(57)【要約】      （修正有）【課題】溶接出力回路パスの電気的特性にマッチし、優れた溶接性能が得られる溶接電源及び溶接システムを提供する。【解決手段】電気的特性に関する溶接出力回路パスの特徴付けに基づいて溶接出力波形を選択する電源及びシステムであり、溶接電源の溶接出力に接続された溶接出力回路パスの少なくとも１つの電気的特性（インダクタンス、抵抗など）を決定し、決定した電気的特性に基づいて複数の溶接出力波形から１つの溶接出力波形を選択し、溶接出力回路パスに印加する。【選択図】図４
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
溶接電源に接続された溶接出力回路パスの少なくとも一電気的特性を決定するステップと、
前記少なくとも一電気的特性に基づき、複数の溶接出力波形から一溶接出力波形を選択するステップとを有する、
方法。
【請求項２】
前記少なくとも一電気的特性は前記溶接出力回路パスのインダクタンス値である、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも一電気的特性は前記溶接出力回路パスの抵抗値である、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも一電気的特性は前記溶接出力回路パスのインダクタンス値及び抵抗値である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記溶接電源が前記選択された溶接出力波形を前記溶接出力回路パスに印加するステップをさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
溶接出力を有する溶接電源であって、
前記溶接電源は前記溶接電源の前記溶接出力に接続された溶接出力回路パスの少なくとも一電気的特性を決定するように構成され、
前記溶接電源は、さらに、前記少なくとも一電気的特性に応じて前記溶接電源に記憶された複数の溶接出力波形から一溶接出力波形を選択するように構成されている、
溶接電源。
【請求項７】
前記溶接電源は、さらに、選択された溶接出力波形を前記溶接電源の前記溶接出力に接続された溶接出力回路パスに印加するように構成されている、
請求項６に記載の溶接電源。
【請求項８】
さらに、電気的特性を溶接出力波形にマッピングするように構成された少なくとも一ルックアップテーブルを有する、請求項６または７に記載の溶接電源。
【請求項９】
前記少なくとも一電気的特性は、前記溶接出力回路パスのインダクタンス値及び／または前記溶接出力回路パスの抵抗値を含む、
請求項６ないし８いずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
溶接出力を有する、特に請求項６ないし９いずれか一項に記載の溶接電源であって、複数の溶接出力波形を記憶し、前記溶接出力に接続された溶接出力回路パスの少なくとも一電気的特性に基づいて前記複数の溶接出力波形のうちの一溶接出力波形を選択するように構成された溶接電源と、
前記溶接出力に動作可能に接続された溶接出力回路パスと、
前記溶接出力回路パスまたは前記溶接電源の一方に動作可能に接続された溶接出力アナライザであって、前記溶接電源により前記溶接出力回路パスに印加される溶接出力の電気的パラメータをモニターし、前記溶接出力の電気的パラメータに基づき前記溶接出力回路パスの少なくとも一電気的特性を決定し、前記少なくとも一電気的特性を前記溶接電源に提供するように構成された溶接出力アナライザとを有する、
システム。
【請求項１１】
前記溶接出力回路パスは、溶接ケーブル、溶接ツール及び／または電極、及びワークピース及び／またはワークピースコネクタのうち一または複数を含む、
請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記溶接出力回路パスは、溶接電源から、溶接ケーブルを通り、溶接ツール及び／または電極まで行き、ワークピース及び／またはワークピースコネクタを通って、溶接ケーブルを通って、溶接電源に戻る、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記溶接出力電気的パラメータは溶接出力電圧になる少なくとも１つの調整された溶接出力電流を含む、請求項１０ないし１３いずれか一項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記溶接出力電気的パラメータは溶接出力電流になる少なくとも１つの調整された溶接出力電圧を含む、請求項１０ないし１３いずれか一項に記載のシステム。
【請求項１５】
溶接電源により溶接出力回路パスに印加される溶接出力の電気的パラメータをモニターする手段と、
前記溶接出力の電気的パラメータに基づいて前記溶接出力回路パスの少なくとも一電気的特性を決定する手段と、
前記少なくとも一電気的特性に応じて、前記溶接電源により前記溶接出力回路パスに印加される溶接出力波形を選択する手段とを有する、
システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案の一部の実施形態は溶接に関する。より具体的には、本考案の一部の実施形態は、溶接回路出力パスの電気的特性に関する特性に応じて溶接出力波形を選択するシステムと方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の溶接用電源は、例えばインダクタンスなどシステムの電気的出力特性により大きな影響を受け得る、非常に高速な出力電流変化を可能にする高度なパワーエレクトロニクス原理を利用している。そのため、今日の溶接システムは、「出力を下げて（ｔｕｎｅｄ  ｄｏｗｎ）」、典型的な動作シナリオにおいて受容できように作動される場合が多い。すなわち、溶接波形は、溶接システムが経験するワーストケースシナリオを受容するように設計されることが多い。しかし、動作のウィンドウは非常に広く、溶接ケーブルの長さ、使われる溶接ケーブルのタイプ、その他の要因による影響を受ける。それゆえ、システムが、より高い性能の溶接波形をサポートできても、「出力を下げた」溶接波形が用いられる時がある。それゆえ、より高い溶接性能が犠牲になっている。
【０００３】
当業者には、かかるシステム及び方法を、図面を参照して本願に記載した本考案の実施形態と比較すれば、従来のアプローチ及び提案のアプローチのさらに別の制約と欠点が明らかになるだろう。
【０００４】
２０１０年  ３月２３日発行の米国特許第７，６８３，２９０号は、その全体をここに参照援用する。２００４年  ５月  ４日発行の米国特許第６，７３０，８７５号は、その全体をここに参照援用する。２００３年  ７月２２日発行の米国特許第６，５９６，９７０号は、その全体をここに参照援用する。
【考案の概要】
【０００５】
本考案の実施形態は、電気的特性に関する溶接出力回路パスの特徴付けに基づいて溶接出力波形を選択するシステムと方法を提供する。溶接電源に関する溶接出力回路パスの少なくとも１つの電気的特性（インダクタンス、抵抗など）を決定する。決定された電気的特性に基づいて複数の溶接出力波形から１つの溶接出力波形を選択する。選択された溶接出力波形は、溶接出力回路パスの電気的特性にマッチし、優れた溶接性能を提供する。
【０００６】
本考案の一実施形態は方法である。該方法は、溶接電源に接続された溶接出力回路パスの少なくとも一電気的特性を決定するステップと、前記少なくとも一電気的特性に基づき、複数の溶接出力波形から一溶接出力波形を選択するステップとを有する。該方法は、さらに、溶接電源に、選択された溶接出力波形を溶接出力回路パスに印加させるステップを含み得る。溶接出力回路パスの少なくとも一電気的特性は、溶接出力回路パスのインダクタンス値、溶接出力回路パスの抵抗値、または両方である。
【０００７】
本考案の一実施形態は、溶接出力を有する溶接電源である。溶接電源は、その溶接電源の溶接出力に接続された溶接出力回路パスの少なくとも一電気的特性を決定するように構成されている。溶接電源は、さらに、少なくとも一電気的特性に応じて溶接電源に記憶された複数の溶接出力波形から一溶接出力波形を選択するように構成されている。溶接電源は、選択された溶接出力波形を、溶接電源の溶接出力に接続された溶接出力回路パスに印加するように構成されていてもよい。溶接電源は、電気的特性を溶接出力波形にマッピングするように構成された少なくとも一ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を含み得る。溶接出力回路パスの少なくとも一電気的特性は、溶接出力回路パスのインダクタンス値、溶接出力回路パスの抵抗値、または両方である。
【０００８】
本考案の一実施形態はシステムである。該システムは溶接出力を有する溶接電源を含む。溶接電源は、複数の溶接出力波形を記憶し、溶接出力に接続された溶接出力回路パスの少なくとも一電気的特性に基づいて複数の溶接出力波形のうちの一溶接出力波形を選択するように構成されている。また、該システムは、溶接出力に動作可能に接続された溶接出力回路パスを含む。溶接出力回路パスは、溶接ケーブル、溶接ツール及び／または電極、及びワークピース及び／またはワークピースコネクタのうち一または複数を含む。溶接出力回路パスは、溶接電源から、溶接ケーブルを通って、溶接ツール及び／または電極まで、ワークピース及び／またはワークピースコネクタを通って、溶接ケーブルを通って、溶接電源に戻る。該システムは、さらに、溶接出力回路パスまたは溶接電源の一方に動作可能に接続された溶接出力アナライザを含む。溶接出力アナライザは、溶接電源により溶接出力回路パスに印加される溶接出力の電気的パラメータをモニターし、溶接出力の電気的パラメータに基づき溶接出力回路パスの少なくとも一電気的特性を決定し、少なくとも一電気的特性を溶接電源に提供するように構成されている。溶接電源は、電気的特性を溶接出力波形にマッピングするように構成された少なくとも一ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を含み得る。溶接出力電気的パラメータは少なくとも１つの調整された溶接出力電流と、その結果の溶接出力電圧とを含む。溶接出力電気的パラメータは少なくとも１つの調整された溶接電圧と、その結果の溶接出力電流とを含む。溶接出力回路パスの少なくとも一電気的特性は、インダクタンス、抵抗または両方を含み得る。
【０００９】
本考案の一実施形態はシステムである。該システムは、溶接電源により溶接出力回路パスに印加される溶接出力の電気的パラメータをモニターする手段を含む。また、該システムは、溶接出力の電気的パラメータに基づいて溶接出力回路パスの少なくとも一電気的特性を決定する手段も含む。該システムは、少なくとも一電気的特性に応じて、溶接電源により溶接出力回路パスに印加される溶接出力波形を選択する手段をさらに含む。
【００１０】
本考案の実施形態の詳細は、以下の説明、実用新案登録請求の範囲、及び図面からよりよく理解できるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】溶接出力回路パスを含む溶接システムの第１の実施形態例を示すブロック図である。
【図２】本考案の一実施形態による図１の溶接出力回路パスを表す回路例である。
【図３】本考案の一実施形態による、図２に示した溶接出力回路パスの総インダクタンスＬＴが、回路パスを流れる電流Ｉの関数としてどう変化するかを示すグラフである。
【図４】溶接出力波形を溶接出力回路パスにマッチングさせる方法の一実施形態例を示すフローチャートである。
【図５】本考案の一実施形態によるルックアップテーブルを示すブロック図である。
【図６】溶接出力回路パスを含む溶接システムの第２の実施形態例を示すブロック図である。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
以下は、本開示で用いられる用語例の定義である。すべての用語の単数形及び複数形は両方ともそれぞれの意味である：
ここで用いる「ソフトウェア」または「コンピュータプログラム」は、コンピュータ又はその他の電子デバイスに機能や動作を実行させ、及び／又は所望の方法で振る舞わせるコンピュータ読み取り可能及び／又は実行可能命令を含むが、これに限定されない。かかる命令は、アプリケーションやダイナミックリンクドライブラリのコードを含むルーチン、アルゴリズム、モジュール、又はプログラムなどのいろいろな形式で実現できる。ソフトウェアは、スタンドアロンプログラム、ファンクションコール、サーブレット、アプレット、アプリケーション、メモリに記憶された命令、オペレーティングシステムの一部、他のタイプの実行可能命令などのいろいろな形式で実施することもできる。当業者には言うまでもなく、ソフトウェアの形式は、例えば、所望のアプリケーションによる必要性、実行される環境、及び／又はデザイナやプログラマの希望などに依存する。
【００１３】
ここで用いる「コンピュータ」または「処理要素」は、データを記憶、読み出し、及び処理できる、任意のプログラムされたまたはプログラム可能な電子デバイスを含むが、これに限定されない。「非一時的コンピュータ読み取り可能媒体」は、ＣＤ−ＲＯＭ、リムーバブルフラッシュメモリカード、ハードディスクドライブ、磁気テープ及びフロッピー（登録商標）ディスクを含むが、これらに限定されない。
【００１４】
ここで用いられる「溶接出力波形」との用語は、時間の経過とともに溶接出力電圧または電流に用いられる時間的に変化する形状、及び／または時間の経過とともに溶接電源により溶接出力回路パスに用いられる実際の電流または電圧を表すデータまたは情報を意味する。
【００１５】
ここで用いられる「溶接出力」との用語は、一以上の溶接ケーブルに動作可能に接続されるように構成された溶接電源の電気的溶接出力に関連する回路を意味する。
【００１６】
「溶接ツール」、「溶接電極」及び「溶接ワイヤ」との用語は、ここでは互いに交換可能に用いられる。
【００１７】
図１は、本考案の様々な態様による、溶接出力回路パス１０５を含む溶接システム１００の一実施形態例を示すブロック図である。溶接システム１００は、溶接出力１１２と、任意的にディスプレイ１１５とを有する溶接電源１１０を含む。溶接出力回路パス１０５は、溶接出力１１２において溶接電源１１０に接続されている。
【００１８】
一実施形態では、溶接出力回路パス１０５は、溶接ケーブル１２０、溶接ツール１３０、ワークピースコネクタ１５０、溶接ワイヤのスプール１６０、溶接ワイヤフィーダ１７０、溶接ワイヤ１８０及び任意的なワークピース１４０を含む。溶接ワイヤ１８０は、一実施形態では、ワイヤフィーダ１７０を介してスプール１６０から溶接ツール１３０に送り込まれる。他の一実施形態では、溶接システム１００は、ワイヤのスプール１６０、ワイヤフィーダ１７０または溶接ワイヤ１８０を含まないが、その代わり手棒溶接などで用いられるような消費可能電極を含む溶接ツールを含む。本考案の様々な実施形態では、溶接ツール１３０は、溶接トーチ、溶接ガン、電極ホルダー、及び溶接消耗品を含む。
【００１９】
溶接出力回路パス１０５は、溶接電源１１０の溶接出力１１２から溶接ケーブル１２０を通って溶接ツール１３０まで、そしてワークピース１４０を通って、及び／またはワークピースコネクタ１５０まで、そして溶接ケーブル１２０を通って溶接電源１１０までである。動作中、溶接電源１１０は溶接出力波形を溶接出力回路パス１０５に印加し、時間的に変化する電流を溶接出力回路パス１０５に流し、ワイヤ（または電極）とワークピース１４０との間に放電させる。本考案の一実施形態では、溶接ケーブル１２０は同軸ケーブルアセンブリを含む。本考案の他の一実施形態では、溶接ケーブル１２０は、溶接電源１１０から溶接ツール１３０までの第１のケーブル長と、ワークピースコネクタ１５０から溶接電源１１０までの第２のケーブル長を有する。
【００２０】
本考案の様々な実施形態では、ワークピース１４０は溶接出力回路パス１０５の一部であってもなくてもよい。ワークピース１４０が無い場合、溶接ツール１３０はワークピースコネクタ１５０に直接接続される。ワークピースコ１４０があるとき、ワークピースコネクタ１５０はワークピース１４０と溶接ケーブル１２０との間に接続される。溶接ツール１３０は、ワークピース１４０に直接接触してもよいし、例えば溶接操作中に、溶接ツール１３０とワークピース１４０との間に放電１９０が生じていてもよい。また、例えば、溶接操作中に、実際に溶接ツール１３０を通る溶接ワイヤ１８０の部分は、溶接出力回路パス１０５の一部と考えても良い。
【００２１】
図２は、本考案の一実施形態による、図１の溶接出力回路パス１０５を表す回路例２００である。回路表示２００は、溶接出力回路パス１０５の溶接ケーブル１２０側のインダクタンスＬｃ２１０と抵抗Ｒｃ２２０とを含む。回路表示２００は、溶接出力回路パス１０５の溶接電源１１０側（マシン側）のインダクタンスＬｍ２３０、内部抵抗Ｒｉ２４０及びダイオードＤｉ２５０も含む。溶接ケーブル１２０は、電気的ノード２６０と２７０を有する溶接出力１１２において溶接電源１１０につながっている。
【００２２】
電流（Ｉ）２８０が溶接出力回路パス１０５を流れると、ノード２６０と２７０との間に出力電圧（Ｖ）２６５が生じ、抵抗ＲｃとＲｉ及びダイオードＤｉがインダクタＬｃとＬｍのエネルギーを散逸する。本考案の他の実施形態では、回路表示２００にはスイッチ（図示せず）などの他の散逸コンポーネントがあってもよい。溶接出力回路パス１０５の総インダクタンスＬＴ＝Ｌｍ＋Ｌｃを近似的に決定する際、かかるエネルギー散逸コンポーネントを考慮する。
【００２３】
図３は、本考案の一実施形態による、図２に示した溶接出力回路パス１０５の総インダクタンスＬＴが、回路パスを流れる電流（Ｉ）の関数としてどう変化するかを示すグラフ３００である。第１の曲線３１０は比較的長い溶接ケーブルのインダクタンス（Ｌ）対電流（Ｉ）の曲線であり、第２の曲線３２０は比較的短い溶接ケーブルのいんだくたん（Ｌ）対電流（Ｉ）の曲線である。両曲線は、グラフ３００に示す通り、約１５０アンペアから３００アンペアまでは比較的平坦である。結果として、総インダクタンスＬＴと総抵抗ＲＴ（すなわち、溶接出力回路パスの電気的特性）を決定する過程は、一般的には平坦領域３３０（例えば、１５０アンペアと３００アンペアの間）において行われる。
【００２４】
米国特許第７，６８３，２９０号は、ここに参照援用するが、溶接出力回路の電気的特性（インダクタンスと抵抗など）がどう決まるかを説明している。例えば、本考案の一実施形態では、溶接電源１１０は、その出力回路をチェックして、外部機器を用いなくても抵抗とインダクタンスを決定できる。測定は、ワークピース１４０に短絡された溶接ツール１３０で行え、または溶接ツール１３０とワークピース１４０との間に放電１９０が形成されている溶接過程で行える。
【００２５】
一実施形態では、インダクタンス測定方法が溶接電源１１０に組み込まれている。第１に、出力電圧を測定しつつ、出力電流を既知の値に調整する。代替的に、電圧を調節し、その結果流れる電流を測定する。このように電流と電圧から、溶接出力回路パスの抵抗がＲ＝Ｖ／Ｉとして計算できる。ここでＲは抵抗であり、Ｖは電圧であり、Ｉは電流である。
【００２６】
次に、電源をオフし、電流の減衰を測定する。インダクタンスは次の式で推定される：
Ｌ＝−（Ｒ＊ｔ）／（ｌｎ［ｉ（ｔ１）／ｉ（ｔ０）］）。
ここで、ｉ（ｔ０）は時刻ｔ０において測定された電流であり、ｉ（ｔ１）は時刻ｔ１において測定された電流であり、ｔ＝ｔ１−ｔ０である。
【００２７】
このようなインダクタンスＬの推定は、インダクタンスのエネルギーがすべて抵抗Ｒで散逸されることを過程しているので、単なる粗い近似である。しかし、実際には、エネルギーの一部は、溶接電源中のダイオードやスイッチなど、他のコンポーネントによっても散逸される。本考案の様々な他の実施形態では、特許文献１に説明されているように、他のより正確な計算方法もある。
【００２８】
図４は、溶接出力波形を溶接出力回路パスにマッチングさせる方法４００の一実施形態例を示すフローチャートである。方法４００のステップ４１０において、溶接電源に接続された溶接出力回路パスの少なくとも１つの電気的特性を決定する。例えば、電気的特性は溶接電源１０により自動的に決定できる。方法４００のステップ４２０において、その少なくとも１つの電気的特性に基づき、複数の溶接出力波形から溶接出力波形を選択する。例えば、溶接出力波形は、ルックアップテーブルまたは状態テーブルを用いて溶接電源１１０により自動的に選択される。方法４００のステップ４３０において、溶接電源は、（ユーザのコマンドなどにより）選択された溶接出力波形を溶接出力回路パスに印加する。
【００２９】
一例として、ユーザは、図１のシステム１００で溶接オペレーションを実行することを欲している。ユーザは、図４の方法４００の実施を含む、高速切り替え溶接オペレーションを実行することを欲している。高速切り替え溶接オペレーションは、比較的短時間間隔で、溶接出力波形の低出力電流レベルから高出力電流レベルへの切り替え、及びその逆を意図している。例えば、溶接電源は、１ｋＨｚの最大切り替え速度で動作するように構成され、そのような高速の電流切り替えを可能としている。しかし、有効切り替え速度は、溶接出力回路パス１０５の電気的特性（及び切り替え電流に関連する立ち上がり時間及び立ち下がり時間の長さ）により制限され得る。
【００３０】
立ち上がりと立ち下がりのレートが制約されない（例えば、溶接出力回路パスにインダクタンスが全く無い）理想的な状況では、溶接出力電流は１ミリ秒で３０００アンペアの範囲で変化可能である。しかし、実際には、溶接出力回路パスに伴うインダクタンスと抵抗が常に少しはあるので、出力電流の立ち上がり及び立ち下がり時間が制約される。例えば、溶接ケーブルのリードのほころび、過小サイズの溶接ケーブル、及び過長な溶接ケーブルのために、抵抗レベルが高くなることがある。溶接出力回路パスの電気的特性は、溶接中の放電の特性に影響し、溶接品質に影響し得る。
【００３１】
例の説明を続けるが、ユーザは、最初に溶接電源１１０をワークピース１４０から離れたところに置いておき、溶接電源１１０からワークピース１４０まで比較的長い溶接ケーブル２０を使う。ユーザは、高速切り替え溶接プロセスを選択し、システム１００は溶接出力回路パス１０５の電気的特性を決定する。比較的長い溶接ケーブル１２０のため、システム１００は、インダクタンスと抵抗が比較的高いと判断する。ユーザが高速切り替え溶接プロ説を選択しても、システム１００は、高速切り替え溶接プロセスに関連する複数の溶接出力波形から、比較的長い溶接ケーブル１２０によりインダクタンスと抵抗が比較的高くても正しく動作する第１の溶接出力波形を選択する。すなわち、選択された第１の溶接出力波形の切り替え速度は、溶接出力回路パスの比較的高いインダクタンス及び抵抗が課す立ち上がり時間及び立ち下がり時間の制約と同等である。結果として、ユーザは、満足行く品質の第１の溶接をできる。
【００３２】
その後、ユーザは、溶接電源１１０にもっと近いところにある他のワークピース１４０を溶接する。ユーザは、比較的長い溶接ケーブル１２０をもっと短い溶接ケーブルと交換する。ユーザは、前と同じ高速切り替え溶接プロセスを選択し、システム１００はその短い溶接出力回路パス１０５の電気的特性を決定する。システム１００は、今度は、溶接出力回路パスのインダクタンスと抵抗が前よりももっと低いと判断し、高速溶接プロセスに関連する複数の溶接出力波形から、切り替え速度がより速い第２の溶接出力波形を選択する。すなわち、選択された第２の溶接出力波形の切り替え速度は、溶接出力回路パスの比較的低いインダクタンス及び抵抗が課す、より速い立ち上がり時間及び立ち下がり時間の制約と同等である。
【００３３】
結果として、ユーザは、より低いインダクタンスと抵抗のレベルにおいて、より高い切り替え速度を利用できるので、第１の溶接よりももっとよい品質特性を有する第２の溶接をできる。一実施形態では、電気的特性の決定と溶接出力波形の選択は、ユーザが考えたり何か特別なことをしなくても、溶接電源１１０により自動的に実行される。
【００３４】
本考案の一実施形態では、システムは、溶接出力回路パスの電気的特性が制約されているために、「劣った」溶接出力波形を選択した時には、ユーザに表示をする。かかる表示は、例えば溶接電源のディスプレイ１１５に表示されてもよい。さらに、かかる表示は、ユーザに、溶接出力回路パスの設定をチェック及び／または変更する動機を与える。また、ユーザが、現在の溶接出力回路パスと不適合な溶接プロセスや具体的な溶接波形を選択する時がある。かかるシナリオでは、システムは、溶接電源のディスプレイ１１５上で、ユーザに、不適合の表示を与え、ユーザに新しいプロセスや波形を選択し、または溶接出力回路パスの設定を変更するように動機付ける。
【００３５】
図５は、本考案の一実施形態によるルックアップテーブル５００を示すブロック図である。ルックアップテーブル（ＬＵＴ）５００は、一実施形態では、溶接電源１１０に実装され、入力を出力にマッピングする。ＬＵＴ５００の入力は、溶接出力回路パス１０５の決定された電気的特性（例えば、インダクタンス及び／または抵抗など）であり、出力は、溶接電源１０に（例えば、コンピュータメモリに）記憶された複数の溶接出力波形のうちの溶接出力波形である。
【００３６】
例えば、ある溶接プロセスまたはモード（例えば、高速切り替えプロセス）は、溶接電源１１０中に、それと関連づけられた１０通りの溶接出力波形を有している。ユーザが溶接プロセスを選択し、溶接電源１０が、接続された溶接出力回路パス１０５の電気的特性を自動的に決定した後に、１０通りの波形から選択する適当な波形をＬＵＴ５００により自動的に決定する。ＬＵＴ５００は、適当な波形を、インダクタンスと抵抗のある組み合わせと（またはインダクタンスと抵抗のある範囲と）アプリオリに関連づけるように構成されている。
【００３７】
様々な実施形態では、ＬＵＴ５００は、ＥＥＰＲＯＭなどのハードウェアで実装されても、コンピュータメモリに記憶されたアドレサブルデータ構造などとしてソフトウェアで実装されてもよい。他のハードウェア及びソフトウェア構成も可能である。本考案の一実施形態では、システム１００は複数のＬＵＴ５００を含む。例えば、溶接電源１１０は、溶接電源１１０により設けられた各溶接プロセスまたは溶接モードに対し、１つのＬＵＴを有する。
【００３８】
図６は、溶接出力回路パス１０５を含む溶接システム６００の第２の実施形態例を示すブロック図である。図１のシステム１００と同様に、溶接システム６００は、溶接出力１１２を有する溶接電源６１０を含む。溶接出力回路パス１０５は、溶接出力１１２において溶接電源６１０に接続されている。システム６００は、溶接出力アナライザ６２０も含む。一実施形態では、溶接出力アナライザ６２０は、溶接電源６１０及び／または溶接出力回路パス１０５と動作的にインタフェースしたコンピュータである。
【００３９】
図６のシステム６００では、溶接出力回路パス１０５の電気的特性を決定し、決定された電気的特性に基づいて溶接出力波形を選択する機能は、溶接出力アナライザ６２０に実装されている。例えば、溶接出力アナライザ６２０は、溶接出力回路パス１０５に溶接出力電気的パラメータ（例えば、調整された出力電圧または電流）を適用し、得られる溶接出力電気的パラメータ（例えば、出力電流または出力電圧）を測定するよう、溶接電源６１０に命令する。溶接出力電気的パラメータは、溶接電源６１０から溶接出力アナライザ６２０に伝達され、溶接出力アナライザ６２０は、その溶接出力電気的パラメータに基づいて溶接出力回路パス１０５の電気的特性（抵抗やインダクタンスなど）を計算する。別の実施形態では、溶接出力アナライザ６２０は、例えば、高インピーダンスインタフェース及び／または電流シャントにより、溶接出力回路パス１０５における直接的測定により、溶接出力電気的パラメータをモニターできる。
【００４０】
溶接出力アナライザ６２０は、ＬＵＴ５００を有し、計算された電気的特性に基づき適当な溶接出力波形を選択し、選択された溶接出力波形を溶接電源６１０に伝達する。方法４００のステップ４３０において、溶接電源は、（ユーザのコマンドなどにより）選択された溶接出力波形を溶接出力回路パスに印加する。様々な実施形態では、溶接出力回路パスの電気的特性は、溶接出力アナライザ６２０により自動的に、ユーザが溶接出力アナライザ６２０を操作してマニュアルで、決定され得る。マニュアルシナリオでは、溶接出力アナライザ６２０は、ユーザを支援するユーザインタフェース６２６及び／またはディスプレイ６２５を任意的に含み得る。
【００４１】
他の代替的な実施形態では、溶接出力回路パスの電気的特性を決定し、電気的特性に基づき溶接出力波形を選択する様々な機能的態様は、慎重な設計判断、コスト的制約、及び／またはその他の考慮事項やトレードオフに応じて、溶接電源と溶接出力アナライザの間に分散していてもよい。
【００４２】
要約すると、電気的特性に関する溶接出力回路パスの特徴付けに基づいて溶接出力波形を選択するシステムと方法を開示した。溶接電源に関する溶接出力回路パスの少なくとも１つの電気的特性（インダクタンス、抵抗など）を決定する。決定された電気的特性に基づいて複数の溶接出力波形から１つの溶接出力波形を選択する。結果として、選択された溶接出力波形は、溶接出力回路パスの電気的特性にマッチし、優れた溶接性能を提供する。
【００４３】
添付した実用新案登録請求の範囲において、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」及び「ｈａｖｉｎｇ」との用語は、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」との用語と同等の平易な言葉として用いられている。「ｉｎ  ｗｈｉｃｈ」との用語は「ｗｈｅｒｅｉｎ」と同等である。さらに、添付した実用新案登録請求の範囲において、「ｆｉｒｓｔ」、「ｓｅｃｏｎｄ」、「ｔｈｉｒｄ」、「ｕｐｐｅｒ」、「ｌｏｗｅｒ」、「ｂｏｔｔｏｍ」、「ｔｏｐ」などの用語は、単にラベルとして用いられており、その対象に数字的または位置的な要件を課すことを意図していない。さらに、添付した実用新案登録請求の範囲の限定は、その限定が構成を欠いており「ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ」及びそれに続く機能の記載するまで、ｍｅａｎｓ−ｐｌｕｓ−ｆｕｎｃｔｉｏｎフォーマットでは記載されておらず、米国特許法第１１２条第６項に基づき解釈されることは意図していない。ここで用いているように、単数形で記載され、「ａ」または「ａｎ」が前に付された要素またはステップは、そのような排除が明示的に記載されていない限り、かかる要素またはステップが複数ある場合を排除するものではないと解すべきである。さらにまた、本考案の「一実施形態」との記載は、その記載されたフィーチャを組み込んだ別の実施形態の存在を排除するものと解してはならない。さらに、明示的に反対の記載が無い限り、ある特性を有する一要素または複数の要素を「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」または「ｈａｖｉｎｇ」する実施形態は、その特性を有さないかかる要素の別の物を含んでいてもよい。さらに、ある実施形態は同様の要素を有するように示したが、これは単なる例示を目的としたものであって、請求項で指定しない限り、かかる実施形態は同じ要素を有する必要はない。
【００４４】
用語「ｍａｙ」と「ｍａｙ  ｂｅ」はある状況における発生の可能性、及び指定された特性、特徴または機能の所有を示し、及び／または他の動詞をその動詞に関連するアビリティ、ケイパビリティまたは可能性を表すことにより限定する。したがって、「ｍａｙ」や「ｍａｙ  ｂｅ」の使用は、場合によっては、修飾される用語が適当、ケイパブルまたは好適でないことを考慮しつつ、修飾される用語が、示されたキャパシティ、機能または使用に対して明らかに適当であり、能力がありまたは好適であることを示している。例えば、ある状況ではイベントまたはキャパシティが期待できるが、他の状況ではそのイベントまたはキャパシティが発生し得ないという区別を、「ｍａｙ」及び「ｍａｙ  ｂｅ」という用語は捉えている。
【００４５】
本明細書は、実施例を用い、ベストモードも含めて本考案を開示し、当業者が、装置やシステムの生産及び使用、及び方法の使用を含めて、本考案を実施できるようにしている。本考案の実用新案登録性のある範囲は請求項に規定されており、当業者が想到し得る他の実施例も含み得る。他の実施例は、請求項の文言と相違しない構成を有する場合、または請求項の文言と実質的に相違しない等価な構成を含む場合、実用新案登録請求の範囲内にあるものとする。
【００４６】
実施形態を参照して本願が実用新案登録請求をする主題を説明したが、当業者には言うまでもなく、実用新案登録請求をする主題の範囲から逸脱することなく、いろいろな変更をしたり均等物で置き換えたりすることも可能である。また、実用新案登録請求をする主題の範囲から逸脱することなく、実用新案登録請求をする主題の教示に多くの修正をして、具体的な状況やマテリアルにあてはめてもよい。したがって、実用新案登録請求の主題は、開示した具体的な実施形態に限定されず、添付の実用新案登録請求の範囲に含まれるすべての実施形態を含むものである。
【符号の説明】
【００４７】
１００  溶接システム        ２６０  ノード
１０５  回路パス            ２６５  電圧（Ｖ）
１１０  電源                ２７０  ノード
１１２  溶接出力            ２８０  電流（Ｉ）
１２０  溶接ケーブル        ３００  グラフ
１３０  溶接ツール          ３１０  第１の曲線
１４０  任意的ワークピース  ３２０  第２の曲線
５０  ワークピースコネクタ  ３３０  平坦領域
１６０  溶接ワイヤ          ４００  方法
１７０  溶接ワイヤフィーダ  ４１０  ステップ
１８０  溶接ワイヤ          ４２０  ステップ
１９０  放電                ４３０  ステップ
２００  表示                ５００  ルックアップテーブル（ＬＵＴ）
２１０  インダクタンスＬｃ  ６００  溶接システム
２２０  抵抗Ｒｃ            ６１０  溶接電源
２３０  インダクタンスＬｍ  ６２０  出力アナライザ
２４０  抵抗Ｒｉ            ６２５  ディスプレイ
２５０  ダイオードＤ        ６２６  ユーザインタフェース
【図１】
0003197557.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年10月30日(2014.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
溶接出力を有する溶接電源であって、
前記溶接電源は前記溶接電源の前記溶接出力に接続された溶接出力回路パスの少なくとも一電気的特性を決定するように構成され、
前記溶接電源は、さらに、前記少なくとも一電気的特性に応じて前記溶接電源に記憶された複数の溶接出力波形から一溶接出力波形を選択するように構成されている、
溶接電源。
【請求項２】
前記溶接電源は、さらに、選択された溶接出力波形を前記溶接電源の前記溶接出力に接続された溶接出力回路パスに印加するように構成されている、
請求項１に記載の溶接電源。
【請求項３】
さらに、電気的特性を溶接出力波形にマッピングするように構成された少なくとも一ルックアップテーブルを有する、請求項１または２に記載の溶接電源。
【請求項４】
前記少なくとも一電気的特性は、前記溶接出力回路パスのインダクタンス値及び／または前記溶接出力回路パスの抵抗値を含む、
請求項１ないし３いずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
溶接出力を有する、特に請求項６ないし９いずれか一項に記載の溶接電源であって、複数の溶接出力波形を記憶し、前記溶接出力に接続された溶接出力回路パスの少なくとも一電気的特性に基づいて前記複数の溶接出力波形のうちの一溶接出力波形を選択するように構成された溶接電源と、
前記溶接出力に動作可能に接続された溶接出力回路パスと、
前記溶接出力回路パスまたは前記溶接電源の一方に動作可能に接続された溶接出力アナライザであって、前記溶接電源により前記溶接出力回路パスに印加される溶接出力の電気的パラメータをモニターし、前記溶接出力の電気的パラメータに基づき前記溶接出力回路パスの少なくとも一電気的特性を決定し、前記少なくとも一電気的特性を前記溶接電源に提供するように構成された溶接出力アナライザとを有する、
システム。
【請求項６】
前記溶接出力回路パスは、溶接ケーブル、溶接ツール及び／または電極、及びワークピース及び／またはワークピースコネクタのうち一または複数を含む、
請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記溶接出力回路パスは、溶接電源から、溶接ケーブルを通り、溶接ツール及び／または電極まで行き、ワークピース及び／またはワークピースコネクタを通って、溶接ケーブルを通って、溶接電源に戻る、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記溶接出力電気的パラメータは溶接出力電圧になる少なくとも１つの調整された溶接出力電流を含む、請求項５ないし７いずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記溶接出力電気的パラメータは溶接出力電流になる少なくとも１つの調整された溶接出力電圧を含む、請求項５ないし８いずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
溶接電源により溶接出力回路パスに印加される溶接出力の電気的パラメータをモニターする手段と、
前記溶接出力の電気的パラメータに基づいて前記溶接出力回路パスの少なくとも一電気的特性を決定する手段と、
前記少なくとも一電気的特性に応じて、前記溶接電源により前記溶接出力回路パスに印加される溶接出力波形を選択する手段とを有する、
システム。