JPH07251267A - Arc welding machine - Google Patents

Arc welding machine

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JPH07251267A
JPH07251267A JP2401995A JP2401995A JPH07251267A JP H07251267 A JPH07251267 A JP H07251267A JP 2401995 A JP2401995 A JP 2401995A JP 2401995 A JP2401995 A JP 2401995A JP H07251267 A JPH07251267 A JP H07251267A
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JP
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output
arc
signal
fuzzy
fuzzy inference
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Yasushi Hamamoto
康司 濱本
Junzo Tanimoto
順三 谷本
Naoki Kawai
直樹 河合
Yoriaki Nishida
順紀 西田
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Abstract

PURPOSE:To control the output so as to create the optimum arc condition by executing inference from the feedback of the output arc-condition. CONSTITUTION:The necessary welding output wave form to obtain the optimum arc condition is inferred with a fuzzy theory through a fuzzy inference control part 1 by inputting the feedback signal FBS of the output arc condition outputted from an output detected part 3. The inference is outputted to an output control part 2 as an output control signal CS and the output wave form is controlled in the output control part 2 to obtain the optimum arc condition.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はアーク溶接機に関し、特
にその溶接用電源に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an arc welding machine, and more particularly to a welding power source.

【0002】[0002]

【従来の技術】アーク溶接機の従来の技術は、フィード
バックされたアーク状態に応じて、差動増幅等の予め定
められた規則に従い、固定された範囲内から出力値を選
んで溶接出力制御を行っていた。
2. Description of the Related Art The conventional technique of an arc welding machine is to control welding output by selecting an output value from a fixed range according to a predetermined rule such as differential amplification according to the fed back arc state. I was going.

【0003】また、放電加工機において、放電状態を基
にファジィ制御によって、加工条件を変更するものとし
て、特開平2−303718号公報に記載のものがあっ
た。
Further, in an electric discharge machine, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-303718 as a method for changing the processing condition by fuzzy control based on the electric discharge state.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
にフィードバックされたアーク状態に応じて予め定めら
れた規則に従い固定された範囲内から出力値を選んで溶
接出力制御を行うと、フィードバックされた信号に対し
て選択される出力信号は一対一の関係になっており、必
ずしもその時のアークを安定させる最適な出力信号が選
択されず、アークが不安定になる要因ともなっていた。
例えば、ゲインが低い場合にはアーク状態の変化に速や
かに応答できず、ゲインを高く設定するとオーバーシュ
ートによってむしろアーク状態が不安定になることもあ
る等の問題があった。
However, when welding output control is performed by selecting an output value from a fixed range according to a predetermined rule according to the arc state fed back as described above, feedback is given. The output signal selected with respect to the signal has a one-to-one relationship, and the optimum output signal for stabilizing the arc at that time is not always selected, which is also a factor that makes the arc unstable.
For example, there is a problem that when the gain is low, the arc state cannot be quickly responded to, and when the gain is set high, the arc state becomes rather unstable due to overshoot.

【0005】また、上記特開平2−303718号公報
に記載のものは、その第2ページ右上欄第16行〜第1
7行に「一般的に加工速度を上げるには、アークに移行
しない範囲で最大の加工電流を流して加工するのが能率
のよい加工であると考えられている」と記載されている
ように、如何にしてアークを発生させないかという観点
からの制御を行うものであり、アーク溶接機において如
何にしてアークを安定に保つかという観点とは全く異な
る観点からの制御を行うものであった。
The one disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 2-303718 has the second page, upper right column, line 16 to line 1.
As described in line 7, "In order to increase the machining speed, it is generally considered to be efficient to apply the maximum machining current within the range that does not shift to the arc". The control is performed from the viewpoint of how the arc is not generated, and the control is performed from a completely different viewpoint from the viewpoint of how to keep the arc stable in the arc welding machine.

【0006】本発明は上記従来の問題点に鑑み、複数の
フィードバック信号を元にファジィ理論による推論を行
い、最適なアーク状態を実現するのに必要な出力信号を
出力するようにしたアーク溶接機を提供することを目的
とする。
In view of the above-mentioned conventional problems, the present invention makes an inference by fuzzy theory based on a plurality of feedback signals and outputs an output signal necessary for realizing an optimum arc state. The purpose is to provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明のアーク溶接機
は、出力制御信号に従ってアーク出力を行う出力制御部
と、アーク出力の状態を測定してフィードバック信号と
して出力する出力検出部と、フィードバック信号を入力
として最適なアーク状態を実現するのに必要な溶接出力
波形をファジィ推論によって形成し、出力制御信号とし
て出力制御部に出力するファジィ推論制御部とを備えた
ことを特徴とする。
An arc welding machine according to the present invention comprises an output control section for outputting an arc according to an output control signal, an output detection section for measuring the state of the arc output and outputting it as a feedback signal, and a feedback signal. Is used as an input to form a welding output waveform necessary for realizing an optimum arc state by fuzzy inference, and a fuzzy inference control section for outputting to the output control section as an output control signal is provided.

【0008】[0008]

【作用】本発明によれば、上記構成により基本出力信号
と、出力アーク状態のフィードバック信号を元にしてフ
ァジィ理論を用いた推論を行い、最適な出力アーク状態
となるように出力波形を制御できる。
According to the present invention, with the above configuration, it is possible to control the output waveform so as to achieve the optimum output arc state by performing inference using the fuzzy theory based on the basic output signal and the feedback signal of the output arc state. .

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1、図2に基づ
いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0010】なお本実施例においては、消耗電極式アー
ク溶接機を念頭において説明を行なうが、本発明は消耗
電極式アーク溶接機に限定されるものではないことは云
うまでもない。
In the present embodiment, the consumable electrode type arc welder will be described in consideration, but it goes without saying that the present invention is not limited to the consumable electrode type arc welder.

【0011】図1に示すブロック図において、1はファ
ジィ推論制御部、2は出力制御部、3は出力検出部であ
る。FBSは、出力検出部3からファジィ推論制御部1
に向けて出力される出力アーク状態フィードバック信
号、CSはファジィ推論制御部1から出力制御部2に向
けて出力される出力制御信号である。
In the block diagram shown in FIG. 1, 1 is a fuzzy inference control section, 2 is an output control section, and 3 is an output detection section. The FBS includes the output detection unit 3 to the fuzzy inference control unit 1
The output arc state feedback signal CS is output to, and CS is an output control signal output from the fuzzy inference control unit 1 to the output control unit 2.

【0012】出力検出部3は、溶接機の出力駆動部であ
る出力制御部2より現在出力されているアークの状態を
観測して測定し、出力アーク状態フィードバック信号F
BSとして出力する。ファジィ推論制御部1は、出力ア
ーク状態フィードバック信号FBS信号を入力として、
予め設定されているメンバシップ関数に従い、最適なア
ーク状態を実現する出力波形を形成するためにファジィ
推論を行い、出力制御信号CSを設定して出力する。出
力制御部2は出力制御信号CSに基づいて駆動制御す
る。
The output detection unit 3 observes and measures the state of the arc currently output from the output control unit 2 which is the output drive unit of the welding machine, and outputs the output arc state feedback signal F.
Output as BS. The fuzzy inference control section 1 receives the output arc state feedback signal FBS signal as an input,
In accordance with a preset membership function, fuzzy inference is performed to form an output waveform that realizes an optimum arc state, and an output control signal CS is set and output. The output control unit 2 performs drive control based on the output control signal CS.

【0013】図2によりさらに説明すると、ファジィ推
論制御部1は、ファジィ推論部11と基本出力設定部1
2を備え、出力検出部3は、短絡回数測定部31と信号
変換部32を備えている。
2, the fuzzy inference control unit 1 includes a fuzzy inference unit 11 and a basic output setting unit 1.
2, the output detection unit 3 includes a short circuit count measurement unit 31 and a signal conversion unit 32.

【0014】信号変換部32は、溶接機より現在出力さ
れているアーク電流値及びアーク電圧値を出力アーク電
流信号Ao及び出力アーク電圧信号Voとして取り込ん
で信号化し、出力アーク電流値信号AS及び出力アーク
電圧値信号VSとして出力する。
The signal conversion unit 32 takes in the arc current value and the arc voltage value currently output from the welding machine as the output arc current signal Ao and the output arc voltage signal Vo and converts them into signals, and outputs the output arc current value signal AS and the output. It is output as an arc voltage value signal VS.

【0015】短絡回数測定部31は、出力アーク電圧信
号Voを入力としてアーク電圧を監視し、所定の電圧以
下になった場合をワイヤ短絡として判定し、所定の一定
時間内に何回短絡したかを計数して短絡回数信号SSと
して出力する。
The short-circuit count measuring unit 31 monitors the arc voltage by using the output arc voltage signal Vo as an input, judges that the voltage becomes equal to or lower than a predetermined voltage as a wire short-circuit, and determines how many times the short-circuit occurs within a predetermined fixed time. Is counted and output as a short circuit frequency signal SS.

【0016】基本出力設定部12は、外部より指令され
る溶接出力電流・電圧値に対して出力基本波形となる溶
接出力電流波形及び電圧波形をメモリデータバンク内よ
り選択して基本出力信号KSとして出力する。
The basic output setting section 12 selects a welding output current waveform and a voltage waveform, which are output basic waveforms for a welding output current / voltage value externally instructed, from the memory data bank and outputs it as a basic output signal KS. Output.

【0017】ファジィ推論部11は、基本出力信号KS
と短絡回数信号SSと出力アーク電流値信号ASと出力
アーク電圧値信号VSを入力としており、短絡回数信号
SSと出力アーク電流値信号ASと出力アーク電圧値信
号VSをそれぞれメンバシップ関数に代入して重みを付
け、所定のルールに従ってファジィ推論を行い、その結
果によって基本出力信号KSを微調整し、最適なアーク
状態が実現できるように出力値を制御する出力制御信号
CSとして出力する。
The fuzzy inference unit 11 outputs the basic output signal KS.
The short circuit count signal SS, the output arc current value signal AS, and the output arc voltage value signal VS are input, and the short circuit count signal SS, the output arc current value signal AS, and the output arc voltage value signal VS are respectively substituted into the membership function. Are weighted, fuzzy inference is performed according to a predetermined rule, the basic output signal KS is finely adjusted according to the result, and output as an output control signal CS for controlling an output value so that an optimum arc state can be realized.

【0018】上記短絡回数信号SS、出力アーク電流値
信号AS、及び出力アーク電圧値信号VSについてのメ
ンバシップ関数としては、例えば図3に示すように、N
B(Negative Big)、NS(Negative Small)、ZO
(Zero)、PS(Positive Small)、PB(Positive B
ig)の5つの変数が用いられる。その場合、ファジィ変
数NBのメンバシップ関数μ(x)は、 x≦b1 :μ(x)=1 b1 ≦x≦b2 :μ(x)=1−(x−b1 )/(b2
−b1 ) b2 ≦x :μ(x)=0 ファジィ変数NS、ZO、PSのメンバシップ関数μ
(x)は、 μ(x)=max(0,1−|x−bn |/(bn+1
n )) (n=2、3、4) ファジィ変数PBのメンバシップ変数μ(x)は、 x≦b4 :μ(x)=0 b4 ≦x≦b5 :μ(x)=(x−b4 )/(b5 −b
4 ) b5 ≦x :μ(x)=1 でそれぞれ与えられる。
As a membership function for the short circuit number signal SS, the output arc current value signal AS, and the output arc voltage value signal VS, for example, as shown in FIG.
B (Negative Big), NS (Negative Small), ZO
(Zero), PS (Positive Small), PB (Positive B)
ig) 5 variables are used. In that case, the membership function μ (x) of the fuzzy variable NB is as follows: x ≦ b 1 : μ (x) = 1 b 1 ≦ x ≦ b 2 : μ (x) = 1− (x−b 1 ) / ( b 2
-B 1 ) b 2 ≦ x: μ (x) = 0 Membership function μ of fuzzy variables NS, ZO, PS
(X) is, μ (x) = max ( 0,1- | x-b n | / (b n + 1 -
b n )) (n = 2, 3, 4) The membership variable μ (x) of the fuzzy variable PB is x ≦ b 4 : μ (x) = 0 b 4 ≦ x ≦ b 5 : μ (x) = (x-b 4) / ( b 5 -b
4 ) b 5 ≦ x: given by μ (x) = 1 respectively.

【0019】又、上記ファジィ推論のルールとしては、
IF〜(前件部)THEN…(後件部)で記述される以下のよ
うな3入力1出力のルール群が、熟練溶接作業者の経験
則に基づいて設定されている。
The rules for the fuzzy inference are as follows:
The following three-input one-output rule group described in IF- (preceding part) THEN ... (consequent part) is set based on the empirical rule of a skilled welding operator.

【0020】 IF AS=NS and VS=ZO and SS=PS THEN C1 S=A1 IF AS=ZO and VS=ZO and SS=PS THEN C2 S=A2 IF AS=NB and VS=ZO and SS=PS THEN C3 S=A3 IF AS=NS and VS=NS and SS=ZO THEN C4 S=A4 IF AS=ZO and VS=NS and SS=ZO THEN C5 S=A5 IF AS=NB and VS=NS and SS=ZO THEN C6 S=A6 ・・・・・ ・・ IF ・・・・・ THEN Cn S=An 本実施例で採用したファジィ推論は、家庭電気機器等に
おいて汎用されている周知の簡易的なファジィ推論であ
る。即ち、上記各ルールの後件部A1〜A6…を定数値
としており、上記短絡回数信号SS、出力アーク電流値
信号AS、及び出力アーク電圧値信号VSについて得ら
れたメンバシップ値の大小に関わらず(勿論、0は除
く)、得られたメンバシップ値が関与しているすべての
ルールのCn S値、A1〜Anをピックアップしてその
重心、即ち平均値を求め、その値をファジィ推論部11
の出力値として基本出力信号KSを調整し、出力制御信
号CSとして出力している。従って、各入力信号につい
てメンバシップ関数によってメンバシップ値を演算する
必要はなく、実際には各入力信号の値によって関与する
ルールのCn S値が得られるピックアップテーブルが設
けられ、その出力値に基づいて出力制御信号CSを演算
して出力している。
IF AS = NS and VS = ZO and SS = PS THEN C 1 S = A 1 IF AS = ZO and VS = ZO and SS = PS THEN C 2 S = A 2 IF AS = NB and VS = ZO and SS = PS THEN C 3 S = A3 IF AS = NS and VS = NS and SS = ZO THEN C 4 S = A4 IF AS = ZO and VS = NS and SS = ZO THEN C 5 S = A5 IF AS = NB and VS = NS and SS = ZO tHEN C 6 S = A6 ····· ·· IF ····· tHEN C n S = An fuzzy inference adopted in this embodiment, well-known which is widely in domestic electrical appliances, etc. Is a simple fuzzy reasoning. That is, the consequent parts A1 to A6 ... Of each rule are set to constant values, regardless of the magnitude of the membership value obtained for the short circuit frequency signal SS, the output arc current value signal AS, and the output arc voltage value signal VS. No (except 0, of course), the C n S values, A1 to An, of all the rules in which the obtained membership value is involved are picked up to find their center of gravity, that is, the average value, and the value is fuzzy inferred. Part 11
The basic output signal KS is adjusted as the output value of and the output value is output as the output control signal CS. Therefore, it is not necessary to calculate the membership value for each input signal by the membership function, and in reality, a pickup table is provided which can obtain the C n S value of the rule concerned by the value of each input signal, and the output value thereof is provided. Based on this, the output control signal CS is calculated and output.

【0021】上記ファジィ推論部11及び基本出力設定
部12は、マイクロプロセッサ等の使用により容易に実
現でき、短絡回数測定部31は、コンパレータ及びカウ
ンタIC等の使用により容易に実現できる。
The fuzzy inference unit 11 and the basic output setting unit 12 can be easily realized by using a microprocessor or the like, and the short circuit frequency measuring unit 31 can be easily realized by using a comparator, a counter IC or the like.

【0022】尚、上記実施例のファジィ推論部11で
は、ルールの後件部を定数値としてピックアップテーブ
ルを用いるようにした簡易なファジィ推論を適用した
が、前件部、後件部共メンバシップ関数とした正規のフ
ァジィ推論を適用してもよいことは言うまでもない。ま
た、本実施例においてはファジィ推論の一要素として、
短絡回数を考慮しているが、ファジィ推論の要素は必ら
ずしも本実施例のものに限定されず、要は最適な出力ア
ーク状態となるように出力波形を推論できるものであれ
ばよい。
In the fuzzy reasoning unit 11 of the above embodiment, a simple fuzzy reasoning in which the consequent part of the rule is used as a constant value and a pickup table is used is applied. However, both the antecedent part and the consequent part membership It goes without saying that a regular fuzzy reasoning as a function may be applied. Further, in this embodiment, as one element of fuzzy reasoning,
Although the number of short circuits is taken into consideration, the elements of fuzzy inference are not necessarily limited to those of this embodiment, and the point is that the output waveform can be inferred so as to obtain the optimum output arc state. .

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のアーク溶
接機によれば、出力されているアークの状態によって、
フィードバック出力すべき最適の出力波形が推論でき、
安定した最適なアークを実現することが可能となり、作
業者が容易に最適のアーク溶接を行うことができ、産業
上大なる効果を発揮する。
As described above, according to the arc welding machine of the present invention, depending on the state of the arc being output,
You can infer the optimum output waveform that should be fed back,
It becomes possible to realize a stable and optimum arc, and the operator can easily perform optimum arc welding, which is very effective in industry.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】ファジィ推論制御部と出力検出部をさらに詳細
に示したブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a fuzzy inference control unit and an output detection unit in more detail.

【図3】メンバシップ関数の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a membership function.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ファジィ推論制御部 2 出力制御部 3 出力検出部 11 ファジィ推論部 12 基本出力設定部 31 短絡回数測定部 32 信号変換部 1 Fuzzy inference control unit 2 Output control unit 3 Output detection unit 11 Fuzzy inference unit 12 Basic output setting unit 31 Short circuit frequency measurement unit 32 Signal conversion unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西田 順紀 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Junki Nishida 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 出力制御信号に従ってアーク出力を行う
出力制御部と、アーク出力の状態を測定してフィードバ
ック信号として出力する出力検出部と、フィードバック
信号を入力として最適なアーク状態を実現するのに必要
な溶接出力波形をファジィ推論によって形成し、出力制
御信号として出力制御部に出力するファジィ推論制御部
とを備えたことを特徴とするアーク溶接機。
1. An output control unit for performing an arc output according to an output control signal, an output detection unit for measuring the state of the arc output and outputting it as a feedback signal, and an optimum arc state for receiving the feedback signal as an input. An arc welding machine, comprising: a fuzzy inference control section for forming a necessary welding output waveform by fuzzy inference and outputting it as an output control signal to an output control section.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019042759A (en) * 2017-08-31 2019-03-22 三菱重工業株式会社 Welding control system

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