JP2021146360A - アーク溶接装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半自動溶接において、トーチ操作状態を所望状態に維持するように溶接作業者にガイドすることができるアーク溶接装置を提供する。【解決手段】溶接電源ＰＳと、ワイヤ送給機ＷＭと、溶接トーチ４と、を備えたアーク溶接装置において、溶接電流Ｉｗの設定値Ｉｒを出力する溶接電流設定部ＩＲと、溶接電流Ｉｗの平均値Ｉａｄを検出する平均溶接電流検出部ＩＡＤと、溶接電流の設定値Ｉｒ及び溶接電流の平均値Ｉａｄを入力として、溶接電流の設定値Ｉｒから溶接電流の平均値Ｉａｄを減算して電流誤差値Ｅｉを算出する電流誤差値算出部ＥＩと、溶接トーチ４に装着されており、電流誤差値Ｅｉに基づいて報知する報知部ＤＰと、を備えており、報知部ＤＰは、表示灯を含んでおり、表示灯は電流誤差値Ｅｉが所定範囲内であるときと所定範囲外であるときとで点灯状態を変化させる。【選択図】図１

Description

本発明は、半自動溶接において、トーチ操作状態が所望状態になるようにガイドすることができるアーク溶接装置に関するものである。

溶接作業者が溶接トーチを手動で操作して消耗電極式アーク溶接を行う半自動溶接においては、給電チップ・母材間距離、前進角等の溶接姿勢、溶接速度等のトーチ操作状態を所望状態に維持することが溶接品質を良好にするためには重要である。熟練作業者は、高い技量によってこれらのトーチ操作状態を安定して所望状態に維持することができる。しかし、未熟練作業者は、溶接中のトーチ操作状態を所望状態に維持することが困難であり、溶接品質が悪くなるという問題がある。

特許文献１の発明では、溶接電流設定値と平均溶接電流値との誤差に基づいて溶接トーチを上下方向に移動させて給電チップ・母材間距離を所定値に制御するアーク溶接装置を開示している。この発明は、溶接トーチがロボット、自動走行台車等に装着されて溶接する自動機溶接の場合であり、半自動溶接には適用することができない。

特許第５４５０１５０号公報

そこで、本発明では、半自動溶接において、トーチ操作状態を所望状態に維持するように溶接作業者にガイドすることができるアーク溶接装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、
溶接電流及び溶接電圧を出力する溶接電源と、
溶接ワイヤを送給するワイヤ送給機と、
前記溶接電流及び前記溶接電圧を前記溶接ワイヤに供給して前記溶接ワイヤと母材との間でアークを発生させる溶接トーチと、
を備えたアーク溶接装置において、
前記溶接電流の設定値を出力する溶接電流設定部と、
前記溶接電流の平均値を検出する平均溶接電流検出部と、
前記溶接電流の設定値及び前記溶接電流の平均値を入力として、前記溶接電流の設定値から前記溶接電流の平均値を減算して電流誤差値を算出する電流誤差値算出部と、
前記溶接トーチに装着されており、前記電流誤差値に基づいて報知する報知部と、
を備えており、
前記報知部は、表示灯を含んでおり、前記表示灯は前記電流誤差値が所定範囲内であるときと前記所定範囲外であるときとで点灯状態を変化させる、
ことを特徴とするアーク溶接装置である。

請求項２の発明は、
前記表示灯は前記電流誤差値が前記所定範囲内にあるときは常時点灯し、前記所定範囲外にあるときは点滅する、
ことを特徴とする請求項１に記載のアーク溶接装置である。

請求項３の発明は、
前記表示灯は、前記電流誤差値が前記所定範囲外であり、かつ、
符号がプラスのときはマイナスのときよりも前記点滅の周期を短くする、
ことを特徴とする請求項２に記載のアーク溶接装置である。

本発明によれば、半自動溶接において、トーチ操作状態を所望状態に維持するように溶接作業者にガイドすることができる。

本発明の実施の形態１に係るアーク溶接装置のブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係るアーク溶接装置のブロック図である。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。

溶接電源ＰＳは、後述する溶接電流設定信号Ｉｒを入力として、溶接電流Ｉｗ及び溶接電圧Ｖｗを出力し、溶接電流設定信号Ｉｒに対応した送給速度設定信号Ｆｒを出力する。給電チップ・母材間距離、溶接姿勢及び溶接速度のトーチ操作状態が基準状態にあるときに、平均溶接電流値が溶接電流設定信号Ｉｒの値と等しくなるように送給速度設定信号Ｆｒは予め定められている（いわゆる一元制御）。

ワイヤ送給機ＷＭは、送給モータを備えており、上記の送給速度設定信号Ｆｒを入力として、溶接ワイヤ１を溶接トーチ４内を通して母材２に送給速度設定信号Ｆｒの値で送給する。

溶接トーチ４は、溶接ワイヤ１を母材２に導くと共に、給電チップ（図示は省略）を介して溶接ワイヤ１に上記の溶接電流Ｉｗ及び溶接電圧Ｖｗを供給する。

溶接ワイヤ１と母材２との間にはアーク３が発生する。アーク３中を溶接電流Ｉｗが通電し、上記の給電チップと母材２との間に溶接電圧Ｖｗが印加される。

溶接電流設定回路ＩＲは、予め定めた溶接電流設定信号Ｉｒを出力する。

平均溶接電流検出回路ＩＡＤは、予め定めた算出周期ごとに上記の溶接電流Ｉｗの平均値を検出して平均溶接電流検出信号Ｉadを出力する。

電流誤差算出回路ＥＩは、上記の溶接電流設定信号Ｉｒ及び上記の平均溶接電流検出信号Ｉadを入力として、上記の算出周期ごとに溶接電流設定信号Ｉｒの値から平均溶接電流検出信号Ｉadの値を減算して電流誤差値信号Ｅｉを算出する。上記の算出周期は、例えば０．５〜２秒程度に設定される。

報知回路ＤＰは、表示灯を含んでおり、上記の電流誤差値信号Ｅｉを入力として、表示灯は電流誤差値信号Ｅｉの値が所定範囲内であるときと所定範囲外であるときとで以下のように点灯状態を変化させる。報知回路ＤＰは、溶接トーチ４に装着される。
１）表示灯は、電流誤差値信号Ｅｉの値が所定範囲内にあるときは常時点灯し、所定範囲外にあるときは点滅する。
２）上記の１）に加えて、表示灯は、電流誤差値信号Ｅｉの値が所定範囲外であり、かつ、符号がプラスのときはマイナスのときよりも点滅の周期を短くする。

上記の溶接電流設定回路ＩＲ、上記の平均溶接電流検出回路ＩＡＤ及び上記の電流誤差算出回路ＥＩは、溶接トーチ４に装着しても良いし、溶接電源ＰＳに内蔵しても良い。

上述した実施の形態１に係るアーク溶接装置によれば、溶接電流の設定値及び溶接電流の平均値を入力として、溶接電流の設定値から溶接電流の平均値を減算して電流誤差値を算出する電流誤差値算出部と、溶接トーチに装着されており、電流誤差値に基づいて報知する報知部と、を備えており、報知部は、表示灯を含んでおり、表示灯は電流誤差値が所定範囲内であるときと所定範囲外であるときとで点灯状態を変化させる。表示灯は、電流誤差値が前記所定範囲内にあるときは常時点灯し、所定範囲外にあるときは点滅するようにしても良い。給電チップ・母材間距離、溶接姿勢及び溶接速度のトーチ操作状態が所望状態にあるときは電流誤差値は所定範囲内となり、所望状態から外れているときは所定範囲外となる。溶接作業者は、溶接中に表示灯の点灯状態を視認して、トーチ操作状態が所望状態にあるかないかを判断することができる。そして、溶接作業者は、トーチ操作状態が所望状態にないときは所望状態になるようにトーチ操作状態を修正させることができる。例えば、溶接電流の設定値を１５０Ａとし、所定範囲を±１０Ａとする。溶接中の平均溶接電流値が１４０〜１６０Ａにあるときはトーチ操作状態は所望状態にあり、表示灯は常時点灯する。平均溶接電流値が１４０Ａ未満又は１６０Ａを超過しているときは、トーチ操作状態は所望状態から外れており、表示灯は点滅状態となる。溶接作業者は、表示灯の点灯状態でトーチ操作状態を判断することができる。したがって、本実施の形態のアーク溶接装置を使用すれば、半自動溶接において、トーチ操作状態を所望状態に維持するように溶接作業者にガイドすることができる。この結果、未熟練作業者であっても、本実施の形態のアーク溶接装置を使用すれば、容易に良好な溶接を行うことができる。

さらに、本実施の形態によれば、表示灯は、電流誤差値が所定範囲外であり、かつ、符号がプラスのときはマイナスのときよりも点滅の周期を短くするようにしても良い。このようにすれば、電流誤差値が所定範囲よりも上側に外れているのか下側に外れているのかを判別することができる。この結果、溶接作業者がトーチ操作状態をより迅速にかつ確実に所望状態に修正することができる。

１ 溶接ワイヤ
2 母材
3 アーク
4 溶接トーチ
ＤＰ 報知回路
ＥＩ 電流誤差算出回路
Ｅｉ 電流誤差値信号
Ｆｒ 送給速度設定信号
ＩＡＤ 平均溶接電流検出回路
Ｉad 平均溶接電流検出信号
ＩＲ 溶接電流設定回路
Ｉｒ 溶接電流設定信号
Ｉｗ 溶接電流
ＰＳ 溶接電源
Ｖｗ 溶接電圧
ＷＭ ワイヤ送給機

Claims (3)

1. 溶接電流及び溶接電圧を出力する溶接電源と、
   溶接ワイヤを送給するワイヤ送給機と、
   前記溶接電流及び前記溶接電圧を前記溶接ワイヤに供給して前記溶接ワイヤと母材との間でアークを発生させる溶接トーチと、
   を備えたアーク溶接装置において、
   前記溶接電流の設定値を出力する溶接電流設定部と、
   前記溶接電流の平均値を検出する平均溶接電流検出部と、
   前記溶接電流の設定値及び前記溶接電流の平均値を入力として、前記溶接電流の設定値から前記溶接電流の平均値を減算して電流誤差値を算出する電流誤差値算出部と、
   前記溶接トーチに装着されており、前記電流誤差値に基づいて報知する報知部と、
   を備えており、
   前記報知部は、表示灯を含んでおり、前記表示灯は前記電流誤差値が所定範囲内であるときと前記所定範囲外であるときとで点灯状態を変化させる、
   ことを特徴とするアーク溶接装置。
2. 前記表示灯は前記電流誤差値が前記所定範囲内にあるときは常時点灯し、前記所定範囲外にあるときは点滅する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアーク溶接装置。
3. 前記表示灯は、前記電流誤差値が前記所定範囲外であり、かつ、
   符号がプラスのときはマイナスのときよりも前記点滅の周期を短くする、
   ことを特徴とする請求項２に記載のアーク溶接装置。

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