JPH0615105B2 - 短絡移行ア−ク溶接機 - Google Patents
短絡移行ア−ク溶接機Info
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- JPH0615105B2 JPH0615105B2 JP58187826A JP18782683A JPH0615105B2 JP H0615105 B2 JPH0615105 B2 JP H0615105B2 JP 58187826 A JP58187826 A JP 58187826A JP 18782683 A JP18782683 A JP 18782683A JP H0615105 B2 JPH0615105 B2 JP H0615105B2
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- Japan
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- arc
- circuit
- welding
- power
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/10—Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は短絡移行アーク溶接機、特にワイヤ電極（以
下、単にワイヤとも呼ぶ。）と母材との間で短絡とアー
ク発生とを頻繁に繰返して溶接を行なうものに関する。
下、単にワイヤとも呼ぶ。）と母材との間で短絡とアー
ク発生とを頻繁に繰返して溶接を行なうものに関する。
従来、この種の装置としては第１図に示すものがあつ
た。
た。
同図に示す装置は、直流電動機１０、３相トランス６
８、サイリスタ整流素子群７０、直流リアクトル１２、
ワイヤ電極１４、ワイヤを溶接トーチへ送給するモータ
１６、溶接トーチ１８、ワイヤリール２２などにより構
成されている。そして、２０は母材を示す。
８、サイリスタ整流素子群７０、直流リアクトル１２、
ワイヤ電極１４、ワイヤを溶接トーチへ送給するモータ
１６、溶接トーチ１８、ワイヤリール２２などにより構
成されている。そして、２０は母材を示す。
次にその動作ついて説明する。
上記溶接機では、短絡とアーク放電を繰返しながら溶接
を行なう。つまり、アーク時にワイヤの先端部と母材の
溶接部を溶融し、短絡時に溶融したワイヤの先端部を母
材に移行させることによつて溶接を行なう。
を行なう。つまり、アーク時にワイヤの先端部と母材の
溶接部を溶融し、短絡時に溶融したワイヤの先端部を母
材に移行させることによつて溶接を行なう。
ここで、短絡とアーク放電を繰返すことによる溶接の動
作原理を説明する。
作原理を説明する。
直接電源１０から直流リアクトル１２を介して溶接トー
チ１８と母材２０間に電圧を印加しながら、母材２０側
にワイヤ１４を一定の速度で送り込む。すると、ワイヤ
と母材が短絡し、直流リアクトル１２と短絡抵抗で決ま
る時定数で溶接電流が立ち上がり、アーク放電が発生す
る。アーク放電が発生すると、直流リアクトル１２とア
ーク抵抗で決まる時定数で溶接電流が立ち下がり、再び
短絡する。
チ１８と母材２０間に電圧を印加しながら、母材２０側
にワイヤ１４を一定の速度で送り込む。すると、ワイヤ
と母材が短絡し、直流リアクトル１２と短絡抵抗で決ま
る時定数で溶接電流が立ち上がり、アーク放電が発生す
る。アーク放電が発生すると、直流リアクトル１２とア
ーク抵抗で決まる時定数で溶接電流が立ち下がり、再び
短絡する。
以上のように、電流供給量とワイヤ送給量のバランスに
よつて、第２図のように、周期的に短絡とアーク放電と
が繰返えされる。
よつて、第２図のように、周期的に短絡とアーク放電と
が繰返えされる。
ところで、従来の短絡移行アーク溶接機は以上のように
構成されているので、溶接トーチ位置や母材位置の微小
な変動によつて短絡周期が変動する。そうすると、アー
ク期間の熱量が変わり、アーク期間に溶融している溶融
玉の大きさ、および短絡期間に溶滴移行する量がそれぞ
れ大きく変化し、いわゆる“アークの這上がり現象”ま
たは“スタツピング現象”と呼ばれる溶接の不安定な現
象が生じる。その結果、大きなスパツタが発生したり、
溶接ビードに欠陥が生じる、などの問題があつた。
構成されているので、溶接トーチ位置や母材位置の微小
な変動によつて短絡周期が変動する。そうすると、アー
ク期間の熱量が変わり、アーク期間に溶融している溶融
玉の大きさ、および短絡期間に溶滴移行する量がそれぞ
れ大きく変化し、いわゆる“アークの這上がり現象”ま
たは“スタツピング現象”と呼ばれる溶接の不安定な現
象が生じる。その結果、大きなスパツタが発生したり、
溶接ビードに欠陥が生じる、などの問題があつた。
この発明は、前述した従来の問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、大きなスパツタが生じた
り、あるいは溶接ビードに欠陥が生じたりしないように
した短絡移行アーク溶接機を提供することにある。
で、その目的とするところは、大きなスパツタが生じた
り、あるいは溶接ビードに欠陥が生じたりしないように
した短絡移行アーク溶接機を提供することにある。
上記目的を達成するため、この発明は、溶接時の瞬時電
力を検出する手段と、溶接目標電力を設定する手段と、
上記瞬時電力と上記目標電力とを比較する手段と、この
比較手段の比較結果に基づいて溶接電流を制御する手段
と、溶接が短絡状態であるかアーク状態であるかを判定
する手段とを備え、溶接が短絡状態のときには上記目標
電力を短絡経過時間に依存させるように設定し、また溶
接がアーク状態のときには上記目標電力をアーク経過時
間に依存させるように設定し、さらにアーク発生時の目
標電力を該アーク発生の直前の短絡時間の長さに依存さ
せるように設定することを特徴とする。
力を検出する手段と、溶接目標電力を設定する手段と、
上記瞬時電力と上記目標電力とを比較する手段と、この
比較手段の比較結果に基づいて溶接電流を制御する手段
と、溶接が短絡状態であるかアーク状態であるかを判定
する手段とを備え、溶接が短絡状態のときには上記目標
電力を短絡経過時間に依存させるように設定し、また溶
接がアーク状態のときには上記目標電力をアーク経過時
間に依存させるように設定し、さらにアーク発生時の目
標電力を該アーク発生の直前の短絡時間の長さに依存さ
せるように設定することを特徴とする。
以下、図面に基づいてこの発明の好適な実施例を説明す
る。
る。
第３図はこの発明による短絡移行アーク溶接機の一実施
例を示す。
例を示す。
同図に示す溶接機は、直流電源１０、溶接電流ＯＮ−Ｏ
ＦＦ制御するパワートランジスタ６４、直流リアクトル
１２、フライホイールダイオード６６、電流検出器２
４、電圧検出器２６、および溶接電流をＯＮ−ＯＦＦ制
御する制御回路２８などにより構成されている。
ＦＦ制御するパワートランジスタ６４、直流リアクトル
１２、フライホイールダイオード６６、電流検出器２
４、電圧検出器２６、および溶接電流をＯＮ−ＯＦＦ制
御する制御回路２８などにより構成されている。
先ず、溶接トーチ１８にワイヤリール２２から溶接ワイ
ヤ１４が供給され、電流検出器２４と電圧検出器２６に
よつて溶接電流Ａｉと溶接電圧Viが検出される。
ヤ１４が供給され、電流検出器２４と電圧検出器２６に
よつて溶接電流Ａｉと溶接電圧Viが検出される。
検出された溶接電流Ａｉは瞬時電力設定器３０に入力さ
れる。
れる。
また、検出された溶接電圧Ｖｉは、瞬時電力設定器３０
と平均電圧設定器３２に入力され、さらに制御用コンピ
ュータ４６に、Ｉ／Ｏ（入出力）インターフェイスＩ３
８を介して入力される。
と平均電圧設定器３２に入力され、さらに制御用コンピ
ュータ４６に、Ｉ／Ｏ（入出力）インターフェイスＩ３
８を介して入力される。
制御用コンピユータ４６は短絡とアークの判定を行な
う。また、このコンピユータ４６は、Ｘ、Ｙ信号をＩ／
ＯインターフエイスII４０を介して短絡時間設定器４２
およびアーク時間設定器４４を与える。これにより、短
絡およびアークの指示を行なう。
う。また、このコンピユータ４６は、Ｘ、Ｙ信号をＩ／
ＯインターフエイスII４０を介して短絡時間設定器４２
およびアーク時間設定器４４を与える。これにより、短
絡およびアークの指示を行なう。
短絡時間設定器４２およびアーク時間設定器44には短絡
時間tsおよびアーク時間taが設定される。この設定状態
はＩ／ＯインターフエイスII４０を介してコンピユータ
４６に入力される。
時間tsおよびアーク時間taが設定される。この設定状態
はＩ／ＯインターフエイスII４０を介してコンピユータ
４６に入力される。
コンピユータ４６では、短絡時間tsに基づいて短絡波形
因子ｓおよびピークアーク電力値Ｗｐ２を演算する。ま
た、アーク時間taに基づいてアーク波形因子ａを演算す
る。これらの演算結果はそれぞれＩ／Ｏインターフエイ
スIII４８に出力される。
因子ｓおよびピークアーク電力値Ｗｐ２を演算する。ま
た、アーク時間taに基づいてアーク波形因子ａを演算す
る。これらの演算結果はそれぞれＩ／Ｏインターフエイ
スIII４８に出力される。
短絡波形因子ｓと、増幅器５８によりＡ２倍に増幅され
たワイヤ送給速度信号Ａ２・Ｖｗとは、目標短絡電力Ｗ
ｓ設定器５６にて互いに乗算される。この乗算結果は、
目標短絡電力Ｗｓ（Ｗｓ＝Ａ２・Ｖｗ・ｓ）として目標
電力設定器６０に入力される。
たワイヤ送給速度信号Ａ２・Ｖｗとは、目標短絡電力Ｗ
ｓ設定器５６にて互いに乗算される。この乗算結果は、
目標短絡電力Ｗｓ（Ｗｓ＝Ａ２・Ｖｗ・ｓ）として目標
電力設定器６０に入力される。
また、アーク波形因子ａとピークアーク電力値Ｗｐ２は
加算器５０により互いに減算される。この減算結果（Ｗ
ｐ２−ａ）は、目標アーク電力Wa設定器において、増幅
器５４でＡ１倍に増幅されたワイヤ送給速度信号Ａ１・
Ｖｗと乗算される。
加算器５０により互いに減算される。この減算結果（Ｗ
ｐ２−ａ）は、目標アーク電力Wa設定器において、増幅
器５４でＡ１倍に増幅されたワイヤ送給速度信号Ａ１・
Ｖｗと乗算される。
そして、この乗算結果が、目標アーク電力Ｗａ（Ｗａ＝
Ａ１・Ｖｗ（Ｗｐ２−ａ））として目標電力設定器６０
に入力されるとともに、目標電力Ｗｏ（Ｗｏ＝Ｗａ＋Ｗ
ｓ）として比較器６２に入力される。
Ａ１・Ｖｗ（Ｗｐ２−ａ））として目標電力設定器６０
に入力されるとともに、目標電力Ｗｏ（Ｗｏ＝Ｗａ＋Ｗ
ｓ）として比較器６２に入力される。
なお、上記目標電力Ｗｏは平均溶接電圧Ｖｉと目標電圧
Ｖｏの差電圧（Ｖｏ−Ｖｉ）によつて微調整される。
Ｖｏの差電圧（Ｖｏ−Ｖｉ）によつて微調整される。
比較器６２は、瞬時電力設定器３０からの瞬時電力Ｗｉ
と上記目標電力Ｗｏとを比較し、Ｗｉ＞Ｗｏならばパワ
ートランジスタ６４にＯＦＦ信号を送る。また、反対に
Ｗｉ＜Ｗｏならばパワートランジスタ６４にＯＮ信号を
送る。これにより、溶接電流Ａｉの“ＯＮ−ＯＦＦ制
御”を行なう。
と上記目標電力Ｗｏとを比較し、Ｗｉ＞Ｗｏならばパワ
ートランジスタ６４にＯＦＦ信号を送る。また、反対に
Ｗｉ＜Ｗｏならばパワートランジスタ６４にＯＮ信号を
送る。これにより、溶接電流Ａｉの“ＯＮ−ＯＦＦ制
御”を行なう。
第５図はコンピユータ４６によつて実行される制御プロ
グラムの概要をフローチヤートにより示す。
グラムの概要をフローチヤートにより示す。
この制御プログラムでは、ステップ１０１にてＩ／Ｏイ
ンターフエイスＩから溶接電圧Ｖｉを取込み、ステップ
１０２にて、その溶接電圧Ｖｉとしきい電圧Ｖｃとを比
較することにより、短絡とアークの判定を行なう。この
判定の結果に応じて、短絡電力波形設定ルーチン２００
またはアーク電力波形設定ルーチン２０１のいずれかを
実行する。
ンターフエイスＩから溶接電圧Ｖｉを取込み、ステップ
１０２にて、その溶接電圧Ｖｉとしきい電圧Ｖｃとを比
較することにより、短絡とアークの判定を行なう。この
判定の結果に応じて、短絡電力波形設定ルーチン２００
またはアーク電力波形設定ルーチン２０１のいずれかを
実行する。
短絡電力波形設定ルーチン２００とアーク電力波形設定
ルーチン２０１は、第４図に示す溶滴の状態モード１〜
モード１１に従う。第４図は高速写真の解析結果に基づ
いて作成した換式図であつて、短絡期間とアーク期間に
おける溶滴の移行および生成の状態をモード化して示
す。
ルーチン２０１は、第４図に示す溶滴の状態モード１〜
モード１１に従う。第４図は高速写真の解析結果に基づ
いて作成した換式図であつて、短絡期間とアーク期間に
おける溶滴の移行および生成の状態をモード化して示
す。
先ず、短絡電流波形設定ルーチン２００側に制御につい
て説明する。
て説明する。
最初のステツプ１１１でアーク波形因子ａを「０」と定
義し、ステツプ１１２でＩ／ＯインターフエイスIIIに
ａ＝０を出力する。また、ステツプ１１３、１１４でＸ
を「０」、Ｙを「１」と定義し、ステツプ１１５でＩ／
ＯインターフエイスIIにＸ、Ｙ信号を出力する。
義し、ステツプ１１２でＩ／ＯインターフエイスIIIに
ａ＝０を出力する。また、ステツプ１１３、１１４でＸ
を「０」、Ｙを「１」と定義し、ステツプ１１５でＩ／
ＯインターフエイスIIにＸ、Ｙ信号を出力する。
次に、ステツプ１１６で、ワイヤが短絡してからの経過
時間つまり短絡時間tsをＩ／ＯインターフエイスIIから
取込む。そして、それ以後のステツプにて、短時間tsに
応じたピークアーク電力値Ｗｐ２および短絡波形因子ｓ
を演算する。
時間つまり短絡時間tsをＩ／ＯインターフエイスIIから
取込む。そして、それ以後のステツプにて、短時間tsに
応じたピークアーク電力値Ｗｐ２および短絡波形因子ｓ
を演算する。
ここで、ピークアーク電力値Ｗｐ２はアーク再生時のア
ーク電力値を決めるものであつて、ピークアーク電力値
Ｗｐ２は、第４図に示す高速度写真からの解析により、
短絡時間ＴＳに依存するように制御すればよいことが判
明した。つまり短絡時間ＴＳが長いほど溶融したワイヤ
が母材側へ移行する量が大きくなるので、次のアーク期
間では短絡時に母材側へ移行した量だけ溶融すれば、ア
ーク期間に生成される溶融玉を一定に制御することがで
きる。
ーク電力値を決めるものであつて、ピークアーク電力値
Ｗｐ２は、第４図に示す高速度写真からの解析により、
短絡時間ＴＳに依存するように制御すればよいことが判
明した。つまり短絡時間ＴＳが長いほど溶融したワイヤ
が母材側へ移行する量が大きくなるので、次のアーク期
間では短絡時に母材側へ移行した量だけ溶融すれば、ア
ーク期間に生成される溶融玉を一定に制御することがで
きる。
従って、予めステツプ１１７で短絡時間tsに応じたＷｐ
２（Ｗｐ２＝ｆ２（ｔｓ））を演算しておき、ステツプ
１１８でＩ／ＯインターフエイスIIIにＷｐ２を出力す
る。こうすることにより、第６図の目標電力波形の生成
過程のタイムチヤートにおけるＷｐ２の波形がＩ／Ｏイ
ンターフエイスIIIから外部へ出力される。
２（Ｗｐ２＝ｆ２（ｔｓ））を演算しておき、ステツプ
１１８でＩ／ＯインターフエイスIIIにＷｐ２を出力す
る。こうすることにより、第６図の目標電力波形の生成
過程のタイムチヤートにおけるＷｐ２の波形がＩ／Ｏイ
ンターフエイスIIIから外部へ出力される。
短絡波形因子ｓについては、第４図のモード６からモー
ド７の期間、つまりｔｓ＜ｔ１（短絡直後の期間）で
は、できる限り電力をワイヤに注入しない方がよいこと
が判明した。ちなみに、ts＜ｔ１期間に電力を多く注入
すると、ほとんど溶滴移行を起こさない瞬時短絡を生じ
て、次のアーク期間では溶融玉を大きくしてしまうとい
うように、短絡周期が乱されるようになる。
ド７の期間、つまりｔｓ＜ｔ１（短絡直後の期間）で
は、できる限り電力をワイヤに注入しない方がよいこと
が判明した。ちなみに、ts＜ｔ１期間に電力を多く注入
すると、ほとんど溶滴移行を起こさない瞬時短絡を生じ
て、次のアーク期間では溶融玉を大きくしてしまうとい
うように、短絡周期が乱されるようになる。
また、モード７からモード８、つまりｔ１＜ｔs＜ｔ２
期間では、アークが再生しないほどに急激に電力を注入
し、短絡しているワイヤ先端に速くくびれを形成させる
ことが望ましい、ということが判明した。
期間では、アークが再生しないほどに急激に電力を注入
し、短絡しているワイヤ先端に速くくびれを形成させる
ことが望ましい、ということが判明した。
モード８からモード１１、つまりｔ２＜ｔs＜ｔ３期間
では、緩やかな勾配で電力の注入を増やしてアーク再生
を行なうと、アーク再生時に発生するスパツタの発生量
が一定になるとともに、その量が全体的に以前のものよ
りも少なくなり、しかもスパツタの大きさが細かくな
る、ということが判明した。
では、緩やかな勾配で電力の注入を増やしてアーク再生
を行なうと、アーク再生時に発生するスパツタの発生量
が一定になるとともに、その量が全体的に以前のものよ
りも少なくなり、しかもスパツタの大きさが細かくな
る、ということが判明した。
さらに、短絡時間ｔsがｔ３以上になると、溶融してい
ないワイヤが母材に突っ込む。この突っ込みを防ぐた
め、急激に電力を注入することにより強制的にアーク再
生を行ない、これによりスタツピング現象が起こらない
ように制御する。
ないワイヤが母材に突っ込む。この突っ込みを防ぐた
め、急激に電力を注入することにより強制的にアーク再
生を行ない、これによりスタツピング現象が起こらない
ように制御する。
従つて、短絡波形因子ｓについては、コンピユータ４６
にて次のような制御プログラムが実行される。
にて次のような制御プログラムが実行される。
すなわち、ステツプ１１９で短絡時間tsと時間ｔ１とを
比較する。その比較結果がｔs＜ｔ１ならばステツプ１
２０で短絡波形因子ｓを「０」に定義し、ステツプ１２
６でＩ／ＯインターフエイスIIIにｓを出力してステツ
プ１０１に戻る。
比較する。その比較結果がｔs＜ｔ１ならばステツプ１
２０で短絡波形因子ｓを「０」に定義し、ステツプ１２
６でＩ／ＯインターフエイスIIIにｓを出力してステツ
プ１０１に戻る。
また、上記比較結果がｔs＜ｔ１でなければ、ステツプ
１２１で短絡時間ｔsと時間ｔ２とを比較する。そし
て、その比較結果がts＜ｔ２ならば、ステツプ１２２で
短絡波形因子ｓをｓ＝ｆ３（ｔ２−ｔ１）に定義し、ス
テツプ１２６でＩ／ＯインターフエイスIIIにｓを出力
してステツプ１０１に戻る。
１２１で短絡時間ｔsと時間ｔ２とを比較する。そし
て、その比較結果がts＜ｔ２ならば、ステツプ１２２で
短絡波形因子ｓをｓ＝ｆ３（ｔ２−ｔ１）に定義し、ス
テツプ１２６でＩ／ＯインターフエイスIIIにｓを出力
してステツプ１０１に戻る。
さらに、ｔｓ＜ｔ２でなければ、ステツプ１２３で短絡
時間ｔｓと時間ｔ３とを比較し、その結果がｔｓ＜ｔ３
ならば、ステツプ１２４で短絡波形因子ｓをｓ＝ｆ４
（ｔｓ−ｔ２）＋ｆ３（ｔ２）に定義し、ステツプ１２
６でＩ／ＯインターフエイスIIIにｓを出力してステツ
プ１０１に戻る。
時間ｔｓと時間ｔ３とを比較し、その結果がｔｓ＜ｔ３
ならば、ステツプ１２４で短絡波形因子ｓをｓ＝ｆ４
（ｔｓ−ｔ２）＋ｆ３（ｔ２）に定義し、ステツプ１２
６でＩ／ＯインターフエイスIIIにｓを出力してステツ
プ１０１に戻る。
さらにまた、ｔs＜ｔ３でなければ、ステツプ１２６で
短絡波形因子ｓをｓ＝ｆ５（ｔｓ＜ｔ３でなければ、ス
テツプ１２６で短絡波形因子ｓをｓ＝ｆ５（ｔs−ｔ
３）＋ｆ４（ｔ３）＋ｆ３（ｔ２）に定義し、ステツプ
１２６Ｉ／ＯインターフエイスIIIにｓを出力してステ
ツプ１０１に戻る。
短絡波形因子ｓをｓ＝ｆ５（ｔｓ＜ｔ３でなければ、ス
テツプ１２６で短絡波形因子ｓをｓ＝ｆ５（ｔs−ｔ
３）＋ｆ４（ｔ３）＋ｆ３（ｔ２）に定義し、ステツプ
１２６Ｉ／ＯインターフエイスIIIにｓを出力してステ
ツプ１０１に戻る。
以上のようにして、第６図の目標電力波形の生成過程の
タイムチヤートにおける短絡波形因子ｓが、Ｉ／Ｏイン
ターフエイスIIIから外部へ出力される。
タイムチヤートにおける短絡波形因子ｓが、Ｉ／Ｏイン
ターフエイスIIIから外部へ出力される。
次に、アーク電力波形設定ルーチン２０１側の制御につ
いて説明する。
いて説明する。
ステツプ１０３で短絡波形因子ｓを「０」と定義し、ス
テツプ１０７でＩ／ＯインターフエイスIIにＸ、Ｙ信号
を出力する。ステツプ１０８でアーク再生してからの経
過時間つまり、アーク時間ｔａをＩ／Ｏインターフエイ
スIIから取込む。ステツプ１０９でアーク時間ｔaに応
じたａ（ａ＝ｆ１（ｔa））を演算し、ステツプ１１０
でＩ／ＯインターフエイスIIIにａを出力してステツプ1
01に戻る。
テツプ１０７でＩ／ＯインターフエイスIIにＸ、Ｙ信号
を出力する。ステツプ１０８でアーク再生してからの経
過時間つまり、アーク時間ｔａをＩ／Ｏインターフエイ
スIIから取込む。ステツプ１０９でアーク時間ｔaに応
じたａ（ａ＝ｆ１（ｔa））を演算し、ステツプ１１０
でＩ／ＯインターフエイスIIIにａを出力してステツプ1
01に戻る。
以上のようにして、第６図の目標電力波形の生成過程の
タイムチヤートにおけるアーク波形因子ａがＩ／Ｏイン
ターフエイスIIIから外部へ出力される。
タイムチヤートにおけるアーク波形因子ａがＩ／Ｏイン
ターフエイスIIIから外部へ出力される。
ここで、第７図は第３図の制御回路部分の一実施例を示
す。
す。
同図において、電流検出器２４によつて検出された溶接
電流Ａｉは、増幅器Ｇ１とＧ２によつて増幅されてか
ら、瞬時電力設定器３０内の掛算器Ｍ１「例えばアナロ
グ・デパイス社のＡＤ−532」のＸＹ入力端子に入力さ
れる。
電流Ａｉは、増幅器Ｇ１とＧ２によつて増幅されてか
ら、瞬時電力設定器３０内の掛算器Ｍ１「例えばアナロ
グ・デパイス社のＡＤ−532」のＸＹ入力端子に入力さ
れる。
また、電圧検出器２６によつて検出された溶接電圧Ｖｉ
は、増幅器Ｇ３によつて増幅されてから、瞬時電力設定
器３０内の掛算器Ｍ１のＹ端子、平均電圧設定器３２お
よびＡ／Ｄコンバータ７２に入力される。掛算器Ｍ１に
て溶接電流Ａｉと溶接電圧Ｖｉが掛算されることにより
瞬時電力Ｗｉが算出される。この瞬時電力Ｗｉは、増幅
器Ｇ４で増幅されてから比較器６２の抵抗Ｒ１に入力さ
れる。
は、増幅器Ｇ３によつて増幅されてから、瞬時電力設定
器３０内の掛算器Ｍ１のＹ端子、平均電圧設定器３２お
よびＡ／Ｄコンバータ７２に入力される。掛算器Ｍ１に
て溶接電流Ａｉと溶接電圧Ｖｉが掛算されることにより
瞬時電力Ｗｉが算出される。この瞬時電力Ｗｉは、増幅
器Ｇ４で増幅されてから比較器６２の抵抗Ｒ１に入力さ
れる。
平均電圧設定器３２では、増幅器Ｇ５、コンデンサＣ
１、抵抗Ｒ５で平均化された電圧Ｖｉを作成する。この
電圧Ｖｉは加算器３６内の抵抗Ｒ６に入力される。
１、抵抗Ｒ５で平均化された電圧Ｖｉを作成する。この
電圧Ｖｉは加算器３６内の抵抗Ｒ６に入力される。
また、目標電圧Ｖｏは可変抵抗器（ボリユーム）ＶＲ１
で設定され、ボルテージホロワー回路Ｇ６を介して加算
器３６内の抵抗Ｒ７に入力される。
で設定され、ボルテージホロワー回路Ｇ６を介して加算
器３６内の抵抗Ｒ７に入力される。
加算器３６では、平均電圧−Ｖｉと目標電圧Ｖｏとを加
算する。この加算された信号（Ｖｏ−Ｖｉ）は比較器６
２内の抵抗Ｒ２に入力される。
算する。この加算された信号（Ｖｏ−Ｖｉ）は比較器６
２内の抵抗Ｒ２に入力される。
短絡時間設定器４２では、先ず、Ｘ信号をバツフア８４
を介してトランジスタＴｒ１のペースに入力させる。そ
して、Ｘ＝１のときにトランジスタＴｒ１がＯＦＦ状態
となり、この状態が続く間、増幅器Ｇ８とコンデンサＣ
２による積分動作が行なわれて、その短絡時間ｔsに応
じた電圧が出力される。この電圧はＡ／Ｄコンバータ８
０でデジタル信号に変換されてＩ／Ｏインターフエイス
IIに入力させられる。
を介してトランジスタＴｒ１のペースに入力させる。そ
して、Ｘ＝１のときにトランジスタＴｒ１がＯＦＦ状態
となり、この状態が続く間、増幅器Ｇ８とコンデンサＣ
２による積分動作が行なわれて、その短絡時間ｔsに応
じた電圧が出力される。この電圧はＡ／Ｄコンバータ８
０でデジタル信号に変換されてＩ／Ｏインターフエイス
IIに入力させられる。
また、Ｙ＝１のときは、トランジスタＴｒ２がＯＦＦ状
態になつて、そのＯＦＦ状態の時間が増幅器Ｇ９とコン
デンサＣ３によつて積分される。これにより、アーク時
間ｔaに応じた電圧が出力される。この電圧はＡ／Ｄコ
ンバータ８２でデジタル信号に変換されてＩ／Ｏインタ
ーフエイスIIに入力させられる。
態になつて、そのＯＦＦ状態の時間が増幅器Ｇ９とコン
デンサＣ３によつて積分される。これにより、アーク時
間ｔaに応じた電圧が出力される。この電圧はＡ／Ｄコ
ンバータ８２でデジタル信号に変換されてＩ／Ｏインタ
ーフエイスIIに入力させられる。
Ｉ／ＯインターフエイスIII４８から出力されるアーク
波形因子ａとピークアーク電力値Ｗｐ２は、加算器５０
内のＤ／Ａコンバータ７８、７６にてアナログ信号に変
換される。アーク波形因子ａは増幅器Ｇ１０で反転され
てから増幅器Ｇ１１に入力させられる。増幅器Ｇ１１で
はアーク波形因子ａとピークアーク電力値Ｗｐ２が加算
される。この加算出力（Ｗｐ２−ａ）信号が目標アーク
電力Ｗａ設定器５２内の掛算器Ｍ２のＹ端子へ出力され
る。
波形因子ａとピークアーク電力値Ｗｐ２は、加算器５０
内のＤ／Ａコンバータ７８、７６にてアナログ信号に変
換される。アーク波形因子ａは増幅器Ｇ１０で反転され
てから増幅器Ｇ１１に入力させられる。増幅器Ｇ１１で
はアーク波形因子ａとピークアーク電力値Ｗｐ２が加算
される。この加算出力（Ｗｐ２−ａ）信号が目標アーク
電力Ｗａ設定器５２内の掛算器Ｍ２のＹ端子へ出力され
る。
他方、Ｉ／ＯインターフエイスIII４８から出力される
短絡波形因子ｓは、Ｄ／Ａコンバータ７４でアナログ化
され、目標短絡電力Ｗｓ設定器５６内の掛算器Ｍ３のＹ
端子へ出力される。
短絡波形因子ｓは、Ｄ／Ａコンバータ７４でアナログ化
され、目標短絡電力Ｗｓ設定器５６内の掛算器Ｍ３のＹ
端子へ出力される。
目標アーク電力Ｗａ設定器５２では、掛算器M2により、
Ａ１倍されたワイヤ送給速度信号Ａ１・Ｖｗと（Ｗｐ２
−ａ）信号が乗算され、これにより目標アーク電力Ｗａ
が算出される。この目標アーク電力Ｗａは、増幅器Ｇ１
２で増幅されてから、比較器６２の抵抗Ｒ３に入力され
る。
Ａ１倍されたワイヤ送給速度信号Ａ１・Ｖｗと（Ｗｐ２
−ａ）信号が乗算され、これにより目標アーク電力Ｗａ
が算出される。この目標アーク電力Ｗａは、増幅器Ｇ１
２で増幅されてから、比較器６２の抵抗Ｒ３に入力され
る。
また、目標短絡電力Ｗｓ設定器５６では、掛算器Ｍ３に
より、増幅器５８でＡ２倍されたワイヤ送給速度信号Ａ
２・Ｖｗと短絡波形因子ｓ信号とが乗算される。これに
より、目標短絡電力Ｗｓが算出される。この算出された
目標短絡電力Ｗｓは、増幅器Ｇ１３で増幅器されてか
ら、比較器６２内の抵抗Ｒ４に入力される。
より、増幅器５８でＡ２倍されたワイヤ送給速度信号Ａ
２・Ｖｗと短絡波形因子ｓ信号とが乗算される。これに
より、目標短絡電力Ｗｓが算出される。この算出された
目標短絡電力Ｗｓは、増幅器Ｇ１３で増幅器されてか
ら、比較器６２内の抵抗Ｒ４に入力される。
比較器６２では、抵抗Ｒ１に入力された瞬時電力Ｗｉ、
抵抗Ｒ２に入力された（Ｖｏ−Ｖｉ）信号、抵抗Ｒ３に
入力された目標アーク電力Ｗａ、および抵抗Ｒ４に入力
された目標短絡電力Ｗｓが加算される。そして、その加
算された電位とアース（接地）電位とが比較器Ｇ１４で
比較され、この比較結果がＰに出力される。このＰに出
力される信号によつて、第３図のパワートランジスタ64
がＯＮ−ＯＦＦ制御される。
抵抗Ｒ２に入力された（Ｖｏ−Ｖｉ）信号、抵抗Ｒ３に
入力された目標アーク電力Ｗａ、および抵抗Ｒ４に入力
された目標短絡電力Ｗｓが加算される。そして、その加
算された電位とアース（接地）電位とが比較器Ｇ１４で
比較され、この比較結果がＰに出力される。このＰに出
力される信号によつて、第３図のパワートランジスタ64
がＯＮ−ＯＦＦ制御される。
なお、抵抗ＲｂおよびＲａは比較器Ｇ１４がONからＯＦ
Ｆに反転するときとＯＦＦからＯＮに反転するときにヒ
ステリシスをもたせるためのものである。
Ｆに反転するときとＯＦＦからＯＮに反転するときにヒ
ステリシスをもたせるためのものである。
以上のように、この発明による短絡移行アーク溶接機に
よれば、溶接が短絡期間にあるときは、上記目標電力を
短絡経過時間に依存させるように設定し、また溶接がア
ーク期間にあるときは、上記目標電力をアーク経過時間
に依存させるように設定して、アーク発生時の目標電力
を該アーク発生の直前の短絡期間に依存させるようにし
たことにより、アークと短絡の繰返し周期を一定にする
ことができ、これによりスパツタを少なく、かつ細かく
して、均一な溶接ビードを得ることができる。
よれば、溶接が短絡期間にあるときは、上記目標電力を
短絡経過時間に依存させるように設定し、また溶接がア
ーク期間にあるときは、上記目標電力をアーク経過時間
に依存させるように設定して、アーク発生時の目標電力
を該アーク発生の直前の短絡期間に依存させるようにし
たことにより、アークと短絡の繰返し周期を一定にする
ことができ、これによりスパツタを少なく、かつ細かく
して、均一な溶接ビードを得ることができる。
第１図は従来の短絡移行アーク溶接機を示す図、第２図
は従来の溶接機による溶接電流波形を示す図、第３図は
この発明による短絡移行アーク溶接機の一実施例を示す
図、第４図は短絡期間とアーク期間においての溶滴の移
行状態および生成状態をモード化した換式図、第５図は
この発明による溶接機のコンピユータ部における実行プ
ログラムの構成を示すフローチヤート図、第６図はこの
発明の目標電力波形の生成過程を示すタイムチヤート
図、第７図は第３図の制御回路部分の一実施例を示す図
である。 各図中同一部材に同一符号を付し、１０は直流電源、１
２は直流リアクトル、１４はワイヤ電極、１８は溶接ト
ーチ、２０は母材、２４は電流検出器、２６は電圧検出
器、２８は制御回路、30は瞬時電力設定器、３２は平均
電圧設定器、３４は目標電圧設定器、３６は加算器、３
８、４０、４８はＩ／ＯインターフエイスＩ、II、II
I、４２、４４は短絡およびアーク時間設定器、４６は
コンピユータ、５０は加算器、５２は目標アーク電力設
定器、５６は目標短絡電力設定器、５４、５８は増幅
器、６０は目標電力Ｗｏ設定器、６２は比較器、６４は
溶接電流Ａｉをコントロールするためのパワートランジ
スタ、６６はフライホイールダイオードである。
は従来の溶接機による溶接電流波形を示す図、第３図は
この発明による短絡移行アーク溶接機の一実施例を示す
図、第４図は短絡期間とアーク期間においての溶滴の移
行状態および生成状態をモード化した換式図、第５図は
この発明による溶接機のコンピユータ部における実行プ
ログラムの構成を示すフローチヤート図、第６図はこの
発明の目標電力波形の生成過程を示すタイムチヤート
図、第７図は第３図の制御回路部分の一実施例を示す図
である。 各図中同一部材に同一符号を付し、１０は直流電源、１
２は直流リアクトル、１４はワイヤ電極、１８は溶接ト
ーチ、２０は母材、２４は電流検出器、２６は電圧検出
器、２８は制御回路、30は瞬時電力設定器、３２は平均
電圧設定器、３４は目標電圧設定器、３６は加算器、３
８、４０、４８はＩ／ＯインターフエイスＩ、II、II
I、４２、４４は短絡およびアーク時間設定器、４６は
コンピユータ、５０は加算器、５２は目標アーク電力設
定器、５６は目標短絡電力設定器、５４、５８は増幅
器、６０は目標電力Ｗｏ設定器、６２は比較器、６４は
溶接電流Ａｉをコントロールするためのパワートランジ
スタ、６６はフライホイールダイオードである。
Claims (3)
- 【請求項１】溶接時の瞬時電力を検出する手段と、溶接
目標電力を設定する手段と、上記瞬時電力と上記目標電
力とを比較する手段と、この比較手段の比較結果に基づ
いて溶接電流を制御する手段と、溶接が短絡状態である
かアーク状態であるかを判定する手段とを備え、溶接が
短絡状態のときには上記目標電力を短絡経過時間に依存
させるように設定し、また溶接がアーク状態のときには
上記目標電力をアーク経過時間に依存させるように設定
し、さらにアーク発生時の目標電力を該アーク発生の直
前の短絡期間の長さに依存させるように設定することを
特徴とする短絡移行アーク溶接機。 - 【請求項２】特許請求の範囲第（１）記載の短絡移行ア
ーク溶接機において、上記短絡経過時間が第１の所定時
間以内では、上記目標電力を可乃的に０に近づけてお
き、上記短絡経過時間が上記第１の所定時間から第２の
所定時間までの間では、上記目標電力を急激な勾配で上
昇させ、上記第２の所定時間以後では、上記目標電力を
一定もしくは緩やかな勾配で上昇させるようにしたこと
を特徴とする短絡移行アーク溶接機。 - 【請求項３】特許請求の範囲（１）また（２）記載の短
絡移行アーク溶接機において、 （Ａ）溶接時の瞬時電力を演算する機能、 （Ｂ）溶接電圧に基づいて短絡とアークの判定を行う機
能、 （Ｃ）上記判定の結果が短絡であった場合にその短絡経
過時間を求める機能、 （Ｄ）上記短絡経過時間に応じて上記目標電力を演算す
る機能、 （Ｅ）上記判定の結果がアークであった場合にそのアー
ク経過時間を求める機能、 （Ｆ）上記アーク経過時間に応じて上記目標電力を演算
する機能、 以上（Ａ）〜（Ｆ）の機能を有し、これらの機能を所定
の手順で実行する制御手段を備えたことを特徴とする短
絡移行アーク溶接機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58187826A JPH0615105B2 (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 短絡移行ア−ク溶接機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58187826A JPH0615105B2 (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 短絡移行ア−ク溶接機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6082271A JPS6082271A (ja) | 1985-05-10 |
| JPH0615105B2 true JPH0615105B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=16212909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58187826A Expired - Lifetime JPH0615105B2 (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 短絡移行ア−ク溶接機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0615105B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102271853B (zh) | 2009-07-29 | 2015-04-15 | 松下电器产业株式会社 | 电弧焊接方法以及电弧焊接装置 |
| US11422156B2 (en) * | 2017-07-28 | 2022-08-23 | Nhk Spring Co., Ltd. | Contact probe and probe unit |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE425060B (sv) * | 1978-05-30 | 1982-08-30 | Thermal Dynamics Corp | Anordning for kortbagsvetsning |
-
1983
- 1983-10-07 JP JP58187826A patent/JPH0615105B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6082271A (ja) | 1985-05-10 |
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