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
ドアーク溶接の出力制御方法に関するものである。
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。
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。
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。
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。
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。
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。◆
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。
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。
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。
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。
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。
基本パターンの一例。
の基本パターンの一例。
本パターンの一例。
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
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 |