JP2000176648A - 溶接制御装置 - Google Patents

溶接制御装置

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JP2000176648A
JP2000176648A JP10358719A JP35871998A JP2000176648A JP 2000176648 A JP2000176648 A JP 2000176648A JP 10358719 A JP10358719 A JP 10358719A JP 35871998 A JP35871998 A JP 35871998A JP 2000176648 A JP2000176648 A JP 2000176648A
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JP
Japan
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welding
control device
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welding control
robot
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JP10358719A
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Masamitsu Nishiyama
政充 西山
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Nissan Motor Co Ltd
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  • Resistance Welding (AREA)
  • General Factory Administration (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 FA化の進んだ溶接工程において、個々の溶
接制御装置ごとに打点の溶接異常を現場で確認すること
ができ、異常が発生した場合には、即座にそのリカバリ
ができる溶接制御装置を提供する。 【解決手段】 ネットワークによって互いに接続された
溶接制御装置であって、溶接状態を表示する表示器15
3と、溶接ガンを打点位置へ位置決めするロボット経路
データを記憶したRAM152と、異常を判断するサブ
コントローラCPU151と、ネットワーク接続のため
の通信I/F155とを有し、異常の発生を検知したと
き、異常発生打点のロボット経路データを他の溶接制御
装置へ送信することを特徴とする溶接制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶接条件に従って
溶接器を制御する溶接制御装置に関し、特に、ネットワ
ークにより複数台接続される溶接制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】溶接、特にスポット溶接において、その
制御は、通電電流や通電時間などの制御を行う専用の制
御装置によって行われている。このような溶接の制御を
行う制御装置を、溶接条件の一つである通電時間を制御
しているものであることから溶接タイマと称している。
【0003】ところで、現在、規模の大きな工場、例え
ば自動車車体の製造工場などではファクトリーオートメ
ーション(FA)化が進み、なかでも溶接工程は、FA
化の代表的な工程である。
【0004】従来、FA化された溶接工程では、複数の
溶接ガンをロボットのハンド先端に取り付け、この溶接
ガンによる溶接の制御を、通常1つの溶接ガンに対して
一つの溶接タイマが対応するように設け、複数の溶接打
点(以下単に打点と称する)を各打点ごとに決められた
溶接条件で順に溶接するようにしている。そして、各溶
接タイマは、ネットワークによってホストコンピュータ
と接続されており、各溶接タイマでは、個々の溶接打点
ごとに実際に行われた溶接時の通電電流や時間などをモ
ニタしており、そのデータをホストコンピュータへ送
り、ホストコンピュータで各打点ごとに、良好な状態で
溶接が行われたか否かを判断している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このようなFA化され
た溶接工程においては、複数の溶接ガンによって行われ
た全ての打点を、ホストコンピュータにより一括集中管
理できる点で、優れたものであるが、その規模が大きく
につれて、個々の打点において溶接異常が発生した場
合、その異常自体はホストコンピュータで分かるもの
の、これを現場で確認するためには、一々ホストコンピ
ュータのある場所に行かなければならず、溶接が行われ
ている現場ですぐに確認することができないといった問
題がある。
【0006】また、異常箇所をリカバリ(溶接のし直
し)するのが、非常に難しいと言った新たな問題がおき
ている。これはFA化の規模が大きくなると、ホストコ
ンピュータに集中するデータ量が多くなり、打点ごとの
データが一旦ホストコンピュータに入り、そこで、その
打点の溶接状態が判断されるため、この判断が、データ
量が多いためにどうしても遅くなり、場合に因っては、
異常打点が発生しているにもかかわらず、その判断結果
が、溶接工程からワークが排出された後に出ると言った
こともある。
【0007】このような判断の遅れは、ホストコンピュ
ータの処理速度と、ネットワークの通信速度を上げるこ
とである程度改善されるものの、判断が速くなったとし
ても、次ステージで異常打点のリカバリをするとなる
と、ホストコンピュータから、その異常打点の位置デー
タを次のステージのロボットに送信し、そのロボットに
おいて、異常打点をリカバリするために、ロボットの動
作経路をティーチングし直す必要があり、即座に溶接の
し直しができるものではない。また、ホストコンピュー
タの処理速度やネットワークの通信速度を上げること自
体、コスト上昇を招き好ましくない。
【0008】そこで、本発明の目的は、FA化の進んだ
溶接工程において、個々の溶接制御装置ごとに打点の異
常を現場で確認することができ、また、溶接異常が発生
した場合には、即座にそのリカバリができるようにした
溶接制御装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、下記す
る手段により達成される。 (1)ネットワークに接続される溶接制御装置であっ
て、前記溶接制御装置により行われた溶接の状態をモニ
タするモニタ手段と、前記モニタ手段がモニタした溶接
の状態を記録する溶接状態記録手段と、前記溶接状態記
録手段が記録した溶接状態を表示する表示手段と、を有
することを特徴とする溶接制御装置。 (2)前記溶接制御装置は、さらに、溶接ガンを溶接打
点位置へ位置決めするロボットの経路データを記憶した
記憶手段と、前記モニタ手段がモニタした溶接の状態か
ら溶接の異常を判断する異常判断手段と、前記異常判断
手段によって溶接異常を検知したとき、当該異常が発生
した溶接打点を、前記ネットワークにより接続されてい
る他の溶接制御装置によって溶接が行えるように、前記
記憶手段に記憶されている前記経路データを当該他の溶
接制御装置へ送信する送信手段と、を有することを特徴
とする溶接制御装置。 (3)前記経路データは、ロボットの基本姿勢から溶接
打点までの経路データであることを特徴とする溶接制御
装置。 (4)前記溶接制御装置は、さらに、前記ネットワーク
により接続されている他の溶接制御装置の状態のデータ
を受信する受信手段を有し、前記表示手段に、当該受信
手段が受信した他の溶接制御装置の状態を表示すること
を特徴とする溶接制御装置。
【0010】
【発明の効果】本発明は、請求項ごとに以下のような効
果を奏する。
【0011】請求項1記載の本発明によれば、ネットワ
ークに接続される溶接制御装置に、溶接の状態をモニタ
するモニタ手段と、モニタした溶接状態を記録する溶接
状態記録手段と、記録した溶接状態を表示する表示手段
とを設けたので、個々の溶接制御装置において、その場
で溶接状態を知ることができる。
【0012】請求項2記載の本発明によれば、溶接ガン
を溶接打点に位置決めするロボットの経路データを記憶
手段に記憶しておき、異常発生時には、この経路データ
を他の溶接制御装置へ送信することとしたので、溶接異
常が発生した打点の溶接のし直しを、他の溶接制御装置
において即座に実行することができるようになる。
【0013】請求項3記載の本発明によれば、溶接ガン
を溶接打点に位置決めするロボットの経路データをロボ
ットの基本姿勢から溶接打点までの経路データとしたの
で、この経路データを受信した他の溶接制御装置により
溶接のし直しをする際に、ロボットが一旦基本姿勢にな
ってから打点まで動作するので、突然、ロボットが打点
に移動することがなく、したがって、溶接のし直しをす
る際に他のロボットやワークなどと干渉することを防止
することができる。
【0014】請求項4記載の本発明によれば、他の溶接
制御装置の状態を受信する受信手段を設け、この受信手
段が受信した他の溶接制御装置の状態を表示手段に表示
するようにしたので、他の溶接制御装置の状態を現場に
おいて知ることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して、
本発明の一実施の形態を説明する。
【0016】本実施形態は、ネットワークによって接続
されている複数の溶接制御装置が、各々自己が行った溶
接打点の状態を判断して、これをその場で表示できるよ
うにし、また、異常打点があった場合には、自己が有す
るロボットの経路データの中から異常打点を溶接するの
に必要な経路データをリカバリを行うステージの溶接制
御装置に送信して、そこで、即座に溶接のし直しを行う
ことができるようにしたものである。
【0017】図1は、本発明による溶接制御装置を使用
した溶接工程ラインの概略を説明するためのブロック図
であり、図2は、本発明による溶接制御装置を説明する
ためのブロック図である。
【0018】溶接工程ラインは、図1に示すように、多
くの場合、複数のステージ#1,#2,…#nからな
り、各ステージには、複数のロボット30が、各ステー
ジで同じように配置され、各ロボット30は、それぞれ
専用のロボットコントローラ20によってその動作が制
御されている。各ロボットのハンド先端には、溶接ガン
(図1において不図示)が接続されていて、後述するよ
うに、溶接制御装置10によってこの溶接ガンへ供給す
る電流が溶接条件に合わせて制御され、ワーク50の溶
接が行われる。
【0019】各ステージには、ロボット30に設けられ
ている溶接ガンごとに溶接制御装置10が備えられてお
り、各溶接制御装置10は、ネットワークによってホス
トコンピュータ200および他の溶接制御装置10と接
続されている。また、個々の溶接制御装置10は、ロボ
ット30のハンド先端に設けられている溶接ガンと接続
されていて、溶接の際に、決められた条件で溶接を行う
ように、溶接ガンに対する電流の供給を制御している。
【0020】溶接制御装置10は、図2に示すように、
大別して、溶接のための通電時間や通電電流を制御する
ためのタイマ部110と、後述する溶接状態の判断や溶
接異常が発生したときのリカバリのための処理などを行
うサブコントローラ部150よりなる。
【0021】そして、このタイマ部110とサブコント
ローラ部150とは、互いの間に設けられているデュア
ルポートRAM120によってデータの受け渡しを行っ
ている。
【0022】タイマ部110は、デュアルポートRAM
120に書き込まれた溶接条件のデータを、溶接制御C
PU111が直接読み出し、読み出した溶接条件に従っ
て、従来の溶接タイマと同様に、溶接ガン31に対して
電流を供給する溶接用電源130を制御し、また、実際
に行われた溶接状態をモニタしてその結果をデュアルポ
ートRAM120に書き込む。溶接状態のモニタは、溶
接用電源130から溶接ガンに対して出力されている電
流値や電圧値をモニタすることにより、実際に出力され
た電流値、電圧値、およびその出力時間などを検出する
ものである。したがって、このタイマ部110が本発明
を構成するモニタ手段となる。
【0023】一方、サブコントローラ部150は、サブ
コントローラCPU151を中心として、データ保存用
RAM152と、表示手段である例えば液晶ディスプレ
イ(LCD)などの表示器153と、ロボットコントロ
ーラ20と通信するための通信インターフェース(I/
F)154と、ネットワークによりホストコンピュータ
や他の溶接制御装置のコントローラ部と通信するための
通信I/F155と、からなる。そして、このサブコン
トローラ部150が、後に詳細に説明する各機能によ
り、本発明を構成する溶接状態記録手段(特にサブコン
トローラCPUとデータ保存用RAM)、記憶手段(特
にデータ保存用RAM)、異常状態判断手段(特にサブ
コントローラCPU)、送信手段(特にサブコントロー
ラCPUと通信I/F)および受信手段(特にサブコン
トローラCPUと通信I/F)に対応する。
【0024】このサブコントローラ部150は、大別し
て3つの機能を備えている。
【0025】まず、第1の機能は、ロボット30の進行
経路に合わせて溶接する打点の溶接条件をタイマ部11
0に与える機能である。これには、ロボットコントロー
ラ20から受けたロボットの進行状態に応じて、溶接す
る打点の溶接条件をデータ保存用RAM152から読み
出し、これをデュアルポートRAM120に書き込むこ
とにより行われる。
【0026】ここで用いられる溶接条件は、従来と同じ
ように、一つ一つの溶接打点ごとに決められた条件であ
り、例えば図3に示すような溶接動作シーケンスとなる
ようなデータである。図3に示した溶接動作シーケンス
は、起動入力がONの間に溶接が行われるもので、その
間に加圧出力ONの期間溶接ガンによる加圧が行われ
て、さらにその間に図示するような所定の溶接電流が、
所定時間溶接ガン先端チップに印加されて、最後に溶接
終了を示す信号が出力されるものである。なお、このよ
うな溶接動作シーケンスは、従来から使用されているも
のであるので、詳細な説明は省略する。
【0027】次に第2の機能は、溶接した各打点の状態
を表示する機能である。これは、デュアルポートRAM
120にタイマ部110が書き込んだ溶接状態のモニタ
値を読み出して、データ保存用RAM152に記憶し、
ユーザの読み出し要求に応じてこれを表示器153に表
示するものである。
【0028】図4および図5に実際の表示される画面例
を示す。図4は、溶接打点ごとの実績履歴を示すもので
あり、打点ごとに、溶接が行われた日時、その時の起動
系列(その打点を溶接した条件を示す付号)、そして、
実際に行われた溶接をモニタした結果である、保持時間
(上記シーケンスのプレスクイズ時間)、スクイズ時
間、アップスロープ、通電時間、電流量などが表示され
る。また、図5は、異常履歴を示すもので、溶接異常が
発生したときの日時、異常が発生した打点、異常内容、
起動系列、およびその時のモニタ結果などが表示され
る。
【0029】なお、このようなモニタ結果は表示器15
3によって表示されると共に、通信I/F155を介し
てネットワークによって接続されているホストコンピュ
ータへも送信される。
【0030】次に第3の機能は、溶接状態を判断して、
異常が発生した場合にこれをリカバリするための処理を
行う機能である。
【0031】ここで、この第3の機能について説明する
前に、データ保存用RAM152に記憶されている内容
について説明する。
【0032】図6は、データ保存用RAM152のメモ
リマップを示す図面である。
【0033】図示するように、データ保存用RAM15
2には、自局情報としてタイマ部の状態ステータス、溶
接打点実績履歴、異常履歴、および自局において行われ
る打点情報として、各打点ごとに、溶接条件とロボット
のリカバリ経路データが記憶されており、さらに、他局
情報として他局のタイマ状態ステータスが記憶されてい
る。
【0034】ここで、タイマ状態ステータスとは、各溶
接制御装置のタイマ部に異常があるか否かを示すステー
タスであり、例えば正常は「0000」、無通電異常は
「0010」、電源電圧異常は「0020」、電流過少
異常は「0030」などとコード化して、現在の状態を
示すものである。そして、自局のタイマ状態ステータス
は、自局において、異常が発生した場合に変更され、一
方、他局のタイマ状態ステータスは、ネットワークによ
り接続されている他局の溶接制御装置が送信しているタ
イマ状態ステータスを受信することにより変更する。こ
のようなタイマ状態ステータスを表示器153に表示し
た例を図7に示す。この図において、項目「タイマ」は
ネットワークにより接続されている溶接制御装置内のタ
イマ部を示し、「状態」は正常か異常かを示し、「異常
コード」は前記したコードを示すものである。
【0035】また、ロボットのリカバリ経路データと
は、自局において異常が発生した打点を他局のロボット
により溶接させる際に必要なロボットの経路データであ
り、ここでは、全ての打点において、ロボットの基本姿
勢から各打点ごとの位置に移動するための経路データで
ある。これは、通常の溶接動作では、自局における複数
の打点が順に溶接されるように、ロボットの経路がティ
ーチングされていて、これがロボットコントローラ内に
記憶されているものであるが、リカバリに際しては、他
局が異常の発生した打点を溶接することになるため、通
常のロボットの経路にはない打点を溶接することにな
り、このとき、単にリカバリする打点座標だけを与えて
しまうと、その時のロボット姿勢の状態から、直接与え
られた打点座標へロボット姿勢が変更されることにな
り、その場合、ワークや他のロボットと接触するなどの
不測の事態が起こる可能性があるため、まず、一旦基本
姿勢になってから、ワークや他のロボットと干渉せずに
リカバリする打点へ進むような経路データを与えるため
である。
【0036】第3の機能である、溶接異常発生時の処理
について説明する。
【0037】図8は、異常発生時の処理手順を示すフロ
ーチャートである。
【0038】まず、異常が発生したか否かを判断する
(S1)。この判断は、サブコントローラCPU151
が、タイマ部110がデュアルポートRAM120に書
き込んだモニタ結果と、その時の溶接条件とを比較する
ことにより、溶接条件から外れた値がある場合に異常が
あると判断する。
【0039】ここで、異常がなければ、そのまま異常発
生の監視を続ける。
【0040】一方、異常があったときには、異常発生打
点Noを一旦変数Waとして記憶する(S2)。
【0041】そして、発生した異常を前述したようにタ
イマ状態ステータスにコードとして記録し、また、その
時モニタされた各項目の値を溶接打点実績履歴と異常履
歴に記録する(S3)。
【0042】続いて、タイマ状態ステータスをネットワ
ークにより接続されているホストコンピュータ200と
他の溶接制御装置に対して送信する(S4)。これによ
りホストコンピュータ200のある中央監視室などにお
いて、異常の発生を知ることができると共に、他の溶接
制御装置においてもその異常を検知することができる。
【0043】続いて、表示器152の表示内容を更新す
る(S5)。これにより、異常発生があった溶接制御装
置、すなわち、作業現場において異常発生を知ることが
できる。このとき、各溶接制御装置では、異常発生時に
発光、点滅などが行われるランプによって異常を周囲に
知らせるようにしてもよい。なお、前記ステップS4
と、このS5はその処理順序が逆、または同時でもよ
い。
【0044】続いて、変数Waに対応した打点の(すな
わち異常の発生した打点)溶接条件と、そのリカバリ経
路データをデータ保存用RAM152から読み出し、こ
れらをリカバリ工程の溶接制御装置に対して転送する
(S6)。なお、このときリカバリ工程として選択され
る溶接制御装置は、次ステージの異常発生があった溶接
制御装置と同じ位置にある溶接制御装置、または、リカ
バリ専用ステージがある場合は、そのステージの同位置
にある溶接制御装置である。
【0045】その後、設備の再起動を行い、異常があっ
た打点の次の打点から溶接動作を再開する(S7)。
【0046】これにより、異常が発生した打点につい
て、これを再度溶接し直すために必要な自局の処理が終
了する。
【0047】上記処理により、溶接をし直しすための打
点の溶接条件とその経路データ(これらを、以下フォロ
ーデータと称する)を受信した他局の溶接制御装置のリ
カバリ動作について説明する。
【0048】図9は、リカバリを行う溶接制御装置の処
理手順を示すフローチャートである。
【0049】まず、他局の異常発生を検出する(S1
1)。これには、前記したように、各溶接制御装置が、
ネットワークによってタイマ状態ステータスを送信して
いるので、これを受信し、その中に異常状態を示すコー
ドがあった場合に異常発生があったものと判断する。
【0050】続いて、フォローデータを受信したか否か
を判断する(S12)。ここで、フォローデータを受信
していなければ、一定時間待って、タイムアップしたと
きには、先のステップS11へ戻り監視状態となる(S
13)。一方。フォローデータを受信したときには、こ
れを記憶する(S14)。これらの処理は、この局にお
いて、リカバリをするためにフォローデータが送られた
場合にのみ、これを受信することでリカバリのための処
理に入るが、一定時間待ってもこの局にフォローデータ
が送られてこない場合には、リカバリを行う局がこの局
ではない、すなわち、その他の局に対してフォローデー
タが送られて、その局でリカバリのために異常のあった
打点の溶接のし直しが行われるものである。
【0051】続いて、フォローデータの受信がすべて完
了したか否かを判断し(S15)、完了していれば、次
に、記憶したフォローデータの中から溶接のし直しを行
う打点(フォロー打点)のリカバリ経路データを読み出
し、これをロボットコントローラへ転送する(S1
6)。これにより、ロボットコントローラが基本姿勢か
ら溶接のし直しを行う打点への経路データを受けて、そ
の経路従ってロボット30を動作させることができるよ
うになる。
【0052】続いて、フォロー打点を読み出して、これ
をこの局のデュアルポートRAMに書き込む(S1
7)。
【0053】そして、ロボットコントローラおよびタイ
マ部に対してプログラムの起動をかける。これにより、
ロボットは転送を受けた経路データに従って、基本姿勢
からフォロー打点まで動作し、一方、タイマ部は、ロボ
ットがフォロー打点に到着した後、溶接を開始する。
【0054】その後、プログラムの完了を待って(S1
9)、実行中であれば「フォロープログラム実行中」を
その局の表示器に表示し(S20)、一方、プログラム
が完了すれば、「フォロープログラム完了」を表示し
て、この一連の処理を終了する。
【0055】以上の処理によって、溶接異常の発生した
打点の溶接のし直しが、ホストコンピュータを介するこ
となく実行される。したがって、溶接工程の規模が大き
く、ホストコンピュータに集中される情報が多くなって
も、ホストコンピュータの処理速度を上げることなく、
溶接制御装置同士のデータの受け渡しにより、即座に溶
接のし直しが行われることになる。
【0056】また、この実施形態では、溶接制御装置と
してタイマ部とサブコントローラ部とを一体化し、デュ
アルポートRAMに、互いに書き込みと読み出しを行う
ことによりこれらの間のデータの受け渡しをするように
している。これは、このようにデュアルポートRAMを
介して、タイマ部とサブコントローラとの間のデータの
受け渡しを行うことで、データ受け渡しにかかる処理時
間を高速化できるメリットがある。
【0057】なお、本発明は、このような形態に限定さ
れるものではなく、例えばタイマ部は、従来のような溶
接タイマを利用し、それにサブコントローラ部の機能を
実行するシーケンサやプログラマブルコントローラなど
を通信線により接続してデータの受け渡しを行うように
してもよい。
【0058】また、本発明は、当業者が本発明の技術的
思想の範囲内において適宜変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による溶接制御装置を使用した溶接工
程ラインの概略を示すブロック図である。
【図2】 本発明による溶接制御装置を説明するための
ブロック図である。
【図3】 溶接条件のシーケンスを示す図面である。
【図4】 前記溶接制御装置の表示器に表示される溶接
打点実績履歴の一例を示す図面である。
【図5】 前記溶接制御装置の表示器に表示される異常
履歴の一例を示す図面である。
【図6】 前記溶接制御装置のデータ保存用RAMのメ
モリマップを示す図面である。
【図7】 前記溶接制御装置の表示器に表示されるタイ
マ状態ステータスの一例を示す図面である。
【図8】 前記溶接制御装置の異常発生時の処理手順を
示すフローチャートである。
【図9】 前記溶接制御装置の溶接のし直しをする処理
手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10…溶接制御装置、 20…ロボットコントローラ、 30…ロボット、 31…溶接ガン、 110…タイマ部、 111…溶接制御CPU、 120…デュアルポートRAM、 150…サブコントローラ部、 151…サブコントローラCPU、 152…データ保存用RAM、 153…表示器、 154、155…通信I/F。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ネットワークに接続される溶接制御装置
    であって、 前記溶接制御装置により行われた溶接の状態をモニタす
    るモニタ手段と、 前記モニタ手段がモニタした溶接の状態を記録する溶接
    状態記録手段と、 前記溶接状態記録手段が記録した溶接状態を表示する表
    示手段と、を有することを特徴とする溶接制御装置。
  2. 【請求項2】 前記溶接制御装置は、さらに、溶接ガン
    を溶接打点位置へ位置決めするロボットの経路データを
    記憶した記憶手段と、 前記モニタ手段がモニタした溶接の状態から溶接の異常
    を判断する異常判断手段と、 前記異常判断手段によって溶接異常を検知したとき、当
    該異常が発生した溶接打点を、前記ネットワークにより
    接続されている他の溶接制御装置によって溶接が行える
    ように、前記記憶手段に記憶されている前記経路データ
    を当該他の溶接制御装置へ送信する送信手段と、を有す
    ることを特徴とする請求項1記載の溶接制御装置。
  3. 【請求項3】 前記経路データは、ロボットの基本姿勢
    から溶接打点までの経路データであることを特徴とする
    請求項2記載の溶接制御装置。
  4. 【請求項4】 前記溶接制御装置は、さらに、前記ネッ
    トワークにより接続されている他の溶接制御装置の状態
    のデータを受信する受信手段を有し、 前記表示手段に、当該受信手段が受信した他の溶接制御
    装置の状態を表示することを特徴とする請求項1記載の
    溶接制御装置。
JP10358719A 1998-12-17 1998-12-17 溶接制御装置 Pending JP2000176648A (ja)

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