CN112439974A - 焊接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供焊接装置。在非消耗式电弧焊接中，在高频电压施加时引起通电检测部的误判别，会引起起弧失败。具备：测定焊接电流(Iw)的焊接电流测定部(6)；测定输出电压V的输出电压测定部(7)；在焊接电流测定部(6)所测定的焊接电流测定值(Id)比预先确定的电流判别值大的情况下判别为流过焊接电流的电流判别部(8)；在输出电压测定部(9)所测定的输出电压测定值(Vd)比预先确定的电压判别值小的情况下判别为流过焊接电流的电压判别部(9)；和将WCR信号和OVR信号作为输入来判别为焊接电流是通电中的通电检测部(11)，在施加高频电压(HF)的期间，通电检测部(11)通过仅用电压判别部(9)的OVR信号判别为焊接电流是通电中，来防止通电检测部(11)的误判别。
Description
技术领域
本发明涉及焊接装置。
背景技术
在非自耗电极电弧焊接中，已知如下方法：在焊接的起弧时，对装备于焊炬的电极与母材间施加高频电压，使电弧产生(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2014-155945号公报
在对电极与母材间施加高频电压来进行起弧的方式中，如专利文献1记载的那样，有可能会由于施加高频电压时产生的强的电磁波噪声让焊接电源引起误动作。特别有如下问题：在起弧时，由于高频电压而在焊接电流测定器混入电磁波噪声，就算未流过焊接电流，通电检测部也会误判别为流过焊接电流。
发明内容
本发明为了解决上述的课题而提出，其目的在于，在高频电压施加时防止通电检测部的误判别。
为了解决上述的课题，技术方案1的发明特征在于，具备：具有非自耗电极电弧焊接中所用的电极的焊炬；对所述焊炬与母材间输出焊接电流以及输出电压的焊接电源；对所述电极与所述母材间施加高频电压的高频施加部；测定所述焊接电流的焊接电流测定部；测定所述输出电压的输出电压测定部；在所述焊接电流测定部所测定的焊接电流测定值比预先确定的电流判别值大的情况下判别为流过焊接电流的电流判别部；在所述输出电压测定部所测定的输出电压测定值比预先确定的电压判别值小的情况下判别为流过焊接电流的电压判别部；和将所述电弧电流判别部的信号和所述电压判别部的信号作为输入来判别为焊接电流是通电中的通电检测部，在所述高频施加部对所述电极与所述母材间施加所述高频电压的期间，所述通电检测部仅用所述电压判别部的信号来判别为焊接电流是通电中。
技术方案2的发明是技术方案1基础上记载的焊接装置，特征在于，在所述高频施加部未对所述电极与所述母材间施加所述高频电压的期间，所述通电检测部通过电流判别部的信号与所述电压判别部的信号的逻辑或来判别为焊接电流是通电中。
发明的效果
根据本发明，能防止起弧时的高频电压所引起的误动作。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的焊接装置的连接图以及各功能的框图。
图2是不进行本发明的实施方式的现有技术的情况的起弧时的时序图。
图3是进行了本发明的实施方式的情况的焊接时的时序图。
图4是说明进行了本发明的实施方式的情况下在焊接中输出电压上升时的动作的时序图。
附图标记的说明
1 焊炬开关
2 电极
3 焊炬
4 母材
5 母材线缆
6 焊接电流测定部
7 输出电压测定部
8 电流判别部
9 电压判别部
10 焊炬开关线缆
11 通电检测部
12 高频施加部
PM 焊接电源
WCR WCR信号(流过还是未流过焊接电流的判别信号)
OVR OVR信号(是电弧电压还是无负载电压的判别信号)
Arc 通电检测信号
V 输出电压
HF 高频电压
TS 启动信号
Iw 焊接电流
Id 焊接电流测定值
Vd 输出电压测定值
具体实施方式
以下参考附图来说明本发明的实施方式。
〔实施方式〕
图1是本发明的实施方式所涉及的非自耗电极电弧焊接的焊接装置的连接图以及各功能的框图。以下参考该图来说明各方块。焊接电源PM是非自耗电极式电弧焊接电源。焊炬3与焊接电源PM的输出端子负侧连接，对焊炬3的电极2施加焊接电源PM的输出电压V。母材线缆5将焊接电源PM的输出端子正侧和母材4连接。焊炬开关1搭载于焊炬3，并通过焊炬开关线缆10与焊接电源PM的通电检测部11、电压判别部9、高频施加部12以及焊接电源PM的未图示的控制部连接。
焊接电流测定部6检测焊接电流Iw，将每焊接电流100A为1V(1V/100A)的焊接电流测定值Id输出到电流判别部8。
输出电压测定部7检测焊接电源PM的输出电压V，将每输出电压20V为1V(1V/20V)的输出电压测定值Vd输出到电压判别部9。
电流判别部8根据焊接电流测定值Id，如下述那样生成判别为流过焊接电流的WCR信号，并输出到通电检测部11。
·焊接电流测定值Id在20mS间不足6A的情况：WCR信号为L
·焊接电流测定值Id在3mS间为6A以上的情况：WCR信号为H
另外，WCR信号是Welding Current Relay(焊接电流继电器)的缩略表达，是在判别为流过焊接电流的情况下成为H、在判别为未流过焊接电流的情况下成为L的信号。另外，对WCR信号从H切换成L设置20mS间的期间是因为，在20mS以下的短的时间的电弧耗尽中，WCR不会从H切换成L。
电压判别部9根据启动信号TS以及输出电压测定值Vd，来生成判别为流过焊接电流的OVR信号，并输出到通电检测部11。
1)在启动信号TS启动(H)时，输出电压测定值Vd在20mS间为45V以上的情况：OVR信号为L
2)在启动信号TS启动(H)时，输出电压测定值Vd在3mS间为40V以下的情况：OVR信号为H
3)启动信号TS停止(L)的情况：OVR信号为L
另外，OVR信号是Output Voltage Relay(输出电压继电器)的缩略表达，是在启动中判别为流过焊接电流的情况成为H、这以外成为L的信号。另外，对OVR信号从H向L切换设置20mS间的期间是因为，在20mS以下的短的时间的电弧耗尽中，OVR不会从H切换到L。
通电检测部11根据电流判别部8的WCR信号以及电压判别部9的OVR信号，如下述那样生成通电检测信号Arc，并输出到高频施加部12。
1)在通电检测信号Arc为L的情况下，仅根据电压判别部9的OVR信号来决定通电检测信号Arc。即，在通电检测信号Arc为L的情况下，在电压判别部9的OVR信号切换成H的时间点，通电检测信号Arc也切换成H。
2)在通电检测信号Arc为H的情况下，根据电流判别部8的WCR信号与电压判别部9的OVR信号的逻辑或(OR)来决定通电检测信号Arc。即，在通电检测信号Arc为H的情况下，若电流判别部8的WCR信号和电压判别部9的OVR信号两方都未成为L，通电检测信号Arc就不切换成L。
在启动信号TSw为启动(H)、通电检测部11的通电检测信号Arc为L的情况下，高频施加部12将高频电压HF对电极2与母材4间施加，使得在从电极2到母材4间产生电弧。
关于现有技术的情况，进行焊接装置的动作说明。图2是用于说明不管高频电压HF的产生和停止，通电检测部11都用电流判别部8的WCR信号与电压判别部9的OVR信号的逻辑或进行通电检测信号Arc的判别的情况下发生的误判别的时序图。该图的(a)表示启动信号TS的启动/停止，该图的(b)表示焊接电流测定信号Id的时间变化，该图的(c)表示输出电压测定信号Vd的时间变化，该图的(d)表示电流判别部8的输出即WCR信号的时间变化，该图的(e)表示电压判别部9的输出即OVR信号的时间变化，该图的(f)表示通电检测部11的输出即通电检测信号Arc的时间变化，该图的(g)表示高频电压HF的施加/停止。
在时刻t0：时刻t0的时间点，如该图的(a)所示那样，启动信号TS切换成启动(H)，对于焊接电源PM的输出电压V，输出无负载电压70V程度，如该图的(c)所示那样，输出电压测定信号Vd也成为相当于无负载电压的值。另外，同时，高频电压施加部12对电极2与母材4间如该图的(g)所示那样施加高频电压HF。于是如前述那样，高频电压HF引起的电磁噪声混入焊接电流测定部6，如该图的(b)所示那样叠加在焊接电流测定值Id，即使未流过焊接电流Iw，也会在焊接电流测定值Id混入尖刺状的噪声。
时刻t1：由于混入焊接电流测定值Id的尖刺状的电压，在电流判别部8判别为焊接电流测定值Id在3mS间为6A以上的时间点即时刻t1，如该图的(d)所示那样，电流判别部8的WCR信号从L切换为H。由于在从时刻t0到时刻t1之间，如该图的(c)所示那样，输出电压测定信号Vd是与无负载电压70V程度对应的值，因此在时刻t1的时间点，也如该图的(e)所示那样，虽然电压判别部9的OVR信号保持H的状态，但由于通电检测部11的通电检测信号Arc成为电流判别部8的WCR信号与电压判别部9的OVR信号的逻辑或(OR)，因此在时刻t1的时间点，如该图的(f)所示那样，通电检测信号Arc从L切换成H，成为就算未通电焊接电流也误判别成流过焊接电流的状态。在时刻t1的时间点，由于有如该图的(f)所示那样，通电检测信号Arc成为H，因此高频施加部12如该图的(g)所示那样，停止高频电压HF的施加。为此，混入焊接电流测定部6的电磁波噪声的影响消失，如该图的(b)所示那样，焊接电流测定值Id保持0A的状态。
时刻t2：在电磁波噪声的影响消失的时刻t1的时间点起由电流判别部8判别为焊接电流测定值Id在20mS间为6A以下的时刻t2的时间点，如该图的(d)所示那样，电流判别部8的WCR信号从H切换成L，如该图的(f)所示那样，通电检测部11的通电检测信号Arc也从H切换成L。于是，高频电压施加部12再度回到对电极2与母材4间施加高频电压HF的t0的状态，以后重复时刻t0到时刻t2的动作。
图3是用于说明进行了本发明的实施方式的情况的动作的时序图，对进行了本发明的实施方式的情况的焊接装置的动作进行说明。该图的(a)表示启动信号TS的启动/停止，该图的(b)表示焊接电流测定信号Id的时间变化，该图的(c)表示输出电压测定信号Vd的时间变化，该图的(d)表示电流判别部8的输出即WCR信号的时间变化，该图的(e)表示电压判别部9的输出即OVR信号的时间变化，该图的(f)表示通电检测部11的输出即通电检测信号Arc的时间变化，该图的(g)表示高频电压HF的施加/停止。以下参考该图来说明动作。
时刻t0到时刻t1：时刻t0到时刻t1的期间与前述的图2同样。其中在时刻t1的时间点，由于通电检测部11与电流判别部8的WCR信号没有关系地仅以电压判别部9的OVR信号进行判别，因此如该图的(f)所示那样，通电检测信号Arc不会从L切换成H。
时刻t2：由于若在时刻t2产生电弧，输出电压V就从无负载70V降低到电弧电压的20V程度，因此如该图的(c)所示那样，输出电压测定信号Vd也降低到相当于20V的值。
时刻t3：在时刻t3，由于输出电压测定值Vd在3mS间成为40V以下，因此如该图的(e)所示那样，电压判别部9的OVR信号从L切换成H，如该图的(f)所示那样，通电检测部11也将通电检测信号Arc从L切换成H。由于通电检测信号Arc成为H，因此高频施加部12如该图的(g)所示那样将高频电压HF的施加停止，如该图的(b)所示那样，叠加在焊接电流测定信号Id的尖刺状的噪声消失。
时刻t3到时刻t4：时刻t3到时刻t4之间是通常的电弧焊接期间。
时刻t4到时刻t5：在时刻t4到时刻t5，电极2与母材4间的距离拉大，是输出电压V上升到50V程度的期间。如该图的(c)所示那样，输出电压检测信号Vd成为相当于50V的值，虽然超过电弧电压判定部9的阈值45V，但由于期间是20mS以下，因此如该图的(e)所示那样，电压判别部9的OVR信号不会从H切换成L。
时刻t5到时刻t6：在图3中的时刻t5的时间点，输出电压V从50V回到20V，如该图的(a)所示那样，到启动信号TS切换成停止(L)的时刻t6的时间点为止。在实现启动停止的时刻t6，如该图的(e)所示那样，电压判别部9的OVR信号从H切换成L。另外，由于虽然焊接电流Iw也立即成为0A，但如该图的(d)所示那样，电流判别部8的WCR信号从时刻t6起到20mS后保持H的状态，因此如该图的(f)所示那样，通电检测部11的通电检测信号Arc也保持H的状态。
时刻t6到时刻t7：在从启动信号TS切换成停止(L)焊接电流Iw成为0A的时刻t6的时间点起焊接电流测定值Id在20mS间为6A以下的时刻t7的时间点，如该图的(d)所示那样，电流判别部8的WCR信号从H切换成L，因此如该图的(f)所示那样，通电检测部11的通电检测信号Arc也从H切换成L。
图4是说明在图3中时刻t4到时刻t5的期间成为20mS以上、电压判别部9的OVR信号从H切换成L的情况的时序图。如该图的(c)所示那样，在从电弧长度伸长而输出电压检测信号Vd上升到相当于50V的值的时间点即时刻t4起20mS后的时刻t45时间点，如该图的(e)所示那样，电压判别部9的OVR信号从H切换成L。但由于即使电弧长度伸长，焊接电源PM也是恒电流输出的焊接电源，因此输出电流保持设定20A，因而如该图的(b)所示那样，焊接电流测定信号Id固定，时刻t4到时刻t5的期间也如该图的(d)所示那样，电流判别部8的WCR信号不会掉落到L。由于通电检测信号Arc是H的状态，因此通电检测部11根据电流判别部8的WCR信号与电压判别部9的OVR信号的逻辑或来决定，因而如该图的(f)所示那样，不会掉落到L。如此地，通过在通电检测信号Arc为H的情况下，用电流判别部8的WCR信号与电压判别部9的OVR信号的逻辑或来决定通电检测信号Arc，即使输出电压测定信号上升到接近于无负载电压的值，只要输出电流测定值是流过6A以上的状态，就视作电弧产生，由此，即使是将电极2与母材4间的距离拉大而将要引起电弧耗尽这样的极限的状态，通电检测部11也能将通电检测信号Arc正确地保持在H。
用于检测焊接电流测定部6中所使用的焊接电流1w的霍尔电流检测器使用额定电流400A的检测器。如先述那样，焊接电流测定部6由于变换成每焊接电流100A为1V，因此是每焊接电流1A为10mV。霍尔电流检测器在未流过焊接电流时也输出±30mV的残存输出(偏置电压)。另外，残存输出(偏置电压)带来1mV/℃程度的温度漂移。为此，安全起见，电流判别部8将流过还是没流过焊接电流的判别水平设定在6A。另外，在使用霍尔电流检测器以外的分流电阻的方式中，也由于分流电阻的电流/电压变换水平是50mV/400A，因此必须判别0.5mV程度的微小信号，因此与霍尔电流检测器相比，更难判别是流过还是没流过焊接电流。
在非自耗电极电弧焊接机中，谋求也能进行焊接电流Iw为4A以下的焊接。由于电流判别部8的WCR信号的判定值是6A，因此在焊接电流Iw为6A以下的焊接中，WCR信号会成为L，会判定为未流过焊接电流。在焊接电流Iw为4A以下的焊接中，电弧力非常弱，通常输出电压V为10V程度，即使将电极与母材的距离拉大到电弧能持续的极限，输出电压V也是45V以下。在45V以上的区域，电弧不能持续而会消弧，输出电压V急剧上升而会成为无负载电压70V程度。为此，若将电压判定部9的OVR信号从H切换成L的判定值设定成45V，则在焊接电流Iw为4A时，也会在电弧持续期间由电压判定部9正确地判别为流过焊接电流。
如以上那样，在通电检测信号Arc为L的情况下，通电检测部11无视电流判别部8的WCR信号，仅用电压判别部9的OVR信号来决定通电检测信号Arc，由此即使是为了使起弧时的电弧产生而施加高频电压HF的状态，也能不受电流判别部8的WCR信号的误判别的影响地得到正确的通电检测信号Arc，能进行正常的起弧。另外，在通电检测信号Arc成为H的情况下，通电检测部11用电流判别部8的WCR信号与电压判别部9的OVR信号的逻辑或来决定通电检测信号Arc，由此，即使是在电流判别部8会判别为未流过焊接电流那样低的焊接电流下，也能确实地得到正确的通电检测信号Arc。
Claims (2)
1.一种焊接装置，其特征在于，具备：
具有非自耗电极电弧焊接中所用的电极的焊炬；
对所述焊炬与母材间输出焊接电流以及输出电压的焊接电源；
对所述电极与所述母材间施加高频电压的高频施加部；
测定所述焊接电流的焊接电流测定部；
测定所述输出电压的输出电压测定部；
在所述焊接电流测定部所测定的焊接电流测定值比预先确定的电流判别值大的情况下判别为流过焊接电流的电流判别部；
在所述输出电压测定部所测定的输出电压测定值比预先确定的电压判别值小的情况下判别为流过焊接电流的电压判别部；和
将所述电流判别部的信号和所述电压判别部的信号作为输入来判别为焊接电流是通电中的通电检测部，
在所述高频施加部对所述电极与所述母材间施加所述高频电压的期间，所述通电检测部仅用所述电压判别部的信号来判别为焊接电流是通电中。
2.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，
在所述高频施加部未对所述电极与所述母材间施加所述高频电压的期间，所述通电检测部通过电流判别部的信号与所述电压判别部的信号的逻辑或来判别为焊接电流是通电中。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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