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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schweißbrenner, der zur Nutzung in einem Schweißvorgang, insbesondere zum Aufbauen eines elektrischen Schweißlichtbogens zwischen dem Schweißbrenner und einem Werkstück, eingerichtet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein System, das solch einen Schweißbrenner und ein Schweißsystem umfasst.
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Schweißbrenner zum Lichtbogenschweißen sind nach dem Stand der Technik allgemein bekannt. Zum Durchführen eines Lichtbogenschweißvorgangs wird ein Schweißbrenner an ein Schweißsystem angeschlossen, normalerweise durch ein Schlauchpaket. Das Schlauchpaket kann zum Beispiel einen so genannten EURO-Zentralanschluss umfassen, bei dem es sich um einen standardisierten Anschluss zum Anschließen von Schweißbrennern an ein Schweißsystem handelt. Das Schweißsystem stellt den Schweißstrom für den Schweißprozess bereit, damit zum Durchführen des Schweißprozesses ein elektrischer Lichtbogen zwischen dem Schweißbrenner und einem Werkstück aufgebaut werden kann. Zudem kann das Schweißsystem ein Schutzgas bereitstellen, das ein Inertgas für das Wolfram-Inertgasschweißen (WIG) oder Metall-Inertgasschweißen (MIG, MSG) bzw. ein aktives Gas für das Metall-Aktivgasschweißen (MAG) sein kann.
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Zum Metall-Schutzgasschweißen (MSG), d. h. MIG- oder MAG-Schweißen, stellt das Schweißsystem zudem einen Schweißdraht als Verbrauchselektrode bereit. Zu diesem Zweck umfasst das Schweißsystem gewöhnlich eine Schweißdrahtzuführung, die zusammen mit der Schweißstromquelle eine Einzelvorrichtung oder aber eine separate Einheit bilden kann. Im letzteren Fall wird der Schweißbrenner üblicherweise an die Schweißdrahtzuführung angeschlossen, insbesondere mittels des Schlauchpakets, und die Schweißdrahtzuführung wird mittels eines Stromkabels an die Schweißstromquelle angeschlossen, damit der von der Schweißstromquelle bereitgestellte Schweißstrom über die Schweißdrahtzuführung an den Schweißbrenner übertragen werden kann.
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Lichtbogenschweißen ist im Allgemeinen ein komplexer Prozess. Dabei hängt die Qualität der Schweißnaht und des geschweißten Werkstücks von mehreren Faktoren ab. So sollten zum Beispiel die Amplitude, die Spannung und das Profil des Schweißstroms, das Schweißdrahtmaterial, die Schweißdrahtzuführungsgeschwindigkeit und die Durchflussrate des Schutzgases beispielsweise an die Materialien des zu schweißenden Werkstücks, ihre Struktur und/oder Positionierung sowie die Art der Schweißverbindung (Stumpfnaht, T-Naht, Punktschweißen usw.) angepasst werden, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Darüber hinaus müssen möglicherweise mehrere Schweißvorgänge in einer vordefinierten Reihenfolge an einem Werkstück durchgeführt werden, um eine bestimmte Verformung des Werkstücks zu erzielen oder zu verhindern.
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Im Kontext der steigenden Anforderungen an Qualität und Produktionsgeschwindigkeit, die bei der Produktion geschweißter Werkstücke erfüllt werden müssen, wurden in den letzten Jahrzehnten Anstrengungen unternommen, um die Zuverlässigkeit von Schweißvorgängen und -vorrichtungen zu verbessern.
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Zum Beispiel gibt es Schweißstromeinheiten mit programmierbaren Schweißmodi, damit ein Schweißer einen vorprogrammierten Satz von Schweißparametern für eine bestimmte Schweißverbindung abrufen kann. In diesem Fall muss sich der Schweißer statt aller relevanten Schweißparameter nur die Programmnummer für eine bestimmte Schweißverbindung merken. Wenn es jedoch eine bedeutende Anzahl unterschiedlicher Schweißvorgänge und einen umfangreichen Programmnummernbereich gibt, kann dies immer noch kompliziert und fehleranfällig sein.
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Zur Überwindung dieses Problems ist ein System vorgeschlagen worden, bei dem das zu schweißende Werkstück, die am Werkstück auszuführenden Schweißverbindungen, insbesondere in einer vorgegebenen Reihenfolge, sowie zugeordnete, zu verwendende Schweißparameter in einer elektronischen Datenbank gespeichert werden. Der Schweißer kann auf diese Informationen zum Beispiel durch Scannen eines Barcodes an einem zu schweißenden Werkstück oder auf einem separaten Schweißinformationsblatt mit einem in die Schweißstromquelle integrierten Barcode-Scanner zugreifen, wobei der Barcode ein Identifikationssymbol enthält, das zum Beispiel das Werkstück oder einen an dem Werkstück durchzuführenden Schweißvorgang eindeutig identifiziert. Das vorgeschlagene System ist dann so eingerichtet, dass die Schweißparameter, die dem Werkstück und/oder dem Schweißvorgang zugeordnet sind, das/der durch das Identifikationssymbol identifiziert wurde, automatisch aus der elektronischen Datenbank abgerufen werden und die Betriebsparameter für die Schweißmaschine und/oder den Schweißdrahtvorschub automatisch eingestellt werden.
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Auch wenn solche Schweißsysteme die Schweißvorgänge entscheidend vereinfachen und ihre Zuverlässigkeit verbessern, können sie im Einsatz in bestimmten, in der Praxis auftretenden Schweißsituationen umständlich sein. Wenn zum Beispiel Schweißvorgänge in einem größeren Bereich durchgeführt werden müssen, z. B. an mehreren Positionen eines Schiffs in einer Werft, kann der Schweißer ein langes Schlauchpaket verwenden, damit er sich zwischen den unterschiedlichen Schweißpositionen mit dem Schweißbrenner bewegen kann, ohne die Schweißstromquelle oder die Schweißdrahtzuführung mit sich führen zu müssen. Somit kann/können die Schweißposition(en) für den Schweißer 40 m oder weiter von der Schweißstromquelle oder von der Schweißdrahtzuführung entfernt sein, so dass der Schweißer einen langen Weg zurücklegen müsste, um einen nächsten Werkstück-Barcode an der Schweißstromquelle oder Schweißdrahtzuführung zu scannen.
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Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Schweißbrenner und ein System bereitzustellen, mit denen ein Schweißprozess zuverlässiger sowie auf praktischere und komfortablere Weise durchgeführt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Schweißbrenner gelöst, der zur Nutzung in einem Schweißvorgang, insbesondere zum Aufbauen eines Schweißlichtbogens zwischen dem Schweißbrenner und einem Werkstück, eingerichtet ist, wobei der Schweißbrenner Kommunikationsmittel umfasst, wobei die Kommunikationsmittel zum Aufbauen einer ersten drahtlosen Kommunikationsverbindung mit einer ersten Vorrichtung eingerichtet sind und wobei die Kommunikationsmittel zum Aufbauen einer zweiten drahtgebundenen Kommunikationsverbindung mit einer zweiten Vorrichtung eingerichtet sind, wobei die Kommunikationsmittel zum Empfangen eines Identifikationssymbols über die erste Kommunikationsverbindung eingerichtet sind und wobei die Kommunikationsmittel zum Übertragen des Identifikationssymbols über die zweite Kommunikationsverbindung eingerichtet sind.
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Die oben genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin mit einem System gelöst, das ein Schweißsystem und einen Schweißbrenner umfasst, der dazu eingerichtet ist, für das Durchführen eines Schweißvorgangs mit dem Schweißsystem verbunden zu werden, wobei das Schweißsystem eine Steuereinheit umfasst, und wobei die Kommunikationsmittel des Schweißbrenners dazu eingerichtet sind, die zweite Kommunikationsverbindung mit der Steuereinheit des Schweißsystems aufzubauen, und wobei die Steuereinheit des Schweißsystems dazu eingerichtet ist, das Identifikationssymbol über die zweite Kommunikationsverbindung zu empfangen.
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Zudem wird die oben angegebene Aufgabe mit einem Verfahren zur Steuerung eines Systems gelöst, das ein Schweißsystem und einen damit verbundenen Schweißbrenner umfasst, wobei von den Kommunikationsmitteln des Schweißbrenners über eine erste drahtlose Kommunikationsverbindung ein Identifikationssymbol empfangen wird, wobei das Identifikationssymbol über eine zweite drahtgebundene Kommunikationsverbindung an eine Steuereinheit des Schweißsystems übertragen wird und wobei die Steuereinheit das Schweißsystem in Abhängigkeit von dem Identifikationssymbol steuert.
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Mit Hilfe der in dem Schweißbrenner bereitgestellten Kommunikationsmittel kann ein Schweißer mit einem Handgerät, zum Beispiel mit seinem Smartphone, einen Barcode an einem Werkstück scannen und das in diesem Barcode codierte Identifikationssymbol über die drahtlose Kommunikationsverbindung an die Kommunikationsmittel übertragen, die dann über die zweite Kommunikationsverbindung das Identifikationssymbol an das Schweißsystem übertragen, damit das Identifikationssymbol in dem Schweißsystem oder in einem daran angeschlossenen Server ausgewertet werden kann. Der Schweißbrenner und das System, die oben beschrieben wurden, ermöglichen somit das Verwenden des Schweißbrenners als Relais für die Übertragung des Identifikationssymbols an die Steuereinheit des Schweißsystems. Auf diese Weise besteht für den Schweißer keine Notwendigkeit, sich zu dem Schweißsystem hinzubegeben, um den Barcode zu scannen. Dementsprechend kann die erste Vorrichtung insbesondere ein Handgerät, beispielsweise ein Smartphone sein, und die zweite Vorrichtung kann insbesondere eine Vorrichtung eines Schweißsystems sein, zum Beispiel eine Schweißstromquelle oder eine Schweißdrahtzuführung. Insbesondere können die Kommunikationsmittel dazu eingerichtet sein, die zweite Kommunikationsverbindung mit einer Steuereinheit der Schweißstromquelle oder der Schweißdrahtzuführung aufzubauen.
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Das Bereitstellen der Kommunikationsmittel in dem Schweißbrenner erweist sich gegenüber dem Integrieren eines Barcode-Scanners in dem Schweißbrenner als vorteilhaft, weil Letzteres infolge der hohen Arbeitstemperaturen, der Rauchentwicklung beim Schweißen und der rauen Arbeitsbedingungen am Schweißbrenner kompliziert ist, und weil dies die Kosten für einen Schweißbrenner bedeutend erhöhen würde.
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Ferner ist das Bereitstellen der Kommunikationsmittel in dem Schweißbrenner auch gegenüber dem Bereitstellen einer direkten Kommunikationsverbindung zwischen dem Handgerät und dem Schweißsystem vorteilhaft, weil es sich herausgestellt hat, dass die Arbeitsumgebungen für Schweißer häufig keine drahtlosen Kommunikationsverbindungen über größere Entfernungen erlauben, zum Beispiel wegen Wänden oder Metallinstallationen zwischen der Position des Schweißers und der Position der Schweißstromquelle oder der Schweißdrahtzuführung, was zu einem schlechten Empfang beispielsweise von Mobiltelefon- oder WLAN-Signalen von entfernt befindlicher drahtloser Kommunikations-Hardware führt.
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Der Schweißbrenner umfasst Kommunikationsmittel, die zum Aufbauen einer ersten drahtlosen Kommunikationsverbindung und einer zweiten drahtgebundenen Kommunikationsverbindung eingerichtet sind. Zu diesem Zweck können die Kommunikationsmittel insbesondere ein erstes Kommunikationsmodul zum Aufbauen der ersten drahtlosen Verbindung und ein zweites Kommunikationsmodul zum Aufbauen der zweiten drahtgebundenen Verbindung umfassen. Das erste Kommunikationsmodul kann zum Beispiel zum Aufbauen einer Bluetooth-, einer NFC- , oder einer WLAN-Kommunikationsverbindung eingerichtet sein.
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Die Kommunikationsmittel sind zudem zum Empfangen eines Identifikationssymbols über die erste Kommunikationsverbindung eingerichtet Die Kommunikationsmittel können auch zum Übertragen einer Mitteilung über die erste Kommunikationsverbindung eingerichtet sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Kommunikationsmittel nur zum Empfangen, aber nicht zum Übertragen einer Mitteilung über die erste Kommunikationsverbindung eingerichtet sind.
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Die Kommunikationsmittel sind zudem zum Übertragen eines Identifikationssymbols über die zweite Kommunikationsverbindung eingerichtet. Die Kommunikationsmittel können auch zum Empfangen einer Mitteilung über die zweite Kommunikationsverbindung eingerichtet sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Kommunikationsmittel nur zum Übertragen, aber nicht zum Empfangen einer Mitteilung über die zweite Kommunikationsverbindung eingerichtet sind.
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Das Senden oder Empfangen des Identifikationssymbols umfasst insbesondere das Senden oder Empfangen eines Signals, in dem das Identifikationssymbol codiert ist Insbesondere kann das Identifikationssymbol in dem Kommunikationssignal gemäß einem Kommunikationsprotokoll und optional ebenfalls gemäß einem weiteren Kodierungsalgorithmus, z. B. zur Verschlüsselung oder Datenkompression, codiert sein.
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Das Identifikationssymbol wird bevorzugt einem zu schweißenden Werkstück oder einem Schweißvorgang zugeordnet, der an dem Werkstück durchgeführt werden soll. Insbesondere kann das Identifikationssymbol in einem maschinenlesbaren Code, insbesondere in einem ein- oder zweidimensionalen Barcode, an einem Werkstück oder auf einem Schweißinformationsblatt, das dem Werkstück zugeordnet ist, codiert werden. Bevorzugt enthält das Identifikationssymbol Informationen über die Identität eines Werkstücks. Zum Beispiel kann das Identifikationssymbol einen Code, wie einen numerischen oder alphanumerischen Code, umfassen, der ein Werkstück oder einen nächsten Schweißprozess an einem Werkstück eindeutig identifiziert.
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Es ist auch denkbar, dass das Identifikationssymbol Informationen über die Identität eines Benutzers des Schweißbrenners enthält Insbesondere kann der Schweißbrenner über die erste Kommunikationsverbindung eine Benutzeridentifikationsnummer empfangen und die Identifikationsnummer an das Schweißsystem weiterleiten. Das Schweißsystem kann dann zum Speichern der Benutzeridentifikationsnummer zusammen mit Schweißparametern eines Schweißprozesses oder zum Ermöglichen der Verwendung des Schweißsystems lediglich im Rahmen der Beschränkungen eines Autorisierungsniveaus des durch die Identifikationsnummer identifizierten Benutzers eingerichtet werden. Auf diese Weise kann sich der Benutzer zum Beispiel über den Schweißbrenner in einem Schweißsystem registrieren und muss sich zum Registrieren nicht zu dem Schweißsystem hinbegeben.
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Das System umfasst ein Schweißsystem. Das Schweißsystem umfasst insbesondere eine Schweißstromquelle zum Bereitstellen des Schweißstroms. Das Schweißsystem kann zudem eine Schweißdrahtzuführung, eine Schutzgasquelle und/oder weitere Komponenten für das Durchführen eines Schweißvorgangs umfassen.
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Das Schweißsystem umfasst eine Steuereinheit Die Steuereinheit kann zum Beispiel in die Schweißstromquelle oder in eine Schweißdrahtzuführung des Schweißsystems integriert sein. Die Steuereinheit umfasst bevorzugt mindestens einen Prozessor und einen Speicher, in dem ein Computerprogramm zum Durchführen der Kommunikation mit den Kommunikationsmitteln des Schweißbrenners gespeichert ist.
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Im Folgenden werden mehrere Ausführungsformen des Schweißbrenners, des Systems und des Verfahrens beschrieben. Die Ausführungsformen können einzeln auf den Schweißbrenner, auf das System und auf das Verfahren angewendet werden. Weiterhin können die Ausführungsformen miteinander kombiniert werden.
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Entsprechend einer weiteren Ausführungsform ist die erste Kommunikationsverbindung eine Kurzdistanz-Verbindung, insbesondere eine Verbindung mit einer Reichweite von weniger als 100 m, bevorzugt weniger als 40 m und insbesondere weniger als 25 m. Eine Bereitstellung der Kommunikationsmittel im Schweißbrenner ermöglicht es, Kurzdistanz-Verbindungen auch in Situationen zu verwenden, in denen das Schweißsystem zu weit von der Position des Schweißers entfernt ist. Zudem ist eine Kurzdistanz-Verbindung zuverlässiger in Situationen, in denen Verbindungen mit längerer Reichweite, wie Mobiltelefon- oder WLAN-Signale, durch Wände oder Metallteile in der Umgebung abgeschwächt werden.
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Die Kommunikationsverbindung kann über eine spezifizierte Kurzdistanz-Kommunikationstechnologie, wie Bluetooth, Nahfeldkommunikation (NFC), Radiofrequenz-Identifikation (RFID) oder eine spezifizierte optische Verbindung, z. B. über eine Infrarot-Verbindung, aufgebaut werden. Auf diese Weise werden die Produktionskosten für den Schweißbrenner niedrig gehalten, weil Komponenten zum Aufbauen standardisierter Kommunikationsverbindungen allgemein verfügbar sind. Zudem verfügen die meisten modernen Handgeräte, wie Smartphones, normalerweise über Kommunikationsmittel, die mit einem Kurzdistanz-Standard betrieben werden, so dass der Schweißbrenner drahtlos mit einer Vielzahl unterschiedlicher Geräte kommunizieren kann, wodurch die kommerzielle Nutzbarkeit des Schweißbrenners erheblich verbessert wird. Die Kommunikationsmittel des Schweißbrenners können in Bezug auf die erste Vorrichtung, mit der eine drahtlose Kommunikationsverbindung, zum Beispiel eine Bluetooth-Kommunikationsverbindung, aufgebaut wird, als Slave und/oder als Master eingerichtet sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Schweißbrenner bevorzugt eine Datenschnittstelle, die dazu eingerichtet ist, mit einer Steuereinheitsschnittstelle einer Steuereinheit für ein Schweißsystem verbunden zu werden, wobei die Kommunikationsmittel dazu eingerichtet sind, die zweite Kommunikationsverbindung über diese Datenschnittstelle aufzubauen. Gemäß einer entsprechenden Ausführungsform des Systems umfasst die Steuereinheit des Schweißsystems eine Steuereinheitsschnittstelle, und die Datenschnittstelle des Schweißbrenners ist dazu eingerichtet, mit der Steuereinheitsschnittstelle der Steuereinheit des Schweißsystems verbunden zu werden.
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Insbesondere kann der Schweißbrenner mit einem Schlauchpaket ausgestattet sein, das ein Anschlussteil, bevorzugt einen EURO-Zentralanschluss, zum Anschließen des Schweißbrenners an eine Vorrichtung des Schweißsystems umfasst Das Anschlussteil kann mehrere Stecker- und/oder Buchsenanschlussteile umfassen, um mehrere Verbindungen, insbesondere für den Schweißstrom, die Datenübertragung sowie für ein optionales Schutzgas und einen optionalen Schweißdraht, zwischen der Vorrichtung des Schweißsystems und dem Schweißbrenner aufzubauen. Durch das Verwenden eines Standardanschlussteils, wie des EURO-Zentralanschlusses, ist der Schweißbrenner mit verschiedenen Schweißsystemen kompatibel, so dass der Anwendungsbereich der Schweißvorrichtung erweitert wird. Zum Beispiel enthält das Schlauchpaket Leiteranschlüsse, die dazu eingerichtet sind, die Datenschnittstelle des Schweißbrenners mit der Steuereinheitsschnittstelle der Steuereinheit für das Schweißsystem zu verbinden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Datenschnittstelle höchstens zwei Leiteranschlüsse für das Verbinden mit der Steuereinheitsschnittstelle. In einer weiteren Ausführungsform des Systems umfasst die Steuereinheitsschnittstelle der Steuereinheit für das Schweißsystem höchstens zwei Leiteranschlüsse für das Verbinden mit der Datenschnittstelle des Schweißbrenners.
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Konventionelle Schweißbrenner umfassen gewöhnlich einen Brennertaster in Form eines Knopfschalters am Schweißbrenner, der sich durch zwei Leiteranschlüsse an die Steuereinheitsschnittstelle anschließen lässt, damit die Steuereinheit erkennen kann, ob der Schalter offen oder geschlossen ist, und abhängig von dem Schalterzustand einen Schweißvorgang starten, fortsetzen oder stoppen kann. Durch das Verwenden von höchstens zwei Leiteranschlüssen für die zweite Kommunikationsverbindung ist es möglich, dieselbe Steuereinheitsschnittstelle eines Schweißsystems zu verwenden, um daran entweder den oben beschriebenen Schweißbrenner oder einen konventionellen Schweißbrenner anzuschließen. Insbesondere kann das Schweißsystem ein einziges Hardware-Anschlussteil, wie einen EURO-Zentralanschluss, umfassen, um das Schlauchpaket eines Schweißbrenners gemäß obiger Beschreibung oder einen konventionellen Brenner daran anzuschließen. Dies reduziert die Kosten und macht den Schweißbrenner flexibler verwendbar.
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Bevorzugt ist die Steuereinheit des Schweißsystems dazu eingerichtet, zu unterscheiden, ob daran ein Schweißbrenner mit oder ohne Kommunikationsmittel gemäß obiger Beschreibung angeschlossen ist. Zum Beispiel können die Kommunikationsmittel des Schweißbrenners ein vordefiniertes Erkennungssignal über die drahtgebundene Kommunikationsverbindung senden, beispielsweise sobald die drahtgebundene Kommunikationsverbindung aufgebaut ist, und die Steuereinheit des Schweißsystems kann dazu eingerichtet sein, das vordefinierte Erkennungssignals zu erkennen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Kommunikationsmittel des Schweißbrenners zum Empfangen einer Mitteilung über die zweite Kommunikationsverbindung und zum Steuern des Schweißbrenners in Abhängigkeit von der Mitteilung eingerichtet Zum Beispiel kann der Schweißbrenner ein Display umfassen und die Kommunikationsmittel können dazu eingerichtet sein, die Ausgabe einer Benutzerinformation am Display in Abhängigkeit von der Mitteilung zu bewirken. Dies bietet die Möglichkeit für die Kommunikationsmittel, über die zweite drahtgebundene Kommunikationsverbindung Informationen über eine vorangegangene Übertragung eines Identifikationssymbols an die zweite Vorrichtung zu empfangen. Die Mitteilung kann sich insbesondere auf den Erfolg oder Fehlschlag der Übertragung, einer Zuordnung zwischen dem übertragenen Identifikationssymbol und einem Satz von Schweißparametern, die in der zweiten Vorrichtung oder einem damit verbundenen Server gespeichert sind, oder auf die Gültigkeit des Identifikationssymbols beziehen. Zudem kann der Schweißbrenner eine Mitteilung empfangen, die Informationen über den nächsten durchzuführenden Schweißvorgang enthält, beispielsweise die Nummer des als Nächstes an dem Werkstück durchzuführenden Schweißvorgangs, dem das zuvor gesendete Identifikationssymbol zugeordnet ist Auf diese Weise kann sich der Schweißer durch eine komplexe Abfolge von Schweißvorgängen führen lassen. Zudem kann diese Mitteilung Informationen über die Schweißparameter umfassen, die in Abhängigkeit von dem Identifikationssymbol für einen darauffolgenden Schweißvorgang ausgewählt wurden, damit der Schweißer überprüfen kann, ob das Schweißsystem korrekt eingerichtet ist.
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Die Kommunikationsmittel des Schweißbrenners können zum Übertragen der Mitteilung, die über die zweite Kommunikationsverbindung empfangen wurde, über die erste Kommunikationsverbindung eingerichtet sein. Auf diese Weise kann die Mitteilung durch die erste Vorrichtung empfangen werden. Dies ermöglicht zum Beispiel, dass der Benutzer mittels der ersten Vorrichtung über den Zustand der Übertragung, über eine Zuordnung zwischen einem Identifikationssymbol und Schweißparametern oder über Schweißparameter informiert wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinheit des Schweißsystems zum Steuern des Schweißsystems in Abhängigkeit von dem Identifikationssymbol eingerichtet. Das Steuern des Schweißsystems kann das Auswählen eines Schweißprogramms oder Schweißparameters in Abhängigkeit von dem Identifikationssymbol umfassen. Das Steuern des Schweißsystems kann zudem das Speichern von Schweißinformationen, wie Schweißparametern, in Abhängigkeit von dem Identifikationssymbol oder in Beziehung zu dem Identifikationssymbol, umfassen, so dass Parameter des mit dem Schweißsystem durchgeführten Schweißprozesses abgerufen werden können, zum Beispiel zur Qualitätskontrolle, und einem bestimmten Werkstück oder einer bestimmten Schweißverbindung des Werkstücks zugeordnet werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinheit zum Bestimmen oder Empfangen eines Schweißparameters in Abhängigkeit von dem Identifikationssymbol und zum Steuern eines Schweißprozesses unter Verwendung des Schweißparameters eingerichtet Die Steuereinheit kann zudem zum Bestimmen oder Empfangen eines Satzes von Schweißparametern in Abhängigkeit von dem Identifikationssymbol und zum Steuern eines Schweißprozesses unter Verwendung dieses Satzes von Schweißparametern eingerichtet sein. Auf diese Weise kann der Schweißer das Schweißsystem durch Scannen eines Identifikationssymbols von einem Werkstück automatisch für einen nächsten Schweißvorgang einrichten. Gemäß einer entsprechenden Ausführungsform des Verfahrens bestimmt oder empfängt die Steuereinheit einen Schweißparameter in Abhängigkeit von dem Identifikationssymbol und steuert einen Schweißprozess unter Verwendung des Schweißparameters.
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Der Schweißparameter kann einen beliebigen Aspekt eines Schweißprozesses betreffen, insbesondere jedoch die Amplitude oder das Profil des Schweißstroms, die Durchflussrate des Schutzgases und/oder die Schweißdrahtzuführungsgeschwindigkeit Ein Satz von Schweißparametern kann zudem Informationen über die Art des Schweißdrahts oder die Art des Schutzgases enthalten, die verwendet werden sollen, und die Steuereinheit kann dazu eingerichtet sein, die Ausgabe einer Warnmitteilung zu bewirken, falls ein falscher Schweißdraht oder ein falsches Schutzgas bereitgestellt wird.
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Zum Bestimmen eines Schweißparameters in Abhängigkeit von dem Identifikationssymbol kann die Steuereinheit eine elektronische Datenbank, in der Identifikationssymbole und zugeordnete Schweißparameter gespeichert sind, umfassen oder damit verbunden sein, so dass die Steuereinheit aus der Datenbank den/die Schweißparameter abrufen kann, der/die dem Identifikationssymbol zugeordnet ist/sind, das vom Schweißbrenner empfangen wurde. Zudem kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, das zuvor empfangene Identifikationssymbol an einen Server weiterzuleiten, der an die Steuereinheit angeschlossen ist, und von dem Server als Reaktion darauf den/die entsprechende(n) Schweißparameter zu empfangen. Auf diese Weise kann die elektronische Datenbank zum Beispiel auf einem zentralen Server gespeichert werden, mit dem mehr als ein Schweißsystem verbunden sein kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinheit des Schweißsystems zum Übertragen einer Mitteilung in Abhängigkeit von dem Identifikationssymbol oder von dem Schweißparameter an den Schweißbrenner eingerichtet Gemäß einer entsprechenden Ausführungsform des Verfahrens wird in Abhängigkeit von dem Identifikationssymbol oder von dem Schweißparameter eine Mitteilung von der Steuereinheit an den Schweißbrenner übertragen. Die Mitteilung kann Informationen über den Empfang eines Identifikationssymbols durch die Steuereinheit, über die Gültigkeit des Identifikationssymbols oder über Schweißparameter enthalten. Der Schweißbrenner kann zudem zum Ausgeben einer Benutzermitteilung in Abhängigkeit von der Mitteilung eingerichtet sein, die von der Steuereinheit empfangen wurde. Somit kann der Benutzer direkt am Schweißbrenner informiert werden, was sowohl im Hinblick auf Zeiteinsparungen als auch auf die Sicherheit von praktischem Interesse ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das System zudem ein Handgerät, wobei das Handgerät Eingabemittel zum Erfassen des Identifikationssymbols und Kommunikationsmittel umfasst, wobei die Kommunikationsmittel des Schweißbrenners dazu eingerichtet sind, die erste Kommunikationsverbindung mit den Kommunikationsmitteln des Handgeräts aufzubauen. In diesem Falle entspricht das Handgerät der ersten Vorrichtung, mit welcher die Kommunikationsmittel zum Aufbauen der ersten drahtlosen Kommunikationsverbindung eingerichtet werden. Das Handgerät kann zum Beispiel ein tragbarer Computer, wie ein Tablet-Computer, Notebook, Laptop oder Netbook, ein Mobiltelefon, insbesondere ein Smartphone oder ein persönlicher digitaler Assistent (PDA) sein. Das Handgerät kann zudem ein beliebiges Handgerät sein, das ein Identifikationssymbol, insbesondere mittels eines Scanners für maschinenlesbaren Code, wie einen Barcode, erfassen kann, und zum Senden des Identifikationssymbols über eine drahtlose Kommunikationsverbindung an den Schweißbrenner eingerichtet ist Demgemäß umfassen die Eingabemittel des Handgeräts bevorzugt einen Scanner, der für das Scannen eines maschinenlesbaren Codes eingerichtet ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Systems umfasst das System weiterhin eine Datenbank, in der mehrere Datensätze sowie eine Zuordnung zwischen Identifikationssymbolen und den verschiedenen Datensätzen gespeichert sind, wobei jeder Datensatz mindestens einen Schweißparameter enthält Die Zuordnung kann zum Beispiel als eine Liste von Identifikationssymbolen gespeichert werden, in der ein Link zu den entsprechenden Datensätzen dem entsprechenden Identifikationssymbol zugeordnet ist Alternativ kann jeder Datensatz ein Feld mit dem zugeordneten Identifikationssymbol umfassen. Die Datenbank kann in einem Speicher des Schweißsystems, insbesondere in einem Speicher der Steuereinheit oder auf einem externen Server, gespeichert sein, der mit dem Schweißsystem verbunden ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Systems sind die Kommunikationsmittel des Schweißbrenners und die Steuereinheit des Schweißsystems dazu eingerichtet, das Durchführen eines Verfahrens gemäß obiger Beschreibung zu bewirken. Insbesondere können die Kommunikationsmittel und die Steuereinheit je einen Speicher mit Befehlen umfassen, deren Ausführung auf mindestens einem Prozessor der Kommunikationsmittel beziehungsweise der Steuereinheit das Durchführen des Verfahrens bewirkt.
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Für den Aufbau und die Entwicklung des erfindungsgemäßen Schweißbrenners, des erfindungsgemäßen Systems und des erfindungsgemäßen Verfahrens gibt es mehrere Möglichkeiten. Nicht einschränkende Ausführungsbeispiele werden im Folgenden in Verbindung mit Zeichnungen beschrieben, in denen
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für ein System zeigt, das ein Schweißsystem und einen Schweißbrenner umfasst,
- 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für ein Verfahren zur Steuerung des Systems aus 1 zeigt, und
- 3 eine schematische Darstellung einer Datenbank zeigt
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 2, das einen Schweißbrenner 4 und ein Schweißsystem 6 umfasst
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Das Schweißsystem 6 in diesem Beispiel ist für das MSG-Schweißen eingerichtet. Das Schweißsystem 6 umfasst eine Schweißstromquelle 8 zum Bereitstellen des Schweißstroms, eine Schweißdrahtzuführung 10 zum Bereitstellen des Schweißdrahts 12 und eine Steuereinheit 14 zur Steuerung des Betriebs des Schweißsystems 6.
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Der Schweißbrenner 4 umfasst ein Kontaktrohr 16 zum Versorgen des Schweißdrahts 12 mit der elektrischen Energie, die von der Schweißstromquelle 8 bereitgestellt wird. Der Schweißbrenner 4 umfasst weiterhin eine Steuereinheit 18 und eine Datenschnittstelle 20 mit zwei Leiteranschlüssen 20a,b für das Verbinden mit einer Steuereinheitsschnittstelle 22 mit zwei Leiteranschlüssen 22a,b der Steuereinheit 14 des Schweißsystems 6.
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Der Schweißbrenner 4 ist mittels eines Schlauchpakets 23 mit einem EURO-Zentralanschluss 24, der mit einem entsprechenden EURO-Zentralanschluss 26 des Schweißsystems 6 gekoppelt ist, an das Schweißsystem 6 angeschlossen. Das Schlauchpaket 23 stellt einen Kanal 28 für das Führen des Schweißdrahts 12 zu dem Schweißbrenner 4, einen Leiteranschluss 30 für den Schweißstrom und zwei Leiteranschlüsse 32a,b mit damit verbundenen Anschlusssteckern 33a,b bereit, welche die Datenschnittstelle 20 mit der Steuereinheitsschnittstelle 22 verbinden. Das Schlauchpaket 23 stellt weiterhin einen Kanal (nicht dargestellt) für das Führen eines Schutzgases von einer Gasquelle (nicht dargestellt) zu dem Schweißbrenner 4 bereit.
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Die Steuereinheit 18 des Schweißbrenners 4 ist dazu eingerichtet, eine drahtgebundene Kommunikationsverbindung 34 mit der Steuereinheit 14 über die zwei Leiteranschlüsse 32a,b aufzubauen. Die Steuereinheit 18 ist zudem zum Aufbauen einer drahtlosen Kurzdistanz-Kommunikationsverbindung 36 mit einem Handgerät 38 mittels eines Bluetooth-Moduls 40 eingerichtet, das im Schweißbrenner 4 vorgesehen ist Die Steuereinheit 18 bildet zusammen mit der Datenschnittstelle 20 und dem Bluetooth-Modul 40 die Kommunikationsmittel 42 des Schweißbrenners 4.
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Das Handgerät 38 kann zum Beispiel ein Smartphone sein kann und umfasst ein Bluetooth-Modul 44 und einen Scanner 46, der für das Scannen und Decodieren eines Barcodes eingerichtet ist. Der Schweißer kann somit einen Barcode 48 an einem zu schweißenden Werkstück 50 mittels des Scanners 46 scannen und das Handgerät 38 dazu veranlassen, ein Identifikationssymbol aus dem Barcode 48 zu decodieren und das Identifikationssymbol über die drahtlose Kommunikationsverbindung 36 zu senden.
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Die Steuereinheit 18 des Schweißbrenners 4 ist zum Empfangen des Identifikationssymbols von der drahtlosen Kommunikationsverbindung 36 eingerichtet und überträgt dieses über die drahtgebundene Kommunikationsverbindung 34 an die Steuereinheit 14 des Schweißsystems 6.
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Die Steuereinheit 14 ist zum Empfangen des Identifikationssymbols über die drahtgebundene Kommunikationsverbindung 34, zum Empfangen eines Satzes von Schweißparametern in Abhängigkeit von dem Identifikationssymbol aus einer Datenbank 52 und zur Steuerung des Schweißsystems 6 derart eingerichtet, dass ein nächster Schweißvorgang entsprechend des empfangenen Satzes von Schweißparametern durchgeführt wird.
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Die Datenbank 52 kann in einem Speicher des Schweißsystems oder - wie in 1 dargestellt - auf einem mit dem Schweißsystem 6 verbundenen Server, zum Beispiel über eine Ethernet-Verbindung, gespeichert sein. Die Steuereinheit 14 kann zum Beispiel dazu eingerichtet sein, das Identifikationssymbol an einen Server mit der Datenbank 52 weiterzuleiten und von dem Server einen entsprechenden Satz von Parametern zu empfangen, der dem Identifikationssymbol zugeordnet ist.
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Zudem kann die Steuereinheit 14 zum Senden einer Mitteilung über die drahtgebundene Kommunikationsverbindung 34 in Abhängigkeit von dem Identifikationssymbol eingerichtet sein und die Steuereinheit 18 kann zum Empfangen der Mitteilung sowie zum Ausgeben einer entsprechenden Benutzerausgabe auf einem Display 54 des Schweißbrenners 4 eingerichtet sein, z. B. um den Schweißer darüber zu informieren, ob das Identifikationssymbol aus dem Barcode 48 erkannt worden ist Alternativ kann die Steuereinheit 18 die empfangene Mitteilung zudem über eine drahtlose Kommunikationsverbindung 36 weiterleiten, so dass die Mitteilung auf einem Display des Handgeräts 38 ausgegeben werden kann.
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Die Arbeitsweise des Systems 2 wird nun unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für ein Verfahren zur Steuerung des Systems 2 aus 1.
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In einem ersten Schritt A1 wird die drahtlose Kommunikationsverbindung 36 zwischen den Kommunikationsmitteln 42 und dem Handgerät 38 aufgebaut, und die Steuereinheit 18 wartet auf den Empfang eines Identifikationssymbols über die drahtlose Kommunikationsverbindung 36.
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Sobald der Schweißer den Barcode 48 am Werkstück 50 gescannt hat und das Handgerät 38 das darin codierte Identifikationssymbol über die drahtlose Kommunikationsverbindung 36 weitergeleitet hat, empfängt die Steuereinheit in Schritt A2 über die drahtlose Kommunikationsverbindung 36 das Identifikationssymbol. Das Identifikationssymbol kann zum Beispiel ein numerischer oder alphanumerischer Code (z. B. „W35b2“) sein, der das Werkstück 50 eindeutig identifiziert.
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In einem dritten Schritt A3 übertragen die Kommunikationsmittel 42 des Schweißbrenners 4 über die drahtgebundene Kommunikationsverbindung 34 das Identifikationssymbol, und die Steuereinheit 14 des Schweißsystems 6 empfängt das Identifikationssymbol im Schritt A4. Die Steuereinheit 14 kann zudem über die Kommunikationsverbindung 34 eine Bestätigungsmitteilung senden, dass das Identifikationssymbol in Schritt A4 empfangen wurde.
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Die Steuereinheit 14 bestimmt dann in Schritt A5 durch Abrufen des Satzes von Parametern, der dem Identifikationssymbol zugeordnet ist, aus der Datenbank 52 einen Satz von Schweißparametern. 3 zeigt schematisch einen Auszug aus einer beispielhaften Datenbank 52, in der Identifikationssymbole entsprechenden Sätzen von Schweißparametern zugeordnet sind. Der dem Identifikationssymbol „W35b2“ zugeordnete Satz von Parametern umfasst eine Folge von Schweißparametern für zwei aufeinander folgende Schweißvorgänge „(1)“ und „(2)“, die am Werkstück 50 durchgeführt werden sollen.
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In Schritt A6 richtet die Steuereinheit 14 das Schweißsystem derart ein, dass der nächste Schweißvorgang mit den empfangenen Schweißparametern gemäß dem ersten Schweißvorgang „(1)“ durchgeführt wird. Zudem sendet die Steuereinheit 14 eine Mitteilung über die drahtgebundene Kommunikationsverbindung 34, und die Steuereinheit 18 gibt eine Benutzermitteilung aus, die den Schweißer darüber informiert, dass Schweißvorgang „(1)“ der nächste Schweißvorgang ist.
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Der Schweißer kann dann mit den automatisch eingerichteten Schweißparametern den entsprechenden Schweißvorgang am Werkstück 50 durchführen.
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Nachdem der Schweißvorgang beendet ist, richtet die Steuereinheit 14 in Schritt A7 das Schweißsystem derart ein, dass der nächste Schweißvorgang mit den empfangenen Schweißparametern gemäß dem zweiten Schweißvorgang „(2)“ durchgeführt wird. Außerdem sendet die Steuereinheit 14 eine Mitteilung über die drahtgebundene Kommunikationsverbindung 34, und die Steuereinheit 18 gibt eine Benutzermitteilung an den Schweißer darüber aus, dass Schweißvorgang „(2)“ der nächste Schweißvorgang ist.
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Der Schweißer kann dann mit den automatisch eingerichteten Schweißparametern den entsprechenden Schweißvorgang am Werkstück 50 durchführen. Danach kann der Schweißer mit dem Handgerät 38 einen Barcode von einem nächsten Werkstück scannen, um das Schweißsystem 6 automatisch einzurichten.
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Aus den vorstehenden Darlegungen geht hervor, dass der Schweißer mit dem Schweißbrenner, dem System und dem Verfahren gemäß obiger Beschreibung selbst komplexe Schweißvorgänge, wie mehrere Schweißvorgänge an einem Werkstück oder Schweißvorgänge an vielen unterschiedlichen Werkstücken, mit den bezeichneten Schweißparametern durchführen kann, ohne sich merken zu müssen, welche Schweißparameter jeweils verwendet werden müssen.
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Durch die Kommunikationsmittel 42 des Schweißbrenners 4 kann der Schweißer Barcodes oder Ähnliches sogar dann scannen, wenn sich das Schweißsystem 6 weit entfernt von der Position des Schweißers befindet Zudem kann er zum Beispiel sein Smartphone zum Scannen des Barcodes verwenden, so dass keine Notwendigkeit besteht, einen Scanner in den Schweißbrenner 4 zu integrieren, was den Schweißbrenner 4 kompliziert und kostspielig machen würde. Der Schweißer kann zum Beispiel eine bestimmte App auf seinem Smartphone installieren, die für einen Zugriff auf die Kamera des Smartphones und zum Erfassen eines Bildes des Barcodes eingerichtet ist, um aus dem Bild des Barcodes ein darin codiertes Identifikationssymbol zu decodieren und um auf das Bluetooth-Modul des Smartphones zuzugreifen, um das Identifikationssymbol an den Schweißbrenner 4 zu senden.
