JPS638873B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアーク溶接シーケンス制御回路、特に
通常のアーク溶接とクレータ溶接との切換制御を
行うことのできる改良されたアーク溶接シーケン
ス制御回路に関するものである。

アーク溶接における溶接電源の供給、ワイヤ送
給あるいはシールドガスの制御などをシーケンス
制御する装置が周知であり、溶接工程の最終段階
において通常の溶接条件からクレータ溶接条件へ
切換制御するための種々のシーケンス制御回路が
実用化されている。

第１図には従来のアーク溶接シーケンス制御回
路の一例が示され、トランジスタなどのスイツチ
ング素子を利用してシーケンス制御が行なわれて
いる。図において溶接電源の供給とワイヤ送給と
を制御するために第１のリレー１０が設けられ、
又通常の溶接条件とクレータ溶接条件とを切換制
御するために第２のリレー１２が設けられてい
る。更に、溶接部へのシールドガス供給を行うた
めに電磁弁１４が設けられている。各シーケンス
の切換を行うため、装置はトリガスイツチ１６を
含み又シーケンス制御回路へ制御電圧を供給する
ために直流電源１８が設けられている。

第１のリレー１０はその一端が電源１８に接続
され、又他端はダイオード２０を介してトリガス
イツチ１６に接続されている。リレー１０にはコ
ンデンサ２２と抵抗２４との直列回路が並列接続
され、更にリレー１０には抵抗２６，２８の直列
回路が並列接続されている。両抵抗２６，２８の
接続点にはトランジスタ３０のベースが接続さ
れ、トランジスタ３０のエミツタは電源１８にそ
してコレクタは電磁弁１４の一端に接続されてい
る。そして、電磁弁１４の他端は接地されてい
る。

一方、第２のリレー１２はその一端がトランジ
スタ３２のコレクタ・エミツタを介して電源１８
に接続され、又その他端がダイオード３４、リレ
ー１２の常開接点１２ａ、リレー１０の常開接点
１０ａを介して接地されている。トランジスタ３
２のベースは抵抗３６を介してサイリスタ３８の
アノードに接続され、又抵抗３６とサイリスタ３
８のアノードとの接続点は抵抗４０、ダイオード
４２を介して前述したダイオード３４と常開接点
１２ａとの接続点に接続されている。サイリスタ
３８のアノードは更に抵抗４４を介して電源１８
に接続され、又そのカソードは前述したダイオー
ド２０のアノードに、そしてリレー１２の常閉接
点１２ｂを介して接点１２ａと１０ａとの接続点
に接続されている。サイリスタ３８のゲートは抵
抗４６及びダイオード４８を介してトリガスイツ
チ１６に接続され、又抵抗４６とダイオード４８
の接続点は抵抗５０を介して電源１８へそして抵
抗５２を介して接続されている。前述した第２の
リレー１２の他端とトリガスイツチ１６との間に
はダイオード５４が接続されている。

従来のシーケンス制御回路は以上の構成から成
り、以下にその作用を説明する。

アーク溶接の開始はトリガスイツチ１６のオン
作動により行なわれ、電源１８からリレー１０、
ダイオード２０及びトリガスイツチ１６を介して
励磁電流が流れ、第１のリレー１０が励磁され、
図示していない溶接電源用リレー接点及びワイヤ
送給用リレー接点のオン作動によりアーク溶接機
へは溶接電源が供給されるとともに溶接ワイヤの
送給が行なわれる。同時に、電源１８からは抵抗
２６，２８へ電流が流れ、この結果、トランジス
タ３０がオン作動して電磁弁１４へ駆動電流が供
給され、電磁弁１４の駆動により溶接部へはシー
ルドガスの供給が開始される。更に、リレー１０
の励磁によりリレー接点１０ａがオン作動し、第
１のリレー１０が自己保持される。このとき、サ
イリスタ３８はそのゲートがトリガスイツチ１６
を介して接地されているためにオフ状態を保持
し、この結果、トランジスタ３２もオフ状態とな
りリレー１２が励磁されることはない。以上のよ
うにして、トリガスイツチ１６のオン作動により
溶接電源、ワイヤ送給及びシールドガスの供給が
開始され通常のアーク溶接が開始される。

前述した溶接開始が行なわれた後、トリガスイ
ツチ１６はオフ作動されるが、このオフ作動によ
つても前述した通常の溶接条件は継続的に保持さ
れる。すなわち、トリガスイツチ１６のオフ作動
により、サイリスタ３８のゲート電位は抵抗５
０，５２の分圧比により定まる電位まで上昇し、
このとき、サイリスタ３８のカソードはリレー接
点１２ｂ，１０ｂを介して接地されているので、
サイリスタ３８は導通状態となる。したがつて、
トランジスタ３２のベース電位が低下しトランジ
スタ３２はオン作動可能な状態となる。しかしな
がら、トランジスタ３２のコレクタ側は高インピ
ーダンスであるため、トランジスタ３２へはほと
んど電流が流れることなく、このためにリレー１
２が励磁されることはない。そして、第１のリレ
ー１０はリレー接点１０ａにより自己保持されて
いるので、溶接電源及びワイヤ送給は継続され、
又電磁弁１４によりシールドガスの供給も継続さ
れることとなる。

次に、トリガスイツチ１６は通常の溶接条件か
らクレータ溶接条件へ切換えるために再びオン作
動される。このオン作動状態でも、第１のリレー
１０の励磁は継続され又電磁弁１４の駆動も継続
される。しかしながら、トランジスタ３２のコレ
クタは第２のリレー１２、ダイオード５４及びト
リガスイツチ１６を介して接地されるので、第２
のリレー１２が励磁され、そのリレー接点１２ａ
がオンそして１２ｂがオフ作動される。したがつ
て、第２のリレー１２はリレー接点１２ａにより
自己保持されるが、第１のリレー１０はリレー接
点１２ｂのオフ作動によりその自己保持状態が解
除される。リレー１２のオン作動により、図示し
ていないリレー接点が作動して溶接機の溶接条件
は通常の溶接からクレタ溶接へ切換制御される。
第１のリレー１０はその自己保持が解除される
が、トリガスイツチ１６がオン作動されている間
その励磁状態が保持され、溶接機はクレータ溶接
条件に従つてアークを溶接を継続する。

次に、トリガスイツチ１６は溶接終了のために
再びオフ作動される。トリガスイツチ１６のオフ
作動によりリレー１０の励磁が解除され、溶接電
源の供給とワイヤ送給は停止される。リレー１０
の励磁解除によりリレー接点１０ａはオフ作動
し、この結果、第２のリレー１２の励磁も解除さ
れ、又サイリスタ３８のカソード側も高インピー
ダンスとなるためにサイリスタ３８も非導通状態
となる。そして、電源１８から抵抗２６，２８へ
流れる電流も消滅するが、両抵抗２６，２８へは
コンデンサ２２の電荷が流れ、この放電電流によ
り定まる一定時間のみトランジスタ３０はそのオ
フ作動が遅れ、この間電磁弁１４は駆動状態を保
持し、この一定期間終了後トランジスタ３０のオ
フ作用により電磁弁１４の駆動も解除され、この
結果、溶接部へのシールドガスの供給も停止され
る。以上のようにして、通常の溶接条件からクレ
ータ溶接条件へ切換制御される一連の溶接工程が
完了し、回路は溶接開始前と同一の状態に復帰す
る。

従来のシーケンス制御回路は以上の構成及び作
用から成るが、制御回路にトランジスタあるいは
サイリスタなどの半導体スイツチング素子が用い
られているので、これらの制御素子のベース回路
にノイズが混入した場合にはきわめて容易にシー
ケンス誤動作を生じるという欠点があつた。又、
前述した各半導体素子の動作点は著しい温度依存
性を有し、一定の温度に対して安定な動作を得る
ように回路定数を選択した場合においても他の温
度においては各素子の特性のばらつきなどに起因
して安定した動作が得られないという欠点があつ
た。更に従来装置では部品が多いために組立てに
多大な時間を必要とし又保守点検を容易にできな
いという欠点があつた。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は半導体スイツチング素子を用い
ることなく誤動作のない確実なシーケンス制御作
用を得ることのできる改良されたアーク溶接シー
ケンス制御回路を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、コンデ
ンサを含む充放電回路を利用してリレーとその接
点によりアーク溶接のシーケンス制御を行う制御
回路を特徴とする。

以下図面に基いて本発明の好適な実施例を説明
する。

第２図には本発明に係るシーケンス制御回路の
好適な第１実施例が示され、溶接電源の供給及び
溶接ワイヤの送給を制御する第１のリレー１０、
通常の溶接条件とクレータ溶接除件とを切換制御
する第２のリレー１２、シールドガスの供給を制
限する電磁弁１４及びトリガスイツチ１６は従来
と同様であり、又制御回路へは電源１８から制御
電圧が供給されている。トリガスイツチ１６の一
端はダイオード５６及び５８を介して第１のリレ
ー１０及び電磁弁１４に接続され、又コンデンサ
６０を介して第２のリレー１２に接続されてい
る。本発明において特徴的なことは、溶接部にお
けるアークを検出する電流検出リレーのリレー接
点がシーケンス制御に利用されていることであ
り、第２図において電流制御リレーはその第１の
リレー接点である常開接点６２ａ及び第２のリレ
ー接点である常閉接点６２ｂが示されている。常
開接点６２ａはその一端が電源１８に接続され、
又その他端がリレー１２の常閉接点１２ｂ及びダ
イオード６４を介して第一のリレー１０に接続さ
れ、又ダイオード６６を介して電磁弁１４に、そ
してリレー１２の常開接点１２ａを介して第２の
リレー１２に接続されている。一方、電流検出リ
レーの常閉接点６２ｂはその一端が電源に接続さ
れ、又その他端が第１抵抗である抵抗６８を介し
て第二のリレー１２に接続されている。常閉接点
６２ｂと抵抗６８との接続点とトリガスイツチ１
６とコンデンサ６０との接続点には第２抵抗であ
る抵抗７０が接続されている。

本発明の第１実施例は以上の構成からなり、以
下にその作用を説明する。

トリガスイツチ１６がオフ状態にある溶接開始
前には、電源１８から接点６２ｂ、抵抗６８を介
してリレー１２に励磁電流が流れているが、この
励磁電流は抵抗６８の抵抗値を大きく設定するこ
とによりきわめて小さな値に制限され、この励磁
電流によつてリレー１２が駆動されることはな
い。そしてこの時、コンデンサ６０の両端にはほ
ぼ電源１８の電圧が印加されている。

アーク溶接を開始するためにトリガスイツチ１
６がオン作動され、この結果、トリガスイツチ１
６から第一のリレー１０に励磁電流が供給され、
従来と同様に図示していないリレー接点により溶
接電源の供給とワイヤ送給が行なわれる。同様
に、トリガスイツチ１６からはダイオード５８を
介して電磁弁１４に励磁電流が供給され、電磁弁
１４の駆動により溶接部にはシールドガスが供給
される。第３図には第１実施例におけるシーケン
ス図が示され、トリガスイツチ１６が時刻t₁にて
オン作動されると同時に第１のリレー１０及び電
磁弁１４が駆動される状態が示されている。した
がつて、この状態により溶接部にはアークが発生
し通常のアーク溶接が開始される。

第３図の時刻t₂において、溶接部のアーク発生
により電流検出リレーが作動し、各リレー接点６
２ａ，６２ｂが反転作動される。この結果第１の
リレー１０へは電流検出リレー接点６２ａ、接点
１２ｂそしてダイオード６４を通つて励磁電流が
供給され、同様に電磁弁１４へも電流検出接点６
２ａ及びダイオード６６を通つて励磁電流が供給
されるために、リレー１０及び電磁弁１４はトリ
ガスイツチ１６のオフ作動によつてもその駆動状
態が続される。したがつて、時刻t₃においてトリ
ガスイツチ１６がオフ作動されても、依然として
前述した通常のアーク溶接が継続される。なお、
溶接開始前に前述したようにコンデンサ６０はほ
ぼ電源電圧まで充電されているので、トリガスイ
ツチ１６のオン作動時においても第２のリレー１
２へはリレー１２を駆動するための励磁電流が流
れることはなく、第２のリレー１２は溶接開始前
の状態を維持する。

時刻t₃におけるトリガスイツチ１６のオフ作動
は各リレー１０，１２及び電磁弁１４の状態を反
転させることはないが、このオフ作動時において
は、電流検出接点６２ｂが開放されているため
に、コンデンサ６０の電荷は抵抗６８，７０から
形成される放電回路により放電される。

次に時刻t₄において、溶接条件とクレータ溶接
条件に切換えるためにトリガスイツチ１６が再び
オン作動される。前述したようにトリガスイツチ
１６のオン作動状態では第１のリレー１０及び電
磁弁１４は駆動状態を保持し、前述した溶接が続
行されるが、この状態ではコンデンサ６０が放電
状態にあるために、トリガスイツチ１６からコン
デンサ６０を通つて第２のリレー１２へ充電電流
が流れ、リレー１２が励磁駆動される。したがつ
て、リレー接点１２ａがオン作動してリレー１２
の自己保持が行なわれ、又図示していないリレー
接点により溶接条件はクレータ条件に切換制御さ
れる。

トリガスイツチ１６は時刻t₅において再びオフ
作動され、このときリレー接点１２ｂは第２のリ
レー１２の励磁駆動により開放されているため
に、第１のリレー１０の自己保持が解除され、溶
接電源の供給及びワイヤ送給が停止される。した
がつて、溶接部におけるアークは消減し、この結
果、電流検出リレーの励磁も解除され、リレー接
点６２ａが開放される。したがつて、電磁弁１４
の励磁駆動も停止され、シールドガスの供給が停
止される。さらに、電流検出リレー接点６２ａの
開放により第２のリレー１２の自己保持も解除さ
れる。そして、電流検出リレー接点６２ｂが閉じ
られると、コンデンサ６０には電源電圧が印加さ
れ、その両端電圧はほぼ電源１８の電圧まで充電
される。もちちん、この充電電流はリレー１２が
励磁駆動されることのないような比較的小さな値
に設定され、このために抵抗７０の抵抗値が適当
な値に設定されている。以上のようにして、時刻
t₅において一連のアーク溶接シーケンス作用が完
了し、回路は溶接開始前と同様の状態に復帰する
ことができる。

以上のようにして、本発明の実施例によれば半
導体スイツチング素子を用いることなく、コンデ
ンサの充放電作用と電流検出リレーとにより確実
なシーケンス作用を得ることができ、ノイズ混入
あるいは温度変化による誤動作を確実に防止する
ことが可能となる。

第４図には本発明の好適な第２実施例が示さ
れ、第１実施例と同一部材には同一符号を付して
説明を省略する。

第２実施例において特徴的な事は、必要に応じ
てクレータ溶接を無効とできることであり、この
ために、電流検出リレー接点６２ａと各リレー１
０，１２との間に切換スイツチ７２が設けられて
いる。切換スイツチの第１接点７２ａは第２のリ
レー１２のリレー接点１２ａ及び１２ｂに接続さ
れ、又第２接点７２ｂはダイオード７４を介して
電流検出リレー接点６２ｂと抵抗６８との接続点
に接続されている。

切換スイツチ７２が第１接点７２ａ側に接続さ
れている状態では、回路は第２図と全く同様とな
り、第１実施例で説明した通常の溶接条件とアー
ク溶接条件との切換制御が行なわれる。一方、切
換スイツチ７２が第２接点７２ｂ側に接続された
状態では、トリガスイツチ１６のオンオフ作動に
よつても第２のリレー１２は励磁駆動されること
なく、クレータ溶接条件を選択することができ
ず、単に通常の溶接作用のシーケンス制御のみが
行なわれる。したがつて、第２実施例によれば任
意にクレータ溶接の選択を行うことが可能とな
る。

第５図には本発明の第３実施例が示され、第１
実施例と同一部材には同一符号を付して説明を省
略する。

第３実施例は非消耗電極を用いた溶接作用に好
適であり、トリガスイツチ１６のオンオフ作動に
より溶接電圧の大きさを切換制御できる。第３実
施例では第１のリレー１０はダイオード６４を介
して直接電流検出リレー接点６２ａに接続され、
又電源電圧を切換制御する第２のリレー１２はリ
レー接点１２ａを介してトリガスイツチ１６に接
続されている。

以下第６図のシーケンス図を参照しながら第３
実施例の作用を説明する。

第３実施例では、第１のリレー１０はトリガス
イツチ１６ａオン作動により励磁駆動され、この
結果アーク溶接が開始されると電流検出リレー接
点６２ａのオン作動により自己保持され、この自
己保持の解除はトリガスイツチ１６のオフ作動態
において溶接トーチを母材から引き離し強制的に
アークを消弧させることによつて行なわれる。前
述したアーク溶接中、トリガスイツチ１６をオン
オフ作動させると、そのオン状態においてのみ第
２のリレー１２が励磁駆動され、この間任意に設
定された別個の溶接電圧を得ることが可能とな
る。第６図のシーケンス図において、斜線部が各
リレー、スイツチおよび電磁弁の駆動状態を示
す。

以上説明したように、本発明によれば、従来の
半導体スイツチング素子を利用することなくシー
ケンス制御作用を得ることができ、ノイズ混入あ
るいは温度変化に対しても安定な動作を行うこと
ができ誤動作のないかつ部品点数の少ないシーケ
ンス制御回路を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のアーク溶接シーケンス制御回路
を示す回路図、第２図は本発明にかかるアーク溶
接シーケンス制御回路の好適な第１実施例を示す
回路図、第３図は第２図のシーケンス図、第４図
は本発明の第２実施例を示す回路図、第５図は本
発明の第３実施例を示す回路図、第６図は第３実
施例におけるシーケンス図である。各図中同一部
材にも同一符号を付し、１０は溶接電源の供給及
びワイヤ送給を制御するための第一のリレー、１
２は通常の溶接条件とクレータ溶接条件とを切換
制御するための第２のリレー、１４はシールドガ
スの供給を制御する電磁弁、１６はトリガスイツ
チ、６０はコンデンサ、６２ａ，６２ｂは電流検
出リレー接点である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 直流電源に接続され、１回目の操作によりア
   ーク溶接開始を行い２回目の操作により溶接条件
   切換えを行うトリガスイツチと、 このトリガスイツチに接続され励磁制御される
   ことにより溶接電源の供給及びワイヤ送給を行う
   第１のリレーと、 上記トリガスイツチの操作により上記第１のリ
   レーを励磁する励磁回路と、 溶接部のアーク発生を検出しアーク発生期間中
   上記第１のリレーを励磁状態に保持する第１の電
   流検出リレー接点と、 上記トリガスイツチに接続されたコンデンサ
   と、 上記コンデンサに並列接続された第１抵抗及び
   第２抵抗の直列回路と、 上記第１抵抗及び第２抵抗の接続点に接続さ
   れ、上記トリガスイツチの１回目の操作前に上記
   コンデンサを充電し、溶接部のアーク発生を検出
   しアーク発生期間中上記コンデンサを放電状態に
   保持する第２の電流検出リレー接点と、 励磁制御することにより通常の溶接条件からク
   レータ溶接条件への切換えを行う第２のリレー
   と、 上記トリガスイツチの２回目の操作により上記
   コンデンサに充電電流が流れるとき上記コンデン
   サを介して上記第２のリレーを励磁し、その後溶
   接電流が流れている間上記第１の電流検出リレー
   接点及び自己保持接点を介して又は上記トリガス
   イツチの２回目の操作期間中自己保持接点を介し
   て上記第２のリレーを励磁状態に保持する回路
   と、 を含み、上記トリガスイツチの操作に伴う上記第
   １及び第２の電流検出リレー接点及び上記コンデ
   ンサの動作によりアーク溶接のシーケンス制御を
   行うことを特徴とするアーク溶接シーケンス制御
   回路。