KR20190063444A - 경납땜을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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더글라스 에스 페리
앤드류 클레인
로버트 테프트
리차드 케이 스미스
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Abstract

브레이징 시스템의 실시예들이 개시된다. 일 실시예에서, 브레이징 시스템은 프로세서와 메모리를 갖는 제어기 회로 보드(제어기)를 포함한다. 시스템은 또한 연료 가스 입력부, 연료 가스 출력부, 산소/공기 가스 입력부, 및 산소/공기 가스 출력부를 포함한다. 시스템은 터치 스크린 디스플레이와 풋 페달을 더 포함하며, 이들은 제어기에 동작가능하게 연결되어 있다. 제어기는 복수의 플레임 프리셋들의 작업들을 메모리에 저장하도록 구성된다. 임의의 작업이 제어기로부터 호출될 수 있으며, 플레임 프리셋들은 풋 페달을 태핑하는 것에 응답하여 순환될 수 있다. 각각의 작업은 브레이징 어셈블리에 대해 수행될 연합 브레이징들의 시퀀스에 대응하며, 복수의 선택가능한 플레임 프리셋들을 포함한다. 각각의 플레임 프리셋은 연료 가스의 유량 및 산소/공기 가스의 유량에 기초하여 플레임 셋팅을 정의한다.

Description

브레이징을 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR BRAZING}
관련된 출원들에 대한 상호 참조/참조에 의한 통합
본 미국 특허 출원은 2017년 11월 29일자로 출원된 미국 가출원 일련 번호 제 62/592,016호에 대한 우선권 및 이것의 이익을 주장하며, 그 개시 전체가 참조로 본원에 포함된다. 2011년 4월 8일자로 출원된 출원에 기반하여 2013년 5월 21일자로 등록되었던 미국 특허 제 8,444,041호는 그 전체가 참조로 본원에 포함된다.
본원에 설명하는 본 발명의 실시예들은 일반적으로 복수의 가스를 사용하여 재현 가능한 가스 유량 제어를 갖는 경납땜 시스템 및 동일한 것을 달성하기 위한 방법에 관한 것이다.
경납땜은 경납땜 충전제, 즉 접합될 금속보다 더 낮은 용융점을 갖는 금속 또는 합금과 함께 금속 부재들을 접합시키는 알려진 방법 중 하나이다. 경납땜은 전형적으로 적어도 2개의 용접 가스의 흐름 및 비율을 제어하는 적어도 2개의 니들 계량 밸브를 갖는 토치의 사용을 수반한다. 가스 중 하나는 LP 가스, 천연 가스, 아세틸렌 가스, 메탄, 프로판, 부탄, 수소, 및 이들의 혼합물 및 조합과 같은 인화성 연료 가스를 포함할 것인 반면에, 다른 가스는 산소 또는 대기와 같은 연소-보조 가스를 포함할 것이다. 니들 계량 밸브는 가스의 압력, 유량 및/또는 품질이 달라지고, 일부 경우에, 품질 문제를 야기할 수 있으므로, 경납땜 이전에 그리고 경납땜 동안 가스의 흐름을 수작업으로 조정하는데 사용된다. 가스 유량에 영향을 주는 모든 변수인, 외부 온도, 사용되는 가스의 총량 또는 실린더에 남아 있는 가스의 양의 변화를 포함하는 다양한 이유로 조정이 필요하다. 게다가, 토치 조작자인, 많은 경력을 갖는 조작자도 니들 밸브를 설정하고 가스 혼합물이 용인되는 산소 대 연료비를 갖는 플레임을 생성하는지 여부를 판단하는데 매우 어려움을 겪을 수 있다.
복수의 조정 밸브를 갖는 토치를 갖는 기존 경납땜 시스템의 전술한 문제 및 단점을 고려하여, 본 출원은 이러한 단점을 극복하기 위한 경납땜 시스템 및 방법을 설명한다.
경납땜 시스템들 및 방법들의 실시예들이 개시된다.
일 실시예에 따르면, 단일 토치 경납땜 시스템이 제공된다. 단일 토치 경납땜 시스템은 단일 경납땜 토치로의 경납땜에 부응한다. 시스템은 프로세서 및 메모리를 갖는 제어기 회로 기판(제어기)을 포함한다. 시스템은 또한 연료 가스 입력부, 연료 가스 출력부, 그리고 산소/대기 가스 입력부 및 산소/대기 가스 출력부를 포함한다. 본원에 사용되는, “산소/대기 가스”란 용어는 산소 또는 대기 중 임의의 것을 지칭하고 시스템에 의해 사용되는 비연료 가스이다. 시스템은 제어기 회로 기판에 작동적 연결되는 터치 스크린 디스플레이, 및 제어기 회로 기판에 작동적 연결되는 풋 페달을 더 포함한다. 제어기 회로 기판은 플레임 프리세트들의 다수의 작업을 메모리에 저장하도록 구성된다. 플레임 프리세트들의 복수의 작업 중 임의의 작업이 (예를 들어, 터치 스크린 디스플레이를 통하여) 제어기 회로 기판으로부터 호출되고 풋 페달을 탭핑하는 것에 응하여 순환될 수 있다. 플레임 프리세트들의 복수의 작업의 각각의 작업은 경납땜 어셈블리 상에서 수행될 접합 경납땜들의 순서에 상응하고 다수의 선택 가능한 플레임 프리세트를 포함한다. 복수의 선택 가능한 플레임 프리세트의 각각의 플레임 프리세트는 적어도 연료 가스의 유량 및 산소/대기 가스의 유량에 기반하여 플레임 설정을 한정한다. 일 실시예에서, 시스템은 연료 인코더 노브 및 산소/대기 인코더 노브를 포함한다. 복수의 선택 가능한 플레임 프리세트 중 한 플레임 프리세트는 터치 스크린 디스플레이를 통하여 제어기 회로 기판의 셋업 모드에 진입하고 연료 가스 및 산소/대기 가스 각각의 유량을 독립적으로 조정하기 위해 연료 인코더 노브 및 산소/대기 인코더 노브를 사용함으로써 제어기 회로 기판의 메모리에서 확립될 수 있다. 일 실시예에서, 시스템은 자동화 인터페이스를 통하여 제어기 회로 기판에 작동적 연결되는 로봇을 포함한다. 제어기 회로 기판은 로봇의 모션을 제어하기 위해 자동화 인터페이스를 통하여 경납땜 토치를 쥐는 로봇의 프로그래밍 가능 로직 제어기와 통신하고 경납땜 작동 동안 로봇의 경납땜 위치들에 선택된 플레임 타입들을 동기화시키도록 구성된다. 일 실시예에서, 시스템은 제어기 회로 기판에 그리고 연료 가스 입력부와 연료 가스 출력부 사이에 작동적 연결되는 질량 유량 제어기를 포함한다. 질량 유량 제어기는 제어기 회로 기판의 제어 하에서 적어도 연료 가스의 유량을 모니터링하고 조정하도록 구성된다. 일 실시예에서, 시스템은 제어기 회로 기판에 그리고 산소/대기 가스 입력부와 산소/대기 가스 출력부 사이에 작동적 연결되는 질량 유량 제어기를 포함한다. 질량 유량 제어기는 제어기 회로 기판의 제어 하에서 적어도 산소/대기 가스의 유량을 모니터링하고 조정하도록 구성된다. 일 실시예에서, 시스템은 선택된 플레임 설정에 상응하는 원하는 플레임을 유지하기 위해 적어도 연료 가스의 유량 및 산소/대기 가스의 유량을 모니터링하고 조정하도록 구성되는 연료 가스 질량 유량 제어기 및 산소/대기 가스 질량 유량 제어기를 포함한다. 시스템은 적어도 제어기 회로 기판에 전력을 공급하도록 구성되는 전원 공급기 보드를 포함한다. 일 실시예에서, 시스템은 무선 라우터를 포함한다. 무선 라우터는 외부 컴퓨터에 작동적 연결되고, 제어기 회로 기판은 외부 컴퓨터에 의한 데이터 수집 및 소프트웨어 라이선스의 관리 중 적어도 하나를 위해 무선 라우터를 통하여 외부 컴퓨터와 무선으로 통신하도록 구성된다. 일 실시예에서, 무선 라우터는 와이파이 라우터이고 제어기 회로 기판은 와이파이 라우터를 통하여 외부 컴퓨터와 무선으로 통신하도록 구성된다. 일 실시예에서, 외부 컴퓨터는 컴퓨터 실행 가능 명령어들로서 외부 컴퓨터 상에서 실행되는 소프트웨어 애플리케이션으로서 구현되는 계기판 사용자 인터페이스를 포함한다. 계기판 사용자 인터페이스는 사용자에 의해 보여지고 분석될 제어기 회로 기판으로부터 외부 컴퓨터에 의해 수집되는 수집된 데이터를 처리하도록 구성된다. 수집된 데이터는 경납땜 시스템이 경납땜 과정 동안 온으로 있었던 시간의 양, 가스가 경납땜 과정 동안 흐르고 있었던 시간의 양, 경납땜 시스템이 경납땜 과정 동안 하고 있었던 것 그리고 하고 있었을 때와 연관된 설정들, 및 진단 정보 중 적어도 하나와 관련될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 다중 토치 경납땜 시스템이 제공된다. 다중 토치 경납땜 시스템은 동시에 다수의 경납땜 토치로의 경납땜에 부응한다. 시스템은 프로세서 및 메모리를 갖는 제어기 회로 기판을 포함한다. 시스템 또한 제어기 회로 기판에 작동적 연결되는 터치 스크린 디스플레이를 포함한다. 시스템은 단일 연료 가스 입력부 및 다수의 연료 가스 출력부를 더 포함한다. 시스템은 또한 제어기 회로 기판에 그리고 단일 연료 가스 입력부와 복수의 연료 가스 출력부 사이에 작동적 연결되는 연료 가스 질량 유량 제어기를 포함한다. 연료 가스 질량 유량 제어기는 제어기 회로 기판의 제어 하에서 적어도 연료 가스의 유량들을 독립적으로 모니터링하고 조정하도록 구성된다. 시스템은 단일 산소/대기 가스 입력부 및 다수의 산소/대기 가스 출력부를 더 포함한다. 시스템은 또한 제어기 회로 기판에 그리고 단일 산소/대기 가스 입력부와 복수의 산소/대기 가스 출력부 사이에 작동적 연결되는 산소/대기 가스 질량 유량 제어기를 포함한다. 산소/대기 가스 질량 유량 제어기는 제어기 회로 기판의 제어 하에서 적어도 산소/대기 가스의 유량들을 독립적으로 모니터링하고 조정하도록 구성된다. 일 실시예에서, 시스템은 연료 인코더 노브 및 산소/대기 인코더 노브를 더 포함한다. 플레임 설정들이 터치 스크린 디스플레이를 통하여 제어기 회로 기판의 셋업 모드에 진입하고 복수의 연료 가스 출력부 각각에 대한 연료 가스의 유량들 및 복수의 산소/대기 가스 출력부 각각에 대한 산소/대기 가스의 유량들을 독립적으로 조정하도록 연료 인코더 노브 및 산소/대기 인코더 노브를 사용함으로써 다수의 경납땜 토치에 대해 제어기 회로 기판의 메모리에서 확립될 수 있다. 연료 가스 질량 유량 제어기 및 산소/대기 가스 질량 유량 제어기는 다수의 경납땜 토치 각각에 대한 상이한 선택된 플레임 설정들에 상응하는 상이한 원하는 플레임들을 동시에 유지하도록 제어 회로 기판의 제어 하에서 적어도 복수의 연료 가스 출력부 각각에 대한 연료 가스의 유량들 그리고 복수의 산소/대기 가스 출력부 각각에 대한 산소/대기 가스의 유량들을 독립적으로 모니터링하고 조정하도록 구성된다. 일 실시예에서, 시스템은 또한 제어기 회로 기판을 연료 가스 질량 유량 제어기에 작동적 연결시키도록 구성되는 제1 RS232 인터페이스, 그리고 제어기 회로 기판을 산소/대기 가스 질량 유량 제어기에 작동적 연결시키도록 구성되는 제2 RS232 인터페이스를 포함한다. 일 실시예에서, 복수의 연료 가스 출력부는 3개의 연료 가스 출력부로 제한되고, 복수의 산소/대기 가스 출력부는 3개의 산소/대기 가스 출력부로 제한된다. 일 실시예에서, 시스템은 무선 라우터를 더 포함한다. 무선 라우터는 외부 컴퓨터에 작동적 연결된다. 제어기 회로 기판은 외부 컴퓨터에 의한 데이터 수집 및 소프트웨어 라이선스의 관리 중 적어도 하나를 위해 무선 라우터를 통하여 외부 컴퓨터와 무선으로 통신하도록 구성된다. 일 실시예에서, 무선 라우터는 와이파이 라우터이고 제어기 회로 기판은 와이파이 라우터를 통하여 외부 컴퓨터와 무선으로 통신하도록 구성된다. 외부 컴퓨터는 컴퓨터 실행 가능 명령어들로서 외부 컴퓨터 상에서 실행되는 소프트웨어 애플리케이션으로서 구현되는 계기판 사용자 인터페이스를 포함한다. 계기판 사용자 인터페이스는 사용자에 의해 보여지고 분석될 제어기 회로 기판으로부터 외부 컴퓨터에 의해 수집되는 수집된 데이터를 처리하도록 구성된다. 일 실시예에서, 수집된 데이터는 경납땜 시스템이 경납땜 과정 동안 온으로 있었던 시간의 양, 가스가 경납땜 과정 동안 흐르고 있었던 시간의 양, 경납땜 시스템이 경납땜 과정 동안 하고 있었던 것 그리고 하고 있었을 때와 연관된 설정들, 및 진단 정보 중 적어도 하나와 관련된다.
이러한 및 다른 양태들은 도면들, 상세한 설명 및 첨부된 청구항들을 고려해서 볼 때, 명백할 것이다.
본 발명의 적어도 일 실시예는 본 명세서에서 상세히 설명하고 본 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면들에 도시될 것인 특정 부분들 및 부분들의 배열들의 물리적 형태를 취할 수 있다:
도 1은 토치 상에 위치되는 계량 밸브들을 사용하여 흐름 제어가 달성되는 종래 기술 경납땜 시스템의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스탠드 상에 장착되는 단일 토치 경납땜 시스템 구성을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 경납땜 시스템의 정면도, 입구 측면도 및 출구 측면도로부터 보여지고 액세스될 수 있는 도 2의 단일 토치 경납땜 시스템 구성의 다양한 요소를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스탠드 상에 장착되는 다중 토치 경납땜 시스템 구성을 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 경납땜 시스템의 정면도, 입구 측면도 및 출구 측면도로부터 보여지고 액세스될 수 있는 도 4의 다중 토치 경납땜 시스템 구성의 다양한 요소를 도시한다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 단일 토치 구성의 내부 또는 외부에 있는 다양한 구성 요소 및 인터페이스를 나타내는 단일 토치 시스템을 도시한다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 4의 다중 토치 구성의 내부 또는 외부에 있는 다양한 구성 요소 및 인터페이스를 나타내는 다중 토치 시스템을 도시한다.
도 10은 서버 컴퓨터와 무선 통신하는 경납땜 구성의 일 실시예를 도시한다.
도 11은 중간 컴퓨터를 통하여 서버 컴퓨터와 통신하는 경납땜 구성의 일 실시예를 도시한다.
도 12는 컴퓨터 네트워크를 통하여 서버 컴퓨터와 통신하는 사용자 컴퓨터의 일 실시예를 도시한다.
도 13 내지 도 17은 계기판 사용자 인터페이스에 의해 제공되는 예시적 스크린 샷들의 실시예들을 도시한다.
도 18a, 도 18b, 도 19a, 도 19b, 도 20 내지 도 25, 도 26a 및 도 26b는 프로세스 흐름 제어를 나타내는 도 4의 다중 토치 구성에 의해 제공되는 스크린 샷들의 실시예들을 도시한다.
도 27a, 도 27b, 도 28a, 도 28b, 도 29, 도 30a, 도 30b 및 도 31 내지 도 34는 프로세스 흐름 제어를 나타내는 도 2의 단일 토치 구성에 의해 제공되는 스크린 샷들의 실시예들을 도시한다.
본 발명의 예시적인 실시예들을 첨부 도면들을 참조하여 이제 후술할 것이다. 설명하는 예시적인 실시예들은 이해를 돕는 것으로 의도되고, 어떤 방식으로든 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 유사 참조 번호들은 전체에 걸쳐 유사 요소들을 지칭한다.
도 1은 계량 밸브들이 토치 상에 위치되고, 제1 가스원(105) 및 제2 가스원(110)을 포함하는 종래 기술 경납땜 시스템(100)을 도시하며, 제1 가스원(105)은 산소 또는 대기를 제공하고 제2 가스원(110)은 이하의 것: 아세틸렌, 프로판, 천연 가스 또는 메탄, 프로필렌, 수소, 및 부탄, 또는 이들의 배합물들 중 적어도 하나를 포함하는 연료를 제공한다. 제1 가스 호스(115)는 제1 가스원(105) 및 경납땜 토치(120)에 연결되고, 제2 가스 호스(125)는 제2 가스원(110) 및 경납땜 토치(120)에 연결된다.
도시된 실시예에서, 경납땜 토치(120)는 핸들 또는 토치 본체(130), 온/오프 스위치(135), 제1 니들 밸브(140), 제2 니들 밸브(145), 경납땜 토치 넥(150), 및 경납땜 팁(155)을 포함한다. 통상적 경납땜 시스템(100)을 사용하기 위해, 조작자는 제1 가스원(105) 및 제2 가스원(110) 상의 밸브들을 개방하고, 인화성 가스 혼합물을 형성하도록 제1 니들 밸브(140) 및 제2 니들 밸브(145)를 개방하고, 경납땜 팁(155)을 퇴거하는 가스 혼합물을 점화시킨다. 가스원들이 압력 조절기들을 갖는 가스 탱크들로부터일 수 있거나, 압력 조절기들을 갖는 주공급 라인들로부터일 수 있다는 점이 이해된다. 점화 후에, 경납땜 토치 조작자는 제1 니들 밸브(140) 및 제2 니들 밸브(145)에 대한 조정을 행하여 경납땜 플레임에서의 실제이거나 감지된 불일치에 대응할 것이다. 게다가, 니들 밸브 설정은 가스 압력 및 유량들의 변동 그리고 부정확한 가스 혼합물들에 의해 야기되는 경납땜 접합의 불일치로 인해 변경될 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 매우 경력이 있는 토치 조작자들도 일관된 산소 대 연료비로 플레임들을 설정하는데 어려움을 겪는다.
예를 들어, 조작자들은 토치로부터의 경납땜 플레임이 중성인지 아닌지 여부, 또는 원하는 플레임 온도 또는 BTU 출력을 갖는지 아닌지 여부를 정확히 판단하는데 어려움을 겪을 수 있다. 더욱이, 조작자들은 동일한 플레임 특성들을 갖는 일관되고 반복 가능한 플레임을 생성하는데 큰 어려움을 겪는다.
한 번 더, 경납땜 시스템은 제1 가스원 및 제2 가스원을 포함할 수 있으며, 제1 가스원은 산소 또는 대기이고 제2 가스원은 이하의 것: 아세틸렌, 프로판, 천연 가스 또는 메탄, 프로필렌, 수소, 및 부탄, 또는 이들의 배합물들 중 적어도 하나를 포함하는 연료이다. 가스원들은 예를 들어, 압력 조절기들을 갖는 가스 탱크들로부터이거나 압력 조절기들을 갖는 주공급 라인들로부터일 수 있다. 제1 가스 호스는 제1 가스원 및 경납땜 시스템의 인클로저(enclosure)에 연결될 수 있다. 제2 가스 호스는 제2 가스원 및 동일한 인클로저에 연결될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 인클로저는 NEMA 4X 사양들을 충족시키는 재료들로 만들어지고 NEMA 4X 사양들을 충족시키도록 구성된다.
일 실시예에서, 제1 가스원으로부터의 가스는 인클로저에서 제1 경납땜 토치 가스 호스로 흐르고, 제2 가스원으로부터의 가스는 인클로저에서 제2 경납땜 토치 가스 호스로 흐른다. 제1 경납땜 토치 가스 호스 및 제2 경납땜 토치 가스 호스는 경납땜 토치에 연결된다. 한 번 더, 경납땜 토치는 핸들, 작동 트리거 또는 온/오프 스위치, 넥, 및 경납땜 팁을 포함할 수 있다. 경납땜 토치는 또한 가스들이 경납땜 팁에서 경납땜 토치를 퇴거하기 전에, 혼합되는 내부 부분을 포함한다. 조작자는 토치를 점화시키도록 경납땜 토치 상에서 작동 트리거를 활성화시킨다.
산소 대 연료비로서 또한 알려져 있는 제1 가스 및 제2 가스의 유량들의 적어도 비율의 결정 및/또는 제어가 일 실시예에 따라 행해질 수 있다. 아세틸렌, 프로판, 천연 가스 또는 메탄, 프로필렌, 수소, 및 부탄을 포함하는 연료 가스들 각각은 조작자가 경납땜 토치를 점화시킬 때마다, 일관된 경납땜 플레임을 생성하는 일정 범위의 산소 대 연료비를 갖는다. 예를 들어, 산소 대 연료비는 타겟화되고 최대화된 산화 플레임, 중성 플레임, 침탄 플레임, 또는 당업자에 의해 알려져 있는 바와 같은 앞서 식별된 플레임들 사이의 특성들을 갖는 임의의 플레임을 재현하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들의 다양한 양태에 대한 부가 맥락을 제공하기 위해, 이하의 논의는 본 발명의 일부 실시예들의 다양한 양태가 구현될 수 있는 적절한 컴퓨팅 환경의 간략한, 일반적 설명을 제공하도록 의도된다. 당업자는 본 발명의 일부 실시예들의 다양한 양태가 다른 프로그램 모듈들과의 조합으로 그리고/또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합으로서 구현될 수도 있다는 점을 인지할 것이다. 일반적으로, 프로그램 모듈들은 특정 태스크들을 수행하거나 특정 데이터 타입들을 구현하는 루틴, 프로그램, 구성 요소, 데이터 구조체 등을 포함한다.
더욱이, 당업자는 본 발명의 방법들이 각각이 하나 이상의 연관된 디바이스에 작동적 결합될 수 있는 단일 프로세서 또는 다중 프로세서 컴퓨터 시스템, 미니컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터뿐만 아니라 개인용 컴퓨터, 핸드헬드 컴퓨팅 디바이스, 마이크로프로세서 기반 또는 프로그래밍 가능 소비자 전자 기기 등을 포함하는 다른 컴퓨터 시스템 구성들로 실행될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 본 발명의 일부 실시예들의 예시된 양태들은 특정 태스크들이 통신 네트워크를 통해 링크되는 원거리 처리 디바이스들에 의해 수행되는 분산 컴퓨팅 환경들에서 실행될 수도 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈들은 국부 메모리 저장 디바이스 및 원거리 메모리 저장 디바이스 둘 다에 위치될 수 있다.
컴퓨터화 디바이스(예를 들어, 컴퓨터화 제어기) 또는 사용자 인터페이스는 컴퓨터를 포함하는 본 발명의 일부 실시예들의 다양한 양태를 구현하기 위한 예시적인 환경을 활용할 수 있으며, 컴퓨터는 처리 장치, 시스템 메모리 및 시스템 버스를 포함한다. 시스템 버스는 시스템 메모리를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 시스템 구성 요소들을 처리 장치에 결합시킨다. 처리 장치는 다양한 구매 가능한 프로세서 중 임의의 것일 수 있다. 듀얼 마이크로프로세서들 및 다른 멀티 프로세서 아키텍처들이 처리 장치로서 채용될 수도 있다.
시스템 버스는 다양한 구매 가능한 버스 아키텍처 중 임의의 것을 사용하는 메모리 버스 또는 메모리 제어기, 주변 버스, 및 로컬 버스를 포함하는 수가지의 타입의 버스 구조체 중 임의의 것일 수 있다. 시스템 메모리는 읽기 전용 메모리(ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 시동 동안 컴퓨터 내의 요소들 사이에서 정보를 전송하는 것을 돕는 기본 루틴들을 포함하는 기본 입력/출력 시스템(BIOS)은 ROM에 저장된다.
컴퓨터화 디바이스 또는 사용자 인터페이스는 하드 디스크 드라이브, 예를 들어, 제거 가능 디스크로부터 판독하거나 이것에 기록하기 위한 자기 디스크 드라이브, 및 예를 들어, CD-ROM 디스크를 판독하거나, 다른 광 매체로부터 판독하거나 이것에 기록하기 위한 광 디스크 드라이브를 더 포함할 수 있다. 컴퓨터화 디바이스 또는 사용자 인터페이스는 적어도 일부 형태의 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용 가능한 매체일 수 있다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독 가능 명령어, 데이터 구조체, 프로그램 모듈 또는 다른 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현되는 휘발성 및 비휘발성의, 제거 가능 및 제거 불가능한 매체를 포함한다. 컴퓨터 저장 매체는 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 다른 메모리 기술, CD-ROM, 디지털 다목적 디스크(DVD) 또는 다른 자기 저장 디바이스, 또는 원하는 정보를 저장하는데 사용될 수 있고 사용자 인터페이스에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함하지만, 이제 제한되지 않는다.
통신 매체는 반송파 또는 다른 전송 메커니즘과 같은 변조된 데이터 신호로 컴퓨터 판독 가능 명령어, 데이터 구조체, 프로그램 모듈 또는 다른 데이터를 전형적으로 구현하고, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다. “변조된 데이터 신호”란 용어는 신호로 정보를 인코딩하는 것과 같은 방식으로 설정되거나 변경되는 신호의 특성들 중 하나 이상을 갖는 신호를 의미한다. 제한이 아닌 예로서, 통신 매체는 유선 네트워크 또는 직접적 유선 연결과 같은 유선 매체, 그리고 음향, RF, 적외선 및 다른 무선 매체와 같은 무선 매체를 포함한다. 위의 것의 임의의 것의 조합들은 또한 컴퓨터 판독 가능 매체의 범위 내에 포함될 것이다.
운영 체제, 하나 이상의 애플리케이션 프로그램, 다른 프로그램 모듈들 및 프로그램 데이터를 포함하는 다수의 프로그램 모듈이 드라이브들 및 RAM에 저장될 수 있다. 컴퓨터화 디바이스 또는 사용자 인터페이스에서의 운영 체제는 다수의 구매 가능한 운영 체제 중 임의의 것일 수 있다.
게다가, 사용자는 키보드 및 마우스와 같은 포인팅 디바이스를 통해 컴퓨터화 디바이스로 커맨드들 및 정보를 입력할 수 있다. 다른 입력 디바이스들은 마이크, 적외선 원격 제어, 트랙 볼, 펜 입력 디바이스, 조이스틱, 게임 패드, 디지털화 태블릿, 위성 안테나, 스캐너 등을 포함할 수 있다. 이러한 및 다른 입력 디바이스들은 시스템 버스에 결합되지만, 병렬 포트, 게임 포트, 범용 직렬 버스(“USB”), 적외선 인터페이스 및/또는 다양한 무선 기술과 같은 다른 인터페이스들에 의해 연결될 수 있는 직렬 포트 인터페이스를 통해 처리 장치에 흔히 연결된다. 모니터 또는 다른 타입의 디스플레이 디바이스가 비디오 어댑터와 같은 인터페이스를 통하여 시스템 버스에 연결될 수도 있다. 시각 출력은 원격 데스크탑 프로토콜, VNC, X-Window 시스템 등과 같은 원격 디스플레이 네트워크 프로토콜을 통해 달성될 수도 있다. 시각 출력에 더하여, 컴퓨터 또는 컴퓨터화 디바이스는 스피커, 프린터 등과 같은 다른 주변 출력 디바이스들을 포함할 수 있다.
디스플레이는 처리 장치로부터 전자적으로 수신되는 데이터를 제공하도록 사용자 인터페이스와 함께 채용될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이는 데이터를 전자적으로 제공하는 LCD, 플라스마, CRT 등의 모니터일 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 디스플레이는 프린터, 팩스, 플로터 등과 같은 하드 카피 형식으로 수신된 데이터를 제공할 수 있다. 디스플레이는 임의의 색상으로 데이터를 제공할 수 있고 임의의 무선 또는 하드 와이어 프로토콜 및/또는 표준을 통하여 사용자 인터페이스로부터 데이터를 수신할 수 있다.
컴퓨터화 디바이스는 하나 이상의 원거리 컴퓨터에 대한 논리적이고/이거나 물리적인 연결들을 사용하여 네트워크화된 환경에서 작동할 수 있다. 원거리 컴퓨터(들)는 워크스테이션, 서버 컴퓨터, 라우터, 개인용 컴퓨터, 마이크로프로세서 기반 엔터테인먼트 기기, 피어 디바이스 또는 다른 통상의 네트워크 노드일 수 있고, 컴퓨터에 관하여 설명하는 요소들 중 많은 것 또는 모두를 전형적으로 포함한다. 도시된 논리 연결들은 로컬 영역 네트워크(LAN) 및 광역 네트워크(WAN)를 포함한다. 그러한 네트워킹 환경들은 사무실, 전사적 컴퓨터 네트워크, 인트라넷 및 인터넷에서 흔히 있다.
LAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터화 디바이스는 네트워크 인터페이스 또는 어댑터를 통해 로컬 네트워크에 연결된다. WAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터화 디바이스는 전형적으로 모뎀을 포함하거나, LAN 상의 통신 서버에 연결되거나, 인터넷과 같은 WAN을 통한 통신을 확립하는 다른 수단을 갖는다. 네트워크화된 환경에서, 컴퓨터화 디바이스에 관하여 도시된 프로그램 모듈들 또는 이들의 부분들은 원거리 메모리 저장 디바이스에 저장될 수 있다. 본원에 설명하는 네트워크 연결들이 예시적이고 컴퓨터들 사이에 통신 링크를 확립하는 다른 수단이 사용될 수 있다는 점이 이해될 것이다.
일부 실질적으로 자동화된 경납땜 시스템의 실시예들을 본원에 다음에 설명한다. 플레임 타입(중성, 산화 또는 침탄)의 표시는 본 발명의 일 실시예에 따라 예를 들어, 경납땜 시스템의 제어기에 의해 결정되는 산소 대 연료 가스비의 함수이다. 그러나, 제어기는 활용되는 연료의 타입을 고려할 수도 있다. 즉, 제1 타입의 연료에 대한 특정 플레임 타입들을 생성하는 비율들은 상이한 타입의 연료에 대해 동일하지 않을 것이다. 달리 말하면, 제1 가스비가 아세틸렌을 사용할 때, 중성 플레임을 생성할 것이지만, 동일한 비율이 프로판 등과 같은 다른 타입들의 연료 가스를 사용할 때, 중성 플레임을 생성하지 않을 수 있다. 그러므로, 제어기는 플레임 타입을 결정할 때, 연료의 타입 및 가스비를 고려한다. 마찬가지로, 중성, 산화 또는 침탄 플레임 타입들을 생성하는 가스비들의 범위들은 사용되는 각각의 타입의 연료 가스마다 상이할 것이고, 따라서, 제어기는 (예를 들어, 플레임 타입을 표시하기 위해) 적절한 플레임 타입을 결정할 때, 이러한 인자들을 고려한다.
실질적으로 자동화된 경납땜 시스템의 제1 실시예는 단일 토치의 작동을 지원하는 유닛을 포함하는 단일 토치 경납땜 시스템 구성이다. 단일 토치 구성은 단일 산소/대기 가스 입력부, 단일 산소/대기 가스 출력부, 단일 연료 가스 입력부 및 단일 연료 가스 출력부를 갖는다. 연료 가스는 예를 들어, 프로판, 천연 가스 또는 수소일 수 있다. 도 2는 스탠드(210) 상에 장착되는 단일 토치 유닛 구성(200)을 도시한다. 단일 토치 구성(200)의 다양한 시점이 정면도(220), 입구 측면도(230), 출구 측면도(240) 및 배면도(250)를 포함하는 도 2에 도시된다.
도 3은 정면도(220), 입구 측면도(230) 및 출구 측면도(240)로부터 보여지고 액세스될 수 있는 단일 토치 구성(200)의 다양한 요소를 도시한다. 요소들은 디스플레이 터치 스크린(202), 산소/대기 인코더 노브(204), 연료 인코더 노브(206), 안테나(208)(예를 들어, 와이파이 안테나), 전원 스위치(212) 및 전원 표시 LED(214)를 포함한다. 요소들은 또한 입구 산소/대기 라인(산소/대기 가스 입력부)(216), 출구 산소/대기 라인(산소/대기 가스 출력부)(218), 입구 연료 라인(연료 가스 입력부)(222) 및 출구 연료 라인(연료 가스 출력부)(224)을 포함한다. 요소들은 핸들들(226), 사이드 루버들(228) 및 벽 장착 브래킷들(232)을 더 포함한다. 요소들은 또한 풋 페달 연결기(234), 교류 공급 입력부(236) 및 자동화 인터페이스(238)를 포함한다.
실질적으로 자동화된 경납땜 시스템의 제2 실시예는 다수의 토치(예를 들어, 3개의 토치)의 작동을 지원하고 각각의 토치마다 상이한 팁들 및 상이한 설정 가능한 유량들을 제공하는 유닛을 포함하는 다중 토치 경납땜 시스템 구성이다. 다중 토치 구성은 다수의(예를 들어, 3개의) 토치 각각을 독립적으로 지원하는 다수의(예를 들어, 3개의) 제어된 산소/대기 가스 출력부 및 다수의(예를 들어, 3개의) 제어된 연료 가스 출력부와 함께 하나의 산소/대기 가스 입력부 및 하나의 연료 가스 입력부를 갖는다. 다중 토치 구성은 다수의 경납땜 스테이션이 단일 유닛에 의해 지원되는 것을 가능하게 하므로, 스테이션 당 비용을 감소시킨다. 도 4는 스탠드(410) 상에 장착되는 다중 토치 유닛 구성(400)을 도시한다. 다중 토치 구성(400)의 다양한 시점이 정면도(420), 입구 측면도(430), 출구 측면도(440) 및 배면도(450)를 포함하는 도 4에 도시된다.
도 5는 정면도(420), 입구 측면도(430) 및 출구 측면도(440)로부터 보여지고 액세스될 수 있는 다중 토치 구성(400)의 다양한 요소를 도시한다. 요소들은 디스플레이 터치 스크린(402), 산소/대기 인코더 노브(404), 연료 인코더 노브(406), 안테나(408)(예를 들어, 와이파이 안테나), 전원 스위치(412) 및 전원 표시 LED(414)를 포함한다. 요소들은 또한 입구 산소/대기 라인(산소/대기 가스 입력부)(416), 다수의(예를 들어, 3개의) 출구 산소/대기 라인(산소/대기 가스 출력부)(418), 입구 연료 라인(연료 가스 입력부)(422) 및 다수의(예를 들어, 3개의) 출구 연료 라인(연료 가스 출력부)(424)을 포함한다. 요소들은 핸들들(426), 사이드 루버들(428), 벽 장착 브래킷들(432) 및 교류 공급 입력부(436)를 더 포함한다.
도 6 및 도 7은 단일 토치 유닛 구성(200)과 내부적으로 또는 외부적으로 통합되는 다양한 구성 요소 및 인터페이스를 나타내는 단일 토치 시스템(600)의 일 실시예를 도시한다. 이와 같이, “단일 토치 구성(200)” 및 “단일 토치 시스템(600)”과 같은 용어들은 일부 경우에, 통합된 실시예를 지칭하도록 본원에 이후에 사용될 수 있다. 단일 토치 시스템(600)은 메모리(262) 및 프로세서(264)를 갖는 (제어 보드 또는 제어기라고도 알려져 있는) 제어기 회로 기판(260), 전원 공급기 보드(270), 터치 스크린 디스플레이(202), 풋 페달(610), 무선 라우터(620)(예를 들어, 와이파이 라우터), PLC(632)를 갖는 로봇 시스템(630), 자동화(RS485) 인터페이스(238), 제1 RS232 인터페이스(285)를 갖는 산소/대기(산소 또는 대기) 가스 질량 유량 제어기(MFC)(280), 및 제2 RS232 인터페이스(295)를 갖는 연료 가스 MFC(290)를 포함한다. 터치 스크린 디스플레이(202) 및 풋 페달(610)은 제어기 회로 기판(260)에 작동적으로 연결된다. 전원 공급기 보드(270)는 또한 적어도 제어기 회로 기판(260)에 작동적으로 연결되어 전력을 제공한다. 일 실시예에서, 제어기 회로 기판(260)은 예를 들어, 터치 스크린 디스플레이(202)와 같은 다른 구성 요소들에 전력을 분배한다. 다른 실시예에서, 전원 공급기 보드(270)는 제어기 회로 기판(260)뿐만 아니라 예를 들어, 터치 스크린 디스플레이(202)와 같은 다른 구성 요소들에 작동적으로 연결되어 전력을 제공한다.
산소/대기 가스 MFC(280)는 RS232 인터페이스(285)를 통하여 제어기 회로 기판(260)에 작동적 연결되고 또한 산소/대기 가스 입력부(216)와 산소/대기 가스 출력부(218) 사이에 작동적 연결된다. 산소/대기 가스 MFC(280)는 제어기 회로 기판(260)의 제어 하에서 적어도 산소/대기 가스의 유량을 모니터링하고 조정하도록 구성된다. 마찬가지로, 연료 가스 MFC(290)는 RS232 인터페이스(295)를 통하여 제어기 회로 기판(260)에 작동적 연결되고 또한 연료 가스 입력부(222)와 연료 가스 출력부(224) 사이에 작동적 연결된다. 연료 가스 MFC(290)는 제어기 회로 기판(260)의 제어 하에서 적어도 연료 가스의 유량을 모니터링하고 조정하도록 구성된다.
도 8 및 도 9는 다중 토치 유닛 구성(400)과 내부적으로 또는 외부적으로 통합되는 다양한 구성 요소 및 인터페이스를 나타내는 다중 토치 시스템(800)의 일 실시예를 도시한다. 이와 같이, “다중 토치 구성(400)” 및 “다중 토치 시스템(800)”과 같은 용어들은 일부 경우에, 통합된 실시예를 지칭하도록 본원에 이후에 사용될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 단일 토치 구성(200) 및 다중 토치 구성(400) 둘 다는 단일 토치 구성(200) 또는 다중 토치 구성(400)을 지원하도록 설정될 수 있는 공통 제어기 회로 기판(260)을 사용한다. 이러한 방식으로, 2개의 구성 사이에서 공통 제어기 회로 기판을 갖는 것은 공통 제어기 회로 기판의 구성 요소들 상에서 생산량이 증가되고 비용이 감소되는 것을 가능하게 함으로써 경제적인 이점을 제공할 수 있다.
다중 토치 시스템(800)은 (제어 보드 또는 제어기라고도 알려져 있는) 제어기 회로 기판(260), 전원 공급기 보드(470), 터치 스크린 디스플레이(402), 무선 라우터(820)(예를 들어, 와이파이 라우터), 제1 RS232 인터페이스(485)를 갖는 산소/대기(산소 또는 대기) 가스 질량 유량 제어기(MFC)(480), 및 제2 RS232 인터페이스(495)를 갖는 연료 가스 MFC(490)를 포함한다. MFC들(480 및 490)은 각각 가스의 다수의(예를 들어, 3개의) 제어된 출력 흐름에 부응하도록 구성된다. 터치 스크린 디스플레이(402)는 제어기 회로 기판(260)에 작동적으로 연결된다. 전원 공급기 보드(470)는 또한 적어도 제어기 회로 기판(260)에 작동적으로 연결되어 전력을 제공한다. 일 실시예에서, 제어기 회로 기판(260)은 예를 들어, 터치 스크린 디스플레이(402)와 같은 다른 구성 요소들에 전력을 분배한다. 다른 실시예에서, 전원 공급기 보드(470)는 제어기 회로 기판(260)뿐만 아니라 예를 들어, 터치 스크린 디스플레이(402)와 같은 다른 구성 요소들에 작동적으로 연결되어 전력을 제공한다.
산소/대기 가스 MFC(480)는 RS232 인터페이스(485)를 통하여 제어기 회로 기판(260)에 작동적 연결되고 또한 산소/대기 가스 입력부(416)와 다수의 산소/대기 가스 출력부(418) 사이에 작동적 연결된다. 산소/대기 가스 MFC(480)는 제어기 회로 기판(260)의 제어 하에서 적어도 산소/대기 가스의 유량들을 독립적으로 모니터링하고 조정하도록 구성되어 다수의 경납땜 토치를 독립적으로 지원한다. 마찬가지로, 연료 가스 MFC(490)는 RS232 인터페이스(495)를 통하여 제어기 회로 기판(260)에 작동적 연결되고 또한 연료 가스 입력부(422)와 다수의 연료 가스 출력부(424) 사이에 작동적 연결된다. 연료 가스 MFC(490)는 제어기 회로 기판(260)의 제어 하에서 적어도 연료 가스의 유량들을 독립적으로 모니터링하고 조정하도록 구성되어 다수의 경납땜 토치를 지원한다.
단일 토치 구성(200)은 일 실시예에 따라 풋 페달(610)을 통하여 변경되고 순환될 수 있는 다수의(예를 들어, 5개의) 플레임 프리세트를 제공한다. 일 실시예에서, 제어기 회로 기판(260)은 플레임 프리세트들의 다수의 작업을 메모리에 저장한다. 플레임 프리세트들의 임의의 작업은 (예를 들어, 터치 스크린 디스플레이(202)를 통하여) 제어기 회로 기판(260)으로부터 호출되고 풋 페달(610)을 탭핑하는 것에 응하여 순환될 수 있다. 다수의 작업의 각각의 작업은 경납땜 어셈블리 상에서 수행될 접합 경납땜들의 순서에 상응하고 다수의 선택 가능한 플레임 프리세트를 포함한다. 각각의 플레임 프리세트는 연료 가스의 유량 및 산소/대기 가스의 유량에 기반하여 플레임 설정을 한정한다. 플레임 프리세트는 터치 스크린 디스플레이(202)를 통하여 제어기 회로 기판(260)의 셋업 모드에 진입함으로써 작업에 대해 제어기 회로 기판(260)의 메모리에서 확립될 수 있다. 유닛(200)의 전단부(220) 상의 인코더 노브들(204/206)은 예를 들어, 중성 플레임, 산화 플레임 또는 침탄 플레임과 같은 플레임의 타입을 확립하기 위해 프리세트에 대한 산소/대기 가스 및 연료 가스의 둘 다에 대한 유량을 독립적으로 조정하는데 사용된다. 플레임 프리세트는 명명되고 시스템(200)의 메모리(262)(도 7 참조)에 저장될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 100개까지의 플레임 프리세트가 확립될 수 있고, 5개의 프리세트의 그룹들 또는 작업들이 100개의 플레임 프리세트로부터 형성될 수 있어 프리세트들의 임의의 작업이 풋 페달(610)을 탭핑함으로써 호출되고 순환될 수 있다. 이러한 방식으로, 각각 상이한 플레임 설정을 필요로 할 수 있는 경납땜 어셈블리 상에서 수행될 접합 경납땜들의 순서가 손쉽게 그리고 용이하게 조정될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 다중 토치 구성(400)은 다수의 토치 각각에 의해 설정되고 사용될 수 있는 유사한 프리세트들 및 작업들을 제공한다. 예를 들어, 플레임 설정들은 터치 스크린 디스플레이(402)를 통하여 제어기 회로 기판(260)의 셋업 모드에 진입함으로써 복수의 경납땜 토치에 대해 제어기 회로 기판(260)의 메모리(262)에서 확립될 수 있다. 연료 인코더 노브(406) 및 산소/대기 인코더 노브(404)는 그 다음 복수의 연료 가스 출력부(424) 각각에 대한 연료 가스의 유량들 그리고 복수의 산소/대기 가스 출력부(418) 각각에 대한 산소/대기 가스의 유량들을 독립적으로 조정하는데 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 가스의 흐름은 질량 유량 제어기들(예를 들어, 단일 토치 구성에서 280 및 290; 다중 토치 구성에서 480 및 490)을 통하여 제어된다. MFC들(480 및 490)은 각각 3개의 가스 출력 흐름을 제어하도록 구성된다. 단일 토치 구성(200) 및 다중 토치 구성(400)은 공통 제어기 회로 기판(260)의 메모리(262)(도 7 및 도 9 참조)에 저장되고 프로세서(264)(도 7 및 도 9 참조) 상에서 실행되도록 구성되는 컴퓨터 실행 가능 명령어들을 갖는 통합된 소프트웨어를 각각 포함한다. 소프트웨어는 원하는(선택된) 플레임(들)을 생성하고 유지하기 위해 일 실시예에 따라 자동적으로 감지된 가스 흐름을 모니터링하고 질량 유량 제어기들(예를 들어, 280 및 290 또는 480 및 490)에 대한 조정들을 행한다. 소프트웨어는 가스 흐름의 변화들에 실시간으로 반응하도록 구성된다.
예를 들어, 연료 가스 MFC(290) 및 산소/대기 MFC(280)는 선택된 플레임 설정에 상응하는 원하는 플레임을 유지하기 위해 제어기 회로 기판(260)의 제어 하에서 적어도 연료 가스의 유량 및 산소/대기 가스의 유량을 모니터링하고 조정하도록 구성된다. 마찬가지로, 연료 가스 MFC(490) 및 산소/대기 가스 MFC(480)는 다수의 경납땜 토치 각각에 대한 상이한 선택된 플레임 설정들에 상응하는 상이한 원하는 플레임들을 동시에 유지하도록 제어 회로 기판(260)의 제어 하에서 적어도 다수의 연료 가스 출력부(424) 각각에 대한 연료 가스의 유량들 그리고 다수의 산소/대기 가스 출력부(418) 각각에 대한 산소/대기 가스의 유량들을 독립적으로 모니터링하고 조정하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 산소/대기 가스 질량 유량 제어기는 산소에 대해 2 내지 100 시간 당 표준 입방 피트(SCFH), 그리고 대기에 대해 2 내지 100 SCFH의 제어된 흐름 범위를 제공하도록 구성된다. 일 실시예에 따르면, 연료 가스 질량 유량 제어기는 메탄에 대해 2 내지 100 SCFH, 프로판에 대해 1.2 내지 60 SCFH, 아세틸렌에 대해 2 내지 100 SCFH, 수소에 대해 2 내지 100 SCFH, 프로필렌에 대해 1.4 내지 70 SCFH, 그리고 부탄에 대해 1 내지 44 SCFH의 제어된 흐름 범위를 제공하도록 구성된다.
일 실시예(예를 들어, 단일 토치 구성)에서, 경납땜 시스템은 프로그래밍 가능 로직 제어기(PLC)(예를 들어, 로봇식 시스템(630)의 PLC(632))에 의한 경납땜 시스템의 원격 제어를 위해 RS485 통신 포트(자동화 인터페이스)(238)를 포함한다. 자동화 인터페이스(238)는 제어기 회로 기판(260)에 작동적 연결된다. 이러한 방식으로, 경납땜은 (예를 들어, 로봇에 의해 경납땜 어셈블리 상에서 수행되는 로봇식 경납땜 과정 동안 상이한 프리세트 플레임 타입들을 호출하기 위해) 경납땜 시스템을 또한 원격으로 제어하면서, (경납땜 토치를 쥐는 로봇식 시스템(630)의 로봇의 모션을 제어하는) PLC(632)를 갖는 로봇식 시스템(630)에 의해 자동적으로 수행될 수 있다. PLC(632)는 일 실시예에 따라 선택된 플레임 타입들을 로봇의 경납땜 위치들에 효과적으로 동기화시킨다.
일 실시예에 따르면, 단일 토치 구성(200) 및 다중 토치 구성(400) 둘 다는 도 10에 도시된 바와 같이 (예를 들어, 제어기 회로 기판(260)으로부터 수집된 데이터를 획득하기 위한) 데이터 수집 및 소프트웨어 라이선스의 관리를 위해 (예를 들어, 와이파이 라우터(620 또는 820)를 통하여) 무선 통신 능력을 지원하고 외부 서버 컴퓨터(1000)와 통신하도록 구성된다. 예를 들어, 단일 토치 구성(200)의 일 실시예에서, 무선 라우터(620)는 외부 서버 컴퓨터(1000)에 작동적 연결된다. 안테나(208)에 작동적 연결되는 제어기 회로 기판(260)은 무선 라우터(620)를 통하여 외부 서버 컴퓨터(1000)와 무선으로 통신하도록 구성된다. 다중 토치 구성(400)의 일 실시예에서, 무선 라우터(820)는 외부 서버 컴퓨터(1000)에 작동적 연결된다. 안테나(408)에 작동적 연결되는 제어기 회로 기판(260)은 무선 라우터(820)를 통하여 외부 서버 컴퓨터(1000)와 무선으로 통신하도록 구성된다. 외부 서버 컴퓨터(1000)는 일 실시예에 따라 현지에 있고 경납땜 시스템(200/400)의 무선 통신 범위 내에 있다. 다른 실시예에 따르면, 경납땜 시스템(200/400)은 중간 컴퓨터 시스템(1100)(도 11 참조)과 무선으로 통신할 수 있다. 중간 컴퓨터 시스템(1100)은 그 다음 부지 밖에(예를 들어, “클라우드”(1110)에) 위치되는 서버 컴퓨터(1000)와 통신할 수 있다.
데이터 수집 동안, 데이터 스트링은 경납땜 시스템으로부터 서버 컴퓨터(1000)로 무선으로 송신된다. 데이터 스트링은 일 실시예에 따라 특정 설정 가능한 시간에서(예를 들어, 경납땜 과정이 완료될 때 또는 작업일의 끝에) 송신될 수 있다. 데이터 스트링은 다른 실시예에 따라 경납땜 과정 동안 지속적으로 송신될 수 있다. 데이터의 스트링은 예를 들어, 경납땜 시스템이 경납땜 과정 동안 온으로 있었던 시간의 양, 가스가 경납땜 과정 동안 흐르고 있었던 시간의 양, 경납땜 시스템이 경납땜 과정 동안 하고 있었던 것 (그리고 하고 있었을 때)와 연관된 설정들 뿐만 아니라 다른 모니터링되거나 진단상의 정보와 관련되는 데이터를 포함한다. 다양한 실시예들에 따라, 서버 컴퓨터(1000)는 그 다음 경납땜 과정을 분석할 수 있거나, 데이터는 경납땜 과정을 그 다음 분석할 수 있는 다른 시스템에 의해 서버 컴퓨터(1000)로부터 추출될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 서버 컴퓨터(1000) 상의 데이터는 웹 페이지들이 서버 컴퓨터(1000) 상에 상주하는 웹 인터페이스를 통하여 사용자에게 제공된다.
일 실시예에 따르면, 서버 컴퓨터(1000)는 외부 사용자에 의해 액세스되고 사용자가 예를 들어, 사용자의 데스크탑 컴퓨터(1200)(도 12 참조) 상에서 수집된 데이터를 보고 분석하는 것을 가능하게 하는 계기판 사용자 인터페이스로 (예를 들어, 제어기 회로 기판(260)으로부터 수집되는) 수집된 데이터를 제공하도록 구성된다. 사용자의 컴퓨터(1200)는 중간 컴퓨터 네트워크(1210)(예를 들어, LAN, WAN, 인터넷 또는 이들의 일부 조합)를 통하여 서버 컴퓨터(1000)에 액세스할 수 있다. 계기판 사용자 인터페이스는 일 실시예에 따라 사용자의 컴퓨터(1200) 상에서 실행되는 소프트웨어 애플리케이션에 의해 제공된다. 다른 실시예에서, 계기판 사용자 인터페이스는 서버 컴퓨터(1000)에 의해 제공되고 사용자는 예를 들어, 사용자의 컴퓨터(1200) 상의 웹 브라우저를 통하여 계기판 사용자 인터페이스에 단순히 액세스한다. 계기판 사용자 인터페이스는 수집된 데이터가 사용자에 의해 보여지고 분석될 수 있도록 제어기 회로 기판(260)으로부터 수집되는 수집된 데이터를 처리하도록 구성된다.
도 13 내지 도 17은 계기판 사용자 인터페이스에 의해 제공되는 예시적 스크린 샷들의 실시예들을 도시한다. 도 13에 도시된 바와 같이, 계기판 사용자 인터페이스의 스크린 샷은 날짜(날짜들의 범위에서의 하이라이트 표시된 날짜 참조)에 기반하여 액세스될 수 있다. 하이라이트 표시된 날짜는 10-16-17이고 날짜들의 범위는 10-15-17에서 10-19-17까지이다. 도 13의 스크린 샷은 경납땜 시스템에 대한 “가동율”을 나타내며, 경납땜 시스템에 대한 가동율은 경납땜 시스템이 온으로 있거나 활성인 시간의 백분율이다. 날짜들의 범위에 걸친 가동율들의 범위(40% 내지 50%)와 함께, 시작 가동율(40%)은 10-15-17의 시작 날짜에 대해 나타내어지고 종료 가동율(50%)은 10-19-17의 종료 날짜에 대해 나타내어진다. 도 13은 또한 날짜들의 범위에서 5개의 날짜 각각에 대한 시간마다의 복합 가동율들을 도시한다.
도 14는 모든 5개의 날에 걸친 가동율의 나날의 경향과 함께, 오전 8:00에서 오후 3:00까지의 날들의 범위 내의 모든 5개의 날에 걸친 평균 가동율을 도시한다. 도 15는 10-16-17의 날짜에 대해 경납땜 시스템에 대한 시간마다의 가동율을 도시한다. 도 16은 10-19-17의 날짜에 대해 3개의 상이한 경납땜 시스템에 대한 시간마다의 가동율을 도시한다. 도 17은 경납땜 시스템에 대한 간접비들, 노동비들 및 절약된 금액의 예상들을 도시한다. 다른 실시예들에 따른 계기판 사용자 인터페이스에 의해 제공되는 다른 타입들의 스크린 샷들이 또한 가능하다.
일 실시예에서, 라이선스를 받은 경납땜 시스템은 라이선스의 유효성을 확립하기 위해 무선 연결(예를 들어, 와이파이 연결)이 서버 컴퓨터와 확립되지 않으면, 조작자에 의해 라이선스를 받은 모드로 작동될 수 없다. 유효한 라이선스는 조작자가 경납땜 시스템을 사용하는 것을 사실상 가능하게 한다. 라이선스는 일정 기간 동안 유효할 수 있고 지속적인 사용을 가능하게 하도록 업데이트될 필요가 있을 수 있다. 그렇지 않으면, 라이선스가 더 이상 유효하지 않게 될 때, 경납땜 시스템은 일 실시예에 따라, 제한된 작동 모드로 되돌아가고, 조작자가 경납땜 시스템의 특정 특징들을 사용하는 것을 방해할 것이다.
도 18a 내지 도 26b는 프로세스 흐름 제어를 나타내는 도 4의 다중 토치 구성에 의해 제공되는 스크린 샷들의 실시예들을 도시한다. 도 18a 및 도 18b는 다중 토치 구성으로의 초기 진입에 관련되는 프로세스 흐름의 일 실시예를 도시한다. 도 18a 및 도 18b의 프로세스 흐름은 기계 ID를 설정하는 단계, 와이파이를 구성하는 단계, 라이선스를 인증하는 단계 및 서버 업로드 시간을 설정하는 단계를 포함한다. 도 19a 및 도 19b는 다중 토치 구성에 대한 유효한 라이선스가 없는 것에 관련되는 프로세스 흐름의 일 실시예를 도시한다. 도 19a 및 도 19b의 프로세스 흐름은 라이선스를 업데이트하는 단계 및 와이파이를 구성하는 단계를 포함한다. 도 20 내지 도 26b는 홈 스크린, 메인 메뉴 및 다중 토치 구성에 대한 활성 라이선스에 관련되는 프로세스 흐름의 일 실시예를 도시하고, 생성 모드, 셋업 모드 및 데모 모드를 포함한다. 다양한 프로세스 흐름 특징부는 예를 들어, 플레임 셋업, 토치 선택, 플레임 설정 선택, 와이파이 구성, 라이선스 설정들, 서버 업로드 시간 및 디스플레이 옵션들을 포함한다. 다른 실시예들에 따른 다른 프로세스 흐름 특징부들이 또한 가능하다.
도 27a 내지 도 34는 프로세스 흐름 제어를 나타내는 도 2의 단일 토치 구성에 의해 제공되는 스크린 샷들의 실시예들을 도시한다. 도 27a 및 도 27b는 단일 토치 구성으로의 초기 진입에 관련되는 프로세스 흐름의 일 실시예를 도시한다. 도 27a 및 도 27b의 프로세스 흐름은 기계 ID를 설정하는 단계, 와이파이를 구성하는 단계, 라이선스를 인증하는 단계 및 서버 업로드 시간을 설정하는 단계를 포함한다. 도 28a 및 도 28b는 단일 토치 구성에 대한 유효한 라이선스가 없는 것에 관련되는 프로세스 흐름의 일 실시예를 도시한다. 도 28a 및 도 28b의 프로세스 흐름은 라이선스를 업데이트하는 단계 및 와이파이를 구성하는 단계를 포함한다. 도 29 내지 도 34는 홈 스크린, 메인 메뉴 및 단일 토치 구성에 대한 활성 라이선스에 관련되는 프로세스 흐름의 일 실시예를 도시하고, 생성 모드, 셋업 모드 및 데모 모드를 포함한다. 다양한 프로세스 흐름 특징부는 예를 들어, 플레임 셋업, 작업 셋업, 토치 선택, 플레임 설정 선택, 와이파이 구성, 라이선스 설정들, 서버 업로드 시간 및 디스플레이 옵션들을 포함한다. 다른 실시예들에 따른 다른 프로세스 흐름 특징부들이 또한 가능하다.
개시된 실시예들이 상당히 상세히 예시되었고 설명되었지만, 이는 그러한 상세에 첨부된 청구항들의 범위를 한정하거나 임의의 방식으로 제한하려는 의도가 아니다. 물론, 본 논제 사안의 다양한 양태를 설명하기 위해 구성 요소들 또는 방법론들의 모든 생각할 수 있는 조합을 설명하는 것이 가능하지 않다. 그러므로, 본 발명은 나타내어지고 설명되는 구체적 상세들 또는 예시적인 예들에 제한되지 않는다. 따라서, 본 발명은 35 U.S.C. §101의 법에 명시된 논제 사안 요건들을 만족시키는 첨부된 청구항들의 범위에 포함되는 변화들, 변경들 및 변형들을 포괄하는 것으로 의도된다. 구체적 실시예들의 앞선 설명은 예로서 주어졌다. 주어진 본 발명으로부터, 당업자는 일반적 본 발명의 개념들 및 부수적 이점들을 이해할 뿐만 아니라, 개시된 구조들 및 방법들에 대한 명백한 다양한 변화 및 변경을 알아낼 수도 있을 것이다. 그러므로, 첨부된 청구항들 및 이들의 동등물들에 의해 정의되는 바에 따라 일반적 본 발명의 개념들의 사상 및 범위에 포함되는 것으로 모든 그러한 변화 및 변경을 포함하는 것이 요구된다.

Claims (20)

  1. 단일 토치 경납땜 시스템으로서:
    프로세서 및 메모리를 갖는 제어기 회로 기판;
    연료 가스 입력부, 연료 가스 출력부, 산소/대기 가스 입력부 및 산소/대기 가스 출력부;
    상기 제어기 회로 기판에 작동적 연결되는 터치 스크린 디스플레이; 및
    상기 제어기 회로 기판에 작동적 연결되는 풋 페달을 포함하며,
    상기 제어기 회로 기판은 상기 메모리에 플레임 프리세트들의 복수의 작업을 저장하도록 구성되고,
    상기 플레임 프리세트들의 복수의 작업 중 임의의 작업이 상기 제어기 회로 기판으로부터 호출되고 상기 풋 페달을 탭핑하는 것에 응하여 순환될 수 있고,
    상기 플레임 프리세트들의 복수의 작업의 각각의 작업은 경납땜 어셈블리 상에서 수행될 접합 경납땜들의 순서에 상응하고 복수의 선택 가능한 플레임 프리세트를 포함하고,
    상기 복수의 선택 가능한 플레임 프리세트의 각각의 플레임 프리세트는 적어도 연료 가스의 유량 및 산소/대기 가스의 유량에 기반하여 플레임 설정을 한정하는, 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    연료 인코더 노브 및 산소/대기 인코더 노브를 더 포함하며, 상기 복수의 선택 가능한 플레임 프리세트 중 한 플레임 프리세트는 상기 터치 스크린 디스플레이를 통하여 상기 제어기 회로 기판의 셋업 모드에 진입하고 상기 연료 가스 및 상기 산소/대기 가스 각각의 유량을 독립적으로 조정하기 위해 상기 연료 인코더 노브 및 상기 산소/대기 인코더 노브를 사용함으로써 상기 제어기 회로 기판의 상기 메모리에서 확립될 수 있는, 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    자동화 인터페이스를 통하여 상기 제어기 회로 기판에 작동적 연결되는 로봇을 더 포함하며, 상기 제어기 회로 기판은 상기 로봇의 모션을 제어하기 위해 상기 자동화 인터페이스를 통하여 경납땜 토치를 쥐는 상기 로봇의 프로그래밍 가능 로직 제어기와 통신하고 경납땜 작동 동안 상기 로봇의 경납땜 위치들에 선택된 플레임 타입들을 동기화시키도록 구성되는, 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어기 회로 기판에 그리고 상기 연료 가스 입력부와 상기 연료 가스 출력부 사이에 작동적 연결되는 질량 유량 제어기를 더 포함하며, 상기 질량 유량 제어기는 상기 제어기 회로 기판의 제어 하에서 적어도 상기 연료 가스의 유량을 모니터링하고 조정하도록 구성되는, 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어기 회로 기판에 그리고 상기 산소/대기 가스 입력부와 상기 산소/대기 가스 출력부 사이에 작동적 연결되는 질량 유량 제어기를 더 포함하며, 상기 질량 유량 제어기는 상기 제어기 회로 기판의 제어 하에서 적어도 상기 산소/대기 가스의 유량을 모니터링하고 조정하도록 구성되는, 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    선택된 플레임 설정에 상응하는 원하는 플레임을 유지하기 위해 적어도 상기 연료 가스의 유량 및 상기 산소/대기 가스의 유량을 모니터링하고 조정하도록 구성되는 연료 가스 질량 유량 제어기 및 산소/대기 가스 질량 유량 제어기를 더 포함하는, 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    적어도 상기 제어기 회로 기판에 전력을 공급하도록 구성되는 전원 공급기 보드를 더 포함하는, 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    무선 라우터를 더 포함하며, 상기 무선 라우터는 외부 컴퓨터에 작동적 연결되고, 상기 제어기 회로 기판은 상기 외부 컴퓨터에 의한 데이터 수집 및 소프트웨어 라이선스의 관리 중 적어도 하나를 위해 상기 무선 라우터를 통하여 상기 외부 컴퓨터와 무선으로 통신하도록 구성되는, 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 무선 라우터는 와이파이 라우터이고 상기 제어기 회로 기판은 상기 와이파이 라우터를 통하여 상기 외부 컴퓨터와 무선으로 통신하도록 구성되는, 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 외부 컴퓨터는 컴퓨터 실행 가능 명령어들로서 상기 외부 컴퓨터 상에서 실행되는 소프트웨어 애플리케이션으로서 구현되는 계기판 사용자 인터페이스를 포함하며, 상기 계기판 사용자 인터페이스는 사용자에 의해 보여지고 분석될 상기 제어기 회로 기판으로부터 상기 외부 컴퓨터에 의해 수집되는 수집된 데이터를 처리하도록 구성되는, 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수집된 데이터는 상기 경납땜 시스템이 경납땜 과정 동안 온으로 있었던 시간의 양, 가스가 상기 경납땜 과정 동안 흐르고 있었던 시간의 양, 상기 경납땜 시스템이 상기 경납땜 과정 동안 하고 있었던 것 그리고 하고 있었을 때와 연관된 설정들, 및 진단 정보 중 적어도 하나와 관련되는, 시스템.
  12. 다중 토치 경납땜 시스템으로서:
    프로세서 및 메모리를 갖는 제어기 회로 기판;
    상기 제어기 회로 기판에 작동적 연결되는 터치 스크린 디스플레이;
    단일 연료 가스 입력부 및 복수의 연료 가스 출력부;
    상기 제어기 회로 기판에 그리고 상기 단일 연료 가스 입력부와 상기 복수의 연료 가스 출력부 사이에 작동적 연결되는 연료 가스 질량 유량 제어기로서, 상기 제어기 회로 기판의 제어 하에서 적어도 연료 가스의 유량들을 독립적으로 모니터링하고 조정하도록 구성되는 연료 가스 질량 유량 제어기;
    단일 산소/대기 가스 입력부 및 복수의 산소/대기 가스 출력부; 및
    상기 제어기 회로 기판에 그리고 상기 단일 산소/대기 가스 입력부와 상기 복수의 산소/대기 가스 출력부 사이에 작동적 연결되는 산소/대기 가스 질량 유량 제어기로서, 상기 제어기 회로 기판의 제어 하에서 적어도 산소/대기 가스의 유량들을 독립적으로 모니터링하고 조정하도록 구성되는 산소/대기 가스 질량 유량 제어기를 포함하는, 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    연료 인코더 노브 및 산소/대기 인코더 노브를 더 포함하며, 플레임 설정들이 상기 터치 스크린 디스플레이를 통하여 상기 제어기 회로 기판의 셋업 모드에 진입하고 복수의 연료 가스 출력부 각각에 대한 상기 연료 가스의 유량들 및 상기 복수의 산소/대기 가스 출력부 각각에 대한 상기 산소/대기 가스의 유량들을 독립적으로 조정하도록 상기 연료 인코더 노브 및 상기 산소/대기 인코더 노브를 사용함으로써 복수의 경납땜 토치에 대해 상기 제어기 회로 기판의 상기 메모리에서 확립될 수 있는, 시스템.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 연료 가스 질량 유량 제어기 및 상기 산소/대기 가스 질량 유량 제어기는 복수의 경납땜 토치 각각에 대한 상이한 선택된 플레임 설정들에 상응하는 상이한 원하는 플레임들을 동시에 유지하도록 상기 제어 회로 기판의 제어 하에서 적어도 상기 복수의 연료 가스 출력부 각각에 대한 상기 연료 가스의 유량들 그리고 상기 복수의 산소/대기 가스 출력부 각각에 대한 상기 산소/대기 가스의 유량들을 독립적으로 모니터링하고 조정하도록 구성되는, 시스템.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제어기 회로 기판을 상기 연료 가스 질량 유량 제어기에 작동적 연결시키도록 구성되는 제1 RS232 인터페이스; 및
    상기 제어기 회로 기판을 상기 산소/대기 가스 질량 유량 제어기에 작동적 연결시키도록 구성되는 제2 RS232 인터페이스를 더 포함하는, 시스템.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 연료 가스 출력부는 3개의 연료 가스 출력부로 제한되고, 상기 복수의 산소/대기 가스 출력부는 3개의 산소/대기 가스 출력부로 제한되는, 시스템.
  17. 제12항에 있어서,
    무선 라우터를 더 포함하며, 상기 무선 라우터는 외부 컴퓨터에 작동적 연결되고, 상기 제어기 회로 기판은 상기 외부 컴퓨터에 의한 데이터 수집 및 소프트웨어 라이선스의 관리 중 적어도 하나를 위해 상기 무선 라우터를 통하여 상기 외부 컴퓨터와 무선으로 통신하도록 구성되는, 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 무선 라우터는 와이파이 라우터이고 상기 제어기 회로 기판은 상기 와이파이 라우터를 통하여 상기 외부 컴퓨터와 무선으로 통신하도록 구성되는, 시스템.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 외부 컴퓨터는 컴퓨터 실행 가능 명령어들로서 상기 외부 컴퓨터 상에서 실행되는 소프트웨어 애플리케이션으로서 구현되는 계기판 사용자 인터페이스를 포함하며, 상기 계기판 사용자 인터페이스는 사용자에 의해 보여지고 분석될 상기 제어기 회로 기판으로부터 상기 외부 컴퓨터에 의해 수집되는 수집된 데이터를 처리하도록 구성되는, 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 수집된 데이터는 상기 경납땜 시스템이 경납땜 과정 동안 온으로 있었던 시간의 양, 가스가 상기 경납땜 과정 동안 흐르고 있었던 시간의 양, 상기 경납땜 시스템이 상기 경납땜 과정 동안 하고 있었던 것 그리고 하고 있었을 때와 연관된 설정들, 및 진단 정보 중 적어도 하나와 관련되는, 시스템.
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