JPH062315B2 - 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）するときの送給制
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
のスイッチが設けられており、作業者はこれを適用押す
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）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やワイ
ヤの交換時において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の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。もちろんワイヤスローダウン速度はこれを設定する
ために可変抵抗器があり、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や溶接電流に対
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
いてほんを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てしかもイン
チング指令スイツチを押している時間継続して送給され
ると、送給量の調整が難しくなるばかりでなく、作業者
にとつて危険である。

さらに、少量を送給するときにその送給量は正確に制御
できることが必要である。例えば、テイーチングプレイ
バック式のアーク溶接ロボツトにおいては溶接前に溶接
線を正確にロボツトに教示（テイーチング）る必要があ
るがこのときにはアーク発生点を教示するものであるか
ら溶接トーチから突出しているワイヤ先端の位置（溶接
トーチに対する位置）は常に一定に定められなければな
らない。このためにあらかじめインチング操作によつて
ワイヤを送ることになるが、この送り出し長さが正確で
ないと正しいテイーチングは行なうことができない。従
来は単に押ボタンスイツチにより送給、停止を決定して
いるだけであつたから余分に突出しておいて適当な位置
でペンチなどによつて切断する他に方法がなく、このた
めに精度が悪く、また作業が面倒であつた。

またサブマージアーク溶接において通常スチールウール
の小塊をワイヤの先端と被溶接物との間に挾んでアーク
スタートを行うが、このためにはスチールウールを軽く
ワイヤで押しつける程度にしなければならない。もしこ
の押しつける力が強すぎると太いワイヤと被溶接物とが
強く接触してしまつて、溶接電圧を印加したときにこの
部分が直ちに溶融飛散することができずアークスタート
に失敗することになる。逆にこの押圧力が少なすぎると
フラックスを散布したときにスチールウールが位置ずれ
を起したりスチールウールとワイヤとの間にフラツクス
が侵入して両者を絶縁したりして同様にアークスタート
に失敗することになる。したがつてこれらのいずれの場
合においても正確に位置決めすべきワイヤ先端をインチ
ング指令スイツチを押す時間によつて調整する従来の方
法では、インチング速度を十分に遅くして、かつスイツ
チを離すタイミングをワイヤ送給装置の惰走量を加味し
て体験的に知ることが必要となり熟練を要した。

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
ングを一定量ずつ定寸法送りをするようにして少量の送
給時におけるスイツチ操作を簡単にし、かつ大なる送給
量を要する場合にはインチング指令スイツチを一定時間
以上押しづづけることによつて連続送給に変えて、送給
量の少なるときには何らの熟練を要することなく、正確
で再現性のよい送給ができ、送給量の大なるときにも能
率よく送給することのできるワイヤインチング制御方法
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が閉路される
度毎に一定量だけワイヤを送給し、この指令スイツチの
閉路が一定時間を超えて継続したときには先の一定量の
送給に加えてこの一定時間経過後にワイヤを連続的に送
給するようにして送給量の大小いずれの場合にも操作が
簡単であり、さらに連続送給状態を保持したりあるいは
速度を高速とすることによつて高能率化を実現したもの
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、初期の定寸法給のときの設定器ＶＲ１および連続
送給開始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Ｔ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は入力信号の立上り時から設定時間Ｈ
信号を出力するマルチバイブレータ、１１，１２，１３
は信号反転用インバータ、１４，１５および２４，２５
はアナログスイツチ、１６は増幅器であり、入力信号に
応じてワイヤ送給用電動機１７の回転速度を決定する。
１８はスロープ制御回路であり、スロープ“入”−
“切”選択スイツチ１９が閉路されたときには増幅器１
６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。このスローブ制御回路１８と
しては、例えば増幅器１６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。２０は電動機１７によつて駆動されるワイヤ送給用
ロールであり、ワイヤ２１をワイヤリール２２から送給
経路２３を経て溶接トーチ３０および被溶接物３１に向
つて送給する。２６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。２７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３０に取付けられたトーチスイツチである。
２８は溶接制御回路であり、溶接開始指令スイツチ２７
が押されたときからワイヤ２１が被溶接物31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２１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２４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１６
に送給するようにアナログスイツチ２５を導通させるよ
うに制御すると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２９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１４，１５はともに開いており、したがつて増幅器１
６の入力は零である、電動機１７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T₁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
号にままであり、このためインバータ１１，１２，１３
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、モノマルチブレー
タ１０はこのＨ信号の立上りによつてトリガされて一定
時限T₂の間Ｈ信号を出力する。このモノマルチバイブレ
ータ１０のＨ出力によつてアナログスイツチ１５は導通
する。この結果、増幅器１６にはインチング速度設定器
２の定寸送給時の設定器ＶＲ１の出力が供給されること
になり、電動機１７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２１を時間T₂の間だけ送給
する。タイマ３の時限T₁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は直ちにリセツトさ
れ、ＡＮＤゲート９は開きすべてが初期の状態に戻る。
このためワイヤインチング指令スイツチ１の閉路時間が
短かいときにその実際の閉路時間の長短にかかわらずマ
ルチバイブレータ１０の設定時間T₂と速度設定器ＶＲ１
と設定値とによつて定まる一定量のワイヤが送られるこ
とになる。

一方タイマ３の時限T₁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きを考える。
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１４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、この結果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１４は導通のままであり、電動機１７は設定器Ｖ
Ｒ２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１４は開放し、またインバータ回路１
２によつて反転されてＬ信号がＡＮＤゲート９に入力さ
れるためにモノマルチバイブレータ１０が再度出力する
ことはない。このために増幅器１６の入力は零となり、
電動機１７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スイツチ１を
開放することによつてリセツトされて再び最初の状態に
戻る。

このように同図の実施例においては、ワイヤインチング
指令スイツチを短時間閉路することによつてワイヤ２１
の定寸送りをその閉路の度毎にくりかえし行うことがで
き、またタイマ３の設定時間を経過した後までインチン
グ指令スイツチを押しづづけるとタイマ３の設定時間の
後にワイヤは連続送給される。しかもこの連続送給とな
つた後はインチング指令スイツチ１を開放しても送給状
態が保持され、再度スイツチ１を閉路するまで送給状態
が解除されないので長い距離をインチングによつて送給
する場合に便利である。またこの場合の速度設定器ＶＲ
２を比較的高速度となる値に設定しておけば作業能率を
さらに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１９を“入”
側にするとスロープ制御回路１８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。この場合ス
ロープ“入”−“切”選択スイツチ１９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
にしておくと連続送給の開始時にのみ速度変化をなめら
かに移行させることができるようになる。

第２図(a)ないし(g)はそれぞれ上記の第１図の実施例の
動作を時間の経過とともに説明するための線図であり、
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、(f)はモノマルチバイブレータ１０の各出力の
様子を示し(g)は増幅器１６の出力の様子を示す。また
図中破線はスロープ制御回路１８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２７を閉路することにより、
通常のワイヤスローダ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。

また、本発明は第１図の実施例によつて実現される方法
に限定されるものではなく、ワイヤインチング指令スイ
ツチの短時間の閉路に対してはあらかじめ定められた一
定量のワイヤを送給した後に停止し、一定時間内にスイ
ツチが開放されなければ以後は連続送給状態に移行する
ものであればよく、連続送給に移行した後に指令スイツ
チを開放したときには直ちに停止する方法であつてもよ
い。このためには第１図の実施例においてＡＮＤゲート
７，８、フリツプフロツプ回路５，６およびインバータ
１３を取除くことによつて実現できる。また第１図に破
線で示した自己保持“入”−“切”スイツチ３２を設け
てフリツプフロツプ回路６をバイパスするように接続す
ると、必要時にのみ連続送給状態の保持を行うように選
定できる。さらに連続送給の開始以後における送給速度
をその送給量に応じて次第に上昇させる方式のもの、あ
るいはこれらの速度変化をあらかじめ適値となるように
プログラムしておくことも可能である。もちろんワイヤ
インチング速度設定器として単一の設定値を出力するも
のを用いて、定寸送給時および連続送給時ともに共通の
速度設定値にしたがつて送給することも可能である。

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にはその閉路時間にかかわらず
一定量だけワイヤを送り、この指令スイツチが一定時間
以上続けて閉路されたときには先の一定量の送給に加え
て以後は連続的に送るようにしたので、少量の送給時に
もワイヤインチング指令スイツチを押す時間を微妙に変
更する必要がなく正確なワイヤ先端を位置決めが可能と
なり、かつ大量のワイヤを送給するときには従来通り指
令スイツチの押し方によつて送給量が決定できるので作
業性に優れた高能率の制御が実現できる。

【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実施例
を示す接続図、第２図(a)ないし(g)は第１図の装置の動
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ング、２…インチング速度
設定器、３…タイマ、４，５６…フリツプフロツプ回
路、１０…モノマルチバイブレータ、１７…電動機、２
１…ワイヤ、３０…トーチ、３１…被溶接物。

Claims (5)

【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の度毎にあらかじめ定めた長さ
   だけワイヤを送給し、前記指令スイツチの閉路が一定時
   間以上継続したときは前記一定時間の経過後からワイヤ
   を連続的に送給するワイヤインチング制御方法。
2. 【請求項２】前記一定時間経過後の連続的なワイヤ送給
   時の速度は、前記あらかじめ定めた長さだけ送給すると
   きの速度よりも高速であ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】前記一定時間経過後は、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
   継続してワイヤを連続的に送給する状態を保持する特許
   請求の範囲第１項または第２項のいずれかに記載のワイ
   ヤインチング制御方法。
4. 【請求項４】前記一定時間経過後の連続的なワイヤ送給
   時には、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項または第３項のいずれかに記載のワイヤイン
   チング制御方法。
5. 【請求項５】前記一定時間経過後の連続的なワイヤ送給
   時にはあらかじめ定めたプログラムに従つて送給速度を
   変化させる特許請求の範囲第１項または第３項のいずれ
   かに記載のワイヤインチング制御方法。