JP2015089555A - 電源装置の遠隔操作装置、および、加工システム - Google Patents

Abstract

【課題】乾電池の交換や充電器による充電の必要がない、溶接電源装置の遠隔操作装置を提供する。
【解決手段】アークを利用する溶接システムで電力を供給する溶接電源装置を無線で操作するための遠隔操作装置３において、光エネルギーを直接電力に変換する光電池３６ａを備えるようにした。遠隔操作装置３は、溶接作業中やその前後に用いられるので、溶接に用いられるアークの近くに位置する。光電池３６ａはこのアークの光エネルギーを電力に変換することができる。したがって、遠隔操作装置３は光電池３６ａが出力する電力を用いることができるので、作業者は、乾電池を交換したり、充電器で充電したりといった手間を省くことができる。また、溶接作業中に発生しているアークの光を電力源にするので、溶接作業中に遠隔操作装置３の電源電圧が低下してしまうことがない。
【選択図】図２

Description

本発明は、アークを利用する加工システムで電力を供給する電源装置を無線で操作するための遠隔操作装置、および、加工システムに関する。

消耗電極式の溶接システムは、通常、重量があるために移動させない溶接電源装置と、溶接個所の変更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。溶接電源装置が溶接作業を行っている位置から離れた場所に設置されている場合、溶接電圧などの溶接条件を設定するために、作業者が溶接電源装置の設置場所まで行くのは作業効率が悪い。これを解消するために、溶接電源装置との間で無線通信を行う遠隔操作装置を用いて溶接条件の設定を行う溶接システムが開発されている（特許文献１，２参照）。

特許第３４１４１９３号公報 特開平３−２７５２７８号公報

遠隔操作装置の電源には、乾電池や蓄電池が用いられる。しかし、乾電池の場合、電圧が低下する前に交換する必要があり、蓄電池の場合、電圧が低下する前に充電器に接続して充電する必要がある。電池の交換や充電を怠って、溶接作業中に電源電圧が低下してしまった場合、操作や通信が適切に行えなくて、溶接条件を変更することができず、適切に溶接が行えない場合がある。また、現在の溶接電圧などが表示されなくなるなどの不都合が生じる場合もある。

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、乾電池の交換や充電器による充電の必要がない、溶接電源装置の遠隔操作装置を提供することをその目的としている。

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。

本発明の第１の側面によって提供される遠隔操作装置は、アークを利用する加工システムで電力を供給する電源装置を無線で操作するための遠隔操作装置であって、光エネルギーを直接電力に変換する光電池を備えていることを特徴とする。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記光電池は、前記加工システムが発生させるアークの光エネルギーを電力に変換する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記加工システムは、加工時のシールドガスにアルゴンガスを用い、前記光電池は、単結晶シリコンを用いている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記加工システムは、消耗電極を用いた溶接システムであり、前記光電池は、アモルファスシリコンを用いている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記加工システムは、前記光電池が出力する電力を蓄える蓄電池をさらに備えている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記遠隔操作装置は、筐体をさらに備えており、前記光電池は、前記筐体の外面に配置されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記光電池は、前記筐体の操作面以外の面に配置されている。なお、「操作面」とは、表示画面や操作ボタンなどが配置されている操作のための面であり、例えば、図２（ａ）においては、表示部３２の表示画面や各操作ボタン３３ａ〜３３ｃなどが配置されている、図において上側を向いている面３０ａである。

本発明の第２の側面によって提供される加工システムは、本発明の第１の側面によって提供される遠隔操作装置と、前記電源装置とを備えていることを特徴とする。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記電源装置が電力を供給するための電力伝送線と、前記電力伝送線上に設けられている中継装置とをさらに備え、前記遠隔操作装置は、前記中継装置との間で無線通信を行い、前記電源装置と前記中継装置とは、前記電力伝送線を介して通信を行う。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記中継装置はワイヤ送給装置である。

前記遠隔操作装置は、加工作業中やその前後に用いられるので、加工に用いられるアークの近くに位置する。本発明によると、光電池はこのアークの光エネルギーを電力に変換することができる。したがって、前記遠隔操作装置は光電池が出力する電力を用いることができるので、作業者は、乾電池を交換したり、充電器で充電したりといった手間を省くことができる。また、加工作業中に発生しているアークの光を電力源にするので、加工作業中に遠隔操作装置の電源電圧が低下してしまうことがない。

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。

第１実施形態に係る溶接システムの全体構成を説明するための図である。 第１実施形態に係る遠隔操作装置の詳細を説明するための図である。 光電池の分光感度を示す図である。 第１実施形態に係る遠隔操作装置の別の実施例を説明するための図である。 第２実施形態に係る溶接システムの全体構成を説明するための図である。 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。

以下、本発明の実施の形態を、本発明に係る遠隔操作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。

図１は、第１実施形態に係る溶接システムＡの全体構成を説明するための図である。

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、遠隔操作装置３、パワーケーブル４１,４２、および、溶接トーチＴを備えている。溶接電源装置１の一方の出力端子は、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Ｔに送り出して、ワイヤ電極の先端を溶接トーチＴの先端から突出させる。溶接トーチＴ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Ｔの先端から突出するワイヤ電極の先端と、被加工物Ｗとの間に高電圧を印加してアークを発生させ、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。なお、溶接システムＡは、実際には、溶接トーチＴから放出するためのシールドガスのガスタンク、溶接トーチＴを冷却する冷却水を循環させる冷却水循環装置などを備えている場合もあるが、図への記載や説明を省略している。

溶接電源装置１は、アーク溶接のための電力を溶接トーチＴに供給するものである。溶接電源装置１は、電源部１１および通信部１２を備えている。

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。

通信部１２は、遠隔操作装置３との間で無線通信を行うためのものである。通信部１２は、遠隔操作装置３から受信した信号を復調して、図示しない制御部に出力する。遠隔操作装置３から受信する信号には、例えば、溶接条件を設定するための信号などがある。また、通信部１２は、制御部から入力される信号を変調して、遠隔操作装置３に送信する。遠隔操作装置３に送信する信号には、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などがある。なお、遠隔操作装置３との間で送受信される信号は、上記したものに限定されない。

通信部１２は、遠隔操作装置３の通信部３１との間で、直接スペクトル拡散（Direct Sequence Spread Spectrum:DSSS）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。溶接システム毎に異なる拡散符号を用いていれば、別の溶接システムで送受信される信号を誤って受信したとしても、当該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。

通信部１２は、アンテナ１２ａを介して信号の送受信を行う。通信部１２は、制御部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、電磁波として送信する。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。また、通信部１２は、アンテナ１２ａが受信した電磁波を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、制御部に出力する。なお、溶接電源装置１から遠隔操作装置３に送信する信号と、遠隔操作装置３から溶接電源装置１に送信する信号とでは、異なる周波数帯域を利用している。

ワイヤ送給装置２は、ワイヤ電極を溶接トーチＴに送り出すものである。ワイヤ送給装置２は、図示しない送給モータを制御して、ワイヤ電極の送り出しを行う。なお、溶接システムＡがティグ溶接などの非消耗電極式の溶接システムである場合は、ワイヤ電極を送給するためのワイヤ送給装置２は必要ない。

遠隔操作装置３は、離れた位置から溶接電源装置１を操作するためのものである。遠隔操作装置３は、溶接電源装置１の溶接条件の変更を行ったり、溶接電源装置１で検出された溶接電圧または溶接電流の検出値を表示したり、溶接電源装置１で発生した異常を報知したりする。

図２は、遠隔操作装置３の詳細を説明するための図である。同図（ａ）は、遠隔操作装置３の外観を示す斜視図である。同図（ｂ）は、遠隔操作装置３の内部構成を示すブロック図である。同図に示すように、遠隔操作装置３は、筐体３０、通信部３１、表示部３２、操作部３３、報知部３４、制御部３５、および、電源部３６を備えている。

筐体３０は、略直方体形状の例えば合成樹脂製であり、装置内を保護するためのものである。筐体３０の操作面３０ａ（図２（ａ）において上側を向いている面）には、表示部３２の表示画面、各操作ボタン３３ａ〜３３ｃ、および、報知部３４が配置されている。また、筐体３０の下面３０ｂ（操作面３０ａの反対側の面）および各側面３０ｃ〜３０ｆには、光電池３６ａが配置されている。また、１つの側面３０ｄには、アンテナ３１ａが配置されている。

通信部３１は、溶接電源装置１との間で無線通信を行うためのものである。通信部３１は、溶接電源装置１から受信した信号を復調して、制御部３５に出力する。溶接電源装置１から受信する信号には、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などがある。また、通信部３１は、制御部３５から入力される信号を変調して、溶接電源装置１に送信する。溶接電源装置１に送信する信号には、例えば、溶接条件を設定するための信号などがある。なお、溶接電源装置１との間で送受信される信号は、上記したものに限定されない。

通信部３１は、アンテナ３１ａを介して信号の送受信を行う。通信部３１は、制御部３５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、電磁波として送信する。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。また、通信部３１は、アンテナ３１ａが受信した電磁波を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３５に出力する。

表示部３２は、各種表示を行うものであり、例えば液晶表示装置によって実現されている。表示部３２は、制御部３５によって制御されており、図示しない記憶部に記憶されている溶接条件を表示する。また、溶接電源装置１で検出された溶接電圧や溶接電流の検出値の表示も行う。

操作部３３は、作業者による各操作ボタン３３ａ〜３３ｃの操作を操作信号として制御部３５に出力するものである。切替ボタン３３ａは、表示部３２の表示内容を切り替えるためのものである。切替ボタン３３ａが押圧されるたびに、表示部３２の表示内容が、記憶部に記憶されている溶接条件を表示するモードと、溶接電源装置１で検出された溶接電圧や溶接電流の検出値を表示するモードとで切り替えられる。溶接電流設定用ボタン３３ｂは、溶接電源装置１から出力される溶接電流の設定電流を変更するためのものである。溶接電圧設定用ボタン３３ｃは、溶接電源装置１から出力される溶接電圧の設定電圧を変更するためのものである。溶接電流設定用ボタン３３ｂまたは溶接電圧設定用ボタン３３ｃが操作されると、操作部３３は、溶接条件を変更するための操作信号を、制御部３５に出力する。なお、操作部３３には、他の操作ボタンも配置されているが、同図では省略している。

報知部３４は、所定の報知を行うものであり、例えばスピーカによって実現されている。報知部３４は、制御部３５によって制御されており、溶接電源装置１の異常を警告音で報知する。なお、報知部３４は、音で報知を行うものに限定されない。例えば、振動で報知を行うようにしてもよいし、表示部３２に文字や画像で報知するようにしてもよい。

制御部３５は、遠隔操作装置３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３５は、操作部３３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、記憶部に記憶されている溶接条件を変更する。

また、制御部３５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３１および表示部３２に出力する。本実施形態では、送信周期は、１０〜５００ｍｓ程度の範囲で設定されている。なお、送信周期に係わらず、記憶部に記憶されている溶接条件が変更された時に、変更後の溶接条件を出力するようにしてもよい。

また、制御部３５は、通信部３１より入力される溶接電圧または溶接電流の検出値を、表示部３２に出力して表示させたり、通信部３１より入力される異常発生を示す信号に基づいて、報知部３４に異常の報知をさせたりする。

電源部３６は、制御部３５および各部に電源電圧を供給するものであり、溶接に用いられるアークのアーク光から電力を生成する。電源部３６は、光電池３６ａ、電圧調整部３６ｂ、充電制御部３６ｃ、および、蓄電池３６ｄを備えている。

光電池３６ａは、アークの光エネルギーを電力に変換するものであり、光起電力効果によって光を即時に電力に変換して、電圧調整部３６ｂに出力する。光電池３６ａは、光電池セルを複数直並列接続してパネル状にしたものであり、筐体３０の下面３０ｂおよび各側面３０ｃ〜３０ｆに配置されている。各面に配置されている光電池３６ａはそれぞれ並列接続されており、いずれかの面の光電池３６ａにアーク光が入射されれば、電圧調整部３６ｂに電力が供給される。溶接作業時に遠隔操作装置３が机や床の上に置かれている場合には、いずれかの側面３０ｃ〜３０ｆの光電池３６ａにアーク光が入射され、図示しないストラップで引っかけて吊るされている場合には、下面３０ｂまたはいずれかの側面３０ｃ〜３０ｆの光電池３６ａにアーク光が入射される。アークは強い光を発するので、壁などに反射したアーク光が入射された場合でも、光電池３６ａは発電を行う。また、遠隔操作装置３を所持している作業者が溶接作業を行っていない場合でも、周辺で行われている溶接作業のアーク光が入射されることによって、光電池３６ａは発電を行う。なお、光電池３６ａの配置場所は、上記したものに限定されない。例えば、筐体３０の操作面３０ａの他の部材が配置されていない場所に配置するようにしてもよいし、遠隔操作装置３が常に下面３０ｂを下にして置かれるものであれば、下面３０ｂには配置しないようにしてもよい。

また、溶接方法によって異なるアーク光のスペクトルに合わせた光電池３６ａを用いれば、より効率的に発電をすることができる。すなわち、アーク光のスペクトルにおいて相対的に強度の高い波長領域の分光感度が高い光電池３６ａを用いればよい。分光感度とは、光電池の波長による感度の違いを表すものであり、特定波長における、入射光強度と出力電流値の比である。

図３は、光電池の分光感度を示す図である。単結晶シリコン光電池の分光感度を実線で、アモルファスシリコン光電池の分光感度を破線で示している。同図に示すように、単結晶シリコン光電池の分光感度は０．９［μｍ］付近で一番高くなり、アモルファスシリコン光電池の分光感度は０．６［μｍ］付近で一番高くなっている。アモルファスシリコン光電池の方が単結晶シリコン光電池より、短い波長領域で分光感度が高くなっている。

一方、ミグ溶接やティグ溶接の場合、シールドガスにアルゴンガスを用いるので、アーク光のスペクトルにアルゴンの特性スペクトルが表れ、０．７〜０．９［μｍ］の相対強度が大きくなる。したがって、溶接システムＡがミグ溶接またはティグ溶接を行う場合、光電池３６ａとして単結晶シリコン光電池を用いる方が効率が良い。また、マグ溶接や炭酸ガスアーク溶接の場合、ワイヤ電極に含まれる鉄の特性スペクトルがアーク光のスペクトルに表れ、０．５［μｍ］近辺の相対強度が大きくなる。したがって、溶接システムＡがマグ溶接または炭酸ガスアーク溶接を行う場合、光電池３６ａとしてアモルファスシリコン光電池を用いる方が効率が良い。なお、上記記載は、各溶接方法に適用できる光電池の種類を限定するものではない。光電池のその他の性質（光吸収係数、温度特性、変換効率など）や、配置面積、コストなどを総合的に考慮して、光電池３６ａの種類を決定すればよい。

図２に戻って、電圧調整部３６ｂは、光電池３６ａから入力される電圧を所定の電圧に変換するものであり、ＤＣ/ＤＣコンバータを備えている。電圧調整部３６ｂから出力される電力は、制御部３５に供給される。また、制御部３５で消費される電力以上に光電池３６ａが発電を行った場合は、充電制御部３６ｃを介して蓄電池３６ｄが充電される。

充電制御部３６ｃは、蓄電池３６ｄの充電を制御するものである。

蓄電池３６ｄは、繰り返し、充電により電力を蓄えることができる電池である。本実施形態では、蓄電池３６ｄとしてリチウムイオン電池を用いている。なお、蓄電池３６ｄとして、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、鉛蓄電池などの他の二次電池を用いてもよい。また、電気二重層コンデンサなどのコンデンサを用いてもよい。蓄電池３６ｄは、制御部３５で消費される電力が不足する場合に、蓄えた電力を放電して制御部３５に供給する。

なお、電源部３６の構成は、上記したものに限定されない。例えば、制御部３５への出力と蓄電池３６ｄへの充電とを切り替えるようにしてもよい。また、溶接作業中に電力不足になることだけを防ぐのであれば、充電制御部３６ｃおよび蓄電池３６ｄを設けずに、乾電池を併用するようにしてもよい。この場合、溶接作業時にはアークが発生しているので光電池３６ａが電力を供給し、溶接作業時以外は乾電池が電力を供給する。したがって、溶接作業時に電力不足になることがない。

本実施形態によると、遠隔操作装置３は、光電池３６ａがアーク光から変換した電力を用いる。溶接作業時には溶接に用いられるアークのアーク光が電力に変換されて消費される。消費しきれない電力は、蓄電池３６ｄに蓄えられる。また、溶接作業を行っていない場合でも、周辺で行われている溶接作業のアーク光が光電池３６ａに入射されて発電が行われる。光電池３６ａの発電量が足りない場合は、蓄電池３６ｄに蓄えられた電力が用いられる。したがって、乾電池を交換したり、充電器で充電したりといった手間を省くことができる。また、溶接作業中に発生しているアークの光を電力源にするので、溶接作業中に遠隔操作装置の電源電圧が低下してしまうことがない。また、アークの光をエネルギーとして再利用することができる。

なお、本実施形態においては、光電池３６ａが筐体３０の外面に配置されている場合について説明したが、これに限られない。例えば、図４のように、光電池３６ａのパネルを電力線で接続して、筐体３０から離して配置できるようにしてもよい。この場合、遠隔操作装置３’の筐体３０を作業着のポケットに収納していても、光電池３６ａのパネルを作業着などに貼り付けることで、光電池３６ａにアーク光を入射させることができる。

本実施形態においては、溶接電源装置１の通信部１２と遠隔操作装置３の通信部３１とが、電磁波を利用した無線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、赤外線通信を行うようにしてもよい。

上記第１実施形態においては、溶接電源装置１と遠隔操作装置３とが、直接無線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、ワイヤ送給装置２を中継して通信を行うようにしてもよい。ワイヤ送給装置２が溶接電源装置１と遠隔操作装置３との通信を中継する場合を第２実施形態として、以下に説明する。

図５は、第２実施形態に係る溶接システムＡ’の全体構成を説明するための図である。同図において、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。

図５に示す溶接システムＡ’は、ワイヤ送給装置２’に設けられた中継部２１が溶接電源装置１と遠隔操作装置３との通信を中継する点で、第１実施形態に係る溶接システムＡと異なる。

溶接電源装置１’の通信部１２’は、パワーケーブル４１の周囲に配置されてパワーケーブル４１に磁気結合したコイルを備えている。通信部１２’は、当該コイルを介して、信号をパワーケーブル４１で送信し、また、パワーケーブル４１で送られる信号を当該コイルによって検出する。

ワイヤ送給装置２’に設けられた中継部２１は、溶接電源装置１’の通信部１２’との間でパワーケーブル４１を介した有線通信を行い、遠隔操作装置３の通信部３１との間で無線通信を行う。中継部２１は、溶接電源装置１’が送信した信号を、パワーケーブル４１の周囲に配置されたコイルによって検出し、検出した信号を増幅して、アンテナ２１ａによって電磁波として遠隔操作装置３に送信する。また、中継部２１は、遠隔操作装置３が出力する電磁波をアンテナ２１ａで受信し、受信した信号を増幅して、コイルを介して、パワーケーブル４１で送信する。なお、中継部２１は、受信した信号を増幅することなく、そのまま送信するようにしてもよい。また、中継部２１が受信した信号を一旦復調して、所定の処理を行った上で変調して送信するようにしてもよい。例えば、溶接電源装置１’から送信した信号でワイヤ送給装置２’を制御する場合は、中継部２１での復調および変調が必要になる。

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。また、第２実施形態によると、遠隔操作装置３とワイヤ送給装置２’とが無線通信を行い、ワイヤ送給装置２’と溶接電源装置１’とがパワーケーブル４１を介した有線通信を行う。遠隔操作装置３はワイヤ送給装置２’の近くに位置するので、間に隔壁や他の溶接システムなどが存在する可能性が少なく、無線通信に障害が発生しにくい。また、ワイヤ送給装置２’と溶接電源装置１’とは離れていても有線通信なので、通信に障害が発生しにくい。したがって、遠隔操作装置３が溶接電源装置１’と直接無線通信を行う場合と比べて、通信に障害が発生しにくく、正確に通信を行うことができる。

第２実施形態においては、通信部１２’および中継部２１が、パワーケーブル４１の周囲に配置されたコイルによる磁気結合を利用する場合について説明したが、これに限られない。例えば、パワーケーブル４１に接続されたコンデンサを用いて、送信信号を電圧信号としてパワーケーブル４１で送信し、また、パワーケーブル４１で送られる電圧信号を検出するようにしてもよい。

第２実施形態においては、中継部２１をワイヤ送給装置２’に設けた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システムの場合、ワイヤ送給装置２’は用いられない。この場合は、溶接トーチＴに中継機能を設け、溶接トーチＴが通信の中継を行うようにすればよい。また、ワイヤ送給装置２’や溶接トーチＴに中継部２１を設けるのではなく、中継部２１を備える中継装置をパワーケーブル４１の途中に設けるようにしてもよい。

上記第１および第２実施形態においては、遠隔操作装置３（３’）が溶接電源装置１（１’）を遠隔操作する場合について説明したが、これに限られない。溶接電源装置１（１’）を遠隔操作する機能を溶接トーチＴに設けた場合を第３実施形態として、以下に説明する。

図６は、第３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る。同図（ａ）は、溶接システムＡ”の全体構成を示しており、同図（ｂ）は、溶接トーチＴ’の外観を示している。同図（ａ）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。

図６に示す溶接システムＡ”は、遠隔操作装置３の機能を溶接トーチＴ’が備えている点で、第１実施形態に係る溶接システムＡと異なる。

溶接電源装置１’は、第２実施形態に係る溶接電源装置１’と共通している。溶接トーチＴ’は、通信部３１’を備えており、溶接電源装置１’の通信部１２’との間で、パワーケーブル４１を介した有線通信を行う。通信部３１’は、溶接電源装置１’が送信した信号をパワーケーブル４１の周囲に配置されたコイルによって検出し、当該コイルを介して、信号をパワーケーブル４１で溶接電源装置１’に送信する。

また、溶接トーチＴ’は、遠隔操作装置３の表示部３２、操作部３３、報知部３４、制御部３５、および、電源部３６（図２参照）も備えており、遠隔操作装置３と同様の機能を有する。溶接トーチＴ’は溶接電源装置１’とパワーケーブル４１で接続されており、溶接電流が流れるが、制御部３５などに電源電圧を供給することはできないので、電源電圧を供給するための電源部３６が必要になる。

図６（ｂ）に示すように、光電池３６ａは、溶接トーチＴ’本体外面の、アーク５のアーク光を受光しやすい位置に配置されている。なお、光電池３６ａの配置場所は、これに限られない。

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。また、第３実施形態によると、遠隔操作装置３を別途所持する必要がない。

なお、溶接電源装置１（１’）を遠隔操作する機能を、溶接トーチＴ（Ｔ’）ではなく、例えば、溶接時に使用するマスクに持たせるようにしてもよい。

上記第１〜３実施形態においては、本発明に係る遠隔操作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。本発明は、溶接システム以外のシステムにも適用することができる。例えば、トーチの先端にプラズマを発生させて被加工物Ｗを切断するプラズマ切断システムや、トーチの先端に発生させたアークの熱と圧縮空気の噴射を利用して溝掘りを行うエアアークガウジングシステム、アークの熱で材料を溶解するアーク炉などにおいても、本発明を適用することができる。

本発明に係る遠隔操作装置および加工システムは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る遠隔操作装置および加工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。

Ａ，Ａ’，Ａ” 溶接システム（加工システム）
１，１’ 溶接電源装置（電源装置）
１１ 電源部
１２，１２’ 通信部
２ ワイヤ送給装置
２’ ワイヤ送給装置（中継装置）
２１ 中継部
２１ａ アンテナ
３，３’ 遠隔操作装置
３０ 筐体
３１ 通信部
３１ａ アンテナ
３２ 表示部
３３ 操作部
３３ａ 切替ボタン
３３ｂ 溶接電流設定用ボタン
３３ｃ 溶接電圧設定用ボタン
３４ 報知部
３５ 制御部
３６ 電源部
３６ａ 光電池
３６ｂ 電圧調整部
３６ｃ 充電制御部
３６ｄ 蓄電池
４１，４２ パワーケーブル（電力伝送線）
５ アーク
Ｔ 溶接トーチ
Ｔ’ 溶接トーチ（遠隔操作装置）
３１’ 通信部
Ｗ 被加工物

Claims (10)

1. アークを利用する加工システムで電力を供給する電源装置を無線で操作するための遠隔操作装置であって、
   光エネルギーを直接電力に変換する光電池を備えている、
   ことを特徴とする遠隔操作装置。
2. 前記光電池は、前記加工システムが発生させるアークの光エネルギーを電力に変換する、
   請求項１に記載の遠隔操作装置。
3. 前記加工システムは、加工時のシールドガスにアルゴンガスを用い、
   前記光電池は、単結晶シリコンを用いている、
   請求項２に記載の遠隔操作装置。
4. 前記加工システムは、消耗電極を用いた溶接システムであり、
   前記光電池は、アモルファスシリコンを用いている、
   請求項２に記載の遠隔操作装置。
5. 前記加工システムは、前記光電池が出力する電力を蓄える蓄電池をさらに備えている、
   請求項１ないし４のいずれかに記載の遠隔操作装置。
6. 筐体をさらに備えており、
   前記光電池は、前記筐体の外面に配置されている、
   請求項１ないし５のいずれかに記載の遠隔操作装置。
7. 前記光電池は、前記筐体の操作面以外の面に配置されている、
   請求項６に記載の遠隔操作装置。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の遠隔操作装置と、前記電源装置と、
   を備えていることを特徴とする加工システム。
9. 前記電源装置が電力を供給するための電力伝送線と、
   前記電力伝送線上に設けられている中継装置と、
   をさらに備え、
   前記遠隔操作装置は、前記中継装置との間で無線通信を行い、
   前記電源装置と前記中継装置とは、前記電力伝送線を介して通信を行う、
   請求項８に記載の加工システム。
10. 前記中継装置はワイヤ送給装置である、
    請求項９に記載の加工システム。

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