WO2017208766A1 - 通信システム、および、通信機能を有する溶接システム - Google Patents

通信システム、および、通信機能を有する溶接システム Download PDF

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WO2017208766A1
WO2017208766A1 PCT/JP2017/017816 JP2017017816W WO2017208766A1 WO 2017208766 A1 WO2017208766 A1 WO 2017208766A1 JP 2017017816 W JP2017017816 W JP 2017017816W WO 2017208766 A1 WO2017208766 A1 WO 2017208766A1
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WO
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communication
welding
power
unit
voltage
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Application number
PCT/JP2017/017816
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English (en)
French (fr)
Inventor
西坂 太志
雄也 上野
Original Assignee
株式会社ダイヘン
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/10Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B3/00Line transmission systems
    • H04B3/54Systems for transmission via power distribution lines

Definitions

  • the present disclosure relates to a communication system and a welding system having a communication function.
  • a conventional consumable electrode type welding system includes a welding power supply device and a wire feeding device.
  • the welding power source device is heavy and is used by being installed in one place, but the wire feeder is carried by the welding operator as the welding location changes.
  • the operator When the welding power supply device is away from the welding work position, the operator must move to the welding power supply device in order to set the welding conditions (welding voltage, etc.), but this is not efficient.
  • Patent Document 1 discloses a welding system configured to be able to perform wireless communication between a welding power supply device and a wire feeding device.
  • Patent Document 2 discloses a welding system that performs desired communication by superimposing a communication signal on an existing power cable.
  • a plurality of welding systems are used at the welding work site.
  • interference may occur between a plurality of welding systems.
  • the power cable of each welding system may be bundled and arrange
  • signals may be superimposed between a plurality of welding systems, and interference may occur.
  • Patent Document 3 discloses that the same identification information is set in the welding power supply device and the wire feeding device.
  • the wire feeding device may communicate with a power supply device that is not connected to the wire feeding device, which may unduly change the output of the power supply device.
  • an object of the present disclosure is to provide a communication system that can appropriately transmit information even before pairing is established.
  • Another object of the present disclosure is to provide a welding system using such a communication system.
  • the present disclosure proposes the following technical means.
  • a communication system provided by a first aspect of the present disclosure includes a first communication device, a second communication device that communicates with the first communication device, and the second communication device from the first communication device to the second communication device. And a power transmission line for supplying power to the communication device.
  • the first communication device includes a power transmission power supply unit that supplies power to the second communication device, and a switching unit that switches a voltage applied by the power transmission power supply unit.
  • the second communication device includes: a power receiving power unit that is supplied with power from the power transmitting power unit via the power transmission line; and an identification unit that identifies a voltage applied to the power receiving power unit. I have. According to this configuration, the switching unit switches the voltage applied to the power receiving unit via the power transmission line by switching the voltage applied by the power transmitting unit.
  • the identification unit identifies the voltage applied to the power receiving power supply unit. Accordingly, the second communication device can recognize the switching by the switching unit of the first communication device based on the identification result by the identification unit. Therefore, even if pairing is not established between the first communication device and the second communication device, information can be transmitted from the first communication device to the second communication device.
  • the switching unit switches between a state in which the power transmission power supply unit applies a voltage and a state in which no voltage is applied, and the identification unit is not applied with a state in which a voltage is applied to the power receiving power supply unit. Identify the state. According to this configuration, switching can be facilitated, and state identification can also be facilitated.
  • the identification unit includes a voltage sensor that detects a voltage of the power receiving power supply unit, and a voltage comparison unit that compares a detection voltage detected by the voltage sensor with a predetermined value. Identification is performed based on whether the value is equal to or less than a predetermined value. According to this configuration, identification can be performed based on the voltage of the power receiving unit.
  • the identification unit includes a current sensor that detects a current flowing through the power transmission line, and a current comparison unit that compares a detection current detected by the current sensor with a predetermined value. Identification is performed based on whether the value is less than or equal to the value. According to this configuration, identification can be performed based on the current flowing through the power transmission line.
  • the switching unit is a switch that switches between a conduction state and a cutoff state of the power transmission line. According to this configuration, it is possible to clearly switch between a state in which the power transmission power supply unit applies a voltage and a state in which no voltage is applied.
  • the first communication device starts pairing processing based on the switching state by the switching unit, and the second communication device performs pairing processing based on the identification state by the identification unit. Start.
  • the start timing of the pairing process can be matched between the first communication device and the second communication device. Thereby, it can suppress that a pairing process fails.
  • the first communication apparatus when the pairing process has failed, performs switching by the switching unit after a delay time based on a predetermined number and starts the pairing process.
  • the switching timing by the switching unit after pairing failure differs depending on the predetermined number. Therefore, even if the failure of the pairing process due to the coincidence of the start timing of the pairing process in a plurality of communication systems, it is possible to prevent the failure from being repeated.
  • the predetermined number is a number unique to the first communication device. According to this configuration, since the delay time based on the unique number is set, it is possible to prevent the delay time from matching with the other first communication devices.
  • the first communication device further includes communication failure detection means for detecting that communication with the paired second communication device is no longer possible, and the communication failure detection means prevents communication.
  • the communication failure detection means prevents communication.
  • switching by the switching unit is performed, and pairing processing is started. According to this configuration, even when the second communication device connected to the first communication device is replaced, it is possible to communicate with the newly installed second communication device.
  • the first communication device periodically transmits a communication confirmation signal to the paired second communication device, and the paired second communication device transmits the communication confirmation.
  • a signal is received, a response signal is transmitted to the first communication device, and the communication disconnection detecting means communicates when the response signal is not received within a predetermined time after transmitting the communication confirmation signal. Detect that it is no longer possible.
  • the first communication device can easily detect that communication with the paired second communication device is no longer possible.
  • the first communication device performs switching by the switching unit based on its own identification information, and the second communication device restores the identification information based on the identification state by the identification unit. And record.
  • the first communication device can transmit its own identification information to the second communication device.
  • the switching unit changes a period in which the voltage is applied according to a value of each digit of the numerical value based on the identification information, and switches between a state in which the voltage is applied and a state in which the voltage is not applied.
  • the communication device restores the identification information by restoring the value of each digit according to the length of the period identified as the state in which the voltage is applied by the identification unit. According to this configuration, the first communication device can easily transmit its identification information to the second communication device.
  • the identification information is composed of binary bit data.
  • the first communication device and the second communication device communicate wirelessly.
  • the first communication device and the second communication device communicate by superimposing a signal on the power transmission line.
  • the welding system provided by the second aspect of the present disclosure includes the communication system provided by the first aspect of the present disclosure.
  • the welding system includes a welding power supply device having the first communication device and a welding peripheral device having the second communication device. According to this configuration, in the welding system, information can be transmitted from the welding power supply device to the welding peripheral device even if the pairing is not established between the welding power supply device and the welding peripheral device.
  • the welding system includes a welding torch, a first power cable connecting the welding power supply device and the welding torch, and a second power cable connecting the welding power supply device and the workpiece.
  • the power transmission line includes a first power transmission line that directly connects the power transmission power supply unit and the power reception power supply unit, and the first power cable or the second power cable from the power transmission power supply unit.
  • a second power transmission line connected to the power receiving power supply unit via a part of the power receiving unit. According to this configuration, a part of the second power transmission line can be substituted with the power cable.
  • the welding system further includes a gas supply pipe that supplies a shielding gas to the welding torch through the welding power supply device and the welding peripheral device.
  • the first power transmission line is disposed inside the gas supply pipe.
  • the second power transmission line is less susceptible to external impacts, so disconnection is suppressed.
  • the second power transmission line does not interfere with the movement of the welding peripheral device as compared with the case where the second power transmission line is arranged separately from the gas supply pipe.
  • the switching unit switches the voltage applied to the power receiving unit via the power transmission line by switching the voltage applied by the power transmitting unit.
  • the identification unit identifies the voltage applied to the power receiving power supply unit. Accordingly, the second communication device can recognize the switching by the switching unit of the first communication device based on the identification result by the identification unit. Therefore, even if pairing is not established between the first communication device and the second communication device, information can be transmitted from the first communication device to the second communication device.
  • FIG. 1 to 3B are diagrams for explaining the welding system A1 according to the first embodiment.
  • FIG. 1 shows the overall configuration of the welding system A1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the gas supply pipe.
  • 3A and 3B show examples of internal configurations of the welding power supply unit and the power transmission power supply unit, respectively.
  • the welding system A1 includes a welding power supply device 1, a wire feeding device 2, a welding torch 3, power cables 41 and 42, power transmission lines 51 and 52, a gas cylinder 6, and a gas supply pipe 7. ing.
  • the welding system A1 also includes a wire reel around which a wire electrode is wound.
  • the welding power source device 1 has two output terminals 11a and 11b for welding power.
  • the first output terminal 11 a is connected to the wire feeding device 2 via the power cable 41.
  • the wire feeding device 2 sends the wire electrode to the welding torch 3 so that the tip of the wire electrode protrudes from the tip of the welding torch 3.
  • the power cable 41 and the wire electrode are electrically connected.
  • the second output terminal 11 b is connected to the workpiece W via the power cable 42.
  • the welding power source device 1 generates an arc between the tip of the wire electrode protruding from the tip of the welding torch 3 and the workpiece W, and supplies electric power to the arc.
  • the welding system A1 welds the workpiece W with the heat of the arc.
  • the welding system A1 uses shield gas during welding.
  • the shield gas of the gas cylinder 6 is supplied to the tip of the welding torch 3 by a gas supply pipe 7 that passes through the welding power supply device 1 and the wire feeding device 2.
  • the gas supply pipe 7 includes a plurality of pipes. Specifically, piping connecting the gas cylinder 6 and the welding power source device 1, piping arranged inside the welding power source device 1, piping connecting the welding power source device 1 and the wire feeding device 2, and wire A pipe or the like disposed inside the feeding device 2 and connected to the tip of the welding torch 3 is used.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the pipe connecting the welding power source device 1 and the wire feeding device 2 is connected to the two connection fittings 1a and 2a.
  • connection fitting 1 a is connected to a pipe arranged inside the power connection device 1, and the right connection fitting 2 a is arranged inside the wire feeding device 2.
  • each connection metal fitting 1a, 2a is formed from a conductive metal.
  • the gas supply pipe 7 is made of rubber and can be connected so as to be fitted into the connection fitting 1a (2a).
  • the raw material of the gas supply pipe 7 is not specifically limited, You may change with each area.
  • the part which connects the welding power supply device 1 and the wire feeder 2 is an insulator, such as rubber
  • Electric power for driving a feeding motor 24 (described later) for feeding the wire electrode is supplied from the welding power supply device 1 to the wire feeding device 2 via power transmission lines 51 and 52.
  • One output terminal (the upper terminal in FIG. 1) of the power source for driving power of the wire feeding device 2 (the power source unit for power transmission 12 described later) included in the welding power source device 1 is connected via the power transmission line 51. It is connected to one input terminal (upper terminal in FIG. 1) of the power supply (power receiving power supply unit 21 described later) of the wire feeder 2.
  • the power transmission line 51 is disposed inside the gas supply pipe 7 between the welding power supply device 1 and the wire feeding device 2. As shown in FIG. 2, the power transmission line 51 is connected to the connection fitting 1 a inside the welding power source device 1, and the power transmission line 51 is connected to the connection fitting 2 a inside the wire feeding device 2. Yes.
  • the power transmission line 51 disposed inside the gas supply pipe 7 is fixed by being sandwiched between the gas supply pipe 7 and the connection fittings 1a and 2a, and electrically connects the two connection fittings 1a and 2a. ing. That is, the connection fitting 1a functions as a connector for connecting the power transmission line 51 inside the welding power source device 1 and the power transmission line 51 inside the gas supply pipe 7, and the connection fitting 2a is the wire feeding device 2. It functions as a connector for connecting the power transmission line 51 inside the power transmission line 51 and the power transmission line 51 inside the gas supply pipe 7.
  • the other output terminal (the lower terminal in FIG. 1) of the power transmission unit 12 and the power cable 41 are connected to each other by a power transmission line 52 inside the welding power source device 1.
  • the other input terminal (the lower terminal in FIG. 1) of the power receiving power supply unit 21 and the power cable 41 are connected to each other by the power transmission line 52 inside the wire feeding device 2. That is, the other output terminal of the power transmission power supply unit 12 and the other input terminal of the power reception power supply unit 21 are electrically connected by the power transmission line 52 (part of the section is configured by the power cable 41). Yes.
  • the power output from the power transmission power supply unit 12 is supplied to the power reception power supply unit 21 through the power transmission lines 51 and 52.
  • the power transmission lines 51 and 52 are also used for signal communication between the welding power source device 1 and the wire feeding device 2.
  • the welding power supply device 1 supplies DC power for arc welding to the welding torch 3.
  • the welding power supply device 1 includes a welding power supply unit 11, a power transmission power supply unit 12, a control unit 13, a communication unit 14, a switch 15, and a switching unit 16.
  • the welding power supply unit 11 converts the three-phase AC power input from the power system into DC power suitable for arc welding and outputs the DC power. As shown in FIG. 3A, the three-phase AC power input to the welding power supply unit 11 is converted into DC power by the rectifier circuit 111 and converted into AC power by the inverter circuit 112. Then, the voltage is stepped down or boosted by the transformer 113, converted into DC power by the rectifier circuit 114, and output.
  • the structure of the power supply part 11 for welding is not limited to what was mentioned above.
  • the power transmission power supply unit 12 outputs power for driving the feeding motor 24 of the wire feeding device 2 and the like.
  • the power transmission unit 12 converts single-phase AC power input from the power system into DC power suitable for use in the wire feeder 2 and outputs the DC power.
  • the power transmission power supply unit 12 is a switching regulator, for example. As shown in FIG. 3A, AC power input to the power transmission unit 12 is converted into DC power by the rectifier circuit 121, and stepped down or boosted by the DC / DC converter circuit 122 and output.
  • the power transmission power supply unit 12 supplies direct-current power whose voltage is controlled to 48 V, for example, to the wire feeder 2 via the power transmission lines 51 and 52.
  • the configuration of the power transmission power supply unit 12 is not limited to that described above. For example, the configuration may be the same as that of the welding power supply unit 11, and AC power input from the power system is stepped down or boosted by a transformer and then converted to DC power by the rectifier circuit 121 and output. May be.
  • the welding power supply unit 11 applies a voltage so that the potential of the output terminal 11a is higher than that of the other output terminal 11b (so that the potential of the work cable 41 is higher than the potential of the power cable 42).
  • the power transmission power supply unit 12 applies a voltage so that the potential of the power transmission line 51 is lower than the potential of the power transmission line 52. Since the power transmission line 52 is connected to the power cable 41, the potential of the power transmission line 51 is lower than the potential of the power cable 41. That is, the potential difference between the power transmission line 51 and the power cable 42 is made not so large by making the potentials of the power transmission line 51 and the power cable 42 lower than those of the power cable 41.
  • the potential difference between the power transmission line 51 and the power cable 42 is 42V. If the potential of the power transmission line 51 is higher than the potential of the power transmission line 52, the potential difference between the power transmission line 51 and the power cable 42 is 132V.
  • the voltage applied by the power transmission power supply unit 12 is reversed in polarity (the potential of the power transmission line 51 is greater than the potential of the power transmission line 52. The voltage may be applied so as to increase.
  • the control unit 13 controls the welding power source device 1 and is realized by, for example, a microcomputer.
  • the control unit 13 controls the inverter circuit 112 of the welding power source unit 11 so that the welding voltage and welding current output from the welding power source device 1 become the set voltage and the set current.
  • the DC / DC converter circuit 122 of the power transmission power supply unit 12 is controlled so that the voltage output from the power transmission power supply unit 12 becomes a predetermined voltage.
  • the control unit 13 performs control such as changing a welding condition according to an operation of a setting button (not shown) or starting the welding power source unit 11 according to an operation of an activation button (not shown).
  • the control part 13 displays the detected value of the welding voltage and welding current detected by the sensor (not shown) on a display part, or notifies an alerting
  • control unit 13 changes the welding conditions and activates the welding power source unit 11 based on a signal input from the communication unit 14, and detects a detected value of the detected welding voltage (or welding current) or an abnormality.
  • a signal indicating the occurrence and a signal for a wire feeding command or a gas supply command to the wire feeding device 2 are output to the communication unit 14.
  • control unit 13 performs a pairing process in order to identify the wire feeding device 2 that is a communication partner of the welding power source device 1. Moreover, the control part 13 performs the timing notification process (after-mentioned) for notifying the wire feeder 2 of the timing which starts a pairing process.
  • the communication unit 14 communicates with the wire feeding device 2 via the power transmission lines 51 and 52. Specifically, the communication unit 14 demodulates the signal received from the wire feeding device 2 and outputs the demodulated signal to the control unit 13.
  • the signal received from the wire feeding device 2 includes, for example, a signal for setting a welding condition and an activation signal for instructing activation of the welding power source unit 11.
  • the communication part 14 modulates the signal input from the control part 13, and transmits to the wire feeder 2 as a communication signal. Examples of the signal transmitted to the wire feeding device 2 include a detected value of the detected welding voltage or welding current, a signal indicating the occurrence of an abnormality, a signal for a wire feeding command or a gas supply command, and the like.
  • the signal transmitted / received between the wire feeding apparatuses 2 is not limited to what was mentioned above.
  • the communication unit 14 performs communication using a direct spread spectrum (DSSS) communication method.
  • DSSS direct spread spectrum
  • the transmission side performs an operation using a spread code on a signal to be transmitted, and spreads the spectrum of the original signal in a wider band and transmits the signal.
  • the receiving side restores the original signal by despreading the received signal using a common spreading code. Even when noise is superimposed on the communication signal, the noise spectrum is spread by despreading, so that the original communication signal can be extracted by filtering. Therefore, communication can be performed with high communication quality.
  • the same spreading code is set in the paired welding power supply device 1 and the wire feeding device 2, and the spreading code is set to be different for each welding system A1, Even if a communication signal transmitted / received by the welding system A1 is erroneously received, the communication signal is despread with a different spreading code and removed as noise. However, since the welding power source device 1 does not know which wire feeding device 2 is connected to, the same spreading code is initially set for all. Accordingly, interference may occur in communication before pairing.
  • the communication unit 14 includes a coupling circuit.
  • the coupling circuit includes a high-frequency transformer in which a coil connected to the input / output terminal of the communication unit 14 and a coil connected in parallel to the power transmission lines 51 and 52 are magnetically coupled, and the communication unit 14 outputs.
  • the communication signal is superimposed on the power transmission lines 51 and 52, and the communication signal superimposed on the power transmission lines 51 and 52 is detected.
  • the communication unit 14 performs BPSK (Binary Phase Shift Keying) modulation on the carrier signal according to the signal input from the control unit 13, performs spectrum spread on the modulated signal, converts the signal into an analog signal, and transmits the analog signal.
  • BPSK Binary Phase Shift Keying
  • the spread spectrum is not limited to the direct spreading method, and a frequency hopping method may be used. Note that although spectrum spreading is performed in this embodiment, the present invention is not limited to this, and spectrum spreading may not be performed.
  • the communication unit 14 detects communication signals superimposed on the power transmission lines 51 and 52, converts the communication signals into digital signals, performs despreading and filtering, performs demodulation, and outputs the signals to the control unit 13.
  • the signal transmitted from the welding power supply device 1 to the wire feeding device 2 and the signal transmitted from the wire feeding device 2 to the welding power supply device 1 are transmitted and received at different times. Different frequency bands may be used.
  • the switch 15 is disposed on the power transmission line 52 and switches between a state in which the power transmission line 52 is conducted (on state) and a state in which the power transmission line 52 is blocked (off state).
  • the switch 15 is in the ON state, the voltage output from the power transmission power supply unit 12 is applied to the power reception power supply unit 21 of the wire feeder 2.
  • the switch 15 is in the OFF state, the voltage output from the power transmission power supply unit 12 is not applied to the power reception power supply unit 21 of the wire feeder 2.
  • the switch 15 switches between an on state and an off state based on an instruction from the switching unit 16.
  • a semiconductor switch such as a transistor is used as the switch 15 in order to speed up switching.
  • the switch 15 may be a mechanical switch that switches between an on state and an off state. Note that the switch 15 may be disposed on the power transmission line 51.
  • the switching unit 16 switches the state of the switch 15 based on an instruction from the control unit 13. Normally, the switching unit 16 turns on the switch 15.
  • the control unit 13 outputs a pairing start signal as a switching instruction to the switching unit 16 in order to inform the wire feeder 2 of the timing.
  • the pairing start signal is a pulse signal having a predetermined high level period.
  • the power transmission power supply unit 12, the control unit 13, the communication unit 14, the switch 15, and the switching unit 16 can cooperate to function as a communication device. It is also possible to regard the entire welding power source device 1 as a communication device.
  • the wire feeder 2 sends the wire electrode to the welding torch 3. Further, the wire feeder 2 supplies the shielding gas of the gas cylinder 6 to the tip of the welding torch 3.
  • the wire feeding device 2 includes a power receiving power supply unit 21, a control unit 22, a communication unit 23, a feeding motor 24, a gas electromagnetic valve 25, a voltage sensor 26, and a voltage comparison unit 27.
  • the power receiving power supply unit 21 supplies power to the control unit 22, the feed motor 24, and the gas solenoid valve 25.
  • the power receiving power supply unit 21 is supplied with electric power from the welding power supply device 1 through the power transmission lines 51 and 52, converted into a voltage suitable for each of the control unit 22, the feed motor 24, and the gas electromagnetic valve 25 and output. To do.
  • the power receiving power supply unit 21 includes a capacitor for accumulating power supplied from the welding power supply device 1, a diode for preventing a current from flowing backward from the capacitor to the power transmission lines 51 and 52, a control unit 22, a feeding motor 24, and A DC / DC converter for adjusting the voltage output to the gas solenoid valve 25 is provided. Note that the configuration of the power receiving power supply unit 21 is not limited to that described above.
  • the control unit 22 controls the wire feeding device 2 and is realized by, for example, a microcomputer.
  • the control unit 22 outputs an activation signal for activating the welding power supply unit 11 of the welding power supply device 1 to the communication unit 23 in response to an operation signal for activation input from a torch switch provided in the welding torch 3. To do. Further, the welding conditions stored in the predetermined storage unit are changed according to an operation signal for changing the welding conditions input from the operation unit (not shown). Further, the control unit 22 outputs and displays the detected value of the welding voltage or welding current input from the communication unit 23 on a display unit (not shown), or a signal indicating the occurrence of abnormality input from the communication unit 23.
  • a notification unit (not shown) is notified of abnormality (for example, a warning sound by a speaker or a notification by vibration).
  • the control unit 22 causes the feeding motor 24 to feed the wire electrode and sends the wire electrode to the welding torch 3.
  • the gas electromagnetic valve 25 is opened, and the shield gas of the gas cylinder 6 is released from the tip of the welding torch 3.
  • the control unit 22 performs a pairing process in order to identify the welding power supply device 1 that is a communication partner of the wire feeding device 2.
  • the control part 22 starts a pairing process according to the timing notified from the welding power supply device 1.
  • the communication unit 23 communicates with the welding power source device 1 through the power transmission lines 51 and 52. Specifically, the communication unit 23 demodulates the signal received from the welding power supply device 1 and outputs the demodulated signal to the control unit 22.
  • the signal received from the welding power source device 1 includes, for example, a detected value of a welding voltage (or welding current) detected by a sensor in the welding power source device 1, a signal indicating an abnormality, a wire feed command, a gas supply command, and the like. There are signals for.
  • the communication part 23 modulates the signal input from the control part 22, and transmits to the welding power supply device 1 as a communication signal.
  • the signal transmitted to the welding power source apparatus 1 includes, for example, a signal for setting welding conditions and an activation signal for instructing activation of the welding power source unit 11.
  • the signal transmitted / received between the welding power supply apparatuses 1 is not limited to what was mentioned above.
  • the communication unit 23 Similar to the communication unit 14 described above, the communication unit 23 also performs communication using the direct spread spectrum communication method.
  • the communication unit 23 includes a coupling circuit.
  • the coupling circuit includes a high-frequency transformer in which a coil connected in parallel to the power transmission lines 51 and 52 and a coil connected to the input / output terminal of the communication unit 23 are magnetically coupled, and communication output from the communication unit 23.
  • the signal is superimposed on the power transmission lines 51 and 52, and the communication signal superimposed on the power transmission lines 51 and 52 is detected.
  • the feeding motor 24 feeds the wire electrode to the welding torch 3.
  • the feed motor 24 rotates based on a wire feed command from the control unit 22, rotates the feed roller, and sends the wire electrode to the welding torch 3.
  • the gas solenoid valve 25 is provided in the gas supply pipe 7 that connects the gas cylinder 6 and the welding torch 3, and is opened and closed based on a gas supply command from the control unit 22. While the gas supply command is input from the control unit 22, the gas electromagnetic valve 25 is opened, and the shield gas is supplied to the welding torch 3. On the other hand, when the gas supply command is not input from the control unit 22, the gas electromagnetic valve 25 is closed and the supply of the shielding gas to the welding torch 3 is stopped.
  • the voltage sensor 26 detects the voltage between the input terminals of the power receiving power supply unit 21.
  • the voltage sensor 26 may detect the voltage between terminals of the capacitor of the power receiving unit 21 for receiving power.
  • the voltage sensor 26 outputs the detected voltage to the voltage comparison unit 27.
  • the voltage comparison unit 27 compares the detection voltage V input from the voltage sensor 26 with a predetermined threshold value V 0 and detects that the voltage of the power receiving power source unit 21 is decreasing.
  • the threshold value V 0 is a voltage value set to determine a voltage drop, and a voltage value between a voltage (for example, 48V) applied from the power transmission unit 12 and 0V is set. If a large value is set as the threshold value V 0 , a voltage drop can be detected quickly, but the possibility of erroneous detection increases. On the other hand, when a small value is set as the threshold value V 0 , the possibility of erroneous detection of a voltage drop is reduced, but detection is delayed.
  • the threshold value V 0 is set to a value of 30 to 40 V, for example.
  • the voltage comparison unit 27 outputs the comparison result as a voltage drop detection signal to the control unit 22.
  • the detection voltage V is equal to or higher than the predetermined threshold value V 0
  • the voltage comparison unit 27 determines that the voltage has not decreased and sets the voltage decrease detection signal to a low level.
  • the detection voltage V is smaller than the predetermined threshold value V 0 , it is determined that the voltage is decreasing, and the voltage decrease detection signal is set to the high level.
  • the control unit 22 starts pairing processing based on the voltage drop detection signal input from the voltage comparison unit 27.
  • the voltage sensor 26 and the voltage comparison unit 27 can function as an identification unit that identifies the presence or absence of a voltage drop.
  • the power receiving power supply unit 21, the control unit 22, the communication unit 23, the voltage sensor 26, and the voltage comparison unit 27 can function in cooperation as a communication device.
  • the entire wire feeding device 2 can also be regarded as a communication device.
  • the timing notification process is a process for notifying the start timing of the pairing process.
  • the pairing process is a process for specifying a communication partner, and sets identification information common to each device to be associated. It is possible to eliminate a signal transmitted from other than the communication partner and received by interference by processing the signal to which the identification information is added by transmitting the signal transmitted by the transmission side and processing only the signal to which the identification information is added. it can.
  • the welding power supply device 1 and the wire feeding device 2 are connected by the power transmission lines 51 and 52 and perform communication by superimposing signals on the power transmission lines 51 and 52.
  • a plurality of welding systems A1 exist at the site where the welding operation is performed, and the gas supply pipe 7 in which the power transmission line 51 is arranged and the power cable 41 which is a part of the power transmission line 52 are arranged in a bundle.
  • the welding power source device 1 When performing the pairing process by communication, the target device is before being paired, so interference may occur. Therefore, it is necessary to match the start timing of the pairing process between the devices to be paired.
  • the welding power source device 1 notifies the wire feeding device 2 of the start timing of the pairing process by the timing notification process. Specifically, the welding power supply device 1 uses the switching of the switch 15 by the switching unit 16 to notify the wire feeding device 2 of the start timing of the pairing process.
  • the welding power source apparatus 1 provides a delay time (described later) at the next start timing, and sets the set delay time. The timing is shifted by making it differ for every welding system A1.
  • FIG. 4 is a time chart showing the waveform of each signal when the start of the pairing process is transmitted to the wire feeding device 2 by the timing notification process.
  • FIG. 4A shows a pairing start signal output from the control unit 13 to the switching unit 16.
  • the control unit 13 When the welding power supply device 1 is activated, the control unit 13 outputs a pulse signal having a predetermined high level period to the switching unit 16 as a pairing start signal.
  • the pairing start signal is at a high level at time t1, and is at a low level at time t3.
  • FIG. 4 shows the state of the switch 15.
  • the switch 15 is in an on state while the pairing start signal is at a low level, and is in an off state while the pairing start signal is at a high level. That is, the switch 15 is switched to the off state at time t1, and is switched to the on state at time t3.
  • FIG. 4 shows the detection voltage V detected by the voltage sensor 26.
  • FIG. 4D shows a voltage drop detection signal output from the voltage comparison unit 27.
  • the power transmission line 52 is in the conductive state. Therefore, the voltage output from the power transmission power supply unit 12 is applied to the power reception power supply unit 21, and the detection voltage V of the voltage sensor 26 is a predetermined voltage (for example, 48V). At this time, since the detection voltage V is equal to or higher than the predetermined threshold value V 0 , the voltage drop detection signal is at a low level.
  • a predetermined voltage for example, 48V
  • the switch 15 is switched to the off state. For this reason, since the power transmission line 52 is cut off and no voltage is applied to the power receiving power supply unit 21, the detection voltage V of the voltage sensor 26 is lowered. At time t2, since the detection voltage V becomes smaller than the threshold value V 0 , the voltage drop detection signal is at a high level.
  • the detection voltage V decreases after that, but has started to increase due to the switch 15 being switched on at time t3.
  • the voltage of the power receiving power supply unit 21 (detection voltage V) is set so as to maintain a level at which the control unit 22 can be driven. Yes.
  • the high level period is the time from when the voltage is no longer applied from the power transmission power supply unit 12 to the power reception power supply unit 21 until the voltage of the power reception power supply unit 21 reaches the minimum voltage that can drive the control unit 22. It is set shorter.
  • the detection voltage V becomes equal to or higher than the threshold value V 0 , and the voltage drop detection signal becomes low level.
  • the detection voltage V continues to rise to a predetermined voltage, and the voltage is maintained.
  • the waveform corresponding to the pairing start signal output from the control unit 13 of the welding power source apparatus 1 to the switching unit 16 is input to the control unit 22 of the wire feeding device 2 as a voltage drop detection signal.
  • the voltage drop detection signal has a rising timing (timing to switch from low level to high level) later than the pairing start signal, and falling timing (timing to switch from high level to low level) is almost the same as the pairing start signal. It has a certain pulse waveform.
  • the voltage drop detection signal has a waveform similar to that of the pairing start signal.
  • the voltage drop detection signal is used as a pairing start signal for the wire feeder 2.
  • the control unit 13 of the welding power source device 1 starts the pairing process at the falling timing of the pairing start signal. Further, the control unit 22 of the wire feeding device 2 starts the pairing process at the falling timing of the voltage drop detection signal. There is a slight difference in the start timing of the pairing process (a time difference between time t3 and time t4 in FIG. 4), but the timing is substantially the same. In the present embodiment, the time from the start to the end of pairing in the pairing process of the control unit 13 is made longer than the pairing process of the control unit 22 by this time difference. Note that the start timing of the pairing process in the control unit 13 may be delayed by this time difference.
  • the rising timing may be used instead of using the falling timing of the pairing start signal and the voltage drop detection signal.
  • the time difference between the rising timing of the pairing start signal and the rising timing of the voltage drop detection signal (the time difference between time t1 and time t2 in FIG. 4) is equal to the falling timing of the pairing start signal. Since it becomes longer than the time difference (the time difference between time t3 and time t4 in FIG. 4) from the falling timing of the voltage drop detection signal, it is desirable to use the falling timing.
  • FIGS. 5A and 5B are time charts for explaining a situation in which the start timings of the pairing process match for a plurality of welding systems A1.
  • FIG. 5A and 5B show pairing start signals for each of the four welding power supply devices 1. Different identification numbers (100, 101, 102, 103) are set in advance for each welding power source device 1.
  • FIG. 5A shows a case where no delay time is provided
  • FIG. 5B shows a case where a delay time is provided.
  • a plurality of welding power supply devices 1 may be activated at the same time.
  • the pairing start signals of the welding power source devices 1 with the identification numbers 100 to 103 are switched to the high level at the same timing (t11 in FIGS. 5A and 5B). Since each pairing start signal is switched to the low level at the same timing (t12 in FIGS. 5A and 5B), the welding power source apparatus 1 with the identification numbers 100 to 103 starts the pairing process at the same timing.
  • the welding power source device 1 with the identification number 100 transmits the identification information for pairing to the corresponding wire feeding device 2
  • the wire feeding device 2 corresponding to the welding power source device 1 with the identification numbers 101 to 103 also Receive identification information. Accordingly, responses are returned from the plurality of wire feeders 2, and the first pairing process fails. In this case, the pairing process is performed again.
  • the pairing start signal of the welding power source apparatus 1 with the identification numbers 100 to 103 is switched to the high level at the same timing (t13 in FIG. 5A). . Therefore, the failure of the pairing process is repeated.
  • FIG. 5B is a time chart when a predetermined delay time is provided.
  • the delay time is set based on the identification number set in each welding power source apparatus 1 and the timing for switching the pairing start signal to the high level is delayed by the delay time.
  • the delay time for each welding power source device 1 is a value obtained by multiplying the minimum delay time Td by a non-negative integer (0, 1, 2,).
  • the minimum delay time Td is the minimum time required for the pairing process to be successful and is, for example, about 10 seconds, but is not limited thereto. In the example shown in FIG.
  • the delay time for identification number 100 (welding power supply device 1) is zero (that is, no delay).
  • the delay times for the identification numbers 101, 102, and 103 are Td, 2Td, and 3Td, respectively.
  • the above-mentioned “non-negative integer” is calculated as the remainder when the identification number is divided by 10, but is not limited thereto.
  • the delay time with respect to the identification number 100 is 0, and the pairing start signal is switched to the high level at time t13.
  • the delay time for the identification number 101 is Td, and the pairing start signal switches to a high level at time t14 which is delayed by Td from time t13.
  • the delay time for the identification number 102 is 2Td, and the pairing start signal switches to high level at time t15, which is delayed by 2Td from time t13.
  • the delay time for the identification number 103 is 3Td, and the pairing start signal switches to the high level at time t16, which is delayed by 3Td from time t13. In this way, the welding power source apparatus 1 having the identification numbers 100 to 103 can start the pairing process with different times.
  • the identification number used for setting the delay time may be a number arbitrarily set by the user, or may be a manufacturing number, serial number, MAC address, or the like of the welding power source device 1. A random number may be used instead of the identification number. Further, the delay time calculation method is not limited to the above-described method.
  • FIG. 6A is a flowchart for explaining a series of control processes performed by the welding power source apparatus 1 for the pairing process.
  • FIG. 6B is a flowchart illustrating a series of control processes performed by the wire feeder 2 for the pairing process.
  • the control process of the welding power source device 1 shown in FIG. 6A is started when the welding power source device 1 is activated.
  • the control part 13 acquires the identification number set to the welding power supply device 1 from memory (not shown) (S1). And the control part 13 discriminate
  • step S3 If the control unit 13 determines that it is the first pairing process (S2: YES), the process proceeds to step S3.
  • a delay time is provided to shift the start timing of the next pairing process (S9, S10).
  • the control unit 13 calculates a delay time based on, for example, an identification number (S9), waits for the delay time to elapse (S10), and proceeds to step S3.
  • the discriminating means for discriminating the reason for the failure of the pairing process is provided, and the reason for the failure of the first pairing process is that the start timing of the pairing process coincides with the other welding system A1. Only in this case, the processes of steps S9 and S10 may be performed. That is, if the failure of the pairing process is due to another reason (for example, there is no pairing partner), it is not always necessary to provide a delay time. In such a case, the control unit 13 can proceed to step S3 without proceeding to steps S9 and S10.
  • step S3 the control unit 13 switches the pairing start signal to a high level.
  • the switch part 16 switches the switch 15 to an OFF state (S3).
  • the control unit 13 waits for a predetermined high level period to elapse (S4), and switches the pairing start signal to the low level.
  • the switch part 16 switches the switch 15 to an ON state (S5).
  • the control part 13 starts a pairing process (S6).
  • a specific method of the pairing process is not limited, and a well-known method can be used.
  • the control unit 13 waits for the time for the pairing process to elapse (S7), and determines whether the pairing process is successful (S8). When it is determined that the pairing process is successful (S8: YES), the control unit 13 ends the control process. On the other hand, when it is determined that the pairing process has failed (S8: NO), the process returns to the process of step S2, and the timing notification process and the pairing process are performed again.
  • the control processing of the wire feeding device 2 shown in FIG. 6B is started when power is supplied to the power receiving power supply unit 21 and the wire feeding device 2 is activated.
  • the control unit 22 waits for a voltage drop in the power receiving power supply unit 21 to be detected (S21). Specifically, the control unit 22 repeatedly determines whether or not the voltage drop detection signal input from the voltage comparison unit 27 has become a high level. When the voltage drop detection signal has become a high level, a voltage drop is detected ( (S21: YES), the process proceeds to step S22. Next, the control unit 22 waits until the voltage recovery of the power receiving power supply unit 21 is detected (S22).
  • Step S22 is a process of waiting for notification of the timing of the pairing process start by the timing notification process of the welding power source apparatus 1.
  • the control part 22 starts a pairing process (S23).
  • a specific method of the pairing process is not limited, and a known method may be used.
  • control unit 22 waits for the time for the pairing process to elapse (S24), and determines whether the pairing process is successful (S25). When it is determined that the pairing process is successful (S25: YES), the control unit 22 ends the control process. On the other hand, when it is determined that the pairing process has failed (S25: NO), the process returns to the process of step S21, and the pairing process is performed again after waiting for the timing notification.
  • FIGS. 6A and 6B Each control process shown in FIGS. 6A and 6B is an example, and should not be interpreted in a limited manner.
  • the pairing process can be performed other than when the welding power supply device 1 is activated.
  • a wire feeder 2 first wire feeder
  • another wire feeder 2 second wire feeder
  • Equipment may be installed. If this replacement is performed while the power source of the welding power source device 1 remains ON, the welding power source device 1 tries to communicate with the first wire feeding device 2 that has already been paired.
  • the second wire feeding device 2 connected to can not communicate.
  • the welding power source device 1 it is necessary to perform the pairing process again.
  • the welding power source device 1 becomes unable to communicate with the existing wire feeder 2, it is determined that another wire feeder 2 is attached, and this wire feeder 2 is newly related. Pairing processing is performed.
  • FIGS. 7A and 7B are flowcharts for explaining the process (“communication confirmation process”) for confirming the establishment of the communication connection performed by the welding power source apparatus 1 and the wire feeding apparatus 2.
  • FIG. 7A shows a communication confirmation process performed by the welding power source apparatus 1
  • FIG. 7B shows a communication confirmation process performed by the wire feeding apparatus 2.
  • the control unit 13 waits for a predetermined time (S31) and instructs the communication unit 14 to transmit a confirmation signal.
  • the communication unit 14 transmits a confirmation signal to the paired wire feeder 2 (S32).
  • a confirmation signal is periodically transmitted every predetermined time.
  • the control unit 13 determines whether or not there is a response from the wire feeder 2 (S33). Specifically, the control unit 13 determines whether the communication unit 14 has received a response signal from the paired wire feeder 2.
  • the control unit 13 returns to the process of step S31. That is, the control unit 13 periodically transmits a confirmation signal as long as there is a response from the wire feeder 2.
  • the control unit 13 determines whether or not a response waiting time has elapsed (S34). The control unit 13 measures the time since the confirmation signal is transmitted, and determines whether or not the measured time has passed a predetermined time. If the control unit 13 determines that the response waiting time has not elapsed (S34: NO), the control unit 13 returns to the process of step S33 and repeats steps S33 and S34 until there is a response or until the response waiting time elapses. Repeat discrimination.
  • the control unit 13 determines that communication with the paired wire feeder 2 is no longer possible, and a new wire feeder A pairing process for pairing with 2 is performed (S35). Specifically, the control unit 13 performs the control process shown in FIG. 6A. At this time, if there is a wire feeding device 2 connected to the welding power source device 1, since the wire feeding device 2 performs the control process shown in FIG. 6B, the pairing process can be performed. When the pairing process is successful and the pairing with the new wire feeder 2 is established, the control unit 13 returns to the process of step S31 and repeats transmission of a confirmation signal to confirm the establishment of the communication connection. . In this way, the control unit 13 can function as a communication interruption detecting unit.
  • the communication confirmation process shown in FIG. 6B is started after pairing with the welding power source apparatus 1 is established.
  • the control unit 22 waits to receive a confirmation signal (S41). Specifically, the control unit 22 determines whether or not the communication unit 14 has received the confirmation signal from the paired welding power supply device 1 and determines that the confirmation signal has not been received. (S41: NO), the determination process of step S41 is repeated.
  • the control unit 22 instructs the communication unit 23 to transmit a response signal.
  • the communication unit 23 transmits a response signal to the paired welding power source apparatus 1 (S42). Then, the control part 22 returns to the process of step S41, and waits for reception of a confirmation signal.
  • Each communication confirmation process shown in FIGS. 7A and 7B is an example, and should not be interpreted in a limited manner.
  • the switching unit 16 turns on the switch 15 when the pairing start signal input from the control unit 13 is at a low level, and turns off the switch 15 when the signal is at a high level. Since the power transmission line 52 is in a conductive state in the on state, the power receiving power supply unit 21 is applied with a voltage from the power transmitting power supply unit 12. On the other hand, since the power transmission line 52 is cut off in the off state, no voltage is applied to the power receiving power supply unit 21.
  • the voltage comparison unit 27 compares the detection voltage V detected by the voltage sensor 26 with the threshold value V 0 and generates a voltage drop detection signal (high level when the power receiving power supply unit 21 is in a voltage drop state). .
  • the voltage drop detection signal has a waveform corresponding to the pairing start signal. Therefore, even before the pairing is established between the communication unit 14 of the welding power source device 1 and the communication unit 23 of the wire feeding device 2, the welding power source device 1 uses the voltage drop detection signal as a pairing start signal. It can be transmitted to the feeding device 2.
  • the control unit 13 of the welding power source apparatus 1 starts the pairing process at the falling timing of the pairing start signal (timing to switch from the high level to the low level). Further, the control unit 22 of the wire feeding device 2 starts the pairing process at the falling timing of the voltage drop detection signal. Accordingly, the start timing of the pairing process is substantially the same. Thereby, failure of the pairing process can be suppressed.
  • the control unit 13 of the welding power source device 1 determines the timing of the start of the next pairing process when the timing of the start of the pairing process matches in the plurality of welding systems A1. It is shifted by a predetermined delay time. Therefore, even when a plurality of welding power supply devices 1 are activated at the same time, it is possible to suppress the failure of the pairing process.
  • the welding power source device 1 and the wire feeding device 2 confirm the establishment of the communication connection by the communication confirmation process.
  • the welding power source device 1 determines that communication with the paired wire feeding device 2 is no longer possible, the welding power source device 1 performs pairing processing and performs pairing with the new wire feeding device 2. Do. Therefore, even when the wire feeding device 2 connected to the welding power source device 1 is replaced, it is possible to appropriately communicate with the newly attached wire feeding device 2.
  • the communication unit 14 (23) superimposes the communication signal using the magnetic coupling by the coil and detects the superimposed communication signal is described, but the present invention is not limited to this.
  • electric field coupling by a capacitor may be used.
  • the power transmission power supply unit 12 may be provided with a transformer instead of the rectifier circuit 121 and the DC / DC converter circuit 122, and AC power input from the power system may be stepped down and output by the transformer.
  • the power receiving unit 21 needs to be provided with a rectifier circuit for converting AC power into DC power.
  • the voltage sensor 26 may be disposed on the output side of the rectifier circuit. Alternatively, the voltage sensor 26 may detect the voltage effective value, and the voltage comparison unit 27 may compare the voltage effective value with a threshold value.
  • the welding power supply unit 11 and the power transmission power supply unit 12 convert AC power input from the power system into DC power and output the DC power is described, but the present invention is not limited thereto.
  • a part of the configuration may be shared between the welding power supply unit 11 and the power transmission power supply unit 12.
  • the output of the rectifier circuit 111 of the welding power supply unit 11 may be input to the DC / DC converter circuit 122 without providing the rectifier circuit in the power transmission power supply unit 12.
  • a winding may be added to the secondary side of the transformer 113 of the welding power supply unit 11 to extract electric power, and rectified and output.
  • a part of the output of the welding power supply unit 11 may be supplied to the wire feeding device 2 without providing the power transmission power supply unit 12.
  • the welding power source device 1 is a DC power source
  • the present invention is not limited thereto.
  • the welding power source device 1 may be an AC power source that supplies AC power.
  • an inverter circuit may be further added to the welding power supply unit 11, and the DC power output from the rectifier circuit 114 may be converted into AC power and output.
  • the welding system A1 is a consumable electrode type welding system.
  • a wire feeding device for feeding the wire electrode is not necessary, but a wire feeding device for automatically feeding the filler wire may be used.
  • the welding system in this case has the same configuration as the system A1 shown in FIG.
  • the welding power source device 1 and the wire feeding device 2 are connected by power transmission lines 51 and 52.
  • the welding power source apparatus 1 can change the voltage drop detection signal by turning on and off the switch 15 and can notify the wire feeding apparatus 2 of the start timing of the pairing process.
  • identification information transmitted from the communication unit 14 to the communication unit 23 in the pairing process can be transmitted by an on / off operation of the switch 15.
  • identification information for pairing is transmitted by an on / off operation of the switch 15 will be described as a second embodiment.
  • the hardware configuration of the welding system A2 according to the second embodiment is the same as that of the welding system A1 (FIGS. 1 to 3B) according to the first embodiment, and illustration and description thereof are omitted.
  • the welding system A2 does not transmit the identification information from the welding power supply device 1 to the wire feeding device 2 by communication between the communication unit 14 and the communication unit 23, but by an on / off operation of the switch 15. It differs from welding system A1 concerning a 1st embodiment by a point to perform.
  • FIG. 8 is a time chart showing the waveform of each signal when the welding power supply device 1 transmits identification information to the wire feeding device 2 in the welding system A2.
  • FIG. 8A shows an identification information signal output from the control unit 13 to the switching unit 16.
  • the identification information signal is generated based on the bit data.
  • the bit data is obtained by representing the identification information in a binary number and adding error detection data (for example, CRC data).
  • the identification information signal is formed as a pulse signal in which the short length of the low level period is appropriately switched.
  • the control unit 13 generates the identification information signal so that the low level period is shortened when the bit data is “0” and the low level period is lengthened when the bit data is “1”.
  • the identification information signal shown in the figure corresponds to “00010010.
  • the identification information signal may be a pulse signal in which the short length of the high level period is switched, or a pulse signal in which the duty ratio is switched.
  • the lower 16 bits of the MAC address of the welding power source apparatus 1 are used as identification information, but the present invention is not limited to this.
  • the identification information may be any information that can identify the welding power supply device 1, may be a number arbitrarily set by the user, or may be a manufacturing number or a serial number of the welding power supply device 1.
  • FIG. 8B shows the state of the switch 15. As shown in the figure, the switch 15 is in an on state while the identification information signal is at a low level, and is in an off state while the identification information signal is at a high level. When the bit data is “0”, the on period of the switch 15 is shortened, and when the bit data is “1”, the on period of the switch 15 is lengthened.
  • FIG. 8C shows the detection voltage V detected by the voltage sensor 26.
  • FIG. 8D shows a voltage drop detection signal output from the voltage comparison unit 27.
  • the detection voltage V decreases when the switch 15 is switched to the off state, and the detection voltage V increases when the switch 15 is switched to the on state.
  • the voltage comparison unit 27 sets the voltage drop detection signal to a high level when the detection voltage V is smaller than the predetermined threshold value V 0 .
  • the ON period of the switch 15 is short, the time during which the detection voltage V is equal to or higher than the threshold value V 0 is shortened, so that the low level period of the voltage drop detection signal is shortened.
  • the control unit 22 can restore the identification information based on the voltage drop detection signal input from the voltage comparison unit 27.
  • the switching unit 16 turns on the switch 15 when the identification information signal is at a low level, and turns off the switch 15 when the identification information signal is at a high level. Since the power transmission line 52 is in a conductive state in the on state, the power receiving power supply unit 21 is applied with a voltage from the power transmitting power supply unit 12. On the other hand, since the power transmission line 52 is cut off in the off state, no voltage is applied to the power receiving power supply unit 21.
  • the voltage comparison unit 27 compares the detection voltage V detected by the voltage sensor 26 with the threshold value V 0, and generates a voltage decrease detection signal that becomes high level when the power receiving power supply unit 21 is in a voltage decrease state.
  • the voltage drop detection signal has a waveform corresponding to the identification information signal.
  • the welding power source device 1 sends the voltage drop detection signal as the identification information signal by wire transmission. Can be transmitted to the feeder 2. Moreover, since the welding power supply device 1 can transmit the identification information of the welding power supply device 1 to the wire feeding device 2 without using communication by the communication unit 14 and the communication unit 23, the pairing process fails. This can be suppressed.
  • the identification information is binary data, and “1” and “0” are associated with the length of the low level period of the identification information signal.
  • the identification information may be decimal data, and the length of the low level period of the identification information signal may be switched in 10 steps.
  • control unit 13 may output a signal based on information other than the identification information for the pairing process to the switching unit 16. Since the voltage drop detection signal output from the voltage comparison unit 27 changes according to the switching by the switching unit 16, the control unit 13 can transmit arbitrary information to the control unit 22. Therefore, when only one-side communication from the welding power supply device 1 to the wire feeding device 2 is performed, the switching power supply unit 1 and the wire feeding device 2 are not provided with the communication unit 14 and the communication unit 23, respectively. Information may be transmitted only by the switching by 16 and the comparison by the voltage comparison unit 27.
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a welding system A3 according to the third embodiment.
  • the welding system A3 also includes a welding power supply device (see reference numeral 1 in FIG. 1), but the description of the welding power supply device is omitted in FIG.
  • a welding system A3 shown in FIG. 9 differs from the welding system A1 according to the first embodiment in that a current sensor 26 'and a current comparison unit 27' are provided instead of the voltage sensor 26 and the voltage comparison unit 27.
  • the current sensor 26 ′ detects a current flowing through the power transmission line 51 or the power transmission line 52.
  • the current sensor 26 ′ outputs the detected current to the current comparison unit 27 ′.
  • the current comparison unit 27 ′ compares the detection current I input from the current sensor 26 ′ with a predetermined threshold value I 0 and detects whether or not current is flowing through the power transmission lines 51 and 52.
  • the threshold value I 0 is provided to eliminate detection errors.
  • the current comparison unit 27 ′ outputs the comparison result to the control unit 22 as a current check signal.
  • the current comparison unit 27 ′ determines that no current flows and sets the current check signal to a high level.
  • the current check signal has a waveform corresponding to the pairing start signal (similar waveform) and is used as a pairing start signal of the wire feeder 2.
  • the control unit 22 starts pairing processing based on the current check signal.
  • the current sensor 26 ′ and the current comparison unit 27 ′ can function as an identification unit that identifies the presence / absence of current in the power transmission lines 51 and 52.
  • the welding power supply device 1 uses the current as a pairing start signal.
  • a check signal can be transmitted to the wire feeder 2. Therefore, also in the third embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
  • the wire feeding device 2 only needs to be able to identify whether or not a voltage is applied to the power receiving power supply unit 21. Therefore, the wire feeding device 2 includes, for example, a power sensor instead of the voltage sensor 26 (current sensor 26 ′), and identifies whether or not power is supplied to the power receiving power supply unit 21. Also good.
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a welding system A4 according to the fourth embodiment.
  • the welding system A4 also includes a wire feeding device (see reference numeral 2 in FIG. 1), but the description of the wire feeding device is omitted in FIG.
  • the welding system A4 (welding power supply device 1) shown in FIG. 10 does not include the switch 15 and the switching unit 16, and the control unit 13 switches the output voltage of the power transmission unit 12 according to the first embodiment. Different from welding system A1.
  • the control unit 13 switches the output of the DC / DC converter circuit 122 (see FIG. 3A) of the power transmission unit 12 according to the pairing start signal. Specifically, the control unit 13 controls the output of the DC / DC converter circuit 122 to be a predetermined voltage (for example, 48 V) while the pairing start signal is at a low level, and the pairing start signal is high. During the level, the output of the DC / DC converter circuit 122 is controlled to be 0V. That is, the welding power supply device 1 according to the fourth embodiment sets the output voltage of the power transmission power supply unit 12 to “0” instead of setting the power transmission line 52 to the cutoff state by the switch 15. Thus, the DC / DC converter circuit 122 can function as a switching unit.
  • a predetermined voltage for example, 48 V
  • the welding power supply device 1 according to the fourth embodiment does not include the switch 15 and the switching unit 16. Therefore, it can be used as the welding power source apparatus 1 according to the fourth embodiment by changing the software without changing the hardware of the conventional welding power source apparatus.
  • the control unit 13 switches the output of the DC / DC converter circuit 122 between a predetermined voltage (for example, 48 V) and 0 V has been described, but the present invention is not limited to this.
  • the control unit 13 may switch the output of the DC / DC converter circuit 122 between a predetermined first voltage (for example, 48V) and a predetermined second voltage (for example, 24V).
  • the threshold value V 0 for comparison by the voltage comparison unit 27 may be set to a voltage value between the first voltage and the second voltage (for example, 36 V). In this case, since the voltage is continuously applied to the power receiving power supply unit 21, it is possible to prevent the voltage from being unduly lowered.
  • FIG. 11 is a diagram showing an overall configuration of a welding system A5 according to the fifth embodiment.
  • the welding system A5 shown in FIG. 11 is different from the welding system A1 according to the first embodiment in that wireless communication is performed instead of wired communication using the power transmission lines 51 and 52.
  • the welding power supply device 1 includes a communication unit 14 ′ instead of the communication unit 14, and the wire feeding device 2 includes a communication unit 23 ′ instead of the communication unit 23.
  • the communication unit 14 ′ is for performing wireless communication with the wire feeding device 2, and transmits and receives signals via the antenna.
  • the communication method of the communication unit 14 ′ is common to the communication method of the communication unit 14 except that it is wireless communication.
  • the communication unit 23 ′ is for performing wireless communication with the welding power source apparatus 1, and transmits and receives signals via the antenna.
  • the communication method of the communication unit 23 ′ is the same as the communication method of the communication unit 23 except for wireless communication.
  • FIG. 12A is a diagram showing an overall configuration of a welding system A6 according to the sixth embodiment
  • FIG. 12B is a diagram showing a modification of the welding system A6.
  • a part of the internal configuration of the welding power source device 1 and the wire feeding device 2 is omitted.
  • the welding system A6 shown in FIG. 12A is shown in FIG. 1 in that the power cable 42 passes through the inside of the wire feeder 2 and a part of the power transmission line 52 is constituted by the power cable 42. Different from welding system A1. In the modification of FIG. 12B, the power cable 42 does not pass through the inside of the wire feeding device 2, and the power transmission line 52 connected to the power receiving power supply unit 21 is directly connected to the workpiece W. .
  • the power transmission power supply unit 12 applies a voltage so that the potential of the line 51 is higher than the potential of the power transmission line 52.
  • the potentials of the power transmission line 51 and the power cable 41 are both higher than those of the power cable 42 so that the potential difference between the power transmission line 51 and the power cable 41 does not become too large.
  • the polarity of the voltage applied by the power transmission power supply unit 12 may be reversed.
  • FIG. 13A is a diagram showing an overall configuration of a welding system A7 according to the seventh embodiment.
  • some description of the internal structure of the welding power supply device 1 and the wire feeder 2 is abbreviate
  • the gas cylinder 6 and the gas supply pipe 7 are not provided, and the power transmission line 51 is exposed to the outside between the welding power supply device 1 and the wire feeding device 2. Thus, it is different from the welding system A1 according to the first embodiment.
  • the power transmission line 51 can be prevented from being disconnected by increasing the thickness of the coating, for example.
  • the gas supply pipe 7 may be provided, and the power transmission line 51 may be disposed outside the gas supply pipe 7.
  • FIG. 13B is a diagram showing an overall configuration of a welding system A8 according to the eighth embodiment.
  • a part of the internal configuration of the welding power supply device 1 and the wire feeding device 2 is omitted.
  • the gas cylinder 6 and the gas supply pipe 7 are not provided, and the power transmission line 51 is provided between the welding power supply device 1 and the wire feeding device 2. Exposed outside. Further, the welding system A8 is different from the welding system A1 according to the first embodiment in that the power transmission line 52 directly connects the power transmission power supply unit 12 and the power reception power supply unit 21.
  • the gas supply pipe 7 may be provided, and the power transmission line 51 may be disposed outside the gas supply pipe 7.
  • the present disclosure is not limited thereto.
  • the power transmission lines 51 and 52 are not provided in a welding system in which the wire feeding device 2 is not supplied with power from the welding power source device 1.
  • the power transmission lines 51 and 52 are not provided in a welding system in which the wire feeding device 2 is not supplied with power from the welding power source device 1.
  • Such an example will be described below as a ninth embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram showing an overall configuration of a welding system A9 according to the ninth embodiment.
  • a part of the internal configuration of the welding power supply device 1 and the wire feeding device 2 is omitted.
  • the gas cylinder 6 and the gas supply pipe 7 are not shown.
  • the control line 8 (a part thereof) extends inside the wire feeding device 2.
  • the wire feeding device 2 is not supplied with power from the welding power source device 1, and the operation signal from the torch switch 31 is directly input to the welding power source device 1 via the control line 8. This is different from the welding system A1 according to the first embodiment.
  • a switch 15 is disposed on the control line 8 and switches between a state in which the control line 8 is conducted (on state) and a state in which the control line 8 is blocked (off state).
  • the voltage sensor 26 is disposed on the control line 8 and detects a voltage applied to the control line 8.
  • the voltage comparison unit 27 compares the detection voltage V input from the voltage sensor 26 with a predetermined threshold value V 0 , detects whether a voltage is applied to the control line 8, and controls the detection result signal. To the unit 22.
  • the torch switch 31 is provided in the welding torch 3 and is connected to the control unit 13 of the welding power source device 1 by the control line 8.
  • the switch 15 When the switch 15 is in the ON state, an activation signal generated by the operator operating the torch switch 31 is input to the control unit 13 of the welding power source device 1 via the control line 8.
  • the control unit 13 applies a low voltage to the control line 8 and detects the on / off state of the torch switch 31 based on whether or not a current flows through the control line 8.
  • control line 8 may be used even when the wire feeder 2 is supplied with power from the welding power source apparatus 1 through the power transmission lines 51 and 52.
  • control line to be used is not limited to the control line 8 for the torch switch 31.
  • a control line for connecting the welding current (voltage) setting unit provided in the wire feeding device 2 and the welding power source device 1 or a control line for connecting the inching switch and the welding power source device 1 is used. It may be.
  • a remote control device may be connected to the wire feeding device 2, and a welding current (voltage) setting unit or an inching switch may be provided in the remote control device. In this case, a control line for connecting the welding current (voltage) setting unit or the inching switch and the welding power source apparatus 1 may be used.
  • the welding power source apparatus 1 communicates with the wire feeding apparatus 2
  • the present disclosure is not limited thereto.
  • the technique of the present disclosure can also be applied when the welding power supply device 1 communicates with other peripheral devices.
  • a remote control apparatus and the welding power supply device 1 communicate will be described as a tenth embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram showing an overall configuration of a welding system A10 according to the tenth embodiment.
  • the wire feeding device 2, the gas cylinder 6 and the gas supply pipe 7 are not shown.
  • the remote control device 9 remotely operates the welding power source device 1.
  • the remote control device 9 includes, for example, a power receiving power supply unit 21, a control unit 22, a communication unit 23, a voltage sensor 26, and a voltage comparison unit 27. Electric power for driving the remote control device 9 is supplied from the welding power source device 1.
  • the power receiving power supply unit 21 of the remote control device 9 and the power transmission power supply unit 12 of the welding power supply device 1 are connected by power transmission lines 51 and 52.
  • the power output from the power transmission power supply unit 12 is supplied to the power reception power supply unit 21 through the power transmission lines 51 and 52. Further, signal communication between the welding power source device 1 and the remote control device 9 is performed via power transmission lines 51 and 52.
  • the power receiving power supply unit 21, the control unit 22, the communication unit 23, the voltage sensor 26, and the voltage comparison unit 27 are the power receiving power supply unit 21, the control unit 22, and the communication unit of the wire feeder 2 according to the first embodiment, respectively. 23, the voltage sensor 26, and the voltage comparison unit 27.
  • the remote control device 9 includes, for example, an operation unit, a display unit, a notification unit, and the like, but the description is omitted in FIG. Thus, the remote control device 9 can function as a communication device.
  • a peripheral device other than the remote control device 9 for example, a welding torch 3, a cooling water circulation device for controlling the cooling water for the welding torch 3, a device for controlling the gas supply of the gas cylinder 6) and the welding power source device 1 communicate with each other. Even in this case, the technology of the present disclosure can be applied.
  • the welding system has been described as an example, but the present disclosure is not limited to this.
  • the present disclosure can also be applied to other systems that perform communication.
  • the communication system and the welding system according to the present disclosure are not limited to the above-described embodiments.
  • the specific configuration of each part of the communication system and the welding system according to the present disclosure can be varied in design in various ways.

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Abstract

溶接システムは、溶接電源装置と、前記溶接電源装置と通信を行うワイヤ送給装置と、前記溶接電源装置から前記ワイヤ送給装置に電力を供給する電力伝送線と、を備えている。前記溶接電源装置は、前記ワイヤ送給装置に電力を供給するための送電用電源部と、前記送電用電源部が印加する電圧を切り替える切替部と、スイッチとを備える。前記ワイヤ送給装置は、前記送電用電源部から前記電力伝送線を介して電力を供給される受電用電源部と、前記受電用電源部に印加される電圧を識別する識別部とを備える。

Description

通信システム、および、通信機能を有する溶接システム
 本開示は、通信システム、および、通信機能を有する溶接システムに関する。
 一例として、従来の消耗電極式の溶接システムは、溶接電源装置およびワイヤ送給装置を含んでいる。通常、溶接電源装置は、重量が大きいので一カ所に設置して用いるが、ワイヤ送給装置は、溶接箇所が変わるに従って溶接作業者が持ち運びする。溶接電源装置が溶接作業位置から離れている場合、溶接条件(溶接電圧など)を設定するためには、作業者が溶接電源装置の所まで移動しなければならないが、これでは作業効率が悪い。この問題を解消する一案として、例えば特許文献1には、溶接電源装置とワイヤ送給装置との間で無線通信を行いうるように構成された溶接システムが開示されている。また、特許文献2には、既存のパワーケーブルに通信信号を重畳させて所望の通信を行う溶接システムが開示されている。
 一般に、溶接作業現場では複数の溶接システムが使用される。その場合、通信相手を特定して通信を行わないと、複数の溶接システム間で混信が発生しうる。また、パワーケーブルに通信信号を重畳させるシステムでは、それぞれの溶接システムのパワーケーブルを束ねて配置することがある。この場合、磁気結合により、複数の溶接システム間で信号が重畳されて混信が発生しうる。
 従来、通信相手を特定するために、通信相手同士で共通の識別情報を設定する処理(ペアリング処理)が行われる。特許文献3には、溶接電源装置とワイヤ送給装置とで同じ識別情報を設定することが開示されている。しかしながら、ペアリング処理をオペレータが手入力で行うと、設定が適切に行われない場合がある。このような場合、例えば、ワイヤ送給装置が、これと接続されていない電源装置と通信を行なってしまい、当該電源装置の出力を不当に変更するおそれがある。
 また、ペアリングが確立する前の段階においては、識別情報の混信が発生する可能性があり、ペアリング処理の失敗につながる。このような問題は、通信機能を有する溶接システムだけではなく、一般の通信システムにおいても生じうる。
特開平10-305366号公報 特開2013-184184号公報 実用新案登録第3200612号公報
 本開示の内容は、上記した事情のもとで提案されたものである。そこで本開示は、ペアリング確立前でも情報を適切に伝達することができる通信システムを提供することを一の目的とする。また、本開示は、そのような通信システムを利用した溶接システムを提供することを一の目的とする。
 上記課題を解決するため、本開示は、次の技術的手段を提案する。
 本開示の第1の側面によって提供される通信システムは、第1の通信装置と、前記第1の通信装置と通信を行う第2の通信装置と、前記第1の通信装置から前記第2の通信装置に電力を供給する電力伝送線とを備えている。前記第1の通信装置は、前記第2の通信装置に電力を供給する送電用電源部と、前記送電用電源部が印加する電圧を切り替える切替部とを備えている。前記第2の通信装置は、前記送電用電源部から、前記電力伝送線を介して電力を供給される受電用電源部と、前記受電用電源部に印加される電圧を識別する識別部とを備えている。この構成によれば、切替部は、送電用電源部が印加する電圧を切り替えることで、電力伝送線を介して受電用電源部に印加される電圧を切り替える。そして、識別部は、受電用電源部に印加される電圧を識別する。これにより、第2の通信装置は、第1の通信装置の切替部による切り替えを、識別部による識別結果によって認識することができる。したがって、第1の通信装置と第2の通信装置との間でペアリングが確立していなくても、第1の通信装置から第2の通信装置に情報を伝達することができる。
 好ましくは、前記切替部は、前記送電用電源部が電圧を印加する状態と印加しない状態とを切り替え、前記識別部は、前記受電用電源部に電圧が印加されている状態と印加されていない状態とを識別する。この構成によると、切り替えを容易にすることができ、また、状態の識別も容易にすることができる。
 好ましくは、前記識別部は、前記受電用電源部の電圧を検出する電圧センサと、前記電圧センサが検出した検出電圧を所定値と比較する電圧比較部と、を備えており、検出電圧が前記所定値以下であるか否かに基づいて識別を行う。この構成によると、受電用電源部の電圧に基づいて識別を行うことができる。
 好ましくは、前記識別部は、前記電力伝送線を流れる電流を検出する電流センサと、前記電流センサが検出した検出電流を所定値と比較する電流比較部とを備えており、検出電流が前記所定値以下であるか否かに基づいて識別を行う。この構成によると、電力伝送線を流れる電流に基づいて識別を行うことができる。
 好ましくは、前記切替部は、前記電力伝送線の導通状態と遮断状態とを切り替えるスイッチである。この構成によると、送電用電源部が電圧を印加する状態と印加しない状態とを、明確に切り替えることができる。
 好ましくは、前記第1の通信装置は、前記切替部による切り替え状態に基づいて、ペアリング処理を開始し、前記第2の通信装置は、前記識別部による識別状態に基づいて、ペアリング処理を開始する。この構成によると、第1の通信装置と第2の通信装置とで、ペアリング処理の開始のタイミングを合わせることができる。これにより、ペアリング処理が失敗することを抑制できる。
 好ましくは、前記第1の通信装置は、ペアリング処理を失敗したときは、所定の番号に基づいたディレイ時間後に、前記切替部による切り替えを行って、ペアリング処理を開始する。この構成によると、ペアリング失敗後の切替部による切り替えのタイミングが、所定の番号によって異なることになる。したがって、複数の通信システムでペアリング処理の開始のタイミングが一致することによるペアリング処理の失敗が発生しても、失敗が繰り返されることを抑制できる。
 好ましくは、前記所定の番号は、前記第1の通信装置に固有の番号である。この構成によると、固有の番号に基づいたディレイ時間が設定されるので、他の第1の通信装置とディレイ時間が一致することを抑制できる。
 好ましくは、前記第1の通信装置は、ペアリングされた第2の通信装置と通信できなくなったことを検出する通信不通検出手段をさらに備えており、前記通信不通検出手段によって、通信できなくなったことが検出された場合、前記切替部による切り替えを行って、ペアリング処理を開始する。この構成によると、第1の通信装置に接続されている第2の通信装置が取り替えられた場合でも、新たに取り付けられた第2の通信装置と通信できるようになる。
 好ましくは、前記第1の通信装置は、前記ペアリングされた第2の通信装置に対して、定期的に通信確認信号を送信し、前記ペアリングされた第2の通信装置は、前記通信確認信号を受信したときは、前記第1の通信装置に応答信号を送信し、前記通信不通検出手段は、前記通信確認信号を送信してから所定時間内に前記応答信号を受信しない場合に、通信できなくなったことを検出する。この構成によると、第1の通信装置は、ペアリングされた第2の通信装置と通信できなくなったことを、容易に検出できる。
 好ましくは、前記第1の通信装置は、自身の識別情報に基づいて、前記切替部による切り替えを行い、前記第2の通信装置は、前記識別部による識別状態に基づいて、前記識別情報を復元して記録する。この構成によると、第1の通信装置は、自身の識別情報を第2の通信装置に伝達できる。
 好ましくは、前記切替部は、前記識別情報に基づく数値の各桁の値に応じて電圧を印加する状態の期間を変化させて、電圧を印加する状態と印加しない状態とを切り替え、前記第2の通信装置は、前記識別部によって電圧が印加されている状態と識別される期間の長さに応じて各桁の値を復元することで、前記識別情報を復元する。この構成によると、第1の通信装置は、自身の識別情報を第2の通信装置に容易に伝達できる。
 好ましくは、前記識別情報は、2進数のビットデータからなる。
 好ましくは、前記第1の通信装置と前記第2の通信装置とは、無線によって通信を行う。
 好ましくは、前記第1の通信装置と前記第2の通信装置とは、前記電力伝送線に信号を重畳させることで通信を行う。
 本開示の第2の側面によって提供される溶接システムは、本開示の第1の側面によって提供される通信システムを備えている。また、当該溶接システムは、前記第1の通信装置を有する溶接電源装置と、前記第2の通信装置を有する溶接周辺装置とを備えている。この構成によると、溶接システムにおいて、溶接電源装置と溶接周辺装置との間でペアリングが確立していなくても、溶接電源装置から溶接周辺装置に情報を伝達することができる。
 好ましくは、前記溶接システムは、溶接トーチと、前記溶接電源装置と前記溶接トーチとを接続する第1のパワーケーブルと、前記溶接電源装置と被加工物とを接続する第2のパワーケーブルとをさらに備えている。前記電力伝送線は、前記送電用電源部と前記受電用電源部とを直接接続する第1の電力伝送線と、前記送電用電源部から、前記第1のパワーケーブルまたは前記第2のパワーケーブルの一部を介して、前記受電用電源部に接続する第2の電力伝送線とを備えている。この構成によると、第2の電力伝送線の一部をパワーケーブルで代用することができる。
 好ましくは、前記溶接システムは、前記溶接電源装置および前記溶接周辺装置を通って、前記溶接トーチにシールドガスを供給するガス供給管をさらに備えている。前記第1の電力伝送線は、前記ガス供給管の内側に配置されている。この構成によると、第2の電力伝送線は、外部からの衝撃を受けにくいので、断線が抑制される。また、第2の電力伝送線がガス供給管とは別に配置される場合と比べて、溶接周辺装置を移動させる際の邪魔にならない。
 本開示の技術によると、切替部は、送電用電源部が印加する電圧を切り替えることで、電力伝送線を介して受電用電源部に印加される電圧を切り替える。そして、識別部は、受電用電源部に印加される電圧を識別する。これにより、第2の通信装置は、第1の通信装置の切替部による切り替えを、識別部による識別結果によって認識することができる。したがって、第1の通信装置と第2の通信装置との間でペアリングが確立していなくても、第1の通信装置から第2の通信装置に、情報を伝達することができる。
 本開示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を示す図である。 ガス供給管を説明するための断面図である。 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図である。 溶接用電源部および送電用電源部の内部構成の別の例を示す図である。 ペアリング処理を開始する際の信号の波形を示すタイムチャートである。 複数の溶接システムに対するペアリング処理の開始タイミングを示すタイムチャートであり、ディレイ時間が無い場合の説明図である。 複数の溶接システムに対するペアリング処理の開始タイミングを示すタイムチャートであり、ディレイ時間がある場合の説明図である。 ペアリング処理のために溶接電源装置で行われる一連の制御処理を説明するフローチャートである。 ペアリング処理のためにワイヤ送給装置で行われる一連の制御処理を説明するフローチャートである。 溶接電源装置で行われる通信確認処理を説明するフローチャートである。 ワイヤ送給装置で行われる通信確認処理を説明するフローチャートである。 第2実施形態に係る溶接システムにおいて、溶接電源装置がワイヤ送給装置に識別情報の伝達を行うときの各信号の波形を示すタイムチャートである。 第3実施形態に係る溶接システムのワイヤ送給装置の構成を示す図である。 第4実施形態に係る溶接システムの溶接電源装置の構成を示す図である。 第5実施形態に係る溶接システムを示す図である。 第6実施形態に係る溶接システムを示す図である。 第6実施形態に係る溶接システムの変形例を示す図である。 第7実施形態に係る溶接システムを示す図である。 第8実施形態に係る溶接システムを示す図である。 第9実施形態に係る溶接システムを示す図である。 第10実施形態に係る溶接システムを示す図である。
 以下、本開示の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。
 図1~3B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、ガス供給管を説明するための断面図である。図3Aおよび3Bはそれぞれ、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、およびガス供給管7を備えている。なお、図示されてはいないが、溶接システムA1は、ワイヤ電極が巻回されたワイヤリールなども備えている。
 溶接電源装置1は、溶接電力用の2つの出力端子11a,11bを有している。第1の出力端子11a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。第2の出力端子11b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、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を通るガス供給管7によって、溶接トーチ3の先端に供給される。一例として、ガス供給管7は、複数の配管から構成される。具体的には、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などが用いられる。図2は、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、2つの接続金具1a,2aに接続されている状態を示す断面図である。同図から理解されるように、左の接続金具1aは、接電源装置1の内部に配置されている配管に接続されており、右の接続金具2aは、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ている。本実施形態では、各接続金具1a,2aは、導電性の金属から形成される。一例として、ガス供給管7は、ゴム製であり、接続金具1a(2a)に嵌め込むようにして接続しうる。なお、ガス供給管7の素材は特に限定されず、各区間によって異なっていてもよい。なお、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するのが好ましいが、これに限定されるわけではない。
 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(図1における上側の端子)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(図1における上側の端子)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、ガス供給管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の内部において、電力伝送線51は接続金具1aに接続しており、ワイヤ送給装置2の内部において、電力伝送線51は接続金具2aに接続している。ガス供給管7の内側に配置された電力伝送線51は、ガス供給管7と各接続金具1a,2aとの間に挟まれて固定され、2つの接続金具1a,2aを電気的に接続している。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、ガス供給管7の内側の電力伝送線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、ガス供給管7の内側の電力伝送線51とを接続するコネクタとして機能している。
 図1に示すように、送電用電源部12の他方の出力端子(図1における下側の端子)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いる。また、受電用電源部21の他方の入力端子(図1における下側の端子)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、電力伝送線52(一部の区間がパワーケーブル41により構成)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。また、電力伝送線51,52は、溶接電源装置1とワイヤ送給装置2との間における信号の通信にも用いられる。
 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。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、スイッチ15、および、切替部16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。図3A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。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、例えばスイッチングレギュレータである。図3A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。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し、電力系統から入力される交流電力をトランスで降圧または昇圧してから、整流回路121で直流電力に変換して出力するようにしてもよい。
 溶接用電源部11は、出力端子11aが他方の出力端子11bより電位が高くなるように(延いては、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、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との電位差を考慮しなくてもよい場合は、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、設定ボタン(図示略)の操作に応じて溶接条件の変更を行ったり、起動ボタン(図示略)の操作に応じて溶接用電源部11を起動させるなどの制御を行う。また、制御部13は、センサ(図示略)によって検出された溶接電圧や溶接電流の検出値を表示部に表示させたり、異常が発生した場合に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き、溶接条件の変更や溶接用電源部11の起動を行うとともに、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。また、制御部13は、ペアリング処理を開始するタイミングをワイヤ送給装置2に知らせるためのタイミング通知処理(後述)を行う。
 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。具体的には、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(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、ノイズとして除去される。しかし、溶接電源装置1は、いずれのワイヤ送給装置2に接続されるかわからないので、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。
 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。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。スイッチ15は、切替部16からの指示に基づいて、オン状態とオフ状態とを切り替える。本実施形態では、切り替えを速くするために、スイッチ15として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る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。
 切替部16は、制御部13からの指示に基づいて、スイッチ15の状態を切り替える。通常時、切替部16は、スイッチ15をオン状態としている。制御部13は、ペアリング処理を開始するときに、そのタイミングをワイヤ送給装置2に伝えるために、切替部16に切り替えの指示として、ペアリング開始信号を出力する。ペアリング開始信号は、所定のハイレベル期間を有するパルス信号である。本実施形態では、送電用電源部12、制御部13、通信部14、スイッチ15および切替部16は協働して、通信装置として機能しうる。また、溶接電源装置1全体を通信装置とみなすことも可能である。
 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。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、および電圧比較部27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。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して出力する。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る。制御部22は、溶接トーチ3に設けられる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、操作部(図示略)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、所定の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、表示部(図示略)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、報知部(図示略)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。
 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、溶接電源装置1から通知されたタイミングに応じて、ペアリング処理を開始する。
 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。具体的には、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、上述の通信部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にワイヤ電極を送給する。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とを接続するガス供給管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。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比較部27に出力する。
 電圧比較部27は、電圧センサ26より入力される検出電圧Vを所定の閾値V0と比較して、受電用電源部21の電圧が低下していることを検出する。閾値V0は、電圧低下を判断するために設定された電圧値であり、送電用電源部12より印加される電圧(例えば48V)と0Vとの間の電圧値が設定される。閾値V0として大きい値を設定すると、電圧低下を速く検出することができるが、誤検出する可能性が高くなる。一方、閾値V0として小さい値を設定すると、電圧低下を誤検出する可能性が低くなるが、検出が遅くなる。本実施形態では、閾値V0として例えば30~40Vの値に設定している。電圧比較部27は、比較結果を電圧低下検出信号として、制御部22に出力する。電圧比較部27は、検出電圧Vが所定の閾値V0以上の場合、電圧は低下していないと判断して、電圧低下検出信号をローレベルとする。一方、検出電圧Vが所定の閾値V0より小さい場合、電圧が低下していると判断して、電圧低下検出信号をハイレベルとする。制御部22は、電圧比較部27より入力される電圧低下検出信号に基づいて、ペアリング処理を開始する。このように、電圧センサ26および電圧比較部27は、電圧低下の有無を識別する識別部として機能しうる。また、受電用電源部21、制御部22、通信部23、電圧センサ26および電圧比較部27は、協働して通信装置として機能しうる。なお、ワイヤ送給装置2全体を通信装置とみなすことも可能である。
 次に、タイミング通知処理について説明する。タイミング通知処理は、ペアリング処理の開始のタイミングを知らせるための処理である。
 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、対応付けるべき装置それぞれに共通の識別情報を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が配置されたガス供給管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、接続線を介さず、通信を無線のみで行う場合には、ペアリング処理を行わないと通信が成り立たない。
 ペアリング処理を通信で行う場合、対象となる機器はペアリングされる前なので、混信が発生しうる。したがって、ペアリングする機器間で、ペアリング処理の開始タイミングを一致させる必要がある。本実施形態では、溶接電源装置1が、タイミング通知処理によって、ワイヤ送給装置2にペアリング処理の開始タイミングを伝える。具体的には、溶接電源装置1は、切替部16によるスイッチ15の切り替えを利用して、ワイヤ送給装置2にペアリング処理の開始タイミングを伝える。また、ペアリング処理の開始のタイミングが、複数の溶接システムA1で一致してしまった場合、溶接電源装置1は、次の開始のタイミングにディレイ時間(後述)を設け、設定されるディレイ時間を溶接システムA1ごとに異なるようにすることで、タイミングをずらしている。
 図4は、タイミング通知処理により、ペアリング処理の開始をワイヤ送給装置2に伝えるときの、各信号の波形を示すタイムチャートである。
 図4の(a)は、制御部13が切替部16に出力するペアリング開始信号を示している。制御部13は、溶接電源装置1が起動されると、所定のハイレベル期間を有するパルス信号をペアリング開始信号として、切替部16に出力する。同図においては、ペアリング開始信号は、時刻t1のときにハイレベルとなり、時刻t3のときにローレベルになっている。
 図4の(b)は、スイッチ15の状態を示している。同図に示すように、スイッチ15は、ペアリング開始信号がローレベルの間はオン状態であり、ペアリング開始信号がハイレベルの間はオフ状態になっている。つまり、スイッチ15は、時刻t1のときにオフ状態に切り替えられ、時刻t3のときにオン状態に切り替えられている。
 図4の(c)は、電圧センサ26が検出した検出電圧Vを示している。図4の(d)は、電圧比較部27が出力する電圧低下検出信号を示している。
 時刻t1までは、スイッチ15がオン状態なので、電力伝送線52が導通状態になっている。したがって、送電用電源部12が出力する電圧が受電用電源部21に印加されて、電圧センサ26の検出電圧Vは所定の電圧(例えば48V)になっている。このとき、検出電圧Vは所定の閾値V0以上なので、電圧低下検出信号はローレベルになっている。
 時刻t1において、スイッチ15がオフ状態に切り替えられている。このため、電力伝送線52が遮断状態になり、受電用電源部21に電圧が印加されなくなるので、電圧センサ26の検出電圧Vは低下している。時刻t2において、検出電圧Vが閾値V0より小さくなったので、電圧低下検出信号はハイレベルになっている。
 検出電圧Vは、その後も低下するが、時刻t3でスイッチ15がオン状態に切り替えられたことで、上昇に転じている。スイッチ15をオフ状態とする時間、すなわち、ペアリング開始信号のハイレベル期間は、受電用電源部21の電圧(検出電圧V)が、制御部22を駆動できるレベルを維持できるように設定されている。つまり、ハイレベル期間は、送電用電源部12から受電用電源部21に電圧が印加されなくなってから、受電用電源部21の電圧が制御部22を駆動できる最低限の電圧になるまでの時間より短く設定されている。
 時刻t4において、検出電圧Vが閾値V0以上になり、電圧低下検出信号はローレベルになる。検出電圧Vは、その後も上昇して、所定の電圧になり、当該電圧が維持される。
 以上のように、溶接電源装置1の制御部13が切替部16に出力したペアリング開始信号に応じた波形が、ワイヤ送給装置2の制御部22に電圧低下検出信号として入力される。電圧低下検出信号は、立ち上がりのタイミング(ローレベルからハイレベルに切り替わるタイミング)がペアリング開始信号より遅く、立ち下がりのタイミング(ハイレベルからローレベルに切り替わるタイミング)がペアリング開始信号とほぼ同じであるパルス波形になっている。受電用電源部21のコンデンサの容量が小さい場合や、閾値V0が大きい場合、電圧低下検出信号は、ペアリング開始信号と同様の波形になる。電圧低下検出信号は、ワイヤ送給装置2のペアリング開始信号として用いられる。溶接電源装置1の制御部13は、ペアリング開始信号の立ち下がりのタイミングで、ペアリング処理を開始する。また、ワイヤ送給装置2の制御部22は、電圧低下検出信号の立ち下がりのタイミングで、ペアリング処理を開始する。ペアリング処理の開始のタイミングに微小な差(図4においては時刻t3と時刻t4との間の時間差)があるが、実質的に同じタイミングである。本実施形態では、制御部13のペアリング処理におけるペアリング開始から終了までの時間を、この時間差分だけ、制御部22のペアリング処理よりも長くしている。なお、制御部13でのペアリング処理の開始タイミングを、この時間差だけ遅らせるようにしてもよい。
 ペアリング処理の開始タイミングとして、ペアリング開始信号および電圧低下検出信号の立ち下がりのタイミングを用いるのではなく、立ち上がりのタイミングを用いるようにしてもよい。ただし、ペアリング開始信号の立ち上がりのタイミングと電圧低下検出信号の立ち上がりのタイミングとの時間差(図4においては時刻t1と時刻t2との間の時間差)は、ペアリング開始信号の立ち下がりのタイミングと電圧低下検出信号の立ち下がりのタイミングとの時間差(図4においては時刻t3と時刻t4との間の時間差)より長くなるので、立ち下がりのタイミングを用いる方が望ましい。
 図5Aおよび5Bは、複数の溶接システムA1に対し、ペアリング処理の開始タイミングが一致する状況を説明するタイムチャートである。
 図5Aおよび5Bでは、4台の溶接電源装置1それぞれに対するペアリング開始信号を示している。各溶接電源装置1には、異なる識別番号(100,101,102,103)が予め設定されている。図5Aは、ディレイ時間を設けない場合を示しており、図5Bは、ディレイ時間を設ける場合を示している。
 溶接作業の現場では、複数の溶接電源装置1を同時に起動する場合がある。識別番号100~103の溶接電源装置1を同時に起動した場合、識別番号100~103の溶接電源装置1のペアリング開始信号は、同じタイミングでハイレベルに切り替わる(図5A,5Bのt11)。そして、各ペアリング開始信号は、同じタイミングでローレベルに切り替わるので(図5A,5Bのt12)、識別番号100~103の溶接電源装置1は同じタイミングでペアリング処理を開始する。識別番号100の溶接電源装置1が対応するワイヤ送給装置2にペアリングのための識別情報を送信したとしても、識別番号101~103の溶接電源装置1に対応するワイヤ送給装置2も当該識別情報を受信する。したがって、複数のワイヤ送給装置2から応答が帰ってくることになり、1回目のペアリング処理は失敗する。この場合、再度ペアリング処理が行われる。しかしながら、図5Aに示す場合(ディレイ時間を設けない場合)には、識別番号100~103の溶接電源装置1のペアリング開始信号は、また、同じタイミングでハイレベルに切り替わる(図5Aのt13)。したがって、ペアリング処理の失敗が繰り返される。
 一方、図5Bは、所定のディレイ時間を設ける場合のタイムチャートである。同図に示すように、1回目のペアリング処理に失敗した場合は、その後にペアリング開始信号をハイレベルに切り替えるタイミングを、溶接電源装置1によって異なるようにしている。具体的には、各溶接電源装置1に設定されている識別番号に基づいてディレイ時間を設定し、ペアリング開始信号をハイレベルに切り替えるタイミングを当該ディレイ時間だけ遅らせるようにしている。一例として、各溶接電源装置1に対するディレイ時間は、最小ディレイ時間Tdに非負の整数(0,1,2,...)を乗じた値とされる。最小ディレイ時間Tdは、ペアリング処理を成功させるために必要な最小の時間であり、例えば10秒程度であるが、これに限定されるわけではない。図5Bに示す例では、識別番号100(の溶接電源装置1)に対するディレイ時間は、ゼロ(すなわちディレイ無し)である。また、識別番号101,102および103に対するディレイ時間は、それぞれ、Td、2Tdおよび3Tdである。一例として、上述の「非負の整数」は、識別番号を10で除算したときの余りとして算出されるが、これに限定されるわけではない。
 図5Bに示す例では、識別番号100(の溶接電源装置1)に対するディレイ時間は0であり、ペアリング開始信号が時刻t13でハイレベルに切り替わる。識別番号101に対するディレイ時間はTdであり、時刻t13よりTdだけ遅れた時刻t14でペアリング開始信号がハイレベルに切り替わる。識別番号102に対するディレイ時間は2Tdであり、時刻t13より2Tdだけ遅れた時刻t15でペアリング開始信号がハイレベルに切り替わる。識別番号103に対するディレイ時間は3Tdであり、時刻t13より3Tdだけ遅れた時刻t16でペアリング開始信号がハイレベルに切り替わる。このようにすれば、識別番号100~103の溶接電源装置1は、それぞれ時間をずらしてペアリング処理を開始することができる。
 なお、ディレイ時間の設定に用いる識別番号は、ユーザが任意に設定した番号でもよいし、溶接電源装置1の製造番号やシリアル番号、MACアドレスなどとしてもよい。また、識別番号の代わりに、乱数を用いるようにしてもよい。また、ディレイ時間の算出方法も上述の方式に限定されない。
 図6Aは、ペアリング処理のために溶接電源装置1で行われる一連の制御処理を説明するフローチャートである。図6Bは、ペアリング処理のためにワイヤ送給装置2で行われる一連の制御処理を説明するフローチャートである。
 図6Aに示す溶接電源装置1の制御処理は、当該溶接電源装置1が起動したときに開始される。まず、制御部13は、メモリ(図示略)から、溶接電源装置1に設定されている識別番号を取得する(S1)。そして、制御部13は、1回目のペアリング処理であるか否かを判別する(S2)。この判別は、メモリに記録されたペアリング回数に基づいて行うことができる。
 制御部13は、1回目のペアリング処理であると判別した場合(S2:YES)は、ステップS3に進む。一方、1回目のペアリング処理でないと判別した場合(S2:NO)、次のペアリング処理の開始タイミングをずらすために、ディレイ時間が設けられる(S9,S10)。具体的には、制御部13は、例えば識別番号に基づきディレイ時間を算出し(S9)、ディレイ時間が経過するのを待って(S10)、ステップS3に進む。なお、ペアリング処理が失敗した理由を判別する判別手段を設けておき、1回目のペアリング処理の失敗の理由が、ペアリング処理の開始のタイミングが他の溶接システムA1と一致していたことである場合にのみ、ステップS9,S10の処理が行われるようにしてもよい。すなわち、ペアリング処理の失敗が他の理由(例えばペアリング相手が無いことなど)によるものであれば、必ずしもディレイ時間を設ける必要がない。そのような場合には、制御部13は、ステップS9,S10に進むことなく、ステップS3に進むことができる。
 ステップS3において、制御部13は、ペアリング開始信号をハイレベルに切り替える。これにより、切替部16がスイッチ15をオフ状態に切り替える(S3)。制御部13は、所定のハイレベル期間が経過するのを待って(S4)、ペアリング開始信号をローレベルに切り替える。これにより、切替部16がスイッチ15をオン状態に切り替える(S5)。これにより、制御部13は、ペアリング処理を開始する(S6)。ペアリング処理の具体的な方法は限定されず、周知の方法を用いることが可能である。
 制御部13は、ペアリング処理のための時間が経過するのを待って(S7)、ペアリング処理が成功したか否かを判別する(S8)。制御部13は、ペアリング処理が成功したと判別した場合(S8:YES)、当該制御処理を終了する。一方、ペアリング処理が失敗したと判別した場合(S8:NO)、ステップS2の処理に戻って、再度、タイミング通知処理およびペアリング処理を行う。
 図6B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が起動したときに開始される。まず、制御部22は、受電用電源部21の電圧低下が検出されるのを待つ(S21)。具体的には、制御部22は、電圧比較部27より入力される電圧低下検出信号がハイレベルになったか否かの判別を繰り返し、ハイレベルになった場合に電圧低下が検出されたとして(S21:YES)、ステップS22に進む。次に、制御部22は、受電用電源部21の電圧復帰が検出されるのを待つ(S22)。具体的には、制御部22は、電圧比較部27より入力される電圧低下検出信号がローレベルになったか否かの判別を繰り返し、ローレベルになった場合に電圧復帰が検出されたとして(S22:YES)、ステップS23に進む。ステップS22は、溶接電源装置1のタイミング通知処理によるペアリング処理開始のタイミングの通知を待つ処理である。そして、制御部22は、ペアリング処理を開始する(S23)。ペアリング処理の具体的な方法は限定されず、周知の方法を用いればよい。
 そして、制御部22は、ペアリング処理のための時間が経過するのを待って(S24)、ペアリング処理が成功したか否かを判別する(S25)。制御部22は、ペアリング処理が成功したと判別した場合(S25:YES)、当該制御処理を終了する。一方、ペアリング処理が失敗したと判別した場合(S25:NO)、ステップS21の処理に戻って、再度、タイミングの通知を待って、ペアリング処理を行う。
 図6Aおよび6Bに示す各制御処理は一例であって、限定的に解釈されるべきものではない。
 本実施形態において、ペアリング処理は、溶接電源装置1が起動されたとき以外にも行うことが可能である。例えば、溶接作業の現場では、ある溶接電源装置1に接続されているワイヤ送給装置2(第1のワイヤ送給装置)を取り外して、別のワイヤ送給装置2(第2のワイヤ送給装置)を取り付ける場合がある。溶接電源装置1の電源がON状態のままで、この取り換えが行われると、溶接電源装置1は、既にペアリングされた第1のワイヤ送給装置2に対して通信を行おうとする一方、新たに接続された第2のワイヤ送給装置2とは通信することができない。溶接電源装置1が第2のワイヤ送給装置2と通信するためには、再度、ペアリング処理を行う必要がある。本実施形態においては、溶接電源装置1が既存のワイヤ送給装置2と通信できなくなった場合には、別のワイヤ送給装置2が取り付けられたと判断し、改めてこの別のワイヤ供給装置2に関するペアリング処理を行うようにしている。
 図7Aおよび7Bは、溶接電源装置1およびワイヤ送給装置2が行う、通信接続の確立を確認するための処理(「通信確認処理」)を説明するためのフローチャートである。図7Aは、溶接電源装置1で行われる通信確認処理を示しており、図7Bは、ワイヤ送給装置2で行われる通信確認処理を示している。
 図7Aに示す通信確認処理は、ワイヤ送給装置2とのペアリングが確立した後に開始される。まず、制御部13は、所定時間の経過を待って(S31)、通信部14に確認信号の送信を指示する。通信部14は、当該指示に応じて、ペアリングされているワイヤ送給装置2に、確認信号を送信する(S32)。これにより、確認信号が所定時間ごとに、定期的に送信される。次に、制御部13は、ワイヤ送給装置2からの応答があったか否かを判別する(S33)。具体的には、制御部13は、ペアリングされているワイヤ送給装置2からの応答信号を通信部14が受信したか否かを判別する。制御部13は、ワイヤ送給装置2からの応答があったと判別した場合(S33:YES)、ステップS31の処理に戻る。つまり、制御部13は、ワイヤ送給装置2からの応答がある限り、確認信号を定期的に送信する。
 一方、制御部13は、ワイヤ送給装置2からの応答がないと判別した場合(S33:NO)、応答待ちの時間が経過したか否かを判別する(S34)。制御部13は、確認信号を送信してからの時間を計時しており、計時された時間が所定の時間を経過したか否かを判別する。制御部13は、応答待ちの時間が経過していないと判別した場合(S34:NO)、ステップS33の処理に戻り、応答があるか、応答待ちの時間が経過するまで、ステップS33およびS34の判別を繰り返す。
 制御部13は、応答待ちの時間が経過したと判別した場合(S34:YES)、ペアリングされているワイヤ送給装置2との間の通信ができなくなったと判断し、新たなワイヤ送給装置2とのペアリングを行うための、ペアリング処理を実施する(S35)。具体的には、制御部13は、図6Aに示す制御処理を行う。このとき、溶接電源装置1に接続されたワイヤ送給装置2があれば、当該ワイヤ送給装置2は図6Bに示す制御処理を行っているので、ペアリング処理を行うことが可能である。ペアリング処理が成功して新たなワイヤ送給装置2とのペアリングが確立すると、制御部13は、ステップS31の処理に戻り、通信接続の確立を確認するために、確認信号の送信を繰り返す。このように制御部13は、通信不通検出手段として機能しうる。
 図6Bに示す通信確認処理は、溶接電源装置1とのペアリングが確立した後に開始される。まず、制御部22は、確認信号を受信するのを待つ(S41)。具体的には、制御部22は、ペアリングされている溶接電源装置1からの確認信号を通信部14が受信したか否かを判別し、確認信号を受信していないと判別している間(S41:NO)、ステップS41の判別処理を繰り返す。制御部22は、通信部14が確認信号を受信したと判別した場合(S41:YES)、通信部23に応答信号の送信を指示する。通信部23は、当該指示に応じて、ペアリングされている溶接電源装置1に、応答信号を送信する(S42)。その後、制御部22は、ステップS41の処理に戻って、確認信号を受信するのを待つ。
 図7Aおよび7Bに示す各通信確認処理は一例であって、限定的に解釈されるべきものではない。
 本実施形態によると、切替部16は、制御部13より入力されるペアリング開始信号がローレベルの場合にスイッチ15をオン状態とし、ハイレベルの場合にスイッチ15をオフ状態とする。オン状態では電力伝送線52が導通状態になるので、受電用電源部21は、送電用電源部12から電圧を印加される。一方、オフ状態では電力伝送線52が遮断状態になるので、受電用電源部21に電圧が印加されなくなる。電圧比較部27は、電圧センサ26が検出した検出電圧Vを閾値V0と比較して、電圧低下検出信号(受電用電源部21が電圧低下状態である場合にハイレベルとなる)を生成する。電圧低下検出信号は、ペアリング開始信号に応じた波形になる。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は、ペアリング開始信号として電圧低下検出信号をワイヤ送給装置2に伝達することができる。
 本実施形態によると、溶接電源装置1の制御部13は、ペアリング開始信号の立ち下がりのタイミング(ハイレベルからローレベルに切り替わるタイミング)で、ペアリング処理を開始する。また、ワイヤ送給装置2の制御部22は、電圧低下検出信号の立ち下がりのタイミングで、ペアリング処理を開始する。したがって、両者のペアリング処理の開始のタイミングは、実質的に同じタイミングになる。これにより、ペアリング処理の失敗を抑制することができる。
 本実施形態によると、溶接電源装置1の制御部13は、ペアリング処理の開始のタイミングが、複数の溶接システムA1で一致してしまった場合に、次のペアリング処理の開始のタイミングを、所定のディレイ時間だけずらしている。したがって、複数の溶接電源装置1を同時に起動した場合でも、ペアリング処理の失敗が繰り返されることを抑制できる。
 本実施形態によると、溶接電源装置1およびワイヤ送給装置2は、通信確認処理によって、通信接続の確立を確認している。溶接電源装置1は、ペアリングされているワイヤ送給装置2との間の通信ができなくなったと判断した場合は、ペアリング処理を実施して、新たなワイヤ送給装置2とのペアリングを行う。したがって、溶接電源装置1に接続するワイヤ送給装置2を取り替えた場合でも、新たに取り付けられたワイヤ送給装置2と適切に通信できるようになる。
 本実施形態においては、通信部14(23)が、コイルによる磁気結合を利用して通信信号を重畳し、重畳された通信信号を検出する場合について説明したが、これに限られない。例えば、コンデンサによる電界結合を利用するようにしてもよい。
 本実施形態においては、送電用電源部12から受電用電源部21に直流電力が供給される場合について説明したが、交流電力が供給されるようにしてもよい。この場合、送電用電源部12は、整流回路121およびDC/DCコンバータ回路122に代えてトランスを備えるようにし、電力系統から入力される交流電力をトランスで降圧して出力するようにすればよい。一方、受電用電源部21には、交流電力を直流電力に変換するための整流回路を設ける必要がある。また、この場合は、電圧センサ26を整流回路の出力側に配置すればよい。または、電圧センサ26が電圧実効値を検出して、電圧比較部27が当該電圧実効値を閾値と比較するようにしてもよい。
 本実施形態においては、溶接用電源部11および送電用電源部12が、電力系統から入力される交流電力を、それぞれ直流電力に変換して出力する場合について説明したが、これに限られない。溶接用電源部11と送電用電源部12とで、構成の一部を共有するようにしてもよい。例えば、図3Bに示すように、送電用電源部12に整流回路を設けずに、溶接用電源部11の整流回路111の出力をDC/DCコンバータ回路122に入力するようにしてもよい。また、溶接用電源部11のトランス113の二次側に巻線を追加して電力を取り出し、整流して出力するようにしてもよい。また、送電用電源部12を設けずに、溶接用電源部11の出力の一部を、ワイヤ送給装置2に供給するようにしてもよい。
 本実施形態においては、溶接電源装置1が直流電源である場合について説明したが、これに限られない。例えばアルミなどの溶接を行うために、溶接電源装置1を交流電力を供給する交流電源としてもよい。この場合、例えば、溶接用電源部11にさらにインバータ回路を追加し、整流回路114から出力される直流電力を交流電力に変換して出力するようにすればよい。
 本実施形態においては、溶接システムA1が消耗電極式の溶接システムである場合について説明した。溶接システムが非消耗電極式である場合には、ワイヤ電極を送給するためのワイヤ送給装置は必要ないが、溶加ワイヤを自動送給するためのワイヤ送給装置を用いる場合がある。この場合の溶接システムは、図1に示すシステムA1と同様の構成になる。
 上記の実施形態においては、ペアリング処理の開始タイミングが一致する場合について説明した。同実施形態では、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によって接続されている。このため、ペアリングの前でも、溶接電源装置1は、スイッチ15をオンオフ操作することで、電圧低下検出信号を変化させ、ワイヤ送給装置2にペアリング処理の開始のタイミングを伝えることができる。さらに、溶接システムA1のハード構成を利用して、より複雑な情報を溶接電源装置1からワイヤ送給装置2に伝達することも可能である。例えば、ペアリング処理において通信部14から通信部23に送信する識別情報を、スイッチ15のオンオフ操作によって伝達することもできる。以下では、ペアリングのための識別情報を、スイッチ15のオンオフ操作によって伝達する場合を第2実施形態として説明する。
 第2実施形態に係る溶接システムA2のハード構成は、第1実施形態に係る溶接システムA1(図1~3B)と同様であり、図示および説明を省略する。溶接システムA2は、ペアリング処理において、溶接電源装置1からワイヤ送給装置2への識別情報の伝達を、通信部14と通信部23との通信で行うのではなく、スイッチ15のオンオフ操作によって行う点で、第1実施形態に係る溶接システムA1と異なる。
 図8は、溶接システムA2において、溶接電源装置1がワイヤ送給装置2に識別情報の伝達を行うときの、各信号の波形を示すタイムチャートである。
 図8の(a)は、制御部13が切替部16に出力する識別情報信号を示している。識別情報信号は、ビットデータに基づいて生成される。このビットデータは、例えば、識別情報を2進数で表し、かつ誤り検出データ(例えば、CRCデータ)を付加したものである。本実施形態においては、識別情報信号は、ローレベル期間の短長を適宜切り替えたパルス信号として形成される。具体的には、制御部13は、ビットデータが「0」の場合にローレベル期間が短くなり、ビットデータが「1」の場合にローレベル期間が長くなるように識別情報信号を生成する。一例として、図に示す識別情報信号は、「00010010…」に対応する。なお、識別情報信号は、ハイレベル期間の短長を切り替えたパルス信号としてもよいし、デューティ比を切り替えたパルス信号としてもよい。本実施形態においては、識別情報として溶接電源装置1のMACアドレスの下位16ビットを用いているが、これに限定されない。例えば、識別情報は、溶接電源装置1を特定できるものであればよく、ユーザが任意に設定した番号でもよいし、溶接電源装置1の製造番号やシリアル番号などでもよい。
 図8の(b)は、スイッチ15の状態を示している。同図に示すように、スイッチ15は、識別情報信号がローレベルの間はオン状態であり、ハイレベルの間はオフ状態である。また、ビットデータが「0」の場合にスイッチ15のオン期間が短くなり、ビットデータが「1」の場合にスイッチ15のオン期間が長くなる。
 図8の(c)は、電圧センサ26が検出した検出電圧Vを示している。図8の(d)は、電圧比較部27が出力する電圧低下検出信号を示している。図4で説明したように、スイッチ15がオフ状態に切り替えられると検出電圧Vは低下し、スイッチ15がオン状態に切り替えられると検出電圧Vは上昇する。電圧比較部27は、検出電圧Vが所定の閾値V0より小さい場合に、電圧低下検出信号をハイレベルとする。スイッチ15のオン期間が短い場合は、検出電圧Vが閾値V0以上となる時間が短くなるので、電圧低下検出信号のローレベル期間が短くなる。一方、スイッチ15のオン期間が長い場合は、検出電圧Vが閾値V0以上となる時間が長くなるので、電圧低下検出信号のローレベル期間が長くなる。つまり、電圧低下検出信号は、識別情報信号に応じた波形になる。したがって、制御部22は、電圧比較部27から入力される電圧低下検出信号に基づいて、識別情報を復元することができる。
 第2実施形態によると、切替部16は、識別情報信号がローレベルの場合にスイッチ15をオン状態とし、ハイレベルの場合にスイッチ15をオフ状態とする。オン状態では電力伝送線52が導通状態になるので、受電用電源部21は、送電用電源部12から電圧を印加される。一方、オフ状態では電力伝送線52が遮断状態になるので、受電用電源部21に電圧が印加されなくなる。電圧比較部27は、電圧センサ26が検出した検出電圧Vを閾値V0と比較して、受電用電源部21が電圧低下状態である場合にハイレベルとなる電圧低下検出信号を生成する。電圧低下検出信号は、識別情報信号に応じた波形になる。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は、識別情報信号として電圧低下検出信号をワイヤ送給装置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の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。
 本実施形態においては、識別情報が2進数のデータであって、「1」と「0」とを識別情報信号のローレベル期間の長短に対応させている。これとは異なり、例えば、識別情報を10進数のデータとして、識別情報信号のローレベル期間の長さを10段階で切り替えるようにしてもよい。
 本実施形態においては、制御部13が切替部16に識別情報信号を出力する場合について説明したが、これに限られない。制御部13は、ペアリング処理のための識別情報以外の情報に基づく信号を、切替部16に出力するようにしてもよい。切替部16による切り替えに応じて、電圧比較部27から出力される電圧低下検出信号が変化するので、制御部13は制御部22に任意の情報を伝達することができる。したがって、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、切替部16による切り替えと電圧比較部27による比較だけで、情報の伝達を行うようにしてもよい。
 図9~図15は、本開示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9は、第3実施形態に係る溶接システムA3の構成を示す図である。この溶接システムA3も、溶接電源装置(図1の符号1参照)を備えているが、図9においては、溶接電源装置の記載を省略している。
 図9に示す溶接システムA3は、電圧センサ26および電圧比較部27に代えて、電流センサ26’および電流比較部27’を備えている点で、第1実施形態に係る溶接システムA1と異なる。
 電流センサ26’は、電力伝送線51または電力伝送線52に流れる電流を検出する。電流センサ26’は、検出した電流を電流比較部27’に出力する。電流比較部27’は、電流センサ26’から入力される検出電流Iを所定の閾値I0と比較して、電力伝送線51,52に電流が流れているか否かを検出する。閾値I0は、検出誤差を排除するために設けられている。スイッチ15がオン状態の場合、電力伝送線52が導通状態になっており、電力伝送線51,52には電流が流れる。一方、スイッチ15がオフ状態の場合、電力伝送線52が遮断状態になっており、電力伝送線51,52には電流が流れない。電流比較部27’は、比較結果を電流チェック信号として、制御部22に出力する。電流比較部27’は、検出電流Iが閾値I0未満の場合、電流が流れていないと判断して、電流チェック信号をハイレベルとする。一方、検出電流Iが閾値I0以上の場合、電流が流れていると判断して、電流チェック信号をローレベルとする。電流チェック信号は、ペアリング開始信号に応じた波形(同様の波形)になり、ワイヤ送給装置2のペアリング開始信号として用いられる。制御部22は、電流チェック信号に基づいて、ペアリング処理を開始する。このように、電流センサ26’および電流比較部27’は、電力伝送線51,52における電流の有無を識別する識別部として機能しうる。
 第3実施形態によると、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は、ペアリング開始信号として電流チェック信号をワイヤ送給装置2に伝達することができる。したがって、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。
 ワイヤ送給装置2は、受電用電源部21に電圧が印加されているか否かを識別することができればよい。したがって、ワイヤ送給装置2が、電圧センサ26(電流センサ26’)の代わりに、例えば、電力センサを備えて、受電用電源部21に電力が供給されているか否かを識別するようにしてもよい。
 図10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。この溶接システムA4も、ワイヤ送給装置(図1の符号2参照)を備えているが、図10においては、ワイヤ送給装置の記載を省略している。
 図10に示す溶接システムA4(溶接電源装置1)は、スイッチ15および切替部16を備えておらず、制御部13が送電用電源部12の出力電圧を切り替える点で、第1実施形態に係る溶接システムA1と異なる。
 制御部13は、ペアリング開始信号に応じて、送電用電源部12のDC/DCコンバータ回路122(図3A参照)の出力を切り替える。具体的には、制御部13は、ペアリング開始信号がローレベルの間は、DC/DCコンバータ回路122の出力が所定の電圧(例えば48V)となるように制御し、ペアリング開始信号がハイレベルの間は、DC/DCコンバータ回路122の出力が0Vとなるように制御する。つまり、第4実施形態に係る溶接電源装置1は、スイッチ15で電力伝送線52を遮断状態にする代わりに、送電用電源部12の出力電圧を「0」にする。このように、DC/DCコンバータ回路122は、切替部として機能しうる。
 第4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4実施形態に係る溶接電源装置1は、スイッチ15および切替部16を備えていない。したがって、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、第4実施形態に係る溶接電源装置1として用いることができる。
 第4実施形態においては、制御部13が、DC/DCコンバータ回路122の出力を、所定の電圧(例えば48V)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、制御部13が、DC/DCコンバータ回路122の出力を、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。電圧比較部27で比較するための閾値V0は、第1電圧と第2電圧との間の電圧値に設定すればよい(例えば36V)。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、電圧が不当に低下することを防止することができる。
 図11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。
 図11に示す溶接システムA5は、電力伝送線51,52を用いた有線通信ではなく、無線通信を行う点で、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は、通信部14に代えて通信部14’を備えており、ワイヤ送給装置2は、通信部23に代えて通信部23’を備えている。
 通信部14’は、ワイヤ送給装置2との間で無線通信を行うためのものであり、アンテナを介して信号の送受信を行う。通信部14’の通信方式は、無線通信であることを除いて、通信部14の通信方式と共通する。通信部23’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り、アンテナを介して信号の送受信を行う。通信部23’の通信方式は、無線通信であることを除いて、通信部23の通信方式と共通する。
 第5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。
 図12A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り、図12Bは、溶接システムA6の変形例を示す図である。これらの図では、溶接電源装置1およびワイヤ送給装置2の内部構成の一部の記載を省略している。
 図12Aに示す溶接システムA6は、パワーケーブル42がワイヤ送給装置2の内部を通っており、電力伝送線52の一部の区間がパワーケーブル42によって構成されている点で、図1に示す溶接システムA1と異なる。図12Bの変形例では、パワーケーブル42はワイヤ送給装置2の内部を通っておらず、また、受電用電源部21に接続する電力伝送線52が、被加工物Wに直接接続されている。
 送電用電源部12から受電用電源部21への電力供給にパワーケーブル42を用いる場合(図12A,B)には、他方のパワーケーブル41を用いる場合(図1)とは逆に、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、送電用電源部12が電圧を印加する。これにより、電力伝送線51およびパワーケーブル41の電位をどちらもパワーケーブル42より高くして、電力伝送線51とパワーケーブル41との電位差があまり大きくならないようにしている。なお、電力伝送線51とパワーケーブル41との電位差を考慮しなくてもよい場合は、送電用電源部12が印加する電圧の極性を逆にしてもよい。
 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。
 図13Aは、第7実施形態に係る溶接システムA7の全体構成を示す図である。なお、同図においては、溶接電源装置1およびワイヤ送給装置2の内部構成の一部の記載を省略している。
 図13Aに示す溶接システムA7は、ガスボンベ6およびガス供給管7が設けられておらず、電力伝送線51が、溶接電源装置1とワイヤ送給装置2との間で外部に露出している点で、第1実施形態に係る溶接システムA1と異なる。第7実施形態の場合、ガス供給管7によって保護されないので、電力伝送線51は、例えば被覆を厚くすることで、断線の防止が図られる。
 第7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、ガス供給管7を設けるとともに、電力伝送線51をガス供給管7の外部に配置するようにしてもよい。
 図13Bは、第8実施形態に係る溶接システムA8の全体構成を示す図である。なお、図13Bにおいては、溶接電源装置1およびワイヤ送給装置2の内部構成の一部の記載を省略している。
 図13Bに示す溶接システムA8は、上記溶接システムA7と同様に、ガスボンベ6およびガス供給管7が設けられておらず、電力伝送線51が溶接電源装置1とワイヤ送給装置2との間で外部に露出している。また、電力伝送線52が、送電用電源部12と受電用電源部21とを直接接続している点で、溶接システムA8は、第1実施形態に係る溶接システムA1と異なっている。
 第8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、ガス供給管7を設けるとともに、電力伝送線51をガス供給管7の外部に配置するようにしてもよい。
 上記第1~8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、本開示はこれに限定されない。例えば、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では、電力伝送線51,52は設けられない。そのような例を、第9実施形態として以下に説明する。
 図14は、第9実施形態に係る溶接システムA9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の内部構成の一部の記載を省略している。また、ガスボンベ6およびガス供給管7の記載を省略している。図に示す例では、制御線8(の一部)は、ワイヤ送給装置2の内部を延びている。
 図14に示す溶接システムA9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1実施形態に係る溶接システムA1と異なる。
 本実施形態において、制御線8にはスイッチ15が配置されており、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。電圧比較部27は、電圧センサ26より入力される検出電圧Vを所定の閾値V0と比較して、制御線8に電圧が印加されているか否かを検出して、検出結果の信号を制御部22に出力する。
 トーチスイッチ31は、溶接トーチ3に設けられており、制御線8によって、溶接電源装置1の制御部13に接続される。スイッチ15がオン状態の場合、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に低電圧を印加しており、制御線8に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。
 第9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、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用の制御線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にリモートコントロール装置を接続し、当該リモートコントロール装置に、溶接電流(電圧)設定部またはインチングスイッチを設けてもよい。この場合、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してもよい。
 上記第1~9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、本開示はこれに限定されない。溶接電源装置1が他の周辺装置と通信する場合にも、本開示の技術を適用することができる。以下では、リモートコントロール装置と溶接電源装置1とが通信を行う場合について、第10実施形態として説明する。
 図15は、第10実施形態に係る溶接システムA10の全体構成を示す図である。図15においては、ワイヤ送給装置2、ガスボンベ6およびガス供給管7の記載を省略している。
 図15に示す溶接システムA10は、リモートコントロール装置9を備えている。リモートコントロール装置9は、溶接電源装置1を遠隔操作する。リモートコントロール装置9は、例えば、受電用電源部21、制御部22、通信部23、電圧センサ26、および電圧比較部27を備えている。リモートコントロール装置9の駆動のための電力は、溶接電源装置1から供給される。リモートコントロール装置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とリモートコントロール装置9との信号通信は、電力伝送線51,52を介して行われる。受電用電源部21、制御部22、通信部23、電圧センサ26および電圧比較部27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および電圧比較部27と同様のものである。リモートコントロール装置9は、例えば、操作部、表示部および報知部などを備えているが、図15においては記載を省略している。このように、リモートコントロール装置9は、通信装置として機能しうる。
 第10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、リモートコントロール装置9以外の周辺装置(例えば溶接トーチ3、溶接トーチ3用の冷却水を制御する冷却水循環装置、ガスボンベ6のガス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、本開示の技術を適用することができる。
 上記第1~10実施形態においては、溶接システムを例として説明したが、本開示はこれに限定されない。通信を行う他のシステムにおいても、本開示を適用することができる。
 本開示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。本開示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。

Claims (18)

  1.  第1の通信装置と、
     前記第1の通信装置と通信を行う第2の通信装置と、
     前記第1の通信装置から前記第2の通信装置に電力を供給する電力伝送線と、
    を備える通信システムであって、
     前記第1の通信装置は、前記第2の通信装置に電力を供給する送電用電源部と、前記送電用電源部が印加する電圧を切り替える切替部と、を備えており、
     前記第2の通信装置は、前記送電用電源部から前記電力伝送線を介して電力を供給される受電用電源部と、前記受電用電源部に印加される電圧を識別する識別部と、を備えている、通信システム。
  2.  前記切替部は、前記送電用電源部が電圧を印加する状態と印加しない状態とを切り替え、前記識別部は、前記受電用電源部に電圧が印加されている状態と印加されていない状態とを識別する、請求項1に記載の通信システム。
  3.  前記識別部は、前記受電用電源部の電圧を検出する電圧センサと、前記電圧センサが検出した検出電圧を所定値と比較する電圧比較部と、を備えるとともに、検出電圧が前記所定値以下であるか否かに基づいて前記識別を行う、請求項1または2に記載の通信システム。
  4.  前記識別部は、前記電力伝送線を流れる電流を検出する電流センサと、前記電流センサが検出した検出電流を所定値と比較する電流比較部と、を備えるとともに、検出電流が前記所定値以下であるか否かに基づいて前記識別を行う、請求項1または2に記載の通信システム。
  5.  前記切替部は、前記電力伝送線の導通状態と遮断状態とを切り替えるスイッチである、請求項1ないし4のいずれかに記載の通信システム。
  6.  前記第1の通信装置は、前記切替部による切り替え状態に基づいて、ペアリング処理を開始し、前記第2の通信装置は、前記識別部による識別状態に基づいて、ペアリング処理を開始する、請求項1ないし5のいずれかに記載の通信システム。
  7.  前記第1の通信装置は、ペアリング処理が失敗したときは、所定の番号に基づいたディレイ時間後に、前記切替部による切り替えを行って、ペアリング処理を開始する、請求項6に記載の通信システム。
  8.  前記所定の番号は、前記第1の通信装置に固有の番号である、請求項7に記載の通信システム。
  9.  前記第1の通信装置は、ペアリングされた第2の通信装置と通信できなくなったことを検出する通信不通検出手段をさらに備えており、前記通信不通検出手段によって、通信できなくなったことが検出された場合、前記切替部による切り替えを行って、ペアリング処理を開始する、請求項6ないし8のいずれかに記載の通信システム。
  10.  前記第1の通信装置は、前記ペアリングされた第2の通信装置に対して、定期的に通信確認信号を送信し、前記ペアリングされた第2の通信装置は、前記通信確認信号を受信したときは、前記第1の通信装置に応答信号を送信し、前記通信不通検出手段は、前記通信確認信号を送信してから所定時間内に前記応答信号を受信しない場合に、通信できなくなったことを検出する、請求項9に記載の通信システム。
  11.  前記第1の通信装置は、自身の識別情報に基づいて、前記切替部による切り替えを行い、前記第2の通信装置は、前記識別部による識別状態に基づいて、前記識別情報を復元して記録する、請求項1ないし5のいずれかに記載の通信システム。
  12.  前記切替部は、前記識別情報に基づく数値の各桁の値に応じて電圧を印加する状態の期間を変化させて、電圧を印加する状態と印加しない状態とを切り替え、前記第2の通信装置は、前記識別部によって電圧が印加されている状態と識別される期間の長さに応じて各桁の値を復元することで、前記識別情報を復元する、請求項11に記載の通信システム。
  13.  前記識別情報は、2進数のビットデータからなる、請求項12に記載の通信システム。
  14.  前記第1の通信装置と前記第2の通信装置とは、無線によって通信を行う、請求項1ないし13のいずれかに記載の通信システム。
  15.  前記第1の通信装置と前記第2の通信装置とは、前記電力伝送線を介して通信を行う、請求項1ないし13のいずれかに記載の通信システム。
  16.  請求項1ないし15のいずれかに記載の通信システムを備えている溶接システムであって、
     前記第1の通信装置を有する溶接電源装置と、
     前記第2の通信装置を有する溶接周辺装置と、
    を備えている、溶接システム。
  17.  溶接トーチと、前記溶接電源装置と前記溶接トーチとを接続する第1のパワーケーブルと、前記溶接電源装置と被加工物とを接続する第2のパワーケーブルと、をさらに備える構成において、
     前記電力伝送線は、前記送電用電源部と前記受電用電源部とを直接接続する第1の電力伝送線と、前記送電用電源部から、前記第1のパワーケーブルまたは前記第2のパワーケーブルの一部を介して、前記受電用電源部に接続する第2の電力伝送線と、を備えている、請求項16に記載の溶接システム。
  18.  前記溶接電源装置および前記溶接周辺装置を通って、前記溶接トーチにシールドガスを供給するガス供給管をさらに備える構成において、前記第1の電力伝送線は、前記ガス供給管の内側に配置されている、請求項17に記載の溶接システム。
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