(57)【要約】      （修正有）【課題】溶接、切断装置トーチ部品を自動的に認識し、自動認識に基づいて切断パラメータ、溶接パラメータを自動調整可能とする。【解決手段】互換性のあるトーチ用部品の表面に１つ以上の受動的な刻印を付加し、自動認識は、トーチ本体１００及び１つ以上の撮像装置１６０を含むトーチアセンブリ又はトーチアセンブリ及び電源装置を含むシステムにより実行することができる。トーチ本体は、１つ以上の受動的な刻印を含む１つ以上の互換性のあるトーチ用部品１４０を取り外し可能に受け入れるよう構成された動作端を有する。１つ以上の撮像装置は、１つ以上の受動的な刻印によって自動的に１つ以上の互換性のあるトーチ用部品を認識することができるように、１つ以上の互換性のあるトーチ用部品上にある１つ以上の受動的な刻印を表す画像又は画像データを光学的に取得するような場所に配置される。従って、種々の部品を高信頼度で確実に認識することができる。【選択図】図１Ｃ
2019214072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の刻印を有する１つ以上の互換性のあるトーチ用部品を取り外し可能に受け入れるよう構成された動作端を有するトーチ本体であって、前記トーチ本体は内部空洞を画定することを特徴とするトーチ本体と、
前記内部空洞内に配置され、前記１つ以上の互換性のあるトーチ用部品を前記１つ以上の刻印に基づいて自動的に認識することができるように前記１つ以上の互換性のあるトーチ用部品に付加された前記１つ以上の刻印の画像又は画像データを光学的に取得するように位置決めされた１つ以上の撮像装置と、
を具備する
溶接作業又は切断作業のために用いるトーチアセンブリ。
【請求項２】
前記１つ以上の互換性のあるトーチ用部品に付加された前記１つ以上の刻印に光を当てるように構成された１つ以上の光源、
をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のトーチアセンブリ。
【請求項３】
メモリと、
プロセッサであって、前記プロセッサに前記１つ以上の撮像装置を動作させるとともに前記１つ以上の光源を動作させるために、前記メモリに格納された命令を実行することを特徴とするプロセッサと、
をさらに具備することを特徴とする請求項２に記載のトーチアセンブリ。
【請求項４】
前記プロセッサは、さらに、
前記１つ以上の刻印に基づき前記１つ以上の互換性のあるトーチ用部品を自動的に認識するするように、前記画像又は前記画像データを電源装置に送信することを特徴とする請求項３に記載のトーチアセンブリ。
【請求項５】
前記プロセッサは、時間ベースの間隔及びアクションベースの間隔の内の少なくとも１つである、所定の間隔で前記１つ以上の撮像装置及び前記１つ以上の光源を動作させることを特徴とする請求項３に記載のトーチアセンブリ。
【請求項６】
前記１つ以上の撮像装置は少なくとも単一のカメラを具備し、前記１つ以上の刻印は、前記１つ以上の互換性のある部品の一部に、前記単一のカメラで視認可能なように付加されていることを特徴とする請求項１に記載のトーチアセンブリ。
【請求項７】
メモリと、
プロセッサであって、
前記プロセッサは前記１つ以上の撮像装置を動作させ、
前記１つ以上の刻印に基づき前記１つ以上の互換性のあるトーチ用部品を自動的に認識するための光学的認識技術で前記画像又は前記画像データを分析する、
よう前記メモリに格納された命令を実行させることを特徴とするプロセッサと、
をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のトーチアセンブリ。
【請求項８】
前記プロセッサは、さらに、
前記自動的な認識により判断された前記１つ以上の互換性のあるトーチ用部品の認識情報に基づき前記トーチの動作パラメータを調整するために電源装置に命令を送信することを特徴とする請求項７に記載のトーチアセンブリ。
【請求項９】
前記１つ以上の互換性のあるトーチ用部品は消耗部品であり、前記１つ以上の刻印は、前記消耗部品の視認可能な部分に付加されていることを特徴とする請求項１に記載のトーチアセンブリ。
【請求項１０】
１つ以上の受動的な機械的刻印を有する互換性のあるトーチ用部品を受け入れる動作端を有するトーチ本体と、
前記トーチ本体上又は前記トーチ本体内に配置される撮像装置と、
前記トーチ本体に取り外し可能に結合することのできるトーチ用部品であって、前記トーチ用部品は、前記撮像装置が前記１つ以上の受動的な機械的刻印を表す画像又は画像データを光学的に取得することができるように前記トーチ用部品が前記トーチ本体に取り外し可能に結合されたとき、前記撮像装置によって光学的に視認することができる面に、１つ以上の受動的な機械的刻印を有することを特徴とする、トーチ用部品と、
を有するトーチアセンブリと、
前記１つ以上の受動的な機械的刻印に基づいて動作パラメータを自動的に調整する電源装置と
を具備するシステム。
【請求項１１】
前記トーチアセンブリは、前記画像又は前記画像データを前記電源装置に送信し、前記電源装置は、前記電源装置が前記動作パラメータを自動的に調整することができるように、光学的認識技術で前記１つ以上の受動的な機械的刻印を認識することを特徴とする請求項１０のシステム。
【請求項１２】
前記電源装置は、
前記１つ以上の受動的な機械的刻印に基づき前記トーチ用部品の認識情報を判断し、
前記認識情報に基づき前記トーチに送られた電力の前記動作パラメータを調整する、
ことを特徴とする請求項１１のシステム。
【請求項１３】
前記トーチアセンブリは、
前記トーチ用部品に付加された前記１つ以上の受動的な機械的刻印に光を当てるように構成された光源をさらに具備することを特徴とする請求項１０のシステム。
【請求項１４】
前記トーチアセンブリは、
メモリと、
プロセッサであって、前記プロセッサが所定の間隔で前記撮像装置及び前記光源を動作させるように、前記メモリに格納された命令を実行することを特徴とするプロセッサと、
をさらに具備することを特徴とする請求項１３のシステム。
【請求項１５】
前記撮像装置は、少なくとも単一のカメラを具備することを特徴とする請求項１０のシステム。
【請求項１６】
前記１つ以上の受動的な機械的刻印は三次元の受動的な機械的刻印であり、前記撮像装置は、前記三次元の受動的な機械的刻印の深さ及び前記三次元の受動的な機械的刻印のプロファイルの内の少なくとも１つを検出するよう構成されていることを特徴とする請求項１０のシステム。
【請求項１７】
トーチ本体上に又はトーチ本体中に設置された１つ以上の互換性のあるトーチ用部品に付加された１つ以上の受動的刻印を表す画像又は画像データを、前記トーチ本体上に又は前記トーチ本体中に設置された１つ以上の撮像装置を動作させることで光学的に取得するステップと、
前記１つ以上の受動的刻印に基づいて前記１つ以上の互換性のあるトーチ用部品を認識するステップと、
を具備する互換性のあるトーチ用部品を認識する方法。
【請求項１８】
前記画像は生の画像又は処理済みの画像であり、
前記方法は、
前記１つ以上の受動的刻印に基づき前記１つ以上の互換性のあるトーチ用部品を自動的に認識することができるように、前記画像又は前記画像データを電源装置に送信するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１７の方法。
【請求項１９】
前記１つ以上の受動的刻印に基づき前記１つ以上の互換性のあるトーチ用部品を自動的に認識するために、光学的認識技術で前記画像又は前記画像データを分析するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１７の方法。
【請求項２０】
前記分析するステップは、前記トーチに含まれるプロセッサにより実行され、前記方法は、
前記自動的に認識することにより、前記１つ以上の互換性のあるトーチ用部品の認識情報に基づき、動作パラメータを調整するために電源装置に命令を送信するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１９の方法。
【請求項２１】
トーチ内に設置された消耗部品の認識情報に基づいて動作パラメータを自動的に調整するように構成されたトーチに取り外し可能に結合することができる消耗部品であって、前記消耗部品は、
前記トーチの動作端で光学的に視認することができる面と、
前記面にある１つ以上の受動的な機械的刻印であって、前記１つ以上の受動的な機械的刻印は、
前記消耗部品の認識情報、
前記消耗部品に関連する動作パラメータ、及び
前記トーチ内の必要な位置に前記消耗部品が存在すること、
に関する情報を少なくとも１つは提供することを特徴とする、１つ以上の受動的な機械的刻印と、
を具備することを特徴とする消耗部品。
【請求項２２】
前記面は、前記消耗部品の後部端壁であることを特徴とする請求項２１に記載の消耗部品。
【請求項２３】
前記１つ以上の受動的な機械的刻印には、前記消耗部品の製造業者を認識させるための商標が含まれていることを特徴とする請求項２１に記載の消耗部品。
【請求項２４】
前記１つ以上の受動的な機械的刻印は、機械可読な刻印を具備することを特徴とする請求項２１に記載の消耗部品。
【請求項２５】
前記面は前記トーチを含むトーチアセンブリに含まれる撮像装置により視認可能であり、前記撮像装置は、前記部品に関する前記動作パラメータを決定することができるように、前記面に付加された前記１つ以上の受動的な機械的刻印を表す画像又は画像データを取得するよう構成されていることを特徴とする請求項２１に記載の消耗部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、溶接・切断トーチの部品を認識すること、特に、溶接及び／又は切断トーチの、消耗部品のような互換性のあるトーチ用部品を自動的に認識することに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ切断トーチのような多くの溶接・切断トーチは、現在、様々な消耗品（例えば、溶接チップ、切断チップ、及び／又は様々な電極）を受け入れることができるトーチ本体、及び他の互換性のあるトーチ用部品を有する。その結果、単一のトーチ本体を（様々な作業のために装着される先端部、電極、及び／又は他の互換性のある部品／消耗部品と共に）色々な切断作業及び／又は溶接作業に使用することができる。残念なことに、別の互換性のあるトーチ用部品（例えば、異なるトーチチップ及び異なる電極）には別の動作設定がしばしば必要となる。従って、トーチ本体への設置前又は設置中に（又は少なくともトーチ操作の前に）別の互換性のあるトーチ用部品（例えば、トーチチップ及び／又は電極）を認識しなければならない。加えて、トーチが別の部品と共に使用されるときには、トーチ本体に接続される電源を、通常は調整しておく必要がある。
【０００３】
多くの場合、トーチ本体上に／トーチ本体内に特定のトーチ用部品を取り付ける前に、トーチの種々の消耗部品（例えば、トーチチップ、電極など）がオペレータによって認識される。例えば、オペレータは、部品に又は部品の包装に含まれるバーコードをスキャンすることができる。残念なことに、視覚的認識は、特に経験の浅いユーザにとっては（不可能ではないにしても）困難であることが多く、そして、バーコードの認識は、エンドユーザがバーコードリーダを携帯している場合にのみ可能である。偽造品又は他の不適切な消耗部品（例えば、形状が変更されたために、特定のトーチ本体には最適な溶接／切断パラメータを提供するのに適さない特性を有する競合部品）を視覚的に又はバーコードで認識することが困難なこともある。
【０００４】
代替的に、いくつかの部品は、高周波識別（ＲＦＩＤ）技術、圧力減衰測定技術、及び／又は表面反射率測定技術を使用して認識することができる。残念ながら、ＲＦＩＤ識別技術は高価となる可能性があり、（この技術をさらに高価にするが）古い部品にＲＦＩＤタグを新しく取り付けない限り、古い部品とは互換性がない可能性がある。その一方で、圧力の減衰又は反射率を測定することによって部品を認識することは、トーチ本体内に設置されるときに、互換性のあるトーチ用部品（すなわち、トーチ先端及び／又は電極）を迅速に認識するためには信頼性に欠ける及び／又は実用的ではない可能性がある。例えば、圧力減衰の測定は、かなりの時間が経過した後に部品を認識することしかできない可能性があり、さらに、消耗品の圧力減衰を測定することは、消耗品が摩耗している場合に不正確になる可能性がある。一方、反射率の測定は、特に異なる形状の部品に対しては一貫性がなくなる可能性があるため、部品の反射率の測定は信頼できない可能性がある。
【０００５】
どのように互換性のあるトーチ用部品が認識されるかにかかわらず、新しく取り付けられた部品を有するトーチを安全に使用することができるようにする前に、通常、電源を適切な設定に手動で調整する必要がある。場合によっては、ユーザは業界の文献（マニュアルなど）又は部品のパッケージを調べて適切な設定を決定する必要があるが、これは、特に経験の浅いユーザにとっては非常に面倒な場合や混乱を招く場合がある。一方、消耗部品を取り換えるときに、ユーザが記憶に基づいて設定を調整するか、又は調整しなかった場合トーチは安全に動作しなくなる可能性がある。加えて又はその代わりに、トーチは、理想的ではない条件下で動作する可能性があり、それにより、トーチの切断性能／溶接性能に悪影響を及ぼし、及び／又は部品寿命を縮める可能性があり、いずれも、時間的に及びコスト的に、溶接作業／切断作業を非効率にする可能性がある。
【０００６】
上記に鑑み、トーチに取り付けられたトーチ用部品（すなわち、電極、トーチチップ、シールドカップ、ガス分配器、又は他の互換性のある部品／消耗部品）を正確に高い信頼度で速く自動的に認識することが望ましい。さらに、自動認識に基づいて、電力パラメータ、流れパラメータ、及び／又は故障状態のような切断パラメータ又は溶接パラメータを自動的に調整することが望ましい。
【発明の概要】
【０００７】
本開示は、溶接・切断トーチの消耗部品のような部品を自動的に認識することを目的とする。１つの実施形態によれば、溶接作業用又は切断作業用のトーチアセンブリは、トーチ本体と１つ以上の撮像装置とを含む。トーチ本体は、１つ以上の刻印を有する１つ以上の互換性のあるトーチ用部品を取り外し可能に収容するように構成された動作端を有し、内部空洞を画定する。１つ以上の撮像装置は、この内部空洞内に配置され、１つ以上の互換性のあるトーチ用部品を１つ以上の刻印に基づいて自動的に認識することができるように、１つ以上の互換性のあるトーチ用部品に付加された１つ以上の刻印を表す画像又は画像データを光学的に取得するような場所に位置決めされる。その結果、ここに提示された技術を用いて様々な部品を高信頼度で確実に認識することができる。
【０００８】
さらに、１つ以上の刻印（例えば、マーク）は、特にＲＦＩＤタグのような様々な他の部品認識手法と比較して、比較的安価な技術で作成することができる。従って、古い部品に、ここに提示された認識技術に適するように容易かつ安価に新たに取り付けることができる。さらに、１つ以上の刻印は商標である場合があり又はそれを含む場合があるので、偽造品又は不適当な部品を容易に認識することができる（偽造品は商標を含まないか、又は少なくとも含むべきではないため）。これにより、偽造品や不適切な部品に関連する安全上のリスクと性能の低下が軽減される。少なくともいくつかの実施形態では、１つ以上の刻印は受動的な機械的刻印である。
【０００９】
いくつかの実施形態では、部品を含むトーチの動作パラメータ（例えば、トーチに供給される電力の電力パラメータ）は、自動認識に応答して自動的に調整される。例えば、電源装置はトーチに供給される電流レベルを自動的に調整することができる。追加的又は代替的に、電源装置はガス流設定を自動的に調整することもできる。さらにまた、動作パラメータ（例えば、電流調整）の表示又は危険な状態の警告を電源装置で作成することができる。他の利点の中でも、自動認識に基づいてトーチの動作パラメータを自動的に調整することにより、ユーザは、ある切断作業又は溶接作業から別の切断作業又は溶接作業へとシームレスに移行することが可能になる。
【００１０】
例えば、ユーザは、単に様々な消耗部品を交換することによって、第１のプラズマ切断チップで、４０アンペアで切断することから第２のプラズマ切断チップで、８０アンペアで切断することへとシームレスに移行することができる。別の例として、ユーザは、刻印により、消耗部品を交換することによって、切断、切削などへとシームレスに移行することができる。さらに、そしてまた好都合なことに、動作パラメータの自動調整により、トーチに現在設置されている消耗部品に基づいて、ユーザが特定の動作設定を、不注意に又は望まぬ状態に増減することを防ぐことができる。例えば、電源装置は、トーチ上に／トーチ内に現在取り付けられている部品の認識情報に基づいて、供給電力を特定の上限に電流制限することができる。ユーザが特定の動作設定を望まぬ状態に変更することを防止することで、危険な溶接動作／切断動作を妨げ又は防止する一方で、ユーザが最適ではない動作設定で切断又は溶接することを妨げ又は防止することができる。言い換えると、これらの調整／制限は、（すなわち、錯誤を防止すること及び／又は作業期間を短縮することによって）切断作業／溶接作業に関連するコストを減少させ、保守又は交換部品などの、切断作業／溶接作業に関連する、時間経過とともに生じるコストを（すなわち、トーチ、電源、及び/又はトーチコンポーネントの寿命を延ばすことによって）減少させる。
【００１１】
さらにまた、オペレータが偽造品又はその他の不適切な消耗部品（例えば、特定のトーチ本体に対して最適な溶接パラメータ／切断パラメータを提供するのに適していない特性を有する部品）を入手した場合、ここに提示する技術ではオペレータによるトーチの操作の開始を防止すること（すなわちアーク移動を防止すること）、及びトーチの操作パラメータに制限を適用することができる。トーチの動作パラメータを制限することで、偽造品又は不適切な消耗部品の故障によって潜在的に引き起こされかもしれない危険からオペレータ及び／又はトーチを保護することができる。
【００１２】
別の実施形態によれば、システムはトーチアセンブリと電源とを有する。このトーチは、１つ以上の受動的な機械的刻印を有する互換性のあるトーチ用部品を受ける作動端を有するトーチ本体と、トーチ本体上又はトーチ本体内に配置され、互換性のあるトーチ用部品に付加された１つ以上の受動的な機械的刻印を表す画像又は画像データを光学的に取得する撮像装置とを有する。電源装置は、１つ以上の受動的な機械的刻印に基づいてトーチの動作パラメータを自動的に調整する。
【００１３】
さらにまた別の実施形態によれば、トーチ本体に配置された１つ以上の撮像装置を操作することによって、トーチ又はトーチアセンブリに設置された互換性のある１つ以上のトーチ用部品に付加された１つ以上の受動的刻印を表す画像又は画像データを視覚的又は光学的に取得する（例えば、画像を取り込む）ことを含む方法によって部品の自動認識が達成される。互換性のある１つ以上のトーチ用部品は、１つ以上の受動的刻印に基づいて認識される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】本開示における例示的実施形態による、互換性のあるトーチ用部品を自動的に認識し、トーチアセンブリの動作設定を自動的に調整するように構成された電源及びトーチアセンブリを有する切断システムの斜視図である。
【００１５】
【図１Ｂ】本開示における例示的実施形態による、図１Ａのトーチアセンブリの斜視図である。
【００１６】
【図１Ｃ】本開示における例示的実施形態による、互換性のあるトーチ用部品を受け取って自動的に認識するように構成されている図１Ｂのトーチアセンブリの端部の断面図である。
【００１７】
【図２】図１Ｃに示すトーチの一部及び例示的な実施形態による互換性のあるトーチ用部品を示すブロック図である。
【００１８】
【図３】本開示における例示的実施形態による、図１Ａのトーチアセンブリ及び電源装置のブロック図である。
【００１９】
【図４】本開示における例示的実施形態による、図１Ｃ又は図３に示すトーチの動作を示す概略フローチャートである。
【００２０】
【図５】本開示における例示的実施形態による、図３の電源装置の動作を示す概略フローチャートである。
【００２１】
【図６】本開示における別の例示的実施形態による、図３の電源装置の動作を示す概略フローチャートである。
【００２２】
図面全体を通して、同じ番号は同じ構成要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
溶接用及び／又は切断用トーチアセンブリ（本明細書では単にトーチアセンブリと呼ぶ）のための、電極、トーチチップ及び他の消耗品のような互換性のあるトーチ用部品を自動的に認識するための方法、装置、及びシステムがここに提示される。方法、装置、及びシステムは、互換性のあるトーチ用部品に付加された１つ以上の刻印（例えば、１つ以上の受動的な機械的刻印）を認識する光学的認識技術を用いて互換性のあるトーチ用部品を認識する。例えば、カメラなどの撮像装置をトーチアセンブリに取り付けることができ、撮像装置を、トーチアセンブリのトーチに設置された１つ以上の消耗部品又は部品のアセンブリ（例えば、これらの部品からなる使用可能な及び／又は使用不可能となったカートリッジ）の表面（例えば、背面）の画像及び／又はその表面を表す画像データを光学的に取得するように配置することができる。２つの具体例として、カメラが刻印の画像を取得（例えばキャプチャ）してもよく、又はレーザスキャナが刻印を表す画像データを取得してもよい。
【００２４】
画像及び／又は画像データがどのように取得されるかにかかわらず、光学的認識技術（例えば、光学式文字認識（ＯＣＲ）技術）を、取得された画像及び／又は画像データに適用し、この画像及び／又は画像データに付加された１以上の刻印を認識させることができる。いくつかの実施形態では、互換性のあるトーチ用部品に付加された１つ以上の刻印には、部品を本物の部品として認識することを可能にする（すなわち、偽造ではない）製造業者の商標（例えばＥＳＡＢ）が含まれる。追加的又は代替的に、１つ以上の刻印には、部品にさせようとする動作の指示（例えば、「６０Ａカット」）が含まれる。
【００２５】
以下にさらに詳細に説明するように、少なくともいくつかの実施形態において、トーチに含まれる／トーチ内に設置された互換性のある１つ以上のトーチ用部品が認識されたとき、互換性のあるトーチ用部品を受け取るトーチに結合された電源装置は、自動的にトーチの動作パラメータを調整又は制御することができる。例えば、いくつかの実施形態では、トーチは、１つ以上の刻印を有するトーチ用部品の表面に向かって光を放射し、１つ以上の刻印を表す画像及び／又は画像データを光学的に取得し、画像を電源装置に送信するように構成することができる。次に電源装置は部品を認識し、それに応じて自動的に電力供給及びガス供給の設定を調整することができる。この具体例において、動作を委任することにより、ここに提示された技術を既存のトーチに新しく取り付けることを比較的容易にすることができる。動作の委任によりまた、いくつかの実施形態では、トーチに必要な処理量（及び部品の数）を減らすことができ、トーチをより使い易くし、（少なくとも徐々に）より軽くし、及び／又はより簡単にすることができる。さらに、電源装置で部品を認識することにより、トーチに設置された部品に基づいて、電源装置はトーチに供給される電力及び／又はガスのパラメータを迅速に調整することを可能にし、安全でなく望ましくない（すなわち、溶接／切断性能及び／又はトーチ及び／又は認識された互換性のあるトーチ用部品の寿命にとって望ましくない）電力パラメータでトーチを動作させることができないようにすることができる。また、他の実施形態では、以下でさらに詳しく説明するように、トーチは、互換性のあるトーチ用部品をトーチで認識することができるように（およびそれに鑑みて命令を電源に送信することができるように）、必要とされる部品を有することができる。
【００２６】
図１Ａは、ここに提示する技術を実施することができる切断システム１０の例示的実施形態を示す。大まかにいえば、切断システム１０は、トーチ２２を有するトーチアセンブリ２０に電力及びガスを供給する（又は少なくともその供給を制御する）ように構成された電源装置４０を具備する。以下に詳述するように、電源装置４０は、トーチアセンブリ２０に取り付けられた互換性のある部品の認識情報に基づいて、トーチアセンブリ２０にガス及び／又は電力を供給する。切断システム１０は、接地クランプ付きの作業リード５０も有する。トーチアセンブリ２０（図１Ｂ参照）に含まれるリード５０及びリード３２は比較的短いものとして示されているが、リードは任意の長さとすることができる。図示されていないが、ここに提示する技術を実施するように構成された溶接システムは同様の部品を有することができる。
【００２７】
図１Ｂは、図１Ａに示すトーチアセンブリ２０の外観を示す。図から分かるように、トーチアセンブリ２０は、第１の端部１０１（例えば、接続端１０１）から第２の端部１０２（例えば、動作端１０２）に延びるトーチ本体１００を有するトーチ２２を含む。トーチ本体１００の接続端１０１は、リード２４の一端に（現在知られている又は今後開発される任意の方法で）結合することができ、リード２４の他端は、トーチアセンブリ２０を現在知られているか又は今後開発される任意の方法（例えば、解放可能な接続）で電源４０に結合することを可能にするコネクタ２６に結合することができ、又はこのようなコネクタ２６を有することができる。一方、トーチ本体の動作端１０２は、アイテム２００で一般的に示される消耗部品のような互換性のある部品を受け入れることができるが、以下でさらに詳述するトーチチップ、電極、ガスリングなどのような様々な部品を含むことができる。本体１００はまた、ユーザが切断動作を開始することを可能にするトリガ１０５を含むことができる。
【００２８】
図１Ｃは、トーチ本体１００の動作端１０２の近傍のトーチ２２の一部を示す。分かり易くするために、図１Ｃは、一般的に溶接／切断トーチに含まれる電力又はガス移送用部品などの様々な部品を除外したトーチ本体１００を示す。代わりに、図１Ｃでは、ここに提示された技術の明確かつ簡潔な説明を可能にする選択された部品のみを示す。しかしながら、トーチに一般的に含まれる図示されていない部品（すなわち、溶接又は切断作業を容易にするための部品）は、例示的実施形態に従って構成されたトーチに含めることができる（そして実際に含めるべきである）。
【００２９】
図示の実施形態では、トーチ本体１００は、互換性のある電極１２０、互換性のあるガス分配器１３０、互換性のあるトーチチップ１４０、及び互換性のあるシールドカップ１５０を、これらの各部品が他の同様の部品と互換性がある限りにおいて、そして必ずしもそれ自体と互換性又は再構成の可能性がないとしても、収容する。例えば、電極１２０は、他の電極（又は他の類似の消耗品）と交換又は置き換えることができるので互換性がある。図示の実施形態では、ガス分配器１３０及び電極１２０をトーチ本体１００に取り付けることができ、チップ１４０をその上に取り付けることができる。代替的に、電極１２０、ガス分配器１３０、及びチップ１４０は、単一の部品として（例えば、カートリッジとして）トーチ本体１００に設置することができる。いずれにしても、電極１２０、ガス分配器１３０、及びチップ１４０がトーチ本体１００に／トーチ本体１００内に設置されると、電極１２０、ガス分配器１３０、及びトーチチップ１４０をトーチ本体１００の動作端１０２に（そして軸方向に整列して）固定するためにシールドカップ１５０がトーチチップ１４０の設置フランジ１４２の周りに設置される。
【００３０】
しかしながら、他の実施形態では、電極１２０、ガス分配器１３０、及び／又はトーチチップ１４０（ならびに任意の他の互換性のあるトーチ用部品）は、トーチ本体１００にあるねじ部と部品に含まれる対応するねじ部とを嵌合させるような、望ましい方法でトーチ本体１００に固定又は取り付けることができる。さらに、他の実施形態では、トーチアセンブリ２０（又はトーチ２２のみ）は、互換性のある電極１２０、互換性のあるガス分配器１３０、互換性のあるトーチチップ１４０、及び／又は互換性のあるシールドカップ１５０に加えて又はその代わりに、互換性のあるトーチ用部品の適切な組み合わせを含むことができる。
【００３１】
さらに図１Ｃに示すように、トーチアセンブリ２０はまた、図示の実施形態ではトーチ本体１００内に配置された撮像装置１６０を有する。もっと具体的に言うと、トーチ本体１００は内部キャビティ１０４を画定し、撮像装置１６０は内部キャビティ内に配置され、これにより、撮像装置１６０は、トーチ本体１００の動作端１０２の１つ以上の画像及び／又は画像データを表す画像データを光学的に取得することができる。すなわち、撮像装置１６０は、トーチ本体１００の動作端１０２に設置された互換性のあるトーチ用部品を表す１つ以上の画像及び／又は画像データを光学的に取得するよう配置される。いくつかの実施形態では、撮像装置１６０は、動作端１０２への直接の見通し線を有する必要はなく、代わりに、現在知られているか又は今後開発されるミラー、光ファイバー、ライトパイプなどの光学部品を介して内部空洞１０４の動作端１０２を見るようにすることもできる。言い換えれば、撮像装置１６０を、現在知られているか又は今後開発される光学部品を介して内部キャビティ１０４の動作端１０２に光学的に結合させてもよい。実際に、いくつかの実施形態では、撮像装置１６０は、トーチアセンブリ２０内に配置される必要はなく、トーチ本体１００の外面又はその近くに配置し、内部キャビティ１０４の動作端１０２に光学的に結合することができる。とはいえ、内部撮像装置１６０（すなわち、内部キャビティ１０４内に配置された撮像装置１６０）を有する実施形態は、トーチ本体１００の表面の外側に取り付けられた、又は他の方法でトーチアセンブリ２０の外部（例えば、「外部撮像装置１６０」）に配置された撮像装置を含む実施形態よりもより滑らかでより効率的で誤動作しにくい可能性がある。
【００３２】
一般に、撮像装置１６０は、二次元及び／又は三次元画像及び／又は画像を表す画像データを光学的に取得することができる任意の装置又は部品とすることができる。例えば、撮像装置１６０は、その視野内の任意の面（及びその上にある１つ以上の刻印）の二次元画像を取り込む単一のカメラとすることができる。付加的又は代替的に、撮像装置１６０は、撮像装置１６０に二次元画像、三次元画像、及び／又は画像データ（例えば、画像を表すレーザを用いた光学スキャンによるデータ）を（例えば、以下にさらに詳述する、エッチングを検出するために）取得するような、カメラアレイ、複数のカメラ、レーザ、ＬＩＤＡＲ、超音波、ソナー、レーダ、赤外線撮像装置などの複数の撮像用部品を含むことができる。
【００３３】
図１Ｃに示すように、いくつかの実施形態では、撮像装置１６０は、トーチ本体１００の動作端１０２の一部（例えば、半分）だけに広がる視野「Ａ」を有することができるが、他の実施形態では、撮像装置１６０は、トーチ本体１００全体（「Ａ」＋「Ｂ」）にわたる視野を有する。以下でさらに詳述するように、いくつかの実施形態では、互換性のあるトーチ用部品（例えば、消耗部品）は、任意の刻印をトーチ本体の特定の半径方向位置（例えば、トーチ本体の「上部」）に配置するように調整することができる。これらの実施形態では、撮像装置１６０は、半径方向位置をカバーする視野「Ａ」を有する（例えば、円筒形トーチ本体１００のセグメントを覆う視野のみを有する）ことだけが必要となる可能性がある。
【００３４】
さらに、いくつかの実施形態では、様々な部品は、撮像装置１６０に直接隣接する部品を超えて撮像装置１６０の視野を広げるための経路、開口部、又は他のそのような機構（例えば埋め込み型光ファイバ）を含むことができる。例えば、図１Ｃでは、撮像装置１６０は、電極１２０の背面１２２及びガス分配器１３０の背面１３２への直接的な見通し線を有するが、撮像装置１６０は、トーチチップ１４０の背面１４４への直接的な見通し線を有していなくてもよい。従って、ガス分配器１３０は、トーチチップの背面１４４の特定部分への見通し線を撮像装置１６０にもたらす経路１３４（例えば、光ファイバ経路）を画定する。従って、図示の実施形態では、撮像装置は、撮像装置１６０が「Ａ」によって画定される視野を有するか、又は「Ａ」＋「Ｂ」によって画定される視野を有するかにかかわらず、電極１２０の背面１２２、ガス分配器１３０の背面１３２、及びトーチチップ１４０の背面１４４を表す１つ以上の画像及び／又は画像データを光学的に取得するように配置される。
【００３５】
いくつかの実施形態では、トーチアセンブリ２０はまた、撮像装置１６０の視野（例えば「Ａ」又は「Ａ」＋「Ｂ」）を照らすように構成された光源１７０を含むことができる。すなわち、撮像装置１６０が視野「Ａ」を有する場合、光源１７０は、「Ａ１」で示すように、少なくとも視野「Ａ」を照らすことができ、撮像装置１６０が視野「Ａ＋Ｂ」を有する場合、光源１７０は、「Ａ１＋Ｂ１」で示すように、少なくとも視野「Ａ＋Ｂ」を照らすことができる。光源１７０は、互換性のあるトーチ用部品の表面を照らすことができる、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような、任意の装置とすることができる。付加的又は代替的に、トーチの動作中に放射される光（すなわちプラズマアークによって放射される光）は、トーチ本体１００の中に又はトーチ本体１００の上にある光源１７０からの光を補完又は代替することができ、従って溶接／切断動作もまた、光源１７０と称することも可能である。トーチアセンブリ２０が光源１７０を含む場合、光源をトーチ本体１００の内部キャビティ１０４内に配置することもでき、現在知られているか又は今後開発されるミラー、光ファイバー、ライトパイプのような任意の光学部品を介して、内部キャビティ１０４の動作端に光学的に結合させることもできる。
【００３６】
図１Ｃは単一の撮像装置１６０及び単一の光源１７０を示すが、いくつかの実施形態では、トーチ２０は、それぞれ特定の種類の互換性のあるトーチ用部品２００（例えば、電極のための第１の撮像装置、トーチチップのための第２の撮像装置、等）専用の複数の撮像装置１６０を含むことができる。他の実施形態では、トーチ本体１００に設置された任意の部品２００に含まれる１つ以上の刻印２１０（図２参照）を撮像するためには単一の撮像装置１６０が適している。複数の撮像装置１６０を含む実施形態では、複数の光源１７０を含むこともできる。光源１７０はそれぞれ、単一の撮像装置１６０、一組の撮像装置１６０、又はそれらの組み合わせた、専用のものとすることができる。代替的に、単一の光源１７０により、トーチ２０に含まれる任意の撮像装置１６０のための光を供給することもできる。
【００３７】
さらに図１Ｃを参照すると、トーチアセンブリ２０は、プロセッサ１９０を含むこともできる。トーチ本体１００に含まれるプロセッサ１９０は、撮像装置１６０と光源１７０とを任意の組み合わせで動作させることができる。さらに、以下にさらに詳述するように、プロセッサ１９０は、部品の１つ以上の刻印に基づいて部品を認識することができ、又は電源装置が部品の１つ以上の刻印に基づいて部品を認識することができるようにするために、電源装置にデータを送信することができる。従って、互換性のある電極１２０、互換性のあるガス分配器１３０、互換性のあるトーチチップ１４０、及び／又は互換性のあるシールドカップ１５０がトーチ本体１００の動作端１０２にどのように取り付けられるのかとは関係なく、これらの互換性のあるトーチ用部品のいずれかは（トーチ本体１００内又はトーチ本体１００上に含まれる他の互換性のあるトーチ用部品も）、１つ以上の刻印２１０（図２を参照）を含む場合、これらの部品は、（光源１７０から光を当てられることによって容易となった画像及び／又は画像データの取得と共に）撮像装置１６０によって取得された１つ以上の刻印２１０を表す１つ以上の画像及び／又は画像データに基づいて認識することができる。
【００３８】
図２は、図１Ｃのトーチを示すブロック図である。ここで、図２では図１Ｃと同様の部分には同一の符号を付している（そして、上記に含まれるこれらの部分についての説明は、図２に示される同様の部分に適用可能となる）。例えば、上記のトーチ本体１００の説明は、図２に示すトーチ本体１００に適用可能であり、従って、トーチ本体１００は、１つ以上の刻印２１０を有する互換性のある消耗部品２００（これらは、電極１２０、ガス分配器１３０、トーチチップ１４０、又はシールドカップ１５０を表すことができる）を受け入れることができる。簡単にするために、「マーク」という用語は、マークが１つ以上の刻印を指すことができるという理解の下で、刻印２１０を本明細書ではマーク２１０とも呼ぶことができる。図２において、マーク２１０は部品２００の背面２０２に設けられる。しかしながら、この位置は単なる例示であることを理解すべきである。他の実施形態では、トーチ本体１００に設置可能な任意の互換性のあるトーチ用部品２００（図１Ｃに示された互換性のあるトーチ用部品、ならびに様々な消耗品などの図１Ｃに示されていない任意の他の互換性のあるトーチ用部品を含む）は、（直接又は光学部品を介して）撮像装置１６０から見ることができる位置にマーク２１０を有する。
【００３９】
一般に、互換性のあるトーチ用部品２００は、その上に設けられるマーク２１０を付けて製造することができ、又はマーク２１０を、現在知られているか又は今後開発される任意の方法で部品の表面に付加することができる。例えば、マーク２１０は、トーチ用部品に文字及び／又は記号を（例えば、レーザ、エッチング、印刷、スタンピング等で）恒久的に刻印することによって、互換性のあるトーチ用部品（例えば、消耗品）に恒久的に付加することができる。代替的に、マークは、ラベル、ステッカー、又は他の品目／方法で、互換性のあるトーチ用部品（例えば、消耗品）に恒久的又は一時的に付加してもよい。マーク２１０の文字及び／又は記号は、部品の製造業者及び用途（例えば、目的、使用法、及び特性）に対応する。例えば、図２において、互換性のある部品２００（電極１２０、ガス分配器１３０、トーチチップ１４０、又はシールドカップ１５０として表される）は、「ＥＳＡＢ  ６０Ａ  ＧＯＵＧＥ」と表示されるマーク２１０を含む。これは、この部品がＥＳＡＢにより製造されたことを示しており（したがってＥＳＡＢのトーチ本体に適しており）、６０アンペアのプラズマガウジングに適している。しかしながら、この例にもかかわらず、（取得が光源１７０からの照明を必要とする場合であっても）マーク２１０で表される１つ以上の画像及び／又は画像データを撮像装置１６０が光学的に取得することができるのであれば、そして、光学的認識技術をこの文字、記号、又は任意の他の認識子／マークに適用することができるのであれば、マーク２１０に含まれる文字及び／又は記号は人間が読むことができる必要はない（人間が読むことができない刻印を本明細書では機械可読と呼ぶことがある）。
【００４０】
マーク２１０は二次元である必要はなく、代わりにマーク２１０は三次元の構成とするか又はそのような構成を含むことができる。例えば、マーク２１０は、隆起部分又は彫刻部分を含むことができる。立体的特徴は、（例えば、レーザ、ソナー、レーダなどを用いて）記号及び文字だけでなくプロファイル及び深さについてもスキャンすることができ、マークを、光学的認識技術を用いて処理するとき、プロファイル及び深さを考慮することができる。しかしながら、「受動的」とは、そのマークがいかなる信号も発しないこと、いかなる電子データも格納又は送信しないこと、さらに、いかなる動作も実行しないことを示す限りにおいて、そのマークは受動的で機械的なマークである。別の言い方をすれば、（コンピューティングデバイスと相互作用することができるスマートマークにするのとは対照的に）マーク／刻印はデータ処理能力がない。一方、「機械的」とは、刻印／マークが、互換性のある部品に適用される物理的な加算的又は減算的プロセスから形成又は作成される物理的刻印であることを意味する。いくつかの例として、機械的刻印は、ドリルで形成された穴、材料にエッチングされた文字、材料に印刷された記号、材料にエッチングされた形状などを含むことができる。少なくともいくつかの実施形態において、刻印が、付着点、冷却機能、及び／又は他の互換性のある部品の機能的態様を提供し、機能的構成に加えて互換性のある部品に取り付けられる限りにおいて、刻印も非機能的となる。
【００４１】
マークの物理的特性とは無関係に（例えば、穴又はエッチング形状などを含んで、マークが二次元であるか三次元であるかに関わらず）、マーク２１０（例えば、１つ以上の刻印）は、トーチアセンブリに含まれる１つ以上の撮像装置の視野内（例えば、図１Ｃの視野Ａ）にある互換性のある部品２００の一部に含まれる。すなわち、マーク２１０は、トーチ２２の動作端１０２の内側の位置から光学的に見える位置に設けられる（図１Ｃ参照）。例えば、少なくともいくつかの実施形態では、マーク２１０は、消耗部品の後面上の半径方向外側の位置（例えば、側壁と向かい合う端壁）に付加することができる。少なくともいくつかの実施形態では、この位置は遮るものがなく（例えば、他の部品によって覆われず、又は塞がれていない）、従ってトーチアセンブリに含まれる１つ以上の撮像装置１６０から光学的に見ることができる。
【００４２】
比較すると、一般的には互換性のある部品（例えば、消耗品）には、（情報を付加するために利用可能な広い表面積があるので）ブランド情報を付加するのが容易な、部品の広い面（例えば、側壁）上にブランド情報（又は他のそのような刻印）が付加される。加えて、通常、互換性のある部品（例えば、消耗品）は、後端壁に機械的嵌合機能（例えば、ねじ切り、冷却剤通路／接続部等）を含み、従って、後端壁（又は部品の他のそのような光学的に見える部分）に刻印を含めることは困難である。ここでは、トーチアセンブリに含まれる１つ以上の撮像装置が、１つ以上の互換性のある部品に含まれる１つ以上の刻印の画像及び／又は画像データを確実に取得できるようにするために、１つ以上の互換性のある部品が光学的に視認可能な表面に刻印される。例えば、図１Ｃにおいて、電極１２０には、（トーチ２２の）トーチ本体１００の動作端１０２から見える範囲で、光学的に見ることができる表面となる可能性のある、後面１２２上に１つ以上の刻印を付加することができる。
【００４３】
また、マークの物理的特性とは無関係に、少なくともいくつかの実施形態では、部品２００は、マーク２１０をトーチ本体１００の特定の部分と位置合わせする機構を含む。このような実施形態では、マーク２１０を、トーチ本体１００に含まれる撮像装置１６０により見ることができる。例えば、部品２００及びトーチ本体１００は、マーク２１０を確実に撮像装置１６０と光学的に位置合わせするために、部品２００をトーチ本体１００に取り付けるときに、部品２００をトーチ本体１００とどのように位置合わせするかを示す刻印（又は他の任意の種類の機械的キーイング）を含むことができる。
【００４４】
図２は、マーク２１０を有する単一の部品２００のみを示しているが、１つ以上の互換性のあるトーチ用部品２００をトーチ本体１００に設置し、トーチ２０がこれら部品２００の各々を検出するよう構成することができる。いくつかの実施形態では、複数の部品を単一の刻印又は刻印２１０のセット（例えば、複数の部品がカートリッジ内に組み込まれる場合）と関連付け、この１つ以上の刻印２１０をこの部品の組み合わせに固有のものとすることができる。例えば、複数の部品が全体的なマークパターンの一部を含むことができ、全体的なマークパターンがすべての部品が互いに結合されたときにのみ完成するようにできる。別の例として、カートリッジ本体には、１つ以上の刻印を付加することができ、そして特定の消耗部品のみを受け入れるように構成することができる（そして１つ以上の刻印は、カートリッジ本体内のすべての部品を示すことができる）。代替的に、複数の部品がそれぞれ独自のマーク２１０を有することができる。様々な部品が独自のマーク２１０を有する実施形態では、マーク２１０を部品全体にわたって比較し、部品間の適合性を判断することができる。上述のように、いくつかの実施形態では、トーチ２０は、各々が特定のタイプの互換性のあるトーチ用部品２００に専用となっている複数の撮像装置（例えば、電極用の第１撮像装置、トーチチップ用の第２撮像装置など）を有することができるが、他の実施形態では、トーチ本体１００に取り付けられた任意の部品２００に付加したマーク２１０を撮像するためには、単一の撮像装置１６０が適していることもある。
【００４５】
上述したように（そして以下に詳細に説明するように）、プロセッサ１９０は、（単に１つ以上の撮像装置１６０及び１つ以上の光源１７０を動作させるように構成されているのとは対照的に）撮像装置１６０によって取得された画像１６２（又は画像データ）を処理するように構成することができる。例えば、図２に示すように、プロセッサは、ＯＣＲ技術を（「ＥＳＡＢ  ６０Ａ  ＧＯＵＧＥ」を提供する文字を含む）画像１６２に適用することができる。しかしながら、様々な実施形態において、現在既知であるか又は今後開発される任意の光学的認識技術を、撮像装置１６０によって取得した画像１６２に適用することができる。同様に、現在既知であるか又は今後開発される任意の光学的技術を、データから刻印を認識するために（例えば、光学スキャンからのデータをつなぎ合わせ、続いて光学的認識技術を用いて刻印を認識するために）、取得した画像データに適用することができる。一般に、光学的認識技術には、一致点を見つけるために、取得された画像及び／又は画像データをデータ及び／又は画像のライブラリと比較することを含むことができる。
【００４６】
図３を参照すると、この図は、本発明に従って構成されたシステム３００（例えば切断システム１０）の概略ブロック図を示している。システム３００は、（図１Ａ〜図１Ｃに示すトーチアセンブリ２０のような）トーチアセンブリ３０１と、溶接又は切断作業の電力パラメータ又はガス流量設定のような、動作パラメータを調整するよう構成された（図１Ａに示す電源４０のような）電源装置３５０とを有する。図１Ｃに関して上述したように、トーチアセンブリ３０１は、他の互換性のあるトーチ用部品の中でも、互換性のあるトーチチップ及び電極を選択的に受け入れることができる。その結果、チップ１〜３及び電極１〜３は、トーチ３０の動作端１０２上に設置することができるものとして破線で示されている。また、上述したように、トーチアセンブリ３０１はプロセッサ１９０を有することができる。付加的に、アセンブリ３０１は、メモリ３１０と、電源装置３５０に含まれるインターフェース３７０への接続を可能にするインターフェース３３０とを有することができる。いくつかの実施形態では、トーチアセンブリ３０１に含まれるインターフェース３３０は、（すなわち、別々の伝送ケーブルを介して）電源装置３５０に電力接続及びデータ接続を提供することができる。例えば、各インターフェース３３０は、無線インターフェースユニット及び電源インターフェースユニットを有することができ、無線インターフェースユニットによりトーチアセンブリ３０１と電源装置３５０との間の無線データ転送が可能となり、電源インターフェースユニットにより電源からトーチ３０への有線電力転送が可能になる。
【００４７】
一般に、プロセッサ１９０（例えば、マイクロプロセッサ）は、１つ以上の撮像装置１６０及び１つ以上の光源１７０のような、トーチ本体に含まれる又はそれに結合される様々な部品を動作させるためにメモリ３１０（すなわち撮像ロジック３１２）に含まれる命令を実行することができる。いくつかの実施形態では、プロセッサ１９０はまた、以下でさらに詳述するように、トーチアセンブリ３０１内に／トーチアセンブリ３０１上に、必要な部品があるかどうかを判断するために撮像ロジック３１２を実行することができる。さらに、いくつかの実施形態では、プロセッサ１９０は、簡単に上述したように、認識（ＩＤ）ロジック３１４を実行して、その中に設置された部品（すなわち、電極１〜３又はチップ１〜３）を認識することができる。さらにまた、プロセッサ１９０は、データ及び／又は命令を電源装置３５０に送信するために、メモリ３１０（すなわち、撮像ロジック３１２）に含まれる命令を実行することができる。撮像ロジックを実行するときのプロセッサの動作を、図４に関連して以下にさらに詳細に説明する。
【００４８】
一方、電源装置３５０はまた、電源装置のメモリ３６０に格納されている命令（すなわち、動作ロジック３６２及びＩＤロジック３１４）を実行するように構成されているプロセッサ３５４を有することができる。トーチアセンブリ３０１から受信したデータを部品の認識情報及び／又は１つ以上の動作パラメータと関連付ける画像ＩＤデータ構造３６４（すなわちテーブル）もまた、電源装置３５０のメモリ３６０に格納することができる。代替的に、ＩＤデータ構造３６４は、電源装置３５０及び／又はトーチアセンブリ３０１によって（すなわち、それぞれインターフェース３７０及び／又はインターフェース３３０に含まれるネットワークインターフェースユニットを通して）アクセスすることができる外部ＩＤデータベース３８０に格納することができる。以下で図５及び図６に関連してさらに詳述するように、少なくともいくつかの実施形態では、電源装置プロセッサ３５４は、トーチアセンブリ３０１から受信したデータを（画像ＩＤ３６４からの）部品の認識情報と関連付けてインストール済みの部品を認識するためにＩＤロジック３１４を実行する。
【００４９】
付加的又は代替的に、電源装置プロセッサ３５４は、認識された部品がトーチ内に配置されている間に、溶接又は切断動作の動作パラメータを調整するために動作ロジック３６２を実行することができる。少なくともいくつかの実施形態では、動作パラメータには、自動切断／溶接の設定（例えば、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）コントローラによって制御される設定）、電力／電流の設定、及び／又はガス流の設定を含めることができる。いくつかの例として、自動切断／溶接の設定は、移動速度、ピアス高さ、スタンドオフ高さ／切断高さ、及び／又はピアス滞留時間を含む。比較すると、ガス流設定には、少なくともいくつかの実施形態では、使用されているガスの種類（例えば、酸素、窒素、アルゴン、空気など）、圧力又は流速、ガス機能（例えば、プリフロー、ポストフロー、カットガス、シールドガスなど）及び／又はガスシーケンシングを含むことができる。いくつかの実施形態では、電源装置プロセッサ３５４はまた、必要な部品がトーチアセンブリ３０１内に／トーチアセンブリ３０１上に配置されているかどうかを判断するために、以下でさらに詳細に論じるように（この判断を行うために撮像ロジック３１２を実行するプロセッサ１９０の代わりに）動作ロジック３６２を実行することができる。
【００５０】
さらに、図示されていないが、いくつかの実施形態では、電源装置３５０のインターフェース３７０及び／又はトーチアセンブリ３０１のインターフェース３３０は、１つ以上の外部コンピューティングデバイスへの接続（有線又は無線）を可能にし、外部コンピューティングデバイスがＩＤロジック３１４及び／又は動作ロジック３６２を含むことで、外部コンピューティングデバイスは画像又は画像データを分析し、電源装置３５０及び／又はトーチアセンブリ３０１と通信し、電源装置３５０の動作設定を調整することができ、或いは、ここに提示された技術の少なくとも一部に関連するロジックを実行する。
【００５１】
一般に、トーチアセンブリ３０１及び電源装置３５０にそれぞれ含まれるメモリ３１０及びメモリ３６０は、様々な部品の動作に関する命令その他のデータを含むデータを格納するように構成することができる。さらに、メモリ３１０及びメモリ３６０は、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体装置、光記憶媒体装置、フラッシュメモリ装置、電気的、光学的又は他の物理的／有形（例えば、一時的でない）メモリを含むことができる。従って、一般に、メモリ３１０及びメモリ３６０は、コンピュータ実行可能命令からなるソフトウェアでエンコードされた１つ以上の有形（一時的でない）コンピュータ可読記憶媒体（例えば、メモリデバイス）であるか又はそれらを含むことができる。例えば、メモリ３１０及び／又はメモリ３６０は、ここで説明するように、トーチアセンブリ３０１のトーチに設置された部品を自動的に認識するために、及び／又は自動的に認識することに応答して動作パラメータを自動的に調整するために、それに関連するプロセッサ（それぞれプロセッサ１９０及びプロセッサ３５４）によって実行することができる命令を格納することができる。言い換えれば、メモリ３１０及び／又はメモリ３６０は、１つ以上のプロセッサによって実行されたときに、１つ以上のプロセッサにここに記載の動作を実行させる命令を含むことができる。
【００５２】
さらに図３を参照すると、電源装置は１つ以上のインジケータ３５２も含むことができる。場合によっては、インジケータ３５２は、電流ゲージ、圧力ゲージ、故障ゲージ、及び／又は他の動作制御信号を含む。付加的又は代替的に、インジケータ３５２は、現在認識されている部品の認識情報を表示し、及び／又はユーザが電力設定を危険な設定に変更しようとすると警告を表示することができるディスプレイを含むことができる。
【００５３】
上述のように図４は、例示した実施形態に従って構成された、（これもまた、図１Ａ〜図１Ｃのトーチアセンブリ２０を表すことができる）図３のトーチアセンブリ３０１によって実行される動作の概略フローチャートを示す。まず、４１０において、１つ以上の撮像装置（例えば撮像装置１６０）は、トーチアセンブリ３０１内に／トーチアセンブリ３０１上に設置された１つ以上の互換性のあるトーチ用部品（すなわち、トーチアセンブリ３０１のトーチに含まれる消耗部品）を表す１つ以上の画像及び／又は画像データを光学的に取得する。いくつかの実施形態では、１つ以上の撮像装置は、トーチ本体の動作端及びトーチ本体の中に設置された互換性のあるトーチ用部品の１つ以上の画像及び／又は画像データを常に光学的に取得する。代替的に、１つ以上の撮像装置は、トーチ本体の動作端及びトーチ本体の中に取り付けられた互換性のあるトーチ用部品の１つ以上の画像及び／又は画像データを所定の間隔で光学的に取得するだけとすることもできる。所定の間隔は、時間ベース（例えば、３０秒ごと）又はアクションベースとすることができる。所定のアクションベースに基づく間隔の例には、電源の投入、電源のサイクリング、機械化されたトーチでの「火災」信号の受信、トーチにあるトリガの作動、及び／又は互換性のあるトーチ用部品のトーチ本体上の所定の位置への固定に応答して開始する時間間隔が含まれる。いくつかの実施形態では、トーチ本体に含まれる光源は、所定の間隔で互換性のあるトーチ用部品（及びその上に含まれる任意のマーク）を照明するだけでよい。
【００５４】
いくつかの実施形態では、４２０において、トーチアセンブリは、取得した画像及び／又は画像データを分析することなく、取得した画像及び／又は画像データを電源装置に送信する。例えば、トーチアセンブリは、画像及び／又は画像データを及び／又はバッチ又はセットとして取得したとき電源装置に取得した画像及び／又は画像データを転送することができる。代替的に、４３０において、トーチアセンブリ内のプロセッサ（例えば、プロセッサ１９０）は、取得した画像及び／又は画像データを光学的認識技術で分析して、１つ以上の互換性のあるトーチ用部品に含まれる１つ以上の刻印を認識することができる。例えば、撮像装置が定常的に画像及び／又は画像データを取得している場合、プロセッサは取得した画像及び／又は画像データの変化を検出し（例えば、1つ以上の刻印を画像のライブラリと比較し）、変化が検出されたときに画像及び／又は画像データに光学的認識技術を適用する。代替的に、撮像装置が所定の間隔で画像及び／又は画像データを取得している場合、プロセッサは、取得した各画像及び／又は画像データを光学的認識技術で分析することができる。
【００５５】
４３０でトーチアセンブリが取得した画像及び／又は画像データに光学的認識技術を適用する場合、４４０でトーチアセンブリは、取得した画像及び／又は画像データ内の１つ以上の刻印が認識されたかどうかを判断することができる。１つ以上の刻印が４４０で認識された場合、４５０で刻印又は刻印を表すデータが電源装置に送信される。しかしながら、いくつかの実施形態では、４５０で送信する前に、トーチアセンブリは、４４５で、動作に必要な部品が適切に配置されているかどうかを判断することができる（この判断は必ずしも行う必要はないので、４４５は破線で示されている）。例えば、特定のプラズマ切断動作で適切に機能させるために、特定のトーチアセンブリが電極、ガス分配器、トーチチップ、及びシールドカップを必要とする場合、トーチアセンブリは、動作を開始する前にこれらの部品のすべてが現在トーチに設置されているかを判断することができる。
【００５６】
トーチアセンブリ（又はより具体的には、トーチアセンブリのプロセッサ）が、必要な部品が設置されていない（又は正しく設置されていない）と判断した場合、４４５でトーチアセンブリは部品が定位置にないと判断し、４６０で電源装置が動作することを（すなわち、電源装置が電力を供給するのを阻止する信号を電源装置に送ることによって）阻止する。例えば、トーチチップを定位置に置く前にシールドキャップがトーチに取り付けられている場合、プロセッサは、４４５で部品が定位置にないと判断し、４６０でプラズマ切断動作を阻止することができる。この判断は、（例えば、電極カテゴリ、ガス分配器カテゴリ、トーチチップカテゴリ、及びシールドカップカテゴリが刻印で認識されている部品が配置されているときに）必要とされる所定のカテゴリの各々から刻印を認識することで、そして、１つ以上の撮像装置によって認識された刻印の数を数え、所定の数（例えば、部品が定位置にあることを判断するためには４つの刻印が必要である）と比較することで行われる。付加的又は代替的に、部品配置の決定は、刻印が特定の焦点範囲から外れているかどうかに依存することがある。例えば、取得した画像内で刻印の焦点が合っていない場合、関連する部品は適切に設置されていないと判断することができ、従って、関連する部品は定位置にないと見なすことができる。
【００５７】
４４５でトーチが部品の定位置分析を実行しない場合、４５０で、刻印又は刻印を表すデータが電源装置に送信される。例えば、刻印「ＥＳＡＢ  ６０Ａ  ＧＯＵＧＥ」は撮像装置によって認識された場合、プロセッサは、いくつかの実施形態では、単にこれらの刻印を電源に送信することができる。代替的に、プロセッサは、認識された１つ以上の刻印に基づいて動作設定を決定し、動作設定に関連する命令を電源装置に送信することができる。例えば、刻印「ＥＳＡＢ  ６０Ａ  ＧＯＵＧＥ」を認識すると、プロセッサは、電源装置に６０アンペアで電力を供給し、プラズマガスをガウジングに適した圧力で供給するように指示し、６０アンペアでのガウジングに必要な他の動作パラメータを設定することができる。送信された命令は、「検出されたマークを表すデータ」と見なすことができる。しかしながら、これは、検出されたマークを表す唯一のデータではない。他の例では、マークを表すデジタルデータ（例えば「有効」及び「６０Ａガウジング」）及びマークを表すアナログデータ（例えば有効及び６０Ａガウジングに割り当てられた値）が含まれる。より具体的な例として、取得された画像及び／又は画像データ内のマークがライブラリに格納された表示（例えば、画像ＩＤ３６４）と一致すると判断されると、トーチアセンブリは、画像及び／又は画像データ及び「有効」との決定を送信することができ、有効な認識された部品としてトーチアセンブリを自動的に設定することに関する動作の残りを処理することができる。
【００５８】
４５０で正確に何が送信されるかどうかにかかわらず、マークが認識された場合、トーチアセンブリは、少なくとも最終的には、トーチ操作を進めることができる。一方、４４０で、トーチアセンブリのプロセッサが４１０でマークを認識しない場合、プロセッサは、４６０でトーチアセンブリが動作するのを阻止することができる。すなわち、トーチアセンブリが切断又は溶接を開始するのを阻止することができる。
【００５９】
図４をさらに参照すると、ここで説明している実施形態は、ほとんどの場合、内部撮像装置を有するトーチアセンブリについて説明しているが、いくつかの実施形態では、撮像装置は実際には電源装置に含まれ、トーチアセンブリと電源装置との間のケーブルには、電源装置をトーチ本体の動作端と光学的に連結するための光学部品を含むことができる。これらの実施形態では、電源装置は図４に示す動作を実行することができる。代替的に、トーチアセンブリは、トーチの動作端（及びその中に取り付けられているコンポーネント）の画像及び／又は画像データ画像を取得している電源装置（又はトーチと電源装置との間に延びるトーチアセンブリのリード線上に配置された撮像装置のような別の外部撮像装置）から情報を収集することができる。
【００６０】
図５は、例示的実施形態に従って構成された電源装置の動作の概略フローチャートを示す。最初に、５１０又は５１５において、電源装置はトーチアセンブリからデータを受信する。具体的には、５１０において、電源装置は、トーチに含まれる１つ以上の互換性のあるトーチ用部品の１つ以上の画像及び／又は画像データ、又は取得した画像及び／又は画像データを表すデータを受け取る。上述のように、取得した画像及び／又は画像データを表すデータには、マークを表すデジタルデータ（例えば、「有効」及び「６０Ａガウジング」）、マークを表すアナログデータ、及び動作パラメータを調整するための命令を含めることができる。データが命令である場合又は命令を含む場合、電源装置は５３０でトーチアセンブリに提供された動作パラメータを簡単に調整することができる（従って、５２０は破線で示される）。しかしながら、データが命令を含まず、互換性のあるトーチ用部品を認識しない場合（５１５でこのデータが受信される）、電源装置は、取得した画像及び／又は画像データのマークを有する１つ以上の互換性のあるトーチ用部品の認識情報を判断しなければならない。例えば、電源装置が画像及び／又は画像データを受信する場合、電源装置内のプロセッサはこの画像及び／又は画像データに光学的認識技術を適用することができる。別の例として、電源装置が取得した画像及び／又は画像データ内で認識されたマークを表すアナログ又はデジタルデータを受信した場合、電装置源はこのデータを用いてルックアップテーブルに問い合わせてその受信したデータで表されるマークに関連する１つ以上の互換性のあるトーチ部品を認識することができる。特に、電源装置において互換性のあるトーチ用部品の組み合わせを認識する実施形態では、５１０（又は５１５）で電源装置が複数のソースからデータを受信することができるように、１つ以上の撮像装置が電源装置にデータを送信することができる。
【００６１】
５１５又は５２０において、電源装置が認識情報を受け取らないか認識情報をそれぞれ決定することができない場合、電源装置は、互換性のあるトーチ用部品、プラズマ切断トーチアセンブリ、溶接トーチアセンブリ、又は任意の他のトーチアセンブリ（ここで述べるプラズマ構成部品は単なる例であり、ここで提示した技術で、任意のトーチアセンブリタイプの部品を認識することができる）が特定のトーチアセンブリと互いに適合性がないと判断することができる。例えば、５１０で受信されたデータが、部品にはマークが含まれないことを示す場合、電源装置は、互換性のあるトーチ用部品がこのトーチアセンブリと互いに適合性がないと判断することができる。
【００６２】
いくつかの実施形態では、電源装置は、５２５で部品が所定の位置にあるかどうかを判断することもできる（ただし、いくつかの実施形態では、電源装置は部品が所定の位置にあるかどうかを判断しない、従って５２５は破線で示される）。電源装置は、簡潔のため、ここでは繰り返さないが、上記に含まれるステップ４４５の説明に従ってこの決定を行う。すなわち、いくつかの実施形態では、電源装置は部品が所定の位置にあるかどうかを決定するので、上記に含まれる４４５の説明はステップ５２５に適用することができる。これらの実施形態のいくつかでは、トーチアセンブリが、部品が所定の位置にあるかどうかの判断を行う代わりに、電源装置がこの判断を行う。代替的に、電源装置及びトーチアセンブリは、部品が所定の位置にあるかどうかを判断するために一緒に動作することもできる。すなわち、電源装置及びトーチアセンブリは、４４５に関連して上記で説明した動作を直列的に又は同時に完了させることができる。さらに他の実施形態では、トーチアセンブリは、部品が所定の位置にあるかどうかの決定を独立して行うことができる（そして、電源装置はこのステップを無視することができる）。部品が所定の位置にあるかどうかを決定するために電源装置がマークを分析する場合、部品が所定の位置にないとき、５２７で、電源装置は溶接処理又は切断処理の開始を控えることができる。部品が配置されると、電源装置はステップ５３０に進む。
【００６３】
５３０で、電源装置は、５２０で決定された認識情報に基づいてトーチアセンブリの動作パラメータを調整する。例えば、互換性のあるトーチ用部品がプラズマ切断トーチアセンブリ用の６０アンペア又は４０アンペアの切断チップとして識別される場合、例えば、電源装置は、それぞれ６０アンペア又は４０アンペアの電流がトーチアセンブリに供給されるように電力供給を調整することができる。さらに、６０アンペア又は４０アンペアのトーチチップがトーチ本体に設置されていると電源装置が判断したときに、ユーザが電流を１００アンペアに変更しようとしていることを電源装置が検出した場合、電源装置は自動的に電流を安全なレベル（すなわち、６０又は４０アンペア）までロールバックする。すなわち、ある場合には、この技術はアークの発生を防止しないかもしれないが、アークの移動が（安全性と高品質の動作を保証するために）最適な動作パラメータで達成されることを保証する。代替的に、トーチチップがガウジングチップとして認識される場合、電源装置をガウジングモードに設定することができる。さらに、トーチチップが認識されない場合、電源は、認識されていない部品が故障して他のトーチ用部品を損傷しないように、又はエンドユーザを危険にさらさないように、ワークピースへのアーク移動を防止するか、動作設定を非常に低いレベルに制限する。これにより、偽造品又は不適切な／望ましくない部品がトーチ本体と共に使用されたりトーチ本体を損傷したりすることを防止することができる。
【００６４】
ここで図６を参照すると、この図は、他の例示的実施形態に従って構成された電源装置の動作についての概略フローチャートを示している。図６に示すように、６１０で、電源装置は、トーチアセンブリから互換性のあるトーチ用部品又は互換性のあるトーチ用部品の組み合わせについて、取得した画像及び／又は画像データを最初に受け取る。６２０で、電源装置は、取得した画像及び／又は画像データに含まれる１つ以上の互換性のあるトーチ用部品が認識可能なマークを含むかどうかを判断する。この判断により、部品が本物である（すなわちトーチアセンブリに適しており偽造品ではない）かどうかを判断することができる。いくつかの実施形態では、マークを識別するために使用される画像のライブラリには、マークが本物であるかどうかを示すタグを含むことができる。代替的に、画像のライブラリには、本物のマークのみを認識するように、本物のマークのみを含むことができる。
【００６５】
認識可能なマークが６２０で発見された場合（従って、６２０で部品が本物であると判断された場合）、電源装置は次に６３０でトーチアセンブリに現在設置されている認識可能な互換性のあるトーチ用部品の認識情報を判断する。６４０で、電源装置は、識別された互換性のあるトーチ用部品が特定の切断／溶接作業に対してつじつまが合っているか又は適合性があるかどうかを判断する。この判断を行うために、電源装置は、複数の認識された互換性のあるトーチ用部品を一緒に使用できるかどうか、及び／又は１つ以上の認識された互換性のあるトーチ用部品が選択した溶接／切断作業に適しているかどうかを判断することができる。例えば、電源装置は、トーチアセンブリ内に／トーチアセンブリ上に現在設置されている電極、トーチチップ、ガス分配器、及びシールドカップがすべて、１００アンペアの空気切断作業に適しているかどうかを判断することができる。
【００６６】
そうではなくて、６２０において、電源装置が、１つ以上の部品が本物ではない、及び／又は特定のトーチアセンブリに不適当である（すなわち、１つ以上の部品が偽造されている）と判断した場合、電源装置は、故障モードに入ることができる。同様に、６４０において、認識された互換性のあるトーチ用部品のうちの少なくとも1つが他の認識された互換性のあるトーチ用部品と互いに適合性がない（すなわち、１つの互換性のあるトーチ用部品が１００アンペアの空気切断に適していない）と電源装置が判断した場合、６４５で、電源装置は故障モードに入ることができる。電源装置は、故障モードで動作しているとき、トーチアセンブリの動作を妨げることがある。代替的に、故障モードでは、電源装置は、品質を低下させない、及び／又はこの認識された互換性のあるトーチ用部品を用いて動作させるときに危険になることのないようトーチの動作を制限することができる。比較すると、認識された互換性のあるトーチ用部品が互いに適合性があり、及び／又は特定の切断／溶接作業に適していると電源装置が判断した場合、電源装置は、６５０で、部品の認識情報に基づいて自動的にトーチアセンブリに配信すべき処理パラメータ（すなわち動作パラメータ）を調整する。すなわち、電源装置（又はトーチアセンブリ）は、認識された部品がすべて特定の動作に使用されることを意図していると判断することができ、電源装置はトーチアセンブリの動作パラメータを調整して特定の動作をサポートすることができる。
【００６７】
他の利点の中でも、ここに記載し示した技術により、ユーザは迅速かつシームレスに様々な切断操作や溶接操作を移行することが可能になる。また、ここに提示した技術により、トーチアセンブリに現在設置されている／含まれている特定の部品の動作パラメータ（例えば、電力パラメータ及びガス移動パラメータ）を自動的に設定することによって、溶接及び切断動作の安全性が高くなり、動作条件が改善される。そのため、経験の浅いユーザでも経験豊富なユーザでも、すべての部品の特定の設定を知る必要はなく（又は見つけようとする必要もなく）、取り付け時にコンポーネントを識別する必要もない。すなわち、ここに提示された技術により、エンドユーザは理想的な設定及び／又は偽造部品についての知識を必要としなくなる。さらに、たとえユーザが安全でない又は最適以下の設定を使用しようとしても、ここに提示された技術により、ユーザがそうはできないようにすることができる（ここに提示された技術により純正部品による特定の操作に理想的な設定を適用されることが保証されるため）。これにより、パフォーマンスが向上し安定し、使いやすさ及び安全性が向上する。
【００６８】
さらに別の例として、ここに提示された技術は、安価にかつ確実に部品を識別することができる。すなわち、少なくとも、電気部品をトーチ部品に付加することと比較して、刻印を部品に付加することはかなり安価であり、少なくとも信頼できるという可能性がある。さらに、これらの技術は、（一般的な溶接／切断作業と比較して）電源とトーチアセンブリとの間に追加の電気的接続を必要としない。
【００６９】
要約すると、１つの形態では、ここではトーチアセンブリが提示され、そのトーチアセンブリは、１つ以上の刻印を含む１つ以上の互換性のあるトーチ用部品を取り外し可能に受け入れるよう構成された動作端を有するトーチ本体であって、このトーチ本体は内部空洞を画定するトーチ本体と、この内部空洞内に配置され、１つ以上の互換性のあるトーチ用部品が１つ以上の刻印に基づいて自動的に認識することができるようにこの１つ以上の互換性のあるトーチ用部品に付加された１つ以上の刻印の画像又は画像データを光学的に取得するように位置決めされた１つ以上の撮像装置と、を具備する。
【００７０】
別の形態では、ここではシステムが提示され、そのシステムは、１つ以上の受動的な機械的刻印を有する互換性のあるトーチ用部品を受け入れる動作端を有するトーチ本体と、トーチ本体上又はトーチ本体内に配置され撮像装置と、トーチ本体に取り外し可能に結合することのできるトーチ用部品であって、トーチ用部品は、撮像装置が１つ以上の受動的な機械的刻印を表す画像又は画像データを光学的に取得することができるようにトーチ用部品がトーチ本体に取り外し可能に結合されたとき、撮像装置によって光学的に視認することができる面に、１つ以上の受動的な機械的刻印を有することを特徴とする、トーチ用部品と、を有するトーチアセンブリと、１つ以上の受動的な機械的刻印に基づいて動作パラメータを自動的に調整する電源装置とを具備する。
【００７１】
さらに別の形態では、互換性のあるトーチ用部品を認識する方法がここに提示され、その方法は、トーチ本体上に又はトーチ本体中に設置された１つ以上の互換性のあるトーチ用部品に付加された１つ以上の受動的刻印を表す画像又は画像データを、トーチ本体上に又はトーチ本体中に設置された１つ以上の撮像装置を動作させることで光学的に取得するステップと、１つ以上の受動的刻印に基づいて１つ以上の互換性のあるトーチ用部品を認識するステップと、を具備する。
【００７２】
さらに別の形態では、トーチ内に設置された消耗部品の認識情報に基づいて動作パラメータを自動的に調整するように構成されたトーチに取り外し可能に結合することができる消耗部品がここに提示され、その消耗部品は、トーチの動作端で光学的に視認することができる面と、この面にある１つ以上の受動的な機械的刻印であって、この１つ以上の受動的な機械的刻印は少なくとも、消耗品の認識情報、この消耗品に関連する動作パラメータ、及びこのトーチ内の適切な位置にこの消耗品が存在すること、に関する情報を提供することを特徴とする、１つ以上の受動的な機械的刻印と、を具備する。
【００７３】
ここでは１つ以上の具体的な実施例で、実施できるような技術を例示及び説明したが、本発明の技術的範囲内で種々の改良及び改変が可能であり、例示した具体的詳細はここに提示された技術の範囲を限定することを意図するものではない。加えて、ここで説明した実施例のうちの１つの様々な特徴を他の実施例に組み込むことができる。従って、添付の特許請求の範囲は、本開示の範囲を満たすものとして広く解釈されるべきである。
【図１Ａ】
2019214072.tif 000003
【図１Ｂ】
2019214072.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図２】
2019214072.tif 000006
【図３】
2019214072.tif 000007
【図４】
2019214072.tif 000008
【図５】
2019214072.tif 000009
【図６】
2019214072.tif 000010
【外国語明細書】
2019214072000001.pdf