特許 6352439 統合コントローラのためのシステムと方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6352439

(24)【登録日】2018年6月15日

(45)【発行日】2018年7月4日

(54)【発明の名称】統合コントローラのためのシステムと方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 10/00 20060101AFI20180625BHJP

   B23K 26/00 20140101ALI20180625BHJP

   B26F 3/00 20060101ALI20180625BHJP

   B26D 5/08 20060101ALI20180625BHJP

   B24C 5/02 20060101ALI20180625BHJP

   B24C 3/00 20060101ALI20180625BHJP

   B23C 3/12 20060101ALI20180625BHJP

   B23K 31/00 20060101ALI20180625BHJP

   B23K 26/38 20140101ALI20180625BHJP

   G05B 19/418 20060101ALI20180625BHJP

【ＦＩ】

   B23K10/00 502B

   B23K10/00 502A

   B23K26/00 B

   B26F3/00 M

   B26D5/08 B

   B24C5/02 C

   B24C3/00 A

   B23C3/12 Z

   B23K10/00 501A

   B23K31/00 N

   B23K26/38 A

   G05B19/418 Z

【請求項の数】21

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2016-555356(P2016-555356)

(86)(22)【出願日】2015年3月5日

(65)【公表番号】特表2017-516659(P2017-516659A)

(43)【公表日】2017年6月22日

(86)【国際出願番号】IB2015000278

(87)【国際公開番号】WO2015132650

(87)【国際公開日】20150911

【審査請求日】2016年9月1日

(31)【優先権主張番号】61/948,332

(32)【優先日】2014年3月5日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】14/307,671

(32)【優先日】2014年6月18日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】516047522

【氏名又は名称】リンカーン グローバル， インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｌｉｎｃｏｌｎ Ｇｌｏｂａｌ， Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001302

【氏名又は名称】特許業務法人北青山インターナショナル

(72)【発明者】

【氏名】ウィン，ジャッキー ラバーン

(72)【発明者】

【氏名】オソウスキ，マーク

【審査官】 村上 聡

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−２０２６６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３６２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３１７６４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１８８５５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ １０／００

Ｂ２３Ｃ ３／１２

Ｂ２３Ｋ ２６／００

Ｂ２３Ｋ ２６／３８

Ｂ２３Ｋ ３１／００

Ｂ２４Ｃ ３／００

Ｂ２４Ｃ ５／０２

Ｂ２６Ｄ ５／０８

Ｂ２６Ｆ ３／００

Ｇ０５Ｂ １９／４１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被加工物を切断またはマーキングするシステムにおいて、
作業を実行する手段であって、前記作業は前記被加工物の切断または前記被加工物のマーキングのうちの少なくとも一方であるような手段と、
ガントリと、
前記被加工物を支持する定盤と、
電源と、
前記作業を実行するためのパラメータに関連付けられたユーザ入力を受け取るように構成された入力コンポーネントと、
コントローラであって、
前記手段のための、前記被加工物に向かう、または前記被加工物から離れる移動を管理する高さ制御、
前記作業のためのガスを含む消耗材の制御、
前記作業のための前記電源の電力制御、
前記手段のための、前記被加工物に関する移動を管理する移動制御、および
前記作業のための、前記高さ制御、前記消耗材制御、前記電力制御、および前記移動制御のうちの少なくとも１つの組合せの順序付けに関する工程制御、
を提供するように構成され、
前記手段へのガスの流れを制御するガスバルブアセンブリを内包するコントローラと、
を含むことを特徴とするシステム。

【請求項2】

請求項１に記載のシステムにおいて、
前記作業は、レーザ作業、ウォータジェット作業、またはフライス加工作業のうちの少なくとも１つであることを特徴とするシステム。

【請求項3】

請求項１に記載のシステムにおいて、
前記作業はプラズマ作業であり、前記移動制御および前記工程制御が、前記被加工物のスクラップ部分における切断またはマーキングを開始するためのリードインプロファイルと、前記被加工物のスクラップ部分における切断またはマーキングを終了するためのリードアウトプロファイルとを含むことを特徴とするシステム。

【請求項4】

請求項３に記載のシステムにおいて、
前記作業のための前記消費材制御はガス選択であり、前記工程制御は、ガス、電流、または電圧のうちの少なくとも１つの順序付けを含むことを特徴とするシステム。

【請求項5】

請求項３に記載のシステムにおいて、
前記工程制御が、前記高さ制御と前記移動制御の順序付けを含むことを特徴とするシステム。

【請求項6】

請求項３に記載のシステムにおいて、
前記高さ制御はｚ軸内の移動を制御するドライブのための機械読取可能命令セットであり、
前記消費材制御は、圧力トランスデューサ、比例バルブ、またはソレノイドバルブのうちの少なくとも１つに対する、前記作業のためのガス選択に関する機械読取可能命令セットであり、
前記電力制御は前記電源に対する機械読取可能命令セットであり、
前記移動制御は、前記被加工物に関するｘ軸内の移動、前記被加工物に関するｙ軸内の移動、移動速度、リードイン、またはリードアウトのうちの少なくとも１つを制御するドライブに対する機械読取可能命令セットであり、
前記工程制御は、前記作業に使用されるガス、前記作業のための電流、または前記作業の電圧のうちの少なくとも１つの順序付けのための機械読取可能命令セットを含み、
前記コントローラは、前記ｚ軸内の前記移動を制御する前記ドライブ、ｘ軸内の前記移動を制御する前記ドライブ、ｙ軸内の前記移動を制御する前記ドライブ、および前記ガス選択に関する前記圧力トランスデューサ、前記比例バルブ、または前記ソレノイドバルブのうちの少なくとも１つと通信する
ことを特徴とするシステム。

【請求項7】

請求項１に記載のシステムにおいて、
前記パラメータは、前記被加工物のための所望の形状プロファイルまたは前記被加工物の輪郭である
ことを特徴とするシステム。

【請求項8】

請求項１に記載のシステムにおいて、
前記パラメータは、前記被加工物の厚さ、または前記被加工物の材料の種類、または切断速度のうちの少なくとも１つである
ことを特徴とするシステム。

【請求項9】

請求項１に記載のシステムにおいて、
前記入力コンポーネントはさらに、前記ユーザ入力を前記コントローラに無線で通信するように構成される
ことを特徴とするシステム。

【請求項10】

請求項９に記載のシステムにおいて、
前記入力コンポーネントは前記電源に組み込まれることを特徴とするシステム。

【請求項11】

請求項１に記載のシステムにおいて、
前記コントローラは前記ガントリに固定される
ことを特徴とするシステム。

【請求項12】

請求項１に記載のシステムにおいて、
ｚ軸内の移動を制御するドライブ、圧力トランスデューサ、比例バルブ、ソレノイドバルブ、ｘ軸内の移動を制御するドライブ、ｙ軸内の移動を制御するドライブ、または前記作業の前記電源のうちの少なくとも１つから前記コントローラのためのそれぞれのデータを受け取る第一の通信コンポーネント、または
前記コントローラから、ｚ軸内の移動を制御するドライブ、圧力トランスデューサ、比例バルブ、ソレノイドバルブ、ｘ軸内の移動を制御するドライブ、ｙ軸内の移動を制御するドライブ、または前記作業の前記電源のうちの少なくとも１つへとデータを送信する第二の通信コンポーネント
のうちの少なくとも１つをさらに含むことを特徴とするシステム。

【請求項13】

請求項１２に記載のシステムにおいて、
前記第一の通信コンポーネントまたは前記第二の通信コンポーネントのうちの少なくとも一方が、イーサネット、シリアルリアルタイム通信システム（Ｓｅｒｃｏｓ）、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）、ネットワーク、ＬＡＮ、ＷＬＡＮ、または無線ネットワークのうちの少なくとも１つであることを特徴とするシステム。

【請求項14】

請求項１に記載のシステムにおいて、
前記コントローラはさらに、前記高さ制御、前記消費材制御、前記移動制御、前記電源制御、または前記工程制御のうちの少なくとも１つを実行するように更新された機械読取可能命令を生成するように構成され、前記更新された機械読取可能命令は、前記作業のダイナミックモニタリングに基づく
ことを特徴とするシステム。

【請求項15】

被加工物にプラズマ切断またはマーキング作業を実行するシステムにおいて、
ガントリと、
トーチと、
前記被加工物を支持する定盤と、
前記プラズマ切断またはマーキング作業を実行するためのパラメータに関連付けられたユーザ入力を受け取るように構成された入力コンポーネントであって、前記パラメータが前記被加工物の所望の形状プロファイル、前記被加工物の厚さ、前記被加工物の材料の種類、または切断速度のうちの少なくとも１つであるような入力コンポーネントと、
コントローラを含む筐体と、
を含み、
前記コントローラは、位置コンポーネントで前記トーチのｘ軸移動を制御する第一の機械読取可能命令セットを生成し、
前記コントローラは、前記位置コンポーネントで前記トーチのｙ軸移動を制御する第二の機械読取可能命令セットを生成し、
前記コントローラは、前記位置コンポーネントで前記トーチのｚ軸移動を制御する第三の機械読取可能命令セットを生成し、
前記コントローラは、プラズマ切断またはマーキング作業のガス供給部からのガス流を制御する第四の機械読取可能命令セットを生成し、前記ガス流の制御は、前記コントローラが内包するシールドガス用のガスバルブアセンブリの管理、前記コントローラが内包するプラズマガス用のガスバルブアセンブリの管理、および前記シールドガスと前記プラズマガスの分散および前記プラズマガスの換気の順序付けの管理を含み、
前記コントローラは、前記第一の機械読取可能命令セット、前記第二の機械読取可能命令セット、前記第三の機械読取可能命令セット、または前記第四の機械読取可能命令セットのうちの少なくとも１つを通信して、前記パラメータに基づいて前記トーチで前記プラズマ切断またはマーキング作業を実行する
ことを特徴とするシステム。

【請求項16】

請求項１５に記載のシステムにおいて、
前記コントローラは、前記プラズマ切断またはマーキング作業のフィードバック信号を受け取り、前記プラズマ切断またはマーキング作業の設定をダイナミックに調整し、
前記設定は、電流、電圧、前記トーチの高さ、前記ガス供給部からの前記ガス流、ガス供給部からの１種または複数のガスの順序のうちの少なくとも１つである
ことを特徴とするシステム。

【請求項17】

請求項１５に記載のシステムにおいて、
前記コントローラは、前記プラズマ切断またはマーキング作業に使用されるパイロットアークを起動させるための１つの単極高電圧インパルスの送信を制御する第五の機械読取可能命令セットを生成する
ことを特徴とするシステム。

【請求項18】

請求項１５に記載のシステムにおいて、
前記プラズマ切断またはマーキング作業のための電源の一部を供給する少なくとも１つの電源をさらに含み、前記コントローラは前記少なくとも１つの電源と決定論的通信プロトコルで通信し、
前記コントローラは、前記少なくとも１つの電源からの供給を制御する追加的な機械読取可能命令セットを生成し、
前記プラズマ切断またはマーキング作業が、前記被加工物のスクラップ部分における切断またはマーキングを開始するためのリードインと、前記被加工物のスクラップ部分における切断またはマーキングを終了するためのリードアウトとを含む
ことを特徴とするシステム。

【請求項19】

請求項１５に記載のシステムにおいて、
前記入力コンポーネントはさらに、前記ユーザ入力を前記コントローラに無線で通信するように構成されていることを特徴とするシステム。

【請求項20】

被加工物に対してプラズマ切断またはマーキング作業を実行するシステムにおいて、
被加工物と、
ガントリと、
トーチと、
前記被加工物を支持する定盤と、
前記プラズマ切断またはマーキング作業を実行するためのパラメータに関連付けられるユーザ入力を受け取る手段であって、前記パラメータが前記被加工物の所望の形状プロファイル、前記被加工物の厚さ、前記被加工物の材料の種類、または切断速度のうちの少なくとも１つであるような手段と、
コントローラを含む筐体と、
を含み、
前記コントローラは、位置コンポーネントで前記トーチのｘ軸移動を制御する第一の機械読取可能命令セットを生成し、
前記コントローラは、前記位置コンポーネントで前記トーチのｙ軸移動を制御する第二の機械読取可能命令セットを生成し、
前記コントローラは、前記位置コンポーネントで前記トーチのｚ軸移動を制御する第三の機械読取可能命令セットを生成し、
前記コントローラは、前記プラズマ切断またはマーキング作業のためのガス供給部からのガス流を制御する第四の機械読取可能命令セットを生成し、前記ガス流の制御は、前記コントローラが内包するシールドガス用のガスバルブアセンブリの管理、前記コントローラが内包するプラズマガス用のガスバルブアセンブリの管理、および前記シールドガスと前記プラズマガスの分散および前記プラズマガスの換気の順序付けの管理を含み、
前記第一の機械読取可能命令セット、前記第二の機械読取可能命令セット、前記第三の機械読取可能命令セット、または前記第四の機械読取可能命令セットのうちの少なくとも１つを通信して、前記パラメータに基づいて前記トーチで前記プラズマ切断またはマーキング作業を実行する手段をさらに含み、
前記プラズマ切断またはマーキング作業が、前記被加工物のスクラップ部分における切断またはマーキングを開始するためのリードインと、前記被加工物のスクラップ部分における切断またはマーキングを終了するためのリードアウトとを含む
ことを特徴とするシステム。

【請求項21】

被加工物にプラズマ切断またはマーキング作業を実行するシステムにおいて、
ガントリと、
トーチと、
前記被加工物を支持する定盤と、
前記プラズマ切断またはマーキング作業を実行するためのパラメータに関連付けられたユーザ入力を受け取る手段であって、前記パラメータが、前記被加工物の所望の形状プロファイル、前記被加工物の厚さ、前記被加工物の材料の種類、または切断速度のうちの少なくとも１つである手段と、
コントローラを含む筐体と、
を含み、
前記コントローラは、位置コンポーネントで前記トーチのｘ軸移動を制御する第一の機械読取可能命令セットを生成し、
前記コントローラは、前記位置コンポーネントで前記トーチのｙ軸移動を制御する第二の機械読取可能命令セットを生成し、
前記コントローラは、前記位置コンポーネントで前記トーチのｚ軸移動を制御する第三の機械読取可能命令セットを生成し、
前記コントローラは、前記プラズマ切断またはマーキング作業のガス供給部からのガス流を制御する第四の機械読取可能命令セットを生成し、前記ガス流の制御は、前記コントローラが内包するシールドガス用のガスバルブアセンブリの管理、前記コントローラが内包するプラズマガス用のガスバルブアセンブリの管理、および前記シールドガスと前記プラズマガスの分散および前記プラズマガスの換気の順序付けの管理を含み、
前記第一の機械読取可能命令セット、前記第二の機械読取可能命令セット、前記第三の機械読取可能命令セット、または前記第四の機械読取可能命令セットのうちの少なくとも１つを通信して、前記パラメータに基づいて前記トーチで前記プラズマ切断またはマーキング作業を実行する手段をさらに含む
ことを特徴とするシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本願は、２０１４年３月５日に出願された、“ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲ”と題する米国仮特許出願第６１／９４８，３３２号明細書の優先権の利益を主張するものである。上記出願の全体を参照によって本願に援用する。

【0002】

本発明は、特許請求項１に記載の、被加工物を切断またはマーキングするシステムと、請求項１２に記載の、被加工物に対してプラズマ切断またはマーキング作業を実行するシステムと、請求項１６に記載の、被加工物に対してプラズマ切断またはマーキング作業を実行するシステムに関する。一般に、本発明は被加工物を切断またはマーキングするシステムに関する。より詳しくは、本発明は、移動制御および工程制御のための統合制御構成に関する。

【背景技術】

【0003】

システムは、厚さを有し、とりわけ、鋼鉄、金属、アルミニウム、その他のある種類の材料からなる被加工物を切断またはマーキング加工するために使用できる。一般に、切断作業は被加工物を完全に切断することであり、マーキング作業は被加工物の表面にマーキングすることである。このようなシステムとしては、とりわけ、レーザ切断システム、ウォータジェット切断システム、自動切断システム、プラズマ切断システムを含むことができる。

【0004】

レーザ切断システムは、レーザを使って材料を切断する。レーザ切断システムは、高出力レーザを切断またはマーキング対象の被加工物へと誘導する。被加工物は、溶融、燃焼、または蒸発して、ガス噴射により吹き飛ばされ、高品質の表面ときれいな縁辺が残る。例えば、レーザ切断システムは、平坦なシート状材料のほか、構造的および管状材料を切断またはマーキングするために使用できる。

【0005】

ウォータジェット切断システムは、水または水と研磨剤の混合物の高圧噴射を使用して、被加工物を切断またはマーキングする。ウォータジェット切断システムは、金属または花崗岩等の材料（水と研磨性物質の混合物を使用）およびゴムまたは木材（研磨剤を含まない水を使用）を切断またはマーキングできる。

【0006】

被加工物に対する切断またはその他の作業に使用されるプラズマ切断ツールは、典型的には、その中に電極備えるガスノズルを含む。一般に、プラズマツールはノズルを通じて被加工物へとガスを誘導し、ガスの一部または全部が電極と被加工物との間のプラズマアーク中でイオン化される。アークは、被加工物に対する切断、マーキング、またはその他の作業に使用される。

【0007】

ほとんどのツールにおいて、まず、電極とノズルとの間にパイロットアークが発生される。次に、パイロットアークが切断および／またはその他の作業のためにノズルから被加工物へと移される。例えば、あるツールは接触起動式を利用しており、当初、電極とノズルが相互に接触している。電流が電極とノズルを通過中に、電極とノズルが移動して離れ、ギャップを作る。起動動作がうまくいくときは、ギャップをまたぐ火花がパイロットアークを発生させる。また別のものは、高電圧（高周波数ＡＣまたはＤＣパルス）を使って電極とノズルが相互に関して固定されている場所にギャップを作る。

【0008】

切断および／またはマーキングシステムは自動化または半自動化されており、求められているのは、切断またはマーキング作業のサイクルタイム、品質（切断面、表面仕上げ、および斜面）、および精度を向上させるための改良された技術である。

【発明の概要】

【0009】

切断またはマーキング作業のサイクルタイム、品質（切断面、表面仕上げと、および斜面）、および精度を向上させるために、特許請求項１に記載の、被加工物を切断またはマーキングするためのシステムが説明され、請求項１２に記載の、被加工物に対してプラズマ切断またはマーキング作業を実行するシステム、および請求項１６に記載の、被加工物に対してプラズマ切断またはマーキング作業を実行するシステム。本発明の好ましい実施形態は、従属項の主題である。本発明のある実施形態によれば、被加工物と、ガントリと、被加工物を支持する定盤と、電源と、作業を実行する手段と、を含み、作業は被加工物の切断または被加工物のマーキングのうちの少なくとも一方である、被加工物を切断またはマーキングするためのシステム。システムは、入力コンポーネントをさらに含むことができ、これは、作業を実行するためのパラメータに関連付けられたユーザ入力を受け取るように構成される。システムは、コントローラをさらに含み、これは以下、すなわち、手段のための、被加工物に向かう、または被加工物から離れる移動を管理する高さ制御、作業のための消耗材の制御、作業のための電源の電力制御、手段のための、被加工物に関する移動を管理する移動制御、および作業のための工程制御を提供するように構成される。

【0010】

本発明のある実施形態によれば、被加工物を切断またはマーキングするシステムが提供され、これは少なくとも以下、すなわち、被加工物と、ガントリと、トーチと、被加工物を支持する定盤と、プラズマ切断またはマーキング作業を実行するためのパラメータに関連付けられたユーザ入力を受け取るように構成された入力コンポーネントであって、パラメータが被加工物の所望の形状プロファイル、被加工物の厚さ、被加工物の材料の種類、または切断速度のうちの少なくとも１つであるような入力コンポーネントと、コントローラを含む筐体と、を含み、コントローラは、位置コンポーネントでトーチのｘ軸移動を制御する第一の機械読取可能命令セットを生成し、コントローラは、位置コンポーネントでトーチのｙ軸移動を制御する第二の機械読取可能命令セットを生成し、コントローラは、位置コンポーネントでトーチのｚ軸移動を制御する第三の機械読取可能命令セットを生成し、コントローラは、プラズマ切断またはマーキング作業のガス供給部からのガス流を制御する第四の機械読取可能命令セットを生成し、ガス制御は、シールドガスとプラズマガスの分散およびプラズマガスの換気のシーケンスの管理のための１つまたは複数のガスバルブアセンブリの管理を含み、コントローラは、第一の機械読取可能命令セット、第二の機械読取可能命令セット、第三の機械読取可能命令セット、または第四の機械読取可能命令セットのうちの少なくとも１つを通信して、パラメータに基づいてトーチでプラズマ切断またはマーキング作業を実行する。

【0011】

本発明のある実施形態によれば、被加工物に対してプラズマ切断またはマーキング作業を実行するシステムは、被加工物と、ガントリと、トーチと、被加工物を支持する定盤と、プラズマ切断またはマーキング作業を実行するためのパラメータに関連付けられるユーザ入力を受け取る手段であって、パラメータが被加工物の所望の形状プロファイル、被加工物の厚さ、被加工物の材料の種類、または切断速度のうちの少なくとも１つであるような手段と、コントローラを含む筐体と、を含む。コントローラは、位置コンポーネントでトーチのｘ軸移動を制御する第一の機械読取可能命令セットと、位置コンポーネントでトーチのｙ軸移動を制御する第二の機械読取可能命令セットと、位置コンポーネントでトーチのｚ軸移動を制御する第三の機械読取可能命令セットと、プラズマ切断またはマーキング作業のガス供給部からのガス流を制御する第四の機械読取可能命令セットを生成でき、ガス制御は、シールドガスおよびプラズマガスの分散シーケンスの管理とプラズマガスの換気のための１つまたは複数のガスバルブアセンブリの管理を含む。システムは、第一の機械読取可能命令セット、第二の機械読取可能命令セット、第三の機械読取可能命令、または第四の機械読取可能命令セットのうちの少なくとも１つを通信して、パラメータに基づいてトーチでプラズマ切断またはマーキング作業を実行する手段をさらに含むことができる。

【0012】

本発明のこれらおよびその他の目的は、図面、詳細な説明、および付属の特許請求の範囲を参照すれば明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0013】

本発明は、特定の部品および部品の配置の物理的形態をとってもよく、その好ましい実施形態を明細書中で詳しく説明し、本明細書の一部を形成する以下のような添付の図面に示す。

【0014】

【図1】図１は、切断システムの斜視図を示す。

【図2】図２は、コンピュータ数値制御切断システムにより実行中のプラズマ切断またはマーキング作業の斜視図を示す。

【図3】図３は、図１に示されるコンピュータ数値制御切断システムと共に使用可能な切断またはマーキング用定盤の斜視図を示す。

【図4】図４は、本発明により実施される統合コントローラを備える切断システムを示す。

【図5】図５は、切断またはマーキングシステムのための統合コントローラを示す。

【図6】図６は、切断またはマーキング作業を実行するために統合コントローラを利用するフロー図である。

【図7】図７は、従来の形状切断システムとの通信を示す略図である。

【図8】図８は、従来の切断システムの構成を示す。

【図9】図９は、本願の主旨の革新による切断システムを示す。

【図10】図１０は、切断システムにより切断作業を実行するためにコントローラから機械読取可能命令を生成するシステムを示す。

【図11】図１１は、切断またはマーキング作業を実行するための機械読取可能命令を生成するフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の実施形態は、切断またはマーキング作業パラメータおよび移動パラメータの統合に関する方法とシステムに関する。それぞれの接続手段を備える別々のコントローラを有するのではなく、工程関連制御、電源制御、および移動関連制御の両方を管理するコントローラが提供される。従来の技術では、工程関連コントローラと移動関連コントローラとの間で直列通信を使用し、これが、通信の遅延、工程の遅延、および／または所望の被加工物製造のサイクルタイムの増大につながる。さらに、従来の技術では、切断またはマーキング工程の各局面（例えば、各方向への移動、電力、点火制御、プラズマ制御、ガス制御等）のための複数のコントローラを備える従来の溶接コンポーネントを使用する。それゆえ、従来の技術には、切断またはマーキング工程、特にプラズマ切断またはマーキング工程を実行するために、複数のコントローラ間の複雑なデータ通信が含まれることが多い。工程関連制御、電源制御、および移動関連制御を統合して、切断またはマーキング作業を改良されたダイナミクスで直接制御し、その一方で、接続手段とデータ通信を最小限にする統合コントローラが提供される。本明細書に記載された統合制御は、フィードバック制御に関する応答時間を短縮するだけでなく、切断またはマーキング作業の品質を向上させる。

【0016】

「切断（ｃｕｔ、ｃｕｔｔｉｎｇ）」または「マーキング（ｍａｒｋｉｎｇ）」は、本明細書で使用されるかぎり、これらの単語の他の変化形を含め、被加工物を完全に切断すること、または被加工物に表面マーキング加工を行うことを指し、これには、限定的ではないが、プラズマ切断、プラズママーキング、レーザ切断、レーザマーキング、ウォータジェット切断、ウォータジェットマーキング、ルーティング、フライス加工、研削、または被加工物を切断またはマーキングできるあらゆる実践を含むことができる。さらに、本明細書に記載されている制御システムと方法は、アーク溶接、レーザ溶接、ロウ付け、はんだ、プラズマ切断、ウォータジェット切断、レーザ切断、およびその他に関するシステムおよび方法と、同様の制御方法を使用するその他のシステムまたは方法にも同様に適用され、その中で利用でき、これらも上述の発明の範囲の主題から逸脱しない。当業者であればこれらのシステムや方法の何れにも本明細書中の実施形態と説明を容易に組み込むことができる。

【0017】

「スクラップ」部分とは、本明細書で使用されるかぎり、切断またはマーキング作業が実行された後に被加工物に残る不要部分である。特に、切断作業は、被加工物の一部を分離し、スクラップエッジとスクラップエッジができ、これは、スクラップエッジと非スクラップエッジを含む所望の被加工物と対照的である。

【0018】

「所望の被加工物」とは、本明細書で使用されるかぎり、切断またはマーキング作業が実行された後に被加工物に残る部分である。特に、切断作業は、被加工物の一部を分離し、これによってスクラップエッジと非スクラップエッジができ、非スクラップエッジは所望の被加工物の縁である。ある実施形態において、所望の被加工物は、切断作業中に開始時間と終了時間を有して切断でき、開始時間と終了時間の間の切断作業は、切断速度と１つまたは複数の幾何学的座標（例えば、ｘ軸、ｙ軸、および／またはｚ軸）を含む。切断作業により所望の被加工物を製作中、切断作業によって被加工物の非スクラップエッジができる。その結果、切断作業中にスクラップエッジもできるが、スクラップ部分にできる。切断作業の開始時にはリードインが使用される。切断作業の終了時には、リードアウトが使用される。

【0019】

「フィードバック」とは、本明細書で使用されるかぎり、切断作業または、切断作業を実行するために、もしくは切断作業の実行に使用されるコンポーネント（例えば、位置コンポーネント、ガス制御部、電源、アークスタートコンポーネント、カメラ、画像装置、移動センサ、音声センサ、光センサ、電圧センサ、電流センサ、温度センサ、ガス流センサ、圧力センサ、およびその他）の状態またはパラメータを表すデータ（例えば、信号、データ部分、データパケット、アナログ信号、デジタル信号、およびその他）である。

【0020】

「リードイン」とは、本明細書で使用されるかぎり、手段が、所望の被加工物を実現するために被加工物に対して切断作業を実行する前に、切断速度まで加速できるようにするための追加の距離（および時間量）である。リードインはさらに、アークの発生とプレートの穿刺を可用部分の縁から離れた位置で行って、歪まないようにすることができる。ある実施形態において、リードインは、所望の被加工物の起点となる位置の前のスクラップ部分に実行される。

【0021】

「リードアウト」とは、本明細書で使用されるかぎり、手段が、所望の被加工物を実現するために被加工物に対して切断作業を実行した後に、切断速度から減速できるようにするための追加の距離（および時間量）である。リードアウトはさらに、アークを可用部分の縁から離れた位置で終了させ、歪まないようにすることができる。ある実施形態において、リードアウトは、所望の被加工物の終点となる位置の後のスクラップ部分に実行される。

【0022】

本明細書において使用されるかぎり、「ｘ軸」とは、被加工物を支持する切断定盤の長手軸と一致する軸と定義される。本明細書において使用されるかぎり、「ｙ軸」とは、被加工物を支持する切断定盤の横軸と一致する軸と定義される。本明細書において使用されるかぎり、「ｚ軸」とは、被加工物および／または切断定盤からトーチまでの距離（例えば、高さ）と一致する軸と定義される。

【0023】

ここで、本発明を実行する最良の態様を、本特許出願の出願時点に出願人が知る最良の態様を例示する目的で説明する。例と図面は例示的であるにすぎず、特許請求項の範囲と主題により画定される本発明を限定しようとするものではない。ここで、図面を参照すると、示されているのは本発明の例示的な実施形態を示すことを目的としているのみであり、それを限定することは目的としていない。図１〜３は、被加工物を切断またはマーキングするための自動式または半自動式システムに使用される切断システムを示す。当然のことながら、本願の主題の革新は、被加工物を完全に切断する、または被加工物の表面をマーキングする何れの切断システムにも使用できる。さらに、本願の主題の革新は、２Ｄ（例えば、ｘおよびｙ軸）または３Ｄ（ｘ、ｙ、およびｚ軸）空間の移動を制御するために幾何学的座標を利用する手段の移動を可能にするあらゆるシステムに使用でき、この手段は、切断作業またはマーキング作業を実行する。「切断作業」という用語は、本明細書で使用されるかぎり、被加工物を完全に切断すること、または被加工物の表面をマーキングすることと定義できる。

【0024】

図１は、プラズマ切断またはマーキング作業を実行する切断システム１００の一例を示す。当然のことながら、本願の主題の革新は切断、マーキング、ルーティング加工、およびその他を実行する何れの適当な切断またはマーキングシステムにも利用でき、プラズマ切断は例としてのみ使用される。異なる構成のその他のプラズマアークトーチシステムも本発明に使用されてよい。例えば、当業者であれば、システム１００において特定のコンポーネントを追加または除去しても、依然としてプラズマ作業での切断またはマーキング作業を実行でき、システム１００のこのような変更は、本願の主題の革新の範囲内に含められるものとする。

【0025】

システム１００は、とりわけ、プラズマ工程用の溶接コンポーネント１０２およびそのコントローラ、自動ガス制御コンポーネント１０４およびそのコントローラ、インパルス開始コンポーネントとそのコントローラ、入力コンポーネント１１０、手動ガス制御コンポーネントとそのコントローラ、第一の方向に移動させるための位置コンポーネントとそのコントローラ、第二の方向に移動させるための位置コンポーネントとそのコントローラ、第三の方向に移動させるための位置コンポーネントとそのコントローラ、ガスマニホルドアセンブリおよびそのコントローラを含むことができる。

【0026】

図のように、システム１００は、接続されたトーチ１１４と共に使用される溶接コンポーネント１０２を含む。溶接コンポーネント１０２は筐体を含むことができ、これはプラズマアークを制御するための各種のコンポーネント、例えば電源、プラズマスタート回路、エアレギュレータ、入力および出力電気ガスコネクタ、コントローラ等を含む。トーチ１１４は、その中に電極およびノズルを利用するための電気または機械的コネクタを含む。パイロットアークと作動アークのために別々の電気経路が提供されてもよく、切替え要素が溶接コンポーネント１０２および／または別のコンポーネント（図示せず）の中に提供される。ガス導管もまた、トーチ１１４の中にあり、プラズマアークとなるガスをトーチ先端へと送る。システム１００は、１つまたは複数の入力コンポーネント（ヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ）と呼ばれる１１０および１１２を含み、これらは少なくともユーザ入力を受け取り、および／または、ユーザ１０６とシステム１００との間でデータを通信するように構成できる。システム１００は、入力コンポーネント１１０と入力コンポーネント１１２を示しており、入力コンポーネント１１０はユーザ１０６とシステム１００の１つまたは複数のコンポーネントとの間のデータ通信に利用でき、入力コンポーネント１１２はユーザ１０６とシステム１００の１つまたは複数のコンポーネントとの間のデータ通信に利用できる。図１は、入力コンポーネント１１０と入力コンポーネント１１２を示しているが、当然のことながら、システム１００には何れの適当な数の入力コンポーネントも使用できる。各入力コンポーネント１１０および入力コンポーネント１１２の位置は単に例として示されており、物理的な位置は本願の主題の革新を限定しないものとする。ある実施形態において、入力コンポーネント１１０および／または入力コンポーネント１１２は、溶接コンポーネント１０２の上（図の入力コンポーネント１１０のとおり）、溶接コンポーネント１０２の付近の別の台の上（図の入力コンポーネント１１２のとおり）、システム１００の他のコンポーネントの上、またはユーザ１０６が操作できる他のあらゆる場所に提供されてもよい。入力コンポーネント１１０および／または入力コンポーネント１１２は、システム１００またはシステム１００のコンポーネントとデータ通信するために、各種の電気およびガスコネクタをさらに含むことができる。例えば、入力コンポーネント１１０および／または入力コンポーネント１１２は、これらに限定されないが、とりわけ、タッチスクリーン、１つまたは複数のボタン、１つまたは複数のスイッチ、１つまたは複数のタッチスクリーン、マイクロフォンもしくは１つまたは複数の音声コマンドを受信するための機器、音声入力用マイクロフォン、ジェスチャ制御入力または移動入力用の１つまたは複数のカメラ、ジョイスティック、スマートフォン、タブレット、コンピュータ、モニタ、キーボードとすることができる。

【0027】

図１および図３に示されているシステム１００は本明細書において開示されている発明的概念の態様を利用できる例であると理解するべきである。したがって、上の一般的な開示と説明は、開示されている要素を利用できるプラズマアークシステムの種類または大きさに関して、如何様にも限定しないと考えるべきである。

【0028】

ある実施形態において、切断システム１００は、切断作業の自動化を容易にする支持手段１０８（図３に示されている切断定盤またはマーキング定盤とも呼ぶ）に利用できる。例えば、支持手段１０８は、その上に被加工物を載せることのできる切断定盤とすることができる。特定の実施形態において、支持手段１０８は切断定盤とすることができ、ガントリを少なくともトーチ１１４と共に使用できる。支持手段１０８は、被加工物Ｗに関するトーチ１１４またはトーチ１１４に関する被加工物Ｗのうちの少なくとも一方を移動させるコンポーネントを含むことができる。ある実施形態において、位置コンポーネント（後で図示し、説明する）を、被加工物Ｗまたはトーチのうちの少なくとも一方を移動させて、所望の被加工物を実現するための切断作業を行うために利用できる。当然のことながら、１つまたは複数の位置コンポーネントを使って、切断またはマーキング作業を実行するための移動を提供することができる。例えば、位置コンポーネントは、ｘ軸移動、ｙ軸移動、またはｚ軸移動のうちの少なくとも１つを提供するために使用できる。例えば、限定ではないが、第一の位置コンポーネントをｘおよびｙ軸の移動を提供するために使用でき、第二の位置コンポーネントをｚ軸の移動を提供するために使用できる。支持手段１０８とシステム１００は例として示されており、当業者の健全な技術的判断により、何れの適当な支持手段１０８またはシステム１００も選択でき、これも本願の主題の革新の実施形態の所期の範囲から逸脱しない。

【0029】

当然のことながら、図の入力コンポーネント１１０および／または入力コンポーネント１１２は、プラズマまたはマーキングシステム１００を構成するコンポーネントのうちの少なくとも１つに使用できる。特に、入力コンポーネント１１０および／または入力コンポーネント１１２は、とりわけ、溶接コンポーネント１０２、自動ガス制御コンポーネント１０４、インパルス起動コンポーネント１１２、手動ガス制御コンポーネント（図示せず）のうちの少なくとも１つとデータのやり取りを行うＨＭＩとすることができる。また別の実施形態において、システム１００の各コンポーネント（例えば、溶接コンポーネント１０２、自動ガス制御コンポーネント１０４、インパルス起動コンポーネント、手動ガス制御コンポーネント、およびその他）は、それぞれのＨＭＩを有することができる。当然のことながら、これらの各種の実施形態は、本願の主題の革新の範囲内に含められるものとする。

【0030】

図２は、切断またはマーキング動作を実行中の（図１の）システム１００の一部を示す。図３は、切断作業またはマーキング作業のために被加工物を支持できる切断またはマーキング定盤３００を有する切断システムを示している。切断定盤３００は、切断システム１００に使用できる。本願の主題の革新の範囲内の切断システム（例えば、少なくとも図１〜３に示される）は、機械読取可能命令を介して切断作業を実行するための自動制御を提供するコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）切断システムとすることができる。当然のことながら、図１の切断システム１００、マーキングまたは切断作業を実行している図２の図、または図３に示される切断システムは、本願の主題の革新を限定するものではなく、あくまでも例として提供され、説明されている。

【0031】

本明細書で説明する切断システムは、所望の被加工物に非スクラップエッジを作る間に使用するべき１つまたは複数の幾何学的座標（例えば、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸）と切断速度を含む、機械読取可能命令で自動切断作業を実行できる。被加工物および／またはトーチを移動させる１つまたは複数の位置コンポーネントがこのような命令を使用できる。例えば、位置コンポーネント（以下に、図１０においてより詳しく説明する）は、ｘ軸、ｙ軸、またはｚ軸のうちの少なくとも１つにおいて移動させる駆動手段とすることができる。

【0032】

図４は、切断またはマーキングシステム４００を示している。システム４００はコントローラ４０２（例えば、統合コントローラ）を含み、これは図１〜３に示される切断またはマーキングシステムのための切断またはマーキング作業の性能を統合的に制御する。コントローラ４０２は、切断またはマーキングシステム５０２との電気通信を制御するために使用できる。例えば、コントローラ４０２は、切断またはマーキングシステムの各局面のための複数のコントローラではなく、図１〜３に示される溶接コンポーネント１０２と利用できる。システム４００はガントリ４０４を含むことができ、そこにコントローラ４０２を固定できる。手段４０６は、３次元（３Ｄ）空間内、例えばｚ軸、ｙ軸、ｘ軸に関して位置コンポーネント（以下に、図１０においてより詳しく説明する）を介して移動できる。被加工物は、切断定盤４０８により支持される。図のように、コントローラ４０２は、手段４０６の移動（例えば、ｚ軸移動、ｘ軸移動、および／またはｙ軸移動）、ガス源４１４からのガス選択と制御、電源４１０、および／または通信（例えば、とりわけ、コントローラ４０２と電源４１０との間の通信、コントローラ４０２とＨＭＩ４１２との間の通信）を制御できる。コントローラ４０２は、無線、有線、またはその組合せで、とりわけ、ネッワーク、サブネットワーク、電源４１０、ＨＭＩ４１２、移動（例えば、ｚ軸、ｘ軸、ｙ軸）を制御する駆動手段（例えば、位置コンポーネント）、ガス選択および制御、バルブ、トランスデューサ、スイッチ、外部ドライブインタフェース、手段４０６と通信できる。

【0033】

例えば、限定ではないが、手段４０６は、トーチ、ルーティングブレード、ツール、切断ツール、ブレード、ウェルダ、プラズマ切断またはマーキング作業に使用される手段、レーザ切断またはマーキング作業に使用される手段、ウォータジェット切断またはマーキング作業に使用される手段、その他とすることができる。電源４１０は、切断またはマーキング技術（例えば、とりわけ、プラズマ、ウォータジェット、レーザ、ルーティング）で切断作業を実行するための電力部分を供給できる。例えば、プラズマ切断技術では、電源４１０は、手段４０６の移動、プラズマ切断作業の制御、ガス供給の制御、手段４０６への電圧出力、手段４０６への電流出力、手段４０６への熱源出力、およびその他のうちの少なくとも１つのための電源を供給できる。

【0034】

コントローラ４０２は、電源制御、ガス選択および制御（プラズマ切断作業用）、高さ制御、および移動制御を統合する。コントローラ４０２は、材料の種類、材料の厚さ、および／または所望の被加工物の形状／輪郭（例えば、被加工物の所望の形状プロファイルまたは被加工物の輪郭）に基づいて、切断またはマーキング作業のための動作パラメータを設定するように構成できる。コントローラ４０２は、切断またはマーキング作業に関するパラメータ、例えば、これらに限定されないが、とりわけ、電流、手段４０６の高さ（例えば、トーチの高さ）、電圧、プラズマガス、および圧力（プラズマ切作業用）、シールドガスおよび圧力（プラズマ切断作業用）、水圧（ウォータジェット作業用）、水と研磨剤の混合物（ウォータジェット作業用）を管理できる。当然のことながら、例えば、これらに限定されないが、プラズマ、ウォータジェット、レーザ、フライス加工、研削、およびその他は、コントローラ４０２によって調整可能なそれぞれのパラメータを含むことができる。

【0035】

コントローラ４０２は、プロセス関連パラメータと移動関連パラメータの統合制御機能を有し、作業中の電流および／またはガスプロファイルの調整等、切断またはマーキング性能を改善するために移動に基づくアルゴリズムを利用できる。特に、切断またはマーキングされる所望の被加工物に基づいて、工程関連パラメータと移動関連パラメータをダイナミックに調整できる。

【0036】

コントローラ４０２は、ガントリ４０４に固定することができる。コントローラ４０２を手段４０６（トーチとも呼ぶ）の付近に固定することにより、コントローラ４０２と手段４０６との間のガス量が減り、これは応答性および／または所望の加工物を製作するためのサイクルタイムを改善する。コントローラ４０２は、１つまたは複数の決定論的通信プロトコル、例えば、これらに限定されないが、イーサネット、シリアルリアルタイム通信システム（Ｓｅｒｃｏｓ）、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）、ネットワーク、ＬＡＮ、ＷＬＡＮ、無線ネットワーク、およびその他を利用できる。例えば、コントローラ４０２は、決定論的通信プロトコルを利用して、１つまたは複数の電源、例えば電源４１０への電源信号を制御できる。

【0037】

ＨＭＩ４１２は、ユーザ入力を受け取るために利用できる。当然のことながら、ＨＭＩ４１２は、ヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ）とすることができ、入力コンポーネントとも呼ばれる。ＨＭＩ４１２は、切断またはマーキング作業を事項するためのパラメータに関連付けられたユーザ入力を受け取るように構成できる。ＨＭＩ４１２は、コントローラ４０２と有線または無線通信できる。ＨＭＩ４１２は、独立コンポーネント（図のとおり）とすることも、電源４１０に組み込むことも、コントローラ４０２に組み込むことも、これらの組合せとすることもできる。

【0038】

例えば、ＨＭＩ４１２（例えば、入力コンポーネント）は、とりわけ、被加工物の厚さ、被加工物の材料の種類または切断速度、所望の被加工物の形状、所望の被加工物の幾何学的座標、所望の被加工物の輪郭のうちの少なくとも１つを受け取ることができる。ある実施形態において、ＨＭＩ４１２（例えば、入力コンポーネント）は、ユーザ入力および／またはユーザ入力を表す電子信号を受け取ることができる。さらに、ＨＭＩ４１２（例えば、入力コンポーネント）は、ユーザ入力および／またはユーザ入力を表す電子信号を通信できる。

【0039】

ＨＭＩ４１２（例えば、入力コンポーネント）は、切断システム４００にユーザ入力を表すデータを有線信号、無線信号、またはその組合せで通信できる。例えば、ＨＭＩ４１２（例えば、入力コンポーネント）は、これらに限定されないが、ペンダント、コントローラ、おびその他とすることができる。このような例において、ペンダントまたはコントローラは、切断システム４００と通信するための無線接続または有線接続とすることができる。当然のことながら、ＨＭＩ４１２（例えば、入力コンポーネント）は、有線接続、無線接続、および／またはその組合せを介して切断システム４００への、およびそこからのデータの送信および／または受信を行うことができる。

【0040】

ある実施形態において、プログラム、ネスト、機械読取可能命令セット、切断プロファイル、リードインプロファイル、リードアウトプロファイル、幾何学的座標、形状輪郭、所望の被加工物の輪郭、およびその他のうちの少なくとも１つを、コントローラ４０２に直接ダウンロードできる。例えば、通信ポートをコントローラ４０２に組み込み、データ通信を可能にできる。特定の実施形態において、通信ポートは、データをコントローラ４０２で直接受信できるようにするためのＵＳＢポートとすることができる。他の実施形態において、通信ポートは、無線インタフェースデバイスとすることができ、それによってコントローラ４０２はネットワーク、とりわけ、無線ネットワークと通信できる。また別の実施形態において、通信ポートは、コントローラ４０２との通信を可能にする有線接続とすることができる。例えば、コントローラ４０２は、所望の被加工物の輪郭に関する機械読取可能命令をダウンロードできる。コントローラ４０２はさらに、例えばデータ源への通信ポートを介してデータをアップードすることができ、データ源は、これらに限定されないが、ネットワーク、ハードドライブ、ストレージデバイス、メモリ、およびその他とすることができる。

【0041】

例えば、所望の被加工物を実現するために、切断作業は特定のパターン、形状、または寸法で実行され、所望の被加工物は、１つまたは複数の幾何学的座標で定義される。さらに、切断作業完了時に所望の被加工物を実現するために、切断作業中に（例えば、起点から終点まで）維持されるべき切断速度が設定される。切削作業で所望の被加工物を実現するために、リードインおよびリードアウトが切削作業で使用される。切断作業は切断プロファイルを含むことができ、これは、所望の被加工物に関する１つまたは複数の幾何学的座標および切断作業を実行する切断速度として定義される。例えば、切断プロファイルは、切断作業の開始から切断作業の終了までの幾何学的座標を含むことができ、幾何学的座標はとりわけ、切断システム４００の第一の移動の開始位置、切断システム４００の最後の移動の終了位置、切断作業中に非スクラップエッジが作られる起点、最後の非スクラップエッジが作られる終点を定義する。切断プロファイルは、切断作業の開始位置から切断作業の終了位置までの移動を定義する。切断プロファイルは、起点と終点との間の切断速度を利用して所望の被加工物を作る。例えば、限定ではないが、切断プロファイルは、機械読取可能命令、プログラム部分、コンピュータコード部分、命令セット、プログラムへとコンパイル可能なデータ部分、およびその他とすることができる。さらに、コントローラ４０２は、切断プロファイルを作り、使用できる。

【0042】

コントローラ４０２は、１つまた複数の幾何学的座標を受け取り、作り、利用して移動させ、所望の被加工物を作製できる。所望の被加工物に関する１つまたは複数の幾何学座標は、ｘ軸、ｙ軸、および／またはｚ軸のうちの少なくとも１つに関することができる。コントローラ４０２は、とりわけ、ユーザ、コンピュータ、データベース、ネットワーク、サーバを介して１つまたは複数の座標を受け取るように構成できる。ある実施形態において、コントローラ４０２は切断プロファイルの一部を作るように構成できる。ある例において、ユーザが切断プロファイルを作ることができる。他の例において、切断プロファイルは、完成時に保存し、後に行われる切断作業で使用するためにアクセスできる。また別の例において、ユーザはコントローラ４０２を使って切断プロファイルにアクセスし、そのような切断プロファイルを所望の被加工物に合わせて編集できる。当然のことながら、切断プロファイル、機器学的座標、およびその他は、コントローラ４０２、ネットワーク、サーバ、インターネット、データベース、ハードドライブ、メモリ、外部ハードドライブ、コンピュータ、およびその他のうちの少なくとも１つを介して作り、受け取り、および／またはアクセスできる。

【0043】

コントローラ４０２はさらに、内部および／または外部ドライブを制御できる。コントローラ４０２は、内部ドライブを含むことができる。コントローラ４０２は、外部ドライブインタフェースをさらに含むことができる。コントローラ４０２は、決定論的通信プロトコル、例えばイーサネット、シリアルリアルタイム通信システム（Ｓｅｒｃｏｓ）、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）、ネットワーク、ＬＡＮ、ＷＬＡＮ、無線ネットワーク、およびその他を介して外部ドライブを制御できる。

【0044】

少なくとも上記に基づき、コントローラ４０２は、改善されたサイクルタイム、改善された作業品質（例えば、複雑な形状または輪郭を持つ所望の被加工物の改良された切断品質）、および／または接続手段またはコネクタに関する簡素化されたシステム（例えば、複数のコントローラの統合およびコントローラ４０２との相互接続）を提供する。

【0045】

図５は、本願の主題の革新によるコントローラ４０２のある実施形態を示す。コントローラ４０２は、切断システム５０２またはマーキングシステムのための工程関連制御と移動関連制御を統合する統合コントローラとすることができる。当然のことながら、コントローラ４０２は単に例に過ぎず、本発明を限定するものではない。

【0046】

コントローラ４０２は、移動制御、ガス選択、ガス制御、高さ制御、および工程制御（例えば、ガス、電流、電圧、移動速度、およびその他の順序付け）を管理するプロセッサ５０４を含むことができる。コントローラ４０２は、通信５０６（例えば、「通信」）、ガス制御５０８、内部ドライブおよび／またはドライブインタフェース５１０、および入力／出力５１２をさらに含む。例えば、入力／出力５１２は、フィードバック信号および／または制御信号（例えば、後述の機械読取可能命令）とすることができる

【0047】

ある実施形態において、コントローラ４０２は、１つまたは複数の電源を管理できる。例えば、各電源を特定の電源出力のために構成でき、コントローラ４０２は、所望の電力需要に基づいて、電源の１つまたは複数を利用できる。他の実施形態において、コントローラ４０２が特定の電流出力を望むことがあり、この場合、１つまたは複数の電源が特定の電流出力に到達するために利用される。例えば、第一の電源は１００アンペアを提供でき、第二の電源は３００アンペアを提供でき、コントローラ４０２は、１００アンペアの需要には第一の電源を利用し、３００アンペアの需要には第二の電源を利用できる。さらに、コントローラ４０２は第一の電源と第二の電源を組合せて使用することにより、４００アンペアの需要を実現できる。

【0048】

ある実施形態において、作業は、レーザ作業、ウォータジェット作業、またはフライス加工作業のうちの少なくとも１つである。ある実施形態において、工程はプラズマ作業である。ある実施形態において、作業のための消耗材制御はガス選択であり、工程制御は、ガス、電流、または電圧のうちの少なくとも１つの順序付けを含む。ある実施形態において、工程制御は高さ制御と移動制御のシーケンスを含む。

【0049】

ある実施形態において、以下のようになされる。すなわち、高さ制御は、ｚ軸内の移動を制御するドライブのための機械読取可能命令セットであり、消耗材制御は、作業のためのガス選択に関する圧力トランスデューサ、比例バルブ、またはソレノイドバルブのうちの少なくとも１つのための機械読取可能命令セットであり、移動制御は、被加工物に関するｘ軸内の移動、被加工物に関するｙ軸内の移動、移動速度、リードイン、またはリードアウトのうちの少なくとも１つを制御するドライブのための機械読取可能命令セットであり、作業のための工程制御は、作業に使用されるガス、作業のための電流、または作業の電圧のうちの少なくとも１つの順序付けのための機械読取可能命令セットである。

【0050】

ある実施形態において、パラメータは、被加工物の所望の形状プロファイル、または被加工物の輪郭である。ある実施形態において、パラメータは、被加工物の厚さ、被加工物の材料の種類、または切断速度のうちの少なくとも１つである。ある実施形態において、入力コンポーネントはさらに、コントローラにユーザ入力を無線で通信するように構成される。ある実施形態において、入力コンポーネントは電源に組み込まれる。ある実施形態において、コントローラはガントリに固定される。

【0051】

ある実施形態において、コントローラは以下、すなわち、ｚ軸内の移動を制御するドライブ、圧力トランスデューサ、比例バルブ、ソレノイドバルブ、ｘ軸内の移動を制御するドライブ、ｙ軸内の移動を制御するドライブ、または作業の電源のうちの少なくとも１つからコントローラのためのデータを受け取る第一の通信コンポーネントまたは、ｚ軸内の移動を制御するドライブ、圧力トランスデューサ、比例バルブ、ソレノイドバルブ、ｘ軸内の移動を制御するドライブ、ｙ軸内の移動を制御するドライブ、または作業の電源のうちの少なくとも１つにコントローラからデータを送信する第二の通信コンポーネントのうちの少なくとも一方をさらに含む。

【0052】

ある実施形態において、第一の通信コンポーネントまたは第二の通信コンポーネントのうちの少なくとも一方は、イーサネット、シリアルリアルタイム通信システム（Ｓｅｒｃｏｓ）、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）、ネットワーク、ＬＡＮ、ＷＬＡＮ、または無線ネットワークのうちの少なくとも１つである。

【0053】

ある実施形態において、コントローラはさらに、高さ制御、消耗材制御、移動制御、または工程制御のうちの少なくとも１つのための更新された機械読取可能命令を生成するように構成され、更新された機械読取可能命令は、作業のダイナミックモニタリングに基づく。例えば、切断またはマーキング作業に関連付けられた設定、パラメータ、または可変値をモニタでき、これによって、切断またはマーキング作業の調整を可能にできる。一般に、フィードバック（例えば、フィードハック信号、データ部分、その他）を切断またはマーキング作業から受け取ることができ、その中でコントローラはダイナミックに調節して補償できる。例えば、フィードバックは状態または切断パラメータ、例えば、これらに限定されないが、とりわけ、電圧、ｘ軸座標、ｙ軸座標、ｚ軸座標、電流、高さ、被加工物の測定値、移動速度、被加工物の厚さ、温度に関するものとすることができる。２０１３年１１月１４日に出願された譲受人の米国特許出願第１４／０７９，７９９号明細書において開示されているフィードバックとモニタリングを切断またはマーキングシステムに利用可能であり、これを参照によって本願に援用する。

【0054】

ある実施形態において、コントローラは、プラズマ切断またはマーキング作業のためのフィードバックを受け取り、プラズマ切断またはマーキング作業の設定をダイナミックに調整し、この設定は電流、電圧、トーチの高さ、ガス供給部からのガス流、ガス供給部からの１種または複数のガスの順序のうちの少なくとも１つである。

【0055】

ある実施形態において、コントローラは、プラズマ切断またはマーキング作業に使用されるパイロットアークを起動するための１つの単極電圧パルスの送信を制御する第五の機械読取可能命令セットを生成する。ある実施形態において、システムは、プラズマ切断またはマーキング作業の他の電力部分を供給する少なくとも１つの電源を含むことができ、コントローラは、決定論的通信プロトコルで少なくとも１つの電源と通信する。ある実施形態において、入力コンポーネントはさらに、ユーザ入力を無線でコントローラに通信するように構成される。

【0056】

上述の例示的デバイスと要素を鑑み、開示された主題に従って実施される方法は、ここでは図６のフローチャートおよび／または方法を参照するとよりよく理解されるであろう。方法および／またはフロー図は、一連のブロックとして示され、説明されており、特許請求されている主題はブロックの順序により限定されず、あるブロックは、本願で図示され、説明されているものとは異なる順序で、および／またはそれとは別のブロックと同時に行われてもよい。さらに、後述の方法および／またはフロー図を実行するために、例示されているブロックの全部が必要とはかぎらない。

【0057】

図６は、切断作業を実行するための統合コントローラを利用する方法６００を示す。連続的に、以下の事柄は、統合コントローラを利用するフロー図６００である図６の意思決定木のフロー図６００の中に示されているように行われる。ある実施形態において、統合コントローラは切断作業またはマーキング作業で使用できる。

【0058】

所望の被加工物の幾何学的座標に関するデータ部分をロードできる（参照ブロック６０２）。例えば、部品形状またはネストをロードできる。材料の種類および／または材料の厚さを選択できる（参照ブロック６０４）。例えば、ユーザは、ＨＭＩを介して材料の厚さおよび／または材料の種類を選択できる。その作業では穴と輪郭の何れが形成されるかを判断する（参照ブロック６０６）。その作業で輪郭が形成される場合、方法は参照ブロック６０８に進む。その作業で穴が形成される場合、方法は参照ブロック６１０に進む。

【0059】

以下は、所望の被加工物が輪郭である場合に関する。移動パラメータを設定できる（参照ブロック６０８）。例えば、ｔｅｃｈテーブルの輪郭（参照ブロック６１２）を使って、１つまたは複数の移動座標を供給または送信できる。切断パラメータを設定できる（参照ブロック６１４）。例えば、プラズマ作業に関するパラメータを設定できる。切断移動および切断作業パラメータを開始する（参照ブロック６１６）。ダイナミックモニタリングに基づいて、作業に対するダイナミック調整が可能となるようにルックアヘッドを構成できる。例えば、ダイナミックモニタリングに基づいて、パラメータ（例えば、切断パラメータ）を調整でき（参照ブロック６１４）、パラメータは移動および／または切断作業に関するもの（例えば、移動関連制御と工程関連制御）とすることができる。所望の被加工物のその他の特徴が実行されるかを判断する（参照ブロック６１８）。その他の特徴がなければ、部品または所望の被加工物が完成する（参照ブロック６２０）。その他の特徴があれば、方法は続き、作業が穴か輪郭かを判断する（参照ブロック６０６）。

【0060】

以下は、所望の被加工物が穴である場合に関する。移動パラメータを設定できる（参照ブロック６１０）。例えば、ｔｅｃｈテーブルの輪郭（参照ブロック６２２）を使って、１つまたは複数の移動座標を供給または送信できる。切断パラメータを設定できる（参照ブロック６２４）。例えば、プラズマ作業に関するパラメータを設定できる。切断移動および切断作業パラメータを開始する（参照ブロック６２６）。ダイナミックモニタリングに基づいて、作業に対するダイナミック調整が可能となるようにルックアヘッドを構成できる。例えば、ダイナミックモニタリングに基づいて、パラメータ（例えば、切断パラメータ）を調整でき（参照ブロック６２４）、パラメータは移動および／または切断作業に関するもの（例えば、移動関連制御と工程関連制御）とすることができる。所望の被加工物のその他の特徴が実行されるかを判断する（参照ブロック６１８）。その他の特徴がなければ、部品または所望の被加工物が完成する（参照ブロック６２０）。その他の特徴があれば、方法は続き、作業が穴か輪郭かを判断する（参照ブロック６０６）。

【0061】

図７は、形状切断システムとの従来の通信および接続を表すシステム７００を示す。システム７００は、相互に各種の接続手段を有する複数のコントローラを含み、これが切断またはマーキング作業の遅延と不正確さの原因となる。システム７００は、プラズマ作業中のトーチ７０４の高さを制御する高さコントローラコンソール７０２（例えば、Ｉｎｏｖａコンソール）、プラズマ作業を制御するためのプラズマコンソール７０６、ｘ軸およびｙ軸移動のためのＣＮＣコントローラ７０８、プラズマ電源７１０、インパルス起動コンソール７１２、自動ガスコンソール７１４（マニホルドアセンブリ、例えば、これらに限定されないが、５連マニホルド７１６および／または２連マニホルド７１８を使用してもよい）、自動ガスコンソール７１４により管理されるガス供給７２０（たとえば、とりわけ、酸素、Ｈ１７、空気、窒素、アルゴンのうちの少なくとも１つ）、高さコントローラコンソール７０２を制御するリモートコンポーネント７２２（例えば、Ｉｎｏｖａ Ｒｅｍｏｔｅ）と、ｘ軸、ｙ軸、またはｚ軸のうちの少なくとも１つ内の移動を制御する位置コンポーネント７２４（例えば、「ポジショナ」とも呼ぶ）を含む。当然のことながら、ある実施形態は、ｚ軸内の移動（例えば、被加工物に向かう、またはそれから遠ざかる高さ移動）を制御する位置コンポーネント７２４と、ｘ軸またはｙ軸への移動（例えば、水平および垂直移動）を制御する駆動コンポーネント７２５を含むことができる。トーチ７０４は、トーチハンドル７２６と、トーチベース７２８と、スターグラウンド７３４を含んでいてもよい被加工物７３２に対して切断またはマーキング作業を事項するトーチヘッド７３０を含むことができる。

【0062】

図８は、プラズマ切断システムのブロック図８００を示す。特に、線図８００は、図７に示されるシステム７００を表すことができる。線図８００は、複数の通信リンク上の複数のコントローラを利用する制御構成を示す。線図８００は、ＲＳ４２２ ８０２とＣＡＮ通信８０４を含む。ＲＳ４２２ ８０２は、ＣＮＣコントローラ８０６、ＣＮＣ ＨＭＩ８０７、高さコントローラ８１２（例えば、Ｉｎｏｖａ高さコントローラ）、高さ制御ＨＭＩ８１６（例えば、ＩｎｏｖａリモートＨＭＩ）、プラズマコントローラ８１８（プラズマコンソール）、およびプラズマコンソールＨＭＩ８１９によって使用される。ＣＡＮ通信８０４は、プラズマコントローラ８１８（プラズマコンソール）、プラズマコンソールＨＭＩ８１９、ガスコントローラ８０３、ガスコンソール８２０（ガスコンソールＨＭＩ）、電源８２２、マニホルドアセンブリ、例えば、これらに限定されないが、５連ガスバルブアセンブリ８２４、および２連バルブアセンブリ８２６によって使用される。ＣＮＣコントローラ８０６は、ＣＮＣ ＨＭＩ８０７を含むことができ、これは、ＣＮＣコントローラ８０６のためのデータおよび／または入力／出力を通信するように構成される。ガスコントローラ８０３は、ガスコンソールＨＭＩ８０２を含むことができ、これはガスコントローラ８０３のためのデータおよび／または入力／出力を通信するように構成される。プラズマコンソール８１８は、プラズマコンソールＨＭＩ８１９を含み、これはプラズマコンソール８１８のためのデータおよび／または入力／出力を通信するように構成される。高さ制御８１２は、高さ制御ＨＭＩ８１６を含むことができ、これは高さ制御８１２のためのデータおよび／または入力／出力を通信するように構成される。当然のことながら、何れの適当なガスバルブアセンブリまたはマニホルドアセンブリも本発明に使用でき、５連ガスバルブアセンブリまたは２連ガスバルブアセンブリは、本願の主題の革新を限定するものではない。ＣＮＣコントローラ８０６は、例えばｘ軸移動８０８とｙ軸移動８１０を制御できる。高さコントローラ８１２（例えば、Ｉｎｏｖａ高さコントローラ）は、例えばｚ軸移動８１４を制御できる。

【0063】

図９は、本願の主題の革新による切断システム９００を示す。システム９００は、プラズマ切断またはマーキング作業を制御するデータを通信および／または受信するコントローラ４０２を含むことができる。コントローラ４０２は、決定論的通信プロトコル９０２を介して１つまたは複数の電源と通信できる。例えば、決定論的通信プロトコル９０２は、とりわけ、イーサネット、ＣＡＮ、Ｓｅｒｃｏｓとすることができる。さらに、コントローラ４０２は、切断またはマーキング作業を実行するために使用される１つまたは複数の電源を管理できる。例えば、コントローラ４０２は、電源９０４と電源９０６を制御できる。当然のことながら、何れの適当な数の電源があってもよく、例えば、電源９０４、電源９０６、電源Ｎ９０７等であり、Ｎは正の整数である。ＨＭＩ９０８は、切断またはマーキング作業に関するユーザ入力を提供できるコントローラ４０２と通信できる。ある実施形態において、ＨＭＩ９０８は、コントローラ４０２と無線で、または有線接続で通信できる。特に、当然のことながら、ＨＭＩ９０８は以下、すなわちｘ軸移動を制御する位置コンポーネント、ｙ軸移動を制御する位置コンポーネント、ｚ軸移動を制御する位置コンポーネント、プラズマコンソール、ＣＮＣ、高さ制御、プラズマ制御、ガス制御、または電源のうちの２つまたはそれ以上を制御するように構成されたコントローラ４０２、ガスバルブアセンブリ、電源、アークスタートコンポーネント、およびその他のうちの１つまたは複数のためのデータおよび／または入力／出力を通信するために使用できる。

【0064】

複数のコントローラを使用するのではなく、コントローラ４０２が工程制御と移動制御を含むことができる。コントローラ４０２は、ｘ軸移動９１０、ｙ軸移動９１２、ｚ軸移動９１４、ガス制御９１６、バルブアセンブリまたはマニホルドアセンブリ、例えば、これらに限定されないが、５連ガスバルブアセンブリ９１８、および２連バルブアセンブリ９２０を含むことができる。さらに、コントローラ４０２は、切断またはマーキング作業に使用される１つまたは複数の電源に対する電源制御を行う。

【0065】

図１０は、切断システムで切断作業を実行するためのコントローラ４０２からの機械読取可能命令を生成するシステム１０００を示す。システム１０００は、入力コンポーネント１２０（例えば、ＨＭＩとも呼ぶ）を含み、これは被加工物に対して実行される切断またはマーキング作業に関するユーザ入力を受け取ることができ、機械読取可能命令は、コントローラ４０２によって、以下、すなわち位置コンポーネント１００６、ガス制御９１６、電源９０４、およびアークスタートコンポーへネント１００８のうちの２つまたはそれ以上のために生成される。例えば、入力コンポーネント１２０は、作業（例えば、切断作業、マーキング作業、およびその他）を実行するためのパラメータに関連するユーザ入力を受け取るように構成される。パラメータは、これらに限定されないが、被加工物の所望の形状プロファイル、被加工物の輪郭、被加工物の穴の形状、被加工物の厚さ、被加工物の材料の種類、切断速度、波形、電圧、電流、トーチの高さ、およびその他とすることができる。入力コンポーネント１２０は、独立コンポーネント（図のとおり）とすることも、コントローラ４０２に組み込むことも、電源９０４に組み込むことも、ガス制御９１６に組み込むことも、アークスタートコンポーネント１００８に組み込むことも、またはそれらの組合せとすることもできる。さらに、入力コンポーネント１２０は、有線接続、無線接続、またはその組合せを介してコントローラ４０２とデータを通信できる。当然のことながら、アークスタートコンポーネント１００８は、独立コンポーネント（図示のとおり）とすることも、電源９０４に組み込むことも、またはその組合せとすることもできる。換言すれば、電源９０４は、アークスタートを提供するコンポーネントを含むことができる。アークスタートコンポーネント１００８の使用は例にすぎず、何れの適当なアークスタート技術も、健全な技術判断力を持つ人物および／または当業者により選択され、使用されることができ、これも本願の主題の革新の範囲から逸脱しない。例えば、アークスタートは、高周波数、インパルススタート、ハイエンドシステム、接触式スタート、およびその他で行うことができる。

【0066】

コントローラ４０２は、被加工物に対して切断またはマーキング作業を実行するために、１つまたは複数の機械読取可能命令を生成できる。当然のことながら、１つまたは複数の機械読取可能命令は、これらに限定されないが、プログラム、データ部分、データパケット、コード部分、プログラム部分、実行可能ファイル、およびその他とすることができる。コントローラ４０２は、とりわけ、位置コンポーネント１００６、ガス制御９１６、電源９０４、アークスタートコンポーネント１００８のうちの少なくとも１つとデータを通信できる。コントローラ４０２からのデータ通信は、切断またはマーキング作業を実行するために各種のコンポーネント（例えば、とりわけ、位置コンポーネント１００６、ガス制御９１６、電源９０４、アークスタートコンポーネント１００８）により使用される機械読取可能命令を含むことができる。

【0067】

上述のように、コントローラ４０２は機械読取可能命令を生成することができ、これらは、被加工物に対する切断またはマーキング作業を実行するために通信される。コントローラ４０２は、位置コンポーネント１００６でトーチのｘ軸移動を制御する第一の機械読取可能命令セット１０１０を生成できる。コントローラ４０２は、位置コンポーネント１００６でトーチのｙ軸移動を制御する第二の機械読取可能命令セット１０１２を生成する。コントローラ４０２は、位置コンポーネント１００６でトーチのｚ軸移動を制御する第三の機械読取可能命令セット１０１４を生成する。コントローラ４０２は、プラズマ切断またはマーキング作業のガス供給部からの（例えば、ガス制御９１６を介した）ガスの流れを制御する第四の機械読取可能命令セット１０１６を生成し、ガス制御９１６は、バルブアセンブリ、例えば、これに限定されないが、シールドガスのための５連ガスバルブアセンブリの管理、バルブアセンブリ、例えば、これに限定されないが、プラズマガスのための２連ガスバルブアセンブリの管理、およびシールドガスとプラズマガスの分散の順序およびプラズマガスの換気の管理を含む。当然のことながら、ガス制御９１６は、何れの適当な数のバルブアセンブリでも制御でき、２連バルブアセンブリおよび５連バルブアセンブリの制御は非限定的な例として使用される。コントローラ４０２は、プラズマ切断またはマーキング作業に使用されるパイロットアークを（アークスタートコンポーネント１００８を介して）起動するための単独の単極高電圧パルスの送信を制御する第五の機械読取可能命令セット１０２０を生成する。コントローラ４０２は、１つまたは複数の電源９０４を制御する第六の機械読取可能命令セット１０１８を生成する。１つの電源９０４が示されているが、コントローラ４０２により生成される機械読取可能命令１０１８は何れの適当な数の電源も利用し、制御できる。

【0068】

コントローラ４０２は、第一の機械読取可能命令セット１０１０、第二の機械読取可能命令セット１０１２、第三の機械読取可能命令セット１０１４、第四の機械読取可能命令セット１０１６、第五の機械読取可能命令セット１０２０、または第六の機械読取可能命令セット１０１８のうちの少なくとも１つを通信して、少なくともユーザ入力に基づいて、トーチによりプラズマ切断またはマーキング作業を実行できる。

【0069】

当然のことながら、位置コンポーネント１００６が示されているが、切断またはマーキング作業に使用されるトーチまたは手段を移動させるために、何れの適当な数の位置コンポーネントでも使用できる。位置コンポーネントは、所望の被加工物を実現するための切断作業を実行するためにトーチまたは手段を移動させることができる。ある実施形態において、移動の軸および／または移動の複数の軸を実行するために、何れの適当な数の位置コンポーネント１００６があってもよい。特定の実施形態において、ｘ軸移動を実行する第一の位置コンポーネント、ｙ軸移動を実行する第二の位置コンポーネント、ｚ軸移動を実行する第三の位置、およびその他があってもよい。他の実施形態において、位置コンポーネント１００６は、ｘ軸移動およびｙ軸移動を実行でき、第二の位置コンポーネントはｚ軸移動を実行できる。また別の実施形態において、位置コンポーネント１００６は、ｘ軸移動、ｙ軸移動、およびｚ軸移動を実行できる。

【0070】

これに加えて、コントローラ４０２は、フィードバック信号を受信でき、コントローラ４０２はこれを、被加工物に対する切断またはマーキング作業に関するパラメータまたは設定をダイナミックに調整するために使用できる。例えば、位置コンポーネント１００６、ガス制御９１６、電源９０４、またはアークスタートコンポーネント１００８のうちの少なくとも１つの各々は、１つまたは複数のフィードバック信号を送信できる。例えば、限定ではないが、切断またはマーキング作業に使用されるコンポーネントのためのフィードバック信号は、コントローラ４０２に通信でき、コントローラ４０２はこのようなフィードバック信号を使って、切断またはマーキング作業を（例えば、とりわけ、パラメータ、設定の変化に基づいて）ダイナミックに調整する。さらに当然のことながら、コントローラ４０２は１つまたは複数のフィードバック信号を要求できる。他の実施形態において、１つまたは複数のフィードバック信号は、継続時間または切断もしくはマーキング作業で発生するイベントに基づいて、コントローラ４０２に周期的に通信できる。一般に、１つまたは複数のフィードバック信号はコントローラ４０２に通信されて、切断またはマーキング作業に関連するバラメータまたは設定をリアルタイムで調整できるようにする。

【0071】

例えば、位置制御コンポーネント１００６は、少なくとも移動または位置、例えば、これらに限定されないが、ｘ軸移動、ｙ軸移動、またはｚ軸移動のうちの少なくとも１つに関する１つまたは複数のフィードバック信号１０２２を通信できる。他の実施形態において、位置制御コンポーネント１００６は、移動の各軸に関するフィードバック信号を通信できる。１つまたは複数のフィードバック信号１０２２は、切断またはマーキング作業に使用されるトーチの（例えば、ｘ軸、ｙ軸、またはｚ軸内の）地点または位置に関するデータを含むことができる。コントローラ４０２は、１つまたは複数のフィードバック信号１０２２を受け取り、切断またはマーキング作業のダイナミック制御に使用できる。

【0072】

他の例において、ガス制御９１６は、切断またはマーキング作業を実行するためのガス供給の管理に関する１つまたは複数のフィードバック信号１０２４を通信できる。例えば、１つまたは複数のフィードバック信号１０２４は、とりわけ、バルブアセンブリ、ガスバルブアセンブリ、マニホルドアセンブリ、アセンブリ、２連バルブアセンブリ、５連バルブアセンブリ、ガスの供給、ガスの圧力レベル、ガスの流速、圧力トランスデューサ、ソレノイドバルブ、比例バルブ、ガスの温度、ガス供給の順序、ガスが供給される時間の長さ、供給されるガスの量に関するものとすることができる。コントローラ４０２は、１つまたは複数のフィードバック信号１０２４を受け取り、切断またはマーキング作業のダイナミック制御に使用できる。

【0073】

また別の例において、電源９０４は、１つまたは複数の電源に関する１つまたは複数のフィードバック信号１０２６を通信できる。例えば、１つまたは複数のフィードバック信号１０２６は、とりわけ、電圧、電流、電力出力、ワット数、故障状態、エラーコード、アラート、通知とすることができる。コントローラ４０２は、１つまたは複数のフィードバック信号１０２６を受け取り、切断またはマーキング作業のダイナミック制御に使用できる。

【0074】

また別の例において、アークスタートコンポーネント１００８は、切断またはマーキング作業のためのアーク点火に関連するパラメータに関する１つまたは複数のフィードバック信号１０２８を通信できる。例えば、１つまたは複数のフィードバック信号１０２８は、とりわけ、波形、電圧、単極高電圧インパルス、アーク、アークのパラメータ、点火の持続時間に関するものとすることができる。コントローラ４０２は、１つまたは複数のフィードバック信号１０２８を受け取り、切断またはマーキング作業のダイナミック制御に使用できる。

【0075】

１つまたは複数のフィードバック信号１０２２、１０２４、１０２６、１０２８のうちうちの少なくとも１つを受信すると、コントローラ４０２は、このような１つまたは複数のフィードバック信号１０２２、１０２４、１０２６、１０２８の評価に基づいて、切断作業を調整するための追加の機械読取可能命令を生成できる。例えば、１つまたは複数のフィードバック信号１０２２、１０２４、１０２６、１０２８は、それぞれの閾値と比較でき、それぞれの閾値内になければ、追加の機械読取可能命令を、とりわけ、位置コンポーネント１００６、ガス制御９１６、電源９０４、アークスタートコンポーネント１００８うちの少なくとも１つに使用して、相応に補償できる。

【0076】

コントローラ４０２は、データの受信および／または送信を扱うための、第一の通信コンポーネント１００２および第二の通信コンポーネント１００４を含むことができる。当然のことながら、第一の通信コンポーネント１００２は、コントローラ４０２に組み込むことも（図のとおり）、独立コンポーネントとすることも、またはその組合せとすることもできる。また当然のことながら、第二の通信コンポーネント１００４は、コントローラ４０２に組み込むことも（図のとおり）、独立コンポーネントとすることも、またはその組合せとすることもできる。第一の通信コンポーネント１００２は、コントローラ４０２のためのデータを受け取るように構成でき、このようなデータは、とりわけ、フィードバック信号、制御信号、アラート、通知、データパケット、ユーザ入力とすることができる。第二の通信コンポーネント１００４は、コントローラ４０２からのデータを、とりわけ、位置コンポーネント１００６、ガス制御９１６、電源９０４、アークスタートコンポーネント１００８のうちの少なくとも１つに送信するように構成できる。当然のことながら、第一の通信コンポーネント１００２は、コントローラ４０２のためのデータ受信を扱うように説明され、第二の通信コンポーネント１００４は、コントローラ４０２からのデータの送信を扱うように説明されているが、本願の主題の革新には１つの通信コンポーネントを利用できる。一般に、コントローラ４０２は、データ送信および／またはデータ受信を扱うために何れの適当な数の通信コンポーネントを含むこともでき、このような例は本願の主題の革新を限定するものとはみなされない。

【0077】

図１１は、切断またはマーキング作業を実行するために機械読取可能命令を生成する方法１１００を示す。上述のように、切断作業という用語は、被加工物に対するマーキング作業を含むものとする。一般に、被加工物からスクラップ部分を除去する方法１１００を利用できる。連続的に、以下の事柄は、図１１の決定木フロー図１１００に示されているように行われ、これは被加工物からスクラップを除去する作業、特に被加工物の切断またはマーキング作業の実行において使用される機械読取可能命令を生成するフロー図１１００である。

【0078】

被加工物の厚さ、切断作業のための被加工物の材料の種類、切断作業のための開始位置、および被加工物の所望の形状を受け取ることができる（参照ブロック１１１０）。切断作業のためのｘ軸移動制御、ｙ軸移動制御、ｚ軸移動制御、ガス制御、電源制御、およびアーク点火制御のうちの２つまたはそれ以上を含む機械読取可能命令を生成することができる（参照ブロック１１２０）。

【0079】

ｘ軸移動制御、ｙ軸移動制御、ｚ軸移動制御に関連する機械読取可能命令を位置コンポーネントに通信できる（参照ブロック１１３０）。前述のように、位置コンポーネントは、所望の被加工物を実現するための切断作業を実行するためにトーチまたは手段を移動させることができる。ある実施形態において、移動の軸および／または移動の複数の軸を実行するために、何れの適当な数の位置コンポーネントがあってもよい。ある特定の実施形態において、ｘ軸移動を実行するための第一の位置コンポーネント、ｙ軸移動を実行するための第二の位置コンポーネント、ｚ軸移動を実行するための第三の位置およびその他があってよい。他の実施形態において、位置コンポーネントはｘ軸移動とｙ軸移動を実行でき、第二の位置コンポーネントはｚ軸移動を実行できる。また別の実施形態において、位置コンポーネントはｘ軸移動、ｙ軸移動、ｚ軸移動を実行できる。

【0080】

ガス制御に関連付けられる機械読取可能命令を通信して、バルブまたはガス供給の順序のうちの少なくとも一方を制御できる（参照ブロック１１４０）。例えば、ガス供給は、切断またはマーキング作業を実行するために使用でき、供給順序は、生成される機械読取可能命令に基づくものとすることができる。他の実施形態において、電源制御に関連付けられる機械読取可能命令は、１つまた複数の電源に通信できる。また別の実施形態において、アーク点火制御に関連付けられる機械読取可能命令は、切断またはマーキング作業を実行するためにアークに点火するアークスタートコンポーネントに通信できる。

【0081】

生成された機械読取可能命令に基づいて、所望の形状を実現するために被加工物に対して切断作業を実行できる（参照ブロック１１５０）。ある実施形態において、機械読取可能命令はコントローラにより生成される。

【0082】

当然のことながら、方法、例えば、方法１１００は、フィードバック信号（例えば、データ部分、電子信号、データパケット、デジタル信号、アナログ信号）を受信するステップを含むことができる。例えば、フィードバック信号は、位置コンポーネント、ガス制御、電源、アークスタートコンポーネント、バルブ、アセンブリ、バルブアセンブリ、マニホルドアセンブリ、２連バルブアセンブリ、５連バルブアセンブリ、圧力トランスデューサ、およびその他からとすることができる。前述のように、フィードバック信号は、切断作業に関する、または切断作業を実行するため、もしくは切断作業の実行に使用されるコンポーネント（例えば、位置コンポーネント、ガス制御、電源、アークスタートコンポーネント、カメラ、画像装置、移動センサ、音声センサ、光センサ、電圧センサ、電流センサ、温度センサ、ガス流センサ、圧力センサ、およびその他）の状態またはパラメータを表すデータ（例えば、信号、データ部分、データパケット、アナログ信号、デジタル信号、およびその他）である。

【0083】

ある実施形態において、コントローラがフィードバック信号を受信でき、コントローラは、上述のような２つまたはそれ以上の機械読取可能命令を生成する。

【0084】

本明細書で説明した実施形態は、上述のシステムと方法に関するものであるが、これらの実施形態は例示のためのであり、これらの実施形態の適用可能性を本明細書中に記載のこれらの説明だけに限定されることは意図されていない。本明細書で述べられている制御システムと方法は、アーク溶接、レーザ溶接、ロウ付け、はんだ、プラズマ切断、ウォータジェット切断、レーザ切断、および、同様の制御手段を利用する他のあらゆるシステムまたは方法に関するシステムおよび方法にも同等に適用可能であり、その中で使用でき、これらも上述の発明の範囲の主題から逸脱しない。当業者であれば、本明細書中の実施形態と説明をこれらのシステムと方法に容易に組み込むことができる。

【0085】

上述の例は単に本発明の各種の態様のいくつかの考えうる実施形態の例示にすぎず、当業者であれば、本明細書と添付の図面を見て、理解すれば、本発明の等価的な代替および／または改変を着想するであろう。特に、上述のコンポーネント（アセンブリ、デバイス、システム、回路、およびその他）により実行される各種の機能に関して、このようなコンポーネント（例えば、ＨＭＩ、位置コンポーネント、コントローラ、ガス制御、電源、アークスタートコンポーネント、入力コンポーネント等）を説明するために使用される用語（「手段」の言及を含む）は、特に別段のことわりがないかぎり、本発明の例示的実施形態においてその機能を実行すると開示されている構造と構造的には同等でないとしても、記載されているコンポーネント（例えば、機能的に同等のもの）の明示された機能を実行する何れのコンポーネント、例えばハードウェア、ソフトウェア、またはその組合せにも対応するものとする。これに加えて、本発明の特定の特徴がいくつかの実施例のうちの１つのみに関して開示されていても、このような特徴は、いずれかの、または特定の用途にとって望ましく、有利であるように、他の実施例の１つまたは複数の他の特徴と組み合わせてもよい。また、「〜を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ、ｉｎｃｌｕｄｅｓ」、「〜を有する（ｈａｖｉｎｇ、ｈａｓ）、「〜を備える（ｗｉｔｈ）」またはその他の変化形が詳細な説明および／または特許請求の範囲の中で使用されるかぎり、これらの用語は、「〜を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」の用語と同様に包括的であることが意図される。

【0086】

この文章による説明では、本発明を開示するために、また、何れかの装置またはシステムを製造および使用し、また組み込まれている何れかの方法を実行することを含め、当業者が本発明を実施できるようにするために、最良の態様を含む例を使用している。本発明の特許可能な範囲は特許請求の範囲により定義され、当業者が着想する他の例を含んでいてもよい。このようなその他の例も、これらが特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を有していれば、またこれらが特許請求の範囲の文言とわずかな差しかない等価的な構造的要素を含んでいれば、特許請求の範囲内に含められることが意図される。

【0087】

本発明を実行するための最良の態様は、出願人が現時点で知る最良の態様を例示することを目的として記載されている。例は例示にすぎず、本発明を限定せず、これは特許請求の範囲と利点により画定される。本発明は、好ましい、または代替的な実施形態に関して説明されている。明らかに、本明細書を読み、理解すれば、改変や代替を着想するであろう。このような改変や代替も、これらが付属の特許請求項またはその等価物の範囲内にあるかぎり、これに含められることが意図される。

【符号の説明】

【0088】

１００ 切断システム
１０２ 溶接コンポーネント
１０４ 自動ガス制御コンポーネント
１０６ ユーザ
１０８ 支持手段
１１０ 入力コンポーネント
１１２ 入力コンポーネント
１１４ トーチ
１２０ コンポーネント
３００ 定盤
４００ システム
４０２ コントローラ
４０４ ガントリ
４０６ 手段
４０８ 定盤
４１０ 電源
４１２ ＨＭＩ
４１４ ガス供給源
５０２ システム
５０４ プロセッサ
５０６ 通信
５０８ ガス制御
５１０ ドライブインタフェース
５１２ 入力／出力
６００ 方法
６０２ 参照ブロック
６０４ 参照ブロック
６０６ 参照ブロック
６０８ 参照ブロック
６１０ 参照ブロック
６１２ 参照ブロック
６１４ 参照ブロック
６１６ 作業パラメータ
６１８ 参照ブロック
６２０ 参照ブロック
６２２ 参照ブロック
６２４ 参照ブロック
６２６ 参照ブロック
７００ システム
７０２ コントローラコンソール
７０４ トーチ
７０６ プラズマコンソール
７０８ ＣＮＣコントローラ
７１０ 電源
７１２ インパルス起動コンソール
７１４ 自動ガスコンソール
７１６ マニホルド
７１８ マニホルド
７２０ ガス供給
７２２ リモートコンポーネント
７２４ 位置コンポーネント
７２５ 駆動コンポーネント
７２６ トーチハンドル
７２８ トーチベース
７３２ 被加工物
７３４ スターグラウンド
８００ 線図
８０２ ＲＳ４２２
８０３ コントローラ
８０４ ＣＡＮ
８０６ ＣＮＣコントローラ
８０７ ＣＮＣ ＨＭＩ
８０８ ｘ軸移動
８１０ ｙ軸移動
８１２ 高さコントローラ
８１６ ＨＭＩ
８１８ プラズマコントローラ
８１９ ＨＭＩ
８２２ 電源
８２４ ５連ガスバルブアセンブリ
８２６ ２連ガスバルブアセンブリ
９００ システム
９０２ プロトコル
９０４ 電源
９０６ 電源
９０７ 電源
９０８ ＨＭＩ
９１０ ｘ軸移動
９１２ ｙ軸移動
９１４ ｚ軸移動
９１６ ガス制御
９１８ バルブアセンブリ
９２０ バルブアセンブリ
１０００ システム
１００６ 位置コンポーネント
１００８ アークスタートコンポーネント
１０１０ 命令
１０１２ 命令
１０１４ 命令
１０１６ 命令
１０１８ 命令
１０２０ 命令
１０２２ 信号
１０２４ 信号
１０２６ 信号
１０２８ 信号
１１００ 方法
１１１０ 参照ブロック
１１２０ 参照ブロック
１１３０ 参照ブロック
１１４０ 参照ブロック
１１５０ 参照ブロック
ｘ 軸
ｙ 軸
ｚ 軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】