以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
図1〜3は、第1実施形態に係る溶接システムA1を説明するための図である。図1は、溶接システムA1の全体構成を示すものである。図2は、ガス配管を説明するための断面図である。図3は、溶接用電源部および送電用電源部の内部構成の一例を示すものである。
図1に示すように、溶接システムA1は、溶接電源装置1、ワイヤ送給装置2、溶接トーチ3、パワーケーブル41,42、電力伝送線51,52、ガスボンベ6、および、ガス配管7を備えている。溶接システムA1は、実際には、ワイヤ電極が巻回されたワイヤリールなどを備えているが、図への記載や説明を省略している。
溶接電源装置1の溶接電力用の一方の出力端子a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3に送り出して、ワイヤ電極の先端を溶接トーチ3の先端から突出させる。溶接トーチ3の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の溶接電力用の他方の出力端子b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3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A1は、当該アークの熱で被加工物Wの溶接を行う。
溶接システムA1は、溶接時にシールドガスを用いる。ガスボンベ6のシールドガスは、溶接電源装置1およびワイヤ送給装置2を通るように設けられているガス配管7によって、溶接トーチ3の先端に供給される。ガス配管7は、ガスボンベ6と溶接電源装置1とを接続する配管、溶接電源装置1の内部に配置されている配管、溶接電源装置1とワイヤ送給装置2とを接続する配管、および、ワイヤ送給装置2の内部に配置され溶接トーチ3の先端に接続する配管を備えている。図2は、ガス配管7のうち、溶接電源装置1とワイヤ送給装置2とを接続する配管が、溶接電源装置1の内部に配置されている配管に接続された接続金具1a、および、ワイヤ送給装置2の内部に配置されている配管に接続された接続金具2aに接続されている部分の断面図である。例えばゴム製のガス配管7は、接続金具1a(2a)に嵌め込むようにして、接続されている。なお、ガス配管7の素材は限定されず、各区間によって異なっていてもよいが、溶接電源装置1とワイヤ送給装置2とを接続する部分は、ゴムなどの絶縁体としている。
ワイヤ電極を送り出すための送給モータ24(後述)などを駆動するための電力は、電力伝送線51,52を介して、溶接電源装置1からワイヤ送給装置2に供給される。溶接電源装置1が備える、ワイヤ送給装置2の駆動電力用の電源(後述する送電用電源部12)の一方の出力端子は、電力伝送線51を介して、ワイヤ送給装置2の電源(後述する受電用電源部21)の一方の入力端子に接続されている。
電力伝送線51は、溶接電源装置1とワイヤ送給装置2との間では、ガス配管7の内側に配置されている。図2に示すように、溶接電源装置1の内部で、電力伝送線51は導電性の接続金具1aに接続しており、ワイヤ送給装置2の内部で、電力伝送線51は導電性の接続金具2aに接続している。そして、ガス配管7の内側に配置された電力伝送線51が、ガス配管7と接続金具1a(2a)との間に挟まれて固定され、接続金具1a(2a)と電気的に接続されている。つまり、接続金具1aが、溶接電源装置1の内部の電力伝送線51と、ガス配管7の内側に配置された電力伝送線51とを接続するコネクタとして機能し、接続金具2aが、ワイヤ送給装置2の内部の電力伝送線51と、ガス配管7の内側に配置された電力伝送線51とを接続するコネクタとして機能している。
また、送電用電源部12の他方の出力端子とパワーケーブル41とが、溶接電源装置1の内部で、電力伝送線52によって接続されており、受電用電源部21の他方の入力端子とパワーケーブル41とが、ワイヤ送給装置2の内部で、電力伝送線52によって接続されている。つまり、送電用電源部12の他方の出力端子と受電用電源部21の他方の入力端子とが、一部の区間がパワーケーブル41になる電力伝送線52により、電気的に接続されている。送電用電源部12から出力される電力は、電力伝送線51,52によって、受電用電源部21に供給される。電力伝送線51,52が、本発明の「接続線」に相当する。また、溶接電源装置1とワイヤ送給装置2とは、電力伝送線51,52の間に信号を重畳させて通信を行う。
溶接電源装置1は、アーク溶接のための直流電力を溶接トーチ3に供給するものである。溶接電源装置1は、溶接用電源部11、送電用電源部12、制御部13、通信部14、切替部16、および、記憶部17を備えている。
溶接用電源部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。図3(a)に示すように、溶接用電源部11に入力される三相交流電力は、整流回路111によって直流電力に変換され、インバータ回路112によって交流電力に変換される。そして、トランス113によって降圧(または昇圧)され、整流回路114によって直流電力に変換されて出力される。なお、溶接用電源部11の構成は、上記したものに限定されない。
送電用電源部12は、ワイヤ送給装置2の送給モータ24などを駆動するための電力を出力するものである。送電用電源部12は、電力系統から入力される単相交流電力をワイヤ送給装置2での使用に適した直流電力に変換して出力する。送電用電源部12は、いわゆるスイッチングレギュレータである。図3(a)に示すように、送電用電源部12に入力される交流電力は、整流回路121によって直流電力に変換され、DC/DCコンバータ回路122によって降圧(または昇圧)されて出力される。送電用電源部12は、電圧が例えば48Vに制御された直流電力を、電力伝送線51,52を介して、ワイヤ送給装置2に供給する。また、送電用電源部12は、ペアリング処理時に、切替部16からの指示に応じて、出力電圧のレベルを切り替える。具体的には、切替部16は、ペアリングの識別番号に対応した電圧をDC/DCコンバータ回路122の目標電圧として設定する。ペアリング処理の詳細については後述する。なお、送電用電源部12の構成は、上記したものに限定されない。例えば、溶接用電源部11と同様の構成であってもよい。
溶接用電源部11は、出力端子aが出力端子bより電位が高くなるようにして、パワーケーブル41の電位がパワーケーブル42の電位より高くなるように、電圧を印加する。送電用電源部12は、電力伝送線51の電位が電力伝送線52の電位より低くなるように、電圧を印加する。電力伝送線52はパワーケーブル41に接続しているので、電力伝送線51の電位は、パワーケーブル41の電位より低くなる。つまり、電力伝送線51およびパワーケーブル42の電位をどちらもパワーケーブル41より低くすることで、電力伝送線51とパワーケーブル42との電位差があまり大きくならないようにしている。例えば、溶接用電源部11が出力する無負荷電圧が90V、送電用電源部12が出力する電圧が48Vの場合、電力伝送線51とパワーケーブル42との電位差は42Vになる。仮に、電力伝送線51の電位を電力伝送線52の電位より高くした場合は、電力伝送線51とパワーケーブル42との電位差は132Vになる。なお、電力伝送線51とパワーケーブル42との電位差を気にしない場合は、送電用電源部12が印加する電圧を逆極性(電力伝送線51の電位が電力伝送線52の電位より高くなるように、電圧を印加する)にしてもよい。
制御部13は、溶接電源装置1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13は、溶接電源装置1から出力される溶接電圧および溶接電流が設定電圧および設定電流になるように、溶接用電源部11のインバータ回路112を制御する。また、送電用電源部12から出力される電圧が所定電圧になるように、送電用電源部12のDC/DCコンバータ回路122を制御する。制御部13は、図示しない設定ボタンの操作に応じて溶接条件の変更を行ったり、図示しない起動ボタンの操作に応じて溶接用電源部11を起動させたりなどの制御を行う。また、制御部13は、図示しないセンサによって検出された溶接電圧や溶接電流の検出値を図示しない表示部に表示させたり、異常が発生した場合に図示しない報知部に報知させたりする。
また、制御部13は、通信部14から入力される信号に基づいても、溶接条件の変更や溶接用電源部11の起動を行い、検出された溶接電圧または溶接電流の検出値や、異常発生を示す信号、ワイヤ送給装置2に対するワイヤ送給指令やガス供給指令などのための信号を通信部14に出力する。
また、制御部13は、溶接電源装置1の通信相手となるワイヤ送給装置2を特定するために、ペアリング処理を行う。本実施形態においては、制御部13は、ペアリング処理として、自身に設定されている識別情報を、切替部16を制御することで、ワイヤ送給装置2に伝達する。ペアリング処理の詳細については後述する。なお、制御部13が、本発明の「送信制御部」に相当する。
記憶部17は、各種情報を記憶するものである。記憶部17は、溶接電源装置1に設定されている識別情報を記憶している。また、記憶部17は、識別情報と出力電圧との対応関係をテーブルとして記憶している。なお、記憶部17が、本発明の「第1の記憶部」に相当する。
通信部14は、電力伝送線51,52を介して、ワイヤ送給装置2との間で通信を行うためのものである。通信部14は、ワイヤ送給装置2から受信した信号を復調して、制御部13に出力する。ワイヤ送給装置2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や、溶接用電源部11の起動を指示する起動信号などがある。また、通信部14は、制御部13から入力される信号を変調して、通信信号としてワイヤ送給装置2に送信する。ワイヤ送給装置2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値や、異常発生を示す信号、ワイヤ送給指令やガス供給指令などのための信号などがある。なお、ワイヤ送給装置2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14は、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。通信信号にノイズが重畳された場合でも、逆拡散によってノイズのスペクトルが拡散されるので、フィルタリングによって元の通信信号を抽出することができる。したがって、高い通信品質で通信を行うことができる。また、ペアリング処理を行った後に、ペアリングされた溶接電源装置1とワイヤ送給装置2とに同じ拡散符号を設定し、当該拡散符号を溶接システムA1毎に異なるように設定すれば、別の溶接システムA1で送受信される通信信号を誤って受信したとしても、当該通信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、混信を抑制することができる。しかし、溶接電源装置1は、いずれのワイヤ送給装置2に接続されるか解らないので、初めはすべて同じ拡散符号が設定されている。したがって、ペアリングされる前の通信では、混信が発生する場合がある。
通信部14は、結合回路を備えている。当該結合回路は、通信部14の入出力端に接続されたコイルと、電力伝送線51,52に並列接続されたコイルとを磁気結合させた高周波トランスを備えており、通信部14が出力する通信信号を電力伝送線51,52に重畳し、また、電力伝送線51,52に重畳された通信信号を検出する。通信部14は、制御部13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。また、通信部14は、電力伝送線51,52に重畳された通信信号を検出し、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13に出力する。溶接電源装置1からワイヤ送給装置2に送信する信号と、ワイヤ送給装置2から溶接電源装置1に送信する信号とでは、時間をずらして送受信を行う。なお、異なる周波数帯域を利用するようにしてもよい。
切替部16は、制御部13からの指示に基づいて、送電用電源部12の出力電圧のレベルを切り替える。具体的には、切替部16は、送電用電源部12のDC/DCコンバータ回路122の目標電圧を変更することで、送電用電源部12の出力電圧のレベルを切り替える。切替部16は、通常時、送電用電源部12の出力電圧を所定の電圧(例えば48V)とし、ペアリング処理時には、ペアリングの識別番号に対応した電圧とする。ペアリング処理の詳細については後述する。切替部16および送電用電源部12(DC/DCコンバータ回路122)が、本発明の「切替部」に相当する。また、送電用電源部12、制御部13、通信部14および切替部16をまとめたものが、本発明の「第1の通信装置」に相当する。なお、溶接電源装置1が、本発明の「第1の通信装置」に相当すると考えることもできる。
ワイヤ送給装置2は、ワイヤ電極を溶接トーチ3に送り出すものである。また、ワイヤ送給装置2は、ガスボンベ6のシールドガスを溶接トーチ3の先端に供給する。ワイヤ送給装置2は、受電用電源部21、制御部22、通信部23、送給モータ24、ガス電磁弁25、電圧センサ26、電圧検出部27、および、記憶部28を備えている。
受電用電源部21は、制御部22、送給モータ24およびガス電磁弁25に電力を供給するものである。受電用電源部21は、電力伝送線51,52を介して溶接電源装置1から電力を供給され、制御部22、送給モータ24およびガス電磁弁25のそれぞれに適した電圧に変換を行って出力する。受電用電源部21は、溶接電源装置1から供給される電力を蓄積するコンデンサ、コンデンサから電力伝送線51,52に電流が逆流するのを防ぐためのダイオード、制御部22、送給モータ24およびガス電磁弁25に出力する電圧を調整するためのDC/DCコンバータを備えている。なお、受電用電源部21の構成は、上記したものに限定されない。
制御部22は、ワイヤ送給装置2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22は、溶接トーチ3に設けられている図示しないトーチスイッチより入力される起動のための操作信号に応じて、溶接電源装置1の溶接用電源部11を起動するための起動信号を通信部23に出力する。また、図示しない操作部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28に記憶されている溶接条件を変更する。また、制御部22は、通信部23より入力される溶接電圧または溶接電流の検出値を、図示しない表示部に出力して表示させたり、通信部23より入力される異常発生を示す信号に基づいて、図示しない報知部に異常の報知(例えば、スピーカによる警告音や振動による報知)をさせたりする。また、制御部22は、通信部23からワイヤ送給指令を入力されると、送給モータ24にワイヤ電極の送給を行わせて、溶接トーチ3にワイヤ電極を送り出す。また、通信部23からガス供給指令を入力されると、ガス電磁弁25を開放して、ガスボンベ6のシールドガスを溶接トーチ3の先端から放出させる。
また、制御部22は、ワイヤ送給装置2の通信相手となる溶接電源装置1を特定するために、ペアリング処理を行う。本実施形態においては、制御部22は、ペアリング処理として、電圧検出部27が検出した検出電圧Vに基づいてペアリングの識別情報を取得して、記憶部28に設定する。ペアリング処理の詳細については後述する。なお、制御部22が、本発明の「受信制御部」に相当する。
記憶部28は、各種情報を記憶するものである。記憶部28は、検出電圧Vと識別情報との対応関係をテーブルとして記憶している。また、記憶部28には、取得した識別情報が記憶される。なお、記憶部28が、本発明の「第2の記憶部」に相当する。
通信部23は、電力伝送線51,52を介して、溶接電源装置1との間で通信を行うためのものである。通信部23は、溶接電源装置1から受信した信号を復調して、制御部22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値や、異常発生を示す信号、ワイヤ送給指令やガス供給指令などのための信号などがある。また、通信部23は、制御部22から入力される信号を変調して、通信信号として溶接電源装置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や、溶接用電源部11の起動を指示する起動信号などがある。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23も、通信部14と同様に、直接スペクトル拡散通信方式を用いて通信を行う。
通信部23は、結合回路を備えている。当該結合回路は、電力伝送線51,52に並列接続されたコイルと通信部23の入出力端に接続されたコイルとを磁気結合させた高周波トランスを備えており、通信部23が出力する通信信号を電力伝送線51,52に重畳し、また、電力伝送線51,52に重畳された通信信号を検出する。
送給モータ24は、溶接トーチ3にワイヤ電極の送給を行うものである。送給モータ24は、制御部22からのワイヤ送給指令に基づいて回転し、送給ローラを回転させて、ワイヤ電極を溶接トーチ3に送り出す。
ガス電磁弁25は、ガスボンベ6と溶接トーチ3とを接続するガス配管7に設けられており、制御部22からのガス供給指令に基づいて開閉される。制御部22からガス供給指令が入力されている間、ガス電磁弁25は開放され、溶接トーチ3へシールドガスの供給が行われる。一方、制御部22からガス供給指令が入力されていないときは、ガス電磁弁25は閉鎖され、溶接トーチ3へのシールドガスの供給が停止される。
電圧センサ26は、受電用電源部21の入力端子間の電圧を検出するものである。なお、電圧センサ26は、受電用電源部21のコンデンサの端子間電圧を検出するようにしてもよい。電圧センサ26は、検出した電圧を電圧検出部27に出力する。
電圧検出部27は、電圧センサ26より入力される電圧信号に基づいて、検出電圧Vを検出するものである。電圧検出部27は、入力される電圧信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、ローパスフィルタで高周波成分を除去し、例えば移動平均値を算出することで、検出電圧Vを検出する。なお、電圧検出部27の構成は限定されない。電圧検出部27は、検出電圧Vを制御部22に出力する。制御部22は、電圧検出部27より入力される検出電圧Vに基づいて、識別情報を復元して記憶部28に設定する。本実施形態においては、電圧センサ26および電圧検出部27が、本発明の「検出部」に相当する。
受電用電源部21、制御部22、通信部23、電圧センサ26および電圧検出部27をまとめたものが、本発明の「第2の通信装置」に相当する。なお、ワイヤ送給装置2が、本発明の「第2の通信装置」に相当すると考えることもできる。また、ワイヤ送給装置2は、本発明の「溶接周辺装置」に相当する。
次に、ペアリング処理について説明する。
ペアリング処理は、通信相手を特定するための処理であり、共通の識別情報をそれぞれに設定するものである。送信側が送信する信号に当該識別情報を付与して送信し、受信側が当該識別情報が付与された信号だけを処理することで、通信相手以外から送信されて混信により受信した信号を排除することができる。上述したように、本実施形態では、溶接電源装置1とワイヤ送給装置2とは、電力伝送線51,52によって接続されており、電力伝送線51,52の間に信号を重畳させて通信を行う。溶接作業が行われる現場には複数の溶接システムA1が存在し、電力伝送線51が配置されたガス配管7や、電力伝送線52の一部であるパワーケーブル41は、束ねて配置される場合がある。この場合、磁気結合により、他の溶接システムA1で送受信される信号が混信して重畳されてしまう場合がある。したがって、正確に通信を行うためには、ペアリング処理が必要になる。また、無線通信を行う場合は、接続された接続線で通信を行わないので、ペアリング処理を行わないと通信が成り立たない。
2つの機器をペアリングする場合、一方の機器の識別情報を他方の機器に設定する。しかし、当該識別情報を通信によって送信する場合、2つの機器はペアリングされる前なので、混信が発生しうる。つまり、溶接電源装置1とワイヤ送給装置2とがペアリングされる前の状態で、通信部14から通信部23に識別情報を送信しても、混信により正しく伝達されない場合がある。誤って別のワイヤ送給装置2が識別情報を受信してしまうと、溶接電源装置1が別のワイヤ送給装置2とペアリングされてしまうことになる。これを防ぐために、本実施形態では、混信が発生しない、別の通信手法で、識別情報の送信を行う。具体的には、溶接電源装置1は、送電用電源部12の出力電圧のレベルを、識別情報に対応した電圧のレベルに切り替える。この時の電圧のレベルは、ワイヤ送給装置2の制御部22を駆動させるために必要な最低限度の電圧Vmin(例えば5V)以上である必要がある。そして、ワイヤ送給装置2は、電圧検出部27によって検出された検出電圧Vに基づいて、対応する識別情報を取得する。
溶接電源装置1の制御部13は、記憶部17に記憶されている識別情報と、識別情報と出力電圧との対応関係のテーブルとから、送電用電源部12の出力電圧を決定する。図4(a)は、記憶部17に記憶されている、識別情報と送電用電源部12の出力電圧を設定するための設定電圧との対応関係のテーブルの一例を示している。図4(a)に示すテーブルでは、左の欄に識別情報(ID番号)が設定されており、右の欄には各識別情報に対応する設定電圧が設定されている。制御部13は、記憶部17に記憶されている識別情報に対応する設定電圧をテーブルから読み出して取得する。例えば、識別情報が「3」であった場合、設定電圧として「18V」が取得される。本実施形態では、電圧Vminと、通常時にワイヤ送給装置2に送給される電圧Vmax(例えば48V)との間で、9種類の識別情報を識別するために、10Vから4V間隔で、識別情報に対応する設定電圧を設定している。なお、識別情報と設定電圧の対応関係はこれに限られない。識別情報の数に応じて適宜設定すればよい。ただし、各出力電圧の違いをワイヤ送給装置2の電圧検出部27が検出できる必要がある。本実施形態においては、「設定電圧」が、本発明の「第1の値」に相当する。
制御部13は、取得した設定電圧を切替部16に出力する。切替部16は入力された設定電圧に応じて、送電用電源部12の出力電圧のレベルを切り替える。具体的には、切替部16は、送電用電源部12のDC/DCコンバータ回路122の目標電圧を、設定電圧に変更することで、送電用電源部12の出力電圧のレベルを切り替える。
そして、ワイヤ送給装置2の制御部22は、電圧検出部27によって検出された検出電圧Vに基づいて、対応する識別情報を取得する。制御部22は、電圧検出部27より入力される検出電圧Vと、記憶部28に記憶されている、検出電圧Vと識別情報との対応関係のテーブルとから、溶接電源装置1の識別情報を決定する。図4(b)は、記憶部28に記憶されている、検出電圧Vと識別情報との対応関係のテーブルの一例を示している。図4(b)に示すテーブルでは、左の欄に検出電圧Vの範囲が設定されており、右の欄には各範囲に対応する識別情報(ID番号)が設定されている。電力伝送線51,52での電圧降下や、ノイズ、検出誤差などによる影響で検出電圧Vが変化しても対応できるように、左の欄は、所定の幅を有する範囲としている。制御部22は、電圧検出部27より入力される検出電圧Vに対応する識別情報をテーブルから読み出して取得する。例えば、検出電圧Vが「18V」であった場合、識別情報として「3」が取得される。図4(b)に示すテーブルは、図4(a)に示すテーブルに基づいて設定される。なお、検出電圧Vと識別情報との対応関係はこれに限られない。制御部22は、取得した識別情報を記憶部28に設定する。本実施形態においては、「検出電圧V」が、本発明の「第2の値」に相当する。
以上により、溶接電源装置1に設定された識別番号が、ワイヤ送給装置2にも設定される。この後、ペアリングの確認が行われる。具体的には、ワイヤ送給装置2の通信部23から溶接電源装置1の通信部14に、識別情報の設定が完了した旨の信号(以下では「完了信号」とする)が送信される。このとき、通信部23は、送信する信号に取得した識別情報を付与して送信できるので、混信は発生しない。そして、完了信号を受信した溶接電源装置1が、完了信号を受信した旨の信号(以下では「確認信号」とする)をワイヤ送給装置2に送信し、ワイヤ送給装置2が確認信号を受信することで、ペアリング処理が完了する。ペアリング処理が完了した後は、送電用電源部12の出力電圧が、通常時の所定の電圧(例えば48V)に切り替えられ、通常の通信が可能な状態になる。なお、ペアリングの確認は、先に、溶接電源装置1がワイヤ送給装置2に信号を送信し、当該信号を受信したワイヤ送給装置2が溶接電源装置1に信号を送信するようにしてもよい。
図5は、ペアリング処理時の各信号の波形を示すタイムチャートである。
図5(a)は、溶接電源装置1の送電用電源部12の出力電圧を示している。図5(b)は、電圧検出部27が検出した検出電圧Vを示している。図5(a)および図5(b)は同様の波形になる。図5(c)は、ペアリングの確認を行っている状態であるか否かを示している。図5(d)は、通常の通信や、ワイヤ送給装置2の送給モータ24などの稼動が可能か否かを示している。
時刻t1において、ペアリング処理が開始され、送電用電源部12の出力電圧のレベルが、「0」から、識別情報に対応した電圧のレベルに切り替えられる。図5(a)の実線の例では、図4(a)に示すテーブルに基づいて、識別情報「4」に対応する「22V」が出力されている。なお、識別情報が「1」であった場合は、「10V」が出力されて、送電用電源部12の出力電圧を示す波形は、図5(a)の一点鎖線のようになる。
図5(b)に示すように、検出電圧Vが出力電圧に応じて変化する。ワイヤ送給装置2は、検出電圧Vが「22V」であることから、図4(b)に示すテーブルに基づいて、「22V」に対応する識別情報「4」を取得して設定する。
ワイヤ送給装置2に識別情報が設定された後、時刻t2において、ペアリングの確認が開始される。そして、ペアリングの確認が成功して、時刻t3においてペアリングの確認が終了すると、送電用電源部12の出力電圧のレベルが、識別情報に対応した電圧のレベルから、通常時の電圧Vmaxに切り替えられる(図5(a)参照)。
そして、時刻t4において、送電用電源部12の出力電圧が電圧Vmaxになって、検出電圧Vも電圧Vmaxになった時に、通常の通信や送給モータ24などの稼動が可能な状態になる。
図6は、ペアリング処理を説明するためのフローチャートである。同図(a)は、溶接電源装置1で行われる制御処理を示しており、同図(b)は、ワイヤ送給装置2で行われる制御処理を示している。
同図(a)に示す溶接電源装置1の制御処理は、溶接電源装置1が起動したときに開始される。
まず、制御部13は、記憶部17から、溶接電源装置1に設定されている識別情報を取得する(S1)。そして、制御部13は、記憶部17に記憶されている対応関係のテーブル(図4(a)参照)と、取得した識別情報とに基づいて、識別情報に対応する設定電圧を取得する(S2)。次に、制御部13は、取得した設定電圧を切替部16に出力する(S3)。切替部16は、入力された設定電圧に応じて、送電用電源部12の出力電圧のレベルを切り替える。これにより、送電用電源部12は、識別情報に対応する電圧を出力する。
次に、制御部13は、ワイヤ送給装置2から完了信号を受信したか否かを判別する(S4)。具体的には、通信部14から完了信号を入力されたか否かを判別する。完了信号を受信していない場合(S4:NO)、ステップS4に戻って判別を繰り返す。なお、ワイヤ送給装置2がまだ接続されていない場合は完了信号が受信されないので、ワイヤ送給装置2が接続されて、当該ワイヤ送給装置2から完了信号を受信するまで、ステップS4での判別状態が継続する。完了信号を受信した場合(S4:YES)、制御部13は、ワイヤ送給装置2に確認信号を送信する(S5)。具体的には、通信部14に確認信号を出力して、通信部14に送信させる。そして、制御部13は、送電用電源部12の出力電圧のレベルを、通常時の電圧Vmaxに変更して(S6)、ペアリングの制御処理を終了する。具体的には、制御部13は、通常時の電圧Vmaxを設定電圧として切替部16に出力する。切替部16は、入力された設定電圧に応じて、送電用電源部12の出力電圧のレベルを切り替える。これにより、送電用電源部12は、通常時の電圧Vmaxを出力する。
図6(b)に示すワイヤ送給装置2の制御処理は、受電用電源部21に電力が供給されて、ワイヤ送給装置2が起動したとき(制御部22を駆動させるために必要な電圧が印加されたとき)に開始される。このため、識別情報に対応した電圧の最低のレベルを、制御部22を駆動させるために必要な最低限度の電圧Vmin(例えば5V)以上としている。
まず、制御部22は、電圧が検出されたか否かを判別する(S11)。具体的には、電圧検出部27から検出電圧Vを入力されたか否かを判別する。電圧が検出されていない場合(S11:NO)、ステップS11に戻って判別を繰り返す。電圧が検出された場合(S11:YES)、制御部22は、検出電圧Vと、記憶部28に記憶されている対応関係のテーブル(図4(b)参照)とに基づいて、検出電圧Vに対応する識別情報を取得して、記憶部28に記憶する(S12)。次に、制御部22は、溶接電源装置1に完了信号を送信する(S13)。具体的には、通信部23に完了信号を出力して、通信部23に送信させる。
そして、制御部22は、溶接電源装置1から確認信号を受信したか否かを判別する(S14)。具体的には、通信部23から確認信号を入力されたか否かを判別する。確認信号を受信していない場合(S14:NO)、ステップS14に戻って判別を繰り返す。確認信号を受信した場合(S14:YES)、制御部22は、ペアリングの制御処理を終了する。
なお、図6のフローチャートに示す各制御処理は一例であって、各制御処理は上述したものに限定されない。
次に、本実施形態に係る通信システムの作用および効果について説明する。
本実施形態によると、溶接電源装置1の制御部13は、記憶部17に記憶されている識別情報および対応関係のテーブルに基づいて識別情報に対応する設定電圧を取得して、切替部16に出力する。切替部16は、入力された設定電圧に応じて、送電用電源部12の出力電圧のレベルを切り替える。ワイヤ送給装置2の制御部22は、電圧検出部27から入力された検出電圧Vと、記憶部28に記憶されている対応関係のテーブルとに基づいて、検出電圧Vに対応する識別情報を取得して、記憶部28に記憶する。したがって、溶接電源装置1の通信部14とワイヤ送給装置2の通信部23とでペアリングが確立する前であっても、溶接電源装置1に設定された識別情報をワイヤ送給装置2に伝達することができる。また、溶接電源装置1は、溶接電源装置1の識別情報を、通信部14および通信部23による通信を用いずに、ワイヤ送給装置2に伝達することができるので、ペアリング処理が失敗することを抑制することができる。
また、本実施形態によると、従来の溶接電源装置のハードウエアを変更することなく、ソフトウエアを変更するだけで、溶接電源装置1として用いることができる。また、電圧センサ26および電圧検出部27が備えられていれば、従来のワイヤ送給装置のハードウエアを変更することなく、ソフトウエアを変更するだけで、ワイヤ送給装置2として用いることができる。
なお、本実施形態においては、溶接電源装置1の制御部13が、記憶部17に記憶されている識別情報と、識別情報と設定電圧との対応関係のテーブルとから、切替部16に出力する設定電圧を決定する場合について説明したが、これに限られない。初めから溶接電源装置1の識別情報が決まっている場合は、当該識別情報に対応する設定電圧を記憶部17に記憶しておいて、制御部13が記憶部17から当該設定電圧を読み出すようにしてもよい。
本実施形態においては、ペアリングのための識別情報を送信する場合について説明したが、これに限られない。ペアリングのための識別情報以外の情報を送信するようにしてもよい。送信できる情報の数は、ワイヤ送給装置2で識別できる電圧のレベルの数に制限されるが、溶接電源装置1からワイヤ送給装置2への片側通信だけを行う場合は、溶接電源装置1およびワイヤ送給装置2がそれぞれ通信部14および通信部23を備えないようにしてもよい。
本実施形態においては、電力伝送線52の一部の区間がパワーケーブル41になっている場合について説明したが、これに限られない。電力伝送線52の一部の区間がパワーケーブル42になっていてもよい。また、電力伝送線52が、送電用電源部12と受電用電源部21とを直接接続するようにしてもよい。また、電力伝送線51がガス配管7の内側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。電力伝送線51は、溶接電源装置1とワイヤ送給装置2との間でむき出しになっていてもよい。また、本実施形態においては、溶接電源装置1とワイヤ送給装置2とが、電力伝送線51,52の間に信号を重畳させて通信を行う場合について説明したが、これに限られない。パワーケーブル41,42の間に信号を重畳させて通信を行うようにしてもよいし、無線通信で通信を行うようにしてもよい。
図7〜図14は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記第1実施形態と同一または類似の要素には、上記第1実施形態と同一の符号を付している。
図7は、第2実施形態に係る溶接システムA2の構成を示す図である。なお、図7においては、溶接電源装置1の記載を省略している。
図7に示す溶接システムA2は、送電用電源部12が出力する電流のレベルを切り替えることで識別情報を伝達する点で、第1実施形態に係る溶接システムA1と異なる。このため、溶接システムA2のワイヤ送給装置2は、電圧センサ26および電圧検出部27に代えて、電流センサ26’および電流検出部27’を備えており、内部の電力伝送線51を、スイッチ29によって、抵抗を備える場合と備えない場合とに切り替える構成となっている。なお、スイッチ29は、トランジスタなどの半導体スイッチであってもよいし、機械式のスイッチであってもよい。
制御部22は、ペアリング処理時には、内部の電力伝送線51が抵抗を備える状態(図7に示す状態)とし、通常時(ペアリング処理が完了した後)には、スイッチ29を切り替えることで、内部の電力伝送線51が抵抗を備えない状態にする。ペアリング処理時に電力伝送線51が抵抗を備える状態になるので、送電用電源部12が出力する電圧のレベルを切り替えることで、出力する電流のレベルを切り替えることができる。例えば、抵抗の抵抗値を48Ωとすれば、送電用電源部12が出力する電圧を0〜48Vで切り替えることで、送電用電源部12が出力する電流を0〜1Aで切り替えることができる。なお、ペアリング処理時に送電用電源部12を電流源に切り替えて、当該電流源が出力電流を切り替えるようにしてもよい。溶接電源装置1の記憶部17には、図4(a)に示す、識別情報と送電用電源部12の出力電圧を設定するための設定電圧との対応関係のテーブルが記憶されている。なお、送電用電源部12を電流源に切り替える場合は、図4(a)に示す対応関係のテーブルと同様の、識別情報と電流源の出力電流を設定するための設定電流との対応関係のテーブルとすればよい。この場合は、「設定電流」が、本発明の「第1の値」に相当する。
電流センサ26’は、電力伝送線52に流れる電流を検出するものである。電流センサ26’は、検出した電流を電流検出部27’に出力する。電流検出部27’は、電流センサ26’より入力される電流信号に基づいて、検出電流Iを検出するものである。電流検出部27’は、入力される電流信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、ローパスフィルタで高周波成分を除去し、例えば移動平均値を算出することで、検出電流Iを検出する。なお、電流検出部27’の構成は限定されない。電流検出部27’は、検出電流Iを制御部22に出力する。記憶部28には、図4(b)に示す対応関係のテーブルと同様の、検出電流Iと識別情報との対応関係のテーブルが記憶されている。制御部22は、電流検出部27’より入力される検出電流Iに基づいて、識別情報を復元して記憶部28に設定する。本実施形態においては、「検出電流I」が、本発明の「第2の値」に相当する。また、本実施形態においては、電流センサ26’および電流検出部27’が、本発明の「検出部」に相当する。
第2実施形態によると、溶接電源装置1の制御部13は、記憶部17に記憶されている識別情報および対応関係のテーブルに基づいて識別情報に対応する設定電圧を取得して、切替部16に出力する。切替部16は、入力された設定電圧に応じて、送電用電源部12の出力電圧のレベルを切り替えることで、出力電流のレベルを切り替える。または、制御部13が識別情報に対応する設定電流を取得して、切替部16が設定電流に応じて、電流源の出力電流のレベルを切り替える。ワイヤ送給装置2の制御部22は、電流検出部27’から入力された検出電流Iと、記憶部28に記憶されている対応関係のテーブルとに基づいて、検出電流Iに対応する識別情報を取得して、記憶部28に記憶する。したがって、溶接電源装置1の通信部14とワイヤ送給装置2の通信部23とでペアリングが確立する前であっても、溶接電源装置1に設定された識別情報をワイヤ送給装置2に伝達することができる。また、溶接電源装置1は、溶接電源装置1の識別情報を、通信部14および通信部23による通信を用いずに、ワイヤ送給装置2に伝達することができるので、ペアリング処理が失敗することを抑制することができる。また、第2実施形態の場合、電力伝送線52に流れる電流を検出するので、電圧を検出する場合と異なり、電力伝送線51,52での電圧降下を考慮する必要がない。
第1および第2実施形態では、送電用電源部12の出力電圧(出力電流)を多段階のレベルで切り替えることで、識別情報を伝達する場合について説明したが、これに限られない。送電用電源部12の出力電圧(出力電流)を2段階のレベルで切り替えて、この切り替えによる出力電圧(出力電流)のパルス波形によって、識別情報を伝達するようにしてもよい。送電用電源部12の出力電圧の切り替えによるパルス波形によって識別情報を伝達する場合を、第3実施形態として、以下に説明する。
第3実施形態に係る溶接システムA3は、第1実施形態に係る溶接システムA1の構成と同様なので、構成を示す図の記載を省略する。第3実施形態に係る溶接システムA3は、切替部16が送電用電源部12の出力電圧を、多段階のレベルで切り替えるのではなく、0Vと通常時の電圧Vmax(例えば48V)とで切り替える点で、第1実施形態に係る溶接システムA1と異なる。
溶接電源装置1の制御部13は、識別情報に対応したオン(ハイレベル)時間を有するパルス信号を生成して、切替部16に出力する。オフ(ローレベル)時間は固定された時間としている。切替部16は、制御部13から入力されるパルス信号に応じて、送電用電源部12の出力電圧を切り替える。切替部16は、パルス信号がオン(ハイレベル)の間、送電用電源部12が通常時の電圧Vmax(例えば48V)を出力するように切り替え、パルス信号がオフ(ローレベル)の間、送電用電源部12が0Vを出力するように切り替える。本実施形態においては、「電圧Vmax」が本発明の「第1レベル」に相当し、「0V」が本発明の「第2レベル」に相当する。
ワイヤ送給装置2の制御部22は、電圧検出部27から入力される検出電圧Vを所定の閾値V0と比較して、パルス信号を復元する。具体的には、制御部22は、検出電圧Vが閾値V0以上の場合はハイレベルであり、検出電圧Vが閾値V0未満の場合はローレベルであるパルス信号を、検出信号として生成する。閾値V0は、通常時の電圧Vmaxに近いが、明らかに電圧Vmaxより低下したと判断できる電圧が設定される。制御部22は、検出信号のオン時間Tonを計時して、計時したオン時間Tonに対応する識別情報を取得する。
図8は、送電用電源部12の出力電圧の2段階のレベルでの切り替えによって溶接電源装置1がワイヤ送給装置2に識別情報を伝達するときの、各信号の波形を示すタイムチャートである。
図8(a)は、送電用電源部12の出力電圧の波形を示している。当該出力電圧の波形は、オン(ハイレベル)である通常時の電圧Vmaxがオン時間の間継続し、オフ(ローレベル)である0Vがオフ時間の間継続するパルス状の波形になる。
図8(b)は、電圧検出部27が検出した検出電圧Vの波形を示している。送電用電源部12の出力電圧がVmaxの間、検出電圧VもVmaxになっている。一方、送電用電源部12の出力電圧が0Vの間は、検出電圧Vは、徐々に低下している。
図8(c)は、制御部22が生成した検出信号の波形を示している。検出信号は、検出電圧Vが閾値V0以上のときにハイレベルとなり、閾値V0未満のときにローレベルとなっている。閾値V0を電圧Vmaxに近い値としているので、検出信号の波形は、送電用電源部12の出力電圧の波形とほぼ同様の波形になっている。したがって、制御部22は、溶接電源装置1の制御部13が生成したパルス信号とほぼ同様の波形である検出信号を生成することができる。
溶接電源装置1の制御部13は、記憶部17に記憶されている識別情報と、識別情報とオン時間との対応関係のテーブルとに基づいて、生成するパルス信号のオン時間を決定する。図9(a)は、記憶部17に記憶されている、識別情報とオン時間との対応関係のテーブルの一例を示している。図9(a)に示すテーブルでは、左の欄に識別情報(ID番号)が設定されており、右の欄には各識別情報に対応するオン時間が設定されている。制御部13は、記憶部17に記憶されている識別情報に対応するオン時間をテーブルから読み出して取得する。例えば、識別情報が「3」であった場合、オン時間として「30ms」が取得される。なお、識別情報とオン時間の対応関係はこれに限られない。識別情報の数に応じて適宜設定すればよい。ただし、各オン時間の違いをワイヤ送給装置2の制御部22が認識できる必要がある。本実施形態においては、「オン時間」が、本発明の「第1の値」に相当する。
ワイヤ送給装置2の制御部22は、計時した検出信号のオン時間Tonと、記憶部28に記憶されている、オン時間Tonと識別情報との対応関係のテーブルとから、溶接電源装置1の識別情報を決定する。図9(b)は、記憶部28に記憶されている、オン時間Tonと識別情報との対応関係のテーブルの一例を示している。図9(b)に示すテーブルでは、左の欄にオン時間Tonの範囲が設定されており、右の欄には各範囲に対応する識別情報(ID番号)が設定されている。制御部22は、計時した検出信号のオン時間Tonに対応する識別情報をテーブルから読み出して取得する。例えば、オン時間Tonが「32ms」であった場合、識別情報として「3」が取得される。図9(b)に示すテーブルは、図9(a)に示すテーブルに基づいて設定される。なお、オン時間Tonと識別情報との対応関係はこれに限られない。本実施形態においては、「オン時間Ton」が、本発明の「第2の値」に相当する。
第3実施形態によると、溶接電源装置1の制御部13は、記憶部17に記憶されている識別情報および対応関係のテーブルに基づいて識別情報に対応するオン時間を取得する。そして、当該オン時間を有するパルス信号を生成して、切替部16に出力する。切替部16は、制御部13から入力されるパルス信号に応じて、送電用電源部12の出力電圧を切り替える。ワイヤ送給装置2の制御部22は、電圧検出部27から入力された検出電圧Vと所定の閾値V0とを比較して、検出信号を生成する。そして、検出信号のオン時間Tonを計時して、オン時間Tonと、記憶部28に記憶されている対応関係のテーブルとに基づいて識別情報を取得して、記憶部28に記憶する。したがって、溶接電源装置1の通信部14とワイヤ送給装置2の通信部23とでペアリングが確立する前であっても、溶接電源装置1に設定された識別情報をワイヤ送給装置2に伝達することができる。また、溶接電源装置1は、溶接電源装置1の識別情報を、通信部14および通信部23による通信を用いずに、ワイヤ送給装置2に伝達することができるので、ペアリング処理が失敗することを抑制することができる。また、第3実施形態によると、送電用電源部12の出力電圧を多段階のレベルで切り替える必要がない。
なお、第3実施形態においては、切替部16が、送電用電源部12の出力電圧を、電圧Vmaxと0Vとで切り替える場合について説明したが、これに限られない。例えば、切替部16が、送電用電源部12の出力電圧を、所定の第1電圧(例えば48V)と所定の第2電圧(例えば24V)とで切り替えるようにしてもよい。この場合、受電用電源部21には電圧が印加され続けるので、電圧が低下し過ぎることを防止することができる。
また、第3実施形態においては、送電用電源部12の出力電圧の波形のオフ時間を固定とし、オン時間を識別情報に対応する時間とした場合について説明したが、これに限れない。送電用電源部12の出力電圧の波形のオン時間を固定とし、オフ時間を識別情報に対応する時間としてもよい。
また、送電用電源部12の出力電圧の波形のデューティ比(=オン時間/(オン時間+オフ時間))を識別情報に対応するデューティ比としてもよい。図10は、当該実施例に係る対応関係のテーブルの一例を示している。図10(a)は、記憶部17に記憶されている、識別情報とデューティ比との対応関係のテーブルの一例を示している。図10(a)に示すテーブルでは、左の欄に識別情報(ID番号)が設定されており、右の欄には各識別情報に対応するデューティ比が設定されている。制御部13は、記憶部17に記憶されている識別情報に対応するデューティ比をテーブルから読み出して取得する。例えば、識別情報が「3」であった場合、デューティ比として「30%」が取得される。なお、識別情報とデューティ比の対応関係はこれに限られない。識別情報の数に応じて適宜設定すればよい。ただし、各デューティ比の違いをワイヤ送給装置2の制御部22が認識できる必要がある。溶接電源装置1の制御部13は、記憶部17に記憶されている識別情報と対応関係のテーブルとに基づくデューティ比のパルス信号を生成して、切替部16に出力する。図10(b)は、記憶部28に記憶されている、デューティ比X(検出信号のデューティ比)と識別情報との対応関係のテーブルの一例を示している。図10(b)に示すテーブルでは、左の欄にデューティ比Xの範囲が設定されており、右の欄には各範囲に対応する識別情報(ID番号)が設定されている。ワイヤ送給装置2の制御部22は、検出電圧Vに基づいて生成した検出信号のオン時間Tonおよびオフ時間Toffを計時して、計時したオン時間Tonおよびオフ時間Toffからデューティ比X(=Ton/(Ton+Toff))を算出する。そして、デューティ比Xに対応する識別情報をテーブルから読み出して取得する。例えば、算出されたデューティ比Xが「32%」であった場合、識別情報として「3」が取得される。図10(b)に示すテーブルは、図10(a)に示すテーブルに基づいて設定される。なお、デューティ比Xと識別情報との対応関係はこれに限られない。本実施例においては、「デューティ比」が本発明の「第1の値」に相当し、「デューティ比X」が本発明の「第2の値」に相当する。なお、デューティ比の代わりに、オフ時間に対するオン時間の比率(オン時間/オフ時間)を用いるようにしてもよい。
また、送電用電源部12の出力電圧の波形の周波数を識別情報に対応する周波数としてもよい。図11は、当該実施例に係る対応関係のテーブルの一例を示している。図11(a)は、記憶部17に記憶されている、識別情報と周波数との対応関係のテーブルの一例を示している。図11(a)に示すテーブルでは、左の欄に識別情報(ID番号)が設定されており、右の欄には各識別情報に対応する周波数が設定されている。制御部13は、記憶部17に記憶されている識別情報に対応する周波数をテーブルから読み出して取得する。例えば、識別情報が「3」であった場合、周波数として「30Hz」が取得される。なお、識別情報と周波数の対応関係はこれに限られない。識別情報の数に応じて適宜設定すればよい。ただし、各周波数の違いをワイヤ送給装置2の制御部22が認識できる必要がある。溶接電源装置1の制御部13は、記憶部17に記憶されている識別情報と対応関係のテーブルとに基づく周波数のパルス信号を生成して、切替部16に出力する。図11(b)は、記憶部28に記憶されている、周波数f(検出信号の周波数)と識別情報との対応関係のテーブルの一例を示している。図11(b)に示すテーブルでは、左の欄に周波数fの範囲が設定されており、右の欄には各範囲に対応する識別情報(ID番号)が設定されている。ワイヤ送給装置2の制御部22は、検出電圧Vに基づいて生成した検出信号のオン時間Tonおよびオフ時間Toffを計時して、計時したオン時間Tonおよびオフ時間Toffから周波数f(=1/(Ton+Toff))を算出する。そして、周波数fに対応する識別情報をテーブルから読み出して取得する。例えば、算出された周波数fが「32Hz」であった場合、識別情報として「3」が取得される。図11(b)に示すテーブルは、図11(a)に示すテーブルに基づいて設定される。なお、周波数fと識別情報との対応関係はこれに限られない。本実施例においては、「周波数」が本発明の「第1の値」に相当し、「周波数f」が本発明の「第2の値」に相当する。なお、周波数の代わりに周期を用いるようにしてもよい。
上記第3実施形態においては、送電用電源部12の出力電圧を切り替えているが、送電用電源部12の出力電圧を一定として、スイッチを設けてオンとオフとを切り替えるようにしてもよい。スイッチを切り替えることで、溶接電源装置1がワイヤ送給装置2に出力する電圧を切り替える場合を第4実施形態として、以下に説明する。
図12は、第4実施形態に係る溶接システムA4の構成を示す図である。なお、図12においては、ワイヤ送給装置2の記載を省略している。
図12に示す溶接システムA4は、切替部16がスイッチ15を切り替えることで、溶接電源装置1がワイヤ送給装置2に出力する電圧を切り替える点で、第3実施形態に係る溶接システムA3(全体構成は図1に示す第1実施形態に係る溶接システムA1と同様)と異なる。
スイッチ15は、電力伝送線52に配置されており、電力伝送線52を導通させる状態(オン状態)と電力伝送線52を遮断する状態(オフ状態)とを切り替える。送電用電源部12は、所定の電圧(例えば48V)を出力する。したがって、スイッチ15がオン状態の場合、送電用電源部12が出力する所定の電圧がワイヤ送給装置2の受電用電源部21に印加される。一方、スイッチ15がオフ状態の場合、送電用電源部12が出力する所定の電圧はワイヤ送給装置2の受電用電源部21に印加されない。したがって、溶接電源装置1は、出力電圧を2段階のレベルで切り替えることができる。切替部16は、制御部13から入力されるパルス信号に応じて、スイッチ15を切り替える。切替部16は、パルス信号がオン(ハイレベル)の間、スイッチ15をオン状態に切り替え、パルス信号がオフ(ローレベル)の間、スイッチ15をオフ状態に切り替える。本実施形態では、スイッチ15として、切り替えを速くするために、トランジスタなどの半導体スイッチを用いている。なお、スイッチ15は、オン状態とオフ状態とを切り替えられればよいので、機械式のスイッチとしてもよい。なお、スイッチ15は、電力伝送線51に配置されていてもよい。また、通常時(ペアリング処理が完了した後)は、切替部16は、スイッチ15をオン状態とする。本実施形態においては、スイッチ15および切替部16が、本発明の「切替部」に相当する。
第4実施形態においても、第3実施形態と同様の効果を奏することができる。また、第3実施形態においては、送電用電源部12の出力電圧を切り替える必要はない。
上記第4実施形態においては、溶接電源装置1とワイヤ送給装置2とを接続する電力伝送線51,52を用いる場合について説明したが、これに限られない。ワイヤ送給装置2が溶接電源装置1から電力を供給されない溶接システムは、電力伝送線51,52を備えていない。この場合は、溶接電源装置1とワイヤ送給装置2とを接続する他の接続線を利用すればよい。以下では、溶接トーチ3に設けられているトーチスイッチが制御線によって溶接電源装置1に接続されている溶接システムにおいて、当該制御線を利用する場合について、第5実施形態として以下に説明する。
図13は、第5実施形態に係る溶接システムA5の全体構成を示す図である。なお、図14においては、溶接電源装置1およびワイヤ送給装置2の内部構成の一部、ガスボンベ6およびガス配管7の記載を省略している。
図13に示す溶接システムA5は、ワイヤ送給装置2が溶接電源装置1から電力を供給されていない点と、トーチスイッチ31からの操作信号が制御線8を介して溶接電源装置1に直接入力される点とで、第4実施形態に係る溶接システムA4と異なる。
トーチスイッチ31は、溶接トーチ3に設けられており、ワイヤ送給装置2の内部を通る制御線8によって、溶接電源装置1の制御部13に接続されている。操作者によるトーチスイッチ31の操作による起動信号が、制御線8を介して溶接電源装置1の制御部13に入力される。制御部13は、制御線8に小さな電圧を印加しており、電流が流れたか否かでトーチスイッチ31のオンオフを検出する。本実施形態におけるトーチスイッチ31は、本発明の「制御スイッチ」に相当する。
本実施形態において、スイッチ15は、制御線8に配置されており、制御線8を導通させる状態(オン状態)と制御線8を遮断する状態(オフ状態)とを切り替える。スイッチ15がオン状態の場合、制御線8には電圧が印加され、スイッチ15がオフ状態の場合、制御線8には電圧が印加されない。また、電圧センサ26は、制御線8に配置されており、制御線8に印加されている電圧を検出する。電圧検出部27は、電圧センサ26より入力される電圧信号に基づいて、検出電圧Vを検出して制御部22に出力する。本実施形態においては、制御線8が、本発明の「接続線」に相当する。
第5実施形態においても、第4実施形態と同様の効果を奏することができる。なお、ワイヤ送給装置2が電力伝送線51,52によって溶接電源装置1から電力を供給されている場合でも、制御線8を利用するようにしてもよい。また、利用する制御線は、トーチスイッチ31の制御線8に限定されない。例えば、ワイヤ送給装置2に設けられている溶接電流(電圧)設定部と溶接電源装置1とを接続する制御線や、インチングスイッチと溶接電源装置1とを接続する制御線などを利用するようにしてもよい。また、ワイヤ送給装置2にリモコンが接続されており、溶接電流(電圧)設定部またはインチングスイッチが当該リモコンに設けられている場合、溶接電流(電圧)設定部またはインチングスイッチと溶接電源装置1とを接続する制御線を利用するようにしてもよい。これらの場合、溶接電流(電圧)設定部またはインチングスイッチが本発明の「制御スイッチ」に相当し、制御線が本発明の「接続線」に相当する。
上記第1〜5実施形態においては、溶接電源装置1がワイヤ送給装置2と通信を行う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が他の周辺装置と通信する場合にも、本発明を適用することができる。以下では、溶接電源装置1を遠隔操作するためのリモコン9と溶接電源装置1とが通信を行う場合について、第6実施形態として以下に説明する。
図14は、第6実施形態に係る溶接システムA6の全体構成を示す図である。なお、図14においては、ワイヤ送給装置2、ガスボンベ6およびガス配管7の記載を省略している。
図14に示す溶接システムA6は、リモコン9を備えている。リモコン9は、溶接電源装置1を遠隔操作するものであり、受電用電源部21、制御部22、通信部23、電圧センサ26、電圧検出部27および記憶部28を備えている。リモコン9は、駆動のための電力を、溶接電源装置1から供給される。リモコン9の受電用電源部21と溶接電源装置1の送電用電源部12とは、電力伝送線51,52によって接続されている。送電用電源部12から出力される電力は、電力伝送線51,52によって、受電用電源部21に供給される。また、溶接電源装置1とリモコン9とは、電力伝送線51,52の間に信号を重畳させて通信を行う。受電用電源部21、制御部22、通信部23、電圧センサ26、電圧検出部27および記憶部28は、それぞれ、第1実施形態に係るワイヤ送給装置2の受電用電源部21、制御部22、通信部23、電圧センサ26、電圧検出部27および記憶部28と同様のものである。なお、リモコン9は、実際には、操作部などを備えているが、図14においては記載を省略している。リモコン9は、本発明の「第2の通信装置」に相当する。
第6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。なお、リモコン9以外の周辺装置(例えば溶接トーチ3、溶接トーチ3に循環させる冷却水を制御する冷却水循環装置、ガスボンベ6のガスの供給を制御する装置など)と溶接電源装置1とが通信する場合にも、同様に、本発明を適用することができる。これらの場合、各周辺装置は、本発明の「第2の通信装置」に相当する。
上記第1〜6実施形態においては、本発明を溶接システムに適用した場合について説明したが、これに限られない。その他の通信を行うシステムにおいても、本発明を適用することができる。
本発明に係る通信システムおよび溶接システムは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る通信システムおよび溶接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。