(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接用電力を出力する溶接電源出力回路を備えた溶接電源と、溶接する位置の移動に伴って溶接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消耗電極式アーク溶接装置において、前記溶接電源は、前記溶接電源出力回路の出力を消耗性電極及び被加工物に接続し直流電力を供給する第１のパワーケーブル及び第２のパワーケーブルと、三相交流商用電源を所定の電圧に変換し前記第１のパワーケーブル及び第２のパワーケーブルを介して送給装置内蔵制御電源に電力を供給する出力制御電源と、前記第１のパワーケーブルに結合し前記ワイヤ送給装置から送信されてくる第２の拡散変調送信信号を受信し拡散変調受信信号として出力すると共に前記溶接電源から送信されてくる拡散変調送信信号を前記ワイヤ送給装置に送信する拡散信号結合回路と、前記拡散変調受信信号を逆拡散して復調を行い逆拡散復調信号として出力する逆拡散復調回路と、前記逆拡散復調信号を復調して溶接電源起動・出力電圧設定用受信信号として出力する１次変調波復調回路と、前記溶接電源起動・出力電圧設定用受信信号を分離して溶接電源起動信号と出力電圧設定信号として出力すると共に溶接電流検出信号及び溶接監視信号を溶接電流検出・溶接監視送信信号として出力する中央演算処理回路と、前記溶接電源起動信号の入力により動作を開始し、前記出力電圧設定信号に基づいて前記溶接電源出力回路の出力を制御する出力制御回路と、前記溶接電流検出・溶接監視送信信号を位相偏移変調して１次変調波信号として出力する信号変調回路と、前記１次変調波信号をスペクトル拡散変調を行って拡散変調送信信号として出力する拡散変調回路と、を備え、
前記ワイヤ送給装置は、溶接待機中に前記出力制御電源から第１のパワーケーブルを介して電力を受給し溶接中はアーク電圧から電力を受給し無負荷中は無負荷電圧から電力を受給して第２の中央演算処理回路、送給モータ制御回路及び電磁弁に応じた電圧に変換して出力する送給装置内蔵制御電源と、トーチスイッチに応じて電磁弁開閉信号、送給モータ制御信号及び溶接電源起動・出力電圧設定用送信信号を出力すると共に溶接電流検出・溶接監視受信信号に応じて送給モータの回転数の変更及び溶接異常を警告する第２の中央演算処理回路と、前記溶接電源起動・出力電圧設定用送信信号を位相偏移変調して第２の１次変調波信号として出力する第２の信号変調回路と、前記第２の１次変調波信号をスペクトル拡散変調を行って第２の拡散変調送信信号として出力する第２の拡散変調回路と、前記第１のパワーケーブルに結合し前記第２の拡散変調送信信号を送信すると共に前記溶接電源から送信されてくる拡散変調送信信号を受信し第２の拡散変調受信信号として出力する第２の拡散信号結合回路と、前記第２の拡散変調受信信号を逆拡散して復調を行い第２の逆拡散復調信号として出力する第２の逆拡散復調回路と、前記第２の逆拡散復調信号を復調して前記溶接電流検出・溶接監視受信信号として出力する第２の１次変調波復調回路と、前記送給モータ制御信号に応じて送給モータを制御する前記送給モータ制御回路と、前記電磁弁開閉信号に応じて前記電磁弁を駆動する電磁弁開閉スイッチと、を備えたことを特徴とする消耗電極式アーク溶接装置。
【請求項２】
前記スペクトル拡散通信方式の直列拡散を、周波数ホッピング式又はチャ−プ式にすることを、特徴とする請求項１記載の消耗電極式アーク溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接用電力を出力する溶接電源出力回路を備えた溶接電源と溶接する位置の移動に伴って溶接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消耗電極式アーク溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、従来技術の消耗電極式アーク溶接装置の接続図である。消耗電極式アーク溶接装置は、通常、重量があるために移動させない溶接電源ＷＥＲと溶接位置の移動に伴って溶接作業者が持ち運びするワイヤ送給装置ＷＳＲとに分離されている。この溶接電源ＷＥＲには、後述する溶接電源出力回路ＷＰ、制御電源アセンブリィＭＳ、出力制御回路等が内蔵されている。また、リモコン装置ＲＥＭには、溶接電流設定器ＷＩ、溶接電圧設定器ＷＶが内蔵されている。さらに、ワイヤ送給装置ＷＳＲには、後述する送給モータＭ、電磁弁ＳＯＬ等が内蔵されている。この電磁弁ＳＯＬは、消耗電極式アーク溶接方法が、ＣＯ２溶接、ＭＩＧ溶接、ＭＡＧ溶接等のガスシールド消耗電極式アーク溶接のときに、溶接トーチＴＨから噴出されるシールドガスの流路の開閉をする。
【０００３】
同図において、溶接電源出力回路ＷＰは、溶接用電力を出力する回路であって、１次整流回路ＤＲ１、インバータ回路ＩＮＶ、主変圧器ＩＮＴ、２次整流回路ＤＲ２、直流リアクトルＤＬ等から形成されている。１次整流回路ＤＲ１は、三相交流商用電源ＡＣの出力を整流し直流電力に変換する。インバータ回路ＩＮＶは、１次整流回路ＤＲ１で直流に変換した電力を高周波交流パルス電圧に変換し、主変圧器ＩＮＴは、インバータ回路ＩＮＶの出力をアーク加工に適した高周波交流パルス電圧に変換し、２次整流回路ＤＲ２は、主変圧器の出力を整流して直流電力に変換する。この変換した直流電力を直流リアクトルＤＬを通じて第１のパワーケーブル４及び第２のパワーケーブル５を通じて、消耗性電極２及び被加工物１に供給する。
【０００４】
図示省略の出力制御部は、出力制御回路ＳＣ、溶接電圧設定器ＷＶ、クレータ電圧設定器ＣＶ、出力電圧検出回路ＶＤ、出力電流検出回路ＩＤ及びインバータ駆動回路ＩＲから形成されている。出力電圧検出回路ＶＤは出力端子間の電圧を検出し、出力電流検出回路ＩＤは出力電流を検出する。
【０００５】
（従来技術の制御ケーブル使用の）溶接電源ＷＥＲの制御電源アセンブリィＭＳ及び出力制御回路ＳＣとワイヤ送給装置ＷＳＲとの間は、第１のパワーケーブル４及び第２のパワーケーブル５の他に、起動信号用制御線６（トーチスイッチ用２芯ケーブル）、モータ用制御線７、電磁弁用制御線８及びＧＮＤ線９の複数の制御線が接続されている。また、出力制御回路ＳＣとリモコン装置ＲＥＭとの間には、リモコン制御用電源線１１、溶接電流設定用制御線１２、溶接電圧設定用制御線１３、リモコン制御用ＧＮＤ線１４及びインチング用制御線１５によって接続されている。これらの複数の制御線は、束ねて一体化したり、複数心線からなる制御ケーブル１０及びリモコン装置用制御ケーブル１６が使用されている。従って、溶接位置の移動に伴って溶接作業者がワイヤ送給装置ＷＳＲを持ち運びするときに、上記束ねて一体化した制御線又は複数心線からなる制御ケーブル１０及びリモコン装置用制御ケーブル１６も一緒に移動させている。
【０００６】
出力制御回路ＳＣは、トーチスイッチ起動信号Ｔｓに応じて動作を開始し、リモコン装置ＲＥＭ内蔵の溶接電流設定器ＷＩによって設定される予め定めた値の溶接電流設定信号Ｗｉ、溶接電圧設定器ＷＶによって設定される予め定めた溶接電圧設定信号Ｗｖ、溶接電源ＷＥＲ内蔵のクレータ電流設定器ＣＩによって設定される予め定めたクレータ電流設定信号Ｃｉ、クレータ電圧設定器ＣＶによって設定される予め定めたクレータ電圧設定信号Ｃｖ、出力電圧検出信号Ｖｄ及び出力電流検出信号Ｉｄとの値に応じて演算処理を行って、出力制御信号Ｓｃを出力すると共に、送給モータ制御信号Ｓａ及び溶接電源内蔵電磁弁開閉信号Ｓ１を出力する。
【０００７】
制御電源アセンブリィＭＳは、電源投入中供給補助変圧器ＴＯ、補助電源整流回路ＤＲ３、電磁弁開閉スイッチＳＷ１及び送給モータ制御回路ＧＡによって形成されている。
【０００８】
電源投入中供給補助変圧器ＴＯは、三相交流商用電源ＡＣを送給モータの駆動電圧及び電磁弁の動作電圧に適した電圧に変換し、補助電源整流回路ＤＲ３は、電源投入中供給補助変圧器ＴＯの出力を整流して直流電力に変換する。電磁弁開閉スイッチＳＷ１を開閉する溶接電源内蔵電磁弁開閉信号Ｓ１がＨｉｇｈレベルの期間中は、電磁弁開閉スイッチＳＷ１の線路を導通（電磁弁開閉スイッチＳＷ１をＯＮ）して電磁弁ＳＯＬの流路を形成（電磁弁ＳＯＬをＯＮ）する。送給モータ制御回路ＧＡは送給モータ制御信号Ｓａの値に応じて、送給モータＭの回転数を制御する。
【０００９】
モータ制御回路外装のワイヤ送給装置ＷＳＲは、送給モータＭ、電磁弁ＳＯＬ及び送給ロール３で形成されている。
【００１０】
図３は、図２に示す従来技術の消耗電極式アーク溶接装置の動作を説明するためのタイミング図であり、図２に示す従来技術の動作を図３のタイミング図によって説明する。図３（Ａ）は、出力電圧検出信号Ｖｄを示し、図３（Ｂ）は、出力電流検出信号Ｉｄを示す。図３（Ｃ）は、トーチスイッチＴＳから出力するトーチスイッチ起動信号Ｔｓを示し、図３（Ｄ）は、出力制御回路ＳＣから出力する送給モータ制御信号Ｓａを示し、図３（Ｅ）は、出力制御回路ＳＣから出力する溶接電源内蔵電磁弁開閉信号Ｓ１を示す。
【００１１】
図２に示すトーチスイッチＴＳから、図３（Ｃ）に示すトーチスイッチ起動信号Ｔｓが時刻ｔ＝ｔ２において出力されてＨｉｇｈレベルになると、出力制御回路ＳＣは、溶接電流設定信号Ｗｉ、クレータ電流設定信号Ｃｉ、溶接電圧設定信号Ｗｖ及びクレータ電圧設定信号Ｃｖの値並びに出力電流検出信号Ｉｄ及び出力電圧検出信号Ｖｄの値に応じて演算処理を行って、出力制御信号Ｓｃ、溶接電源内蔵電磁弁開閉信号Ｓ１及び送給モータ制御信号Ｓａを出力する。
【００１２】
図３（Ｄ）に示す時刻ｔ＝ｔ２において、送給モータ制御信号Ｓａが送給モータ制御回路ＧＡに入力されると、上記送給モータ制御回路ＧＡは入力信号の値に応じて送給モータＭの回転を制御する。
【００１３】
図３（Ｅ）に示す時刻ｔ＝ｔ２において、溶接電源内蔵電磁弁開閉信号Ｓ１が電磁弁ＳＯＬに入力されて電磁弁を開閉する。
【００１４】
図３（Ｂ）に示すＴ２は無負荷電圧出力期間を示し、消耗性電極２を予め定めた値の送給速度で送給し、時刻ｔ＝ｔ３において、消耗性電極２と被加工物１とが接触すると同時にアークスタート電流が流れてアークが発生し、溶接期間Ｔ３の間、短絡とアークを繰り返す「短絡移行」を行う。
【００１５】
図３（Ｄ）に示す時刻ｔ＝ｔ４において、トーチスイッチ起動信号ＴｓがＬｏｗレベルになると送給モータＭの回転数が減速すると共に、予め定めた値のアンチスティック期間Ｔ４後にインバータ回路の出力が停止する。また、予め定めた値のアフタフロー期間Ｔ５後に電磁弁開閉スイッチＳＷ１の線路を遮断（電磁弁開閉スイッチＳＷ１をＯＦＦ）にして電磁弁ＳＯＬの線路を遮断（電磁弁ＳＯＬをＯＦＦ）する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
消耗電極式アーク溶接装置は、従来技術の図２に示すように、重量があるために移動させない溶接電源ＷＥＲと溶接する位置の移動に伴って溶接作業者が持ち運びするワイヤ送給装置ＷＳＲとに分離されている。従って、溶接位置の移動に伴って溶接作業者がワイヤ送給装置ＷＳＲを持ち運びするときに、束ねて一体化した制御線又は複数心線からなる制御ケーブルを一緒に移動させなければならないために、作業性が非常に悪く、また、制御線の数を減らすために、パワーケーブルと制御線とガスホースとを１本にまとめた複合ケーブル方式や、ガスホース内に制御線を通した複合ガース方式が実用化されているが、これらは特殊な構造であり制御線が断線したとき、修理が困難であった。さらに、溶接電源ＷＥＲとリモコン装置ＲＥＭとの間の制御信号を増やすには、制御ケーブルの本数も増加するため、上記リモコン装置ＲＥＭには必要最小限の機能しか設けることができなかった。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、溶接用電力を出力する溶接電源出力回路を備えた溶接電源と、溶接する位置の移動に伴って溶接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消耗電極式アーク溶接装置において、前記溶接電源は、前記溶接電源出力回路の出力を消耗性電極及び被加工物に接続し直流電力を供給する第１のパワーケーブル及び第２のパワーケーブルと、三相交流商用電源を所定の電圧に変換し前記第１のパワーケーブル及び第２のパワーケーブルを介して送給装置内蔵制御電源に電力を供給する出力制御電源と、前記第１のパワーケーブルに結合し前記ワイヤ送給装置から送信されてくる第２の拡散変調送信信号を受信し拡散変調受信信号として出力すると共に前記溶接電源から送信されてくる拡散変調送信信号を前記ワイヤ送給装置に送信する拡散信号結合回路と、前記拡散変調受信信号を逆拡散して復調を行い逆拡散復調信号として出力する逆拡散復調回路と、前記逆拡散復調信号を復調して溶接電源起動・出力電圧設定用受信信号として出力する１次変調波復調回路と、前記溶接電源起動・出力電圧設定用受信信号を分離して溶接電源起動信号と出力電圧設定信号として出力すると共に溶接電流検出信号及び溶接監視信号を溶接電流検出・溶接監視送信信号として出力する中央演算処理回路と、前記溶接電源起動信号の入力により動作を開始し、前記出力電圧設定信号に基づいて前記溶接電源出力回路の出力を制御する出力制御回路と、前記溶接電流検出・溶接監視送信信号を位相偏移変調して１次変調波信号として出力する信号変調回路と、前記１次変調波信号をスペクトル拡散変調を行って拡散変調送信信号として出力する拡散変調回路と、を備え、
前記ワイヤ送給装置は、溶接待機中に前記出力制御電源から第１のパワーケーブルを介して電力を受給し溶接中はアーク電圧から電力を受給し無負荷中は無負荷電圧から電力を受給して第２の中央演算処理回路、送給モータ制御回路及び電磁弁に応じた電圧に変換して出力する送給装置内蔵制御電源と、トーチスイッチに応じて電磁弁開閉信号、送給モータ制御信号及び溶接電源起動・出力電圧設定用送信信号を出力すると共に溶接電流検出・溶接監視受信信号に応じて送給モータの回転数の変更及び溶接異常を警告する第２の中央演算処理回路と、前記溶接電源起動・出力電圧設定用送信信号を位相偏移変調して第２の１次変調波信号として出力する第２の信号変調回路と、前記第２の１次変調波信号をスペクトル拡散変調を行って第２の拡散変調送信信号として出力する第２の拡散変調回路と、前記第１のパワーケーブルに結合し前記第２の拡散変調送信信号を送信すると共に前記溶接電源から送信されてくる拡散変調送信信号を受信し第２の拡散変調受信信号として出力する第２の拡散信号結合回路と、前記第２の拡散変調受信信号を逆拡散して復調を行い第２の逆拡散復調信号として出力する第２の逆拡散復調回路と、前記第２の逆拡散復調信号を復調して前記溶接電流検出・溶接監視受信信号として出力する第２の１次変調波復調回路と、前記送給モータ制御信号に応じて送給モータを制御する前記送給モータ制御回路と、前記電磁弁開閉信号に応じて前記電磁弁を駆動する電磁弁開閉スイッチと、を備えたことを特徴とする消耗電極式アーク溶接装置である。
【００１８】
第２の発明は、前記スペクトル拡散通信方式の直列拡散を、周波数ホッピング式又はチャ−プ式にすることを、特徴とする請求項１記載の消耗電極式アーク溶接装置である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は、当該出願に係る発明の特徴を最も良く表す図である。後述する図４と同じなので、説明は図４で後述する。
【００２６】
本発明の実施の形態は、出願時請求項２の装置の発明であって、溶接用電力を出力する溶接電源出力回路ＷＰを備えた溶接電源ＷＥＲ２と溶接する位置の移動に伴って溶接作業者が持ち運びするワイヤ送給装置ＷＳＲ２とに分離されている消耗電極式アーク溶接装置において、（制御ケーブル不要の）溶接電源ＷＥＲ２に、溶接待機中に送給モータＭ及び電磁弁ＳＯＬを制御する制御電圧を第１のパワーケーブル４と第２のパワーケーブル５又は接地線とに供給する溶接待機中出力制御電源ＰＳを備えると共に、（制御ケーブル不要の）ワイヤ送給装置ＷＳＲ２に、第１のパワーケーブル４と第２のパワーケーブル５又は接地線から上記制御電圧を入力する送給装置内蔵制御電源ＳＰを備えて、（１）上記溶接電源ＷＥＲ２は、第１のパワーケーブル４に結合させてスペクトル拡散通信方式で拡散変調信号を送受信する拡散信号結合回路ＴＲと、受信した拡散変調受信信号Ｔｒを逆拡散して復調を行う逆拡散復調回路ＳＤと、復調した逆拡散復調信号Ｓｄを中央演算処理回路ＣＰＵに対応した信号に復調する１次変調波復調回路ＤＥと、中央演算処理回路ＣＰＵから出力する溶接電流検出・溶接監視信号Ｃｒを１次変調する信号変調回路ＭＯと、１次変調波信号Ｍｏをスペクトル拡散する拡散変調回路ＳＩと、上記１次変調波復調回路ＤＥによって復調された溶接電源起動・出力電圧設定用受信信号Ｄｅの値に応じて演算して溶接電源起動信号Ｃｔと出力電圧設定信号Ｃｐとに分離して出力する中央演算処理回路ＣＰＵと、上記溶接電源起動信号Ｃｔが入力されると動作を開始し、出力電圧設定信号Ｃｐ、出力電圧検出信号Ｖｄ及び出力電流検出信号Ｉｄの値に応じて演算処理を行って溶接電源出力回路ＷＰの出力を制御する出力制御回路ＳＣ２とを備え、（２）上記ワイヤ送給装置ＷＳＲ２は、トーチスイッチ起動信号Ｔｓが入力されると電磁弁駆動信号Ｓ２を出力し、溶接電流設定器ＷＩが出力する溶接電流設定信号Ｗｉ及びクレータ電流設定器ＣＩが出力するクレータ電流設定信号Ｃｉに応じて送給モータ制御信号Ｓａを出力し、溶接電圧設定器ＷＶが出力する溶接電圧設定信号Ｗｖ及びクレータ電圧設定器ＣＶが出力するクレータ電圧設定信号Ｃｖに応じて、溶接電源起動・出力電圧設定用送信信号Ｃｋを出力する第２の中央演算処理回路ＣＰＵ２と、上記溶接電源起動・出力電圧設定用送信信号Ｃｋを１次変調する第２の信号変調回路ＭＯ２と、第２の１次変調波信号Ｍｏ２をスペクトル拡散する第２の拡散変調回路ＳＩ２と、第１のパワーケーブル４に結合させてスペクトル拡散通信方式で拡散変調信号を送受信する第２の拡散信号結合回路ＴＲ２と、受信した第２の拡散変調受信信号Ｔｒ２を逆拡散して復調を行う第２の逆拡散復調回路ＳＤ２と、復調した第２の逆拡散復調信号Ｓｄ２を第２の中央演算処理回路ＣＰＵ２に対応した信号に復調する第２の１次変調波復調回路ＤＥ２と、上記送給モータ制御信号Ｓａを入力して送給モータＭを駆動させる送給モータ制御回路ＧＡと、電磁弁駆動信号Ｓ２を入力して電磁弁ＳＯＬをＯＮ・ＯＦＦする電磁弁駆動回路ＳＷとを備え、上記送給装置内蔵制御電源ＳＰが入力する制御電圧は、溶接待機期間（図５のＴ６及びＴ７）中は上記溶接待機中出力制御電源ＰＳから供給され、溶接期間及びアンチスチィック期間（図５のＴ３及びＴ４）中はアーク電圧から供給され、無負荷電圧出力期間（図５のＴ２）中は溶接電源ＷＥＲ２の無負荷電圧から供給される消耗電極式アーク溶接装置である。
【００２７】
【実施例】
図４において、図２と同一の符号は同一動作を行うので説明は省略して相違する動作について説明する。消耗性電極２が被加工物１に接触したとき、（制御ケーブル不要の）溶接電源ＷＥＲ２の出力側が第１のパワーケーブル４及び第２のパワーケーブル５を経由して短絡される。
【００２８】
溶接電源ＷＥＲ２とワイヤ送給装置ＷＳＲ２との間の制御信号の送受信は、第１のパワーケーブル４を経由して、スペクトル拡散通信方式（Ｓｐｒｅａｄ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）の代表例である直接拡散方式（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｓｐｒｅａｄ）を使用して説明する。
【００２９】
溶接電源ＷＥＲ２の出力制御部は、出力制御回路ＳＣ２、出力電流検出回路ＩＤ、出力電圧検出回路ＶＤ、拡散信号結合回路ＴＲ、逆拡散復調回路ＳＤ、１次変調波復調回路ＤＥ、拡散変調回路ＳＩ、信号変調回路ＭＯ、中央演算処理回路ＣＰＵ等から形成されている。拡散信号結合回路ＴＲは、溶接電源ＷＥＲ２とワイヤ送給装置ＷＳＲ２との間の、第１のパワーケーブル４に拡散変調信号を結合させて、スペクトル拡散通信方式によって送受信する。逆拡散復調回路ＳＤは、拡散符号により広帯域の拡散変調受信信号Ｔｒを逆拡散という方法で狭帯域変調信号の逆拡散復調信号Ｓｄに復調させる。１次変調波復調回路ＤＥは、上記逆拡散復調信号Ｓｄの１次変調波を中央演算処理回路ＣＰＵに対応した信号に復調させる。中央演算処理回路ＣＰＵは、１次変調波復調回路ＤＥによって復調された信号の値に応じて演算して、溶接電源起動信号Ｃｔと出力電圧設定信号Ｃｐとに分離して出力する。出力制御回路ＳＣ２は、上記溶接電源起動信号Ｃｔが入力されると動作を開始し、出力電圧設定信号Ｃｐ、出力電圧検出信号Ｖｄ及び出力電流検出信号Ｉｄとの値に応じて演算処理を行って出力制御信号Ｓｃを出力する。
【００３０】
中央演算処理回路ＣＰＵは、出力制御回路ＳＣ２から溶接監視信号Ｗｗ及び溶接電流検出信号Ｗｒに応じて、溶接電流検出・溶接監視送信信号Ｃｒを出力する。信号変調回路ＭＯは、入力信号の値に応じて搬送波をＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）に変調した１次変調波信号Ｍｏを出力する。拡散変調回路ＳＩは、狭帯域の１次変調波信号Ｍｏを拡散符号によりスペクトル拡散を行い広帯域の拡散変調送信信号Ｓｉに変調する。
【００３１】
溶接待機中出力制御電源ＰＳは、溶接待機中供給用補助変圧器ＴＯ２、電流制限用抵抗器Ｒ及び補助電源整流回路ＤＲ３によって形成されている。また、溶接待機中の上記溶接待機中出力制御電源ＰＳの出力電圧をＪＩＳＢ９９６０−１：１９９９に示されている保護特別低電圧（ＰＥＬＶ）の規格値である実効値ＡＣ２５Ｖ又はリップル無しＤＣ６０Ｖ以下に満足させるために、溶接待機中供給用補助変圧器ＴＯ２の２次側の巻線比を予め定めた値に設定している。また、出力電流の値を数Ａ以下にするために電流制限用抵抗器Ｒの値を予め定めた値に設定している。
【００３２】
ワイヤ送給装置ＷＳＲ２は、ダイオードＤＲ４を経由して、第１のパワーケーブル４及び第２のパワーケーブル５に接続された補助電源用コンデンサＣ、同じく第１のパワーケーブル４及び第２のパワーケーブル５に接続された送給装置内蔵制御電源ＳＰ、第２の拡散信号結合回路ＴＲ２、第２の逆拡散復調回路ＳＤ２、第２の１次変調波復調回路ＤＥ２、第２の拡散変調回路ＳＩ２、第２の信号変調回路ＭＯ２、第２の中央演算処理回路ＣＰＵ２、送給モータ制御回路ＧＡ、送給モータＭ、インチングスイッチＩＴ、ガスチェックスイッチＧＣ、溶接電流設定器ＷＩ、クレータ電流設定器ＣＩ、溶接電圧設定器ＷＶ、クレータ電圧設定器ＣＶ、電磁弁駆動回路ＳＷ、電磁弁ＳＯＬ及び表示部ＬＤが内蔵されている。
【００３３】
ダイオードＤＲ４は保護用ダイオードであり、また補助電源用コンデンサＣは、送給装置内蔵制御電源ＳＰの電力を蓄積する補助電源用コンデンサである。送給装置内蔵制御電源ＳＰに入力される電圧は、溶接待機期間（図５のＴ６及びＴ７）中は上記溶接待機中出力制御電源ＰＳから供給され、溶接期間及びアンチスチィック期間（図５のＴ３及びＴ４）中はアーク電圧から供給され、無負荷電圧出力期間（図５のＴ２）中は溶接電源ＷＥＲ２の無負荷電圧から供給される。
【００３４】
送給装置内蔵制御電源ＳＰは、補助電源用コンデンサＣの端子電圧を入力電圧として第２の中央演算処理回路用供給電圧Ｓｐ、送給モータ制御回路用供給電圧Ｓｋ及び電磁弁ＯＮ用供給電圧Ｓｏの値に変換して出力する。とくに溶接中に消耗性電極２が被加工物１に短絡したときは一時的に溶接電源ＷＥＲ２からの電力供給が絶たれるが、上記送給装置内蔵制御電源ＳＰは大容量の補助電源用コンデンサＣを備えているので安定した電力供給が得られる。
【００３５】
第２の中央演算処理回路ＣＰＵ２は、送給装置内蔵制御電源ＳＰから供給される第２の中央演算処理回路用供給電圧Ｓｐを制御電圧とし、トーチスイッチＴＳから出力されるトーチスイッチ起動信号Ｔｓ、溶接電流設定器ＷＩによって設定される予め定めた値の溶接電流設定信号Ｗｉ、溶接電圧設定器ＷＶによって設定される予め定めた値の溶接電圧設定信号Ｗｖ、クレータ電流設定器ＣＩによって設定される予め定めた値のクレータ電流設定信号Ｃｉ及びクレータ電圧設定器ＣＶによって設定される予め定めた値のクレータ電圧設定信号Ｃｖ、溶接電源から受信した溶接電流検出・溶接監視受信信号Ｄｅ２、インチングスイッチＩＴによって設定されるインチング信号Ｉｔ、ガスチェックスイッチＧＣによって設定されるガスチェック信号Ｇｃの値に応じて、送給モータ制御信号Ｓａ、溶接電源起動・出力電圧設定用送信信号Ｃｋ、電磁弁駆動信号Ｓ２及び表示信号Ｌｄを出力する。
【００３６】
送給モータ制御回路ＧＡは、送給装置内蔵制御電源ＳＰから供給される送給モータ制御回路用供給電圧Ｓｋを制御電源とし、第２の中央演算処理回路ＣＰＵ２から出力される送給モータ制御信号Ｓａの値に応じて、送給モータ用出力信号Ｇａを出力して送給モータＭの回転数を制御する。
【００３７】
電磁弁駆動回路ＳＷは、送給装置内蔵制御電源ＳＰから入力された電磁弁ＯＮ用供給電圧Ｓｏを制御電源とし、第２の中央演算処理回路ＣＰＵ２から出力される電磁弁駆動信号Ｓ２によって電磁弁ＳＯＬを動作させて電磁弁ＳＯＬをＯＮ・ＯＦＦする。
【００３８】
第２の信号変調回路ＭＯ２は、溶接電源起動・出力電圧設定用送信信号Ｃｋの値に応じて搬送波をＰＳＫに変調した第２の１次変調波信号Ｍｏ２を出力する。第２の拡散変調回路ＳＩ２は、狭帯域の第２の１次変調波信号Ｍｏ２を拡散符号によりスペクトル拡散を行い広帯域の第２の拡散変調送信信号Ｓｉ２に変調する。第２の拡散信号結合回路ＴＲ２は、溶接電源ＷＥＲ２とワイヤ送給ＷＳＲ２との間の第１のパワーケーブル４に拡散変調信号を結合させてスペクトル拡散通信方式によって送受信する。第２の逆拡散復調回路ＳＤ２は、拡散符号により広帯域の第２の拡散変調受信信号Ｔｒ２を逆拡散という方法で狭帯域変調信号の第２の逆拡散復調信号Ｓｄ２に復調させる。第２の１次変調波復調回路ＤＥ２は、上記第２の逆拡散復調信号Ｓｄ２の１次変調波を第２の中央演算処理回路ＣＰＵ２に対応した信号に復調させる。
【００３９】
図５は、図４に示す本発明の消耗電極式アーク溶接装置の動作を説明するためのタイミング図である。図５（Ａ）は、出力電圧検出信号Ｖｄを示し、図５（Ｂ）は、出力電流検出信号Ｉｄを示す。図５（Ｃ）は、トーチスイッチＴＳから出力するトーチスイッチ起動信号Ｔｓを示し、図５（Ｄ）は、溶接電流検出信号Ｗｒを示す。図５（Ｅ）は、補助電源用コンデンサＣの端子電圧を示し、図５（Ｆ）は、第２の中央演算処理回路ＣＰＵ２から出力する溶接電源起動・出力電圧設定用送信信号Ｃｋを示し、図５（Ｇ）は、1次変調波復調回路ＤＥにより復調された溶接電源起動・出力電圧設定用受信信号Ｄｅを示し、図５（Ｈ）は、送給モータ制御信号Ｓａを示し、図５（Ｉ）は、電磁弁駆動信号Ｓ２を示す。
【００４０】
図６は、図４に示す本発明の消耗電極式アーク溶接装置の直接拡散方式の詳細図である。信号変調回路ＭＯは、搬送波発生回路ＲＦと１次変調回路１Ｃとで形成され、拡散変調回路ＳＩは、拡散符号発生回路ＤＭと２次変調回路２Ｃとで形成され、逆拡散復調回路ＳＤは、同期回路ＳＳ、拡散符号発生回路ＤＭ、２次復調回路２Ｄ及びバンドパスフィルタＢＦによって形成されている。第２の信号変調回路ＭＯ２、第２の拡散変調回路ＳＩ２及び第２の逆拡散復調回路ＳＤ２は、上記と同一であるので省略する。
【００４１】
図７は、図６に示す直接拡散方式の動作を説明するための波形図である。図７（Ａ）は、第２の１次変調波信号Ｍｏ２を示し、図７（Ｂ）は、第２の拡散変調送信信号Ｓｉ２を示し、図７（Ｃ）は、拡散変調受信信号Ｔｒを示し、図７（Ｄ）は、２次復調信号２ｄを示し、図７（Ｅ）は、逆拡散復調信号Ｓｄを示す。
【００４２】
図４に示す、本発明の消耗電極式アーク溶接装置の動作を図５、図６及び図７を用いて説明する。
【００４３】
図５に示す、時刻ｔ＝ｔ１において、溶接電源ＷＥＲ２に三相交流商用電源ＡＣが入力されると、溶接待機中出力制御電源ＰＳは予め定めた値の出力電圧を溶接電源ＷＥＲ２の出力端子に出力して、第１のパワーケーブル４、ダイオードＤＲ４を経由して溶接待機期間Ｔ６の間、補助電源用コンデンサＣに電力を供給する。
【００４４】
図５（Ｅ）に示す、補助電源用コンデンサＣの端子電圧が予め定めた値を越えると、送給装置内蔵制御電源ＳＰが動作を開始して、送給モータ制御回路用供給電圧Ｓｋ、第２の中央演算処理回路用供給電圧Ｓｐ及び電磁弁ＯＮ用供給電圧Ｓｏを出力する。
【００４５】
時刻ｔ＝ｔ２において、図５（Ｃ）に示すトーチスイッチ起動信号ＴｓがＨｉｇｈレベルになると、第２の中央演算処理回路ＣＰＵ２は、動作を開始して溶接電源起動・出力電圧設定用送信信号Ｃｋ、電磁弁駆動信号Ｓ２及び送給モータ制御信号Ｓａを出力する。
【００４６】
第２の信号変調回路ＭＯ２は、溶接電源起動・出力電圧設定用送信信号Ｃｋの値に応じて、搬送波発生回路ＲＦから出力される搬送波を１次変調回路１ＣによりＰＳＫ変調した図７（Ａ）に示す、狭帯域の第２の１次変調波信号Ｍｏ２を出力する。第２の拡散変調回路ＳＩ２は、拡散符号発生回路ＤＭから出力される高速な拡散符号信号Ｄｍを用いて、２次変調回路２Ｃによりスペクトル拡散を行い図７（Ｂ）に示す、広帯域の第２の拡散変調送信信号Ｓｉ２を出力する。第２の拡散信号結合回路ＴＲ２は、溶接電源ＷＥＲ２とワイヤ送給ＷＳＲ２との間の第１のパワーケーブル４に第２の拡散変調送信信号Ｓｉ２を結合させて送信する。
【００４７】
拡散信号結合回路ＴＲは、第１のパワーケーブル４によって送信されてくる第２の拡散変調送信信号Ｓｉ２を受信して図７（Ｃ）に示す拡散変調受信信号Ｔｒとして出力する。このとき溶接機が発生するノイズも受信する。逆拡散復調回路ＳＤは、同期回路ＳＳにより拡散符号発生回路ＤＭから出力される拡散符号信号Ｄｍを送信側の拡散符号と同期し、上記同期した拡散符号信号を用いて、２次復調回路２Ｄにより逆拡散を行い図７（Ｄ）に示す２次復調信号２ｄを出力し、バンドパスフィルタＢＦによりノイズを削除して図７（Ｅ）に示す逆拡散復調信号Ｓｄを出力する。このとき、送信中に受けたノイズは、逆に拡散されて信号レベルよりはるかに小さな信号になるためノイズの影響を受けにくくなる。１次変調波復調回路ＤＥは、逆拡散復調信号Ｓｄ２を中央演算処理回路ＣＰＵに対応した溶接電源起動・出力電圧設定用受信信号Ｄｅに復調させる。
【００４８】
中央演算処理回路ＣＰＵは、溶接電源起動・出力電圧設定用受信信号Ｄｅの値を演算して、溶接電源起動信号Ｃｔと出力電圧設定信号Ｃｐとに分離して出力する。出力制御回路ＳＣ２は、上記溶接電源起動Ｃｔが入力されると動作を開始して、出力電圧設定信号Ｃｐ、出力電圧検出信号Ｖｄ及び出力電流検出信号Ｉｄとの値に応じて演算処理を行って出力制御信号Ｓｃの値を制御する。
【００４９】
図５（Ｉ）に示す、電磁弁駆動信号Ｓ２がＨｉｇｈレベルになると、上記電磁弁駆動回路ＳＷは、電磁弁駆動信号Ｓ２によって電磁弁ＯＮ用供給電圧Ｓｏを出力して電磁弁ＳＯＬを動作させる。
【００５０】
図５（Ｈ）に示す送給モータ制御信号Ｓａは、溶接電流設定器ＷＩによって設定された溶接電流設定信号Ｗｉ及びクレータ電流設定器ＣＩによって設定される予め定めた値のクレータ電流設定信号Ｃｉ、溶接電源から受信した溶接電流検出・溶接監視受信信号Ｄｅ２、インチングスイッチＩＴによって設定されるインチング信号Ｉｔの値に応じて、第２の中央演算処理回路ＣＰＵ２から出力される。送給モータ制御回路ＧＡは送給モータ制御信号Ｓａの値に応じて送給モータＭの回転数を制御する。また、無負荷電圧出力期間Ｔ２の間、溶接電源ＷＥＲ２の無負荷電圧によって、補助電源用コンデンサＣに電力が供給される。
【００５１】
時刻ｔ＝ｔ３において、消耗性電極２が被加工物１に接触すると、出力制御回路ＳＣ２は、接触を検出して溶接電流検出信号Ｗｒを出力する。また、溶接異常を監視する溶接監視信号Ｗｗも出力する。中央演算処理回路ＣＰＵは、溶接電流検出・溶接監視送信信号Ｃｒを出力して、上述と同様の方法でスペクトル拡散の変調及び復調を繰り返して第２の中央演算処理回路ＣＰＵ２に送信され、復調された溶接電流検出・溶接監視受信信号Ｄｅ２に応じて、送給モータＭの回転数がスローダウン速度から予め定めた溶接速度に切り替わり、アークスタート電流が流れてアークが発生する。さらに、溶接異常が発生したときは表示部ＬＤに異常を表示する。
【００５２】
溶接期間Ｔ３において、消耗性電極２と被加工物１とが短絡とアーク発生とを繰り返す「短絡移行」の短絡中は、一時的に補助電源用コンデンサＣに電力が供給されないが、予め定めた値の大容量の補助電源用コンデンサＣを備えているため、補助電源用コンデンサＣの端子電圧は図５（Ｅ）に示すように低下の傾向にあるが送給装置内蔵制御電源ＳＰは安定した動作をする。
【００５３】
図５に示す時刻ｔ＝ｔ４において、トーチスイッチ起動信号ＴｓがＬｏｗレベルになると、アンチスティック期間になり送給モータＭの回転が減速して消耗性電極２の送給が停止し、消耗性電極２と被加工物１との「短絡移行」が終了する。このアンチスティック期間Ｔ４の間、アーク電圧によって補助電源用コンデンサＣに電力が供給される。また、上記トーチスイッチ起動信号Ｔｓが時刻ｔ＝ｔ４にＬｏｗレベルになると、第２の中央演算処理回路ＣＰＵ２は、電磁弁駆動信号Ｓ２を予め定めた値のアフタフロー期間Ｔ５を設けて、アフタフロー期間Ｔ５の間、電磁弁ＳＯＬをＯＮさせる。
【００５４】
図５に示す時刻ｔ＝ｔ６において、出力制御回路ＳＣ２はインバータ駆動信号ＩｒをＬｏｗレベルにしてインバータ回路ＩＮＶの動作を停止させて、溶接待機中出力制御電源ＰＳの出力（保護特別低電圧）に切り換えて、溶接待機期間Ｔ７の間、補助電源用コンデンサＣに電力を供給する。
【００５５】
本発明では、スペクトル拡散通信方式（Ｓｐｒｅａｄ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）の代表例である直接拡散方式（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｓｐｒｅａｄ）を使用しているが、上記スペクトル拡散通信方式を周波数ホッピング方式、チャープ方式及びそれらを融合したハイブリッド方式にしてもよい。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、溶接電源とワイヤ送給装置との間のパワーケーブルを経由して、上記ワイヤ送給装置から溶接電源にスペクトル拡散通信方式によって各制御信号を供給し、逆に溶接電源からワイヤ送給装置の送給装置内蔵制御電源にパワーケーブルを経由して電力が供給できるので、（１）ワイヤ送給装置用制御ケーブル及びリモコン装置用制御ケーブルが不要となり、ワイヤ送給装置の移動が容易になり、さらに、制御ケーブルの断線等の原因が取り除かれるので溶接作業の効率及び溶接品質が大幅に向上できる。（２）スペクトル拡散通信方式により、多くの情報が送受信できるために、制御線を増やすこともなく溶接電源のフロントパネルにあるすべての操作をワイヤ送給装置側で制御することも可能になる。（３）ノイズ環境がきわめて悪い溶接現場でノイズに強い信頼性の高い情報伝達が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】当該出願に係る発明の特徴を最もよく表す図である。
【図２】図２は、従来技術の消耗電極式アーク溶接装置の接続図である。
【図３】図３は、図２に示す従来技術の消耗電極式アーク溶接装置の動作を説明するためのタイミング図である。
【図４】図４は、本発明の消耗電極式アーク溶接装置の接続図である。
【図５】図５は、図４に示す消耗電極式アーク溶接装置の動作を説明するためのタイミング図である。
【図６】図６は、直接拡散方式の詳細図である。
【図７】図７は、図６に示す直接拡散方式の動作を説明するための波形図である。
【図８】図４の本発明の消耗電極式アーク溶接装置の接続図に接地線を追加した図である。
【符号の説明】
１            被加工物
２            消耗性電極
３            送給ロール
４            第１のパワーケーブル
５            第２のパワーケーブル
６            起動信号用制御線
７            モータ用制御線
８            電磁弁用制御線
９            ＧＮＤ線
１０          ワイヤ送給装置用制御ケーブル
１１          リモコン制御用電源線
１２          溶接電流設定用制御線
１３          溶接電圧設定用制御線
１４          リモコン制御用ＧＮＤ線
１５          インチング用制御線
１６          リモコン装置用制御ケーブル
ＡＣ          三相交流商用電源
ＢＦ          バンドパスフィルタ
Ｃ            補助電源用コンデンサ
ＣＩ          クレータ電流設定器
ＣＶ          クレータ電圧設定器
１Ｃ          １次変調回路
２Ｃ          ２次変調回路
ＣＰＵ        中央演算処理回路
ＣＰＵ２      第２の中央演算処理回路
ＤＥ          １次変調波復調回路
ＤＥ２        第２の１次変調波復調回路
ＤＬ          直流リアクトル
ＤＭ          拡散符号発生回路
ＤＲ１        １次整流回路
ＤＲ２        ２次整流回路
ＤＲ３        補助電源整流回路
ＤＲ４        ダイオード
２Ｄ          ２次復調回路
ＧＡ          送給モータ制御回路
ＧＣ          ガスチェックスイッチ
ＬＤ          表示部
ＩＤ          出力電流検出回路
ＩＲ          インバータ駆動回路
ＩＴ          インチングスイッチ
ＩＮＴ        主変圧器
ＩＮＶ        インバータ回路
Ｍ            送給モータ
ＭＳ          制御電源アセンブリィ
ＭＯ          信号変調回路
ＭＯ２        第２の信号変調回路
ＰＳ          溶接待機中出力制御電源
Ｒ            電流制限用抵抗器
ＲＦ          搬送波発生回路
ＲＥＭ        リモコン装置
ＳＣ          （制御ケーブル使用の）出力制御回路
ＳＣ２        （制御ケーブル不要の）出力制御回路
ＳＤ          逆拡散復調回路
ＳＤ２        第２の逆拡散復調回路
ＳＰ          送給装置内蔵制御電源
ＳＩ          拡散変調回路
ＳＩ２        第２の拡散変調回路
ＳＯＬ        電磁弁
ＳＳ          同期回路
ＳＷ          電磁弁駆動回路
ＳＷ１        電磁弁開閉スイッチ
ＴＯ          電源投入中供給補助変圧器
ＴＯ２        溶接待機中供給補助変圧器
ＴＨ          溶接トーチ
ＴＳ          トーチスイッチ
ＴＲ          拡散信号結合回路
ＴＲ２        第２の拡散信号結合回路
ＶＤ          出力電圧検出回路
ＷＩ          溶接電流設定器
ＷＰ          溶接電源出力回路
ＷＶ          溶接電圧設定器
ＷＥＲ        （従来技術の制御ケーブル使用の）溶接電源
ＷＥＲ２      （本発明に使用する制御ケーブル不要の）溶接電源
ＷＳＲ        （従来技術の制御ケーブル使用の）ワイヤ送給装置
ＷＳＲ２      （本発明に使用する制御ケーブル不要の）ワイヤ送給装置
Ｃｉ          クレータ電流設定信号
Ｃｔ          溶接電源起動信号
Ｃｐ          出力電圧設定信号
Ｃｒ          溶接電流検出・溶接監視送信信号
Ｃｋ          溶接電源起動・出力電圧設定用送信信号
Ｃｖ          クレータ電圧設定信号
Ｄｅ          溶接電源起動・出力電圧設定用受信信号
Ｄｍ          拡散符号信号
２ｄ          ２次復調信号
Ｄｅ２        溶接電流検出・溶接監視受信信号
Ｇａ          送給モータ用出力信号
Ｇｃ          ガスチェック信号
Ｉｄ          出力電流検出信号
Ｉｔ          インチング信号
Ｉｒ          インバータ駆動信号
Ｍｏ          １次変調波信号
Ｍｏ２        第２の１次変調波信号
Ｓａ          送給モータ制御信号
Ｓｃ          出力制御信号
Ｓｄ          逆拡散復調信号
Ｓｄ２        第２の逆拡散復調信号
Ｓｉ          拡散変調送信信号
Ｓｉ２        第２の拡散変調送信信号
Ｓｏ          電磁弁ＯＮ用供給電圧
Ｓｐ          第２の中央演算処理回路用供給電圧
Ｓｓ          同期信号
Ｓｋ          送給モータ制御回路用供給電圧
Ｓ１          溶接電源内蔵電磁弁開閉信号
Ｓ２          電磁弁駆動信号
Ｔｓ          トーチスイッチ起動信号
Ｔｒ          拡散変調受信信号
Ｔｒ２        第２の拡散変調受信信号
Ｔ１          トーチスイッチ起動期間
Ｔ２          無負荷電圧出力期間
Ｔ３          溶接期間
Ｔ４          アンチスティック期間
Ｔ５          アフタフロー期間
Ｔ６、Ｔ７    溶接待機期間
Ｖｄ          出力電圧検出信号
Ｗｉ          溶接電流設定信号
Ｗｖ          溶接電圧設定信号
Ｗｒ          溶接電流検出信号
Ｗｗ          溶接監視信号
【図１】
0004739621.tif 000002
【図２】
0004739621.tif 000003
【図３】
0004739621.tif 000004
【図４】
0004739621.tif 000005
【図５】
0004739621.tif 000006
【図６】
0004739621.tif 000007
【図７】
0004739621.tif 000008
【図８】
0004739621.tif 000009