專利名稱：消耗電極式電弧焊接機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使焊接焊絲(以下稱為焊絲)和焊接母材(以下稱為母材)之間產(chǎn)生電弧來(lái)進(jìn)行焊接的消耗電極式電弧焊接機(jī)。
背景技術(shù)：
在使焊絲和母材間產(chǎn)生電弧來(lái)進(jìn)行焊接的以往的消耗電極式電弧焊接機(jī)中，一般已知在電弧期間進(jìn)行電壓控制，在短路期間進(jìn)行電流控制。這些技術(shù)例如被記載在特開(kāi)平10-109163號(hào)公報(bào)中。
圖5表示以往的消耗電極式電弧焊接機(jī)的概要結(jié)構(gòu)。在圖5所示的消耗電極式電弧焊接機(jī)中，三相交流輸入11的輸出通過(guò)二極管整流電路12被暫時(shí)整流為直流。之后，該直流通過(guò)開(kāi)關(guān)元件13被變換為數(shù)十k～數(shù)百kHz的高頻，被變壓器14降壓。進(jìn)而，被降壓的高頻輸出通過(guò)二極管整流電路15被整流。然后，被整流的輸出經(jīng)由電抗器16通過(guò)吹管17對(duì)焊絲18供電，熔化焊絲18而與進(jìn)行母材19進(jìn)行焊接。
具體來(lái)說(shuō)，消耗電極式電弧焊接機(jī)包括檢測(cè)焊接電壓而輸出焊接電壓檢測(cè)信號(hào)S1的焊接電壓檢測(cè)電路單元5；通過(guò)電流檢測(cè)器20檢測(cè)焊接電流而輸出焊接電流檢測(cè)信號(hào)S2的焊接電流檢測(cè)電路單元6。而且，具有被輸入焊接電壓檢測(cè)信號(hào)S1而判定其為短路狀態(tài)還是電弧狀態(tài)從而輸出短路電弧判定信號(hào)S3的短路電弧判定單元7。另外，還包括輸入焊接電流檢測(cè)信號(hào)S2并根據(jù)它輸出短路波形控制信號(hào)S4的短路波形控制電路單元108；以及輸入焊接電壓檢測(cè)信號(hào)S1并根據(jù)它輸出電弧期間的電弧波形控制信號(hào)S5的電弧波形控制電路單元109。進(jìn)而，還包括按照短路電弧判定信號(hào)S3，在電弧期間選擇輸出電弧波形控制信號(hào)S5、在短路期間選擇輸出短路波形控制信號(hào)S4的開(kāi)關(guān)電路單元10。通過(guò)開(kāi)關(guān)電路單元10，在短路期間將短路波形控制信號(hào)S4傳輸給開(kāi)關(guān)元件13，并且在解除短路而成為電弧期間時(shí)將電弧波形控制信號(hào)S5傳輸給開(kāi)關(guān)元件13。
但是，以往的消耗電極式電弧焊接機(jī)一般對(duì)于某個(gè)規(guī)定的焊接條件，在電孤期間進(jìn)行電壓控制，在短路期間進(jìn)行電流控制。特別是在電弧期間中，依賴電弧長(zhǎng)度自身控制的部分較大。但是，在以往的控制方法中，由于焊接中的微小短路的產(chǎn)生和電弧期間中的焊絲前端熔滴肥大等因素，在電弧期間的電壓控制和短路期間的電流控制中產(chǎn)生不能控制的狀態(tài)。因此，以往的控制方法伴隨電弧的不穩(wěn)定或?yàn)R射的產(chǎn)生，或者電弧中斷等焊接中的不穩(wěn)定因素的產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一種消耗電極式電弧焊接機(jī)包括焊接電壓檢測(cè)電路單元，檢測(cè)焊接電壓而輸出焊接電壓檢測(cè)信號(hào)；焊接電流檢測(cè)電路單元，檢測(cè)焊接電流而輸出焊接電流檢測(cè)信號(hào)；短路電弧判定電路單元，輸入所述焊接電壓檢測(cè)信號(hào)來(lái)判定短路或電弧，從而輸出短路電弧判定信號(hào)；短路波形控制電路單元，輸入所述焊接電流檢測(cè)信號(hào)而輸出短路波形控制信號(hào)；電弧波形控制電路單元，輸入所述焊接電壓檢測(cè)信號(hào)而輸出電弧期間的電弧波形控制信號(hào)；以及開(kāi)關(guān)電路單元，輸入所述短路波形控制信號(hào)以及所述電弧波形控制信號(hào)從而根據(jù)所述短路電弧判定信號(hào)，在所述電弧期間選擇并輸出所述電弧波形控制信號(hào)，在所述短路期間選擇并輸出所述短路波形控制信號(hào)，根據(jù)所述開(kāi)關(guān)電路單元的輸出來(lái)控制焊接輸出，并且將其提供給焊絲，從而使所述焊絲和母材間產(chǎn)生電弧來(lái)進(jìn)行焊接，其特征在于，所述消耗電極式電弧焊接機(jī)還包括電弧電阻運(yùn)算單元，輸入所述焊接電壓檢測(cè)信號(hào)和所述焊接電流檢測(cè)信號(hào)來(lái)運(yùn)算并輸出電弧電阻信號(hào)，將所述電弧電阻信號(hào)輸入所述短路波形控制電路單元或者所述電弧波形控制電路單元中的至少其中一個(gè)，從而控制焊接輸出。
而且，本發(fā)明的一種消耗電極式電弧焊接機(jī)包括焊接電壓檢測(cè)電路單元，檢測(cè)焊接電壓而輸出焊接電壓檢測(cè)信號(hào)；焊接電流檢測(cè)電路單元，檢測(cè)焊接電流而輸出焊接電流檢測(cè)信號(hào)；短路電弧判定電路單元，輸入所述焊接電壓檢測(cè)信號(hào)來(lái)判定短路或電弧，從而輸出短路電弧判定信號(hào)；短路波形控制電路單元，輸入所述焊接電流檢測(cè)信號(hào)而輸出短路波形控制信號(hào)；電弧波形控制電路單元，輸入所述焊接電壓檢測(cè)信號(hào)而輸出電弧期間的電弧波形控制信號(hào)；以及第一開(kāi)關(guān)電路單元，輸入所述短路波形控制信號(hào)以及所述電弧波形控制信號(hào)從而根據(jù)所述短路電弧判定信號(hào)，在所述電弧期間選擇并輸出所述電弧波形控制信號(hào)，在所述短路期間選擇并輸出所述短路波形控制信號(hào)，根據(jù)所述第一開(kāi)關(guān)電路單元的輸出來(lái)控制焊接輸出，并且將其提供給焊絲，從而使所述焊絲和母材間產(chǎn)生電弧來(lái)進(jìn)行焊接，其特征在于，所述消耗電極式電弧焊接機(jī)還包括電弧電阻運(yùn)算單元，輸入所述焊接電壓檢測(cè)信號(hào)和所述焊接電流檢測(cè)信號(hào)來(lái)運(yùn)算并輸出電弧電阻信號(hào)，恒流控制期間設(shè)定單元，輸入所述電弧電阻信號(hào)，并且在所述電弧電阻信號(hào)持續(xù)成為一定值以上的值時(shí)，輸出用于表示恒流控制期間的恒流控制期間信號(hào)；恒流電路單元，輸入所述焊接電流檢測(cè)信號(hào)，并根據(jù)它輸出恒流信號(hào)，以成為規(guī)定的恒流值；以及第二開(kāi)關(guān)電路單元，通過(guò)所述恒流控制期間信號(hào)在所述恒流控制期間選擇并輸出所述恒流信號(hào)，并且在恒流控制期間以外選擇并輸出來(lái)自所述第一開(kāi)關(guān)電路單元的輸出信號(hào)，在所述恒流控制期間以外，將所述電弧電阻信號(hào)輸入所述短路波形控制電路單元或者所述電弧波形控制電路單元中的至少其中一個(gè)，從而根據(jù)所述第二開(kāi)關(guān)電路單元的輸出而控制焊接輸出。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的消耗電極式電弧焊接機(jī)的概略結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1～3中的焊接電壓和焊接電流和電弧電阻信號(hào)的關(guān)系的圖。
圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2中的消耗電極式電弧焊接機(jī)的概略結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3中的消耗電極式電弧焊接機(jī)的概略結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖5是表示以往的消耗電極式電弧焊接機(jī)的概略結(jié)構(gòu)的方框圖。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明1電弧電阻運(yùn)算單元2恒流控制電路單元3恒流控制期間設(shè)定單元4第二開(kāi)關(guān)電路單元5焊接電壓檢測(cè)電路單元6焊接電流檢測(cè)電路單元
7短路電弧判定單元8，108短路波形控制電路單元9，109電弧波形控制電路單元10開(kāi)關(guān)電路單元(第1開(kāi)關(guān)電路單元)11三相交流輸入12二極管整流電路13開(kāi)關(guān)元件14變壓器15二極管整流電路16電抗器17吹管18焊絲19母材20電流檢測(cè)器21短路期間22電弧期間23焊接電壓24焊接電流25電弧電阻信號(hào)S1焊接電壓檢測(cè)信號(hào)S2焊接電流檢測(cè)信號(hào)S3短路電弧判定信號(hào)S4，S7短路波形控制信號(hào)S5，S9電弧波形控制信號(hào)S6電弧電阻信號(hào)S8，S12開(kāi)關(guān)元件控制信號(hào)S10恒流控制期間信號(hào)S11恒流信號(hào)具體實(shí)施方式
(實(shí)施方式1)
利用圖1和圖2對(duì)本實(shí)施方式1中的消耗電極式電弧焊接機(jī)進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)于與在背景技術(shù)中說(shuō)明的以往的消耗電極式電弧焊接機(jī)相同的結(jié)構(gòu)要素，賦予相同的標(biāo)號(hào)而省略詳細(xì)的說(shuō)明。而且，本實(shí)施方式1的消耗電極式電弧焊接機(jī)與以往的主要不同點(diǎn)是短路波形控制電路單元8不同，以及新設(shè)置了后述的電弧電阻運(yùn)算單元1這一點(diǎn)。
在圖1中，焊接電壓檢測(cè)電路單元5檢測(cè)焊接電壓而輸出焊接電壓檢測(cè)信號(hào)S1。焊接電流檢測(cè)電路單元6檢測(cè)焊接電流而輸出焊接電流檢測(cè)信號(hào)S2。電弧電阻運(yùn)算單元1將焊接電壓檢測(cè)信號(hào)S1和焊接電流檢測(cè)信號(hào)S2作為輸入信號(hào)。然后根據(jù)這些輸入信號(hào)運(yùn)算電弧電阻值(例如，通過(guò)將焊接電壓檢測(cè)信號(hào)S1除以焊接電流檢測(cè)信號(hào)S2來(lái)計(jì)算電弧電阻值)。然后，電弧電阻運(yùn)算單元1將該運(yùn)算結(jié)果作為電弧電阻信號(hào)S6輸出到短路波形控制電路單元8。而且，短路電弧判定單元7將焊接電壓檢測(cè)信號(hào)S1作為輸入信號(hào)，根據(jù)它判定是短路狀態(tài)還是電弧狀態(tài)，將短路電弧判定信號(hào)S3傳送到開(kāi)關(guān)電路單元10。短路波形控制電路單元8將電弧電阻信號(hào)S6和焊接電流檢測(cè)信號(hào)S2作為輸入信號(hào)，根據(jù)這些輸入信號(hào)輸出短路波形控制信號(hào)S7從而將其傳送到開(kāi)關(guān)電路單元10。在短路時(shí)，通過(guò)短路波形控制信號(hào)S7，可以通過(guò)使短路電流波形的斜率變化來(lái)控制短路電流波形。而且，電弧波形控制電路單元109將焊接電壓檢測(cè)信號(hào)S1作為輸入信號(hào)，根據(jù)它輸出電弧波形控制信號(hào)S5從而將其傳送到開(kāi)關(guān)電路單元10。開(kāi)關(guān)電路單元10將短路電弧判定信號(hào)S3、電弧波形控制信號(hào)S5、短路波形控制信號(hào)S7作為輸入信號(hào)。然后，開(kāi)關(guān)電路單元10在短路電弧判定信號(hào)S3表示短路狀態(tài)時(shí)選擇短路波形控制信號(hào)S7，而在表示電弧狀態(tài)時(shí)選擇電弧波形控制信號(hào)S5，從而對(duì)開(kāi)關(guān)元件13輸出開(kāi)關(guān)元件控制信號(hào)S8。
圖2表示本實(shí)施方式1中的消耗電極式電弧焊接機(jī)中的焊接電流24和焊接電壓23以及電弧電阻信號(hào)25之間關(guān)系的一例波形。如圖2所示，在短路期間21中，焊接電壓23是低電平的值，焊接電流24根據(jù)短路波形控制信號(hào)S7保持某個(gè)斜率而增加。在圖5所示的以往的消耗電極式電弧焊接機(jī)中的焊接控制中，短路狀態(tài)的焊接電流根據(jù)短路波形控制信號(hào)S4進(jìn)行控制，但是這時(shí)的焊接電壓未被控制。但是，焊絲18的前端形狀或者母材19和焊絲18的接觸狀態(tài)不穩(wěn)定，焊接電壓始終變化。于是，在該焊接電壓過(guò)大的情況下，成為產(chǎn)生濺射的原因。
與此相反，本實(shí)施方式1的消耗電極式電弧焊接機(jī)如圖1所示，具有根據(jù)焊接電壓檢測(cè)信號(hào)S1和焊接電流檢測(cè)信號(hào)S2運(yùn)算并輸出電弧電阻信號(hào)S6的電弧電阻運(yùn)算單元1。于是，在短路期間21中焊接電壓23已變化的情況下，將對(duì)應(yīng)于該變化部分的電弧電阻信號(hào)S6輸出到短路波形控制電路單元8。即，輸出不僅考慮了焊接電流，還考慮了焊接電壓的電弧電阻信號(hào)S6。于是，短路波形控制電路單元8通過(guò)除了在焊接電流檢測(cè)信號(hào)S2以外還輸入電弧電阻信號(hào)S6，輸出不僅對(duì)應(yīng)于焊接電流還對(duì)應(yīng)于焊接電壓的變化部分的短路波形控制信號(hào)S7。開(kāi)關(guān)電路單元10輸入該短路波形控制信號(hào)S7，根據(jù)它輸出開(kāi)關(guān)元件控制信號(hào)S8。然后，該開(kāi)關(guān)元件控制信號(hào)S8被輸入到開(kāi)關(guān)元件13而進(jìn)行焊接輸出的控制。短路波形控制電路單元8例如可以由對(duì)焊接電流檢測(cè)信號(hào)S2和電弧電阻信號(hào)S6進(jìn)行相加運(yùn)算的電路構(gòu)成。電弧電阻信號(hào)S6反映伴隨短路期間21中的焊絲前端的形狀以及母材19和焊絲18的接觸狀態(tài)的變化、熔滴轉(zhuǎn)移等的電弧電阻值變化。因此，在電弧電阻值變大從而焊接電壓已變得過(guò)大的情況下，可以降低焊接電壓從而防止濺射的發(fā)生。或者，在電弧電阻值變小從而焊接電壓變得過(guò)小的情況下，可以通過(guò)提高焊接電壓而縮短短路期間，迅速轉(zhuǎn)移到電弧期間來(lái)防止焊絲縱彎曲等。按照本實(shí)施方式1的消耗電極式電弧焊接機(jī)，可以進(jìn)行這樣適當(dāng)?shù)暮附虞敵龅目刂啤?br> (實(shí)施方式2)圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的消耗電極式電弧焊接機(jī)的概略結(jié)構(gòu)的方框圖。在圖3中，對(duì)與實(shí)施方式1相同的結(jié)構(gòu)賦予相同的標(biāo)號(hào)而省略詳細(xì)的說(shuō)明。與實(shí)施方式1不同之處是短路波形控制電路單元108和電弧波形控制電路單元9不同，以及不是將電弧電阻運(yùn)算單元1的輸出輸入到短路波形控制電路單元108而是輸入到電弧波形控制電路單元9這一點(diǎn)。
在圖3中，電弧電阻運(yùn)算單元1將來(lái)自焊接電壓檢測(cè)電路單元5的焊接電壓檢測(cè)信號(hào)S1和來(lái)自焊接電流檢測(cè)電路單元6的焊接電流檢測(cè)信號(hào)S2作為輸入。然后，電弧電阻運(yùn)算單元1根據(jù)這些輸入信號(hào)計(jì)算電弧電阻值，并將其結(jié)果作為電弧電阻信號(hào)S6傳送到電弧波形控制電路單元9。在電弧波形控制電路單元9中，將電弧電阻信號(hào)S6和焊接電壓檢測(cè)信號(hào)S1作為輸入信號(hào)，根據(jù)這些輸入信號(hào)輸出電弧波形控制信號(hào)S9并將其傳送到開(kāi)關(guān)電路單元10。電弧波形控制信號(hào)S9輸出使電弧時(shí)的焊接電壓波形的斜率變化的控制信號(hào)。由此，可以控制電弧時(shí)的焊接電壓波形。而且，短路波形控制電路單元108將焊接電流檢測(cè)信號(hào)S2作為輸入信號(hào)，將短路波形控制信號(hào)S4輸出到開(kāi)關(guān)電路單元10。開(kāi)關(guān)電路單元10將短路電弧判定信號(hào)S3、電弧波形控制信號(hào)S9、短路波形控制信號(hào)S4作為輸入信號(hào)。然后，開(kāi)關(guān)電路單元10在短路電弧判定信號(hào)S3表示短路狀態(tài)時(shí)選擇短路波形控制信號(hào)S4，在表示電弧狀態(tài)時(shí)選擇電弧波形控制信號(hào)S9并將其輸出到開(kāi)關(guān)元件13。
這里，如圖2所示，在電弧期間22中，焊接電壓23根據(jù)電弧波形控制信號(hào)S9保持某個(gè)斜率減少。而且，焊接電流24也減少。在圖5所示的以往的消耗電極式電弧焊接機(jī)的焊接控制中，焊接電壓根據(jù)電弧波形控制信號(hào)S5而被控制，但是焊接電流不被控制。但是，焊接電流由于母材19的狀態(tài)等也始終變化。因此，電弧不穩(wěn)定性也對(duì)焊珠(bead)的外觀等產(chǎn)生影響。因此，要求始終穩(wěn)定的電弧放電。而且，電弧期間結(jié)束時(shí)刻的焊接電流的變動(dòng)成為電弧中斷的原因，也可能還變成焊接缺陷。
與此相反，本實(shí)施方式2的消耗電極式電弧焊接機(jī)具有根據(jù)焊接電壓檢測(cè)信號(hào)S1和焊接電流檢測(cè)信號(hào)S2運(yùn)算并輸出電弧電阻信號(hào)S6的電弧電阻運(yùn)算單元1。于是，在電弧期間22中焊接電流24變化的情況下，將對(duì)應(yīng)于焊接電流24的變化部分的電弧電阻信號(hào)S6輸出到電弧波形控制電路單元9。即，輸出不僅考慮了焊接電壓還考慮了焊接電流的電弧電阻信號(hào)S6。于是，電弧波形控制電路單元9通過(guò)除了焊接電壓檢測(cè)信號(hào)S1還輸入電弧電阻信號(hào)S6，輸出對(duì)應(yīng)于焊接電流的變化部分的電弧波形控制信號(hào)S9。然后，根據(jù)該輸出，經(jīng)由開(kāi)關(guān)電路單元10通過(guò)開(kāi)關(guān)元件13進(jìn)行焊接輸出的控制。因此，能夠進(jìn)行可防止電弧不穩(wěn)定性的適當(dāng)?shù)目刂啤６?，例如在電弧期間22的終端時(shí)刻，在電弧電流降低，并且電弧電阻值增大而超過(guò)某個(gè)規(guī)定的水平時(shí)，電弧波形控制電路單元9基于這時(shí)的電弧電阻信號(hào)S6輸出電弧波形控制信號(hào)S9。因而，通過(guò)開(kāi)關(guān)元件13根據(jù)該輸出控制焊接輸出，使其成為比以電弧時(shí)通常的恒壓控制輸出的電流值高的規(guī)定的恒流值，可以防止電弧中斷。
而且，在上述的實(shí)施方式1和實(shí)施方式2中，表示了將作為電弧電阻運(yùn)算單元1的輸出的電弧電阻信號(hào)S6輸入短路波形控制電路單元108或者電弧波形控制電路單元9中的一個(gè)的例子，但是也可以輸入短路波形控制電路單元108或者電弧波形控制電路單元9兩者。
而且，還考慮作為以下結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行控制，即不設(shè)置電弧電阻運(yùn)算單元1，除了焊接電流檢測(cè)信號(hào)S2還將焊接電壓檢測(cè)信號(hào)S1輸入短路波形控制電路單元108的結(jié)構(gòu)，或者除了焊接電壓檢測(cè)信號(hào)S1還將焊接電流檢測(cè)信號(hào)輸入電弧波形控制電路單元9的結(jié)構(gòu)，但是在這種情況下，最終產(chǎn)生在各個(gè)短路波形控制電路單元108和電弧波形控制電路單元9中設(shè)置相對(duì)于電弧電阻運(yùn)算單元1的電路單元的需要。因此，從經(jīng)濟(jì)性和空間等方面，也希望成為如本發(fā)明的實(shí)施方式1、2那樣，設(shè)置一個(gè)電弧電阻運(yùn)算單元1，將該電弧電阻運(yùn)算單元1的輸出S6輸入到短路波形控制電路單元108和電弧波形控制電路單元9中的結(jié)構(gòu)。
(實(shí)施方式3)在本實(shí)施方式中，對(duì)于與實(shí)施方式1和實(shí)施方式2相同的結(jié)構(gòu)賦予相同的號(hào)碼而省略詳細(xì)的說(shuō)明。實(shí)施方式1和實(shí)施方式2的主要不同點(diǎn)在于設(shè)置后述的恒流控制電路單元2、恒流控制期間設(shè)定單元3、第二開(kāi)關(guān)電路單元4，在電弧期間中焊接電流降低時(shí)進(jìn)行恒流控制，從而防止電弧中斷。
在圖4中，電弧電阻運(yùn)算單元1根據(jù)焊接電壓檢測(cè)信號(hào)S1和焊接電流檢測(cè)信號(hào)S2運(yùn)算電弧電阻值，將該運(yùn)算結(jié)果作為電弧電阻信號(hào)S6輸出到恒流控制期間設(shè)定單元3和短路波形控制電路單元8和電弧波形控制電路單元9。在短路波形控制電路單元8中，根據(jù)電弧電阻信號(hào)S6和焊接電流檢測(cè)信號(hào)S2將控制短路時(shí)的焊接電流波形的短路波形控制信號(hào)S7輸出到開(kāi)關(guān)電路單元10。短路波形控制信號(hào)S7例如作為可使短路時(shí)的焊接電流波形的斜率變化的控制信號(hào)。在電弧波形控制電路單元9中，根據(jù)電弧電阻信號(hào)S6和焊接電壓檢測(cè)信號(hào)S1將控制電弧時(shí)的焊接電壓波形的電弧波形控制信號(hào)S9輸出到開(kāi)關(guān)電路單元10。電弧波形控制信號(hào)S9例如輸出使電弧時(shí)的焊接電壓波形的斜率變化的控制信號(hào)。開(kāi)關(guān)電路單元10將短路電弧判定信號(hào)S3、短路波形控制信號(hào)S7、電弧波形控制信號(hào)S9作為輸入信號(hào)。然后，開(kāi)關(guān)電路單元10在短路電弧判定信號(hào)S3表示短路狀態(tài)時(shí)選擇短路波形控制信號(hào)S7，在表示電弧狀態(tài)時(shí)選擇電弧波形控制信號(hào)S9，將開(kāi)關(guān)元件控制信號(hào)S8輸出到第二開(kāi)關(guān)電路單元4。
在恒流控制期間設(shè)定單元3中，輸入電弧電阻信號(hào)S6和短路電弧判定信號(hào)S3而將恒流控制期間信號(hào)S10輸出到第二開(kāi)關(guān)電路單元4。在恒流控制電路單元2中，根據(jù)焊接電流檢測(cè)信號(hào)S2將恒流信號(hào)S11輸出到第二開(kāi)關(guān)電路單元4。在第二開(kāi)關(guān)電路單元4中，根據(jù)恒流控制期間信號(hào)S10，選擇開(kāi)關(guān)元件控制信號(hào)S8或者恒流信號(hào)S11作為開(kāi)關(guān)元件控制信號(hào)S12，輸出到開(kāi)關(guān)元件13。第二開(kāi)關(guān)電路單元4在恒流控制期間信號(hào)S10表示恒流控制期間的情況下選擇恒流信號(hào)S11，在恒流控制期間以外的情況下選擇開(kāi)關(guān)元件控制信號(hào)S8。這里，之所以恒流控制期間信號(hào)S10表示恒流控制期間，是作為電弧期間22的某個(gè)時(shí)間，電弧電阻信號(hào)S6為一定值以上的狀態(tài)已經(jīng)持續(xù)的情況。
而且，對(duì)其它與圖1或圖3共用的部分賦予相同的標(biāo)號(hào)而省略說(shuō)明。
圖2是表示在本實(shí)施方式3的消耗電極式電弧焊接機(jī)中的焊接電流24和焊接電壓23以及電弧電阻信號(hào)25之間關(guān)系的一例的波形。
在短路期間21中，焊接電壓23已經(jīng)變化的情況下，通過(guò)將對(duì)應(yīng)于該變化部分的電弧電阻信號(hào)S6與焊接電流檢測(cè)信號(hào)S2一起輸入短路波形控制電路單元8，對(duì)應(yīng)于該變化部分的短路波形控制信號(hào)S7被輸出。在短路期間21的情況下，恒流控制期間設(shè)定單元3不輸出恒流控制期間信號(hào)S10，所以第二開(kāi)關(guān)電路單元4選擇作為開(kāi)關(guān)電路單元10的輸出的開(kāi)關(guān)元件控制信號(hào)S8。因此，短路波形控制信號(hào)S7經(jīng)由開(kāi)關(guān)電路單元10和第二開(kāi)關(guān)電路單元4輸出到開(kāi)關(guān)元件13。由此，可以防止電壓過(guò)大引起的濺射的產(chǎn)生和過(guò)小電壓引起的焊絲縱彎曲，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂啤?br> 另一方面，如圖2所示，在電弧期間22中，焊接電壓23根據(jù)電弧波形控制信號(hào)S9保持某個(gè)斜率而減少。而且，焊接電流24減少。通過(guò)將對(duì)應(yīng)于該焊接電流24的變化部分的電弧電阻信號(hào)S6輸入電弧波形控制電路單元9，對(duì)應(yīng)于該變化部分的電弧波形控制信號(hào)S9被輸出。這時(shí)，由于恒流控制期間設(shè)定單元3不輸出恒流控制期間信號(hào)S10，所以第二開(kāi)關(guān)電路單元4選擇開(kāi)關(guān)電路單元10的輸出、開(kāi)關(guān)元件控制信號(hào)S8。因此，電弧波形控制信號(hào)S9經(jīng)由開(kāi)關(guān)電路單元10和第二開(kāi)關(guān)電路單元4輸出到開(kāi)關(guān)元件13。由此，如本發(fā)明的實(shí)施方式2所示，能夠進(jìn)行可以防止電弧不穩(wěn)定的適當(dāng)?shù)目刂啤?br> 而且，恒流控制期間設(shè)定單元3輸入電弧電阻信號(hào)S6和短路電弧判定信號(hào)S3。例如，在電弧期間22的某個(gè)時(shí)間，電弧電阻信號(hào)S6為一定的值以上的狀態(tài)持續(xù)的情況下，將恒流控制期間信號(hào)S10輸出到第二開(kāi)關(guān)電路單元4而表示是恒流控制期間。第二開(kāi)關(guān)電路單元4在恒流控制期間信號(hào)S10被輸入時(shí)選擇恒流信號(hào)S11，將其作為開(kāi)關(guān)元件控制信號(hào)S12輸出到開(kāi)關(guān)元件13。由此，恒流信號(hào)S11被輸入到開(kāi)關(guān)元件13，焊接電流24被恒流控制。而且，在該情況下，以比輸出電弧波形控制信號(hào)S9時(shí)被輸出的焊接電流值大的規(guī)定的電流值進(jìn)行焊接電流24的恒流控制。因此，例如在電弧期間22的終點(diǎn)附近焊接電流24變小的情況下，或者電弧電阻信號(hào)S6在某個(gè)期間成為了一定的值以上的情況下，以比輸出電弧波形控制信號(hào)S9時(shí)被輸出的焊接電流值大的規(guī)定的電流值進(jìn)行焊接電流24的恒流控制。即，焊接電流24由于在某個(gè)大小的電流值下轉(zhuǎn)移為短路，所以可以防止電孤中斷，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電弧焊接。
而且，在本實(shí)施方式3中，表示了將電弧電阻信號(hào)S6輸入到短路波形控制電路單元8和電弧波形控制電路單元9的例子，但是也可以僅輸入到其中任意一個(gè)。
本發(fā)明在產(chǎn)業(yè)上的可利用性在于，本發(fā)明的消耗電極式電弧焊接機(jī)可以通過(guò)根據(jù)由焊接電壓和焊接電流求出的電弧電阻信號(hào)控制焊接輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的焊接。因此，作為使焊絲和焊接母材之間產(chǎn)生電弧而進(jìn)行焊接的消耗電極式電弧焊接機(jī)，在產(chǎn)業(yè)上是有用的。
權(quán)利要求
1.一種消耗電極式電弧焊接機(jī)，包括焊接電壓檢測(cè)電路單元，檢測(cè)焊接電壓而輸出焊接電壓檢測(cè)信號(hào)；焊接電流檢測(cè)電路單元，檢測(cè)焊接電流而輸出焊接電流檢測(cè)信號(hào)；短路電弧判定電路單元，輸入所述焊接電壓檢測(cè)信號(hào)來(lái)判定短路或電弧，從而輸出短路電弧判定信號(hào)；短路波形控制電路單元，輸入所述焊接電流檢測(cè)信號(hào)而輸出短路波形控制信號(hào)；電弧波形控制電路單元，輸入所述焊接電壓檢測(cè)信號(hào)而輸出電弧期間的電弧波形控制信號(hào)；以及開(kāi)關(guān)電路單元，輸入所述短路波形控制信號(hào)以及所述電弧波形控制信號(hào)從而基于所述短路電弧判定信號(hào)，在所述電弧期間選擇并輸出所述電弧波形控制信號(hào)，在所述短路期間選擇并輸出所述短路波形控制信號(hào)，基于所述開(kāi)關(guān)電路單元的輸出來(lái)控制焊接輸出，并且將其提供給焊絲，從而使所述焊絲和母材間產(chǎn)生電弧來(lái)進(jìn)行焊接，其特征在于，所述消耗電極式電弧焊接機(jī)還包括電弧電阻運(yùn)算單元，輸入所述焊接電壓檢測(cè)信號(hào)和所述焊接電流檢測(cè)信號(hào)來(lái)運(yùn)算并輸出電弧電阻信號(hào)，將所述電弧電阻信號(hào)輸入到所述短路波形控制電路單元或者所述電弧波形控制電路單元中的至少其中一個(gè)，從而控制焊接輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的消耗電極式電弧焊接機(jī)，其特征在于，所述消耗電極式電弧焊接機(jī)采用以下結(jié)構(gòu)所述短路波形控制電路單元輸入所述焊接電流檢測(cè)信號(hào)和所述電弧電阻信號(hào)，并根據(jù)所述電弧電阻信號(hào)輸出短路波形控制信號(hào)，同時(shí)所述開(kāi)關(guān)電路單元在所述短路電弧判定信號(hào)表示所述電弧期間時(shí)選擇并輸出所述電弧波形控制信號(hào)，并且在所述短路電弧判定信號(hào)表示所述短路期間時(shí)選擇并輸出所述短路波形控制信號(hào)，并且，根據(jù)所述開(kāi)關(guān)電路單元的輸出控制焊接輸出。
3.如權(quán)利要求1所述的消耗電極式電弧焊接機(jī)，其特征在于，所述消耗電極式電弧焊接機(jī)采用以下結(jié)構(gòu)所述電弧波形控制電路單元輸入所述焊接電壓檢測(cè)信號(hào)和所述電弧電阻信號(hào)，并根據(jù)所述電弧電阻信號(hào)輸出電弧波形控制信號(hào)，同時(shí)所述開(kāi)關(guān)電路單元在所述短路電弧判定信號(hào)表示所述電弧期間時(shí)選擇并輸出所述電弧波形控制信號(hào)，并且在所述短路電弧判定信號(hào)表示所述短路期間時(shí)選擇并輸出所述短路波形控制信號(hào)，并且，根據(jù)所述開(kāi)關(guān)電路單元的輸出控制焊接輸出。
4.如權(quán)利要求1所述的消耗電極式電弧焊接機(jī)，其特征在于，所述短路波形控制電路單元采用以下結(jié)構(gòu)輸入所述焊接電流檢測(cè)信號(hào)和所述電弧電阻信號(hào)，并根據(jù)所述電弧電阻信號(hào)輸出短路波形控制信號(hào)，所述電弧波形控制電路單元采用以下結(jié)構(gòu)輸入所述焊接電壓檢測(cè)信號(hào)和所述電弧電阻信號(hào)，并且根據(jù)所述電弧電阻信號(hào)輸出所述電弧期間的電弧波形控制信號(hào)，所述開(kāi)關(guān)電路單元采用以下結(jié)構(gòu)在所述短路電弧判定信號(hào)表示所述電弧期間時(shí)選擇并輸出所述電弧波形控制信號(hào)，并且在所述短路電弧判定信號(hào)表示所述短路期間時(shí)選擇并輸出所述短路波形控制信號(hào)，并且，所述消耗電極式電弧焊接機(jī)根據(jù)所述開(kāi)關(guān)電路單元的輸出控制焊接輸出。
5.一種消耗電極式電弧焊接機(jī)，包括焊接電壓檢測(cè)電路單元，檢測(cè)焊接電壓而輸出焊接電壓檢測(cè)信號(hào)；焊接電流檢測(cè)電路單元，檢測(cè)焊接電流而輸出焊接電流檢測(cè)信號(hào)；短路電弧判定電路單元，輸入所述焊接電壓檢測(cè)信號(hào)來(lái)判定短路或電弧，從而輸出短路電弧判定信號(hào)；短路波形控制電路單元，輸入所述焊接電流檢測(cè)信號(hào)而輸出短路波形控制信號(hào)；電弧波形控制電路單元，輸入所述焊接電壓檢測(cè)信號(hào)而輸出電弧期間的電弧波形控制信號(hào)；以及第一開(kāi)關(guān)電路單元，輸入所述短路波形控制信號(hào)以及所述電弧波形控制信號(hào)，從而根據(jù)所述短路電弧判定信號(hào)，在所述電弧期間選擇并輸出所述電弧波形控制信號(hào)，在所述短路期間選擇并輸出所述短路波形控制信號(hào)，根據(jù)所述第一開(kāi)關(guān)電路單元的輸出來(lái)控制焊接輸出，并且將其提供給焊絲，從而使所述焊絲和母材間產(chǎn)生電弧來(lái)進(jìn)行焊接，其特征在于，所述消耗電極式電弧焊接機(jī)還包括電弧電阻運(yùn)算單元，輸入所述焊接電壓檢測(cè)信號(hào)和所述焊接電流檢測(cè)信號(hào)來(lái)運(yùn)算并輸出電弧電阻信號(hào)，恒流控制期間設(shè)定單元，輸入所述電弧電阻信號(hào)，并且在所述電弧電阻信號(hào)持續(xù)成為一定值以上的值時(shí)，輸出用于表示恒流控制期間的恒流控制期間信號(hào)；恒流電路單元，輸入所述焊接電流檢測(cè)信號(hào)，并根據(jù)該信號(hào)輸出恒流信號(hào)，以成為規(guī)定的恒流值；以及第二開(kāi)關(guān)電路單元，通過(guò)所述恒流控制期間信號(hào)在所述恒流控制期間選擇并輸出所述恒流信號(hào)，而在恒流控制期間以外選擇并輸出來(lái)自所述第一開(kāi)關(guān)電路單元的輸出信號(hào)，在所述恒流控制期間以外，將所述電弧電阻信號(hào)輸入到所述短路波形控制電路單元或者所述電弧波形控制電路單元中的至少其中一個(gè)，從而根據(jù)所述第二開(kāi)關(guān)電路單元的輸出而控制焊接輸出。
6.如權(quán)利要求5所述的消耗電極式電弧焊接機(jī)，其特征在于，所述消耗電極式電弧焊接機(jī)采用以下結(jié)構(gòu)所述短路波形控制電路單元輸入所述焊接電流檢測(cè)信號(hào)和所述電弧電阻信號(hào)，并根據(jù)所述電弧電阻信號(hào)輸出短路波形控制信號(hào)，同時(shí)所述第一開(kāi)關(guān)電路單元在所述短路電弧判定信號(hào)表示所述電弧期間時(shí)選擇并輸出所述電弧波形控制信號(hào)，并且在所述短路電弧判定信號(hào)表示所述短路期間時(shí)選擇并輸出所述短路波形控制信號(hào)，并且，根據(jù)所述第二開(kāi)關(guān)電路單元的輸出來(lái)控制焊接輸出。
7.如權(quán)利要求5所述的消耗電極式電弧焊接機(jī)，其特征在于，所述消耗電極式電弧焊接機(jī)采用以下結(jié)構(gòu)所述電弧波形控制電路單元輸入所述焊接電壓檢測(cè)信號(hào)和所述電弧電阻信號(hào)，并根據(jù)所述電弧電阻信號(hào)輸出電弧波形控制信號(hào)，同時(shí)所述第一開(kāi)關(guān)電路單元在所述短路電弧判定信號(hào)表示所述電弧期間時(shí)選擇并輸出所述電弧波形控制信號(hào)，并且在所述短路電弧判定信號(hào)表示所述短路期間時(shí)選擇并輸出所述短路波形控制信號(hào)，并且，根據(jù)所述第二開(kāi)關(guān)電路單元的輸出來(lái)控制焊接輸出。
8.如權(quán)利要求5所述的消耗電極式電弧焊接機(jī)，其特征在于，所述短路波形控制電路單元采用以下結(jié)構(gòu)輸入所述焊接電流檢測(cè)信號(hào)和所述電弧電阻信號(hào)，并根據(jù)所述電弧電阻信號(hào)輸出短路波形控制信號(hào)，所述電弧波形控制電路單元采用以下結(jié)構(gòu)輸入所述焊接電壓檢測(cè)信號(hào)和所述電弧電阻信號(hào)，并且根據(jù)所述電弧電阻信號(hào)輸出所述電弧期間的電弧波形控制信號(hào)，所述第一開(kāi)關(guān)電路單元采用以下結(jié)構(gòu)在所述短路電弧判定信號(hào)表示所述電弧期間時(shí)選擇并輸出所述電弧波形控制信號(hào)，并且在所述短路電弧判定信號(hào)表示所述短路期間時(shí)選擇并輸出所述短路波形控制信號(hào)，并且，所述消耗電極式電弧焊接機(jī)根據(jù)所述第二開(kāi)關(guān)電路單元的輸出來(lái)控制焊接輸出。
全文摘要
在消耗電極式電弧焊接機(jī)中，設(shè)置依據(jù)焊接電流和焊接電壓運(yùn)算電弧電阻而輸出電弧電阻信號(hào)的電弧電阻運(yùn)算單元，通過(guò)隨著該電弧電阻信號(hào)可變的短路波形控制信號(hào)和電弧波形控制信號(hào)來(lái)控制焊接電流和焊接電壓。由此確保濺射的抑制和電弧的穩(wěn)定性。而且，在電弧期間電弧電阻信號(hào)在規(guī)定期間電弧電阻信號(hào)電平為一定以上的情況下，輸出恒流控制信號(hào)從而以比電弧波形控制信號(hào)輸出時(shí)被輸出的電流值高的規(guī)定的電流值進(jìn)行焊接電流的恒壓控制，防止電弧中斷。
文檔編號(hào)H02M9/00GK1942279SQ20068000011
公開(kāi)日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2006年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月14日
發(fā)明者永野元泰, 島林信介 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社