JP6596670B2 - 溶接装置および溶接方法 - Google Patents

Description

本開示は溶接装置および溶接方法に関する。特にデジタル制御を行い、アークを発生させて対象物を加工する溶接装置および溶接方法に関する。

近年、機器の高性能化や高機能化に対応するため、溶接装置の電力制御回路、ガス制御回路、スタート制御回路などの制御回路は、プログラム可能である。そして、溶接装置は、一般にソフトウェアで制御され、デジタル制御の溶接装置（デジタル溶接装置）として普及している。

また、デジタル溶接装置を用いた種々の溶接方法が考案されている。そして、それぞれの溶接方法に対して詳細な条件設定が可能となっている。例えば、溶接対象物が鉄やステンレスの場合に、出力電流を直流とする直流溶接モードや、溶接対象物がアルミニウムの場合に出力電流を交流とする交流溶接モードがある。また、溶接対象物の状態に応じて出力をパルス波形とするパルス溶接法などがある。さらに、溶接対象物の厚みや溶接姿勢などに応じて出力電流、パルス周波数、パルス幅などの条件を変化させる必要がある。すなわち、デジタル溶接装置において、多くのパラメータを設定する必要がある。

このように多くのパラメータを設定するために、デジタル溶接装置は、入力部がダイヤルで形成されたエンコーダーや、複数のスイッチや、ＬＥＤ表示部を備えている。これらのパラメータの設定は、作業者の知識と経験、あるいは、取扱説明書などの施工条件を参考に設定される。

加えて、アークを発生させて溶接対象物を溶接する溶接装置では、液晶などの文字表示部を備えているものもある。また、溶接ナビゲーション部を有している溶接装置も考案されている。作業者は、文字表示部の指示に従いながら、溶接対象物や溶接姿勢などに対応した溶接の条件を溶接装置に入力する。溶接ナビゲーション部は、入力された溶接条件に基づいて、適切な溶接方法や溶接電流などの溶接推奨値を算出する。溶接ナビゲーション部を有する溶接装置を使用することによって、溶接熟練者でなくても、容易に、溶接方法や溶接電流などの溶接条件を設定できる。

また、リモートコントローラーにより、溶接装置の溶接電源に記憶された溶接条件の一つを選択する方法も開示されている。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば特許文献１、２が知られている。

特開２０１０−２０１４９９号公報 特開２００７−９０３５６号公報

本開示の溶接装置は、溶接電源と、溶接トーチと、リモートコントローラーと、を備える。

溶接電源は、第１の入力部と、溶接ナビゲーション部とを有する。

溶接トーチは、溶接電源に接続されている。

リモートコントローラーは、第２の入力部を有し、溶接電源に接続されている。

溶接ナビゲーション部が選択されている場合、溶接ナビゲーション部は、第１の入力部により入力された第１の溶接条件により、溶接推奨値を算出する。さらに、溶接電源は、解除操作が実行された場合、溶接推奨値を取り消し、リモートコントローラーから送信された第２の溶接条件を入力し、解除操作が実行されない場合、リモートコントローラーから送信された第２の溶接条件を入力しない。

また、本開示の溶接方法は上記の溶接装置を用いる。

溶接方法は、以下のステップを備える。

溶接ナビゲーション部を選択し、
第１の溶接条件を入力し、
第１の溶接条件より溶接推奨値を算出し、
解除操作が実行された場合、溶接推奨値を取り消し、リモートコントローラーから送信された第２の溶接条件を入力し、
解除操作が実行されない場合、リモートコントローラーから送信された第２の溶接条件を入力しない。

図１は、本実施の形態における溶接装置の概略図である。 図２は、本実施の形態における溶接装置の溶接電源内部の構成を示す概略ブロック図である。 図３は、本実施の形態における溶接装置の動作の一例を示す概略ブロック図である。 図４は、本実施の形態における溶接装置の動作の一例を示す概略ブロック図である。 図５は、本実施の形態における溶接方法を示すフローチャートである。

従来、溶接ナビゲーション部を有する溶接装置では、リモートコントローラーは設置されておらず、条件の設定、変更、解除等はすべて溶接電源で行われていた。また、リモートコントローラーと溶接電源を有する溶接装置では、溶接ナビゲーション部は設置されておらず、リモートコントローラーからの操作により、溶接電流値や溶接電圧値などを変更するだけであった。

すなわち、従来、溶接ナビゲーション部とリモートコントローラーとの整合を取る方法が開示されていない。ここで、単に、リモートコントローラーを、溶接ナビゲーション部を有する溶接電源に接続した場合、溶接ナビゲーション部で溶接推奨値が算出されていても、リモートコントローラーの設定値が優先される。また、溶接ナビゲーション部の溶接推奨値を有効にする場合は、リモートコントローラーによる溶接条件の設定を無効にする必要がある。しかし、そうすると、その後、リモートコントローラーが使用できなくなる。すなわち、溶接ナビゲーション部とリモートコントローラーを併用して溶接を行うことが出来ない。

（実施の形態）
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態における溶接装置１の概略図である。図２は、本実施の形態における溶接装置１の溶接電源２内部の構成を示す概略ブロック図である。図３、図４は、本実施の形態における溶接装置１の動作の一例を示す概略ブロック図である。

溶接装置１は、溶接電源２と、溶接トーチ８と、リモートコントローラー９とを備えている。ここで、溶接装置１は、送給装置７をさらに備えていても構わない。

溶接電源２は、表示部２０と、第１の入力部２２と、を有している。表示部２０は、英数字などを表示するためのＬＥＤ表示部３Ａ、３Ｂと、文字情報を表示するための液晶表示部４とで構成されている。第１の入力部２２は、条件設定用のダイヤル５と、条件設定用のスイッチ部６とで構成されている。表示部２０と、第１の入力部２２とで操作部２８が構成されている。

リモートコントローラー９は、第２の入力部２４を有している。第２の入力部２４は、溶接電流入力部１０と、溶接電圧入力部１１とを備えている。溶接電流入力部１０と溶接電圧入力部１１は、数値を入力できる構成であれば何でも構わない。ただし、溶接の作業時には、作業者はヘルメットやマスクを着用する場合が多い。よって、溶接電流入力部１０や溶接電圧入力部１１は、目視によらず手だけで操作できる凸形状等のボリュームやダイヤルであるのが好ましい。ここで、リモートコントローラー９としては、一般にアナログのリモートコントローラーが用いられるが、デジタルのリモートコントローラーでもよい。

溶接電源２は、中央処理部１２と、表示処理部１３と、出力処理部１４と、溶接ナビゲーション部１５とを有している。中央処理部１２は、第１の入力部２２や第２の入力部２４で入力された情報を基に、溶接条件等を算出する。表示処理部１３は、表示部２０に溶接条件等を表示するための処理を行う。出力処理部１４は、中央処理部１２からの情報（溶接信号）を基に溶接出力を溶接トーチ８に出力するための処理を行う。溶接ナビゲーション部１５は、入力された溶接条件に基づいて、適切な溶接方法や溶接電流などの溶接推奨値を算出する。

図３に示すように溶接ナビゲーション部１５を使用しない場合、溶接電源２の中央処理部１２は、リモートコントローラー９の設定値を常に読み込んでいる。図４に示すように溶接ナビゲーション部１５を使用して溶接ナビゲーション部１５で算出される溶接条件を呼び出す場合、解除操作が実行されるまで、溶接電源２の中央処理部１２は、リモートコントローラー９の設定値を読み込まない。

以上のように構成された溶接装置１について、その動作を説明する。図５は、本実施の形態における溶接方法を示すフローチャートである。

まず作業者がスイッチ部６で、溶接ナビゲーション部１５を選択する（Ｓ１０のＹＥＳ）。すると、表示部２０の液晶表示部４の表示が、溶接対象物などの条件設定の状態に切り替わる。そこから、作業者は、第１の入力部２２のダイヤル５とスイッチ部６を操作することにより、溶接対象物の条件（第１の溶接条件）を入力する（Ｓ２０）。そうすると、溶接ナビゲーション部１５は、その入力条件に適した溶接推奨値を算出する（Ｓ３０）。例えば、作業者が溶接対象物の材質や厚みなどを溶接電源に入力すると、溶接ナビゲーション部１５は、その溶接対象物に適した溶接電流値や溶接電圧値などの溶接推奨値を算出する。そして、その溶接推奨値が、ＬＥＤ表示部３Ａ、３Ｂに表示される。

本実施の形態では、リモートコントローラー９が溶接電源２に接続され、溶接ナビゲーション部１５が選択されている場合において、リモートコントローラー９から入力された溶接条件は、溶接電源２の中央処理部１２に入力されない。すなわち、溶接電源２は、解除操作が実行されているかどうかを判断し（Ｓ４０）、解除操作が実行されていない（Ｓ４０のＮＯ）ならば、第１の入力部２２により入力された第１の溶接条件により溶接ナビゲーション部１５が算出する溶接推奨値に基づいた溶接信号を、溶接電源２の中央処理部１２を介して出力処理部１４へ出力する（Ｓ７０）。そして、その溶接推奨値が溶接電源２の表示部２０のＬＥＤ表示部３Ａ、３Ｂに表示される。

また、溶接ナビゲーション部１５が選択されている状態で、作業者がリモートコントローラー９の溶接電流入力部１０で設定する電流値を最小にして解除操作を実行する（Ｓ４０のＹＥＳ）ことにより、溶接ナビゲーション部１５の設定が取り消され（Ｓ５０）、リモートコントローラー９の第２の入力部２４から溶接条件（第２の溶接条件）が溶接電源２の中央処理部１２に入力される（Ｓ６０）。そして、リモートコントローラー９の第２の入力部２４の溶接電流入力部１０が示す溶接電流値と、溶接電圧入力部１１が示す溶接電圧値が、中央処理部１２を介して溶接電源２の表示部２０のＬＥＤ表示部３Ａ、３Ｂに表示される。溶接電源２の中央処理部１２は、この第２の溶接条件に基づいた溶接信号を出力処理部１４に出力する（Ｓ７０）。

なお、本実施の形態において、解除操作を実行する（Ｓ４０のＹＥＳ）ことにより「溶接ナビゲーション部１５の設定を取り消す」とは、具体的には、溶接ナビゲーション部１５で導き出した溶接電圧、溶接電流等の溶接条件の設定値（溶接推奨値）が取り消されることである。

また、溶接ナビゲーション部１５が選択されていない場合（Ｓ１０のＮＯ）は、リモートコントローラー９から溶接電源２へ溶接条件（第２の溶接条件）が入力される（Ｓ６０）。

本開示の溶接装置１において、作業者は、溶接電源２から離れた場所にいても、手元のリモートコントローラー９で溶接電流値やナビゲーション部１５の設定の解除操作などを操作できる。

すなわち、作業者は、溶接電源２から離れた場所で溶接電源２の溶接ナビゲーション部１５の設定を取り消す解除操作を実行することが出来る。そのため、作業者は、溶接ナビゲーション部１５の設定を取り消すために、わざわざ溶接電源２まで戻る必要がない。その結果、作業者は、溶接場所から離れた溶接電源２まで移動する労力と時間を削減できる。

また、解除操作として、リモートコントローラー９の第２の入力部２４の溶接電流入力部１０で設定する電流値を最小にすることにより、溶接ナビゲーション部１５の設定が取り消される。すなわち、溶接ナビゲーション部１５の設定が取り消された瞬間に、解除操作によりリモートコントローラー９の溶接電流入力部１０で最小に設定された低い溶接電流値が溶接電源２に設定される。そのため、大きな電流が流れることがなく、安全である。もし溶接ナビゲーション部１５の設定を取り消す際に、例えば３５０Ａ程度の大きな電流値が溶接電流入力部１０に示されている場合は、解除操作が実行されない。そのため、リモートコントローラー９の第２の入力部２４により入力される第２の溶接条件は溶接電源２に入力されない。その結果、溶接対象物が誤って溶接されるのが防げる。

尚、リモートコントローラー９の第２の入力部２４の溶接電圧入力部１１の値を最小にすることにより、溶接ナビゲーション部１５の設定を取り消してもよい。ただし、溶接電圧は、溶接電流の設定に応じて自動的に設定される。そのため、溶接電圧よりも溶接電流の設定動作により、溶接ナビゲーション部１５の設定を取り消すのが好ましい。

また、溶接ナビゲーション部１５の設定の取り消し（解除操作）をリモートコントローラー９ではなく、溶接トーチ８を用いて行ってもよい。すなわち、溶接ナビゲーション部１５にて溶接推奨値を算出（Ｓ３０）した後、解除操作実行（Ｓ４０）として一定時間内に溶接トーチ８のトーチスイッチ２６を複数回、動作する。これにより、溶接推奨値の取り消し（Ｓ５０）として溶接ナビゲーション部１５の設定が取り消され、リモートコントローラー９から溶接電源２へ溶接条件（第２の溶接条件）が入力される（Ｓ６０）。そして、溶接電源２の中央処理部１２は、この第２の溶接条件に基づいた溶接信号を出力処理部１４へ出力する（Ｓ７０）。ここで、一定時間とは、例えば１秒以内である。この時間は非常に短いので、溶接が始まらない。また、複数回とは、例えば、３回程度である。すなわち、トーチスイッチ２６の動作をさせて溶接が始まらない空打ち動作をすることにより、溶接ナビゲーション部１５の設定が取り消される。これにより、溶接条件が異なる溶接加工物を溶接する場合、溶接電流の切り替えを簡単に短時間で行える。

また、例えば、溶接ナビゲーション部１５で算出した溶接推奨値で溶接加工物を溶接した後、続けて、別の溶接条件で同じまたは別の溶接加工物を溶接する場合がある。この場合、最初に実行する溶接推奨値とは別に、溶接ナビゲーション部１５で求めた溶接条件や、経験則により求めた溶接条件を別の溶接条件として、予めリモートコントローラー９に設定（記憶）させておいてもよい。

この構成により、溶接ナビゲーション部１５で算出した溶接推奨値で溶接加工物を溶接後、その場ですぐに、予め設定してあるリモートコントローラー９での溶接条件に切り替え、異なる溶接条件で溶接できる。

尚、本実施の形態の溶接装置１として、アーク溶接装置を用いて説明した。しかし、本発明は、送給装置７を含まない非消耗電極式溶接のＴｉｇ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ）溶接装置にも適用可能である。

本開示の溶接装置は、溶接ナビゲーション部で溶接条件を呼び出した後に溶接電源のスイッチ部や、リモートコントローラーや、溶接トーチ等の操作により、解除操作をして溶接ナビゲーション部で導き出した溶接条件を取り消せる。

また作業者と溶接電源が離れた場所にあっても、解除操作として、リモートコントローラーや、溶接トーチを操作して溶接ナビゲーション部を取り消せる。その結果、作業者が溶接電源まで移動する労力と時間が解消される。

本開示の溶接装置および溶接方法は、作業者が手元で溶接ナビゲーション部１５を取り消せる。これにより、作業者が溶接装置まで移動する必要がなく、産業上有用である。

１ 溶接装置
２ 溶接電源
３Ａ，３Ｂ ＬＥＤ表示部
４ 液晶表示部
５ ダイヤル
６ スイッチ部
７ 送給装置
８ 溶接トーチ
９ リモートコントローラー
１０ 溶接電流入力部
１１ 溶接電圧入力部
１２ 中央処理部
１３ 表示処理部
１４ 出力処理部
１５ 溶接ナビゲーション部
２０ 表示部
２２ 第１の入力部
２４ 第２の入力部
２６ トーチスイッチ
２８ 操作部

Claims (18)

1. 第１の入力部と、
   溶接ナビゲーション部と、
   を有する溶接電源と、
   前記溶接電源に接続された溶接トーチと、
   第２の入力部を有し、前記溶接電源に接続されたリモートコントローラーと、
   を備え、
   前記溶接ナビゲーション部が選択されている場合、
   前記溶接ナビゲーション部は、前記第１の入力部により入力された第１の溶接条件により、溶接推奨値を算出し、
   前記溶接電源は、
   解除操作が実行された場合、前記溶接推奨値を取り消し、前記リモートコントローラーから送信された第２の溶接条件を入力し、
   前記解除操作が実行されない場合、前記リモートコントローラーから送信された前記第２の溶接条件を入力しない
   溶接装置。
2. 前記第２の溶接条件は、前記第２の入力部により入力される
   請求項１記載の溶接装置。
3. 前記第２の溶接条件は、予め前記リモートコントローラーに記憶されている
   請求項１記載の溶接装置。
4. 前記解除操作は、前記リモートコントローラーにより行われる
   請求項１記載の溶接装置。
5. 前記第２の入力部は、溶接電流入力部を有している
   請求項１記載の溶接装置。
6. 前記溶接電流入力部は、ダイヤルにより形成されている
   請求項５記載の溶接装置。
7. 前記解除操作とは、前記溶接電流入力部で設定する電流値を最小にすることである
   請求項５記載の溶接装置。
8. 前記解除操作とは、一定時間以下で前記溶接トーチを複数回、動作させることである
   請求項１記載の溶接装置。
9. 前記第２の入力部は、溶接電圧入力部を有しており、
   前記解除操作とは、前記溶接電圧入力部で設定する電圧値を最小にすることである
   請求項１記載の溶接装置。
10. 溶接装置を用いた溶接方法であって、
    前記溶接装置は、
    第１の入力部と、
    溶接ナビゲーション部と、
    を有する溶接電源と、
    前記溶接電源に接続された溶接トーチと、
    第２の入力部を有し、前記溶接電源に接続されたモートコントローラーと、
    を備え、
    前記溶接ナビゲーション部を選択し、
    第１の溶接条件を入力し、
    前記第１の溶接条件より溶接推奨値を算出し、
    解除操作が実行された場合、前記溶接推奨値を取り消し、前記リモートコントローラーから送信された第２の溶接条件を入力し、
    前記解除操作が実行されない場合、前記リモートコントローラーから送信された前記第２の溶接条件を入力しない
    ステップを有する溶接方法。
11. 前記第２の溶接条件は、前記第２の入力部により入力される
    請求項１０記載の溶接方法。
12. 前記第２の溶接条件は、予め前記リモートコントローラーに記憶されている
    請求項１０記載の溶接方法。
13. 前記解除操作は、前記リモートコントローラーにより行われる
    請求項１０記載の溶接方法。
14. 前記第２の入力部は、溶接電流入力部を有している
    請求項１０記載の溶接方法。
15. 前記溶接電流入力部は、ダイヤルにより形成されている
    請求項１４記載の溶接方法。
16. 前記解除操作とは、前記溶接電流入力部で設定する電流値を最小にすることである
    請求項１４記載の溶接方法。
17. 前記解除操作とは、一定時間以下で前記溶接トーチを複数回、動作させることである
    請求項１０記載の溶接方法。
18. 前記第２の入力部は、溶接電圧入力部を有しており、
    前記解除操作とは、前記溶接電圧入力部で設定する電圧値を最小にすることである
    請求項１０記載の溶接方法。

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