(57)【要約】  溶接システムユーザーインターフェースモジュール３８、４２が第１の入力装置と第１の表示スクリーンとを備える前面パネルを備える。また、溶接システムユーザーインターフェースモジュール３８、４２は、機械可読命令を記憶するメモリ６６と、機械可読命令を実行するプロセッサ６８と、遠隔溶接システムユーザーインターフェースモジュール３８、４２の第１の入力装置又は第２の入力装置からのＵ１データを受信するとともに遠隔溶接システムユーザーインターフェースモジュール３８、４２の第１の表示スクリーン及び第２の表示スクリーンに同期データをブロードキャストするように構成される通信回路部７０とを備える。
2015535200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接システムユーザーインターフェースモジュールであって、
第１の入力装置と第１の表示スクリーンとを備える前面パネルと、
機械可読命令を記憶するメモリと、前記機械可読命令を実行するプロセッサと、遠隔溶接システムユーザーインターフェースモジュールの前記第１の入力装置又は第２の入力装置からのＵＩデータを受信するとともに前記遠隔溶接システムユーザーインターフェースモジュールの前記第１の表示スクリーン及び第２の表示スクリーンに同期データをブロードキャストするように構成される通信回路部とを備える回路部とを備える溶接システムユーザーインターフェースモジュール。
【請求項２】
前記機械可読命令は、前記第１の入力装置及び前記第２の入力装置から受信するＵＩデータ間の不一致を調整する命令を含む請求項１に記載の溶接システムユーザーインターフェースモジュール。
【請求項３】
前記同期データはブロードキャストトークンを含み、前記ＵＩデータは応答トークンを含み、前記ＵＩデータ間の前記不一致の調整は、前記ブロードキャストトークンと前記応答トークンとに少なくとも部分的に基づく請求項２に記載の溶接システムユーザーインターフェースモジュール。
【請求項４】
前記応答トークンは優先順位情報を含む請求項３に記載の溶接システム。
【請求項５】
前記通信回路部は、前記溶接システムユーザーインターフェースモジュールが位置する溶接システム構成部品の内部の制御回路部と通信するように構成される請求項１に記載の溶接システムユーザーインターフェースモジュール。
【請求項６】
前記溶接システムユーザーインターフェースモジュールは、該溶接システムユーザーインターフェースモジュールが位置する溶接システム構成部品から取り外し可能で置き換え可能である請求項１に記載の溶接システムユーザーインターフェースモジュール。
【請求項７】
前記通信回路部は、前記遠隔溶接システムユーザーインターフェースモジュールと無線で通信するように構成される無線通信回路部を備える請求項１に記載の溶接システムユーザーインターフェースモジュール。
【請求項８】
前記通信回路部は、前記同期データを少なくとも約１００ミリ秒ごとにブロードキャストする請求項１に記載の溶接システムユーザーインターフェースモジュール。
【請求項９】
溶接システムであって、
第１の溶接システム構成部品上に位置する第１のユーザーインターフェースモジュールと、
第２の溶接システム構成部品上に位置する第２のユーザーインターフェースモジュールとを備え、
前記第１のユーザーインターフェースモジュール及び前記第２のユーザーインターフェースモジュールによって表示されるデータは同期される溶接システム。
【請求項１０】
前記第１の溶接システム構成部品は溶接電源ユニットを含み、前記第２の溶接システム構成部品は溶接ワイヤ送給装置を含む請求項９に記載の溶接システム。
【請求項１１】
前記第１の溶接システム構成部品は溶接電源ユニット又は溶接ワイヤ送給装置を含み、前記第２の溶接システム構成部品は溶接トーチを含む請求項９に記載の溶接システム。
【請求項１２】
前記第１の溶接システム構成部品は溶接電源ユニット又は溶接ワイヤ送給装置を含み、前記第２の溶接システム構成部品は溶接ヘルメットを含む請求項９に記載の溶接システム。
【請求項１３】
前記第１の溶接システム構成部品は溶接電源ユニット又は溶接ワイヤ送給装置を含み、前記第２の溶接システム構成部品は溶接遠隔装置を含む請求項９に記載の溶接システム。
【請求項１４】
前記第１の溶接システム構成部品は溶接電源ユニット又は溶接ワイヤ送給装置を含み、前記第２の溶接システム構成部品は溶接冷却システムを含む請求項９に記載の溶接システム。
【請求項１５】
前記第１の溶接システム構成部品は溶接電源ユニット又は溶接ワイヤ送給装置を含み、前記第２の溶接システム構成部品はパーソナルコンピューター（ＰＣ）、タブレットコンピューター又はスマートフォンを含む請求項９に記載の溶接システム。
【請求項１６】
前記第１のユーザーインターフェースモジュール及び前記第２のユーザーインターフェースモジュールからのＵＩデータ間の不一致は調整される請求項９に記載の溶接システム。
【請求項１７】
溶接システムの第１のユーザーインターフェースモジュール又は該溶接システムの第２のユーザーインターフェースモジュールからＵＩデータを受信することと、
前記受信ＵＩデータに少なくとも部分的に基づいて、前記第１のユーザーインターフェースモジュール及び前記第２のユーザーインターフェースモジュールへ同期データをブロードキャストすることとを含む方法。
【請求項１８】
前記第１のユーザーインターフェースモジュール及び前記第２のユーザーインターフェースモジュールは複合ユーザーインターフェースモジュールを含む請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１のユーザーインターフェースモジュールを前記溶接システムの溶接システム構成部品から取り外すとともに、該第１のユーザーインターフェースモジュールを第３のユーザーインターフェースモジュールに置き換えることを含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
パラメーター調整又はシステム状態の変化の発生の頻度に少なくとも部分的に基づいて、前記同期データのブロードキャストレートを変更することを含む請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には溶接システムの分野に関し、より詳細には、同期された複数のユーザーインターフェースモジュールを有する溶接システムに関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本出願は、あらゆる目的から、引用することによりその全体が本明細書の一部をなす、２０１２年９月７日出願の「WELDING SYSTEM WITH MULTIPLE USER INTERFACE MODULES」と題する米国仮特許出願第６１／６９７９９３号からの優先権及び利益を主張する。
【背景技術】
【０００３】
通常の溶接システムにおいて、ユーザーインターフェース（ＵＩ）モジュールは多くのロケーションで見かけることができる。しかしながら、ＵＩモジュールはそれぞれが様々なロケーションで様々な情報の集合を表示する場合がある。いくつかの場合においては、ＵＩモジュールは古くなった情報を表示している場合すらある。システムにおけるこの情報の食い違いが、結果として設定における矛盾を生じ作業者に混乱をもたらす可能性がある。
【発明の概要】
【０００４】
一実施形態では、溶接システムユーザーインターフェースモジュールが、第１の入力装置と第１の表示スクリーンとを備える前面パネルを備える。また溶接システムユーザーインターフェースモジュールは、機械可読命令を記憶するメモリと、前記機械可読命令を実行するプロセッサと、遠隔溶接システムユーザーインターフェースモジュールの前記第１の入力装置又は第２の入力装置からのＵＩデータを受信するとともに前記遠隔溶接システムユーザーインターフェースモジュールの前記第１の表示スクリーン及び第２の表示スクリーンに同期データをブロードキャストするように構成される通信回路部とを備える回路部を備える。
【０００５】
別の実施形態では、溶接システムが、第１の溶接システム構成部品上に位置する第１のユーザーインターフェースモジュールと、第２の溶接システム構成部品上に位置する第２のユーザーインターフェースモジュールとを備える。前記第１のユーザーインターフェースモジュール及び前記第２のユーザーインターフェースモジュールによって表示されるデータは同期される。
【０００６】
別の実施形態では、方法は、溶接システムの第１のユーザーインターフェースモジュール又は該溶接システムの第２のユーザーインターフェースモジュールからＵＩデータを受信することを含む。また、本方法は、前記受信ＵＩデータに少なくとも部分的に基づいて、前記第１のユーザーインターフェースモジュール及び前記第２のユーザーインターフェースモジュールへ同期データをブロードキャストすることを含む。
【０００７】
本発明のこれらの特徴、態様及び利点並びに他の特徴、態様及び利点は、同様の符号が図全体を通して同様の部品を表す添付の図面を参照しながら以下の詳細な記載を読めば、よりよく理解されることであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の実施形態に係る同期されたＵＩモジュールを利用することができる溶接システムの一実施形態の図である。
【図２】本開示の実施形態に係る様々な溶接機器と溶接アクセサリーとを備える例示の溶接システムのブロック図である。
【図３】本開示の実施形態に係る上側ＵＩモジュールの正面図である。
【図４】本開示の実施形態に係る下側ＵＩモジュールの正面図である。
【図５】本開示の実施形態に係るトーチＵＩモジュールを有する図１の溶接トーチの斜視図である。
【図６】本開示の実施形態に係る、ＵＩモジュールの例示の回路部を示す、図１の溶接電源ユニット、溶接ワイヤ送給装置及び溶接トーチのブロック図である。
【図７】本開示の実施形態に係る、図６の溶接システムの制御ＵＩモジュールに用いられる例示の制御方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書に記載される実施形態は溶接システムユーザーインターフェースモジュールに対する改善点を含む。こうした改善点によりシステム内のＵＩモジュール全体にわたって首尾一貫したデータを提供することができ、結果として溶接システムの操作性を改善するための（例えば、溶接システムの様々な構成部品の動作パラメーター、溶接プロセス全体に関するパラメーター等に関する）同期データが全ての構成部品に提供される。ＵＩモジュールは、溶接環境における複数のロケーションから受信され複数のロケーションに分散される場合がある溶接システムの入力及び出力を、作業者が調整し監視することを可能にする。溶接システムは複数のＵＩモジュールを、溶接電力源、溶接ワイヤ送給装置、溶接トーチ、溶接ヘルメット、溶接遠隔装置（例えば、ペンダント）、溶接冷却システム、パーソナルコンピューター（ＰＣ）等の、システム内の様々な構成部品上に備えることができる。ＵＩモジュールは、そのモジュールが設計される特定の構成部品のために専用に設計することができるが、ＵＩモジュールは、溶接システムの様々な構成部品間で交換可能（例えば、取り外し可能で置き換え可能）に用いることができる或る特定のタイプのＵＩモジュールを含むことができる。加えて、溶接システム内のＵＩモジュールは、様々なＵＩモジュールにわたってデータが常に（例えば、１ミリ秒未満等の所与の更新期間内で）略同期しているように同期させることができる。例えば、以下でより詳細に説明するように、或る特定の実施形態において、溶接システム内のＵＩモジュールのうちの１つは、溶接システム内の様々なＵＩモジュールからＵＩデータ（例えば、入力装置の操作に関するデータ、特定のＵＩモジュールの状態の変化に関するデータ、システム状態の変化に関するデータ等）を受信し、様々なＵＩモジュールへ同期データをブロードキャストする、同期モジュールとして常に機能することができる。
【００１０】
図面を見ると、図１は本開示の実施形態に係る同期されたＵＩモジュールを利用することができる溶接システム１０の一実施形態の図である。本明細書に記載される溶接システム１０はガスメタルアーク溶接（ＧＭＡＷ）システム１０として具体的に提示されているが、本明細書で開示する同期されたＵＩモジュールは他のアーク溶接プロセス（例えば、ＦＣＡＷ、ＦＣＡＷ−Ｇ、ＧＴＡＷ、ＳＡＷ、ＳＭＡＷ又は同様の溶接プロセス）とともに用いることもできることが理解されるべきである。より具体的には、以下でより詳細に説明するように、溶接システム１０において用いられる全ての機器及びアクセサリーは、本明細書に記載されている同期されたＵＩモジュールを備えることができる。溶接システム１０は、溶接電力供給ユニット１２（すなわち、溶接電源）と、溶接ワイヤ送給装置１４と、ガス供給システム１６と、溶接トーチ１８とを備える。溶接電力供給ユニット１２は一般的に、溶接システム１０に給電し、溶接ケーブル２０を介して溶接ワイヤ送給装置１４に接続することができ、また、クランプ２６を有するリードケーブル２４を用いて工作物２２に接続することができる。図示の実施形態では、溶接ワイヤ送給装置１４は、溶接システム１０の動作時に溶接ワイヤを供給するとともに溶接トーチ１８に給電するために、溶接ケーブル２８を介して溶接トーチ１８に結合される。別の実施形態では、溶接電力供給ユニット１２は、溶接トーチ１８と結合して溶接トーチ１８に直接給電することができる。
【００１１】
図１に示す実施形態では、溶接電力供給ユニット１２は一般的に、電力変換回路を有することができ、電力変換回路は、交流電源３０（例えば、ＡＣ電力グリッド、エンジン／発電機セット、又はそれらの組合せ）から入力電力を受け取り、その入力電力を調節し、溶接ケーブル２０を介してＤＣ出力電力又はＡＣ出力電力を提供する。したがって、溶接電力供給ユニット１２は、溶接ワイヤ送給装置１４に給電することができ、この溶接ワイヤフィード１４がさらに、溶接システム１０の要求に従って溶接トーチ１８に給電する。クランプ２６において終端するリードケーブル２４は、溶接電力供給ユニット１２を工作物２２に結合して、溶接電力供給ユニット１２と、工作物２２と、溶接トーチ１８との間での回路を閉じる。溶接電力供給ユニット１２は、溶接システム１０の要求による指定に応じて（例えば、溶接システムによって実行される溶接プロセスのタイプ等に基づいて）、ＡＣ入力電力を直流棒プラス（ＤＣＥＰ）出力、直流棒マイナス（ＤＣＥＮ）出力、ＤＣ可変極性、パルスＤＣ又は可変平衡（例えば、平衡又は不平衡）ＡＣ出力に変換することが可能な回路素子（例えば、変圧器、整流器、スイッチ等）を有することができる。
【００１２】
図示の溶接システム１０は、ガス供給システム１６を有し、このガス供給システム１６が、シールドガス又はシールドガス混合気を溶接トーチ１８に供給する。図示される実施形態において、ガス供給システム１６は、溶接電源ユニット１２からの溶接ケーブル２０の一部分である導管３２を介して溶接トーチ１８へ直接結合される。別の実施形態では、ガス供給システム１６は代わりに溶接ワイヤ送給装置１４に接続することができ、溶接ワイヤ送給装置１４は、ガス供給システム１６から溶接トーチ１８へのガスの流れを調整することができる。シールドガスとは、本明細書で用いる場合、特定の局所的な雰囲気を提供する（例えば、アークを遮断し、アーク安定性を高め、金属酸化物の形成を制限し、金属表面の湿潤を高め、溶着物の化学的性質を変える等）ために、アーク及び／又は溶接プールに提供することができる任意のガス又はガスの混合気を指すことができる。
【００１３】
加えて、或る特定の実施形態では、溶接システム１０において他の溶接機器及び溶接アクセサリー（例えば、溶接関連装置）を用いる場合がある。例えば、ほとんどの溶接用途において、溶接システム１０の作業員は溶接ヘルメット３４を着用することができる。溶接ヘルメット３４は溶接システム１０の作業員に保護を提供し、特に溶接作業中に溶接アークに関連付けられる閃光から作業員の目を保護する。加えて、或る特定の実施形態において、溶接ヘルメット３４は溶接作業のパラメーターに関連する作業員へのフィードバックを提供することができる。例えば、溶接ヘルメット３４は、溶接作業中に作業員へ溶接パラメーターを表示するように構成された内部ディスプレイを備えることができる。加えて、或る特定の実施形態において、溶接遠隔装置（例えば、ペンダント）３６を用いて溶接ワイヤ送給装置１４と溶接トーチ１８との間で通信することができる。溶接遠隔装置３６は、関連付けられる溶接電源ユニット１２及び／又は溶接ワイヤ送給装置１４から遠く離れた場所での溶接用途に用いられる場合があるが、それらの遠隔の溶接電源ユニット１２及び／又は溶接ワイヤ送給装置１４が提供するものと実質的に同一の表示装置及び入力装置を依然として提供することができる装置である。換言すれば、関連付けられた遠隔の溶接電源ユニット１２及び／又は溶接ワイヤ送給装置１４上にある制御パネルを用いることが実現可能ではないか又は実践的ではないときに、溶接遠隔装置３６を遠隔制御パネルとして用いることができる。
【００１４】
図１に示す溶接機器及び溶接アクセサリーは単に例示にすぎず、溶接システム１０において用いることができ、本明細書において説明されているような同期されたＵＩモジュールを備えることができる溶接機器及び溶接アクセサリーのタイプを限定することを意図していない。多くの他のタイプの溶接機器及び溶接アクセサリー（例えば、溶接冷却システム、パーソナルコンピューター（ＰＣ）等）が、溶接システム１０とともに用いることができ、本明細書において説明されているような同期されたＵＩモジュールを備えることができる。理解されるように、溶接システム１０は、場合によっては、その溶接システム１０に備えられる溶接機器及び溶接アクセサリーの数に伴い、いくぶん複雑になることがある。例えば、図２は、本開示の実施形態に係る、溶接電源ユニット１２と、ワイヤ送給装置１４と、溶接トーチ１８と、溶接ヘルメット３４と、溶接遠隔装置３６と、溶接冷却システム４４と、パーソナルコンピューター（ＰＣ）４６とを含む様々な溶接機器及び溶接アクセサリーを備える例示の溶接システム１０のブロック図である。理解されるように、図２の溶接システム構成部品の各々は特定のロケーションにＵＩモジュール３８、４０、４２のうちの１つまたは複数を収容するように構成することができる。例えば、図１に示すように、溶接電源ユニット１２は上側前面パネルにおいてＵＩモジュール３８を収容し、下側前面パネルにおいて下側ＵＩモジュール４０を収容するように構成することができる。同様に、溶接ワイヤ送給装置１４は前面パネルにＵＩモジュール３８を収容するように構成することができる。溶接トーチ１８はトーチＵＩモジュール４２を本体上部部分に収容するように構成することができる。或る特定の実施形態において、溶接ヘルメット３４は、溶接ヘルメット３４の内部にＵＩモジュール３８、４０、４２のうちの１つを収容して作業者が情報を見ることができるように構成することができる。他の実施形態において、ＵＩモジュールは溶接ヘルメット３４の内部で用いるために、特に設計する（例えば、ＵＩモジュール３８、４０、４２のうちのいずれとも異なる機能を有する）ことができる。溶接遠隔装置３６は前面パネルにＵＩモジュール３８、４０、４２（又は、溶接遠隔装置３６のために特に設計されたＵＩモジュール）のうちの１つを収容するように構成することができる。ここで図２に戻ると、冷却システム４４及びＰＣ４６は前面パネルにＵＩモジュール３８、４０、４２のうちの１つを収容するように構成することができる。
【００１５】
図２に示すように、様々な溶接機器及び溶接アクセサリー間の通信経路はいくぶん複雑になる可能性がある。特に、図２の溶接システム構成部品の任意の数及び組合せを同時に用いることができる。本明細書に記載の同期されたＵＩモジュールは溶接機器及び溶接アクセサリー間のデータの同期された通信を容易にする。より具体的には、上述したように、本明細書に記載されている実施形態は、同期されたＵＩモジュールが設計される特定の溶接機器及び溶接アクセサリー用に特に設計することができる同期されたＵＩモジュールを提供する。一方、ＵＩモジュールは或る特定の溶接機器及び溶接アクセサリー間で相互に交換可能（例えば、取り外して置き換えが可能）である。例えば、ここで図１に戻ると、本明細書における例示の目的で、図示される溶接システム１０は、上側ＵＩモジュール３８と、下側ＵＩモジュール４０と、トーチＵＩモジュール４２とを備え、それらの各々が特定のタイプのＵＩモジュールのための特定の入力装置及び表示装置を有することができる。例えば、トーチＵＩモジュール４２は、図１に示す溶接トーチ１８等の溶接トーチ用に特に設計され、したがって、一般には、より小型の物理的外形を備えることができ、流線型の入力装置及び表示スクリーンを、例えば上側ＵＩモジュール３８及び下側ＵＩモジュール４０より少なく有する場合もあるし、多く有する場合もある。また、図１に示すように、溶接電源ユニット１２及び溶接ワイヤ送給装置１４の双方が上部ＵＩモジュール３８を備えているのに対して、溶接電源ユニット１２のみが下側ＵＩモジュール４０を備えている。一方、他の実施形態では、溶接ワイヤ送給装置１４は上部ＵＩモジュール３８の代わりに下側ＵＩモジュール４０を収容するように構成することもできるし、上部ＵＩモジュール３８及び下側ＵＩモジュール４０の双方を収容するように構成することもできる。図１に示すＵＩモジュール３８、４０、４２は単なる例示であり、限定することを意図したものではないことが理解されよう。他のタイプの同期されたＵＩモジュールを用いることもできる。
【００１６】
上述したように、ＵＩモジュール３８、４０、４２は様々な入力装置及び表示スクリーン（例えば、プラズマパネル、ＬＣＤパネル、ＬＥＤパネル等）を備えることができ、一般に、それらはＵＩモジュールが用いられる溶接機器及び溶接アクセサリーの全体的な機能性に基づく。例えば、図３は本開示の実施形態に係る上側ＵＩモジュール３８の正面図であり、図４は本開示の実施形態に係る下側ＵＩモジュール４０の正面図であり、図５は本開示の実施形態に係るトーチＵＩモジュール４２を有する図１の溶接トーチ１８の斜視図である。図示するように、上側ＵＩモジュール３８は、概して下側ＵＩモジュール４０より多くの入力装置を備える。例えば、上側ＵＩモジュール３８が２つの制御ノブ４８を備えているのに対して、下側ＵＩモジュール４０は１つの制御ノブ４８のみを備えている。これらの制御ノブ４８は電圧、電流、ワイヤ送給速度、溶接ワイヤ径等の溶接プロセスのパラメーターを制御するのに用いることができる。同様に、上側ＵＩモジュール３８は、動作モード、情報表示のモード等を修正するのに用いることができる、相当多数の制御ボタン５０を備えている。さらに、上側ＵＩモジュール３８は、電源ボタン５２を備えていて、このボタンを用いてアクセサリーのそれぞれの溶接機器の電源オン又は電源オフすることができるのに対して、下側ＵＩモジュール４０は電源ボタン５２を備えていない。一方、下側ＵＩモジュール４０は、或る特定の動作プロファイル（例えば、或る特定のメモリプロファイルは電圧、電流、ワイヤ送給速度、溶接ワイヤ径等の動作パラメーターの所与の集合を含むことができる）を記憶するのに用いることができるメモリボタン５４を備えている。また、ディスプレイは上側ＵＩモジュール３８と下側ＵＩモジュール４０との間でいくぶん異なる。或る特定の実施形態において、上側ＵＩモジュール３８の表示スクリーンは、動作パラメーター（例えば、電圧、電流、ワイヤ送給速度、溶接ワイヤ径等）を、溶接システム１０の動作中にそれらのパラメーターが変化したときに表示するための表示スクリーンとすることができ、下側ＵＩモジュール４０の表示スクリーン５８は、作業員が端から端までスクロールして、溶接システム１０の様々な情報を見ることができる表示スクリーン（例えば、タッチスクリーン）とすることができる。
【００１７】
上側ＵＩモジュール３８及び下側ＵＩモジュール４０とは対照的に、図５に示されているトーチＵＩモジュール４２は比較的小さい表示スクリーン６０（例えば、プラズマ、ＬＣＤ、ＬＥＤ、タッチ等）を備えている。トーチＵＩモジュール４２は制御ボタン６２（例えば、ソフトキー、ハードボタン、ノブ等）を備えることができる。理解されるように、これらの制御ボタン６２の機能性は上側ＵＩモジュール３８又は下側ＵＩモジュール４０のものより比較的簡素である場合がある。しかしながら、トーチＵＩモジュール４２は作業員がシステムパラメーターを素早く調整することを（例えば、溶接電源ユニット１２又は溶接ワイヤ送給装置１４のところまで歩いて行く必要なく）可能にすることができ、結果として、より効率の良い溶接プロセスをもたらす。
【００１８】
様々な入力装置（例えば、制御ノブ４８、制御ボタン５０、電源ボタン５２、メモリボタン５４、制御ボタン６２等）及び、ＵＩモジュール３８、４０、４２に備えることができる他の様々な入力装置の全てが、作業員からのユーザー入力を、ＵＩモジュール３８、４０、４２が取り付けられている溶接機器及び溶接アクセサリーから受信するのに用いることができる。加えて、以下により詳細に記載するように、様々な表示スクリーン５６、５８、６０は様々なＵＩモジュール３８、４０、４２間で同期された情報を表示することができる。作業員は溶接システム１０におけるＵＩモジュール３８、４０、４２のうちの任意のものから、溶接システムの設定のうちの任意のものを変更する及び／又は見ることができる。このようにして、ＵＩハードウェア、ソフトウェア、及びデータは溶接システム１０における全てのＵＩモジュール３８、４０、４２において重複させることができる。したがって、各ＵＩモジュール３８、４０、４２は同一の情報を表示することができ、１組のデータのみを管理し、各ＵＩモジュール３８、４０、４２へ中継するだけでよい。各ＵＩモジュール３８、４０、４２において重複されたデータを用いることで、結果として溶接システム１０全体にわたってデータを同期させることができ、ミス及び／又は混乱が発生する可能性を減少させることができる。さらに、溶接システム１０は、入力情報を複数のロケーションにて受信し、その情報を溶接システム１０の全体にわたって直ちに（例えば、１００ミリ秒ごと等の所与の更新期間内に）認識させることを可能とすることができる。加えて、この同期メカニズムはシステムパラメーターをロック及び／又は制限することを可能とすることができ、これにより溶接システム１０のセキュリティを改善する。
【００１９】
図３〜図５はＵＩモジュール３８、４０、４２の外側を向いている前面パネルを主に示している。しかしながら、ＵＩモジュール３８、４０、４２の各々は自身の回路基板を備えており、その回路基板はそれぞれの入力装置からのＵＩデータ（ユーザー入力装置のユーザー操作に関連するデータを含む）を処理し、様々なＵＩモジュール３８、４０、４２間でＵＩデータに関連する情報を通信し、溶接プロセスの作業に関連する更新された（例えば、同期された）データを受信し、受信したデータをそれぞれの表示スクリーンに表示する等のための回路部を備えている。通常は、ＵＩモジュール３８、４０、４２のうちの１つが制御ＵＩモジュールとして用いられる。換言すれば、ＵＩモジュール３８、４０、４２のうちの１つを用いて、溶接システム１０の全てのＵＩモジュール３８、４０、４２からのＵＩデータに関連する情報を受信し、溶接システム１０の作業に関連する更新された（例えば、同期された）データを様々なＵＩモジュール３８、４０、４２へ通信し、これにより様々なＵＩモジュール３８、４０、４２の動作を同期させる。概して、ＵＩモジュール３８、４０、４２は実質的に同様のハードウェア及び／又はソフトウェアを含み、これによりＵＩモジュール３８、４０、４２のうちの任意の１つを制御ＵＩモジュールとして用いることができる。特定のＵＩモジュール３８、４０、４２を制御モジュールとして選択することは、様々なＵＩモジュール３８、４０、４２の入力装置を介して選択することができることが理解されよう。
【００２０】
図６は、本開示の実施形態に係る、ＵＩモジュール３８、４０、４２の例示の回路部を示す、図１の溶接電源ユニット１２、溶接ワイヤ送給装置１４及び溶接トーチ１８のブロック図である。図示する実施形態において、溶接電源ユニット１２の上側ＵＩモジュール３８は制御ＵＩモジュールとして用いられている。より具体的には、溶接電源ユニット１２の上側ＵＩモジュール３８は、溶接電源ユニット１２の下側ＵＩモジュール４０、溶接ワイヤ送給装置１４の上側ＵＩモジュール３８、及び溶接トーチ１８のトーチＵＩモジュール４２からＵＩデータを受信し、溶接電源ユニット１２の下側ＵＩモジュール４０、溶接ワイヤ送給装置１４の上側ＵＩモジュール３８、及び溶接トーチ１８のトーチＵＩモジュール４２に同期データをブロードキャストするとともに、自身の入力装置及び表示スクリーンを同期データで更新する。しかしながら、ここでもまた、ＵＩモジュール３８、４０、４２のそれぞれが同様のハードウェア及び／又はソフトウェアを備え、図６において上側ＵＩモジュール３８が機能しているようにそれぞれが制御ＵＩモジュールとして機能することを可能にしている限りにおいては、ＵＩモジュール３８、４０、４２のうちの任意のものを制御ＵＩモジュールとして選択することができる。
【００２１】
例えば、図６に示すように、各ＵＩモジュール３８、４０、４２は、メモリ６６と、プロセッサ６８と、通信回路部７０とを備える回路基板６４を備える。本明細書において説明するように、一般には各ＵＩモジュール３８、４０、４２は、或る特定の入力装置及び／又は表示スクリーンに関連付けられる単一の回路基板６４のみを備える。一方、或る特定の実施形態では、複合ＵＩモジュールを用いることができ、この複合ＵＩモジュールは、或る特定の入力装置及び／又は表示スクリーン、並びに自身のメモリ６６、プロセッサ６８及び通信回路部７０を備える第１の回路基板６４を備える第１のＵＩモジュールと、或る特定の入力装置及び／又は表示スクリーン、並びに自身のメモリ６６、プロセッサ６８及び通信回路部７０を備える第２の回路基板６４を備える第２のＵＩモジュールとを備える。
【００２２】
各ＵＩモジュール３８、４０、４２は、それぞれのプロセッサ６８によって実行することができる、それぞれのメモリ６６に記憶された機械可読命令を含む。制御ＵＩモジュール（図６における溶接電源ユニット１２の上側ＵＩモジュール３８）の機械可読命令は、溶接システム１０のＵＩモジュール３８、４０、４２から受信されるＵＩデータに少なくとも基づいて、溶接システム１０の他のＵＩモジュール３８、４０、４２にブロードキャストする同期データを求める。ブロードキャストされる同期データは、少なくとも部分的に、制御ＵＩモジュールが位置する溶接システム構成部品（図６における溶接電源ユニット１２）の内部の制御回路部７２とやりとりして通信されるデータについて求めることができる。実際、各ＵＩモジュール３８、４０、４２の通信回路部７０は、ＵＩモジュール３８、４０、４２が位置する溶接システム構成部品の内部（例えば、ハウジング内）の制御回路部７２と通信するように構成することができ、この通信は、無線か、又はそれぞれの溶接システム構成部品内の相補的なポートと組み合わされるように構成される、それぞれの回路基板６４上の通信ポートを介して行うことができる。或る特定の実施形態において、或る特定の溶接システム構成部品（例えば、溶接トーチ１８）はこうした内部制御回路部７２を備えていない場合があることは理解されるであろう。
【００２３】
ＵＩモジュール３８、４０、４２の通信回路部７０は、ＵＩモジュール３８、４０、４２間の通信のために、同様に無線又は有線の通信回路部を備えることができる。例えば、或る特定の実施形態において、通信回路部７０はイーサネット、ＲＳ４８５、ＲＳ２３２、ＳＰＩ、光ファイバー、ＲＦ、又は他の適切な通信方法を用いてＵＩデータ及び同期データをＵＩモジュール３８、４０、４２間で通信することができる。加えて、或る特定の実施形態において、ＵＩモジュール３８、４０、４２は（例えば、ＷｉＦｉ又は他の適切な通信技法を介して）パーソナルコンピューター（ＰＣ）（例えば、図２に示されるＰＣ４６）、タブレットコンピューター、スマートフォン等と通信して、遠隔の作業員に仮想ユーザーインターフェースを提供することもできる。さらに、或る特定の実施形態において、同期データは様々な通信技術にわたって通信することができ、それに応じてフォーマットすることができる。これらの通信方法を用いることにより、溶接システム構成部品が迅速に通信することを可能にすることができ、溶接システムの許可されていないユーザーからのセキュリティを増強することができる。
【００２４】
図７は、本開示の実施形態に係る、溶接システム１０の制御ＵＩモジュール（例えば、図６の溶接電源ユニット１２の上側ＵＩモジュール３８）に用いられる例示の制御方法７４のフローチャートである。ステップ７６において、制御ＵＩモジュールは同期データを溶接システム１０のＵＩモジュール３８、４０、４２にブロードキャストする。ここで、同期データはそこに埋め込まれたブロードキャストトークンを含む。ステップ７８において、制御ＵＩモジュールは溶接システム１０のＵＩモジュール３８、４０、４２の入力装置からＵＩデータを受信する。ここで、ＵＩデータはそこに埋め込まれた応答トークンを含む。応答トークンは、通常はブロードキャストトークンに関連付けられる。例えば、応答トークンは、ブロードキャストトークンと組み合わせることができるか、又はブロードキャストトークンと関連付けることができる（例えば、カウンターを含むか、反転とする等とすることができる）。ステップ８０において、制御ＵＩモジュールはトークンに基づいてＵＩデータ間の不一致を調整する。トークンはタイムスタンプ、カウンター又はそれらの組合せを含むことができる。例えば、１つのＵＩモジュール３８、４０、４２から（例えば、ユーザー入力装置の操作を介して）受信された第１のユーザー入力コマンドは別のＵＩモジュール３８、４０、４２から（例えば、ユーザー入力装置の操作を介して）受信された第２のユーザー入力コマンドと実質的に同時刻に生じる可能性がある。不一致の可能性があるユーザー入力コマンド内に埋め込まれた応答トークンに少なくとも部分的に基づいて、制御ＵＩモジュールは、それらの入力コマンドのうちのどれを優先すべきか、これらの入力コマンドの双方が実施されるべきであるか否か等を判断する。この判断は、制御ＵＩモジュールが位置している溶接システム構成部品内部の制御回路部７２との通信に少なくとも部分的に基づいて行うことができる。加えて、ＵＩデータ（例えば、ユーザー入力コマンド）の調整はアークコントローラー（システム基底部（system root））によって判断することができる。アークコントローラーは溶接システム構成部品のうちの１つの内部にある場合がある。さらに、或る特定の実施形態において、ＵＩデータ（例えば、ユーザー入力コマンド）の調整はＵＩデータ（例えば、ユーザー入力コマンド）の優先順位付けも含むことができる。例えば、ＵＩデータ間の優先順位付けはＵＩモジュール３８、４０、４２のタイプ（例えば、ＵＩモジュール３８、４０、４２の或る特定のタイプに、より高い優先順位を与えることができる）、ＵＩモジュール３８、４０、４２が位置する溶接システム構成部品のタイプ（例えば、溶接システム構成部品の或る特定のタイプに、より高い優先順位を与えることができる）、ＵＩモジュール３８、４０、４２のロケーション(例えば、ネットワークアドレスに基づくロケーション）等に基づくことができ、これらのそれぞれを応答トークン内に埋め込むことができる。不一致の可能性があるＵＩデータ（例えば、ユーザー入力コマンド）が制御ＵＩモジュールによって調整されると、本方法は、制御ＵＩモジュールが同期データを溶接システム１０のＵＩモジュール３８、４０、４２に再度ブロードキャストするステップ７６に戻って継続する。
【００２５】
上述したように、本方法７４の各サイクルは、所与の時間間隔で（例えば、少なくとも約１秒ごとに、少なくとも約１００ミリ秒ごとに、少なくとも約５０ミリ秒ごとに、少なくとも約１０ミリ秒ごとに、少なくとも約１ミリ秒ごとに、又はより頻繁に）、制御ＵＩモジュールによって実行することができる。しかしながら、或る特定の実施形態において、同期データが再ブロードキャストされるレートは経時的に変化する。例えば、同期データが再ブロードキャストされるレートは、同期データの新たな変化がないとき（例えば、ブロードキャストトークンがサイクル間で同一のままであるとき）、削減することができる。しかしながら、（例えば、システムの振る舞い、又は新たな制御値に起因して）同期表示データにおける変化が生じるとき、再ブロードキャストする時間は一時的にスピードアップされ、各受信表示ノード（例えば、ＵＩモジュール３８、４０、４２）がより迅速に更新を受信することを確実にする。ブロードキャストレート削減ロジックは、ＵＩモジュール３８、４０、４２が処理しなければならないネットワークメッセージの総数を削減する。例えば、或る特定の実施形態において、同期データを含む３つのブロードキャスト表示メッセージを（例えば、約４００ミリ秒隔てて）約１ミリ秒以内に送信することができ、その後、ブロードキャストレートは５０ミリ秒ごとに１回のみ（例えば、基本ブロードキャストレート）に削減される。或る特定の実施形態において、ブロードキャストレートは溶接作業が進行している間、（例えば、約５０ミリ秒から約１０ミリ秒又は２０ミリ秒へ）増大させることも可能である。このようにして、溶接システム１０の制御ＵＩモジュールはブロードキャストレートを変えてネットワークのパフォーマンスを最適化し、迅速な表示の更新を確実にすることができる。特に、ブロードキャストレートは、例えば、ＵＩモジュール３８、４０、４２の入力装置を介した手動の変更、及び／又はシステム状態変更又はフィードバック変更等の自動変更に起因する変更の単独発生又は発生頻度に基づいて変動させることができる。
【００２６】
本明細書において説明するＵＩモジュール３８、４０、４２のモジュール方式は、適切なタイプの同期データに最小数のタイプの互換性のあるＵＩモジュール３８、４０、４２を提供することによって、図２に示す溶接システム１０等の比較的複雑な溶接システムを可能にしている。例えば、図６に示すように、溶接電源ユニット１２は、溶接電源ユニット１２がネットワークマスターとして機能することと、溶接システム１０のデータ管理及び自動作業を制御することとを可能にするシステム基底部の制御回路部７２を備えることができる。制御回路部７２は入力装置又は表示スクリーンを有していない場合もあるが、溶接電源ユニット１２は「基本ＵＩ」（例えば、上側ＵＩモジュール３８）と「進化型ＬＣＤ  ＵＩ」（例えば、下側ＵＩモジュール４０）との双方を備えることができる。加えて、溶接ワイヤ送給装置１４は溶接ワイヤ送給装置１４のための基本的なローカル制御機能と「基本ＵＩ」（例えば、上側ＵＩモジュール３８）とを提供する制御回路部７２を備えることができる。加えて、上述したように、溶接トーチ１８は「特化したＬＣＤ  ＵＩ」（例えば、トーチＵＩモジュール４２）を備えることができる。図２へ戻ると、溶接ヘルメット３４は特化したＵＩモジュールを溶接ヘルメット３４の内部に備えることができる。溶接遠隔装置３６は「基本ＵＩ」（例えば、上側ＵＩモジュール３８）、「進化型ＬＣＤ  ＵＩ」（例えば、下側ＵＩモジュール４０）又は特化したＵＩモジュールを備えることができる。同様に、溶接冷却システム４４及びＰＣ４６は「基本ＵＩ」（例えば、上側ＵＩモジュール３８）、「進化型ＬＣＤ  ＵＩ」（例えば、下側ＵＩモジュール４０）又は特化したＵＩモジュールを備えることができる。診断サービスツール及び簡易アクセサリー等の他のタイプの溶接システム構成部品（例えば、フットペダル及び手動制御部）は機能が削減された簡素な特化されたＵＩモジュールを備えることができる。
【００２７】
さらに、或る特定の実施形態において、表示スクリーン又は入力装置を有していないが、それにもかかわらず制御ＵＩモジュールによってブロードキャストされる同期データを受信し適用することができる遠隔制御ノードを用いることができる。こうした遠隔制御ノードは制御ＵＩモジュールにデータを送信することが依然として可能である場合がある。例えば、電流センサー又は温度センサーは遠隔制御ノードとして機能することができるとともに、制御メッセージを制御ＵＩモジュールに送信し、制御値又は状態変化としての同期データを受信することができる。加えて、自動作業コントローラー又はプログラマブルロジックコントローラー（ＰＬＣ）は、（例えば、同期データ内の）同じＵＩ同期メッセージを用いて、例えば、一連の溶接部品が変更されたときに、設定を自動調整することができる。
【００２８】
上述したように、本明細書において説明するＵＩモジュール３８、４０、４２のモジュール方式及び互換性は実質的に無制限のＵＩ機能の組合せを可能にする。ここでもまた、ＵＩモジュール３８、４０、４２のＵＩハードウェア、ソフトウェア、及び更には、通信データは実質的に同一であり、ＵＩモジュール３８、４０、４２の各々が溶接システム１０の溶接構成部品の通信ネットワークにおける制御ＵＩモジュール又は単なるノードとして機能することを可能にしていることに留意するべきである。加えて、ＵＩモジュール３８、４０、４２の全てが、同一のルックアンドフィール（look and feel）及びデータ管理スタイルを有する。しかしながら、特定のＵＩモジュール３８、４０、４２の特定の必要性に応じて、全く同一のパラメーター、いくつかの同一パラメーター及びいくつかの異なるパラメーター又は完全に異なるパラメーターをＵＩモジュール３８、４０、４２の各々が個別に、同時に表示することができる。同一のパラメーターを表示しているＵＩモジュール３８、４０、４２の全てに関して、それらのパラメーターは一致し同期している。例えば、１つの表示スクリーンが他の表示スクリーン上にあるパラメーターを変更する場合、他の表示スクリーンは、そのパラメーターが変化するのに応じて更新する。目下のところ他のＵＩモジュール３８、４０、４２にはないパラメーターを表示しているＵＩモジュール３８、４０、４２の全てに関して、他のＵＩモジュールに何ら影響を及ぼすことなくいくつかのパラメーターを編集することができる。或る特定の実施形態において、上側ＵＩモジュール３８の全てが全く同一のパラメーターを表示することができる。例えば、１つの上側ＵＩモジュール３８上に表示されているものに対して変更がなされた場合、上側ＵＩモジュール３８の全てが、上記表示されているものに一致するように更新される。逆に、下側ＵＩモジュール４０のディスプレイの全ては、互いに独立していて、同一のパラメーター又は異なるパラメーターを表示することができる。例えば、１つの下側ＵＩモジュール４０上に表示されているものに対して変更がなされた場合、他の下側ＵＩモジュール４０は必ずしも従う必要はない（例えば、表示されているデータは同期している場合があるが、表示されている特定のパラメーターは同期していない場合もある）。ＵＩモジュール３８、４０、４２のグループ分けのいずれも異なる機能性を有する場合があることは理解されるであろう。例えば、他の実施形態において、上側ＵＩモジュール３８は潜在的に異なるパラメーターを表示する場合がある一方で、下側ＵＩモジュール４０は全く同一のパラメーターを表示する場合がある。しかしながら、パラメーターの値自体は、それらのパラメーターの値がいずれのＵＩモジュール３８、４０、４２に表示されているかに関係なく、常に同期している。
【００２９】
本明細書において、本発明の或る特定の特徴だけが図示及び説明されてきたが、当業者には多くの変更及び変形が思い浮かぶであろう。それゆえ、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の趣旨に入る全ての変更及び変形を包含することを意図していることを理解されたい。
【符号の説明】
【００３０】
１０    溶接システム
１２    溶接電源ユニット
１４    ワイヤ送給装置
１６    ガス供給システム
１８    溶接トーチ
２０    溶接ケーブル
２２    工作物
２４    リードケーブル
２６    クランプ
２８    溶接ケーブル
３０    交流電源
３２    導管
３４    溶接ヘルメット
３６    溶接遠隔装置
３８    遠隔溶接システムユーザーインターフェースモジュール
４０    モジュール
４２    遠隔溶接システムユーザーインターフェースモジュール
４４    冷却システム
４６    パーソナルコンピューター（ＰＣ）
４８    制御ノブ
５０    制御ボタン
５２    電源ボタン
５４    メモリボタン
５６    表示スクリーン
５８    表示スクリーン
６０    表示スクリーン
６２    制御ボタン
６４    回路基板
６６    メモリ
６８    プロセッサ
７０    通信回路部
７２    制御回路部
７４    制御方法
【図１】
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【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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【図７】
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【国際調査報告】
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