JP2639652B2 - アーク加工装置 - Google Patents

アーク加工装置

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JP2639652B2
JP2639652B2 JP62045678A JP4567887A JP2639652B2 JP 2639652 B2 JP2639652 B2 JP 2639652B2 JP 62045678 A JP62045678 A JP 62045678A JP 4567887 A JP4567887 A JP 4567887A JP 2639652 B2 JP2639652 B2 JP 2639652B2
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征志 梶村
巧敬 石橋
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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、アーク出力を利用して負荷を加工する場合
に使用されるアーク加工装置の改良に関する。
アーク加工装置としては、例えばアークプラズマを出
力させてワークを切断するプラズマアーク切断装置やワ
ークをアーク溶接するアーク溶接機などが存在するが、
本発明はこのようなアーク加工装置のうち、特に電圧レ
ベルの異なる外部電源を使用した場合にも、その電源電
圧の種別を判別して装置を外部電源電圧の種別に応じた
駆動状態に装置を安全に設定できるアーク加工装置に関
するものである。
〔背景技術〕
この種の先行技術としては、例えば、最初の使用時に
はAC20Vを電源として使用し、後にAC100Vを使用するよ
うな場合において、外部電源の種別を判別してこの種別
に応じてアーク加工装置の内部回路もAC200V仕様からAC
100V仕様の状態に自動的に切換設定できるようにされて
いる。
しかしながら、このような先行技術では、外部電源の
ON,OFFを繰り返しおこなった時には、その変化に対応で
きずに、200Vの電源供給時にも100V仕様になってしまう
ことがあり安全な制御を行うことができず、内部回路の
安全対策上問題を生じている。
〔発明の目的〕
本発明は、叙上の事情に鑑みて開発されたもので、電
圧レベルの異なる2つの外部電源を使用し、外部電源の
ON,OFFが繰り返し行われた場合にも、判別した外部電源
電圧に応じた駆動状態に内部回路を安全に設定できるア
ーク加工装置を提供することを目的としている。
〔発明の構成〕
上記目的を達成するため提案される本発明装置は、入
力した外部電源の電圧レベルによって外部電源の種別を
判別する電圧判別回路を有し、外部電源電圧が低い方の
レベル電圧であると判断したときには切換信号を出力す
る入力電圧自動切換回路と、この入力電圧自動切換回路
からの切換信号に応じて、切換制御されることによっ
て、入力された外部電源を一定レベルの駆動電圧に変換
出力する第1の電圧調整手段と、この第1の電圧調整手
段から出力される一定レベルの駆動電圧を受けて作動す
る駆動部と、負荷に供給されている出力を検出する出力
検出器を有し、上記駆動部からの出力を負荷に供給する
出力部と、第2の電圧調整手段を有し、上記電圧判別回
路からの切換信号を受けたときにはこの第2ので電圧調
整手段を切換制御することにより上記外部電源を一定レ
ベルの駆動電圧に変換入力して上記駆動部を制御する制
御部とを備えて成り、上記入力電圧自動切換回路の電圧
判別回路は、上記外部電源が電圧レベルの低い方の電圧
レベルであると判断した時は、所定の遅延時間を経過し
た後に切換信号を出力して上記第1,第2の電圧調整手段
を外部電源電圧の種別に応じて切換設定できるようにし
たことを特徴としている。
〔実施例〕
以下に、添付図を参照して本発明を説明する。
第1図は、本発明のアーク加工装置の基本的構成を示
すブロック図である。
図において、1は第1の電圧調整手段であり、入力し
た外部電源Vinの電圧レベルを変換して駆動部2に一定
レベルの駆動電圧Voを供給する。2は制御部3によって
制御される駆動部で、出力部5を介して負荷に所定の出
力を供給する。制御部3は、第2の電圧調整手段31と制
御回路32とを含んでおり、出力部5より検出される出力
が設定値に合致するようにフィードバック制御を行う。
第2の電圧調整手段31は外部電源Vinの電圧レベルを第
1の電圧調整手段1と同様に変換して制御回路32に一定
レベルの駆動電圧Vo′を出力し、この制御回路32より出
力される制御信号に応じて駆動部2は制御される。
本発明では、外部電源Vinの電圧レベルは、入力電圧
自動切換回路4によって判別され、外部電源の電圧レベ
ルが低い方(Va)である場合には、所定の遅延時間の
後、第1,第2の電圧調整手段1,31に切換信号を出力す
る。第1,第2の電圧調整手段1,31は、この切換信号を受
けると、入力した外部電源Vinの電圧レベルに応じた状
態に制御設定され、これによって外部電源Vinの種別如
何にかかわらず各々の第1,第2の電圧調整手段1,31から
それぞれの後段の駆動部位2及び制御回路32には一定レ
ベルの電圧Vo,Vo′が駆動電圧として出力されることに
なる。
入力電圧自動切換回路4は、入力される外部電源Vin
の種別を判別するための電圧判別回路を有しており、外
部電源Vinの2つの電圧レベルVa,Vbを判別できる基準電
圧をその判別レベルとして設定している。
本発明では、アーク加工装置は、外部電源投入前の初
期時には第1,第2の電圧調整手段1,31のいずれもが高い
方の電圧レベル(Vb)の外部電源を受けて駆動できる状
態に設定されており、外部電源として電圧レベルの低い
方(Va)が入力されるまでこの状態は保持される。しか
し、入力電圧自動切換回路4が電圧レベルの低い方の外
部電源電圧(Va)の入力を判断すると、所定の遅延時間
の後、入力電圧自動切換回路4は切換信号を出力して第
1,第2の電圧調整手段1,31を低い外部電源電圧(Va)に
対して駆動可能な状態に切換設定するものである。
本発明における切換信号の遅延時間は、アーク加工装
置への電源が頻繁にON,OFFされた時にも、入力電圧自動
切換回路4の切換動作を確実にかつ安全に行うために設
けられ、この設定時間は、後述する実施例においても明
らかなように、外部電源投入後、その入力電圧が判別レ
ベルに到達するまでの間に切換信号が出力されるのを抑
制するものである。
第2図は、本発明装置を更に具体的に示したブロック
図である。
第1の電圧調整手段1は、4つのダイオード1a〜1dに
よって形成されたダイオードブリッジDBの出力側に同一
容量の2つのコンデンサ1f,1gを接続し、このコンデン
サ1fと1gの直列回路とダイオードブリッジDBとの間にリ
レー接点CR1(a接点)を介在させて構成される。
このリレー接点CR1は、入力電圧自動切換回路4から
の切換信号により駆動され、入力電圧自動切換回路4が
外部電源Vinを低い方のレベルのもの(Va)と判別した
時には、そのリレー接点CR1が閉じられ、逆の場合には
リレー接点CR1は開となる。
高い方の電圧レベル(Vb)の外部電源が入力されてリ
レー接点CR1が開となると、電圧調整手段1はダイオー
ドブリッジDBによる全波整流回路を構成し、出力はVoと
なり、電圧レベルの低い方(Va)の外部電源が入力され
てリレー接点CR1が閉となると、電圧調整手段1はダイ
オードブリッジDBの後段にコンデンサ1f,1gの直列回路
を接続した倍電圧回路を構成するので出力は同じように
Voとなる。
また、制御部3にも第2の電圧調整手段31を有してお
り、リレー接点CR2(b接点),CR3(a接点)と、電圧
調整回路を備えている。これらのリレー接点CR2,CR3
は、入力電圧自動切換回路4からの切換信号により上記
した第1の電圧調整手段1と同様にして入力した外部電
源Vinの電圧レベル(Va又はVb)に応じて、電圧調整回
路を介してインバータ制御回路32に供給する駆動電圧V
o′を一定にするものである。
次いで、第3図を参照して入力電圧自動切換回路につ
いて具体的に説明する。
第3図は、本発明の要部を構成する入力電圧自動切換
回路4の詳細内部回路を示している。以下の例ではVref
2<Vref1と設定されており、Vref2<V1<Vref1の時に切
換信号を出力する構成とされている。
図に示したように、入力電圧自動切換回路4は、入力
した交流電源Vinを直流化するためにダイオードD1と平
滑コンデンサC1とを有し、入力した外部電源Vinの電圧
レベルを判別し、切換信号を出力させるために2つのコ
ンパレータCOMP1,COMP2,トランジスタTR及びリレーRyを
備えている。
切換信号は、トランジスタTRをONさせることにより発
生され、図例のものではコンデンサC2と抵抗R6とで遅延
時間を設定している。
その構成を説明すると、所定電圧レベルの交流電源Vi
nはダイオードD1,平滑コンデンサC1により直流化され、
抵抗R1とR2の直列回路の抵抗R2の分担電圧としてのコン
パレータCOMP1の入力電圧V1として入力される。
ここに、コンパレータCOM1は、Vinを抵抗R5,R3,R4で
形成された直流回路の抵抗R4の分担電圧を基準電圧Vref
1としており、この基準電圧Vref1は外部電源を入力した
後の定常時にはツエナーダイオードZDにより一定レベル
に保持されている。
一方、コンパレータCOMP2には、平滑コンデンサC1の
出力電圧によって抵抗R6を介して充電されるコンデンサ
C2の両端電圧を入力電圧V2としており、抵抗R5,R8,R9の
直列回路の抵抗R9の分担電圧を基準Vref2としており、
コンデンサC2に充電された電荷はコンパレータCOMP1に
よりダイオードD2を介して放電制御できる構成とされて
いる。このコンパレータCOMP2の基準電圧Vref2も、上記
したツエナーダイオードZDにより電源投入後の定常時に
は一定レベルに保持されるようになっている。
コンパレータCOMP2の出力端子は、抵抗R10を介してト
ランジスタTRのベースに接続され、トランジスタTRはコ
ンパレータCOMP2の出力によってON,OFF制御され、リレ
ーRyの駆動を介して切換信号が出力される構成とされて
いる。
なお、D3はリレーRyのOFF時に生じるサージ電流の吸
収用に設けたものである。
次いで、第4図,第5図を参照して入力電圧自動切換
回路の動作を説明すると、 今高い方の電圧レベルVbの外部電源が入力されると、
V1は平滑コンデンサC1の充電にともない徐々に上昇して
行き、所定の時間To経過後には、基準電圧Vref1に到達
する。このToの間、コンデンサC2も抵抗R6を介して充電
されて出力を増大して行くが、本発明ではこの時に形成
されるコンデンサの充電回路の時定数τ(R6×C2)を適
切に選択して、コンデンサC2の両端電圧V2が、コンパレ
ータCOMP2の基準電圧Vref2を越えないように設定されて
いるので、コンパレータCOMP2の出力が「H」となって
トランジスタTRを駆動することがなく、したがって切換
信号は出力されず、装置はVbの外部電源によって駆動可
能な状態に設定保持される。
また、時間Toの経過後は、V1は更に上昇し、定常状態
に至って一定の飽和レベルとなるが、V1が基準電圧Vref
1を越えた時点で、コンパレータCOMP1は「L」レベルを
出力し、ダイオードD2を介して、コンデンサC2に充電さ
れた電荷を放電することになる。
この結果、V2は基準電圧Vref2より低くなり、コンパ
レータCOMP2は「L」レベルの出力を保持してトランジ
スタTRをOFFとするので、やはり切換信号が出力される
ことがない。
そして、V1が飽和レベルに達した後、電源電圧が遮断
されると、これにともないV1のレベルも徐々に低下して
行き、最後に基準レベルVref1より低くなる。この時、
コンパレータCOMP1は「H」レベルの出力に転じ、コン
デンサC2の放電は停止され、コンデンサC2は再び充電に
転じるが、電源電圧の低下にともないその両端電圧V2も
次第に低下して行くことになり、トランジスタTRはOFF
の状態を保持し、切換信号は出力されず、装置は高い電
圧レベルによって駆動される状態に設定保持されること
になる(第4図参照)。
一方、低い方の電圧レベルVaの外部電源が入力される
と、V1は平滑コンデンサC1の充電にともない徐々に上昇
して行くが、本発明では、この時のV1が飽和レベルに達
しても基準電圧Vrefに到達しないように設定している。
したがって、コンパレータCOMP1は「H」レベル出力と
なり、コンデンサC2の放電は阻止される。
この結果、コンデンサC2は抵抗R6を介して充電されて
行き、コンデンサC2の両端電圧V2が、コンパレータCOMP
2の基準電圧Vref2を越えると、コンパレータCOMP2の出
力は「H」となりトランジスタTRをONにし、リレーRyを
駆動して切換信号を出力し、装置を電圧レベルの低い方
Vaの内部電源によって駆動可能な状態に設定する。
この切換信号は、投入された外部電源が遮断され、コ
ンデンサC2の両端電圧V2が基準電圧Vref2を下るまで保
持され、コンデンサC2の両端電圧V2が基準電圧Vref2よ
り低下すると、切換信号は解除されて、装置は初期状
態、つまり高い方のレベルVbの電源電圧によって駆動可
能な状態に設定される(第5図参照)。
したがって、本発明によれば、電源電圧の投入を頻繁
に行っても、その途中で低い電圧レベルの外部電源で駆
動する状態に設定されることがないので、内部回路を損
傷させることがなく安全である。なお、前述の実施例で
は、遅延回路をコンパレータCOMP2の入力側に設けた構
成としたが、コンパレータCOMP2の出力側に設けた構成
にしてもよいことはいうまでもなく、その場合の回路構
成図を第6図に示す。
〔発明の効果〕
以上の説明より理解されるように、本発明によれば、
外部電源の電圧レベルを判別する入力電圧自動切換回路
から出力される切換信号を、電源投入後の所定時間の遅
延の後に出力させるようにしているので、外部電源の投
入,遮断を頻繁に行った場合にも切換信号が出力される
ことがなく、入力電圧の変動に対する装置の駆動状態を
安全でかつ確実に行える。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の基本構成図、第2図は具体的なブ
ロック図、第3図は入力電圧自動切換回路の内部回路の
例図、第4図,第5図は入力電圧自動切換回路の動作を
説明するタイムチャート、第6図は入力電圧自動切換回
路の内部回路の他例図を示す。 (符号の説明) 1……第1の電圧調整手段 2……駆動部 3……制御部 31……第2の電圧調整手段 32……制御回路 4……入力電圧自動切換回路 5……出力部

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力した外部電源の電圧レベルによって外
    部電源の種別を判別する電圧判別回路を有し、外部電源
    電圧が低い方のレベル電圧であると判断したときには切
    換信号を出力する入力電圧自動切換回路と、この入力電
    圧自動切換回路からの切換信号に応じて切換制御される
    ことによって入力された外部電源を一定レベルの駆動電
    圧に変換出力する第1の電圧調整手段と、この第1の電
    圧調整手段から出力される一定レベルの駆動電圧を受け
    て作動する駆動部と、負荷に供給されている出力を検出
    する出力検出器を有し、上記駆動部からの出力を負荷に
    供給する出力部と、第2の電圧調整手段を有し、上記電
    圧判別回路からの切換信号を受けたときにはこの第2の
    で電圧調整手段を切換制御することにより上記外部電源
    を一定レベルの駆動電圧に変換入力して上記駆動部を制
    御する制御部とを備えて成り、上記入力電圧自動切換回
    路の電圧判別回路は、上記外部電源が電圧レベルの低い
    方の電圧レベルであると判断した時は、所定の遅延時間
    を経過した後に切換信号を出力して上記第1、第2の電
    圧調整手段を外部電源電圧の種別に応じて自動的に切換
    設定できるようにしたアーク加工装置。
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