JP2005519766A - 要素を部品に接合するための接合システム、接合システムを作動させる方法、及びデータメモリ - Google Patents

Abstract

制御装置（３０）を備え、各々が少なくとも２つのモジュール（１６、１８）を含む異なる接合ユニットの選択による少なくとも１つの接合ユニット（１４）に連結可能な中央ユニット（１２）を有する、要素（２０）を部品（２２）に接合するための、具体的には金属スタッド（２０）のような要素（２０）を金属板（２２）のような部品（２２）に短時間アーク溶接するための、接合システム（１０）、及び接合システム（１０）を作動させる方法が提案される。制御装置（３０）は、連結された接合ユニット（１４）の少なくとも２つのモジュール（１６、１８）の相互両立性、及び該中央ユニット（１２）との該連結された接合ユニット（１４）の両立性を識別（Ｓ１６、Ｓ１８）するように設計される。

Description

発明の詳細な説明

（関連出願の相互関係）
本発明は、２００１年７月２３日に出願されたドイツ国特許出願第１０１３６９９４．８号に基づく優先権を主張するものであり、この出願の内容は、引用によりここに組み入れる。

（技術分野）
本発明は、制御装置を含み、各々が少なくとも２つのモジュールを含む異なる接合ユニットの選択により少なくとも１つの接合ユニットに接続可能な中央ユニットを有する、要素を部品に接合するための、具体的には、金属板のような部品に金属スタッドのような要素を短時間アーク溶接するための接合システムに関する。

さらに、本発明は、このような接合システムを作動させる方法に関する。最後に、本発明は、この方法を実行するための格納されたソフトウェアであるデータメモリに関する。このような接合システム及び接合システムを作動させるこのような方法は、一般的に知られている。

（背景技術）
この文脈において、接合するという用語は、部品への要素のあらゆるタイプの連結、具体的には、例えば、リベット結合のような再構成又は短時間アーク溶接を含む溶接のような材料の結合による、金属部品への金属要素の連結に関する。短時間アーク溶接は、溶接されるのがスタッドに限定されるわけではないが、スタッド溶接と呼ばれることが多い。工業的用途における現在のスタッド溶接システムは、１９９９年９月のＥｍｈａｒｔ ＴＵＣＫＥＲによる、「Ｎｅｕｅ Ｔｕｃｋｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅ． Ｂｏｌｚｅｎｓｃｈｗｅｉｓｓｅｎ ｍｉｔ Ｓｙｓｔｅｍ！」［スタッド溶接システム］と題するパンフレットにより周知である。スタッド溶接は、これに限るものではないが、主として自動車工業の分野で用いられる。そこでは、ねじ、目穴、ナットなどを備えた又はそれらを備えない金属スタッドのような金属要素が、車両本体のパネル上に溶接される。金属要素は、例えば、内部の付属品を固定するためのアンカ又は締結具として働く。

ＴＵＣＫＥＲによる上述のスタッド溶接の場合には、要素は、最初に、溶接ヘッドに挿入される。このことは、自動供給装置、例えば圧縮空気によって行うことができる。溶接ヘッドにより、要素は部品上の適切な場所に位置させられる。次に、前電流が導通され、該前電流はスタッド及び部品を通って流れる。次に、要素は、上昇装置によって部品に対して上昇される。アークが形成される。アーク電流は、不純物、表面被覆、亜鉛、油などが最初に焼かれて除去されるような形で選択される。次に、溶接電流に切り換えられる。高い溶接電流の結果として、要素及び部品の互いに対向する端部が溶融し始める。要素は次に、再び部品まで降下され、互いの溶融部が混合される。部品及びアークの短絡、又はその直前に到達すると、溶接電流は切られる。溶融部は凝固し、溶接接合部が完成する。

前述したＴＵＣＫＥＲによるスタッド溶接システムは、５つまでの溶接ユニットが連結可能な中央ユニットを含む。各々の溶接ユニットは、供給モジュール及び少なくとも１つの溶接モジュールを含む。中央ユニットへの溶接ユニットの連結は、それぞれの供給モジュールを中央ユニットに連結することによって行われる。いずれか１つの溶接モジュールが、供給モジュールに直接連結される。代わりに、分配ガイドを介して２つの溶接モジュールを供給モジュールに連結することができる。溶接モジュールは、例えばロボットに固定して或いは移動可能に取り付けられる溶接ヘッドとしてもよい。しかしながら、溶接モジュールは、代替的に、オペレータにより操作可能な溶接ガンの形態を取ることもできる。

周知のシステムにおいて、中央ユニットは、溶接電流を供給するための電源を実質的に備える電源装置を含む。さらに、中央ユニットは、該中央ユニット自体の作動、及びそこに連結された溶接ユニットの作動を制御する制御装置を備える。供給装置の各々は、別個の制御装置を備え、その制御装置は、例えば光ファイバの形態の信号ラインによって中央ユニットの制御装置に連結される。そこに連結される供給モジュール及び溶接モジュールもまた、信号ラインによって互いに連結される。その結果、中央ユニットの制御装置は、連結された溶接ユニット全てに対して溶接行程の停止を制御することができる。電源ラインが、中央ユニットの電源装置からそれぞれの溶接モジュールまでを経て閉回路を形成することは言うまでもない。供給モジュールは、空気作動式組立体をさらに備え、該空気作動式組立体は、原則として、溶接されることになる要素を分離された方法で連結された溶接モジュールに供給するための分離装置と協働する。

異なる溶接ユニットを中央ユニットに連結することができる。まず、溶接ユニットは、スタッド、ねじ切りされたスタッド、Ｔスタッドなどであろうと、溶接されることになるそれぞれの要素の形状に応じてユニットが互いに異なるものとなる。さらに、例えば、鋼又はアルミニウムなどの材料による違いがある。また、例えばナットの溶接のために円形の溶接シームを生成する溶接モジュールもある。この溶接方法は、ＭＡＣ（磁気アーク制御）溶接と呼ばれる。既に上述したように、例えば、取り付け可能なモジュール溶接ヘッド及び操作可能な溶接ガンといった異なった溶接モジュールがある。

例えば接地用スタッドの鋼溶接のような個々の処理の各々について、特別な処理ソフトウェアがある。処理ソフトウェアは、自由にプログラム可能なパラメータによって、特別な事情に適合可能である。連結された溶接ユニットのための処理ソフトウェアは、中央ユニットの制御装置のＥＰＲＯＭメモリにファイルされる。

従来の溶接モジュールは、電磁石／ばね式システムに基づいた上昇装置を有していた。新世代の溶接モジュールは、上昇装置として電気リニアモータを有する。両方のタイプの上昇装置を有する溶接モジュールを、幾つかの供給モジュールに連結させることができる。一方、他の供給モジュール、特に古い方の供給モジュールは、電磁石／ばね式上昇装置を有する溶接モジュールの連結専用に設計される。

上記の全てから、溶接モジュール、供給モジュール、及び処理ソフトウェアを組み合わせる多くの可能な方法があることが明らかである。現在溶接システムを構成している方法が、ユーザ用の表示装置上に表示されるときでさえ、不適切な構成についての感知エラーを生ずる高度の可能性が依然として存在する。

（発明の開示）
本発明の目的は、要素を部品に接合するための、具体的には、要素を部品に短時間アーク溶接するための接合システム、及び接合システムを作動させる関連した方法、並びに感知エラーの可能性が著しく減少された、該方法を行うためのソフトウェアを有するデータメモリを提示することである。この目的は、冒頭に述べた接合システムにおいて、制御装置が、連結された接合ユニットの少なくとも２つのモジュールの相互両立性、及び中央ユニットとの連結された接合ユニットの両立性を認識するように設計されることにより達成される。さらに、この目的は、要素を部品に接合するための、具体的には金属スタッドのような要素を、金属板のような部品に短時間アーク溶接するための接合システムを作動させる方法によって達成され、そこでは、該接合システムは、制御装置を有する中央ユニットを含み、各々が少なくとも２つのモジュールを備える異なる接合ユニットの選択による少なくとも１つの接合ユニットを該中央ユニットに連結することができ、連結された接合ユニットの少なくとも２つのモジュールの相互両立性、及び／又は該中央ユニットとの該連結された接合ユニットの両立性を認識する段階を有する。最終的に、上の目的は、この方法を実行するためのソフトウェアが格納されたデータメモリによって達成される。

連結された接合ユニットの２つのモジュールの両立性が認識可能であるという事実のために、構成エラー、具体的にはモジュールの相互破壊又は中央ユニットの破壊をもたらし得る構成エラーを回避することが可能である。制御装置は、例えば、供給モジュールに連結された溶接モジュールが実際に該供給モジュールに適合するかどうかを認識することができる。同様な方法で、一方では中央ユニット及び他方では連結された接合ユニットの構成に関する構成エラーを回避することができる。両立性の認識は、本発明による方法に従った認識段階を実行する制御装置によって行われる。この方法がプログラムとして実行される限り、内部にこのようなプログラムが格納されたデータメモリもまた、本発明の改良点を形成する。

制御装置がプログラム可能であり、該制御装置は、制御ユニットのプログラミングとの連結された接合ユニットの両立性を認識するようにさらに設計されることが好ましい。改良がなされた場合には、作動の信頼性がさらに増し得る。

具体的には、少なくとも１つのタイプの連結された接合ユニットを制御するために用いられる、少なくとも１つのタイプの処理ソフトウェアを格納するメモリを備える制御装置を用いることが好ましい。したがって、制御装置が、格納されたタイプのソフトウェアが連結された接合ユニットのタイプと両立性があるかどうかを検査するという点で、該制御装置が該制御装置のプログラミングとの連結された接合ユニットの両立性を認識する際に、有利である。このように、接合システムの最大の汎用性と組み合わせられた高度の作動信頼性を達成することができる。

さらに好ましい形態の構成によると、制御装置は、少なくとも１つのタイプの連結された接合システムを制御するためにそれぞれ用いられる、複数のタイプの処理ソフトウェアを格納するメモリを備える。したがって、中央ユニットを再構成する必要なく、異なるタイプの接合ユニットを連結できるので、接合システムの汎用性がさらに増加する。この場合、連結されたタイプの接合ユニットに基づいて、制御装置が、作動のために、連結された接合ユニットと両立性がある複数のタイプの処理ソフトウェアのタイプから処理ソフトウェアを選択する際に特に好ましい。このように、作動、及び、具体的には「正しい」処理ソフトウェアの選択を自動化することができる。したがって、作動の信頼性は、いっそう増加する。

特に好ましい実施形態によると、少なくとも１つのタイプの格納された処理ソフトウェアへのアクセスは、一般にディスエーブルされるが、コードによってイネーブルすることができる。この態様は、接合ユニットのモジュールと接合ユニット並びに中央ユニットの間の上述の両立性検査と独立して、別個の発明とみなされる。この尺度によって、複数のタイプ又は全ての異なるタイプの処理ソフトウェアをメモリに格納することが可能であるが、システムを販売する際に、格納された処理ソフトウェアの一部へのアクセスをディスエーブルすることが可能である。このことは、制御装置に対して、ディスエーブルされたタイプの格納された処理ソフトウェアが、存在しないものとみなされることを意味する。コードの入力によってのみ、このタイプの格納された処理ソフトウェアをイネーブルすることができる。イネーブルする場合に限って、そのタイプの処理ソフトウェアが作動のために使用可能となる。連結された接合ユニットと格納されたタイプの処理ソフトウェアの間の両立性の検査中は、イネーブルされた処理ソフトウェアだけが考慮される。言い換えれば、たとえ両立性のある処理ソフトウェアが格納された場合でも、両立性の検査が、否定的な結果をもたらすことがある。この場合には、この処理ソフトウェアがディスエーブルされたままである。この尺度によって、全てのバージョンの接合システムについて全てのタイプの処理ソフトウェアを格納するが、少なくとも幾つかのタイプの処理ソフトウェアへのアクセスをディスエーブルすることが可能である。次に、個々のタイプの処理ソフトウェアは、各々の場合において適切なコードを入力することによってイネーブルすることができる。したがって、全体的に、再構成の手間が減少する。

さらに好ましい実施形態によると、各々のタイプの処理ソフトウェアについて、前に定められた処理パラメータ・ブロックのタイプが存在する。パラメータ・ブロックのタイプは、処理ソフトウェアのタイプによって異なり得る。多くのパラメータが、１つのタイプのパラメータ・ブロック内に含まれ、他のタイプのものには含まれない。この場合、各々のタイプの格納された処理ソフトウェアについて、同じタイプの複数のパラメータ・ブロックが、制御装置のメモリに格納されることが特に好ましい。このように、溶接行程によって異なる要求を考慮に入れることができるように、異なるパラメータ・ブロックによって、全く同一のタイプの処理ソフトウェアを異なるように作動させることが可能である。

さらに、連結されたタイプの接合ユニットに基づいた制御装置が、パラメータ・ブロックのタイプを選択し、選択されたパラメータ・ブロックのタイプに含まれるパラメータ専用のプログラミングを提供する際、特に有利である。したがって、特定のタイプの処理ソフトウェアの個々の溶接場所に対するプログラミングを簡略化することができる。具体的には、全ての処理内の連続的な溶接行程に対して同じタイプのパラメータ・ブロックをプログラミングする際に、パラメータ・ブロックのタイプに全く含まれないパラメータを繰り返しポーリングすることを防止する。一方、従来技術において、各々の溶接行程に対してパラメータをプログラミングする際には、あらゆる単一のパラメータがポーリングされる。

さらに別の実施形態によると、行程中、制御装置は、連結された接合ユニットの少なくとも２つのモジュールの相互両立性、及び中央ユニットとの連結された接合ユニットの両立性を認識するプロセスを時間間隔で繰り返す。その結果、溶接行程中に例えば溶接モジュールが交換されても、正しくない構成を認識することが保証される。

全体的に、接合ユニットのモジュールが互いに連結されることが好ましい。例えば、冒頭に述べたようなＴＵＣＫＥＲによる周知の溶接システムにおける場合である。さらに、２つのモジュールのうちの１つが中央ユニットに連結され、その１つのモジュールに連結されたモジュールが、中央ユニットの制御装置内の１つのモジュールを介して認識可能である場合は特に好ましい。言い換えると、１つのモジュールだけが中央ユニットに連結される２つのモジュールの「直列の」相互接続にも関わらず、この形態の構成が与えられた場合には、双方のモジュールを認識することが可能になる。このために、信号ラインは、モジュール間及び１つのモジュールと中央ユニットとの間に設けられることが好ましい。信号ラインを介する適切なプロトコルによって、ユニット及び／又はモジュール間の通信によって、認識が行われる。

接合ユニットの２つのモジュールが、供給モジュール及び接合モジュールであることがさらに好ましく、そこでは、供給モジュールは、接合されることになる要素を接合モジュールに供給するように設計され、該接合モジュールは、それぞれ供給される要素の部品への接合連結を行うように設計される。特に、２つのモジュールが短期間アーク溶接のための供給モジュール及び溶接モジュールである場合は好ましい。この場合は、供給モジュールが、接合されることになる要素に２つの接合モジュールを供給するように設計される場合は特に好ましい。このために、供給モジュールと接合モジュールの間に分配ガイドを設けることができる。

全体的に、制御装置のメモリがフラッシュメモリであることがさらに好ましい。このように、例えば全てのタイプの処理ソフトウェアを含む大量のデータ量を永久的に格納することができ、データは、たとえ電源が切断された場合でも保持される。さらにフラッシュメモリは、比較的容易に再プログラムすることが可能である。このために、中央ユニット上に、例えばノート型パソコンのようなコンピュータの接続のためのインターフェースを設けることが有利である。上述された特徴、さらに以下に説明されることになる特徴は、各々の場合に示された組み合わせにおけるだけでなく、本発明の範囲から逸脱することなく、他の組み合わせにおいても、又は独立しても使用可能であることは自明のことである。

（発明を実施するための最良の形態）
本発明の実施形態が、以下に図面に示され詳細に説明される。
図１において、短時間アーク溶接システムの形態の本発明による接合システムの実施形態が、全体を１０で示される。以下、スタッド溶接システムと略称される短時間アーク溶接システム１０は、複数（一般には５つ）の溶接ユニット１４が接続可能な中央ユニット１２を備える。この溶接ユニット１４は、スタッド溶接ユニット１４の形態を取っている。しかしながら、本発明は、スタッド溶接システムに限定されるのではなく、全ての溶接システムを含むよう意図されることは言うまでもない。したがって、溶接システム、溶接、スタッド溶接などへのその後の言及は、本文脈において、他の接合システムをも意味するものとして全体的に理解すべきである。

スタッド溶接システム１０は、工業的用途のために設計され、一般に自動車工業の分野に用いられる。ここでは、スタッド溶接システムすなわち複数のこうしたスタッド溶接システム１０が、ねじ、目穴、ナットなどを備えた又はそれらを備えない金属スタッドのような連結要素を車両本体の部分に溶接するために用いられる。連結要素は、例えば自動車の室内の付属品を固定するためのアンカとして働く。しかしながら、スタッド溶接装置１０の適用分野が、これらに限定されないことは言うまでもない。

各々の溶接ユニット１４は、供給モジュール１６と、少なくとも１つの溶接モジュール１８とを備える。供給モジュール１６は、ねじ、目穴、ナットなどを備えた又はそれらを備えない金属スタッドなどのような金属要素２０を、分離された形態で溶接モジュール１８に供給するために用いられる。次に、溶接モジュール１８において、溶接行程中、１つのそれぞれの金属要素２０が、金属板２２に溶接される。このようなスタッド溶接システム１０は、基本的には従来技術により周知であり、冒頭に引用されたパンフレット「新しいＴＵＣＫＥＲ技術。スタッド溶接システム！」」に詳細に説明されており、この開示は、引用によりここに組み込まれる。

一般に、スタッド溶接システム１０を用いる溶接行程は、次のように進行する。最初に、要素２０が、供給モジュール１６により溶接モジュール１８に供給される。溶接モジュール１８は、電気接触が生じるように、要素２０を部品２２上に置く。次に、いわゆる前電流が導通される。その後すぐに、要素２０が、溶接行程高さＨに到達するまで、部品２２に対して上昇される。この時間中、前電流は導通したままである。要素の上昇中に、アークが発生する。前電流アークは、溶接場所の領域内の如何なる不純物、被覆、亜鉛なども焼いて除去するか、及び／又は蒸発させるのに十分なだけのエネルギを有する。

溶接行程高さＨに到達した後、溶接電流Ｉがシステムに接続され、要素２０及び部品２２は、例えばおよそ２０Ａから１５００Ａまでの高い溶接電流Ｉによって、発生したアークの領域（Ｌで図示されるように）において溶融し始める。次に、降下行程が開始される。要素２０は、部品２２に当たるまで降下される。この時点において又はこのすぐ前に、溶接電流Ｉは切られる。溶融材料は凝固する。要素２０は、溶接部により部品２２に連結される。この全ては、約６ｍｓから２００ｍｓの溶接時間内に起こる。

中央ユニット１２は、制御装置３０及び電源装置３２を備える。電源装置３２は、定電流源の形態を取ることができ、上述の前電流及び溶接電流Ｉを供給する。制御装置３０は、非揮発性メモリ３４、具体的にはフラッシュメモリ３４を備える。さらに、パラメータメモリのためのインターフェース３６が、制御装置３０上に設けられる。パラメータメモリ３８は、インターフェース３６に取り外し可能に連結される。例えば、パラメータメモリ３８は、ＰＣＭＣＩＡインターフェースと共に平坦なハウジング内にパックされたＲＡＭカードの形態を取ることができる。さらに、制御装置３０は、コンピュータの接続のためのインターフェース、具体的にはノート型パソコン４０を備える。オペレータ用端末４２もまた制御装置３０に接続され、スタッド溶接システム１０を全体の工業プロセスに組み込むことを可能にするように、顧客用インターフェース４４が設けられる。

中央ユニット１２と溶接ユニット１４の間の接続は、一方では信号ライン４８によって、他方では電源ライン４６によって行われる。電源ライン４６は、電源装置３２から電流を伝える。信号ライン４８は、制御装置３０と溶接ユニット１４の間の通信のために用いられる。信号ライン４８及び電源ライン４６は、原則として、単一の動力伝達系５０に一体化される。

供給モジュール１６は、電子組立体６０及び空気作動式組立体６２を備える。空気作動式組立体６２に関連しているのは、分離装置６４である。この分離装置６４は、溶接されることになる金属要素２０を塊の形態で受け取り、該金属要素２０を配列付けし、空気作動ライン（詳細には示されない）を介してこれらを空気作動式組立体６２に供給する。電子組立体６０は、信号ライン４８が接続される供給制御装置６６を備える。さらに、電子組立体６０は、電源ライン４６が接続される供給電源部６８を備える。供給モジュール１６は、ライン伝達系７０により溶接モジュール１８に接続される。ライン伝達系７０は、最初に、分離された金属要素２０を供給するための空気作動ライン、並びに信号ライン及び電源ライン（詳細には説明されない）を備える。

溶接モジュール１８は、上昇装置７６を備える。上昇装置７６は、金属板２２に対して金属要素２０を上昇させ、これを再び降下させるために用いられる。上昇装置７６は、電磁石及びばねの組み合わせ又は電気リニアモータのいずれかによって形成することができる。図１の右側に示されるように、２つの溶接モジュール１８が、分配ガイド７８によって、幾つかの供給モジュール１６に連結される。

上から明らかなように、スタッド溶接システム１０は、モジュラ式設計でできている。構造がモジュラ形式であるために、多くの可能な構成がある。例えば、１つの溶接モジュール１８は、磁石／ばね式上昇装置を有することができ、別の溶接モジュールは、リニアモータ式上昇装置を有することができる。さらに、１つの溶接モジュール１８を、取り付け可能な溶接ヘッドとしてもよく、５つの溶接ユニットのうちの別のものを、操作可能な溶接ガンとしてもよい。多くの供給モジュール１６は、あらゆるタイプの溶接モジュール１８を連結するように設計される。他の供給モジュール１６には、特定のタイプの溶接モジュール１８だけを連結することができる。

さらに、溶接モジュール１８及び供給モジュール１６の双方は、溶接されることになる要素２０のタイプ及び材料によって異なる。形状について言えば、スタッド（ねじ、クリスマスツリー・スタッド、接地スタッドなどを備えた又は備えない）、Ｔスタッド、及び磁気アークの偏向によって溶接されることになる金属要素２０により、実質的に区別できるものとなる。材料については、鋼とアルミニウムが実質的に区別される。溶接行程をクリーニング処理と組み合わせる可能性もある。

様々な溶接ユニット１４（供給モジュール１６及び溶接モジュール１８の様々な組み合わせを有する）の制御のため、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥで示され、以下の表に簡単に説明される実質的に５つの異なる処理ソフトウェアのタイプが、制御装置３０のメモリ３４にファイルされる。

表１

実質的に、溶接ユニット１４の全ての可能な構成は、５つの処理ソフトウェアのタイプを用いて制御することができる。

メモリ３４の構成が、概略図９０の形態の一例として図２に示される。以下に説明されるように、メモリ３４は、異なるソフトウェアモジュールによって占められている少なくとも１０個のメモリセクタＩ−Ｘを有する。個々のソフトウェアモジュールは、一般に如何なる順序及び如何なる相対的構成としてもよい。したがって、以下の説明は、この点で単に一例としてのものである。

メモリ３４の第１のセクタＩには、オペレーティングシステム、構成ツール、及び安全モジュールを備えるいわゆるシステム・ソフトウェア９２がファイルされる。セクタＩＩにおいては、鋼スタッド溶接処理Ａについての処理ソフトウェア９４がファイルされる。セクタＩＩＩにおいては、アルミニウムスタッド溶接処理Ｂについての処理ソフトウェア９６がファイルされる。セクタＩＶ及びＶにおいて、Ｔスタッド溶接処理Ｃ及びＭＡＣ溶接処理Ｄについての処理ソフトウェアモジュールがファイルされる。セクタＶＩにおいては、クリーニング処理（「クリーンフラッシュ」）Ｅについての処理ソフトウェア９８がファイルされる。セクタＶＩＩにおいては、分析ソフトウェア１００がファイルされ、これを用いて誤動作を分析し、故障の発生頻度を求める。

セクタＶＩＩＩにおいては、通信ソフトウェアモジュール１０２がファイルされる。この通信ソフトウェアモジュール１０２は、一方では、制御装置３０と溶接モジュール１８の間、及び供給モジュール１６と電源装置３２の間の内部通信のために用いられる。他方、通信ソフトウェアモジュール１０２は、オペレータ用端末４２、顧客用インターフェース４４、及び外部コンピュータ４０（原則としてイーサネットを介して）との外部通信を提供する。さらに、通信ソフトウェアモジュール１０２は、ソフトウェアをメモリ３４にダウンロードし、該メモリ３４からアップロードすることを可能にする。

セクタＩＸには、処理パラメータソフトウェアモジュール１０４がファイルされる。この処理パラメータソフトウェアモジュール１０４にファイルされるのは、例えば、異なるパラメータ割り当てを有する処理ソフトウェアモジュールを用いて、種々の溶接行程を連続して行うための特別のシーケンスである（以下を参照されたい）。このソフトウェアモジュールは、さらに処理の監視のために用いられる。

さらに、コード言語のメモリ１０６が、セクタＸ内に設けられる。このコード言語のメモリは、図２に図示されるコード言語１０８を含む。コード言語１０８は、Ｂ０からＢ４まで少なくとも５つのビットを備える。Ｂ０からＢ４までの５つのビットは、５つのタイプの処理ソフトウェアＡ−Ｅに割り当てられる。図２から、ビットＢ０及びＢ４は「１」に設定され、他方、ビットＢ１−Ｂ３は「０」に設定されることが分かる。このことは、処理ソフトウェアのタイプＡ及びＥがイネーブルされることを意味する。他方、処理ソフトウェアのタイプＢ−Ｄはディスエーブルされる。

それぞれの処理ソフトウェアモジュールＡ、Ｂに関連した問合わせが、セクタＩＩ及びＩＩＩに図示される。すなわち、処理ソフトウェアモジュールＡにアクセスすると、最初に、コード言語１０８のビットＢ０が「１」に設定されるか、或いは「０」に設定されるかについての問合わせがある。ビットＢ０が「１」に設定された場合に限り、この処理ソフトウェアのタイプＡへのアクセスが可能になる。その他の場合には、エラーメッセージが出力される。他の処理プロセスソフトウェアのタイプＢ−Ｅについても、対応する問合わせが行われる。

この場合は、コード言語１０８の特別なプログラミングは、鋼スタッド溶接のための処理ソフトウェアＡ及びクリーニング処理のための処理ソフトウェアＥがイネーブルされるように中央ユニット１２が構成されることを意味する。その結果、鋼スタッド溶接処理が行われる如何なる溶接ユニット１４も、中央ユニット１２に連結させることができる。さらに、スタッド溶接処理をクリーニング処理と組み合わせることができる。しかしながら、コード言語１０８のプログラミングは、中央ユニット１２が、アルミニウムスタッド溶接処理についての処理ソフトウェアＢの使用に関してディスエーブルされることも意味する。アルミニウムスタッド溶接Ｂのために設計された溶接ユニット１４が、引き続いて中央ユニット１２に連結される場合には、適切な処理ソフトウェアＢを使用することができない。

図３は、スタッド溶接システム１０の構成についてシステム・ソフトウェアからの抽出をプログラミングする例示的な方法を示す。図３に示されるフローチャート９２は、例として理解されるべきであり、基本的なシーケンスをより良く理解するために用いられる。しかしながら、個々の段階の順序は、決して拘束力のあるものではない。むしろ、他の組み合わせ及び異なる順序でも、内部に含まれるコアメソッド段階を実行することも可能である。

システム・ソフトウェア９２の構成モジュールをポーリングする際、段階Ｓ１２において、連結された溶接ユニット（接合ユニット）１４の認識が最初に行われる。段階Ｓ１２では、溶接ユニット１４に含まれる供給モジュール１６のタイプ及び溶接ユニット１８のタイプが、制御装置３０内の信号ライン４８を介して、適切な問合わせにより確立される。次いで、段階Ｓ１４において、イネーブルされた制御装置３０内の処理ソフトウェアの検査が続く。検査はコード言語１０８を走査することによって行われる。したがって、図２の場合には、処理ソフトウェアのタイプＡ及びＥがイネーブルされたことが、段階Ｓ１４において認識される。

次いで、段階Ｓ１６において、連結された溶接ユニット１４がイネーブルされた処理ソフトウェアと両立性があるかどうかについての問合わせが続く。連結されている溶接ユニット１４が引き続きアルミニウムスタッド溶接に使用される場合には、処理ソフトウェアモジュールＢがイネーブルされていないので、非両立性が確認される。これにより、エラーメッセージがもたらされ（段階Ｓ１８）、次に、イネーブル・コードの入力が必要とされるかどうかについての問合わせが、任意にもたらされる（段階Ｓ２０）。この手段によって、ユーザが処理ソフトウェアＢをできる限りイネーブルしたいか、及び／又はこれをイネーブルすることができるかどうかについて、ユーザに尋ねる可能性が与えられる。ユーザが、段階Ｓ２２において必要とされる適切なイネーブル・コードを知っている場合には、段階Ｓ２４においてそのコードの正確さが問合わせられる。コードが正しい場合には、そのコード言語１０８の適切なビット（この例においては、ビットＢ１）が「１」に設定され、よって処理ソフトウェアＢがイネーブルされる。次に、処理は、段階Ｓ１４及びＳ１６によってもう一度実行され、この場合には、段階Ｓ１６における問合わせが、肯定的な結果をもたらす。

次に、連結された溶接ユニット１４のモジュールの相互両立性が検査される（段階Ｓ２６）。この段階において、供給モジュール１６に連結された溶接モジュール１８が、実際に該供給モジュール１６に適合するかどうかを検査するために、制御装置３０における適切な問合わせが用いられる。例えば、供給モジュール１６は、電磁石／ばね式構成を有する溶接モジュール１８の制御専用に設計されるが、実際に連結された溶接モジュールが上昇装置７６としてリニアモータを備える場合には、モジュール１６、１８は両立性がない。したがって、対応する問合わせ（段階Ｓ２８）において、エラーメッセージがもたらされる（Ｓ３０）。

しかしながら、モジュール１６、１８が互いに両立性がある場合には、次の段階は、パラメータ・ブロックがプログラムされるべきかどうかについての問合わせである（段階Ｓ３２）。答えがノーである場合には、フローは段階Ｓ４０に直接進み、そこで、処理ソフトウェアは、連結された溶接ユニット１４に基づいて自動的に選択され、ポーリングされる（この例では、アルミニウムスタッド溶接のための処理ソフトウェアＢ）。しかしながら、パラメータ・ブロックがプログラムされることになる場合には、段階Ｓ３４において、プログラムされるべきパラメータ・ブロックが、連結された溶接ユニット１４に基づいて自動的に選択される。この例では、アルミニウムスタッド溶接ユニット１４が連結され、よって、この処理に適用するパラメータを含むパラメータ・ブロックのタイプが選択される。次に、段階Ｓ-３６において、オペレータ用端末４２でパラメータについての適切な詳細な質問を行うことによって、選択されたパラメータ・ブロックのプログラミングが行われる（段階Ｓ３８）。

プログラミングが、既存のパラメータの全てを質問するのではなく、関連した処理ソフトウェア（この例では、Ｂ）に関連するパラメータだけを質問する点が、利点である。１つ又はそれ以上の溶接行程について１つ又はそれ以上のパラメータ・ブロックがプログラムされた後、パラメータは、処理パラメータ・ソフトウェアモジュール１０４、及び／又はパラメータ・メモリ３８に格納される。

図３のＳ４２には、任意のタイムアウト・モジュールが概略的に示されており、処理ソフトウェアの行程中、例えば毎秒ごと又は各々の溶接行程の前といった一定の間隔でポーリングされる。この場合、所定の時間が経過した後、構成がもう一度質問される。次に、行程は、処理ソフトウェアに戻る。その結果、戻る際に、処理ソフトウェアが正しいシーケンスで続けられることを保証するために、割込みの形態でタイムアウトを認識することができる。

本発明による溶接システムの実施形態のブロック図である。 接合システムの中央ユニットのうちの制御装置のメモリ構成の実行可能な実施形態の線図である。 制御装置のシステム・ソフトウェアから抽出した例示的な実施形態のフローチャートである。

Claims (40)

1. 制御装置を有する中央ユニットと、
   少なくとも第１のモジュール及び第２のモジュールを含む接合ユニットと、
   を備え、
   前記制御装置が、少なくとも前記モジュール及び前記中央ユニットの両立性を作動的に認識することを特徴とする接合システム。
2. 前記第１のモジュールに作動的に固定された一連の締結要素をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の接合システム。
3. 前記第１のモジュールが、前記締結要素を溶接するために溶接アークを作動的に生成することを特徴とする請求項２に記載の接合システム。
4. 前記モジュールが、最初の低電流アークが形成された後、溶接されることになる加工物から遠ざかるように前記締結要素の各々を作動的に移動させ、高電流の溶接アークが前記第１のモジュールによって形成された後、該締結要素の各々を前記加工物に向けて移動させる上昇装置をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の接合システム。
5. 前記中央ユニットが、前記制御装置によりアクセス可能な非揮発性メモリを含むことを特徴とする請求項１に記載の接合システム。
6. 前記非揮発性メモリが、ソフトウェア・プログラムのブロックを含むフラッシュメモリであることを特徴とする請求項５に記載の接合システム。
7. 前記制御装置によりアクセス可能なアクセス・ランダム・メモリと、該制御装置に連結されたオペレータ用端末とをさらに備え、
   前記オペレータ用端末が前記制御装置の手作業のオペレータ制御を可能にし、溶接処理パラメータが前記ランダム・アクセス・メモリに格納されるようになったことを特徴とする請求項６に記載の接合システム。
8. オペレーティング・システム・ソフトウェアと、
   第１の締結要素に対する第１の溶接処理を制御するように作動可能な第１の処理ソフトウェアと、
   前記第１の溶接処理のものと異なる特性を有する第２の締結要素に対する第２の溶接処理を制御するように作動可能な第２の処理ソフトウェアと、
   分析ソフトウェア及び通信ソフトウェアと、
   をさらに備え、
   前記ソフトウェア・プログラムが、前記中央ユニットによりアクセス可能であることを特徴とする請求項１に記載の接合システム。
9. 前記第１の処理ソフトウェアが、鋼である前記第１の締結要素に対する溶接を制御し、前記第２の処理ソフトウェアが、アルミニウム・ベースの前記第２の締結要素に対する溶接を制御することを特徴とする請求項８に記載の接合システム。
10. 前記第１の処理ソフトウェアが、第１の形状の前記第１の締結要素の溶接を制御し、前記第２の処理ソフトウェアが、第２の異なる形状の前記第２の締結要素の溶接を制御することを特徴とする請求項８に記載の接合システム。
11. 前記接合ユニットの前記第１のモジュールが溶接モジュールであり、該接合システムの前記第２のモジュールが締結具供給モジュールであることを特徴とする請求項１に記載の接合システム。
12. 締結具をさらに備え、前記接合ユニットが第２の溶接モジュールをさらに含み、前記供給モジュールが、前記締結具を前記溶接モジュールの双方に空気作動により作動的に供給することを特徴とする請求項１１に記載の接合システム。
13. 格納された処理ソフトウェアの各々のタイプについて、前記制御装置によりアクセス可能なメモリに格納された処理パラメータ・ブロックをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の接合システム。
14. 前記処理ソフトウェアがアーク溶接を制御することを特徴とする請求項１３の接合システム。
15. 金属締結具及び金属板をさらに備え、前記制御装置は、最初に前記接合ユニットの前記第１のモジュールに接合面を作動的に洗浄させ、引き続いて、前記締結具を前記板の前記接合面に溶接させることを特徴とする請求項１に記載の接合システム。
16. 前記制御装置が、前記制御装置のプログラミングとの前記接合ユニットの両立性を判断することを特徴とする請求項１に記載の接合システム。
17. 格納された処理ソフトウェアへのアクセス、又は前記格納された処理ソフトウェアをディスエーブルすることのいずれかを作動的に可能にするコードをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の接合システム。
18. 前記制御装置が、認識手続きを繰返して、少なくとも前記接合ユニットの前記モジュールと前記中央ユニットの相互両立性を一定の間隔で判断することを特徴とする請求項１に記載の接合システム。
19. コンピュータ化された制御装置と、
    前記制御装置に連結されたメモリと、
    を備え、
    前記メモリが、少なくとも以下のコンピュータ・プログラム・モジュール、
    すなわち、
    （ａ）第１の溶接処理を制御するように作動可能な処理ソフトウェアと、
    （ｂ）前記第１の溶接処理のものと異なる第２の溶接処理を制御するように作動可能な処理ソフトウェアと、
    （ｃ）分析ソフトウェア及び通信ソフトウェアと、
    を内部に格納し、
    前記制御装置が、連結された装置によって、適切な処理ソフトウェアに自動的にアクセスすることを特徴とするアーク溶接システム。
20. 多数の締結具と、
    前記締結具の各々を作動的にアーク溶接するアーク溶接モジュールと、
    をさらに備え、
    前記作動装置が、前記アーク溶接モジュールを作動的に駆動することを特徴とする請求項１９に記載のアーク溶接システム。
21. アーク溶接モジュールが、最初の低電流アークが形成された後、溶接されることになる加工物から遠ざかるように前記締結具の各々を作動的に移動させ、高電流の溶接アークが前記アーク溶接モジュールによって形成された後、該締結具の各々を該加工物に向けて移動させる上昇装置を含むことを特徴とする請求項２０に記載のアーク溶接システム。
22. 前記第１の処理ソフトウェアが、鋼である前記第１の締結具に対する溶接を制御し、前記第２の処理ソフトウェアが、アルミニウム・ベースの前記第２の締結具に対する溶接を制御することを特徴とする請求項１９に記載のアーク溶接システム。
23. 前記第１の処理ソフトウェアが、第１の形状の前記第１の締結具の溶接を制御し、前記第２の処理ソフトウェアが、第２の異なる形状の前記第２の締結具の溶接を制御することを特徴とする請求項１９に記載のアーク溶接システム。
24. 前記制御装置によりアクセス可能なランダム・アクセス・メモリと、該制御装置に連結されたオペレータ用端末とをさらに備え、
    前記オペレータ用端末が前記制御装置の手作業のオペレータ制御を可能にし、溶接処理パラメータが前記ランダム・アクセス・メモリに格納されるようになったことを特徴とする請求項１９に記載のアーク溶接システム。
25. 前記制御装置により作動的に制御される接合システムをさらに含み、
    前記制御装置が、前記制御装置のプログラミングとの前記接合ユニットの両立性を判断することを特徴とする請求項１９に記載のアーク溶接システム。
26. 格納された処理ソフトウェアへのアクセス、又は前記格納された処理ソフトウェアをディスエーブルすることのいずれかを作動的に可能にするコードをさらに備えることを特徴とする請求項１９に記載のアーク溶接システム。
27. 格納された処理ソフトウェアの各々のタイプについて、前記制御装置によってアクセス可能なメモリに格納された処理パラメータ・ブロックをさらに備えることを特徴とする請求項１９に記載のアーク溶接システム。
28. 前記メモリが、前記ソフトウェアのブロックを含む非揮発性のフラッシュメモリであることを特徴とする請求項１９に記載のアーク溶接システム。
29. 主制御ユニットと金属接合ユニットとを有する接合システムを作動させる方法であって、前記方法が、
    （ａ）前記主制御ユニットと前記金属の接合ユニットとの間で通信し、
    （ｂ）前記主制御ユニットとの前記金属の接合ユニットの少なくとも一部の両立性を識別する、
    段階を含むことを特徴とする方法。
30. 前記接合ユニットの第１のモジュールから該接合ユニットの第２のモジュールまで金属溶接スタッドを供給する段階をさらに含み、
    前記第２のモジュールが、前記スタッドの溶接のために電気アークを形成することを特徴とする請求項２９に記載の方法。
31. 前記接合ユニットが、前記主制御ユニットによりアクセス可能な複数のコンピュータ・プログラムのいずれかと両立性があるかどうかを問い合わせ、
    前記接合ユニットが前記問い合わせられたコンピュータ・プログラムと両立性がある場合には、溶接を制御する前記コンピュータ・プログラムのうちの少なくとも１つをイネーブルする、
    段階をさらに含むことを特徴とする請求項３０に記載の方法。
32. 前記主制御ユニットと通信するフラッシュメモリ内の溶接処理を制御するために、コンピュータ・プログラムにアクセスする段階をさらに含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
33. （ａ）溶接パラメータを含むメモリからパラメータ・ブロックのタイプを選択し、
    （ｂ）関連する溶接処理コンピュータ・プログラムに関連するパラメータだけに質問する、
    段階をさらに含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
34. 全体の処理内の連続的な溶接行程に対して同じタイプのパラメータ・ブロックをプログラミングする際に、パラメータ・ブロックのタイプに含まれないパラメータを繰り返しポーリングすることを防止する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
35. コントローラ、及び溶接されることになる要素と関連した多数の機械を用いるアーク溶接システムを作動させる方法であって、前記方法が、
    （ａ）前記コントローラと前記機械の少なくとも１つの間で信号を伝送し、
    （ｂ）所定のコードが存在するかどうかを確認し、
    （ｃ）前記コードが第１のタイプである場合には、第１のコンピュータ・プログラムの実行を可能にし、
    （ｄ）前記コードが第２のタイプである場合には、第２のコンピュータ・プログラムの実行を可能にし、
    （ｅ）前記コントローラにおける前記適切なコンピュータ・プログラムの実行に応答して、アーク溶接のために前記機械を作動させる、
    段階を含むことを特徴とする方法。
36. 第１の機械から第２の機械まで金属溶接スタッドを供給する段階をさらに含み、前記第２の機械が、前記スタッドの溶接のために電気アークを形成することを特徴とする請求項３５に記載の方法。
37. （ａ）前記機械が、いずれかの前記コンピュータ・プログラムと両立性があるかどうかを問い合わせ、
    （ｂ）前記機械の対応するものが、イネーブルされたコンピュータ・プログラムと両立性がある場合には、溶接を制御する前記コンピュータ・プログラムの少なくとも１つをイネーブルする、
    段階をさらに含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。
38. 前記コントローラと通信するフラッシュメモリ内の溶接処理を制御するために、前記コンピュータ・プログラムの１つにアクセスする段階をさらに含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。
39. （ａ）溶接パラメータを含むメモリからパラメータ・ブロックのタイプを選択し、
    （ｂ）関連する溶接処理のコンピュータ・プログラムに関連するパラメータだけに質問する、
    段階をさらに含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。
40. 前記コンピュータ・プログラムのうちの少なくとも１つを規則的ではあるが遅延した間隔でポーリングする段階をさらに含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。

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