CN100581703C - 焊接条件选择控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种焊接条件选择控制方法，在焊接电源中预先存储多个焊接条件，通过开关等的焊接条件选择操作从所述多个焊接条件之中选择一个进行焊接，双击操作设置在焊枪中的焊枪开关时，将焊接电源转移到焊接条件选择模式，在该焊接条件选择模式中通过焊枪开关的操作从所述多个焊接条件中选择一个，在所述焊接条件选择模式中双击操作焊枪开关时，将焊接电源转移到焊接模式，通过焊枪开关的操作在所述所选择的焊接条件下进行焊接。从而能够通过焊枪开关的操作从预先存储于焊接电源的多个焊接条件中选择期望的焊接条件。

Description

焊接条件选择控制方法

技术领域

本发明涉及用于在焊接电源中预先存储多个焊接条件，通过开关等进行的焊接条件选择操作，从上述多个焊接条件中选择一个进行焊接的焊接条件选择控制方法。

背景技术

在进行电弧焊接时，需要设定适于各种工件的焊接条件进行焊接。焊接条件中具有多个参数，其中根据焊接电源设定的参数也很多。例如在二氧化碳电弧焊接中，需要设定焊接电压及焊接电流(送丝速度)，在脉冲MAG焊接中，除此之外还需设定脉宽、脉冲电流及基值电流。此外，在脉冲TIG焊接中，需要设定脉冲电流、基值电流、频率及占空比。在使用焊接机器人等的自动焊接装置中，预先存储由多个参数构成的焊接条件，从按照工件从存储的多个焊接条件中自动选择一个进行焊接。另外，市场上出售有下述焊接电源：即使在焊接操作员手动进行焊接时，也在焊接电源中预先存储多个焊接条件，按照工件能够选择适当的焊接条件的焊接电源。以下，对能够存储/选择焊接条件的焊接电源进行说明。

图11是例示在焊接电源中预先存储的多个焊接条件的图。该图为熔化极电弧焊接的情况，焊接电流设定值Ir及焊接电压设定值Vr的组合作为参数的情况。在该图中，存储有焊接条件1～5共五组。

图12是表示设置在焊接电源的面板中的焊接条件存储/选择部的一例的外观图。在液晶等的显示器10中，显示焊接条件号码11、焊接电流设定值12以及焊接电压设定值13。从由选择按键20存储的多个焊接条件中选择一个。以该选择的焊接条件进行焊接。对焊接电流设定值Ir以及/或者焊接电压设定值Vr进行微调整时，能够通过存储按键30重新追加存储在焊接条件6之后。

但是，在手动焊接时，通过焊接电源的面板(panel)切换焊接条件较麻烦，工作效率差。为了改善这种情况，提出了多个在焊枪中设置焊接条件选择部的现有技术(例如参照专利文献1～3)。

普通的焊枪，由将电力、焊丝以及保护气体供给到焊接位置的能量部和指示焊接电源焊接开始/停止的焊枪开关构成。焊枪开关是开触点的简单结构的按键或杠杆开关。由于焊枪是消耗品，因此定期地更换为新品。因此，要求能够成本低廉。还有，由于焊枪在高温且飞散溅射物等的恶劣环境下使用，要求即使在该恶劣环境下，也难以发生故障。

如上所述，在焊枪中设置焊接条件选择部、焊接条件调整器等时，由于焊接操作者能够在手边选择焊接条件，因此提高工作效率。但是，在焊枪中设置焊接条件选择部时，成为特殊的焊枪而导致提高成本。从而，焊接条件选择部由电子部件构成，因此在上述恶劣环境下容易产生故障。还有，设置有焊接条件选择部的焊枪，与通常的焊枪没有互换性，因此成为焊接条件存储式焊接电源专用的焊枪。

专利文献1：特开昭57-165178号公报；

专利文献2：特开昭58-44970号公报；

专利文献3：特开2004-223555号公报。

发明内容

在此，本发明提供一种能够解决上述问题的焊接条件选择控制方法。

为了解决上述问题，本发明之一的焊接条件选择控制方法，从预先存储于焊接电源的多个焊接条件之中选择一个进行焊接，

双击操作设置在焊枪中的焊枪开关时，将焊接电源转移到焊接条件选择模式，在该焊接条件选择模式中通过焊枪开关的操作从所述多个焊接条件之中选择一个，

在所述焊接条件选择模式中焊枪开关被双击操作时，将焊接电源转移到焊接模式，通过焊枪开关的操作在所述所选择的焊接条件下进行焊接。

此外，本发明之二，是根据本发明之一中所述的焊接条件选择控制方法，所述焊接条件选择模式中，在每次单击操作焊枪开关时，从所述多个焊接条件之中依次选择一个。

此外，本发明之三是根据本发明之一中所述的焊接条件选择控制方法，所述焊接条件选择模式中，在焊枪开关接通规定时间以上时，所述多个焊接条件依次以规定间隔切换，选择焊枪开关断开时的焊接条件。

此外，本发明之四的焊接条件选择控制方法，从预先存储于焊接电源的多个焊接条件之中选择一个进行焊接，

焊接停止中，通过接触判断机构判断由于焊枪前端导电部的接触操作焊枪前端导电部与母材已接触并输出接触判断信号，基于该接触判断信号从所述多个焊接条件中选择一个。

此外，本发明之五的焊接条件选择控制方法，设定形成焊接条件的参数的值并进行焊接，

焊接停止中，通过接触判断机构判断由于焊枪前端导电部的接触操作焊枪前端导电部与母材已接触并输出接触判断信号，基于该接触判断信号增减所述参数的设定值而进行微调整。

发明效果

根据本发明，能够通过焊枪开关的操作或焊枪前端导电部的接触操作进行焊接条件选择或调整。此外，所使用的焊枪以及焊枪开关是与以往相同的普通的器件。从而，焊枪廉价，且也没有与一般焊枪之间的互换性的问题。还有，由于在焊枪中不安装电子部件等，因此即使在恶劣环境下也不容易发生故障。焊接操作者通过手边的焊枪开关操作或通过接触操作进行焊接条件的选择或调整，因此提高工作效率。

附图说明

图1是有关本发明的实施方式1的焊接条件选择控制方法的流程图。

图2是有关实施方式2的焊接电源的框图。

图3是图2的焊接电源的各个信号的时序图。

图4是有关本发明的实施方式2的焊接条件选择控制方法的流程图。

图5是有关实施方式2的焊接电源的各个信号的时序图。

图6是有关本发明的实施方式3的焊接电源的框图。

图7是图6的接触判断电路SD的详细框图。

图8是表示有关实施方式3的焊接条件选择控制方法的时序图。

图9是有关本发明的实施方式4的焊接电源的框图。

图10是表示有关实施方式4的焊接条件选择控制方法的时序图。

图11是例示现有技术中在焊接电源中预先存储的多个焊接条件的图。

图12是表示现有技术中设置在焊接电源的面板上的焊接条件选择/存储部的外观图。

图中：1-焊丝；2-母材；3-电弧；4-焊枪；10-显示器；11-焊接条件号码；12-焊接电流设定值；13-焊接电压设定值；20-选择键；30-存储键；CP-电压比较电路；D-二极管；E-判断电源；EA-误差放大电路；Ea-误差放大信号；FC-送丝控制电路；Fc-送丝控制信号；Ir-焊接电源设定信号；Iw-焊接电流；M-送丝电机；MM-存储部；On-起动信号；PM-电源主电路；PS-焊接电源；R-电阻器；SC-控制电路；SC2-第二控制电路；SC3-第三控制电路；SD-接触判断电路；Sd-接触判断信号；T-规定时间；T2-规定间隔；TS-焊枪开关；Ts-焊枪开关信号；UD-增减电路；Vcr-焊接电压控制设定信号；VD-电压检测电路；Vd-电压检测信号；Vr-焊接电压设定信号；Vw-焊接电压；Δd-减少值；Δu-增加值。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

[实施方式1]

图1是表示有关本发明的实施方式1的焊接条件选择控制方法的流程图。如果将电源输入到焊接电源中，则开始该图的流程处理，在电源切断之前持续处理。在该图中，焊接电源中，具有焊接模式和焊接条件选择模式这两个模式。焊接模式为进行焊接的模式，焊接条件选择模式为从存储的多个焊接条件中选择一个的模式。所存储的多个焊接条件，为上述的图11的情况。以下，参照该图进行说明。

在步骤ST1中，在选择条件或初始条件下通过焊枪开关的接通操作进行焊接。在对焊接电源输入电源的初始状态下，焊接电源处于焊接模式。由于该初始状态下尚未选择焊接条件，因此在初始条件(例如焊接条件1)下进行焊接。与一般的情况相同，通过焊枪开关的接通开始焊接，通过断开停止焊接。在步骤ST2中，判断焊枪开关是否被双击操作，如果否则仍在焊接模式下返回到步骤ST1，如果是则转移到焊接条件选择模式，进入步骤ST3。所谓双击操作，是指在规定时间(例如1秒)以内接通/断开/接通/断开的焊枪开关操作。

在步骤ST3中，通过单击操作从多个焊接条件中选择一个。如果单击操作焊接开关，则焊接条件切换为1→2，再单击操作，焊接条件切换为2→3。即，通过单击操作，焊接条件顺次切换1→2→3→4→5→1→2…。该所选择的焊接条件，显示在图12中所述的显示器10中。在步骤ST4中，判断焊枪开关是否被双击操作，如果否则仍在焊接条件选择模式下返回到步骤ST3，如果是则转移到焊接模式，返回到步骤ST1。

图2是用于实施上述的焊接条件选择控制方法的焊接电源PS的框图。该图是熔化极电弧焊接电源的情况。电源主电路PM输入三相200V等的商用电源，如果后述的起动信号On为高电平，则根据后述的误差放大信号Ea进行逆变控制、可控硅相位控制等的输出控制，输出适于焊接的焊接电流Iw及焊接电压Vw。焊丝1，通过送丝电机M，送丝到焊枪4内，与母材2之间产生电弧3。

电压检测电路VD，检测焊接电压Vw并输出电压检测信号。焊枪开关TS，设置在焊枪4中。如果接通焊枪开关TS，则输出高电平的焊枪开关信号Ts。控制电路SC，具有存储多个焊接条件的存储部MM，按照焊枪开关信号Ts的输入进行如图1所示的处理，输出起动信号On、焊接电压设定信号Vr及焊接电流设定信号Ir。关于这些输出信号如图3所示。误差放大电路EA，放大上述的焊接电压设定信号Vr与电压检测信号Vd之间的误差，输出误差放大信号Ea。由此，焊接电源PS具有恒压特性。送丝控制电路FC，在上述起动信号On为高电平时，输出用于控制送丝电机M的送丝控制信号Fc，以达到与上述焊接电流设定信号Ir对应的送丝速度。

图3是图2中所示的焊接电源的各个信号的时序图。图(A)表示焊枪开关信号Ts的时间变化，图(B)是表示起动信号On的时间变化，图(C)是表示焊接电流设定信号Ir的时间变化，图(D)是表示焊接电压设定信号Vr的时间变化。以下，参照该图进行说明。

(1)时刻t2～t8的焊接条件选择模式期间

在时刻t1中，如图(A)所示，通过焊枪开关信息Ts在规定时间T内具有两次高电平，判断焊枪开关TS已被双击操作时，在时刻t2中焊接电源转移到焊接条件选择模式。在此，时刻t2以前处于焊接模式。在该状态下，选择作为焊接条件的图11中所示的焊接条件1作为初始条件。因此，如图(C)所示，焊接电流设定信号Ir＝I1，如图(D)所示，焊接电压设定信号Vr＝V1。

在时刻t3，焊枪开关TS被单击操作时，如图(A)所示，焊枪开关信号Ts具有一次高电平。在时刻t4，如果判断该焊枪开关操作不是双击操作，则焊接条件切换为1→2。因此，如图(C)所示，焊接电流设定信号Ir从I1变为I2，如图(D)所示，焊接电压设定信号Vr从V1变为V2。同样，在时刻t5，单击操作焊枪开关TS时，在时刻t6焊接条件切换为2→3。因此，如图(C)所示，焊接电流设定信号Ir从I2变为I3，如图(D)所示，焊接电压设定信号Vr为V2→V3。在此，虽然例示了单击操作在规定时间T以内的情况，但也可超过规定时间T。在这种情况下，在超过规定时间T结束单击操作的时刻(断开的时刻)切换焊接条件。由此，选择期望的焊接条件号码。

(2)时刻t8以后的焊接模式期间

在时刻t7中，如图(A)所示，焊枪开关TS被双击操作时，在时刻t8焊接电源转移为焊接模式。在时刻t9～t10的期间，如图(A)所示，焊枪开关TS接通，焊枪开关信号Ts变为高电平时，如图(B)所示，起动信号On变为高电平，进行焊接。此时的焊接条件，变为从焊接条件选择模式中选择的焊接条件3。如图(C)所示，焊接电流设定信号Ir仍为I3，如图(D)所示，焊接电压设定信号Vr仍为V3。由焊接模式中的焊枪开关操作引起的焊接电源的动作，与除了双击操作的一般的焊接电源的动作相同。

[实施方式2]

有关实施方式2的焊接电源的框图，与上述的图2相同。但是，控制电路SC的动作变为下述图4的流程处理。图4是表示有关实施方式2的焊接条件选择控制方法的流程图。该图与上述的图1对应，将图1的步骤ST3置换为该图的步骤ST31，其他步骤相同。以下，对由该虚线所示的步骤ST31进行说明。

在步骤ST31中，焊枪开关接通规定时间T2以上时，多个焊接条件依次以规定间隔T2切换，选择焊枪开关断开时的焊接条件。

图5是用于说明步骤ST31的动作的与上述的图3对应的时序图。图(A)表示焊枪开关信号Ts的时间变化，图(B)表示起动信号On的时间变化，图(C)表示焊接电流设定信号Ir的时间变化，图(D)表示焊接电压设定信号Vr的时间变化。时刻t7以后的动作，与图3相同。

(1)时刻t2～t8的焊接条件选择模式期间

在时刻t1中，如图(A)所示，焊枪开关被双击操作时，在时刻t2判断双击操作并且焊接电源转移到焊接条件选择模式。在时刻t3～t6期间，如图(A)所示，焊枪开关继续接通时，在每个规定间隔T2焊接条件依次切换。即焊接条件，在时刻t4切换为1→2，在时刻t5切换为2→3。其结果，如图(A)所示，在时刻t6，焊枪开关断开时，选择焊接条件3。

通过上述动作，如图(C)所示，焊接电流设定信号Ir，切换为I1→I2→I3。同样，如图(D)所示，焊接电压设定信号Vr切换为V1→V2→V3。用于判断双击操作的规定时间T和上述的规定间隔T2，在0.3～2秒左右的范围内可为同一值也可为不同的值。

[实施方式3]

图6是用于实施有关本发明的实施方式3的焊接条件选择控制方法的焊接电源PS的框图。在该图中对与上述的图2相同的模块付与相同的符号并省略其说明。以下，对与图2不同的虚线所示的模块进行说明。

接触判断电路SD，在焊接停止中，判断焊枪4的前端导电部与母材2是否接触，输出接触时为高电平、不接触时为低电平的接触判断信号Sd。该接触判断电路SD的详细内容如图7所示。上述的焊枪前端导出部是指焊丝、钨等的熔化/非熔化电极或对电极的供电部件(供电芯体/夹持体)。焊接操作者根据上述的接触判断信号Sd判断已进行使焊枪前端导电部与母材2接触的操作(以下称作接触操作)。

第二控制电路SC2，在图11中具有预先存储上述的多个焊接条件的存储部MM，基于焊接停止中的接触判断信号Sd选择焊接条件，输出与所选择的焊接条件对应的焊接电流设定信号Ir及焊接电压设定信号Vr。进而，该第二控制电路SC2，输入与焊接操作者的焊枪开关TS的操作对应的焊枪开关信号Ts，输出起动信号On。由此，来自焊接电源PS的输出开始，进行焊接。将在图8中对基于上述的接触判断信号Sd的焊接条件选择处理的详细情况进行说明。

图7是上述的接触判断电路SD的详细框图的一例。a端子与焊接电源的+端子(焊枪前端导电部侧)连接，b端子与焊接电源的-端子(母材)连接。判断电源E输出15V左右的电压。电阻器R的值为1KΩ左右。二极管D是在焊接中用于阻止施加在a端子上的焊接电压的耐压数百V的二极管。电压比较电路CP，输出在电阻器R上部的电压值接近0V时为高电平、接近15V时为低电平的接触判断信号Sd。如果焊枪前端导电部与母材已接触，则a端子与b端子处于短路状态，电阻器R上部的电压值大致为0。另一方面，焊枪前端导电部与母材处于非接触状态(开放状态)时，a端子与b端子处于开放状态，电阻器R上部的电压值大致为15V。

上述虽然例示了使用判断电源E的情况，但也可为以下的接触判断机构。在上述的图6中，在焊接停止中，从电源主电路PM输出15V左右的电压，焊枪前端导电部与母材接触时，限制通电的电流值为1A左右以下。由此，焊接电源的输出端子间电压在接触时大致为0，在开放时大致为15V。从而，能够通过该输出端子间电压的值进行接触判断。使接触时的通电电流为1A以下，是用于防止接触/开放时产生电弧。

图8是表示图6中上述的焊接条件选择控制方法的时序图。该图(A)表示焊枪开关信号Ts的时间变化，图(B)表示起动信号On的时间变化，图(C)表示接触判断信号Sd的时间变化，图(D)表示焊接电流设定信号Ir的时间变化，图(E)表示焊接电压设定信号Vr的时间变化。在该图中，时刻t5以前的期间为焊接停止期间，时刻t5～t6的期间为焊接期间，进行焊接。以下，操作该图进行说明。

焊接停止中的时刻t1～t2的期间中，焊接操作者使焊枪前端导电部与母材接触时，如图(C)所示，接触判断信号Sd变为高电平。与此对应，图11中所述的焊接条件从第一切换到第二个，如图(D)所示，焊接电流设定信号Ir切换为I1→I2，如图(E)所示，焊接电压设定信号Vr切换为V1→V2。在时刻t3～t4期间，焊接操作者再次使焊枪前端导电部与母材接触时，如图(C)所示，接触判断信号Sd变为高电平。与此对应，焊接条件从第二切换为第三，如图(D)所示，焊接电流设定信号Ir切换为I2→I3，如图(E)所示，焊接电压设定信号Vr切换为V2→V3。由此，在每次焊枪前端导电部与母材接触时，焊接条件依次切换为1→2→3→4→1→2，可选择期望的焊接条件。

在时刻t5～t6期间，由焊接操作者接通焊枪开关时，如图(A)所示，焊枪开关信号Ts变为高电平，如图(B)所示，起动信号On变为高电平。与此对应，从焊接电源输出焊接电压及焊接电流进行焊接。

在上述内容中，根据焊枪前端导电部与母材的接触时间，也可顺序或逆序地切换焊接条件。即接触时间未达到规定时间时，焊接条件顺序(1→2→3)切换，在规定时间以上时，焊接条件逆序(3→2→1)切换。此外，如果维持较长时间的接触状态，则焊接条件也可在规定时间间隔自动地切换。还有，在焊接停止中，在将焊枪开关双击操作时，转移到焊接条件选择模式，通过接触操作进行的焊接条件的切换，再次通过双击操作自焊接条件选择模式推出，禁止通过接触操作进行焊接条件的选择。也可用单击操作代替该双击操作。

[实施方式4]

图9是用于实施有关本发明的实施方式4的焊接条件选择控制方法的焊接电源PS的框图。在图中，对与上述图6相同的模块付与相同的符号，并省略其说明。以下，对与图6不同的虚线表示的模块进行说明。

第三控制电路SC3，具有预先存储图11中所述的多个焊接条件的存储部MM，输出与所选择的焊接条件对应的焊接电流设定信号Ir及焊接电压设定信号Vr，并且基于焊枪开关TS的操作生成的焊枪开关信号Ts，输出起动信号On。增减电路UD，基于接触判断信号Sd对上述焊接电压设定信号Vr的值进行增减并进行微调整，输出焊接电压控制设定信号Vcr。即在焊接停止中，焊枪前端导电部与母材之间的接触时间(接触判断信号Sd的高电平期间的长度)未达到规定时间时，使焊接电压设定信号Vr的值只增加预先规定的增加值，接触时间在规定时间以上时，使焊接电压设定信号Vr的值只减少预先规定的减少值。在上述中，也可使焊接电流设定信号Ir增减。此外，也可使除此之外的参数增减。

图10是表示图9中所述的焊接电源的焊接条件选择控制方法的时序图。图(A)表示焊枪开关信号Ts的时间变化，图(B)表示起动信号On的时间变化，图(C)表示接触判断信号Sd的时间变化，图(D)表示焊接电流设定信号Ir的时间变化，图(E)表示焊接电压控制设定信号Vr的时间变化。在该图中，时刻t7以前的期间为焊接停止期间，时刻t7～t8期间为焊接期间，进行焊接。以下，参照该图进行说明。

在焊接停止中的时刻t1以前的期间中，选择图11中所述的焊接条件1的第一个时，如图(D)所示，焊接电流设定信号Ir＝I1，如图(E)所示，焊接电压控制设定信号Vcr＝V1。时刻t1～t2的期间中，焊接操作者使焊枪前端导电部与母材接触时，如图(C)所示，接触判断信号Sd变为高电平。由于该接触时间未达到规定时间，因此如图(E)所示，焊接电压控制设定信号Vcr＝V1+Δu。在此，Δu是预先规定的增加值。同样，在时刻t3～t4的期间中，焊接操作者使焊枪前端导电部与母材接触时，如图(C)所示，接触判断信号Sd为高电平。由于该接触时间未达到规定时间，因此如图(E)所示，焊接电压控制设定信号Vcr＝V1+Δu+Δu。

还有，在时刻t5～t6的期间中，焊接操作者使焊枪前端导电部与母材接触时，如图(C)所示，接触判断信号Sd变为高电平。由于该接触时间为规定时间以上，因此如图(E)所示，焊接电压控制设定信号Vcr＝V1+Δu+Δu-Δd。在此，Δd是预先规定的减少值。通过上述的接触操作，能够使焊接电压控制设定信号Vcr的值增减并进行微调整。

在时刻t7～t8的期间中，通过焊接操作者操作焊枪开关，如图(A)所示，焊枪开关信号Ts变为高电平，如图(B)所示，起动信号On变为高电平。与此对应，焊接电源输出通过焊接电流设定信号Ir＝I1及焊接电压控制设定信号Vcr＝V1+Δu+Δu-Δd设定的焊接电流及焊接电压，进行焊接。

在上述的实施方式中，虽然例示了熔化电极电弧焊接的情况，但非熔化电极电弧焊接的情况也相同。

Claims (5)

1、一种焊接条件选择控制方法，从预先存储于焊接电源的多个焊接条件之中选择一个进行焊接，

双击操作设置在焊枪中的焊枪开关时，将焊接电源转移到焊接条件选择模式，在该焊接条件选择模式中通过焊枪开关的操作从所述多个焊接条件之中选择一个，

在所述焊接条件选择模式中焊枪开关被双击操作时，将焊接电源转移到焊接模式，通过焊枪开关的操作在所述已选择的焊接条件下进行焊接。

2、根据权利要求1所述的焊接条件选择控制方法，其特征在于，

所述焊接条件选择模式中，在每次单击焊枪开关时，从所述多个焊接条件中依次选择一个。

3、根据权利要求1所述的焊接条件选择控制方法，其特征在于，

所述焊接条件选择模式中，在焊枪开关接通规定时间以上时，所述多个焊接条件依次以规定间隔切换，选择焊枪开关断开时的焊接条件。

4、一种焊接条件选择控制方法，从预先存储于焊接电源的多个焊接条件之中选择一个进行焊接，

焊接停止中，通过接触判断机构判断由于焊枪前端导电部的接触操作焊枪前端导电部与母材已接触并输出接触判断信号，基于该接触判断信号从所述多个焊接条件之中选择一个。

5、一种焊接条件选择控制方法，设定构成焊接条件的参数值进行焊接，

焊接停止中，通过接触判断机构判断由于焊枪前端导电部的接触操作焊枪前端导电部与母材已接触并输出接触判断信号，基于该接触判断信号增减所述参数的设定值而进行微调整。

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