(57)【要約】  ユーザに手動で操作される器具（４）に接続された電源（１）を操作する方法および装置であって、前記電源（１）のパラメータを、前記電源（１）上の操作・表示ユニット（２）の操作要素（３）によって設定し、空間内での前記器具（４）の移動を、前記電源（１）に配設した評価ユニット（９）によってキャプチャーする。存在するユーザの保護着衣を取り外す必要がない、前記電源（１）の早くて急な操作を可能にするために、前記電源（１）において有効化されるべき操作機能を提供し、それによって、前記空間（６）内での前記器具（４）の移動がキャプチャーされ、前記移動の結果の前記器具（４）の位置が前記操作・表示ユニット（２）に関連付けられる。
2012521891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザに手動で操作される器具（４）に接続された電源（１）の操作方法であって、前記電源（１）のパラメータを、前記電源（１）上の操作・表示ユニット（２）の操作要素（３）によって設定し、空間（６）内での前記器具（４）の移動を、前記電源（１）に配設した評価ユニット（９）によってキャプチャーする方法において、前記電源（１）における操作機能を有効化し、それによって、前記空間（６）内での前記器具（４）の移動をキャプチャーし、前記移動の結果の前記器具（４）の位置を前記操作・表示ユニット（２）に関連付けることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記器具（４）に対応する基準点が前記操作・表示ユニット（２）上に表示されたときに、前記電源（１）における前記操作機能を有効化することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記器具（４）上の作動要素（１０）が操作されたときに、前記電源（１）における前記操作機能を有効化することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記器具（４）が前記電源（１）から所定の距離に配置されたときに、前記電源（１）における前記操作機能を有効化することを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記器具（４）の短くはっきりした移動を行うことによって、前記電源（１）における前記操作機能を有効化することを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
少なくとも２次元の前記空間（６）において前記移動を評価することによって、前記空間（６）内での前記器具（４）の移動をキャプチャーすることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記空間（６）内での前記器具（４）の角度を評価することによって、前記空間（６）内での前記器具（４）の移動をキャプチャーすることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記操作要素（３）に位置を関連付けたときに、前記操作要素（３）を前記操作・表示ユニット（２）上に表示することを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
関連付けられている前記操作要素（３）を、操作されている前記器具（４）上の作動要素（１０）によって確認することを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
関連付けられている前記操作要素（３）を、前記器具（４）の移動によって確認することを特徴とする、請求項１から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
関連付けられている前記操作要素（３）を、前記器具（４）を前記操作・表示ユニット（２）上で前記操作要素（３）に接触させることによって確認することを特徴とする、請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記操作要素（３）の確認の後、前記操作要素（３）に関連付けられている少なくとも１つの前記電源（１）のパラメータを設定および／または変更することを特徴とする、請求項９から１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記器具（４）の移動の結果のデータを前記電源（１）において評価することを特徴とする、請求項１から１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記データを、前記器具（４）と前記電源（１）との間のホースパッケージ（５）を介して前記電源（１）に転送することを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ユーザに手動で操作される器具（４）に接続された電源（１）の操作方法であって、前記電源（１）のパラメータを、前記電源（１）上の操作・表示ユニット（２）の操作要素（３）によって設定し、空間（６）内での前記器具（４）の移動を、前記電源（１）に配設した評価ユニット（９）によってキャプチャーする方法において、移動事象を前記電源（１）に記憶し、キャプチャーした前記器具（４）の移動を記録、および、移動事象を確認するために記憶された前記移動事象と比較し、一致が検出されたなら機能事象を実行することを特徴とする方法。
【請求項１６】
ユーザに手動で操作される器具（４）に接続された電源（１）の操作方法であって、前記電源（１）のパラメータを、操作・表示ユニット（２）の操作要素（３）によって設定し、空間（６）内での前記器具（４）の移動を評価ユニット（９）によってキャプチャーする方法において、前記電源（１）に接続されたヘッドアップディスプレイ（１２）を操作機能により有効化し、前記操作・表示ユニット（２）の少なくとも一部を、前記ヘッドアップディスプレイに表示し、それにより、空間（６）内での前記器具（４）の移動をキャプチャーし、前記移動の結果の前記器具（４）の位置を前記操作・表示ユニット（２）に関連付けることを特徴とする方法。
【請求項１７】
ユーザに手動で操作される器具（４）に接続された電源（１）の操作方法であって、前記電源（１）のパラメータを、前記電源（１）上の操作・表示ユニット（２）の操作要素（３）によって設定する方法において、前記操作・表示ユニット（２）は導電性に設計され、前記器具（４）を導電性の前記操作・表示ユニット（２）、特に操作要素（３）に接触させることにより、前記器具（４）と前記操作・表示ユニット（２）との間に電流が流れることを特徴とする方法。
【請求項１８】
ユーザに手動で操作される器具（４）に接続された電源（１）を操作するための装置であって、操作要素（３）を備える操作・表示ユニット（２）が前記電源（１）上に配設され、評価ユニット（９）が前記電源の中の前記操作・表示ユニット（２）の領域に配設され、前記評価ユニット（９）は、請求項１から１６のいずれかに記載の方法を実行するように設計されていることを特徴とする装置。
【請求項１９】
ユーザに手動で操作される器具（４）に接続された電源（１）のユーザのための溶接ヘルメット（１３）であって、前記電源（１）のパラメータは、前記電源（１）上の操作・表示ユニット（２）の操作要素（３）によって設定でき、空間（６）内での前記器具（４）の移動を、前記電源（１）に配設した評価ユニット（９）によってキャプチャーでき、該溶接ヘルメット（１３）に組み込まれたバイザを備えるものにおいて、前記バイザは、ヘッドアップディスプレイ（１２）として設計され、操作機能によって有効化され、前記操作・表示ユニット（２）の少なくとも一部を前記ヘッドアップディスプレイ（１２）に表示でき、それにより、前記空間内での前記器具（４）の移動をキャプチャーでき、前記移動の結果の前記器具（４）の位置を前記操作・表示ユニット（２）に関連付けられることを特徴とする溶接ヘルメット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１，１５，１６および１７の問題に係る、ユーザによって手動で操作される器具に接続された電源の遠隔操作の方法に関する。
【０００２】
さらに、本発明は、請求項１８および／または１９の問題に係る、ユーザによる手動で操作される器具に接続された電源の遠隔操作のための装置、特に、溶接ヘルメットに関する。
【０００３】
器具は、典型的には、しかし限定的ではなく、溶接装置の手動で操作される溶接トーチであることが意図される操作・表示ユニットまたはユーザインターフェイスが好ましくは、表示および操作の機能の両方を同時に行うトーチのスクリーンによって形成される。
【背景技術】
【０００４】
ＷＯ２００７／００９１３１Ａ１は、３次元空間において溶接トーチの位置を決定するための、好ましくは品質管理のための方法および装置が記載されている。ここで、電源において、溶接トーチの位置および／または溶接シームの位置に応じて、溶接パラメータを自動的に設定および／または変更することが可能であり、溶接機によって不完全な設定がなされることが回避されてもよい。
【０００５】
概して、ユーザインターフェイスにおけるユーザの指によって制御される作動要素を介しての電源の操作は、従来技術から知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、典型的には保護手袋のようなあり得る保護着衣を取り外す必要のない、電源の迅速で簡単な操作を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
その方法によれば、本発明の課題は、電源において操作機能を有効にし、そして、空間内での器具の動きがキャプチャーされ、前記動きによる器具の位置が操作・表示ユニットに関連付けられることによって達成される。これは、操作機能が、器具の動きを介した操作がなれ得る前に有効にされなければならないことを意味する。この利点は、存在し得るユーザの保護装置および／または保護着衣がある状態で、非接触で器具を介した非常に簡単な電源の操作もなされてもよいことである。これは、存在し得る電源装置の操作用の操作・表示ユニットの保護カバーを取り外す必要もない。最後に、そのような操作方法は、また、操作・表示ユニットのデザイン（タッチスクリーン、ボタン、回転ノブ等）から独立している。さらに、ユーザが操作のための位置を決定してもよい。それにより、ユーザは、例えば電源の操作のために、特定の作業位置を離れる必要がない。
【０００８】
電源における操作機能の有効化は、器具の位置に応じた基準点を表示すること、器具上の作動要素を操作すること、器具を電源から所定の距離に配置すること、または、器具の短くはっきりとした移動を行うことによってなされてもよい。
【０００９】
有利にも、器具の空間内での移動は、少なくとも２次元空間で移動を評価すること、または、空間内での器具の角度を評価することによってキャプチャーされる。
【００１０】
位置が作動要素に関連付けられるときにユーザに報告するために、前記作動要素は、好ましくは、操作・表示ユニット上に表示および／またはマーキングされる。
【００１１】
さらに、関連付けられた作動要素がユーザによって確認されることが提供されてもよい。この確認は、器具上の作動要素を操作すること、器具を移動すること、または、器具を介して作動要素を操作・表示ユニットに接触させることによって与えられてもよい。
【００１２】
作動要素の確認の後、作動要素に関連付けられた電源の少なくとも１つのパラメータが設定および／または変更される。
【００１３】
本発明の他の特徴によれば、器具の移動によりもたらされるデータは、電源において評価される。
【００１４】
このため、データは、器具と電源との間のホースパッケージ内に配置されたバスを介して電源に転送され得る。
【００１５】
本発明の課題は、電源における動作を記憶し、そして、キャプチャーした器具の動きが記録され、動作を特定するために記憶した動作と比較され、一致が検出されれば、機能動作が実行される方法によっても達成される。
【００１６】
本発明の課題は、操作機能を介して電源に接続されたヘッドアップディスプレイを有効にして、操作・表示ユニットの少なくとも一部をヘッドアップディスプレイに表示し、そして、器具の空間内での移動がキャプチャーされ、移動後の器具の位置が操作・表示ユニットに関連付けられる方法によっても達成される。
【００１７】
さらに、本発明による課題は、操作・表示ユニットを導電性とし、器具を導電性の操作・表示ユニット、特に作動要素に接触させることで、器具と操作・表示ユニットとの間に電流を流すことによっても達成される。
【００１８】
最後に、課題は、評価装置が上述の方法を実行するためにデザインされた前記装置によっても達成される。この利点は、好ましくは手動で操作される器具の移動のみによって操作がなされる、例えばボタンの操作を必要としないことである。これによるさらなる利点は、上記説明と以下の例から理解され得る。
【００１９】
特に、本発明の課題は、溶接ヘルメットによって達成され、そこでは、溶接ヘルメットのバイザがヘッドアップディスプレイとして設計され、操作機能によって有効化され、操作・表示ユニットの少なくとも一部がヘッドアップディスプレイに表示されてもよい。そして、器具の空間内での移動がキャプチャーされ、移動後の器具の位置が操作・表示ユニットに関連付けられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本発明は、添付の概略図によってより詳細に説明される。
【図１】電源または溶接装置の概略正面図である。
【図２】空間内の器具である溶接トーチを備える電源または溶接装置の概略図である。
【図３】電源の操作・表示ユニットの図である。
【図４】図３の電源の操作・表示ユニットの異なる図である。
【図５】図３の電源の操作・表示ユニットの異なる図である。
【図６】本発明に係る電源の操作・表示ユニットのさらなる図である。
【図７】図６の電源の操作・表示ユニットの異なる図である。
【図８】図６の電源の操作・表示ユニットの異なる図である。
【図９】本発明に係る操作方法を実施するための溶接ヘルメットの図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
初めに、例示の実施形態の同じの部分は、同じ参照番号で示されており、記載された全ての開示内容は、同じ参照番号を有する同じ部分に転用され得る。さらに、例示の実施形態に示された１つの機能は、本発明に係る独立した解決策を示すかもしれない。
【００２２】
電源１は、概して、ユーザによって、ユーザインターフェイスおよび／または操作・表示ユニット２を介して、ユーザが操作・表示ユニット２に組み込まれた操作要素３を操作することによって操作される。電源１についてある設定をするために、典型的には溶接プロセスを実行する前に、操作要素３は、ユーザの指で操作される。多くの場合、手動で操作される器具４、典型的には溶接トーチおよび同様にあり得る保護手袋は、設定を入力する前に取り外されなければならない。しばしば、多数のパラメータを設定する複数の操作要素３が操作・表示ユニット２に配置される。したがって、殆どの操作要素３は、保護手袋を着けているときには操作できない。図１は、例として示したいくつかの操作要素３を有する操作・表示ユニット２を備える電源１の正面図を示す。操作・表示ユニット２は、好ましくは操作機能および表示機能の両方を実行するタッチスクリーンによって形成される。電源１において、操作・表示ユニット２の下に、ホースパッケージ５を介して手動操作器具４が接続される２つのコネクタが図示されている（図２参照）。
【００２３】
本発明によれば、操作は、空間６内におけるユーザの手の中の器具４の移動によってなされる。電源１において操作機能が有効化された後は、移動によってもたらされる位置が、操作・表示ユニット２、典型的には操作要素３と自動的に関連付けられる。
【００２４】
そのため、電源１のパラメータは、操作・表示ユニット２の操作要素３を介して直接設定がなされたかのように、器具４を介して直接ユーザによって設定されてもよい。例えば、溶接工は、遠隔操作として、溶接装置の溶接トーチまたは異なる手動操作構成要素を移動させる。本発明に係る操作装置を介した設定は、器具４での作業の後または間に、つまり、例えば溶接プロセスの後または間になされる。溶接の間の操作は、意図されていない。操作機能は、例えば、電気アークを生じるか、電気アークを生じるために高周波を印加することによって無効化される。
【００２５】
空間６内におけるユーザの手の中の器具４の移動により電源１を操作するための本発明による作業の流れは、図２から８を参照して説明される。ユーザは、器具４を彼の手に持ち、そして、操作領域と呼ばれる領域内での器具４の移動によって、電源装置１の操作・表示ユニット２を操作できる。この操作領域は、多様な異なる方法で画定されてもよいが、操作領域内に器具４のために基準点がいつも定められる。例えば、器具４は、操作・表示ユニット２から所定の距離７に配置され、それによって、基準点を定め、自動的に電源１の操作機能に切り換えおよび／またはそれを有効にし得る。これにより、ユーザは、操作・表示ユニット２を見て、管理された方法で設定を行うことができる。一方、操作機能への切り換えは、器具４上の作動要素１０を介して実行されてもよい。作動要素１０の操作は、同時に基準点を定める。このため、別々の作動要素１０が器具４上に配設されてもよく、或いは、溶接プロセスを実行するためのもののような現存の作動要素１０が使用されてもよい。現存の作動要素１０は、例えば、好ましくは操作・表示ユニット２に対する距離または向きに関係なく、器具４の位置で、所定の時間だけ操作されなければならない。
【００２６】
しかしながら、操作機能への切換は、電源１に向かって器具４を移動させることによっても達成されてもよい。この場合、器具４と操作・表示ユニット２および／または電源１との間での「視認」が確立されるとすぐに基準点が決定される。切り換えは、ノックのような器具４の短くはっきりした移動によっても可能である。
【００２７】
よって、この切換は、例えば、溶接モードから操作モードへの器具４の変化を生じさせる。操作モードへの切換により、操作機能が有効になり、好ましくは電源１のある機能が安全のために無効になる。例えば、電源１の電力要素は、誤って不適切な操作がなされたときに溶接電流が供給されないように、オフされる。他の例として、ガス供給も中断される。
【００２８】
操作機能を切り換えた後に、そこからユーザが器具を移動することによって操作・表示ユニット２を操作できる基準点が、例えば中央に決定され、操作・表示ユニット２に表示される。これは、移動が基準点に対して実行されることを意味し、操作・表示ユニット２内の基準点は操作領域内の基準点に実質的に対応する。例えば、操作要素３は、色の変化または発光ダイオードによって、基準点として表示およびまたはマーキングされてもよい。それにより、ユーザは、操作・表示ユニット２におけるその位置を知得し、器具４を移動させることにより所望の操作要素３をマーキングできる。このために、ユニット８が器具４に組み込まれている。前記ユニット８は、器具４の位置に応じた信号を生成し、電源１に信号を送り、電源１において前記信号が評価ユニット９によって評価される。器具４の現在の位置に関連付けられた操作要素３は、操作・表示ユニット２上に表示および／またはマーキングされる。器具４は、実質的に操作・表示ユニット２上のカーソルを移動させ、そして／或いは、それを通して操縦する。操作・表示ユニット２は、グラフィックディスプレイ、メンブレンキーボード、タッチスクリーン等からなってもよい。
【００２９】
器具４の移動は、好ましくは３次元空間６の座標（ｘ，ｙ，ｚ）および／または角度変化によってキャプチャーされる。この場合、角度は、腕の座標および／または位置が実質的に変化しなければ、実質的に手首の動きに依存する。結果として、器具４の位置および／または座標は、角度（上下または左右）を変えることによって変化させられ、それにより、例えばカーソルを操作・表示ユニット２上で移動させる。ここで、カーソルが操作・表示ユニット２上で連続的に移動させられ得るか、或いは、移動に応じてカーソルが操作・表示ユニット２の最も近い操作要素３に関連付けられてもよい。一度所望の操作要素３がマーキングされたなら、つまり、一度器具４の位置が所望の操作要素３に関連付けられたなら、ユーザは、好ましく作動要素１０を操作することによって関連付けを確認できる。電源１の適用の分野に応じて、例えばボタンを介しての確認が異なる手順を開始させてもよい。
【００３０】
１つの手順は、操作要素３が操作されたときに電源１のパラメータが直ちに変化させられるものでもよい。ここで、操作要素３は、溶接方法を選択する場合のように、それぞれのパラメータに直接対応する。
【００３１】
他の手順は、操作要素３が電源１のパラメータに直接対応するが、加えて、パラメータの値が設定されなければならず、操作・表示ユニット２上で操作要素３を確認した後に、パラメータの値が設定されてもよい。
【００３２】
同様に、開始された手順は、関連付けられた操作要素３の確認の後に、パラメータが選択され、そして、その値が器具４の移動によって設定されるようなものであってもよい。これは、関連付けられたパラメータがメニュー項目であるときにも適用される。
【００３３】
パラメータの値の設定は、異なる方法でなされてもよく、以下に説明する設定方法は、例示としてのみ考慮される。
【００３４】
値は、例えば、操作・表示ユニット２上に表示されているバー１１によって設定され、バー１１には現在の値がマーキングされ、器具４の移動によって変化させられてもよい（図３から５参照）。例えば、操作要素３は、操作・表示ユニット２上で選択される。器具４の位置の関連付けが、作動ボタン１０によってマーキングされた操作要素３によって確認されるので、現在の値を表示するバー１１がその後に現れる。今、バー１１が器具４の移動によってマーキングされて確認されたなら、さらなる移動によって値が変更および確認されてもよい。その後、操作・表示ユニット２の画像は、図３に係る最初の構成に戻る。同じように、図６および７に概略的に示すように、回転ノブが操作・表示ユニット２上の操作要素３として表示および／またはマーキングされ、関連付けられた値を変更するためには器具４が対応する回転する態様で移動させられる必要があってもよい。マーキングされた操作要素３および／または回転ノブを確認した後、値は、器具４の円形の移動を介して、例えば「１２５」から「２００」に変更されて確認されてもよい。
【００３５】
しかしながら、図８によれば、手順は、例えば発光ダイオードを用いて、マーキングされた操作要素３を数回確認することによる所望のパラメータの選択および表示であってもよい。パラメータの値を設定するために、値の増加および／または減少に対応する要素
がバー１１に挿入されて表示されてもよい。これは、例えば、要素をマーキングすることによって値が対応して変更されるような方法でなされてもよい。ボタンを操作することによっても、変更を生じさせてもよい。加えて、設定すべき値が器具４上のディスプレイに表示されてもよい。これらの設定方法は、器具４の移動の２次元の評価だけでも十分である。例えば、溶接方法の作業点が特性曲線から外れており、前記特性曲線が操作・表示ユニット２上に３次元で表示されている場合は、器具４の移動の３次元の評価が必要であるかもしれない。
【００３６】
とは言うものの、ユーザは、彼の手の中の器具４の移動および場合により器具４上の作動要素１０によって電源１の全ての設定を行うことができる。
【００３７】
グラフィックディスプレイを使用するとき、例えば、これは、器具４を介して溶接トーチのシンボルまたは矢印の形態のポインタ要素を操作することによってなされても、つまり、空間６内で器具４が移動するとき、位置および移動がキャプチャーされてポインタ要素に転送されてもよい。器具４が上向きに移動したなら、例えば、操作・表示ユニット２上のポインタ要素もまた上向きに移動する。同様に、ポインタ要素は、左から右に、下向きに、円形に、或いは、器具４の宙に浮いた移動に従ういかなる態様でも、位置を変化および／または移動してもよい。そのような空間６内での器具４に移動およびユーザによる制御の両方をするために、互いに近い操作要素３はその距離からしばしば選択が難しいので、特別な電源１の操作・表示ユニット２が使用されてもよい。ここで、ユーザは、例えば、彼が溶接装置の電源１上で器具４を介して制御を実行したいと望むように設定し、それにより操作・表示ユニット２が変化してもよい。例えば、従来の操作方法は、器具４を介して設定を行うときに使用されるものと異なる操作・表示ユニット２の表示を使用する。好ましくは、器具４を介して設定を行うとき、操作・表示ユニット２は、より簡素にデザインされ、その中の選択可能な操作要素３が大きく表示される。これにより、操作要素３に対応するポインタ要素の移動がユーザにとってより簡単になされる。このため、操作・表示ユニット２は、溶接機の全ての設定項目を提供するためにいくつかのレベルを含む。例えば、第１のレベルでは、溶接電流、ワイヤ供給速度等のための最も基本的な操作要素３だけがさらなる設定に切り換えるための操作要素３と共に表示される。ユーザがポインタ要素を介して操作要素３を選択し、それを有効化したなら、ユーザがバー１１によるパラメータの選択、数値の入力、ホイールの回転の模倣等による設定を行うことができる新しい操作・表示ユニット２が開かれる。このようにして、操作要素３は、長い距離をかけて安全にアクセスされてもよい。勿論、溶接工は、彼の個人的要求に応じて操作要素のアイコンの大きさを調節できる。結果として、再度１つのレベルに多くのパラメータを表示できる。好ましくは、溶接工は、彼の供給および熟練度に応じた操作のために、操作・表示ユニット２をカスタマイズできる。
【００３８】
操作の移動は、溶接プロセス中の移動と比較できず、この違いだけを利用して操作機能を切り換える効果を得ることが適当であることに注意が必要である。設定をした後、操作機能が終了され、ユーザは、例えば、溶接プロセスを実行するために、従来どおり器具４を使用できる。機能の終了および／または作業モードの切り換えは、例えば、操作機能への切り換えに際して、作動要素１０の操作または操作・表示ユニット２からの器具４の取り外しによってなされる。結果として、器具４は、操作および／または操作へのログオンまたはログオフの実行を有効化または無効化するために使用され得る。
【００３９】
器具４のユニット８および電源１の評価ユニット９の設計および調整のための多くの方法がある。いくつかを以下に提示する。
【００４０】
ユニット８は、赤外線カメラからなってもよく、評価ユニット９は、操作・表示ユニット２の２つの基準点からなってもよい。このように、器具４の位置、実質的に２次元および／または３次元空間内の座標は、電源１に対して決定されてもよい。したがって、器具４の移動の位置は、操作要素３に関連付けられてもよい。データは、好ましくは、ホースパッケージ５内のバスを介して転送される。
【００４１】
また、ユニット８は、赤外ＬＥＤからなってもよく、評価ユニット９は、赤外カメラからなってもよい。再度、器具４の位置および／または移動による位置変化は、検出され、操作・表示ユニット２の操作要素３に関連付けられ得る。
【００４２】
しかしながら、器具４のユニット８は、傾斜センサ、加速度センサまたはジャイロセンサのような、そのデータが評価ユニット９の対応するソフトウェアによって評価される少なくとも１つのセンサからなってもよい。これにより、移動の位置は、操作・表示ユニット２の操作要素３と関連付けられてもよい。
【００４３】
ユニット８および評価ユニット９は、概して別々の機能を実行してもよい。例えば、器具４と操作・表示ユニット２との間の距離は、それぞれのセンサによって検出されてもよく、個々のセンサは、器具４の位置を検出するために使用されてもよい。ユニット８のために器具４の移動を評価して、対応する工程を実行することも可能である。適用可能であれば、ユニット８およびセンサへの給電がホースパッケージ５によって提供されてもよい。好ましくは、データ転送は、ホースパッケージ５内のシリアルデータバスまたは代案としての無線を介してなされる。
【００４４】
本発明によれば、空間６内の器具４の少なくとも１つの動作によって動作および／または機能が開始されることも提供される。これは、例えば、上述の操作・表示ユニット２の操作のためのものと同じ状態において、つまり、第１に溶接プロセス等の前、後または間に、第２に電源１からの所定の距離７において、第３に作動要素１０の操作によって、達成され得る。このようにして、溶接プロセスの間に操作動作が開始されないことを保証する。動作は、対応する移動によって開始される器具４の急な位置変化によって開始されてもよい。急変化は、ノッキングのような器具４の中の振動によって、或いは、少なくとも１回のある動作によって生じてもよい。したがって、動作は、例えば、はっきりした横または垂直の移動によって加速度上限を超えることにより、または、時間依存した位置変化により達成され得る。そのような事象は、ユーザの動作の中にしかるべく構成され、或いは、事象は、メモリに予め記憶されている。したがって、ユーザによって実行された動作事象は、実行された動作事象がしかるべく記録される間に、記憶された事象と比較される。結果として、基準点は必要とされず、操作は、動作事象によって実行される。例えば、器具４の照明は、点灯されてもよい。または、予め定めた溶接設定、いわゆる溶接ジョブが変更されてもよい。電源１は、器具４が所定の時間だけ動かなければ、「スタンバイモード」に切り換わり、或いは、器具４が所定時間後に移動したなら、通常操作モードに切り換わり得る。同時に、溶接プロセスに必要な、ガスによる予備パージプロセスも開始される。他の可能性は、器具４の急な位置変化における加速度の値がキャプチャーされて、それに応じて所定の動作が生じることである。器具４の位置変化と電源１の位置との比較は、例えば、器具４が落下したのでオフされている電源１の動作を開始させる。結果として、器具４を介した操作・表示ユニット２における操作はないが、従来どおりの電源１の操作が実行される。
【００４５】
そのような動作は、溶接モードおよび／または操作モードにおいて確認されてもよい。同様に、前記動作は、組み合わされてもよい。例えば、器具４がそれ以上動かないとき、器具４の発光ダイオード（ＬＥＤ）のような照明が点灯および消灯される。ここで、「スタンバイモード」が加えて起動される。さらに、操作は、溶接ワイヤの挿通、ガステストの実行等を含んでもよい。
【００４６】
当然に、器具４のユニット８および適用可能であればさらなるセンサは、器具４を保持するのに使用される保護手袋の中に配置されてもよい。それにより、よりよい遮蔽が達成され正確性が高められてもよい。ホースパッケージ５を介して供給が再度なされ得るが、保護手袋は器具４に接続されていなければならない。
【００４７】
通常、操作・表示ユニット２は、ワイヤ供給装置上や外部モニタのように、電源１から離れて配置されてもよいことを加味する必要がある。さらに、操作・表示ユニット２を電源１およびワイヤ供給装置の両方に設けることも可能である。この場合、評価ユニット９は、単一の操作・表示ユニット２において可能な操作、特に、電源１上の操作・表示ユニット２とワイヤ供給装置上の操作・表示ユニット２とで異なる操作について、それぞれの操作・表示ユニット２に関連付けられる。この判断は、例えば、器具４が接続されている装置の操作・表示ユニット２が操作されるようになされ得る。器具４に近い操作・表示ユニット２を操作することも可能である。動作していない操作・表示ユニット２に関連付けられた作動ユニット９は、無効化される。評価ユニット９は、ユーザによって手動で無効化されてもよい。さらに、操作・表示ユニット２は、ユーザのヘルメットのバイザ内のヘッドアップディスプレイによって形成されてもよい。これにより、操作・表示ユニット２がヘッドアップディスプレイ内に表示されているので、電源１の操作は、オペレータの位置から直接行い得る。操作の機能は、説明したように、実質的に変更されないままである。しかしながら、操作は、操作・表示ユニット２となる３次元スクリーンを介して行うこともできる。
【００４８】
図９は、本発明に係る方法を行うための溶接ヘルメット１３、溶接スクリーン、手持ち溶接スクリーンまたは溶接シールドにおけるヘッドアップディスプレイ１２の使用を示す。判りやすいように、既に言及した部分を繰り返して参照する。溶接プロセスの後または溶接プロセスの前に、溶接工またはユーザは、それぞれのキーの組み合わせを、典型的にはトーチまたは器具４の作動要素１０操作し、溶接ヘルメット１３のバイザのヘッドアップディスプレイを有効にし、操作機能を表示する。好ましくは、溶接プロセス中に誤って対応する作動要素１０を押してもヘッドアップディスプレイ１２を有効化することができない。これを防止するために、対応する安全機構が組み込まれてもよい。そこでは、ヘッドアップディスプレイ１２が有効化される前に作動要素１０が操作されたなら、電源１の制御装置は電気アークが生じているか否かを確認する。電気アークが存在していれば、ヘッドアップディスプレイ１２をオンすることが防止される。バイザがユーザを電気アークに対する保護を続け、溶接ヘルメット１３によって視野が損なわれず、溶接プロセス中のトーチの移動によって望まない溶接パラメータの変更が生じない。
【００４９】
既に上で説明したように、操作機能は、好ましくは器具４上の作動要素１０によって有効化される。それにより、電源１は、操作モードに切り替わり、ヘッドアップディスプレイ１２が電源１により有効化され、操作・表示ユニット２の少なくとも一部がヘッドアップディスプレイ１２に表示される。電源１は、接続されたデータ接続および／または供給接続を介してヘッドアップディスプレイ１２の存在を検出する。これらの接続は、無線、および／または、例えばデータバスを介したホースパッケージ５または接続ライン１４を介した有線で設計され得る。勿論、器具４とヘッドアップディスプレイ１２との間の直接接続も可能である。ヘッドアップディスプレイ１２に操作機能を表示するために、対応する画像装置１５およびあり得る評価装置１６が溶接ヘルメット１３および／または電源１の中に配設される。例えば、溶接ヘルメット１３内に組み込まれた溶接スイッチが、評価装置１６に接続され、前記スイッチがヘッドアップディスプレイ１２および／または操作機能を有効化するように設計される。
【００５０】
溶接工は、ヘッドアップディスプレイ１２に表示された操作機能のデザインの選択を設定するために、溶接装置および／または電源１において操作・表示ユニット２を使用する機会も有する。ここで、溶接工は、ヘッドアップディスプレイ１２のインターフェイスが溶接装置１上のデザインおよび／または表示と同じに見えるがどうか、或いは、変更された表示がなされるかどうかを決めることができる。例えば、より少ない設定項目を有し、項目が選択されたときにサブウィンドウが開く簡素化されたインターフェイスが使用されてもよい。これは、アイコンまたは操作要素３がヘッドアップディスプレイ１２により大きく表示され、溶接工の操作を簡単にできるので利点である。溶接工は、ヘッドアップディスプレイ１２に表示されるべき適切に選択された溶接パラメータを有する対応するマスク、特に、彼が彼の溶接プロセスの設定をできるだけ早く定めることができ、異なるマスクを読み込ませる必要がないメインマスクを有し得る。これにより、ヘッドアップディスプレイ１２のための操作機能のインターフェイスの完全なカスタマイズが可能である。
【００５１】
同様にして、基準点は、操作機能を有効にするときに、ヘッドアップディスプレイ１２に示され得、操作が可能、および／または、操作要素３が表示および／または色で目立たされ、トーチの移動が他の操作要素３に色表示を移動させる。このようにして、器具４の移動は、それらの位置に応じて操作要素３をヘッドアップディスプレイ１２に関連付け、対応するパラメータを設定することができる。器具４は、ヘッドアップディスプレイ１２における基準点が器具４の移動に対して移動させられるように、ワークピースの上またはオペレータの位置で、つまり、電源１の位置と関係なく移動させられる。したがって、基準点は、既に説明したように、所望の操作要素３に関連付けられ、可能であれば、設定を行えるように確認される。これは、ユーザがワークピースから離れる必要がなく、空中および／または空間内でワークピースの直上で溶接トーチを移動することによってヘッドアップディスプレイ１２における基準点を移動でき、好ましくは、センサを有効化したときに基準点を有する操作要素３を選択することにより、それによりそれぞれの設定にアクセスして変更できるという大きな利点を有する。ユーザがヘッドアップディスプレイ１２を介して設定をしたくない場合、および／または、ヘッドアップディスプレイ１２が有効化されていない場合、溶接プロセスが終了した後、彼は、操作・表示ユニット２上の基準点を見て、しかるべくトーチを空中で移動させることによってそれを対応する操作要素３に位置替えまたは移動するために、立ち上がって、溶接装置に向かって、特に操作・表示ユニット２に向かって振り返らなければならない。このように、設定プロセスは、長くかかり、溶接工は、ヘッドアップディスプレイ１２を採用するときには不要な、ワークピースに対して彼の位置を変えることが必要である。
【００５２】
先に説明したように、当然に、溶接電流、溶接電圧、ワイヤ供給速度等の増加または減少のような設定を、器具４の頂面に配設された少なくとも１つの作動要素１０のような、器具４に配設されたさらなる標準的スイッチまたは標準的ボタンを介して行うことが広く可能である。換言すると、ユーザは、電源１上の操作・表示ユニット２を介するのと全く同じ方法で、ヘッドアップディスプレイ１２を介して操作を行う。ヘッドアップディスプレイ１２の無効化は、実質的に、電源１上の操作・表示ユニット２の操作機能の無効化と同じ方法で行われる。これを行うために、作動要素１０は、所定時間だけ操作される、或いは、例えば、操作機能を終了させるための操作要素３は、器具によって選択される。ヘッドアップディスプレイ１２を無効化した後、溶接ヘルメット１３は、その標準機能に戻り、ユーザが溶接プロセスの電気アークから保護される。当然に、溶接電流またはワイヤ供給速度のような現在の設定値は、ユーザがある溶接パラメータの現在有効な値を把握できるように、溶接プロセスの間ヘッドアップディスプレイ１２を介して表示され得る。好ましくは、ユーザは、溶接プロセスの間に表示されるべき溶接パラメータのある選択肢を再選択できる。ここでこのディスプレイを好ましくは透明にし、且つ、それをユーザの視界が少しだけしか制限されないようにウィンドウの選択された領域に配置することがかなり重要である。
【００５３】
結論として、溶接ヘルメットまたは溶接スクリーンに組み込まれたヘッドアップディスプレイ１２は、ユーザが、溶接装置に移動または溶接装置に向かって振り返ることなく、完全な溶接機器を備える溶接装置を完全に操作することを可能にする。作動要素１０の操作により、ヘッドアップディスプレイ１２は、例えば、操作要素３が基準点としてマーキングされ、および／または、器具４の現在位置がカラーマーカ表示され、溶接ヘルメット１３において有効化される。器具４の移動により、基準点またはカラーマーカは、設定が行われる操作要素３に移動させられる。安全モードは、トーチを介した操作が不可能および／または溶接プロセス中は無効化されることを提供する。当然に、本発明は、切断プロセスにも同様に使用されてもよい。一般に、ヘッドアップディスプレイ１２は、透明スクリーンのような等価な表示要素に置き換えられてもよい。
【００５４】
当然に、電源１は、さらに、操作・表示ユニット２上の操作要素３を介して直接操作されてもよい。この様式の操作は、基本的設定のために使用されるが、例えば、器具４を介した本発明に係る操作は、溶接テストを実行した後の微調整のために使用される。
【００５５】
本発明に係る操作は、器具４と操作・表示ユニット２との間の距離７を最小化することによって実行されてもよい。ここで、操作要素３が器具４によって実質的に直接操作されて、設定が行われる。このタイプの操作は、また、所望の操作要素３をマーキングおよび／または選択するために、操作・表示ユニット２と器具４との間の非常に低いエネルギーの電気アーク、および／または、器具４と操作／表示ユニット２との間の作動要素１０を介した電流を含んでもよい。その後器具４が操作・表示ユニット２に接触したとき、電気アークは、短絡のために消弧され、操作要素３が操作される。
【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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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年1月29日(2011.1.29)
【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】
ユーザに手動で操作される器具（４）に接続された電源（１）の操作方法であって、前記電源（１）のパラメータを、前記電源（１）上の操作・表示ユニット（２）の操作要素（３）によって設定し、空間（６）内での前記器具（４）の移動を、前記電源（１）に配設した評価ユニット（９）によってキャプチャーする方法において、前記器具（４）を用いた作業の前、後または間に、前記電源（１）における操作機能を有効化し、それによって、前記空間（６）内での前記器具（４）の移動をキャプチャーし、前記移動の結果の前記器具（４）の位置を前記操作・表示ユニット（２）の操作要素（３）に関連付け、関連付けられた前記操作要素（３）を確認し、前記操作要素（３）の確認の後に、前記操作要素（３）に関連付けられた前記電源（１）の少なくとも１つのパラメータを設定および／または変更し、そして、前記電源（１）の操作機能を再度無効化することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記器具（４）に対応する基準点が前記操作・表示ユニット（２）上に表示されたときに、前記電源（１）における前記操作機能を有効化することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記器具（４）上の作動要素（１０）が操作されたときに、前記電源（１）における前記操作機能を有効化することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記器具（４）が前記電源（１）から所定の距離に配置されたときに、前記電源（１）における前記操作機能を有効化することを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記器具（４）の短くはっきりした移動を行うことによって、前記電源（１）における前記操作機能を有効化することを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
少なくとも２次元の前記空間（６）において前記移動を評価することによって、前記空間（６）内での前記器具（４）の移動をキャプチャーすることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記空間（６）内での前記器具（４）の角度を評価することによって、前記空間（６）内での前記器具（４）の移動をキャプチャーすることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記操作要素（３）に位置を関連付けたときに、前記操作要素（３）を前記操作・表示ユニット（２）上に表示することを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
関連付けられている前記操作要素（３）を、操作されている前記器具（４）上の作動要素（１０）によって確認することを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
関連付けられている前記操作要素（３）を、前記器具（４）の移動によって確認することを特徴とする、請求項１から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
関連付けられている前記操作要素（３）を、前記器具（４）を前記操作・表示ユニット（２）上で前記操作要素（３）に接触させることによって確認することを特徴とする、請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記器具（４）の移動の結果のデータを前記電源（１）において評価することを特徴とする、請求項１から１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記データを、前記器具（４）と前記電源（１）との間のホースパッケージ（５）を介して前記電源（１）に転送することを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ユーザに手動で操作される器具（４）に接続された電源（１）の操作方法であって、前記電源（１）のパラメータを、前記電源（１）上の操作・表示ユニット（２）の操作要素（３）によって設定し、空間（６）内での前記器具（４）の移動を、前記電源（１）に配設した評価ユニット（９）によってキャプチャーする方法において、前記器具（４）を用いた作業の前、後または間に、前記電源（１）における操作機能を有効化し、それによって、前記空間（６）内での前記器具（４）の移動をキャプチャーし、キャプチャーした前記器具（４）の移動を記録、および、移動事象を確認するために前記電源（１）に記憶された移動事象と比較し、一致が検出されたなら前記記憶された移動事象に関連付けられた機能事象を実行し、そして前記電源（１）の前記操作機能を再度無効化することを特徴とする方法。
【請求項１５】
ユーザに手動で操作される器具（４）に接続された電源（１）の操作方法であって、前記電源（１）のパラメータを、操作・表示ユニット（２）の操作要素（３）によって設定し、空間（６）内での前記器具（４）の移動を評価ユニット（９）によってキャプチャーする方法において、前記器具（４）を用いた作業の前、後または間に、前記電源（１）に接続されたヘッドアップディスプレイ（１２）を操作機能により有効化し、前記操作・表示ユニット（２）の少なくとも一部を、前記ヘッドアップディスプレイに表示し、それにより、空間（６）内での前記器具（４）の移動をキャプチャーし、前記移動の結果の前記器具（４）の位置を前記操作・表示ユニット（２）の操作要素（３）に関連付け、関連付けられた前記操作要素（３）を確認し、前記操作要素（３）の確認の後に、前記操作要素（３）に関連付けられた前記電源（１）の少なくとも１つのパラメータを設定および／または変更し、そして、前記電源（１）の操作機能を再度無効化することを特徴とする方法。
【請求項１６】
ユーザに手動で操作される器具（４）に接続された電源（１）を操作するための装置であって、操作要素（３）を備える操作・表示ユニット（２）が前記電源（１）上に配設され、評価ユニット（９）が前記電源の中の前記操作・表示ユニット（２）の領域に配設され、前記評価ユニット（９）は、請求項１から１５のいずれかに記載の方法を実行するように設計されていることを特徴とする装置。
【請求項１７】
ユーザに手動で操作される器具（４）に接続された電源（１）のユーザのための溶接ヘルメット（１３）であって、前記電源（１）のパラメータは、前記電源（１）上の操作・表示ユニット（２）の操作要素（３）によって設定でき、空間（６）内での前記器具（４）の移動を、前記電源（１）に配設した評価ユニット（９）によってキャプチャーでき、該溶接ヘルメット（１３）に組み込まれたバイザ、および、請求項１６に記載の電源（１）を操作するための装置を備えるものにおいて、前記バイザは、ヘッドアップディスプレイ（１２）として設計され、前記器具（４）を用いた作業の前、後または間に、操作機能によって有効化され、前記操作・表示ユニット（２）の少なくとも一部を前記ヘッドアップディスプレイ（１２）に表示でき、それにより、前記空間内での前記器具（４）の移動をキャプチャーでき、前記移動の結果の前記器具（４）の位置を前記操作・表示ユニット（２）の操作要素（３）に関連付け、関連付けられた前記操作要素（３）を確認し、前記操作要素（３）の確認の後に、前記操作要素（３）に関連付けられた前記電源（１）の少なくとも１つのパラメータを設定および／または変更し、そして、前記電源（１）の操作機能を再度無効化することを特徴とする溶接ヘルメット。
【国際調査報告】
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