JP2817368B2 - Arc welding system - Google Patents

Arc welding system

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JP2817368B2
JP2817368B2 JP18604790A JP18604790A JP2817368B2 JP 2817368 B2 JP2817368 B2 JP 2817368B2 JP 18604790 A JP18604790 A JP 18604790A JP 18604790 A JP18604790 A JP 18604790A JP 2817368 B2 JP2817368 B2 JP 2817368B2
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【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明はタングステン電極を用いたアーク溶接システ
ムに関し、特に小物部品の溶接に用いて好適な溶接シス
テムに関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an arc welding system using a tungsten electrode, and more particularly to a welding system suitable for welding small parts.

<従来の技術> タングステン電極を用いたアーク溶接は従来から広く
知られているが、従来のアーク溶接は比較的大きな部品
の溶接を用いられている。
<Prior Art> Arc welding using a tungsten electrode has been widely known, but conventional arc welding uses welding of relatively large parts.

ここに、小物部品を溶接により組み立てる必要が生じ
る場合がある。
Here, small parts may need to be assembled by welding.

例えば、第9図(a)及び(b)に示す薬剤噴射用の
ノズル1は外径及び高さが数mm程度の小物部品である
が、次のような理由からノズル孔3aを有したオリフィス
プレート3とベース2とをそれぞれステンレス材により
別体で加工し、これらを溶接により組み立てて製作する
必要がある。
For example, the drug injection nozzle 1 shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b) is a small part having an outer diameter and a height of about several mm, but an orifice having a nozzle hole 3a for the following reason. It is necessary to process the plate 3 and the base 2 separately from each other with a stainless steel material and to assemble them by welding.

すなわち、直径が数十μm以下に設定されるノズル孔
3aは、射出させた薬剤を良好な噴射状態とするために、
孔の長さも精度良く設定する必要があり、ノズル1を初
めから一体物として製作したのではこのようなノズル孔
3aの精度を実現できないため、板材でオリフィスプレー
ト3を作って所定のノズル孔3aを形成し、これをベース
2に組み付けるようにする必要がある。そして、噴射用
のノズルから噴射される薬剤などには化学的にかなり活
性なものもあり、銅、アルミニウム、鉛等の金属と反応
して薬剤の変質や結晶物の生成によるノズルの目詰まり
等を発生させてしまうため、ノズル1をステンレス化す
る必要がある。しかしながら、ベース2やオリフィスプ
レート3をステンレスから形成しても、これらを半田付
けや蝋付けする場合には半田や蝋が薬剤と反応してしま
い、接着剤で接着する場合には使用耐久性上の信頼性に
欠けるという問題があり、ベース2とオリフィスプレー
ト3を溶接する必要がある。
That is, a nozzle hole whose diameter is set to several tens μm or less
3a, in order to make the injected medicine a good injection state,
It is necessary to set the length of the hole with high accuracy.
Since the accuracy of 3a cannot be realized, it is necessary to form the orifice plate 3 from a plate material to form a predetermined nozzle hole 3a, and to assemble the nozzle hole 3a with the base 2. Some chemicals ejected from the injection nozzle are chemically very active, and react with metals such as copper, aluminum and lead to deteriorate the chemical and clog the nozzle due to the formation of crystals. Therefore, it is necessary to make the nozzle 1 stainless. However, even if the base 2 and the orifice plate 3 are formed of stainless steel, when they are soldered or brazed, the solder or the wax reacts with the chemical, and when they are bonded with an adhesive, the use durability is deteriorated. Therefore, the base 2 and the orifice plate 3 need to be welded.

このように、薬剤噴出用のノズルはベースとオリフィ
スプレートとをそれぞれステンレス材により別体で加工
し、これらを溶接により組み立てて製作する必要がある
が、この溶接に従来からあるアーク溶接機を用いること
はできなかった。すなわち、従来のアーク溶接機は比較
的大物部品の溶接を対象としていることからそのアーク
電流値が大きく、これを小物部品の溶接にもちいると過
大なアークにより部品が破壊されてしまったり、あるい
は、部品が吹き飛んでしまう。一方、従来のアーク溶接
機においてアーク電流値を小さく抑える場合には、アー
クを発生させることができない。
As described above, the nozzle for ejecting the medicine needs to be manufactured by separately processing the base and the orifice plate with a stainless steel material, and assembling them by welding. A conventional arc welding machine is used for this welding. I couldn't do that. That is, since the conventional arc welding machine is intended for welding relatively large parts, its arc current value is large, and if this is used for welding small parts, the parts are destroyed by an excessive arc, or , Parts blow off. On the other hand, when the arc current value is reduced in the conventional arc welding machine, an arc cannot be generated.

上記のような事情から、小物部品を支障なく溶接する
ことができるアーク溶接機の実現が強く望まれていた。
Under the circumstances described above, there has been a strong demand for an arc welder capable of welding small parts without any problem.

本発明は上記従来の事情に鑑みなされたもので、比較
的小さなアーク電流によって小さなアークを発生させ、
これによって小物部品の溶接を支障なく実現することが
できるアーク溶接システムを提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and generates a small arc by a relatively small arc current.
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an arc welding system capable of realizing welding of small components without hindrance.

<課題を解決するための手段> 本発明に係るアーク溶接システムは、先端が錐形状の
タングステン電極を用いてワークとの間にアークを発生
させて溶接を行うアーク溶接システムであって、溶着検
出手段によりタングステン電極とワークとの溶着を検出
してタングステン電極とワークとが溶着しているときに
は保全手段によりタングステン電極への電力供給を待機
状態とする一方、タングステン電極とワークとが溶着し
ていないときには接触検出手段によりタングステン電極
がワークに接触したことを検出して、作業者と溶接作業
位置との間に設けられるシャッター機構をタングステン
電極がワークに接触した後にシャッター駆動手段より閉
じさせ、当該シャッター機構が閉じた後に発生されるア
ークをアーク検出手段により検出して電極駆動手段によ
りタングステン電極をワークから離隔させることを特徴
とする。
<Means for Solving the Problems> An arc welding system according to the present invention is an arc welding system that performs welding by generating an arc between a workpiece and a workpiece using a tungsten electrode having a conical tip. When the welding between the tungsten electrode and the work is detected by the means and the tungsten electrode and the work are welded, the power supply to the tungsten electrode is put into a standby state by the maintenance means, but the tungsten electrode and the work are not welded. Sometimes, the contact detection means detects that the tungsten electrode has come into contact with the work, and the shutter mechanism provided between the worker and the welding work position is closed by the shutter drive means after the tungsten electrode comes into contact with the work, and the shutter An arc generated after the mechanism is closed is detected by the arc detection means and the electrode drive is performed. The moving electrode separates the tungsten electrode from the work.

<作用> 本発明のアーク溶接システムは、先端が錐形状のタン
グステン電極を用いることで、小さなアーク電流によっ
ても微少な範囲で小さなアークを発生させることがで
き、小物部品の微少な範囲を溶融させて良好な溶接を実
現する。
<Operation> The arc welding system of the present invention can generate a small arc in a minute range even with a small arc current by using a tungsten electrode having a conical tip, thereby melting a minute range of a small component. To achieve good welding.

また、本発明のアーク溶接システムは、タングステン
電極とワークとが溶着しているときにはタングステン電
極への電力供給系を待機状態とすることにより、無駄な
電力消費や電極をワークから引き離す修復作業での危険
を回避することができる。
Further, the arc welding system according to the present invention is capable of wasteful power consumption and repair work for separating the electrode from the work by setting the power supply system to the tungsten electrode in a standby state when the tungsten electrode and the work are welded. Danger can be avoided.

また、アークはタングステン電極をワークに接触させ
た後に微少時間をおいて自動的に発生し、溶接位置はタ
ングステン電極を接触させた位置となることから、本発
明のアーク溶接システムは、タングステン電極がワーク
に接触した後にシャッター機構を閉じさせることで、ア
ークに対して作業者の目を保護しつつ所定の位置への溶
接作業を実現している。
In addition, the arc is automatically generated after a very short time after the tungsten electrode is brought into contact with the workpiece, and the welding position is a position where the tungsten electrode is brought into contact. By closing the shutter mechanism after contacting the work, welding work to a predetermined position is realized while protecting the eyes of the worker against the arc.

また、本発明のアーク溶接システムは、アーク発生後
にタングステン電極をワークから離隔させることでワー
クと電極との溶着を回避している。
Further, the arc welding system of the present invention avoids welding between the work and the electrode by separating the tungsten electrode from the work after the arc is generated.

すなわち、本発明のアーク溶接システムは、上記のよ
うな一連の作用により小物部品の溶接を支障なく実現す
る。
That is, the arc welding system of the present invention realizes welding of small parts without any trouble by a series of operations as described above.

尚、本発明は小物部品の溶接に用いるアーク溶接機に
適用して特に効果的であるが、比較的大きな部品の溶接
に用いられている従来より一般的なアーク溶接機に適用
しても同様な効果を得ることができる。
The present invention is particularly effective when applied to an arc welding machine used for welding small parts, but the same applies to a conventional general arc welding machine used for welding relatively large parts. Effects can be obtained.

<実施例> 本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。<Example> The present invention will be specifically described based on examples.

本発明の一実施例に係る小物部品溶接用のアーク溶接
システムの外観構成を第1図に示す。
FIG. 1 shows an external configuration of an arc welding system for welding small parts according to an embodiment of the present invention.

本実施例のアーク溶接システムはコントローラ10を備
えており、このコントローラ10により溶接ペン11や作業
台12への電流の供給、ボンベ13から溶接ペン11へのアル
ゴンガスの供給を制御している。また、各種のマニュア
ル操作を行うためのフットスイッチ14、アークに対して
作業者の目を保護するためのシャッター機構を有する顕
微鏡15がコントローラ10に接続されている。尚、16は交
流100V電源と接続するためのコンセントである。
The arc welding system of the present embodiment includes a controller 10, which controls the supply of current to the welding pen 11 and the workbench 12 and the supply of argon gas from the cylinder 13 to the welding pen 11. Further, a foot switch 14 for performing various manual operations and a microscope 15 having a shutter mechanism for protecting an operator's eyes against an arc are connected to the controller 10. Reference numeral 16 denotes an outlet for connecting to an AC 100V power supply.

溶接ペン11に支持されたタングステン電極22は軸部の
直径が例えば0.5〜1.5mmで、第2図に示すように、その
先端が円錐状に形成されて尖っており(先端角が例えば
10〜20度)、電極22自体の強度を損なうことなく、電流
密度の向上により比較的小さなアーク電流によって小さ
なアークを発生させることができるようになっている。
The tungsten electrode 22 supported by the welding pen 11 has a shaft portion having a diameter of, for example, 0.5 to 1.5 mm, and as shown in FIG.
(10 to 20 degrees), a small arc can be generated by a relatively small arc current by improving the current density without impairing the strength of the electrode 22 itself.

上記の溶接ペン11は、第4図に詳示するように、先端
が窄まった筒状体21にタングステン電極22を支持させた
ものであり、チューブ23より筒状体21内に供給されるア
ルゴンガスをタングステン電極22の近傍に供給してアー
クを発生させる。尚、27はタングステン電極22へはアー
ク電流を供給し、ソレノイド24へは駆動電流を供給する
ケーブルである。
As shown in detail in FIG. 4, the welding pen 11 has a tubular body 21 having a tapered tip and a tungsten electrode 22 supported thereon, and is supplied from the tube 23 into the tubular body 21. An argon gas is supplied to the vicinity of the tungsten electrode 22 to generate an arc. Reference numeral 27 denotes a cable that supplies an arc current to the tungsten electrode 22 and a drive current to the solenoid 24.

ここで、小さなアークによってワークに形成される溶
融池は微少なものであることから、比較的短時間の内に
冷えて固まってしまうため、アーク発生後に作業者が電
極22をワークWから離隔させるタイミングを逸すると、
第3図に示すように、電極22がワークWに溶着してしま
うという事態が生じ易い。
Here, since the molten pool formed on the workpiece by the small arc is very small, it cools and hardens in a relatively short time, so that the operator separates the electrode 22 from the workpiece W after the arc is generated. If you miss the timing,
As shown in FIG. 3, a situation in which the electrode 22 is welded to the workpiece W is likely to occur.

そこで、この溶接ペン11にはワークとの溶着防止機構
が付設されている。すなわち、タングステン電極22はソ
レノイド24の可動子25に取り付けられており、可動子25
はスプリング26によって先端側へ付勢されることにより
タングステン電極22は筒状体21の先端から所定量突出し
た状態に保持されているが、溶接作業においてアークを
発生させると、これを後述する検出手段により検知して
ソレノイド24を作動させ、タングステン電極22をスプリ
ング26に抗して若干引き込めることによりワークとタン
グステン電極22との溶着を防止している。
Therefore, the welding pen 11 is provided with a mechanism for preventing welding to the workpiece. That is, the tungsten electrode 22 is attached to the mover 25 of the solenoid 24,
The tungsten electrode 22 is held in a state where it is projected by a predetermined amount from the distal end of the tubular body 21 by being urged to the distal end side by a spring 26. Detecting by means, the solenoid 24 is actuated, and the tungsten electrode 22 is slightly retracted against the spring 26 to prevent welding between the work and the tungsten electrode 22.

また、上記のように顕微鏡15を備えているのは小物部
品に対する細かな溶接作業をするためであり、作業者は
この顕微鏡15によって溶接箇所を視認して作業を行う。
Further, the microscope 15 is provided as described above in order to perform a fine welding operation on small parts, and an operator visually recognizes a welding location with the microscope 15 and performs an operation.

この顕微鏡15は、第5図に詳示するように、レンズ50
を保持した筐体51を前後動、上下動、揺動自在な支持台
52に支持したものであり、筐体51内にはレンズ50の光路
を塞ぎ得るシャッター板53が設けられている。シャッタ
ー板53は支持軸54を介して筐体51内に回動自在(同図中
の上下方向)に取り付けられており、通常時において
は、支持軸54に巻回されたバネ55によりシャッター板53
はレンズ50の光路から退避した上方位置に跳ね上げられ
ている。筐体51にはソレノイド43が取り付けられてお
り、通常時においては、ソレノイド43の可動子56はスプ
リング57によりソレノイド内に引き込んだ位置に位置し
ている。すなわち、この顕微鏡15によれば、通常時にお
いてはレンズ50を通してワークの溶接位置を拡大して視
認することができ、後述のようにタングステン電極22に
接触によりソレノイド43が起動すると、可動子56により
シャッター板53が下方へ押されてレンズ50の光路を塞
ぎ、レンズ50を通して入射してくるアーク光を遮るよう
になっている。
The microscope 15 has a lens 50 as shown in detail in FIG.
A support base that can move the housing 51 holding the
A shutter plate 53 that is supported by 52 and that can block the optical path of the lens 50 is provided in the housing 51. The shutter plate 53 is rotatably (up and down in FIG. 4) mounted inside the housing 51 via a support shaft 54, and is normally provided by a spring 55 wound around the support shaft 54. 53
Is jumped up to an upper position retracted from the optical path of the lens 50. A solenoid 43 is attached to the housing 51, and the movable element 56 of the solenoid 43 is normally positioned at a position where the movable element 56 is retracted into the solenoid by a spring 57. That is, according to the microscope 15, the welding position of the work can be enlarged and visually recognized through the lens 50 in a normal state, and when the solenoid 43 is activated by contact with the tungsten electrode 22 as described later, the movable element 56 The shutter plate 53 is pushed downward to block the optical path of the lens 50, and blocks arc light incident through the lens 50.

上記したアーク溶接システムの回路構成を第6図に示
す。
FIG. 6 shows a circuit configuration of the above-described arc welding system.

同図において、30は中央演算装置(CPU)であり、コ
ントローラ10で自動溶接制御の中心を担っている。
In the figure, reference numeral 30 denotes a central processing unit (CPU), and a controller 10 plays a central role in automatic welding control.

31はコンデンサであり、このコンデンサ31はCPU30で
制御される充電用スイッチ32を介して交流100V電源に接
続された充電用電源33で充電される。コンデンサ31の一
方の電極はCPU30で制御されるサイリスタスイッチ34、
電流制限抵抗35を介してタングステン電極22に接続さ
れ、コンデンサ31の他方の電極は作業台12に接続されて
いる。そして、これらコンデンサ31の電極の間には放電
用のスイッチ36が設けられており、このスイッチ36はCP
U30で制御される。
Reference numeral 31 denotes a capacitor. The capacitor 31 is charged by a charging power supply 33 connected to an AC 100 V power supply via a charging switch 32 controlled by the CPU 30. One electrode of the capacitor 31 is a thyristor switch 34 controlled by the CPU 30,
The other electrode of the capacitor 31 is connected to the workbench 12 via the current limiting resistor 35 and the tungsten electrode 22. A discharge switch 36 is provided between the electrodes of the capacitor 31.
Controlled by U30.

サイリスタスイッチ34をバイパスして微少電流を流す
抵抗37が設けられており、この微少電流が電圧レベル検
出回路38に導かれ、各種の状態が検出されてCPU30に入
力される。例えば、作業台12上に載せたワークにタング
ステン電極22を接触させた時には一瞬電圧が降下するた
め当該状態を検出でき、また、作業台12上に載せたワー
クにタングステン電極22が溶着してしまった時には電圧
が上昇しないため当該状態を検出できる。
A resistor 37 is provided to allow a very small current to flow by bypassing the thyristor switch 34. The very small current is guided to a voltage level detection circuit 38, and various states are detected and input to the CPU 30. For example, when the tungsten electrode 22 is brought into contact with a work placed on the work table 12, the voltage drops momentarily, so that the state can be detected, and the tungsten electrode 22 is welded to the work placed on the work table 12. When this occurs, the voltage does not rise, so that the state can be detected.

また、上記の充電回路にはアーク電流検出用のトラン
ス39が設けられており、このアーク電流を検出回路40で
検出することによりアークの発生を検出し、この検出信
号をCPU30に入力する。
Further, the charging circuit is provided with a transformer 39 for detecting an arc current. The detection of the arc current by the detection circuit 40 detects the occurrence of an arc, and inputs the detection signal to the CPU 30.

CPU30により制御されるソレノイドドライバー41が設
けられており、このドライバー41によりタングステン電
極22を駆動するソレノイド24、ボンベ13から溶接ペン11
へのアルゴンガス供給経路に設けられた電磁弁ソレノイ
ド42、顕微鏡15のシャッター機構を駆動するソレノイド
43を駆動する。
A solenoid driver 41 controlled by the CPU 30 is provided. The driver 24 drives the tungsten electrode 22 by the solenoid 24 and the cylinder 13 to the welding pen 11.
Solenoid valve 42 provided in the argon gas supply path to the valve, a solenoid that drives the shutter mechanism of the microscope 15
Drive 43.

尚、フットスイッチ14からの制御信号もCPU30に入力
され、この入力に基づいて制御系のリセット等の各種の
マニュアル操作がなされる。
Note that a control signal from the foot switch 14 is also input to the CPU 30, and various manual operations such as resetting of a control system are performed based on the input.

上記構成のアーク溶接機の作動を第7図に示すフロー
チャートを参照して説明する。
The operation of the arc welding machine having the above configuration will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、溶接機の主電源が投入されて回路が起動される
と、溶接機の備えられた全てのスイッチ、アクチェータ
ー及びバルブ類をオフにして初期状態とする(ステップ
S1)。
First, when the main power supply of the welding machine is turned on and the circuit is started, all switches, actuators, and valves provided in the welding machine are turned off to an initial state (step
S1).

次いで、スイッチ36をオンさせてコンデンサ31を一旦
放電させた後(ステップS2)、スイッチ36をオフさせる
と共に充電用スイッチ32をオンさせてコンデンサ31を充
電する(ステップS3)。
Next, after turning on the switch 36 to once discharge the capacitor 31 (step S2), the switch 36 is turned off and the charging switch 32 is turned on to charge the capacitor 31 (step S3).

次いで、電圧レベル検出回路38からの信号に基づいて
タングステン電極22がワークに溶着していないことを確
認する(ステップS4)。この結果、電極22の溶着が生じ
てしまっているときには、スイッチ32をオフさせて充電
用電力を切ると共に、スイッチ36をオンさせて一旦コン
デンサ31を放電させ(ステップS5)、作業者がフットス
イッチ14によりリセットするまで電極22への電力供給系
を待機状態とする(ステップS6)。これにより、作業者
が溶着してしまった電極22をワークから引き離す作業を
している間、比較的高電圧な充電用電力は供給されない
状態にあり、無駄な電力消費が防止できると共に、当該
作業を安全に行うことができる。
Next, it is confirmed that the tungsten electrode 22 is not welded to the work based on the signal from the voltage level detection circuit 38 (Step S4). As a result, when welding of the electrode 22 has occurred, the switch 32 is turned off to turn off the charging power, and the switch 36 is turned on to discharge the capacitor 31 once (step S5). The power supply system to the electrode 22 is set in a standby state until resetting is performed by 14 (step S6). Accordingly, while the worker is performing the work of separating the welded electrode 22 from the work, the charging power of a relatively high voltage is not supplied, so that unnecessary power consumption can be prevented and the work can be prevented. Can be performed safely.

一方、電極22の溶着がないときには、作業者が操作し
てタングステン電極22の先端がワークに接触したかを電
圧レベル検出回路38からの信号に基づいて判断し、作業
者により電極22がワークの溶接しようとする箇所に当て
られるまで待機状態とする(ステップS7)。
On the other hand, when there is no welding of the electrode 22, the operator operates to judge whether the tip of the tungsten electrode 22 has contacted the workpiece based on a signal from the voltage level detection circuit 38, and the operator turns the electrode 22 to the workpiece. It is in a standby state until it is hit on the portion to be welded (step S7).

次いで、タングステン電極22の先端がワークに接触し
たときには、電磁弁ソレノイド42をオンさせて溶接ペン
11へのアルゴンガスを供給すると共に、ソレノイド43を
オンさせて顕微鏡15の視野をシャッター機構により塞ぐ
(ステップS8)。そして、ソレノイド43の作動遅れを考
慮して確実にシャッターが閉じた状態とするため、多少
の遅延時間(本実施例では0.2秒)をおき(ステップS
9)、サイリスタスイッチ34をオンさせてアークを発生
させる(ステップS10)。
Next, when the tip of the tungsten electrode 22 comes into contact with the workpiece, the solenoid valve solenoid 42 is turned on and the welding pen is turned on.
The argon gas is supplied to 11 and the solenoid 43 is turned on to close the field of view of the microscope 15 with the shutter mechanism (step S8). Then, in order to ensure that the shutter is closed in consideration of the operation delay of the solenoid 43, a slight delay time (0.2 seconds in this embodiment) is provided (step S).
9), the thyristor switch 34 is turned on to generate an arc (step S10).

上記のようにタングステン電極22の接触に基づいて顕
微鏡15の視野を塞いでおり、続いて発生されるアークか
ら作業者の目を保護することができる。尚、このように
視野を塞いでも溶接位置は電極22の接触位置に規定され
ているので操作上の問題はない。
As described above, the visual field of the microscope 15 is closed based on the contact of the tungsten electrode 22, and the eyes of the operator can be protected from the subsequently generated arc. Even if the field of view is blocked in this way, there is no operational problem since the welding position is defined at the contact position of the electrode 22.

次いで、アーク電流検出回路40の検出値に基づいて所
定時間(本実施例では2秒)以内にアークが発生したか
を判断し(ステップS11)、この間にアークが発生して
いないときには、電磁弁ソレノイド42をオフさせてアル
ゴンガスの供給を中止し、ソレノイド43をオフさせて顕
微鏡15のシャッター機構を開かせ、サイリスタスイッチ
34をオフさせてアーク電流の供給を中止し(ステップS1
2)、スイッチ36をオンさせてコンデンサ31を放電させ
て(ステップS13)、上記ステップS3から再実行する。
Next, it is determined whether an arc has occurred within a predetermined time (2 seconds in this embodiment) based on the detection value of the arc current detection circuit 40 (step S11). The solenoid 42 is turned off to stop supplying argon gas, the solenoid 43 is turned off, the shutter mechanism of the microscope 15 is opened, and the thyristor switch is turned off.
Turn off 34 to stop the supply of arc current (step S1
2) Turn on the switch 36 to discharge the capacitor 31 (step S13), and execute again from the above step S3.

一方、所定時間以内にアークが発生したときには、ソ
レノイド24をオンさせてタングステン電極22を引き込ま
せ、ソレノイド43をオフさせて顕微鏡15のシャッター機
構を開かせ、サイリスタスイッチ34をオフさせてアーク
電流の供給を中止させる(ステップS14)。すなわち、
アーク電流検出回路40の検出値を起動タイミングとし
て、アーク発生後素早くソレノイド24をオンさせてタン
グステン電極22をワークから離隔させ、アークによって
形成された溶接部にタングステン電極が溶着してしまわ
ないようにしている。
On the other hand, when an arc occurs within a predetermined time, the solenoid 24 is turned on to pull in the tungsten electrode 22, the solenoid 43 is turned off, the shutter mechanism of the microscope 15 is opened, and the thyristor switch 34 is turned off to reduce the arc current. The supply is stopped (step S14). That is,
Using the detection value of the arc current detection circuit 40 as a start timing, the solenoid 24 is quickly turned on after the arc is generated to separate the tungsten electrode 22 from the work so that the tungsten electrode is not welded to the weld formed by the arc. ing.

そして、作業者が溶接ペン11を引いてワークから離隔
させるに要する時間(本実施例では0.4秒)の遅延をも
って(ステップS15)、ソレノイド24をオフさせてタン
グステン電極22をスプリング26により元の位置に復帰さ
せると共に、電磁弁ソレノイド42をオフさせてアルゴン
ガスの供給を中止し(ステップS16)、スイッチ36をオ
ンさせてコンデンサ31を放電させて(ステップS17)、
上記ステップS3から再実行する。
Then, with a delay (0.4 seconds in this embodiment) required for the operator to pull the welding pen 11 to separate the workpiece from the workpiece (step S15), the solenoid 24 is turned off, and the tungsten electrode 22 is returned to the original position by the spring 26. And the solenoid valve solenoid 42 is turned off to stop supplying argon gas (step S16), and the switch 36 is turned on to discharge the capacitor 31 (step S17).
The process is repeated from step S3.

上記構成のアーク溶接システムによる薬剤噴射用のノ
ズルの組立作業を第8図(a)〜(c)を参照して説明
する。
The operation of assembling the nozzle for chemical injection by the arc welding system having the above configuration will be described with reference to FIGS. 8 (a) to 8 (c).

第8図(a)に示すように、ベース2とノズル孔3aを
有したオリフィスプレート3とをそれぞれステンレス材
により別体で作って用意する。
As shown in FIG. 8 (a), the base 2 and the orifice plate 3 having the nozzle holes 3a are prepared separately from stainless steel.

そして、回転可能な治具にベース2を支持し、このベ
ース2にオリフィスプレート3を載せ、これらを押圧部
材6で押さえて固定する。
Then, the base 2 is supported on a rotatable jig, and the orifice plate 3 is placed on the base 2, and the orifice plate 3 is pressed and fixed by the pressing member 6.

そして、第8図(b)に示すように、タングステン電
極22でベース2とオリフィスプレート3との接合部を狙
ってアークを飛ばし、ベース2とオリフィスプレート3
とにまたがる溶接部8を形成する。このような作業を治
具でワークを回転させながら順次所定の時間をおいて行
い、隣接する溶接部8同士が約50%づつ重なり合うよう
にして、ベース2とオリフィスプレート3との間に切れ
目のない溶接を施す。
Then, as shown in FIG. 8 (b), an arc is blown by the tungsten electrode 22 at the joint between the base 2 and the orifice plate 3, and the base 2 and the orifice plate 3
To form a welded portion 8 extending between the two. Such a work is sequentially performed at predetermined time intervals while rotating the work with the jig, so that the adjacent welded portions 8 overlap each other by about 50%, and a gap between the base 2 and the orifice plate 3 is formed. Do not weld.

そして、第8図(c)に示すようなノズル1を仕上げ
る。
Then, the nozzle 1 as shown in FIG. 8 (c) is finished.

上記の溶接作業において、タングステン電極23の先端
が尖っていることから、ワークの極く微少な範囲でアー
クが集中し、熱が拡散されてしまう前にワークの極く微
少な範囲に溶融池を作ることができる。また、隣接する
溶接部8は先に形成された溶接部の熱がある程度下がっ
た後に形成され、溶接部8が過剰に加熱されないように
している。これらのことから、上記した溶接作業におい
て、ワークが過剰に加熱してしまう自体が回避でき、小
物部品であるワークの損傷や質の劣化を防止することが
できる。
In the above welding work, since the tip of the tungsten electrode 23 is pointed, the arc concentrates in a very small area of the work, and a molten pool is formed in a very small area of the work before heat is diffused. Can be made. Further, the adjacent welded portion 8 is formed after the heat of the previously formed welded portion is lowered to some extent, so that the welded portion 8 is not excessively heated. From these facts, it is possible to avoid excessive heating of the work in the above-described welding operation, and to prevent damage and deterioration of the quality of the work, which is a small component.

尚、上記実施例ではステンレス材から成る薬剤噴射の
ノズルの製作に用いた例を示したが、本発明に係るアー
ク溶接機は他の材料から成る他の小物部品(例えば、圧
力センサ等)の製作にも用いることができ、その用途に
特別な制限はない。
In the above embodiment, an example was shown in which a nozzle for chemical injection made of stainless steel was used. However, the arc welding machine according to the present invention uses other small parts (for example, pressure sensors, etc.) made of other materials. It can also be used for production, and there are no special restrictions on its use.

また、本実施例ではソレノイド24でアーク発生後にタ
ングステン電極22をワークから離隔させる駆動手段を構
成しているが、公知の他の手段を用いてもよい。また、
アーク検出手段もアーク電流からアーク発生を検出する
ものの他、アークの発生を直接光学的に検出するもの等
公知の他の手段を用いてもよい。
Further, in the present embodiment, the driving means for separating the tungsten electrode 22 from the work after the arc is generated by the solenoid 24 is configured, but other known means may be used. Also,
As the arc detecting means, other known means such as a means for directly detecting the occurrence of an arc optically, other than a means for detecting the occurrence of an arc from an arc current, may be used.

また、本実施例ではソレノイド43でタングステン電極
接触後にシャッター板53を閉じさせる駆動手段を構成し
ているが、公知の他の手段を用いてもよい。また、タン
グステン電極の接触検出手段もアーク電流から検出する
ものの他、タングステン電極を直接光学的に検出するも
の等公知の他の手段を用いてもよい。
Further, in this embodiment, the driving means for closing the shutter plate 53 after the contact of the tungsten electrode with the solenoid 43 is formed, but other known means may be used. Also, the tungsten electrode contact detection means may use other known means, such as one that directly detects the tungsten electrode optically, other than one that detects from the arc current.

また、本実施例では充電したコンデンサ31から電極22
へ電力を供給することにより、アークの発生を短時間に
抑えて小物部品たるワークの損傷を防止しているが、定
電圧源と電極22との間にサイリスタ、トランジスタ等の
電子的スイッチを設け、このスイッチをCPUで制御して
短時間だけオンさせ、アークの発生時間を制御するよう
にしてもよい。
In the present embodiment, the charged capacitor 31 and the electrode 22
By supplying power to the power supply, the occurrence of arcs is suppressed in a short time to prevent damage to the work, which is a small part, but electronic switches such as thyristors and transistors are provided between the constant voltage source and the electrode 22. Alternatively, this switch may be controlled by the CPU to be turned on for a short time to control the arc generation time.

<発明の効果> 本発明によれば、アーク溶接機に用いるタングステン
電極を先端が錐形状のものとしたため、小さなアーク電
流によっても微少な範囲で小さなアークを発生させるこ
とができ、小物部品の微少な範囲を溶融させることがで
きる。従って、薬剤噴射用のノズル等の小物部品を支障
なく溶接により組み立てることができ、性能が高く且つ
信頼性の高い小物部品を製作することができる。
<Effects of the Invention> According to the present invention, the tungsten electrode used in the arc welding machine has a conical tip, so that a small arc can be generated in a minute range even with a small arc current, and the small parts Range can be melted. Therefore, small parts such as nozzles for drug injection can be assembled by welding without any trouble, and small parts with high performance and high reliability can be manufactured.

また、本発明によれば、タングステン電極とワークと
が溶着しているときにはタングステン電極への電力供給
系を待機状態とするようにしたため、無駄な電力消費を
防止し、電極をワークから引き離す修復作業での安全を
確保することができる。
Further, according to the present invention, when the tungsten electrode and the work are welded, the power supply system to the tungsten electrode is set in a standby state, so that wasteful power consumption is prevented and the electrode is separated from the work. Safety can be ensured.

また、本発明によれば、タングステン電極がワークに
接触した後に作業者と溶接作業位置との間に設けられた
シャッター機構を閉じさせるようにしたため、溶接作業
に支障なくアークに対して作業者の目を保護することが
できる。特に、本発明はアークを極く小さなものとして
小物部品の溶接を実現するアーク溶接機に適用して効果
が大きく、このように目に与える影響が甚大なアークに
対して作業者の目を確実に保護することができる。
Further, according to the present invention, since the shutter mechanism provided between the worker and the welding work position is closed after the tungsten electrode comes into contact with the work, the worker is not disturbed by the welding work with respect to the arc. Can protect eyes. In particular, the present invention is very effective when applied to an arc welding machine that realizes welding of small parts by making the arc extremely small, and assures the operator's eyes against such an arc having a great influence on the eyes. Can be protected.

また、本発明によれば、アーク溶接機のタングステン
電極をアーク発生後にワークから自動的に離隔させるよ
うにしたため、ワークと電極との溶着を確実に回避して
円滑で能率的な溶接作業を実現することができる。特
に、本発明はアークによって形成される溶融池を極く小
さなものとして小物部品の溶接を実現するアーク溶接機
に適用して効果が大きく、アーク発生後に溶接ペンをワ
ークから離隔させる作業を作業者の技能に頼らずとも行
えるため、電極の溶着を回避して作業の能率を大幅に向
上させることができる。
Further, according to the present invention, the tungsten electrode of the arc welding machine is automatically separated from the work after the arc is generated, so that welding between the work and the electrode is reliably avoided to realize a smooth and efficient welding operation. can do. In particular, the present invention is very effective when applied to an arc welding machine that realizes welding of small parts by making a weld pool formed by an arc a very small one, and performs an operation of separating a welding pen from a workpiece after an arc is generated. Since the welding can be performed without relying on the above-mentioned skills, welding of the electrodes can be avoided and the work efficiency can be greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例に係るアーク溶接システムの
全体構成を示す斜視図、第2図はタングステン電極の先
端部を示す斜視図、第3図はタングステン電極とワーク
との溶着を説明する概念図、第4図は本発明の一実施例
に係るアーク溶接システムの溶接ペンの構成を示す断面
図、第5図は本発明の一実施例に係るアーク溶接システ
ムの顕微鏡を示す断面図、第6図は本発明の一実施例に
係るアーク溶接システムの回路構成を示すブロック図、
第7図は本発明の一実施例に係るアーク溶接システムの
作用を説明するフローチャート、第8図(a)〜(c)
は薬剤噴射用のノズルの組立作業を順次説明する概念
図、第9図(a)は薬剤噴射用のノズルの斜視図、第9
図(b)は薬剤噴射用のノズルの断面図、である。 11は溶接ペン、 12は作業台、 14はフットスイッチ、 22はタングステン電極、 24はソレノイド、 30はCPU、 31はコンデンサ、 32、36はスイッチ、 33は充電用電源、 37は抵抗、 38は電圧レベル検出回路、 40はアーク電流検出回路、 41はソレノイドドライバー、 43はソレノイド、 53はシャッター板、 Wはワークである。
FIG. 1 is a perspective view showing an entire configuration of an arc welding system according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a tip portion of a tungsten electrode, and FIG. 3 explains welding between a tungsten electrode and a work. FIG. 4 is a sectional view showing a configuration of a welding pen of the arc welding system according to one embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a sectional view showing a microscope of the arc welding system according to one embodiment of the present invention. FIG. 6 is a block diagram showing a circuit configuration of an arc welding system according to one embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the arc welding system according to one embodiment of the present invention, and FIGS. 8 (a) to (c).
FIG. 9A is a conceptual view for sequentially explaining the assembling work of a nozzle for drug injection, FIG. 9A is a perspective view of the nozzle for drug injection, FIG.
FIG. 2B is a cross-sectional view of a drug injection nozzle. 11 is a welding pen, 12 is a workbench, 14 is a foot switch, 22 is a tungsten electrode, 24 is a solenoid, 30 is a CPU, 31 is a capacitor, 32 and 36 are switches, 33 is a charging power supply, 37 is a resistor, and 38 is A voltage level detection circuit, 40 is an arc current detection circuit, 41 is a solenoid driver, 43 is a solenoid, 53 is a shutter plate, and W is a work.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−3787(JP,A) 特開 昭57−1575(JP,A) 特開 昭61−3669(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B23K 9/06,9/10,9/095 B23K 9/32,37/00,9/00Continuation of front page (56) References JP-A-58-3787 (JP, A) JP-A-57-1575 (JP, A) JP-A-61-3669 (JP, A) (58) Fields investigated (Int) .Cl. 6 , DB name) B23K 9/06, 9/10, 9/095 B23K 9/32, 37/00, 9/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】先端が錐形状のタングステン電極を用いて
ワークとの間にアークを発生させて溶接を行うアーク溶
接システムであって、溶着検出手段によりタングステン
電極とワークとの溶着を検出してタングステン電極とワ
ークとが溶着しているときには保全手段によりタングス
テン電極への電力供給を待機状態とする一方、タングス
テン電極とワークとが溶着していないときには接触検出
手段によりタングステン電極がワークに接触したことを
検出して、作業者と溶接作業位置との間に設けられるシ
ャッター機構をタングステン電極がワークに接触した後
にシャッター駆動手段より閉じさせ、当該シャッター機
構が閉じた後に発生されるアークをアーク検出手段によ
り検出して電極駆動手段によりタングステン電極をワー
クから離隔させることを特徴とするアーク溶接システ
ム。
An arc welding system in which welding is performed by generating an arc between a workpiece and a workpiece using a tungsten electrode having a conical tip, wherein welding between the tungsten electrode and the workpiece is detected by welding detection means. When the tungsten electrode and the work are welded, the power supply to the tungsten electrode is put into a standby state by the maintenance means, while when the tungsten electrode and the work are not welded, the tungsten electrode contacts the work by the contact detection means. And the shutter mechanism provided between the worker and the welding operation position is closed by the shutter driving means after the tungsten electrode comes into contact with the work, and the arc generated after the shutter mechanism is closed is detected by the arc detecting means. The tungsten electrode is separated from the work by the electrode drive means Arc welding system according to claim and.
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