(57)【要約】【課題】  ガスシールドアーク溶接において、溶接速度が速くなってもアーク発生部のシールドガス遮蔽状態を自動的に良好な状態に維持することを目的とする。【解決手段】  溶接速度設定信号Ｓｒを出力する溶接速度設定部ＲＣと、溶接トーチ４にシールドガス６を供給するシールドガス供給手段ＧＢ、７と、溶接速度設定信号Ｓｒを入力として溶接トーチ４に供給するシールドガス６の流量を設定するための流量設定信号Ｆｒを出力する流量設定部ＦＲと、流量設定信号Ｆｒに対応したガス流量に調節する流量調節手段ＦＣと、溶接速度設定信号Ｓｒを入力としてシールドガス６の圧力を設定するための圧力設定信号Ｐｒを出力する圧力設定部ＰＲと、圧力設定信号Ｐｒに対応したガス圧力に調節する圧力調節手段ＰＣと、を備えたアーク溶接装置である。【選択図】  図１
2009006346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アークに電力を供給する溶接電源と、
アーク溶接を行うための溶接トーチと、
溶接速度設定信号を出力する溶接速度設定部と、
この溶接速度設定信号に対応する溶接速度で前記溶接トーチを移動させるトーチ移動手段と、
前記溶接トーチにシールドガスを供給するシールドガス供給手段と、
前記溶接速度設定信号を入力として前記溶接トーチに供給するシールドガスの流量を設定するための流量設定信号を出力する流量設定部と、
この流量設定信号に対応したガス流量に調節する流量調節手段と、
前記溶接速度設定信号を入力としてシールドガスの圧力を設定するための圧力設定信号を出力する圧力設定部と、
この圧力設定信号に対応したガス圧力に調節する圧力調節手段と、
を備えたアーク溶接装置。
【請求項２】
アーク発生部の風速を検出して風速検出信号を出力する風速検出手段をさらに備え、
前記流量設定部は、前記溶接速度設定信号及び前記風速検出信号を入力として前記流量設定信号を出力し、
前記圧力設定部は、前記溶接速度設定信号及び前記風速検出信号を入力として前記圧力設定信号を出力する、請求項１記載のアーク溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アーク溶接において溶接条件に応じてシールドガスの流量を適正化することができるアーク溶接装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＯ2溶接、ＭＡＧ／ＭＩＧ溶接、ＴＩＧ溶接、プラズマアーク溶接等のガスシールドアーク溶接においては、アーク発生部をシールドガスで遮蔽して溶接を行う。このシールドガスによる遮蔽状態が不完全であると、溶接ビード内部にブローホールが発生し溶接欠陥となる。したがって、溶接条件に応じてシールドガスの流量を適正化して遮蔽状態が完全になるようにする必要がある。溶接条件としては、溶接法、溶接電流値、ワイヤ突出し長さ、アーク発生部の風速、開先形状、母材材質、溶接速度等多数の条件がある。通常、これらの溶接条件に応じて溶接作業者が蓄積した知識に基づいて手動でシールドガスの流量を適正値に調節していた。
【０００３】
特許文献１の発明は、上記のシールドガス流量の調節を一部自動化するものである。すなわち、溶接電流値、ワイヤ突出し長さ及び風速を検出して予め定めた関係に従ってシールドガス流量を自動的に適正値に調節する。これにより、経験の差によって溶接不良を招くこと無く、良好なシールド性を保持するための過不足の無いシールドガス流量の調整を自動的に行うことができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−８４５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
溶接速度を速くして高速溶接を行う場合、シールドガスによる遮蔽状態を良好にするためには、シールドガス流量を溶接速度に応じて多くする必要がある。しかし、単に溶接速度に応じてシールドガス流量を多くしてもアーク発生部が高速に移動するために、アーク発生部の遮蔽状態を良好に維持することはできない。それに加えて、アーク発生部の風速が速いときは、さらに遮蔽状態が悪くなる。
【０００６】
上述した従来技術では、溶接電流値、ワイヤ突出し長さ及び風速の検出値に応じてシールドガス流量を自動的に適正化する。これらの検出値に溶接速度を追加しても、上述したようにシールドガスの遮蔽状態は良好にはならない。
【０００７】
そこで、本発明は、高速溶接時においてもアーク発生部のシールドガス遮蔽状態を自動的に良好な状態に維持することができるアーク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】
【０００８】
上述した課題を解決するために、第１の発明は、
アークに電力を供給する溶接電源と、
アーク溶接を行うための溶接トーチと、
溶接速度設定信号を出力する溶接速度設定部と、
この溶接速度設定信号に対応する溶接速度で前記溶接トーチを移動させるトーチ移動手段と、
前記溶接トーチにシールドガスを供給するシールドガス供給手段と、
前記溶接速度設定信号を入力として前記溶接トーチに供給するシールドガスの流量を設定するための流量設定信号を出力する流量設定部と、
この流量設定信号に対応したガス流量に調節する流量調節手段と、
前記溶接速度設定信号を入力としてシールドガスの圧力を設定するための圧力設定信号を出力する圧力設定部と、
この圧力設定信号に対応したガス圧力に調節する圧力調節手段と、
を備えたアーク溶接装置である。
【０００９】
第２の発明は、
アーク発生部の風速を検出して風速検出信号を出力する風速検出手段をさらに備え、
前記流量設定部は、前記溶接速度設定信号及び前記風速検出信号を入力として前記流量設定信号を出力し、
前記圧力設定部は、前記溶接速度設定信号及び前記風速検出信号を入力として前記圧力設定信号を出力する、第１の発明記載のアーク溶接装置である。
【発明の効果】
【００１０】
上記第１の発明によれば、溶接速度が速くなるのに応じてガス圧力及びガス流量が自動的に適正化されるので、アーク発生部のシールドガス遮蔽状態は常に良好な状態を維持することができる。このために、手動で調節する必要がなく省力化できる。さらに、常にシールドガス遮蔽状態は良好になるので、高品質な溶接が可能となる。
【００１１】
さらに、上記第２の発明によれば、上記第１の発明の効果に加えて、アーク発生部の風速に応じてもガス圧力及びガス流量を自動的に適正化することができるので、溶接速度及び風速によらずシールドガス遮蔽状態を常に良好にすることができる。このために、手動で調節する必要がなく省力化することができる。さらに、溶接速度及び風速が変化しても常にシールドガス遮蔽状態は良好であるので、高品質な溶接が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【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】
図１は、本発明の実施の形態に係るアーク溶接装置の構成図である。同図は、アーク溶接が消耗電極アーク溶接の場合を例示したものであり、非消耗電極アーク溶接の場合も同様である。以下、同図を参照して各構成物について説明する。
【００１４】
溶接電源ＰＳは、アーク３を発生させるための溶接電圧Ｖｗ及び溶接電流Ｉｗを出力すると共に、後述するロボット制御装置ＲＣとの間で溶接条件データＷｄを通信し、さらに送給モータＷＭの回転を制御するための送給制御信号Ｉｃを出力する。この溶接条件データＷｄとして、ロボット制御装置ＲＣからは溶接電流設定信号（送給速度設定信号）、溶接電圧設定信号、溶接開始信号等が送信され、溶接電源ＰＳからはアーク発生判別信号等が送信される。溶接ワイヤ１は、送給モータＷＭに結合された送給ロール５ａと加圧ロール５ｂとの回転によって溶接トーチ４内を送給されて、母材２との間にアーク３が発生する。また、溶接トーチ４にはガスホース７を通ってシールドガス６が供給されて、アーク発生部にはシールドガス６が放流されて大気から遮蔽される。
【００１５】
ロボット本体ＲＭは、ロボット制御装置ＲＣからの動作制御信号Ｍｃによって各軸のサーボモータが駆動されて、教示された動作を行う。このロボット本体ＲＭには、上記の溶接トーチ４、送給モータＷＭ、送給ロール５ａ、加圧ロール５ｂ等が搭載される。したがって、ロボット本体ＲＭは、溶接トーチ４の移動手段となる。この移動手段としては、他に自動台車、自動溶接装置等も使用することができる。
【００１６】
ロボット制御装置ＲＣは、上述したように、溶接条件データＷｄ及び動作制御信号Ｍｃを出力すると共に、ガス開閉信号Ｇｃ及び溶接速度設定信号Ｓｒを出力する。この溶接速度設定信号Ｓｒは、教示された作業プログラム上に記載されるもが一般的である。したがって、溶接速度設定信号Ｓｒは、作業プログラムが記憶されているロボット制御装置ＲＣがら出力することができる。すなわち、ロボット制御装置ＲＣ内には、上記の溶接速度設定信号Ｓｒを出力する溶接速度設定部が設けられていることになる。自動機による溶接装置の場合には、この溶接速度設定部は溶接制御装置に内蔵される。
【００１７】
風速検出器ＫＤは、アーク発生部周辺に設置されて、風速を検出して風速検出信号Ｋｄを出力する。シールドガス６は、ガスボンベＧＢから圧力調節器ＰＣ、流量調節器ＦＣ及びガス電磁弁ＧＣを介して溶接トーチ４へ供給される。流量設定回路ＦＲは、上記の溶接速度設定信号Ｓｒ及び風速検出信号Ｋｄを入力として、予め定めた関数Ｆｒ＝ｆ（Ｓｒ，Ｋｄ）によって流量設定信号Ｆｒを出力する。圧力設定回路ＰＲは、上記の溶接速度設定信号Ｓｒ及び風速検出信号Ｋｄを入力として、予め定めた関数Ｐｒ＝ｇ（Ｓｒ，Ｋｄ）によって圧力設定信号Ｐｒを出力する。これらの関数ｆ（Ｓｒ，Ｋｄ）、ｇ（Ｓｒ，Ｋｄ）は共に、溶接速度設定信号Ｓｒ及び風速検出信号Ｋｄが大きくなると出力値Ｆｒ、Ｐｒも大きくなる。また、溶接が屋内で行われる場合又はアーク発生部が密封された状態にある場合には、風速を考慮する必要がないので風速検出器ＫＤは設置する必要がない。このような場合には、流量設定信号Ｆｒ及び圧力設定信号Ｐｒは、溶接速度設定信号Ｓｒだけを入力として予め定めた関数によって算出される。
【００１８】
上記の圧力調節器ＰＣは、上記の圧力設定信号Ｐｒに従ってガスボンベＧＢからのガス圧力を自動調節する。上記の流量調節器ＦＣは、上記の流量設定信号Ｆｒに従ってガス流量を自動調節する。上記のガス電磁弁ＧＣは、上記のガス開閉信号Ｇｃに従って開閉されてガスの放流／停止を制御する。
【００１９】
上記の流量設定回路ＦＲ、圧力設定回路ＰＲ、圧力調節器ＰＣ、流量調節器ＦＣ及びガス電磁弁ＧＣは、ロボット制御装置ＲＣ又は溶接電源ＰＳに内蔵しても良い。そのときに、一部の構成物だけを内蔵するようにしても良い。これらの構成物は、実際の溶接施工現場に最適な配置を行えば良い。
【００２０】
本実施の形態は消耗電極アーク溶接装置の場合を例示したが、非消耗電極アーク溶接装置の場合も同様である。また、本実施の形態はロボット溶接装置の場合を例示したが、自動機を使用した溶接装置の場合も同様である。
【００２１】
上述した実施の形態において、流量設定信号Ｆｒ及び圧力設定信号Ｐｒを溶接速度設定信号Ｓｒによって自動算出する場合には、溶接速度が速くなるのに応じてガス圧力及びガス流量が自動的に適正化されるので、アーク発生部のシールドガス遮蔽状態は常に良好な状態を維持することができる。溶接速度が速くなるとアーク発生部の移動が速くなり、流量だけを多くしても遮蔽状態は不完全になる。このときに、ガス圧力も大きくすることによってアーク発生部の遮蔽状態は良好になる。したがって、溶接速度が変化しても常にシールドガス遮蔽状態は良好になるので、高品質な溶接が可能となる。また、溶接速度が変化してもガス圧力及びガス流量を手動で調節する必要がなく省力化することができる。
【００２２】
上述した実施の形態において、流量設定信号Ｆｒ及び圧力設定信号Ｐｒを溶接速度設定信号Ｓｒ及び風速検出信号Ｋｄによって自動算出する場合には、溶接速度及びアーク発生部の風速が速くなるのに応じてガス圧力及びガス流量を自動的に適正化することができるので、溶接速度及び風速によらずシールドガス遮蔽状態を常に良好にすることができる。このために、手動で調節する必要がなく省力化することができる。さらに、溶接速度及び風速が変化しても常にシールドガス遮蔽状態は良好であるので、高品質な溶接が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態に係るアーク溶接装置の構成図である。
【符号の説明】
【００２４】
１            溶接ワイヤ
２            母材
３            アーク
４            溶接トーチ
５ａ            送給ロール
５ｂ            加圧ロール
６            シールドガス
７            ガスホース／
ＦＣ            流量調節器
ＦＲ            流量設定回路
Ｆｒ            流量設定信号
ＧＢ            ガスボンベ
ＧＣ            ガス電磁弁
Ｇｃ            ガス開閉信号
Ｉｃ            送給制御信号
Ｉｗ            溶接電流
ＫＤ            風速検出器
Ｋｄ            風速検出信号
Ｍｃ            動作制御信号
ＰＣ            圧力調節器
ＰＲ            圧力設定回路
Ｐｒ            圧力設定信号
ＰＳ            溶接電源
ＲＣ            ロボット制御装置
ＲＭ            ロボット本体
Ｓｒ            溶接速度設定信号
Ｖｗ            溶接電圧
Ｗｄ            溶接条件データ
ＷＭ            送給モータ
【図１】
2009006346.tif 000003