專利名稱：焊接設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠檢測(cè)在焊絲和焊接物體之間的觸點(diǎn)的焊接裝置。
背景技術(shù)：
近些年來，可以在汽車工業(yè)等中看到，通過將焊接裝置與機(jī)器人組合促進(jìn)了焊接操作的自動(dòng)化。
在進(jìn)行機(jī)器人焊接時(shí)，因?yàn)闄C(jī)器人相對(duì)于焊接物體(以下稱為母材(basemetal))的定位變得重要，因此使用觸點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備(接觸傳感器)，所述觸點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)焊絲已經(jīng)與母材接觸，并且根據(jù)關(guān)于此時(shí)機(jī)器人位置的信息來相對(duì)于焊接開始點(diǎn)進(jìn)行定位或位置校正。
為此，具有觸點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備或觸點(diǎn)檢測(cè)功能的焊接裝置在檢測(cè)到在焊絲和母材之間的接觸時(shí)向外部輸出接觸信號(hào)。
作為這樣的焊接裝置，已知一種如此配置的焊接裝置，使得共同地使用用于觸點(diǎn)檢測(cè)的電源單元和焊接電源單元(例如參見專利文件1)。
專利文件1JP-A-2001-121264圖5示出了上述的傳統(tǒng)焊接裝置，其中，附圖標(biāo)號(hào)51表示焊絲；52表示用于控制要在焊絲51和母材M之間提供的焊接電流或焊接電功率的輸出控制電路單元；55表示用于向輸出控制電路單元52提供適當(dāng)?shù)妮敵雒畹妮敵雒顔卧?3表示焊接電壓檢測(cè)單元，用于檢測(cè)在焊絲51和母材之間的焊接電壓；54表示焊接電流檢測(cè)單元，用于檢測(cè)輸出的焊接電流；56表示焊接/檢測(cè)切換部件，用于在焊接操作和檢測(cè)操作之間進(jìn)行切換；以及57表示接觸確定單元，用于檢測(cè)在焊絲51和母材M之間的觸點(diǎn)。
將說明如上所述配置的焊接裝置。
在檢測(cè)到在焊絲51和母材M之間的觸點(diǎn)的情況下，通過焊接/檢測(cè)切換部件56向輸出命令單元55提供檢測(cè)的觸點(diǎn)檢測(cè)輸出值。并且通過輸出控制電路單元52在焊絲51和母材之間施加在檢測(cè)時(shí)的預(yù)定電功率。
接觸確定單元57檢測(cè)由焊接電壓檢測(cè)單元53檢測(cè)的焊接電壓。當(dāng)在焊絲51和母材M之間出現(xiàn)接觸時(shí)，由焊接電壓檢測(cè)單元53檢測(cè)的電壓降低。作為電壓降低的結(jié)果，接觸確定單元57檢測(cè)觸點(diǎn)的狀態(tài)，并且向外部輸出接觸信號(hào)So。

發(fā)明內(nèi)容
但是，利用傳統(tǒng)的焊接裝置，在黑色水垢或油膜附著在焊接物體的表面中的情況下，在接觸期間的導(dǎo)電性變差，因此需要施加高電壓。
另外，存在這樣的問題在焊絲的直徑小的情況下，如果施加高電壓，則焊絲尖端由于在接觸時(shí)的熔化或破裂而變形，并且由于在焊絲的突出長(zhǎng)度的改變而導(dǎo)致機(jī)器人的定位或位置校正的精度下降。
本發(fā)明的目的是提供一種焊接裝置，它提供對(duì)應(yīng)于焊接物體和焊絲的至少一個(gè)的狀態(tài)的電功率。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的焊接裝置是這樣的一種焊接裝置，它包括輸出控制單元，用于控制要提供到焊絲和焊接物體的電功率；焊接電壓檢測(cè)單元，用于檢測(cè)焊接電壓；焊接電流檢測(cè)單元，用于檢測(cè)焊接電流；以及接觸確定單元，對(duì)其輸入來自焊接電壓檢測(cè)單元和焊接電流檢測(cè)單元的至少一個(gè)的信號(hào)，并且它確定在焊絲和焊接物體之間的接觸，其中，輸出控制單元輸出對(duì)應(yīng)于焊絲和焊接物體的至少一個(gè)的狀態(tài)的電功率來作為用于接觸確定的電功率。
而且，依靠這種配置，按照本發(fā)明的焊接裝置使得有可能輸出對(duì)應(yīng)于焊絲和焊接物體的至少一個(gè)的狀態(tài)的電功率來作為用于接觸確定的電功率，因此有可能防止在接觸期間的焊絲的變形等。
另外，按照本發(fā)明的焊接裝置還包括機(jī)器人，用于向焊接物體的期望位置移動(dòng)焊絲；機(jī)器人控制器，用于控制機(jī)器人的移動(dòng)；輸入裝置，用于向機(jī)器人控制器輸入機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，其中，從輸入裝置經(jīng)由機(jī)器人控制器向輸出控制單元輸入用于輸出對(duì)應(yīng)于焊絲和焊接物體的至少一個(gè)的狀態(tài)的電功率來作為用于接觸確定的電功率的信號(hào)。
依靠這種配置，有可能容易地設(shè)置對(duì)應(yīng)于焊絲和焊接物體的至少一個(gè)的狀態(tài)的電功率的輸出。
另外，按照本發(fā)明的焊接裝置具有輸出切斷部件，它被提供在焊絲或焊接物體和輸出控制單元之間。
而且，依靠這種配置，有可能在接觸確定后立即關(guān)斷流過焊絲和焊接物體的輸出電流。
另外，按照本發(fā)明的焊接裝置具有高電壓施加部件，它被提供在輸出控制單元中，用于在焊絲和焊接物體之間施加高電壓。
依靠這種配置，有可能施加大于由焊接裝置輸出的電壓的電壓，因此有可能改善接觸檢測(cè)的精度。
如上所述，按照本發(fā)明，有可能輸出對(duì)應(yīng)于焊絲和焊接物體的至少一個(gè)的狀態(tài)的電功率來作為用于接觸確定的電功率。
為此，有可能提供一種焊接裝置，它能夠處理各種焊絲和焊接物體的狀態(tài)，防止在焊絲和焊接物體之間接觸期間的焊絲的變形等，改善在焊接期間的機(jī)器人定位或位置校正的精度，并且使得可以高質(zhì)量地進(jìn)行機(jī)器人焊接。


圖1是圖解在按照本發(fā)明的焊接裝置的第一實(shí)施例中的總體配置的圖；圖2是圖解在按照本發(fā)明的焊接裝置的第二實(shí)施例中的總體配置的圖；圖3是圖解在按照本發(fā)明的焊接裝置的第三實(shí)施例中的總體配置的圖；圖4是圖解在按照本發(fā)明的焊接裝置的第四實(shí)施例中的總體配置的圖；圖5是圖解傳統(tǒng)焊接裝置中的配置的圖。
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施例)在圖1中，附圖標(biāo)號(hào)1表示焊絲；2表示輸出控制單元，用于在焊絲1和母材M之間輸出電功率；3表示焊接電壓檢測(cè)單元，用于根據(jù)由輸出控制單元2輸出的電功率來檢測(cè)在焊絲1和母材M之間施加的電壓；4表示焊接電流檢測(cè)單元，用于根據(jù)由輸出控制單元2輸出的電功率來檢測(cè)在焊絲1和母材M之間施加的電流；5表示接觸確定單元，用于通過從焊接電壓檢測(cè)單元3和焊接電流檢測(cè)單元4的至少一個(gè)輸入信號(hào)來確定在焊絲1和母材M之間的接觸。
將說明如上所述配置的焊接裝置的操作。
首先，在檢測(cè)到在焊絲1和母材M之間的接觸的情況下，輸出控制單元2響應(yīng)于狀態(tài)信號(hào)Sc而輸出對(duì)應(yīng)于母材和焊絲的至少一個(gè)的狀態(tài)的電功率。在焊絲1和母材彼此接觸之前，焊接電壓檢測(cè)單元3檢測(cè)在輸出端無(wú)負(fù)荷狀態(tài)的高電壓。此時(shí)，焊接電壓檢測(cè)單元3僅僅檢測(cè)到由于諸如電路的泄露電流而導(dǎo)致的很小的電流。
接著，當(dāng)焊絲1和母材開始彼此接觸時(shí)，由于由輸出控制單元2輸出的電功率，對(duì)應(yīng)于被施加到焊絲1和母材的電功率的電流流動(dòng)，并且在焊絲1和母材之間的電壓顯著下降。
另外，由焊接電壓檢測(cè)單元3檢測(cè)的焊接電壓值被由焊接電流檢測(cè)單元4檢測(cè)的焊接電流值相除的值、即在輸出端的電阻值也示出了顯著的下降。
接觸確定單元5根據(jù)下述情況的任意一種來檢測(cè)在焊絲1和母材之間的接觸當(dāng)在所檢測(cè)的焊接電壓值的改變量大于預(yù)定值或焊接電壓值已經(jīng)降低到預(yù)定級(jí)別之下時(shí)的情況；當(dāng)在所檢測(cè)的焊接電流值的改變量大于預(yù)定值或焊接電流值已經(jīng)超過預(yù)定級(jí)別時(shí)的情況；當(dāng)從所檢測(cè)的電壓值和所述電壓值獲得的電阻值的改變量大于預(yù)定值或者所述電阻值已經(jīng)降低到預(yù)定級(jí)別之下時(shí)的情況。接觸確定單元5向輸出控制單元2和外部輸出作為接觸信號(hào)St的所述接觸。當(dāng)接觸信號(hào)St變?yōu)镺N時(shí)，輸出控制單元2停止在焊絲1和母材之間的功率輸出，以防止焊絲1和母材的熔化和變形。
外部裝置(例如工業(yè)機(jī)器人)等在接觸確定單元5的接觸信號(hào)St變?yōu)镺N的時(shí)間點(diǎn)獲取位置信息，并且所述外部裝置等根據(jù)該信息來進(jìn)行焊接開始點(diǎn)的定位或位置校正，并且沿著期望的焊接路徑來執(zhí)行焊接操作。
另外，在焊絲1和母材接觸期間的導(dǎo)電性的狀態(tài)由于附著了諸如黑色水垢或油膜而導(dǎo)致變差的情況下，在接觸期間激發(fā)量變小。為此，由輸出控制單元2通過狀態(tài)信號(hào)Sc對(duì)應(yīng)于母材的狀態(tài)而提供更高的電功率，由此使得有可能保證相對(duì)于其表面狀態(tài)差的母材的近似接觸確定精度。
而且，在焊絲1極細(xì)的情況下，有可能焊絲1在焊絲1和母材之間的接觸期間經(jīng)歷諸如熔化的變形。為此，由輸出控制單元2通過狀態(tài)信號(hào)Sc對(duì)應(yīng)于焊絲1的狀態(tài)而提供更低的電功率，由此使得有可能防止在接觸期間的焊絲1的變形。
如上所述，當(dāng)對(duì)應(yīng)于母材和焊絲1的至少一個(gè)的狀態(tài)的電功率被輸出作為用于檢測(cè)接觸的接觸確定電功率時(shí)，有可能正確地檢測(cè)接觸的狀態(tài)而不論母材和焊絲1的狀態(tài)如何。
(第二實(shí)施例)在這個(gè)實(shí)施例中，與第一實(shí)施例的那些相同的裝置由相同的附圖標(biāo)號(hào)表示，并且將省略其詳細(xì)說明。在圖2中，附圖標(biāo)號(hào)27表示將焊絲移動(dòng)到預(yù)定焊接部分的機(jī)器人；28表示用于控制機(jī)器人的機(jī)器人控制器；29表示用于進(jìn)行機(jī)器人27的手動(dòng)操作或諸如用于機(jī)器人27的教授程序的準(zhǔn)備的輸入裝置。與第一實(shí)施例的差別在于輸入裝置29通過機(jī)器人控制器28而連接到焊接裝置6。
將說明如上所述配置的焊接裝置的操作。
首先，通過使用輸入裝置29來準(zhǔn)備機(jī)器人27的焊接操作教授程序。在該結(jié)合點(diǎn)，準(zhǔn)備教授程序以便狀態(tài)信號(hào)Sc以在執(zhí)行接觸檢測(cè)的位置輸出對(duì)應(yīng)于焊絲1和母材的至少一個(gè)的狀態(tài)的電功率。
在焊接操作期間，由輸入裝置29設(shè)置的狀態(tài)信號(hào)Sc按照教授程序在接觸檢測(cè)位置通過機(jī)器人控制器28而被輸出到輸出控制單元2。輸出控制單元2輸出對(duì)應(yīng)于輸入的狀態(tài)信號(hào)Sc的電功率，并且接觸確定單元5根據(jù)來自焊接電壓檢測(cè)單元3和焊接電流檢測(cè)單元4的至少一個(gè)的信號(hào)而檢測(cè)在焊絲1和母材之間的接觸，并且輸出接觸信號(hào)St。
機(jī)器人控制器28在接觸確定單元5的接觸信號(hào)變?yōu)镺N的時(shí)間點(diǎn)獲取機(jī)器人27的位置信息，并且機(jī)器人控制器28根據(jù)該信息來進(jìn)行焊接開始點(diǎn)的定位或位置校正，并且沿著期望的焊接路徑來執(zhí)行焊接操作。
應(yīng)當(dāng)注意，雖然在本實(shí)施例中通過準(zhǔn)備教授程序而輸出狀態(tài)信號(hào)Sc，但是可以通過操作輸入裝置29而通過機(jī)器人控制器28向輸出控制單元2輸出所述狀態(tài)信號(hào)Sc。
如上所述，當(dāng)連接到機(jī)器人控制器28的輸入裝置29指定由輸出控制單元2在接觸檢測(cè)期間輸出的電功率時(shí)，有可能容易地進(jìn)行對(duì)應(yīng)于焊絲1和母材的至少一個(gè)的狀態(tài)及其改變的設(shè)置。
(第三實(shí)施例)在本實(shí)施例中，與第一實(shí)施例的那些相同的裝置由相同的附圖標(biāo)號(hào)表示，并且將省略其詳細(xì)說明。在圖3中，附圖標(biāo)號(hào)37表示輸出切斷部件，用于切斷由輸出控制單元2輸出的電功率。與第一實(shí)施例的差別在于在焊絲1或母材和輸出控制單元2之間提供所述輸出切斷部件37。
將說明如上所述配置的焊接裝置的操作。
輸出控制單元2根據(jù)對(duì)應(yīng)于焊絲1或母材的狀態(tài)的狀態(tài)信號(hào)Sc來輸出用于接觸檢測(cè)的電功率。接觸確定單元5根據(jù)焊接電壓檢測(cè)單元3和焊接電流檢測(cè)單元4的至少一個(gè)的信息來檢測(cè)在焊絲1和母材之間的接觸狀態(tài)。如果檢測(cè)到所述接觸，則接觸確定單元5輸出接觸信號(hào)St，并且輸出控制單元2根據(jù)該接觸信號(hào)St來停止輸出，并且向輸出切斷部件37輸出輸出切斷信號(hào)Ss，由此關(guān)斷對(duì)于焊絲1和母材的電源。
例如，在母材由于在其表面上附著油膜等而導(dǎo)致具有差的導(dǎo)電性的情況下，輸出控制單元2必須輸出大于通常的電功率，并且保證導(dǎo)電性，以便可靠地進(jìn)行在焊絲1和母材之間的接觸的確定。但是，因?yàn)檩敵隹刂茊卧?一般被提供有用于獲取高電流的焊接變壓器，因此有可能由于在變壓器、其外圍電容器等內(nèi)產(chǎn)生的能量而導(dǎo)致電流流過焊絲1，可能引起熔化等的變形。在這樣的情況下，有可能通過輸出切斷部件37來關(guān)斷被施加到焊絲的電功率。
應(yīng)當(dāng)注意，雖然在本實(shí)施例中，輸出切斷部件37被提供在輸出控制單元2和焊絲1之間，但是輸出切斷部件也可以提供在輸出控制單元2和母材之間。
如上所述，通過提供輸出切斷部件37，即使在接觸檢測(cè)期間從輸出控制單元2輸出對(duì)應(yīng)于焊絲或母材的狀態(tài)的高電功率的情況下，也有可能防止焊絲1和母材的變形。
(第四實(shí)施例)在本實(shí)施例中，與第三實(shí)施例的那些相同的裝置由相同的附圖標(biāo)號(hào)表示，并且將省略其詳細(xì)說明。在圖4中，附圖標(biāo)號(hào)48表示高電壓施加部件，用于在焊絲1和母材之間施加高電壓。
與第三實(shí)施例的差別在于輸出控制單元2被提供有高電壓施加部件48。
將說明如上所述配置的焊接裝置的操作。
一般，焊接裝置6的輸出控制單元2被提供有用于輸出大電流的焊接變壓器49。如果焊接變壓器49的匝數(shù)比率是n∶1的值，則有可能輸出n倍于流向焊接變壓器的輸入端的電流的電流。
但是，對(duì)于可以輸出的電壓，所施加的電壓變?yōu)榕c焊接變壓器49的匝數(shù)比率(n∶1)對(duì)應(yīng)的焊接變壓器49的初級(jí)端電壓的1/n倍，并且所述匝數(shù)比率越大，則可以在接觸檢測(cè)期間在焊絲1和母材之間施加的電壓降低得越大。在此，在油膜等附著到母材表面的情況下，必須通過施加高電壓而去除油膜等來在焊絲1和母材之間引起接觸。
于是，通過在接觸檢測(cè)期間切換焊接變壓器49的抽頭而改變?cè)褦?shù)比率，高電壓施加部件48在焊絲1和母材之間施加比可以在焊接期間施加的電壓更高的電壓的電功率，以便進(jìn)行接觸檢測(cè)。在檢測(cè)到接觸時(shí)，接觸確定單元5輸出接觸信號(hào)St，并且輸出控制單元2根據(jù)接觸信號(hào)St而停止輸出，并且向輸出切斷部件37輸出輸出切斷信號(hào)Ss，由此關(guān)斷對(duì)于焊絲1和母材的電源。在完成接觸檢測(cè)操作后，高電壓施加部件48通過將焊接變壓器49的抽頭返回用于焊接的位置而允許在焊接期間的高電流輸出。
如上所述，通過提供輸出切斷部件37和高電壓施加部件48，焊接裝置的輸出控制單元2能夠?qū)?yīng)于在接觸檢測(cè)期間的焊絲或母材的狀態(tài)而輸出高電壓的電功率，并且能夠即使當(dāng)施加高電壓時(shí)防止焊絲1和母材的變形。
雖然已經(jīng)參照特定的實(shí)施例詳細(xì)說明了本發(fā)明，但是對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說很顯然，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行各種改變和修改。
本申請(qǐng)基于2004年3月26日提交的日本專利申請(qǐng)(日本專利申請(qǐng)第2004-91457號(hào))，其內(nèi)容通過引用被并入在此。
產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用按照本發(fā)明的焊接裝置使得有可能輸出對(duì)應(yīng)于焊絲和焊接物體的至少一個(gè)的狀態(tài)的電功率來作為接觸確定的電功率，并且能夠處理各種焊絲和焊接物體的狀態(tài)，防止在焊絲和焊接物體之間接觸期間的焊絲的變形等。因此，按照本發(fā)明的焊接裝置不僅對(duì)于汽車工業(yè)有益，而且在使用機(jī)器人的焊接領(lǐng)域中也有益。
權(quán)利要求
1.一種焊接裝置，包括輸出控制單元，用于控制要提供到焊絲和焊接物體的電功率；焊接電壓檢測(cè)單元，用于檢測(cè)焊接電壓；焊接電流檢測(cè)單元，用于檢測(cè)焊接電流；以及接觸確定單元，對(duì)其輸入來自焊接電壓檢測(cè)單元和焊接電流檢測(cè)單元的至少一個(gè)的信號(hào)，以及其確定在焊絲和焊接物體之間的接觸，其中，輸出控制單元輸出對(duì)應(yīng)于焊絲和焊接物體的至少一個(gè)的狀態(tài)的電功率來作為用于接觸確定的電功率。
2.按照權(quán)利要求1的焊接裝置，還包括機(jī)器人，用于向焊接物體的期望位置移動(dòng)焊絲；機(jī)器人控制器，用于控制機(jī)器人的移動(dòng)；以及輸入裝置，用于向機(jī)器人控制器輸入機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，其中，從輸入裝置經(jīng)由機(jī)器人控制器向輸出控制單元輸入用于輸出對(duì)應(yīng)于焊絲和焊接物體的至少一個(gè)的狀態(tài)的電功率來作為用于接觸確定的電功率的信號(hào)。
3.按照權(quán)利要求1或2的焊接裝置，其中，在焊絲或焊接物體和輸出控制單元之間提供輸出切斷部件，并且所述輸出切斷部件被來自輸出控制單元或接觸確定單元的信號(hào)操作。
4.按照權(quán)利要求3的焊接裝置，其中，在輸出控制單元中提供高電壓施加部件，用于在焊絲和焊接物體之間施加高電壓。
5.按照權(quán)利要求1的焊接裝置，其中，向輸出控制單元輸入對(duì)應(yīng)于焊絲和焊接物體的至少一個(gè)的狀態(tài)的狀態(tài)信號(hào)，并且輸出控制單元根據(jù)這個(gè)信號(hào)來輸出用于接觸確定的電功率。
6.按照權(quán)利要求5的焊接裝置，其中，所述狀態(tài)信號(hào)表示焊接物體的表面狀態(tài)。
7.按照權(quán)利要求5的焊接裝置，其中，所述狀態(tài)信號(hào)表示焊絲的大小。
全文摘要
對(duì)應(yīng)于要焊接的物體的狀態(tài)或焊絲的狀態(tài)的至少一個(gè)的電功率被從輸出控制部分(2)輸出來作為用于接觸判斷的功率。因?yàn)橥ㄟ^接觸判斷部分(5)來檢測(cè)接觸狀態(tài)，因此可以防止在接觸時(shí)的焊絲的變形等。
文檔編號(hào)B23K9/127GK1771108SQ20058000020
公開日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2005年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月26日
發(fā)明者相見圭, 大山英俊, 向井康士, 高橋涉, 古和將 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社