JPH024394B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はアーク溶接機に関するものである。

従来の技術 半導体技術の進歩に伴つて、現在普及している
アーク溶接機の多くはシリコン制御整流素子で溶
接出力を調整する方式となつて来ている。

第１図に従来のアーク溶接機の構成を示す。

このアーク溶接機においては、溶接用電源装置
の中に変圧器１、サイリスタ点弧移相回路２、サ
イリスタを用いた整流機能を有する電圧調整部
３、およびその出力電圧の平滑部４が収納されて
いる。そして、出力調整用の押釦スイツチ５、出
力調整用の可変抵抗６、溶接用トーチ７、および
母材８は溶接用電源装置にケーブルで接続されて
いる。

なお、出力調整用の可変抵抗６は、遠隔制御器
と称せられている金属製ケースに収納され、溶接
作業時には作業者の手元に置かれる。

発明が解決しようとする課題 溶接作業者は、溶接の際には、遠隔制御器の可
変抵抗６を手元において必要に応じて操作し、出
力を調整する。

ところが、造船所や鉄骨の溶接をする作業所で
は作業が広範囲にわたることから、溶接電源装置
と遠隔制御器とを接続するケーブルの長さが数十
メートルにもなり、ケーブルを引き回しながら溶
接する際には、それが作業の邪魔になるだけでな
く、作業能率をいちじるしく低下させている。

本発明は、このような従来の溶接機にあつた欠
点を除き、溶接出力の増減とその開閉とを作業者
の手元スイツチの開閉操作で制御できるようにし
て、作業者に負担をかけることなく溶接作業の能
率を向上させることができるアーク溶接機を提供
しようとするものである。

課題を解決するための手段 本発明のアーク溶接機は、溶接作業者の手元で
操作される溶接出力開閉用のスイツチの開閉のい
ずれか一方の状態の持続時間とあらかじめ定めら
れている一定時間との長短関係を判別手段で判別
し、その持続時間が一定時間以上であるときに
は、溶接出力開閉信号を発生して溶接出力開閉手
段により溶接出力を開閉制御し、持続時間が一定
時間に達しないときには、スイツチの開閉の繰返
し回数を計数するカウント手段を計数可能とし、
このカウント手段の出力に応じてコンデンサの充
電、放電または充放電の停止のいずれか選択し、
このコンデンサの出力電圧にもとづいて溶接出力
の増減を制御するものである。

作 用 溶接作業者が手元のスイツチを開閉するに際し
て、その開閉のいずれか一方の状態の持続時間、
開閉の繰返し回数を選択操作することで、溶接出
力の開閉もしくはその増減が選択される。

実施例 第２図は本発明のアーク溶接機の一実施例の全
体の構成を示すブロツク図であり、図において第
１図に示した従来例の構成要素と対応する要素に
は同じ符号を付している。

本実施例においては、溶接電源部に出力調整回
路９が設けられ、溶接用トーチ７に配設した出力
開閉用の押釦スイツチ５からの信号が溶接出力増
減信号であるか、溶接開始信号であるかを判別
し、溶接出力増減信号であるときにはサイリスタ
点弧移相回路２への出力電圧設定信号を変化さ
せ、溶接開始信号であるときには溶接開始信号を
サイリスタ点弧移相回路２に供給するように構成
されている。

出力調整回路９は、押釦スイツチ５を連続して
押し続け、その開閉時間があらかじめ設定されて
いる一定時間T₀以上になると、それを検出して
サイリスタ点弧移相回路２に溶接開始信号を送
り、これによりサイリスタ点弧移相回路２に電圧
調整部３を動作させて、溶接用トーチ７と母材８
との間に電圧を供給する。この実施例では、押釦
スイツチ５として常開型を使用したときについて
述べているが、それを常閉型としたときには、開
放時間と一定時間T₀との長短関係が対比されて、
溶接出力の発生が制御されることになる。そし
て、一定時間T₀よりも短い時間間隔で押釦スイ
ツチ５が２回押されると、出力調整回路９はサイ
リスタ点弧移相回路２により電圧調整部３を動作
させて出力を増大させ、また同様に押釦スイツチ
５が３回押されるとそれは逆に出力を減少させ
る。さらに、一定時間T₀よりも短い時間押釦ス
イツチ５を１回開閉させるとリセツト動作をし
て、溶接出力の増減を停止させ、開閉操作直前の
溶接出力条件を保持させる。

このような操作をタイムチヤートで示すと第３
図のようになる。なお、時間T₀については、実
験により、実使用上0.3〜１秒であれば支障ない
ことを確認した。

第４図に出力調整回路９の構成を示す。

出力調整回路９は、押釦スイツチ５が入力端子
に接続されている波形整形回路１０、波形整形回
路１０の出力信号の持続時間が一定時間T₀以上
であるか否かを判定するゲート回路１１、ゲート
回路１１の出力信号で溶接機の出力を開閉する出
力開閉回路１５、波形整形回路１０の出力信号に
応じて幅の狭いパルスを発生する微小パルス発生
回路１２、この微小パルス発生回路１２の出力パ
ルス数を計数するカウント回路１３、このカウン
ト回路１３の出力信号に応じて溶接機の出力を増
減させる出力増減回路１６、および、波形整形回
路１０の出力信号のうちの一発目のパルスの立下
がりでカウント回路１３をリセツトするリセツト
回路１４で構成されている。

出力開閉用の押釦スイツチ５を開閉すると、そ
れによるパルス信号が波形整形回路１０に印加さ
れて波形整形され、その出力信号がゲート回路１
１、微小パルス発生回路１２およびリセツト回路
１４にそれぞれ加えられる。リセツト回路１４は
この出力信号の一発目のパルスの立下がりでカウ
ント回路１３をリセツトする。これにより、カウ
ント回路１３は微小パルス発生回路１２の出力信
号のうち一発目のパルスには応答しない。この状
態では、後述するように出力増減回路１６による
溶接出力の増減が行われない。

一方、ゲート回路１１は波形整形回路１０の出
力信号の持続時間が一定時間T₀以上であるか否
かを判定する。それが時間T₀以上であるときに
は、ゲート回路１５は出力開閉回路１５を動作さ
せて溶接を開始させる。

押釦スイツチ５が所定時間T₀以内に開閉され
たときには、波形整形回路１０の出力信号が微小
パルス発生回路１２を通してカウント回路１３に
印加され、その出力信号のうちの二発目以降のパ
ルス数に応じてカウント回路１３は出力増減回路
１６を動作させて、溶接出力を増加させ、あるい
は減少させる。

第５図にゲート回路１１および出力開閉回路１
５の構成を示す。なお、図では波形整形回路１０
を省略している。

ゲート回路１１は、単安定マルチバイブレータ
１７と時限設定用のコンデンサ１８および抵抗１
９、アンドゲート回路２１で構成されており、押
釦スイツチ５の開閉により直流電源２３からの電
圧が断続されると、それに応じて出力信号を発生
する。出力開閉回路１５は、出力開閉用リレー２
０とリレー駆動用トランジスタ２２とで構成され
ている。

押釦スイツチ５を押すと、単安定マルチバイブ
レータ１７の入力端子Ａに直流電源２３の電圧が
印加され、単安定マルチバイブレータ１７が反転
動作して、コンデンサ１８と抵抗１９による時定
数で決まる一定時間T₀、端子Ｑに高レベルの出
力信号を発生し、カウント回路１３の端子（第６
図参照）に供給する。カウント回路１３はその印
加期間に到来するパルスを計数し得る状態とな
る。

押釦スイツチ５が一定時間T₀以上閉じられて
いると、その時間経過後、単安定マルチバイブレ
ータ１７ははじめの状態に復帰し、端子に高レ
ベルの出力信号を発生する。アンドゲート回路２
１の二つの入力端子には単安定マルチバイブレー
タ１７の端子の出力信号と押釦スイツチ５のオ
ンによる直流電源２３の電圧とが印加されるの
で、押釦スイツチ５が閉じられている間、アンド
ゲート回路２１は出力信号を発生する。出力開閉
回路１５のリレー駆動用トランジスタ２２はアン
ドゲート回路２１の出力信号で導通して、出力開
閉用リレー２０を動作させ、それによりトーチ７
に溶接出力が供給される。そして、押釦スイツチ
５をオフにすると、溶接出力の供給が停止され
る。

第６図に波形整形回路１０、微小パルス発生回
路１２、カウント回路１２、リセツト回路１４、
および出力増減回路１６の構成を示し、第７図に
その主要部分における信号波形を示す。

波形整形回路１０はインバータ２４，２５、コ
ンデンサ２８および抵抗３２で構成されていて、
インバータ２４と抵抗３２、インバータ２５が直
列に接続され、さらにインバータ２４，２５の入
力端子間にコンデンサ２８が挿入されている。そ
して、インバータ２４の入力端子には押釦スイツ
チ５が接続されている。波形整形回路１０の出力
信号はインバータ２５の出力端子から得られる。

微小パルス発生回路１２はインバータ２６、演
算増幅器２７、コンデンサ２９および抵抗３３で
構成されている。インバータ２６とコンデンサ２
９、演算増幅器２７とは直列に接続されていて、
インバータ２６の入力端子に波形整形回路１０の
出力信号が印加され、演算増幅器２７の出力端子
に微小パルス発生回路１２の出力信号が得られ
る。コンデンサ２９および抵抗３３は微分回路を
構成している。

カウント回路１３は、半導体集積回路からなる
カウント素子３６およびデコーダ３８で構成され
ており、カウント素子３６は、その入力端子CK
に印加される微小パルス発生回路１２の出力パル
ス数を数え、その数に応じてQ₀〜Q₃端子に出力
信号を発生する。デコーダ３８は、カウント素子
３６の出力信号に応じてそのQ₁〜Q₃端子に出力
信号を発生する。

出力増減回路１６は、溶接出力増加用のリレー
４１、溶接出力減少用のリレー４２、リセツト用
のリレー４３、リレー駆動用のトランジスタ４４
〜４６、リレー４１の常開接点４７、リレー４２
の常開接点４８、リレー４３の常閉接点４９、抵
抗３５、コンデンサ３１および演算増幅器５０で
構成されている。トランジスタ４４〜４６は、そ
れぞれリレー４１〜４３の一方の端子と直列に接
続されており、またそれらのベースはカウント回
路１３のデコーダ３８のQ₁〜Q₃端子にそれぞれ
接続されている。接点４７，４９および抵抗３５
は、リレー４１〜４３の他方の端子と演算増幅器
５０の一方の入力端子との間に直列に接続されて
挿入されている。接点４７，４９の接続点とアー
スとの間には接点４８が、また、演算増幅器５０
の一方の入力端子とアースとの間にはコンデンサ
３１が、それぞれ接続されている。

リセツト回路１４は、単安定マルチバイブレー
タ５１とその反転時間設定用の抵抗３４およびコ
ンデンサ３０、カウント素子３７、オアゲート回
路４０で構成されており、単安定マルチバイブレ
ータ５１の端子T₂，T₁が抵抗３４およびコンデ
ンサ３０を介してトランジスタ４４〜４６の他方
の端子に接続されている。

押釦スイツチ５を開閉して直流電源２３からの
電圧を断続すると、波形整形回路１０は開閉によ
る信号（第７図イ）を、そのチヤタリングを除い
て波形整形してから（第７図ロ）、微小パルス発
生回路１２に印加する。微小パルス発生回路１２
は波形整形されたパルス信号の立下がりで押釦ス
イツチ５の開閉回数と同じ回数の微小パルス（第
７図ハ）を発生し、カウント回路１３のカウント
素子３６の入力端子CKに供給する。

前述したように、ゲート回路１１の単安定マル
チバイブレータ１７は押釦スイツチ５の開閉によ
る信号で動作し、カウント回路１３とリセツト回
路１４のカウント素子３６，３７の各端子CEに
出力信号を供給する。カウント素子３６，３７は
その端子CEに高レベルの信号が印加されている
ときに、計数可能な状態となる。

一方、リセツト回路１４の単安定マルチバイブ
レータ５１は、波形整形回路１０からの信号を受
け、その最初のパルスの立下がりで一定の幅のパ
ルス出力（第７図ニ）を端子Ｑに発生する。この
出力信号はカウント回路１３のカウント素子３６
の端子CEに印加され、このカウント素子３６を
リセツトする。デコーダ３８はリセツト状態での
カウント素子３６の出力信号にもとづいて端子
Q₁に出力信号を発生し、トランジスタ４６を導
通させて、リレー４３に通電する。これによりリ
レー４３はその常閉接点４９を開き、コンデンサ
３１の充放電が行われない状態とし、それ以前に
コンデンサ３１が充電されていたときにはその電
荷が保持される。これにより演算増幅器５０の入
力信号の電位が一定となり、その出力信号も一定
電位となるので、サイリスタ点弧移相回路２はは
じめの状態を保持する。

一方、それと同時にカウント素子３７の入力端
子CKに単安定マルチバイブレータ５１のＱ端子
からの出力信号が印加され、カウント素子３７の
Q₀〜Q₃端子のいずれかたとえば端子Q₀に出力信
号を発生する。このカウント素子３７の出力信号
はオアゲート回路４０を通して単安定マルチバイ
ブレータ５１のリセツト端子CDに印加される。
単安定マルチバイブレータ５１はこのリセツト信
号でリセツトされ、一定時間T₀以内に押釦スイ
ツチ５が再投入されても、それに応じて動作する
ようなことはない。すなわち、リセツト回路１４
は、押釦スイツチ５を複数回繰り返し開閉したと
き、最初のパルスでカウント回路１３をまずリセ
ツトする。

カウント回路１３において、カウント素子３６
は前述したように二発目のパルスから計数を始め
め、デコーダ３８にその計数内容に応じた出力信
号を供給する。デコーダ３８は、このカウント素
子３６の出力状態にもとづいて、出力増減回路１
６におけるリレー駆動用トランジスタ４４〜４５
のうちの押釦スイツチ５の開閉回数に対応するも
のを導通させ、リレー４１〜４３のうちのそれに
接続されているリレーを動作させる。

押釦スイツチ５が２回開閉されたとき、カウン
ト回路１３は一発目のパルスでまずリセツトさ
れ、二発目のパルスを数える。これにより、デコ
ーダ３８はその端子Q₃に出力を発生し、トラン
ジスタ４１を導通させる。トランジスタ４４の導
通によつて溶接出力増加用のリレー４１が動作
し、その常開接点４７を閉じる。常開接点４７の
閉成によつてコンデンサ３１に常閉接点４９と抵
抗３５を通して充電電流が流入する。コンデンサ
３１の充電に伴つてその出力電圧が上昇する。し
たがつて、演算増幅器５０の入力電位が上昇し、
その出力電圧が上昇する。これにより、サイリス
タ点弧移相回路２は溶接出力増加方向へ連続的に
動作する。

押釦スイツチ５が３回開閉されたときには、カ
ウント回路１３は一発目のパルスでリセツトさ
れ、二発目および三発目のパルスを数える。これ
により、そのデコーダ３８はその端子Q₂に出力
を発生し、トランジスタ４５を導通させる。トラ
ンジスタ４５の導通によつて溶接出力減少用のリ
レー４２が動作し、その常開接点４８を閉じる。
常開接点４８の閉成によつてコンデンサ３１は常
閉接点４９と抵抗３５とを通して放電し、それに
伴つて演算増幅器５０の入力電位が降下して、サ
イリスタ点弧移相回路２は溶接出力減少方向へ連
続的に動作する。

また、１回パルスが印加されると、前述したよ
うに、カウント回路１３が出力増減回路１６のト
ランジスタ４６を導通させ、リセツト用リレー４
３を動作させ、常閉接点４９を開く。このため、
コンデンサ３１の充放電が行われなくなり、演算
増幅器５０の入力電圧が変化せず、溶接出力がそ
の時点から一定となる。

このようにして、押釦スイツチ５の開閉によつ
て、溶接機の出力を調整することができる。

発明の効果 本発明の溶接機は、出力開閉用のスイツチの開
閉による信号を利用して溶接出力を調整自在と
し、出力開閉制御信号と出力調整制御信号の伝送
路を共用できるので、従来の溶接機におけるよう
な遠隔制御のためのケーブルを必要としなくな
り、広い範囲で溶接作業をするのが容易となる。
そして、溶接用トーチを持つたままで、溶接出力
の増減や開閉をすることができることから、溶接
機の操作が非常に容易なものとなる。そして、出
力開閉用のスイツチの開閉による信号を計数する
カウント手段の出力に応じてコンデンサの充電、
放電または充放電の停止を選択し、このコンデン
サの出力電圧にもとづいて溶接出力増減手段によ
り溶接出力の増減を制御しているので、溶接出力
を連続的に変化させ、希望する溶接出力とするこ
とが可能となり、きめこまかく溶接出力を調整す
ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のアーク溶接機の構成を示す図、
第２図は本発明のアーク溶接機における一実施例
の全体の構成を示す図、第３図はその出力調整回
路の動作を説明するための動作波形図、第４図は
出力調整回路の構成を示す図、第５図は第４図の
ブロツク図におけるゲート回路および出力開閉回
路の具体的な構成を示す図、第６図は第４図にお
ける波形整形回路、微小パルス発生回路、カウン
ト回路、リセツト回路および出力増減回路の具体
的な構成を示す図、第７図は第６図の各部におけ
る信号波形を示す図である。 １……変圧器、２……サイリスタ点弧移相回
路、３……電圧調整部、５……押釦スイツチ、７
……溶接用トーチ、８……母材、９……出力調整
回路、３１……コンデンサ、４１〜４３……リレ
ー、４７〜４９……接点、５０……演算増幅器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶接作業者の手元で操作される溶接出力開閉
   用のスイツチと、溶接出力の増減およびその開閉
   を制御する出力調整回路を備えた溶接用電源部と
   を有し、前記溶接用電源部における前記出力調整
   回路は、前記スイツチの開閉のいずれか一方の状
   態の持続時間とあらかじめ定められている一定時
   間との長短関係を判別し、前記持続時間が前記一
   定時間以上であるときには、溶接出力開閉信号を
   発生し、前記持続時間が前記一定時間に達しない
   ときには、前記スイツチの開閉の繰返し回数を計
   数するカウント手段を計数可能とする判別手段
   と、前記判別手段から供給される溶接出力開閉信
   号に応じて溶接出力を開閉制御する溶接出力開閉
   手段と、前記カウント手段の出力に応じてコンデ
   ンサの充電、放電または充放電の停止のいずれか
   を選択し、前記コンデンサの出力電圧にもとづい
   て溶接出力の増減または保持を制御する溶接出力
   増減手段とを備えていることを特徴とするアーク
   溶接機。