JP2000326069A - 自動電撃防止装置付き交流アーク溶接機の始動感度測定装置 - Google Patents

自動電撃防止装置付き交流アーク溶接機の始動感度測定装置

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JP2000326069A
JP2000326069A JP11141716A JP14171699A JP2000326069A JP 2000326069 A JP2000326069 A JP 2000326069A JP 11141716 A JP11141716 A JP 11141716A JP 14171699 A JP14171699 A JP 14171699A JP 2000326069 A JP2000326069 A JP 2000326069A
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Fumio Tokukasa
文男 徳嵩
Yoshiyuki Miyazawa
好幸 宮澤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 別途に抵抗計を用意する必要がなく、しかも
測定中リアルタイムで抵抗値が表示されるようにした使
い勝手のよい始動感度測定装置を提供する。 【解決手段】 溶接機4の二次側出力端子4a,4bに
接続される入力端子11a,11bと、同入力端子間に
スイッチ13を介して直列に接続された基準抵抗R1お
よび可変抵抗R2からなる合成抵抗器12と、同合成抵
抗器12の端子間電圧を検出する第1電圧検出部14
と、基準抵抗R1の端子間電圧を検出する第2電圧検出
部15と、これらの各出力電圧V1,V2に基づいて所
定の演算を行なうとともに、スイッチ13をオンオフ制
御する制御手段17と、表示器18とを備え、可変抵抗
R2が操作されることにより変化する第1電圧検出部1
4の出力電圧V1が所定のしきい値電圧Vf以上になっ
た時点での合成抵抗器12の抵抗値を始動感度抵抗値と
してホールドし、表示器18に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流アーク溶接機
に付設されている自動電撃防止装置の始動感度を測定す
る技術に関し、さらに詳しく言えば、簡単かつ容易に使
うことができる操作性の良好な始動感度測定装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】交流アーク溶接作業は高電圧を伴なうた
め、危険な作業の一つに数えられている。そこで、19
91年の労働安全衛生規則の一部改定で、交流アーク溶
接機には自動電撃防止装置の使用が義務づけられた。
【0003】自動電撃防止装置は、交流アーク溶接機の
主回路(変圧器の入力回路側もしくは出力回路側)に内
蔵または外付けされるもので、例えば変流器によりその
出力側に流れる電流を検出して主回路の動作を制御す
る。
【0004】すなわち、その電流値が零もしくはきわめ
て僅かなときには、溶接作業休止状態にあるとして、例
えば補助変圧器に切り換えて溶接棒と母材間の電圧を人
体に対して安全とされる電圧(25V以下、入力電圧変
動があるときなどを含めて、いかなる場合においても3
0V以下)にまで低下させる。
【0005】これに対して、変流器にて所定の電流値が
検出された場合には、実際に溶接作業が行なわれるとし
て主回路を動作させ、溶接棒と母材間に所定の無負荷電
圧(一般的には約80V)を発生させる。
【0006】換言すれば、自動電撃防止装置は溶接棒と
母材間(溶接機の二次側出力端子間)の抵抗値に応じて
動作する。すなわち、その抵抗値が所定のしきい値以下
となったときに、溶接機の出力電圧を安全電圧から無負
荷電圧に切り換える。このときのしきい値を「始動感
度」と言う。
【0007】ちなみに、JIS C9311によると、
人体が濡れているような最悪時の抵抗値が約500Ωで
あることを考慮して、始動感度の抵抗値は500Ω以下
に設定すると規定されている。
【0008】始動感度は経時的に変化する場合があるた
め、溶接作業の安全性を確保する上で、適宜始動感度を
測定することが望まれている。このための装置が始動感
度測定装置であり、その従来例を図3により説明する。
なお、この例は特開平10−58140号によるもので
ある。
【0009】この始動感度測定装置1は、例えば200
Ωの固定抵抗R1と、例えば0〜300Ωまでの抵抗値
を選択可能な可変抵抗R2とを直列に接続した合成抵抗
器Rを備えている。この合成抵抗器Rは切換スイッチS
Wにより、溶接機二次側接続端子2a,2bもしくは抵
抗計接続端子3のいずれかに接続される。
【0010】自動電撃防止装置付き交流アーク溶接機4
の始動感度を測定するにあたっては、例えば溶接機二次
側接続端子2aに溶接機4の一方の二次側出力端子4a
を接続し、溶接機二次側接続端子2bには溶接棒5aを
把持した溶接棒ホルダ5を接続する。また、溶接機4の
他方の二次側出力端子4bにはテスト母材6を接続し、
抵抗計接続端子3には抵抗計7を接続する。
【0011】そして、溶接機4に通電して、その二次電
流(出力電流)を最大にセットした後、切換スイッチS
Wを溶接機二次側接続端子2a,2b側に切り換える。
次に、可変抵抗R2の抵抗値を最大に調整して合成抵抗
器Rの抵抗値を500Ωに設定し、溶接棒5aをテスト
母材6に所定時間接触させ、自動電撃防止装置が始動し
ないことを確認する。
【0012】しかる後、可変抵抗R2の抵抗値を徐々に
下げていき、自動電撃防止装置が始動する、すなわち溶
接機4の出力電圧が安全電圧から無負荷電圧に変化する
抵抗値を見いだす。このようにして、自動電撃防止装置
の始動が確認されたならば、切換スイッチSWを抵抗計
接続端子3側に切り換えて、抵抗計7により合成抵抗器
Rの抵抗値を読みとる。この抵抗値が始動感度抵抗であ
る。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】この始動感度測定装置
1によれば、測定原理が単純であり、安価な構成で比較
的高精度な測定ができるが、これには次のような課題が
あった。
【0014】まず、別途に抵抗計7を必要とする。この
種の交流アーク溶接機は、多くの場合、溶接作業現場に
持ち込まれるため、それに伴なって抵抗計7を持ち運ぶ
ことは煩わしい。次に、自動電撃防止装置が始動するま
での間、抵抗値が表示されない。すなわち、最終結果と
しての抵抗値しか表示されないため、可変抵抗を調整し
づらい。
【0015】さらには、スイッチSWの切り換え忘れな
どにより、合成抵抗器Rが溶接機4に接続され続けるお
それがある。このため、その抵抗器には大電力用のもの
を用いる必要があり、小型化に支障をきたすばかりでな
く、コスト的にも負担が増えることになる。また、実際
にテスト母材6に溶接棒5aを接触させて測定を行なう
ようにしているため、その分、溶接棒5aが無駄に消費
されることになる。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するためになされたもので、その目的は、別途
に抵抗計を用意する必要がなく、しかも測定中リアルタ
イムで抵抗値が表示されるようにした使い勝手のよい始
動感度測定装置を提供することにある。
【0017】上記目的を達成するため、本発明は、溶接
機の二次側出力端子間の抵抗値に応じて動作し、溶接作
業休止時には、上記溶接機の出力電圧をアーク溶接作業
に必要とされる所定の無負荷電圧から人体に対して安全
とされる安全電圧に低下させる自動電撃防止装置を有す
る交流アーク溶接機の始動感度測定装置において、上記
溶接機の二次側出力端子に接続される一対の入力端子
と、同入力端子間にスイッチを介して直列に接続された
基準抵抗および可変抵抗からなる始動感度測定用の合成
抵抗器と、同合成抵抗器の端子間電圧を検出する第1電
圧検出部と、上記基準抵抗の端子間電圧を検出する第2
電圧検出部と、上記第1および第2電圧検出部の各出力
電圧V1,V2に基づいて所定の演算を行なうととも
に、上記スイッチをオンオフ制御する制御手段と、同制
御手段の演算結果を表示する表示器とを備え、上記制御
手段は上記可変抵抗が操作されることにより変化する上
記第1電圧検出部の出力電圧V1を監視し、その電圧V
1が予め設定されたしきい値電圧Vf以上になった時点
での上記合成抵抗器の抵抗値を始動感度抵抗値としてホ
ールドし、上記表示器に表示することを特徴としてい
る。
【0018】この構成によれば、しきい値電圧Vfとし
て、自動電撃防止装置が始動する電圧を設定しておけ
ば、自動的に始動感度の抵抗値が表示される。また、始
動感度に達するまでの間の抵抗値がリアルタイムで表示
される。
【0019】上記表示器に上記始動感度抵抗値を表示す
るにあたって、上記制御手段は、上記基準抵抗の抵抗値
をRSとして、上記合成抵抗器の抵抗値を(V1/V
2)/RSなる演算式により算出し、この演算値を始動
感度抵抗値として上記表示器に表示する。この点も、本
発明の特徴の一つである。
【0020】本発明の好ましい態様によれば、上記表示
器には、安全電圧表示用表示器がさらに設けられ、同安
全電圧表示用表示器には、上記可変抵抗が最大抵抗とさ
れたときに得られる上記第1電圧検出部の出力電圧V1
が表示される。
【0021】本発明において、上記制御手段は、上記端
子間電圧V1が予め設定されたしきい値電圧Vf以上に
なった時点で、上記スイッチをオフにする。これによれ
ば、合成抵抗器が溶接機に必要以上に接続され続けるこ
とが防止され、したがって、従来のように大電力抵抗器
を用いる必要がなくなる。
【0022】
【発明の実施の形態】次に、本発明の構成を図1の実施
例により説明する。図2は、同実施例の動作フローチャ
ートである。
【0023】この始動感度測定装置10は、交流アーク
溶接機4の二次側出力端子4a,4bに測定プローブな
どを介して接続される一対の入力端子11a,11bを
備えている。なお、交流アーク溶接機4には自動電撃防
止装置が設けられているが、その形態は外付け、内蔵の
いずれであってもよい。
【0024】入力端子11a,11bには、基準(固
定)抵抗R1と可変抵抗R2とを直列に接続してなる始
動感度測定用の合成抵抗器12がスイッチ13を介して
接続されている。この実施例においても、基準抵抗R1
の抵抗値は例えば200Ωで、可変抵抗R2の調整範囲
は0〜300Ωであってよい。
【0025】また、この始動感度測定装置10は、第1
および第2の2つの電圧検出部14,15を有してい
る。一方の第1電圧検出部14は合成抵抗器12の両端
間電圧、すなわち溶接機4の出力電圧V0を検出して出
力する。この出力電圧をV1とする。他方の第2電圧検
出部15は、基準抵抗R1の両端間電圧を検出して出力
する。この整流後の出力電圧をV2とする。
【0026】各電圧検出部14,15の出力側にはA/
Dコンバータ16を介して制御手段としてのCPU(c
entral processing unit)17
が接続されている。すなわち、各電圧検出部14,15
の出力電圧V1,V2は、A/Dコンバータ16により
ディジタルデータに変換されてCPU17に与えられ
る。
【0027】CPU17には表示手段18が接続されて
いる。この実施例において、表示手段18は、安全電圧
表示用の第1表示器18aと、始動感度抵抗値表示用の
第2表示器18bとを備えている。各表示器18a,1
8bには液晶表示パネルやプラズマディスプレイが用い
られるが、場合によってはプリンタとしてもよい。
【0028】なお、各電圧検出部14,15は、例えば
整流回路と平滑回路および減衰回路を組み合わせた交流
/直流変換器であってもよいし、アナログ乗除算回路と
A/Dコンバータを用いて構成することもできる。
【0029】A/Dコンバータ16については、上記実
施例のように一つのA/Dコンバータとして、各電圧検
出部14,15の出力電圧を交互にディジタル変換して
もよいし、あるいは各電圧検出部14,15に対して個
別的にA/Dコンバータを設けてもよい。さらには、各
電圧検出部14,15の出力電圧をA/Dコンバータに
入力可能なレベルにまで減衰させ、その減衰された電圧
波形を直接A/D変換するようにしてもよい。
【0030】次に、この始動感度測定装置10の動作を
図2のフローチャートにしたがって説明する。なお、C
PU17には、しきい値電圧Vfが50Vとしてあらか
じめ設定されているものとする。
【0031】まず、前作業として、各入力端子11a,
11bを測定プローブなどを介して溶接機4の二次側出
力端子4a,4bに接続する。溶接機4の一次側に通電
し、その二次側出力電流が最大であることを確認する。
【0032】そして、可変抵抗R2の抵抗値RVを最大
に設定した後(ステップST1)、スイッチ13を閉じ
る(ステップST2)。この時点で、CPU17は第1
電圧検出部14にて得られた出力電圧V1(溶接機4の
出力電圧V0)を処理し(ステップST3)、その電圧
V1を安全電圧VLとして第1表示器18aに表示する
(ステップST4)。
【0033】また、第2表示器18bには、合成抵抗器
12の抵抗値RTが表示される(ステップST5)。こ
の抵抗値RTを求める演算式は次のとおり。すなわち、
基準抵抗R1の抵抗値RS(既知)と、その電圧降下V
2(第2整流回路15の出力電圧)とから、合成抵抗器
12に流れる電流iは、 i=V2/RS……(a) により求められる。
【0034】合成抵抗器12の抵抗値RTは、RT=V
0/i=V1/iで示されるから、これに上記式(a)
のiを代入すれば、 RT=(V1/V2)×RS……(b) となる。したがって、CPU17は上記の式(b)を演
算して、合成抵抗器12の抵抗値RTを求め、これを第
2表示器18bに表示する。
【0035】なお、このような演算は必ずしもCPU1
7で行なわせる必要はなく、例えば第1および第2電圧
検出部14,15の出力電圧をアナログ乗除算回路を用
いて演算してもよい。
【0036】しかる後、可変抵抗R2の抵抗値を徐々に
下げる(ステップST6)。これに伴なって、第2表示
器18bにはそのときの合成抵抗器12の抵抗値RTが
リアルタイムで表示される。厳密に言えば、この抵抗値
RTには電圧検出部14,15の応答時間が含まれる
が、その応答時間はきわめて短い時間であるため、実質
的にリアルタイム値として差し支えない。
【0037】可変抵抗R2の抵抗値RVを下げるに連れ
て、第1電圧検出部14の出力電圧V1が上昇し、やが
て自動電撃防止装置が始動して溶接機4から無負荷電圧
が発生されることになるが、CPU17は所定時間ごと
に、出力電圧V1としきい値電圧Vf(50V)とを比
較し、V1>50Vであるかどうかを判定する(ステッ
プST7)。
【0038】その結果、NOであれば、ステップST5
に戻る。YESの場合には、可変抵抗R2の操作により
その直前に設定された合成抵抗器12の抵抗値RTをホ
ールドし、同抵抗値RTを始動感度抵抗値として、第2
表示器18bに表示する(ステップST8)。そして、
CPU17はスイッチ13をオフとし(ステップST
9)、測定を終了する。
【0039】以上、本発明を具体的な実施例により説明
したが、本発明はこれに限定されるものではない。上記
実施例では、スイッチ13の投入は手動で行ない、スイ
ッチ13のオフはCPU17にて行なうようにしている
が、別に測定開始釦を設けて、スイッチ13のオンオフ
をともにCPU17に任せるようにしてもよい。
【0040】また、可変抵抗R2に関してもモータドラ
イブ方式とし、CPU17により可変抵抗R2を制御す
ることも可能である。上記実施例によると、第2表示器
18bに測定途中の抵抗値がリアルタイムで表示され、
最終的には同第2表示器18bに始動感度抵抗値が表示
されるが、始動感度抵抗値を表示する際には、例えばフ
ラッシュ表示にして、測定途中の抵抗値と識別可能とす
ることが好ましい。
【0041】CPU17に設定するしきい値は任意に選
択できる。通常、自動電撃防止装置の始動により、溶接
機から出力される無負荷電圧は70〜95Vである。可
変抵抗R2が手動で操作される場合、その変化率が一定
であるとの保証はない。そのダイヤルなりスライダが急
峻に操作されることもある。
【0042】そこで、上記実施例では余裕をもってしき
い値電圧Vfを50Vとしているが、一例として、ステ
ップST7で実行される判定の割り込みインターバル
が、時間的に十分に短くできる場合には、しきい値電圧
Vfを実際の無負荷電圧に近づけてもよい。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
別途に抵抗計を用意することなく、自動電撃防止装置の
始動感度を測定することができる。また、可変抵抗を下
げて行く過程で、始動感度測定用合成抵抗の抵抗値がリ
アルタイムで表示されるため、手動で可変抵抗を操作す
る場合、その調整量を把握しながら操作できる。
【0044】また、自動電撃防止装置が始動した後にお
いては、スイッチが自動的にオフとされ、固定抵抗およ
び可変抵抗が必要以上に無負荷電圧に接続されることが
ないため、これらの抵抗器は従来の1/10以下の定格
電力のものであってよく、その分、小型化が図れるとと
もに、コスト的にも有利である。
【0045】さらには、実際に溶接棒をテスト母材に接
触させる必要かないため、溶接棒が無駄に消費されるこ
ともなく、経済的でもある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による始動感度測定装置の実施例を示し
た回路構成図。
【図2】上記実施例の動作説明用のフローチャート。
【図3】従来例を示した回路構成図。
【符号の説明】
10 始動感度測定装置 11a,11b 入力端子 12 合成抵抗器 13 スイッチ 14,15 電圧検出部 16 A/Dコンバータ 17 CPU 18 表示手段 18a 第1表示器(安全電圧表示用) 18b 第2表示器(始動感度表示用) R1 基準(固定)抵抗 R2 可変抵抗

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶接機の二次側出力端子間の抵抗値に応
    じて動作し、溶接作業休止時には、上記溶接機の出力電
    圧をアーク溶接作業に必要とされる所定の無負荷電圧か
    ら人体に対して安全とされる安全電圧に低下させる自動
    電撃防止装置を有する交流アーク溶接機の始動感度測定
    装置において、 上記溶接機の二次側出力端子に接続される一対の入力端
    子と、同入力端子間にスイッチを介して直列に接続され
    た基準抵抗および可変抵抗からなる始動感度測定用の合
    成抵抗器と、同合成抵抗器の端子間電圧を検出する第1
    電圧検出部と、上記基準抵抗の端子間電圧を検出する第
    2電圧検出部と、上記第1および第2電圧検出部の各出
    力電圧V1,V2に基づいて所定の演算を行なうととも
    に、上記スイッチをオンオフ制御する制御手段と、同制
    御手段の演算結果を表示する表示器とを備え、上記制御
    手段は上記可変抵抗が操作されることにより変化する上
    記第1電圧検出部の出力電圧V1を監視し、その電圧V
    1が予め設定されたしきい値電圧Vf以上になった時点
    での上記合成抵抗器の抵抗値を始動感度抵抗値としてホ
    ールドし、上記表示器に表示することを特徴とする自動
    電撃防止装置付き交流アーク溶接機の始動感度測定装
    置。
  2. 【請求項2】 上記表示器に上記始動感度抵抗値を表示
    するにあたって、上記制御手段は、上記基準抵抗の抵抗
    値をRSとして、上記合成抵抗器の抵抗値を(V1/V
    2)/RSなる演算式により算出し、この演算値を始動
    感度抵抗値として上記表示器に表示することを特徴とす
    る請求項1に記載の自動電撃防止装置付き交流アーク溶
    接機の始動感度測定装置。
  3. 【請求項3】 上記表示器には、安全電圧表示用表示器
    がさらに設けられ、同安全電圧表示用表示器には、上記
    可変抵抗が最大抵抗値とされたときに得られる上記第1
    電圧検出部の出力電圧V1が表示されることを特徴とす
    る請求項1または2に記載の自動電撃防止装置付き交流
    アーク溶接機の始動感度測定装置。
  4. 【請求項4】 上記制御手段は、上記出力電圧V1が予
    め設定されたしきい値電圧Vf以上になった時点で、上
    記スイッチをオフとすることを特徴とする請求項1,2
    または3に記載の自動電撃防止装置付き交流アーク溶接
    機の始動感度測定装置。
JP11141716A 1999-05-21 1999-05-21 自動電撃防止装置付き交流アーク溶接機の始動感度測定装置 Withdrawn JP2000326069A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001293571A (ja) * 2000-04-11 2001-10-23 Tempearl Ind Co Ltd 始動抵抗値の計測器

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JP2001293571A (ja) * 2000-04-11 2001-10-23 Tempearl Ind Co Ltd 始動抵抗値の計測器

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