JPH0318054Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は出力電流を作業者の手元で行ない得る
ようにした遠隔制御式のアーク溶接機の改良に関
するものである。

従来技術 一般に溶接作業現場においては溶接機本体の設
置位置と作業位置とが遠く離れていることが多
く、このために溶接電流を作業位置から変更する
ための遠隔制御装置が設けられている。通常この
ような遠隔制御装置としては溶接休止中に作業位
置にて電極ホルダと被溶接物との間に接触子とよ
ばれる操作子を接触させ、この接触子の接続によ
つて流れる電流の極性を溶接機本体側において検
出し、検出結果に応じて出力電流調整機構、例え
ば可動鉄心を駆動する方式のものが用いられてい
る。このような方式の装置においては接触子には
単に出力電流を増減させる方向を示す表示が付さ
れているのみであり、電流の増減量そのものはこ
の接触子を電極ホルダと被溶接物との間に接触さ
せている時間の長さによつて定まり、その結果変
更された実際の溶接電流値を知ることは作業位置
ではできなかつた。このために作業者は適当と思
われる時間接触子を接触させて増減操作を行つた
後に実際に溶接アークを発生させて溶接電流の適
否をアークの発生状態によつて判断し、不良であ
れば再び接触子を用いて電流の調整を行うという
試行錯誤をくりかえした後に適値を得ることにな
る。したがつて電流調整に手間取るばかりでな
く、再現性に乏しく、溶接品質は専ら作業者の技
量に左右されるものであつた。

考案の目的 本考案は、接触子を用いる遠隔制御装置を有す
るアーク溶接機において、接触子によつて溶接機
の出力電流設定値を増減させ、溶接停止時にその
設定値に対応する周波数の信号を出力端子に供給
し、この信号の周波数を接触子に設けられた検出
回路にて検出し指示計器にて表示して出力電流値
を知るようにして上記従来装置の欠点を解消した
ものである。

実施例 第１図は本考案の実施例を示す接続図である。
同図において１は電力源であり２は電源開閉器、
３は溶接電源部であり、例えば電力源１からの電
力を溶接に適した電圧に変換する変圧器とサイリ
スタのような位相制御素子およびこの位相制御素
子を入力信号に対応した位相で点弧させるための
位相制御回路とから成る。４は入力電圧に対応し
た周波数の電圧を発生する発振回路であり、公知
の電圧依存形発振器と電力増幅器などが用いられ
る。５ａ，５ｂは出力端子、６ａ，６ｂは出力端
子５ａ，５ｂと電極ホルダ７および被溶接物８と
の間を結ぶ溶接用ケーブル、９は接触子であり内
部には電流制限用の抵抗器と流れる電流に方向性
をもたせるためのダイオードとの直列回路を有す
るものである。１０は接触子９が電極ホルダ７と
被溶接物８との間に接触したときに発振回路４に
よつて流れる比較的小さな電流を検出する第１の
電流検出器であり、その検出値は単に極性が判る
程度であればよく絶対値は問題ではない。１１は
溶接時に流れる大きな電流をその有無とともに電
流値に比例した電圧として検出する第２の電流検
出器である。１２は第１の電流検出器の出力の極
性に応じて増加指令か減少指令かを判別する増減
指令判別回路、１３は出力電流設定部であり増減
指令判別回路１２の出力に応じて出力電流設定信
号を漸増または漸減するものである。１４a₁，１
４b₁，１４b₂は溶接時又は非溶接時にそれぞれ閉
じる接点であり例えば第２の電流検出器１１が溶
接電流を検出したときに動作するリレー接点が用
いられる。なお接点１４b₂は溶接電流が正負平衡
しないときに増減指令判別回路１２が誤動作しな
いように設けてある。１５は出力電流設定部１３
の出力Irと第２の電流検出器１１の出力Ifとを比
較し差信号（Ir−If）を溶接電源部３に供給する
比較器である。

同図の実施例において溶接時には第２の電流検
出器１１の出力により接点が切替えられて接点１
４a₁が閉じ接点１４b₁および１４b₂が開くので第
２の出力電流検出器１１の出力Ifが出力電流設定
部１３の出力Irと比較されて溶接電源部３はこの
出力電流設定部１３の設定値に一致する値の電流
を出力することになる。一方非溶接時には接点１
４a₁が開き接点１４b₁および接点１４b₂が閉じる
ので発振回路４は出力電流設定部１３の出力Irに
対応した周波数の電圧を出力端子５ａ，５ｂ間に
供給する。この状態で接触子９を電極ホルダ７と
被溶接物８との間に接触させると、このときに出
力端子５ａ，５ｂ間に現われている電圧によつて
接触子９を通して電流が流れるが、この電流の極
性は接触子の接続される方向によつて異なる極性
となる。この極性は増減指令判別回路１２によつ
て判別されて出力電流設定部１３に対して設定値
の増減指令として供給される。出力電流設定部１
３は増減指令判別回路１２からの増減指令信号を
受けている間中はあらかじめ定められた変化割合
で出力電流設定信号Irを増加あるいは減少させ続
ける。この増減する出力電流設定信号Irに応じて
発振回路４の出力周波数が調整されることにな
る。非溶接時において発振回路４の出力周波数ｆ
と出力電流設定値Irとの間には ｆ＝aIr＋ｂ ……(1) の関係が成立するように発振回路４を構成してお
く。ここでａは比例定数、ｂは出力電流設定値Ir
が小さな値になつたときにも検出に支障のない周
波数の交流を発振するために設けられる定数であ
りもし出力電流設定値の最低が零でなく適当な大
きさである場合にはｂ＝０とできるものである。

(1)式は Ir＝１／ａ（ｆ−ｂ）＝a′f−b′ ……(2) と書き替えられるからこの周波数ｆを測定すれば
出力電流設定器１３の設定値Irを知ることができ
る。溶接時は出力電流Irの値に一致した電流が流
れるから結局(2)式により溶接時の出力I₀を知るこ
とができる。

第２図は本考案に用いる上記(2)式を満足する変
換を行う出力電流表示部を設けた接触子９の例を
示す構成図であり、出力電流増減指令用の押ボタ
ンスイツチ９１，９２、抵抗器Ｒ１およびダイオ
ードＤ１，Ｄ２からなる溶接電流遠隔制御部と、
周波数電流変換器９３および表示部９４からなる
出力電流表示部とから構成される。また９ａ，９
ｂは接触子９の端子である。同図において押ボタ
ンスイツチ９１または９２を押すと溶接電源から
供給されている電圧は半波整流されて抵抗器Ｒ１
によつて制限されたそれぞれの極性の電流が流れ
る。この電流は第１図の電流検出器１０によつて
その極性が検出されて出力電流設定器の出力Irが
増減される。一方第２図の周波数電流変換部９３
以降の回路は上記(2)式の変換を行つて出力電流を
表示するための変換回路であり入力信号の周波数
を電流表示に変換するものである。これらの変換
回路は公知の周波数測定回路が利用できる。

第３図はこの変換回路の実施例を示す接続図で
ある。同図においてダイオードＤ１，Ｄ２、抵抗
器Ｒ１および押ボタンスイツチ９１，９２は第２
図に示した溶接電流遠隔制御部であり、ダイオー
ドＤ３、コンデンサＣ１，Ｃ２および定電圧用集
積回路IC１は入力電圧を整流後安定化して周波
数−電流値変換部９３および表示部９４の電流を
得るものであり、本考案においては第１図の実施
例に示したように発振回路４の出力電圧が略一定
であるので十分な安定度のある電源を得ることが
できる。周波数−電流値変換部９３はダイオード
Ｄ４，Ｄ５、抵抗器Ｒ２ないしＲ８、コンデンサ
Ｃ３およびＣ４、タイマIC２、インバータIC３、
カウンタIC４からなる。また表示部９４はカウ
ンタIC４の出力を取り込み保持するラツチ回路
IC５、トランジスタTR１、インバータIC６、抵
抗器Ｒ９および数字表示素子LED１からなる。

同図の実施例の動作を第４図に示した各部の波
形図とともに説明する。先ず各素子の機能を説明
する。ダイオードＤ４、抵抗器Ｒ２，Ｒ３および
インバータIC３は入力端子９ａ，９ｂに供給さ
れる第４図ａに示す交流電圧を半波整流し第４図
ｂに示すようにパルス状に整形するものである。
なお第４図には矩形波が示されているが入力波形
としてはこれ以外に正弦波でも梯形波、三角波な
どでもよくその波形に特別な制限はない。タイマ
IC２、コンデンサＣ３、抵抗器Ｒ４，Ｒ５は無
安定マルチバイブレータを構成し抵抗器Ｒ４．Ｒ
５とコンデンサＣ３とによつて定まる周期で第４
図ｃに示すように矩形波を発生する。コンデンサ
Ｃ４と抵抗器Ｒ６は微分回路を構成しタイマIC
２の出力を第４図ｄに示すようにその立上り部と
立下り部とにおいてそれぞれ正、負のパルス状に
変換する。カウンタIC４はクリア端子付のアツ
プカウンタであり、クリア端子ｒが“０”の間は
クロツク端子ｃにパルスが入力される毎にカウン
トアツプする。クリア端子が“１”になるとすべ
ての出力が初期値に戻る。ラツチ回路IC５はラ
ツチ端子STの入力が“１”の間は入力信号を取
り込みラツチ端子STが“０”になるとその直前
の入力データを保持するものであり、例えばラツ
チ端子付のデコーダドライバーが用いられる。こ
のラツチ端子STへの入力は微分回路の負出力時
に一時導通するトランジスタTR１のコレクタ出
力（第４図のｆ）をインバータIC６にて反転し
た第４図ｇの出力であり、タイマIC２の出力の
立下り時に短時間“１”となり直後に“０”にな
る。第３図の装置において入力端子９ａ，９ｂに
供給された交流電圧はダイオードＤ４、抵抗器Ｒ
２，Ｒ３、インバータIC３によつて第４図ａに
示すようにパルス波形に整形されてカウンタIC
４のクロツク端子ｃに供給される。一方タイマ
IC２は付属する抵抗器Ｒ４，Ｒ５、コンデンサ
Ｃ３によつて定まる周期で矩形波を発生し、その
出力はコンデンサＣ４、抵抗器Ｒ６からなる微分
回路によつて立上り時および立下り時にそれぞれ
一致した正、負のパルスとなる。このパルス波形
のうち正パルスは抵抗器Ｒ８を経てカウンタIC
４のクリア端子ｒに供給されてカウンタIC４の
内容をタイマIC２の出力波形の立上り時にリセ
ツトする。このリセツトの後にカウンタIC４は
到来するインバータIC３からのパルスをアツプ
カウンタを始め、次にクリア端子ｒに正パルスを
受けるまで計数を続ける。ここでダイオードＤ５
は微分回路からの負パルスをカウンタに供給しな
いように設けたものである。一方、トランジスタ
TR１はそのベース回路が接地されているために
微分回路の出力が零または正の間は非導通であ
る。したがつてそのコレクタ電位は電源電圧に等
しい。このためインバータIC６の出力は“０”
となり、ラツチ回路IC５はそのラツチ端子STの
入力が“０”となるためにカウンタIC４の出力
にかかわらず以前に取り込んだデータを保持して
いる。タイマIC２が時限終了となつてその出力
が立下ると微分回路は負のパルスを発生し、その
負パルスのパルス幅に相当する時間だけトランジ
スタTR１が導通する。トランジスタTR１が導
通するとそのコレクタ電圧は低下し、その反転出
力であるインバータIC６の出力は“０”から
“１”に変化する。この“１”信号の間にラツチ
回路IC５はカウンタIC４の出力データを取り込
みその内容を更新する。微分回路からの負パルス
が消滅しラツチ端子STへの入力が“０”になる
と再びデータの取り込みを中止し、ラツチ端子入
力が“０”になる直前のデータを保持して表示部
LED１に伝達する。このようにタイマIC２の設
定時限の間に到来するパルス数が計数されその値
が次の計数完了時まで保持されるので表示部
LED１には連続した周波数の表示が可能となる。
したがつてこのタイマーIC２の設定時限を適当
に定めることによつて入力周波数を正しく検出し
表示することができる。なお前述の(2)式において
定数ｂを０にできないときにはカウンタIC４の
リセツト時に零ではなくこの値に相当するカウン
ト数を負方向にプリセツトするようにすればよ
い。

なお上記の各実施例においては接触子の遠隔制
御部に押ボタンスイツチ９１，９２、抵抗器Ｒ１
およびダイオードＤ１，Ｄ２を用いたがこれのか
わりに単に一つの抵抗器とダイオードとからなる
直列回路を１組だけ設けて、増減指令は作業者が
接触子を電極ホルダと被溶接物との間に接触させ
るときにその方向を変えることによつて行うよう
にしてもよい。

考案の効果 以上のように本考案においては、出力電流に相
当する信号を周波数に変換して接触子側にて表示
するようにしたもので、出力ケーブルが長くなつ
ても減衰による表示値の誤差が少なく、また表示
のデイジタル化が簡単で正確となる。さらに周波
数と極性のみによつて出力電流の遠隔制御および
表示をするので非溶接時における溶接機の出力電
圧を感電の危険性のない低い電圧にすることが可
能となり電撃防止機能をも同時に達成し得るもの
であり、作業性の向上および溶接品質の確保およ
び再現性に優れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の実施例を示す接続図、第２
図は本考案に用いる接触子の例を示す構成図、第
３図は第２図の実施例の具体的な例を示す接続
図、第４図は第３図の実施例の動作を説明するた
めの線図である。 ３……溶接電源部、４……発振回路、９……接
触子、１２……増減指令判別部、１３……出力電
流設定部、９３……周波数電流変換部、９４……
表示部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電極ホルダと被溶接物との間に接続する接触子
   によつて溶接電流を遠隔制御する交流アーク溶接
   機において、出力電流検出部と、出力ケーブルに
   異なる極性の電流を流す接触子と、前記接触子に
   よつて流れる電流の極性を検出して出力電流の増
   加指令か減少指令かを判別する増減指令判別部
   と、前記増減指令判別部の出力信号により出力値
   が増減する出力電流設定部と、溶接休止時に前記
   出力電流設定部の出力に対応した周波数の信号を
   出力ケーブルに供給する発振回路と、溶接時に前
   記出力電流設定部の出力と前記出力電流検出部の
   出力とを比較し差が減少する方向に出力電流を調
   整する出力電流調整部と、前記出力ケーブルに供
   給された信号の周波数に対応する値を電流値とし
   て表示する出力電流表示部とを具備したアーク溶
   接機。