JP4698990B2

JP4698990B2 - 溶接機用電源装置

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Publication number: JP4698990B2
Application number: JP2004266616A
Authority: JP
Inventors: 猛森本; 謙三檀上; 裕司池尻; 哲朗池田; 秀雄石井
Original assignee: Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-09-14
Filing date: 2004-09-14
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2024-09-14
Also published as: CN100528446C; US7388171B2; CN1748923A; US20060054610A1; JP2006082091A; TW200615077A; TWI348410B

Description

本発明は、溶接機用電源装置に関し、特に各種の溶接プロセス、溶接プロセスにおける各種のパラメータ値を含む溶接条件の設定に関する。

溶接には、手溶接、直流ＴＩＧ溶接、交流ＴＩＧ溶接等の様々な方式がある。これらの各方式に対応した溶接機用電源装置が使用されている。その基本となる構成は、概ね次のようなものである。商用交流電圧が、入力側整流器及び平滑用コンデンサによって直流電圧に変換される。この直流電圧がインバータによって高周波電圧に変換される。この高周波電圧が変圧器によって所定の電圧に変圧される。変圧された高周波電圧は、出力側整流器によって直流電圧に変換され、負荷に供給される。必要に応じて、この直流電圧が低周波の交流電圧に変換されて、負荷に供給される。この電源装置では、インバータによって直流電圧を高周波電圧に変換しているので、小型の変圧器を使用することができ、電源装置全体を小型化することができる。

手溶接を行う場合、溶接機用電源装置は、図４に符号イで示すように、出力電圧が変動しても、出力電流が一定である定電流出力特性を備えている。この出力電流値を設定する出力電流設定器が、手溶接機用電源装置のパネルに設けられている。また、手溶接の場合、溶接の開始時や、例えばトーチと母材とからなる負荷が短絡しているときに、図４に符号ロで示すように、出力電流よりも大きな電流を流して、アークを良好に発生させるホットスタートを行うことがある。このホットスタート時に流す電流を設定するためのホットスタート設定器がパネルに設けられている。また、パネルには、出力電圧や出力電流を表示する表示器も設けられている。

直流ＴＩＧ溶接は、例えばステンレスの溶接に適し、図５（ｂ）に符号イで示すような定電流出力特性を備えている。また、同図に符号ロで示すように、手溶接と同様にホットスタートを必要とすることもある。直流ＴＩＧ溶接では、平坦な母材を溶接する場合には、図５（ｂ）に符号イで示すように出力電流を一定値とする。しかし、パイプのような母材を溶接する場合には、特にパイプの底を溶接する場合には、一定の出力電流を供給すると、パイプからの溶融物が母材から落下し、再溶接を行うことが必要になったり、トーチのＴＩＧ溶接電極に溶融物が付着し、溶接電極が損傷する可能性がある。そこで、図５（ａ）に示すように、出力電流をパルス電流にし、ベース電流ＩＢが流れているとき、例えばパイプの底部に形成された溶融池を冷却し、この溶融池から溶融物が落下したり、トーチの溶接電極に溶融物が付着するのを防止している。

ＴＩＧ溶接では、アークの発生法として、溶接電極と母材とを短絡させて、これらに低電流を流した後、溶接電極を母材から離して、両者の間にアークを発生させるタッチスタート法と、溶接電極を母材から予め離しておいて、両者の間に例えば１乃至３ＭＨｚで、５乃至２０ｋＶの高周波、高電圧を印加して、アークを発生させる高周波スタート法とがある。

直流ＴＩＧ溶接機用電源装置のパネルには、出力電流を設定するための出力電流設定器、ホットスタート設定器が設けられている。さらに、図５（ａ）に示すようなパルス電流を出力電流として供給するときの初期電流ＩＳから、最大パルス電流（設定された出力電流）ＩＰまで立ち上げるアップスロープ時間ＴＵと、最大パルス電流ＩＰから溶接終了時に流すクレータ電流ＩＣまで低下させるダウンスロープ時間ＴＤとを、それぞれ設定するアップスロープ、ダウンスロープ時間設定器も、パネルに設けられている。さらに、最大パルス電流ＩＰとベース電流ＩＢとの周期Ｆを定める、このパルス電流の周波数を設定するパルス周波数設定器と、パルス電流を供給するか直流電流を供給するかを切り換えるパルス切換器とが、パネルに設けられている。また、タッチスタートと高周波スタートとの切換を行うアークスタート切換器も、パネルに設けられている。この他に、出力電圧及び出力電流を表示する表示器もパネルに設けられている。

交流ＴＩＧ溶接は、例えばアルミニウムを溶接する場合に使用される。アルミニウムは、融点の高い酸化皮膜を有しているので、直流電源装置を用いて母材を正極に、溶接電極を負極として電流を流した場合（正極性の場合）、母材が高温にならず、溶接を行うことができない。そのため、母材を負極に、電極を正極として（負極性）、電流を流すと、母材から熱電子が放出され、酸化被膜が除去され（クリーニング効果）、溶接が可能となる。但し、正極性とした場合、電極を冷却する冷却効果がある。そこで、交流ＴＩＧ溶接の場合、クリーニング効果と冷却効果の双方が得られる。図６に示すように、正極性の時間と負極性の時間とを調整することによって、両効果を所望の状態にできる。

交流ＴＩＧ溶接、直流ＴＩＧ溶接の双方に使用できるようにした交直ＴＩＧ溶接機が存在する。交直ＴＩＧ溶接機用電源装置のパネルには、直流ＴＩＧ溶接用に、出力電流の設定器、ホットスタート設定器、アップスロープ時間及びダウンスロープ時間設定器、パルス周波数設定器、パルス電流の有無を切り換えるパルス切換器、タッチスタートと高周波スタートとの切換を行うアークスタート切換器、出力電圧、出力電流の表示器が設けられており、交流ＴＩＧ溶接用に、交流溶接時の電圧の周波数を設定する周波数設定器と、正極性と負極性との比率を設定する波形バランス設定器も設けられている。

上記の各種の方式に対応する各別の溶接機用電源装置を準備することは費用が嵩み、また各溶接機用電源装置の保管、運搬の点でも問題がある。そこで、上記の各種の溶接方式に適合するように設定条件を切換えて使用できるように構成された溶接機用電源装置が提案された。

このような溶接機用電源装置として、例えば、特許文献１に開示されているようなものがある。この溶接機用電源装置では、パネルに、プロセス設定用押釦スイッチ、電流モード設定用押釦スイッチ、パルスモード用押釦スイッチ、交直切換用押釦スイッチ、設定部が設けられている。これらスイッチ及び設定部の操作によって、手溶接、直流ＴＩＧ（高周波スタート）、交流ＴＩＧ（高周波スタート）、ＴＩＧ溶接（タッチスタート）のうち選択された溶接方式において必要な各種パラメータが設定される。

特開２００３−１３６２４１号公報

このような従来の溶接機用電源装置では、溶接を行うときに、この電源装置をターンオンした後、溶接作業の開始に先立って毎回、プロセス設定用押釦スイッチ、電流モード設定用押釦スイッチ、パルスモード用押釦スイッチ、交直切換用押釦スイッチ、設定部を操作することによって、溶接プロセスの設定、設定された溶接プロセスにおける各種のパラメータの値の設定を行う必要があり、準備作業が非常に煩雑で面倒であった。

本発明は、溶接プロセスや各種パラメータの設定を簡略化することによって、溶接作業開始時の準備作業を簡略化した溶接機用電源装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の溶接機用電源装置は、商用交流電源が供給される電源入力端子と、前記電源入力端子に接続された主電源スイッチと、溶接プロセス及び各種のパラメータを含む溶接条件が供給され、供給された前記溶接条件に従った溶接出力を出力する溶接機用電源部と、前記溶接条件を設定する操作パネル部と、記憶手段と、前記主電源スイッチがターンオフされたとき、前回に使用されていた前記溶接条件である前溶接条件を前記記憶手段に記憶させ、前記主電源スイッチがターンオンされたとき、前記記憶手段から前記前溶接条件を読み出して前記電源部に供給する手段と、前記操作パネル部によって設定された複数種類の前記溶接条件を登録溶接条件として前記記憶手段に記憶させ、前記登録溶接条件のうち１つを読み出して、前記溶接機用電源部に供給する手段とを、具備し、ピーク電流に対する溶接条件が設定されるとき、前記ピーク電流に対応するベース電流、初期電流、クレータ電流及びアフターフロー時間が自動的に設定され、ホットスタート電流、パルス幅、プリフロー時間、アップスロープ時間及びダウンスロープ時間が予め決定された固定値に設定される。

本発明の他の態様の溶接機用電源装置は、商用交流電源が供給される電源入力端子と、前記電源入力端子に接続された主電源スイッチと、溶接プロセス及び各種のパラメータを含む溶接条件が供給され、供給された前記溶接条件に従った溶接出力を出力する溶接機用電源部と、前記溶接条件を設定する操作パネル部と、記憶手段と、前記主電源スイッチがターンオフされたとき、前回に使用されていた前記溶接条件である前溶接条件を前記記憶手段に記憶させ、前記主電源スイッチがターンオンされたとき、前記記憶手段から前記前溶接条件を読み出して前記電源部に供給する手段と、前記操作パネル部によって設定された複数種類の前記溶接条件を登録溶接条件として前記記憶手段に記憶させ、前記登録溶接条件のうち１つを読み出して、前記溶接機用電源部に供給する手段とを、具備し、ピーク電流に対する溶接条件が設定されるとき、前記ピーク電流に対応するベース電流、初期電流、クレータ電流、アフターフロー時間、アップスロープ時間及びダウンスロープ時間が自動的に設定され、ホットスタート電流、パルス幅及びプリフロー時間が、予め決定された固定値に設定される。

このような溶接機用電源装置では、溶接を行うときにいちいち面倒な溶接プロセスおよび各種パラメータの設定値を含む溶接条件を設定する必要がなく、溶接を直ぐに開始することができ、作業効率がよい。

図１に示す本発明の１実施形態の溶接機用電源装置は、手溶接、直流ＴＩＧ溶接、交直ＴＩＧ溶接のいずれのモードでも使用できるもので、本発明の溶接機用電源装置全体の主電源スイッチ１と、交流信号、例えば商用交流電圧が入力される電源入力端子３０とを有している。この電源入力端子３０は、実際には２つの端子からなり、単相商用交流電圧が供給されている。しかし、三相商用交流電圧を使用することもできる。その場合、電源入力端子３０は３つの端子からなる。この電源入力端子３０は、入力側交流−直流変換部に供給され、ここで直流信号、例えば直流電圧に変換される。入力側交流−直流変換部３２としては、整流器と平滑コンデンサとを使用することができる。

入力側交流−直流変換部３２からの直流電圧は、定電圧装置３４に供給される。定電圧装置３４は、スイッチング手段、例えばチョッパ回路３６を含んでいる。チョッパ回路３６は、制御信号が或る状態の間、導通する半導体スイッチング素子、例えばＩＧＢＴ、電力ＦＥＴまたは電力バイポーラトランジスタを有している。このチョッパ回路３６は、チョッパ制御手段、例えばチョッパ駆動回路３８が供給する制御信号、例えばＰＷＭ駆動信号によってオン、オフ制御される。駆動回路３８は、ＣＰＵ４０からの指令に従って、駆動信号を発生する。電源入力端子３０における入力電圧が入力電圧検出器４１によって検出される。この入力電圧を表す入力電圧検出信号をＡ／Ｄ変換器４２がデジタル入力電圧検出信号に変換し、ＣＰＵ４０に供給する。同様にチョッパ回路３６の出力電圧が出力電圧検出器４３によって検出される。この出力電圧を表す出力電圧検出信号をＡ／Ｄ変換器４４がデジタル出力電圧検出信号に変換し、ＣＰＵ４０に供給する。ＣＰＵ４０は、デジタル入力及び出力電圧検出信号と、記憶手段、例えばメモリ４５に記憶されているデータとに基づいて、演算処理を行い、チョッパ出力電圧が予め定めた電圧となるように、駆動回路３８が生成するＰＷＭ駆動信号を制御している。従って、電源入力端子３０に供給される電圧が、例えば２００Ｖまたは４００Ｖのように異なる電圧のいずれであっても、定電圧装置３４は、予め定めた一定電圧を出力する。

この定電圧装置３４の出力電圧は、直流−高周波変換部、例えば高周波インバータ４６に供給される。このインバータ４６は、上述したような半導体スイッチング素子を例えばフルブリッジ接続しており、これら半導体スイッチング素子が、インバータ制御手段、例えばインバータ駆動回路４７からの制御信号、例えばＰＷＭ駆動信号に基づいてオン、オフ制御され、例えば十数ｋＨｚ乃至数１００ｋＨｚの高周波電圧に変換される。インバータ駆動回路４７には、後述するようにＣＰＵ４０から指令が与えられる。なお、高周波インバータ４６に代えてチョッパ回路を使用することもできる。

この高周波電圧は、変圧器４８に供給され、ここで所定の値の高周波電圧に変圧され、出力側高周波−直流変換部５０に供給され、直流電圧に変換される。高周波−直流変換部５０としては、整流器と平滑リアクトルとを有するものを使用することができる。

この出力側高周波−直流変換部５０からの直流電圧は、交流−直流切換部５２に供給される。この切換部５２は、上述したような半導体スイッチング素子を例えばフルブリッジ接続したインバータを含んでいる。これら半導体スイッチング素子が、切換部制御手段、例えば切換部用駆動回路５４からの制御信号、例えばＰＷＭ駆動信号によってオン、オフ制御される。駆動回路５４は、ＣＰＵ４０から交流切換指令が与えられると、高周波インバータ４６の出力電圧よりも低い周波数、例えば十数Ｈｚ乃至２００Ｈｚの交流電圧を発生するように、各半導体スイッチング素子を、制御信号、例えばＰＷＭ駆動信号によってＰＷＭ制御する。また、ＣＰＵ４０から直流切換指令が供給されているとき、駆動回路５４は、半導体スイッチング素子のうち、後述する負荷を挟んで直列に接続されている２つの半導体スイッチング素子を継続的にオンとして、直流電圧を継続的に負荷に供給する。なお、負荷に供給する直流電圧の極性を正極性とするか、負極性とするかによって、オンさせる２つの半導体スイッチング素子の形式が変更される。

交流−直流切換部５２としては、上記のものの他に、出力側高周波−直流変換部５０を正極側出力端子と負極側出力端子と帰還端子とを備えるものに構成し、正極側出力端子を１つのチョッパ回路を介して負荷の一端に接続し、負極側出力端子を別の１つのチョッパ回路を介して負荷の一端に接続し、帰還端子を負荷の他方の端子に接続し、交流電圧を供給する場合には、２つのチョッパ回路を交互にオン、オフさせ、直流電圧を供給する場合には、チョッパ回路のいずれかを継続的にオンさせるものを使用してもよい。

交流−直流切換部５２の出力電圧（負荷電圧）は、出力端子５５に供給される。この出力端子５５は、実際には正負２つの端子からなり、その一方が負荷である母材に接続され、他方が母材との間にアークを発生する溶接電極に接続されている。

交流−直流切換部５２の出力電圧は、出力電圧検出器５６によって検出される。その出力電圧検出信号は、Ａ／Ｄ変換器５８によってデジタル出力電圧検出信号に変換され、ＣＰＵ４０に供給される。同様に、交流−直流切換部５２の出力電流（負荷電流）は、出力電流検出器６０によって検出される。その出力電流検出信号は、Ａ／Ｄ変換器６２によってデジタル出力電流検出信号に変換され、ＣＰＵ４０に供給される。ＣＰＵ４０は、これらデジタル出力電圧検出信号またはデジタル出力電流検出信号に基づいて、出力電圧および／または出力電流を予め定めた値になるように、インバータ駆動回路４７にＰＷＭ駆動信号を発生させる指令を該インバータ駆動回路４７に与えている。

出力端子５５には、高周波発生装置６４が設けられている。この高周波発生装置６４は、例えば周波数が１乃至３ＭＨｚで、電圧が５乃至２０ｋＶの高周波電圧を予め定めた比較的短い時間、２つの出力端子５５間に与えて、母材と溶接電極との間にアークを発生させる。この高周波発生装置６４の起動、停止の制御は、ＣＰＵ４０によって行われている。

ＣＰＵ４０は、手溶接、ＴＩＧ溶接（高周波スタート）、ＴＩＧ溶接（タッチスタート）、交直ＴＩＧ溶接のいずれにも対応できるようにプログラムされている。また、高周波発生装置６４は、容易に着脱できるように、必要に応じてこの電源装置のケース９４に取り付けられる。

この電源装置を動作させる場合、種々のパラメータの設定が必要であり、例えば第１のパラメータとして、基準電流信号がある。これは、手溶接やＴＩＧ溶接の場合に行う定電流制御において、負荷電流として供給しようとする電流を表すもので、操作子、例えば第１のパラメータ指令器、具体的には１つの出力設定器６６によって、設定され、Ａ／Ｄ変換器６８によってデジタル基準電源信号に変換されて、ＣＰＵ４０に供給される。設定器６６は、エンコーダ型のもので、設定のモード等を切り換えるための押釦スイッチ７０を兼備えている。

ＣＰＵ４０には、操作子、例えばモード設定手段、具体的にはプロセス設定用押釦スイッチ７２と、プロセス表示器７４とが設けられている。プロセス表示器７４は、手溶接、ＴＩＧ溶接（高周波スタート）、ＴＩＧ溶接（タッチスタート）に対応した３つの表示灯７４ａ乃至７４ｃを有している。プロセス設定用押釦スイッチ７２を初期状態から一度押すと、ＣＰＵ４０は手溶接モードを指令し、そのことを表すように表示灯７４ａが点灯する。手溶接モードからさらにプロセス設定用押釦スイッチ７２を押すと、ＣＰＵ４０は、ＴＩＧ溶接（高周波スタート）モードに切り換えられ、そのことを表すように表示灯７４ｂが点灯する。ＴＩＧ溶接（高周波スタート）モードにおいて、プロセス設定用押釦スイッチ７２を一度押すと、ＴＩＧ溶接（タッチスタート）モードになり、そのことを表すように表示灯７４ｃが点灯する。

ＣＰＵ４０には、操作子、例えば第２のパラメータ指令器、具体的には電流モード設定用押釦スイッチ７６と、電流モード表示器７８が設けられている。電流モード表示器７８は、４つの電流モードに対応した４つの表示器７８ａ乃至７８ｄからなる。初期状態から、電流モード設定用押釦スイッチ７６を押すと、ＣＰＵ４０は予め定められた電流を負荷に出力する標準モードを指令し、そのことを表す表示灯７８ａが点灯する。標準モードにおいて、さらに電流モード設定用押釦スイッチ７６を押すと、スロープモードにＣＰＵ４０がなる。スロープモードは、溶接初期電流が流れた後、予め設定された電流に向かって負荷電流が徐々に増加するアップスロープと、溶接終了時に、予め設定された電流からクレータ電流に負荷電流を徐々に減少させるダウンスロープとの傾きを変化させるものである。このときは、スロープモードにあることを表す表示灯７８ｂが点灯する。スロープモードにおいて、電流モード設定用押釦スイッチ７６を押すと、ＣＰＵ４０はスロープモードを繰り返すリピートモードに切り換えられ、そのことを表すように表示灯７８ｃが点灯する。リピートモードにおいて、電流モード設定用押釦スイッチ７６を押すと、短時間負荷電流を流し、母材の仮付けを行うスポットモードにＣＰＵ４０が切り換えられ、そのことを表示灯７８ｄを点灯させることによって表示する。

ＣＰＵ４０には、操作子、例えば第３のパラメータ指令器、具体的にはパルスモード用押釦スイッチ８０と、パルスモード表示器８２とが設けられている。パルスモード用押釦スイッチ８０を押すと、負荷電流がパルス電流となるパルスモードとなり、そのことが表示器８２を点灯させることによって表示される。さらに、パルスモード用押釦スイッチ８０を押すと、パルスモードが解除され、負荷電流が直流電流となる。パルスモードが解除された旨を表すために、パルスモード表示器８２が消灯する。

ＣＰＵ４０には、操作子、例えば第４のパラメータ指令器、具体的には交直切換用押釦スイッチ８４と、交直表示器８６が設けられている。交直表示器８６は、直流ＴＩＧモードと交流ＴＩＧモードとに対応した表示灯８６ａ、８６ｂからなる。交直切換用押釦スイッチ８４が押されると、直流ＴＩＧモードとなり、そのことを表すために表示灯８６ａが点灯する。さらに、交直切換用押釦スイッチ８４が押されると、交流ＴＩＧモードとなり、そのことを表すために表示灯８６ｂが点灯する。

ＣＰＵ４０には、出力モード表示器８８が設けられている。出力モード表示器８８は、１４個の表示灯８８ａ乃至８８ｎからなり、表示灯８８ａは、イナートガスが溶接前から供給されるプリフロー状態に設定されるとき点灯される。表示灯８８ｂは、ホットスタート電流が設定されるとき点灯される。表示灯８８ｃは、初期電流が設定されるとき点灯される。表示灯８８ｄは、アップスロープ時間が設定されるとき点灯される。表示灯８８ｅは、パルス電流の値が設定されるとき、点灯される。表示灯８８ｆは、ベース電流が設定されるとき、点灯される。表示灯８８ｇは、スポット電流の停止時間が設定されるとき点灯される。表示灯８８ｈは、パルス幅が設定されるとき点灯される。表示灯８８ｉは、パルス周波数が設定されるとき点灯される。表示灯８８ｊは、交流溶接時の周波数が設定されるときに点灯される。表示灯８８ｋは、交流溶接時の正負の波形バランスが設定されるとき点灯される。表示灯８８ｌはダウンスロープ時間が設定されるとき点灯される。表示灯８８ｍは、クレータ電流が設定されるとき点灯される。表示灯８８ｎは、イナートガスが溶接後に流されるポストフローに設定されたときに点灯する。

これらの値の設定には、上述した設定器６６が使用され、設定された値を表示するために出力表示器９０が設けられている。また、設定された値が、どのような種類のものであるかを表示するために出力設定表示器９２が設けられている。出力設定表示器９２は、電流、比率（パーセント）、時間、周波数に対応する表示灯９２ａ乃至９２ｄからなる。

このような設定器や表示器は、一般に図２（ａ）に示すようにケース９４に設けられた表示、操作パネル９６上に配置されている。操作パネル９６の正面図を図３に示す。この操作パネル９６は、ケース９４の上部正面に斜め下方を下端が向くように形成された凹所内に配置された概略矩形の形状のものである。

この操作パネル９６と間隔をおいて平行に、カバー、例えば防滴、防塵用の透明または半透明カバー９８が取り付けられている。操作パネル９６の上端には、図２（ｂ）に示すように外方に突出する回転軸１００が設けられ、これら回転軸がケース９４の凹所の側壁に形成された挿通孔（図示せず）に挿通されて、図２（ａ）に矢印で示す方向及びその反対方向にカバー９８が回転自在である。従って、カバー９８は、パネルを閉じた状態と開いた状態とにすることができる。

カバー９８の下方にはパネル９６側に向けて窪んだ凹所があり、この凹所に対応するパネルには図１に示す押釦スイッチ７０を兼備えた設定器６６が配置されている。この設定器６６から操作棒６６ａが上記凹所に向かって伸延し、その先端部に短円柱状の操作部６６ｂが形成され、この操作部６６ｂは、カバー９８が閉じた状態においても、操作部６６ｂを操作可能に、カバー９８から一部が突出している。操作部６６ｂをパネル側に押すことによって設定器の切換用押釦スイッチ７０が動作し、操作部６６ｂを操作棒６６ａの回りに回転させることによって設定器６６が動作する。この操作部６６ｂは、カバー９８の外部に突出するために、カバー９８に形成された開口１０２に挿通されている。この開口１０２は、カバー９８を開くときに操作部６６ｂが邪魔にならないように、また防塵、防滴効果を損なわないような大きさに形成されている。

設定された溶接プロセス、その溶接プロセスにおける各種のパラメータの設定値、電流モード等の溶接条件は、記憶手段、例えばメモリ１０５に一括して記憶される。メモリ１０５には、ある特定の溶接条件で溶接を終えた後、あるいは溶接条件を設定した後、溶接機用電源装置の主電源スイッチ１をターンオフすると、前回の溶接時の溶接条件、設定された溶接条件が自動的に記憶され、保持される。

メモリ１０５には、さらに操作パネル９６で設定される各種の溶接プロセス、接待された溶接プロセスにおける各種のパラメータの設定値を含む各種の設定条件が登録されて記憶される。登録には操作パネル９６に設けられた各種設定用押釦で溶接プロセス、各種パラメータの設定値を含む溶接条件を設定した後、溶接条件記憶用押釦１０６を押し、設定器６６を操作して登録番号を指定し、設定器６６で押釦スイッチ７０を押すことにより、上記の設定された溶接条件が指定された登録番号に登録されて記憶される。その後、溶接機用電源装置の主電源スイッチ１はターンオフされ、オフ状態または待機状態になる。

上記のように構成された溶接機用電源装置において、手溶接を行う場合の各種設定は、例えば次のようにして行われる。カバー９８を開き、プロセス設定用押釦スイッチ７２を押して、手溶接モードを選択する。このとき表示灯７４ａが点灯する。このとき設定器６６の操作部６６ｂを押すことによって、設定用押釦スイッチ７０が動作し、表示灯８８ｂが点灯し、ホットスタート電流の設定状態をあることを表す。また、表示灯９２ａが点灯し、設定される値が電流であることを表す。そして設定器６６の操作部６６ｂを操作することによってホットスタート電流の値が設定され、その値が出力表示器９０に表示される。さらに、設定器６６の操作部６６ｂを押すことによって設定用押釦スイッチ７０を動作させると、表示灯８８ｆが点灯し、溶接電流の設定状態であることを表示する。さらに、設定される値が電流であることを表示するために、表示灯９２ａが点灯する。そして、設定器６６の操作部６６ｂを操作することによって、溶接電流が設定され、その値が出力表示器９０に表示される。これによって、手溶接の場合の設定は終了する。

直流ＴＩＧ溶接で高周波スタートの設定は、例えば次のようにして行われる。カバー９８を開き、プロセス設定用押釦スイッチ７２を押して、高周波スタートを選択する。これによって表示灯７４ｂが点灯する。さらに電流モード設定用押釦スイッチ７６を押して、所望の溶接モードを選択する。ここでは、スロープモードが選択された仮定する。このとき、表示灯７８ｂが点灯する。さらにパルスモード押釦スイッチ８０を押して、パルスモードを選択する。このとき表示灯８２が点灯する。さらに、交直切換用押釦スイッチ８４を押して、直流溶接を選択する。このとき、表示灯８６ａが点灯する。

次に設定器６６を押すことによって設定用押釦スイッチ７０を動作させると、表示灯８８ｂが点灯し、ホットスタート電流設定状態であることを表示し、表示灯９２ａが点灯し、設定される値が電流であることを表示する。そして、設定器６６の操作部６６ｂが操作されて、ホットスタート電流が設定され、その値が出力表示器９０に表示される。

さらに、設定器６６を押すことによって設定用押釦スイッチ７０を動作させると、表示灯８８ｃが点灯し、初期電流設定状態であることを表示し、表示灯９２ａが点灯し、設定される値が電流であることを表示する。そして、設定器６６の操作部６６ｂが操作されて、初期電流が設定され、その値が出力表示器９０に表示される。

さらに、設定器６６を押すことによって設定用押釦スイッチ７０を動作させると、表示灯８８ｄが点灯し、アップスロープ時間設定状態であることを表示し、表示灯９２ｃが点灯し、設定される値が時間であることを表示する。そして、設定器６６の操作部６６ｂが操作されて、アップスロープ時間が設定され、その値が出力表示器９０に表示される。

さらに、設定器６６を押すことによって設定用押釦スイッチ７０を動作させると、表示灯８８ｅが点灯し、ピーク電流設定状態であることを表示し、表示灯９２ａが点灯し、設定される値が電流であることを表示する。そして、設定器６６の操作部６６ｂが操作されて、ピーク電流が設定され、その値が出力表示器９０に表示される。

さらに、設定器６６を押すことによって設定用押釦スイッチ７０を動作させると、表示灯８８ｆが点灯し、ベース電流設定状態であることを表示し、表示灯９２ａが点灯し、設定される値が電流であることを表示する。そして、設定器６６の操作部６６ｂが操作されて、ベース電流が設定され、その値が出力表示器９０に表示される。

さらに、設定器６６を押すことによって設定用押釦スイッチ７０を動作させると、表示灯８８ｈが点灯し、パルス幅設定状態であることを表示し、表示灯９２ｂが点灯し、設定される値が比率（パーセント）であることを表示する。そして、設定器６６の操作部６６ｂが操作されて、パルス幅が設定され、その値が出力表示器９０に表示される。

さらに、設定器６６を押すことによって設定用押釦スイッチ７０を動作させると、表示灯８８ｉが点灯し、パルス周波数設定状態であることを表示し、表示灯９２ｄが点灯し、設定される値が周波数であることを表示する。そして、設定器６６の操作部６６ｂが操作されて、周波数が設定され、その値が出力表示器９０に表示される。

さらに、設定器６６を押すことによって設定用押釦スイッチ７０を動作させると、表示灯８８ｌが点灯し、ダウンスロープ設定状態であることを表示し、表示灯９２ｃが点灯し、設定される値が時間であることを表示する。そして、設定器６６の操作部６６ｂが操作されて、ダウンスロープ時間が設定され、その値が出力表示器９０に表示される。

さらに、設定器６６を押すことによって設定用押釦スイッチ７０を動作させると、表示灯８８ｍが点灯し、クレータ電流設定状態であることを表示し、表示灯９２ａが点灯し、設定される値が電流であることを表示する。そして、設定器６６の操作部６６ｂが操作されて、クレータ電流が設定され、その値が出力表示器９０に表示される。以上のようにして、直流ＴＩＧ高周波スタートの設定が終了する。なお、１０４ａは、アップ用押釦スイッチで、これを１回押すことによって設定用押釦スイッチ７０を１回動作させる機能を持たせている。また、１０４ｂはダウン用押釦スイッチで、これを１回押すことにより、設定用押釦スイッチ７０が１回前に押された状態（表示灯８８の点灯と、設定可能な状態）に戻すことができる。

交流ＴＩＧ高周波スタートの設定は、上記直流ＴＩＧ高周波スタートの設定において、交直切換押釦スイッチ８４の操作までは同一であり、交直切換押釦スイッチ８４の操作時に交流溶接を選択する。このとき、交流ＴＩＧ高周波スタートモードとなり、表示器８６ｂが点灯する。その後、パルス周波数モードまでは、直流ＴＩＧ高周波スタートと同様に設定が行われ、その後、設定器６６を押して設定用押釦スイッチ７０を動作させると、表示灯８８ｊが点灯し、交流周波数設定状態であることが表示される。また、表示灯９２ｄが点灯し、設定される値が周波数であることを表示する。設定器６６の操作部６６ｂを操作することによって交流周波数が設定され、その値が出力表示器９０に表示される。

さらに、設定器６６を押して設定用押釦スイッチ７０を動作させると、表示灯８８ｋが点灯し、交流波形バランス設定状態であることが表示される。また、表示灯９２ｂが点灯し、設定される値が比率（パーセント）であることを表示する。設定器６６の操作部６６ｂを操作することによって交流周波数バランスが設定され、その値が出力表示器９０に表示される。これによって交流ＴＩＧ高周波スタートの設定が終了する。

ＴＩＧ溶接であってタッチスタートの設定は、カバー９８を開き、プロセス設定用押釦スイッチ７２を押して、タッチスタートを選択する。このとき表示灯７４ｃが点灯する。以下、上記の高周波スタートの場合と同様に設定を行う。

上記のように設定された溶接プロセス、その溶接プロセスにおける各種のパラメータの設定値の溶接条件で溶接が行われる。溶接作業の終了後あるいは各種の溶接条件を設定した後、溶接機用電源装置の主電源スイッチ１をターンオフしたとき、上記の設定された溶接プロセス、各種のパラメータの設定値を含む溶接条件はメモリ１０５に記憶され、保持される。例えば、高周波ＴＩＧプロセスでの溶接作業終了後、主電源スイッチ１をターンオフし、後刻溶接作業のために主電源スイッチ１をターンオンすると、自動的に前の溶接作業の高周波ＴＩＧ溶接の設定になり、各種パラメータも前の溶接作業時の設定値となり、その溶接条件で行われる。

前回の溶接作業時とは異なる溶接条件で溶接を行う場合もあり得ることは云うまでもない。この場合は、当然溶接条件の変更が必要になる。このような状況に対処するため、本発明の溶接機用電源装置は操作パネル９６で設定された複数種類の溶接プロセス、設定された溶接プロセスにおける電流モードの設定、各種パラメータの設定値を含む複数種類の溶接条件を一括してメモリ１０５に登録して記憶する機能を有している。

複数種類の溶接条件をメモリ１０５に登録して記憶させるには、溶接プロセスの設定、設定された溶接プロセスにおける電流モードの設定、各種パラメータの設定を実行した後、記憶指示手段、例えば溶接条件記憶用押釦スイッチ１０６を押し、設定器６６を操作して登録番号を設定し、設定器６６により押釦スイッチ７０を押すことにより、上記複数種類の溶接条件が各登録番号に各別に登録され、記憶される。

前回の溶接作業における溶接条件とは異なる溶接条件で溶接を行う必要のあるときは、前述の登録された各種の溶接条件から所望の溶接条件を呼出して溶接を行う。このためには、呼出指示手段、例えば呼出し用押釦スイッチ１０７を押し、設定器６６を操作して登録番号を指定する。設定器６６により押釦スイッチ７０を押すことにより、指定された所望の溶接条件が呼出され、その溶接条件で溶接が行われる。

溶接に当たって、前回の溶接作業の溶接条件、登録された複数の溶接条件のいずれも適用することができない場合、溶接プロセスの設定から順に全パラメータの値を設定する。この場合、溶接プロセスとして例えば標準ＴＩＧを選択したとき、ベース電流、初期電流、クレータ電流、アフターフロー時間の各パラメータはピーク電流の設定値に連動して自動的に設定され、ホットスタート電流、パルス幅、プリフロー時間、アップスロープ時間、ダウンスロープ時間の各パラメータは、それぞれ予め決定された設定値に固定される。また、ピーク電流の設定値に連動して、他のパラメータ、例えばアップスロープ時間、ダウンスロープ時間を自動的に設定するパラメータに加えることもできる。

上記のピーク電流の設定に対応して各パラメータは一例として次のように設定される。
設定されたピーク電流：ＩＰ
ベース電流：ＩＢ＝（１／４）×ＩＰ
初期電流：ＩＳ＝（１／３）×ＩＰ
クレータ電流：ＩＣ＝（１/３）×ＩＰ
アフターフロー時間：ＩＰ＝５〜２００Ａで、５．０〜３０．０秒の範囲で自動設定
ホット電流：２０Ａ（固定値）
パルス幅：ヂューティサイクル５０％
プリフロー時間：０．１秒
アップスロープ時間：ＴＵ＝（１／１００）ＸＩＰ
ダウンスロープ時間：ＴＤ＝（２／１００）ＸＩＰ

上記の実施の形態では、手溶接と、ＴＩＧ溶接との場合について説明したが、これに限ったものではなく、ＭＩＧ溶接やＭＡＧ溶接にも、本発明を適用することができる。また、設定器６６は、操作部６６ｂを回転させるものとしたが、操作部を摺動させるものとしてもよい。

本発明の溶接機用電源装置の一実施形態のブロック図である。図１の溶接機用電源装置のパネル部分を含む部分概略縦断面図及びこのパネル部分に使用されるカバーの正面図である。図１の溶接機用電源装置のパネル部分の正面図である。溶接機用電源装置の手溶接時の出力電圧と出力電流との関係を示す図である。直流ＴＩＧ溶接機の出力電流の波形図と、同出力電圧と出力電流との関係を示す図である。交流ＴＩＧ溶接機の電流波形図である。

符号の説明

１主電源スイッチ
９６操作パネル
１０５メモリ
１０６記憶用押釦スイッチ
１０７呼出し用押釦スイッチ

Claims

商用交流電源が供給される電源入力端子と、
前記電源入力端子に接続された主電源スイッチと、
溶接プロセス及び各種のパラメータを含む溶接条件が供給され、供給された前記溶接条件に従った溶接出力を出力する溶接機用電源部と、
前記溶接条件を設定する操作パネル部と、
記憶手段と、
前記主電源スイッチがターンオフされたとき、前回設定されていた前記溶接条件である前溶接条件を前記記憶手段に記憶させ、前記主電源スイッチがターンオンされたとき、前記記憶手段から前記前溶接条件を読み出して前記電源部に供給する手段と、
前記操作パネル部によって設定された複数種類の前記溶接条件を登録溶接条件として前記記憶手段に記憶させ、前記登録溶接条件のうち１つを読み出して、前記溶接機用電源部に供給する手段とを、
具備し、
ピーク電流に対する溶接条件が設定されるとき、前記ピーク電流に対応するベース電流、初期電流、クレータ電流及びアフターフロー時間が自動的に設定され、ホットスタート電流、パルス幅、プリフロー時間、アップスロープ時間及びダウンスロープ時間が予め決定された固定値に設定される
溶接機用電源装置。
商用交流電源が供給される電源入力端子と、
前記電源入力端子に接続された主電源スイッチと、
溶接プロセス及び各種のパラメータを含む溶接条件が供給され、供給された前記溶接条件に従った溶接出力を出力する溶接機用電源部と、
前記溶接条件を設定する操作パネル部と、
記憶手段と、
前記主電源スイッチがターンオフされたとき、前回設定されていた前記溶接条件である前溶接条件を前記記憶手段に記憶させ、前記主電源スイッチがターンオンされたとき、前記記憶手段から前記前溶接条件を読み出して前記電源部に供給する手段と、
前記操作パネル部によって設定された複数種類の前記溶接条件を登録溶接条件として前記記憶手段に記憶させ、前記登録溶接条件のうち１つを読み出して、前記溶接機用電源部に供給する手段とを、具備し、ピーク電流に対する溶接条件が設定されるとき、前記ピーク電流に対応するベース電流、初期電流、クレータ電流、アフターフロー時間、アップスロープ時間及びダウンスロープ時間が自動的に設定され、ホットスタート電流、パルス幅及びプリフロー時間が、予め決定された固定値に設定される
溶接機用電源装置。