JPH0470116B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶接電圧、溶接電流、消耗電極ワイヤ
の送給速度あるいは溶接速度などの溶接条件を作
業者の手許で遠隔調整できるようにしたアーク溶
接機に関するものである。

アーク溶接を行う場合、溶接姿勢の変化や被溶
接物の形状の変化などにより溶接条件を溶接の途
中において変更する必要が生ずることが多い。ま
た大型の被溶接物を取扱う造船所や鉄工所などに
おいては溶接電源の設置場所と実際の作業場所と
は遠く離れていることが多い。このような場合、
条件変更の度毎に溶接電源のところまで出向いて
いつて溶接条件の切替えをするのでは非常に不便
であり非能率的である。そこで溶接に先立つて溶
接電源に予想される複数の溶接条件の組合せをプ
リセツトしておき、必要に応じて作業者の手許で
これらのプリセツトされた条件のうちから適当な
ものを選定して実施できるようにすることが要求
される。

従来このような機能を有する装置としては、作
業者の手許にロータリースイツチを設けておき必
要に応じてこれを切替えることにより、このロー
タリースイツチに接続されている溶接電源側の可
変抵抗器などを選択する方式のもの、あるいは溶
接トーチに設けられている溶接起動指令用のトー
チスイツチを条件切替に兼用し、トーチスイツチ
の閉路時間の長さおよび開閉動作の回数をカウン
トしてこの結果により溶接条件の切替を行う方式
のものなどが提案されている。しかるにこれら従
来方式のうち前者においては作業者の手許で選択
した条件の種類がロータリースイツチの位置で判
読できる利点はあるものの、ロータリースイツチ
から信号を溶接電源へ導くために、多心ケーブル
を用いることが必要となり、ケーブルの本数が増
加し、断線事故の発生する率が増加するのみなら
ず溶接トーチを作業者が直接操作する半自動溶接
においては作業性が著しく阻害されるものであつ
た。また後者のトーチスイツチを押す回数により
行うものは、ケーブルの増加はないものの、溶接
条件を切替えるためのトーチスイツチの操作と溶
接開始のためのトーチスイツチの操作とを区別す
るためにトーチスイツチの閉路時間が一定以上長
く継続して始めて溶接開始と判断するようになつ
ている。そして溶接条件の切替のためのトーチス
イツチの閉路はこの設定時間内に終了し、この開
閉動作を所定の回数くりかえしことになる。した
がつてこのための設定時間は切替作業の確実性を
計るためには少なくとも0.5秒以上が必要である。
このために溶接開始時にトーチスイツチを押して
から実際に溶接が開始されるのは、この設定時間
が経過した後であり、トーチスイツチの操作に対
する溶接機の反応が遅く操作性が極めて悪くな
る。しかもこの間に誤つてトーチスイツチを離す
ことがあれば作業者の意思に反して溶接条件の不
要な切替が行われてしまうことになる。またトー
チスイツチの接点閉路時において接点のチヤタリ
ングが発生すれば、このチヤタリングによる開閉
の回数に応じて条件の切替が行なわれる危険性も
ある。

さらにこのようにして選定された溶接条件が作
業者の手許ではどの条件となつているか全く確認
できない。このために上記の種々の原因による誤
動作発生の可能性ともからみ、作業者はトーチス
イツチの操作に対して極めて神経質とならざるを
得ず、かつ非常な不安感を与えるものである。ま
たこのような慎重な操作にもかかわらず目的とす
る条件が選択されていなかつたことによる不良溶
接の発生を確実に防止することができないという
重大な欠点を有する。

本発明はこのような従来装置の欠点を解消し、
ケーブルが増加せず操作性が良好でかつ選定した
溶接条件を作業者の手許において常時確認できる
ようにした溶接条件遠隔切替機能を設けたアーク
溶接機を提供するものである。

第１図は本発明の実施例を示す構成図であり同
図において１は溶接トーチあるいは手許操作箱な
どに取付けられた溶接開始、電極ワイヤの寸動送
給、シールドガスの試し放流などを行う開閉素子
の開閉動作を指令するための開閉動作指令スイツ
チ（以下、スイツチという）、２は作業者の選択
に応じてｎ種類のｎ≧２の整数の異なる信号、例
えば異なる値の電圧信号を発生するとともに、切
換えた溶接条件を目視確認できる溶接条件切換信
号発生器（以下、信号発生器という）であり、そ
の出力はスイツチ１の接点と並列に接続されてお
り作業者の手許、例えば溶接トーチや手許操作箱
に直接あるいはこれらの近くに設ける。３はスイ
ツチ１および信号発生器２からの信号を溶接機本
体、例えば溶接用電源側に導くための２心制御ケ
ーブル（以下、ケーブルという）であり、通常の
トーチスイツチ、電極ワイヤ寸動用スイツチなど
からのケーブルをそのまま使用する。４はスイツ
チ１の閉路を感知して溶接の開始、電極ワイヤの
給送、シールドガスの放流などの開閉素子の開閉
動作をするための起動回路であり入力端子の短絡
により発生する開閉動作指令信号によつて動作す
る。５は入力信号の種類を判別するための溶接条
件切換信号判別回路（以下、判別回路という）で
あり信号発生器２からの出力信号がｎ種類のうち
のいずれであるかを判別して切換判別信号を出力
するものであり、６は判別回路５の判別結果を起
動回路４の開閉動作信号によつて保持するための
溶接条件切換信号保持回路（以下、保持回路とい
う）であつて、この回路は起動時にスイツチ１を
閉じると、その結果、これに並列接続されている
信号発生器２の出力端子も短絡されるために判別
回路の入力信号が消滅してもそれ以前の入力状態
を記憶するためのものである。これらの動作が円
滑に行なわれるために判別回路５としては、入力
信号が零となつた後に、保持回路６が起動回路４
の出力信号によつて保持動作を完了するまでの暫
時遅延した後に復帰するものが適する。７は保持
回路６によつて保持された信号発生器２の出力信
号の判別結果をうけて、それぞれに対応した溶接
条件を設定する溶接条件設定回路であつて、通
常、溶接電圧、溶接電流、消耗電極の送給速度な
どを設定する回路であり、台車により溶接を行う
全自動溶接機においては、これらの他に、溶接速
度の設定も行なうものである。８は溶接条件設定
回路７の出力信号を受けて所定の出力を得る溶接
条件制御部であり、外部信号に応じて出力が制御
される公知の溶接用電源、電極ワイヤ送給速度制
御装置、溶接用台車速度制御装置や、シールドガ
ス放流制御装置などが使用できる。これらの起動
回路４および判別回路５以降の回路は、作業者の
位置から遠く離れた溶接電源や溶接機制御装置な
どに内蔵したり、これらの極く近くに別の制御箱
として設けたりすることができる。

第１図の実施例において、溶接を開始する以前
に作業者は信号発生器２を適当に選択しｎ種類の
信号のうち特定の信号が出力されるようにセツト
する。この信号発生器２の出力はケーブル３を経
て判別回路５によつてｎ種類のうちいずれである
かを判別し、判別結果を保持回路６を経て溶接条
件設定回路７に出力する。溶接の開始に際してス
イツチ１を押してこれを閉路すると、起動回路４
の入力端子は短絡される。起動回路４はこの入力
端子の短絡を検知して起動信号を溶接条件制御部
８に供給する。一方スイツチ１の閉路によつてこ
れに並列接続されている信号発生器２の出力も短
絡されるが前述のように判別回路５は入力の急変
に対して若干の応答遅れを有しかつ起動回路４の
出力によつて保持回路６がスイツチ１の閉路直前
の判別回路５の出力を保持するので、溶接条件設
定回路７は先に選定された特定の溶接条件を溶接
条件制御部８に供給し続け、スイツチ１を押す以
前に信号発生器２にて選定した通りの条件で溶接
を行うことができる。

信号発生器２は複数の異なる信号を発生するも
のであればよく種々の具体例が考えられる。第２
図ないし第５図に信号発生器２の具体的な実施例
の接続図を示す。各図はそれぞれロータリースイ
ツチによつて選択されるｎ種類の異なる電圧信号
を出力刷るように構成されている。第２図ないし
第５図において、Ｓはｎ段のロータリースイツ
チ、ｅ１ないしenはそれぞれ電圧の異なる直流
電源であり例えば０＜ｅ１＜ｅ２＜……＜enの
電池が用いられる。EaないしEcは直流電源、ｒ
０ないしrnは抵抗器であり、抵抗器ｒ１ないしrn
はそれぞれ値の異なるものを使用する。Rbおよ
びRcは抵抗器、ZD１ないしZDnはそれぞれ電圧
の異なる定電圧ダイオードであり、ａ，ｂは出力
端子である。第２図および第３図においてはロー
タリースイツチＳによつて選択された直流電源ｅ
１ないしenまたは定電圧ダイオードZD１ないし
ZDnの電圧Vz１ないしVznの電圧が出力端子ａ
−ｂ間に現れる。また第４図においては直流電源
Ebの電圧が抵抗器Rbと抵抗器ｒ１ないしrnとに
よつて分圧される。いまロータリースイツチＳを
ｉ番目のところにセツトしたときには Vi＝Eb・Rb／Rb＋ri （riはｉ番目の抵抗器riの抵抗値） が出力端子ａ−ｂ間に出力される。第５図におい
ては直流電源Ecと抵抗器Rcとは信号発生器２と
別に設けられており、出力端子ａ−ｂ間には第４
図の例とは逆に vi＝Ec・ri／Rc＋ri の電圧が出力される。したがつて第４図および第
５図において抵抗器ｒ１ないしrnの抵抗値ｒ１な
いしrnをｒ１＞ｒ２＞…rnとなるように段階的に
設定しておけば第４図の例においてはｖ１＜ｖ２
＜…vnの電圧が得られ、第５図の例においては
ｖ１＞ｖ２＞…vnの電圧が得られることになる。

第６図は入力端子ａ，ｂ間にスイツチ１および
信号発生器２の出力を受けて動作開始を指令する
起動回路、溶接条件を切換えるための信号の種類
を判別する判別回路５および起動回路４の出力信
号によつて判別回路の判別結果を保持する保持回
路６の実施例を示したものであり、Ｌ０ないし
Lnは入力電圧のレベルを検出しそれぞれに設定
された範囲内の電圧が入力されたときに論理出力
を生ずるレベル検出回路であり、TR０ないし
TRnはレベル検出回路Ｌ０ないしLnの出力によ
り導通するトランジスタであり、これらのトラン
ジスタはレベル検出回路Ｌ０ないしLnの出力様
式に応じて接続回路が定まる。またCR０ないし
CRnはリレーであり、それぞれ直列トランジスタ
TR０ないしTRnの導通によつて励磁されてそれ
ぞれ常閉接点CR０ａないしCRnaが閉じる。また
Edは直流電源である。第６図いおいてレベル検
出回路Ｌ０、トランジスタTR０およびリレー
CR０は起動回路４を構成し、レベル検出回路Ｌ
１ないしLn、リレーCR１ないしCRn、トランジ
スタTR１ないしTRnは判別回路５を構成し、ま
たリレーCR１ないしCRnの常開接点CR１ａない
しCRnaとこれに直列接続されたリレーCR０の常
閉接点CR０ａは保持回路６を構成している。第
７図は第６図の起動回路および判別回路に用いる
レベル検出回路Ｌ０ないしLnの具体的な実施例
を示す接続図である。同図においてＲ５１ないし
Ｒ５３は抵抗器、Ｃ５１はコンデンサ、ZD５１
およびZD５２は定電圧ダイオード、Ｄ５１およ
びＤ５２はダイオード、OP５１およびOP５２は
演算増幅器、NAND５１はNANDゲートであ
る。Efはレベル設定のために定電圧ダイオード
ZD５１，ZD５２に電圧を供給する直流電源であ
り、また演算増幅器OP５１およびOP５２を動作
させるための電源回路は図示を省略してある。第
７図のレベル検出回路の動作を第８図の説明図に
よつて説明する。第８図において横軸は入力電圧
viの大きさを示し図の右方に行くに従い電圧が増
加するものとする。またｖ１およびｖ２は演算増
幅器OP５１およびOP５２の出力電圧の変化を示
し、その値は両者で略同一となるが図では理解し
やすいように少し差がつけてある。ｖ０は
NANDゲートNAND５１の出力電圧を示す。ま
たvz５１およびvz５２は定電圧ダイオードZD５
１およびZD５２のツエナー電圧であり、vz５１
は検出電圧レベルの下限値を、またvz５２は上
限値を示し、入力電圧Viがvz５１＜vi＜vz５２
となる間に出力が得られるようになつている。第
７図において入力電圧viがvi＜vz５１の間は演算
増幅器OP５１の出力は−vf（vfはダイオードＤ５
１またはＤ５２の順方向電圧降下）となり、vi＞
vz５１となると、演算増幅器OP５１の出力は演
算増幅器OP５１の正の飽和出力にまで上昇する。
また入力電圧viがvi＜vz５２の間は演算増幅器
OP５２の出力は正の飽和電圧となり、vi＞vz５
２となると演算増幅器OP５２の出力は−vfにま
で降下する。したがつてNAND回路NAND５１
の入力電圧ｖ１およびｖ２は第８図のように入力
電圧viの値に応じて変化することになる。この結
果NAND回路NAND５１の出力は第８図の下方
に示すようにレベル検出回路の入力電圧viがvz５
１＜vi＜vz５２の間にあるときのみ０ボルト信号
を出力することになり、この出力をベース回路に
受ける第６図に示したトランジスタTR０ないし
TRnは導通しそれぞれに直列接続されたリレー
が励磁されることになる。ここで定電圧ダイオー
ドZD５１およびZD５２を各レベル検出器に対応
して選定してツエナー電圧vz５１とvz５２とを
信号発生器２の出力電圧の変化の幅の中間となる
ようにすれば信号発生器２からの出力信号の種類
を確実に判別することができる。例えば信号発生
器２の出力信号を3V，6V，9Vの３種類とすれば
レベル検出回路Ｌ０の下限を零、上限を1V、レ
ベル検出回路Ｌ１の下限を2V、上限を4V、レベ
ル検出回路Ｌ２の下限を5V、上限を7V、レベル
検出回路Ｌ３の下限を8V、上限を10V以上とな
るようにそれぞれのレベル設定器に使用する定電
圧ダイオードの電圧を選定してやればよい。なお
第７図においてコンデンサＣ５１はレベル検出回
路が入力信号の急変時にも出力が若干遅延して変
化するように設けた遅延素子であつて、溶接開始
時にスイツチ１が閉路されてから起動回路が作動
し保持回路６が動作を完了するまでの間NAND
回路NAND５１の出力を保つためのものである。

第９図は保持回路６の出力を受けて溶接条件制
御部８に対する溶接条件を設定するための溶接条
件設定回路７の具体的な実施例を示す接続図であ
り、同図の場合は溶接条件、例えば溶接電圧を設
定する可変抵抗器VR１ないしVRnを保持回路６
の出力リレーの常開接点CR１ａないしCRnaにて
選択し、各可変抵抗器の出力をダイオードＤ１な
いしDnからなるOP回路にて受け付けて溶接条件
制御部８、例えば溶接用電源の出力電圧設定信号
として供給するものである。なお本発明において
対象となる溶接条件としては溶接電源の出力電圧
の他に出力電流、消耗性電極の送給速度および溶
接速度などがあるが、これらの各溶接条件も同時
に切替える必要のある場合には溶接条件設定回路
７を複数組設けてそれぞれに第９図と同様の回路
とすることが必要である。

上記実施例においては、すべて電圧信号の大小
を判別することにより溶接条件の切替えを行うも
のについて説明したが、本発明はこれに限るもの
ではなく、例えば信号発生器として複数の周波数
の信号を発生する発振器を用い、判別回路には入
力信号の周波数を判別する回路を用いることによ
つても本発明は実施可能である。また各回路は例
に示したような有接点方式のものに代えて半導体
集積回路を応用した無接点方式の回路により構成
することも可能であることはいうまでもない。

以上のように本発明のアーク溶接機において
は、溶接開始やワイヤ送給、ガス放流などの開始
を指令するスイツチの接点に並列にｎ種類の選択
可能な信号を出力する信号発生器を接続し、この
信号発生器の出力を開閉動作指令スイツチの２心
制御ケーブルにて判別回路に導きいずれの信号に
相当するかを判別して溶接条件を設定するように
したので、制御ケーブルを増加する必要がないた
めケーブルの断線事故の増加がなくまた操作性を
損うことがない。そして溶接条件の選定は作業者
の手許に設置した信号発生器の調整位置、例えば
ロータリースイツチのノツチ位置又は押ボタンス
イツチ若しくは無接点スイツチの押す位置若しく
は回数によつて溶接条件とともに切換わる調整位
置の表示により確認できるから常に確実な溶接条
件の設定が可能となり、目視確認ができることか
ら作業者に対する精神的負担をなくすことができ
る。さらに条件の選定はロータリースイツチによ
り行うことができるので押ボタンスイツチの開閉
回数をカウントする従来例のように接点のチヤタ
リングによつて思いがけない誤設定が発生するこ
とがない。また動作開始指令と溶接条件の選定と
は全く別系統の制御系により行うので溶接起動に
際して何ら持ち時間が発生することがなく作業が
極めて高能率となるなど多くの利点を有するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す説明図、第２図
ないし第５図はそれぞれ信号発生器の実施例を示
す接続図、第６図は起動回路、判別回路および保
持回路の例を示す接続図、第７図は第６図の実施
例に適するレベル検出回路の具体的な実施例を示
す接続図、第８図は第７図のレベル検出回路の動
作を説明するための線図、第９図は溶接条件設定
回路の具体的な実施例を示す接続図である。 １……開閉動作指令スイツチ、２……溶接条件
切換信号発生器、４……起動回路、５……溶接条
件切換信号判別回路、６……溶接条件切換信号保
持回路、７……溶接条件設定回路、８……応接条
件制御部、Ｓ……ｎ段のロータリースイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶接の開始、電極ワイヤの寸動、シールドガ
   スの放流などを行う開閉素子の開閉動作を単独ま
   たはこれらの複数を一括して指令する開閉動作指
   令スイツチを設けたアーク溶接機において、 前記開閉動作指令スイツチの他にその近傍に配
   置されて溶接条件を切り換えるためのｎ種類の選
   択可能な信号を切換スイツチによつて切り換えて
   信号を出力するとともに、切換えた溶接条件を目
   視確認できる溶接条件切換信号発生器と、前記開
   閉動作指令スイツチの接点と、前記溶接条件切換
   信号発生器の出力端子とを、一端に並列接続した
   ２心制御ケーブルと、 前記２心制御ケーブルの他端に接続されて前記
   溶接条件切換信号発生器の溶接条件切換信号が入
   力されたことを検出して、溶接条件切換信号が前
   記ｎ種類の信号のいずれの信号であるかを判別し
   て切換判別信号を出力する溶接条件切換信号判別
   回路と、 前記切換判別信号によつて選択されるｎ組の溶
   接条件設定回路と、 前記２心制御ケーブルの他端に前記溶接条件切換
   信号判別回路と並列に接続されて前記開閉動作指
   令スイツチが閉路されたときに発生する開閉動作
   指令信号を検出して開閉動作信号を出力する起動
   回路と、 前記開閉動作信号が入力される直前の前記切換
   判別信号を前記開閉動作指令スイツチの閉路時に
   前記開閉動作信号によつて保持する溶接条件切換
   信号保持回路と、 前記溶接条件設定回路の出力信号に応じた溶接
   条件の出力をする溶接条件制御部とを具備したア
   ーク溶接機。