JP2021023955A - Pulse arc welding control method - Google Patents

Pulse arc welding control method Download PDF

Info

Publication number
JP2021023955A
JP2021023955A JP2019142673A JP2019142673A JP2021023955A JP 2021023955 A JP2021023955 A JP 2021023955A JP 2019142673 A JP2019142673 A JP 2019142673A JP 2019142673 A JP2019142673 A JP 2019142673A JP 2021023955 A JP2021023955 A JP 2021023955A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
period
value
current
welding
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019142673A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7285041B2 (en
Inventor
松杰 侯
Song Jie Hou
松杰 侯
利昭 中俣
Toshiaki Nakamata
利昭 中俣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daihen Corp
Original Assignee
Daihen Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daihen Corp filed Critical Daihen Corp
Priority to JP2019142673A priority Critical patent/JP7285041B2/en
Publication of JP2021023955A publication Critical patent/JP2021023955A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7285041B2 publication Critical patent/JP7285041B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Arc Welding Control (AREA)

Abstract

To set a feedback control gain of a welding current in various welding conditions to a proper value in pulse arc welding.SOLUTION: According a pulse arc welding control method, a welding current Iw, which rises from a base current value Ib to a peak current value Ip during a rise period Tu, becomes the peak current value Ip during a peak period Tp, and falls from the peak current value Ip to the base current value Ib during a fall-down period Id, is electrically conducted repeatedly as one pulse cycle, and the welding current Iw is feedback-controlled on the basis of a current set value. In this method, a differential value between a current detection value of the welding current Iw and the current set value is detected, the differential value is integrated over a prescribed period during the pulse cycle to detect a difference integral value, and a feedback gain is automatically adjusted on the basis of the difference integral value. The prescribed period is the whole period of the pulse cycle.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、溶接電流のフィードバック制御のゲインを自動調整するパルスアーク溶接制御方法に関するものである。 The present invention relates to a pulse arc welding control method that automatically adjusts the gain of feedback control of welding current.

消耗電極式パルスアーク溶接(以下、パルスアーク溶接という)は、鉄鋼、ステンレス鋼、アルミニウム等の種々の金属の溶接に広く使用されている。このパルスアーク溶接では、立上り期間中はベース電流値からピーク電流値へと上昇し、ピーク期間中はピーク電流値となり、立下り期間中はピーク電流値からベース電流値へと下降し、ベース期間中はベース電流値となる溶接電流を通電し、これらの通電を1パルス周期として繰り返して溶接が行われる。パルスアーク溶接では、1パルス周期1溶滴移行状態となるので、溶滴移行状態が安定しているために、スパッタの発生が少なく、美しいビード外観を得ることができる。 Consumable electrode type pulse arc welding (hereinafter referred to as pulse arc welding) is widely used for welding various metals such as steel, stainless steel, and aluminum. In this pulse arc welding, the base current value rises from the base current value to the peak current value during the rise period, becomes the peak current value during the peak period, falls from the peak current value to the base current value during the fall period, and then falls during the base period. Inside, a welding current, which is the base current value, is energized, and these energizations are repeated as one pulse cycle to perform welding. In pulse arc welding, one pulse period and one droplet transition state are obtained. Therefore, since the droplet transition state is stable, less spatter is generated and a beautiful bead appearance can be obtained.

パルスアーク溶接に使用される溶接電源は定電流特性を有しており、溶接電流は電流設定信号に基づいてフィードバック制御される。パルスアーク溶接の溶接状態を安定にするためには、溶接電流の波形と電流設定信号の波形とが正確に一致することが重要である。このためには、溶接電流のフィードバック制御のゲインを適正値に設定する必要がある。 The welding power source used for pulse arc welding has a constant current characteristic, and the welding current is feedback-controlled based on the current setting signal. In order to stabilize the welding state of pulse arc welding, it is important that the waveform of the welding current and the waveform of the current setting signal exactly match. For this purpose, it is necessary to set the gain of the feedback control of the welding current to an appropriate value.

特許文献1の発明では、溶接電圧を溶接電流で除算した溶接インピーダンス情報に基づいて制御ゲインを変更する。すなわち、溶接負荷状態がアーク状態にあるか短絡状態にあるかを溶接インピーダンス情報によって判別し、フィードバック制御のゲインをそれぞれの溶接負荷状態に適した値に切り換えるものである。 In the invention of Patent Document 1, the control gain is changed based on the welding impedance information obtained by dividing the welding voltage by the welding current. That is, whether the welding load state is in the arc state or the short-circuit state is determined from the welding impedance information, and the gain of the feedback control is switched to a value suitable for each welding load state.

特許第5047707号公報Japanese Patent No. 5047707

溶接負荷状態は、種々の溶接条件によって変化する。溶接条件としては、母材の材質、シールドガスの種類、溶接ワイヤの直径、溶接ケーブルの長さ、ワイヤ突き出し長さ、溶接ワイヤの送給速度等の複数の組み合わせ条件がある。これらの種々の溶接条件に応じて、溶接電流のフィードバック制御のゲインを適正値に調整するためには、多くの作業時間が必要となる。この結果、種々の溶接条件において、フィードバック制御のゲインが適正値に設定されていない状態となることも多い。 The welding load state changes depending on various welding conditions. Welding conditions include a plurality of combination conditions such as the material of the base material, the type of shield gas, the diameter of the welding wire, the length of the welding cable, the protrusion length of the wire, and the feeding speed of the welding wire. In order to adjust the gain of the feedback control of the welding current to an appropriate value according to these various welding conditions, a lot of working time is required. As a result, under various welding conditions, the feedback control gain is often not set to an appropriate value.

そこで、本発明では、種々の溶接条件において、溶接電流のフィードバック制御のゲインを適正値に自動調整することができるパルスアーク溶接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 pulse arc welding control method capable of automatically adjusting the gain of feedback control of welding current to an appropriate value under various welding conditions.

上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、
溶接ワイヤを送給し、立上り期間中はベース電流値からピーク電流値へと上昇し、ピーク期間中は前記ピーク電流値となり、立下り期間中は前記ピーク電流値から前記ベース電流値へと下降し、ベース期間中は前記ベース電流値となる溶接電流を1パルス周期として繰り返して通電し、
前記溶接電流は電流設定値に基づいてフィードバック制御されるパルスアーク溶接制御方法において、
前記溶接電流の電流検出値と前記電流設定値との差分値を検出し、前記パルス周期中の所定期間にわたって前記差分値を積分して差分積分値を検出し、前記差分積分値に基づいて前記フィードバック制御のゲインを自動調整する、
ことを特徴とするパルスアーク溶接制御方法である。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is
The welding wire is fed and rises from the base current value to the peak current value during the rise period, becomes the peak current value during the peak period, and falls from the peak current value to the base current value during the fall period. Then, during the base period, the welding current, which is the base current value, is repeatedly energized as one pulse cycle.
In the pulse arc welding control method in which the welding current is feedback-controlled based on the current set value,
The difference value between the current detection value of the welding current and the current set value is detected, the difference value is integrated over a predetermined period during the pulse cycle to detect the difference integration value, and the difference integration value is used as the basis for the difference integration value. Automatically adjusts the feedback control gain,
This is a pulse arc welding control method characterized by the above.

請求項2の発明は、前記所定期間は、前記パルス周期の全期間である、
ことを特徴とする請求項1に記載のパルスアーク溶接制御方法である。
In the invention of claim 2, the predetermined period is the entire period of the pulse period.
The pulse arc welding control method according to claim 1, wherein the pulse arc welding is controlled.

請求項3の発明は、前記所定期間は、前記立上り期間、前記ピーク期間及び前記立下り期間にわたる期間である、
ことを特徴とする請求項1に記載のパルスアーク溶接制御方法である。
In the invention of claim 3, the predetermined period is a period spanning the rising period, the peak period, and the falling period.
The pulse arc welding control method according to claim 1, wherein the pulse arc welding is controlled.

本発明によれば、種々の溶接条件において、溶接電流のフィードバック制御のゲインを適正値に自動調整することができる。 According to the present invention, the gain of feedback control of welding current can be automatically adjusted to an appropriate value under various welding conditions.

本発明の実施の形態1に係るパルスアーク溶接制御方法を示す電流波形図である。It is a current waveform diagram which shows the pulse arc welding control method which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るパルス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 carrying out the pulse arc welding control method which concerns on Embodiment 1 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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1に係るパルスアーク溶接制御方法を示す電流波形図である。同図(A)は電流設定信号Irの時間変化を示し、同図(B)は溶接電流Iwの時間変化を示す。以下、同図を参照して動作について説明する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a current waveform diagram showing a pulse arc welding control method according to the first embodiment of the present invention. FIG. (A) shows the time change of the current setting signal Ir, and FIG. 6B shows the time change of the welding current Iw. The operation will be described below with reference to the figure.

同図において、時刻t1〜t2の期間が立上り期間Tuとなり、時刻t2〜t3の期間がピーク期間Tpとなり、時刻t3〜t4の期間が立下り期間Tdとなり、時刻t4〜t5の期間がベース期間Tbとなる。時刻t1〜t5の期間が1パルス周期Tfとなる。立上り期間Tu、ピーク期間Tp及び立下り期間Tdは所定値に設定される。ベース期間Tbは後述するアーク長制御によって刻々と変化する。この結果、パルス周期Tfも刻々と変化することになる。溶接電流Iwは電流設定信号Irに基づいてフィードバック制御される。 In the figure, the period t1 to t2 is the rise period Tu, the period t2 to t3 is the peak period Tp, the period t3 to t4 is the fall period Td, and the period t4 to t5 is the base period. It becomes Tb. The period of time t1 to t5 is one pulse period Tf. The rise period Tu, peak period Tp, and fall period Td are set to predetermined values. The base period Tb changes every moment by controlling the arc length described later. As a result, the pulse period Tf also changes from moment to moment. The welding current Iw is feedback controlled based on the current setting signal Ir.

時刻t1〜t2の立上り期間Tu中は、同図(A)に示すように、電流設定信号Irは予め定めたベース電流設定値から予め定めたピーク電流設定値まで直線状に上昇する。同図(B)に示すように、溶接電流Iwは、ベース電流値Ibから電流設定信号Irよりも遅れて上昇し、オーバーシュートした後にピーク電流値Ipに収束する。 During the rise period Tu at times t1 to t2, the current setting signal Ir rises linearly from a predetermined base current set value to a predetermined peak current set value, as shown in FIG. As shown in FIG. 3B, the welding current Iw rises from the base current value Ib later than the current setting signal Ir, and converges to the peak current value Ip after overshooting.

時刻t2〜t3のピーク期間Tp中は、同図(A)に示すように、電流設定信号Irは上記のピーク電流設定値となる。同図(B)に示すように、溶接電流Iwは、オーバーシュートの後にピーク電流値Ipとなる。 During the peak period Tp at times t2 to t3, the current setting signal Ir becomes the above-mentioned peak current set value, as shown in FIG. As shown in FIG. 3B, the welding current Iw becomes the peak current value Ip after the overshoot.

時刻t3〜t4の立下り期間Td中は、同図(A)に示すように、電流設定信号Irは上記のピーク電流設定値から上記のベース電流設定値まで直線状に下降する。同図(B)に示すように、溶接電流Iwは、ピーク電流値Ipから電流設定信号Irよりも遅れて下降し、アンダーシュートした後にベース電流値Ibとなる。 During the fall period Td from time t3 to t4, the current setting signal Ir descends linearly from the peak current set value to the base current set value, as shown in FIG. As shown in FIG. 6B, the welding current Iw drops from the peak current value Ip later than the current setting signal Ir, and becomes the base current value Ib after undershooting.

時刻t4〜t5のベース期間Tb中は、同図(A)に示すように、電流設定信号Irは上記のベース電流設定値となる。同図(B)に示すように、溶接電流Iwは、アンダーシュートの後にベース電流値Ibとなる。 During the base period Tb from time t4 to t5, the current setting signal Ir becomes the above-mentioned base current set value as shown in FIG. As shown in FIG. 6B, the welding current Iw becomes the base current value Ib after the undershoot.

溶接電流Iwの電流検出信号をIdとして、差分値Eiを以下のように定義する。
Ei=|Id−Ir| …(1)式
さらに、差分積分値Seを以下のように定義する。
Se=∫Ei・dt …(2)式
但し、積分期間は、パルス周期Tf中の所定期間である。所定期間は、
(1)パルス周期Tfの全期間(時刻t1〜t5の期間)、
(2)立上り期間Tu、ピーク期間Tp及び立下り期間Tdにわたる期間(時刻t1〜t4の期間)
である。
The difference value Ei is defined as follows, where the current detection signal of the welding current Iw is Id.
Ei = | Id-Ir | ... (1) Equation Further, the differential integral value Se is defined as follows.
Se = ∫Ei · dt… (2) Equation However, the integration period is a predetermined period in the pulse period Tf. For the specified period
(1) The entire period of the pulse period Tf (the period of times t1 to t5),
(2) Rise period Tu, peak period Tp, and fall period Td (periods t1 to t4)
Is.

上記の差分積分値Seが、電流設定信号Irの波形と溶接電流Iwの波形との一致度を示す指標となる。差分積分値Seは0以上の実数であり、その値が小さいほど一致度は高いことになる。Se=0のときは、両波形が完全に一致していることを示す。したがって、差分積分値Seを指標としてフィードバック制御のゲインを適正化することができる。適正化の方法の一例を以下に示す。 The above differential integral value Se serves as an index indicating the degree of coincidence between the waveform of the current setting signal Ir and the waveform of the welding current Iw. The difference integral value Se is a real number of 0 or more, and the smaller the value, the higher the degree of agreement. When Se = 0, it indicates that both waveforms are completely matched. Therefore, the gain of the feedback control can be optimized by using the difference integral value Se as an index. An example of the optimization method is shown below.

溶接電流のフィードバック制御回路がPID制御回路である場合とする。比例Pの比例ゲインをGpとし、積分Iの積分ゲインをGiとし、微分Dの微分ゲインをGdとする。すなわち、フィードバック制御のゲインは、比例ゲインGp、積分ゲインGi及び微分ゲインGdから構成されている。それぞれのゲインに対して、複数の値を設定する。例えば、複数の値が5である場合、Gp1〜Gp5、Gi1〜Gi5、Gd1〜Gd5を予め設定する。したがって、ゲインの組み合わせ数は、5×5×5=125となる。次に、特定の溶接条件において溶接を行う。溶接中に、125のゲインの組み合わせを自動的に順次切り替えて、そのときの差分積分値Seを検出する。溶接終了後に、差分積分値Seが最も小さな値となったゲインの組み合わせを、最適なゲインとして選択する。以後、この選択されたゲインによって溶接を行う。各ゲインの最小値、最大値及び複数値は、予め実験によって十分な範囲と範囲内における刻みとなるように設定しておく。フィードバック制御回路がPID制御回路以外の回路であっても、複数のゲインを上記のように適正化することができる。 It is assumed that the feedback control circuit of the welding current is a PID control circuit. Let Gp be the proportional gain of proportional P, Gi be the integrated gain of integral I, and Gd be the differential gain of derivative D. That is, the gain of the feedback control is composed of the proportional gain Gp, the integral gain Gi, and the differential gain Gd. Set multiple values for each gain. For example, when a plurality of values are 5, Gp1 to Gp5, Gi1 to Gi5, and Gd1 to Gd5 are set in advance. Therefore, the number of gain combinations is 5 × 5 × 5 = 125. Next, welding is performed under specific welding conditions. During welding, the 125 gain combinations are automatically sequentially switched, and the difference integral value Se at that time is detected. After the welding is completed, the combination of gains in which the differential integral value Se is the smallest value is selected as the optimum gain. After that, welding is performed with this selected gain. The minimum value, maximum value, and multiple values of each gain are set in advance by an experiment so as to have a sufficient range and a step within the range. Even if the feedback control circuit is a circuit other than the PID control circuit, a plurality of gains can be optimized as described above.

図2は、本発明の実施の形態1に係るパルス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。溶接装置は、主に破線で囲まれた溶接電源PS、ロボット制御装置RC、ロボット(図示は省略)等から構成されている。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。 FIG. 2 is a block diagram of a welding apparatus for carrying out the pulse arc welding control method according to the first embodiment of the present invention. The welding device is mainly composed of a welding power supply PS surrounded by a broken line, a robot control device RC, a robot (not shown), and the like. Hereinafter, each block will be described with reference to the figure.

溶接電源PSは、以下の各ブロックから構成されている。電源主回路MCは、3相200V等の交流商用電源(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の出力制御を行い、溶接に適した溶接電圧Vw及び溶接電流Iwを出力する。この電源主回路MCは、図示は省略するが、交流商用電源を整流する1次整流回路、整流された直流を平滑するコンデンサ、平滑された直流を駆動信号Dvに従って高周波交流に変換するインバータ回路、高周波交流を溶接に適した電圧値に降圧するインバータトランス、降圧された高周波交流を整流する2次整流回路を備えている。リアクトルWLは、上記の電源主回路MCの+側出力と溶接トーチ4との間に挿入されており、電源主回路MCの出力を平滑する。 The welding power supply PS is composed of the following blocks. The power supply main circuit MC receives an AC commercial power source (not shown) such as 3-phase 200V as an input, performs output control such as inverter control according to a drive signal Dv described later, and obtains a welding voltage Vw and a welding current Iw suitable for welding. Output. Although not shown, the power supply main circuit MC includes a primary rectifier circuit that rectifies an AC commercial power supply, a capacitor that smoothes the rectified DC, and an inverter circuit that converts the smoothed DC into high-frequency AC according to the drive signal Dv. It is equipped with an inverter transformer that steps down high-frequency AC to a voltage value suitable for welding, and a secondary rectifier circuit that rectifies the stepped-down high-frequency AC. The reactor WL is inserted between the + side output of the power supply main circuit MC and the welding torch 4, and smoothes the output of the power supply main circuit MC.

溶接ワイヤ1は、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。送給モータWM及び溶接トーチ4は、ロボットに搭載されている。溶接トーチ4内の給電チップ(図示は省略)と母材2との間に溶接電圧Vwが印加され、溶接電流Iwが通電する。 The welding wire 1 is fed in the welding torch 4 by the rotation of the feed roll 5 coupled to the feed motor WM, and an arc 3 is generated between the welding wire 1 and the base metal 2. The feed motor WM and the welding torch 4 are mounted on the robot. A welding voltage Vw is applied between the power feeding tip (not shown) in the welding torch 4 and the base metal 2, and the welding current Iw is energized.

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。電圧平均化回路VAVは、この電圧検出信号Vdを平均化(ローパスフィルタを通す)して、電圧平均信号Vavを出力する。電圧設定回路VRは、所望値の電圧設定信号Vrを出力する。電圧誤差増幅回路EVは、上記の電圧設定信号Vr(+)と上記の電圧平均信号Vav(−)との誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Evを出力する。 The voltage detection circuit VD detects the welding voltage Vw and outputs a voltage detection signal Vd. The voltage averaging circuit VAV averages the voltage detection signal Vd (passes it through a low-pass filter) and outputs the voltage averaging signal Vav. The voltage setting circuit VR outputs a voltage setting signal Vr of a desired value. The voltage error amplifier circuit EV amplifies the error between the voltage setting signal Vr (+) and the voltage average signal Vav (−), and outputs a voltage error amplification signal Ev.

V/FコンバータVFは、上記の電圧誤差増幅信号Evに応じた周波数で短時間Highレベルになるトリガ信号であるパルス周期信号Tfを出力する。このパルス周期信号Tfが短時間Highレベルになる周期が1パルス周期となる。 The V / F converter VF outputs a pulse period signal Tf, which is a trigger signal that becomes a high level for a short time at a frequency corresponding to the voltage error amplification signal Ev. The period in which the pulse period signal Tf reaches the high level for a short time is one pulse period.

立上り期間設定回路TURは、予め定めた立上り期間設定信号Turを出力する。ピーク期間設定回路TPRは、予め定めたピーク期間設定信号Tprを出力する。立下り期間設定回路TDRは、予め定めた立下り期間設定信号Tdrを出力する。 The rise period setting circuit TUR outputs a predetermined rise period setting signal Tur. The peak period setting circuit TPR outputs a predetermined peak period setting signal Tpr. The fall period setting circuit TDR outputs a predetermined fall period setting signal Tdr.

ピーク電流設定回路IPRは、予め定めたピーク電流設定信号Iprを出力する。ベース電流設定回路IBRは、予め定めたベース電流設定信号Ibrを出力する。 The peak current setting circuit IPR outputs a predetermined peak current setting signal Ipr. The base current setting circuit IBR outputs a predetermined base current setting signal Ibr.

電流設定回路IRは、上記のパルス周期信号Tf、上記の立上り期間設定信号Tur、上記のピーク期間設定信号Tpr、上記の立下り期間設定信号Tdr、上記のピーク電流設定信号Ipr及び上記のベース電流設定信号Ibrを入力として、パルス周期信号Tfが短時間Highレベルに変化するごとに、以下の処理を行ない、電流設定信号Ir及び期間信号Tnを出力する。
1)パルス周期信号TfがHighレベルに変化すると、立上り期間設定信号Turによって定まる立上り期間Tu中は、ベース電流設定信号Ibrの値からピーク電流設定信号Iprの値まで、直線状に上昇する電流設定信号Irを出力し、期間信号Tn=1を出力する。
2)続けて、ピーク期間設定信号Tprによって定まるピーク期間Tp中は、ピーク電流設定信号Iprを電流設定信号Irとして出力し、期間信号Tn=2を出力する。
3)続けて、立下り期間設定信号Tdrによって定まる立下り期間Td中は、ピーク電流設定信号Iprの値からベース電流設定信号Ibrの値まで直線状に下降する電流設定信号Irを出力し、期間信号Tn=3を出力する。
4))続けて、パルス周期信号Tfが再び短時間Highレベルになるまでのベース期間Tb中は、ベース電流設定信号Ibrを電流設定信号Irとして出力し、期間信号Tn=4を出力する。
The current setting circuit IR includes the pulse period signal Tf, the rise period setting signal Tur, the peak period setting signal Tpr, the fall period setting signal Tdr, the peak current setting signal Ipr, and the base current. With the setting signal Ibr as an input, each time the pulse period signal Tf changes to the High level for a short time, the following processing is performed, and the current setting signal Ir and the period signal Tn are output.
1) When the pulse period signal Tf changes to the High level, the current setting that rises linearly from the value of the base current setting signal Ibr to the value of the peak current setting signal Ipr during the rise period Tu determined by the rise period setting signal Tur. The signal Ir is output, and the period signal Tn = 1 is output.
2) Subsequently, during the peak period Tp determined by the peak period setting signal Tpr, the peak current setting signal Ipr is output as the current setting signal Ir, and the period signal Tn = 2 is output.
3) Subsequently, during the falling period Td determined by the falling period setting signal Tdr, the current setting signal Ir that linearly descends from the value of the peak current setting signal Ipr to the value of the base current setting signal Ibr is output, and the period The signal Tn = 3 is output.
4)) Subsequently, during the base period Tb until the pulse period signal Tf reaches the High level again for a short time, the base current setting signal Ir is output as the current setting signal Ir, and the period signal Tn = 4 is output.

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。 The current detection circuit ID detects the welding current Iw and outputs the current detection signal Id.

差分値検出回路EIは、上記の電流検出信号Id及び上記の電流設定信号Irを入力として、上述した(1)式に基づいて差分値信号Ei=|Id−Ir|を出力する。 The difference value detection circuit EI takes the above-mentioned current detection signal Id and the above-mentioned current setting signal Ir as inputs, and outputs the difference value signal Ei = | Id-Ir | based on the above-mentioned equation (1).

差分積分値検出回路SEは、上記の期間信号Tn及び上記の差分値信号Eiを入力として、パルス周期ごとに上述した(2)式に基づいて、期間信号Tnによってパルス周期の所定期間を特定して差分積分値信号Se=∫Ei・dtを出力する。
積分期間は、パルス周期中の所定期間であり、例えば、以下の(1)又は(2)の期間である。
(1)期間信号Tnが1〜4となるパルス周期Tfの全期間
(2)期間信号Tnが1〜3となる立上り期間Tu、ピーク期間Tp及び立下り期間Tdにわたる期間
The difference integrated value detection circuit SE uses the above-mentioned period signal Tn and the above-mentioned difference value signal Ei as inputs, and specifies a predetermined period of the pulse period by the period signal Tn based on the above-mentioned equation (2) for each pulse period. The difference integrated value signal Se = ∫Ei · dt is output.
The integration period is a predetermined period during the pulse period, and is, for example, the following period (1) or (2).
(1) The entire period of the pulse period Tf in which the period signal Tn is 1 to 4 (2) The period over the rising period Tu, the peak period Tp and the falling period Td in which the period signal Tn is 1 to 3.

PID制御回路EAは、上記の差分値信号Ei及び後述するゲイン設定信号Grを入力として、差分値信号Eiをゲイン設定信号Grによって定まるゲインによって増幅して、電流フィードバック信号Eaを出力する。 The PID control circuit EA takes the above difference value signal Ei and the gain setting signal Gr described later as inputs, amplifies the difference value signal Ei by the gain determined by the gain setting signal Gr, and outputs the current feedback signal Ea.

駆動回路DVは、上記の電流フィードバック信号Ea及び後述するロボット制御装置RCからの起動信号Onを入力として、起動信号OnがHighレベル(溶接開始)のときは電流フィードバック信号Eaに基いて上記の電源主回路MC内のインバータ回路を駆動するための駆動信号Dvを出力し、起動信号OnがLowレベル(溶接停止)のときは駆動信号Dvを出力しない。 The drive circuit DV receives the above-mentioned current feedback signal Ea and the start-up signal On from the robot control device RC described later as inputs, and when the start-up signal On is at the High level (start of welding), the above power supply is based on the current feedback signal Ea. The drive signal Dv for driving the inverter circuit in the main circuit MC is output, and when the start signal On is the Low level (welding stop), the drive signal Dv is not output.

ゲイン適正化開始スイッチSWは、溶接電源PSのフロントパネルに設けられており、スイッチがオン状態になるとHighレベルとなり、オフ状態になるとLowレベルとなるゲイン適正化開始信号Swを出力する。このゲイン適正化開始信号Swをロボット制御装置RCから出力するようにしても良い。 The gain optimization start switch SW is provided on the front panel of the welding power supply PS, and outputs a gain optimization start signal Sw that becomes a high level when the switch is turned on and a low level when the switch is turned off. The gain optimization start signal Sw may be output from the robot control device RC.

ゲイン設定回路GRは、上記のゲイン適正化開始信号Sw及び上記の差分積分値信号Seを入力として、以下の処理を行い、ゲイン設定信号Grを出力する。ここで、フィードバック制御回路がPID制御回路EIの場合であるので、ゲイン設定信号Grは、上述したように、比例ゲインGp、積分ゲインGi及び微分ゲインGdから構成されている。
1)Gp1〜Gp5、Gi1〜Gi5及びGd1〜Gd5を予め設定する。したがって、それぞれのゲインの組み合わせは125とおりとなる。
2)溶接中にゲイン適正化開始信号SwがHighレベルになると、125のゲインの組み合わせを自動的に順次切り替えてゲイン設定信号Grとして出力する。同時に、各ゲインの組み合わせにおける差分積分値信号Seの値を記憶する。
3)125とおりのゲインの組み合わせの中から差分積分値信号Seが最も小さな値となったゲインの組み合わせを、最適なゲインの組み合わせとして記憶してゲイン設定信号Grとして出力する。
The gain setting circuit GR receives the above-mentioned gain optimization start signal Sw and the above-mentioned difference integrated value signal Se as inputs, performs the following processing, and outputs the gain setting signal Gr. Here, since the feedback control circuit is the case of the PID control circuit EI, the gain setting signal Gr is composed of the proportional gain Gp, the integrated gain Gi, and the differential gain Gd as described above.
1) Gp1 to Gp5, Gi1 to Gi5 and Gd1 to Gd5 are set in advance. Therefore, there are 125 combinations of gains.
2) When the gain optimization start signal Sw reaches the High level during welding, the 125 gain combinations are automatically sequentially switched and output as the gain setting signal Gr. At the same time, the value of the differential integrated value signal Se in each gain combination is stored.
3) The gain combination in which the difference integral value signal Se is the smallest value among the 125 gain combinations is stored as the optimum gain combination and output as the gain setting signal Gr.

送給速度設定回路FRは、予め定めた送給速度設定信号Frを出力する。送給制御回路FCは、上記の送給速度設定信号Fr及び後述するロボット制御装置RCからの起動信号Onを入力として、起動信号OnがHighレベル(溶接開始)のときは送給速度設定信号Frによって定まる送給速度で溶接ワイヤ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に出力し、起動信号OnがLowレベル(溶接停止)のときは送給を停止するための送給制御信号Fcを出力する。 The feed rate setting circuit FR outputs a predetermined feed rate setting signal Fr. The feed control circuit FC receives the above feed speed setting signal Fr and the start signal On from the robot control device RC described later as inputs, and when the start signal On is the High level (start of welding), the feed speed setting signal Fr. To output the feed control signal Fc for feeding the welding wire 1 to the above feed motor WM at the feed speed determined by, and to stop the feed when the start signal On is the Low level (welding stop). Outputs the feed control signal Fc.

ロボット制御装置RCは、予め教示された作業プログラムに従ってロボット(図示は省略)を移動させると共に、溶接開始又は溶接停止を指令する起動信号Onを出力する。 The robot control device RC moves the robot (not shown) according to a work program taught in advance, and outputs a start signal On instructing welding start or welding stop.

上述した実施の形態1によれば、溶接電流の電流検出値と電流設定値との差分値を検出し、パルス周期中の所定期間にわたって差分値を積分して差分積分値を検出し、差分積分値に基づいてフィードバック制御のゲインを自動調整する。上記の所定期間は、パルス周期の全期間、又は、立上り期間及びピーク期間及び立下り期間にわたる期間である。本実施の形態では、種々の溶接条件において、溶接電流のフィードバック制御のゲインを適正値に自動調整することができる。このために、種々の溶接条件において、常に安定した溶接状態を得ることができる。 According to the first embodiment described above, the difference value between the current detection value of the welding current and the current set value is detected, the difference value is integrated over a predetermined period during the pulse period, the difference integration value is detected, and the difference integration value is detected. The gain of feedback control is automatically adjusted based on the value. The above-mentioned predetermined period is the entire period of the pulse period, or the period over the rising period, the peak period, and the falling period. In the present embodiment, the gain of the feedback control of the welding current can be automatically adjusted to an appropriate value under various welding conditions. Therefore, a stable welding state can always be obtained under various welding conditions.

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
DV 駆動回路
Dv 駆動信号
EA PID制御回路
Ea 電流フィードバック信号
EI 差分値検出回路
Ei 差分値信号
EV 電圧誤差増幅回路
Ev 電圧誤差増幅信号
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
GR ゲイン設定回路
Gr ゲイン設定信号
Ib ベース電流値
IBR ベース電流設定回路
Ibr ベース電流設定信号
ID 電流検出回路
Id 電流検出信号
Ip ピーク電流値
IPR ピーク電流設定回路
Ipr ピーク電流設定信号
IR 電流設定回路
Ir 電流設定信号
Iw 溶接電流
MC 電源主回路
On 起動信号
PS 溶接電源
RC ロボット制御装置
SE 差分積分値検出回路
Se 差分積分値(信号)
SW ゲイン適正化開始スイッチ
Sw ゲイン適正化開始信号
Tb ベース期間
Td 立下り期間
TDR 立下り期間設定回路
Tdr 立下り期間設定信号
Tf パルス周期(信号)
Tn 期間信号
Tp ピーク期間
TPR ピーク期間設定回路
Tpr ピーク期間設定信号
Tu 立上り期間
TUR 立上り期間設定回路
Tur 立上り期間設定信号
VAV 電圧平均化回路
Vav 電圧平均信号
VD 電圧検出回路
Vd 電圧検出信号
VF V/Fコンバータ
VR 電圧設定回路
Vr 電圧設定信号
Vw 溶接電圧
WL リアクトル
WM 送給モータ
1 Welding wire 2 Base material 3 Arc 4 Welding torch 5 Feeding roll DV Drive circuit Dv Drive signal EA PID control circuit Ea Current feedback signal EI Difference value detection circuit Ei Difference value signal EV Voltage error amplification circuit Ev Voltage error amplification signal FC Feed control circuit Fc Feed control signal FR Feed speed setting circuit F Feed speed setting signal GR Gain setting circuit Gr Gain setting signal Ib Base current value IBR Base current setting circuit Ibr Base current setting signal ID Current detection circuit Id Current detection signal Ip Peak current value IPR Peak current setting circuit Ipr Peak current setting signal IR Current setting circuit Ir Current setting signal Iw Welding current MC Power supply Main circuit On Start signal PS Welding power supply RC Robot control device SE Difference integrated value detection circuit Se Difference integrated value ( signal)
SW Gain optimization start switch Sw Gain optimization start signal Tb Base period Td Fall period TDR Fall period setting circuit Tdr Fall period setting signal Tf Pulse period (signal)
Tn Period signal Tp Peak period TPR Peak period setting circuit Tpr Peak period setting signal Tu Rise period TUR Rise period setting circuit Tur Rise period setting signal VAV Voltage averaging circuit Vav Voltage averaging signal VD Voltage detection circuit Vd Voltage detection signal VF V / F Converter VR Voltage setting circuit Vr Voltage setting signal Vw Welding voltage WL Reactor WM Feed motor

Claims (3)

溶接ワイヤを送給し、立上り期間中はベース電流値からピーク電流値へと上昇し、ピーク期間中は前記ピーク電流値となり、立下り期間中は前記ピーク電流値から前記ベース電流値へと下降し、ベース期間中は前記ベース電流値となる溶接電流を1パルス周期として繰り返して通電し、
前記溶接電流は電流設定値に基づいてフィードバック制御されるパルスアーク溶接制御方法において、
前記溶接電流の電流検出値と前記電流設定値との差分値を検出し、前記パルス周期中の所定期間にわたって前記差分値を積分して差分積分値を検出し、前記差分積分値に基づいて前記フィードバック制御のゲインを自動調整する、
ことを特徴とするパルスアーク溶接制御方法。
The welding wire is fed and rises from the base current value to the peak current value during the rise period, becomes the peak current value during the peak period, and falls from the peak current value to the base current value during the fall period. Then, during the base period, the welding current, which is the base current value, is repeatedly energized as one pulse cycle.
In the pulse arc welding control method in which the welding current is feedback-controlled based on the current set value,
The difference value between the current detection value of the welding current and the current set value is detected, the difference value is integrated over a predetermined period during the pulse cycle to detect the difference integration value, and the difference integration value is used as the basis for the difference integration value. Automatically adjusts the feedback control gain,
A pulse arc welding control method characterized by this.
前記所定期間は、前記パルス周期の全期間である、
ことを特徴とする請求項1に記載のパルスアーク溶接制御方法。
The predetermined period is the entire period of the pulse period.
The pulse arc welding control method according to claim 1.
前記所定期間は、前記立上り期間、前記ピーク期間及び前記立下り期間にわたる期間である、
ことを特徴とする請求項1に記載のパルスアーク溶接制御方法。
The predetermined period is a period spanning the rise period, the peak period, and the fall period.
The pulse arc welding control method according to claim 1.
JP2019142673A 2019-08-02 2019-08-02 Pulse arc welding control method Active JP7285041B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019142673A JP7285041B2 (en) 2019-08-02 2019-08-02 Pulse arc welding control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019142673A JP7285041B2 (en) 2019-08-02 2019-08-02 Pulse arc welding control method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021023955A true JP2021023955A (en) 2021-02-22
JP7285041B2 JP7285041B2 (en) 2023-06-01

Family

ID=74662675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019142673A Active JP7285041B2 (en) 2019-08-02 2019-08-02 Pulse arc welding control method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7285041B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11291041A (en) * 1998-04-07 1999-10-26 Toyota Autom Loom Works Ltd Method for controlling pulse arc welding and device therefor
JP2008105095A (en) * 2006-09-25 2008-05-08 Daihen Corp Output control method for pulsed arc welding
CN109317785A (en) * 2018-12-11 2019-02-12 唐山松下产业机器有限公司 Welding control method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11291041A (en) * 1998-04-07 1999-10-26 Toyota Autom Loom Works Ltd Method for controlling pulse arc welding and device therefor
JP2008105095A (en) * 2006-09-25 2008-05-08 Daihen Corp Output control method for pulsed arc welding
CN109317785A (en) * 2018-12-11 2019-02-12 唐山松下产业机器有限公司 Welding control method

Also Published As

Publication number Publication date
JP7285041B2 (en) 2023-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9108263B2 (en) Welding power source with automatic variable high frequency
KR20150070209A (en) Method and system to control heat input in a welding operation
US20210086281A1 (en) Method and Apparatus for Pulse Welding
US20100237052A1 (en) Method and apparatus for adaptive gmaw short circuit frequency control
US20200139469A1 (en) Welding Type Power Supply For TIG Starts
CN103286419B (en) Sacrificial electrode arc welding control method
EP3815827A2 (en) Systems and methods to provide welding-type arc starting and stabilization with reduced open circuit voltage
JP2021023955A (en) Pulse arc welding control method
EP3215295B1 (en) Method and apparatus for air carbon arc cutting
US20200122262A1 (en) Systems and methods for voltage control of a short circuit during a pulse welding process
US20200122260A1 (en) Systems and methods for controlling arc initiation and termination in a welding process
JP6941410B2 (en) Pulse arc welding control method
US11958142B2 (en) Systems and methods to control pulse welding
JP2022185997A (en) Pulse arc welding power source
JP2016022507A (en) Pulse arc weldment control method
EP3991900B1 (en) Pulse arc welding power supply
JP2022049283A (en) Pulse arc welding power source
JP4464175B2 (en) Output control method of inverter controlled welding power source for pulse arc welding
JP2023040450A (en) arc welding method
JP2023167751A (en) Method for controlling weld finish of consumable electrode arc weld
JP2021013929A (en) Quality management method of arc welding
JP2022045137A (en) Welding power source system
JP2020151748A (en) Pulse arc welding control method
JP2000271741A (en) Method for controlling arc current and welding equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220408

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230224

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230310

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230508

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230510

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230519

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230519

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7285041

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150