JP6308620B2

JP6308620B2 - 溶接機

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Publication number: JP6308620B2
Application number: JP2014132754A
Authority: JP
Inventors: 浩士佐生; 圭一廣谷; 森本　猛; 猛森本
Original assignee: Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2014-06-27
Publication date: 2018-04-11
Anticipated expiration: 2034-06-27
Also published as: JP2016010801A

Description

本発明は、溶接機に係り、さらに詳しくは、電流調整用操作部を回転操作することによって溶接用電流の出力設定値を調整することができる溶接機の改良に関する。

アーク溶接機は、溶接材からなる溶接電極と加工対象の溶接母材との間にアークを発生させることによって溶接を行う加工装置である。アーク溶接は、気体中における放電現象を利用する溶接方法であり、アークによってもたらされる高熱により、溶接母材と溶接材とを溶融させて一体化する。この様なアーク溶接は、初期溶接、本溶接及びクレータ溶接の各工程からなり、一連の溶接処理では、これらの工程が順に実行される。例えば、一連の溶接処理は、溶接電極へ出力する電流によって管理され、各工程には、溶接母材の材質、厚さ、継手形状等に応じて、溶接用電流の適切な出力値がある。

従来の溶接機では、電流調整用操作部を回転操作することにより、各工程における溶接用電流の出力設定値が調整され、この出力設定値に基づいて、溶接用電流が生成され、溶接電極へ出力される（例えば、特許文献１）。電流調整用操作部は、ロータリーエンコーダの入力軸に連結され、入力軸を中心とする電流調整用操作部の回転角を示す回転信号がロータリーエンコーダから出力される。出力設定値の調整は、回転角の変化量に応じて調整量を決定し、回転変位の符号に応じて、調整量を現在の出力設定値に加算し、或いは、減算することによって行われる。

特開２００１−２９３５６８号公報

上述した従来の溶接機では、電流調整用操作部が操作パネルから突出して配置されることから、物理的な衝撃を受け易く、ロータリーエンコーダが破損することがあった。このため、ロータリーエンコーダが破損した場合に、溶接用電流の出力設定値を調整することができないという問題があった。

また、溶接用電流の出力設定値を調整する際の操作性が良くないという問題もあった。例えば、出力設定値の調整範囲が５Ａ〜５００Ａであり、電流調整用操作部を１回転させたときに出力設定値が２０Ａだけ増加又は減少する場合、出力設定値を調整範囲の下限と上限との間で調整するには、電流調用操作部を最大で２４回転と２７０°回転させなければならない。仮に、回転角の変化量と出力設定値の調整量との間の変換レートを高くして１回転あたりの調整量を増加させれば、出力設定値を大きく変更する場合の電流調整用操作部の操作量を少なくすることができる。しかし、その様に変換レートを高くすれば、出力設定値の微調整がしづらくなってしまうという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電流調整用操作部の回転変位を検出するロータリーエンコーダが破損した場合であっても、溶接用電流の出力設定値を調整することができる溶接機を提供することを目的とする。また、溶接用電流の出力設定値を調整する際の操作性を向上させた溶接機を提供することを目的とする。

第１の本発明による溶接機は、電流調整用操作部の回転角を示す回転信号を生成するロータリーエンコーダと、溶接用電流の出力設定値を調整する電流設定値調整手段と、上記出力設定値を表示する電流設定値表示手段と、上記出力設定値に基づいて、溶接用電流を生成し、溶接電極へ出力する溶接用電流生成手段と、電流アップキーの押下操作に基づいて、上記出力設定値を一定量だけ増加させる電流増加信号を生成する電流増加信号生成手段と、電流ダウンキーの押下操作に基づいて、上記出力設定値を一定量だけ減少させる電流減少信号を生成する電流減少信号生成手段と、上記出力設定値の調整範囲として予め定められた区間を２以上の小区間に分割するとともに上記小区間ごとに異なる変換レートを各小区間に割り当て、上記回転信号に基づいて、現在の上記出力設定値が属する小区間に対応する変換レートで上記回転角の変化量を上記出力設定値の第１調整量に変換する回転変位変換手段とを備え、上記電流設定値調整手段が、上記電流増加信号、上記電流減少信号及び上記第１調整量に基づいて、上記出力設定値の調整を行うように構成される。

この溶接機では、電流アップキー又は電流ダウンキーを押下操作すれば、電流増加信号又は電流減少信号が生成され、溶接用電流の出力設定値を一定値だけ増加させ、或いは、一定値だけ減少させる動作が行われる。このため、電流調整用操作部の回転変位を検出するロータリーエンコーダが破損した場合であっても、電流アップキー又は電流ダウンキーを押下操作することにより、出力設定値を調整することができる。また、電流アップキー又は電流ダウンキーに不具合が生じた場合であっても、電流調整用操作部を回転操作することにより、出力設定値を調整することができる。

また、出力設定値の調整範囲を分割した小区間ごとに異なる変換レートで回転角の変化量を出力設定値の第１調整量に変換して出力設定値の調整を行うので、変換レートが調整範囲内の全区間で共通である場合に比べ、出力設定値の微調整がしづらくなるのを抑制しつつ、出力設定値を大きく変更する場合の電流調整用操作部の操作量を少なくすることができる。さらに、電流アップキー又は電流ダウンキーの押下操作による調整と電流調整用操作部の回転操作による調整とを組み合わせることにより、電流調整用操作部の操作量を少なくしつつ、出力設定値の微調整が容易な溶接機を実現することができる。

第２の本発明による溶接機は、上記構成に加え、上記電流設定値調整手段が、上記押下操作の操作時間が予め定められた判定時間よりも短い場合に、上記出力設定値を一定量だけ増加させ、或いは、上記出力設定値を一定量だけ減少させ、上記押下操作の操作時間が上記判定時間よりも長い場合に、現在の上記出力設定値が属する上記小区間に対応する変換レートで、上記出力設定値の調整を行うように構成される。

この様な構成によれば、電流アップキー又は電流ダウンキーを押下操作して溶接用電流の出力設定値を調整する際の操作性を向上させることができる。特に、押下操作の操作時間が判定時間よりも長い場合に、現在の出力設定値が属する小区間に対応する変換レートで出力設定値の調整を行うので、出力設定値を大きく変更する場合の操作性を向上させることができる。

第３の本発明による溶接機は、上記構成に加え、上記押下操作の操作時間に応じて段階的に増加する変換レートで上記操作時間の変化量を上記出力設定値の第２調整量に変換する操作時間変換手段を備え、上記電流設定値調整手段が、上記押下操作の操作時間が予め定められた判定時間よりも短い場合に、上記出力設定値を一定量だけ増加させ、或いは、上記出力設定値を一定量だけ減少させ、上記押下操作の操作時間が上記判定時間よりも長い場合に、上記第２調整量に基づいて、上記出力設定値の調整を行うように構成される。

この様な構成によれば、電流アップキー又は電流ダウンキーを押下操作して溶接用電流の出力設定値を調整する際の操作性を向上させることができる。特に、押下操作の操作時間が判定時間よりも長い場合に、押下操作の操作時間に応じて段階的に増加する変換レートで操作時間の変化量を第２調整量に変換して出力設定値の調整を行うので、出力設定値を大きく変更する場合の操作時間を短縮させることができる。

第４の本発明による溶接機は、上記構成に加え、初期溶接電流、溶接電流及びクレータ溶接電流のいずれか一つを編集対象パラメータとして選択し、編集対象切替キーの押下操作に基づいて、上記初期溶接電流、上記溶接電流及び上記クレータ溶接電流間で編集対象パラメータを切り替える編集対象パラメータ選択手段を備え、上記電流設定値調整手段が、上記編集対象パラメータの出力設定値を調整するように構成される。

この様な構成によれば、編集対象パラメータを切り替えるごとに、電流調整用操作部、電流アップキー又は電流ダウンキーを操作して出力設定値を調整することにより、初期溶接電流、溶接電流及びクレータ溶接電流の各溶接パラメータについて、その出力設定値を調整する際の操作性を向上させることができる。

第５の本発明による溶接機は、上記構成に加え、上記回転信号に基づいて、上記電流調整用操作部が回転操作中であるか否かを判別する回転操作判別手段を備え、上記編集対象パラメータ選択手段が、上記電流調整用操作部が押下操作された場合に、上記回転操作判別手段の判別結果に基づいて、上記編集対象パラメータを切り替えるように構成される。

この様な構成によれば、出力設定値を調整する際の操作性を向上させつつ、出力設定値の調整が完了していないにもかかわらず編集対象パラメータが誤って切り替えられる事態が生じるのを抑制することができる。

第６の本発明による溶接機は、上記構成に加え、上記回転操作判別手段が、判定閾値を超える回転変位が最後に検出された時から、上記判定閾値を超える回転変位が検出されることなく経過した時間に基づいて、回転操作中であるか否かの判別を行うように構成される。

この様な構成によれば、回転操作判定手段の構成を簡素化することができる。また、判定閾値を超える回転変位によって経過時間を判断することにより、電流調整用操作部を押下操作する際に、電流調整用操作部を誤って僅かに回転させたとしても、当該押下操作が無効化されるのを防止することができる。

なお、本発明は、広い調整範囲で溶接用電流の出力設定値を調整する際の操作性が向上することから、アーク溶接機に好適である。また、本発明は、アーク溶接機以外の溶接機、例えば、スポット溶接機などの抵抗溶接機にも適用することができる。

また、高い分解能を容易に得られることから、ロータリーエンコーダには、光学式のものが好適である。また、本発明には、光学式のロータリーエンコーダ以外のもの、例えば、静電容量式又は磁気式のロータリーエンコーダを用いることができる。

本発明によれば、電流調整用操作部の回転変位を検出するロータリーエンコーダが破損した場合であっても、溶接用電流の出力設定値を調整することができる溶接機を提供することができる。また、溶接用電流の出力設定値を調整する際の操作性を向上させた溶接機を提供することができる。

本発明の実施の形態１による溶接機１の一構成例を示した斜視図である。図１の溶接機１における操作パネル２の構成例を示した図である。図２のロータリーエンコーダ３の構成例を示した斜視図である。図１の溶接機１の動作の一例を示した図であり、溶接電極へ出力する電流の時間変化の様子が示されている。図１の溶接機１内の機能構成の一例を示したブロック図である。図５の回転変位変換部１１４の動作の一例を示した図である。図１の溶接機１の構成例を示した図であり、制御基板１１と着脱可能な操作基板１２とが示されている。本発明の実施の形態２による溶接機１の一構成例を示したブロック図である。図８の操作時間変換部１１７の動作の一例を示した図である。

実施の形態１．
＜溶接機１＞
図１は、本発明の実施の形態１による溶接機１の一構成例を示した斜視図である。図中には、交流電源、例えば、三相で定格電圧４００Ｖ、周波数５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの商用電源から供給される電力を利用して、アークを発生させるアーク溶接機が示されている。

この溶接機１は、直方体形状の筐体１０の前面に、溶接用電流の出力設定値を調整するためのロータリーエンコーダ３を有する操作パネル２と、出力端子５ａ，５ｂ、シールドガスの出力口６、冷却水の入力口７ａ及び出力口７ｂを有する接続部４とが設けられている。

操作パネル２は、筐体１０の上段に配置され、接続部４は、筐体１０の下段に配置されている。筐体１０内には、後述する制御基板１１及び操作基板１２が収容されている。制御基板１１及び操作基板１２は、筐体１０の前面に対向させて配置されている。

出力端子５ａは、直流電流を供給するための正極性端子であり、溶接母材と導通させた母材ケーブル（図示せず）、又は、溶接棒を保持する手溶接用の溶接ホルダー（図示せず）と導通させた出力ケーブルが接続される。出力端子５ｂは、直流電流を受給するための負極性端子であり、トーチ部（図示せず）と導通させた出力ケーブルが接続される。

出力口６は、アークを空気から遮蔽するシールドガスをトーチ部に供給するための接続口であり、ガスホースが接続される。例えば、シールドガスには、アルゴンガス又は炭酸ガスが用いられる。シールドガスは、ガスボンベ（図示せず）から溶接機１に供給される。

入力口７ａは、冷却水をトーチ部に供給するための接続口であり、水ホースが接続される。出力口７ｂは、トーチ部からの戻り水を受給するための接続口である。冷却水は、冷却装置（図示せず）から溶接機１に供給される。

＜操作パネル２＞
図２は、図１の溶接機１における操作パネル２の構成例を示した図である。図中には、横長形状の操作パネル２が示されている。この操作パネル２には、ロータリーエンコーダ３、７セグメント表示器２１、電流アップキー２２ａ、電流ダウンキー２２ｂ、編集対象切替キー２３ａ，２３ｂ、セットボタン２４ａ、セーブボタン２４ｂ、ロードボタン２４ｃ、電源ボタン２５、極性切替ボタン２６、パルス設定切替ボタン２７及び編集対象インジケータ２８が設けられている。

ロータリーエンコーダ３、７セグメント表示器２１、電流アップキー２２ａ及び電流ダウンキー２２ｂは、操作パネル２の右側下段の領域に配置されている。編集対象切替キー２３ａ，２３ｂ、セットボタン２４ａ、セーブボタン２４ｂ及びロードボタン２４ｃは、操作パネル２の右側上段の領域に配置されている。

ロータリーエンコーダ３は、電流調整つまみの回転変位を検出し、電流調整つまみの回転角を示す回転信号を生成する回転変位検出装置である。例えば、電流調整つまみを時計回りに回転させることにより、溶接用電流の出力設定値を増加させ、或いは、電流調整つまみを反時計回りに回転させることにより、溶接用電流の出力設定値を減少させることができる。

７セグメント表示器２１は、溶接用電流の出力設定値や溶接用電流の測定値を表示するための表示装置であり、７セグメントを用いて、数値やアルファベットを表示することができる。

電流アップキー２２ａ、電流ダウンキー２２ｂ、編集対象切替キー２３ａ，２３ｂ、セットボタン２４ａ、セーブボタン２４ｂ、ロードボタン２４ｃ、電源ボタン２５、極性切替ボタン２６及びパルス設定切替ボタン２７は、押下操作を検出する押下型の接点スイッチにより構成される。

電流アップキー２２ａは、溶接用電流の出力設定値を一定量だけ増加させるための操作キーである。電流ダウンキー２２ｂは、溶接用電流の出力設定値を一定量だけ減少させるための操作キーである。電流アップキー２２ａ又は電流ダウンキー２２ｂを長押しすることにより、溶接用電流の出力設定値を連続的に変化させることができる。

電流アップキー２２ａ又は電流ダウンキー２２ｂを押下操作すれば、溶接用電流の出力設定値を一定値だけ増加させ、或いは、一定値だけ減少させる動作が行われる。このため、電流調整つまみの回転変位を検出するロータリーエンコーダ３が破損した場合であっても、電流アップキー２２ａ又は電流ダウンキー２２ｂを押下操作することにより、出力設定値を調整することができる。また、電流アップキー２２ａ又は電流ダウンキー２２ｂに不具合が生じた場合であっても、電流調整つまみを回転操作することにより、出力設定値を調整することができる。

編集対象切替キー２３ａ，２３ｂは、編集対象の溶接パラメータを切り替えるための操作キーである。溶接パラメータには、初期溶接電流Ｉｉ、溶接電流Ｉｗ、クレータ溶接電流Ｉｃ、初期溶接電流Ｉｉから溶接電流Ｉｗまで出力電流が増加するのに要する上昇時間Ｔｕｐ、交流モードの選択時の周波数ｆ、溶接電流Ｉｗからクレータ溶接電流Ｉｃまで出力電流が減少するのに要する下降時間Ｔｄｗ等がある。クレータ溶接電流Ｉｃは、一連の溶接処理を終了する際の終了電流である。パルスモードの選択時には、溶接電流Ｉｗに代えて、ピーク電流Ｉｐ及びベース電流Ｉｂを編集対象パラメータとして選択することができる。

編集対象切替キー２３ａに対する押下操作を繰り返すことにより、Ｉｉ，Ｔｕｐ，Ｉｗ，ｆ，Ｔｄｗ，Ｉｃをこの順序で順に選択することができる。一方、編集対象切替キー２３ｂに対する押下操作を繰り返すことにより、Ｉｉ，Ｔｕｐ，Ｉｗ，ｆ，Ｔｄｗ，Ｉｃをこの順序とは逆の順序で順に選択することができる。

セットボタン２４ａは、セーブボタン２４ｂやロードボタン２４ｃの操作時に、決定キーとして機能する操作キーである。セーブボタン２４ｂは、１又は２以上の溶接パラメータの設定値からなる溶接条件をメモリに保存するための操作キーである。ロードボタン２４ｃは、メモリに保存した溶接条件をメモリから呼び出すための操作キーである。メモリには、２以上の溶接条件を保存することができる。

電源ボタン２５は、溶接機１の主電源をオン状態又はオフ状態に切り替えるための操作キーである。極性切替ボタン２６は、極性を直流モード及び交流モード間で切り替えるための操作キーである。パルス設定切替ボタン２７は、パルスモードを切り替えるための操作キーである。

編集対象インジケータ２８は、編集対象として選択されている溶接パラメータを示すための表示灯である。操作パネル２には、初期溶接、本溶接及びクレータ溶接の各工程からなる溶接シーケンスが印字され、各工程には、関連する溶接パラメータに対応づけて編集対象インジケータ２８が設けられている。編集対象インジケータ２８の点灯により、編集対象パラメータを容易に識別することができる。

＜ロータリーエンコーダ３＞
図３は、図２のロータリーエンコーダ３の構成例を示した斜視図である。図中には、ロータリーエンコーダ３の一例として、電流調整つまみ３１の回転変位を光学的に検出する光学式エンコーダが示されている。このロータリーエンコーダ３は、電流調整つまみ３１、入力軸３２、スリット板３３、投光部３４及び受光部３５により構成される。ロータリーエンコーダ３には、電流調整つまみ３１の押下操作を検出する押下操作検出部４０が設けられている。

電流調整つまみ３１は、電流調整用の操作部であり、円柱形状からなる。入力軸３２は、電流調整つまみ３１の中心軸方向に延びる回転軸であり、回転可能に支持される。電流調整つまみ３１及びスリット板３３は、入力軸３２に固定されている。入力軸３２は、電流調整つまみ３１の下端面から垂直に突出している。

スリット板３３は、検出光を通過させるためのスリット３３ａが周縁に沿って一定のピッチで形成された円形の平板からなり、入力軸３２を中心として回転する。例えば、スリット３３ａは、１８°毎に形成される。入力軸３２は、スリット板３３の中心を垂直に貫通している。

投光部３４及び受光部３５は、スリット板３３を挟んで配置されている。投光部３４は、検出光を受光部３５に向けて出射する光源であり、検出光を生成する発光素子からなる。受光部３５は、スリット板３３のスリット３３ａを介し、投光部３４からの検出光を受光し、回転信号を生成する光電変換素子からなる。

回転信号は、スリット板３３の回転速度に応じてパルスの繰り返し間隔が変化するオン信号からなる。また、スリット３３ａの配列ピッチよりも短い距離だけ周方向にずらして配置した２つの受光部３５から回転信号を取得することにより、スリット板３３の回転方向を識別することができる。つまり、一定のピッチで形成されたスリット３３ａを通過した検出光を受光することにより、回転角の変化量に対応するオン信号の数と、左右の何れかの回転方向とを検出することができる。

電流調整つまみ３１の回転変位を検出する検出装置には、スリット板３３を光が通過する際のオン信号の数、すなわち、オン回数をカウントするもの以外に、電流調整つまみ３１を所定角度だけ回転操作する毎に機械的にオンするスイッチを利用することもできる。

押下操作検出部４０は、電流調整つまみ３１が下方に押し込まれたことを検出し、編集対象パラメータを切り替えるための操作信号を生成する。つまり、電流調整つまみ３１を押し込むことにより、編集対象パラメータを切り替えることができる。

例えば、押下操作検出部４０は、電流調整つまみ３１が押し込まれた際に、入力軸３２を介して押圧力が付加され、電気接点の導通状態及び遮断状態が切り替えられる押下型の接点スイッチにより構成される。この押下操作検出部４０は、入力軸３２における電流調整つまみ３１とは反対側の端部に配置されている。

図４は、図１の溶接機１の動作の一例を示した図であり、溶接電極へ出力する電流の時間変化の様子が示されている。この図では、横軸を経過時間ｔとし、縦軸を溶接電極へ出力する電流として、溶接機１の出力特性が示されている。

時刻ｔ_１から時刻ｔ_２までの区間は、初期溶接工程であり、概ね一定の初期溶接電流Ｉｉが溶接電極に出力される。時刻ｔ_２から時刻ｔ_３までの区間では、電流が初期溶接電流Ｉｉから溶接電流Ｉｗまで単調に増加している。上昇時間Ｔｕｐは、この区間の長さを規定する。時刻ｔ_３から時刻ｔ_４までの区間は、本溶接工程であり、概ね一定の溶接電流Ｉｗが溶接電極に出力される。

時刻ｔ_４から時刻ｔ_５までの区間では、電流が溶接電流Ｉｗからクレータ溶接電流Ｉｃまで単調に減少している。下降時間Ｔｄｗは、この区間の長さを規定する。時刻ｔ_５から時刻ｔ_６までの区間は、クレータ溶接工程であり、概ね一定のクレータ溶接電流Ｉｃが溶接電極に出力される。

初期溶接電流Ｉｉ、溶接電流Ｉｗ、クレータ溶接電流Ｉｃ、上昇時間Ｔｕｐ及び下降時間Ｔｄｗは、ロータリーエンコーダ３、電流アップキー２２ａ又は電流ダウンキー２２ｂを操作することにより、その設定値を変更することができる。例えば、初期溶接電流Ｉｉ、溶接電流Ｉｗ及びクレータ溶接電流Ｉｃは、５Ａ以上５００Ａ以下の範囲内の任意の値に変更することができる。また、上昇時間Ｔｕｐ及び下降時間Ｔｄｗは、０ｓｅｃ以上２５ｓｅｃ以下の範囲内の任意の値に変更することができる。

図５は、図１の溶接機１内の機能構成の一例を示したブロック図である。この溶接機１は、ロータリーエンコーダ３、押下操作検出部４０、電流設定値調整部１１０、電流増加信号生成部１１１、電流減少信号生成部１１２、変換情報記憶部１１３、回転変位変換部１１４、現在値記憶部１１５、電流設定値表示部１１６、編集対象パラメータ選択部１２０、溶接パラメータ記憶部１２１、回転操作判別部１２２及び溶接用電流生成部１３０により構成される。

溶接パラメータ記憶部１２１には、溶接パラメータの出力設定値が保持される。溶接用電流生成部１３０は、溶接パラメータ記憶部１２１内に保持されている出力設定値に基づいて、溶接用電流を生成し、溶接電極へ出力する。溶接用電流は、商用電源から供給される電力を利用して生成される。

編集対象パラメータ選択部１２０は、溶接パラメータのいずれか一つを編集対象パラメータとして選択し、編集対象切替キー２３ａ又は２３ｂの押下操作に基づいて、編集対象パラメータを切り替える。例えば、初期溶接電流Ｉｉ、溶接電流Ｉｗ及びクレータ溶接電流Ｉｃのいずれか一つが編集対象パラメータとして選択される。また、編集対象切替キー２３ａ又は２３ｂの押下操作に基づいて、初期溶接電流Ｉｉ、溶接電流Ｉｗ及びクレータ溶接電流Ｉｃ間で編集対象パラメータが切り替えられる。

編集対象パラメータ選択部１２０は、編集対象パラメータの出力設定値を溶接パラメータ記憶部１２１から読み出して、編集対象パラメータの現在値として現在値記憶部１１５内に格納する。現在値は、現在の出力設定値である。電流設定値表示部１１６は、７セグメント表示器２１を制御し、現在値記憶部１１５内に保持されている現在値を表示する。

回転変位変換部１１４は、出力設定値の調整範囲として予め定められた区間を２以上の小区間に分割するとともに、小区間ごとに異なる変換レートを各小区間に割り当て、ロータリーエンコーダ３からの回転信号に基づいて、編集対象パラメータの現在の出力設定値が属する小区間に対応する変換レートで回転角の変化量を出力設定値の第１調整量に変換する。変換レートは、回転角の変化量に対する出力設定値の第１調整量の割合である。

変換情報記憶部１１３には、出力設定値が大きくなるのに従って段階的に増加する変換レートで、回転角の変化量と出力設定値の第１調整量とを対応づける変換情報が保持される。第１調整量への変換処理は、この変換情報に基づいて行われる。つまり、現在の出力設定値が大きいほど、高い変換レートで回転角の変化量が変換される。

例えば、編集対象パラメータが初期溶接電流Ｉｉ、溶接電流Ｉｗ又はクレータ溶接電流Ｉｃである場合、出力設定値の調整範囲は、５Ａ以上５００Ａ以下であり、この区間が３つの小区間Ｋ１〜Ｋ３に分割される。小区間Ｋ１は、５Ａ以上１００Ａ未満であり、小区間Ｋ２は、１００Ａ以上３００Ａ未満であり、小区間Ｋ３は、３００Ａ以上５００Ａ以下である。小区間Ｋ１の変換レートは、回転角の変化量が予め定められた角度、この例では１８°増加するごとに、第１調整量を１Ａだけ増加させるレートである。つまり、右方向のオン信号のカウント数が１つ増加するごとに、第１調整量は１Ａだけ増加する。小区間Ｋ２の変換レートは、右方向のオン信号のカウント数が１つ増加するごとに、第１調整量を５Ａだけ増加させるレートである。小区間Ｋ３の変換レートは、右方向のオン信号のカウント数が１つ増加するごとに、第１調整量を１０Ａだけ増加させるレートである。

また、小区間Ｋ１の変換レートでは、左方向のオン信号のカウント数が１つ増加するごとに、第１調整量が１Ａだけ減少する。小区間Ｋ２の変換レートでは、左方向のオン信号のカウント数が１つ増加するごとに、第１調整量が５Ａだけ減少する。小区間Ｋ３の変換レートでは、左方向のオン信号のカウント数が１つ増加するごとに、第１調整量が１０Ａだけ減少する。

また、編集対象パラメータが下降時間Ｔｄｗである場合、出力設定値の調整範囲は、０ｓｅｃ以上２５ｓｅｃ以下であり、この区間が２つの小区間Ｋ１１及びＫ１２に分割される。小区間Ｋ１１は、０ｓｅｃ以上５ｓｅｃ未満であり、小区間Ｋ１２は、５ｓｅｃ以上２５ｓｅｃ以下である。小区間Ｋ１１の変換レートは、右方向のオン信号のカウント数が１つ増加するごとに、第１調整量を０．１ｓｅｃだけ増加させるレートである。小区間Ｋ１２の変換レートは、右方向のオン信号のカウント数が１つ増加するごとに、第１調整量を１ｓｅｃだけ増加させるレートである。

また、小区間Ｋ１１の変換レートでは、左方向のオン信号のカウント数が１つ増加するごとに、第１調整量が０．１ｓｅｃだけ減少する。小区間Ｋ１２の変換レートでは、左方向のオン信号のカウント数が１つ増加するごとに、第１調整量が１ｓｅｃだけ減少する。

また、編集対象パラメータが周波数ｆである場合、出力設定値の調整範囲は、１５Ｈｚ以上４００Ｈｚ以下であり、この区間が２つの小区間Ｋ２１及びＫ２２に分割される。小区間Ｋ２１は、１５Ｈｚ以上１００Ｈｚ未満であり、小区間Ｋ２２は、１００Ｈｚ以上４００Ｈｚ以下である。小区間Ｋ２１の変換レートは、右方向のオン信号のカウント数が１つ増加するごとに、第１調整量を１Ｈｚだけ増加させるレートである。小区間Ｋ２２の変換レートは、右方向のオン信号のカウント数が１つ増加するごとに、第１調整量を５Ｈｚだけ増加させるレートである。

また、小区間Ｋ２１の変換レートでは、左方向のオン信号のカウント数が１つ増加するごとに、第１調整量が１Ｈｚだけ減少する。小区間Ｋ２２の変換レートでは、左方向のオン信号のカウント数が１つ増加するごとに、第１調整量が５Ｈｚだけ減少する。

電流増加信号生成部１１１は、電流アップキー２２ａの押下操作に基づいて、編集対象パラメータの出力設定値を一定量だけ増加させる電流増加信号を生成し、電流設定値調整部１１０へ出力する。電流減少信号生成部１１２は、電流ダウンキー２２ｂの押下操作に基づいて、編集対象パラメータの出力設定値を一定量だけ減少させる電流減少信号を生成し、電流設定値調整部１１０へ出力する。

電流設定値調整部１１０は、電流増加信号、電流減少信号及び第１調整量に基づいて、編集対象パラメータの出力設定値を調整し、現在値記憶部１１５内の現在値を更新する。例えば、編集対象パラメータが初期溶接電流Ｉｉ、溶接電流Ｉｗ又はクレータ溶接電流Ｉｃであり、現在値が小区間Ｋ１に属する場合、電流調整つまみ３１が右に回転操作されることによって右方向のオン信号がカウントされるごとに、現在値を１Ａだけ増加させる。或いは、電流調整つまみ３１が左に回転操作されることによって左方向のオン信号がカウントされるごとに、現在値を１Ａだけ減少させる。

現在値が小区間Ｋ２に属する場合には、電流調整つまみ３１が右に回転操作されることによって右方向のオン信号がカウントされるごとに、現在値を５Ａだけ増加させる。或いは、電流調整つまみ３１が左に回転操作されることによって左方向のオン信号がカウントされるごとに、現在値を５Ａだけ減少させる。また、現在値が小区間Ｋ３に属する場合には、電流調整つまみ３１が右に回転操作されることによって右方向のオン信号がカウントされるごとに、現在値を１０Ａだけ増加させる。或いは、電流調整つまみ３１が左に回転操作されることによって左方向のオン信号がカウントされるごとに、現在値を１０Ａだけ減少させる。

この様な構成により、出力設定値が大きくなるのに従って、わずかな回転角で出力設定値をより大きく変更することができる。また、出力設定値が小さくなるのに従って、より大きな回転角で出力設定値を詳細に調整することができる。

電流設定値調整部１１０は、電流アップキー２２ａ又は電流ダウンキー２２ｂに対する短押し操作及び長押し操作を判別し、短押し操作が行われた場合に、出力設定値を一定量だけ増加させ、或いは、出力設定値を一定量だけ減少させる。短押し操作は、押下操作の操作時間が予め定められた判定時間Ｔａよりも短い押下操作である。長押し操作は、押下操作の操作時間が判定時間Ｔａよりも長い押下操作である。

例えば、編集対象パラメータが初期溶接電流Ｉｉ、溶接電流Ｉｗ又はクレータ溶接電流Ｉｃである場合、電流アップキー２２ａ又は電流ダウンキー２２ｂを１回押下するごとに、現在値を１Ａだけ増加させ、或いは、減少させることができる。

一方、長押し操作が行われた場合には、操作時間に応じて増加する調整量だけ出力設定値を増加させ、或いは、減少させる動作が行われる。この様な構成により、電流アップキー２２ａ又は電流ダウンキー２２ｂを押下操作して編集対象パラメータの出力設定値を調整する際の操作性を向上させることができる。

編集対象パラメータ選択部１２０は、現在値記憶部１１５内の現在値が変更されれば、変更後の現在値に基づいて、溶接パラメータ記憶部１２１内の出力設定値を更新する。また、編集対象パラメータ選択部１２０は、電流調整つまみ３１の押下操作に基づいて、編集対象パラメータを切り替える。

この様な構成により、編集対象パラメータを切り替えるごとに、電流調整つまみ３１、電流アップキー２２ａ又は電流ダウンキー２２ｂを操作して出力設定値を調整することにより、初期溶接電流Ｉｉ、溶接電流Ｉｗ及びクレータ溶接電流Ｉｃの各溶接パラメータについて、その出力設定値を調整する際の操作性を向上させることができる。特に、出力設定値の調整と編集対象パラメータの切替とを共通の操作部を操作するによって実行することができるので、複数の溶接パラメータについて、出力設定値を調整する際の操作性をさらに向上させることができる。

回転操作判別部１２２は、ロータリーエンコーダ３からの回転信号に基づいて、電流調整つまみ３１が回転操作中であるか否かを判別し、その判別結果を編集対象パラメータ選択部１２０へ出力する。

例えば、回転操作判別部１２２は、判定閾値を超える回転変位が最後に検出された時から、判定閾値を超える回転変位が検出されることなく経過した時間に基づいて、回転操作中であるか否かの判別を行う。

この様な構成により、回転操作判定部１２２の構成を簡素化することができる。また、判定閾値を超える回転変位によって経過時間を判断することにより、電流調整つまみ３１を押下操作する際に、電流調整つまみ３１を誤って僅かに回転させたとしても、当該押下操作が無効化されるのを防止することができる。

編集対象パラメータ選択部１２０は、電流調整つまみ３１が押下操作された場合に、回転操作判別部１２２の判別結果に基づいて、編集対象パラメータを切り替える。具体的には、電流調整つまみ３１が回転操作中でない場合、編集対象パラメータが切り替えられる。

一方、電流調整つまみ３１が回転操作中である場合には、電流調整つまみ３１に対する押下操作が無視され、編集対象パラメータの切り替えは行われない。この様な構成により、出力設定値を調整する際の操作性を向上させつつ、出力設定値の調整が完了していないにもかかわらず編集対象パラメータが誤って切り替えられる事態が生じるのを防止することができる。

図６は、図５の回転変位変換部１１４の動作の一例を示した図である。この図には、編集対象パラメータが初期溶接電流Ｉｉ、溶接電流Ｉｗ又はクレータ溶接電流Ｉｃである場合が示されている。図中の（ａ）には、横軸を回転角の変化量とし、縦軸を出力設定値の調整量として、回転角の変化量と出力設定値の調整量との対応関係を表す変換特性Ｂ１〜Ｂ３が示されている。変換特性Ｂ１は、現在値が小区間Ｋ１（５Ａ〜１００Ａ）に含まれている場合の変換特性であり、単位変化量θ_１当たりの調整量がａ_１である。

変換特性Ｂ２は、現在値が小区間Ｋ２（１００Ａ〜３００Ａ）に含まれている場合の変換特性であり、単位変化量θ_１当たりの調整量がａ_２である（ａ_２＞ａ_１）。変換特性Ｂ３は、現在値が小区間Ｋ３（３００Ａ〜５００Ａ）に含まれている場合の変換特性であり、単位変化量θ_２当たりの調整量がａ_２である（θ_２＜θ_１）。

図中の（ｂ）には、横軸を編集対象パラメータの現在値とし、縦軸を変換レートとして、編集対象パラメータの現在値と変換レートとの対応関係が示されている。小区間Ｋ１における変換レートｒ_１は、ｒ_１＝ａ_１／θ_１であり、小区間Ｋ２における変換レートｒ_２は、ｒ_２＝ａ_２／θ_１であり、小区間Ｋ３における変換レートｒ_３は、ｒ_３＝ａ_２／θ_２である。

回転変位変換部１１４では、この様に編集対象パラメータの現在値が大きくなるのに従って３段階に増加する変換レートで、回転角の変化量を出力設定値の調整量に変換する動作が行われる。

図７は、図１の溶接機１の構成例を示した図であり、制御基板１１と着脱可能な操作基板１２とが示されている。制御基板１１は、接続部１４、制御回路１５及びメモリ１６が背面に配設された回路基板である。操作基板１２は、ロータリーエンコーダ３が前面に取り付けられ、背面に接続部１３が配設された基板であり、筐体１０に対し、ねじ止めされている。

接続部１３及び１４は、制御基板１１側から、ロータリーエンコーダ３の投光部３４及び押下操作検出部４０に電源供給するための電源ケーブルと、操作基板１２側から、受光部３５の回転信号を制御回路１５へ伝送するための信号ケーブルとを着脱可能に接続するコネクタである。この様な構成によれば、ロータリーエンコーダ３が破損した場合に、操作基板１２ごと取り外せるので、ロータリーエンコーダ３の交換作業を容易化することができる。

本実施の形態によれば、出力設定値の調整範囲を分割した小区間ごとに異なる変換レートで回転角の変化量を出力設定値の第１調整量に変換して出力設定値の調整を行うので、変換レートが調整範囲内の全区間で共通である場合に比べ、出力設定値の微調整がしづらくなるのを抑制しつつ、出力設定値を大きく変更する場合の電流調整つまみ３１の操作量を少なくすることができる。さらに、電流アップキー２２ａ又は電流ダウンキー２２ｂの押下操作による調整と電流調整つまみ３１の回転操作による調整とを組み合わせることにより、電流調整つまみ３１の操作量を少なくしつつ、出力設定値の微調整が容易な溶接機１を実現することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、電流設定値調整部１１０が電流アップキー２２ａ又は電流ダウンキー２２ｂに対する短押し操作及び長押し操作を判別して出力設定値の調整を行う場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、電流アップキー２２ａ又は電流ダウンキー２２ｂに対する長押し操作の操作時間が長いほど、高い変換レートで操作時間の変化量を第２調整量に変換して出力設定値の調整を行う場合について説明する。

図８は、本発明の実施の形態２による溶接機１の一構成例を示したブロック図である。この溶接機１は、図５の溶接機１と比較すれば、操作時間変換部１１７を備えている点で異なる。

操作時間変換部１１７は、電流アップキー２２ａ又は電流ダウンキー２２ｂに対する押下操作の操作時間に応じて段階的に増加する変換レートで、操作時間の変化量を出力設定値の第２調整量に変換する。

電流設定値調整部１１０は、電流アップキー２２ａ又は電流ダウンキー２２ｂの長押し操作が行われた場合に、第２調整量だけ出力設定値を増加させ、或いは、減少させる。この様な構成によれば、電流アップキー２２ａ又は電流ダウンキー２２ｂを押下操作して溶接用電流の出力設定値を調整する際の操作性を向上させることができる。特に、押下操作の操作時間が判定時間Ｔａよりも長い場合に、押下操作の操作時間に応じて段階的に増加する変換レートで操作時間の変化量を第２調整量に変換して出力設定値の調整を行うので、出力設定値を大きく変更する場合の操作時間を短縮させることができる。

図９は、図８の操作時間変換部１１７の動作の一例を示した図である。図中には、横軸を押下操作の操作時間とし、縦軸を変換レートとして、判定時間Ｔａが時間ｔ_１１である場合の操作時間と変換レートとの対応関係が示されている。

操作時間が時間ｔ_１１以上時間ｔ_１２未満である場合の変換レートｒ_１１に比べ、操作時間が時間ｔ_１２以上である場合の変換レートｒ_１２が高くなっている。例えば、編集対象パラメータが初期溶接電流Ｉｉ、溶接電流Ｉｗ又はクレータ溶接電流Ｉｃである場合、時間ｔ_１１は、０．５ｓｅｃであり、時間ｔ_１２は、２ｓｅｃである。また、変換レートｒ_１１は、５Ａ／０．５ｓｅｃであり、変換レートｒ_１２は、１０Ａ／０．１５ｓｅｃである。

操作時間変換部１１７では、この様に押下操作の操作時間が長くなるのに従って２段階に増加する変換レートで、操作時間の変化量を出力設定値の第２調整量に変換する動作が行われる。

なお、本実施の形態では、長押し操作の操作時間が長いほど高い変換レートで操作時間の変化量が第２調整量に変換される場合の例について説明したが、本発明は、電流アップキー２２ａ又は電流ダウンキー２２ｂの長押し操作による出力設定値の調整方法をこれに限定するものではない。例えば、実施の形態１で説明した電流調整つまみ３１の操作による調整方法と同様に、編集対象パラメータの出力設定値の調整範囲を２以上の区間に分割し、電流アップキー２２ａ又は電流ダウンキー２２ｂが長押し操作された際に、現在の出力設定値が属する区間に対応する変換レートで、出力設定値の調整を行うような構成であっても良い。つまり、同じ長押し時間であっても、現在の出力設定値が属する区間に応じて、出力設定値の調整量を変化させることができる。この様な構成では、所望の設定値に近い値まで長押し操作によって出力設定値を大まかに調整し、一旦、長押し操作を中断し、その後、短押し操作によって出力設定値を微調整することができる。

１溶接機
２操作パネル
３ロータリーエンコーダ
４接続部
１０筐体
２１７セグメント表示器
２２ａ電流アップキー
２２ｂ電流ダウンキー
２３ａ，２３ｂ編集対象切替キー
２４ａセットボタン
２４ｂセーブボタン
２４ｃロードボタン
２８編集対象インジケータ
３１電流調整つまみ
４０押下操作検出部
１１０電流設定値調整部
１１１電流増加信号生成部
１１２電流減少信号生成部
１１３変換情報記憶部
１１４回転変位変換部
１１５現在値記憶部
１１６電流設定値表示部
１１７操作時間変換部
１２０編集対象パラメータ選択部
１２１溶接パラメータ記憶部
１２２回転操作判別部
１３０溶接用電流生成部

Claims

電流調整用操作部の回転角を示す回転信号を生成するロータリーエンコーダと、
溶接用電流の出力設定値を調整する電流設定値調整手段と、
上記出力設定値を表示する電流設定値表示手段と、
上記出力設定値に基づいて、溶接用電流を生成し、溶接電極へ出力する溶接用電流生成手段と、
電流アップキーの押下操作に基づいて、上記出力設定値を一定量だけ増加させる電流増加信号を生成する電流増加信号生成手段と、
電流ダウンキーの押下操作に基づいて、上記出力設定値を一定量だけ減少させる電流減少信号を生成する電流減少信号生成手段と、
上記出力設定値の調整範囲として予め定められた区間を２以上の小区間に分割するとともに上記小区間ごとに異なる変換レートを各小区間に割り当て、上記回転信号に基づいて、現在の上記出力設定値が属する小区間に対応する変換レートで上記回転角の変化量を上記出力設定値の第１調整量に変換する回転変位変換手段とを備え、
上記電流設定値調整手段は、上記電流増加信号、上記電流減少信号及び上記第１調整量に基づいて、上記出力設定値の調整を行うことを特徴とする溶接機。
上記電流設定値調整手段は、上記押下操作の操作時間が予め定められた判定時間よりも短い場合に、上記出力設定値を一定量だけ増加させ、或いは、上記出力設定値を一定量だけ減少させ、上記押下操作の操作時間が上記判定時間よりも長い場合に、現在の上記出力設定値が属する上記小区間に対応する変換レートで、上記出力設定値の調整を行うことを特徴とする請求項１に記載の溶接機。
上記押下操作の操作時間に応じて段階的に増加する変換レートで上記操作時間の変化量を上記出力設定値の第２調整量に変換する操作時間変換手段を備え、
上記電流設定値調整手段は、上記押下操作の操作時間が予め定められた判定時間よりも短い場合に、上記出力設定値を一定量だけ増加させ、或いは、上記出力設定値を一定量だけ減少させ、上記押下操作の操作時間が上記判定時間よりも長い場合に、上記第２調整量に基づいて、上記出力設定値の調整を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の溶接機。
初期溶接電流、溶接電流及びクレータ溶接電流のいずれか一つを編集対象パラメータとして選択し、編集対象切替キーの押下操作に基づいて、上記初期溶接電流、上記溶接電流及び上記クレータ溶接電流間で編集対象パラメータを切り替える編集対象パラメータ選択手段を備え、
上記電流設定値調整手段は、上記編集対象パラメータの出力設定値を調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の溶接機。
上記回転信号に基づいて、上記電流調整用操作部が回転操作中であるか否かを判別する回転操作判別手段を備え、
上記編集対象パラメータ選択手段は、上記電流調整用操作部が押下操作された場合に、上記回転操作判別手段の判別結果に基づいて、上記編集対象パラメータを切り替えることを特徴とする請求項４に記載の溶接機。
上記回転操作判別手段は、判定閾値を超える回転変位が最後に検出された時から、上記判定閾値を超える回転変位が検出されることなく経過した時間に基づいて、回転操作中であるか否かの判別を行うことを特徴とする請求項５に記載の溶接機。