專(zhuān)利名稱(chēng)：焊接用電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如下的焊接用電源裝置:在生成用于以從電極前端產(chǎn)生的電弧來(lái)進(jìn)行焊接的焊接用電源時(shí)，基于電極前端電壓的計(jì)算來(lái)實(shí)施反饋控制。
背景技術(shù)：
電弧焊接用電源裝置例如構(gòu)成為專(zhuān)利文獻(xiàn)I所示，將對(duì)來(lái)自商用電源的交流輸入電力進(jìn)行整流而得到的直流電力由逆變器電路變換為高頻交流電力，并將由焊接變壓器進(jìn)行電壓調(diào)整后的高頻交流電力由整流電路和直流電抗器變換為適合電弧焊接的直流輸出電力。由電源裝置生成的輸出電力被提供給由焊炬支撐的電極，由此在電極前端和焊接對(duì)象之間產(chǎn)生電弧，進(jìn)行焊接對(duì)象的焊接。另外，這樣的焊接用電源裝置的控制裝置進(jìn)行輸出電流以及輸出電壓的檢測(cè)，控制裝置將在各時(shí)刻檢測(cè)出的輸出電流以及輸出電壓反饋至逆變器電路的PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制，并實(shí)施將該各時(shí)刻的輸出電力設(shè)定為適當(dāng)值的控制，從而實(shí)現(xiàn)焊接性能的提高?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利特公平7-115183號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明將要解決的技術(shù)問(wèn)題可是，為了產(chǎn)生適當(dāng)?shù)碾娀?lái)實(shí)現(xiàn)焊接性能的進(jìn)一步提高，與其使電源裝置內(nèi)檢測(cè)的輸出電壓反映于逆變器電路的控制值，更優(yōu)選使產(chǎn)生電弧的電極的前端電壓反映于控制值。這是因?yàn)樵诤妇?電極)和電源裝置之間的電路上主要在電力電纜中，存在該電纜長(zhǎng)度影響的電阻值或敷設(shè)狀態(tài)(直線敷設(shè)或繞圈敷設(shè)、其繞圈數(shù))影響的電感值所致的電壓變動(dòng)量。因此，基于在電源裝置內(nèi)檢測(cè)的輸出電壓來(lái)對(duì)逆變器電路進(jìn)行的控制中，實(shí)際前端電壓與以提高焊接性能為目標(biāo)時(shí)的優(yōu)選電壓不同，所以如果對(duì)在電源裝置內(nèi)檢測(cè)出的輸出電壓校正了先前的電壓變動(dòng)量來(lái)計(jì)算電極前端電壓并用于控制，則能夠進(jìn)一步提高焊接性能。在這樣的前端電壓的計(jì)算時(shí)，需要在電源裝置內(nèi)保存將焊炬(電極)或電源裝置設(shè)置為使用時(shí)的設(shè)置狀態(tài)時(shí)的主要是電力電纜涉及的電阻值或電感值。并且，在此后變更設(shè)置狀態(tài)或變更電力電纜時(shí)，當(dāng)前的電阻值或電感值與電源裝置內(nèi)所保存的電阻值或電感值不同。另外，在長(zhǎng)條結(jié)構(gòu)物的焊接中電纜移動(dòng)這樣的狀況等，每個(gè)時(shí)刻的電阻值或電感值與電源裝置內(nèi)所保存的電阻值或電感值存在差異。總之，期望建立在操作者不清楚保存的電路參數(shù)是在合理范圍內(nèi)還是范圍外時(shí)容易且適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行判斷的手法。本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的，其目的是提供如下的焊接用電源裝置:在基于電極前端電壓進(jìn)行焊接控制時(shí)，能夠容易且適當(dāng)?shù)嘏袛嘤糜谠撉岸穗妷旱挠?jì)算的電路參數(shù)是否處于合理范圍。用于解決課題的手段為了解決上述課題，本申請(qǐng)記載的第一方面的發(fā)明是焊接用電源裝置，該焊接用電源裝置具有:逆變器電路，將直流電力變換為高頻交流電力；變壓器，進(jìn)行變換后的交流電力的電壓調(diào)整；以及直流變換電路，根據(jù)該變壓器的次級(jí)側(cè)交流電力，生成用于電弧焊接的直流輸出電力，該焊接用電源裝置經(jīng)由電力電纜，從電源裝置的輸出端子對(duì)焊接機(jī)的電極提供輸出電力，并從電極前端生成電弧，該焊接用電源裝置具有:檢測(cè)單元，檢測(cè)從所述輸出端子輸出的輸出電流及輸出電壓；保存單元，保存所述輸出端子和所述電極之間的電阻值及電感值；前端電壓計(jì)算單元，使用所述檢測(cè)出的輸出電流以及輸出電壓，從所述輸出端子來(lái)計(jì)算外部的電阻值以及電感值的電壓變化量，并根據(jù)計(jì)算出的電壓變化量和所述檢測(cè)出的輸出電壓，來(lái)計(jì)算所述電極的前端電壓；以及控制單元，基于所述計(jì)算出的前端電壓來(lái)控制所述逆變器電路，該焊接用電源裝置其特征在于，具有:第二檢測(cè)單元，相對(duì)于將所述檢測(cè)單元作為第一檢測(cè)單元，檢測(cè)所述電源裝置的次級(jí)側(cè)內(nèi)部電壓；輸出電壓計(jì)算單元，由所述保存單元預(yù)先保存從所述次級(jí)側(cè)內(nèi)部電壓的測(cè)量點(diǎn)起到所述輸出端子為止的內(nèi)部的電阻值及電感值，根據(jù)所述次級(jí)側(cè)內(nèi)部電壓、所述外部的電阻值及電感值、和所述內(nèi)部的電阻值及電感值來(lái)計(jì)算逆運(yùn)算用的前端電壓，并根據(jù)該計(jì)算出的前端電壓來(lái)對(duì)輸出電壓進(jìn)行逆運(yùn)算；以及判斷單元，對(duì)所述逆運(yùn)算后的輸出電壓與所述檢測(cè)出的輸出電壓進(jìn)行比較，并進(jìn)行所述保存的外部的電阻值以及電感值是否處于容許范圍的判斷。在本發(fā)明中，根據(jù)分別取得的次級(jí)側(cè)內(nèi)部電壓，外部的電阻值及電感值，以及內(nèi)部的電阻值及電感值來(lái)計(jì)算逆運(yùn)算用的前端電壓，并根據(jù)計(jì)算出的前端電壓來(lái)進(jìn)行輸出電壓的逆運(yùn)算。并且，對(duì)逆運(yùn)算后的輸出電壓與檢測(cè)出的輸出電壓進(jìn)行比較，并判斷由保存單元保存的外部的電阻值以及電感值是否處于容許范圍。即，因?yàn)楦鲄?shù)的取得容易并且判斷所涉及的比較(運(yùn)算)簡(jiǎn)單，所以能夠容易且適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行已保存的電阻值及電感的適當(dāng)值判斷。并且，在已保存的外部的電阻值以及電感值被判斷為處于容許范圍外的情況下，例如如果實(shí)施了通知的設(shè)置情況的改進(jìn)或參數(shù)修正等，則能有助于穩(wěn)定發(fā)揮良好的焊接性能。本申請(qǐng)記載的第二方面的發(fā)明其主旨是:在第一方面發(fā)明記載的焊接用電源裝置中，具備:通知單元，在所述判斷單元判斷為所述已保存的外部的電阻值及電感值處于容許范圍外的情況下，用于向操作者進(jìn)行該意思的通知。在本發(fā)明中，在已保存的外部的電阻值及電感值被判斷為處于容許范圍外時(shí)，因?yàn)閷?duì)操作者進(jìn)行該意思的通知，所以可使操作者識(shí)別該意思。在本申請(qǐng)記載的第三方面的發(fā)明其主旨是，在第一方面發(fā)明或第二方面發(fā)明記載的焊接用電源裝置中，具備:自動(dòng)修正單元，在由所述判斷單元判斷為所述已保存的外部的電阻值以及電感值處于容許范圍外的情況下，基于所述逆運(yùn)算后的輸出電壓與所述檢測(cè)出的輸出電壓的比較，進(jìn)行所述已保存的外部的電阻值及電感值的修正值的計(jì)算及其更新。在本發(fā)明中，已保存的外部的電阻值及電感值被判斷為處于容許范圍外的情況下時(shí)，進(jìn)行外部的電阻值及電感值的修正值的計(jì)算及更新。由此，因?yàn)殡娮柚导半姼兄当桓聻檫m當(dāng)?shù)闹?，所以可有助于焊接性能的提高，另外可減輕該電阻值及電感值的修正所需的操作者的負(fù)擔(dān)。
在本申請(qǐng)記載的第四方面的發(fā)明其主旨是，在第二方面發(fā)明記載的焊接用電源裝置中，基于操作者的操作，來(lái)進(jìn)行所述已保存的外部的電阻值及電感值的修正。在本發(fā)明中，因?yàn)橐驯４娴耐獠康碾娮柚狄约半姼兄档目捎刹僮髡哌M(jìn)行手動(dòng)修正，所以在外部的電阻值及電感值被判斷為處于容許范圍外的情況等能夠進(jìn)行兩值的調(diào)整。另外，還能使焊接性能反映出操作者的喜好。在本申請(qǐng)記載的第五方面的發(fā)明其主旨是，在第三方面發(fā)明或第四方面發(fā)明記載的焊接用電源裝置中，具有:模式切換單元，在由所述判斷單元判斷為所述已保存的外部的電阻值及電感值處于容許范圍外的情況下，能夠切換為修正模式、以及無(wú)需修正模式當(dāng)中的任一者。在本發(fā)明中，因?yàn)槟芮袚Q為對(duì)已保存的外部的電阻值及電感值進(jìn)行修正的修正模式、以及無(wú)需修正模式當(dāng)中的任一者，所以能根據(jù)操作者的喜好來(lái)進(jìn)行是否修正的切換。在本申請(qǐng)記載的第六方面的發(fā)明其主旨是，在本發(fā)明的第二方面記載的焊接用電源裝置具有:自動(dòng)修正單元，在由所述判斷單元判斷為所述已保存的外部的電阻值及電感值處于容許范圍外的情況下，基于對(duì)所述逆運(yùn)算后的輸出電壓與所述檢測(cè)出的輸出電壓的比較，進(jìn)行所述已保存的外部的電阻值及電感值的修正值的計(jì)算及更新；以及手動(dòng)修正單元，基于操作者的操作來(lái)進(jìn)行所述已保存的外部的電阻值及電感值的修正，還具有:模式切換單元，在由所述判斷單元判斷為所述已保存的外部的電阻值及電感值處于容許范圍外的情況下，能夠切換為自動(dòng)修正模式、手動(dòng)修正模式、以及無(wú)需修正模式當(dāng)中的任一者。在本發(fā)明中，因?yàn)槟軌蚯袚Q為將已保存的外部的電阻值和電感值的修正自動(dòng)進(jìn)行的自動(dòng)修正模式、手動(dòng)進(jìn)行修正的手動(dòng)修正模式、以及無(wú)需修正模式當(dāng)中的任一者，所以能根據(jù)操作者的喜好而切換為自動(dòng)、手動(dòng)修正或不進(jìn)行修正。在本申請(qǐng)第七方面記載的發(fā)明其主旨是，在第二方面發(fā)明、以及從屬于第二方面發(fā)明的第三 第六方面發(fā)明中的任一者記載的焊接用電源裝置中，具有:通知有無(wú)切換單元，對(duì)所述通知單元的通知有無(wú)進(jìn)行切換。在本發(fā)明中，因?yàn)槟芮袚Q通知單元的通知有無(wú)，所以能根據(jù)操作者的喜好進(jìn)行其切換。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，可提供如下的焊接用電源裝置:在基于電極前端電壓進(jìn)行焊接控制中，可容易且適當(dāng)?shù)嘏袛嘤糜谠撉岸穗妷河?jì)算的電路參數(shù)是否在適當(dāng)范圍內(nèi)。


圖1是電弧焊接機(jī)的電源裝置的概要構(gòu)成圖。圖2是有關(guān)電壓前端電壓的電路參數(shù)的計(jì)算方法的說(shuō)明圖。圖3是示出焊接中的電流變化的波形圖。圖4是電路參數(shù)的修正方法的說(shuō)明圖。圖5是電路參數(shù)的修正方法的說(shuō)明圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明10焊接機(jī)11焊接用電源裝置
Ila輸出端子Ilb輸出端子12 電極14電力電纜21整流平滑電路22逆變器電路23變壓器24整流電路(直流變換電路)25直流電抗器(直流變換電路)26電流傳感器(檢測(cè)單元、第一檢測(cè)單元)27電壓傳感器(檢測(cè)單元、第一檢測(cè)單元)28電壓傳感器(第二檢測(cè)單元)31 控制裝置(前端電壓計(jì)算單元、控制單元、輸出電壓計(jì)算單元、判斷單元、自動(dòng)修正單元)32處理部32a存儲(chǔ)器(保存單元)33警告裝置(通知單元、通知有無(wú)切換單元)34調(diào)整部(手動(dòng)修正單元)35模式切換部(模式切換單元)I輸出電流La電感值(外部)Lb電感值(修正值)Lin電感值(內(nèi)部)Ra電阻值(外部)Rb電阻值(修正值)Rin電阻值(內(nèi)部)VO次級(jí)側(cè)內(nèi)部電壓Vl輸出電壓(檢測(cè))Va+LE輸出電壓(逆運(yùn)算)Va前端電壓Val前端電壓(逆運(yùn)算用)
具體實(shí)施例方式以下，根據(jù)附圖對(duì)將本發(fā)明具體化了的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示，自耗電極式的電弧焊接機(jī)10具有對(duì)用于電弧焊接的直流輸出電力進(jìn)行生成的焊接用電源裝置11。焊接用電源裝置11在正極側(cè)輸出端子Ila連接有由焊炬TH支撐的絲電極12，在該電源裝置11的負(fù)極側(cè)輸出端子Ilb連接有焊接對(duì)象M，通過(guò)將由該電源裝置11生成的直流輸出電力對(duì)絲電極12供電從而進(jìn)行電弧焊接。此時(shí)，絲電極12因?yàn)樵诤附訒r(shí)消耗，所以由絲供給裝置13根據(jù)消耗來(lái)進(jìn)行供給。經(jīng)由與電源裝置11的輸出端子IlaUlb連接的電力電纜14來(lái)對(duì)絲電極12及焊接對(duì)象M供給輸出電力。焊接用電源裝置11將從商用電源供給的三相的交流輸入電力變換為適合電弧焊的直流輸出電力。交流輸入電力通過(guò)由二極管電橋以及平滑電容器構(gòu)成的整流平滑電路21變換為直流電力，變換后的直流電力由逆變器電路22變換為高頻交流電力。逆變器電路22由使用了 4個(gè)IGBT等的開(kāi)關(guān)元件TR的橋電路構(gòu)成，實(shí)施控制裝置31的PWM控制。逆變器電路22所生成的高頻交流電力被變換為由焊接變壓器23調(diào)整為規(guī)定電壓值的次級(jí)側(cè)交流電力。焊接變壓器23的次級(jí)側(cè)交流電力由使用了二極管的整流電路24和直流電抗器25變換為適合電弧焊的直流輸出電力?？刂蒲b置31對(duì)逆變器電路22的開(kāi)關(guān)元件TR實(shí)施PWM控制，在每個(gè)時(shí)刻進(jìn)行將直流輸出電力設(shè)定為適當(dāng)值的控制。在本實(shí)施方式的電源裝置11內(nèi)，首先具有用于檢測(cè)從輸出端子I la、I Ib輸出的輸出電流I以及輸出電壓Vl的電流傳感器26和電壓傳感器27?？刂蒲b置31的處理部32基于電流傳感器26的輸出信號(hào)來(lái)檢測(cè)電源裝置11的輸出電流I，并基于電壓傳感器27的輸出信號(hào)來(lái)檢測(cè)輸出端子IlaUlb之間的電壓(輸出電壓VI)。另外，具有用于檢測(cè)變壓器23的次級(jí)側(cè)內(nèi)部電壓W的電壓傳感器28，控制裝置31的處理部32基于電壓傳感器28的輸出信號(hào)，也進(jìn)行變壓器23的次級(jí)側(cè)內(nèi)部電壓VO的檢測(cè)。值得一提的是，作為變壓器23的次級(jí)側(cè)內(nèi)部電壓V0，使用將變壓器23的次級(jí)側(cè)線圈電壓變換為直流值后的電壓、或由整流電路24將變壓器23的次級(jí)側(cè)線圈電壓進(jìn)行直流化而成的電壓。并且，本實(shí)施方式的控制裝置31 (處理部32)使用在每個(gè)時(shí)刻檢測(cè)的電流I以及電壓V1、V0，進(jìn)行PWM控制的占空比的計(jì)算，并生成輸出到逆變器電路22的PWM控制信號(hào)。在這里，對(duì)于PWM控制優(yōu)選使用電弧將要產(chǎn)生的絲電極12的前端電壓Va，但前端電壓Va的直接檢測(cè)是困難的。因此，控制裝置31對(duì)在每個(gè)時(shí)刻檢測(cè)出的輸出電壓Vl進(jìn)行從輸出端子IlaUlb到電極12之間的電壓變化量的修正而得到前端電壓Va，并實(shí)施使用了算出的前端電壓Va的PWM控制。從電源裝置11的輸出端子IlaUlb到電極12之間的電壓變化量，是從電源裝置11的輸出端子I la、I Ib起到經(jīng)由了電力電纜14的電極12前端為止的電阻值Ra和電感值La所致的電壓變化量。電源裝置11的外部的電壓變化量，因在初始設(shè)置時(shí)或設(shè)置變更時(shí)、以及使用中的電力電纜14的移動(dòng)等所致的電力電纜14的電纜長(zhǎng)度或敷設(shè)狀態(tài)(直線敷設(shè)或繞圈敷設(shè)、其繞圈數(shù))等的條件差異，受電阻值Ra尤其是電感值La的變化的影響大。因此，本實(shí)施方式的電源裝置11除了具有實(shí)際用于進(jìn)行對(duì)工件的焊接的焊接模式之外，還具有對(duì)外部的電阻值Ra以及電感值La進(jìn)行測(cè)量的測(cè)量模式。焊接模式和測(cè)量模式的切換基于電源裝置11所具有的、例如操作開(kāi)關(guān)(省略圖示)的操作來(lái)進(jìn)行。測(cè)出的電阻值Ra及電感值La被保存在控制裝置31 (處理部32)內(nèi)的存儲(chǔ)器32a中。另外，電阻值Ra不僅通過(guò)測(cè)量來(lái)取得，也可以通過(guò)數(shù)值輸入要使用的電力電纜14的電阻值來(lái)取得，根據(jù)電力電纜14的型號(hào)、電纜信息(電纜長(zhǎng)度和截面積)等的輸入也能夠取得。這種情況下，還能省略電阻值Ra的測(cè)量。對(duì)于測(cè)量模式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明時(shí)，控制裝置31 (處理部32)使用如圖2所示的測(cè)量專(zhuān)用電流波形來(lái)進(jìn)行。在測(cè)量時(shí)需要使負(fù)載側(cè)短路，但也可代替該電極12而使向電極12進(jìn)行供電的焊炬TH的觸點(diǎn)THa短路(參照?qǐng)D1)。
為了開(kāi)始測(cè)量，首先控制裝置31使逆變器電路22進(jìn)行動(dòng)作，如圖2所示，使輸出電流I增大到電流值Ip。接著，控制裝置31使輸出電流I的電流值Ip以規(guī)定期間保持恒定，計(jì)算在該期間的輸出電壓Vl的平均電壓值Ve。并且，控制裝置31根據(jù)下面式(a)計(jì)算電阻值Ra (參照?qǐng)D4)。Ra = Ve/Ip…(a)控制裝置31在處理部32的存儲(chǔ)器32a存儲(chǔ)計(jì)算出的電阻值Ra。接著，控制裝置31使逆變器電路22的動(dòng)作停止，并從此時(shí)的時(shí)刻TO起開(kāi)始計(jì)時(shí)?？刂蒲b置31對(duì)每時(shí)每刻變化的輸出電流I進(jìn)行抽樣，將達(dá)到成為符合時(shí)間常數(shù)的電流衰減量的電流值Λ Ip ( = IpX 36.8% )的時(shí)刻設(shè)為T(mén)l，求出該時(shí)刻Tl-TO間的時(shí)間(時(shí)間常數(shù))τ。并且，控制裝置31根據(jù)下式(b)計(jì)算電感值La(參照?qǐng)D4)。La = RaX τ ( = VeX τ /Ip)…(b)控制裝置31在處理部32的存儲(chǔ)器32a存儲(chǔ)計(jì)算出的電感值La。這樣，取得當(dāng)前的電阻值Ra以及電感值La，并保存在控制裝置31內(nèi)。以上是測(cè)量模式。并且，控制裝置31在焊接動(dòng)作時(shí)，使用保存的電阻值Ra及電感值La、和各時(shí)刻檢測(cè)出的輸出電流I及輸出電壓VI，根據(jù)下式(C)計(jì)算電極12的前端電壓Va。Va = Vl-LaX dl/dt-RaX 1...(c)控制裝置31實(shí)施使用了在每個(gè)時(shí)刻計(jì)算出的前端電壓Va的PWM控制。因?yàn)樵谇岸穗妷篤a中反映了包含當(dāng)前的電力電纜14敷設(shè)狀態(tài)在內(nèi)的當(dāng)前的焊接機(jī)10的焊接環(huán)境涉及的電壓變化量，所以能夠生成更適合焊接的輸出電力?？墒?，在實(shí)施上述測(cè)量之后進(jìn)行了焊接機(jī)10的設(shè)置變更的情況下、或在使用中電力電纜14移動(dòng)的情 況下等，在控制裝置31內(nèi)已保存的電阻值Ra或電感值La是否在合理范圍內(nèi)可能變?yōu)榭梢傻臓顩r。因此，本實(shí)施方式的控制裝置31構(gòu)成為:在已保存的電阻值Ra或電感值La成為了合理范圍外的情況下，基于警告裝置33對(duì)操作者的通知，能進(jìn)行電阻值Ra以及電感值La的修正。首先，控制裝置31如圖4所示，使用由電壓傳感器28檢測(cè)出的變壓器23的次級(jí)側(cè)內(nèi)部電壓V0、變壓器23的次級(jí)側(cè)的裝置31內(nèi)部的電阻值Rin以及電感值Lin，而不使用實(shí)測(cè)的輸出電壓Vl來(lái)計(jì)算前端電壓Va。在這里使用的內(nèi)部的電阻值Rin以及電感值Lin，準(zhǔn)確地說(shuō)是從次級(jí)側(cè)內(nèi)部電壓VO的測(cè)量點(diǎn)起到輸出端子IlaUlb為止的內(nèi)部電阻值以及內(nèi)部電感值，基本上是針對(duì)焊接用電源裝置11的固有值。內(nèi)部的電阻值Rin及電感值Lin是通過(guò)預(yù)先實(shí)際測(cè)量或計(jì)算而得到的，并被預(yù)先保存在控制裝置31 (處理部32)的存儲(chǔ)器32a中。并且，根據(jù)下式(d)，在不使用實(shí)測(cè)的輸出電壓Vl來(lái)計(jì)算電極12的前端電壓Val時(shí)，成為下式。Val = VO-(Lin+La) Xdl/dt_(Rin+Ra) X1...(d)接著，控制裝置31根據(jù)下式(e)來(lái)計(jì)算從由上式(d)計(jì)算出的前端電壓Val進(jìn)行逆運(yùn)算而得到的輸出電壓Va+Ui。Va+LE = Val+LaX dl/dt+RaX 1...(e)接著，控制裝置31對(duì)經(jīng)逆運(yùn)算而得到的輸出電壓Va+Ui和實(shí)測(cè)的輸出電壓Vl進(jìn)行比較。使用下式(f)，Va+LE-Vl| > k- (f)
在輸出電壓Va+Ui與輸出電壓Vl之差的絕對(duì)值超過(guò)容許判斷值k的情況下，控制裝置31判斷為自身保存的電阻值Ra以及電感值La處于合理范圍外。另外，容許判斷值k是能真實(shí)感受到焊接狀況發(fā)生了變化的電壓值，例如被設(shè)定為I 2伏左右。這樣的電阻值Ra以及電感值La的適當(dāng)值判斷，在負(fù)載短路狀態(tài)時(shí)進(jìn)行。在自耗電極式的電弧焊接中，在實(shí)際焊接中如圖3所示，短路期間和電弧期間被交替重復(fù)，但在該短路期間進(jìn)行適當(dāng)值判斷。若判斷為電阻值Ra以及電感值La處于合理范圍外，則控制裝置31使警告裝置33工作，并向操作者通知該意思。操作者能接受該異常通知，并進(jìn)行當(dāng)前正在使用的電力電纜14自身的確認(rèn)和其敷設(shè)狀態(tài)的確認(rèn)等。另外，在進(jìn)行如后述的電阻值Ra以及電感值La的自動(dòng)修正動(dòng)作的情況下，是該意思的通知，另外，在進(jìn)行手動(dòng)修正動(dòng)作的情況下，還促使操作者進(jìn)行該修正作業(yè)。接著，關(guān)于該電阻值Ra以及電感值La的自動(dòng)修正，如圖3所示的短路期間的電流變化那樣，控制裝置31通常進(jìn)行短路時(shí)的輸出電流I的恒定上升控制，因此尤其在穩(wěn)定地恒定變化的期間(修正值計(jì)算期間)Ta中，電阻值Ra以及電感值La的自動(dòng)修正變得容易。在這里，若在短路期間中的修正值計(jì)算期間Ta中將輸出電壓Va+Ui和輸出電壓Vl的電壓上升置換為一次方程式，則可表示為下面式(g)、(h)。輸出電壓Va+Ui的電壓上升式Y(jié)1 = aiXi+lv..(g)輸出電壓Vl的電壓方程式J0 = a^+b。…(h)輸出電壓Va+Ui和輸出電壓Vl的電壓上升的一次式y(tǒng)p yci如圖5所不。在短路期間中的修正值計(jì)算期間Ta中，單位時(shí)間的電流上升成為恒定，因此電感帶來(lái)的電壓變化(Ldl/dt)是固定值，是上述一次的式的截距b。另外，關(guān)于上述一次式的斜率，因?yàn)槠陂gTa在短路期間中，所以幾乎不存在電阻變化，因此電阻R達(dá)到斜率a。X是輸出電流I。

并且，在由逆運(yùn)算所得到的輸出電壓Va+Ui的電壓上升式y(tǒng)i相對(duì)于實(shí)測(cè)的輸出電壓Vl的電壓上升式L接近的情況下，意味著控制裝置31內(nèi)所保存的電阻值Ra以及電感值La近似為適當(dāng)值。與此相對(duì)，在輸出電壓Va+Ui的電壓上升式71相對(duì)于實(shí)測(cè)的輸出電壓Vl的電壓上升式％差異很大的情況下，意味著電阻值Ra以及電感值La中的一者，或其兩者與適當(dāng)值偏離大。換句話說(shuō)，如果將電阻值Ra以及電感值La修正為適當(dāng)值，則輸出電壓Va+Ui的電壓上升式y(tǒng) I能夠近似為實(shí)測(cè)的輸出電壓Vl的電壓上升式y(tǒng)(l。因此，作為修正步驟1，首先使輸出電壓Va+Ui的電壓上升式Y(jié)1的斜率B1與實(shí)測(cè)的輸出電壓Vl的電壓上升式y(tǒng)(l的斜率％—致。即，因?yàn)樾甭氏喈?dāng)于電阻值，所以新的電阻值Rb可根據(jù)下式(i)計(jì)算。Rb = B0Za1X Ra...(i)接著，作為修正步驟2，使輸出電壓Va+Ui的電壓上升式y(tǒng)i的截距Id1與實(shí)測(cè)的輸出電壓Vl的電壓上升式10的截距k 一致。即，因?yàn)榻鼐嘞喈?dāng)于電感值，所以新的電感值Lb可根據(jù)下式(j)計(jì)算。Lb = ^Zb1 X La...(j)因此，本實(shí)施方式的控制裝置31 (處理部32)實(shí)施上述的計(jì)算，并將計(jì)算出的新的電阻值Rb以及電感值Lb作為修正值，進(jìn)行控制裝置31內(nèi)所保存的電阻值Ra以及電感值La的改寫(xiě)。控制裝置31使用這樣更新后的合理范圍內(nèi)的電阻值Ra以及電感值La，進(jìn)行電極12的前端電壓Va的計(jì)算。即，能夠高精度地進(jìn)行前端電壓Va的計(jì)算。另外，電阻值Ra以及電感值La的更新也可以按照每次短路期間進(jìn)行，或即使不是按照每次的短路期間而按照每個(gè)空出了規(guī)定間隔的短路期間進(jìn)行，也能期待得到充分的效果。其結(jié)果是，即使焊接環(huán)境根據(jù)設(shè)置狀況或動(dòng)作而變化，也能夠穩(wěn)定地發(fā)揮良好的焊接性能。接著，記載本實(shí)施方式的特征性的效果。(I)控制裝置31(處理部32)根據(jù)次級(jí)側(cè)內(nèi)部電壓V0、外部的電阻值Ra以及電感值La、內(nèi)部的電阻值Rin以及電感值Lin來(lái)計(jì)算用于逆運(yùn)算的前端電壓Val，根據(jù)該算出的前端電壓Val來(lái)進(jìn)行輸出電壓Va+Ui的逆運(yùn)算。并且，對(duì)逆運(yùn)算后的輸出電壓Va+Ui與檢測(cè)出的輸出電壓Vl進(jìn)行比較，進(jìn)行存儲(chǔ)器32a中保存的外部的電阻值Ra以及電感值La是否為容許范圍的判斷。也就是，因?yàn)楦鲄?shù)的獲取容易并且判斷涉及的運(yùn)算簡(jiǎn)單，所以能容易且適當(dāng)進(jìn)行已保存的外部的電阻值Ra以及電感值La的適當(dāng)值判斷。并且，在判斷為已保存的外部的電阻值Ra以及電感值La處于容許范圍外的情況下，通過(guò)像本實(shí)施方式那樣實(shí)施參數(shù)修正，能夠穩(wěn)定地發(fā)揮良好的焊接性能。(2)在判斷為已保存的外部的電阻值Ra以及電感值La處于容許范圍外時(shí)，控制裝置31使警告裝置33工作，對(duì)操作者進(jìn)行該意思的通知。因此，能夠使操作者識(shí)別該意思，并能促使設(shè)置狀況的改進(jìn)。(3)在判斷為已保存的外部的電阻值Ra以及電感值La處于容許范圍外時(shí)，控制裝置31進(jìn)行外部的電阻值Ra以及電感值La的修正值(Rb，Lb)的計(jì)算及其更新。由此，因?yàn)殡娮柚礡a以及電感值La被更新為適當(dāng)值所以有助于焊接性能的提高，另外能夠減輕該電阻值Ra以及電感值La的修正所造成的操作者的負(fù)擔(dān)。另外，本發(fā)明的實(shí)施方式也可以如下地變更。 盡管具有了進(jìn)行外部的電阻值Ra以及電感值La的測(cè)量的測(cè)量模式，但也可以不具有測(cè)量模式。例如如果設(shè)置為在電阻值Ra以及電感值La中預(yù)先輸入初始值并從此進(jìn)行修正的形態(tài)，則不需 要測(cè)量模式。.盡管設(shè)為了進(jìn)行存儲(chǔ)器32a中所保存的外部的電阻值Ra以及電感值La的自動(dòng)修正的方式，但也可以設(shè)為具有能通過(guò)操作者的手動(dòng)操作來(lái)進(jìn)行電阻值Ra以及電感值La的調(diào)整的調(diào)整部34(參照?qǐng)D1)從而能進(jìn)行手動(dòng)修正的方式。在該手動(dòng)修正中，還能使焊接性能反映出操作者的喜好。.另外，既可以具有自動(dòng)修正、手動(dòng)修正這兩者，還可以具有模式切換部35 (參照?qǐng)D1)，其進(jìn)行自動(dòng)修正模式與手動(dòng)修正模式的切換，進(jìn)而還加入無(wú)需修正模式并進(jìn)行向各模式的切換。值得一提的是，可以考慮3個(gè)模式的切換、自動(dòng)/手動(dòng)修正模式的切換、自動(dòng)修正模式與無(wú)需修正模式的切換、手動(dòng)修正模式與無(wú)需修正模式的切換這樣的組合。如此，可根據(jù)操作者的喜好進(jìn)行修正或不修正，另外，即使在修正的情況下，也能進(jìn)行自動(dòng)/手動(dòng)的切換等。.盡管在判斷為存儲(chǔ)器32a中所保存的外部的電阻值Ra以及電感值La處于容許范圍外的情況下由警告裝置33進(jìn)行了通知，但例如在進(jìn)行自動(dòng)修正等情況下也可以不通知該意思，這種情況下能夠省略警告裝置33。另外，也可以設(shè)置為可切換基于警告裝置33的通知有無(wú)的方式，例如在操作者厭煩通知這樣的情況下設(shè)為不通知等，可根據(jù)操作者的喜好進(jìn)行切換。 焊接用電源裝置11的電路構(gòu)成只是一例，可以適當(dāng)變更。例如，盡管在輸入部具有整流濾波電路21以對(duì)應(yīng)交流輸入，但也可以設(shè)置為與直流輸入對(duì)應(yīng)的輸入部的電路構(gòu)成。另外，盡管使用了整流電路24和直流電抗器25來(lái)作為變壓器23的次級(jí)側(cè)的直流變換電路，但也可以使用其他的直流變換電路。
權(quán)利要求
1.一種焊接用電源裝置，具有:逆變器電路，將直流電力變換為高頻交流電力；變壓器，進(jìn)行變換后的交流電力的電壓調(diào)整；以及直流變換電路，根據(jù)該變壓器的次級(jí)側(cè)交流電力，生成用于電弧焊接的直流輸出電力， 所述焊接用電源裝置經(jīng)由電力電纜從電源裝置的輸出端子向焊接機(jī)的電極提供輸出電力，并從電極前端生成電弧， 所述焊接用電源裝置具有: 檢測(cè)單元，檢測(cè)從所述輸出端子輸出的輸出電流及輸出電壓； 保存單元，保存所述輸出端子和所述電極之間的電阻值及電感值； 前端電壓計(jì)算單元，使用檢測(cè)出的所述輸出電流以及輸出電壓，從所述輸出端子計(jì)算外部的電阻值及電感值的電壓變化量，根據(jù)計(jì)算出的電壓變化量和檢測(cè)出的所述輸出電壓，計(jì)算所述電極的前端電壓；以及 控制單元，基于計(jì)算出的所述前端電壓來(lái)控制所述逆變器電路， 所述焊接用電源裝置特征在于，具有: 第二檢測(cè)單元，相對(duì)于將所述檢測(cè)單元作為第一檢測(cè)單元，檢測(cè)所述電源裝置的次級(jí)側(cè)內(nèi)部電壓； 輸出電壓計(jì)算單元，由所述保存單元預(yù)先保存從所述次級(jí)側(cè)內(nèi)部電壓的測(cè)量點(diǎn)起到所述輸出端子為止的內(nèi)部的電阻值及電感值，根據(jù)所述次級(jí)側(cè)內(nèi)部電壓、所述外部的電阻值及電感值、和所述內(nèi)部的電阻值及電感值來(lái)計(jì)算逆運(yùn)算用的前端電壓，并根據(jù)計(jì)算出的該前端電壓對(duì)輸出電壓進(jìn)行逆運(yùn)算；以及 判斷單元，對(duì)逆運(yùn)算后的所述輸出電壓與檢測(cè)出的所述輸出電壓進(jìn)行比較，并判斷已保存的所述外部的電阻值及電感值是否處于容許范圍。
2.如權(quán)利要求1所述的焊接用電源裝置，其特征在于， 具有:通知單元，用于在所述判斷單元判斷為已保存的所述外部的電阻值及電感值處于容許范圍外的情況下，向操作者進(jìn)行該意思的通知。
3.如權(quán)利要求1或2所述的焊接用電源裝置，其特征在于， 具有:自動(dòng)修正單元，在由所述判斷單元判斷為已保存的所述外部的電阻值及電感值處于容許范圍外的情況下，基于逆運(yùn)算后的所述輸出電壓與檢測(cè)出的所述輸出電壓的比較，計(jì)算已保存的所述外部的電阻值及電感值的修正值并更新。
4.如權(quán)利要求2所述的焊接用電源裝置，其特征在于， 具有:手動(dòng)修正單元，基于操作者的操作，修正已保存的所述外部的電阻值及電感值。
5.如權(quán)利要求3或4所述的焊接用電源裝置，其特征在于， 具有:模式切換單元，在由所述判斷單元判斷為已保存的所述外部的電阻值及電感值處于容許范圍外的情況下，能夠切換為修正模式、以及無(wú)需修正模式當(dāng)中的任一者。
6.如權(quán)利要求2所述的焊接用電源裝置，其特征在于， 具有:自動(dòng)修正單元，在由所述判斷單元判斷為已保存的所述外部的電阻值及電感值處于容許范圍外的情況下，基于對(duì)逆運(yùn)算后的所述輸出電壓與檢測(cè)出的所述輸出電壓的比較，計(jì)算已保存的所述外部的電阻值及電感值的修正值并更新； 手動(dòng)修正單元，基于操作者的操作來(lái)修正已保存的所述外部的電阻值及電感值；以及 模式切換單元， 在由所述判斷單元判斷為已保存的所述外部的電阻值及電感值處于容許范圍外的情況下，能夠切換為自動(dòng)修正模式、手動(dòng)修正模式、以及無(wú)需修正模式當(dāng)中的任一者O
7.如權(quán)利要求2、以及從屬于權(quán)利要求2的權(quán)利要求3 6中任意一項(xiàng)所述的焊接用電源裝置，其特征在于， 具有:通知有無(wú)切換 單元，對(duì)所述通知單元的通知有無(wú)進(jìn)行切換。
全文摘要
本發(fā)明提供一種焊接用電源裝置，在基于電極前端電壓進(jìn)行焊接控制時(shí)，能夠容易且適當(dāng)?shù)嘏袛嘤糜谠撉岸穗妷旱挠?jì)算的電路參數(shù)是否處于適當(dāng)范圍?？刂蒲b置(31)(處理部32)根據(jù)次級(jí)側(cè)內(nèi)部電壓(V0)、外部的電阻值及電感值、以及內(nèi)部的電阻值及電感值來(lái)計(jì)算用于逆運(yùn)算的前端電壓，并根據(jù)該計(jì)算出的前端電壓來(lái)進(jìn)行輸出電壓的逆運(yùn)算。并且，對(duì)逆運(yùn)算后的輸出電壓與檢測(cè)出的輸出電壓(V1)進(jìn)行比較，并進(jìn)行存儲(chǔ)器(32a)中保存的外部的電阻值及電感值是否處于容許范圍的判斷。
文檔編號(hào)B23K9/073GK103212770SQ201210576540
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者波多曉, 惠良哲生 申請(qǐng)人:株式會(huì)社大亨