JP2017170526A - 遠隔制御されるエンジン駆動溶接電源装置のためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】遠隔制御されるエンジン駆動溶接電源装置のためのシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】遠隔制御装置と溶接電源装置とを含む溶接システムが開示される。遠隔制御装置は、少なくとも溶接システムの溶接モードを選択するユーザ入力と、少なくとも溶接モードを表す信号をワイヤレスで伝送する送信機とを含む。溶接電源装置は、伝送信号をワイヤレスで受信する受信機ユニットおよびアンテナと、受信した伝送信号に応答して少なくとも溶接モードを制御する制御装置とを含む。
【選択図】図４

Description

優先権
本出願は、２０１６年３月１８日に出願された米国仮特許出願第６２／３１０，０７０号明細書の優先権を主張し、その出願は参照により本出願に完全に組み込まれる。

本発明の実施形態と一致する装置、システム、および方法は、エンジン駆動電源に関するものであり、より詳細には、遠隔制御技術によりエンジン駆動電源を制御する方法およびシステムに関するものである。

遠隔領域での溶接の必要性の増加のために、エンジン駆動溶接電源の使用は増加している。一般に知られているように、エンジン駆動電源は、燃料を動力源とするエンジンを使用して、入力電力を生成する発電機を動かす。この電力は、溶接出力電力に、多くの場合、ツールなどを動かす補助電力に変えられる。エンジン駆動電源は典型的に非常に大きいため、それらは多くの場合、溶接の場所からかなり遠方に設置され、および／または、電源装置へのアクセスを不都合かつ困難にする、溶接から離れたところに置かれる。たとえば、エンジン駆動溶接機は、屋外の地面の上に置くことができ、一方、溶接工は大きな管またはタンクの内部で溶接を行う。これは、電源装置の制御を非常に困難にし、多くの場合、電源装置の設定の制御／変更の連絡に２人の人を必要とする可能性がある。これにより、必要より長く、エンジン駆動溶接機を運転する可能性がある。そのため、制御のシステムおよび方法が、離れた状況でのエンジン駆動溶接機の使用および制御を最適化するために必要である。

従来の、伝統的な、提案されたアプローチのさらなる制限および欠点は、そのようなアプローチと、図面を参照する本出願の残りの部分に記載の本発明の実施形態との比較を通して、当業者に明らかになるであろう。

本発明の例示的な実施形態は、ユーザによって遠隔で制御できるエンジン駆動電源装置である。遠隔制御装置により、ユーザはエンジンの動作および／または電源装置の溶接出力を遠隔で制御することが可能になる。

１つの実施形態において、溶接または切断システムは遠隔制御装置と電源装置とを含む。遠隔制御装置は、溶接または切断システムの溶接または切断モードを選択するように構成される少なくとも１つのユーザ入力と、溶接または切断モードがユーザ入力によって選択されると、溶接または切断モードを表す第１の伝送信号をワイヤレスで伝送するように構成される送信機とを含む。溶接または切断モードの溶接モードは、棒溶接モード、ガスタングステンアーク溶接モード（ＧＴＡＷまたはＴＩＧ）、定電圧ガスメタルアーク溶接モード（ＧＭＡＷ）、フラックスコアードアーク溶接モード（ＦＣＡＷ）、被覆メタルアーク溶接モード（ＳＭＡＷ）、サブマージアーク溶接モード（ＳＡＷ）、または、硬化肉盛溶接モードのうちの１つでもよい。電源装置は、入力電力から溶接または切断出力電力を生成するように構成されるパワーエレクトロニクスと、アンテナと、アンテナを介して第１の伝送信号をワイヤレスで受信するように構成される受信機ユニットとを含む。電源装置はまた、受信した第１の伝送信号に応答して溶接または切断モードを制御するように構成される制御装置を含む。溶接または切断システムはまた、入力電力を生成するように構成される燃料を動力源とするエンジン／発電機を含んでもよい。ユーザ入力は、溶接または切断モードの電流、電圧、またはワイヤ供給速度のうちの少なくとも１つを選択するように構成されてもよい。送信機は、電流、電圧、またはワイヤ供給速度のうちの少なくとも１つがユーザ入力によって選択されると、第２の伝送信号をワイヤレスで伝送するように構成されてもよい。第２の伝送信号は、電流、電圧、またはワイヤ供給速度のうちの少なくとも１つを表す。受信機ユニットは、アンテナを介して第２の伝送信号をワイヤレスで受信するように構成されてもよく、制御装置は、受信した第２の伝送信号に応答して電流、電圧、またはワイヤ供給速度のうちの少なくとも１つを制御するように構成されてもよい。遠隔制御装置は、単一の電源装置に対する制御に制限するようにプログラムが作られるように構成されてもよい。溶接または切断システムは、遠隔制御装置が使用されていないときに、遠隔制御装置を電源装置に固定するように構成される、電源に取り付けられるクレードルを含んでもよい。溶接または切断システムは、充電装置にドッキングされるように構成される、電源装置に取り付けられる遠隔制御装置を含んでもよい。充電装置は、充電装置にドッキングされたとき、遠隔制御装置を充電するように構成される。遠隔制御装置は、溶接工／切断工の腕、溶接ガン、または切断トーチに固定するように構成されてもよい。

１つの実施形態において、溶接または切断システムは遠隔制御装置と電源装置とを含む。電源装置は、入力電力から溶接または切断出力電力を生成するように構成されるパワーエレクトロニクスと、溶接または切断システムのパラメータ、機能、および設定を監視するように構成される制御装置とを含む。溶接または切断システムは、入力電力を生成するように構成される燃料を動力源とするエンジン／発電機を含んでもよい。パラメータ、機能、および設定は、電流設定、電圧設定、エンジン／発電機設定、エンジン／発電機ステータス、電流出力、電圧出力、またはエンジンの毎分回転数（ＲＰＭ）うちの少なくとも１つを含んでもよい。電源装置はまた、アンテナと、アンテナを介して第１の伝送信号をワイヤレスで伝送するように構成される送信機ユニットとを含む。第１の伝送信号は、制御装置によって監視される、溶接または切断システムのパラメータ、機能、および設定を表す。遠隔制御装置は、第１の伝送信号をワイヤレスで受信するように構成される受信機ユニットと、受信した第１の伝送信号に基づくパラメータ、機能、および設定を表示するように構成されるディスプレイ画面とを含む。遠隔制御装置はまた、スピーカと、マイクロフォンと、遠隔制御装置に配置されるユーザと電源装置に配置される別のユーザとの間の双方向無線通信をサポートするように構成される音声送受信機とを含んでもよい。電源装置はまた、スピーカと、マイクロフォンと、遠隔制御装置に配置されるユーザと電源装置に配置される別のユーザとの間の双方向無線通信をサポートするように構成される音声送受信機とを含んでもよい。遠隔制御装置は、制御部と、遠隔制御装置の制御部およびディスプレイ画面を、たとえば、溶接または切断スパッタから保護するように構成される位置調節可能なカバーとを含んでもよい。

１つの実施形態において、遠隔制御装置は、溶接または切断システムを制御するように構成される。遠隔制御装置は、溶接または切断システムの溶接または切断モードを選択するように構成される少なくとも１つのユーザ入力を含む。溶接または切断モードの溶接モードは、棒溶接モード、ガスタングステンアーク溶接モード（ＧＴＡＷまたはＴＩＧ）、定電圧ガスメタルアーク溶接モード（ＧＭＡＷ）、フラックスコアードアーク溶接モード（ＦＣＡＷ）、被覆メタルアーク溶接モード（ＳＭＡＷ）、サブマージアーク溶接モード（ＳＡＷ）、または、硬化肉盛溶接モードのうちの１つでもよい。遠隔制御装置はまた、溶接または切断モードがユーザ入力によって選択されると、溶接または切断モードを表す第１の伝送信号を溶接または切断システムにワイヤレスで伝送するように構成される送信機を含み、溶接または切断システムの溶接または切断モードを制御する。遠隔制御装置はまた、溶接または切断システムによって伝送される第２の伝送信号をワイヤレスで受信するように構成される受信機ユニットを含む。第２の伝送信号は、溶接または切断システムによって監視される、溶接または切断システムのパラメータ、機能、および設定を表す。遠隔制御装置はまた、受信した第２の伝送信号に基づくパラメータ、機能、および設定を表示するように構成されるディスプレイ画面を含む。遠隔制御装置はまた、受信した第２の伝送信号に応答して溶接または切断システムに関する問題の指標を提供するように構成される触覚振動システムを含んでもよい。遠隔制御装置はまた、受信した第２の伝送信号に応答して溶接工または切断工に音声警告を提供するヘッドホンと結合するように構成される音声出力ジャックを含んでもよい。ユーザ入力は、溶接または切断モードの電流、電圧、またはワイヤ供給速度のうちの少なくとも１つを選択するように構成されてもよい。送信機は、電流、電圧、またはワイヤ供給速度のうちの少なくとも１つが少なくとも１つのユーザ入力によって選択されると、溶接または切断システムに第３の伝送信号をワイヤレスで伝送するように構成されてもよい。第３の伝送信号は、溶接または切断システムによって受信されると、溶接または切断モードの電流、電圧、またはワイヤ供給速度のうちの少なくとも１つを制御する。遠隔制御装置は、ユーザ入力を介して複数の電源を選択的に制御するようにプログラムが作られるように構成されてもよい。

本発明の上記および／または他の態様は、添付図面を参照して本発明の例示的な実施形態を詳細に説明することによって、より明らかになるであろう。

エンジン駆動溶接電源装置の実施形態の図表である。 ユーザインターフェースの実施形態を含む、溶接電源装置の実施形態の正面図の図表である。 ハウジングの一部が取りはずされた、エンジン駆動電源の実施形態の図表である。 本発明の実施形態のワイヤレス遠隔制御装置の実施形態の図表である。 本発明の実施形態のいくつかの内部構成要素を示す、図４のワイヤレス遠隔制御装置の図表である。 エンジン駆動電源装置の正面に取り付けられる遠隔制御装置の実施形態の図表である。 腕装着型遠隔制御装置の実施形態の図表である。 本発明の実施形態に従って溶接ガンに取り付けられる遠隔制御装置の実施形態の図表である。 プラズマ切断システムの実施形態の図表である。

ここで、さまざまなそして代替的な例示的な実施形態、および、添付図面が詳細に参照され、同様の数字は略同一の構造的要素を表す。各例は、限定ではなく、説明として提供される。実際、修正および変更が本開示および特許請求の範囲または精神を逸脱しない範囲で行うことができることは、当業者には明らかであろう。たとえば、１つの実施形態の一部として示されるまたは説明される特徴は、別の実施形態で使用されて、さらに別の実施形態をもたらしてもよい。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内になる修正および変更を含むことが意図されている。

本明細書に記載される例示的な実施形態は、エンジン駆動溶接電源装置に関連した使用に特に適用可能である。この種のエンジン駆動システムの構造、機能、および動作はよく知られているため、これらのシステムの詳細な論議は本明細書には示されない。以下に論じられる例示的な実施形態は、主に溶接システムに関するものであるが、実施形態は切断システムのために使用することができる。溶接システムに対する視点は、例示的であることが意図される。

ここで図１を参照すると、エンジン駆動溶接機の例示的な実施形態が示される。もちろん、示される実施形態は、いかなる意味においても単に例示的なものであり、限定を意図するものではない。示されるように、溶接機１００（溶接システムまたは電源装置システムとも呼ばれる）は、溶接機１００の内部構成要素を取り囲むハウジング１１０を有する。溶接機１００は前面１０１を有し、そこにユーザ入力制御手段１０３が設置される。入力制御手段１０３は、さまざまな動作パラメータの入力、システム機能の監視、およびシステム１００の動作の制御に使用される。出力アウトレット１２０も溶接機１００に含まれる。アウトレット１２０は、溶接／切断ケーブルのための接続部、１１０ＶＡＣまたは２２０ＶＡＣ電力を提供する補助電力アウトレット、または、システム１００への結合が望まれる任意の他の種類の出力電力を含む可能性がある。ハイブリッドエンジン駆動溶接機の一般構成、動作、および機能は知られており、本明細書に詳細に記載する必要はない。いくつかの例示的な実施形態において、溶接機１００は、エンジン（エンジン／発電機とも呼ばれる）と、必要に応じて溶接出力電力を提供できるバッテリ／エネルギー蓄積装置とを両方とも有するハイブリッド溶接機である。

図２は、本発明の実施形態による溶接機１００のさらなる例示的な実施形態である。図２は、例示的なシステムの前面の例示的な制御手段／構成要素をさらに示す。たとえば、示される実施形態において、ディスプレイ画面２０１および２０２は、ユーザに情報を示すために使用される。画面２０１は電圧を示すために使用することができ、一方、画面２０２は電流量を示すために使用することができる。操作ノブ２０３および２０４は、システム１００の動作の態様を制御するために使用することができる。たとえば、ノブ２０３は、溶接システムの出力を制御し、所望の動作のために溶接アークを調整するために使用することができ、ノブ２０４は、システム１００の出力設定を調節するために使用することができる。溶接モード間の選択を可能にする切替えスイッチ２０５が設けられる。溶接モードは、棒溶接モード、ガスタングステンアーク溶接モード（ＧＴＡＷまたはＴＩＧ）、定電圧ガスメタルアーク溶接モード（ＧＭＡＷ）、フラックスコアードアーク溶接モード（ＦＣＡＷ）、被覆メタルアーク溶接モード（ＳＭＡＷ）、サブマージアーク溶接モード（ＳＡＷ）、または硬化肉盛溶接モードを含んでもよい。もちろん、他の溶接モードが同様に利用可能である。システム１００は、コードセット遠隔制御などの任意選択機器の接続を可能にするコネクタ２０６を含むことができる。スイッチ２０７は、エンジン動作を制御するために使用することができる。例示的な実施形態において、スイッチ２０７は、高エンジンアイドル設定（エンジンを高速でアイドリングさせて、必要に応じて溶接または補助電力を提供することができる）と、自動設定（エンジン回転数を需要に基づいて制御可能にする）と、停止位置（エンジンを停止する）との間の選択を可能とすることができる。制御パネルは、必要に応じてエンジンを始動するエンジン始動スイッチ２０８と、グロープラグの使用が必要である場合のグロープラグ押しボタン２０９とを有することができる。システム１００の正面はまた、補助電力を提供するために使用される補助出力アウトレット２１０および２１１を含むことができる。アウトレット２１０／２１１は、要望通りに、１２０／２４０ボルトの単相アウトレットまたは２４０ボルトの３相アウトレット、あるいはその組合せとすることができる。これらのアウトレットは、ワイヤ供給装置またはツールなどの他の装置を動かすために使用することができる。同様に、１２０ボルト専用の単相アウトレット２１３を、さらなるツール／ライトなどのために設けることができる。システム１００はまた、たとえば、油圧、エンジン温度、時間計、燃料レベル、エンジンバッテリ電圧などを含む、エンジン／発電機の動作に関連する情報を示すエンジン計器板／ディスプレイ２１２を有することができる。システム１００の正面はまた、正の溶接出力端子２１４と、第１の種類の溶接のための負の溶接出力端子２１５と、第２の種類の溶接のための負の溶接出力端子２１６とを有する。たとえば、一方の端子２１５はＣＶ溶接のために使用することができ、一方、他方の端子２１６は棒およびＴＩＧ溶接のために使用することができる。また、接地スタッド／端子２１７も提供することができる。もちろん、図２に示される実施形態は例示的なものであり、他の構成および構成要素を、システム１００の制御のために利用することができる。

また、示されるように、アンテナ２２０をシステム１００上に取り付け、本明細書にさらに記載されるワイヤレス通信／制御を可能とすることができる。示される実施形態において、アンテナは、溶接機１００のハウジング２３０に取り付けられる。しかし、他の実施形態において、アンテナ２２０は、ハウジング２３０が開けられるまたは取りはずされるときに、アンテナ２２０が移動しないまたは溶接機１００から取りはずされないように固定される。さらに、アンテナ２２０は保護することができる、またはそれ以外に（その動作に干渉しない）シールド構造に収容することができ、アンテナを構成要素および損傷から保護する。

図３は、ハウジング２３０の一部が取りはずされた、システム１００の例示的な実施形態を示す。ハウジング２３０の一部は取りはずすことができ、システム１００の内部構成要素への容易なアクセスを可能にする。示されるように、エンジン／発電機３１０はシステム１００の後方に配置され、燃料タンク３１１および溶接パワーエレクトロニクス３４０はシステム１００の前方に配置されて、フレーム構成要素３１２によって分離される。溶接パワーエレクトロニクス３４０は、エンジン／発電機３１０によって生成される入力電力から、溶接出力電力を生成する。フレーム構成要素３１２は、構造支持体を追加して、エンジン室を電子機器室から断熱することができ、いくつかの実施形態において、リフトフックは、システム１００のクレーンによる持ち上げを可能にするフレーム構成要素に固定される可能性がある。また、示される実施形態において、受信機ユニット３３０は、フレーム構成要素３１２に取り付けられる。受信機ユニット３３０は、アンテナ２２０で受信される信号を受信し、それらの信号を溶接システム１００のＰＣボード／制御装置３５０に伝送する。さらに、システム１００は、システム制御装置３５０に結合され、遠隔制御装置に情報を伝送する送信機３６０を含む（以下でより完全に論じられる）。溶接システム制御装置３５０または送信機３６０は一般に知られており、詳細に記載する必要はない。制御装置３５０は、システム１００の動作を制御することが可能である任意のプロセッサベースのコンピュータデバイスとすることができ、送信機３６０は、所定の動作に必要なデータを送信することが可能な任意の知られている送信機とすることができる。例示的な実施形態において、制御装置３５０は、（アンテナを介して受信された）受信機３３０からの情報を受信し、次いで、それらの信号に基づきシステム１００の動作を制御する。さらに、制御装置３５０は、次いで、遠隔制御装置（下記）にデータ／情報を伝送する送信機３６０に信号を提供することができ、ユーザは遠隔制御装置を介してシステムから更新された情報を受信することができる。送信機３６０、受信機３３０、およびアンテナ２２０は、システム１００のバッテリ／発電から、システムの他の制御電子機器を制御するために使用される電力と同様の、それらの制御／動作電力を受けることができる。

図４は、システム１００のための例示的な送信機（遠隔制御装置）４００を示す。以下の議論では、「送信機４００」または「遠隔制御装置４００」を交換可能に言及する。しかしながら、送信機（遠隔制御装置）４００は情報を受信することも可能であり、単に情報を伝送することだけに限定されないことに注目すべきである。さらに、送信機４００は、本明細書に記載される機能を実装することが可能なＰＣボード／制御装置を有することができる。送信機装置４００は、システム１００のアンテナ／受信機と通信する受信機／送信機回路を有するワイヤレスハンドヘルド装置とすることができる。送信機４００は、電力を供給する充電式バッテリを有することができる。さらに、送信機４００と受信機３３０／システム１００との間のワイヤレス通信は、任意の知られているワイヤレス通信プロトコルを使用して容易にすることができる。たとえば、通信リンクは、セルラ通信ネットワーク、任意の知られているワイヤレス通信ネットワーク技術、ブルートゥース（登録商標）などを使用して確立することができる。本発明の実施形態はこの点について限定されない。さらに、いくつかの例示的な実施形態において、送信機４００は、単一の電源装置システム１００のみと互換性があるようにプログラムを作ることができる。このような実施形態において、送信機４００は、所定の／あらかじめプログラムされたシステムを制御するためだけに使用することができる。しかしながら、他の例示的な実施形態において、送信機４００は、複数のシステムを制御することができる可能性がある。このような実施形態において、送信機４００は、切替えスイッチおよび／またはスイッチ入力を有し、ユーザが制御する多数のシステム１００のうちの任意の１つの選択を可能にすることができる。

図４に示されるように、送信機４００の例示的な実施形態は、任意の所望のデータを表示するディスプレイ画面４０１を含み、そのデータには、たとえば、電流または電圧設定、エンジン設定、エンジン／システムステータス、電流、電圧、ＲＰＭなどを含むシステム出力を含むことができる。画面４０１は、ＬＣＤタイプまたは任意の他の知られている画面とすることができ、ハウジング４０３に収容される。例示的な実施形態において、ハウジングは耐久性および耐水性があり、不都合な環境でユニットに障害が発生することを防止する。さらに、いくつかの実施形態において、ハウジング４０３は、損傷／衝撃などから保護するゴムまたは他の耐久性のある材料で覆うことができる。さらに、送信機４００は、ユーザ制御入力４０５、４０７、４０９、４１１、４１３、および４１４を有することができる。制御入力は、本発明の精神または範囲を逸脱しない範囲で、押しボタン、スイッチ、ノブなどとすることができる。図４に示されるように、入力ボタン４０５は、システム１００のエンジン／発電機３１０を始動するために使用される。いくつかの実施形態において、入力４０５は、モータの始動シーケンスを開始するために所定の時間、ボタンまたはスイッチを保持する必要があるような時間遅延機能を有する可能性がある。たとえば、２〜５秒のホールド時間を使用することができる。これは、エンジンの不注意による始動を防止する。さらに、入力４０５は、送信機４００の電源を入れるために使用される可能性がある。したがって、いくつかの例において、送信機４００は、不使用期間の後、送信機４００の多くの機能をオフにする「スリープ」タイマを有することができる。このような実施形態において、ユーザは、入力４０５を使用して送信機４００をオンにして、データ送信準備をし、次いで、ユーザは、同じ始動入力４０５を使用して、エンジン始動信号をシステム１００に送信する。さらなる例示的な実施形態において、送信機４００は、エンジン／発電機３１０が始動したことを示すＬＥＤまたは他の信号装置（図示せず）を有することができる。たとえば、入力デバイス４０５は、バックライトなどを使用して、エンジンが始動し、システム１００が正常に稼働していることを示す緑色（または任意の他の色）に発光させることができる。いくつかの実施形態は、独立したＬＥＤを使用することができ、または、他のものは、入力４０５自体にインジケータを使用することができる。もちろん、他の色彩表示も、システム１００による任意の異常を示すために使用することができる。たとえば、黄色は、燃料不足、不適切なエンジン動作など、システムに何か不具合があることを示すために使用することができる。示されていないが、送信機４００は、システム１００のグロープラグをオンにするための独立した入力を有することもできる。他の実施形態において、入力４０５は、上記のものと同様にグロープラグをオンにするために使用することができる。たとえば、ユーザが一定時間、入力４０５を保持する場合、グロープラグがオンになる。

独立した入力装置４０７は、エンジン／発電機３１０を停止するために使用することができる。これは燃料をセーブし、エンジン整備を実行し、それ以外に、システム１００の寿命を延ばすことを支援できる。従来のシステムにおいては、多くの場合、システム１００のユーザインターフェースでエンジンをオフにすることを必要とする。したがって、従来のシステムにおいて、溶接に使用されないときでも、多くの場合、エンジンはアイドリングで起動したままである。いくつかの例示的な実施形態において、システム１００は、補助電力アウトレット（上記）を介して、補助電力を監視し、補助電力がいくつかの所定のレベルを上回る場合、システム１００は入力４０７の作動によってオフにされない。すなわち、いくつかの実施形態において、補助電力が特定のレベルを上回る場合、接続された補助装置が運転中であり、エンジンが止められると、これらの装置への電力が止まってしまうことを示すことができる。このような実施形態において、送信機４００は、エンジン停止によりこれらの装置への電力も止めてしまうという指標をユーザに提供することができ、したがって、エンジンをそのままオンにしておく、または、停止を継続するという選択肢をユーザに与える。たとえば、ユーザが入力４０７を一度、押下し、補助電力が所定の閾値を上回る場合、入力４０７は、赤色に点滅し（または、それ以外の指標を提供し）、補助電力が使用されていることを示すことができる。補助電力が使用されていると示した後、次いで、ユーザは、エンジンを起動し続ける、または、エンジンを止めるために再び入力４０７を押下する（再び、時間遅延は使用される可能性がある）。これにより、システム１００の遠隔地からの制御の融通性が改善される。もちろん、ディスプレイ４０１を、起動および／または停止の間、任意の必要な情報を表示するために使用することができる。

入力４０９は、エンジン／発電機３１０のアイドル速度を制御するために使用することができる。たとえば、入力４０９を使用すると、エンジンを第１のアイドルモード（ローアイドル）に移行させることができ、再び押下すると、第２のアイドルモード（ハイアイドル）へ移行させることができる。再び、入力４０９はバックライトまたはアイドル設定を示すいくつかの他の方法を使用することができる。たとえば、緑色はハイアイドルを示すことができ、一方、黄色はローアイドルに示す。また、ディスプレイを、この情報を表示するために使用することができる。同様に、入力４１１は、システム１００の溶接モードを制御するために使用することができる。たとえば、入力は、異なる可能な動作モード（たとえば、棒、ＴＩＧ、ＣＶワイヤなど）を繰り返すために使用することができる。すなわち、入力がある時間（たとえば１秒）内に１回押し下げられた場合は第１のモードが選択され、２回押し下げられた場合は第２のモードが選択される、などである。もちろん、設定を繰り返すために他の方法を使用することができ、ここでも、色照明（たとえば、設定ごとに異なる色）により、どの運転モードが選択されているかをユーザに示すことができる。入力４１１（または、別の入力）は、電流および／または電圧を含む、システム１００の出力設定を変更するために使用することもできる。いくつかの実施形態において、ユーザは、実際の出力電圧および／または電流の値を使用して、出力を調節することができる、または、システムのあらかじめ設定された出力のパーセンテージ（たとえば６０％など）に基づいて、調節することができる。送信機４００により、ユーザはそれらの所望の制御方法を選択することが可能になる。

そして、入力４１３および４１４は、必要に応じて設定を上下に調節するために使用することができる。入力はまた、ディスプレイ４０１に表示できる選択肢をスクロールさせるために使用することができる。たとえば、１つの例示的な実施形態において、ユーザは、所望のモード変更が必要であることを示すために、入力４１１を使用することができ、次いで、ユーザは入力４１３／４１４を使用して選択肢をスクロールさせる。さらに／代わりに、ユーザが動作モードを選択すると、ユーザは、入力４１３／４１４を使用して、電流、電圧、ワイヤ供給速度などを含む所定の動作の所望の設定を選択することができる。いくつかの実施形態において、エンジンのアイドル速度（ハイまたはローアイドル設定）は、入力４１３／４１４を使用して調節することができる。もちろん、上記の実施形態は、例示的であることが意図され、入力の任意の組合せが、遠隔にそしてワイヤレスにシステムの動作を制御するために使用することができる。さらに、遠隔装置は、システム１００の任意の態様を制御／監視するために使用することができる。もちろん、図４に示される実施形態は、例示的であることが意図され、入力スイッチ／ボタン／ディスプレイの他の組合せ／構成を使用することができる。

例示的な実施形態において、たとえば、システム１００の正面の制御ノブ２０３／２０４は、送信機４００からの制御入力に基づいてノブを移動／回転させるサーボ、モータ、または他の種類の動作制御装置に結合される。したがって、ユーザが遠隔装置を介して棒溶接のための電流レベルを選択した場合、システム１００の正面の入力制御手段は対応する設定に物理的に移動／変更され、さまざまな制御がシステム１００の動作と一致することを保証する。このような実施形態において、システム１００の監視により、送信機４００上の設定を見る必要なく、システム１００の設定を決定することが可能になる。

図４Ａは、本発明の実施形態のいくつかの内部構成要素を示す、図４の例示的なワイヤレス遠隔制御装置４００の図表である。１つの実施形態において、遠隔制御装置４００は、溶接モードがユーザ入力（たとえば、入力４１１）を介して選択されると、選択された溶接モードを表す信号をワイヤレスで伝送するように構成される送信機ユニット４２０を含む。１つの実施形態において、送信機ユニット４２０は、選択された溶接電流、選択された溶接電圧、または選択されたワイヤ供給速度を表す信号をワイヤレスで伝送するように構成される。送信機ユニット４２０は、他の実施形態に従って、同様に他のパラメータを表す信号を伝送するように構成されてもよい。たとえば、遠隔制御装置４００は、伝送信号を介して他のパラメータを選択および／または制御するために使用されてもよい。たとえば、このような他のパラメータは、ホットスタート、突き出し、アーク力、インダクタンス、および当該技術分野においてよく知られている起動／終了パラメータを含んでもよい。

１つの実施形態において、遠隔制御装置４００は、システム１００からの伝送信号をワイヤレスで受信するように構成される受信機ユニット４２５を含む。伝送信号は、１つの実施形態に従って、システム１００によって監視されるシステム１００のパラメータ、機能、および設定を表してもよい。システム１００のこのようなパラメータ、機能、および設定の表示は、受信した伝送信号に基づいて、ディスプレイ画面４０１に表示してもよい。パラメータ、機能、および設定は、たとえば、電流設定、電圧設定、エンジン／発電機設定、エンジン／発電機ステータス、電流出力、電圧出力、またはエンジンの毎分回転数（ＲＰＭ）を含んでもよい。１つの実施形態において、遠隔制御装置４００は、本明細書に記載される遠隔制御装置４００の機能の実施態様を容易にするように構成されるＰＣボード／制御装置４３０を含む。受信機ユニット４２５は、他の実施形態に従って、他のパラメータを同様に表す信号を受信するように構成されてもよい。

さらなる例示的な実施形態において、送信機４００は、短波通信機能を有することができる。たとえば、送信機４００は、システム１００の近くに配置される別のユーザと通信する短波の双方向無線通信で使用されるものに類似の、スピーカ４３５と、マイクロフォン４４０と、音声送信機／受信機（送受信機）４４５とを有することができる。システム１００はまた、スピーカ２４０と、マイクロフォン２５０と、音声送受信機３７０とを有し、システム１００の近くに配置される誰かが遠隔制御装置４００のもとの溶接工と通信することを可能にする。１つの実施形態によると、本明細書に記載される、遠隔制御装置４００の特定の要素は、本明細書に記載される機能を提供するために、溶接または切断ヘルメットに一体化されてもよい。

１つの実施形態において、システム１００の制御装置３５０は、システム１００の受信機ユニット３３０が選択された溶接モードを表す遠隔制御装置４００からの伝送信号を受信することに応答して、システム１００の溶接モードを制御するように構成される。別の実施形態において、システム１００の制御装置３５０は、システム１００の受信機ユニット３３０が選択された溶接電流、選択された溶接電圧、または選択されたワイヤ供給速度を表す遠隔制御装置４００からの伝送信号を受信することに応答して、システム１００の溶接電流、溶接電圧、またはワイヤ供給速度を制御するように構成される。

１つの実施形態において、システム１００の制御装置３５０は、システム１００のパラメータ、機能、および設定を監視するように構成される。システム１００の送信機ユニット３６０は、アンテナ２２０を介して遠隔制御装置４００に、（監視されるシステム１００のパラメータ、機能、および設定を表す）信号をワイヤレスで伝送するように構成される。

図５は、システム１００の正面が、送信機４００が溶接作業で使用されていないときに送信機４００を固定する取付ブラケット／クレードル５１０を含む実施形態を示す。取付ブラケット５１０は、送信機４００を保持するための任意の所望の方法で構成することができ、システム１００の正面に設置する必要はない。さらに、取付ブラケット５１０は、送信機４００がドッキングされると送信機４００を充電することができる充電装置５１５を含むことができる。たとえば、いくつかの実施形態において、送信機４００は、その電源（たとえば、バッテリ）が低下しているときの、視覚的な（または、他の）指標を設けることができる。そのときは、ユーザは遠隔装置をドッキングさせて、必要に応じて充電することができる。送信機４００および／またはシステム１００の正面は、送信機４００の充電のステータスを提供する視覚的な指標を有することができる。たとえば、一連の有色ＬＥＤは、充電レベルを示すために使用することができる。ＬＥＤが緑色のとき、遠隔装置は完全充電されており、赤色のとき、充電は十分ではない。もちろん、他の色を使用することができる。

さらなる実施形態において、遠隔装置を、システム１００、ハウジング２３０、または任意の鉄金属面（たとえば、工作物）に磁気的に取り付けることができるように、送信機４００はそのハウジング４０３の表面上に磁石を有する機器とすることができる。

図６は、例示的な溶接動作を示し、ここで、送信機４００は、ストラップ６１０または任意の他の装置によって溶接工に固定されている。これにより溶接工は、紛失または置き忘れることなく、必要なときにユーザが容易にアクセスできるように、送信機４００を固定することができる。もちろん、送信機４００を溶接作業の近く（たとえば、前腕など）でユーザに配置することができる場合、送信機４００は溶接作業の熱に対する十分な保護を有しなければならない。いくつかの例示的な実施形態において、遠隔装置は、コントロール／ディスプレイを溶接スパッタなどから保護する位置調節可能なカバー６２０（たとえば、はね上げ式カバー）を有することができる。送信機４００を使用するために、ユーザはカバーをはね上げて、制御部／ディスプレイにアクセスする。

いくつかの例示的な実施形態において、送信機４００は、溶接作業での問題の指標を提供する触覚振動システム４５０（モータ、制御装置など）を装備することができる。たとえば、システム１００は、燃料レベルの低下、または、システム１００の性能／出力の任意の他の問題を送信機４００に通信し、触覚振動システム４５０の使用をトリガーすることができる。ユーザが送信機４００の振動を感知すると、ユーザはシステムに問題があることに気づき、適切な点で溶接を止め、問題を特定することができる。その問題は、遠隔制御装置４００のディスプレイに表示させることができる。

いくつかの例示的な実施形態において、送信機４００は、必要に応じて音声警告を溶接中に提供できるように、ユーザがヘッドホンを結合できる音声出力ジャック４６０を有することができる。たとえば、溶接中に、「燃料レベル低下」の音声警告を溶接機に提供することができる。もちろん、任意の他の音声警告または情報を同様に提供することができる。

図７は、送信機４００を取り付けることができるブラケット（図示せず）を有する例示的な溶接ガン７１０を示す。ここでも、このブラケットは、送信機４００の紛失防止を支援するように使用することができる。ブラケットは、溶接に干渉しないように配置されなければならない。さらなる例示的な実施形態において、トーチブラケットは、送信機４００がトーチに取り付けられるときに、遠隔装置がそのバッテリを充電できるように充電回路も有することができる。いくつかの例示的な実施形態において、送信機４００は溶接中、取り付けられたままにすることができ、一方で、それ以外のときには、それは取りはずせなければならない。

本明細書で前述したように、本明細書に論じられる例示的な実施形態は、主に溶接システムに関するものであるが、実施形態は切断システムのために使用することができる。図８は、プラズマ切断システム８００の実施形態の図表である。システム８００は、トーチアセンブリ８１４が接続されたハウジング８１２を含む電源装置８１０を含む。ハウジング８１２は、電源装置、プラズマ始動回路、エアレギュレータ、ヒューズ、トランジスタ、入出力電気およびガスコネクタ、制御装置、および回路基板などのプラズマアークトーチを制御するためのさまざまな従来の構成要素を含む。トーチアセンブリ８１４は、ハウジング８１２の前側８１６に取り付けられる。トーチアセンブリ８１４は、トーチ端部８１８内の電極およびノズルをハウジング８１２内の電気コネクタに接続するための電気コネクタを、その中に含む。独立した電気経路がパイロットアークおよび作動アークに設けられてもよく、スイッチング素子がハウジング８１２内に設けられてもよい。ガス導管もトーチアセンブリ内に存在し、プラズマアークになるガスをトーチ先端に移送する。さまざまな電気およびガスコネクタに加えて、ボタン、スイッチ、および／またはダイヤルなどのさまざまなユーザ入力装置８２０がハウジング８１２上に設けられてもよい。

図８に示されるハウジング８１２は、本明細書に開示される発明概念の態様を採用する可能性があるプラズマアークトーチ装置のほんの一例であることは理解されるべきである。そのため、一般的開示および上記の説明は、開示されるトーチ要素を採用する可能性があるプラズマアークトーチ装置の種類またはサイズに関して、いかなる意味においても限定であると考えるべきではない。

図８に示されるように、トーチアセンブリ８１４は、一端に、ハウジング８１２の嵌合コネクタ８２３に取り付けるためのコネクタ８２２を含む。このような方法で接続されると、トーチアセンブリ８１４のホース部分８２４を通るさまざまな電気およびガス経路は、トーチ８３０の関連する部分をハウジング８１２内の関連する部分に接続して配置するように接続される。図８に示されるトーチ８３０はコネクタ８３１を有し、手持ち式であるが、上で説明されたように、トーチ８３０は機械式とすることもできる。ハンドル、トリガーなどのトーチ８３０の一般構成は、知られているトーチ構成と類似のものとすることができ、本明細書に詳細に記載する必要はない。しかしながら、切断のためのアークの生成および維持を容易にするトーチ８３０の構成要素は、トーチ端部８１８内にある。特に、構成要素のうちのいくつかは、トーチ電極、ノズル、シールド、および渦輪を含む。

本出願の開示される主題が特定の実施形態に関して記載されているが、さまざまな変更が行われてもよく、均等物は請求された主題の範囲を逸脱することなく置換されてもよいことは当業者によって理解されるであろう。さらに、その範囲を逸脱することなく、記載された主題の教示に特定の状況または材料を適合させるために、多くの修正が行われてもよい。したがって、記載された主題は開示される特定の実施形態に限定されないが、開示される主題は本明細書の範囲内にあるすべての実施形態を含むことが意図される。

１００ システム
２０１、２０２、４０１ ディスプレイ画面
２２０ アンテナ
２５０、４４０ マイクロフォン
３１０ エンジン／発電機
３３０ 受信機ユニット
３４０ 溶接パワーエレクトロニクス
３５０ 制御装置
３６０、４００ 送信機
３７０ 音声送受信機
４２０ 送信機ユニット
４２５ 受信機ユニット
４３５ スピーカ
４５０ 触覚振動システム
４６０ 音声出力ジャック
５１０ 取付ブラケット／クレードル
５１５ 充電装置
６２０ 位置調節可能なカバー
７１０ 溶接ガン
８１０ 電源装置

Claims (20)

1. 溶接または切断システムの溶接または切断モードを選択するように構成される少なくとも１つのユーザ入力と、
   前記溶接または切断モードが前記少なくとも１つのユーザ入力によって選択されると、前記溶接または切断モードを表す第１の伝送信号をワイヤレスで伝送するように構成される送信機と
   を有する遠隔制御装置と、
   入力電力から溶接または切断出力電力を生成するように構成されるパワーエレクトロニクスと、
   アンテナと、
   前記アンテナを介して前記第１の伝送信号をワイヤレスで受信するように構成される受信機ユニットと、
   受信した前記第１の伝送信号に応答して前記溶接または切断モードを制御するように構成される制御装置と
   を有する電源装置と
   を備える、
   溶接または切断システム。
2. 前記入力電力を生成するように構成される燃料を動力源とするエンジン／発電機をさらに備える、
   請求項１に記載の溶接または切断システム。
3. 前記少なくとも１つのユーザ入力が、前記溶接または切断モードの電流、電圧、またはワイヤ供給速度うちの少なくとも１つを選択するように構成され、
   前記電流、前記電圧、または前記ワイヤ供給速度のうちの少なくとも１つが前記少なくとも１つのユーザ入力によって選択されると、前記送信機が第２の伝送信号をワイヤレスで伝送するように構成され、前記第２の伝送信号が、前記電流、前記電圧、または前記ワイヤ供給速度のうちの少なくとも１つを表し、
   前記受信機ユニットが、前記アンテナを介して前記第２の伝送信号をワイヤレスで受信するように構成され、
   前記制御装置が、受信した前記第２の伝送信号に応答して前記電流、前記電圧、または前記ワイヤ供給速度のうちの少なくとも１つを制御するように構成される、
   請求項１に記載の溶接または切断システム。
4. 前記溶接または切断モードの溶接モードが、棒溶接モード、ガスタングステンアーク溶接モード（ＧＴＡＷまたはＴＩＧ）、定電圧ガスメタルアーク溶接モード（ＧＭＡＷ）、フラックスコアードアーク溶接モード（ＦＣＡＷ）、被覆メタルアーク溶接モード（ＳＭＡＷ）、サブマージアーク溶接モード（ＳＡＷ）、または硬化肉盛溶接モードのうちの１つである、
   請求項１に記載の溶接または切断システム。
5. 前記遠隔制御装置が、前記電源装置に対する制御互換性を制限するようにプログラムが作られるように構成される、
   請求項１に記載の溶接または切断システム。
6. 前記電源装置に取り付けられるクレードルをさらに備え、
   前記遠隔制御装置が使用されていないとき、前記クレードルが前記遠隔制御装置を前記電源装置に固定するように構成される、
   請求項１に記載の溶接または切断システム。
7. 前記電源装置に取り付けられる充電装置をさらに備え、
   前記遠隔制御装置が前記充電装置にドッキングするように構成され、
   前記充電装置は、前記充電装置にドッキングされたとき、前記遠隔制御装置を充電するように構成される、
   請求項１に記載の溶接または切断システム。
8. 前記遠隔制御装置が、溶接工または切断工の腕、溶接ガン、あるいは切断トーチのうちの少なくとも１つに固定されるように構成される、
   請求項１に記載の溶接または切断システム。
9. 入力電力から溶接または切断出力電力を生成するように構成されるパワーエレクトロニクスと、
   溶接または切断システムのパラメータ、機能、および設定を監視するように構成される制御装置と
   アンテナと、
   前記アンテナを介して第１の伝送信号をワイヤレスで伝送するように構成される送信機ユニットであって、前記第１の伝送信号が、前記制御装置によって監視される、前記溶接または切断システムのパラメータ、機能、および設定を表す、送信機ユニットと
   を有する電源装置と、
   前記第１の伝送信号をワイヤレスで受信するように構成される受信機ユニットと、
   受信した前記第１の伝送信号に基づく前記パラメータ、機能、および設定を表示するように構成されるディスプレイ画面と
   を有する遠隔制御装置と
   を備える、
   溶接または切断システム。
10. 前記遠隔制御装置が、
    スピーカと、
    マイクロフォンと、
    音声送受信機と
    を含み、
    前記スピーカ、前記マイクロフォン、および前記音声送受信機が、前記遠隔制御装置に配置される第１のユーザと前記電源装置に配置される第２のユーザとの間の双方向無線通信をサポートするように構成される、
    請求項９に記載の溶接または切断システム。
11. 前記電源装置が、
    スピーカと、
    マイクロフォンと、
    音声送受信機と
    を含み、
    前記スピーカ、前記マイクロフォン、および前記音声送受信機が、前記電源装置に配置される第１のユーザと前記遠隔制御装置に配置される第２のユーザとの間の双方向無線通信をサポートするように構成される、
    請求項９に記載の溶接または切断システム。
12. 前記遠隔制御装置が、
    制御部と、
    前記遠隔制御装置の少なくとも前記制御部および前記ディスプレイ画面を少なくとも溶接または切断スパッタから保護するように構成される位置調節可能なカバーと
    を含む、
    請求項９に記載の溶接または切断システム。
13. 前記入力電力を生成するように構成される燃料を動力源とするエンジン／発電機をさらに備える、
    請求項９に記載の溶接または切断システム。
14. 前記パラメータ、前記機能、および前記設定が、電流設定、電圧設定、エンジン／発電機設定、エンジン／発電機ステータス、電流出力、電圧出力、または前記エンジンの毎分回転数（ＲＰＭ）のうちの少なくとも１つを含む、
    請求項１３に記載の溶接または切断システム。
15. 溶接または切断システムの溶接または切断モードを選択するように構成される少なくとも１つのユーザ入力と、
    前記溶接または切断モードが前記少なくとも１つのユーザ入力によって選択されると、前記溶接または切断モードを表す第１の伝送信号を前記溶接または切断システムにワイヤレスで伝送して、前記溶接または切断システムの前記溶接または切断モードを制御するように構成される送信機と、
    前記溶接または切断システムによって伝送される第２の伝送信号をワイヤレスで受信するように構成される受信機ユニットであって、前記第２の伝送信号が前記溶接または切断システムによって監視される前記溶接または切断システムのパラメータ、機能、および設定を表す、受信機ユニットと、
    受信した前記第２の伝送信号に基づく前記パラメータ、前記機能、および前記設定を表示するように構成されるディスプレイ画面と
    を備える、
    溶接または切断システムを制御するための遠隔制御装置。
16. 受信した前記第２の伝送信号に応答して前記溶接または切断システムに関する問題の指標を提供するように構成される触覚振動システムをさらに備える、
    請求項１５に記載の遠隔制御装置。
17. 受信した前記第２の伝送信号に応答して溶接工または切断工に音声警告を提供するヘッドホンと結合するように構成される音声出力ジャックをさらに備える、
    請求項１５に記載の遠隔制御装置。
18. 前記少なくとも１つのユーザ入力が、前記溶接または切断モードの電流、電圧、またはワイヤ供給速度のうちの少なくとも１つを選択するように構成され、
    前記送信機が、前記電流、前記電圧、または前記ワイヤ供給速度のうちの少なくとも１つが前記少なくとも１つのユーザ入力によって選択されると、前記溶接または切断システムにワイヤレスで第３の伝送信号を伝送するように構成され、前記第３の伝送信号が、前記溶接または切断システムによって受信されると、前記溶接または切断モードの前記電流、前記電圧、または前記ワイヤ供給速度のうちの少なくとも１つを制御する、
    請求項１５に記載の遠隔制御装置。
19. 前記遠隔制御装置が、前記少なくとも１つのユーザ入力を介して複数の電源装置を選択的に制御するようにプログラムが作られるように構成される、
    請求項１５に記載の遠隔制御装置。
20. 前記溶接または切断モードの溶接モードが、棒溶接モード、ガスタングステンアーク溶接モード（ＧＴＡＷまたはＴＩＧ）、定電圧ガスメタルアーク溶接モード（ＧＭＡＷ）、フラックスコアードアーク溶接モード（ＦＣＡＷ）、被覆メタルアーク溶接モード（ＳＭＡＷ）、サブマージアーク溶接モード（ＳＡＷ）、または硬化肉盛溶接モードのうちの１つである、
    請求項１５に記載の遠隔制御装置。

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