JP2013058066A - Shield gas flow rate controller - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shield gas flow rate controller capable of controlling the flow rate of different kind of shield gass using a common volume flowmeter.SOLUTION: The shield gas flow rate controller includes a plurality of shield gases supply sources 3 which supply different kind of shield gases 3A, 3B; a gas injection nozzle 13 which injects a shield gas to a laser welding processing position; a volume flowmeter 11 which is arranged in a connection conduit 14 connecting the gas injection nozzle 13 and shield gas supply source 3 to each other, and controls the flow rate of the shield gas to the gas injection nozzle 13; and a pressure control valve capable of freely controlling the shield gas made to flow in the volume flowmeter 11 to desired pressure. A flow rate command control part 29 which commands a flow rate of the shield gas to the volume flowmeter 11 includes a flow rate and pressure data table 35 which relates and stores set pressure of the pressure control valve 9 and the gas kind and gas flow rate of the shield gas.

Description

本発明は、レーザ加工機によってレーザ溶接を行うときに、レーザ溶接部へ噴射供給するシールドガスの流量制御を行う流量制御装置に係り、さらに詳細には、例えば窒素、アルゴンなどのように、種類の異なるシールドガスをレーザ溶接部へ選択的に供給するとき、共通の体積流量計を使用しても各シールドガスを適正量に制御して供給することのできるシールドガス流量制御装置に関する。   The present invention relates to a flow rate control device that controls the flow rate of shield gas injected and supplied to a laser weld when laser welding is performed by a laser processing machine, and more specifically, for example, a kind such as nitrogen or argon. The present invention relates to a shield gas flow rate control apparatus that can control and supply each shield gas to an appropriate amount even when a common volume flow meter is used when selectively supplying different shield gases to a laser weld.

レーザ加工機によってレーザ溶接を行うとき、溶接部の冷却、酸化反応の低減を図るために、溶接部に対して不活性ガス（シールドガス）の噴射が行われている。前記シールドガスとしては窒素、アルゴンが一般的に使用されている。そして、シールドガスとしての窒素、アルゴンを使いわけるために、シールドガス供給源には窒素ガス供給源とアルゴンガス供給源が備えられており、各シールドガス供給源にそれぞれ接続した配管に備えた開閉弁の開閉を選択的に制御することによって、窒素、アルゴンの選択を行っている。そして、窒素又はアルゴンの流量を制御するために、質量流量センサを使用した質量流量計（マスフローコントローラ）を使用している。なお、本発明に関係する先行文献として特許文献１がある。   When laser welding is performed by a laser processing machine, an inert gas (shield gas) is injected into the welded portion in order to cool the welded portion and reduce the oxidation reaction. Nitrogen and argon are generally used as the shielding gas. The shield gas supply source is provided with a nitrogen gas supply source and an argon gas supply source in order to properly use nitrogen and argon as the shield gas, and the open / close provided for the pipes connected to the respective shield gas supply sources. Nitrogen and argon are selected by selectively controlling the opening and closing of the valve. In order to control the flow rate of nitrogen or argon, a mass flow meter (mass flow controller) using a mass flow sensor is used. Note that there is Patent Document 1 as a prior document related to the present invention.

特開平８−１７４２６１号公報JP-A-8-174261

前記特許文献１に記載の構成においては、シールドガスの吐出部に備えた圧力センサーの検出値を制御装置にフィードバックして、比例制御弁により圧力制御を行い、かつ質量流量センサーの検出値をフィードバックして、前記比例制御弁によって質量流量を制御している。すなわち圧力を補正しながら質量流量の制御を行っている。したがって、目的の質量流量に制御するのに時間を要するという問題がある。   In the configuration described in Patent Document 1, the detection value of the pressure sensor provided in the shield gas discharge unit is fed back to the control device, the pressure is controlled by the proportional control valve, and the detection value of the mass flow sensor is fed back. The mass flow rate is controlled by the proportional control valve. That is, the mass flow rate is controlled while correcting the pressure. Therefore, there is a problem that it takes time to control the target mass flow rate.

また、前記特許文献１に記載の構成においては、質量流量センサーを使用してシールドガスの質量流量を測定するものである。ところで、質量流量センサーは、ガスの比熱、密度などによってガスの物性値が異なると感度が異なるので、質量流量制御を行う場合には、例えば窒素ガスの測定値をアルゴンガスに補正するときにはアルゴンガスのコンバージョンファクター（ＣＦ、補正係数）を用いて補正演算を行うものである。   Moreover, in the structure of the said patent document 1, a mass flow sensor is used and the mass flow rate of shield gas is measured. By the way, the mass flow sensor has different sensitivities if the physical property value of the gas varies depending on the specific heat, density, etc. of the gas. Therefore, when performing mass flow control, for example, when correcting the measured value of nitrogen gas to argon gas, The correction calculation is performed using the conversion factor (CF, correction coefficient).

因みに、前記コンバージョンファクター（ＣＦ）は、窒素ガスは基準としての１であり、アルゴンガスのコンバージョンファクター（ＣＦ）は窒素ガスに対して１．４となる。したがって、窒素ガスに適用すべく作られたマスフローコントローラ（質量流量制御器）によってアルゴンガスの流量を測定する場合、アルゴンガスのコンバージョンファクター（ＣＦ）が大きい分だけより多い流量となるものである。   Incidentally, the conversion factor (CF) is 1 as a reference for nitrogen gas, and the conversion factor (CF) of argon gas is 1.4 with respect to nitrogen gas. Therefore, when the flow rate of argon gas is measured by a mass flow controller (mass flow rate controller) designed to be applied to nitrogen gas, the flow rate becomes higher due to the larger conversion factor (CF) of argon gas.

すなわち、質量流量センサーを使用したマスフローコントローラを使用することにより、シールドガスの種類が変わった場合であっても質量流量を正確に制御することができるものである。しかし、マスフローコントローラは極めて大きく、かつ非常に高価であるという問題がある。   That is, by using a mass flow controller using a mass flow sensor, the mass flow rate can be accurately controlled even when the type of shield gas is changed. However, there is a problem that the mass flow controller is very large and very expensive.

そこで、使用するシールドガスの種類毎に各シールドガスに対応して体積流量を制御するための体積流量計を個々に設けた構成とすることも可能である。この場合、ガス種毎に流量計を備えることとなり、全体的構成が大きくなると共にコスト高になるという問題がある。したがって、例えばシールドガスとしての窒素に対応した体積流量計を利用して、他方のシールドガスとしての例えばアルゴンの流量をも制御することが望まれていた。すなわち、１つの体積流量計でもって複数種のガスに対応することが望まれていた。   Therefore, it is possible to adopt a configuration in which a volume flow meter for controlling the volume flow rate is individually provided for each type of shield gas to be used corresponding to each shield gas. In this case, there is a problem that a flow meter is provided for each gas type, which increases the overall configuration and increases the cost. Therefore, for example, it has been desired to control the flow rate of, for example, argon as the other shielding gas by using a volumetric flowmeter corresponding to nitrogen as the shielding gas. That is, it has been desired to handle a plurality of types of gases with a single volumetric flow meter.

本発明は、前述のごとき従来の問題に鑑みてなされたもので、種類が異なるシールドガスを供給する複数のシールドガス供給源と、レーザ溶接加工位置へシールドガスを噴射するガス噴射ノズルと、当該ガス噴射ノズルと前記シールドガス供給源とを接続した接続管路中に配置され、前記ガス噴射ノズルへのシールドガスの流量を制御するための体積流量計と、当該体積流量計に流入されるシールドガスの圧力を所望の圧力に制御自在の圧力制御弁とを備え、前記体積流量計に対してシールドガスの流量を指令する流量指令制御部に、前記圧力制御弁の設定圧とシールドガスのガス種とガス流量とを関連付けして格納した流量・圧力データテーブルを備えていることを特徴とするものである。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and includes a plurality of shield gas supply sources for supplying different types of shield gas, a gas injection nozzle for injecting shield gas to a laser welding processing position, and A volume flow meter for controlling the flow rate of the shield gas to the gas injection nozzle, and a shield that flows into the volume flow meter, disposed in a connecting pipe line connecting the gas injection nozzle and the shield gas supply source A pressure control valve capable of controlling the gas pressure to a desired pressure, and a flow rate command control unit for commanding the flow rate of the shield gas to the volumetric flow meter, the set pressure of the pressure control valve and the gas of the shield gas It is characterized by having a flow rate / pressure data table in which seeds and gas flow rates are stored in association with each other.

また、種類が異なるシールドガスを供給する複数のシールドガス供給源と、レーザ溶接加工位置へシールドガスを噴射するガス噴射ノズルと、当該ガス噴射ノズルと前記シールドガス供給源とを接続した接続管路中に配置され、前記ガス噴射ノズルへのシールドガスの流量を制御するための体積流量計とを備え、前記体積流量計は、一方のシールドガスに適した体積流量計であって、他方のシールドガスの流量を制御するときの補正係数を格納した補正係数格納部を備えていることを特徴とするものである。   Also, a plurality of shield gas supply sources for supplying different types of shield gas, a gas injection nozzle for injecting a shield gas to a laser welding processing position, and a connection pipe line connecting the gas injection nozzle and the shield gas supply source And a volumetric flow meter for controlling the flow rate of the shielding gas to the gas injection nozzle, the volumetric flow meter being a volumetric flow meter suitable for one shielding gas and the other shielding A correction coefficient storage unit that stores a correction coefficient for controlling the gas flow rate is provided.

また、前記シールドガス流量制御装置において、前記シールドガスは窒素及びアルゴンであり、前記体積流量計は空気及び窒素対応用の体積流量計であり、当該体積流量計によってアルゴンの流量を制御する場合には、前記体積流量計に流量の指令する指令値を０．８５倍して指令することを特徴とするものである。   In the shield gas flow control device, the shield gas is nitrogen and argon, the volume flow meter is a volume flow meter for air and nitrogen, and the volume flow meter controls the flow rate of argon. Is characterized by instructing the volume flow meter by multiplying a command value for commanding the flow rate by 0.85.

本発明によれば、レーザ溶接加工位置へシールドガスとしての窒素又はアルゴンを供給するとき、共通の体積流量計によってシールドガスのガス流量を適正値に制御することができるものである。   According to the present invention, when supplying nitrogen or argon as a shielding gas to a laser welding processing position, the gas flow rate of the shielding gas can be controlled to an appropriate value by the common volume flow meter.

本発明の実施形態に係るシールドガス流量制御装置の全体的構成を概念的、概略的に示した構成説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the structure explanatory drawing which showed notionally and schematically the whole structure of the shield gas flow control apparatus which concerns on embodiment of this invention. アルゴン用流量計に窒素を流したときの指令値と実測値との関係を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the relationship between the command value when flowing nitrogen into the flowmeter for argon, and an actual value. 指令値と実測値と設定圧との関係を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the relationship between command value, measured value, and setting pressure.

図１に概念的、概略的に示すように、本発明の実施形態に係るシールドガス流量制御装置１は、種類が異なるシールドガスを供給するシールドガス供給源３を備えている。このシールドガス供給源３には窒素ガスを供給するための窒素ガス供給源３Ａとアルゴンガスを供給するためのアルゴンガス供給源３Ｂを備えている。上記窒素ガス供給源３Ａ、アルゴンガス供給源３Ｂにはそれぞれ電磁開閉弁５Ａ，５Ｂが接続してある。そして、各電磁開閉弁５Ａ，５Ｂにはそれぞれ逆流防止弁７Ａ，７Ｂが接続してあり、各逆流防止弁７Ａ，７Ｂは共通の圧力制御弁（圧力調整弁：レギュレータ）９に接続してある。   As conceptually and schematically shown in FIG. 1, a shield gas flow rate control device 1 according to an embodiment of the present invention includes a shield gas supply source 3 that supplies different types of shield gas. The shield gas supply source 3 includes a nitrogen gas supply source 3A for supplying nitrogen gas and an argon gas supply source 3B for supplying argon gas. Electromagnetic on-off valves 5A and 5B are connected to the nitrogen gas supply source 3A and the argon gas supply source 3B, respectively. The electromagnetic on-off valves 5A and 5B are connected to backflow prevention valves 7A and 7B, respectively. The backflow prevention valves 7A and 7B are connected to a common pressure control valve (pressure regulating valve: regulator) 9. .

前記圧力制御弁９は、流量コントローラ１１のハウジング１１Ｈに備えた流入口１１Ａに接続してあり、この流量コントローラ１１の流出口１１Ｂには、レーザ加工装置（図示省略）によるレーザ溶接加工位置へシールドガスを噴射するガス噴射ノズル１３に接続してある。すなわち、前記流量コントローラ１１は、前記シールドガス供給源３と前記ガス噴射ノズル１３とを接続した接続管路１４中に配置してあり、一般的な流量コントローラと同様の構成であって、前記流入口１１Ａから流出口１１Ｂに至るシールドガスの流路１５中には、流路１５内を流れるシールドガスの体積流量を測定する流量センサー１７が備えられている。   The pressure control valve 9 is connected to an inlet 11A provided in the housing 11H of the flow controller 11, and the outlet 11B of the flow controller 11 is shielded to a laser welding processing position by a laser processing apparatus (not shown). It is connected to a gas injection nozzle 13 for injecting gas. That is, the flow rate controller 11 is arranged in a connection pipe line 14 that connects the shield gas supply source 3 and the gas injection nozzle 13, and has the same configuration as a general flow rate controller. A flow rate sensor 17 that measures the volume flow rate of the shield gas flowing in the flow path 15 is provided in the flow path 15 of the shield gas from the inlet 11A to the outlet 11B.

前記流量センサー１７の下流側には開口が一定の固定オリフィス１９が備えられている。そして、前記ハウジング１１Ｈ内には、前記固定オリフィス１９を開閉自在かつ前記流路１５内を流れるシールドガスの流量を調節するために弁開度を制御自在の電磁比例弁２１を備えている。すなわち、電磁比例弁２１は、前記固定オリフィス１９に対する弁開度を制御するための比例ソレノイド２３を備えると共に、当該比例ソレノイド２３の励磁によって作動される可動鉄心２５を備えた構成である。   A fixed orifice 19 having a constant opening is provided on the downstream side of the flow sensor 17. The housing 11H is provided with an electromagnetic proportional valve 21 that can freely open and close the fixed orifice 19 and control the valve opening degree in order to adjust the flow rate of the shield gas flowing in the flow path 15. That is, the electromagnetic proportional valve 21 includes a proportional solenoid 23 for controlling a valve opening degree with respect to the fixed orifice 19 and a movable iron core 25 that is operated by excitation of the proportional solenoid 23.

さらに、前記ハウジング１１Ｈ内には、前記電磁比例弁２１の弁開度を制御するための制御回路２７を備えている。この制御回路２７は、入力された目標値と前記流量センサー１７の検出値とを比較して、目標値と検出値との差に基づいて、検出値が目標値と等しくなるように前記電磁比例弁２１に対する制御信号の出力を制御するものである。すなわち流量コントローラ１１は流路１５内を流れるシールドガスのガス流量（体積流量）をフィードバック制御するものである。   Furthermore, a control circuit 27 for controlling the valve opening degree of the electromagnetic proportional valve 21 is provided in the housing 11H. The control circuit 27 compares the input target value with the detection value of the flow rate sensor 17, and based on the difference between the target value and the detection value, the electromagnetic proportionality is set so that the detection value becomes equal to the target value. The control signal output to the valve 21 is controlled. That is, the flow rate controller 11 feedback-controls the gas flow rate (volume flow rate) of the shield gas flowing in the flow path 15.

ところで、前記流量コントローラ１１にシールドガスとして窒素を流した場合、又はアルゴンを流した場合に問題を生じないか否かを確認するために、先ず、アルゴン用の流量コントローラにアルゴン用流量センサ及び窒素用流量センサを順次直列に接続し、アルゴンを流した場合及び窒素を流した場合の各流量センサの検出値を調べた。同様に窒素用の流量コントローラに窒素用流量センサー及びアルゴン用流量センサーを順次直列に接続し、窒素を流した場合及びアルゴンを流した場合の各流量センサの検出値を調べた。   By the way, in order to confirm whether or not there is no problem when nitrogen is flowed as a shielding gas to the flow controller 11 or when argon is flowed, first, an argon flow sensor and nitrogen are connected to the flow controller for argon. The flow rate sensors were sequentially connected in series, and the detection value of each flow rate sensor when argon was passed and when nitrogen was passed was examined. Similarly, a nitrogen flow sensor and an argon flow sensor were sequentially connected in series to the nitrogen flow controller, and the detection values of the respective flow sensors when nitrogen was passed and when argon was passed were examined.

因みに、圧力制御弁９の設定圧を０．２ＭPaに設定してアルゴン用流量コントローラに窒素を流したときの指令値（Ｌ／min）と実測値（Ｌ／min）の関係は図２に示すとおりであった。すなわち、アルゴン用の流量コントローラに窒素を流すと、指令値の０．８５倍流れた（補正係数は１．１７）。   Incidentally, the relationship between the command value (L / min) and the actual measurement value (L / min) when the set pressure of the pressure control valve 9 is set to 0.2 MPa and nitrogen is passed through the argon flow controller is shown in FIG. It was as follows. That is, when nitrogen was passed through a flow controller for argon, 0.85 times the command value flowed (correction coefficient was 1.17).

そして、窒素用の流量コントローラにアルゴンを流した場合には、指令値の１．１７倍流れた（補正係数は０．８５）。すなわち、アルゴン用の流量コントローラに窒素を流すこと、及び窒素用の流量コントローラにアルゴンを流すことが可能であるが、ガス流量を適正値に制御するためには補正が必要である。 When argon was passed through the flow rate controller for nitrogen, the flow was 1.17 times the command value (correction coefficient was 0.85). That is, it is possible to flow nitrogen through the argon flow controller and argon through the nitrogen flow controller, but correction is necessary to control the gas flow to an appropriate value.

レーザ溶接としてファイバーレーザを用いると、従来の一般的なレーザ溶接よりも溶接速度が速くなる。そして、溶接速度の向上により加工条件が多様になり、シールドガスの流量を固定した条件下では溶接品質に問題を生じることがある。したがって、加工条件によってシールドガスの流量を制御する必要がある。ここで、シールドガスとして窒素を使用し最大１００Ｌ／minまで流量を制御しようとすると、圧力制御弁９の設定圧が０．２ＭPaは不充分である。   When a fiber laser is used as laser welding, the welding speed becomes faster than conventional general laser welding. Further, the processing conditions become diversified by improving the welding speed, and a problem may occur in the welding quality under the condition that the flow rate of the shielding gas is fixed. Therefore, it is necessary to control the flow rate of the shield gas according to the processing conditions. Here, when nitrogen is used as the shielding gas and the flow rate is controlled to a maximum of 100 L / min, the set pressure of the pressure control valve 9 is not sufficient at 0.2 MPa.

そこで、シールドガスの流量と圧力制御弁９の設定圧との関係を実験したところ、図３に示すとおりであった。すなわち、約１０Ｌ／min以下の範囲では圧力制御弁９の設定圧を０．１ＭPaに設定し、約１０Ｌ／min〜５５Ｌ／minの範囲では、圧力制御弁９の設定圧を０．２ＭPaに設定してシールドガスの流量制御を行い、そして、約５５Ｌ／min〜約８５Ｌ／minの範囲では圧力制御弁９の設定圧を０．３ＭPaに設定し、約８５Ｌ／min〜１００Ｌ／minの範囲では設定圧を０．４ＭPaに設定する。このように、シールドガスの流量範囲に対応して圧力制御弁９の設定圧を制御することにより、シールドガスの流量を比例的に制御することができるものである。   Therefore, when the relationship between the flow rate of the shielding gas and the set pressure of the pressure control valve 9 was tested, it was as shown in FIG. That is, the set pressure of the pressure control valve 9 is set to 0.1 MPa in the range of about 10 L / min or less, and the set pressure of the pressure control valve 9 is set to 0.2 MPa in the range of about 10 L / min to 55 L / min. The flow rate of the shielding gas is controlled, and the set pressure of the pressure control valve 9 is set to 0.3 MPa in the range of about 55 L / min to about 85 L / min, and in the range of about 85 L / min to 100 L / min. Set the set pressure to 0.4 MPa. Thus, the flow rate of the shield gas can be proportionally controlled by controlling the set pressure of the pressure control valve 9 corresponding to the flow range of the shield gas.

前述したように、シールドガスの流量を適正量に制御するために、前記シールドガス流量制御装置１には流量指令制御部２９を備えている。この流量指令制御部２９は、前記電磁開閉弁５Ａ，５Ｂの開閉制御を行うと共に、前記圧力制御弁９に設定圧を指令し、かつ前記流量コントローラ１１の制御回路２７に対してシールドガスの流量の目標値を指令する作用をなすものである。   As described above, in order to control the flow rate of the shield gas to an appropriate amount, the shield gas flow rate control device 1 includes the flow rate command control unit 29. The flow rate command control unit 29 controls opening / closing of the electromagnetic on / off valves 5A and 5B, commands a set pressure to the pressure control valve 9, and controls the flow rate of shield gas to the control circuit 27 of the flow rate controller 11. This is to command the target value.

前記流量指令制御部２９には、シールドガスのガス種やガス流量等を入力する入力手段３１が接続してあると共に、シールドガスのガス種に対応した補正係数を格納した補正係数格納部３３が備えられている。なお、前記流量コントローラ１１としては、圧縮空気、窒素に対応した、すなわち窒素用の流量コントローラを採用しているので、シールドガスとしてアルゴンを使用するときの補正係数である０．８５が格納してあるものである。   The flow rate command control unit 29 is connected to an input means 31 for inputting a gas type of the shield gas, a gas flow rate, and the like, and a correction coefficient storage unit 33 storing a correction coefficient corresponding to the gas type of the shield gas. Is provided. As the flow rate controller 11, a flow rate controller corresponding to compressed air and nitrogen, that is, a flow rate controller for nitrogen is employed, so that 0.85 which is a correction coefficient when argon is used as a shielding gas is stored. There is something.

さらに、前記流量指令制御部２９には流量・圧力データテーブル３５が備えられている。この流量・圧力データテーブル３５には、前記補正係数格納部３３に格納した補正係数に基づいてガス流量を補正演算したシールドガスのガス種毎のガス流量と圧力制御弁９の設定圧との関係を予め実験により求めて関連付けして格納してある。そして、前記入力手段３１から入力されたシールドガスのガス種とガス流量に対応して前記流量・圧力データテーブル３５を検索する検索手段３７が備えられていると共に、当該検索手段３７の検索結果に対応して前記電磁開閉弁５Ａ，５ＢにＯＮ，ＯＦＦの指令信号を出力すると共に前記圧力制御弁９に対して設定圧の指令信号（設定圧指令値）を出力し、かつ前記流量コントローラ１１の制御回路２７に対して流量の指令信号（流量目標値）を出力する出力手段３９が備えられている。   Further, the flow rate command control unit 29 is provided with a flow rate / pressure data table 35. In the flow rate / pressure data table 35, the relationship between the gas flow rate for each gas type of the shield gas obtained by correcting the gas flow rate based on the correction coefficient stored in the correction coefficient storage unit 33 and the set pressure of the pressure control valve 9 is shown. Are obtained in advance through experiments and stored in association with each other. A search means 37 for searching the flow rate / pressure data table 35 corresponding to the gas type and gas flow rate of the shield gas input from the input means 31 is provided, and the search result of the search means 37 is displayed. Correspondingly, an ON / OFF command signal is output to the electromagnetic on-off valves 5A, 5B, a set pressure command signal (set pressure command value) is output to the pressure control valve 9, and the flow controller 11 Output means 39 for outputting a flow rate command signal (flow rate target value) to the control circuit 27 is provided.

前記構成により、シールドガスとして使用するガス種及びガス流量が入力手段３１から入力されると、入力されたガス種とガス流量に基づいて検索手段３７が流量・圧力データテーブル３５を検索する。そして、検索した流量・圧力の関係に基づいて圧力制御弁９に対して設定圧を指令すると共に流量コントローラ１１の制御回路２７に対してガス流量の指令値（流量目標値）を入力する。また、電磁開閉弁５Ａ，５Ｂの適正な一方にＯＮ信号を出力して開作動する。   With the above configuration, when the gas type and gas flow rate used as the shield gas are input from the input unit 31, the search unit 37 searches the flow rate / pressure data table 35 based on the input gas type and gas flow rate. Then, based on the retrieved flow rate / pressure relationship, a set pressure is commanded to the pressure control valve 9 and a gas flow rate command value (flow rate target value) is input to the control circuit 27 of the flow rate controller 11. In addition, an ON signal is output to an appropriate one of the electromagnetic on-off valves 5A and 5B to open them.

上述のように、入力手段３１から入力されたシールドガスのガス種に対応した電磁開閉弁５Ａ又は５Ｂが開かれると、シールドガスは圧力制御弁９によって設定された圧力でもって流量コントローラ１１内に流入する。そして、流量コントローラ１１においては、流量センサー１７の検出値と制御回路２７に入力された流量目標値との差に基づいて電磁比例弁２１における比例ソレノイド２３に対する励磁電流が制御され、固定オリフィス１９に対する開度が制御される。すなわちフィードバック制御が行われてシールドガス流量が適正量に制御される。   As described above, when the electromagnetic on-off valve 5A or 5B corresponding to the gas type of the shield gas input from the input means 31 is opened, the shield gas enters the flow rate controller 11 with the pressure set by the pressure control valve 9. Inflow. In the flow rate controller 11, the excitation current for the proportional solenoid 23 in the electromagnetic proportional valve 21 is controlled based on the difference between the detected value of the flow rate sensor 17 and the flow rate target value input to the control circuit 27. The opening is controlled. That is, feedback control is performed to control the shield gas flow rate to an appropriate amount.

したがって、流量コントローラ１１内に流入したシールドガスは、前記固定オリフィス１９に対する開度に対応した流量でもってガス噴射ノズル１３へ流出するものである。よって、レーザ溶接加工位置に対して適正なシールドガスを適正なガス流量に制御して噴射することができ、レーザ溶接の品質の向上を図ることができるものである。   Therefore, the shield gas that has flowed into the flow rate controller 11 flows out to the gas injection nozzle 13 at a flow rate corresponding to the opening with respect to the fixed orifice 19. Therefore, an appropriate shield gas can be injected to the laser welding processing position with an appropriate gas flow rate, and the quality of laser welding can be improved.

以上のごとき説明より理解されるように、質量流量計（マスフローコントローラ）を用いることなしに、１個の体積流量計（流量コントローラ）を採用して種類が異なるシールドガスの流量を制御することができ、前述したごとき従来の問題を解消し得るものである。   As can be understood from the above description, it is possible to control the flow rate of different types of shield gas by using one volume flow meter (flow controller) without using a mass flow meter (mass flow controller). It is possible to solve the conventional problems as described above.

なお、本発明は前述したごとき実施形態に限ることなく、適宜の変更を行うことにより、その他の形態でもって実施可能である。すなわち、前記説明においては、流量・圧力データテーブル３５を備えた場合について説明した。しかし、流量・圧力データテーブル３５に代えて演算手段を備え、前記補正係数格納部３３に格納した補正係数を用いて該当するシールドガスの流量を補正演算し、この演算結果に基づいてシールドガスの流量を制御することも可能である。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be implemented in other forms by making appropriate changes. That is, in the above description, the case where the flow rate / pressure data table 35 is provided has been described. However, a calculation means is provided in place of the flow rate / pressure data table 35, the flow rate of the corresponding shield gas is corrected using the correction coefficient stored in the correction coefficient storage unit 33, and the shield gas flow is calculated based on the calculation result. It is also possible to control the flow rate.

１ シールドガス流量制御装置
３ シールドガス供給源
３Ａ 窒素ガス供給源
３Ｂ アルゴンガス
９ 圧力制御弁
１１ 流量コントローラ
１３ ガス噴射ノズル
１７ 流量センサー
１９ 固定オリフィス
２１ 電磁比例弁
２３ 比例ソレノイド
２７ 制御回路
２９ 流量指令制御部
３１ 入力手段
３３ 補正係数格納部
３５ 流量・圧力データテーブル
３７ 検索手段
３９ 出力手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shield gas flow control device 3 Shield gas supply source 3A Nitrogen gas supply source 3B Argon gas 9 Pressure control valve 11 Flow controller 13 Gas injection nozzle 17 Flow sensor 19 Fixed orifice 21 Electromagnetic proportional valve 23 Proportional solenoid 27 Control circuit 29 Flow command control Section 31 Input means 33 Correction coefficient storage section 35 Flow rate / pressure data table 37 Search means 39 Output means

Claims (3)

種類が異なるシールドガスを供給する複数のシールドガス供給源と、レーザ溶接加工位置へシールドガスを噴射するガス噴射ノズルと、当該ガス噴射ノズルと前記シールドガス供給源とを接続した接続管路中に配置され、前記ガス噴射ノズルへのシールドガスの流量を制御するための体積流量計と、当該体積流量計に流入されるシールドガスの圧力を所望の圧力に制御自在の圧力制御弁とを備え、前記体積流量計に対してシールドガスの流量を指令する流量指令制御部に、前記圧力制御弁の設定圧とシールドガスのガス種とガス流量とを関連付けして格納した流量・圧力データテーブルを備えていることを特徴とするシールドガス流量制御装置。   A plurality of shield gas supply sources for supplying different types of shield gas, a gas injection nozzle for injecting shield gas to a laser welding processing position, and a connecting pipe connecting the gas injection nozzle and the shield gas supply source A volume flow meter for controlling the flow rate of the shield gas to the gas injection nozzle, and a pressure control valve capable of controlling the pressure of the shield gas flowing into the volume flow meter to a desired pressure, The flow rate command control unit for commanding the flow rate of the shield gas to the volume flow meter includes a flow rate / pressure data table in which the set pressure of the pressure control valve, the gas type of the shield gas, and the gas flow rate are associated and stored. A shielding gas flow rate control device. 種類が異なるシールドガスを供給する複数のシールドガス供給源と、レーザ溶接加工位置へシールドガスを噴射するガス噴射ノズルと、当該ガス噴射ノズルと前記シールドガス供給源とを接続した接続管路中に配置され、前記ガス噴射ノズルへのシールドガスの流量を制御するための体積流量計とを備え、前記体積流量計は、一方のシールドガスに適した体積流量計であって、他方のシールドガスの流量を制御するときの補正係数を格納した補正係数格納部を備えていることを特徴とするシールドガス流量制御装置。   A plurality of shield gas supply sources for supplying different types of shield gas, a gas injection nozzle for injecting shield gas to a laser welding processing position, and a connecting pipe connecting the gas injection nozzle and the shield gas supply source And a volumetric flow meter for controlling the flow rate of the shielding gas to the gas injection nozzle, the volumetric flow meter being a volumetric flow meter suitable for one shielding gas, A shield gas flow rate control device comprising a correction coefficient storage unit storing a correction coefficient for controlling the flow rate. 請求項２に記載のシールドガス流量制御装置において、前記シールドガスは窒素及びアルゴンであり、前記体積流量計は空気及び窒素対応用の体積流量計であり、当該体積流量計によってアルゴンの流量を制御する場合には、前記体積流量計に流量の指令する指令値を０．８５倍して指令することを特徴とするシールドガス流量制御装置。   The shield gas flow control device according to claim 2, wherein the shield gas is nitrogen and argon, the volume flow meter is a volume flow meter for air and nitrogen, and the flow rate of argon is controlled by the volume flow meter. When performing, the shield gas flow control apparatus characterized by commanding the volume flow meter by multiplying the command value for commanding the flow rate by 0.85.
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