JP2011041977A - アーク溶接装置、ワイヤ送給装置及びモータ制御ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 溶接電源とワイヤ送給装置とを接続する送給起動制御線が断線すると、溶接電源とワイヤ送給装置との距離に応じてモータ停止時間が長くなる。
【解決手段】 溶接電源と、ワイヤ送給装置とを備えたアーク溶接装置において、送給モータ制御回路と、モータ駆動電圧を供給するモータ駆動回路と、送給モータの停止時に発生する起電力を放電する第１制動抵抗器と、送給起動信号に応じて送給モータをモータ駆動回路又は第１制動抵抗器に接続する第１切換回路と、を溶接電源に備え、起電力を放電する第２制動抵抗器と、送給モータの駆動電流又は第１制動抵抗器で放電する電流を検出する第１電流検出回路と、第１電流検出信号の極性に基づいて送給モータの停止を判別するモータ停止判別回路と、モータ停止判別信号に応じて第２制動抵抗器を送給モータに並列接続する第２切換回路と、をワイヤ送給装置に備えたアーク溶接装置である。
【選択図】図１

Description

本発明はアーク溶接装置に係り、特にワイヤ送給装置の遠隔制御に関するものである。

図９は、従来技術のアーク溶接装置の電気接続図である。同図において、溶接電源ＷＧはワイヤＷＬと被加工物Ｍとの間に電力を供給する主電源回路ＰＳと、溶接電圧指令値Ｗｖに基づいて主電源回路ＰＳを制御する主制御回路ＳＣと、溶接電流指令値Ｗｃに基づいて送給指令信号Ｖｓｅｔを生成すると共に起動信号Ｔｓに応じて送給起動信号Ｍｃ及び送給停止信号Ｍｔを出力する送給モータ制御回路ＭＣ２と、送給指令信号Ｖｓｅｔに応じてワイヤ送給モータＭＯを回転制御させるモータ駆動回路ＭＶと、送給起動信号Ｍｃが出力するとモータ駆動回路ＭＶをワイヤ送給モータＭＯに接続し、送給起動信号Ｍｃの出力が停止すると第１の制動抵抗器Ｒ１をワイヤ送給モータＭＯに接続する第１の切換回路ＳＷ１とで形成されている。

図９に示す従来技術のワイヤ送給装置ＷＦ３は、駆動回路ＤＲ、第２の切換回路ＳＷ２、第２の制動抵抗器Ｒ２及びワイヤ送給モータＭＯとで形成され、溶接電源ＷＧに制御線５、制御線６、制御線７及び制御線８によって接続され、制御線７及び制御線８は送給モータ制御回路ＭＣからの送給停止信号Ｍｔ及び制御電圧Ｄｖを駆動回路ＤＲに送る。

図９に示すＲＥＣは遠隔制御装置であり、予め定めた溶接電圧指令値Ｗｖ及び予め定めた溶接電流指令値Ｗｃを設定する。

次に、図９に示す従来技術のアーク溶接装置の動作について説明する。
従来の送給モータ制御回路ＭＣ２は、主制御回路ＳＣから送られてくる溶接電流指令値Ｗｃをモータ駆動回路ＭＶに対応した送給指令信号Ｖｓｅｔに変換して出力する。モータ駆動回路ＭＶは、送給指令信号Ｖｓｅｔに基づいてワイヤ送給モータＭＯに印加するモータ駆動電圧を制御する。

送給モータ制御回路ＭＣ２は、起動スイッチＴＳがオフのとき、送給起動信号ＭｃをＬｏｗレベルにし第１の切換回路ＳＷ１をｂ側にして第１の制動抵抗器Ｒ１を選択し、ワイヤ送給モータＭＯと第１の制動抵抗器Ｒ１とを接続し、ワイヤ送給モータＭＯで発生した起電力をワイヤ送給モータＭＯ→制御線５→第１の制動抵抗器Ｒ１→制御線６→ワイヤ送給モータＭＯの第1経路で放電する。そして、送給モータ制御回路ＭＣ２から制御線７を介して送られてくる送給停止信号Ｍｔに応じて駆動回路ＤＲは、駆動信号をＨｉｇｈレベルにして第２の切換回路ＳＷ２を閉路し、ワイヤ送給モータＭＯ→第２の制動抵抗器Ｒ２→ワイヤ送給モータＭＯの第２経路でも放電を開始する。

送給モータ制御回路ＭＣ２は、起動スイッチＴＳがオンのとき、送給起動信号ＭｃをＨｉｇｈレベルにし第１の切換回路ＳＷ１をａ側にして、モータ駆動回路ＭＶをワイヤ送給モータＭＯに接続し、モータ駆動回路ＭＶは、送給指令信号Ｖｓｅｔに基づいてワイヤ送給モータＭＯに印加するモータ駆動電圧を制御する。このとき、送給モータ制御回路ＭＣ２からワイヤ送給起動制御線７を介して送られてくる送給停止信号Ｍｔに応じて駆動回路ＤＲは、駆動信号をＬｏｗレベルにして第２の切換回路ＳＷ２を開路する。

上述より、ワイヤ送給装置と溶接電源との距離が長くなっても、ワイヤ送給モータの停止時間が長くなることはない。（例えば、特許文献１）

特開２００２−２３９７３０号公報

図９に示す従来のワイヤ送給装置を使用するアーク溶接装置において、ワイヤ送給装置と溶接電源との距離が、例えば、５０ｍ程度で使用することもある。この状態で溶接の起動停止を行うと、ワイヤ送給モータＭＯによって発生された起電力をワイヤ送給モータＭＯ→制御線５→第１の制動抵抗器Ｒ１→制御線６→ワイヤ送給モータＭＯの経路で放電する第１経路に加えて、ワイヤ送給モータＭＯ→第２の制動抵抗器Ｒ２→ワイヤ送給モータＭＯの第２経路でも放電するので、溶接電源とワイヤ送給装置との距離が長くなり、制御線５及び制御線６の抵抗値が大きくなっても、第２経路では、この制御線の抵抗値の影響を抑制できるので制御線が長くなってもワイヤ送給モータの停止時間が長くなることはない。

しかし、従来技術のワイヤ送給装置では、第２の切換回路を開閉させる駆動回路に送給停止信号を溶接電源から送る制御線と、駆動回路ＤＲに制御電圧を供給する制御線と、を必要とする。
また、大形構造物を建造する苛酷な溶接作業所等において、溶接電源の設置場所とワイヤ送給装置の設置場所とが、例えば、５０ｍ以上も離れていることがあり、このような場所では溶接電源とワイヤ送給装置とを接続する制御線が増えることで断線する危険性が高くなることが考えられる。（例えば、溶接作業所に配置されている構造物の鋭利な箇所に制御線が接触して断線等）、この断線によってワイヤ送給モータの起動停止時にワイヤ送給モータＭＯによって発生された起電力を放電する第２経路が形成されなくり、ワイヤ送給モータの回転停止時間が長くなる。よって、断線を防止するには、耐久性を有する特殊な制御線を使用する必要に迫られる。

そこで、本発明では、溶接電源とワイヤ送給装置とを接続する制御線を増やさず、且つ、溶接電源とワイヤ送給装置との距離に応じてワイヤ送給モータの回転停止時間が変化しない、アーク溶接装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、第１の発明は、溶接電圧及びワイヤ送給量の制御機能を有する溶接電源と、ワイヤ送給モータを有し前記溶接電源に接続されるワイヤ送給装置と、を備えたアーク溶接装置において、送給起動信号及び送給指令信号を出力する送給モータ制御回路と、前記送給指令信号に応じて前記ワイヤ送給モータにモータ駆動電圧を供給するモータ駆動回路と、前記ワイヤ送給モータの停止時に発生する起電力を放電する第１の制動抵抗器と、前記送給起動信号が出力すると前記モータ駆動回路を前記ワイヤ送給モータに接続し前記送給起動信号の出力が停止すると前記第１の制動抵抗器を前記ワイヤ送給モータに接続する第１の切換回路と、を前記溶接電源に備え、前記ワイヤ送給モータの停止時に発生する起電力を放電する第２の制動抵抗器と、前記ワイヤ送給モータの駆動電流を検出すると共に前記第１の制動抵抗器を介して放電する放電電流を検出し第１の電流検出信号として出力する第１の電流検出回路と、前記第１の電流検出信号の値に基づいて前記ワイヤ送給モータの停止を判別するモータ停止判別回路と、前記モータ停止判別回路からモータ停止判別信号が出力すると導通し前記第２の制動抵抗器を前記ワイヤ送給モータに並列接続して前記発生した起電力を放電し、前記モータ停止判別信号の出力が停止すると遮断し前記第２の制動抵抗器の並列接続を解除するスイッチング素子と、前記送給起動信号が出力すると前記モータ駆動回路からモータ駆動電圧を受給すると共に前記受給した電圧を平滑し所定の制御電圧に変換して前記モータ停止判別回路に供給する制御電源回路とでモータ制御ユニットを形成し、前記モータ制御ユニットをワイヤ送給装置に備えたことを特徴とするアーク溶接装置である。

第２の発明は、前記モータ制御ユニットに、前記ワイヤ送給モータの駆動電流を検出すると共に前記第１の制動抵抗器及び前記第２の制動抵抗器を介して放電する放電電流を検出し第２の電流検出信号として出力する第２の電流検出回路を設け、前記モータ停止判別回路は、前記第１の電流検出信号の値及び前記第２の電流検出信号の値に基づいて前記ワイヤ送給モータの停止を判別すること、を特徴とする請求項１記載のアーク溶接装置である。

第３の発明は、前記モータ停止判別回路は、前記第２の電流検出信号の値が予め定めた第１の基準値より小さい予め定めた第２の基準値未満になると前記モータ停止判別信号を出力し、以後前記第１の電流検出信号の値が前記第１の基準値未満のとき前記モータ停止判別信号の出力を維持し、前記第１の電流検出信号の値が前記第１の基準値より大きくなると前記モータ停止判別信号の出力を停止し、以後前記第２の電流検出信号の値が前記第２の基準値より大きいとき前記モータ停止判別信号の出力停止を維持すること、を特徴とする請求項２記載のアーク溶接装置である。

第４の発明は、前記第１の基準値は正、前記第２の基準値は負であること、を特徴とする請求項３記載のアーク溶接装置である。

第５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のアーク溶接装置を構成すること、を特徴とするワイヤ送給装置である。

第６の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のアーク溶接装置を構成すること、を特徴とするモータ制御ユニットである。

第１の発明では、ワイヤ送給モータの駆動電流及び放電電流の極性に基づいてワイヤ送給モータの駆動又は停止をワイヤ送給装置に内蔵されたモータ停止判別回路で判別するので、溶接電源からモータ停止判別信号を送る制御線を必要としない。更に、モータ停止判別回路に供給する制御電圧もワイヤ送給装置に内蔵された制御電源回路が、溶接電源のモータ駆動回路から供給されるモータ駆動電圧を用いて制御電圧を生成するので、溶接電源から制御電圧を供給する制御線も必要としないので、制御線の増加による断線が大きく減少する。

第２の発明では、ワイヤ送給装置に内蔵されたモータ停止判別回路及び制御電源回路により、溶接電源とワイヤ送給装置とを接続する制御線の数が従来と同一になり、通常使用している溶接電源に本発明のワイヤ送給装置の接続が可能となり、接続のための改造を必要としないので作業性が大きく向上する。

第３の発明及び第４の発明では、モータ停止判別回路は、第２の切換回路の開閉を第１の電流検出信号及び第２の電流検出信号の２つの電流検出信号に基づいて制御すると、電流検出信号に発生するリップル及びチャタリング等のノイズに対して強化でき第２の切換回路の開閉の誤動作が抑制でき信頼性の向上につながる。

第５の発明では、本発明のワイヤ送給装置と従来の溶接電源装置とで接続の互換性を有するので、既に使用されている溶接電源装置に本発明のワイヤ送給装置を接続するだけでワイヤ送給のブレーキ機能が改善され、溶接性が向上する。

第６の発明では、従来のワイヤ送給装置に本発明のモータ制御ユニットを配設するだけで、ワイヤ送給装置のブレーキ機能が容易に改善できる。

本発明の実施の形態１に係るアーク溶接装置の電気接続図である。 図１に示すモータ停止判別回路の詳細図である。 実施の形態１の動作を説明する等価回路である。 実施の形態１の動作を説明する波形タイミング図である。 実施の形態２に係るアーク溶接装置の電気接続図である。 図５に示すモータ停止判別回路の詳細図である。 実施の形態２の動作を説明する等価回路である。 実施の形態２の動作を説明する波形タイミング図である。 従来技術のアーク溶接装置の電気接続図である。

図１は、本発明の実施の形態１に係るアーク電源装置の電気接続図である。
同図において、図９に示す従来技術のアーク電源装置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１において、実施の形態１のワイヤ送給装置ＷＦ１は、ワイヤ送給モータＭＯとモータ制御ユニットとで形成され、さらに、モータ制御ユニットは、第１の電流検出器ＩＤ１、モータ停止判別回路ＭＳ１、第２の切換回路ＳＷ２、第２の制動抵抗器Ｒ２及び制御電源回路とで形成されている。

第１の電流検出器ＩＤ１は、モータ駆動回路ＭＶから供給される、図示省略のモータ駆動電流を検出すると共にワイヤ送給モータＭＯの停止時に発生する起電力を第１の制動抵抗器Ｒ１を介して放電する放電電流を検出して第１の電流検出信号Ｉｄ１として出力する。

制御電源回路は、図１に示すダイオードＤ１、補助コンデンサＣ１及び安定化電源回路ＳＰによって形成され、制御線５からダイオードＤ１を介してモータ駆動回路ＭＶから補助コンデンサＣ１に電力を供給する。補助コンデンサＣ１は供給される電力を平滑して安定化電源回路ＳＰに入力される。安定化電源回路ＳＰは補助コンデンサＣ１の端子電圧を入力電圧として所定の制御電圧に変換してモータ停止判別回路ＭＳ１に供給する。

実施の形態１のモータ停止判別回路ＭＳ１は、図２に示す詳細図より、第１の比較回路ＣＰ１、第１の基準回路ＲＦ１、第１のノット回路ＮＯＴ１によって形成され、第１の基準回路ＲＦ１は、予め定めた正の第１の基準値を設定し、第１の比較回路ＣＰ１は、第１の電流検出信号Ｉｄ１の値と第１の基準値とを比較する。第１のノット回路ＮＯＴ１は第１の比較回路ＣＰ１の出力を反転してモータ停止判別信号Ｍｓとして出力する。

第２の切換回路ＳＷ２は、スイッチング素子（ＩＧＢＴ）等で形成され（以後、スイッチング素子ＳＷ２という）、モータ停止判別信号ＭｓがＨｉｇｈレベルになるスイッチング素子ＳＷ２は導通して第２の制動抵抗器Ｒ２をワイヤ送給モータＭＯに並列接続する。

図４は、実施の形態１の動作を説明する波形タイミング図である。
同図において、同図（Ａ）の波形は、起動信号Ｔｓを示し、同図（Ｂ）の波形は、モータ停止判別信号Ｍｓを示し、同図（Ｃ）の波形は、送給起動信号Ｍｃを示し、同図（Ｄ）の波形は、第１の電流検出信号Ｉｄ１を示し、同図（Ｅ）の波形は、第２の制動抵抗器Ｒ２を介して放電する放電電流Ｉ３を示し、同図（Ｆ）の波形は、第１の比較信号Ｃｐ１を示す。

つぎに、図３及び図４を用いて実施の形態１の動作について説明する。
図４に示す時刻ｔ＝ｔ１において、送給モータ制御回路ＭＣ１は起動スイッチＴＳのオンに応じて図４（Ｃ）に示す送給起動信号ＭｃをＨｉｇｈレベルにして出力する。そして、第１の切換回路ＳＷ１は送給起動信号ＭｃのＨｉｇｈレベルに応じてａ側にしてモータ駆動回路ＭＶをワイヤ送給モータＭＯに接続し、モータ駆動回路ＭＶは送給指令信号Ｖｓｅｔに応じてワイヤ送給モータＭＯにモータ駆動電圧を印加する。

このとき、ワイヤ送給装置ＷＦ１に設けられた第１の電流検出器ＩＤ１は、ワイヤ送給モータＭＯの駆動電流を検出し図４（Ｄ）に示す第１の電流検出信号Ｉｄ１として出力する。

図２に示す第１の比較回路ＣＰ１は、図４（Ｄ）に示す第１の電流検出信号Ｉｄ１の値と第１の基準値Ｒｆ１（例えば、＋１００ｍＡ）とを比較し、第１の電流検出信号Ｉｄ１の値が第１の基準値Ｒｆ１より大きいとき図４（Ｆ）に示す第１の比較信号Ｃｐ１をＨｉｇｈレベルにして出力する。

つぎに、図２に示す第１のノット回路ＮＯＴ１は、第１の比較信号Ｃｐ１のＨｉｇｈレベルを反転して図４（Ｂ）に示すモータ停止判別指令信号ＭｓをＬｏｗレベルにする。このとき、モータ停止判別回路ＭＳ１は、ワイヤ送給モータＭＯが回転中と判別し、モータ停止判別指令信号ＭｓをＬｏｗレベルにしてスイッチング素子ＳＷ２を遮断する。

図４に示す時刻ｔ＝ｔ２において、起動スイッチＴＳがオフすると、送給モータ制御回路ＭＣ１は起動スイッチＴＳのオフに応じて図４（Ｃ）に示す送給起動信号ＭｃをＬｏｗレベルにして出力する。そして、第１の切換回路ＳＷ１は、送給起動信号ＭｃのＬｏｗレベルに応じてｂ側にして、ワイヤ送給モータＭＯを第１の制動抵抗器Ｒ１に接続し、ワイヤ送給モータＭＯで発生する起電力を図３（Ｂ）に示すワイヤ送給モータＭＯ→制御線５→第１の制動抵抗器Ｒ１→制御線６→ワイヤ送給モータＭＯの第１経路で放電を開始する。

時刻ｔ＝ｔ２において、ワイヤ送給モータＭＯで発生した起電力の放電が開始すると、放電電流の極性が正から負に変化した電流を第１の電流検出器ＩＤ１で検出し、図４（Ｄ）に示す第１の電流検出信号Ｉｄ１として出力する。

図２に示す第１の比較回路ＣＰ１は、図４（Ｄ）に示す第１の電流検出信号Ｉｄ１の値と第１の基準値Ｒｆ１とを比較し、第１の電流検出信号Ｉｄ１の値が第１の基準値Ｒｆ１未満のとき図４（Ｆ）に示す第１の比較信号Ｃｐ１をＬｏｗレベルにして出力する。そして、第１のノット回路ＮＯＴ１は、第１の比較信号Ｃｐ１のＬｏｗレベルを反転して図４（Ｂ）に示すモータ停止判別指令信号ＭｓをＨｉｇｈレベルにして、図３（Ｃ）に示すようにスイッチング素子ＳＷ２が導通する。

スイッチング素子ＳＷ２が導通すると、ワイヤ送給モータＭＯで発生した起電力がワイヤ送給モータＭＯ→制御線５→第１の制動抵抗器Ｒ１→制御線６→ワイヤ送給モータＭＯの第１経路での放電に加えて、図３（Ｃ）に示すようにワイヤ送給モータＭＯ→第２の制動抵抗器Ｒ２→ワイヤ送給モータＭＯの第２経路でも放電を開始するので、ワイヤ送給モータＭＯで発生した起電力の放電時間が速くなる。

図４に示す時刻ｔ＝ｔ５において、送給モータ制御回路ＭＣ１は起動スイッチＴＳの再度のオンに応じて図４（Ｃ）に示す送給起動信号ＭｃをＨｉｇｈレベルにして出力する。そして、第１の切換回路ＳＷ１は送給起動信号ＭｃのＨｉｇｈレベルに応じてａ側にして、モータ駆動回路ＭＶをワイヤ送給モータＭＯに再度接続し、送給指令信号Ｖｓｅｔに応じてワイヤ送給モータＭＯにモータ駆動電圧を印加し、このモータ駆動電圧に応じて回転制御を行う。このとき、ワイヤ送給装置ＷＦ１に設けられた第１の電流検出器ＩＤ１は、ワイヤ送給モータＭＯの駆動電流を検出し図４（Ｄ）に示す第１の電流検出信号Ｉｄ１として出力する。

図２に示す第１の比較回路ＣＰ１は、時刻ｔ＝ｔ５において、第１の電流検出信号Ｉｄ１の値と第１の基準値Ｒｆ１とを比較し、第１の電流検出信号Ｉｄ１の値が第１の基準値Ｒｆ１より大きいとき図４（Ｆ）に示す第１の比較信号Ｃｐ１をＨｉｇｈレベルにして出力し、第１のノット回路ＮＯＴ１は、第１の比較信号Ｃｐ１のＨｉｇｈレベルを反転して図４（Ｂ）に示すモータ停止判別指令信号ＭｓをＬｏｗレベルにする。このとき、モータ停止判別回路ＭＳは、スイッチング素子ＳＷ２を遮断する。

図４に示す時刻ｔ＝ｔ６において、起動スイッチＴＳがオフすると、送給起動信号ＭｃはＬｏｗレベルになり、図３（Ｂ）に示すように第１の切換回路ＳＷ１をｂ側にして、ワイヤ送給モータＭＯを第１の制動抵抗器Ｒ１に接続しワイヤ送給モータＭＯで発生する起電力を、図３（Ｂ）に示すワイヤ送給モータＭＯ→制御線５→第１の制動抵抗器Ｒ１→制御線６→ワイヤ送給モータＭＯの第１経路で再度放電を開始する。

時刻ｔ＝ｔ６において、ワイヤ送給モータＭＯで発生した起電力の放電が開始すると、放電電流の極性が正から負に変化した電流を第１の電流検出器ＩＤ１で検出し、図４（Ｄ）に示す第１の電流検出信号Ｉｄ１として出力する。このとき、モータ停止判別回路ＭＳ１は、ワイヤ送給モータＭＯの停止と判別し、図４（Ｂ）に示すモータ停止判別指令信号ＭｓをＬｏｗレベルにし、図３（Ｃ）に示すようにスイッチング素子ＳＷ２が導通する。

スイッチング素子ＳＷ２が導通すると、ワイヤ送給モータＭＯで発生した起電力がワイヤ送給モータＭＯ→制御線５→第１の制動抵抗器Ｒ１→制御線６→ワイヤ送給モータＭＯの第１経路での放電に加えて、図３（Ｃ）に示すようにワイヤ送給モータＭＯ→第２の制動抵抗器Ｒ２→ワイヤ送給モータＭＯの第２経路でも放電を開始する。

ワイヤ送給モータＭＯで発生した起電力が放電中の時刻ｔ＝ｔ７において、起動スイッチＴＳが再度オンすると、送給起動信号ＭｃがＨｉｇｈレベルになり、図１に示す第１の切換回路ＳＷ１をｂ側からａ側にし、モータ駆動回路ＭＶをワイヤ送給モータＭＯに接続し、送給指令信号Ｖｓｅｔに応じてワイヤ送給モータＭＯを再度回転させる。

ワイヤ送給装置ＷＦに設けられた第１の電流検出器ＩＤ１は、ワイヤ送給モータＭＯの駆動電流を検出し、第１の比較回路ＣＰ１は、図４（Ｄ）に示す第１の電流検出信号Ｉｄ１の値と第１の基準値Ｒｆ１とを比較し、第１の電流検出信号Ｉｄ１の値が第１の基準値Ｒｆ１より大きいとき図４（Ｆ）に示す第１の比較信号Ｃｐ１をＨｉｇｈレベルにして出力する。このとき、第１の比較信号Ｃｐ１のＨｉｇｈレベルに基づいてモータ停止判別回路ＭＳは、ワイヤ送給モータＭＯの回転開始と判別し、モータ停止判別ＭｓをＬｏｗレベルにしてスイッチング素子ＳＷ２を遮断する。

上記の構成では、第１の基準値Ｒｆ１を正（例えば、+１００ｍＡ）にすることにより、第１の電流検出信号の零電流近傍のチャタリング（ノイズ）に対してモータ停止判別回路ＭＳの誤動作を抑制しているが、この第１の基準値Ｒｆ１を負（例えば、−１００ｍＡ）に設定しても第１の電流検出信号の零電流近傍で発生するチャタリングに対して同様の誤動作抑制の効果がある。

更に、上述より溶接電源から送給起動信号を送る制御線が不要となり、制御線の増加による断線が大きく減少する。また、上述のモータ制御ユニットは、配線を介して従来のワイヤ送給装置に容易に配設できるので、作業現場でワイヤ送給装置の改造が可能となる。

図５は、実施の形態２に係るアーク電源装置の電気接続図である。
同図において、図９に示す従来技術のアーク電源装置の電気接続図及び図１に示す実施の形態１に係るアーク電源装置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５において、実施の形態２のワイヤ送給装置ＷＦ２は、ワイヤ送給モータＭＯと第２のモータ制御ユニットとで形成され、さらに、第２のモータ制御ユニットは、第１の電流検出器ＩＤ１、第２の電流検出器ＩＤ２、モータ停止判別回路ＭＳ２、第２の切換回路ＳＷ２、第２の制動抵抗器Ｒ２及び制御電源回路とで形成されている。

第２の電流検出器ＩＤ２は、ワイヤ送給モータＭＯに入力される駆動電流を検出すると共にワイヤ送給モータＭＯの停止時で発生する起電力を第１の制動抵抗器Ｒ１及び第２の制動抵抗器Ｒ２を介して放電する放電電流を検出して第２の電流検出信号Ｉｄ２として出力する。

実施の形態２のモータ停止判別回路ＭＳ２は、図６に示す詳細図より、第１の比較回路ＣＰ１、第１の基準回路ＲＦ１、第２の比較回路ＣＰ２、第２の基準回路ＲＦ２、第２のノット回路ＮＯＴ２及びＲＳ−フリップフロップ回路ＦＦによって形成され、第１の電流検出信号Ｉｄ１と第２の電流検出信号Ｉｄ２との値に基づいてモータ停止判別信号Ｍｓを出力する。

図８は、実施の形態２の動作を説明する波形タイミング図である。
同図において、同図（Ａ）の波形は、起動信号Ｔｓを示し、同図（Ｂ）の波形は、モータ停止判別信号Ｍｓを示し、同図（Ｃ）の波形は、送給起動信号Ｍｃを示し、同図（Ｄ）の波形は、第１の電流検出信号Ｉｄ１を示し、同図（Ｅ）の波形は、第２の電流検出信号Ｉｄ２を示し、同図（Ｆ）の波形は、第２の制動抵抗器Ｒ２を介して放電する放電電流Ｉ３を示し、同図（Ｇ）の波形は、第１の比較信号Ｃｐ１を示し、同図（Ｈ）の波形は、第２の比較信号Ｃｐ２を示し、同図（Ｉ）の波形は、第２の比較信号Ｃｐ２を反転した第２のノット信号Ｎｏ２を示す。

つぎに、図７及び図８を用いて実施の形態２の動作について説明する。
図８に示す時刻ｔ＝ｔ１以前の図示省略電源投入時において、図６に示すＲＳ−フリップフロップ回路ＦＦは、第１の比較信号Ｃｐ１のＬｏｗレベルがＲ（リセット端子）に入力される。そして、第２の比較信号Ｃｐ２がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに変化し、第２のノット回路ＮＯＴ２は、第２の比較信号Ｃｐ２を反転してＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルにする、このとき、第２のノット回路ＮＯＴ２の応答遅れによりＳ（セット端子）に短時間Ｈｉｇｈレベルのパルス信号が入力され、ＲＳ−フリップフロップ回路ＦＦの出力であるモータ停止判別指令信号Ｍｓは初期化のときＨｉｇｈレベルになる。

図８に示す時刻ｔ＝ｔ１において、送給モータ制御回路ＭＣ１は起動スイッチＴＳのオンに応じて図８（Ｃ）に示す送給起動信号ＭｃをＨｉｇｈレベルにして出力する。そして、第１の切換回路ＳＷ１は送給起動信号ＭｃのＨｉｇｈレベルに応じてａ側にしてモータ駆動回路ＭＶをワイヤ送給モータＭＯに接続し、モータ駆動回路ＭＶは送給指令信号Ｖｓｅｔに応じてワイヤ送給モータＭＯにモータ駆動電圧を印加する。

このとき、ワイヤ送給装置ＷＦ２に設けられた第１の電流検出器ＩＤ１及び第２の電流検出器ＩＤ２は、ワイヤ送給モータＭＯの駆動電流を検出し図８（Ｄ）に示す第１の電流検出信号Ｉｄ１として出力すると共に図８（Ｅ）に示す第２の電流検出信号Ｉｄ２として出力する。

図６に示す第１の比較回路ＣＰ１は、図８（Ｄ）に示す第１の電流検出信号Ｉｄ１の値と予め定めた第１の基準値Ｒｆ１（例えば、＋１００ｍＡ）とを比較し、第１の電流検出信号Ｉｄ１の値が第１の基準値Ｒｆ１より大きいとき図８（Ｇ）に示す第１の比較信号Ｃｐ１をＨｉｇｈレベルにして出力すると、共に第２の比較回路ＣＰ２は、図８（Ｅ）に示す第２の電流検出信号Ｉｄ２の値と予め定めた第２の基準値Ｒｆ２（例えば、−１００ｍＡ）とを比較し、第２の電流検出信号Ｉｄ２の値が第２の基準値Ｒｆ２より大きいとき第２の比較信号Ｃｐ２をＨｉｇｈレベルにして出力する。

つぎに、図６に示すＲＳ−フリップフロップ回路ＦＦは、第１の比較信号Ｃｐ１のＨｉｇｈレベルがＲ（リセット端子）に入力されると図８（Ｂ）に示すモータ停止判別指令信号ＭｓをＬｏｗレベルにする。このとき、モータ停止判別回路ＭＳは、ワイヤ送給モータＭＯが回転中と判別し、モータ停止判別指令信号ＭｓのＬｏｗレベルに応じてスイッチング素子ＳＷ２を遮断する。

図８に示す時刻ｔ＝ｔ２において、起動スイッチＴＳがオフすると、送給モータ制御回路ＭＣ１は起動スイッチＴＳのオフに応じて図８（Ｃ）に示す送給起動信号ＭｃをＬｏｗレベルにして出力する。そして、第１の切換回路ＳＷ１は、送給起動信号ＭｃのＬｏｗレベルに応じてｂ側にして、ワイヤ送給モータＭＯを第１の制動抵抗器Ｒ１に接続し、ワイヤ送給モータＭＯで発生する起電力を図７（Ｂ）に示すワイヤ送給モータＭＯ→制御線５→第１の制動抵抗器Ｒ１→制御線６→ワイヤ送給モータＭＯの第１経路で放電を開始する。

時刻ｔ＝ｔ２において、ワイヤ送給モータＭＯで発生した起電力の放電が開始すると、放電電流の極性が正から負に変化した電流を第１の電流検出器ＩＤ１及び第２の電流検出器ＩＤ２で検出し、図８（Ｄ）に示す第１の電流検出信号Ｉｄ１及び図８（Ｅ）に示す第２の電流検出信号Ｉｄ２として出力する。

図６に示す第１の比較回路ＣＰ１は、図８（Ｄ）に示す第１の電流検出信号Ｉｄ１の値と第１の基準値Ｒｆ１とを比較し、第１の電流検出信号Ｉｄ１の値が第１の基準値Ｒｆ１未満まで減少すると図８（Ｇ）に示す第１の比較信号Ｃｐ１をＬｏｗレベルにして出力すると共に、第２の比較回路ＣＰ２は図８（Ｅ）に示す第２の電流検出信号Ｉｄ２の値と第２の基準値Ｒｆ２とを比較し、第２の電流検出信号Ｉｄ２の値が第２の基準値Ｒｆ２未満まで減少すると第２の比較信号Ｃｐ２をＬｏｗレベルにして出力する。そして、第２のノット回路ＮＯＴ２は第２の比較信号Ｃｐ２を反転し図８（Ｉ）に示す第２のノット信号Ｎｏ２をＨｉｇｈレベルにして出力する。このとき、図６に示すＲＳ−フリップフロップ回路ＦＦは、Ｓ（セット端子）に第２のノット信号Ｎｏ２のＨｉｇｈレベルが入力されると、図８（Ｂ）に示すモータ停止判別指令信号ＭｓがＨｉｇｈレベルになりスイッチング素子ＳＷ２を導通させる。

スイッチング素子ＳＷ２が導通すると、ワイヤ送給モータＭＯで発生した起電力がワイヤ送給モータＭＯ→制御線５→第１の制動抵抗器Ｒ１→制御線６→ワイヤ送給モータＭＯの第１経路での放電に加えて、図７（Ｃ）に示すようにワイヤ送給モータＭＯ→第２の制動抵抗器Ｒ２→ワイヤ送給モータＭＯの第２経路でも放電を開始するので、ワイヤ送給モータＭＯで発生した起電力の放電時間が速くなる。

ワイヤ送給モータＭＯで発生した起電力の放電が進み、時刻ｔ＝ｔ３において、第２の電流検出信号Ｉｄ２の値が増加し第２の基準値Ｒｆ２より大きくなると図８（Ｈ）に示す第２の比較信号Ｃｐ２がＨｉｇｈレベルになる。そして、時刻ｔ＝ｔ４において、第１の電流検出信号Ｉｄ１の値及び第２の電流検出信号Ｉｄ２の値が略零になり、ワイヤ送給モータＭＯで発生した起電力の放電が終了する。

時刻ｔ＝ｔ４〜ｔ５において、第１の電流検出信号Ｉｄ１の値が第１の基準値Ｒｆ１未満であり、第２の電流検出信号Ｉｄ２の値が第２の基準値Ｒｆ２より大きいので、図６に示すＲＳ−フリップフロップ回路ＦＦは、Ｓ（セット端子）に第２のノット信号Ｎｏ２のＬｏｗレベルが入力され、Ｒ（リセット端子）にも第１の比較信号Ｃｐ１のＬｏｗレベルに入力されるので、図８（Ｂ）に示すモータ停止判別指令信号ＭｓはＨｉｇｈレベルが維持されスイッチング素子ＳＷ２は導通を継続する。

図８に示す時刻ｔ＝ｔ５において、送給モータ制御回路ＭＣ１は起動スイッチＴＳの再度オンに応じて図８（Ｃ）に示す送給起動信号ＭｃをＨｉｇｈレベルにして出力する。そして、第１の切換回路ＳＷ１は送給起動信号ＭｃのＨｉｇｈレベルに応じてａ側にして、モータ駆動回路ＭＶをワイヤ送給モータＭＯに再度接続し、送給指令信号Ｖｓｅｔに応じてワイヤ送給モータＭＯにモータ駆動電圧を印加し、このモータ駆動電圧に応じて回転制御を行う。このとき、ワイヤ送給装置ＷＦ２に設けられた第１の電流検出器ＩＤ１及び第２の電流検出器ＩＤ２は、ワイヤ送給モータＭＯの駆動電流を検出し図８（Ｄ）に示す第１の電流検出信号Ｉｄ１として出力すると共に図８（Ｅ）に示す第２の電流検出信号Ｉｄ２として出力する。

時刻ｔ＝ｔ５において、第１の比較回路ＣＰ１は第１の電流検出信号Ｉｄ１の値が第１の基準値Ｒｆ１より大きくなると、図８（Ｇ）に示す第１の比較信号Ｃｐ１をＨｉｇｈレベルにして出力する。図６に示すＲＳ−フリップフロップ回路ＦＦは、第１の比較信号Ｃｐ１のＨｉｇｈレベルがＲ（リセット端子）に入力されると図８（Ｂ）に示すモータ停止判別指令信号ＭｓをＬｏｗレベルにする。このとき、モータ停止判別回路ＭＳは、ワイヤ送給モータＭＯが回転中と判別し、モータ停止判別指令信号ＭｓのＬｏｗレベルに応じてスイッチング素子ＳＷ２を遮断する。

時刻ｔ＝ｔ６において、起動スイッチＴＳがオフすると、送給起動信号ＭｃはＬｏｗレベルになり、図７（Ｂ）に示すように第１の切換回路ＳＷ１をｂ側にして、ワイヤ送給モータＭＯを第１の制動抵抗器Ｒ１に接続しワイヤ送給モータＭＯで発生する起電力を、図７（Ｂ）に示すワイヤ送給モータＭＯ→制御線５→第１の制動抵抗器Ｒ１→制御線６→ワイヤ送給モータＭＯの第１経路で再度放電を開始する。

時刻ｔ＝ｔ６において、ワイヤ送給モータＭＯで発生した起電力の放電が開始すると、放電電流の極性が正から負に変化した電流を第１の電流検出器ＩＤ１及び第２の電流検出器ＩＤ２で検出し、図８（Ｄ）に示す第１の電流検出信号Ｉｄ１及び図８（Ｅ）に示す第２の電流検出信号Ｉｄ２として出力する。

図６に示す第１の比較回路ＣＰ１は、図８（Ｄ）に示す第１の電流検出信号Ｉｄ１の値と第１の基準値Ｒｆ１とを比較し、第１の電流検出信号Ｉｄ１の値が第１の基準値Ｒｆ１未満まで減少すると図８（Ｇ）に示す第１の比較信号Ｃｐ１をＬｏｗレベルにして出力すると共に、第２の比較回路ＣＰ２は図８（Ｅ）に示す第２の電流検出信号Ｉｄ２の値と第２の基準値Ｒｆ２とを比較し、第２の電流検出信号Ｉｄ２の値が第２の基準値Ｒｆ２未満まで減少すると第２の比較信号Ｃｐ２をＬｏｗレベルにして出力する。そして、第２のノット回路ＮＯＴ２は第２の比較信号Ｃｐ２を反転し図８（Ｉ）に示す第２のノット信号Ｎｏ２をＨｉｇｈレベルにして出力する。このとき、図６に示すＲＳ−フリップフロップ回路ＦＦは、Ｓ（セット端子）に第２のノット信号Ｎｏ２のＨｉｇｈレベルが入力されると、図８（Ｂ）に示すモータ停止判別指令信号ＭｓがＨｉｇｈレベルになりスイッチング素子ＳＷ２を導通させる。

ワイヤ送給モータＭＯで発生した起電力の放電終了前の時刻ｔ＝ｔ７において、起動スイッチＴＳが再度オフすると、図７（Ｄ）に示す正の駆動電流１ｉと負の放電電流Ｉ２とが発生し、正の駆動電流１ｉに相当する図８（Ｄ）に示す第１の電流検出信号Ｉｄ１は急峻に立ち上がるが、図８（Ｅ）に示す第２の電流検出信号Ｉｄ２は傾斜を持って立ち上がる。このとき、第１の電流検出信号Ｉｄ１の値が第１の基準値Ｒｆ１を越えてスイッチング素子ＳＷ２を素早く遮断し、図７（Ｄ）に示すようにワイヤ送給モータＭＯ→第２の制動抵抗器Ｒ２→ワイヤ送給モータＭＯの第２経路での放電を中止することで、ワイヤ送給モータＭＯへ駆動電流が速やかに供給され駆動時の応答性が速くなる。
上記より、第１の電流検出信号の値及び前記第２の電流検出信号の値に基づいてワイヤ送給モータの駆動を判別すると、起動スイッチＴＳのオン・オフ時間を短くした連続動作を行ったときモータの駆動開始の応答性が速くなるので、溶接性の改善効果がある。
そして、以後は上述と同一動作を行うので説明を省略する。

上述の構成では、第１の基準値Ｒｆ１を正（例えば、+１００ｍＡ）、第２の基準値Ｒｆ２を負（例えば、−１００ｍＡ）にすることにより、モータ停止判別回路にヒステリス機能を有し、ワイヤ送給モータによって発生する第１の電流検出信号及び第２の電流検出信号の零近傍のリップルに対してモータ停止判別回路ＭＳの誤動作を抑制できると共にチャタリングに対しても誤動作抑制効果がある。

Ｃ１ 補助コンデンサ
Ｄ１ ダイオード
ＤＲ 駆動回路
Ｄｖ 制御電圧
ＩＤ１ 第１の電流検出回路
ＩＤ２ 第２の電流検出回路
Ｉｄ１ 第１の電流検出信号
Ｉｄ２ 第２の電流検出信号
Ｍ 被加工物
ＭＣ１ 送給モータ制御回路（実施の形態１、２の制御回路）
ＭＣ２ 送給モータ制御回路（従来の制御回路）
Ｍｃ 送給起動信号
ＭＶ モータ駆動回路
ＭＯ ワイヤ送給モータ
ＭＳ１ モータ停止判別回路（実施の形態１）
ＭＳ２ モータ停止判別回路（実施の形態２）
Ｍｓ モータ停止判別信号
Ｍｔ 送給停止信号
ＰＳ 主電源回路
Ｒ１ 第１の制動抵抗器
Ｒ２ 第２の制動抵抗器
ＲＥＣ 遠隔制御装置
ＳＣ 主制御回路
Ｓｃ 主制御信号
ＳＰ 安定化電源回路
ＳＷ１ 第１の切換回路
ＳＷ２ 第２の切換回路（スイッチング素子）
ＴＳ 起動スイッチ
Ｔｓ 起動信号
ＴＨ トーチ
Ｖｓｅｔ 送給指令信号
ＷＦ１ ワイヤ送給装置（実施の形態１の送給装置）
ＷＦ２ ワイヤ送給装置（実施の形態２の送給装置）
ＷＦ３ ワイヤ送給装置（従来の送給装置）
ＷＧ 溶接電源
ＷＬ ワイヤ
Ｗｖ 溶接電圧指令値
Ｗｃ 溶接電流指令値

Claims (6)

1. 溶接電圧及びワイヤ送給量の制御機能を有する溶接電源と、ワイヤ送給モータを有し前記溶接電源に接続されるワイヤ送給装置と、を備えたアーク溶接装置において、送給起動信号及び送給指令信号を出力する送給モータ制御回路と、前記送給指令信号に応じて前記ワイヤ送給モータにモータ駆動電圧を供給するモータ駆動回路と、前記ワイヤ送給モータの停止時に発生する起電力を放電する第１の制動抵抗器と、前記送給起動信号が出力すると前記モータ駆動回路を前記ワイヤ送給モータに接続し前記送給起動信号の出力が停止すると前記第１の制動抵抗器を前記ワイヤ送給モータに接続する第１の切換回路と、を前記溶接電源に備え、前記ワイヤ送給モータの停止時に発生する起電力を放電する第２の制動抵抗器と、前記ワイヤ送給モータの駆動電流を検出すると共に前記第１の制動抵抗器を介して放電する放電電流を検出し第１の電流検出信号として出力する第１の電流検出回路と、前記第１の電流検出信号の値に基づいて前記ワイヤ送給モータの停止を判別するモータ停止判別回路と、前記モータ停止判別回路からモータ停止判別信号が出力すると導通し前記第２の制動抵抗器を前記ワイヤ送給モータに並列接続して前記発生した起電力を放電し、前記モータ停止判別信号の出力が停止すると遮断し前記第２の制動抵抗器の並列接続を解除するスイッチング素子と、前記送給起動信号が出力すると前記モータ駆動回路からモータ駆動電圧を受給すると共に前記受給した電圧を平滑し所定の制御電圧に変換して前記モータ停止判別回路に供給する制御電源回路とでモータ制御ユニットを形成し、前記モータ制御ユニットをワイヤ送給装置に備えたことを特徴とするアーク溶接装置。
2. 前記モータ制御ユニットに、前記ワイヤ送給モータの駆動電流を検出すると共に前記第１の制動抵抗器及び前記第２の制動抵抗器を介して放電する放電電流を検出し第２の電流検出信号として出力する第２の電流検出回路を設け、前記モータ停止判別回路は、前記第１の電流検出信号の値及び前記第２の電流検出信号の値に基づいて前記ワイヤ送給モータの停止を判別すること、を特徴とする請求項１記載のアーク溶接装置。
3. 前記モータ停止判別回路は、前記第２の電流検出信号の値が予め定めた第１の基準値より小さい予め定めた第２の基準値未満になると前記モータ停止判別信号を出力し、以後前記第１の電流検出信号の値が前記第１の基準値未満のとき前記モータ停止判別信号の出力を維持し、前記第１の電流検出信号の値が前記第１の基準値より大きくなると前記モータ停止判別信号の出力を停止し、以後前記第２の電流検出信号の値が前記第２の基準値より大きいとき前記モータ停止判別信号の出力停止を維持すること、を特徴とする請求項２記載のアーク溶接装置。
4. 前記第１の基準値は正、前記第２の基準値は負であること、を特徴とする請求項３記載のアーク溶接装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のアーク溶接装置を構成すること、を特徴とするワイヤ送給装置。
6. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のアーク溶接装置を構成すること、を特徴とするモータ制御ユニット。

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