JP5594118B2 - アーク溶接装置およびアーク溶接電源装置および溶接用トーチ - Google Patents

Description

本発明は、電極と母材（加工対象物）との間にアークまたはプラズマを発生させて溶接または切断を行うアーク加工装置に関し、特に、溶接用トーチに関する情報の自動識別に関するものである。

一般的に、アーク加工装置の一例であるアーク溶接装置（アーク溶接システムともいう）は、溶接用トーチとアーク溶接電源装置（溶接機ともいう）とで構成されている。溶接用トーチやアーク溶接電源装置では、定格電流や定格使用率などが規定されている。なお、使用率とは、１０分を周期とし、アーク溶接を行う時間を１０分間に対する割合（百分率）で表したものである。例えば、定格使用率６０％とは、１０分間のうち定格溶接電流あるいは定格切断電流で６分間使用し、４分間休止する使い方を言う。

溶接用トーチとアーク溶接電源装置の定格電流や定格使用率などは、個々に異なる。例えば、定格電流が５００Ａであり定格使用率が６０％であるアーク溶接電源装置に、定格電流が２００Ａであり定格使用率が３０％である溶接用トーチを接続して使用することは可能である。そして、溶接用トーチの焼損を防止するため、アーク溶接電源装置に、作業者が溶接電流上限値を設定するための溶接電流上限設定部を設け、溶接電流上限設定部で設定した溶接電流以上では溶接出力を行うことができない状態とし、溶接用トーチの温度上昇を抑制するものが知られている。

また、一般に、アーク溶接やプラズマ溶接やプラズマ切断を行うことができる多目的対応のアーク溶接装置があり、同一のアーク溶接電源装置に対し、アーク溶接用トーチとプラズマ溶接用トーチとプラズマ切断用トーチのいずれかを、使用目的に応じて接続して使用する。その際、アーク溶接用電源装置の使用目的設定とは異なった溶接用トーチあるいは切断用トーチを使用しないようにするため、アーク溶接電源装置に溶接用トーチあるいは切断用トーチを接続した際、溶接用トーチあるいは切断用トーチの種別を自動的に識別させ、使用目的に応じた使用条件設定（アーク溶接／プラズマ溶接／プラズマ切断の選択、ガス流量、エアー流量など）を自動的に設定させるものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−２１２５４７号公報

しかしながら、作業者が溶接電流上限値を設定する従来の技術では、作業者が溶接用トーチの品番や仕様を確認し、溶接電流上限値を設定する必要があり、溶接電流上限値の設定忘れや入力ミスなどの人為的ミスが発生する場合があるという課題を有していた。

また、アーク溶接電源装置に接続した溶接用トーチあるいは切断用トーチの種別を自動的に認識させる従来の技術では、溶接用トーチあるいは切断用トーチからの機種識別信号に対し、溶接用トーチあるいは切断用トーチの使用条件設定をアーク溶接電源装置に予め登録しておく必要があり、アーク溶接電源装置に予め登録されていない溶接用トーチあるいは切断用トーチは認識されないという課題を有していた。

また、従来の技術では、定格オーバーや使用時間など溶接用トーチの使用状態に関する情報を作業者が認識できないという課題も有していた。

本発明は、上記点を鑑み、溶接電流上限設定値の自動設定や、トーチの使用状態や寿命を判定して報知するアーク溶接装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のアーク溶接装置は、アーク溶接電源装置と前記アーク溶接電源装置に接続される溶接用トーチとを備えたアーク溶接装置であって、前記溶接用トーチは、少なくとも溶接電流上限設定値を含む前記溶接用トーチに関する情報を記憶した情報記憶媒体を備え、前記アーク溶接電源装置は、溶接出力の制御を行う溶接出力制御部と、前記情報記憶媒体に記憶された情報の読み取りを行う情報読取部と、作業者が
溶接電流値を入力するための溶接電流入力部と、前記情報読取部が読み取った溶接電流上限設定値を記憶する溶接電流上限設定値記憶部と、前記溶接電流値と前記溶接電流上限設定値を入力し、前記溶接電流値が前記溶接電流上限設定値より小さい場合には前記溶接電流値を溶接電流指令値として前記溶接出力制御部に出力し、前記溶接電流値が前記溶接電流上限設定値以上の場合には前記溶接電流上限設定値を溶接電流指令値として前記溶接出力制御部に出力する溶接電流設定部と、を備え、前記溶接電流上限設定値以下の溶接電流で溶接を行うものである。

また、本発明のアーク溶接装置は、上記に加えて、溶接用トーチに備えられた情報記憶媒体は、少なくとも溶接電流上限設定値と定格電流と定格使用率を含む前記溶接用トーチに関する情報を記憶しており、アーク溶接電源装置は、溶接電流を検出する溶接電流検出部と、前記溶接電流検出部の検出結果に基づいて溶接出力を行っている実溶接時間を計時する計時部と、情報読取部が読み取った前記定格電流を記憶する定格電流記憶部と、前記情報読取部が読み取った前記定格使用率を記憶する定格使用率記憶部と、前記定格電流と溶接電流指令値と前記定格使用率に基づいて溶接時間閾値を算出する溶接時間閾値算出部と、前記実溶接時間と前記溶接時間閾値を入力して前記実溶接時間が前記溶接時間閾値を超えているか否かを判定する溶接時間判定部と、前記溶接時間判定部の判定結果に基づいて報知を行う溶接状態警報報知部を備え、前記実溶接時間が前記溶接時間閾値を超えている場合には溶接状態の警報報知を行うものである。

また、本発明のアーク溶接装置は、上記に加えて、溶接用トーチに備えられた情報記憶媒体は、少なくとも実使用状態累積値の閾値である寿命閾値と実使用状態過去分累積値を含む前記溶接用トーチに関する情報を記憶しており、アーク溶接電源装置は、溶接電流を検出する溶接電流検出部と、前記溶接電流検出部の検出結果に基づいて溶接出力を行っている実溶接時間を計時する計時部と、情報読取部が読み取った前記寿命閾値を記憶する寿命閾値記憶部と、前記情報読取部が読み取った前記実使用状態過去分累積値を記憶する実使用状態過去分累積値記憶部と、前記計時部の出力または前記計時部の出力および前記溶接電流検出部の出力と、前記実使用状態過去分累積値記憶部の出力とを入力して現状の累積実使用状態を算出する累積実使用状態算出部と、前記現状の累積実使用状態と前記寿命閾値を入力して前記現状の累積実使用状態が前記寿命閾値を超えているか否かを判定する寿命判定部と、前記寿命判定部の判定結果に基づいて報知を行う寿命警報報知部を備え、前記現状の累積実使用状態が前記寿命閾値を超えている場合には寿命の警報報知を行うものである。

また、本発明のアーク溶接装置は、上記に加えて、寿命閾値は時間であり実使用状態過去分累積値も時間である、または、寿命閾値は溶接電流と時間の積で表される値であり実使用状態過去分累積値は溶接電流と溶接を行っている時間の積の累積値で表される値としたものである。

また、本発明のアーク溶接装置は、上記に加えて、情報読取部は、情報記憶媒体に情報を書き込む機能も有しており、溶接出力停止後に、累積実使用状態算出部の算出結果を前記情報記憶媒体に書き込むものである。

また、本発明のアーク溶接装置は、上記に加えて、アーク溶接電源装置が起動状態の場合には、溶接用トーチを前記アーク溶接電源装置に接続した時に情報読取部による情報記憶媒体の情報の読み取りを行い、前記アーク溶接電源装置が停止状態の場合には、前記溶接用トーチを前記アーク溶接電源装置に接続した後、前記アーク溶接電源装置が起動状態となった時に前記情報読取部による前記情報記憶媒体の情報の読み取りを行うものである。

また、本発明のアーク溶接装置は、上記に加えて、溶接用トーチは、少なくとも作業者が把持可能な把持部と、溶接電流やシールドガスを供給するケーブル部と、アーク溶接電源装置と接続するための接続部とを備え、情報記憶媒体を前記接続部に設けたものである。

また、本発明のアーク溶接装置は、上記に加えて、溶接トーチに備えられた情報記憶媒体はＩＣタグであり、アーク溶接電源装置に設けられた情報読取部はＩＣタグリーダ・ライタとしたものである。

また、本発明のアーク溶接電源装置は、少なくとも溶接電流上限設定値を含む溶接用トーチに関する情報を記憶した情報記憶媒体を備えた前記溶接用トーチを接続して使用するアーク溶接電源装置であって、溶接出力の制御を行う溶接出力制御部と、前記情報記憶媒体に記憶された情報の読み取りを行う情報読取部と、作業者が溶接電流値を入力するための溶接電流入力部と、前記情報読取部が読み取った溶接電流上限設定値を記憶する溶接電流上限設定値記憶部と、前記溶接電流値と前記溶接電流上限設定値を入力し、前記溶接電流値が前記溶接電流上限設定値より小さい場合には前記溶接電流値を溶接電流指令値とし
て前記溶接出力制御部に出力し、前記溶接電流値が前記溶接電流上限設定値以上の場合には前記溶接電流上限設定値を溶接電流指令値として前記溶接出力制御部に出力する溶接電流設定部と、を備え、前記溶接電流上限設定値以下の溶接電流出力を行うものである。

また、本発明の溶接用トーチは、溶接出力の制御を行う溶接出力制御部と、情報記憶媒体に記憶された情報の読み取りを行う情報読取部と、作業者が溶接電流値を入力するための溶接電流入力部と、前記情報読取部が読み取った溶接電流上限設定値を記憶する溶接電流上限設定値記憶部と、前記溶接電流値と前記溶接電流上限設定値を入力し、前記溶接電流値が前記溶接電流上限設定値より小さい場合には前記溶接電流値を溶接電流指令値とし
て前記溶接出力制御部に出力し、前記溶接電流値が前記溶接電流上限設定値以上の場合には前記溶接電流上限設定値を溶接電流指令値として前記溶接出力制御部に出力する溶接電流設定部と、を備え、前記溶接電流上限設定値以下の溶接電流出力を行うアーク溶接電源装置に接続して使用される溶接トーチであって、前記アーク溶接電源装置の情報読取部により情報の読み取りが可能な情報記憶媒体を備えたものである。

以上のように、本発明によれば、溶接用トーチをアーク溶接電源装置に接続することにより、アーク溶接電源装置が、溶接電流上限設定値等を含む溶接用トーチに関する種々の情報を溶接用トーチから取得することができる。そして、アーク溶接電源装置における溶接電流上限設定値を自動で設定することができ、作業者が設定する必要がなくなる。

なお、溶接電流上限設定値等の情報を溶接用トーチからアーク溶接電源装置に直接入力することができるので、アーク溶接電源装置に溶接用トーチに関する情報を予め登録しておく必要がなく、アーク溶接電源装置に予め記憶した溶接用トーチ以外は使用できないといった不都合も生じない。

また、アーク溶接電源装置が、溶接用トーチの使用状態に関する情報を取得することができ、これに基づき溶接用トーチの異常使用に関する警報の報知が可能となる。さらに、溶接用トーチとアーク溶接電源装置の組合せを変更して使用した場合でも、溶接用トーチの寿命に関する警報の報知が可能となる。

上記のように、溶接用トーチの異常使用に関する警報の報知と溶接用トーチの寿命に関する警報の報知が可能なので、溶接用トーチの使用状態に関する情報を作業者が認識することが可能となる。

本発明の実施の形態１におけるアーク溶接装置の概略構成を示す図 本発明の実施の形態１におけるアーク溶接装置の概観を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、溶接用トーチ１とアーク溶接電源装置２を備えたアーク溶接装置の概略構成を示す図であり、図２は、アーク溶接装置の概観を示す図である。そして、溶接用トーチ１はアーク溶接電源装置２に接続される。

図１において、溶接用トーチ１は、溶接用トーチ１に関する仕様情報や使用状況などの情報を記憶した情報記憶媒体６を備えている。なお、情報記憶媒体６に記憶される溶接用トーチ１に関する情報としては、溶接電流上限設定値や、定格電流や、定格使用率や、累積実使用時間等の使用状態に関する情報や、寿命に関する情報などが挙げられる。

図１において、アーク溶接電源装置２は、電極と被溶接物に供給する溶接電流を制御する溶接出力制御部３と、溶接出力電流値を検出する電流検出部４と、電流検出部４の検出結果に基づいて溶接出力が実際に行われている溶接中の時間を計時する計時部５と、溶接用トーチ１に設けられた情報記憶媒体６に対して情報の読み取りおよび／または書き込みを行う情報読取書込部７を備えている。

アーク溶接電源装置２は、情報読取書込部７で読み取った溶接電流上限設定値を記憶する溶接電流上限設定値記憶部８と、情報読取書込部７で読み取った定格電流を記憶する定格電流記憶部１２と、情報読取書込部７で読み取った定格使用率を記憶する定格使用率記憶部１０と、情報読取書込部７で読み取った寿命閾値を記憶する寿命閾値記憶部１５と、情報読取書込部７で読み取った実使用状態過去分累積値を記憶する実使用状態過去分累積値記憶部１９を備えている。

また、アーク溶接電源装置２は、作業者が溶接電流の入力を行うための溶接電流入力部２０と、溶接電流上限設定値記憶部８に記憶されている溶接電流上限設定値と溶接電流入力部２０で入力された溶接電流値を入力して溶接電流上限設定値と溶接電流値のどちらを溶接出力制御部３に出力する溶接電流指令値とするかを決定する溶接電流設定部９と、定格電流記憶部１２に記憶されている定格電流値と溶接電流設定部９が出力する溶接電流指令値と定格使用率記憶部１０に記憶されている定格使用率を入力して溶接時間閾値を算出する溶接時間閾値算出部１１と、計時部５が計時した実溶接時間と溶接時間閾値算出部１１が算出した溶接時間閾値を入力して実溶接時間が溶接時間閾値を超えているか否かを判定する溶接時間判定部１３と、実溶接時間が溶接時間閾値を超えている場合に警報を報知する溶接状態警報表示部１４を備えている。

また、アーク溶接電源装置２は、計時部５が計時した実溶接時間または計時部５が計時した実溶接時間および電流検出部４が検出した溶接電流出力値と、実使用状態過去分累積値記憶部１９に記憶されている実使用状態過去分累積値とを入力して加算して現状の累積実使用状態を算出する累積実使用状態算出部１６と、累積実使用状態算出部１６が算出した現状の累積実使用状態と寿命閾値記憶部１５に記憶されている寿命閾値を入力して現状の累積実使用状態が寿命閾値を超えているか否かを判定する寿命判定部１７と、現状の累積実使用状態が寿命閾値を超えている場合には寿命の警報報知を行う寿命警報表示部１８を備えている。

また、溶接用トーチ１とアーク溶接電源装置２を備えたアーク溶接装置の概観を示す図２において、アーク溶接電源装置２は、溶接電流入力部２０と、溶接状態警報表示部１４と、寿命警報表示部１８を備えている。溶接用トーチ１は、トーチボディ１０３と、トーチケーブル１０４と、トーチプラグ１０５と、トーチスイッチである起動スイッチ１０６と、作業者が溶接用トーチ１を把持するための把持部１１２を備えている。起動スイッチ１０６は、起動スイッチ接続部１０７によりアーク溶接電源装置２に接続されている。溶接用トーチ１は、トーチ接続部１１０によりアーク溶接電源装置２に接続されている。被溶接物（母材ともいう）１１３には、母材ケーブル１０８が接続されており、母材ケーブル接続部１１１によりアーク溶接電源装置２に接続されている。

また、図２において、トーチケーブル１０４を経由してアーク溶接電源装置２からトーチボディ１０３に溶接電流やシールドガスを供給するため、溶接用トーチ１のトーチプラグ１０５は、アーク溶接電源装置２のトーチ接続部１１０に接続される。また、母材ケーブル１０８は、一方が母材ケーブルプラグ１０９によりアーク溶接電源装置２の母材ケーブル接続部１１１に接続され、他方が被溶接物１１３に接続される。さらに、溶接用トーチ１の起動スイッチ１０６は、アーク溶接電源装置２の起動スイッチ接続部１０７に接続される。

なお、図１に示す情報記憶媒体６は、例えば、図２に示す溶接用トーチ１のトーチプラグ１０５の内部または表面に設けられる。また、図１に示す情報読取書込部７は、例えば、アーク溶接電源装置２の内部のトーチ接続部１１０の近傍に設けられる。すなわち、情報記憶媒体６と情報読取書込部７は、互いに近い位置に設けられることが望ましい。

なお、情報記憶媒体６は、起動スイッチ接続部１０７に設けても良いし、トーチプラグ１０５や起動スイッチ接続部１０７以外に、別途アーク溶接電源装置２と接続するためのコネクタを設け、このコネクタに設けるようにしても良い。

図１において、情報読取書込部７は、溶接電流上限設定値記憶部８と、定格使用率記憶部１０と、定格電流記憶部１２と、寿命閾値記憶部１５と、実使用状態過去分累積値記憶部１９に接続されている。また、電流検出部４は、計時部５と、累積実使用状態算出部１６に接続されている。また、計時部５は、溶接時間判定部１３と、累積実使用状態算出部１６に接続されている。また、溶接電流上限設定値記憶部８は、溶接電流設定部９に接続されている。また、溶接電流入力部２０は、溶接電流設定部９に接続されている。また、溶接電流設定部９は、溶接出力制御部３と、溶接時間閾値算出部１１に接続されている。また、定格使用率記憶部１０は、溶接時間閾値算出部１１に接続されている。また、溶接時間閾値算出部１１は、溶接時間判定部１３に接続されている。また、溶接時間判定部１３は、溶接状態警報表示部１４と、溶接出力制御部３に接続されている。また、寿命閾値記憶部１５は、寿命判定部１７に接続されている。また、実使用状態過去分累積値記憶部１９は、累積実使用状態算出部１６に接続されている。また、累積実使用状態算出部１６は、寿命判定部１７と、情報読取書込部７と、実使用状態過去分累積値記憶部１９に接続されている。

次に、アーク溶接装置の動作について、図１を用いて説明する。

溶接作業者によって、溶接用トーチ１がアーク溶接電源装置２に接続されると、アーク溶接電源装置２の情報読取書込部７は、溶接用トーチ１の情報記憶媒体６に記憶されている溶接用トーチ１に関する情報である溶接電流上限設定値や、定格電流や、定格使用率や、寿命などの仕様に関する情報（寿命閾値）や、累積寿命情報や通電累積時間や使用開始日付などの使用状況に関する情報（累積寿命値）などを溶接用トーチ１の情報記憶媒体６から読み取る。

なお、アーク溶接電源装置２が起動状態の場合には、溶接用トーチ１をアーク溶接電源装置２に接続した時に情報読取書込部７による情報記憶媒体６の情報の読み取りが行われ、アーク溶接電源装置２が停止状態の場合には、溶接用トーチ１をアーク溶接電源装置２に接続した後、アーク溶接電源装置２が起動状態となった時に情報読取書込部７による情報記憶媒体６の情報の読み取りが行われる。

情報読取書込部７は、溶接用トーチ１の情報記憶媒体６から読み取った溶接電流上限設定値を溶接電流上限設定値記憶部８に出力し、定格電流を定格電流記憶部１２に出力し、定格使用率を定格使用率記憶部１０に出力し、寿命などの仕様に関する情報である寿命閾値を寿命閾値記憶部１５に出力し、過去分の実使用状態の累積値や使用開始日付などの使用状況に関する情報である実使用状態過去分累積値を実使用状態過去分累積値記憶部１９に出力する。

溶接出力を行うに際し、溶接電流指令値を決定する溶接電流設定部９は、溶接の作業者によって溶接電流入力部２０で入力された溶接電流値と、溶接電流上限設定値記憶部８に記憶された溶接電流上限設定値とを比較する。そして、溶接電流値が溶接電流上限設定値より小さい場合、溶接電流値を溶接電流指令値として溶接出力制御部３と溶接時間閾値算出部１１に出力する。一方、溶接電流値が溶接電流上限設定値より大きい場合、溶接電流上限設定値を溶接電流指令値として溶接出力制御部３と溶接時間閾値算出部１１に出力する。そして、溶接出力制御部３は、溶接電流設定部９からの溶接電流指令値に基づいて溶接出力を行う。このようにして、アーク溶接電源装置２は、溶接用トーチ１の情報記憶媒体６に記憶された溶接電流上限設定値以下の溶接電流出力を行う。すなわち、情報記憶媒体６に記憶された溶接電流上限設定値が溶接電流の上限値となり、この上限値を超える溶接電流が溶接電流指令となることはなく、溶接電流上限設定値以下の溶接電流出力が行われることとなる。

なお、アーク溶接電源装置２が、溶接電流上限設定値等を含む溶接用トーチ１に関する種々の情報を溶接用トーチ１から取得することで、アーク溶接電源装置２に溶接電流上限設定値を自動で設定することができ、作業者が設定する必要がなく、溶接電流上限設定値の設定忘れや設定間違い等の人為的ミスを生じることがなくなる。

次に、溶接用トーチ１が異常状態で使用されている場合に報知を行う例について説明する。

起動スイッチ１０６がオンとなり溶接出力が開始されると、電流検出部４は、検出した溶接電流出力値を計時部５と累積実使用状態算出部１６に出力する。計時部５は、電流検出部４の検出結果に基づいて実際に溶接出力を行っている実溶接時間を計時し、この実溶接時間を溶接時間判定部１３と累積実使用状態算出部１６に出力する。

また、溶接時間閾値算出部１１は、定格電流記憶部１２から入力した定格電流と、定格使用率記憶部１０から入力した定格使用率と、溶接電流設定部９から入力した溶接電流指令値に基づいて、実際に溶接電流指令値で溶接を行っても問題がない時間である溶接時間閾値を算出し、溶接時間判定部１３に出力する。

溶接時間判定部１３は、計時部５から入力された実溶接時間と、溶接時間閾値算出部１１から入力された溶接時間閾値とを比較する。そして、実溶接時間が溶接時間閾値より大きい場合、アーク溶接電源装置２の溶接状態警報表示部１４に対して警報表示を行うように信号を出力し、また、溶接出力制御部３に対して溶接出力を停止するように信号を出力する。このように、溶接用トーチ１が異常状態で使用されると、溶接出力が停止され、警報が表示される。そして、警報が表示されることで、異常状態であることを作業者が認識することができる。

なお、実溶接時間が溶接時間閾値より大きい場合に、警報表示を行い、かつ、溶接出力を停止する例を示したが、どちらか一方を行うようにしても良い。また、作業者への報知に関し、警報の表示ではなく、音で報知するなど、他の報知を行うようにしてもよい。

次に、溶接用トーチ１が寿命となった場合に報知を行う例について説明する。

累積実使用状態算出部１６は、電流検出部４から入力された溶接電流出力値と計時部５から入力された実溶接時間とを積算し、この積算した値と実使用状態過去分累積値記憶部１９から入力した実使用状態過去分累積値を加算して現状の実使用状態累積値を算出し、寿命判定部１７と情報読取書込部７と実使用状態過去分累積値記憶部１９に出力する。すなわち、起動スイッチ１０６をオンして実際に溶接を開始してから起動スイッチ１０６をオフして溶接を終了するまでの一連の溶接作業の間は、累積実使用状態算出部１６は、現状の実使用状態累積値の算出を行って寿命判定部１７に出力し、起動スイッチ１０６をオフして溶接を終了すると、累積実使用状態算出部１６は、情報読取書込部７と実使用状態過去分累積値記憶部１９に現状の実使用状態累積値を出力する。なお、一連の溶接作業が複数回行われると、累積実使用状態算出部１６の処理も同じ回数行われることとなる。

実使用状態過去分累積値記憶部１９は、累積実使用状態算出部１６から現状の実使用状態累積値を入力し、新たな実使用状態過去分累積値としてこの値に更新する。そして、次の一連の溶接作業が行われる場合、累積実使用状態算出部１６は、この更新された実使用状態過去分累積値記憶部１９の実使用状態過去分累積値を入力して処理を行う。

寿命判定部１７は、累積実使用状態算出部１６から入力した現状の実使用状態累積値と、寿命閾値記憶部１５から入力した寿命閾値とを比較する。そして、現状の実使用状態累積値が寿命閾値より大きくなると、累積実使用状態算出部１６は、寿命警報表示部１８に対して警報表示を行うように信号を出力し、寿命警報表示部１８は警報表示を行う。

このようにして、アーク溶接電源装置２は、溶接用トーチ１が情報記憶媒体６に記憶された寿命閾値以上で使用されると警報表示を行う。

なお、寿命警報表示部１８における表示を寿命閾値以下の場合にも行うようにしても良く、寿命閾値に対する百分率で表示する、あるいは、レベルメータで表示するなどとすると有用である。

また、警報の表示ではなく、音で報知するなど、他の報知を行うようにしてもよい。

なお、上記説明では、寿命閾値が溶接電流と時間の積で表される値であり、実使用状態過去分累積値は溶接電流と溶接を行っている時間の積の累積値で表される値である場合を例にして説明した。しかし、寿命閾値を使用累積時間とし、実使用状態過去分累積値も使用累積時間として寿命の判定を行うようにしてもよい。また、寿命閾値や実使用状態過去分累積値を、（使用累積時間×通電電流値）や（使用累積時間×通電電流の二乗値）などの時間と溶接電流値の関数として寿命の判定に用いるようにしてもよい。

また、寿命の判定に関し、実使用状態過去分累積値に替えて、溶接用トーチ１の使用を開始した年月日を情報記憶媒体６に記憶させ、寿命閾値として溶接用トーチ１の使用を開始した年月日からの経過時間を情報記憶媒体６に記憶させるようにしてもよい。

この場合、計時部５が時計機能を有して現在の年月日を計時しており、現在の年月日を累積実使用状態算出部１６に出力する。累積実使用状態算出部１６は、実使用状態過去分累積値記憶部１９から溶接用トーチ１の使用を開始した年月日を入力し、計時部５から現在の年月日を入力し、その差の時間を算出して寿命判定部１７に出力する。寿命判定部１７は、累積実使用状態算出部１６から入力した時間と、寿命閾値記憶部１５から入力した寿命閾値である時間を比較して寿命の判定を行う。

なお、この場合、後述するような一連の溶接作業終了時の情報読取書込部７による累積実使用状態算出部１６の算出結果の情報記憶媒体６への書き込みは行わない。

次に、起動スイッチ１０６のオンによる溶接の開始から起動スイッチ１０６のオフによる溶接の終了までの一連の溶接作業が終了した後に、情報読取書込部７により累積実使用状態算出部１６の算出結果を情報記憶媒体６へ書き込む例について説明する。

一連の溶接作業が終了すると、累積実使用状態算出部１６は、現状の累積実使用状態を情報読取書込部７に出力する。情報読取書込部７は、累積実使用状態算出部１６から現状の累積実使用状態を入力し、これを溶接用トーチ１の情報記憶媒体６に書き込む。すなわち、情報記憶媒体６の実使用状態過去分累積値の値を現状の累積実使用状態の値に更新して記憶させる。なお、この処理は、一連の溶接作業が終了する度に行われる。

これにより、溶接用トーチ１をアーク溶接電源装置２から取り外し、他のアーク溶接電源装置２に接続して使用しても、溶接用トーチ１の使用状況に関する情報を溶接用トーチ１に保持させているので、溶接用トーチ１を他のアーク溶接電源装置２に接続して使用する場合においても、正しく寿命の判定を行うことができる。

なお、本実施の形態において、情報記憶媒体６をＩＣタグとし、情報読取書込部７をＩＣタグリーダ・ライタとして構成すると、溶接用トーチ１とアーク溶接電源装置２との間で行われる記憶情報のやりとりを非接触で実現することができ、さらに、溶接用トーチ１の情報記憶媒体６を動作させるための電源が不要であるため、非常に有用である。

なお、本実施の形態では、アーク溶接用トーチとアーク溶接電源装置を備えたアーク溶接装置について説明したが、プラズマ切断用トーチとプラズマ切断電源装置を備えたプラズマ切断装置など、他の加工装置に適用できることはいうまでもない。

以上のように、本発明のアーク溶接装置は、仕様や使用状況などの溶接用トーチに関する情報を記憶した情報記憶媒体を溶接用トーチに備え、この情報記憶媒体の情報の読み取りを行う情報読取部をアーク溶接電源装置に備え、アーク溶接電源装置で情報を処理することにより、アーク溶接電源装置の溶接電流上限設定値の自動設定や溶接用トーチの使用状態や寿命の監視を行うことができ、溶接用トーチとアーク溶接電源装置を備えたアーク溶接装置として産業上有用である。

１ 溶接用トーチ
２ アーク溶接電源装置
３ 溶接出力制御部
４ 電流検出部
５ 計時部
６ 情報記憶媒体
７ 情報読取書込部
８ 溶接電流上限設定値記憶部
９ 溶接電流設定部
１０ 定格使用率記憶部
１１ 溶接時間閾値算出部
１２ 定格電流記憶部
１３ 溶接時間判定部
１４ 溶接状態警報表示部
１５ 寿命閾値記憶部
１６ 累積実使用状態算出部
１７ 寿命判定部
１８ 寿命警報表示部
１９ 実使用状態過去分累積値記憶部
１０３ トーチボディ
１０４ トーチケーブル
１０５ トーチプラグ
１０６ 起動スイッチ
１０７ 起動スイッチ接続部
１０８ 母材ケーブル
１０９ 母材ケーブルプラグ
１１０ トーチ接続部
１１１ 母材ケーブル接続部
１１２ 把持部
１１３ 被溶接物

Claims (10)

1. アーク溶接電源装置と前記アーク溶接電源装置に接続される溶接用トーチとを備えたアーク溶接装置であって、
   前記溶接用トーチは、
   少なくとも溶接電流上限設定値を含む前記溶接用トーチに関する情報を記憶した情報記憶媒体を備え、
   前記アーク溶接電源装置は、
   溶接出力の制御を行う溶接出力制御部と、
   前記情報記憶媒体に記憶された情報の読み取りを行う情報読取部と、
   作業者が溶接電流値を入力するための溶接電流入力部と、
   前記情報読取部が読み取った溶接電流上限設定値を記憶する溶接電流上限設定値記憶部と、
   前記溶接電流値と前記溶接電流上限設定値を入力し、前記溶接電流値が前記溶接電流上限設定値より小さい場合には前記溶接電流値を溶接電流指令値として前記溶接出力制御部に出力し、前記溶接電流値が前記溶接電流上限設定値以上の場合には前記溶接電流上限設定値を溶接電流指令値として前記溶接出力制御部に出力する溶接電流設定部と、を備え、
   前記溶接電流上限設定値以下の溶接電流で溶接を行うアーク溶接装置。
2. 溶接用トーチに備えられた情報記憶媒体は、少なくとも溶接電流上限設定値と定格電流と
   定格使用率を含む前記溶接用トーチに関する情報を記憶しており、
   アーク溶接電源装置は、
   溶接電流を検出する溶接電流検出部と、
   前記溶接電流検出部の検出結果に基づいて溶接出力を行っている実溶接時間を計時する計時部と、
   情報読取部が読み取った前記定格電流を記憶する定格電流記憶部と、
   前記情報読取部が読み取った前記定格使用率を記憶する定格使用率記憶部と、
   前記定格電流と溶接電流指令値と前記定格使用率に基づいて溶接時間閾値を算出する溶接時間閾値算出部と、
   前記実溶接時間と前記溶接時間閾値を入力して前記実溶接時間が前記溶接時間閾値を超えているか否かを判定する溶接時間判定部と、
   前記溶接時間判定部の判定結果に基づいて報知を行う溶接状態警報報知部を備え、
   前記実溶接時間が前記溶接時間閾値を超えている場合には溶接状態の警報報知を行う請求項１記載のアーク溶接装置。
3. 溶接用トーチに備えられた情報記憶媒体は、少なくとも実使用状態累積値の閾値である寿命閾値と実使用状態過去分累積値を含む前記溶接用トーチに関する情報を記憶しており、
   アーク溶接電源装置は、
   溶接電流を検出する溶接電流検出部と、
   前記溶接電流検出部の検出結果に基づいて溶接出力を行っている実溶接時間を計時する計時部と、
   情報読取部が読み取った前記寿命閾値を記憶する寿命閾値記憶部と、
   前記情報読取部が読み取った前記実使用状態過去分累積値を記憶する実使用状態過去分累積値記憶部と、
   前記計時部の出力または前記計時部の出力および前記溶接電流検出部の出力と、前記実使用状態過去分累積値記憶部の出力とを入力して現状の累積実使用状態を算出する累積実使用状態算出部と、
   前記現状の累積実使用状態と前記寿命閾値を入力して前記現状の累積実使用状態が前記寿命閾値を超えているか否かを判定する寿命判定部と、
   前記寿命判定部の判定結果に基づいて報知を行う寿命警報報知部を備え、
   前記現状の累積実使用状態が前記寿命閾値を超えている場合には寿命の警報報知を行う請求項１記載のアーク溶接装置。
4. 寿命閾値は時間であり実使用状態過去分累積値も時間である、または、寿命閾値は溶接電流と時間の積で表される値であり実使用状態過去分累積値は溶接電流と溶接を行っている時間の積の累積値で表される値である請求項３記載のアーク溶接装置。
5. 情報読取部は、情報記憶媒体に情報を書き込む機能も有しており、溶接出力停止後に、累積実使用状態算出部の算出結果を前記情報記憶媒体に書き込む請求項３または４記載のアーク溶接装置。
6. アーク溶接電源装置が起動状態の場合には、溶接用トーチを前記アーク溶接電源装置に接続した時に情報読取部による情報記憶媒体の情報の読み取りを行い、
   前記アーク溶接電源装置が停止状態の場合には、前記溶接用トーチを前記アーク溶接電源装置に接続した後、前記アーク溶接電源装置が起動状態となった時に前記情報読取部による前記情報記憶媒体の情報の読み取りを行う請求項１から５のいずれか１項に記載のアーク溶接装置。
7. 溶接用トーチは、少なくとも作業者が把持可能な把持部と、溶接電流やシールドガスを供給するケーブル部と、アーク溶接電源装置と接続するための接続部とを備え、情報記憶媒体を前記接続部に設けた請求項１から６のいずれか１項に記載のアーク溶接装置。
8. 溶接トーチに備えられた情報記憶媒体はＩＣタグであり、アーク溶接電源装置に設けられた情報読取部はＩＣタグリーダ・ライタである請求項１から７のいずれか１項に記載のアーク溶接装置。
9. 少なくとも溶接電流上限設定値を含む溶接用トーチに関する情報を記憶した情報記憶媒体を備えた前記溶接用トーチを接続して使用するアーク溶接電源装置であって、
   溶接出力の制御を行う溶接出力制御部と、
   前記情報記憶媒体に記憶された情報の読み取りを行う情報読取部と、
   作業者が溶接電流値を入力するための溶接電流入力部と、
   前記情報読取部が読み取った溶接電流上限設定値を記憶する溶接電流上限設定値記憶部と、
   前記溶接電流値と前記溶接電流上限設定値を入力し、前記溶接電流値が前記溶接電流上限設定値より小さい場合には前記溶接電流値を溶接電流指令値として前記溶接出力制御部に出力し、前記溶接電流値が前記溶接電流上限設定値以上の場合には前記溶接電流上限設定値を溶接電流指令値として前記溶接出力制御部に出力する溶接電流設定部と、を備え、
   前記溶接電流上限設定値以下の溶接電流出力を行うアーク溶接電源装置。
10. 溶接出力の制御を行う溶接出力制御部と、情報記憶媒体に記憶された情報の読み取りを行う情報読取部と、作業者が溶接電流値を入力するための溶接電流入力部と、前記情報読取部が読み取った溶接電流上限設定値を記憶する溶接電流上限設定値記憶部と、前記溶接電流値と前記溶接電流上限設定値を入力し、前記溶接電流値が前記溶接電流上限設定値より
    小さい場合には前記溶接電流値を溶接電流指令値として前記溶接出力制御部に出力し、前記溶接電流値が前記溶接電流上限設定値以上の場合には前記溶接電流上限設定値を溶接電流指令値として前記溶接出力制御部に出力する溶接電流設定部と、を備え、
    前記溶接電流上限設定値以下の溶接電流出力を行うアーク溶接電源装置に接続して使用される溶接トーチであって、
    前記アーク溶接電源装置の情報読取部により情報の読み取りが可能な情報記憶媒体を備えた溶接用トーチ。

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