JP5349100B2

JP5349100B2 - 溶接電源装置

Info

Publication number: JP5349100B2
Application number: JP2009069446A
Authority: JP
Inventors: 裕康水取
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 2009-03-23
Filing date: 2009-03-23
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2029-03-23
Also published as: JP2010221240A

Description

本発明は、溶接電源の筐体に装着するフロントパネルに関するものである。

大規模な溶接作業ラインで同一製品を大量生産するとき、複数の溶接機を同時に動作させて溶接を行っていた。このとき、各溶接機は同一の溶接条件に応じて溶接作業が長時間実施されるため、溶接条件の変更が日に数回程度になる。そして、溶接作業が終了し作業者が新たな溶接条件を選択するとき、溶接電源に設けられているフロントパネルの選択手段で選択を行っていた。以下、従来の溶接電源について説明する。

図６は、従来技術の溶接電源ＷＰＳのブロック図であり、図７は、フロントパネルが溶接電源の筐体の所定位置に装着したときの正面図である。

図６に示す電源主回路ＩＮＶは、３相２００Ｖ等の商用電源を入力し、交流の商用電源を直流電圧に整流し、インバータ制御等の出力制御を行い溶接に適した溶接電圧Ｖｗ及び溶接電流Ｉｗに変換して出力する。溶接ワイヤＷＹは、ワイヤ送給モータＭＣによって溶接トーチＴＨ内を送給し被加工物Ｍとの間にアークが発生する。

電圧検出回路ＶＤは、溶接電圧Ｖｗを検出して電圧検出信号Ｖｄとして出力する。誤差増幅回路ＥＡは、後述する電圧設定信号Ｖｒと電圧検出信号Ｖｄとを誤差増幅して誤差増幅信号Ｅａを出力し、この誤差増幅信号Ｅａに基づいて電源主回路ＩＮＶを制御する。

図７に示すフロントパネルＦＰには、溶接電圧値及び溶接電流値等を表示する表示器及びパラメータ調整つまみＰＡ、直流パルス有り・無し等の溶接法を選択する溶接法選択指令信号Ｗｄを設定する溶接法選択スイッチＷＤ、ワイヤ径を選択するワイヤ径選択指令信号Ｉｄを設定するワイヤ径選択スイッチＩＤ、ワイヤの材質を選択するワイヤ材質選択指令信号Ａｔを設定するワイヤ材質選択スイッチＡＴ及ガスの種類を選択するガス種類指令信号Ｕｉを設定するガス選択スイッチＵＩ等が設けられている。

図６に示す、フロントパネル回路ＰＵは、各選択手段（以後各選択スイッチという）によって設定された各指令信号を主制御回路ＳＣの入力信号に変換し、複数の制御線を介して伝送する。主制御回路ＳＣは、フロントパネルＦＰから伝送されてくる各指令信号を溶接条件パラメータとして記憶し、起動信号Ｔｓに応じて電源主回路ＩＮＶ及び送給制御回路ＳＷを溶接条件パラメータに基づいて出力制御を行う。

しかし、フロントパネルに設けられた各選択スイッチは剥き出しの状態に置かれているので、何らかの原因（例えば、別の作業者の不注意な行為等）で、複数台のフロントパネルのうち一台でも選択スイッチの設定が変更され、この変更に気づかずに溶接作業を行うと大量の不良製品が発生しまう。

上記に示す不具合を防止する対策として、カバーを設けてフロントパネルを覆い、必要最小限の選択スイッチをカバーから突出させ、その他の選択スイッチの設定が変更されない方法が提案されている。（例えば、特許文献１）

特開２００３−１３６２４１号公報

大規模な溶接作業ラインに設けられた複数の溶接電源に新たな溶接条件を選択するとき、作業者が各溶接電源に設けられたフロントパネルの各選択スイッチを用いて行っていた。そして、複数の溶接電源が選択された溶接条件に基づいて製品を大量に生産するとき、溶接作業が長時間におよぶ為に選択された溶接条件の変更回数が少なくなり、例えば、日に数回程度、又は数日で１回ということも考えられる。このような溶接作業において、高価なフロントパネルを各溶接電源に設けることは装置の複雑化とコストアップという問題を招いてしまう。

さらに、フロントパネルに設けられている各選択スイッチは剥き出し状態になっているので、何らかの原因で選択スイッチの設定が変更され、この変更の不具合に作業者が気づかず溶接作業を行うと製品の不良が大量に発生してしまう。

そこで、本発明では、溶接条件を設定する選択スイッチが容易に変更されず、且つ溶接電源の構成が簡素化された溶接電源装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、第１の発明は、溶接電源と、前記溶接電源に設けられた複数の選択手段及び表示器を有するフロントパネルと、を備えた溶接電源装置において、
前記フロントパネルは、ケースの両側面に４つの決め穴を設け、溶接方法に応じて適正な溶接条件を選択する複数の選択手段と、前記溶接電源との間を接続する所定の長さを有する多芯ケーブルと、前記選択手段によって選択された溶接条件の各選択値を所定の選択信号に変換し前記多芯ケーブルを介して前記溶接電源に伝送するフロントパネル制御回路と、溶接法を表示する複数のＬＥＤと電流値及び電圧値を表示する７ゼグＬＥＤとを有する表示器と、で形成し、前記溶接電源は、筐体の前面の所定位置に４つの固定具を設け、前記固定具に前記決め穴を挿脱して前記フロントパネルを着脱する機構を有し、前記伝送されてくる選択信号を溶接条件パラメータに変換する主制御回路と、前記溶接条件パラメータを記憶する記憶手段とを具備し、前記フロントパネルを前記溶接電源の筐体の前面に係着又は離脱して前記多芯ケーブルを前記溶接電源に接続すると前記フロントパネル制御回路は、前記記憶手段に記憶されている溶接条件パラメータを読み込んで溶接条件の各選択値に変換し前記表示器の前記複数のＬＥＤを点燈して溶接法を表示し前記７ゼグＬＥＤで前記電流値及び電圧値を表示し、前記選択手段で新たな溶接条件を選択すると前記主制御回路は新たな溶接条件パラメータとして前記記憶手段に記憶すること、を特徴とする溶接電源装置である。

第２の発明は、前記フロントパネルに、前記記憶手段に記憶されている複数の溶接条件パラメータを選択する溶接条件パラメータ選択手段と前記選択された溶接条件パラメータの読み出しを行う読出選択手段とを設け、前記溶接条件パラメータ選択手段で所定の溶接条件パラメータを選択すると共に前記読出選択手段で読み出しを選択すると、前記フロントパネル制御回路は、選択された溶接条件パラメータを読み込んで溶接条件の各選択値に変換し前記表示器に表示すること、を特徴とする請求項１記載の溶接電源装置である。

本発明では、フロントパネルが多芯ケーブルを介して溶接電源に容易に接続できる構造を有しているので、複数の溶接電源の溶接条件選択を行うとき、フロントパネルの多芯ケーブルを一台目の溶接電源に接続し各選択スイッチで溶接条件を選択する。そして選択が終了すると多芯ケーブルの接続を二台目の溶接電源に変更する。このとき多芯ケーブルの接続変更が容易になり二台目の溶接電源の溶接条件選択に費やす時間が短くできるので、各溶接電源に高価なフロントパネルを設けることの必要性がなくなり、このフロントパネルの削除により溶接電源の構造が簡素化及びコストの軽減につながる。

さらに、各溶接電源にフロントパネルを設けていないので、剥き出しに設けらたフロントパネルの選択スイッチが何らかの原因で変更され、選択された溶接条件の内容が変わるという不具合がなくなり製品の品質向上につながる。

本発明の溶接電源とフロントパネルのブロック図である。本発明のフロントパネルに複数の選択手段が配設された斜視図である。フロントパネルを溶接電源の筐体の所定位置に装着したときの上面図である。フロントパネルを溶接電源の筐体の所定位置に装着したときの正面図である。溶接電源に記憶されている溶接条件パラメータの内容を示す詳細図である。従来の溶接電源装置のブロック図である。従来のフロントパネルユニットを溶接電源の筐体の所定位置に装着したときの正面図である。

図１は、本発明の実施形態に係る溶接電源ＷＰとフロントパネルＦＰＵとのブロック図である。同図において、図６に示す従来技術の溶接電源ＷＰＳのブロック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は、本発明のフロントパネルＦＰＵの斜視図であり、密封された略直方体を有し、ケースはモールド樹脂又はアルミニウム等の金属で形成され、フロントパネルのケースの両側面の所定位置、例えば、４箇所に位置決め穴７を設けている。そして、背面側に、例えば、長さ数ｍを有する多芯ケーブルＬＩを設け、この多芯ケーブルＬＩは、図１に示すように、電力を供給するパワー線と各溶接指令信号をシリアル信号で伝送する通信線とで形成されている。そして、多芯ケーブルＬＩの先端には接続コネクタＣＮ（例えば、プッシュプルの丸型コネクタ等）が設けられている。

そして、図２に示すフロントパネルＦＰＵの正面側には、溶接方法、例えば、ＭＡＧ溶接において、直流パルス有り・無し等の溶接法を選択する溶接法選択指令信号Ｗｄを設定する溶接法選択スイッチＷＤ、ワイヤ径を選択するワイヤ径選択指令信号Ｉｄを設定するワイヤ径選択スイッチＩＤ、ワイヤ材質を選択するワイヤ材質選択指令信号Ａｔを設定するワイヤ材質選択スイッチＡＴ及びガスの種類を選択するガス選択指令信号Ｕｉを設定するガス選択スイッチＵＩが所定位置に配設されている。

図１に示すフロントパネル制御回路ＦＰＣは、各選択スイッチによって選択された各溶接条件指令信号（各選択値）をシリアル信号に変換し、多芯ケーブルＬＩの通信線を介して伝送し、主制御回路ＳＣＭは、伝送されてくるシリアル信号を溶接条件パラメータに変換し、内蔵している記憶素子（記憶手段）に記憶する。

次に、図２に示す本発明のフロントパネルを用いて作業者が新たな溶接条件を選択して溶接作業を行うときの動作について説明する。
まず、作業者は溶接作業場に設けられている複数の溶接機のうち、所定の１台目に移動し、フロントパネルＦＰＵから出力している多芯ケーブルＬＩの接続コネクタＣＮを図３に示す溶接電源の筐体の所定位置に設けられた接続部８に挿入し、図示省略のケーブルを介して溶接電源ＷＰに内蔵されている主制御回路ＳＣＭに接続する。

主制御回路ＳＣＭに多芯ケーブルＬＩが接続されると、主制御回路ＳＣＭは、記憶素子に記憶されている溶接条件パラメータをシリアル信号に変換し多芯ケーブルＬＩの通信線を介して伝送し、フロントパネル制御回路ＦＰＣは、シリアル信号を各溶接条件指令信号（各選択値）を変換して表示器に表示する。
例えば、図２に設けられた溶接条件の内容を表示する各ＬＥＤ、（例えば、溶接法を示す直流、ワイヤ材質を示す軟膏ソリッド、ガスを示すＣＯ２、ワイヤ径を示す０．８）が点燈し、７ゼグ表示器には電流値及び電圧値を表示するので、作業者は現在溶接電源が使用している溶接条件パラメータの内容を容易に確認できる。このとき、作業者が変更の必要でない判断したとき、多芯ケーブルを１台目の溶接電源の筐体に設けられた接続部８から抜脱し、フロントパネルＦＰＵを２台目の溶接電源ＷＰに移動する。

また、作業者が、図２に設けられた溶接条件の内容を表示する各ＬＥＤ、（例えば、溶接法を示す直流、ワイヤ材質を示す軟膏ソリッド、ガスを示すＣＯ２、ワイヤ径を示す０．８）の点燈及び７ゼグ表示器の電流値及び電圧値を確認し、例えば、ガスをＣＯ２→ＭＡＧ、ワイヤ径を０．８→１．０に変更したいと考えたとき、図２に示すガス選択スイッチＩＤを用いてガスをＭＡＧに選択してＭＡＧ対応ＬＥＤを点燈させ、ワイヤ径選択スイッチＩＤを用いてワイヤ径１．０を選択してワイヤ径対応ＬＥＤを点燈させると、表示されている溶接条件の内容が伝送され、主制御回路ＳＣＭはこの伝送された内容に基づいて新たな溶接条件パラメータを作成し記憶素子に記憶させる。
そして、以後フロントパネルＦＰＵを２台目の溶接電源ＷＰに移動し、上記と同一動作を行って新たな溶接条件の選択を行う。そして、選択が終了すると最後の溶接電源からフロントパネルを離脱させ、複数の溶接電源は、フロントパネルを離脱させた状態で溶接作業を行う。

「実施例２」
実施例２のフロントパネルには、図２に示す各選択スイッチで選択した溶接条件を記憶させる記憶選択スイッチが設けてある。
溶接電源ＷＰにフロントパネルの多芯ケーブルＬＩを接続すると、主制御回路ＳＣＭは記憶素子に記憶されている溶接条件パラメータをシリアル信号に変換し多芯ケーブルＬＩの通信線を介して伝送する。そして、図２に設けられた各パラメータの状態を表示する各ＬＥＤ、（例えば、溶接法を示す直流、ワイヤ材質を示す軟膏ソリッド、ガスを示すＣＯ２、ワイヤ径を示す０．８）が点燈し、７ゼグ表示器には電流値及び電圧値を表示するので、作業者は現在溶接電源が使用している溶接条件パラメータの内容が確認できる。

作業者が、確認した内容のうち、例えば、ガスをＣＯ２→ＭＡＧ、ワイヤ径を０．８→１．０に変更したいと考えたとき、ガス選択スイッチＩＤを用いてガスをＭＡＧに選択してＭＡＧ対応ＬＥＤを点燈させ、ワイヤ径選択スイッチＩＤを用いてワイヤ径１．０を選択してワイヤ径対応ＬＥＤを点燈させる。そして点燈を確認した後に記憶選択スイッチを押すと、フロントパネルＦＰＵは、表示されている溶接条件の内容が多芯ケーブルを介して伝送され、主制御回路ＳＣＭはこの伝送された内容に基づいて新たな溶接条件パラメータを作成し記憶素子に記憶させる。

「実施例３」
実施例３のフロントパネルには、主制御回路ＳＣＭに内蔵されている記憶手段で記憶されている複数の溶接条件パラメータを選択するパラメータ調整つまみＰＡ（溶接条件パラメータ選択手段）と選択された溶接条件パラメータの読み出しを選択する読出選択スイッチとを設けている。

図５は、主制御回路ＳＣＭに内蔵されている記憶素子に複数の溶接条件パラメータを記憶し、その内容を示す詳細図である。そして、記憶素子には溶接条件番号を、例えば、１〜３まで設け、各溶接条件番号には３種類の溶接条件パラメータが記憶されている。

溶接電源ＷＰにフロントパネルの多芯ケーブルＬＩを接続すると、主制御回路ＳＣＭは記憶素子の、例えば、図５に示す溶接条件番号１に記憶されている溶接条件パラメータをシリアル信号に変換し多芯ケーブルＬＩの通信線を介して伝送する。そして、図２に設けられた各パラメータの状態を表示する各ＬＥＤ、（例えば、溶接法を示す直流、ワイヤ材質を示す軟膏ソリッド、ガスを示すＣＯ２、ワイヤ径を示す０．８）が点燈し、７ゼグ表示器には電流値及び電圧値を表示するので、作業者は現在溶接電源が使用している溶接条件パラメータの内容が確認できる。

つぎに、作業者が図５に示す溶接条件番号２に記憶されている溶接条件パラメータの内容を確認し変更したいときは、読出選択スイッチを押して７ゼグ表示器に１が表示されているときパラメータ調整つまみで２を選択すると、図２に設けられた溶接条件の内容を表示する各ＬＥＤ、（溶接条件番号２の溶接法を示すパルス、ワイヤ材質を示すステンレスソリッド、ガスを示すＭＡＧ、ワイヤ径を示す１．０）が点燈し、７ゼグ表示器には電流値及び電圧値が表示され、溶接条件番号２に記憶されている溶接条件パラメータの内容が確認できる。

上述より、複数の溶接電源はフロントパネルを離脱して溶接作業を行うので、夕暮れになり溶接作業を一旦中止し、翌日溶接作業を再開するときフロントパネルが設けられていないので、フロントパネルの選択スイッチが何らかの原因で変更されという不具合がなくかり、設定されている溶接条件が変わるという不具合が防止できる。

１筐体の左側板
２筐体の右側板
３筐体の前面右側柱板
４筐体の前面左側柱板
５フロントパネル板
６フロントパネル位置固定具
７位置決め穴
８接続部
９制御線
１０ねじ穴
ＡＣ商用周波数の交流電源
ＡＴワイヤ材質選択スイッチ（ワイヤ材質選択手段）
Ａｔワイヤ材質選択指令信号
ＥＡ誤差増幅回路
Ｅａ誤差増幅信号
ＦＰＣフロントパネル制御回路
ＦＰＵフロントパネル（本発明）
ＩＤワイヤ径選択スイッチ（ワイヤ径選択手段）
Ｉｄワイヤ径選択指令信号
Ｉｓ出力電流指令信号
Ｉｗ溶接電流
ＩＮＶ電源主回路
ＫＭ記憶・読出選択スイッチ
Ｍ被加工物
ＭＣワイヤ送給モータ
ＰＡパラメータ調整つまみ（溶接条件パラメータ選択手段）
ＰＵフロントパネル回路
ＳＣ主制御回路
ＳＣＭ主制御回路
ＳＷ送給制御回路
Ｓｗ送給制御信号
ＴＨ溶接トーチ
ＴＳトーチスイッチ
Ｔｓ起動信号（溶接起動・停止指令信号）
ＵＩガス選択スイッチ（ガス選択手段）
Ｕｉガス選択指令信号
ＶＤ電圧検出回路
Ｖｄ電圧検出信号
Ｖｓ出力電圧指令信号
Ｖｗ溶接電圧
ＷＤ溶接法選択スイッチ（溶接法選択手段）
Ｗｄ溶接法選択指令信号
ＷＰ溶接電源（本発明の溶接電源）
ＷＰＳ溶接電源（従来の溶接電源）
ＷＹ溶接ワイヤ

Claims

溶接電源と、前記溶接電源に設けられた複数の選択手段及び表示器を有するフロントパネルと、を備えた溶接電源装置において、
前記フロントパネルは、ケースの両側面に４つの決め穴を設け、溶接方法に応じて適正な溶接条件を選択する複数の選択手段と、前記溶接電源との間を接続する所定の長さを有する多芯ケーブルと、前記選択手段によって選択された溶接条件の各選択値を所定の選択信号に変換し前記多芯ケーブルを介して前記溶接電源に伝送するフロントパネル制御回路と、溶接法を表示する複数のＬＥＤと電流値及び電圧値を表示する７ゼグＬＥＤとを有する表示器と、で形成し、前記溶接電源は、筐体の前面の所定位置に４つの固定具を設け、前記固定具に前記決め穴を挿脱して前記フロントパネルを着脱する機構を有し、前記伝送されてくる選択信号を溶接条件パラメータに変換する主制御回路と、前記溶接条件パラメータを記憶する記憶手段とを具備し、前記フロントパネルを前記溶接電源の筐体の前面に係着又は離脱して前記多芯ケーブルを前記溶接電源に接続すると前記フロントパネル制御回路は、前記記憶手段に記憶されている溶接条件パラメータを読み込んで溶接条件の各選択値に変換し前記表示器の前記複数のＬＥＤを点燈して溶接法を表示し前記７ゼグＬＥＤで前記電流値及び電圧値を表示し、前記選択手段で新たな溶接条件を選択すると前記主制御回路は新たな溶接条件パラメータとして前記記憶手段に記憶すること、を特徴とする溶接電源装置。
前記フロントパネルに、前記記憶手段に記憶されている複数の溶接条件パラメータを選択する溶接条件パラメータ選択手段と前記選択された溶接条件パラメータの読み出しを行う読出選択手段とを設け、前記溶接条件パラメータ選択手段で所定の溶接条件パラメータを選択すると共に前記読出選択手段で読み出しを選択すると、前記フロントパネル制御回路は、選択された溶接条件パラメータを読み込んで溶接条件の各選択値に変換し前記表示器に表示すること、を特徴とする請求項１記載の溶接電源装置。