CN104227179B - 焊接电源的缩颈检测控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种焊接电源的缩颈检测控制方法，通过多个焊接电源对共同的工件分别产生电弧来进行焊接，焊接电源内的至少2台焊接电源使用焊接电压检测信号(Vd1)来检测从短路状态再次产生电弧的前兆现象即熔滴的缩颈(Nd)，若检测到该缩颈，则减少焊接电流(Iw1)来再次产生电弧，其中，上述的焊接电压检测信号(Vd1)包括因相加后的焊接电流(Ig)流动的共同通电路径的电感值而产生的电压值，在短路状态中判别出所述熔滴的电阻值减少的情况(St)时，禁止缩颈的检测(Nd)。由此，无需在焊接电源间互相通知焊接电流的急剧减少时刻，能够防止缩颈的误检测。因此在同时使用多个焊接电源时能够防止缩颈检测控制的误动作。

Description

焊接电源的缩颈检测控制方法

技术领域

本发明涉及焊接电源的缩颈检测控制方法，通过多个焊接电源对共同的工件分别产生电弧来进行焊接，这些焊接电源内的至少2台检测作为从短路状态再次产生电弧的前兆现象的熔滴的缩颈，若检测到该缩颈，则减少向短路负载提供的焊接电流来再次产生电弧。

背景技术

专利文献1的发明中，在焊丝与工件之间反复电弧产生状态和短路状态的熔化电极电弧焊接中，通过焊丝与工件之间的电压值或电阻值的变化到达了缩颈检测基准值的情况来检测从短路状态再次产生电弧的前兆现象、即熔滴的缩颈，若检测到该缩颈，则急剧减少向短路负载提供的焊接电流来进行输出控制(缩颈检测控制)，以使在小电流值的状态下再次产生电弧。由此，能够减小再次产生电弧时的电流值，因此能够降低溅射物产生量。

但是，对具有多个焊接部位的工件有时会使用多个焊接电源来同时进行焊接。以下，参照附图来说明这种情况下的缩颈检测控制。

图5是使用2台焊接电源同时焊接1个工件的2个焊接部位的焊接装置的结构图。2台焊接电源都内置了缩颈检测控制功能。以下，参照图5来说明各结构物。

第1焊接电源PS1输出第1焊接电压Vw1以及第1焊接电流Iw1，并且向第1进给机FD1输出第1进给控制信号Fc1。第1进给机FD1将该第1进给控制信号Fc1作为输入，使第1焊丝11经过第1焊炬41内来进行进给。在第1焊丝11与工件2之间产生第1电弧31。在第1焊丝11与工件2之间交替地反复产生短路状态和电弧状态来进行焊接。第1焊炬41由机器人(省略图示)把持。工件2被设置在夹具5上。

第1焊接电源PS1的正极端子和第1焊炬41内的第1供电端61经由线缆而连接。此外，第1焊接电源PS1的负极端子和夹具5经由线缆而连接。第1焊接电压Vw1是施加到第1供电端61与工件2的表面之间的电压。与第1供电端61连接电压检测线很容易，但是在工件2的表面连接电压检测线却很难，因此连接在夹具5上。因此，第1焊接电压检测电路VD1检测第1供电端61与夹具5之间的电压，输出第1焊接电压检测信号Vd1。该第1焊接电压检测信号Vd1被输入到第1焊接电源PS1。使用该第1焊接电压检测信号Vd1来检测形成在第1焊丝11的熔滴中的缩颈。

第2焊接电源PS2输出第2焊接电压Vw2以及第2焊接电流Iw2，并且向第2进给机FD2输出第2进给控制信号Fc2。第2进给机FD2将该第2进给控制信号Fc2作为输入，使第2焊丝12经过第2焊炬42内来进行进给。在第2焊丝12与工件2之间产生第2电弧32。在第2焊丝12与工件2之间反复交替地产生短路状态和电弧状态来进行焊接。第2焊炬42由机器人(省略图示)把持。

第2焊接电源PS2的正极端子与第2焊炬42内的第2供电端62经由线缆而连接着。此外，第2焊接电源PS2的负极端子与夹具5经由线缆而连接着。第2焊接电压Vw2是施加到第2供电端62与工件2的表面之间的电压。与第2供电端62连接电压检测线很容易，但是在工件2的表面连接电压检测线却很难，因此连接在夹具5上。因此，第2焊接电压检测电路VD2检测第2供电端62与夹具5之间的电压，输出第2焊接电压检测信号Vd2。该第2焊接电压检测信号Vd2被输入到第2焊接电源PS2。使用该第2焊接电压检测信号Vd2来检测形成在第2焊丝12的熔滴中的缩颈。

以第1焊接电源PS1的正极端子→第1供电端61→第1焊丝11→工件2→夹具5→第1焊接电源PS1的负极端子的路径使第1焊接电流Iw1流动。以第2焊接电源PS2的正极端子→第2供电端62→第2焊丝12→工件2→夹具5→第2焊接电源PS2的负极端子的路径使第2焊接电流Iw2流动。因此，在工件2以及夹具5中有第1焊接电流Iw1以及第2焊接电流Iw2流动。将相加了第1焊接电流Iw1和第2焊接电流Iw2的电流在以下称作总计焊接电流Ig。并且，将该总计焊接电流Ig流动的工件2以及夹具5称作为共同通电路径。该共同通电路径具有电阻值以及电感值L(μH)。一般电阻值是较小的值，因此可以忽略。因此，共同通电路径只具有电感值L。

可用下式表示上述的第1焊接电压检测信号Vd1以及第2焊接电压检测信号Vd2。

Vd1＝Vw1+L·dIg/dt…(11)式

Vd2＝Vw2+L·dIg/dt…(12)式

因此，第1焊接电压检测信号Vd1是在第1焊接电压Vw1上重叠了因总计焊接电流Ig的变化而在共同通电路径的电感值L上产生的电压的值。第2焊接电压检测信号Vd2也相同。

图6是在图5的焊接装置中缩颈检测控制正常工作时的波形图。图6(A)表示第1焊接电流Iw1的波形，图6(B)表示第1焊接电压检测信号Vd1的波形，图6(C)表示第2焊接电流Iw2的波形，图6(D)表示第2焊接电压检测信号Vd2的波形。图6是第1焊丝11和工件2处于短路状态的时刻t1～t3的期间和第2焊丝12和工件2处于短路状态的时刻t5～t6的期间未重叠的情况。由于是这种状态，因此，缩颈检测控制不会产生误动作，能够正常进行工作，理由将在后述。以下，参照图6来进行说明。

第1焊丝11和工件2处于短路状态的时刻t1～t3的期间内，第2焊丝12和工件2之间处于电弧状态。因此，如图6(C)所示，由于处于电弧期间内，因此第2焊接电流Iw2的电流变化的速度比短路期间缓慢。

(1)时刻t1的第1焊丝11的短路产生到时刻t2的缩颈检测时间点为止的动作

在时刻t1，若第1焊丝11与工件2接触，则成为短路状态，如图6(B)所示，第1焊接电压检测信号Vd1急剧减少至几V左右的短路电压值。如图6(A)所示，第1焊接电流Iw1在时刻t1从电弧期间的焊接电流开始减少，在时刻t1～t11的预先确定的初始期间内成为预先确定的初始电流值，在时刻t11～t12的期间内以预先确定的短路时斜率上升，在时刻t12～t2的期间内成为预先确定的峰值。图6(B)所示，第1焊接电压检测信号Vd1从第1焊接电流Iw1成为峰值的时刻t12附近开始上升。这是因为在熔滴中依次形成缩颈。从时刻t12开始的期间成为检测缩颈的期间。在检测该缩颈的期间内，如图6(A)所示，第1焊接电流Iw1是峰值且是大致恒定值。并且，如图6(C)所示，第2焊接电流Iw2处于电弧期间内，因此无快速的变化。其结果，在上述的(11)式中，L·dIg/dt成为较小的值，可以忽略。因此，Vd1＝Vw1，所以能够在无错误的动作的情况下正确地检测熔滴的缩颈。上述的初始期间被设定为1ms左右，上述的初始电流值被设定为50A左右，上述的短路时斜率被设定为100～300A/ms左右，上述的峰值被设定为300～400A左右。

(2)时刻t2的缩颈检测时间点到时刻t3的再次产生电弧时间点为止的动作

在时刻t2，如图6(B)所示，第1焊接电压检测信号Vd1急剧上升，其上升率(微分值)等于预先确定的缩颈检测基准值Vtn，从而检测缩颈。若检测到缩颈，则如图6(A)所示，第1焊接电流Iw1从峰值开始向预先确定的低电平电流值I1急剧减少，直到时刻t3的再次产生电弧为止维持该值。该电流急剧减少速度是3000A/ms左右的非常快的值。如图6(B)所示，由于第1焊接电流Iw1变为低电平电流值I1，因此第1焊接电压检测信号Vd1从时刻t2暂时减少之后再急剧上升。上述的低电平电流值I1被设定为30A左右。

(3)时刻t3的再次产生电弧时间点到时刻t4的延迟期间Td的结束时间点为止的动作

若在时刻t3再次产生第1电弧31，则如图6(B)所示，第1焊接电压检测信号Vd1的值变成短路/电弧判别值Vta以上。如图6(A)所示，第1焊接电流Iw1从时刻t3开始以预先确定的电弧时斜率上升，若到达预先确定的高电平电流值，则将其值维持到时刻t4为止。如图6(B)所示，第1焊接电压检测信号Vd1在时刻t3～t4的预先确定的延迟期间Td内处于高电平电压值的状态。该延迟期间Td被设定为2ms左右。

(4)时刻t4的延迟期间Td结束时间点到时刻t5的下一个短路发生为止的电弧期间的动作

在时刻t4，如图6(A)所示，第1焊接电流Iw1从高电平电流值开始依次减少。同样地，如图6(B)所示，第1焊接电压检测信号Vd1从高电平电压值开始依次减少。

(5)时刻t5的第2焊丝12的短路发生到时刻t6的再次产生电弧为止的动作

图6(C)所示的第2焊接电流Iw2以及图6(D)所示的第2焊接电压检测信号Vd2的波形与上述(1)～(2)的波形相同，因此省略说明。

如上所述，在彼此的短路期间未重叠的情况下，因共同通电路径的电感值L而产生的电压值小，因此可以忽略，所以能够正确地检测缩颈。

图7是在图5的焊接装置中缩颈检测控制成为误动作时的波形图。图7(A)表示第1焊接电流Iw1的波形，图7(B)表示第1焊接电压检测信号Vd1的波形，图7(C)表示第2焊接电流Iw2的波形，图7(D)表示第2焊接电压检测信号Vd2的波形。图7是第1焊丝11和工件2处于短路状态的时刻t1～t3的期间、与第2焊丝12和工件2处于短路状态的时刻t0～t22的期间有一部分重叠的情况。由于是这种状态，因此缩颈检测控制会进行误动作，理由将后述。图7对应于上述的图6，对于同一动作将不再进行反复说明。以下，参照图7进行说明。

在第1焊丝11和工件2处于短路状态的时刻t1～t3的期间内，第2焊丝12和工件2之间也处于短路状态。因此，如图7(C)所示，第2焊接电流Iw2产生急剧的变化。

(1)时刻t0的第2焊丝12产生短路到时刻t13的第2焊丝12的缩颈检测时间点为止的动作

在时刻t0若第2焊丝12与工件2接触，则变成短路状态，如图7(D)所示，第2焊接电压检测信号Vd2急剧减少为几V左右的短路电压值。如图7(C)所示，第2焊接电流Iw2在时刻t0从电弧期间的焊接电流开始减少，在初始期间内变为初始电流值，以短路时斜率上升，之后便为峰值。如图7(D)所示，第2焊接电压检测信号Vd2的上升率在时刻t13到达缩颈检测基准值。由此，检测缩颈。若检测到缩颈，则如图7(C)所示，第2焊接电流Iw2从峰值开始急剧向低电平电流值减少。

另一方面，在时刻t1若第1焊丝11与工件2接触，则变成短路状态，如图7(B)所示，第1焊接电压检测信号Vd1急剧减少为几V左右的短路电压值。如图7(A)所示，第1焊接电流Iw1在时刻t1从电弧期间的焊接电流开始减少，在时刻t1～t11的初始期间内变为初始电流值，在时刻t11～t12的期间内以短路时斜率上升，在时刻t12开始的期间内变为峰值。如图7(B)所示，第1焊接电压检测信号Vd1从第1焊接电流Iw1变为峰值的时刻t12附近开始上升。这是因为在熔滴中依次形成缩颈。从时刻t12开始的期间成为检测缩颈的期间。在检测该缩颈的期间，如图7(A)所示，第1焊接电流Iw1是峰值且是大致恒定值。但是，如图7(C)所示，第2焊接电流Iw2如上述那样在时刻t13检测到缩颈，因此电流急剧减少。其结果，在上述的(11)式中，L·dIg/dt＝dIw1/dt+dIw2/dt中dIw1/dt是较小的值，dIw2/dt是负的较大的值。因此，如图7(B)所示，第1焊接电压检测信号Vd1伴随着缩颈的形成而从时刻t12开始依次上升，在其上升率到达缩颈检测基准值Vtn之前的时刻t13，伴随着第2焊接电流Iw2的急剧减少相反地减少。然后，若第2焊接电流Iw2的急剧减少结束，则dIg/dt的值从大的负值返回到大致0，因此第1焊接电压检测信号Vd1再次急剧上升。

(2)时刻t13的缩颈的误检测时间点到时刻t23的电流再次上升时间点为止的动作

在时刻t13，如图7(B)所示，第1焊接电压检测信号Vd1减少，之后急剧上升。如图7(A)所示，该急剧上升时的上升率在时刻t2到达缩颈检测基准值Vtn。但是，这不是因为检测到了第1焊丝11的熔滴的缩颈，而是如上所述那样，第2焊接电流Iw2的急剧减少结束的原因。因此，该状态是误检测了缩颈的状态。在时刻t2，第1焊接电压检测信号Vd1的上升率到达缩颈检测基准值Vtn，因此如图7(A)所示，第1焊接电流Iw1急剧减少，在时刻t21变成低电平电流值I1，将其值维持到时刻t23。

(3)时刻t22的第2电弧32的产生时间点到时刻t3的再次产生电弧时间点为止的动作

在时刻t23，若从时刻t2开始的经历时间到达再次开始第1电弧31之前预先确定的基准时间，则如图7(A)所示，第1焊接电流Iw1再次上升至比峰值大的预先确定的短路强制解除电流值，将其值的状态维持到在时刻t3再次产生第1电弧31为止。这样使电流再次上升是因为若一直维持原来的状态放置，则不会再次产生第1电弧31，有可能会陷入不可焊接状态。不会再次产生第1电弧31的原因是，不是因适当地检测缩颈而减少了第1焊接电流Iw1，而是基于缩颈的误检测而使焊接电流减少的。在该状态下需要强制解除短路状态来产生第1电弧31，因此提供比峰值大的值的短路强制解除电流值。该短路强制解除电流值被设定为600A左右。此外，上述的基准时间被设定为1ms左右。

另一方面，在比时刻t23早的时刻t22产生第2电弧32，因此如图7(D)所示，第2焊接电压检测信号Vd2上升至电弧电压值。如图7(C)所示，第2焊接电流Iw2以电弧时斜率从时刻t22的低电平电流值上升至高电平电流值。

(4)时刻t3的再次产生电弧时间点到时刻t4的延迟期间Td的结束时间点为止的动作

若在时刻t3再次产生第1电弧31，如图7(B)所示，第1焊接电压检测信号Vd1的值变成短路/电弧判别值Vta以上。如图7(A)所示，第1焊接电流Iw1从时刻t3的短路强制解除电流值以电弧时斜率减少，若到达高电平电流值，则将其值维持到时刻t4为止。如图7(B)所示，第1焊接电压检测信号Vd1在时刻t3～t4的延迟期间Td内处于高电平电压值的状态。在时刻t3，再次产生了第1电弧31时的电流值是短路强制解除电流值这样的大值，因此会产生较多的溅射物。

(5)时刻t4的延迟期间Td结束时间点到时刻t5的产生下一个短路为止的电弧期间的动作

在时刻t4，如图7(A)所示，第1焊接电流Iw1从高电平电流值依次减少。同样地，如图7(B)所示，第1焊接电压检测信号Vd1从高电平电压值依次减少。

如上所述，在彼此的短路期间重叠的情况下，因共同通电路径的电感值L而产生的电压值变大，因此误检测缩颈的可能性较高。在图7中，说明了第2焊接电流Iw2伴随着缩颈的检测而急剧减少时所产生的第1焊丝11的缩颈的误检测。由于伴随缩颈检测的电流的急剧减少速度快到其他电流变化时的10倍以上，因此会成为缩颈误检测的最大要因。

在专利文献2的发明中，第2焊接电源PS2检测缩颈且第2焊接电流Iw2正在变化时发送消息，从而禁止第1焊接电源PS1的缩颈的检测。由此，防止了缩颈的误检测。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2006-281219号公报

专利文献2：专利第4815966号公报

在上述的专利文献2的发明中，通过向第1焊接电源PS1通知伴随第2焊接电源PS2的缩颈检测控制的第2焊接电流Iw2急剧减少的时刻，从而禁止了第1焊接电源PS1的缩颈的检测。由此，防止了缩颈的误检测。但是，在该方法中，需要互相通知伴随缩颈检测的焊接电流的急剧减少时刻，用于该通知的布线的配置比较繁琐，存在生产准备需花费时间的问题。若同时使用的焊接电源数量在3台以上，则该问题会进一步扩大。

发明内容

因此，在本发明中，目的在于提供一种焊接电源的缩颈检测控制方法，通过多个焊接电源对共同的工件分别产生电弧来进行焊接，这些焊接电源内的至少2台具有缩颈检测控制功能，即使没有互相通知伴随焊接电源进行的缩颈检测控制的焊接电流的急剧减少时刻，也能够不进行缩颈检测的误动作而正常工作。

为了解决上述的问题，方案1的发明是焊接电源的缩颈检测控制方法，通过多个焊接电源对共同的工件分别产生电弧来进行焊接，所述焊接电源内的至少2台焊接电源使用焊接电压检测值来检测从短路状态再次产生电弧的前兆现象、即熔滴的缩颈，若检测到该缩颈，则减少向短路负载提供的焊接电流来再次产生电弧，该焊接电源的缩颈检测控制方法的特征在于，所述焊接电压检测值包括因相加后的焊接电流流动的共同通电路径的电感值而产生的电压值，在所述短路状态中判别出所述熔滴的电阻值减少的情况时，禁止所述缩颈的检测。

方案2的发明的特征在于，检测所述焊接电流，所述焊接电压检测值除以所述焊接电流检测值来计算出所述熔滴的电阻值。

方案3的发明的特征在于，检测所述焊接电流，通过所述焊接电流检测值未减少时所述焊接电压检测值减少来判别所述熔滴的电阻值减少。

方案4的发明的特征在于，在直到再次产生所述电弧为止的期间内，禁止所述缩颈的检测。

方案5的发明的特征在于，在规定期间内禁止所述缩颈的检测。

发明效果

根据本发明，在短路状态中判别为熔滴的电阻值减少了时，禁止缩颈的检测。由此，通过判别熔滴的电阻值的减少，无需由其他焊接电源通知伴随缩颈检测的焊接电流的急剧减少时刻就能够判别时刻，因此能够防止缩颈的误检测。因此，在本发明中，提供一种焊接电源的缩颈检测控制方法，通过多个焊接电源对共同的工件分别产生电弧来进行焊接，这些焊接电源内的至少2台焊接电源具有缩颈检测控制功能，无需彼此通知伴随焊接电源进行的缩颈检测控制的焊接电流的急剧减少时刻，也能够缩颈检测不会误动作地正常工作。

附图说明

图1是构成本发明的实施方式1所涉及的焊接装置的第1焊接电源PS1的详细框图。

图2是图1的第1焊接电源PS1中的各信号的时序图。

图3是构成本发明的实施方式2所涉及的焊接装置的第1焊接电源PS1的详细框图。

图4是图3的第1焊接电源PS1中的各信号的时序图。

图5是在现有技术中用于使用2台焊接电源同时焊接1个工件的2个焊接部位的焊接装置的结构图。

图6是在图5的焊接装置中缩颈检测控制正常工作时的波形图。

图7是在图5的焊接装置中缩颈检测控制进行了误动作时的波形图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式。

[实施方式1]

用于使用本发明的实施方式1所涉及的2台焊接电源同时焊接1个工件的2个焊接部位的焊接装置的结构图与上述的图5相同。但是，焊接电源的内部电路有所不同，将在图1中后述。如图5所示，在第1焊接电源PS1和第2焊接电源PS2之间不会互相通知伴随缩颈检测的焊接电流的急剧减少时刻。

图1是构成本发明的实施方式1所涉及的焊接装置的第1焊接电源PS1的详细框图。以下，参照附图来说明各模块。

电源主电路PM将3相200V等商用电源(省略图示)作为输入，根据后述的误差放大信号Ea来进行变换控制等输出控制，输出第1焊接电压Vw1以及第1焊接电流Iw1。虽然省略了图示，但是该电源主电路PM具备：对商用电源进行整流的1次整流器；对整流过的直流进行平滑化的平滑电容器；将平滑后的直流变换为高频交流的变换电路；将高频交流降压至适合焊接的电压值的高频变压器；将降压后的高频交流整流为直流的2次整流器；对整流后的直流进行平滑化的电抗器；将误差放大信号Ea作为输入来进行脉宽调制控制的调制电路；和将脉宽调制控制信号作为输入来驱动变换电路的开关元件的变换器驱动电路。

减流电阻器R被插入到上述的电源主电路PM与第1焊炬41之间。将该减流电阻器R的值设定为短路负载(0.01～0.03Ω左右)的10倍以上的大值(0.5～3Ω左右)。因此，若通过缩颈检测控制而减流电阻器R被插入到通电路径中，则焊接电源内的直流电抗器以及外部线缆的电抗器所蓄积的能量被急剧放电。晶体管TR与减流电阻器R并联连接，根据后述的驱动信号Dr进行接通或断开控制。

通过第1进给机FD1在第1焊炬41内进给第1焊丝11，在第1焊丝11与工件2之间产生第1电弧31。工件2被设置在夹具5上。向第1焊炬41内的第1供电端(省略图示)与工件2的表面之间施加第1焊接电压Vw1，使第1焊接电流Iw1流动。然后，使总计焊接电流Ig流过工件2以及夹具5等共同通电路径。

第1焊接电流检测电路ID1检测上述的第1焊接电流Iw1，输出第1焊接电流检测信号Id1。如图5中上述的那样，设置于外部的第1焊接电压检测电路VD1检测第1焊炬41内的第1供电端与(省略图示)夹具5之间的电压，输出第1焊接电压检测信号Vd1。也可以将该第1焊接电压检测电路VD1设置在焊接电源的内部。

短路判别电路SD将上述的第1焊接电压检测信号Vd1作为输入，在其值小于预先确定的短路/电弧判别值Vta时判别为处于短路状态，从而输出变成High电平的短路判别信号Sd，在其值大于或等于预先确定的短路/电弧判别值Vta时判别为处于电弧产生状态，从而输出变成Low电平的短路判别信号Sd

缩颈检测禁止电路ST将上述的第1焊接电流检测信号Id1、上述的第1焊接电压检测信号Vd1以及上述的短路判别信号Sd作为输入，通过下述的1)或2)的处理来判别熔滴的电阻值减少的情况，从而输出缩颈检测禁止信号St。

1)在短路判别信号Sd为High电平(短路)的期间内，第1焊接电压检测信号Vd1除以第1焊接电流检测信号Id1来计算出熔滴的电阻值。进行计算出的电阻值的微分，在该电阻值的微分值小于预先确定的负值的减少基准值时，将缩颈检测禁止信号St置位为High电平，若短路判别信号Sd变为Low电平(电弧)则复位为Low电平。

2)在短路判别信号Sd是High电平(短路)的期间内，当第1焊接电流检测信号Id1没有减少时，若第1焊接电压检测信号Vd1的微分值小于预先确定的负值的减少基准值，则将缩颈检测禁止信号St置位为High电平，若短路判别信号Sd变为Low电平(电弧)则复位为Low电平。

缩颈检测基准值设定电路VTN输出预先确定的缩颈检测基准值信号Vtn。根据焊接法、进给速度、第1焊丝11的材质、直径等焊接条件，将该缩颈检测基准值信号Vtn的值设定为适当值。

缩颈检测电路ND将该缩颈检测基准值信号Vtn、上述的第1焊接电压检测信号Vd1、上述的第1焊接电流检测信号Id1、上述的短路判别信号Sd以及上述的缩颈检测禁止信号St作为输入，在短路判别信号Sd为High电平(短路)且缩颈检测禁止信号St为Low电平(允许)的期间内的第1焊接电压检测信号Vd1的微分值到达了缩颈检测基准值信号Vtn的值的时间点，判别为形成了缩颈，置位为High电平，若短路判别信号Sd变为Low电平(电弧)，则输出复位为Low电平的缩颈检测信号Nd。因此，在缩颈检测禁止信号St为High电平(禁止)的期间内，禁止缩颈的检测。缩颈检测禁止信号St变为High电平(禁止)是想要检测缩颈时第2焊接电源PS2检测缩颈而使第2焊接电流Iw2急剧减少的情况。此外，也可以是第1焊接电压检测信号Vd1的值除以第1焊接电流检测信号Id1的值来计算出熔滴的电阻值，在该电阻值的微分值到达了与其对应的缩颈检测基准值信号Vtn的值的时间点，使缩颈检测信号Nd变化成High电平。

低电平电流设定电路ILR输出预先确定的低电平电流设定信号Ilr。电流比较电路CM将该低电平电流设定信号Ilr以及上述的第1焊接电流检测信号Id1作为输入，在Id1＜Ilr时输出变为High电平的电流比较信号Cm，在Id1≥Ilr时输出变为Low电平的电流比较信号Cm。驱动电路DR将该电流比较信号Cm以及上述的缩颈检测信号Nd作为输入，若缩颈检测信号Nd变化为High电平则变化为Low电平，之后若电流比较信号Cm变化为High电平，则将变化为High电平的驱动信号Dr输出给上述的晶体管TR的基极端子。因此，该驱动信号Dr在检测到缩颈时变为Low电平，晶体管TR处于断开状态，在通电路径中插入减流电阻器R，因此经过短路负载的第1焊接电流Iw1急剧减少。并且，若急剧减少的第1焊接电流Iw1的值减少至低电平电流设定信号Ilr的值，则驱动信号Dr变为High电平，晶体管TR处于接通状态，因此减流电阻器R被短路，恢复通常的状态。

电流控制设定电路ICR将上述的短路判别信号Sd、上述的低电平电流设定信号Ilr以及上述的缩颈检测信号Nd作为输入，进行以下的处理，输出电流控制设定信号Icr。

1)从短路判别信号Sd变化为High电平(短路)的时间点开始在预先确定的初始期间内，将预先确定的初始电流设定值作为电流控制设定信号Icr来输出。

2)之后，将电流控制设定信号Icr的值从上述的初始电流设定值开始以预先确定的短路时斜率上升至预先确定的峰值设定值，维持该值。

3)若缩颈检测信号Nd变化为High电平(缩颈检测)，则将电流控制设定信号Icr的值切换为低电平电流设定信号Ilr的值之后维持。

4)若短路判别信号Sd变化为Low电平(电弧)，则使电流控制设定信号Icr以预先确定的电弧时斜率上升至预先确定的高电平电流设定值，维持该值。

延迟断开电路TDS将上述的短路判别信号Sd作为输入，将该信号从High电平变化为Low电平的时间点延迟断开预先确定的延迟时间之后输出延迟信号Tds。因此，该延迟信号Tds是，若变成短路期间则变为High电平，再次产生电弧之后，延迟断开延迟时间而变为Low电平的信号。电压设定电路VR输出用于设定电弧期间内的焊接电压的预先确定的电压设定信号Vr。电流误差放大电路EI放大上述的电流控制设定信号Icr(+)与上述的第1焊接电流检测信号Id1(-)之间的误差，输出电流误差放大信号Ei。电压误差放大电路EV放大上述的电压设定信号Vr(+)与上述的第1焊接电压检测信号Vd1(-)之间的误差，输出电压误差放大信号Ev。控制切换电路SW将上述的电流误差放大信号Ei、上述的电压误差放大信号Ev以及上述的延迟信号Tds作为输入，在延迟信号Tds为High电平(从短路开始到再次产生电弧后经过延迟时间为止的期间)时将电流误差放大信号Ei作为误差放大信号Ea来输出，在变为Low电平(电弧)时将电压误差放大信号Ev作为误差放大信号Ea来输出。通过该电路，短路期间+延迟期间内变成恒流控制，除此之外的电弧期间内变成恒压控制。

进给速度设定电路FR输出预先确定的进给速度设定信号Fr。第1进给控制电路FC1将该进给速度设定信号Fr作为输入，向上述的第1进给机FD1输出用于以相当于该设定值的进给速度进给第1焊丝11的第1进给控制信号Fc1。

图2是图1的第1焊接电源PS1中的各信号的时序图。图2(A)表示第1焊接电流Iw1的时间变化，图2(B)表示第1焊接电压检测信号Vd1的时间变化，图2(C)表示缩颈检测信号Nd的时间变化，图2(D)表示驱动信号Dr的时间变化，图2(E)表示延迟信号Tds的时间变化，图2(F)表示电流控制设定信号Icr的时间变化，图2(G)表示缩颈检测禁止信号St的时间变化，图2(H)表示第2焊接电流Iw2的时间变化。图2对应于上述的图7，是第1焊丝11的短路期间和第2焊丝12的短路期间重叠的情况。图2(H)所示的第2焊接电流Iw2的波形与图7(C)所示的波形相同。即，是第1焊丝11处于短路状态，在想要检测缩颈的期间第2焊接电流Iw2急剧减少的情况。以下，参照图2来进行说明。

(1)时刻t1的产生第1焊丝11的短路时间点到时刻t3的再次产生电弧时间点为止的动作

在时刻t1，若第1焊丝11与工件2接触，则变成短路状态，如图2(B)所示，第1焊接电压检测信号Vd1急剧减少至几V左右的短路电压值。判别该第1焊接电压检测信号Vd1小于短路/电弧判别值Vta的情况，如图2(E)所示，延迟信号Tds从Low电平变化为High电平。伴随与此，如图2(F)所示，电流控制设定信号Icr在时刻t1从预先确定的高电平电流设定值变化为较小的值、即预先确定的初始电流设定值。在时刻t1～t11的预先确定的初始期间内变成上述的初始电流设定值，在时刻t11～t12的期间内以预先确定的短路时斜率上升，在时刻t12～t3的期间内变成预先确定的峰值设定值。在短路期间内，如上所述那样进行恒流控制，因此第1焊接电流Iw1被控制为相当于电流控制设定信号Icr的值。因此，如图2(A)所示，第1焊接电流Iw1在时刻t1从电弧期间的焊接电流急剧减少，在时刻t1～t11的初始期间内变为初始电流值，在时刻t11～t12的期间内以短路时斜率上升，在时刻t12～t3的期间内变成峰值。如图2(C)所示，缩颈检测信号Nd如后述那样在整个期间内都保持Low电平。如图2(D)所示，驱动信号Dr如后述那样在整个期间内都保持High电平。因此，图1的晶体管TR变成接通状态，因而减流电阻器R被短路，变成与通常的熔化电极电弧焊接电源相同的状态。

如图2(B)所示，第1焊接电压检测信号Vd1从第1焊接电流Iw1变为峰值的时刻t12附近开始上升。这是因为在熔滴中依次形成缩颈。时刻t12开始的期间成为检测缩颈的期间。在检测该缩颈的期间内，如图2(A)所示，第1焊接电流Iw1是峰值且是大致恒定值。但是，如图2(H)所示，由于在时刻t13检测到了第2焊丝12的缩颈，因此第2焊接电流Iw2的电流急剧减少。其结果，在上述的(11)式中，L·dIg/dt＝dIw1/dt+dIw2/dt中的dIw1/dt是较小的值，dIw2/dt是负的大的值。因此，如图2(B)所示，第1焊接电压检测信号Vd1伴随着缩颈的形成而从时刻t12开始依次上升，在时刻t13伴随着第2焊接电流Iw2的急剧减少而转变为减少，第2焊接电流Iw2的急剧减少结束后若变成低电平电流值I1，则再次上升。在该第1焊接电压检测信号Vd1转变为减少并再次上升之前的时刻t14，如图2(G)所示，缩颈检测禁止信号St变化为High电平，禁止缩颈的检测。这是因为，在图1的缩颈检测禁止电路ST中，通过上述的1)或2)的处理来判别了熔滴的电阻值减少的情况。在此，熔滴的电阻值伴随着短路期间的推进而逐渐增加，因此不会减少。即便如此，熔滴的电阻值减少是因为，由于第2焊接电流Iw2的急剧减少而导致在共同通电路径的电感值L中产生了电压，作为噪声而重叠在第1焊接电压检测信号Vd1上。换言之，在短路期间内熔滴的电阻值减少了时，能够判别为是第2焊接电流Iw2急剧减少的时候。如图2(B)所示，第1焊接电压检测信号Vd1在时刻t14稍微之后急剧上升，微分值会到达缩颈检测基准值信号Vtn的值，但是由于缩颈的检测被禁止，因此如图2(C)所示，缩颈检测信号Nd不会变成High电平(缩颈的检测)。因此，如图3(A)所示，第1焊接电流Iw1维持峰值。

(2)时刻t3的再次产生电弧时间点到时刻t4的延迟期间Td的结束时间点为止的动作

在时刻t3，若再次产生第1电弧31，则如图2(B)所示，第1焊接电压检测信号Vd1的值变为短路/电弧判别值Vta以上。伴随与此，如图2(F)所示，电流控制设定信号Icr的值从峰值设定值的值以预先确定的电弧时斜率上升，若到达上述的高电平电流设定值则维持其值。如图2(E)所示，延迟信号Tds在时刻t3再次产生电弧到经过预先确定的延迟期间Td的时刻t4为止一直是High电平。因此，焊接电源一直到时刻t4为止进行恒流控制，因此如图3(A)所示，第1焊接电流Iw1从时刻t3的峰值以电弧时斜率上升，若到达高电平电流值则将其值维持至时刻t4。如图2(B)所示，第1焊接电压检测信号Vd1在时刻t3～t4的延迟期间Td内处于高电平电压值的状态。如图2(C)所示，在时刻t3再次产生电弧，因此缩颈检测信号Nd变化为Low电平。由此，禁止缩颈检测，因此再次产生了第1电弧31的时间点的电流值变为峰值，是很大的值。因此，与正常进行了缩颈检测控制的情况相比，溅射物会稍有增加。但是，如在图7中上述的那样，与缩颈检测控制进行了误动作时相比，会减少溅射物的增加。

(3)时刻t4的延迟期间Td结束时间点到时刻t5的产生下一次短路为止的电弧期间的动作

如图2(E)所示，延迟信号Tds变化为Low电平。其结果，焊接电源从恒流控制被切换到恒压控制。因此，如图2(A)所示，第1焊接电流Iw1从高电平电流值依次减少。同样地，如图2(B)所示，第1焊接电压检测信号Vd1从高电平电压值依次减少。

图2是彼此的短路期间重叠的情况，不重叠的情况如图6。此时的各信号的时序图是在后述的图4中消除了时刻t13～t2的期间的时序。此时，不会产生缩颈的误检测，因此与现有技术相同。

根据上述的实施方式1，在短路状态中判别了熔滴的电阻值已减少时，禁止缩颈的检测。由此，通过判别熔滴的电阻值的减少，无需从其他焊接电源通知伴随缩颈检测的焊接电流的急剧减少时刻就能够判别时刻，因此能够防止缩颈的误检测。因此，在实施方式1中，提供一种焊接电源的缩颈检测控制方法，通过多个焊接电源对共同的工件分别产生电弧来进行焊接，这些焊接电源内的至少2台具有缩颈检测控制功能，无需彼此通知伴随焊接电源进行的缩颈检测控制的焊接电流的急剧减少时刻，也能够缩颈检测不会出现误动作地正常工作。

[实施方式2]

在实施方式1的发明中，在短路状态中判别熔滴的电阻值减少的情况，从而直到再次产生电弧为止禁止缩颈检测。相对于此，在实施方式2的发明中，不同点在于，在规定期间内进行缩颈的禁止。

实施方式2的焊接装置的结构与上述的图5相同，因此不再反复说明。

图3是实施方式2的第1焊接电源PS1的详细框图。图3对应于上述的图1，对同一模块附加同一符号，并不再反复同一部分的说明。图3将图1的缩颈检测禁止电路ST置换成了第2缩颈检测禁止电路ST2。以下，参照图3来说明该模块。

第2缩颈检测禁止电路ST2将第1焊接电流检测信号Id1、第1焊接电压检测信号Vd1以及短路判别信号Sd作为输入，通过下述的1)或2)的处理来判别熔滴的电阻值减少的情况，输出缩颈检测禁止信号St。

1)在短路判别信号Sd为High电平(短路)的期间内，第1焊接电压检测信号Vd1除以第1焊接电流检测信号Id1来计算出熔滴的电阻值。进行计算出的电阻值的微分，在该电阻值的微分值小于预先确定的负值的减少基准值时，将缩颈检测禁止信号St置位为High电平，之后经过预先确定的禁止期间后复位为Low电平。在经过禁止期间之前短路判别信号Sd变成了Low电平(电弧)时，在该时间点将缩颈检测禁止信号St复位为Low电平。

2)在短路判别信号Sd为High电平(短路)的期间内，当第1焊接电流检测信号Id1没有减少时，若第1焊接电压检测信号Vd1的微分值小于预先确定的负值的减少基准值，则将缩颈检测禁止信号St置位为High电平，之后经过预先确定的禁止期间后复位为Low电平。在经过禁止期间之前短路判别信号Sd变成了Low电平(电弧)时，在该时间点将缩颈检测禁止信号St复位为Low电平。

在图4中详细说明上述的禁止期间的设定方法、以及不是到再次产生电弧为止而是仅在禁止期间内禁止缩颈检测的意思。

图4是图3的第1焊接电源PS1中的各信号的时序图。图4(A)表示第1焊接电流Iw1的时间变化，图4(B)表示第1焊接电压检测信号Vd1的时间变化，图4(C)表示缩颈检测信号Nd的时间变化，图4(D)表示驱动信号Dr的时间变化，图4(E)表示延迟信号Tds的时间变化，图4(F)表示电流控制设定信号Icr的时间变化，图4(G)表示缩颈检测禁止信号St的时间变化，图5(H)表示第2焊接电流Iw2的时间变化。图4对应于上述的图2，除时刻t12～t3期间的动作外都相同，因此对相同的部分不再反复说明。以下，参照图4来说明不同期间的动作。

(1)时刻t12的峰值状态到t2的缩颈检测时间点为止的动作

如图4(B)所示，第1焊接电压检测信号Vd1伴随着缩颈的形成而从时刻t12依次上升，在时刻t13伴随着第2焊接电流Iw2的急剧减少而转变为减少，若第2焊接电流Iw2的急剧减少结束而变成低电平电流值I1，则再次上升。在该第1焊接电压检测信号Vd1转变为减少而再次上升之前的时刻t14，如图4(G)所示，缩颈检测禁止信号St变化为High电平，禁止缩颈的检测。这是因为，在图3的第2缩颈检测禁止电路ST2中，通过上述的1)或2)的处理判别了熔滴的电阻值减少的情况。如图4(B)所示，第1焊接电压检测信号Vd1在稍过时刻t14之后急剧上升，微分值到达缩颈检测基准值信号Vtn的值，但是缩颈的检测已被禁止，因此如图4(C)所示，缩颈检测信号Nd不会变成High电平(缩颈的检测)。因此，如图4(A)所示，第1焊接电流Iw1维持峰值不变。

如图4(B)所示，第1焊接电压检测信号Vd1在减少后又上升，之后在时刻t15大致恢复成原来的值。在该时刻t15，如图4(G)所示，缩颈检测禁止信号St被复位为Low电平(缩颈检测的允许)。时刻t14～t15的期间成为预先确定的禁止期间。因此，该禁止期间是基于因伴随其他焊接电源的缩颈检测的焊接电流的急剧减少而使得第1焊接电压检测信号Vd1减少、上升后恢复至原来的值为止的期间来设定的。这是因为该期间是产生缩颈的误检测的期间。该禁止期间被设定为100～300μs左右。然后，时刻t15之后如图4(B)所示那样，第1焊接电压检测信号Vd1为了推进熔滴的缩颈形成而上升。

(2)时刻t2的缩颈检测时间点到时刻t3的再次产生电弧时间点为止的动作

在时刻t2，如图4(B)所示，第1焊接电压检测信号Vd1急剧上升，若通过其微分值到达了预先确定的缩颈检测基准值Vtn的情况来检测缩颈，则如图4(C)所示，缩颈检测信号Nd变化为High电平。在该时间点，如图4(G)所示，缩颈检测禁止信号St已经变为Low电平，处于缩颈检测未被禁止的状态。伴随与此，如图4(D)所示，驱动信号Dr变为Low电平，因此图3的晶体管TR变成断开状态，减流电阻器R被插入到通电路径中。同时，如图4(F)所示，电流控制设定信号Icr向低电平电流设定信号Ilr的值变小。因此，如图4(A)所示，第1焊接电流Iw1从峰值急剧向低电平电流值I1减小。并且，若在时刻t21第1焊接电流Iw1减少至低电平电流值I1，则如图4(D)所示，驱动信号Dr恢复为High电平，因此图3的晶体管TR变成接通状态，减流电阻器R被短路。如图4(A)所示，由于电流控制设定信号Icr维持低电平电流设定信号Ilr不变，因此直到时刻t3的再次产生电弧为止，第1焊接电流Iw1维持低电平电流值I1。因此，晶体管TR仅在时刻t2检测出缩颈到在时刻t21第1焊接电流Iw1减少至低电平电流值I1为止的期间内处于断开状态。如图4(B)所示，由于第1焊接电流Iw1变小，因此第1焊接电压检测信号Vd1从时刻t2开始暂时减少之后再急剧上升。

图4是彼此的短路期间重叠的情况，在未重叠的情况下如图6那样。此时的各信号的时序图是在图4中消除了时刻t13～t2的期间的时序。此时，不会产生缩颈的误检测，因此与现有技术相同。

根据上述的实施方式2，在短路状态中判别熔滴的电阻值减少的情况，将缩颈的检测仅禁止规定期间(禁止期间)。由此，在实施方式2中，除了实施方式1的效果外，由于仅在所需的最小限度的期间内禁止缩颈检测，因此能够正确地检测原有的缩颈。在实施方式1中，若禁止缩颈检测，则在相应短路期间内不能检测缩颈，因此会在大电流值的峰值下再次产生电弧，增加了溅射物。相对于此，在实施方式2中，即使禁止了缩颈检测在这之后也能够正确地检测缩颈，因此能够减少溅射物。

符号说明

11 第1焊丝

12 第2焊丝

2 工件

31 第1电弧

32 第2电弧

41 第1焊炬

42 第2焊炬

5 夹具

61 第1供电端

62 第2供电端

CM 电流比较电路

Cm 电流比较信号

DR 驱动电路

Dr 驱动信号

Ea 误差放大信号

EI 电流误差放大电路

Ei 电流误差放大信号

EV 电压误差放大电路

Ev 电压误差放大信号

FC1 第1进给控制电路

Fc1 第1进给控制信号

Fc2 第2进给控制信号

FD1 第1进给机

FD2 第2进给机

FR 进给速度设定电路

Fr 进给速度设定信号

ICR 电流控制设定电路

Icr 电流控制设定信号

ID1 第1焊接电流检测电路

Id1 第1焊接电流检测信号

Ig 总计焊接电流

I1 低电平电流值

ILR 低电平电流设定电路

Ilr 低电平电流设定信号

Iw1 第1焊接电流

Iw2 第2焊接电流

L 共同通电路径的电感值

ND 缩颈检测电路

Nd 缩颈检测信号

PM 电源主电路

PS1 第1焊接电源

PS2 第2焊接电源

R 减流电阻器

SD 短路判别电路

Sd 短路判别信号

ST 缩颈检测禁止电路

St 缩颈检测禁止信号

ST2 第2缩颈检测禁止电路

SW 控制切换电路

Td 延迟期间

TDS 延迟断开电路

Tds 延迟信号

TR 晶体管

VD1 第1焊接电压检测电路

Vd1 第1焊接电压检测信号

VD2 第2焊接电压检测电路

Vd2 第2焊接电压检测信号

VR 电压设定电路

Vr 电压设定信号

Vta 短路/电弧判别值

VTN 缩颈检测基准值设定电路

Vtn 缩颈检测基准值(信号)

Vw1 第1焊接电压

Vw2 第2焊接电压

Claims (5)

1.一种焊接电源的缩颈检测控制方法，通过多个焊接电源对共同的工件分别产生电弧来进行焊接，所述焊接电源内的至少2台焊接电源使用焊接电压检测值来检测从短路状态再次产生电弧的前兆现象即熔滴的缩颈，若检测到该缩颈则减少在短路负载中流动的焊接电流来再次产生电弧，该焊接电源的缩颈检测控制方法的特征在于，

所述焊接电压检测值包括因流动进行了总计所得到的焊接电流的共同通电路径的电感值所产生的电压值，

在所述短路状态中判别出所述熔滴的电阻值减少时，禁止所述缩颈的检测。

2.根据权利要求1所述的焊接电源的缩颈检测控制方法，其特征在于，

检测所述焊接电流，

所述焊接电压检测值除以所述焊接电流的检测值来计算出所述熔滴的电阻值。

3.根据权利要求1所述的焊接电源的缩颈检测控制方法，其特征在于，

检测所述焊接电流，

通过所述焊接电流的检测值未减少时所述焊接电压检测值减少来判别所述熔滴的电阻值减少。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的焊接电源的缩颈检测控制方法，其特征在于，

在直到再次产生所述电弧为止的期间内，禁止所述缩颈的检测。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的焊接电源的缩颈检测控制方法，其特征在于，

在规定期间内禁止所述缩颈的检测。