JPS646872B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ここ数年、産業界の溶接の省力化・高能率化に
対する要望に応えて、炭酸ガスアーク溶接機など
の自動アーク溶接機の産業界への浸透はめざまし
いものがある。これらの自動アーク溶接機は、一
般に(1)定電圧電源である溶接用電源、(2)ワイヤ状
の消耗電極を溶接部に送給するワイヤ送給装置、
(3)消耗電極に通電し、溶接部に送り出す溶接用ト
ーチ、(4)作業者の手元で溶接電圧・溶接電流の調
整を行なう遠隔制御装置より構成されている。本
発明は、このような作業者の手元で出力を操作す
る溶接機の操作回路に関するものであり、より少
ない心数のケーブルで溶接電圧・溶接電流調整用
の信号を送るとともに、前記ワイヤ送給装置と遠
隔制御装置の一体化を図り、溶接機の作業性をよ
くすることを目的とするものである。

一般にサイリスタの点弧位相を変えることによ
り、溶接機の出力電圧を調整する自動アーク溶接
機は、第１図に示すように構成されており、図に
おいて１は主変圧器部、２はサイリスタ、３は平
滑回路部、４は給電チツプ、５は溶接用ワイヤ、
６はフイードローラ、７はワイヤ送給用モータ、
８はサイリスタ点弧位相制御回路、９は溶接電圧
設定用の可変抵抗器、１０は溶接用ワイヤ送結速
度調整回路、１１は溶接電流設定用の可変抵抗
器、１２，１３はリレー、１４，１５はこのリレ
ー１２，１３を駆動させるための直流電源、１６
は溶接用トーチの溶接開始操作用の手元スイツチ
（以下、トーチスイツチという）、１７はインチン
グ押釦スイツチ、１８は溶接部である。

上記構成において、溶接を行なうときは、溶接
作業者がトーチスイツチ１６を押すことにより、
リレー１３が動作し、リレー１３の接点が閉じる
ことにより、サイリスタ点弧位相制御回路８、溶
接用ワイヤ送給速度調整回路１０が動作し、サイ
リスタ２が点弧し、溶接機の出力端に平滑された
直流電圧が現われる。また、ワイヤ送給用モータ
７を駆動することにより、溶接用ワイヤ５が溶接
部１８に送り出される。

溶接を開始する前に、溶接用ワイヤ５を溶接用
ワイヤ送給装置および溶接用トーチに装着するた
めには、溶接機の出力端を無電圧の状態にして、
溶接用ワイヤ５をワイヤ送給装置と溶接用トーチ
に装着する必要がある。この操作をインチングと
言い、この場合は、インチング押釦スイツチ１６
を押すことにより、溶接用ワイヤ送給速度調整回
路１０が動作し、ワイヤ送給用モータ７が駆動し
て溶接用ワイヤ５をフイードローラ６により溶接
用ワイヤ送給装置および溶接用トーチに装着する
ことができる。この時のワイヤの送給速度は可変
抵抗器１１により調整される。

第２図にこの従来のアーク溶接機における溶接
電流、溶接電圧の調整回路と、溶接開始および停
止のスイツチ回路と、インチング用のスイツチ回
路を示しており、第２図において左側の部品は溶
接電源内にある部品を示し、右側の部品は溶接作
業者の手元にある部品を示している。

この第２図において、１９，２０は制御変圧
器、２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７
は整流用ダイオード、２８，２９，３０，３１，
３２，３３，３４は抵抗、３５，３６はトランジ
スタ、３７はワイヤ送給用モータ７の回転数を制
御するサイリスタ、３８はリレー１３の常開接
点、３９，４０，４１，４２はコンデンサ、４
３，４４は定電圧ダイオード、４５はリレー１２
の常開接点、４６はリレー１３の常開接点、４７
はＮゲートサイリスタ、４８はパルストランス、
４９は溶接機の出力電圧調整用のサイリスタであ
る。

この第２図に示す従来のものの溶接時における
出力調整方法は、作業者の手元にあるトーチスイ
ツチ１６を押すと、リレー１３が動作し、リレー
１３の常開接点３８，４６が閉じる。そして、リ
レー１３の接点３８，４６を通してワイヤ送給用
モータ７および発振用のトランジスタ３６に電流
が通電される。自動アーク溶接機では、溶接電流
はワイヤ送給用モータ７の回転数で決定されるた
め、溶接電流調整はワイヤ送給速度を調整してや
ればよい。ここでは、リレー１３の常開接点３
８，４６が閉じると、ワイヤ送給用モータ７が回
転し、ワイヤ送給用モータ７の逆起電力とサイリ
スタ３７のゲートの電圧によりサイリスタ３７の
点弧位相が決まる。逆起電力をフイードバツク信
号とし、逆起電力がゲート電圧より小さいとき
は、サイリスタ３７の点弧位相を進めて回転数を
上げ、逆起電力がサイリスタ３７のゲート電圧よ
り高いと、サイリスタ３７は点弧位相を遅らし回
転数を下げ、常に一定の回転数を維持しようとす
る。

一方、サイリスタ３７のゲートの電圧は、溶接
電流調整用の可変抵抗器１１で定電圧ダイオード
４３の両端の電圧を分圧することにより決定され
るため、ワイヤ送給速度は可変抵抗器１１で調整
される。

また、溶接電圧はサイリスタ４９の点弧位相を
制御することにより調整している。

Ｎゲートサイリスタ４７のゲートには、直流電
圧を抵抗３２，３３で分圧された一定の電位が与
えられ、Ｎゲートサイリスタ４７のアノードの電
位がゲートより高くなると、導通状態となり、コ
ンデンサ４０に充電された電荷はＮゲートサイリ
スタ４７を介して放電してトランジスタ３６をオ
ンし、パルストランス４８を通してサイリスタ４
９を点弧させるようになつている。Ｎゲートサイ
リスタ４７のアノードの電位は、コンデンサ４０
の充電電位で決定されるが、コンデンサ４０の充
電開始電位は、Ｎゲートサイリスタ４７のアノー
ドの電位が、溶接電圧調整用の可変抵抗器９で定
電圧ダイオード４４の電圧を分割した電位より高
くなつたところから充電が開始されるため、可変
抵抗器９の可動側接点の電位を高くすると、コン
デンサ４０の充電開始電圧が高くなり、Ｎゲート
サイリスタ４７の導通位相は進み、溶接電圧は高
くなり、可変抵抗器９の可動側接点の電位を低く
すると、コンデンサ４０の充電開始電圧が低くな
り、Ｎゲートサイリスタ４７の導通位相は遅れ、
溶接電圧は低くなる。このようにして溶接電圧
は、可変抵抗器９により一定電圧を分圧した電圧
信号により調整される。

次に、インチング時の動作について説明する。
インチングは、作業者の手元にあるインチング押
釦スイツチ１７を押すことにより可能となつてい
る。インチング押釦スイツチ１７を押すと、イン
チング用のリレー１２が動作し、リレー１２の常
開接点４５が閉じるため、ワイヤ送給用モータ７
が回転し、ワイヤが送給される。このときのワイ
ヤ送給用モータ７の回転数制御は、溶接時と同じ
でサイリスタ３７により定速度制御が行なわれ、
回転数は、溶接電流調整用の可変抵抗器１１で行
なわれる。

一方、インチング時は、リレー１３が動作しな
いため、トランジスタ３６に電圧が印加されず、
サイリスタ３６のゲート信号は発生しない。した
がつて、サイリスタ４９は点弧せず、溶接電源よ
り電圧はでない。

これらの自動アーク溶接機を操作させるための
操作部およびスイツチ部は、従来の溶接機では溶
接電源と制御ケーブルにより接続された遠隔制御
器、ワイヤ送給装置に取り付けられており、第１
図に示すように、溶接電流調整用の可変抵抗器
９、溶接電圧調整用の可変抵抗器１１は、遠隔制
御器に取り付けられ、ワイヤ送給用モータ７、イ
ンチング押釦スイツチ１７は、ワイヤ送給装置に
取り付けられ、溶接用トーチに取り付けられてい
るトーチスイツチ１６の信号は、ワイヤ送給装置
を介して溶接電源に送られるのが普通であつた。
したがつて、従来の溶接機は、遠隔制御器と溶接
電源間の信号伝達用ケーブルとしては心数の多い
ものを用いねばならなかつた。

本発明はこのような現状に鑑み成されたもので
あり、以下本発明によるアーク溶接機について、
第３図の図面を用いて説明する。

第３図に本発明の一実施例によるアーク溶接機
を示しており、図において５０は直流電源、５１
は溶接機における出力電圧制御、ワイヤ送給モー
タ制御用のリレーであり、このリレー５１は前記
直流電源５０のトランジスタ５２を介して接続さ
れている。また、トランジスタ５２のベース・エ
ミツタ間には、そのトランジスタ５２の動作電圧
を決定するための抵抗５３，５４，５５および定
電圧ダイオード５６が接続されている。

５７はワイヤ送給モータ制御用のリレーであ
り、このリレー５７は前記直流電源５０にトラン
ジスタ５８を介して接続されている。また、トラ
ンジスタ５８のベース・エミツタ間は、そのトラ
ンジスタ５８の動作電圧を決定するための抵抗５
９，６０，６１が接続されている。

６２は溶接出力開閉用の第１のスイツチ、６３
はインチング用の第２のスイツチ、６４，６５は
定電圧ダイオードであり、前記スイツチ６２、押
釦スイツチ６３により前記トランジスタ５２，５
８の駆動を制御することができる。

上記構成における本発明のアーク溶接機の溶接
時の動作は次のようになる。

溶接作業者の手元にある第１のスイツチ６２を
押すと、作業者の手元の操作部と溶接電源とを結
ぶ制御ケーブルのアース線とリレー５１，５７開
閉用の信号を伝える線との間の電圧V_Sは、定電
圧ダイオード６５の降下電圧になる。このとき、
抵抗５９，６０，６１はトランジスタ５８がON
するよう定数が選ばれ、抵抗５３，５４，５５お
よび定電圧ダイオード５６はトランジスタ５２が
ONするように定数が選ばれているため、リレー
５１とリレー５７が動作する。このリレー５１，
５７が動作すると、リレー５７の常開接点５７ａ
を通じてワイヤ送給用モータ７に電流が流れ、ワ
イヤ送給用モータ７が回転する。また、リレー５
１の常開接点５１ａを通じて発振用トランジスタ
３６に電圧が印加されるため、サイリスタ４９の
ゲートにゲート信号が加わり、サイリスタ４９が
点弧し、溶接機より溶接電圧が出力される。

また、インチング時の動作は、次のようにな
る。

インチング用の第２のスイツチ６３を押すと、
前記制御ケーブルの２線間の電圧V_Sは、定電圧
ダイオード６４，６５の降下電圧の和となる。こ
のとき、抵抗５９，６０，６１はトランジスタ５
８がオンするよう定数が選ばれ、抵抗５３，５
４，５５および定電圧ダイオード５６はトランジ
スタ５２がオフするように定数が選ばれているた
め、トランジスタ５８はオンし、トランジスタ５
２はオフし、リレー５７のみが動作する。このリ
レー５７が動作すると、ワイヤ送給用モータ７に
リレー５７の常開接点５７ａを通して電流が流れ
るため、ワイヤ送給用モータ７が回転する。すな
わち、本発明では、ケーブルの２線間の電圧の大
きさにより溶接電源部の出力の開閉、ワイヤ送給
用モータ７の回転・停止の制御を行なつている。

以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、溶接電源部と溶接作業者の手元にある操作部
を結ぶケーブルの心数を減らすことができるた
め、溶接機を安く市場に供給できるばかりでな
く、コンセト等の接続部が少なくなり、接触部の
信頼性が向上し、また、少ない心数のケーブルで
ワイヤ送給装置に至る制御ケーブルと、溶接機出
力の遠隔制御装置に至る制御ケーブルが一体化さ
れているため、アーク溶接機の構成がシンプルと
なり、機動性に優れたものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のアーク溶接機における概略構成
図、第２図は同溶接機の要部の電気回路図、第３
図は本発明のアーク溶接機の一実施例における要
部の電気回路図である。 ７……ワイヤ送給用モータ、４９……サイリス
タ、５１，５７……リレー、６２，６３……スイ
ツチ、６４，６５……定電圧ダイオード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶接電源と、溶接電源の出力開閉および溶接
   用ワイヤの送給停止、送給開始を選択操作する操
   作部と前記溶接電源と前記操作部との間を電気的
   に接続する２本のケーブルと、前記２本のケーブ
   ル間の電圧が第１の所定電圧以下で動作する第１
   のリレーと、前記２本のケーブル間の電圧が前記
   第１の所定電圧より高い第２の所定電圧以下で動
   作する第２のリレーと、前記第１のリレー動作に
   より動作し、前記溶接電源の出力開閉を行なう出
   力開閉回路と、前記第２のリレーの動作により動
   作し、ワイヤ送給モータを駆動するワイヤ送給モ
   ータ駆動回路とを備え、前記操作部には、接点を
   閉じることにより前記２本のケーブル間の電圧を
   前記第１の所定電圧以下とする第１のスイツチ
   と、接点を閉じることにより、前記２本のケーブ
   ル間の電圧を前記第１の所定電圧以上で前記第２
   の所定電圧以下にする第２のスイツチを設けたこ
   とを特徴とするアーク溶接機。