CN108778597B

CN108778597B - 焊接装置以及焊接方法

Info

Publication number: CN108778597B
Application number: CN201780018836.6A
Authority: CN
Inventors: 安保宇; 森田国敏; 冈本政弘; 田中春希
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2017-02-27
Publication date: 2021-06-25
Anticipated expiration: 2037-02-27
Also published as: JP6765037B2; WO2017169409A1; CN108778597A; JPWO2017169409A1

Abstract

本发明提供一种焊接装置以及焊接方法，焊接装置(1)具有：焊枪(15)，具有用于TIG焊接的电极(17)；焊接控制部(10)；高频电压施加部(11)；电流检测部(12)；计测部(13)；和判定部(14)。焊接控制部(10)发送控制信号。高频电压施加部(11)接收控制信号，在电极(17)与母材(16)之间施加高频电压。电流检测部(12)检测电极(17)与母材(16)之间的电弧电流。计测部(13)计测从施加高频电压起到检测出电弧电流为止所花费的延迟时间。判定部(14)从计测部(13)接收延迟时间的数据，判定延迟时间是否为给定时间以上。

Description

焊接装置以及焊接方法

技术领域

本公开涉及焊接装置以及焊接方法。特别涉及TIG(Tungsten Inert Gas)焊接装置以及TIG焊接方法、涉及安装于TIG焊枪的电极的更换。

背景技术

首先，对以往的TIG焊接装置以及TIG焊接方法进行说明。图4是以往的焊枪910和研磨装置920的侧视图。通过研磨装置920来研磨焊枪910的电极的前端。

如图4所示，以往的焊枪910具有缸体911、电极912、用于供给焊丝的管道913以及焊丝引导件914。此外，以往的研磨装置920具有多个研磨棒921和旋转主体922。而且，若焊枪910的电极912被消耗，则使多个研磨棒921旋转来对电极912的前端进行研磨。在以往的焊枪910中，在经过了一定的焊接次数、焊接时间后，更换电极912(例如，参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-285654号公报

发明内容

本公开的焊接装置具有焊枪、焊接控制部、高频电压施加部、电流检测部、计测部和判定部。

焊枪具有用于TIG焊接的电极。

焊接控制部发送控制信号。

高频电压施加部接收控制信号，在电极与母材之间施加高频电压。

电流检测部检测电极与母材之间的电弧电流。计测部计测从施加高频电压起到检测出电弧电流所花费的延迟时间。

判定部从计测部接收延迟时间的数据，判定延迟时间是否为给定时间以上。

本公开的焊接方法包括：

第一工序，在母材与电极之间施加高频电压；

第二工序，检测在母材与电极之间流动的电弧电流；

第三工序，测定从第一工序到第二工序为止的延迟时间；和

第四工序，判定延迟时间是否为给定时间以上。

附图说明

图1是实施方式所涉及的焊接装置的概略图。

图2是表示实施方式所涉及的焊接装置的起弧次数和从施加高频电压到电弧转移所花费的时间的关系的曲线图。

图3是实施方式所涉及的电弧焊接装置和自动机械的概略图。

图4是以往的焊枪和研磨装置的侧视图。

具体实施方式

以往，在经过了一定的焊接次数、焊接时间后，更换电极912。但是，用于TIG焊接的电极的消耗除了焊接次数、焊接时间以外，还因母材的材质、焊接条件(焊接电流、焊接电压)等而受到较大影响。因此，在以往的电极消耗的判断方法中，有时电极的更换过早，为了更换电极而花费多余的费用和时间，或者电极的更换过晚而导致焊接质量(焊接的结果)降低。本公开通过准确地判断焊接的电极的消耗，能够在最佳时期对电极进行研磨或者更换。因此，能够提供不花费用于电极更换的多余的费用和时间且焊接质量高的焊接装置以及焊接方法。

(实施方式1)

图1是实施方式所涉及的焊接装置1(电弧焊接装置)的概略图。图2是表示实施方式所涉及的焊接装置1的起弧次数和从施加高频电压到电弧转移所花费的时间的关系的曲线图。使用图1以及图2，说明本公开的实施方式所涉及的焊接装置1中的自动检测更换用于TIG焊接的电极17的时期的方法。

如图1所示，焊接装置1具有焊接控制部10、高频电压施加部11、电流检测部12、计测部13和判定部14。

焊接控制部10经由信号线S31向高频电压施加部11发送控制信号(焊接输出命令)，控制高频电压施加部11。此外，焊接控制部10经由信号线S34向计测部13发送高频定时信号。进而，焊接控制部10接收由电流检测部12检测出的表示焊接电流的信号和从判定部14输出的判定信号。在此，高频定时信号是表示高频输出的定时的信号。换言之，高频定时信号是表示控制信号的发送的信号。

高频电压施加部11经由信号线S31从焊接控制部10接收控制信号。而且，高频电压施加部11基于控制信号对焊枪施加高频电压。

电流检测部12对表示焊接电流(电弧电流)的信号进行检测。而且，电流检测部12将其检测出的信号经由信号线S32发送至焊接控制部10。此外，将电流定时信号(表示检测出的电弧电流开始流动的定时的信号)经由信号线S33发送到计测部13。

计测部13从焊接控制部10接收高频定时信号(表示高频输出的定时的信号)，从电流检测部12接收电流定时信号(表示电弧电流开始流动的定时的信号)。而且，计测部13计测从接收高频定时信号起到接收电流定时信号为止所花费的延迟时间。此外，将计测出的延迟时间的数据经由信号线S35发送至判定部14。在本实施方式中，将检测出电弧电流的定时作为电弧电流开始流动的定时。

判定部14接收来自计测部13的延迟时间的数据。而且，判定部14判定延迟时间是否为给定时间以上。在此，判定部14可以将判定出的结果经由信号线S36发送至焊接控制部10。而且，在延迟时间为给定时间以上的情况下，基于从判定部14接受的判定结果，焊接控制部10也可以停止向高频电压施加部11发送控制信号。

根据以上结构，焊接装置1的焊接控制部10向高频电压施加部11发送控制信号(焊接输出命令)，并且向计测部13发送高频输出的高频定时信号。此外，通过高频电压施加部11在具有用于TIG焊接的电极17的焊枪15与母材16之间施加高频电压。由于该高频电压而产生空气的绝缘破坏，电流在焊枪15与母材16之间开始流动而转移到电弧放电。当转移到电弧放电时，电流检测部12检测电弧电流，并将电流定时信号(表示电弧电流开始流动的定时的信号)发送至计测部13。计测部13测定从施加高频电压起到检测出电弧电流为止的延迟时间，并向判定部14发送。判定部14判定延迟时间是否为给定时间以上，若延迟时间为给定时间以上，则输出报警信号，并向焊接控制部10发送。焊接控制部10在收到报警信号后输出报警(警报)。在此，判定部14也可以向警报装置发送用于发出警报的信号。此外，警报装置可以包含在焊接装置1中，也可以不包含在焊接装置1中。或者，在延迟时间为给定时间以上的情况下，判定部14也可以将用于点亮、闪烁等的信号发送至点亮装置。在此，点亮装置可以包含在焊接装置1中，也可以不包含在焊接装置1中。此外，计测部13与判定部14也可以构成为一体。进而，判定部14或者焊接控制部10也可以与警报装置或者点亮装置构成为一体。根据以上结构，作业者能够了解电极17的消耗。

接下来，使用图2，说明本实施方式所涉及的自动检测对电极17(焊接电极)进行更换的时期的方法。

图2是表示实施方式所涉及的焊接装置1的起弧次数(横轴)和从施加高频电压到电弧转移所花费的时间(纵轴)的关系的曲线图。

如图2所示，存在由于起弧次数增加而从施加高频电压到电弧转移为止所花费的延迟时间变长的倾向。这是由于电极17被消耗。在图2中，在起弧次数为n1(例如第一次)的情况下，延迟时间为t1，例如为50ms。此外，在起弧次数为nn(例如第n次)的情况下，延迟时间变成t2，例如变为100ms。延迟时间变长意味着即使输出高频也难以起弧，可判断为电极17被消耗。即，电极17的消耗能够根据从接收高频定时信号起到接收电流定时信号为止所花费的延迟时间的长度来判断。实际上，例如，预先将延迟时间t2设定为比延迟时间t1大的某个恒定值(例如100ms)。并且，在由于起弧次数增加而在起弧为第n次时延迟时间超过了t2的情况下，能够判断为电极17被消耗而需进行更换的时期。

根据以上的结构，本实施方式的焊接方法自动检测电极的消耗程度，能够同时实现节拍时间的缩短和焊接质量的提高，能够检测出更换电极的最佳时机。

(实施方式2)

图3是实施方式所涉及的焊接装置1(电弧焊接装置)和自动机械2的概略图。使用图2以及图3，说明在连接本公开的实施方式所涉及的焊接装置1和自动机械2并使用自动机械进行焊接的情况下自动检测电极更换时机的方法。

焊接装置1具有与实施方式1相同的结构，还具有自动机械2。自动机械2具有自动机械控制部20和机械手部21。

焊接装置1的焊接控制部10起到与实施方式1相同的功能。除此以外，焊接控制部10经由信号线S37将从判定部14接收的报警信号发送至自动机械2的自动机械控制部20。此外，焊接装置1的高频电压施加部11、电流检测部12、计测部13和判定部14起到与实施方式1相同的功能。

自动机械控制部20经由信号线S37接收从焊接控制部10输出的报警信号。此外，自动机械控制部20经由信号线S38向机械手部21发送控制信号，控制机械手部21的动作。此外，机械手部21经由连接机构部M41装配焊枪15，并使焊枪15移动。

根据以上结构，焊接装置1实现与实施方式1相同的功能。除此以外，焊接装置1的焊接控制部10接收从判定部14输出的报警信号，将该报警信号向自动机械2的自动机械控制部20发送。若自动机械控制部20接收到报警信号，则输出报警(警报)。

此外，与实施方式1同样，判定部14也可以向警报装置发送用于发出警报的信号。或者，在延迟时间为给定时间以上的情况下，也可以将作为警报的用于点亮、闪烁等的信号发送至点亮装置。因此，判定部14输出用于直接或者间接发出警报的信号。

在此，警报装置和/或者点亮装置可以包含在焊接装置1中，也可以不包含在焊接装置1中。此外，计测部13与判定部14可以构成为一体。进而，判定部14或者焊接控制部10可以与警报装置或者点亮装置构成为一体。根据以上结构，作业者能够了解电极17的消耗。

本实施方式所涉及的自动检测电极更换的时机的方法与实施方式1相同。

产业上的可利用性

本公开的焊接装置以及焊接方法通过准确地判断用于TIG焊接的电极的消耗，能够在最佳时期对电极进行研磨或者更换。因此，不花费用于电极更换的多余的费用和时间，并且能够提高焊接质量，在产业上有用。

符号说明

1 焊接装置

2 自动机械

10 焊接控制部

11 高频电压施加部

12 电流检测部

13 计测部

14 判定部

15 焊枪

16 母材

17 电极

20 自动机械控制部

21 机械手部

910 焊枪

911 缸体

912 电极

913 管道

914 焊丝引导件

920 研磨装置

921 研磨棒

922 旋转主体

S31～S38 信号线

M41 连接机构部

Claims

1.一种焊接装置，具备：

焊枪，具有用于TIG焊接的电极；

焊接控制部，发送控制信号；

高频电压施加部，接收所述控制信号，在所述电极与母材之间施加高频电压；

电流检测部，检测所述电极与所述母材之间的电弧电流；

计测部，计测从施加所述高频电压起到检测出所述电弧电流开始流动为止所花费的延迟时间；和

判定部，从所述计测部接收所述延迟时间的数据，判定所述延迟时间是否为给定时间以上，

所述计测部将从所述焊接控制部接收到表示所述控制信号的发送的高频定时信号的时间点作为施加了所述高频电压的时间点，

所述计测部将从所述电流检测部接收到表示检测出所述电弧电流开始流动的电流定时信号的时间点作为检测出所述电弧电流的时间点，

所述计测部将从接收所述高频定时信号起到接收所述电流定时信号为止所花费的时间作为所述延迟时间。

2.根据权利要求1所述的焊接装置，其中，

所述判定部在所述延迟时间为给定时间以上的情况下，向警报装置发送用于发出警报的信号。

3.根据权利要求1所述的焊接装置，其中，

所述判定部在所述延迟时间为给定时间以上的情况下，向点亮装置发送用于点亮的信号。

4.根据权利要求1所述的焊接装置，其中，

所述判定部将判定所述延迟时间是否为给定时间以上的判定结果发送至所述焊接控制部。

5.根据权利要求4所述的焊接装置，其中，

所述焊接控制部基于从所述判定部接受的所述判定结果，停止向所述高频电压施加部发送所述控制信号。

6.根据权利要求1所述的焊接装置，其中，

所述计测部与所述判定部构成为一体。

7.一种焊接方法，包括：

第一工序，接收控制信号，在母材与电极之间施加高频电压；

第二工序，检测在所述母材与所述电极之间流动的电弧电流；

第三工序，测定从所述第一工序到所述第二工序为止的延迟时间；和

第四工序，判定所述延迟时间是否为给定时间以上，

所述延迟时间是从施加了所述高频电压的时间点起到检测出所述电弧电流开始流动的时间点为止的时间，

在所述第三工序中，

将接收到表示所述控制信号的发送的高频定时信号的时间点作为施加了所述高频电压的时间点，

将接收到表示检测出所述电弧电流开始流动的电流定时信号的时间点作为检测出所述电弧电流的时间点，

将从接收所述高频定时信号起到接收所述电流定时信号为止所花费的时间作为所述延迟时间。

8.根据权利要求7所述的焊接方法，其中，

还包括：第五工序，在所述延迟时间为所述给定时间以上的情况下发出警报。

9.根据权利要求7所述的焊接方法，其中，

还包括：第五工序，在所述延迟时间为所述给定时间以上的情况下进行点亮。