JPH062314B2 - ワイヤインチング制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は消耗性電極ワイヤあるいは溶加ワイヤを溶接部
に送給しながら溶接を行うアーク溶接において、溶接開
始前の準備作業としてこれらのワイヤを手動の押ボタン
スイツチによつて溶接トーチ先端から適当量だけ突出す
るまで寸動送給（ワイヤインチング）するときの制御方
法に関するものである。

従来技術 自動あるいは半自動アーク溶接においては、溶接時のワ
イヤ送給は溶接電流や溶接電圧などに対応して速度が決
定されて自動的に送給される。しかしコイル状に巻かれ
たワイヤリールから溶接トーチの先端までワイヤを新た
に送り込むとき、あるいはワイヤの先端はすでに溶接ト
ーチまで達しているもののなお先端形状の不良部分の切
除やワイヤ送給状態の確認などのために溶接時とは別に
ワイヤのみを任意量だけ送給したい場合がある。このよ
うな要求に対して通常は別個にワイヤインチング指令用
のスイツチが設けられており、作業者はこれを適宜押す
ことによつてワイヤを寸動送給して上記の各作業を行つ
ている。従来、このインチング送給時には、実際の溶接
時にアークスタートを良好にするために設けられている
ワイヤスローダウン速度（溶接開始のために溶接開始指
令、例えばトーチスイツチを押してからワイヤが被溶接
物の表面に接触してアークが発生するまでに低速で送る
ときの速度）の設定器を共用し、インチング時はこのワ
イヤスローダウン速度にてインチング指令スイツチを押
している間のみワイヤを溶接トーチ先端側に向つて送る
ようになつていた。しかしこのワイヤスローダウン時に
おける送給速度は、アークスタートを良好にするため
に、通常の溶接時に比較して極端に遅い速度に設定され
ている。したがつてワイヤがすでに溶接トーチの先端部
に達しているときはこのような低速でもよいが、例えば
ワイヤリールに巻かれたワイヤが使用し尽されたときワ
イヤの交換時においては極めて非能率な作業となる。即
ちワイヤを送給するための駆動部と溶接トーチとの間は
数メートルないしは十数メートルもの長い経路があり、
しかもこの間は通常可撓性の導管内を通る構造のものが
多く、入力によつてはワイヤをこの中に挿入できない。
このために長い送給経路をワイヤ送給駆動部の電動機に
よりインチング操作により送らざるを得ず、このときに
上述のような遅い速度であれば長時間を要することにな
る。このため数分間にも及ぶ送給時間の間指令スイツチ
を押し続けることが必要となる。もちろんワイヤスロー
ダウン速度は、これを設定するための可変抵抗器であ
り、任意に変更することができるが、このワイヤスロー
ダウン速度は本来アークスタートが良好に行なわれる値
に使用するワイヤ溶接電流に対応して適値に定められる
べきものであり、これをワイヤインチングのためにその
都度変更することは、使い勝手が悪いのみならず誤設定
の原因ともなり望ましくない、しかも同じワイヤインチ
ング操作にあつても前述のように、すでにワイヤの先端
が溶接トーチの先端部に達していてほんの少しだけ送り
出せばよいときと、ワイヤ取り替え時のように長い送給
経路を送るときとがあり、万一少量を送るべきときに高
速に設定されていると逆に送給量の調整が難しくなるば
かりでなく、作業者にとつて危険でもある。

発明の目的 本発明は、上記従来装置の欠点を解消し、ワイヤインチ
ングを送給量の小なるときは指令スイツチを短時間押す
ことにより、これに直接応答して指令スイツチを押して
いる時間だけワイヤを送給し、送給量の大なるときは指
令スイツチを一定時間以上押しつづけることにより以後
に指令スイツチを押す操作をやめても継続してワイヤを
送給しつづけるようにして、ワイヤインチング送給量の
大小に応じてそれぞれ最適の送給状態とすることができ
る理想的なワイヤインチング方法を提案したものであ
る。

発明の要旨 本発明は、ワイヤインチング指令スイツチの閉路により
低速で送給を開始し、この指令スイツチの閉路が一定時
間内に解除されればその時点でワイヤの送給を停止し、
一定時間経過後もこの指令スイツチが継続して閉路して
いるときは一旦この指令スイツチが開放されて後に再度
閉路されるまでの間ワイヤ送給状態を保持するようにし
て長距離のワイヤ送給にも便利とし、さらに送給状態保
持後は送給速度を適値に高速とすることによつて作業能
率の飛躍的向上を計つたものである。

実施例 第１図は、本発明の方法を実施するときの例を示す装置
の接続図である。同図において、１はワイヤインチング
指令スイツチであり、通常は溶接電流，溶接電圧の各設
定器などとともに遠隔操作箱や溶接操作盤あるいは溶接
トーチに設けられている。２はインチング速度設定器で
あり、初期の低速送給のための設定器ＶＲ１および送給
状態保持後の送給速度設定器ＶＲ２を含む。３はタイマ
であり入力端子Ｔへの入力信号の立下り時からあらかじ
め設定された時間だけ高レベル信号（以下Ｈ信号とい
う）を出力する。４，５，６はフリツプフロツプ回路で
あり、４は入力端子Ｓの入力信号の立下りによりまた５
および６は入力信号の立上りによりそれぞれトリガーさ
れて出力信号が反転してＨ信号となる。７，８，９はＡ
ＮＤゲート１０，１１，１２は信号反転用インバータ、
13，１４および２３，２４はアナログスイツチ、１５は
増幅器であり、入力信号に応じてワイヤ送給用電動機１
６の回転速度を決定する。１７はスロープ制御回路であ
り、スロープ″入″−″切″選択スイツチ１８が閉路さ
れたときには増幅器１５の入力信号がステツプ状に変化
しても出力をなめらかに変化させるものである。このス
ロープ制御回路１７としては、例えば増幅器１５の入出
力間にコンデンサを接続して時間遅れ要素をもたせるこ
とによつて実現できる。１９は電動機１６によつて駆動
されるワイヤ送給用ロールであり、ワイヤ２０をワイヤ
リール２１から送給経路２２を経て溶接トーチ２９およ
び被溶接物３０に向つて送給する。25は溶接時のワイヤ
送給速度設定器であり、溶接開始時にアークが発生する
までの低速の送給速度を設定するワイヤスローダウン速
度設定器ＶＲ３およびアーク発生後の正常溶接時におけ
るワイヤ送給速度の設定器ＶＲ４などからなる。２６は
溶接開始指令スイツチであり、図示しない操作盤に設け
られるか、または溶接トーチ２９に取付けられたトーチ
スイツチである。２７は溶接制御回路であり、溶接開始
指令スイツチ２６が押されたときからワイヤ２０が被溶
接物３０に接触して電流が流れ溶接アークの発生が検出
されるまでは、ワイヤ２０をワイヤスローダウン速度設
定器ＶＲ３にて定められた低速で送給するようにアナロ
グスイツチ２３を導通させ、またアーク発生検出後はこ
れより高速となる溶接時のワイヤ送給速度設定器ＶＲ５
の出力を増幅器１５に供給するようにアナログスイツチ
２４を導通させるように制御するともに図示を省略した
出力設定器によつて定まる出力指令信号を溶接電源２８
に供給する公知の機能を有するものである。

第１図において、インチング指令スイツチ１を押す以前
はタイマ３およびフリツプフロツプ回路４，５，６はす
べてリセツトされており、各出力はすべて低レベル（以
下Ｌ信号という）出力であるとすると、アナログスイツ
チ１３，１４はともに開いており、したがつて増幅器１
５の入力は零であり、電動機１６は停止している。この
状態でインチング指令スイツチ１を押すとタイマ３の入
力は接地されてＬ信号となり、この入力信号の立下りに
よつてタイマ３が起動して一定時限Ｔ_１の間Ｈ信号を出
力する。この間フリツプフロツプ回路４，６の出力はＬ
信号のままであり、このためインバータ１０，１１，１
２によつて反転されたＡＮＤゲート９の入力はすべてＨ
信号となつてその出力もＨ信号となりアナログスイツチ
１４を導通させる。この結果、増幅器１５にはインチン
グ速度設定器２の初期速度設定器ＶＲ１の出力が供給さ
れることになり、電動機１６はこの設定器ＶＲ１の出力
によつて定まる比較的低速度でワイヤ２０を送給するこ
とになる。タイマ３の時限Ｔ_１の終了前にワイヤインチ
ング指令スイツチ１を開放するとタイマ３はリセツトさ
れ、ＡＮＤゲート９は開き、増幅器１５には何らの信号
も入力されなくなつて電動機１６は停止しすべてが初期
の状態に戻る。一方、タイマ３の時限Ｔ_１の終了時にも
ワイヤインチング指令スイツチ１が継続して閉路されて
いるとタイマ３の時限終了によりフリツプフロツプ回路
４がトリガーされてその出力はＨ信号となる。

この結果インバータ１１の出力はＬ信号となりＡＮＤゲ
ート９は閉じ、したがつてアナログスイツチ１４は閉じ
る。一方フリツプフロツプ回路４のＨ信号によつてアナ
ログスイツチ１３が導通し、増幅器１５にはワイヤイン
チング速度設定器２の設定器ＶＲ２の出力が供給され
る。この結果ワイヤ２０は設定器ＶＲ２にて設定された
速度で送給されることになる。この状態でインチング指
令スイツチ１を開放するとＡＮＤゲート７の入力は共に
Ｈ信号となり、フリツプフロツプ回路５の出力もＨ信号
となり、インチング指令スイツチが一度開放されたこと
を記憶する。このときフリツプフロツプ回路４の出力は
Ｈ信号のままであるのでアナログスイツチ１３は導通の
ままであり、電動機１６は設定器ＶＲ２の出力に応じた
速度で回転をつづける。ワイヤインチングを停止するに
は再度ワイヤインチング指令スイツチ１を押す。この２
度目の閉路によりＡＮＤゲート８の両入力はともにＨ信
号となり、フリツプフロツプ回路６の出力も反転してＨ
信号となる。このフリツプフロツプ回路６のＨ信号出力
によりフリツプフロツプ回路４および５はそれぞれリセ
ツトされてその出力はＬ信号となり、アナログスイツチ
１３は開放し、またインバータ回路１２によつて反転さ
れてＬ信号がＡＮＤゲート９に入力されるためにアナロ
グスイツチ１４も開いたままとなる。このため増幅器１
５の入力は零となり、電動機１６は停止し、ワイヤイン
チングは終了する。フリツプフロツプ回路６はワイヤイ
ンチング指令スイツチ１を開放することによつてリセツ
トされ、再び最初の状態に戻る。ここでタイマ３の設定
時間Ｔ１をワイヤ２００が数１０mm程度送られるに要す
る時間としておくとワイヤを少量送るときはこの時間内
にワイヤインチング指令スイツチをＯＮ−ＯＦＦするこ
とによつて任意量を送給することができる。したがつて
このときの送給速度を比較的低速度となるように設定機
ＶＲ１を設定しておくとよい。またこの設定時間を経過
した後までインチング指令スイツチ１を押しつづけると
きは、相当長い距離をインチングによつて送給する場合
であるから設定器ＶＲ２を比較的高速となるように設定
しておけば作業能率を向上させることができる。一方ス
ロープ″入″−″切″選択スイツチ１８を″入″側にす
るとスロープ制御回路１７が有効となり送給速度の変化
が滑らかに行なわれるようになる。この場合第１図に破
線で示すようにスロープ“入”−“切”選択スイツチ１
８をフリツプフロツプ回路４の出力によって閉じる
（“入”とする）ようにしておくと、低速から高速に移
行するときだけ速度変化をなめらかに移行させることが
できるようになる。

第２図は上記の動作における様子を時間の経過とともに
示した線図であり、同図の(a)はインチング指令スイツ
チ１の開閉状態を示し、(b)はタイマ３、(c)はフリツプ
フロツプ回路４、(d)はフリツプフロツプ回路５、(e)は
フリツプフロツプ回路６の各出力の様子を示し、(f)は
増幅器１５の出力の様子を示す。また図中破線はスロー
プ制御回路１７を有効にしたときの様子を示すものであ
る。

溶接時は、インチング指令スイツチ１は開放とし、かわ
りに溶接開始指令スイツチ２６を閉路することにより、
通常のワイヤスローダンウン速度によるワイヤ送給，ア
ーク発生，通常溶接の一連の動作が行なわれるが、これ
らの動作は公知の方法と特に異なるところはないので詳
細は省略する。

本発明は、第１図の実施例に限定されるものではなく、
ワイヤインチング指令スイツチ閉路されたときからあら
かじめ設定された時間内に開放されなければ送給状態を
保持するものであればよく、例えば、初期速度で送給を
開始した後に速度を徐々に上昇させる方式のもの、ある
いはワイヤインチング速度をあらかじめ設定した速度変
更プログラムに従つて変化させるものでもよい。またこ
れらのいずれの場合においても各信号をデイジイタル化
し得ることはもちろんである。

発明の効果 以上のように、本発明はワイヤインチング指令スイツチ
が短時間閉路されたときはこのスイツチの閉路時間のみ
ワイヤを送給し、かつスイツチが開放されると停止し、
閉路時間が一定以上長くなると以後はスイツチを開放し
ても送給状態を保持し、スイツチを一旦開放した後に再
度閉路するまでワイヤの送給を続けるので、ワイヤ取替
時のようにインチングにて送給するワイヤの長さが数メ
ートル以上となるような場合でも指令スイツチを押しつ
づける必要がない。特に一定時間経過の後のワイヤ送給
速度を高速にするときは送給距離が長くても短時間で送
ることができるので作業能率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法を実施するための装置の例を示
す接続図、第２図(a)ないし(f)はそれぞれ第１図の実施
例の動作を説明するための線図である。 １…インチング指令スイツチ、２…インチング速度設定
器、３…タイマ、４，５，６…フリツプフロツプ回路、
１６…電動機、２０…ワイヤ、２９…溶接トーチ、３０
…被溶接物

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】消耗性電極ワイヤあるいは溶加ワイヤを溶
   接部に所定の速度で送給しながら溶接を行うアーク溶接
   機のワイヤインチング制御方法において、ワイヤインチ
   ング指令スイツチの閉路によりワイヤ送給を開始し、設
   定時間内に前記指令スイツチの閉路が解除されたときは
   ワイヤ送給を停止し、前記指令スイツチの閉路時間が前
   記設定時間を超えたときは以後に一旦前記指令スイツチ
   の閉路が解除された後に再び閉路されるまで継続してワ
   イヤを送給するワイヤインチング制御方法。
2. 【請求項２】前記設定時間の経過後は、送給速度を高速
   とする特許請求の範囲第１項に記載のワイヤインチング
   制御方法。
3. 【請求項３】前記設定時間の経過後は、送給速度を所定
   の勾配で増加させる特許請求の範囲第１項に記載のワイ
   ヤインチング制御方法。
4. 【請求項４】前記設定時間の経過後は、送給速度をあら
   かじめ定めたプログラムに従つて変化させる特許請求の
   範囲第１項に記載のワイヤインチング制御方法。