JP2023154818A - アーク加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】手動の加工作業を行うときに、従来品のアーク加工トーチを使用しても、所望の移動速度での作業を容易にすることができるアーク加工装置を提供すること。【解決手段】起動信号Ｏｎが入力されると出力電流Ｉｗ及び出力電圧Ｖｗを出力するアーク加工電源ＰＳと、出力電流Ｉｗ及び出力電圧Ｖｗによってアーク加工を行うアーク加工トーチＡＴと、を備えたアーク加工装置において、アーク加工電源ＰＳの出力電流Ｉｗ及び出力電圧Ｖｗの出力を禁止する移動速度テストモードＭｓを設定する移動速度テストモード設定部ＭＳと、起動信号Ｏｎが入力されている起動時間Ｔｄを計測する起動時間計測部ＴＤと、基準距離Ｌｒ及び起動時間Ｔｄから移動速度Ｓｄを算出する移動速度算出部ＳＤと、算出された移動速度Ｓｄを報知する報知部ＤＰと、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、アーク加工装置に関するものである。

アーク溶接、プラズマアーク溶接、プラズマアーク切断等のアーク加工を行うためのアーク加工装置が広く使用されている。アーク加工装置は、起動信号が入力されると出力電流及び出力電圧を出力するアーク加工電源と、出力電流及び出力電圧によってアーク加工を行うアーク加工トーチと、を備えている。

アーク加工作業を行うときに、アーク加工トーチの移動速度を適正値に維持することは良好な加工品質を得るために重要である。ロボット、自動機、自動台車等を使用する場合には、移動速度を適正値に設定することができる。しかし、作業者がアーク加工トーチを手動で操作する場合には、移動速度を適正値に維持するには熟練した技能が必要である。

特許文献１に係るアーク溶接装置は、溶接トーチに設けられた３軸加速度センサと、アークが点弧されると３軸加速度センサからの各軸の加速度信号を積分しこれらの積分信号を合成して溶接トーチの移動速度信号を算出する移動速度算出部と、定常状態における移動速度信号の値が所定速度範囲外にあるときは第１の警報を発生させる第１警報発生部とを備えている。このようなアーク溶接装置を使用すれば、手動の加工作業においても、移動速度を適正値に維持することが容易になる。

特許第６０９５３８４号公報

上述した従来技術を利用するためには、アーク加工トーチに３軸加速度センサを設けた上で、センサからの信号をアーク加工電源に出力するための信号線も必要となる。このために、従来のアーク加工トーチを使用することができず、特製のアーク加工トーチを使用することになりコストが高くなるという問題がある。、

そこで、本発明では、手動の加工作業を行うときに、従来品のアーク加工トーチを使用しても、所望の移動速度での作業が容易になり、加工品質を良好にすることができるアーク加工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、
起動信号が入力されると出力電流及び出力電圧を出力するアーク加工電源と、
前記出力電流及び前記出力電圧によってアーク加工を行うアーク加工トーチと、
を備えたアーク加工装置において、
前記アーク加工電源の前記出力電流及び前記出力電圧の出力を禁止する移動速度テストモードを設定する移動速度テストモード設定部と、
前記起動信号が入力されている起動時間を計測する起動時間計測部と、
予め定めた基準距離及び前記起動時間から移動速度を算出する移動速度算出部と、
算出された前記移動速度を報知する報知部と、
を備えたことを特徴とするアーク加工装置である。

請求項２の発明は、
前記基準距離を設定する基準距離設定部を、
さらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のアーク加工装置である。

請求項３の発明は、
前記報知部は、算出された前記移動速度と予め定めた目標速度との差分値を報知する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のアーク加工装置である。

本発明に係るアーク加工装置によれば、手動の加工作業を行うときに、従来品のアーク加工トーチを使用しても、所望の移動速度での作業が容易になり、加工品質を良好にすることができる。

本発明の実施の形態に係るアーク加工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。

図１は、本発明の実施の形態に係るアーク加工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。

アーク加工電源ＰＳは、後述する起動信号Ｏｎ及び後述する移動速度テストモード設定信号Ｍｓを入力として、起動信号ＯｎがＨｉｇｈレベルであり、かつ、移動速度テストモード設定信号ＭｓがＬｏｗレベルであるときは、出力電流Ｉｗ及び出力電圧Ｖｗを出力する。したがって、移動速度テストモード設定信号ＭｓがＨｉｇｈレベルであるときは、起動信号ＯｎがＨｉｇｈレベルに変化しても、出力電流及び出力電圧を出力しない。アーク加工電源ＰＳは、アーク溶接電源、プラズマアーク溶接電源、プラズマアーク切断電源等である。

アーク加工トーチＡＴは、上記の出力電流Ｉｗ及び出力電圧Ｖｗを電極１と被加工物２との間に供給してアーク加工を行う。ここで、アーク加工とは、アーク溶接、プラズマアーク溶接、プラズマアーク切断等である。

移動速度テストモード設定回路ＭＳは、アーク加工モードのときはＬｏｗレベルとなり、移動速度テストモードのときはＨｉｇｈレベルとなる移動速度テストモード設定信号Ｍｓを出力する。アーク加工を行うときにはアーク加工モードが選択され、後述する移動速度をテストするときには移動速度テストモードが選択される。

基準距離設定回路ＬＲは、入力された基準距離設定信号Ｌｒを出力する。

起動回路ＯＮは、上記のアーク加工トーチＡＴに装着されているスイッチであり、オン状態になるとアーク加工を開始するためにＨｉｇｈレベルとなる起動信号Ｏｎを出力する。

起動時間計測回路ＴＤは、上記の起動信号Ｏｎを入力として、起動信号ＯｎがＨｉｇｈレベルとなっている時間を計測して、起動時間計測信号Ｔｄを出力する。

移動速度算出回路ＳＤは、上記の基準距離設定信号Ｌｒ及び上記の起動時間計測信号Ｔｄを入力として、基準距離設定信号Ｌｒの値を起動時間計測信号Ｔｄの値で除算して移動速度を算出し、移動速度算出信号Ｓｄを出力する。例えば、Ｌｒ＝２０cm、Ｔｄ＝２０秒であったときは、Ｓｄ＝６０cm／minとなる。

報知回路ＤＰは、上記の移動速度算出信号Ｓｄを入力として、移動速度算出信号Ｓｄの値を報知する。例えば、報知回路ＤＰは、液晶ディスプレイであり、移動速度を表示する。音声による報知でも良い。また、報知回路ＤＰは、移動速度算出信号Ｓｄの値と予め定めた目標速度との差分値を報知するようにしても良い。

以下、移動速度を計測するための作業手順を説明する。
１）移動速度テストモード設定回路ＭＳに対して、移動速度テストモードを選択すると、Ｈｉｇｈレベルとなる移動速度テストモード設定信号Ｍｓが出力される。
２）基準距離設定回路ＬＲに対して、作業者が基準距離を入力すると、基準距離設定信号Ｌｒが出力される。例えば、Ｌｒ＝２０cmに設定する。この回路を設けずに、基準距離を予め定めた定数としても良い。
３）被加工物の加工開始位置から上記の基準距離だけ加工方向に移動した基準距離位置にマークを付ける。
４）アーク加工トーチＡＴを手で把持し、加工開始位置で起動回路ＯＮのスイッチをオン状態にして移動を開始し、基準距離位置まで到達したらスイッチをオフ状態にする。このときに、移動速度テストモードに設定されているので、アーク加工電源ＰＳの出力は禁止されており、出力電流及び出力電圧は出力されない。
５）起動時間計測回路ＴＤによって、スイッチがオン状態になっていた時間が計測されて、起動時間計測信号Ｔｄが出力される。例えば、起動時間計測信号Ｔｄ＝１８秒となる。
６）移動速度算出回路ＳＤによって、基準距離設定信号Ｌｒの値を起動時間計測信号Ｔｄの値で除算して、移動速度算出信号Ｓｄが出力される。上記の例では、移動速度算出信号Ｓｄ＝６７cm／minとなる。
７）報知回路ＤＰである液晶ディスプレイに、移動速度算出信号Ｓｄの値が表示される。上記の例では、６７と表示される。また、報知回路ＤＰが、移動速度算出信号Ｓｄの値と予め定めた目標速度との差分を報知するようにしても良い。この場合には、目標速度が６０であれば、＋７と表示される。
８）作業者は、表示された移動速度を視認し、その値が所望値に対して速いか又は遅いかを確認する。例えば、所望の移動速度が６０cm／minであるときに、表示された移動速度が６７であったときは、移動速度が速かったと確認する。
９）作業者は、上記の４）～８）を複数回繰り返すことによって、所望の移動速度で移動させるトレーニングを行う。
１０）トレーニング終了後に、移動速度テストモード設定回路ＭＳに対して、アーク加工モードを選択すると、Ｌｏｗレベルとなる移動速度テストモード設定信号Ｍｓが出力される。
１１）実際に加工を行うために、加工開始位置でスイッチをオン状態にし、アーク加工トーチＡＴをトレーニングした移動速度で移動させ、加工終了位置に到達した時点でスイッチをオフ状態にする。この場合は、アーク加工モードに設定されているので、アーク加工電源ＰＳは出力電流及び出力電圧が出力されて、溶接、切断等の加工が行われる。

以下、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態に係るアーク加工装置は、アーク加工電源の出力電流及び出力電圧の出力を禁止する移動速度テストモードを設定する移動速度テストモード設定部と、起動信号が入力されている起動時間を計測する起動時間計測部と、予め定めた基準距離及び起動時間から移動速度を算出する移動速度算出部と、算出された移動速度を報知する移動速度報知部と、を備えている。このアーク加工装置を用いれば、上述した所望の移動速度でアーク加工トーチを移動させるためのトレーニングを行うことができる。このときに、従来品の多種類のアーク加工トーチを使用することができる。また、アーク加工電源に対しては、制御用プログラムを修正するだけで良く、コストはほとんど上昇しない。この結果、本実施の形態によれば、手動の加工作業を行うときに、従来品のアーク加工トーチを使用しても、所望の移動速度での作業が容易になるので、加工品質を良好にすることができる。

さらに好ましくは、本実施の形態に係るアーク加工装置は、基準距離を設定する基準距離設定部をさらに備えている。このようにすると、基準距離を実際の非加工物の加工長さに設定することで、より実践的なトレーニングを行うことができる。

さらに好ましくは、本実施の形態に係るアーク加工装置では、報知部は、算出された移動速度と予め定めた目標速度との差分値を報知する。このようにすると、目標速度との差分を簡単に確認することができるので、トレーニングの効率化を図ることができる。

1 電極
2 日加工物
3 アーク
ＡＴ アーク加工トーチ
ＤＰ 報知回路
Ｉｗ 出力電流
ＬＲ 基準距離設定回路
Ｌｒ 基準距離設定信号
ＭＳ 移動速度テストモード設定回路
Ｍｓ 移動速度テストモード設定信号
ＯＮ 起動回路
Ｏｎ 起動信号
ＰＳ アーク加工電源
ＳＤ 移動速度算出回路
Ｓｄ 移動速度算出信号
ＴＤ 起動時間計測回路
Ｔｄ 起動時間計測信号
Ｖｗ 出力電圧

Claims (3)

1. 起動信号が入力されると出力電流及び出力電圧を出力するアーク加工電源と、
   前記出力電流及び前記出力電圧によってアーク加工を行うアーク加工トーチと、
   を備えたアーク加工装置において、
   前記アーク加工電源の前記出力電流及び前記出力電圧の出力を禁止する移動速度テストモードを設定する移動速度テストモード設定部と、
   前記起動信号が入力されている起動時間を計測する起動時間計測部と、
   予め定めた基準距離及び前記起動時間から移動速度を算出する移動速度算出部と、
   算出された前記移動速度を報知する移動速度報知部と、
   を備えたことを特徴とするアーク加工装置。
2. 前記基準距離を設定する基準距離設定部を、
   さらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のアーク加工装置。
3. 前記報知部は、算出された前記移動速度と予め定めた目標速度との差分値を報知する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のアーク加工装置。

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