具体实施方式

在一些方面中，本文中描述的系统和方法可以包括一种或多种机制或方法，其用于向材料加工系统的操作者提供与制造加工操作相关的信息。该系统和方法可包括一种或多种机制或方法，其用于收集专业知识数据并标识可使用专业知识数据优化的待加工零件的特征。该系统和方法可以包括一种或多种机制或方法，其用于使用专业知识数据生成待在工件上执行的零件程序设计。该系统和方法可以包括一种或多种机制或方法，其用于通过使用生成的零件程序设计的工业切割系统来加工零件。

本发明解决了上述问题，并通过将供应商专业知识的核心元素存储在云（或最终用户的站点处的网络位置）中来提供增强的最终用户体验和最终切割工件，在所述云中供应商专业知识的核心元素可以经由应用程序接口（API）实施、访问和递送。对于这个概念有多种商业方法：开发这些应用并将其与供应商自己的软件和硬件平台一起使用以创建增强的价值主张；部署供由供应商合作伙伴使用的应用以增强他们利用供应商产品工作的体验；和/或将这些应用直接部署到最终用户。递送供应商专业知识一种方式是经由云应用。供应商专业知识核心元素可以在云中实施、经由应用程序接口（API）访问和递送。例如，以这种方式已经开发的应用是Hypertherm的XPR真孔转换（True Hole Conversion）实用程序。该转换实用程序存储在云上并可以随时经由API由本领域中系统访问以及递送到在现场中的系统。一般而言，专业知识数据包括可以增强零件程序设计的高级技术，诸如真孔代码和/或斜面（bevel）代码。在其他实施例中，若干其他实用程序和专业知识（例如，专业知识数据）可以存储在云上以供由远程系统访问，这些实用程序和专业知识可以包括：Hypertherm的用于真斜面（True Bevel）、快速零件（Rapid Part）等的SureCut递送；与RFID数据相关的可消耗分析；作业跟踪和调度；成本和报价计算；嵌套和板/零件优化（使用存储在云中的参数或嵌套计算）等。

作为参考，图1是已知的工业切割系统、特别是自动化等离子焊炬系统的图。自动化焊炬系统10可以包括切割台22和焊炬24。可用于自动化系统中的焊炬的示例是由新罕布什尔州汉诺威的Hypertherm®公司制造的HPR260自动气体系统。然后将焊炬高度控制器18安装到台架26。自动化系统10还可以包括驱动系统20。焊炬由电源14供电。自动化焊炬系统10还可包括计算机数字控制器12（CNC），例如，由新罕布什尔州汉诺威的Hypertherm®公司制造的人工发热机自动化航行（Hypertherm Automation Voyager）、XPR或EDGE连接。CNC12可以包括显示屏13，由焊炬操作者使用该显示屏13来输入或读取CNC 12用来确定操作参数的信息。在一些实施例中，操作参数可包括切割速度、焊炬高度以及等离子和保护气体成分。也可以由操作者使用显示屏13来手动输入操作参数。焊炬24还可包括焊炬主体（未示出）和安装到焊炬主体前端的焊炬消耗品。CNC 12配置的进一步讨论可以在转让给Hypertherm®公司的美国专利公开No. 2006/0108333中找到，其整体通过引用并入本文中。

参考图2-3，专业知识集成系统200包括一个或多个计算设备210，其经由专业知识集成网络230通信地耦合到一个或多个服务器计算设备220。例如，计算设备210可以是计算机数字控制器（CNC）或自动化加工系统。每个服务器计算设备220可以包括处理器222、存储器224、存储装置226、和通信电路228。每个计算设备210可以包括处理器212、存储器214、存储装置216、和通信电路218。在一些实施例中，服务器计算设备220的通信电路218经由专业知识集成网络230通信地耦合到计算设备210的通信电路228。通信电路218和通信电路228可以使用蓝牙、Wi-Fi、以太网、有线LAN或任何可比较的数据传输连接。计算设备210可以包括个人工作站、膝上型电脑、平板电脑、移动设备、或任何其他可比较的设备。

与在加工能力方面受到CNC（计算机数字控制系统）本身的计算能力限制的先前的本地存储的系统相比，在云上存储和访问此类专业知识和实用程序的一个优点是由此系统可获得的速度和加工能力。利用云访问，文件的转换和零件加工可以通过云利用快得多且大得多的加工能力来创建零件程序，然后简单地将其中继到CNC以用于性能而不是创建（例如，CNC处理器不必负担必须进行所有加工以创建零件程序）。例如，在先前讨论的存储在云上的XPR真孔转换实用程序的情况下，命令到零件程序的转换在云中的发生速度可以是在先前的解决方案的情况下（其将简单可执行文件直接加载到现场中的CNC上）的大约五倍。

图4-5图示了专业知识集成系统200的示例过程流程。参考图4，零件文件创建经由自动化切割系统和云两者实现。在图4的实施例中，决策和加工操作在计算设备210和专业知识集成系统200之间划分以优化零件文件的加工并将专业知识集成/应用到完成的产品。通过由本发明提供的这种连接性和中心位置，可以获得并相互利用许多益处。例如，在步骤402，零件设计文件可以从计算设备210上传到专业知识集成网络230。一旦上传，专业知识集成系统200生成在步骤404处由计算设备210接收的零件文件ID。类似地，在步骤406，设置文件可以从计算设备210上传到专业知识集成网络230。一旦上传，专业知识集成系统200生成在步骤408处由计算设备210接收的设置文件ID。

一旦文件上传完成，计算设备210可以请求可兼容零件特征的转换和优化；在步骤410处，专业知识集成网络230接收零件文件ID和设置文件ID，这允许专业知识集成系统200生成更新的零件文件。一旦生成，计算设备210在步骤412处接收更新的零件文件ID。在步骤414处，计算设备414可以请求下载更新的零件文件；专业知识集成网络230接收更新的零件文件ID。最后，计算设备210在步骤416处从专业知识集成网络230下载更新的零件文件。

在一些实施例中，可以在中心位置中更新云应用，并且最终用户将始终使用最新和最先进的数据和技术。此外，从这个中心位置，任何具有有效许可证的人都可以访问供应商和/或全球专业知识。这包括最终用户、合作伙伴和第3方软件提供商。一旦预先完成与API的集成工作，连接就是动态的。这种连接允许最终用户通过可以准备好访问最新的最佳参数来体验其系统的全部能力。此外，控制和CAM软件将通过利用云计算的能力被增强。

在一些实施例中，通过经由API访问云，可以分析使用数据以供进一步使用。这包括在微观级别（针对特定用户）或宏观级别（针对多于一个的最终用户的概要数据）上的使用。然后，该数据可用于纠正性维护、预测性维护、供应商工程设计或各种其他用途。这种利用云向渠道合作伙伴、最终用户和第3方软件供应商递送供应商专业知识为最终用户和供应商两者提供了许多益处。云应用可以包括与等离子过程、喷水过程、激光过程、氧燃料过程等中的任何一个相关的实用程序和专业知识，并且可以立即与可适用的系统和操作共享期望的程序和数据量。

在图5的实施例中，专业知识集成系统200响应于机器和环境改变，同时在在线和离线两者时对各种任务保持灵活。图5图示了根据本发明的实施例的用于为期望零件创建零件程序的过程流程。图5经由简单的流程利用云专业知识遍历（walk through）零件程序创建，以示出零件程序创建中的每个步骤，以优化过程并将最新的学习和更新应用于每个过程。例如，在步骤502处，专业知识集成系统200导入对应于待从工件进行加工的零件的零件文件。零件文件可以是dxf、dwg、cam或DGN类型文件。在一些实施例中，零件文件可以是单个零件文件或多个零件文件。在步骤504和506处，分别选择工件或板尺寸以及选择切割过程。在一些实施例中，切割过程可以是喷水、等离子或氧燃料过程中的一个。

在步骤508处，专业知识集成系统200可以优化和增强零件文件的可兼容特征。在一些实施例中，专业知识集成系统200可以将SureCut技术应用于零件文件。例如，可以优化间距、引入、切割表选择、真孔、快速零件、磨料进给率和拐角斜路。一旦优化，专业知识集成系统200可以在步骤510处将增强特征嵌套到零件程序文件中。最后，在步骤512处，更新的零件程序文件可用于在切割过程期间使用。

专业知识集成系统200允许甚至可以离线获得的增强特征，诸如作业跟踪和排队。此外，即使非直接云连接的系统也可以经由共享数据库从专业知识集成系统200中受益，该共享数据库继而可以经由周期软件更新、闪存驱动器等中继到现场中的最终用户和系统。专业知识集成系统200还允许在给定系统在线时或即使其离线时都通过来自云的专业知识将库存管理和/或嵌套和废料/残余考虑作为因素纳入过程决策和设计中。此外，在一些实施例中，专业知识集成系统200允许改进和/或优化非供应商零件程序。例如，专业知识集成系统200可以将专业知识应用于经由软件程序初始生成的零件程序，以便更新未优化的零件程序（例如，标识零件中真孔使用可能性、碰撞避免、材料考虑、系统条件考虑等）。

如图4-5中所示，专业知识集成系统200使用存储在云中的专业知识数据来生成增强的零件程序设计。专业知识集成系统200接收原始零件程序并将CNC代码转换为数学模型，从而能够分析几何形状。这种转换是通过CNC代码与预期CNC代码和格式的列表的模式匹配来执行的。在分析每一行时，其被转换为零个或更多个标记化元素。这些元素计及诸如焊炬开启和关闭代码、切口偏移代码和运动之类的事物。针对与真孔参数的兼容性来分析每个完整的轮廓。例如，在一些实施例中，专业知识集成系统200查看轮廓形状、运动次数、材料类型、材料厚度、安培数和相对于材料厚度的孔直径。

一旦该分析完成，不合格的几何形状不会被修改，而可兼容的几何形状被修改。例如，通过调整引入几何形状、将几何形状的（一个或多个）运动分解为多个部分、并将焊炬速度控制代码、运动控制代码、气体控制代码、安培数控制代码等插入修改的几何形状中，来修改可兼容的几何形状。专业知识集成系统200然后可以使用存储在设置文件中的可接受的代码模型经由模式匹配将调整的几何形状转换回CNC代码。在已经加工了整个文件时，使其经由云API对用户可用。Hypertherm的XPR真孔 转换实用程序的进一步讨论可以在转让给Hypertherm®公司的美国专利No. 8,354,609、8,354,610、8,541,711、8,338,739、8,436,270、和8,710,395中找到，其整体通过引用并入本文中。

图6图示了本发明的实施例，其中最终用户正在试图在工件中切割孔并且系统正在确定适当的动作过程以向最终用户给出改进的和/或优化的结果。该图以图形方式显示了命令的CNC侧对话可能性/进度，其包括与云写上以进行专业知识注入。如图6中可以看到的，许多决策和过程仍然可以由CNC处理/执行。然而，可以将许多决策移交给云，以减轻CNC上的一些更困难的加工，并访问大量的组合知识和专业知识。

例如，在对话框602处，专业知识集成系统200正在检查可以增强的合格特征或真孔几何形状。如果最终用户取消合格性检查，则向用户呈现对话框604。对话框604允许最终用户在没有真孔转换的情况下开始对零件进行切割，或者取消切割过程。如果专业知识集成系统200标识合格特征，则向最终用户呈现对话框606，其允许最终用户选择他们是否想要专业知识集成系统200将真孔技术应用于零件程序。如果最终用户选择将零件程序文件转换为优化的零件程序文件，则向最终用户呈现对话框608。对话框608允许最终用户使用更新的程序零件文件开始切割零件，或取消切割过程。否则，向最终用户呈现对话框604。

参考图7，图示了用于使用专业知识数据为工业切割系统10生成零件程序设计的过程700。在步骤702中，过程700开始于由计算设备210接收工业切割系统数据、工件数据和对应于待由通信地耦合到计算设备210的工业切割系统10从工件加工的零件的零件数据。例如，在一些实施例中，零件数据包括由计算设备210初始设计的零件程序。在一些实施例中，计算设备210使用应用程序接口接收专业知识数据。在其他实施例中，计算设备210使用手动存储设备接收专业知识数据。例如，在一些实施例中，计算设备210可以使用应用程序接口修改专业知识数据的至少一部分。计算设备210可以基于使用数据或条件数据修改专业知识数据的至少一部分。该示例性实施例允许使用应用程序接口周期性地修改专业知识数据的至少一部分。

在步骤704中，过程700通过由通信地耦合到计算设备210的专业知识集成系统200使用应用程序接口接收工业切割系统数据、工件数据和零件数据而继续。如关于图4-5所讨论的，在一些实施例中，专业知识集成系统200接收原始零件程序并将CNC代码转换为数学模型，从而使得能够分析几何形状。例如，在一些实施例中，专业知识集成系统200是基于云的。在其他实施例中，过程700包括由专业知识集成系统200使用应用程序接口接收工业切割系统10的使用数据。在一些实施例中，工业切割系统数据包括特定切割系统装备的标识。例如，在一些实施例中，标识可以包括序列号、装备的名称或类型、或任何其他类似的标识符。

在步骤706中，过程700通过由专业知识集成系统200基于专业知识数据和工业切割系统数据、工件数据和零件数据标识要由工业切割系统10切割的零件的特征而继续。如关于图4-5所讨论的，在一些实施例中，专业知识集成系统200查看轮廓形状、运动次数、材料类型、材料厚度、安培数、和相对于材料厚度的孔直径。例如，专业知识数据可以包括工业切割系统10的使用数据。在一些实施例中，专业知识数据存储在云上。在一些实施例中，标识的特征包括孔、斜面、或边缘中的至少一个。

在步骤708中，过程700通过由专业知识集成系统200生成待在工件上执行的零件程序设计而继续。零件程序设计可以被配置为在零件的标识的特征的至少一个的切割期间调整工业切割系统10的正常操作。如关于图4-5所讨论的，在一些实施例中，专业知识集成系统200通过调整引入几何形状、将几何形状的（一个或多个）运动分解为多个部分、并将焊炬速度控制代码、运动控制代码、气体控制代码、安培数控制代码等插入修改的几何形状中来修改零件的标识的特征。在其他实施例中，专业知识集成系统200基于生成的零件程序设计修改工业切割系统10的操作参数。例如，在一些实施例中，仅对应于标识的特征中的一个的操作参数被修改。在其他实施例中，可以修改对应于所有标识的特征的操作参数。

在步骤710中，过程700通过由计算设备210使用应用程序接口接收生成的零件程序设计而继续。在步骤712中，过程700通过由工业切割系统10使用生成的零件程序设计来加工零件而结束。例如，工业切割系统10可以是等离子弧切割系统、激光切割系统、或喷水系统。

参考图8，图示了用于使用工业切割系统10从工件加工零件的过程800。在步骤802中，过程800开始于接收对应于待使用工业切割系统10从工件加工的零件的第一数据。例如，在一些实施例中，工业切割系统10使用应用程序接口通信地耦合到专业知识集成系统200。在一些实施例中，第一数据包括工业切割系统数据、工件数据、和对应于待由工业切割系统10从工件加工的零件的零件数据。例如，在一些实施例中，零件数据包括初始设计的零件程序。在其他实施例中，工业切割系统数据包括特定工业切割系统装备的标识。在一些实施例中，工件数据包括工件的材料类型。

在步骤804中，过程800通过接收对应于在时间段内生成的专业知识数据的第二数据而继续。例如，在一些实施例中，第二数据包括工业切割系统10的使用数据。在一些实施例中，专业知识数据包括真孔代码或斜面代码。在其他实施例中，专业知识数据存储在云上。例如，在一些实施例中，专业知识集成系统200在时间段内修改专业知识数据。在一些实施例中，时间段范围可以在几小时、几天、几个月或几年的数量级上。

在步骤806中，过程800通过基于第一数据和第二数据标识零件的特征而继续。例如，在一些实施例中，零件的标识的特征包括孔、斜面、或边缘中的至少一个。在其他实施例中，专业知识集成系统200将第一数据加工成第三数据。可以对第三数据进行加工，以便改进与第二数据的兼容性。例如，在一些实施例中，专业知识集成系统200基于第二数据和第三数据标识零件的特征。

在步骤808中，过程800通过生成零件程序而继续，该零件程序包括零件的标识的特征中的至少一个的几何数据和加工参数。例如，在一些实施例中，加工参数包括焊炬速度、焊炬高度、焊炬运动、气体类型、气体流率、或安培数中的至少一个。例如，焊炬运动可以对应于待从零件切割的特征的引入和/或结束。在一些实施例中，针对零件的标识的特征中的一个生成加工参数。在其他实施例中，针对零件的所有标识的特征生成加工参数。

在步骤810中，过程800通过基于零件程序设计使用工业切割系统10从工件加工零件而结束。在一些实施例中，从工件加工零件还包括使用几何数据和第一加工参数加工特征中的至少一个。在一些实施例中，工业切割系统10可以是等离子弧切割系统、激光切割系统、或喷水系统。

在一些方面中，一种用于使用工业切割系统10从工件加工零件的系统包括通信地耦合到工业切割系统10的专业知识集成系统200。工业切割系统10被配置为基于零件程序设计从工件加工零件。专业知识集成系统200被配置为接收对应于待使用工业切割系统10从工件加工的零件的第一数据。专业知识集成系统200还被配置为接收对应于在时间段内生成的专业知识数据的第二数据。此外，专业知识集成系统200被配置为基于第一数据和第二数据标识零件的特征。专业知识集成系统200还被配置为生成零件程序，该零件程序包括零件的特征中的至少一个的几何数据和加工参数。

在本文中描述的系统和方法经由API向本地CNC系统提供云上的供应商专业知识的核心元素，以供连接到本地CNC系统的制造加工系统中使用。在本文中描述的系统和方法允许在云上执行文件的转换和零件加工并中继到CAM和/或CNC以用于执行而不是创建。在本文中描述的系统和方法允许在云上分析文件和设计以获得将专业知识应用于特定特征的机会。在本文中描述的系统和方法允许在CNC和云之间划分决策和加工操作。在本文中描述的系统和方法允许供应商和/或全球专业知识在云上对的所有人可用并不断发展。在本文中描述的系统和方法允许在微观或宏观级别分析使用数据，以用于纠正性维护、预测性维护、和/或未来设计。在本文中描述的系统和方法允许对非供应商零件程序进行再加工和分析以应用专业知识。在本文中描述的系统和方法允许动态切割图递送。

在本文中描述的系统和方法提供了许多优于目前现有技术的益处，优点包括：提供更快的转换和零件加工；使得能够减轻CNC处理器上的负担；确保最新版本始终由在中心位置中的更新的云应用获得；始终如一地实现零件加工的改进；将专业知识注入非供应商零件程序中；允许离线访问专业知识数据。

上述技术可以在数字和/或模拟电子电路中实施，或者在计算机硬件、固件、软件中、或在其组合中实施。该实施方式可以作为计算机程序产品，即有形地体现在机器可读存储设备中的计算机程序，用于由数据处理装置（例如，可编程处理器、计算机、和/或多个计算机）执行或控制其操作。计算机程序可以以任何形式的计算机或编程语言编写，包括源代码、编译代码、解释代码和/或机器代码，并且计算机程序可以以任何形式部署，包括作为独立程序或作为子例程、元素、或其他适用于在计算环境中使用的单元。计算机程序可以被部署为在一个可编程处理器上或在多个可编程处理器上执行。

处理器212和222可以通过执行计算机程序以通过对输入数据进行操作和/或生成输出数据来执行本发明的功能来执行上述方法步骤。方法步骤也可以由专用逻辑电路执行，并且装置可以实现为专用逻辑电路，例如FPGA（现场可编程门阵列）、FPAA（现场可编程模拟阵列）、CPLD（复杂可编程逻辑器件）、PSoC（可编程片上系统）、ASIP（专用指令集处理器）、或ASIC（专用集成电路）等。子例程可以指代存储的计算机程序和/或处理器、和/或实施一个或多个功能的特殊电路的部分。

举例来说，处理器212和222可以包括专用微处理器以及任何种类的数字或模拟计算机的任何一个或多个处理器，所述专用微处理器被专门编程有可执行以执行本文中描述的方法的指令。通常，处理器从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器和用于存储指令和/或数据的一个或多个存储器设备。存储器设备214和224可用于临时存储数据，诸如高速缓存。存储器设备214和224也可用于长期数据存储。适合于体现计算机程序指令和数据的计算机可读存储介质包括所有形式的易失性和非易失性存储器，举例来说包括：半导体存储器设备，例如DRAM、SRAM、EPROM、EEPROM、和闪存设备；磁盘，例如内部硬盘或可移动盘；磁光盘；以及光盘，例如CD、DVD、HD-DVD、和蓝光光盘。处理器和存储器可以由专用逻辑电路补充和/或并入专用逻辑电路中。

专业知识集成系统200的部件可以由使用传输介质的通信电路218和228互连，传输介质可以包括数字或模拟数据通信（例如，通信网络）的任何形式或介质。传输介质可以包括以任何配置形式的一个或多个基于分组的网络和/或一个或多个基于电路的网络。基于分组的网络可以包括例如互联网、运营商互联网协议（IP）网络（例如，局域网（LAN）、广域网（WAN）、校园局域网（CAN）、城域网（MAN）、家庭局域网（HAN））、专用IP网络、IP专用分支交换（IPBX）、无线网络（例如，无线电接入网络（RAN）、蓝牙、近场通信（NFC）网络、Wi-Fi、WiMAX、通用分组无线电服务（GPRS）网络、HiperLAN）、和/或其他基于分组的网络。例如，基于电路的网络可以包括公共交换电话网（PSTN）、传统的专用分支交换（PBX）、无线网络（例如，RAN、码分多址（CDMA）网络、时分多址（TDMA）网络、全球移动通信系统（GSM）网络）、和/或其他基于电路的网络。

通信电路218和228可以使用一种或多种通信协议在传输介质上传送信息。通信协议可以包括例如以太网协议、互联网协议（IP）、IP语音（VOiP）、对等（P2P）协议、超文本传输协议（HTTP）、会话发起协议（SIP）、H.323、媒体网关控制协议（MGCP）、信令系统#7（SS7）、全球移动通信系统（GSM）协议、一键通（PTT）协议、蜂窝PTT（POC）协议、通用移动电信系统（UMTS）、3GPP长期演进（LTE）和/或其他通信协议。

本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下，本发明可以以其他具体形式来实施。因此，前述实施例在所有方面被认为是说明性的，而不是对本文中描述的本发明的限制。将理解，所图示的实施例和本文中另外讨论的那些实施例仅仅是本发明的示例，并且包含对其的改变的其他实施例（包括所图示的实施例的组合）落入本发明的范围内。