JP2019181569A - 物理キーを使用することにより溶接または切断システムにおける特徴およびパラメータをロック解除するシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】物理キーを使用することにより溶接または切断システムにおける特徴およびパラメータをロック解除するシステムおよび方法を提供する。【解決手段】溶接パラメータまたは作業をロックまたはロック解除するために物理キーを使用する溶接または切断システムを使用するためのシステムおよび方法。キーは、溶接または切断情報をロックし、ロック解除し、格納し、追跡するために使用され得、必要に応じカスタム化され得る。【選択図】図１

Description

本発明に合致する装置、システムおよび方法は、溶接／切断作業を制御することと物理キーの使用の範囲内で溶接／切断システムにまたは特徴およびパラメータをロック解除することとに関する。

溶接および切断技術と溶接および切断アプリケーションとが進歩するにつれて、これらのシステムおよび電源は複雑性および機能を増してきた。しかし、柔軟性および機能のこの増加は、固有または特別な溶接パラメータまたは切断パラメータに従わなければならない状況において問題になり得る。例えば、溶接作業に悪影響を与えるだろう変更をユーザが行うのを防止するために溶接／切断作業における機能またはパラメータ選択を制限することが望まれる場合があり得る。多くの現在のシステムでは、ユーザは、望ましくないかもしれないプロセス変更または欠陥のある作業生産物が生じることになるプロセス変更をユーザが行うことを可能にするだろうすべての利用可能機能へアクセスする。したがって、いくつかの状況では、この活動を防止するおよび／またはシステムのユーザアクセス可能性を制限することが望ましい。

従来の伝統的および提案手法のさらなる制限と欠点は、このような手法と添付図面を参照して本出願の残りの部分において説明される本発明の実施形態との比較により当業者に明らかになる。

本発明の実施形態は、ユーザの機能をロックするまたはロック解除するために物理キーを使用する溶接および／または切断システムを含む。物理キーは、機能変更をロック解除するまたは機能または変更へのアクセスを制限するために使用され得る。さらに、物理キーは、後でアクセスされ得る運用およびユーザ情報を格納するために使用され得る。

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実施形態について詳細に述べることにより明らかになる。

本発明の例示的実施形態による溶接システム全体のダイアグラム表示を示す。 図１に示すシステムの例示的電源およびワイヤフィーダのダイアグラム表示を示す。 ペンダントまたはアドオン周辺装置を有する本発明の電源構成の例示的実施形態のダイアグラム表示を示す。 本発明の例示的物理キーのダイアグラム表示を示す。 本発明の例示的フローチャートのダイアグラム表示を示す。

次に、様々な代替的例示的実施形態と添付図面への言及が詳細になされる。同様な参照符号はほぼ同一の構成要素を表す。各例は制限としてではなく説明のために提供される。実際、修正および変形形態は、本開示および特許請求の範囲または精神から逸脱すること無くなされ得るということが当業者には明らかになる。例えば、一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、さらに別の実施形態をもたらすために別の実施形態において使用され得る。したがって、本開示は添付特許請求の範囲およびそれらの同等物の範囲に入る修正および変形形態を含むように意図されている。

次に、本出願の添付図面に移ると、図１は本発明の実施形態による例示的溶接システム１００を描写する。溶接システム１００は、溶接電源と同電源へ結合されたワイヤフィーダとを採用する任意の既知のタイプの溶接システムであり得る。例えば、溶接システムはＭＩＧタイプ溶接システムであり得る。以下に論述される実施形態は概してＭＩＧ溶接システムとして説明されるが、これは、本発明の実施形態が例えばＧＴＡＷ、ＦＣＡＷ、ＳＡＷ、スティックなどを含む他のタイプの溶接システムにおいて採用され得るので、単に例示的であるように意図されている。ＭＩＧタイプ溶接システムは周知であるので、本システム（例えばワイヤフィーダ）と溶接トーチおよび加工物との結合は明瞭性のために示されない。本発明の実施形態の当該態様は、変更されなく、したがって本明細書では詳細に示されるまたは論述される必要は無い。さらなる例示的実施形態では、本システムは、周知の通信方法論を利用するリモートコントロールおよび／またはペンダント制御装置（一般的に知られている）を含み得る。本明細書において説明する例示的実施形態は溶接システムとして説明されるが、本発明の実施形態はまた、プラズマ切断など他のシステムにおいて使用され得、拡張形態として、他の部品が本明細書で説明するワイヤフィーダと溶接電源の代わりに使用され得るということにさらに注意すべきである。すなわち、電源は、切断用電源、負荷付き発電機等であり得る。本システムは、本明細書では簡単化および効率のための溶接として説明されるが、実施形態はそれに限定されない。さらに、本明細書で説明する通信回路系、システム、方法およびプロトコルは、当業者によりこれらのタイプの他のシステムへ取り込まれ得る。

次にシステム１００に移ると、通常のように、システム１００は、溶接ケーブル１５０を介しワイヤフィーダ１４０へ結合された電源１１０を含む。電源１１０は、公知の溶接電源のように構成され得るが、本明細書で論述される追加の機能および属性を有する。例えば、本発明の実施形態では、電源１１０は、オハイオ州クリーヴランドのＬｉｎｃｏｌｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社により製造されるＰｏｗｅｒ Ｗａｖｅ（登録商標）溶接システムのように構成され得る。さらに、ワイヤフィーダ１４０は公知のワイヤフィーダで構成され、本明細書で論述される追加物を有し得る。公知のワイヤフィーダの例は、オハイオ州クリーヴランドのＬｉｎｃｏｌｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社により製造されるＰＦ−８４シリーズワイヤフィーダである。当然、他の電源およびワイヤフィーダが使用され得、したがってこれらの参照は単に例示的であるように意図されている。

一般的に知られているように、電源１１０は、ワイヤフィーダ１４０へ導かれるケーブル１５０を介し溶接電流を出力し、したがって、ワイヤフィーダは工作物を溶接するための溶接電極へ電流を流し得る。ＭＩＧシステムでは、電極もまた消耗品であり、ＴＩＧなどの他のプロセスでは、電極は消耗品ではなく溶接部内へ堆積されない。ケーブル１５０は、電源１１０の出力スタッド１１１／１１２（図２参照）からワイヤフィーダ１４０へ溶接電力／電流を供給する主溶接電力ケーブルである。公知システムと同様に、ワイヤフィーダ１４０と電源１１０は、溶接前後および溶接中に互いに通信し得る。しばしば、これらの通信は溶接パラメータ、設定点、フィードバックなどに関係する。公知システムにおいて前に説明したように、溶接システムは電源１１０とワイヤフィーダ１４０間に専用通信ケーブル／線を使用する。

一般的に理解されるように、電源１１０はその入力としてＡＣ信号（図１に図示せず）を受信する。ＡＣ信号は３相入力または単相ＡＣ入力信号として受信され得る。ＡＣ信号は電力源および／または運営国に応じて電圧と周波数が変わり得る。例えば、ＡＣ入力は、５０または６０Ｈｚにおいて１００〜６６０ボルトの範囲であり得る電力グリッドからのものであり得る、または可変電圧および周波数も有し得る携帯型発電機からのものであり得る。したがって、システム１００は、正しく動作することができ、入力ＡＣ電圧の大きさ、位相タイプおよび周波数にかかわらず溶接または切断信号を提供することができる。電源１１０は、様々なアプリケーションにおいて好適なものとして、定電圧（ＣＶ：ｃｏｎｓｔａｎｔ ｖｏｌｔａｇｅ）および定電流（ＣＣ：ｃｏｎｓｔａｎｔ ｃｕｒｒｅｎｔ）モードを含む様々なモードで働くように設計される。したがって、電源１１０は、受信される生のＡＣ信号を調整するとともに所望溶接信号を出力するために追加電気部品を含み得る。

殆どの例示的実施形態では、電源１１０からの電力が、溶接に好適であり、大径電気導管である溶接ケーブル１５０を介しワイヤフィーダ１４０へ送られる。したがって、本発明のいくつかの例示的実施形態では、溶接信号（すなわち溶接に実際に使用されるコンタクトチップへ送信される電流信号）が、初めに生成され、制御され、電源１１０内で修正され、次に溶接ケーブル１５０を介しワイヤフィーダ１４０へ伝達される。溶接電極を給電することに加えて、ワイヤフィーダ１４０は、ケーブルを使用することにより受信溶接信号をアークへ伝達する。

多くのアプリケーションでは、電源１１０は、溶接および／または切断のための多くの様々な波形を出力することができるマルチプロセスタイプ電源１１０である。例えば、電源は、その出力電流および電圧を所望により調整させることができ、パルス溶接、ショートアーク溶接、ＳＴＴタイプ溶接、ＣＣ溶接、ＣＶ溶接などを含む無数のタイプのプロセスを行うことができる。したがって、使用に関して、利用可能な無数の様々なタイプの溶接選択肢が存在し、使用され得る無数の出力設定が存在する。上に簡単に論述されたように、選択肢および多数の設定のこの利用可能性は、特定ユーザに関する管理欠如に至る傾向があり得るので不利であり得るおよび／または望ましくないかもしれない。

図１に示すように、電源１１０は、電源に関するいくつかの所定機能をロック解除するために物理キー２０１を収容するキーロックポート２００を有する。この機能は以下にさらに詳細に説明される。さらに、他の代替実施形態では、ワイヤフィーダ１４０は、ある機能をロック解除する物理キー２１１を収容する同様なポート２１０を有し得る。本発明の例示的システムでは、ロックとキーとの組み合わせが電源またはワイヤフィーダのいずれか１つの上に存在する可能性があり両方の上に存在する必要は無いということに留意すべきである。同様に、図１に示されないがペンダントがシステム１００の動作を制御するために使用されれば、ペンダントは、機能をロック解除するキーを収容するキーロックポートを有し得る。２つのキー２０１および２１１が図１と図２に示され以下に論述されるということに注意すべきである。本発明の実施形態はまた、ワイヤフィーダと電源のいずれかまたは両方において使用されることができる単一キーを使用し得る。すなわち、本発明の実施形態では、以下に説明される機能は溶接システムにおけるワイヤフィーダと電源のいずれかと互換性がある単一キーと共に使用され得る。複数のキーの本明細書における論述は例示的であるように意図されている。

ここで図２に移ると、例示的電源１１０は、溶接電力信号を生成しワイヤフィーダへ出力する溶接電力出力モジュール１０３を含む。溶接出力モジュールは、公知システムに合致して構築され得、調整されたＤＣバスを生成する整流器、バック、ブーストまたはバックブースト回路と、溶接信号を生成するために使用されるチョッパ、ＰＷＭ、インバータなどの出力回路とを（例えば）含み得る。当然、他の公知の出力回路／構成も本発明の精神または範囲から逸脱することなく使用され得る。この出力モジュールは公知のシステムと合致して制御され得る。電源１１０はまた、出力モジュール１０３および電源１１０の動作を制御するために使用され得る制御モジュール１０１を含む。制御モジュールは、公知のシステムに合致する電源１１０の動作を制御するためにメモリ、プロセッサなどを含むプロセッサベース計算システムを含み得る。さらに、制御モジュール１０１は、本明細書で論述される実施形態に合致するワイヤフィーダ１２０との通信を容易にするために受信機１０５と送信機１０７とを含む。示されるように、受信機１０５は、出力モジュール１０３の出力電流を感知する電流センスリード１０４により出力モジュール１０３の少なくとも１つの出力線へ結合される。さらに、制御モジュール１０１は、電源からワイヤフィーダ１４０へのデータ信号の送信を容易にするために使用される送信機１０７を含む。送信機１０７は電圧信号リード１０６を介し出力電力モジュール１０３へ結合される。その使用法については以下にさらに説明する。当然、電源１１０はまた、明瞭性のために図示しない入力コントロール、補助電源などの追加部品およびエレクトロニクスを含む。しかし、電源のこれらの態様は周知であるので、本明細書で詳細に論述する必要は無い。図示しないが、電源は、電源の情報の制御または入力を可能にするためにユーザインターフェースを有し得る。このようなシステムは広く知られており、本明細書において詳細に述べる必要は無い。さらに、制御モジュール１０１は、公知の制御モジュールと同様に構成および構築され、電源の操作を容易にし制御するためにプロセッサ、メモリなどを含み得る。このような制御モジュールは公知であり、本明細書で詳細に述べる必要は無い。

さらに、図示のように、キー２０１がポート２００に挿入されたかどうかと、いくつかの機能をロック解除するまたはそうでなければ電源の動作を規定するキーの態様とを制御モジュールが認識するように、キーロックポート２００は制御モジュール１０１へ結合される。すなわち、いくつかの実施形態では、制御モジュール１０１がキーの有無を認識する制御モジュール１０１とポート２００との結合だけでなく、制御モジュールとキーとの間の情報の交換を可能にするために通信リンクも有し得る。これについては以下にさらに論述される。

図示のように、ワイヤフィーダ１４０は、電源１１０との通信を容易にするために使用される制御モジュール１２１を含む。制御モジュール１２１は、ユーザがシステム１００の動作を制御するためにワイヤフィーダ１４０へユーザ／溶接データを入力できるようにするユーザインターフェースコントロールボード１２６を含む／へ結合される。ユーザインターフェース１２６は、任意の公知のユーザインターフェースのように構成され得、データスクリーン（ＬＥＤなど）、ユーザコントロール（ノブ、ボタンなど）および／またはタッチ感知入力スクリーンを含み得る。任意の公知のユーザインターフェース構成が利用され得る。いくつかの実施形態では、ユーザインターフェースコントロール１２６は通信モジュールの一部である必要は無いが、ユーザ入力は本明細書において論述されたようにユーザ入力データが伝達され得るように少なくとも通信モジュールへ結合される。制御モジュール１２１はまた、電圧センスリード１２８を介し溶接電力線１３０の１つへ結合されるワイヤフィーダスタッド１１３／１１４の１つへ結合される受信機１２９を含む。（１つのセンスリードだけが示されるが、スタッドのそれぞれへのセンスリードがスタッドにおける電圧を検知するために使用され得る）。以下にさらに説明するように、電圧センスリード１２８は電源１１０からの電圧通信信号を感知するために使用される。制御モジュール１２１はまた、送信機１２５と、電源１１０との通信を容易にするためにワイヤフィーダ１４０における電流引き込み（ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｒａｗ）を変更するために使用される電流シンク回路１２７とを有する通信モジュール１２３を含む。これについては以下にさらに説明する。当然、ワイヤフィーダ１４０は、公知であり明瞭性のために図示または説明する必要が無いモータ、モータコントロールなどの他のシステムおよび部品を有し得る。制御モジュール１２１はまた、ワイヤフィーダ１４０の適切な動作を保証するために公知の制御モジュールに合致するプロセッサ、メモリなどを有し得る。

再び、電源と同様に、ワイヤフィーダ１４０は、コントローラ、プロセッサ、メモリなどを含み得る通信モジュールへ結合されるキーロックポート２１０を有し得る。すなわち、通信モジュール／コントローラ１２１は、制御入力を電源へ伝達するとともに、システムの動作を制御するために使用され得る。再び、例示的実施形態では、通信モジュール／コントローラ１２１は、キー２１１の有無を認識することができるおよび／またはポート２１０を介し情報をキー２１１へ伝達および／またはキー２１１と交換することができる。

一般的に知られているように、ワイヤフィーダ１４０はケーブル１５０を介し電源１１０からその制御および動作電力を受信し得る。この動作電力は、約６０ボルトのＯＣＶ電圧（例えば）と約５０ワットの電力（例えば）とを有する電源１１０からの出力電圧の形式であり得る。（電力信号はＯＣＶ信号と呼ばれるが、電源１１０からの電力信号がワイヤフィーダ内の補助回路を給電するために使用されるということに起因するいくつかの電流流れが存在するということに注意すべきである）。給電されると、ワイヤフィーダ１４０はユーザインターフェースコントロール１２６を介しユーザ入力を受信し得る。電源、ワイヤフィーダ、ペンダント、および／またはユーザインターフェース間の通信は任意の既知の方法により実現され得、例示的実施形態は通信手段により制限されない。例えば、ディジタル通信リンクを含む任意の有線または無線通信プロトコルまたは方法論が使用され得る。

図３は、本システムの実施形態を描写する。ここで、キー２０１は、電源またはワイヤフィーダのいずれかへ結合されるペンダントまたはアドオンモジュール３００と係合し得る。上に説明したように、いくつかの溶接／切断システムはペンダント３００の使用により制御され得る。制御ペンダント３００の利用は周知であるので、その詳細は本明細書で論述されない。したがって、いくつかの実施形態では、キーロックポートは、本明細書において後で説明されるように本システムの制御を可能にするキー２０１を収用するために制御ペンダント上に配置され得る。さらに、いくつかの例示的システムでは、ペンダントよりむしろ、システム１００は、キー２０１のキーロックポートを有するアドオンモジュールを使用し得る。ここでは、アドオンモジュールは、キーを収容するためのポートを有しない電源／ワイヤフィーダへ結合される。例えば、このアドオンモジュールは、本発明の利点が、電源／ワイヤフィーダを交換または改造する必要無しに古い溶接／切断システム上に実現され得るようにする。すなわち、アドオンモジュールは、ＵＳＢまたは他のタイプの通信ポートのいずれかを介し既存電源／ワイヤフィーダへ結合されることができる、またはいくつかの実施形態では、既存／古い電源と無線で通信することができる。次に、アドオンモジュール３００は、キーを収容し得、キー２０１が存在するまたは存在しないということを電源／ワイヤフィーダへ通知し、キー２０１からの任意の他の情報を必要に応じ伝達し得る。本発明の実施形態は、アドオンモジュールの構築または電源／ワイヤフィーダとのその通信方法により制限されない。しかし、いくつかの実施形態では、アドオンモジュールはペンダント制御モジュールと同様に構築され得、同様な結合機構および制御方法論を使用して電源／ワイヤフィーダへ結合され得る。

図４Ａ〜４Ｄは、本発明の実施形態において使用され得る物理キーの例示的実施形態を描写する。いくつかの例示的実施形態では、キー２０１は、キー２０１がデータを溶接／切断システムへ格納／提供し得るようにＵＳＢタイプ構造を有し得る。ＵＳＢタイプ構造については以下にさらに論述される。図４Ａでは、キー２０１は、（例えば）ＵＳＢ型接続などの電子的接続４６０と筐体４０１とを有する。明確にすると、本発明の実施形態は、ＵＳＢ型データ接続を使用することに限定されなく、任意の他のタイプの公知のデータ接続を使用し得る。さらに、いくつかの実施形態では、筐体４０１の形状は制限されない。しかし、他の実施形態では、筐体４０１は、動作中にキーを適所にしっかりと保持し、不注意な損傷または除去を防止するためにキーロックポートと連結するまたはそうでなければそれに適合する形状を有し得る。さらに、他の例示的実施形態では、キーの筐体は、キーが適切な電源と共に使用されるおよび／または動作特徴をロック解除またはロックアウトするために使用されるということを保証する特定形状を有し得る。例えば、図４Ｂ〜４Ｄのそれぞれに示すように、キー筐体４０１は、電源／ワイヤフィーダ上のポートに係合し得る少なくとも１つまたは複数の突起４１１／４１２を有する。当然、本発明の実施形態は、例示的であるように意図されている本明細書で説明される筐体またはキー形状に限定されない。いくつかの実施形態では、キー筐体の形状は、適切なキーが適切な電源／ワイヤフィーダに使用されるということを保証するために使用される。すなわち、キーの形状は不適切な使用／挿入を防止するために使用される。しかし、他の例示的実施形態では、キー２０１の形状（例えば突起４１１／４１２を有する）は、いくつかの特徴をロック解除またはロックするために使用される。

さらに、いくつかの実施形態では、電源／ワイヤフィーダ上のキーロックポートは、システムの動作を制御するために突起４１１／４１２と係合する開口内にマイクロスイッチまたはマイクロスイッチ群を有し得る。例えば、キーロックポートは、図４Ａ〜４Ｄに示される４つのキーのうちの任意の１つを収容するように構成され得る。図４Ａに示すキーが挿入されると、マイクロスイッチのいずれも係合されない。電源／ワイヤフィーダのコントローラは、マイクロスイッチのいずれも係合されていないということを認識し、この理由で、システムの動作を第１の構成へ制限する。例えば、このキー構成はシステムをＭＩＧ溶接だけに限定し、他の動作は使用され得ない。次に、図４Ｂのキーが挿入されると、上側マイクロスイッチだけが係合され、ＴＩＧ溶接を除きすべての動作がロックアウトされる。図４Ｃのキーは、突起４１２を有する異なるマイクロスイッチと係合し、したがって第３の動作をロック解除する。最後に、図４Ｄのキーは第４のタイプの動作（例えばプラズマ切断）をロック解除するだろう。

さらに、キー形状はあるタイプの動作をロックまたはロック解除するために使用され得るが、システムは、キーの形状が非常に特殊なパラメータをロック解除し得るようにプログラムまたは制御され得る、または一種類の溶接作業だけをロック解除するまたは使用可能にするようにプログラムされ得る。例えば、第１のキー形状（例えば図４Ａ）は、システムのすべての可能な溶接／切断パラメータをロック解除するために使用され得る。すなわち、１つのキー形状は、システムの全能力が使用され得るようにするために使用され得る。しかし、本システムは、第２のキー形状（例えば図４Ｂ）がただ１つの溶接作業をロック解除するようにプログラム／構成され得、ここでは、パラメータは予め定められロックされる。例えば、第２のキー形状はＭＩＧ溶接だけをロック解除するために使用され得、ここでは、ＭＩＧ溶接作業は特定電流波形、電圧、電流、および／または周波数パラメータを有する。これは、図４Ｃと図４Ｄに示されるものなど他のキー形状にも当てはまる。したがって、いくつかの実施形態では、電源の制御モジュールまたはシステムのコントローラは、様々なキー形状を使用して様々なタイプの機能または動作をロックまたはロック解除するためにユーザによりプログラムされ得るまたは任意の１つのキー形状に関しては特定動作だけが利用可能にされるようにプログラムされ得る。したがって、管理者は、行われている溶接／切断プロセスを制御するためにそれぞれの溶接機へ与えられたキーを使用し得る。

本発明の他の例示的実施形態では、キー２０１はＵＳＢまたは他の電子的接続またはデータ転送接続を有する必要が無いということに注意すべきである。すなわち、いくつかの実施形態では、キーは単純に、いくつかの特徴をロック解除するがそうでなければ通信またはデータ能力を有しない構造キーであり得る。この実施形態では、様々な物理キーが様々な動作をロックまたはロック解除する。キーは、プラスチック、金属または任意の他のタイプの材料であり得る。さらに、キーは、キーをキーロックポート内の適所に保持することを支援する磁気部分（図示せず）を有し得る。

前に説明したように、現在の複雑な溶接および切断システムの運用柔軟性および能力のために、作業者は、利用可能な広範囲な選択肢および設定を有する。各作業者が使用している溶接／切断の運用制限またはタイプを管理者などが制限することができることがしばしば望ましい。これは、間違いまたは望ましい溶接スケジュールへの不適切な変更を防止することを支援する。したがって、本発明の実施形態は、１つまたは複数のキーがいくつかの溶接スケジュール、溶接タイプまたは溶接パラメータをロック解除するために使用され得るようにするおよび／またはいくつかの機能およびプロセスが使用されることを防ぐためにロックアウトされ得るようにする。さらに、本発明の実施形態は、どの特徴、パラメータ、作業が所与のキーによりロックまたはロック解除され得るかのカスタマイゼーションを可能にする。これは、電源および／またはワイヤフィーダ上のユーザインターフェースを介し、または電源／ワイヤフィーダへ結合され得る別のコンピュータシステムにより行われ得る。

いくつかの例示的実施形態では、溶接システムは、いかなる種類のいかなる操作も物理的に認識されたキーの存在無しに始められないようにプログラムされ得る。すなわち、挿入されたキーの認識無しに、いかなるユーザもシステムを操作し得ない。これは、システムが認定されたやり方で認定ユーザにより使用されるということを保証し得る。

さらに、上に説明したように、キー２０１は電子的情報および／または記憶装置を含み得る。例えば、キー２０１はＵＳＢタイプ装置と同様に構成され得る。このような実施形態は、所与の作業の制御の柔軟性の増加を可能にする。すなわち、キーは、溶接作業を制御するために電源／ワイヤフィーダにより利用され得る所与の溶接作業パラメータ、制限などによりプログラムされ得る。例えば、所与の溶接作業に関し、管理者は、キーをコンピュータ、溶接システムなどへ結合し、所与の溶接作業のための一組の溶接パラメータ、溶接タイプなどをダウンロードし得る。コンピュータは、キーが結合され得るとともにデータを本明細書で述べたように使用されるためにキー上に転送し得る任意のタイプのコンピュータ／制御システムであり得る。次に、作業者は、プログラムされたキーを溶接システムへ持って行き、キーをそれに差し込む。電源／ワイヤフィーダは、キーの挿入を認識し、キー上のデータを読み取り、読み取られたデータを使用して、所与の溶接作業、溶接シーケンスのためのパラメータを設定しロックする。例示的実施形態は、キーが、任意の望ましいやり方でプログラムされ得、任意の望まれるパラメータを制御し得るようにする。例えば、機能をロックまたはロック解除するようにプログラムされることに加えてまたは所与の溶接作業のために溶接システム（溶接プロセスパラメータを含む）を設定することに加えて、キーは、設定数の溶接作業だけを許容するまたは溶接システムを所定期間の間ロック解除するようにプログラムされ得る。例えば、管理者は、所与の一組のパラメータを有する１０個の溶接ジョブだけが行われるべきであるということを判断し得る。したがって、次に、キーは、１０個の溶接作業のために溶接システムをロック解除し、システムの使用は１０個の溶接作業が完了した後に許容されることはない。当然、他の可能な制御構造が実現され得、本発明の実施形態はこのようにして制限されない。

さらなる例示的実施形態では、各キーは溶接／切断システムから格納情報を受信し得る。すなわち、運用情報をシステムへ提供することに加えて、キーはシステムから情報を受信し格納し得る。例えば、キーは、アーク時間、溶接事象の数、開始および停止時間、所与の溶接作業中の任意の異常の存在などの運用情報を格納し得る。実施形態はこのように制限されなく、キーは任意の所望情報を捕捉し格納するために使用され得る。これは、トレーニング目的のために使用され得るおよび／または所与の溶接作業中の所与の溶接機の性能を追跡し得る。これはまた、所与の作業者の生産性および／またはパフォーマンスを追跡するために使用され得る、および／または所与の溶接システム、電源、および／またはワイヤフィーダの生産性、効率および信頼性を追跡するために使用され得る。例えば、いくつかの例示的実施形態では、キーは、溶接システムの任意の部品の使用および／または性能に関する情報を格納するために使用され得、故障、誤り、および／または一般的維持およびサービスに関係する情報を追跡および格納するために使用され得る。非限定的例として、所与の製造施設または作業に関し、例えば溶接ケーブルライナなどのいくつかの部分が利用可能運用年数を有するということが理解され得る。キーを含む本明細書で説明されたシステムは、作業時間を追跡し、次に、交換が必要か否かをユーザに示すべき残りの耐用寿命に関する指標をユーザ／管理者などへ提供し得る。加えて、いくつかの実施形態では、キーは、先の溶接作業からの誤り信号または誤り事象を格納し得、キーが同じ溶接システムへ再挿入されると、システムコントローラは、誤りが前に記録されたということをキーから読み出し、次に、この誤りについてユーザに通知し、および／または後続の作業が認定されるに先立って誤りが解除または対処されることを要求し得る。

さらに、例示的実施形態では、特定ユーザのキーが識別され得る。すなわち、いくつかの実施形態では、各キーは所与のユーザへ個人化される。これは、どのシステムへキーが差し込まれたかにかかわらず、ユーザが所望通りにおよびキー上にプログラムされるように制限されるということを保証する。これは、使用することが許容されなくその資格が無い様々なシステムをユーザが使用することを許容されるのを防止し得る。さらに、これは、管理者が個人ユーザパフォーマンスを収集および追跡することを可能にし得る。

さらに別の実施形態では、キーは、溶接作業に関する情報を追跡および格納する「単一回使用」キーまたは限定的使用キーであり得る。例えば、いくつかのアプリケーションでは、所与のプロジェクトの溶接データを追跡し、一時的にまたは恒久的に格納することが望ましいかもしれない。これは非常に重要な溶接プロジェクトにおいて有利であり得る。例えば、いくつかのこのような実施形態では、キーは、キーがロック解除する１０個の溶接作業のためだけに使用され得る。１０個の溶接作業のそれぞれに関し、キーは、作業者識別情報、日付、溶接開始時間、停止時間、電流および電圧ピーク、入熱、任意の異常（例えば重要な短絡事象）の存在、または維持されることが望ましい任意の他のパラメータまたはパラメータの組み合わせを含む情報を格納する。１０番目の溶接作業が完了すると、キーは、最後の情報を格納し、その後は再使用され得ない。次に、管理者はキーを取り出し、無期限に保持され得る格納情報をアップロードおよび／または精査する。このデータは任意のコンピュータシステム、ネットワーク、データ格納施設などへアップロードされ得る。したがって、溶接データは、さらなる検査を必要とし得る任意の潜在的問題に関して精査され得るおよび／またはデータのこのような精査が必要になり得るまで無期限に格納され得る。当然、キーは任意数の作業に関してロックまたはロック解除するように構成され得、１０個の作業に限定される必要はない。さらに、キーは、所与の時間量または特殊日付に関し使用可能になるようにプログラムされ得る。すなわち、キーは、いくつかの溶接／切断作業をロック解除するために１日（または規定された期間）の間使用され得、所望時間枠の期限切れ後、キーはこれ以上の作業をロック解除しない。再び、キーは使用される期間の間に必要とされるまたは望まれるものは何でも格納し得る。例示的実施形態では、キーは、再使用可能であり得るが、格納データが捕捉され格納された後だけ再使用され得る。例えば、就業日の終わりに、管理者は、キーからのデータをいくつかの他のコンピュータシステム上に捕捉し得、データを成功裏に捕捉すると、管理者はキーを再び使用可能となるようにリセットし得る。

他の実施形態では、キーは、溶接／切断システムを使用するまたはそうでなければ操作するためには必要ではないが、キーは、上に論述したようにいくつかの特徴を変更するまたはロック解除するために必要である。したがって、これらの実施形態では、ユーザは、任意の所望機能をロック解除するためにキーを必要としない限りこの機能のキー無しにシステムを使用する可能性がある。しかし、許容されたパラメータ／溶接タイプなどから離れることを望めば、ユーザは、所望変更を許容するためにキーを挿入しなければならない。

したがって、本発明の実施形態は、物理キーのセキュリティ付加により溶接および切断作業の詳細な制御を可能にする。

図５は上に論述された説明に合致する本発明の実施形態により使用され得る例示的フローチャート５００を示す。当然、この動作流れは例示的かつ典型的であり、制限的ではない。この実施形態では、電源またはシステムは、電源オン（５１０）前にキーの初期挿入を必要としない。次に、ユーザは、溶接メニュー設定を変更しようとする（５２０）または溶接パラメータを変更しようとする（５３０）。変更がなされると（５２０／５３０）、システムは、キーが存在するかどうかを照査し、要求された入力／変更を使用可能にするまたは認定する（５４０／５５０）。必要とされるキーが存在しなければ、システムは、許容された作業を可能にし（５４５）、要求された変更を無視し得る、またはいかなる使用も単純にロックアウトしていかなる作業も許容しない。キーが存在すれば、システムは、要求された変更が変更の認定された限度内であるかどうかを判断する（５６０／５７０）。キーがすべての機能をロック解除すれば、すべての変更が認定される。しかし、キーはいくつかの変更だけを許容し得るので、システムは要求された変更が許容範囲内であるかどうかを判断する。変更が許容されれば、変更は可能にされる（５８０）。しかし、変更が許容されなければ、変更は許容された変更パラメータへ制限され得る、または、再びいかなる作業も許容されない可能性がある（５６５）。先に示したように、他の工程およびプロセスが本発明の範囲または精神から逸脱することなく実現され得る。例えば、データは上述したように格納され得る。

加えて、例示的実施形態では、電源、ワイヤフィーダ、および／またはペンダントのいずれかの上のユーザインターフェースはキー状態をユーザへ表示し得る。例えば、キーを有するか有しないかにかかわらず適所に設定された制約だけでなくキー挿入の状態が表示され得る。さらに、キーの挿入により、ユーザインターフェースは、プロセス限界、パラメータなどを表示し得、所望作業またはパラメータが認定範囲外であるということをユーザへ示し得る。

さらに、他の例示的実施形態では、許容パラメータ外のまたはキー無しに溶接／切断システムを使用しようとすることは、精査および／または認定のために中央コンピュータへ報告され得る。例えば、溶接／切断システムは互いにネットワークされ中央コンピュータステーションへネットワークされ得るということが知られている。このような状況では、溶接／切断電源は、未認定の変更または使用が試みられたということを中央コンピュータへ報告し得る。中央コンピュータから、管理者は変更を認定するおよび／または状況が明らかにされるまでいかなる作業も停止する可能性がある。

当然、他のアプリケーションおよび使用法が、本明細書に明示的に記載されない本発明の実施形態に使用され得る。

方法工程は、入力データに作用し出力データを生成することにより本発明の機能を実行するコンピュータプログラムを実行する１つまたは複数のプログラム可能プロセッサにより行われ得る。方法工程はまた、専用論理回路系、例えばＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）またはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）により行われ得、当該装置は、専用論理回路系、例えばＦＰＧＡまたはＡＳＩＣとして実現され得る。モジュールは、コンピュータプログラムおよび／または当該機能を実施するプロセッサ／特定回路系の一部を指し得る。

本明細書で論述した通信プロトコルを含むコンピュータプログラムの実行に好適なプロセッサは、一例として、汎用マイクロプロセッサと専用マイクロプロセッサとの両方と、任意のタイプのディジタルコンピュータからなる一つまたは複数のプロセッサとを含む。通常、プロセッサは、読み取り専用メモリまたはランダムアクセスメモリからまたはその両方から命令およびデータを受信することになる。コンピュータの必須要素は、命令を実行するためのプロセッサと、命令およびデータを格納するための一つまたは複数のメモリ装置とである。通常、コンピュータはまた、データを格納するための１つまたは複数の大容量記憶装置（例えば磁気、光磁気ディスクまたは光ディスク）を含む、または上記装置からデータを受信するまたはそれらにデータを転送するまたはその両方を行うように動作可能に結合される。データ送信と命令もまた、通信ネットワーク上で発生し得る。コンピュータプログラム命令とデータの具現化に好適な情報担体は、一例として半導体記憶装置、例えばＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ装置；磁気ディスク、例えば内蔵ハードディスクまたは着脱可能ディスク；光磁気ディスク；およびＣＤ−ＲＯＭとＤＶＤ−ＲＯＭディスクを含むすべての形式の不揮発性メモリを含む。プロセッサとメモリは、専用論理回路系により補完され得るまたは専用論理回路系内に組み込まれ得る。

ワイヤフィーダおよび／または電源上でユーザとの対話処理を提供するために、上記技術は、ユーザに対し情報を表示するための表示装置（例えば、ＣＲＴ（陰極線管）またはＬＣＤ（液晶表示）モニタ）と、ユーザがコンピュータへ入力を提供し得る（例えば、ユーザインターフェース要素と相互作用し得る）キーボードとポインティング装置（例えば、マウスまたはトラックボール）とを有するＣＮＣまたはコンピュータ上で実施され得る。ユーザとの対話処理を提供するために他の種類の装置が使用され得；例えば、ユーザへ提供されるフィードバックは、任意の形式の知覚フィードバック、例えば視覚フィードバック、聴覚フィードバック、または触覚フィードバックであり得；ユーザからの入力は、音響、言語または触覚入力を含む任意の形式で受信され得る。

上記技術は、バックエンド部品を含む分散コンピューティングシステムにおいて（例えば、データサーバとして）、および／またはミドルウェア部品を含むコンピュータシステム（例えば、アプリケーションサーバ）および／またはフロントエンド部品（例えば、ユーザが例示的実装形態と相互作用し得るグラフィカルユーザインターフェースおよび／またはウェブブラウザを有するクライアントコンピュータ）において、またはこのようなバックエンド、ミドルウェア、またはフロントエンド部品の任意の組み合わせを含む分散コンピュータシステムにおいて実施され得る。本システムの部品は、ディジタルデータ通信（例えば通信ネットワーク）の任意の形式または媒体により相互接続され得る。通信ネットワークの実施例として、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）および広域ネットワーク（ＷＡＮ）例えばインターネット、および有線ネットワークと無線ネットワークの両方が挙げられる。

「からなる」、「含む」、および／または「それぞれ」の複数形は開放型であり、列挙された部品を含み、列挙されない追加物品を含み得る。「および／または」は開放型であり、列挙された部品の１つまたは複数および列挙された部品の組み合わせを含む。

上述のように、本出願における論述の大部分は溶接電源とワイヤフィーダの文脈内で論述されたが、これらの論述は例示的である。換言すれば、本発明はその例示的実施形態を参照することにより特に示され説明されたが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。形式および詳細の様々な変更が、ここに定義された本発明の精神および範囲から逸脱すること無くなされ得るということは当業者により理解されることになる。

１００ 溶接システム
１０１ 制御モジュール
１０３ 出力モジュール
１０４ 電流センスリード
１０５ 受信機
１０６ 電圧信号スリード
１０７ 送信機
１１０ 電源
１１３ ワイヤフィーダスタッド
１１４ ワイヤフィーダスタッド
１２０ ワイヤフィーダ
１２１ 制御モジュール
１２３ 通信モジュール
１２５ 送信機
１２６ ユーザインターフェースコントロール
１２７ 電流シンク回路
１２８ 電圧センスリード
１２９ 受信機
１３０ 溶接電力線
１４０ ワイヤフィーダ
１５０ 溶接ケーブル
２００ キーロックポート
２０１ 物理キー
２１０ ポート
２１１ キー
３００ ペンダントまたはアドオンモジュール
４０１ 筐体
４１１ 突起
４１２ 突起
４６０ 電子的接続
５００ フローチャート
５１０ 工程
５２０ 工程
５３０ 工程
５４０ 工程
５４５ 工程
５５０ 工程
５６０ 工程
５６５ 工程
５７０ 工程
５８０ 工程

Claims (20)

1. 入力電力信号を受信する電源であって、第１の溶接または切断信号と前記第１の溶接または切断信号とは異なる第２の溶接または切断信号とのうちの少なくとも１つを出力するように構成された電源と、
   前記電源へ結合され前記電源の動作を制御するコントローラ回路であって、前記第１および第２の溶接または切断信号を出力するように前記電源を制御するように構成されたコントローラ回路と、
   前記コントローラ回路へ結合されたキーポートと、
   前記キーポート中に収容されるように構成された着脱可能キーと、を含む溶接または切断システムであって、
   前記コントローラ回路は前記キーポート内の前記キーの有無を認識するように構成され、
   前記キーの不在の前記認識に基づき、前記コントローラ回路は、前記システムの前記第２の溶接または切断信号を出力する能力を使用不能にし、
   前記キーの存在に基づき、前記コントローラ回路は、前記システムの前記第２の溶接または切断信号を出力する能力を使用可能にする、溶接または切断システム。
2. 前記システムはリモートペンダントコントロールと前記コントローラ回路へ結合されたワイヤフィーダとのうちの少なくとも１つを含み、前記キーポートは前記リモートペンダントコントロールまたは前記ワイヤフィーダのうちの１つの上に配置される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記システムは、ワイヤフィーダと前記電源および前記コントローラ回路へ結合された遠隔制御ペンダントのうちの少なくとも１つを含み、
   前記ワイヤフィーダと遠隔制御ペンダントのうちの少なくとも１つは前記コントローラ回路へ結合された第２のキーポートを含み、
   前記キーポートおよび前記第２のキーポートのそれぞれは前記着脱可能キーを収容するように構成される、請求項１に記載のシステム。
4. 前記着脱可能キーは前記コントローラ回路により読み取り可能な情報を格納するように構成され、
   前記格納された情報は前記電源からの出力を制御するために前記コントローラ回路により使用される、請求項１に記載のシステム。
5. 前記キーはＵＳＢ装置である、請求項１に記載のシステム。
6. 前記電源は複数の様々な電流波形タイプを出力するように構成され、
   前記着脱可能キーの前記不在の前記認識に基づき、前記コントローラ回路は前記電源が前記様々な電流波形タイプのうちの少なくとも１つを出力する能力を使用不能にする、請求項１に記載のシステム。
7. 前記着脱可能キーは少なくとも１つの溶接または切断作業に関係する少なくとも１つの動作パラメータを格納し、前記コントローラ回路は前記格納された少なくとも１つの動作パラメータに基づき前記電源の出力を制御する、請求項１に記載のシステム。
8. 前記キーポートは前記コントローラ回路へ結合された少なくとも１つの切り替え装置を含み、
   前記切り替え装置は、前記着脱可能キーが前記キーポート中に挿入されると前記着脱可能キーの一部と係合するように構成され、
   前記コントローラ回路は前記着脱可能キーと前記切り替え装置との係合に基づき前記システムの動作を制御する、請求項１に記載のシステム。
9. 前記着脱可能キーは完了した溶接または切断作業に関係する前記コントローラ回路からの情報を格納するように構成される、請求項１に記載のシステム。
10. 前記着脱可能キーは前記システムのユーザに関する情報を格納するように構成される、請求項１に記載のシステム。
11. 入力電力信号を受信する電源であって、第１の溶接または切断信号と前記第１の溶接または切断信号とは異なる第２の溶接または切断信号とのうちの少なくとも１つを出力するように構成された電源と、
    前記電源へ結合され前記電源の動作を制御するコントローラ回路であって、前記第１および第２の溶接または切断信号を出力するように前記電源を制御するように構成されたコントローラ回路と、
    前記コントローラ回路へ結合されたキーポートと、
    前記キーポート中に収容されるように構成された着脱可能キーと、を含む溶接または切断システムであって、
    前記コントローラ回路は前記キーポート内の前記キーの有無を認識するように構成され、
    前記キーの不在の前記認識に基づき、前記コントローラ回路は前記システムが前記第２の溶接または切断信号を出力する能力を使用可能にし、
    前記キーの存在に基づき、前記コントローラ回路は前記システムが前記第２の溶接または切断信号を出力する能力を使用不能にする、溶接または切断システム。
12. 前記システムは、リモートペンダントコントロールと前記コントローラ回路へ結合されたワイヤフィーダとのうちの少なくとも１つを含み、
    前記キーポートは前記リモートペンダントコントロールまたは前記ワイヤフィーダのうちの１つの上に配置される、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記システムはワイヤフィーダと前記電源および前記コントローラ回路へ結合された遠隔制御ペンダントとのうちの少なくとも１つを含み、
    前記ワイヤフィーダと遠隔制御ペンダントのうちの少なくとも１つは前記コントローラ回路へ結合された第２のキーポートを含み、
    前記キーポートおよび前記第２のキーポートのそれぞれは前記着脱可能キーを収容するように構成される、請求項１１に記載のシステム。
14. 前記着脱可能キーは前記コントローラ回路により読み取り可能な情報を格納するように構成され、前記格納された情報は前記電源からの出力を制御するために前記コントローラ回路により使用される、請求項１１に記載のシステム。
15. 前記キーはＵＳＢ装置である、請求項１１に記載のシステム。
16. 前記電源は複数の様々な電流波形タイプを出力するように構成され、
    前記着脱可能キーの前記不在の前記認識に基づき、前記コントローラ回路は、前記電源が前記様々な電流波形タイプのうちの少なくとも１つを出力する能力を使用可能にする、請求項１１に記載のシステム。
17. 前記着脱可能キーは少なくとも１つの溶接または切断作業に関係する少なくとも１つの動作パラメータを格納し、
    前記コントローラ回路は前記格納された少なくとも１つの動作パラメータに基づき前記電源の出力を制御する、請求項１１に記載のシステム。
18. 前記キーポートは前記コントローラ回路へ結合された少なくとも１つの切り替え装置を含み、
    前記切り替え装置は、前記着脱可能キーが前記キーポート中に挿入されると前記着脱可能キーの一部と係合するように構成され、
    前記コントローラ回路は前記着脱可能キーと前記切り替え装置との係合に基づき前記システムの動作を制御する、請求項１１に記載のシステム。
19. 前記着脱可能キーは完了した溶接または切断作業に関係する前記コントローラ回路からの情報を格納するように構成される、請求項１に記載のシステム。
20. 前記着脱可能キーは前記システムのユーザに関する情報を格納するように構成される、請求項１１に記載のシステム。

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