(57)【要約】【課題】ある溶接期間にわたって電弧溶接機に使われた金属消耗品の概略重量を決定するための装置（システム）と方法を提供する。【解決手段】ある溶接期間にわたって溶接機に使われた全エネルギーを計算するためのプログラム、および前記重量を得るため全エネルギーを１でない所定の因数のべき乗を含む数で割る除算器からなる。全エネルギーがメガジュールの単位の値であるとき、前記因数は３．２〜４．２の範囲にあり、好ましくは約４．０である。【選択図】図１　
2004098167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　アーク電流読取センサ、アーク電圧読取センサ、溶接電力を得るための乗算器、溶接期間にわたる全消費ジュールの数値を得るための溶接圧力の溶接時間乗算器、メガジュールの数値を得るため全消費ジュールの数値を１００万で割る除算器回路、および、概略の重量を示す値を得るためアーク電流、アーク電圧、溶接電力、溶接時間、全消費ジュールあるいはメガジュールで表わした値を３．２〜４．２の範囲にある所定の因数で割る除算器回路を有することを特徴とするある溶接期間にわたって電弧溶接機に使われた金属消耗品の概略重量を決定するための装置。
【請求項２】
　除算回路が全消費ジュールの数値を前記因数で割る請求項１の装置。
【請求項３】
　除算回路が溶接電力を前記因数で割る請求項２の装置。
【請求項４】
　前記因数が約４．０である請求項３の装置。
【請求項５】
　前記因数が約４．０である請求項２の装置。
【請求項６】
　前記因数が約４．０である請求項１の装置。
【請求項７】
　ある溶接期間にわたって溶接機に消費された全ジュールを計算するための回路、該溶接期間に用いるため単一供給源から購入した金属消耗品の量を記録する回路、該溶接期間にわたって溶接機に消費されたメガジュールを与える回路、該溶接期間に使われた実際の金属消耗品の数値を与えるため３．２〜４．２の範囲にある所定の因数によってメガジュールの値を割る回路、および、値引百分率を得るため記録された購入金属消耗品を実際に使われた金属消耗品の数値で割る回路からなることを特徴とする料金値引が既知の単一供給源から購入した金属消耗品の使用百分率に基づく、電弧溶接機に使われた金属消耗品に対するセット料金における値引百分率を決定するための装置。
【請求項８】
　前記溶接期間に対する支払料金の額を得るためセット料金に値引百分率を掛ける回路を含む請求項７の装置。
【請求項９】
　所定の因数が約４．０である請求項８の装置。
【請求項１０】
　所定の因数が約４．０である請求項９の装置。
【請求項１１】
　ある溶接期間にわたって溶接機に消費された全メガジュールを計算するための回路、該溶接期間に用いるため単一供給源から購入した金属消耗品の量を記録する回路、該溶接期間にわたって溶接機に消費されたメガジュールを与える回路、該溶接期間に使われた実際の金属消耗品の数値を与えるため３．２〜４．２の範囲にある所定の因数によってメガジュールの値を割る回路、および、値引百分率を得るため記録された購入金属消耗品を実際に使われた金属消耗品の数値で割る回路からなることを特徴とするロイヤルティ値引が既知の単一供給源から購入した金属消耗品の使用百分率に基づく、電弧溶接機に使われた金属消耗品に因るセット料金における値引百分率を決定するための装置。
【請求項１２】
　前記溶接期間に因る支払料金の額を得るためセット料金に値引百分率を掛ける回路を含む請求項１１の装置。
【請求項１３】
　セット料金が使用金属消耗品（量）に基づくロイヤルティである請求項１２の装置。
【請求項１４】
　所定の因数が約４．０である請求項１２の装置。
【請求項１５】
　セット料金が使用金属消耗品（量）に基づくロイヤルティである請求項１４の装置。
【請求項１６】
　所定の因数が約４．０である請求項１１の装置。
【請求項１７】
　ある溶接期間にわたって溶接機に消費された全メガジュールを計算するための回路が、アーク電流読取センサ、アーク電圧読取センサ、溶接電力を得るための乗算器、および溶接期間にわたる全消費ジュールの数値を得るための溶接圧力の溶接時間乗算器からなる請求項１１の装置。
【請求項１８】
　ある溶接期間にわたって溶接機に消費された全メガジュールを計算するための回路が、アーク電流読取センサ、アーク電圧読取センサ、溶接電力を得るための乗算器、および溶接期間にわたる全消費ジュールの数値を得るための溶接圧力の溶接時間乗算器からなる請求項１２の装置。
【請求項１９】
　ある溶接期間にわたって溶接機に消費された全メガジュールを計算するための回路が、アーク電流読取センサ、アーク電圧読取センサ、溶接電力を得るための乗算器、および溶接期間にわたる全消費ジュールの数値を得るための溶接圧力の溶接時間乗算器からなる請求項１６の装置。
【請求項２０】
　ある溶接期間にわたって溶接機に消費された全メガジュールを計算するための回路が、アーク電流読取センサ、アーク電圧読取センサ、溶接電力を得るための乗算器、および溶接期間にわたる全消費ジュールの数値を得るための溶接圧力の溶接時間乗算器からなる請求項７の装置。
【請求項２１】
　ある溶接期間にわたって溶接機に消費された全メガジュールを計算するための回路が、アーク電流読取センサ、アーク電圧読取センサ、溶接電力を得るための乗算器、および溶接期間にわたる全消費ジュールの数値を得るための溶接圧力の溶接時間乗算器からなる請求項８の装置。
【請求項２２】
　ある溶接期間にわたって溶接機に消費された全エネルギーを計算するための回路、溶接機に使われた金属消耗物の量を得るため１でない所定の因数のべき乗を含む数で全エネルギーを割る除算器、および該量の百分率を指図することからなることを特徴とする電弧溶接機に用いるための金属消耗品を注文するためのシステム。
【請求項２３】
　前記百分率が調整可能である請求項２２のシステム。
【請求項２４】
　全エネルギーを計算するための回路がアーク電流読取センサ、アーク電圧読取センサ、溶接電力を得るための乗算器、および溶接期間にわたる全消費ジュールの数値を得るための溶接圧力の溶接時間乗算器からなる請求項２３のシステム。
【請求項２５】
　所定の因数が３．２〜４．２の範囲にある請求項２４のシステム。
【請求項２６】
　所定の因数が約４．０である請求項２５のシステム。
【請求項２７】
　全エネルギーを計算するための回路がアーク電流読取センサ、アーク電圧読取センサ、溶接電力を得るための乗算器、および溶接期間にわたる全消費ジュールの数値を得るための溶接圧力の溶接時間乗算器からなる請求項２２のシステム。
【請求項２８】
　所定の因数が３．２〜４．２の範囲にある請求項２７のシステム。
【請求項２９】
　所定の因数が約４．０である請求項２８のシステム。
【請求項３０】
　所定の因数が３．２〜４．２の範囲にある請求項２２のシステム。
【請求項３１】
　所定の因数が約４．０である請求項３０のシステム。
【請求項３２】
　ある溶接期間にわたって溶接機に消費された全エネルギーを計算するための回路、および重量を得るため１でない所定の因数のべき乗を含む数で全消費エネルギーを割る除算器からなることを特徴とする上記溶接期間にわたって電弧溶接機に使われた金属消耗品の概略重量を決定するための装置。
【請求項３３】
　全消費エネルギーがメガジュール単位で計算され、１でない因数が３．２〜４．２の範囲にある請求項３２の装置。
【請求項３４】
　因数が約４．０である請求項３３の装置。
【請求項３５】
　ある溶接期間にわたって溶接機に消費された全エネルギーを計算し、該期間に該溶接機に堆積した金属消耗品の実際の量を決定するための回路、エネルギー成分を得るため１でない所定の因数で全消費エネルギーを割る除算器、および効率を得るため該エネルギー成分で金属消耗品の量を割る除算器からなることを特徴とする電弧溶接機の効率を決定するための装置。
【請求項３６】
　全消費エネルギーがメガジュール単位で計算され、１でない因数が３．２〜４．２の範囲にある請求項３５の装置。
【請求項３７】
　因数が約４．０である請求項３６の装置。
【請求項３８】
　溶接機に消費された全エネルギーを計算し、および該全エネルギーに基づいて溶接トーチ成分が交換されるべき時期を示すためのインジケータからなる、電弧溶接機に使われる溶接トーチ成分を交換する時間を決定するためのシステム。
【請求項３９】
　因子が約４．０である請求項３８のシステム。
【請求項４０】
　溶接機に消費された全エネルギーを計算し、リース料金を得るため該全消費エネルギーに全消費エネルギーを掛ける乗算器からなる、電弧溶接機用リース料金を決定するためのシステム。
【請求項４１】
　得られたリース料金に基づいて送り状を発行するための回路を有する請求項４０のシステム。
【請求項４２】
　因数が約４．０である請求項４１のシステム。
【請求項４３】
　因数が約４．０である請求項４０のシステム。
【請求項４４】
　（ａ）アーク電流を読み取り、（ｂ）アーク電圧を読み取り、（ｃ）アーク電流をアーク電圧と掛け、
（ｄ）ある溶接期間にわたる全消費ジュールの数値を得るため溶接電力に溶接時間を掛け、
（ｅ）メガジュールの数値を得るため全消費ジュールの数値を１００万で割り、および、
（ｆ）概略重量を表わす値を得るためアーク電流、アーク電圧、溶接電力、溶接時間、全消費ジュールあるいは全消費メガジュールを３．２〜４．２の範囲にある所定の因数で割ることからなることを特徴とする上記溶接期間にわたって電弧溶接機に使われた金属消耗品の概略重量を決定するための方法。
【請求項４５】
　全消費ジュールが前記因数で割られる請求項４４の方法。
【請求項４６】
　溶接電力が前記因数で割られる請求項４５の方法。
【請求項４７】
　所定の因数が約４．０である請求項４６の方法。
【請求項４８】
　所定の因数が約４．０である請求項４５の方法。
【請求項４９】
　所定の因数が約４．０である請求項４４の方法。
【請求項５０】
　（ａ）ある溶接期間にわたって溶接機に消費された全ジュールを計算し、
（ｂ）該溶接期間に使うため単一の供給源から購入した金属消耗品の量を記録し、
（ｃ）該溶接期間にわたって溶接機に消費されたメガジュールの値を与え、
（ｄ）該溶接期間に使った実際の金属消耗品の数値を与えるため３．２〜４．２の範囲にある所定の因数でメガジュールの値を割り、そして
（ｅ）値引百分率を得るため実際に使った金属消耗品の数値で上記記録した購入金属消耗品（の量）を割ることからなることを特徴とする値引ロイヤルティが単一の既知の供給源から購入した金属消耗品の使用百分率に基づく、電弧溶接機が使った金属消耗品に対するセットロイヤルティ料金における値引百分率を決定するための方法。
【請求項５１】
　（さらに）（ｆ）該溶接期間に対するロイヤルティ料金の量を得るため購入金属消耗品（の量）にセットロイヤルティを掛け、次に値引百分率を掛けることからなる請求項５０の方法。
【請求項５２】
　所定の因数が約４．０である請求項５１の方法。
【請求項５３】
　所定の因数が約４．０である請求項５０の方法。
【請求項５４】
　（ａ）ある溶接期間にわたって溶接機に消費された全メガジュールを計算し、
（ｂ）該溶接期間に使うため単一の供給源から購入した金属消耗品の量を記録し、
（ｃ）該溶接期間に使った実際の金属消耗品の数値を与えるため３．２〜４．２の範囲にある所定の因数でメガジュールの値を割り、そして
（ｄ）値引百分率を得るため実際に使った金属消耗品の数値で上記記録した購入金属消耗品（の量）を割ることからなることを特徴とする値引ロイヤルティが単一の既知の供給源から購入した金属消耗品の使用百分率に基づく、電弧溶接機が使った金属消耗品に対するセットロイヤルティ料金における値引百分率を決定するための方法。
【請求項５５】
　（さらに）（ｅ）該溶接期間に対するロイヤルティ料金の量を得るため購入金属消耗品（の量）にセットロイヤルティを掛け、次に値引百分率を掛けることからなる請求項５４の方法。
【請求項５６】
　所定の因数が約４．０である請求項５５の方法。
【請求項５７】
　所定の因数が約４．０である請求項５４の方法。
【請求項５８】
　（ａ）ある溶接期間にわたって溶接機に消費された全エネルギーを計算し、
（ｂ）溶接機が使った金属消耗品の量を得るため１でない所定の因数のべき乗を含む数で全消費エネルギーを割り、そして
（ｃ）上記量の百分率（に相当する量）を注文することからなることを特徴とする電弧溶接機に使われる金属消耗品を注文するための方法。
【請求項５９】
　前記百分率が調整可能である請求項５８の方法。
【請求項６０】
　所定の因数が３．２〜４．２の範囲にある請求項５８の方法。
【請求項６１】
　因数が約４．０である請求項６０の方法。
【請求項６２】
　（ａ）ある溶接期間にわたって溶接機に消費された全エネルギーを計算し、そして
（ｂ）重量を得るため１でない所定の因数のべき乗を含む数で全消費エネルギーを割ることからなることを特徴とする上記溶接期間にわたって電弧溶接機に使われた金属消耗品の概略重量を決定するための方法。
【請求項６３】
　全消費エネルギーがメガジュール単位で計算され、１でない因数が３．２〜４．２の範囲にある請求項６２の方法。
【請求項６４】
　因数が約４．０である請求項６３の方法。
【請求項６５】
　（ａ）ある溶接期間にわたって溶接機に消費された全エネルギーを計算し、
（ｂ）該期間に溶接機に堆積した金属消耗品の量を決定し、
（ｃ）エネルギー成分を得るため全消費エネルギーを１でない所定の因数で割り、そして
（ｄ）効率を得るため上記量を該エネルギー成分で割ることからなることを特徴とする電弧溶接機の効率を決定するための方法。
【請求項６６】
　全消費エネルギーがメガジュール単位で計算され、１でない因数が３．２〜４．２の範囲にある請求項６５の方法。
【請求項６７】
　因数が約４．０である請求項６６の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は電弧（アーク）溶接の分野に関し、さらに詳しくは、電弧溶接機によって使われる消耗品の量およびこの消耗品使用情報の使用を決めるための装置と方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　電弧溶接は、工作物としての組合せにおいて知られている近くにある金属構造物上に電極の形で金属を溶融させ堆積させることを含んでいる。金属溶接ワイヤ、すなわち電極は「消耗品」と表現され、溶接作業の間に堆積する消耗品の量は溶接プロセスの１つのコスト高要素である。溶接機が一定時間にわたって操作されるとき、その溶接を続けさせるように供給を補充するため、適切に金属消耗品を供給しなければならない。この消耗品のコストは、消耗品を使う電弧溶接機のコストをはるかに超えるので、溶接作業において最も重要なファクターである。したがって、溶接機と消耗品がトータルの溶接手続を最適化するため調整し、あるいは適合させるように、電弧溶接機の製造者は溶接機で使われる消耗品の供給源でもあることが望ましい。このような消耗品の販売プログラムの実行において、１週間、１カ月、３カ月、半年あるいは１年といった一定期間にわたって電弧溶接機に使われる消耗品の量を知ることが好都合である。過去において、ある特定の溶接機用消耗品の使用を決めるための唯一の手続は、溶接用品の購買履歴に頼ることであった。こうして、ある溶接機が一定期間使われ、その期間にある量の消耗品が購入されたなら、その注文量が実際の使用量であったと結論されていた。しかし、もし他の供給源から消耗品を購入したなら、消耗した消耗品の量は以前に購入した既知の消耗品からは決めることができなかった。いくつかの例において、電弧溶接機の稼働に対して料金が払われている。溶接機の考案者から消耗品を購入する溶接機の使用者に対しては、その料金を負けることが望ましい。このビジネス術を成就するには、購入した消耗品の既知の量と、１料金期間に使われる消耗品の実際の量との間の関係を決めることが必要である。このタイプや他のタイプのビジネスプランは、設備（溶接機）の製造者から購入した消耗品の割合を決めるため、溶接用品からの履歴フィードバック使用情報に基づいている。このフィードバック情報は、次にその溶接機使用料金を決めるためのベースとして使われる。これと同じ考えが、認証された供給源から購入した消耗品を使うことによって値引きされるロイヤルティに従うとき、採用される。これらすべてのビジネス手続は、所定溶接期間の消耗品の使用に関する履歴情報に基づく。このような履歴データは一定しておらず、高い確実性を以ては採用し得ない。ある一定期間の消耗品の購入記録や特定溶接機に記録した実際の消耗量以外は、電弧溶接機に使われる消耗品を決めるための装置や方法はこれまでなかった。この情報は、溶接機が使われる実際の時間とは何の関係も有さないが、「溶接期間」として知られている絶対的な時間スパン、すなわち１週間から１年までの時間に対してのみ使える。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
　予め定められた期間、すなわち「溶接期間」にわたって購入された消耗品の量によってのみ、消耗品の使用を決めることは困難である。したがって、本発明は溶接期間にわたって溶接機が稼働したエネルギーの量に基づいて電弧溶接機に使われる消耗品を決めるための装置および方法に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
　これらの装置および方法は、電弧溶接機に使われる消耗品を示すものとして購入消耗品に基づくフィードバック履歴データを採用した従来技術とは異なっている。溶接機が１日２４時間使われたなら、消耗品の使用を評価する同一の方法が従来技術で使えたであろう。最良の場合でも、従来技術の装置と方法は単に購入消耗品を記録し、あるいは一定期間における消耗品の重量を測ったにすぎない。そのような情報は溶接期間に使われた消耗品の実際の量を示しておらず、ある固定期間に記録された量を与えるにすぎない。
【０００５】
　本発明によれば、溶接機に供給された消耗品に基づく購入データ（記録データ）に頼ることなく、溶接期間にわたって溶接機に消費される金属の概略の重量を決定するための装置と方法が提供される。この装置はアーク電流を読取るセンサ、アーク電圧を読取るセンサ、溶接電力を得る乗算器、および溶接期間にわたる全エネルギー量を得るための溶接電力の溶接時間乗算器を有する。「溶接時間」とは、溶接機が実際に稼働している時間をいう。溶接期間は暦によって示され、あるいは稼働期間になるであろう。したがって、どんな２４時間期間に対しても、溶接時間は２４時間になるであろうが、溶接時間というものは溶接機が実際に稼働している時間のことである。除算回路が稼働エネルギーを１００万で除算してメガジュールの表示を得、次に第２除算回路がそのメガジュールを３．２〜４．２の範囲の因数で除算して溶接時間に使われた消耗品の概略重量を示す値を得る。メガジュールを所定の因数で除算するため、アーク電流センサとアーク電圧センサで除算プロセスを行うことができ、その乗算値は溶接電力、溶接時間あるいはエネルギー（ジュール）となる。こうして、所定の因数はメガジュール計算を構成するどんなパラメータでも除算操作できる。基本概念として、電弧溶接機で使われたエネルギーと電極消費との間には直接の一定の数的関係があることがわかっている。この数的関係は、金属消耗品の各１ポンドに対して約４．０メガジュールである。したがって、溶接が低温で、すなわち低エネルギーで行われれば、消耗品の量はそれだけ減る。より高温では、より多くの消耗品が使われる。したがって、このような関係に対する所定の因数という新しい概念を採用することにより、溶接機に使われた消耗品の重量が決定できる。唯一必要な変数は、その溶接機に使われたエネルギーの量である。この数的関係は、約４．０の因数であることがわかったが実際には同じ結果を得るのに約３．２〜４．２の範囲に調整された。因数の真の値は約４．０である。この数は本発明の１側面にすぎない。広範な発明の概念は、溶接時間に溶接機に使われる消耗品の量を決める際にそのような因数を適用する。一定の数的関係があると見出したところに新規性がある。一例として、８時間シフトの間に４メガジュール使う溶接機は、約１ポンドの溶接ワイヤを消費する。この一定の関係は、首尾一貫していることがわかった。固定された因数が３．５や３．８あるいは４．２だとしても、一定の数的関係というこの新規な概念は、金属消耗品の使用に基づいて溶接機を監視することに対して貴重である。電弧溶接機に使われるエネルギーに関する入手可能な情報を測定することによってのみ、溶接中に使われる消耗品の量が知られる。この情報は消耗品の使用を監視し制御することにおいて貴重である。
【０００６】
　溶接機が使ったエネルギーを算出することにより、ある特定の電弧溶接機に使う消耗品の量を決めることが可能であることによって、多くのビジネスプランが実行され得る。本発明の一側面によれば、電弧溶接機に適切なセットロイヤルティあるいは使用料金における値引百分率を決定するために装置が提供され、ここでその値引は単一供給源から購入した消耗品の使用百分率に基づく。このタイプのビジネスプランにおいて、適切な溶接作業を行うために電弧溶接機が委託され、その溶接機の使用に対して同意した料金が支払われる。このようなプランは、単一の既知の供給源から購入した消耗品の量に従って料金を値引することを含んでいる。すなわち、消耗品の１００％が既知の供給源から購入されるなら溶接時間に対する料金は値引される。過去には、消耗品購入を溶接時間と対照するための手続や技術がなかった。この装置を用いる本発明は、使われたエネルギーを算出することにより消耗品の量を知る。この装置によれば、ある溶接期間にわたって溶接機に使われる全ジュールを算出するためのソフトウエア回路あるいはルーチンがある。この期間は１週間、１カ月、３カ月あるいは１年である。ソフトウエア回路は次に、既知の単一供給源から購入した消耗品の量を記録する。次に、付加的なソフトウエア回路が１００万で除算して、溶接機に使われたメガジュールを与える。この回路は全ジュールをメガジュールに変換するが、装置はメガジュールへの変換がなくても、全ジュールのみを使って動作する。次に、ソフトウエア分割回路は、３．２〜４．２の範囲の１でない所定の因数によってメガジュールを除算して、その溶接期間に使われた実際の消耗品の量を与える。１でない因数をメガジュールに掛けることにより、溶接機が消費する消耗品の重量を表わす数が得られる。したがって、その数によって購入消耗品を除算するための除算回路を装置に含むことにより、値引百分率が得られる。この装置はソフトウエアによって作動し、「回路」という術語は、特定の「回路」の機能を達成するためソフトウエアにあるサブルーチンを意味する。本発明の乗算器、除算器およびその他の処理回路や機能のすべては、ソフトウエアの実行によって果たされる。
【０００７】
　本発明の一側面によれば、溶接期間にわたって溶接機に使われるメガジュールは、インターネット等によって消耗品のサプライヤに送信される。この装置はさらに、溶接期間に対して支払われるべき料金の総額を得るために、値引百分率を料金に掛けるためのソフトウエア回路を含む。この装置は、メガジュールと掛け合わせることにより消耗品の重量を与える一定の因数という新概念を採用する。この因数は、消耗品１ポンドに対して約４メガジュールである。この一定の数的関係という概念は約３．２〜４．２ジュールの範囲で調整され得る。
【０００８】
　本発明の好ましい実施形態の実行において、溶接機で使われるメガジュールはアーク電流センサ、アーク電圧センサ、溶接電力を得るための乗算器、および全消費ジュールの数値を得るための溶接電力の溶接時間乗算器によって得られる。メガジュールを計算するため、上記数値は１００万で除算される。「溶接時間」は、溶接作業が行われる間の時間である。一方、「溶接期間は」は、溶接作業が評価される期間の満期である。
【０００９】
　本発明の他の面によれば、電弧溶接機用消耗品を注文するための装置が提供される。この装置は、溶接期間にわたって溶接機に使われる全エネルギーを計算するための回路あるいはソフトウエアルーチン、およびこの全エネルギーを１でない所定の因数のべき乗である一定数で割ることにより溶接機に使われた量を得るための除算回路を有する。次に、その量の百分率に対して注文が出される。この百分率の値は１００％である。「１でない所定の因数のべき乗」という術語は、全エネルギーがメガジュールに変換されないときを示すために使われる。因数４．０は４．０×１０６を意味する。「１でない因数」という術語は、１．０でない因数を意味する。本発明の基本概念は、ジュールと実際の溶接の間に使われる消耗品の量との間の数的関係を与える１でない因数があるという発見である。その因数は、（工作物に向かって）前進する溶接ワイヤを用いるすべての溶接作業に対して約４．０であることがわかった。したがって、電弧溶接機によって４．０メガジュール消費されるなら、１ポンドの消耗品が使われる。この発見は、さまざまな目的に対する溶接用途に使われる。
【００１０】
　さらに他の本発明の側面によれば、ある溶接期間にわたって電弧溶接機に使われた金属消耗品の概略の重量を決めるための装置が提供される。この装置は、溶接機に使われた全エネルギーを計算するための回路あるいはソフトウエア・サブルーチン、およびその全エネルギーを１でない所定の因数のべき乗を含む数で割って重量を得るための除算器からなる。これは本発明の基本的な実施である。全エネルギーがメガジュールであるなら、１でない因数は３．２〜４．２の範囲にある。実際には、電弧溶接の全範囲にわたって、因数は約４．００である。
【００１１】
　本発明はまた、電弧溶接機の効率を決めるための装置の一部としても実施される。この装置は、溶接機に使われた全エネルギーを計算して溶接期間に溶接機に使われた消耗品の実際の量を決定するための回路あるいはソフトウエア・サブルーチン、その全エネルギーを１でない所定の因数で割ってエネルギー成分あるいは数値を得るための除算器あるいはサブルーチン、および使用された消耗品の量をそのエネルギー成分で割って溶接機の効率を得るための除算器からなる。
【００１２】
　本発明の他の面によれば、ある溶接期間にわたって電弧溶接機に使われた金属消耗品の概略の重量を決めるための方法が提供される。この方法は、アーク電流を読み取り、アーク電圧を読み取り、アーク電流とアーク電圧を掛けて溶接電力を得、溶接電力に溶接時間をかけて全消費エネルギー（ジュール）の数値を得、その数値を１００万で割ってメガジュールの数値を得、およびアーク電流、アーク電圧、溶接電力、溶接時間、ジュールあるいはメガジュールの数値を３．２〜４．２の範囲の所定数で割って使用された消耗品の全重量を得ることからなる。上記所定数は、金属消耗品として前進する溶接ワイヤを用いるタイプの溶接作業に対して、約４．０である。「溶接時間」は溶接機が実際に溶接している時間であり、「溶接期間」は溶接作業が評価される時間である。実際には、アーク電流とアーク電圧はセンサによって測られ、あとのものはソフトウエアの実行によって得られる。
【００１３】
　本発明の他の面によれば、電弧溶接機に使われた消耗品に対して支払われるべきセットロイヤルティあるいは料金に値引百分率を決めるための方法が提供され、ここでその料金の値引は単一供給源から購入された消耗品の百分率に基づく。この方法は、溶接機に使われた全ジュールを計算し、溶接期間の使用に対し第一供給源から購入した消耗品の量を記録し、溶接機に使われたメガジュールを与え、メガジュールを３．２〜４．２の範囲の所定因数で割って溶接期間に使われた実際の消耗品の数値を与え、および記録された購入消耗品の量を実際に使われた消耗品の数値で割って料金に対する値引百分率を得ることからなる。
【００１４】
　本発明の基本側面として、ある溶接期間にわたって電弧溶接機に使われた金属消耗品の概略重量を決めるための方法が提供される。この方法は、溶接機に使われた全エネルギーを計算し、およびその全エネルギーを１でない所定因数のべき乗を含む数で割って重量を得ることからなる。全エネルギーがジュールで測られるとき、その因数は３．２〜４．２の範囲にあり、好ましくは約４．０である。溶接機に使われたエネルギーを、使われた消耗品の数値と同等視するという基本概念は、本発明の特筆すべき新規な側面である。
【００１５】
　本発明の第一の目的は、消費エネルギーと金属消耗品重量との間の一定の数的関係という概念を用いて、電弧溶接機に使われた金属消耗品（の量）を決定するための装置と方法を提供することにある。この一定の数的関係は、溶接で使われた各１ポンドの金属消耗品に対して約４．０メガジュールである。
【００１６】
　また、本発明の他の目的は、実際の溶接時間に関係なく、使われたエネルギーに基づいて用いられた金属消耗品を決定するための上記装置と方法を提供することにある。
【００１７】
　さらに本発明の他の目的は、料金値引（率）、効率、メンテナンス計画、および／または電弧溶接機のリースを計算するための上記装置と方法を提供することにある。
【００１８】
　これらおよびその他の目的と効果は、添付図面を用いて行う以下の説明から明らかになるであろう。
【実施例】
【００１９】
　図面を参照するが、各図は本発明の好ましい実施形態を説明するものであり、これらと同一のものに限定するためのものではない。図１に、リード線（ライン）１４、１６に電流波形を生じさせるため３相電源１２によって駆動される電弧溶接機１０によって溶接時間にわたって使われる消耗品を決定するのに使われる方法を実施するための装置Ａを示す。この電流によって電極Ｅと工作物Ｗの間にアークａが生じる。電極Ｅは、リール２２から前進する溶接ワイヤ２０の形状の金属消耗品であり、アークａによって溶融し、工作物Ｗ上に堆積する。実際には、工作物Ｗは結合されるべき２つの金属エレメントからなっている。溶融作業の間、アーク電流Ｉａは分流器として示されているセンサ３０によって読み取られる。リード線１６の電圧はアーク電流を表わす。同様に、アーク電圧Ｖａはアークにかかるセンサ３２によって読み取られる。したがって、アーク電流はリード線３０ａに現れるアナログ信号で、アーク電圧はリード線３２ａに現れるアナログ信号である。溶接機１０は、標準的なコントローラ４０の波形発生部からの波形を伴うある特許技術あるいは企業秘密独占技術によって電弧溶接を行う。溶接時間の間、溶接機１０は独占的な溶接作業を行うために作動する。その間、溶接ワイヤ２０はリール２２から工作物Ｗに向かって前進する。溶接の間に使われる溶接ワイヤの量は、溶接作業の間の消耗品の消費量である。溶接期間は、装置Ａが溶接機１０の稼働をモニタしている間の全時間である。「溶接時間」は、溶接機が実際に溶接作業をしている時間である。溶接作業に使われる金属消耗品の量は、一つの溶接作業が行われる溶接時間に使われる金属消耗品（の量）である。溶接期間は、装置Ａが本発明の進歩性のある側面を行う間のシフト時間、あるいは満了時間である。溶接期間は連続的で、実際の溶接時間には関係がない。
【００２０】
　本発明の１つの実施は、装置Ａにおける使用であり、機能あるいは作業がブロック図で、あるいはフローチャートとして図示されている。実際には、機能はソフトウエア・プログラムによって実行される。乗算器５０はリード線３０ａ、３２ａにアナログ電圧を受ける。これらの電圧はＡ／Ｄコンバータによって変換され、共に掛け合わされてリード線５２に表わされる溶接電力を与える。実際には、リード線３０ａ、３２ａのアナログ信号はときどき掛け合わされ、リード線５２の電力を表わすデジタル値のためにデジタル化される。好ましくは、電流と電圧の信号はまずデジタル変換されてから、次に乗算器５０で掛け合わされる。溶接機１０が溶接作業を行うときはいつでも、ブロック６０が作動してブロック６２をライン５２の溶接電力値とともに溶接時間と掛け合わせる。ブロック６２は、溶接時間の間の電力を積算する。これにより溶接機１０が使った積算エネルギーがライン６４の信号として与えられる。このエネルギーの数的表現（値）は、百万単位の値で除算器７０によって割られる。これは単に、ライン１４に表れる積算エネルギーの値の小数点を移動させるだけである。したがって、溶接機１０の消費エネルギーがメガジュール単位でライン７２に表れる。このメガジュール単位の消費エネルギーは、読出し可能な出力７６をもつメモリ７４に蓄えられる。除算器８０は１でない所定の因数にセットされる。この因数は一般に約４．０であるが、約３．２〜４．２の範囲で調整できる。進歩性のある概念は、消費エネルギーの解析においこの除算器８０で一定の値の因数を使うことである。これにより、溶接機１０で使われた消耗品の重量が決められる。このデータ（値）は本発明の重要な点であり、装置Ａで使われて、溶接機１０での使用のために購入された消耗品の百分率による値引料金で溶接機１０にライセンスするというビジネスプランに対し、値引百分率を自動計算する。メモリ７４に蓄えられ除算器８０で因数Ｋで割られたメガジュール単位の数値が、ライン８２に出力される。この数値はメモリ９０に蓄えられて装置Ａにおいて使われる。１でない電力因数Ｋは、メガジュールの計算のさまざまな要素に導入される。デジタル化アーク電流・アーク電圧は、因数Ｋによってときどき割られる。ライン５２の溶接電力やブロック６０の溶接時間も、ときどき因数Ｋで割られる。さらに、ライン６４のエネルギーも因数Ｋで割られる。要するに、因数Ｋは、溶接期間に消費されるメガジュールのエネルギーを割ること以外は何も考慮することなく、どのブロック（ステージ）における計算にも導入できる。エネルギーのＫ倍が、溶接機１０が使った金属消耗品の重量に等しいということが、新規な概念である。溶接機１０に供給される消耗品の量が、メモリあるいは累算器１００に記録されて蓄えられる。このデータは、出荷記録、受領記録あるいは請求（送り状）情報をコンピュータで読み取ることによって得られる。溶接期間に使われた金属消耗品の重量はライン１０２に出力されて、除算器１１０に送られ、ここでその重量値がライン９２の因数Ｋで割った値のエネルギーによって割られる。除算器１１０で得られた値は、乗算器１１２で１００％掛けられ、ブロック１１４で表わされる値引百分率を与え、ライン１１６に出力される。
【００２１】
　溶接作業の間に使われた消耗品の量によって料金が値引されるとき、その料金支払の計算のために装置Ａを用いることに移ろう。ロイヤルティすなわち使用料金はブロック１２０に記録され、ライン１２２に出力されて乗算器１３０でライン１１６の値引（率）と掛け合わされる。こうして、単位時間当たりの支払料金がレジスター１３２に出力される。これと同じ考えが、使われた（操出）溶接ワイヤの量当たりの支払料金を考えることにも使われ得る。その場合、ライン１０２の値によって示される操出ワイヤの量は、消耗品の基本料金に加えてロイヤルティ率を掛け合わされる。このロイヤルティ率は、ライン１１６の数値に従って割り引かれる。もし、消耗品の１００％が既知の単一供給源から購入されたなら、その消耗品には何もロイヤルティがかからない。使用消耗品の率が１００％よりも下がることにより、ライン９２のエネルギー値によって決まるように、ロイヤルティはそれだけ高くなる。これは、溶接機１０が使う金属消耗品に対するロイヤルティ率を得るため新規な概念を使うための別の装置（システム）である。装置Ａは、値引料金が計算される各溶接期間の間、ブロック１４０によってリセットされる。装置Ａは、ある溶接期間にわたって溶接機１０に使われる消耗品の概略重量を決定するためのシステムを用いる。そのシステムは、溶接期間にわたって溶接機１０に使われる全エネルギーを計算するためのプログラム、および使用消耗品の重量を得るため１でない所定の因数のべき乗を含む数によってその全エネルギーを割るための除算器７０、８０からなる。除算器７０を使うとき、因数は３．２〜４．２の範囲にあり、好ましくは約４．０である。除算器７０、８０の機能は、時に、単一除算器として結合する。
【００２２】
　図１の装置（システム）Ａに関して説明した発明概念は、図２の装置（システム）Ｂにも適用できる。この装置Ｂは、消費エネルギーと消耗品重量との間の基本的な一定の新規な数的関係を使うための方法を実施する。メモリ７４に蓄えられたメガジュール単位の全エネルギーは、ブロック２００に蓄えられる。次に、その全エネルギーは除算器２０２で因数Ｋによって割られ、溶接時間にわたって溶接機１０に使われた金属消耗品の量を与える。ブロック２１０で表わされるこの量Ｑは、ブロック２１２に送られて、消費された溶接ワイヤを補充する。溶接ワイヤは在庫を維持するように自動的に注文される。実際には、ブロック２１４に示すように注文される量Ｑの百分率をユーザーが増減する。注文すべき金属消耗品の量が出力され、電話や他のネットワークによって送信するためライン２１６に現われる。実際には、このネットワークは金属消耗品すなわちワイヤのサプライヤと通信を行うインターネットである。情報が受信されると、そのサプライヤに自動指図が行われ、ブロック２３０に示すように離れて位置するサプライヤから出荷され送り状が出される。その結果、装置Ａにおける消耗品の在庫が維持される。溶接機１０が消費するエネルギーと使用金属消耗品の重量との間の一定の数的関係に関する本発明の基本概念を用いて、他の在庫システムが実行される。
【００２３】
　本発明の基本概念はまた、溶接機１０が行う溶接作業の効率を決定するためにも使われる。このための代替装置（システム）Ｃを図３に示す。ここで、溶接機１０が使う溶接ワイヤはブロック２５０に記録（累算）される。使われたワイヤの全重量を得るため、リールおよびドラムのバーコード情報がバーコードリーダー２５２に読み取られる。ワイヤの各付加により、ブロック２５０に蓄えられるワイヤの記録量が増す。ブロック２５０の出力２６０は、溶接機１０が使ったワイヤの全量を表わす数値である。図３のブロック２１０からの出力は、ライン２６２に理論上の既知のワイヤ量を生じる。ライン２６０に現われる実際の使用ワイヤ（量）は、ライン２６２の理論上のワイヤ量によって割られる。これは除算器２７０において行われる。この除算結果は溶接機１０の効率であり、ブロック２７２に記録される。この記録は周期的にくり返され、ライン２８２にリセット信号を受けると、リセットされてリセット・ブロック２８０によって再処理される。除算器２７０は、ＧＯブロック２９０からの信号によって周期的に作動する。理論上の使用ワイヤ量と実際の使用ワイヤ（消耗品）量とに基づいて、効率を測定するという目標を達成するため、他のアーキテクチャもソフトウエア・プログラムに使用できる。
【００２４】
　本発明を実施するとき、溶接機１０が使ったエネルギーは（図１の）ライン６４、メモリ７４およびメモリ９０に累算される。本発明の１側面において、全消費エネルギーは溶接期間に関係なく累算される。この概念を図４のエネルギー累算器（積算器）３００に示す。装置（システム）Ｄは全エネルギーを用いてリース料金を計算する。累算器３００に蓄えられたエネルギーは読み取られてネットワーク３１０に出力される。このネットワークは、イーサーネット、インターネット、あるいはその組合せである。累算エネルギーが所定値ａを超えると、維持プロシージャ３２２を作動させる比較器３２０とネットワークが通信する。維持プロシージャ３２２は、消費エネルギー量に依存して摩耗するトーチ成分を交換することが好ましい。維持手続が実行された後、入力累算器３２４が信号３２６によってリセットされる。次に、比較器３２０によって比較するため、維持予定時間がリセットされる。同様に、累算エネルギーが所定値ｂに達すると、比較器３３０が決定する。これにより、維持プロシージャ３３２が作動してワイヤ・フィーダを再稼働させるための時間を示す。維持手続が行われた後、累算器３３４がライン３３６の信号によってリセットされる。こうして、維持プロシージャ３２２、３３２が周期的に実行される。
【００２５】
　ネットワーク３１０のエネルギーも、溶接機の使用に基づくリース料金を決めるために使われる。本発明によれば、リセット・ライン３４４をもつ累算器３４２を経てブロック３４０に導かれる累算エネルギーによって、溶接機の使用が決められる。リセット・ラインによってリース料金の計算が始まる。エネルギー量は、累算器３４２を通してブロック３４０に累算される。リース料金は、リース量×エネルギーである。この積はライン３４６に出力され、ブロック３５０の送り状プログラムに送られる。ブロック３４０と送り状プログラム３５０を用いるリース料金システムは、インターネットでサービスされる離れた位置に存在し得る。
【００２６】
　一定の因数を用いた消費エネルギーと金属消耗品重量の関係である本発明の基本概念は、実施例に示した装置（システム）Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ以外のさまざまな装置（システム）に使い得る。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】溶接作業で使われたワイヤに基づいて料金を払うという理論に従って電弧溶接機を使うとき、料金の第１値引百分率と支払料金の計算に使うために用いられる装置と方法のブロック図およびフローチャート。
【図２】在庫制御における本発明の使用のブロック図およびフローチャート。
【図３】溶接作業の効率を決めるための本発明の使用のブロック図およびフローチャート。
【図４】累算エネルギーが維持予定およびリースのために用いられる本発明の側面を示すブロック図およびフローチャート。
【符号の説明】
【００２８】
　１０：電弧溶接機
　Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ：装置（システム）
　２０：溶接ワイヤ
　Ｅ：電極
　Ｗ：工作物
　５０：乗算器
　７０、８０：（除算回路）除算器
　９０：メモリ
　１１０：除算器
　１１２：乗算器
　１３０：乗算器
　１３２：レジスター
　２０２：除算器
　２２０：インターネット
　２５２：バーコードリーダー
　２７０：除算器
　３００：累算器（積算器）
　３２０、３３０：比較器
　３２２、３３２：維持プロシージャ
　３５０：送り状プログラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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