JP3426342B2 - Welding power supply - Google Patents
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- JP3426342B2 JP3426342B2 JP12251894A JP12251894A JP3426342B2 JP 3426342 B2 JP3426342 B2 JP 3426342B2 JP 12251894 A JP12251894 A JP 12251894A JP 12251894 A JP12251894 A JP 12251894A JP 3426342 B2 JP3426342 B2 JP 3426342B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は溶接ヘッドを介して被溶
接物に溶接電流を供給する溶接電源に関し、特に駆動系
の回路、溶接ヘッド、被溶接物の保護機能を有する溶接
電源に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a welding power source for supplying a welding current to an object to be welded through a welding head, and more particularly to a drive system circuit, a welding head and a welding power source having a function of protecting the object to be welded. is there.
【0002】[0002]
【従来の技術】図5は従来の溶接電源のブロック図であ
る。1はトランス、2はダイオード及びサイリスタから
なる整流回路、3はコンデンサ、4はこのコンデンサ3
の充電電圧を一定に保つ充電制御回路、5は後述する溶
接ヘッドに流す電流を制御電圧に基づいて変化させるM
OSFET(以下、FETとする)、6は抵抗器、7は
図示しない被溶接物に溶接電流を流す溶接ヘッド、8は
電流に比例して発生する磁束を検出することにより溶接
ヘッド7に流れる電流値を検出するホール電流検出器、
9は溶接ヘッド7の正極及び負極に接続されたフィード
バック線30a、30b間の電圧差を求める差動増幅
器、10はホール電流検出器8からの電流値と差動増幅
器9からの電圧値の積を算出して電力値を求める乗算
器、11a〜11cはバッファ、12は切替スイッチで
ある。2. Description of the Related Art FIG. 5 is a block diagram of a conventional welding power source. 1 is a transformer, 2 is a rectifier circuit consisting of diodes and thyristors, 3 is a capacitor, 4 is this capacitor 3
A charging control circuit 5 for keeping the charging voltage of M constant is changed by M, which changes the current flowing through the welding head described later based on the control voltage.
OSFET (hereinafter, referred to as FET), 6 is a resistor, 7 is a welding head for supplying a welding current to a workpiece (not shown), and 8 is a current flowing through the welding head 7 by detecting a magnetic flux generated in proportion to the current. Hall current detector to detect the value,
Reference numeral 9 is a differential amplifier for obtaining the voltage difference between the feedback lines 30a and 30b connected to the positive and negative electrodes of the welding head 7, and 10 is the product of the current value from the Hall current detector 8 and the voltage value from the differential amplifier 9. Is a multiplier for calculating the power value, 11a to 11c are buffers, and 12 is a changeover switch.
【0003】また、13は作業員が設定した溶接条件と
なる設定値をディジタル信号で出力するCPU、14は
このCPU13から出力された設定値をアナログ信号に
変換するD/A変換器、15は切替スイッチ12からの
フィードバック値(すなわち、電流値、電圧値、又は電
力値である)とD/A変換器14からの設定値を入力と
してFET5に制御電圧を出力する差動増幅器、16a
〜16cはバッファ、17はバッファ16a〜16cの
出力値を定期的にサンプリングするサンプリング回路、
18はA/D変換器、19は作業員が設定値を入力する
ための入力装置、20は測定した電流値、電圧値又は電
力値を表示したり、エラー表示を行うための出力装置、
31はコネクタである。Further, 13 is a CPU which outputs a set value which is a welding condition set by an operator as a digital signal, 14 is a D / A converter which converts the set value output from the CPU 13 into an analog signal, and 15 is A differential amplifier 16a which outputs a control voltage to the FET 5 with the feedback value (that is, the current value, the voltage value, or the power value) from the changeover switch 12 and the set value from the D / A converter 14 as inputs.
16c is a buffer, 17 is a sampling circuit for periodically sampling the output values of the buffers 16a to 16c,
18 is an A / D converter, 19 is an input device for an operator to input a set value, 20 is an output device for displaying the measured current value, voltage value or power value, or for displaying an error,
Reference numeral 31 is a connector.
【0004】次に、このような溶接電源の動作について
説明する。トランス1は100Vの交流電圧を降圧し、
整流回路2はトランス1の2次側電圧を整流して24V
の直流電圧に変換する。この整流回路2の出力電圧によ
りコンデンサ3に充電が行われるが、このときコンデン
サ3の充電電圧を一定に保つために、充電制御回路4に
よって整流回路2内のサイリスタの位相制御が行われ
る。すなわち、充電制御回路4は、ゲートの制御により
サイリスタをオン/オフさせてコンデンサ3に流れる電
流を制御し、コンデンサ3の端子電圧が24Vに近づく
につれ、この電流を減らすことでコンデンサ3の充電電
圧を一定に保つ。Next, the operation of such a welding power source will be described. The transformer 1 steps down the AC voltage of 100V,
The rectifier circuit 2 rectifies the secondary voltage of the transformer 1 to 24V.
Convert to DC voltage. The output voltage of the rectifier circuit 2 charges the capacitor 3. At this time, the charge control circuit 4 controls the phase of the thyristor in the rectifier circuit 2 in order to keep the charge voltage of the capacitor 3 constant. That is, the charge control circuit 4 controls the current flowing in the capacitor 3 by turning on / off the thyristor by controlling the gate, and as the terminal voltage of the capacitor 3 approaches 24 V, the charge control circuit 4 reduces this current to charge the capacitor 3. Keep constant.
【0005】そして、FET5は後述する制御によって
コンデンサ3に蓄えられたエネルギーを溶接ヘッド7に
放出する。この溶接時の電流値はホール電流検出器8で
測定され、電圧値は差動増幅器9によってフィードバッ
ク線30a、30b間の電圧差として求められる。ま
た、電力値は乗算器10により電流値と電圧値の積とし
て求められる。次に、CPU13は、作業員の操作によ
り溶接開始信号ACTが入力されると、あらかじめ入力
装置19から入力された設定値をディジタル信号でD/
A変換器14に出力する。この溶接電源には定電流制
御、定電圧制御、定電力制御の3つの制御モードがあ
り、各制御モードにおける設定値はそれぞれ電流値、電
圧値、電力値と溶接時間とを設定できるようになってい
る。Then, the FET 5 releases the energy stored in the capacitor 3 to the welding head 7 by the control described later. The current value at the time of welding is measured by the hall current detector 8, and the voltage value is obtained by the differential amplifier 9 as the voltage difference between the feedback lines 30a and 30b. The power value is obtained by the multiplier 10 as the product of the current value and the voltage value. Next, when the welding start signal ACT is input by the operation of the worker, the CPU 13 outputs the set value input in advance from the input device 19 as a digital signal D /
Output to the A converter 14. This welding power source has three control modes of constant current control, constant voltage control, and constant power control, and the set values in each control mode can set the current value, voltage value, power value, and welding time, respectively. ing.
【0006】切替スイッチ12は、CPU13の制御に
より定電流制御であればバッファ11aの出力を選択
し、同様に電圧制御であればバッファ11b、電力制御
であればバッファ11cを選択してこれらの出力である
電流値、電圧値、電力値をフィードバック値として差動
増幅器15に出力する。そして、CPU13から出力さ
れD/A変換器14でアナログ信号に変換された設定値
と切替スイッチ12からのフィードバック値とが差動増
幅器15で差動増幅されて制御電圧が生成され、この制
御電圧により設定値とフィードバック値が同じになるよ
うにFET5が制御される。こうして、溶接開始信号A
CTが入力されると、溶接ヘッド7から被溶接物に溶接
電流が流れて溶接が行われると共に、あらかじめ設定さ
れた電流、電圧あるいは電力が自動的に保たれる。Under the control of the CPU 13, the changeover switch 12 selects the output of the buffer 11a for constant current control, similarly selects the buffer 11b for voltage control, and selects the buffer 11c for power control to output them. The current value, the voltage value, and the power value are output as feedback values to the differential amplifier 15. The set value output from the CPU 13 and converted into an analog signal by the D / A converter 14 and the feedback value from the changeover switch 12 are differentially amplified by the differential amplifier 15 to generate a control voltage. Thus, the FET 5 is controlled so that the set value and the feedback value are the same. Thus, the welding start signal A
When CT is input, a welding current flows from the welding head 7 to the object to be welded to perform welding, and a preset current, voltage or power is automatically maintained.
【0007】一方、上記と同様の電流値、電圧値、電力
値はバッファ16a〜16cからも出力される。サンプ
リング回路17はバッファ16a〜16cの出力を順次
選択することで電流値、電圧値、電力値を定期的にサン
プリングする。CPU13は、A/D変換器18でディ
ジタル信号に変換されたこれらのサンプリング値から電
流、電圧、電力の平均値を算出して出力装置20に表示
させる。On the other hand, the same current value, voltage value, and power value as described above are also output from the buffers 16a to 16c. The sampling circuit 17 samples the current value, the voltage value, and the electric power value periodically by sequentially selecting the outputs of the buffers 16a to 16c. The CPU 13 calculates an average value of current, voltage, and power from these sampling values converted into digital signals by the A / D converter 18, and causes the output device 20 to display the average value.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】従来の溶接電源におい
ては、フィードバック線30a、30bが断線している
状態で溶接を行うと、フィードバック値がいつまでたっ
ても設定値に到達しないため、暴走して過大な溶接電流
が流れてしまい、駆動系の回路(主に制御素子であるF
ET5)や溶接ヘッド7を傷めてしまうという問題点が
あった。また、フィードバック線30a、30bはコネ
クタ31を介して溶接電源に接続されており、正極と負
極を逆に接続してしまうと、正の設定値に対してフィー
ドバック値が負になるため、同様に過大な電流が流れて
しまい、駆動系の回路や溶接ヘッド7を傷めてしまうと
いう問題点があった。また、FET5は、溶接電流が例
えば1500Aと大きいことから並列に複数個接続され
た形で使用されるので、そのうちの1つが短絡破壊され
ると、溶接ヘッド7が被溶接物に接触した時点で短絡電
流が流れてしまい、溶接ヘッド7や被溶接物を傷めてし
まうという問題点があった。In the conventional welding power source, if welding is performed while the feedback lines 30a and 30b are broken, the feedback value will never reach the set value, so that the runaway may cause excessive operation. Welding current flows, and the drive system circuit (mainly the control element F
ET5) and the welding head 7 are damaged. Further, the feedback lines 30a and 30b are connected to the welding power source via the connector 31, and if the positive electrode and the negative electrode are connected in reverse, the feedback value becomes negative with respect to the positive set value. There was a problem that an excessive current would flow and damage the drive system circuit and the welding head 7. Further, since the FET 5 has a large welding current of, for example, 1500 A, it is used in the form of a plurality of FETs connected in parallel. Therefore, when one of the FETs is short-circuited and broken, the welding head 7 contacts the workpiece. There is a problem that a short-circuit current flows and damages the welding head 7 and the object to be welded.
【0009】また、溶接時間が短い等の理由から発振し
たり、溶接時間が長い等の理由からコンデンサ3の容量
不足が起こる溶接条件であっても、溶接波形を観測しな
い限りこれらの発生を検出することはできず、複数個の
溶接を行ったときに溶接のばらつきが発生するという問
題点があった。また、被溶接物の抵抗値が非常に小さい
にも拘らず設定値を大きくすると、溶接電源の能力を超
える過電流が流れてしまい、駆動系の回路や溶接ヘッド
7を傷めてしまうという問題点があった。本発明は、上
記課題を解決するために、駆動系の回路、溶接ヘッド、
被溶接物の保護機能を有する溶接電源を提供することを
目的とする。Further, even under welding conditions in which oscillation occurs due to a short welding time or a shortage of the capacity of the capacitor 3 due to a long welding time, these occurrences are detected unless the welding waveform is observed. However, there is a problem in that variations in welding occur when a plurality of welds are performed. Further, if the set value is increased even though the resistance value of the object to be welded is very small, an overcurrent exceeding the capability of the welding power source will flow, and the drive system circuit and the welding head 7 will be damaged. was there. The present invention, in order to solve the above problems, a drive system circuit, a welding head,
An object of the present invention is to provide a welding power source having a function of protecting an object to be welded.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、溶接ヘッドに
流す電流を制御電圧に基づいて変化させる制御素子と、
溶接ヘッドに流れる電流値を検出する電流検出器と、溶
接ヘッドの正極及び負極に接続された2本のフィードバ
ック線の間の電圧差を求めこれを電圧値とする第1の差
動増幅器と、電流値と電圧値の積を算出してこれを電力
値とする乗算器と、制御モードに応じて電流値、電圧
値、電力値のいずれかを選択しこれをフィードバック値
とする切替スイッチと、溶接条件となるディジタル化さ
れた設定値をアナログ信号に変換するD/A変換器と、
このD/A変換器から出力された設定値とフィードバッ
ク値を入力とし、フィードバック値が設定値と同じにな
るような制御電圧を制御素子に出力する第2の差動増幅
器と、エラーメッセージを表示するための出力装置と、
フィードバック線が断線したとき出力されるように予め
フィードバック線に検出電圧を印加し、この検出電圧が
出力されると検出信号を出力する断線検出部と、外部か
ら入力された制御モードに応じた設定値をディジタル信
号でD/A変換器に出力し、検出信号が出力されたとき
にこの設定値の出力を停止して溶接ヘッドへの電流供給
を停止させると共に、出力装置にエラーメッセージを表
示させるCPUとを有するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention comprises a control element for varying the current flowing in a welding head based on a control voltage,
A current detector for detecting a current value flowing in the welding head, and a first differential amplifier for obtaining a voltage difference between two feedback lines connected to the positive electrode and the negative electrode of the welding head and setting this as a voltage value, A multiplier that calculates the product of the current value and the voltage value and uses this as the power value, and a changeover switch that selects one of the current value, voltage value, and power value according to the control mode and uses this as the feedback value, A D / A converter that converts a digitized set value that is a welding condition into an analog signal,
A second differential amplifier that inputs the set value and the feedback value output from the D / A converter and outputs the control voltage to the control element so that the feedback value becomes the same as the set value, and an error message is displayed. An output device for
A disconnection detection unit that applies a detection voltage to the feedback line in advance so that it will be output when the feedback line is disconnected, and outputs a detection signal when this detection voltage is output, and a setting according to the control mode input from the outside. The value is output as a digital signal to the D / A converter, and when the detection signal is output, the output of this set value is stopped to stop the current supply to the welding head and an error message is displayed on the output device. It has a CPU.
【0011】また、断線検出部の代わりに、第1の差動
増幅器からの電圧値の正負を反転して増幅し、この値が
2本のフィードバック線の逆接を検出するためのしきい
値より大きいときに検出信号を出力する逆接検出部を有
するものである。また、本発明の溶接電源は、溶接ヘッ
ドに流す電流を制御電圧に基づいて変化させる制御素子
と、前記溶接ヘッドに流れる電流値を検出する電流検出
器と、前記溶接ヘッドの正極及び負極に接続された2本
のフィードバック線の間の電圧差を求めこれを電圧値と
する第1の差動増幅器と、前記電流値と電圧値の積を算
出してこれを電力値とする乗算器と、制御モードに応じ
て前記電流値、電圧値、電力値のいずれかを選択しこれ
をフィードバック値とする切替スイッチと、溶接条件と
なるディジタル化された設定値をアナログ信号に変換す
るD/A変換器と、このD/A変換器から出力された設
定値と前記フィードバック値を入力とし、フィードバッ
ク値が設定値と同じになるような前記制御電圧を制御素
子に出力する第2の差動増幅器と、エラーメッセージを
表示するための出力装置と、前記電流検出器からの電流
値及び前記第1の差動増幅器からの電圧値をディジタル
信号に変換するA/D変換器と、外部から入力された制
御モードに応じた設定値をディジタル信号で前記D/A
変換器に出力し、前記A/D変換器から出力された電流
値又は電圧値が前記制御素子の短絡破壊を検出するため
のしきい値より大きいときに、設定値の出力を停止して
前記溶接ヘッドへの電流供給を停止させると共に、前記
出力装置にエラーメッセージを表示させるCPUとを有
するものである。また、断線検出部の代わりに、第2の
差動増幅器からの制御電圧が溶接不良を検出するための
しきい値より大きいときに検出信号を出力する溶接不良
検出部を有するものである。また、断線検出部の代わり
に、電流検出器からの電流値が過電流を検出するための
しきい値より大きいときに検出信号を出力する過電流検
出部を有するものである。Further, instead of the disconnection detector, the positive and negative of the voltage value from the first differential amplifier is inverted and amplified, and this value is more than the threshold value for detecting the reverse connection of the two feedback lines. It has a reverse connection detection unit that outputs a detection signal when it is large. In addition, the welding power source of the present invention is a welding head.
Control element that changes the current flowing to the terminal based on the control voltage
And current detection for detecting the current value flowing in the welding head
And two pieces connected to the positive and negative electrodes of the welding head
The voltage difference between the feedback lines of
And a product of the current value and the voltage value is calculated.
Depending on the control mode and the multiplier that outputs this as the power value
Select any of the current value, voltage value, and power value
And the welding condition
Convert the digitized set value into an analog signal
D / A converter and the settings output from this D / A converter.
Input the constant value and the feedback value, and
The control voltage so that the
The second differential amplifier that outputs to the child and the error message
Output device for displaying and current from the current detector
Digital value and voltage value from the first differential amplifier
A / D converter that converts to a signal and a control input from the outside
The set value according to the control mode is digital signal
Current output to the converter and output from the A / D converter
Value or voltage value to detect short-circuit breakdown of the control element
When the value is larger than the threshold of
And a CPU for stopping the supply of electric current to the welding head and displaying an error message on the output device. Further, instead of the wire breakage detection unit, a welding defect detection unit that outputs a detection signal when the control voltage from the second differential amplifier is larger than the threshold value for detecting the welding defect is included. Further, instead of the disconnection detection unit, an overcurrent detection unit that outputs a detection signal when the current value from the current detector is larger than the threshold value for detecting the overcurrent is included.
【0012】[0012]
【作用】本発明によれば、フィードバック線の断線によ
って検出電圧が得られると断線検出部が検出信号を出力
し、CPUが溶接条件である設定値の出力を停止するの
で、フィードバック線が断線した状態で溶接が行われる
ことがなくなる。また、第1の差動増幅器からの電圧値
を反転増幅した値がフィードバック線の逆接を検出する
ためのしきい値より大きいと、逆接検出部が検出信号を
出力し、CPUが設定値の出力を停止するので、フィー
ドバック線が逆接された状態で溶接が行われることがな
くなる。また、A/D変換器から出力された電流値又は
電圧値が制御素子の短絡破壊を検出するためのしきい値
より大きいと、CPUが設定値の出力を停止するので、
制御素子が短絡破壊された状態で溶接が行われることが
なくなる。また、第2の差動増幅器からの制御電圧が溶
接不良を検出するためのしきい値より大きいと、溶接不
良検出部が検出信号を出力し、CPUが設定値の出力を
停止するので、不安定な溶接条件で溶接が行われること
がなくなる。また、電流検出器からの電流値が過電流を
検出するためのしきい値より大きいと、過電流検出部が
検出信号を出力し、CPUが設定値の出力を停止するの
で、溶接電源の能力を超えた過電流が流れることがなく
なる。According to the present invention, when the detection voltage is obtained due to the disconnection of the feedback line, the disconnection detection section outputs a detection signal and the CPU stops outputting the set value which is the welding condition, so that the feedback line is disconnected. Welding will not occur in this condition. If the value obtained by inverting and amplifying the voltage value from the first differential amplifier is larger than the threshold value for detecting the reverse connection of the feedback line, the reverse connection detection unit outputs a detection signal and the CPU outputs the set value. Since the welding is stopped, welding will not be performed in the state where the feedback line is reversely connected. Further, when the current value or voltage value output from the A / D converter is larger than the threshold value for detecting the short-circuit breakdown of the control element, the CPU stops outputting the set value.
Welding is no longer performed in the state where the control element is short-circuited and destroyed. Further, if the control voltage from the second differential amplifier is larger than the threshold value for detecting the welding failure, the welding failure detection unit outputs a detection signal and the CPU stops outputting the set value. Welding does not occur under stable welding conditions. When the current value from the current detector is larger than the threshold value for detecting the overcurrent, the overcurrent detection unit outputs a detection signal and the CPU stops outputting the set value. An overcurrent exceeding the limit will not flow.
【0013】[0013]
【実施例】図1は本発明の1実施例を示す溶接電源のブ
ロック図であり、図5と同一の部分には同一の符号を付
してある。13aはCPU13と同様の設定値を出力す
るCPUであり、後述する検出信号が入力されるか、又
はA/D変換器18から出力された電流値若しくは電圧
値がFET5の短絡破壊を検出するためのしきい値より
大きいときに、設定値の出力を停止して溶接ヘッド7へ
の電流供給を停止させる。1 is a block diagram of a welding power source showing an embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIG. 5 are designated by the same reference numerals. Reference numeral 13a is a CPU that outputs the same set value as the CPU 13, so that a detection signal described later is input, or the current value or the voltage value output from the A / D converter 18 detects the short-circuit breakdown of the FET 5. When it is larger than the threshold value of, the output of the set value is stopped and the current supply to the welding head 7 is stopped.
【0014】また、21a、21bは抵抗器、22a、
22bはバッファ、23a、23bは定電圧ダイオー
ド、24は論理和回路、25は第1の差動増幅器9から
の電圧値を反転増幅する増幅器、26はこの増幅器25
の出力電圧がフィードバック線30a、30bの逆接を
検出するためのしきい値となる基準電圧Vref1より
大きいときに、逆接検出信号FRを出力する比較器であ
る。Further, 21a and 21b are resistors, 22a and
22b is a buffer, 23a and 23b are constant voltage diodes, 24 is an OR circuit, 25 is an amplifier for inverting and amplifying the voltage value from the first differential amplifier 9, and 26 is this amplifier 25.
Is a comparator which outputs a reverse connection detection signal FR when the output voltage of is larger than the reference voltage Vref1 which is a threshold value for detecting the reverse connection of the feedback lines 30a and 30b.
【0015】また、27は第2の差動増幅器15からの
制御電圧が溶接不良を検出するためのしきい値となる基
準電圧Vref2より大きいときに、溶接不良検出信号
CEを出力する溶接不良検出部である比較器、28はバ
ッファ11aからの電流値が過電流を検出するためのし
きい値となる基準電圧Vref3より大きいときに、過
電流検出信号IEを出力する過電流検出部である比較
器、Vccはフィードバック線30a、30bの断線を
検出するための検出電圧である。Reference numeral 27 denotes a welding defect detection signal CE which outputs a welding defect detection signal CE when the control voltage from the second differential amplifier 15 is larger than a reference voltage Vref2 which is a threshold value for detecting the welding defect. A comparator 28 is an overcurrent detection unit that outputs an overcurrent detection signal IE when the current value from the buffer 11a is larger than a reference voltage Vref3 that is a threshold value for detecting an overcurrent. Vcc is a detection voltage for detecting disconnection of the feedback lines 30a and 30b.
【0016】そして、抵抗器21a、21b、バッファ
22a、22b、定電圧ダイオード23a、23b、論
理和回路24が断線検出部を構成し、増幅器25、比較
器26が逆接検出部を構成している。The resistors 21a and 21b, the buffers 22a and 22b, the constant voltage diodes 23a and 23b, and the OR circuit 24 constitute a disconnection detector, and the amplifier 25 and the comparator 26 constitute a reverse connection detector. .
【0017】次に、このような溶接電源の動作を説明す
るが、溶接を行う際の動作は図5の例と同様なので、こ
こでは保護機能の動作について、まずフィードバック線
30a、30bに断線が発生した場合の動作から説明す
る。フィードバック線30a、30bは抵抗器21a、
21bを介して電圧Vccの図示しない電圧源に接続さ
れている。Next, the operation of such a welding power source will be described. Since the operation at the time of welding is the same as that of the example of FIG. 5, here, regarding the operation of the protection function, the feedback lines 30a and 30b are first broken. The operation when it occurs will be described. Feedback lines 30a, 30b are resistors 21a,
It is connected to a voltage source (not shown) of the voltage Vcc via 21b.
【0018】フィードバック線30a、30bが正常な
場合、溶接が行われていないときのバッファ22a、2
2bの出力はほぼ接地電位となっている。これは、溶接
ヘッド7(溶接電源)の負極が接地されているためであ
り、これによりフィードバック線30bが接続されてい
るバッファ22bの入力が接地電位となってその出力も
接地電位となるからである。また、正極も抵抗器6を介
して接地されているので、バッファ22aの出力も同様
に接地電位となる。When the feedback lines 30a and 30b are normal, the buffers 22a and 2 when welding is not performed
The output of 2b is almost at ground potential. This is because the negative electrode of the welding head 7 (welding power source) is grounded, which causes the input of the buffer 22b to which the feedback line 30b is connected to become the ground potential, and its output also becomes the ground potential. is there. Further, since the positive electrode is also grounded via the resistor 6, the output of the buffer 22a also becomes the ground potential.
【0019】したがって、バッファ22a、22bの出
力電圧が接地電位なので、論理和回路24は断線検出信
号FBを出力しない。次に、フィードバック線30bが
断線すると、接地と切り離されることから、バッファ2
2bに検出電圧Vccが入力され、その出力から電圧V
ccが出力される。Therefore, since the output voltage of the buffers 22a and 22b is the ground potential, the OR circuit 24 does not output the disconnection detection signal FB. Next, when the feedback line 30b is disconnected, it is disconnected from the ground.
The detection voltage Vcc is input to 2b, and the voltage V
cc is output.
【0020】今、Vccを10V、定電圧ダイオード2
3a、23bのツェナ電圧を5Vとすると、論理和回路
24にほぼ5Vの電圧が入力されるので、論理和回路2
4は「H」レベルの断線検出信号FBを出力する。これ
は、フィードバック線30aが断線した場合も同様であ
る。Now, Vcc is 10 V, constant voltage diode 2
If the Zener voltages of 3a and 23b are set to 5V, a voltage of approximately 5V is input to the OR circuit 24.
4 outputs the disconnection detection signal FB of "H" level. This is the same when the feedback line 30a is broken.
【0021】CPU13aは、この断線検出信号FBが
入力されると、エラーメッセージとしてフィードバック
線30a、30bに断線が発生したことを出力装置20
に表示させると共に、仮に溶接開始信号ACTが入力さ
れても設定値を出力しない。こうして、溶接開始前にフ
ィードバック線30a、30bの断線が分かり、設定値
の出力停止によってフィードバック線30a、30bが
断線した状態で溶接が行われることがなくなる。When the disconnection detection signal FB is input, the CPU 13a informs the output device 20 that disconnection has occurred in the feedback lines 30a and 30b as an error message.
In addition, the set value is not output even if the welding start signal ACT is input. Thus, the disconnection of the feedback lines 30a and 30b is known before the start of welding, and the welding is not performed in the state where the feedback lines 30a and 30b are disconnected due to the stop of the output of the set value.
【0022】次に、フィードバック線30a、30bが
逆接された場合について説明する。溶接開始前のバッフ
ァ22a、22bの出力は前述の通り接地電位となって
いる。しかし、実際にはFET5に漏れ電流が存在する
ため、溶接ヘッド7の正極では接地電位よりもわずかに
高い電圧となる。よって、この電圧がフィードバック線
30a、30bの逆接によってバッファ22bに入力さ
れ、バッファ22a、22bの出力間に電圧差が生じ
る。Next, the case where the feedback lines 30a and 30b are connected in reverse will be described. The outputs of the buffers 22a and 22b before the start of welding are at the ground potential as described above. However, in reality, since a leak current exists in the FET 5, the voltage at the positive electrode of the welding head 7 is slightly higher than the ground potential. Therefore, this voltage is input to the buffer 22b by the reverse connection of the feedback lines 30a and 30b, and a voltage difference is generated between the outputs of the buffers 22a and 22b.
【0023】フィードバック線30a、30bの接続が
正常であれば、第1の差動増幅器9の出力は正の電圧と
なるが、上記逆接により差動増幅器9の出力には負の電
圧が生じ、増幅器25はこれを反転増幅して正の電圧と
して出力する。そして、比較器26は、増幅器25の出
力電圧としきい値である基準電圧Vref1とを比較
し、増幅器25の出力が基準電圧Vref1より大きい
と、「H」レベルの逆接検出信号FRを出力する。If the connection between the feedback lines 30a and 30b is normal, the output of the first differential amplifier 9 becomes a positive voltage, but the reverse connection causes a negative voltage at the output of the differential amplifier 9, The amplifier 25 inverts and amplifies this and outputs it as a positive voltage. Then, the comparator 26 compares the output voltage of the amplifier 25 with the reference voltage Vref1 which is the threshold value, and when the output of the amplifier 25 is larger than the reference voltage Vref1, outputs the “H” level reverse connection detection signal FR.
【0024】CPU13aは、この逆接検出信号FRが
入力されると、フィードバック線30a、30bが逆接
になっていることを出力装置20に表示させると共に、
断線時と同様に設定値を出力しなくなる。こうして、溶
接開始前にフィードバック線30a、30bの逆接が分
かり、設定値の出力停止によりフィードバック線30
a、30bが逆接された状態で溶接が行われることがな
くなる。When the reverse connection detection signal FR is input, the CPU 13a causes the output device 20 to display that the feedback lines 30a and 30b are in reverse connection, and
The set value will not be output as in the case of disconnection. In this way, the reverse connection of the feedback lines 30a and 30b is known before welding is started, and the feedback line 30 is stopped by stopping the output of the set value.
Welding will not be performed in the state where a and 30b are reversely connected.
【0025】次に、制御素子であるFET5に短絡破壊
が発生した場合について説明する。FET5は図1では
図示しないが、並列に複数個使用されており、このうち
の少なくとも1つに短絡破壊が発生すると、溶接開始信
号ACTが入力されていないにも拘らず、コンデンサ3
から電流が流れてしまう。溶接開始前におけるこのよう
な短絡破壊は、ホール電流検出器8によって得られる抵
抗器6等を流れる電流値、又は第1の差動増幅器9によ
って得られる溶接ヘッド7の正極に現れる電圧値として
検出することができる。Next, a case where short-circuit breakdown occurs in the control element FET5 will be described. Although not shown in FIG. 1, a plurality of FETs 5 are used in parallel, and when a short-circuit breakdown occurs in at least one of them, the capacitor 3 is used even though the welding start signal ACT is not input.
Current flows from the. Such short circuit breakdown before the start of welding is detected as a current value flowing through the resistor 6 or the like obtained by the hall current detector 8 or a voltage value appearing at the positive electrode of the welding head 7 obtained by the first differential amplifier 9. can do.
【0026】そこで、CPU13aは、A/D変換器1
8の出力に基づいて算出した電流値が短絡破壊を検出す
るためのしきい値より大きいか、又は算出した電圧値が
同様のしきい値より大きいと、短絡破壊の発生と判定
し、FET5が短絡破壊されていることを出力装置20
に表示させると共に、上記と同様に設定値の出力を停止
する。こうして、溶接開始前にFET5の短絡破壊が分
かり、設定値の出力停止によって短絡破壊された状態で
溶接が行われることがなくなる。Therefore, the CPU 13a uses the A / D converter 1
If the current value calculated based on the output of 8 is larger than the threshold value for detecting the short circuit breakdown or the calculated voltage value is larger than the similar threshold value, it is determined that the short circuit breakdown has occurred and the FET 5 It is output device 20 that the short circuit is destroyed.
And the output of the set value is stopped in the same manner as above. In this way, the short circuit breakdown of the FET 5 is known before the welding is started, and the welding is not performed in the state where the short circuit breakdown is caused by the output stop of the set value.
【0027】次に、溶接条件が不安定になる場合につい
て説明する。作業員が入力装置19を操作してCPU1
3aに入力する設定値は、定電流制御、定電圧制御又は
定電力制御いずれの場合でも図2に示すような台形波に
なっており、溶接時間t1〜t3と電流値(I)、電圧
値(V)又は電力値(W)を設定できるようになってい
る。Next, the case where the welding conditions become unstable will be described. The worker operates the input device 19 to operate the CPU 1
The set value input to 3a is a trapezoidal wave as shown in FIG. 2 in any of the constant current control, the constant voltage control, and the constant power control, and the welding time t1 to t3 and the current value (I), the voltage value. (V) or power value (W) can be set.
【0028】ここで、溶接時間が短い等の理由から発振
が発生した場合、切替スイッチ12から出力されるフィ
ードバック値e(すなわち、電流値、電圧値、電力値の
いずれかである)は図3に示すような波形となる。ま
た、図3におけるsはD/A変換器14から出力される
設定値である。また、溶接時間が長い等の理由からコン
デンサ3の容量不足が発生した場合、フィードバック値
eは図4に示すような波形となる。Here, when oscillation occurs due to a short welding time or the like, the feedback value e (that is, one of the current value, the voltage value, and the power value) output from the changeover switch 12 is as shown in FIG. The waveform is as shown in. Further, s in FIG. 3 is a set value output from the D / A converter 14. Further, when the capacity of the capacitor 3 is insufficient due to a long welding time, the feedback value e has a waveform as shown in FIG.
【0029】どちらの場合も、フィードバック値eは設
定値sを大きく下回ることがあり、この設定値sとフィ
ードバック値eの差は正の制御電圧となって差動増幅器
15から出力される。そこで、比較器27は、差動増幅
器15から出力される制御電圧としきい値である基準電
圧Vref2とを比較し、制御電圧が基準電圧Vref
2より大きいと、「H」レベルの溶接不良検出信号CE
を出力する。In either case, the feedback value e may fall significantly below the set value s, and the difference between the set value s and the feedback value e becomes a positive control voltage and is output from the differential amplifier 15. Therefore, the comparator 27 compares the control voltage output from the differential amplifier 15 with the reference voltage Vref2 that is a threshold value, and the control voltage is the reference voltage Vref.
If it is larger than 2, "H" level welding defect detection signal CE
Is output.
【0030】CPU13aは、この溶接不良検出信号C
Eが入力されると、溶接条件が不安定であることを出力
装置20に表示させると共に、設定値の出力中であって
もこの設定値の出力を停止する。こうして、溶接の条件
出しの際に不安定な条件であることが分かり、設定値の
変更によって良好な溶接を行うことができる。The CPU 13a receives the welding defect detection signal C
When E is input, the output device 20 displays that the welding conditions are unstable, and the output of the set value is stopped even while the set value is being output. In this way, it is found that the conditions are unstable when the welding conditions are set, and good welding can be performed by changing the set value.
【0031】次に、溶接電源の能力以上の電流が流れて
しまう場合について説明する。溶接中の電流値は、前述
の通りホール電流検出器8によって検出されバッファ1
1aから出力される。比較器28aは、バッファ11a
からの電流値としきい値である基準電圧Vref3とを
比較し、電流値が基準電圧Vref3より大きいと、
「H」レベルの過電流検出信号IEを出力する。Next, the case where a current exceeding the capability of the welding power source flows will be described. The current value during welding is detected by the hall current detector 8 as described above, and the buffer 1
It is output from 1a. The comparator 28a has a buffer 11a.
From the reference voltage Vref3, which is a threshold value, and the current value is larger than the reference voltage Vref3,
The "H" level overcurrent detection signal IE is output.
【0032】CPU13aは、この過電流検出信号IE
が入力されると、過大な電流が流れたことを出力装置2
0に表示させると共に、設定値の出力中であってもこの
設定値の出力を停止する。こうして、過電流状態である
ことが分かり、溶接電源の能力を超えた過電流が流れ続
けることがなくなる。The CPU 13a receives the overcurrent detection signal IE
Is input, the output device 2
The value is displayed at 0 and the output of the set value is stopped even while the set value is being output. In this way, it can be seen that an overcurrent state exists, and overcurrent that exceeds the capability of the welding power source will not continue to flow.
【0033】[0033]
【発明の効果】本発明によれば、フィードバック線が断
線すると、断線検出部が検出信号を出力し、CPUが溶
接ヘッドへの電流供給を停止させると共に出力装置にエ
ラーメッセージを表示させるので、フィードバック線が
断線した状態で溶接が行われることがなく、制御素子を
主とする駆動系の回路や溶接ヘッドの保護が可能とな
り、故障箇所を特定する手間を大幅に軽減することがで
きる。また、フィードバック線が逆接されると、逆接検
出部が検出信号を出力し、CPUが溶接ヘッドへの電流
供給を停止させると共に出力装置にエラーメッセージを
表示させるので、フィードバック線が逆接された状態で
溶接が行われることがなく、制御素子を主とする駆動系
の回路や溶接ヘッドの保護が可能となり、故障箇所を特
定する手間を大幅に軽減することができる。According to the present invention, when the feedback wire is disconnected, the disconnection detector outputs a detection signal, the CPU stops the current supply to the welding head, and an error message is displayed on the output device. Since welding is not performed in the state where the wire is broken, it is possible to protect the circuit of the drive system mainly including the control element and the welding head, and it is possible to significantly reduce the trouble of identifying the failure point. When the feedback line is reversely connected, the reverse connection detection unit outputs a detection signal, and the CPU stops the current supply to the welding head and causes an error message to be displayed on the output device. Since welding is not performed and the drive system circuit mainly including the control element and the welding head can be protected, it is possible to significantly reduce the time and effort for identifying a failure point.
【0034】また、制御素子が短絡破壊されると、CP
Uが溶接ヘッドへの電流供給を停止させると共に出力装
置にエラーメッセージを表示させるので、制御素子が短
絡破壊された状態で溶接が行われることがなく、溶接ヘ
ッドや被溶接物の保護が可能となり、故障箇所を特定す
る手間を大幅に軽減することができる。また、溶接条件
が不安定になると、溶接不良検出部が検出信号を出力
し、CPUが溶接ヘッドへの電流供給を停止させると共
に出力装置にエラーメッセージを表示させるので、溶接
の条件出しの際に不安定な条件であることが分かるよう
になり、設定値の変更によって溶接の再現性を確実なも
のにすることができ、溶接を繰り返し行っても同じ強
度、外観の溶接が可能となる。また、溶接の管理も容易
となる。When the control element is short-circuited and destroyed, CP
Since U stops the current supply to the welding head and displays an error message on the output device, welding is not performed with the control element short-circuited and broken, and the welding head and the work piece can be protected. Therefore, it is possible to significantly reduce the trouble of identifying the failure point. When the welding conditions become unstable, the welding failure detection unit outputs a detection signal, and the CPU stops the current supply to the welding head and displays an error message on the output device. It becomes clear that the condition is unstable, and the reproducibility of welding can be ensured by changing the set value, and even if the welding is repeated, it is possible to weld with the same strength and appearance. Moreover, the management of welding becomes easy.
【0035】また、溶接電源の能力を超えた過電流が流
れると、過電流検出部が検出信号を出力し、CPUが溶
接ヘッドへの電流供給を停止させると共に出力装置にエ
ラーメッセージを表示させるので、過電流が流れ続ける
状態で溶接が行われることがなく、制御素子を主とする
駆動系の回路や溶接ヘッドの保護が可能となり、過電流
であることが容易に分かる。Further, when an overcurrent exceeding the capability of the welding power source flows, the overcurrent detection unit outputs a detection signal, the CPU stops the current supply to the welding head, and an error message is displayed on the output device. Since welding is not performed in a state where the overcurrent continues to flow, it is possible to protect the circuit of the drive system mainly including the control element and the welding head, and it is easily understood that overcurrent is occurring.
【図1】 本発明の1実施例を示す溶接電源のブロック
図である。FIG. 1 is a block diagram of a welding power source showing an embodiment of the present invention.
【図2】 この溶接電源のCPUに設定される設定値を
示す図である。FIG. 2 is a diagram showing set values set in a CPU of this welding power source.
【図3】 第2の差動増幅器に入力される設定値及びフ
ィードバック値を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing set values and feedback values input to a second differential amplifier.
【図4】 第2の差動増幅器に入力される設定値及びフ
ィードバック値を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing set values and feedback values input to a second differential amplifier.
【図5】 従来の溶接電源のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of a conventional welding power source.
5…FET、7…溶接ヘッド、8…ホール電流検出器、
9…第1の差動増幅器、10…乗算器、12…切替スイ
ッチ、13a…CPU、14…D/A変換器、15…第
2の差動増幅器、18…A/D変換器、20…出力装
置、22a、22b…バッファ、24…論理和回路、2
5…増幅器、26、27、28…比較器、30a、30
b…フィードバック線。5 ... FET, 7 ... Welding head, 8 ... Hall current detector,
9 ... 1st differential amplifier, 10 ... Multiplier, 12 ... Changeover switch, 13a ... CPU, 14 ... D / A converter, 15 ... 2nd differential amplifier, 18 ... A / D converter, 20 ... Output device, 22a, 22b ... Buffer, 24 ... Logical sum circuit, 2
5 ... Amplifier, 26, 27, 28 ... Comparator, 30a, 30
b ... Feedback line.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02H 7/10 - 7/20 B23K 11/24 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02H 7/ 10-7/20 B23K 11/24
Claims (5)
制御モードを有し、溶接ヘッドを介して被溶接物に溶接
電流を供給するための溶接電源において、 溶接ヘッドに流す電流を制御電圧に基づいて変化させる
制御素子と、 前記溶接ヘッドに流れる電流値を検出する電流検出器
と、 前記溶接ヘッドの正極及び負極に接続された2本のフィ
ードバック線の間の電圧差を求めこれを電圧値とする第
1の差動増幅器と、 前記電流値と電圧値の積を算出してこれを電力値とする
乗算器と、 制御モードに応じて前記電流値、電圧値、電力値のいず
れかを選択しこれをフィードバック値とする切替スイッ
チと、 溶接条件となるディジタル化された設定値をアナログ信
号に変換するD/A変換器と、 このD/A変換器から出力された設定値と前記フィード
バック値を入力とし、フィードバック値が設定値と同じ
になるような前記制御電圧を制御素子に出力する第2の
差動増幅器と、 エラーメッセージを表示するための出力装置と、 前記フィードバック線が断線したとき出力されるように
予めフィードバック線に検出電圧を印加し、この検出電
圧が出力されると検出信号を出力する断線検出部と、 外部から入力された制御モードに応じた設定値をディジ
タル信号で前記D/A変換器に出力し、前記検出信号が
出力されたときにこの設定値の出力を停止して前記溶接
ヘッドへの電流供給を停止させると共に、前記出力装置
にエラーメッセージを表示させるCPUとを有すること
を特徴とする溶接電源。1. A welding power source for supplying a welding current to an object to be welded through a welding head, which has three control modes of current control, voltage control, and power control. A control element that is changed based on the above, a current detector that detects a current value flowing in the welding head, and a voltage difference between two feedback lines connected to the positive electrode and the negative electrode of the welding head, and the voltage difference is calculated. A first differential amplifier having a value, a multiplier that calculates a product of the current value and a voltage value and uses this as a power value, and any one of the current value, the voltage value, and the power value depending on the control mode. And a D / A converter that converts the digitized set value that becomes the welding condition into an analog signal, the set value output from this D / A converter, and the above-mentioned Fee A second differential amplifier that inputs the buck value and outputs the control voltage to the control element so that the feedback value becomes the same as the set value, an output device for displaying an error message, and the feedback line is disconnected. A detection voltage is applied to the feedback line in advance so that it will be output when this occurs, and a disconnection detection unit that outputs a detection signal when this detection voltage is output, and a set value corresponding to the control mode input from the outside as a digital signal. To the D / A converter, and when the detection signal is output, the output of this set value is stopped to stop the current supply to the welding head and an error message is displayed on the output device. A welding power source having a CPU.
の正負を反転して増幅し、この値が2本のフィードバッ
ク線の逆接を検出するためのしきい値より大きいときに
検出信号を出力する逆接検出部を有することを特徴とす
る溶接電源。2. The welding power source according to claim 1, wherein the positive / negative of the voltage value from the first differential amplifier is inverted and amplified instead of the disconnection detector, and this value is the reverse connection of two feedback lines. A welding power source having a reverse connection detection unit that outputs a detection signal when it is larger than a threshold value for detecting.
制御モードを有し、溶接ヘッドを介して被溶接物に溶接
電流を供給するための溶接電源において、 溶接ヘッドに流す電流を制御電圧に基づいて変化させる
制御素子と、 前記溶接ヘッドに流れる電流値を検出する電流検出器
と、 前記溶接ヘッドの正極及び負極に接続された2本のフィ
ードバック線の間の電圧差を求めこれを電圧値とする第
1の差動増幅器と、 前記電流値と電圧値の積を算出してこれを電力値とする
乗算器と、 制御モードに応じて前記電流値、電圧値、電力値のいず
れかを選択しこれをフィードバック値とする切替スイッ
チと、 溶接条件となるディジタル化された設定値をアナログ信
号に変換するD/A変換器と、 このD/A変換器から出力された設定値と前記フィード
バック値を入力とし、フィードバック値が設定値と同じ
になるような前記制御電圧を制御素子に出力する第2の
差動増幅器と、 エラーメッセージを表示するための出力装置と、 前記電流検出器からの電流値及び前記第1の差動増幅器
からの電圧値をディジタル信号に変換するA/D変換器
と、 外部から入力された制御モードに応じた設定値をディジ
タル信号で前記D/A変換器に出力し、前記A/D変換
器から出力された電流値又は電圧値が前記制御素子の短
絡破壊を検出するためのしきい値より大きいときに、設
定値の出力を停止して前記溶接ヘッドへの電流供給を停
止させると共に、前記 出力装置にエラーメッセージを表
示させるCPUとを有することを特徴とする溶接電源。3. A current control, a voltage control, and a power control
Has a control mode and welds to the work piece via the welding head
In the welding power source for supplying current, change the current flowing in the welding head based on the control voltage
Control element and current detector for detecting the value of current flowing in the welding head
And two wires connected to the positive and negative electrodes of the welding head.
Find the voltage difference between the feedback lines and use this as the voltage value.
The differential amplifier of No. 1 and the product of the current value and the voltage value are calculated, and this is used as the power value
Multiplier and any of the current value, voltage value, and power value depending on the control mode
Select a switch and use this as the feedback value.
And the digitized set value that is the welding condition
D / A converter for converting into the number, the set value output from this D / A converter and the feed
The back value is input and the feedback value is the same as the set value.
To output the control voltage to the control element
A differential amplifier, an output device for displaying an error message, a current value from the current detector, and the first differential amplifier
A / D converter that converts the voltage value from the output into a digital signal
And the set value according to the control mode input from the outside.
The digital signal to the D / A converter, and the A / D conversion
If the current value or voltage value output from the
If the threshold is higher than the threshold for detecting
Stop the constant value output to stop the current supply to the welding head.
A welding power source , comprising: a CPU for stopping and displaying an error message on the output device.
圧が溶接不良を検出するためのしきい値より大きいとき
に検出信号を出力する溶接不良検出部を有することを特
徴とする溶接電源。4. The welding power source according to claim 1, wherein a detection signal is output when the control voltage from the second differential amplifier is larger than a threshold value for detecting a welding defect instead of the disconnection detection unit. A welding power source characterized by having a welding failure detection section that performs
流を検出するためのしきい値より大きいときに検出信号
を出力する過電流検出部を有することを特徴とする溶接
電源。5. The welding power source according to claim 1, wherein an overcurrent that outputs a detection signal when the current value from the current detector is larger than a threshold value for detecting the overcurrent instead of the disconnection detection unit. A welding power source having a detection unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12251894A JP3426342B2 (en) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | Welding power supply |
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JP12251894A JP3426342B2 (en) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | Welding power supply |
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JPH07336880A JPH07336880A (en) | 1995-12-22 |
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ID=14837841
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Families Citing this family (2)
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JP6095995B2 (en) * | 2013-02-06 | 2017-03-15 | 株式会社ダイヘン | Welding power supply device, welding system including the welding power supply device, and abnormality detection method |
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1994
- 1994-06-03 JP JP12251894A patent/JP3426342B2/en not_active Expired - Lifetime
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