JP6584744B2 - 溶接機用電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、溶接機用電源装置に関し、特に、溶接条件、例えば溶接プロセスや溶接シーケンスやこれらシーケンスにおける各種のパラメータの値を設定することができるものに関する。

従来、溶接条件を設定することができる溶接機用電源装置としては、例えば特許文献１に開示されているようなものがある。特許文献１の溶接機用電源装置では、溶接機用電源装置の主電源スイッチがターンオフされたときに、そのときの溶接条件を記憶手段に自動的に記憶し、主電源スイッチがターンオンされたときに、記憶手段に記憶されている溶接条件を読み出して、溶接機用電源装置に自動的に設定する。

特開２００６−８２０９１号公報

特許文献１の技術によれば、溶接作業を一旦中止するために作業員が主電源スイッチをターンオフした後に、溶接作業を再開するために作業員が主電源スイッチをターンオンしたときに前回の溶接作業時の溶接条件を自動的に設定することができる。しかし、主電源スイッチをターンオフせずに、例えばトーチスイッチをオフにしたり、トーチを母材から引き離してアークの発生を停止させて溶接を中止したような場合には、溶接条件は記憶されない。また、溶接を中止した状態で作業員が作業現場を離れた場合、他の作業員が溶接条件を変更することがある。離れていた作業員が作業現場に戻ったとき、溶接条件が変更されていることに気がつき、元の溶接条件に再設定しようとする。しかし、記憶手段には溶接作業の中止前の溶接条件は記憶されていないので、作業員がその記憶に従って元の溶接条件を再設定しようとするが、完全に記憶していない場合がある。その場合には溶接条件の再設定に時間がかかり、溶接を円滑に再開することができない。

本発明は、溶接を一時的に中止した後で溶接条件が変更されていても、溶接条件を容易に再設定することができる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、設定された溶接条件に従って溶接出力を出力するものである。溶接条件としては、例えば、溶接プロセスのみ、または溶接プロセス及び溶接シーケンスのみ、または選択された溶接プロセス及び溶接シーケンスにおける各種パラメータがある。この電源装置では、操作手段の操作によって前記溶接条件が前記溶接機用電源装置に設定され、前記溶接機用電源装置からの出力電流を電流検出手段が検出する。前記主電源スイッチがオンであるが、前記電流検出手段が前記出力電流を検出しなくなったときに、そのときの前記溶接条件が自動的に記憶手段に記憶される。現在の前記溶接条件が過去の前記溶接条件と異なるときに操作される読み出し用操作手段を読み出し手段が有し、読み出し用操作手段が読み出し操作されたとき、読み出し手段は、前記記憶手段に記憶されている前記溶接条件を読み出して、前記溶接機用電源装置に設定する。

上記の態様において、前記記憶手段は、前記溶接条件の記憶領域を複数有するものとすることができる。この場合、前記溶接機用電源装置が動作中であるが、前記電流検出手段が前記出力電流を検出しなくなるごとに、そのときの前記溶接条件を前記記憶領域に順に記憶し、前記読み出し手段は、読み出し用操作手段の操作によって、所望の前記溶接条件を読み出して、前記溶接機用電源装置に設定する。このように構成すると、前回よりも以前の溶接条件を設定することが可能となり、例えば一時的な作業のために、溶接条件を作業者が変更したが、一時的に変更する前の溶接条件に再設定したいような場合に有効である。

上記の態様において、前記記憶手段への前記溶接条件の記憶は、前記溶接機用電源装置が動作中であるが前記電流検出手段が前記出力電流を検出しなくなったときの前記溶接条件が、前記溶接機用電源装置が動作中であるが前回に前記電流検出手段が前記出力電流を検出しなくなったときの溶接条件と異なるときに行われるものとすることができる。このように構成すると、例えば記憶領域が１つの場合、同じ溶接条件が何度も１つの記憶領域に記憶されることを防止することができるし、複数の記憶領域を記憶手段が有する場合、同じ溶接条件が異なる記憶領域にそれぞれ記憶されることを防止することができる。

以上のように、本発明によれば、一時的に溶接条件が変更されても、容易に元の溶接条件を設定することができ、円滑に溶接作業を再開することができる。

本発明の一実施形態の溶接機用電源装置のブロック図である。 図１の溶接機用電源装置の表示設定部の正面図である。 図１の溶接機用電源装置におけるメモリへの溶接条件の記憶に関するフローチャートである。 図１の溶接機用電源装置におけるメモリの概略構成図である。 図１の溶接機用電源装置におけるメモリからの溶接条件の読み出しに関するフローチャートである。

本発明の１実施形態の溶接用電源装置は、アーク溶接機用の電源装置であって、様々な溶接条件で動作可能なものである。例えばスティック溶接、高周波ＴＩＧ溶接、リフトＴＩＧ溶接のような溶接プロセスのいずれかで使用可能なものであり、更に高周波ＴＩＧ溶接やリフトＴＩＧ溶接では、出力する電流の極性を直流、交流に切り換えることができる。また、溶接条件としては、クレータモードがあり、例えば２Ｔ、４Ｔ、リピート、スポットのように異なった溶接シーケンスがある。なお、これら各プロセス及びクレータモードに応じて様々なパラメータが設定される。これらパラメータも溶接条件に含まれる。

図１に示すように、この溶接機用電源装置は、入力側交流−直流変換手段、例えば入力側整流部２を有し、商用交流電源からの商用交流電圧を直流化する。この直流化された電圧は、直流−高周波変換手段、例えばインバータ４によって所望の周波数及び所望の値の高周波電圧に変換されて、絶縁手段、例えば変圧器６の一次側に供給される。変圧器６によって変圧され二次側に生成された高周波電圧は、出力側高周波−直流変換手段、例えば出力側整流部８によって直流化される。なお、入力側整流部２とインバータ４との間に定電圧装置または力率改善装置を設けることもある。

出力側整流部８からの直流電圧は、交流−直流切換部（ＡＣ／ＤＣ切換部）１０に供給される。交流−直流切換部１０は、インバータ４の出力電圧よりも低い所望の周波数の交流電圧を発生して、溶接負荷に供給したり、直流電圧を溶接負荷に供給したりするものである。溶接負荷として、例えば母材とトーチとがある。また、高周波ＴＩＧ溶接において、アークを発生させるための高周波発生手段、例えば高周波発生部１２がＡＣ／ＤＣ切換部１０と溶接負荷との間に設けられている。

インバータ４、ＡＣ／ＤＣ切換部１０及び高周波発生部１２を制御するために、制御手段、例えば制御部１４が設けられている。制御部１４は、例えばＣＰＵから構成され、記憶手段、例えばメモリ１６と共同する。メモリ１６には、制御用のプログラムが記憶されている。インバータ４、ＡＣ／ＤＣ切換部１０及び高周波発生部１２を制御するために、各部に各種検出手段が設けられている。図１には、検出手段の一例として溶接出力、例えば溶接負荷に供給される電流検出する電流検出手段、例えば電流検出器（ＩＤ）１８を示してある。また、制御部１４には、上述した各溶接条件を設定するために操作手段、例えば表示設定部２０が設けられている。これら表示設定部２０によって設定された溶接条件は、メモリ１６に記憶されている。

図２に表示設定部２０の詳細を示す。表示設定部２０では、溶接プロセス切換ボタン２２が設けられ、このボタンを押すたびに、スティック（ＳＴＩＣＫ）、高周波ＴＩＧ（ＨＦ ＴＩＧ）、リフトＴＩＧ（ＬＩＦＴ ＴＩＧ）にプロセスが切り換えられ、切り換えられたプロセスに応じてスティック表示灯２４、高周波ＴＩＧ表示灯２６、リフトＴＩＧ表示灯２８のいずれかが点灯する。

また、表示設定部２０には、クレータモード切換ボタン３０も設けられ、これを押すたびに溶接シーケンスが、順に２Ｔ、４Ｔ、リピート（ＲＥＰＥＡＴ）、スポット（ＳＰＯＴ）に切り換えられ、切り換えられた溶接シーケンスに応じて２Ｔ表示灯３２、４Ｔ表示灯３４、リピート表示灯３６、スポット表示灯３８のいずれかが点灯する。

また、表示設定部２０には、極性切換ボタン４０も設けられ、これを押すたびに、電源の極性が直流（ＤＣ）、交流（ＡＣＨＡＲＤ）、交流（ＡＣＳＯＦＴ）に切り換えられ、切り換えられた極性に応じて、ＤＣ表示灯４２、ＡＣＨＡＲＤ表示灯４４、ＡＣＳＯＦＴ表示灯４６のいずれかが点灯する。

表示設定部２０には波形モードを切り換えるためのパルス設定切換ボタン４８も設けられ、例えば直流モードにおいて重畳させるパルスが、パルス（ＰＵＬＳＥ）、ミドルパルス（ＭＩＤＤＬＥ ＰＵＬＳＥ）、ハイブリッドパルス（ＨＹＢＲＩＤ ＰＵＬＳＥ）、マルチＡＣ（ＭＵＬＴＩ ＡＣ）に順に切り換えられ、この切換に応じてパルス表示灯５０、ミドルパルス表示灯５２、ハイブリッドパルス表示灯５４、マルチＡＣ表示灯５６のいずれかが点灯する。

これら極性切換やパルス設定において、種々の溶接パラメータが設定される。この設定は、パラメータ切換ボタン５８、６０を操作することによって各溶接パラメータに切り換えられ、いずれのパラメータが設定可能であるかは、各種パラメータ表示灯６２、６２・・・が点灯することによって認識され、操作手段、例えばロータリエンコーダ６４の操作によりパラメータが設定され、その設定値はパラメータ表示手段、例えばパラメータ表示部６６に表示される。

このようにして設定された溶接プロセス、クレータモード及び各種パラメータの溶接条件を保存する際には、セーブ（ＳＡＶＥ）ボタン６８を操作する。これによって、制御部１４はメモリ１６が有する不揮発性メモリに設定された溶接条件を記憶する。また、記憶された溶接条件をメモリ１６から読み出す際には、ロード（ＬＯＡＤ）ボタン７０が操作される。また、セーブ、ロード及びパラメータの操作時に決定として操作されるセット（ＳＥＴ）ボタン７２も設けられている。

この他に、水冷トーチと空冷トーチの切換ボタン７４及びその表示灯７６、ガスバルブのオン・オフを切り換えるガスチェックボタン７８及びその表示灯８０、溶接電流の設定に応じて自動的に適切パラメータを設定するオート（ＡＵＴＯ）モード切換ボタン８２及びその表示灯８４、この電源を使用した溶接機の起動をオン／オフするコンタクターボタン８６及びその表示灯８８、リモコンからの操作を可能にするリモートモード（ＲＥＭＯＴＥ）モード切換ボタン９０及びその表示灯９２、スティックプロセスにおいて使用する電撃防止機能（ＶＲＤ）の状態を表示する表示灯９４、９６も、表示設定部２０には設けられている。

ところで、溶接条件を設定して溶接を行って、一時的に溶接を中止し、作業員が溶接現場を離れるようなことがある。この場合に、他の者が溶接条件を変更することがある。溶接条件が変更された場合、作業員が元の溶接条件に戻すのに詳細に溶接条件を記憶していないと、元の溶接条件に円滑に戻すことができない。

そこで、この電源装置では、電流検出器１８の出力信号を元に、この電源装置の出力電流が停止したことを検出したとき、例えば電流検出器１６が出力電流を検出しなくなったときに、後述の図３に示すような処理を制御部１４が行い、溶接が停止されたときの溶接条件をメモリ１６に記憶する。メモリ１６内に図４に示すように複数個、例えばｍ個の溶接条件の記憶エリアが形成されている。これらエリアは、不揮発性メモリによって構成することが望ましい。なお、出力電流が停止したときに、溶接条件を記憶させるのは、溶接が行われている最中に、溶接条件が変更される場合があるので、１つの溶接作業が終了した時点での溶接条件を記憶させることが望ましいからである。

図３に示すように、電流検出器１８が出力電流を検出しなくなったとき、まず、出力電流が停止したときの溶接条件が、前回の溶接条件（前回の溶接条件はメモリ１６に記憶されている）と１つでも異なっているか制御部１４が判断する（ステップＳ２）。この判断の答えがノーの場合、この処理を制御部１４は終了する。既に記憶されている溶接条件を重複して記憶すると、不揮発性メモリとしてＥＥＰＲＯＭを使用している場合、その書き込み制限回数を無駄に消費することになるし、記憶エリアを無駄に消費するからである。ステップＳ２の判断の答えがイエスの場合、制御部１４はメモリ１６内の溶接条件の記憶エリアを指定する記憶用カウンタｗｎの値を１つ増加させ（ステップＳ４）、このカウンタｗｎの値が最終エリアの値ｍ以上であるかを判断する（ステップＳ６）。この判断の答えがイエスの場合、制御部１４は記憶エリアの最初のエリアを表す値０にカウンタｗｎの値を設定する（ステップＳ８）。ステップＳ８に続いて或いはステップＳ６の判断の答えがノーの場合、制御部１４はカウンタｗｎの値が表すエリアに、現在の溶接条件を記憶して（ステップＳ１０）、この処理を終了する。このように制御部１４は、メモリ１６に対する書き込み手段として機能する。

溶接を一時的に中止した作業員が溶接を再開しようとしたとき、溶接条件が前回の溶接時と変化していると気づくと、読み出し手段の一部として機能するロードボタン７０を操作する。これによって、図５に示す処理を制御部１４が開始する。制御部１４も読み出し手段の一部として機能する。読み出しは、読み出し手段の一部として機能するエンコーダ６４の操作によって行われるが、エンコーダ６４が予め定めた第１の方向、例えば左方向に回転されたか制御部１４が判断する（ステップＳ１２）。この判断の答えがノーの場合、即ち、第２の方向、例えば右方向に回転された判断されると、図示していないが予めセーブボタン６８、セットボタン７２等の操作によってメモリ１６にプリセットされた溶接条件の読み出しを制御部１４が行う。

ステップＳ１２の判断の答えがイエスであると、読み出し用のカウンタｒｎに現在の書き込み用カウンタｗｎの値を制御部１４が設定する（ステップＳ１４）。カウンタｒｎの値が示すエリアの溶接条件を制御部１４がメモリ１６から読み出し、表示する（ステップＳ１６）。この表示としては、まずパラメータ表示部６６に行われ、読み出された溶接条件が前回の溶接条件であることを表すために、例えば−Ｌ１と表示される。さらに、各溶接条件の内容を表すために、溶接プロセスの各表示灯２４、２６、２８のいずれかの点灯、クレータモードの表示等３２、３４、３６、３８のいずれかの点灯、極性モードの表示等４２、４４、４６のいずれかの点灯、各種パラメータ表示灯６２、６２・・・の点灯等が行われる。

次に読み出し手段の一部として機能するセットボタン７２が押されたか制御部１４が判断する（ステップＳ１８）。この判断の答えがイエスであると、作業員が現在読み出された溶接条件が前回読み出された条件であると判断していると思われるので、読み出した溶接条件を制御部１４が設定して（ステップＳ２０）、この処理を終了する。

ステップＳ１８の判断の答えがノーであると、作業員が前回の溶接条件に戻さずに、更に前に記憶された溶接条件に戻そうとしているかもしれないので、エンコーダが左または右に回転されたか制御部１４が判断する（ステップＳ２２）。この判断の答えがノーの場合、ステップＳ１６に戻る。この判断の答えがイエスの場合、制御部１４は、読み出しカウンタｒｎの値を左回転の場合に増加させ、右回転の場合に減少させる（ステップＳ２４）。なお、右回転させる場合を考慮しているのは、例えば前々回の溶接条件を読み出したが、やはり前回の溶接条件を読み出したい場合に備えてである。次に、増減させられた読み出しカウンタｒｎの値が０以上ｍ以下であるか制御部１４が判断する（ステップＳ２６）。この判断の答えがイエスの場合、ステップＳ１６に戻り、判断の答えがノーの場合、制御部１４は読み出しカウンタｒｎの値が０より小さいと０に設定し、ｍより大きいとｍに設定し（ステップＳ２８）、ステップＳ１６に戻る。

ステップＳＳ２２がノーと判断されて、或いはステップＳ２８に続いて、ステップＳ１６が実行された場合、読み出された溶接条件が前々回の溶接条件であると、パラメータ表示部６６に、例えば−Ｌ２と表示され、前前前回の溶接条件であると−Ｌ２と表示され、例えば前々回の溶接条件を読み出した結果、−Ｌ２の表示がされている状態で、前回の溶接条件を読み出して表示した場合には、パラメータ表示部６６の表示は―Ｌ１となる。このようにして、ｍ回前までの溶接条件が種々に読み出されるので、そのうち所望の溶接条件が表示されたとき、セットボタン７２を操作することによって、所望の溶接条件が設定される。そして、各ステップの合間に、再びロードボタン７０が操作されると、制御部１４は、先ほどロードボタン７０が操作されたときの溶接条件を読み出し、図５の制御フローを中止する。

上記の実施形態では、前回よりも以前の溶接条件を複数記憶させるようにしたが、前回の溶接条件のみを記憶させるようにすることもできる。その場合、溶接条件の記憶では、図３の制御でステップＳ２の判断の答えがイエスの場合、直ちにメモリ１６内の特定の溶接条件記憶用エリアに現在の溶接条件を記憶させればよく、読み出しでは、図５の制御でステップＳ１２の判断の答えがイエスの場合、直ちにメモリ１６内の特定の溶接条件記憶用エリアの溶接条件を読み出して表示し、溶接条件を設定すればよい。

上記の実施形態では、電流検出器１８で出力電流を検出しなくなったときに、溶接条件を記憶させるように構成したが、例えばトーチスイッチのオフの検出に応動して、溶接条件を記憶させるように構成することもできる。

１４ 制御部（読み取り手段）
１６ メモリ（記憶手段）
２０ 設定表示部（操作手段）
６４ ロータリエンコーダ（読み取り手段）
７０ ロードボタン（読み取り手段）
７２ セットボタン（読み取り手段）

Claims (3)

1. 設定された溶接条件に従って溶接出力を出力する溶接機用電源装置であって、
   操作によって前記溶接条件を前記溶接機用電源装置に設定する操作手段と、
   前記溶接機用電源装置からの出力電流を検出する電流検出手段と、
   前記溶接機用電源装置が動作中であるが前記電流検出手段が出力電流を検出しなくなったときに、そのときの前記溶接条件が自動的に記憶される記憶手段と、
   現在の前記溶接条件が過去の前記溶接条件と異なるときに操作される読み出し用操作手段を有し、前記読み出し用操作手段が読み出し操作されたとき前記記憶手段に記憶されている前記溶接条件を読み出して、前記溶接機用電源装置に設定する読み出し手段とを、
   有する溶接機用電源装置。
2. 請求項１記載の溶接機用電源装置において、前記記憶手段は、前記溶接条件の記憶領域を複数有し、前記前記溶接機用電源装置が動作中であるが、前記電流検出手段が前記出力電流を検出しなくなるごとに、そのときの前記溶接条件を順に記憶し、前記読み出し手段は、前記読み出し用操作手段の操作によって、所望の前記溶接条件を読み出して、前記溶接機用電源装置に設定する溶接機用電源装置。
3. 請求項１記載の溶接機用電源装置において、前記記憶手段への前記溶接条件の記憶は、前記溶接機用電源装置が動作中であるが前記電流検出手段が前記出力電流を検出しなくなったときの前記溶接条件が、前記溶接機用電源装置が動作中であるが前回に前記電流検出手段が前記出力電流を検出しなくなったときの溶接条件と異なるときに行われる溶接機用電源装置。

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