JP2015098040A - 溶接装置、および、送給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 送給装置を被加工物に接続する必要があり、接続線の先端に設けた接触端子で被加工物に取り付けていたが、取り付け及び取り外し作業に手間がかかっていた。
【解決手段】 溶接電源と送給装置との間を電力線で接続する溶接装置であって、
送給装置は、設定値及び指令信号を電力線に重畳する信号に生成する電力線搬送通信回路と、電力線搬送通信回路からの信号を電力線に重畳させて溶接電源に送信する結合回路と、電力線を介して前記溶接電源から供給される電力を前記各回路に供給する制御電圧に変換する電源回路と、を備えており、
送給装置の筐体底面の所定位置に金属板を配設し、金属板を前記電源回路のマイナス側にグランド線で接続する、ことを特徴とする溶接装置である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、送給装置と被加工物との接続方法に関するものである。

送給装置からパワーケーブルを介して電力線搬送方式で制御信号を溶接電源に送信するとき、送給装置を被加工物に接続線を介して接続する必要があり、接続線の先端に設けたワ二口クリップや丸端子で被加工物に取り付けていた。

図３は、従来の溶接装置の概略ブロック図である。図３を参照して、溶接装置は、溶接電源１０と、送給装置６００と、リモートコントローラ６２０と、溶接トーチ６４０とで構成される。

溶接電源１０は、外部電源から開閉器２０を介して電力の供給を受ける。溶接電源１０と送給装置６００とは、パワーケーブル１６０によって接続される。溶接対象である被加工物１と溶接電源１０とは、溶接接地ケーブル１６２によって接続されている。

炭酸ガスなどのシールドガスが、ガスボンベ３０からガスホース１６４を介して送給装置６００に送られる。送給装置６００は、溶接ワイヤをワイヤリール６１０から溶接トーチ６４０に送給する。

送給装置６００と溶接トーチ６４０とを接続しているパワーケーブル１６０は、図示省略のケーブル内部に溶接ワイヤを送給し、シールドガスを送給し、溶接電源１０から電力を溶接トーチ６４０に供給すると共にパワーケーブル１６０を介して電力線搬送で制御信号を送給装置６００に送信する。

リモートコントローラ６２０は、送給装置６００に制御ケーブル６３０によって接続されている。リモートコントローラ６２０は、電圧設定値や電流設定値等の溶接条件を制御ケーブル６３０を介して送給装置６００に送信する。そして、送給装置６００は、図示省略の制御回路で受信した溶接条件パラメータを、パワーケーブル１６０を介して電力線搬送で溶接電源１０送信される。

また、送給装置６００で設定した溶接条件パラメータを、パワーケーブル１６０を介して電力線搬送で溶接電源１０の送信する技術が特許文献１に開示されている。

特開２００３−１９１０７５号公報

図３に示す従来の送給装置は、内蔵されている図示省略の電源回路で制御回路、送給機構及びガス電磁弁等に供給する制御電圧を、パワーケーブル１６０を介して供給される電力を用いて生成している。そして、電源回路のＧＮＤを確定するために送給装置からマイナスケーブル６５０を被加工物１に接続している。
このとき、マイナスケーブル６５０の先端に接触端子（例えば、ワニ口クリップ、丸端子等）で被加工物１に取り付けていた。しかし、被加工物１にワニ口クリップ又は丸端子を接続する準備を必要とし、被加工物の形状によっては取り付け及び取り外し作業に非常な手間がかかっていた。

上述した課題を解決するために、請求項１記載の発明は、溶接電源と送給装置との間を電力線で接続する溶接装置であって、
前記送給装置は、設定値及び指令信号を前記電力線に重畳する信号に生成する電力線搬送通信回路と、前記電力線搬送通信回路からの信号を前記電力線に重畳させて前記溶接電源に送信する結合回路と、前記電力線を介して前記溶接電源から供給される電力を前記各回路に供給する制御電圧に変換する電源回路と、を備えており、
前記送給装置の筐体底面の所定位置に金属板を配設し、前記金属板を前記電源回路のマイナス側にグランド線で接続する、ことを特徴とする溶接装置である。

請求項２記載の発明は、前記金属板は、前記筐体底面の所定位置に複数配設した、ことを特徴とする請求項１記載の溶接装置である。

請求項３記載の発明は、前記金属板の近辺に磁石を配設した、ことを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載の溶接装置である。

請求項４記載の発明は、前記請求項１〜３のいずれか１項に記載の溶接装置を構成すること、を特徴とする送給装置である。

本発明では、送給装置を被加工物に載置するだけで、電源回路のＧＮＤが確定し、送給装置に内蔵されている制御回路、送給機構及びガス電磁弁等に供給する制御電圧をパワーケーブルを介して供給される電力を用いて生成が可能となるので、被加工物と接続するたに接続線の先端に具備されたワニ口クリップ又は丸端子を用いて、被加工物と接続するという煩わしい作業がなくなるので作業の効率化が図れる。

本発明の実施形態１の溶接装置のブロック図である。 実施形態１の送給装置の詳細図である。 従来技術の溶接装置のブロック図である。

図１及び図２を参照して本発明の実施形態１の動作について説明する。
図１は、本発明の実施形態１の溶接装置のブロック図である。同図において、図３に示す従来技術の溶接装置のブロック図と同一符号の構成物は、同一動作を行うので説明は省略し、符号の相違する構成物についてのみ説明する。

図１に示す溶接装置は、溶接電源１０と、送給装置１００と、リモートコントローラ１２０と、溶接トーチ１４０とで形成されている。

図1に示す溶接電源１０は、図示省略の電源回路と、制御回路と、電力線搬送通信回路（Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）と、結合回路とで形成される。そして、外部電源２０から電力の供給を受ける。

溶接電源１０と送給装置１００とは、パワーケーブル１６０によって接続され、溶接対象である被加工物１と電源回路１０とは、溶接接地ケーブル１６２によって接続されている。そして、送給装置１００と溶接電源１０との間の通信は、パワーケーブル１６０を介して電力線搬送通信を行っている。

図２は、送給装置１００の詳細図であり、送給機構１０２、制御回路１０４、結合回路１０６、電源回路１０７と、電力線搬送通信回路１０８と、ガス電磁弁１１０とを有する。そして、送給機構１０２は、溶接ワイヤ１１１をワイヤリール１１０から溶接トーチ１４０に送給する。

溶接トーチ１４０とを接続しているケーブル１６０は、ケーブル内部に溶接ワイヤ１１１とシールドガスを送給する通路が設けられると、共にパワーケーブル１６０を介して溶接電源１０から溶接トーチ１４０に電力を供給する。また、溶接トーチには、スイッチが設けられており、スイッチのオン・オフ信号を伝達する信号線１４１もケーブルに含まれている。

図２にしめす電源回路１０７は図示省略のダイオード、コンデンサで形成され、ダイオードは、コンデンサからケーブル１６０に電流が逆流するのを防ぐためのものであり、電源回路１０７は電源線１０１をパワーケーブル１６０に接続し、送給装置１００の底面の所定位置に配設した金属板１０５（例えば、銅板、アルミ板）に、電源回路１０７のマイナス側をグランド線１０３で接続する。
そして、図１に示すように送給装置１００を被加工物１の上に載置すると、電源回路１０７は、金属板１０及びグランド線１０３を介して被加工物１と接続してＧＮＤを確立する。

電源回路１０７は、ＧＮＤが確立するとパワーケーブル１６０から電源線１０１を介して電力供給を受けて、送給機構１０２、制御回路１０４、結合回路１０６、電力線搬送通信回路１０８等に供給する各制御電圧を生成する。

図２に示す金属板１０５を送給装置１００の筐体の底面の所定位置に配設しているが、送給装置１００の筐体の底面の所定位置に磁石を配置し、被加工物との接触を強固にしてもよい。また、金属板１０５を送給装置１００の筐体の底面の所定位置に金属板１０５を複数配置してもよい。

つぎに、動作について説明する。
作業者が溶接作業を行うとき、図１に示す被加工物の上に送給装置１００を載置すると、電源回路１０７は、金属板１０及びグランド線１０３を介してＧＮＤが確立すると、各制御電圧を生成する。このとき、表示器を設けて各制御電圧が生成されたか否かを表示してもよい。そして、溶接トーチのオンに応じて制御回路１０４は、溶接トーチのオン信号、溶接電圧設定信号及び溶接電流設定信号等を電力線搬送通信回路１０８におくる。

電力線搬送通信回路１０８は、制御回路１０４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。

溶接電源１０の図示省略の電力線搬送通信回路は、パワーケーブル１６０で送られる信号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、図示省略の制御回路に出力する。なお、溶接電源１０から送給装置１００に送信する信号と、送給装置１００から溶接電源１０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。

溶接電源１０の図示省略の制御回路は、復調された溶接トーチのオン信号、溶接電圧設定信号及び溶接電流設定信号にオンに応じて、電力をパワーケーブル１６０に出力する。そして、電源回路１０７は、パワーケーブル１６０から電力の供給を受けて電源回路１０７の図示省略のダイオードを介してコンデンサに充電される。

上述より、送給装置を被加工物の所定位置に置くだけで電源回路のＧＮＤが確定するので、送給装置の移動作業が簡単になる。さらに、被加工物と接続する線が不要になり、線の断線という不具合がなくなる。

また、図１に示す被加工物の形状が小さく又は構造が複雑で送給装置１００を載置できないときには、金属性の作業台を用意し溶接接地ケーブル１６２によって溶接電源１０に接続し、送給装置を作業台に載置するとよい。

本実施形態の特徴的な効果を記載する。
本発明では、送給装置を被加工物に接続するには、送給装置を被加工物の上に置くだけでよいので、煩わしい作業がなくなるので作業の効率化が図れる。さらに、給装置の筐体底面に配設した金属板の近辺に磁石を設けることで、送給装置と被加工物との接続が確実になる。

１ 被加工物
１０ 溶接電源
２０ 外部電源
３０ ガスボンベ
１００ 送給装置（ワイヤ送給装置）
１０１ 電源線
１０２ 送給機構
１０３ グランド線
１０４ 制御回路
１０５ 金属板
１０６ 結合回路
１０７ 電源回路
１０８ 電力線搬送通信回路
１１０ ワイヤリール
１１１ 溶接ワイヤ
１２０ リモコン
１２１ リモコン制御線
１４０ 溶接トーチ
１４１ トーチ制御線
１６０ パワーケーブル
１６２ 溶接接地ケーブル
６００ 送給装置（ワイヤ送給装置）
６１０ ワイヤリール
６２０ リモコン
６３０ リモコン制御線
６４０ 溶接トーチ

Claims (4)

1. 溶接電源と送給装置との間を電力線で接続する溶接装置であって、
   前記送給装置は、設定値及び指令信号を前記電力線に重畳する信号に生成する電力線搬送通信回路と、前記電力線搬送通信回路からの信号を前記電力線に重畳させて前記溶接電源に送信する結合回路と、前記電力線を介して前記溶接電源から供給される電力を前記各回路に供給する制御電圧に変換する電源回路と、を備えており、
   前記送給装置の筐体底面の所定位置に金属板を配設し、前記金属板を前記電源回路のマイナス側にグランド線で接続する、ことを特徴とする溶接装置。
2. 前記金属板は、前記筐体底面の所定位置に複数配設した、ことを特徴とする請求項１記載の溶接装置。
3. 前記金属板の近辺に磁石を配設した、ことを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載の溶接装置。
4. 前記請求項１〜３のいずれか１項に記載の溶接装置を構成すること、を特徴とする送給装置。

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