JP2022041235A - Method for controlling arc-welding, welding power source, welding system, and detection method - Google Patents

Method for controlling arc-welding, welding power source, welding system, and detection method Download PDF

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Abstract

To provide an arc-welding control method capable of satisfactorily maintaining welding workability by performing droplet transfer or stabilizing an arc at an early stage even though disturbance causes the droplet transfer or the instability of the arc, by monitoring and controlling both a short circuit period and an arc period, a welding power source, a welding system, and a detection method.SOLUTION: Long-term short circuit determination means determines a short circuit period as a long-time short circuit in the case that data corresponding to a first threshold Tsmax acquired from welding information is determined to be equal to or more than the first threshold Tsmax. Short circuit arc determination means determines an arc period as a short-period arc in the case that data corresponding to a second threshold Tamin acquired from the welding information is determined to be equal to or less than the second threshold Tamin. A welding condition is corrected in the case that both the determination of the long-term short circuit and the determination of the short-period arc are satisfied.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、短絡期間とアーク期間を交互に繰り返すアーク溶接において、アーク不安定を抑制するためのアーク溶接の制御方法、溶接電源、溶接システム及び検出方法に関する。 The present invention relates to an arc welding control method, a welding power source, a welding system, and a detection method for suppressing arc instability in arc welding in which a short circuit period and an arc period are alternately repeated.

ガスシールドメタル溶接（Ｇａｓ Ｍｅｔａｌ Ａｒｃ Ｗｅｌｄｉｎｇ：ＧＭＡＷ）は、消耗式の電極（以降、溶接ワイヤともいう。）と母材（以降、被溶接材又はワークともいう。）の間にアークを発生させ、これを熱源に溶接ワイヤ及び母材を溶融させる溶接方法であり、種々の業種に係る溶接に一般的に用いられている手法である。このＧＭＡＷを用いる場合、そのアーク溶接現象は、種々の溶接条件によって変化するが、一般的に短絡期間とアーク期間が交互に発生する溶接条件を用いて、アーク溶接が行われることが多い。
ここで短絡期間とは、溶接ワイヤと母材が接触してアークが消えてから、溶接ワイヤと母材が離れてアークが発生するまでの期間であり、アーク期間は、溶接ワイヤと母材が離れ、アークが発生し続けている期間となる。この短絡期間とアーク期間が大きく変化せず、交互に繰り返す場合は、良好な溶接作業性を維持できるが、送給不良やシールドガス不良等の外乱が生じると、溶滴移行が乱れ、短絡期間又はアーク期間も乱れてしまい、スパッタの発生量が増加する等が起こり、溶接作業性が悪化する。 Gas shield metal welding (GMAW) generates an arc between a consumable electrode (hereinafter, also referred to as a weld wire) and a base metal (hereinafter, also referred to as a welded material or a work) to generate an arc. This is a welding method for melting a welding wire and a base metal using this as a heat source, and is a method generally used for welding in various industries. When this GMAW is used, the arc welding phenomenon changes depending on various welding conditions, but in general, arc welding is often performed using welding conditions in which short-circuit periods and arc periods occur alternately.
Here, the short-circuit period is the period from when the welding wire and the base metal come into contact with each other and the arc disappears until the welding wire and the base metal are separated from each other to generate an arc. It will be a period when the arc continues to be generated. If this short-circuit period and arc period do not change significantly and are repeated alternately, good welding workability can be maintained, but if disturbances such as poor feeding or defective shield gas occur, droplet migration is disturbed and the short-circuit period Alternatively, the arc period is also disturbed, the amount of spatter generated increases, and the welding workability deteriorates.

上述の問題に対し、特許文献１では、短絡が発生した時点における溶滴サイズと相関する値を検出し、相関値が予め定めた第１基準値未満、又は第１基準値よりも大きな値に予め定めた第２基準値以上のときは、短絡期間における溶接電流の傾斜及び／又はピーク値を所定値よりも大きくする、短絡期間の溶接電流制御方法が開示されている。当該技術によれば、相関値が第１基準値未満又は第２基準値以上であるときは、短絡発生時の溶滴サイズが適正範囲よりも外れて過小又は過大であるときであり、すなわち短絡発生時の溶滴サイズが過小又は過大であるときに、短絡期間の溶接電流の傾斜及び／又はピーク値を所定値（基準値）よりも大きな値に制御することによって、溶滴移行状態を安定に保ち、かつ、スパッタの発生量も少なくすることができるとされている。 In response to the above problem, Patent Document 1 detects a value that correlates with the droplet size at the time when a short circuit occurs, and the correlation value becomes less than a predetermined first reference value or larger than the first reference value. A method for controlling a welding current during a short-circuit period is disclosed, in which the gradient and / or peak value of the welding current during the short-circuit period is made larger than a predetermined value when the value is equal to or higher than a predetermined second reference value. According to the technique, when the correlation value is less than the first reference value or more than the second reference value, it means that the droplet size at the time of short circuit is out of the proper range and is too small or too large, that is, short circuit. When the droplet size at the time of generation is too small or too large, the gradient of the welding current during the short circuit period and / or the peak value is controlled to a value larger than the predetermined value (reference value) to stabilize the droplet transition state. It is said that the amount of spatter generated can be reduced.

また、特許文献２では、短絡発生期間の長さを検出し、検出した短絡発生期間の長さが大きくなるにつれて次回の短絡発生期間における短絡電流の増加率を増加させ、検出した短絡発生期間の長さが小さくなるにつれて次回の短絡発生期間における短絡電流の増加率を減少させることで、溶接が不安定になることを防止し、スパッタの発生を抑制することができるアーク溶接装置及びアーク溶接システムが開示されている。 Further, in Patent Document 2, the length of the short-circuit occurrence period is detected, and as the length of the detected short-circuit occurrence period increases, the rate of increase of the short-circuit current in the next short-circuit occurrence period is increased, and the detected short-circuit occurrence period is increased. An arc welding device and an arc welding system that can prevent the welding from becoming unstable and suppress the generation of spatter by reducing the rate of increase of the short circuit current in the next short circuit occurrence period as the length becomes smaller. Is disclosed.

特開２０１４－８３５７１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-83571 特開２０１２－７６１３１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-76131

このように、上記した従来技術は、短絡期間のみを監視し、短絡期間中の制御のみ行うことに終始している。しかしながら、外乱が生じた場合に短絡期間を制御したとしても、アーク期間が適正な範囲内でない場合は、次回の短絡時に適切な溶滴の大きさが維持し難くなり、溶滴移行又はアークの不安定が継続し、溶滴移行又はアークが安定化するまで時間を要する。すなわち、外乱が生じて溶接作業性が悪化した場合、溶接作業性を良好な状態に戻すまでに時間がかかり、この復帰時間分の溶接作業性の悪化が、溶接作業全体で見た場合に悪影響を及ぼすこととなる。 As described above, in the above-mentioned prior art, only the short-circuit period is monitored and only the control during the short-circuit period is performed. However, even if the short-circuit period is controlled when a disturbance occurs, if the arc period is not within the appropriate range, it becomes difficult to maintain an appropriate droplet size at the next short-circuit, and the droplet transfer or arc It takes time for the instability to continue and for droplet migration or arc stabilization. That is, when a disturbance occurs and the welding workability deteriorates, it takes time to return the welding workability to a good state, and the deterioration of the welding workability corresponding to this return time has an adverse effect on the entire welding work. Will be exerted.

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、短絡期間のみならずアーク期間をも監視して制御を行うことで、外乱により溶滴移行又はアークの不安定が生じたとしても、早期に溶滴移行又はアークを安定化させ、溶接作業性を良好に保つことができるアーク溶接の制御方法、溶接電源、溶接システム及び検出方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object thereof is to monitor and control not only the short-circuit period but also the arc period, so that the disturbance causes droplet migration or arc instability. Even if it is, it is an object of the present invention to provide a control method, a welding power source, a welding system and a detection method of arc welding which can stabilize the droplet transfer or arc at an early stage and maintain good welding workability.

したがって、本発明の上記目的は、アーク溶接の制御方法に係る下記（１）の構成により達成される。
（１） 短絡期間が長期短絡であるかを判定する長期短絡判定手段、及びアーク期間が短期アークであるかを判定する短期アーク判定手段を備える溶接電源を用いた、前記短絡期間と前記アーク期間を交互に繰り返すアーク溶接の制御方法であって、
前記短絡期間において検出される溶接情報のうち、少なくとも一つの前記溶接情報に基づいて、あらかじめ定めた第１閾値が設定され、
前記長期短絡判定手段は、前記溶接情報から取得される前記第１閾値に対応するデータが、前記第１閾値以上であると判断した場合において、前記短絡期間を前記長期短絡と判定し、
前記アーク期間において検出される溶接情報のうち、少なくとも一つの前記溶接情報に基づいて、あらかじめ定めた第２閾値が設定され、
前記短期アーク判定手段は、前記溶接情報から取得される前記第２閾値に対応するデータが、前記第２閾値以下であると判断した場合において、前記アーク期間を前記短期アークと判定し、
前記長期短絡判定手段における前記長期短絡の判定、及び前記短期アーク判定手段における前記短期アークの判定が共に満たされる場合に、溶接条件を補正することを特徴とするアーク溶接の制御方法。
この構成によれば、長期短絡かつ短期アークとなる、最も不安定となる現象を早期に検知できる。これにより、長期短絡かつ短期アークの連続発生を抑制して、早期にアーク不安定状態から脱出でき、スパッタを抑制して良好なビード外観が得られる。 Therefore, the above object of the present invention is achieved by the configuration of the following (1) relating to the control method of arc welding.
(1) The short-circuit period and the arc period using a welding power supply provided with a long-term short-circuit determination means for determining whether the short-circuit period is a long-term short circuit and a short-circuit arc determination means for determining whether the arc period is a short-circuit arc. It is a control method of arc welding that repeats alternately.
A predetermined first threshold value is set based on at least one of the welding information detected in the short-circuit period.
When the long-term short-circuit determination means determines that the data corresponding to the first threshold value acquired from the welding information is equal to or higher than the first threshold value, the long-circuit short-circuit determination means determines the short-circuit period as the long-term short circuit.
A predetermined second threshold value is set based on at least one of the welding information detected in the arc period.
When the short-term arc determination means determines that the data corresponding to the second threshold value acquired from the welding information is equal to or less than the second threshold value, the short-term arc determination means determines the arc period as the short-term arc.
A method for controlling arc welding, characterized in that welding conditions are corrected when both the determination of the long-term short circuit in the long-term short circuit determination means and the determination of the short-term arc in the short-term arc determination means are satisfied.
According to this configuration, the most unstable phenomenon, which is a long-term short circuit and a short-term arc, can be detected at an early stage. As a result, a long-term short circuit and continuous generation of short-term arcs can be suppressed, the arc can escape from the unstable state at an early stage, spatter can be suppressed, and a good bead appearance can be obtained.

また、アーク溶接の制御方法に係る本発明の好ましい実施形態は、以下の（２）～（１２）に関する。
（２） 前記長期短絡判定手段は、前記短絡期間において検出される溶接情報として、少なくとも溶接電流を検出し、
前記第１閾値を、あらかじめ定めた溶接電流値として、
前記検出される溶接電流値が、前記あらかじめ定めた溶接電流値以上となる場合に、前記短絡期間を前記長期短絡と判定することを特徴とする（１）に記載のアーク溶接の制御方法。
この構成によれば、短絡期間において溶接情報として検出した溶接電流に基づいて、長期短絡であるか否かを判定できる。
（３） 前記長期短絡判定手段は、前記短絡期間において検出される溶接情報として、溶接電流及びアーク電圧の少なくとも一つを検出し、
前記第１閾値を、あらかじめ定めた短絡期間開始時からの経過時間として、
前記検出される溶接電流及びアーク電圧の少なくとも１つに基づいて検出される、短絡期間開始時からの経過時間が、前記あらかじめ定めた短絡期間開始時からの経過時間以上となる場合に、前記短絡期間を前記長期短絡と判定することを特徴とする（１）に記載のアーク溶接の制御方法。
この構成によれば、短絡期間において溶接情報として検出した短絡期間開始時からの経過時間に基づいて、長期短絡であるか否かを判定できる。
（４） 前記短絡期間において、溶接電流の波形制御を行うための単一又は複数の波形制御区間を含み、
前記長期短絡判定手段は、前記短絡期間において検出される溶接情報として、少なくとも溶接電流及びアーク電圧の少なくとも一つを検出し、
前記第１閾値を、あらかじめ定めた、前記単一の波形制御区間における単一時間若しくは前記複数の波形制御区間における合計時間、又は溶接電流又はアーク電圧の目標値とし、
前記検出される溶接電流及びアーク電圧の少なくとも１つに基づいて検出される、前記単一の波形制御区間における単一時間若しくは前記複数の波形制御区間における合計時間が、前記あらかじめ定めた単一時間若しくは合計時間以上となる場合、又は、前記検出される溶接電流値又は前記アーク電圧値が、前記あらかじめ定めた溶接電流又はアーク電圧の目標値以上となる場合に、前記短絡期間を前記長期短絡と判定することを特徴とする（１）に記載のアーク溶接の制御方法。
この構成によれば、より高い精度で長期短絡であるか否かを判定でき、アーク安定性が更に向上する。
（５） 前記短絡期間において、溶接電流の波形制御を行うための単一又は複数の波形制御区間を含み、
前記波形制御区間は、少なくとも、あらかじめ定めた溶接電流値まで減少させる第１波形制御区間と、あらかじめ定めた傾きで前記溶接電流を増加させる第２波形制御区間と、前記第２波形制御区間よりも緩やかな傾きで前記溶接電流を増加させる第３波形制御区間と、を有する（３）又は（４）に記載のアーク溶接の制御方法。
この構成によれば、溶滴移行をスムーズに行うことができる。
（６） 前記長期短絡の判定及び前記短期アークの判定が共に満たされる場合において、
前記溶接条件のうち、
（ａ）前記第１波形制御区間における溶接電流値、傾き又は時間、
（ｂ）前記第２波形制御区間における溶接電流値、傾き又は時間、
（ｃ）前記第３波形制御区間における溶接電流値、傾き又は時間、
における少なくとも１つの前記溶接条件を補正することを特徴とする（５）に記載のアーク溶接の制御方法。
この構成によれば、溶接条件のうち適切な項目を補正することで、溶滴移行をスムーズに行うことができる。
（７） 前記溶接条件の補正後、前記長期短絡の判定及び前記短期アークの判定が、あらかじめ定めた回数以上で連続に発生する場合、又はあらかじめ定めた頻度で発生する場合において、前記溶接条件の補正を更に行うことを特徴とする（１）～（６）のいずれか１つに記載のアーク溶接の制御方法。
この構成によれば、溶接条件の補正後でもなお長期短絡かつ短期アークとなる場合に、溶接条件を更に補正することで、溶滴移行をスムーズに行うことができる。
（８） 前記溶接条件の補正後、前記アーク期間の開始時からあらかじめ定めた期間の間、前記短絡期間が開始されない場合において、前記補正後の溶接条件を初期の溶接条件に変更することを特徴とする（１）～（７）のいずれか１つに記載のアーク溶接の制御方法。
この構成によれば、アーク期間の開始時からあらかじめ定めた期間の間、短絡期間が開始されない場合には、アーク溶接が安定したとみなし、溶接条件を初期状態に戻すことができる。
（９） 前記溶接条件の補正後、前記長期短絡の判定及び前記短期アークの判定が、あらかじめ定めた回数以上で連続的に発生しない場合、又はあらかじめ定めた頻度で発生しない場合において、前記補正後の溶接条件を初期の溶接条件に変更することを特徴とする（１）～（８）のいずれか１つに記載のアーク溶接の制御方法。
この構成によれば、長期短絡及び短期アークの判定が、あらかじめ定めた回数以上で連続的に発生しない場合、又はあらかじめ定めた頻度で発生しない場合には、アーク溶接が安定したとみなし、溶接条件を初期状態に戻すことができる。
（１０） 前記短期アーク判定手段は、前記アーク期間において検出される溶接情報として、少なくとも溶接電流及びアーク電圧の少なくとも一つを検出し、
前記第２閾値を、あらかじめ定めたアーク期間開始時からの経過時間として、
前記検出される溶接電流及びアーク電圧の少なくとも１つに基づいて検出される、アーク期間開始時からの経過時間が、前記あらかじめ定めたアーク期間開始時からの経過時間以下となる場合に、前記アーク期間を前記短期アークと判定することを特徴とする（１）～（９）のいずれか１つに記載のアーク溶接の制御方法。
この構成によれば、アーク期間において溶接情報として検出したアーク期間開始時からの経過時間に基づいて、短期アークであるか否かを判定することができる。
（１１）
前記短絡期間を前記長期短絡と判定した場合において、あらかじめ定めた溶接電流の波形制御を行うことを特徴とする（１）～（１０）のいずれか１つに記載のアーク溶接の制御方法。
この構成によれば、短絡期間が長期短絡と判定された場合に、所定の波形制御を行うことで、溶滴移行をスムーズに行うことができる。
（１２） 前記波形制御は、あらかじめ定めた溶接電流値まで増加又は減少させるものであることを特徴とする（１１）に記載のアーク溶接の制御方法。
この構成によれば、短絡期間が長期短絡と判定された場合に、所定の波形制御を行うことで、溶滴移行をスムーズに行うことができる。 Further, preferred embodiments of the present invention relating to the control method of arc welding relate to the following (2) to (12).
(2) The long-term short-circuit determining means detects at least a welding current as welding information detected during the short-circuit period.
The first threshold value is set as a predetermined welding current value.
The arc welding control method according to (1), wherein the short-circuit period is determined to be the long-term short circuit when the detected welding current value is equal to or higher than the predetermined welding current value.
According to this configuration, it is possible to determine whether or not the short circuit is a long-term short circuit based on the welding current detected as welding information during the short circuit period.
(3) The long-term short-circuit determining means detects at least one of the welding current and the arc voltage as welding information detected during the short-circuit period.
The first threshold value is set as the elapsed time from the start of the predetermined short-circuit period.
The short circuit is detected when the elapsed time from the start of the short circuit period, which is detected based on at least one of the detected welding current and the arc voltage, is equal to or longer than the elapsed time from the start of the predetermined short circuit period. The arc welding control method according to (1), wherein the period is determined to be the long-term short circuit.
According to this configuration, it is possible to determine whether or not the short circuit is a long-term short circuit based on the elapsed time from the start of the short circuit period detected as welding information in the short circuit period.
(4) In the short-circuit period, a single or a plurality of waveform control sections for controlling the waveform of the welding current are included.
The long-term short-circuit determining means detects at least one of welding current and arc voltage as welding information detected during the short-circuit period.
The first threshold value is set as a predetermined target value of a single time in the single waveform control section, a total time in the plurality of waveform control sections, or a welding current or an arc voltage.
The single time in the single waveform control section or the total time in the plurality of waveform control sections detected based on at least one of the detected welding current and arc voltage is the predetermined single time. Alternatively, when the total time is longer than the total time, or when the detected welding current value or the arc voltage value is equal to or higher than the predetermined welding current or arc voltage target value, the short circuit period is defined as the long-term short circuit. The method for controlling arc welding according to (1), wherein the determination is made.
According to this configuration, it can be determined with higher accuracy whether or not it is a long-term short circuit, and the arc stability is further improved.
(5) In the short-circuit period, a single or a plurality of waveform control sections for controlling the waveform of the welding current are included.
The waveform control section has at least a first waveform control section that reduces the welding current value to a predetermined value, a second waveform control section that increases the welding current with a predetermined inclination, and a second waveform control section. The arc welding control method according to (3) or (4), which has a third waveform control section for increasing the welding current with a gentle inclination.
According to this configuration, droplet transfer can be smoothly performed.
(6) When both the determination of the long-term short circuit and the determination of the short-term arc are satisfied.
Of the above welding conditions
(A) Welding current value, slope or time in the first waveform control section,
(B) Welding current value, slope or time in the second waveform control section,
(C) Welding current value, slope or time in the third waveform control section,
The method for controlling arc welding according to (5), wherein at least one of the welding conditions in the above is corrected.
According to this configuration, the droplet transfer can be smoothly performed by correcting an appropriate item among the welding conditions.
(7) When the long-term short circuit determination and the short-term arc determination occur continuously more than a predetermined number of times or at a predetermined frequency after the correction of the welding conditions, the welding conditions are met. The method for controlling arc welding according to any one of (1) to (6), which further performs correction.
According to this configuration, when a long-term short circuit and a short-term arc still occur even after the correction of the welding conditions, the droplet transfer can be smoothly performed by further correcting the welding conditions.
(8) After the welding condition is corrected, the corrected welding condition is changed to the initial welding condition when the short-circuit period is not started for a predetermined period from the start of the arc period. The method for controlling arc welding according to any one of (1) to (7).
According to this configuration, if the short-circuit period is not started for a predetermined period from the start of the arc period, it is considered that the arc welding is stable and the welding conditions can be returned to the initial state.
(9) After the correction of the welding conditions, if the long-term short circuit determination and the short-term arc determination do not occur continuously more than a predetermined number of times or do not occur at a predetermined frequency, the correction is performed. The method for controlling arc welding according to any one of (1) to (8), wherein the welding conditions of the above are changed to the initial welding conditions.
According to this configuration, if the determination of long-term short circuit and short-term arc does not occur continuously more than a predetermined number of times, or if it does not occur continuously at a predetermined frequency, it is considered that arc welding is stable and the welding conditions are met. Can be returned to the initial state.
(10) The short-term arc determination means detects at least one of the welding current and the arc voltage as welding information detected during the arc period.
The second threshold value is set as the elapsed time from the start of the predetermined arc period.
The arc is detected when the elapsed time from the start of the arc period, which is detected based on at least one of the detected welding current and the arc voltage, is equal to or less than the elapsed time from the start of the predetermined arc period. The arc welding control method according to any one of (1) to (9), wherein the period is determined to be the short-term arc.
According to this configuration, it is possible to determine whether or not the arc is a short-term arc based on the elapsed time from the start of the arc period detected as welding information in the arc period.
(11)
The arc welding control method according to any one of (1) to (10), wherein when the short-circuit period is determined to be the long-term short-circuit, a predetermined welding current waveform control is performed.
According to this configuration, when the short-circuit period is determined to be a long-term short circuit, the droplet transfer can be smoothly performed by performing a predetermined waveform control.
(12) The arc welding control method according to (11), wherein the waveform control increases or decreases to a predetermined welding current value.
According to this configuration, when the short-circuit period is determined to be a long-term short circuit, the droplet transfer can be smoothly performed by performing a predetermined waveform control.

また、本発明の上記目的は、溶接電源に係る下記（１３）の構成により達成される。
（１３） 短絡期間とアーク期間を交互に繰り返すアーク溶接の制御に用いられる溶接電源であって、
前記短絡期間において検出される溶接情報のうち、少なくとも一つの前記溶接情報に基づいて、あらかじめ定めた第１閾値が設定され、前記溶接情報から取得される前記第１閾値に対応するデータが、前記第１閾値以上であると判断した場合において、前記短絡期間を長期短絡と判定する長期短絡判定手段と、
前記アーク期間において検出される溶接情報のうち、少なくとも一つの前記溶接情報に基づいて、あらかじめ定めた第２閾値が設定され、前記溶接情報から取得される前記第２閾値に対応するデータが、前記第２閾値以下であると判断した場合において、前記アーク期間を短期アークと判定する短期アーク判定手段と、
前記長期短絡判定手段における前記長期短絡の判定、及び前記短期アーク判定手段における前記短期アークの判定が共に満たされる場合に、溶接条件を補正する溶接条件補正手段と、を備えることを特徴とする溶接電源。
この構成によれば、長期短絡及び短期アークの判定が共に満たされる場合、溶接条件補正手段が溶接条件を補正して、安定したアーク溶接を行うことができる。 Further, the above object of the present invention is achieved by the configuration of the following (13) relating to the welding power source.
(13) A welding power source used for controlling arc welding in which a short-circuit period and an arc period are alternately repeated.
A predetermined first threshold value is set based on at least one of the welding information detected in the short-circuit period, and the data corresponding to the first threshold value acquired from the welding information is the said. A long-term short-circuit determining means for determining the short-circuit period as a long-term short circuit when it is determined to be equal to or higher than the first threshold value.
A predetermined second threshold value is set based on at least one of the welding information detected in the arc period, and the data corresponding to the second threshold value acquired from the welding information is the said. A short-term arc determination means for determining the arc period as a short-term arc when it is determined that the arc period is equal to or less than the second threshold value.
Welding comprising: a welding condition correction means for correcting a welding condition when both the determination of the long-term short circuit in the long-term short circuit determination means and the determination of the short-term arc in the short-term arc determination means are satisfied. Power supply.
According to this configuration, when the determination of the long-term short circuit and the short-term arc are both satisfied, the welding condition correction means can correct the welding conditions and perform stable arc welding.

また、本発明の上記目的は、溶接システムに係る下記（１４）の構成により達成される。
（１４） 溶接ロボットと、送給装置と、溶接電源と、シールドガス供給装置と、溶接制御装置と、を備え、短絡期間とアーク期間を交互に繰り返すアーク溶接の制御に用いられる溶接システムであって、
前記溶接電源は、
前記短絡期間において検出される溶接情報のうち、少なくとも一つの前記溶接情報に基づいて、あらかじめ定めた第１閾値が設定され、前記溶接情報から取得される前記第１閾値に対応するデータが、前記第１閾値以上であると判断した場合において、前記短絡期間を長期短絡と判定する長期短絡判定手段と、
前記アーク期間において検出される溶接情報のうち、少なくとも一つの前記溶接情報に基づいて、あらかじめ定めた第２閾値が設定され、前記溶接情報から取得される前記第２閾値に対応するデータが、前記第２閾値以下であると判断した場合において、前記アーク期間を短期アークと判定する短期アーク判定手段と、
前記長期短絡判定手段における前記長期短絡の判定、及び前記短期アーク判定手段における前記短期アークの判定が共に満たされる場合に、溶接条件を補正する溶接条件補正手段と、を備えることを特徴とする溶接システム。
この構成によれば、長期短絡及び短期アークの判定が共に満たされる場合、溶接条件補正手段が溶接条件を補正して、安定したアーク溶接を行うことができる。 Further, the above object of the present invention is achieved by the configuration of the following (14) relating to the welding system.
(14) A welding system equipped with a welding robot, a feeder, a welding power supply, a shield gas supply device, and a welding control device, and used for controlling arc welding in which a short circuit period and an arc period are alternately repeated. hand,
The welding power supply is
A predetermined first threshold value is set based on at least one of the welding information detected in the short-circuit period, and the data corresponding to the first threshold value acquired from the welding information is the said. A long-term short-circuit determining means for determining the short-circuit period as a long-term short circuit when it is determined to be equal to or higher than the first threshold value.
A predetermined second threshold value is set based on at least one of the welding information detected in the arc period, and the data corresponding to the second threshold value acquired from the welding information is the said. A short-term arc determination means for determining the arc period as a short-term arc when it is determined that the arc period is equal to or less than the second threshold value.
Welding comprising: a welding condition correction means for correcting a welding condition when both the determination of the long-term short circuit in the long-term short circuit determination means and the determination of the short-term arc in the short-term arc determination means are satisfied. system.
According to this configuration, when the determination of the long-term short circuit and the short-term arc are both satisfied, the welding condition correction means can correct the welding conditions and perform stable arc welding.

また、本発明の上記目的は、検出方法に係る下記（１５）の構成により達成される。
（１５） 短絡期間が長期短絡であるかを判定する長期短絡判定手段、及びアーク期間が短期アークであるかを判定する短期アーク判定手段を備える溶接電源を用いた、前記短絡期間における前記長期短絡及び前記アーク期間における前記短期アークを検出するための検出方法であって、
前記短絡期間において検出される溶接情報のうち、少なくとも一つの前記溶接情報に基づいて、あらかじめ定めた第１閾値が設定され、前記長期短絡判定手段は、前記溶接情報から取得される前記第１閾値に対応するデータが、前記第１閾値以上であると判断した場合において、前記短絡期間を前記長期短絡と判定し、
前記アーク期間において検出される溶接情報のうち、少なくとも一つの前記溶接情報に基づいて、あらかじめ定めた第２閾値が設定され、前記短期アーク判定手段は、前記溶接情報から取得される前記第２閾値に対応するデータが、前記第２閾値以下であると判断した場合において、前記アーク期間を前記短期アークと判定することを特徴とする検出方法。
この構成によれば、短絡期間及びアーク期間を監視し、検出される溶接情報に基づいて、長期短絡であるか否か及び短期アークであるか否かを判定することができる。 Further, the above object of the present invention is achieved by the configuration of the following (15) relating to the detection method.
(15) The long-term short circuit in the short-circuit period using a welding power supply provided with a long-term short-circuit determination means for determining whether the short-circuit period is a long-term short circuit and a short-circuit arc determination means for determining whether the arc period is a short-circuit arc. And a detection method for detecting the short-circuit arc during the arc period.
A predetermined first threshold value is set based on at least one of the welding information detected in the short-circuit period, and the long-term short-circuit determination means obtains the first threshold value from the welding information. When it is determined that the data corresponding to is equal to or greater than the first threshold value, the short-circuit period is determined to be the long-term short circuit.
A predetermined second threshold value is set based on at least one of the welding information detected in the arc period, and the short-term arc determination means obtains the second threshold value from the welding information. A detection method comprising determining the arc period as the short-term arc when it is determined that the data corresponding to the above is equal to or less than the second threshold value.
According to this configuration, the short circuit period and the arc period can be monitored, and it can be determined whether or not the short circuit is a long circuit and whether or not the arc is a short circuit based on the detected welding information.

本発明のアーク溶接の制御方法、溶接電源、溶接システム及び検出方法によれば、短絡期間のみならずアーク期間をも監視して制御を行うことで、外乱により溶滴移行又はアークの不安定が生じたとしても、早期に溶滴移行又はアークを安定化させ、溶接作業性を良好に保つことができる According to the arc welding control method, welding power supply, welding system and detection method of the present invention, by monitoring and controlling not only the short circuit period but also the arc period, droplet migration or arc instability due to disturbance can occur. Even if it occurs, it is possible to stabilize the droplet migration or arc at an early stage and maintain good welding workability.

図１は、本発明に係るアーク溶接システムの一構成例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing a configuration example of an arc welding system according to the present invention. 図２は、溶接電源のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a welding power supply. 図３は、短絡期間の波形制御を行わない場合における、長期短絡及び短期アークの判定方法の一例を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing an example of a method for determining a long-term short circuit and a short-term arc when the waveform of the short-circuit period is not controlled. 図４は、短絡期間の波形制御を行わない場合における、長期短絡及び短期アークの他の判定方法を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing another determination method of long-circuit short circuit and short-circuit arc when the waveform control of the short circuit period is not performed. 図５は、短絡期間の波形制御を行う場合における、長期短絡及び短期アークの発生により溶接条件を補正する状態を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a state in which welding conditions are corrected by the generation of a long-term short circuit and a short-term arc when the waveform of the short-circuit period is controlled. 図６は、短絡期間の波形制御を行う場合における、長期短絡であるがアーク期間が長期アークであるため、溶接条件が補正されない状態を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a state in which the welding condition is not corrected because the short circuit is a long-term short circuit but the arc period is a long-term arc when the waveform of the short-circuit period is controlled. 図７は、複数の波形制御区間からなる短絡期間の電圧波形及び電流波形を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing a voltage waveform and a current waveform during a short-circuit period including a plurality of waveform control sections. 図８は、短絡期間中の電流波形制御パラメータの補正を説明するグラフである。FIG. 8 is a graph illustrating the correction of the current waveform control parameter during the short circuit period. 図９は、溶接条件の補正後、短絡期間中の電流波形制御パラメータを更に補正する状態を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing a state in which the current waveform control parameter during the short-circuit period is further corrected after the welding conditions are corrected. 図１０は、波形制御区間の補正がリセットされる状態を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing a state in which the correction of the waveform control section is reset. 図１１は、波形制御区間の補正がリセットされない状態を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing a state in which the correction of the waveform control section is not reset.

以下、本発明に係る一実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る溶接システムは、溶接ロボットを用いた場合の一例であり、本実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、台車を用いた自動溶接装置に本発明の溶接システムを搭載しても良い。 Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. The welding system according to the present embodiment is an example in the case of using a welding robot, and is not limited to the configuration of the present embodiment. For example, the welding system of the present invention may be mounted on an automatic welding device using a trolley.

＜アーク溶接システムの概要＞
まず、本実施形態に係るアーク溶接システムの概要について説明する。図１は、本実施形態に係るアーク溶接システムの構成例を示す概略図である。アーク溶接システム５０は、溶接ロボット１００と、送給装置３００と、溶接電源４００と、シールドガス供給装置５００と、溶接制御装置６００と、を備えている。 <Overview of arc welding system>
First, an outline of the arc welding system according to this embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic view showing a configuration example of an arc welding system according to the present embodiment. The arc welding system 50 includes a welding robot 100, a feeder 300, a welding power supply 400, a shield gas supply device 500, and a welding control device 600.

溶接電源４００は、プラスのパワーケーブル４０１を介して、消耗式電極である溶接ワイヤ２１１に接続され、マイナスのパワーケーブル４０２を介して、被溶接物であるワークＷ０と接続されている。この接続は、逆極性で溶接を行う場合であり、正極性で溶接を行う場合、溶接電源４００は、プラスのパワーケーブルを介してワークＷ０に接続され、マイナスのパワーケーブルを介して溶接ワイヤ２１１に接続される。 The welding power supply 400 is connected to the welding wire 211 which is a consumable electrode via a positive power cable 401, and is connected to a work W 0 which is an object to be welded via a negative power cable 402. This connection is for welding with opposite polarity, and when welding with positive polarity, the welding power supply 400 is connected to the work W 0 via a positive power cable and a welding wire via a negative power cable. It is connected to 211.

また、溶接電源４００と溶接ワイヤ２１１の送給装置３００のそれぞれが信号線によって接続され、溶接ワイヤの送り速度を制御することができる。 Further, each of the welding power supply 400 and the feeding device 300 of the welding wire 211 is connected by a signal line, and the feeding speed of the welding wire can be controlled.

溶接ロボット１００は、エンドエフェクタとして、溶接トーチ２００を備えている。溶接トーチ２００は、溶接ワイヤ２１１に通電させる通電機構、すなわちコンタクトチップを有している。溶接ワイヤ２１１は、コンタクトチップからの通電により、先端からアークを発生し、その熱で溶接の対象であるワークＷ０を溶接する。 The welding robot 100 includes a welding torch 200 as an end effector. The welding torch 200 has an energizing mechanism for energizing the welding wire 211, that is, a contact tip. The welding wire 211 generates an arc from the tip when energized from the contact tip, and the heat thereof welds the work W 0 to be welded.

さらに、溶接トーチ２００は、シールドガスを噴出する機構となるシールドガスノズル２１０を備える。シールドガスは、炭酸ガス（ＣＯ２ガスともいう。）、アルゴンガス（Ａｒガスともいう。）、又は、例えばＡｒ＋ＣＯ２といった混合ガスのどちらでも良い。なお、シールドガスとしてＣＯ２ガスを用いることがより好ましく、混合ガスの場合はＡｒに１０～３０％のＣＯ２ガスを混合した系がより好ましい。シールドガスは、シールドガス供給装置５００から供給される。 Further, the welding torch 200 includes a shield gas nozzle 210 that serves as a mechanism for ejecting the shield gas. The shield gas may be either carbon dioxide gas (also referred to as CO 2 gas), argon gas (also referred to as Ar gas), or a mixed gas such as Ar + CO 2 . It is more preferable to use CO 2 gas as the shield gas, and in the case of a mixed gas, a system in which Ar is mixed with 10 to 30% CO 2 gas is more preferable. The shield gas is supplied from the shield gas supply device 500.

本実施形態で使用する溶接ワイヤ２１１は、フラックスを含まないソリッドワイヤとフラックスを含むフラックス入りワイヤのどちらでも良い。溶接ワイヤ２１１の材質も問わず、例えば材質は、軟鋼でも良いし、ステンレス、アルミニウム、チタンでも良く、ワイヤ表面にＣｕ等のめっきがあっても良い。さらに、溶接ワイヤ２１１の径も特に問わない。本実施形態の場合、好ましくは、径の上限を１．６ｍｍ、下限を０．８ｍｍとする。 The welding wire 211 used in the present embodiment may be either a solid wire containing no flux or a flux-cored wire containing flux. The material of the welding wire 211 is not limited, for example, the material may be mild steel, stainless steel, aluminum, titanium, or the wire surface may be plated with Cu or the like. Further, the diameter of the welding wire 211 is not particularly limited. In the case of this embodiment, the upper limit of the diameter is preferably 1.6 mm and the lower limit is 0.8 mm.

また、ワークＷ０は特に問わず、継手形状、溶接姿勢や開先形状なども特に問わない。 Further, the work W 0 is not particularly limited, and the joint shape, welding posture, groove shape, etc. are not particularly limited.

溶接制御装置６００は、溶接ロボット１００の動作を制御する。溶接制御装置６００は、あらかじめ溶接ロボット１００の動作パターン、溶接開始位置、溶接終了位置、溶接条件、ウィービング動作等を定めた教示データを保持し、溶接ロボット１００に対してこれらを指示して溶接ロボット１００の動作を制御する。また、溶接制御装置６００は、教示データに従い、溶接作業中の溶接電流、溶接電圧、送給速度等の溶接条件を、通信ケーブル６０１を介して溶接電源４００に与える。 The welding control device 600 controls the operation of the welding robot 100. The welding control device 600 holds teaching data in which the operation pattern of the welding robot 100, the welding start position, the welding end position, the welding conditions, the weaving operation, etc. are determined in advance, and instructs the welding robot 100 to indicate these to the welding robot. Controls the operation of 100. Further, the welding control device 600 supplies welding conditions such as welding current, welding voltage, and feeding speed during welding work to the welding power supply 400 via the communication cable 601 according to the teaching data.

溶接電源４００は、溶接制御装置６００からの指令により、溶接ワイヤ２１１及びワークＷ０に電力を供給することで、溶接ワイヤ２１１とワークＷ０との間にアークを発生させる。また、溶接電源４００は、溶接制御装置６００からの指令により、送給装置３００に、溶接ワイヤ２１１を送給する速度を制御するための信号を出力する。 The welding power supply 400 supplies electric power to the welding wire 211 and the work W 0 in response to a command from the welding control device 600 to generate an arc between the welding wire 211 and the work W 0 . Further, the welding power supply 400 outputs a signal for controlling the speed at which the welding wire 211 is fed to the feeding device 300 in response to a command from the welding control device 600.

＜溶接電源の機能構成＞
続いて、本実施形態に係る溶接電源の機能構成について詳細に説明する。図２に示すように、溶接電源４００は、アークを発生させて溶接を行うための電力を供給する電力供給部ＰＭと、送給速度指令、溶接電流指令又は溶接電圧指令などの信号を受け取り、電力供給部ＰＭの制御量を演算する加算回路ＡＤＤと、溶接中の溶接電圧を検出し、溶接電圧検出信号Ｖｄを出力する電圧検出部ＶＤと、溶接中の溶接電流を検出し、溶接電流検出信号Ｉｄを出力する電流検出部ＩＤと、溶接電圧検出信号Ｖｄに基づいて短絡期間又はアーク期間を判別する短絡／アーク判別回路４１０と、短絡期間及びアーク期間の情報に基づいて、電力供給部ＰＭの制御に係る補正量を算出する補正量算出回路４２０を備える。 <Functional configuration of welding power supply>
Subsequently, the functional configuration of the welding power source according to the present embodiment will be described in detail. As shown in FIG. 2, the welding power supply 400 receives signals such as a feed rate command, a welding current command, or a welding voltage command from a power supply unit PM that generates an arc and supplies power for performing welding. An adder circuit ADD that calculates the control amount of the power supply unit PM, a voltage detection unit VD that detects the welding voltage during welding and outputs a welding voltage detection signal Vd, and a welding current detection that detects the welding current during welding. The current detection unit ID that outputs the signal Id, the short-circuit / arc discrimination circuit 410 that determines the short-circuit period or arc period based on the welding voltage detection signal Vd, and the power supply unit PM based on the short-circuit period and arc period information. The correction amount calculation circuit 420 for calculating the correction amount related to the control of the above is provided.

溶接電源４００の電力供給部ＰＭは、３相２００Ｖ等の商用電源を入力として、入力された交流電圧を、後述する制御出力電流設定信号Ｉｓｅｔと溶接電流検出信号Ｉｄとの誤差増幅信号である電流誤差増幅信号Ｅｉに従って、不図示のインバータ、インバータトランス、整流器等で出力制御を行い、溶接電圧及び溶接電流を出力する。また、出力電圧を平滑するためにリアクトルＷＬを構成する。 The power supply unit PM of the welding power supply 400 uses a commercial power supply such as 3-phase 200V as an input, and uses the input AC voltage as a current which is an error amplification signal between the control output current setting signal Iset and the welding current detection signal Id, which will be described later. According to the error amplification signal Ei, the output is controlled by an inverter, an inverter transformer, a rectifier, etc. (not shown), and the welding voltage and the welding current are output. In addition, a reactor WL is configured to smooth the output voltage.

電流検出部ＩＤは、溶接中の溶接電流を検出して溶接電流検出信号Ｉｄを出力する。溶接電流検出信号Ｉｄは、図示しないＡ／Ｄ変換部でデジタル変換され、電流誤差増幅回路ＥＩ、アーク電圧制御回路４３１や図示しないその他制御回路、例えば、パルス生成等の電流制御回路等の補正回路などへ入力される。なお、電流誤差増幅回路ＥＩは、電流誤差増幅信号Ｅｉを電力供給部ＰＭへ入力する。電力供給部ＰＭは、この電流誤差増幅信号Ｅｉに従って、インバータ、インバータトランス、整流器等で出力制御を行い、溶接電圧及び溶接電流を出力する。 The current detection unit ID detects the welding current during welding and outputs the welding current detection signal Id. The welding current detection signal Id is digitally converted by an A / D converter (not shown), and a correction circuit such as a current error amplifier circuit EI, an arc voltage control circuit 431 and other control circuits (not shown), for example, a current control circuit for pulse generation, etc. It is input to. The current error amplifier circuit EI inputs the current error amplification signal Ei to the power supply unit PM. The power supply unit PM controls the output with an inverter, an inverter transformer, a rectifier, or the like according to the current error amplification signal Ei, and outputs the welding voltage and the welding current.

電圧検出部ＶＤは、溶接中の溶接電圧を検出して溶接電圧検出信号Ｖｄを出力する。溶接電圧検出信号Ｖｄは、図示しないＡ／Ｄ変換部でデジタル変換され、後述する短絡／アーク判別回路４１０、出力電流制御回路４３０におけるアーク電圧制御回路４３１及び図示しないその他の制御回路や補正回路などへ入力される。 The voltage detection unit VD detects the welding voltage during welding and outputs a welding voltage detection signal Vd. The welding voltage detection signal Vd is digitally converted by an A / D converter (not shown), and is described later in a short-circuit / arc discrimination circuit 410, an arc voltage control circuit 431 in an output current control circuit 430, and other control circuits and correction circuits (not shown). Is entered in.

短絡／アーク判別回路４１０は、溶接電圧検出信号Ｖｄを入力し、溶接電圧検出信号Ｖｄがあらかじめ定めた閾値ＶＡＳ（図３参照）以上である場合は、Ｈｉｇｈレベルとなるアーク期間判別信号を出力し、溶接電圧検出信号Ｖｄがあらかじめ定めた閾値ＶＡＳ未満である場合は、Ｌｏｗレベルとなる短絡期間判別信号を出力する。また、閾値ＶＡＳは、１０Ｖ～２２Ｖの範囲から選択されることが好ましく、１３Ｖとすることがより好ましく、更に好ましくはスレッシュホールドを有すると良い。なお、本実施形態では、アーク期間及び短絡期間をアーク電圧（溶接電圧）から判別したが、これに限られるものではなく、例えば、アーク音の検出信号や視覚センサ等で得られる溶滴移行の動画像等に基づいて判定しても良い。 The short-circuit / arc discrimination circuit 410 inputs a welding voltage detection signal Vd, and outputs an arc period discrimination signal at a high level when the welding voltage detection signal Vd is equal to or higher than a predetermined threshold VAS (see FIG. 3). If the welding voltage detection signal Vd is less than the predetermined threshold VAS, a short-circuit period determination signal that becomes the Low level is output. Further, the threshold value VAS is preferably selected from the range of 10V to 22V, more preferably 13V, and even more preferably having a threshold. In the present embodiment, the arc period and the short-circuit period are determined from the arc voltage (welding voltage), but the present invention is not limited to this, and for example, the droplet transfer obtained by an arc sound detection signal, a visual sensor, or the like is used. The determination may be made based on a moving image or the like.

出力電流制御回路４３０は、溶接電流設定回路ＩＳ、出力電圧設定回路ＶＳ及びワイヤ送給速度設定回路ＷＦＲからそれぞれ入力され、あらかじめ記憶部ＤＢに格納されている溶接電流設定値Ｉｓ、出力電圧設定値Ｖｓ、ワイヤ送給速度設定値Ｗｆｒ又は波形制御の設定値を入力し、電流設定信号Ｉｒを加算回路ＡＤＤへ出力する。なお、本実施形態では、記憶部ＤＢを通して各設定値を出力電流制御回路４３０に入力しているが、これら設定値は直接、出力電流制御回路４３０へ入力しても良い。また、波形制御の設定値とは、例えば、短絡波形制御を行う場合においては、制御期間の設定値、傾斜の設定値等が挙げられる。 The output current control circuit 430 is input from the welding current setting circuit IS, the output voltage setting circuit VS, and the wire feeding speed setting circuit WFR, respectively, and is stored in the storage unit DB in advance as the welding current setting value Is and the output voltage setting value. The Vs, the wire feeding speed set value Wfr, or the waveform control set value is input, and the current setting signal Ir is output to the adder circuit ADD. In the present embodiment, each set value is input to the output current control circuit 430 through the storage unit DB, but these set values may be directly input to the output current control circuit 430. Further, as the waveform control setting value, for example, in the case of performing short-circuit waveform control, a setting value of a control period, a setting value of an inclination, and the like can be mentioned.

加算回路ＡＤＤは、補正量算出回路４２０から出力される補正電流Ｉｅｒｒを入力する。加算回路ＡＤＤは、補正電流Ｉｅｒｒに、出力電流制御回路４３０における電流設定回路４３２から出力される電流設定信号Ｉｒを加算して、電流誤差増幅回路ＥＩへ制御出力電流設定信号Ｉｓｅｔを出力する。補正電流Ｉｅｒｒは、補正量算出回路４２０から出力されるものだけでなく、図示しないその他の補正回路から出力されたものについても、加算回路ＡＤＤに入力されても良い。なお、その他の補正回路とは、例えば、外部特性を制御するための補正回路等が挙げられる。 The addition circuit ADD inputs the correction current Ierr output from the correction amount calculation circuit 420. The addition circuit ADD adds the current setting signal Ir output from the current setting circuit 432 in the output current control circuit 430 to the correction current Irr, and outputs the control output current setting signal Issue to the current error amplification circuit EI. The correction current Ierr may be input to the adder circuit ADD not only as output from the correction amount calculation circuit 420 but also as output from other correction circuits (not shown). Examples of other correction circuits include correction circuits for controlling external characteristics.

記憶部ＤＢは、初期の各種設定信号、各判定、算出部で適用する閾値、溶接電源の外部特性係数（溶接電源の出力特性ともいう。）等のデータを有しており、各回路、各部に対し信号を出力する。 The storage unit DB has data such as various initial setting signals, each judgment, a threshold value applied by the calculation unit, and an external characteristic coefficient of the welding power supply (also referred to as an output characteristic of the welding power supply), and each circuit and each unit. Outputs a signal to.

＜補正量算出回路の機能構成＞
更に続いて、本実施形態に係る補正量算出回路の機能構成について詳細に説明する。図２に示すように、補正量算出回路４２０は、短期アーク判定部４２１、長期短絡判定部４２２及び補正電流算出部４２３を含む。 <Functional configuration of correction amount calculation circuit>
Subsequently, the functional configuration of the correction amount calculation circuit according to the present embodiment will be described in detail. As shown in FIG. 2, the correction amount calculation circuit 420 includes a short-term arc determination unit 421, a long-term short-circuit determination unit 422, and a correction current calculation unit 423.

短期アーク判定部４２１は、短絡／アーク判別回路４１０からの判別信号がＨｉｇｈレベルであるとき、すなわちアーク期間判別信号を出力しているときの時間を計測し、その計測された時間が、あらかじめ定めた閾値以下、すなわちあらかじめ定めたアーク期間開始時からの経過時間以下の時間であった場合に、短期アークである信号（短期アーク信号）を出力する。 The short-circuit arc determination unit 421 measures the time when the discrimination signal from the short-circuit / arc discrimination circuit 410 is at the high level, that is, when the arc period discrimination signal is output, and the measured time is predetermined. When the time is equal to or less than the threshold value, that is, less than or equal to the elapsed time from the start of the predetermined arc period, a short-circuit arc signal (short-circuit arc signal) is output.

長期短絡判定部４２２は、短絡／アーク判別回路４１０からの判別信号がＬｏｗレベルであるとき、すなわち短絡期間判別信号を出力しているときの時間又は溶接電流値等を計測し、その計測された時間又は溶接電流値が、あらかじめ定めた閾値以上、すなわちあらかじめ定めた短絡期間開始時からの経過時間以上の時間であった場合に、長期短絡である信号（長期短絡信号）を出力する。 The long-circuit short-circuit determination unit 422 measures the time or welding current value when the discrimination signal from the short-circuit / arc discrimination circuit 410 is at the Low level, that is, when the short-circuit period discrimination signal is output, and the measurement thereof is performed. When the time or the welding current value is equal to or longer than a predetermined threshold value, that is, a time equal to or longer than the elapsed time from the start of the predetermined short circuit period, a signal (long-term short circuit signal) that is a long-term short circuit is output.

補正電流算出部４２３は、短期アークである信号及び長期短絡である信号が交互に入力される場合に、補正量を算出し、補正電流Ｉｅｒｒを出力する。 The correction current calculation unit 423 calculates the correction amount and outputs the correction current Irr when the signal which is a short-term arc and the signal which is a long-term short circuit are alternately input.

以下、機能構成に基づいて、短絡期間中又はアーク期間中の溶接電流値やアーク電圧値等の溶接条件に関する補正についての各実施形態を説明する。
短絡期間とアーク期間を交互に繰り返すアーク溶接の制御を行うケースとして、短絡期間の波形制御を行わない場合と、短絡期間の波形制御を行う場合に分けることができる。いずれの場合にも、長期短絡の判定及び短期アークの判定が共に満たされる場合、具体的に本実施形態では長期短絡信号及び短期アーク信号が交互に入力される場合に、溶接条件を補正する。 Hereinafter, each embodiment of the correction regarding the welding conditions such as the welding current value and the arc voltage value during the short-circuit period or the arc period will be described based on the functional configuration.
As a case of controlling arc welding in which a short-circuit period and an arc period are alternately repeated, it can be divided into a case where the waveform control of the short-circuit period is not performed and a case where the waveform control of the short-circuit period is performed. In either case, the welding conditions are corrected when both the determination of the long-term short circuit and the determination of the short-term arc are satisfied, and specifically, in the present embodiment, when the long-term short circuit signal and the short-term arc signal are alternately input.

＜溶接条件の補正に関する第１実施形態＞
まず、短絡期間の波形制御を行わない場合における溶接条件の補正の一例について、図３を参照して説明する。図３は、短絡期間の波形制御を行わない場合における、長期短絡及び短期アークの判定方法の一例を示すグラフである。なお、図３には、短絡期間とアーク期間を交互に繰り返すアーク溶接における、溶接電流波形、溶接電圧波形及び短絡期間／アーク期間の判定結果を示す波形が示されている。 <First Embodiment Regarding Correction of Welding Conditions>
First, an example of correction of welding conditions when the waveform of the short-circuit period is not controlled will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a graph showing an example of a method for determining a long-term short circuit and a short-term arc when the waveform of the short-circuit period is not controlled. Note that FIG. 3 shows a welding current waveform, a welding voltage waveform, and a waveform showing a determination result of the short-circuit period / arc period in arc welding in which the short-circuit period and the arc period are alternately repeated.

図３に示すように、長期短絡であるか否かの判定は、あらかじめ定めた溶接電流値（Ｉｔｈｒ）を第１閾値とし、溶接情報として検出される溶接電流値が第１閾値以上であるとき、図２で示す長期短絡判定部４２２が、短絡期間を長期短絡と判定して長期短絡信号を出力する（図３において短絡期間１を参照）。 As shown in FIG. 3, the determination of whether or not a long-circuit is a long-circuit is performed when a predetermined welding current value (Itr) is set as the first threshold value and the welding current value detected as welding information is equal to or higher than the first threshold value. The long-term short-circuit determination unit 422 shown in FIG. 2 determines the short-circuit period as a long-term short circuit and outputs a long-term short-circuit signal (see short-circuit period 1 in FIG. 3).

また、短期アークであるかの否かの判定は、あらかじめ定めたアーク期間開始時からの経過時間（Ｔａｍｉｎ）を第２閾値とし、溶接情報として検出される溶接電流及びアーク電圧の少なくとも１つに基づいて検出される、アーク期間開始時からの経過時間が第２閾値以下であるとき、図２で示す短期アーク判定部４２１が、アーク期間を短期アークと判定して短期アーク信号を出力する（図３においてアーク期間１を参照）。 Further, in the determination of whether or not the arc is a short-term arc, the elapsed time (Tamin) from the start of the arc period set in advance is set as the second threshold value, and at least one of the welding current and the arc voltage detected as welding information. When the elapsed time from the start of the arc period, which is detected based on the above, is equal to or less than the second threshold value, the short-term arc determination unit 421 shown in FIG. 2 determines the arc period as a short-term arc and outputs a short-term arc signal ( See arc period 1 in FIG. 3).

そして、補正電流算出部４２３において、長期短絡信号及び短期アーク信号が交互に入力され、長期短絡の判定及び短期アークの判定が共に満たされる場合に、短絡期間中又はアーク期間中の溶接電流値、アーク電圧値等の溶接条件を補正する。なお、図３において補正後の溶接条件は省略する。 Then, when the long-term short-circuit signal and the short-term arc signal are alternately input in the correction current calculation unit 423 and both the long-circuit short-circuit determination and the short-circuit arc determination are satisfied, the welding current value during the short-circuit period or the arc period, Correct welding conditions such as arc voltage value. In FIG. 3, the corrected welding conditions are omitted.

また、短絡期間であるかアーク期間であるかの判定は、図３に示すように、検出される溶接電圧があらかじめ定めた閾値、すなわちＶＡＳ以上である場合は、アーク期間と判別し、検出される溶接電圧があらかじめ定めた閾値であるＶＡＳに満たない場合は、短絡期間と判別する。 Further, as shown in FIG. 3, when the detected welding voltage is equal to or higher than a predetermined threshold value, that is, VAS, the determination of whether it is a short-circuit period or an arc period is determined as an arc period and detected. When the welding voltage is less than the predetermined threshold value VAS, it is determined to be a short-circuit period.

以上の構成によれば、短絡期間において溶接情報として検出した溶接電流に基づいて、長期短絡であるか否かを判定できる。 According to the above configuration, it is possible to determine whether or not the short circuit is a long-term short circuit based on the welding current detected as welding information during the short circuit period.

続いて図４は、長期短絡及び短期アークの判定方法の他の一例を示すグラフである。なお、図４においても図３と同様に、短絡期間とアーク期間を交互に繰り返すアーク溶接における、溶接電流波形、溶接電圧波形及び短絡期間／アーク期間の判定結果を示す波形が示されている。図４に示すように、長期短絡であるか否かの判定は、あらかじめ定めた短絡期間開始時からの経過時間（Ｔｓｍａｘ）を第１閾値とし、溶接情報として検出される溶接情報として検出される溶接電流及びアーク電圧の少なくとも１つに基づいて検出される、短絡期間開始時からの経過時間が第１閾値以上であるとき、図２で示す長期短絡判定部４２２が、短絡期間を長期短絡と判定して長期短絡信号を出力する（図４において短絡期間２を参照）。 Subsequently, FIG. 4 is a graph showing another example of a method for determining a long-term short circuit and a short-term arc. Also in FIG. 4, similarly to FIG. 3, a waveform showing a welding current waveform, a welding voltage waveform, and a determination result of the short-circuit period / arc period in arc welding in which a short-circuit period and an arc period are alternately repeated is shown. As shown in FIG. 4, the determination of whether or not a long-circuit is a long-circuit is detected as welding information detected as welding information, with the elapsed time (Tsmax) from the start of a predetermined short-circuit period as the first threshold. When the elapsed time from the start of the short circuit period, which is detected based on at least one of the welding current and the arc voltage, is equal to or greater than the first threshold value, the long-term short-circuit determination unit 422 shown in FIG. The determination is made and a long-term short-circuit signal is output (see short-circuit period 2 in FIG. 4).

また、短期アークであるか否かの判定は、あらかじめ定めたアーク期間開始時からの期間（Ｔａｍｉｎ）を第２閾値とし、溶接情報として検出される溶接電流及びアーク電圧の少なくとも１つに基づいて検出される、アーク期間開始時からの経過時間が第２閾値以下であるとき、図２で示す短期アーク判定部４２１が、アーク期間を短期アークと判定して短期アーク信号を出力する（図４においてアーク期間２を参照）。 Further, in the determination of whether or not the arc is a short-term arc, a predetermined period from the start of the arc period (Tamin) is set as the second threshold value, and the determination is based on at least one of the welding current and the arc voltage detected as welding information. When the detected elapsed time from the start of the arc period is equal to or less than the second threshold value, the short-term arc determination unit 421 shown in FIG. 2 determines the arc period as a short-term arc and outputs a short-term arc signal (FIG. 4). See arc period 2 in.).

そして、補正電流算出部４２３において、長期短絡信号及び短期アーク信号が交互に入力される場合に、短絡期間中又はアーク期間中の溶接電流値、アーク電圧値等の溶接条件を補正する。なお、図４において補正後の溶接条件は省略する。 Then, when the long-term short-circuit signal and the short-term arc signal are alternately input in the correction current calculation unit 423, the welding conditions such as the welding current value and the arc voltage value during the short-circuit period or the arc period are corrected. In FIG. 4, the corrected welding conditions are omitted.

ところで、図４に示す、あらかじめ定めた短絡期間開始時からの経過時間を第１閾値（Ｔｓｍａｘ）として長期短絡であるか否かを判定する判定方法については、短絡期間の波形制御を行う場合でも行わない場合でも、同様に適用可能である。 By the way, regarding the determination method shown in FIG. 4 for determining whether or not a short-circuit is a long-term short circuit by setting the elapsed time from the start of the short-circuit period as a first threshold value (Tsmax), even when the waveform of the short-circuit period is controlled. Even if it is not done, it can be applied in the same way.

以上の構成によれば、短絡期間において溶接情報として検出した短絡期間開始時からの経過時間に基づいて、長期短絡であるか否かを判定できる。 According to the above configuration, it is possible to determine whether or not the short circuit is a long-term short circuit based on the elapsed time from the start of the short circuit period detected as welding information in the short circuit period.

ここまで第１実施形態について説明したが、本実施形態によれば、長期短絡かつ短期アークとなる、最も不安定となる現象を早期に検知できる。これにより、長期短絡かつ短期アークの連続発生を抑制して、早期にアーク不安定状態から脱出でき、スパッタを抑制して良好なビード外観が得られる。 Although the first embodiment has been described so far, according to the present embodiment, the most unstable phenomenon, which is a long-term short circuit and a short-term arc, can be detected at an early stage. As a result, a long-term short circuit and continuous generation of short-term arcs can be suppressed, the arc can escape from the unstable state at an early stage, spatter can be suppressed, and a good bead appearance can be obtained.

＜溶接条件の補正に関する第２実施形態＞
次に、短絡期間の波形制御を行う場合における溶接条件の補正の例について、図５～図１１を参照して説明する。 <Second Embodiment on Correction of Welding Conditions>
Next, an example of correction of welding conditions in the case of performing waveform control during a short circuit period will be described with reference to FIGS. 5 to 11.

図５は、長期短絡と短期アークが交互に繰り返される場合に、溶接条件、具体的には、短絡期間における波形制御を補正する状態を示すグラフである。短絡期間の波形制御を行う場合、長期短絡及び短期アークであるか否かの判定は、それぞれ時間を閾値として判断することが好ましい。本実施形態において第１閾値は、波形制御に基づいてあらかじめ定めた短絡期間開始時からの経過時間（Ｔｓｍａｘ）であり、第２閾値は、あらかじめ定めたアーク期間開始時からの経過時間（Ｔａｍｉｎ）としている。 FIG. 5 is a graph showing a state in which welding conditions, specifically, waveform control during a short circuit period are corrected when long-term short circuits and short-circuit arcs are alternately repeated. When controlling the waveform during the short circuit period, it is preferable to use time as a threshold value for determining whether or not the short circuit is a long circuit and the arc is a short circuit. In the present embodiment, the first threshold value is the elapsed time (Tsmax) from the start of the short-circuit period predetermined based on the waveform control, and the second threshold value is the elapsed time (Tamin) from the start of the arc period predetermined. It is supposed to be.

図５に示すように、短絡期間３における短絡期間開始時からの経過時間は、第１閾値（Ｔｓｍａｘ）より長いため、長期短絡と判定され、アーク期間３におけるアーク期間開始時からの経過時間は、第２閾値（Ｔａｍｉｎ）より短いため、短期アークと判定される。このように、長期短絡と短期アークが交互に繰り返されており、長期短絡の判定及び短期アークの判定が共に満たされていることから、次の短絡期間４において、溶接条件としての波形制御を補正する。具体的な波形制御の補正についは、後に詳述する。 As shown in FIG. 5, since the elapsed time from the start of the short-circuit period in the short-circuit period 3 is longer than the first threshold value (Tsmax), it is determined to be a long-term short circuit, and the elapsed time from the start of the arc period in the arc period 3 is , Since it is shorter than the second threshold value (Tamin), it is determined to be a short-circuit arc. In this way, the long-term short circuit and the short-circuit arc are repeated alternately, and both the long-circuit short-circuit determination and the short-circuit arc determination are satisfied. Therefore, in the next short-circuit period 4, the waveform control as the welding condition is corrected. do. The specific correction of waveform control will be described in detail later.

一方、図６は、短絡期間の波形制御を行う場合における、長期短絡であるがアーク期間が長期アークであるため、溶接条件が補正されない状態を示すグラフである。図６に示すように、短絡期間３における短絡期間開始時からの経過時間が第１閾値（Ｔｓｍａｘ）より長いため、長期短絡と判定されているものの、アーク期間３Ａにおけるアーク期間開始時からの経過時間が、第２閾値（Ｔａｍｉｎ）より長いため、短期アークとは判定されない。したがって、長期短絡と短期アークが交互に繰り返されず、長期短絡の判定及び短期アークの判定が共に満たされていないことから、次の短絡期間４Ａにおいて、溶接条件としての波形制御の補正は行わない。 On the other hand, FIG. 6 is a graph showing a state in which the welding condition is not corrected because the short circuit is a long-term short circuit but the arc period is a long-term arc when the waveform of the short-circuit period is controlled. As shown in FIG. 6, since the elapsed time from the start of the short-circuit period in the short-circuit period 3 is longer than the first threshold value (Tsmax), it is determined to be a long-term short circuit, but the elapsed time from the start of the arc period in the arc period 3A. Since the time is longer than the second threshold value (Tamin), it is not determined to be a short-circuit arc. Therefore, since the long-term short circuit and the short-term arc are not repeated alternately and both the long-circuit short-circuit determination and the short-circuit arc determination are not satisfied, the waveform control as a welding condition is not corrected in the next short-circuit period 4A.

次に、図７を参照して、短絡期間における溶接電流の波形制御について詳述する。図７は、複数の波形制御区間からなる短絡期間の電圧波形及び電流波形を示すグラフである。本実施形態では、短絡期間中に、溶接電流の波形制御を行っている。その波形制御は、４区間、すなわち区間Ａ（Ｔｓｓ）、区間Ｂ（Ｖｓｌｐ１）、区間Ｃ（Ｖｓｌｐ２）及び区間Ｄ（Ｉｍａｘ）であるものを例示している。しかし、波形制御の区間数は特に限定されるものではなく、単一でも良いし、複数であっても良い。 Next, with reference to FIG. 7, the waveform control of the welding current during the short circuit period will be described in detail. FIG. 7 is a graph showing a voltage waveform and a current waveform during a short-circuit period including a plurality of waveform control sections. In this embodiment, the waveform of the welding current is controlled during the short-circuit period. The waveform control exemplifies four sections, that is, a section A (Tss), a section B (Vslp1), a section C (Vslp2), and a section D (Imax). However, the number of waveform control sections is not particularly limited, and may be single or plural.

区間Ａ、すなわち第１波形制御区間は、溶接電流をあらかじめ定めた溶接電流値（Ｉｓｓ）まで減少させる期間である。
区間Ｂ、すなわち第２波形制御区間は、溶接電流をあらかじめ定めた傾き、すなわち電流の増加速度で、あらかじめ定めた溶接電流値（Ｉｓｌｐ１）まで増加させる期間である。
区間Ｃ、すなわち第３波形制御区間は、溶接電流を区間Ｂよりも緩やかな傾き、すなわち電流の増加速度で、あらかじめ定めた溶接電流値（Ｉｓｌｐ２）まで増加させる期間である。
区間Ｄは、短絡期間を長期短絡と判定した後に、所定の波形制御を追加して行う期間である。本実施形態においては、溶接電流をあらかじめ定めたピーク電流値（Ｉｍａｘ）まで増加させている。そして、その後、ピーク電流（Ｉｍａｘ）を一定時間維持する。なお、当然のことながら、区間Ｄは長期短絡の判定がない場合には発生しない。また、所定の波形制御としては、本実施形態で示すような、あらかじめ定めた溶接電流値まで増加させるものの他、あらかじめ定めた溶接電流値まで減少させるものであっても良い。 The section A, that is, the first waveform control section is a period during which the welding current is reduced to a predetermined welding current value (Iss).
The section B, that is, the second waveform control section is a period in which the welding current is increased to a predetermined welding current value (Islp1) at a predetermined slope, that is, an increase rate of the current.
The section C, that is, the third waveform control section is a period in which the welding current is increased to a predetermined welding current value (Islp2) at a gentler slope than the section B, that is, the rate of increase of the current.
The section D is a period in which a predetermined waveform control is added after the short-circuit period is determined to be a long-term short circuit. In this embodiment, the welding current is increased to a predetermined peak current value (Imax). Then, after that, the peak current (Imax) is maintained for a certain period of time. As a matter of course, the section D does not occur when there is no determination of a long-term short circuit. Further, as the predetermined waveform control, in addition to increasing the welding current value to a predetermined value as shown in the present embodiment, the predetermined waveform control may be decreased to a predetermined welding current value.

区間Ａは、一旦、Ｉｓｓまで溶接電流値を下げることにより、溶滴移行力を弱めてスパッタの発生を抑制する。区間Ｂ及び区間Ｃは、徐々に溶接電流値を高めて溶滴移行を促進する。さらに、区間Ｄは、短絡期間を長期短絡と判定した場合、急速に溶接電流値を高めて強制的に溶滴移行を行う。以上の構成によれば、短絡期間が長期短絡と判定された場合に、更に溶接電流を増加させて、強制的に溶滴移行させることができる。 In the section A, the welding current value is once lowered to Iss to weaken the droplet transfer force and suppress the generation of spatter. In the section B and the section C, the welding current value is gradually increased to promote the droplet transfer. Further, in the section D, when the short-circuit period is determined to be a long-term short circuit, the welding current value is rapidly increased and the droplet transfer is forcibly performed. According to the above configuration, when the short-circuit period is determined to be a long-term short circuit, the welding current can be further increased to forcibly transfer droplets.

本実施形態では、区間Ａ、区間Ｂ及び区間Ｃにおける単一の波形制御区間の時間（単一時間）又は複数の各区間の合計時間を、第１閾値（Ｔｓｍａｘ）としている。すなわち、短絡期間開始時からの経過時間が、この第１閾値（Ｔｓｍａｘ）以上となる場合に、短絡期間を長期短絡と判定する。以上の構成によれば、より早期に長期短絡であるか否かを判定でき、あらかじめ定めた波形制御を挿入すること又は後の波形制御区間を補正することで、溶滴移行又はアーク安定性の早期復帰が期待できる。
具体的に、区間Ａの経過時間を第１閾値とすれば、短絡期間の初期段階で長期短絡を判断することができるという利点を有し、長期短絡判定後、あらかじめ定めた波形制御を挿入すること又は後の区間Ｂ及びＣの波形制御を補正することで、後の短期アークを抑制し、又は後に短期アークが発生したとしても、長期短絡判定後すぐに補正等を行うため、溶滴移行又はアーク安定性の早期復帰が可能となる。 In the present embodiment, the time of a single waveform control section in the section A, the section B, and the section C (single time) or the total time of each of the plurality of sections is set as the first threshold value (Tsmax). That is, when the elapsed time from the start of the short-circuit period is equal to or greater than the first threshold value (Tsmax), the short-circuit period is determined to be a long-term short circuit. With the above configuration, it is possible to determine whether or not a long-term short circuit occurs earlier, and by inserting a predetermined waveform control or correcting the subsequent waveform control section, the droplet transfer or arc stability can be determined. Early return can be expected.
Specifically, if the elapsed time of the section A is set as the first threshold value, there is an advantage that a long-term short circuit can be determined at the initial stage of the short circuit period, and after the long-term short circuit determination, a predetermined waveform control is inserted. This or by correcting the waveform control of the later sections B and C, the later short-circuit arc is suppressed, or even if a short-term arc occurs later, the correction etc. is performed immediately after the long-term short circuit determination, so that the droplet shifts. Alternatively, the arc stability can be restored early.

図５に戻って説明すると、短絡期間３における短絡期間開始時からの経過時間が第１閾値（Ｔｓｍａｘ）以上と判断された場合、短絡期間を長期短絡と判定すると共に、区間Ｄへ移行して急速に溶接電流値を高め、強制的に溶滴移行を行う。次いで、アーク期間３におけるアーク期間開始時からの経過時間が第２閾値（Ｔａｍｉｎ）以下であるため、アーク期間を短期アークと判定する。これにより、次の短絡期間４において、図７に示す溶接条件としての波形制御を補正する。
以上の構成によれば、溶滴移行をスムーズに行うことができる。 Returning to FIG. 5, when it is determined that the elapsed time from the start of the short-circuit period in the short-circuit period 3 is equal to or greater than the first threshold value (Tsmax), the short-circuit period is determined to be a long-term short circuit, and the process shifts to the section D. The welding current value is rapidly increased and the droplet transfer is forcibly performed. Next, since the elapsed time from the start of the arc period in the arc period 3 is equal to or less than the second threshold value (Tamin), the arc period is determined to be a short-term arc. As a result, in the next short-circuit period 4, the waveform control as the welding condition shown in FIG. 7 is corrected.
According to the above configuration, the droplet transfer can be smoothly performed.

続いて、波形制御の補正は、図８に示すように、区間Ａ、区間Ｂ及び区間Ｃの少なくとも一つの制御を行うことが好ましい。以上の構成によれば、溶接条件のうち適切な項目を補正することで、溶滴移行をスムーズに行うことができる。
具体的には、図８に破線で示すように、区間Ａでは、低下させる溶接電流の目標値（溶接電流値）、傾き、及び時間のうち少なくとも一つを制御するように補正量を算出することが好ましく、より好ましくは区間Ａの経過時間（Ｔｓｓ）を短くするように制御するのが良い（補正後の区間Ａを区間Ａ´で示す。）。なお、区間Ａにおける電流傾斜の傾きは、溶接回路全体のインダクタンスとリアクタンスで概ね決まることから制御しがたいため、時間のみで制御するのが良い。
区間Ｂでは、増加させる溶接電流の目標値（溶接電流値）、傾き及び時間のうち少なくとも一つを制御するように補正量を算出することが好ましい（補正後の区間Ｂを区間Ｂ´で示す。）。
区間Ｃでは、増加させる溶接電流の目標値（溶接電流値）、傾き及び時間のうち少なくとも一つを制御するように補正量を算出することが好ましく、より好ましくは区間Ｃの傾斜（Ｖｓｌｐ２）を制御するのが良い（補正後の区間Ｃを区間Ｃ´で示す。）。 Subsequently, as shown in FIG. 8, it is preferable to perform at least one control of the section A, the section B, and the section C for the correction of the waveform control. According to the above configuration, the droplet transfer can be smoothly performed by correcting an appropriate item among the welding conditions.
Specifically, as shown by the broken line in FIG. 8, in the section A, the correction amount is calculated so as to control at least one of the target value (welding current value), the slope, and the time of the welding current to be reduced. It is preferable, and more preferably, it is preferable to control so as to shorten the elapsed time (Tss) of the section A (the corrected section A is indicated by the section A'). Since the slope of the current gradient in the section A is difficult to control because it is generally determined by the inductance and reactance of the entire welding circuit, it is better to control it only by time.
In the section B, it is preferable to calculate the correction amount so as to control at least one of the target value (welding current value), the inclination and the time of the welding current to be increased (the corrected section B is shown in the section B'. .).
In the section C, it is preferable to calculate the correction amount so as to control at least one of the target value (welding current value), the slope and the time of the welding current to be increased, and more preferably the slope (Vslp2) of the section C is calculated. It is good to control (the corrected section C is indicated by the section C').

また、図８に示す波形制御の補正、すなわち溶接条件の補正を行った後でも、なお長期短絡かつ短期アークとなる判定の信号が、あらかじめ定めた回数以上で連続に発生する場合、又はあらかじめ定めた頻度、例えば、３回に１回以上などで発生する場合には、更に波形制御の補正量を増大させるような、更なる溶接条件の補正を行うことが好ましい。以上の構成によれば、溶接条件の補正後でもなお長期短絡かつ短期アークとなる場合に、溶接条件を更に補正することで、溶滴移行をスムーズに行うことができる。 Further, even after the waveform control correction shown in FIG. 8, that is, the welding condition correction is performed, the signal for determining that a long-term short circuit and a short-term arc still occur is continuously generated more than a predetermined number of times, or is predetermined. When it occurs frequently, for example, once every three times or more, it is preferable to further correct the welding conditions so as to further increase the correction amount of the waveform control. According to the above configuration, when a long-term short circuit and a short-term arc still occur even after the welding conditions are corrected, the droplet transfer can be smoothly performed by further correcting the welding conditions.

図９に示すように、短絡期間５における短絡期間開始時からの経過時間は、第１閾値（Ｔｓｍａｘ）以上であるため長期短絡と判定され、アーク期間５におけるアーク期間開始時からの経過時間は、第２閾値（Ｔａｍｉｎ）以下であるため短期アークと判定されることから、次の短絡期間６において波形制御が補正される。しかし、短絡期間６も長期短絡と判定され、更に続くアーク期間６も短期アークと判定される場合、更に次の短絡期間７において波形制御が更に補正される。 As shown in FIG. 9, since the elapsed time from the start of the short-circuit period in the short-circuit period 5 is equal to or greater than the first threshold value (Tsmax), it is determined to be a long-term short circuit, and the elapsed time from the start of the arc period in the arc period 5 is Since it is determined to be a short-circuit arc because it is equal to or less than the second threshold value (Tamin), the waveform control is corrected in the next short-circuit period 6. However, if the short-circuit period 6 is also determined to be a long-term short circuit and the subsequent arc period 6 is also determined to be a short-circuit arc, the waveform control is further corrected in the next short-circuit period 7.

このように波形制御を補正することで、長期短絡かつ短期アークとなる、最もアーク不安定の現象の初動を検知し、長期短絡かつ短期アークの連続発生を抑制して、早期にアークガ不安定な状態から脱出して、スパッタ発生の抑制と、良好なビード外観を確保する。 By correcting the waveform control in this way, the initial motion of the phenomenon of the most arc instability, which is a long-term short circuit and short-term arc, is detected, and the continuous generation of long-circuit short-circuit and short-term arcs is suppressed, resulting in early arcga instability. Escape from the state to suppress spatter generation and ensure a good bead appearance.

そして、図１０に示すように、短絡期間８が長期短絡、かつ、アーク期間８が短期アークと判定され、短絡期間９で波形制御の補正を行った後、その後のアーク期間１０中において、アーク期間の開始時からあらかじめ定めた期間（Ｔａｍａｘ）の間、短絡期間が開始されない場合、すなわち、アーク期間１０におけるアーク期間の開始時からの経過時間が、あらかじめ定めた期間（Ｔａｍａｘ）より長い場合には、アーク期間が長期アークであり、アーク溶接が安定状態に戻ったと判断することができる。そして、短絡期間１１において波形制御を図７に示す初期溶接条件に変更、すなわち波形制御のリセットを行うようにしても良い。 Then, as shown in FIG. 10, it is determined that the short-circuit period 8 is a long-circuit short circuit and the arc period 8 is a short-circuit arc. After correcting the waveform control in the short-circuit period 9, the arc is performed during the subsequent arc period 10. When the short-circuit period is not started during the predetermined period (Tamax) from the start of the period, that is, when the elapsed time from the start of the arc period in the arc period 10 is longer than the predetermined period (Tamax). Can be determined that the arc period is a long-term arc and the arc welding has returned to a stable state. Then, in the short-circuit period 11, the waveform control may be changed to the initial welding condition shown in FIG. 7, that is, the waveform control may be reset.

また、図示しないが、上記の波形制御の補正後、長期短絡かつ短期アークとなる判定が、あらかじめ定めた回数以上で連続して発生しない場合、又はあらかじめ定めた頻度、例えば３回に１回以上などで発生しない場合においても、アーク溶接が安定状態に戻ったと判断して、波形制御を初期溶接条件に変更、すなわち波形制御のリセットを行うようにしても良い。 Further, although not shown, when the determination of a long-term short circuit and a short-term arc does not occur continuously more than a predetermined number of times after the correction of the above waveform control, or a predetermined frequency, for example, once every three times or more. Even if it does not occur due to such a situation, it may be determined that the arc welding has returned to a stable state, and the waveform control may be changed to the initial welding condition, that is, the waveform control may be reset.

しかし、図１１に示すように、短絡期間８が長期短絡、かつ、アーク期間８が短期アークと判定され、短絡期間９で波形制御の補正を行った後、その後のアーク期間１０が第２閾値（Ｔａｍｉｎ）より長くても、あらかじめ定めた期間（Ｔａｍａｘ）より短い場合、すなわち、Ｔａｍｉｎ＜アーク期間１０＜Ｔａｍａｘの場合には、短絡期間１１における波形制御は、初期溶接条件に変更されない。 However, as shown in FIG. 11, it is determined that the short-circuit period 8 is a long-circuit short circuit and the arc period 8 is a short-circuit arc, and after the waveform control is corrected in the short-circuit period 9, the subsequent arc period 10 is the second threshold value. If it is longer than (Tamin) but shorter than a predetermined period (Tamax), that is, if Tamin <arc period 10 <Tamax, the waveform control in the short-circuit period 11 is not changed to the initial welding condition.

以上、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、第２実施形態では、区間Ａ、区間Ｂ及び区間Ｃの合計時間（Ｔｓｍａｘ）を第１閾値としたが、第１閾値は、区間Ａ、区間Ｂ及び区間Ｃの溶接電流又はアーク電圧の目標値（例えば、Ｉｓｓ、Ｉｓｌｐ１、Ｉｓｌｐ２など）を用いるのであっても良い。 As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified, improved, and the like. For example, in the second embodiment, the total time (Tsmax) of the section A, the section B, and the section C is set as the first threshold value, but the first threshold value is the welding current or the arc voltage of the section A, the section B, and the section C. Target values (eg, Iss, Islp1, Islp2, etc.) may be used.

５０ アーク溶接システム（溶接システム）
１００ 溶接ロボット
２００ 溶接トーチ
３００ 送給装置
４００ 溶接電源
４２１ 短期アーク判定部（短期アーク判定手段）
４２２ 長期短絡判定部（長期短絡判定手段）
４２３ 補正電流算出部（溶接条件補正手段）
５００ シールドガス供給装置
６００ 溶接制御装置
Ａ 第１波形制御区間（区間Ａ、区間Ａ′）
Ｂ 第２波形制御区間（区間Ｂ、区間Ｂ′）
Ｃ 第３波形制御区間（区間Ｃ、区間Ｃ′）
Ｉｔｈｒ あらかじめ定めた溶接電流値（第１閾値）
Ｔｓｍａｘ あらかじめ定めた短絡期間開始時からの経過時間（第１閾値）
Ｔａｍｉｎ あらかじめ定めたアーク期間開始時からの経過時間（第２閾値）
Ｔａｍａｘ アーク期間の開始時からあらかじめ定めた期間
Ｗ０ ワーク 50 Arc welding system (welding system)
100 Welding robot 200 Welding torch 300 Feeding device 400 Welding power supply 421 Short-term arc determination unit (short-term arc determination means)
422 Long-circuit short-circuit determination unit (long-term short-circuit determination means)
423 Correction current calculation unit (welding condition correction means)
500 Shielded gas supply device 600 Welding control device A 1st waveform control section (section A, section A')
B Second waveform control section (section B, section B')
C Third waveform control section (section C, section C')
Itr Predetermined welding current value (first threshold value)
Tsmax Elapsed time from the start of a predetermined short-circuit period (first threshold value)
Tamin Elapsed time from the start of the predetermined arc period (second threshold value)
Tamax Work for a predetermined period W 0 work from the start of the arc period

Claims (15)

短絡期間が長期短絡であるかを判定する長期短絡判定手段、及びアーク期間が短期アークであるかを判定する短期アーク判定手段を備える溶接電源を用いた、前記短絡期間と前記アーク期間を交互に繰り返すアーク溶接の制御方法であって、
前記短絡期間において検出される溶接情報のうち、少なくとも一つの前記溶接情報に基づいて、あらかじめ定めた第１閾値が設定され、
前記長期短絡判定手段は、前記溶接情報から取得される前記第１閾値に対応するデータが、前記第１閾値以上であると判断した場合において、前記短絡期間を前記長期短絡と判定し、
前記アーク期間において検出される溶接情報のうち、少なくとも一つの前記溶接情報に基づいて、あらかじめ定めた第２閾値が設定され、
前記短期アーク判定手段は、前記溶接情報から取得される前記第２閾値に対応するデータが、前記第２閾値以下であると判断した場合において、前記アーク期間を前記短期アークと判定し、
前記長期短絡判定手段における前記長期短絡の判定、及び前記短期アーク判定手段における前記短期アークの判定が共に満たされる場合に、溶接条件を補正することを特徴とするアーク溶接の制御方法。 The short-circuit period and the arc period are alternately alternated by using a welding power source provided with a long-term short-circuit determination means for determining whether the short-circuit period is a long-term short circuit and a short-circuit arc determination means for determining whether the arc period is a short-circuit arc. It is a control method of repeated arc welding.
A predetermined first threshold value is set based on at least one of the welding information detected in the short-circuit period.
When the long-term short-circuit determination means determines that the data corresponding to the first threshold value acquired from the welding information is equal to or higher than the first threshold value, the long-circuit short-circuit determination means determines the short-circuit period as the long-term short circuit.
A predetermined second threshold value is set based on at least one of the welding information detected in the arc period.
When the short-term arc determination means determines that the data corresponding to the second threshold value acquired from the welding information is equal to or less than the second threshold value, the short-term arc determination means determines the arc period as the short-term arc.
A method for controlling arc welding, characterized in that welding conditions are corrected when both the determination of the long-term short circuit in the long-term short circuit determination means and the determination of the short-term arc in the short-term arc determination means are satisfied. 前記長期短絡判定手段は、前記短絡期間において検出される溶接情報として、少なくとも溶接電流を検出し、
前記第１閾値を、あらかじめ定めた溶接電流値として、
前記検出される溶接電流値が、前記あらかじめ定めた溶接電流値以上となる場合に、前記短絡期間を前記長期短絡と判定することを特徴とする請求項１に記載のアーク溶接の制御方法。 The long-term short-circuit determining means detects at least a welding current as welding information detected during the short-circuit period.
The first threshold value is set as a predetermined welding current value.
The arc welding control method according to claim 1, wherein the short-circuit period is determined to be the long-term short circuit when the detected welding current value is equal to or higher than the predetermined welding current value. 前記長期短絡判定手段は、前記短絡期間において検出される溶接情報として、溶接電流及びアーク電圧の少なくとも一つを検出し、
前記第１閾値を、あらかじめ定めた短絡期間開始時からの経過時間として、
前記検出される溶接電流及びアーク電圧の少なくとも１つに基づいて検出される、短絡期間開始時からの経過時間が、前記あらかじめ定めた短絡期間開始時からの経過時間以上となる場合に、前記短絡期間を前記長期短絡と判定することを特徴とする請求項１に記載のアーク溶接の制御方法。 The long-term short-circuit determining means detects at least one of a welding current and an arc voltage as welding information detected during the short-circuit period.
The first threshold value is set as the elapsed time from the start of the predetermined short-circuit period.
The short circuit is detected when the elapsed time from the start of the short circuit period, which is detected based on at least one of the detected welding current and the arc voltage, is equal to or longer than the elapsed time from the start of the predetermined short circuit period. The arc welding control method according to claim 1, wherein the period is determined to be the long-term short circuit. 前記短絡期間において、溶接電流の波形制御を行うための単一又は複数の波形制御区間を含み、
前記長期短絡判定手段は、前記短絡期間において検出される溶接情報として、少なくとも溶接電流及びアーク電圧の少なくとも一つを検出し、
前記第１閾値を、あらかじめ定めた、前記単一の波形制御区間における単一時間若しくは前記複数の波形制御区間における合計時間、又は溶接電流又はアーク電圧の目標値とし、
前記検出される溶接電流及びアーク電圧の少なくとも１つに基づいて検出される、前記単一の波形制御区間における単一時間若しくは前記複数の波形制御区間における合計時間が、前記あらかじめ定めた単一時間若しくは合計時間以上となる場合、又は、前記検出される溶接電流値又は前記アーク電圧値が、前記あらかじめ定めた溶接電流又はアーク電圧の目標値以上となる場合に、前記短絡期間を前記長期短絡と判定することを特徴とする請求項１に記載のアーク溶接の制御方法。 The short circuit period includes a single or multiple waveform control sections for controlling the waveform of the welding current.
The long-term short-circuit determining means detects at least one of welding current and arc voltage as welding information detected during the short-circuit period.
The first threshold value is set as a predetermined target value of a single time in the single waveform control section, a total time in the plurality of waveform control sections, or a welding current or an arc voltage.
The single time in the single waveform control section or the total time in the plurality of waveform control sections detected based on at least one of the detected welding current and arc voltage is the predetermined single time. Alternatively, when the total time is longer than the total time, or when the detected welding current value or the arc voltage value is equal to or higher than the predetermined welding current or arc voltage target value, the short circuit period is defined as the long-term short circuit. The control method for arc welding according to claim 1, wherein the determination is made. 前記短絡期間において、溶接電流の波形制御を行うための単一又は複数の波形制御区間を含み、
前記波形制御区間は、少なくとも、あらかじめ定めた溶接電流値まで減少させる第１波形制御区間と、あらかじめ定めた傾きで前記溶接電流を増加させる第２波形制御区間と、前記第２波形制御区間よりも緩やかな傾きで前記溶接電流を増加させる第３波形制御区間と、を有する請求項３又は４に記載のアーク溶接の制御方法。 The short circuit period includes a single or multiple waveform control sections for controlling the waveform of the welding current.
The waveform control section has at least a first waveform control section that reduces the welding current value to a predetermined value, a second waveform control section that increases the welding current with a predetermined inclination, and a second waveform control section. The control method for arc welding according to claim 3 or 4, further comprising a third waveform control section for increasing the welding current with a gentle inclination. 前記長期短絡の判定及び前記短期アークの判定が共に満たされる場合において、
前記溶接条件のうち、
（ａ）前記第１波形制御区間における溶接電流値、傾き又は時間、
（ｂ）前記第２波形制御区間における溶接電流値、傾き又は時間、
（ｃ）前記第３波形制御区間における溶接電流値、傾き又は時間、
における少なくとも１つの前記溶接条件を補正することを特徴とする請求項５に記載のアーク溶接の制御方法。 When both the determination of the long-term short circuit and the determination of the short-term arc are satisfied,
Of the above welding conditions
(A) Welding current value, slope or time in the first waveform control section,
(B) Welding current value, slope or time in the second waveform control section,
(C) Welding current value, slope or time in the third waveform control section,
The arc welding control method according to claim 5, wherein at least one of the welding conditions is corrected. 前記溶接条件の補正後、前記長期短絡の判定及び前記短期アークの判定が、あらかじめ定めた回数以上で連続に発生する場合、又はあらかじめ定めた頻度で発生する場合において、前記溶接条件の補正を更に行うことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載のアーク溶接の制御方法。 After the correction of the welding conditions, the correction of the welding conditions is further performed when the determination of the long-term short circuit and the determination of the short-term arc occur continuously more than a predetermined number of times or at a predetermined frequency. The method for controlling arc welding according to any one of claims 1 to 6, wherein the method is to be performed. 前記溶接条件の補正後、前記アーク期間の開始時からあらかじめ定めた期間の間、前記短絡期間が開始されない場合において、前記補正後の溶接条件を初期の溶接条件に変更することを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載のアーク溶接の制御方法。 A claim characterized in that, after the correction of the welding conditions, the corrected welding conditions are changed to the initial welding conditions when the short-circuit period is not started for a predetermined period from the start of the arc period. Item 6. The method for controlling arc welding according to any one of Items 1 to 7. 前記溶接条件の補正後、前記長期短絡の判定及び前記短期アークの判定が、あらかじめ定めた回数以上で連続的に発生しない場合、又はあらかじめ定めた頻度で発生しない場合において、前記補正後の溶接条件を初期の溶接条件に変更することを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載のアーク溶接の制御方法。 After the correction of the welding conditions, when the determination of the long-term short circuit and the determination of the short-term arc do not occur continuously more than a predetermined number of times or do not occur at a predetermined frequency, the corrected welding conditions. The method for controlling arc welding according to any one of claims 1 to 8, wherein the welding condition is changed to the initial welding condition. 前記短期アーク判定手段は、前記アーク期間において検出される溶接情報として、少なくとも溶接電流及びアーク電圧の少なくとも一つを検出し、
前記第２閾値を、あらかじめ定めたアーク期間開始時からの経過時間として、
前記検出される溶接電流及びアーク電圧の少なくとも１つに基づいて検出される、アーク期間開始時からの経過時間が、前記あらかじめ定めたアーク期間開始時からの経過時間以下となる場合に、前記アーク期間を前記短期アークと判定することを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載のアーク溶接の制御方法。 The short-term arc determination means detects at least one of the welding current and the arc voltage as the welding information detected during the arc period.
The second threshold value is set as the elapsed time from the start of the predetermined arc period.
The arc is detected when the elapsed time from the start of the arc period, which is detected based on at least one of the detected welding current and the arc voltage, is equal to or less than the elapsed time from the start of the predetermined arc period. The arc welding control method according to any one of claims 1 to 9, wherein the period is determined to be the short-term arc. 前記短絡期間を前記長期短絡と判定した場合において、あらかじめ定めた溶接電流の波形制御を行うことを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載のアーク溶接の制御方法。 The arc welding control method according to any one of claims 1 to 10, wherein when the short-circuit period is determined to be the long-term short-circuit, a predetermined welding current waveform control is performed. 前記波形制御は、あらかじめ定めた溶接電流値まで増加又は減少させるものであることを特徴とする請求項１１に記載のアーク溶接の制御方法。 The arc welding control method according to claim 11, wherein the waveform control increases or decreases up to a predetermined welding current value. 短絡期間とアーク期間を交互に繰り返すアーク溶接の制御に用いられる溶接電源であって、
前記短絡期間において検出される溶接情報のうち、少なくとも一つの前記溶接情報に基づいて、あらかじめ定めた第１閾値が設定され、前記溶接情報から取得される前記第１閾値に対応するデータが、前記第１閾値以上であると判断した場合において、前記短絡期間を長期短絡と判定する長期短絡判定手段と、
前記アーク期間において検出される溶接情報のうち、少なくとも一つの前記溶接情報に基づいて、あらかじめ定めた第２閾値が設定され、前記溶接情報から取得される前記第２閾値に対応するデータが、前記第２閾値以下であると判断した場合において、前記アーク期間を短期アークと判定する短期アーク判定手段と、
前記長期短絡判定手段における前記長期短絡の判定、及び前記短期アーク判定手段における前記短期アークの判定が共に満たされる場合に、溶接条件を補正する溶接条件補正手段と、を備えることを特徴とする溶接電源。 A welding power source used to control arc welding that alternates between short-circuit periods and arc periods.
A predetermined first threshold value is set based on at least one of the welding information detected in the short-circuit period, and the data corresponding to the first threshold value acquired from the welding information is the said. A long-term short-circuit determining means for determining the short-circuit period as a long-term short circuit when it is determined to be equal to or higher than the first threshold value.
A predetermined second threshold value is set based on at least one of the welding information detected in the arc period, and the data corresponding to the second threshold value acquired from the welding information is the said. A short-term arc determination means for determining the arc period as a short-term arc when it is determined that the arc period is equal to or less than the second threshold value.
Welding comprising: a welding condition correction means for correcting a welding condition when both the determination of the long-term short circuit in the long-term short circuit determination means and the determination of the short-term arc in the short-term arc determination means are satisfied. Power supply. 溶接ロボットと、送給装置と、溶接電源と、シールドガス供給装置と、溶接制御装置と、を備え、短絡期間とアーク期間を交互に繰り返すアーク溶接の制御に用いられる溶接システムであって、
前記溶接電源は、
前記短絡期間において検出される溶接情報のうち、少なくとも一つの前記溶接情報に基づいて、あらかじめ定めた第１閾値が設定され、前記溶接情報から取得される前記第１閾値に対応するデータが、前記第１閾値以上であると判断した場合において、前記短絡期間を長期短絡と判定する長期短絡判定手段と、
前記アーク期間において検出される溶接情報のうち、少なくとも一つの前記溶接情報に基づいて、あらかじめ定めた第２閾値が設定され、前記溶接情報から取得される前記第２閾値に対応するデータが、前記第２閾値以下であると判断した場合において、前記アーク期間を短期アークと判定する短期アーク判定手段と、
前記長期短絡判定手段における前記長期短絡の判定、及び前記短期アーク判定手段における前記短期アークの判定が共に満たされる場合に、溶接条件を補正する溶接条件補正手段と、を備えることを特徴とする溶接システム。 It is a welding system equipped with a welding robot, a feeding device, a welding power supply, a shield gas supply device, and a welding control device, and is used for controlling arc welding in which a short circuit period and an arc period are alternately repeated.
The welding power supply is
A predetermined first threshold value is set based on at least one of the welding information detected in the short-circuit period, and the data corresponding to the first threshold value acquired from the welding information is the said. A long-term short-circuit determining means for determining the short-circuit period as a long-term short circuit when it is determined to be equal to or higher than the first threshold value.
A predetermined second threshold value is set based on at least one of the welding information detected in the arc period, and the data corresponding to the second threshold value acquired from the welding information is the said. A short-term arc determination means for determining the arc period as a short-term arc when it is determined that the arc period is equal to or less than the second threshold value.
Welding comprising: a welding condition correction means for correcting a welding condition when both the determination of the long-term short circuit in the long-term short circuit determination means and the determination of the short-term arc in the short-term arc determination means are satisfied. system. 短絡期間が長期短絡であるかを判定する長期短絡判定手段、及びアーク期間が短期アークであるかを判定する短期アーク判定手段を備える溶接電源を用いた、前記短絡期間における前記長期短絡及び前記アーク期間における前記短期アークを検出するための検出方法であって、
前記短絡期間において検出される溶接情報のうち、少なくとも一つの前記溶接情報に基づいて、あらかじめ定めた第１閾値が設定され、前記長期短絡判定手段は、前記溶接情報から取得される前記第１閾値に対応するデータが、前記第１閾値以上であると判断した場合において、前記短絡期間を前記長期短絡と判定し、
前記アーク期間において検出される溶接情報のうち、少なくとも一つの前記溶接情報に基づいて、あらかじめ定めた第２閾値が設定され、前記短期アーク判定手段は、前記溶接情報から取得される前記第２閾値に対応するデータが、前記第２閾値以下であると判断した場合において、前記アーク期間を前記短期アークと判定することを特徴とする検出方法。 The long-circuit short-circuit and the arc in the short-circuit period using a welding power supply provided with a long-term short-circuit determination means for determining whether the short-circuit period is a long-term short circuit and a short-circuit arc determination means for determining whether the arc period is a short-circuit arc. A detection method for detecting the short-circuit arc during a period.
A predetermined first threshold value is set based on at least one of the welding information detected in the short-circuit period, and the long-term short-circuit determination means obtains the first threshold value from the welding information. When it is determined that the data corresponding to is equal to or greater than the first threshold value, the short-circuit period is determined to be the long-term short circuit.
A predetermined second threshold value is set based on at least one of the welding information detected in the arc period, and the short-term arc determination means obtains the second threshold value from the welding information. A detection method comprising determining the arc period as the short-term arc when it is determined that the data corresponding to the above is equal to or less than the second threshold value.
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