JPH0516940B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は溶接電圧、溶接電流、消耗電極ワイヤ
の送給速度、溶接速度などの溶接条件を作業者の
手元で遠隔調整できるようにした溶接機制御装置
に関するものである。

【従来技術】

アーク溶接を行う場合、溶接姿勢の変化、被溶
接物の形状の変化などにより溶接条件を変更する
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
切り換えをするのでは、非常に不便であり非能率
的である。そこで溶接条件調整器を作業者の手元
に用意しておき必要に応じて適当な条件に調整し
て実施できるようにすることが要求される。この
ためには、作業者の手元にそれぞれの溶接条件に
対応する可変抵抗器を設けておくことが必要であ
る。 従来はこのような場合には、各可変抵抗器と溶
接機本体との間をそれぞれ専用のケーブルで接続
する方式が採用されてきた。しかし、この場合に
は、多心ケーブルを用いることが必要となり、断
線事故の発生率がこれにともなつて増加するのみ
ならず、太いケーブルを引き廻す必要から作業性
が著しく阻害されるものであつた。 この従来技術を改良した技術すなわち、専用の
ケーブルに接続した可変抵抗器を使用しない方式
として、溶接休止中に溶接電源の出力端より溶接
トーチへ低い周波数の矩形波パルスを給電し、溶
接点において溶接ワイヤを被溶接物に直接又は間
接に短絡し、この短絡している間のパルス数に応
じて溶接条件を設定する方式が提案されている。

【発明が解決しようとする課題】

上記の従来技術を改良した方式は、低い周波数
の矩形波パルスを発生する複雑な発信回路が必要
な上に、溶接作業者は、溶接条件の選定を、溶接
トーチを被溶接物に短絡を継続している「時間」
というアナログ的な認識をして操作をするため
に、溶接作業者が予測した短絡時間によつて短絡
を継続して選定しようとする溶接条件と溶接作業
者が実際に短絡を継続した時間内に出力されたパ
ルス数から定まる溶接条件とがずれて誤差を生じ
溶接作業者が選定しようとする溶接条件が設定さ
れないという問題点があつた。

【課題解決のための手段】

本発明は、溶接電源１の出力端子ａ，ｂに、被
溶接物３と溶接トーチ２とを接続して、溶接起動
用押ボタンスイツチ７を押して溶接を開始する溶
接制御装置において、 溶接休止中に、溶接トーチと被溶接間を短絡及
び開放をしてもアークが発生しない低電圧小電流
の直流電流を出力する補助電源Ｅ１と、 出力端子間を任意の時間の短絡と任意の時間の
開放とを溶接作業者が所定回数繰り返したときの
短絡した回数を計数する計数回路８と、 予め定めた時間以上短絡が計数されないとき
に、計数回路８の計数回数を記憶させるととも
に、計数回路８の計数回数をリセツトさせる保持
指令信号ｈを出力する保持指令回路１０と、 保持指令信号ｈによつて計数値を記憶する記憶
回路９と、記憶回路９の出力信号によつて溶接条
件を選択する選択回路５と、 溶接中は選択された溶接条件の変更を禁止する
禁止回路６とを具備した溶接機制御装置である。

【実施例】

第１図は本発明の実施例のブロツク図である。
同図において、１は溶接電源であり、例えば直流
電力を溶接トーチ２及び被溶接物３に供給する。
８は、溶接電源１の出力端子ａ及びｂに接続され
て出力端子ａ，ｂ間が短絡した回数を計数する計
数回路及び溶接電源１の溶接休止時に、短絡及び
開放を判別するための制御回路の補助電源とであ
る。９は、計数回路８の出力を、端子Ｅに後述す
る保持指令信号を受けたときに取り込んで、Ｅ端
子の入力消滅時に記憶する記憶回路である。１０
は、計数回路８と並列に接続された保持指令回路
であり、出力端子ａ，ｂ間が比較的長い所定時間
以上継続して開放状態になつたときに、記憶回路
９のＥ端子に保持指令信号ｈを供給した後に、計
数回路８に復帰信号ｃを供給する。禁止回路６
は、保持指令回路１０と記憶回路９との間に設け
られて、溶接電源１から溶接中信号Ｗを受けてい
る間中は、保持指令信号ｈの記憶回路９への伝達
を遮断して、記憶回路９の内容の書き替えを禁止
する。５は、記憶回路９の出力に応じて溶接条件
を選択する選択回路である。６は、記憶回路９の
入力側に設けられて、溶接電源１から溶接中信号
を受けている間中は、記憶回路９への信号の伝達
を遮断して内容の書き替え禁止する禁止回路であ
る。また７は溶接起動用の押ボタンスイツチであ
り、例えば溶接トーチに設けられたトーチスイツ
チが用いられる。 同図において、スイツチ７が閉じられるまで
は、溶接電源１は出力がなく、溶接トーチ２と被
溶接物３との間には計数回路８の補助電源からの
出力電圧が印加されている。この状態で、溶接ト
ーチ２と被溶接物３との間を、比較的短い周期で
所定回数くりかえして短絡させると、この短絡回
数が計数回路８によつて計数されて記憶回路９に
伝達される。このとき、記憶回路９のＥ端子には
未だ保持指令信号が入力されていないので、この
値を取込まれない。溶接トーチ２と被溶接物３と
の短絡を所定回数繰り返した後に両者を開放状態
に保つと、保持指令回路１０は、この比較的長い
開放時間を検出して保持指令信号ｈを禁止回路６
に出力する。このとき、禁止回路６は、未だ溶接
中ではないので、溶接電源１からは溶接中信号Ｗ
を受けておらず、保持指令信号ｈをそのまま記憶
回路９のＥ端子に伝達する。記憶回路９は、Ｅ端
子に保持指令信号ｈを受けると、そのときの計数
回路８の計数値を取込む。一方、保持指令回路１
０は、長い開放時間を検出すると、保持指令信号
ｈを出力した後に、計数回路８に復帰信号ｃを出
力し、計数回路８を初期状態に復帰させる。選択
回路５は、記憶回路９の記憶内容を受けて入力信
号に該当する溶接条件を選択して溶接電源に供給
する。このようにして、溶接条件を選択した後に
スイツチ７を閉じると、溶接電源１は選択回路５
によつて選択された溶接条件に相当する出力を端
子ａ−ｂ間に出力し溶接が開始される。この溶接
開始によつて溶接電源１のｄ端子から溶接中信号
Ｗを出力し、禁止回路６に対して信号の伝達を行
なわないように遮断動作を行なわせ、記憶回路９
に対して信号の取込み及び記憶を禁止する。この
結果、溶接開始後に、溶接トーチ２と被溶接物３
との短絡が発生しても溶接条件が変更されること
はない。同図の場合も、溶接電源１からの溶接中
信号は、計数回路８に一定時間以上の短絡のみを
計数するものを用いるときは、スイツチ７の閉路
時ではなく溶接電流を検出している間中のみ溶接
中信号を出力するものとすることができる。ま
た、計数回路８にラチエツトリレーのような有接
点式のものを用いることも、デイジタルカウンタ
を用いることも可能である。 第２図は第１図のブロツク図の要部の具体的な
実施例を示す接続図であり、同図において、計数
回路８と保持指令回路１０とは、その一部である
補助電源、遅延回路及び波形整形回路を共通とし
ている。保持指令回路１０は、計数回路８の途中
から信号を分岐して受けるようになつている。計
数回路８は、補助電源Ｅ１及び溶接電源１からの
出力の混入を阻止するためのダイオードDR１、
抵抗器Ｒ８１，Ｒ８２及びコンデンサＣ８１とか
らなる比較的短時間の遅延回路及びシユミツトト
リガ回路８１とからなる波形整形回路とカウンタ
８２とからなつており、溶接トーチ２と被溶接物
３との間の閉路を入力信号のチヤツタリングなど
によるノイズを波形整形回路で除去した後に計数
する。記憶回路９は、Ｅ端子にパルスを受けたと
きにカウンタ８２の出力を取り込み、Ｅ端子の入
力パルス立下り時に、この入力パルスを記憶する
ラツチ回路９１及びラツチ回路９１の出力を10進
数に変換するためのデコーダ９２とからなつてい
る。この記憶回路９としては、ラツチ機能付素子
として市販されている２進のIC回路とデコーダ
とを組合せたものが利用できるが、溶接条件の数
が少なければカウンタ８２とともにロータリー式
ラチエツトリレーやキープリレーなどを用いた有
接点式のものでもよい。保持指令回路１０は、直
流電源Ｅ３、トランジスタTR１０、抵抗器Ｒ１
０１乃至Ｒ１０４、コンデンサＣ１０１、比較器
１０１、単安定マルチバイブレータ１０２及び１
０３から構成されている。保持指令回路１０は、
計数回路８の途中のシユミツトトリガ回路８１の
出力を、トランジスタTR１０から受けてコンデ
ンサＣ１０１を抵抗器Ｒ１０１を通して充電す
る。この充電電圧は、シユミツトトリガ回路８１
の出力消滅時に抵抗器Ｒ１０２を通して放電す
る。コンデンサＣ１０１の端子電圧は、直流電源
Ｅ３を抵抗器Ｒ１０３とＲ１０４とによつて分圧
した電圧と比較器１０１によつて比較される。こ
こで、各抵抗器Ｒ１０１乃至Ｒ１０４の抵抗値
を、それぞれr101乃至r104で表わすとき、
r102／r101＋r102＞r104／r103＋r104となるように各抵
抗値 を選択しておけば、シユミツトトリガ回路８１の
正出力によりコンデンサＣ１０１の端子電圧が抵
抗器Ｒ１０４の端子電圧よりも高い値にまで充電
される。コンデンサＣ１０１の端子電圧が抵抗器
Ｒ１０４の端子電圧を超えると、比較器１０１は
正出力を発生する。次に、端子ａ−ｂ間が開放さ
れて、シユミツトトリガ回路８１の出力の消滅
後、抵抗器Ｒ１０２及びコンデンサＣ１０１によ
つて定まる時定数にしたがつてコンデンサＣ１０
１の端子電圧が降下し、コンデンサＣ１０１の端
子電圧が抵抗器Ｒ１０４の端子電圧より低くなつ
た時点で反転する。比較器１０１の出力の立下り
により単安定マルチバイブレータ１０２は、所定
幅のパルスを発生し、単安定マルチバイブレータ
１０３に供給するとともに、禁止回路６にも供給
する。単安定マルチバイブレータ１０３は、入力
信号の立下りにより所定幅のパルスを発生し、カ
ウンタ８２にリセツト信号ｃを出力し、カウンタ
８２を復帰させる。選択回路５は、記憶回路９の
出力に応じて導通するトランジスタTR５−１乃
至TR５−ｎ、各トランジスタに直列接続された
リレーCR１乃至CRn、ベース抵抗器Ｒ５−１乃
至Ｒ５−ｎ及び直流電源Ｅ２を含む。各溶接条件
は、例えば第３図にその一例を示すようにリレー
CR１乃至CRnの接点により選択されるｎ個の可
変抵抗器VR５−１乃至VR５−ｎ及び逆流阻止
用ダイオードDR５−１乃至DR５−ｎからなる
公知の溶接条件設定回路を用いることができる。
この溶接条件設定回路は、必要な溶接条件の種類
に相当する数だけ必要である。禁止回路６は、ア
ンドゲートであり、溶接電源１から溶接中信号Ｗ
を受けたときに閉じ、溶接中信号Ｗの消滅によつ
て開く。したがつて、図の場合には、溶接電源１
の溶接中信号Ｗは、溶接中はローレベル、溶接休
止中はハイレベルとなる信号とする。 第４図は、第２図に示した実施例において、溶
接条件を選択するときの動作を説明するための説
明図である。同図において、ａは溶接電源１の端
子ａ，ｂ間の電圧変化を示し、ｂは第２図のコン
デンサＣ８１の端子電圧、ｃはシユミツトトリガ
回路８１の出力電圧、ｄはコンデンサＣ１０１の
端子電圧、ｆ及びｇは単安定マルチバイブレータ
１０２及び１０３の出力をそれぞれ示す。第４図
においては、溶接トーチ２が時刻t1からt2の間及
び時刻t3からt4の間の２回被溶接物に接触して、
溶接電源１の端子ａ，ｂ間が閉路されたときの例
を示している。時刻t1以前には、コンデンサＣ８
１は電源Ｅ１によつて充電されている。時刻t1に
端子ａ，ｂ間が閉路されると、コンデンサＣ８１
は抵抗器Ｒ８２によつて定まる速度で放電を始め
るが、シユミツト回路８１の臨界電圧e01に至る
までに、チヤタリングなどによつてａ，ｂ間の電
圧が急変してもこれらに反応することはない。一
定時間以上の閉路状態が続くと、コンデンサＣ８
１の電圧が臨界電圧e01以下にまで低下してシユ
ミツトトリガ回路８１は信号を出力する。次に、
時刻t2に端子ａ，ｂ間が開放されると、コンデン
サＣ８１は再び充電される。このときも、コンデ
ンサＣ１と抵抗器Ｒ８１及びＲ８２及びシユミツ
トトリガ回路８１の臨界電圧e02とによつて定ま
る時間以内の短時間の開放には応答しないで、こ
れより長い開放に対してのみシユミツトトリガ８
１は応答する。時刻t3及びt4においても、シユミ
ツトトリガ回路８１は同様に応答する。このよう
にして、ノイズの混入されやすい入力信号は、波
形整形されてカウンタ８２に供給されるととも
に、トランジスタTR１０にも供給されて、これ
を導通させコンデンサＣ１０１を充電する。端子
ａ，ｂ間が一定時間以上開放されてシユミツトト
リガ回路８１の出力が消滅すると、トランジスタ
TR１０は遮断され、コンデンサＣ１０１は抵抗
器Ｒ１０２を通して放電を開始する。このときの
放電時定数は、波形整形部の時定数よりも十分長
くしておく。端子ａ，ｂ間の開放時間が時刻t2か
らt3に至るときのように短いときは、コンデンサ
Ｃ１０１の端子電圧は抵抗器Ｒ１０４の端子電圧
よりも低くならないで、次の時刻t3において端子
ａ，ｂ間が再び閉路されたときに再び充電されて
回復する。時刻t4において、端子ａ，ｂ間が再び
開放されて、以後、この状態が維持されると、コ
ンデンサＣ１０１は放電し続けて、時刻t5におい
てついに抵抗器Ｒ１０４の端子電圧erよりも低い
値にまで達する。この結果、比較器１０１の出力
は反転し、単安定マルチバイブレータは、この比
較器１０１の出力の立下がり時に所定時間幅のパ
ルスｈを出力する。このパルスｈは、保持指令信
号となつてアンドゲートからなる禁止回路６に供
給される。このとき、溶接電源１は溶接中でない
ので、出力Ｗはハイレベルであるので、禁止回路
６は開いており、保持指令信号ｈを記憶回路５の
ラツチ回路９１のＥ端子に供給する。ラツチ回路
９１は、Ｅ端子に入力信号が供給されたときにカ
ウンタ８２の出力を取り込み、Ｅ端子入力の消滅
時に取り込んだ信号を記憶する。第４図の例にお
いては、端子ａ，ｂ間の実質的な閉路は２回であ
るので、時刻t4においてカウンタ８２の計数内容
は“２”となつており、時刻t5において単安定マ
ルチバイブレータ１０２からの保持指令信号ｈが
出力されると、ラツチ回路９１はこの“２”を取
り込み、信号ｈの消滅によつて保持する。単安定
マルチバイブレータ１０２の出力信号の立下りに
よつて、単安定マルチバイブレータ１０３は、一
定時間幅のパルスｃを出力して、カウンタ８２を
零に復帰させるが、このときには、すでにラツチ
回路９１のＥ端子には信号が供給されていないの
で、ラツチ回路９１の内容は“２”のまま保持さ
れる。このラツチ回路９１の内容は、デコーダ９
２によつて変換されて選択回路５に供給されて、
所定のリレーが励磁されて溶接条件が選択され
る。この後、端子ａ，ｂ間が再び閉路されると、
シユミツトトリガ回路８１が信号を出力して、カ
ウンタ８２はこの閉路回数を改めて計数する。こ
の計数値は、端子ａ，ｂ間が比較的長く開放され
て保持指令回路１０から保持指令信号ｈが供給さ
れたときに、ラツチ回路９１に取り込まれて記憶
される。溶接を開始すると、溶接電源１のｄ端子
からローレベルの溶接中信号が禁止回路６に供給
されてこれを閉じるので、以後に端子ａ，ｂ間が
開閉されても記憶回路９の内容が変更されない。 なお、上記実施例においては、禁止回路６を保
持指令回路１０と記憶回路９との間に設けて、保
持指令信号ｈの伝達及び遮断を行なわせるように
したが、この禁止回路６は、上記の他に、例えば
計数回路８の入力側、計数回路８と記憶回路９と
の間などでもよい。

【発明の効果】

以上のように、本発明においては、溶接休止中
において、溶接電源の出力端子が短絡された回数
を計数し、この閉路回数に応じて溶接条件を選択
するようにしたので、溶接条件を遠隔で選定する
ために専用の多心ケーブルを用意する必要がな
く、断線事故の発生は皆無となり、作業性に優
れ、さらに、溶接開始指令と溶接条件切換指令と
を独立した制御経路から行い、しかも、溶接条件
の選定を、デイジタルとしての「短絡回数」で認
識した上で、溶接作業者の意思によつて短絡及び
開放の繰り返し動作を行わせることができるの
で、誤操作及び誤動作をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の溶接機制御装置の実施例のブ
ロツク図、第２図は具体的実施例を示す接続図、
第３図は第２図の実施例の選択回路５において選
択される溶接条件設定回路の例を示す概略図、第
４図は第２図の実施例の動作を説明するための各
部の電圧変化の様子を示す説明図である。 １…溶接電源、５…選択回路、６…禁止回路、
８…計数回路、９…記憶回路、１０…保持指令回
路、１０２，１０３…単安定マルチバイブレー
タ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶接電源の出力端子に、被溶接物と溶接トー
   チとを接続して、溶接起動用押ボタンスイツチを
   押して溶接を開始する溶接制御装置において、 溶接休止中に、溶接トーチと被溶接間を短絡及
   び開放をしてもアークが発生しない低電圧小電流
   の直流電流を出力する補助電源と、 前記出力端子間を任意の時間の短絡と任意の時
   間の開放とを溶接作業者が所定回数繰り返したと
   きの短絡した回数を計数する計数回路と、 予め定めた時間以上短絡が計数されないとき
   に、前記計数回路の計数回数を記憶させるととも
   に、前記計数回路の計数回数をリセツトさせる保
   持指令信号を出力する保持指令回路と、 前記保持指令信号によつて計数値を記憶する記
   憶回路と、前記記憶回路の出力信号によつて溶接
   条件を選択する選択回路と、 溶接中は選択された溶接条件の変更を禁止する
   禁止回路とを具備した溶接機制御装置。