用于向熱處理系統(tǒng)發(fā)射信息的系統(tǒng)、方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】在某些方面，一種用于執(zhí)行切割或焊接操作的可替換可消耗部件可以包括主體；以及可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，其被耦合到該主體或集成在主體內(nèi)，其中，所述數(shù)據(jù)存儲設(shè)備包含用于切割或焊接設(shè)備的操作指令。
【專利說明】用于向熱處理系統(tǒng)發(fā)射信息的系統(tǒng)、方法和設(shè)備
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
本申請是 2012 年 7 月 27 日提交且題為 “Optimizat1n and Control of MaterialProcessing Using a Thermal Processing Torch” 的美國序號 13/560，059 的部分繼續(xù)申請，其為 2012 年 4 月 4 日提交且題為 “Optimizat1n and Control of MaterialProcessing Using a Thermal Processing Torch” 的美國序號 13/439，259 的部分繼續(xù)申請，這兩個申請的內(nèi)容都被整體地通過引用而結(jié)合到本文中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本公開一般地涉及熱處理系統(tǒng)且更具體地涉及用于向熱處理系統(tǒng)發(fā)射信息的系統(tǒng)、方法以及設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0003]諸如等離子體電弧炬之類的熱處理焰炬被廣泛地用于材料的加熱、切割、挖鑿和標(biāo)記。等離子體電弧炬一般地包括電極、具有安裝在焰炬主體內(nèi)的中心出口的噴嘴、電連接、用于冷卻的通道以及用于電弧控制流體(例如，等離子體氣體)的通道?？蛇x地，采用漩渦環(huán)來控制在電極與噴嘴之間形成的等離子體室中的流體流型。在某些焰炬中，可以使用保持蓋來將噴嘴和/或漩渦環(huán)保持在等離子體電弧炬中。在操作中，焰炬產(chǎn)生等離子體電弧，其是具有高溫和充分動量以幫助去除熔融金屬的電離氣體的受限噴射。
[0004]通常，等離子體電弧炬包括多個可消耗品。鑒于特定處理約束，諸如被切割的材料的類型和/或所期望的切割形狀，可以選擇每個可消耗品以實(shí)現(xiàn)最佳性能(例如，最佳電流水平、最大壽命等)。將不正確的可消耗品安裝到焰炬中可能導(dǎo)致不良的切割質(zhì)量和減小的切割速度。另外，不正確的可消耗品可以減少可消耗品壽命并導(dǎo)致過早的可消耗品故障。即使當(dāng)正確的可消耗品被安裝在焰炬中時，也可能難以使操作員手動地配置和優(yōu)化對應(yīng)于所選可消耗品集合的焰炬操作參數(shù)。此外，如果在焰炬系統(tǒng)中使用次級市場可消耗品，則可能難以使焰炬部件制造商確保性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，需要用以檢測安裝在等離子體電弧炬中的可消耗品(例如，檢測安裝在等離子體電弧炬中的不相容可消耗品)的系統(tǒng)和方法。另外，需要用以自動地調(diào)整焰炬操作參數(shù)以增強(qiáng)切割能力并延長可消耗品壽命的系統(tǒng)和方法。具體地，需要用以在焰炬系統(tǒng)的各種部件之間高效地傳送信息以促進(jìn)操作控制和優(yōu)化的系統(tǒng)和方法。
[0006]除布置在可消耗品上以識別安裝在等離子體電弧炬中的信號設(shè)備(例如，數(shù)據(jù)存儲設(shè)備)之外，還可以使用如下面所討論的布置在可消耗品中或上面的信號設(shè)備通過與設(shè)置在焰炬中的接收機(jī)(例如，數(shù)據(jù)讀取設(shè)備(例如，RFID讀取設(shè)備))通信而向焰炬系統(tǒng)傳輸信息(例如，關(guān)于焰炬系統(tǒng)操作的信息(例如，操作數(shù)據(jù)/參數(shù)))。
[0007]在某些方面，一種用于執(zhí)行切割或焊接操作的可替換可消耗部件可以包括主體；以及可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，其被耦合到該主體或集成在主體內(nèi)，其中，所述數(shù)據(jù)存儲設(shè)備包含用于切割或焊接設(shè)備的操作指令。
[0008]在某些方面，一種被耦合到熱處理系統(tǒng)的控制器的用于切割或焊接過程的焰炬可以包括可替換可消耗部件；可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，位于可替換可消耗部件中或上面；數(shù)據(jù)讀取設(shè)備，在焰炬中或上面以用于讀取數(shù)據(jù)存儲設(shè)備；以及數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)，使得能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)讀取設(shè)備與控制器之間的通信，其中，該數(shù)據(jù)存儲設(shè)備包含用于熱處理系統(tǒng)操作的數(shù)據(jù)。
[0009]在某些方面，一種被耦合到控制器的用于切割或焊接過程的焰炬可以包括焰炬內(nèi)的插座，該焰炬被構(gòu)造成接收替換替換可消耗部件；數(shù)據(jù)讀取設(shè)備，在焰炬中或上面；以及數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)，提供焰炬與控制器之間的通信能力。
[0010]在某些方面，一種用于至少部分地控制切割或焊接系統(tǒng)的過程的方法可以包括提供具有包含操作參數(shù)的數(shù)據(jù)標(biāo)簽的可消耗品(例如，其可以包括切割程序)；將可消耗品組裝到切割或焊接系統(tǒng)的工具中；將操作參數(shù)傳送至工具的控制設(shè)備；以及根據(jù)操作參數(shù)來控制切割或焊接過程。
[0011]實(shí)施例可以包括以下特征中的一個或多個。
[0012]在某些實(shí)施例中，該操作指令包括切割程序。例如，切割程序可以包括電流或氣體斜坡剖面、焰炬系統(tǒng)設(shè)定值、工件切割應(yīng)用程序。
[0013]在某些實(shí)施例中，操作指令包括固件更新。
[0014]在某些實(shí)施例中，可替換可消耗部件包括熱處理焰炬的部件。例如，可消耗部件可以包括噴嘴、屏蔽件或電極。
[0015]在某些實(shí)施例中，可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備包括RFID標(biāo)簽。在某些實(shí)施例中，可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備也是可重寫的。在某些情況下，數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)包括無線連接。在某些情況下，可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備是可重寫的。
[0016]在某些實(shí)施例中，可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備在處于服務(wù)中的同時和/或在被設(shè)置在焰炬內(nèi)的同時是可寫的。
[0017]在某些實(shí)施例中，該數(shù)據(jù)包括切割程序。在某些實(shí)施例中，該數(shù)據(jù)被配置成產(chǎn)生熱處理系統(tǒng)的已改變性能特性。例如，已改變性能特性可以包括相對于原始切割能力而言更好的切割質(zhì)量能力，使用不傳輸數(shù)據(jù)的基本上類似的可替換可消耗部件，該原始切割能力將是可能的。該數(shù)據(jù)還可以包括用于熱處理系統(tǒng)的固件更新。
[0018]在某些實(shí)施例中，該數(shù)據(jù)讀取設(shè)備可以包括RFID讀取設(shè)備。在某些情況下，該數(shù)據(jù)讀取設(shè)備被配置成與設(shè)置在焰炬中的可消耗部件中或上面的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備通信。在某些情況下，數(shù)據(jù)讀取設(shè)備還是被配置成向數(shù)據(jù)存儲設(shè)備寫入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)寫入設(shè)備。
[0019]在某些方面，一種用于使用包括可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的可替換可消耗部件向切割或焊接系統(tǒng)提供操作數(shù)據(jù)的方法可以包括促進(jìn)可切割或焊接系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀取設(shè)備之間與讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的通信；以及從可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備向數(shù)據(jù)讀取設(shè)備傳輸至少部分地定義操作參數(shù)的操作數(shù)據(jù)，該操作數(shù)據(jù)被配置成影響切割或焊接系統(tǒng)的操作。
[0020]在某些實(shí)施例中，該可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備包括第一可替換可消耗部件的第一可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備且該數(shù)據(jù)讀取設(shè)備包括切割或焊接系統(tǒng)的至少一個數(shù)據(jù)讀取設(shè)備；并且該操作數(shù)據(jù)包括來自第一可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的第一組操作數(shù)據(jù)，還包括:促進(jìn)第二可替換可消耗部件的第二可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備與切割或焊接系統(tǒng)的所述至少一個數(shù)據(jù)讀取設(shè)備中的一個之間的通信；以及從第二可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備向所述至少一個數(shù)據(jù)讀取設(shè)備中的一個傳輸?shù)诙M操作數(shù)據(jù)，該第二組操作數(shù)據(jù)被配置成調(diào)整切割或焊接系統(tǒng)的操作。在某些情況下，第一可替換可消耗部件包括電極部件且第二可替換可消耗部件包括噴嘴部件。在某些情況下，要求第一組操作數(shù)據(jù)和第二組操作數(shù)據(jù)的組合以完全操作切割或焊接系統(tǒng)。
[0021]在某些實(shí)施例中，可替換可消耗部件是第一可消耗部件且切割或焊接系統(tǒng)還被配置成基于第二可消耗部件的物理特征來識別第二可消耗部件。例如，基于第二可消耗部件的物理特征來識別第二可消耗部件可以包括測量通過第二可消耗部件的氣流。在某些情況下，測量氣流可以包括:引導(dǎo)氣流通過與設(shè)置在切割或焊接系統(tǒng)內(nèi)的第二可消耗部件相關(guān)聯(lián)的限流元件；在相對于限流元件在上游位置處確定氣流的第一壓力；在限流元件下游位置處確定氣流的第二壓力；確定通過限流元件的氣流的流速；以及使用第一壓力、第二壓力以及流速來識別第二可消耗部件。例如，在某些情況下，確定第一壓力可以包括將氣流設(shè)置成已知壓力；并且確定流速可以包括測量流速。
[0022]在某些實(shí)施例中，操作數(shù)據(jù)包括用于切割或焊接系統(tǒng)的固件更新。在某些情況下，該方法還包括確定切割或焊接系統(tǒng)所使用的固件版本；以及將所使用的固件版本與固件更新的固件版本相比較。在某些情況下，固件更新可以包括用來確定固件更新是否應(yīng)被傳輸?shù)角懈罨蚝附酉到y(tǒng)的日期代碼。在某些情況下，影響包括完全地替換控制軟件。
[0023]在某些方面，一種用于在可替換可消耗部件處于操作配置的同時存儲關(guān)于在熱處理機(jī)器中使用的可替換可消耗部件的信息的方法可以包括將可替換可消耗部件的可重寫數(shù)據(jù)存儲設(shè)備配置成用于與熱處理機(jī)器的數(shù)據(jù)寫入設(shè)備通信；以及由數(shù)據(jù)寫入設(shè)備將信息寫入可重寫數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。
[0024]在某些實(shí)施例中，該信息可以與可替換可消耗部件的先前使用(例如，切割或焊接操作)相關(guān)聯(lián)。例如，該信息可以包括關(guān)于可替換可消耗部件的先前使用的持續(xù)時間的信息。該信息可以包括關(guān)于焰炬、可替換可消耗部件或熱處理機(jī)器的故障或錯誤的信息。該信息可以在可消耗品被操作地安裝在熱處理設(shè)備內(nèi)的同時被重寫。該信息可以在處于操作中的同時被反復(fù)地重寫。該信息可以包括關(guān)于熱處理機(jī)器的使用頻率的信息。該信息可以包括關(guān)于對于其而言已使用可替換可消耗部件的切割循環(huán)數(shù)的信息。該信息可以包括關(guān)于可替換可消耗部件的先前使用期間的熱處理機(jī)器的操作參數(shù)的信息。
[0025]在某些實(shí)施例中，該操作配置可以包括熱處理機(jī)器在使用中。
[0026]操作指令/程序可以包括:(例如，切割程序、電流或氣體斜坡剖面、固件更新、系統(tǒng)的設(shè)定值、切割循環(huán)或壽命數(shù)據(jù)、氣體流速、氣體類型、刺穿延遲時間、定時參數(shù)、設(shè)定點(diǎn)、誤差條件、閾值、多個參數(shù)的協(xié)調(diào))。
[0027]在某些實(shí)施例中，由于從可讀存儲設(shè)備向數(shù)據(jù)讀取設(shè)備傳輸信息(例如，操作數(shù)據(jù)、指令或程序)，所以不要求熱處理機(jī)器的操作員手動地輸入如果不傳輸操作數(shù)據(jù)則將要求的許多操作參數(shù)。
[0028]可替換可消耗品可以包括熱處理焰炬的部件(例如，噴嘴、屏蔽件或電極)。該數(shù)據(jù)讀取設(shè)備可以是RFID讀取設(shè)備。該操作數(shù)據(jù)可以包括工件切割應(yīng)用程序(例如，killerapp.)o
[0029]可以將操作數(shù)據(jù)被配置成產(chǎn)生熱處理機(jī)器的已改變性能特性。已改變性能特性可以包括相對于原始切割能力而言更快的切割質(zhì)量能力，使用不傳輸操作數(shù)據(jù)的基本上類似的可替換可消耗部件，該原始切割能力將是可能的。
[0030]信號設(shè)備(例如，標(biāo)簽)可以是可重寫的(在處于服務(wù)中的同時且在處于焰炬中的同時是可寫的)。
[0031]在一方面，提供了一種用于配置第一熱處理系統(tǒng)和第二熱處理系統(tǒng)的方法。該方法包括提供第一可消耗品以供在第一熱處理焰炬中使用并提供第二可消耗品以供在第二熱處理焰炬中使用。第一可消耗品和第二可消耗品具有基本上相同的物理特性。第一可消耗品與用第一數(shù)據(jù)編碼的第一信號設(shè)備相關(guān)聯(lián)，且第二可消耗品與用第二數(shù)據(jù)編碼的第二信號設(shè)備相關(guān)聯(lián)。該方法包括將具有第一可消耗品的第一焰炬安裝在第一熱處理系統(tǒng)中并將具有第二可消耗品的第二焰炬安裝在第二熱處理系統(tǒng)中。該方法還包括由第一熱處理系統(tǒng)來感測存儲在第一信號設(shè)備中的第一數(shù)據(jù)，并由第二熱處理系統(tǒng)來感測存儲在第二信號設(shè)備中的第二數(shù)據(jù)。該方法還包括由第一熱處理系統(tǒng)通過向參數(shù)分配第一值來配置第一熱處理系統(tǒng)的參數(shù)以便基于所感測第一數(shù)據(jù)來操作第一焰炬。另外，該方法包括由第二熱處理系統(tǒng)通過向參數(shù)分配第二值來配置第二熱處理系統(tǒng)的參數(shù)以便基于所感測第二數(shù)據(jù)來操作第二焰炬。該第二值可以不同于第一值。
[0032]在另一方面，提供了一種用于將第一熱處理焰炬和第二熱處理焰炬組裝的方法。該方法包括提供具有位于第一可消耗品的主體上或內(nèi)部的第一信號設(shè)備的第一可消耗品且提供具有位于第二可消耗品的主體上或內(nèi)部的第二信號設(shè)備的第二可消耗品。該方法包括用與第一可消耗品相關(guān)聯(lián)的第一數(shù)據(jù)對第一信號設(shè)備進(jìn)行編碼。第一數(shù)據(jù)與用于操作第一焰炬的第一熱處理系統(tǒng)的參數(shù)的第一值相關(guān)。該方法還包括用與第二可消耗品相關(guān)聯(lián)的第二數(shù)據(jù)對第二信號設(shè)備進(jìn)行編碼。第二數(shù)據(jù)與用于操作第二焰炬的第二熱處理系統(tǒng)的參數(shù)的第二值相關(guān)。該第二值可以不同于第一值。
[0033]在其他示例性中，任何上述方面可以包括以下各項(xiàng)中的一個或多個。在某些實(shí)施例中，第一或第二數(shù)據(jù)中的至少一個獨(dú)立于相應(yīng)第一或第二可消耗品的可檢測物理特性。第一或第二數(shù)據(jù)中的至少一個可以識別相應(yīng)第一或第二可消耗品的類型。相應(yīng)可消耗品的類型可以包括噴嘴、屏蔽件、電極、內(nèi)保持蓋、外保持蓋、漩渦環(huán)或焊接尖端。另外，第一或第二數(shù)據(jù)中的至少一個可以識別為相應(yīng)第一或第二可消耗品所獨(dú)有的序號。可以將第一或第二數(shù)據(jù)中的至少一個作為氣動信號、無線電信號、光信號、磁信號或液壓信號而發(fā)射到相應(yīng)的第一或第二熱處理系統(tǒng)。
[0034]在某些實(shí)施例中，第一信號設(shè)備或第二信號設(shè)備中的至少一個包括射頻識別(RFID)標(biāo)簽。第一信號設(shè)備或第二信號設(shè)備中的至少一個可以位于相應(yīng)第一或第二可消耗品的主體上面或內(nèi)部。在某些實(shí)施例中，第一或第二信號設(shè)備位于相應(yīng)第一或第二可消耗品的主體的表面處以在焰炬操作期間使熱暴露最小化。該表面可以鄰近于冷卻機(jī)構(gòu)、遠(yuǎn)離等離子體電弧或在相應(yīng)第一或第二可消耗品的ο形環(huán)槽中或其組合。
[0035]在某些實(shí)施例中，該參數(shù)包括在工件之上的焰炬高度、等離子體氣體的流速、屏蔽氣體的流速、等離子體氣體或電流的定時或用于切割工件的過程。在某些實(shí)施例中，該參數(shù)被包括在可由第一或第二熱處理系統(tǒng)中的至少一個配置以操作第一焰炬或第二焰炬中的至少一個的一組參數(shù)中。在這種情況下，第一和第二熱處理系統(tǒng)可以向該組參數(shù)中的每一個分配值以用于操作各第一和第二焰炬。
[0036]在某些實(shí)施例中，該方法還包括提供第一工件和第二工件以用于分別地由第一焰炬和第二焰炬處理。第一和第二工件是至少基本上相同的。
[0037]在某些實(shí)施例中，感測存儲在第一信號設(shè)備中的第一數(shù)據(jù)還包括使用第一熱處理系統(tǒng)的信號檢測器來感測第一數(shù)據(jù)。信號檢測器可以是RFID讀取器。信號檢測器可以位于第一焰炬外部。
[0038]在某些實(shí)施例中，第一和第二熱處理系統(tǒng)是相同的熱處理系統(tǒng)。
[0039]在另一方面，提供了一種用于配置熱處理系統(tǒng)的方法。該該方法包括提供可消耗品以供在熱處理焰炬中使用。該可消耗品具有促進(jìn)到焰炬中的安裝的一個或多個物理特性。該方法包括將可消耗品安裝在焰炬中、將焰炬連接到熱處理系統(tǒng)并由熱處理系統(tǒng)來感測與可消耗品相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。該方法還包括由熱處理系統(tǒng)來配置熱處理系統(tǒng)的一個或多個參數(shù)以便基于所感測數(shù)據(jù)是否滿足準(zhǔn)則而操作焰炬。
[0040]在某些實(shí)施例中，配置熱處理系統(tǒng)的一個或多個參數(shù)包括如果數(shù)據(jù)不滿足該準(zhǔn)貝1J，則防止熱處理系統(tǒng)操作焰炬。該數(shù)據(jù)可以識別與許可制造商不匹配的可消耗品的制造商。
[0041]在某些實(shí)施例中，該數(shù)據(jù)在被耦合到可消耗品的信號設(shè)備中編碼?？梢杂蔁崽幚硐到y(tǒng)的RFID讀取器來執(zhí)行感測。
[0042]在某些實(shí)施例中，該方法還包括在不存在由熱處理系統(tǒng)感測的任何數(shù)據(jù)的情況下防止熱處理系統(tǒng)的一個或多個參數(shù)的配置。
[0043]在某些方面，某些實(shí)施例可具有以下優(yōu)點(diǎn)中的一個或多個。使用包括具有設(shè)置在可消耗部件中或上面的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(例如，可讀或可重寫數(shù)據(jù)存儲設(shè)備)的熱處理系統(tǒng)可消耗部件(例如，等離子體焰炬噴嘴、屏蔽件、保持蓋或其他可消耗品)的本文所述系統(tǒng)和方法可以導(dǎo)致更容易設(shè)定、使用和/或故障排除的熱處理系統(tǒng)(例如，切割或焊接系統(tǒng))。例如，如本文所討論的，布置在可消耗部件中或上面的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備可以用來向在其上面使用可消耗部件的熱處理系統(tǒng)提供信息(例如，操作參數(shù))。在某些情況下，可以在將可消耗部件組裝到系統(tǒng)的設(shè)備(例如，焰炬)中時至少半自動地(例如，自動地)將信息發(fā)射到熱處理系統(tǒng)。由于信息被發(fā)射到系統(tǒng)，所以不需要由使用熱處理系統(tǒng)的操作員向系統(tǒng)中輸入(例如，編程)為了操作機(jī)器所需的某些或全部操作參數(shù)或指令。要求來自操作員的較少輸入可以導(dǎo)致操作起來更容易且比較廉價的處理系統(tǒng)。
[0044]在某些實(shí)施例中，使用本文所述系統(tǒng)和方法可以使得熱處理系統(tǒng)能夠通過在可消耗品被安裝在處理系統(tǒng)的設(shè)備(例如，焰炬)中時從數(shù)據(jù)存儲設(shè)備向處理系統(tǒng)發(fā)射軟件而半自動地(或自動地)檢查和更新系統(tǒng)軟件(例如，固件)。由于半自動化的軟件更新能力，本文所述的系統(tǒng)和方法通常要求較少的維護(hù)(例如，操作員發(fā)起維護(hù))和停機(jī)，其否則可能是測試熱處理系統(tǒng)和更新軟件所需要的。
[0045]另外，使用本文所述的系統(tǒng)和方法來發(fā)射熱處理系統(tǒng)設(shè)定信息或操作參數(shù)可以使得自定義切割或焊接性質(zhì)能夠被用于特定可消耗部件。例如，如下面所討論的，兩個不同的在結(jié)構(gòu)上類似的可消耗部件可以每個具有數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，其中，數(shù)據(jù)存儲設(shè)備中的一個包括更適合于快速、粗切割過程的操作參數(shù)，并且另一數(shù)據(jù)存儲設(shè)備包括更適合于產(chǎn)生較高質(zhì)量切口的慢切削過程的操作參數(shù)。也就是說，可以為可消耗部件“預(yù)先加載”使得可消耗品對于各種類型的切割性能特性中的任何一個而言優(yōu)選的信息(例如，操作參數(shù))。由于針對各可消耗品的特定使用而修整數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，所以消費(fèi)者(例如，機(jī)器操作員)可以僅僅根據(jù)要執(zhí)行的切割或焊接的期望類型來選擇可消耗品并將該可消耗品安裝到處理系統(tǒng)中(例如，到焰炬中)。因此，不需要由操作員完全地設(shè)定處理系統(tǒng)并進(jìn)行編程，相反地，可以在將可消耗品安裝到焰炬中時(例如，當(dāng)從數(shù)據(jù)存儲設(shè)備向焰炬發(fā)射信息時)自動地設(shè)定處理系統(tǒng)。
[0046]還應(yīng)理解的是可以以各種方式將本發(fā)明的各種方面和實(shí)施例組合。基于本說明書的教導(dǎo)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易地確定如何將這些各種實(shí)施例組合。例如，在某些實(shí)施例中，上述任何方面可以包括上述特征中的一個或多個。本發(fā)明的一個實(shí)施例可以提供上述所有特征和優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0047]圖1是示例性等離子體電弧炬的截面圖。
[0048]圖2是示例性通信網(wǎng)絡(luò)的示意圖。
[0049]圖3是圖示出等離子體電弧炬的各種可消耗部件的已改變幾何結(jié)構(gòu)的示例性等離子體電弧炬的截面圖。
[0050]圖4是使用圖2的通信網(wǎng)絡(luò)來控制熱處理焰炬的操作的示例性熱處理系統(tǒng)的示意圖。
[0051]圖5是使用圖2的通信網(wǎng)絡(luò)來控制熱處理焰炬的操作的另一示例性熱處理系統(tǒng)的示意圖。
[0052]圖6A和6B是圖示出圖2的通信網(wǎng)絡(luò)的示例性操作的流程圖。
[0053]圖7是包括用于識別安裝在示例性焰炬系統(tǒng)的焰炬內(nèi)的可消耗部件的流檢測設(shè)備的示例性焰炬氣體輸送系統(tǒng)的示意圖。
[0054]圖8是圖示出可以被用于識別安裝在焰炬內(nèi)的可消耗部件的等離子體電弧炬內(nèi)的幾何特征的示例性等離子體電弧炬的截面圖。
[0055]圖9是圖示出用于使用設(shè)置在熱處理系統(tǒng)所使用的可消耗部件中或上面的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備來至少部分地控制熱處理系統(tǒng)的過程的示例性方法的流程圖。
[0056]圖10是圖示出用于使用設(shè)置在熱處理系統(tǒng)所使用的可消耗部件中或上面的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備來向熱處理系統(tǒng)提供信息的另一示例性方法的流程圖。
[0057]圖11是圖示出用于將來自熱處理系統(tǒng)的信息存儲到設(shè)置在熱處理系統(tǒng)所使用的可消耗部件中或上面的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的示例性方法的流程圖。
[0058]圖12是圖示出被附加于各種焰炬部件的各種信號設(shè)備的示例性熱處理焰炬的截面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0059]在某些方面，可以使用具有與設(shè)置在布置于焰炬內(nèi)的可消耗部件中或上面的信號設(shè)備(例如，數(shù)據(jù)存儲設(shè)備或數(shù)據(jù)標(biāo)簽)進(jìn)行通信的接收機(jī)(例如，數(shù)據(jù)讀取和/或數(shù)據(jù)寫入設(shè)備)的熱處理系統(tǒng)來在系統(tǒng)的控制器(例如，處理器)與安裝在焰炬內(nèi)的可消耗品之間發(fā)射信息(例如，關(guān)于焰炬使用的操作指令或信息)。
[0060]圖1是熱處理系統(tǒng)(例如，切割或焊接系統(tǒng))的示例性等離子體電弧炬100的截面圖。焰炬100通常包括焰炬主體102和焰炬尖端104。焰炬尖端104包括設(shè)置在被配置成接收替換可消耗品的插座(例如，可消耗品插座)內(nèi)的一個或多個可消耗品(例如，可替換可消耗部件(例如，電極105、噴嘴110、保持蓋115、漩渦環(huán)120以及屏蔽件125))。各種可消耗品中的每一個包括主體，其定義各種特征，如本文所討論的，該特征可以在焰炬100的操作期間引導(dǎo)流體(例如，氣體或流體)。具有大體上圓筒形狀的焰炬主體102支持電極105和噴嘴110。噴嘴110與電極105間隔開且具有安裝在焰炬主體102內(nèi)的中心出口。漩渦環(huán)120被安裝到焰炬主體102且具有一組徑向偏移或斜面氣體分配孔127，其對等離子體氣流賦予切向速度分量，促使等離子體氣流成漩渦。還包括出口的屏蔽件125被連接(例如，螺紋連接)至保持蓋115。如所示的保持蓋115是被牢固地連接(例如，螺紋連接)到噴嘴110的內(nèi)保持蓋。在某些實(shí)施例中，相對于屏蔽件125將外保持蓋(未示出)固定。焰炬100可以另外包括電連接、用于冷卻的通道、用于電弧控制流體(例如，等離子體氣體)的通道以及電源。在某些實(shí)施例中，可消耗品包括焊機(jī)尖端，其為用于傳遞已點(diǎn)火焊接氣體的噴嘴。
[0061]在操作中，等離子體氣體流過氣體進(jìn)口管(未示出)和漩渦環(huán)120中的氣體分配孔127。從那里開始，等離子體氣體通過噴嘴110和屏蔽件125的出口而流入等離子體室128并從焰炬100出來。首先在電極105與噴嘴110之間產(chǎn)生導(dǎo)引電弧。導(dǎo)引電弧使通過噴嘴出口和屏蔽件出口的氣體電離。電弧然后才從噴嘴110傳遞至工件(未示出)以用于對工件進(jìn)行熱處理(例如，切割或焊接)。應(yīng)注意的是包括該部件布置、氣體和冷卻流體流的方向以及電連接的焰炬100的所示細(xì)節(jié)可以采取多種形式。
[0062]不同的操作過程常常要求不同的屏蔽件和/或等離子體氣體流速，其要求不同的各組可消耗品。這導(dǎo)致在該領(lǐng)域中使用多種可消耗品。使用正確的可消耗品并適當(dāng)?shù)厥蛊淦ヅ涫菍?shí)現(xiàn)最佳切割性能所需的?？上钠肥?例如，將被制作成用于65安下的操作可消耗品用于在105安下操作的焰炬)可以導(dǎo)致等離子體電弧炬的不良可消耗品壽命和/或不良性能。
[0063]圖2示出了本發(fā)明的示例性通信網(wǎng)絡(luò)200。通信網(wǎng)絡(luò)200包括一個或多個信號設(shè)備(例如，可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(202)，每個被分配給熱處理焰炬的可消耗品，諸如圖1的等離子體電弧炬100。在某些實(shí)施例中，可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備202位于主體上面(例如，被耦合到主體)或位于主體內(nèi)(例如，被集成在主體內(nèi))。示例性可消耗品包括電極105、噴嘴110、保持蓋115、漩渦環(huán)120以及屏蔽件125。在某些實(shí)施例中，信號設(shè)備202是被配置成以一個或多個信號的形式發(fā)射關(guān)于可消耗品的信息的電可寫設(shè)備。例如，信號設(shè)備202可以是射頻識別(RFID)標(biāo)簽或卡、條形碼標(biāo)記或標(biāo)簽、集成電路(IC)板等。在某些實(shí)施例中，可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備202是可重寫的。也就是說，可重寫數(shù)據(jù)存儲設(shè)備202通常能夠在數(shù)據(jù)的初始寫入之后添加新數(shù)據(jù)(例如，刪除或覆寫存在于數(shù)據(jù)存儲設(shè)備上面的其他數(shù)據(jù)或不這樣)。特別地，可重寫數(shù)據(jù)存儲設(shè)備202通常能夠在被設(shè)置于焰炬100內(nèi)的同時使新數(shù)據(jù)被寫入。在某些實(shí)施例中，可讀存儲設(shè)備202在處于焰炬外面(例如，在焰炬或可消耗品的維修期間)或設(shè)置在焰炬內(nèi)(例如，在焰炬的使用期間)時是可重寫的。在某些實(shí)施例中，信號設(shè)備202是用于檢測可消耗品的物理特性并以一個或多個信號的形式發(fā)射所檢測信息的檢測器(例如，傳感器)。
[0064]通信網(wǎng)絡(luò)200還包括至少一個接收機(jī)(例如，布置在焰炬中或上面的數(shù)據(jù)讀取設(shè)備)204以用于(i)接收由信號設(shè)備202 (例如，數(shù)據(jù)存儲設(shè)備202)發(fā)射的信號，(ii)提取由信號傳送的數(shù)據(jù)，以及(iii)將所提取數(shù)據(jù)提供給處理器206以用于分析和其他動作。在某些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)讀取設(shè)備204還是被配置成向位于焰炬內(nèi)的可重寫存儲設(shè)備寫入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)寫入設(shè)備。處理器(例如，控制器)206可以是數(shù)字信號處理器(DSP)、微處理器、微控制器、計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)數(shù)值控制器(CNC)機(jī)器工具、可編程序邏輯控制器(PLC)、專用集成電路(ASIC)等。在某些實(shí)施例中，焰炬100還包括使得能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)讀取設(shè)備204與控制器206之間的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)。例如，該數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)可以包括被配置成將從信號設(shè)備202接收到的數(shù)據(jù)或信號發(fā)射到控制器206的有線連接或無線連接。替換地或另外，可以將數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)配置成經(jīng)由數(shù)據(jù)讀取設(shè)備204從控制器206向設(shè)置在可消耗品上面的可重寫數(shù)據(jù)存儲設(shè)備202發(fā)射數(shù)據(jù)。
[0065]在某些實(shí)施例中，用關(guān)于信號設(shè)備202被分配到的可消耗品的信息對每個信號設(shè)備202進(jìn)行編碼。已編碼信息可以是一般或固定信息，諸如可消耗品的名稱、商標(biāo)、制造商、序列號和/或類型。已編碼信息例如可以包括型號以一般地指示可消耗品是噴嘴。在某些實(shí)施例中，已編碼信息是可消耗品所獨(dú)有的，諸如可消耗品的金屬組成、可消耗品的重量、制造可消耗品的日期、時間和/或位置、負(fù)責(zé)可消耗品的人員等。作為示例，已編碼信息可以提供序列號，其是所制造的每個焰炬部件所獨(dú)有的，以區(qū)別例如噴嘴類型A、來自噴嘴類型A的序號#1、序號#2。
[0066]在某些實(shí)施例中，在制造相應(yīng)可消耗品時將信息編碼到信號設(shè)備202。還可以在可消耗品的壽命期間將信息編碼到信號設(shè)備202，諸如在每次可消耗品使用之后。此類信息可以包括可消耗品使用的日期、時間和位置、在使用期間所檢測的任何異常和/或使用之后的可消耗品條件，使得可以創(chuàng)建日志以預(yù)測與可消耗品相關(guān)聯(lián)的故障事件或壽命終止事件。
[0067]在某些實(shí)施例中，被編碼到信號設(shè)備202的信息還可以指定操作參數(shù)(例如，操作指令或操作數(shù)據(jù))。例如，針對與屏蔽件125相關(guān)聯(lián)的信號設(shè)備202，被編碼到信號設(shè)備202的數(shù)據(jù)可以指示屏蔽氣體的類型和/或用于屏蔽件125的適當(dāng)氣體流速。在某些實(shí)施例中，信號設(shè)備202的已編碼數(shù)據(jù)提供關(guān)于其他相關(guān)焰炬部件的信息。例如，已編碼數(shù)據(jù)可以識別與所分配可消耗品相容的其他焰炬部件，幫助將整個可消耗品組安裝在焰炬中以實(shí)現(xiàn)某些性能度量。在某些實(shí)施例中，該操作參數(shù)包括能夠在使用期間被熱處理系統(tǒng)100利用的各種類型的信息或數(shù)據(jù)中的一個或多個。操作參數(shù)的示例包括切割程序、電流(例如，點(diǎn)火或切割電流)或氣體(例如，等離子體或屏蔽氣體)斜坡剖面、用于熱處理系統(tǒng)的設(shè)定值、可消耗品的焰炬的切割循環(huán)或壽命數(shù)據(jù)、氣體流速(例如，點(diǎn)火或切割氣體流速)、氣體類型(例如，氣體選擇指令)、刺穿延遲時間、定時參數(shù)、設(shè)定點(diǎn)、誤差條件、閾值或多個參數(shù)的協(xié)調(diào)。在某些情況下，該操作數(shù)據(jù)包括工件切割應(yīng)用程序，諸如“Killer App”。例如，可以將“Killer App”配置成提供期望的操作性能特性、特征或切割應(yīng)用程序。
[0068]在某些實(shí)施例中，從可消耗部件發(fā)送的信息可以包括用于熱處理系統(tǒng)的軟件信息。例如，在某些實(shí)施例中，可消耗品可以包含用于熱處理系統(tǒng)的固件更新。在某些情況下，控制器可以確定被熱處理系統(tǒng)使用的固件版本并將其與包含在可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備上的固件更新的版本相比較以便確定存在于可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備上的固件更新是否比正在使用的更新。通過比較兩個固件版本，控制器可以確定是否應(yīng)從可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備向數(shù)據(jù)讀取設(shè)備發(fā)射固件更新并隨后安裝到熱處理系統(tǒng)上。例如，存在于可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備上的固件更新可以包括數(shù)據(jù)讀取設(shè)備能夠讀取和考慮的識別代碼(例如，日期代碼、修訂標(biāo)識(例如，修訂號)或各種其他適當(dāng)識別代碼中的任何一個)。在某些情況下，該信息包括可以發(fā)送到數(shù)據(jù)讀取設(shè)備并由控制器安裝的完全控制軟件。
[0069]在某些實(shí)施例中，發(fā)送到焰炬的操作參數(shù)被配置成產(chǎn)生熱處理系統(tǒng)的已改變性能特性。例如，在某些實(shí)施例中，已改變性能特性可以包括相對于原始切割能力而言更快的切割質(zhì)量能力，使用不傳輸操作參數(shù)的基本上類似的可替換可消耗部件，該原始切割能力將是可能的。也就是說，例如，兩個不同的基本上類似(例如，在結(jié)構(gòu)上類似)的噴嘴可以每個包括具有不同切割參數(shù)的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，使得噴嘴中的一個提供很適合于快速切割(即，沿著工件的等離子體電弧的快速移動)的切割參數(shù)且另一噴嘴提供更適合于慢切削和/或較高質(zhì)量切割邊緣的切割參數(shù)。也就是說，可以為可消耗部件“預(yù)先加載”使得可消耗品對于各種類型的切割性能特性中的任何一個而言優(yōu)選的信息(例如，操作參數(shù))。由于針對各可消耗品的特定使用而修整數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，所以消費(fèi)者(例如，機(jī)器操作員)僅僅根據(jù)要執(zhí)行的切割或焊接的期望類型來選擇可消耗品并將該可消耗品安裝到處理系統(tǒng)中(例如，到焰炬中)。優(yōu)選切割特性的示例包括快速切割、慢切割、高質(zhì)量切割邊緣、減小的切口、減少的工件飛濺、直線切割、曲線切割、圓形切割、順時針方向或逆時針方向切割或各種其他切割性能。
[0070]因此，在某些方面，不需要由操作員完全地設(shè)定處理系統(tǒng)并進(jìn)行編程，相反地，可以在將可消耗品安裝到焰炬中時(例如，當(dāng)從數(shù)據(jù)存儲設(shè)備向焰炬發(fā)射信息時)自動地設(shè)定處理系統(tǒng)。例如，在某些實(shí)施例中，操作員能夠?qū)⒖上牟考?例如，噴嘴)安裝到焰炬，并且噴嘴中或上面的信號設(shè)備(例如，可讀存儲設(shè)備(例如，RFID標(biāo)簽))可以與焰炬的接收機(jī)(例如，數(shù)據(jù)讀取設(shè)備)進(jìn)行通信，使得能夠由處理器(例如，控制器)206將機(jī)器設(shè)定信息(例如，操作參數(shù))自動編程到熱處理系統(tǒng)中以供使用。在某些情況下，由于從可讀存儲設(shè)備向數(shù)據(jù)讀取設(shè)備傳輸信息(例如，操作數(shù)據(jù)、指令或程序)，所以不要求熱處理機(jī)器的操作員手動地輸入如果不傳輸操作數(shù)據(jù)則將要求的許多操作參數(shù)。
[0071]如上文所討論的，在某些實(shí)施例中，熱處理系統(tǒng)(例如，數(shù)據(jù)讀取/寫入設(shè)備)被配置成向可重寫數(shù)據(jù)存儲設(shè)備發(fā)射信息(例如，數(shù)據(jù))。在某些情況下，熱處理系統(tǒng)被配置成在可消耗品被設(shè)置(例如，在操作上安裝)在焰炬內(nèi)(例如，在焰炬的使用期間)的同時周期性地(例如，反復(fù)地或連續(xù)地)向可重寫存儲設(shè)備寫入數(shù)據(jù)。發(fā)射到可重寫存儲設(shè)備的信息可以與熱處理系統(tǒng)、其中安裝了可消耗品的焰炬或其中或上面安裝了可重寫存儲設(shè)備的可替換可消耗部件的先前使用(例如，切割或焊接操作)相關(guān)聯(lián)。例如，該信息可以包括關(guān)于使用頻率(例如，在給定時間內(nèi)有多少切割或焊接操作已被使用可替換可消耗部件)、關(guān)于對于其而言已使用可替換可消耗部件的切割的次數(shù)(例如，總數(shù))或關(guān)于可替換可消耗部件的先前使用的持續(xù)時間(例如，焰炬在先前使用期間進(jìn)行操作多長時間)的信息。
[0072]在某些實(shí)施例中，該信息可以涉及可替換可消耗部件的先前使用期間的熱處理機(jī)器的操作參數(shù)。在某些情況下，該信息涉及焰炬、可消耗品或熱處理系統(tǒng)在先前使用期間的故障或錯誤。
[0073]在某些實(shí)施例中，將信號設(shè)備202和/或接收機(jī)204加密以限制(例如，防止)第三方干擾(例如，欺詐性地干擾)或改變存儲在信號設(shè)備202上的數(shù)據(jù)。例如，加密可以幫助限制第三方欺詐性地將不正確的使用數(shù)據(jù)或設(shè)定信息(例如，操作參數(shù))存儲到可消耗品上，其可以促使熱處理系統(tǒng)將所使用(例如，用于壽命終止)的可消耗品弄錯或錯誤解釋為可用可消耗品。替換地或另外，可以使用加密以便對可消耗品進(jìn)行編碼以便用于僅一個類型(例如，制造商或OEM牌)的熱處理系統(tǒng)。
[0074]在某些實(shí)施例中，信號設(shè)備202包括獨(dú)立于可消耗品的可檢測物理特性的關(guān)于相應(yīng)可消耗品的信息?？上钠返目蓹z測物理特性的示例包括磁性、表面反射率、密度、聲學(xué)性質(zhì)和由安裝在焰炬中的檢測器測量的可消耗品的其他觸覺特征。因此，獨(dú)立于可消耗品的可檢測物理特性的可消耗品數(shù)據(jù)的示例可以包括可消耗品名稱、類型、制造商、制造日期、制造位置、序列號或可消耗品的其他非觸覺特征。在某些實(shí)施例中，信號設(shè)備202在可消耗品被安裝到焰炬之前存儲可消耗品的預(yù)先收集信息，包括物理特性，但是信號設(shè)備202未被配置成主動地測量或檢測物理特性。然而，信號設(shè)備202可以存儲關(guān)于由另一設(shè)備、諸如由傳感器測量或檢測的可消耗品的物理特性。
[0075]在某些實(shí)施例中，信號設(shè)備202位于焰炬100內(nèi)或上面。例如，可以將信號設(shè)備202附著于最后被安裝在焰炬尖端104內(nèi)部的可消耗品的表面。還可以將信號設(shè)備202附著于除已分配可消耗品之外的焰炬100內(nèi)部的部件。例如，雖然信號設(shè)備202被分配為存儲關(guān)于電極105的數(shù)據(jù)，但可以將信號設(shè)備202附加于保持蓋115的表面。在某些實(shí)施例中，將信號設(shè)備202耦合到在物理上并未與焰炬100相關(guān)聯(lián)的外部源。例如，可以將信號設(shè)備202附著于用來存儲可消耗品的封裝，并且一旦其被安裝在焰炬100中，則其遠(yuǎn)離可消耗品。如果信號設(shè)備202位于焰炬100內(nèi)部，則可以選擇信號設(shè)備202被附著到的表面以減少焰炬100的操作期間的受熱或以其他方式使其最小化。例如，信號設(shè)備202可以位于冷卻機(jī)構(gòu)附近、遠(yuǎn)離等離子體電弧和/或在焰炬100的ο形環(huán)槽中以減少受熱或使其最小化。另外，信號設(shè)備202可以被涂敷熱保護(hù)材料以降低設(shè)備將在焰炬操作期間過熱的可能性。一般地，可以將信號設(shè)備202定位成(例如被另一焰炬部件屏蔽)使對熱能、輻射、有害氣體(例如，臭氧)和/或尚頻能量的暴露最小化。
[0076]在某些實(shí)施例中，信號設(shè)備202設(shè)計(jì)成是耐用的，即在一個或多個焰炬點(diǎn)火期間或之后可運(yùn)行。在某些實(shí)施例中，信號設(shè)備202在每次焰炬使用之后或在多次使用之后可任意處理。在某些實(shí)施例中，信號設(shè)備202是一次可寫的，例如以在首先制造可消耗品時對關(guān)于可消耗品的信息進(jìn)行編碼。在某些實(shí)施例中，信號設(shè)備202是多次可寫的，諸如縱貫相應(yīng)可消耗品的壽命。
[0077]在通信網(wǎng)絡(luò)200中，信號設(shè)備202可以以一個或多個信號無線地將其存儲信息發(fā)射到接收機(jī)204。接收機(jī)204適合于處理這些信號以提取關(guān)于可消耗品的相關(guān)數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到處理器206以用于分析。在某些實(shí)施例中，接收機(jī)204位于等離子體電弧炬100中或上面。例如，接收機(jī)204可以位于焰炬主體102中。在某些實(shí)施例中，接收機(jī)204在焰炬100外部的位置處，諸如被附著于電源模塊、氣體控制臺、處理器206等。
[0078]在某些實(shí)施例中，信號設(shè)備202中的至少一個是RFID標(biāo)簽且接收機(jī)204是用來詢問RFID標(biāo)簽的讀取器。在此類實(shí)施例中，RFID標(biāo)簽包括用于存儲信息的微芯片和用于接收和發(fā)射RF信號的天線。讀取器可以包括(I)用于向RFID標(biāo)簽發(fā)射RF信號以詢問標(biāo)簽的天線及(2)用于在將由RFID標(biāo)簽發(fā)射的響應(yīng)轉(zhuǎn)送到處理器206之前對該響應(yīng)進(jìn)行編碼的部件。RFID標(biāo)簽可以是有源或無源的。有源RFID標(biāo)簽包括用以向讀取器產(chǎn)生更強(qiáng)電磁回波的電池，從而增加RFID標(biāo)簽與讀取器之間的可能傳輸距離。RFID標(biāo)簽與讀取器之間的距離可以從小于一英寸至100英尺或以上，取決于功率輸出、所使用的射頻和RF信號需要穿過的材料的類型。在一個示例中，RFID標(biāo)簽與相應(yīng)讀取器的天線之間的距離可以為約2-4cm0讀取器天線和其余讀取器部件不需要在同一封裝中。例如，讀取器天線可以位于焰炬主體102上面或內(nèi)部，而其余讀取器部件在焰炬100外部。使用RFID標(biāo)簽是有利的，因?yàn)槠洳灰笈c讀取器的直接接觸(例如，經(jīng)由導(dǎo)線)或直接視線(例如，經(jīng)由光信號)且很適合于在惡劣環(huán)境中使用。
[0079]在某些實(shí)施例中，信號設(shè)備202是用于檢測可消耗品的至少一個物理標(biāo)記以便按其類型或單獨(dú)地唯一地識別可消耗品的檢測器(例如，傳感器)。物理標(biāo)記可以例如是可消耗品的物理變化。如圖3中所示，通過改變可消耗品的幾何結(jié)構(gòu)、使得當(dāng)其被安裝在焰炬100中時、其影響鄰近冷卻劑通道402的壁(這又改變流過的冷卻劑的速率)來實(shí)現(xiàn)可消耗品的識別。具體地，冷卻劑通道402的已改變區(qū)段可以限制冷卻劑流的速率。信號設(shè)備202可以用來測量作為冷卻劑流速的函數(shù)的壓力變化。因此，測量的冷卻劑壓力變化充當(dāng)可消耗品的標(biāo)識。在如圖3中所示的另一實(shí)施例中，被連接到閥和流量計(jì)的輔助通風(fēng)管404被附著于噴嘴110以識別噴嘴110。在等離子體電弧點(diǎn)火之前打開該閥并用信號設(shè)備202根據(jù)凈化循環(huán)期間的等離子體壓力來測量輔助通風(fēng)管流速。因此，測量流速充當(dāng)噴嘴110的標(biāo)識。在另一示例中，可以向外保持蓋中鉆一個或多個唯一尺寸計(jì)量孔(未示出)以在蓋一旦被安裝在焰炬100中時對其進(jìn)行識別。每個計(jì)量孔的尺寸被配置成唯一地影響屏蔽氣體的閉閥壓力和/或流速。因此，由信號設(shè)備202在導(dǎo)引電弧點(diǎn)火之前的預(yù)流例程中獲取的這些測量結(jié)果用于識別外保持蓋。
[0080]在另一示例中，可以通過相對于參考焰炬基準(zhǔn)面來測量可消耗品的長度而識別屏蔽件125。在示例性測量過程中，使用焰炬高度控制器來確定在該處已知焰炬點(diǎn)火并開始切割工件的高度。此高度可以充當(dāng)參考焰炬基準(zhǔn)面。然后，在將未識別可消耗品安裝到焰炬之后，確定相對于參考基準(zhǔn)面的高度。因此，可以使用涉及到兩個高度的簡單計(jì)算來確定未識別可消耗品的相對長度。隨后，可以使用相對可消耗品長度例如通過參考使相對可消耗品長度與可消耗品零件相關(guān)的查找表來識別可消耗品。
[0081]在某些實(shí)施例中，信號設(shè)備202是提供關(guān)于相應(yīng)可消耗品的數(shù)據(jù)的光學(xué)機(jī)器表示的條形碼。條形碼可以被條形碼讀取器形式的接收機(jī)204讀取。一般地，信號設(shè)備202可以在任何機(jī)器可讀信號的形式傳送關(guān)于可消耗品的數(shù)據(jù)，包括無線電信號、光學(xué)或其他基于光的信號(例如，紅外信號或紫外線信號)、磁信號、啟動信號或液壓信號。
[0082]在某些實(shí)施例中，向焰炬的每個可消耗品分配單個信號設(shè)備202以發(fā)射關(guān)于相應(yīng)可消耗品的相關(guān)信息。在某些實(shí)施例中，向同一可消耗品分配兩個或更多信號設(shè)備202以發(fā)射關(guān)于該可消耗品的不同信息。例如，一個信號設(shè)備202可以發(fā)射為該可消耗品類型所獨(dú)有的信息，諸如用于可消耗品類型的型號和操作參數(shù)，而另一信號設(shè)備202可以發(fā)射為該可消耗品本身所獨(dú)有的信息，諸如可消耗品的重量和使用歷史。在某些實(shí)施例中，通信網(wǎng)絡(luò)200中的信號設(shè)備202采用數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟煌Ｊ?。例如，在一個信號設(shè)備202將數(shù)據(jù)作為RF信號發(fā)射的同時，另一信號設(shè)備202將數(shù)據(jù)作為光信號發(fā)射。在某些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)200包括多個接收機(jī)204。每個接收機(jī)204被配置(例如，調(diào)諧)成從信號設(shè)備202中的一個或多個讀取信號并將所提取信號發(fā)射到處理器206。在某些實(shí)施例中，使用單個接收機(jī)204來從通信網(wǎng)絡(luò)200中的所有信號設(shè)備202讀取信號。處理器206因此可以同時地處理與多個可消耗品相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。
[0083]圖4是使用圖2的通信網(wǎng)絡(luò)來控制熱處理焰炬的操作的示例性熱處理系統(tǒng)300，諸如圖1的等離子體電弧炬100。等離子體電弧炬100可以包括一個或多個可消耗品，其包括噴嘴110、電極105、屏蔽件125、內(nèi)保持蓋115和外保持蓋302。至少一個信號設(shè)備202被分配給用于經(jīng)由接收機(jī)204向處理器206發(fā)射關(guān)于相應(yīng)可消耗品的信息的可消耗品中的至少一個。系統(tǒng)300還包括用于提供在焰炬100中產(chǎn)生等離子體電弧所需的電流的電源304。從信號設(shè)備202收集的關(guān)于各可消耗品的數(shù)據(jù)可以被處理器206用來控制和優(yōu)化等離子體電源304、電動機(jī)和驅(qū)動器306、氣體控制臺308、高度控制器310和嵌套軟件312中的至少一個的操作。
[0084]處理器206可以位于等離子體電弧炬100內(nèi)部或外部。在某些實(shí)施例中，處理器206被容納在電源304中。在某些實(shí)施例中，等離子體電源304、電動機(jī)和驅(qū)動器306、氣體控制臺308、高度控制器310和嵌套軟件312中的每一個容納至少一個處理器以便處理來自信號設(shè)備202的數(shù)據(jù)以控制各模塊304、306、308或310的功能。
[0085]基于從信號設(shè)備202收集的信息，處理器206可以同時地或接近同時地且實(shí)時地或接近實(shí)時地調(diào)節(jié)許多等離子體系統(tǒng)功能。這些系統(tǒng)功能包括但不限于啟動序列、CNC接口功能、氣體和操作參數(shù)以及關(guān)斷序列。在某些實(shí)施例中，處理器206使用可消耗品信息來自動地設(shè)定系統(tǒng)300的各種參數(shù)。在某些實(shí)施例中，處理器206使用可消耗品信息來驗(yàn)證系統(tǒng)300的某些預(yù)設(shè)參數(shù)是否與焰炬100內(nèi)部的可消耗品相容。作為示例，基于關(guān)于焰炬100的多個可消耗品收集的數(shù)據(jù)，處理器206可以控制并驗(yàn)證以下系統(tǒng)部件中的一個或多個:(i)將用于調(diào)節(jié)到焰炬100的功率的電源304的設(shè)置，(ii)用于處理工件的嵌套軟件312的設(shè)置，(ii)用于控制供應(yīng)給焰炬100的屏蔽和/或等離子體氣體的氣體控制臺308的設(shè)置，(iv)用于調(diào)整焰炬100與工件之間的高度的高度控制器310的設(shè)置，以及(V)各種電動機(jī)和驅(qū)動器306的設(shè)置。
[0086]在某些實(shí)施例中，基于從一個或多個信號設(shè)備202收集的數(shù)據(jù)，處理器206與嵌套軟件312相交互以自動地選擇切割程序，其設(shè)置用于處理工具的參數(shù)，諸如切割速度、方向、路徑、嵌套序列等。切割程序還可以鑒于所收集可消耗品數(shù)據(jù)而定義用于焰炬的氣體類型、氣體壓力和/或流設(shè)置和高度控制設(shè)置。傳統(tǒng)上，當(dāng)將一組可消耗品組裝到焰炬中時，操作員需要手動地將嵌套軟件312配置成通過向軟件供應(yīng)信息而創(chuàng)建用于焰炬的切割程序，其包括正在處理的工件材料的類型和厚度、正在使用的氣體的類型以及可消耗品組的電流額定值。特別地，操作員需要手動地向處理器206中輸入可消耗品組的電流額定值。在本發(fā)明中，由于用于每個可消耗品的電流額定值信息被存儲在至少一個信號設(shè)備202中，所以處理器206可以以電子方式從一個或多個信號設(shè)備202收集此類信息并在沒有用戶輸入的情況下自動地確定適當(dāng)?shù)碾娏髟O(shè)置。
[0087]在某些實(shí)施例中，基于所收集的可消耗品數(shù)據(jù)，處理器206通過考慮來自信號設(shè)備202的可消耗品數(shù)據(jù)和用戶輸入操作參數(shù)而從嵌套軟件312中選擇適當(dāng)?shù)那懈畛绦?，包括被切割的工件的特性和期望切割形狀。例如，操作員可以首先向嵌套軟件312發(fā)送通用程序文件。該通用程序文件針對每個工件厚度指定隨不同的可消耗品零件而改變的可變切割速度、氣流、切口補(bǔ)償、焰炬高度等。因此，在使用信號設(shè)備202來識別可消耗品之后，處理器206與通用程序文件相交互以配置用于焰炬的切割程序。在某些實(shí)施例中，在創(chuàng)建切割程序之后，處理器206使用從信號設(shè)備202收集的可消耗品數(shù)據(jù)來驗(yàn)證是否將正確的可消耗品安裝到適合于該程序的焰炬中。另外，處理器206可以命令嵌套軟件312自動地設(shè)定或修正程序的參數(shù)以增強(qiáng)與被加載到焰炬中的可消耗品的相容性。例如，要求400A電流的可消耗品與要求130A電流的可消耗品相比具有較大切口和引入線。相應(yīng)地，嵌套軟件312可以選擇較少的零件以配合在程序的嵌套上，如果400A可消耗品被加載到焰炬中的話。
[0088]在某些實(shí)施例中，基于從一個或多個信號設(shè)備202收集的數(shù)據(jù)，處理器206可以操縱氣體控制臺308以通過驗(yàn)證并調(diào)整氣體控制臺設(shè)置來控制到焰炬100的等離子體和屏蔽氣體的流量。氣體控制臺308容納被用于等離子體和屏蔽氣體流量控制的電磁閥、流量計(jì)、壓力機(jī)以及開關(guān)。例如，流量計(jì)用來設(shè)定用于等離子體和屏蔽氣體的預(yù)流速率和切割流速。氣體控制臺308還可以具有其中連接了等離子體和屏蔽氣體的多進(jìn)口氣體供應(yīng)區(qū)域?？梢允褂糜|發(fā)開關(guān)來選擇期望的氣體。由氣體壓力傳感器來監(jiān)視等離子體和屏蔽氣體。在一個示例中，與等離子體電弧炬100的屏蔽件125相關(guān)聯(lián)的信號設(shè)備202可以存儲關(guān)于適合于與屏蔽件125 —起使用的一個或多個屏蔽氣體的類型和組成的信息，以及屏蔽氣體的最佳流速設(shè)置?；诖藬?shù)據(jù)，處理器206可以與氣體控制臺308相交互以便以最佳流速為等離子體電弧炬100提供適當(dāng)?shù)钠帘螝怏w。
[0089]在某些實(shí)施例中，基于從一個或多個信號設(shè)備202收集的數(shù)據(jù)，處理器206操縱焰炬高度控制器310，其設(shè)定焰炬100相對于工件的高度。焰炬高度控制器310可以包括控制模塊以通過調(diào)整撐離間隙(standoff) (S卩，焰炬100與工件之間的距離)以保持預(yù)定電弧電壓值而在切割期間控制電弧電壓。焰炬高度控制器310還可以包括外部控制模塊以控制該撐離間隙。焰炬高度控制器310還可以包括提升器，其由控制模塊通過電動機(jī)或驅(qū)動器306來控制，以使焰炬100相對于工件在垂直方向上滑動以在切割期間保持期望電壓。在一個示例中，基于從焰炬的可消耗品收集的數(shù)據(jù)，焰炬高度控制器310可以自動地確定高度以相對于工件的頂部對焰炬進(jìn)行定位。因此，焰炬高度控制器310不需要執(zhí)行高度感測以便在開始電弧電壓控制之前設(shè)定適當(dāng)?shù)拇檀└叨群颓懈罡叨?。在某些?shí)施例中，基于從一個或多個信號設(shè)備202收集的數(shù)據(jù)，處理器206操縱電動機(jī)和驅(qū)動器306以使焰炬100相對于工件的表面橫向地移動。處理器206還可以操縱高度控制器310以使焰炬100相對于工件的表面垂直地移動。
[0090]在某些實(shí)施例中，處理器206被配置成防止熱處理系統(tǒng)300在工件上開始操作，如果其確定安裝在焰炬100中的可消耗品相互失配，并不與熱處理系統(tǒng)300相容或者與由操作員輸入的其他預(yù)選操作參數(shù)不一致。如果進(jìn)行此類確定，則處理器206可以觸發(fā)音頻或視覺警報，向操作員指示已連接可消耗品中的一個或多個是不被支持的，并且應(yīng)替換該可消耗品或者應(yīng)修訂操作員輸入。另外，如果觸發(fā)了警報，則處理器206可以防止操作的發(fā)起。例如，如果被分配給屏蔽件125的信號設(shè)備202傳送至處理器206的屏蔽件125的當(dāng)前設(shè)置不同于由對應(yīng)于噴嘴110的不同或相同信號設(shè)備202傳送至處理器206的噴嘴110的當(dāng)前設(shè)置，則處理器206可以停止焰炬操作。
[0091]在某些實(shí)施例中，處理器206被配置成如果其確定安裝在焰炬100中的可消耗品中的至少一個并非由可接受制造商制造或以其他方式由其支持，則防止熱處理系統(tǒng)300進(jìn)行操作。例如，如果處理器206未識別到由可消耗品的信號設(shè)備傳送的制造商標(biāo)識、序列號和/或零件號，則其可以停止焰炬操作。因此，可以使用熱處理系統(tǒng)300來檢測和防止劣質(zhì)或假冒可消耗品的使用。
[0092]在某些實(shí)施例中，處理器206向操作員推薦一個或多個補(bǔ)救措施以解決警報情況。例如，處理器206可以建議要安裝在焰炬100中的一個或多個可消耗品以避免與熱處理系統(tǒng)300的其他部件的潛在失配。處理器206可以基于已安裝可消耗品組的評價而建議用于處理的適當(dāng)類型的工件。處理器206可以推薦使已安裝可消耗品的設(shè)置與由操作員提供的設(shè)置一致的切割序列。
[0093]一般地，信號設(shè)備202可以存儲關(guān)于除可消耗品之外的焰炬部件的信息。例如，信號設(shè)備204可以存儲關(guān)于焰炬主體102或關(guān)于一個或多個引線的信息。因此，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將完全認(rèn)識到的，圖2的示例性通信網(wǎng)絡(luò)200和圖3的配置可以容易適合于存儲關(guān)于任何焰炬部件的信息。
[0094]圖5是使用圖2的通信網(wǎng)絡(luò)200來影響、控制或以其他方式作用于熱處理焰炬、諸如圖1的等離子體電弧炬100的操作的另一示例性熱處理系統(tǒng)500。熱處理系統(tǒng)500包括計(jì)算機(jī)化數(shù)值控制器(CNC) 502、電源504、自動化過程控制器508、焰炬高度控制器512和驅(qū)動器系統(tǒng)516，其分別地類似于操作系統(tǒng)400的處理器206、電源304、氣體控制臺308、高度控制器310及電動機(jī)和驅(qū)動器306。另外，熱處理系統(tǒng)500包括切割臺520。
[0095]為了操作熱處理系統(tǒng)500，操作員將工件放置在切割臺520上并將焰炬100安裝到焰炬高度控制器512中，其被附著于構(gòu)臺522。驅(qū)動系統(tǒng)516和高度控制器512提供焰炬100的尖端與工件之間的相對運(yùn)動，而焰炬100沿著工件上的處理路徑引導(dǎo)等離子體電弧。在某些實(shí)施例中，至少一個接收機(jī)204被附著于熱處理系統(tǒng)500的部件以接收由與焰炬100的一個或多個可消耗品相關(guān)聯(lián)的至少一個信號設(shè)備202發(fā)射的信號。例如，可以將接收機(jī)204耦合到構(gòu)臺522以在焰炬100被安裝到系統(tǒng)500中之后從焰炬100讀取信號。還可以將接收機(jī)204附著于其他系統(tǒng)部件，包括例如CNC 502、高度控制器512、驅(qū)動器系統(tǒng)516或切割臺520。在某些實(shí)施例中，將接收機(jī)204安裝在焰炬100內(nèi)部或其表面上。在某些實(shí)施例中，多個接收機(jī)204遍布在焰炬100外部的系統(tǒng)500而分配，每個接收機(jī)204被調(diào)諧成讀取關(guān)于焰炬100的一個或多個特定可消耗品的數(shù)據(jù)。例如，在使用一個接收機(jī)204來從分配給噴嘴的信號設(shè)備202接收數(shù)據(jù)的同時，使用另一接收機(jī)204來從分配給屏蔽件的信號設(shè)備202讀取數(shù)據(jù)。在從信號設(shè)備202獲得信息之后，接收機(jī)204可以向CNC 502發(fā)射信息，其使用該信息來配置熱處理系統(tǒng)500以用于處理。
[0096]在某些實(shí)施例中，用不同的可消耗品信息對與兩組在物理上相同(或至少基本上相同)的可消耗品相關(guān)聯(lián)的信號設(shè)備202進(jìn)行編碼并安裝到兩個不同焰炬中。例如，可以用序列號A對用于一個焰炬的噴嘴的信號設(shè)備進(jìn)行編碼，同時用序列號B對用于第二焰炬的噴嘴的另一信號設(shè)備進(jìn)行編碼，即使兩個噴嘴被制造成相同的設(shè)計(jì)規(guī)格。該噴嘴被安裝到各焰炬中。該兩個焰炬被安裝到其各自的熱處理系統(tǒng)中，并且每個熱處理系統(tǒng)的接收機(jī)204可以從每個焰炬的信號設(shè)備202接收可消耗品數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施例中，基于不同的可消耗品數(shù)據(jù)，熱處理系統(tǒng)適合于適當(dāng)?shù)卣{(diào)整系統(tǒng)的一個或多個操作參數(shù)，從而不同地操作焰炬，即使當(dāng)兩個焰炬的可消耗品在物理上彼此相同且所有外部因數(shù)是相同的(例如，由兩個焰炬處理的工件的材料類型和厚度是相同的)時。例如，基于不同的可消耗品數(shù)據(jù)，可消耗品數(shù)據(jù)可以促使熱處理系統(tǒng)與各嵌套軟件312相交互以使得能夠?qū)崿F(xiàn)用于兩個焰炬的不同切割程序和/或與各高度控制器512相交互以設(shè)定用于兩個焰炬的不同高度。一般地，基于不同的可消耗品數(shù)據(jù)，可以將對應(yīng)于一個焰炬的一個熱處理系統(tǒng)配置成包括特征A、B或C，同時可以將對應(yīng)于另一焰炬的第二熱處理系統(tǒng)配置成包括特征x、Y或Ζ。在某些實(shí)施例中，可以根據(jù)在兩個焰炬中編碼的可消耗品數(shù)據(jù)以不同的方式來配置同一熱處理系統(tǒng)?？捎蔁崽幚硐到y(tǒng)自定義的示例性特征包括:等離子體氣體流和定時、屏蔽氣流和定時、切割電流和定時、導(dǎo)引電弧發(fā)起和定時、在工件表面以上的焰炬高度和/或平行于工件表面的焰炬橫向運(yùn)動。
[0097]在某些實(shí)施例中，熱處理系統(tǒng)適合于激活用于只有在確定關(guān)于焰炬中的一個或多個可消耗品的信息滿足某些準(zhǔn)則之后才操作焰炬的專有過程，諸如由特定制造商制造。此信息被存儲在被耦合到可消耗品的一個或多個信號設(shè)備202上，并且可被熱處理系統(tǒng)訪問。因此，如果可消耗品由不同的制造商制造且不具有在其信號設(shè)備202中編碼的正確(或任何)信息，則熱處理器系統(tǒng)不發(fā)起該專有過程，即使“不正確”可消耗品與由期望制造商生產(chǎn)的可消耗品在物理上是相同的。在某些實(shí)施例中，熱處理系統(tǒng)在系統(tǒng)未感測到來自焰炬可消耗品的任何數(shù)據(jù)時不發(fā)起專有過程。這可以在例如可消耗品并未與信號設(shè)備202相關(guān)聯(lián)或者信號設(shè)備有缺陷的情況下發(fā)生。因此，由熱處理系統(tǒng)執(zhí)行的配置過程可以簡單地涉及系統(tǒng)檢測可消耗品是否與正確數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)和/或如果從可消耗品檢測到不正確信息或未檢測到信息則警告操作員。示例性警報包括警告、視覺指示器或其組合。另外，該系統(tǒng)可以響應(yīng)于從可消耗品檢測到不正確信息或未檢測到信息而防止焰炬的操作。
[0098]可以以能夠提供適當(dāng)結(jié)構(gòu)和熱流保護(hù)以及使得能夠?qū)崿F(xiàn)信號設(shè)備與接收機(jī)之間的所需通信的各種配置中的任何一個在等離子體焰炬部件(例如，可消耗部件或焰炬主體)內(nèi)布置和封裝本文所述的各種類型的信號設(shè)備和接收機(jī)。例如，參考圖12，在某些實(shí)施例中，熱處理焰炬1200可以包括沿著焰炬主體1201布置在不同位置處的多個接收機(jī)(例如，RFID讀取設(shè)備，例如上文所討論的)。接收機(jī)中的每一個被配置成與一個或多個信號設(shè)備(例如，可讀或可重寫RFID設(shè)備，例如上文所討論的)進(jìn)行通信(例如，讀取數(shù)據(jù))。
[0099]如所示，在某些實(shí)施例中，第一接收機(jī)(例如，焰炬主體RFID讀取器)1204a被布置在焰炬主體1201內(nèi)并被配置成與被附加于不同焰炬部件(例如，可消耗部件)的各種信號設(shè)備通信。特別地，接收機(jī)1204a可以與設(shè)置在焰炬主體1201上的焰炬主體信號設(shè)備1202a、設(shè)置在電極1205上的電極信號設(shè)備1202b、設(shè)置在等離子體氣體漩渦1220上的漩渦環(huán)信號設(shè)備1202c和/或設(shè)置在噴嘴1210上的噴嘴信號設(shè)備1202d中的一個或多個進(jìn)行通信(例如，以進(jìn)行識別或向其寫入)。
[0100]另外，沿著焰炬的保持蓋1215的結(jié)構(gòu)元件布置第二接收機(jī)(例如，保持蓋RFID讀取器)以便與設(shè)置在外保持蓋(例如，屏蔽件保持蓋)1215上的外保持蓋信號設(shè)備1202e、設(shè)置在內(nèi)保持蓋(例如，噴嘴保持蓋)1217上的內(nèi)保持蓋信號設(shè)備1202f和/或沿著屏蔽件1225設(shè)置的屏蔽件信號設(shè)備1202g中的一個或多個進(jìn)行通信(例如，進(jìn)行識別)。
[0101]如圖12中所示，信號設(shè)備一般地被布置在各部件內(nèi)以便幫助信號設(shè)備與接收機(jī)之間的通信。例如，每個信號設(shè)備通常相對接近于其意圖與之通信的接收機(jī)而定位。雖然接收機(jī)與信號設(shè)備之間的許可間距可以基于所使用的設(shè)備的類型和圍繞設(shè)備或以其他方式在設(shè)備附近的材料的類型和量而改變，但本文所述的信號設(shè)備通常以約O毫米至約10mm (例如，約3 mm至約6 mm)的間距與接收機(jī)分離。另外，如相對于焰炬主體RFID讀取器1204a所示，接收機(jī)與接收機(jī)與之進(jìn)行通信的各種信號設(shè)備之間的間距通常未被其他部件障礙(即，幾乎沒有材料(例如，無金屬材料)被設(shè)置在該間距中)以使得能夠?qū)崿F(xiàn)或改善焰炬主體RFID讀取器1204a和其與之進(jìn)行通信的信號設(shè)備之間的通信能力。也就是說，在接收機(jī)與信號設(shè)備之間的障礙物(例如，金屬塊)能夠抑制(例如，防止)設(shè)備之間的有效通信，因此通常避免此類障礙物。為了幫助使得能夠?qū)崿F(xiàn)信號設(shè)備與接收機(jī)之間的有效通信，設(shè)置在信號設(shè)備與接收機(jī)之間的部件(例如，屏蔽件保持蓋1215的擋板)可以是非金屬材料的形式，諸如多種塑料材料中的一個或多個。
[0102]信號設(shè)備1202a_g可以采取適合于與接收機(jī)1204a、1204b通信的各種形式和配置。例如，在某些實(shí)施例中，信號設(shè)備由包含或包圍一個或多個RFID標(biāo)簽的圓形環(huán)狀部件形成，所述一個或多個RFID標(biāo)簽存儲關(guān)于它們被安裝在其上面的各種焰炬部件的信息?？梢杂酶鞣N連接技術(shù)中的任何一個將環(huán)狀信號設(shè)備附加于各焰炬部件，包括螺紋連接、粘合劑或焊接連接或壓配合或摩擦配合。替換地或另外，在某些實(shí)施例中，可以將環(huán)狀信號設(shè)備整體地形成為焰炬可消耗品的特征。然而，可以有其他布置和配置。
[0103]如本文所討論的，各種信號設(shè)備可以將與它們被安裝在其上面的可消耗品相關(guān)聯(lián)的信息提供給能夠用于焰炬系統(tǒng)設(shè)定和使用的焰炬(例如，焰炬上的接收機(jī))。例如，在某些實(shí)施例中，使用該信號設(shè)備，焰炬系統(tǒng)可以識別被附著于焰炬的可消耗品的特定組合以便自動地對焰炬操作參數(shù)進(jìn)行編程以供使用。還可以使用信號設(shè)備來向焰炬系統(tǒng)提供多種其他類型的信息。
[0104]可以使用上述信號設(shè)備來執(zhí)行一個或多個過程以向和從熱處理系統(tǒng)傳輸信息。
[0105]例如，在某些方面，可以使用具有與設(shè)置在布置于焰炬內(nèi)的可消耗部件中或上面的信號設(shè)備(例如，數(shù)據(jù)存儲設(shè)備或數(shù)據(jù)標(biāo)簽)202 (或信號設(shè)備1202a-g)進(jìn)行通信的接收機(jī)(例如，數(shù)據(jù)讀取和/或數(shù)據(jù)寫入設(shè)備)204 (或接收機(jī)1204a、1204b)的熱處理系統(tǒng)(例如，熱處理系統(tǒng)焰炬100)來在系統(tǒng)的控制器(例如，處理器)206與安裝在焰炬內(nèi)的可消耗品之間發(fā)射信息(例如，關(guān)于焰炬使用的操作指令或信息)。
[0106]例如，參考圖9，在某些方面，用于至少部分地控制切割或焊接系統(tǒng)的過程的示例性方法(900)包括提供具有包含信息(例如，操作參數(shù))的可讀數(shù)據(jù)標(biāo)簽的可消耗部件(例如，電極105、噴嘴110、漩渦環(huán)120、屏蔽件125或其他可消耗部件)(902)。例如，該數(shù)據(jù)標(biāo)簽可以包括信號設(shè)備202 (或信號設(shè)備1202a-g)，并且如上文所討論的，可以采取具有視覺特性的RFID標(biāo)簽或光學(xué)標(biāo)簽的形式以傳送關(guān)于可消耗部件的信息。在某些情況下，數(shù)該數(shù)據(jù)標(biāo)簽是可重寫的，例如在數(shù)據(jù)標(biāo)簽被布置在焰炬中的同時。
[0107]然后將可消耗部件組裝到處理系統(tǒng)中(904)。例如，可以將可消耗部件安裝到切割或焊接系統(tǒng)的工具(例如，焰炬)中。在某些情況下，將可消耗部件插入焰炬內(nèi)的指定凹坑中并經(jīng)由各種保持機(jī)構(gòu)中的任何一個而被保持就位，諸如螺紋連接(例如，螺紋保持蓋)。
[0108]在可消耗部件就位于焰炬內(nèi)的情況下，可以將操作參數(shù)傳送(例如，發(fā)送)到處理系統(tǒng)的控制設(shè)備(906)。例如，在某些實(shí)施例中，將信號設(shè)備(例如，可讀數(shù)據(jù)標(biāo)簽)置于與設(shè)置在焰炬內(nèi)的接收機(jī)(例如，數(shù)據(jù)讀取設(shè)備)的通信(例如，有線或無線通信)中。在某些示例中，數(shù)據(jù)標(biāo)簽是RFID標(biāo)簽且被置于無線通信(例如，近場通信)中，通過該無線通信，數(shù)據(jù)讀取設(shè)備可以從數(shù)據(jù)標(biāo)簽讀取操作參數(shù)并將該信息(例如，操作參數(shù))發(fā)射到熱處理系統(tǒng)。
[0109]一旦數(shù)據(jù)讀取設(shè)備已讀取操作參數(shù)并將其發(fā)射到熱處理系統(tǒng)，則熱處理系統(tǒng)可以根據(jù)從數(shù)據(jù)標(biāo)簽傳送的操作參數(shù)來控制過程(例如，切割或焊接過程)(908)。如本文所討論的，包含在可消耗部件的數(shù)據(jù)標(biāo)簽上的操作參數(shù)可以包括各種參數(shù)中的任何一個，包括切割程序、切割應(yīng)用程序、電流(例如，點(diǎn)火或切割電流)或氣體(例如，等離子體或屏蔽氣體)斜坡剖面、用于熱處理系統(tǒng)的設(shè)定值、可消耗品的焰炬的切割循環(huán)或壽命數(shù)據(jù)、氣體流速(例如，點(diǎn)火或切割氣體流速)、氣體類型(例如，氣體選擇指令)、刺穿延遲時間、定時參數(shù)、設(shè)定點(diǎn)、誤差條件、閾值或多個參數(shù)的協(xié)調(diào)。
[0110]在某些情況下，由于從可讀存儲設(shè)備向數(shù)據(jù)讀取設(shè)備傳輸信息(例如，操作數(shù)據(jù)、指令或程序)，所以不要求熱處理機(jī)器的操作員手動地輸入如果不傳輸操作數(shù)據(jù)則將要求的許多操作參數(shù)。也就是說，在某些方面，使用使用具有可讀數(shù)據(jù)標(biāo)簽的可消耗部件的方法900可以允許熱處理機(jī)器的自動化或半自動化設(shè)定和操作。
[0111]在某些實(shí)施例中，可以與用于基于可消耗品的物理特征來識別可消耗品的方法相組合地執(zhí)行從可消耗品的信號設(shè)備向處理系統(tǒng)傳輸信息的方法。例如，在某些情況下，安裝到焰炬到的一個可消耗品可以包括被配置成向焰炬系統(tǒng)傳輸信息的信號設(shè)備，并且可以使用可消耗品的物理特征來識別被安裝到焰炬中的另一可消耗品。例如，如參考圖7-8所討論的，可以監(jiān)視并使用各種可消耗品中或周圍的流體流的變化以便識別安裝在焰炬中的可消耗品。
[0112]在某些方面，參考圖10，一種用于使用具有可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(例如，信號設(shè)備202或信號設(shè)備1202a-g)的可替換可消耗部件來向熱處理系統(tǒng)(例如，切割或焊接系統(tǒng))提供信息(例如，操作參數(shù))的示例性方法(1000)包括首先促進(jìn)可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備與切割或焊接系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀取設(shè)備(例如，接收機(jī)204或接收機(jī)1204a-b)之間的通信(例如有線或無線通信)(1002)。例如，如本文所討論的，可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備可以采取RFID標(biāo)簽的形式，并且可以被置于與可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的無線通信(例如，近場通信)。
[0113]一旦在可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備與數(shù)據(jù)讀取設(shè)備之間建立通信，則從可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備向數(shù)據(jù)讀取設(shè)備傳輸信息(例如，至少部分地定義操作參數(shù)的操作數(shù)據(jù))(1004)。例如，操作數(shù)據(jù)通常被配置成影響切割或焊接系統(tǒng)的操作。如本文所討論的，包含在可消耗部件的數(shù)據(jù)標(biāo)簽上的操作數(shù)據(jù)可以被配置成影響各種操作特性中的任何一個，包括切割程序、切割應(yīng)用程序、電流(例如，點(diǎn)火或切割電流)或氣體(例如，屏蔽或等離子體氣體)斜坡剖面、用于熱處理系統(tǒng)的設(shè)定值、可消耗品的焰炬的切割循環(huán)或壽命數(shù)據(jù)、氣體流速(例如，點(diǎn)火或切割氣體流速)、氣體類型(例如，氣體選擇指令)、刺穿延遲時間、定時參數(shù)、設(shè)定點(diǎn)、誤差條件、閾值或多個參數(shù)的協(xié)調(diào)。在某些情況下，如上文所討論的，從存儲設(shè)備發(fā)送的信息可以包括用于熱處理系統(tǒng)的軟件信息。例如，在某些示例中，可消耗品可以包含用于熱處理系統(tǒng)的固件更新。在某些情況下，控制器可以確定被熱處理系統(tǒng)使用的固件版本并將其與包含在可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備上的固件更新的版本相比較以便確定存在于可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備上的固件更新是否比正在使用的更新。
[0114]在某些情況下，可以將操作參數(shù)劃分并分發(fā)到布置于可以安裝到焰炬中的兩個或更多可替換可消耗部件(例如，噴嘴和電極、噴嘴和屏蔽件或可消耗品的任何其他組合)上面的兩個或更多數(shù)據(jù)存儲設(shè)備上。例如，在某些實(shí)施例中，該方法(1000)還包括促進(jìn)第二可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備與切割或焊接系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀取設(shè)備(例如，接收機(jī)204或接收機(jī)1204a-b)之間的通信(例如，有線或無線通信)(1006)。例如，如本文所討論的，可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備可以采取RFID標(biāo)簽的形式，并且可以被置于與可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的無線通信(例如，近場通信)?？梢詫⒌诙勺x數(shù)據(jù)存儲設(shè)備置于與第一可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備與之進(jìn)行通信的同一數(shù)據(jù)讀取設(shè)備或布置在焰炬內(nèi)的不同數(shù)據(jù)讀取設(shè)備(作為第一讀取設(shè)備與公共控制器通信)的通信。一旦在可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備與數(shù)據(jù)讀取設(shè)備之間建立通信，則從可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備向數(shù)據(jù)讀取設(shè)備傳輸至少部分地定義操作參數(shù)的操作數(shù)據(jù)(1004)。
[0115]通過將數(shù)據(jù)劃分或分布到不同可消耗部件上，通常要求將較少的數(shù)據(jù)存儲在單個信號設(shè)備上，其可以導(dǎo)致對信號設(shè)備進(jìn)行配置、編程以及管理更為容易。另外，可預(yù)期將數(shù)據(jù)劃分到不同可消耗部件上將由于不同可消耗部件能夠被混合且在適當(dāng)?shù)叵蜓婢嫦到y(tǒng)提供適當(dāng)操作參數(shù)的同時在各種不同配置方面都匹配而創(chuàng)建更加多功能且可自定義的熱處理系統(tǒng)。
[0116]在某些方面，可以在可替換可消耗部件處于操作配置的同時從熱處理系統(tǒng)發(fā)射信息并存儲到設(shè)置于可消耗部件中或上面的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。例如，參考圖11，用于存儲關(guān)于在熱處理機(jī)器中使用的可替換可消耗部件的信息的示例性方法(1100)包括將數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(例如，信號設(shè)備202或信號設(shè)備1202a-g)配置成用于與數(shù)據(jù)寫入設(shè)備(例如，接收機(jī)204或接收機(jī)1204a-b)的通信(1102)。例如，在某些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)存儲設(shè)備是可重寫數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(例如，可重寫RFID標(biāo)簽)。也就是說，可重寫數(shù)據(jù)存儲設(shè)備通常能夠在數(shù)據(jù)的初始寫入之后添加新數(shù)據(jù)(例如，刪除或覆寫存在于數(shù)據(jù)存儲設(shè)備上面的其他數(shù)據(jù)或不這樣)。特別地，可重寫數(shù)據(jù)存儲設(shè)備通常能夠在被設(shè)置于焰炬內(nèi)的同時使新數(shù)據(jù)被寫入。在某些實(shí)施例中，該操作配置包括可消耗部件被安裝在熱處理系統(tǒng)的焰炬內(nèi)以備用。在某些情況下，該操作配置包括熱處理系統(tǒng)被開啟以用于操作(例如，被使用)。例如，該操作配置可以包括焰炬在使用中(例如，在現(xiàn)場經(jīng)歷處理(例如，切割)操作)。
[0117]一經(jīng)配置，可以向數(shù)據(jù)存儲設(shè)備寫入信息(1104)。例如，在某些實(shí)施例中，該數(shù)據(jù)寫入設(shè)備向數(shù)據(jù)存儲設(shè)備發(fā)射(寫入)信息。發(fā)射到可重寫存儲設(shè)備的信息可以與熱處理系統(tǒng)、其中安裝了可消耗品的焰炬或其中或上面安裝了可重寫存儲設(shè)備的可替換可消耗部件的先前使用(例如，切割或焊接操作)相關(guān)聯(lián)。例如，如上文所討論的，該信息可以包括關(guān)于使用頻率(例如，在給定時間內(nèi)有多少切割或焊接操作已被使用可替換可消耗部件)、關(guān)于對于其而言已使用可替換可消耗部件的切割循環(huán)數(shù)(例如，總數(shù))或關(guān)于可替換可消耗部件的先前使用的持續(xù)時間(例如，焰炬在先前使用期間進(jìn)行操作多長時間)的信息。
[0118]在某些實(shí)施例中，該信息可以涉及可替換可消耗部件的先前使用期間的熱處理機(jī)器的操作參數(shù)。在某些情況下，該信息涉及焰炬、可消耗品或熱處理系統(tǒng)在先前使用期間的故障或錯誤。在某些情況下，熱處理系統(tǒng)被配置成在可消耗品被設(shè)置(例如，在操作上安裝)在焰炬內(nèi)(例如，在焰炬的使用期間)的同時周期性地(例如，反復(fù)地或連續(xù)地)向可重寫存儲設(shè)備寫入數(shù)據(jù)。被寫入數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的此類信息可以潛在地用于各種目的。例如，該信息可以用來跟蹤使用以便對機(jī)器進(jìn)行故障排除，以便檢查和處理保修問題(例如，通過能夠在詢問保修之前觀察操作員先前如何使用可消耗品和熱處理系統(tǒng))或者以便預(yù)測可消耗品的壽命終止。
[0119]在某些實(shí)施例中，由于使用數(shù)據(jù)隨著可消耗品被使用而被寫入數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，所以可以基于可消耗品的先前使用而改變或更新在到焰炬中的后續(xù)安裝期間從數(shù)據(jù)存儲設(shè)備傳輸?shù)窖婢婵刂破鞯牟僮鲄?shù)。也就是說，由于特定可消耗品被使用達(dá)較長時間段，所以優(yōu)選操作參數(shù)可以改變，使得可以相應(yīng)地改變被傳輸?shù)窖婢嬉栽O(shè)定特定可消耗品的使用的操作參數(shù)。例如，隨著電極越來越接近于其壽命終止且電極的發(fā)射體磨損，可能需要補(bǔ)償優(yōu)選焰炬高度設(shè)置(例如，在使用期間遠(yuǎn)離工件的高度)以補(bǔ)償在與未使用電極所發(fā)生的情況相比距離電極的面更深的點(diǎn)從電極發(fā)射的電弧。
[0120]圖6A和6B是圖示出圖2的通信網(wǎng)絡(luò)200的示例性操作的流程圖。圖6A圖示出用于將熱處理焰炬組裝成包括一個或多個可消耗品和信號設(shè)備202的示例性過程。具體地，在步驟602處，提供了兩個可消耗品，兩個可消耗品都是基于相同或基本上相同的物理規(guī)格而制造的。結(jié)果，兩個可消耗品具有相同或基本上相同的物理特性。諸如RFID標(biāo)簽之類的信號設(shè)備202可以耦合到兩個可消耗品中的每一個。每個信號設(shè)備202可以位于相應(yīng)可消耗品的主體上面或內(nèi)部。在步驟604A和604B處，用能夠用來確定系統(tǒng)配置設(shè)置以用于操作相應(yīng)焰炬的數(shù)據(jù)對用于每個可消耗品的信號設(shè)備202進(jìn)行編碼。例如，可以用數(shù)據(jù)A對一個可消耗品進(jìn)行編碼，同時可以用于數(shù)據(jù)B來對另一可消耗品進(jìn)行編碼，其中，數(shù)據(jù)A和數(shù)據(jù)B可以用來設(shè)置各熱處理系統(tǒng)的一個或多個操作參數(shù)以用于操作各焰炬。在某些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)A和數(shù)據(jù)B包括分配給各可消耗品的不同序列號，其與用于設(shè)置熱處理系統(tǒng)的操作參數(shù)的不同的值相關(guān)。與熱處理系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的示例性操作參數(shù)包括焰炬在工件以上的高度、通過焰炬的等離子體氣體的流速和用于使用焰炬來處理工件的切割程序。在步驟608A和608B處，將在步驟602處制造的每個可消耗品連同其各信號設(shè)備202 —起組裝到焰炬中。
[0121]圖6B圖示出用于配置兩個熱處理系統(tǒng)(諸如圖4的熱處理系統(tǒng)400或圖5的熱處理系統(tǒng)500)以準(zhǔn)備操作圖6A的兩個焰炬的示例性過程。在步驟612A和612B處，將焰炬安裝到其各自的熱處理系統(tǒng)中。參考熱處理系統(tǒng)500，可以將每個焰炬安裝在切割臺520上面的構(gòu)臺522上。在步驟614A和614B處，使用各熱處理系統(tǒng)的接收機(jī)204來讀取在相應(yīng)可消耗品的信號設(shè)備202中編碼的可消耗品數(shù)據(jù)。例如，在步驟614A處，接收機(jī)204可以從與第一焰炬的可消耗品相關(guān)聯(lián)的信號設(shè)備202讀取數(shù)據(jù)A。在步驟614B處，另一接收機(jī)204可以從第二焰炬的可消耗品的信號設(shè)備202讀取數(shù)據(jù)B。在步驟618A和618B處，熱處理系統(tǒng)的接收機(jī)204將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送至熱處理系統(tǒng)的各CNC，其基于接收數(shù)據(jù)來設(shè)定和/或調(diào)整相應(yīng)熱處理系統(tǒng)的某些參數(shù)以操作相應(yīng)焰炬。在某些實(shí)施例中，用于兩個可消耗品的已編碼數(shù)據(jù)中的差異轉(zhuǎn)換成用于設(shè)定熱處理系統(tǒng)的操作參數(shù)的不同值，即使可消耗品在物理上彼此相同。在某些實(shí)施例中，該熱處理系統(tǒng)向操作參數(shù)分配相同的值，盡管有已編碼數(shù)據(jù)方面的不同。
[0122]在某些實(shí)施例中，參考圖6B所述的方法由單個熱處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，其適合于設(shè)定系統(tǒng)的操作參數(shù)以用于同時地或連續(xù)地操作兩個焰炬(即，每次一個焰炬)。
[0123]另外，如在本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將完全認(rèn)識到的，本文所述的發(fā)明不僅僅適用于等離子體切割設(shè)備，而且適用于焊接類型系統(tǒng)及其他熱處理系統(tǒng)。在某些實(shí)施例中，本文所述本發(fā)明被配置成用多種切割技術(shù)進(jìn)行操作，包括但不限于等離子體電弧、激光器、氧化燃料和/或噴水技術(shù)。例如，可以將信號設(shè)備202耦合到被配置成用切割技術(shù)中的一個或多個進(jìn)行操作的一個或多個可消耗品。使用由信號設(shè)備202發(fā)射的信息的處理器206可以確定安裝在焰炬中的可消耗品是否與特定切割技術(shù)相容。在某些實(shí)施例中，基于所選切割技術(shù)和可消耗品信息，處理器206可以相應(yīng)地設(shè)定或調(diào)整操作參數(shù)，諸如切割頭在工件以上的高度，其可以根據(jù)切割技術(shù)和可消耗品而改變。
[0124]作為示例，將產(chǎn)生高壓、高速水噴射的噴水系統(tǒng)用于切割各種材料是已知的。這些系統(tǒng)通常通過將水或另一適當(dāng)流體加壓至高壓(例如，達(dá)到90，000磅/平方英寸或以上)并迫使流體以高速通過小噴口而將大量的能量會聚到小面積而運(yùn)行。研磨劑噴射是一種水噴射，其可以包括以用于切割較硬材料的流體噴射內(nèi)的研磨劑材料。在某些實(shí)施例中，信號設(shè)備202被附著于噴水系統(tǒng)的可消耗品，從而附著于噴水嘴、研磨劑噴嘴、用來將研磨劑顆粒與流體混合的混合管和/或一個或多個閥和過濾器。與研磨劑噴嘴相關(guān)聯(lián)的信號設(shè)備202可以識別例如適合于與噴嘴一起使用的研磨劑的類型、可以饋送到噴嘴的加壓流體中的壓力的量，并且還可以指示適合于與特定噴嘴一起使用的其他可消耗品。還可以執(zhí)行用于給定噴水系統(tǒng)的特定可消耗品組的組合的識別，以驗(yàn)證與給定系統(tǒng)的相容性或限制操作條件和參數(shù)，諸如最大壓力或流設(shè)置或者研磨劑類型或量。
[0125]除使用信號設(shè)備之外，在某些方面，熱切割系統(tǒng)(例如，等離子體電弧切割焰炬)還可以包括能夠通過引導(dǎo)氣流通過焰炬(例如，通過可消耗部件的特征)并隨著其流過焰炬和可消耗部件而檢測用來改變氣流的方式而實(shí)現(xiàn)安裝在焰炬內(nèi)的可消耗部件的檢測(例如，識別)。例如，在某些實(shí)施例中，引導(dǎo)氣流通過布置在可消耗品(例如，噴嘴)上面的特征(例如，包括通風(fēng)孔或氣體出口的限流元件)?；谠谙蘖髟嫌魏拖掠蔚囊粋€或多個流體流特性(例如，氣體壓力或流速)的觀察變化，可以估計(jì)(例如，識別)限流元件和因此可消耗品本身的尺寸。
[0126]為了監(jiān)視通過焰炬系統(tǒng)的氣流，等離子體電弧炬系統(tǒng)可以包括各種氣流檢測設(shè)備，諸如閥、壓力檢測器、壓力調(diào)節(jié)器、氣體流量計(jì)及其他設(shè)備，其可以通過氣體管道(例如，半剛性管道或柔性軟管)而全部相互流體連接。參考圖7，在某些實(shí)施例中，用于向焰炬(例如，焰炬頭)701輸送氣體的氣體輸送系統(tǒng)700可以包括氣源(例如，壓縮空氣管或空氣壓縮機(jī))702、源關(guān)閉閥704、源壓力傳感器706、源氣流檢測器708、源氣壓調(diào)節(jié)器710、關(guān)閉閥壓力傳感器712、焰炬等離子體增壓間壓力傳感器714、通風(fēng)孔關(guān)閉閥716、焰炬通風(fēng)孔氣流檢測器718以及焰炬通風(fēng)孔氣體出口 720。某些或所有這些部件可以與用于監(jiān)視和控制氣體輸送系統(tǒng)的控制單元(例如，焰炬系統(tǒng)控制單元內(nèi)的處理器)進(jìn)行通信(例如，無線或有線通信)?；谶@些不同部件的配置，氣流可以從一個或多個不同區(qū)域離開焰炬。例如，當(dāng)氣流進(jìn)入焰炬頭701時，氣流Gl通常被從焰炬頭排出(例如，經(jīng)由噴口)。氣流Gl —般地包括通常將用來產(chǎn)生等離子體流并處理材料的氣體。另外，針對具有通風(fēng)系統(tǒng)的焰炬系統(tǒng)，可以基于通風(fēng)系統(tǒng)的某些部件(例如，通風(fēng)孔關(guān)閉閥716)是被打開還是關(guān)閉而經(jīng)由通風(fēng)系統(tǒng)從焰炬發(fā)射第二氣流G2。特別地，在某些實(shí)施例中，當(dāng)通風(fēng)孔關(guān)閉閥716打開時，從焰炬頭發(fā)射氣流G2。氣流G2可以由在焰炬頭內(nèi)的各種流道和孔口內(nèi)流動的氣體而引起(例如，從可消耗品中的通風(fēng)孔(例如，噴嘴)出來)。也就是說，如示意性地所示，氣流可以經(jīng)由關(guān)閉閥軟管進(jìn)入焰炬，并在氣體流過布置在焰炬內(nèi)的可消耗部件的同時在焰炬頭內(nèi)劃分成氣流Gl和氣流G2。為了簡單起見，示意性地圖示出焰炬內(nèi)的氣體到氣流Gl和氣流G2的劃分而未示出可消耗部件。
[0127]可以將各種氣體輸送部件以相對彼此的任何數(shù)目的各種不同配置而布置為焰炬系統(tǒng)的一部分。例如，在某些實(shí)施例中，將氣源702流體連接(例如，經(jīng)由剛性氣體管線)到焰炬系統(tǒng)控制單元。源關(guān)閉閥704、源壓力傳感器706以及源氣流檢測器708可以全部容納在焰炬系統(tǒng)控制單元內(nèi)。源氣壓調(diào)節(jié)器710和關(guān)閉閥壓力傳感器712可以與控制單元分開地設(shè)置，例如設(shè)置在被連接到控制單元以便向焰炬提供氣體和電的焰炬氣源引導(dǎo)線上面或內(nèi)部。在某些實(shí)施例中，可更加接近于焰炬設(shè)置關(guān)閉閥壓力傳感器712。在某些實(shí)施例中，源氣壓調(diào)節(jié)器710和關(guān)閉閥壓力傳感器712被布置在焰炬附近(例如，在其10英尺內(nèi)(例如，在6英尺內(nèi)))，該焰炬在控制單元的相對末端處被連接到引導(dǎo)線。通過更加接近于焰炬布置這些部件，由源氣壓調(diào)節(jié)器710和關(guān)閉閥壓力傳感器712在引導(dǎo)線內(nèi)控制和監(jiān)視的氣體壓力可以更緊密地表示輸送到焰炬的實(shí)際壓力。
[0128]如所示，可以用各種結(jié)構(gòu)上和化學(xué)上適當(dāng)?shù)墓芑蜍浌苤械娜魏我粋€將這些不同的部件相互連接。適當(dāng)軟管的示例包括柔性軟管(例如，柔性塑料或橡膠軟管)、剛性管道(例如，剛性金屬、塑料或復(fù)合管道)、由柔性和剛性層的組合制成的管道，諸如具有編織外部件(例如，編織鞘)的柔性軟管。為了測量和控制焰炬頭的各種氣體通道內(nèi)的氣壓，可以將氣體通道流體連接到氣流測量設(shè)備(例如，氣體壓力或流量傳感器)。替換地，在某些情況下，可以將氣流測量設(shè)備布置在焰炬頭內(nèi)。
[0129]參考圖8，在某些實(shí)施例中，焰炬800包括等離子體室802，其位于具有一個或多個限流元件(例如，噴嘴出口 805或噴嘴通風(fēng)孔807)的可消耗品的末端(例如，噴嘴)803?？梢詫⒌入x子體室802流體連接到壓力傳感器(例如，焰炬等離子體增壓間壓力傳感器714)，使得可以監(jiān)視并測量等離子體室802和/或等離子體增壓間806內(nèi)的氣體壓力。在某些情況下，等離子體室802經(jīng)由被流體連接到通風(fēng)管線809的等離子體增壓間806而被流體連接到壓力傳感器。在使用期間，可以從氣體輸送系統(tǒng)700向氣源區(qū)域804輸送氣體(例如，等離子體切割氣體)，并且然后引導(dǎo)至等離子體增壓間806 (朝著通風(fēng)孔807和通風(fēng)系統(tǒng))和/或引導(dǎo)通過被從焰炬排出的孔口 805。在某些情況下，可以通過引導(dǎo)并監(jiān)視通過這些限流元件(例如，通風(fēng)孔807和/或孔口 805)的氣流而識別安裝在焰炬內(nèi)的可消耗品。
[0130]在某些實(shí)施例中，可以通過首先閉合焰炬通風(fēng)閥(例如，通風(fēng)關(guān)閉閥716)以限制氣體從焰炬通風(fēng)系統(tǒng)流出(例如，通過等離子體增壓間806、噴嘴通風(fēng)孔807以及通風(fēng)管線809)來檢測(例如，識別)可消耗品。在通風(fēng)被閉合的情況下，可以調(diào)整供應(yīng)給焰炬的壓力(例如，經(jīng)由氣體調(diào)節(jié)器710)以在等離子體增壓間內(nèi)實(shí)現(xiàn)預(yù)定壓力(例如，4 psig)。在某些情況下，一旦實(shí)現(xiàn)了預(yù)定壓力，則可以識別可消耗品。例如，在某些情況下，可以測量提供給焰炬的氣流(例如，由源氣流檢測器708來測量)并與用于不同焰炬可消耗品的期望值相比較以指示安裝在焰炬中的可消耗品的類型。例如，可以將測量值與用于各種特定可消耗品的先前測量值的查找表相比較。替換地或另外，在某些情況下，可以測量在等離子體增壓間中實(shí)現(xiàn)預(yù)定壓力(例如，由關(guān)閉閥壓力傳感器712測量)所需的焰炬上游的氣流壓力并用來識別安裝在焰炬中的可消耗品。例如，可以將測量氣體壓力與用于不同可消耗品的期望壓力值相比較。
[0131]替換地或另外，在某些實(shí)施例中，一旦實(shí)現(xiàn)了預(yù)定氣體壓力，則可以打開通風(fēng)(例如，通過打開通風(fēng)關(guān)閉閥716)，并且可以觀察流特性以識別可消耗品。當(dāng)通風(fēng)關(guān)閉閥被打開時，某些氣體將從等離子體增壓間通過噴嘴通風(fēng)孔且從通風(fēng)孔出來(即，氣流G2)。在然后將通風(fēng)孔開放至大氣壓力的同時，可預(yù)期的是等離子體增壓間壓力將不會顯著地下降(例如，將不會顯著地下降至預(yù)定壓力以下)，使得將存在通風(fēng)孔上游的一定壓力(例如，在等離子體增壓間中，諸如預(yù)定壓力)、在通風(fēng)孔下游的不同(例如，大氣)壓力以及從其中通過的氣流。在某些情況下，可以用通風(fēng)孔氣流檢測器718或用源氣流檢測器708來測量通過通風(fēng)孔的氣流。以這種方式，可以測量在限流元件(例如，噴嘴通風(fēng)孔)上游和下游及從其中通過的氣流并用來識別可消耗品。例如，可以將測量值與示例性期望值(例如，經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的查找表)相比較，其與不同可消耗品相關(guān)聯(lián)以識別可消耗品。
[0132]雖然已描述了使用流特性來識別可消耗品的某些實(shí)施例，但可以有其他實(shí)施例。
[0133]還應(yīng)理解的是，可以以各種方式將本發(fā)明的各種方面和實(shí)施例組合?；诒菊f明書的教導(dǎo)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易地確定如何將這些各種實(shí)施例組合。另外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀本說明書時可以想到修改。本申請包括此類修改且僅僅由權(quán)利要求的范圍來限制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于執(zhí)行切割或焊接操作的可替換可消耗部件，該可消耗部件包括: 主體；以及 可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，被耦合到主體或集成在主體內(nèi)，其中，該數(shù)據(jù)存儲設(shè)備包含用于切割或焊接設(shè)備的操作指令。
2.權(quán)利要求1的可消耗部件，其中，所述操作指令包括切割程序。
3.權(quán)利要求2的可消耗部件，其中，所述切割程序包括焰炬系統(tǒng)設(shè)定值。
4.權(quán)利要求1的可消耗部件，其中，所述操作指令包括工件切割應(yīng)用程序。
5.權(quán)利要求1的可消耗部件，其中，所述操作指令包括固件更新。
6.權(quán)利要求1的可消耗部件，其中，所述可替換可消耗部件包括熱處理焰炬的部件。
7.權(quán)利要求1的可消耗部件，其中，所述可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備包括RFID標(biāo)簽。
8.權(quán)利要求1的可消耗部件，其中，所述可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備也是可重寫的。
9.一種被耦合到熱處理系統(tǒng)的控制器的用于切割或焊接過程的焰炬，該焰炬包括: 可替換可消耗部件； 可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，位于可替換可消耗部件中或上面； 數(shù)據(jù)讀取設(shè)備，在焰炬中或上面以用于讀取數(shù)據(jù)存儲設(shè)備；以及使得能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)讀取設(shè)備與控制器之間的通信的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)，其中，該數(shù)據(jù)存儲設(shè)備包括用于熱處理系統(tǒng)的操作的數(shù)據(jù)。
10.權(quán)利要求9的焰炬，其中，所述數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)包括無線連接。
11.權(quán)利要求9的焰炬，其中，所述可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備是可重寫的。
12.權(quán)利要求11的焰炬，其中，可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備在處于服務(wù)中的同時和/或在被設(shè)置在焰炬內(nèi)的同時是可寫的。
13.權(quán)利要求9的焰炬，其中，所述數(shù)據(jù)包括切割程序。
14.權(quán)利要求9的焰炬，其中，該數(shù)據(jù)被配置成產(chǎn)生熱處理系統(tǒng)的已改變性能特性。
15.權(quán)利要求14的焰炬，其中，已改變性能特性包括相對于原始切割能力而言更好的切割質(zhì)量能力，使用不傳輸數(shù)據(jù)的基本上類似的可替換可消耗部件，該原始切割能力將是可能的。
16.權(quán)利要求9的焰炬，其中，所述數(shù)據(jù)包括用于該熱處理系統(tǒng)的固件更新。
17.權(quán)利要求9的焰炬，其中，所述數(shù)據(jù)讀取設(shè)備包括RFID讀取設(shè)備。
18.一種被耦合到控制器的用于切割或焊接過程的焰炬，該焰炬包括: 焰炬內(nèi)的插座，該焰炬被配置成接收替換可消耗部件； 在焰炬中或上面的數(shù)據(jù)讀取設(shè)備；以及 數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)，提供焰炬與控制器之間的通信能力。
19.權(quán)利要求18的焰炬，其中，該數(shù)據(jù)讀取設(shè)備被配置成與設(shè)置在焰炬中的可消耗部件中或上面的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備進(jìn)行通信。
20.權(quán)利要求19的焰炬，其中，所述數(shù)據(jù)讀取設(shè)備還是被配置成向數(shù)據(jù)存儲設(shè)備寫入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)寫入設(shè)備。
21.一種用于至少部分地控制切割或焊接系統(tǒng)的過程的方法，該方法包括: 提供具有包含操作參數(shù)的數(shù)據(jù)標(biāo)簽的可消耗品； 將可消耗品組裝成切割或焊接系統(tǒng)的工具； 將操作參數(shù)傳送至工具的控制設(shè)備；以及 根據(jù)操作參數(shù)來控制切割或焊接過程。
22.權(quán)利要求21的方法，其中，所述操作參數(shù)包括切割程序。
23.一種用于使用包括可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的可替換可消耗部件向切割或焊接系統(tǒng)提供操作數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括: 促進(jìn)切割或焊接系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀取設(shè)備與可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備之間的通信；以及將至少部分地定義操作參數(shù)的操作數(shù)據(jù)從可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備傳輸?shù)綌?shù)據(jù)讀取設(shè)備，該操作數(shù)據(jù)被配置成影響切割或焊接系統(tǒng)的操作。
24.權(quán)利要求23的方法，其中，所述可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備包括第一可替換可消耗部件的第一可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備且數(shù)據(jù)讀取設(shè)備包括切割或焊接系統(tǒng)的至少一個數(shù)據(jù)讀取設(shè)備；以及 操作數(shù)據(jù)包括來自第一可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的第一組操作數(shù)據(jù)，還包括: 促進(jìn)第二可替換可消耗部件的第二可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備與切割或焊接系統(tǒng)的所述至少一個數(shù)據(jù)讀取設(shè)備中的一個之間的通信；以及 將第二組操作數(shù)據(jù)從第二可讀數(shù)據(jù)存儲設(shè)備傳輸?shù)剿鲋辽僖粋€數(shù)據(jù)讀取設(shè)備中的一個，該第二組操作數(shù)據(jù)被配置成調(diào)整切割或焊接系統(tǒng)的操作。
25.權(quán)利要求24的方法，其中，要求第一組操作數(shù)據(jù)和第二組操作數(shù)據(jù)的組合以完全操作切割或焊接系統(tǒng)。
26.權(quán)利要求23的方法，其中，所述可替換可消耗部件是第一可消耗部件且所述切割或焊接系統(tǒng)還被配置成基于第二可消耗部件的物理特征來識別第二可消耗部件。
27.權(quán)利要求26的方法，其中，基于第二可消耗部件的物理特征來識別第二可消耗部件包括測量通過第二可消耗部件的氣流。
28.權(quán)利要求27的方法，其中，測量氣流包括: 引導(dǎo)氣流通過與設(shè)置在切割或焊接系統(tǒng)內(nèi)的第二可消耗部件相關(guān)聯(lián)的限流元件； 確定相對于限流元件在上游位置處的氣流的第一壓力； 確定在限流元件下游的位置處的氣流的第二壓力； 確定通過限流元件的氣流的流速；以及 使用第一壓力、第二壓力和流速來識別第二可消耗部件。
29.權(quán)利要求23的方法，其中，所述操作數(shù)據(jù)包括用于切割或焊接系統(tǒng)的固件更新。
30.權(quán)利要求29的方法，還包括確定切割或焊接系統(tǒng)所使用的固件版本；以及將所使用的固件版本與固件更新的固件版本相比較。
31.權(quán)利要求23的方法，其中，影響包括完全替換控制軟件。
32.一種用于在可替換可消耗部件處于操作配置的同時存儲關(guān)于在熱處理機(jī)器中使用的可替換可消耗部件的信息的方法，該方法包括 配置可替換可消耗部件的可重寫數(shù)據(jù)存儲設(shè)備以用于與熱處理機(jī)器的數(shù)據(jù)寫入設(shè)備的通信；以及 由數(shù)據(jù)寫入設(shè)備將信息寫入可重寫數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。
33.權(quán)利要求32的方法，其中，該信息與可替換可消耗部件的先前使用相關(guān)聯(lián)。
34.權(quán)利要求33的方法，其中，所述信息包括關(guān)于可替換可消耗部件的先前使用的持續(xù)時間的信息。
35.權(quán)利要求33的方法，其中，所述信息包括關(guān)于焰炬、可替換可消耗部件或熱處理機(jī)器的故障或錯誤的信息。
36.權(quán)利要求33的方法，其中，所述信息在處于操作中的同時被反復(fù)地重寫。
37.權(quán)利要求33的方法，其中，所述信息包括關(guān)于熱處理機(jī)器的使用頻率的信息。
38.權(quán)利要求33的方法，其中，所述信息包括關(guān)于可替換可消耗部件已被使用的切割循環(huán)數(shù)的信息。
39.權(quán)利要求33的方法，其中，所述信息包括關(guān)于可替換可消耗部件的先前使用期間的熱處理機(jī)器的操作參數(shù)的信息。
40.權(quán)利要求32的方法，其中，所述操作配置包括熱處理機(jī)器在使用中。
41.一種用于配置第一熱處理系統(tǒng)和第二熱處理系統(tǒng)的方法，所述方法包括: 提供用于在第一熱處理焰炬中使用的第一可消耗品和用于在第二熱處理焰炬中使用的第二可消耗品，其中，(I)第一可消耗品和第二可消耗品具有基本上相同的物理特性，(2)第一可消耗品與用第一數(shù)據(jù)編碼的第一信號設(shè)備相關(guān)聯(lián)，以及(3)第二可消耗品與第二數(shù)據(jù)編碼的第二信號設(shè)備相關(guān)聯(lián)； 將具有第一可消耗品的第一焰炬安裝在第一熱處理系統(tǒng)中并將具有第二可消耗品的第二焰炬安裝在第二熱處理系統(tǒng)中； 由所述第一熱處理系統(tǒng)來感測存儲在第一信號設(shè)備中的第一數(shù)據(jù)； 由第二熱處理系統(tǒng)來感測存儲在第二信號設(shè)備中的第二數(shù)據(jù)； 由第一熱處理系統(tǒng)通過向參數(shù)分配第一值來配置第一熱處理系統(tǒng)的參數(shù)以便基于所感測第一數(shù)據(jù)來操作第一焰炬；以及 由第二熱處理系統(tǒng)通過向參數(shù)分配第二值來配置第二熱處理系統(tǒng)的參數(shù)以便基于所感測第二數(shù)據(jù)來操作第二焰炬，其中，所述第二值不同于所述第一值。
42.權(quán)利要求41的方法，其中，第一或第二數(shù)據(jù)中的至少一個獨(dú)立于相應(yīng)第一或第二可消耗品的可檢測物理特性。
43.權(quán)利要求41的方法，其中，第一信號設(shè)備或第二信號設(shè)備中的至少一個包括射頻識別(RFID)標(biāo)簽。
44.權(quán)利要求41的方法，其中，第一信號設(shè)備或第二信號設(shè)備中的至少一個位于相應(yīng)第一或第二可消耗品的主體上面或內(nèi)部。
45.權(quán)利要求41的方法，其中，第一或第二數(shù)據(jù)中的至少一個識別相應(yīng)第一或第二可消耗品的類型。
46.權(quán)利要求45的方法，其中，相應(yīng)可消耗品的類型包括噴嘴、屏蔽件、電極、內(nèi)保持蓋、外保持蓋、漩渦環(huán)或焊接尖端。
47.權(quán)利要求41的方法，其中，第一或第二數(shù)據(jù)中的至少一個識別為相應(yīng)第一或第二可消耗品所獨(dú)有的序列號。
48.權(quán)利要求41的方法，其中，所述參數(shù)包括在工件以上的焰炬高度、等離子體氣體的流速、屏蔽氣體的流速、等離子體氣體或電流的定時或用于切割工件的過程程序。
49.權(quán)利要求41的方法，還包括提供第一工件和第二工件以用于分別地由第一焰炬和第二焰炬處理，其中，所述第一和第二工件是至少基本上相同的。
50.權(quán)利要求41的方法，其中，感測存儲在第一信號設(shè)備中的第一數(shù)據(jù)還包括使用第一熱處理系統(tǒng)的信號檢測器來感測第一數(shù)據(jù)。
51.權(quán)利要求50的方法，其中，所述信號檢測器是RFID讀取器。
52.權(quán)利要求50的方法，其中，所述信號檢測器位于第一焰炬外部。
53.權(quán)利要求41的方法，其中，第一或第二數(shù)據(jù)中的至少一個被作為氣動信號、無線電信號、光信號、磁信號或液壓信號而發(fā)射到相應(yīng)第一或第二熱處理系統(tǒng)。
54.權(quán)利要求41的方法，其中，所述第一和第二熱處理系統(tǒng)是相同熱處理系統(tǒng)。
55.權(quán)利要求41的方法，其中，所述參數(shù)被包括在可由第一或第二熱處理系統(tǒng)中的至少一個配置以操作第一焰炬或第二焰炬中的至少一個的一組參數(shù)中。
56.權(quán)利要求55的方法，還包括由第一和第二熱處理系統(tǒng)向該組參數(shù)中的每一個分配值以用于操作各第一和第二焰炬。
57.一種用于組裝第一熱處理焰炬和第二熱處理焰炬的方法，所述方法包括: 提供具有位于第一可消耗品的主體上面或內(nèi)部的第一信號設(shè)備的第一可消耗品； 提供具有位于第二可消耗品的主體上面或內(nèi)部的第二信號設(shè)備的第二可消耗品； 用與第一可消耗品相關(guān)聯(lián)的第一數(shù)據(jù)對第一信號設(shè)備進(jìn)行編碼，其中，第一數(shù)據(jù)與第一熱處理系統(tǒng)的參數(shù)的第一值相關(guān)以用于操作第一焰炬；以及 用與第二可消耗品相關(guān)聯(lián)的第二數(shù)據(jù)對第二信號設(shè)備進(jìn)行編碼，其中，第二數(shù)據(jù)與第二熱處理系統(tǒng)的參數(shù)的第二值相關(guān)以用于操作第二焰炬，其中，所述第二值不同于所述第一值。
58.權(quán)利要求57的方法，其中，所述第一熱處理系統(tǒng)和所述第二熱處理系統(tǒng)是相同熱處理系統(tǒng)。
59.權(quán)利要求57的方法，其中，所述參數(shù)包括在工件以上的焰炬高度、等離子體氣體的流速、屏蔽氣體的流速、等離子體氣體或電流的定時或用于切割工件的過程。
60.權(quán)利要求57的方法，其中，所述第一或第二信號設(shè)備位于相應(yīng)第一或第二可消耗品的主體表面處以使焰炬操作期間的受熱最小化。
61.權(quán)利要求60的方法，其中，所述表面鄰近于冷卻機(jī)構(gòu)、遠(yuǎn)離等離子體電弧或者在相應(yīng)第一或第二可消耗品的ο形環(huán)槽中或其組合。
62.權(quán)利要求57的方法，其中，所述第一或第二數(shù)據(jù)被作為無線電信號、氣動信號、磁信號、光信號或液壓信號而發(fā)射。
63.一種用于配置熱處理系統(tǒng)的方法，所述方法包括: 提供可消耗品以供在熱處理焰炬中使用，其中，所述可消耗品具有促進(jìn)到焰炬中的安裝的一個或多個物理特性； 將該可消耗品安裝在焰炬中； 將焰炬連接到熱處理系統(tǒng)； 由熱處理系統(tǒng)來感測與可消耗品相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)；以及 由熱處理系統(tǒng)來配置熱處理系統(tǒng)的一個或多個參數(shù)以用于基于所感測數(shù)據(jù)是否滿足準(zhǔn)則而操作焰炬。
64.權(quán)利要求63的方法，其中，配置所述熱處理系統(tǒng)的一個或多個參數(shù)包括如果數(shù)據(jù)不滿足該準(zhǔn)則，則防止熱處理系統(tǒng)操作焰炬。
65.權(quán)利要求64的方法，其中，所述數(shù)據(jù)識別與許可制造商不匹配的可消耗品的制造商。
66.權(quán)利要求63的方法，其中，在被耦合到可消耗品的信號設(shè)備中對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。
67.權(quán)利要求63的方法，其中，由所述熱處理系統(tǒng)的RFID讀取器來執(zhí)行感測。
68.權(quán)利要求63的方法，還包括在不存在由熱處理系統(tǒng)感測的任何數(shù)據(jù)的情況下防止熱處理系統(tǒng)的一個或多個參數(shù)的配置。
【文檔編號】H05H1/34GK104472021SQ201380029346
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月4日
【發(fā)明者】霍法 M., M. 施普爾斯基 E., A. 漢森 B. 申請人:海別得公司