KR20150039677A - 와이어 송급 장치 및 용접 시스템 - Google Patents

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다카노리 오니시
후토시 니시사카
게이지 히로세
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가부시키가이샤 다이헨
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Abstract

본 발명의 과제는 단락 상태가 계속된 경우에 발생하는 문제를 해소할 수 있는 와이어 송급 장치를 제공하는 것이다. 와이어 송급 장치(2)에 있어서, 용접 전원 장치(1)로부터 공급되는 전력을 내부 전원에 사용하는 전원부(21)와, 전원부(21)에 축적된 전력이 부족한 것을 검출하는 제어부(22)와, 용접 전원 장치(1)와 통신을 행하기 위한 통신부(23)를 구비하였다. 통신부(23)는 제어부(22)가 전력 부족을 검출한 경우, 그 취지를 알리는 신호를 용접 전원 장치(1)에 송신한다. 당해 신호를 수신한 용접 전원 장치(1)는 용접 작업을 정지한다. 이에 의해, 용접 중에 전원부(21)로부터의 전력 공급이 정지함으로써 발생하는 문제를 해소할 수 있다.

Description

와이어 송급 장치 및 용접 시스템{WIRE FEEDING DEVICE AND WELDING SYSTEM}
본 발명은 파워 케이블로 공급되는 전력을 와이어 송급 기구 등의 전원으로서 사용하는 와이어 송급 장치 및 당해 와이어 송급 장치를 구비하고 있는 용접 시스템에 관한 것이다.
소모 전극식의 용접 시스템은, 통상, 중량이 있기 때문에 이동시키지 않는 용접 전원 장치와, 용접 개소의 변경에 수반하여 용접 작업자가 운반하는 와이어 송급 장치로 분리되어 있다. 용접 전원 장치와 와이어 송급 장치는, 파워 케이블로 접속되어 있다. 와이어 송급 장치가 용접 토치에 송출하는 와이어 전극과 파워 케이블은, 용접 토치 선단에 배치되어 있는 콘택트 칩에 있어서 전기적으로 접속되어 있고, 용접 전원 장치는, 파워 케이블을 통해 와이어 전극의 선단에 전압을 인가한다.
파워 케이블로부터 공급되는 전력을 와이어 송급 기구 등의 전원으로서 사용하는 와이어 송급 장치가 개발되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
도 12는, 종래의 와이어 송급 장치를 설명하기 위한 도면이며, 용접 시스템의 전체 구성을 나타내고 있다. 와이어 송급 장치(200)의 전원부(210)는 파워 케이블(41, 42)을 통해 용접 전원 장치(1)로부터 전력이 공급되고, 전압의 변환을 행하여 제어부(220), 송급 기구(240), 가스 전자기 밸브(250)에 전력을 공급한다. 송급 기구(240)는 모터를 구비하고 있고, 용접 토치(T)에 와이어 전극의 송급을 행한다. 가스 전자기 밸브(250)는 가스 탱크와 용접 토치(T)를 접속하는 가스 배관에 설치되어 있고, 개방됨으로써 용접 토치(T)에의 실드 가스의 공급을 행한다. 제어부(220)는 송급 기구(240)의 모터의 회전 제어, 가스 전자기 밸브(250)의 개폐 제어 및 통신 제어 등을 행한다.
일본 특허 공개 제2003-191075호 공보
소모 전극식의 용접 시스템의 소전류 영역의 용적 이행의 형태로서, 단락 이행이 있다. 단락 이행의 경우, 일시적으로 와이어 전극이 피가공물(W)에 접촉하여 단락 상태로 된다. 이 단락 상태의 기간이 길어지면 전원부(210) 내부의 콘덴서의 전압이 저하되어, 제어부(220) 등에 전력을 공급할 수 없게 된다. 제어부(220)에의 전력 공급이 정지하면, 제어부(220)는 송급 기구(240) 및 가스 전자기 밸브(250)를 제어할 수 없게 된다. 송급 기구(240)에의 전력 공급이 정지하면, 모터가 정지하므로, 용접 토치(T)에 와이어 전극의 송급이 행해지지 않게 된다. 아크 용접 계속 중에 와이어 전극의 송급이 정지하면, 와이어 전극이 콘택트 칩에 용착되어 버리는 경우가 있다. 또한, 전력 공급의 정지에 의해 모터가 정지하는 경우, 모터는 타성에 의해 회전을 계속하므로, 당장은 정지하지 않는다. 모터가 타성에 의해 회전을 계속하고 있을 때에 아크 용접이 정지되면, 와이어 전극이 피가공물(W)에 접촉한 상태에서 정지하는 경우가 있다. 이 경우, 와이어 전극을 펜치 등으로 절단하는 작업이 필요하게 된다. 또한, 비드 외관에도 영향을 미친다. 가스 전자기 밸브(250)에의 전력 공급이 정지하면, 가스 배관이 폐로되어, 용접 토치(T)에의 실드 가스의 공급이 정지된다. 아크 용접 계속 중에 실드 가스의 공급이 정지하면, 블로우가 발생하여 용접 결함으로 이어진다. 또한, 제어부(220)에의 전력 공급이 정지하면, 용접 전원 장치(1)와의 통신도 실시할 수 없게 되므로, 이상 발생을 알리는 신호를 송수신할 수도 없게 된다. 또한, 조작의 접수나 상태의 표시 등도 할 수 없게 된다.
본 발명은 상기한 사정을 기초로 고안된 것이며, 단락 상태가 계속된 경우에 발생하는 상술한 문제를 해소할 수 있는 와이어 송급 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 하고 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는, 다음의 기술적 수단을 강구하고 있다.
본 발명의 제1 측면에 의해 제공되는 와이어 송급 장치는, 용접 전원 장치로부터 공급되는 전력을 내부 전원에 사용하는 전원 수단과, 상기 전원 수단에 축적된 전력이 부족한 것을 검출하는 검출 수단과, 상기 용접 전원 장치와 통신을 행하기 위한 통신 수단을 구비하고 있고, 상기 통신 수단은, 상기 검출 수단이 전력 부족을 검출한 경우, 그 취지를 알리는 신호를 상기 용접 전원 장치에 송신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서는, 상기 전원 수단은, 전력을 축적하기 위한 콘덴서와, 상기 콘덴서의 단자간 전압을 검출하는 전압 검출 수단을 더 구비하고, 상기 검출 수단은, 상기 단자간 전압이 소정 전압 이하로 된 경우에, 전력이 부족한 것을 검출한다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서는, 상기 전원 수단은, 상기 전원 수단에 인가되는 전압을 검출하는 전압 검출 수단을 더 구비하고, 상기 검출 수단은, 상기 인가 전압이 소정 전압 이하로 된 상태가 소정 시간 계속된 경우에, 전력이 부족한 것을 검출한다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서는, 상기 전원 수단은, 상기 전원 수단에 인가되는 전압을 검출하는 전압 검출 수단을 더 구비하고, 상기 검출 수단은, 상기 인가 전압의 평균값이 소정 전압 이하로 된 경우에, 전력이 부족한 것을 검출한다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서는, 상기 전원 수단은, 상기 전원 수단에 인가되는 전압을 검출하는 전압 검출 수단을 더 구비하고, 상기 검출 수단은, 상기 인가 전압이 소정 전압 이하로 된 단락 상태의 시간이 용접 시간에 차지하는 비율인 단락 시간율이 소정의 임계값 이상으로 된 경우에, 전력이 부족한 것을 검출한다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서는, 상기 검출 수단이 전력 부족을 검출한 경우에, 와이어 송급용의 모터를 정지시키는 모터 정지 수단을 더 구비하고 있다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서는, 상기 모터 정지 수단은, 상기 모터가 상기 전원 수단에 접속된 상태로부터, 상기 모터가 저항에 접속된 상태로 전환함으로써, 상기 모터를 정지시킨다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서는, 용접 토치에 실드 가스를 공급하는 가스 공급 수단과, 상기 검출 수단이 전력 부족을 검출한 경우, 제2 소정 시간이 경과한 후에, 상기 가스 공급 수단에 실드 가스의 공급을 정지시키는 가스 정지 수단을 더 구비하고, 상기 전원 수단은, 상기 가스 공급 수단에 공급하기 위한 전력을 축적하기 위한 제2 콘덴서를 더 구비하고 있다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서는, 상기 용접 전원 장치는, 상기 그 취지를 알리는 신호를 수신한 경우, 안티 스틱 전압을 저하시키거나, 안티 스틱 전압을 인가하는 시간을 단축시켜, 안티 스틱 제어에 의해 용접 종료 처리를 행한다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서는, 상기 통신 수단은, 상기 검출 수단이 전력 부족을 검출한 경우, 설정되어 있는 안티 스틱 전압을 저하시키거나, 안티 스틱 전압을 인가하는 시간을 단축시키기 위한 신호를, 상기 용접 전원 장치에 송신하고, 상기 용접 전원 장치는, 상기 그 취지를 알리는 신호를 수신한 경우, 안티 스틱 제어에 의해 용접 종료 처리를 행한다.
본 발명의 제2 측면에 의해 제공되는 용접 시스템은, 본 발명의 제1 측면에 의해 제공되는 와이어 송급 장치와, 상기 용접 전원 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 검출 수단이 전원 수단에 축적된 전력이 부족한 것을 검출한 경우에, 그 취지를 알리는 신호를 용접 전원 장치에 송신한다. 당해 신호를 수신한 용접 전원 장치는, 용접 작업을 정지한다. 이에 의해, 용접 중에 전원 수단으로부터의 전력 공급이 정지함으로써 발생하는 문제를 해소할 수 있다.
본 발명의 그 외의 특징 및 이점은, 첨부 도면을 참조하여 이하에 행하는 상세한 설명에 의해, 보다 명확해질 것이다.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 와이어 송급 장치를 설명하기 위한 도면.
도 2는 전원부의 내부 구성을 설명하기 위한 도면.
도 3은 제어부가 행하는 전력 부족 검출 처리를 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 용접 전원 장치의 출력 전압과 콘덴서의 단자간 전압의 관계를 나타내는 타임차트.
도 5는 송급 기구의 내부 구성을 설명하기 위한 도면.
도 6은 전력 부족을 검출한 경우의 처리에 대해 설명하기 위한 타임차트.
도 7은 제2 실시 형태에 관한 와이어 송급 장치를 설명하기 위한 도면.
도 8은 제2 실시 형태에 관한 전력 부족 검출 처리를 설명하기 위한 흐름도.
도 9는 제2 실시 형태에 관한 전력 부족 검출 처리의 다른 실시예를 설명하기 위한 흐름도.
도 10은 제3 실시 형태에 관한 용접 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 11은 제4 실시 형태에 관한 용접 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 12는 종래의 용접 시스템을 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명의 실시 형태를, 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 와이어 송급 장치(2)를 설명하기 위한 도면이며, 용접 시스템(A)의 전체 구성을 도시하고 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 용접 시스템(A)은, 용접 전원 장치(1), 와이어 송급 장치(2), 원격 조작 장치(3), 파워 케이블(41, 42) 및 용접 토치(T)를 구비하고 있다. 용접 전원 장치(1)의 한쪽의 출력 단자는, 파워 케이블(41)을 통해, 와이어 송급 장치(2)에 접속되어 있다. 와이어 송급 장치(2)는 와이어 전극을 용접 토치(T)에 송출하여, 와이어 전극의 선단을 용접 토치(T)의 선단으로부터 돌출시킨다. 용접 토치(T) 선단에 배치되어 있는 콘택트 칩에 있어서, 파워 케이블(41)과 와이어 전극은 전기적으로 접속되어 있다. 용접 전원 장치(1)의 다른 쪽의 출력 단자는, 파워 케이블(42)을 통해, 피가공물(W)에 접속된다. 용접 전원 장치(1)는 용접 토치(T)의 선단으로부터 돌출되는 와이어 전극의 선단과, 피가공물(W)의 사이에 고전압을 인가하여 아크를 발생시키고, 아크에 전력을 공급한다. 용접 시스템(A)은, 당해 아크의 열에 의해 피가공물(W)의 용접을 행한다.
용접 전원 장치(1)는 아크 용접을 위한 전력을 용접 토치(T)에 공급하는 것이다. 용접 전원 장치(1)는 전원부(11), 제어부(12) 및 통신부(13)를 구비하고 있다.
전원부(11)는 전력 계통으로부터 입력되는 3상 교류 전력을 아크 용접에 적합한 직류 전력으로 변환하여 출력하는 것이다. 전원부(11)에 입력되는 3상 교류 전력은, 정류 회로에 의해 직류 전력으로 변환되고, 인버터 회로에 의해 교류 전력으로 변환된다. 그리고, 트랜스에 의해 강압(또는, 승압)되고, 정류 회로에 의해 직류 전력으로 변환되어 출력된다. 또한, 전원부(11)는 용접을 행하고 있지 않은 경우에도 와이어 송급 장치(2)에 전력을 공급하므로, 저전압의 전력을 출력하는 구성을 갖고 있다. 이에 의해, 와이어 송급 장치(2)는 용접이 행해지고 있지 않은 기간에도, 용접 전원 장치(1)로부터 전력이 공급된다. 또한, 전원부(11)의 구성은, 상기한 것으로 한정되지 않는다.
제어부(12)는 용접 전원 장치(1)의 제어를 행하는 것이며, 예를 들어 마이크로 컴퓨터 등에 의해 실현되어 있다. 제어부(12)는 용접 전원 장치(1)로부터 출력되는 용접 전압이나 용접 전류가 설정 전압이나 설정 전류로 되도록, 제어를 행한다. 또한, 제어부(12)는 용접 조건의 변경이나 전원부(11)의 기동, 이상의 검출 등을 행한다. 또한, 제어부(12)는 와이어 송급 장치(2)에 대한 송급 지령이나 가스 전자기 밸브의 개방 지령을 위한 신호를 통신부(13)에 출력시킨다.
또한, 제어부(12)는 용접을 종료할 때에 안티 스틱 제어라고 불리는 용접 종료 처리를 행한다. 이 용접 종료 처리는, 소정의 전압(안티 스틱 전압)을 소정의 시간만큼 인가함으로써 전류를 흘리고, 와이어 전극의 선단을 아크에 의해 연소시켜, 와이어 전극의 선단이 피가공물(W)로부터 적당한 거리만큼 이격된 상태로 하는 처리이다. 이 용접 종료 처리에 의해, 와이어 전극의 선단이 피가공물(W)에 접촉한 상태에서 용접이 종료되어 버리는 것을 방지하고, 용접 토치(T) 선단으로부터의 와이어 전극의 돌출량을 적절하게 하고, 와이어 전극의 선단의 입경을 적절한 크기로 할 수 있다. 제어부(12)는 와이어 송급 장치(2)로부터 전력 부족을 나타내는 신호를 수신한 경우, 용접을 종료시킨다. 이때의 안티 스틱 제어에서는, 통상의 경우보다 안티 스틱 전압의 인가 시간을 짧게 하거나, 안티 스틱 전압을 낮게 한다. 또한, 안티 스틱 전압 또는 그 인가 시간의 변경은, 와이어 송급 장치(2)로부터의 전력 부족을 나타내는 신호의 수신에 기초하여 용접 전원 장치(1)가 전환하도록 해도 되고, 와이어 송급 장치(2)가 전력 부족을 나타내는 신호를 송신하는 것과 함께, 안티 스틱 전압 또는 그 인가 시간을 변경하는 신호를 송신하도록 해도 된다.
통신부(13)는 파워 케이블(41)을 통해, 와이어 송급 장치(2) 사이에서 통신을 행하기 위한 것이다. 통신부(13)는 와이어 송급 장치(2)로부터 수신한 신호를 복조하여, 제어부(12)에 출력한다. 와이어 송급 장치(2)로부터 수신하는 신호에는, 예를 들어 용접 조건을 설정하기 위한 신호나, 전원부(11)의 기동을 지시하는 기동 신호, 전력 부족을 나타내는 신호 등이 있다. 또한, 통신부(13)는 제어부(12)로부터 입력되는 신호를 변조하여, 와이어 송급 장치(2)에 송신한다. 와이어 송급 장치(2)에 송신하는 신호에는, 예를 들어 검출된 용접 전압 또는 용접 전류의 검출 신호나, 이상 발생을 나타내는 신호, 송급 지령이나 가스 전자기 밸브의 개방 지령을 위한 신호 등이 있다. 또한, 와이어 송급 장치(2)와의 사이에서 송수신되는 신호는, 상기한 것으로 한정되지 않는다.
통신부(13)는 직접 스펙트럼 확산(Direct Sequence Spread Spectrum:DSSS) 통신 방식을 이용하여 통신을 행한다. 직접 스펙트럼 확산 통신 방식에서는, 송신측은, 송신하는 신호에 대해 확산 부호에 의한 연산을 행하고, 원래의 신호의 스펙트럼을 보다 넓은 대역으로 확산하여 송신한다. 수신측은, 수신한 신호를 공통되는 확산 부호를 사용하여 역확산함으로써, 원래의 신호로 복귀시킨다. 용접 시스템마다 다른 확산 부호를 사용하고 있으면, 별도의 용접 시스템에서 송수신되는 신호를 잘못 수신하였다고 해도, 당해 신호는 다른 확산 부호로 역확산되어, 노이즈로서 제거된다. 따라서, 높은 통신 품질로 통신을 행할 수 있다.
통신부(13)는 파워 케이블(41)의 주위에 배치되어 파워 케이블(41)에 자기 결합한 코일을 구비하고 있다. 통신부(13)는 당해 코일을 통해, 신호를 파워 케이블(41)로 송신하고, 또한, 파워 케이블(41)로 보내지는 신호를 당해 코일에 의해 검출한다. 통신부(13)는 제어부(12)로부터 입력되는 신호에 따라 캐리어 신호를 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조하고, 변조 신호에 스펙트럼 확산을 행하고, 아날로그 신호로 변환하여 송신한다. 또한, 변조 방법은 BPSK 변조로 한정되지 않고, ASK 변조나 FSK 변조를 행하도록 해도 된다. 또한, 스펙트럼 확산은 직접 확산 방식으로 한정되지 않고, 주파수 호핑 방식을 이용해도 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 스펙트럼 확산을 행하고 있지만, 이것으로 한정되지 않고, 스펙트럼 확산을 행하지 않도록 해도 된다. 또한, 통신부(13)는 파워 케이블(41)로 보내지는 신호를 코일에 의해 검출하고, 디지털 신호로 변환하여, 역확산 및 필터링을 행하고, 복조를 행하여, 제어부(12)에 출력한다. 또한, 용접 전원 장치(1)로부터 와이어 송급 장치(2)로 송신하는 신호와, 와이어 송급 장치(2)로부터 용접 전원 장치(1)로 송신하는 신호는, 다른 주파수 대역을 이용하고 있다.
와이어 송급 장치(2)는 와이어 전극을 용접 토치(T)에 송출하는 것이다. 또한, 와이어 송급 장치(2)는 가스 탱크의 실드 가스를 용접 토치(T)의 선단에 공급한다. 와이어 송급 장치(2)는 전원부(21), 제어부(22), 통신부(23), 송급 기구(24) 및 가스 전자기 밸브(25)를 구비하고 있다.
전원부(21)는 제어부(22), 송급 기구(24) 및 가스 전자기 밸브(25)에 전력을 공급하는 것이다. 전원부(21)는 파워 케이블(41, 42)을 통해 용접 전원 장치(1)로부터 전력이 공급되고, 전압의 변환을 행하여 출력한다.
도 2는 전원부(21)의 내부 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 전원부(21)는 다이오드(211), 콘덴서(212), 전압 검출부(213), 승강압부(214, 215, 216), 콘덴서(217)를 구비하고 있다.
다이오드(211)는 콘덴서(212)로부터 파워 케이블(41)로 전류가 역류하는 것을 방지하기 위한 것이다. 콘덴서(212)는 파워 케이블(41, 42)을 통해 용접 전원 장치(1)로부터 공급되는 전력을 축적하는 것이다. 전압 검출부(213)는 콘덴서(212)의 단자간 전압을 검출하는 것이며, 검출한 전압값 Vc를 제어부(22)에 출력한다. 승강압부(214, 215, 216)는, 각각 제어부(22), 송급 기구(24), 가스 전자기 밸브(25)에 출력하는 전압을 조정하는 것이며, 예를 들어 DC/DC 컨버터를 구비하고 있다. 승강압부(214, 215, 216)는, 콘덴서(212)의 단자간 전압을, 각각 제어부(22), 송급 기구(24), 가스 전자기 밸브(25)에 적합한 전압으로 승압(또는, 강압)하여 출력한다. 콘덴서(217)는 승강압부(216)로부터 공급되는 전력을 축적하는 것이다. 콘덴서(217)는 용접이 종료될 때까지 실드 가스의 공급이 정지하지 않도록, 제어부(22) 및 송급 기구(24)에의 전력 공급이 정지한 후에도 가스 전자기 밸브(25)로 전력 공급을 할 수 있도록 하고 있다. 또한, 콘덴서(217) 대신에, 전지나 축전지를 설치하도록 해도 된다.
도 1로 되돌아와, 제어부(22)는 와이어 송급 장치(2)의 제어를 행하는 것이며, 예를 들어 마이크로 컴퓨터 등에 의해 실현되어 있다. 제어부(22)는 통신부(23)와의 사이에서 각종 신호의 입출력을 행하고, 원격 조작 장치(3)와의 사이에서도 각종 신호의 입출력을 행한다. 원격 조작 장치(3)는 이격된 위치로부터 용접 전원 장치(1)를 조작하기 위한 것이고, 조작부(31), 표시부(32) 및 통지부(33)를 구비하고 있다. 조작부(31), 표시부(32) 및 통지부(33)와 동일한 기능은, 와이어 송급 장치(2)에도 구비되어 있지만, 기재 및 설명을 생략하고 있다.
제어부(22)는 조작부(31)로부터 입력되는 기동을 위한 조작 신호에 따라, 용접 전원 장치(1)의 전원부(11)를 기동하기 위한 기동 신호를 통신부(23)에 출력한다. 또한, 조작부(31)로부터 입력되는 용접 조건을 변경하기 위한 조작 신호에 따라, 도시하지 않은 기억부에 기억되어 있는 용접 조건을 변경한다. 제어부(22)는 미리 설정된 송신 주기마다, 기억부에 기억되어 있는 용접 조건을 읽어내어, 통신부(23) 및 표시부(32)에 출력한다. 또한, 제어부(22)는 통신부(23)로부터 입력되는 용접 전압 또는 용접 전류의 검출값을, 표시부(32)에 출력하여 표시시키거나, 통신부(23)로부터 입력되는 이상 발생을 나타내는 신호에 기초하여, 통지부(33)에 이상의 통지(예를 들어, 스피커에 의한 경고음이나 진동에 의한 통지)를 시킨다.
또한, 제어부(22)는 통신부(23)로부터 송급 지령이 입력되어 있는 동안에, 송급 기구(24)에 와이어 전극의 송급을 행하게 하고, 용접 토치(T)에 와이어 전극을 송출한다. 또한, 통신부(23)로부터 개방 지령이 입력되어 있는 동안에, 가스 전자기 밸브(25)를 개방시켜, 용접 토치(T)에 실드 가스를 공급한다.
또한, 제어부(22)는 전원부(21)로부터 입력되는 전압값 Vc에 기초하여, 전원부(21)의 전력이 부족한 것을 검출하여, 통신부(23)를 통해 용접 전원 장치(1)에 전력 부족을 나타내는 신호를 출력하고, 송급 기구(24)에 의한 와이어 전극의 송급을 정지시키고, 가스 전자기 밸브(25)를 폐쇄시킨다. 즉, 용접 중에 전원부(21)의 전력이 부족해 버리면 문제가 발생하므로, 부족할 가능성이 있는 경우에, 용접을 정지해 버린다.
이하에, 전원부(21)의 전력이 부족한 것을 검출하는 방법에 대해, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
도 3은 제어부(22)가 행하는 전력 부족 검출 처리를 설명하기 위한 흐름도이다. 당해 처리는, 전원부(21)에 전력이 공급됨으로써 제어부(22)에 전력이 공급되었을 때에 개시된다. 도 4는 용접 전원 장치(1)의 출력 전압 V와, 콘덴서(212)의 단자간 전압의 전압값 Vc의 관계를 나타내는 타임차트이다. 도 4의 (a)는 용접 전원 장치(1)의 출력 전압 V를 나타내고, 도 4의 (b)는 전압값 Vc를 나타내고 있다.
와이어 전극이 피가공물(W)에 접촉하여 단락 상태로 되면, 출력 전압 V는 0[v]로 된다. 단락 이행의 경우, 정기적으로 단락 상태로 되므로, 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 출력 전압 V는, 소정의 전압의 기간과 0[v]의 기간을 반복한다. 콘덴서(212)는 출력 전압 V가 소정의 전압의 기간에 충전되고, 0[v]의 기간에 방전하므로, 전압값 Vc는 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이 변화된다. 단락 상태의 기간이 길어지면, 콘덴서(212)의 전압이 저하되어 버려, 전력을 공급할 수 없게 된다. 콘덴서(212)가 전력을 공급할 수 없게 되는 전압보다 큰 소정의 전압값 V0을 임계값으로 하여 전압값 Vc와 비교하고, 전압값 Vc가 소정의 전압값 V0 이하로 되었을 때에, 전력이 부족하다고 판단한다.
먼저, 전원부(21)의 전압 검출부(213)가 검출한 전압값 Vc가 취득된다(S1). 이어서, 전압값 Vc가 소정의 전압값 V0보다 큰지의 여부가 판별된다(S2). 전압값 Vc가 소정의 전압값 V0보다 큰 경우(S2:예), 스텝 S1로 복귀되어, 전압값 Vc가 취득된다. 전압값 Vc가 소정의 전압값 V0 이하인 경우(S2:아니오), 전력이 부족한 것이 검출되고(S3), 용접 전원 장치(1)에 전력 부족을 나타내는 신호가 출력되고, 송급 기구(24)에 의한 와이어 전극의 송급이 정지되고, 가스 전자기 밸브(25)가 폐쇄되어, 당해 처리는 종료된다. 또한, 전력 부족 검출 처리의 흐름도는, 도 3에 나타내는 것으로 한정되지 않는다.
제어부(22)는 전압값 Vc가 소정의 전압값 V0 이하로 되었을 때에, 전원부(21)의 전력이 부족할 가능성이 있다고 판단하여, 용접을 정지시키는 처리를 행한다. 도 4의 (b)에 있어서, 시각 t1까지는 전압값 Vc가 소정의 전압값 V0보다 크기 때문에, 전력이 부족하다고 판단되지 않고, 전압값 Vc의 취득과 비교가 반복된다. 시각 t1일 때에 전압값 Vc가 소정의 전압값 V0과 동등해져, 전력이 부족하다고 판단된다.
도 1로 복귀되어, 통신부(23)는 파워 케이블(41)을 통해, 용접 전원 장치(1)와의 사이에서 통신을 행하기 위한 것이다. 통신부(23)는 용접 전원 장치(1)로부터 수신한 신호를 복조하여, 제어부(22)에 출력한다. 용접 전원 장치(1)로부터 수신하는 신호에는, 예를 들어 용접 전원 장치(1)에 있어서 센서에 의해 검출된 용접 전압 또는 용접 전류의 검출 신호나, 이상 발생을 나타내는 신호, 송급 지령이나 가스 전자기 밸브의 개방 지령을 위한 신호 등이 있다. 또한, 통신부(23)는 제어부(22)로부터 입력되는 신호를 변조하여, 용접 전원 장치(1)에 송신한다. 용접 전원 장치(1)에 송신하는 신호에는, 예를 들어 용접 조건을 설정하기 위한 신호나, 전원부(11)의 기동을 지시하는 기동 신호, 전력 부족을 나타내는 신호 등이 있다. 또한, 용접 전원 장치(1)와의 사이에서 송수신되는 신호는, 상기한 것으로 한정되지 않는다.
통신부(23)는 파워 케이블(41)의 주위에 배치되어 파워 케이블(41)에 자기 결합된 코일을 구비하고 있다. 통신부(23)는 당해 코일을 통해, 신호를 파워 케이블(41)로 송신하고, 또한, 파워 케이블(41)로 보내지는 신호를 당해 코일에 의해 검출한다. 통신부(23)는 제어부(22)로부터 입력되는 신호에 따라 캐리어 신호를 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조하고, 변조 신호에 스펙트럼 확산을 행하고, 아날로그 신호로 변환하여 송신한다. 또한, 변조 방법은 BPSK 변조로 한정되지 않고, ASK 변조나 FSK 변조를 행하도록 해도 된다. 또한, 스펙트럼 확산은 직접 확산 방식으로 한정되지 않고, 주파수 호핑 방식을 이용해도 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 스펙트럼 확산을 행하고 있지만, 이것으로 한정되지 않고, 스펙트럼 확산을 행하지 않도록 해도 된다. 또한, 통신부(23)는 파워 케이블(41)로 보내지는 신호를 코일에 의해 검출하고, 디지털 신호로 변환하여, 역확산 및 필터링을 행하고, 복조를 행하여, 제어부(22)에 출력한다. 또한, 용접 전원 장치(1)로부터 와이어 송급 장치(2)로 송신하는 신호와, 와이어 송급 장치(2)로부터 용접 전원 장치(1)로 송신하는 신호는, 다른 주파수 대역을 이용하고 있다.
송급 기구(24)는 용접 토치(T)에 와이어 전극의 송급을 행하는 것이다. 도 5는 송급 기구(24)의 내부 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 송급 기구(24)는 스위치(241), 저항(242) 및 모터(243)를 구비하고 있다. 모터(243)는 와이어 전극을 송출하기 위한 도시하지 않은 송급 롤러를 회전시킨다. 송급 기구(24)는 제어부(22)로부터의 지령에 기초하여, 스위치(241)를 전환함으로써, 와이어 전극의 송급과 송급 정지를 전환한다. 제어부(22)로부터의 지령이 송급 지령인 경우, 스위치(241)가 단자 a에 접속되고, 전원부(21)로부터 모터(243)로 전력이 공급된다. 이에 의해 모터(243)가 송급 롤러를 회전시키고, 와이어 전극이 용접 토치(T)에 송급된다. 또한, 제어부(22)는 전원부(21)의 승강압부(215)가 출력하는 전압을 조정함으로써, 모터(243)의 회전 속도를 제어한다. 제어부(22)로부터의 지령이 송급 정지 지령으로 전환된 경우, 스위치(241)가 단자 b로 전환되고, 모터(243)와 저항(242)이 직렬 접속된다. 이에 의해, 모터(243)에서 발생한 기전력을 저항(242)이 소비하므로, 모터(243)의 회전이 약해져, 회전 정지까지의 시간을 짧게 한다. 즉, 저항(242)은 모터(243)의 회전을 약화시키는 브레이크로서의 역할을 한다. 따라서, 스위치(241)가 단자 a에 접속된 상태에서 전원부(21)로부터의 전력이 부족함으로써 모터(243)가 정지하는 경우에 비해, 모터(243)를 짧은 시간에 정지시킬 수 있다.
가스 전자기 밸브(25)는 가스 탱크와 용접 토치(T)를 접속하는 가스 배관에 설치되어 있고, 제어부(22)로부터의 지령에 기초하여 개폐된다. 제어부(22)로부터 개방 지령이 입력되어 있는 동안에, 가스 전자기 밸브(25)는 개방되어, 용접 토치(T)에 실드 가스의 공급이 행해진다. 한편, 제어부(22)로부터 폐쇄 지령이 입력되어 있는 동안에, 가스 전자기 밸브(25)는 폐쇄되어, 용접 토치(T)에의 실드 가스의 공급이 정지된다.
이어서, 전원부(21)의 전력이 부족한 것을 검출한 경우의 처리에 대해, 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6은 전력 부족을 검출한 경우의 처리에 대해 설명하기 위한 타임차트이다. 도 6의 (a)는 용접 전원 장치(1)의 출력 전압 V를 나타내고, 도 6의 (b)는 콘덴서(212)의 단자간 전압의 전압값 Vc를 나타내고 있다. 또한, 도 6의 (c)는 모터(243)의 회전 속도를 나타내고, 도 6의 (d)는 가스 전자기 밸브(25)의 개폐 상태를 나타내고 있다.
시각 t1일 때에 전압값 Vc가 소정의 전압값 V0과 동등해지고[도 6의 (b) 참조], 전력이 부족하다고 판단된다. 제어부(22)는 용접 전원 장치(1)에 전력 부족을 나타내는 신호를 송신하고, 송급 기구(24)에 송급 정지 지령을 출력한다. 또한, 제어부(22)는 전력이 부족하다고 판단하고 나서 소정 시간 경과 후에, 가스 전자기 밸브(25)에 폐쇄 지령을 출력한다.
송급 지령으로부터 송급 정지 지령으로 전환된 것에 의해, 송급 기구(24)는 모터(243)의 회전을 정지시킨다. 모터(243)에서 발생하는 기전력을 저항(242)이 소비하므로, 모터(243)의 회전 속도가 급속하게 감소하여, 짧은 시간에 모터(243)의 회전이 정지한다. 도 6의 (c)에 나타내는 바와 같이, 모터 회전 속도는 시각 t1로부터 급속하게 감소하고, 전력 부족에 의해 타성에 의해 회전하면서 정지하는 경우[도 6의 (c)의 파선 참조]에 비해, 짧은 시간에 「0」으로 된다.
와이어 송급 장치(2)로부터 전력 부족을 나타내는 신호를 수신한 용접 전원 장치(1)는 안티 스틱 제어에 의한 용접 종료 처리를 행한다. 도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, 출력 전압 V로서 안티 스틱 전압이 시각 t2로부터 인가된다. 단, 안티 스틱 전압이 인가되는 시간은 통상의 안티 스틱 제어의 경우보다 짧은 시간으로 되고, 시각 t3에서 종료된다. 또한, 안티 스틱 전압이 인가되는 시간을 통상의 안티 스틱 제어의 경우와 동일하게 하고, 안티 스틱 전압을 통상보다 낮은 전압으로 해도 된다[도 6의 (a)의 파선 참조].
제어부(22)로부터 폐쇄 지령이 입력됨으로써, 시각 t4에 가스 전자기 밸브(25)는 폐쇄되어, 용접 토치(T)에의 실드 가스의 공급이 정지된다. 전력이 부족하다고 판단되고 나서 소정 시간 경과 후에 폐쇄 지령이 출력되므로, 용접이 종료하기 전에 실드 가스의 공급이 정지되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시 형태에 의하면, 제어부(22)는 전원부(21)로부터 입력되는 전압값 Vc에 기초하여, 전원부(21)의 전력이 부족한 것을 검출하여, 통신부(23)를 통해 용접 전원 장치(1)에 전력 부족을 나타내는 신호를 출력한다. 이 신호를 수신한 용접 전원 장치(1)는 용접 작업을 정지한다. 이에 의해, 용접 중에 전원부(21)로부터의 전력 공급이 정지함으로써 발생하는 문제를 해소할 수 있다.
또한, 제어부(22)는 전력이 부족한 것을 검출한 경우, 송급 기구(24)의 스위치(241)를 전환함으로써, 모터(243)를 저항(242)에 직렬 접속시켜, 모터(243)의 회전을 신속히 정지시킨다. 이에 의해, 모터의 타성에 의한 회전에 의해 와이어 전극이 피가공물(W)에 접촉한 상태에서 정지하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 용접 전원 장치(1)는 와이어 송급 장치(2)로부터 전력 부족을 나타내는 신호를 수신한 경우, 안티 스틱 전압이 인가되는 시간을 통상의 안티 스틱 제어의 경우보다 짧은 시간으로 한다(또는, 안티 스틱 전압을 통상보다 낮은 전압으로 한다). 본 실시 형태에 의하면, 제어부(22)에 의한 검출로 제어부(22)가 즉시 모터(243)를 정지시키므로, 용접 전원 장치(1)로부터의 송급 정지 지령에 의해 모터(243)를 정지시키는 경우보다도 빨리 모터(243)가 정지한다. 따라서, 와이어 전극의 용접 토치(T) 선단으로부터의 돌출 부분이 통상보다 짧아진다. 그러나, 안티 스틱 전압 인가 시간이 통상보다 짧아져 있으므로(또는, 안티 스틱 전압이 통상보다 낮아져 있으므로), 연소량이 적어지고, 용접 토치(T) 선단으로부터의 와이어 전극의 돌출량이나 선단의 입경을 적절한 것으로 할 수 있다.
또한, 제어부(22)는 전력이 부족한 것을 검출한 경우, 소정 시간 경과 후에 가스 전자기 밸브(25)를 폐쇄시킨다. 콘덴서(217)에는 당해 소정 시간 동안에도 가스 전자기 밸브(25)에 공급하기 위한 전력이 축적되어 있다. 이에 의해, 용접이 종료되기 전에 실드 가스의 공급이 정지되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 통신부(13) 및 통신부(23)가 파워 케이블(41)의 주위에 배치된 코일에 의한 자기 결합을 이용하는 경우에 대해 설명하였지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 파워 케이블(41)에 접속된 콘덴서를 사용하여, 송신 신호를 전압 신호로서 파워 케이블(41)로 송신하고, 또한, 파워 케이블(41)로 보내지는 전압 신호를 검출하도록 해도 된다. 또한, 파워 케이블(41)을 통해 신호를 송수신하는 것은 아니고, 무선 통신에 의해 신호를 송수신하도록 해도 된다.
본 실시 형태에 있어서는, 전원부(21)의 전력이 부족한 것을 검출한 경우, 제어부(22)가 송급 기구(24)를 직접 정지시키는 경우에 대해 설명하였지만, 이것으로 한정되지 않는다. 제어부(22)는 통신부(23)를 통해 용접 전원 장치(1)에 전력 부족을 나타내는 신호를 송신하는 것만으로 하고, 용접 전원 장치(1)가 용접 종료 처리로 송급 기구(24)를 정지시키도록 해도 된다. 이 경우, 용접 전원 장치(1)는 안티 스틱 전압 인가 시간(또는, 안티 스틱 전압)을 변경하지 않고 용접 종료 처리를 행하도록(즉, 통상의 안티 스틱 제어를 행하도록) 하면 된다.
상기 제1 실시 형태에 있어서는, 전압 검출부(213)가 검출한 콘덴서(212)의 단자간 전압의 전압값 Vc를 사용하여, 전원부(21)의 전력이 부족한 것을 검출하는 경우에 대해 설명하였지만, 이것으로 한정되지 않는다. 다른 방법으로, 전력이 부족한 것을 검출하도록 해도 된다. 예를 들어, 용접 전원 장치(1)의 출력 전압 V를 검출하여, 이것을 사용하여 전원부(21)의 전력이 부족한 것을 검출하도록 해도 된다. 이 경우를 제2 실시 형태로서, 이하에 설명한다.
도 7은 제2 실시 형태에 관한 와이어 송급 장치(2)를 설명하기 위한 도면이며, 전원부(21')의 내부 구성을 도시하고 있다. 전원부(21') 이외의 구성은 제1 실시 형태에 관한 와이어 송급 장치(2)(도 1 참조)와 공통되므로, 기재를 생략하고 있다. 도 7에 있어서, 제1 실시 형태에 관한 전원부(21)(도 2 참조)와 동일하거나 또는 유사한 요소에는, 동일한 부호를 부여하고 있다.
도 7에 도시하는 전원부(21')는, 전압 검출부(213')가 용접 전원 장치(1)의 출력 전압 V를 검출하여 제어부(22)에 출력하는 점에서, 제1 실시 형태에 관한 전원부(21)와 다르다.
제어부(22)는 전압 검출부(213')가 검출한 출력 전압 V를 사용하여, 전원부(21)의 전력이 부족한 것을 검출한다. 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 출력 전압 V는, 소정의 전압의 기간과 0[v]의 기간을 반복한다. 0[v]의 기간이 단락 시간을 나타내고 있다. 단락 시간이 소정 시간 t0 이상으로 된 경우에, 전압값 Vc가 소정의 전압값 V0 이하로 된다[도 4의 (b) 참조]. 따라서, 단락 시간이 소정 시간 t0 이상으로 된 경우에도, 전력이 부족하다고 판단할 수 있다.
도 8은 제2 실시 형태에 관한 제어부(22)가 행하는 전력 부족 검출 처리를 설명하기 위한 흐름도이다. 당해 처리는, 전원부(21')에 전력이 공급됨으로써 제어부(22)에 전력이 공급되었을 때에 개시된다.
먼저, 전원부(21')의 전압 검출부(213')가 검출한 출력 전압 V가 취득된다(S11). 이어서, 출력 전압 V가 소정의 전압값 V1보다 큰지의 여부가 판별된다(S12). 소정의 전압값 V1은, 단락 상태인지의 여부를 판단하기 위한 임계값이며, 전압 검출부(213')에서의 검출 오차를 예상하며 설정되어 있다. 출력 전압 V가 소정의 전압값 V1보다 큰 경우(S12:예), 단락 상태가 아니라고 판단되고, 스텝 S11로 복귀되어, 출력 전압 V가 취득된다. 출력 전압 V가 소정의 전압값 V1 이하인 경우(S12:아니오), 단락 상태라고 판단되고, 단락 시간을 계시하기 위한 변수 t가 「0」으로 초기화된다(S13).
이어서, 변수 t가 소정 시간 t0보다 작은지의 여부가 판별된다(S14). 변수 t가 소정 시간 t0보다 작은 경우(S14:예), 출력 전압 V가 취득되고(S15), 출력 전압 V가 소정의 전압값 V1보다 작은지의 여부가 판별된다(S16). 출력 전압 V가 소정의 전압값 V1보다 작은 경우(S16:예), 단락 상태가 계속되고 있다고 판단되고, 스텝 S14로 복귀된다. 변수 t가 소정 시간 t0 이상으로 되거나(S14:아니오), 출력 전압 V가 소정의 전압값 V1 이상으로 될 때까지(S16:아니오), 스텝 S14, S15, S16이 반복된다. 이 동안에, 변수 t에 의해 단락 시간이 계시된다.
스텝 S16에 있어서, 출력 전압 V가 소정의 전압값 V1 이상으로 된 경우(S16:아니오), 단락 상태가 종료되었다고 판단되고, 스텝 S11로 복귀된다. 또한, 변수 t가 소정 시간 t0 이상으로 된 경우(S14:아니오), 단락 시간이 소정 시간 t0으로 되었으므로, 전력이 부족한 것이 검출되고(S17), 용접 전원 장치(1)에 전력 부족을 나타내는 신호가 출력되고, 송급 기구(24)에 의한 와이어 전극의 송급이 정지되고, 가스 전자기 밸브(25)가 폐쇄되어, 당해 처리는 종료된다. 또한, 전력 부족 검출 처리의 흐름도는, 도 8에 나타내는 것으로 한정되지 않는다.
제어부(22)는 출력 전압 V가 소정의 전압값 V1 이하의 상태(단락 상태)가 소정 시간 t0 계속되었을 때에, 전원부(21')의 전력이 부족할 가능성이 있다고 판단하여, 용접을 정지시키는 처리를 행한다. 도 4의 (a)에 있어서, 시각 t1까지는, 단락 시간이 소정 시간 t0까지 계속되지 않으므로, 전력이 부족하다고 판단되지 않고, 단락 시간의 계시가 반복된다. 시각 t1일 때에 단락 상태가 소정 시간 t0까지 계속되었기 때문에, 전력이 부족하다고 판단된다.
제2 실시 형태에 의하면, 제어부(22)는 전원부(21')로부터 입력되는 출력 전압 V에 기초하여, 전원부(21')의 전력이 부족한 것을 검출할 수 있다. 따라서, 제2 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 단락 시간으로 판단하는 대신에, 출력 전압 V의 평균값이나, 단락 시간율로 판단하도록 해도 된다.
도 4의 (c)는 출력 전압 V의 소정 시간에서의 평균값 Va를 나타내고 있다. 도 4의 (c)에 나타내는 바와 같이 평균값 Va는, 출력 전압 V가 소정의 전압인 기간으로 증가하고, 출력 전압 V가 0[v]인 기간(단락 기간)으로 감소한다. 따라서, 소정의 전압값 Va0을 임계값으로 하여 평균값 Va와 비교하고, 평균값 Va가 소정의 전압값 Va0 이하로 된 경우에도, 전력이 부족하다고 판단할 수 있다.
도 9의 (a)는 제2 실시 형태에 관한 제어부(22)가 행하는 전력 부족 검출 처리의 다른 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다. 당해 처리는, 전원부(21')에 전력이 공급됨으로써 제어부(22)에 전력이 공급되었을 때에 개시된다.
먼저, 전원부(21')의 전압 검출부(213')가 검출한 출력 전압 V가 취득된다(S21). 이어서, 출력 전압 V의 평균값 Va가 산출되고(S22), 평균값 Va가 소정의 전압값 Va0보다 큰지의 여부가 판별된다(S23). 소정의 전압값 Va0은, 미리 설정되어 있다. 평균값 Va가 소정의 전압값 Va0보다 큰 경우(S23:예), 스텝 S21로 복귀되고, 출력 전압 V가 취득된다. 평균값 Va가 소정의 전압값 Va0 이하인 경우(S23:아니오), 전력이 부족한 것이 검출되고(S24), 용접 전원 장치(1)에 전력 부족을 나타내는 신호가 출력되고, 송급 기구(24)에 의한 와이어 전극의 송급이 정지되고, 가스 전자기 밸브(25)가 폐쇄되어, 당해 처리는 종료된다. 또한, 전력 부족 검출 처리의 흐름도는, 도 9의 (a)에 나타내는 것으로 한정되지 않는다.
제어부(22)는 평균값 Va가 소정의 전압값 Va0 이하로 되었을 때에, 전원부(21')의 전력이 부족할 가능성이 있다고 판단하여, 용접을 정지시키는 처리를 행한다. 도 4의 (c)에 있어서, 시각 t1까지는 평균값 Va가 소정의 전압값 Va0보다 크기 때문에, 전력이 부족하다고 판단되지 않고, 출력 전압 V의 취득, 평균값 Va의 산출 및 전압값 Va0의 비교가 반복된다. 시각 t1일 때에 평균값 Va가 소정의 전압값 Va0과 동등해지고, 전력이 부족하다고 판단된다.
본 실시예에 있어서도, 제어부(22)는 전원부(21')의 전력이 부족한 것을 검출할 수 있으므로, 제1 실시 형태와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
도 4의 (d)는 소정의 용접 시간에 있어서의 단락 시간의 비율인 단락 시간율을 나타내고 있다. 도 4의 (d)에 나타내는 바와 같이 단락 시간율은, 출력 전압 V가 소정의 전압인 기간으로 감소하고, 출력 전압 V가 0[v]인 기간(단락 기간)으로 증가한다. 따라서, 소정의 임계값과 비교하고, 단락 시간율이 소정의 임계값 이상으로 된 경우에도, 전력이 부족하다고 판단할 수 있다.
도 9의 (b)는 제2 실시 형태에 관한 제어부(22)가 행하는 전력 부족 검출 처리의 다른 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다. 당해 처리는, 전원부(21')에 전력이 공급됨으로써 제어부(22)에 전력이 공급되었을 때에 개시된다.
먼저, 전원부(21')의 전압 검출부(213')가 검출한 출력 전압 V가 취득된다(S31). 이어서, 단락 시간율이 산출되고(S32), 단락 시간율이 소정의 임계값보다 작은지의 여부가 판별된다(S33). 소정의 임계값은, 미리 설정되어 있다. 단락 시간율이 소정의 임계값보다 작은 경우(S33:예), 스텝 S31로 복귀되고, 출력 전압 V가 취득된다. 단락 시간율이 소정의 임계값 이상인 경우(S33:아니오), 전력이 부족한 것이 검출되고(S34), 용접 전원 장치(1)에 전력 부족을 나타내는 신호가 출력되고, 송급 기구(24)에 의한 와이어 전극의 송급이 정지되고, 가스 전자기 밸브(25)가 폐쇄되어, 당해 처리는 종료된다. 또한, 전력 부족 검출 처리의 흐름도는, 도 9의 (b)에 나타내는 것으로 한정되지 않는다.
제어부(22)는 단락 시간율이 소정의 임계값 이상으로 되었을 때에, 전원부(21')의 전력이 부족할 가능성이 있다고 판단하여, 용접을 정지시키는 처리를 행한다. 도 4의 (d)에 있어서, 시각 t1까지는 단락 시간율이 소정의 임계값보다 작으므로, 전력이 부족하다고 판단되지 않고, 출력 전압 V의 취득, 단락 시간율의 산출 및 임계값과의 비교가 반복된다. 시각 t1일 때에 단락 시간율이 소정의 임계값과 동등해져, 전력이 부족하다고 판단된다.
본 실시예에 있어서도, 제어부(22)는 전원부(21')의 전력이 부족한 것을 검출할 수 있으므로, 제1 실시 형태와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
상기 제1 및 제2 실시 형태에 있어서는, 원격 조작 장치(3)가 와이어 송급 장치(2)에 접속되어 있는 경우에 대해 설명하였지만, 이것으로 한정되지 않는다. 원격 조작 장치(3)와 와이어 송급 장치(2)가 무선 통신을 행하는 경우를 제3 실시 형태로서, 이하에 설명한다.
도 10은, 제3 실시 형태에 관한 용접 시스템(A')을 설명하기 위한 도면이다. 도 10에 있어서, 제1 실시 형태에 관한 용접 시스템(A)(도 1 참조)과 동일하거나 또는 유사한 요소에는, 동일한 부호를 부여하고 있다.
도 10에 도시하는 용접 시스템(A')은, 와이어 송급 장치(2')에 무선 통신부(26)가 설치되어 있고, 원격 조작 장치(3')에 무선 통신부(35)와 제어부(34)가 설치되어 있는 점에서, 제1 실시 형태에 관한 용접 시스템(A)과 다르다. 용접 시스템(A')에 있어서는, 와이어 송급 장치(2')의 제어부(22)와 원격 조작 장치(3')의 제어부(34)가 무선 통신부(26 및 35)를 통해, 무선 통신으로 각종 신호의 입출력을 행한다. 제3 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
상기 제1 내지 제3 실시 형태에 있어서는, 용접 시스템(A, A')이 소모 전극식의 용접 시스템인 경우에 대해 설명하였지만, 이것으로 한정되지 않는다. 비소모 전극식의 용접 시스템인 경우, 와이어 전극을 사용하지 않지만, 필러 와이어를 공급하면서 용접이 행해진다. 본 발명은 비소모 전극식의 용접 시스템에 있어서 필러 와이어를 송급하는 와이어 송급 장치에 있어서도, 적용할 수 있다. 본 발명을 비소모 전극식의 용접 시스템의 필러 와이어의 와이어 송급 장치에 적용한 경우를 제4 실시 형태로서, 이하에 설명한다.
도 11은, 제4 실시 형태에 관한 용접 시스템(A")의 전체 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 11에 있어서, 제1 실시 형태에 관한 용접 시스템(A)(도 1 참조)과 동일하거나 또는 유사한 요소에는, 동일한 부호를 부여하고 있다.
도 11에 도시하는 용접 시스템(A")은, 송급 기구(24)가 용접 토치(T)에 와이어 전극을 공급하는 것이 아니라, 필러 와이어를 공급하는 점과, 가스 전자기 밸브(25)가 와이어 송급 장치(2")에 설치되는 대신에, 가스 전자기 밸브(14)가 용접 전원 장치(1')에 설치되어 있는 점에서, 제1 실시 형태에 관한 용접 시스템(A)과 다르다. 제4 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
도 11에 있어서는, 비소모 전극식의 용접 시스템의 경우, 가스 전자기 밸브(14)를 용접 전원 장치(1')에 설치하고 있는 것이 일반적이므로, 그와 같은 예를 기재하였지만, 가스 전자기 밸브(25)를 와이어 송급 장치(2")에 설치하도록 해도 된다.
본 발명에 관한 와이어 송급 장치 및 용접 시스템은, 상술한 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 관한 와이어 송급 장치 및 용접 시스템의 각 부의 구체적인 구성은, 다양하게 설계 변경 가능하다.
A, A', A" : 용접 시스템
1, 1' : 용접 전원 장치
11 : 전원부
12 : 제어부
13 : 통신부
14 : 가스 전자기 밸브
2, 2', 2" : 와이어 송급 장치
21, 21' : 전원부(전원 수단)
211 : 다이오드
212 : 콘덴서
213, 213' : 전압 검출부(검출 수단, 전압 검출 수단)
214, 215, 216 : 승강압부
217 : 콘덴서(제2 콘덴서)
22 : 제어부(검출 수단, 모터 정지 수단, 가스 정지 수단, 통신 수단)
23 : 통신부(통신 수단)
24 : 송급 기구
241 : 스위치(모터 정지 수단)
242 : 저항(모터 정지 수단)
243 : 모터
25 : 가스 전자기 밸브(가스 공급 수단, 가스 정지 수단)
26 : 무선 통신부
3, 3' : 원격 조작 장치
31 : 조작부
32 : 표시부
33 : 통지부
34 : 제어부
35 : 무선 통신부
41, 42 : 파워 케이블
T : 용접 토치
W : 피가공물

Claims (28)

  1. 용접 전원 장치로부터 공급되는 전력을 내부 전원에 사용하는 전원 수단과,
    상기 전원 수단에 축적된 전력이 부족한 것을 검출하는 검출 수단과,
    상기 용접 전원 장치와 통신을 행하기 위한 통신 수단을 구비하고 있고,
    상기 통신 수단은, 상기 검출 수단이 전력 부족을 검출한 경우, 그 취지를 알리는 신호를 상기 용접 전원 장치에 송신하는 것을 특징으로 하는, 와이어 송급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전원 수단은,
    전력을 축적하기 위한 콘덴서와,
    상기 콘덴서의 단자간 전압을 검출하는 전압 검출 수단을 더 구비하고,
    상기 검출 수단은, 상기 단자간 전압이 소정 전압 이하로 된 경우에, 전력이 부족한 것을 검출하는, 와이어 송급 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전원 수단은, 상기 전원 수단에 인가되는 전압을 검출하는 전압 검출 수단을 더 구비하고,
    상기 검출 수단은, 상기 인가 전압이 소정 전압 이하로 된 상태가 소정 시간 계속된 경우에, 전력이 부족한 것을 검출하는, 와이어 송급 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전원 수단은, 상기 전원 수단에 인가되는 전압을 검출하는 전압 검출 수단을 더 구비하고,
    상기 검출 수단은, 상기 인가 전압의 평균값이 소정 전압 이하로 된 경우에, 전력이 부족한 것을 검출하는, 와이어 송급 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전원 수단은, 상기 전원 수단에 인가되는 전압을 검출하는 전압 검출 수단을 더 구비하고,
    상기 검출 수단은, 상기 인가 전압이 소정 전압 이하로 된 단락 상태의 시간이 용접 시간에 차지하는 비율인 단락 시간율이 소정의 임계값 이상으로 된 경우에, 전력이 부족한 것을 검출하는, 와이어 송급 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출 수단이 전력 부족을 검출한 경우에, 와이어 송급용의 모터를 정지시키는 모터 정지 수단을 더 구비하고 있는, 와이어 송급 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 모터 정지 수단은, 상기 모터가 상기 전원 수단에 접속된 상태로부터, 상기 모터가 저항에 접속된 상태로 전환함으로써, 상기 모터를 정지시키는, 와이어 송급 장치.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    용접 토치에 실드 가스를 공급하는 가스 공급 수단과,
    상기 검출 수단이 전력 부족을 검출한 경우, 제2 소정 시간이 경과한 후에, 상기 가스 공급 수단에 실드 가스의 공급을 정지시키는 가스 정지 수단을 더 구비하고,
    상기 전원 수단은, 상기 가스 공급 수단에 공급하기 위한 전력을 축적하기 위한 제2 콘덴서를 더 구비하고 있는, 와이어 송급 장치.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용접 전원 장치는, 상기 그 취지를 알리는 신호를 수신한 경우, 안티 스틱 전압을 저하시키거나, 안티 스틱 전압을 인가하는 시간을 단축시켜, 안티 스틱 제어에 의해 용접 종료 처리를 행하는, 와이어 송급 장치.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통신 수단은, 상기 검출 수단이 전력 부족을 검출한 경우, 설정되어 있는 안티 스틱 전압을 저하시키거나, 안티 스틱 전압을 인가하는 시간을 단축시키기 위한 신호를, 상기 용접 전원 장치에 송신하고,
    상기 용접 전원 장치는, 상기 그 취지를 알리는 신호를 수신한 경우, 안티 스틱 제어에 의해 용접 종료 처리를 행하는, 와이어 송급 장치.
  11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 와이어 송급 장치와, 상기 용접 전원 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 용접 시스템.
  12. 제6항에 있어서,
    용접 토치에 실드 가스를 공급하는 가스 공급 수단과,
    상기 검출 수단이 전력 부족을 검출한 경우, 제2 소정 시간이 경과한 후에, 상기 가스 공급 수단에 실드 가스의 공급을 정지시키는 가스 정지 수단을 더 구비하고,
    상기 전원 수단은, 상기 가스 공급 수단에 공급하기 위한 전력을 축적하기 위한 제2 콘덴서를 더 구비하고 있는, 와이어 송급 장치.
  13. 제7항에 있어서,
    용접 토치에 실드 가스를 공급하는 가스 공급 수단과,
    상기 검출 수단이 전력 부족을 검출한 경우, 제2 소정 시간이 경과한 후에, 상기 가스 공급 수단에 실드 가스의 공급을 정지시키는 가스 정지 수단을 더 구비하고,
    상기 전원 수단은, 상기 가스 공급 수단에 공급하기 위한 전력을 축적하기 위한 제2 콘덴서를 더 구비하고 있는, 와이어 송급 장치.
  14. 제6항에 있어서,
    상기 용접 전원 장치는, 상기 그 취지를 알리는 신호를 수신한 경우, 안티 스틱 전압을 저하시키거나, 안티 스틱 전압을 인가하는 시간을 단축시켜, 안티 스틱 제어에 의해 용접 종료 처리를 행하는, 와이어 송급 장치.
  15. 제7항에 있어서,
    상기 용접 전원 장치는, 상기 그 취지를 알리는 신호를 수신한 경우, 안티 스틱 전압을 저하시키거나, 안티 스틱 전압을 인가하는 시간을 단축시켜, 안티 스틱 제어에 의해 용접 종료 처리를 행하는, 와이어 송급 장치.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 용접 전원 장치는, 상기 그 취지를 알리는 신호를 수신한 경우, 안티 스틱 전압을 저하시키거나, 안티 스틱 전압을 인가하는 시간을 단축시켜, 안티 스틱 제어에 의해 용접 종료 처리를 행하는, 와이어 송급 장치.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 용접 전원 장치는, 상기 그 취지를 알리는 신호를 수신한 경우, 안티 스틱 전압을 저하시키거나, 안티 스틱 전압을 인가하는 시간을 단축시켜, 안티 스틱 제어에 의해 용접 종료 처리를 행하는, 와이어 송급 장치.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 용접 전원 장치는, 상기 그 취지를 알리는 신호를 수신한 경우, 안티 스틱 전압을 저하시키거나, 안티 스틱 전압을 인가하는 시간을 단축시켜, 안티 스틱 제어에 의해 용접 종료 처리를 행하는, 와이어 송급 장치.
  19. 제6항에 있어서,
    상기 통신 수단은, 상기 검출 수단이 전력 부족을 검출한 경우, 설정되어 있는 안티 스틱 전압을 저하시키거나, 안티 스틱 전압을 인가하는 시간을 단축시키기 위한 신호를, 상기 용접 전원 장치에 송신하고,
    상기 용접 전원 장치는, 상기 그 취지를 알리는 신호를 수신한 경우, 안티 스틱 제어에 의해 용접 종료 처리를 행하는, 와이어 송급 장치.
  20. 제7항에 있어서,
    상기 통신 수단은, 상기 검출 수단이 전력 부족을 검출한 경우, 설정되어 있는 안티 스틱 전압을 저하시키거나, 안티 스틱 전압을 인가하는 시간을 단축시키기 위한 신호를, 상기 용접 전원 장치에 송신하고,
    상기 용접 전원 장치는, 상기 그 취지를 알리는 신호를 수신한 경우, 안티 스틱 제어에 의해 용접 종료 처리를 행하는, 와이어 송급 장치.
  21. 제8항에 있어서,
    상기 통신 수단은, 상기 검출 수단이 전력 부족을 검출한 경우, 설정되어 있는 안티 스틱 전압을 저하시키거나, 안티 스틱 전압을 인가하는 시간을 단축시키기 위한 신호를, 상기 용접 전원 장치에 송신하고,
    상기 용접 전원 장치는, 상기 그 취지를 알리는 신호를 수신한 경우, 안티 스틱 제어에 의해 용접 종료 처리를 행하는, 와이어 송급 장치.
  22. 제12항에 있어서,
    상기 통신 수단은, 상기 검출 수단이 전력 부족을 검출한 경우, 설정되어 있는 안티 스틱 전압을 저하시키거나, 안티 스틱 전압을 인가하는 시간을 단축시키기 위한 신호를, 상기 용접 전원 장치에 송신하고,
    상기 용접 전원 장치는, 상기 그 취지를 알리는 신호를 수신한 경우, 안티 스틱 제어에 의해 용접 종료 처리를 행하는, 와이어 송급 장치.
  23. 제13항에 있어서,
    상기 통신 수단은, 상기 검출 수단이 전력 부족을 검출한 경우, 설정되어 있는 안티 스틱 전압을 저하시키거나, 안티 스틱 전압을 인가하는 시간을 단축시키기 위한 신호를, 상기 용접 전원 장치에 송신하고,
    상기 용접 전원 장치는, 상기 그 취지를 알리는 신호를 수신한 경우, 안티 스틱 제어에 의해 용접 종료 처리를 행하는, 와이어 송급 장치.
  24. 제6항에 기재된 와이어 송급 장치와, 상기 용접 전원 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 용접 시스템.
  25. 제7항에 기재된 와이어 송급 장치와, 상기 용접 전원 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 용접 시스템.
  26. 제8항에 기재된 와이어 송급 장치와, 상기 용접 전원 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 용접 시스템.
  27. 제12항에 기재된 와이어 송급 장치와, 상기 용접 전원 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 용접 시스템.
  28. 제13항에 기재된 와이어 송급 장치와, 상기 용접 전원 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 용접 시스템.
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