【手続補正書】
【提出日】平成23年5月16日(2011.5.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＩＧ溶接トーチのタングステン電極と母材との間にアークを発生させる電圧を供給する第１溶接電源と、
前記タングステン電極から発生するアークに向けてフィラワイヤを送給するフィラワイヤ送給部と、
前記フィラワイヤと前記母材との間に電圧を供給する第２溶接電源と、
前記第１および第２溶接電源と前記フィラワイヤ送給部を制御する制御部とを備えたＴＩＧアーク溶接装置において、
前記第２溶接電源は、前記第１溶接電源によって前記タングステン電極と前記母材との間に流れる電流の方向とは逆向きに前記フィラワイヤと前記母材との間に電流を流して前記フィラワイヤ先端から断続的にアークを発生させると共に、
前記タングステン電極から発生するアークの熱と前記フィラワイヤから発生する熱によって前記フィラワイヤ先端がアークと短絡とを繰り返す状態を維持することを特徴とするＴＩＧアーク溶接装置。
【請求項２】
前記ＴＩＧ溶接トーチは、先端のノズルにて前記フィラワイヤのガイド部と一体となり、前記タングステン電極の長手方向と前記フィラワイヤの長手方向とのなす角は４５°以下であることを特徴とする請求項１記載のＴＩＧアーク溶接装置。
【請求項３】
前記ＴＩＧ溶接トーチは、前記タングステン電極から発生するアークを雰囲気から遮蔽するシールドガスを前記ノズルの内壁から噴出させると共に、前記タングステン電極の側面からも噴出させて前記シールドガスを二重化することを特徴とする請求項１または２記載のＴＩＧアーク溶接装置。
【請求項４】
前記ＴＩＧ溶接トーチは、前記タングステン電極と前記ノズルにそれぞれ冷却水を循環させて冷却を行い、前記タングステン電極を冷却する冷却水と前記ノズルを冷却する冷却水とは互いに絶縁されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のＴＩＧアーク溶接装置。
【請求項５】
カメラと、画像処理部とを備え、前記画像処理部は、前記カメラによって撮像した前記タングステン電極の先端部の側面画像から前記タングステン電極の端点と外径を抽出し、前記端点位置と前記外径の中央線との距離が所定の閾値より大きい場合は、異常発生と判定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のＴＩＧアーク溶接装置。
【請求項６】
カメラと、前記タングステン電極の正常状態の先端部の画像データを記憶した先端部画像データ記憶部と、画像処理部とを備え、前記画像処理部は、前記カメラによって撮像した前記タングステン電極の先端部の画像と前記先端部画像データ記憶部の画像データとを比較して、前記タングステン電極の先端部について偏磨耗の有無を検査することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のＴＩＧアーク溶接装置。
【請求項７】
前記第２溶接電源は、前記フィラワイヤと前記母材との間に流れる電流値を測定し、測定した電流値と予め設定された値との差が所定の閾値より大きくなると異常発生と判定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載のＴＩＧアーク溶接装置。
【請求項８】
前記ＴＩＧ溶接トーチを先端に取り付けた多関節ロボットと、前記ロボットを制御する制御装置と、を備え、
前記ロボットの制御装置が前記制御部として前記第１溶接電源および第２溶接電源と前記フィラワイヤ送給部を制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載のＴＩＧアーク溶接装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１記載のＴＩＧアーク溶接装置の発明は、ＴＩＧ溶接トーチのタングステン電極と母材との間にアークを発生させる電圧を供給する第１溶接電源と、前記タングステン電極から発生するアークに向けてフィラワイヤを送給するフィラワイヤ送給部と、前記フィラワイヤと前記母材との間に電圧を供給する第２溶接電源と、前記第１および第２溶接電源と前記フィラワイヤ送給部を制御する制御部とを備えたＴＩＧアーク溶接装置において、前記第２溶接電源は、前記第１溶接電源によって前記タングステン電極と前記母材との間に流れる電流の方向とは逆向きに前記フィラワイヤと前記母材との間に電流を流して前記フィラワイヤ先端から断続的にアークを発生させると共に、前記タングステン電極から発生するアークの熱と前記フィラワイヤから発生する熱によって前記フィラワイヤ先端がアークと短絡とを繰り返す状態を維持することを特徴としている。
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のＴＩＧアーク溶接装置において、前記ＴＩＧ溶接トーチが先端のノズルにて前記フィラワイヤのガイド部と一体となり、前記タングステン電極の長手方向と前記フィラワイヤの長手方向とのなす角は４５°以下であることを特徴としている。
また、請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のＴＩＧアーク溶接装置において、前記ＴＩＧ溶接トーチが、前記タングステン電極から発生するアークを雰囲気から遮蔽するシールドガスを前記ノズルの内壁から噴出させると共に、前記タングステン電極の側面からも噴出させて前記シールドガスを二重化することを特徴としている。
また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載のＴＩＧアーク溶接装置において、前記ＴＩＧ溶接トーチが前記タングステン電極と前記ノズルにそれぞれ冷却水を循環させて冷却を行い、前記タングステン電極を冷却する冷却水と前記ノズルを冷却する冷却水とは互いに絶縁されていることを特徴としている。
また、請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載のＴＩＧアーク溶接装置において、カメラと、画像処理部とを備え、前記画像処理部が前記カメラによって撮像した前記タングステン電極の先端部の側面画像から前記タングステン電極の端点と外径を抽出し、前記端点位置と前記外径の中央線との距離が所定の閾値より大きい場合は、異常発生と判定することを特徴としている。
また、請求項６記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載のＴＩＧアーク溶接装置において、カメラと、前記タングステン電極の正常状態の先端部の画像データを記憶した先端部画像データ記憶部と、画像処理部とを備え、前記画像処理部は、前記カメラによって撮像した前記タングステン電極の先端部の画像と前記先端部画像データ記憶部の画像データとを比較して、前記タングステン電極の先端部について偏磨耗の有無を検査することを特徴としている。
また、請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項記載のＴＩＧアーク溶接装置において、前記第２溶接電源が前記フィラワイヤと前記母材との間に流れる電流値を測定し、測定した電流値と予め設定された値との差が所定の閾値より大きくなると異常発生と判定することを特徴としている。
また、請求項８記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項記載のＴＩＧアーク溶接装置において、前記ＴＩＧ溶接トーチを先端に取り付けた多関節ロボットと、前記ロボットを制御する制御装置と、を備え、前記ロボットの制御装置が前記制御部として前記第１溶接電源および第２溶接電源と前記フィラワイヤ送給部を制御することを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
請求項１に記載の発明によると、安定した高溶着、大電流のＴＩＧアーク溶接装置を提供することができる。
請求項２に記載の発明によると、ＴＩＧトーチ先端部をコンパクトにすることができる。またフィラワイヤ先端から断続的にアークが発生してもタングステン電極の直下付近へとフィラワイヤを送給することができ意図した箇所について正確に溶接を行うことができる。
請求項３に記載の発明によると、タングステン電極から発生するアークの直進性を確保し、溶接状態を安定させ溶接品質を向上させることができる。
さらに請求項４に記載の発明によると、ノズル部を冷却しながら、安定したアークの高周波スタート、もしくは、高電圧スタートを行うことができる。
請求項５、６に記載の発明によると、タングステン電極の形状からアークの偏向が分かるため、溶接異常の有無を判断することができる。
請求項７に記載の発明によると、フィラワイヤ先端の状態について異常の有無を判別し、溶接品質を向上させることができる。
請求項８に記載の発明によると、多関節ロボットにより、ワークの形状に合わせてＴＩＧ溶接トーチを最適な姿勢、速度で自在に移動させて溶接品質を向上させることができると共に、ロボット制御装置にて溶接状態を総合的に監視しコントロールすることができる。