JP6834023B2 - 溶接ワイヤ電極を用いて金属ワークのワーク表面にマーキングするための方法および装置 - Google Patents

溶接ワイヤ電極を用いて金属ワークのワーク表面にマーキングするための方法および装置 Download PDF

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Description

本発明は、金属ワーク、特に、後に溶接される金属ワークのワーク表面にマーキングするための方法および装置に関する。
物をマーキングするための様々な従来の方法が存在する。部品の表面は、材料の除去、材料の塗布、または材料の改質によってマーキングすることができる。たとえば、当該部品を識別するために、部品表面の材料は、電気的、化学的、またはレーザーによるマーキング方法によって除去できる。仏国特許出願公開第２５５６６３９号明細書には、ワークに電気的にマーキングする方法の一例が記載されている。
多くの適用シナリオにおいて、マーキングは、溶接プロセスが実行されるワークや部品にも有用である。しかしながら、従来の溶接システムや溶接方法では、溶接プロセスを実行する前または実行した後に更なる技術的経費をかけずワークにマーキングすることが選択できない。溶接システムの一例が、米国特許出願公開第２０１１／０２２０６１９号明細書に記載されている。
したがって、本発明は、更なる経費をかけないで、溶接が行われる金属ワークのワーク表面にマーキングすることを可能にする方法および装置を提供することを目的とする。
この目的は、本発明に従って、請求項１に記載の特徴を有する、金属ワークのワーク表面にマーキングするための方法によって達成される。
したがって、本発明は、溶接ワイヤ電極を備えた溶接トーチがマーキングされるワーク表面に沿って案内され、その一方で溶接ワイヤ電極のワイヤ端部がマーキングされるワーク表面に近づいたり離れたりして、溶接ワイヤ電極に存在する電圧および／または溶接ワイヤ電極を流れる電流が電気火花を引き起こし、その火花が金属ワークのワーク表面に材料の除去および材料の改質の両方、またはそのいずれかをもたらしてワーク表面にマーキングする、金属ワークのワーク表面にマーキングするための方法を提供する。
本発明にかかる方法の可能な一実施形態では、溶接ワイヤ電極は、溶接プロセス中に溶融可能な添加材料からなる。
本発明にかかる方法の別の可能な実施形態では、溶接ワイヤ電極のワイヤ端部は、金属ワークとの電気的な短絡が起きるまで繰り返しワーク表面に近づき、その後ワーク表面から離れる。電気的な短絡が遮断される度に火花が発生し、金属ワークのワーク表面上に点をベースにして材料の除去および材料の改質の両方、またはそのいずれかをもたらしてマーキング点を生成する。
本発明にかかる方法の別の可能な実施形態では、金属ワークのワーク表面に生成されるマーキング点は、ワーク表面において目に見えるマーキング経路を形成する。
本発明にかかる方法の別の可能な実施形態では、溶接ワイヤ電極に存在する電圧および／または溶接ワイヤ電極を流れる電流は、溶接システムの、溶接ワイヤ電極に接続された溶接電源によって制御され、金属ワークのワーク表面にもたらされる材料の除去および材料の改質の両方、またはそのいずれかを調整する。
本発明にかかる方法の別の可能な実施形態では、ワイヤ電極が付着するのを防止するために、短絡開始後、所定の第１期間、所定の第１電流レベルを超えない。好ましくは、第１期間は４００ｕｓより長く、第１電流レベルは３０Ａより小さい。
溶接ワイヤ電極を上昇させることで実施される、本発明にかかる方法の別の可能な実施形態では、短絡が遮断されると火花が確実に点火されるように、電流は少なくとも所定の第２電流レベルに設定される。この文脈では、短絡の遮断の瞬間は、溶接ワイヤ電極の移動プロファイルに基づいてあらかじめ設定することができる。好ましくは、この第２電流レベルは１０Ａより大きい。
本発明にかかる方法の別の可能な実施形態では、短絡が遮断された後、マーキング点の出現に影響を及ぼすように、所定の電流／時間プロファイルに従って火花が維持される。電流／時間プロファイルは、時間経過に伴う電流進行のグラフにおける領域によってさらに詳細に決定することができる。好ましくは、あらかじめ設定される電流−時間領域は、１００μＡｓと２０μＡｓの間である。
本発明にかかる方法の代替実施形態では、短絡の遮断後、火花を形成するのに十分な所定の電圧が溶接ワイヤ電極とワークとの間に設定される。溶接ワイヤ電極がワーク表面から離れる移動の過程で空隙が大きくなり、火花を消すことができる。この文脈では、マーキング点の出現は、電圧レベルと溶接ワイヤ電極の移動速度または移動プロファイルとにより調整することができる。好ましくは、電圧は１０Ｖと２０Ｖの間である。
本発明にかかる方法の別の可能な実施形態では、溶接ワイヤ電極の、マーキングされるワーク表面に近づいたり離れたりできるワイヤ端部の移動プロファイルおよび／または移動周波数が調整される。
本発明にかかる方法の別の可能な実施形態では、溶接ワイヤ電極のワイヤ端部を金属ワークのマーキングされるワーク表面に沿って案内する溶接トーチの移動速度および移動経路の両方、またはそのいずれかが調整される。
本発明にかかる方法の別の可能な実施形態では、金属ワークのワーク表面に生成されるマーキング点およびマーキング経路の両方、またはそのいずれかは、データを表示するために、具体的にはワークにラベリングするために、および／またはコード、具体的にはＱＲコード（登録商標）でワークを識別するために使用される。
本発明にかかる方法の別の可能な実施形態では、マーキング中、溶接ワイヤ電極の前後移動するワイヤ端部は、その後の溶接プロセスで生成される溶接シームのプログラムされた目標の進行に沿って案内される。
本発明にかかる方法の別の可能な実施形態では、品質を管理および溶接トーチの案内を再調整する、または品質を管理もしくは溶接トーチの案内を再調整するために、マーキング経路の実際の進行と溶接シームの目標とする進行との間のずれが測定される。
本発明にかかる方法の別の可能な実施形態では、ワーク表面に生成されるマーキング経路のコントラストレベルは、溶接電源によって制御される電圧および／もしくは電流レベル、溶接ワイヤ電極のワイヤ端部の移動プロファイルおよび／もしくは移動周波数、および／または溶接ワイヤ電極のワイヤ端部をワーク表面に沿って案内する溶接トーチの移動速度を含むマーキングパラメータを変更することで調整される。
本発明にかかる方法の別の可能な実施形態では、ワーク表面のマーキング中に使用されるマーキングパラメータは、溶接システムのデータストアにデータセットとして保存され、その後のマーキングプロセスのために再び溶接システムのデータストアから読み出される。
本発明にかかる方法の別の可能な実施形態では、ワーク表面に形成されるマーキング経路の異なるコントラストレベルに対して、および／または金属ワークの異なる材料に対して、および／または異なる溶接ワイヤ電極に対して、適したマーキングパラメータの関連データセットが溶接システムのデータストアから読み出され、金属ワークのワーク表面にマーキングする。
本発明にかかる方法の別の可能な実施形態では、金属ワークのワーク表面のマーキング中、ワーク表面は供給される保護ガスによって酸化から保護される。
本発明にかかる方法の別の可能な実施形態では、ワーク表面のマーキング中、溶接トーチは、その後の溶接プロセスで生成される溶接シームのプログラムされた目標の進行に従ってロボットアームによって自動的に案内される。
本発明にかかる方法の別の代替実施形態では、ワーク表面のマーキング中、溶接トーチは、具体的にはワーク表面にラベリングするために手動で案内される。
別の態様では、本発明は、請求項１６に記載の特徴を有する溶接システムをさらに提供する。
本発明は、溶接システムの溶融可能な溶接ワイヤ電極のワイヤ端部を金属ワークのマーキングされるワーク表面に沿って案内することができ、その一方で、電気火花を発生させるように溶接ワイヤ電極のワイヤ端部をマーキングされるワーク表面に近づけたり離したりするのに適しており、火花が金属ワークのワーク表面に材料の除去および材料の改質の両方、またはそのいずれかをもたらしてワーク表面にマーキングする、金属ワークのワーク表面にマーキングするためのマーキング装置をさらに提供する。
本発明にかかるマーキング装置の可能な実施形態では、溶接ワイヤ電極が溶接システムの溶接電源に接続され、この溶接電源は、溶接ワイヤ電極に存在する電圧および／または溶接ワイヤ電極を流れる電流を制御して、金属ワークのワーク表面にもたらされる材料の除去および材料の改質の両方、またはそのいずれかを調整する。
本発明にかかるマーキング装置の別の可能な実施形態では、溶接ワイヤ電極のワイヤ端部は、溶接システムの案内された溶接トーチから突出し、ワーク表面のマーキング中、マーキングされるワーク表面に対して調整可能な移動プロファイルおよび／または調整可能な移動周波数で前後移動できる。
本発明にかかるマーキング装置は、好ましくは、視覚・音響信号または視覚信号もしくは音響信号を使用してその後の溶接プロセスをシミュレートするために使用される。
本発明はまた、溶融可能な溶接ワイヤ電極を備えた溶接システムの溶接トーチを金属ワークのマーキングされるワーク表面に沿って案内することができ、その一方で、電気火花を発生させるように溶接ワイヤ電極のワイヤ端部をマーキングされるワーク表面に近づけたり離したりするのに適しており、火花が金属ワークのワーク表面に材料の除去および材料の改質の両方、またはそのいずれかをもたらしてワーク表面にマーキングする、金属ワークのワーク表面にマーキングするためのマーキング装置を備えた溶接システムを提供する。
有利には、本発明にかかる溶接システムは、プッシュプルトーチを有し、５０Ｈｚを超え３００Ｈｚまでの移動周波数で溶接ワイヤ電極を前後移動させることを可能にする。このプッシュプルトーチは、バーナの領域にこの高移動周波数を可能にするワイヤバッファストレージを含んでいてもよい。
本発明にかかる溶接システムの好適な実施形態では、溶融可能な溶接ワイヤ電極は、ほぼ垂直に前後移動する。
溶接システムの別の可能な実施形態では、溶接システムは、ＣＭＴ（コールドメタルトランスファー）溶接システムである。
金属ワークのワーク表面上でのマーキングプロセスを示すための本発明にかかる溶接システムの可能な実施形態の概略図である。 金属ワークのワーク表面にマーキングするためのマーキング装置を備えた本発明にかかる溶接システムの可能な実施形態の図である。 金属ワークのワーク表面にマーキングするための本発明にかかる方法の実施形態の機能性を示すための時間経過に伴うグラフである。 金属ワークのワーク表面にマーキングするための本発明にかかる方法の実施形態の機能性を示すための時間経過に伴うグラフである。 金属ワークのワーク表面にマーキングするための本発明にかかる方法の実施形態の機能性を示すための時間経過に伴うグラフである。 金属ワークのワーク表面にマーキングするための本発明にかかる方法の代替実施形態の機能性を示すための時間経過に伴うグラフである。 金属ワークのワーク表面にマーキングするための本発明にかかる方法の代替実施形態の機能性を示すための時間経過に伴うグラフである。 金属ワークのワーク表面にマーキングするための本発明にかかる方法の代替実施形態の機能性を示すための時間経過に伴うグラフである。
以下、金属ワークのワーク表面にマーキングするための本発明にかかる方法および本発明にかかる装置の可能な実施形態を添付の図面を参照してさらに詳細に説明する。
図１の概略図から分かるように、図示の実施形態において、本発明にかかる溶接システム１は、金属ワーク２のワーク表面２Ａにマーキングするためのマーキング装置を有する。この文脈では、マーキング装置は、溶接システム１の溶融可能な溶接ワイヤ電極４を備えた溶接トーチ３を金属ワーク２のマーキングされるワーク表面２Ａに沿って案内するのに適している。この文脈では、溶融可能な溶接ワイヤ電極４のワイヤ端部４Ａは、金属ワーク２のマーキングされるワーク表面２Ａに近づいたり離れたりして電気火花を発生させる。これらの電気火花は、金属ワーク２のワーク表面２Ａにマーキングするために、そのワーク表面２Ａに材料の除去および材料の改質の両方、またはそのいずれかをもたらす。この文脈では、材料の改質は、たとえば、表面溶融または金属ワーク２のワーク表面２Ａの酸化によってもたらされてもよい。図１に示すように、電圧Ｕが溶接ワイヤ電極４に存在する。さらに、溶接システム１の溶接電源５から生じる電流Ｉが溶接ワイヤ電極４を流れる。溶接ワイヤ電極４に存在する電圧Ｕと溶接ワイヤ電極４を流れる電流Ｉが電気火花を発生させ、それにより金属ワーク２のワーク表面２Ａに材料の除去をもたらす。溶接ワイヤ電極４のワイヤ端部４Ａは、金属ワーク２との電気的な短絡が起きるまで繰り返しワーク表面２Ａに近づき、その後ワーク表面２Ａから離れる。電気的な短絡が遮断される度に電気火花が発生し、金属ワーク２のワーク表面２Ａ上に点をベースにして材料の除去および材料の改質の両方、またはそのいずれかをもたらしてマーキング点６を生成する。金属ワークのワーク表面２Ａに生成されるマーキング点６は、ワーク２のワーク表面２Ａにおいて目に見えるマーキング経路を形成することができる。結果として得られたマーキングは、複数のマーキング経路からなっていてもよい。マーキングはまた、マーキング経路が振動やジグザグ移動をするとき、たとえば広くしてもよい。同様に、わずかに偏心した円形、楕円形、または蛇行した経路を使用してマーキングを広くすることができる。溶接システム１の溶接電源５は、溶接ワイヤ電極４に存在する電圧Ｕおよび／または溶接ワイヤ電極４を流れる電流Ｉを制御して、金属ワーク２のワーク表面２Ａにもたらされる材料の除去、したがって、生成されるマーキング点６の範囲を調整する。
図１に模式的に示すように、溶接システム１は、溶接ワイヤ電極４の、マーキングされるワーク表面２Ａに近づいたり離れたりできるワイヤ端部４Ａの移動プロファイルおよび／または移動周波数を制御する制御システム７を有する。溶接システム１の制御システム７はまた、溶接システム１の溶接電源５を制御し、溶接ワイヤ電極に存在する電圧Ｕを調整しかつ溶接ワイヤ電極４を流れる電流Ｉを調整する、または溶接ワイヤ電極に存在する電圧Ｕもしくは溶接ワイヤ電極４を流れる電流Ｉを調整する。
この文脈では、マーキングプロセスの間、または溶接システム１のマーキング動作モードの間、電圧Ｕおよび／または溶接ワイヤ電極４を流れる電流Ｉは、電気火花が生じ、金属ワーク２のワーク表面２Ａに材料の除去および材料の改質の両方、またはそのいずれかをもたらすように設定されるが、溶融可能な溶接ワイヤ電極４の溶融は生じない。
図１に模式的に示す溶接システム１の可能な一実施形態では、ワーク表面２Ａにマーキングするためのマーキングプロセスの間、溶接トーチ３はロボットアーム３Ａによって自動的に案内される。溶接ワイヤ電極４のワイヤ端部４Ａを金属ワーク２のマーキングされるワーク表面２Ａに沿って案内する、溶接トーチ３の移動速度は調整可能であり、ロボットアーム３Ａの制御システム７Ａによって制御できる。さらに、溶接システム１の制御システム７は、たとえば、ワイヤ端部４Ａの前後移動の移動プロファイルを溶接トーチ３の移動速度に適合させるために、ロボットアーム３Ａの制御システム７Ａに通信接続されていてもよい。あるいは、制御システム７および制御システム７Ａの機能は、上位の制御システム（さらに詳細には図示せず）において一緒に実行されることも考えられる。
図１に模式的に示す溶接システム１の可能な一実施形態では、ワーク表面２Ａにマーキングするためのマーキングプロセスの間、溶接トーチ３は、その後の溶接プロセスで生成される溶接シームのプログラムされた目標の進行に従って、ロボットアーム３Ａによって自動的に案内される。この文脈では、制御システム７Ａが、プログラムされた目標の進行に従って溶接トーチ３の移動を制御する。溶接ワイヤ電極４のワイヤ端部４Ａは、溶接システム１の案内された溶接トーチ３から突出し、ワーク表面２Ａのマーキングプロセスの間、マーキングされるワーク表面２Ａに対して調整可能な移動プロファイルおよび／または調整可能な移動周波数ｆで前後移動する。
可能な一実施形態では、品質を管理および溶接トーチの案内を再調整する、または品質を管理もしくは溶接トーチの案内を再調整するために、ワーク表面２Ａに生成されるマーキング経路の実際の進行と溶接シームの目標とする進行との間のずれが測定される。別の実施形態では、マーキング経路の実際の進行と溶接シームの目標とする進行との間のずれを測定するための測定装置を設けて、上位の制御システムによってその差を自動的に判定して評価できるようにしてもよい。
図１に示す実施形態では、溶接システム１はさらに、溶接ワイヤ４を送給するためのワイヤ前送り装置８を有する。溶接トーチ３における極めて動的なワイヤ駆動は、高移動速度に設定されて、移動周波数ｆでの溶接ワイヤ電極４の高周波前後移動をもたらす。この文脈では、溶接トーチ３のワイヤ駆動は高移動速度に設定される。これに対して、溶接作業中に溶融する溶接ワイヤ電極４は、ワイヤ前送り装置８によって送給される。
本発明にかかる溶接システム１の可能な一実施形態では、ワーク表面２Ａに生成されマーキング点６からなるマーキング経路のコントラストレベルを調整してマーキングパラメータを変更する。一実施形態では、これらのマーキングパラメータには、溶接電源５によって制御される電圧および／もしくは電流レベル、溶接ワイヤ電極４の移動プロファイルおよび／もしくは移動周波数、および／または溶接ワイヤ電極４のワイヤ端部４Ａをワーク２のワーク表面２Ａに沿って案内する溶接トーチ３の移動速度が含まれる。本発明にかかる方法の可能な実施形態では、ワーク表面２Ａのマーキング中に使用されるマーキングパラメータは、溶接システム１のデータストア９にデータセットとして保存され、その後のマーキングプロセスのために制御システム７によって溶接システム１のデータストア９から再び読み出してもよい。本発明にかかる溶接システム１の可能な一実施形態では、マーキングプロセスのための様々なマーキングパラメータを手動で設定することを可能にするユーザーインターフェース１０を備える。可能な一実施形態では、溶接システム１の溶接工は、ユーザーインターフェース１０を使用して様々なマーキングパラメータを手動で設定し、マーキングプロセスを実行することを選択できる。たとえば、ユーザーが生成されたマーキング経路に満足している場合、使用したマーキングパラメータを溶接システム１のデータストア９にデータセットとして保存し、その後のマーキングプロセスに再使用することができる。さらに、データストア９は、異なるコントラストレベルを有するマーキング経路を形成するよう様々な事前構成されたデータセットを含んでいてもよい。ワーク表面２Ａに形成されるマーキング経路の異なるコントラストレベルに対しておよび／または異なるワイヤ電極４に対して、適したマーキングパラメータの関連データセットをデータストア９に保存して制御装置７によって読み出し、マーキングプロセスにおいて金属ワーク２のワーク表面２Ａにマーキングすることができる。可能な一実施形態では、溶接システム１のユーザーインターフェース１０は、マーキングプロセスに使用されている設定したマーキングパラメータをユーザーまたは溶接工に表示する表示装置を有する。
本発明にかかる溶接システム１の別の可能な実施形態では、溶接工またはユーザーはさらに、金属ワークの材料に関するデータまたは情報をユーザーインターフェース１０を介して入力できる。入力されたワーク２の材料に応じて、そのためのマーキングパラメータの適したデータセットがデータストア９から読み出され、マーキングプロセスのために使用することができる。本発明にかかる溶接システム１の可能な一実施形態では、金属ワーク２のワーク表面２Ａのマーキング中、ワーク表面２Ａは供給される保護ガスによって酸化に対して保護される。可能な一実施形態では、溶接システム１のユーザーまたは溶接工は、マーキングプロセスの間、保護ガスの供給をユーザーインターフェース１０を介して調整、たとえば、作動または停止することができる。本発明にかかる溶接システム１の可能な一実施形態では、溶接システム１は、金属活性ガス（マグ）法または金属不活性ガス（ミグ）法を採用した金属保護ガス溶接システムである。
本発明にかかる溶接システム１では、図１に模式的に示すように、極めて動的な逆転する溶接ワイヤ電極４によって、わずかな材料の除去および材料の改質の両方、またはそのいずれかでマーキング点を数多く配置することが可能になる。連続したマーキング点６は結果として、ワーク２のワーク表面２Ａにおいて目に見えるマーキング経路になる。
溶接ワイヤ電極４の溶接ワイヤ端部４Ａは、溶接システム１の工具中心点ＴＣＰを形成する。工具中心点ＴＣＰは、運動連鎖の端部において点を形成し、機械加工プロセスに起因する位置決め要件が適用される目標変数を形成する。
本発明にかかる溶接システム１の可能な一実施形態では、溶接トーチ３は、ロボットアーム３Ａに取り付けられ、マーキングプロセス中、その後の溶接プロセスで形成される溶接シームのプログラムされた目標の進行に従って自動的に案内される。この目標とする進行は、好ましくは工具中心点ＴＣＰの進行、すなわち、溶接ワイヤ電極４のワイヤ端部４Ａの目標とする進行に関連する。実際のＴＣＰは、ワイヤ調節によって生じるワイヤ曲率の結果として、目標ＴＣＰまたは理想ＴＣＰとは異なることがある。ロボットアームの熱膨張や可動部品における遊びなど、他の影響もまた実際のＴＣＰにおけるずれにつながることがある。本発明にかかる方法を使用すれば、実際のＴＣＰは、マーキング経路を適用することでワーク表面２Ａ上に視覚化できる。
本発明にかかる溶接システム１の代替実施形態では、溶接トーチ３は、ワーク表面２Ａのマーキング中、具体的にはワーク表面２Ａにラベリングするために手動で案内される。マーキングプロセス中に発生する電気火花は、ワーク表面２Ａにおいて目に見えるマーキング経路を生成し、これはワーク表面２Ａにラベリングするために利用することができる。たとえば、このようにして、ユーザーまたは溶接工は、ワーク表面２Ａにおいて、マーキングまたは溶接の時間を特定する１つのデータを刻むことができる。たとえば、ユーザーまたは溶接工はまた、ワーク２のワーク表面２Ａにコードや署名を書き込んでもよく、誰が溶接を行ったのかを確定することができる。
別の可能な実施形態では、マーキング装置は、視覚・音響信号または視覚信号もしくは音響信号を使用してその後の溶接プロセスをシミュレートするのに使用される。この文脈では、移動周波数の音響信号が、その後の溶接プロセスの溶接パラメータをシミュレートする。この文脈では、溶接速度、トーチの位置決め、溶解力、ワイヤ自由端の長さ（突き出し）、または補正係数などの個々の溶接パラメータを聞こえるようにできる。このために、音響信号の変更を実現するよう、溶接パラメータにおける対応する変更が、溶接ワイヤ端部４Ａの前後移動の移動周波数において行われてもよい。マーキングプロセスで発生する電気火花は、実際の溶接プロセスの間に発生するアークほど明るく光を放たないため、その後の溶接プロセスは有利にも視覚化できる。マーキングプロセス中に発生する電気火花は、ユーザーによって直接観察できる。よって、この実施形態では、本発明にかかるマーキング装置の溶接システム１は、溶接工を訓練するための訓練装置を提供する。この実施形態では、溶接プロセスが音響的かつ光学的にまたは音響的もしくは光学的にシミュレートできるため、溶接システム１は人々を教えるために使用できる。
本発明にかかる溶接システム１の別の可能な実施形態では、溶接システムは、ＣＭＴ（コールドメタルトランスファー）溶接に適したＣＭＴ溶接システムである。この実施形態では、一旦マーキングプロセスが完了すると溶接プロセスが行われる。たとえば、溶接プロセスはＣＭＴ溶接プロセスである。この文脈では、溶接電源５は、好ましくはパルス溶接電流を提供し、さらに溶接ワイヤ電極４は、高周波数で前後移動する。溶接電源５が短絡を検出するとすぐに、溶接ワイヤ電極４の後方移動が同時に溶接電流の減少を伴って開始する。この文脈では、先のアーク段階において形成される溶滴は、はねを発生させることなく溶接ワイヤ電極４から解放される。形成された溶滴は、ワイヤ移動の結果、溶接ワイヤ電極４からさらに容易に解放され、よって実質的にはねの無い溶接を促進する。可能な一実施形態では、逆転する溶接ワイヤ電極４は、５０Ｈｚを超える比較的高い周波数で前後移動できる。溶滴が解放されると、溶接ワイヤ電極４は再び前方に案内され、新たにサイクルが始まる。ＣＭＴ溶接方法は、鉄、アルミニウム、クロムニッケル鋼などすべての従来の溶接可能な金属に適し、また鉄とアルミニウムなど混合化合物にも適している。
ＣＭＴ溶接プロセスを実行する前または実行した後に、本発明にかかるマーキング方法を使用して、更なるハードウェアの経費をかけずに、加工される金属ワーク２のワーク表面２Ａにマーキングすることができる。
本発明にかかる溶接システム１の可能な一実施形態では、データを表示するためのマーキング点６またはマーキング経路が金属ワーク２のワーク表面２Ａに生成される。これらのデータは、たとえば、可読コード、具体的にはＱＲコード（登録商標）を備える。このように、簡単な方法で、加工されるワーク２または機械加工プロセスに関する関連データが恒久的にワーク２と関連付けられ、後で読み取り装置を使用して読み出すことができる。読み出されるデータはたとえば、ワーク２を含む構成部品の品質管理またはメンテナンスに使用されてもよい。
図２は、本発明にかかるマーキング装置を含む溶接システム１の実施形態を模式的に示している。図２に示す溶接システム１は、種々の溶接方法に適し、具体的にはミグ／マグ溶接方法に適している。溶接システム１は、金属ワーク２のワーク表面２Ａにマーキングするのを可能にする。この文脈では、溶接システム１の、溶接ワイヤ電極４を備えた溶接トーチ３は、マーキングされるワーク表面２Ａに沿って案内される。溶接ワイヤ電極４のワイヤ端部４Ａは、マーキングされるワーク表面２Ａに近づいたり離れたりする。溶接ワイヤ電極４は、その後の溶接プロセスの溶融可能な溶接ワイヤ電極とすることができる。しかしながら、マーキングプロセスにのみ使用される、たとえばタングステン製の溶接ワイヤ電極４を使用することも可能である。溶接システム１は、電源ユニット５Ａを備えた溶接電源５を有する。溶接システム１はさらに制御装置７を有する。制御装置７は、溶接電源５の電源ユニット５Ａを作動させ、溶接ワイヤ電極４を送るワイヤ前送り装置８を作動させるためのものである。この文脈では、溶接ワイヤ電極４は、溶接システム１の予備ドラム１１から巻き出すことができる。可能な一実施形態では、マーキングプロセスにおいて電気火花を発生させるための電流またはその後の溶接プロセスにおいてアークを発生させるための電流は、溶接電源５の電源ユニット５Ａから電流供給ライン１２を介して溶接トーチ３またはそこで案内される溶接ワイヤ電極４に供給できる。電力回路は、ワーク２から電源ユニット５Ａへのライン（さらに詳細には図示せず）を介して閉じられる。
マーキング軌跡の外観に保護ガスの組成を利用して影響を及ぼすことができる。一般に、活性比率、つまり、ＣＯ２または酸素が増えるにつれて、マーキング軌跡はより暗く、また、より狭くなる。純アルゴン（不活性ガス）を使用する場合、マーキング軌跡はあらゆる表面上で比較的明るく広く、速度が増加するにつれて幅は減少する。保護ガスがなければ、マーキング経路は暗くて狭く、幅は速度とともに変化しない。
特に電極がアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる場合、保護ガスがなければ、酸化は、望まれない絶縁表面を形成することになり得る。これは、短絡が検出されない危険を招き、マーキングプロセスを中断させる可能性がある。
図２に示す実施形態では、溶接トーチ３はさらに保護ガス用の供給ライン１３を有する。金属ワーク２のワーク表面２Ａにマーキングしている間、ワーク表面２Ａは供給される保護ガスによって酸化から保護することができる。可能な一実施形態では、図２に示すように、この保護ガスは、溶接システム１の保護ガス貯槽１４から引き出される。図２に示す実施形態では、ワイヤ前送り装置８によって予備ドラム１１から巻き出された溶接ワイヤ電極は、電力線１２を通じて溶接トーチ３に供給され、溶接電極４のワイヤ端部４Ａは、溶接トーチ３から突出して、マーキングプロセス中、逆転して前後移動する。
図２に示す実施形態では、溶接トーチ３はさらに、ライン１５を介して溶接システム１の冷却回路に接続される。図２に示す実施形態では、溶接システム１は、入力表示装置または入力装置もしくは表示装置を備えたユーザーインターフェース１０を溶接電源５に有する。さらに、図２に示すように、溶接システム１の溶接トーチ３に入力装置１６および出力装置１７を設けてもよい。可能な一実施形態では、ユーザーまたは溶接工は、ユーザーインターフェース１０および溶接トーチ３の入力装置１６において、またはユーザーインターフェース１０もしくは溶接トーチ３の入力装置１６において、溶接システム１のマーキング動作モードと溶接動作モードとの間で切り替えること、または、ユーザーインターフェースにおいて、溶接方法かマーキング方法かのどちらかを選ぶことを選択できる。さらに、ユーザーは、溶接電源５におけるユーザーインターフェース１０を介してマーキングプロセス用の異なるマーキングパラメータを設定することを選択できる。可能な一実施形態では、これらのマーキングパラメータは、溶接電源５によって制御される電圧および／もしくは電流レベル、溶接ワイヤ電極４の移動プロファイルおよび／もしくは移動周波数ｆ、および／または溶接ワイヤ電極４のワイヤ端部４Ａをワーク２のワーク表面２Ａに沿って案内する、溶接トーチ３の移動速度である。可能な一実施形態では、図２に示す溶接システム１の溶接トーチ３は、ロボットアーム３Ａによって案内される。あるいは、図２に示す溶接システム１の溶接トーチ３は、マーキングプロセス中、ユーザーによって手動で案内することができる。
図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃは、本発明にかかるマーキング方法の機能性を示すための時間経過に伴う進行を示す。図３Ａは、時間経過に伴う溶接ワイヤ電極４のワイヤ前送り速度ＶＤを示す。図３Ｂは、溶接ワイヤ電極４を流れる電流Ｉを示す。図３Ｃは、溶接ワイヤ電極４に存在する電極Ｕを示す。
図３Ａで分かるように、溶接ワイヤ電極４は前後移動する。すなわち、図３Ａに示すように、溶接ワイヤ電極４は、正のワイヤ前送り速度ＶＤと負のワイヤ前送り速度ＶＤを交互に有する。図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃでは、シンボル的拡大鏡Ｌによって示されるように、１つの時間間隔が引き伸ばされて示されている。マーキングプロセス中、上昇させた状態の溶接ワイヤ電極４は、時間ｔ１でワーク２のワーク表面２Ａに向かって前方に移動する。この文脈では、電圧降下により時間ｔ２で短絡の発生を検出できるように電圧Ｕが溶接ワイヤ電極４に印加される。溶接ワイヤ電極４の金属ワーク２のワーク表面２Ａとの接触が確立されると、ワイヤ前送り速度ＶＤは減少する。すなわち、溶接ワイヤ電極４は制動される。この文脈では、溶接ワイヤ電極４のワーク表面２Ａとの接触は、短絡の検出によって、ワイヤ前送りのモーター電流またはモータートルクにおける増加によって、あるいは移動した距離を計算することによって確立することができる。短絡が起きると、電圧ははっきりと検出可能に降下する。溶接ワイヤ電極４のワーク表面２Ａとの接触を検出し続けるために、比較的小さく、より測定可能な電流Ｉ１が印加される。短絡の発生後、所定の第１期間△ｔ１、好ましくは４００ｕｓの間、この電流Ｉ１は、所定の第１電流レベルＩ１、好ましくは３０Ａを超えない。これは、ワイヤ電極が付着するのを防止することを目的としている。時間ｔ３で、ワイヤ前送り速度ＶＤは負になる。すなわち、溶接ワイヤ電極４は、ワーク表面２Ａから離れて後方に移動する。溶接ワイヤ電極４のワイヤ端部４Ａは、金属ワーク２との電気的な短絡が起きるまで繰り返しワーク表面２Ａに近づく。金属ワーク２との電気的な短絡が起きるとすぐに、溶接ワイヤ電極４のワイヤ端部４Ａはワーク表面２Ａから離れる。溶接ワイヤ電極４を上昇させることでもたらされる短絡遮断ｔ５の前の時間ｔ４で、電流Ｉは、所定の第２電流レベルＩ２に、好ましくは１０Ａより大きく設定され、短絡が遮断されたときに火花の点火を確実にする。時間ｔ４が短絡遮断の時間ｔ５の直前である場合、時間ｔ５は、溶接ワイヤ電極４の移動プロファイルに基づいてあらかじめ設定することができる。図３Ｂに示すように、時間ｔ５で火花に点火される。すなわち、電気火花が発生し、金属ワーク２のワーク表面２Ａ上に点をベースにして材料の除去および材料の改質の両方、またはそのいずれかをもたらしてマーキング点６を生成する。図３Ｂにおいて斜線部分Ａによって表されるように、短絡が遮断された後、所定の電流／時間プロファイルに従って火花は維持される。マーキング点の出現は、時間経過に伴う電流進行のグラフにおける領域Ａに比例する火花のエネルギーにより影響される。マーキング点に好ましい電流−時間領域は、１００μＡｓと２０μＡｓの間である。電圧Ｕがあらかじめ定義された閾値Ｕｓ未満に下がる結果、火花は時間ｔ６で消える。Ｕｓは、好ましくは１２Ｖ未満である。そして、図３Ｂで分かるように、溶接ワイヤ電極４を通る電流Ｉはゼロまで下がる。火花の点火と消滅との間の期間は、たとえば上述の電流／時間プロファイルを使用して設定することができる。ワイヤ前送り速度ＶＤが後方移動から前方移動に戻ったら、または電流が０Ａまで下がったら、図３Ｃに示すように、電圧Ｕは再び増加し、溶接ワイヤ電極４のワーク表面２Ａとの接触に起因する次の短絡を確実に検出するために、増加した電圧レベルにとどまる。これは、図３Ｃにおいてワイヤ前送り速度ＶＤが再び正になる時間ｔ７に表されている。プロセスは周期的に繰り返される。
図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃは、本発明にかかるマーキング方法の機能性を示すための時間経過に伴う進行を示す。図４Ａは、時間経過に伴う溶接ワイヤ電極４のワイヤ前送り速度ＶＤを示す。図４Ｂは、溶接ワイヤ電極４を流れる電流Ｉを示す。図４Ｃは、溶接ワイヤ電極４に存在する電圧Ｕを示す。図３Ａ〜図３Ｃの実施形態に代わるものとして、これらの時間経過に伴う進行における電流Ｉは、時間ｔ２で短絡が発生した後、ランプ状に増加する。この場合も、短絡の発生後、特定の第１期間△ｔ１、好ましくは４００ｕｓの間、電流Ｉは所定の第１電流レベルＩ１、好ましくは３０Ａを超えない。このため、図４Ｂにおいて、Ｉ１に対して約２０Ａのレベルがプロットされている。溶接ワイヤ電極４を上昇させることによってもたらされる短絡遮断ｔ５の前の時間ｔ４で、電流Ｉは少なくとも所定の第２電流レベルＩ２に設定される。実施形態では、Ｉ２の値は、ランプでのさらなる直線的な上昇に起因する。図４Ｃにおける電圧の進行では、図３Ｃの代わりとして、直近の短絡発生を検出するための時間ｔ１またはｔ７における電圧Ｕは、火花段階ｔ５〜ｔ６における電圧Ｕより大きい。これにより、短絡発生の検出を簡単にすることができる。
本発明にかかるマーキング方法を使用すれば、その後に実行される溶接シームの位置を溶接経路または溶接シームに沿ってマーキングすることができ、この実際の位置は、自動化してまたは手動で視覚的に確認することができる。連続生産では、所望の溶接経路からのずれは、無作為抽出によって確認、補正することができる。異なるコントラストレベルのマーキング経路は、マーキングパラメータを変更することで金属表面に施すことができる。
本発明にかかるマーキング方法は、マーキング方法を実行するのに更なるハードウェア部品が必要ではないため、とりわけＣＭＴ溶接システムに適している。
ワーク表面２Ａにマーキングするために、溶接ワイヤ電極４は、好ましくはワーク表面２Ａに対して垂直に前後移動する。あるいは、次に続くであろう溶接プロセスのワーク表面２Ａに対するトーチ位置決め角度が溶接ワイヤ電極４の移動方向を特定してもよい。本発明にかかるマーキング方法は、実際の溶接プロセスの前に、溶接プロセスを「ドライラン」でシミュレートすることを可能にする。異なる溶接シーム、たとえば上進溶接シームまたは下進溶接シームに対して、関連する溶接プロセスをシミュレートするために異なるマーキングパラメータを使用することができる。本発明にかかる方法は、主に自動溶接を補助するのに適しているが、ワーク２にマーキングまたはラベリングするための手動溶接装置に使用することもできる。さらに、本発明にかかるマーキング方法は、位置決め角度、溶解力、補正などの溶接パラメータを音響的に示すために、教育の目的で使用することができる。
本発明は次の実施形態からなる。
１．金属ワーク（２）のワーク表面（２Ａ）にマーキングするための方法であって、
溶接ワイヤ電極（４）を備えた溶接トーチ（３）がマーキングされるワーク表面（２）に沿って案内され、その一方で溶接ワイヤ電極（４）のワイヤ端部（４Ａ）がマーキングされるワーク表面（２Ａ）に近づいたり離れたりする方法において、
溶接ワイヤ電極（４）に存在する電圧（Ｕ）と溶接ワイヤ電極（４）を流れる電流（Ｉ）とのうち少なくとも一方が電気火花を引き起こすことにより金属ワーク（２）のワーク表面（２Ａ）に材料の除去および材料の改質のうち少なくとも一方をもたらし、ワーク表面（２Ａ）にマーキングすることを特徴とする方法。
２．溶接ワイヤ電極（４）は、溶接プロセス中に溶融可能な添加材料からなることを特徴とする実施形態１に記載の方法。
３．溶接ワイヤ電極（４）のワイヤ端部（４Ａ）は、金属ワーク（２）との電気的な短絡が起きるまで繰り返しワーク表面（２Ａ）に近づき、その後ワーク表面（２Ａ）から離れ、短絡が遮断される度に電気火花が発生し、金属ワーク（２）のワーク表面（２Ａ）上に点をベースにして材料の除去および材料の改質の両方、またはそのいずれかをもたらしてマーキング点（６）を生成することを特徴とする実施形態１または実施形態２に記載の方法。
４．金属ワーク（２）のワーク表面（２Ａ）に生成されるマーキング点（６）は、ワーク表面（２Ａ）において目に見えるマーキング経路を形成することを特徴とする実施形態３に記載の方法。
５．溶接ワイヤ電極（４）に存在する電圧（Ｕ）と溶接ワイヤ電極（４）を流れる電流（Ｉ）とのうち少なくとも一方は、溶接システム（１）の、溶接ワイヤ電極（４）に接続された溶接電源（５）によって制御され、金属ワーク（２）のワーク表面（２Ａ）にもたらされる材料の除去および材料の改質の両方、またはそのいずれかを調整することを特徴とする前述の実施形態１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
６．溶接ワイヤ電極（４）の、マーキングされるワーク表面（２Ａ）に近づいたり離れたりできるワイヤ端部（４Ａ）の移動プロファイルおよび移動周波数のうち少なくとも一方は調整されることを特徴とする前述の実施形態１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
７．溶接ワイヤ電極（４）のワイヤ端部（４Ａ）を金属ワーク（２）のマーキングされるワーク表面（２Ａ）に沿って案内する溶接トーチ（３）の移動速度および移動経路の両方、またはそのいずれかは調整されることを特徴とする前述の実施形態１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
８．金属ワーク（２）のワーク表面（２Ａ）に生成されるマーキング点（６）およびマーキング経路の両方、またはそのいずれかは、データを表示するために、具体的にはワーク（２）にラベリングするために、および／またはコード、具体的にはＱＲコード（登録商標）でワーク（２）を識別するために使用されることを特徴とする実施形態１乃至７に記載の方法。
９．マーキング中、溶接ワイヤ電極（４）の前後移動するワイヤ端部（４Ａ）は、その後の溶接プロセスで生成される溶接シームのプログラムされた目標の進行に沿って案内されることを特徴とする前述の実施形態１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
１０．マーキング経路の実際の進行と溶接シームの目標とする進行との間のずれは、品質を管理および溶接トーチの案内を再調整する、または品質を管理もしくは溶接トーチの案内を再調整するために測定されることを特徴とする実施形態９に記載の方法。
１１．ワーク表面（２Ａ）に生成されるマーキング経路のコントラストレベルは、溶接電源（５）によって制御される電圧および電流レベルのうち少なくとも一方と、溶接ワイヤ電極（４）の移動プロファイルおよび移動周波数のうち少なくとも一方と、溶接ワイヤ電極（４）のワイヤ端部（４Ａ）をワーク表面（２Ａ）に沿って案内する溶接トーチ（３）の移動速度とのうち少なくとも１つを含むマーキングパラメータを変更することで調整されることを特徴とする前述の実施形態１乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
１２．ワーク表面（２Ａ）のマーキング中に使用されるマーキングパラメータは、溶接システム（１）のデータストア（９）にデータセットとして保存され、その後のマーキングプロセスのために再び溶接システム（１）のデータストア（９）から読み出されることを特徴とする実施形態１１に記載の方法。
１３．ワーク表面（２Ａ）に形成されるマーキング経路の異なるコントラストレベルと、金属ワーク（２）の異なる材料と、異なる溶接ワイヤ電極（４）とのうち少なくとも１つに対して、適したマーキングパラメータの関連データセットが溶接システム（１）のデータストア（９）から読み出され、金属ワーク（２）のワーク表面（２Ａ）にマーキングすることを特徴とする実施形態１２に記載の方法。
１４．金属ワーク（２）のワーク表面（２Ａ）のマーキング中、ワーク表面（２Ａ）は供給される保護ガスによって酸化から保護されることを特徴とする前述の実施形態１乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
１５．ワーク表面（２Ａ）のマーキング中、溶接トーチ（３）は、その後の溶接プロセスで生成される溶接シームのプログラムされた目標の進行に従ってロボットアームによって自動的に案内されることを特徴とする前述の実施形態１乃至１４のいずれか一項に記載の方法。
１６．溶接トーチ（３）は、ワーク表面（２Ａ）のマーキング中、具体的にはワーク表面（２Ａ）にラベリングするために、手動で案内されることを特徴とする前述の実施形態１乃至１４のいずれか一項に記載の方法。
１７．金属ワーク（２）のワーク表面（２Ａ）にマーキングするためのマーキング装置であって、
溶接システム（１）の溶融可能な溶接ワイヤ電極（４）を備えた溶接トーチ（３）を金属ワーク（２）のマーキングされるワーク表面（２Ａ）に沿って案内することができ、その一方で電気火花を発生させるように溶融可能な溶接ワイヤ電極（４）のワイヤ端部（４Ａ）をマーキングされるワーク表面（２Ａ）に近づけたり離したりするのに適しており、火花が金属ワーク（２）のワーク表面（２Ａ）に材料の除去および材料の改質の両方、またはそのいずれかをもたらしてワーク表面（２Ａ）にマーキングするマーキング装置。
１８．溶接ワイヤ電極（４）は、溶接システム（１）の、溶接ワイヤ電極（４）に存在する電圧（Ｕ）と溶接ワイヤ電極（４）を流れる電流（Ｉ）とのうち少なくとも一方を制御する溶接電源（５）に接続され、金属ワーク（２）のワーク表面（２Ａ）にもたらされる材料の除去を調整することを特徴とする実施形態１７に記載のマーキング装置。
１９．溶接ワイヤ電極（４）のワイヤ端部（４Ａ）は、溶接システム（１）の案内された溶接トーチ（３）から突出し、ワーク表面（２Ａ）のマーキング中、マーキングされるワーク表面（２Ａ）に対して調整可能な移動プロファイルおよび調整可能な移動周波数のうち少なくとも一方で前後移動できることを特徴とする実施形態１７または実施形態１８のいずれか一項に記載のマーキング装置。
２０．視覚・音響信号または視覚信号もしくは音響信号を使用してその後の溶接プロセスをシミュレートするための、前述の実施形態１７乃至１９のいずれか一項に記載のマーキング装置の使用。
２１．前述の実施形態１７乃至１９のいずれか一項に記載のマーキング装置を備えた溶接システム（１）。

Claims (17)

  1. 金属ワーク（２）のワーク表面（２Ａ）にマーキングするための方法であって、
    溶接ワイヤ電極（４）を備えた溶接トーチ（３）がマーキングされる前記ワーク表面（２）に沿って案内され、その一方で前記溶接ワイヤ電極（４）のワイヤ端部（４Ａ）がマーキングされる前記ワーク表面（２Ａ）に近づいたり離れたりする方法において、
    前記溶接ワイヤ電極（４）に存在する電圧（Ｕ）と前記溶接ワイヤ電極（４）を流れる電流（Ｉ）とのうち少なくとも一方が電気火花を引き起こすことにより、前記金属ワーク（２）の前記ワーク表面（２Ａ）に材料の除去および材料の改質のうち少なくとも一方をもたらして前記ワーク表面（２Ａ）にマーキングし、
    前記溶接ワイヤ電極（４）の前記ワイヤ端部（４Ａ）は、前記金属ワーク（２）との電気的な短絡が起きるまで繰り返し前記ワーク表面（２Ａ）に近づき、その後前記ワーク表面（２Ａ）から離れ、
    前記電気的な短絡が遮断される度に電気火花が発生し、前記金属ワーク（２）の前記ワーク表面（２Ａ）上に点をベースにして材料の除去および材料の改質のうちの少なくとも一方をもたらしてマーキング点（６）を生成するが、溶融可能な溶接ワイヤ電極（４）の溶融は生じないことを特徴とする方法。
  2. 前記溶接ワイヤ電極（４）は、溶接プロセス中に溶融可能な添加材料からなることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記金属ワーク（２）の前記ワーク表面（２Ａ）に生成される前記マーキング点（６）は、前記ワーク表面（２Ａ）において目に見えるマーキング経路を形成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。
  4. 前記溶接ワイヤ電極（４）に存在する前記電圧（Ｕ）と前記溶接ワイヤ電極（４）を流れる前記電流（Ｉ）とのうち少なくとも一方は、溶接システム（１）の、前記溶接ワイヤ電極（４）に接続された溶接電源（５）によって制御され、前記金属ワーク（２）の前記ワーク表面（２Ａ）にもたらされる前記材料の除去および材料の改質のうち少なくとも一方を調整することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記溶接ワイヤ電極（４）の、マーキングされる前記ワーク表面（２Ａ）に近づいたり離れたりできる前記ワイヤ端部（４Ａ）の移動プロファイルおよび移動周波数のうち少なくとも一方は調整されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記溶接ワイヤ電極（４）の前記ワイヤ端部（４Ａ）を前記金属ワーク（２）のマーキングされる前記ワーク表面（２Ａ）に沿って案内する前記溶接トーチ（３）の移動速度および移動経路のうち少なくとも一方が調整されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記金属ワーク（２）の前記ワーク表面（２Ａ）に生成される前記マーキング点（６）およびマーキング経路のうち少なくとも一方は、データを表示するために、具体的には前記ワーク（２）にラベリングするために、および／またはコード、具体的にはＱＲコード（登録商標）で前記ワーク（２）を識別するために使用される請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記マーキング中、前記溶接ワイヤ電極（４）の前後移動する前記ワイヤ端部（４Ａ）は、その後の溶接プロセスで生成される溶接シームのプログラムされた目標の進行に沿って案内されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
  9. マーキング経路の実際の進行と前記溶接シームの前記目標とする進行との間のずれは、品質を管理および溶接トーチの案内を再調整する、または品質を管理もしくは溶接トーチの案内を再調整するために測定されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
  10. 前記ワーク表面（２Ａ）に生成されるマーキング経路のコントラストレベルは、溶接電源（５）によって制御される前記電圧および電流レベルのうち少なくとも一方と、前記溶接ワイヤ電極（４）の移動プロファイルおよび移動周波数のうち少なくとも一方と、前記溶接ワイヤ電極（４）の前記ワイヤ端部（４Ａ）を前記ワーク表面（２Ａ）に沿って案内する前記溶接トーチ（３）の移動速度とのうち少なくとも１つを含むマーキングパラメータを変更することで調整されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記ワーク表面（２Ａ）のマーキング中に使用される前記マーキングパラメータは、溶接システム（１）のデータストア（９）にデータセットとして保存され、その後のマーキングプロセスのために再び前記溶接システム（１）の前記データストア（９）から読み出されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
  12. 前記ワーク表面（２Ａ）に形成されるマーキング経路の異なるコントラストレベルと、前記金属ワーク（２）の異なる材料と、異なる溶接ワイヤ電極（４）とのうち少なくとも１つに対して、適したマーキングパラメータの関連データセットが前記溶接システム（１）の前記データストア（９）から読み出され、前記金属ワーク（２）の前記ワーク表面（２Ａ）にマーキングすることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  13. 前記金属ワーク（２）の前記ワーク表面（２Ａ）のマーキング中、前記ワーク表面（２Ａ）は供給される保護ガスによって酸化から保護されることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
  14. 前記ワーク表面（２Ａ）のマーキング中、前記溶接トーチ（３）は、その後の溶接プロセスで生成される溶接シームのプログラムされた目標の進行に従ってロボットアームによって自動的に案内されることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
  15. 前記溶接トーチ（３）は、前記ワーク表面（２Ａ）のマーキング中、具体的には前記ワーク表面（２Ａ）にラベリングするために、手動で案内されることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
  16. 金属ワーク（２）のワーク表面（２Ａ）にマーキングするためのマーキング装置を備えた溶接システム（１）であって、
    溶接トーチ（３）と、溶融可能な溶接ワイヤ電極（４）と、溶接電源（５）と、制御システム（７）とを備え、
    前記溶接トーチ（３）を前記金属ワーク（２）のマーキングされる前記ワーク表面（２Ａ）に沿って案内することができ、その一方で前記マーキング装置は、電気火花を発生させるように前記溶融可能な溶接ワイヤ電極（４）の、前記溶接トーチ（３）から突出するワイヤ端部（４Ａ）をマーキングされる前記ワーク表面（２Ａ）に近づけたり離したりするのに適しており、
    前記制御システム（７）は、前記溶接システム（１）のマーキング動作モードにおいて、前記電気火花を生成するのに適しており、
    前記溶接電源（５）を制御して前記溶接ワイヤ電極（４）に存在する前記電圧（Ｕ）を調整しかつ前記溶接ワイヤ電極（４）を流れる電流（Ｉ）を調整する、または前記溶接ワイヤ電極（４）に存在する前記電圧（Ｕ）もしくは前記溶接ワイヤ電極（４）を流れる前記電流（Ｉ）を調整するためのものであり、また
    前記ワイヤ端部（４Ａ）の移動プロファイルおよび移動周波数のうち少なくとも一方を制御するためのものであり、
    前記ワイヤ端部（４Ａ）は、前記金属ワーク（２）との電気的な短絡が起きるまで繰り返し前記ワーク表面（２Ａ）に近づき、その後前記ワーク表面（２Ａ）から離れ、
    前記電気的な短絡が遮断される度に電気火花が発生し、前記金属ワーク（２）の前記ワーク表面（２Ａ）上に点をベースにして材料の除去および材料の改質のうち少なくとも一方をもたらしてマーキング点（６）を生成するが、溶融可能な溶接ワイヤ電極（４）の溶融は生じないことを特徴とする溶接システム（１）。
  17. 視覚・音響信号または視覚信号もしくは音響信号を使用してその後の溶接プロセスをシミュレートするための請求項１６に記載の前記溶接システム（１）の使用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB201806988D0 (en) 2018-04-30 2018-06-13 Quintanar Felix Clarence Power source charging for negative pressure wound therapy apparatus
GB201808438D0 (en) 2018-05-23 2018-07-11 Smith & Nephew Systems and methods for determining blockages in a negative pressure wound therapy system
US11495140B2 (en) * 2019-07-23 2022-11-08 Illinois Tool Works Inc. Learning management systems with shared weld training results

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3506801A (en) * 1968-05-23 1970-04-14 Jones & Laughlin Steel Corp Fusion marking of metal articles
SE7804804L (sv) * 1978-04-26 1979-10-27 Ssab Svenskt Stal Ab Merkning av metallforemal
DE3345525C2 (de) * 1983-12-16 1986-05-22 Mauser-Werke Oberndorf Gmbh, 7238 Oberndorf Verfahren zum Anreißen von Werkstücken und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
KR101120889B1 (ko) * 2009-06-30 2012-02-27 주식회사 한진중공업 용접마킹장치
US20110220619A1 (en) * 2010-03-10 2011-09-15 Illinois Tool Works Inc. Positional monitoring systems and methods for welding devices
US10328514B2 (en) * 2011-11-07 2019-06-25 Lincoln Global, Inc. Use of mobile communications devices as user interface for welding equipment and systems
US10828728B2 (en) * 2013-09-26 2020-11-10 Illinois Tool Works Inc. Hotwire deposition material processing system and method
KR102225200B1 (ko) * 2013-10-04 2021-03-11 시크파 홀딩 에스에이 전도성 물질의 표면을 갖는 대상체의 표지 방법 및 시스템
CN203863195U (zh) * 2014-04-29 2014-10-08 中石化石油工程机械有限公司沙市钢管厂 断弧自动喷标装置

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