(57)【要約】【課題】本発明は、溶接ワイヤを安定して送給することができる溶接装置を提供する。【解決手段】溶接装置２１において、溶接ワイヤ送給機２２の回転部材３７がワイヤリール用モータ３３によって駆動されて、その外周にワイヤリール１３が取り付けられ、距離センサ２７がワイヤリール１３に巻き付けられた溶接ワイヤ２５の外周面までの距離を測定する。溶接用電源２３のワイヤ残量判別回路２９が距離センサ２７から出力される距離測定値を入力して溶接ワイヤ２５の残量を判別し、送給用モータ回転速度設定回路３０が送給用モータ３６の回転速度を予め設定し、ワイヤリール用モータ回転速度設定回路が送給用モータ回転速度設定回路３０が出力する送給用モータ回転速度設定値とワイヤ残量判別回路２９が出力するワイヤ残量判別値とを入力して、ワイヤリール用モータ３３の速度設定値を出力する。【選択図】図１
2011125909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
起動信号を入力したときに回転を開始する送給用モータと、この送給用モータによって駆動される送給ロールとを有する溶接ワイヤ送給機と、
前記送給用モータの回転速度を予め設定する送給用モータ回転速度設定回路を有する溶接用電源とを備えた溶接装置において、
前記溶接ワイヤ送給機が、
前記起動信号を入力したときに回転を開始するワイヤリール用モータと、
このワイヤリール用モータによって駆動されて外周にワイヤリールが取り付けられた回転部材と、
前記ワイヤリールに巻き付けられた溶接ワイヤの外周面までの距離を測定する距離センサとを備え、
前記溶接用電源が、
前記距離センサから出力される距離測定値を入力して溶接ワイヤの残量を判別するワイヤ残量判別回路と、
前記送給用モータ回転速度設定回路が出力する送給用モータ回転速度設定値と前記ワイヤ残量判別回路が出力するワイヤ残量判別値とを入力して、前記送給用モータ回転速度設定値と前記ワイヤ残量判別値とに対応するワイヤリール用モータの速度設定値を前記ワイヤリール用モータに出力するワイヤリール用モータ回転速度設定回路とを備えたことを特徴とする溶接装置。
【請求項２】
前記ワイヤリール用モータが回転を開始してから前記送給用モータが回転を開始するまでの遅延期間を設定し、遅延期間設定値を出力する遅延期間設定回路と、
前記起動信号と前記遅延期間設定値とを入力して、前記起動信号を入力してから前記遅延期間設定値だけ遅れて前記送給用モータへ遅延起動信号を出力する起動遅延回路とを備えたことを特徴とする請求項１記載の溶接装置。
【請求項３】
溶接ワイヤの残量値が予め定めた最小残量基準値に達したときに、前記ワイヤ残量判別回路が警報信号を出力することを特徴とする請求項１記載の溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消耗電極ガスシールドアーク溶接に使用される溶接ワイヤ送給機の溶接ワイヤの送給性を改良した溶接装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、消耗電極ガスシールドアーク溶接に使用される溶接ワイヤ送給機には、ワイヤリールから溶接ワイヤが安定して送出されるように、ワイヤリールの回転を制動するための回転制動機構が備えられている。（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
【０００３】
図４は、従来技術の溶接ワイヤ送給機にワイヤリールを取り付ける方法を説明するための図であり、図５は、従来技術のワイヤリール支持装置の断面図であり、図６は、従来技術のワイヤリール支持装置の主要部品の分解斜視図である。図４において、溶接ワイヤ送給機１５の支柱板１に図５に示す固定軸２が固定され、この固定軸２に回転軸３が回転自在に支持されている。回転軸３内には、後述する回転軸回転制動機構が設けられている。また、この回転軸３には、回り止めピン３ａが設けられていて、溶接ワイヤが巻かれたワイヤリール１３に設けられている回り止め穴１３ａに、この回り止めピン３ａが挿入されるように、ワイヤリール１３が回転軸３に取り付けられている。そして、固定キャップ１２が、回転軸３の支柱板１と反対側である自由端部３ｂにねじ込められて、ワイヤリール１３が回転軸３に固定される。
【０００４】
ワイヤ送給駆動部９が、溶接ワイヤ送給機１５内に設けられていて、このワイヤ送給駆動部９は、図示を省略した送給用モータによって駆動される送給ロールと加圧ロールとが設けられていて、ワイヤリール１３から引出された溶接ワイヤが、これらの送給ロールと加圧ロールとの間に挟まれて送給されて、ワイヤ送給口１７から溶接トーチ（図示を省略）に送給される。
【０００５】
次に、図５及び図６を参照して回転軸回転制動機構を説明する。支柱板１に固定軸２が固定され、この固定軸２の内部にナット４が嵌められ、固定軸２の先端に回転軸３が取り付けられ、この回転軸３内の突壁３ｃ側にばね受け６の突起部６ａが摩擦板５を介して固定軸２の自由端部２ａに嵌め込まれる。自由端部２ａと突起部６ａとに回り止めがついている。このために、ばね受け６は固定軸２に固定され、摩擦板５が、回転軸３内の突壁３ｃとばね受け６との間で接触してすり動いている。また、ボルト８の頭部８ａ側に座金１８を介してばね７を挿通したボルト８が、上記の摩擦板５及びばね受け６を挿通して、固定軸２に挿入されたナット４の軸方向にねじ込まれている。これらのナット４、摩擦板５、ばね受け６、ばね７、座金１８及びボルト８により回転軸回転制動機構が構成されており、ボルト８のねじ込み量で決まるばね７の圧力で、ばね受け６が摩擦板５を介して回転軸３内の突壁３ｃに押し付けられるとともに、回転軸３のフランジ内面が固定軸２のフランジ面に押し付けられて、回転軸３の回転に制動が与えられている。
【０００６】
この結果、溶接中は、ワイヤ送給駆動部９によってワイヤリール１３の溶接ワイヤが引っ張られて、固定軸２を中心として、回転軸３とワイヤリール１３とが一体に回転し、溶接が終了すると、これらが一体に停止する。また、ボルト８のねじ込み量で決まるばね７の圧力で、回転軸３と固定軸２との間に摩擦が発生して、ワイヤリール１３から溶接ワイヤが安定して引き出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−５３５４１号公報
【特許文献２】実公昭５０−４２１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した従来技術の溶接ワイヤ送給機１５は、回転軸回転制動機構のブレーキ力として摩擦ブレーキが使用されているために、溶接開始時に送給用モータに負荷がかかるために、溶接ワイヤの送給速度が予め定めた送給速度に達するまで時間がかかって、スムーズなスタートができず、溶接のスタート性に悪影響を与えるという不具合があった。
【０００９】
本発明は、溶接ワイヤを安定して送給することができる溶接装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、
起動信号を入力したときに回転を開始する送給用モータと、この送給用モータによって駆動される送給ロールとを有する溶接ワイヤ送給機と、
前記送給用モータの回転速度を予め設定する送給用モータ回転速度設定回路を有する溶接用電源とを備えた溶接装置において、
前記溶接ワイヤ送給機が、
前記起動信号を入力したときに回転を開始するワイヤリール用モータと、
このワイヤリール用モータによって駆動されて外周にワイヤリールが取り付けられた回転部材と、
前記ワイヤリールに巻き付けられた溶接ワイヤの外周面までの距離を測定する距離センサとを備え、
前記溶接用電源が、
前記距離センサから出力される距離測定値を入力して溶接ワイヤの残量を判別するワイヤ残量判別回路と、
前記送給用モータ回転速度設定回路が出力する送給用モータ回転速度設定値と前記ワイヤ残量判別回路が出力するワイヤ残量判別値とを入力して、前記送給用モータ回転速度設定値と前記ワイヤ残量判別値とに対応するワイヤリール用モータの速度設定値を前記ワイヤリール用モータに出力するワイヤリール用モータ回転速度設定回路とを備えたことを特徴とする溶接装置である。
【００１１】
第２の発明は、
前記ワイヤリール用モータが回転を開始してから前記送給用モータが回転を開始するまでの遅延期間を設定し、遅延期間設定値を出力する遅延期間設定回路と、
前記起動信号と前記遅延期間設定値とを入力して、前記起動信号を入力してから前記遅延期間設定値だけ遅れて前記送給用モータへ遅延起動信号を出力する起動遅延回路とを備えたことを特徴とする第１の発明に記載の溶接装置である。
【００１２】
第３の発明は、
溶接ワイヤの残量値が予め定めた最小残量基準値に達したときに、前記ワイヤ残量判別回路が警報信号を出力することを特徴とする第１の発明に記載の溶接装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の溶接装置は、ワイヤリールを送給用モータの回転速度とワイヤリールの溶接ワイヤの残量とに対応した回転速度で回転させているために、溶接ワイヤを安定して送給することができ、適切な溶接ビードを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の溶接装置の溶接ワイヤ送給機の構成を示す図である。
【図２】本発明の溶接装置の溶接ワイヤ送給機の側面図である。
【図３】本発明の溶接装置の各回路を示すブロック図である。
【図４】従来技術の溶接ワイヤ送給機にワイヤリールを取り付ける方法を説明するための図である。
【図５】従来技術のワイヤリール支持装置の断面図である。
【図６】従来技術のワイヤリール支持装置の主要部品の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施の形態１］
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。本発明の溶接装置２１は溶接ワイヤ送給機２２と溶接用電源２３とからなり、図１は、本発明の溶接装置の溶接ワイヤ送給機の構成を示す図であり、図２は、本発明の溶接装置の溶接ワイヤ送給機の側面図であり、図３は、本発明の溶接装置の各回路を示すブロック図である。
【００１６】
図１〜図３において、溶接ワイヤ送給機２２のワイヤ送給駆動部９に設けた送給ロール２４と加圧ロール２６とによって溶接ワイヤ２５が挟まれて送給されるとき、溶接ワイヤ２５がワイヤリール１３から引き出されて回転するが、このとき送出される溶接ワイヤ２５は、溶接ワイヤ２５の残量が多いときは、ワイヤリール１３の外側から送出され、溶接ワイヤ２５の残量が少なくなるに従って、よりワイヤリール１３の内側から送出される。そのために、送給ロール２４が同じ回転速度で回転しているときは、ワイヤリール１３の溶接ワイヤ２５の残量が多いときは、溶接ワイヤ２５がより外側から送出されるため、ワイヤリール１３の回転数は少ない。逆に、ワイヤリール１３の溶接ワイヤ２５の残量が少ないときは、溶接ワイヤ２５がより内側から送出されるために、ワイヤリール１３の回転数は、溶接ワイヤ２５の残量が多いときよりも多い回転数が必要となる。
【００１７】
一方、ワイヤリール１３の適切な回転数は、溶接ワイヤ２５の送給速度とワイヤリール１３の溶接ワイヤ２５の残量が測定できれば、決定することができる。そこで、この溶接ワイヤ２５の残量を測定する代わりに、距離センサを設けて、ワイヤリール１３に残っている溶接ワイヤ外周面までの距離を測定し、この測定距離に対応する溶接ワイヤ２５の残量値に基づいてワイヤリール１３を回転させる。
【００１８】
図１〜図３において、上述した距離センサ２７が、溶接ワイヤ送給機２２の本体に取り付けられていて、この距離センサ２７が、溶接ワイヤ２５が巻き付けられていないときのワイヤリール１３の外周面までの距離Ｄ１と、ワイヤリール１３に巻き付けられた溶接ワイヤ２５の外周面までの距離Ｄ２とを測定し、その差の距離（Ｄ２−Ｄ１）をワイヤ残量距離測定値として出力する。
【００１９】
溶接用電源２３に設けたワイヤ残量距離データベース２８には、ワイヤ残量距離測定値と溶接ワイヤ残量値との関係を示すデータが保存されている。ワイヤ残量判別回路２９はワイヤ残量距離測定値を入力して、ワイヤ残量距離データベース２８からワイヤ残量距離測定値に対応する溶接ワイヤ残量値を取り出して、ワイヤ残量判別値として出力する。送給用モータ回転速度設定回路３０は、溶接ワイヤ送給機２２のワイヤ送給駆動部９に設けた送給用モータ３６の回転速度が設定されて、送給用モータ回転速度設定値を出力する。ワイヤリール用モータ回転速度データベース３１は、送給用モータ回転速度設定値及びワイヤ残量判別値と、これらに対応するワイヤリール用モータ回転速度値との関係を示すデータが保存されている。ワイヤリール用モータ回転速度設定回路３２は、送給用モータ回転速度設定値とワイヤ残量判別値とを入力して、これらの送給用モータ回転速度設定値及びワイヤ残量判別値に対応したワイヤリール用モータ回転速度設定値をワイヤリール用モータ回転速度データベース３１から取り出して、ワイヤリール用モータ３３に出力する。
【００２０】
遅延期間設定回路３４は、ワイヤリール用モータ３３が回転を開始してから送給用モータ３６が回転を開始するまでの遅延期間が設定されて、遅延期間設定値を出力する。この遅延期間は、例えば、０．５秒に設定される。この遅延期間は、送給用モータ回転速度設定値とワイヤ残量判別値とに対応した期間に設定しても良い。起動遅延回路３５は、起動信号と遅延期間設定値とを入力して、起動信号を入力してから遅延期間設定値だけ遅れて送給用モータ３６へ遅延起動信号を出力する。
【００２１】
溶接ワイヤ送給機２２の送給用モータ３６は、遅延起動信号を入力し、送給用モータ回転速度設定値に基づいて回転を開始する。送給用モータ３６によって送給ロール２４が駆動されて、この送給ロール２４と加圧ロール２６とで溶接ワイヤ２５が挟まれて送給される。ワイヤリール用モータ３３は起動信号を入力したときに、ワイヤリール用モータ回転速度設定値に基づいて回転を開始する。このワイヤリール用モータ３３によって回転部材３７が駆動され、この回転部材３７の外周にワイヤリール１３が取り付けられている。
【００２２】
ワイヤリール１３に巻かれている溶接ワイヤ２５の終端部は、通常曲げられていて、ワイヤリール１３に引っ掛けられている。溶接中にこの巻かれている溶接ワイヤ２５が最後まで使用されて無くなると、溶接ワイヤ２５の終端部がワイヤリール１３から外れ、溶接ワイヤ送給機２２の送給経路に入って行く。この場合、終端部が曲げられているために、溶接ワイヤ送給機２２内のワイヤガイド（図示を省略）を通過するときに、その内部を損傷したり、送給用モータ３６が過負荷になったりする。そこで、ワイヤ残量判別回路２９は、溶接ワイヤの残量値が予め定めた最小残量基準値に達したときに、溶接ワイヤ２５の残量が無くなると判別し、ワイヤリール１３に巻かれている溶接ワイヤ２５が無くなる直前に、例えばアラームや点滅ランプなどの警報機３８に警報信号を出力して、溶接作業者へ通知する。
【００２３】
以下、動作を説明する。溶接ワイヤ送給機２２の本体に取り付けられた距離センサ２７が、ワイヤリール１３に巻き付けられた溶接ワイヤ２５の外周面までの距離Ｄ１を測定し、距離測定値をワイヤ残量判別回路２９に出力する。ワイヤ残量判別回路２９は、入力された距離測定値に対応する溶接ワイヤ残量値をワイヤ残量距離データベース２８から取り出して、ワイヤ残量判別値として出力する。ワイヤリール用モータ回転速度設定回路３２は、送給用モータ回転速度設定回路３０によって設定された送給用モータ回転速度設定値とワイヤ残量判別値とを入力して、ワイヤリール用モータ回転速度設定値をワイヤリール用モータ３３に出力する。遅延期間設定回路３４に、ワイヤリール用モータ３３が回転を開始してから送給用モータ３６が回転を開始するまでの遅延期間が設定され、遅延期間設定値を起動遅延回路３５へ出力する。
【００２４】
溶接を開始するとき、作業者が溶接トーチ４０に設けられた起動スイッチ３９をＯＮにすると、ワイヤリール用モータ３３が、送給用モータ３６の回転速度の設定値とワイヤ残量判別値とに対応するワイヤリール用モータの速度設定値に基づいて回転を開始してワイヤリール１３を回転させる。その後、予め定めた遅延期間経過後に、送給用モータ３６が送給用モータの回転速度の設定値に基づいて回転を開始して溶接ワイヤ２５の送給を開始して溶接が行われる。そして溶接を終了するときは、作業者が起動スイッチ３９をＯＦＦにして、送給用モータ３６とワイヤリール用モータ３３とが停止し、溶接が終了する。
【００２５】
溶接中に、溶接ワイヤ２５の残量が少なくなると、溶接ワイヤ２５が無くなる直前に、ワイヤ残量判別回路２９は、溶接ワイヤの残量値が予め定めた最小残量基準値に達したときに、溶接ワイヤ２５の残量が無くなると判別して、例えばアラームや点滅ランプなどの警報機３８に警報信号を出力して、溶接作業者は、溶接を終了させる。
【００２６】
この結果、本発明の溶接装置２１は、ワイヤリール１３を送給用モータ３６の回転速度とワイヤリール１３の溶接ワイヤ２５の残量とに対応した回転速度で回転させているために、溶接ワイヤ２５を安定して送給することができ、適切な溶接ビードを形成することができる。
【００２７】
また、本発明の溶接装置２１は、溶接ワイヤ２５の送給を開始するとき、まず、ワイヤリール１３を回転させて、遅延期間の経過後に送給用モータ３６を回転させて送給ロール２４を駆動させて溶接ワイヤ２５の送給を開始するために、溶接ワイヤ２５の送給が不安定に成ることが無い。
【００２８】
また、本発明の溶接装置２１は、従来技術の溶接ワイヤ送給機１５のように、固定軸２と回転軸３との間に摩耗が生じることによって、ブレーキ力が低下して、ワイヤリール１３の溶接ワイヤ２５が巻きほぐれたり、逆に、削れカスなどが固定軸２と回転軸３との間に嵌り込むことによって、回転軸３のブレーキ力が上昇して、溶接ワイヤ２５の送給性が悪化することが無い。
【００２９】
また、本発明の溶接装置２１は、溶接中、溶接ワイヤ２５の残量が無くなる直前に溶接作業者へ通知して、溶接ワイヤ２５を交換することができるために、溶接の途中で溶接ワイヤ２５が無くなって、溶接結果に悪影響を与えることを防止することができる。さらに、溶接ワイヤ２５の終端部の曲げられた箇所が、溶接ワイヤ送給機２２の送給経路に挿入することを防止することができるために、ワイヤガイドを傷つけたり、送給用モータ３６が過負荷に成ることを防止することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１            支柱板
２            固定軸
２ａ            自由端部
３            回転軸
３ａ            ピン
３ｂ            自由端部
３ｃ            突壁
４            ナット
５            摩擦板
６            ばね受け
６ａ            突起部
７            ばね
８            ボルト
８ａ            頭部
９            ワイヤ送給駆動部
１２            固定キャップ
１３            ワイヤリール
１３ａ            穴
１５            溶接ワイヤ送給機
１７            ワイヤ送給口
１８            座金
２１            溶接装置
２２            溶接ワイヤ送給機
２３            溶接用電源
２４            送給ロール
２５            溶接ワイヤ
２６            加圧ロール
２７            距離センサ
２８            ワイヤ残量距離データベース
２９            ワイヤ残量判別回路
３０            送給用モータ回転速度設定回路
３１            ワイヤリール用モータ回転速度データベース
３２            ワイヤリール用モータ回転速度設定回路
３３            ワイヤリール用モータ
３４            遅延期間設定回路
３５            起動遅延回路
３６            送給用モータ
３７            回転部材
３８            警報機
３９            起動スイッチ
４０            溶接トーチ
Ｄ１            距離
Ｄ２            距離
【図１】
2011125909.tif 000003
【図２】
2011125909.tif 000004
【図３】
2011125909.tif 000005
【図４】
2011125909.tif 000006
【図５】
2011125909.tif 000007
【図６】
2011125909.tif 000008