JP3176167B2 - 消耗電極式ガスシールドアーク溶接の出力制御方法 - Google Patents
消耗電極式ガスシールドアーク溶接の出力制御方法Info
- Publication number
- JP3176167B2 JP3176167B2 JP07409393A JP7409393A JP3176167B2 JP 3176167 B2 JP3176167 B2 JP 3176167B2 JP 07409393 A JP07409393 A JP 07409393A JP 7409393 A JP7409393 A JP 7409393A JP 3176167 B2 JP3176167 B2 JP 3176167B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- output voltage
- arc
- standard deviation
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Arc Welding Control (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、消耗電極式ガスシール
ドアーク溶接の出力制御方法に関するものである。
ドアーク溶接の出力制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＣＯ2あるいはマグ溶接などの消耗電極
式ガスシールドアーク溶接では、作業状況やワーク形状
に応じて溶接電流値を選定する。ところで、良好な溶接
結果を得るためには、溶接電流値に応じた適切なアーク
電圧が得られるように溶接機の出力電圧を設定する必要
がある。しかし、適切なアーク電圧は溶接電流値だけで
なく、作業環境や形態によっても異なる。このため、選
定した溶接電流値に対し、適正なアーク電圧が得られる
ように溶接機の出力電圧を設定するにはかなりの熟練と
技能の向上とが必要であり、初心者が容易に修得できる
ものではない。◆そこで、初心者でも熟練者と同等の溶
接結果が得られるようにするため、特開昭５６−１５８
２８１号公報（以下、第１の従来技術という）には、予
め溶接電流と適正出力電圧の関係をデータベース化して
おき、溶接電流が選定されると溶接機の出力電圧が一元
的に設定される機能を設けた技術が開示されている。ま
た、特開昭６０−１２８３４０号公報（以下、第２の従
来技術という）ならびに特開昭６０−１６２５７７号公
報（以下、第３の従来技術という）には、溶接中の電流
と電圧波形の観測結果を所定の関数で演算し、演算した
値が最小となるように出力電圧を設定する技術が開示さ
れている。◆ところで、たとえば大形構造物を溶接する
時には、溶接ケーブルを延長することが多い。この場
合、適切なアーク電圧とするためには、溶接機の出力電
圧を高くし、延長した溶接ケーブルで発生する電圧降下
の影響を補正する必要がある。しかし、上記第１の従来
技術の場合、適切なアーク電圧として自動設定される出
力電圧は、所定の基準条件ならびに標準作業環境のもと
でデータとして選定されたものであるため、標準作業環
境から外れる場合は適正値とはならない。なお、アーク
電圧を検出するための検出線を溶接部まで配線すれば適
正値を得ることができるが、配線が増加すると操作性は
低下する。さらに、データとして選定されたものは特定
の熟練溶接作業者によって選定されたものであり、必ず
しも不偏的な適正値であるとは言えない。また、上記第
２ないし第３の従来技術の場合、延長ケーブル使用時の
電圧降下を補正することは可能であるが、所定の関数で
演算される値を最小とするには、出力電圧を操作して少
なくとも３個の演算値を求める必要があり、適正なアー
ク電圧を得る迄に時間を要する。◆上記した課題を解決
するため、本願出願人は、特願平４−１２８５７０号に
おいて、溶接中に測定される少くとも２種類の溶接波形
因子の値を前件部、また出力電圧の操作量を後件部と
し、予め定めた制御規則に従ってファジィ推論を実行す
ることにより出力電圧設定の増減操作量を決定するよう
にした消耗電極式ガスシールドアーク溶接の出力制御方
法を提案した。この技術により作業環境や形態の変化あ
るいは作業者の熟練の程度に拘らず、常に良好な溶接結
果を得ることができた。
式ガスシールドアーク溶接では、作業状況やワーク形状
に応じて溶接電流値を選定する。ところで、良好な溶接
結果を得るためには、溶接電流値に応じた適切なアーク
電圧が得られるように溶接機の出力電圧を設定する必要
がある。しかし、適切なアーク電圧は溶接電流値だけで
なく、作業環境や形態によっても異なる。このため、選
定した溶接電流値に対し、適正なアーク電圧が得られる
ように溶接機の出力電圧を設定するにはかなりの熟練と
技能の向上とが必要であり、初心者が容易に修得できる
ものではない。◆そこで、初心者でも熟練者と同等の溶
接結果が得られるようにするため、特開昭５６−１５８
２８１号公報（以下、第１の従来技術という）には、予
め溶接電流と適正出力電圧の関係をデータベース化して
おき、溶接電流が選定されると溶接機の出力電圧が一元
的に設定される機能を設けた技術が開示されている。ま
た、特開昭６０−１２８３４０号公報（以下、第２の従
来技術という）ならびに特開昭６０−１６２５７７号公
報（以下、第３の従来技術という）には、溶接中の電流
と電圧波形の観測結果を所定の関数で演算し、演算した
値が最小となるように出力電圧を設定する技術が開示さ
れている。◆ところで、たとえば大形構造物を溶接する
時には、溶接ケーブルを延長することが多い。この場
合、適切なアーク電圧とするためには、溶接機の出力電
圧を高くし、延長した溶接ケーブルで発生する電圧降下
の影響を補正する必要がある。しかし、上記第１の従来
技術の場合、適切なアーク電圧として自動設定される出
力電圧は、所定の基準条件ならびに標準作業環境のもと
でデータとして選定されたものであるため、標準作業環
境から外れる場合は適正値とはならない。なお、アーク
電圧を検出するための検出線を溶接部まで配線すれば適
正値を得ることができるが、配線が増加すると操作性は
低下する。さらに、データとして選定されたものは特定
の熟練溶接作業者によって選定されたものであり、必ず
しも不偏的な適正値であるとは言えない。また、上記第
２ないし第３の従来技術の場合、延長ケーブル使用時の
電圧降下を補正することは可能であるが、所定の関数で
演算される値を最小とするには、出力電圧を操作して少
なくとも３個の演算値を求める必要があり、適正なアー
ク電圧を得る迄に時間を要する。◆上記した課題を解決
するため、本願出願人は、特願平４−１２８５７０号に
おいて、溶接中に測定される少くとも２種類の溶接波形
因子の値を前件部、また出力電圧の操作量を後件部と
し、予め定めた制御規則に従ってファジィ推論を実行す
ることにより出力電圧設定の増減操作量を決定するよう
にした消耗電極式ガスシールドアーク溶接の出力制御方
法を提案した。この技術により作業環境や形態の変化あ
るいは作業者の熟練の程度に拘らず、常に良好な溶接結
果を得ることができた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＣＯ2溶接あ
るいはマグ溶接では、ワイヤの先端に形成される溶融金
属（以下、溶滴という。）の母材への移行形態が溶接電
流によって異なり、小電流域では短絡移行、中・大電流
域ではグロビュール移行となる。また、溶滴の移行形態
は同一であっても、電流値が異なると短絡周期（回数）
も変化し、上記溶接中に測定される少くとも２種類の溶
接波形因子例えば標準偏差ｓTsおよび標準偏差ｓTaの値
も変化する。このため、電流値に対応する多種類のメン
バシップ関数を用意しなければならず、装置が複雑とな
った。また、条件設定の選択項目が増加して、条件設定
に時間がかかった。◆本発明の目的は、上記した課題を
解決し、条件設定の選択項目を減らし、準備時間を短く
して作業性を向上することのできる消耗電極式ガスシー
ルドアーク溶接の出力制御方法を提供することにある。
るいはマグ溶接では、ワイヤの先端に形成される溶融金
属（以下、溶滴という。）の母材への移行形態が溶接電
流によって異なり、小電流域では短絡移行、中・大電流
域ではグロビュール移行となる。また、溶滴の移行形態
は同一であっても、電流値が異なると短絡周期（回数）
も変化し、上記溶接中に測定される少くとも２種類の溶
接波形因子例えば標準偏差ｓTsおよび標準偏差ｓTaの値
も変化する。このため、電流値に対応する多種類のメン
バシップ関数を用意しなければならず、装置が複雑とな
った。また、条件設定の選択項目が増加して、条件設定
に時間がかかった。◆本発明の目的は、上記した課題を
解決し、条件設定の選択項目を減らし、準備時間を短く
して作業性を向上することのできる消耗電極式ガスシー
ルドアーク溶接の出力制御方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記した課題は、ワイヤ
を略定速度で送給し、短絡とアークを交互に繰返しなが
ら溶接をする消耗電極式ガスシールドアーク溶接の出力
制御方法において、溶接電源の外部特性を定電圧特性と
し、溶接中に測定される短絡期間の標準偏差ｓTsおよび
アーク期間の標準偏差ｓTaの値を前件部、また出力電圧
の操作量を後件部とし、上記溶接波形因子のメンバシッ
プ関数の形状を予め設定される溶接電流に応じて変化さ
せ、予め定めた制御規則に従い所定のアーク状態を得る
ための出力電圧の操作量を推論するファジィ推論を実行
することにより出力電圧設定の増減操作量を決定するこ
とによりを解決される。
を略定速度で送給し、短絡とアークを交互に繰返しなが
ら溶接をする消耗電極式ガスシールドアーク溶接の出力
制御方法において、溶接電源の外部特性を定電圧特性と
し、溶接中に測定される短絡期間の標準偏差ｓTsおよび
アーク期間の標準偏差ｓTaの値を前件部、また出力電圧
の操作量を後件部とし、上記溶接波形因子のメンバシッ
プ関数の形状を予め設定される溶接電流に応じて変化さ
せ、予め定めた制御規則に従い所定のアーク状態を得る
ための出力電圧の操作量を推論するファジィ推論を実行
することにより出力電圧設定の増減操作量を決定するこ
とによりを解決される。
【０００５】
【作用】制御に用いる溶接中に測定される短絡期間の標
準偏差ｓTsおよびアーク期間の標準偏差ｓTaのメンバシ
ップ関数の形状を溶接電流に応じて変化させるから、メ
ンバシップ関数の種類を減らすことができる。
準偏差ｓTsおよびアーク期間の標準偏差ｓTaのメンバシ
ップ関数の形状を溶接電流に応じて変化させるから、メ
ンバシップ関数の種類を減らすことができる。
【０００６】
【実施例】図１は、本発明を実施するための溶接装置の
構成例図である。◆同図において、１は商用交流を直流
に変換するための入力側整流器、２はパワー半導体素子
で構成されたインバータ回路で、上記直流を高周波交流
に変換する。３は溶接トランスでその入力側はインバー
タ回路２に接続されている。４は溶接トランス３の出力
側に接続された出力側整流器で、上記インバータ回路２
で作り出す高周波交流を再び直流に変換する。５は直流
リアクタで、出力側整流器４で整流された直流出力を平
滑する。６はワイヤで、ワイヤ送給装置７により溶接部
に供給される。８は母材。９は溶接電流設定器で、ワイ
ヤ６の送給速度を設定するためのものである。なお、イ
ンバータ回路２は外部特性が定電圧特性となるように制
御される。◆１０は出力電圧設定器で、出力電圧Ｖ0を
設定するためのものである。１１は加減算回路で、出力
電圧設定器１０で設定される出力電圧Ｖ0と、後述する
ファジィ制御器２２から出力される出力電圧の操作量△
Ｖとを合成し、その結果を新たな出力電圧Ｖ0として記
憶すると共にパルス幅制御回路１２に出力する。パルス
幅制御回路１２は加減算回路１１からの信号に基づき駆
動回路１３を介してインバータ回路２の出力を制御す
る。
構成例図である。◆同図において、１は商用交流を直流
に変換するための入力側整流器、２はパワー半導体素子
で構成されたインバータ回路で、上記直流を高周波交流
に変換する。３は溶接トランスでその入力側はインバー
タ回路２に接続されている。４は溶接トランス３の出力
側に接続された出力側整流器で、上記インバータ回路２
で作り出す高周波交流を再び直流に変換する。５は直流
リアクタで、出力側整流器４で整流された直流出力を平
滑する。６はワイヤで、ワイヤ送給装置７により溶接部
に供給される。８は母材。９は溶接電流設定器で、ワイ
ヤ６の送給速度を設定するためのものである。なお、イ
ンバータ回路２は外部特性が定電圧特性となるように制
御される。◆１０は出力電圧設定器で、出力電圧Ｖ0を
設定するためのものである。１１は加減算回路で、出力
電圧設定器１０で設定される出力電圧Ｖ0と、後述する
ファジィ制御器２２から出力される出力電圧の操作量△
Ｖとを合成し、その結果を新たな出力電圧Ｖ0として記
憶すると共にパルス幅制御回路１２に出力する。パルス
幅制御回路１２は加減算回路１１からの信号に基づき駆
動回路１３を介してインバータ回路２の出力を制御す
る。
【０００７】１４は電圧検出器。１５は電圧検出器１４
のサンプリング条件設定器。１６は判定電圧設定器。１
７は短絡かアークかを判定する判定器で、サンプリング
条件設定器１５で設定されるサンプリング間隔およびサ
ンプリング時間に従って、電圧検出器１４で計測される
溶接電圧υと判定電圧設定器１６で設定された判定電圧
Ｖjの大小を比較する。そして、判定器１７は、υ≦Ｖj
のときには短絡期間であることの判定信号をＴs測定器
１８へ、またυ＞Ｖjのときには、アーク期間であるこ
との判定信号をＴa測定器１９へ、それぞれ出力する。
◆上記Ｔs測定器１８およびＴａ測定器１９は、短絡と
アークが交互に繰返される各短絡周期毎に、それぞれの
時間の計測値（ＴｓおよびＴａの値）を、短絡期間の標
準偏差ｓTsの演算器２０ならびにアーク期間の標準偏差
ｓTaの演算器２１へ入力する。なお、演算器２０は、上
記Ｔｓ測定器１８の出力を用いて、Ｔｓの総和ΣＴｓお
よびＴｓの平方和ΣＴｓ2の演算、ならびにＴｓの個数
Ｎのカウントを行い、標準偏差ｓTsの値を下記の式１に
より算出し、その値をファジィ制御器２２へ出力する。
演算器２１も上記演算器２０と同様にして標準偏差ｓTa
の値を下記の式２により算出し、その値をファジィ制御
器２２へ出力する。◆
のサンプリング条件設定器。１６は判定電圧設定器。１
７は短絡かアークかを判定する判定器で、サンプリング
条件設定器１５で設定されるサンプリング間隔およびサ
ンプリング時間に従って、電圧検出器１４で計測される
溶接電圧υと判定電圧設定器１６で設定された判定電圧
Ｖjの大小を比較する。そして、判定器１７は、υ≦Ｖj
のときには短絡期間であることの判定信号をＴs測定器
１８へ、またυ＞Ｖjのときには、アーク期間であるこ
との判定信号をＴa測定器１９へ、それぞれ出力する。
◆上記Ｔs測定器１８およびＴａ測定器１９は、短絡と
アークが交互に繰返される各短絡周期毎に、それぞれの
時間の計測値（ＴｓおよびＴａの値）を、短絡期間の標
準偏差ｓTsの演算器２０ならびにアーク期間の標準偏差
ｓTaの演算器２１へ入力する。なお、演算器２０は、上
記Ｔｓ測定器１８の出力を用いて、Ｔｓの総和ΣＴｓお
よびＴｓの平方和ΣＴｓ2の演算、ならびにＴｓの個数
Ｎのカウントを行い、標準偏差ｓTsの値を下記の式１に
より算出し、その値をファジィ制御器２２へ出力する。
演算器２１も上記演算器２０と同様にして標準偏差ｓTa
の値を下記の式２により算出し、その値をファジィ制御
器２２へ出力する。◆
【０００８】
【数１】
【０００９】設定器２３は、ファジィ推論の前件部を構
成する因子である標準偏差ｓTs、ｓTaおよび後件部を構
成する因子△Ｖ（出力電圧操作量）のファジィ変数とメ
ンバシップ関数の基本パターン、ならびにこれらの因子
についての推論規則を入力するためのものである。そし
て、ファジイ制御器２２は、後述する計算式により標準
偏差ｓTsおよび標準偏差ｓTaを溶接電流の関数として演
算し、推論規則への適合度を求め、その適合度に見合っ
た推論結果を各規則ごとに算出する。そして、各推論規
則ごとに得られた推論結果を総合し、全体としての推論
結果△Ｖを重心法で求め、上記加算回路１１へ出力す
る。
成する因子である標準偏差ｓTs、ｓTaおよび後件部を構
成する因子△Ｖ（出力電圧操作量）のファジィ変数とメ
ンバシップ関数の基本パターン、ならびにこれらの因子
についての推論規則を入力するためのものである。そし
て、ファジイ制御器２２は、後述する計算式により標準
偏差ｓTsおよび標準偏差ｓTaを溶接電流の関数として演
算し、推論規則への適合度を求め、その適合度に見合っ
た推論結果を各規則ごとに算出する。そして、各推論規
則ごとに得られた推論結果を総合し、全体としての推論
結果△Ｖを重心法で求め、上記加算回路１１へ出力す
る。
【００１０】以下、ファジィ制御器２２における推論方
法をさらに詳しく説明する。図２は、本発明を実施する
ための短絡期間の標準偏差ｓTsのメンバシップ関数の基
本パターンの一例である。同図において、横軸は最小値
をＰ0，最大値をＰmとしてｍ等分してある。そして、等
分割したそれぞれのＰｉ番地には、小さい（Ｓ）、中く
らい（Ｍ）および大きい（Ｂ）に対応するファジイ変数
が予め設定されている。図３は所定のメンバシップ関数
を得るために予めｍ等分したｍ個のＰｉ番地に設定した
メンバシップ値の例を示すものである。図４は、本発明
を実施するためのアーク期間の標準偏差ｓTaのメンバシ
ップ関数の基本パターンの一例である。同図において、
横軸は最小値をＱ0，最大値をＱｕとしてｕ等分してあ
る。そして、等分割したそれぞれのＱｊ番地には、極め
て小さい（ＳＳ）、やや小さい（ＳＭ）、中くらい（Ｍ
Ｍ）、やや大きい（ＭＢ）および極めて大きい（ＢＢ）
に対応するファジイ変数が予め設定されている。図５は
所定のメンバシップ関数を得るために予めｕ等分したｕ
個のＱｊ番地に設定したメンバシップ値の例を示すもの
である。ここで、標準偏差ｓTsの最小値（ｓTs）0と最
大値（ｓTs）m並びに標準偏差ｓTaの最小値（ｓTa）0と
最大値（ｓTa）mを、それぞれ予め溶接電流設定器９に
より設定される溶接電流Ｉの関数として式３〜式６のよ
うに設定する。 （ｓTs）0＝Ｆ（Ｉ） 式３ （ｓTs）m＝Ｇ（Ｉ） 式４ （ｓTa）0＝Ｈ（Ｉ） 式５ （ｓTa）m＝Ｋ（Ｉ） 式６ すると、標準偏差（ｓTs）のＰｉ番地の標準偏差（ｓT
s）Piおよび標準偏差（ｓTa）のＱｊ番地の標準偏差
（ｓTa）Qjはそれぞれ式７，８で表すことができる。 （ｓTs）Pi＝ｉ／ｍ・｛Ｇ（Ｉ）−Ｆ（Ｉ）｝＋Ｆ（Ｉ） 式７ （ｓTa）Qj＝ｊ／ｕ・｛Ｋ（Ｉ）−Ｈ（Ｉ）｝＋Ｈ（Ｉ） 式８ すなわち、標準偏差ｓTsおよび標準偏差ｓTaのメンバシ
ップ関数の横軸は溶接電流設定器９により予め設定され
る溶接電流Ｉにより拡大縮小し、その形状は変化する。
図６は、後件部となる出力電圧の操作量△Ｖのメンバシ
ップ関数の基本パターンの一例である。同図において、
横軸は最小値をＸ0，最大値をＸｗとしてｗ等分してあ
る。そして、等分割したそれぞれのＸｋ番地には、大幅
に増加（ＰＢ）、中くらい増加（ＰＭ）、やや増加（Ｐ
Ｓ）、変化させない（Ｚ０）、やや低下（ＮＳ）、中く
らい低下（ＮＭ）、大幅に低下（ＮＢ）に対応するファ
ジイ変数が予め設定されている。図７は所定のメンバシ
ップ関数を得るために予めｗ等分したｗ個のＸｋ番地に
設定したメンバシップ値の例を示すものである。そし
て、溶滴の移行形態が短絡移行の場合には、表１に示す
合計１５個の推論規則により、また、溶滴の移行形態が
グロビュール移行の場合には、表２に示す推論規則が設
定される。
法をさらに詳しく説明する。図２は、本発明を実施する
ための短絡期間の標準偏差ｓTsのメンバシップ関数の基
本パターンの一例である。同図において、横軸は最小値
をＰ0，最大値をＰmとしてｍ等分してある。そして、等
分割したそれぞれのＰｉ番地には、小さい（Ｓ）、中く
らい（Ｍ）および大きい（Ｂ）に対応するファジイ変数
が予め設定されている。図３は所定のメンバシップ関数
を得るために予めｍ等分したｍ個のＰｉ番地に設定した
メンバシップ値の例を示すものである。図４は、本発明
を実施するためのアーク期間の標準偏差ｓTaのメンバシ
ップ関数の基本パターンの一例である。同図において、
横軸は最小値をＱ0，最大値をＱｕとしてｕ等分してあ
る。そして、等分割したそれぞれのＱｊ番地には、極め
て小さい（ＳＳ）、やや小さい（ＳＭ）、中くらい（Ｍ
Ｍ）、やや大きい（ＭＢ）および極めて大きい（ＢＢ）
に対応するファジイ変数が予め設定されている。図５は
所定のメンバシップ関数を得るために予めｕ等分したｕ
個のＱｊ番地に設定したメンバシップ値の例を示すもの
である。ここで、標準偏差ｓTsの最小値（ｓTs）0と最
大値（ｓTs）m並びに標準偏差ｓTaの最小値（ｓTa）0と
最大値（ｓTa）mを、それぞれ予め溶接電流設定器９に
より設定される溶接電流Ｉの関数として式３〜式６のよ
うに設定する。 （ｓTs）0＝Ｆ（Ｉ） 式３ （ｓTs）m＝Ｇ（Ｉ） 式４ （ｓTa）0＝Ｈ（Ｉ） 式５ （ｓTa）m＝Ｋ（Ｉ） 式６ すると、標準偏差（ｓTs）のＰｉ番地の標準偏差（ｓT
s）Piおよび標準偏差（ｓTa）のＱｊ番地の標準偏差
（ｓTa）Qjはそれぞれ式７，８で表すことができる。 （ｓTs）Pi＝ｉ／ｍ・｛Ｇ（Ｉ）−Ｆ（Ｉ）｝＋Ｆ（Ｉ） 式７ （ｓTa）Qj＝ｊ／ｕ・｛Ｋ（Ｉ）−Ｈ（Ｉ）｝＋Ｈ（Ｉ） 式８ すなわち、標準偏差ｓTsおよび標準偏差ｓTaのメンバシ
ップ関数の横軸は溶接電流設定器９により予め設定され
る溶接電流Ｉにより拡大縮小し、その形状は変化する。
図６は、後件部となる出力電圧の操作量△Ｖのメンバシ
ップ関数の基本パターンの一例である。同図において、
横軸は最小値をＸ0，最大値をＸｗとしてｗ等分してあ
る。そして、等分割したそれぞれのＸｋ番地には、大幅
に増加（ＰＢ）、中くらい増加（ＰＭ）、やや増加（Ｐ
Ｓ）、変化させない（Ｚ０）、やや低下（ＮＳ）、中く
らい低下（ＮＭ）、大幅に低下（ＮＢ）に対応するファ
ジイ変数が予め設定されている。図７は所定のメンバシ
ップ関数を得るために予めｗ等分したｗ個のＸｋ番地に
設定したメンバシップ値の例を示すものである。そし
て、溶滴の移行形態が短絡移行の場合には、表１に示す
合計１５個の推論規則により、また、溶滴の移行形態が
グロビュール移行の場合には、表２に示す推論規則が設
定される。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【表２】
【００１３】なお、表１および表２における推論規則の
うち、Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3を代表例にとり、以下に説明す
る。◆ Ｒ1； もしｓTsが小さく（Ｓ）、かつｓTaがやや小さ
い（ＳＭ）ときには出力電圧を変化させない（△Ｖ＝Ｚ
０）◆ Ｒ2； もしｓTsが小さく（Ｓ）、かつｓTaが極めて大
きい（ＢＢ）ときには出力電圧を大幅に低下させる（△
Ｖ＝ＮＢ）◆ Ｒ3； もしｓTsが大きく（Ｂ）、かつｓTaがやや大き
い（ＭＢ）ときには出力電圧を大幅に上昇させる（△Ｖ
＝ＰＢ）◆ すなわち出力電圧設定器１０で設定された出力電圧Ｖ0
が適正電圧に対して低過ぎた場合、ｓTsの値が大きくま
たｓTaの値がやや大きくなるため、上記の推論規則Ｒ3
が適用されて出力電圧を大幅に上昇させるという推論結
果（△Ｖ＝ＰＢ）を得る。◆また、出力電圧設定器１０
で設定された出力電圧Ｖ0が適正であった場合、ｓT sの
値が小さくまたｓTaの値がやや小さくなるため、上記の
推論規則Ｒ1が適用され、出力電圧を変化させないとい
う推論結果（△Ｖ＝Ｚ０）を得る。◆さらに、出力電圧
設定器１０で設定された出力電圧Ｖ0が適正電圧に対し
て高過ぎた場合、ｓTsの値が小さくまたｓTaの値が極め
て大きくなるため、上記推論規則Ｒ2が適用され、出力
電圧を大幅に低下させるという推論結果（△Ｖ＝ＮＢ）
を得る。◆なお、その他のケースの場合も上記Ｒ1，
Ｒ2，Ｒ3の場合と同様に、出力電圧の設定値が適正電圧
より低い場合には、適正電圧からのズレ量に応じた出力
電圧の増加量が、また出力電圧の設定値が適正電圧より
高い場合には、その程度に応じた出力電圧の減少量がフ
ァジィ推論結果△Ｖとして与えられる。すなわち、当初
の出力電圧の設定がどのような値であっても、その設定
値のもとで所定の時間テスト溶接を行い、その時のｓTs
およびｓTaの値を用いて上述のファジィ推論を行えば、
出力電圧を常に適正な値に設定できる。
うち、Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3を代表例にとり、以下に説明す
る。◆ Ｒ1； もしｓTsが小さく（Ｓ）、かつｓTaがやや小さ
い（ＳＭ）ときには出力電圧を変化させない（△Ｖ＝Ｚ
０）◆ Ｒ2； もしｓTsが小さく（Ｓ）、かつｓTaが極めて大
きい（ＢＢ）ときには出力電圧を大幅に低下させる（△
Ｖ＝ＮＢ）◆ Ｒ3； もしｓTsが大きく（Ｂ）、かつｓTaがやや大き
い（ＭＢ）ときには出力電圧を大幅に上昇させる（△Ｖ
＝ＰＢ）◆ すなわち出力電圧設定器１０で設定された出力電圧Ｖ0
が適正電圧に対して低過ぎた場合、ｓTsの値が大きくま
たｓTaの値がやや大きくなるため、上記の推論規則Ｒ3
が適用されて出力電圧を大幅に上昇させるという推論結
果（△Ｖ＝ＰＢ）を得る。◆また、出力電圧設定器１０
で設定された出力電圧Ｖ0が適正であった場合、ｓT sの
値が小さくまたｓTaの値がやや小さくなるため、上記の
推論規則Ｒ1が適用され、出力電圧を変化させないとい
う推論結果（△Ｖ＝Ｚ０）を得る。◆さらに、出力電圧
設定器１０で設定された出力電圧Ｖ0が適正電圧に対し
て高過ぎた場合、ｓTsの値が小さくまたｓTaの値が極め
て大きくなるため、上記推論規則Ｒ2が適用され、出力
電圧を大幅に低下させるという推論結果（△Ｖ＝ＮＢ）
を得る。◆なお、その他のケースの場合も上記Ｒ1，
Ｒ2，Ｒ3の場合と同様に、出力電圧の設定値が適正電圧
より低い場合には、適正電圧からのズレ量に応じた出力
電圧の増加量が、また出力電圧の設定値が適正電圧より
高い場合には、その程度に応じた出力電圧の減少量がフ
ァジィ推論結果△Ｖとして与えられる。すなわち、当初
の出力電圧の設定がどのような値であっても、その設定
値のもとで所定の時間テスト溶接を行い、その時のｓTs
およびｓTaの値を用いて上述のファジィ推論を行えば、
出力電圧を常に適正な値に設定できる。
【００１４】以下、ワイヤの材質が軟鋼で、直径が１．
２ｍｍのソリッドワイヤを用いてＣＯ2溶接を行ない、
良好な結果が得られたファジィ変数の具体例を説明す
る。◆図２の横軸の分割数ｍおよび図４の横軸の分割数
ｕをいずれも２４とし、（ｓTs）0，（ｓTs）m，
（ｓTa）0，（ｓTa）mを総て溶接電流Ｉの２次関数とし
て式９〜式１２のように設定した。◆ （ｓTs）0＝Ｆ（Ｉ）＝ａ1Ｉ2＋ｂ1Ｉ＋ｃ1 式９◆ （ｓTs）m＝Ｇ（Ｉ）＝ａ2Ｉ2＋ｂ2Ｉ＋ｃ2 式１０◆ （ｓTa）0＝Ｈ（Ｉ）＝ａ3Ｉ2＋ｂ3Ｉ＋ｃ3 式１１◆ （ｓTa）m＝Ｋ（Ｉ）＝ａ4Ｉ2＋ｂ4Ｉ＋ｃ4 式１２◆ ただし、ａ1〜ａ4，ｂ1〜ｂ4，ｃ1〜ｃ4はワイヤ径、材
質、シールドガスの種類等によって決まる定数である。
◆そして、本実施例では、溶接電流Ｉ＝２００Ａを境と
して定数ａ1〜ａ4，ｂ1〜ｂ4，ｃ1〜ｃ4を図８に示すも
のとした。なお、溶滴の移行形態は２００Ａ以下では短
絡移行、２００Ａ以上ではグロビュール移行となる。◆
また、△Ｖについては、図６において、ｚ1＝−５Ｖ、
ｚ2＝−３Ｖ、ｚ3＝−１．５Ｖ、ｚ4＝０Ｖ、ｚ5＝１．
５Ｖ、ｚ6＝３Ｖ、ｚ7＝５Ｖとした。◆そして、電流範
囲８０〜３００Ａにおける種々の電流値で溶接した結
果、いずれにおいても適切な溶接条件を自動設定するこ
とができた。◆なお、上記の実施例では、△Ｖを定数と
したが、溶接電流の関数としてもよい。
２ｍｍのソリッドワイヤを用いてＣＯ2溶接を行ない、
良好な結果が得られたファジィ変数の具体例を説明す
る。◆図２の横軸の分割数ｍおよび図４の横軸の分割数
ｕをいずれも２４とし、（ｓTs）0，（ｓTs）m，
（ｓTa）0，（ｓTa）mを総て溶接電流Ｉの２次関数とし
て式９〜式１２のように設定した。◆ （ｓTs）0＝Ｆ（Ｉ）＝ａ1Ｉ2＋ｂ1Ｉ＋ｃ1 式９◆ （ｓTs）m＝Ｇ（Ｉ）＝ａ2Ｉ2＋ｂ2Ｉ＋ｃ2 式１０◆ （ｓTa）0＝Ｈ（Ｉ）＝ａ3Ｉ2＋ｂ3Ｉ＋ｃ3 式１１◆ （ｓTa）m＝Ｋ（Ｉ）＝ａ4Ｉ2＋ｂ4Ｉ＋ｃ4 式１２◆ ただし、ａ1〜ａ4，ｂ1〜ｂ4，ｃ1〜ｃ4はワイヤ径、材
質、シールドガスの種類等によって決まる定数である。
◆そして、本実施例では、溶接電流Ｉ＝２００Ａを境と
して定数ａ1〜ａ4，ｂ1〜ｂ4，ｃ1〜ｃ4を図８に示すも
のとした。なお、溶滴の移行形態は２００Ａ以下では短
絡移行、２００Ａ以上ではグロビュール移行となる。◆
また、△Ｖについては、図６において、ｚ1＝−５Ｖ、
ｚ2＝−３Ｖ、ｚ3＝−１．５Ｖ、ｚ4＝０Ｖ、ｚ5＝１．
５Ｖ、ｚ6＝３Ｖ、ｚ7＝５Ｖとした。◆そして、電流範
囲８０〜３００Ａにおける種々の電流値で溶接した結
果、いずれにおいても適切な溶接条件を自動設定するこ
とができた。◆なお、上記の実施例では、△Ｖを定数と
したが、溶接電流の関数としてもよい。
【００１５】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
溶接中に測定される短絡期間の標準偏差ｓTsおよびアー
ク期間の標準偏差ｓTaのメンバシップ関数の形状を溶接
電流に応じて変化させ、予め定めた制御規則に従ってフ
ァジィ推論を実行することにより出力電圧設定の増減操
作量を決定するようにしたから、条件設定の選択項目が
減って準備時間が短くなり、作業性が向上するという効
果がある。また、装置を簡素化できるという効果もあ
る。
溶接中に測定される短絡期間の標準偏差ｓTsおよびアー
ク期間の標準偏差ｓTaのメンバシップ関数の形状を溶接
電流に応じて変化させ、予め定めた制御規則に従ってフ
ァジィ推論を実行することにより出力電圧設定の増減操
作量を決定するようにしたから、条件設定の選択項目が
減って準備時間が短くなり、作業性が向上するという効
果がある。また、装置を簡素化できるという効果もあ
る。
【図１】本発明を実施するための溶接装置の構成例。
【図２】短絡期間の標準偏差ｓTsのメンバシップ関数の
基本パターンの一例。
基本パターンの一例。
【図３】ファジイ変数の例。
【図４】アーク期間の標準偏差ｓTaのメンバシップ関数
の基本パターンの一例。
の基本パターンの一例。
【図５】ファジイ変数の例。
【図６】出力電圧の操作量△Ｖのメンバシップ関数の基
本パターンの一例。
本パターンの一例。
【図７】ファジイ変数の例。
【図８】定数ａ1〜ａ4，ｂ1〜ｂ4，ｃ1〜ｃ4の設定例。
２ インバータ回路 ５ 直流リアク
タ ６ ワイヤ １０ 出力電圧設
定器 １１ 加減算回路 １２ パルス幅
制御回路 １４ 電圧検出器 １５ サンプリ
ング条件設定器 １６ 判定電圧設定器 １７ 判定器 １８ Ｔs測定器 １９ Ｔa測定
器 ２０，２１ 演算器 ２２ フ
ァジィ制御器 ２３ 設定器
タ ６ ワイヤ １０ 出力電圧設
定器 １１ 加減算回路 １２ パルス幅
制御回路 １４ 電圧検出器 １５ サンプリ
ング条件設定器 １６ 判定電圧設定器 １７ 判定器 １８ Ｔs測定器 １９ Ｔa測定
器 ２０，２１ 演算器 ２２ フ
ァジィ制御器 ２３ 設定器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−322881（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−42367（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−322882（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−71178（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−474（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 9/073 B23K 9/095 B23K 9/12 G05B 13/02
Claims (3)
- 【請求項１】ワイヤを略定速度で送給し、短絡とアーク
を交互に繰返しながら溶接をする消耗電極式ガスシール
ドアーク溶接の出力制御方法において、溶接電源の外部
特性を定電圧特性とし、溶接中に測定される短絡期間の
標準偏差ｓTsおよびアーク期間の標準偏差ｓTaの値を前
件部、また出力電圧の操作量を後件部とし、上記溶接波
形因子のメンバシップ関数の形状を予め設定される溶接
電流に応じて変化させ、予め定めた制御規則に従い所定
のアーク状態を得るための出力電圧の操作量を推論する
ファジィ推論を実行することにより出力電圧設定の増減
操作量を決定することを特徴とする消耗電極式ガスシー
ルドアーク溶接の出力制御方法。 - 【請求項２】前記メンバシップ関数の基本形状を予め定
めておき、予め設定される溶接電流に応じて、前記短絡
期間の標準偏差ｓTsおよびアーク期間の標準偏差ｓTaの
値それぞれに対応する前記メンバシップ関数の最小値お
よび最大値を決定することを特徴とする請求項１に記載
の消耗電極式ガスシールドアーク溶接の出力制御方法。 - 【請求項３】前記メンバシップ関数のそれぞれの最小値
および最大値を溶接電流の関数とすることを特徴とする
請求項２に記載の消耗電極式ガスシールドアーク溶接の
出力制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07409393A JP3176167B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 消耗電極式ガスシールドアーク溶接の出力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07409393A JP3176167B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 消耗電極式ガスシールドアーク溶接の出力制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06277836A JPH06277836A (ja) | 1994-10-04 |
| JP3176167B2 true JP3176167B2 (ja) | 2001-06-11 |
Family
ID=13537233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07409393A Expired - Fee Related JP3176167B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 消耗電極式ガスシールドアーク溶接の出力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3176167B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100366373C (zh) * | 2003-04-25 | 2008-02-06 | 北京石油化工学院 | 智能逆变焊机双恒流及其自寻优控制方法 |
| JP6100607B2 (ja) * | 2013-05-20 | 2017-03-22 | 株式会社ダイヘン | パルスアーク溶接の出力制御方法 |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP07409393A patent/JP3176167B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06277836A (ja) | 1994-10-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3209821B2 (ja) | 消耗電極式ガスシールドアーク溶接の出力制御方法およびその溶接装置 | |
| JP4418892B2 (ja) | 電気アーク溶接機及び溶接機の溶接工程をコントロールする方法 | |
| EP0508281B1 (en) | Arc welding machine | |
| JP4115704B2 (ja) | アーク溶接プロセスの制御方法およびその方法を要する溶接機 | |
| JP2742545B2 (ja) | 抵抗溶接制御方法 | |
| JP3176167B2 (ja) | 消耗電極式ガスシールドアーク溶接の出力制御方法 | |
| JP3215567B2 (ja) | 消耗電極式ガスシールドアーク溶接の出力制御方法およびその装置 | |
| JP3200154B2 (ja) | 消耗電極式ガスシールドアーク溶接の出力制御方法およびその溶接装置 | |
| JP3169295B2 (ja) | 消耗電極式ガスシールドアーク溶接の出力制御方法およびその装置 | |
| JP3176168B2 (ja) | 消耗電極式ガスシールドアーク溶接の出力制御方法およびその溶接装置 | |
| JP3169288B2 (ja) | 消耗電極式ガスシールドアーク溶接の出力制御方法およびその溶接装置 | |
| JPH08318377A (ja) | 抵抗スポット溶接方法 | |
| JPH06277841A (ja) | 消耗電極式ガスシールドアーク溶接の出力制御方法およびその溶接装置 | |
| JP3202828B2 (ja) | 消耗電極式ガスシールドアーク溶接の出力制御方法およびその溶接装置 | |
| JP3241527B2 (ja) | 消耗電極式ガスシールドアーク溶接装置 | |
| JPS63299871A (ja) | 抵抗溶接制御装置及び抵抗溶接監視装置 | |
| JPH05263299A (ja) | 電気めっき用の電源装置 | |
| KR100520740B1 (ko) | 전기 아크 용접기와 그 용접기의 용접 공정의 제어 방법 | |
| JPH03166020A (ja) | 自動放電加工装置 | |
| JPH05123873A (ja) | 抵抗溶接制御方法 | |
| JPH0747208B2 (ja) | 消耗電極式アーク溶接機 | |
| JPH036871B2 (ja) | ||
| JPH0453631A (ja) | 放電加工における加工条件生成方法及び装置 | |
| JPH06226464A (ja) | インバータ式直流抵抗溶接機の溶接電流制御方法および装置 | |
| JPH03256106A (ja) | 抵抗溶接機の制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010313 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080406 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090406 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100406 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100406 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110406 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110406 Year of fee payment: 10 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110406 Year of fee payment: 10 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |