JPH0481276A - 交流アーク溶接機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、電極マイナス期間と電極プラス期間とを交互
に切替えて溶接する交流アーク溶接機に関するものであ
り、特に各期間またはこれらのくりかえし周期のいずれ
かを調整可能とした交流アーク溶接機の各期間設定用信
号の供給手段の改良に関するものである。

〈従来の技術〉 第５図は従来の交流アーク溶接機の例を示す接続図であ
る。同図において１１は商用交流電源であり、単相また
は三相交流電源が用いられる。１２は第１の整流回路で
あり、簡単な平滑回路を含むこともある。１３は一次イ
ンバータ回路であり、第１の整流回路１２の出力を高周
波交流に変換するもので入力信号に応じてスイッチング
素子のＯＮ−デユーティが調整されるＰＷＭ式インバー
タ回路が用いられる。１４は変圧器であり、−次インバ
ータ回路１３の出力を溶接に適した電圧に変換する。１
５は第２の整流回路であり、変圧器１４によって変換さ
れた一次インバータ回路１３の高周波交流を再び直流に
戻す回路であり、直流リアクトルのような平滑手段を含
むこともある。１６は第２の整流回路１５の直流出力を
溶接に適した周波数の交流に変換する二次インバータ回
路であり、通常は正・逆それぞれの期間の間に切れ目の
ない出力波形のものが使用される。１７は電極、１８は
被溶接物である。１９は出力電流検出器であり、溶接電
流に比例した直流電圧信号を得るものである。

２０は溶接機本体の外部に設けられたロボット制御装置
であり、溶接機本体に対して電極マイナス時の出力電流
の基準値Ｉｎｒおよび電極プラス時の出力電流の基準値
Ｉｐｒを出力する。２１はアナログスイッチであり後述
する極性切替信号Ｓｐによって図の（ｎ）側から（ｐ）
側に切替えられるものであり、ロボット制御装置２０か
らの出力電流基準値１ｎｒおよびＩｐｒのいずれかを選
択して出力電流基準信号Ｉｒとして出力する。２２は比
較器であり、基準信号１ｒと出力電流検出器１９の出力
Ｉｆとを比較し差信号ΔＩ−Ｉｒ−Ｉｆを出力する。２
３は一次インバータ制御回路であり、差信号Δ■を入力
として入力信号に応じて一次インバータ回路１３のＯＮ
デユーティを決定しこれを駆動するものである。２４．
２５はモノマルチバイブレータであり、それぞれ入力信
号の立下りによってトリガーされて可変抵抗器ＶＲｎ、
ＶＲｐによって定まる時間幅のハイレベル信号Ｓｎ。

Ｓｐを出力するものとする。２６は二次インバータ駆動
回路であり、モノマルチバイブレーク２４゜２５の各出
力Ｓｎ、Ｓｐを入力とし入力信号に応じて信号ＳＬ、Ｓ
２を出力して二次インバータを駆動し、電極マイナス極
性の電流１　ｅｎおよび電極プラス極性の電流Ｉ　ｅｐ
を電極１７および被溶接物１８に供給するように動作す
る。

第５図の装置において、ロボット制御回路２０からの出
力電流基準信号Ｉｒは比較器２２において出力電流検出
器１９の出力Ｉｆと比較され、差信号ΔＩ−Ｉｒ−Ｉｆ
が減少する方向に一次インバータ回路１３の出力が制御
される。一方、モノマルチバイブレータ２４．２５は相
互に相手の出力を入力端子に受けるようになっているの
で相手の出力の立下りによってトリガーされて交互Ｃ貴
出力信号がハイレベルとなる。この結果、出力信号Ｓｎ
、Ｓｐを入力とする二次インバータ駆動回路２６は二次
インバータ回路１６に対して駆動信号を供給する。イン
バータ回路１６はこれによって電極１７および被溶接物
１８に電極マイナスの極性の電流を可変抵抗器ＶＲｎで
定まる時間だけ供給し、この期間の終了後電極プラスの
極性の電流を可変抵抗器ＶＲｐで定まる時間だけ供給す
ることをくりかえす。このとき、モノマルチバイブレー
ク２５の出力Ｓｐはまたアナログスイッチ２１にも供給
されて、これを電極プラス期間だけ（ｐ）側に切替える
。この結果、溶接電流が電極マイナスの極性の期間はロ
ボット制御回路２０からの基準信号Ｉｎｒが基準信号Ｉ
ｒとして比較器２２に供給され、電極プラスの期間は基
準信号Ｉｐｒが基準信号１ｒとして供給される。この結
果、溶接電流も電極マイナス期間と、電極プラス期間と
において異なる電流を得ることができる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記従来装置においては、出力電流を決定する基準信号
は外部のロボット制御回路から得ているが、出力電流の
極性を切替えるための時間設定器はモノマルチバイブレ
ーク２４．２５の時限設定用可変抵抗器ＶＲｎ、ＶＲｐ
として溶接機本体に設けられている。この理由は時間設
定信号は可変抵抗器の抵抗値または時限回路の出力電圧
継続時間として出力極性を切替えるための回路、第５図
の装置においては二次インバータ回路１６、の制御回路
に供給される必要があることから、もしこれらを第５図
の出力電流基準信号Ｉ　ｎｒ’Ｆ’　Ｉ　ｎｐのように
溶接機本体の外部機構であるロボット制御回路などから
与えると途中でノイズを受けやすく、誤動作が避けられ
なかった。またロボットやＮＣ装置あるいは工場の生産
ラインを集中管理するＦＡ用ホストコンピュータから溶
接条件信号を得るときは、一般に指令信号はデイシイタ
ル信号が用いられ、これをＤ／Ａ変換した電圧信号が供
給される。このために、従来のように可変抵抗器やタイ
マ出力が用いられる時間設定用の指令信号は供給するこ
とができなかった。このために溶接条件のうち、本来電
圧信号が指令信号として用いられる出力電流や出力電圧
は、ロボット制御回路のような外部の回路から信号を得
ることができるので遠隔制御が可能であり、ロボット等
の他の動作とともにティーチング操作時にプログラム上
で指定することができる。これに対して正・逆極性期間
の長さに関する指令信号は、上述のように外部から供給
することができず、ロボット等のティーチングデータと
は別に、溶接機本体に設けた可変抵抗器を操作して設定
することが必要となる。このために操作上極めて不便で
あるばかりでなく、溶接途中においてプログラムによっ
て自動的に変更することは不可能であった。

く問題点を解決するための手段〉 本発明においては、上記従来装置の問題点を解決するた
めに、正・逆各極性期間の長さを出力電流や出力電圧の
指令信号と同様に電圧信号によって供給を受け、この電
圧信号をこれに比例した時間幅のパルス信号に変換する
信号変換回路を設け、この信号変換回路の出力によって
出力電流の各極性期間の切替を行うようにしたものであ
る。

〈実施例〉 第１図は、本発明の実施例を信号変換回路に限定して示
した接続図である。同図において、１は時間設定回路で
あり、例えば直流電源Ｅと可変抵抗器ＶＲとからなり、
可変の電圧信号ａを出力する。２は時間設定回路１の出
力信号ａの逆数を得る除算回路であり、入力信号ａに対
してｋ　／　ａ（ｋは零以外の正の定数）を出力する。

３は入力電圧に比例した周波数のパルス信号を発生する
Ｖ／Ｆ変換回路であり、４はプリセットカウンタ、５は
入力信号の立上りから抵抗器Ｒによって定まる一定時間
ハイレベル信号を出力するモノマルチパイブレーク、６
はモノマルチバイブレータ５の出力を反転するインバー
タである。

第１図の実施例の動作を第２図の線図に従って説明する
。第１図において時間設定回路１の出力電圧ａは除算回
路２によって逆数ｋ　／　ａに変換されてＶ／Ｆ変換回
路３に供給される。Ｖ／Ｆ変換回路３は第２図（ａ）に
示すようにこの入力電圧を入力電圧値に比例した周波数
のパルス信号ｐに変換する。このパルス信号ｐはプリセ
ットカウンタ４にて計数され、このパルス数が設定値に
達するとプリセットカウンタ４は出力信号が第２図（ｂ
）に示すようにローレベルから／１イレベルに反転する
。プリセットカウンタ４の出力信号がノ＼イレベルに反
転するとこの立上りによってモノマルチバイブレータが
トリガーされて抵抗器Ｒによって定まる一定時間出力信
号がノ＼イレベルとなる。

この出力はまたプリセットカウンタ４のＲ端子に供給さ
れてこれをリセットする。またプリセ・ットカウンタ４
はＲ端子入力がハイレベルの間、即ちモノマルチバイブ
レータの動作時限の間は入力パルスの計数を中止する。

モノマルチバイブレータ５の設定時間が終了するとその
出力はローレベルとなり、プリセットカウンタ４は再び
入カッくルスの計数を開始する。したがって、モノマル
チノくイブレータ５の出力を一方の時間信号として出力
端子Ｔ１に引出し、この信号をインバータによって反転
した信号を他方の時間信号として出力端子Ｔ２に引出す
と、交互に反転する時間信号を得ることができる。

第１図の実施例においては、モノマルチバイブレーク５
の設定時限が固定または半固定の一方の時間となり、時
間設定回路１の設定値が可変の他方の時間となる。そし
て、時間設定回路１の出力電圧の逆数によって周波数が
定まるＶ／Ｆ変換回路３の出力パルス数が一定数になる
までの間を可変の時間信号として用いるので、時間設定
回路の出力電圧が高くなるほどＶ／Ｆ変換回路の出力パ
ルスの周波数が低くなり、これを計数するカウンタのカ
ウントアツプまでの時間が長くなる。それ故、時間設定
回路の出力電圧と得られる時間設定信号Ｔ２とは比例す
ることになる。

なお第１図の実施例において時間設定回路１の可変抵抗
器の目盛を実際の出力電圧の逆数で目盛るときは、逆数
を得るための除算回路２を設けずに時間設定回路１の出
力を直接Ｖ／Ｆ変換回路３に供給すればよい。

第３図は２つの時間信号を可変の電圧信号で与えるとき
の本発明の実施例を第１図と同様に信号変換回路に限定
して示した接続図である。同図においてｌａ、ｌｂはそ
れぞれ時間設定回路であり、調整可能な電圧信号ａｌ、
ａ２を出力する。７はアナログスイッチであり指令信号
によって時間設定回路１ａ、ｌｂの各出力ａｌまたはａ
２のいずれかを選択して次段の除算回路２に供給する。

８はフリップフロップ回路であり、入力信号の立上りの
度に出力信号がハイレベルとローレベルとに交互に反転
するものである。９はモノマルチバイブレータであり、
入力信号の立上りによってトリガーされて極く短時間の
パルス状信号をプリセットカウンタ４のリセット信号と
して出力するものである。その他２ないし４および６は
第１図に示した実施例と同機能のものに同符号を付しで
ある。

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。同図において、（ａ）はアナログスイッチ７の出
力信号ａ、（ｂ）はＶ／Ｆ変換回路３の出力パルス信号
ｐ、（ｃ）はプリセットカウンタ４の出力信号、（ｄ）
はフリップフロップ回路８の出力信号、（ｅ）はモノマ
ルチバイブレータ９の出力信号、（ｆ）はインバータ回
路６の出力信号をそれぞれ示している。いま時間設定回
路１ａの出力ａ１と時間設定回路１ｂの出力ａ２との関
係を第４図（ａ）に示すようにａｌ　＜ａ２であり、フ
リップフロップ回路８の出力がローレベルであってアナ
ログスイッチ７が（１）側にあるときを考える。このと
き信号ａ、ｘａｌとなりこの逆数ｋ　／　ａ　ｌに比例
した周波数ｆｌのパルス信号ｐがプリセットカウンタ４
に供給される。プリセットカウンタ４はこのパルス信号
を計数し、計数結果が設定値に達すると出力信号Ｃがハ
イレベルとなる。この出力信号の立上りによってフリッ
プフロップ回路８がトリガーされて出力信号ｄがローレ
ベルからハイレベルに反転する。この結果出力端子Ｔｌ
の信号Ｓｅｎはハイレベルからローレベルとなり、出力
端子Ｔ２の信号Ｓｅｐはローレベルからハイレベルに反
転する。

一方、フリップフロップ回路８の出力は、またアナログ
スイッチにも供給されてこれを（１）側から（２）側に
切替えて信号ａをａｌからａ２にかえる。またプリセッ
トカウンタ４の出力信号の立上りによってモノマルチバ
イブレータ９がトリガーされてその出力信号が短時間ハ
イレベルとなり、これによってプリセットカウンタ４は
リセットされて計数内容が零となって出力信号Ｃがロー
レベルに戻る。次にアナログスイッチ７の切替えによっ
て信号ａ−ａ２となり、この信号の逆数に／　ａ　２に
比例した周波数ｆ２のパルス信号がプリセットカウンタ
４によって計数され、この計数結果が設定値に達すると
再び出力信号Ｃがハイレベルとなり、これによってフリ
ップフロップ回路８の出力がハイレベルからローレベル
に反転し、これによって出力端子Ｔｌの信号Ｓｅｎがハ
イレベルに、また出力端子Ｔ２の信号Ｓｅｐがローレベ
ルに反転する。これと同時にアナログスイッチ７が（２
）から（１）に復帰し、またモノマルチバイブレーク９
の出力が一時ハイレベルとなってプリセットカウンタ４
をリセットし、最初の状態に戻る。

上記から第３図の実施例においては時間設定回路１ａの
設定電圧に対応して出力端子Ｔ１の信号Ｓｅｎのハイレ
ベル期間が定まり、時間設定回路１ｂの設定電圧に対応
して出力端子Ｔ２の信号Ｓｅｐのハイレベル期間が定ま
ることになる。この信号変換回路の出力信号Ｓｅｎおよ
びＳｅｐを電極マイナスおよび電極プラスの各期間信号
として第５図に示した従来の交流アーク溶接機の各極性
期間信号ＳＬ、Ｓ２にかえて供給すればよい。

なお第１図および第２図に示した各実施例においては、
時間設定回路１．ｌａ、ｌｂにアナログ電圧を出力する
ものについて説明したが、これらはデイシイタル信号を
発生するものでもよく、この場合にはＤ／Ａ変換器を時
間設定回路からＶ／Ｆ変換回路までの間に設ければよい
。また出力信号としてデイシイタル信号が必要な場合に
は出力端子の直前にＡ／Ｄ変換回路を設ければよい。

〈発明の効果〉 本発明においては、交流アーク溶接機において、電極マ
イナス、電極プラスまたはこれらの一周期の各期間の長
さを電圧信号によって供給することができるので、溶接
機本体の外部からこれを供給することが容易となる。こ
のために、ロボットやＮＣ装置あるいはＦＡ用ホストコ
ンピュータと組合せて用いる場合に他の溶接条件である
溶接電流。

電圧等とともに時間制御信号もこれらのロボット等から
指令信号として電圧信号で供給することができるように
なり、設定の変更がこれらの電圧信号を変更するだけで
よくなるので、溶接途中におけるプログラムによる制御
が可能となって、より目的に合致した制御が可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を信号変換回路の部分のみに限
定して示した接続図、第２図は第１図の実施例の動作を
説明するための線図、第３図は本発明の別の実施例を同
じく信号変換回路部分に限定して示した接続図、第４図
は第３図の実施例の動作を説明するための線図、第５図
は従来の装置の例を示す接続図である。 １・・・ｌａ、ｌｂ・・・期間設定回路、２・・・除算
回路、３・・・Ｖ／Ｆ変換回路、４・・・プリセットカ
ウンタ、５．９・・・モノマルチバイブレータ、６・・
・インバータ、７・・・アナログスイッチ、８・・・フ
リップフロップ回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電極マイナス期間、電極プラス期間および前記両期
   間のくりかえし周期の少なくともいずれか１つを調整可
   能とした交流アーク溶接機において、前記調整可能とし
   た期間に対する指令信号を電圧信号として供給する時間
   設定回路と、前記時間設定回路の出力電圧を入力とし入
   力電圧値に対応した時間幅のパルス信号に変換する信号
   変換回路と、前記信号変換回路の出力信号によって前記
   調整可能とした期間が決定される出力極性切替回路とを
   具備した交流アーク溶接機。 ２、前記信号変換回路は、前記時間設定回路の出力電圧
   の逆数を得る除算回路と、前記除算回路の出力電圧を入
   力とし入力電圧に比例した周波数のパルス信号に変換す
   るＶ／Ｆ変換回路と、前記Ｖ／Ｆ変換回路の出力パルス
   を計数するプリセットカウンタとからなり、前記プリセ
   ットカウンタの計数開始から計数完了までを設定期間信
   号として出力する回路である 請求項１に記載の交流アーク溶接機。