JP2017170453A - Ｔｉｇ溶接装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型の被溶接物に対しても高精度なＴＩＧ溶接を可能なタッチスタート方式のＴＩＧ溶接装置およびその制御方法を提供する。【解決手段】電極１の先端とワーク２との間に溶接電圧を印加しない状態で電極１を下降制御し、電極１の先端とワーク２との接触をタッチスタート検出回路３０により検出すると、電極１の先端とワーク２との間にタッチスタートＴＩＧ溶接電源１０から離れ検出電流を流した状態で電極１を上昇制御し、電極１の先端とワーク２との間の電圧が離れ検出参照電圧になったときに、電極１の先端がワーク２から離れたと検出し、電極１の先端がワーク２から離れたと検出した後、電極１の相対位置決めを行って、該相対位置決め完了後若しくは該相対位置決め完了前の該相対位置決め中にタッチスタートＴＩＧ溶接電源１０からの離れ検出電流を本通電電流に切り換える。【選択図】図１

Description

本発明は、ＴＩＧ溶接装置およびその制御方法に関し、特に小型の被溶接物に対しても高精度なＴＩＧ溶接を可能なタッチスタート方式のＴＩＧ溶接装置およびその制御方法に関する。

従来、タッチスタート方式を採用したＴＩＧ溶接装置としては、特許文献１に開示されたＴＩＧ溶接装置が知られている。この特許文献１に開示されたＴＩＧ溶接装置には、非消耗電極と被溶接物との間に短絡検出用電圧を印加する短絡検出用電源と、基準値Ｖｒと溶接電圧検出器の出力信号Ｖｂとを比較しＶｂ≦Ｖｒとなった時に短絡検出回路が短絡を検出し、その後溶接電源の無負荷電圧Ｖｂ１より高い基準値Ｖｓと溶接電圧検出器の出力信号とを比較しＶｂ≧Ｖｓとなった時にアークが発生したと判断するアーク発生回路と、アーク発生回路がアーク発生を検出した後の予め定めた所定時間（Ｔ２）の後に溶接電源の出力を供給する時限回路とを備えた構成が記載されている。

しかしながら、特許文献１に開示されたＴＩＧ溶接装置は、基準値Ｖｒと溶接電圧検出器の出力信号Ｖｂとの比較により、電極と被溶接物との接触を検出しているので、被溶接物の表面が汚れている場合等には、電極と被溶接物との接触を高精度で検出することはできない。

また、溶接電源の無負荷電圧Ｖｂ１より高い基準値Ｖｓと溶接電圧検出器の出力信号とを比較してアーク発生を判断し、このアーク発生から所定時間経過後に溶接電源の出力を供給するように構成しているので、特に小型の被溶接物に対して高精度なＴＩＧ溶接を行うことができない。

特開２０００−１７６６４１号公報

そこで、本発明は、小型の被溶接物に対しても高精度なＴＩＧ溶接を可能とするタッチスタート方式のＴＩＧ溶接装置およびその制御方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、電極先端を被溶接物に接触させた後前記電極先端と前記被溶接物との間に溶接電圧を印加して前記電極先端を前記被溶接物から引き離すことにより前記電極と前記被溶接物との間にアークを発生させるタッチスタート方式のＴＩＧ溶接装置において、前記電極先端と前記被溶接物との間に溶接電圧を印加して前記電極先端と前記被溶接物との間に溶接電流を流すタッチスタートＴＩＧ溶接電源と、前記電極の上下動を制御するモータ制御装置と、前記モータ制御装置により制御され、前記電極先端と前記被溶接物との間に前記溶接電圧を印加しない状態で前記電極先端と前記被溶接物との接触を検出し、該接触が検出された後、前記電極および前記被溶接物から切り離されるタッチスタート検出回路と、を具え、前記タッチスタートＴＩＧ溶接電源は、前記電極先端と前記被溶接物との間に離れ検出電流を流し、前記電極先端と前記被溶接物との間の電圧が離れ検出参照電圧になったときに、前記電極先端が前記被溶接物から離れたと検出する電極離れ検出手段、を具備し、前記モータ制御装置は、前記電極を下降制御して前記タッチスタート検出回路で前記電極先端と前記被溶接物との接触を検出すると、前記タッチスタートＴＩＧ溶接電源から前記離れ検出電流を流した状態で前記電極を上昇制御し、前記電極離れ検出手段により前記電極先端が前記被溶接物から離れたと検出した後、前記電極の相対位置決めを行って、該相対位置決め完了後に前記タッチスタートＴＩＧ溶接電源からの前記離れ検出電流を本通電電流に切り換える溶接制御手段、を具備することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記タッチスタート検出回路は、前記電極および前記被溶接物に接続され、前記電極先端と前記被溶接物との接触により通電してオンになり、前記電極と前記被溶接物との接触を検出する第１のリレー回路と、前記電極と前記被溶接物との接触を検出した後オフして前記電極および前記被溶接物を切り離す第２のリレー回路と、を具備することを特徴とする。

請求項３の発明は、電極先端を被溶接物に接触させた後前記電極先端と前記被溶接物との間に溶接電圧を印加して前記電極先端を前記被溶接物から引き離すことにより前記電極と前記被溶接物との間にアークを発生させるタッチスタート方式のＴＩＧ溶接装置において、前記電極先端と前記被溶接物との間に溶接電圧を印加して前記電極先端と前記被溶接物との間に溶接電流を流すタッチスタートＴＩＧ溶接電源と、前記電極の上下動を制御するモータ制御装置と、前記モータ制御装置により制御され、前記電極先端と前記被溶接物との間に前記溶接電圧を印加しない状態で前記電極先端と前記被溶接物との接触を検出し、該接触が検出された後、前記電極および前記被溶接物から切り離されるタッチスタート検出回路と、を具え、前記タッチスタートＴＩＧ溶接電源は、前記電極先端と前記被溶接物との間に離れ検出電流を流し、前記電極先端と前記被溶接物との間の電圧が離れ検出参照電圧になったときに、前記電極先端が前記被溶接物から離れたと検出する電極離れ検出手段、を具備し、前記モータ制御装置は、前記電極を下降制御して前記タッチスタート検出回路で前記電極先端と前記被溶接物との接触を検出すると、前記タッチスタートＴＩＧ溶接電源から前記離れ検出電流を流した状態で前記電極を上昇制御し、前記電極離れ検出手段により前記電極先端が前記被溶接物から離れたと検出した後、前記電極の相対位置決めを行って、該相対位置決め完了前の前記相対位置決め中に前記タッチスタートＴＩＧ溶接電源からの前記離れ検出電流を本通電電流に切り換える溶接制御手段、を具備することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記タッチスタート検出回路は、前記電極および前記被溶接物に接続され、前記電極先端と前記被溶接物との接触により通電してオンになり、前記電極と前記被溶接物との接触を検出する第１のリレー回路と、前記電極と前記被溶接物との接触を検出した後オフして前記電極および前記被溶接物を切り離す第２のリレー回路と、を具備することを特徴とする。

請求項５の発明は、電極先端を被溶接物に接触させた後前記電極先端と前記被溶接物との間に溶接電圧を印加して前記電極先端を前記被溶接物から引き離すことにより前記電極と前記被溶接物との間にアークを発生させるタッチスタート方式のＴＩＧ溶接装置の制御方法であって、前記電極先端と前記被溶接物との間に溶接電圧を印加しない状態で前記電極を下降制御し、前記電極先端と前記被溶接物との接触をタッチスタート検出回路により検出すると、前記電極先端と前記被溶接物との間にタッチスタートＴＩＧ溶接電源から離れ検出電流を流した状態で前記電極を上昇制御し、前記電極先端と前記被溶接物との間の電圧が離れ検出参照電圧になったときに、前記電極先端が前記被溶接物から離れたと検出し、前記電極先端が前記被溶接物から離れたと検出した後、前記電極の相対位置決めを行って、該相対位置決め完了後に前記タッチスタートＴＩＧ溶接電源からの前記離れ検出電流を本通電電流に切り換えることを特徴とする。

請求項６の発明は、電極先端を被溶接物に接触させた後前記電極先端と前記被溶接物との間に溶接電圧を印加して前記電極先端を前記被溶接物から引き離すことにより前記電極と前記被溶接物との間にアークを発生させるタッチスタート方式のＴＩＧ溶接装置の制御方法であって、前記電極先端と前記被溶接物との間に溶接電圧を印加しない状態で前記電極を下降制御し、前記電極先端と前記被溶接物との接触をタッチスタート検出回路により検出すると、前記電極先端と前記被溶接物との間にタッチスタートＴＩＧ溶接電源から離れ検出電流を流した状態で前記電極を上昇制御し、前記電極先端と前記被溶接物との間の電圧が離れ検出参照電圧になったときに、前記電極先端が前記被溶接物から離れたと検出し、前記電極先端が前記被溶接物から離れたと検出した後、前記電極の相対位置決めを行って、該位置決め完了前の前記相対位置決め中に前記タッチスタートＴＩＧ溶接電源からの前記離れ検出電流を本通電電流に切り換えることを特徴とする。

本発明によれば、電極先端を被溶接物に接触させた後前記電極先端と前記被溶接物との間に溶接電圧を印加して前記電極先端を前記被溶接物から引き離すことにより前記電極と前記被溶接物との間にアークを発生させるタッチスタート方式のＴＩＧ溶接装置において、前記電極先端と前記被溶接物との間に溶接電圧を印加して前記電極先端と前記被溶接物との間に溶接電流を流すタッチスタートＴＩＧ溶接電源と、前記電極の上下動を制御するモータ制御装置と、前記モータ制御装置により制御され、前記電極先端と前記被溶接物との間に前記溶接電圧を印加しない状態で前記電極先端と前記被溶接物との接触を検出し、該接触が検出された後、前記電極および前記被溶接物から切り離されるタッチスタート検出回路と、を具え、前記タッチスタートＴＩＧ溶接電源は、前記電極先端と前記被溶接物との間に離れ検出電流を流し、前記電極先端と前記被溶接物との間の電圧が離れ検出参照電圧になったときに、前記電極先端が前記被溶接物から離れたと検出する電極離れ検出手段、を具備し、前記モータ制御装置は、前記電極を下降制御して前記タッチスタート検出回路で前記電極先端と前記被溶接物との接触を検出すると、前記タッチスタートＴＩＧ溶接電源から前記離れ検出電流を流した状態で前記電極を上昇制御し、前記電極離れ検出手段により前記電極先端が前記被溶接物から離れたと検出した後、前記電極の相対位置決めを行って、該相対位置決め完了後、または、該相対位置決め完了前の前記相対位置決め中に、前記タッチスタートＴＩＧ溶接電源からの前記離れ検出電流を本通電電流に切り換える溶接制御手段、を具備して構成したので、小型の被溶接物に対しても高精度なＴＩＧ溶接が可能になるという効果を奏する。

図１は、本発明に係るＴＩＧ溶接装置を説明するためのブロック図である。 図２は、図１に示したＴＩＧ溶接装置の実施例１の動作を説明するためのフローチャートである。 図３は、図１に示したＴＩＧ溶接装置の実施例１の動作を説明するためのタイミングチャートである。 図４は、図１に示したＴＩＧ溶接装置の実施例２の動作を説明するためのフローチャートである。 図５は、図１に示したＴＩＧ溶接装置の実施例２の動作を説明するためのタイミングチャートである。

以下、本発明を実施するための実施例について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明に係るＴＩＧ溶接装置を説明するためのブロック図である。図１において、このＴＩＧ溶接装置１００は、電極１から被溶接物であるワーク２へのアーク放電により、ワークのＴＩＧ溶接を行うもので、電極１の先端とワーク２との間に溶接電圧を印加して電極１の先端とワーク２との間に溶接電流を流すタッチスタートＴＩＧ溶接電源１０と、図示しないモータの制御により電極１の上下動を制御するモータ制御装置２０と、タッチスタート方式のＴＩＧ溶接を行うために電極１の先端とワーク２との接触を検出するタッチスタート検出回路３０とを具備して構成される。

ここで、このＴＩＧ溶接装置１００は、モータ制御装置２０を主装置として構成され、モータ制御装置２０によるタッチスタートＴＩＧ溶接電源１０の制御によりタッチスタートＴＩＧ溶接電源１０からの溶接電流が制御され、モータ制御装置２０によるタッチスタート検出回路３０の制御により電極１の先端とワーク２との接触および電極１とワーク２からのタッチスタート検出回路３０の切り離しが制御さる。ここで、モータ制御装置２０に設けられたスタートスイッチＳＴＡＲＴは、このＴＩＧ溶接装置１００によるＴＩＧ溶接の開始を指示するもので、このスタートスイッチＳＴＡＲＴがオンにされると、モータ制御装置２０に加えられるスタート信号がオンになり、非常停止スイッチＥＭＳＴＯＰは、このＴＩＧ溶接装置１００によるＴＩＧ溶接の非常停止を指示するものである。

タッチスタート検出回路３０は、タッチスタートＴＩＧ溶接電源１０からの溶接電流が流されていない状態で、タッチスタート方式のＴＩＧ溶接に係る電極１の先端とワーク２との接触の検出を行うもので、電極１とワーク２からのタッチスタート検出回路３０を切り離すためのリレーＲＬ１−１、ＲＬ１−２と、電極１の先端とワーク２との接触を検出するためのリレーＲＬ２とを有する。

このタッチスタート検出回路３０は、待機状態において、モータ制御装置２０からリレーＲＬ１−１のリレーコイル、リレーＲＬ１−２のリレーコイルに流される電流によりリレーＲＬ１−１、ＲＬ１−２はオンしている。この状態で、スタートスイッチＳＴＡＲＴをオンにすると、モータ制御装置２０の制御により電極１は下降制御され、電極１の先端がワーク２に接触すると、タッチダウン検出用の電圧Ｖにより、可変抵抗ＶＲ、抵抗Ｒ、リレーＲＬ２のリレーコイル、リレーＲＬ１−１のリレー接点、ワーク２、電極１、リレーＲＬ１−２のリレー接点を経由して接地（ＣＯＭ）に電流が流れ、これにより、リレーＲＬ２がオンする。このリレーＲＬ２のオンは、リレーＲＬ２のリレー接点を経由してモータ制御装置２０により検出され、これにより、タッチスタート方式のＴＩＧ溶接に係る電極１の先端とワーク２との接触がモータ制御装置２０で検出される。

モータ制御装置２０は、電極１の下降制御により、リレーＲＬ２により電極１の先端とワーク２との接触を検出すると、リレーＲＬ２のオンの検出により、リレーＲＬ１−１、ＲＬ１−２のリレーコイルに流していた電流を停止し、これによりリレーＲＬ１−１、ＲＬ１−２をオフして、電極１とワーク２からタッチスタート検出回路３０は切り離した後、電極１の上昇制御、電極１の相対位置決め制御を行う。この相対位置決め制御は、モータ制御装置２０により制御される図示しないモータの回転軸に取り付けられたエンコーダ出力を用いて行われる。

タッチスタートＴＩＧ溶接電源１０は、タッチスタート方式のＴＩＧ溶接に係る電極１の先端とワーク２との接触が検出された後、電極１とワーク２との間に離れ検出電流を流すとともに、モータ制御装置２０からの溶接開始信号により電極１とワーク２との間に流していた離れ検出電流をＴＩＧ溶接に係る本通電電流に切り換える。

また、このタッチスタートＴＩＧ溶接電源１０には、タッチスタート方式のＴＩＧ溶接に係る電極１の先端がワーク２から離れたことを検出する比較器からなる離れ検出部１１が設けられ、この離れ検出部１１は、モータ制御装置２０による電極１の上昇制御に際して、電極１とワーク２との間の電圧Ｖｓを監視し、電圧Ｖｓが離れ検出参照電圧Ｖｒｅｆになると、電極１の先端がワーク２から離れたとして検出して、離れ信号をモータ制御装置２０に出力する。

なお、タッチスタートＴＩＧ溶接電源１０は、電極１の先端がワーク２から離れたことを検出した後、離れ検出電流を流し続けるが、この離れ検出電流は、電極１の先端とワーク２との間のアークを維持する機能も有する。この離れ検出電流は、ワーク２が離れ検出電流により溶けるのを防止するために２アンペア以下が好ましい。

図２は、図１に示したＴＩＧ溶接装置の実施例１の動作を説明するためのフローチャートであり、図３は、実施例１のタイミングチャートである。なお、図２において、実線で示す処理は、モータ制御装置２０の処理を示し、破線で示す処理は、タッチスタートＴＩＧ溶接電源１０の処理を示す。

図２、図３において、ステップ２０１の待機状態においては、スタートスイッチＳＴＡＲＴは、図３（ａ）に示すようにオフであり、電極１は、図３（ｂ）に示すように上昇端にあり、リレーＲＬ２は、図３（ｃ）に示すようにオフであり、離れ信号（離れ検出）は、図３（ｄ）に示すようにオフであり、リレーＲＬ１−１は、図３（ｅ）に示すようにオン、リレーＲＬ１−２は、図３（ｆ）に示すようにオンである。

また、電極間電圧Ｖｓは、図３（ｇ）に示すようにタッチダウン検出用の電圧Ｖを示し、ＴＩＧ溶接のためのトーチガス（ＴＯＲＣＨ ＧＡＳ）も、図３（ｈ）に示すようにオフになっており、電極１の位置決めの相対位置完了信号も、図３（ｉ）に示すようにオフ、溶接電流も、図３（ｊ）に示すようにオフ、溶接終了信号（ＦＩＮＳＨ）もオフになっている。

この状態において、スタートスイッチＳＴＡＲＴがオンにされ、ステップ２０２のスタート信号がオンになると（図３（ａ）参照）、ＴＩＧ溶接のためのトーチガス（ＴＯＲＣＨ ＧＡＳ）がオンになり（図３（ｈ）参照）、モータ制御装置２０によるステップ２０３の電極１の下降制御が開始される（図３（ｂ）参照）。

電極１の下降制御により、図３（ｂ）に示すように電極１の先端がワーク２に接触（タッチダウン）し、電極１が電極短絡位置になると、リレーＲＬ２（タッチセンサ）がオンになり（図３（ｃ）参照）、モータ制御装置２０でタッチダウンが検出され（ステップ２０４）、モータ制御装置２０からタッチスタートＴＩＧ溶接電源１０にタッチダウン信号が送信される。

そして、リレーＲＬ２のオンにより、電極間電圧Ｖｓは、接地（ＣＯＭ）になり（図３（ｇ）参照）、タッチスタートＴＩＧ溶接電源１０は、電極１とワーク２との間の溶接電流として離れ検出電流を流し（図３（ｊ）参照）、電極１の先端がワーク２から離れる電極離れ検出を開始する（ステップ２１１）。

モータ制御装置２０でタッチダウンが検出されると、リレーＲＬ１−１、ＲＬ１−２をオフに制御し、その後、モータ制御装置２０は、電極１の先端がワーク２から離れる離れ位置検出のための電極１の上昇制御を速度１で行う（図３（ｂ）参照）。

この場合のステップ２１２の電極離れ検出は、タッチスタートＴＩＧ溶接電源１０の離れ検出部１１で電極間電圧Ｖｓを監視し、この電極間電圧Ｖｓが離れ検出参照電圧Ｖｒｅｆになると、電極１の先端がワーク２から離れたとして検出する（図３（ｇ）参照）。

ステップ２１２で電極１の先端がワーク２から離れたことを検出すると、離れ信号（図３（ｄ）参照）は、オンになり、この離れ信号は、タッチスタートＴＩＧ溶接電源１０からモータ制御装置２０に送信される。モータ制御装置２０は、タッチスタートＴＩＧ溶接電源１０から離れ信号を受信すると、電極１を更に上昇制御して、ワーク２に対する電極１の先端の相対位置決めを行う相対位置決移動制御を行う（ステップ２０６）。この相対位置決移動制御は、図３（ｂ）に示すように速度１より早い速度２で行われる。そして、電極１の先端が相対位置に達すると、図３（ｂ）に示すように電極１の上昇制御を停止する。これにより、図３（ｉ）に示すように、相対位置完了信号がオンになり、溶接開始信号（位置決完了）がモータ制御装置２０からタッチスタートＴＩＧ溶接電源１０に送信される。

タッチスタートＴＩＧ溶接電源１０は、溶接開始信号（位置決完了）を受信すると、離れ検出電流を本溶接のための本通電電流に切り替えＴＩＧ溶接をスタートさせる（ステップ２１３）。

本通電電流により、ワーク２の溶接が終了すると（ステップ２１４）、離れ信号（離れ検出）はオフ（図３（ｄ）参照）、リレーＲＬ１−１はオン（図３（ｅ）参照）、リレーＲＬ１−２はオン（図３（ｆ）参照）、トーチガス（ＴＯＲＣＨ ＧＡＳ）はオフ（図３（ｈ）参照）、溶接終了信号（ＦＩＮＳＨ）はオン（図３（ｋ）参照）になり、溶接終了信号（ＦＩＮＳＨ）をタッチスタートＴＩＧ溶接電源１０からモータ制御装置２０に送信する。

モータ制御装置２０は、タッチスタートＴＩＧ溶接電源１０から溶接終了信号（ＦＩＮＳＨ）を受信すると、接合終了処理（ステップ２０７）後、電極１の上昇（ヘッド上昇）を開始し（ステップ２０８）、電極１が待機位置（ＳＴＮＤＢＹ位置）に到着すると（ステップ２０９）、電極１の上昇を停止し（図３（ｂ）参照）、ステップ２０１の待機状態に戻る。

実施例１では、電極１の相対位置決めが完了した時点で離れ検出電流を本溶接のための本通電電流に切り替えたが、このように構成すると、小型で溶けやすいワーク（端子、リード線等）では相対位置移動後の溶接スタート時に瞬時的に大きな電圧がかかり、ワークが一気に溶けてしまう不都合が生じることがある。すなわち、相対位置移動により電極１とワーク２とのギャップが広がった状態でアークを飛ばすとその瞬間に電圧が大きくなり、その電力も大きくなってしまうためである。

実施例２では、このような不都合を解消するために、離れ検出電流から本通電電流への切り換えを、電極１の相対位置決めが完了した時点ではなく、電極１の相対位置決めが完了する前の相対位置決め移動中に行うようにしている。このような構成によると、アークを飛ばす瞬間の電圧、電力を抑え、ワークが一気に溶けることを防止することができる。

図４は、このように構成した図１に示したＴＩＧ溶接装置の実施例２の動作を説明するためのフローチャートであり、実施例２のタイミングチャートである。なお、図４において、実線で示す処理は、モータ制御装置２０の処理を示し、破線で示す処理は、タッチスタートＴＩＧ溶接電源１０の処理を示す。

図４、図５において、実施例１と同様に、ステップ４０１の待機状態においては、スタートスイッチＳＴＡＲＴは、図５（ａ）に示すようにオフであり、電極１は、図５（ｂ）に示すように上昇端にあり、リレーＲＬ２は、図５（ｃ）に示すようにオフであり、離れ信号（離れ検出）は、図５（ｄ）に示すようにオフであり、リレーＲＬ１−１は、図５（ｅ）に示すようにオン、リレーＲＬ１−２は、図５（ｆ）に示すようにオンである。

また、電極間電圧Ｖｓは、図５（ｇ）に示すようにタッチダウン検出用の電圧Ｖを示し、ＴＩＧ溶接のためのトーチガス（ＴＯＲＣＨ ＧＡＳ）も、図５（ｈ）に示すようにオフになっており、電極１の位置決めの相対位置完了信号も、図５（ｉ）に示すようにオフ、溶接開始信号も、図５（ｊ）に示すようにオフ、溶接電流も、図５（ｋ）に示すようにオフ、溶接終了信号（ＦＩＮＳＨ）も、図５（ｌ）に示すようにオフになっている。

この状態において、スタートスイッチＳＴＡＲＴがオンにされ、ステップ４０２のスタート信号がオンになると（図５（ａ）参照）、ＴＩＧ溶接のためのトーチガス（ＴＯＲＣＨ ＧＡＳ）がオンになり（図５（ｈ）参照）、モータ制御装置２０によるステップ４０３の電極１の下降制御が開始される（図５（ｂ）参照）。

電極１の下降制御により、図５（ｂ）に示すように電極１の先端がワーク２に接触（タッチダウン）し、電極１が電極短絡位置になると、リレーＲＬ２（タッチセンサ）がオンになり（図５（ｃ）参照）、モータ制御装置２０でタッチダウンが検出され（ステップ４０４）、モータ制御装置２０からタッチスタートＴＩＧ溶接電源１０にタッチダウン信号が送信される。

そして、リレーＲＬ２のオンにより、電極間電圧Ｖｓは、接地（ＣＯＭ）になり（図５（ｇ）参照）、タッチスタートＴＩＧ溶接電源１０は、電極１とワーク２との間の溶接電流として離れ検出電流を流し（図５（ｊ）参照）、電極１の先端がワーク２から離れる電極離れ検出を開始する（ステップ４１１）。

モータ制御装置２０でタッチダウンが検出されると、リレーＲＬ１−１、ＲＬ１−２をオフに制御し、その後、モータ制御装置２０は、電極１の先端がワーク２から離れる離れ位置検出のための電極１の上昇制御を速度１で行う（図５（ｂ）参照）。

この場合のステップ４１２の電極離れ検出は、タッチスタートＴＩＧ溶接電源１０の離れ検出部１１で電極間電圧Ｖｓを監視し、この電極間電圧Ｖｓが離れ検出参照電圧Ｖｒｅｆになると、電極１の先端がワーク２から離れたとして検出する（図５（ｇ）参照）。

ステップ４１２で電極１の先端がワーク２から離れたことを検出すると、離れ信号（図５（ｄ）参照）は、オンになり、この離れ信号は、タッチスタートＴＩＧ溶接電源１０からモータ制御装置２０に送信される。モータ制御装置２０は、タッチスタートＴＩＧ溶接電源１０から離れ信号を受信すると、電極１を更に上昇制御して、ワーク２に対する電極１の先端の相対位置決めを行う相対位置決移動制御を行う（ステップ４０６）。この相対位置決移動制御は、図５（ｂ）に示すように速度１より早い速度２で行われる。ここまでの動作は実施例１と同じである。

実施例２では、上記モータ制御装置２０による相対位置決移動制御で電極が相対位置に達する前の相対位置決移動制御中に、図５（ｊ）に示す溶接開始信号（溶接スタート開始位）をオンにし、この溶接開始信号をモータ制御装置２０からタッチスタートＴＩＧ溶接電源１０に送信する。

タッチスタートＴＩＧ溶接電源１０は、溶接開始信号（溶接スタート開始位）を受信すると、電極１の先端が相対位置に達する前であるが、離れ検出電流を本通電電流に切り替えＴＩＧ溶接をスタートさせる（ステップ４１３）。すなわち、実施例２では、本通電電流への切り換えを、電極１の相対位置決めが完了した時点ではなく、電極１の相対位置決めが完了する前の相対位置決め移動中に行う。なお、電極１の先端がＴＩＧ溶接に適した相対位置に達すると、図５（ｂ）に示すように、電極１の上昇制御が停止され、図５（ｉ）に示すように、相対位置完了信号がオンになる。

本通電電流により、ワーク２の溶接が終了すると（ステップ４１４）、離れ信号（離れ検出）はオフ（図５（ｄ）参照）、リレーＲＬ１−１はオン（図５（ｅ）参照）、リレーＲＬ１−２はオン（図５（ｆ）参照）、トーチガス（ＴＯＲＣＨ ＧＡＳ）はオフ（図５（ｈ）参照）、溶接終了信号（ＦＩＮＳＨ）はオン（図５（ｌ）参照）になり、溶接終了信号（ＦＩＮＳＨ）をタッチスタートＴＩＧ溶接電源１０からモータ制御装置２０に送信する。

モータ制御装置２０は、タッチスタートＴＩＧ溶接電源１０から溶接終了信号（ＦＩＮＳＨ）を受信すると、接合終了処理（ステップ４０７）後、電極１の上昇（ヘッド上昇）を開始し（ステップ４０８）、電極１が待機位置（ＳＴＮＤＢＹ位置）に到着すると（ステップ４０９）、電極１の上昇を停止し（図５（ｂ）参照）、ステップ４０１の待機状態に戻る。

本発明は、上述したように、
１）タッチスタート検出回路３０による電気式タッチ検出での電極１の先端がワーク２に接触するタッチダウン検出と、モータ制御装置２０によるモータを用いた電極１の高さ制御を協同して行うことにより高精度の電極タッチ検出を可能にし、
２）モータ制御装置２０によるモータを用いた電極１の高さ制御と、タッチスタートＴＩＧ溶接電源１０内部の離れ検出部１１による電極１の離れ検出とを協同して行うことにより高精度の電極離れ検出を可能にし、
３）モータ制御装置２０によるモータを用いた電極１高さ制御により、電極離れ検出後の電極１の相対位置決めを行うことで高精度の電極ギャップ調整を可能にし、
４）離れ検出電流から本通電電流への切り換えを、電極１の相対位置決めが完了した時点ではなく、電極１の相対位置決めが完了する前の相対位置決め移動中に行うようにして、小型で溶けやすいワークに対するＴＩＧ溶接も可能にしたものである。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内であれば、当業者の通常の創作能力によって多くの変形が可能である。

１…電極
２…ワーク
１０…タッチスタートＴＩＧ溶接電源
１１…離れ検出部
２０…モータ制御装置
３０…タッチスタート検出回路

Claims (6)

1. 電極先端を被溶接物に接触させた後前記電極先端と前記被溶接物との間に溶接電圧を印加して前記電極先端を前記被溶接物から引き離すことにより前記電極と前記被溶接物との間にアークを発生させるタッチスタート方式のＴＩＧ溶接装置において、
   前記電極先端と前記被溶接物との間に溶接電圧を印加して前記電極先端と前記被溶接物との間に溶接電流を流すタッチスタートＴＩＧ溶接電源と、
   前記電極の上下動を制御するモータ制御装置と、
   前記モータ制御装置により制御され、前記電極先端と前記被溶接物との間に前記溶接電圧を印加しない状態で前記電極先端と前記被溶接物との接触を検出し、該接触が検出された後、前記電極および前記被溶接物から切り離されるタッチスタート検出回路と、
   を具え、
   前記タッチスタートＴＩＧ溶接電源は、
   前記電極先端と前記被溶接物との間に離れ検出電流を流し、前記電極先端と前記被溶接物との間の電圧が離れ検出参照電圧になったときに、前記電極先端が前記被溶接物から離れたと検出する電極離れ検出手段、
   を具備し、
   前記モータ制御装置は、
   前記電極を下降制御して前記タッチスタート検出回路で前記電極先端と前記被溶接物との接触を検出すると、前記タッチスタートＴＩＧ溶接電源から前記離れ検出電流を流した状態で前記電極を上昇制御し、前記電極離れ検出手段により前記電極先端が前記被溶接物から離れたと検出した後、前記電極の相対位置決めを行って、該相対位置決め完了後に前記タッチスタートＴＩＧ溶接電源からの前記離れ検出電流を本通電電流に切り換える溶接制御手段、
   を具備することを特徴とするＴＩＧ溶接装置。
2. 前記タッチスタート検出回路は、
   前記電極および前記被溶接物に接続され、前記電極先端と前記被溶接物との接触により通電してオンになり、前記電極と前記被溶接物との接触を検出する第１のリレー回路と、
   前記電極と前記被溶接物との接触を検出した後オフして前記電極および前記被溶接物を切り離す第２のリレー回路と、
   を具備することを特徴とする請求項１に記載のＴＩＧ溶接装置。
3. 電極先端を被溶接物に接触させた後前記電極先端と前記被溶接物との間に溶接電圧を印加して前記電極先端を前記被溶接物から引き離すことにより前記電極と前記被溶接物との間にアークを発生させるタッチスタート方式のＴＩＧ溶接装置において、
   前記電極先端と前記被溶接物との間に溶接電圧を印加して前記電極先端と前記被溶接物との間に溶接電流を流すタッチスタートＴＩＧ溶接電源と、
   前記電極の上下動を制御するモータ制御装置と、
   前記モータ制御装置により制御され、前記電極先端と前記被溶接物との間に前記溶接電圧を印加しない状態で前記電極先端と前記被溶接物との接触を検出し、該接触が検出された後、前記電極および前記被溶接物から切り離されるタッチスタート検出回路と、
   を具え、
   前記タッチスタートＴＩＧ溶接電源は、
   前記電極先端と前記被溶接物との間に離れ検出電流を流し、前記電極先端と前記被溶接物との間の電圧が離れ検出参照電圧になったときに、前記電極先端が前記被溶接物から離れたと検出する電極離れ検出手段、
   を具備し、
   前記モータ制御装置は、
   前記電極を下降制御して前記タッチスタート検出回路で前記電極先端と前記被溶接物との接触を検出すると、前記タッチスタートＴＩＧ溶接電源から前記離れ検出電流を流した状態で前記電極を上昇制御し、前記電極離れ検出手段により前記電極先端が前記被溶接物から離れたと検出した後、前記電極の相対位置決めを行って、該相対位置決め完了前の前記相対位置決め中に前記タッチスタートＴＩＧ溶接電源からの前記離れ検出電流を本通電電流に切り換える溶接制御手段、
   を具備することを特徴とするＴＩＧ溶接装置。
4. 前記タッチスタート検出回路は、
   前記電極および前記被溶接物に接続され、前記電極先端と前記被溶接物との接触により通電してオンになり、前記電極と前記被溶接物との接触を検出する第１のリレー回路と、
   前記電極と前記被溶接物との接触を検出した後オフして前記電極および前記被溶接物を切り離す第２のリレー回路と、
   を具備することを特徴とする請求項３に記載のＴＩＧ溶接装置。
5. 電極先端を被溶接物に接触させた後前記電極先端と前記被溶接物との間に溶接電圧を印加して前記電極先端を前記被溶接物から引き離すことにより前記電極と前記被溶接物との間にアークを発生させるタッチスタート方式のＴＩＧ溶接装置の制御方法であって、
   前記電極先端と前記被溶接物との間に溶接電圧を印加しない状態で前記電極を下降制御し、
   前記電極先端と前記被溶接物との接触をタッチスタート検出回路により検出すると、前記電極先端と前記被溶接物との間にタッチスタートＴＩＧ溶接電源から離れ検出電流を流した状態で前記電極を上昇制御し、
   前記電極先端と前記被溶接物との間の電圧が離れ検出参照電圧になったときに、前記電極先端が前記被溶接物から離れたと検出し、
   前記電極先端が前記被溶接物から離れたと検出した後、前記電極の相対位置決めを行って、該相対位置決め完了後に前記タッチスタートＴＩＧ溶接電源からの前記離れ検出電流を本通電電流に切り換える
   ことを特徴とするＴＩＧ溶接装置の制御方法。
6. 電極先端を被溶接物に接触させた後前記電極先端と前記被溶接物との間に溶接電圧を印加して前記電極先端を前記被溶接物から引き離すことにより前記電極と前記被溶接物との間にアークを発生させるタッチスタート方式のＴＩＧ溶接装置の制御方法であって、
   前記電極先端と前記被溶接物との間に溶接電圧を印加しない状態で前記電極を下降制御し、
   前記電極先端と前記被溶接物との接触をタッチスタート検出回路により検出すると、前記電極先端と前記被溶接物との間にタッチスタートＴＩＧ溶接電源から離れ検出電流を流した状態で前記電極を上昇制御し、
   前記電極先端と前記被溶接物との間の電圧が離れ検出参照電圧になったときに、前記電極先端が前記被溶接物から離れたと検出し、
   前記電極先端が前記被溶接物から離れたと検出した後、前記電極と前記被溶接物との間隔の位置決めを行って、該位置決め完了前の前記相対位置決め中に前記タッチスタートＴＩＧ溶接電源からの前記離れ検出電流を本通電電流に切り換える
   ことを特徴とするＴＩＧ溶接装置の制御方法。

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