JP6245733B2 - 溶接装置の溶接電流制御方法 - Google Patents
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Vd1=Vw1+L・dIg/dt …(11)式
Vd2=Vw2+L・dIg/dt …(12)式
したがって、第1溶接電圧検出信号Vd1は、第1溶接電圧Vw1に合算溶接電流Igの変化によって共通通電路のインダクタンス値Lに発生する電圧が重畳した値となる。第2溶接電圧検出信号Vd2についても同様である。
時刻t1において第1溶接ワイヤ11がワーク2と接触すると短絡期間になり、同図(B)に示すように、第1溶接電圧検出信号Vd1は数V程度の短絡電圧値に急減する。同図(A)に示すように、第1溶接電流Iw1は、時刻t1においてアーク期間の溶接電流から減少し、時刻t1〜t11の予め定めた初期期間中は予め定めた初期電流値となり、時刻t11〜t12の期間中は予め定めた短絡時傾斜で上昇し、時刻t12〜t2の期間中は予め定めたピーク値となる。同図(B)に示すように、第1溶接電圧検出信号Vd1は、第1溶接電流Iw1がピーク値となる時刻t12あたりから上昇する。これは、溶滴にくびれが次第に形成されるためである。時刻t12からの期間がくびれを検出する期間となる。このくびれを検出する期間において、同図(A)に示すように、第1溶接電流Iw1はピーク値で略一定値である。さらに、同図(C)に示すように、第2溶接電流Iw2はアーク期間中であり、かつ、外乱によるアーク長の急変もないので急速な変化はない。この結果、上述した(11)式において、L・dIg/dtは小さな値となり、無視することができる。したがって、、Vd1=Vw1となるので、溶滴のくびれを誤動作することなく、正常に検出することができる。上記の初期期間は1ms程度に設定され、上記の初期電流値は50A程度に設定され、上記の短絡時傾斜は100〜300A/ms程度に設定され、上記のピーク値は300〜400A程度に設定される。
時刻t2において、同図(B)に示すように、第1溶接電圧検出信号Vd1が急上昇して初期期間中の電圧値からの電圧上昇値ΔVが予め定めたくびれ検出基準値Vtnと等しくなったことによってくびれを検出する。くびれを検出すると、同図(A)に示すように、第1溶接電流Iw1はピーク値から予め定めた低レベル電流値Ilへと急減し、時刻t3のアーク再発生まではその値を維持する。この電流急減速度は、3000A/ms程度と非常に早い値である。同図(B)に示すように、第1溶接電圧検出信号Vd1は、第1溶接電流Iw1が低レベル電流値Ilになるので時刻t2から一旦減少した後に急上昇する。上記の低レベル電流値Ilは30A程度に設定される。
時刻t3において第1アーク31が再発生すると、同図(B)に示すように、第1溶接電圧検出信号Vd1の値は短絡/アーク判別値Vta以上となる。同図(A)に示すように、第1溶接電流Iw1は、時刻t3から予め定めたアーク時傾斜で上昇し、予め定めた高レベル電流値に達するとその値を時刻t4まで維持する。同図(B)に示すように、第1溶接電圧検出信号Vd1は、時刻t3〜t4の予め定めた遅延期間Td中は高レベル電圧値の状態にある。この遅延期間Tdは2ms程度に設定される。
時刻t4において、同図(A)に示すように、第1溶接電流Iw1は高レベル電流値から次第に減少する。同様に、同図(B)に示すように、第1溶接電圧検出信号Vd1は高レベル電圧値から次第に減少する。
同図(C)に示す第2溶接電流Iw2及び同図(D)に示す第2溶接電圧検出信号Vd2の波形は、上記(1)〜(2)の波形と同様であるので、説明を省略する。
第1溶接電源から第1溶接ワイヤを送給すると共に第1溶接電流を通電して共通のワークに第1アークを発生させて溶接し、第2溶接電源から第2溶接ワイヤを送給すると共に第2溶接電流を通電して前記共通のワークに第2アークを発生させて溶接する溶接装置であって、
前記第1溶接電源は溶滴のくびれを検出すると短絡負荷に通電する前記第1溶接電流を減少させて前記第1アークを再発生させる溶接装置の溶接電流制御方法において、
前記第1溶接電流が通電しているときは通電していないときよりも、前記第2溶接電流のアーク期間中の最大変化率を小さくする、
ことを特徴とする溶接装置の溶接電流制御方法である。
ことを特徴とする請求項1記載の溶接装置の溶接電流制御方法である。
ことを特徴とする請求項1記載の溶接装置の溶接電流制御方法である。
図1は、本発明の実施の形態1に係る2台の溶接電源を使用して1つのワークの2つの溶接個所を同時に溶接するための溶接装置の構成図である。2台の溶接電源は共にくびれ検出制御機能を供えている。同図は上述した図7と対応しており、同一の構成物については同一符号を付して、それらの説明は繰り返さない。同図は、図7に合算溶接電流検出回路IGDを追加したものである。以下、同図を参照してこの追加した構成物について説明する。
1)短絡判別信号SdがHighレベル(短絡)に変化した時点から予め定めた初期期間中は、予め定めた初期電流設定値を電流制御設定信号Icrとして出力する。
2)その後は、電流制御設定信号Icrの値を、上記の初期電流設定値から予め定めた短絡時傾斜で予め定めたピーク設定値まで上昇させ、その値を維持する。
3)くびれ検出信号NdがHighレベル(くびれ検出)に変化すると、電流制御設定信号Icrの値を低レベル電流設定信号Ilrの値に切り換えて維持する。
4)短絡判別信号SdがLowレベル(アーク)に変化すると、電流制御設定信号Icrを、予め定めたアーク時傾斜で予め定めた高レベル電流設定値まで上昇させ、その値を維持する。
時刻t1において第1溶接ワイヤ11がワーク2と接触すると短絡期間になり、同図(B)に示すように、第1溶接電圧検出信号Vd1は数V程度の短絡電圧値に急減する。この第1溶接電圧検出信号Vd1が短絡/アーク判別値Vta未満になったことを判別して、同図(E)に示すように、遅延信号TdsはLowレベルからHighレベルに変化する。これに応動して、同図(F)に示すように、電流制御設定信号Icrは時刻t1において予め定めた高レベル電流設定値から小さな値である予め定めた初期電流設定値に変化する。時刻t1〜t11の予め定めた初期期間中は上記の初期電流設定値となり、時刻t11〜t12の期間中は予め定めた短絡時傾斜で上昇し、時刻t12〜t2の期間中は予め定めたピーク設定値となる。短絡期間中は上述したように定電流制御されているので第1溶接電流Iw1は電流制御設定信号Icrに相当する値に制御される。このために、同図(A)に示すように、第1溶接電流Iw1は、時刻t1においてアーク期間の溶接電流から急減し、時刻t1〜t11の初期期間中は初期電流値となり、時刻t11〜t12の期間中は短絡時傾斜で上昇し、時刻t12〜t2の期間中はピーク値となる。同図(C)に示すように、くびれ検出信号Ndは、後述する時刻t2〜t3の期間はHighレベルとなり、それ以外の期間はLowレベルとなる。同図(D)に示すように、駆動信号Drは、後述する時刻t2〜t21の期間はLowレベルとなり、それ以外の期間はHighレベルとなる。したがって、同図において時刻t2以前の期間中は、駆動信号DrはHighレベルとなり、図2のトランジスタTRがオン状態となるので、減流抵抗器Rは短絡されて通常の消耗電極アーク溶接電源と同一の状態となる。
時刻t2において、同図(B)に示すように、第1溶接電圧検出信号Vd1が急上昇して初期期間中の電圧値からの電圧上昇値ΔVが予め定めたくびれ検出基準値Vtnと等しくなったことによってくびれを検出すると、同図(C)に示すように、くびれ検出信号NdはHighレベルに変化する。これに応動して、同図(D)に示すように、駆動信号DrはLowレベルになるので、図2のトランジスタTRはオフ状態となり減流抵抗器Rが通電路に挿入される。同時に、同図(F)に示すように、電流制御設定信号Icrは低レベル電流設定信号Ilrの値へと小さくなる。このために、同図(A)に示すように、第1溶接電流Iw1はピーク値から低レベル電流値Ilへと急減する。そして、時刻t21において第1溶接電流Iw1が低レベル電流値Ilまで減少すると、同図(D)に示すように、駆動信号DrはHighレベルに戻るので、図2のトランジスタTRはオン状態となり減流抵抗器Rは短絡される。同図(A)に示すように、第1溶接電流Iw1は、電流制御設定信号Icrが低レベル電流設定信号Ilrのままであるので、時刻t3のアーク再発生までは低レベル電流値Ilを維持する。したがって、トランジスタTRは、時刻t2にくびれが検出されてから時刻t21に第1溶接電流Iw1が低レベル電流値Ilに減少するまでの期間のみオフ状態となる。同図(B)に示すように、第1溶接電圧検出信号Vd1は、第1溶接電流Iw1が小さくなるので時刻t2から一旦減少した後に急上昇する。
時刻t3において第1アーク31が再発生すると、同図(B)に示すように、第1溶接電圧検出信号Vd1の値は短絡/アーク判別値Vta以上となる。これに応動して、同図(F)に示すように、電流制御設定信号Icrの値は、低レベル電流設定信号Ilrの値から予め定めたアーク時傾斜で上昇し、上記の高レベル電流設定値に達するとその値を維持する。同図(E)に示すように、遅延信号Tdsは、時刻t3にアークが再発生してから予め定めた遅延期間Tdが経過する時刻t4までHighレベルのままである。したがって、溶接電源は時刻t4まで定電流制御されているので、同図(A)に示すように、第1溶接電流Iw1は、時刻t3からアーク時傾斜で上昇し、高レベル電流値に達するとその値を時刻t4まで維持する。同図(B)に示すように、第1溶接電圧検出信号Vd1は、時刻t3〜t4の遅延期間Td中は高レベル電圧値の状態にある。同図(C)に示すように、くびれ検出信号Ndは、時刻t3にアークが再発生するので、Lowレベルに変化する。
同図(E)に示すように、遅延信号TdsがLowレベルに変化する。この結果、溶接電源は定電流制御から定電圧制御へと切り換えられる。このために、同図(A)に示すように、第1溶接電流Iw1は高レベル電流値から次第に減少する。同様に、同図(B)に示すように、第1溶接電圧検出信号Vd1は高レベル電圧値から次第に減少する。アーク期間中の時刻t42〜t43の期間は、外乱によって第1アーク31のアーク長が短くなったために、同図(A)に示すように、第1溶接電流Iw1は増加した値となっており、同図(B)に示すように、第1溶接電圧検出信号Vd1は減少した値となっている。このときの第1溶接電流Iw1の立上り及び立下りの変化率は、第2溶接電流Iw2が通電していないときよりも緩やかになる。理由は、同図(G)に示すように、第2溶接電流Iw2が通電しているために、同図(H)に示すように、ゲイン設定信号Grが低ゲイン設定値となるので、アーク期間中の第1溶接電流Iw1の最大変化率が小さくなるように制限されるためである。
上述した実施の形態1では、他の溶接電源からの溶接電流が通電しているかいないかによって、自らのアーク期間中の溶接電流の最大変化率を小さくしていた。これに対して、実施の形態2では、他の溶接電源の溶接ワイヤが短絡期間であるときは短絡期間でないときよりも、自らのアーク期間中の溶接電流の最大変化率を小さくするものである。
12 第2溶接ワイヤ
2 ワーク
31 第1アーク
32 第2アーク
41 第1溶接トーチ
42 第2溶接トーチ
5 治具
61 第1給電チップ
62 第2給電チップ
CD 電流通電判別回路
Cd 電流通電判別信号
CM 電流比較回路
Cm 電流比較信号
DR 駆動回路
Dr 駆動信号
Ea 誤差増幅信号
EI 電流誤差増幅回路
Ei 電流誤差増幅信号
EV 電圧誤差増幅回路
Ev 電圧誤差増幅信号
FC1 第1送給制御回路
Fc1 第1送給制御信号
Fc2 第2送給制御信号
FD1 第1送給機
FD2 第2送給機
FR 送給速度設定回路
Fr 送給速度設定信号
GR ゲイン設定回路
Gr ゲイン設定信号
GR2 第2ゲイン設定回路
ICR 電流制御設定回路
Icr 電流制御設定信号
ID1 第1溶接電流検出回路
Id1 第1溶接電流検出信号
Ig 合算溶接電流
IGD 合算溶接電流検出回路
Igd 合算溶接電流検出信号
Il 低レベル電流値
ILR 低レベル電流設定回路
Ilr 低レベル電流設定信号
Iw1 第1溶接電流
Iw2 第2溶接電流
L インダクタンス値
ND くびれ検出回路
Nd くびれ検出信号
PM 電源主回路
PS1 第1溶接電源
PS2 第2溶接電源
R 減流抵抗器
SD 短絡判別回路
Sd 短絡判別信号
SM1 第1短絡期間通知回路
Sm1 第1短絡期間通知信号
Sm2 第2短絡期間通知信号
SW 制御切換回路
Td 遅延期間
TDS オフディレイ回路
Tds 遅延信号
TR トランジスタ
VD1 第1溶接電圧検出回路
Vd1 第1溶接電圧検出信号
VD2 第2溶接電圧検出回路
Vd2 第2溶接電圧検出信号
VR 電圧設定回路
Vr 電圧設定信号
Vta アーク判別値
VTN くびれ検出基準値設定回路
Vtn くびれ検出基準値(信号)
Vw1 第1溶接電圧
Vw2 第2溶接電圧
ΔV 電圧上昇値
Claims (3)
- 第1溶接電源から第1溶接ワイヤを送給すると共に第1溶接電流を通電して共通のワークに第1アークを発生させて溶接し、第2溶接電源から第2溶接ワイヤを送給すると共に第2溶接電流を通電して前記共通のワークに第2アークを発生させて溶接する溶接装置であって、
前記第1溶接電源は溶滴のくびれを検出すると短絡負荷に通電する前記第1溶接電流を減少させて前記第1アークを再発生させる溶接装置の溶接電流制御方法において、
前記第1溶接電流が通電しているときは通電していないときよりも、前記第2溶接電流のアーク期間中の最大変化率を小さくする、
ことを特徴とする溶接装置の溶接電流制御方法。 - 前記第1溶接ワイヤと前記共通のワークが短絡期間であるときのみ、前記最大変化率を小さくする、
ことを特徴とする請求項1記載の溶接装置の溶接電流制御方法。 - 前記共通のワークの溶接個所の一部区間が前記第1溶接電流が通電しているときは、前記溶接個所の全区間中の前記最大変化率を小さくする、
ことを特徴とする請求項1記載の溶接装置の溶接電流制御方法。
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