JP6196530B2 - Remote control device for power supply and processing system - Google Patents
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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。 The present invention relates to a remote control device for wirelessly operating a power supply device that supplies electric power in a machining system that uses an arc, and a machining system.
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)。 The consumable electrode type welding system is usually separated into a welding power source device that is not moved due to its weight and a wire feeding device that is carried by a welding operator when the welding location is changed. When the welding power supply is installed at a location away from the position where the welding operation is performed, it is efficient for the operator to go to the location where the welding power supply is installed in order to set welding conditions such as welding voltage. bad. In order to solve this problem, a welding system has been developed in which welding conditions are set using a remote control device that performs wireless communication with a welding power source device (see Patent Documents 1 and 2).
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。 A dry battery or a storage battery is used as a power source for the remote control device. However, in the case of a dry battery, it needs to be replaced before the voltage drops, and in the case of a storage battery, it needs to be connected to a charger and charged before the voltage drops. If the power supply voltage drops during welding work due to battery replacement or charging, operation or communication cannot be performed properly, welding conditions cannot be changed, and welding cannot be performed properly. There is. Also, there may be a problem that the current welding voltage is not displayed.
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。 The present invention has been conceived under the circumstances described above, and an object of the present invention is to provide a remote control device for a welding power source device that does not require replacement of a dry battery or charging by a charger.
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。 In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
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。 A remote control device provided by the first aspect of the present invention is a remote control device for operating a power supply device that supplies power wirelessly in a machining system using an arc, and directly converts light energy into electric power. It is characterized by having a photovoltaic cell.
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。 In a preferred embodiment of the present invention, the photovoltaic cell converts light energy of an arc generated by the processing system into electric power.
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。 In a preferred embodiment of the present invention, the processing system uses argon gas as a shielding gas during processing, and the photovoltaic cell uses single crystal silicon.
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。 In a preferred embodiment of the present invention, the processing system is a welding system using a consumable electrode, and the photovoltaic cell uses amorphous silicon.
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。 In preferable embodiment of this invention, the said processing system is further equipped with the storage battery which stores the electric power which the said photovoltaic cell outputs.
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。 In a preferred embodiment of the present invention, the remote control device further includes a housing, and the photovoltaic cell is disposed on an outer surface of the housing.
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。
In preferable embodiment of this invention, the said photovoltaic cell is arrange | positioned on surfaces other than the operation surface of the said housing | casing. The “operation surface” is a surface for operation on which a display screen, operation buttons, and the like are arranged. For example, in FIG. 2A, the display screen of the
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。 The processing system provided by the second aspect of the present invention includes the remote control device provided by the first aspect of the present invention and the power supply device.
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。 In a preferred embodiment of the present invention, the power supply device further includes a power transmission line for supplying power, and a relay device provided on the power transmission line, and the remote control device includes the relay device. Wireless communication is performed, and the power supply device and the relay device communicate via the power transmission line.
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。 In a preferred embodiment of the present invention, the relay device is a wire feeding device.
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。 Since the remote control device is used during and before and after the machining operation, it is located near the arc used for machining. According to the present invention, the photovoltaic cell can convert the light energy of this arc into electric power. Therefore, since the remote control device can use the electric power output from the photocell, the operator can save the trouble of replacing the dry cell or charging with a charger. Further, since the arc light generated during the machining operation is used as the power source, the power supply voltage of the remote control device does not decrease during the machining operation.
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。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
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。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings, taking as an example a case where a remote control device according to the present invention is used in a welding system.
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。 Drawing 1 is a figure for explaining the whole composition of welding system A concerning a 1st embodiment.
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。
As shown in FIG. 1, the welding system A includes a welding power supply device 1, a
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。
The welding power supply device 1 supplies electric power for arc welding to the welding torch T. The welding power supply device 1 includes a
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
FIG. 2 is a diagram for explaining the details of the
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
Moreover, the
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。
Further, the
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。
The
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。
The
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。
Moreover, if the
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。 FIG. 3 is a diagram showing the spectral sensitivity of the photovoltaic cell. The spectral sensitivity of the single crystal silicon photovoltaic cell is indicated by a solid line, and the spectral sensitivity of the amorphous silicon photovoltaic cell is indicated by a broken line. As shown in the figure, the spectral sensitivity of the single crystal silicon photovoltaic cell is highest near 0.9 [μm], and the spectral sensitivity of the amorphous silicon photovoltaic cell is highest near 0.6 [μm]. The amorphous silicon photovoltaic cell has higher spectral sensitivity in a shorter wavelength region than the single crystal silicon photovoltaic cell.
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。
On the other hand, in the case of MIG welding or TIG welding, since argon gas is used as the shielding gas, a characteristic spectrum of argon appears in the spectrum of arc light, and the relative intensity of 0.7 to 0.9 [μm] increases. Therefore, when the welding system A performs MIG welding or TIG welding, it is more efficient to use a single crystal silicon photovoltaic cell as the
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。
Returning to FIG. 2, the
充電制御部36cは、蓄電池36dの充電を制御するものである。
The charging
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。
The
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。
Note that the configuration of the
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。
According to this embodiment, the
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。
In the present embodiment, the case where the
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。
In this embodiment, although the
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。
In the said 1st Embodiment, although the welding power supply device 1 and the
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。 FIG. 5 is a diagram for explaining an overall configuration of a welding system A ′ according to the second embodiment. In the same figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same or similar element as the welding system A (refer FIG. 1) which concerns on 1st Embodiment.
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。
The welding system A ′ shown in FIG. 5 is a welding system according to the first embodiment in that the
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。
The
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。
The
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。
In the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. According to the second embodiment, the
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。
In 2nd Embodiment, although communication part 12 'and the
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。
In 2nd Embodiment, although the case where the
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。 In the first and second embodiments, the case where the remote operation device 3 (3 ') remotely operates the welding power source device 1 (1') is described, but the present invention is not limited to this. A case where the welding torch T is provided with a function for remotely controlling the welding power source device 1 (1 ') will be described below as a third embodiment.
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。 FIG. 6 is a view for explaining a welding system A ″ according to the third embodiment. FIG. 6A shows the overall configuration of the welding system A ″, and FIG. The appearance of the torch T ′ is shown. In FIG. 9A, the same or similar elements as those in the welding system A according to the first embodiment (see FIG. 1) are denoted by the same reference numerals.
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。
The welding system A ″ shown in FIG. 6 is different from the welding system A according to the first embodiment in that the welding torch T ′ has the function of the
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。
The welding power supply apparatus 1 'is common to the welding power supply apparatus 1' according to the second embodiment. The welding torch T ′ includes a
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。
The welding torch T ′ also includes a
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。
As shown in FIG. 6B, the
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。
In the third embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, according to the third embodiment, it is not necessary to have the
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。 Note that the function of remotely operating the welding power source apparatus 1 (1 ') may be provided in, for example, a mask used during welding instead of the welding torch T (T').
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。 In the said 1st-3rd embodiment, although the case where the remote control apparatus which concerns on this invention was used for the welding system was demonstrated, it is not restricted to this. The present invention can also be applied to systems other than welding systems. For example, a plasma cutting system that cuts the workpiece W by generating plasma at the tip of the torch, or an air arc gouging system that uses the heat of the arc generated at the tip of the torch and the injection of compressed air to dig a groove The present invention can also be applied to an arc furnace that melts a material with the heat of an arc.
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。 The remote control device and processing system according to the present invention are not limited to the above-described embodiments. The specific configuration of each part of the remote control device and the machining system according to the present invention can be varied in design in various ways.
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
A, A ', A "Welding system (processing system)
1,1 'Welding power supply (power supply)
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
5 arc T welding torch T 'welding torch (remote control device)
31 'Communication part W Workpiece
Claims (3)
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直接電力に変換する光電池を備えており、
前記加工システムが加工時のシールドガスにアルゴンガスを用いており、かつ、前記光電池に単結晶シリコンを用いている、
ことを特徴とする遠隔操作装置。 A remote control device for operating a power supply device for supplying power in a processing system using an arc wirelessly,
A photovoltaic cell that directly converts the light energy of the arc generated by the processing system into electric power ;
The processing system uses argon gas as a shielding gas during processing, and uses single crystal silicon for the photovoltaic cell ,
A remote control device characterized by that.
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直接電力に変換する光電池を備えており、
前記加工システムが消耗電極を用いた溶接システムであり、かつ、前記光電池にアモルファスシリコンを用いている、
ことを特徴とする遠隔操作装置。 A remote control device for operating a power supply device for supplying power in a processing system using an arc wirelessly,
A photovoltaic cell that directly converts the light energy of the arc generated by the processing system into electric power ;
The processing system is a welding system using a consumable electrode, and amorphous silicon is used for the photovoltaic cell ,
A remote control device characterized by that.
を備えていることを特徴とする加工システム。
The remote control device according to claim 1 or 2 , the power supply device,
A processing system characterized by comprising:
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