JP2023022680A - 表示システム、および、溶接電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動的に使用国を推定して、当該国に応じた表示が可能な表示システムを提供する。【解決手段】表示システムＳ１は、商用電源Ｂの電圧を検出する電圧センサ３と、電圧センサ３の検出信号に基づいて電源電圧を検出する電圧検出部４２と、操作者に使用言語を選択させる選択部４４と、電圧検出部４２が検出した電源電圧と、選択部４３で選択された選択言語とに基づいて、表示方式を設定する表示方式設定部４５と、表示方式設定部４５で設定された表示方式に基づいて、表示装置７に表示させる表示制御部４６とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、表示システム、および、溶接電源装置に関する。

従来、溶接トーチから突出する電極の先端と被加工物との間にアークを発生させて、被加工物の溶接を行う溶接電源装置が知られている。このような溶接電源装置は、たとえば特許文献１に開示されている。溶接電源装置においても、表示装置を設けて、各種設定のための設定画面や、異常発生時の警告画面などを表示させることが考えられている。溶接電源装置が日本国内でのみ使用される場合は、各表示を日本語で表示すればよいが、国外で使用される場合、使用される国に応じた言語で表示を行う必要がある。このため、使用される国に応じて、使用される言語で表示画面を作成して、溶接電源装置に記憶させる必要がある。溶接電源装置を複数の国で使用できるように汎用化させるには、複数の言語での表示画面をそれぞれ記憶しておき、操作者が選択した使用言語に応じた表示画面を表示すればよい。

特開２０２０－１３１２６０号公報

国によって、規格、法律、および習慣などが異なるので、国によって表示内容を異ならせたいという要求がある。しかしながら、使用言語を選択する場合、使用する国を特定できない。たとえば、使用言語として英語が選択された場合でも、アメリカで使用される場合もあるし、イギリスで使用される場合もある。溶接電源装置に限られず、世界中で使用される可能性がある電気機器においても、同様の問題が生じる。

本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、自動的に使用国を推定して、当該国に応じた表示が可能な表示システムを提供することをその目的としている。

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明の第１の側面によって提供される表示システムは、商用電源の電圧を検出する電圧センサと、前記電圧センサの検出信号に基づいて電源電圧を検出する電圧検出部と、操作者に使用言語を選択させる選択部と、前記電圧検出部が検出した電源電圧と、前記選択部で選択された選択言語とに基づいて、表示方式を設定する表示方式設定部と、前記表示方式設定部で設定された表示方式に基づいて、表示装置に表示させる表示制御部とを備えている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記検出信号に基づいて電源周波数を検出する周波数検出部をさらに備え、前記表示方式設定部は、さらに、前記周波数検出部が検出した電源周波数も含めて、前記表示方式を設定する。

本発明の好ましい実施の形態においては、表示方式ごとの表示情報を記憶するサーバをさらに備え、前記表示制御部は、前記表示方式設定部で設定された表示方式に基づいて、前記サーバに記憶された表示情報を読み出して、前記表示装置に表示させる。

本発明の第２の側面によって提供される溶接電源装置は、本発明の第１の側面によって提供される表示システムと、前記商用電源から供給される交流電力を変換して溶接トーチに出力する電力変換部とを備えている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記表示制御部は、文字コードと文字の配置が記述された文章データである表示情報と、文字コードと文字のフォントデータとの対応関係を示す文字コードテーブルとに基づいて、前記表示情報に対応した画像データを作成し、当該画像データを前記表示装置に表示させる。

本発明によると、表示方式設定部は、電源電圧と選択言語とに基づいて、表示方式を設定する。電源電圧と選択言語とから、使用国が推定できるので、推定された国に応じた表示方式が設定される。表示制御部は、設定された表示方式に基づいて表示装置に表示させる。これにより、本発明に係る表示システムは、自動的に使用国を推定して、当該国に応じた表示が可能である。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

第１実施形態に係る溶接電源装置を備える溶接システムの全体構成を示すブロック図である。 表示方式情報テーブルの一例を示す図である。 表示装置に表示される画像の一例を示す図である。 第２実施形態に係る溶接電源装置を備える溶接システムの全体構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を、本発明に係る表示システムを溶接電源装置に組み込んだ場合を例として、図面を参照して具体的に説明する。

〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係る溶接電源装置Ａ１を説明するための図であり、溶接システムの全体構成を示すブロック図である。

図１に示す溶接システムは、溶接電源装置Ａ１、パワーケーブルＣ１,Ｃ２、ワイヤ送給装置Ｄ、および溶接トーチＴを備えている。溶接電源装置Ａ１の一方の出力端子は、パワーケーブルＣ１を介して、ワイヤ送給装置Ｄに接続されている。ワイヤ送給装置Ｄは、溶接ワイヤを溶接トーチＴに送り出して、溶接ワイヤの先端を溶接トーチＴの先端から突出させる。溶接トーチＴの先端に配置されているコンタクトチップにおいて、パワーケーブルＣ１と溶接ワイヤとは電気的に接続されている。溶接電源装置Ａ１の他方の出力端子は、パワーケーブルＣ２を介して、被加工物Ｗに接続される。溶接電源装置Ａ１は、溶接トーチＴの先端から突出する溶接ワイヤの先端と、被加工物Ｗとの間にアークを発生させ、アークに電力を供給する。溶接システムは、当該アークの熱で被加工物Ｗの溶接を行う。なお、溶接システムの構成は限定されない。たとえば、溶接システムは、ワイヤ送給装置Ｄを備えず、溶接トーチＴが非消耗式の電極を備えてもよい。

溶接電源装置Ａ１は、アーク溶接のための直流電力を溶接トーチＴに供給する。溶接電源装置Ａ１は、電力変換部１、電流センサ２、電圧センサ３、制御部４、操作部５、記憶部６、および表示装置７を備えている。

電力変換部１は、商用電源Ｂから入力される三相交流電力をアーク溶接に適した直流電力に変換して出力する。電力変換部１に入力される三相交流電力は、整流回路によって直流電力に変換され、インバータ回路によって高周波交流電力に変換される。そして、トランスによって降圧（または昇圧）され、整流回路によって直流電力に変換されて出力される。なお、電力変換部１の構成は、上記したものに限定されない。また、電力変換部１は、交流電力を出力してもよい。

電流センサ２は、溶接電源装置Ａ１の出力電流を検出する。本実施形態では、電流センサ２は、電力変換部１の一方の出力端子とパワーケーブルＣ２が接続される出力端子との間の接続線に配置されている。なお、電流センサ２の配置位置は限定されない。電流センサ２は、出力電流に応じた電流検出信号を制御部４に出力する。

電圧センサ３は、商用電源Ｂから溶接電源装置Ａ１に入力される電圧を検出する。本実施形態では、電圧センサ３は、商用電源Ｂと電力変換部１とを接続する電力線に配置されている。なお、電圧センサ３の配置位置は限定されない。電圧センサ３は、たとえば、電力線のいずれかにおいて電圧を検出し、電圧に応じた電圧検出信号を制御部４に出力する。電圧検出信号は、後述するように、商用電源Ｂの電源電圧ｖおよび電源周波数ｆを検出するために用いられる。

操作部５は、操作ボタンおよび操作ダイアルなどの操作手段を備えており、操作者による操作手段の操作を操作信号として制御部４に出力する。操作部５は、たとえば、後述するように、操作者が複数の使用言語の中から選択言語を選択する際に操作される。

記憶部６は、メモリを備えており、各種情報を記憶する。各種情報には、各種設定のための設定画面、および、異常発生時の警告画面などを表示させるための表示情報が含まれている。また、本実施形態では、記憶部６は、電源電圧ｖ、電源周波数ｆ、および選択言語と、表示方式情報との対応関係を示す表示方式情報テーブルを記憶している。

図２は、表示方式情報テーブルの一例を示す図である。図２に示す表示方式情報テーブルでは、たとえば、電源電圧ｖが「２３０Ｖ」、電源周波数ｆが「６０Ｈｚ」、選択言語が「英語」であった場合、表示方式情報として「１」が設定されている。これは、アメリカの規格、法律、および習慣などに応じて、英語で記載されているという表示方式を示している。また、電源電圧ｖが「４００Ｖ」、電源周波数ｆが「５０Ｈｚ」、選択言語が「英語」であった場合、表示方式情報として「２」が設定されている。これは、イギリスの規格、法律、および習慣などに応じて、英語で記載されているという表示方式を示している。また、電源電圧ｖが「２３０Ｖ」、電源周波数ｆが「６０Ｈｚ」、選択言語が「スペイン語」であった場合、表示方式情報として「４」が設定されている。これは、アメリカの規格、法律、および習慣などに応じて、スペイン語で記載されているという表示方式を示している。なお、図２に示す表示方式情報テーブルは、あくまでも一例であり、限定されない。

記憶部６は、表示情報を、表示内容番号ごとに、また、表示方式情報ごとに記憶している。表示内容番号は、表示される内容を示す番号である。本実施形態では、各表示情報は、文字コードと文字の配置が記述された文章データとして記憶されている。記憶部６は、各文字コードと文字のフォントデータとの対応関係を示す文字コードテーブルを記憶している。

表示装置７は、たとえば液晶ディスプレイを備えており、各種表示を行う。表示装置７は、制御部４（後述する表示制御部４６）によって制御されており、各種情報の表示を行う。表示装置７は、たとえば、各種設定のための設定画面や、異常発生時の警告画面などを表示する。

制御部４は、溶接電源装置Ａ１を制御するものであり、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されている。制御部４は、溶接電源装置Ａ１の出力電流が設定電流になるように、電力変換部１のインバータ回路を制御する。また、制御部４は、操作部５から入力される操作信号に応じて、所定の処理を行う。また、制御部４は、表示装置７に各種情報を表示させる。制御部４は、機能構成として、電流制御部４１、電圧検出部４２、周波数検出部４３、選択部４４、表示方式設定部４５、および表示制御部４６を備えている。

電流制御部４１は、溶接電源装置Ａ１の出力電流を制御するための機能構成である。電流制御部４１は、電流センサ２から入力される電流検出信号に基づいて、溶接電源装置Ａ１の出力電流をフィードバック制御する。具体的には、電流制御部４１は、電流検出信号に応じた電流値と設定電流値との差に基づいて駆動信号を生成し、電力変換部１のインバータ回路の各スイッチング素子に出力する。電力変換部１は、駆動信号に基づいてインバータ回路の各スイッチング素子をオンオフさせることで、出力電流を設定電流値に制御して出力する。

電圧検出部４２は、商用電源Ｂの電源電圧ｖを検出するための機能構成である。電圧検出部４２は、電圧センサ３から入力される電圧検出信号に基づいて実効電圧を検出することで、商用電源Ｂの電源電圧ｖを検出する。なお、電圧検出部４２での電源電圧ｖの検出方法は限定されない。電圧検出部４２は、検出した電源電圧ｖを、表示方式設定部４５に出力する。商用電源Ｂの電源電圧ｖは、国ごとに決まっている。検出した電源電圧ｖは、溶接電源装置Ａ１が設置されている国を推定するために利用される。

周波数検出部４３は、商用電源Ｂの電源周波数ｆを検出するための機能構成である。周波数検出部４３は、電圧センサ３から入力される電圧検出信号に基づいて、周波数を検出する。周波数検出部４３は、例えば、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）方式で周波数を検出してもよいし、ゼロクロス点間カウント方式で周波数を検出してもよい。なお、周波数検出部４３での周波数の検出方法は限定されない。周波数検出部４３は、検出した周波数を、電源周波数ｆとして、表示方式設定部４５に出力する。商用電源Ｂの電源周波数ｆは、国ごとに決まっている。検出した電源周波数ｆは、溶接電源装置Ａ１が設置されている国を推定するために利用される。

選択部４４は、使用する言語を選択するための機能構成である。選択部４４は、使用言語の選択画面を表示装置７に表示させる。当該選択画面には、使用する言語を選択することを促す記載と、選択肢として言語名が表示される。本実施形態では、検出された電源電圧ｖおよび電源周波数ｆに基づいて、選択可能な言語が特定され、特定された言語名のみが表示される。なお、すべての言語名が表示されてもよい。操作者は、選択画面を見て、操作部５を操作することで、使用する言語を選択する。選択部４４は、操作部５から入力される操作信号に基づいて、選択された言語である選択言語を、表示方式設定部４５に出力する。また、選択部４４は、検出された電源電圧ｖおよび電源周波数ｆから選択可能な言語が１個に特定される場合は、選択画面の表示を行わず、当該言語を選択言語として表示方式設定部４５に出力する。なお、選択部４４は、言語が１個に特定される場合、当該言語でいいかを確認する画面を表示してもよい。選択部４４による選択は、初期設定時、または、メインメニューなどで使用言語の設定を選択した場合などに行われる。

表示方式設定部４５は、表示方式を設定するための機能構成である。表示方式設定部４５は、電圧検出部４２から入力される電源電圧ｖ、周波数検出部４３から入力される電源周波数ｆ、および、選択部４４から入力される選択言語に基づいて、表示方式を決定する。具体的には、表示方式設定部４５は、記憶部６に記憶された表示方式情報テーブルを参照して、入力された電源電圧ｖ、電源周波数ｆ、および選択言語に対応する表示方式情報を読み出す。たとえば、電源電圧ｖが「２３０Ｖ」、電源周波数ｆが「６０Ｈｚ」、選択言語が「英語」であった場合、表示方式設定部４５は、表示方式が「アメリカ（英語）」を意味する表示方式情報「１」を読み出す（図２参照）。表示方式設定部４５は、読み出した表示方式情報を表示制御部４６に設定する。表示方式設定部４５は、選択部４４から選択言語を入力されたときにのみ、表示方式を設定する。

表示制御部４６は、表示装置７での各種情報の表示を制御するための機能構成である。制御部４は、状況に応じて表示内容を決定し、表示内容番号を含めた表示指令を表示制御部４６に出力する。たとえば、制御部４は、溶接ワイヤの材料を設定する設定画面や、溶接ワイヤの直径を設定する設定画面を表示するように表示指令を出力する。また、制御部４は、異常を検出した場合、当該異常に応じた警告画面を表示するように表示指令を出力する。表示制御部４６は、制御部４から表示指令を入力された場合、表示内容番号と、設定された表示方式情報とに基づいて、記憶部６から表示情報を読み出し、表示装置７に表示させる。

図３は、表示装置７に表示される画像の一例を示している。図３（ａ）および（ｂ）は、溶接ワイヤの材料の設定画面を示しており、いずれも英語で表示されている。しかし、図３（ａ）は、設定された表示方式情報が「１」（アメリカ（英語））の場合であり、材料の名称で表示されている。一方、図３（ｂ）は、設定された表示方式情報が「２」（イギリス）の場合であり、材料の元素名で表示されている。図３（ｃ）および（ｄ）は、溶接ワイヤの直径の設定画面を示しており、いずれも英語で表示されている。しかし、図３（ｃ）は、設定された表示方式情報が「１」（アメリカ（英語））の場合であり、直径がインチで表示されている。一方、図３（ｄ）は、設定された表示方式情報が「２」（イギリス）の場合であり、直径がミリメートルで表示されている。

記憶部６に記憶されている各表示情報は、文字コードと文字の配置が記述された文章データである。表示制御部４６は、読み出した表示情報に基づいて、画像データを作成する。すなわち、表示制御部４６は、記憶部６に記憶されている文字コードテーブルを参照して、各文字コードに対応する文字のフォントデータを読み出して配置することで、表示情報に対応した画像データを作成する。そして、表示制御部４６は、作成した画像データを表示装置７に出力することで、表示情報を表示させる。

電圧センサ３、操作部５、記憶部６、表示装置７、および制御部４の一部（電圧検出部４２、周波数検出部４３、選択部４４、表示方式設定部４５、表示制御部４６）が、表示システムＳ１を構成する。

次に、溶接電源装置Ａ１および表示システムＳ１の作用効果について説明する。

本実施形態によると、表示方式設定部４５は、電源電圧ｖ、電源周波数ｆ、および選択言語に基づいて、表示方式を表示制御部４６に設定する。電源電圧ｖ、電源周波数ｆ、および選択言語から、使用国が推定できるので、推定された国に応じた表示方式が設定される。表示制御部４６は、設定された表示方式に基づいて、表示情報を表示装置７に表示させる。これにより、溶接電源装置Ａ１（表示システムＳ１）は、自動的に使用国を推定して、当該国に応じた表示が可能である。また、表示方式設定部４５は、電源周波数ｆも考慮して表示方式を設定する。したがって、電源電圧ｖおよび選択言語だけに基づいて表示方式を設定する場合より、推定できる国が多くなる。

また、本実施形態によると、記憶部６は、各表示情報を、文字コードと文字の配置が記述された文章データとして記憶している。したがって、溶接電源装置Ａ１（表示システムＳ１）は、各表示情報をそれぞれ画像データとして記憶する場合と比較して、記憶部６の記憶容量を抑制できる。これにより、溶接電源装置Ａ１（表示システムＳ１）は、対応する国および言語の数が多くなった場合でも、記憶容量を大きく増加させることなく、表示情報の数の増加に対応できる。

なお、本実施形態では、表示方式設定部４５が電源電圧ｖ、電源周波数ｆ、および選択言語に基づいて、表示方式を設定する場合について説明したが、これに限られない。たとえば、表示方式設定部４５は、電源周波数ｆを考慮せず、電源電圧ｖおよび選択言語に基づいて表示方式を設定してもよい。この場合、制御部４は、周波数検出部４３を備えなくてもよい。

また、本実施形態では、各表示情報が文字コードと文字の配置が記述された文章データであり、表示制御部４６が文章データと文字コードテーブルとに基づいて、表示情報に対応した画像データを作成する場合について説明したが、これに限られない。各表示情報が画像データとして記憶されてもよい。この場合、表示制御部４６は、読み出した表示情報（画像データ）をそのまま表示させることができる。

また、本実施形態では、商用電源Ｂが三相交流電力を供給する場合について説明したが、これに限られない。商用電源Ｂは、単相交流電力を供給してもよい。この場合、表示方式情報テーブルは、各国の単相交流の電源電圧に応じて作成される。また、溶接電源装置Ａ１が単相および三相の両方に対応可能である場合、表示方式情報テーブルは、各国の単相および三相の両方の電源電圧に応じて作成される。

図４は、本開示の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

〔第２実施形態〕
図４は、本開示の第２実施形態に係る溶接電源装置Ａ２を説明するための図であり、溶接システムの全体構成を示すブロック図である。本実施形態に係る溶接電源装置Ａ２は、表示情報をサーバに記憶している点で、第１実施形態に係る溶接電源装置Ａ１と異なる。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第１実施形態と同様である。

本実施形態では、溶接電源装置Ａ２は、通信部８をさらに備えている。通信部８は、たとえばネットワーク回線を介して、外部のサーバ９と通信を行う。本実施形態では、表示方式情報テーブルおよび各表示情報が、記憶部６ではなく、サーバ９に記憶されている。制御部４は、通信部８を介して、サーバ９に記憶された情報を読み出す。表示情報は、表示内容番号ごとに、また、表示方式情報ごとに作成されるので、対応する国および言語の数が多いほど、必要な記憶容量が大きくなる。本実施形態では、各表示情報がサーバ９に記憶されるので、溶接電源装置Ａ２の記憶部６の記憶容量を抑制できる。また、対応する国または言語を追加する場合でも、サーバ９に記憶された表示方式情報テーブルを修正して、表示情報を追加すればよいので、溶接電源装置Ａ２ごとに情報を修正および追加する必要がない。また、表示情報の修正なども、容易に対応できる。

本実施形態においては、電圧センサ３、操作部５、表示装置７、通信部８、サーバ９、および制御部４の一部（電圧検出部４２、周波数検出部４３、選択部４４、表示方式設定部４５、表示制御部４６）が、表示システムＳ２を構成する。

本実施形態においても、表示方式設定部４５が電源電圧ｖ、電源周波数ｆ、および選択言語に基づいて表示方式を表示制御部４６に設定し、表示制御部４６が設定された表示方式に基づいて、表示情報を表示装置７に表示させる。これにより、溶接電源装置Ａ２（表示システムＳ２）は、自動的に使用国を推定して、当該国に応じた表示が可能である。また、表示方式設定部４５は、電源周波数ｆも考慮して表示方式を設定するので、推定できる国が多くなる。また、本実施形態によると、サーバ９は、各表示情報を、文字コードと文字の配置が記述された文章データとして記憶している。したがって、溶接電源装置Ａ２（表示システムＳ２）は、サーバ９の記憶容量を抑制できる。

さらに、本実施形態によると、サーバ９が表示方式情報テーブルおよび各表示情報を記憶している。したがって、溶接電源装置Ａ２（表示システムＳ２）は、記憶部６の記憶容量を抑制できる。また、溶接電源装置Ａ２（表示システムＳ２）は、対応する国および言語の数が多くなった場合でも、記憶部６の記憶容量を大きく増加させることなく、表示情報の数の増加に対応できる。また、対応する国または言語を追加する場合や、表示情報の修正も、サーバ９側での情報の修正および追加で対応でき、溶接電源装置Ａ２（表示システムＳ２）ごとに情報の修正および追加を行う必要がない。

なお、第１～２実施形態においては、本発明に係る表示システムを溶接電源装置に組み込んだ場合について説明したが、これに限られない。表示システムＳ１,Ｓ２を、溶接電源装置とは別体の装置として構成し、溶接電源装置に接続して用いてもよい。また、表示システムＳ１,Ｓ２の一部の構成（たとえば操作部５および表示装置７）を溶接トーチＴまたはワイヤ送給装置Ｄに配置してもよい。また、本発明に係る表示システムは、溶接電源装置以外の電気機器（家電機器、工業機器など）に組み込まれてもよい。

本発明に係る表示システムおよび溶接電源装置は、上記した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る表示システムおよび溶接電源装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ１～Ａ２：溶接電源装置、１：電力変換部、３：電圧センサ、４２：電圧検出部、４３：周波数検出部、４４：選択部、４５：表示方式設定部、４６：表示制御部、７：表示装置、９：サーバ、Ｂ:商用電源、Ｔ：溶接トーチ

Claims (5)

1. 商用電源の電圧を検出する電圧センサと、
   前記電圧センサの検出信号に基づいて電源電圧を検出する電圧検出部と、
   操作者に使用言語を選択させる選択部と、
   前記電圧検出部が検出した電源電圧と、前記選択部で選択された選択言語とに基づいて、表示方式を設定する表示方式設定部と、
   前記表示方式設定部で設定された表示方式に基づいて、表示装置に表示させる表示制御部と、
   を備えている表示システム。
2. 前記検出信号に基づいて電源周波数を検出する周波数検出部をさらに備え、
   前記表示方式設定部は、さらに、前記周波数検出部が検出した電源周波数も含めて、前記表示方式を設定する、
   請求項１に記載の表示システム。
3. 表示方式ごとの表示情報を記憶するサーバをさらに備え、
   前記表示制御部は、前記表示方式設定部で設定された表示方式に基づいて、前記サーバに記憶された表示情報を読み出して、前記表示装置に表示させる、
   請求項１または２に記載の表示システム。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の表示システムと、
   前記商用電源から供給される交流電力を変換して溶接トーチに出力する電力変換部と、
   を備えている、
   溶接電源装置。
5. 前記表示制御部は、文字コードと文字の配置が記述された文章データである表示情報と、文字コードと文字のフォントデータとの対応関係を示す文字コードテーブルとに基づいて、前記表示情報に対応した画像データを作成し、当該画像データを前記表示装置に表示させる、
   請求項４に記載の溶接電源装置。

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