(57)【要約】【課題】定電流特性による制御を行い、溶接装置の抵抗を正確に測定できるアーク溶接装置を提供する。【解決手段】出力電流を測定する電流検出器５と出力電圧を測定する電圧検出器６と電源特性を定電流特性または定電圧特性に切替え、設定された出力電流または出力電圧となるようにインバータ回路２の出力を制御し溶接を行うアーク溶接装置において、溶接モードと測定モードとを切替える切替え手段１３を備え、測定モード時には定電流特性にてインバータ回路２の出力を設定する。電流検出器の出力電流を表示する電流表示器２０と、電圧検出器の出力電圧を表示する電圧表示器２１とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力電流を測定する電流検出器と出力電圧を測定する電圧検出器とを備え、電源特性を定電流特性または定電圧特性に切替え、設定された出力電流または出力電圧となるようにインバータ回路の出力を制御し溶接を行うアーク溶接装置において、
溶接モードと測定モードとを切替える切替え手段を備え、
測定モード時には定電流特性にて前記インバータ回路の出力を設定することを特徴とするアーク溶接装置。
【請求項２】
前記電流検出器の出力電流を表示する電流表示器を備えたことを特徴とする請求項１記載のアーク溶接装置。
【請求項３】
前記電圧検出器の出力電圧を表示する電圧表示器を備え、前記測定モード時には、前記電圧表示器に表示される数値を整数倍して表示することを特徴とする請求項１乃至２記載のアーク溶接装置。
【請求項４】
前記測定モード時の定電流時には、３０Ｖ未満の出力電圧となるように制御することを特徴とする請求項１乃至３記載のアーク溶接装置。
【請求項５】
前記測定された出力電流と出力電圧とから抵抗値を算出する抵抗値算出手段と、
予め設定された抵抗閾値と前記算出された抵抗値を比較する抵抗比較器とを備え、
前記抵抗比較器は算出された抵抗値が前記抵抗閾値より大きい場合に外部に信号を出力することを特徴とする請求項１乃至４記載のアーク溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定電流特性と定電圧特性を備えたアーク溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平０６−２３８４４５号公報には、ケーブルによる電圧降下を正確に補正する溶接装置の技術の開示されている。この従来の技術を図２に示す。４２は商用交流を直流に変換するための入力側整流器、４３はパワー半導体素子で構成されたインバータ回路で、上記直流を高周波交流に変換する。４４は溶接トランスでその入力側はインバータ回路３に接続されている。４５は溶接トランス４４の出力側に接続された出力側整流器で、上記インバータ回路４３で作り出す高周波交流を再び直流に変換する。４６は直流リアクタで、出力側整流器４５で整流された直流出力を平滑する。４７は電流測定器で、出力電流を測定する。４８は電圧測定器で、出力回路の電圧を測定する。５１はワイヤで、ワイヤ送給装置のローラ５２により溶接部に供給される。５３はローラ５２を駆動するモータ、５４は図示しないトーチの先端に配置されるチップ、５５は母材、６１は除算器、６２は記憶回路である。６３は選択回路で、選択スイッチ６４により選択された測定モードまたは溶接モードに応じて後述する制御を行なう。６５は演算回路である。なお、演算回路６５は、測定時には外部特性が定電流特性となるように、また、溶接時には外部特性が定電圧特性となるようにインバータ回路４３を制御する。６６は演算回路６５に接続された切換スイッチで、ａ接点は電流測定器４７に、ｂ接点は電圧測定器４８に接続されている。６７は演算回路６５に接続された切換スイッチで、ａ接点は測定電流設定器６８に、ｂ接点は溶接電流設定器６９に接続されている。６８は測定電流設定器で、測定モードのときの電流を設定するためのものである。６９は溶接電流設定器で、溶接電流すなわちワイヤ５１の送給速度を設定するためのものである。７０はパルス幅制御回路で、演算回路６５の出力信号に応じてインバータ回路４３の出力を制御する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の従来技術に開示されたアーク溶接装置では、抵抗値を求めておき、溶接時に電圧を自動的に補正するものであった。このようにすることで、本来抵抗値が一定以下であるべき溶接施工の環境においても、この抵抗値が大きいという問題を意識することができず、溶接不良が発生した場合の原因を特定することが困難であった。
また、アーク溶接の施工におけるアースの抵抗は、０．０１オームのような微小な抵抗が問題となるため、通常の抵抗測定器では測定することができない。このためアーク溶接のアース改善は、現場的なトライアンドエラーでの取り組みしかできず大きな問題になっている。
本発明は、定電流特性による制御を行い、溶接装置の抵抗を正確に測定でき、抵抗が異常に大きい場合には、操作者に信号を出力する溶接装置を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載のアーク溶接装置は、出力電流を測定する電流検出器と出力電圧を測定する電圧検出器とを備え、電源特性を定電流特性または定電圧特性に切替え、設定された出力電流または出力電圧となるようにインバータ回路の出力を制御し溶接を行うアーク溶接装置において、溶接モードと測定モードとを切替える切替え手段を備え、測定モード時には定電流特性にて前記インバータ回路の出力を設定することを特徴とするものである。
本発明の請求項２記載のアーク溶接装置は、前記電流検出器の出力電流を表示する電流表示器を備えたことを特徴とするものである。
本発明の請求項３記載のアーク溶接装置は、前記電圧検出器の出力電圧を表示する電圧表示器を備え、前記測定モード時には、前記電圧表示器に表示される数値を整数倍して表示することを特徴とするものである。
本発明の請求項４記載のアーク溶接装置は、前記測定モード時の定電流時には、３０Ｖ未満の出力電圧となるように制御することを特徴とするものである。
本発明の請求項５記載のアーク溶接装置は、前記測定された出力電流と出力電圧とから抵抗値を算出する抵抗値算出手段と、予め設定された抵抗閾値と前記算出された抵抗値を比較する抵抗比較器とを備え、前記抵抗比較器は算出された抵抗値が前記抵抗閾値より大きい場合に外部に信号を出力することを特徴とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
（実施例１）
図１は、本発明の実施例を示す図である。１は商用交流を直流に変換するためのコンバータ、２はパワー半導体素子で構成されたインバータ回路で、上記直流を高周波交流に変換する。３はメイントランスでその入力側はインバータ回路２に接続されている。４はメイントランス３の出力側に接続された整流器で、上記インバータ回路２で作り出す高周波交流を再び直流に変換する。５は電流測定器で、出力電流を測定する。６は電圧測定器で、出力回路の電圧を測定する。溶接モードと測定モードを切替える切替え手段１３により選択された測定モードまたは溶接モードに応じて後述する制御を行なう。測定モードの場合には、出力端のプラス側とマイナス側は、十分抵抗値の低い導体で短絡する。
測定モードの場合には、切替え手段１３により測定時のデータベース１０が選択される。測定時のデータベース１０には、短絡時の定電流特性を実現するインバータ回路２への出力設定のデータが保存されている。ＣＰＵ７は、測定モードになると測定時のデータベース１０からデータを読み込み、電流検出器５から出力電流をＡＤ変換器１１を通じて取り込む。ＤＳＰ８は、ＣＰＵ７からの数値演算を高速に行えるような形式のデータを受け取り、インバータ回路２の出力設定を行う。すなわち、ＤＳＰ８は、出力電流と測定時のデータベース１０のデータから、高速なループ処理にて、インバータ回路２を制御する。
【０００６】
ＣＰＵ７は、電圧検出器６で測定された出力電圧をＡＤ変換器１２を介して、読み込み、出力電流を電流表示器２０、出力電圧を電圧表示器２１へ出力する。作業者は、電流表示器２０と電圧表示器２１より、容易にアースの抵抗を算出することができる。例えば、電流表示器２０が１００Ａを表示し、電圧表示器が０．１Ｖを表示した場合、抵抗値は、０．１Ｖ／１００Ａ＝０．００１オームで十分に小さいと判断できる。また、電流表示器２０が１００Ａを表示し、電圧表示器が１．０Ｖを表示した場合は、１．０Ｖ／１００Ａ＝０．０１オームであり、十分に小さく無いため、作業者は、アースの経路を修正する必要がある。この測定時に、例えば、１００Ａを出力する場合、電圧が非常に小さいため、表示器に精度よく表示できない時がある。この場合は、出力電流のみを電流表示器で表示し、出力電圧は、操作者がテスタなどで測定する。また、出力電圧を１００倍して、電圧表示器に表示することで、操作者が介入せず、安全に抵抗を確認することができる。
【０００７】
（実施例２）
実施例２では、ＣＰＵ７からの出力電流、出力電圧をもとに抵抗値算出手段３０にて抵抗値を算出する。算出された抵抗値は、予め正常である抵抗閾値３１と抵抗比較器３２で比較される。抵抗比較器３２では、抵抗値算出手段３０で算出された抵抗値が、抵抗閾値より大きい場合には、外部信号を出力する。
実施例１及び２の場合、出力電圧は、ＣＰＵ７及びＤＳＰ８により３０Ｖ未満になるように制御する。これは、作業者への感電防止とアース経路が異常な場合の事故を防止するためである。
【０００８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、溶接を行う装置を用いて溶接電流の流れる経路の抵抗値を求めることができるため、特に、アース不良による溶接不具合を未然に防止することができる。
近年、産業用ロボットを用いた溶接では、ワークをサーボモータを用いたポジショナーに固定することが多くなり、アースの取り回しが複雑化している。このことに伴い、アース不良が原因での溶接不具合が多発している。また、アース不良の対策の結果が数値として測定できないため、対策に多大な時間がかかっている。
本発明は、特に、前記の産業用ロボットを用いた溶接施工で効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成図
【図２】従来技術の構成図
【符号の説明】
１：コンバータ
２：インバータ
３：メイントランス
４：整流器
５：電流測定器
６：電圧測定器
７：ＣＰＵ
８：ＤＳＰ
９：溶接時のデータベース
１０：測定時のデータベース
１１：ＡＤ変換器
１２：ＡＤ変換器
１３：溶接モードと測定モードの切換え手段
２０：電流表示器
２１：電圧表示器
３０：抵抗値算出手段
３１：抵抗閾値
３２：抵抗比較器
【図１】
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【図２】
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