CN103878465B - 用于电弧焊的电源装置及其控制方法和电弧焊系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于电弧焊的电源装置及其控制方法和电弧焊系统。根据实施方式的用于电弧焊的电源装置包括受约束的短路开放单元和再执行单元。受约束的短路开放单元在短路状态中消耗电极与工件之间的焊接电流上升时焊接电压的变化量变为预定阈值以上的情况下在预定期间中降低焊接电流以执行用于开放短路状态的受约束的短路开放处理。再执行单元使得受约束的短路开放单元在执行了受约束的短路开放处理之后再次执行受约束的短路开放处理。

Description

用于电弧焊的电源装置及其控制方法和电弧焊系统

技术领域

本发明涉及一种用于电弧焊的电源装置、电弧焊系统和用于电弧焊的电源装置的控制方法。

背景技术

已知在消耗电极与盘料（工件）之间产生电弧以对盘料执行焊接的传统电弧焊系统。就在基于焊接电压的变化量确定的短路开放的时间之前，电弧焊系统临时地降低以预定速率上升的焊接电流并且以适度地热切割在消耗电极的前端处形成的溶滴的受约束部分。

在通过使用用于电弧焊的电源装置和焊接机器人同时焊接一个工件的电弧焊系统中，已知下述情况：由于用于电弧焊的其它电源装置的开关操作使得在用于电弧焊的一个电源装置的焊接电压上叠加有噪声。

如上所述，当在焊接电压上叠加有噪声时，焊接电压的变化量与在溶滴上产生受约束部分的情况类似地增大。为此，考虑下述情况：传统的电弧焊系统将噪声错误地检测为溶滴的受约束部分以执行上述适度热切割处理，并且然后，当在溶滴中实际产生受约束部分时，没有执行适度热切割处理，从而产生使溶滴飞散的飞散物。

已知在一定时间段内抑制溶滴的受约束部分的检测以便于防止检测到噪声的方法。

在例如日本特开专利公开No.2007-245239中公开了已知的传统技术。根据电弧焊系统，在其中没有检测到约束部分的抑制时段内没有检测叠加在焊接电压上的噪声。

在日本特开专利公开No.2007-245239中公开的电弧焊系统中，能够仅在预定时间段内防止噪声的检测，并且因此，当噪声在不同时间叠加在焊接电压上时，可以检测到噪声。为此，日本特开专利公开No.2007-245239中公开的电弧焊系统不足以用作用于抑制飞散物的生成的系统。

鉴于上述问题做出本发明，并且本发明的目的在于提供一种用于电弧焊的电源装置、电弧焊系统和用于电弧焊的电源装置的控制方法，其能够用于甚至在存在噪声的情况下抑制飞散物的产生。

发明内容

根据实施方式的方面的用于电弧焊的电源装置包括受约束的短路开放单元和再执行单元，并且在消耗电极与工件之间的短路状态和在消耗电极与工件之间存在电弧的电弧状态之间反复变化的同时对工件执行焊接。在短路状态中消耗电极与工件之间的焊接电流上升时焊接电压的变化量变为预定阈值以上的情况下，受约束的短路开放单元在预定期间降低焊接电流以执行受约束的短路开放处理以开放短路状态。再执行单元使得受约束的短路开放单元在执行了受约束的短路开放处理之后再次执行受约束的短路开放处理。

根据实施方式的方法，能够提供一种用于电弧焊的电源装置，其能够甚至在存在噪声的情况下也抑制飞散物的产生。

附图说明

当接合附图考虑时，通过参考下面的详细描述，将容易地获得本发明的更完整理解及更多优点，在附图中：

图1是解释根据实施方式的电弧焊系统的图；

图2是示出根据实施方式的电弧焊系统的构造的框图；

图3是根据实施方式的电弧焊系统的一部分的外部示意图；

图4是示出根据实施方式的用于电弧焊的电源装置的构造的框图；

图5和图6是示出由根据实施方式的用于电弧焊的电源装置执行的受约束短路开放处理的示例的时序图；以及

图7是示出由根据实施方式的用于电弧焊的电源装置执行的受约束短路开放处理的示例的流程图。

具体实施方式

下面，将参考附图详细描述根据本公开的实施方式的用于电弧焊的电源装置、电弧焊系统和用于电弧焊的电源装置的控制方法。另外，下面公开的实施方式不意在限制本发明。首先，将参考图1简要描述根据实施方式的电弧焊系统。

图1是解释根据实施方式的电弧焊系统的图。这里，将描述在时间α检测到噪声之后在时间β检测到溶滴的受约束部分的情况。

图1的上部示意性地示出了根据实施方式的电弧焊系统中的焊接电流I随着时间t的流逝的变化。图1的下部示意性地示出了时间α和β时的包括消耗电极CE的端部和工件W的溶滴的外观。在图1中，示意性地示出了时间的流逝和焊接电流的变化作为示例，并且不必对应于测量值。

根据实施方式的电弧焊系统通过在消耗电极CE和形成在工件W上的熔池MP之间存在电弧的电弧状态下使用电弧热来熔融消耗电极CE的下端。然后，消耗电极CE的下端接近或接触熔池MP并且因此，消耗电极CE和熔池MP电连接。以该方式，根据实施方式的电弧焊系统从电弧状态改变为短路状态。在根据实施方式的电弧焊系统中，通过例如焊接电压是否变为不超过预定阈值来确定从电弧状态到短路状态的改变。

根据实施方式的电弧焊系统在其状态改变到短路状态之后在时段A（参见图1）中执行受约束短路开放处理。这里，“受约束的短路开放处理”表示下述处理，用于停止以预定速率升高的焊接电流I的升高以使其临时降低并且适度地热切割形成在消耗电极CE的前端上的溶滴的受约束部分N。

换言之，根据实施方式的电弧焊系统在从图1中所示的时间t1开始以预定速率升高焊接电流I的同时以预定时间间隔监视焊接电压。然后，根据实施方式的电弧焊系统在时间α（这时，焊接电压的变化量变为不小于预定阈值）停止焊接电流I的升高，并且立即临时降低焊接电流I。

如上所述，根据实施方式的电弧焊系统在图1中所示的时段A中执行用于在时间α处检测叠加在焊接电压上的噪声以临时降低焊接电流I的受约束的短路开放处理。然而，消耗电极CE和工件W上的熔池MP被电连接的短路状态仍然继续。

根据实施方式的电弧焊系统在时段A中执行了受约束的短路开放处理之后在时段B（参见图1）中再次执行受约束的短路开放处理。换言之，根据实施方式的电弧焊系统从时间α至时间t2临时降低焊接电流，但是在从时间t2开始以预定速率升高焊接电流的同时以预定时间间隔监视焊接电压。然后，在焊接电压的变化量变为不小于预定阈值的时间β停止升高焊接电流I，并且立即临时降低焊接电流I。

上述在时段B中执行的受约束的短路开放处理与在时段A中执行的受约束的短路开放处理类似。换言之，根据实施方式的电弧焊系统在短路状态中再次执行受约束的短路开放处理。

根据实施方式的电弧焊系统在时段B中执行了受约束的短路开放处理之后在时段C（参见图1）中执行用于升高焊接电流的处理。然后，当焊接电压超过预定阈值时，根据实施方式的电弧焊系统从短路状态改变到电弧状态并且终止一系列短路开放处理。

传统的电弧焊系统在图1中所示的时段A中执行受约束的短路开放处理，并且然后在其中焊接电流再次无条件地升高的时段C中执行短路开放处理而没有对于焊接电压的变化量提供约束。因此，当在受约束的短路开放处理中在时段A中检测到噪声而不是溶滴的受约束部分N时，由于焊接电流在短路的开放时进一步升高，因此，在传统的电弧焊系统中产生了由飞散物引起的问题。

相反地，已经解释了根据实施方式的电弧焊系统在执行受约束的短路开放处理的时段A与执行短路开放处理的时段C之间提供了其中执行与时段A的处理相同的受约束的短路开放处理的时段B，并且因此再次执行受约束的短路开放处理。当在执行了时段A中的受约束的短路开放处理之后再次执行时段B中的受约束的短路开放处理时，根据实施方式的电弧焊系统能够甚至在时段Ａ中检测到噪声之后在时段B中检测到在消耗电极CE与熔池MP之间的溶滴上形成的受约束部分Ｎ。为此，能够抑制开路的开放时的分散物的产生。

在根据实施方式的电弧焊系统中，在时段A与时段C之间再次执行受约束的短路开放处理的再执行次数可以被设置为1（如图1中所示），或者可以通过使用二或更大作为上限而设置为二或更大。此外，可以以下述方式不受限制地设置再执行次数，即重复地再执行受约束的短路开放处理直到其状态从短路状态变为电弧状态。当其状态在执行受约束的短路开放处理期间变为电弧状态时，可以省略时段C中的短路开放处理。

接下来，将参考图2至图4描述根据实施方式的用于电弧焊的电源装置（下面，称为“电源装置”）的构造和根据实施方式的包括该电源装置的电弧焊系统。图2是示出根据实施方式的电弧焊系统1的构造的框图。图3是根据实施方式的电弧焊系统1的一部分的外部示意图。图4是示出根据实施方式的电弧焊系统1的电源装置详细框图。

如图2中所示，根据实施方式的电弧焊系统1包括焊接机器人10、10A和10B以及电弧焊装置50、50A和50B。电弧焊装置50、50A和50B通过分别激活焊接机器人10、10A和10B对定位器F上的同一工件W同时执行焊接。定位器P包括一个或多个致动器，其改变工件W的位置和姿势使得焊接机器人10、10A和10B容易地对工件W进行焊接。

在根据实施方式的电弧焊系统1中，将电弧焊装置50、50A和50B连接到定位器P的电源线（下面称为“线缆”）48、48A和48B中靠近定位器P的线的部分被封装为一个电源线缆。

当线缆48、48A和48B被封装为一个线缆时，这有助于防止例如线的断裂、节省空间等等。另一方面，这使得容易将由其它电弧焊装置50、50A和50B的开关操作引起的噪声彼此叠加。然而，由于根据实施方式的电弧焊系统1具有再执行受约束的短路开放处理的构造，因此，甚至当存在来自电弧焊装置50、50A和50B的噪声时也能够抑制飞散物的产生。

图2中所示的焊接机器人10A和10B以及电弧焊装置50A和50B具有与焊接机器人10和电弧焊装置50相同的构造。因此，当在下面对根据实施方式的电弧焊系统1进行说明时，省略对于焊接机器人10A和10B以及电弧焊装置50A和50B的说明。在图3中没有示出图2中所示的电弧焊系统1中的焊接机器人10A和10B以及电弧焊装置50A和50B。

接下来，将描述根据实施方式的电弧焊系统1的电弧焊装置50。如图3中所示，电弧焊装置50包括焊接控制装置20和电源装置30。焊接控制装置20控制焊接机器人10和定位器P以对定位器P上的工件W进行电弧焊。

首先，将描述焊接机器人10的构造。如图3中所示，焊接机器人10被经由基部11固定到床面。焊接机器人10具有多个机器人臂12。每个机器人臂12经由关节13连接到另一机器人臂12。

在经由关节13互连的机器人臂12中，最靠近基部11的机器人臂12的下端被固定到基部11并且焊接器15附接到离基部11最远的机器人臂12的前端。各关节13由诸如伺服电动机的致动器驱动，并且因此能够对焊接器15的位置和姿势进行各种改变。

发送单元14位于机器人臂12的预定位置处。发送单元14经由火炬线缆17将存储在焊条罐18中的焊条18a发送到焊接器15。火炬线缆17包含导管线缆17a。作为消耗电极CE的焊条18a被通过导管线缆17a发送到焊接器15。

发送单元14经由火炬线缆17将从气瓶19提供的保护气提供到焊接器15。火炬线缆17进一步包含气体供应管17b。从气瓶19提供的保护气被通过气体供应管提供到焊接器15。

发送单元14设置有发送速度检测器，其检测焊条18a对于焊接器15的发送速度。由发送速度检测器检测到的焊条18a的发送速度信息被输出到电源装置30。焊接控制装置20还经由电源装置30控制经由发送单元14进行的焊条18a的供应速度。

焊接器15包括焊炬15a和导电嘴15b。焊炬15a具有中空结构以便于火炬线缆17插入到其中。导电嘴15b附着到焊炬15a的前端。

焊条18a被经由导电嘴15b的通孔从导电嘴15b的前端送出。此外，导电嘴15b连接到线缆49。用于电弧焊的焊接电力被从电源装置30经由线缆49提供到导电嘴15b。

保护气被从气体供应管17b的前端的开口提供到焊炬15a中。所提供的保护气被从焊炬15a的前端排出以针对大气保护从焊条18a的前端产生的电弧。

接下来，将描述操作装置60的构造。操作装置60例如用于操作员对电弧焊的工作内容进行编程的情况和操作员监视电弧焊的状态的情况。操作装置将焊接设置信息经由通信网络23发送给焊接控制装置20。诸如有线局域网（LAN）和无线LAN的一般网络能够用作通信网络23。此外，焊接控制装置20可以基于来自操作装置60的信息生成焊接设置信息而无需将焊接设置信息从操作装置60发送到焊接控制装置20。

接下来，将描述焊接控制装置20的构造。如图3中所示，焊接控制装置20基于借助于通信网络23从操作装置60要求的焊接设置信息经由控制线缆46和47控制焊接机器人10和电源装置30，从而对工件W执行电弧焊。焊接设置信息包括机器人控制信息和电源控制信息。

更具体地，焊接控制装置20根据焊接设置信息的机器人控制信息控制焊接机器人10，并且改变附接到机器人臂12的前端的焊接器15的位置和姿势。机器人控制信息包括用于焊接的调度线路信息、焊接速度信息、定位器P的操作信息、焊条18a的发送速度信息等等。

用于焊接的调度线路信息是指示焊接器15的轨道的信息。换言之，用于焊接的调度线路信息是指示相对于工件W的焊接器15的位置的改变和焊接器15的姿势的改变。用于焊接的调度线路信息被以焊接器15的移动位置的坐标信息和姿势信息的形式输出到焊接机器人10。焊接速度信息是指示焊接器15的电弧焊速度（焊接器15在每单位时间内的行进距离）的信息。焊接速度信息被以焊接速度指令值的形式输出到焊接机器人10。

焊接控制装置20根据焊接设置信息的机器人控制信息控制电源装置30，从而从发送单元14提供焊条18a并且还根据电源控制信息将焊接电力从电源装置30提供到焊接器15以使得焊接器15执行电弧焊。电源控制信息包括焊接电压指令值、焊接电流指令值、焊接开始指令、焊接停止指令等等。

如上所述，焊接控制装置20控制电源装置30同时改变焊接器15的位置和姿势，并且将焊条18a从发送单元14提供到焊接器15，并且还将焊接电力从电源装置30提供到导电嘴15b。结果，根据实施方式的电弧焊系统1从焊条18a的前端产生电弧以对工件W进行焊接。

接下来，将描述电源装置30的构造。电源装置30经由线缆49将焊接电力提供到焊接器15，从而使得焊接电流在导电嘴15b与连接到线缆48的定位器P之间流动并且从焊条18a的前端产生电弧。如图4中所示，电源装置30包括电流检测器31、电压检测器32、存储单元33、受约束的短路开放单元34、再执行单元37、电源控制单元38和电源单元39。

如图4中所示，电流检测器31基于流入连接到其上布置有工件W的定位器P的线缆48的电流检测焊接电流。由电流检测器31检测到的焊接电流信息被经由控制线缆47输出到焊接控制装置20。

另一方面，电压检测器32基于线缆48与线缆49之间的电压检测焊接电压。由电压检测器32检测到的焊接电压信息被输出到状态确定单元35。

接下来，将描述存储单元33的构造。存储单元33由诸如非易失性存储器和硬盘驱动器的存储装置构成。存储单元33可以包括暂时地在其中存储数据的易失性存储器。例如，诸如电压参数Vp、电流变化量参数ΔIp和电压变化量参数ΔVp（将在下面进行描述）存储在存储单元33中。

接下来，将描述受约束的短路开放单元34的构造。如图4中所示，受约束的短路开放单元34包括状态确定单元35和计算单元36。状态确定单元35比较来自电压检测器32的焊接电压与之前存储在存储单元33中的电压参数Vp以确定包括电源装置30的电弧焊装置50处于短路状态还是电弧状态。

更具体地，当来自电压检测器32的焊接电压高于电压参数Vp时，例如，状态确定单元35确定根据实施方式的包括电源装置30的电弧焊装置50处于电弧状态。另一方面，当来自电压检测器32的焊接电压不大于电压参数Vp时，状态确定单元35确定根据实施方式的包括电源装置30的电弧焊装置50处于短路状态。

这里，电压参数Vp是作为用于确定根据实施方式的包括电源装置30的电弧焊装置50处于电弧状态还是短路状态的标准的阈值。电压参数Vp是根据例如根据实施方式的包括电源装置30的电弧焊装置50的构造和焊接条件预先设置的。此外，存储在存储单元33中的电压参数Vp不限于一个。因此，电压参数的数目可以为两个或更多。

当设置了电压参数Vp时，状态确定单元35可以在确定其状态从短路状态变为电弧状态的情况和确定其状态从电弧状态变为短路状态的情况下基于不同的阈值执行状态确定。通过采用这种构造，例如，即使根据实施方式的包括电源装置30的电弧焊装置50的焊接电压在电弧状态与短路状态之间较大地波动的情况下，也能够快速地执行状态确定。为此，电源控制单元38能够在没有延迟的情况下改变电源单元39的控制模式。

当状态确定单元35确定根据实施方式的包括电源装置30的电弧焊装置50处于短路状态时，受约束的短路开放单元34使得电源控制单元38执行受约束的短路开放处理。更具体地，当状态确定单元35确定处于短路状态时，受约束的短路开放单元34向电源控制单元38输出用于基于之前存储在存储单元33中的电流变化量参数ΔIp升高焊接电流的焊接电流指令。

这里，电流变化量参数ΔIp是用于使得受约束的短路开放单元34指示电源控制单元38升高焊接电流的速率以执行受约束的短路开放处理的基准值。电流变化量参数ΔIp是例如根据根据实施方式的包括电源装置30的电弧焊装置50的构造和焊接条件而预先设置的。

另一方面，计算单元36基于来自电压检测器32的焊接电压计算焊接电压的变化量。例如，计算单元36可以计算焊接电压在每单位时间的变化量dv/dt作为焊接电压的变化量，或者可以计算每个预定间隔的由电压检测器32检测到的焊接电压的差作为焊接电压的变化量。

然后，受约束的短路开放单元34比较由计算单元36计算的焊接电压的变化量与之前存储在存储单元33中的电压变化量参数ΔVp。然后，当焊接电压的变化量变为不小于电压变化量参数ΔVp时，受约束的短路开放单元34将约束指令输出到电源控制单元38以暂时地降低焊接电流。

这里，电压变化量参数ΔVp是作为用于将用于暂时地降低以预定速率升高的焊接电流的约束指令从受约束的短路开放单元34输出到电源控制单元38的基准的阈值。电压变化量参数ΔVp是根据根据实施方式的包括电源装置30的电弧焊装置50的构造和焊接条件预先设置的。

再执行单元37基于状态确定单元35的状态确定将再执行指令输出到受约束的短路开放单元34。更具体地，当状态确定单元35在基于从受约束的短路开放单元34输出到电源控制单元38的约束指令和焊接电流指令执行了一系列受约束的短路开放处理之后再次确定处于短路状态时，再执行单元37将再执行指令输出到受约束的短路开放单元34。受约束的短路开放单元34接收到该再执行指令，并且然后使得电源控制单元38再次执行受约束的短路开放处理直到再执行次数达到存储在存储单元33中的再执行次数的上限或者直到根据实施方式的包括电源装置30的电弧焊装置50从短路状态变为电弧状态。

电源控制单元38根据来自焊接控制装置20的请求控制电源单元39。例如，在从焊接控制装置20接收到焊接开始指令时，电源控制单元38控制电源单元39以执行从电源单元39到焊接器15的电力供应。此外，在从焊接控制装置20接收到焊接停止指令时，电源控制单元38控制电源单元39以停止从电源单元39到焊接器15的电力供应。

当从受约束的短路开放单元34接收到焊接电流指令时，电源控制单元38控制电源单元39从而基于电流变化量参数ΔIp以预定变化量升高焊接电流。此外，在从受约束的短路开放单元34接收到约束指令时，电源控制单元38例如根据电源单元39的开关操作暂时地阻断从电源单元39到焊接器15的电力供应，并且暂时地降低焊接电流。

然后，电源单元39基于来自电源控制单元38的指令借助于电力线缆49将焊接电力提供给焊接器15。

接下来，将参考图5和图6描述由包括受约束的短路开放单元34和再执行单元37的电源装置30执行的受约束的短路开放处理的具体示例。图5和图6是示出由根据实施方式的电源装置30执行的受约束的短路开放处理的示例的时序图。在图5和图6中，其上部示出了相对于时间t的由电流检测器31检测到的焊接电流I，并且其下部示出了相对于时间t的由计算单元36计算出的焊接电压的每单位时间的变化量dV/dt。

在图5中，示出了在时间α1检测到噪声并且在时间β1检测到溶滴的受约束部分N的情况。在图6中，示出了在时间α2检测到噪声并且在时间β2检测到溶滴的受约束部分N的情况。在图5和图6中，示意性地示出了时间的流逝和焊接电流的变化作为示例，但是因此不必对应于测量值。

首先，将参考图5描述由根据实施方式的电源装置30执行的受约束的短路开放处理的示例。在其中状态确定单元35确定处于短路状态的电弧焊装置50的电源装置30中，焊接电流指令被从受约束的短路开放单元34输出到电源控制单元38。如图5中所示，焊接电流I基于电流变化量参数ΔIp以预定变化量在时段A1中升高。

另一方面，计算单元36计算在预定时间由电压检测器32检测到的焊接电压的每单位时间的变化量dV/dt。然后，受约束的短路开放单元34在dV/dt变为不小于基于存储在存储单元33中的电压变化量参数ΔVp的第一阈值Th1的时间α1将约束指令输出到电源控制单元38，并且暂时地降低焊接电流I。

如上所述，在时间α1没有检测到溶滴的受约束部分N但是检测到噪声，并且根据实施方式的包括电源装置30的电弧焊装置50甚至在时段A1已经过去之后仍然处于短路状态。因此，再执行单元37将再执行指令输出到受约束的短路开放单元34。

受约束的短路开放单元34从再执行单元37接收再执行指令，并且然后将焊接电流指令输出到电源控制单元38并且以基于时段B1中的电流变化量参数ΔIp的与时段A相同的变化量升高焊接电流I。此外，为了澄清时段A1与时段B1之间的焊接电流I的变化量的差，图5的上部利用虚线示出了时段A1中的焊接电流I的变化量（斜度）。

另一方面，受约束的短路开放单元34在由计算单元36计算的dV/dt变为不小于基于存储在存储单元33中的电压变化量参数ΔVp的第二阈值Th2的时间β1将约束指令输出到电源控制单元38，并且暂时地降低焊接电流I。结果，终止了基于来自再执行单元37的再执行指令的一系列受约束的短路开放处理。

如上所述，基于电压变化量参数ΔVp设置的与dV/dt进行比较的阈值可以在每次根据来自再执行单元37的输出再次执行受约束的短路开放处理时发生改变。这时，当将电压变化量参数ΔVp设置为使得每次再次执行受约束的短路开放处理阈值顺序地升高（例如，在图5的示例中，Th1＜Th2）时，例如，利用再次执行受约束的短路开放处理使得检测到受约束部分N而不是噪声的几率增大。因此，根据本实施方式的电源装置30能够减少再次执行受约束的短路开放处理的再执行次数并且因此能够抑制变为电弧状态的电弧焊装置50的变化延迟。

接下来，将参考图6描述由根据实施方式的电源装置30执行的受约束的短路开放处理的另一示例。在其中状态确定单元35确定处于短路状态的电弧焊装置50的电源装置30中，焊接电流指令被从受约束的短路开放单元34输出到电源控制单元38。如图6中所示，焊接电流I以基于电流变化量参数ΔIp的变化量（斜度）ΔIpA在时段A2中升高。

另一方面，受约束的短路开放单元34在由计算单元36计算的dV/dt变为不小于基于存储在存储单元33中的电压变化量参数ΔVp的阈值Th3的时间α2将约束指令输出到电源控制单元38，并且暂时地降低焊接电流I。

如上所述，由于在时间α2检测到噪声而不是溶滴的受约束部分N并且根据实施方式的包括电源装置30的电弧焊装置50仍然处于短路状态，因此，再执行单元37将再执行指令输出到受约束的短路开放单元34。

受约束的短路开放单元34从再执行单元37接收再执行指令，并且控制电源控制单元38从而在时段B2中以基于电流变化量参数ΔIp的变化量ΔIpB升高焊接电流I。然后，受约束的短路开放单元34在dV/dt变为不小于基于电压变化量参数ΔVp的阈值Th3的时间β2将约束指令输出到电源控制单元38，并且暂时地降低焊接电流I。结果，终止基于来自再执行单元37的再执行指令的一系列的再执行短路开放处理。

为了澄清时段A2与时段B2之间的焊接电流I的变化量的差，图6的上部利用虚线示出了时段A2中的焊接电流I的变化量（倾斜）ΔIpA（与图5的上部类似）。在图6中所示的电源装置30中，电流变化量参数ΔIp被设置为使得时段B2中的焊接电流I的变化量ΔIpB高于时段A2中的焊接电流I的变化量ΔIpA，也就是说，ΔIpA<ΔIpB。

如上所述，当每次再次执行受约束的短路开放处理时增大升高焊接电流I的速率时，根据实施方式的电源装置30能够快速地升高根据来自受约束的短路开放单元34的约束指令由电源控制单元38暂时降低的焊接电流I。通过采用该构造，能够抑制伴随着焊条18a的温度降低的到电弧状态的改变延迟。

在图5和图6中，已经描述了根据实施方式的电源装置30在每次再次执行受约束的短路开放处理时改变用于输出约束指令的阈值与用于升高焊接电流I的速率中的一个。然而，实施方式可以具有同时改变这两者的构造。

接下来，将参考图7详细描述由根据实施方式的电源装置30执行的受约束的短路开放处理。图7是示出由根据实施方式的电源装置30执行的受约束的短路开放处理的过程的流程图。

如图7中所示，状态确定单元35比较由电压检测器32检测到的焊接电压与存储在存储单元33中的电压参数Vp并且确定根据实施方式的包括电源装置30的电弧焊装置50是否处于短路状态（步骤S101）。然后，当确定根据实施方式的包括电源装置30的电弧焊装置50没有处于短路状态（步骤S101：否）时，根据实施方式的电源装置30终止受约束的短路开放处理。

另一方面，当状态确定单元35确定根据实施方式的包括电源装置30的电弧焊装置50处于短路状态（步骤S101：是）时，受约束的短路开放单元34将焊接电流指令输出到电源控制单元38并且以基于电流变化量参数ΔIp的预定变化量升高焊接电流I（步骤S102）。

另一方面，受约束的短路开放单元34基于通过比较由计算单元36计算的焊接电压的变化量与基于电压变化量参数ΔVp的阈值Th而获得的结果确定是否输出约束指令（步骤S103）。当计算出的焊接电压的变化量小于基于电压变化量参数ΔVp的阈值Th时，受约束的短路开放单元34不输出约束指令（步骤S103，否），并且电源控制单元38进一步升高焊接电流I。

然后，当所计算出的焊接电压的变化量变为不小于基于电压变化量参数ΔVp的阈值Th并且因此约束指令被从受约束的短路开放单元34输出到电源控制单元38（步骤S103：是）时，电源控制单元38控制电源单元39以暂时地降低焊接电流I（步骤S104）。结果，完成第一受约束的短路开放处理。

然后，当状态确定单元35确定根据实施方式的包括电源装置30的电弧焊装置50没有处于短路状态（步骤S105：否）时，根据实施方式的电源装置30终止受约束的短路开放处理。另一方面，在根据实施方式的包括电源装置30的电弧焊装置50中，当状态确定单元35确定短路状态还在继续（步骤S105：是）时，再执行单元37将用于再次执行受约束的短路开放处理的再执行指令输出到受约束的短路开放单元34（步骤S106）。

接下来，当再执行指令从再执行单元37输出到受约束的短路开放单元34时，确定来自再执行单元37的再执行指令的输出计数是否达到存储单元33中预定的约束计数（步骤S107）。然后，当再执行指令的输出次数没有达到预定约束计数（步骤S107：否）时，受约束的短路开放单元34控制电源控制单元38以再次升高焊接电流I（步骤S102）。

另一方面，当来自再执行单元37的再执行指令的输出计数达到预定约束计数（步骤S107：是）时，根据实施方式的电源装置30终止受约束的短路开放处理。

如上所述，根据实施方式的电源装置30甚至在存在由于例如构成图2中所示的电弧焊装置50A和50B的电源装置中的开关操作产生的噪声的情况下也能够抑制飞散物的产生。

图2中所示的电弧焊系统1能够具有下述构造，其中，如果不需要改变工件W的位置和姿势则不使用定位器P。在该情况下，通过封装线缆48、48A和48B而获得的一端可以连接到工件W而不是定位器P。通过采用这样的构造，为了焊接位于基座而不是定位器P上的工件W，例如，能够使用根据实施方式的电弧焊系统1。

如上所述，电弧焊系统1具有下述构造，其中，电源装置30包括电流检测器31和电压检测器32。然而，电流检测器31和电压检测器32中的一个或两者可以设置在焊接控制装置20中。此外，已经描述了焊接控制装置20和电源装置30是分离的。然而，焊接控制装置20和电源装置30可以彼此成为一体。

如上所述，已经描述了焊接机器人10和焊接控制装置20是分离的。然而，焊接机器人10和焊接控制装置20可以彼此成为一体。此外，焊接机器人10、焊接控制装置20和电源装置30可以彼此成为一体。

在电弧焊系统1中，为电弧焊装置50、50A和50B中的每一个单独地提供焊接控制装置20、电源装置30和操作装置60。然而，这些装置中的一部分或全部可以在电弧焊装置50、50A和50B中共享。

如上所述，电弧焊系统1被构造为通过使用三个电弧焊装置50、50A和50B同时焊接同一工件W。然而，构成电弧焊系统1的电弧焊装置50的数目不限于三个。换言之，电弧焊系统1可以被构造为通过仅使用一个电弧焊装置50或两个或四个或更多电弧焊装置来同时焊接同一工件W。

在电源装置30中，可以通过操作操作装置60输入或改变存储在存储单元33中的诸如电压参数Vp、电压变化量参数ΔVp和电流变化量参数ΔIp的各种设置以及通过再执行单元37的输出执行的受约束的短路开放处理的再执行次数的上限。通过采用这种构造，例如，能够由现场操作员基于由实际机器焊接的结果容易地改变各种设置。此外，可以通过操作焊接控制装置20或电源装置30而不是操作装置60来输入或改变上述各种设置。

Claims (10)

1.一种用于电弧焊的电源装置，所述电弧焊是在消耗电极与工件之间的短路状态与在所述消耗电极与所述工件之间存在电弧的电弧状态之间反复变化的同时对所述工件进行焊接，所述用于电弧焊的电源装置包括：

受约束的短路开放单元，在所述短路状态中所述消耗电极与所述工件之间的焊接电流上升时焊接电压的变化量变为预定阈值以上的情况下，所述受约束的短路开放单元在预定期间中减小所述焊接电流以执行用于开放所述短路状态的受约束的短路开放处理；以及

再执行单元，所述再执行单元使得所述受约束的短路开放单元在执行了所述受约束的短路开放处理之后，再次执行所述受约束的短路开放处理，

其中，在每次再次执行所述受约束的短路开放处理时改变所述阈值。

2.根据权利要求1所述的用于电弧焊的电源装置，所述用于电弧焊的电源装置进一步包括状态确定单元，所述状态确定单元确定当前状态是所述短路状态还是所述电弧状态，其中

所述再执行单元使得所述受约束的短路开放单元在所述状态确定单元确定所述当前状态是所述短路状态时执行所述受约束的短路开放处理。

3.根据权利要求1所述的用于电弧焊的电源装置，其中，每当再次执行了所述受约束的短路开放处理时增大所述阈值。

4.根据权利要求2所述的用于电弧焊的电源装置，其中，每当再次执行了所述受约束的短路开放处理时增大所述阈值。

5.根据权利要求1所述的用于电弧焊的电源装置，其中，每当再次执行了所述受约束的短路开放处理时增大所述短路状态中的所述焊接电流的升高速率。

6.根据权利要求2所述的用于电弧焊的电源装置，其中，每当再次执行了所述受约束的短路开放处理时增大所述短路状态中的所述焊接电流的升高速率。

7.根据权利要求3所述的用于电弧焊的电源装置，其中，每当再次执行了所述受约束的短路开放处理时增大所述短路状态中的所述焊接电流的升高速率。

8.根据权利要求4所述的用于电弧焊的电源装置，其中，每当再次执行了所述受约束的短路开放处理时增大所述短路状态中的所述焊接电流的升高速率。

9.一种电弧焊系统，所述电弧焊系统包括：

多个焊接机器人，所述多个焊接机器人对同一工件执行焊接；以及

多个电源装置，所述多个电源装置分别将焊接电力提供到所述多个焊接机器人，所述多个电源装置中的每一个是根据权利要求1所述的用于电弧焊的电源装置。

10.一种用于电弧焊的电源装置的控制方法，所述电弧焊是在消耗电极与工件之间的短路状态与在所述消耗电极与所述工件之间存在电弧的电弧状态之间反复变化的同时对所述工件进行焊接，所述控制方法包括：

在所述短路状态中所述消耗电极与所述工件之间的焊接电流上升时焊接电压的变化量变为预定阈值以上的情况下，在预定期间中减小所述焊接电流以执行用于开放所述短路状态的受约束的短路开放处理；以及

在执行了所述受约束的短路开放处理之后，再次执行所述受约束的短路开放处理，

其中，在每次再次执行所述受约束的短路开放处理时改变所述阈值。