JP2589414B2 - Consumable electrode type arc welding machine - Google Patents
Consumable electrode type arc welding machineInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は消耗電極である溶接用ワ
イヤを自動送給してアーク溶接を行う消耗電極式アーク
溶接機に関し、特にその溶接用電源に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a consumable electrode type arc welding machine for performing arc welding by automatically feeding a welding wire as a consumable electrode, and more particularly to a welding power source.
【０００２】[0002]
【従来の技術】消耗電極式アーク溶接機の従来の技術
は、フィードバックされたアーク状態に応じて、差動増
幅等の予め定められた規則に従い、固定された範囲内か
ら出力値を選んで溶接出力制御を行っていた。2. Description of the Related Art In a conventional technique of a consumable electrode type arc welding machine, welding is performed by selecting an output value from a fixed range according to a predetermined rule such as differential amplification according to a fed-back arc state. Output control was performed.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
にフィードバックされたアーク状態に応じて予め定めら
れた規則に従い固定された範囲内から出力値を選んで溶
接出力制御を行うと、フィードバックされた信号に対し
て選択される出力信号は一対一の関係になっており、必
ずしもその時のアークを安定させる最適な出力信号が選
択されず、アークが不安定になる要因ともなっていた。
例えば、ゲインが低い場合にはアーク状態の変化に速や
かに応答できず、ゲインを高く設定するとオーバーシュ
ートによってむしろアーク状態が不安定になることもあ
る等の問題があった。However, when welding output control is performed by selecting an output value from a fixed range in accordance with a predetermined rule according to the arc state fed back as described above, feedback is given. The output signals selected for the signals have a one-to-one relationship, and an optimum output signal for stabilizing the arc at that time is not necessarily selected, which is a factor that causes the arc to become unstable.
For example, when the gain is low, it is not possible to respond quickly to a change in the arc state, and when the gain is set high, the arc state may be rather unstable due to overshoot.
【０００４】本発明は上記従来の問題点に鑑み、複数の
フィードバック信号を元にファジィ理論による推論を行
い、最適な出力信号を出力するようにした消耗電極式ア
ーク溶接機を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has as its object to provide a consumable electrode type arc welding machine which makes an inference based on a plurality of feedback signals based on fuzzy logic and outputs an optimum output signal. And
【０００５】本発明の消耗電極式アーク溶接機は、出力
制御信号に従ってアーク出力を行う出力制御部と、最適
なアーク状態を実現するのに必要な溶接出力波形をファ
ジィ推論によって形成し、出力制御信号として出力制御
部に出力するファジィ推論制御部と、消耗電極である溶
接用ワイヤが被溶接物である母材と任意の時間内に何回
接触短絡したかを測定して短絡回数信号として出力する
短絡回数測定部とを備え、前記ファジィ推論制御部に
は、基本となる出力電流波形及び電圧波形をメモリデー
タバンク内から選択し基本出力信号として出力する基本
出力設定部と、少なくとも前記基本出力信号と前記短絡
回数信号とを入力してファジィ理論による所定の規則に
従って推論を行い、最適なアーク状態を実現するのに必
要な溶接出力電流波形及び電圧波形となる出力制御信号
を出力するファジィ推論部とが設けられていることを特
徴とする。[0005] consumable electrode type arc welding machine of the present invention, an output control unit that performs arc output in accordance with the output control signal, the welding output waveform required to implement the optimal arc state formed by the fuzzy inference, output A fuzzy inference control unit that outputs a control signal to the output control unit, and a consumable electrode
How many times the contacting wire is
Measures whether a contact short circuit has occurred and outputs it as a short circuit count signal
A short-circuit count measuring unit, and the fuzzy inference control unit
Stores the basic output current waveform and voltage waveform in the memory data.
Basic that selects from within the bank and outputs as basic output signal
An output setting unit, at least the basic output signal and the short circuit
Input the signal of the number of times and follow the predetermined rule by fuzzy theory
Therefore, it is necessary to make inferences and achieve optimal arc conditions.
Output control signal that provides necessary welding output current waveform and voltage waveform
And a fuzzy inference unit that outputs
【０００６】前記ファジィ推論部は、基本出力信号と短
絡回数信号に加えて、出力アーク電圧値に対応する信号
と出力アーク電流値に対応する信号のうち少なくとも一
方の信号を入力して推論を行うように構成すれば好適で
ある。 [0006] The fuzzy inference unit comprises a basic output signal and a short output signal.
A signal corresponding to the output arc voltage value in addition to the number of times of fault signal
And at least one of signals corresponding to the output arc current value.
If it is configured to perform inference by inputting one of the signals
is there.
【０００７】[0007]
【作用】本発明によれば、上記構成により、基本出力信
号と短絡回数信号を元にしてファジィ理論を用いた推論
を行い、最適な出力アーク状態となるように出力波形を
制御できる。又基本出力信号と短絡回数信号に加えて、
出力アーク電圧値に対応する信号と出力アーク電流値に
対応する信号のうち少なくとも一方の信号を入力として
ファジィ理論を用いた推論を行なうと、より一層最適な
出力アーク状態となるように出力波形を制御できる。 According to the present invention, with the above arrangement , the basic output signal
Inference using fuzzy logic is performed based on the signal and the number of short circuit signals, and the output waveform can be controlled so as to obtain an optimal output arc state. In addition to the basic output signal and the number of short circuits signal,
The signal corresponding to the output arc voltage value and the output arc current value
Input at least one of the corresponding signals
By performing inference using fuzzy theory, even more optimal
The output waveform can be controlled so as to be in the output arc state.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１、図２に基づ
いて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【０００９】図１に示すブロック図において、１はファ
ジィ推論制御部、２は出力制御部、３は出力検出部であ
る。ＦＢＳは、出力検出部３からファジィ推論制御部１
に向けて出力される出力アーク状態フィードバック信
号、ＣＳはファジィ推論制御部１から出力制御部２に向
けて出力される出力制御信号である。In the block diagram shown in FIG. 1, 1 is a fuzzy inference control unit, 2 is an output control unit, and 3 is an output detection unit. The FBS outputs the fuzzy inference control unit 1 from the output detection unit 3.
Is an output arc state feedback signal output toward the output control unit 2 and CS is an output control signal output from the fuzzy inference control unit 1 to the output control unit 2.
【００１０】出力検出部３は、溶接機の出力駆動部であ
る出力制御部２より現在出力されているアークの状態を
観測して測定し、出力アーク状態フィードバック信号Ｆ
ＢＳとして出力する。ファジィ推論制御部１は、出力ア
ーク状態フィードバック信号ＦＢＳ信号を入力として、
予め設定されているメンバシップ関数に従い、最適なア
ーク状態を実現する出力波形を形成するためにファジィ
推論を行い、出力制御信号ＣＳを設定して出力する。出
力制御部２は出力制御信号ＣＳに基づいて駆動制御す
る。The output detection unit 3 observes and measures the state of the arc currently output from the output control unit 2 which is an output drive unit of the welding machine, and outputs an output arc state feedback signal F.
Output as BS. The fuzzy inference control unit 1 receives the output arc state feedback signal FBS signal as an input,
According to a preset membership function, fuzzy inference is performed to form an output waveform realizing an optimal arc state, and an output control signal CS is set and output. The output control unit 2 controls driving based on the output control signal CS.
【００１１】図２によりさらに説明すると、ファジィ推
論制御部１は、ファジィ推論部１１と基本出力設定部１
２を備え、出力検出部３は、短絡回数測定部３１と信号
変換部３２を備えている。Referring to FIG. 2, the fuzzy inference control unit 1 includes a fuzzy inference unit 11 and a basic output setting unit 1.
2, and the output detection unit 3 includes a short-circuit frequency measurement unit 31 and a signal conversion unit 32.
【００１２】信号変換部３２は、溶接機より現在出力さ
れているアーク電流値及びアーク電圧値を出力アーク電
流信号Ａｏ及び出力アーク電圧信号Ｖｏとして取り込ん
で信号化し、出力アーク電流値信号ＡＳ及び出力アーク
電圧値信号ＶＳとして出力する。The signal converter 32 takes in the arc current value and the arc voltage value currently output from the welding machine as the output arc current signal Ao and the output arc voltage signal Vo and converts them into signals, and outputs the output arc current value signal AS and the output. Output as the arc voltage value signal VS.
【００１３】短絡回数測定部３１は、出力アーク電圧信
号Ｖｏを入力としてアーク電圧を監視し、所定の電圧以
下になった場合をワイヤ短絡として判定し、所定の一定
時間内に何回短絡したかを計数して短絡回数信号ＳＳと
して出力する。The short-circuit frequency measuring unit 31 monitors the arc voltage with the output arc voltage signal Vo as an input, determines that the voltage has fallen below a predetermined voltage as a wire short-circuit, and determines how many times the short-circuit has occurred within a predetermined time. Is counted and output as a short circuit count signal SS.
【００１４】基本出力設定部１２は、外部より指令され
る溶接出力電流・電圧値に対して出力基本波形となる溶
接出力電流波形及び電圧波形をメモリデータバンク内よ
り選択して基本出力信号ＫＳとして出力する。The basic output setting section 12 selects a welding output current waveform and a voltage waveform, which are output basic waveforms for the welding output current and voltage values commanded from the outside, from a memory data bank and generates a basic output signal KS. Output.
【００１５】ファジィ推論部１１は、基本出力信号ＫＳ
と短絡回数信号ＳＳと出力アーク電流値信号ＡＳと出力
アーク電圧値信号ＶＳを入力としており、短絡回数信号
ＳＳと出力アーク電流値信号ＡＳと出力アーク電圧値信
号ＶＳをそれぞれメンバシップ関数に代入して重みを付
け、所定のルールに従ってファジィ推論を行い、その結
果によって基本出力信号ＫＳを微調整し、最適なアーク
状態が実現できるように出力値を制御する出力制御信号
ＣＳとして出力する。The fuzzy inference unit 11 outputs the basic output signal KS
And a short circuit frequency signal SS, an output arc current value signal AS, and an output arc voltage value signal VS. The short circuit frequency signal SS, the output arc current value signal AS, and the output arc voltage value signal VS are substituted into membership functions. The basic output signal KS is finely adjusted based on the result, and is output as an output control signal CS for controlling an output value so as to realize an optimal arc state.
【００１６】上記短絡回数信号ＳＳ、出力アーク電流値
信号ＡＳ、及び出力アーク電圧値信号ＶＳについてのメ
ンバシップ関数としては、例えば図３に示すように、Ｎ
Ｂ（Negative Big）、ＮＳ（Negative Small）、ＺＯ
（Zero）、ＰＳ（Positive Small）、ＰＢ（Positive B
ig）の５つの変数が用いられる。その場合、ファジィ変
数ＮＢのメンバシップ関数μ（ｘ）は、 ｘ≦ｂ1 ：μ（ｘ）＝１ ｂ1 ≦ｘ≦ｂ2 ：μ（ｘ）＝１−（ｘ−ｂ 1 ）／（ｂ2 −ｂ1 ） ｂ2 ≦ｘ ：μ（ｘ）＝０ ファジィ変数ＮＳ、ＺＯ、ＰＳのメンバシップ関数μ
（ｘ）は、 μ（ｘ）＝ｍａｘ（０，１−｜ｘ−ｂn ｜／（ｂn+1 −ｂn ）） （ｎ＝２、３、４） ファジィ変数ＰＢのメンバシップ変数μ（ｘ）は、 ｘ≦ｂ4 ：μ（ｘ）＝０ ｂ4 ≦ｘ≦ｂ5 ：μ（ｘ）＝（ｘ−ｂ4 ）／（ｂ5 −ｂ4 ） ｂ5 ≦ｘ ：μ（ｘ）＝１ でそれぞれ与えられる。As a membership function for the short-circuit count signal SS, the output arc current value signal AS, and the output arc voltage value signal VS, for example, as shown in FIG.
B (Negative Big), NS (Negative Small), ZO
(Zero), PS (Positive Small), PB (Positive B)
ig). In this case, the membership function μ (x) of the fuzzy variable NB is expressed as follows: x ≦ b 1 : μ (x) = 1 b 1 ≦ x ≦ b 2 : μ (x) = 1− (x−b 1 ) / ( b 2 −b 1 ) b 2 ≦ x: μ (x) = 0 Membership function μ of fuzzy variables NS, ZO, PS
(X) is μ (x) = max (0, 1− | x−b n | / (b n + 1 −b n )) (n = 2, 3, 4) Membership variable μ of fuzzy variable PB (X) is: x ≦ b 4 : μ (x) = 0 b 4 ≦ x ≦ b 5 : μ (x) = (x−b 4 ) / (b 5 −b 4 ) b 5 ≦ x: μ ( x) = 1.
【００１７】又、上記ファジィ推論のルールとしては、
IF〜（前件部）THEN…（後件部）で記述される以下のよ
うな３入力１出力のルール群が、熟練溶接作業者の経験
則に基づいて設定されている。The rules of the fuzzy inference are as follows:
The following three-input / one-output rule groups described in IF to (consequent part) THEN (consequent part) are set based on the rules of thumb of a skilled welding operator.
【００１８】 IF ＡＳ＝ＮＳ and ＶＳ＝ＺＯ and ＳＳ＝ＰＳ THEN Ｃ1 Ｓ＝Ａ１ IF ＡＳ＝ＺＯ and ＶＳ＝ＺＯ and ＳＳ＝ＰＳ THEN Ｃ2 Ｓ＝Ａ２ IF ＡＳ＝ＮＢ and ＶＳ＝ＺＯ and ＳＳ＝ＰＳ THEN Ｃ3 Ｓ＝Ａ３ IF ＡＳ＝ＮＳ and ＶＳ＝ＮＳ and ＳＳ＝ＺＯ THEN Ｃ4 Ｓ＝Ａ４ IF ＡＳ＝ＺＯ and ＶＳ＝ＮＳ and ＳＳ＝ＺＯ THEN Ｃ5 Ｓ＝Ａ５ IF ＡＳ＝ＮＢ and ＶＳ＝ＮＳ and ＳＳ＝ＺＯ THEN Ｃ6 Ｓ＝Ａ６ ・・・・・ ・・ IF ・・・・・ THEN Ｃn Ｓ＝Ａｎ 本実施例で採用したファジィ推論は、家庭電気機器等に
おいて汎用されている周知の簡易的なファジィ推論であ
る。即ち、上記各ルールの後件部Ａ１〜Ａ６…を定数値
としており、上記短絡回数信号ＳＳ、出力アーク電流値
信号ＡＳ、及び出力アーク電圧値信号ＶＳについて得ら
れたメンバシップ値の大小に関わらず（勿論、０は除
く）、得られたメンバシップ値が関与しているすべての
ルールのＣn Ｓ値、Ａ１〜Ａｎをピックアップしてその
重心、即ち平均値を求め、その値をファジィ推論部１１
の出力値として基本出力信号ＫＳを調整し、出力制御信
号ＣＳとして出力している。従って、各入力信号につい
てメンバシップ関数によってメンバシップ値を演算する
必要はなく、実際には各入力信号の値によって関与する
ルールのＣn Ｓ値が得られるピックアップテーブルが設
けられ、その出力値に基づいて出力制御信号ＣＳを演算
して出力している。IF AS = NS and VS = ZO and SS = PS THEN C 1 S = A1 IF AS = ZO and VS = ZO and SS = PS THEN C 2 S = A2 IF AS = NB and VS = ZO and SS = PS THEN C 3 S = A3 IF AS = NS and VS = NS and SS = ZO THEN C 4 S = A4 IF AS = ZO and VS = NS and SS = ZO THEN C 5 S = A5 IF AS = NB and VS = NS and SS = ZO tHEN C 6 S = A6 ····· ·· IF ····· tHEN C n S = An fuzzy inference adopted in this embodiment, well-known which is widely in domestic electrical appliances, etc. Is a simple fuzzy inference. That is, the consequent parts A1 to A6... Of the above rules are constant values, and regardless of the magnitude of the membership values obtained for the short circuit count signal SS, the output arc current value signal AS, and the output arc voltage value signal VS. not (of course, 0 is excluded), C n S values of all the rules obtained membership values are involved, pick up A1~An its center of gravity, that is, the average value determined, the fuzzy inference that value Part 11
, The basic output signal KS is adjusted as the output value, and is output as the output control signal CS. Therefore, it is not necessary to calculate a membership value for each input signal by a membership function. Actually, a pickup table is provided for obtaining a C n S value of a rule involved by the value of each input signal. The output control signal CS is calculated based on the output and output.
【００１９】上記ファジィ推論部１１及び基本出力設定
部１２は、マイクロプロセッサ等の使用により容易に実
現でき、短絡回数測定部３１は、コンパレータ及びカウ
ンタＩＣ等の使用により容易に実現できる。The fuzzy inference unit 11 and the basic output setting unit 12 can be easily realized by using a microprocessor or the like, and the short circuit frequency measuring unit 31 can be easily realized by using a comparator and a counter IC.
【００２０】尚、上記実施例のファジィ推論部１１で
は、ルールの後件部を定数値としてピックアップテーブ
ルを用いるようにした簡易なファジィ推論を適用した
が、前件部、後件部共メンバシップ関数とした正規のフ
ァジィ推論を適用してもよいことは言うまでもない。In the fuzzy inference unit 11 of the above embodiment, a simple fuzzy inference using a pickup table with the consequent part of the rule as a constant value is applied. It goes without saying that regular fuzzy inference as a function may be applied.
【００２１】[0021]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の消耗電極
式アーク溶接機によれば、消耗電極である溶接用ワイヤ
と被溶接物である母材との間の短絡回数に基き、フィー
ドバック出力すべき最適の出力波形をファジィ推論で
き、安定した最適なアークを実現することが可能とな
り、作業者が容易に最適のアーク溶接を行うことがで
き、産業上大なる効果を発揮する。As described above, according to the consumable electrode type arc welding machine of the present invention , the welding wire as the consumable electrode is used.
Based on the number of short circuits between the workpiece and the base material to be welded, the optimal output waveform to be fed back is determined by fuzzy inference , and a stable and optimal arc can be realized. Can easily perform the optimal arc welding, and exert a great industrial effect.
【図１】本発明の一実施例のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention.
【図２】ファジィ推論制御部と出力検出部をさらに詳細
に示したブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a fuzzy inference control unit and an output detection unit in more detail.
【図３】メンバシップ関数の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a membership function.
１ ファジィ推論制御部 ２ 出力制御部 ３ 出力検出部 １１ ファジィ推論部 １２ 基本出力設定部 ３１ 短絡回数測定部 ３２ 信号変換部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuzzy inference control part 2 Output control part 3 Output detection part 11 Fuzzy inference part 12 Basic output setting part 31 Short circuit frequency measurement part 32 Signal conversion part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西田 順紀 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−303718（ＪＰ，Ａ) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Junki Nishida 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-2-303718 (JP, A)
Claims (2)
出力制御部と、最適なアーク状態を実現するのに必要な
溶接出力波形をファジィ推論によって形成し、出力制御
信号として出力制御部に出力するファジィ推論制御部
と、消耗電極である溶接用ワイヤが被溶接物である母材
と任意の時間内に何回接触短絡したかを測定して短絡回
数信号として出力する短絡回数測定部とを備え、前記フ
ァジィ推論制御部には、基本となる出力電流波形及び電
圧波形をメモリデータバンク内から選択し基本出力信号
として出力する基本出力設定部と、少なくとも前記基本
出力信号と前記短絡回数信号とを入力してファジィ理論
による所定の規則に従って推論を行い、最適なアーク状
態を実現するのに必要な溶接出力電流波形及び電圧波形
となる出力制御信号を出力するファジィ推論部とが設け
られていることを特徴とする消耗電極式アーク溶接機。1. A output control unit that performs arc output in accordance with the output control signal, required to achieve the optimal arc state
A fuzzy inference control unit that forms a welding output waveform by fuzzy inference and outputs it as an output control signal to an output control unit, and a base material in which a welding wire serving as a consumable electrode is a workpiece.
And how many times contact short circuit occurred within a given time
And a short-circuit count measuring unit that outputs the number signal as a number signal.
The fuzzy inference controller has basic output current waveforms and power
Voltage waveform from the memory data bank and output the basic output signal
A basic output setting unit for outputting as
Fuzzy logic by inputting the output signal and the short circuit count signal
Inference is performed according to the prescribed rules by
Output current waveform and voltage waveform required to realize the condition
And a fuzzy inference unit that outputs an output control signal
A consumable electrode type arc welding machine characterized by being used.
回数信号に加えて、出力アーク電圧値に対応する信号と
出力アーク電流値に対応する信号のうち少なくとも一方
の信号を入力して推論を行う請求項１記載の消耗電極式
アーク溶接機。2. A fuzzy inference unit is connected to a basic output signal.
In addition to the frequency signal, a signal corresponding to the output arc voltage value
At least one of the signals corresponding to the output arc current value
The consumable electrode type arc welding machine according to claim 1, wherein the inference is performed by inputting the signal of (1).
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|---|---|---|---|
| JP3092066A JP2589414B2 (en) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | Consumable electrode type arc welding machine |
| US07/858,937 US5270516A (en) | 1991-04-01 | 1992-03-26 | Arc welding machine |
| DE69211410T DE69211410T2 (en) | 1991-04-01 | 1992-03-31 | Arc welding device |
| EP92105544A EP0508281B1 (en) | 1991-04-01 | 1992-03-31 | Arc welding machine |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP3092066A JP2589414B2 (en) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | Consumable electrode type arc welding machine |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04322882A JPH04322882A (en) | 1992-11-12 |
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Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02303718A (en) * | 1989-05-19 | 1990-12-17 | Fanuc Ltd | Control method for power source of electric discharging machine |
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1991
- 1991-04-23 JP JP3092066A patent/JP2589414B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH04322882A (en) | 1992-11-12 |
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