JP6139285B2 - アーク溶接機 - Google Patents

Description

本発明は、溶接電源に予め定めた複数の溶接条件を記憶し、記憶された複数の溶接条件のうち１つを遠隔制御器によって遠隔から選択、再生する技術に関するものである。

溶接電源の設定モード又は選択モードの切り換えを、遠隔制御器により遠隔から行うとき、遠隔制御器に設けたスイッチで行っていた。

図８、従来技術のアーク溶接機の接続図である。同図において、遠隔制御器ＲＥＣ（リモートコントロール器）は、溶接電流設定器ＩＲ、溶接電圧設定器ＶＲ及び単接点の設定・選択スイッチＳＷ５で形成し、溶接電流設定器ＩＲは予め定めたアナログ値の溶接電流設定値Ｉｒを設定して出力し、溶接電圧設定器ＶＲは予め定めたアナログ値の溶接電圧設定値Ｖｒを設定して出力し、設定・選択スイッチＳＷ５は、設定・選択信号Ｓｗ５を出力し、Ｈｉｇｈレベルのときは設定モード、Ｌｏｗレベルのときは選択モードになる。

図８に示す従来の溶接電源ＷＧに設けられた溶接条件設定・選択回路ＷＳは、溶接電流設定スイッチＳＷ１、溶接電圧設定スイッチＳＷ２、溶接条件選択スイッチＳＷ３及び反転回路ＮＴで形成し、遠隔制御器ＲＥＣの設定・選択スイッチＳＷ５を設定モード（開放）にすると、選択・設定信号Ｓｗ５がＨｉｇｈレベルになり、溶接電流設定スイッチＳＷ１及び溶接電圧設定スイッチＳＷ２が導通状態になり、溶接電流設定器ＩＲによって設定したアナログ値の溶接電流設定値Ｉｒ及び溶接電圧設定器ＶＲによって設定したアナログ値の溶接電圧設定値Ｖｒを主制御回路ＳＣに入力する。

主制御回路ＳＣは、選択・設定信号Ｓｗ５がＨｉｇｈレベルになると設定モードと認識し、入力された溶接電流設定値Ｉｒ及び溶接電圧設定値Ｖｒに基づいて主電源回路ＩＮＶの電力を制御する。続いて、遠隔制御器ＲＥＣの設定・選択スイッチＳＷ５を選択モード（閉路）にすると、設定・選択信号Ｓｗ５がＬｏｗレベルになり、溶接電流設定スイッチＳＷ１及び溶接電圧設定スイッチＳＷ２が遮断状態になると共に溶接条件選択スイッチＳＷ３は導通状態になり、図９に示す溶接電流設定器ＩＲに設けられた、目盛の溶接条件番号０乃至９の位置に相当する溶接電流設定値Ｉｒが主制御回路ＳＣに入力される。

主制御回路ＳＣは、選択・設定信号Ｓｗ５がＬｏｗレベルになると選択モードと認識し、図９示す遠隔制御器の溶接電流設定器ＩＲに設けた溶接条件番号（スクリーン図）の０乃至９の位置に相当する溶接電流設定値Ｉｒに基づいて、記憶されている複数の溶接条件のうち１つを選択して主電源回路ＩＮＶの電力を制御する。また、特許文献１には、上述の技術が開示されている。

特開２００７−９０３５６号公報

図８に示す遠隔制御器では、設定・選択スイッチを設けて設定モード又は選択モードのどちらかを選択するので、溶接電源と遠隔制御器との接続において、設定信号又は選択信号を送信するための信号線を一本追加する必要があり、設定・選択スイッチを設けていない従来の遠隔制御器とでは、ハード上での互換性が無くなり溶接電源と接続できないので、接続するには溶接電源の接続部の改良が必要となる。
そこで、本発明では上記の課題を解決するアーク溶接機を供給することを目的とする。

上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、第１の設定器及び第２の設定器で形成し、前記第１の設定器は予め定めた第１の設定値を出力し、前記第２の設定器は予め定めた第２の設定値を出力する遠隔制御器と、負荷に電力を供給する主電源回路と前記第１の設定値及び前記第２の設定値に基づいて前記主電源回路の電力を制御する主制御回路とで形成する溶接電源と、を備えたアーク溶接機において、
前記主制御回路は、前記第１の設定値が予め定めた第１基準値未満のとき、前記第１の設定値及び前記第２の設定値に基づいて前記主電源回路の電力を制御し、前記第１の設定値が前記第１基準値以上のとき、前記第２の設定値に基づいて予め記憶されている複数の溶接条件のうち１つを選択し、前記選択した溶接条件に基づいて前記主電源回路の電力を制御する、ことを特徴とするアーク溶接機である。

請求項２の発明は、前記第１の設定器は、溶接電流設定値を設定する溶接電流設定器であり、前記第２の設定器は、溶接電圧設定値を設定する溶接電圧設定器であり、前記第１基準値は電流基準値である、ことを特徴とする請求項１に記載のアーク溶接機である。

請求項３の発明は、前記第１の設定器は、溶接電圧設定値を設定する溶接電圧設定器であり、前記第２の設定器は、溶接電流設定値を設定する溶接電流設定器であり、前記第１基準値は電圧基準値である、ことを特徴とする請求項１に記載のアーク溶接機である。

本発明のアーク溶接機では、設定モード又は選択モードのどちらかを選択するとき、遠隔制御器に設けた、第１の設定器（例えば、図２に示す溶接電流設定器）のボリュウムをスクリーン図の条件選択の位置に設定すると溶接電源は選択モードと認識するので、設定信号又は選択信号を送信するための信号線の追加が不要となり、従来の遠隔制御器とハード上で互換性が有り、接続するたに溶接電源の接続部の改良が不要になる。

本発明の実施形態１に係るアーク溶接機の電気接続図である。 本発明の遠隔制御器のスクリーン図である。 実施形態１の動作を説明する波形図である。 本発明の実施形態２に係るアーク溶接機の電気接続図である。 実施形態２の遠隔制御器のスクリーン図である。 本発明の実施形態３に係るアーク溶接機の電気接続図である。 実施形態３の遠隔制御器のスクリーン図である。 従来技術のアーク溶接機の電気接続図である。 従来技術の遠隔制御器のスクリーン図である。

図１〜図３を参照して本発明の実施形態１の動作について説明する。
図１は、本発明の実施形態１に係るアーク溶接機の電気接続図である。同図において、図６に示す従来技術のアーク溶接機の電気接続図と同一符号の構成物は、同一動作を行うので説明は省略し、符号の相違する構成物についてのみ説明する。

図２に示す実施形態１の遠隔制御器ＲＥは、第１の設定器を溶接電流設定器ＩＲとし、第２の設定器を溶接電圧設定器ＶＲとして形成し、溶接電流設定器ＩＲは予め定めたアナログ値の溶接電流設定値Ｉｒを設定して出力し、溶接電圧設定器ＶＲは予め定めたアナログ値の溶接電圧設定値Ｖｒを設定して出力する。そして、溶接電圧設定器ＶＲには、図２に示す溶接条件番号をスクリーン図で設けている。

図１に示す溶接電源ＷＧに設けられた実施形態１の溶接条件設定・選択回路ＷＡ１は、溶接電流設定スイッチＳＷ１、溶接電圧設定スイッチＳＷ２、溶接条件選択スイッチＳＷ３、第１の反転回路ＮＴ１、第２の反転回路ＮＴ２、比較回路ＣＰ及び電流基準回路ＩＲＦで形成し、比較回路ＣＰは、溶接電流設定値Ｉｒの値が電流基準値Ｉｒｆ（第１基準値）の値より未満のとき比較信号ＣｐがＨｉｇｈレベルになり、溶接電流設定スイッチＳＷ１及び溶接電圧設定スイッチＳＷ２が導通状態になり、溶接電流設定器ＩＲによって設定した溶接電流設定値Ｉｒ及び溶接電圧設定器ＶＲによって設定した溶接電圧設定値Ｖｒを主制御回路ＳＣに入力する。

主制御回路ＳＣは、第２の反転回路ＮＴ２からの第２の反転信号Ｎｔ２がＬｏｗレベルのとき、設定モードと認識し、入力される溶接電流設定値Ｉｒ及び溶接電圧設定値Ｖｒに基づいて主電源回路ＩＮＶの電力を制御する。

比較回路ＣＰは、溶接電流設定値Ｉｒの値が電流基準値Ｖｒｆの値より以上のとき（図２に示す溶接電流のボリュウムが条件選択の位置まで回したとき）比較信号ＣｐがＬｏｗレベルになり、溶接電流設定スイッチＳＷ１及び溶接電圧設定スイッチＳＷ２が遮断状態になると共に溶接条件選択スイッチＳＷ３は導通状態になり、図２に示す溶接電圧設定器ＶＲに設けられた、目盛の溶接条件番号０乃至９の位置に相当する溶接電圧設定値Ｖｒが主制御回路ＳＣに入力される。

主制御回路ＳＣは、第２の反転回路ＮＴ２から出力される第２の反転信号Ｎｔ２がＨｉｇｈレベルのとき、選択モードと認識し、図２に示す遠隔制御器の溶接電圧設定器ＶＲに設けた溶接条件番号（スクリーン図）の０乃至９の位置に相当する溶接電圧設定値Ｖｒに基づいて、記憶されている複数の溶接条件のうち１つを選択し再生して主電源回路ＩＮＶの電力を制御する。

図３は、実施形態１の動作を説明する波形図である。図３において、同図（Ａ）は、起動信号Ｔｓを示し、同図（Ｂ）は、溶接電流設定信号Ｉｒを示し、同図（Ｃ）は、比較信号Ｃｐを示し、同図（Ｄ）は、第１の反転信号Ｎｔ１を示し、同図（Ｅ）は、第２の反転信号Ｎｔ２を示す。

次に、図３の波形図を用いて動作について説明する。
図３に示す時刻ｔ＝ｔ１において、図３（Ｃ）に示す、比較信号ＣｐのＨｉｇｈレベルに応じて同図（Ｅ）に示す第２の反転信号Ｎｔ２がＬｏｗレベルになる。主制御回路ＳＣは、第２の反転信号Ｎｔ２がＬｏｗレベルのとき、設定モードと認識する。そして、図１に示す溶接電流設定スイッチＳＷ１及び溶接電圧設定スイッチＳＷ２が導通状態になると共に溶接条件選択スイッチＳＷ３は遮断状態になる。

時刻ｔ＝ｔ１〜ｔ２において、溶接電流設定器ＩＲによって設定される溶接電流設定値Ｉｒ及び溶接電圧設定器ＶＲによって設定される溶接電圧設定値Ｖｒは主制御回路ＳＣに入力される。

時刻ｔ＝ｔ２において、図３（Ａ）に示す起動信号ＴｓがＨｉｇｈレベルになると、主制御回路ＳＣは、入力された溶接電流設定値Ｉｒ及び溶接電圧設定値Ｖｒに基づいて主電源回路ＩＮＶの電力制御を開始する。

時刻ｔ＝ｔ２〜ｔ３の期間中、主制御回路ＳＣは、入力された溶接電流設定値Ｉｒ及び溶接電圧設定値Ｖｒに基づいて主電源回路ＩＮＶの電力の制御を継続する。

時刻ｔ＝ｔ３において、図３（Ａ）に示す起動信号ＴｓがＬｏｗレベルになると、主制御回路ＳＣは、主電源回路ＩＮＶの電力制御を停止する。続いて、時刻ｔ＝ｔ４において、溶接電流設定値Ｉｒの値が電流基準値Ｉｒｆの値以上になると、同図（Ｃ）に示す比較信号ＣｐがＬｏｗレベルになり、溶接電流設定スイッチＳＷ１及び溶接電圧設定スイッチＳＷ２が遮断状態になる。そして、図（Ｅ）に示す第２の反転信号Ｎｔ２はＨｉｇｈレベルになり、主制御回路ＳＣは選択モードと認識する。そして、同図（Ｄ）に示す第１の反転信号Ｎｔ１はＨｉｇｈレベルになり溶接条件選択スイッチＳＷ３は導通状態になり、図２に示す溶接電圧設定器ＶＲに設けられた、目盛の溶接条件番号０乃至９位置に相当する溶接電圧設定値Ｖｒが主制御回路ＳＣに入力される。

時刻ｔ＝ｔ４〜ｔ５において、溶接条件選択スイッチＳＷ３は導通し、図２に示す遠隔制御器の溶接電圧設定器ＶＲに設けた溶接条件番号（スクリーン図）の、例えば、２にツマミを設定すると２に相当する溶接電流設定値Ｉｒが主制御回路ＳＣに入力さる。

時刻ｔ＝ｔ５において、図３（Ａ）に示す起動信号ＴｓがＨｉｇｈレベルになると、主制御回路ＳＣは、溶接条件番号２に相当する溶接電流設定値Ｉｒに基づいて記憶されている複数の溶接条件のうち１つを選択し再生して主電源回路ＩＮＶの電力制御を開始する。

時刻ｔ＝ｔ５以後において、主制御回路ＳＣは再生された溶接条件に基づいて主電源回路ＩＮＶの電力の制御を継続する。
上記より、設定モード又は選択モードのうち選択モードを選択するとき、遠隔制御器に設けた、溶接電流設定器（第１の設定器）のボリュウムをスクリーン図の条件選択の位置に設定すると選択モードになるので、設定信号又は選択信号を送信する信号線の追加が不要となり、溶接電源と接続するための改良が不要になる。
さらに、溶接条件の内容としては、溶接電流及び溶接電圧の他に、ミグ／マグ溶接を考慮したとき、パルス周期、パルス期間、ベース期間等も溶接条件として含む。

［実施の形態２］
図４は、実施の形態２のアーク溶接機の電気接続図である。同図において、図１に示す実施の形態１の電気接続図と同一符号は、同一動作を行うので説明は省略して相違する動作についてのみ説明する。

図５に示す実施形態２の遠隔制御器ＲＥは、第１の設定器を溶接電圧設定器ＶＲとし、第２の設定器を溶接電流設定器ＩＲとして形成し、溶接電圧設定器ＶＲは予め定めたアナログ値の溶接電圧設定値Ｖｒを設定し、溶接電流設定器ＩＲは予め定めたアナログ値の溶接電流設定値Ｉｒを設定して出力する。そして、溶接電流設定器ＩＲには、図５に示す溶接条件番号をスクリーン図で設けている。

図４に示す実施形態２の溶接電源ＷＧに設けられた溶接条件設定・選択回路ＷＡ２は、溶接電圧設定値Ｖｒの値が電圧基準値Ｖｒｆ（第１基準値）の値より未満のとき比較信号ＣｐがＨｉｇｈレベルになり、溶接電流設定スイッチＳＷ１及び溶接電圧設定スイッチＳＷ２が導通状態になり、溶接電流設定器ＩＲによって設定した溶接電流設定値Ｉｒ及び溶接電圧設定器ＶＲによって設定した溶接電圧設定値Ｖｒを主制御回路ＳＣに入力する。

主制御回路ＳＣは、第２の反転回路ＮＴ２から出力される第２の反転信号Ｎｔ２がＬｏｗレベルのとき、設定モードと認識する。そして、溶接電流設定値Ｉｒ及び溶接電圧設定値Ｖｒに基づいて主電源回路ＩＮＶの電力を制御する。

比較回路ＣＰは、溶接電圧設定値Ｖｒの値が電圧基準値Ｖｒｆの値より以上のとき（図５に示す溶接電圧のボリュウムが条件選択の位置まで回したとき）比較信号ＣｐがＬｏｗレベルになり、溶接電流設定スイッチＳＷ１及び溶接電圧設定スイッチＳＷ２が遮断状態になる、と共に溶接条件選択スイッチＳＷ３は導通状態になり、図５に示す溶接電流設定器ＩＲに設けられた、目盛の溶接条件番号０乃至９位置に相当する溶接電流設定値Ｉｒが主制御回路ＳＣ入力される。

主制御回路ＳＣは、比較信号ＣｐのＬｏｗレベルに応じて第２の反転回路ＮＴ２から入力される第２の反転信号Ｎｔ２がＨｉｇｈレベルになり選択モードと認識する。そして、図５に示す遠隔制御器の溶接電流設定器ＩＲに設けた溶接条件番号（スクリーン図）の０乃至９の位置に相当する溶接電流設定値Ｉｒに基づいて、記憶されている複数の溶接条件のうち１つを選択し再生して主電源回路ＩＮＶの電力を制御する。
上記より、設定モード又は選択モードのうち選択モードを選択するとき、遠隔制御器に設けた、溶接電圧設定器のボリュウムをスクリーン図の条件選択の位置に設定すると選択モードになるので、設定信号又は選択信号を送信する信号線の追加が不要となり、溶接電源と接続するための改良が不要になる。
さらに、溶接条件の内容としては、溶接電流及び溶接電圧の他に、ミグ／マグ溶接を考慮したとき、パルス周期、パルス期間、ベース期間等も溶接条件として含む。

図６は、実施の形態３のアーク溶接機の電気接続図である。同図において、図１に示す実施の形態１の電気接続図と同一符号は、同一動作を行うので説明は省略して相違する動作についてのみ説明する。

図７に示す実施形態３の遠隔制御器ＲＩは、第１の設定器を溶接電流設定器ＩＲとし、第２の設定器をパルス電流設定器ＩＲ２として形成し、溶接電流設定器ＩＲは予め定めたアナログ値の溶接電流設定値Ｉｒを設定して出力し、パルス電流設定器ＩＲ２は予め定めたアナログ値のパルス電流設定値Ｉｒ２を設定して出力する。そして、パルス電流設定器ＩＲ２には、図７に示す溶接条件番号をスクリーン図で設けている。

図６に示す遠隔制御器ＲＩは、溶接電流設定器ＩＲ、パルス電流設定器ＩＲ２で形成し、溶接電流設定器ＩＲは予め定めたアナログ値の溶接電流設定値Ｉｒを設定して出力し、パルス電流設定器ＩＲ２は予め定めたアナログ値のパルス電流設定値Ｖｒを設定して出力する。そして、パルス電流設定器ＩＲ２に溶接条件番号を設けている。

図６に示す溶接条件設定・選択回路ＷＡ１は、比較回路ＣＰは、溶接電流設定値Ｉｒの値が電流基準値Ｉｒｆ（第１基準値）の値より未満のとき比較信号ＣｐがＨｉｇｈレベルになり、溶接電流設定スイッチＳＷ１及びパルス電流設定スイッチＳＷ４が導通状態になり、溶接電流設定器ＩＲによって設定した溶接電流設定値Ｉｒ及びパルス電流設定器ＩＲ２よって設定したパルス電流設定値Ｉｒ２を主制御回路ＳＣに入力する。

主制御回路ＳＣは、第２の反転回路ＮＴ２からの第２の反転信号Ｎｔ２がＬｏｗレベルのとき、設定モードと認識し、入力される溶接電流設定値Ｉｒ及びパルス電流設定値Ｉｒ２に基づいて主電源回路ＩＮＶの出力電流を制御する。

比較回路ＣＰは、溶接電流設定値Ｉｒの値が電流基準値Ｖｒｆの値より以上のとき（図７に示す溶接電流のボリュウムが条件選択の位置まで回したとき）比較信号ＣｐがＬｏｗレベルになり、溶接電流設定スイッチＳＷ１及びパルス電流設定スイッチＳＷ４が遮断状態になると共に溶接条件選択スイッチＳＷ３は導通状態になり、図７に示すパルス電流設定器ＩＲ２に設けられた、目盛の溶接条件番号０乃至９位置に相当する溶接電圧設定値Ｖｒが主制御回路ＳＣに入力される。

主制御回路ＳＣは、第２の反転回路ＮＴ２から出力される第２の反転信号Ｎｔ２がＨｉｇｈレベルのとき、選択モードと認識し、図７に示す遠隔制御器のパルス電流設定器ＩＲ２に設けた溶接条件番号（スクリーン図）の０乃至９の位置に相当するパルス電流設定値Ｉｒ２に基づいて、記憶されている複数の溶接条件のうち１つを選択し再生して主電源回路ＩＮＶの出力電流を制御する。

また、図７に示す遠隔制御器ＲＩの溶接電流設定器ＩＲに溶接条件番号を設け、パルス電流設定値Ｉｒ２の値が電流基準値Ｉｒｆの値より未満のとき、溶接電流設定値Ｉｒ及びパルス電流設定値Ｉｒ２に基づいて主電源回路ＩＮＶの出力電流を制御し、パルス電流設定値Ｉｒ２の値が電流基準値Ｉｒｆの値より以上のとき、溶接電流設定器ＩＲに設けた溶接条件番号（スクリーン図）の０乃至９の位置に相当する溶接電流設定値Ｉｒに基づいて、記憶されている複数の溶接条件のうち１つを選択し再生して主電源回路ＩＮＶの出力電流を制御してもよい。

また、上記の溶接条件設定・選択回路の機能を主制御回路に内蔵されているＣＰＵに新たなソフトを作成し、演算処理で行ってもよい。そして、図１に示す溶接電源の表示器ＬＥＤにより、遠隔制御器で選択した溶接条件の内容を表示してもよい。
さらに、実施形態３の溶接条件の内容としては、ＴＩＧ溶接の溶接電流、ベース電流及びパルス電流の他に、直流パルス又は交流パルスを考慮したとき、パルス周期、パルス期間、ベース期間、ＥＰ／ＥＮ比率等も溶接条件と含む。
。

１ 溶接トーチ
２ 消耗性電極
３ 被加工物
４ 送給ロール
５ 非消耗性電極
ＡＣ 商用交流電源
ＣＰ 比較回路
ＮＴ 反転回路
ＮＴ１ 第１の反転回路
ＮＴ２ 第２の反転回路
ＩＮＶ 主電源回路
ＩＲ 溶接電流設定器
ＩＲ２ パルス電流設定器
ＩＲＦ 電流基準回路
ＬＥＤ 表示器
ＲＥ 遠隔制御器
ＲＩ 遠隔制御器
ＲＥＣ 遠隔制御器（スイッチ内蔵）
ＳＣ 主制御回路
ＳＷ１ 溶接電流設定スイッチ
ＳＷ２ 溶接電圧設定スイッチ
ＳＷ３ 溶接条件選択スイッチ
ＳＷ４ パルス電流設定スイッチ
ＳＷ５ 設定・選択スイッチ
ＴＳ 起動スイッチ
ＶＲ 溶接電圧設定器
ＶＲＦ 電圧基準回路
ＷＧ 溶接電源
ＷＳ 溶接条件設定・選択回路（従来）
ＷＡ１ 溶接条件設定・選択回路（実施形態１、３）
ＷＡ２ 溶接条件設定・選択回路（実施形態２）
Ｃｐ 比較信号
Ｉｒ 溶接電流設定値
Ｉｒ２ パルス電流設定器
Ｉｒｆ 電流基準値
Ｎｔ 反転信号
Ｎｔ１ 第１の反転信号
Ｎｔ２ 第２の反転信号
Ｓｃ 主制御信号
Ｔｓ 起動信号
Ｖｒ 溶接電圧設定値
Ｖｒｆ 電圧基準値

Claims (3)

1. 第１の設定器及び第２の設定器で形成し、前記第１の設定器は予め定めた第１の設定値を出力し、前記第２の設定器は予め定めた第２の設定値を出力する遠隔制御器と、負荷に電力を供給する主電源回路と前記第１の設定値及び前記第２の設定値に基づいて前記主電源回路の電力を制御する主制御回路とで形成する溶接電源と、を備えたアーク溶接機において、
   前記主制御回路は、前記第１の設定値が予め定めた第１基準値未満のとき、前記第１の設定値及び前記第２の設定値に基づいて前記主電源回路の電力を制御し、前記第１の設定値が前記第１基準値以上のとき、前記第２の設定値に基づいて予め記憶されている複数の溶接条件のうち１つを選択し、前記選択した溶接条件に基づいて前記主電源回路の電力を制御する、ことを特徴とするアーク溶接機
2. 前記第１の設定器は、溶接電流設定値を設定する溶接電流設定器であり、前記第２の設定器は、溶接電圧設定値を設定する溶接電圧設定器であり、前記第１基準値は電流基準値である、ことを特徴とする請求項１に記載のアーク溶接機。
3. 前記第１の設定器は、溶接電圧設定値を設定する溶接電圧設定器であり、前記第２の設定器は、溶接電流設定値を設定する溶接電流設定器であり、前記第１基準値は電圧基準値である、ことを特徴とする請求項１に記載のアーク溶接機。

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