电弧焊接电源

阅读:611发布:2020-05-11

专利汇可以提供电弧焊接电源专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 电弧 焊接 电源 ,具备:设定初始期间(Ts)的初始期间设定部;设定弧坑期间(Tc)的弧坑期间设定部;设定反复时焊接 电流 (Ih)的反复时焊接电流设定部;设定反复时焊接期间(Th)的反复时焊接期间设定部;设定反复次数N的反复次数设定部;以及电流控制部,其在起动 信号 (On)为接通时使初始电流(Is)通电初始期间(Ts)后通电焊接电流(Iw),在起动信号(On)为断开时,使上述弧坑电流(Ic)通电弧坑期间(Tc),接着使反复时焊接电流(Ih)通电反复时焊接期间(Th),接着使弧坑电流(Ic)通电弧坑期间(Tc),之后反复该动作,弧坑电流(Ic)的通电次数达到反复次数N的时刻停止输出电流(Io)的通电,结束焊接。从而简化 电弧焊 接电源中的弧坑反复模式时的起动信号(On)的顺序。,下面是电弧焊接电源专利的具体信息内容。

1、一种电弧焊接电源,按照来自外部的起动信号依次通电预定的初始电流、预定的焊接电流及预定的弧坑电流来进行焊接,具备: 设定初始期间的初始期间设定部; 设定弧坑期间的弧坑期间设定部; 电流控制部,其在上述起动信号为接通时,在上述初始电流通电上述初始期间后通电上述焊接电流,在上述起动信号为断开时,在上述弧坑电流通电上述弧坑期间后停止通电输出电流,结束焊接。
2、 根据权利要求l所述的电弧焊接电源,其特征在于, 具备:设定反复时焊接期间的反复时焊接期间设定部;和设定反复次数的反复次数设定部,上述电流控制部,在上述起动信号为接通时,在上述初始电流通电上 述初始期间后通电上述焊接电流,在上述起动信号为断开时,使上述弧坑 电流通电上述弧坑期间,接着使上述焊接电流通电上述反复时焊接期间, 接着使上述弧坑电流通电上述弧坑期间,然后使该动作反复,在上述弧坑 电流的通电次数达到上述反复次数的时刻停止输出电流的通电,结束焊 接。
3、 根据权利要求l所述的电弧焊接电源,其特征在于,具备:设定反复时焊接电流的反复时焊接电流设定部; 设定反复时焊接期间的反复时焊接期间设定部;以及 设定反复次数的反复次数设定部,上述电流控制部,在上述起动信号为接通时,在上述初始电流通电上 述初始期间后通电上述焊接电流,在上述起动信号为断开时,在使上述弧 坑电流通电上述弧坑期间,接着使上述反复时焊接电流通电上述反复时焊 接期间,接着使上述弧坑电流通电上述弧坑期间,之后反复该动作,在上 述弧坑电流的通电次数达到上述反复次数的时刻停止输出电流的通电,结 束焊接。
4、 根据权利要求3所述的电弧焊接电源,其特征在于, 上述反复时焊接电流为OA。
5、根据权利要求1〜4中的任一项所述的电弧焊接电源,其特征在于,通过改变焊丝的送给速度来改变上述输出电流。

说明书全文

电弧焊接电源

技术领域

发明涉及在根据起动信号的顺序控制依次切换初始电流、焊接电流
及弧坑(crater)电流来进行通电的弧坑模式或反复弧坑模式下,可简化上 述顺序控制的电弧焊接电源。

背景技术

在非熔化电极/熔化电极的电弧焊接电源中,一般设有被称为弧坑模式 和反复弧坑模式的电流控制模式。以下,对这些模式进行说明。
图6是表示弧坑模式的时序图。该图(A)表示来自外部的起动信号 On,该图(B)表示输出电流Io。焊接操作者用手动操作焊枪时,上述起 动信号On与焊枪开关接通/断开对应。另外,将焊枪搭载在自动台车等来 进行焊接的自动设备焊接的情况下,上述起动信号On为来自可编程逻辑 控制器(以下,称为Plc)的顺序控制信号。以下,参照该图进行说明。
在时刻tl,如该图(A)所示,起动信号On为接通(ON)(高电平) 时,如该图(B)所示,通电预定的初始电流Is。在时刻t2,如该图(A) 所示,起动信号On为断开(OFF (低电平)时,如该图(B)所示,通电 预定的焊接电流Iw。在时刻t3,如该图(A)所示,起动信号On再次接 通(高电平)时,如该图(B)所示,使预定的弧坑电流Ic通电。在时刻 t4,如该图(A)所示,起动信号On为断开(低电平)时,如该图(B) 所示,停止输出电流Io的通电,结束焊接。
如该图所示,第1次的起动信号On的接通期间(时刻tl〜t2的期间) 为通电初始电流Is的初始期间Ts。另外,起动信号On的断开期间(时刻 t2〜t3期间)为通电焊接电流Iw的焊接期间Tw。进而,第2次的起动信 号On的接通期间(时刻t3〜t4的期间)为通电弧坑电流Ic的弧坑期间Tc。 因此,为了用自动设备焊接进行弧坑模式的焊接,将焊接电源设定为弧坑 模式后,需要由Plc等控制设备生成如该图(A)所示的起动信号On。
图7是表示反复弧坑模式的时序图。该图(A)表示起动信号Om该 图(B)表示输出电流Io。以下,参照该图进行进行说明。
在时刻tl,如该图(A)所示,起动信号On为接通(高电平)时, 如该图(B)所示,通电预定的初始电流Is。在时刻t2,如该图(A)所 示,起动信号On为断开(低电平)时,如该图(B)所示,通电预定的 焊接电流Iw。在时刻t3,如该图(A)所示,起动信号On为接通(高电 平)时,如该图(B)所示,通电预定的弧坑电流Ic。在时刻t4,如该图
(A)所示,起动信号On为断开(低电平)时,如该图(B)所示,再次 通电焊接电流Iw。在时刻t5,如该图(A)所示,起动信号On为接通(高 电平)时,如该图(B)所示,再次通电弧坑电流Ic。在时刻t6,如该图
(A)所示,起动信号On为断开(低电平)时,如该图(B)所示,再次 通电焊接电流Iw。在时刻t7,如该图(A)所示,起动信号On在规定期 间内两次接通/断开(双击)时,如该图(B)所示,停止输出电流Io的通 电,结束焊接。
如该图所示,第1次的起动信号On的接通期间(时刻U〜t2的期间) 为初始期间Ts。另外,第1次的起动信号On的断开期间(时刻t2〜t3的 期间)为焊接期间Tw。接着,第2次的起动信号On的接通期间(时刻t3〜 t4期间)为弧坑期间Tc。第2次的起动信号On的断开期间(时刻t4〜t5 期间)为反复时焊接期间Tw。第3次的起动信号On的接通期间(时刻t5〜 t6期间)为反复时的弧坑期间Tc。第3次的起动信号On的断开期间(时 刻t6〜t7期间)为反复时的焊接期间Tw。
上述的反复弧坑模式,多在焊接终端部的弧坑部的大小大的情况下等 使用。这是由于在弧坑部大的情况下,图6中所述的弧坑模式,通电l次 的弧坑电流Ic,不能实现良好的弧坑处理的缘故。作为反复弧坑模式中的 焊接终了方法,除了该图所示双击以外,还存在以下方法。 一般的,在手 动进行TIG焊接的情况下,在时刻t3以后的期望的时刻,将焊枪向上方 抬起,强制的产生断弧来结束焊接的方法。另外,还存在以下方法:在时 刻t3以后的反复时,在起动信号On为短时间接通时使反复重复,在起动 信号On为规定期间以上长时间接通时结束焊接。
如上所述,在反复弧坑模式下,需要由Plc等控制设备生成如该图(A) 所示的复杂的起动信号On。作为上述的现有技术,可以参照专利文献l,2等。
专利文献l:日本特开2000—218367号公报 专利文献2:日本特开2003 — 062667号公报
如上所述,为了使用现有的电弧焊接电源在弧坑模式或反复弧坑模式 下进行焊接,需要生成如图6 (A)及图7 (A)所示的复杂的顺序信号即 起动信号On。
在使用机器人焊接装置的情况下,通过作业程序中追加输出电流条件 的顺序,可以实现与弧坑模式及反复弧坑模式同等的功能。另一方面,在 手动焊接中,为了操作焊枪开关而生成上述起动信号On,在操作复杂时 容易发生误操作,且增加焊接操作者的负担。另外,在使用自动台车等的 自动设备焊接中,往往是由Plc等通用的控制设备生成上述起动信号On。 在这种情况下,需要充分地理解焊接电源的弧坑模式及反复弧坑模式的顺 序之后,编写如上所述的起动信号On的复杂顺序信号的程序。此时,初 始期间Ts、焊接期间Tw及弧坑期间Tc需要根据工件而变化,为了边修 改Plc程序边找出适当的条件需要花费很多的作业时间,存在降低生产效 率的问题。

发明内容

因此,本发明的目的在于,提供一种在弧坑模式或反复弧坑模式下进 行焊接时,可以简化来自外部的起动信号的顺序的电弧焊接电源。
为了解决上述问题,第l发明的电弧焊接电源,按照来自外部的起动 信号依次通电预定的初始电流、预定的焊接电流及预定的弧坑电流来进行
焊接,具备:
设定初始期间的初始期间设定部;
设定弧坑期间的弧坑期间设定部;
电流控制部,其在上述起动信号为接通时,在上述初始电流通电上述 初始期间后通电上述焊接电流,在上述起动信号为断开时,在上述弧坑电 流通电上述弧坑期间后停止通电输出电流,结束焊接。
第2发明的电弧焊接电源,根据第1发明所述的电弧焊接电源,其特
征在于,具备:设定反复时焊接期间的反复时焊接期间设定部;和 设定反复次数的反复次数设定部,
上述电流控制部,在上述起动信号为接通时,在上述初始电流通电上 述初始期间后通电上述焊接电流,在上述起动信号为断开时,使上述弧坑 电流通电上述弧坑期间,接着使上述焊接电流通电上述反复时焊接期间, 接着使上述弧坑电流通电上述弧坑期间,然后使该动作反复,在上述弧坑 电流的通电次数达到上述反复次数的时刻停止输出电流的通电,结束焊 接。
第3发明的电弧焊接电源,根据第l发明所述的电弧焊接电源,其特
征在于,具备:
设定反复时焊接电流的反复时焊接电流设定部; 设定反复时焊接期间的反复时焊接期间设定部;以及 设定反复次数的反复次数设定部,
上述电流控制部,在上述起动信号为接通时,在上述初始电流通电上 述初始期间后通电上述焊接电流,在上述起动信号为断开时,在使上述弧 坑电流通电上述弧坑期间,接着使上述反复时焊接电流通电上述反复时焊 接期间,接着使上述弧坑电流通电上述弧坑期间,之后反复该动作,在上 述弧坑电流的通电次数达到上述反复次数的时刻停止输出电流的通电,结 束焊接。
第4发明的电弧焊接电源中,根据第3发明所述的电弧焊接电源,上 述反复时焊接电流为0A。
第5发明的电弧焊接电源,根据第1〜第4发明中任一项所述的电弧 焯接电源,通过改变焊丝的送给速度来改变上述输出电流。
发明効果
根据本发明,通过使起动信号进行1次接通/断开,就可以在弧坑模式 或反复弧坑模式下进行焊接。因此,在自动设备焊接中,容易生成起动信 号,也便于Plc等控制设备的编程。进而,在手动焊接中,容易操作焊枪 开关,因此可以减轻对焊接操作者的负担。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1的弧坑模式的时序图。 图2是本发明实施方式1的电弧焊接电源的方框图
图3是表示本发明实施方式2的反复弧坑模式的时序图。
图4是本发明实施方式2的电弧焊接电源的方框图。
图5是图3中设反复时焊接电流111=0时的时序图。
图6是表示现有技术中的弧坑模式的时序图。
图7是表示现有技术中的反复弧坑模式的时序图。
图中符号说明:
1电极
2母材
3电弧
4焊枪
EA 误差放大电路
Ea误差放大信号
Ic 弧坑电流
ICR弧坑电流设定电路
Icr弧坑电流设定信号
ID 电流检测电路
Id电流检测信号
Ih反复时焊接电流
IHR反复时焊接电流设定电路
Ihr 反复时焊接电流设定信号
Io 输出电流
IR 电流设定控制电路
Ir电流设定信号
IR2 第2电流设定控制电路
Is初始电流
ISR 初始电流设定电路
Isr初始电流设定信号
Iw焊接电流IWR焊接电流设定电路
Iwr 焊接电流设定信号
N反复次数
NR 反复次数设定电路
Nr反复次数设定信号
On 起动信号
PM 电源主电路
Ss 状态信号
Tc弧坑期间
TCR弧坑期间设定电路
Tcr 弧坑期间设定信号
Th反复时焊接期间
THR反复时焊接期间设定电路
Thr反复时焊接期间设定信号
TM 定时控制电路
TM2第2定时控制电路
Ts初始期间
TSR初始期间设定电路
Tsr 初始期间设定信号
Tw 焊接期间
Vo 输出电压
具体实施形式 [实施方式1]
图1是表示本发明实施方式1有关的弧坑模式的时序图。该图(A) 表示起动信号On,该图(B)表示输出电流Io。以下,参照附图进行说明。
在该图中,初始电流Is、焊接电流Iw及弧坑电流Ic,与现有技术同 样,由设置在焊接电源的操作面板上的各个调整旋钮等设定在期望値。另 一方面,初始期间Ts及弧坑期间Tc,与现有技术不同,通过设定在焊接 电源的操作面板上的各个调整旋钮等进行设定。在现有技术中,这两个值,
在图6中如上所述,根据起动信号On的接通期间进行设定。
在时刻tl,如该图(A)所示,起动信号On为接通(高电平)时, 如该图(B)所示,预定的初始期间Ts中通电预定的初始电流Is。在时刻 t2结束该初始期间Ts,如该图(A)所示,直至时刻t3之前起动信号On 为接通(高电平),所以如该图(B)所示,在时刻t2〜t3的焊接期间Tw 中通电预定的焊接电流Iw。进而,在时刻t3,如该图(A)所示,起动信 号On为断开(低电平)时,如该图(B)所示,在预定的弧坑期间Tc中 通电预定的弧坑电流Ic。在时刻t4,该弧坑期间Tc结束时,如该图(B) 所示,停止输出电流Io的通电,结束焊接。
如上所述,在本实施方式中,起动信号On在时刻tl为接通,在时刻 t3为断开即可,为简单的顺序信号。初始期间Ts是为了保持良好的引弧 部分的焊缝形状而设定的期间,所以按照工件设定为适当值。时刻tl〜t3 的起动信号On为接通的期间,通常为工件的焊接长度,即焊枪的移动距 离。另外,弧坑期间Tc为用于进行弧坑処理的期间,按照工件设定为适 当值。
图2是本发明实施方式1有关的电弧焊接电源的方框图。以下,参照 该图对各个电路方框进行说明。
电源主电路PM以3相200V等的商用电源为输入,根据后述的误差 放大信号Ea进行逆变控制等输出控制,输出用于产生电弧的输出电流Io 及输出电压Vo。在焊枪4也在安装在先端的电极1和母材(工件)2之间 产生电弧3来进行焊接。
电流检测电路ID,检测输出电流Io,输出电流检测信号Id。初始期 间设定电路TSR输出期望的初始期间设定信号Tsr。弧坑期间设定电路 TCR输出期望的弧坑期间设定信号Tcr。定时控制电路TM输出状态信号 Ss,该状态信号Ss,在来自外部的起动信号On为接通(高电平)时,在 由上述初始期间设定信号Tsr所规定的期间中其值为1,在该期间结束后 其值为2,在起动信号On为断开(低电平)时,在由上述弧坑期间设定 信号Tcr所规定的期间中其值为3,然后其值返回0。
初始电流设定电路ISR输出期望的初始电流设定信号Isr。焊接电流 设定电路IWR输出期望的焊接电流设定信号Iwr。弧坑电流设定电路ICR
输出期望的弧坑电流设定信号Icr。电流设定控制电路IR,在上述状态信 号Ss=l时将上述初始电流设定信号Isr作为电流设定信号Ir输出,在状态 信号Ss=2时将上述焊接电流设定信号Iwr作为电流设定信号Ir输出,在 状态信号Ss=3时将上述弧坑电流设定信号Icr作为电流设定信号Ir输出, 在状态信号Ss=0时输出上述电流设定信号IrK)。
误差放大电路EA放大上述电流设定信号Ir与上述电流检测信号Id 之间的误差,输出误差放大信号Ea。由此根据电流设定信号Ir通电图1 所述的输出电流Io。
上述各设定电路TSR, TCR, ISR, IWR及ICR设定在焊接电源的操 作面板上。进而,其中任意几个也可以设置在遥控器中。另外,由上述定 时控制电路TM及电流设定控制电路IR形成用于控制输出电流Io的电流 控制部。
根据上述的实施方式l,仅通过将起动信号设为1次接通/断开,就可 以在弧坑模式下进行焊接。因此,在自动设备焊接中,易于生成起动信号, 因此使Plc等控制设备的编程更加容易。进而,在手动焊接中,焊枪开关 的操作变得容易了,因此可以减轻了焊接操作者的负担。
[实施方式2]
图3是表示本发明实施方式2有关的反复弧坑模式的时序图。该图(A) 表示起动信号On,该图(B)表示输出电流Io。以下,参照该图进行说明。
在本实施方式中,预先设定初始电流Is、焊接电流Iw、弧坑电流Ic、 反复时焊接电流Ih、初始期间Ts、弧坑期间Tc、反复时焊接期间Th及反 复次数N。
在时刻tl,如该图(A)所示,在起动信号On为接通(高电平)时, 如该图(B)所示,在预定的初始期间Ts中,通电预定的初始电流Is。在 时刻t2初始期间Ts结束时,如该图(B)所示,在起动信号On为接通(高 电平)的期间通电预定的焊接电流Iw。在时刻t3,如该图(A)所示,起 动信号On为断开(低电平)时,如该图(B)所示,在预定的弧坑期间 Tc中通电预定的弧坑电流Ic。在时刻t4,结束弧坑期间Tc时,如该图(B) 所示,在预定的反复时焊接期间Th中通电预定的反复时焊接电流Ih。在 时刻t5,在反复时焊接期间Th结束时,在上述弧坑期间Tc中通电上述弧
坑电流Ic。这里,在时刻t3,起动信号On变为断开(低电平)后开始的 弧坑期间Tc的次数达到反复次数N的时刻,停止输出电流Io的通电,结 束焊接。这里,例示了 N=2的情况,因此在时刻t6停止输出电流Io的通 电。这样,仅将起动信号On设为1次接通/断开,可以实现反复弧坑模式。
图4是本发明实施方式2有关的电弧焊接电源的方框图。在该图中, 与上述的图2相同的方框标记相同的符号,省略其说明。以下,针对与图 2不同的用虚线表示的电路方框进行说明。
反复时焊接期间设定电路THR输出期望的反复时焊接期间设定信号 Thr。反复次数设定电路NR输出期望的反复次数设定信号Nr。第2定时 控制电路TM2输出状态信号Ss,该状态信号Ss,在来自外部的起动信号 On为接通(高电平)时,在由初始期间设定信号Tsr规定的期间中其值为 1,在该期间结束后其值为2,在起动信号On为断开(低电平)时在由弧 坑期间设定信号Tcr所规定的期间中其值为3,接着在由上述反复时焊接 期间设定信号Thr所规定的期间中其值为4,接着在由上述弧坑期间设定 信号Tcr所规定的期间中其值再次为3,然后重复该反复动作,在由上述 弧坑期间设定信号Tcr规定的期间的次数达到上述反复次数设定信号Nr 所规定的次数的时刻,其值返回O。
反复时焊接电流设定电路IHR输出期望的反复时焊接电流设定信号 Ihr。第2电流设定控制电路IR2,在上述状态信号Ss=l时将初始电流设 定信号Isr作为电流设定信号Ir输出,在状态信号Ss=2时将焊接电流设定 信号Iwr作为电流设定信号Ir输出,在状态信号Ss=3时将弧坑电流设定 信号Icr作为电流设定信号Ir输出,在状态信号Ss=4时将上述反复时焊接 电流设定信号Ihr作为电流设定信号Ir输出,在状态信号Ss=0时输出上述 电流设定信号lr=0。根据该电流设定信号Ir,通电图3所述的输出电流Io。
在本实施方式中,也可以使反复时焊接电流Ih与焊接电流Iw相等地 进行通电。此时,图4中不需要反复时焊接电流设定电路IHR。
图5是在上述图3中设定反复时焊接电流lh=0时的时序图。除了反 复时焊接期间Th中的输出电流Io为OA (不通电)以外,与图3同样。 即,从时刻t3中起动信号On变为断开(低电平)的时刻开始,弧坑期间 Tc的次数达到反复次数N的时刻(时刻t6),停止输出电流Io的通电,结
束焊接。如该图所示,将反复时焊接电流Ih设定为0A,是实际施工时经
常使用的方法。
根据上述的实施方式2,通过仅将起动信号设为1次接通/断开,可以
在反复弧坑模式下进行焊接。因此,在自动设备焊接中,容易生成起动信
号,便于Plc等控制设备的编程。进而,在手动焊接中,焊枪开关的操作
变得容易了,因而可以减轻焊接操作者的负担。
在上述实施方式l、 2中,针对根据电流设定信号Ir直接控制输出电 流Io的非熔化电极电弧焊接电源进行了说明。但是,如果根据电流设定信 号Ir控制焊丝的送给速度,间接地控制输出电流Io,则本发明也可以应用 在熔化电极电弧焊接电源中。另外,在实施方式1、 2中,快速地进行对 各个电流的切换,但也可以使其具有斜率(上升斜坡及下降斜坡)来缓慢 地进行切换。
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