JP2015000403A - アーク溶接機 - Google Patents

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Abstract

【課題】 作業者が所定の溶接条件の溶接が終了し、次の新たな溶接条件で溶接を行うとき、作業者が溶接電源設置場所まで戻って、新たに溶接条件を選択しなければならない。
【解決手段】 第1の設定器及び第2の設定器で形成し、第1の設定器は所定の第1の設定値を出力し、第2の設定器は所定の第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第1の設定値及び第2の設定値に基づいて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、主制御回路は、第1の設定値が予め定めた第1基準値未満のとき第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、第1の設定値が第1基準値以上のとき第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、選択した溶接条件に基づいて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。
【選択図】 図1

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。
請求項4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、パルス電流設定値を設定するパルス電流設定器であり、前記第1基準値は溶接電流基準値である、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機を構成する、ことを特徴とする遠隔制御器である。
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 (5)

  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。
  4. 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、パルス電流設定値を設定するパルス電流設定器であり、前記第1基準値は溶接電流基準値である、ことを特徴とする請求項1に記載のアーク溶接機。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のアーク溶接機を構成する、ことを特徴とする遠隔制御器。
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