電弧焊裝置的控制方法和電弧焊裝置的制作方法

專利名稱：電弧焊裝置的控制方法和電弧焊裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明有關電弧焊裝置的控制方法和電弧焊裝置。
背景技術：
電弧焊是在焊條和焊接母材間使電弧產(chǎn)生來進行焊接的。消耗電極式電弧焊裝置(下面稱為焊接裝置)，為了抑制飛濺的發(fā)生，預測短路的斷開，在短路即將斷開之前使焊接電流下降。這就是所謂的頸部檢測控制。而且，在電弧再度產(chǎn)生的瞬間使焊接電流下降以抑制電弧力(arc force)。
現(xiàn)有的焊接裝置中，一旦處于短路狀態(tài)，控制焊接輸出的控制電路為了使短路斷開，便按照規(guī)定的斜率使電流增加。而且，隨著該電流的增加，短路部分的焊條發(fā)生熔融，該熔融金屬移動至母材一側，在焊條和母材一側熔融部分之間產(chǎn)生縮頸(所謂的頸部，下面稱為頸部)。該頸部部位由于截面積變小，所以電阻值增加。因此，一旦頸部產(chǎn)生，盡管靠短路控制使電流增加固定不變，但焊接電壓的變化量還是變大。于是，通過檢測這一電壓變化量，來檢測頸部的發(fā)生，使處理過渡為頸部檢測控制。
現(xiàn)有的焊接裝置中，如下面所述為了得到適于焊接的輸出，設置用于對交流電源經(jīng)過整流得到的輸出進行開關動作的開關元件。而且，由于該開關元件的影響，焊接電壓疊加有與開關元件的開關動作同步的波紋電壓，有時因該波紋電壓的存在致使頸部檢測幾率降低。因此，日本特開平10-180443號公報披露了消除波紋電壓等噪聲的方案。
圖8中示出現(xiàn)有焊接裝置的概要構成。該裝置具有下列構成對交流電源進行整流的第1整流元件81；對第1整流元件81的輸出進行開關的第1開關元件82；對焊接負載供電并設置次級側輔助線圈的主變壓器83；對主變壓器83的輸出進行整流的第2整流元件84；對主變壓器83的輔助線圈的輸出進行整流的第3整流元件85；設置于第2整流元件84和輸出端子間的第2開關元件86；電流檢測器87；電壓檢測器88；運算電壓檢測器88的輸出和第3整流元件85的輸出兩者之差的差分放大電路89；以及于是通過控制第1開關元件82和第2開關元件86來控制焊接輸出的焊接控制電路810。
下面說明裝置的動作。來自交流電源的供電由第1整流元件81變換為直流電。變換為直流電的電力由第1開關元件82根據(jù)焊接狀態(tài)設定為所需電力輸入至主變壓器83。自主變壓器83輸出側得到的大電流由第2整流元件84變換為直流，并通過第2開關元件86對焊接負載供電。流至焊接負載的焊接電流由電流檢測器87檢測，反饋至控制電路。另外，加到焊接負載上的焊接電壓由電壓檢測器88檢測。這里，由電壓檢測器88檢測出的焊接電壓包含第1開關元件82所產(chǎn)生的波紋分量。又，第3整流元件85的輸出也包含第1開關元件82的波紋分量。因而，可通過由差分放大器89對第3整流元件85的輸出和電壓檢測器88的輸出兩者進行差分運算，來消除焊接電壓中所含的波紋分量。這樣，消除了波紋分量的焊接電壓便可輸入焊接控制電路810，用于正確地檢測頸部、進行焊接輸出控制。
如上所述，現(xiàn)有的焊接裝置能夠消除構成焊接裝置本身的開關元件所造成的波紋分量的影響來進行焊接輸出的控制等。但對于焊接裝置本身所發(fā)出的其他噪聲、或其他設備影響所產(chǎn)生的噪聲等來說，存在無法充分消除上述噪聲這種問題。至于其他設備影響所產(chǎn)生的噪聲，舉例來說，包含如圖9所示利用多個焊接裝置對同一工件進行焊接、由于其中一個焊接裝置1其輸出控制用的開關動作而對其他焊接裝置2的焊接電壓產(chǎn)生噪聲這種情形。圖9中，標號A、B、C示出焊接裝置1的開關動作對焊接裝置2的電壓波形所造成的噪聲。同樣，標號D、E、F示出焊接裝置2的開關動作對焊接裝置1的電壓波形所造成的噪聲。而無法消除噪聲的情況下，則有頸部的誤檢測發(fā)生。其結果，存在這樣的問題，即由于該頸部誤檢測，盡管原本沒有頸部但還是會進行頸部檢測控制，因此難以抑制飛濺的發(fā)生、或獲得良好的焊接結果。另外，隨噪聲等狀況有時還會誤檢測短路斷開。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種電弧焊裝置的控制方法，該控制方法包括檢測焊接電壓的步驟；計算焊接電壓的變化量的步驟；以及根據(jù)焊接電壓的變化量和第2閾值對熔滴進行頸部檢測的步驟，根據(jù)焊接電壓的變化量和第1閾值的比較結果，禁止根據(jù)焊接電壓的變化量和第2閾值對熔滴進行的頸部檢測規(guī)定期間。
另外，本發(fā)明提供一種電弧焊裝置，包括檢測焊接電壓的焊接電壓檢測部；計算焊接電壓檢測部檢測出的焊接電壓的變化量的電壓變化量檢測部；以及對第1閾值和/或第2閾值和電壓變化量檢測部的運算結果進行比較的比較部，根據(jù)第1閾值和電壓變化量檢測部的運算結果兩者間的比較結果，禁止根據(jù)第2閾值和電壓變化量檢測部的運算結果對熔滴進行的頸部檢測規(guī)定期間。于是，上述本發(fā)明的電弧焊裝置的控制方法和電弧焊裝置可通過根據(jù)焊接電壓的變化量禁止頸部檢測，來防止錯誤地進行頸部檢測，正確地進行頸部判定。
再有，本發(fā)明提供一種電弧焊裝置的控制方法，該控制方法包括檢測焊接電壓的步驟；計算焊接電壓的變化量的步驟；根據(jù)焊接電壓的變化量和熔滴的頸部判定閾值對熔滴進行縮頸判定的步驟；在判定為縮頸的情況下存儲此時的短路處理狀態(tài)的步驟；以及在判定為頸部后根據(jù)焊接電壓判定是電弧期間還是短路期間，并在從判定為頸部起經(jīng)過規(guī)定期間后判定為短路期間的情況下，根據(jù)所存儲的短路處理狀態(tài)進行短路處理的步驟。
另外，本發(fā)明提供一種電弧焊裝置，包括根據(jù)焊接電壓的變化量和縮頸判定閾值對熔滴進行頸部判定的頸部判定部；在判定為頸部的情況下存儲此時的短路處理狀態(tài)的控制狀態(tài)存儲部；在判定為頸部后根據(jù)焊接電壓判定是電弧期間還是短路期間的電弧/短路判定部；以及在從判定為頸部起經(jīng)過規(guī)定期間后判定為短路期間的情況下，根據(jù)控制狀態(tài)存儲部所存儲的短路處理狀態(tài)進行短路處理的焊接輸出控制部。這樣，上述本發(fā)明的電弧焊裝置的控制方法和電弧焊裝置即便是焊接電壓變動時錯誤檢測出頸部狀態(tài)的情況下，仍可以通過返回至短路控制，來抑制由于頸部誤檢測而產(chǎn)生的飛濺。
再有，本發(fā)明提供一種電弧焊裝置的控制方法，該控制方法包括根據(jù)焊接電壓和短路斷開判定閾值對短路斷開進行判定的步驟；在判定為短路斷開的情況下存儲此時的短路處理狀態(tài)的步驟；在判定為短路斷開后根據(jù)焊接電壓判定是電弧期間還是短路期間的步驟；以及在從判定為短路斷開起規(guī)定期間內(nèi)判定為短路期間的情況下，根據(jù)所存儲的短路處理狀態(tài)進行短路處理的步驟。
另外，本申請?zhí)峁┮环N電弧焊裝置，包括根據(jù)焊接電壓和短路斷開判定閾值對短路斷開進行判定的電弧/短路判定部；在判定為短路斷開的情況下存儲此時的短路處理狀態(tài)的控制狀態(tài)存儲部；在判定為短路斷開后根據(jù)焊接電壓判定是電弧期間還是短路期間的電弧/短路判定部；以及在從判定為短路斷開起規(guī)定期間內(nèi)判定為短路期間的情況下，根據(jù)控制狀態(tài)存儲部所存儲的短路處理狀態(tài)進行短路處理的焊接輸出控制部。這樣，上述本發(fā)明的電弧焊裝置的控制方法和采用該方法的電弧焊裝置即便是焊接電壓變動時錯誤檢測出短路斷開的情況下，仍可以通過返回至短路控制，來抑制由于短路斷開誤檢測而產(chǎn)生的飛濺。


圖1為示出本發(fā)明實施方式1～3中電弧焊裝置概要構成的框圖。
圖2示出的為本發(fā)明實施方式1中短路焊接時焊接電流和焊接電壓的波形。
圖3示出的為本發(fā)明實施方式1中短路焊接時焊接電流、焊接電壓、和焊接電壓變化量的波形。
圖4示出的為本發(fā)明實施方式1中短路焊接時的焊接電流、焊接電壓、和焊接電壓變化量的波形以及A/S信號的狀態(tài)。
圖5示出的為本發(fā)明實施方式2中檢測出頸部時基于頸部檢測控制的焊接電流和焊接電壓的波形。
圖6示出的為本發(fā)明實施方式2中短路焊接時焊接電流和焊接電壓的波形。
圖7示出的為本發(fā)明實施方式3中從短路狀態(tài)過渡至電弧狀態(tài)時受到控制的焊接電流和焊接電壓的波形。
圖8為示出現(xiàn)有電弧焊裝置概要構成的框圖。
圖9示出的為一例其中一個焊接裝置的開關動作對其他焊接裝置的電壓波形造成影響的情形。
標號說明1 交流電源2 第1整流元件3 第1開關元件4 主變壓器5 第2整流元件6 第2開關元件7 電阻8 電抗器9 電流檢測器10電壓檢測器11電壓變化量檢測部12頸部判定部13頸部檢測禁止部14A/S判定部(電弧/短路判定部)15焊接輸出控制部16控制狀態(tài)存儲部17定時部19頸部檢測裝置20焊接控制裝置
具體實施例方式
下面參照圖1～圖7說明本發(fā)明一例實施方式。另外，各圖均為示意圖。而且，圖2～圖7和圖9的橫軸表示時間。還有，本發(fā)明不限于本實施方式。
(實施方式1)圖1為示出本實施方式中電弧焊裝置(下面稱為焊接裝置)概要構成的框圖。圖1中，焊接裝置包括供電的交流電源1；對交流電源1的輸出進行整流的第1整流元件2；為了得到適于焊接的輸出對第1整流元件2的輸出進行開關動作的第1開關元件3；對焊接負載供電的主變壓器4；對主變壓器4的輸出進行整流的第2整流元件5；其中一端與第2整流元件5連接的第2開關元件6；與第2開關元件6并聯(lián)連接的電阻7；與第2開關元件6串聯(lián)連接并使焊接電流輸出穩(wěn)定用的電抗器8；檢測焊接電流的輸出量的電流檢測器9；以及檢測焊接電壓的電壓檢測器10。又，對焊接時焊條部產(chǎn)生的縮頸(下面稱為頸部)進行檢測的頸部檢測裝置19包括下列構成根據(jù)電壓檢測器10的輸出求出電壓變化量的電壓變化量檢測部11；根據(jù)電壓變化量檢測部11的輸出對焊接中從短路狀態(tài)過渡至電弧狀態(tài)時所產(chǎn)生的頸部進行檢測判定的頸部判定部12；以及禁止頸部判定部12的判定處理的頸部檢測禁止部13。另外，所謂熔滴(droplet)系指從焊條的前端熔化轉移至母材的金屬液滴。
此外，電弧/短路判定部(下面稱為A/S判定部)14根據(jù)電壓檢測器10的輸出檢測焊接狀態(tài)中的電弧狀態(tài)或短路狀態(tài)。焊接控制裝置20具有焊接輸出控制部15、控制狀態(tài)存儲部16、以及定時部17。另外，焊接輸出控制部15根據(jù)電流檢測器9的輸出、電壓檢測器10的輸出、頸部檢測裝置19的輸出、以及A/S判定部14的輸出，控制第1開關元件3和第2開關元件6，由此控制焊接輸出?？刂茽顟B(tài)存儲部16是暫存焊接輸出控制部15的焊接控制狀態(tài)的部分。定時部17則根據(jù)來自焊接輸出控制部15的指令來計時。下面對如上所述構成的電弧焊裝置說明其動作。
來自交流電源1的供電由第1整流元件2變換為直流電，作為直流電源提供給第1開關元件3。第1開關元件3受到焊接輸出控制部15的開/關控制，由此可控制對主變壓器4的供電。而且，對主變壓器4的供電又由第2整流元件5變換為直流電，提供給焊接負載。
通常焊接時，第2開關元件6處于導通狀態(tài)，通過電抗器8將焊接電流提供給焊接負載。另外，需要使流過焊接負載的焊接電流急劇降低的情況下(例如從電弧狀態(tài)變?yōu)槎搪窢顟B(tài)這種情況或檢測出頸部這種情況下)，焊接輸出控制部15使第2開關元件6截止以切斷低阻抗的焊接電流供給流路。而且，通過與第2開關元件6并聯(lián)連接的電阻7來消耗主變壓器4所累積的能量。
另外，電流檢測器9對提供給焊接負載的焊接電流進行檢測作為焊接電流Ia輸出。電壓檢測器10對加于焊接負載的焊接電壓進行檢測作為焊接電壓Va輸出。
下面參照圖2說明A/S判定部14的基本動作。圖2示出短路焊接時焊接電流(Ia)和焊接電壓(Va)的波形。A/S判定部14對電壓檢測器10檢測出的焊接電壓Va和為了進行短路判定而設定的、存儲部(未圖示)所存儲的短路判定電平Vs0進行比較。Va為Vs0或以下的情況下(圖2中的標號T1)，則判定焊接處于短路狀態(tài)，輸出表示短路狀態(tài)的A/S信號。焊接輸出控制部15一旦從A/S判定部14接收到表示短路狀態(tài)的A/S信號，便使第2開關元件6截止(圖2中的t1)。這樣便控制使得，防止焊接電流因發(fā)生短路而急劇增加，同時使焊接電流Ia降低至預設的短路初始電流Is0。此后，焊接輸出控制部15使第2開關元件導通(圖中的t2)，以使得電流從短路初始電流Is0開始以規(guī)定的增加量增加，并控制第1開關元件3，進行短路電流控制以進行順暢的短路斷開。
另外，A/S判定部14判定為短路狀態(tài)后，對焊接電壓Va和為了進行短路斷開判定而設定的、存儲部(未圖示)所存儲的短路斷開判定電平Varc進行比較。Va為Varc或以上的情況下(圖2中的T2)，判斷焊接狀態(tài)為電弧狀態(tài)，輸出表示電弧狀態(tài)的A/S信號。下面參照圖3說明頸部檢測裝置19的頸部檢測動作。圖3示出的為短路焊接時的焊接電流(Ia)、焊接電壓(Va)、以及焊接電壓變化量(dv/dt)的波形。構成頸部檢測裝置19的電壓變化量檢測部11檢測每一規(guī)定時間的焊接電壓Va的變化量dv/dt。由A/S判定部14對頸部檢測裝置19輸入表示短路狀態(tài)的信號的情況下，頸部判定部12對電壓變化量檢測部11的輸出即電壓變化量dv/dt和存儲部(未圖示)預設的頸部檢測電平值dVn進行比較。電壓變化量dv/dt大于頸部檢測電平值dVn且后面述及的頸部檢測禁止部13未禁止頸部檢測的情況下，作為頸部已產(chǎn)生的情況而輸出表示產(chǎn)生頸部的頸部檢測信號Sn(圖3中的T3)。另外，圖3中的t3表示頸部檢測。而圖3中的t4和t5分別表示第2開關元件截止和第2開關元件導通。標號Z表示頸部檢測動作區(qū)間。
另外，短路初始狀態(tài)(例如焊接電流Ia低的狀態(tài))下，有時焊接電壓Va值為波動值。此時，電壓變化量dv/dt變大，有時也發(fā)生頸部誤判定。因此，作為頸部判定部12進行頸部判定的條件，希望增加焊接電流Ia為預設的頸部電流水平In或以上這種條件進行頸部判定。
下面參照圖1和圖4說明上述頸部檢測禁止部13的動作。另外，頸部檢測禁止部13的動作是用以防止頸部誤檢測的部分，是本實施方式重點的部分。
圖4示出的為短路焊接時的焊接電流(Ia)、焊接電壓(Va)、和焊接電壓變化量(dv/dt)的波形以及A/S信號的狀態(tài)。圖4中示出一例有的部位因噪聲或外部干擾致使焊接電壓Va波形呈波狀變動的情形。另外，作為這一變動的重要原因有焊接裝置內(nèi)所產(chǎn)生的噪聲或來自外部設備的噪聲、外部干擾。舉例來說，可舉出利用本實施方式所示的焊接裝置和其他焊接裝置對同一焊接構件進行焊接的情況下因其他焊接裝置中輸出控制用途的開關動作等而造成本實施方式的焊接裝置的焊接電壓有噪聲產(chǎn)生等情形。
短路焊接時，由于短路控制時焊接電流Ia漸漸地增加，所以焊接電壓Va顯示出單調(diào)增加的傾向。但由于噪聲或外部干擾的影響，有時如圖4所示焊接電壓Va會有一度降低后升高又再度降低這種波狀變動產(chǎn)生。這種情況下，有時盡管頸部未產(chǎn)生但會誤檢測出頸部產(chǎn)生。下面說明用以防止在因這種噪聲等而有電壓變動產(chǎn)生的情況下的誤檢測頸部的動作。
因噪聲等影響而變動(一度降低后升高又再度降低返回原處)的焊接電壓Va，由于電壓一度降低，所以電壓變化量檢測部11的輸出即dv/dt為負值。而該值與存儲部(未圖示)中預先存儲的防止頸部誤檢測用的閾值dVe(為負值的閾值)相比為較小的值(就絕對值而言較大)。頸部檢測禁止部13將該電壓變化量檢測部11的輸出作為輸入，與dVe(為負值的閾值)相比較。另外，頸部檢測禁止部13中包含比較部。而且，dv/dt小于dVe(為負值的閾值)的情況下，從該時刻開始在規(guī)定時間期間對頸部判定部12輸出頸部檢測禁止信號，禁止頸部判定部12進行頸部判定。這里，作為禁止頸部判定的方法來說，可以在規(guī)定時間期間不由頸部判定部12進行dv/dt和dVn兩者間的比較，也可是雖進行比較但即便是dv/dt大于dVn的情況下也不輸出頸部檢測信號Sn。
如上所述，即便是因噪聲、外部干擾而造成焊接電壓Va有變動產(chǎn)生的情況下，也可防止錯誤進行頸部判定的情形。也就是說，可通過得以正確地進行頸部判定來減少飛濺的發(fā)生。
另外，頸部檢測禁止部13輸出頸部檢測禁止信號的時序，雖設定為dv/dt變得小于dVe(為負值的閾值)時，但也可設定為dv/dt變得小于dVe后又變得大于dVe的時刻。而且，可以設法從該時刻開始輸出頸部檢測禁止信號規(guī)定時間。
而且，禁止頸部檢測的規(guī)定時間，舉例來說也可以設法考慮到為噪聲主要原因的開關元件等的開關時間等進行設定，或根據(jù)試驗等來確定。
另外，也可做成，在頸部禁止期間中也由頸部檢測禁止部13進行dv/dt和dVe的比較，從dv/dt再度小于dVe的時刻或從dv/dt大于dVe的時刻開始禁止頸部檢測規(guī)定時間。另外，圖4中的t6表示頸部檢測。圖4中的標號Z表示頸部檢測動作區(qū)間。
(實施方式2)
本實施方式中，對于與實施方式1相同的部位標注同一標號，其詳細說明從略。另外，對圖1所示的焊接裝置的構成和動作的說明也有省略的部分，但本實施方式中未示出的內(nèi)容基本上與實施方式1相同。本實施方式中，參照圖1和圖5說明因噪聲或外部干擾而造成焊接電壓Va波形變動的情況下用以減小頸部誤檢測影響的控制。與實施方式1不同之處在于，因噪聲等影響而造成的焊接電壓的變動，不是實施方式1中所示那樣的一度降低后升高又再度降低返回原處這種電壓變動(噪聲)，而是升高后降低這種凸狀的電壓變動(噪聲)。
具體來說，敘述dv/dt不小于dVe的情況下減小頸部誤檢測影響的控制。再稍作詳細說明的話，由于dv/dt不小于dVe，所以無法基于前面所述的dv/dt和dVe兩者間的比較進行頸部檢測禁止處理。其結果是，即便是因噪聲、焊接環(huán)境的變化(舉例來說，保護氣體/焊條進給狀態(tài)的混亂、因油膜等而造成的焊接母材表面狀態(tài)的變化等)所造成的電壓變動，也會進行頸部檢測。下面敘述會對因噪聲等所造成的電壓變動進行頸部檢測的情況下用以減小對焊接性能帶來的影響的控制。
另外，上升后降低返回通常狀態(tài)的電壓變動(噪聲)在圖5中雖未明示，但為凸狀變動。
這里，首先說明沒有頸部誤檢測的情況即進行頸部檢測并在其后的規(guī)定時間內(nèi)過渡為電弧的正常過渡情況下的處理。
參照圖1和圖5說明由頸部檢測裝置19檢測出頸部情況下的焊接輸出控制部15的動作。圖5示出的為檢測出頸部的情況下頸部檢測控制的焊接電流(Ia)和焊接電壓(Va)的波形。焊接輸出控制部15從頸部判定部12一旦接收頸部檢測信號Sn時，使第2開關元件6截止來使焊接電流Ia降低至In0，使得焊接電流Ia迅速成為預設的頸部控制電流In0。然后，焊接輸出控制部15使第2開關元件6導通的同時還控制第1開關元件3，并控制為焊接電流Ia在規(guī)定時間期間或成為電弧狀態(tài)之前期間為In0，等待來自A/S判定部14的電弧狀態(tài)判定輸出。
另外，焊接輸出控制部15將檢測出頸部的時刻(圖5中的t7)的控制狀態(tài)(舉例來說，電流值、電流的增加量、短路開始起所經(jīng)過時間等)存儲于控制狀態(tài)存儲部16，同時對定時部17輸出計時開始指令，開始定時部17的計時。焊接輸出控制部15在定時部17所計時的預設時間Tn內(nèi)從A/S判定部14一旦接收表示電弧狀態(tài)的A/S信號，便進行電弧時的焊接輸出控制使得電弧長保持為適當值(為圖5中實線所示波形的控制)。
下面說明頸部誤檢測的情況，即根據(jù)因噪聲、焊接環(huán)境變化等而產(chǎn)生的電壓變動進行頸部檢測、在此后的規(guī)定時間內(nèi)未過渡至電弧的情況下的處理。
上述定時部17的計時開始后的處理如下。在定時部17計時的預設的Tn時間內(nèi)沒有來自A/S判定部14的、處于電弧狀態(tài)的信號輸入的情況下，焊接輸出控制部15使定時部17的動作停止，同時還按照控制狀態(tài)存儲部16預先存儲的控制狀態(tài)，再次開始再度短路時的焊接電流控制，等待來自A/S判定部14的表示電弧狀態(tài)的A/S信號(為圖5中虛線所示波形的控制)。另外，這種情況下，所輸入的A/S信號為表示電弧狀態(tài)的信號以前的期間，設法忽略頸部判定部14所輸出的頸部檢測信號Sn。圖5中的標號H表示頸部檢測無效的狀態(tài)。這樣便可以通過按照控制狀態(tài)存儲部16中預先存儲的控制狀態(tài)使再度短路時的焊接電流控制再次開始的影響，即便是焊接電壓變動也防止錯誤判定為頸部檢測。另外，時間Tn可以通過對頸部檢測至短路斷開的時間進行試驗性計時來確定。還有，圖5中的標號t7、t8分別表示頸部檢測、短路斷開。
如上所述，在焊接電壓Va變動時錯誤檢測出頸部狀態(tài)的情況下，也可以通過并非進行強制性短路斷開而是返回短路控制，來抑制因頸部誤檢測而造成飛濺的產(chǎn)生，同時可以實現(xiàn)適合于焊接狀態(tài)的焊接控制，所以可獲得良好的焊接結果。
接下來，在規(guī)定時間Tn內(nèi)未過渡到電弧狀態(tài)的情況下(圖5中的標號G)，如上所述使再度短路時的焊接電流控制再次開始(圖5中的標號t9)，也就是說，從頸部電流控制過渡到短路控制?，F(xiàn)參照圖6說明焊接電壓受到該頸部電流控制過渡到短路控制這種情況的影響而變動，由此不會錯誤檢測短路斷開用的控制。
檢測出頸部(圖6中的t12)后，在Tn時間內(nèi)沒有處于電弧狀態(tài)的信號從A/S判定部14輸入的情況下，焊接輸出控制部15使定時部17的動作停止，同時還按照控制狀態(tài)存儲部16中預先存儲的控制狀態(tài)使再度短路時的焊接電流控制再次開始(圖6中的t10)，使定時部17動作(進行Ts計時)，同時還將A/S判定設定為無效。然后，該狀態(tài)下焊接輸出控制部15將焊接狀態(tài)作為短路狀態(tài)進行強制性處理。
這樣便可在焊接電壓的電平相對較大(接近Varc)的狀態(tài)下從頸部電流控制過渡至短路控制。即便是焊接電壓受到該過渡的影響而變動進而成為超過Varc的大小，也由于將A/S判定設定為無效Ts時間，所以不會判定為短路斷開，也就是說，不會錯誤檢測短路斷開，而可以進行穩(wěn)定的焊接。而定時部17的數(shù)值經(jīng)過規(guī)定的Ts時間后，焊接輸出控制部15將來自A/S判定部14的A/S信號設定為有效，進而成為可判定短路斷開的狀態(tài)，并持續(xù)進行短路處理直至焊接狀態(tài)為電弧狀態(tài)為止。
另外，焊接輸出控制部15在頸部電流控制過渡到短路控制的時刻、即開始Ts計時的時刻起至輸入表示處于電弧狀態(tài)的A/S信號的期間，不考慮頸部判定部12所輸出的頸部檢測信號Sn。這樣，即便是焊接電壓受到頸部電流控制過渡到短路控制這種情況的影響而變動，變成會判定為頸部檢測的電壓變動量，也由于不會錯誤地進行頸部控制，因而可以進行穩(wěn)定的焊接。另外，圖6中的標號I示出規(guī)定時間內(nèi)無法過渡到電弧狀態(tài)的情形。標號K示出與A/S判定無關繼續(xù)進行短路處理的狀態(tài)。標號J示出頸部檢測無效。標號t11表示再次開始A/S判定。標號t12、t13分別表示頸部檢測、短路斷開。
(實施方式3)本實施方式中，對于與實施方式1或2相同的部位標注同一標號，其詳細說明從略。另外，對圖1所示的焊接裝置的構成和動作的說明也有省略的部分，但本實施方式中未示出的內(nèi)容基本上與實施方式1相同。與實施方式1或2不同之處在于，焊接電壓Va的波形因噪聲或外部干擾而變動，發(fā)生短路斷開誤檢測的情況下，可以實現(xiàn)適合焊接狀態(tài)的焊接控制來得到良好的焊接結果?，F(xiàn)參照圖1和圖7說明本實施方式中從短路狀態(tài)過渡到電弧狀態(tài)時焊接輸出控制部15的控制。
圖7示出從短路狀態(tài)過渡到電弧狀態(tài)時受到控制的焊接電流(Ia)和焊接電壓(Va)的波形。而且，如圖7所示，電壓波形有雖為短時間但超過短路斷開判定電平Varc的電壓變動產(chǎn)生，這是因噪聲或外部干擾而產(chǎn)生的。
下面給出本實施方式中焊接裝置的控制。
根據(jù)上述噪聲等所造成的較大電壓變動，A/S判定部14輸出表示電弧狀態(tài)的信號。焊接輸出控制部15一旦接收該信號，便使此前進行的控制狀態(tài)存儲于控制狀態(tài)存儲部16，同時對定時部17發(fā)出計時開始指令由定時部17開始計時。此后，焊接輸出控制部15在定時部17計時的規(guī)定時間Ta內(nèi)一旦從A/S判定部14接收表示短路狀態(tài)的A/S信號(即焊接電壓返回至短路狀態(tài))，則使定時部17的動作停止，同時按照控制狀態(tài)存儲部16預先存儲的控制狀態(tài)，再次開始短路時的焊接電流控制。如上文所述，即便是由于噪聲等影響所造成的電壓變動因而錯誤判定短路斷開的情況下，此后也可以返回至短路時的電流控制，因而可以抑制短路斷開誤檢測的影響，并進行穩(wěn)定的焊接。
下面說明正常檢測頸部進行頸部檢測、并在此后正常進行短路斷開后的控制。在正常地使短路斷開的時刻開始定時部17對時間Ta的計時。時間Ta期間使電弧狀態(tài)繼續(xù)，在定時部17的計時超過預設的規(guī)定時間Ta的狀態(tài)下，一旦從A/S判定部14接收到表示電弧狀態(tài)的A/S信號，焊接輸出控制部15便停止定時部17的動作。然后，放棄處于前一次電弧狀態(tài)時控制狀態(tài)存儲部16預先存儲的控制狀態(tài)(圖7中的t16)，并進行電弧狀態(tài)下的焊接控制。另外，此后再次從A/S判定部14接收到表示短路狀態(tài)的A/S信號的情況下，設定為處于短路狀態(tài)利用短路初期的控制進行短路時的處理。還有，圖7中的t14、t15、t16分別表示電弧判定、從當前的短路處理狀態(tài)起繼續(xù)。再有，標號M表示Ta時間電弧狀態(tài)繼續(xù)。
如上所述，可以在一度判定為電弧狀態(tài)后使電弧狀態(tài)發(fā)生固定時間，從而可通過抑制電弧不穩(wěn)定的狀況來降低飛濺的發(fā)生。而且，即便是針對因噪聲等而造成對電弧狀態(tài)的誤判定，也能適當進行焊接控制，可以獲得良好的焊接結果。
另外，至于實施方式1至3中所用的關于電流、電壓的數(shù)值、Is0、Varc、Vs0、In0、In可以根據(jù)試驗等來確定。
工業(yè)實用性本發(fā)明的電弧焊裝置的控制方法和采用該方法的電弧焊裝置，根據(jù)焊接電壓的變化量來禁止頸部檢測。其結果是，即便是焊接電壓因噪聲等而變動的情況下，也可以防止錯誤地進行頸部檢測以進行正確的頸部判定，舉例來說，即便是噪聲等影響嚴重的場所也能使用。
權利要求
1.一種電弧焊裝置的控制方法，包括檢測焊接電壓的步驟；計算所述焊接電壓的變化量的步驟；以及根據(jù)所述焊接電壓的變化量和第2閾值對熔滴進行頸部檢測的步驟，根據(jù)所述焊接電壓的變化量和第1閾值的比較結果，禁止根據(jù)所述焊接電壓的變化量和所述第2閾值對所述熔滴進行的頸部檢測規(guī)定期間。
2.如權利要求1所述的電弧焊裝置的控制方法，其特征在于，所述第1閾值為防止熔滴的頸部誤檢測所用的負的閾值，所述第2閾值為檢測熔滴的頸部所用的正的閾值，所述焊接電壓的變化量小于所述第1閾值的情況下，禁止根據(jù)所述第2閾值和所述焊接電壓的變化量對所述熔滴進行的頸部檢測規(guī)定期間。
3.如權利要求2所述的電弧焊裝置的控制方法，其特征在于，禁止所述頸部檢測的規(guī)定期間中，焊接電壓的變化量再度小于所述第1閾值的情況下，從該時刻起禁止根據(jù)所述第2閾值和焊接電壓的變化量對熔滴進行的頸部檢測規(guī)定期間。
4.一種電弧焊裝置的控制方法，包括檢測焊接電壓的步驟；計算所述焊接電壓的變化量的步驟；根據(jù)所述焊接電壓的變化量和熔滴的頸部判定閾值對熔滴進行頸部判定的步驟；在判定為頸部的情況下存儲此時的短路處理狀態(tài)的步驟；以及在判定為頸部后根據(jù)所述焊接電壓判定是電弧期間和短路期間其中之一，并在從判定為頸部起經(jīng)過規(guī)定期間后判定為短路期間的情況下，根據(jù)所述所存儲的短路處理狀態(tài)進行短路處理的步驟。
5.如權利要求4所述的電弧焊裝置的控制方法，其特征在于，還包括從根據(jù)所述所存儲的短路處理狀態(tài)進行短路處理的時刻起規(guī)定期間內(nèi)禁止進行是電弧期間和短路期間其中之一這種判定的步驟。
6.一種電弧焊裝置的控制方法，包括根據(jù)焊接電壓和短路斷開判定閾值對短路斷開進行判定的步驟；在判定為短路斷開的情況下存儲此時的短路處理狀態(tài)的步驟；在判定為短路斷開后根據(jù)焊接電壓判定是電弧期間還是短路期間的步驟；以及在從判定為短路斷開起規(guī)定期間內(nèi)判定為短路期間的情況下，根據(jù)所述所存儲的短路處理狀態(tài)進行短路處理的步驟。
7.如權利要求6所述的電弧焊裝置的控制方法，其特征在于，在從判定為短路斷開起規(guī)定期間內(nèi)未判定為短路期間的情況下，放棄所存儲的短路處理狀態(tài)進行電弧處理。
8.一種電弧焊裝置，包括檢測焊接電壓的電壓檢測器；計算所述電壓檢測器檢測出的焊接電壓的變化量的電壓變化量檢測部；以及對第1閾值和/或第2閾值和所述電壓變化量檢測部的運算結果進行比較的比較部，根據(jù)所述第1閾值和所述電壓變化量檢測部的運算結果之間的比較結果，禁止根據(jù)所述第2閾值和所述電壓變化量檢測部的運算結果對熔滴進行的頸部檢測規(guī)定期間。
9.如權利要求8所述的電弧焊裝置，其特征在于所述第1閾值為防止熔滴的頸部誤檢測所用的負的閾值，所述第2閾值為檢測熔滴的頸部所用的正的閾值，所述電壓變化量檢測部的運算結果小于所述第1閾值的情況下，禁止根據(jù)所述第2閾值和所述電壓變化量檢測部的運算結果進行的頸部檢測規(guī)定期間。
10.如權利要求9所述的電弧焊裝置，其特征在于，禁止所述頸部檢測的規(guī)定期間中，所述電壓變化量檢測部的運算結果再度小于所述第1閾值的情況下，從該時刻起禁止根據(jù)所述第2閾值和所述電壓變化量檢測部的運算結果對熔滴進行的頸部檢測規(guī)定期間。
11.一種電弧焊裝置，包括根據(jù)焊接電壓的變化量和頸部判定閾值對熔滴進行頸部判定的頸部判定部；在判定為頸部的情況下存儲此時的短路處理狀態(tài)的控制狀態(tài)存儲部；在判定為頸部后根據(jù)焊接電壓判定是電弧期間還是短路期間的電弧/短路判定部；以及在從判定為頸部起經(jīng)過規(guī)定期間后判定為短路期間的情況下，根據(jù)所述控制狀態(tài)存儲部所存儲的短路處理狀態(tài)進行短路處理的焊接輸出控制部。
12.如權利要求11所述的電弧焊裝置，其特征在于，還包括從開始所述短路處理的時刻起在規(guī)定期間內(nèi)禁止進行是電弧期間和短路期間其中之一這種判定的焊接輸出控制部。
13.一種電弧焊裝置，其特征在于，包括根據(jù)焊接電壓和短路斷開判定閾值對短路斷開進行判定的電弧/短路判定部；在判定為短路斷開的情況下存儲此時的短路處理狀態(tài)的控制狀態(tài)存儲部；在判定為短路斷開后根據(jù)焊接電壓判定是電弧期間和短路期間其中之一的電弧/短路判定部；以及在從判定為短路斷開起規(guī)定期間內(nèi)判定為短路期間的情況下，根據(jù)所述控制狀態(tài)存儲部所存儲的短路處理狀態(tài)進行短路處理的焊接輸出控制部。
14.如權利要求13所述的電弧焊裝置，其特征在于，在從判定為短路斷開起規(guī)定期間內(nèi)未判定為短路期間的情況下，放棄所述控制狀態(tài)存儲部所存儲的短路處理狀態(tài)進行電弧處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有根據(jù)焊接電壓的變化量禁止頸部檢測的功能的電弧焊裝置的控制方法和采用該方法的電弧焊裝置。這樣便可防止錯誤地進行頸部檢測，從而進行正確的頸部判定，所以能夠減少飛濺的發(fā)生。
文檔編號H02M9/00GK1921978SQ20058000172
公開日2007年2月28日 申請日期2005年12月9日 優(yōu)先權日2005年2月28日
發(fā)明者相見圭, 大山英俊, 川本篤寬, 古和將 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社