JP2020179414A - Control cable-less arc welder - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電力線通信技術を用いて溶接用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。特に本発明は、通信技術を用いて操作性の向上を図ると共にインターネット接続する新しい方法を提案するものである。 The present invention relates to a control cableless arc welder that uses power line communication technology to eliminate a control cable that connects a welding power source and a wire feeder. In particular, the present invention proposes a new method of connecting to the Internet while improving operability by using communication technology.
特許文献のアーク溶接装置は、電力線通信技術を用いて溶接用電源とワイヤ送給装置を結ぶ信号線としての制御ケーブルをなくしたものである。 The arc welding apparatus of the patent document eliminates the control cable as a signal line connecting the welding power supply and the wire feeding apparatus by using the power line communication technology.
特許文献に記載される制御ケーブルレスアーク溶接機は、溶接用電源の出力端子からワイヤ送給装置にある制御回路に電源を供給しているため、ワイヤ送給装置に電源スイッチを設け、電元スイッチを投入しようとしても、出力がオフの状態ではワイヤ送給装置に電源が供給されていないため、ワイヤ送給装置から溶接用電源の電源スイッチを操作することはできなかった。 Since the control cableless arc welder described in the patent document supplies power to the control circuit in the wire feeder from the output terminal of the welding power supply, the wire feeder is provided with a power switch to provide a power source. Even if the switch was turned on, the power switch of the welding power supply could not be operated from the wire feeder because the power was not supplied to the wire feeder when the output was off.
そのため、溶接用電源の電源スイッチを開閉しようとするためには溶接用電源の所まで行かなければならなかった。 Therefore, in order to open and close the power switch of the welding power supply, it was necessary to go to the welding power supply.
特許文献のアーク溶接装置はインターネットに接続する機能は持っていない。特許文献のアーク溶接装置が発売された時代はインターネットはまだ普及していなかった。 The arc welding device in the patent document does not have a function of connecting to the Internet. The Internet was not yet widespread when the patented arc welding equipment was released.
近年インターネットに接続できるアーク溶接機が市販されている。 図2の従来例のインターネットに接続できる制御ケーブルレスアーク溶接機の構成に示す。 In recent years, arc welders that can be connected to the Internet are commercially available. The configuration of the control cableless arc welder that can be connected to the Internet of the conventional example of FIG. 2 is shown.
図2の従来例のアーク溶接機では、インターネット上に載せる情報源が全て溶接用電源にあるため、溶接用電源にどのワイヤ送給装置が接続されているのかを示す情報はインターネット上には載せられていない。 In the conventional arc welder of FIG. 2, since all the information sources to be posted on the Internet are in the welding power supply, the information indicating which wire feeder is connected to the welding power supply is posted on the Internet. Not done.
また、図2の従来例のインターネットに接続できるアーク溶接機は溶接電源の所での溶接電流や溶接電圧は判るが、実際に溶接のアークの近くであるワイヤ送給装置の所での測定ではないので、正確な溶接電流や溶接電圧の情報を伝えることができないものである。 In addition, the arc welder that can be connected to the Internet in the conventional example shown in Fig. 2 can know the welding current and welding voltage at the welding power source, but in the actual measurement at the wire feeder near the welding arc. Therefore, it is not possible to convey accurate welding current and welding voltage information.
従来例の制御ケーブルレスアーク溶接機は、ワイヤ送給装置に設けた電源スイッチで溶接用電源の主回路を開閉することができない。ワイヤ送給装置のところで、溶接用電源の電源スイッチを開閉することが解決しようとする第一の課題。 In the conventional control cableless arc welder, the main circuit of the welding power supply cannot be opened and closed by the power switch provided in the wire feeder. In the wire feeder, opening and closing the power switch of the welding power supply is the first problem to be solved.
溶接用電源のところではなく、ワイヤ送給装置のところで、どのワイヤ送給装置がどの溶接電源に接続され、どのくらいの溶接電流と溶接電圧でどのくらいの時間溶接したかを正確に掴むことが解決しようとする第二の課題である。 Let's solve the problem of grasping exactly which wire feeder is connected to which welding power supply, how much welding current and welding voltage, and how long it has been welded, not at the welding power supply but at the wire feeder. This is the second issue.
溶接用電源に信号受信回路と主回路を開閉する開閉器とWi-Fiモジュール、ワイヤ送給装置に信号送信回路と溶接用電源の主回路を開閉する開閉器を操作する電源スイッチを設けている。 The welding power supply is equipped with a signal receiving circuit and a switch that opens and closes the main circuit and a Wi-Fi module, and the wire feeder is equipped with a power switch that operates the signal transmitting circuit and the switch that opens and closes the main circuit of the welding power supply. ..
電源スイッチ信号を送るための電源としてはバッテリーを用いて、電源スイッチの開閉信号を溶接用電源に電力線搬送技術を用いて溶接用電源に送っている。 A battery is used as the power source for sending the power switch signal, and the open / close signal of the power switch is sent to the welding power source by using the power line transfer technology.
ワイヤ送給装置に溶接電流を測定する電流センサーと溶接電圧を測定する電圧測定端子を設け、溶接電センサーで測定した溶接電流情報や溶接電圧の情報を信号送信回路で電力線搬送技術を用いてワイヤ送給装置から溶接用電源に送信している。 The wire feeder is equipped with a current sensor that measures the welding current and a voltage measurement terminal that measures the welding voltage, and the welding current information and welding voltage information measured by the welding electric sensor are transmitted to the wire using power line transfer technology in the signal transmission circuit. It is transmitted from the feeding device to the power supply for welding.
ワイヤ送給装置にそれぞれ個別の符号が付与されており、溶接用電源にどのワイヤ送給装置からの情報であるかが識別できるようにし、ワイヤ送給装置の識別を表す個体情報も溶接電センサーや溶接電圧の情報と併せてワイヤ送給装置から溶接用電源に送信している。 Each wire feeder is given a separate code so that the welding power supply can identify which wire feeder the information comes from, and the individual information that indicates the identification of the wire feeder is also a welding electric sensor. And the welding voltage information is transmitted from the wire feeder to the welding power supply.
溶接用電源で、これらの正確な溶接の稼働状況を溶接用電源に設けた受信回路で受信し、電源側に設けられたWi-Fiモジュールによりワイヤ送給装置から送られた情報をインターネット上に載せ、パソコンをインターネットに接続することにより、個別のワイヤ送給装置の稼働状況を溶接管理者は把握することができる。 The welding power supply receives these accurate welding operating conditions with the receiving circuit provided in the welding power supply, and the information sent from the wire feeder by the Wi-Fi module provided on the power supply side is posted on the Internet. By mounting and connecting the personal computer to the Internet, the welding manager can grasp the operating status of each wire feeding device.
ワイヤ送給装置に設けた電源スイッチで溶接用電源の主回路を開閉することができるので、溶接作業者は溶接の開始時と終了時に溶接用電源のところまで行って電源スイッチを切る必要がないので、作業者のこの移動作業の負担が軽減できる。 Since the main circuit of the welding power supply can be opened and closed by the power switch provided in the wire feeder, the welding operator does not have to go to the welding power supply and turn off the power switch at the start and end of welding. Therefore, the burden on the worker for this moving work can be reduced.
造船所などの広い作業場で溶接を行う場合、溶接作業者に特定のワイヤ送給装置が与えられ、どの溶接用電源にでも接続して使えるようにしている。従来例の制御ケーブルレスアーク溶接機の構成では実際の溶接作業者の稼働状況の把握は困難であったが、本発明ではワイヤ送給装置および溶接用電源に個別の認識番号が付与されており、どのワイヤ送給装置からの情報がどの溶接電源に接続して使用されているのかが判り、溶接作業者の作業管理が可能である。 When welding is performed in a large workplace such as a shipyard, the welder is given a specific wire feeder so that it can be connected to any welding power source. In the configuration of the conventional control cableless arc welder, it was difficult to grasp the actual operating status of the welding operator, but in the present invention, individual identification numbers are assigned to the wire feeder and the welding power supply. It is possible to know which wire feeding device the information is connected to which welding power source to be used, and to manage the work of the welding operator.
従来例は溶接用電源の所で溶接電流を測定する電流センサーと溶接電圧を測定する電圧測定端子を設けているため、溶接電流はモータ電流を含んで計測し、溶接電圧は溶接電流ケーブルの電圧ドロップ分を含んで測定しているので正確な値が測定できない。 In the conventional example, a current sensor that measures the welding current and a voltage measurement terminal that measures the welding voltage are provided at the welding power supply, so the welding current is measured including the motor current, and the welding voltage is the voltage of the welding current cable. Since the measurement includes the drop amount, an accurate value cannot be measured.
本発明で、ワイヤ送給装置に溶接電流を測定する電流センサーを取り付け、溶接電圧を測定する電圧測定端子をワイヤ送給装置と母材に直接接続しているので、本当の溶接電流と溶接電圧を正確に測定することが可能である。 In the present invention, a current sensor for measuring the welding current is attached to the wire feeder, and a voltage measuring terminal for measuring the welding voltage is directly connected to the wire feeder and the base metal, so that the true welding current and welding voltage Can be measured accurately.
溶接の稼働状況を溶接用電源に設けた信号受信回路で受信し、電源側に設けられたWi-Fiモジュールよりワイヤ送給装置から送られた情報をインターネット上に載せているので、インターネットに接続できるパソコンを用いれば、全体の溶接作業の稼働状況を一か所で集中管理することが可能である。 Welding operation status is received by the signal receiving circuit provided in the welding power supply, and the information sent from the wire feeder from the Wi-Fi module provided on the power supply side is posted on the Internet, so it is connected to the Internet. If a personal computer that can be used is used, it is possible to centrally manage the operating status of the entire welding work in one place.
図1は本発明の制御ケーブルレスアーク溶接機の構成と動作、図2は従来例の制御ケーブルレスアーク溶接機の構成と動作、図3は本発明のアダプター方式制御ケーブルレスアーク溶接機の構成と動作を表している。図1、図2、図3において、1はワイヤ送給装置、3は溶接用トーチ、4は電源スイッチ、5は電流センサー、6はプラス側出力ケーブル、7はマイナス側出力ケーブル、8はプラス側出力端子、9はマイナス側出力端子、10は溶接用電源、11は信号受信回路部、12は溶接出力用可変電源、13は母材、14は電源スイッチ、15は電源BOXである。 FIG. 1 shows the configuration and operation of the control cableless arc welder of the present invention, FIG. 2 shows the configuration and operation of the conventional control cableless arc welder, and FIG. 3 shows the configuration and operation of the adapter type control cableless arc welder of the present invention. It represents the operation. In FIGS. 1, 2, and 3, 1 is a wire feeder, 3 is a welding torch, 4 is a power switch, 5 is a current sensor, 6 is a positive output cable, 7 is a negative output cable, and 8 is a positive. Side output terminal, 9 is a negative side output terminal, 10 is a welding power supply, 11 is a signal receiving circuit unit, 12 is a variable power supply for welding output, 13 is a base material, 14 is a power switch, and 15 is a power supply BOX.
図1と図3の本発明の制御ケーブルレスアーク溶接機の構成において、2は信号送信回路部、2の信号送信回路部の中に2-1はバッテリー、2-2は結合用トランス 2-3は信号変調回路、2-4は電源スイッチ信号増幅回路、2-5 カップリングコンデンサが含まれている。図1の11の信号受信回路部の中に、11-1のカップリングコンデンサ、11-2の結合用トランス、11-3の信号復調回路、11-4の主回路開閉制御回路、11-5のWi-Fiモジュール、11-6の主回路開閉器が含まれている。
In the configuration of the control cableless arc welder of the present invention shown in FIGS. 1 and 3, 2 is a signal transmission circuit section, 2 is a battery, and 2 is a coupling transformer 2-.
図2の従来例の制御ケーブルレスアーク溶接機の構成において、11の信号受信回路部の中には、11-4の主回路開閉制御回路、11-5のWi-Fiモジュール、11-6の主回路開閉器が含まれている。14は出力電圧調整器である。
In the configuration of the control cableless arc welder of the conventional example of FIG. 2, 11-4 main circuit open / close control circuits, 11-5 Wi-Fi modules, and 11-6 are included in the 11 signal receiving circuits. Includes main circuit switch.
図1の本発明の制御ケーブルレスアーク溶接機の構成と図2の従来例の制御ケーブルレスアーク溶接機の構成との大きな違いは、4の電源スイッチと5の電流センサーが取り付けられている位置である。 図1の本発明の制御ケーブルレスアーク溶接機では、4の電源スイッチと5の電流センサーは、ワイヤ送給装置に取り付けられているが、図2の従来例の制御ケーブルレスアーク溶接機では、溶接用電源に取り付けられている。 The major difference between the configuration of the control cableless arc welder of the present invention in FIG. 1 and the configuration of the conventional control cableless arc welder in FIG. 2 is the position where the power switch of 4 and the current sensor of 5 are attached. Is. In the control cableless arc welder of the present invention of FIG. 1, the power switch of 4 and the current sensor of 5 are attached to the wire feeder, but in the conventional control cableless arc welder of FIG. It is attached to the power supply for welding.
図1の本発明の制御ケーブルレスアーク溶接機の動作について説明する。1のワイヤ送給装置の近くに設けた4の電源スイッチ信号は2の信号送信回路部に送られている。この信号送信回路部で4の電源スイッチ信号は、2-3の信号変調回路にて搬送波に載せられたシリアルなデジタル信号へと変換される。 The operation of the control cableless arc welder of the present invention of FIG. 1 will be described. The power switch signal of 4 provided near the wire feeding device of 1 is sent to the signal transmission circuit unit of 2. In this signal transmission circuit section, the power switch signal of 4 is converted into a serial digital signal mounted on the carrier wave by the signal modulation circuit of 2-3.
溶接を始める時、ワイヤ送給装置には電源がないので、2の信号送信回路部に2-1のバッテリーから2-3の信号変調回路と2-4の信号増幅回路に電源を供給している。溶接中は7のマイナス側出力ケーブルと6のプラス側出力ケーブルの間から2の信号送信回路部に電源を供給し、溶接中は10の溶接用電源から供給される出力電圧で2-1のバッテリーを充電している。 When welding is started, the wire feeder has no power supply, so power is supplied to the signal transmission circuit section of 2 from the battery of 2-1 to the signal modulation circuit of 2-3 and the signal amplification circuit of 2-4. There is. During welding, power is supplied to the signal transmission circuit section of 2 from between the minus side output cable of 7 and the plus side output cable of 6, and during welding, the output voltage supplied from 10 welding power supplies is 2-1. The battery is charging.
伝送はシリアル通信を採用しているので、電源スイッチ信号だけでなくワイヤ送給装置には個別の認識番号、アーク溶接機の稼働状況を表す溶接電圧信号、溶接電流信号など複数の情報も伝送可能である。 Since serial communication is used for transmission, not only power switch signals but also multiple information such as individual identification numbers, welding voltage signals indicating the operating status of arc welders, and welding current signals can be transmitted to the wire feeder. Is.
2-4の信号増幅回路で2-3の信号変調回路からの信号を増幅し、2-6の結合用トランスと2-5のカップリングコンデンサを介して7のマイナス側出力ケーブルと6のプラス側出力ケーブルに結合し、高周波信号を10の溶接用電源に伝送している。 The signal from the signal modulation circuit of 2-3 is amplified by the signal amplification circuit of 2-4, and the minus side output cable of 7 and the plus of 6 are passed through the coupling transformer of 2-6 and the coupling capacitor of 2-5. It is coupled to the side output cable and transmits a high frequency signal to 10 welding power supplies.
7のマイナス側出力ケーブルと6のプラス側出力ケーブルの間に伝送された信号は、11-1のカップリングコンデンサと11-2の結合用のトランスで高周波信号のみを取り出している。 As for the signal transmitted between the minus side output cable of 7 and the plus side output cable of 6, only the high frequency signal is taken out by the coupling capacitor of 11-1 and the transformer for coupling of 11-2.
11-1のカップリングコンデンサと11-2の結合用のトランスで取り出された信号は、11-3の信号復調回路で復調され、1のワイヤ送給装置で作られた電源スイッチ信号、ワイヤ送給装置には個別の認識番号、溶接電圧信号、溶接電流信号が取り出している。 The signal taken out by the coupling capacitor of 11-1 and the transformer for coupling of 11-2 is demodulated by the signal demodulation circuit of 11-3, and the power switch signal and wire feed made by the wire feeder of 1. Individual identification numbers, welding voltage signals, and welding current signals are extracted from the feeder.
復調された電源スイッチ信号は、11-4の出力開閉制御回路に送られ、12の溶接出力用可変電源の出力の設定を行うとともに、11-6の主回路開閉器に送られ15の電源BOXから供給される入力電圧の開閉を行っている。 The demodulated power switch signal is sent to the output switch control circuit of 11-4 to set the output of the variable power supply for the welding output of 12, and is sent to the main circuit switch of 11-6 to 15 power supply boxes. The input voltage supplied from is opened and closed.
11-3の信号復調回路で復調された電源スイッチ信号、ワイヤ送給装置には個別の認識番号、溶接電圧信、溶接電流信号などの情報は、11−5のWi-Fiモジュールに送られインターネット上に公開している。 Information such as the power switch signal demodulated by the signal demodulation circuit of 11-3, the individual identification number for the wire feeder, the welding voltage signal, and the welding current signal is sent to the Wi-Fi module of 11-5 and is sent to the Internet. Published above.
ここで言う11−5のWi-Fiモジュールは、無線LANチップやアンテナなどインターネットに接続するための機能を1個のマイコンに盛り込んだものでIoTモジュールとも言われているもので近年急速に普及しているものである。11−5のWi-Fiモジュールを用いれば簡単にクラウド上に情報を載せられ、インターネットに接続できるパソコンがあれば、これらの情報をいつでもどこでも取り出すことができる。 The 11-5 Wi-Fi module mentioned here incorporates functions for connecting to the Internet, such as a wireless LAN chip and antenna, into a single microcomputer, and is also called an IoT module, and has rapidly become widespread in recent years. Is what you are doing. Information can be easily posted on the cloud using the 11-5 Wi-Fi module, and if there is a personal computer that can connect to the Internet, this information can be retrieved anytime and anywhere.
特に複数のアーク溶接機を使われる現場では工場内の一か所で複数のアーク溶接機の稼働状況をインターネット介して掴むことができるので、工場内の溶接施工の管理に貢献できる。 In particular, at sites where multiple arc welders are used, the operating status of multiple arc welders can be grasped via the Internet at one location in the factory, which can contribute to the management of welding work in the factory.
本発明に実施例の説明は、11の信号受信回路部の部分が10の溶接用電源に内蔵された制御ケーブルレスアーク溶接機を用いて行ってきたが、11の信号受信回路部に含まれる11-1のカップリングコンデンサ、11-2の結合用トランス、11-3の信号復調回路、11-4の主回路開閉制御回路、11-5のWi-Fiモジュール、11-6の主回路開閉器の部分を筐体に収めユニット化して、10の溶接用電源から分離させ、制御ケーブルレス溶接機の機能を持たない汎用のアーク溶接機に取り付けられるようにすることも可能である。 Although the description of the embodiment in the present invention has been performed by using the control cableless arc welder in which the portion of the signal receiving circuit portion of 11 is built in the power supply for welding of 10, it is included in the signal receiving circuit portion of 11. 11-1 coupling capacitor, 11-2 coupling transformer, 11-3 signal demodulation circuit, 11-4 main circuit open / close control circuit, 11-5 Wi-Fi module, 11-6 main circuit open / close It is also possible to house the part of the vessel in a housing and make it into a unit, separate it from the 10 welding power sources, and attach it to a general-purpose arc welder that does not have the function of a control cableless welder.
また、11の信号受信回路部の部分をアダプター方式でインターネットに接続する機能を持たないアーク溶接機に接続することにより、インターネットに接続する機能を持たせることができる。 Further, by connecting the part of the signal receiving circuit portion of 11 to an arc welder having no function of connecting to the Internet by an adapter method, it is possible to have a function of connecting to the Internet.
図3に11の信号受信回路部の部分を別のケースに収めて10の溶接用電源から分離させアダプター方式にした実施例を示す。図3に示す本発明の実施例は、汎用のアーク溶接機の出力端に11の信号受信回路部の部分を別のケースに収めた物を接続するだけで、制御ケーブレス溶接機ではない汎用のアーク溶接機を制御ケーブルレスアーク溶接機として使用することができるようにしたものである。 FIG. 3 shows an example in which the portion of the signal receiving circuit portion of 11 is housed in another case and separated from the welding power supply of 10 to be an adapter system. In the embodiment of the present invention shown in FIG. 3, a general-purpose arc welder, which is not a control caveless welder, is simply connected to the output end of a general-purpose arc welder with the signal receiving circuit portion of 11 contained in another case. The arc welder can be used as a control cableless arc welder.
本発明の制御ケーブルレスアーク溶接機は、溶接用電源の電源スイッチを入り切りするために作業者がわざわざ溶接用電源の置いてあるところまで行く必要がなく、作業者の手許で電源スイッチの開閉ができる。そのため、溶接作業の効率化に貢献できる。本発明で提案する方式のアーク溶接機の採用が期待される。 In the control cableless arc welder of the present invention, the operator does not have to go to the place where the welding power supply is placed in order to turn on / off the power switch of the welding power supply, and the power switch can be opened and closed by the operator. it can. Therefore, it can contribute to the efficiency of welding work. It is expected that the arc welder of the method proposed in the present invention will be adopted.
本発明のアーク溶接機は、個別の溶接作業者の作業内容をインターネットを介してリアルタイムで正確に把握することができるので、複数のアーク溶接機を一か所で集中管理することが可能となる。アーク溶接機がインターネットにつながる時代、将来的には造船所などの広い作業場で使用されるアーク溶接機だけでなく様々な作業現場で使用されるアーク溶接機にも採用される可能性がある。 Since the arc welder of the present invention can accurately grasp the work contents of individual welders in real time via the Internet, it is possible to centrally manage a plurality of arc welders in one place. .. In the era when arc welders are connected to the Internet, in the future there is a possibility that they will be adopted not only for arc welders used in large workplaces such as shipyards, but also for arc welders used at various work sites.
1 ワイヤ送給装置
2 信号送信回路部
2-1 バッテリー
2-2 結合用トランス
2-3 信号変調回路
2-4 電源スイッチ信号増幅回路
2-5 カップリングコンデンサ
3 溶接用トーチ
4 電源スイッチ
5 母材
6 プラス側出力ケーブル
7 マイナス側出力ケーブル
8 プラス側出力端子
9 マイナス側出力端子
10 溶接用電源
11 信号受信回路部
11-1 カップリングコンデンサ
11-2 結合用トランス
11-3 信号復調回路
11-4 主回路開閉制御回路
11-5 Wi-Fiモジュール
11-6 主回路開閉器
12 溶接出力用可変電源
13 母材
14 出力電圧調整器
15 電源BOX
2-3 Signal modulation circuit 2-4 Power switch Signal amplification circuit 2-5
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