JPH0115352B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被溶接物に応じて出力条件が変えら
れる直流アーク溶接機に関する。

〔従来の技術〕

従来の直流アーク溶接機は、サイリスタ等の制
御整流素子により交流入力を直流に変換して被溶
接物に供給する制御出力部と、溶接電圧を検出し
て溶接電圧に比例した正又は負の電圧の第１制御
信号を出力する第１制御部と、溶接電流を検出し
て溶接電流に比例した第１制御信号と同極性の第
２制御信号を出力する第２制御部と、両制御信号
と逆極性の基準用の設定信号を出力する設定部
と、両制御信号と設定信号とを加算演算する演算
器と、演算器の出力により制御整流素子を位相制
御する移相器とを備えている。

そして、両制御部及び設定部に溶接電圧、電流
の検出電圧の分圧調整用及び設定信号の出力調整
用の独立した可変抵抗をそれぞれ設け、種々の被
溶接物の溶接を行う毎に各可変抵抗を調整し、被
溶接物に応じた溶接電圧、溶接電流及び垂下特性
が得られるよう出力条件を調整している。

一方、前記各可変抵抗のいずれの調整をして
も、溶接電圧、溶接電流及び垂下特性が変化す
る。

そのため、出力条件の調整は、各可変抵抗を操
作しながら種々の試験的溶接を繰り返し、所要の
溶接電圧、溶接電流及び垂下特性のデータを求
め、アークの安定する溶接電圧及び溶接電流の値
をプロツトして第１図の破線に示すアーク負荷曲
線のデータを求め、その結果にもとづき、被溶接
物に応じた溶接電圧、溶接電流及び垂下特性にな
るよう、各可変抵抗を調整し設定している。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の直流アーク溶接機は、各可変抵抗の抵抗
値と、溶接電圧、溶接電流及び垂下特性との関係
が把握されていないため、被溶接物を変える毎に
各可変抵抗を個々に調整して出力条件を調整しな
ければならなく、たとえば出力条件の初期設定に
もとづき、最初の被溶接物を、第１図ａ又は
ｂに示す急峻な垂下特性に設定してアーク負荷曲
線との交点で示される溶接電圧及び溶接電流で溶
接した後、各可変抵抗を調整してつぎの被溶接物
を溶接し、再び最初の被溶接物と同じ被溶接物を
溶接する場合、各可変抵抗をあらためて調整する
必要があり、その調整にきわめて煩雑な操作を要
する。

しかも、各可変抵抗をそれぞれ個別に操作して
調整するため、たとえば、第１図のａ又はｂ
の垂下特性に戻そうとしても、同図のa′，
a″又はb′，b″に示すなだらかな垂下特性にず
れ、初期に設定した出力条件を正確に再現できな
いという問題点がある。

本発明は、前記の点に留意し、初期設定した出
力条件を簡単な操作で正確に再現できる直流アー
ク溶接機を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記課題を解決するために、本発明の直流アー
ク溶接機は、制御整流素子により交流入力を直流
に変換し被溶接物に溶接電圧および溶接電流を供
給する制御出力部と、前記溶接電圧を検出し該溶
接電圧に比例した第１制御信号を出力する第１制
御部と、前記溶接電流を検出し該溶接電流に比例
した第２制御信号を出力する第２制御部と、前記
両制御信号と逆極性の設定信号を出力する設定部
と、前記両制御信号と前記設定信号とを加算演算
する演算器と、該演算器の出力により前記制御整
流素子を位相制御する移相器とを備えた直流アー
ク溶接機において、前記第１制御部に、前記溶接
電圧を検出して電圧信号を出力する電圧検出手段
と、該検出手段の出力信号を分圧して前記第１制
御信号を生成する第１の可変抵抗とを設け、前記
第２制御部に、前記溶接電流を検出して電圧信号
を出力する電流検出手段と、該検出手段の出力信
号を分圧して前記第２制御信号を生成する第２の
可変抵抗とを設け、前記設定部に前記両検出手段
の出力電圧と逆極性の直流電源と、該電源の電圧
を分圧して前記設定信号を生成する第３の可変抵
抗とを設け、かつ前記各可変抵抗を連動する３回
路型の可変抵抗器としたものである。

〔作用〕

前記のように構成された本発明の直流アーク溶
接機は、とくに、溶接電圧の検出信号に対応する
第１制御信号、溶接電流の検出信号に対応する第
２制御信号及び両制御信号と逆極性の設定信号
を、３回路型の１個の可変抵抗器が形成する第１
ないし第３可変抵抗によつて連動して可変調整す
ることができ、簡単な調整操作で最適溶接条件の
溶接電圧、溶接電流の設定を再現性よく確実に行
うことができ、被溶接物に応じた最適な溶接電圧
および溶接電流を供給するとともに、最適な垂下
特性による溶接を行うことができるものである。

〔実施例〕

実施例について、第２図を参照して説明する。

１は交流電源に接続された電源端子、２は電源
端子１に接続された制御出力部であり、制御整流
素子を備え、制御整流素子により電源端子１から
の交流入力を直流に変換する。２′は電極Ｔと被
溶接物である母材Ｍとからなる溶接負荷であり、
制御出力部２からの直流の溶接電圧および溶接電
流が供給される。

３は溶接電圧を検出する電圧検出回路であり、
電圧検出手段を形成し、正の電圧検出信号を出力
する。Ｒ１は一方の固定端が電圧検出回路３に接
続された可変抵抗からなる第１抵抗であり、第１
の可変抵抗を形成し、可変端と他方の固定端とが
結線されている。Ｒ２は第１抵抗Ｒ１の他方の固
定端と接地点の間に設けられた第２抵抗、Ｒ３は
一端が第１抵抗Ｒ１の他方の固定端に接続された
第３抵抗、４は破線に示す回路構成よりなる第１
制御部であり、第３抵抗Ｒ３を介して溶接電圧に
比例した第１制御信号を出力する。

５は溶接電流を検出する電流検出器、６は電流
検出器５の出力電流を正の電圧に変換する変換器
であり、検出器５とともに電流検出手段を形成す
る。Ｒ４は一方の固定端が変換器６に接続された
可変抵抗からなる第４抵抗であり、第２の可変抵
抗を形成し、可変端と他方の固定端とが結線され
ている。Ｒ５は第４抵抗Ｒ４の他方の固定端と接
地点との間に設けられた第５抵抗、Ｒ６は一端が
第４抵抗Ｒ４の他方の固定端に接続された第６抵
抗、７は一点破線に示す回路構成よりなる第２制
御部であり、第６抵抗Ｒ６を介して溶接電流に比
例した第２制御信号を出力する。

８は設定部の出力電圧を設定する設定用の直流
電源であり陽極が接地されている。Ｒ７は両固定
端が直流電源８の陽極および陰極それぞれに接続
された可変抵抗からなる第７抵抗であり、第３の
可変抵抗を形成する。Ｒ８は一端が第７抵抗Ｒ７
の可変端に接続された第８抵抗、９は２点破線に
示す回路構成よりなる設定部であり、第８抵抗Ｒ
８を介して設定信号を出力し、設定信号の極性が
前述の第１、第２制御信号の極性と逆である。

１０は演算増幅器からなる演算器であり、反転
入力端子（−）が第３、第６、第８抵抗Ｒ３，Ｒ
６，Ｒ８それぞれの他端に接続され、非反転入力
端子（＋）と接地点との間に第９抵抗Ｒ９が設け
られるとともに、反転端子（−）と出力端子との
間に第10抵抗Ｒ１０が設けられ、第１、第２制御
信号および設定信号の演算、すなわち加算を行
う。

１１は演算器１０の出力信号により制御出力部
２の制御整流素子に点弧信号を出力する移相器で
あり、制御整流素子の点弧位相を制御する。

そして、第１、第４、第７抵抗Ｒ１，Ｒ４，Ｒ
７には連動する３回路型の可変抵抗器が使用され
ている。

つぎに、前記実施例の動作について、第１図を
参照して説明する。

まず、電源端子１からの交流入力が制御出力部
２により直流に変換され、溶接負荷２′に溶接電
圧および溶接電流が供給される。

一方、溶接負荷２′に供給された溶接電圧が電
圧検出回路３により検出され、電圧検出回路３の
検出電圧が第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２で分圧さ
れ、第２抵抗Ｒ２両端間の電圧信号、すなわち溶
接電圧に比例した第１制御信号が第３抵抗Ｒ３を
介して演算器１０の反転入力端子（−）に入力さ
れる。

また、溶接負荷２′に供給された溶接電流が電
流検出器５により検出され、電流検出器５の検出
電流が変換器６により電圧に変換され、変換器６
の出力電圧が第４、第５抵抗Ｒ４，Ｒ５により分
圧され、第５抵抗Ｒ５両端間の電圧信号、すなわ
ち溶接電流に比例した第２制御信号が、第６抵抗
Ｒ６を介して演算器１０の反転入力端子（−）に
入力される。

さらに、直流電源８の電圧が第７抵抗Ｒ７によ
り分圧され、第７抵抗Ｒ７の分圧による設定信号
が、第８抵抗Ｒ８を介して演算器１０の反転入力
端子（−）に入力される。

そして、演算器１０において、反転入力端子
（−）に入力された設定信号の極性が両制御信号
の極性に対して逆極性であり、非反転入力端子
（＋）が第９抵抗Ｒ９を介して接地されているた
め、両制御信号とが加算され、演算器１０の出力
により移相器１１を介して制御出力部２の制御整
流素子が点弧制御され、溶接電圧、溶接電流及び
垂下特性が制御される。

ここにおいて、第１制御部４において、溶接電
圧を第１制御信号に変換する際の入出力変換率を
ａとし、第２制御部７において、溶接電流を第２
制御信号に変換する際の入出力変換率をｂとし、
設定部９において、直流電源８の電圧を設定信号
に変換する際の入出力変換率をｃとすると、演算
器１０の反転入力端子（−）において、入力が０
になるために、つぎの式がなりたつ。

ａ・V0＋ｂ・V1−ｃ・V2＝０ ここで、V0は電圧検出回路３の検出電圧、V1
は変換器６の出力電圧、V2は直流電源８の電源
電圧を示す。

さらに、前述の式を変形してつぎの式を得る。

V0＝−（ｂ／ａ）・V1＋（ｃ／ａ）・V2 すなわち、溶接電圧は溶接電流の関数として表
わされることになり、前述の式において、−（ｂ／
ａ）が垂下特性を示すとともに、溶接電流が０の
とき、前述の式はつぎのようになる。

V0＝（ｃ／ａ）・V2 そして、このときの溶接電圧が無負荷電圧とな
り、第１、第４、第７抵抗Ｒ１，Ｒ４，Ｒ７によ
つて設定される各変換率ａ、ｂ、ｃと、溶接電
圧、溶接電流及び垂下特性との関係とが、式によ
り明確に把握されたことになる。

したがつて、溶接電圧に比例した第１制御部４
の第１抵抗Ｒ１、溶接電流に比例した第２制御部
７の第４抵抗Ｒ４及び制御出力部２の出力電圧を
設定する設定部９の第７抵抗Ｒ７を、３回路型の
１個の可変抵抗器で形成することができ、第１、
第４、第７抵抗Ｒ１，Ｒ４，Ｒ７の値を初期調整
し、各変換率ａ、ｂ、ｃを最初の被溶接物の最適
な出力条件の値、たとえば第１図のａ又はｂ
の垂下特性の溶接が行える条件の値に初期設定し
ておき、最初の被溶接物の溶接終了後、被溶接物
が変つたとき、各抵抗Ｒ１，Ｒ４，Ｒ７を形成す
る１個の可変抵抗器を操作することにより、各変
換率ａ、ｂ、ｃが連動して可変され、出力条件を
簡単に変更することができ、さらに、再び初期設
定の出力条件に戻す場合、前記可変抵抗器を初期
の位置に戻す簡単な操作により、各抵抗Ｒ１，Ｒ
４，Ｒ７の値が初期設定の元の値に戻り、出力条
件を初期設定値に再現性よく正確に容易に戻すこ
とができる。

なお、電流検出器５に分流器を使用した場合
は、変換器６を省くことも可能である。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されている
ので、以下に記載する効果を奏する。

溶接電圧の検出信号に対応する第１制御信号、
溶接電流の検出信号に対応する第２制御信号及び
両制御信号と逆極性の設定信号を、３回路型の１
個の可変抵抗器が形成する第１ないし第３可変抵
抗により連動して可変調整できるため、各抵抗の
値をある被溶接物に応じ調整して初期設定し、そ
の被溶接物の溶接後、他の被溶接物の溶接に際
し、可変抵抗器を操作して出力条件を簡単に変更
することができ、さらに、初期設定の被溶接物の
溶接に当り、１個の可変抵抗器の操作により初期
設定の値に再現性よく正確に容易に戻すことがで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は直流アーク溶接機の出力特性図、第２
図は本発明の直流アーク溶接機の１実施例の結線
図である。 ２……制御出力部、４……第１制御部、７……
第２制御部、９……設定部、１０……演算器、１
１……移相器、Ｒ１，Ｒ４，Ｒ７……第１、第
４、第７抵抗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 制御整流素子により交流入力を直流に変換し
   被溶接物に溶接電圧および溶接電流を供給する制
   御出力部と、前記溶接電圧を検出し該溶接電圧に
   比例した第１制御信号を出力する第１制御部と、
   前記溶接電流を検出し該溶接電流に比例した第２
   制御信号を出力する第２制御部と、前記両制御信
   号と逆極性の設定信号を出力する設定部と、前記
   両制御信号と前記設定信号とを加算演算する演算
   器と、該演算器の出力により前記制御整流素子を
   位相制御する移相器とを備えた直流アーク溶接機
   において、前記第１制御部に、前記溶接電圧を検
   出して電圧信号を出力する電圧検出手段と、該検
   出手段の出力信号を分圧して前記第１制御信号を
   生成する第１の可変抵抗とを設け、前記第２制御
   部に、前記溶接電流を検出して電圧信号を出力す
   る電流検出手段と、該検出手段の出力信号を分圧
   して前記第２制御信号を生成する第２の可変抵抗
   とを設け、前記設定部に前記両検出手段の出力電
   圧と逆極性の直流電源と、該電源の電圧を分圧し
   て前記設定信号を生成する第３の可変抵抗とを設
   け、かつ前記各可変抵抗を連動する３回路型の可
   変抵抗器としたことを特徴とする直流アーク溶接
   機。