JP6176662B2 - 溶接電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、抵抗溶接に用いる溶接電源装置に係り、特に１台の溶接電源装置でユーザの設定により複数の溶接波形を出力できるようにしたものに関する。

金属同志を加圧しながら熱を加え接合する圧接方法として、抵抗溶接が公知である。
この抵抗溶接に用いられる溶接電源装置として図１１〜１４に示すものが公知である（特許文献１）。図１５はこれら公知の各方式による溶接電流の波形を比較して示す図、図１６はこれら公知の各方式による溶接電源装置の性能、特徴を比較して示す図である。

図１１は交流式の回路構成を示し、商用交流電源（例えば単相１００Ｖ、５０または６０Ｈｚ）からとり出した交流を、半導体スイッチング素子（サイリスタ）１０、１０の逆並列回路１２を介して溶接トランス１４の一次側に導いている。そしてこのトランス１４の二次側を溶接電極１６に接続したものである。ここにスイッチング素子１０、１０は、制御回路１８により交流電源の位相に同期して交互にオン・オフされる。

このため交流電源の半サイクルで一方のスイッチング素子１０がオンすると、トランス１４の一次側に一次電流が流れ、トランス１４で降圧された低電圧、大電流が電極１６の両端間に印加される。交流電源の次の半サイクルでは他方のスイッチング素子１０がオンされ、トランス１４の一次側に逆方向の電流が流れる。このため電極１６間には先の半サイクルとは逆極性の低電圧が印加される。

このようにスイッチング素子１０、１０を電源のサイクルに同期させて交互にオン・オフさせることにより、電極１６間に極性が交互に変わる低電圧が印加される。従ってこの電極１６間に２枚の金属を挟むことにより、２枚の金属間に交流低電圧で大電流を流して溶接することができる。この場合の電極１６間に流れる電流（溶接電流）は、図１５に「交流式」と示す波形になる。なおこの図１５では電源の半サイクルだけ一方のスイッチング素子１０をオンした時の特性を示している。

図１２はコンデンサ式の回路構成を示す。この方式では商用交流電源から取った電圧を、整流昇圧充電回路２０で高圧直流電圧に変えてコンデンサ２２に充電し、この充電電圧をスイッチング素子（サイリスタ）２４と溶接トランス２６の一次側とを介し放電させる。
この時にトランス２６の二次側に発生する低電圧により電極２８間に挟んだ２枚の金属板を溶接するものである。

ここに整流昇圧充電回路２０は商用電源電圧を昇圧トランス２０ａで昇圧しコンデンサ２２を充電するが、このコンデンサ２２の充電電圧を一定に保つためにトランス２０ａの一次側電流をトライアック２０ｂで位相制御している。すなわちコンデンサ２２の充電電圧の増減に対応して制御回路２０ｃはトライアック２０ｂの点弧角（点弧位相）を遅角あるいは進角させる。この場合の溶接電流は図１５に「コンデンサ式」で示す波形となる。

図１３はトランジスタ式の回路構成を示す図である。この方式では商用交流電源の電圧をトランス３０で降圧し、ブリッジ回路３２で全波整流してコンデンサ３４を充電する。ここにコンデンサ３４の充電電圧は、ブリッジ回路３２の整流素子の一部となるスイッチング素子（サイリスタ）３２ａ、３２ａの点弧位相を充電制御回路３６で制御することにより制御する。

コンデンサ３４から溶接電極３８に導かれる電流はトランジスタ４０によりリニア制御される。すなわち溶接電流および溶接電圧が増幅乗算回路４２に入力され、ここで電流・電圧・電力が求められてリニア制御回路４４にフィードバックされる。リニア制御回路４４は、溶接条件設定部４６で設定された条件に従ってトランジスタ４０のゲート電圧を決め、トランジスタ４０を制御する。

ここに溶接条件は、例えば定電流、定電圧、定電力などの制御モードの設定と、溶接電流・電圧・電力などの設定と、溶接終了条件とを含む。このトランジスタ式の電源装置により、定電流モードで溶接した場合の電流が、図１５に「トランジスタ式」に示す波形で
示されている。なお、図１５では電源の半サイクルだけ一方のスイッチング素子１０をオンした時の特性を示している。

図１４はインバータ式の回路構成を示す図である。この回路では３相商用交流をダイオードブリッジなどからなる整流回路５０で整流し、コンデンサ５２で平滑し インバータ回路５４および溶接トランス５６の一次側を介して放電する。このトランス５６の二次側は整流回路５８を介して電極６０に接続されている。

溶接電流および溶接電圧はフィードバック回路６２を介してＰＷＭ回路６４に帰還される。ＰＷＭ回路６４は制御回路６６により設定された溶接条件になるようにインバータ回路５４をＰＷＭ制御する。図１５に「インバータ式」で示す曲線は、この方式による電流波形を示し、商用電源よりも十分に高い周波数でオン・オフ変化する溶接電流となる。

特開平１０−２４３７７号公報（従来技術）

以上説明したように、これらの従来の溶接電源装置はそれぞれ別の回路構成を採用している。そして、ユーザは図１６に示すような性能・特徴を考慮して自ら必要な溶接電源装置を決定し溶接作業に用いている。この結果１台の溶接電源装置には１種類の溶接波形が出力されれば足りることになる。

しかしながら、図１６の性能・特徴の記載によれば、同じ溶接対象でも複数の溶接電源装置で対応でき、実際にどの溶接電源装置（溶接波形）が最適であるのか実際に溶接を行って比較対照したいときがある。このようなとき、１台の溶接電源装置では対応できず、必要な種類の溶接電源装置を準備しなければならず、費用がかさんだり、使用時にはそれぞれの溶接電源装置を操作しなければならず、また保管では多くの場所を必要とするなど使い勝手が悪かったりするという欠点があった。

一方、最近あらゆる産業において従来使われていなかった材料が使用されたり、全く新しく開発された材料が溶接材料として使用されたりするようになってきている。このような場合にこそ、どの溶接電源装置（溶接波形）が最適であるのか実際に溶接を行って比較対照する必要があるので、前述と同じような欠点があった。特に、この場合は従来の溶接波形にこだわらず、このような溶接波形で溶接を行えば上手く溶接できると思うのだが、というような思い付きの溶接波形を出力させたいとユーザは考えるものであるが、このようにユーザが任意に溶接波形を設定して出力することはできないという欠点があった。

このように１台の溶接電源装置で任意の複数の溶接波形を出力できるものが求められているが、本願出願人が調査した範囲では溶接に関する特許文献や技術文献、自社、他社の装置からは見出すことができなかった。このことは、溶接電源装置とは以上説明したような性能・特徴を前提としてそれぞれ１つの溶接波形を出力するものとして製造されていることから当然のことと判断した。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、簡単な構成で従来からある溶接波形だけでなく、ユーザが任意に考え出した溶接波形を出力することができる溶接電源装置を提供することを目的とする。

本願発明者は、溶接波形は溶接時間における溶接電流（溶接電圧、溶接電力）の変化であり、従来の溶接電源装置、特にトランジスタ方式やインバータ方式では溶接条件として設定された溶接時間における溶接電流（溶接電圧、溶接電力）に一致するように実際に溶接電極に流れる溶接電流、溶接電極間の溶接電圧、または溶接電流と溶接電圧の積である溶接電力が得られるように、フィードバック制御技術が採用されていることから、この技術を利用すれば、溶接条件として溶接プロファイルを設定することでこのプロファイルに従った溶接波形を出力できることに着目して本願発明を為すに至った。

本発明によれば前記目的は、次の構成を備える溶接電源装置により達成される。すなわち
直流方式、交流方式、トランジスタ方式、インバータ方式を含む複数の異なる公知の方式の溶接波形を選択可能にした、抵抗溶接に用いる溶接電源装置であって、
（ａ）商用交流電源の電圧を所定の電圧まで降圧し、整流平滑化して直流電源に変換する直流電源部と、
（ｂ）前記直流電源部からの出力を後記増幅制御部の制御に従って増幅する増幅部と、
（ｃ）前記増幅部からの出力の極性を後記スイッチング極性制御部の制御に従って決定するスイッチング部と、
（ｄ）前記スイッチング部からの出力によりワークを溶接する溶接電極と、
（ｅ）前記溶接電極で検出される電流、電圧、電力のフィードバック部と、
（ｆ）定電流、定電圧、定電力を含む制御モードの設定と、溶接電流・電圧・電力の設定と、溶接終了条件とを含む溶接条件の設定とその状態を表示する入力、表示部と、
（ｇ）前記入力、表示部で設定された溶接条件により、前記公知の方式のいずれかを設定した場合は、この公知の方式に対応する既知の溶接波形の輪郭形状と設定された溶接条件とを基にプロファイルを算出し、前記公知の方式以外の新規に設定される方式の場合は、この新規に設定された溶接波形の輪郭形状を算出し、この算出された輪郭形状と設定された溶接条件とを基にプロファイルを算出し、記憶する設定プロファイル算出記憶部と、
（ｈ）前記設定プロファイル算出記憶部から読み出された１つのプロファイルデータと前記フィードバック部からのフィードバックデータとを比較し、一致するように前記増幅部の増幅度を決定する増幅制御部と、
（ｉ）前記読み出された１つのプロファイルデータから前記スイッチング部のオン、オフを決定するスイッチング極性制御部と、を備え、
前記入力・表示部で設定された溶接条件に従って前記設定プロファイル算出記憶部で算出し記憶したプロファイルデータを用いて、前記増幅制御部で決定した増幅度と前記スイッチング極性制御部により決定した極性によって前記スイッチング部をオン、オフ制御する、ことを特徴とする溶接電源装置、により達成される。

また、本発明になる溶接電源装置の前記既存の溶接電源装置は基本的には直流方式、交流方式、トランジスタ方式、インバータ方式の４種の溶接電源装置であることを特徴とするものである。

また、本発明になる溶接電源装置の前記溶接条件には、プロファイルを決定する溶接波形の方式、溶接制御モード、溶接電流、溶接電圧、溶接電力、各種時間が含まれ、溶接波形は前記公知の方式と新規に設定される方式とからなり、溶接制御モードは定電流モード、定電圧モード、定電力モードからなり、各種時間は通電時間、休止時間、アップ時間、ウェルド時間、ダウン時間からなるものであることを特徴とするものである。

本発明になる溶接電源装置によれば１台で複数の溶接波形を出力でき、この溶接波形は既存の溶接電源装置固有の溶接波形はもとより、ユーザにより任意に設定が可能であるから、どの溶接波形が最適であるのか実際に溶接を行って比較対照することができる。また思いつきで得られた溶接波形で溶接し、その具合を確かめることができる。
したがって、運用コストを低減できると共に使い勝手がよい溶接電源装置を提供することができる。

本発明の一実施態様の溶接電源装置のブロック図である。 図１の操作・表示部の概要を示す図である。 溶接波形のプロファイルを設定するときの最初の設定の様子を示す図である。 直流方式（コンデンサ方式）の溶接波形のプロファイルを設定する様子を示す図である。 単相交流方式の溶接波形のプロファイルを設定する様子を示す図である。 トランジスタ方式の溶接波形のプロファイルを設定する様子を示す図である。 インバータ方式の溶接波形のプロファイルを設定する様子を示す図である。 他の既設定方式の溶接波形のプロファイルを設定する様子を示す図である。 他の既設定方式の溶接波形のプロファイルを設定する様子を示す図である。 新規方式の溶接波形のプロファイルを設定する様子を示す図である。 従来の溶接電源装置（交流式）の回路構成図である。 従来の溶接電源装置（直流式（コンデンサ式））の回路構成図である。 従来の溶接電源装置（トランジスタ式）の回路構成図である。 従来の溶接電源装置（インバータ式）の回路構成図である。 従来の溶接電源装置の溶接電流の波形を示す図である。 従来の溶接電源装置の性能、特徴を示す図である。

次に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態を示す溶接電源装置の回路構成図、図２は溶接波形を設定するとき等に使用する操作・表示部の概要を示す図、図３〜図１０は溶接波形を設定する様子を示す図である。

図１において、１００は入力される商用電源電圧を所要の電圧に降圧するトランス、１０２はブリッジ回路からなる交流を全波整流する整流部、１０４は整流後の電圧を平滑するコンデンサである。これらの回路を介して、コンデンサ１０４には所要の直流電圧が図１に示す極性に充電される。この直流電圧が後述する増幅部１０６ａ、１０６ｂ、スイッチング部１０８ａ、１０８ｂに接続され、溶接電流の基となる。

１０６ａ、１０６ｂは、ｎ（ｎ＝正の整数）個のパワートランジスタで構成され、増幅動作を行なう増幅部であり、１０８ａ、１０８ｂは、ｍ（ｍ＝正の整数）個のパワートランジスタで構成され、スイッチング動作を行うスイッチング部である。増幅部１０６ａとスイッチング部１０８ｂと、増幅部１０６ｂとスイッチング部１０８ａとがそれぞれ対となり増幅スイッチング動作を行なう。この増幅動作とスイッチング動作の制御部として偏差算出部１２６、ＰＩＤ制御部１２８、Ｄ／Ａ部１３０からなる増幅制御部とスイッチング極性制御部１３２を持つ。スイッチング極性制御部１３２は設定プロファイル算出記憶部１２４からユーザにより選択されたプロファイルよって定まるスイッチング信号をスイッチング部１０８ａ、１０８ｂに送り、スイッチング部１０８ａ、１０８ｂをスイッチングする。増幅制御については後述する。

それぞれ対となる増幅部１０６ａとスイッチング部１０８ｂ、増幅部１０６ｂとスイッチング部１０８ａからの溶接電流は溶接電極１１０ａ、１１０ｂに導かれる。溶接電流を溶接電極１１０ａから溶接電極１１０ｂに流す時にはスイッチング極性制御部１３２からのスイッチング信号はスイッチング部１０８ａをオフさせ、スイッチング部１０８ｂをオンさせるようなものとなり、逆方向に溶接電流を流す時にはスイッチング極性制御部１３２からのスイッチング信号はスイッチング部１０８ａをオンさせ、スイッチング部１０８ｂをオフさせるようなものとなる。この結果、電極１１０ａ、１１０ｂにより図示しないワークを溶接する。

溶接電極１１０ａ、１１０ｂに流れる溶接電流はホール素子などの電流検出器１１２で検出され、Ａ／Ｄ部１３６に送られ、所定の増幅とＡ／Ｄ変換が行われ、デジタルデータに変換され、電流検出部１４２に送られる。溶接電極１１０ａ、１１０ｂ間の溶接電圧１１４はＡ／Ｄ部１３８に送られ、所定の増幅とＡ／Ｄ変換が行われ、デジタルデータに変換され、電圧検出部１４４に送られる。また、Ａ／Ｄ部１３６とＡ／Ｄ部１３８からのデジタルデータは乗算部１４０にも送られ、ここで溶接電流と溶接電圧との積が算出することで溶接電力のデジタルデータが求められ、電力検出部１４６に送られる。

電流検出部１４２、電圧検出部１４４および電力検出部１４６からのデジタルデータは切替部１３４に送られ、ここで設定された溶接制御モードに応じて対応するデジタルデータ（例えば、定電圧モードであれば、溶接電圧のデジタルデータ）が偏差算出部１２６に送られる。偏差算出部１２６には設定プロファイル算出記憶部１２４に記憶されたプロファイルデータの中から選択されたプロファイルデータが送られてきており、所定の時間毎に偏差が算出され、ＰＩＤ制御部１２８に送られる。ＰＩＤ制御部１２８では偏差がなくなるように、つまり選択されたプロファイルデータ通りになるように比例動作、微分動作、積分動作を組み合わせて適当なフィードバック制御を行い、増幅度を決定する。この増幅度はＤ／Ａ部１３０に送られ、ここでアナログ信号に変換され、このアナログ信号で増幅部１０６ａ、１０６ｂを増幅する。

この時、前記選択されたプロファイルデータはスイッチング極性制御部１３２にも送られており、ここで溶接電流の向き（極性）が決定される。ここではプロファイルデータが正の時は溶接電流が溶接電極１１０ａから溶接電流１１０ｂの方へ流れるものとし、負の時は溶接電流が逆に流れるものとする。そこで、プロファイルデータが正の時はスイッチング部１０８ｂがオンにし、スイッチング部１０８ａがオフになるようなスイッチング信号を、反対に負の時はスイッチング部１０８ａがオンにし、スイッチング部１０８ｂがオフになるようなスイッチング信号をスイッチング部１０８ａ、１０８ｂに送る。

このようにして、設定された制御モードに応じて選択されたプロファイルデータが所定の時間毎に溶接電極１１０ａ、１１０ｂに現れることになり、このプロファイルに応じて溶接が行なわれる。つまり、ユーザの設定通りのプロファイルの溶接波形が出力されることになる。

図１において、１２０はプロファイルデータの設定、記憶、読み出し等を制御するだけでなく、溶接電源装置の動作全体を制御する制御部、１２２はユーザとのマンマシンインタフェースとなり、各種設定を行い、その設定時の様子や溶接動作時の溶接電流等の様子を表示する入力、表示部、１２４は算出されたプロファイルデータを記憶する設定プロファイル算出記憶部である。なお、入力、表示部１２２の表示部は後述する新規プロファイルを入力し易くするためタッチパネル、ペン入力対応パネル等で構成するのが好ましい。なお、プロファイルデータの算出については後述する。

図２において、１２２Ｄは設定するプロファイルや溶接動作時のプロファイルが表示される入力、表示部１２２のＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などで構成する表示部、１２２Ｓはプロファイル設定時や溶接動作等に使用する多数のキースイッチ（以下、単にキーともいう）からなる入力、表示部１２２の入力部である。

入力部１２２Ｓは溶接波形の方式や溶接制御モードに移行する「ＩＮＳＴ」キー、溶接波形の方式の選択に移行する「ＦＯＲＭ」キー、溶接制御モードの選択に移行する「ＭＯＤＥ」キー、方式、モードおよび後述するプロファイルの設定時の数値入力等を確定する「ＳＥＴ」キー、数値を入力する「０」から「９」までの１０個の数値キー、および数値を１ずつ増減させる「△」キー、「▽」とからなる。

次に、図１〜図１０を用いて、このような溶接波形とそのプロファイルの設定方法について説明する。
［溶接波形の方式と溶接制御モードの選択］
「ＩＮＳＴ」キーを押し、溶接波形の方式および溶接制御モードの選択を行うようにする（図３参照）。

この表示を見ながら、「ＦＯＲＭ」キーを押して溶接波形の方式の選択箇所（図３の□部）にカーソルを表示させ、「▽」、「△」キーを使って所望の溶接波形の方式の選択を行う。確定した時点で「ＳＥＴ」キーを押し、溶接波形の方式を決定する。
次に「ＭＯＤＥ」キーを押して溶接制御モードの選択箇所にカーソルを表示させ、「▽」、「△」キーを使って所望の溶接波形の方式の選択を行う。確定した時点で「ＳＥＴ」キーを押し、溶接制御モードを決定する。

溶接波形の方式には次の９種のものがあり、溶接制御モードとしては定電流モード、定電圧モード、定電力モードの３種のものがある。
まず、従来の溶接電源装置の溶接波形として出力可能な直流方式、交流方式、トランジスタ方式（直流）、トランジスタ方式（交流）、インバータ方式（直流）、インバータ方式（交流）の６種のものである。
また、従来の溶接電源装置の溶接波形としては出力できなかったが、出荷時から設定されている溶接波形として出力可能な２種のもの、さらにユーザが任意に設定できる溶接波形として出力可能なもの１種である。

次からは各溶接波形の方式毎にそれぞれのプロファイルの設定について説明する。

［直流方式］
前述のようなキー操作を行って直流方式を選択する。直流方式では溶接電流のみを制御パラメータとすることから、直流方式が選択されたときには溶接制御モードは自動的に定電流モードに設定される。
直流方式が選択されると、表示部１２２Ｄに図４に示すような表示が現れる。
ここで、前記数値キー（必要に応じて「△」、「▽」キー）を使用して溶接電流（最大値）とベースタイムとを設定し、所望の値になったところで「ＳＥＴ」キーを押し、決定する。この時、必要に応じてサンプルとして表示されている数値を参考にする。なお、このサンプルは直流方式の溶接波形の１例でコンデンサに蓄積されるエネルギが４０ＷＳのときのものである。

図４に表示される直流方式の溶接波形は従来のものであるから既知であるので、設定された溶接電流（最大値）とベースタイムとを基に既知の溶接波形に合うように溶接開始から終了までの時間毎の溶接電流は計算により算出される。このようにして算出されたプロファイルが直流方式のプロファイルとして設定プロファイル算出記憶部１２４に記憶される。

［交流方式］
前述のようなキー操作を行って交流方式を選択する。交流方式では溶接電流のみを制御パラメータとすることから、交流方式が選択されたときには溶接制御モードは自動的に定電流モードに設定される。
交流方式が選択されると、表示部１２２Ｄに図５に示すような表示が現れる。
ここで、「Ｈｅａｔ Ｃｏｎｔｒｏｌと位相角との関係」を見ながら、前記数値キー（必要に応じて「△」、「▽」キー）を使用して位相角を設定し、所望の値になったところで「ＳＥＴ」キーを押し、決定する。

図５に表示される交流方式の溶接波形は従来のものであるから既知であるので、設定された位相角を基に既知の溶接波形に合うように溶接開始から終了までの時間毎の溶接電流は計算により算出される。このようにして算出されたプロファイルが交流方式のプロファイルとして設定プロファイル算出記憶部１２４に記憶される。

［トランジスタ方式（直流）］
前述のようなキー操作を行ってトランジスタ方式（直流）を選択し、溶接制御モードとして所望のものを選択する。
トランジスタ方式（直流）が選択されると、表示部１２２Ｄに図６に示すような表示が現れる。ここでは、溶接電流が表示されているが実際に表示されるのは設定された溶接制御モードにしたがったものとなる。
ここで、前記数値キー（必要に応じて「△」、「▽」キー）を使用して溶接電流（最大値）、アップ時間、ウェルド時間、ダウン時間を設定し、所望の値になったところで「ＳＥＴ」キーを押し、決定する。

図６に表示されるトランジスタ方式（直流）の溶接波形は従来のものであるから既知であるので、設定された溶接電流、アップ時間、ウェルド時間、およびダウン時間を基にして既知の溶接波形に合うように溶接開始から終了までの時間毎の溶接電流は計算により算出される。このようにして算出されたプロファイルがトランジスタ方式（直流）のプロファイルとして設定プロファイル算出記憶部１２４に記憶される。なお、ここでは溶接制御モードとして定電流モードに設定しているので溶接電流であるが、定電圧モードに設定されているときは溶接電圧であり、定電力モードに設定されているときは溶接電力である。以下この３種のモードのうち１つに設定される場合は同様であるから、記載は省略する。また、ダウン時間は、溶接完了後溶接部位が凝固する温度へ緩やかに低下させる為の時間を設定するもので、自然に温度を低下させる場合は溶接電極への通電はウェルド時間経過後に停止させる。このことは、後述するダウン時間全てに共通し、同様であるから、それぞれの場合でいちいち記載せずに省略する。

［トランジスタ方式（交流）］
トランジスタ方式（交流）の溶接波形は、直流の場合と比較すると正負に同じ溶接波形が繰り返されるだけであることから、負側の溶接波形のプロファイルも算出することができる（図示せず。）。このようにして、算出された正負からなるプロファイルがトランジスタ方式（交流）のプロファイルとして設定プロファイル算出記憶部１２４に記憶される。

［インバータ方式（直流）］
前述のようなキー操作を行ってインバータ方式（直流）を選択し、溶接制御モードとして所望のものを選択する。
インバータ方式（直流）が選択されると、表示部１２２Ｄに図７に示すような表示が現れる。ここでは、溶接電流が表示されているが実際に表示されるのは設定された溶接制御モードにしたがったものとなる。
ここで、前記数値キー（必要に応じて「△」、「▽」キー）を使用して溶接電流（最大値）、アップ時間、ウェルド時間、ダウン時間を設定し、所望の値になったところで「ＳＥＴ」キーを押し、決定する。なお、インバータ周波数による溶接波形の変動は溶接波形として既知であることから、予め設定されているものを使用する。もちろん、設定することもできる。

図７に表示されるインバータ方式（直流）の溶接波形は従来のものであるから既知であるので、設定された溶接電流、アップ時間、ウェルド時間、およびダウン時間を基にして既知の溶接波形に合うように溶接開始から終了までの時間毎の溶接電流は計算により算出される。このようにして算出されたプロファイルがインバータ方式（直流）のプロファイルとして設定プロファイル算出記憶部１２４に記憶される。

［インバータ方式（交流）］
インバータ方式（交流）の溶接波形は、直流の場合と比較すると正負に同じ溶接波形が繰り返されるだけであることから、負側の溶接波形のプロファイルも算出することができる（図示せず。）。このようにして、算出された正負からなるプロファイルがインバータ方式（交流）のプロファイルとして設定プロファイル算出記憶部１２４に記憶される。

［ユーザ任意設定方式（既設定方式１）］
前述のようなキー操作を行ってユーザ任意設定方式（既設定方式１）を選択し、溶接制御モードとして所望のものを選択する。
ユーザ任意設定方式（既設定方式１）が選択されると、表示部１２２Ｄに図８に示すような表示が現れる。ここでは、溶接電流が表示されているが実際に表示されるのは設定された溶接制御モードにしたがったものとなる。
ここで、前記数値キー（必要に応じて「△」、「▽」キー）を使用して溶接電流（最大値）として（ａ）と（ｂ）の２つの値、アップ時間、ウェルド時間、ダウン時間に相当するものとして（１）、（２）、（３）、（５）、（６）、（７）の６つの値、間隔に相当するものとして（４）の値を設定し、所望の値になったところで「ＳＥＴ」キーを押し、決定する。

図８に表示されるユーザ任意設定方式（既設定方式１）の溶接波形は予め設定されており既知であるので、設定された溶接電流、アップ時間、ウェルド時間、およびダウン時間、間隔に相当するものの値を基にして既知の溶接波形に合うように溶接開始から終了までの時間毎の溶接電流は計算により算出される。このようにして算出されたプロファイルがユーザ任意設定方式（既設定方式１）のプロファイルとして設定プロファイル算出記憶部１２４に記憶される。

［ユーザ任意設定方式（既設定方式２）］
既設定方式は変形も考えられるので、変形例として正負同じ溶接波形のものが複数繰り返されるものが考えられる。
前述のようなキー操作を行ってユーザ任意設定方式（既設定方式２）を選択し、溶接制御モードとして所望のものを選択する。
ユーザ任意設定方式（既設定方式２）が選択されると、表示部１２２Ｄに図９に示すような表示が現れる。ここでは、溶接電流が表示されているが実際に表示されるのは設定された溶接制御モードにしたがったものとなる。
ここで、前記数値キー（必要に応じて「△」、「▽」キー）を使用して溶接電流（最大値）として１つの値、アップ時間、ウェルド時間、ダウン時間に相当するものとして（１）、（２）、（３）の３つの値、間隔に相当するものとして（４）の値、溶接パルスの数ｎの値を設定し、所望の値になったところで「ＳＥＴ」キーを押し、決定する。

図９に表示されるユーザ任意設定方式（既設定方式２）の溶接波形は予め設定されており既知であるので、設定された溶接電流、アップ時間、ウェルド時間、およびダウン時間、間隔に相当するものと溶接パルス数の値を基にして既知の溶接波形に合うように溶接開始から終了までの時間毎の溶接電流は計算により算出される。このようにして算出されたプロファイルがユーザ任意設定方式（既設定方式）のプロファイルとして設定プロファイル算出記憶部１２４に記憶される。

［ユーザ任意設定方式（新規設定方式）］
前述のようなキー操作を行ってユーザ任意設定方式（新規設定方式）を選択し、溶接制御モードとして所望のものを選択する。
ユーザ任意設定方式（新規設定方式）が選択されると、ユーザは任意の溶接波形を設定することができる。この場合は、表示部１２２Ｄに付設されているタッチパネルまたはペン入力対応パネルを利用して、直接溶接波形を書き込み、この書き込みに応じた表示部１２２Ｄに図１０に示すような溶接波形が得られる。なお、このとき表示部１２２Ｄの表示を見ながら、適宜修正することができる。
ここで、前記数値キー（必要に応じて「△」、「▽」キー）を使用して溶接電流として（ａ）〜（ｇ）の７つの値、時間として（１）〜（７）の７つの値を設定し、所望の値になったところで「ＳＥＴ」キーを押し、決定する。なお、予め時間毎の溶接電流を定めた表を用意し、この表に基づいて時間毎に溶接電流を設定していくようにしてもよい。

図１０に表示されるユーザ任意設定方式（新規設定方式）の溶接波形は新規ではあるが、ユーザのタッチ状態を読み取り、溶接波形として描画したものであるから、この時点で溶接波形の形状は既知となるので、設定された溶接電流と時間とを基にして既知の溶接波形に合うように溶接開始から終了までの時間毎の溶接電流は計算により算出される。このようにして算出されたプロファイルがユーザ任意設定方式（新規設定方式）のプロファイルとして設定プロファイル算出記憶部１２４に記憶される。

この新規溶接波形は設定後再度簡単に利用できるように、例えば、溶接波形の方式の設定のユーザ任意設定方式（既知設定方式３）として選択することができるようにしておくのが好ましい（図示していないが、図３に追加できるようにしておくのが好ましい。）。
このようにして、１つの溶接電源装置から設定したプロファイルに応じて複数の溶接波形を出力することができる。

以上説明したユーザ任意設定方式（新規設定方式）のプロファイルの設定は１例であって種々の変更例が考えられる。
例えば、コンピュータなどにより、予めシミュレーション等を行ってプロファイルデータが定まっているような場合にはこのコンピュータと通信を可能とする通信制御部を新たに設けて、ここを介して制御部１２０と通信することでこのプロファイルデータを設定プロファイル算出記憶部１２４に記憶させることもできる。

１００ トランス、１０２ 整流部、１０４ コンデンサ、
１０６ａ、１０６ｂ 増幅部、１０８ａ、１０８ｂ スイッチング部、
１１０ａ、１１０ｂ 溶接電極、１１２ 電流検出器、１２０ 制御部、
１２２ 入力、表示部、１２４ 設定プロファイル記憶部、１２６ 偏差算出部、
１２８ ＰＩＤ制御部、１３０ Ｄ／Ａ部、１３２ スイッチング極性制御部、
１３４ 切替部、１３６、１３８ Ａ／Ｄ部、１４０ 乗算部、
１４２ 電流検出部、１４４ 電圧検出部、１４６ 電力検出部

Claims (2)

1. 直流方式、交流方式、トランジスタ方式、インバータ方式を含む複数の異なる公知の方式の溶接波形を選択可能にした、抵抗溶接に用いる溶接電源装置であって、
   （ａ）商用交流電源の電圧を所定の電圧まで降圧し、整流平滑化して直流電源に変換する直流電源部と、
   （ｂ）前記直流電源部からの出力を後記増幅制御部の制御に従って増幅する増幅部と、
   （ｃ）前記増幅部からの出力の極性を後記スイッチング極性制御部の制御に従って決定するスイッチング部と、
   （ｄ）前記スイッチング部からの出力によりワークを溶接する溶接電極と、
   （ｅ）前記溶接電極で検出される電流、電圧、電力のフィードバック部と、
   （ｆ）定電流、定電圧、定電力を含む制御モードの設定と、溶接電流・電圧・電力の設定と、溶接終了条件とを含む溶接条件の設定とその状態を表示する入力、表示部と、
   （ｇ）前記入力、表示部で設定された溶接条件により、前記公知の方式のいずれかを設定した場合は、この公知の方式に対応する既知の溶接波形の輪郭形状と設定された溶接条件とを基にプロファイルを算出し、前記公知の方式以外の新規に設定される方式の場合は、この新規に設定された溶接波形の輪郭形状を算出し、この算出された輪郭形状と設定された溶接条件とを基にプロファイルを算出し、記憶する設定プロファイル算出記憶部と、
   （ｈ）前記設定プロファイル算出記憶部から読み出された１つのプロファイルデータと前記フィードバック部からのフィードバックデータとを比較し、一致するように前記増幅部の増幅度を決定する増幅制御部と、
   （ｉ）前記読み出された１つのプロファイルデータから前記スイッチング部のオン、オフを決定するスイッチング極性制御部と、を備え、
   前記入力、表示部で設定された溶接条件に従って前記設定プロファイル算出記憶部で算出し記憶したプロファイルデータを用いて、前記増幅制御部で決定した増幅度と前記スイッチング極性制御部により決定した極性によって前記スイッチング部をオン、オフ制御する、ことを特徴とする溶接電源装置。
2. 前記溶接条件には、プロファイルを決定する溶接波形の方式、溶接制御モード、溶接電流、溶接電圧、溶接電力、前記溶接終了条件、各種時間が含まれ、前記各種時間は通電時間、休止時間、アップ時間、ウェルド時間、ダウン時間からなるものであることを特徴とする請求項１に記載の溶接電源装置。

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