CN111347128B - 电弧焊接控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供电弧焊接控制方法，在正反向进给电弧焊接中，即使焊接电压的设定值、突出长度等焊接条件发生变化，也能进行高品质的焊接。通过推拉进给控制来将焊丝进给，其中该推拉进给控制通过进行正向进给旋转(Fwp)的推动侧进给电动机以及重复正向进给旋转和反向进给旋转的牵拉侧进给电动机来进行，在推动侧进给电动机与牵拉侧进给电动机的进给路径之间设置暂时收容焊丝的中间焊丝收容部，基于中间焊丝收容部的收容量来补正牵拉侧进给电动机的牵拉进给速度(Fw)，从而进行焊接，在这样的电弧焊接控制方法中，基于中间焊丝收容部的收容量对牵拉进给速度(Fw)的正向进给峰值(Wsp)以及/或者反向进给峰值(Wrp)进行补正控制。由此，即使焊接条件发生变化，推动进给速度(Fwp)和牵拉进给速度(Fw)也大致相等，因此能进行高品质的焊接。

Description

电弧焊接控制方法

技术领域

本发明涉及电弧焊接控制方法，其通过基于进行正向进给旋转的推动侧进给电动机以及重复正向进给旋转和反向进给旋转的牵拉侧进给电动机的推拉进给控制来进给焊丝，从而进行焊接。

背景技术

在一般的自耗电极式电弧焊接中，将自耗电极即焊丝以固定速度进给，使焊丝与母材之间产生电弧来进行焊接。在自耗电极式电弧焊接中，焊丝和母材多成为交替重复短路期间和电弧期间的焊接状态。

为了进一步提升焊接品质，提出将焊丝的进给交替切换成正向进给和反向进给来进行焊接的正反向进给电弧焊接方法。在该正反向进给电弧焊接方法中，与固定的进给速度的现有技术相比，由于能使短路与电弧的重复的周期稳定化，因此能谋求溅射产生量的削减、焊道外观的改善等焊接品质的提升。

在正反向进给电弧焊接方法中，需要以100Hz程度高速、高精度地切换焊丝的正向进给以及反向进给。为此，作为进给方式而多采用推拉进给方式。进而，还多在推动侧进给电动机与牵拉侧进给电动机的进给路径之间设置暂时收容焊丝的中间焊丝收容部。

在正反向进给电弧焊接方法中，与短路期间以及电弧期间的产生定时同步地切换正向进给期间和反向进给期间。为此，若焊接电压的设定值、突出长度等焊接条件发生变化而短路期间与电弧期间的时间比率发生变化，则正向进给期间与反向进给期间的时间比率也发生变化，因此焊丝的平均进给速度发生变化。由于若平均进给速度发生变化，熔敷量就发生变化，因此焊接品质变差。为了应对该问题，在专利文献1的发明中，通过推动侧电动机以固定速度进行正向进给进给，检测中间焊丝收容部的收容量，基于该收容量来对牵拉侧电动机的牵拉进给速度进行补正控制。通过该补正控制来抑制平均进给速度发生变化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2017-94380号公报

在现有技术的补正控制中，基于中间焊丝收容部的收容量来使牵拉进给速度的平均值变化。为此，在焊接电压的设定值、突出长度等焊接条件陡峭地变化的情况下，补正控制的过渡响应性差，因此有焊接品质降低的问题。

发明内容

为此在本发明中，目的在于：提供一种电弧焊接控制方法，在基于中间焊丝收容部的收容量来对牵拉进给速度进行补正控制的正反向进给电弧焊接方法中，能高速、高精度地进行补正控制。

为了解决上述的课题，技术方案1的发明是电弧焊接控制方法，通过推拉进给控制来将焊丝进给，其中该推拉进给控制通过进行正向进给旋转的推动侧进给电动机以及重复正向进给旋转和反向进给旋转的牵拉侧进给电动机来进行，在所述推动侧进给电动机与所述牵拉侧进给电动机的进给路径之间设置暂时收容所述焊丝的中间焊丝收容部，基于所述中间焊丝收容部的收容量来补正所述牵拉侧进给电动机的牵拉进给速度，重复短路期间和电弧期间来进行焊接，所述电弧焊接控制方法的特征在于，基于所述收容量来对所述牵拉进给速度的波形参数进行补正。

技术方案2的发明在技术方案1记载的电弧焊接控制方法基础上，特征在于，所述波形参数是正向进给峰值以及/或者反向进给峰值。

技术方案3的发明在技术方案1记载的电弧焊接控制方法基础上，特征在于，在所述收容量比目标值大时，所述波形参数是正向进给峰值，在所述收容量比所述目标值小时，所述波形参数是反向进给峰值。

技术方案4的发明在技术方案1记载的电弧焊接控制方法基础上，在所述收容量比目标值大时，所述波形参数是反向进给峰值，在所述收容量比所述目标值小时，所述波形参数是正向进给峰值。

技术方案5的发明在技术方案1～4任一项记载的电弧焊接控制方法基础上，与所述波形参数的给定相位同步来进行所述补正。

技术方案6的发明在技术方案5记载的电弧焊接控制方法基础上，特征在于，所述给定相位是所述牵拉进给速度成为0的相位。

技术方案7的发明在技术方案1～6任一项记载的电弧焊接控制方法基础上，特征在于，在焊接结束时，存储经过所述补正的所述牵拉进给速度的所述波形参数，通过所述存储的所述牵拉进给速度的所述波形参数来开始下次的焊接。

发明的效果

根据本发明，在基于中间焊丝收容部的收容量来对牵拉进给速度进行补正控制的正反向进给电弧焊接方法中，由于能高速、高精度地进行补正控制，因此能进行高品质的焊接。

附图说明

图1是用于实施本发明的实施方式1所涉及的电弧焊接控制方法的焊接电源的框图。

图2是表示本发明的实施方式1所涉及的电弧焊接控制方法的图1的焊接电源中的各信号的时序图。

图3是用于实施本发明的实施方式2所涉及的电弧焊接控制方法的焊接电源的框图。

图4是用于实施本发明的实施方式3所涉及的电弧焊接控制方法的焊接电源的框图。

附图标记的说明

1 焊丝

2 母材

3 电弧

4 焊接喷枪

5 进给辊

CM 电流比较电路

Cm 电流比较信号

DR 驱动电路

Dr 驱动信号

E 输出电压

Ea 误差放大信号

ED 输出电压检测电路

Ed 输出电压检测信号

EI 电流误差放大电路

Ei 电流误差放大信号

ER 输出电压设定电路

Er 输出电压设定信号

EV 电压误差放大电路

Ev 电压误差放大信号

EW 收容量误差放大电路

Ew 收容量误差放大信号

FC 牵拉进给控制电路

Fc 牵拉进给控制信号

FCP 推动进给控制电路

Fcp 推动进给控制信号

FH 牵拉进给速度补正电路

FH2 第2牵拉进给速度补正电路

FR 牵拉进给速度设定电路

Fr 牵拉进给速度设定信号

FRP 推动进给速度设定电路

Frp 推动进给速度设定信号

Fw 牵拉进给速度

Fwp 推动进给速度

ICR 电流控制设定电路

Icr 电流控制设定信号

ID 电流检测电路

Id 电流检测信号

ILR 低等级电流设定电路

Ilr 低等级电流设定信号

Iw 焊接电流

ND 缩颈检测电路

Nd 缩颈检测信号

PM 电源主电路

R 减流电阻器

SD 短路判别电路

Sd 短路判别信号

STD 小电流期间电路

Std 小电流期间信号

SW 电源特性切换电路

TDR 电流下降时间设定电路

Tdr 电流下降时间设定信号

TR 晶体管

Trd 反向进给减速期间

TRDR 反向进给减速期间设定电路

Trdr 反向进给减速期间设定信号

Trp 反向进给峰值期间

Tru 反向进给加速期间

TRUR 反向进给加速期间设定电路

Trur 反向进给加速期间设定信号

Tsd 正向进给减速期间

TSDR 正向进给减速期间设定电路

Tsdr 正向进给减速期间设定信号

Tsp 正向进给峰值期间

Tsu 正向进给加速期间

TSUR 正向进给加速期间设定电路

Tsur 正向进给加速期间设定信号

VD 电压检测电路

Vd 电压检测信号

Vw 焊接电压

WB 中间焊丝收容部

Wb 收容量信号

WBR 收容量设定电路

Wbr 收容量设定信号

WL 电抗器

WM 牵拉侧进给电动机

WMP 推动侧进给电动机

Wrp 反向进给峰值

Wrr 反向进给峰值设定信号

WRS 反向进给峰值初始值设定电路

Wrs 反向进给峰值初始值设定信号

WRS2 第2反向进给峰值初始值设定电路

Wsp 正向进给峰值

Wsr 正向进给峰值设定信号

WSS 正向进给峰值初始值设定电路

Wss 正向进给峰值初始值设定信号

WSS2 第2正向进给峰值初始值设定电路

具体实施方式

以下参考附图来说明本发明的实施方式。

[实施方式1]

图1是用于实施本发明的实施方式1所涉及的电弧焊接控制方法的焊接电源的框图。以下参考该图来说明各方块。

电源主电路PM将3相200V等商用电源(图示省略)作为输入，按照后述的误差放大信号Ea来进行基于逆变控制等的输出控制，将输出电压E输出。虽图示省略，但该电源主电路PM具备：将商用电源整流的1次整流器；将整流过的直流平滑的平滑电容器；将平滑过的直流变换成高频交流的被上述的误差放大信号Ea驱动的逆变电路；将高频交流降压成适于焊接的电压值的高频变压器；将降压的高频交流整流成直流的2次整流器。

电抗器WL对上述的输出电压E进行平滑。该电抗器WL的电感值例如是100μH。

推动侧进给电动机WMP将后述的推动进给控制信号Fcp作为输入，进行正向进给旋转来以固定速度的推动进给速度Fwp将焊丝1进给。牵拉侧进给电动机WM将后述的牵拉进给控制信号Fc作为输入，交替重复正向进给旋转和反向进给旋转来将焊丝1以进给速度Fw进给。推动侧进给电动机WMP设于进给路径的上游侧，牵拉侧进给电动机WM设于下游侧。两进给电动机都被速度控制。由两进给电动机构成推拉进给控制系统。

中间焊丝收容部WB设于推动侧进给电动机WMP与牵拉侧进给电动机WM之间的进给路径，暂时收容焊丝1，输出与收容量相应的收容量信号Wb。中间焊丝收容部WB由于在专利文献1等现有技术中惯用，因此省略详细的结构。焊丝1的收容量的检测能通过机械上的原理、电气上的原理、光学上的原理、磁的原理或这些原理的组合来进行。

焊丝1通过与上述的牵拉侧进给电动机WM结合的进给辊5的旋转而在焊接喷枪4内被进给，在与母材2之间产生电弧3。对焊接喷枪4内的导电嘴(图示省略)与母材2之间施加焊接电压Vw，接通焊接电流Iw。从焊接喷枪4的前端喷出保护气体(图示省略)，来将电弧3从大气屏蔽。

输出电压设定电路ER输出预先确定的输出电压设定信号Er。输出电压检测电路ED检测上述的输出电压E并将其平滑，并将输出电压检测信号Ed输出。

电压误差放大电路EV将上述的输出电压设定信号Er以及上述的输出电压检测信号Ed作为输入，将输出电压设定信号Er(+)与输出电压检测信号Ed(-)的误差放大，并输出电压误差放大信号Ev。

电流检测电路ID检测上述的焊接电流Iw，并输出电流检测信号Id。电压检测电路VD检测上述的焊接电压Vw，并输出电压检测信号Vd。短路判别电路SD将上述的电压检测信号Vd作为输入，输出短路判别信号Sd，短路判别电路SD在电压检测信号Vd的值不足预先确定的短路判别值(10V程度)时判别为处于短路期间，短路判别信号Sd成为高电平，在为其以上时判别为处于电弧期间，成为低电平。

正向进给加速期间设定电路TSUR输出预先确定的正向进给加速期间设定信号Tsur。

正向进给减速期间设定电路TSDR输出预先确定的正向进给减速期间设定信号Tsdr。

反向进给加速期间设定电路TRUR输出预先确定的反向进给加速期间设定信号Trur。

反向进给减速期间设定电路TRDR输出预先确定的反向进给减速期间设定信号Trdr。

正向进给峰值初始值设定电路WSS输出预先确定的正向进给峰值初始值设定信号Wss。

反向进给峰值初始值设定电路WRS输出预先确定的反向进给峰值初始值设定信号Wrs。

收容量设定电路WBR输出成为目标值的预先确定的收容量设定信号Wbr。收容量误差放大电路EW将上述的收容量设定信号Wbr以及上述的收容量信号Wb作为输入，将收容量设定信号Wbr(-)与收容量信号Wb(+)的误差放大，并输出收容量误差放大信号Ew。Ew＝G·(Wb-Wbr)，G是正的值的放大率。因此，在收容量信号Wb比目标值的收容量设定信号Wbr大时，收容量误差放大信号Ew成为正的值，在收容量信号Wb比目标值的收容量设定信号Wbr小时，收容量误差放大信号Ew成为负的值。

牵拉进给速度补正电路FH将上述的正向进给峰值初始值设定信号Wss、上述的反向进给峰值初始值设定信号Wrs以及上述的收容量误差放大信号Ew作为输入，从以下所示的处理1)～5)中选择一个来进行补正控制，输出正向进给峰值设定信号Wsr以及反向进给峰值设定信号Wrr。以下所示的补正控制(调制控制)按每个微小控制周期进行。微小控制周期例如是0.1ms。另外，以下所示的补正控制是控制系统为P控制的情况，但也可以是PI控制、PID控制。

处理1)仅对正向进给峰值进行补正控制的情况

将正向进给峰值初始值设定信号Wss用收容量误差放大信号Ew进行补正控制(调制控制)，并输出正向进给峰值设定信号Wsr＝Wss+Ew。然后将反向进给峰值初始值设定信号Wrs直接作为反向进给峰值设定信号Wrr＝Wrs输出。

处理2)仅对反向进给峰值进行补正控制的情况

将反向进给峰值初始值设定信号Wrs用收容量误差放大信号Ew进行补正控制(调制控制)，并输出反向进给峰值设定信号Wrr＝Wrs+Ew。然后，将正向进给峰值初始值设定信号Wss直接作为正向进给峰值设定信号Wsr＝Wss输出。

处理3)对正向进给峰值以及反向进给峰值进行补正控制的情况

对正向进给峰值初始值设定信号Wss用收容量误差放大信号Ew进行补正控制(调制控制)，并输出正向进给峰值设定信号Wsr＝Wss+Ew。并且对反向进给峰值初始值设定信号Wrs用收容量误差放大信号Ew进行补正控制(调制控制)，并输出反向进给峰值设定信号Wrr＝Wrs+Ew。

处理4)对应于收容量误差放大信号Ew的正负号对正向进给峰值以及反向进给峰值进行补正控制的第1情况

在收容量误差放大信号Ew≥0时，将正向进给峰值初始值设定信号Wss用收容量误差放大信号Ew进行补正控制(调制控制)，并输出正向进给峰值设定信号Wsr＝Wss+Ew。另一方面，在收容量误差放大信号Ew＜0时，将反向进给峰值初始值设定信号Wrs用收容量误差放大信号Ew进行补正控制(调制控制)，并输出反向进给峰值设定信号Wrr＝Wrs+Ew。

处理5)对应于收容量误差放大信号Ew的正负号来对正向进给峰值以及反向进给峰值进行补正控制的第2情况

在收容量误差放大信号Ew＜0时，将正向进给峰值初始值设定信号Wss用收容量误差放大信号Ew进行补正控制(调制控制)，并输出正向进给峰值设定信号Wsr＝Wss+Ew。另一方面，在收容量误差放大信号Ew≥0时，将反向进给峰值初始值设定信号Wrs用收容量误差放大信号Ew进行补正控制(调制控制)，并输出反向进给峰值设定信号Wrr＝Wrs+Ew。

牵拉进给速度设定电路FR将上述的正向进给加速期间设定信号Tsur、上述的正向进给减速期间设定信号Tsdr、上述的反向进给加速期间设定信号Trur、上述的反向进给减速期间设定信号Trdr、上述的正向进给峰值设定信号Wsr、上述的反向进给峰值设定信号Wrr以及上述的短路判别信号Sd作为输入，输出通过以下的处理生成的牵拉进给速度图案，作为牵拉进给速度设定信号Fr。在该牵拉进给速度设定信号Fr为0以上时成为正向进给期间，在不足0时成为反向进给期间。

1)在由正向进给加速期间设定信号Tsur确定的正向进给加速期间Tsu中，输出从0直线状加速到由正向进给峰值设定信号Wsr确定的正的值的正向进给峰值Wsp的牵拉进给速度设定信号Fr。

2)接下来，正向进给峰值期间Tsp中输出维持上述的正向进给峰值Wsp的牵拉进给速度设定信号Fr。

3)若短路判别信号Sd从低电平(电弧期间)变化为高电平(短路期间)，就过渡到由正向进给减速期间设定信号Tsdr确定的正向进给减速期间Tsd，输出从述的正向进给峰值Wsp直线状减速到0的牵拉进给速度设定信号Fr。

4)接下来，在由反向进给加速期间设定信号Trur确定的反向进给加速期间Tru中，输出从0直线状加速到由反向进给峰值设定信号Wrr确定的负的值的反向进给峰值Wrp的牵拉进给速度设定信号Fr。

5)接下来，反向进给峰值期间Trp中输出维持上述的反向进给峰值Wrp的牵拉进给速度设定信号Fr。

6)短若路判别信号Sd从高电平(短路期间)变化到低电平(电弧期间)，就过渡到由反向进给减速期间设定信号Trdr确定的反向进给减速期间Trd，输出从上述的反向进给峰值Wrp直线状减速到0的牵拉进给速度设定信号Fr。

7)通过重复上述的1)～6)来生成以正负的梯形波状变化的进给图案的牵拉进给速度设定信号Fr。

牵拉进给控制电路FC将上述的牵拉进给速度设定信号Fr作为输入，对上述的牵拉侧进给电动机WM输出用于以相当于牵拉进给速度设定信号Fr的值的牵拉进给速度Fw将焊丝1进给的牵拉进给控制信号Fc。

推动进给速度设定电路FRP输出正的值的预先确定的推动进给速度设定信号Frp。推动进给控制电路FCP将上述的推动进给速度设定信号Frp作为输入，对上述的推动侧进给电动机WMP输出用于以相当于推动进给速度设定信号Frp的值的推动进给速度Fwp将焊丝1进给的推动进给控制信号Fcp。

减流电阻器R插入上述的电抗器WL与焊接喷枪4之间。该减流电阻器R的值被设定成短路负载(0.01～0.03Ω程度)的50倍以上的大的值(0.5～3Ω程度)。若该减流电阻器R插入通电路，电抗器WL以及外部线缆的电抗器中所蓄积的能量就被急放电。

晶体管TR与上述的减流电阻器R并联连接，并按照后述的驱动信号Dr被接通或断开控制。

缩颈检测电路ND将上述的短路判别信号Sd、上述的电压检测信号Vd以及上述的电流检测信号Id作为输入，输出缩颈检测信号Nd，在短路判别信号Sd为高电平(短路期间)时的电压检测信号Vd的电压上升值达到基准值的时间点，缩颈检测电路ND判别为缩颈的形成状态成为基准状态，缩颈检测信号Nd成为高电平，在短路判别信号Sd变化为低电平(电弧期间)的时间点，缩颈检测信号Nd成为低电平。另外，也可以在短路期间中的电压检测信号Vd的微分值达到与其对应的基准值的时间点使缩颈检测信号Nd变化为高电平。进而，也可以用电压检测信号Vd的值除以电流检测信号Id的值来算出熔滴的电阻值，在该电阻值的微分值达到与其对应的基准值的时间点使缩颈检测信号Nd变化为高电平。

低等级电流设定电路ILR输出预先确定的低等级电流设定信号Ilr。电流比较电路CM将该低等级电流设定信号Ilr以及上述的电流检测信号Id作为输入，输出电流比较信号Cm，其在Id＜Ilr时成为高电平，在Id≥Ilr时成为低电平。

驱动电路DR将上述的电流比较信号Cm以及上述的缩颈检测信号Nd作为输入，对上述的晶体管TR的基极端子输出驱动信号Dr，若缩颈检测信号Nd变化为高电平，则驱动信号Dr变化为低电平，若之后电流比较信号Cm变化为高电平，则驱动信号Dr变化为高电平。因此，若检测到缩颈，则该驱动信号Dr成为低电平，晶体管TR成为断开状态，在通电路插入减流电阻器R，因此在短路负载通电的焊接电流Iw急减。然后，若急减的焊接电流Iw的值减少到低等级电流设定信号Ilr的值，则驱动信号Dr成为高电平，晶体管TR成为接通状态，因此减流电阻器R被短路而回到通常的状态。

电流控制设定电路ICR将上述的短路判别信号Sd、上述的低等级电流设定信号Ilr以及上述的缩颈检测信号Nd作为输入，进行以下的处理，输出电流控制设定信号Icr。

1)在短路判别信号Sd为低电平(电弧期间)时，输出成为低等级电流设定信号Ilr的电流控制设定信号Icr。

2)若短路判别信号Sd变化为高电平(短路期间)，则输出如下那样的电流控制设定信号Icr：在预先确定的初始期间中为预先确定的初始电流设定值，之后以预先确定的短路时倾斜上升到预先确定的短路时峰值设定值并维持该值。

3)之后若缩颈检测信号Nd变化为高电平，则输出成为低等级电流设定信号Ilr的值的电流控制设定信号Icr。

电流误差放大电路EI，将上述的电流控制设定信号Icr以及上述的电流检测信号Id作为输入，将电流控制设定信号Icr(+)与电流检测信号Id(-)的误差放大，并输出电流误差放大信号Ei。

电流下降时间设定电路TDR输出预先确定的电流下降时间设定信号Tdr。

小电流期间电路STD将上述的短路判别信号Sd以及上述的电流下降时间设定信号Tdr作为输入，输出小电流期间信号Std，其在从短路判别信号Sd变化为低电平(电弧期间)的时间点起经过由电流下降时间设定信号Tdr确定的时间的时间点成为高电平，之后若短路判别信号Sd成为高电平(短路期间)，则成为低电平。

电源特性切换电路SW将上述的电流误差放大信号Ei、上述的电压误差放大信号Ev、上述的短路判别信号Sd以及上述的小电流期间信号Std作为输入，进行以下的处理，输出误差放大信号Ea。

1)在从短路判别信号Sd变化为高电平(短路期间)的时间点起到短路判别信号Sd变化为低电平(电弧期间)并经过预先确定的延迟期间的时间点为止的期间中，输出电流误差放大信号Ei作为误差放大信号Ea。

2)在之后的大电流电弧期间中，输出电压误差放大信号Ev作为误差放大信号Ea。

3)在之后的电弧期间中，在小电流期间信号Std成为高电平的小电流电弧期间中，输出电流误差放大信号Ei作为误差放大信号Ea。

通过该电路，焊接电源的特性在短路期间、延迟期间以及小电流电弧期间中成为恒电流特性，在这以外的大电流电弧期间中成为恒电压特性。

图2是表示本发明的实施方式1所涉及的电弧焊接控制方法的图1的焊接电源中的各信号的时序图。该图(A)表示牵拉进给速度Fw的时间变化，该图(B)表示焊接电流Iw的时间变化，该图(C)表示焊接电压Vw的时间变化，该图(D)表示短路判别信号Sd的时间变化，该图(E)表示小电流期间信号Std的时间变化，该图(F)表示推动进给速度Fwp的时间变化。以下参考该图来说明各信号的动作。

该图(A)所示的牵拉进给速度Fw被控制成从图1的牵拉进给速度设定电路FR输出的牵拉进给速度设定信号Fr的值。牵拉进给速度Fw由如下期间形成：由图1的正向进给加速期间设定信号Tsur确定的正向进给加速期间Tsu；持续到发生短路为止的正向进给峰值期间Tsp；由图1的正向进给减速期间设定信号Tsdr确定的正向进给减速期间Tsd；由图1的反向进给加速期间设定信号Trur确定的反向进给加速期间Tru；持续到发生电弧为止的反向进给峰值期间Trp；以及由图1的反向进给减速期间设定信号Trdr确定的反向进给减速期间Trd。进而，正向进给峰值Wsp由图1的正向进给峰值设定信号Wsr确定，反向进给峰值Wrp由图1的反向进给峰值设定信号Wrr确定。其结果，牵拉进给速度设定信号Fr成为正负的大致梯形波波状地变化的进给图案。另外，该图(F)所示的推动进给速度Fwp，成为由图1的推动进给速度设定信号Frp确定的固定的速度。

[时刻t1～t4的短路期间的动作]

若在正向进给峰值期间Tsp中的时刻t1发生短路，则如该图(C)所示那样，焊接电压Vw急减到数V的短路电压值，因此如该图(D)所示那样，短路判别信号Sd变化为高电平(短路期间)。对此做出响应，过渡到时刻t1～t2的预先确定的正向进给减速期间Tsd，如该图(A)所示那样，牵拉进给速度Fw从上述的正向进给峰值Wsp减速到0。例如设定成正向进给减速期间Tsd＝1ms。

如该图(A)所示那样，牵拉进给速度Fw进入时刻t2～t3的预先确定的反向进给加速期间Tru，从0加速到上述的反向进给峰值Wrp。在该期间中短路期间持续。例如设定成反向进给加速期间Tru＝1ms。

若在时刻t3反向进给加速期间Tru结束，则如该图(A)所示那样，牵拉进给速度Fw进入反向进给峰值期间Trp，成为上述的反向进给峰值Wrp。反向进给峰值期间Trp持续直到在时刻t4产生电弧。因此，时刻t1～t4的期间成为短路期间。反向进给峰值期间Trp不是给定值，为4ms程度。

如该图(B)所示那样，时刻t1～t4的短路期间中的焊接电流Iw在预先确定的初始期间中成为预先确定的初始电流值。之后，焊接电流Iw以预先确定的短路时倾斜上升，若达到预先确定的短路时峰值，就维持该值。

如该图(C)所示那样，焊接电压Vw在焊接电流Iw成为短路时峰值的附近起上升。这是因为，由于焊丝1的反向进给以及焊接电流Iw所引起的箍缩力的作用，在焊丝1的前端的熔滴逐渐形成缩颈。

之后，若焊接电压Vw的电压上升值达到基准值，就判别为缩颈的形成状态成为基准状态，图1的缩颈检测信号Nd变化为高电平。

对缩颈检测信号Nd成为高电平做出响应，图1的驱动信号Dr成为低电平，因此图1的晶体管TR成为断开状态，图1的减流电阻器R插入到通电路。同时，图1的电流控制设定信号Icr变小到低等级电流设定信号Ilr的值。为此，如该图(B)所示那样，焊接电流Iw从短路时峰值向低等级电流值急减。然后，由于若焊接电流Iw减少到低等级电流值，驱动信号Dr就返回高电平，因此晶体管TR成为接通状态，减流电阻器R被短路。如该图(B)所示那样，由于电流控制设定信号Icr保持低等级电流设定信号Ilr的状态，因此焊接电流Iw从电弧再产生起直到经过预先确定的延迟期间为止都维持低等级电流值。因此，晶体管TR仅在从缩颈检测信号Nd变化为高电平的时间点起直到焊接电流Iw减少到低等级电流值为止的期间成为断开状态。如该图(C)所示那样，焊接电压Vw由于焊接电流Iw变小而在一度减少后急上升。上述的各参数例如设定成以下的值。初始电流＝40A、初始期间＝0.5ms、短路时倾斜＝175A/ms、短路时峰值＝400A、低等级电流值＝50A、延迟期间＝0.5ms。

[时刻t4～t7的电弧期间的动作]

若在时刻t4，由于焊丝的反向进给以及焊接电流Iw的通电所引起的箍缩力而让缩颈进展，从而产生电弧，则如该图(C)所示那样，焊接电压Vw急增到数十V的电弧电压值，因此如该图(D)所示那样，短路判别信号Sd变化为低电平(电弧期间)。对此做出响应，过渡到时刻t4～t5的预先确定的反向进给减速期间Trd，如该图(A)所示那样，牵拉进给速度Fw从上述的反向进给峰值Wrp减速到0。例如，设定成反向进给减速期间Trd＝1ms。

若在时刻t5结束反向进给减速期间Trd，则过渡到时刻t5～t6的预先确定的正向进给加速期间Tsu。在该正向进给加速期间Tsu中，如该图(A)所示那样，牵拉进给速度Fw从0加速到上述的正向进给峰值Wsp。在该期间中电弧期间持续。例如设定成正向进给加速期间Tsu＝1ms。

若在时刻t6结束正向进给加速期间Tsu，则如该图(A)所示那样，牵拉进给速度Fw进入正向进给峰值期间Tsp，成为上述的正向进给峰值Wsp。在该期间中电弧期间也持续。正向进给峰值期间Tsp持续直到在时刻t7发生短路为止。因此，时刻t4～t7的期间成为电弧期间。然后若发生短路，则返回时刻t1的动作。正向进给峰值期间Tsp不是给定值，成为4ms程度。

若在时刻t4产生电弧，则如该图(C)所示那样，焊接电压Vw急增到数十V的电弧电压值。另一方面，如该图(B)所示那样，焊接电流Iw在时刻t4～t41的延迟期间之间也持续低等级电流值。之后，从时刻t41起，焊接电流Iw急速增加而成为峰值，之后成为慢慢减少的大电流值。在该时刻t41～t61的大电流电弧期间中，由于通过图1的电压误差放大信号Ev进行焊接电源的反馈控制，因此成为恒电压特性。因此，大电流电弧期间中的焊接电流Iw的值根据电弧负载而变化。

从在时刻t4产生电弧起经过由图1的电流下降时间设定信号Tdr确定的电流下降时间的时刻t61，如该图(E)所示那样，小电流期间信号Std变化为高电平。对此做出响应，焊接电源从恒电压特性切换成恒电流特性。为此，如该图(B)所示那样，焊接电流Iw降低到低等级电流值，直到发生短路的时刻t7为止都维持该值。同样地，如该图(C)所示那样，焊接电压Vw也降低。若在时刻t7发生短路，小电流期间信号Std就返回低电平。

在该图中，正向进给峰值Wsp(正向进给峰值设定信号Wsr)以及/或者反向进给峰值Wrp(反向进给峰值设定信号Wrr)，被图1的牵拉进给速度补正电路FH从处理1)～5)中选择一者进行补正控制。

以下示出上述的牵拉进给速度Fw的补正控制的数值例。在Wss＝60m/min、Wrs＝-50m/min的情况下，在Ew＝2时，

处理1)的情况下Wsr＝60+2＝62、Wrr＝-50

处理2)的情况下Wsr＝60、Wrr＝-50+2＝-48

处理3)的情况下Wsr＝60+2＝62、Wrr＝-50+2＝-48

处理4)的情况下由于Ew≥0，因此Wsr＝60+2＝62、Wrr＝-50

处理5)的情况下由于Ew≥0，因此Wsr＝60、Wrr＝-50+2＝-48

另外，在Ew＝-3时，

处理1)的情况下Wsr＝60-3＝57、Wrr＝-50

处理2)的情况下Wsr＝60、Wrr＝-50-3＝-53

处理3)的情况下Wsr＝60-3＝57、Wrr＝-50-3＝-53

处理4)的情况下由于Ew＜0，因此Wsr＝60、Wrr＝-50-3＝-53

处理5)的情况下由于Ew＜0，因此Wsr＝60-3＝57、Wrr＝-50

根据上述的实施方式1，基于中间焊丝收容部的收容量来对牵拉进给速度的波形参数进行补正。波形参数是正向进给峰值以及/或者反向进给峰值。在正反向进给电弧焊接方法中，与短路期间以及电弧期间的产生定时同步地切换正向进给期间和反向进给期间。为此，若焊接电压的设定值、突出长度等焊接条件发生变化而短路期间与电弧期间的时间比率发生变化，则正向进给期间与反向进给期间的时间比率也发生变化，因此焊丝的平均进给速度(牵拉进给速度的平均值)发生变化。由于若平均进给速度发生变化，熔敷量就发生变化，因此焊接品质变差。在本实施方式中，若正向进给期间与反向进给期间的时间比率发生变化而牵拉进给速度的平均值发生变化，就会在与固定速度的推动进给速度之间产生差分。其结果，在中间焊丝收容部的收容量与目标值之间产生误差。通过对正向进给峰值以及/或者反向进给峰值进行补正，使得该误差成为0，能使牵拉进给速度和推动进给速度的平均值相等。为此，能使牵拉进给速度的平均值返回给定值。进而，即使焊接电压的设定值、突出长度等焊接条件陡峭地变化，在本实施方式中，由于对牵拉进给速度的波形参数直接进行补正，因此能提升补正控制的过渡响应性。其结果，由于能高速、高精度地进行补正控制，因此能进行高品质的焊接。

进而，根据实施方式1，在收容量比目标值大时，波形参数是正向进给峰值，在收容量比目标值小时，波形参数是反向进给峰值。进而，根据实施方式1，在收容量比目标值大时，波形参数是反向进给峰值，在收容量比目标值小时，波形参数是正向进给峰值。如此地，能使补正控制时的焊接状态更加稳定化。

[实施方式2]

实施方式2的发明，与牵拉进给速度的波形参数的给定相位同步来进行实施方式1中上述的牵拉进给速度的补正控制。给定相位例如是牵拉进给速度为0的相位。

图3是用于实施本发明的实施方式2所涉及的电弧焊接控制方法的焊接电源的框图。该图与上述的图1对应，对相同方块标注相同附图标记，不再重复它们的说明。该图是将图1的牵拉进给速度补正电路FH置换成第2牵拉进给速度补正电路FH2。以下参考该图来说明该方块。

第2牵拉进给速度补正电路FH2将上述的牵拉进给速度设定信号Fr、上述的正向进给峰值初始值设定信号Wss、上述的反向进给峰值初始值设定信号Wrs以及上述的收容量误差放大信号Ew作为输入，从实施方式1中上述的处理1)～5)中选择一者，基于牵拉进给速度设定信号Fr的波形成为给定相位的时间点的收容量误差放大信号Ew来进行补正控制，输出正向进给峰值设定信号Wsr以及反向进给峰值设定信号Wrr。

图3中的各信号的时序图由于与上述的图2相同而省略。但与牵拉进给速度Fw的给定相位同步来进行基于补正控制的牵拉进给速度Fw的更新，在这点上不同。作为给定相位，有图2(A)所示的以下的情况。

1)时刻t1的正向进给减速期间Tsd的开始时间点(短路发生时间点)

2)时刻t2的从正向进给切换为反向进给的牵拉进给速度Fw＝0的时间点

3)时刻t3的反向进给峰值期间Trp的开始时间点

4)时刻t4的反向进给减速期间Trd的开始时间点(电弧产生时间点)

5)时刻t5的从反向进给切换为正向进给的牵拉进给速度Fw＝0的时间点

6)时刻t6的正向进给峰值期间Tsp的开始时间点

根据上述的实施方式2，与牵拉进给速度的波形参数的给定相位同步来进行牵拉进给速度的补正。如此地，由于牵拉进给速度的更新在相同焊接状态时进行，因此焊接状态稳定化。

进而，更优选给定相位是牵拉进给速度成为0的相位。如此地，由于牵拉进给速度不是陡峭地变化而是平稳地更新，因此焊接状态更加稳定化。

[实施方式3]

实施方式3的发明在实施方式1或2中，在焊接结束时存储被补正的牵拉进给速度的波形参数，通过存储的牵拉进给速度的波形参数来开始下次的焊接。

图4是用于实施本发明的实施方式3所涉及的电弧焊接控制方法的焊接电源的框图。该图与上述的图1对应，对同一方块标注相同附图标记，不再重复它们的说明。该图将图1的正向进给峰值初始值设定电路WSS置换成第2正向进给峰值初始值设定电路WSS2，将图1的反向进给峰值初始值设定电路WRS置换成第2反向进给峰值初始值设定电路WRS2。以下参考该图来说明这些方块。

第2正向进给峰值初始值设定电路WSS2，将上述的正向进给峰值设定信号Wsr作为输入，存储前次的焊接结束的时间点的正向进给峰值设定信号Wsr的值，在开始下次的焊接时输出该存储的值，作为正向进给峰值初始值设定信号Wss。

第2反向进给峰值初始值设定电路WRS2将上述的反向进给峰值设定信号Wrr作为输入，存储前次的焊接结束的时间点的反向进给峰值设定信号Wrr的值，在开始下次的焊接时，输出该存储的值，作为反向进给峰值初始值设定信号Wrs。

图4中的各信号的时序图由于与上述的图2相同，因此省略。但存储前次的焊接结束时的被补正控制过的牵拉进给速度Fw的波形参数，在下次的焊接时，将该存储的牵拉进给速度Fw的波形参数作为初始值来开始补正控制，在这点上不同。

根据上述的实施方式3，在焊接结束时存储补正过的牵拉进给速度的波形参数，通过该存储的牵拉进给速度的波形参数开始下次的焊接。如此地，从下次的焊接的开始时间点起就能得到稳定的焊接状态。

上述的实施方式3是以实施方式1为基础的情况，但以实施方式2为基础的情况也同样。

Claims (5)

1.一种电弧焊接控制方法，

通过推拉进给控制来将焊丝进给，其中该推拉进给控制通过进行正向进给旋转的推动侧进给电动机以及重复正向进给旋转和反向进给旋转的牵拉侧进给电动机来进行，

在所述推动侧进给电动机与所述牵拉侧进给电动机的进给路径之间设置暂时收容所述焊丝的中间焊丝收容部，基于所述中间焊丝收容部的收容量来补正所述牵拉侧进给电动机的牵拉进给速度，

重复短路期间和电弧期间来进行焊接，

所述电弧焊接控制方法的特征在于，

基于所述收容量来对所述牵拉进给速度的波形参数进行补正，

在所述收容量比目标值大时，所述波形参数是正向进给峰值，在所述收容量比所述目标值小时，所述波形参数是反向进给峰值。

2.一种电弧焊接控制方法，

通过推拉进给控制来将焊丝进给，其中该推拉进给控制通过进行正向进给旋转的推动侧进给电动机以及重复正向进给旋转和反向进给旋转的牵拉侧进给电动机来进行，

在所述推动侧进给电动机与所述牵拉侧进给电动机的进给路径之间设置暂时收容所述焊丝的中间焊丝收容部，基于所述中间焊丝收容部的收容量来补正所述牵拉侧进给电动机的牵拉进给速度，

重复短路期间和电弧期间来进行焊接，

所述电弧焊接控制方法的特征在于，

基于所述收容量来对所述牵拉进给速度的波形参数进行补正，

在所述收容量比目标值大时，所述波形参数是反向进给峰值，在所述收容量比所述目标值小时，所述波形参数是正向进给峰值。

3.根据权利要求1或2所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，

与所述波形参数的给定相位同步地进行所述补正。

4.根据权利要求3所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，

所述给定相位是所述牵拉进给速度成为0的相位。

5.根据权利要求1或2所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，

在焊接结束时，存储经过所述补正的所述牵拉进给速度的所述波形参数，

通过所述存储的所述牵拉进给速度的所述波形参数来开始下次的焊接。

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