(57)【要約】【課題】電力線通信技術を用いた通信を行う制御ケーブルレスアーク溶接機において、ワイヤ送給装置に設けた電源スイッチで溶接用電源の主回路を開閉するとともに、溶接用電源に接続されているワイヤ送給装置の稼働情報をインターネットに送信することが課題である。【解決手段】ワイヤ送給装置に送信回路と電源スイッチを設け、溶接用電源に受信回路と主回路を開閉する開閉器とWi-Fiモジュールを設け、ワイヤ送給装置の電源スイッチが操作された時、電力線通信技術を用いて開閉信号を溶接用電源に伝送し溶接用電源の主回路を開閉し、電源側のWi-Fiモジュールよりワイヤ送給装置から送られた情報をインターネット上に載せている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線通信技術を用いた制御ケーブルレスアーク溶接機において、ワイヤ送給装置の近くに電源スイッチと電流センサーと信号送信回路部を設け、前記信号送信回路部を溶接用電源のマイナス側出力ケーブルとプラス側出力ケーブルに接続し、前記信号送信回路部の中に電源としてバッテリーと、前記電源スイッチ信号、前記電流センサーの信号を電力線搬送方式で伝送するための信号変調回路、前記信号変調回路からの信号を増幅する信号増幅回路、前記信号増幅回路からの高周波信号を電力線に結合する結合用トランスとカップリングコンデンサを設け、溶接用電源に信号を受信する信号受信回路部を設け、前記信号受信回路部を前記溶接用電源のプラス側出力端子とマイナス側出力端子に接続し、前記信号受信回路部の中に高周波信号のみを取り出すカップリングコンデンサと結合用のトランス、前記電源スイッチ信号、前記電流センサーの信号を取り出す信号復調回路、前記信号復調回路からの復調信号を主回路開閉制御回路に送り、前記主回路開閉制御からの信号で溶接用電源の電源入力を開閉する主回路開閉器を動作させ、主回路電源の入力を開閉するように構成し、前記信号復調回路からの信号をインターネットに接続するWi-Fiモジュールに加え、インターネットに接続するように構成されたことを特徴とする制御ケーブルレスアーク溶接機。
【請求項２】
前記の信号受信回路部に含まれる前記のカップリングコンデンサ、前記の結合用トランス、前記の信号復調回路、前記主回路開閉制御回路、前記Wi-Fiモジュール、前記主回路開閉器の部分を別の筐体に収納し、前記の溶接用電源から分離させ、制御ケーブルレス溶接機の機能を持たない汎用のアーク溶接機に取り付けられるようにすることを特徴とする請求項１に記載の制御ケーブルレスアーク溶接機。
【請求項３】
前記ワイヤ送給装置から前記溶接用電源に前記の電源スイッチと電流センサー信号を、一定間隔、または、信号が変化した時のみ送信するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の制御ケーブルレスアーク溶接機。
【請求項４】
前記ワイヤ送給装置に個体を識別する符号を付与し、前記ワイヤ送給装置の個体情報を、前記溶接電センサーからの情報と併せて、前記ワイヤ送給装置から前記溶接用電源に送信することを特徴とする請求項１に記載の制御ケーブルレスアーク溶接機。
【請求項５】
前記バッテリーを溶接中に充電するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の制御ケーブルレスアーク溶接機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力線通信技術を用いて溶接用電源とワイヤ送給装置を接続する制御ケーブルをなくした制御ケーブルレスアーク溶接機に関するものである。特に本発明は、通信技術を用いて操作性の向上を図ると共にインターネット接続する新しい方法を提案するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献のアーク溶接装置は、電力線通信技術を用いて溶接用電源とワイヤ送給装置を結ぶ信号線としての制御ケーブルをなくしたものである。  
【０００３】
特許文献に記載される制御ケーブルレスアーク溶接機は、溶接用電源の出力端子からワイヤ送給装置にある制御回路に電源を供給しているため、ワイヤ送給装置に電源スイッチを設け、電元スイッチを投入しようとしても、出力がオフの状態ではワイヤ送給装置に電源が供給されていないため、ワイヤ送給装置から溶接用電源の電源スイッチを操作することはできなかった。
【０００４】
そのため、溶接用電源の電源スイッチを開閉しようとするためには溶接用電源の所まで行かなければならなかった。
【０００５】
特許文献のアーク溶接装置はインターネットに接続する機能は持っていない。特許文献のアーク溶接装置が発売された時代はインターネットはまだ普及していなかった。
【０００６】
近年インターネットに接続できるアーク溶接機が市販されている。  図２の従来例のインターネットに接続できる制御ケーブルレスアーク溶接機の構成に示す。
【０００７】
図２の従来例のアーク溶接機では、インターネット上に載せる情報源が全て溶接用電源にあるため、溶接用電源にどのワイヤ送給装置が接続されているのかを示す情報はインターネット上には載せられていない。
【０００８】
また、図２の従来例のインターネットに接続できるアーク溶接機は溶接電源の所での溶接電流や溶接電圧は判るが、実際に溶接のアークの近くであるワイヤ送給装置の所での測定ではないので、正確な溶接電流や溶接電圧の情報を伝えることができないものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許公開昭和５９−１９３７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来例の制御ケーブルレスアーク溶接機は、ワイヤ送給装置に設けた電源スイッチで溶接用電源の主回路を開閉することができない。ワイヤ送給装置のところで、溶接用電源の電源スイッチを開閉することが解決しようとする第一の課題。
【００１１】
溶接用電源のところではなく、ワイヤ送給装置のところで、どのワイヤ送給装置がどの溶接電源に接続され、どのくらいの溶接電流と溶接電圧でどのくらいの時間溶接したかを正確に掴むことが解決しようとする第二の課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
溶接用電源に信号受信回路と主回路を開閉する開閉器とWi-Fiモジュール、ワイヤ送給装置に信号送信回路と溶接用電源の主回路を開閉する開閉器を操作する電源スイッチを設けている。  
【００１３】
電源スイッチ信号を送るための電源としてはバッテリーを用いて、電源スイッチの開閉信号を溶接用電源に電力線搬送技術を用いて溶接用電源に送っている。
【００１４】
ワイヤ送給装置に溶接電流を測定する電流センサーと溶接電圧を測定する電圧測定端子を設け、溶接電センサーで測定した溶接電流情報や溶接電圧の情報を信号送信回路で電力線搬送技術を用いてワイヤ送給装置から溶接用電源に送信している。
【００１５】
ワイヤ送給装置にそれぞれ個別の符号が付与されており、溶接用電源にどのワイヤ送給装置からの情報であるかが識別できるようにし、ワイヤ送給装置の識別を表す個体情報も溶接電センサーや溶接電圧の情報と併せてワイヤ送給装置から溶接用電源に送信している。
【００１６】
溶接用電源で、これらの正確な溶接の稼働状況を溶接用電源に設けた受信回路で受信し、電源側に設けられたWi-Fiモジュールによりワイヤ送給装置から送られた情報をインターネット上に載せ、パソコンをインターネットに接続することにより、個別のワイヤ送給装置の稼働状況を溶接管理者は把握することができる。
【発明の効果】
【００１７】
ワイヤ送給装置に設けた電源スイッチで溶接用電源の主回路を開閉することができるので、溶接作業者は溶接の開始時と終了時に溶接用電源のところまで行って電源スイッチを切る必要がないので、作業者のこの移動作業の負担が軽減できる。
【００１８】
造船所などの広い作業場で溶接を行う場合、溶接作業者に特定のワイヤ送給装置が与えられ、どの溶接用電源にでも接続して使えるようにしている。従来例の制御ケーブルレスアーク溶接機の構成では実際の溶接作業者の稼働状況の把握は困難であったが、本発明ではワイヤ送給装置および溶接用電源に個別の認識番号が付与されており、どのワイヤ送給装置からの情報がどの溶接電源に接続して使用されているのかが判り、溶接作業者の作業管理が可能である。
【００１９】
従来例は溶接用電源の所で溶接電流を測定する電流センサーと溶接電圧を測定する電圧測定端子を設けているため、溶接電流はモータ電流を含んで計測し、溶接電圧は溶接電流ケーブルの電圧ドロップ分を含んで測定しているので正確な値が測定できない。
【００２０】
本発明で、ワイヤ送給装置に溶接電流を測定する電流センサーを取り付け、溶接電圧を測定する電圧測定端子をワイヤ送給装置と母材に直接接続しているので、本当の溶接電流と溶接電圧を正確に測定することが可能である。
【００２１】
溶接の稼働状況を溶接用電源に設けた信号受信回路で受信し、電源側に設けられたWi-Fiモジュールよりワイヤ送給装置から送られた情報をインターネット上に載せているので、インターネットに接続できるパソコンを用いれば、全体の溶接作業の稼働状況を一か所で集中管理することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の制御ケーブルレスアーク溶接機の構成と動作
【図２】従来例の制御ケーブルレスアーク溶接機の構成と動作
【図３】本発明のアダプター方式制御ケーブルレスアーク溶接機の構成と動作
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は本発明の制御ケーブルレスアーク溶接機の構成と動作、図２は従来例の制御ケーブルレスアーク溶接機の構成と動作、図３は本発明のアダプター方式制御ケーブルレスアーク溶接機の構成と動作を表している。図１、図２、図３において、１はワイヤ送給装置、３は溶接用トーチ、４は電源スイッチ、５は電流センサー、６はプラス側出力ケーブル、７はマイナス側出力ケーブル、８はプラス側出力端子、9はマイナス側出力端子、１０は溶接用電源、１１は信号受信回路部、１２は溶接出力用可変電源、１３は母材、１４は電源スイッチ、１５は電源ＢＯＸである。
【００２４】
図１と図３の本発明の制御ケーブルレスアーク溶接機の構成において、２は信号送信回路部、２の信号送信回路部の中に２-１はバッテリー、２-２は結合用トランス  ２-３は信号変調回路、２-４は電源スイッチ信号増幅回路、２-５  カップリングコンデンサが含まれている。図１の１１の信号受信回路部の中に、１１-１のカップリングコンデンサ、１１-２の結合用トランス、１１-３の信号復調回路、１１-４の主回路開閉制御回路、１１-５のWi-Fiモジュール、１１-６の主回路開閉器が含まれている。
【００２５】
図２の従来例の制御ケーブルレスアーク溶接機の構成において、１１の信号受信回路部の中には、１１-４の主回路開閉制御回路、１１-５のWi-Fiモジュール、１１-６の主回路開閉器が含まれている。１４は出力電圧調整器である。
【００２６】
図１の本発明の制御ケーブルレスアーク溶接機の構成と図２の従来例の制御ケーブルレスアーク溶接機の構成との大きな違いは、４の電源スイッチと５の電流センサーが取り付けられている位置である。  図１の本発明の制御ケーブルレスアーク溶接機では、４の電源スイッチと５の電流センサーは、ワイヤ送給装置に取り付けられているが、図２の従来例の制御ケーブルレスアーク溶接機では、溶接用電源に取り付けられている。
【００２７】
図１の本発明の制御ケーブルレスアーク溶接機の動作について説明する。１のワイヤ送給装置の近くに設けた４の電源スイッチ信号は２の信号送信回路部に送られている。この信号送信回路部で４の電源スイッチ信号は、２-３の信号変調回路にて搬送波に載せられたシリアルなデジタル信号へと変換される。
【００２８】
溶接を始める時、ワイヤ送給装置には電源がないので、２の信号送信回路部に２-１のバッテリーから２-３の信号変調回路と２-４の信号増幅回路に電源を供給している。溶接中は７のマイナス側出力ケーブルと６のプラス側出力ケーブルの間から２の信号送信回路部に電源を供給し、溶接中は１０の溶接用電源から供給される出力電圧で２-１のバッテリーを充電している。
【００２９】
伝送はシリアル通信を採用しているので、電源スイッチ信号だけでなくワイヤ送給装置には個別の認識番号、アーク溶接機の稼働状況を表す溶接電圧信号、溶接電流信号など複数の情報も伝送可能である。
【００３０】
２-４の信号増幅回路で２-３の信号変調回路からの信号を増幅し、２-６の結合用トランスと２-５のカップリングコンデンサを介して７のマイナス側出力ケーブルと６のプラス側出力ケーブルに結合し、高周波信号を１０の溶接用電源に伝送している。
【００３１】
７のマイナス側出力ケーブルと６のプラス側出力ケーブルの間に伝送された信号は、１１-１のカップリングコンデンサと１１-２の結合用のトランスで高周波信号のみを取り出している。
【００３２】
１１-１のカップリングコンデンサと１１-２の結合用のトランスで取り出された信号は、１１-３の信号復調回路で復調され、１のワイヤ送給装置で作られた電源スイッチ信号、ワイヤ送給装置には個別の認識番号、溶接電圧信号、溶接電流信号が取り出している。
【００３３】
復調された電源スイッチ信号は、１１-４の出力開閉制御回路に送られ、１２の溶接出力用可変電源の出力の設定を行うとともに、１１-6の主回路開閉器に送られ１５の電源ＢＯＸから供給される入力電圧の開閉を行っている。
【００３４】
１１-３の信号復調回路で復調された電源スイッチ信号、ワイヤ送給装置には個別の認識番号、溶接電圧信、溶接電流信号などの情報は、１１−５のWi-Fiモジュールに送られインターネット上に公開している。
【００３５】
ここで言う１１−５のWi-Fiモジュールは、無線LANチップやアンテナなどインターネットに接続するための機能を１個のマイコンに盛り込んだものでIoTモジュールとも言われているもので近年急速に普及しているものである。１１−５のWi-Fiモジュールを用いれば簡単にクラウド上に情報を載せられ、インターネットに接続できるパソコンがあれば、これらの情報をいつでもどこでも取り出すことができる。
【００３６】
特に複数のアーク溶接機を使われる現場では工場内の一か所で複数のアーク溶接機の稼働状況をインターネット介して掴むことができるので、工場内の溶接施工の管理に貢献できる。
【００３７】
本発明に実施例の説明は、１１の信号受信回路部の部分が１０の溶接用電源に内蔵された制御ケーブルレスアーク溶接機を用いて行ってきたが、１１の信号受信回路部に含まれる１１-１のカップリングコンデンサ、１１-２の結合用トランス、１１-３の信号復調回路、１１-４の主回路開閉制御回路、１１-５のWi-Fiモジュール、１１-６の主回路開閉器の部分を筐体に収めユニット化して、１０の溶接用電源から分離させ、制御ケーブルレス溶接機の機能を持たない汎用のアーク溶接機に取り付けられるようにすることも可能である。
【００３８】
また、１１の信号受信回路部の部分をアダプター方式でインターネットに接続する機能を持たないアーク溶接機に接続することにより、インターネットに接続する機能を持たせることができる。
【００３９】
図３に１１の信号受信回路部の部分を別のケースに収めて１０の溶接用電源から分離させアダプター方式にした実施例を示す。図３に示す本発明の実施例は、汎用のアーク溶接機の出力端に１１の信号受信回路部の部分を別のケースに収めた物を接続するだけで、制御ケーブレス溶接機ではない汎用のアーク溶接機を制御ケーブルレスアーク溶接機として使用することができるようにしたものである。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の制御ケーブルレスアーク溶接機は、溶接用電源の電源スイッチを入り切りするために作業者がわざわざ溶接用電源の置いてあるところまで行く必要がなく、作業者の手許で電源スイッチの開閉ができる。そのため、溶接作業の効率化に貢献できる。本発明で提案する方式のアーク溶接機の採用が期待される。  
【００４１】
本発明のアーク溶接機は、個別の溶接作業者の作業内容をインターネットを介してリアルタイムで正確に把握することができるので、複数のアーク溶接機を一か所で集中管理することが可能となる。アーク溶接機がインターネットにつながる時代、将来的には造船所などの広い作業場で使用されるアーク溶接機だけでなく様々な作業現場で使用されるアーク溶接機にも採用される可能性がある。
【符号の説明】
【００４２】
１  ワイヤ送給装置
２  信号送信回路部
２-１  バッテリー
２-２  結合用トランス  
２-３  信号変調回路
２-４  電源スイッチ信号増幅回路
２-５  カップリングコンデンサ
３  溶接用トーチ
４  電源スイッチ
５  母材
６  プラス側出力ケーブル
７  マイナス側出力ケーブル
８  プラス側出力端子
９  マイナス側出力端子
１０  溶接用電源
１１  信号受信回路部
１１-１  カップリングコンデンサ
１１-２  結合用トランス
１１-３  信号復調回路
１１-４  主回路開閉制御回路
１１-５  Wi-Fiモジュール
１１-６  主回路開閉器
１２  溶接出力用可変電源
１３  母材
１４  出力電圧調整器
１５  電源ＢＯＸ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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