JP7340735B2 - アーク溶接装置 - Google Patents
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Description
電源装置は、加速度センサ及び角速度センサで検出された溶接トーチの姿勢と先端の動きとに基づいて、溶接条件を自動的に変更可能に構成された溶接条件設定部を有しており、
溶接トーチは、アーク溶接の開始及び終了を切替えるトーチスイッチをさらに備え、
溶接トーチに流れる電流が所定値以下で、かつ溶接トーチの先端が所定の期間動いていないと加速度センサ及び角速度センサによって検出された場合は、溶接条件設定部はトーチスイッチの操作を無効にすることを特徴とする。
[アーク溶接装置の構成及び溶接トーチの構成]
図1は、本実施形態に係るアーク溶接装置の構成の模式図を示す。図2は、溶接トーチの外観の模式図を、図3は、溶接トーチの内部構造の模式図をそれぞれ示す。
以上説明したように、本実施形態の溶接トーチ60には、加速度センサ101と角速度センサ102とを有するセンサデバイス100が取付けられている。
図1~3に示す溶接トーチ60を使用することで、作業者の技能向上を図ることもできる。図6は、本実施形態に係る溶接トーチの動きの模式図を示し、溶接の進行方向に沿った溶接トーチの姿勢、先端の速度及び目標軌跡からのずれ量の変化を示している。また、この溶接は、溶接作業に不慣れな初心者が行っている。
図7Aは、パルス溶接時の溶接電流と溶接電圧との出力波形及び溶滴離脱状態のタイムチャートを示す。また、図7Bは、溶接品質が低下した場合の溶滴離脱状態を示す模式図を、図7Cは、正常な状態での溶滴離脱状態の模式図をそれぞれ示す。
図10は、本実施形態に係る溶接電流の出力波形と姿勢/動き検出部での検出信号のタイムチャートを示す。
これまで述べたように、図1~3に示す溶接トーチ60は、その先端62aの動きを検出することができる。このことを利用して、トーチスイッチ64を省略することができる。また、作業者自身の意志で溶接条件を変更することもできる。
なお、実施形態1~5において、センサデバイス100からの出力信号に基づいて、電源装置20に設けられた姿勢/動き検出部22により、溶接トーチ60の先端62aの速度や振れ幅や姿勢等が算出されていたが、特にこれに限定されず、例えば、センサデバイス100に設けられた信号処理部103でこれらの値を算出するようにしてもよい。また、実施形態2において、溶接条件設定部23は、作業者の訓練時には、溶接条件を自動的に変更する機能は使用禁止とし、バイブレーションモータ110を振動させる機能のみを使用可能な状態にしてもよく、実際の溶接作業中には、溶接条件を自動的に変更する機能は使用可能とし、バイブレーションモータ110を振動させる機能のみを使用禁止としてもよい。
20 電源装置
22 姿勢/動き検出部
23 溶接条件設定部
30 ワイヤ送給装置
31 モータ
40 電力ケーブル
41 トーチケーブル
42 ワークケーブル
50 制御ケーブル
60 溶接トーチ
61 トーチ本体
62 ヘッド
62a 溶接トーチ61の先端
63 トーチホルダ
64 トーチスイッチ
70 溶接ワイヤ
80 ガスボンベ
81 ガスホース
90 アーク
100 センサデバイス
101 加速度センサ
102 角速度センサ
103 信号処理部
110 バイブレーションモータ(振動体)
W ワーク(溶接対象物)
Claims (6)
- 手動で行うアーク溶接用の溶接トーチであって、
加速度センサ及び角速度センサが取付けられている溶接トーチと、
前記溶接トーチに電力を供給する電源装置と、を備え、
前記電源装置は、前記加速度センサ及び前記角速度センサで検出された前記溶接トーチの姿勢と先端の動きとに基づいて、溶接条件を自動的に変更可能に構成された溶接条件設定部を有しており、
前記溶接トーチは、アーク溶接の開始及び終了を切替えるトーチスイッチをさらに備え、
前記溶接トーチに流れる電流が所定値以下で、かつ前記溶接トーチの先端が所定の期間動いていないと前記加速度センサ及び前記角速度センサによって検出された場合は、前記溶接条件設定部は前記トーチスイッチの操作を無効にすることを特徴とするアーク溶接装置。 - 手動で行うアーク溶接用の溶接トーチであって、
加速度センサ及び角速度センサが取付けられている溶接トーチと、
前記溶接トーチに電力を供給する電源装置と、を備え、
前記溶接トーチには、前記加速度センサの出力信号及び/または前記角速度センサの出力信号に応じて所定の振動モードで振動する振動体が取付けられており、
前記電源装置は、前記加速度センサ及び前記角速度センサで検出された前記溶接トーチの姿勢と先端の動きとに基づいて、溶接条件及び前記振動体の振動モードの少なくとも一方を自動的に変更可能に構成された溶接条件設定部を有しており、
前記溶接トーチは、アーク溶接の開始及び終了を切替えるトーチスイッチをさらに備え、
前記溶接トーチに流れる電流が所定値以下で、かつ前記溶接トーチの先端が所定の期間動いていないと前記加速度センサ及び前記角速度センサによって検出された場合は、前記溶接条件設定部は前記トーチスイッチの操作を無効にすることを特徴とするアーク溶接装置。 - 請求項2に記載のアーク溶接装置において、
前記溶接条件設定部は、アーク溶接中に前記溶接トーチの先端の速度及び振れ幅並びに前記溶接トーチの姿勢のうち少なくとも1つが所定の範囲から外れると、前記振動体を振動させてアーク溶接を行う作業者に知らせることを特徴とするアーク溶接装置。 - 請求項3に記載のアーク溶接装置において、
前記溶接条件設定部は、前記溶接トーチの先端の速度及び振れ幅並びに前記溶接トーチの姿勢が前記所定の範囲から外れた度合い及び/または頻度に応じて、前記振動体の振動モードを切替えることを特徴とするアーク溶接装置。 - 請求項1ないし4のいずれか1項に記載のアーク溶接装置において、
前記溶接トーチに保持された溶接ワイヤを溶接対象物に向けて送給するワイヤ送給装置をさらに備え、
ピーク電流と該ピーク電流よりも小さいベース電流とを交互に前記溶接ワイヤに流して行うパルス溶接時に、前記溶接条件設定部は、前記加速度センサ及び前記角速度センサで検出された前記溶接トーチの動きに基づいて、前記溶接ワイヤに流れる溶接電流の1周期内で1つの溶滴が前記溶接ワイヤから離脱するように、前記ピーク電流のパルス幅を変更することを特徴とするアーク溶接装置。 - 請求項1ないし5のいずれか1項に記載のアーク溶接装置において、
前記溶接条件設定部は、前記溶接トーチに振動が加えられた回数、または前記溶接トーチに加えられた振動の大きさ、あるいは前記溶接トーチに振動が加えられたときに前記角速度センサで検出された角速度の大きさに応じて、溶接条件を変更することを特徴とするアーク溶接装置。
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