專利名稱：焊接用電源裝置以及焊接機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)電極前端電壓的計(jì)算來實(shí)施反饋控制的焊接用電源裝置以及具備該焊接用電源裝置的焊接機(jī)。
背景技術(shù)：
電弧焊接用電源裝置例如如專利文獻(xiàn)I所示，被構(gòu)成為通過逆變器電路，將對來自商用電源的交流輸入電力進(jìn)行了整流后的直流電變換為高頻交流電，通過整流電路和直流電抗器，將由焊接變壓器進(jìn)行了電壓調(diào)整后的高頻交流電變換為適于電弧焊接的直流輸出電力。由電源裝置生成的輸出電力被供給到由焊炬支撐的電極，由此在電極前端與焊接 對象之間產(chǎn)生電弧，來進(jìn)行焊接對象的焊接。另外，這種焊接用電源裝置進(jìn)行輸出電流以及輸出電壓的檢測，控制裝置將時時檢測出的輸出電流以及輸出電壓反饋給逆變器電路的PWM控制，并實(shí)施使時時的輸出電力成為適當(dāng)值的控制，來提高焊接性能。專利文獻(xiàn)I JP特開平8-103868號公報(bào)然而，為了產(chǎn)生合適的電弧，優(yōu)選不僅將在電源裝置內(nèi)檢測的輸出電壓反映到逆變器電路的控制值，還計(jì)算正確地產(chǎn)生該電弧的電極的前端電壓，將計(jì)算出的電極前端電壓反映到控制值。因?yàn)閷?shí)際上進(jìn)行焊接的焊炬(電極)與電源裝置之間分離的情況較多，兩者間經(jīng)由功率電纜(power cable)而連接的形態(tài)是一般的使用形態(tài)。因此，功率電纜的電纜長因每個使用者而不同，所以電纜本身的電阻值不同，而且根據(jù)電纜的敷設(shè)狀態(tài)，例如若將多余長度卷繞幾周來進(jìn)行敷設(shè)，則根據(jù)直線地敷設(shè)的情況或卷繞數(shù)的不同，電感值也不同。因此，為了實(shí)現(xiàn)焊接性能的進(jìn)一步提高，不能忽視到包括功率電纜的電源裝置外部的電極之間的電阻以及電感的電壓變動量。因此，在將在電源裝置內(nèi)檢測的輸出電壓反映到逆變器電路的控制值的方式中，會產(chǎn)生下述的擔(dān)憂與真正的電極前端電壓背離的電壓值被反映到逆變器電路的控制值，這會妨礙產(chǎn)生合適的電弧，妨礙焊接性能的進(jìn)一步提高。這樣的電極前端電壓的計(jì)算所使用的電阻值以及電感值的測定是在使電極前端短路的狀態(tài)下進(jìn)行的，但在短路異常(短路不良)的情況下，電阻值或電感值的測定誤差變大，使用這些而算出的前端電壓的值的精度很低。另外，若同樣地電極前端短路異常，則有時會在電極前端意外地產(chǎn)生電弧，所以在操作者位于電極附近的情況下，會給該操作者帶來不安感。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述課題而做出的，其目的在于提供一種在電極短路狀態(tài)下對電極前端電壓的計(jì)算所使用的電阻值以及電感值進(jìn)行測定時，能防止在產(chǎn)生了短路異常的狀態(tài)下進(jìn)行的測定的焊接用電源裝置以及具備該焊接用電源裝置的焊接機(jī)。
為了解決上述課題，技術(shù)方案I中所述的發(fā)明是一種焊接用電源裝置，其具備將直流電變換為高頻交流電的逆變器電路、進(jìn)行變換后的交流電的電壓調(diào)整的焊接變壓器、和根據(jù)該焊接變壓器的二次側(cè)交流電生成適于焊接的直流輸出電力的直流變換機(jī)構(gòu)，其還具備控制機(jī)構(gòu)，該控制機(jī)構(gòu)是基于所生成的所述輸出電力向電極的供給在與焊接對象之間使用于焊接的電弧產(chǎn)生的機(jī)構(gòu)，并且基于由本裝置內(nèi)的檢測機(jī)構(gòu)檢測出的輸出電流和輸出電壓來計(jì)算所述電極的前端電壓，基于計(jì)算出的前端電壓來控制所述逆變器電路，其中，所述焊接用電源裝置具有執(zhí)行包括電阻值計(jì)算機(jī)構(gòu)和電感值計(jì)算機(jī)構(gòu)的處理的測定模式，并且具備前端電壓計(jì)算機(jī)構(gòu)，所述電阻值計(jì)算機(jī)構(gòu)將所述電極設(shè)為短路狀態(tài)而進(jìn)行處理，基于將由所述逆變器電路的動作而產(chǎn)生的所述輸出電流設(shè)為規(guī)定電流值時的所述輸出電壓的電壓值，來計(jì)算到所述電極前端為止的路徑上的合計(jì)電阻值，所述電感值計(jì)算機(jī)構(gòu)將所述電極設(shè)為短路狀態(tài)而進(jìn)行處理，基于將由 所述逆變器電路的動作而產(chǎn)生的所述輸出電流設(shè)定為規(guī)定電流值時開始的電流衰減量，來計(jì)算到所述電極前端為止的路徑上的合計(jì)電感值，所述前端電壓計(jì)算機(jī)構(gòu)對由所述檢測機(jī)構(gòu)檢測出的所述輸出電壓的電壓值修正與到所述電極前端為止的路徑上的所述合計(jì)電阻值以及所述合計(jì)電感值相關(guān)的電壓變化量，來計(jì)算所述前端電壓，所述焊接用電源裝置還具備短路異常判斷機(jī)構(gòu)，其判斷在所述測定模式下的實(shí)際測定中，由所述檢測機(jī)構(gòu)檢測出的所述輸出電壓是否為包含所述電極的短路異常的主要原因所引起的異常值；和異常報(bào)告機(jī)構(gòu)，其在由所述短路異常判斷機(jī)構(gòu)判斷為異常時報(bào)告這一,清況。在該發(fā)明中，在測定與電極前端電壓的計(jì)算相關(guān)的到電極前端為止的合計(jì)電阻值和合計(jì)電感值的測定模式下，在各測定值的實(shí)際測定中，由短路異常判斷機(jī)構(gòu)判斷所檢測出的輸出電壓是否為包含電極的短路異常的主要原因所引起的異常值。在由短路異常判斷機(jī)構(gòu)判斷為異常時，由異常報(bào)告機(jī)構(gòu)報(bào)告異常。由此，在實(shí)際測定時要求的電極的短路狀態(tài)為異常的情況下，通過報(bào)告該異常，從而能夠由操作者識別，所以防止在產(chǎn)生了短路異常的情況下繼續(xù)實(shí)際測定。結(jié)果，操作者能夠重新進(jìn)行實(shí)際測定，能有助于取得精度高的前端電壓。另外，能抑制因短路異常引起的意外的電弧的產(chǎn)生，有助于作業(yè)環(huán)境的改善。技術(shù)方案2中所述的發(fā)明是在技術(shù)方案I中所述的焊接用電源裝置中，具備測定前判斷機(jī)構(gòu)，該測定前判斷機(jī)構(gòu)在所述測定模式中的實(shí)際測定之前，實(shí)施用于確認(rèn)所述電極的短路狀態(tài)的規(guī)定電壓的施加，基于該電壓的施加來判斷所述輸出電壓是否為包含所述電極的短路異常的主要原因所引起的異常值，所述異常報(bào)告機(jī)構(gòu)在由所述測定前判斷機(jī)構(gòu)判斷為異常時報(bào)告這一情況。在該發(fā)明中，在測定模式中的實(shí)際測定之前，由測定前判斷機(jī)構(gòu)實(shí)施用于確認(rèn)電極的短路狀態(tài)的規(guī)定電壓的施加，基于該電壓的施加判斷輸出電壓是否為包含電極的短路異常的主要原因所引起的異常值。在由測定前判斷機(jī)構(gòu)判斷為異常時，由異常報(bào)告機(jī)構(gòu)報(bào)告異常。由此，在實(shí)際測定之前，在實(shí)際測定時要求的電極的短路狀態(tài)為異常的情況下，通過報(bào)告該異常，從而能夠由操作者識別，所以避免了在產(chǎn)生了短路異常的情況下還進(jìn)行實(shí)際測定。技術(shù)方案3中所述的發(fā)明是在技術(shù)方案2中所述的焊接用電源裝置中，在由所述測定前判斷機(jī)構(gòu)進(jìn)行的測定前判斷時對所述電極施加的電壓被設(shè)定為比實(shí)際測定中施加的電壓小的電壓值。
在該發(fā)明中，由于在測定前判斷時對電極施加的施加電壓被設(shè)定為比實(shí)際測定中的施加電壓小的電壓值，所以能可靠地防止因短路異常引起的意外的電弧的產(chǎn)生，能有助于作業(yè)環(huán)境的進(jìn)一步改善。技術(shù)方案4中所述的發(fā)明是具備技術(shù)方案I 3的任一項(xiàng)所述的焊接用電源裝置而構(gòu)成的焊接機(jī)。在該發(fā)明中，可以提供一種能防止在產(chǎn)生了短路異常的情況下還測定電阻值以及電感值的焊接機(jī)。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能提供一種在將電極設(shè)為短路狀態(tài)來測定電極前端電壓的計(jì)算所使用的電阻值以及電感值時，能防止在產(chǎn)生了短路異常的情況下還進(jìn)行測定的焊接用電源裝置、以及具備該焊接用電源裝置的焊接機(jī)。


圖I是表示本實(shí)施方式的電弧焊接機(jī)的電源裝置的構(gòu)成圖。圖2是用于對電感值的變化進(jìn)行說明的說明圖。圖3是用于對電阻值以及電感值的計(jì)算方法進(jìn)行說明的說明圖。圖4是對短路狀態(tài)的判斷進(jìn)行說明時所使用的時序圖。符號說明10 電弧焊接機(jī)(焊接機(jī))11 焊接用電源裝置12 焊絲電極(電極)22 逆變器電路23 焊接變壓器24 整流電路(直流變換機(jī)構(gòu))25 直流電抗器(直流變換機(jī)構(gòu))31 控制裝置(控制機(jī)構(gòu)、前端電壓計(jì)算機(jī)構(gòu)、電阻值計(jì)算機(jī)構(gòu)、電感值計(jì)算機(jī)構(gòu)、短路異常判斷機(jī)構(gòu)、測定前判斷機(jī)構(gòu)、異常報(bào)告機(jī)構(gòu))33 電流傳感器(檢測機(jī)構(gòu))34 電壓傳感器(檢測機(jī)構(gòu))36 異常報(bào)告裝置(異常報(bào)告機(jī)構(gòu))M 焊接對象I 輸出電流Ipl 電流值Ip2 電流值V 輸出電壓Vs 輸出電壓(實(shí)際輸出)Vm 輸出電壓(檢測)Va 前端電壓
R 合計(jì)電阻值L 合計(jì)電感值
L(I)函數(shù)
具體實(shí)施例方式以下，根據(jù)附圖對將本發(fā)明具體化后的一實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖I表示消耗電極式的電弧焊接機(jī)10。在電弧焊接機(jī)10中，在焊接用電源裝置11的正側(cè)輸出端子連接由焊炬TH支撐的焊絲電極12，在該電源裝置11的負(fù)側(cè)輸出端子連接焊接對象M，通過由該電源裝置11生成的直流輸出電力向焊絲電極12的供電，來進(jìn)行電弧焊接。此時，由于焊絲電極12在焊接時被消耗，所以焊絲提供裝置13對應(yīng)于消耗進(jìn)行送給。向焊絲電極12以及焊接對象M，經(jīng)由與電源裝置11的輸出端子連接的功率電纜14來供給輸出電力。
焊接用電源裝置11是將從商用電源提供的三相的交流輸入電力變換為適于電弧焊接的直流輸出電力的裝置。交流輸入電力通過由二極管橋以及平滑電容器構(gòu)成的整流平滑電路21被變換為直流電，變換后的直流電通過逆變器電路22被變換為高頻交流電。逆變器電路22由使用了 4個IGBT等開關(guān)元件TR的橋接電路構(gòu)成，實(shí)施基于控制裝置31的PWM控制。由逆變器電路22生成的高頻交流電被變換為由焊接變壓器23調(diào)整為規(guī)定電壓值的二次側(cè)交流電。焊接變壓器23的二次側(cè)交流電通過使用了二極管的整流電路24和直流電抗器25,被變換為適于電弧焊接的直流輸出電力。本實(shí)施方式的直流電抗器25使用具有過飽和特性的過飽和電抗器。直流電抗器25的特性如圖2所示，包括電流值Ipl的比規(guī)定電流值Ia大的高電流區(qū)域是以必要最低限度的電感值La而固定的通常特性區(qū)域Al。另一方面，成為規(guī)定電流值Ia以下的低電流區(qū)域是隨著電流值的減少電感值線性地逐漸增大的過飽和特性區(qū)域A2(電流值Ip2、電感值Lb)。即，通過采用這樣特性的直流電抗器25，從而在高電流區(qū)域電感值小，所以對用于電流平滑的波形控制的影響小，在低電流區(qū)域通過增大電感值從而防止了電弧切斷，生成了在整個電流區(qū)域都合適的直流輸出電力。如圖I所示，控制裝置31對逆變器電路22的開關(guān)元件TR實(shí)施PWM控制，進(jìn)行使直流輸出電力時常為適當(dāng)值的控制。此時，控制裝置31進(jìn)行時時的輸出電流I以及輸出電壓V的檢測，基于檢測出的輸出電流I以及輸出電壓V進(jìn)行向PWM控制的反饋。S卩，在電源裝置11內(nèi)的負(fù)側(cè)輸出端子的電源線上具備電流傳感器33，控制裝置31在處理部(CPU) 32中經(jīng)由該電流傳感器33檢測電源裝置11的輸出電流I。另外，在緊挨整流電路24之后的電源線間具備電壓傳感器34，控制裝置31在處理部32中經(jīng)由該電壓傳感器34檢測電源裝置11的輸出電壓V。控制裝置31基于由處理部32時時檢測出的輸出電流I以及輸出電壓V，進(jìn)行PWM控制的占空比(duty)的計(jì)算，生成向逆變器電路22輸出的PWM控制信號。在此，在PWM控制中，作為用于控制的輸出電壓V，優(yōu)選采用正確地產(chǎn)生電弧的焊絲電極12的前端電壓Va，但前端電壓Va的直接的檢測是困難的。為此，控制裝置31將從電壓傳感器34到電極12之間的電壓變化量預(yù)先保持在存儲裝置(圖示略)中，對時時檢測出的輸出電壓V進(jìn)行該電壓變化量的修正，以得到前端電壓Va，并實(shí)施采用了所計(jì)算出的前端電壓Va的PWM控制。
然而，在從電壓傳感器34到電極12之間的電壓變化量中，存在電源裝置11內(nèi)部的電壓變化量(從整流電路24到輸出端子為止的由電阻值Rl與電感值LI所引起的電壓變化量)、和外部的電壓變化量(從輸出端子經(jīng)由功率電纜14到電極12前端為止的由電阻值R2與電感值L2引起的電壓變化量)。為了不受使用狀態(tài)的影響，可以將電源裝置11的內(nèi)部電壓變化量預(yù)先作為修正項(xiàng)編入前端電壓Va的計(jì)算，但外部電壓變化量由于功率電纜14的電纜長或敷設(shè)狀態(tài)(直線敷設(shè)或卷繞敷設(shè)、其卷繞數(shù))等、條件因每個使用者而不同，所以很大程度受到電阻值R2、特別是電感值L2的變化的影響為此，使用者在現(xiàn)場設(shè)置電弧焊接機(jī)10，也包括功率電纜14的敷設(shè)在內(nèi)成為正確使用狀態(tài)時，測定將內(nèi)部的電阻值Rl以及電感值LI、和外部的電阻值R2以及電感值L2合計(jì)之后得到的電阻值R以及電感值L。測定得到的合計(jì)電阻值R以及合計(jì)電感值L被保持在控制裝置31內(nèi)。另外，在本實(shí)施方式的電源裝置11中具有測定模式，該測定模式執(zhí)行用于進(jìn)行上述合計(jì)電阻值R以及合計(jì)電感值L的測定的處理，根據(jù)電源裝置11中配備的操作開關(guān)(圖示略)的操作，控制裝置31能移至測定模式。另外，也可以構(gòu)成為使用焊炬TH中配備的焊炬開關(guān)、焊絲提供裝置13中配備的操作遙控器(都未圖示)，從離開電源裝置11的位置移至測定模式。另外，在測定模式的測定時，需要將焊絲電極12設(shè)為與焊接對象M短路的狀態(tài)，但在本實(shí)施方式中如圖I所示，不將焊絲電極12與焊接對象M直接短路，而是使配備在焊炬TH的前端部并向焊絲電極12進(jìn)行供電的接觸片THa與焊接對象M短路來進(jìn)行測定。在該情況下，也可以制作短路用的特殊夾具來使用。若對測定模式進(jìn)行詳細(xì)描述，如圖3所示，首先，使逆變器電路22工作，輸出電流I增大到電流值Ipl。該電流值Ipl是在具有過飽和特性的直流電抗器25的單體中，以電感值La固定的通常特性區(qū)域Al的電流值。實(shí)際上，如圖2所示，由于特性因功率電纜14的敷設(shè)狀態(tài)等而發(fā)生偏移，所以合計(jì)電感值L以偏移的值Lal固定，被設(shè)定為考慮了該偏移量的通常特性區(qū)域Al的電流值。并且，測定以這樣的電流值Ipl保持的區(qū)間中的平均電壓值Ve0由此，首先通過下面的式(a)來計(jì)算合計(jì)電阻值R。R = Ve/Ip I · · · (a)接著，使逆變器電路22的動作停止，從此時的時刻TO開始計(jì)時。同時，進(jìn)行以時刻TO為起點(diǎn)時刻變化的輸出電流I的采樣，將達(dá)到作為與時間常數(shù)相應(yīng)的電流衰減量的電流值ΛΙρ1(Ιρ1Χ36·8% )的時刻設(shè)為Tl，求得該時刻Tl-TO間的時間(時間常數(shù))τ I。由此，在通常特性區(qū)域Al變化的合計(jì)電感值Lal (電抗器25的單體中為電感值La)通過下式(b)算出。Lal = R* τ I ( = Ve · τ 1/Ipl) · · · (b)接著，再次使逆變器電路22動作，輸出電流I被調(diào)整為過飽和特性區(qū)域A2內(nèi)的規(guī)定電流值Ip2。在調(diào)整后，再次使逆變器電路22的動作停止，從此時的時刻T2開始計(jì)時。同時，進(jìn)行以時刻T2為起點(diǎn)時刻變化的輸出電流I的采樣，將達(dá)到作為與時間常數(shù)相應(yīng)的電流衰減量的電流值△IpZapZXSe.SW)的時刻設(shè)為T3，求得該時刻T3-T2間的時間(時間常數(shù))τ2。由此，在過飽和特性區(qū)域Α2變化的合計(jì)電感值Lbl (在電抗器25的單體中為電感值Lb)由下式(c)算出。Lbl = R · τ 2 = (Ve · τ 2/Ιρ2) · · · (c)
接著，如圖2所示，計(jì)算出的通常特性區(qū)域Al的合計(jì)電感值Lal與過飽和特性區(qū)域A2的合計(jì)電感值Lbl通過直線增補(bǔ)，得到合計(jì)電感值L作為電流I的函數(shù)L(I)。然后，將這樣得到的合計(jì)電感值L的函數(shù)L(I)、和先前求出的合計(jì)電阻值R保持在控制裝置31內(nèi)。由此,測定模式結(jié)束。然后，控制裝置31在焊接動作時，根據(jù)時時的輸出電流I以及輸出電壓V由下式(d)計(jì)算出前端電壓Va。Va = V-L (I) · dl/dt—RI ···((!)另外，若用具體的數(shù)值表示，根據(jù)逆變器電路22的接通而將輸出電流I的電流值Ipl = 400[A]輸出10[ms]鐘，之后，使逆變器電路22斷開。在此期間的平均電壓值Ve為4[V]時，根據(jù)上述式(a)，算出合計(jì)電阻值R，R = Ve/Ipl = 4/400 = 0·01[Ω]。

接著，電流值Ipl成為與時間常數(shù)τ I相當(dāng)?shù)碾娏魉p量的電流值Λ Ipl為Λ Ipl=400X0. 368 = 147 [A]，若使逆變器電路22斷開之后輸出電流I從400 [Α]達(dá)到147 [A]的時間常數(shù)τ I為3 [ms]，則根據(jù)上述式(b)，Lal = R · τ I = O. 01X3 = O. 03[mH]在通常特性區(qū)域Al中，算出包含直流電抗器25的單體的電感值La的合計(jì)電感值Lai。另外，上述的電流值Ipl需要預(yù)先根據(jù)使用的直流電抗器25的規(guī)格來推斷，并設(shè)定為沒有達(dá)到過飽和特性區(qū)域A2的值。接著，再次使逆變器電路22接通，將輸出電流I設(shè)為過飽和特性區(qū)域A2內(nèi)的例如與電弧焊接機(jī)10的最小電流相當(dāng)?shù)碾娏髦礗p2 = 20[A]，輸出10[ms]鐘，之后，使逆變器電路22關(guān)斷。電流值Ip2成為與時間常數(shù)τ 2相當(dāng)?shù)碾娏魉p量的電流值Λ IP2為Δ Ip2 = 20X0. 368 = 7 [A]若斷開逆變器電路22之后輸出電流I從20[A]達(dá)到7[A]的時間常數(shù)τ2為
10[ms]，則根據(jù)上述式(C)，Lbl = R · τ 2 = O. 01X10 = O. I [mH]在過飽和特性區(qū)域A2中，算出包含直流電抗器25的單體的電感值Lb的合計(jì)電感值 Lbl。然后，通過進(jìn)行這些Lal = O. 03 [mH]、Lbl = O. I [mH]的直線增補(bǔ)，從而得到合計(jì)電感值L的函數(shù)L(I)，并根據(jù)該函數(shù)與先前得到的合計(jì)電阻值R，根據(jù)上述式(d)能算出時時的前端電壓Va。另外，上述舉出的具體的數(shù)值是一個例子，并非限定于此。即使在像這樣采用具有過飽和特性的直流電抗器25的本實(shí)施方式的焊接用電源裝置11中也能適當(dāng)?shù)厮愠銮岸穗妷篤a，由此基于適當(dāng)?shù)赜?jì)算出的前端電壓Va能更恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行逆變器電路22的時時控制。因此，通過與采用過飽和特性的電抗器25的相輔相成的效果，能生成在整個電流區(qū)域都更合適的電弧焊接用的直流輸出電力。然而，在測定模式的上述實(shí)際測定前，進(jìn)行電極12 (接觸片THa)是否成為充分的短路狀態(tài)的判斷(測定前判斷)。具體地說，如圖4所示，在實(shí)施使輸出電流I增大到電流值Ipl而進(jìn)行的實(shí)際測定之前，對電極12 (接觸片THa)施加例如15 [V]左右的電壓。另夕卜，以下將上述使用的輸出電壓V分為實(shí)際輸出側(cè)與檢測側(cè)，將實(shí)際輸出側(cè)的輸出電壓設(shè)為“Vs”，將檢測側(cè)的輸出電壓設(shè)為“Vm”。根據(jù)測定前判斷時的15 [V]的輸出電壓Vs的施加，在電極12 (接觸片THa)的短路狀態(tài)為正常的情況下，由控制裝置31的處理部32檢測出的輸出電壓Vm為O [V]附近的微小的電壓值。因此，檢測出的輸出電壓Vm低于用于短路異常判斷的閾值，處理部32判斷為處于能夠?qū)嶋H測定的短路狀態(tài)。另一方面，在產(chǎn)生了短路異常的情況下，檢測出的輸出電壓Vm的電壓值變高。若高于用于短路異常判斷的閾值，則處理部32判斷為是不能適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行接下來的實(shí)際測定的短路異常狀態(tài)。于是，處理部32使異常報(bào)告裝置36工作向操作者報(bào)告異常。 另外，異常報(bào)告裝置36由使用了在電源裝置11或焊炬TH、焊絲提供裝置13等配備的顯示器進(jìn)行報(bào)告、通過蜂鳴器或繼電器的工作音等進(jìn)行發(fā)音報(bào)告的裝置等構(gòu)成。另外，在一邊從焊炬TH的前端部釋放出惰性氣體一邊進(jìn)行焊接的電弧焊接機(jī)10的情況下，也可以由氣體的釋放音進(jìn)行先前的異常報(bào)告。然后，操作者接收到該異常報(bào)告，進(jìn)行電極12(接觸片THa)的可靠的短路，再度根據(jù)測定前判斷來實(shí)施測定。接著，因?yàn)檫€可以考慮正在實(shí)施實(shí)際測定的時候，電極12(接觸片THa)的短路狀態(tài)發(fā)生異常，所以控制裝置31的處理部32進(jìn)行所檢測出的輸出電壓Vm的異常電壓的檢測。若檢測出產(chǎn)生由短路異常引起的異常電壓，則處理部32與上述同樣地使異常報(bào)告裝置36工作向操作者報(bào)告異常。操作者同樣地接收到該異常報(bào)告，進(jìn)行電極12(接觸片THa)的可靠的短路，再度根據(jù)測定前判斷來實(shí)施測定。進(jìn)而，還可以考慮即使由于沒有產(chǎn)生電極12 (接觸片THa)的短路異常而測定正常結(jié)束，所取得的合計(jì)電阻值R與合計(jì)電感值L也可能成為異常值。例如，在電源裝置11與焊炬TH之間敷設(shè)的功率電纜14采用截面積、電纜長等不合適的電纜，或即使是合適的產(chǎn)品但卷繞狀態(tài)異常的情況下等，測定值會成為異常值。鑒于此，在本實(shí)施方式的控制裝置31中配備的存儲裝置35中，將適于本電源裝置11的電纜14的截面積和電纜長等、與其電阻值O [Ω]和電感值Λ [μ H]的適當(dāng)范圍相關(guān)聯(lián)并進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(DB)化來保持。然后，處理部32根據(jù)當(dāng)前使用的電纜14的電阻值以及電感值的適當(dāng)范圍，判斷實(shí)際測定的合計(jì)電阻值R和合計(jì)電感值L是否在該適當(dāng)范圍內(nèi)。當(dāng)在適當(dāng)范圍內(nèi)的情況下進(jìn)行合計(jì)電阻值R和合計(jì)電感值L的更新，即作為控制裝置31進(jìn)行當(dāng)前保持的合計(jì)電阻值R和合計(jì)電感值L的數(shù)據(jù)更新，用于以后的控制。另一方面，在判斷為測定的合計(jì)電阻值R和合計(jì)電感值L在適當(dāng)范圍外(異常值)的情況下，作為控制裝置31不進(jìn)行當(dāng)前保持的合計(jì)電阻值R和合計(jì)電感值L的數(shù)據(jù)更新，由異常報(bào)告裝置36實(shí)施異常報(bào)告。操作者接收到該異常報(bào)告，能夠進(jìn)行測定狀態(tài)的確認(rèn)，進(jìn)行當(dāng)前使用的功率電纜14本身的確認(rèn)和其敷設(shè)狀態(tài)的確認(rèn)等。接下來，記載本實(shí)施方式的特征性的效果。(I)在測定與前端電壓Va的計(jì)算相關(guān)的電極12的前端為止的合計(jì)電阻值R與合計(jì)電感值L(在本實(shí)施方式中為函數(shù)L(I))的測定模式下，在各測定值的實(shí)際測定中，判斷檢測出的輸出電壓V(Vm)是否為包含電極12的短路異常的主要原因引起的異常值。在判斷為異常時，由異常報(bào)告裝置36進(jìn)行異常的報(bào)告。由此，在實(shí)際測定時要求的電極12的短路狀態(tài)為異常的情況下，通過報(bào)告該異常，從而操作者能夠識別，所以能防止在產(chǎn)生了短路異常的情況下還繼續(xù)實(shí)際測定。結(jié)果，能夠通過操作者重新進(jìn)行實(shí)際測定，有助于取得精度高的前端電壓Va。另外，能抑制短路異常引起的意外的電弧的產(chǎn)生，能有助于改善操作者的作業(yè)環(huán)境。
(2)在測定模式中的實(shí)際測定之前，實(shí)施用于確認(rèn)電極12的短路狀態(tài)的規(guī)定電壓的施加(15[V]左右)，基于該電壓的施加，判斷輸出電壓V(Vm)是否為包含電極12的短路異常的主要原因引起的異常值。在判斷為異常時，由異常報(bào)告裝置36進(jìn)行異常的報(bào)告。由此，在實(shí)際測定之前，在實(shí)際測定時要求的電極12的短路狀態(tài)為異常的情況下，通過報(bào)告該異常，從而操作者能夠識別，所以能避免在產(chǎn)生了短路異常的情況下還進(jìn)行實(shí)際測定。
(3)在測定前判斷時對電極12施加的施加電壓在本實(shí)施方式中例如為15[V]，被設(shè)定為比實(shí)際測定中的施加電壓充分小的電壓值。因此，能可靠地防止因短路異常引起的意外的電弧的產(chǎn)生，有助于作業(yè)環(huán)境的進(jìn)一步改善。另外，本發(fā)明的實(shí)施方式也可以如下述那樣進(jìn)行變更?！ぴ谏鲜鰧?shí)施方式中，在測定前判斷時將對電極12施加的施加電壓設(shè)為15 [V]左右，但電壓值只不過是一個例子，可以適當(dāng)?shù)刈兏?。在該情況下，優(yōu)選設(shè)定為比實(shí)際測定中的施加電壓充分小的電壓值?！ぴ谏鲜鰧?shí)施方式中，根據(jù)實(shí)際測定中與測定前的電阻值R、電感值L的各測定值來判斷電極12的短路異常，但也可以至少在實(shí)際測定中實(shí)施，而測定前省略。·在上述實(shí)施方式中敘述的異常報(bào)告裝置36只不過是一個例子，所以可以適當(dāng)?shù)刈兏?在上述實(shí)施方式中，在存儲裝置35存儲了與各種電纜14相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(DB)，并進(jìn)行與各測定值的比較，但也可以將此省略?！ぴ谏鲜鰧?shí)施方式中使用了具有過飽和特性的直流電抗器25，但也可以使用具有電流值與電感值固定變化的線性特性的一般的電抗器。另外，若使用這樣的電抗器，通過一次電流衰減量的測定就能取得電感值(不需要取得函數(shù))，從而前端電壓Va的計(jì)算變得容易。
權(quán)利要求
1.一種焊接用電源裝置，其具備將直流電變換為高頻交流電的逆變器電路、進(jìn)行變換后的交流電的電壓調(diào)整的焊接變壓器、和根據(jù)該焊接變壓器的二次側(cè)交流電生成適于焊接的直流輸出電力的直流變換機(jī)構(gòu)，其還具備控制機(jī)構(gòu)，該控制機(jī)構(gòu)是基于所生成的所述輸出電力向電極的供給在與焊接對象之間使用于焊接的電弧產(chǎn)生的機(jī)構(gòu)，并且基于由本裝置內(nèi)的檢測機(jī)構(gòu)檢測出的輸出電流和輸出電壓來計(jì)算所述電極的前端電壓，基于計(jì)算出的前端電壓來控制所述逆變器電路， 其中，所述焊接用電源裝置具有執(zhí)行包括電阻值計(jì)算機(jī)構(gòu)和電感值計(jì)算機(jī)構(gòu)的處理的測定模式，并且具備前端電壓計(jì)算機(jī)構(gòu)，所述電阻值計(jì)算機(jī)構(gòu)將所述電極設(shè)為短路狀態(tài)而進(jìn)行處理，基于將由所述逆變器電路的動作而產(chǎn)生的所述輸出電流設(shè)為規(guī)定電流值時的所述輸出電壓的電壓值，來計(jì)算到所述電極前端為止的路徑上的合計(jì)電阻值，所述電感值計(jì)算機(jī)構(gòu)將所述電極設(shè)為短路狀態(tài)而進(jìn)行處理，基于將由所述逆變器電路的動作而產(chǎn)生的所述輸出電流設(shè)定為規(guī)定電流值時開始的電流衰減量，來計(jì)算到所述電極前端為止的路徑上的合計(jì)電感值，所述前端電壓計(jì)算機(jī)構(gòu)對由所述檢測機(jī)構(gòu)檢測出的所述輸出電壓的電壓值修正與到所述電極前端為止的路徑上的所述合計(jì)電阻值以及所述合計(jì)電感值相關(guān)的電壓變化量，來計(jì)算所述前端電壓， 所述焊接用電源裝置還具備 短路異常判斷機(jī)構(gòu)，其判斷在所述測定模式下的實(shí)際測定中，由所述檢測機(jī)構(gòu)檢測出的所述輸出電壓是否為包含所述電極的短路異常的主要原因所引起的異常值；和 異常報(bào)告機(jī)構(gòu)，其在由所述短路異常判斷機(jī)構(gòu)判斷為異常時報(bào)告這一情況。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的焊接用電源裝置，其特征在于， 具備測定前判斷機(jī)構(gòu)，該測定前判斷機(jī)構(gòu)在所述測定模式中的實(shí)際測定之前，實(shí)施用于確認(rèn)所述電極的短路狀態(tài)的規(guī)定電壓的施加，基于該電壓的施加來判斷所述輸出電壓是否為包含所述電極的短路異常的主要原因所引起的異常值， 所述異常報(bào)告機(jī)構(gòu)在由所述測定前判斷機(jī)構(gòu)判斷為異常時報(bào)告這一情況。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊接用電源裝置，其特征在于， 在由所述測定前判斷機(jī)構(gòu)進(jìn)行的測定前判斷時對所述電極施加的電壓被設(shè)定為比實(shí)際測定中施加的電壓小的電壓值。
4.一種焊接機(jī)，其特征在于，具備權(quán)利要求I 3的任一項(xiàng)所述的焊接用電源裝置而構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種焊接用電源裝置以及焊接機(jī)，在將電極設(shè)為短路狀態(tài)來測定用于電極前端電壓的計(jì)算的電阻值以及電感值時，能防止在產(chǎn)生了短路異常情況下的測定。在測定與電極前端電壓的計(jì)算有關(guān)的到電極前端為止的合計(jì)電阻值和合計(jì)電感值的測定模式中，在各測定值的實(shí)際測定中，判斷檢測出的輸出電壓Vm是否為包含電極的短路異常的主要原因所引起的異常值。在判斷為異常時，由異常報(bào)告裝置報(bào)告異常。即，在實(shí)際測定時要求的電極的短路狀態(tài)異常的情況下，通過報(bào)告該異常，從而能夠由操作者識別，防止在產(chǎn)生了短路異常的情況下繼續(xù)實(shí)際測定。
文檔編號B23K9/073GK102615384SQ20121001476
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
發(fā)明者惠良哲生, 河合宏和, 波多曉 申請人:株式會社大亨