JP2019005790A - Non-consumable electrode arc welding control method - Google Patents

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賢人 高田
Kento Takada
賢人 高田
利昭 中俣
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利昭 中俣
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Abstract

To suppress occurrence of arc interruption in non-consumable electrode arc welding.SOLUTION: A non-consumable electrode arc welding control method according to which a welding current Iw is electrically conducted and a welding voltage Vw is applied between a non-consumable electrode which is attached to a welding torch and a base material to generate arc, thereby performing welding. In this method, when the welding voltage Vw during generation of arc becomes a reference voltage value or more and a rate of increase of the welding voltage Vw becomes a reference rate of increase or more, the welding torch is moved so that a stand-off Lw, which is a distance between a tip of the electrode and the base material, becomes short. The state that the stand-oof Lw is so made as to be short is continued until the welding voltage Vw becomes less than a second reference voltage value. Thus, an omen state of arc interruption is discriminated and the stand-off Lw is so made as to be short, and therefore, occurrence of arc interruption can be suppressed.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、溶接トーチに取り付けられた非消耗の電極と母材との間に溶接電流を通電し溶接電圧を印加してアークを発生させて溶接する非消耗電極アーク溶接制御方法に関するものである。   The present invention relates to a non-consumable electrode arc welding control method in which a welding current is applied between a non-consumable electrode attached to a welding torch and a base material, an arc is generated by applying a welding voltage, and welding is performed. .

非消耗電極アーク溶接には、ティグ溶接、プラズマアーク溶接等がある。非消耗電極アーク溶接では、電極にタングステン電極等の非消耗電極を使用し、アルゴンガス等のシールドガスによって大気から遮蔽した状態中で、電極と母材との間にアークを発生させて溶接を行う。鉄鋼、ステンレス鋼等に対しては直流非消耗電極アーク溶接が使用され、アルミニウム等に対しては交流非消耗電極アーク溶接が使用される。   Non-consumable electrode arc welding includes TIG welding, plasma arc welding, and the like. In non-consumable electrode arc welding, a non-consumable electrode such as a tungsten electrode is used as an electrode, and welding is performed by generating an arc between the electrode and the base material in a state shielded from the atmosphere by a shielding gas such as argon gas. Do. DC non-consumable electrode arc welding is used for steel, stainless steel, etc., and AC non-consumable electrode arc welding is used for aluminum or the like.

非消耗電極アーク溶接においては、溶接開始時に、高周波発生回路から電極と母材との間に高周波高電圧を印加して、アークを点弧するのが一般的である。高周波高電圧とは、数MHz数kV程度である。アークが一旦点弧すると、高周波高電圧の印加は停止される。すなわち、アーク発生中は高周波高電圧は印加されない。溶接中に所定期間(100ms程度)以上のアーク切れが発生した場合には、再びアークを点弧するために、高周波高電圧が印加される。交流非消耗電極アーク溶接では、極性が切り換わるときに一旦アークが消弧するので、極性切換時に高周波高電圧を印加する(特許文献1参照)。極性切換時に、高周波高電圧の代わりに直流の高電圧を短時間印加する場合もある。   In non-consumable electrode arc welding, it is common to ignite an arc by applying a high frequency high voltage between an electrode and a base material from a high frequency generation circuit at the start of welding. The high frequency high voltage is about several MHz several kV. Once the arc is ignited, the application of the high frequency high voltage is stopped. That is, no high frequency high voltage is applied during arc generation. When an arc break occurs for a predetermined period (about 100 ms) or more during welding, a high frequency high voltage is applied to ignite the arc again. In AC non-consumable electrode arc welding, since the arc is extinguished once when the polarity is switched, a high frequency high voltage is applied when the polarity is switched (see Patent Document 1). When switching the polarity, a high DC voltage may be applied for a short time instead of the high frequency high voltage.

特開平1−154870号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-154870

溶接中にアーク切れが発生すると、溶け込み深さ、ビード外観等の溶接品質が悪くなる。アーク切れは、溶接電流が小電流値であるとき、母材の表面状態が悪いとき、シールド状態が悪いとき等に発生しやすくなる。したがって、アーク切れの発生を抑制することは、高品質の溶接を行うために重要である。   When arc breakage occurs during welding, welding quality such as penetration depth and bead appearance deteriorates. Arc breaks are likely to occur when the welding current is a small current value, the surface condition of the base material is poor, the shield condition is poor, and the like. Therefore, it is important to suppress the occurrence of arc breaks in order to perform high-quality welding.

そこで、本発明では、アーク切れの発生を抑制することができる非消耗電極アーク溶接制御方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a non-consumable electrode arc welding control method capable of suppressing the occurrence of arc breaks.

上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、
溶接トーチに取り付けられた非消耗の電極と母材との間に溶接電流を通電し溶接電圧を印加してアークを発生させて溶接する非消耗電極アーク溶接制御方法において、
アーク発生中の前記溶接電圧が基準電圧値以上となり、かつ、前記溶接電圧の上昇率が基準上昇率以上となったときは、前記電極の先端と前記母材との距離であるスタンドオフが短くなるように前記溶接トーチを移動させる、
ことを特徴とする非消耗電極アーク溶接制御方法である。
In order to solve the above-described problems, the invention of claim 1
In a non-consumable electrode arc welding control method for welding by applying a welding current between a non-consumable electrode attached to a welding torch and a base material and applying a welding voltage to generate an arc,
When the welding voltage during arc generation is equal to or higher than the reference voltage value and the rate of increase of the welding voltage is equal to or higher than the reference rate of increase, the standoff that is the distance between the tip of the electrode and the base material is short. Moving the welding torch so that
This is a non-consumable electrode arc welding control method.

請求項2の発明は、前記スタンドオフを短くした状態を、所定期間保持する、
ことを特徴とする請求項1に記載の非消耗電極アーク溶接制御方法である。
The invention of claim 2 holds the state in which the stand-off is shortened for a predetermined period.
The non-consumable electrode arc welding control method according to claim 1.

請求項3の発明は、前記スタンドオフを短くした状態を、前記溶接電圧が第2基準電圧値未満になるまで保持する、
ことを特徴とする請求項1に記載の非消耗電極アーク溶接制御方法である。
The invention of claim 3 maintains the state in which the stand-off is shortened until the welding voltage becomes less than a second reference voltage value.
The non-consumable electrode arc welding control method according to claim 1.

請求項4の発明は、前記基準電圧値を前記溶接電流の設定値に応じて変化させる、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の非消耗電極アーク溶接制御方法である。
Invention of Claim 4 changes the said reference voltage value according to the setting value of the said welding current,
It is a non-consumable electrode arc welding control method of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.

本発明によれば、アーク切れの前兆状態を判別して、電極の先端と前記母材との距離であるスタンドオフが短くなるように溶接トーチを移動させるので、アーク切れの発生を抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to determine the precursor state of arc breakage and move the welding torch so that the standoff, which is the distance between the tip of the electrode and the base material, is shortened. Can do.

本発明の実施の形態1に係る非消耗電極アーク溶接制御方法を実施するための溶接装置のブロック図である。It is a block diagram of the welding apparatus for enforcing the non-consumable electrode arc welding control method which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1で上述した溶接装置における各信号のタイミングチャートである。It is a timing chart of each signal in the welding apparatus mentioned above in FIG. 本発明の実施の形態2に係る非消耗電極アーク溶接制御方法を実施するための溶接装置のブロック図である。It is a block diagram of the welding apparatus for enforcing the non-consumable electrode arc welding control method which concerns on Embodiment 2 of this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1に係る非消耗電極アーク溶接制御方法を実施するための溶接装置のブロック図である。同図は、非消耗電極アーク溶接が直流ティグ溶接の場合である。以下、同図を参照して、各ブロックについて説明する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram of a welding apparatus for carrying out the non-consumable electrode arc welding control method according to Embodiment 1 of the present invention. This figure shows a case where the non-consumable electrode arc welding is DC TIG welding. Hereinafter, each block will be described with reference to FIG.

電源主回路PMは、3相200V等の商用電源(図示は省略)を入力として、後述する電流誤差増幅信号Eiに従ってインバータ制御等の出力制御を行い、溶接電流Iwを出力する。   The power supply main circuit PM receives a commercial power supply (not shown) such as three-phase 200V, performs output control such as inverter control according to a current error amplification signal Ei described later, and outputs a welding current Iw.

溶接トーチ4は、非消耗の電極1を装着しており、電極1に給電する。ロボットRMは、溶接トーチ4を把持しており、教示された溶接線に沿って溶接トーチ4を移動させる。   The welding torch 4 is equipped with a non-consumable electrode 1 and supplies power to the electrode 1. The robot RM holds the welding torch 4 and moves the welding torch 4 along the taught welding line.

溶接電流Iwは、溶接トーチ4、電極1、アーク3及び母材2を通って通電し、電極1と母材2との間に溶接電圧Vwが印加する。電極1の先端と母材2との電極1の軸方向の距離がスタンドオフLwである。   The welding current Iw is energized through the welding torch 4, the electrode 1, the arc 3 and the base material 2, and a welding voltage Vw is applied between the electrode 1 and the base material 2. The distance in the axial direction of the electrode 1 between the tip of the electrode 1 and the base material 2 is the standoff Lw.

電流設定回路IRは、予め定めた電流設定信号Irを出力する。電流検出回路IDは、上記の溶接電流Iwを検出して、電流検出信号Idを出力する。電流誤差増幅回路EIは、上記の電流設定信号Irと上記の電流検出信号Idとの誤差を増幅して電流誤差増幅信号Eiを出力する。この電流誤差増幅信号Eiに従って電源主回路PMの出力制御が行われることによって定電流制御され、所望値の溶接電流Iwが通電する。   The current setting circuit IR outputs a predetermined current setting signal Ir. The current detection circuit ID detects the welding current Iw and outputs a current detection signal Id. The current error amplification circuit EI amplifies an error between the current setting signal Ir and the current detection signal Id and outputs a current error amplification signal Ei. Constant current control is performed by performing output control of the power supply main circuit PM according to the current error amplification signal Ei, and a welding current Iw having a desired value is energized.

電流通電判別回路CDは、上記の電流検出信号Idを入力として、この値がしきい値(1A程度)以上のときはアークが発生していると判別してHighレベルとなる電流通電判別信号Cdを出力する。   The current energization determining circuit CD receives the current detection signal Id, and when this value is equal to or greater than a threshold value (about 1 A), it determines that an arc has occurred and becomes a high level current energizing determination signal Cd. Is output.

電圧検出回路VDは、上記の溶接電圧Vwを検出して、電圧検出信号Vdを出力する。   The voltage detection circuit VD detects the welding voltage Vw and outputs a voltage detection signal Vd.

基準電圧設定回路VTRは、予め定めた基準電圧設定信号Vtrを出力する。基準上昇率設定回路DTRは、予め定めた正の値である基準上昇率設定信号Dtrを出力する。   The reference voltage setting circuit VTR outputs a predetermined reference voltage setting signal Vtr. The reference increase rate setting circuit DTR outputs a reference increase rate setting signal Dtr which is a predetermined positive value.

電圧微分回路DVは、上記の電圧検出信号Vdを入力として、電圧検出信号Vdの微分を行い、電圧微分信号Dvを出力する。   The voltage differentiation circuit DV receives the voltage detection signal Vd as described above, differentiates the voltage detection signal Vd, and outputs a voltage differentiation signal Dv.

アーク切れ前兆判別回路ADは、上記の電流通電判別信号Cd、上記の電圧検出信号Vd、上記の基準電圧設定信号Vtr及び上記の基準上昇率設定信号Dtrを入力として、電流通電判別信号CdがHighレベル(アーク発生中)であるときに、電圧検出信号Vdの値が基準電圧設定信号Vtrによって定まる基準電圧値Vt以上となり、かつ、電圧微分信号Dvの値が基準上昇率設定信号Dtrによって定まる基準上昇率Dt以上になったときはHighレベルとなり、それから所定期間が経過するとLowレベルとなる、アーク切れ前兆判別信号Adを出力する。アーク切れ前兆判別信号AdをLowレベルに戻すタイミングを、電圧検出信号Vdが予め定めた第2基準電圧値Vt2未満となった時点としても良い。第2基準電圧値Vt2は、基準電圧値Vtよりも小さな値である。   The arc interruption sign determination circuit AD receives the current conduction determination signal Cd, the voltage detection signal Vd, the reference voltage setting signal Vtr, and the reference increase rate setting signal Dtr, and the current conduction determination signal Cd is High. The reference voltage value Vd is equal to or greater than the reference voltage value Vt determined by the reference voltage setting signal Vtr and the value of the voltage differential signal Dv is determined by the reference increase rate setting signal Dtr when the level (arc is generated). When the rate of increase is equal to or higher than Dt, the high level is output, and when a predetermined period has elapsed, the low level is output when the arc breakage symptom determination signal Ad is output. The timing for returning the arc-off sign determination signal Ad to the Low level may be a time point when the voltage detection signal Vd becomes less than a predetermined second reference voltage value Vt2. The second reference voltage value Vt2 is smaller than the reference voltage value Vt.

高周波制御回路HCは、後述するロボット制御装置RCからの溶接開始信号St及び上記の電流通電判別信号Cdを入力として、溶接開始信号StがHighレベル(起動)であり、かつ、電流通電判別信号CdがLowレベル(非通電)であるときは、Highレベルとなる高周波制御信号Hcを出力する。高周波制御信号HcがHighレベルになる状態は、溶接開始時にアークを点弧させるとき、又は、溶接中にアーク切れが発生したときである。   The high frequency control circuit HC receives a welding start signal St and the above-described current energization determination signal Cd from the robot controller RC, which will be described later, the welding start signal St is at a high level (startup), and the current energization determination signal Cd. When is at the low level (non-energized), the high-frequency control signal Hc that is at the high level is output. The state in which the high frequency control signal Hc is at a high level is when the arc is ignited at the start of welding or when an arc break occurs during welding.

高周波発生回路HFは、従来技術と同一の構成であるので詳細な構成は省略するが、高電圧変圧器、火花ギャップ、共振コンデンサ等から成り、上記の高周波制御信号Hcを入力として、高周波制御信号HcがHighレベルのときは高周波高電圧Hfを出力する。   The high frequency generation circuit HF has the same configuration as that of the prior art, and a detailed configuration is omitted. However, the high frequency generation circuit HF includes a high voltage transformer, a spark gap, a resonance capacitor, and the like. When Hc is at a high level, a high frequency high voltage Hf is output.

カップリングコイルCCは、溶接電流Iwの通電路に挿入され、上記の高周波高電圧Hfを電極1と母材2との間に印加する。バイパスコンデンサCは、高周波高電圧が電源主回路PMに印加されないようにバイパスする。   The coupling coil CC is inserted into the energization path of the welding current Iw, and applies the high frequency high voltage Hf between the electrode 1 and the base material 2. The bypass capacitor C bypasses the high frequency high voltage so as not to be applied to the power supply main circuit PM.

ロボット制御装置RCは、上記の電流通電判別信号Cd及び上記のアーク切れ前兆判別信号Adを入力として、以下の処理を行い、溶接開始信号St及び動作制御信号Mcを出力する。
1)ロボットRMの複数のサーボモータ(図示は省略)に対して動作制御信号を出力して、溶接トーチ4を溶接開始位置に移動させる。
2)溶接トーチ4が溶接開始位置に到達すると、溶接開始信号StをHighレベルにして出力する。
3)その後に、電流通電判別信号CdがHighレベルになると、溶接トーチ4を溶接線に沿って移動させる。
4)溶接中にアーク切れ前兆判別信号AdがHighレベルに変化すると、スタンドオフLwが予め定めた教示値よりも所定値だけ短くなるように、溶接トーチ4を電極1の軸方向に移動させる。その後に、アーク切れ前兆判別信号AdがLowレベルに変化すると、スタンドオフLwが教示値に戻るように溶接トーチ4を移動させる。
The robot controller RC receives the current energization determination signal Cd and the arc break sign determination signal Ad, performs the following processing, and outputs a welding start signal St and an operation control signal Mc.
1) An operation control signal is output to a plurality of servo motors (not shown) of the robot RM, and the welding torch 4 is moved to the welding start position.
2) When the welding torch 4 reaches the welding start position, the welding start signal St is set to High level and output.
3) After that, when the current conduction determination signal Cd becomes High level, the welding torch 4 is moved along the weld line.
4) When the arc break sign determination signal Ad changes to a high level during welding, the welding torch 4 is moved in the axial direction of the electrode 1 so that the stand-off Lw is shorter than a predetermined teaching value by a predetermined value. Thereafter, when the arc break sign determination signal Ad changes to the Low level, the welding torch 4 is moved so that the standoff Lw returns to the teaching value.

図2は、図1で上述した溶接装置における各信号のタイミングチャートである。同図(A)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(B)は溶接電圧Vwの時間変化を示し、同図(C)は電流通電判別信号Cdの時間変化を示し、同図(D)はアーク切れ前兆判別信号Adの時間変化を示し、同図(E)はスタンドオフLwの時間変化を示す。同図は、アーク発生中において外乱によってアーク長が長くなり、アーク切れの前兆状態となったときである。以下、同図を参照して各信号の動作について説明する。   FIG. 2 is a timing chart of each signal in the welding apparatus described above with reference to FIG. (A) shows the time change of the welding current Iw, (B) shows the time change of the welding voltage Vw, (C) shows the time change of the current conduction determination signal Cd, D) shows the change over time of the arc break sign determination signal Ad, and (E) shows the change over time of the standoff Lw. This figure shows a case where the arc length becomes long due to a disturbance during the arc generation, and a sign of arc breakage is reached. Hereinafter, the operation of each signal will be described with reference to FIG.

時刻t1以前の期間中は、安定したアーク発生状態にある。この期間中は、同図(A)に示すように、電流設定信号Irによって設定された溶接電流Iwが通電している。また、同図(B)に示すように、溶接電圧Vwはアーク長に比例した通常値となっている。同図(C)に示すように、電流通電判別信号Cdは溶接電流Iwが通電しているのでHighレベルとなっている。同図(D)に示すように、アーク切れ前兆判別信号Adは溶接電圧Vwが通常値であるのでLowレベルとなっている。同図(E)に示すように、スタンドオフLwは、予め定めた教示値となっている。この教示値は、例えば4mmである。   During the period before time t1, a stable arc is generated. During this period, the welding current Iw set by the current setting signal Ir is energized as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 5B, the welding voltage Vw is a normal value proportional to the arc length. As shown in FIG. 5C, the current energization determination signal Cd is at a high level because the welding current Iw is energized. As shown in FIG. 4D, the arc break sign determination signal Ad is at a low level because the welding voltage Vw is a normal value. As shown in FIG. 5E, the standoff Lw has a predetermined teaching value. This teaching value is, for example, 4 mm.

時刻t1から外乱によってアーク長が長くなり、アーク切れの前兆状態となる。アーク長が長くなると、同図(B)に示すように、溶接電圧Vwは時刻t1から次第に上昇し、その上昇率も次第に大きくなる。時刻t2において、溶接電圧Vwは予め定めた基準電圧値Vt以上となり、時刻t3において溶接電圧Vwの上昇率(電圧微分信号Dv)が予め定めた基準上昇率Dt以上となる。時刻t3において、同図(C)に示す電流通電判別信号CdがHighレベルであり、かつ、溶接電圧Vwが基準電圧値Vt以上であり、かつ、溶接電圧Vwの上昇率が基準上昇率Dt以上であるので、同図(D)に示すように、アーク切れ前兆判別信号AdがHighレベルに変化する。これに応動して、ロボット制御装置RCはスタンドオフLwが所定値だけ短くなるように溶接トーチ4を移動させる。この結果、同図(E)に示すように、スタンドオフLwは、時刻t3において教示値からスロープを有して所定値だけ短くなる。所定値は、例えば1〜2mmである。   The arc length becomes longer due to the disturbance from time t1, and a sign of arc breakage is obtained. As the arc length increases, the welding voltage Vw gradually increases from time t1 and the rate of increase gradually increases as shown in FIG. At time t2, welding voltage Vw becomes equal to or higher than a predetermined reference voltage value Vt, and at time t3, the rate of increase in welding voltage Vw (voltage differential signal Dv) becomes equal to or higher than a predetermined reference rate of increase Dt. At time t3, the current conduction determination signal Cd shown in FIG. 5C is at a high level, the welding voltage Vw is equal to or higher than the reference voltage value Vt, and the rate of increase of the welding voltage Vw is equal to or higher than the reference rate of increase Dt. Therefore, as shown in FIG. 4D, the arc break sign determination signal Ad changes to the high level. In response to this, the robot controller RC moves the welding torch 4 so that the standoff Lw is shortened by a predetermined value. As a result, as shown in FIG. 5E, the standoff Lw has a slope from the teaching value at time t3 and is shortened by a predetermined value. The predetermined value is, for example, 1 to 2 mm.

スタンドオフLwが短くなるのに伴い、アーク長も短くなる。このために、同図(B)に示すように、溶接電圧Vwは、時刻t3から少しの間上昇を継続した後に、時刻t4から減少へと反転し、時刻t5に予め定めた第2基準電圧値Vt2未満となり、時刻t6に通常値へと戻る。同図(D)に示すように、アーク切れ前兆判別信号Adは、溶接電圧Vwが第2基準電圧値Vt2未満となる時刻t5においてLowレベルに戻る。これに応動して、ロボット制御装置RCは、スタンドオフLwが元の教示値になるように溶接トーチ4を移動させる。この結果、同図(E)に示すように、スタンドオフLwは時刻t5においてスロープを有して教示値に復帰する。アーク切れ前兆判別信号AdをLowレベルに戻すタイミングを、時刻t3にHighレベルに変化してから所定期間後としても良い。所定期間は、例えば100msである。同図(A)に示すように、溶接電流Iwは定電流制御されているので、全期間中一定値のままである。   As the standoff Lw becomes shorter, the arc length also becomes shorter. For this reason, as shown in FIG. 5B, the welding voltage Vw continues to rise for a while from time t3, then reverses from time t4 to decrease, and the second reference voltage predetermined at time t5. It becomes less than the value Vt2 and returns to the normal value at time t6. As shown in FIG. 4D, the arc interruption sign determination signal Ad returns to the Low level at time t5 when the welding voltage Vw becomes less than the second reference voltage value Vt2. In response to this, the robot controller RC moves the welding torch 4 so that the standoff Lw becomes the original teaching value. As a result, as shown in FIG. 5E, the standoff Lw returns to the teaching value with a slope at time t5. The timing at which the arc-breaking sign determination signal Ad is returned to the low level may be a predetermined period after the high-level change at time t3. The predetermined period is, for example, 100 ms. As shown in FIG. 5A, the welding current Iw is controlled at a constant current, and thus remains constant throughout the entire period.

上記の基準電圧値Vtは、アーク長が正常範囲あるときの溶接電圧Vwの最大値と、アーク切れが発生したときの無負荷電圧値との中間の値に設定される。アーク長が正常範囲にあるときの溶接電圧Vwの最大値は例えば40Vであり、無負荷電圧値は例えば70Vであるので、例えば基準電圧値Vt=50Vに設定される。上記の基準上昇率Dtは、アーク切れの前兆状態を検出できるように実験によって適正値を求める。例えば、Dt=5V/msに設定される。上記の第2基準電圧値Vt2は、基準電圧値Vtよりも小さな値に設定される。例えば、Vt2=45Vに設定される。   The reference voltage value Vt is set to an intermediate value between the maximum value of the welding voltage Vw when the arc length is in the normal range and the no-load voltage value when the arc break occurs. Since the maximum value of the welding voltage Vw when the arc length is in the normal range is, for example, 40V and the no-load voltage value is, for example, 70V, the reference voltage value Vt = 50V is set, for example. The reference increase rate Dt is determined as an appropriate value by experiment so that a precursor state of arc breakage can be detected. For example, Dt = 5 V / ms is set. The second reference voltage value Vt2 is set to a value smaller than the reference voltage value Vt. For example, Vt2 = 45V is set.

アーク切れの前兆状態を、溶接電圧Vwの値に加えて溶接電圧Vwの上昇率によって判別しているのは、どちらか片方だけでは前兆状態を後判別するおそれがあるためである。さらには、どちらか片方だけでは、前兆状態を判別するのが遅くなり、アーク切れを防止することができない場合が生じるからである。両方を使用することによって、アーク切れの前兆状態を正確に、かつ、早期に判別することができる。このために、アーク切れの発生をより確実に防止することができる。   The reason that the precursor state of the arc breakage is determined based on the rate of increase of the welding voltage Vw in addition to the value of the welding voltage Vw is because there is a possibility that the precursor state may be determined later with only one of them. Furthermore, it is because it may be late to determine the precursor state with only one of them, and the arc break may not be prevented. By using both, it is possible to accurately and early determine the precursor state of the arc break. For this reason, generation | occurrence | production of arc interruption can be prevented more reliably.

上述した実施の形態1によれば、アーク発生中の溶接電圧が基準電圧値以上となり、かつ、溶接電圧の上昇率が基準上昇率以上となったときは、スタンドオフが短くなるように溶接トーチを移動させる。これにより、本実施の形態では、アーク切れの前兆状態を判別して、スタンドオフを短くしてアーク長を短くするので、アーク切れの発生を抑制することができる。   According to the first embodiment described above, when the welding voltage during arc generation is equal to or higher than the reference voltage value and the increase rate of the welding voltage is equal to or higher than the reference increase rate, the welding torch is shortened so that the standoff is shortened. Move. Thereby, in this Embodiment, since the precursor state of arc interruption is discriminate | determined and standoff is shortened and arc length is shortened, generation | occurrence | production of arc interruption can be suppressed.

[実施の形態2]
実施の形態2の発明は、アーク切れの前兆状態を判別するための基準電圧値を溶接電流の設定値に応じて変化させるものである。
[Embodiment 2]
In the invention of the second embodiment, the reference voltage value for determining the precursor state of arc break is changed according to the set value of the welding current.

図3は、本発明の実施の形態2に係る非消耗電極アーク溶接制御方法を実施するための溶接装置のブロック図である。同図は上述した図1と対応しており、同一のブロックには同一符号を付して、それらの説明は繰り返さない。同図は、図1の基準電圧設定回路VTRを電流設定連動基準電圧設定回路VTSRに置換したものである。以下、同図を参照してこのブロックについて説明する。   FIG. 3 is a block diagram of a welding apparatus for carrying out the non-consumable electrode arc welding control method according to Embodiment 2 of the present invention. This figure corresponds to FIG. 1 described above, and the same reference numerals are given to the same blocks, and description thereof will not be repeated. This figure is obtained by replacing the reference voltage setting circuit VTR of FIG. 1 with a current setting interlocking reference voltage setting circuit VTSR. Hereinafter, this block will be described with reference to FIG.

電流設定連動基準電圧設定回路VTSRは、上記の電流設定信号Irを入力とする予め定めた関数によって算出された基準電圧設定信号Vtrを出力する。上述したように、基準電圧設定信号Vtrは、アーク長が正常範囲にあるときの溶接電圧Vwの最大値とアーク切れが発生したときの無負荷電圧値との中間の値に設定される。無負荷電圧値は、溶接電流Iwの値によらずほぼ同一値である。他方、アーク長が正常範囲にあるときの溶接電圧Vwの最大値は、溶接電流Iwの値に比例して大きくなる。したがって、電流設定信号Irが大きくなるほど基準電圧設定信号Vtrが大きくなるように設定すれば、アーク切れの前兆状態の判別をより早期に行うことができる。この結果、アーク切れをより確実に抑制することができる。   The current setting interlocking reference voltage setting circuit VTSR outputs a reference voltage setting signal Vtr calculated by a predetermined function having the current setting signal Ir as an input. As described above, the reference voltage setting signal Vtr is set to an intermediate value between the maximum value of the welding voltage Vw when the arc length is in the normal range and the no-load voltage value when the arc break occurs. The no-load voltage value is almost the same value regardless of the value of the welding current Iw. On the other hand, the maximum value of the welding voltage Vw when the arc length is in the normal range increases in proportion to the value of the welding current Iw. Therefore, if the reference voltage setting signal Vtr is set so as to increase as the current setting signal Ir increases, it is possible to determine the precursor state of the arc break earlier. As a result, arc breakage can be more reliably suppressed.

図3で上述した溶接装置における各信号のタイミングチャートは、図2と同一であるので説明は省略する。但し、アーク切れの前兆状態を判別するための基準電圧値Vtが電流設定信号Irに連動して変化する点は異なっている。   The timing chart of each signal in the welding apparatus described above with reference to FIG. 3 is the same as FIG. However, the difference is that the reference voltage value Vt for discriminating the precursor state of the arc break changes in conjunction with the current setting signal Ir.

上述した実施の形態においては、非消耗電極アーク溶接が直流ティグ溶接である場合を説明したが、交流ティグ溶接、直流/交流プラズマアーク溶接の場合も同様である。   In the above-described embodiment, the case where the non-consumable electrode arc welding is DC TIG welding has been described, but the same applies to AC TIG welding and DC / AC plasma arc welding.

1 (非消耗)電極
2 母材
3 アーク
4 溶接トーチ
AD アーク切れ前兆判別回路
Ad アーク切れ前兆判別信号
C バイパスコンデンサ
CC カップリングコイル
CD 電流通電判別回路
Cd 電流通電判別信号
Dt 基準上昇率
DTR 基準上昇率設定回路
Dtr 基準上昇率設定信号
DV 電圧微分回路
Dv 電圧微分信号
EI 電流誤差増幅回路
Ei 電流誤差増幅信号
HC 高周波制御回路
Hc 高周波制御信号
Hf 高周波高電圧
HF 高周波発生回路
ID 電流検出回路
Id 電流検出信号
IR 電流設定回路
Ir 電流設定信号
Iw 溶接電流
Lw スタンドオフ
Mc 動作制御信号
PM 電源主回路
RC ロボット制御装置
RM ロボット
St 溶接開始信号
VD 電圧検出回路
Vd 電圧検出信号
Vt 基準電圧値
Vt2 第2基準電圧値
VTR 基準電圧設定回路
Vtr 基準電圧設定信号
VTSR 電流設定連動基準電圧設定回路
Vw 溶接電圧
1 (Non-consumable) Electrode 2 Base material 3 Arc 4 Welding torch AD Arc break sign discriminating circuit Ad Arc break sign discriminating signal C Bypass capacitor CC Coupling coil CD Current conducting discriminating circuit Cd Current conducting discriminating signal Dt Reference rise rate DTR Reference rise Rate setting circuit Dtr Reference rise rate setting signal DV Voltage differentiation circuit Dv Voltage differentiation signal EI Current error amplification circuit Ei Current error amplification signal HC High frequency control circuit Hc High frequency control signal Hf High frequency high voltage HF High frequency generation circuit ID Current detection circuit Id Current detection Signal IR Current setting circuit Ir Current setting signal Iw Welding current Lw Standoff Mc Operation control signal PM Power supply main circuit RC Robot controller RM Robot St Welding start signal VD Voltage detection circuit Vd Voltage detection signal Vt Reference voltage value Vt2 Second reference voltage Value VTR Reference voltage setting circuit Vtr Reference Pressure setting signal VTSR current setting interlocking reference voltage setting circuit Vw welding voltage

Claims (4)

溶接トーチに取り付けられた非消耗の電極と母材との間に溶接電流を通電し溶接電圧を印加してアークを発生させて溶接する非消耗電極アーク溶接制御方法において、
アーク発生中の前記溶接電圧が基準電圧値以上となり、かつ、前記溶接電圧の上昇率が基準上昇率以上となったときは、前記電極の先端と前記母材との距離であるスタンドオフが短くなるように前記溶接トーチを移動させる、
ことを特徴とする非消耗電極アーク溶接制御方法。
In a non-consumable electrode arc welding control method for welding by applying a welding current between a non-consumable electrode attached to a welding torch and a base material and applying a welding voltage to generate an arc,
When the welding voltage during arc generation is equal to or higher than the reference voltage value and the rate of increase of the welding voltage is equal to or higher than the reference rate of increase, the standoff that is the distance between the tip of the electrode and the base material is short. Moving the welding torch so that
A non-consumable electrode arc welding control method.
前記スタンドオフを短くした状態を、所定期間保持する、
ことを特徴とする請求項1に記載の非消耗電極アーク溶接制御方法。
Holding the standoff short for a predetermined period of time;
The non-consumable electrode arc welding control method according to claim 1.
前記スタンドオフを短くした状態を、前記溶接電圧が第2基準電圧値未満になるまで保持する、
ことを特徴とする請求項1に記載の非消耗電極アーク溶接制御方法。
Holding the standoff short until the welding voltage is less than a second reference voltage value,
The non-consumable electrode arc welding control method according to claim 1.
前記基準電圧値を前記溶接電流の設定値に応じて変化させる、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の非消耗電極アーク溶接制御方法。
Changing the reference voltage value according to a set value of the welding current;
The non-consumable electrode arc welding control method according to any one of claims 1 to 3.
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