CN1128191A

CN1128191A - 焊接电源

Info

Publication number: CN1128191A
Application number: CN95118725.2A
Authority: CN
Inventors: 下釜茂; 本宫纪典
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1995-10-31
Publication date: 1996-08-07
Anticipated expiration: 2015-10-31
Also published as: CN1041902C; JPH08118018A; US5650079A; JP3144242B2

Abstract

本发明的目的在于提供一种能可靠地判定焊条和工件接触状态的焊接电源。该焊接电源包括：为了检测焊条(4)与工件(9)接触而在输出用正端(27)和输出用负端(28)间施加高电压的高电压施加手段；在非焊接时一直切断位于输出用正端和输出用负端间的焊接电源内部的电阻元件(13)的切断手段。

Description

焊接电源

本发明涉及焊接电源，尤其涉及采用工业机械手的电弧焊接系统中的焊接电源。

在采用工业机械手的电弧焊接系统中，焊条4和工件9之间施加直流电压，利用焊条4和工件9接触时所测电压下降的现象检出工件9的位置偏移量，或者检出焊接终了时，焊条4焊至工件9上的状态(以下称为粘附状态)，或者检出焊枪6与工件9接触的状态(焊枪接触状态)。为此，在采用比较器17等的比较电路上对基准电压与上述下降电压进行比较，借助这种方法实现该检测。

以往，这种检测电路如图4所示，它如下所述实现检测：在焊接电源内的二极管20的阴极侧的输出线(以下称为焊枪电缆21)上施加直流正电压，利用由于焊条4和工件9间接触与否该焊枪电缆引线的检出电压不同，把该不同的电压作为检出电压，用比较器17等与基准电压比较判定。

焊接电源的内部电路中，在焊枪电缆21和母材电缆22间，如图4所示的那样，连接起焊接电压检出和泄放电阻作用的电阻元件13。在焊条4与工件9不接触的情况下，焊枪电缆21上施加直流正电压时，通过由电阻元件13构成的环路，电流经电阻元件13流动，由电阻14和电阻元件13分压的电压输入至比较器17的比较输入部。

另一方面，在该状态中焊条4与工件9接触时，电阻元件13两端成为连接状态，焊枪电缆21、母材电缆22、工件9等本身也具有阻抗，产生电阻元件13和焊枪电缆21短路部的并联电阻元件与电阻14分压的电压，该电压15输入至比较器17的比较输入部。由于该输入电压的差(变化)，比较器17的输出变化。比较器17的基准电压(门限值)可用可变电阻器16加以调节。

但，焊枪电缆21和母材电缆22的长度随使用者的使用状况而异，工件9等表面油膜和表面处理状态又使阻抗非恒定，还存在周围环境温度变化的影响，因而总阻抗不是固定的。又，通常电阻元件13是100欧姆程度的阻值，易受外界的影响，故输往比较器17的比较输入电压15也不稳定。另一方面，虽然因施加至焊枪电缆21的直流电压而有所不同，但为了防止触电，焊条4接触至工件9时流过的电流必须限制在数毫安范围内，必须使电阻14为数＋KΩ以上的值。因此，用可变电阻16调节基准电压的范围为极狭的范围，加上上述与总阻抗有关的各要素，检出焊条4与工件9接触时，存在误动作的情况。

为了解决上述问题，在工件9的位置偏移量检测方法中，提出下述方案：为了通过位于焊接电源外部的控制装置的输入信号检测工件9的位置偏移量，仅在工件9和焊条4间加上直流电压期间，切断连接在焊接电源的正输出端子和负输出端子间的焊接电源内部电阻(特开平2—179361号公报)。

但是，在该方法中，每次检测工件9的位置偏移量时，都要由接点切断电阻元件13，因而接点的寿命变短。且，必须要专用于切断电阻元件13的信号线。

又，在附加电弧焊接传感器的焊接机械手系统的场合，由于设置在电弧焊接传感器内的焊接电压检测用电阻连接在焊接电源的正输出端子27和负输出端子28之间，通过电弧焊接传感器内的电阻构成环路，在施加直流高压的时刻，即使焊条4不接触工件9，也会产生电压下降现象而引起误动作。

本发明的目的是防止上述这种检测电路的误动作，正确且可靠地进行接触检测电路的动作。

为了达到上述目的，本发明的焊接电源备有：输出用正端，输出用负端，位于所述输出用正端和负端之间的焊接电源内部的电阻元件，为了检测焊条与工件相接触而在所述输出用正端与所述输出用负端间施加高电压的高电压施加手段，非焊接中一直切断上述焊接电源内部电阻的手段。

又，本发明的焊接电源备有：输出用正端；输出用负端；位于所述输出用正端和所述输出用负端之间的焊接电源内部的电阻元件；为了检测焊条和工件接触，在所述输出用正端与所述输出用负端之间施加高电压的高电压施加手段；把外部机器连接于所述输出用正端和所述输出用负端之间的连接手段；还备有：为了检测所述焊条和所述工件接触，在所述输出用正端和所述输出用负端之间施加高电压期间，切断所述焊接电源内部的电阻元件的手段及切断所述外部机器的电阻元件中与所述焊条及所述工件并联的电阻元件的手段。

本发明的焊接电源利用上述结构，备有非焊接时一直切断焊接电源内部电阻元件的手段，从而在每次为了检测焊条和工件的接触而在输出用正端和输出用负端之间施加高电压时不必切断电阻元件，因此，切断手段的寿命变长。

又，由于设置非焊接时一直切断焊接电源内的电阻元件的手段，不需要用于切断电阻元件的专用信号线。

再者，在输出用正端和输出用负端之间连接外部机器时也不会产生误动作，能检测焊条和工件之间的接触。

图1表示本发明第1实施例的焊接机械手系统构成图。

图2是本发明第1实施例的焊接电源的焊条接触检测部的电路图。

图3是本发明第2实施例的焊接电源的焊条接触检测部的电路图。

图4是以往的焊条接触状态检测电路的概略构成图。

图中：2是焊接电源，4是焊条，9是工件，11是焊条接触检测电路切换用接点，12是焊条接触检测开始用接点，13是焊接电源内部的电阻元件，15是焊条接触电压检测点，16是基准电压设定用可变电阻，17是比较器，18是电弧焊接传感器，20是焊接电压检测用电阻，25是机械手控制部，26是焊条接触检测部，27是输出正端，28是输出负端，29是高电压施加手段，CR_a是焊条接触检测用继电器，CR_a1是导线接触信息用接点，CR_b是电阻元件切断继电器，CR_b1、CR_b2、MS_a是继电器接点，MS是焊条接触检测部切换继电器。

下面，参照附图对本发明第1实施例的焊接电源作说明。

图1是表示本发明第1实施例的焊接机械手系统的构成图，图2是本发明的第1实施例的焊接电源的焊条接触检测电路部的电路图。

图1中，1是机械手控制装置，它由输入的设定条件设定焊接执行程序，并检测电弧电流，进行焊接继续、异常的判定等。2是供给焊接功率等的焊接电源，3是进行焊条4正反方向传送的焊条馈送装置，5是焊条卷盘，6是焊枪，7是机械手主体，8是母材，9是工件。

图2中，机械手控制部25设置在机械手控制装置1内，焊条接触检测部26设置在焊接电源2内。焊条接触检测部26在电弧焊接以外的所需的时刻，通过高电压施加手段29，在焊条4和母材8间施加直流高电压，利用焊条4与工件9接触时，电压下降的现象，检测焊条4与工件9的接触状态。

非焊接时，使焊条4的伸出长度为一定，由机械手使焊枪6移动，通过使焊条4与工件9接触而检测工件9的位置偏移量，这种方法是公知技术，省略其说明。

又，焊条粘附的产生如下文所述。焊接终了时，即使阻断焊条馈送装置3的传送电机的电流，由于惯性力，焊条4仍稍向工件9传送。尽管这样传送，由于焊接电源2的焊接输出电压已降低，电弧变弱，在焊条4因惯性力而传送的速度比焊条4前端的熔融速度快时，焊条4的前端接触熔穴，与工件9短路相接，发生焊条粘附。

然后，参照附图对焊条接触状态的检测作说明。图2中，非焊接时，由于没有出现焊接开始信号，电阻元件切断继电器CR_b不动作，所以与电阻元件13串联设置的继电器接点CR_b2为断开状态。与此相反，继电器接点CR_b1为闭合状态，若焊条接触检测电路切换用接点11闭合，则成为焊条接触检测电路切换信号可控制焊条接触检测部切换继电器MS的状态。

与此相反，如果出现焊接开始信号(即，正在焊接中)，电阻元件切断继电器CR_b动作，由此，继电器接点CR_b2闭合，电阻元件13接入电路中。又，由于继电器接点CR_b1释放，成为焊条接触检测电路切换信号不能控制焊条接触检测部切换继电器MS的状态。

如上所述，本实施例中的焊接电源，利用焊接开始信号，在平时不焊接时，切断焊接电源内部的电阻元件。

又，在图2中，非焊接时，机械手控制部25闭合焊条检测电路切换用接点11，输出切换信号，通过焊条接触检测部切换继电器MS的继电器接点MS_a，就如接在焊条4和母材8之间那样，把焊条接触检测部26连接在设置在焊接电源2中的电阻元件13的两端。再者，由于是在非焊接中，如上述已说明的，电阻元件13由继电器接点CR_b2从电路上断开。

然后，闭合机械手控制部25的焊条接触检测用接点12，经在电路上与电阻元件13串联连接的电阻14施加直流高电压。

但，焊条接触检测开始用接点12在工件位置偏移量检测时一直保持闭合到焊条4与工件9接触。又，焊接终了的粘附检测时或焊枪接触检测时，所述接点12脉冲式闭合。

这里，假定焊条4和工件9处于接触状态，由于是非焊接中，电阻元件13处于从电路上断开的状态，电阻元件13与电阻14的焊条接触电压检测点15的电压值接近于0伏。又，若焊接导线4与工件9为非接触状态，由于接至焊接电源正输出端27和负输出端28间的电阻元件13断开，焊条接触电压检测点15的电压值为电阻14的电压按原样施加的值。

如上所述，焊条4与工件9接触时，通过焊条接触检测动作，焊条接触电压检测点15的电压降至0伏左右。把该焊条接触电压检测点15的电压与基准电压比较，比较器17使晶体管Ω1导通，驱动焊条接触检测用继电器CR_a，焊条接触信息用接点CR_a1闭合，焊条接触信息传送至机械手控制部25。

通过该焊条接触信息，机械手控制部25断开焊条接触检测电路切换用接点11，切断切换信号，把焊条接触检测部26与电阻元件13断开。

这里，若设焊条4不与工件9接触时，加至电阻14的电压为24伏，由于电阻元件13从电路上断开，该基准电压也可设定为12伏左右。即，在本实施例的电路构成的场合，仅比较判定外部阻抗是无限大还是0Ω，与现有技术相比能进行远为正确且可靠的动作。实施例2

下面，对本发明的第2实施例作说明。图3是本发明第2实施例的焊接电源的焊条接触检测部的电路图。图3中，18是电弧焊接传感器，它通过电弧焊接机械手使焊条横摆运动，又用其它机构使之以50HZ左右的频率旋转，检出电弧焊接时产生的焊接电流和焊接电压的变化，以进行最佳的焊接路径控制。图3的电弧焊接传感器18内设焊接电压检测用电阻20，该电阻20连接在焊接电源正输出端27和负输出端28之间，电流检测器19设置于母材侧电缆的中间。因而，电弧焊接传感器18组合在具有图3所示构成的电弧焊接机械手系统中时，由于形成环路，在焊接电源正输出端27和负输出端28间施加直流电压，判定焊条和工件是否接触时，有必要也同时切断焊接电压检测用电阻20。因此，在本实施例的焊接电源中，在非焊接时，焊接电源的正输出端27和负输出端28间施加直流电压以检测焊条4和工件9接触时，外部的焊接电压检测用电阻元件20也用由焊接开始信号动作的接点CR_b2同时断开。

由上述说明可知，在本实施例中，由于也切断外部机器的电阻元件，能防止产生环路，防止误动作。

再者，在本实施例中，虽然是切断连接在焊接电源的正输出端和负输出端之间的电弧传感器18，但显然，不限于电弧传感器，也可全部切断位于上述两端间的电阻元件。

由上述说明可知，根据本发明，通过平时非焊接时，切断位于焊接电源的输出用正端和输出用负端间的焊接电源内部电阻元件，切断手段的寿命变长，不需要切断电阻元件的专用信号线。

又，由于在连接在焊接电源的输出用正端和输出用负端间的外部机器的电阻元件中，与焊条和工件并联的电阻元件也可同时切断，因此即使在连接上述外部机器的场合，也不会产生误动作，焊条4的接触状态可置换成外部阻抗为无穷大或0Ω二值逻辑，可忽略焊接电缆和工件等的外部总阻抗和周围环境温度变化，可进行正确且可靠的焊条接触状态检测。

Claims

1.一种焊接电源，包括：输出用正端、输出用负端、设置在所述输出用正端和所述输出用负端之间的焊接电源内部的电阻元件、为了检测焊条和工件接触而在所述输出用正端和输出用负端间施加高电压的高电压施加手段；其特征在于，该焊接电源还包括非焊接时一直切断所述焊接电源内部电阻的切断手段。

2.一种焊接电源，包括：输出用正端、输出用负端、设置在所述输出用正端和所述输出用负端之间的焊接电源内部的电阻元件、为了检测焊条和工件接触而在所述输出用正端和输出用负端间施加高电压的高电压施加手段、在所述输出用正端和所述输出用负端间连接外部机器的连接手段；其特征在于，还包括：为了检测所述焊条和所述工件接触而在所述输出用正端和所述输出用负端间施加高电压期间，切断所述焊接电源内部的电阻元件的手段及切断在所述外部机器的电阻元件中，与所述焊条和工件并联的电阻元件的手段。