(57)【要約】【課題】既存の溶接装置の問題及び欠点を克服する。【解決手段】溶接ワイヤ（１３６）を溶接ガン（１３０）に供給するよう構成される溶接装置（１００）を提供する方法及びその方法を実施する溶接システムが記載される。溶接ガン（１３０）は、トリガ（１３４）と、トリガ（１３４）が活性化されるときに溶接ワイヤ（１３６）が延びる開口とを有する。その方法は、自動ワイヤ後退プログラムを含むユーザインターフェース（１２６）を備えるコンピュータも有し、自動ワイヤ後退プログラムは、以下のパラメータ、即ち、溶接アーク電流、溶接ワイヤサイズ、溶接ワイヤ速度、及びバーンバック時間のうちの少なくとも１つに基づき溶接ワイヤ後退の量を動的に調節する。自動ワイヤ後退プログラムは、溶接ガン（１３０）を監視し、トリガ（１３４）が使用不能にさせられるときを決定する。【選択図】図１
2018149603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動ワイヤ後退方法であって、
少なくとも、溶接電源と、溶接ワイヤに給電するよう構成されるワイヤフィーダと、トリガと前記溶接ワイヤが延びる開口とを有する溶接ガンとを有する、手動溶接装置を提供するステップと、
後退遅延時間を有する自動ワイヤ後退プログラムを提供するステップと、
該自動ワイヤ後退プログラムを含むよう前記手動溶接装置を構成するステップと、
前記トリガが使用可能にさせられて前記溶接ワイヤを前記ワイヤフィーダから前記開口まで延ばすときを監視し、且つ前記溶接ワイヤを前記溶接ガンの前記開口から延ばすステップと、
前記トリガが使用不能にさせられるときの第１の量の時間を決定するステップと、
前記第１の量の時間が前記後退遅延時間と少なくとも等しいときを決定するステップであって、前記トリガは前記第１の量の時間の間に使用不能にさせられるステップと、
後退距離又は後退時間に亘って前記溶接ワイヤを前記溶接ガンの前記開口内に少なくとも部分的に後退させるステップとを含み、
該少なくとも部分的に後退させるステップは、以下のパラメータ、即ち、溶接アーク電流、溶接ワイヤサイズ、溶接ワイヤ送り速度、及びバーンバック時間のうちの少なくとも１つに動的に基づく、
方法。
【請求項２】
前記溶接ワイヤを前記溶接ガンの前記開口内に後退させる前記ステップは、後退時間に亘って或いは後退時間に亘って後退するよう構成され、
前記後退時間は、前記自動ワイヤ後退プログラム内で動的に調節され、且つ／或いは
前記後退距離は、前記自動ワイヤ後退プログラム内で動的に調節される、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ノズル端と先端とを有するノズルを含む前記溶接ガンの前記開口内に少なくとも部分的に後退させる前記ステップの後に、前記溶接ワイヤは、前記ノズル端を越えて延びず、且つ／或いは、前記溶接ワイヤは、前記ノズル端の内側に後退し、且つ／或いは、前記溶接ワイヤは、前記ノズル端を越えて延びるが、溶接中の電極突出距離未満であり、且つ／或いは、前記溶接ワイヤは、前記先端の内側に後退し、且つ／或いは、前記溶接ワイヤは、先端を越えて延びるが、溶接中の接触とワイヤとの間の距離未満である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
先端を含む前記溶接ガンの前記開口内に少なくとも部分的に後退させる前記ステップの後に、前記溶接ワイヤは、前記先端を越えて延びない、請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記溶接ワイヤの端を示すよう構成される少なくとも１つのセンサによって少なくとも１つのパラメータを感知するステップを更に含み、前記少なくとも１つのセンサパラメータ及び前記少なくとも部分的に後退させるステップは、前記後退させるステップが完了したときを決定するよう構成される、請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
溶接ワイヤを溶接ガンに供給するよう構成される手動溶接装置を提供するステップであって、前記溶接ガンは、トリガと、該トリガが活性化されるときに前記溶接ワイヤが延びる開口とを有する、ステップと、
自動ワイヤ後退プログラムを含むユーザインターフェースを備えるコンピュータを提供するステップと、
前記溶接ガンを監視するステップと、
前記トリガが前記監視するステップ中に使用可能にさせられ或いは使用不能にさせられる位置にあるときを決定するステップと、
前記トリガが使用不能にさせられる位置にあることを決定した後に第１の条件が満足されるときを示すよう前記自動ワイヤ後退プログラムを構成することを使用する比較を遂行するステップと、
前記比較の後で前記溶接ワイヤを少なくとも部分的に後退させるステップとを含み、
前記少なくとも部分的に後退させるステップは、以下のパラメータ、即ち、溶接アーク電流、溶接ワイヤサイズ、溶接ワイヤ送り速度、及びバーンバック時間のうちの少なくとも１つに動的に基づく、
方法。
【請求項７】
前記第１の条件は、動的に調節される後退遅延時間である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記トリガが使用不能にさせられるときの第１の量の時間を決定するステップを更に含み、
前記第１の量の時間が前記後退遅延時間と少なくとも等しいときを決定するステップを更に含む、
請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
少なくとも１つのセンサと、
前記後退遅延時間と少なくとも１つのセンサのための動的センサパラメータとを含むようユーザインターフェースを構成するステップとを更に含み、
前記少なくとも１つのセンサは、前記溶接ワイヤの端を示すよう構成され、前記センサパラメータ及び前記少なくとも部分的に後退させるステップは、前記後退させるステップを停止するときを示すよう構成される、
請求項６乃至８のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記溶接ガンの前記開口は、ノズル端と先端とを有するノズルを含み、
前記溶接ワイヤは、前記少なくとも部分的に後退させるステップの終わりまでに前記ノズルを越えて延びない、
請求項６乃至９のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記溶接ガンの前記開口は、先端を含み、
前記溶接ワイヤは、前記少なくとも部分的に後退させるステップの終わりまでに前記先端の内側に後退する、
請求項６乃至１０のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記溶接ガンの前記開口は、先端を含み、
前記溶接ワイヤは、前記少なくとも部分的に後退させるステップの終わりまでに前記接触先端とワークとの間の距離又は電極突出距離より少ない距離まで後退する、
請求項６乃至１１のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
溶接ワイヤを前進させるためにトリガを利用する溶接トーチを使用する溶接作業の安全性を向上させる方法であって、
溶接作業を開始するよう前記溶接ワイヤを前進させるために前記トリガを押し下げるステップと、
前記溶接ワイヤの前記前進を停止させるために前記トリガを解放するステップと、
前記トリガが解放位置にあることを検出するステップと、
第１の期間の時間に亘って待機するステップと、
前記第１の期間の時間を所定の待機時間と比較するステップと、
前記第１の期間の時間が前記所定の待機時間を超えるときに前記溶接ワイヤを少なくとも部分的に後退させるステップと、
前記少なくとも部分的に後退させるステップを第２の期間の時間に亘って継続するステップとを含み、
前記少なくとも部分的に後退させるステップを継続するステップは、以下のパラメータ、即ち、溶接アーク電流、溶接ワイヤサイズ、溶接ワイヤ速度、及びバーンバック時間のうちの少なくとも１つに動的に基づく、
方法。
【請求項１４】
溶接ワイヤを前進させるためにトリガを利用する溶接トーチを使用する溶接作業のための方法であって、
溶接作業を開始するよう前記溶接ワイヤを前進させるために前記トリガを押し下げるステップと、
前記溶接ワイヤの前記前進を停止させるために前記トリガを解放するステップと、
前記トリガが開放位置にあることを検出するステップと、
前記トリガが開放位置にあることを検出した後に前記溶接ワイヤを少なくとも部分的に後退させるステップとを含み、
前記少なくとも部分的に後退させるステップは、以下のパラメータ、即ち、溶接アーク電流、溶接ワイヤサイズ、溶接ワイヤ送り速度、及びバーンバック時間のうちの少なくとも１つに動的に基づく、
方法。
【請求項１５】
溶接電源と、
ワイヤフィーダと、
該ワイヤフィーダと動作的に連絡し、該ワイヤフィーダを制御する手段を有する、溶接ガンと、
前記ワイヤフィーダと動作的に連絡するワイヤ後退プログラムとを含み、
該ワイヤ後退プログラムは、
前記溶接ワイヤの送りを停止させるために、前記ワイヤフィーダを制御する手段が前記ワイヤフィーダに信号を送るときを決定するための検出手段と、
前記溶接ワイヤの送りを停止させる前記信号と所定の時間との間の経過時間を測定するための比較器とを含み、
前記ワイヤ後退プログラムは、前記経過時間が所定の時間を超えたことを前記比較器が決定した後に前記溶接ワイヤを少なくとも部分的に後退させるために、前記ワイヤフィーダに動作的に信号を送り、前記少なくとも部分的に後退させるステップは、以下のパラメータ、即ち、溶接アーク電流、溶接ワイヤサイズ、溶接ワイヤ送り速度、及びバーンバック時間のうちの少なくとも１つに動的に基づく、
溶接システム。
【請求項１６】
溶接電源と、
ワイヤフィーダと、
該ワイヤフィーダと動作的に連絡し、該ワイヤフィーダを制御する手段を有する、溶接ガンと、
前記ワイヤフィーダと動作的に連絡するワイヤ後退プログラムとを含み、
該ワイヤ後退プログラムは、
前記溶接ワイヤの送りを停止させるために、前記ワイヤフィーダを制御する手段が前記ワイヤフィーダに信号を送るときを決定するための検出手段を含み、
前記ワイヤ後退プログラムは、前記ワイヤフィーダが前記溶接ワイヤの送りを停止した後に前記溶接ワイヤを少なくとも部分的に後退させるために、前記ワイヤフィーダに動作的に信号を送り、前記ワイヤ後退プログラムは、以下のパラメータ、即ち、溶接アーク電流、溶接ワイヤサイズ、溶接ワイヤ送り速度、及びバーンバック時間のうちの少なくとも１つに基づき、電極突出距離に近似する距離に亘って動的に後退させる、
溶接システム。
【請求項１７】
溶接電源と、
ワイヤフィーダと、
該ワイヤフィーダと動作的に連絡し、該ワイヤフィーダを制御する手段を有する、溶接ガンと、
前記ワイヤフィーダと動作的に連絡するワイヤ後退プログラムとを含み、
該ワイヤ後退プログラムは、
前記溶接ワイヤの送りを停止させるために、前記ワイヤフィーダを制御する手段が前記ワイヤフィーダに信号を送るときを決定するための検出手段を含み、
前記ワイヤ後退プログラムは、所定の時間の後に前記溶接ワイヤの送りを停止させる前記ワイヤフィーダへの前記信号の後で、前記溶接ワイヤを少なくとも部分的に後退させるために、前記ワイヤフィーダに動作的に信号を送り、前記少なくとも部分的に後退させるステップは、以下のパラメータ、即ち、溶接アーク電流、溶接ワイヤサイズ、溶接ワイヤ送り速度、及びバーンバック時間のうちの少なくとも１つに動的に基づく、
溶接システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の参照）
この出願は２０１０年１２月１４日に出願された係属中の米国特許出願番号第１２／９６７，６６７号の一部係属出願である、２０１２年２月１０日に出願された係属中の米国特許出願番号第１３／３７０，６５２号の一部係属出願であり、それらの特許出願の全文を参照としてここに援用する。
【０００２】
ここに記載する発明は、一般的には、溶接装置のための自動ワイヤ後退方法に関する。追加的に、本発明は自動ワイヤ後退方法を含むよう溶接装置を改装し或いは変更することに関する。
【背景技術】
【０００３】
溶接装置は溶接工又は他の人員によって操作されるよう構成される。しばしば、この溶接機器は、（例えばトリガを絞ることによって或いはフットペダルを押し下げることによって）溶接工が溶接ガントリガを活性化させるときに溶接ワイヤを溶接ガンまで前進させる溶接ワイヤフィーダを含む。溶接後、溶接ワイヤの尖端が溶接ガンの先端から延び、場合によっては溶接工及び他の人員を潜在的に安全でない状況に晒す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
既存の溶接装置の前述の問題及び欠点に鑑み、本発明はこれらの欠点を克服するシステム及び方法を記述する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前述の問題は、請求項１に従った自動ワイヤ後退方法によって、請求項６に従った方法によって、請求項１３に従った溶接作業の安全性を向上させる方法によって、請求項１４に従った溶接作業のための方法によって、並びに請求項１５、１６、及び１７に従った溶接システムによって解決される。本発明の更なる実施態様は、従属項の主題である。本発明の１つの特徴では、自動ワイヤ後退方法が記載され、その方法は、少なくとも以下のステップ、即ち、少なくとも、溶接電源と、溶接ワイヤに給電するよう構成されるワイヤフィーダと、トリガと溶接ワイヤが延びる開口とを有する溶接ガンとを有する、手動溶接装置を提供するステップと；後退遅延時間を有する自動ワイヤ後退プログラムを提供するステップと；自動ワイヤ後退プログラムを含むよう手動溶接装置を構成するステップと；トリガが使用可能にされて溶接ワイヤをワイヤフィーダから開口まで延ばすときを監視し、且つ溶接ワイヤを溶接ガンの開口から延ばすステップと；トリガが使用不能にさせられるときの第１の量の時間を決定するステップと；第１の量の時間が後退遅延時間と少なくとも等しいときを決定するステップであって、トリガは第１の量の時間の間に使用不能にさせられるステップと；後退距離又は後退時間に亘って溶接ワイヤを溶接ガンの開口内に少なくとも部分的に後退させるステップとを含み、少なくとも部分的に後退させるステップは、以下のパラメータ、即ち、溶接アーク電流、溶接ワイヤサイズ、溶接ワイヤ速度、及びバーンバック時間のうちの少なくとも１つに動的に基づく。第１の量の時間、即ち、遅延時間は、典型的には歴史的な操作者の溶接特徴に基づく、ユーザが定める量の時間であり、各溶接作業にとって特異であり得る。第２の量の時間、即ち、後退時間は、利用される溶接作業の特性に基づく、動的に調節される値である。後退の量は、接触先端とワークとの間の距離（「ＣＴＷＤ」）からの少なくとも部分的な後退であり、その結果、溶接作業の特徴及び溶接ガン構造に依存して、ガン先端内の完全な後退をもたらし、或いは溶接ガン先端との本質的に同一の広がりを持ち、或いは溶接ガン先端を部分的に越えて延びさえするが、溶接作業中のＣＴＷＤ未満の距離でである。
【０００６】
この特許出願において「トリガ」という用語が利用されるが、活性化機構が溶接ガン本体に物理的に存在しないフットペダル操作を含むことが意図されていることが認識されなければならない。
【０００７】
本発明の他の特徴では、方法が記載され、その方法は、少なくとも以下のステップ、即ち、溶接ワイヤを溶接ガンに供給するよう構成される手動溶接装置を提供するステップであって、溶接ガンは、トリガと、トリガが活性化されるときに溶接ワイヤが延びる開口とを有する、ステップと；自動ワイヤ後退プログラムを含むユーザインターフェースを備えるコンピュータを提供するステップと；溶接ガンを監視するステップと；トリガが監視するステップ中に使用可能にさせられ或いは使用不能にさせられる位置にあるときを決定するステップと；トリガが使用不能位置にあることを決定した後に第１の条件が満足されるときを示すよう自動ワイヤ後退プログラムを使用する比較を遂行するステップと；比較の後で溶接ワイヤを少なくとも部分的に後退させるステップとを含み、少なくとも部分的に後退させるステップは、以下のパラメータ、即ち、溶接アーク電流、溶接ワイヤサイズ、溶接ワイヤ速度、及びバーンバック時間のうちの少なくとも１つに動的に基づく。
【０００８】
本発明の更に他の特徴では、溶接ワイヤを前進させるためにトリガを利用する溶接トーチを使用する溶接作業の安全性を向上させる方法が記載され、その方法は、溶接作業を開始するよう溶接ワイヤを前進させるためにトリガを押し下げるステップと；溶接ワイヤの前進を停止させるためにトリガを解放するステップと；トリガが解放位置にあることを検出するステップと；第１の期間の時間に亘って待機するステップと；第１の期間の時間を所定の待機時間と比較するステップと；第１の期間の時間が所定の待機時間を超えるときに溶接ワイヤを少なくとも部分的に後退させるステップと；少なくとも部分的に後退させるステップを第２の期間の時間に亘って継続するステップとを含み、少なくとも部分的に後退させるステップを継続するステップは、以下のパラメータ、即ち、溶接アーク電流、溶接ワイヤサイズ、溶接ワイヤ速度、及びバーンバック時間のうちの少なくとも１つに動的に基づく。
【０００９】
本発明の更なる特徴では、溶接システムが記載され、その溶接システムは、少なくとも、溶接電源と；ワイヤフィーダと；ワイヤフィーダと動作的に連絡し、ワイヤフィーダを制御する手段を有する、溶接ガンと；ワイヤフィーダと動作的に連絡するワイヤ後退プログラムとを含み、ワイヤ後退プログラムは、溶接ワイヤの送りを停止させるために、ワイヤフィーダを制御する手段がワイヤフィーダに信号を送るときを決定するための検出手段と；溶接ワイヤの送りを停止させる信号と所定の時間との間の経過時間を測定するための比較器とを含み、ワイヤ後退プログラムは、経過時間が所定の時間を超えたことを比較器が決定した後に溶接ワイヤを少なくとも部分的に後退させるために、ワイヤフィーダに動作的に信号を送り、少なくとも部分的に後退させるステップは、以下のパラメータ、即ち、溶接アーク電流、溶接ワイヤサイズ、溶接ワイヤ送り速度、及びバーンバック時間のうちの少なくとも１つに動的に基づく。
【００１０】
本発明の一層更なる特徴では、溶接システムが記載され、その溶接システムは、少なくとも、溶接電源と；ワイヤフィーダと；ワイヤフィーダと動作的に連絡し、ワイヤフィーダを制御する手段を有する、溶接ガンと；ワイヤフィーダと動作的に連絡するワイヤ後退プログラムとを含み、ワイヤ後退プログラムは、溶接ワイヤの送りを停止させるために、ワイヤフィーダを制御する手段がワイヤフィーダに信号を送るときを決定するための検出手段を含み、ワイヤ後退プログラムは、所定の時間の後に溶接ワイヤの送りを停止させるワイヤフィーダへの信号の後で、溶接ワイヤを少なくとも部分的に後退させるために、ワイヤフィーダに動作的に信号を送り、少なくとも部分的に後退させるステップは、以下のパラメータ、即ち、溶接アーク電流、溶接ワイヤサイズ、溶接ワイヤ送り速度、及びバーンバック時間のうちの少なくとも１つに動的に基づく。
【００１１】
典型的には溶接停止遅延が好ましいが、それは必ずしも本質的ではなく、本発明は、溶接ワイヤを前進させるためにトリガを利用する溶接トーチを使用するプロセスを包含し、そのプロセスは、溶接作業を開始するよう溶接ワイヤを前進させるためにトリガを押し下げるステップと；溶接ワイヤの前進を停止させるためにトリガを解放するステップと；トリガが開放位置にあることを検出するステップと；トリガが開放位置にあることを検出した後に溶接ワイヤを少なくとも部分的に後退させるステップとを含み、少なくとも部分的に後退させるステップは、以下のパラメータ、即ち、溶接アーク電流、溶接ワイヤサイズ、溶接ワイヤ送り速度、及びバーンバック時間のうちの少なくとも１つに動的に基づく。
【００１２】
上述との組み合わせでは、溶接システムが記載され、その溶接システムは、溶接電源と；ワイヤフィーダと；ワイヤフィーダと動作的に連絡し、ワイヤフィーダを制御する手段を有する、溶接ガンと；ワイヤフィーダと動作的に連絡するワイヤ後退プログラムとを含み、ワイヤ後退プログラムは、溶接ワイヤの送りを停止させるために、ワイヤフィーダを制御する手段がワイヤフィーダに信号を送るときを決定するための検出手段を含み、ワイヤ後退プログラムは、ワイヤフィーダが溶接ワイヤの送りを停止した後に溶接ワイヤを少なくとも部分的に後退させるために、ワイヤフィーダに動作的に信号を送り、ワイヤ後退プログラムは、以下のパラメータ、即ち、溶接アーク電流、溶接ワイヤサイズ、溶接ワイヤ送り速度、及びバーンバック時間のうちの少なくとも１つに基づき、電極突出距離に近似する距離に亘って動的に後退させる。
【００１３】
同様に本発明の範囲内にあるのは、自動ワイヤ後退プログラムを有さない溶接装置を配置し且つ自動ワイヤ後退プログラムが可能にされるよう溶接装置を変更するための手段を提供する方法である。
【００１４】
図面、詳細な記載、及び付属の請求項の観点において見られるときに、この発明のこれらの及び他の目的は明らかである。
【００１５】
本発明は特定の部品又は特定の部品の配置の物理的な形態を取り得る。その好適実施態様を明細書中に詳細に記載し、明細書の一部を形成する添付の図面中に例示する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】溶接装置を示す斜視図である。
【００１７】
【図２】図１の溶接ガンを示す側面図である。
【００１８】
【図３ａ】図２のノズルを通じて見た拡大断面図である。
【図３ｂ】図２のノズルを通じて見た拡大断面図である。
【図３ｃ】図２のノズルを通じて見た拡大断面図である。
【００１９】
【図４ａ】他のノズル実施態様の拡大断面図である。
【図４ｂ】他のノズル実施態様の拡大断面図である。
【図４ｃ】他のノズル実施態様の拡大断面図である。
【００２０】
【図５ａ】更に他のノズル実施態様の拡大断面図である。
【図５ｂ】更に他のノズル実施態様の拡大断面図である。
【図５ｃ】更に他のノズル実施態様の拡大断面図である。
【００２１】
【図６ａ】代替的な溶接ガンを示す側面図である。
【図６ｂ】代替的な溶接ガンを示す側面図である。
【図６ｃ】代替的な溶接ガンを示す側面図である。
【００２２】
【図７】自動ワイヤ後退方法の１つの実施態様を示すフローチャートである。
【００２３】
【図８】溶接装置を変更する方法を示すフローチャートである。
【００２４】
【図９】接触先端からワークまでの距離（「ＣＴＷＤ」）及び電極突出部（「ＥＳＯ」）を示す図である。
【００２５】
【図１０】ワイヤ送り速度（ＷＦＳ−インチ毎分）と接触先端からワークまでの距離（「ＣＴＷＤ」）と溶接電流との間の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
次に、この特許出願の出願時点で出願人に既知の最良形態（ベストモード）を例示する目的のために、本発明を実施するための最良形態を記載する。実施例及び図面は例示的であるに過ぎず、請求項の範囲及び精神によって測られる本発明を限定することを意図しない。ここにおいて使用されるとき、以下の用語は以下の意味を有する。
【００２７】
「接触先端からワークまでの距離」又は「ＣＴＷＤ」という用語は、接触先端、例えば、図９に例示されるような１４４ａと、溶接現場でのワークピースの水平な平面との間の距離を意味する。
【００２８】
「電極突出部」又は「ＥＳＯ」という用語は、接触先端、例えば、図９に例示されるような１４４ａと、電極１３６の末端先端との間の距離を意味する。
【００２９】
「近位」という用語は、約０．１２５インチ以下のノズル端又は接触先端の水平な平面からの測定偏差を意味する。
【００３０】
図示が本発明の好適実施態様を単に例示する目的であり本発明を限定する目的ではない図面を次に参照すると、図１に例示されるように、溶接装置１００は、溶接電源１０２と、ワイヤフィーダ１０４と、ガス供給源１０６とを含む。溶接電源１０２は、電力ケーブル１０８と、制御ケーブル１１０と、電源ケーブル（図示せず）とを含む。電力ケーブル１０８は、ワークピースに接続される接地ワイヤ及びクランプ１１２と、ワイヤフィーダ１０４に接続されるよう構成される電力ケーブル１１４とを含む。ワイヤフィーダ１０４に接続するよう制御ケーブル１１０を構成し得る。他の実施態様（図示せず）において、制御ケーブル１１０をワイヤレスであるよう構成し得る。溶接電源１０２、電力ケーブル１０８、及び制御ケーブル１１０は、溶接装置に電力及び溶接制御を供給するのに適した如何なる構造をも有し得ることが理解されよう。
【００３１】
図１に更に例示されるように、ガス導管１１６及び調整器１１８がガス供給源１０６をワイヤフィーダ１０４に接続するよう構成される。ガス供給源１０６は、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素、アルゴンとヘリウム、アルゴンと水素、及び他のガスの組み合わせを非限定的に含む、不活性ガス、活性ガス、又は両者の組み合わせを含み得る。他の実施態様（図示せず）において、溶接装置１００は、燃焼されるときにガス遮蔽体を形成する材料で塗装される溶接ワイヤを用いる。従って、ガス供給源は全ての実施態様において必要でないかもしれない。ガス供給源は溶接物を雰囲気から遮断するよう構成される如何なるガス又はガスの組み合わせであってもよいことが理解されよう。
【００３２】
図１に示されるように、ワイヤフィーダ１０４は、ハウジング１２０と、ギアボックス１２２と、ワイヤスプール組立体１２４と、ユーザインターフェース１２６とを含み得る。ギアボックス１２２から延びているのは、溶接ガン１３０に接続するよう構成されるホース１２８である。ハウジング１２０をユーザインターフェース１２６及びギアボックス１２２に接続し得る。更に、溶接電源１０２から延びる制御ケーブル１１０及び電力ケーブル１１４とガス供給源１０６から延びるガス導管１１６は、ハウジング１２０、ギアボックス１２２、及びホース１２８に接続するよう構成される。ギアボックス１２２は、溶接ワイヤ（図示せず）を前進及び後退させる少なくとも複数のローラ（図示せず）と、溶接ワイヤの経路を制御するワイヤガイド（図示せず）とを含む。ワイヤフィーダ１０４は、ガス供給、電力供給、及び溶接制御を受け取るのに適した如何なる構造をも有し得ることが理解されよう。
【００３３】
ギアボックス１２２と溶接ガン１３０との間に延びているのはホース１２８であり、ホース１２８は、溶接ワイヤ及びワイヤ導管と、（もし必要であるならば）ガス線と、溶接ガントリガスイッチ接続と動作的に接続する。他の実施態様（図示せず）では、上で議論したように、ホース１２８はガス線を含まない。更に他の実施態様（図示せず）では、ホース１２８は、溶接ガン１３０を溶接電源１０２、ワイヤフィーダ１０４、及びガス供給源１０６のうちの少なくとも１つと接続するよう構成される制御ケーブルを含み得る。ホース１２８は、溶接ワイヤ、ガスホース、及びスイッチ接続部を収容するよう構成される如何なる直径及び長さであってもよい。ホース１２８は溶接環境に適した任意の材料で作製される。ホース１２８及び溶接ガン１３０は、ホースを通じて溶接ガンに溶接ワイヤ、溶接ガス、及び制御を供給するのに適した如何なる構造をも有し得る。
【００３４】
溶接装置１００の例示される実施態様において、ユーザインターフェース１２６は、１つ制御システム、並びにソフトウェアプログラム及びセットアッププログラムを実施し且つ／或いは実行するのに十分な処理能力を備えるコンピュータ（又は選択的に少なくともＣＰＵ）のうちの少なくとも１つを含む。例えば、溶接装置１００上のユーザインターフェース１２６は、ワイヤフィーダ１０４上のギアボックス１２２を逆転させるよう構成される自動ワイヤ後退プログラムを含むので、露出させられる溶接ワイヤ（図示せず）は溶接ガンの開口又は端から少なくとも部分的に後退する。自動ワイヤ後退プログラムは、溶接工が、溶接ガン１３０の開口又は端を越えて突出し或いは延び得る溶接ワイヤの潜在的に鋭利な端に晒されるのを防止するよう設計される。管理者及び他の管理人員が自動ワイヤ後退プログラムの管理を維持し得るよう、自動ワイヤ後退プログラムをパスワードで保護し得る。
【００３５】
親出願中に記載される本発明の１つの初期的な実施態様において、自動ワイヤ後退プログラムは、事前設定される第１の量の時間よりも多い時間の量に亘る溶接工の溶接装置１００の非連続的な使用の間の時間遅延を比較し、事前設定された遅延時間に合致及び／又は超過のいずれかの後、自動ワイヤ後退プログラムは、第２の量の時間（逆転時間）に亘って溶接ガンの開口又は端から溶接ワイヤ少なくとも部分的に後退させる。例えば、ユーザインターフェース１２６は、後退遅延時間が設定される第１の設定と、ワイヤ後退時間が設定される第２の設定とを含む。これらの設定が行われた後に、もし溶接工が特定の第１の量の時間よりも大きい又は等しい量の時間に亘って装置の使用を中断するならば、ワイヤフィーダは溶接ワイヤを第２の量の時間に亘って後退させる（或いは以下に例示されるように均等に離間させる）。
【００３６】
親出願に記載される本発明の他の初期的な実施態様において、自動ワイヤ後退プログラムは、溶接工が第１の量の遅延時間よりも多くの時間に亘って溶接装置１００の使用を中断するときに、溶接ワイヤを溶接ガンの開口又は端から所定の一定の距離に亘って後退させるよう構成される。例えば、ユーザインターフェース１２６は、後退遅延時間が設定される第１の設定と、後退距離が設定される第２の設定とを含む。
【００３７】
親出願に記載される本発明の更に他の初期的な実施態様において、第１の量の時間よりも多くの量の時間に亘る溶接工の溶接装置１００の不連続的な使用の後に、自動ワイヤ後退プログラムは、溶接ワイヤの端が溶接ガン１３０内の安全ゾーン（図示せず）内にあることをセンサシステム（図示せず）が示すまで、溶接ワイヤを溶接ガンの開口又は端から少なくとも部分的に後退させるよう構成される。例えば、自動ワイヤ後退プログラムは、センサが活性化されるまで溶接ワイヤを後退させ、その場合、センサは、溶接ワイヤの端がノズル、先端（図示せず）、又はノズル及び先端の両方内に収容されることを示す。溶接装置のための自動ワイヤ後退方法を以下に更に議論する。溶接工が潜在的に鋭利な溶接ワイヤに晒されないよう、溶接装置内の溶接ワイヤの端が少なくとも部分的に溶接ガンの一部、例えば、先端及びノズル内に後退するように、ユーザインターフェース及び自動ワイヤ後退プログラムを如何様にも構成し得ることが理解されよう。
【００３８】
図２に示されるように、ホース１２８は、溶接ガンハンドル１３２に近接して溶接ガン１３０に接続されるよう構成される。ハンドル１３２上のトリガ１３２は、溶接ワイヤ１３０をワイヤフィーダ（図示せず）のギアボックスからホース１２８及びハンドル１３２を通じて前進させ、更にネック１３８及びノズル１４０に沿って前進させるよう構成される。ノズル１４０は、ネック１３８に取り外し可能に付着するよう構成される。加えて、溶接遮蔽ガスを制御するようトリガ１３４を構成し得る。例えば、溶接ワイヤ１３６はノズル１４０から延び、溶接工がトリガ１３４を作動させるときに（即ち、典型的にはトリガが完全に広げられた状態の初期設定不活性位置から典型的にはトリガが完全に又は少なくとも部分的に押し下げられた状態の活性位置までトリガを移動させるときに）、溶接遮蔽ガスは溶接ワイヤを取り囲む。他の実施態様（図示せず）において、ネック１３８はより長い又はより短い長さを有し得るし、図２に示される角度とは異なる角度で曲がり得る。溶接ガン１３０は溶接工が溶接ワイヤの前進及び溶接遮蔽ガスの供給を制御するのに適した如何なる構造をも有し得ることが理解されよう。
【００３９】
図２に例示されるように、ノズル１４０は、１つの実施態様において、絶縁ボス１４２を含み、絶縁ボス１４２は、熱及び電気接触がノズル１４０からネック１３８及び溶接ガンハンドル１３２のうちの少なくとも１つに移るのを防止するよう構成される。ノズル１４０の内側では、先端１４４がネック１３８に取り外し可能に付着するよう構成される。先端１４４は、ノズル１４０の中心に沿って溶接ワイヤ１３６を案内し且つ溶接ワイヤ１３６を周囲環境から遮断するために溶接ガスがガス通路１４６から出るのを可能にするよう更に構成される。他の実施態様（図示せず）において、溶接ガンは、ハンドル１３２と、トリガ１３４と、ネック１３８と、先端１４４と、ガス通路１４６とを含む。この構造において、溶接ガン１３０は、ノズル１４０を含まない。ノズル１４０は溶接工が溶接ワイヤ及び溶接遮蔽ガスの供給を管理するのに適した如何なる構造をも有し得ることが理解されよう。
【００４０】
図３ａ−３ｃは、図２のノズル１４０の拡大断面図であり、先端１４４は、ノズル１４０の端１４０ａの内にあるよう構成されている。一連の図３ａ−３ｃは、自動ワイヤ後退プログラムを用いるときに、溶接装置１００が動作するためにどのように構成されるかの実施例を例示している。この実施例の目的のために、図３ａは、溶接工が溶接装置１００を使用する前の初期溶接状態のためのノズル１４０の断面図を示している。図３ａは、先端１４４から延びる溶接ワイヤ１３６を有するノズル１４０を示しており、溶接ワイヤ１３６及び先端１４４は完全にノズル１４０の端の内にある。図３ｂは、溶接工が溶接装置１００を使用した後のノズルの断面を示している。図３ｂに示されるように、溶接ワイヤ１３６はノズル１４０の端１４０ａを越えて延び、溶接ワイヤ１３６の端を溶接工に潜在的に露出している。ユーザインターフェース１２６を通じて自動ワイヤ後退プログラムを使用可能にすることによって、溶接装置１００は、図３ｃに例示されるように、溶接工が特定の量の時間に亘って溶接を停止するときに溶接ワイヤ１３６の端をノズル１４０の端１４０ａ内に自動的に後退させるよう構成される。例えば、もし溶接工が２０秒に亘って溶接を停止するならば、自動ワイヤ後退プログラムは、溶接ワイヤが溶接工に晒されないよう溶接ワイヤを後退させる。他の実施態様（図示せず）において、ノズル及び先端は、図３ａ−３ｃに例示されているよりも長く又は短くあり得る。溶接工が特定の量の時間に亘って溶接を停止するときに、溶接ワイヤが少なくともノズル１４０の端１４０ａの内に後退するよう、溶接装置１００を自動ワイヤ後退プログラムと共に構成し得ることが理解されよう。上述の時間は単に例示の目的のためであり、より大きい及びより短い期間の時間の両方が本発明の範囲内にある。溶接ワイヤ１３６の完全な後退が例示されているが、本発明は溶接ワイヤが図３ｂに例示されるその拡張状態から部分的に後退させられるに過ぎない実施態様も包含する。本発明のこの特徴において、溶接ワイヤは、依然として端１４０ａを越えて延び得るが、図３ｂに例示されるまでは延びない。
【００４１】
図４ａ−４ｃは、図２のノズル１４０の拡大断面図であり、先端１４４は、ノズル１４０の端１４０ａを越えて延びるよう構成されている。上述の一連の図３ａ−３ｃと同様に、一連の図４ａ−４ｃは、自動ワイヤ後退プログラムを使用するときに溶接装置１００がどのように動作するよう構成されるかの実施例を例示している。再度、この実施例の目的のために、図４ａは、溶接工が溶接装置１００を使用する前の初期溶接状態のためのノズル１４０の断面を示している。図４ａは、ノズル１４０及び先端１４４を示しており、溶接ワイヤは先端１４４から延びず、先端１４４はノズル１４０の端１４０ａを越えて延びている。図４ｂは、溶接工が溶接装置１００を使用した後のノズルの断面を示している。図４ｂに示されるように、溶接ワイヤ１３６は、先端１４４の端から延び、溶接ワイヤ１３６の端を溶接工に潜在的に晒されている。ユーザインターフェース１２６を通じて自動ワイヤ後退プログラムを使用可能にすることによって、溶接装置１００は、図４ｃに例示されるように、溶接工が特定の量の時間に亘って溶接を停止するときに、先端１４４の端の内に溶接ワイヤ１３６の端を自動的に後退させるよう構成される。他の実施態様（図示せず）において、先端は図４ａ−４ｃに例示されるものよりも長く又は短くあり得る。図３ａ−３ｃと関連付けられる記載と一致する方法において、溶接ワイヤ１３６の全後退は必要とされないが、図４ｂに例示される描写からの少なくとも部分的な後退が必要とされる。
【００４２】
図５ａ−５ｃは、図２のノズル１４０の他の実施態様の拡大断面図であり、先端１４４は、ノズル１４０の端１４０ａの内にあるよう構成されている。更に、ノズルは、溶接ワイヤ１３６の場所を示すよう構成される少なくとも１つのセンサ１４８を含む。少なくとも１つのセンサは、以下の近接センサ、即ち、機械的センサ、電気的センサ、光学的センサ、レーザ、超音波センサ、及び類似物等のうちの少なくとも１つを含み得る。一連の図５ａ−５ｃは、少なくとも１つのセンサを備える自動ワイヤ後退プログラムが用いられるときに溶接装置１００がどのように動作するよう構成されるかの実施例を例示している。図５ａは、溶接工が溶接装置１００を使用する前の初期溶接状態のためのノズル１４０の断面を示している。図５ａは、ノズル１４０及び先端１４４を示しており、溶接ワイヤは先端１４４から延びず、少なくとも１つのセンサは溶接ワイヤ１３６を感知しない。図５ｂは、溶接工が溶接装置１００を使用した後のノズルの断面を示している。図５ｂに示されるように、溶接ワイヤ１３６は、ノズル１４０の端及び先端１４４を越えて延び、溶接ワイヤ１３６の端に溶接工を潜在的に晒している。ユーザインターフェース１２６を通じて自動ワイヤ後退プログラムを使用可能にすることによって、溶接装置１００は、溶接工が溶接を停止するときに、溶接ワイヤ１３６の端をノズル１４０の端１４０ａの内に自動的に後退させるよう構成される。図５ｃに例示されるように、溶接ワイヤが少なくとの１つのセンサ１４８を活性化させて溶接ワイヤの端がノズル１４０の内に或いは先端１４４の内にあることを示すまで、溶接ワイヤは後退する。他の実施態様（図示せず）において、先端は図５ａ−５ｃに例示されるものよりも長く又は短くあり得る。更に他の実施態様（図示せず）において、センサ１４８の数は、図５ａ−５ｃに例示される数よりも少ない又は多い数であり得る。以前の図面と関連付けられる議論と一致して、全後退は必要とされないが、図５ｂに例示される完全拡張位置からの少なくとも部分的な後退が本発明の特徴である。
【００４３】
図６ａ−６ｃは、代替的な溶接ガンの先端１４４の側面図であり、溶接ガン（図示せず）は、先端１４４全体が露出させられないよう、ノズルを含む。一連の図６ａ−６ｃは、自動ワイヤ後退プログラムを使用するときに、溶接装置１００がどのように動作するよう構成されるかの実施例を例示している。図６ａは、溶接工が溶接装置１００を使用する前の初期的な溶接状態のための先端１４４の側面図を示している。図６ａは、溶接ワイヤが露出した先端１４４から延びていない場合を示している。図６ｂは、溶接工が溶接装置１００を使用した後の先端１４４の側面図を示している。図６ｂに示されるように、溶接ワイヤ１３６は、先端１４４の端から延び、溶接ワイヤ１３６の端を溶接工に潜在的に晒す。ユーザインターフェース１２６を通じて自動ワイヤ後退プログラムを使用可能にすることによって、溶接装置１００は、図６ｃに例示されるように、溶接工が特定の量の時間に亘って溶接を停止するときに、ワイヤ１３６の端を先端１４４の内に自動的に後退させるよう構成される。他の実施態様（図示せず）において、先端は、前の議論と一致して図６ａ−６ｃ内に例示されるものよりも長く或いは短くあり得る。
【００４４】
図７は、溶接装置１００のための自動ワイヤ後退方法７００の１つの実施態様を例示するフローチャートである。図７に示されるように、ステップ７０２で、溶接装置の電源が入る。ステップ７０４で、自動ワイヤ後退プログラムを有するコンピュータはユーザがユーザインターフェース又はコンピュータを通じてセットアップメニューにアクセスすることを試みているか否かを決定する。ユーザがステップ７０４でセットアップメニューにアクセスすることを試みているならば、任意的なステップ７０６で、コンピュータはセットアップメニューがロックされているか否かを決定する。セットアップメニューが任意的なステップ７０６でロックされているならば、ステップ７０８で、コンピュータはユーザが正しいパスワードを入力するか否かを決定する。セットアップメニューがロックされ且つユーザが正しいパスワードを入力しないならば、コンピュータはセットアップパラメータへのアクセスを遮断し且つステップ７１０でユーザを前のユーザインターフェースに戻す。セットアップメニューがロックされ且つユーザが正しいパスワードを入力しないならば、ステップ７１２で、コンピュータはユーザがセットアップパラメータにアクセスするのを可能にして自動ワイヤ後退プログラムを使用可能又は使用不能にする。ユーザが自動ワイヤ後退プログラム及びあらゆる関連パラメータを使用可能又は使用不能にした後、任意的なステップ７１４で、コンピュータはユーザを前のユーザインターフェースに戻す。例えば、ユーザは、以下のパラメータ、即ち、後退遅延時間パラメータ、後退時間パラメータ、後退距離パラメータ、及び近接センサパラメータを含む、パラメータのうちの少なくとも１つを調節し得る。
【００４５】
ユーザがステップ７０４でセットアップメニューにアクセスすることを試みていないならば、ステップ７１６で、コンピュータは溶接ガントリガが使用可能にさせられているか否かを決定する。溶接ガントリガが使用可能にさせられておらず、溶接装置が電力を有するならば、溶接ガントリガが使用可能にさせられるか或いはユーザがステップ７１８でセットアップメニューにアクセすることを試みるまで、コンピュータは待機する。溶接ガントリガがステップ７１６で使用可能にさせられるならば、ステップ７２０で、ワイヤフィーダが始動し且つ溶接電源が電力を供給する。ステップ７２２で、コンピュータは溶接ガントリガが使用不能にさせられたか否かを決定する。溶接ガントリガが使用不能にさせられないならば、ステップ７２４で、コンピュータは溶接ガントリガを監視する。溶接ガントリガがステップ７２２で使用不能にさせられるとき、ステップ７２６で、コンピュータは溶接アークが消されたか否かを決定する。溶接アークがステップ７２６で消されていないならば、ステップ７２８で、コンピュータは溶接アークを監視する。
【００４６】
溶接アークがステップ７２６で消されるとき、コンピュータは待機時間遅延を追跡し、待機時間遅延がユーザインターフェースにおいて設定される後退遅延時間よりも大きいか否かをステップ７３０で決定する。例えば、後退遅延時間はゼロよりも大きい任意の時間であり得る。待機時間遅延がユーザインターフェースにおいて設定される後退遅延時間よりも少ないならば、コンピュータは待機時間遅延を監視し続ける。待機時間遅延がユーザインターフェースにおいて設定される後退遅延時間と少なくとも等しいならば、コンピュータは溶接ガントリガがステップ７３２で使用可能にさせられているか確認する。溶接ガントリガがステップ７３２で使用可能にさせられているならば、ステップ７２０で、ワイヤフィーダは始動し且つ溶接電源は電力を供給する。溶接ガントリガがステップ７３２で使用可能にさせられず、待機時間遅延がユーザインターフェースにおいて設定される後退遅延時間と少なくとも等しいならば、自動ワイヤ後退プログラムは、ステップ７３４で、ユーザインターフェースパラメータに基づき溶接ワイヤを後退させる。例えば、溶接ワイヤはある量の時間又は特定の距離に亘って後退し得る。ステップ７３６で、コンピュータは溶接ガントリガが使用可能にさせられたか否かを決定する。溶接ガントリガがステップ７３６で使用可能にさせられているならば、ステップ７２０で、ワイヤフィーダは始動し且つ溶接電源は電力を供給する。溶接ガントリガがステップ７３６で使用可能にさせられないならば、ステップ７３８で、コンピュータは、ステップ７０４にある本方法の開始に戻る。後退遅延時間中にトリガを活性化させることが可能であり、それは恰も溶接ガントリガがステップ７３２で利用されているかのように溶接作業を再開させるということを記すのは重要である。溶接を再開させる前に全後退遅延期間に亘って待機することは不要である。
【００４７】
本方法の他の実施態様において、コンピュータは電流又はトルクにアクセスするためにワイヤフィーダ上のギアボックス駆動モータを監視し、過剰な電流又はトルクは自動ワイヤ後退方法の問題を示し得る。如何なる場合においても、溶接工が特定の量の時間に亘って溶接を停止するときに、溶接ワイヤが少なくともノズル１４０の端１４０ａ又は先端１４４の内に後退するよう、自動ワイヤ後退方法を用いる溶接装置１００を構成し得る。
【００４８】
溶接装置１００のための自動ワイヤ後退方法７００の更に他の実施態様（図示せず）において、方法７００は以下の方法ステップのうちの少なくとも１つを含む。溶接ガントリガが使用可能にさせられるならば、ワイヤフィーダが始動し、溶接電源が電力を供給する。コンピュータは溶接ガントリガが使用不能にさせられているか否かを決定するよう構成される。溶接ガントリガが使用不能されないならば、コンピュータは溶接ガントリガを監視する。代替的に、溶接ガントリガが使用不能にさせられるならば、コンピュータは溶接アークが消されているか否かを決定する。溶接アークが消されていないならば、コンピュータは溶接アークを監視する。溶接アークが消されるや否や、コンピュータは待機時間遅延を追跡し且つ待機時間遅延がユーザインターフェースにおいて設定される後退遅延時間よりも大きいか否かを決定するよう構成される。待機時間遅延がユーザインターフェースにおいて設定される後退遅延時間よりも少ないならば、コンピュータは待機時間遅延を計数し続ける。待機時間遅延がユーザインターフェースにおいて設定される後退遅延時間と少なくとも等しいならば、コンピュータは溶接ガントリガが使用可能にさせられているか確認する。溶接ガントリガが使用可能にさせられるならば、ワイヤフィーダは始動し且つ溶接電源は電力を供給する。溶接ガントリガが使用可能にさせられず、待機時間遅延がユーザインターフェースにおいて設定される後退遅延時間と少なくとも等しいならば、自動ワイヤ後退プログラムは溶接ワイヤを後退させる。類似の注釈が後退遅延時間期間中に溶接プロセスを再開させる能力に関して当て嵌まり得る。
【００４９】
図８は、溶接装置の改装又は変更のための自動ワイヤ後退方法の１つの実施態様を例示するフローチャートである。図８に示されるように、ステップ８０２で、自動ワイヤ後退プログラムを有さない溶接装置を位置付ける。ステップ８０４で、一度製造され或いは販売された溶接装置を自動ワイヤ後退プログラムで改装し或いは変更する。例えば、ソフトウェアプログラム、ハードウェア、リレー、プリント回路板、ワイヤハーネス、ユーザインターフェース、及び類似物のうちの少なくとも１つが、溶接装置内に追加され或いは溶接装置内で変更される。
【００５０】
コンピュータ又は自動ワイヤ後退プログラムを有するコンピュータを含み得るユーザインターフェース１２６が、上述の方法７００及び８００を含むここに記載されるシステム及び方法を支持する１つの可能なハードウェア構成を例示している。本発明の様々の特徴のための追加的な脈絡をもたらすために、以下の議論は、本発明の様々の特徴を実施し得る適切なコンピュータ環境の簡潔で一般的な記載を提供するよう意図されている。当業者は本発明を他のプログラムモジュールとの組み合わせにおいても並びに／或いはハードウェア及びソフトウェアの組み合わせとしても実施し得ることを認識するであろう。一般的には、プログラムモジュールは、特定のタスクを遂行し或いは特定の抽象データ型を実施する、ルーチン、プログラム、コンポーネント、データ構造等を含む。
【００５１】
その上、シングルプロセッサ又はマルチプロセッサのコンピュータシステム、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、並びにパーソナルコンピュータ、手持ち式コンピュータ装置、マイクロプロセッサに基づく又はプログラム可能な家庭用電化製品、及び類似物を含み、それらの各々を１つ又はそれよりも多くの関連装置に動作的に結合し得る、他のコンピュータシステム構成で、発明的な方法を実施し得ることを理解するであろう。特定のタスクが通信ネットワークを通じてリンクされる遠隔処理装置によって遂行される分散コンピューティング環境においても本発明の例示の特徴を実施し得る。分散コンピューティング環境では、プログラムモジュールをローカル又は遠隔のメモリ記憶装置内に配置し得る。
【００５２】
自動ワイヤ後退プログラムと関連付けられるユーザインターフェース１２６は、コンピュータを含む本発明の様々の特徴を実施するための例示的な環境を利用し得る。その場合、コンピュータは、処理ユニット、システムメモリ、及びシステムバスを含む。システムバスは、システムメモリを非限定的に含むシステムコンポーネントを処理装置に結合する。処理装置は、様々の商業的に入手可能なプロセッサのうちのいずれかであり得る。デュアルマイクロプロセッサ及び他のマルチプロセッサ機構も処理装置として利用し得る。
【００５３】
システムバスは、メモリバス又はメモリコントローラ、様々の商業的に利用可能なバス機構のうちのいずれかを用いる周辺機器用バス及びローカルバスを含む、幾つかの種類のバス構造のうちのいずれかであり得る。システムメモリは、読出し専用記憶装置（ＲＯＭ）及びランダムアクセス記憶装置（ＲＡＭ）を含み得る。例えば起動中にコンピュータ内の素子間情報を移転させるのに役立つ基本ルーチンを含む、ベーシック入出力システム（ＢＩＯＳ）をＲＯＭ中に記憶させ得る。
【００５４】
コンピュータ又は自動ワイヤ後退プログラムを有するコンピュータを含み得るユーザインターフェース１２６は、ハードディスクドライブや、例えば取り外し可能なディスクから読み出し又は取り外し可能なディスクに書き込むための磁気ディスクドライブや、例えばＣＤ−ＲＯＭディスクを読み取りための或いは他の光媒体から読み取り又は他の光媒体に書き込むための光ディスクドライブを更に含み得る。コンピュータ又は自動ワイヤ後退プログラムを有するコンピュータを含み得るユーザインターフェース１２６は、少なくとも何らかの形態のコンピュータ読出し可能な媒体を含み得る。コンピュータ読出し可能な媒体は、コンピュータによってアクセスし得る如何なる利用可能な媒体であってもよい。一例として、そして、限定としてでなく、コンピュータ読出し可能な媒体は、コンピュータ記憶媒体及び通信媒体を含み得る。コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ読取り可能な命令、データ構造、プログラムモジュール、又は他のデータのような情報の記憶のための如何なる方法又は技術においても実施される、揮発性及び非揮発性の、取外し可能な及び取外し不能な、媒体を含む。コンピュータ記憶媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ若しくは他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）若しくは他の磁気記憶装置、又は所望の情報を記憶するために用い得てユーザインターフェース１２６によってアクセスし得る任意の他の媒体を含むが、それらに限定されない。
【００５５】
通信媒体は、典型的には、コンピュータ読取り可能な命令、データ構造、プログラムモジュール、又は搬送波又は他の輸送機構のような変調データ信号中の他のデータを具現し、任意の情報供給媒体を含む。「変調データ信号」という用語は、信号中に情報を符号化するような方法において設定され或いは変更されるその特性のうちの１つ又はそれよりも多くの特性を有する信号を意味する。一例として、そして、限定的でなく、通信媒体は、有線ネットワーク又は直接線接続のような有線媒体や、音響、ＲＦ、赤外、及び他の無線媒体のような無線媒体を含む。上述の物のいずれかの物の組み合わせもコンピュータ読取り可能な媒体の範囲内に含め得る。
【００５６】
多数のプログラムモジュールを、オペレーティングシステム、１つ又はそれよりも多くのアプリケーションプログラム、他のプログラムモジュール、及びプログラムデータを含め、ドライブ及びＲＡＭ内に記憶させ得る。コンピュータ又はユーザインターフェース中のオペレーティングシステムは、多数の商業的に入手可能なオペレーティングシステムのうちのいずれかであり得る。
【００５７】
加えて、ユーザはキーボード及びマウスのようなポインティング装置を通じて指令（コマンド）及び情報をコンピュータに入力し得る。他の入力装置は、マイクロフォン、ＩＲ遠隔制御装置、トラックボール、ペン入力装置、ジョイスティック、ゲームパッド、デジタルタブレット、衛星ディッシュ、スキャナ、又は類似物を含み得る。これらの及び他の入力装置は、システムバスに結合されるシリアルポートインターフェースを通じて処理ユニットに接続されることが多いが、これらをパラレルポート、ゲームポート、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、及びＩＲインターフェース、及び／又は様々のワイヤレス技術のような、他のインターフェースによって接続し得る。ビデオアダプタのようなインターフェースを介してもモニタ又は他の種類のディスプレイ装置をシステムバスに接続し得る。リモートデスクトッププロトコル、ＶＮＣ、Ｘ−Ｗｉｎｄｏｗ  Ｓｙｓｔｅｍ等のような、遠隔ディスプレイネットワークプロトコルを通じて視覚的出力(visual  output)を達成し得る。視覚的出力に加えて、コンピュータは、典型的には、スピーカ、プリンタ等のような、他の周辺機器出力装置を含む。
【００５８】
処理装置から電子的に受信するデータを提示するために、ディスプレイはユーザインターフェース１２６を利用し得る。例えば、ディスプレイは、データを電子的に提示する、ＬＣＤ、プラズマ、ＣＲＴ等のモニタであり得る。代替的に或いは追加的に、ディスプレイは、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等のようなハードコピー形態において、受信データを提示し得る。ディスプレイは如何なる色においてもデータを提示し得るし、如何なるワイヤレス又はハードワイヤプロトコル及び／又は基準をも介してユーザインターフェース１２６からデータを受信し得る。
【００５９】
コンピュータは、遠隔コンピュータ（複数の遠隔コンピュータ）のような１つ又はそれよりも多くの遠隔コンピュータへの論理的及び／又は物理的な接続を用いて、ネットワーク化された環境において動作し得る。遠隔コンピュータ（複数の遠隔コンピュータ）は、ワークステーション、サーバーコンピュータ、ルータ、パーソナルコンピュータ、マイクロプロセッサに基づく娯楽機器、ピア装置、又は他の共通ネットワークノードであり得る。遠隔コンピュータ（複数の遠隔コンピュータ）は、典型的には、コンピュータに関して上述した素子の多く又は全部を含む。描写の論理接続は、構内ネットワーク（ＬＡＮ）及び広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含む。そのようなネットワーキング環境は、オフィス、企業規模コンピュータネットワーク、イントラネット、及びインターネットにおいて普通である。
【００６０】
ＬＡＮネットワーキング環境において用いられるとき、コンピュータはネットワークインターフェース又はアダプタを通じてローカルネットワークに接続される。ＷＡＮネットワーキング環境において用いられるとき、コンピュータは典型的にはモデムを含み、或いはＬＡＮ上の通信サーバに接続されるか、或いはインターネットのようなＷＡＮ上で通信を構築するための他の手段を有する。ネットワーキング環境では、コンピュータ又はその部分に対して描写されるプログラムモジュールを遠隔メモリ記憶装置内に記憶させ得る。ここに描写されるネットワーク接続は例示的であり、コンピュータ間の通信リンクを構築する他の手段を用い得ることが理解されよう。
【００６１】
上記で議論したように、典型的にはインターフェース１２６を通じたソフトウェア後退プログラムへのユーザ入力に基づき後退時間又は距離は固定される。しかしながら、これは従来技術に対する前進を示すが、ワイヤサイズ及び／又はワイヤ速度及び／又は平均電流に基づく動的な後退時間（又は動的な後退距離）が優れた解決をもたらす。以前の解決と同様に、後退時間及び／又は距離は溶接ワイヤが完全に後退させられることを必要とせず、溶接作業の休止後にその完全拡張距離から少なくとも幾らかの距離だけ後退することが必要とされるに過ぎない。
【００６２】
図１０に例示されるように、一定の後退時間及び／又は一定の後退距離は、変化する接触とワークとの間の距離変動に適合しない。以下の少なくとも１つ、即ち、アーク電流、ワイヤサイズ、ワイヤ速度、バーンバック(burnback)、及び／又は溶接ガンの開口から突出しているワイヤの量を決定するプロセス先端のうちの少なくとも１つ、（又は少なくとも上記パラメータの組み合わせ）を考慮に入れる動的な解決は、静的な解決では達成可能でない利点をもたらす。溶接作業が停止するときのワイヤ突出位置（ＥＳＯ）に拘わらず、ワイヤは、好ましくは、ワイヤが溶接ガン先端に近接して或いは先端とノズルとの間に位置付けられる地点まで後退する。ワイヤが遠く後退し過ぎるならば、適切な接触−ワーク間距離が達成されるまで次の溶接を遅延させ得る。ワイヤが十分に遠く後退しないならば、ワイヤは本発明の安全特徴の全てを達成し得ない距離に亘ってガン組立体から突出する。図１０は、様々のワイヤ送り速度での所与の直径の溶接ワイヤのための溶接電流と接触−ワーク間距離との間の双方向性を更に例示している。溶接材料差の影響の原因となる変数の任意の組み合わせのためにこの関係を定め得る。後退量は、図１０によって或いはデータ表値又はそれらの組み合わせからの補間によって提示される曲線に基づく数学的な方程式を利用し得る。
【００６３】
図１０を例示的な非限定的な実施例として更に用いて、２００ａｍｐｓの平均溶接電流で溶接し且つ３００インチ／分の溶接ワイヤ送り速度を用いるユーザは、適切な溶接手順が利用されたと想定して、接触−ワーク間距離は平均で約１．１２５インチであることをソフトウェアに自動的に決定させる。従って、約１〜１．１２５インチの間の後退距離が後退距離として適切であり、約０．１２５インチの電極突出は、溶接作業の完了及び溶接先端とのあらゆる後続の接触後に溶接工の衣服を貫通するのに十分でない。
【００６４】
特定の実施態様を参照して本発明を記載したが、様々の変更を行い得ること並びに本発明の範囲から逸脱せずに均等物と置換し得ることが当業者によって理解されよう。加えて、本発明の範囲から逸脱せずに特定の状況又は材料を本発明の教示に適合させるために、多くの変更を行い得る。従って、本発明は開示の特定の実施態様に限定されず、本発明は付属の請求項の範囲内に入る全ての実施態様を含むことが意図されている。
【符号の説明】
【００６５】
１００    溶接装置
１０２    電源
１０４    ワイヤフィーダ
１０６    ガス供給源
１０８    電力ケーブル
１１０    制御ケーブル
１１２    クランプ
１１４    電力ケーブル
１１６    ガス導管
１１８    調整器
１２０    ハウジング
１２２    ギアボックス
１２４    スプール組立体
１２６    ユーザインターフェース
１２８    ホース
１３０    溶接ガン
１３２    溶接ガンハンドル
１３４    トリガ
１３６    溶接ワイヤ
１３８    ネック
１４０    ノズル
１４０ａ  端
１４２    ボス
１４４    先端１４６
１４６    ガス通路
１４８    センサ
７００    方法
７０２    ステップ
７０４    ステップ
７０６    ステップ
７０８    ステップ
７１０    ステップ
７１２    ステップ
７１４    ステップ
７１６    ステップ
７１８    ステップ
７２０    ステップ
７２２    ステップ
７２４    ステップ
７２６    ステップ
７２８    ステップ
７３０    ステップ
７３２    ステップ
７３４    ステップ
７３６    ステップ
７３８    ステップ
８００    方法
８０２    ステップ
８０４    ステップ
【図１】
2018149603.tif 000003
【図２】
2018149603.tif 000004
【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
2018149603.tif 000009
【図４ｃ】
2018149603.tif 000010
【図５ａ】
2018149603.tif 000011
【図５ｂ】
2018149603.tif 000012
【図５ｃ】
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【図６ａ】
2018149603.tif 000014
【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年7月4日(2018.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動ワイヤ後退方法であって、
少なくとも、溶接電源と、溶接ワイヤに給電するよう構成されるワイヤフィーダと、トリガと前記溶接ワイヤが延びる開口とを有する溶接ガンとを有する、手動溶接装置を提供するステップと、
後退遅延時間を有する自動ワイヤ後退プログラムを提供するステップと、
該自動ワイヤ後退プログラムを含むよう前記手動溶接装置を構成するステップと、
前記トリガが使用可能にさせられて前記溶接ワイヤを前記ワイヤフィーダから前記開口まで延ばすときを監視し、且つ前記溶接ワイヤを前記溶接ガンの前記開口から延ばすステップと、
前記トリガが使用不能にさせられるときの第１の量の時間を決定するステップと、
前記第１の量の時間が前記後退遅延時間と少なくとも等しいときを決定するステップであって、前記トリガは前記第１の量の時間の間に使用不能にさせられるステップと、
後退距離又は後退時間に亘って前記溶接ワイヤを前記溶接ガンの前記開口内に少なくとも部分的に後退させるステップとを含み、
該少なくとも部分的に後退させるステップは、以下のパラメータ、即ち、溶接アーク電流、溶接ワイヤサイズ、溶接ワイヤ送り速度、及びバーンバック時間のうちの少なくとも１つに動的に基づく、
方法。
【請求項２】
前記溶接ワイヤを前記溶接ガンの前記開口内に後退させる前記ステップは、後退時間に亘って後退するよう構成され、
前記後退時間は、前記自動ワイヤ後退プログラム内で動的に調節される、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記溶接ワイヤを前記溶接ガンの前記開口内に後退させる前記ステップは、後退距離に亘って後退するよう構成され、
前記後退距離は、前記自動ワイヤ後退プログラム内で動的に調節される、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ノズル端と先端とを有するノズルを含む前記溶接ガンの前記開口内に少なくとも部分的に後退させる前記ステップの後に、前記溶接ワイヤは、前記ノズル端を越えて延びない、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ノズル端と先端とを有するノズルを含む前記溶接ガンの前記開口内に少なくとも部分的に後退させる前記ステップの後に、前記溶接ワイヤは、前記ノズル端の内側に後退する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ノズル端と先端とを有するノズルを含む前記溶接ガンの前記開口内に少なくとも部分的に後退させる前記ステップの後に、前記溶接ワイヤは、前記ノズル端を越えて延びるが、溶接中の電極突出距離未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ノズル端と先端とを有するノズルを含む前記溶接ガンの前記開口内に少なくとも部分的に後退させる前記ステップの後に、前記溶接ワイヤは、前記先端を越えて延びない、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ノズル端と先端とを有するノズルを含む前記溶接ガンの前記開口内に少なくとも部分的に後退させる前記ステップの後に、前記溶接ワイヤは、前記先端の内側に後退する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ノズル端と先端とを有するノズルを含む前記溶接ガンの前記開口内に少なくとも部分的に後退させる前記ステップの後に、前記溶接ワイヤは、前記先端を越えて延びるが、溶接中の電極突出距離未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記溶接ワイヤの端を示すよう構成される少なくとも１つのセンサによって少なくとも１つのパラメータを感知するステップを更に含み、前記少なくとも１つのセンサパラメータ及び前記少なくとも部分的に後退させるステップは、前記後退させるステップが完了したときを決定するよう構成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
溶接ワイヤを溶接ガンに供給するよう構成される手動溶接装置を提供するステップであって、前記溶接ガンは、トリガと、該トリガが活性化されるときに前記溶接ワイヤが延びる開口とを有する、ステップと、
自動ワイヤ後退プログラムを含むユーザインターフェースを備えるコンピュータを提供するステップと、
前記溶接ガンを監視するステップと、
前記トリガが前記監視するステップ中に使用可能にさせられ或いは使用不能にさせられる位置にあるときを決定するステップと、
前記トリガが使用不能にさせられる位置にあることを決定した後に第１の条件が満足されるときを示すよう前記自動ワイヤ後退プログラムを構成することを使用する比較を遂行するステップと、
前記比較の後で前記溶接ワイヤを少なくとも部分的に後退させるステップとを含み、
前記少なくとも部分的に後退させるステップは、以下のパラメータ、即ち、溶接アーク電流、溶接ワイヤサイズ、溶接ワイヤ送り速度、及びバーンバック時間のうちの少なくとも１つに動的に基づく、
方法。
【請求項１２】
前記第１の条件は、動的に調節される後退遅延時間である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記トリガが使用不能にさせられるときの第１の量の時間を決定するステップと、
前記第１の量の時間が前記後退遅延時間と少なくとも等しいときを決定するステップとを更に含む、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
少なくとも１つのセンサと、
前記後退遅延時間と少なくとも１つのセンサのための動的センサパラメータとを含むようユーザインターフェースを構成するステップとを更に含み、
前記少なくとも１つのセンサは、前記溶接ワイヤの端を示すよう構成され、前記動的センサパラメータ及び前記少なくとも部分的に後退させるステップは、前記後退させるステップを停止するときを示すよう構成される、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記溶接ガンの前記開口は、ノズル端と先端とを有するノズルを含み、
前記溶接ワイヤは、前記少なくとも部分的に後退させるステップの終わりまでに前記ノズルを越えて延びない、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記溶接ガンの前記開口は、先端を含み、
前記溶接ワイヤは、前記少なくとも部分的に後退させるステップの終わりまでに前記先端の内側に後退する、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記溶接ガンの前記開口は、先端を含み、
前記溶接ワイヤは、前記少なくとも部分的に後退させるステップの終わりまでに前記接触先端とワークとの間の距離又は電極突出距離より少ない距離まで後退する、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
溶接ワイヤを前進させるためにトリガを利用する溶接トーチを使用する溶接作業の安全性を向上させる方法であって、
溶接作業を開始するよう前記溶接ワイヤを前進させるために前記トリガを押し下げるステップと、
前記溶接ワイヤの前記前進を停止させるために前記トリガを解放するステップと、
前記トリガが解放位置にあることを検出するステップと、
第１の期間の時間に亘って待機するステップと、
前記第１の期間の時間を所定の待機時間と比較するステップと、
前記第１の期間の時間が前記所定の待機時間を超えるときに前記溶接ワイヤを少なくとも部分的に自動的に後退させるステップと、
前記少なくとも部分的に自動的に後退させるステップを第２の期間の時間に亘って継続するステップとを含み、
前記少なくとも部分的に自動的に後退させるステップを継続するステップは、以下のパラメータ、即ち、溶接アーク電流、溶接ワイヤサイズ、溶接ワイヤ速度、及びバーンバック時間のうちの少なくとも１つに動的に基づく、
方法。
【請求項１９】
溶接ワイヤを前進させるためにトリガを利用する溶接トーチを使用する溶接作業のための方法であって、
溶接作業を開始するよう前記溶接ワイヤを前進させるために前記トリガを押し下げるステップと、
前記溶接ワイヤの前記前進を停止させるために前記トリガを解放するステップと、
前記トリガが開放位置にあることを検出するステップと、
前記トリガが開放位置にあることを検出した後に前記溶接ワイヤを少なくとも部分的に自動的に後退させるステップとを含み、
前記少なくとも部分的に自動的に後退させるステップは、以下のパラメータ、即ち、溶接アーク電流、溶接ワイヤサイズ、溶接ワイヤ送り速度、及びバーンバック時間のうちの少なくとも１つに動的に基づく、
方法。
【請求項２０】
溶接電源と、
ワイヤフィーダと、
該ワイヤフィーダと動作的に連絡し、該ワイヤフィーダを制御する手段を有する、溶接ガンと、
前記ワイヤフィーダと動作的に連絡する自動ワイヤ後退プログラムとを含み、
該自動ワイヤ後退プログラムは、
前記ワイヤの送りを停止させるために、前記ワイヤフィーダを制御する手段が前記ワイヤフィーダに信号を送るときを決定するための検出手段と、
前記ワイヤの送りを停止させる前記信号と所定の時間との間の経過時間を測定するための比較器とを含み、
前記自動ワイヤ後退プログラムは、前記経過時間が所定の時間を超えたことを前記比較器が決定した後に前記ワイヤを少なくとも部分的に後退させるために、前記ワイヤフィーダに動作的に信号を送り、前記少なくとも部分的に後退させるステップは、以下のパラメータ、即ち、溶接アーク電流、溶接ワイヤサイズ、溶接ワイヤ送り速度、及びバーンバック時間のうちの少なくとも１つに動的に基づく、
溶接システム。
【請求項２１】
溶接電源と、
ワイヤフィーダと、
該ワイヤフィーダと動作的に連絡し、該ワイヤフィーダを制御する手段を有する、溶接ガンと、
前記ワイヤフィーダと動作的に連絡する自動ワイヤ後退プログラムとを含み、
該自動ワイヤ後退プログラムは、
前記ワイヤの送りを停止させるために、前記ワイヤフィーダを制御する手段が前記ワイヤフィーダに信号を送るときを決定するための検出手段を含み、
前記自動ワイヤ後退プログラムは、前記ワイヤフィーダが前記ワイヤの送りを停止した後に前記ワイヤを少なくとも部分的に後退させるために、前記ワイヤフィーダに動作的に信号を送り、前記自動ワイヤ後退プログラムは、以下のパラメータ、即ち、溶接アーク電流、溶接ワイヤサイズ、溶接ワイヤ送り速度、及びバーンバック時間のうちの少なくとも１つに基づき、電極突出距離に近似する距離に亘って動的に後退させる、
溶接システム。
【請求項２２】
溶接電源と、
ワイヤフィーダと、
該ワイヤフィーダと動作的に連絡し、該ワイヤフィーダを制御する手段を有する、溶接ガンと、
前記ワイヤフィーダと動作的に連絡する自動ワイヤ後退プログラムとを含み、
該自動ワイヤ後退プログラムは、
前記ワイヤの送りを停止させるために、前記ワイヤフィーダを制御する手段が前記ワイヤフィーダに信号を送るときを決定するための検出手段を含み、
前記自動ワイヤ後退プログラムは、所定の時間の後に前記ワイヤの送りを停止させる前記ワイヤフィーダへの前記信号の後で、前記ワイヤを少なくとも部分的に後退させるために、前記ワイヤフィーダに動作的に信号を送り、前記少なくとも部分的に後退させるステップは、以下のパラメータ、即ち、溶接アーク電流、溶接ワイヤサイズ、溶接ワイヤ送り速度、及びバーンバック時間のうちの少なくとも１つに動的に基づく、
溶接システム。
【外国語明細書】
2018149603000001.pdf