JP2016203221A - Profiling control method of forward and reverse feed arc welding - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a profiling control method of forward and reverse feed arc-welding, in which a profiling control system is stabilized even when a waveform parameter of a feed speed changes.SOLUTION: A profiling control method of forward and reverse feed arc welding uses the forward and reverse arc welding in which a feed speed Fw of a welding wire is alternately switched into a forward feed period and a reverse feed period to perform welding, and makes a welding torch profile a welding line. A gain of a feedback control system of profiling control is changed when an average value Fa of the feed speed Fw is a fixed value and a waveform parameter (cycle Tf and amplitude Wf)) of a feed speed Fw changes. Thereby, the gain of the profiling control system is automatically optimized in accordance with the change of the waveform parameter, even when the waveform parameter of the feed speed Fw changes, and thus, the profiling control is always stabilized.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、溶接ワイヤの送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り換えて溶接する正逆アーク溶接を使用し、溶接トーチを溶接線に倣わせる正逆送給アーク溶接の倣い制御方法に関するものである。   The present invention uses forward / reverse arc welding in which the welding wire feed speed is alternately switched between a forward feed period and a reverse feed period to perform welding, and forward / reverse feed arc welding in which the welding torch follows the weld line is used. The present invention relates to a copying control method.

一般的な消耗電極式アーク溶接では、消耗電極である溶接ワイヤを一定速度で送給し、溶接ワイヤと母材との間にアークを発生させて溶接が行なわれる。消耗電極式アーク溶接では、溶接ワイヤと母材とが短絡期間とアーク期間とを交互に繰り返す溶接状態になることが多い。   In general consumable electrode arc welding, a welding wire that is a consumable electrode is fed at a constant speed, and an arc is generated between the welding wire and a base material to perform welding. In the consumable electrode type arc welding, the welding wire and the base material are often in a welding state in which a short circuit period and an arc period are alternately repeated.

溶接品質をさらに向上させるために、溶接ワイヤの正送と逆送とを周期的に繰り返して溶接する方法が提案されている(例えば、特許文献1等参照)。   In order to further improve the welding quality, a method has been proposed in which welding is performed by periodically repeating forward and backward feeding of the welding wire (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1の発明では、溶接電流設定値に応じた送給速度の平均値とし、溶接ワイヤの正送と逆送との周波数及び振幅を溶接電流設定値に応じた値とする。   In invention of patent document 1, it is set as the average value of the feeding speed according to the welding current setting value, and the frequency and amplitude of the forward feed and the reverse feeding of the welding wire are values according to the welding current setting value.

また、従来から溶接トーチを溶接線に倣わせながら溶接する倣い制御が行われている。この倣い制御では、溶接中に溶接トーチの位置と溶接線との位置ズレ量と相関する値を算出し、算出された位置ズレ量相関値をフィードバック制御して溶接トーチの位置を溶接線に倣わせる。倣わせる方法としては、溶接トーチをウィービングし給電チップ・母材間距離を変化させ、この変化に伴う溶接電流又は溶接電圧の変化に基づいて上記の位置ズレ量相関値を算出するアークセンサが用いられている(特許文献2参照)。その他の方法としては、CCDカメラを用いて位置ズレ量相関値を算出する場合もある(特許文献3参照)。   Conventionally, copying control is performed in which a welding torch is welded while following a welding line. In this copying control, a value that correlates with the position deviation amount between the position of the welding torch and the weld line during welding is calculated, and the calculated position deviation amount correlation value is feedback-controlled to copy the position of the welding torch to the weld line. Let me. As a method of copying, there is an arc sensor that weaves the welding torch, changes the distance between the power feed tip and the base material, and calculates the above-described positional deviation amount correlation value based on the change in the welding current or the welding voltage accompanying this change. Used (see Patent Document 2). As another method, a positional deviation amount correlation value may be calculated using a CCD camera (see Patent Document 3).

特許第5201266号公報Japanese Patent No. 52012266 特許第4515018号公報Japanese Patent No. 4515018 特許第3733485号公報Japanese Patent No. 3733485

従来から溶接電流設定値(平均送給速度)に応じて倣い制御のフィードバック制御系のゲインを変化させて、倣い制御の安定化を図っていた。しかし、正逆送給アーク溶接においては、平均送給速度が一定値の下で、溶接ビードを所望形状にするために送給速度の波形パラメータを変化させる場合がある。このような場合に、倣い制御が不安定になる問題があった。   Conventionally, the gain of the feedback control system of the scanning control is changed in accordance with the welding current set value (average feed speed) to stabilize the scanning control. However, in forward / reverse feed arc welding, there is a case where the waveform parameter of the feed rate is changed in order to make the weld bead a desired shape while the average feed rate is a constant value. In such a case, there is a problem that the copying control becomes unstable.

そこで、本発明では、送給速度の波形パラメータが変化しても、倣い制御を常に安定化させることができる正逆送給アーク溶接の倣い制御方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a scanning control method for forward / reverse feeding arc welding that can always stabilize scanning control even if the waveform parameter of the feeding speed changes.

上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、
溶接ワイヤの送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り換えて溶接する正逆アーク溶接を使用し、溶接トーチを溶接線に倣わせる正逆送給アーク溶接の倣い制御方法において、
前記送給速度の波形パラメータが変化したときは前記倣い制御のゲインを変化させる、
ことを特徴とする正逆送給アーク溶接の倣い制御方法である。
In order to solve the above-described problems, the invention of claim 1
In a scanning control method for forward / reverse feed arc welding that uses forward / reverse arc welding in which the welding wire feed speed is alternately switched between the forward feed period and the reverse feed period and welds, and the welding torch follows the weld line. ,
When the waveform parameter of the feeding speed changes, the gain of the scanning control is changed.
This is a scanning control method for forward and reverse feed arc welding.

請求項2の発明は、前記送給速度の平均値が一定値であり、かつ、前記送給速度の前記波形パラメータが変化したときは前記倣い制御の前記ゲインを変化させる、
ことを特徴とする請求項1に記載する正逆送給アーク溶接の倣い制御方法である。
The invention of claim 2 changes the gain of the scanning control when the average value of the feeding speed is a constant value and the waveform parameter of the feeding speed changes.
The scanning control method for forward / reverse feed arc welding according to claim 1.

請求項3の発明は、前記送給速度の前記波形パラメータが周波数及び/又は振幅である、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載する正逆送給アーク溶接の倣い制御方法である。
In the invention of claim 3, the waveform parameter of the feeding speed is a frequency and / or an amplitude.
A method for controlling the scanning of forward / reverse feed arc welding according to claim 1 or 2.

本発明によれば、送給速度の波形パラメータが変化しても、波形パラメータの変化に応じて倣い制御系のゲインが自動的に適正化されるので、倣い制御を常に安定化させることができる。   According to the present invention, even if the waveform parameter of the feeding speed changes, the gain of the scanning control system is automatically optimized according to the change of the waveform parameter, so that the scanning control can always be stabilized. .

本発明の実施の形態1に係る正逆送給アーク溶接の倣い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 implementing the scanning control method of the forward / reverse feed arc welding which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る正逆送給アーク溶接の倣い制御方法を示す、図1の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 of FIG. 1 which shows the scanning control method of the forward / reverse feed arc welding according to the first embodiment of the present 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に係る正逆送給アーク溶接の倣い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。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 performing a scanning control method for forward / reverse feed arc welding according to Embodiment 1 of the present invention. 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、後述する駆動信号Dvに従ってインバータ制御等による出力制御を行い、出力電圧Eを出力する。この電源主回路PMは、図示は省略するが、商用電源を整流する1次整流器、整流された直流を平滑する平滑コンデンサ、平滑された直流を高周波交流に変換する上記の駆動信号Dvによって駆動されるインバータ回路、高周波交流を溶接に適した電圧値に降圧する高周波変圧器、降圧された高周波交流を直流に整流する2次整流器を備えている。   The power supply main circuit PM receives a commercial power supply (not shown) such as a three-phase 200V, performs output control by inverter control or the like according to a drive signal Dv described later, and outputs an output voltage E. Although not shown, the power supply main circuit PM is driven by a primary rectifier that rectifies commercial power, a smoothing capacitor that smoothes the rectified direct current, and the drive signal Dv that converts the smoothed direct current to high-frequency alternating current. An inverter circuit, a high-frequency transformer that steps down the high-frequency alternating current to a voltage value suitable for welding, and a secondary rectifier that rectifies the stepped-down high-frequency alternating current into direct current.

リアクトルWLは、上記の出力電圧Eを平滑する。このリアクトルWLのインダクタンス値は、例えば200μHである。   The reactor WL smoothes the output voltage E. The inductance value of the reactor WL is, for example, 200 μH.

送給モータWMは、後述する送給制御信号Fcを入力として、正送と逆送とを周期的に繰り返して溶接ワイヤ1を送給速度Fwで送給する。送給モータWMには、過渡応答性の速いモータが使用される。溶接ワイヤ1の送給速度Fwの変化率及び送給方向の反転を速くするために、送給モータWMは溶接トーチ4の先端の近くに設置される場合がある。また、送給モータWMを2個使用して、プッシュプル方式の送給系とする場合もある。   The feed motor WM receives a feed control signal Fc described later, and feeds the welding wire 1 at a feed speed Fw by periodically repeating forward feed and reverse feed. A motor with fast transient response is used as the feed motor WM. In order to increase the rate of change of the feeding speed Fw of the welding wire 1 and the reversal of the feeding direction, the feeding motor WM may be installed near the tip of the welding torch 4. In some cases, two feed motors WM are used to form a push-pull feed system.

溶接ワイヤ1は、上記の送給モータWMに結合された送給ロール5の回転によって溶接トーチ4内を送給されて、母材2との間にアーク3が発生する。溶接トーチ4内の給電チップ(図示は省略)と母材2との間には溶接電圧Vwが印加し、溶接電流Iwが通電する。   The welding wire 1 is fed through the welding torch 4 by the rotation of the feeding roll 5 coupled to the feeding motor WM, and an arc 3 is generated between the welding wire 1 and the base material 2. A welding voltage Vw is applied between the power feed tip (not shown) in the welding torch 4 and the base material 2, and a welding current Iw is conducted.

平均送給速度設定回路FARは、予め定めた平均送給速度設定信号Farを出力する。周波数設定回路SFRは、予め定めた周波数設定信号Sfrを出力する。振幅設定回路WFRは、予め定めた振幅設定信号Wfrを出力する。   The average feed speed setting circuit FAR outputs a predetermined average feed speed setting signal Far. The frequency setting circuit SFR outputs a predetermined frequency setting signal Sfr. The amplitude setting circuit WFR outputs a predetermined amplitude setting signal Wfr.

送給速度設定回路FRは、上記の平均送給速度設定信号Far、上記の周波数設定信号Sfr及び上記の振幅設定信号Wfrを入力として、振幅設定信号Wfrによって定まる振幅Wf及び周波数設定信号Sfrの逆数である周期設定値によって定まる周期Tfで正負対称形状に変化する予め定めた台形波を、平均送給速度設定信号Farの値だけ正送側にシフトした波形となる送給速度設定信号Frを出力する。この送給速度設定信号Frについては、図2で詳述する。   The feed speed setting circuit FR receives the average feed speed setting signal Far, the frequency setting signal Sfr, and the amplitude setting signal Wfr, and receives the amplitude Wf determined by the amplitude setting signal Wfr and the inverse of the frequency setting signal Sfr. A feed speed setting signal Fr having a waveform obtained by shifting a predetermined trapezoidal wave that changes in a positive and negative symmetrical shape with a period Tf determined by the period set value to the forward feed side by the value of the average feed speed setting signal Far is output. To do. The feed speed setting signal Fr will be described in detail with reference to FIG.

送給制御回路FCは、上記の送給速度設定信号Frを入力として、送給速度設定信号Frの値に相当する送給速度Fwで溶接ワイヤ1を送給するための送給制御信号Fcを上記の送給モータWMに出力する。   The feed control circuit FC receives the feed speed setting signal Fr and receives a feed control signal Fc for feeding the welding wire 1 at a feed speed Fw corresponding to the value of the feed speed setting signal Fr. It outputs to said feed motor WM.

位置ズレ量相関値算出回路DLは、溶接線と溶接トーチ4の位置との位置ズレ量と相関する値を算出して、位置ズレ量相関値信号ΔLを出力する。この位置ズレ量相関値を算出する方法は、従来技術であるアークセンサ、CCDカメラ等を使用して行われる(特許文献2、3等参照)。上記の位置ズレ量相関値信号ΔLが正の値のときは溶接トーチ4の位置が溶接線から右側に位置ズレしていることを示し、0のときは位置ズレしていないことを示し、負の値のときは左側に位置ズレしていることを示している。   The positional deviation amount correlation value calculation circuit DL calculates a value correlated with the positional deviation amount between the welding line and the position of the welding torch 4 and outputs a positional deviation amount correlation value signal ΔL. The method for calculating the positional deviation amount correlation value is performed using a conventional arc sensor, CCD camera, or the like (see Patent Documents 2 and 3). When the positional deviation amount correlation value signal ΔL is a positive value, it indicates that the position of the welding torch 4 is shifted to the right side from the weld line, and when it is 0, it indicates that the positional deviation is not negative. A value of indicates that the position is shifted to the left.

ゲイン設定回路GRは、上記の平均送給速度設定信号Far、上記の周波数設定信号Sfr及び上記の振幅設定信号Wfrを入力として、平均送給速度設定信号Farを入力とする予め定めたゲイン設定関数によってゲイン標準値を算出し、このゲイン標準値を周波数設定信号Sfr及び振幅設定信号Wfrの両値によって補正して、ゲイン設定信号Grとして出力する。ゲイン設定信号Grは正の値である。ゲイン設定関数は、予め実験によって定義しておく。ゲイン設定関数は、平均送給速度設定信号Farが大きくなるほどゲイン標準値が小さくなる関数である。ゲイン標準値の補正は、例えば以下のようにして行う。
1)周波数基準値Sf0及び振幅基準値Wf0を予め設定する。
2)Gr=(ゲイン標準値)−a・(Sfr−Sf0)−b・(Wfr−Wf0)によって補正する。a及びbは予め定めた正の定数である。これにより、周波数設定信号Sfrの値が周波数基準値Sf0よりもおおきいほどゲイン標準値は小さくなるように補正され、周波数基準値Sf0よりも小さいほどゲイン標準値は大きくなるように補正される。さらに、振幅設定信号Wfrの値が振幅基準値Wf0よりもおおきいほどゲイン標準値は小さくなるように補正され、振幅基準値Wf0よりも小さいほどゲイン標準値は大きくなるように補正される。
The gain setting circuit GR receives the above average feed speed setting signal Far, the above frequency setting signal Sfr, and the above amplitude setting signal Wfr and inputs a predetermined gain setting function using the average feed speed setting signal Far. The gain standard value is calculated by the above, the gain standard value is corrected by both values of the frequency setting signal Sfr and the amplitude setting signal Wfr, and is output as the gain setting signal Gr. The gain setting signal Gr is a positive value. The gain setting function is defined in advance by experiments. The gain setting function is a function that decreases the standard gain value as the average feed speed setting signal Far increases. The correction of the gain standard value is performed as follows, for example.
1) A frequency reference value Sf0 and an amplitude reference value Wf0 are set in advance.
2) Gr = (standard gain value) −a · (Sfr−Sf0) −b · (Wfr−Wf0). a and b are predetermined positive constants. As a result, the gain standard value is corrected to be smaller as the value of the frequency setting signal Sfr is larger than the frequency reference value Sf0, and the gain standard value is corrected to be larger as it is smaller than the frequency reference value Sf0. Further, the gain standard value is corrected to be smaller as the value of the amplitude setting signal Wfr is larger than the amplitude reference value Wf0, and the gain standard value is corrected to be larger as it is smaller than the amplitude reference value Wf0.

シフト量算出回路DDは、上記の位置ズレ量相関値信号ΔL及び上記のゲイン設定信号Grを入力として、シフト量信号ΔD=ΔL・(−1)・Grを算出して出力する。これにより、位置ズレ量相関値信号ΔL<0の溶接トーチ4が溶接線から左側に位置ズレしているときは、シフト量信号ΔD>0となり、溶接トーチ4を右側方向にΔDの絶対値だけシフトさせることになる。逆の場合も同様である。溶接トーチ4をシフトさせる量が、ゲイン設定信号Grによって変化する。したがって、ゲイン設定信号Grによって倣い制御のフィードバック制御系のゲインを可変させている。この結果、平均送給速度が一定値であっても、送給速度の波形パラメータの周波数及び/又は振幅が変化した場合には、倣い制御のゲインが変化して適正化される。これにより、送給速度の波形パラメータが変化しても、倣い制御を常に安定化させることができる。   The shift amount calculation circuit DD calculates and outputs the shift amount signal ΔD = ΔL · (−1) · Gr, with the positional deviation amount correlation value signal ΔL and the gain setting signal Gr as inputs. As a result, when the welding torch 4 having the positional deviation amount correlation value signal ΔL <0 is shifted to the left from the weld line, the shift amount signal ΔD> 0, and the welding torch 4 is moved to the right by the absolute value of ΔD. Will shift. The same applies to the reverse case. The amount by which the welding torch 4 is shifted varies depending on the gain setting signal Gr. Therefore, the gain of the feedback control system of the copying control is varied by the gain setting signal Gr. As a result, even if the average feeding speed is a constant value, if the frequency and / or amplitude of the waveform parameter of the feeding speed changes, the gain of the copying control is changed and optimized. Thereby, even if the waveform parameter of the feeding speed changes, the copying control can always be stabilized.

溶接トーチ移動装置MSは、上記のシフト量信号ΔDを入力として、この信号に基づいて溶接トーチ4の位置を溶接線に直行する方向(左右方向)にシフトさせて溶接線に沿うようにする。溶接トーチ4がウィービングしているときは、ウィービング中心位置が上記の溶接トーチの位置に相当する。溶接トーチ移動装置MSは、例えばロボットである。   The welding torch moving device MS receives the shift amount signal ΔD as described above, and shifts the position of the welding torch 4 in the direction (right and left direction) perpendicular to the welding line based on this signal so as to follow the welding line. When the welding torch 4 is weaving, the weaving center position corresponds to the position of the welding torch. The welding torch moving device MS is, for example, a robot.

出力電圧設定回路ERは、予め定めた出力電圧設定信号Erを出力する。出力電圧検出回路EDは、上記の出力電圧Eを検出し平滑して、出力電圧検出信号Edを出力する。   The output voltage setting circuit ER outputs a predetermined output voltage setting signal Er. The output voltage detection circuit ED detects and smoothes the output voltage E and outputs an output voltage detection signal Ed.

電圧誤差増幅回路EVは、上記の出力電圧設定信号Er及び上記の出力電圧検出信号Edを入力として、出力電圧設定信号Er(+)と出力電圧検出信号Ed(−)との誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Evを出力する。この回路によって、溶接装置は定電圧制御される。   The voltage error amplification circuit EV receives the output voltage setting signal Er and the output voltage detection signal Ed, and amplifies an error between the output voltage setting signal Er (+) and the output voltage detection signal Ed (−). The voltage error amplification signal Ev is output. By this circuit, the welding apparatus is controlled at a constant voltage.

駆動回路DVは、上記の電圧誤差増幅信号Evを入力として、電圧誤差増幅信号Evに基づいてPWM変調制御を行い、上記の電源主回路PM内のインバータ回路を駆動するための駆動信号Dvを出力する。   The drive circuit DV receives the voltage error amplification signal Ev, performs PWM modulation control based on the voltage error amplification signal Ev, and outputs a drive signal Dv for driving the inverter circuit in the power supply main circuit PM. To do.

図2は、本発明の実施の形態1に係る正逆送給アーク溶接の倣い制御方法を示す、図1の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)は送給速度Fwの時間変化を示し、同図(B)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(C)は溶接電圧Vwの時間変化を示す。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 of FIG. 1, showing a scanning control method for forward / reverse feed arc welding according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4A shows the time change of the feeding speed Fw, FIG. 3B shows the time change of the welding current Iw, and FIG. 4C shows the time change of the welding voltage Vw. Hereinafter, the operation of each signal will be described with reference to FIG.

同図(A)に示す送給速度Fwは、図1の送給速度設定回路FRから出力される送給速度設定信号Frの値に制御される。送給速度設定信号Frは、振幅設定信号Wfrによって定まる振幅Wf及び周波数設定信号Sfrによって定まる周波数Sfの逆数となる周期Tf=1/Sfで正負対称形状に変化する予め定めた台形波を、平均送給速度設定信号Farの値だけ正送側にシフトした波形となる。このために、同図(A)に示すように、送給速度Fwは、平均送給速度設定信号Farによって定まる破線で示す平均送給速度Faを基準線として、上下に対称となる振幅Wf及び周期Tfで予め定めた台形波状の送給速度パターンとなる。すなわち、基準線から上側の振幅と下側の振幅とは同一値であり、基準線より上側の期間と下側の期間とは同一値となっている。   The feed speed Fw shown in FIG. 6A is controlled to the value of the feed speed setting signal Fr output from the feed speed setting circuit FR of FIG. The feed speed setting signal Fr is obtained by averaging a predetermined trapezoidal wave that changes into a positive / negative symmetrical shape with a period Tf = 1 / Sf, which is the reciprocal of the frequency Wf determined by the amplitude setting signal Wfr and the frequency Sf determined by the frequency setting signal Sfr. The waveform is shifted to the forward feed side by the value of the feed speed setting signal Far. For this reason, as shown in FIG. 5A, the feed speed Fw has an amplitude Wf that is symmetrical in the vertical direction with the average feed speed Fa indicated by a broken line determined by the average feed speed setting signal Far as a reference line. It becomes a trapezoidal wave-shaped feeding speed pattern determined in advance with the period Tf. That is, the amplitude above the reference line and the amplitude below the reference line have the same value, and the period above and below the reference line have the same value.

ここで、0を基準線として送給速度Fwの台形波を見ると、同図(A)に示すように、時刻t1〜t5の逆送期間は、それぞれ所定の逆送加速期間、逆送ピーク期間、逆送ピーク値及び逆送減速期間から形成され、時刻t5〜t9の正送期間は、それぞれ所定の正送加速期間、正送ピーク期間、正送ピーク値及び正送減速期間から形成される。   Here, when the trapezoidal wave of the feed speed Fw is seen with 0 as the reference line, as shown in FIG. 5A, the reverse feed period at times t1 to t5 is a predetermined reverse feed acceleration period and reverse feed peak, respectively. Period, reverse feed peak value, and reverse feed deceleration period, and the forward feed period from time t5 to t9 is formed from a predetermined forward feed acceleration period, forward feed peak period, forward feed peak value, and forward feed deceleration period, respectively. The

[時刻t1〜t5の逆送期間の動作]
同図(A)に示すように、送給速度Fwは時刻t1〜t2の逆送加速期間に入り、0から上記の逆送ピーク値まで加速する。この期間中は短絡状態が継続している。
[Operation in the reverse feed period from time t1 to t5]
As shown in FIG. 5A, the feed speed Fw enters the reverse feed acceleration period from time t1 to t2, and accelerates from 0 to the reverse feed peak value. During this period, the short-circuit state continues.

時刻t2において逆送加速期間が終了すると、同図(A)に示すように、送給速度Fwは時刻t2〜t4の逆送ピーク期間に入り、上記の逆送ピーク値になる。この期間中の時刻t3において、逆送及び溶接電流Iwの通電によるピンチ力によってアークが発生する。これに応動して、同図(C)に示すように、溶接電圧Vwは数十Vのアーク電圧値に急増し、同図(B)に示すように、溶接電流Iwはこれ以降のアーク期間中は次第に減少する。   When the reverse acceleration period ends at time t2, as shown in FIG. 5A, the feed speed Fw enters the reverse peak period from time t2 to t4 and becomes the reverse peak value described above. At time t3 during this period, an arc is generated by the pinch force generated by reverse feeding and energization of the welding current Iw. In response to this, the welding voltage Vw suddenly increases to an arc voltage value of several tens of volts as shown in FIG. 5C, and the welding current Iw is set to the arc period thereafter as shown in FIG. The inside gradually decreases.

時刻t4において逆送ピーク期間が終了すると、同図(A)に示すように、時刻t4〜t5の逆送減速期間に入り、上記の逆送ピーク値から0へと減速する。この期間中は、アーク期間が継続している。   When the reverse feed peak period ends at time t4, as shown in FIG. 5A, the reverse feed deceleration period from time t4 to t5 starts, and the reverse feed peak value decelerates to zero. During this period, the arc period continues.

[時刻t5〜t9の正送期間の動作]
同図(A)に示すように、送給速度Fwは時刻t5〜t6の正送加速期間に入り、0から上記の正送ピーク値まで加速する。この期間中は、アーク期間のままである。
[Operation in the forward feed period from time t5 to t9]
As shown in FIG. 6A, the feeding speed Fw enters the forward feeding acceleration period from time t5 to t6, and accelerates from 0 to the above-mentioned forward feeding peak value. During this period, the arc period remains.

時刻t6において正送加速期間が終了すると、同図(A)に示すように、送給速度Fwは時刻t6〜t8の正送ピーク期間に入り、上記の正送ピーク値になる。この期間中の時刻t7において、正送によって短絡が発生する。これに応動して、同図(C)に示すように、溶接電圧Vwは数Vの短絡電圧値に急減し、同図(B)に示すように、溶接電流Iwはこれ以降の短絡期間中は次第に増加する。   When the forward feed acceleration period ends at time t6, as shown in FIG. 5A, the feed speed Fw enters the forward feed peak period from time t6 to t8, and becomes the above-mentioned forward feed peak value. At time t7 during this period, a short circuit occurs due to normal feeding. In response to this, the welding voltage Vw rapidly decreases to a short-circuit voltage value of several V as shown in FIG. 5C, and the welding current Iw is maintained during the subsequent short-circuit period as shown in FIG. Gradually increases.

時刻t8において正送ピーク期間が終了すると、同図(A)に示すように、時刻t8〜t9の正送減速期間に入り、上記の正送ピーク値から0へと減速する。この期間中は、短絡期間が継続している。   When the forward feed peak period ends at time t8, as shown in FIG. 5A, the forward feed deceleration period starts at time t8 to t9, and decelerates from the forward feed peak value to zero. During this period, the short circuit period continues.

これ以降は、上記の逆送期間及び上記の正送期間の動作を繰り返す。   Thereafter, the operations in the reverse feed period and the forward feed period are repeated.

送給速度Fwの台形波の数値例を以下に示す。
周波数Sf=100Hz(周期Tf=10ms)、振幅Wf=60m/min、平均送給速度Fa=5m/min、半周期の各傾斜期間=1.2ms、ピーク期間=2.6ms、ピーク値=30m/minの台形波に設定すると、この台形波を平均送給速度Fa=5m/minだけ正送側にシフトした波形となる。平均溶接電流は約250Aとなる。この場合の各波形パラメータは、以下のようになる。
逆送期間=4.6ms、逆送加速期間=1.0ms、逆送ピーク期間=2.6ms、逆送ピーク値=−25m/min、逆送減速期間=1.0ms
正送期間=5.4ms、正送加速期間=1.4ms、正送ピーク期間=2.6ms、正送ピーク値=35m/min、正送減速期間=1.4ms
A numerical example of the trapezoidal wave of the feeding speed Fw is shown below.
Frequency Sf = 100 Hz (cycle Tf = 10 ms), amplitude Wf = 60 m / min, average feed speed Fa = 5 m / min, each half period of slope = 1.2 ms, peak period = 2.6 ms, peak value = 30 m When a trapezoidal wave of / min is set, this trapezoidal wave is shifted to the forward feed side by an average feed speed Fa = 5 m / min. The average welding current is about 250A. Each waveform parameter in this case is as follows.
Reverse feed period = 4.6 ms, Reverse feed acceleration period = 1.0 ms, Reverse feed peak period = 2.6 ms, Reverse feed peak value = −25 m / min, Reverse feed deceleration period = 1.0 ms
Forward feed period = 5.4 ms, forward feed acceleration period = 1.4 ms, forward feed peak period = 2.6 ms, forward feed peak value = 35 m / min, forward feed deceleration period = 1.4 ms

図2(A)に示すように、送給速度Fwの波形パラメータは周波数Sf、振幅Wf等となる。これらの波形パラメータが変化すると、図1のゲイン設定回路GRによってゲイン設定信号Grが変化する。溶接中は、図1の位置ずれ量相関値算出回路DLによって溶接トーチ4と溶接線との位置ずれ量と相関する値(位置ズレ量相関値信号ΔL)が刻々と算出される。そして、図1のシフト量算出回路DDによって、位置ズレ量相関値信号ΔL及びゲイン設定信号Grに基づいて溶接トーチ4をシフトさせるためのシフト量信号ΔDが算出される。この信号によって溶接トーチ4は溶接線に沿うように左右方向にシフトされる。したがって、平均送給速度設定信号Farが一定値であるときに、周波数設定信号Sfr及び/振幅設定信号Wfrが変化した場合には、ゲイン設定信号Grが変化し、倣い制御系のゲインを適正化する。この結果、倣い制御は常に安定化される。   As shown in FIG. 2A, the waveform parameters of the feeding speed Fw are the frequency Sf, the amplitude Wf, and the like. When these waveform parameters change, the gain setting signal Gr changes by the gain setting circuit GR of FIG. During welding, a value (position shift amount correlation value signal ΔL) that correlates with the position shift amount between the welding torch 4 and the weld line is calculated every moment by the position shift amount correlation value calculation circuit DL of FIG. Then, the shift amount calculation circuit DD in FIG. 1 calculates a shift amount signal ΔD for shifting the welding torch 4 based on the positional deviation amount correlation value signal ΔL and the gain setting signal Gr. By this signal, the welding torch 4 is shifted in the left-right direction along the weld line. Therefore, when the average feed speed setting signal Far is a constant value and the frequency setting signal Sfr and / or the amplitude setting signal Wfr change, the gain setting signal Gr changes, and the gain of the scanning control system is optimized. To do. As a result, the copying control is always stabilized.

上述した実施の形態1によれば、送給速度の波形パラメータが変化したときは倣い制御のゲインを変化させる。これにより、本実施の形態では、送給速度の波形パラメータが変化しても、波形パラメータの変化に応じて倣い制御系のゲインが自動的に適正化されるので、倣い制御を常に安定化させることができる。   According to the first embodiment described above, the gain of the scanning control is changed when the waveform parameter of the feeding speed is changed. Thereby, in this embodiment, even if the waveform parameter of the feeding speed changes, the gain of the scanning control system is automatically optimized according to the change of the waveform parameter, so that the scanning control is always stabilized. be able to.

1 溶接ワイヤ
2 母材
3 アーク
4 溶接トーチ
5 送給ロール
DD シフト量算出回路
DL 位置ズレ量相関値算出回路
DV 駆動回路
Dv 駆動信号
E 出力電圧
ED 出力電圧検出回路
Ed 出力電圧検出信号
ER 出力電圧設定回路
Er 出力電圧設定信号
EV 電圧誤差増幅回路
Ev 電圧誤差増幅信号
Fa 平均送給速度
FAR 平均送給速度設定回路
Far 平均送給速度設定信号
FC 送給制御回路
Fc 送給制御信号
FR 送給速度設定回路
Fr 送給速度設定信号
Fw 送給速度
GR ゲイン設定回路
Gr ゲイン設定信号
Iw 溶接電流
MS 溶接トーチ移動装置
PM 電源主回路
Sf 周波数
Sf0 周波数基準値
SFR 周波数設定回路
Sfr 周波数設定信号
Tf 周期
Vw 溶接電圧
Wf 振幅
Wf0 振幅基準値
WFR 振幅設定回路
Wfr 振幅設定信号
WL リアクトル
WM 送給モータ
ΔD シフト量信号
ΔL 位置ズレ量相関値信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Welding wire 2 Base material 3 Arc 4 Welding torch 5 Feeding roll DD Shift amount calculation circuit DL Position shift amount correlation value calculation circuit DV Drive circuit Dv Drive signal E Output voltage ED Output voltage detection circuit Ed Output voltage detection signal ER Output voltage Setting circuit Er Output voltage setting signal EV Voltage error amplification circuit Ev Voltage error amplification signal Fa Average feed speed FAR Average feed speed setting circuit Far Average feed speed setting signal FC Feed control circuit Fc Feed control signal FR Feed speed Setting circuit Fr Feeding speed setting signal Fw Feeding speed GR Gain setting circuit Gr Gain setting signal Iw Welding current MS Welding torch moving device PM Power supply main circuit Sf Frequency Sf0 Frequency reference value SFR Frequency setting circuit Sfr Frequency setting signal Tf Frequency Vw Welding Voltage Wf Amplitude Wf0 Amplitude reference value WFR Amplitude setting circuit Wfr Amplitude setting signal WL Reactor W Feed motor ΔD shift amount signal ΔL positional displacement amount correlation value signal

Claims (3)

溶接ワイヤの送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り換えて溶接する正逆アーク溶接を使用し、溶接トーチを溶接線に倣わせる正逆送給アーク溶接の倣い制御方法において、
前記送給速度の波形パラメータが変化したときは前記倣い制御のゲインを変化させる、
ことを特徴とする正逆送給アーク溶接の倣い制御方法。
In a scanning control method for forward / reverse feed arc welding that uses forward / reverse arc welding in which the welding wire feed speed is alternately switched between the forward feed period and the reverse feed period and welds, and the welding torch follows the weld line. ,
When the waveform parameter of the feeding speed changes, the gain of the scanning control is changed.
A scanning control method for forward and reverse feed arc welding, characterized in that:
前記送給速度の平均値が一定値であり、かつ、前記送給速度の前記波形パラメータが変化したときは前記倣い制御の前記ゲインを変化させる、
ことを特徴とする請求項1に記載する正逆送給アーク溶接の倣い制御方法。
When the average value of the feeding speed is a constant value and the waveform parameter of the feeding speed is changed, the gain of the scanning control is changed.
The scanning control method for forward / reverse feed arc welding according to claim 1.
前記送給速度の前記波形パラメータが周波数及び/又は振幅である、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載する正逆送給アーク溶接の倣い制御方法。
The waveform parameter of the feed rate is frequency and / or amplitude;
3. A scanning control method for forward / reverse feed arc welding according to claim 1 or 2, wherein:
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