WO2015137119A1 - 溶接機用電源装置 - Google Patents

Abstract

　表示設定部（２０）の操作によって設定された溶接条件に従って溶接電流を出力する溶接機用電源装置において、溶接機用電源装置の動作状態において溶接が終了したとき、そのときの溶接条件をメモリ（１６）に自動的に記憶させる。溶接機用電源装置において溶接を再開するときの溶接条件が溶接終了時の溶接条件と異なるときにロードボタン（７０）、ロータリエンコーダ（６４）、セットボタン（７２）の操作によって、制御部（１４）がメモリ（１６）に記憶されている溶接終了時の溶接条件を読み出して、溶接機用電源装置に設定する。

Description

溶接機用電源装置

　本発明は、溶接機用電源装置に関し、特に、溶接条件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が記憶手段に自動的に記憶される。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が読み出されて、溶接機用電源装置に自動的に設定される。

特開２００６－８２０９１号公報

　特許文献１の技術によれば、溶接作業を一時的に中止するために作業員が溶接機用電源装置の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、作業員が、溶接機用電源に接続されているトーチにある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りすることによって、一時的に溶接を中止した場合には、溶接条件は記憶されない。また、溶接を一時的に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、その溶接機用電源装置の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しても、記憶手段には溶接作業の一時中止前の溶接条件は記憶されていない。従って、作業員がその作業員の記憶に従って元の溶接条件を再設定しようとする。しかし、作業員が元の溶接条件を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、或る溶接条件で行われていた溶接を一時的に中止した後に、溶接条件が変更されていても、溶接条件を元の溶接条件に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。前記溶接条件は溶接機用電源装置に操作手段の操作によって設定される。前記溶接機用電源装置の動作状態において溶接が終了したとき、そのときの前記溶接条件が記憶手段に記憶される。記憶手段としては、不揮発性のものが望ましい。現在の前記溶接条件、例えば前記溶接機用電源装置の動作状態において溶接を再開するときの溶接条件が、過去の前記溶接条件と異なるときに、読み出し手段が操作されて、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。

　このように構成された溶接機用電源装置では、例えば前記溶接機用電源装置の動作状態において溶接を一時的に終了させた時点で、記憶手段にそのときの溶接条件が自動的に記憶される。従って、溶接が一時的に終了後に、誰かが前記溶接機用電源装置の溶接条件を変更していても、読み出し手段を操作することによって、記憶手段から溶接を一時的に終了させた時点での溶接条件が読み出されて、溶接機用電源装置に設定できるので、溶接条件の再設定が容易に行え、溶接作業の再開を円滑に行うことができる。

　前記溶接の終了を前記溶接出力の停止とすることができる。主電源スイッチをターンオフしたときに、記憶手段に溶接条件を記憶させることもできるが、主電源スイッチをターンオフしないで、溶接を一時的に中止する場合に対応することができない。例えばトーチスイッチのみをターンオフする場合である。このような場合にも、そのときの溶接条件を記憶するために、溶接出力の停止を条件とすることが望ましい。溶接出力の停止としては、例えば溶接負荷への出力電流の供給停止を使用することができる。この出力電流の供給停止は、例えば電流検出手段によって検出することができるし、或いはトーチスイッチのオフの検出によって行うことができる。

　また、前記記憶手段は、前記溶接条件用の複数の記憶領域を有するものとすることができる。この場合、前記溶接終了ごとに、そのときの前記溶接条件を順に記憶領域に記憶する。前記読み出し手段は、操作によって、複数の記憶されている溶接条件のうちから、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、直近の溶接終了よりも以前の溶接終了時の溶接条件を設定することが可能となり、例えば一時的な溶接作業のために溶接条件を作業員が変更したが、一時的な溶接作業の終了後に、一時的な溶接作業の前に行っていた溶接作業に対応した溶接条件に再設定したいような場合に有効である。

　また、記憶手段への溶接条件の記憶は、溶接終了時の溶接条件が、前回の溶接終了時の溶接条件と異なるときに行われるように構成することもできる。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。

図１は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２は図１の溶接機用電源装置の表示設定部の正面図である。 図３は図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処理のフローチャートである。 図４は図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５は図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処理のフローチャートである。

　本発明の１実施形態の溶接機用電源装置は、例えば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。溶接条件の１つとして溶接プロセスがある。溶接プロセスは、例えばスティック溶接プロセス、高周波ＴＩＧ溶接プロセス、リフトＴＩＧ溶接プロセスを含んでいる。この溶接機用電源装置は、各溶接プロセスのうち選択されたもので使用可能である。更に高周波ＴＩＧ溶接やリフトＴＩＧ溶接プロセスでは、出力する電流の極性を直流または交流に切り換えることができ、この直流－交流切換も、溶接条件の１つである。また、溶接条件の１つとしては溶接シーケンス例えば、クレータモードもある。このクレータモードでは、例えば２Ｔ、４Ｔ、リピート、スポットのように異なったモードがある。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１を有し、入力側整流部１は商用交流電源２から主電源スイッチ３を介して供給された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、その変圧器６の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１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、交流モードと直流モードとを有し、選択されたモードで動作する。交流－直流切換部１０は、交流モードでは、出力側整流部８の出力電圧を、インバータ４の高周波出力電圧よりも低い所望の周波数の交流電圧に変換して、溶接負荷に供給する。交流－直流切換部１０は、直流モードでは、出力側整流部８からの直流電圧を溶接負荷に供給する。溶接負荷は、例えば母材１１とトーチ１２とから構成されている。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１３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１３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と協働する。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１３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を検出する電流検出手段、例えば電流検出器（ＩＤ）１８が示されている。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が設けられている。この溶接プロセス切換ボタン２２が押されるごとに、スティック（ＳＴＩＣＫ）、高周波ＴＩＧ（ＨＦＴＩＧ）、リフトＴＩＧ（ＬＩＦＴＴＩＧ）に溶接プロセスが切り換えられる。切り換えられた溶接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、これが押されるたびに、クレータモードが、順に２Ｔ、４Ｔ、リピート（ＲＥＰＥＡＴ）、スポット（ＳＰＯＴ）に切り換えられる。切り換えられたクレータモードに応じて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、これが押されるたびに、この溶接機用電源から出力される電流の極性が直流（ＤＣ）、交流（ＡＣＨＡＲＤ）、交流（ＡＣＳＯＦＴ）に切り換えられる。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も設けられている。このパルス設定切換ボタン４８が押されるたびに、例えば出力電流の極性が直流の場合に出力電流に重畳させるパルスが、パルス（ＰＵＬＳＥ）、ミドルパルス（ＭＩＤＤＬＥＰＵＬＳＥ）、ハイブリッドパルス（ＨＹＢＲＩＤＰＵＬＳＥ）、マルチＡＣ（ＭＵＬＴＩＡＣ）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の設定可能状態に切り換えられ、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る。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、表示設定部２０に設けられたセーブ（ＳＡＶＥ）ボタン６８が操作される。これによって、制御部１４は、設定された溶接条件を、メモリ１６が有する不揮発性メモリに記憶する。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、表示設定部２０に設けられたロード（ＬＯＡＤ）ボタン７０が操作される。また、セーブボタン６８またはロードボタン７０が操作されたときに、セーブまたはロードを行うことを確定させるために操作されるセット（ＳＥＴ）ボタン７２も表示設定部２０に設けられている。なお、セットボタン７２は、上述したように溶接パラメータを設定するためロータリエンコーダ６４が操作されたとき、そのロータリエンコーダ６４によって設定された値を確定するためにも操作される。

　この他に、トーチ１２として水冷トーチを使用するか空冷トーチを使用するかによって切り換えられる切換ボタン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（ＣＯＮＴＡＣＴＯＲ）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。コンタクターボタン８６の操作に応じて、主電源スイッチ３がオンまたはオフされる。

　ところで、溶接条件が設定された溶接機用電源装置を使用して溶接を行っていた作業員が一時的に溶接を中止し、その作業員が当該溶接機用電源装置の設置場所から離れることがある。即ち、主電源スイッチ３はオンであって、溶接機用電源装置は動作している状態で、一時的に溶接を中止して、作業員が当該溶接機用電源装置の設置場所から離れることがある。この場合に、例えば、作業員が傍にいないにも拘わらず、動作している溶接機用電源装置の状態を、他の作業員が把握しようとして、表示設定部２０の各種ボタンやロータリエンコーダを操作して、その結果、溶接条件が変更されることがある。戻ってきた作業員は溶接条件が変更されていることに気づき、元の溶接条件に戻そうとする。しかし、戻ってきた作業員が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、この溶接機用電源装置では、電流検出器１８の出力信号を元に、この溶接機用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１８が出力電流を検出しなくなったときに、即ち、溶接機用電源装置は動作しているが、溶接が終了しているときに、後述の図３に示すような処理を制御部１４が行い、溶接が終了されたときの溶接条件をメモリ１６に記憶する。電流検出器１８が電流を検出しなくなることは、例えばトーチ１２が備えるトーチスイッチ１２ａをオフにした場合や、トーチ１２を母材１１から引き離してアークの発生を停止させた場合に発生する。

　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ｍ個の記憶エリアには０からｍ－１のエリア番号が割り当てられており、後述するポインタが表す値に等しいエリア番号のエリアに対して書き込みまたは読み出しが行われる。これら記憶エリアは、不揮発性メモリによって構成することが望ましい。

　なお、溶接条件が変更された場合に、変更直前の溶接条件を記憶させることも考えられる。しかし、溶接作業が行われている最中に、溶接条件が変更される場合があり、この溶接作業が行われている最中の溶接条件を記憶させる必要は無い。出力電流が停止したときには１つの溶接作業が終了していると考えられ、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。従って、電流検出器１８が電流を検出しなくなったときに、溶接条件を記憶させている。

　電流検出器１８が出力電流を検出しなくなったとき、制御部１４は、図３に示す処理を実行する。この処理では、まず、出力電流が停止したときの溶接条件が、前回の溶接作業での溶接条件（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。これは、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は書き込み用カウンタｗｎの値を１つ増加させる（ステップＳ４）。この書き込み用カウンタｗｎは、制御部１４によって構成されたカウンタであって、メモリ１６内の溶接条件の記憶エリアを指定するポインタとして機能する。制御部１４は、このカウンタｗｎの値が記憶エリアの最終エリアよりも１つ大きい値であるｍ以上であるか判断する（ステップＳ６）。ｍは、例えばメモリ１６に記憶されている。ステップＳ６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、現在の溶接条件を書き込んで（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。

　なお、ステップＳ６、Ｓ８が設けられているので、溶接条件の全ての記憶エリアに溶接条件が書き込まれた状態で、新たな溶接条件を書き込む必要が生じた場合、最も古い溶接条件が記憶されているエリアに、最も古い溶接条件に代えて新たな溶接条件が書き込まれる。更に新たな溶接条件を書き込む必要が生じると、２番目に古い溶接条件に変えて更に新たな溶接条件が書き込まれる。以下、同様である。

　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ことに気づくと、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。この後、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と判断されると、図示していないが、メモリ１６にプリセットされた溶接条件の読み出しを、セーブボタン６８、セットボタン７２等の操作によって制御部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）。読み出し用のカウンタｒｎも、制御部１４によって構成され、読み出し用のポインタとして機能する。読み出し用カウンタ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、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という表示が行われる。さらに、読み出された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、読み出された溶接条件に従って行われる。

　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判断できるので、読み出した溶接条件を制御部１４が溶接機用電源装置に設定して（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Ｓ２６がイエスと判断されたのに続いて、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、読み出し用カウンタｒｎの値が示すエリアの溶接条件がメモリ１６から読み出され、表示される。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－Ｌ３と表示される。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、ロータリエンコーダ６４が操作されて、前回の溶接条件が読み出されて表示された場合には、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、図５の制御処理を中止し、前回ロードボタン７０が操作されたときに設定された溶接条件をメモリ１６から読み出す。

　上記の実施形態では、直近の溶接終了時の溶接条件だけでなく、それよりも以前の複数の溶接終了時の溶接条件も記憶させるようにしたが、直近の溶接終了時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の処理においてステップ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の処理においてステップ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せばよい。

　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１２ａのオフを検出すると出力を発生するトーチオフ検出器を設け、この検出器の出力に応動して、溶接条件を記憶させるように構成することもできる。

Claims (4)

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の動作状態において溶接が終了したとき、そのときの前記溶接条件を記憶する記憶手段と、
   　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て、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、前記溶接の終了が、前記溶接出力の停止であ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、前記記憶手段は、前記溶接条件の記憶領域を複数有し、前記溶接終了ごとに、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、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。
4. 　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、前記溶接終了時の前記溶接条件が、前回の前記溶接終了時の前記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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