(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め第１の溶接電流と第２の溶接電流を設定しておき、操作スイッチの第１回目の開信号から第２回目の閉信号までの期間を第１の期間として前記第１の溶接電流を供給し、前記第２回目の閉信号から次の開信号までの期間を第２の期間として前記第２の溶接電流を供給し、前記開信号により再び前記第１の期間に移り、以後前記操作スイッチの開閉信号により前記第１の期間と前記第２の期間を交互に切り換えるように制御するアーク溶接機において、閉信号の時間間隔を監視する監視回路を設け、閉信号が予め定める時間内に繰り返されたときは、溶接を終了するように制御することを特徴とするアーク溶接機。
【請求項２】
前記予め定める時間が０．５秒であることを特徴とする請求項１に記載のアーク溶接機。
【請求項３】
溶接終了時に溶接電流を漸減させることを特徴とする請求項１または請求項２いずれかに記載のアーク溶接機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操作スイッチの開閉信号により溶接電流値を切り換えるようにしたアーク溶接機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アーク溶接機はＴＩＧアーク溶接等に使用される装置である。このようなアーク溶接機を図５により説明する。
図５は従来のＴＩＧアーク溶接および手溶接を行うことができるアーク溶接機の制御回路構成図である。１は操作スイッチであり、図示を省略したトーチに配置され、マイコン等で構成された出力制御回路２に接続されている。３は切替スイッチで、出力制御回路２に接続されている。切替スイッチ３は接点ａ、ｂ、ｃを備え、接点ａ〜ｃを切替ることにより、後述する溶接シーケンスを選択することができる。４はアップスロープ期間Ｔｕｓ設定器、５はダウンスロープ期間Ｔｄｓ設定器、６はアフタフロー期間Ｔａｆ設定器であり、それぞれ出力制御回路２に接続されている。７はスタート電流値Ｉｓ設定器、８は主電流値Ｉｍ設定器、９はクレータ電流値Ｉｃ設定器で、それぞれ出力制御回路２に接続されている。なお、スタート電流値Ｉｓが流れるスタート電流期間Ｔｓは、出力制御回路２に予め固定値が設定されている場合と、後述するように、操作スイッチを閉じている間継続するようにする場合の２種類がある。１０は電源制御回路で、出力制御回路２から指示された溶接電流を出力する。１１はシールドガス用の電磁弁である。
【０００３】
なお、切替スイッチ３により溶接シーケンスを設定するのは、以下の理由によるものである。すなわち、操作スイッチ１をトーチに配置する場合、作業者はスイッチボタンを見ないで操作する。そこで、誤操作を防止するため、スイッチボタンの数を１個にすると共に、閉信号を保持する機能（以下、自己保持有という。）を選択できるようにしておく。
【０００４】
図示の場合、出力制御回路２は、操作スイッチ１からの開閉信号に基づいて、切替スイッチ３で指定された以下の溶接シーケンスを実行する。すなわち、接点ａが選択された場合は、自己保持がない、自己保持無の溶接シーケンスを実行する。また、接点ｂが選択された場合は、自己保持有の後述する１回溶接の溶接シーケンスを実行する。また、接点ｃが選択された場合は、自己保持有の後述する繰返し溶接の溶接シーケンスを実行する。
【０００５】
次に、上記従来の各溶接シーケンスについて説明する。
図６は従来の各溶接シーケンスにおける操作スイッチによる開閉信号と溶接電流値および電磁弁の開閉動作を示す図で、（ａ）は自己保持無の場合、（ｂ）は１回溶接の場合、（ｃ）は繰返し溶接を選択した場合を示している。図中のＴｐはプリフロー期間、Ｔｍは主溶接電流期間、Ｔｃはクレータ電流期間、Ｔａｆはアフタフロー期間である。なお、図示の場合、アップスロープ期間Ｔｕｓ、ダウンスロープ期間Ｔｄｓは０に設定されている。
【０００６】
（ａ）の場合、操作スイッチ１（図のＳＷ）の閉信号により電磁弁１１が開かれてプリフロー期間Ｔｐが開始され、図示を省略したトーチにシールドガスが供給される。プリフロー期間Ｔｐが経過すると、主溶接電流期間Ｔｍに移り、電流値がＩｍの溶接電流（以下、溶接電流Ｉｍという。また、他の電流値についても同様とする。）が溶接される。スタート電流期間Ｔｓが経過すると、主溶接電流期間Ｔｍに移り、溶接電流Ｉｍが溶接部に供給される。所望の溶接が終了した時点で操作スイッチ１を開くと、溶接電流Ｉｍの供給が停止され、アフタフロー期間Ｔａｆが開始される。アフタフロー期間Ｔａｆ設定器６で設定されたアフタフロー期間Ｔａｆが経過すると、電磁弁１１が閉じ、溶接作業が終了する。自己保持無の溶接シーケンスは、仮付け作業や溶接長が短い場合に採用される。
【０００７】
（ｂ）の場合、操作スイッチ１を閉じると、プリフロー期間Ｔｐが開始され、プリフロー期間Ｔｐが経過すると、スタート電流期間Ｔｓに移り、スタート電流Ｉｓが溶接部に供給される。操作スイッチ１を開くと、スタート電流期間Ｔｓが終了して、主溶接電流期間Ｔｍに移り、溶接電流Ｉｍが溶接部に供給される。１回溶接の場合、自己保持有であるから、主溶接電流期間Ｔｍ中は、操作スイッチ１を開いたままでよい。所望の溶接が終了した時点で操作スイッチ１を閉じると、クレータ電流期間Ｔｃに移行し、操作スイッチ１を閉じている間、溶接電流Ｉｃが供給される。そして、操作スイッチ１を開くことによりアフタフロー期間Ｔａｆが開始される。アフタフロー期間Ｔａｆが経過すると、電磁弁１１が閉じ、溶接作業が終了する。１回溶接の溶接シーケンスは、溶接長が長い場合や、クレータの発生を防止する場合に採用される。
【０００８】
（ｃ）の場合、第１回目のクレータ電流期間Ｔｃ開始までは上記（ｂ）と同じであるが、クレータ電流期間Ｔｃ中に操作スイッチ１を開くと、再び主溶接電流期間Ｔｍに移行する。以下、操作スイッチ３の開閉に従って、主溶接電流期間Ｔｍとクレータ電流期間Ｔｃを繰り返す。そして、溶接を終了する場合には、トーチを急速に引きあげて強制的にアークを消弧させる。すると、出力制御回路２は電源制御回路１０をオフし、電磁弁１１を閉じる。繰返し溶接の溶接シーケンスは、薄板や溶接部が飛び飛びに配置されている場合に採用される。
【０００９】
なお、スタート電流値Ｉｓを主溶接電流値Ｉｍと同じに設定する場合もあり、しかもスタート電流期間Ｔｓは溶接開始時の短時間であり、主溶接電流期間Ｔｍに比べて無視できる。したがって、スタート電流期間Ｔｓは実質的に主溶接電流期間Ｔｍに含まれると見做すことができる。
【００１０】
図７は溶接期間に応じて溶接電流値を調整する例を示す図で、アップスロープ期間Ｔｕｓ、ダウンスロープ時間Ｔｄｓに０以外の値を設定して１回溶接を行った場合を示している。図示のように、主溶接電流期間Ｔｍにアップスロープ期間Ｔｕｓを設けると、主溶接電流Ｉｍはスタート電流Ｉｓからアップスロープ期間Ｔｕｓ設定器４で設定された期間で主溶接電流Ｉｍに移行する。また、クレータ電流期間Ｔｃにダウンスロープ期間Ｔｄｓを設けると、主溶接電流Ｉｍはダウンスロープ期間Ｔｄｓ設定器５で設定された期間でクレータ電流Ｉｃに移行する。
【００１１】
なお、上記の他にアークスポット溶接や手溶接を行うこともできるが、本発明とは関係がないため説明を省略する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、繰返し溶接を選択した場合、トーチを急速に引き上げることにより溶接を終了していたため、溶接終了部に凹みができるだけでなく、溶接終了部のガスシールドが不十分になった。このため、溶接終了部に割れ等の欠陥が発生しただけでなく、外観も低下した。
【００１３】
本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、操作スイッチのボタン数を増加させないで、繰返し溶接における溶接終了部の品質を優れたものにすることができるアーク溶接機を提供するにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、予め第１の溶接電流と第２の溶接電流を設定しておき、操作スイッチの第１回目の開信号から第２回目の閉信号までの期間を第１の期間として前記第１の溶接電流を供給し、前記第２回目の閉信号から次の開信号までの期間を第２の期間として前記第２の溶接電流を供給し、前記開信号により再び前記第１の期間に移り、以後前記操作スイッチの開閉信号により前記第１の期間と前記第２の期間を交互に切り換えるように制御するアーク溶接機において、閉信号の時間間隔を監視する監視回路を設け、閉信号が予め定める時間内に繰り返されたときは、溶接を終了するように制御することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項２の発明は、請求項１において、前記予め定める時間が０．５秒であることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２において溶接終了時に溶接電流を漸減させることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
図１は本発明に係るアーク溶接機の制御回路構成図であり、図５と同じものまたは同一機能のものは同一符号を付して説明を省略する。図で、２０は監視回路であり、操作スイッチ１と出力制御回路２に接続されている。
【００１８】
次に、本実施の形態の動作を説明する。
図２は本実施の形態における制御手順を示すフローチャート、図３は監視回路２０の動作を示すフローチャート、図４は操作スイッチの開閉信号と溶接電流の関係を示す図である。
【００１９】
先ず、図２により、全体の動作を説明する。操作スイッチが閉じられると、出力制御回路２は自己保持無かどうかを確認し（図２の手順Ｓ１００）、自己保持無の場合は手順Ｓ１１０により自己保持無の溶接シーケンス制御を行い、自己保持有の場合は手順Ｓ１２０の処理を行う。手順Ｓ１２０では、１回溶接かどうかを確認し、１回溶接の場合は手順Ｓ１３０により１回溶接の溶接シーケンス制御を行い、繰返しの場合は手順Ｓ１４０の処理を行う。手順Ｓ１４０では監視回路２０をオンして、溶接終了条件ループに入り（手順Ｓ１５０）、監視回路２０からの信号を受けるまで、従来と同様に繰返し溶接を行う（手順Ｓ１６０）。監視回路２０からの信号を受けたら（手順Ｓ１７０。図４における期間ｔ終了時。）、以下の溶接終了処理を行う。すなわち、主溶接電流Ｉｍから予め定める割合で溶接電流値を電流を小さくし（手順Ｓ２００）、溶接電流値がクレータ電流Ｉｃと同じ値まで下がったら（手順Ｓ２１０）、電源制御回路１０をオフし（手順Ｓ２２０）、予め定める時間Ｔａｆが経過するのを待って（手順Ｓ２３０）、電磁弁１１を閉じる（手順Ｓ２４０）。
【００２０】
次に、監視回路２０の動作を説明する。
上記手順Ｓ１４０によりオンされた監視回路２０は、内部のタイマをリセットし（手順Ｓ３００）、操作スイッチ１の閉信号を待つ（手順Ｓ３１０）。操作スイッチ１の閉信号を受けたら、時間ｔの計測を開始し（手順Ｓ３２０）、次の閉信号を待つ（手順Ｓ３３０）。次の閉信号を受けたら、計測したそれまでの時間ｔと０．５秒とを比較し（手順Ｓ３４０）、計測した時間ｔが０．５秒以下の場合は出力制御回路２に信号を出力して（手順Ｓ３５０）処理を終了し、０．５秒よりも長い場合は手順３００の処理を行う。
【００２１】
上記実施の形態の場合、溶接終了部を確実にガスシールドできるから、溶接終了部の外観は美麗になる。また、溶接終了時の溶接電流を主溶接電流Ｉｍからクレータ電流Ｉｃまで徐々に小さくするから、溶接終了部のクレータを小さくすることができ、割れ等の発生を低減できる。
【００２２】
なお、上記では溶接電流がクレータ電流Ｉｃになった時点で電流の供給を停止するようにしたが、クレータ電流Ｉｃになってから予め定める時間クレータ電流Ｉｃを持続させるようにしても良い。
【００２３】
また、溶接終了時の溶接電流を予め定める割合で減少させることに代えて、予め定める時間に主溶接電流Ｉｍからクレータ電流Ｉｃまで減少させるようにしても良い。
【００２４】
さらに、上記では、本発明をＴＩＧアーク溶接に適用する場合について説明したが、手動で操作するプラズマアーク溶接あるいは半自動アーク溶接にも適用することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、予め第１の溶接電流と第２の溶接電流を設定しておき、操作スイッチの第１回目の開信号から第２回目の閉信号までの期間を第１の期間として前記第１の溶接電流を供給し、前記第２回目の閉信号から次の開信号までの期間を第２の期間として前記第２の溶接電流を供給し、前記開信号により再び前記第１の期間に移り、以後前記操作スイッチの開閉信号により前記第１の期間と前記第２の期間を交互に切り換えるように制御するアーク溶接機において、閉信号の時間間隔を監視する監視回路を設け、閉信号が予め定める時間内に繰り返されたときは、溶接を終了するように制御するから、操作スイッチのボタン数を増加させないで、繰返し溶接における溶接終了部の品質を優れたものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアーク溶接機の制御回路構成図である。
【図２】本実施の形態における制御手順を示すフローチャートである。
【図３】監視回路２０の動作を示すフローチャートである。
【図４】操作スイッチの開閉信号と溶接電流の関係を示す図である。
【図５】従来のアーク溶接機の制御回路構成図である。
【図６】従来の各溶接シーケンスにおける操作スイッチによる開閉信号と溶接電流値および電磁弁の開閉動作を示す図である。
【図７】溶接期間に応じて溶接電流値を調整する例を示す図である。
【符号の説明】
１  操作スイッチ
３  切替スイッチ
２０  監視回路
【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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