(57)【要約】【課題】送信信号が利用する周波数帯域と受信信号が利用する周波数帯域とが近い場合でも、信号の一部が減衰してしまうことを抑制することができる通信装置を提供する。【解決手段】通信信号を伝送路に送信する送信部５１と、伝送路から通信信号を受信する受信部５３と、送信部５１と伝送路との間に配置され、送信部５１が送信する通信信号を通過させる送信ＢＰＦ５２ａを備える送信用フィルタ５２と、受信部５３と伝送路との間に配置され、受信部５３が受信する通信信号を通過させる受信ＢＰＦ５４ａを備える受信用フィルタ５４とを備える通信部１３（２３）において、送信ＢＰＦ５２ａと伝送路との間に、受信ＢＰＦ５４ａと中心周波数を共通にする受信ＢＥＦ５２ｂを備え、受信ＢＰＦ５４ａと伝送路との間に、送信ＢＰＦ５２ａと中心周波数を共通にする送信ＢＥＦ５４ｂを備えるようにした。【選択図】図２
2015173380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信信号を伝送路に送信する送信手段と、
前記伝送路から通信信号を受信する受信手段と、
前記送信手段と前記伝送路との間に配置され、前記送信手段が送信する通信信号を通過させる第１の帯域通過型フィルタを備える送信用フィルタと、
前記受信手段と前記伝送路との間に配置され、前記受信手段が受信する通信信号を通過させる第２の帯域通過型フィルタを備える受信用フィルタと、
を備え、
前記送信用フィルタは、前記第１の帯域通過型フィルタと前記伝送路との間に、前記第２の帯域通過型フィルタと中心周波数を共通にする第１の帯域阻止型フィルタを備え、
前記受信用フィルタは、前記第２の帯域通過型フィルタと前記伝送路との間に、前記第１の帯域通過型フィルタと中心周波数を共通にする第２の帯域阻止型フィルタを備えている、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
通信信号を伝送路に送信する送信手段と、
前記伝送路から通信信号を受信する受信手段と、
前記送信手段と前記伝送路との間に配置され、前記送信手段が送信する通信信号を通過させる第１の帯域通過型フィルタを備える送信用フィルタと、
前記受信手段と前記伝送路との間に配置され、前記受信手段が受信する通信信号を通過させる第２の帯域通過型フィルタを備える受信用フィルタと、
を備え、
前記送信用フィルタは、前記第１の帯域通過型フィルタと前記伝送路との間に、前記第２の帯域通過型フィルタと中心周波数を共通にする第１の帯域阻止型フィルタを備えている、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項３】
通信信号を伝送路に送信する送信手段と、
前記伝送路から通信信号を受信する受信手段と、
前記送信手段と前記伝送路との間に配置され、前記送信手段が送信する通信信号を通過させる第１の帯域通過型フィルタを備える送信用フィルタと、
前記受信手段と前記伝送路との間に配置され、前記受信手段が受信する通信信号を通過させる第２の帯域通過型フィルタを備える受信用フィルタと、
を備え、
前記受信用フィルタは、前記第２の帯域通過型フィルタと前記伝送路との間に、前記第１の帯域通過型フィルタと中心周波数を共通にする第２の帯域阻止型フィルタを備えている、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項４】
前記第１の帯域通過型フィルタ、前記第２の帯域通過型フィルタ、前記第１の帯域阻止型フィルタ、および、前記第２の帯域阻止型フィルタは、Ｔ型フィルタである、
請求項１ないし３のいずれかに記載の通信装置。
【請求項５】
前記送信手段は、スペクトル拡散した通信信号を送信する、
請求項１ないし４のいずれかに記載の通信装置。
【請求項６】
前記第１の帯域通過型フィルタの中心周波数が４ＭＨｚであり、前記第２の帯域通過型フィルタの中心周波数が８ＭＨｚであるか、または、前記第１の帯域通過型フィルタの中心周波数が８ＭＨｚであり、前記第２の帯域通過型フィルタの中心周波数が４ＭＨｚである、
請求項１ないし５のいずれかに記載の通信装置。
【請求項７】
電力伝送線を介して通信を行う、
請求項１ないし６のいずれかに記載の通信装置。
【請求項８】
請求項７に記載の通信装置を備えており、
前記電力伝送線を介して、ワイヤ送給装置との間で通信を行う、
ことを特徴とする溶接電源装置。
【請求項９】
請求項７に記載の通信装置を備えており、
前記電力伝送線を介して、溶接電源装置との間で通信を行う、
ことを特徴とするワイヤ送給装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の通信装置を備えている溶接電源装置と、
請求項７に記載の通信装置を備えているワイヤ送給装置と、
を備えており、
前記電力伝送線を介して、前記溶接電源装置と前記ワイヤ送給装置との間で通信を行う、
ことを特徴とする溶接システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、溶接電源装置、ワイヤ送給装置、および、溶接システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
消耗電極式の溶接装置は、通常、重量があるために移動させない溶接電源装置と、溶接位置の移動に伴って作業者が持ち運びするワイヤ送給装置とに分離されている。溶接電源装置とワイヤ送給装置とは、パワーケーブルで接続されている。
【０００３】
このパワーケーブルを介して、溶接電源装置とワイヤ送給装置との間で通信を行う溶接システムが開発されている。例えば、特許文献１には、直接スペクトル拡散（Direct Sequence Spread Spectrum:DSSS）通信方式を用いて、パワーケーブルを介して通信を行う溶接システムが記載されている。
【０００４】
溶接電源装置およびワイヤ送給装置は通信信号の送受信を同じパワーケーブルで行うために、溶接電源装置からワイヤ送給装置に送信する通信信号と、ワイヤ送給装置から溶接電源装置に送信する通信信号とで、異なる周波数帯域を利用している。
【０００５】
図９は、従来の溶接システムでの通信システムを説明するための図である。
【０００６】
溶接電源装置が出力する送信信号は、パワーケーブル（伝送路）を介してワイヤ送給装置に送られ、受信信号として受信される（図９における実線矢印参照）。また、ワイヤ送給装置が出力する送信信号は、伝送路を介して溶接電源装置に送られ、受信信号として受信される。溶接電源装置およびワイヤ送給装置は、送信側に送信用フィルタ５２’を設け、受信側に受信用フィルタ５４’を設けている。送信用フィルタ５２’は、送信信号を通過させるための帯域通過型フィルタであり、受信用フィルタ５４’は、受信信号を通過させるための帯域通過型フィルタである。受信用フィルタ５４’は、送信信号を通過させず、受信信号だけを通過させるように設計されているので、送信信号は受信側に入力されず、受信信号だけが受信側に入力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１９１０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
送信信号が利用する周波数帯域と受信信号が利用する周波数帯域とが近い場合、送信信号の一部が受信用フィルタ５４’に吸収されてしまい（図９における破線矢印ａ’参照）、送信信号の一部が減衰した状態で通信相手に送信されるという問題が生じる。また、伝送路から入力される受信信号の一部が送信用フィルタに５２’に吸収されてしまい（図９における破線矢印ｂ’参照）、受信信号の一部がさらに減衰した状態で受信されるという問題も生じる。
【０００９】
図１０は、帯域通過型フィルタの通過特性と入力特性を示す図であり、同図（ａ）は中心周波数を４ＭＨｚとする帯域通過型フィルタのものであり、同図（ｂ）は中心周波数を８ＭＨｚとする帯域通過型フィルタのものである。各図において、符号ｃを付している細線が通過特性を示しており、符号ｄを付している太線が入力特性を示している。
【００１０】
通過特性は、入力信号の強度に対するフィルタの出力端での信号の強度を周波数毎に示したものであり、いわゆる周波数特性の振幅特性に相当する。同図（ａ），（ｂ）の細線ｃに示すように、帯域通過型フィルタは入力信号のうち、中心周波数を中心とした所定の周波数帯域の周波数成分をあまり減衰させず、前記所定の周波数帯域以外の周波数成分を減衰させることで、前記所定の周波数帯域の周波数成分を通過させる。
【００１１】
また、入力特性は、入力信号の強度に対するフィルタの入力端での信号の強度を周波数毎に示したものである。入力信号のうちフィルタの入力端で反射される周波数成分については、太線ｄが０ｄＢより大きい値になっている。一方、入力信号のうちフィルタに吸収される周波数成分については、太線ｄが０ｄＢより小さい値になっている。同図（ａ）の太線ｄに示すように、中心周波数を４ＭＨｚとする帯域通過型フィルタは、６ＭＨｚあたりの周波数成分を吸収する。また、同図（ｂ）の太線ｄに示すように、中心周波数を８ＭＨｚとする帯域通過型フィルタは、５．５ＭＨｚあたりの周波数成分を吸収する。
【００１２】
溶接電源装置は、スペクトル拡散によって送信信号を広い周波数帯域に拡散しているので、送信信号は５．５ＭＨｚあたりの周波数成分も含んでいる。溶接電源装置の受信用フィルタ５４’は、同図(ｂ)の太線ｄに示す入力特性を有する帯域通過型フィルタを備えているので、送信信号の５．５ＭＨｚあたりの周波数成分を吸収してしまう（図９における破線矢印ａ’参照）。したがって、送信信号の一部が減衰した状態でワイヤ送給装置に送信される。また、ワイヤ送給装置の送信用フィルタ５２’も、同図(ｂ)の太線ｄに示す入力特性を有する帯域通過型フィルタを備えているので、伝送路から入力される受信信号の５．５ＭＨｚあたりの周波数成分が送信用フィルタに５２’に吸収されてしまい（図９における破線矢印ｂ’参照）、受信信号の一部がさらに減衰した状態で受信される。
【００１３】
ワイヤ送給装置の受信用フィルタ５４’および溶接電源装置の送信用フィルタ５２’は同図(ａ)の太線ｄに示す入力特性を有する帯域通過型フィルタを備えているので、ワイヤ送給装置から溶接電源装置に送信される信号も同様に、６ＭＨｚあたりの周波数成分を吸収されて、ワイヤ送給装置の送信信号の一部が減衰した状態で、受信信号として溶接電源装置に受信される。信号の一部が減衰されて受信された場合、正しい信号に復調できない場合がある。
【００１４】
本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、送信信号が利用する周波数帯域と受信信号が利用する周波数帯域とが近い場合でも、信号の一部が減衰してしまうことを抑制することができる通信装置を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１６】
本発明の第１の側面によって提供される通信装置は、通信信号を伝送路に送信する送信手段と、前記伝送路から通信信号を受信する受信手段と、前記送信手段と前記伝送路との間に配置され、前記送信手段が送信する通信信号を通過させる第１の帯域通過型フィルタを備える送信用フィルタと、前記受信手段と前記伝送路との間に配置され、前記受信手段が受信する通信信号を通過させる第２の帯域通過型フィルタを備える受信用フィルタとを備え、前記送信用フィルタは、前記第１の帯域通過型フィルタと前記伝送路との間に、前記第２の帯域通過型フィルタと中心周波数を共通にする第１の帯域阻止型フィルタを備え、前記受信用フィルタは、前記第２の帯域通過型フィルタと前記伝送路との間に、前記第１の帯域通過型フィルタと中心周波数を共通にする第２の帯域阻止型フィルタを備えていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第２の側面によって提供される通信装置は、通信信号を伝送路に送信する送信手段と、前記伝送路から通信信号を受信する受信手段と、前記送信手段と前記伝送路との間に配置され、前記送信手段が送信する通信信号を通過させる第１の帯域通過型フィルタを備える送信用フィルタと、前記受信手段と前記伝送路との間に配置され、前記受信手段が受信する通信信号を通過させる第２の帯域通過型フィルタを備える受信用フィルタとを備え、前記送信用フィルタは、前記第１の帯域通過型フィルタと前記伝送路との間に、前記第２の帯域通過型フィルタと中心周波数を共通にする第１の帯域阻止型フィルタを備えていることを特徴とする。
【００１８】
本発明の第３の側面によって提供される通信装置は、通信信号を伝送路に送信する送信手段と、前記伝送路から通信信号を受信する受信手段と、前記送信手段と前記伝送路との間に配置され、前記送信手段が送信する通信信号を通過させる第１の帯域通過型フィルタを備える送信用フィルタと、前記受信手段と前記伝送路との間に配置され、前記受信手段が受信する通信信号を通過させる第２の帯域通過型フィルタを備える受信用フィルタとを備え、前記受信用フィルタは、前記第２の帯域通過型フィルタと前記伝送路との間に、前記第１の帯域通過型フィルタと中心周波数を共通にする第２の帯域阻止型フィルタを備えていることを特徴とする。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１の帯域通過型フィルタ、前記第２の帯域通過型フィルタ、前記第１の帯域阻止型フィルタ、および、前記第２の帯域阻止型フィルタは、Ｔ型フィルタである。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記送信手段は、スペクトル拡散した通信信号を送信する。
【００２１】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１の帯域通過型フィルタの中心周波数が４ＭＨｚであり、前記第２の帯域通過型フィルタの中心周波数が８ＭＨｚであるか、または、前記第１の帯域通過型フィルタの中心周波数が８ＭＨｚであり、前記第２の帯域通過型フィルタの中心周波数が４ＭＨｚである。
【００２２】
本発明の好ましい実施の形態においては、電力伝送線を介して通信を行う。
【００２３】
本発明の第４の側面によって提供される溶接電源装置は、本発明の第１ないし第３の側面によって提供される通信装置を備えており、前記電力伝送線を介して、ワイヤ送給装置との間で通信を行うことを特徴とする。
【００２４】
本発明の第５の側面によって提供されるワイヤ送給装置は、本発明の第１ないし第３の側面によって提供される通信装置を備えており、前記電力伝送線を介して、溶接電源装置との間で通信を行うことを特徴とする。
【００２５】
本発明の第６の側面によって提供される溶接システムは、本発明の第１ないし第３の側面によって提供される通信装置を備えている溶接電源装置と、本発明の第１ないし第３の側面によって提供される通信装置を備えているワイヤ送給装置とを備えており、前記電力伝送線を介して、前記溶接電源装置と前記ワイヤ送給装置との間で通信を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によると、送信用フィルタが第１の帯域阻止型フィルタを備えているか、受信用フィルタが第２の帯域阻止型フィルタを備えている。第１の帯域阻止型フィルタは、第２の帯域通過型フィルタを通過する周波数成分を反射するので、当該周波数成分が第１の帯域通過型フィルタに吸収されることを抑制する。また、第２の帯域阻止型フィルタは、第１の帯域通過型フィルタを通過した周波数成分を反射するので、当該周波数成分が第２の帯域通過型フィルタに吸収されることを抑制する。これにより、第１の帯域通過型フィルタまたは第２の帯域通過型フィルタに信号が吸収されて減衰してしまうことを抑制することができる。
【００２７】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態に係る溶接システムを説明するための図である。
【図２】第１実施形態に係る通信部の内部構成を説明するための図である。
【図３】帯域通過型フィルタおよび帯域阻止型フィルタの一例を示す図である。
【図４】帯域阻止型フィルタの通過特性と入力特性を示す図である。
【図５】溶接電源装置の通信部とワイヤ送給装置の通信部との通信について説明するための図である。
【図６】帯域通過型フィルタと帯域阻止型フィルタとを合わせたフィルタの通過特性と入力特性を示す図である。
【図７】第２実施形態に係る溶接システムを説明するための図である。
【図８】第３実施形態に係る溶接システムを説明するための図である。
【図９】従来の溶接システムでの通信システムを説明するための図である。
【図１０】帯域通過型フィルタの通過特性と入力特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を、本発明に係る通信装置を溶接システムに用いた場合を例として、図面を参照して具体的に説明する。
【００３０】
図１は、第１実施形態に係る溶接システムＡを説明するための図であり、溶接システムＡの全体構成を示している。
【００３１】
図１に示すように、溶接システムＡは、溶接電源装置１、ワイヤ送給装置２、溶接トーチ３、および、パワーケーブル４１,４２を備えている。溶接電源装置１の一方の出力端子ａは、パワーケーブル４１を介して、ワイヤ送給装置２に接続されている。ワイヤ送給装置２は、ワイヤ電極を溶接トーチ３に送り出して、ワイヤ電極の先端を溶接トーチ３の先端から突出させる。溶接トーチ３の先端に配置されているコンタクトチップにおいて、パワーケーブル４１とワイヤ電極とは電気的に接続されている。溶接電源装置１の他方の出力端子ｂは、パワーケーブル４２を介して、被加工物Ｗに接続される。溶接電源装置１は、溶接トーチ３の先端から突出するワイヤ電極の先端と、被加工物Ｗとの間に発生させたアークに電力を供給する。溶接システムＡは、当該アークの熱で被加工物Ｗの溶接を行う。
【００３２】
溶接電源装置１は、アーク溶接のための直流電力を溶接トーチ３に供給するものである。溶接電源装置１は、電源部１１、制御部１２、および、通信部１３を備えている。
【００３３】
電源部１１は、電力系統から入力される三相交流電力をアーク溶接に適した直流電力に変換して出力するものである。電源部１１に入力される三相交流電力は、整流回路によって直流電力に変換され、インバータ回路によって交流電力に変換される。そして、トランスによって降圧（または昇圧）され、整流回路によって直流電力に変換されて出力される。なお、電源部１１の構成は、上記したものに限定されない。
【００３４】
制御部１２は、溶接電源装置１の制御を行うものであり、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されている。制御部１２は、溶接電源装置１から出力される溶接電圧や溶接電流が設定電圧や設定電流になるように、制御を行う。また、制御部１２は、溶接条件の変更や電源部１１の起動、異常の検出などを行う。また、制御部１２は、ワイヤ送給装置２に対する送給指令などのための信号を通信部１３に出力させる。
【００３５】
通信部１３は、パワーケーブル４１，４２を介して、ワイヤ送給装置２との間で通信を行うためのものである。通信部１３は、ワイヤ送給装置２から受信した通信信号を復調して、制御部１２に出力する。ワイヤ送給装置２から受信する通信信号には、例えば、溶接条件を設定するための信号や、電源部１１の起動を指示する起動信号などがある。また、通信部１３は、制御部１２から入力される信号を変調して、通信信号としてワイヤ送給装置２に送信する。ワイヤ送給装置２に送信する通信信号には、例えば、検出された溶接電圧または溶接電流の検出信号や、異常発生を示す信号、送給指令のための信号などがある。なお、ワイヤ送給装置２との間で送受信される通信信号は、上記したものに限定されない。
【００３６】
通信部１３は、直接スペクトル拡散通信方式を用いて通信を行う。直接スペクトル拡散通信方式では、送信側は、送信する通信信号に対して拡散符号による演算を行い、元の信号のスペクトルをより広い帯域に拡散して送信する。受信側は、受信した通信信号を共通する拡散符号を用いて逆拡散することで、元の信号に戻す。通信信号にノイズが重畳された場合でも、逆拡散によってノイズのスペクトルが拡散されるので、フィルタリングによって元の通信信号を抽出することができる。また、溶接システムＡ毎に異なる拡散符号を用いていれば、別の溶接システムＡで送受信される通信信号を誤って受信したとしても、当該通信信号は異なる拡散符号で逆拡散されて、ノイズとして除去される。したがって、高い通信品質で通信を行うことができる。
【００３７】
通信部１３は、結合回路を備えている。当該結合回路は、通信部１３の出力端に接続されたコイルと、パワーケーブル４１,４２が接続された出力線に並列接続されたコイルとを磁気結合させた高周波トランスを備えており、通信部１３が出力する通信信号をパワーケーブル４１,４２に重畳し、また、パワーケーブル４１,４２に重畳された通信信号を検出する。
【００３８】
図２は、通信部１３の内部構成を説明するための図である。通信部１３は、送信部５１、送信用フィルタ５２、受信部５３、および、受信用フィルタ５４を備えている。結合回路に接続する伝送路は分岐されており、一方は送信部５１に接続し、他方は受信部５３に接続している。送信部５１に接続する伝送路には送信用フィルタ５２が配置されており、受信部５３に接続する伝送路には受信用フィルタ５４が配置されている。
【００３９】
送信部５１は、制御部１２より入力される信号に応じてキャリア信号をＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）変調し、変調信号にスペクトル拡散を行い、アナログ信号に変換して出力する。なお、変調方法はＢＰＳＫ変調に限られず、ＡＳＫ変調やＦＳＫ変調を行うようにしてもよい。また、スペクトル拡散は直接拡散方式に限られず、周波数ホッピング方式を用いてもよい。なお、本実施形態では、スペクトル拡散を行っているが、これに限定されず、スペクトル拡散を行わないようにしてもよい。
【００４０】
本実施形態では、溶接電源装置１からワイヤ送給装置２に送信する通信信号が例えば４ＭＨｚを中心周波数とする周波数帯域を利用し、ワイヤ送給装置２から溶接電源装置１に送信する通信信号が例えば８ＭＨｚを中心周波数とする周波数帯域を利用している。なお、各通信信号が利用する周波数帯域は例示であって、これに限られない。
【００４１】
送信用フィルタ５２は、送信ＢＰＦ５２ａおよび受信ＢＥＦ５２ｂを備えている。送信ＢＰＦ５２ａは、４ＭＨｚを中心周波数とする帯域通過型フィルタ（バンドパスフィルタ）である（図１０（ａ）に示す通過特性および入力特性参照）。本実施形態では、スペクトル拡散を行っているので、通信信号の利用する周波数帯域が広がっている。送信ＢＰＦ５２ａは、この通信信号を通過させることができるように設計されている。図３（ａ）は、送信ＢＰＦ５２ａの一例であるＴ型帯域通過型フィルタを示している。なお、送信ＢＰＦ５２ａは、これに限られない。例えば、Π型帯域通過型フィルタやＬ型帯域通過型フィルタであってもよいし、ハイパスフィイルタとローパスフィルタとを合わせたものであってもよい。また、弾性表面波フィルタやアクティブフィルタであってもよい。送信ＢＰＦ５２ａは、送信信号が利用する周波数帯域の成分を通過させるフィルタであればよい。
【００４２】
受信ＢＥＦ５２ｂは、８ＭＨｚを中心周波数とする帯域阻止型フィルタ（バンドエリミネーションフィルタ）であり、後述する受信ＢＰＦ５４ａが通過させる周波数帯域の信号の通過を阻止する。図３（ｂ）は、受信ＢＥＦ５２ｂの一例であるＴ型帯域阻止型フィルタを示している。なお、受信ＢＥＦ５２ｂは、これに限られない。受信ＢＥＦ５２ｂは、受信信号が利用する周波数帯域の成分を反射させるフィルタであればよい。
【００４３】
受信部５３は、パワーケーブル４１,４２で送られてきた通信信号を受信し、デジタル信号に変換して、逆拡散およびフィルタリングを行い、復調を行って、制御部１２に出力する。
【００４４】
受信用フィルタ５４は、受信ＢＰＦ５４ａおよび送信ＢＥＦ５４ｂを備えている。受信ＢＰＦ５４ａは、送信ＢＰＦ５２ａと同様の帯域通過型フィルタであり、８ＭＨｚを中心周波数とする（図１０（ｂ）に示す通過特性および入力特性参照）。本実施形態では、スペクトル拡散を行っているので、通信信号の利用する周波数帯域が広がっている。受信ＢＰＦ５４ａは、この通信信号を通過させることができるように設計されている。
【００４５】
送信ＢＥＦ５４ｂは、受信ＢＥＦ５２ｂと同様の帯域阻止型フィルタであり、４ＭＨｚを中心周波数とする。送信ＢＥＦ５４ｂは、送信ＢＰＦ５２ａが通過させる周波数帯域の信号の通過を阻止する。
【００４６】
図４は、帯域阻止型フィルタの通過特性と入力特性を示す図であり、同図（ａ）は中心周波数を４ＭＨｚとする帯域阻止型フィルタのものであり、同図（ｂ）は中心周波数を８ＭＨｚとする帯域阻止型フィルタのものである。各図において、細線ｃが通過特性を示しており、太線ｄが入力特性を示している。同図（ａ），（ｂ）の細線ｃに示すように、帯域阻止型フィルタは入力信号のうち、中心周波数を中心とした所定の周波数帯域の周波数成分を大きく減衰させることで、前記所定の周波数帯域の信号の通過を阻止する。
【００４７】
ワイヤ送給装置２は、ワイヤ電極を溶接トーチ３に送り出すものである。ワイヤ送給装置２は、制御部２１、送給機構２２、および、通信部２３を備えている。なお、ワイヤ送給装置２は、ガスタンクのシールドガスを溶接トーチ３の先端に供給するためのガス電磁弁などを備えているが、記載を省略している。
【００４８】
制御部２１は、ワイヤ送給装置２の制御を行うものであり、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されている。制御部２１は、溶接トーチ３に設けられている図示しないトーチスイッチより入力される起動のための操作信号に応じて、溶接電源装置１の電源部１１を起動するための起動信号を通信部２３に出力する。また、図示しない操作部より入力される溶接条件を変更するための操作信号に応じて、図示しない記憶部に記憶されている溶接条件を変更する。制御部２１は、あらかじめ設定された送信周期ごとに、記憶部に記憶されている溶接条件を読み出して、通信部２３に出力する。また、制御部２１は、通信部２３より入力される溶接電圧または溶接電流の検出値を、図示しない表示部に出力して表示させたり、通信部２３より入力される異常発生を示す信号に基づいて、図示しない報知部に異常の報知（例えば、スピーカによる警告音や振動による報知）をさせたりする。また、制御部２１は、通信部２３から送給指令を入力されている間、送給機構２２にワイヤ電極の送給を行わせて、溶接トーチ３にワイヤ電極を送り出す。
【００４９】
送給機構２２は、溶接トーチ３にワイヤ電極の送給を行うものである。送給機構２２は、制御部２１からの送給指令に基づいて、モータによって送給ローラを回転させて、ワイヤ電極を溶接トーチ３に送り出す。
【００５０】
通信部２３は、パワーケーブル４１，４２を介して、溶接電源装置１との間で通信を行うためのものである。通信部２３は、溶接電源装置１から受信した通信信号を復調して、制御部２１に出力する。溶接電源装置１から受信する通信信号には、例えば、溶接電源装置１においてセンサで検出された溶接電圧または溶接電流の検出信号や、異常発生を示す信号、送給指令のための信号などがある。また、通信部２３は、制御部２１から入力される信号を変調して、通信信号として溶接電源装置１に送信する。溶接電源装置１に送信する通信信号には、例えば、溶接条件を設定するための信号や、電源部１１の起動を指示する起動信号などがある。なお、溶接電源装置１との間で送受信される通信信号は、上記したものに限定されない。
【００５１】
通信部２３は、結合回路を備えている。当該結合回路は、パワーケーブル４１,４２に並列接続されたコイルと通信部２３の入力端に接続されたコイルとを磁気結合させた高周波トランスを備えており、通信部２３が出力する通信信号をパワーケーブル４１,４２に重畳し、また、パワーケーブル４１,４２に重畳された通信信号を検出する。
【００５２】
通信部２３の内部構成は、通信部１３の内部構成と同様である（図２参照）。ただし、溶接電源装置１からワイヤ送給装置２に送信する通信信号が４ＭＨｚを中心周波数とする周波数帯域を利用し、ワイヤ送給装置２から溶接電源装置１に送信する通信信号が８ＭＨｚを中心周波数とする周波数帯域を利用しているので、送信ＢＰＦ５２ａおよび送信ＢＥＦ５４ｂが８ＭＨｚを中心周波数とし、受信ＢＥＦ５２ｂおよび受信ＢＰＦ５４ａが４ＭＨｚを中心周波数とする。
【００５３】
次に、通信部１３および２３の作用および効果について説明する。
【００５４】
図５は、通信部１３と通信部２３との通信について説明するための図である。なお、通信部２３の各フィルタは中心周波数が通信部１３の各フィルタと異なるので、それぞれ送信ＢＰＦ５２ａ’、受信ＢＥＦ５２ｂ’、受信ＢＰＦ５４ａ’および送信ＢＥＦ５４ｂ’として、通信部１３のものと区別している。
【００５５】
図５(ａ)は、溶接電源装置１の通信部１３からワイヤ送給装置２の通信部２３に通信信号を送信する場合を示している。送信ＢＰＦ５２ａは、送信部５１で変調した信号（送信信号）から、４ＭＨｚを中心周波数とする所定の周波数帯域以外の信号を減衰させて、伝送路に出力する。受信ＢＰＦ５４ａ’は、伝送路から入力される通信信号のうち、４ＭＨｚを中心周波数とする所定の周波数帯域の信号を通過させて、受信信号として受信部５３に出力する（図５（ａ）における実線矢印参照）。
【００５６】
送信ＢＰＦ５２ａを通過した送信信号は、送信ＢＥＦ５４ｂによって反射されるので（図５（ａ）における破線矢印ａ参照）、送信信号の一部が受信ＢＰＦ５４ａに吸収されることを抑制することができる。また、伝送路を介して送られてきた送信信号は、受信ＢＥＦ５２ｂ’によって反射されるので（図５（ａ）における破線矢印ｂ参照）、送信信号の一部が送信ＢＰＦ５２ａ’に吸収されることを抑制することができる。したがって、溶接電源装置１からの送信信号が、受信ＢＰＦ５４ａまたは送信ＢＰＦ５２ａ’に吸収されて、一部の周波数成分が減衰した受信信号としてワイヤ送給装置２に受信されることを抑制することができる。
【００５７】
図５(ｂ)は、ワイヤ送給装置２の通信部２３から溶接電源装置１の通信部１３に通信信号を送信する場合を示している。送信ＢＰＦ５２ａ’は、送信部５１で変調した信号（送信信号）から、８ＭＨｚを中心周波数とする所定の周波数帯域以外の信号を減衰させて、伝送路に出力する。受信ＢＰＦ５４ａは、伝送路から入力される通信信号のうち、８ＭＨｚを中心周波数とする所定の周波数帯域の信号を通過させて、受信信号として受信部５３に出力する（図５（ｂ）における実線矢印参照）。
【００５８】
送信ＢＰＦ５２ａ’を通過した送信信号は、送信ＢＥＦ５４ｂ’によって反射されるので（図５（ｂ）における破線矢印ａ参照）、送信信号の一部が受信ＢＰＦ５４ａ’に吸収されることを抑制することができる。また、伝送路を介して送られてきた送信信号は、受信ＢＥＦ５２ｂによって反射されるので（図５（ｂ）における破線矢印ｂ参照）、送信信号の一部が送信ＢＰＦ５２ａに吸収されることを抑制することができる。したがって、ワイヤ送給装置２からの送信信号が、受信ＢＰＦ５４ａ’または送信ＢＰＦ５２ａに吸収されて、一部の周波数成分が減衰した受信信号として溶接電源装置１に受信されることを抑制することができる。
【００５９】
図４（ａ）の太線ｄに示すように、中心周波数を４ＭＨｚとする帯域阻止型フィルタは、中心周波数を８ＭＨｚとする帯域通過型フィルタが吸収してしまう５．５ＭＨｚあたりの周波数成分を反射する。図４（ｂ）の太線ｄに示すように、中心周波数を８ＭＨｚとする帯域通過型フィルタは、中心周波数を４ＭＨｚとする帯域通過型フィルタが吸収してしまう６ＭＨｚあたりの周波数成分を反射する。
【００６０】
図６は、帯域通過型フィルタと帯域阻止型フィルタとを合わせたフィルタ（図２の送信用フィルタ５２および受信用フィルタ５４に相当）の通過特性と入力特性を示す図である。各図において、細線ｃが通過特性を示しており、太線ｄが入力特性を示している。同図（ａ）は、中心周波数を４ＭＨｚとする帯域通過型フィルタと、中心周波数を８ＭＨｚとする帯域阻止型フィルタとを合わせたフィルタ（図２の送信用フィルタ５２に相当）である。同図（ａ）の太線ｄに示すように、当該フィルタに吸収すされる周波数成分は、１４ＭＨｚあたりになっている。つまり、帯域阻止型フィルタを追加することで、吸収される周波数成分が６ＭＨｚあたりから１４ＭＨｚあたりにずれている。したがって、受信信号の一部を吸収してしまうことを抑制することができる。
【００６１】
同図（ｂ）は、中心周波数を８ＭＨｚとする帯域通過型フィルタと、中心周波数を４ＭＨｚとする帯域阻止型フィルタとを合わせたフィルタ（図２の受信用フィルタ５４に相当）である。同図（ｂ）の太線ｄに示すように、当該フィルタに吸収すされる周波数成分は、２．５ＭＨｚあたりになっている。つまり、帯域阻止型フィルタを追加することで、吸収される周波数成分が５．５ＭＨｚあたりから２．５ＭＨｚあたりにずれている。したがって、送信信号の一部を吸収してしまうことを抑制することができる。
【００６２】
なお、本実施形態においては、コイルによる磁気結合を利用して、通信部１３，２３が通信信号をパワーケーブル４１,４２に重畳し、パワーケーブル４１,４２に重畳された通信信号を検出する場合について説明したが、これに限られない。例えば、コンデンサによる電界結合を利用するようにしてもよい。また、パワーケーブル４１,４２に並列に通信信号を入力するのではなく、パワーケーブル４１または４２に直列に通信信号を入力するようにしてもよい。
【００６３】
本実施形態においては、通信部１３（２３）が受信ＢＥＦ５２ｂおよび送信ＢＥＦ５４ｂを備える場合について説明したが、これに限られない。例えば、送信ＢＥＦ５４ｂのみを備えるようにしてもよい。この場合、受信信号の一部が送信ＢＰＦ５２ａに吸収されるが、送信信号の一部が受信ＢＰＦ５４ａに吸収されることを抑制することができる。逆に、受信ＢＥＦ５２ｂのみを備えるようにしてもよい。この場合、送信信号の一部が受信ＢＰＦ５４ａに吸収されるが、受信信号の一部が送信ＢＰＦ５２ａに吸収されることを抑制することができる。これらの場合でも、通信信号の一部の周波数成分が減衰して受信されることを抑制することができる。ただし、通信信号の減衰をより抑制するためには、受信ＢＥＦ５２ｂおよび送信ＢＥＦ５４ｂの両方を備えることが望ましい。
【００６４】
上記第１実施形態においては、溶接電源装置１とワイヤ送給装置２とが、パワーケーブル４１,４２を介して通信を行う場合について説明したが、これに限られない。例えば、溶接電源装置１とワイヤ送給装置２とが、専用の通信線で通信を行うようにしてもよい。また、溶接電源装置１とワイヤ送給装置２とが、無線通信を行うようにしてもよい。溶接電源装置１とワイヤ送給装置２とが無線通信を行う場合を、第２実施形態として、以下に説明する。
【００６５】
図７は、第２実施形態に係る溶接システムＡ２を説明するための図である。図７において、第１実施形態に係る溶接システムＡ(図１参照）と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。
【００６６】
図７に示す溶接電源装置１は、通信部１３に代えて、無線通信を行う通信部１３’を備えている点で、第１実施形態に係る溶接電源装置１と異なる。また、図７に示すワイヤ送給装置２は、通信部２３に代えて、無線通信を行う通信部２３’を備えている点で、第１実施形態に係るワイヤ送給装置２と異なる。
【００６７】
第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６８】
上記第１ないし第２実施形態においては、溶接電源装置１とワイヤ送給装置２との間で通信を行う場合について説明したが、これに限られない。例えば、非消耗電極式の溶接装置の場合、ワイヤ送給装置２は用いられず、溶接電源装置１と溶接トーチ３に接続されたリモコンとの間で、通信を行う。この場合、リモコンに通信のための構成を設け、溶接電源装置１との間で通信を行うようにすればよい。溶接電源装置１とリモコンとが通信を行う場合を第３実施形態として、以下に説明する。
【００６９】
図８は、第３実施形態に係る溶接システムＡ３を説明するための図である。図８において、第１実施形態に係る溶接システムＡ(図１参照）と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。
【００７０】
図８に示す溶接システムＡ３は、ワイヤ送給装置２に代えて、リモコン２’を備えている点で、第１実施形態に係る溶接システムＡと異なる。リモコン２’は、パワーケーブル４１，４２を介して、溶接電源装置１との間で通信を行う。通信部２３は、第１実施形態におけるワイヤ送給装置２の通信部２３と同様の構成で同様の機能を有する。したがって、第３実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００７１】
なお、溶接トーチ３にリモコン２’を取り付けるのではなく、溶接トーチ３自体に制御部２１および通信部２３を設けて、溶接電源装置１と溶接トーチ３との間で通信を行うようにしてもよい。
【００７２】
上記第１ないし第３実施形態においては、本発明に係る通信装置を溶接システムに用いた場合について説明したが、これに限られない。本発明に係る通信装置は、他のシステムにおいても用いることができる。また、本発明は、通信のみを行う通信装置においても適用することができる。
【００７３】
本発明に係る通信装置、溶接電源装置、ワイヤ送給装置、および、溶接システムは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る通信装置、溶接電源装置、ワイヤ送給装置、および、溶接システムの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【符号の説明】
【００７４】
Ａ，Ａ２，Ａ３  溶接システム
１  溶接電源装置
１１  電源部
１２  制御部
１３，１３’  通信部（通信装置）
２  ワイヤ送給装置
２’  リモコン
２１  制御部
２２  送給機構
２３，２３’  通信部（通信装置）
３  溶接トーチ
４１，４２  パワーケーブル（電力伝送線）
５１  送信部
５２  送信用フィルタ
５２ａ  送信ＢＰＦ（第１の帯域通過型フィルタ）
５２ｂ  受信ＢＥＦ（第１の帯域阻止型フィルタ）
５３  受信部
５４  受信用フィルタ
５４ａ  受信ＢＰＦ（第２の帯域通過型フィルタ）
５４ｂ  送信ＢＥＦ（第２の帯域阻止型フィルタ）
Ｗ  被加工物
【図１】
2015173380.tif 000003
【図２】
2015173380.tif 000004
【図３】
2015173380.tif 000005
【図５】
2015173380.tif 000006
【図７】
2015173380.tif 000007
【図８】
2015173380.tif 000008
【図９】
2015173380.tif 000009
【図４】
2015173380.tif 000010
【図６】
2015173380.tif 000011
【図１０】
2015173380.tif 000012