(57)【要約】【課題】アーク溶接電源の出力端子と送給機との誤接続状態を自動判定すること。【解決手段】本発明の溶接装置は、起動指令Ｔｓを出力する起動指令部ＴＳと、起動指令Ｔｓが入力されると  第１出力端子１１と第２出力端子１２との間に出力電圧Ｅを出力する溶接電源１０と、溶接電源１０の第１出力端子１１又は第２出力端子１２に接続され出力電圧Ｅ及び溶接ワイヤ１を溶接トーチ４０に供給する送給機３０と、送給機側の通電路の所定個所と第１出力端子１１との間の電圧を検出して電圧検出信号Ｅｄを出力する電圧検出部ＥＤと、電圧検出信号Ｅｄを入力として溶接ワイヤ１の電極極性を検出して電極極性検出信号Ｐｄを出力する電極極性検出部ＰＤと、を備えている。上記の電圧検出信号Ｅｄの値によって電極極性を自動判定することができる。【選択図】  図１
2018153812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
起動指令を出力する起動指令部と、
前記起動指令が入力されると  第１出力端子と第２出力端子との間に出力電圧を出力する溶接電源と、
前記溶接電源の前記第１出力端子又は前記第２出力端子に接続され前記出力電圧及び溶接ワイヤを溶接トーチに供給する送給機と、
前記送給機に接続され前記溶接ワイヤと母材との間にアークを発生させる前記溶接トーチと、
前記送給機の通電路の所定個所と前記第１出力端子との間の電圧を検出して電圧検出信号を出力する電圧検出部と、
前記電圧検出信号を入力として前記溶接ワイヤの電極極性を検出して電極極性検出信号を出力する電極極性検出部と、
を備えた溶接装置。
【請求項２】
前記電極極性検出部は、前記電圧検出信号の値が基準値以上又は未満であるかによって電極極性を検出し、前記基準値を前記出力電圧の値と０Ｖとの中間の値に設定する、
請求項１に記載の溶接装置。
【請求項３】
複数の溶接モードから１つを選択して溶接モード選択信号を出力する  溶接モード選択部と、
前記溶接モード選択信号に適合した電極極性を電極極性設定信号として出力する電極極性設定部と、
前記溶接電源が起動されているときに前記電極極性検出信号と前記電極極性設定信号とを比較して一致又は不一致を判定して判定信号を出力する判定部と、をさらに備え、
前記溶接電源は前記判定信号を入力として不一致状態であるときは前記出力電圧の出力を禁止する、
請求項１又は２に記載の溶接装置。
【請求項４】
前記判定信号を入力として一致状態又は不一致状態を報知する報知部と、
を備えた請求項３に記載の溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アーク溶接電源に接続された電極の極性を自動判定することができる溶接装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
消耗電極アーク溶接においては、電極プラス極性ＥＰで溶接を行う場合と、電極マイナス極性ＥＮで溶接を行う場合がある(例えば、特許文献１参照)。例えば、ソリッドワイヤを使用した炭酸ガスアーク溶接の場合は電極プラス極性ＥＰの溶接が多く使用され、フラックス入りワイヤを使用したセルフシールドアーク溶接の場合は電極マイナス極性ＥＮの溶接が多く使用される。また、ソリッドワイヤの場合でも、母材の溶け込みを浅くするために電極マイナス極性ＥＮで溶接を行うこともある。
【０００３】
消耗電極アーク溶接のための溶接装置は、主に溶接電源、送給機、溶接トーチ及び母材から構成されている。溶接トーチは送給機に接続される。そして、電極プラス極性ＥＰで溶接する場合には、送給機と溶接電源のプラス出力端子とを溶接用ケーブルで接続し、母材と溶接電源のマイナス出力端子とを溶接用ケーブルで接続する。他方、電極マイナス極性ＥＮで溶接する場合には、送給機と溶接電源のマイナス出力端子とを溶接用ケーブルで接続し、母材と溶接電源のプラス出力端子とを溶接用ケーブルで接続する。すなわち、電極極性に応じて接続をやり直す必要がある。この接続が間違っていた場合には、所望の電極極性とは異なる電極極性で溶接を行うことになり、溶接不良となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１５−５０１７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明では、溶接電源の出力端子と送給機との接続状態が電極プラス極性にあるか電極マイナス極性にあるかを自動判定することができる溶接装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、
起動指令を出力する起動指令部と、
前記起動指令が入力されると  第１出力端子と第２出力端子との間に出力電圧を出力する溶接電源と、
前記溶接電源の前記第１出力端子又は前記第２出力端子に接続され前記出力電圧及び溶接ワイヤを溶接トーチに供給する送給機と、
前記送給機に接続され前記溶接ワイヤと母材との間にアークを発生させる前記溶接トーチと、
前記送給機側の通電路の所定個所と前記第１出力端子との間の電圧を検出して電圧検出信号を出力する電圧検出部と、
前記電圧検出信号を入力として前記溶接ワイヤの電極極性を検出して電極極性検出信号を出力する電極極性検出部と、
を備えた溶接装置である。
【０００７】
請求項２の発明は、前記電極極性検出部は、前記電圧検出信号の値が基準値以上又は未満であるかによって電極極性を検出し、前記基準値を前記出力電圧の値と０Ｖとの中間の値に設定する、
請求項１に記載の溶接装置である。
【０００８】
請求項３の発明は、複数の溶接モードから１つを選択して溶接モード選択信号を出力する  溶接モード選択部と、
前記溶接モード選択信号に適合した電極極性を電極極性設定信号として出力する電極極性設定部と、
前記溶接電源が起動されているときに前記電極極性検出信号と前記電極極性設定信号とを比較して一致又は不一致を判定して判定信号を出力する判定部と、をさらに備え、
前記溶接電源は前記判定信号を入力として不一致状態であるときは前記出力電圧の出力を禁止する、
請求項１又は２に記載の溶接装置である。
【０００９】
請求項４の発明は、前記判定信号を入力として一致状態又は不一致状態を報知する報知部と、
を備えた請求項３に記載の溶接装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、送給機側の通電路の所定個所と溶接電源の第１出力端子との間の電圧によって接続状態を検出することができる。このために、本発明では、溶接電源の出力端子と送給機との接続状態が電極プラス極性であるか電極マイナス極性であるかを自動判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る溶接装置の構成図である。同図は、送給機側溶接用ケーブル５０の端部５１が溶接電源１０の第２出力端子１２と接続された場合である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る溶接装置の構成図である。同図は、送給機側溶接用ケーブル５０の端部５１が溶接電源１０の第１出力端子１１と接続された場合である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る溶接装置の構成図である。同図は、送給機側溶接用ケーブル５０の端部５１が溶接電源１０の第２出力端子１２と接続された場合である。以下、同図を参照して各構成物について説明する。
【００１４】
起動指令部ＴＳは、起動指令信号Ｔｓを出力する。この起動指令部ＴＳは、起動スイッチ、ロボット制御装置に内蔵された回路等が該当する。
【００１５】
溶接電源１０は、消耗電極アーク溶接用の定電圧特性を有する一般的な電源であり、起動指令信号Ｔｓが停止指令から起動指令になると第１出力端子１１と第２出力端子１２との間に直流電圧の出力電圧Ｅを出力する。出力電圧Ｅは、第１出力端子１１に対して第２出力端子１２が正の値となるように出力される。また、溶接電源１０は、後述する判定信号Ｈｔを入力として、ＨｔがＨｉｇｈレベル(誤接続)のときはその出力は禁止される。
【００１６】
母材２は、母材側溶接用ケーブル２０によって第１出力端子１１と接続されている。
【００１７】
送給機３０は、出力電圧Ｅ及び溶接ワイヤ１を溶接トーチ４０に供給する。溶接トーチ４０は、送給機３０に接続されて、先端に取り付けられた給電チップ(図示は省略)を介して溶接ワイヤ１に給電し、溶接ワイヤ１と母材２との間にアークが発生して溶接が行われる。
【００１８】
送給機３０は、送給機側溶接用ケーブル５０によって第２出力端子１２と接続される。送給機側溶接用ケーブル５０の端部の内で、第１出力端子１１又は第２出力端子１２と接続される端部を５１とする。そして、送給機側溶接用ケーブル５０の端部５１から送給機３０をとおって溶接トーチ４０の給電チップまでの通電路を送給機側通電路と呼ぶことにする。
【００１９】
電圧検出部ＥＤは、第１出力端子１１と上記で定義した送給機側通電路の所定個所との間の電圧を検出して、電圧検出信号Ｅｄを出力する。所定個所は、送給機側通電路の中のどの位置であっても良い。検出のしやすさから、送給機３０の内部を所定個所とすることが望ましい。同図では、送給機側溶接用ケーブル５０の端部５１が第２出力端子１２と接続されている場合であるので、Ｅｄ＝Ｅとなる。端部５１が第１出力端子１１と接続されている場合(図２の場合)は、Ｅｄ＝０となる。
【００２０】
電極極性検出部ＰＤは、電圧検出信号Ｅｄを入力として、Ｅｄの値が基準値以上のときは電極プラス極性ＥＰであると判別してＨｉｇｈレベルとなり、Ｅｄの値が基準値未満のときは電極マイナス極性ＥＮであると判別してＬｏｗレベルとなる電極極性検出信号Ｐｄを出力する。基準値は０とＥとの中間値に設定すれば良い。
【００２１】
溶接モード選択部ＭＳは、溶接法、溶接ワイヤの種類、シールドガスの種類等によって区別される複数の溶接モードから１つを選択して溶接モード選択信号Ｍｓを出力する。例えば、溶接モード選択信号Ｍｓ＝１のときはソリッドワイヤを使用した炭酸ガスアーク溶接であり、Ｍｓ＝２のときはフラックス入りワイヤを使用したセルフシールドアーク溶接であるとする。
【００２２】
電極極性設定部ＰＲは、溶接モード選択信号Ｍｓを入力として、各溶接モードごとに適合する電極極性が記憶されており、溶接モード選択信号Ｍｓの値に適合した電極極性が電極プラス極性ＥＰであるときはＨｉｇｈレベルとなり、電極マイナス極性ＥＮであるときはＬｏｗレベルとなる電極極性設定信号Ｐｒを出力する。例えば、Ｍｓ＝１の溶接モードに適合した電極極性は電極プラス極性ＥＰであるので、電極極性設定信号ＰｒはＨｉｇｈレベルとなる。Ｍｓ＝２の溶接モードに適合した電極極性は電極マイナス極性ＥＮとなるので、電極極性設定信号ＰｒはＬｏｗレベルとなる。
【００２３】
判定部ＨＴは、起動指令信号Ｔｓ、電極極性検出信号Ｐｄ及び電極極性設定信号Ｐｒを入力として、起動指令信号Ｔｓが起動指令であるときに、両値が一致しているときはＬｏｗレベル(正接続)となり、不一致のときはＨｉｇｈレベル(誤接続)となる判定信号Ｈｔを出力する。この判定信号Ｈｔは、溶接電源１０に入力されて、ＨｔがＨｉｇｈレベル(誤接続)のときは溶接電源１０の出力は禁止される。
【００２４】
報知部ＡＲは、判定信号Ｈｔを入力として、ＨｔがＨｉｇｈレベル(誤接続)のときに点燈する。報知部ＡＲは、音、文字等によって報知しても良い。
【００２５】
図２は、本発明の実施の形態１に係る溶接装置の構成図である。同図は、送給機側溶接用ケーブル５０の端部５１が溶接電源１０の第１出力端子１１と接続された場合である。同図において、各構成物は図１と同一であるので、同一符号を付してそれらの説明は繰り返さない。以下、同図を参照して説明する。
【００２６】
母材側溶接用ケーブル２０の端部は溶接電源１０の第２出力端子１２と接続されている。同図において、起動指令部ＴＳからの起動指令信号Ｔｓが起動指令に変化すると、溶接電源１０は起動されて出力電圧Ｅが出力される。第１出力端子１１と送給機側通電路の所定個所との間の電圧である電圧検出信号Ｅｄの値は０Ｖとなる。電圧検出信号Ｅｄは電極極性検出部ＰＤに入力される。Ｅｄの値が基準値未満であるので、電極極性検出信号ＰｄはＬｏｗレベル(電極マイナス極性ＥＮ)となる。このようにして、電極マイナス極性ＥＮの接続状態にあることを検出することができる。
【００２７】
いか、図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態１に係る溶接装置の作用効果について説明する。
【００２８】
(１)溶接モード選択信号Ｍｓ＝１であり、接続状態が図１の状態である場合
溶接モード選択信号Ｍｓ＝１のときはソリッドワイヤを使用した炭酸ガスアーク溶接の場合となる。Ｍｓ＝１が電極極性設定部ＰＲに入力されて、溶接モードに適合した電極極性設定信号Ｐｒが出力される。この場合には、ＰｒはＨｉｇｈレベル(電極プラス極性ＥＰ)となる。すなわち、ソリッドワイヤを使用した炭酸ガスアーク溶接の場合には、電極プラス極性ＥＰで溶接することが設定されている。起動指令信号Ｔｓが起動指令に変化すると、溶接電源１０は起動されて出力電圧Ｅが出力される。図１の接続状態の場合には、電圧検出信号Ｅｄ＝Ｅとなる。この結果、電極極性検出信号Ｐｄ＝Ｈｉｇｈレベル(電極プラス極性ＥＰ)となる。判定部ＨＴにおいて、電極極性設定信号Ｐｒと電極極性検出信号Ｐｄとが比較される。両信号ともにＨｉｇｈレベルで一致しているので、判定信号Ｈｔ＝Ｌｏｗレベル(正接続)となる。このようにして、溶接モードにに適合した電極極性の接続状態にあることが確認される。正接続が確認されたために、溶接電源１０からの出力が継続されて、正常な溶接が行われる。
【００２９】
(２)溶接モード選択信号Ｍｓ＝１であり、接続状態が図２の状態である場合
起動指令信号Ｔｓが起動指令に変化すると、溶接電源１０は起動されて出力電圧Ｅが出力される。図２の接続状態の場合には、電圧検出信号Ｅｄ＝０となる。この結果、電極極性検出信号Ｐｄ＝Ｌｏｗレベル(電極マイナス極性ＥＮ)となる。判定部ＨＴにおいて、電極極性設定信号Ｐｒと電極極性検出信号Ｐｄとが比較される。両信号の状態が不一致であるので、判定信号Ｈｔ＝Ｈｉｇｈレベル(誤接続)となる。このようにして、溶接モードにに適合した電極極性の接続状態となっていないことが確認される。この判定信号Ｈｔが溶接電源１０に入力されて、溶接電源１０の出力は禁止される。それに加えて、報知部ＡＲによって誤接続状態であることが報知される。
【００３０】
(３)溶接モード選択信号Ｍｓ＝２であり、接続状態が図２の状態である場合
溶接モード選択信号Ｍｓ＝２のときはフラックス入りワイヤを使用したセルフシールドアーク溶接の場合となる。Ｍｓ＝２が電極極性設定部ＰＲに入力されて、溶接モードに適合した電極極性設定信号Ｐｒが出力される。この場合には、ＰｒはＬｏｗレベル(電極マイナス極性ＥＮ)となる。すなわち、フラックス入りワイヤを使用したセルフシールドアーク溶接の場合には、電極マイナス極性ＥＮで溶接することが設定されている。起動指令信号Ｔｓが起動指令に変化すると、溶接電源１０は起動されて出力電圧Ｅが出力される。図２の接続状態の場合には、電圧検出信号Ｅｄ＝０となる。この結果、電極極性検出信号Ｐｄ＝Ｌｏｗレベル(電極マイナス極性ＥＮ)となる。判定部ＨＴにおいて、電極極性設定信号Ｐｒと電極極性検出信号Ｐｄとが比較される。両信号ともにＬｏｗレベルで一致しているので、判定信号Ｈｔ＝Ｌｏｗレベル(正接続)となる。このようにして、溶接モードにに適合した電極極性の接続状態にあることが確認される。正接続が確認されたために、溶接電源１０からの出力が継続されて、正常な溶接が行われる。
【００３１】
(４)溶接モード選択信号Ｍｓ＝２であり、接続状態が図１の状態である場合
起動指令信号Ｔｓが起動指令に変化すると、溶接電源１０は起動されて出力電圧Ｅが出力される。図１の接続状態の場合には、電圧検出信号Ｅｄ＝Ｅとなる。この結果、電極極性検出信号Ｐｄ＝Ｈｉｇｈレベル(電極プラス極性ＥＰ)となる。判定部ＨＴにおいて、電極極性設定信号Ｐｒと電極極性検出信号Ｐｄとが比較される。両信号の状態が不一致であるので、判定信号Ｈｔ＝Ｈｉｇｈレベル(誤接続)となる。このようにして、溶接モードにに適合した電極極性の接続状態となっていないことが確認される。この判定信号Ｈｔが溶接電源１０に入力されて、溶接電源１０の出力は禁止される。それに加えて、報知部ＡＲによって誤接続状態であることが報知される。
【００３２】
図１及び図２において、電圧検出部ＥＤ、電極極性検出部ＰＤ、溶接モード選択部ＭＳ、電極極性設定部ＰＲ、判定部ＨＴ及び報知部ＡＲは、溶接電源１０に内蔵されても良い。
【００３３】
図１及び図２においては、第１出力端子１１と送給機側通電路との間の電圧を検出しているが、第２出力端子１２と送給機側通電路との間の電圧を電圧検出信号Ｅｄとして検出しても良い。この場合には、Ｅｄ＝０のときは電極プラス極性ＥＰとなり、Ｅｄ＝−Ｅのときは電極マイナス極性ＥＮとなる。したがって、電極極性検出部ＰＤにおいて、基準値を０と−Ｅとの中間値に設定すれば良い。上記の出力電圧Ｅは、溶接電源１０の最大出力値となる無負荷電圧値(約８０Ｖ)でも良いし、１０Ｖ程度の低い値としても良い。すなわち、起動指令信号Ｔｓが起動指令に変化した時点から短時間(０．１秒以下)の間は無負荷電圧よりも低い値とし、その後は無負荷電圧値に切り換えるようにしても良い。
【００３４】
上述した実施の形態１の発明によれば、送給機側の通電路の所定個所と溶接電源の第１出力端子との間の電圧によって接続状態を検出することができる。このために、実施の形態１の発明では、溶接電源の出力端子と送給機との接続状態が電極プラス極性であるか電極マイナス極性であるかを自動判定することができる。そして、この自動判定結果に基づいて溶接電源の出力の禁止及び接続状態の報知を行うことができる。これにより、溶接モードに適合していない電極極性で溶接を行うことを未然に防止することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１            溶接ワイヤ
２            母材
１０            溶接電源
１１            第１出力端子
１２            第２出力端子
２０            母材側溶接用ケーブル
３０            送給機
４０            溶接トーチ
５０            送給機側溶接用ケーブル
５１            送給機側溶接用ケーブルの端部
Ｅ            出力電圧
ＥＤ            電圧検出部
Ｅｄ            電圧検出信号
ＥＮ            電極マイナス極性
ＥＰ            電極プラス極性
ＨＴ            判定部
Ｈｔ            判定信号
ＭＳ            溶接モード選択部
Ｍｓ            溶接モード選択信号
ＰＤ            電極極性検出部
Ｐｄ            電極極性検出信号
ＰＲ            電極極性設定部
Ｐｒ            電極極性設定信号
ＴＳ            起動指令部
Ｔｓ            起動指令信号
【図１】
2018153812.tif 000003
【図２】
2018153812.tif 000004