(57)【要約】【課題】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、通信を行う電力線としてプラスとマイナスの溶接電流ケーブルを使用する方式と、制御用補助電源の１本の信号線とプラス側溶接電流ケーブルを使用する方式のいずれかを選択できるようにすることが課題である。【解決手段】溶接電圧信号の伝送に電力線通信技術を用い、溶接電源側に２極の切り換えスイッチを設け、共通接点を制御用補助電源のプラスとマイナスに接続し、プラス側を制御用出力端子と溶接電源のプラス側出力端子に、マイナス側を溶接電源のプラス端子とマイナス端子に接続し、ワイヤ送給装置にもう一つの２極の切り換えスイッチを設け、切り換えスイッチの共通接点にワイヤ送給装置の近くに設けた制御装置のプラス側入力とマイナス側入力を接続し、プラス側入力を制御用出力端子と溶接電源のプラス端子にマイナス側入力を溶接電源のプラス端子とマイナス端子に接続している。【選択図】図１
2019042791.tif 000002
【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溶接機において、ワイヤ送給装置の近くに電力線を用いて溶接電圧調整信号を送信する制御装置、溶接電源の近くに前記溶接電圧調整信号を受信する制御装置、溶接電源側に２極の切り換えスイッチと制御用の補助電源を設け、前記切り換えスイッチの共通接点を前記制御用補助電源のプラスとマイナスに接続し、前記前記制御用補助電源のプラス側が制御用出力端子と溶接電源のプラス側出力端子に前記２極の切り換えスイッチにて切り換えられるように接続し、前記制御用補助電源のマイナス側が溶接電源のプラス側出力端子とマイナス側出力端子に前記２極の切り換えスイッチで切り換えられるように接続し、ワイヤ送給装置側にもう一つの２極の切り換えスイッチを設け、前記もう一つの切り換えスイッチの共通接点を前記ワイヤ送給装置の近くに設けた制御装置のプラス側入力とマイナス側入力に接続し、前記ワイヤ送給装置の近くに設けた制御装置のプラス側入力が前記制御用出力端子と前記溶接電源のプラス側出力端子に前記もう一つの切り換えスイッチで切り換えられるように接続し、前記ワイヤ送給装置の近くに設けた制御装置のマイナス側入力が前記溶接電源のプラス出力端子と前記溶接電源のマイナス側出力端子に前記もう一つの切り換えスイッチで切り換えられるように接続し、電力線通信に使用する電力線として前記補助制御電源とプラス側に接続される信号線とプラス側出力ケーブルを使用するのか、前記溶接電源のプラス側ケーブルとマイナス側ケーブルを使用するのか切り換えられるように構成した制御ケーブルレスアーク溶接機。
【請求項２】
前記ワイヤ送給装置の近くに設けた制御装置に、アーク溶接電源の出力を設定する溶接電圧調整器、前記溶接電圧調整器からの信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路、前記Ａ／Ｄ変換回路からの信号をシリアルなデジタル信号に変換するシリアル信号変換器、前記シリアル変換回路からの信号を搬送波に載せて電力線を使って伝送させための変調回路、前記変調回路からの信号を増幅する高周波増幅回路、前記高周波増幅回路の信号を電力線に載せるための結合用トランスと結合用コンデンサを設け、溶接電源の近くに設けた制御装置に、電力線の間に重畳された高周波信号を取り出す結合用コンデンサと結合用トランス、電力線に伝送された信号を復調する復調回路、前記復調回路からのデジタル信号をアナログ電圧信号に変換するＤ／Ａ変換回路、前記Ｄ／Ａ変換回路の出力信号を入力として溶接電源の出力を駆動する溶接用可変電源駆動回路を設け、前記溶接用可変電源駆動回路からの信号を受けて溶接電源の出力電圧を調整するように構成した請求項１に記載の制御ケーブルレスアーク溶接機。
【請求項３】
過電流保護回路付き定電圧電源を前記ワイヤ送給装置の近くに設けた制御装置の内部か、前記ワイヤ送給装置と前記ワイヤ送給装置の近くに設けた制御装置の間に設けたことを特徴とする前記請求項1に記載した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の近くに設けた制御装置を金属製ケースの中に収納し、前記ワイヤ送給装置と前記ワイヤ送給装置の近くに設けた制御装置の間の接続にコネクターを設け、前記ワイヤ送給装置の近くに設けた制御装置と前記ワイヤ送給装置が着脱可能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。
【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（ＰＬＣ）を用いて溶接電源側とワイヤ送給装置の近くの制御装置側を結ぶ出力条件の調整用の制御信号ケーブルをなくしたものである。搬送波を利用して溶接出力調整信号をワイヤ送給装置から溶接電源側に溶接電流ケーブルを用いて通信することにより制御ケーブルをなくしている。
【０００３】
特許文献１に記載のアーク溶接装置は、溶接電源のプラス側ケーブルとマイナス側ケ-ブルの間に信号を伝送している。ワイヤ送給装置側でマイナス側ケーブルに接続するため、ワイヤ送給装置側にある電子機器の制御電源のマイナス側入力を取るためクランプを使用して溶接用母材に接続する必要があった。
【０００４】
溶接電源側から出ているプラスとマイナスの溶接電流ケーブルを電力線として利用し、ワイヤ送給装置のところで母材をクランプする方式を溶接電流ケーブル方式制御ケーブル溶接機と呼んでいる。
【０００５】
このクランプを用いて母材を接続しないといけない欠点を克服するため、溶接電源側に制御用補助電源を設け、この制御用補助電源のプラス側と溶接電源のプラス側ケーブルの間に信号を伝送し、この制御用補助電源のプラス側の信号線と溶接電源のプラス電流ケーブルを用いてワイヤ送給装置の制御用電源を供給する方式も実用化されている。
【０００６】
この制御用補助電源のプラス側出力の信号線をワイヤ送給装置と溶接電源を結ぶガスホースの中に入れ、外観的には全く制御ケーブルがないようにしたものも製品化されている。制御信号線をガスホースの中に入れたガスホースを特殊ガスホースと呼び、この方式ことを特殊ガスホース方式の制御ケーブルレス溶接機と呼んでいる。
以降、信号線をガスホースの中に入れて制御ケーブルがないようにしたものを「特殊ガスホース方式」、溶接電源のプラス側ケーブルとマイナス側ケ-ブルの間に信号を伝送したものを「溶接電流ケーブル方式」と呼ぶことにする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【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】
【０００８】
「溶接電流ケーブル方式」は、ワイヤ送給装置側でクランプを使用して溶接電源のマイナス側を接続される母材を接続する必要があった。造船所などの広い作業場で突起物が作業者の近辺に見つからない場合、クランプすることが困難な場合もある。
【０００９】
一方「特殊ガスホース方式」は、制御用補助電源のプラス側出力とワイヤ送給装置を結ぶ信号線をガスホースの中に入れる必要があるため、一般に使用されている溶接用ガスホースは使用できない問題がある。
【００１０】
電力線通信技術を用いた制御ケーブルレスアーク溶接装置において、溶接電流ケーブルの間で信号を伝送する方式と、プラス側の溶接電流ケーブルと１本のガスホースの中に入れられた信号線の間で信号を伝送する方式の２通りの方式を選択できるようにすることが解決しようとする課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
溶接電源側とワイヤ送給装置側に２極の切り換えスイッチを設け、電力線通信を行う電力線として補助制御電源とプラス側と溶接電源のプラス側出力ケーブルの組み合わせを使うのか、溶接電源のプラス側ケーブルとマイナス側ケーブルの組み合わせを使うのか、溶接電源側とワイヤ送給装置側の２つの２極の切り換えスイッチで電力線通信を行う電力線の組み合わせを切り換えられるように構成している。
【００１２】
溶接電源側に２極の切り換えスイッチと制御用補助電源を設け、制御用補助電電源のプラスを制御信号用出力端子に接続し、切り替えスイッチの共通接点を制御用補助電源のプラスとマイナスに接続し、切り換えスイッチで制御用補助電源のプラス側出力が制御用出力端子と溶接電源のプラス側出力端子に切り換えられるように接続し、制御用補助電源のマイナス側出力が溶接電源のプラス側出力端子とマイナス側出力端子に切り換えスイッチで切り換えられるように接続している。
【００１３】
ワイヤ送給装置側にもう一つの２極の切り換えスイッチを設け、切り換えスイッチの共通接点をワイヤ送給装置の近くに設けた制御装置のプラス側入力とマイナス側入力に接続し、この制御装置のプラス側入力が制御用出力端子と溶接電源のプラス側出力端子に、制御装置のマイナス側入力が溶接電源のプラス出力端子と溶接電源のマイナス側出力端子に切り換えスイッチで接続されるようにしている。
【００１４】
溶接電源の出力制御については、電力線通信技術を用いて、ワイヤ送給装置の近くに設けた制御装置から溶接電圧調整信号を電力線に載せて送信し、溶接電源側で溶接電圧調整器からの信号を電力線から受信し、溶接電源の出力の開閉、および出力電圧の調整を行うようにしている。
【００１５】
本発明の制御ケーブルレス溶接機での説明は、切り換えスイッチで「特殊ガスホース方式」と「溶接電流ケーブル方式」を切り換える方法で説明を行うが、この切り換えスイッチの代わりにコネクターを用いてもよい。  
【発明の効果】
【００１６】
本発明の制御ケーブルレスアーク溶接機では、電力線通信に用いる電力線として溶接電流ケーブルを用いるのか特殊ガスホースを用いるのか、そのうちいずれかを選択できる。
【００１７】
本発明によると、母材クランプを使用するのが困難な場合は、「特殊ガスホース方式」を選択することができ、特殊ガスホースを使用したくない場合は、「溶接電流ケーブル方式」を選択することができる。溶接機を使用されるユーザの使い勝手により２通りの方式のうち、どちらかを選ぶことが可能となる。「溶接電流ケーブル方式」と「特殊ガス方式」の２通りの方式が選択できることにより、作業の機動性の向上し作業効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の制御ケーブルレス溶接機の接続と構成
【図２】本発明の制御ケーブルレス溶接機の構成の詳細
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の制御ケーブルレス溶接機では、「特殊ガスホース方式」を採用するのか、「「溶接電流ケーブル方式」」を採用するのかスイッチで切り換えられるように構成している。  
【００２０】
図１は、本発明の制御ケーブルレス溶接機の接続と構成を示す図である。
図1の１は溶接用可変電源である。この溶接用可変電源は、Cの溶接電源の近くに設けた制御回路から駆動信号を受けて出力電圧が可変されるように構成している。１の溶接用可変電源の出力は、7のプラス側出力端子と6のマイナス側出力端子へ供給されている。
【００２１】
２は制御用補助電源で溶接電源がオフの時、Ｂのワイヤ送給装置側へ電気を供給するためのものである。2の制御用補助電源のプラス側出力とマイナス側出力は、それぞれ6の溶接電源側切り換えスイッチの共通接点に接続されている。この切り換えスイッチによって2の制御用補助電源のプラスを9の制御信号線用出力端子に接続するのか、７のプラス側出力端子に接続するのかの切り換えを行っている。また、2の制御用補助電源のマイナスを７の溶接電源のＡの溶接電源のプラス出力端子に接続するのか8のマイナス側出力端子接続するのか切り換えを行っている。
【００２２】
図1の中のＢはワイヤ送給装置である。Ｂのワイヤ送給装置は3の制御用信号線と5のプラス側ケーブルで結ばれている。Ｂのワイヤ送給装置に10のワイヤ送給装置側切り換えスイッチとＤのワイヤ送給装置の近くに設けた制御装置を配備し、Ｄのワイヤ送給装置の近くに設けた制御装置のプラス側入力とマイナス側入力は、それぞれ10のワイヤ送給装置側切り換えスイッチの共通接点に接続されている。10のスイッチによってＤの制御装置のプラス入力を９の制御信号線用出力端子に接続するのか７のプラス側出力端子に接続するのか切り換えを行っている。また、Ｄのワイヤ送給装置の近くに設けた制御装置のマイナス入力を７のプラス出力端子に接続するのか8のマイナス側出力端子接続するのか切り換えを行っている。
【００２３】
Ｄのワイヤ送給装置の近くに設けた制御装置の中に、溶接電圧調整信号を設定する17の溶接電圧調整器、この溶接電圧調整器からの信号を16のＡ／Ｄ変換回路を用いてデジタル信号に変換し、15のシリアル信号変換器を用いてシリアルなデジタル信号に変換する。この一連の動作はマイクロコンピュータの中の非同期通信機能（ＵＡＲＴ）を使用して行うのが一般的である。
【００２４】
5のシリアル信号変換器からのシリアル信号を搬送波に載せて伝送させため14の変調回路を設けている。この変調回路からの信号を13の高周波増幅回路で増幅し、11の結合用トランスと12の結合用コンデンサを介してして、電力線を用いて通信を行っている。
【００２５】
Ｃの溶接電源の近くに設けた制御装置では、22の結合用コンデンサと23の結合用トランスを用いて電力線に重畳された高周波信号を取り出している。  24の復調回路で信号を復調し、25のＤ／Ａ変換回路にて24の復調回路からのデジタル信号をアナログの電圧信号に変換している。この一連の動作はマイクロコンピュータの中の非同期通信機能（ＵＡＲＴ）を使用してプログラムで行ってもよい。
【００２６】
25のＤ／Ａ変換回路の出力信号を溶接電源の出力を駆動する21の溶接用可変電源駆動回路に加えＡの溶接電源の出力電圧を可変している。  
本発明では電力線通信技術を用いて溶接電源の出力電圧を調整するようにしているので，Ａの溶接電源とＢのワイヤ送給装置の間を接続する制御用の信号線をなくすことができる。
【００２７】
Ｂのワイヤ送給装置は屋外で移動して使用されるため使用環境はきわめて過酷である。また、ワイヤ送給装置の電源は溶接電源のプラス電源に接続され、その周囲は溶接電源のマイナス側に接続されている母材である。そのため、Ｄのワイヤ送給装置の近くに設けた制御装値の充電部が母材側と電気的に接触する危険性が大である。また、その時には大きな電流が流れその中の電子機器を損傷してしまう危険性がある。
【００２８】
この不用意な破壊を防止するため、本発明の制御ケーブルレス溶接機では、図２の20に示す過電流防止回路付き定電圧回路をＤのワイヤ送給装置の近くに設けた制御装置の中に設けている。この過電流防止回路付き定電圧回路はＢのワイヤ送給装置とＤのワイヤ送給装置の近くの設けた制御装置の間に設けてもよい。
【００２９】
図2の26はコネクターである。このコネクターはＢのワイヤ送給装置とＤのワイヤ送給装置の近くの設けた制御装置を接続するものである。このコネクターとしてＢのワイヤ送給装置側にレセプタクルを採用し、Ｄのワイヤ送給装置の近くの設けた制御装置側にはプラグが用いられている。
【００３０】
この制御装置の中には19の溶接電流調整器や１７の溶接電圧調整器などの操作部が含まれている。Ｄのワイヤ送給装置の近くの設けた制御装置を金属製ケースの中に収納し、Ｂのワイヤ送給装置とＤのワイヤ送給装置の近くの設けた制御装置の間をキャブタイヤケーブルを用いてを延長すれば遠隔制御器としても使用することができる。
【００３１】
Ｂのワイヤ送給装置とＤのワイヤ送給装置の近くの設けた制御装置をメタルコンセントなどのコネクターで接続すれことができれば、ワイヤ送給装置の電子部品を含む制御回路部分とＢの機構部分が完全に分離可能となり、メインテナンスも容易になる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
この発明によると、電力線通信技術を用いた制御ケーブルレス溶接機を「溶接電流ケーブル方式」でも「特殊ガスホース方式」でも使用することが可能である。そのため、特に造船所などの広い作業上を移動をしながら溶接する場合、溶接作業者の移動作業が容易になり、溶接の効率化が図れる。そのため、産業上の利用可能性は十分あると考えられる。
【符号の説明】
【００３３】
Ａ  溶接電源
Ｂ  ワイヤ送給装置
Ｃ  溶接電源側制御装置
Ｄ  ワイヤ送給装置側制御装置
Ｅ  溶接用トーチ
Ｆ  溶接用母材
１  溶接用可変電源
2  制御用補助電源
4  溶接電源側切り換えスイッチ
5  プラス側ケーブル
6  マイナス側ケーブル
7  プラス側出力端子
8  マイナス側出力端子
9  制御信号出力端子
10  ワイヤ送給装置側切り換えスイッチ
11  結合用トランス
12  結合用コンデンサ
13  高周波増幅回路
14  変調回路
15  シリアル信号変換回路
16  Ａ／Ｄ変換回路
17  溶接電圧調整器
18  送給モータガバナー回路
19  溶接電流調整器
20  過電流保護回路付き定電圧回路
21  溶接用可変電源駆動回路
22  結合用コンデンサ
23  結合用トランス
24  復調回路
25  Ｄ／Ａ変換回路  
26  コネクター  
31  消耗電極
32  送給モータ
33  通電用電極
34  送給ローラ
【図１】
2019042791.tif 000003
【図２】
2019042791.tif 000004