焊接系统以及焊接用电源装置的制作方法

专利名称：焊接系统以及焊接用电源装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具备基于算出的电极前端电压来实施反馈控制的焊接用电源装置的焊接系统及其焊接用电源装置。
背景技术：
例如如专利文献I所示，电弧焊接用电源装置构成为，利用逆变器电路将来自商用电源的交流输入电カ经过整流后的直流电カ变换为高频交流电力，并且利用整流电路和直流电抗器，将由焊 接变压器进行了电压调整后的高频交流电カ变换为适于电弧焊接的直流输出电力。由电源装置生成的输出电力被供给到由焊炬支撑的电极，由此在电极前端与焊接对象之间产生电弧，来进行焊接对象的焊接。另外，这种焊接用电源装置进行输出电流以及输出电压的检测，控制装置将时时检测出的输出电流以及输出电压反馈给逆变器电路的PWM控制，并实施使时时的输出电カ成为适当值的控制，来提高焊接性能。专利文献专利文献I JP特开平8-103868号公报然而，为了产生合适的电弧，优选不仅将在电源装置内检测的输出电压反映到逆变器电路的控制值，还计算正确地产生该电弧的电极的前端电压，将计算出的电极前端电压反映到控制值。因为实际上进行焊接的焊炬(电极)与电源装置之间分离的情况较多，两者间经由功率电缆(power cable)而连接的形态是一般的使用形态。因此，功率电缆的电缆长因每个使用者而不同，所以电缆本身的电阻值不同，而且根据电缆的敷设状态(多余部分的配置形状)的不同，而电感值也不同。因此，为了实现焊接性能的进ー步提高，不能忽视到包括功率电缆的电源装置外部的电极之间的电阻以及电感的电压变动量。因此，在将在电源装置内检测的输出电压反映到逆变器电路的控制值的方式中，会产生下述的担忧与真正的电极前端电压背离的电压值被反映到逆变器电路的控制值，这会妨碍产生合适的电弧，妨碍焊接性能的进ー步提高。另外，根据使用者的使用方式不同，功率电缆的敷设状态发生变化，对电极前端电压产生影响的电感值随时变化。具体而言，例如在焊接大型构造物、长条物的焊接机器人系统中，在一个焊接机器人负责的焊接范围达到数十[m]的情况下，ー边使用滑动装置等使支撑焊炬(电极)的焊接机器人移动ー边进行焊接。在该情况下，设想可动侧的焊接机器人相对于不动的电源装置移动到最远位置时来决定功率电缆的电缆长，但是在焊接机器人相反被配置在附近位置时在功率电缆产生多余部分，所以该多余部分按照不对焊接机器人的动作等产生妨碍的方式被支撑。例如在被支撑在给定高度的支承滑索将功率电缆悬挂为波状时，在焊接机器人被配置在附近位置时电缆被支撑为间隔窄的波形状，在焊接机器人被配置在分离位置时电缆被支撑为间隔宽的波形状。因此，如上所述在焊接动作中，功率电缆的敷设状态(敷设形状)变化时，在电缆部分的电感值发生变化，所以如果在要算出的电极前端电压不考虑该变化量，则进而基于该前端电压而计算出的逆变器电路时时的控制值较大地偏离适当值。结果，存在如下担忧即使基于电极前端电压进行逆变器电路的控制，在功率电缆的敷设状态变化那样的使用状态下，也不能充分提高焊接性能。

发明内容
本发明为了解决上述课题而提出，其目的在于提供ー种焊接系统、以及该焊接系统中使用的焊接用电源 装置，即使在功率电缆的敷设状态发生变化的使用方式中，也能够高精度地计算出用于控制的电极前端电压，有助于焊接性能的进ー步提高。为了解决上述课题，方案I所记载的发明是ー种焊接系统，使用焊接用电源装置，该焊接用电源装置具备将直流电カ变换为高频交流电カ的逆变器电路、进行所变换的交流电カ的电压调整的焊接变压器、和根据该焊接变压器的二次侧交流电カ生成适于焊接的直流输出电カ的直流变换机构，并且基于所生成的所述输出电カ向电极的供给，在与焊接对象之间产生焊接用的电弧，基于由本装置内的检测机构所检测出的输出电流和输出电压来算出所述电极的前端电压，并基于所算出的前端电压进行所述逆变器电路的控制，而且，所述焊接用电源装置具有执行包括电阻值算出机构和电感值算出机构的处理的測定模式并且具备前端电压算出机构，所述电阻值算出机构将所述电极设为短路状态而进行处理，基于将由所述逆变器电路的动作而产生的所述输出电流设为给定电流值时的所述输出电压的电压值，来算出到所述电极前端为止的路径上的合计电阻值，所述电感值算出机构将所述电极设为短路状态而进行处理，基于将由所述逆变器电路的动作而产生的所述输出电流设定为给定电流值时开始的电流衰减量，来算出到所述电极前端为止的路径上的合计电感值，所述前端电压算出机构对由所述检测机构检测出的所述输出电压的电压值修正与到所述电极前端为止的路径上的所述合计电阻值以及所述合计电感值相关的电压变化量，来算出所述前端电压，使所述电极侧可动的可动机构和所述电源装置协作，实施伴随所述电极侧的可动的焊接，其中，所述焊接系统具备保存机构，该保存机构与包括所述电源装置和所述电极之间的主电路上所使用的功率电缆的敷设状态变化的使用状态的所述电极侧的位置变化相对应地，保存多个在多个位置的每个位置所測定的至少所述合计电感值，所述电源装置的前端电压算出机构，通过按所述电极侧的各给定位置保存的至少所述合计电感值的基于该位置的切替指令，计算分别修正了所述电压变化量的所述前端电压。在本发明中，对应于电极侧的位置变化地，由保存机构保存多个在多个位置的每个位置所測定的至少合计电感值，其中该电极侧的位置变化包括基于可动机构执行的电极侧的可动而在电源装置和电极之间的主电路上所使用的功率电缆的敷设状态变化的使用状态。而且，按电极侧的各给定位置而保持的至少合计电感值通过基于该位置的切替指令而被切換，由电源装置的前端电压算出机构，算出个别修正了与合计电阻值以及合计电感值相关的电压变化量的前端电压。也就是说，在计算电源装置(逆变器电路)的控制所用的电极前端电压时，基于可动的电极侧的各位置，即基于该可动，进行与变化的功率电缆的敷设状态相应的电压修正，所以能够计算精度高的前端电压。方案2所记载的发明，在方案I所记载的焊接系统中，主g在于还具备操作示教机构，操作示教机构对所述可动机构以及所述电源装置的给定动作进行操作示教，作成成为所述可动机构以及所述电源装置的协作控制的基础的示教程序，其中，所述焊接系统构成为能够在所述操作示教中途实施所述测定，并且在所述示教程序中与所述电极侧的位置信息相关联地保存至少所述合计电感值。在本发明中，构成为可以在操作示教中途实施合计电感值等的測定，在示教程序中与电极侧的位置信息相关联地保存合计电感值等。据此，一边进行可动机构的操作示教，一边进行在电极侧的给定位置的合计电感值等的測定以及该测定值的保存，所以与分别进行操作示教和測定(測定值的保存)的方式相比，当然能够在短时间内容易地进行这些处理。方案3所记载的发明是一种焊接用 电源装置，具备将直流电カ变换为高频交流电力的逆变器电路、进行所变换的交流电カ的电压调整的焊接变压器、和根据该焊接变压器的二次侧交流电カ生成适于焊接的直流输出电力的直流变换机构，并且基于所生成的所述输出电力向电极的供给，在与焊接对象之间产生焊接用的电弧，基于由焊接用电源装置内的检测机构所检测出的输出电流和输出电压计算所述电极的前端电压，并基于所算出的前端电压进行所述逆变器电路的控制，所述焊接用电源装置具有执行包括电阻值算出机构和电感值算出机构的处理的測定模式并且具备前端电压算出机构，所述电阻值算出机构将所述电极设为短路状态而进行处理，基于将由所述逆变器电路的动作而产生的所述输出电流设为给定电流值时的所述输出电压的电压值，来算出到所述电极前端为止的路径上的合计电阻值，所述电感值算出机构将所述电极设为短路状态而进行处理，基于将由所述逆变器电路的动作而产生的所述输出电流设定为给定电流值时开始的电流衰减量，来算出到所述电极前端为止的路径上的合计电感值，所述前端电压算出机构对由所述检测机构检测出的所述输出电压的电压值修正与到所述电极前端为止的路径上的所述合计电阻值以及所述合计电感值相关的电压变化量，来算出所述前端电压，由可动机构使所述电极侧可动，与包括所述电源装置和所述电极之间的主电路上所使用的功率电缆的敷设状态变化的使用状态的所述电极侧的位置变化相对应地，在设置在所述电源装置本身或者外部的保存机构中保存多个在多个位置的每个位置所測定的至少所述合计电感值，所述前端电压算出机构，通过按所述电极侧的各给定位置保存的至少所述合计电感值的基于该位置的切替指令，计算分别修正了所述电压变化量的所述前端电压。在本发明中，能够提供一种可以得到与方案I所记载的焊接系统同样的作用效果的焊接用电源装置。发明效果根据本发明，能够提供ー种焊接系统、以及该焊接系统中使用的焊接用电源装置，即使在功率电缆的敷设状态变化的使用状态下，也能够高精度地计算控制中使用的电极前端电压，能够有助于焊接性能的进一步提尚。


图I是表示本实施方式的电弧焊接机的电源装置的构成图。图2是用于说明电感值的变化的说明图。图3是用于说明电阻值以及电感值的计算方法的说明图。图4的(a)、(b)是使用了电弧焊接机的焊接机器人系统的概略构成图。
符号说明11焊接用电源装置12焊丝电极(电极)

14功率电缆22逆变器电路23焊接变压器24整流电路(直流变换机构)25直流电抗器(直流变换机构)31控制装置(电阻值算出机构、电感值算出机构、前端电压算出机构)33电流传感器(检测机构)34电压传感器(检测机构)50焊接机器人系统(焊接系统)

51焊接机器人(可动机构)52滑动装置(可动机构)62示教器(操作示教机构)63存储装置(保存机构)64示教程序M焊接对象I输出电流Ipl电流值Ip2电流值V输出电压Va前端电压R合计电阻值L合计电感值L(I)函数α、β、Y 位置
具体实施例方式以下，按照附图来说明将本发明具体化的一个实施方式。图I示出消耗电极式的电弧焊接机10。在电弧焊接机10中，在焊接用电源装置11的正侧输出端子连接有由焊炬TH支撑的焊丝电极12，在该电源装置11的负侧输出端子连接有焊接对象Μ，通过由该电源装置11生成的直流输出电カ向焊丝电极12的供电，来进行电弧焊接。此时，由于焊丝电极12在焊接时被消耗，所以焊丝提供装置13对应于消耗来送给焊丝。经由与电源装置11的输出端子连接的功率电缆14来向焊丝电极12以及焊接对象M供给输出电力。

焊接用电源装置11是将从商用电源提供的三相的交流输入电力变换为适于电弧焊接的直流输出电力的装置。交流输入电力通过由ニ极管桥以及平滑电容器构成的整流平滑电路21被变换为直流电力，变换后的直流电カ通过逆变器电路22被变换为高频交流电力。逆变器电路22由使用了 4个IGBT等开关元件TR的桥接电路构成，实施基于控制装置31的PWM控制。由逆变器电路22生成的高频交流电カ被变换为由焊接变压器23调整为给定电压值的二次侧交流电力。焊接变压器23的二次侧交流电カ通过使用了ニ极管的整流电路24和直流电抗器25，被变换为适于电弧焊接的直流输出电カ。本实施方式的直流电抗器25使用具有过饱和特性的过饱和电抗器。如图2所示，直流电抗器25的特性中，包括电流值Ipl的比给定电流值Ia大的高电流区域是电感值以必要最低限度的电感值La而固定的通常特性区域Al。另ー方面，成为给定电流值Ia以下的低电流区域是随着电流值的減少 而电感值线性地逐渐増大的过饱和特性区域A2(电流值Ip2下为电感值Lb)。即，通过采用这样特性的直流电抗器25，从而在高电流区域电感值小，所以对用于电流平滑的波形控制的影响小，在低电流区域通过增大电感值从而防止了电弧切断，生成了在整个电流区域都合适的直流输出电カ。如图I所示，控制装置31对逆变器电路22的开关元件TR实施PWM控制，进行使直流输出电カ时常为适当值的控制。此时，控制装置31进行时时的输出电流I以及输出电压V的检测，基于检测出的输出电流I以及输出电压V进行向PWM控制的反馈。S卩，在电源装置11内的负侧输出端子的电源线上具备电流传感器33，控制装置31在处理部(CPU) 32中经由该电流传感器33检测电源装置11的输出电流I。另外，在紧挨整流电路24之后的电源线间具备电压传感器34，控制装置31在处理部32中经由该电压传感器34检测电源装置11的输出电压V。控制装置31基于由处理部32时时检测出的输出电流I以及输出电压V，进行PWM控制的占空比(duty)的算出，生成向逆变器电路22输出的PWM控制信号。这里，在PWM控制中，作为用于控制的输出电压V，优选采用正确地产生电弧的焊丝电极12的前端电压Va，但前端电压Va的直接的检测是困难的。为此，控制装置31对时时检测出的输出电压V进行从电压传感器34到电极12之间的电压变化量的修正从而得到前端电压Va，并且实施采用了所计算出的前端电压Va的PWM控制。然而，在从电压传感器34到电极12之间的电压变化量中，存在电源装置11内部的电压变化量(从整流电路24到输出端子为止的由电阻值Rl与电感值LI所引起的电压变化量)、和外部的电压变化量(从输出端子经由功率电缆14到电极12前端为止的由电阻值R2与电感值L2引起的电压变化量)。为了不受使用状态的影响，可以将电源装置11的内部电压变化量预先作为修正项编入前端电压Va的计算中，但外部电压变化量由于功率电缆14的电缆长或敷设状态(直线敷设或卷绕敷设、其卷绕数)等、条件因每个使用者而不同，所以很大程度受到电阻值R2、特别是电感值L2的变化的影响。为此，使用者在现场设置电弧焊接机10，也包括功率电缆14的敷设在内成为正确使用状态时，測定将内部的电阻值Rl以及电感值LI、和外部的电阻值R2以及电感值L2合计之后得到的电阻值R以及电感值し測定得到的合计电阻值R以及合计电感值L被保持在控制装置31内。另外，本实施方式的电源装置11具备测定模式，该测定模式执行用于进行上述合计电阻值R以及合计电感值L的測定的处理，基于电源装置11具备的操作开关(省略图示)的操作，控制装置31能移至测定模式。另外，还可以构成为使用焊炬TH具备的焊炬开关、焊丝提供装置13具备的操作遥控器(都省略图示)，可以从离开电源装置11的位置转移到测定模式。另外，在测定模式下的测定时，需要使焊丝电极12与焊接对象M之间成为短路状态，但在本实施方式中如图I所示，不将焊丝电极12与焊接对象M直接短路，而是使配备在焊炬TH的前端部并向焊丝电极12进行供电的接触片THa与焊接对象M短路来进行測定。在该情况下，也可以制作短路用的特殊夹具来使用。若对测定模式进行详细描述，如图3所示，首先，使逆变器电路22工作，输出电流I増大到电流值Ipl。该电流值Ipl是在具有过饱和特性的直流电抗器25的单体中，电感值以电感值La而固定的通常特性 区域Al的电流值。实际上，如图2所示，由于特性因功率电缆14的敷设状态等而发生偏移，所以合计电感值L以偏移的值Lal固定，被设定为考虑了该偏移量的通常特性区域Al的电流值。并且，測定保持这样的电流值Ipl的区间中的平均电压值Ve。由此，首先通过下面的式(a)来计算合计电阻值R。R = Ve/Ipl ... (a)接着，使逆变器电路22的动作停止，从此时的时刻TO开始计吋。同时，进行以时刻TO为起点时刻变化的输出电流I的采样，将达到作为与时间常数相应的电流衰减量的电流值ΛΙρ1(Ιρ1Χ36·8% )的时刻设为Tl，求得该时刻Tl-TO间的时间(时间常数)τ I。由此，在通常特性区域Al变化的合计电感值Lal (电抗器25的单体中为电感值La)通过下式(b)算出。Lal = R* τ I ( = Ve · τ 1/Ipl) ... (b)接着，再次使逆变器电路22动作，输出电流I被调整为过饱和特性区域A2内的给定电流值Ip2。在调整后，再次使逆变器电路22的动作停止，从此时的时刻T2开始计吋。同时，进行以时刻T2为起点时刻变化的输出电流I的采样，将达到作为与时间常数相应的电流衰减量的电流值△IpZapZXSe.SW)的时刻设为T3，求得该时刻T3-T2间的时间(时间常数)τ2。由此，在过饱和特性区域Α2变化的合计电感值Lbl (在电抗器25的单体中为电感值Lb)由下式(c)算出。Lbl = R · τ 2 = (Ve · τ 2/Ιρ2) ... (c)接着，如图2所示，计算出的通常特性区域Al的合计电感值Lal与过饱和特性区域A2的合计电感值Lbl通过直线增补，得到合计电感值L作为电流I的函数L(I)。然后，将这样得到的合计电感值L的函数L(I)、和先前求出的合计电阻值R保持在控制装置31内。由此,测定模式结束。然后，控制装置31在焊接动作时，根据时时的输出电流I以及输出电压V由下式(d)计算出前端电压Va。Va = V-L (I) · dl/dt-RI ... (d)另外，若用具体的数值表示，根据逆变器电路22的接通而将输出电流I的电流值Ipl = 400[A]输出10[ms]的时间，之后，使逆变器电路22断开。在此期间的平均电压值Ve为4[V]时，根据上述式(a)，算出合计电阻值R，R = Ve/Ipl = 4/400 = O. 01 [ Ω ]。接着，电流值Ipl成为与时间常数τ I相当的电流衰减量的电流值Λ Ipl为Δ Ipl = 400 X O. 368 = 147 [Α],若使逆变器电路22断开之后输出电流I从400[Α]达到147[Α]的时间常数τ I为3 [ms]，则根据上述式(b)，Lal = R · τ I = O. 01X3 = O. 03[mH]在通常特性区域Al中，算出包含直流电抗器25的单体的电感值La的合计电感值Lai。另外，上述的电流值Ipl需要预先根据使用的直流电抗器25的规格来推断，并设定为没有达到过饱和特性区域A2的值。接着，再次使逆变器电路22接通，将输出电流I设为过饱和特性区域A2内的例如与电弧焊接机10的最小电流相当的电流值Ip2 = 20[A]，并输出10[ms]的时间，之后，使逆变器电路22关断。电流值Ip2成为与时间常数τ2相当的电流衰减量的电流值ΛΙρ2为Δ Ιρ2 = 20X0. 368 = 7 [A] 若断开逆变器电路22之后输出电流I从20[A]达到7[A]的时间常数τ2为10 [ms]，则根据上述式(C)，Lbl = R · τ 2 = O. 01 X 10 = O. I [mH]在过饱和特性区域A2中，算出包含直流电抗器25的单体的电感值Lb的合计电感it Lbl0然后,通过进行这些Lal = O. 03 [mH] > Lbl = O. I [mH]的直线增补,从而得到合计电感值L的函数L(I)，井根据该函数与先前得到的合计电阻值R，根据上述式(d)能算出时时的前端电压Va。另外，上述举出的具体的数值是ー个例子，并非限定于此。即使在像这样采用具有过饱和特性的直流电抗器25的本实施方式的焊接用电源装置11中也能适当地算出前端电压Va，由此基于适当地计算出的前端电压Va能更恰当地进行逆变器电路22的时时的控制。因此，通过与采用过饱和特性的电抗器25的相辅相成的效果，能生成在整个电流区域都更合适的电弧焊接用的直流输出电力。在焊接对象M是大型构造物或长条物等的情况下，上述的焊接机10被编入图4(a)、(b)所示的焊接机器人系统50。焊接机器人系统50是能够应对焊接机器人51负责的焊接范围达数十[m]的系统，构成为支撑焊炬TH(电极12)的焊接机器人51本身能够通过滑动装置52与该焊接范围相匹配地移动。焊接用电源装置11被不动地设置在适合来自外部的电カ供给的位置，支撑焊丝电极12的焊炬TH、焊丝提供装置13被设置在可动的焊接机器人51侧。作为电源装置11与焊炬TH之间的主电路来使用的功率电缆14的电缆长被决定为设想了焊接机器人51通过滑动装置52移动到图4(b)所示的最远位置的情況。因此，在图4(a)所示的附近位置，功率电缆14产生多余部分，所以进行支撑装置53对功率电缆14的支撑，使得其多余部分不对焊接机器人51的动作等产生妨碍。支撑装置53利用多个悬挂部件53b悬挂支撑功率电缆14的多个位置，多个悬挂部件53b沿基于滑动装置52的焊接机器人51的移动方向延伸，并且能够在被支撑在给定高度的支撑滑索53a上移动。而且，功率电缆14，在焊接机器人51被配置在电源装置11的附近位置时，形成间隔窄的波形状，伴随焊接机器人51的远离，逐渐变化为间隔宽的波形状(近似直线状)。这种功率电缆14的敷设状态(敷设形状)的变化使电缆14所涉及的电感值变化。这里，通过机器人控制器(RC) 61控制焊接机器人51以及滑动装置52的动作，利用与该控制器61连接的作为便携式操作示教装置的示教器(teach pendant) (TP)62进行对焊接对象M的与焊接动作相应的动作示教，该动作示教作为示教程序64被保存在存储装置(数据库DB) 63中。也就是说，机器人控制器61按照存储装置63中所保存的示教程序64来进行焊接机器人51以及滑动装置52的动作控制，同时使其与焊接用电源装置11协作地进行焊接动作。另外，存储装置63可以设置在电源装置11以及机器人控制器61的任意一方，也可以分别在电源装置11以及机器人控制器61中设置存储装置使其各自保存与本身相关的事项。在示教程序64中，设定成为焊接机器人51以及滑动装置52的动作基准的位置信息、动作指令，并且在由焊接机器人51在各给定位置进行焊接时，设定其焊接条件(焊接时的输出电压、电流值等)。位置信息/动作指令、焊接条件可以设定多个。而且在本实施方 式中，对于与计算前端电压Va相关的各测定值(合计电阻值R以及合计电感值L)也可以设定多个，在示教程序64的焊接条件中设定该測定值，S卩，可以将基于测定值的前端电压Va的电压变化量反映到逆变器电路22的控制值。此外，用于取得測定值的实际测定可以在动作示教中途进行。在作成这种示教程序64吋，具体地针对通过滑动装置52使焊接机器人51移动到位置α、位置β、位置Υ，在各位置α Υ进行焊接动作的情况进行说明。首先，基于作业者对示教器62的操作，通过滑动装置52使焊接机器人51向位置α移动，并且焊接机器人51以给定焊接姿势动作。这些各动作作为位置信息/动作指令设定到示教程序64。接下来，设定焊接机器人51在当前位置α以及当前姿势下的焊接所涉及的焊接条件。此时，首先，在位置α执行上述测定模式，进行合计电阻值R以及合计电感值L的实际測定。也就是说，对于受到功率电缆14的敷设状态(敷设形状)的影响的尤其是电感值L，作为反映了在位置α的电缆14的敷设状态的值进行測定。另外，对于电阻值R，受电缆14的敷设状态的影响非常小。而且，作为在位置α的焊接条件设定各测定值，例如与在位置α的焊接开始指令AS α相关联地在示教程序64中设定为电阻值Ra、电感值La。据此，作为焊接条件，另外设定输出电流I以及输出电压V，但是在该输出电压V中加进包括在同位置α的功率电缆14的敷设状态的电压变化量，能够进行更适当的前端电压Va的计算。而且，因为ー边使电极12移动ー边进行焊接，所以与该焊接并行地进行焊接机器人51的姿势控制。因此，在示教程序64中焊接条件与位置信息/动作指令混在一起。在位置α的焊接结束后，进行焊接机器人51向下一进行焊接的位置β的移动，焊接机器人51以给定焊接姿势动作。对于在位置β的焊接所涉及的焊接条件的设定，也是首先在位置β执行测定模式，进行在同位置β的与功率电缆14的敷设状态相应的合计电阻值R以及合计电感值L的实际測定。所測定的电阻值RiK电感值Li3与示教程序64中的在位置β的焊接开始指令AS β相关联地进行设定。对于下ー焊接位置即位置Y也同样，进行焊接机器人51向同位置Y的移动等，并且进行与在同位置Y的功率电缆14的敷设状态相应的合计电阻值R以及合计电感值L的实际測定，所測定的电阻值R Y、电感值L Y与示教程序64中的在位置Y的焊接开始指令AS Y相关联地设定。而且，反复这样的示教操作来作成示教程序64。而且，机器人控制器61通过进行所作成的示教程序64的重放(playback)，实施与 焊接用电源装置11协作的对焊接对象M的焊接。此时，如上所述，在示教程序64中设定了与在位置α Υ的每个位置处的功率电缆14的敷设状态相应的合计电阻值Ra Y以及合计电感值La Y，所以所计算出的时时的前端电压Va成为更适当的值。据此，在焊接动作中即使在功率电缆14的敷设状态变化的情况下，时时的逆变器电路22的控制也变得合适，可以提高焊接性能。下面，记载本实施方式的特征性的效果。(I)在本实施方式这样的焊接机器人系统50中，基于电极12侧的可动，功率电缆14的敷设状态变化。为了对应这样的变化，在存储装置63中保存多个例如在多个位置α Y的姆个位置所测定的合计电阻值Ra Y 以及合计电感值La γ。而且,按电极12侧的给定位置α Y的姆个位置所保存的电阻值Ra Y以及电感值L α 、通过在该位置α Y的焊接开始指令ASa Y来切換，在电源装置11的前端电压Va的计算时，计算分别修正了电阻值Ra Y以及电感值La Y所涉及的电压变化量的前端电压Va。也就是说，在计算在电源装置11 (逆变器电路22)的控制中使用的前端电压Va吋，基于可动的电极12侧的每个位置α Y、即该可动，进行与变化的功率电缆14的敷设状态相应的电压修正，所以能够时时地计算精度高的前端电压Va。结果，能够适宜地进行电源装置11 (逆变器电路22)的时时的控制，能够实现焊接性能的进ー步提高。(2)构成为在基于示教器62的操作示教中途能够实施合计电感值L等的測定，在示教程序64中与电极12侧的位置信息相关联地保存合计电感值L等。据此，ー边进行焊接机器人51以及滑动装置52的操作示教，ー边进行电极12侧的在给定位置α Y的电感值L等的測定以及该测定值的保存，所以与分别进行操作示教和測定(测定值的保存)的方式相比，当然在本实施方式中能够在短时间内完成这些动作，能够容易地进行。另外，本发明的实施方式可以如下所示地进行变更。·在上述实施方式中，通过使用了支撑滑索53a和悬挂部件53b的支撑装置53将功率电缆14支撑为波状，但是电缆14的支撑形态不限定于此，可以适当变更。例如可以构成为将电缆14插通在蛇纹管内，在焊接机器人51处于远离位置时大致直线状地被支撑，在焊接机器人51处于附近位置时较大地弯曲地被支撑。 在上述实施方式中，保存在多个位置α Y的各个位置的合计电阻值Ra Υ和合计电感值La Y两者的测定值，在各位置α Y将该两者用于前端电压Va的计算，但是也可以仅针对较大地受功率电缆14的敷设状态的影响的电感值L，按各位置α Y保存多个。 在上述实施方式中，设焊接机器人51在各位置α Y分别实施焊接的动作，但是也可以适用于在一次连续的焊接中伴随焊接机器人51的移动那样的动作。在该情况下，通过焊接中的焊接机器人51的位置信息来切换预先对焊接机器人51的各给定位置測定的电阻值R以及电感值L (至少电感值L)。 在上述实施方式中，使用了具有过饱和特性的直流电抗器25，但是也可以使用电流值和电感值固定地变化的具有线性特性的一般的电抗器。另外，若使用这种电抗器，则通过一次电流衰减量的測定就可以取得电感值(不需要取得函数)，所以前端电压Va的计算变得容易。
权利要求
1.一种焊接系统，使用焊接用电源装置，该焊接用电源装置具备将直流电力变换为高频交流电力的逆变器电路、进行所变换的交流电力的电压调整的焊接变压器、和根据该焊接变压器的二次侧交流电力生成适于焊接的直流输出电力的直流变换机构，并且基于所生成的所述输出电力向电极的供给，在与焊接对象之间产生焊接用的电弧，基于由所述焊接用电源装置内的检测机构所检测出的输出电流和输出电压来算出所述电极的前端电压，并基于所算出的前端电压来进行所述逆变器电路的控制，而且， 所述焊接用电源装置具有执行包括电阻值算出机构和电感值算出机构的处理的测定模式并且具备前端电压算出机构，所述电阻值算出机构将所述电极设为短路状态而进行处理，基于将由所述逆变器电路的动作所产生的所述输出电流设为给定电流值时的所述输出电压的电压值，来算出到所述电极前端为止的路径上的合计电阻值，所述电感值算出机构将所述电极设为短路状态而进行处理，基于从将由所述逆变器电路的动作所产生的所述输出电流设定为给定电流值时开始的电流衰减量，来算出到所述电极前端为止的路径上的合计电感值，所述前端电压算出机构针对由所述检测机构检测出的所述输出电压的电压值，修正与到所述电极前端为止的路径上的所述合计电阻值以及所述合计电感值相关的电压变化量，来算出所述前端电压， 所述焊接系统使所述电极侧可动的可动机构和所述电源装置协作，实施伴随所述电极侧的可动的焊接， 其中，所述焊接系统具备保存机构，该保存机构为了与所述电极侧的位置变化相对应而保存多个在多个位置的每个位置所测定的至少所述合计电感值，所述电极侧的位置变化包括所述电源装置和所述电极之间的主电路上所使用的功率电缆的敷设状态变化的使用状态， 所述电源装置的前端电压算出机构，通过按所述电极侧的各给定位置保存的至少所述合计电感值的基于该位置的切替指令，算出个别修正了所述电压变化量的所述前端电压。
2.根据权利要求I所述的焊接系统，其特征在于， 所述焊接系统还具备 操作示教机构，其对所述可动机构以及所述电源装置的给定动作进行操作示教，作成成为所述可动机构以及所述电源装置的协作控制的基础的示教程序， 所述焊接系统构成为能够在所述操作示教中途实施所述测定，并且在所述示教程序中与所述电极侧的位置信息相关联地保存至少所述合计电感值。
3.一种焊接用电源装置，具备将直流电力变换为高频交流电力的逆变器电路、进行所变换的交流电力的电压调整的焊接变压器、和根据该焊接变压器的二次侧交流电力生成适于焊接的直流输出电力的直流变换机构，并且基于所生成的所述输出电力向电极的供给，在与焊接对象之间产生焊接用的电弧，基于由所述焊接用电源装置内的检测机构所检测出的输出电流和输出电压来算出所述电极的前端电压，并基于所算出的前端电压进行所述逆变器电路的控制， 所述焊接用电源装置具有执行包括电阻值算出机构和电感值算出机构的处理的测定模式并且具备前端电压算出机构，所述电阻值算出机构将所述电极设为短路状态而进行处理，基于将由所述逆变器电路的动作所产生的所述输出电流设为给定电流值时的所述输出电压的电压值，来算出到所述电极前端为止的路径上的合计电阻值，所述电感值算出机构将所述电极设为短路状态而进行处理，基于从将由所述逆变器电路的动作所产生的所述输出电流设定为给定电流值时开始的电流衰减量，来算出到所述电极前端为止的路径上的合计电感值，所述前端电压算出机构针对由所述检测机构检测出的所述输出电压的电压值，修正与到所述电极前端为止的路径上的所述合计电阻值以及所述合计电感值相关的电压变化量，来算出所述前端电压， 为了由可动机构使所述电极侧可动，且与所述电极侧的位置变化相对应，而在设置在所述电源装置本身或者外部的保存机构中保存多个在多个位置的每个位置所测定的至少所述合计电感值，所述电极侧的位置变化包括所述电源装置和所述电极之间的主电路上所使用的功率电缆的敷设状态变化的使用状态， 所述前端电压算出机构，通过按所述电极侧的各给定位置保存的至少所述合计电感值的基于该位置的切替指令，来算出个别修正了所述电压变化量的所述前端电压。
全文摘要
提供一种焊接系统以及焊接用电源装置，即使在功率电缆的敷设状态变化的使用状态下也能够高精度地算出在控制中使用的电极前端电压，能够有助于焊接性能的进一步提高。在焊接机器人系统(50)中，基于电极(12)侧的可动，功率电缆(14)的敷设状态变化。与这样的变化对应地在存储装置(63)中保存多个在多个位置(α～γ)的各个位置所测定的到电极(12)的测定值(电阻值(Rα～γ)、电感值(Lα～γ))。而且，对各位置(α～γ)保存的测定值通过在各位置(α～γ)的焊接开始指令(ASα～γ)来切换，在电源装置(11)算出前端电压(Va)时，计算个别修正了与该测定值相关的电压变化量的前端电压(Va)。即，在计算在电源装置(11)的控制中使用的前端电压(Va)时，进行与功率电缆(14)的敷设状态相应的电压修正，所以能够时时算出精度高的前端电压(Va)。
文档编号B23K9/073GK102672305SQ20121004427
公开日2012年9月19日 申请日期2012年2月23日 优先权日2011年3月7日
发明者大西孝典, 惠良哲生, 波多晓 申请人:株式会社大亨