特許 7204243 ガス溶断機の遠隔操作装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-05

(45)【発行日】2023-01-16

(54)【発明の名称】ガス溶断機の遠隔操作装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 7/00 20060101AFI20230106BHJP

【ＦＩ】

B23K7/00 505E

B23K7/00 501E

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021081398

(22)【出願日】2021-05-13

(65)【公開番号】P2022175185

(43)【公開日】2022-11-25

【審査請求日】2022-09-05

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】592077512

【氏名又は名称】株式会社西日本メタル

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】黒川 慎太郎

(72)【発明者】

【氏名】中野 大和

(72)【発明者】

【氏名】戸田 康太

【審査官】岩見 勤

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－１９３０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－４３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平７－１５１５８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御装置を有する溶断機本体と、該溶断機本体を運転操作可能な一つの操作端末と、該溶断機本体の運転状況を監視可能な一つ以上の管理端末と、を備え、
前記操作端末および前記管理端末はそれぞれ、前記溶断機本体と無線通信可能であり、非常停止ボタンを有し、
前記制御装置は、前記管理端末と前記溶断機本体との通信が切断状態となった際、前記溶断機本体を前記操作端末の操作によって運転継続可能とするが、該切断状態が所定時間継続した際は、該操作端末による該溶断機本体の運転操作を不可とするとともに該溶断機本体を運転一時停止状態とし、
前記運転一時停止状態においても、前記操作端末の前記非常停止ボタンは操作可能であり、該非常停止ボタンが押されると、前記制御装置は、前記溶断機本体を非常停止状態とすることを特徴とするガス溶断機の遠隔操作装置。

【請求項2】

制御装置を有する溶断機本体と、該溶断機本体を運転操作可能な一つの操作端末と、該溶断機本体の運転状況を監視可能な一つ以上の管理端末と、を備え、
前記操作端末および前記管理端末はそれぞれ、前記溶断機本体と無線通信可能であり、非常停止ボタンを有し、
前記制御装置は、前記操作端末と前記溶断機本体との通信が切断状態となり、該切断状態が所定時間継続した際に、該溶断機本体を運転一時停止状態とし、
前記運転一時停止状態においても、前記管理端末の前記非常停止ボタンは操作可能であり、該非常停止ボタンが押されると、前記制御装置は、前記溶断機本体を非常停止状態とすることを特徴とするガス溶断機の遠隔操作装置。

【請求項3】

前記制御装置は、前記操作端末およびすべての前記管理端末と前記溶断機本体との通信が切断状態となり、該切断状態が所定時間継続した際は、該溶断機本体を運転一時停止状態とし、該切断状態がさらに所定時間継続した際は、該溶断機本体を非常停止状態とすることを特徴とする請求項１または２に記載のガス溶断機の遠隔操作装置。

【請求項4】

前記操作端末は操作用タブレットであり、前記管理端末の少なくとも一つは管理用パーソナルコンピュータであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のガス溶断機の遠隔操作装置。

【請求項5】

前記溶断機本体は、作業者が搭乗可能な大型のガス溶断機であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のガス溶断機の遠隔操作装置。

【請求項6】

前記溶断機本体は、安全装置を有するガスユニットを備え、該安全装置は、該溶断機本体が非常停止状態となった際、該溶断機本体の可燃性ガスの噴出部へ失火用ガスを噴出することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のガス溶断機の遠隔操作装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガス溶断機の遠隔操作装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、可燃性ガスを点火し、高温の火炎を噴射して金属等を溶断するガス溶断機が様々な作業現場で用いられている。このようなガス溶断機には、溶断機本体と無線通信可能な操作端末を備え、作業者が操作端末によって遠隔で操作可能な遠隔操作装置を備えるものも提案されている。

【0003】

例えば、特許文献１には、光通信によって自動切断機本体を制御する持ち運び可能な遠隔操作装置付自動切断機が開示されており、作業者が主操作盤付近にいない場合であっても、切断機に異常が発生した場合は、作業者が遠隔操作器を操作して異常に対する最適な制御を行うことができると記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】実開平７－１５１５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、このような無線通信による制御では、通信障害が発生し、装置本体と遠隔操作装置との通信が切断された際に、どのように安全性を確保するかという問題がある。特に、高温の火炎を噴射するガス溶断機にあっては、ガス溶断機の運転中に操作端末との通信が切断されて制御不能となることを防ぐため、対策を講じることが喫緊の課題である。

【0006】

このような問題に対応すべく、従来のガス溶断機には、装置本体と遠隔操作装置との通信が切断された際に、その都度、制御装置によって装置本体を非常停止するように制御するものがあるが、通信が切断される度に溶断機本体が非常停止したのでは、作業効率が低下してしまうという問題がある。

【0007】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、無線通信状態が不安定な環境においても、作業効率および安全性を確保可能なガス溶断機の遠隔操作装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記の目的を達成するために、本発明では、一つの操作端末と、一つ以上の管理端末を備え、操作端末と溶断機本体との通信切断状態によって、溶断機本体を段階的に制御可能とした。

【0009】

具体的には、第１の発明では、制御装置を有する溶断機本体と、該溶断機本体を運転操作可能な一つの操作端末と、該溶断機本体の運転状況を監視可能な一つ以上の管理端末と、を備え、前記操作端末および前記管理端末はそれぞれ、前記溶断機本体と無線通信可能であり、非常停止ボタンを有し、前記制御装置は、前記管理端末と前記溶断機本体との通信が切断状態となった際、前記溶断機本体を前記操作端末の操作によって運転継続可能とするが、該切断状態が所定時間継続した際は、該操作端末による該溶断機本体の運転操作を不可とするとともに該溶断機本体を運転一時停止状態とし、前記運転一時停止状態においても、前記操作端末の前記非常停止ボタンは操作可能であり、該非常停止ボタンが押されると、前記制御装置は、前記溶断機本体を非常停止状態とすることを特徴とする。

【0010】

第１の発明によると、溶断機本体と無線通信可能な一つ以上の管理端末を備えるため、複数の作業者によって一つの溶断機本体の作業を監視することが可能である。管理端末と溶断機本体との通信が切断状態となっても操作端末によって運転継続可能だが、通信切断状態が所定時間継続した際は、制御装置が、溶断機本体を運転一時停止状態とする。通信が切断される度に溶断機本体の運転を非常停止させるように制御せずとも安全性を担保でき、無線通信が不安定な状態であっても、通信回復後すぐに運転を再開できるため、作業効率を確保することもできる。また、作業者が危険を感じたときは、運転一時停止状態であっても、管理端末の非常停止ボタンによって溶断機本体への電力の供給を遮断して溶断機本体を非常停止状態とすることができる。このように、通信切断状態の継続時間によって段階的なフェイルセーフを構築し、作業効率と安全性の両立を図ることが可能となる。

【0011】

第２の発明では、制御装置を有する溶断機本体と、該溶断機本体を運転操作可能な一つの操作端末と、該溶断機本体の運転状況を監視可能な一つ以上の管理端末と、を備え、前記操作端末および前記管理端末はそれぞれ、前記溶断機本体と無線通信可能であり、非常停止ボタンを有し、前記制御装置は、前記操作端末と前記溶断機本体との通信が切断状態となり、該切断状態が所定時間継続した際に、前記溶断機本体を運転一時停止状態とし、前記運転一時停止状態においても、前記管理端末の前記非常停止ボタンは操作可能であり、該非常停止ボタンが押されると、前記制御装置は、該溶断機本体を非常停止状態とすることを特徴とする。

【0012】

第２の発明によると、操作端末と溶断機本体との通信が切断状態となり、通信切断状態が所定時間継続した際は、制御装置が、溶断機本体を運転一時停止状態とする。また、作業者が危険を感じたときは、運転一時停止状態であっても、管理端末の非常停止ボタンによって溶断機本体への電力の供給を遮断して溶断機本体を非常停止状態とすることができる。通信が切断される度に溶断機本体の運転を非常停止させるように制御せずとも安全性を担保でき、無線通信が不安定な状態であっても、通信回復後すぐに運転を再開できるため、作業効率を確保することもできる。このように、通信切断状態の継続時間によって段階的なフェイルセーフを構築し、作業効率と安全性の両立を図ることが可能となる。

【0013】

第３の発明では、第１または第２の発明において、前記制御装置は、前記操作端末およびすべての前記管理端末と前記溶断機本体との通信が切断状態となり、該切断状態が所定時間継続した際は、該溶断機本体を運転一時停止状態とし、該切断状態がさらに所定時間継続した際は、該溶断機本体を非常停止状態とすることを特徴とする。

【0014】

第３の発明によると、操作端末およびすべての管理端末と溶断機本体との通信が切断状態となったとき、その切断状態の継続時間によって、さらに段階的なフェイルセーフを構築できる。切断状態が続き危険性が高くなると、制御装置によって自動的に非常停止状態となるため、安全性をより一層高めることが可能となる。

【0015】

第４の発明では、第１から第３のいずれかの発明において、複数の前記操作端末は操作用タブレットであり、前記管理端末の少なくとも一つは管理用パーソナルコンピュータであることを特徴とする。

【0016】

第４の発明によると、作業者は操作用タブレットによって、任意の場所から溶断機本体を操作可能である。また、管理端末を管理用パーソナルコンピュータとすることで、複数の作業者が溶断機本体から離れた場所において溶断機本体の作業状況を監視することが可能となり、溶断機本体の安全性をより高めることが可能となる。

【0017】

第５の発明では、第１から第４のいずれかの発明において、前記溶断機本体は、作業者が搭乗可能な大型のガス溶断機であることを特徴とする。

【0018】

第５の発明によると、溶断機本体が、作業者が搭乗して運転・操作する大型のガス溶断機にあっては、搭乗する作業者が、操作端末によって溶断機本体を操作可能である。また、運転席からの操作のみでは、死角やヒュームによる視界不良で作業が困難となる場合があるが、搭乗する作業者以外の作業者が、管理端末によって監視することが可能であるため、作業の安全性を確保できる。また、装置が大型であるために、作業者が搭乗しない小型のガス溶断機よりも火力が強く、一層の安全管理が必要であるとともに、従来のように通信切断毎に溶断機本体を非常停止させると、作業再開までのタイムロスが著しく作業効率を確保し難い。作業効率と安全性の両立は、作業者が搭乗しない小型のガス溶断機の場合と比較して難しいが、通信切断状態によって段階的なフェイルセーフを構築することで作業効率と安全性の両立が可能となるため、本発明によって課題を解決することの意義が大きい。

【0019】

第６の発明では、第１から第５のいずれかの発明において、前記溶断機本体は、安全装置を有するガスユニットを備え、該安全装置は、該溶断機本体が非常停止状態となった際、該溶断機本体の可燃性ガスの噴出部へ失火用ガスを噴出することを特徴とする。

【0020】

第６の発明によると、失火用ガスを噴出して可燃性ガスの噴出部を消火することにより、溶断機本体の非常停止状態において噴出部において可燃性ガスが燃え続けることを防止し、安全性をより高めることができる。

【発明の効果】

【0021】

以上説明したように、本発明によると、無線通信状態が不安定な環境においても、作業効率および安全性を確保可能なガス溶断機の遠隔操作装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本実施形態に係るガス溶断機の遠隔操作装置を示す概略図である。

【図2】溶断機本体の概略平面図である。

【図3】溶断機本体の概略側面図である。

【図4】本実施形態に係る遠隔操作装置の構成を示すブロック図である。

【図5】操作用タブレットの画面を示す概略図である。

【図6】管理用パーソナルコンピュータの画面を示す概略図である。

【図7】本実施形態に係る溶断機本体のガスユニットを示す概略図である。

【図8】他の実施形態に係る溶断機本体のガスユニットを示す概略図である。

【図9】本実施形態に係る遠隔操作装置の通信切断時の制御を説明するための表である。

【図10】本実施形態に係る遠隔操作装置の通信切断時の処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

【0024】

（遠隔操作装置の構成）
図１に示すように、本実施形態のガス溶断機の遠隔操作装置１は、制御装置２０を有する溶断機本体２と、溶断機本体２を運転操作可能な一つの操作端末３１と、溶断機本体２の運転状況を監視可能な一つ以上の管理端末３２とを備える。溶断機本体２と操作端末３１および管理端末３２はそれぞれ、溶断機本体２側の溶断機側リピーター２０１と操作端末３１，管理端末３２側の制御側リピーター３０１を介して、無線通信可能である。無線通信とは、例えば、無線ＬＡＮ通信である。

【0025】

本実施形態において、溶断機本体２は、作業者が搭乗可能な大型のガス溶断機であり、主に製鉄所等にて使用され、可燃性ガスの燃焼によって大型のスラグや廃材等の切断作業を行うものである。溶断機本体２に搭乗する作業者は、例えば、操作端末である操作用タブレット３１によって溶断機本体２の運転席において溶断機本体２を操作することが可能である。溶断機本体２は、無線通信可能な制御装置２０と、可燃性ガスを噴出する作業装置２１を備える。なお、溶断機本体２は、図２においてクローラ式のものを例として記載したが、クローラ式以外にも定置式やレール式等があり、その形態は限定されない。

【0026】

溶断機本体２の作業装置２１は、左右にそれぞれ伸縮アーム２２，２２を備える。２つの伸縮アーム２２，２２は、図２に示すように、左右方向（図２中、矢印Ｗの方向）にそれぞれ移動可能である。伸縮アーム２２，２２は、さらに、図３に示すように、高さ方向（図３中、矢印Ｈの方向）にそれぞれ移動可能、かつ、前後方向（図３中、矢印Ｌの方向）に伸縮可能である。

【0027】

伸縮アーム２２は、その先端に酸素と可燃性ガスを噴出し燃焼させることのできる吹管２２ａを備える。吹管２２ａの先端部にある噴出部２２ｂは下方に向けて開口している。溶断機本体２は、伸縮アーム２２によって、吹管２２ａを上下左右前後に移動させることが可能であり、最大で厚さ１２００ｍｍ程度の鋼材を切断することが可能である。

【0028】

伸縮アーム２２，２２の移動制御を含め、溶断機本体２の様々な制御を制御装置２０が担っている。制御装置２０は、例えば、溶断機制御ＰＬＣ２０ａおよび溶断機制御ＰＣ２０ｂである。制御装置２０は、溶断機本体２と、操作端末３１および一つ以上の管理端末３２との通信状態を監視し、溶断機本体２と、操作端末３１または管理端末３２の少なくとも一方との通信が切断され、その切断状態が所定時間継続した際には、操作端末３１および管理端末３２の操作に関わらず、切断状態の継続時間に応じて溶断機本体２を強制的に制御する。

【0029】

例えば、制御装置２０は、管理端末３２と溶断機本体２との通信が切断状態となった際、溶断機本体２を操作端末３１の操作によって運転継続可能とする。

【0030】

また、制御装置２０は、管理端末３２と溶断機本体２との通信切断状態が所定時間継続した際は、操作端末３１による溶断機本体２の運転操作を不可とするとともに溶断機本体２が運転中であっても強制的に運転一時停止状態とする。

【0031】

また、制御装置２０は、操作端末３１と溶断機本体２との通信が切断状態となり、その切断状態が所定時間継続した際は、溶断機本体２が運転中であっても溶断機本体２を運転一時停止状態とする。

【0032】

また、制御装置２０は、例えば、操作端末３１および管理端末３２の双方と溶断機本体２との通信が切断状態となった際、溶断機本体２の警告灯を点滅させ、その切断状態が所定時間継続した際は、溶断機本体を運転一時停止状態とする。その切断状態がさらに所定時間継続した際は、制御装置２０は、溶断機本体２の警告灯を点灯させ、溶断機本体２を非常停止状態とする。

【0033】

なお、溶断機本体２の運転一時停止状態とは、溶断機本体２に電力の供給が維持されたまま、溶断機本体２の運転が停止した状態を言い、溶断機本体２の非常停止状態とは、後述するサーキットブレーカ５が遮断されて、溶断機本体２への電力供給が絶たれた状態を言う。

【0034】

溶断機本体２の構成の詳細を、図４に示す。溶断機本体２は、ＳＨＴを備えた電源用サーキットブレーカ５からＡＣ／ＤＣコンバータ５１、モータ制御インバータ５２、ガス制御リレー５３にＤＣ電源供給される。モータ制御インバータ５２は位置調整モータ５２０へ、ガス制御リレー５３は火力調整ソレノイド５３０へそれぞれ電力を供給する構成となっている。ＡＣ／ＤＣコンバータ５１から出力されるＡＣ電源は、溶断機制御ＰＬＣ２０ａとＵＰＳ５１０に供給される。ＡＣ電源は、無停電電源装置（ＵＰＳ）５１０を介して溶断機制御ＰＣ２０ｂ、ブレーカ制御リレー５４、窒素制御リレー６０、警告灯リレー４１，４２へ電力を供給する。ブレーカ制御リレー５４はサーキットブレーカ５へ、窒素制御リレー６０は窒素ソレノイド６へ、警告灯リレー４１，４２は警告灯４へそれぞれ電力を供給する。

【0035】

溶断機制御ＰＬＣ２０ａの制御信号は、ブレーカ制御リレー５４、窒素制御リレー６０、警告灯リレー４１、モータ制御インバータ５２、ガス制御リレー５３に接続され、それぞれを制御する。溶断機制御ＰＣ２０ｂの制御信号は、ブレーカ制御リレー５４、窒素制御リレー６０、警告灯リレー４２に接続され、それぞれを制御する。なお、溶断機制御ＰＬＣ２０ａ、溶断機制御ＰＣ２０ｂ、ＵＰＳ５１０、および溶断機側リピーター２０１はＥｔｈｅｒ通信によって接続され、制御される。

【0036】

操作端末３１は、どのような形態であってもよいが、操作用タブレット３１であることが望ましい。操作端末３１は、一つの溶断機本体２に対して一つ備える。複数の操作端末３１を備えると、同時操作により誤作動を起こす危険性が高いためである。

【0037】

操作用タブレット３１は、溶断機本体２に搭乗する作業者が使用するものである。操作用タブレット３１は、例えば、図５に示す画面を表示する。操作用タブレット３１の画面は、溶断機本体２を操作するための操作部３１ａと、溶断機本体２との通信切断状態を示すためのエラー表示部３１ｂと、溶断機本体２を運転開始または一時停止させるための運転・停止ボタン３１ｃと、溶断機本体２への電力の供給を遮断するための非常停止ボタン３１ｄを備える。操作部３１ａでは、主に、火力の調整と伸縮アーム２２の移動の操作をすることが可能である。

【0038】

運転・停止ボタン３１ｃは、誤操作防止のため、溶断機本体２の始動時は常に「停止」となっており、「停止」ボタンを押すと溶断機本体２は一時停止状態となる。一時停止状態において、操作用タブレット３１は操作部３１ａにおける操作ができない。運転・停止ボタン３１ｃを「運転」側に入れると、操作部３１ａにて溶断機本体２の操作が可能となる。なお、「運転」ボタンと「停止」ボタンは同時には入らない。

【0039】

操作用タブレット３１は、溶断機本体２に搭乗する作業者に限らず、溶断機本体２から離れた場所にいる作業者が使用してもよい。

【0040】

管理端末３２は、一つの溶断機本体２に対して一つ以上備える。管理端末３２は、少なくとも一つが管理用パーソナルコンピュータ３２（以下、管理用ＰＣ３２と表記する）であることが望ましい。

【0041】

管理用ＰＣ３２は、例えば、溶断機本体２から離れた監視室に備え付けられるものである。管理用ＰＣ３２は、溶断機本体２において撮影された作業状況のリアルタイム映像を受信することが可能である。管理用ＰＣ３２は、例えば、図６に示す画面を表示する。管理用ＰＣ３２の画面は、溶断機本体２との通信切断状態を示すためのエラー表示部３２ａと、溶断機本体２への電力の供給を遮断するための非常停止ボタン３２ｂを備える。

【0042】

操作用タブレット３１の非常停止ボタン３１ｄは、操作用タブレット３１と溶断機本体２との通信が維持されていれば、溶断機本体２が制御装置２０によって強制的に運転一時停止状態となった場合においても操作可能である。また、管理用ＰＣ３２の非常停止ボタン３２ｂは、管理用ＰＣ３２と溶断機本体２との通信が維持されていれば、溶断機本体２が制御装置２０によって強制的に運転一時停止状態となった場合においても操作可能である。いずれかの非常停止ボタン３１ｄ，３２ｂが押されると、制御装置２０は、溶断機本体２への電力の供給を遮断して溶断機本体２を非常停止状態とする。

【0043】

（安全装置の構成）
また、溶断機本体２は、図７に示すように、吹管２２ａの噴出部２２ｂへ繋がる安全装置２４を有するガスユニット２５を備える。

【0044】

ガスユニット２５は、予熱ガスＧを噴出部２２ｂへ供給する予熱ガス管２６ａと、予熱酸素Ｏ１を噴出部２２ｂへ供給する予熱酸素管２７ａと、切断用の酸素Ｏ２を噴出部２２ｂへ供給する切断酸素管２８ａと、溶断機本体２が非常停止状態となった際、噴出部２２ｂへ失火用ガスＮを噴出する失火ガス管２４ａを有する安全装置２４を備える。

【0045】

予熱ガスＧは、例えば、アセチレン、メタン、エタン、プロパン、ブタン等の可燃性ガスを使用可能である。予熱ガスＧは、溶断時に必要な流量の可燃ガスである。予熱ガスＧが供給される予熱ガス管２６ａには、電磁弁２６ｂが取り付けられ、制御装置２０により予熱ガスＧの流量が制御される。電磁弁２６ｂより下流側（噴出部２２ｂ側）には逆火防止弁２６ｃが取り付けられている。予熱ガス管２６ａは直接噴出部２２ｂへ繋がっているのではなく、後述の三方電磁弁２４ｃを介して噴出部２２ｂへ繋がっており、三方電磁弁２４ｃによって失火ガス管２４ａと並列に連結されている。

【0046】

予熱酸素Ｏ１は、火種を保持する為に必要な流量の酸素である。予熱酸素Ｏ１が供給される予熱酸素管２７ａには、電磁弁２７ｂが取り付けられ、制御装置２０により予熱酸素Ｏ１の流量が制御される。電磁弁２７ｂより下流側には逆火防止弁２７ｃが取り付けられている。予熱酸素管２７ａは、直接噴出部２２ｂへ繋がっている。

【0047】

切断用の酸素Ｏ２を供給する切断酸素管２８ａには、電磁弁２８ｂが取り付けられ、制御装置２０により切断用の酸素Ｏ２の流量が制御される。切断酸素管２８ａは、直接噴出部２２ｂへ繋がっている。

【0048】

安全装置２４は、例えば窒素ガス等の失火用ガスＮを供給する。安全装置２４は、失火ガス管２４ａと、予熱ガス管２６ａと連結された三方電磁弁２４ｃと、三方電磁弁２４ｃの上流側に取り付けられた電磁弁２４ｂを備える。三方電磁弁２４ｃは、上流側において、予熱ガス管２６ａと失火ガス管２４ａとを並列に繋ぎ、下流側はガス管２９によって噴出部２２ｂへ繋がっている。三方電磁弁２４ｃは、予熱ガス管２６ａおよび失火ガス管２４ａとの接続口において、一方が開けば他方が閉じるように連動して動く。本実施形態において三方電磁弁２４ｃは、予熱ガス管２６ａとの接続口において常時閉状態（ＮＣ）および失火ガス管２４ａとの接続口において常時開状態（ＮＯ）である。溶断機本体２が非常停止状態となった際、制御装置２０からの制御信号によって、電磁弁２４ｂおよび三方電磁弁２４ｃが制御されることにより噴出部２２ｂへ失火用ガスＮを噴出する。これと同時に、三方電磁弁２４ｃは予熱ガスＧを遮断する為、予熱ガスＧは、電磁弁２６ｂと三方電磁弁２４ｃにより２重切りとなり、弁の故障に備えた安全な構造となる。

【0049】

また、安全装置２４は、図８に示すような形態であってもよい。図８に示すガスユニット２５は、上記実施形態のガスユニット２５と安全装置２４の構成が一部異なる。図７のガスユニット２５と同じ構成要素については同じ符号を付し、その説明は省略する。図８に示すガスユニット２５において、安全装置２４は、三方電磁弁２４ｃを備えず、失火ガス管２４ａが逆止弁２４ｄを有し、予熱ガス管２６ａへ直接接続されていてもよい。

【0050】

（通信切断時の処理）
次に、図９および図１０に基づいて、操作端末３１、管理端末３２と溶断機本体２との通信が切断状態となった際の段階的な処理について説明する。なお、本実施形態においては、一つの管理用ＰＣ３２を用いているが、これには限られず、二つ以上の管理用ＰＣ３２に適用することも可能である。

【0051】

本実施形態において、通常状態とは管理用ＰＣ３２および操作用タブレット３１の両方が溶断機本体２との通信状態を正常に保っている状態である。通常状態において、溶断機本体２の警告灯４は消灯し、管理用ＰＣ３２および操作用タブレット３１のエラー表示部３２ａ，３１ｂは、非表示状態である。また、操作用タブレット３１において、運転・停止ボタン３１ｃで溶断機本体２の運転開始と一時停止を操作可能である。

【0052】

このような通常状態から、制御装置２０は、ステップＳ１００における処理で、操作用タブレット３１との通信状態を確認するため、操作用タブレット３１から応答があるかどうかを判定する。判定結果がＹｅｓの場合は、ステップＳ２００における処理で、管理用ＰＣ３２との通信状態を確認するため、管理用ＰＣ３２から応答があるかどうかを判定し、ステップＳ２００の判定結果もＹｅｓであれば、通常状態が継続される。

【0053】

溶断機本体２と操作用タブレット３１との通信状態は正常だが、管理用ＰＣ３２との通信が切断された際、ステップＳ２００の判定結果はＮｏとなる。このように、管理用ＰＣ３２のみ溶断機本体２との通信が切断状態となった際、操作用タブレット３１は、操作部３１ａおよび運転・停止ボタン３１ｃによって溶断機本体２を操作可能である。

【0054】

次に、ステップＳ２０１において、管理用ＰＣ３２が溶断機本体２と通信切断状態となってから所定時間、例えば３秒以内に管理用ＰＣ３２から応答があるかどうか判定される。この判定結果がＹｅｓであり、管理用ＰＣ３２と溶断機本体２との通信状態が３秒経過するまでに回復した場合は、通常状態が継続される。しかしながら、ステップＳ２０１の判定結果がＮｏであり、管理用ＰＣ３２と溶断機本体２との通信切断状態が３秒以上継続した場合は、通信エラーの第１段階であるＥＲＲ１状態（ERR STATE 1）となる。

【0055】

ＥＲＲ１状態では、操作用タブレット３１のエラー表示部３１ｂにエラーが表示され、溶断機本体２の警告灯４が点滅する。エラー発生時に溶断機本体２が運転中であった場合、操作用タブレット３１は操作部３１ａおよび運転・停止ボタン３１ｃによって溶断機本体２の操作を継続可能である。エラー発生時に溶断機本体２が運転一時停止状態であった場合、操作用タブレット３１は、操作部３１ａおよび運転・停止ボタン３１ｃの操作が不可となる。非常停止ボタン３１ｄは、エラー発生時の溶断機本体２の運転状況に関わらず操作可能である。

【0056】

次に、ＥＲＲ１状態におけるステップＳ２０２において、通信切断状態となってから所定時間、例えば１５秒以内に管理用ＰＣ３２から応答があるかどうか判定される。この判定結果がＹｅｓであり、管理用ＰＣ３２と溶断機本体２との通信状態が１５秒経過するまでに回復した場合は、ＥＲＲ１状態が解除され、通常状態に戻る。しかしながら、ステップＳ２０２の判定結果がＮｏであり、管理用ＰＣ３２と溶断機本体２との通信切断状態が１５秒以上継続した場合は、通信エラーの第２段階であるＥＲＲ２状態（ERR STATE 2）となる。

【0057】

管理用ＰＣ３２のみ１５秒以上通信切断が継続したＥＲＲ２状態では、ＥＲＲ１状態から継続して、操作用タブレット３１のエラー表示部３１ｂにエラーが表示され、溶断機本体２の警告灯４が点滅する。ＥＲＲ２状態では、溶断機本体２は、エラー発生時に運転中であっても強制的に運転一時停止状態となる。このとき、溶断機本体２との通信を維持している操作用タブレット３１の、非常停止ボタン３１ｄは操作可能であるが、操作部３１ａおよび運転・停止ボタン３１ｃは操作不可となる。

【0058】

次に、ＥＲＲ２状態におけるステップＳ２０３において、管理用ＰＣ３２から応答があるかどうか判定される。ステップＳ２０３の判定結果がＹｅｓであり、管理用ＰＣ３２と溶断機本体２との通信状態が回復した場合は、ＥＲＲ２状態が解除され、通常状態に戻る。なお、ＥＲＲ２状態が解除された際、溶断機本体２は運転一時停止状態が維持されている。ステップＳ２０３の判定結果がＮｏであれば、ＥＲＲ２状態が継続する。

【0059】

ステップＳ１００において、操作用タブレット３１から応答があるかどうかが判定され、判定結果がＮｏの場合は、ステップＳ１１０における処理で、さらに管理用ＰＣ３２との通信状態を確認するため、管理用ＰＣ３２から応答があるかどうかを判定する。

【0060】

ステップ１１０における判定結果がＹｅｓの場合は、ステップＳ１１１における処理で、通信切断状態となってから所定時間、例えば３秒以内に操作用タブレット３１から応答があるかどうか判定される。ステップＳ１１１の判定結果がＹｅｓであり、操作用タブレット３１と溶断機本体２との通信状態が３秒経過するまでに回復した場合は、通常状態となる。しかしながら、ステップＳ１１１の判定結果がＮｏであり、操作用タブレット３１と溶断機本体２との通信切断状態が３秒以上継続した場合は、通信エラーの第２段階であるＥＲＲ２’状態（ERR STATE 2’）となる。

【0061】

このＥＲＲ２’状態では、管理用ＰＣ３２のエラー表示部３２ａにエラーが表示され、溶断機本体２の警告灯４が点滅する。操作用タブレット３１のみが３秒以上通信切断されたＥＲＲ２’状態では、溶断機本体２は、エラー発生時に運転中であっても強制的に運転一時停止状態となる。このとき、管理用ＰＣ３２の非常停止ボタン３２ｂは操作可能である。

【0062】

次に、ＥＲＲ２’状態におけるステップＳ１１２において、操作用タブレット３１から応答があるかどうか判定される。Ｓ１１２の判定結果がＹｅｓであり、操作用タブレット３１と溶断機本体２との通信状態が回復した場合は、ＥＲＲ２’状態が解除され、通常状態に戻る。なお、ＥＲＲ２’状態が解除された際、溶断機本体２は運転一時停止状態が維持されている。ステップＳ１１２の判定結果がＮｏであれば、ＥＲＲ２’状態が継続する。

【0063】

ステップ１１０における判定結果がＮｏの場合は、管理用ＰＣ３２および操作用タブレット３１の両方と溶断機本体２との通信が切断された状態である。この場合、ステップＳ１２０における処理で、溶断機本体２と通信切断状態となってから所定時間、例えば３秒以内に管理用ＰＣ３２および操作用タブレット３１から応答があるかどうか判定される。

【0064】

ステップＳ１２０における判定結果がＹｅｓであり、管理用ＰＣ３２および操作用タブレット３１と溶断機本体２との通信状態が３秒経過するまでに回復した場合は、通常状態となる。しかしながら、ステップＳ１２０の判定結果がＮｏであり、管理用ＰＣ３２および操作用タブレット３１と溶断機本体２との通信切断状態が３秒以上継続した場合は、通信エラーの第３段階であるＥＲＲ３状態（ERR STATE 3）となる。

【0065】

ＥＲＲ３状態では、溶断機本体２の警告灯４が点滅する。溶断機本体２は、エラー発生時に運転中であっても強制的に運転一時停止状態となる。また、管理用ＰＣ３２および操作用タブレット３１による操作は不可であり、非常停止ボタン３２ｂ，３１ｄも操作することはできない。

【0066】

次に、ＥＲＲ３状態におけるステップＳ１２１において、管理用ＰＣ３２および操作用タブレット３１と溶断機本体２とが通信切断状態となってから所定時間、例えば１５秒以内に、管理用ＰＣ３２および操作用タブレット３１から応答があるかどうか判定される。Ｓ１２１の判定結果がＹｅｓであり、管理用ＰＣ３２および操作用タブレット３１と溶断機本体２との通信状態が回復した場合は、ＥＲＲ３状態が解除され、通常状態に戻る。なお、ＥＲＲ３状態が解除された際、溶断機本体２は運転一時停止状態が維持されている。ステップＳ１２１の判定結果がＮｏであれば、通信エラーの第４段階であるＥＲＲ４状態（ERR STATE 4）となる。

【0067】

ＥＲＲ４状態では、制御装置２０が、警告灯リレー４１を作動させて溶断機本体２の警告灯４が点灯し、ブレーカ制御リレー５４を作動させてサーキットブレーカ５を遮断し、非常停止状態となる。また、制御装置２０からの制御信号は、安全装置２４を作動させる。安全装置２４は、溶断機本体２の可燃性ガスの噴出部２２ｂへ失火用ガスＮを噴出する。

【0068】

なお、ステップＳ２０１、ステップＳ２０２、ステップＳ１１１、ステップＳ１２０およびステップＳ１２１において、それぞれ溶断機本体２との通信が切断されてから所定時間内に操作端末３１，管理端末３２が応答するか否かを判定しているが、これらの所定時間は、３秒や１５秒に限らず、それぞれ任意に設定可能である。

【0069】

（作用効果）
本実施形態によれば、溶断機本体２と無線通信可能な一つの操作端末（操作用タブレット３１）と一つ以上の管理端末（管理用ＰＣ３２）を備えるため、複数の作業者によって一つの溶断機本体の作業を監視することが可能である。管理用ＰＣ３２と溶断機本体２との通信が切断状態となった際（ＥＲＲ１状態）も、通信切断時に溶断機本体２が運転状態であれば、操作用タブレット３１の操作によって溶断機本体２の運転を継続することができるので、無線通信が不安定な状態であっても、切断状態になる度に溶断機本体２の運転を非常停止させる必要がなく、すぐに運転再開できる。

【0070】

さらに、管理用ＰＣ３２と溶断機本体との通信切断状態が所定時間継続した際（ＥＲＲ２状態）は、制御装置２０が、操作用タブレット３１による溶断機本体の運転操作を不可とするとともに溶断機本体２を運転一時停止状態とする。操作用タブレット３１の通信切断状態が所定時間継続した際（ＥＲＲ２’状態）も同様に、制御装置２０は溶断機本体２を運転一時停止状態とする。

【0071】

また、非常停止ボタン３２ｂ，３１ｄは、それぞれ端末３１，３２が溶断機本体２と通信可能であれば、溶断機本体２の運転一時停止状態においても操作可能であって、作業者が危険を感じたときは、非常停止ボタン３２ｂ，３１ｄによって溶断機本体２への電力の供給を遮断して溶断機本体２を非常停止状態とすることができる。このように、通信切断状態の継続時間によって段階的なフェイルセーフを構築し、作業効率と安全性の両立を図ることが可能となる。

【0072】

そして、操作端末３１およびすべての管理端末３２と溶断機本体２との通信が切断状態となり、通信切断状態が所定時間継続した際（ＥＲＲ３状態）は、溶断機本体２を運転一時停止状態とし、通信切断状態がさらに所定時間継続した際（ＥＲＲ４状態）は、溶断機本体２を非常停止状態とする。このような構成によって、さらなる段階的なフェイルセーフを構築することが可能となる。

【0073】

また、溶断機本体２が非常停止状態となった際、安全装置２４は、失火用ガスＮを噴出して溶断機本体２の噴出部２２ｂを消火することにより、非常停止状態において噴出部２２ｂが燃え続けることを防止し、安全性をより高めることができる。

【符号の説明】

【0074】

１ 遠隔操作装置
２ 溶断機本体
２０ 制御装置
２２ 伸縮アーム
２２ａ 吹管
２２ｂ 噴出部
２４ 安全装置
２４ａ 失火ガス管
２４ｂ 電磁弁
２４ｃ 三方電磁弁
２４ｄ 逆止弁
２５ ガスユニット
３１ 操作用タブレット（操作端末）
３１ａ 操作部
３１ｂ エラー表示部
３１ｃ 運転・停止ボタン
３１ｄ 非常停止ボタン
３２ 管理用パーソナルコンピュータ（管理端末）
３２ａ エラー表示部
３２ｂ 非常停止ボタン
２０１ 溶断機側リピーター
３０１ 制御側リピーター
Ｇ 予熱ガス
Ｎ 失火用ガス
Ｏ１ 予熱酸素
Ｏ２ 切断用の酸素

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】