(57)【要約】【課題】作業者が溶接電流の上限を設定するとき、その都度、溶接電源本体に移動しなくても設定を行なうことができるアーク溶接電源を提供すること。【解決手段】２つの調整ツマミで形成するリモコンの第１の調整つまみで予め定めた溶接電流設定値を設定し、溶接電流設定値に基づいて溶接電流を制御するアーク溶接電源の出力制御方法において、リモコンの第２の調整つまみで溶接電流上限値を設定し、第１の調整つまみを最大にすると溶接電流上限値が前記溶接電流設定値の最大値となり、第１の調整つまみを所望の位置にすると溶接電流零値から溶接電流上限値の範囲に基づいて溶接電流設定値を算出し、算出した溶接電流設定値に基づいて溶接電流を制御することを、特徴とするアーク溶接電源の出力制御方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの調整ツマミで形成するリモコンの第１の調整つまみで予め定めた溶接電流設定値を設定し、前記溶接電流設定値に基づいて溶接電流を制御するアーク溶接電源の出力制御方法において、前記リモコンの第２の調整つまみで溶接電流上限値を設定し、前記第１の調整つまみを最大にすると前記溶接電流上限値が前記溶接電流設定値の最大値となり、前記第１の調整つまみを所望の位置にすると前記溶接電流零値から前記溶接電流上限値の範囲に基づいて溶接電流設定値を算出し、前記算出した溶接電流設定値に基づいて溶接電流を制御することを、特徴とするアーク溶接電源の出力制御方法。
【請求項２】
２つの調整ツマミで形成するリモコンの第１の調整つまみで予め定めた溶接電流設定値を設定し、前記溶接電流設定値に基づいて溶接電流を制御するアーク溶接電源の出力制御方法において、前記リモコンに溶接範囲確定スイッチを設け、前記リモコンの第２の調整つまみで予め定めた第１の溶接電流限定値に設定すると共に前記溶接範囲確定スイッチによって前記第１の溶接電流限定値を確定し、続いて、前記第２の調整つまみで予め定めた第２の溶接電流限定値に設定すると共に前記溶接範囲確定スイッチによって前記第２の溶接電流限定値を確定し、前記第１の調整つまみを所望の位置にすると前記第１の溶接電流限定値から前記第２の溶接電流限定値の範囲に基づいて溶接電流設定値を算出し、前記算出した溶接電流設定値に基づいて溶接電流を制御することを、特徴とするアーク溶接電源の出力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アーク溶接電源の出力制御方法において、溶接電流の設定方法に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
アーク溶接電源の溶接電流設定範囲は、溶接電流設定器（例えば、可変抵抗器）の可変範囲に応じて決定されていた。このとき、小電流領域において、溶接電流を所望の値に精度良く設定するのが難しい。
【０００３】
図８は、従来技術のアーク溶接電源の出力制御方法を実施するための電気接続図である。同図において、インバータ式主電源回路ＰＳは、図示省略の商用電源を整流する１次整流回路と、整流したリップルのある電圧を平滑する平滑コンデンサと、平滑された直流電圧を高周波交流に変換するインバータ回路と、高周波交流をアーク負荷に適した電圧に変換する主変圧器と、変換された電圧を再び整流する２次整流回路と、整流されたリップルのある直流を平滑する直流リアクトルとから形成されている。
【０００４】
図８に示す電源本体に設けられた溶接電流制限設定器ＩＩは、予め定めた溶接電流制限値Ｉｉを出力し、溶接電流設定器ＩＲは、予め定めた溶接電流指令値Ｉｒを出力する。
【０００５】
出力制御回路ＳＣは、図８に示す溶接電流設定変換回路ＷＯＣ、誤差増幅回路ＥＩ及びパルス幅変調制御回路ＰＷＭによって形成されている。溶接電流設定変換回路ＷＯＣは、溶接電流制限設定器ＩＩで所定の溶接電流制限値Ｉｉを設定し、溶接電流設定器ＩＲで溶接電流指令値Ｉｒを最大にすると、溶接電流制限値Ｉｉが溶接電流指令値Ｉｒの最大値に変換され溶接電流設定値Ｗｒとして出力する。電流誤差増幅回路ＥＩは、フィードバック信号である出力電流検出信号Ｉｄと溶接電流設定値Ｗｒとの誤差を増幅して誤差増幅信号Ｅｉとして出力する。パルス幅変調制御回路ＰＷＭは、誤差増幅信号Ｅｉと三角波信号Ｏｓとを比較し、その結果に基づいて出力制御信号Ｓｃを出力しインバータ式主電源回路ＰＳを制御する。
【０００６】
また近年、溶接電流設定器及び溶接電流制限設定器は、デジタルスイッチやキーボード等により設定する電源装置が提供されている。しかし、生産現場では操作のしやすさから可変抵抗器により設定する方が好まれ、作業者に多く使用されている。（例えば、特許文献１）
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２７７７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のアーク溶接電源の出力制御方法において、溶接電流の設定には、一般的に可変抵抗器が使用されている。このとき、可変抵抗器の設定範囲が、例えば、０Ａ〜３００Ａのとき可変抵抗器の出力であるアナログ値の設定精度が低いため、小電流領域において所定の値を正確且つ繊細に設定することが難しい。よって、溶接電源本体に溶接電流制限設定器を設けて溶接電流の上限（例えば、１０Ａ）を設定し、可変抵抗器の設定範囲を０Ａ〜１０Ａに限定することによってアナログ値の精度を上げて小電流の設定精度を確保していた。
【０００９】
しかし、多品種で少量の製品を製作するときに、作業者が製品ごとに最適な溶接電流の上限を設定する必要に迫られる。このとき作業者がその都度、溶接電源本体に移動して設定を行なうために作業性が非常に悪かった。更に、溶接電流の最適な上限を見つけるとき頻繁に溶接電源本体と製品との間を移動しなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、第１の発明は、２つの調整ツマミで形成するリモコンの第１の調整つまみで予め定めた溶接電流設定値を設定し、前記溶接電流設定値に基づいて溶接電流を制御するアーク溶接電源の出力制御方法において、前記リモコンの第２の調整つまみで溶接電流上限値を設定し、前記第１の調整つまみを最大にすると前記溶接電流上限値が前記溶接電流設定値の最大値となり、前記第１の調整つまみを所望の位置にすると前記溶接電流零値から前記溶接電流上限値の範囲に基づいて溶接電流設定値を算出し、前記算出した溶接電流設定値に基づいて溶接電流を制御することを、特徴とするアーク溶接電源の出力制御方法である。
【００１１】
第２の発明は、２つの調整ツマミで形成するリモコンの第１の調整つまみで予め定めた溶接電流設定値を設定し、前記溶接電流設定値に基づいて溶接電流を制御するアーク溶接電源の出力制御方法において、前記リモコンに溶接範囲確定スイッチを設け、前記リモコンの第２の調整つまみで予め定めた第１の溶接電流限定値に設定すると共に前記溶接範囲確定スイッチによって前記第１の溶接電流限定値を確定し、続いて、前記第２の調整つまみで予め定めた第２の溶接電流限定値に設定すると共に前記溶接範囲確定スイッチによって前記第２の溶接電流限定値を確定し、前記第１の調整つまみを所望の位置にすると前記第１の溶接電流限定値から前記第２の溶接電流限定値の範囲に基づいて溶接電流設定値を算出し、前記算出した溶接電流設定値に基づいて溶接電流を制御することを、特徴とするアーク溶接電源の出力制御方法である。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、多品種で少量の製品を製作するとき製品ごとに最適な溶接電流上限値を設定する必要に迫られる、しかし、本発明のリモコン操作によって作業者が製品ごとに溶接電源本体に移動しなくても手元で設定が可能となり、作業者の移動に対する負担が軽減されると共に溶接作業の効率が大きく改善される。
【００１３】
第２の発明によれば、例えば、最大溶接電流３００Ａに対して第1の溶接電流限定値を５０Ａに第２の溶接電流限定値を４０Ａに設定するとき、作業者が手元のリモコンの調整つまみによって溶接出力範囲が容易に限定でき、所望する値が速やかに精度良く設定でき、製品の品質向上につながる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
［実施の形態１］
図１は、本発明のアーク溶接電源の出力制御方法を実施するための電気接続図である。同図において、図８に示す従来技術のアーク溶接電源の出力制御方法を実施するための電気接続図と同一符号の構成物は、同一動作を行なうので説明は省略し、符号の相違する構成物についてのみ説明する。
【００１５】
上限設定対応リモコンＲＣは、溶接電流設定器ＩＲ（以後、第１の調整つまみという）と溶接電流上限設定器ＩＭ（以後、第２の調整つまみという）とで形成される。
【００１６】
図２に示すＳＣＬは、上限設定対応出力制御回路の詳細図であり、上限対応溶接電流変換回路ＷＯＬ、誤差増幅回路ＥＩ及びパルス幅変調制御回路ＰＷＭによって形成される。上限対応溶接電流変換回路ＷＯＬは、接続された上限設定対応リモコンＲＣの第2の調整つまみで予め定めた溶接電流上限値Ｉｍを設定し、第１の調整つまみを最大に回して溶接電流指令値Ｉｒを最大にすると、溶接電流上限値Ｉｍが溶接電流指令値Ｉｒの最大値に変換されて溶接電流設定値Ｗｒとして出力する。
【００１７】
電流誤差増幅回路ＥＩは、フィードバック信号である出力電流検出信号Ｉｄと溶接電流設定値Ｗｒとの誤差を増幅して誤差増幅信号Ｅｉとして出力する。パルス幅変調制御回路ＰＷＭは、誤差増幅信号Ｅｉと三角波信号Ｏｓとを比較し、その結果に基づいて出力制御信号Ｓｃを出力する。
【００１８】
図３は、溶接電流指令値Ｉｒと溶接電流設定値Ｗｒとの関係図であり、関係線Ａは、上限設定対応リモコンＲＣの第２の調整つまみで溶接電流上限値をＩｍ０の最大に設定したとき、即ち、溶接電流指令値Ｉｒ＝溶接電流設定値Ｗｒの関係を示し、関係線Ｂは、上限設定対応リモコンＲＣの第２の調整つまみで溶接電流上限値を所望のＩｍ１に設定したとき、即ち、溶接電流指令値Ｉｒ＞溶接電流設定値Ｗｒの関係を示す。
【００１９】
つぎに、図３を用いて実施の形態１の動作説明を行なう。
まず、作業者が多品種で少量の製品を作成するとき、製品に応じて最適な溶接電流上限値を、例えば、上限設定対応リモコンＲＣの第２の調整つまみで溶接電流上限値をＩｍ１に設定する。このとき、上限対応溶接電流変換回路ＷＯＬは、溶接電流上限値Ｉｍ１に基づいて図３の関係線Ｂを作成する。続いて、第１の調整つまみを最大の回して溶接電流指令値Ｉｒ０にすると、上限対応溶接電流変換回路ＷＯＬは、図３の関係線Ｂに基づいて溶接電流設定値Ｗｒ１を算出して出力する。
【００２０】
続いて、上限設定対応リモコンＲＣの第1の調整つまみで所望の溶接電流指令値Ｉｒ１を設定すると、上限対応溶接電流変換回路ＷＯＬは、図３の関係線Ｂに基づいて溶接電流設定値Ｗｒ３を算出して出力する。このように作業者がリモコンの調整つまみによって所望の上限値が速やかに設定できる。
【００２１】
［実施の形態２］
図４は、実施の形態２のアーク溶接電源の出力制御方法を実施するための電気接続図である。同図において、図８に示す従来技術のアーク溶接電源の出力制御方法を実施するための電気接続図と同一符号の構成物は、同一動作を行なうので説明は省略し、符号の相違する構成物についてのみ説明する。
【００２２】
図４に示す溶接範囲対応リモコンＲＣＤは、第１の調整つまみＩＭ、第２の調整つまみＩＲ及び溶接範囲確定スイッチＳＷで形成される。
【００２３】
図５は、溶接範囲対応出力制御回路ＳＣＤの詳細図であり、範囲対応溶接電流変換回路ＷＯＤ、選択確定回路ＳＥ、誤差増幅回路ＥＩ及びパルス幅変調制御回路ＰＷＭによって形成される。選択確定回路ＳＥは、溶接範囲対応リモコンＲＣＤの第２の調整つまみＩＭで予め定めた第１の溶接電流限定値Ｉｍ１に設定すると共に溶接範囲確定スイッチＳＷを押して第１の溶接電流限定値Ｉｍ１を確定し、続いて第２の調整つまみで予め定めた第２の溶接電流限定値Ｉｍ２に設定すると共に溶接範囲確定スイッチＳＷを再度押して第２の溶接電流限定値Ｉｍ２を確定し、確定した第１の溶接電流限定値Ｉｍ１及び第２の溶接電流限定値Ｉｍ２を下記に示す範囲対応溶接電流変換回路ＷＯＤに供給する。更に、第１の調整つまみで設定された溶接電流指令値Ｉｒも下記に示す範囲対応溶接電流変換回路ＷＯＤに供給する。
【００２４】
範囲対応溶接電流変換回路ＷＯＤは、例えば、第１の調整つまみの溶接電流設定器ＩＲを最大にまわすと第１の溶接電流限定値Ｉｍ１に基づいて第1の溶接電流設定値Ｗｒ１に変換して出力し、第１の調整つまみの溶接電流設定器ＩＲを最小にまわすと第２の溶接電流限定値Ｉｍ２に基づいて第２の溶接電流設定値Ｗｒ２に変換して出力する。
【００２５】
図６は、図５に示す範囲対応溶接電流変換回路ＷＯＤに、溶接電流範囲設定なしのとき、溶接電流指令値Ｉｒと溶接電流設定値Ｗｒとの関係は関係図Ａとなり、溶接電流範囲設定有りのとき、溶接電流指令値Ｉｒと溶接電流設定値Ｗｒとの関係は関係図Ｂとなる。溶接範囲対応リモコンＲＣＤの第１の調整つまみＩＲで、図６に示す溶接電流指令値Ｉｒ１に設定すると、溶接電流範囲設定なしのとき関係線Ａに基づいて溶接電流設定値Ｗｒ２に変換されて出力し、溶接電流範囲設定有りのとき関係線Ｂに基づいて溶接電流設定値Ｗｒ３に変換されて出力し、溶接電流設定値はＷｒ２＞Ｗｒ３の関係になる。そして、溶接電流指令値Ｉｒ２に設定すると、溶接電流範囲設定なしのとき関係図Ａに基づいて溶接電流設定値Ｗｒ５に変換されて出力し、溶接電流範囲設定有りのとき関係図Ｂに基づいて溶接電流設定値Ｗｒ４に変換されて出力し、溶接電流設定値は逆にＷｒ５＜Ｗｒ４の関係になる。
【００２６】
図７は、図４に示す実施の形態２の電源装置の動作を説明するタイミング図であり、図７（Ａ）の波形は、起動信号Ｔｓを示し、同図（Ｂ）の波形は、溶接電流設定値はＷｒを示し、同図（Ｃ）の波形は、誤差増幅信号Ｅｉを示し、同図（Ｄ）の波形は、溶接電流範囲設定無しのときの出力制御信号Ｓｃｎを示し、同図（Ｅ）の波形は、溶接電流範囲設定有りのときの出力制御信号Ｓｃｐを示す。
【００２７】
つぎに、図６及び図７を用いて動作説明を行なう。
まず、溶接電流範囲設定なしのとき、第1の調整つまみの溶接電流設定器ＩＲを最小から最大までまわすと、範囲対応溶接電流変換回路ＷＯＤは図６に示す関係線Ａに基づいて溶接電流設定値は、図７（Ｂ）のＷｒｎに示すように変化する。そして、電流誤差増幅回路ＥＩは、フィードバック信号である出力電流検出信号Ｉｄと溶接電流設定値Ｗｒｎとの誤差を増幅して同図（Ｃ）に誤差増幅信号Ｅｉｎを出力する。
【００２８】
図７に示す時刻ｔ＝ｔ１において、同図（Ａ）に示す起動信号ＴｓがＨｉｇｈレベルになると動作を開始し、時刻ｔ＝ｔ３において、パルス幅変調制御回路ＰＷＭは、同図（Ｃ）に示す誤差増幅信号Ｅｉｎと三角波信号Ｏｓとを比較し、三角波信号Ｏｓが大きくなったとき同図（Ｄ）に示す出力制御信号ＳｃｎをＨｉｇｈレベルにする。
【００２９】
時刻ｔ＝ｔ４において、パルス幅変調制御回路ＰＷＭは、同図（Ｃ）に示す誤差増幅信号Ｅｉｎと三角波信号Ｏｓとを比較し、三角波信号Ｏｓが小さくなったとき同図（Ｄ）に示す出力制御信号ＳｃｎをＬｏｗレベルにする。
【００３０】
時刻ｔ＝ｔ５において、パルス幅変調制御回路ＰＷＭは、同図（Ｃ）に示す誤差増幅信号Ｅｉｎと三角波信号Ｏｓとを比較し、三角波信号Ｏｓが大きくなったとき同図（Ｄ）に示す出力制御信号Ｓｃｎを再度Ｈｉｇｈレベルにする。
【００３１】
時刻ｔ＝ｔ７において、パルス幅変調制御回路ＰＷＭは、同図（Ｃ）に示す誤差増幅信号Ｅｉｎと三角波信号Ｏｓとを比較し、三角波信号Ｏｓが小さくなったとき同図（Ｄ）に示す出力制御信号ＳｃｎをＬｏｗレベルにする。そして、以後は同一動作を繰り返す。
【００３２】
つぎに、溶接電流範囲設定有りのとき、第１の調整つまみの溶接電流設定器ＩＲを最小から最大までまわすと、範囲対応溶接電流変換回路ＷＯＤは図６に示す関係線Ｂに基づいて溶接電流設定値は、図７（Ｂ）に示すＷｒｐに変換されて出力変化する。そして、電流誤差増幅回路ＥＩは、フィードバック信号である出力電流検出信号Ｉｄと溶接電流設定値Ｗｒｐとの誤差を増幅して同図（Ｃ）に誤差増幅信号Ｅｉｐを出力する。
【００３３】
時刻ｔ＝ｔ２において、パルス幅変調制御回路ＰＷＭは、同図（Ｃ）に示す誤差増幅信号Ｅｉｐと三角波信号Ｏｓとを比較し、三角波信号Ｏｓが大きくなったとき同図（Ｄ）に示す出力制御信号ＳｃｐをＨｉｇｈレベルにする。
【００３４】
時刻ｔ＝ｔ４において、パルス幅変調制御回路ＰＷＭは、同図（Ｃ）に示す誤差増幅信号Ｅｉｐと三角波信号Ｏｓとを比較し、三角波信号Ｏｓが小さくなったとき同図（Ｄ）に示す出力制御信号ＳｃｐをＬｏｗレベルにする。
【００３５】
時刻ｔ＝ｔ６において、パルス幅変調制御回路ＰＷＭは、同図（Ｃ）に示す誤差増幅信号Ｅｉｐと三角波信号Ｏｓとを比較し、三角波信号Ｏｓが大きくなったとき同図（Ｄ）に示す出力制御信号Ｓｃｐを再度Ｈｉｇｈレベルにする。
【００３６】
時刻ｔ＝ｔ７において、パルス幅変調制御回路ＰＷＭは、同図（Ｃ）に示す誤差増幅信号Ｅｉｐと三角波信号Ｏｓとを比較し、三角波信号Ｏｓが小さくなったとき同図（Ｄ）に示す出力制御信号ＳｃｐをＬｏｗレベルにする。そして、以後は同一動作を繰り返す。
【００３７】
上述より、作業者が手元のリモコンの調整つまみによって、溶接電流範囲を容易に設定でき、所定の範囲内で所望の溶接電流を精度良く速やかに設定でき、溶接作業の効率及び製品の品質向上につながる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態１のアーク溶接電源の出力制御方法を実施するための            電源装置の電気接続図である。
【図２】図１に示す上限設定対応出力制御回路ＳＣＬの詳細図である。
【図３】溶接電流上限値有り無しのときの、溶接電流指令値Ｉｒと溶接電流設定値              Ｗｒとの関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２のアーク溶接電源の出力制御方法を実施するための            電源装置の電気接続図である。
【図５】図４に示す溶接範囲対応出力制御回路ＳＣＤの詳細図である。
【図６】溶接電流範囲有り無しのときの、溶接電流指令値Ｉｒと溶接電流設定値Ｗｒ            との関係を示す図である。
【図７】図実施の形態２の電源装置の動作を説明するタイミング図であり
【図８】従来技術のアーク溶接電源の出力制御方法を実施するための電気接続図で            ある。
【符号の説明】
【００３９】
ＥＩ          誤差増幅回路
ＩＤ          出力電流検出回路
ＩＩ          溶接電流制限設定器
Ｉｄ          出力電流検出信号
ＩＭ          第２の調整つまみ（溶接電流上限設定器）
ＩＲ          第１の調整つまみ（溶接電流設定器）
Ｍ            被加工物
ＲＣ          上限設定対応リモコン
ＰＳ          インバータ式主電源回路
ＲＣＤ        溶接範囲対応リモコン
ＰＷＭ        パルス幅変調制御回路
ＳＥ          選択確定回路
ＳＷ          溶接範囲確定スイッチ
Ｓｃ          出力制御信号
ＳＣＤ        溶接範囲対応出力制御回路
ＳＣＬ        上限設定対応出力制御回路
ＴＨ          トーチ
ＴＳ          起動スイッチ
Ｔｓ          起動信号
ＷＯＣ        溶接電流設定変換回路
ＷＯＬ        上限対応溶接電流変換回路
ＷＯＤ        範囲対応溶接電流変換回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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