schweißgerätinformationen 806 sowie alle sonstigen Informationen bezüglich des Schweißprozesses, anderer Komponenten des MIG-Schweißsystems 200 und/oder ihrer Bediener enthalten.
  • Die Drahtzuführvorrichtungsinformationen 906 können durch jede Initiatorvorrichtung 310 abgerufen und verwendet werden, um zum Beispiel die Anforderungen und/oder Parameter in Verbindung mit einem bestimmten Schweißprozess zu bestimmen. Wenn ein Mangel, ein Problem oder dergleichen aus den Drahtzuführvorrichtungsinformationen 906 erkannt wird, so kann der Schweißprozess verhindert oder auf sonstige Weise verzögert werden, bis der Mangel beseitigt ist. In einer beispielhaften Ausführungsform wird der Mangel automatisch durch die Schweißkomponente behoben, die die Initiatorvorrichtung 310 darstellt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform können Einschränkungen der Drahtzuführvorrichtung 230 über die Drahtzuführvorrichtungsinformationen 906 an das Schweißgerät 202 übermittelt werden, so dass nur jene Schweißprozesse, für die die Drahtzuführvorrichtung 230 geeignet ist, dem Bediener 106 angezeigt oder auf sonstige Weise verfügbar gemacht werden.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform enthält eine Bedienervorrichtung 1000, die dem Bediener 106 zugeordnet ist, eine aktive NFC-Logik 1002 (siehe 10). In einer beispielhaften Ausführungsform ist die NFC-Logik 1002 in die Bedienervorrichtung 1000 eingebettet oder auf sonstige Weise integriert. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die NFC-Logik 1002 als eine Add-on-Komponente für die Bedienervorrichtung 1000 implementiert. Beispielsweise kann die Bedienervorrichtung 1000 mit der NFC-Fähigkeit versehen werden, indem man die NFC-Logik 1002 mit der Vorrichtung verbindet, wie zum Beispiel, indem sie an einen Port, einen Erweiterungsslot oder dergleichen der Vorrichtung angesteckt wird. Die allgemeinen erfindungsgemäßen Konzepte ziehen in Betracht, dass auch andere Komponenten eines Schweißsystems (zum Beispiel des MIG-Schweißsystems 200) in einer ähnlichen Weise mit der NFC-Fähigkeit nachgerüstet werden könnten.
  • Die Bedienervorrichtung 1000 enthält außerdem eine NFC-Anwendung (nicht gezeigt), bei der es sich um eine Software handelt, die die Kommunikation zwischen dem Bediener 106 und den verschiedenen NFC-befähigten Komponenten des MIG-Schweißsystems 200 ermöglicht. Zum Beispiel kann die NFC-Anwendung eine Benutzerschnittstelle bereitstellen sowie den Datenaustausch zwischen NFC-befähigten Vorrichtungen verwalten.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Bedienervorrichtung 1000 eine mobile Vorrichtung. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Bedienervorrichtung 1000 ein Smartphone. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Bedienervorrichtung 1000 ein tragbarer Computer. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Bedienervorrichtung 1000 ein Tablet-Computer (siehe 10).
  • In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Bedienervorrichtung 1000 ein relativ ortsfester Computer. In diesem Fall kann es erforderlich sein, eine NFC-befähigte Komponente (zum Beispiel eine Drahtrolle, die eine NFC-Logik enthält), zu der Bedienervorrichtung 1000 zu bringen, damit eine Kommunikation zwischen der Bedienervorrichtung 1000 und der Komponente möglich ist. In diesem Fall kann die Bedienervorrichtung 1000 in der Lage sein, Daten mit anderen Komponenten des MIG-Schweißsystems 200 (zum Beispiel dem Schweißgerät 202) über ein Netzwerk, wie zum Beispiel ein leitungsgebundenes oder drahtloses Ethernet, zu teilen.
  • Der Durchschnittsfachmann erkennt, dass jede beliebige Anzahl oder Kombination von Komponenten in dem MIG-Schweißsystem 200 NFC-befähigt sein kann. Des Weiteren kann jede derartige Komponente entweder für passives oder für aktives NFC konfiguriert werden. Dementsprechend kann die Bedienervorrichtung 1000 allgemein durch den Bediener 106 verwendet werden, um Daten von jeder der NFC-befähigten Schweißkomponenten des MIG-Schweißsystems 200 zu lesen und/oder dorthin zu schreiben, wie zum Beispiel das Schweißgerät 202, die Stromquelle 210, die Gasquelle 220, die Drahtzuführvorrichtung 230, die Drahtquelle 234 und der Schweißbrenner 240.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Bedienervorrichtung 1000 Authentifizierungsinformationen enthalten, die verwendet werden, um eine Zugangskontrolle zu einem Schweißsystem (zum Beispiel dem MIG-Schweißsystem 200) zu implementieren oder auf sonstige Weise zu erzwingen. Zum Beispiel werden NFC-Transponder an einer oder mehreren Komponenten des Schweißsystems angeordnet. Die NFC-Transponder enthalten Steuerungsinformationen, die Zugriffsgrenzen oder Anforderungen für die Komponenten definieren. Wenn die Bedienervorrichtung 1000 in die Nähe einer der Komponenten gebracht wird, so wird eine NFC-Sitzung hergestellt, um zu bestimmen, ob die Authentifizierungsinformationen über die Bedienervorrichtung 1000 die in den Steuerungsinformationen der Komponente dargelegten Zugriffsgrenzen oder Anforderungen erfüllen. In einer beispielhaften Ausführungsform initiiert der Bediener 106 die NFC-Sitzung von Hand (zum Beispiel durch Drücken eines Knopfes, eines Symbols oder dergleichen auf der Bedienervorrichtung 1000).
  • Wenn die Authentifizierungsinformationen über die Bedienervorrichtung 1000 die in den Steuerungsinformationen der Komponente dargelegten Zugriffsgrenzen oder Anforderungen erfüllen, so wird dem Bediener 106, der die Bedienervorrichtung 1000 besitzt, Zugang zu der Komponente gewährt. „Zugang zu der Komponente” kann hier jede Zugangsebene meinen, wie zum Beispiel nur Lesen von Daten von der Komponente, Lesen von Daten von der Komponente und Schreiben von Daten in die Komponente, und/oder die tatsächliche Verwendung der Komponente für ihren vorgesehenen Zweck. Die Steuerungsinformationen für eine Komponente des Schweißsystems können auch verschiedene Zugangsebenen darlegen, wobei der Bediener 106 nur in der Lage ist, auf die Komponente im Rahmen einer Zugriffsebene zuzugreifen, die unter Verwendung der Authentifizierungsinformationen der Bedienervorrichtung 1000 festgelegt werden können. Wenn die Authentifizierungsinformationen über die Bedienervorrichtung 1000 nicht die in den Steuerungsinformationen der Komponente dargelegten Zugriffsgrenzen oder Anforderungen erfüllen, so wird dem Bediener 106, der die Bedienervorrichtung 1000 verwendet, der Zugang zu der Komponente verwehrt, oder jeglicher Zugang zu der Komponente durch den Bediener 106 wird in einer vorgesehenen Weise beschränkt.
  • Des Weiteren kann die Verwendung von Informationen über die Bedienervorrichtung 1000 dahingehend erweitert werden, dass spezielle Zugangskontrollmaßnahmen implementiert werden.
  • Zum Beispiel ist in einer beispielhaften Ausführungsform die Bedienervorrichtung 1000 eindeutig einem speziellen Bediener (zum Beispiel dem Bediener 106) zugeordnet. Die Bedienervorrichtung 1000 kann Bedienerinformationen bezüglich des Bedieners 106 enthalten, wie zum Beispiel die Qualifikationen des Bedieners zum Ausführen eines speziellen Schweißprozesses.
  • Der Bedienerinformationen können in jeder geeigneten Weise in dem MIG-Schweißsystem 200 verwendet werden. Zum Beispiel können die Bedienerinformationen durch das Schweißgerät 202 und/oder den Schweißbrenner 240 verwendet werden, um zu bestimmen, ob der Bediener 106 zertifiziert ist, einen bestimmten Schweißprozess auszuführen. Wenn bestimmt wird, dass der Bediener 106 die erforderliche Zertifizierung nicht besitzt, so könnten das Schweißgerät 202 und/oder der Schweißbrenner 240 verhindern, dass der Bediener 106 den Schweißprozess ausführt, wie zum Beispiel durch Deaktivieren von Ausrüstung, die zum Ausführen des Schweißprozesses benötigt wird (zum Beispiel das Schweißgerät 202 und/oder der Schweißbrenner 240).
  • Als ein weiteres Beispiel enthält die Bedienervorrichtung 1000 in einer beispielhaften Ausführungsform Lizenzschlüsselinformationen. Die Lizenzschlüsselinformationen können zum Beispiel Nutzungsgenehmigungen für lizenzierte Technologie definieren, die in den Komponenten eines Schweißsystems (zum Beispiel des MIG-Schweißsystems 200) implementiert ist.
  • Zusätzlich werden NFC-Transponder an einer oder mehreren Komponenten des Schweißsystems angeordnet. Die NFC-Transponder enthalten Lizenzinformationen, die Zugriffsgrenzen oder Anforderungen für die Komponenten gemäß einer oder mehreren Lizenzen bezüglich der Komponenten definieren. Wenn die Bedienervorrichtung 1000 in die Nähe einer der Komponenten gebracht wird, so wird eine NFC-Sitzung hergestellt, um zu bestimmen, ob die Lizenzschlüsselinformationen über die Bedienervorrichtung 1000 die in den Lizenzinformationen der Komponente dargelegten Lizenzanforderungen erfüllen. In einer beispielhaften Ausführungsform initiiert der Bediener 106 die NFC-Sitzung von Hand (zum Beispiel durch Drücken eines Knopfes, eines Symbols oder dergleichen auf der Bedienervorrichtung 1000).
  • Wenn die Lizenzschlüsselinformationen über die Bedienervorrichtung 1000 die in den Lizenzinformationen der Komponente dargelegten Lizenzanforderungen erfüllen, so wird dem Bediener 106, der die Bedienervorrichtung 1000 besitzt, Zugang zu der lizenzierten Komponente gewährt, und/oder eine zusätzliche lizenzierte Funktionalität der Komponente wird dem Bediener 106 verfügbar gemacht. Wenn die Lizenzschlüsselinformationen über die Bedienervorrichtung 1000 nicht die in den Lizenzinformationen der Komponente dargelegten Lizenzanforderungen erfüllen, so wird dem Bediener 106, der die Bedienervorrichtung 1000 verwendet, der Zugang zu der lizenzierten Komponente und/oder zu zusätzlichen lizenzierten Funktionen der Komponente verwehrt.
  • Ein Verfahren 1100 zum Durchsetzen einer Lizenz in einem Schweißsystem (zum Beispiel dem MIG-Schweißsystem 200) ist in 11 gezeigt.
  • Gemäß dem Verfahren 1100 wird bei 1102 eine NFC-Vorrichtung (zum Beispiel die Bedienervorrichtung 1000) oder ein sonstiger NFC-Transponder durch einen Nutzer (zum Beispiel den Bediener 106) in unmittelbare Nähe zu der Schweißausrüstung (zum Beispiel dem Schweißgerät 202) gebracht. In einer beispielhaften Ausführungsform meint „unmittelbare Nähe” innerhalb von 10 cm.
  • Die Schweißausrüstung verwendet NFC zum Erhalten von Daten von der NFC-Vorrichtung, die dann bei 1104 verarbeitet werden. Genauer gesagt, werden die Daten beurteilt, um bei 1106 zu bestimmen, ob die NFC-Vorrichtung eine Lizenz darstellt. Wenn bestimmt wird, dass die NFC-Vorrichtung keine gültige Lizenz darstellt, die sich auf lizenzierte Technologie der Schweißausrüstung bezieht, so stoppt die weitere Verarbeitung (d. h. das Verfahren 1100 wird zurückgesetzt), und dem Nutzer wird der Zugriff auf die Schweißausrüstung und/oder die zusätzliche Funktionalität, auf die sich die Lizenz bezieht, verwehrt. Wenn umgekehrt bestimmt wird, dass die NFC-Vorrichtung keine gültige Lizenz darstellt, die sich auf lizenzierte Technologie in Verbindung mit der Schweißausrüstung bezieht, so schreitet die Verarbeitung zu 1108 voran. Bei 1108 wird dem Nutzer Zugang zu der Schweißausrüstung und/oder der zusätzlichen Funktionalität als die lizenzierte Technologie gewährt.
  • Danach beurteilt das Verfahren 1100 bei 1110, ob die NFC-Vorrichtung in unmittelbarer Nähe zu der Schweißausrüstung bleibt. Wenn es so ist, dass sich die NFC-Vorrichtung nicht mehr in unmittelbarer Nähe zu der Schweißausrüstung befindet, so wird dem Nutzer bei 1112 der weitere Zugang zu der Schweißausrüstung und/oder der zusätzlichen Funktionalität verwehrt, und die weitere Verarbeitung stoppt (d. h. das Verfahren 1100 wird zurückgesetzt).
  • Andererseits kann der Nutzer, solange die NFC-Vorrichtung in unmittelbarer Nähe zur Schweißausrüstung bleibt, weiterhin die lizenzierte Schweißausrüstung und/oder die zusätzliche Funktionalität verwenden. Genauer gesagt, bilden die Schritte 1110 und 1114 eine Schleife, die kontinuierlich oder periodisch überprüft wird, um zu bestätigen, dass dem Nutzer der Zugriff auf die Schweißmaschine oder die zusätzliche Funktionalität als die lizenzierte Technologie verfügbar verbleiben sollte.
  • In einem Schweißsystem, das NFC-befähigte Komponenten enthält, wie zum Beispiel das MIG-Schweißsystem 200, können die Fähigkeiten des Schweißsystems und der zugrunde liegenden Komponenten erweitert werden, um ein verbessertes Schweißsystem bereitzustellen. Zum Beispiel können die Komponenten des Schweißsystems unter Verwendung von NFC Informationen speichern oder auf sonstige Weise mit Informationen verknüpft sein, und diese Informationen können ohne Weiteres durch andere Komponenten des Schweißsystems abgerufen und verwendet werden. NFC-Transponder bilden eine kostengünstige Lösung, um Informationen an „dumme” Vorrichtungen zu übermitteln (d. h. solche, die keine dedizierte Verarbeitungseinheit aufweisen), wie zum Beispiel eine Drahtrolle. Für passive NFC-Transponder wird keine dedizierte Stromquelle benötigt, und die Transponder brauchen relativ wenig Platz. Des Weiteren können Bediener des Schweißsystems ohne Weiteres NFC-befähigte Komponenten konfigurieren und Daten mit ihnen austauschen sowie verschiedene Zugangskontrollmechanismen implementieren. Darüber hinaus sind NFC-Übertragungen zwischen Komponenten und/oder Bedienern des Schweißsystems relativ sicher, weil sie sich in unmittelbarer Nähe befinden müssen und Verschlüsselungs- und/oder sonstige Schutzmechanismen verwenden. Somit erstrecken sich die allgemeinen erfindungsgemäßen Konzepte auf jede beliebige Anzahl von Systemen (wie zum Beispiel automatisiert, manuell, vollautomatisiert oder halbautomatisiert) und alle Schweißprozesse, einschließlich beispielsweise MIG, WIG, GMAW, Gashartlöten, Unterpulver-Lichtbogenschweißen, Flussmittelkernschweißen und alle sonstigen Schweißprozesse und -verfahren (eine nicht-erschöpfende Liste von Schweißprozessen, für die diese Erfindung verwendet werden könnte, ist im beiliegenden Anhang 3 enthalten, der in seiner Gesamtheit in den vorliegenden Text aufgenommen ist). NFC kann zum Verbessern der Gesamtfähigkeiten eines jeden dieser Schweißsysteme und -verfahren verwendet werden.
  • Die allgemeinen erfindungsgemäßen Konzepte erstrecken sich zum Beispiel auf Systeme und Verfahren zum Aktivieren von Lichtbogenschweißgeräten. Generell erfordern beim elektrischen Lichtbogenschweißen spezielle Anwendungen oft eine Schweißverfahrensspezifikation (Welding Procedure Specification, WPS), die für eine Abnahme der Schweißnaht befolgt werden muss. In der Praxis liefert die WPS für eine bestimmte Anwendung die nötigen Informationen zum Einstellen des elektrischen Lichtbogenschweißgerätes und zu Beladen des elektrischen Lichtbogenschweißgerätes mit externen Komponenten, um den spezifizierten Schweißprozess auszuführen.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird die WPS für einen bestimmten Schweißvorgang in digitale Daten umgewandelt und in einem Speicher einer tragbaren lokalen Vorrichtung gespeichert (zum Beispiel einem Smartphone oder Tablet-Computer, wie zum Beispiel der Bedienervorrichtung 1000). In einer beispielhaften Ausführungsform könnte die WPS an einem räumlich abgesetzten Ort gespeichert werden, wie zum Beispiel einem Computer, der mit dem Schweißgerät über ein Netzwerk verbunden ist, wie zum Beispiel ein Ethernet. Jedes geeignete Netzwerk würde ausreichen – von einem Nahbereichsnetz bis zum Internet. Der Computer und/oder das Schweißgerät könnten eine drahtlose Verbindung zu dem Netzwerk verwenden.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform werden die digitalen Daten, die die WPS eines speziellen Schweißvorgangs umfassen, in einen Speicher einer tragbaren Vorrichtung geladen. In verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen wird in die tragbare Vorrichtung statt dessen ein Code geladen (zum Beispiel eine URL oder eine sonstige Netzwerkadresse), der es erlaubt, die digitalen Daten, die die WPS definieren, an die digitale Prozesssteuereinheit des Schweißgerätes (zum Beispiel über ein Netzwerk) zu senden. Die tragbare Vorrichtung verwendet NFC, um die WPS oder den Code an die Steuereinheit des elektrischen Lichtbogenschweißgerätes zu senden oder auf sonstige Weise zu übermitteln.
  • Somit umfassen die allgemeinen erfindungsgemäßen Konzepte die Verwendung von NFC zum Übermitteln bestimmter digitaler Daten, die die WPS oder einen Code, der eine bestimmte WPS identifiziert, definieren, an eine Komponente eines Schweißsystems (zum Beispiel eine Steuereinheit eines Schweißgerätes). Im letzteren Fall werden die digitalen Daten, die die WPS definieren, von einer externen Quelle, wie zum Beispiel einem Ethernet, auf das unter Verwendung des Codes zugegriffen wird, direkt in die Steuereinheit des Schweißgerätes geladen.
  • Wie in 12 gezeigt, enthält ein Schweißsystem 1200 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ein System 1210, das verwendet wird, um Steuerungsdaten über die Leitung 1212 zu übermitteln, um den betrieb des Schweißgerätes A durch die Steuereinheit 1220 zu bestimmen. Die Steuereinheit ist eine standardmäßige digitale Verarbeitungsvorrichtung zum Ausgeben von Befehlsignale auf der Leitung 1222, um den Betrieb der Stromversorgung 1230 zu bestimmen, die so gezeigt ist, dass sie einen positiven Anschluss 1232 und einen negativen Anschluss 1234 aufweist. Natürlich können diese Anschlüsse von einem Schaltnetz mit wechselnder Polarität stammen, oder können von einem Gleichrichter stammen, um eine spezielle Polarität für Wechselstrom-, gleichstrompositives oder gleichstromnegatives Schweißen bereitzustellen. Die Stromversorgung 1230 kann zum Beispiel ein Wechselrichter, ein Abwärtszerhacker oder eine sonstige Stromquellenarchitektur sein. Schweißgerät A führt einen Schweißvorgang an einer Station aus, die schematisch als Kontakthülse 1240 veranschaulicht ist, um Strom an den Schweißdraht oder die Elektrode E von der Zufuhrrolle 1250 in Richtung des Werkstücks W zuzuführen. In einigen Fällen kann eine Stabelektrode verwendet werden. Die Steuereinheit 1220 veranlasst das Schweißgerät A, beliebige aus einer Vielfalt von Schweißprozessen auszuführen, die Schweißparameter (zum Beispiel Ia, Va, WFS), elektrische Eigenschaften (zum Beispiel Wechselstrom, Gleichstrom+, Gleichstrom–) und andere Definitionen des Schweißmodus (zum Beispiel Impuls, Sprüh, tröpfchenförmig, Kurzschluss, STT) enthalten.
  • Das System 1210 enthält einen Deaktivierungskreis 1270, der die Steuereinheit 1220 erst arbeiten lässt, wenn ein Aktivierungsausgangssignal von dem Deaktivierungskreis empfangen wird.
  • Das System 1210 enthält außerdem ein Kommunikationsmittel 1280, das eine NFC-Logik 1282 und einen Speicher 1284 oder ein sonstiges Speichermittel enthält. Die NFC-Logik 1282 kann aktiv oder passiv sein. Das Kommunikationsmittel 1280 kann ebenfalls eine Verarbeitungseinheit enthalten. Das Kommunikationsmittel 1280 verleiht dem System 1210 NFC-Funktionalität. Die NFC-Logik 1282 ist dafür ausgelegt, mit der NFC-Logik 1292 einer tragbaren Vorrichtung 1290, wie im vorliegenden Text beschrieben, zu kommunizieren (d. h. digitale Daten auszutauschen), um digitale Daten von dort zu empfangen (siehe 3A–3B). Die NFC-Logik 1292 kann aktiv oder passiv sein. Die digitalen Daten, die von der tragbaren Vorrichtung 1290 an das System 1210 (über das Kommunikationsmittel 1280) gesendet werden, zeigen eine spezielle Schweißverfahrensspezifikation (WPS) an. Die WPS bestimmt die Parameter des Schweißgerätes A und steuert den Deaktivierungskreis 1270.
  • Die tragbare Vorrichtung 1290 kann zusätzlich zur NFC-Logik 1292 einen Speicher 1294 oder ein sonstiges Speichermittel enthalten. Vor ihrer Übertragung an das System 1210 können die digitalen Daten in dem Speicher 1294 der tragbaren Vorrichtung 1290 gespeichert werden. Die tragbare Vorrichtung 1290 kann ebenfalls eine Verarbeitungseinheit enthalten. In einer beispielhaften Ausführungsform erlaubt es eine Schnittstelle der tragbaren Vorrichtung 1290 einem Nutzer (zum Beispiel dem Bediener 106), zwischen mehreren Schweißverfahrensspezifikationen zu navigieren, um zu spezifizieren, welche WPS zu senden ist. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die tragbare Vorrichtung 1290 die Bedienervorrichtung 1000 (siehe 10).
  • In einer beispielhaften Ausführungsform wird der Deaktivierungskreis 1270 durch eine interne Verarbeitungseinheit implementiert oder auf sonstige Weise gesteuert. In einer beispielhaften Ausführungsform wird der Deaktivierungskreis 1270 durch eine externe Verarbeitungseinheit, wie zum Beispiel eine Verarbeitungseinheit in dem Kommunikationsmittel 1280, implementiert oder auf sonstige Weise gesteuert. Der Deaktivierungskreis 1270 kann Informationen, wie zum Beispiel die digitalen Daten, von dem Kommunikationsmittel 1280 über Leitung 1214 empfangen.
  • Informationen über eine oder mehrere externe Komponenten werden ebenfalls an das System 1210 übermittelt. Zum Beispiel könnten diese Informationen an das System 1210 (zum Beispiel von einer Schweißkomponente) über NFC gesendet werden, die durch das Kommunikationsmittel 1280 empfangen wird. Als ein weiteres Beispiel könnten diese Informationen an das System 1210 über ein Netzwerk, wie zum Beispiel ein Ethernet, das verschiedene Schweißkomponenten verbindet, gesendet werden.
  • Die Informationen können sich auf eine oder mehrere tatsächlich vorhandene externe Komponenten beziehen, die einen Schweißprozess betreffen, der durch das Schweißgerät A auszuführen ist. Zum Beispiel könnten die Informationen für den Draht E auf der Rolle 1250 stehen. Als ein weiteres Beispiel könnten die Informationen für das Gas stehen, das für die Abschirmung des Schweißprozesses verwendet wird. Als ein weiteres Beispiel könnten die Informationen für eine Qualifikation der Person stehen, die das Schweißgerät A bedient (zum Beispiel der Bediener 106).
  • Sobald die WPS-Daten und Informationen über eventuelle externe Komponenten bereitgestellt wurden, kann das System 1210 mit seiner Analyse fortfahren. Genauer gesagt, wird die Schweißverfahrensspezifikation aus den digitalen Daten in die Steuereinheit 1220 eingegeben, und die einzelnen Aspekte der WPS (entsprechend den eingegebenen externen Komponenten) werden durch den Deaktivierungskreis 1270 mit der WPS verglichen. Wenn es eine Übereinstimmung der Daten zwischen dem gewünschten Betrieb der Schweißverfahrensspezifikation und den externen Komponenten gibt, so wird ein Aktivierungssignal an die Steuereinheit 1220 über Leitung 1212 gesendet. Diese Leitung gibt auch andere Informationen bezüglich der durch Schweißgerät A auszuführenden WPS ein. Diese Daten umgehen den Deaktivierungskreis 1270. Das Schweißgerät A wird durch Parameter aus der WPS gesteuert. Wenn das Schweißgerät A nicht in der Lage ist, die gewünschten Parameter auszuführen, so initiiert die Steuereinheit 1220 das Schweißen nicht.
  • Die Einbindung von NFC-Logik in eine oder mehrere Komponenten des Schweißsystems 1200 und die tragbare Vorrichtung 1290 erlaubt es, dass WPS-Informationen auf einfache Weise, selektiv und sicher an das Schweißgerät A übermittelt werden können. Des Weiteren kann die Verwendung von NFC-Logik in verschiedenen Schweißkomponenten die Notwendigkeit eines Netzwerks beseitigen oder reduzieren, das sich über die Komponenten des Schweißsystems 1200 erstreckt. Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, über dedizierte Stromquellen an Schweißkomponenten oder -elementen zu verfügen, damit die Schweißkomponenten oder -elemente ihre Daten (zum Beispiel die Informationen über externe Komponenten) übermitteln können. Des Weiteren hilft der Deaktivierungskreis 1270 sicherzustellen, dass die Steuereinheit 1220 nur dann ein Schweißen initiiert, wenn es eine Übereinstimmung zwischen der gewünschten WPS und den externen Komponenten bezüglich des auszuführenden Schweißprozesses gibt.
  • Die allgemeinen erfindungsgemäßen Konzepte erstrecken sich zum Beispiel auf Systeme und Verfahren für die Steuerung eines Schweißprozesses oder Zyklus eines Lichtbogenschweißgerätes.
  • Die Systeme und Verfahren enthalten digitale Zustandstabellen, die in einem Speicher (zum Beispiel dem Speicher 204) oder einer ähnlichen Struktur des Lichtbogenschweißgerätes (zum Beispiel des Schweißgerätes 202) gespeichert sind. Jede dieser Zustandstabellen enthält mehrere digital codierte Schweißparameter, die für eine ausgewählte Funktion eines speziellen Schweißzyklus stehen. Diese Informationen werden im vorliegenden Text gemeinsam als Schweißzyklusinformationen bezeichnet. Ein einzelner Zustand wird ausgeführt und vollendet, bevor der nächste Zustand verarbeitet wird. Dies setzt sich fort, bis ein kompletter Zyklus ausgeführt wurde. Eine Schweißsteuereinheit enthält ein Mittel zum Umwandeln der ausgewählten Funktion eines bestimmten digitalen Zustands in der Zustandstabelle in Schweißparameter am Ausgang des durch die Schweißsteuereinheit betriebenen Lichtbogenschweißgerätes.
  • Wie im vorliegenden Text beschrieben, können die Systeme und Verfahren eine große Anzahl der digitalen Zustandstabellen und/oder andere digitale Programme verwenden, die durch Nahfeldkommunikation (NFC) in das Lichtbogenschweißgerät und/oder zugehörige Strukturen (zum Beispiel die Schweißsteuereinheit zum Betreiben des Lichtbogenschweißgerätes) eingegeben oder auf sonstige Weise bereitgestellt werden. Auf diese Weise ist die Bibliothek aus Schweißzyklusinformationen, die einem Schweißbediener (zum Beispiel dem Bediener 106) verfügbar sind, dynamisch und können ohne Weiteres geändert werden. Zum Beispiel können speziell angepasste und/oder neue Schweißzyklusinformationen außerhalb des Schweißgerätes erzeugt oder auf sonstige Weise erhalten werden und dann ohne Weiteres darin unter Verwendung von NFC geladen werden.
  • Wie in 13 gezeigt, enthält ein Schweißsystem 1300 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ein Kommunikationsmittel 1310, das eine NFC-Logik 1312 enthält. Die NFC-Logik 1312 kann aktiv oder passiv sein. Das Kommunikationsmittel 1310 kann ebenfalls einen Speicher 1314 oder ein sonstiges Speichermittel enthalten. Das Kommunikationsmittel 1310 kann ebenfalls enthalten eine Verarbeitungseinheit. Das Kommunikationsmittel 1310 verleiht dem System 1300 NFC-Funktionalität.
  • Die NFC-Logik 1312 ist dafür ausgelegt, mit einer NFC-Logik 1382 einer tragbaren Vorrichtung 1380, wie im vorliegenden Text beschrieben, zu kommunizieren (d. h. digitale Daten auszutauschen), um digitale Daten von dort zu empfangen (siehe 3A–3B). Die NFC-Logik 1382 kann aktiv oder passiv sein. Die digitalen Daten, die von der tragbaren Vorrichtung 1380 an das Kommunikationsmittel 1310 gesendet werden, beziehen sich auf Schweißzyklusinformationen. Die Schweißzyklusinformationen und/oder zugehörige Daten enthalten alle Parameter zum Ausführen eines bestimmten generischen Schweißprozesses, wie zum Beispiel Wolfram-Inertgas (WIG), MIG, synergetisches MIG/MAG-Impulsschweißen usw. Jede der Zustandstabellen, die in den Schweißzyklusinformationen enthalten sind, bezieht sich auf einen finiten Schweißzyklus, der in einer Reihe einzelner Schritte oder Zustände durch die Schweißausrüstung des Schweißsystems 1300 auszuführen ist. Die Schritte oder aufeinanderfolgenden Zustände werden durch speziellen Parameter definiert.
  • Das Kommunikationsmittel 1310 ist über eine Zwischenverbindungsleitung 1342 mit einer Schweißsteuereinheit 1340 verbunden oder auf sonstige Weise gekoppelt. Die Schweißsteuereinheit 1340 enthält Eingänge 1344, 1346 und 1348, so dass der tatsächliche Schweißstrom Iw, die Lichtbogenspannung Va und die Drahtzufuhrgeschwindigkeit (Feed Speed, FS) in die Steuereinheit 1340 auf den Leitungen 1344, 1346 bzw. 1348 abgefühlt und eingegeben werden können, um adaptiv die Zustandstabelle zu implementieren, die aus dem Kommunikationsmittel 1310 in die Steuereinheit 1340 geladene wurde, um alle gegebenen Schweißprozesse, Impulsprofile oder Zyklen auszuführen.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform wird ein digital geladenes Programm aus dem Kommunikationsmittel 1310 in die Steuereinheit 1340 geladen. Die Steuereinheit 1340 gibt Informationen aus dem Schweißvorgang durch Leitungen 1344, 1346 und 1348 zum Ausführen des speziellen Schweißzyklus mit den Architekturbeschränkungen des Zyklus, die durch die in die Steuereinheit geladene Zustandstabelle oder Nachschlagetabelle vorgegeben sind, ein. Eine Drahtzuführvorrichtung 1350 wird durch die Schweißsteuereinheit 1340 über eine Steuerleitung 1352 zum Ansteuern des Motors 1350a gemäß der gewünschten Zufuhrgeschwindigkeit FS des speziellen Schweißzyklus der in die Schweißsteuereinheit geladenen Zustandstabelle gesteuert.
  • Wir wenden uns nun der Schweißsteuereinheit 1340 näher zu. Diese Steuereinheit hat ein standardmäßiges Auslesemessgerät 1360 und eine manuelle Steuerung 1362 zum Steuern der Drahtgeschwindigkeit oder jeder sonstigen gewünschten manuellen Manipulation, die durch den Schweißbediener während des Schweißzyklus ausgeführt werden soll. In vielen Fällen gibt es keine manuelle Manipulation von Schweißparametern während der Verarbeitung eines speziell angepassten Schweißzyklus durch die Steuereinheit 1340. Die Illustration einer manuellen Steuerung 1362 in Form eines Knaufs ist nur veranschaulichender Natur und zeigt die Vielseitigkeit des Schweißsystems 1300.
  • Die Schweißsystem 1300 erlaubt die Verwendung zusätzlicher Operationen, indem lediglich zusätzliche generische oder halbgenerische Zustandstabellen in die Schweißausrüstung des Schweißsystems 1300 geladen werden. Die Schweißausrüstung (zum Beispiel die NFC-befähigten Komponenten) des Schweißsystems 1300 können mit dedizierten oder gemeinsam genutzten Speicherbereichen zum Speichern der Schweißzyklusinformationen und/oder sonstiger zugehöriger Informationen ausgestattet werden. Zum Beispiel können die Schweißzyklusinformationen vor ihrer Übertragung von der tragbaren Vorrichtung 1380 in dem Speicher 1384 der tragbaren Vorrichtung 1380 gespeichert werden. Bei Empfang der Schweißzyklusinformationen durch das Kommunikationsmittel 1310 können die Schweißzyklusinformationen in dem Speicher 1314 des Kommunikationsmittels 1310 gespeichert werden. Somit könnte jede Anzahl von speziell angepassten Zustandstabellen dem Schweißsystem 1300 hinzugefügt werden, sofern ausreichend Speicher oder sonstige Datenspeichermöglichkeiten vorhanden sind. Dementsprechend ist das Schweißsystem 1300 auch ohne Weiteres skalierbar.
  • Ein Verfahren 1400 zum Übermitteln von Schweißzyklusinformationen, wie zum Beispiel speziell angepasster Schweißzyklusinformationen, an ein Schweißsystem (zum Beispiel das MIG-Schweißsystem 200) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist in 14 gezeigt.
  • Gemäß dem Verfahren 1400 wird eine NFC-Vorrichtung (zum Beispiel die Bedienervorrichtung 1000) oder ein sonstiger NFC-Transponder durch einen Nutzer (zum Beispiel der Bediener 106) bei 1402 in unmittelbare Nähe zu der Schweißausrüstung (zum Beispiel dem Schweißgerät 202) gebracht. In einer beispielhaften Ausführungsform meint „unmittelbare Nähe” innerhalb von 10 cm.
  • Die Schweißausrüstung verwendet NFC zum Erhalten von Daten (zum Beispiel der Schweißzyklusinformationen) von der NFC-Vorrichtung, die dann bei 1404 verarbeitet werden. Die Daten werden bei 1406 in einem Speicher der Schweißausrüstung gespeichert. In einer beispielhaften Ausführungsform werden die Daten in einer externen Speichervorrichtung gespeichert, auf die die Schweißausrüstung zugreifen kann.
  • Die Schweißausrüstung ruft bei 1408 die Daten (zum Beispiel aus dem Speicher) ab und verwendet sie zum Ausführen eines Schweißvorgang.
  • Weil die Systeme und Verfahren ohne Weiteres zusätzliche Schweißzyklusinformationen importieren können, können die Systeme und Verfahren effizient und sicher aktualisiert, verbessert und geändert werden, ohne irgend eine Struktur zu ändern, mit Ausnahme der Software, die die Zustandstabellen für die verschiedenen Arten von Schweißzyklen definiert. Infolge dieser verbesserten Anpassbarkeit haben die Systeme und Verfahren eine erweiterte Anwendbarkeit.
  • Die obige Beschreibung konkreter Ausführungsformen wurde beispielhaft gegeben. Aus der gegebenen Offenbarung versteht der Fachmann nicht nur die allgemeinen erfinderischen Konzepte und die damit einhergehenden Vorteile, sondern wird auch offenkundige verschiedene Änderungen und Modifizierungen der offenbarten Strukturen und Verfahren finden. Zum Beispiel sind die allgemeinen erfinderischen Konzepte gleichermaßen auf manuelle Schweißsysteme und -prozesse wie auch auf automatisierte Schweißsysteme und -prozesse anwendbar.
  • Des Weiteren können ungeachtet jeglicher im vorliegenden Text offenbarter beispielhafter Verfahren in anderen Verfahren, die im Rahmen der allgemeinen erfindungsgemäßen Konzepte liegen, mehr oder weniger Schritte vorhanden sein. Gleichermaßen kann die Reihenfolge, in der die Schritte ausgeführt werden, in verschiedenen Ausführungsformen geändert werden. Es ist darum beabsichtigt, alle Veränderungen und Modifikationen in die vorliegende Erfindung aufzunehmen, die unter das Wesen und den Schutzumfang der allgemeinen erfindungsgemäßen Konzepte, wie sie im vorliegenden Text beschrieben und veranschaulicht sind, und all ihrer Äquivalente fallen.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Schweißsystem
    102
    Schweißgerät
    106
    Bediener
    110
    Stromquelle
    112
    Eingangsleistung
    114
    Ausgangsleistung
    120
    Gasquelle
    122
    Schutzgas
    130
    Drahtzuführvorrichtung
    132
    Schweißdraht
    134
    Drahtquelle
    140
    Schweißbrenner
    150
    Werkstück
    152
    Erdungskabel
    200
    Schweißsystem
    202
    Schweißgerät
    204
    Speicher
    206
    Logik
    210
    Stromquelle
    216
    Logik
    220
    Gasquelle
    226
    Logik
    230
    Drahtzuführvorrichtung
    234
    Drahtquelle
    236
    Logik
    238
    Logik
    240
    Schweißbrenner
    246
    Handgriff
    248
    Logik
    250
    Vorrichtung
    256
    Logik
    302
    Zielvorrichtung
    304
    Logik
    306
    elektromagnetisches Feld
    308
    Logik
    310
    Initiatorvorrichtung
    312
    Stromversorgung
    314
    Instruktionen
    318
    Instruktionen
    330
    Zielvorrichtung
    332
    Stromversorgung
    334
    Logik
    336
    elektromagnetisches Feld
    402
    Logik
    404
    Stromquelleninformationen
    502
    Logik
    504
    Gasquelleninformationen
    602
    Logik
    604
    Schweißdrahtinformationen
    702
    Logik
    704
    Schweißbrennerinformationen
    802
    Logik
    804
    Stromversorgung
    806
    Schweißgerätinformationen
    902
    Logik
    904
    Stromversorgung
    906
    Drahtzuführvorrichtungsinformationen
    1000
    Bedienervorrichtung
    1002
    Logik
    1100
    Verfahren
    1102
    Schritt
    1104
    Schritt
    1106
    Schritt
    1108
    Schritt
    1110
    Schritt
    1112
    Schritt
    1114
    Schritt
    1200
    Schweißsystem
    1210
    System
    1212
    Leitung
    1220
    Steuereinheit
    1222
    Leitung
    1230
    Stromversorgung
    1232
    positiver Anschluss
    1234
    negativer Anschluss
    1240
    Kontakthülse
    1250
    Zufuhrrolle
    1270
    Deaktivierungskreis
    1280
    Kommunikationsmittel
    1282
    Logik
    1284
    Speicher
    1290
    tragbare Vorrichtung
    1292
    Logik
    1294
    Speicher
    1300
    Schweißsystem
    1310
    Kommunikationsmittel
    1312
    Logik
    1314
    Speicher
    1340
    Schweißsteuereinheit
    1342
    Zwischenverbindungsleitung
    1344
    Eingang
    1346
    Eingang
    1348
    Eingang
    1350
    Drahtzuführvorrichtung
    1350a
    Motor
    1352
    Steuerleitung
    1360
    Auslesemessgerät
    1362
    manuelle Steuerung
    1380
    tragbare Vorrichtung
    1382
    Logik
    1384
    Speicher
    1400
    Verfahren
    1402
    Schritt
    1404
    Schritt
    1406
    Schritt
    1408
    Schritt
    A
    Schweißgerät
    E
    Schweißdraht/Elektrode
    Iw
    Schweißstrom
    Va
    Lichtbogenspannung
    W
    Werkstück
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 5278390 [0003]
    • US 5500512 [0003]
    • US 5553810 [0003]
    • US 5708253 [0003]
    • US 5862071 [0003]
    • US 6536660 [0003]
    • US 6858817 [0003]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • What Every Engineer Should Know about Welding, D. K. Miller (1997) (hier als Anhang 1 angehängt) [0003]
    • Digital Communications Technology (Lincoln Electric 2006) (hier als Anhang 2 angehängt) [0003]

Claims (15)

  1. Schweißsystem (200), das Folgendes umfasst: ein Schweißgerät (202); eine Drahtzuführvorrichtung (230); einen Schweißbrenner (240); gekennzeichnet durch einen NFC-Transponder, der an dem Schweißgerät (202) oder der Drahtzuführvorrichtung (230) oder dem Schweißbrenner (240) angebracht ist; eine Bedienervorrichtung (250), die ein NFC-Signal generiert, das Zugriffsgrenzen für den Betrieb des Schweißsystems (200) für die Bedienervorrichtung (250) anzeigt; wobei es einem Bediener (106), der die Bedienervorrichtung (250) besitzt, gestattet ist, das Schweißsystem (200) nur innerhalb der Zugriffsgrenzen zu betreiben, nachdem die Bedienervorrichtung (250) in die Nähe des NFC-Transponders gebracht wurde.
  2. Schweißsystem nach Anspruch 1, wobei die Bedienervorrichtung (250) eine mobile Vorrichtung ist.
  3. Schweißsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei es dem Bediener (106) nicht gestattet ist, das Schweißsystem (200) zu nutzen, nachdem die Bedienervorrichtung (250) in die Nähe des NFC-Transponders gebracht wurde.
  4. Schweißsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Zugriffsgrenzen auf den Qualifikationen oder Zertifizierungen des Bedieners, bestimmte Schweißprozesse auszuführen, basieren; und/oder wobei die Zugriffsgrenzen auf einer Lizenz zur Verwendung des Schweißsystems basieren.
  5. Schweißsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei dem Bediener (106) der Zugang zu nicht-lizenzierten Funktionen des Schweißsystems (200) unter Verwendung der Zugriffsgrenzen verwehrt wird.
  6. Schweißsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei dem Bediener (106) der Zugang zu lizenzierten Funktionen des Schweißsystems (200) unter Verwendung der Zugriffsgrenzen gestattet wird, sofern die Bedienervorrichtung (250) in der Nähe des NFC-Transponders bleibt.
  7. Anordnung zum Kommunizieren mit einem Schweißgerät (200), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder 13 bis 15, die Folgendes umfasst: eine tragbare Computervorrichtung (1380) zum Speichern von Schweißgerätbetriebsdaten darin; dadurch gekennzeichnet, dass die tragbare Computervorrichtung (1380) innerhalb der Nähe der Steuereinheit des Schweißgerätes (202) angeordnet ist; und eine NFC-Kommunikation zwischen der Steuereinheit und der tragbaren Computervorrichtung (1380) aktivierbar ist, wodurch die Schweißgerätbetriebsdaten an die Steuereinheit des Schweißgerätes (202) gesendet werden.
  8. Anordnung nach Anspruch 7, wobei die Schweißgerätbetriebsdaten eine Schweißverfahrensspezifikation sind, und/oder wobei die Schweißgerätbetriebsdaten Schweißzyklusinformationen sind.
  9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Steuereinheit einen aktiven NFC-Transponder enthält, und/oder wobei die Steuereinheit einen passiven NFC-Transponder enthält.
  10. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, das des Weiteren das Vergleichen der Schweißbetriebsdaten mit einem Satz externer Komponenten umfasst.
  11. Anordnung nach Anspruch 10, das des Weiteren den Schritt des Deaktivierens der Steuereinheit enthält, wenn die Schweißgerätbetriebsdaten anzeigen, dass eine externe Komponente nach dem Vergleichsschritt nicht korrekt ist.
  12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, das des Weiteren den Schritt des Sendens des Satzes externer Komponenten an die Steuereinheit durch ein NFC-Signal enthält, und/oder das des Weiteren den Schritt des Sendens des Satzes externer Komponenten an die Steuereinheit durch ein Netzwerk enthält.
  13. Schweißsystem (200), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, das Folgendes umfasst: ein Schweißgerät (202); eine Drahtzuführvorrichtung (230); einen Schweißbrenner (240); gekennzeichnet durch ein Kommunikationsmittel zum Empfangen der NFC-Signale, das mit einer Schweißsteuereinheit des Schweißgerätes (202) verbunden ist; wobei das Schweißgerät (202) Schweißzyklusinformationen durch das Kommunikationsmittel empfängt.
  14. Schweißsystem nach Anspruch 13, das des Weiteren ein Mittel zum Senden einer Schweißwellenform an das Kommunikationsmittel umfasst, wobei das Mittel zum Senden bevorzugt ein aktiver NFC-Transponder ist.
  15. Schweißsystem nach Anspruch 13 oder 14, das des Weiteren einen Speicher für die Speicherung der Schweißzyklusinformationen umfasst.
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