JPH01181974A - アーク溶接電源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアーク溶接に用いられる溶接電源に係り、特に
溶接電流のリークを検出することのできるアーク溶接電
源に関する。

〔従来の技術〕

溶接ワイヤなどの消耗電極を用いて被溶接部材のアーク
溶接を行なうときの給電は、通常第３図に示すように行
なわれている。図において、溶接電源１の両端子には一
端が被溶接部材２及び溶接トーチ３に設けられた給電チ
ップ４にそれぞれ接続された給電ケーブル５，６の他端
が接続されている。溶接トーチ３の前記給電チップ４が
設けられた一端と反対側の一端にはコンジットチューブ
７．８が接続されており、これらのコンジットチューブ
７．８の間にはワイヤ送給モータ９が設けられている。

そして溶接ワイヤ１０はコンジットチューブ８，７内を
通り、ワイヤ送給モータ９により送給されて、溶接トー
チ３の給電チップ４から外部へ突出される。一方、溶接
電流は溶接電源１のプラス端子から給電ケーブル６、給
電チップ４を通って溶接ワイヤ１０へ供給され、被溶接
部材２との間にアークを発生し、給電ケーブル５を経て
溶接電源１のマイナス端子へ戻る閉回路を流れるように
なっている。

そして、溶接ワイヤ１０と被溶接部材２との間にはアー
ク発生及び維持に必要な電圧が印加される。

また、自動アーク溶接設備においては、溶接トーチ３は
図示せぬロボットのアームに支持され、被溶接部材２の
形状に合わせてロボットのキャリアによって移動される
ようになっている。

なお、この種の自動アーク溶接設備に付設される装置と
しては、特開昭５５−１１４４６３号公報に記載された
ように、主接点開路装置の故障で主接点が開かない場合
に、表示灯を点灯し警告ブザーを作動させて感電事故発
生の防止を図る電撃防止装置や、特開昭５７−４４４６
９号公報に記載されたように、トーチが被溶接部材に異
常に接近することを検知して電力の供給を遮断し、シリ
ースアークの発生によるトーチの損傷や破損を防止させ
る損傷防止装置などが公知である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の従来の自動アーク溶接設備において、トーチ３は
上述したように移動するためトーチ３に接続された給電
ケーブル５，６及びコンジットチューブ７．８は屈曲さ
れる。そしてこの屈曲動作中にこれらが被溶接部材２を
保持するための治具と接触し、くりかえしてこの屈曲や
接触を続けると給電ケーブル５，６及びコンジットチュ
ーブ７゜８を被覆している絶縁部材が破損する。

このように被覆が破損した状態で使用して、アーク溶接
中に特に治具などのマイナス側給電ケーブル５が接続さ
れている部分にプラス側給電ケーブル６が接触すると、
その部分から電流がリークして実際のアーク発生点へ供
給される電圧が降下する。この結果、正常なアークを維
持できなくなり溶接品質不良が発生するという問題があ
った。

この品質不良の発生を防止するために、従来は給電ケー
ブル５，６及びコンジットチューブ７゜８を目視により
定期的に点検し不良品の交換を行なっていた。しかしな
がら目視による点検であるため不良の発見ができなかっ
たり、ロボットなどを用いて複雑にトーチ３を移動制御
する場合は特定の部位でのみリークが発生するため、溶
接品質不良が発生した後に電流がリークしていることを
発見することが非常に多かった。この結果、製品の補修
や稼働中処置による生産ラインの停止などが発生し、さ
らには給電ケーブル５，６の発熱による火災、未使用溶
接ワイヤの破損などの損害を被るという問題があった。

また、前記溶接電流が流れる閉回路内には通常電流を検
出するための電流計などが付設されているが、電流のリ
ークが発生しても経路が変るだけで、溶接電源１側から
見れば正常に電流が流れているように見えるので、前記
電流計などによっては電流のリークは発見することはで
きない。また前述した２件の公報に記載された手段は、
いずれもパワーケーブル及びコンジットチューブの絶縁
被覆の破損の検出については配慮されていない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、溶接電
流のリークを溶接実施前に検出し、溶接不良の発生を防
止することのできるアーク溶接電源を提供することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために、消耗電極と被溶接
部材との間に抵抗溶接に必要な電圧を印加する主電源回
路と、該主電源回路と切替スイッチを介して並列に接続
された副電源回路と、該副電源回路内に設けられ前記主
電源回路内に発生したリーク電流を検出する検出回路と
、該検出回路の出力を増幅する増幅回路と、該増幅回路
により増幅された出力を入力して外部へリーク電流検出
信号を出力する入出力インターフェイス回路とをアーク
溶接電源に設けたものである。

〔作用〕

上記の構成によると、主電源回路により形成された閉回
路の内部抵抗はある程度高いため、副電源回路の電源容
量を小さくしておけばこの副電源回路により電圧を印加
しても主電源回路内には電流はほとんど流れない。しか
しながら絶縁被覆の破損などで電流がリークすると、内
部抵抗が極端に小さくなるためそれに応じた電流が副電
源回路内に流れる。この電流を検出回路で検出し、増幅
回路で増幅して入出力インターフェイス回路へ転送する
と、この入出力インターフェイス回路ではランプ表示や
警報ブザー作動などの受信側の仕様に応じたリーク発生
検出信号を出力することができる。

〔実施例〕

以下、本発明に係るアーク溶接電源の一実施例を図面を
参照して説明する。

第１図に本発明の一実施例を示す。図において、第３図
に示す従来例と同一または同等部分には同一符号を付し
て示し、説明を省略する。

溶接トーチ３はロボット１１に支持されている。

溶接電源１内には主電源回路上２と副電源回路１３とが
設けられており、主電源回路１２の出力側のプラス端子
１４及びマイナス端子１５は溶接電源１のプラス端子１
６及びマイナス端子１７にそれぞれ配線１８．１９によ
り接続されている。

副電源回路１３内には電源２０、リーク電流検出回路２
１、増幅回路２２及び入出力インターフェイス回路２３
が設けられている。そして電源２０のマイナス電極に接
続された配線２４は前記配線１９に、プラス電極に接続
された配線２５は前記配線１８にそれぞれスイッチ２６
を介して接続されており、配線２５中に前記検出回路２
１カ〜接続されている。また検出回路２１は順次増幅回
路２２、入出力インターフェイス回路に接続され、入出
力インターフェイス回路２３は外部シこ設番すられたロ
ボット制御装置２７に接続されて５）る。さらにこのロ
ボット制御装置２７にはリーク電流を表示する表示灯２
８が設けられてｂする。

次に本実施例の動作を説明する。まずスイッチ２６を閉
じてリーク電流検出モードにすると、副電源回路１２内
の電源２０により給電ケーブル１８．６、給電チップ４
、溶接ワイヤ１０、被溶接部材２、給電ケーブル５，１
９及び主電源回路１２で構成される閉回路に電圧が印加
される。この状態で溶接トーチ３を支持する溶接ロボッ
ト１１の制御装置２７内にあらかじめ教示されてｂ）る
移動軌跡通りに前記溶接トーチ３を移動させる。

このときスイッチ２６が閉じていれば、ロボット制御装
置２７からの溶接開始指令信号２９が無効となるように
インターロックが設定されてν）る。

上記の移動動作中に、給電ケーブル５，６やコンジット
チューブ７．８の被覆が破損しておらず、アーク溶接が
行なわれていない状態では、主電源回路１２の内部抵抗
が一般に約５ＯＫΩ程度であり、溶接電源１と給電ケー
ブル５，６及び溶接トーチ３で構成される閉回路の内部
抵抗も同程度であるため、スイッチ２６を閉じて電源２
０により副電源回路１３から電圧を印加しても、前記主
電源回路１２に接続された閉回路にはほとんど電流は流
れない。しかしながら給電ケーブル５，６、コンジット
チューブ７．８の被覆が何等かの理由で破損し、リーク
電流が発生した場合には、このリーク電流は検出回路２
１で検出され、検出回路２１により検出された信号は増
幅回路２２により。

入出力インターフェイス回路２３の作動に必要な電流量
に増幅されてこの入出力インターフェイス回路２３に入
る。この信号を受けた入出力インターフェイス回路２３
はこの信号をリーク電流検出信号３０としてロボット制
御装置２７に転送し、この信号を受けてロボット制御装
置２７は表示灯２８を点灯し、ロボット１１の動作の停
止などの処置を行なう。

第２図にロボット動作サイクルの途中にリーク電流発生
部位が存在する場合の副電源回路１３の電流値の変動を
示す。リーク電流が発生しない間の検出電流レベル３１
ａは著しく低く、リーク電流が発生した場合の検出電流
レベル３１ｂとの差は歴然としている。このため電源２
０の回路内の振れを考慮した判定レベル３２を設定して
おけば、本実施例によりリーク電流発生部位を明確に発
見できる。

なお、第２図に示す例ではリーク電流検出時にロボット
１１の動作を停止させることは行なっていない。また副
電源回路１３の作動は主電源回路１２の実稼働中ではな
く、定期的に行なうシステム故障定期点検時に溶接を行
なわずに実施するものとする。

本実施例によれば、定期的に実施するシステム故障点検
時に自動的に、かつ正確に溶接電流のリークを事前に検
出することができ、稼働中に給電ケーブル５，６やコン
ジットチューブ７．８の交換を行なったり、製品の溶接
不良の発生により補修を行なったりすることを防止でき
、生産性や溶接品質の向上を図ることができる。さらに
給電ケーブルの発熱による火災の発生や未使用ワイヤの
破損なども防止することができる。

上記実施例ではリーク電流の検出回路２１を溶接電源１
内に設けた場合について説明したが、検出回路２１を溶
接電源１の外部に別置したり、ロボット制御装置２７な
どの外部制御箱内に設けてもよい。また表示灯２８の外
に警報ブザーを作動させてもよい。

〔発明の効果〕

上述したように本発明によれば、アーク溶接電源に接続
された主電源回路に並列にリーク電流検出回路を設けた
ので、システム故障点検時に自動的に、かつ正確に溶接
電流のリークを検出することができる。この結果、稼働
中の生産ラインの停止や製品の補修の発生を防止するこ
とができ、生産性や溶接品質の向上を図ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るアーク溶接電源の一実施例を示す
構成図、第２図は本実施例によるリーク検出電流を示す
グラフ、第３図は抵抗溶接における給電機構を示す構成
図である。 １・・・溶接電源、　　　２・・・被溶接部材、１０・
・・溶接ワイヤ（消耗電極）、 １２・・・主電源回路、　　１３・・・副電源回路、２
１・・・　リーク電流検出回路、 ２２・・・増幅回路、 ２３・・・入出力インターフェイス回路、２６・・・ス
イッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）消耗電極と被溶接部材との間にアーク溶接に必要
   な電圧を印加する主電源回路と、該主電源回路と切替ス
   イッチを介して並列に接続された副電源回路と、該副電
   源回路内に設けられ前記主電源回路内に発生したリーク
   電流を検出する検出回路と、該検出回路の出力を増幅す
   る増幅回路と、該増幅回路により増幅された出力を入力
   して外部へリーク電流検出信号を出力する入出力インタ
   ーフェイス回路とを設けたことを特徴とするアーク溶接
   電源。