JP2007083268A - アーク溶接システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の溶接装置により同一の溶接部材へ対して溶接が行われる場合、一つの溶接装置において、他の溶接装置の動作に基づくノイズを十分に除去できず、他の溶接装置のスイッチング動作の影響によりネック誤検知を生じ、このためスパッタ発生を低減することができず、良好な溶接結果を得ることが困難となるという課題を有していた。
【解決手段】本発明は、一つの溶接装置において他の溶接装置の制御状態を検出し、溶接電流および／または溶接電圧の変化量に影響をおよぼす制御状態の変化が検出された場合、ネック検知を禁止する機能を有することにより正確にネック判定を行うことができ、スパッタ発生を低減することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、溶接ワイヤと溶接母材（ワーク）との間にアークを発生させて溶接出力制御を行うアーク溶接装置を複数備えたアーク溶接システムに関するものである。

近年、消耗電極式アーク溶接装置では、スパッタの発生を抑制するために、短絡状態が開放されるのを予知して短絡開放直前に溶接電流を低下させる所謂ネック検知制御を行い、アークが再発生する瞬間の溶接電流を低下させてアーク力を抑制することが行われている。

従来の消耗電極式アーク溶接装置において、短絡状態となると、溶接出力を制御する制御回路は、短絡解放するため、所定の傾きに従い電流を増加させていく。そして、この電流の増加に伴って短絡部分のワイヤの溶融およびその溶融金属の母材側への移行が進み、溶接ワイヤと母材側溶融部との間でくびれ（いわゆるネック。以後ネックと言う。）が発生する。そして、このネック部分では、断面積が小さくなるため抵抗値が増加する。このため、ネックが生じてくると、短絡制御で電流増加を一定にしているにも関わらず溶接電圧の変化量が大きくなる。そして、この電圧変化量を検出することによりネック発生を検知してネック検知制御へと処理を移行する。

ここで、従来の消耗電極式アーク溶接装置では、後述するように、溶接に適した出力を得るために交流電源の出力を整流したものをスイッチングするためのスイッチング素子が設けられており、このスイッチング素子の影響により、溶接電圧はスイッチング素子のスイッチングに同期したリップル電圧が重畳され、このリップル電圧のためネック検知確率が低下する場合がある。そのため、リップル電圧等のノイズを除去するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

図７は上記した従来のアーク溶接装置の概略構成を示しており、７１は交流電源の出力を整流する第１の整流素子、７２は第１の整流素子７１の出力をスイッチングする第１のスイッチング素子、７３は溶接負荷に電力を供給するとともに２次側補助巻線を設けた主変圧器、７４は主変圧器７３の出力を整流する第２の整流素子、７５は主変圧器７３の補助巻線の出力を整流する第３の整流素子、７６は第２の整流素子７４と出力端子との間に設けられた第２のスイッチング素子、７７は電流検出器、７８は電圧検出器、７９は電圧検出器７８の出力と第３の整流素子７５の出力との差分を演算する差動増幅回路、７１０は第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子を制御することにより溶接出力を制御する溶接制御回路である。

以上のように構成された従来のアーク溶接装置について、その動作を説明する。交流電源から供給された電力は第１の整流素子７１により直流化される。直流化された電力は第１のスイッチング素子７２により溶接状態に応じて必要な電力として主変圧器７３へ入力される。主変圧器７３の出力側から得られる大電流は第２の整流素子７４により直流化され、第２のスイッチング素子７６を介して溶接負荷へ供給される。溶接負荷へ流れる溶接電流は電流検出器７７により検出され、溶接制御回路７１０にフィードバックされる。また、溶接負荷へ印加される溶接電圧は、電圧検出器７８により検出される。ここで、電圧検出器７８により検出された溶接電圧は、第１のスイッチング素子７２により生じるリップル成分を含んでおり、また、第３の整流素子７５の出力は第１のスイッチング素子７２のリップル成分を含んでいるので、この第３の整流素子７５の出力と電圧検出器７８の出力を差動増幅器７９により差分演算することにより、溶接電圧に含まれるリップル成分を除去することができる。このようにしてリップル成分の除去された溶接電圧は溶接制御回路７１０に入力され、正確なネック部分の検知や溶接出力の制御に利用される。
特開平１０−１８０４４３号公報

しかし、従来のアーク溶接装置は、上記したように、このアーク溶接装置自体を構成するスイッチング素子によるリップル成分の影響を除去して溶接出力の制御を行うことを可能とするものであったが、例えば、複数のアーク溶接装置により同一のワークに対して溶接が行われる場合には、図８に示すように一方のアーク溶接装置の出力制御スイッチング動作により他方のアーク溶接装置の検出する溶接電圧もしくは溶接電流に変動が発生し、この変動が溶接現象の変化に起因するものか否かを判断することができないという課題を有していた。

そして、他の溶接装置の動作に起因した変動（ここではノイズと呼ぶ）が除去できなかった場合、ネックの誤検知が生じてしまい、このネック誤検知により本来ネックではないにも関わらずネック検知制御を行ってしまい、スパッタの発生を抑制することや良好な溶接結果を得ることが困難になるという課題を有していた。また、ノイズの状況によっては、短絡開放を誤検知してしまう場合もあった。

本発明は、ネックの誤検知あるいは短絡開放誤検知を防止するとともに、状況に適した溶接出力制御を行い、溶接状態を安定化させることによりスパッタ発生量を低減し、良好な溶接結果を得ることのできるアーク溶接システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のアーク溶接システムは、少なくとも第１の溶接装置と第２の溶接装置とを用いて溶接を行うアーク溶接システムであって、前記第１の溶接装置は、前記第１の溶接装置の溶接電圧を検出する電圧検出部と、前記第１の溶接装置の溶接電流を検出する電流検出部と、前記第２の溶接装置から前記第２の溶接装置の溶接情報を受信する通信部と、前記電圧検出部および／または前記電流検出部の出力と前記通信部により受信した情報とに基づいてアークが短絡状態から開放状態へ移行する直前の状態であるネックを検知したか否かを判定するネック検知部とを備えたものである。

そして、このような構成とすることで、ネックの誤検知を防ぐものである。

また、前記アーク溶接システムにおける、第１の溶接装置が第２の溶接装置から受信する溶接情報は、前記第２の溶接装置が有する前記第２の溶接装置の溶接出力を制御するためのスイッチング素子を動作させるスイッチングのタイミングを示す情報である。

また、第１の溶接装置が備えるネック検知部は、第２の溶接装置がスイッチング素子のスイッチングを行ったタイミングではネックを検知したと判定しないことを特徴としている。

また、前記アーク溶接システムにおける第１の溶接装置と第２の溶接装置とは、双方向のシリアル通信により情報の伝達を行うことを特徴としている。

また、本発明のアーク溶接システムは、少なくとも第１の溶接装置と第２の溶接装置とを用いて溶接を行うアーク溶接システムであって、前記第１の溶接装置は、前記第１の溶接装置の溶接電圧を検出する電圧検出部と、前記第１の溶接装置の溶接電流を検出する電流検出部と、前記第２の溶接装置の溶接電圧および／または溶接電流を検出する溶接状態検出部と、前記電圧検出部および／または前記電流検出部の出力と前記溶接状態検出部の出力とに基づいてアークが短絡状態から開放状態へ移行する直前の状態であるネックを検知したか否かを判定するネック検知部とを備えたものである。

そして、このような構成とすることで、ネックの誤検知を防ぐものである。

また、前記アーク溶接システムにおける第１の溶接装置が備えるネック検知部は、溶接状態検出部の検出状態が急峻に変化した場合にはネックを検知したと判定しないことを特徴とする。

また、本発明のアーク溶接システムは、少なくとも第１の溶接装置と第２の溶接装置と各溶接装置の溶接状態を監視する監視装置とを用いて溶接を行うアーク溶接システムであって、前記監視装置は、各溶接装置と溶接情報を通信する第１の通信部を備え、前記第１の溶接装置は、前記第１の溶接装置の溶接電圧を検出する電圧検出部と、前記第１の溶接装置の溶接電流を検出する電流検出部と、前記監視装置から他の溶接装置の溶接情報を受信する第２の通信部と、前記電圧検出部および／または前記電流検出部の出力と前記第２の通信部により受信した情報とに基づいてアークが短絡状態から開放状態へ移行する直前の状態であるネックを検知したか否かを判定するネック検知部とを備えたものである。

そして、このような構成とすることで、ネックの誤検知を防ぐものである。

また、前記アーク溶接システムにおける第１の溶接装置が監視装置から受信する溶接情報は、他の溶接装置が有する前記他の溶接装置の溶接出力を制御するためのスイッチング素子を動作させるスイッチングのタイミングを示す情報であることを特徴とする。

また、前記アーク溶接システムにおける第１の溶接装置が備えるネック検知部は、他の溶接装置がスイッチング素子のスイッチングを行ったタイミングではネックを検知したと判定しないことを特徴とする。

また、前記アーク溶接システムにおける各溶接装置と監視装置とは双方向のシリアル通信により情報の伝達を行うことを特徴としている。

以上のように、本発明は、各々の溶接装置における溶接情報を共有する、若しくは必要に応じて影響の対象となりうる溶接装置の溶接状態を監視する、若しくは各々の溶接装置における溶接情報を監視装置で監視して各々の溶接装置に通達することにより、ネック状態の誤検知を防止することができ、スパッタの発生を低減することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１から図６を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は本実施の形態におけるアーク溶接システムの概略構成を示すブロック図である。図１において、１は第１の溶接装置、１５は第２の溶接装置であり、同一の溶接部材を溶接する溶接システムである。また、２は第１の溶接装置１へ電力を供給するための交流電源である。

第１の溶接装置１において、３は交流電源２の出力を整流する第１の整流素子、４は第１の整流部３の出力を溶接に適した出力を得るためにスイッチングする第１のスイッチング素子、５は溶接負荷に電力供給する主変圧器、６は主変圧器５の出力を整流する第２の整流素子、７は一端を第２の整流素子６に接続された第２のスイッチング素子、８は第２のスイッチング素子７に並列に接続された抵抗、９は第２のスイッチング素子７と直列に接続され溶接電流出力を安定化させるためのリアクタ、１０は溶接電流を検出する電流検出部、１１は溶接電圧を検出する電圧検出部である。

また、１２は溶接時に溶接ワイヤの先端部分に生じるネックの発生を検知するネック検知部であり、このネック検知部１２は、電流検出部１０および電圧検出部１１の出力と、通信部１３により受信した第２の溶接装置１５における溶接情報に基づいてネック検知の判定を行うものである。

また、１４は電流検出部１０や電圧検出部１１やネック検出部１２の出力に基づいて第１のスイッチング素子４および第２のスイッチング素子７を制御して溶接出力を制御する溶接出力制御部である。

なお、図１において、第２の溶接装置１５は第１の溶接装置１と同様の構成であるため簡略して図示している。

また、上記の第２の溶接装置１５における溶接情報は、例えば、第２の溶接装置１５が有する第２の溶接装置１５の溶接出力を制御するための第２のスイッチング素子７を動作させるスイッチングのタイミングを示す情報を含むものである。

以上のように構成されたアーク溶接システムについてその動作を説明する。

第１の溶接装置１において、交流電源２から供給された電力は、第１の整流素子３により直流化され、第１のスイッチング素子４へ直流電源として供給される。第１のスイッチング素子４は、溶接出力制御部１４によりオン／オフ制御され、これにより主変圧器５へ供給される電力が制御される。そして、主変圧器５に供給された電力は、第２の整流素子６により直流化され、溶接負荷（溶接ワイヤと母材間）に供給される。

ここで、通常の溶接時においては、第２のスイッチング素子７はオン（短絡）された状態であり、リアクタ９を介して溶接負荷に溶接電流が供給される。なお、急峻に溶接負荷に流れる溶接電流を低下させる必要が生じた場合（例えば、アーク状態から短絡状態になった場合やくびれ検知した場合等）、溶接出力制御部１４は、第２のスイッチング素子７をオフ（開放）して低インピーダンスの溶接電流供給路を遮断し、主変圧器５に蓄積されたエネルギーは、第２のスイッチング素子７に並列に接続された抵抗８を介してエネルギー消費されるとともに、第２のスイッチング素子７に対する過渡的な高電圧の印加を防止する。

また、電流検出部１０は、溶接負荷に供給される溶接電流を検出して溶接電流Ｉａとして出力し、電圧検出器１１は、溶接負荷に印加された溶接電圧を検出して溶接電圧Ｖａとして出力する。

次に、図１および図２を用いて、ネック検知部１２における基本的なネック検知動作について説明する。

図２は短絡溶接時の溶接電流（Ｉａ）と、溶接電圧（Ｖａ）と、溶接電圧変化量（ｄｖ／ｄｔ）の波形の時間変化を示した模式図である。

ネック検知部１２は、電流検出部１０の出力Ｉａおよび電圧検出部１１の出力Ｖａより溶接状態がアーク状態であるのか短絡状態であるのか（アーク／短絡状態）を判定する。短絡状態である場合、電圧検出部１１の出力Ｖａについて所定時間あたりの変化量ｄｖ／ｄｔを算出し、予め設定されたネック検知レベル値ｄＶｎと比較し、電圧変化量ｄｖ／ｄｔがネック検知レベル値ｄＶｎより大きい場合にネックが発生したとしてネックの発生を示すネック信号を溶接出力制御部１４に出力する。

なお、短絡初期状態（例えば、溶接電流Ｉａが低い状態）においては、溶接電圧Ｖａの値が振動的となる場合があり、この時には電圧変化量ｄｖ／ｄｔが大きくなりネック誤判定を生じてしまう場合もあるので、ネック検知部１２は、ネック判定を行う条件として、溶接電流Ｉａが例えば実験等で求めた予め設定されたネック電流レベルＩｎ以上であることをアンド条件としてネック検知を行うようにすることが望ましい。

次に、第１の溶接装置１において、通信部１３により第２の溶接装置１５から受信した第２の溶接装置１５の溶接情報を利用してネック誤検知を防止する方法について、図１と図３を用いて説明する。

図３は短絡溶接時の溶接電流（Ｉａ）と溶接電圧（Ｖａ）と溶接電圧変化量（ｄｖ／ｄｔ）の波形の時間変化を示した模式図である。第２の溶接装置１５に備えられた第２のスイッチング素子７の動作により溶接電流が急激に変化した場合（例えば、第２の溶接装置１５において短絡時における電流増加を防止する、もしくは、短絡解放直前におけるネック発生時の溶接電流を抑制する等）、その影響により、例えば図３の３１部で示すように、第１の溶接装置１における溶接電圧にノイズと同様な電圧変動が引き起こされる。第１の溶接装置１の通信部１３は、第２の溶接装置１５から第２の溶接装置１５の溶接制御状態に関する情報（第２の溶接装置１５が有する第２の溶接装置１５の溶接出力を制御するための第２のスイッチング素子７を動作させるスイッチングのタイミングを示す情報を含む情報）を受信する。そして、この信号はネック検知部１２に出力され、このネック検知部１２において、図３の３１部で示す電圧の変動は、第２の溶接装置１５における電流制御に起因したものと判断し、ネック検知を無効とする。すなわち、所定の期間はネック検知を行わず、ネック検知制御は行わない。

そして、第１の溶接装置１において、図３の３２部に示す電圧の変動が生じた場合、このときは第２の溶接装置１５がスイッチング制御を行ったという情報は受信していなければ、ネック検知部１２はネック検知条件を満たしたと判断し、ネックの発生を検知するとともにその発生を示す信号を溶接出力制御部１４に出力する。そして、ネック検知部１２からの信号を受信した溶接出力制御部１４は、ネック発生時における所望の溶接電流出力を行うために第１のスイッチング素子４および第２のスイッチング素子７を制御する。

また、溶接出力制御部１４は、短絡発生時およびネック検知時に第２のスイッチング素子７をオン・オフする毎に通信部１３へその情報を出力し、この情報を受信した通信部１３は、第２の溶接装置１５に対して第１の溶接装置１における溶接情報を送信する。

このとき、第１の溶接装置１の通信部１３は、第２の溶接装置１５と双方向のシリアル回線で接続することにより、溶接装置間における溶接制御情報の通信は、スイッチング素子を動作させるスイッチのタイミングを示す情報以外の様々な溶接制御情報（例えば、短絡区間中、アーク区間中、溶接条件の変更におけるスロープ処理中など等を示す情報）を送ることができるとともに、他方の溶接装置による通信により通信待ちを発生することなくリアルタイム通信を容易に実現できることは言うまでもない。

なお、本実施の形態において、２台の溶接装置を接続して制御を行う例を示しているが、２台に限るものではなく、３台以上接続し、各々の溶接装置間で溶接情報を通信して各溶接装置でネック誤検知を防ぐようにしてもよい。また、第１の溶接装置１の通信部１３に接続される通信回線は１回線のみ記載しているが、３台以上の溶接装置によるアーク溶接システムを構成する場合、必要に応じて通信部１３に接続される通信回線が増やされることは言うまでもない。

以上のように、本実施の形態の溶接システムによれば、他の溶接装置の溶接情報を考慮してネック検知を行うことにより、ネック誤検知を防ぐことができる。

（実施の形態２）
本実施の形態において、実施の形態１と同様な箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。また、本実施の形態の説明に用いる図４において、溶接装置の構成や動作についての説明も省略している部分があるが、本実施の形態で示していないものについては基本的には実施の形態１と同様である。

図４は本実施の形態におけるアーク溶接システムの概略構成を示すブロック図であり、実施の形態１と異なるのは、第１の溶接装置４１において電流検出部１０および電圧検出部１１の検出する溶接電流Ｉａ１および溶接電圧Ｖａ１を外部に出力する点と、第２の溶接装置４３において検出された溶接電流Ｉａ２および溶接電流Ｖａ２を入力として第２の溶接装置４３における溶接制御状態を検出する溶接状態検出部４２を備えている点である。

溶接状態検出部４２は、第２の溶接装置４３から出力される溶接電流Ｉａ２及び溶接電圧Ｖａ２に基づき、第２の溶接装置４３における制御状態を検出してネック検知部１２に出力する。ネック検知部１２は、電流検出部１０の出力する溶接電流Ｉａ１と電圧検出部１１の出力する溶接電圧Ｖａ１と溶接状態検出部４２の出力する第２の溶接装置４３における制御状態の検出状態に基づいてネック検知を行う。例えば、溶接状態検出部４２の検出状態が急峻に変化した場合（例えば、アーク区間制御から短絡区間制御への移行や、短絡区間制御からネック処理制御への移行など）には、ネック検知部１２は、溶接電流Ｉａ１や溶接電圧Ｖａ１がネックを検知する条件（時間当たりの変化量等）を満たしている場合であっても、第２の溶接装置４３における制御状態の急峻な変化により第１の溶接装置４１で検出した溶接電流や溶接電圧が影響を受けていると判断してネック検知を行わない。

次に、図５を用いて、溶接状態検出部４２における溶接状態の検出方法について詳しく述べる。図５は、第２の溶接装置４３から出力された溶接電流Ｉａ２および溶接電圧Ｖａ２の波形と、Ｉａ２およびＶａ２の所定時間あたりの変化量を示した模式図である。

図５に示すように、溶接制御状態が変化した場合、溶接電流Ｉａ２および溶接電圧Ｖａ２に急峻な変化が発生する。特に、第２の溶接装置４３において、例えば、ネック検知制御として溶接電流を急峻に変化させるために行う第２のスイッチング素子７のオン／オフのタイミングや、アーク状態から短絡状態になる等の溶接の制御状態が変化する場合、所定時間あたりの電流変化量ｄＩａ２／ｄｔおよび電圧変化量ｄＶａ２／ｄｔと、実験等で求めた予め設定した閾値ΔＩ１、−ΔＩ２、ΔＶ１、−ΔＶ２と比較することにより、スイッチング状態や溶接状態の変化を検出することができる。

そして、第１の溶接装置４１の溶接状態検出部４２においては、ｄＩａ２／ｄｔの算出値が−ΔＩ２を下回った場合、第２の溶接装置４３において、第２のスイッチング素子７がオフされたタイミングとして検出する。また、ｄＩａ２／ｄｔの算出値がΔＩ１を越えた場合、第２の溶接装置４３において、第２のスイッチング素子７がオンされたタイミングとして検出する。

また、第１の溶接装置４１の溶接状態検出部４２においては、ｄＶａ２／ｄｔの算出値がΔＶ１を越えた場合、第２の溶接装置４３において、制御状態が短絡区間制御からアーク区間制御へ変化したことを検出する。また、ｄＶａ２／ｄｔの算出値が−ΔＶ２を下回った場合、第２の溶接装置４３において、制御状態がアーク区間制御から短絡区間制御へ変化したことを検出する。

このようにして、溶接状態検出部４２は第２の溶接装置４３における第２のスイッチング素子７のオン／オフ変化のタイミングおよび第２の溶接装置４３の溶接制御状態をネック検知部１２に出力する。

そして、ネック検知部１２は、溶接電流Ｉａ１や溶接電圧Ｖａ１がネックを検知する条件（時間当たりの変化量等）を満たしている場合であっても、溶接状態検出部４２からの入力情報が第２の溶接装置４３における制御状態の急峻な変化を示すものである場合には、第２の溶接装置４３における制御状態の急峻な変化により第１の溶接装置４１で検出した溶接電流や溶接電圧が影響を受けていると判断してネック検知を行わない。

また、溶接状態検出部４２において、第２の溶接装置４３から出力される溶接電流Ｉａ２および溶接電圧Ｖａ２を用いて、第１の溶接装置４１が有するアーク／短絡判定アルゴリズムやネック検知アルゴリズムに基づいて、第２の溶接装置４３で溶接制御状態の変化が起こったことや、第２の溶接装置４３でネック検知制御が行なわれたことを検知し、これらの情報をネック検知部１２に出力することでも同様な機能を実現することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、他の溶接装置の電流情報や電圧情報を入力し、これらを考慮してネック検知を行うことにより、ネック誤検知を防ぐことができる。

（実施の形態３）
本実施の形態において、実施の形態１と同様な箇所については詳細な説明を省略する。また、本実施の形態の説明に用いる図６において、溶接装置の構成や動作についての説明も省略している部分があるが、本実施の形態で示していないものについては基本的には実施の形態１と同様である。

図６は本実施の形態におけるアーク溶接システムの概略構成を示すブロック図であり、実施の形態１と異なるのは、各溶接装置の溶接状態を監視する監視装置６１を備えている点である。

図６において、監視装置６１は通信部６２に接続された回線より第１の溶接装置１および第２の溶接装置１５から溶接制御に関する情報を受信するとともに、各回線により第１の溶接装置１から受信した情報を第２の溶接装置１５へ、また、第２の溶接装置１５から受信した情報を第１の溶接装置１へ送信する。なお、監視装置６１は、第１および第２の溶接装置１、１５から受信した溶接制御情報の中から、一方の溶接装置の第２のスイッチング素子７のスイッチングのタイミングを示す情報のみを抽出し、他方の溶接装置へ送信するようにしてもよい。例えば、第１の溶接装置１においては、監視装置６１から受信した第２の溶接装置１５の第２のスイッチング素子７のスイッチングのタイミングを示す情報を通信部１３で受信するとともに、この情報をネック検知部１２に知らせることにより、実施の形態１と同様に正確なネック検知を行うことができる。

また、第１の溶接装置１の通信部１３は、第２のスイッチング素子７のスイッチングのタイミングを示す情報などを含む溶接制御情報を監視装置６１に送信することにより、監視装置６１を介して第２の溶接装置１５に対して第１の溶接装置１における溶接制御状態を知らせることができ、第２の溶接装置１５においても第１の溶接装置１と同様に正確なネック検知を実現することができる。

なお、実施の形態１においては、影響の対象となる溶接装置毎に通信回線を備える必要があったが、監視装置６１を備えることにより、溶接装置は監視装置６１との間における通信回線を備えるのみでよく、通信回線の本数を少なくすることが可能となり、通信回線を簡易に構成することが可能である。例えば、溶接装置が４台で構成される溶接システムの場合、実施の形態１で示したように各々の溶接装置間で溶接情報の通信を行う場合、計６本の通信回線が必要となるが、本実施の形態のように、監視装置６１を設け、この監視装置６１を介して各溶接装置間で溶接情報の通信を行う場合、計６本の通信回線で実現することができる。

また、各溶接装置と監視装置６１とを結ぶ通信回線を双方向のシリアル通信可能な構成とすることにより、他方の溶接装置による通信による通信待ちを発生することのないリアルタイム通信を容易に実現でき、各溶接装置と様々な溶接情報を送受信することにより、監視装置６１は、アーク溶接システムに備えられた複数の溶接装置すべての状態や溶接結果を監視することができ、溶接システムの溶接品質管理に利用することも可能であり、非常に有用である。

なお、本実施の形態において、２台の溶接装置を用いた例を示しているが、２台に限るものではなく、３台以上の溶接装置用いて溶接システムを構成し、各々の溶接装置間でネック誤検知を防ぐようにしてもよい。

以上のように、本実施の形態の溶接システムによれば、監視装置６１を介して得た他の溶接装置の溶接情報を考慮してネック検知を行うことにより、ネック誤検知を防ぐことができる。

本発明のアーク溶接システムは、他の溶接装置の制御状態を検出し、溶接電流および溶接電圧の変化量に影響をおよぼす制御状態の変化が検出された場合、その時点におけるネック検知を無効にすることにより、他の溶接装置の制御状態によって溶接電流や溶接電圧が変動した場合であっても、誤ってネック検知を行うことを防止して正確にネック判定を行うことができるので、例えば同一の溶接部材に複数の溶接装置を用いて溶接を行うアーク溶接システムとして産業上有用である。

本発明の実施の形態１におけるアーク溶接システムの概略構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１における短絡溶接時の溶接電流と溶接電圧と溶接電圧変化量の波形を示す模式図 本発明の実施の形態１における第２の溶接装置の溶接出力制御により影響を受けた場合の短絡溶接時の溶接電流と溶接電圧と溶接電圧変化量の波形を示す模式図 本発明の実施の形態２におけるアーク溶接システムの概略構成を示すブロック図 第２の溶接装置から出力された溶接電流Ｉａ２および溶接電圧Ｖａ２そしてＩａ２およびＶａ２の所定時間あたりの変化量を示した模式図 本発明の実施の形態３におけるアーク溶接システムの概略構成を示すブロック図 従来のアーク溶接装置の概略構成を示すブロック図 一方のアーク溶接装置のスイッチングが他のアーク溶接装置の電圧波形に影響を与える例を示す図

符号の説明

１、４１ 第１の溶接装置
１５、４３ 第２の溶接装置
２ 交流電源
３ 第１の整流素子
４ 第１のスイッチング素子
５ 主変圧器
６ 第２の整流素子
７ 第２のスイッチング素子
８ 抵抗
９ リアクタ
１０ 電流検出部
１１ 電圧検出部
１２ ネック検知部
１３、６２ 通信部
１４ 溶接出力制御部
４２ 溶接状態検出部
６１ 監視装置

Claims (10)

1. 少なくとも第１の溶接装置と第２の溶接装置とを用いて溶接を行うアーク溶接システムであって、
   前記第１の溶接装置は、
   前記第１の溶接装置の溶接電圧を検出する電圧検出部と、
   前記第１の溶接装置の溶接電流を検出する電流検出部と、
   前記第２の溶接装置から前記第２の溶接装置の溶接情報を受信する通信部と、
   前記電圧検出部および／または前記電流検出部の出力と前記通信部により受信した情報 とに基づいてアークが短絡状態から開放状態へ移行する直前の状態であるネックを検知 したか否かを判定するネック検知部と
   を備えたアーク溶接システム。
2. 第１の溶接装置が第２の溶接装置から受信する溶接情報は、前記第２の溶接装置が有する前記第２の溶接装置の溶接出力を制御するためのスイッチング素子を動作させるスイッチングのタイミングを示す情報を含む請求項１記載のアーク溶接システム。
3. 第１の溶接装置が備えるネック検知部は、第２の溶接装置がスイッチング素子のスイッチングを行ったタイミングではネックを検知したと判定しない請求項２記載のアーク溶接システム。
4. 第１の溶接装置と第２の溶接装置とは双方向のシリアル通信により情報の伝達を行う請求項１から３のいずれか１項に記載のアーク溶接システム。
5. 少なくとも第１の溶接装置と第２の溶接装置とを用いて溶接を行うアーク溶接システムであって、
   前記第１の溶接装置は、
   前記第１の溶接装置の溶接電圧を検出する電圧検出部と、
   前記第１の溶接装置の溶接電流を検出する電流検出部と、
   前記第２の溶接装置の溶接電圧および／または溶接電流を検出する溶接状態検出部と、 前記電圧検出部および／または前記電流検出部の出力と前記溶接状態検出部の出力とに 基づいてアークが短絡状態から開放状態へ移行する直前の状態であるネックを検知した か否かを判定するネック検知部と
   を備えたアーク溶接システム。
6. 第１の溶接装置が備えるネック検知部は、溶接状態検出部の検出状態が急峻に変化した場合にはネックを検知したと判定しない請求項５記載のアーク溶接システム。
7. 少なくとも第１の溶接装置と第２の溶接装置と各溶接装置の溶接状態を監視する監視装置とを用いて溶接を行うアーク溶接システムであって、
   前記監視装置は、
   各溶接装置と溶接情報を通信する第１の通信部を備え、
   前記第１の溶接装置は、
   前記第１の溶接装置の溶接電圧を検出する電圧検出部と、
   前記第１の溶接装置の溶接電流を検出する電流検出部と、
   前記監視装置から他の溶接装置の溶接情報を受信する第２の通信部と、
   前記電圧検出部および／または前記電流検出部の出力と前記第２の通信部により受信し た情報とに基づいてアークが短絡状態から開放状態へ移行する直前の状態であるネック を検知したか否かを判定するネック検知部と
   を備えたアーク溶接システム。
8. 第１の溶接装置が監視装置から受信する溶接情報は、他の溶接装置が有する前記他の溶接装置の溶接出力を制御するためのスイッチング素子を動作させるスイッチングのタイミングを示す情報を含む請求項７記載のアーク溶接システム。
9. 第１の溶接装置が備えるネック検知部は、他の溶接装置がスイッチング素子のスイッチングを行ったタイミングではネックを検知したと判定しない請求項８記載のアーク溶接システム。
10. 各溶接装置と監視装置とは双方向のシリアル通信により情報の伝達を行う請求項７から９のいずれか１項に記載のアーク溶接システム。

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