JP2532434B2 - ア−ク溶接装置 - Google Patents
ア−ク溶接装置Info
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- JP2532434B2 JP2532434B2 JP62020850A JP2085087A JP2532434B2 JP 2532434 B2 JP2532434 B2 JP 2532434B2 JP 62020850 A JP62020850 A JP 62020850A JP 2085087 A JP2085087 A JP 2085087A JP 2532434 B2 JP2532434 B2 JP 2532434B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、溶接ロボットおよび溶接治具とともに使用
する自動溶接用のアーク溶接装置に関するものである。
する自動溶接用のアーク溶接装置に関するものである。
従来の技術 従来の自動溶接用のアーク溶接機は、使用溶接速度の
範囲が30〜80CPMと比較的狭く、かつ低速の反自動溶接
用のアーク溶接機を基にして、溶接作業者が直接行って
いた調整，操作，例えばワイヤ送給量・溶接出力の調
整，トーチスイッチのON,OFF操作，トーチの操作を溶接
ロボットあるいは溶接治具を通して行えるよう改善した
ものである。
範囲が30〜80CPMと比較的狭く、かつ低速の反自動溶接
用のアーク溶接機を基にして、溶接作業者が直接行って
いた調整，操作，例えばワイヤ送給量・溶接出力の調
整，トーチスイッチのON,OFF操作，トーチの操作を溶接
ロボットあるいは溶接治具を通して行えるよう改善した
ものである。
このうち、溶接出力の調整は、ワイヤ送給量，トーチ
母材間距離，溶接姿勢，溶接継手形状などの差異に対し
て、アークが不安定になったり溶接欠陥が生じたりする
ことのないような適正範囲にアークの状態を設定するた
めに行うものである。
母材間距離，溶接姿勢，溶接継手形状などの差異に対し
て、アークが不安定になったり溶接欠陥が生じたりする
ことのないような適正範囲にアークの状態を設定するた
めに行うものである。
したがって、自動溶接で100CPM以上の高速溶接を行う
場合にも、30〜80CPMと比較的低速の半自動溶接の範囲
での溶接出力調整でカバーしている。
場合にも、30〜80CPMと比較的低速の半自動溶接の範囲
での溶接出力調整でカバーしている。
発明が解決しようとする問題点 このように従来例では、低速度溶接における溶接出力
制御方式をそのまま高速溶接にも適用しているので、高
速溶接で特徴的なアンダーカットやハンピングなどの溶
接欠陥が発生しやすい問題点がある。この問題点は溶接
速度の向上を主目的の一つとする自動溶接の主旨とは矛
盾する。
制御方式をそのまま高速溶接にも適用しているので、高
速溶接で特徴的なアンダーカットやハンピングなどの溶
接欠陥が発生しやすい問題点がある。この問題点は溶接
速度の向上を主目的の一つとする自動溶接の主旨とは矛
盾する。
本発明は、溶接速度に応じて溶接出力が自動的に適正
値に制御され、従来より問題であった高速溶接でも適正
な溶接出力が得られるように構成することによって、上
記問題点を解決することを目的とするものである。
値に制御され、従来より問題であった高速溶接でも適正
な溶接出力が得られるように構成することによって、上
記問題点を解決することを目的とするものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため、本発明のアーク溶接装置
は入力される溶接電圧指令信号，溶接電流指令信号およ
び溶接速度指令信号の３つの指令信号にもとづいて、溶
接条件データバンクに記憶されている溶接出力制御波形
データの中から最適値を選定して溶接出力制御を行うこ
とのできる出力制御回路を具備してなるものである。
は入力される溶接電圧指令信号，溶接電流指令信号およ
び溶接速度指令信号の３つの指令信号にもとづいて、溶
接条件データバンクに記憶されている溶接出力制御波形
データの中から最適値を選定して溶接出力制御を行うこ
とのできる出力制御回路を具備してなるものである。
作用 上記構成により溶接速度に応じて出力を決定するため
の最適なデータが選定されるため、溶接速度に応じた最
適な溶接出力制御波形を得ることが出来る。
の最適なデータが選定されるため、溶接速度に応じた最
適な溶接出力制御波形を得ることが出来る。
実 施 例 以下、本発明の実施例について添付図面を参照して説
明する。
明する。
第１図において、１は三相交流電源電圧を整流する整
流器である。この整流器１の出力端子は溶接出力制御素
子２を介して主変圧器３の一次巻線に接続され、溶接出
力制御素子２がスイッチング動作することにより主変圧
器３の一次巻線に高周波電圧が発生する。主変圧器３の
二次巻線に発生する高周波電圧は整流器４により整流さ
れ、平滑器５により平滑され、出力端子６を介して、ワ
イヤ15と母材16間に供給される。
流器である。この整流器１の出力端子は溶接出力制御素
子２を介して主変圧器３の一次巻線に接続され、溶接出
力制御素子２がスイッチング動作することにより主変圧
器３の一次巻線に高周波電圧が発生する。主変圧器３の
二次巻線に発生する高周波電圧は整流器４により整流さ
れ、平滑器５により平滑され、出力端子６を介して、ワ
イヤ15と母材16間に供給される。
22はロボット本体であり、アームの先端にトチ14が設
けられている。17は溶接ロボット制御装置であり、トー
チスイッチ指令装置18,溶接速度指令装置19,溶接電流指
令装置20および溶接電圧指令装置21を備えている。溶接
速度指令装置19から出力される溶接速度指令信号，溶接
電流指令装置20から出力される溶接電流指令信号，溶接
電圧・指令装置21から出力される溶接電圧指令信号は指
令値受信回路24を介してCPU23に読み込まれる。またト
ーチスイッチ指令装置18から出力されるトーチスイッチ
指令信号はトーチ信号受信回路25を介してCPU23に読み
込まれる。10はデータバンクであり、溶接電流，電圧，
および速度に応じて最適な出力制御波形を得るためのデ
ータが収納されている。CPU23は溶接電流，電圧，およ
び溶接速度をロボット制御装置17より指令値受信回路24
を通して読み込むと、データバンク10の中から、溶接電
流値，電圧値および溶接速度によって決定されるデータ
を選定し、このデータが出力制御回路９に入力されて、
このデータにもとづく溶接出力制御波形が形成される。
けられている。17は溶接ロボット制御装置であり、トー
チスイッチ指令装置18,溶接速度指令装置19,溶接電流指
令装置20および溶接電圧指令装置21を備えている。溶接
速度指令装置19から出力される溶接速度指令信号，溶接
電流指令装置20から出力される溶接電流指令信号，溶接
電圧・指令装置21から出力される溶接電圧指令信号は指
令値受信回路24を介してCPU23に読み込まれる。またト
ーチスイッチ指令装置18から出力されるトーチスイッチ
指令信号はトーチ信号受信回路25を介してCPU23に読み
込まれる。10はデータバンクであり、溶接電流，電圧，
および速度に応じて最適な出力制御波形を得るためのデ
ータが収納されている。CPU23は溶接電流，電圧，およ
び溶接速度をロボット制御装置17より指令値受信回路24
を通して読み込むと、データバンク10の中から、溶接電
流値，電圧値および溶接速度によって決定されるデータ
を選定し、このデータが出力制御回路９に入力されて、
このデータにもとづく溶接出力制御波形が形成される。
11は出力端子６間の電圧を検出することにより短絡状
態であるかアーク状態であるかを弁別する短絡アーク弁
別回路である。この短絡アーク弁別回路11の出力は溶接
出力制御回路９に入力される。出力制御回路９は短絡ア
ーク弁別回路11の信号を受けて、短絡時、およびアーク
時夫々に最適な出力制御波形をCPU23からのデータをも
とに形成する。ワイヤ送給モータ13は、溶接出力制御回
路９の出力によりワイヤ送給指令回路12が駆動されて動
作し、ワイヤ15を送給する。
態であるかアーク状態であるかを弁別する短絡アーク弁
別回路である。この短絡アーク弁別回路11の出力は溶接
出力制御回路９に入力される。出力制御回路９は短絡ア
ーク弁別回路11の信号を受けて、短絡時、およびアーク
時夫々に最適な出力制御波形をCPU23からのデータをも
とに形成する。ワイヤ送給モータ13は、溶接出力制御回
路９の出力によりワイヤ送給指令回路12が駆動されて動
作し、ワイヤ15を送給する。
また溶接出力制御回路９の出力により、パルス幅変調
回路８、ドライバー回路７が順次駆動され、溶接出力制
御素子２をスイッチングする。
回路８、ドライバー回路７が順次駆動され、溶接出力制
御素子２をスイッチングする。
以上の構成において、動作内容は次のとうりである。
溶接ロボット制御装置17の溶接速度指令装置19からの溶
接速度指令信号，溶接電流指令装置20からの溶接電流指
令信号，溶接電圧指令装置21からの溶接電圧指令信号が
指令値受信回路24を介してCPU23に読み込まれる。CPU23
は上記の３つの指令値より決定されるデータをデータバ
ンク10の中から選定し、このデータが出力制御回路９に
入力される。また溶接出力状態が短絡か、アーク状態で
あるかの信号を短絡アーク弁回路11より入力して、上記
データをもとに出力制御波形を形成する。出力制御回路
の出力は、パルス幅変調回路８及びドライバー７を通し
てスイッチング素子２に入力されて溶接出力電圧を制御
する。また溶接出力制御回路９の別の出力制御信号は、
ワイヤ送給指令回路12に出力されて、ワイヤ送給速度を
制御する。
溶接ロボット制御装置17の溶接速度指令装置19からの溶
接速度指令信号，溶接電流指令装置20からの溶接電流指
令信号，溶接電圧指令装置21からの溶接電圧指令信号が
指令値受信回路24を介してCPU23に読み込まれる。CPU23
は上記の３つの指令値より決定されるデータをデータバ
ンク10の中から選定し、このデータが出力制御回路９に
入力される。また溶接出力状態が短絡か、アーク状態で
あるかの信号を短絡アーク弁回路11より入力して、上記
データをもとに出力制御波形を形成する。出力制御回路
の出力は、パルス幅変調回路８及びドライバー７を通し
てスイッチング素子２に入力されて溶接出力電圧を制御
する。また溶接出力制御回路９の別の出力制御信号は、
ワイヤ送給指令回路12に出力されて、ワイヤ送給速度を
制御する。
こゝで、溶接電流，電圧および速度の指令値受信回路
について説明する。通常、ロボット制御装置17からの出
力信号はアナログ信号であるので溶接出力制御回路９の
入力段がデジタル入力構成である場合にはA/D変換，溶
接出力制御回路９の入力がアナログ入力構成である場合
にはアナログ量調整といったような、溶接出力制御回路
９の入力段とロボット制御装置17の出力段とのマッチン
グを行う働きをする。ロボット制御装置17からの出力信
号がデジタル信号である場合には、指令値受信回路24は
なくても良い。トーチスイッチ信号受信回路はロボット
からのトーチスイッチ信号をCPUがそのタイミングを読
み込める様な信号に変換する様に動作する。
について説明する。通常、ロボット制御装置17からの出
力信号はアナログ信号であるので溶接出力制御回路９の
入力段がデジタル入力構成である場合にはA/D変換，溶
接出力制御回路９の入力がアナログ入力構成である場合
にはアナログ量調整といったような、溶接出力制御回路
９の入力段とロボット制御装置17の出力段とのマッチン
グを行う働きをする。ロボット制御装置17からの出力信
号がデジタル信号である場合には、指令値受信回路24は
なくても良い。トーチスイッチ信号受信回路はロボット
からのトーチスイッチ信号をCPUがそのタイミングを読
み込める様な信号に変換する様に動作する。
以上溶接出力制御特性は、溶接電流，電圧，速度によ
って、最適なアナログ制御波形が得られる様にデータが
選択されるが、我々の詳細な実験結果によると、溶接速
度が低い時は、短絡開放後の溶接出力が高くなる様な制
御波形の得られるデータを選択し、短絡開放後の溶接出
力減少率を大きくする。溶接速度が高い時は短絡開放後
の溶接出力を低くする様な制御波形の得られるデータを
選択した場合に、良好な溶接結果の得られることがわか
った。また溶接速度が低い時、短絡開放後の溶接出力減
少率を大きくする制御波形の得られるデータを選択し、
溶接速度が高い時は、短絡開放後の溶接出力減少率を小
さくする制御波形の得られるデータを選択した場合に良
好な溶接結果が得られることがわかった。
って、最適なアナログ制御波形が得られる様にデータが
選択されるが、我々の詳細な実験結果によると、溶接速
度が低い時は、短絡開放後の溶接出力が高くなる様な制
御波形の得られるデータを選択し、短絡開放後の溶接出
力減少率を大きくする。溶接速度が高い時は短絡開放後
の溶接出力を低くする様な制御波形の得られるデータを
選択した場合に、良好な溶接結果の得られることがわか
った。また溶接速度が低い時、短絡開放後の溶接出力減
少率を大きくする制御波形の得られるデータを選択し、
溶接速度が高い時は、短絡開放後の溶接出力減少率を小
さくする制御波形の得られるデータを選択した場合に良
好な溶接結果が得られることがわかった。
第２図は本発明構成の制御特性を有する溶接電源を用
いて溶接が行える限界速度が短絡開放後の溶接出力減少
率によってどのように変わるかを示したものである。
いて溶接が行える限界速度が短絡開放後の溶接出力減少
率によってどのように変わるかを示したものである。
一般に溶接速度が高くなると、アンダーカットとかハ
ンピングなどの高速溶接に特徴的な溶接欠陥が発生し易
くなるが、本発明の構成により溶接出力減少率を変化さ
せると溶接限界速度は大巾に向上する。
ンピングなどの高速溶接に特徴的な溶接欠陥が発生し易
くなるが、本発明の構成により溶接出力減少率を変化さ
せると溶接限界速度は大巾に向上する。
即ち溶接電流，電圧および溶接速度に適した短絡開放
後の溶接出力減少率の得られる溶接出力制御波形を得る
ことにより溶接性能を大巾に向上させることが可能であ
り、これが溶接性能向上に効果的であることがわかっ
た。
後の溶接出力減少率の得られる溶接出力制御波形を得る
ことにより溶接性能を大巾に向上させることが可能であ
り、これが溶接性能向上に効果的であることがわかっ
た。
第３図は、低速度溶接（50CPM）において短絡開放後
の溶接出力減少率とスパッタ発生量との関係を示すもの
である。なおCO2溶接で、使用ワイヤ径が1.2mmφ、重ね
すみ肉溶接の場合である。スパッタ発生量は、外観上の
また、トーチ廻りのメンテナンス上でも溶接の良否を決
める大きな要素であるが、溶接出力減少率が大きいほど
スパッタ発生量が少く、良好な溶接結果が得られる。
の溶接出力減少率とスパッタ発生量との関係を示すもの
である。なおCO2溶接で、使用ワイヤ径が1.2mmφ、重ね
すみ肉溶接の場合である。スパッタ発生量は、外観上の
また、トーチ廻りのメンテナンス上でも溶接の良否を決
める大きな要素であるが、溶接出力減少率が大きいほど
スパッタ発生量が少く、良好な溶接結果が得られる。
次にデータバンクの構成例について説明する。第４図
において10はデータバンクの中のデータＶの配列を示
す。CPU23に入力された溶接電流接合信号にもとづい
て、溶接電流I1,I2,…,Inの中で溶接電流指令値に相当
する配列が選択される。またCPU23に入力された溶接速
度指令信号により、v1,v2,…,vnの中で溶接速度指令値
に相当する配列が選択される。第４図には溶接電流指令
値がI1である時のデータの配列のみ具体的に示してい
る。溶接電流指令値がI1である時、溶接速度指令値v1,v
2,…,vnに相当するデータ配列V1,V2,…,Vnが選択され
る。またCPU23に入力された溶接電圧指令信号により、
溶接電圧指令値に相当するデータが選択される。溶接電
流指令値がI1で、溶接速度指令値がv1である時、データ
はデータ配列V1の中から選択される。データ配列V1の中
にはデータV11,V12,V13,…,V19が格納されており、溶接
電圧指令値によって選択されるデータ（例えばV12）が
決定され出力される。
において10はデータバンクの中のデータＶの配列を示
す。CPU23に入力された溶接電流接合信号にもとづい
て、溶接電流I1,I2,…,Inの中で溶接電流指令値に相当
する配列が選択される。またCPU23に入力された溶接速
度指令信号により、v1,v2,…,vnの中で溶接速度指令値
に相当する配列が選択される。第４図には溶接電流指令
値がI1である時のデータの配列のみ具体的に示してい
る。溶接電流指令値がI1である時、溶接速度指令値v1,v
2,…,vnに相当するデータ配列V1,V2,…,Vnが選択され
る。またCPU23に入力された溶接電圧指令信号により、
溶接電圧指令値に相当するデータが選択される。溶接電
流指令値がI1で、溶接速度指令値がv1である時、データ
はデータ配列V1の中から選択される。データ配列V1の中
にはデータV11,V12,V13,…,V19が格納されており、溶接
電圧指令値によって選択されるデータ（例えばV12）が
決定され出力される。
I1以外の他の溶接電流指令値I2,I3,…,Imの場合もI1
と同様のテーブルを有している。これらのデータにより
溶接出力制御波形が決定されることは前述のとうりであ
る。
と同様のテーブルを有している。これらのデータにより
溶接出力制御波形が決定されることは前述のとうりであ
る。
このように第４図に示す例はデータバンクに個々の制
御条件を書込み、それを入力条件によって読出していく
構成を示したものであるが、入力条件によって制御条件
を演算する構成でも容易に実現できる。
御条件を書込み、それを入力条件によって読出していく
構成を示したものであるが、入力条件によって制御条件
を演算する構成でも容易に実現できる。
発明の効果 以上のように本発明によれば、次のような特有の効果
を奏するものである。
を奏するものである。
（１） 溶接速度、電流、電圧に対応して、適切な溶接
出力波形制御が可能となり、スパッタ低減、溶接速度限
界のアップ等の溶接性能を向上させることができる。
出力波形制御が可能となり、スパッタ低減、溶接速度限
界のアップ等の溶接性能を向上させることができる。
（２） 使用者が、溶接出力波形パラメータを調整する
必要がなく、溶接条件設定が簡単である。
必要がなく、溶接条件設定が簡単である。
第１図は本発明の一実施例を示すアーク溶接機のブロッ
ク回路図、第２図は溶接出力減少率と溶接速度限界の関
係を示す特性図、第３図は溶接出力減少率とスパッタ発
生量の関係を示す特性図、第４図は第１図におけるデー
タバンクのブロック図である。 ９……溶接出力制御回路、19……溶接速度指指令装置、
20……溶接電流指令装置、21……溶接電圧指令装置。
ク回路図、第２図は溶接出力減少率と溶接速度限界の関
係を示す特性図、第３図は溶接出力減少率とスパッタ発
生量の関係を示す特性図、第４図は第１図におけるデー
タバンクのブロック図である。 ９……溶接出力制御回路、19……溶接速度指指令装置、
20……溶接電流指令装置、21……溶接電圧指令装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 勝光 門真市大字門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (72)発明者 河合 直樹 門真市大字門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (72)発明者 小山 秀行 門真市大字門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−21473（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】溶接電流指令信号、溶接電圧指令信号、及
び溶接速度指令信号の３つの指令信号によって出力制御
する消耗電極式アーク溶接装置において、上記３つの指
令信号に基づいて、溶接条件データバンクに記憶されて
いる短絡解放後の溶接出力減少率、溶接出力等の溶接出
力制御波形データの中から最適値を選定して、溶接出力
制御を行う出力制御回路を具備したアーク溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62020850A JP2532434B2 (ja) | 1987-01-30 | 1987-01-30 | ア−ク溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62020850A JP2532434B2 (ja) | 1987-01-30 | 1987-01-30 | ア−ク溶接装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63188473A JPS63188473A (ja) | 1988-08-04 |
| JP2532434B2 true JP2532434B2 (ja) | 1996-09-11 |
Family
ID=12038567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62020850A Expired - Fee Related JP2532434B2 (ja) | 1987-01-30 | 1987-01-30 | ア−ク溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2532434B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5921473A (ja) * | 1982-07-27 | 1984-02-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 自動溶接装置 |
-
1987
- 1987-01-30 JP JP62020850A patent/JP2532434B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63188473A (ja) | 1988-08-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |