JPH08257751A - Automatic welding torch controller - Google Patents

Automatic welding torch controller

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Publication number
JPH08257751A
JPH08257751A JP7065495A JP6549595A JPH08257751A JP H08257751 A JPH08257751 A JP H08257751A JP 7065495 A JP7065495 A JP 7065495A JP 6549595 A JP6549595 A JP 6549595A JP H08257751 A JPH08257751 A JP H08257751A
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JP
Japan
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welding
reference value
circuit
voltage
torch
Prior art date
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Pending
Application number
JP7065495A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuhiro Yoshida
光宏 吉田
Tei Odawara
禎 小田原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Substation Equipment Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Substation Equipment Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Substation Equipment Technology Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP7065495A priority Critical patent/JPH08257751A/en
Publication of JPH08257751A publication Critical patent/JPH08257751A/en
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  • Arc Welding Control (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide an automatic welding torch controller capable of high precision welding. CONSTITUTION: A voltage amplifying circuit 2 is connected to a voltage detecting terminal 1 and a fluctuation detecting range automatic set circuit 3 is connected to the voltage amplifying circuit 2. Further, an effective value transforming circuit 4 is connected to the fluctuation detecting range set circuit 3, also, a reference value storage circuit 5 is connected to the effective value transforming circuit 4. Further, a difference comparing circuit 6 is connected to both effective value transforming circuit 4 and reference value memory circuit 5. Further, a torch up/down drive circuit 7 is connected to the difference comparing circuit 6, also, a system control circuit 8 is connected to the reference value storage circuit 5.

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、溶接電流値や電圧値を
処理して発生させた信号に基づいて、機構部を動かし、
溶接線の高低に合わせて溶接トーチの高さを自動的に制
御する自動溶接トーチ制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention moves a mechanical section based on a signal generated by processing a welding current value or a voltage value,
The present invention relates to an automatic welding torch control device that automatically controls the height of a welding torch according to the height of a welding line.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、アーク溶接において、溶接心線
の母材への溶融移行を安定に保ち、また溶接部の冶金
的、機械的性質を良好なものとするためには、全溶接期
間にわたってアークの長さを一定に保つことが必要であ
る。このため、従来、アーク溶接に当たって、溶接電流
や溶接電圧を測定し、その値に基づいて溶接トーチの高
さを制御することにより、アークの長さを一定に保つ方
法が用いられている。
2. Description of the Related Art Generally, in arc welding, in order to maintain a stable melt transfer of the welding core wire to the base metal and to improve the metallurgical and mechanical properties of the welded portion, the entire welding period is required. It is necessary to keep the arc length constant. Therefore, conventionally, in arc welding, a method has been used in which the welding current and welding voltage are measured and the height of the welding torch is controlled based on the measured values to keep the arc length constant.

【0003】ここで、消耗電極ワイヤを用いて行うアー
ク溶接では、定電圧特性の電源を用いるためにトーチ高
さが変わり、溶接電流が大きく変化するので、電流変化
を検出している。また、電源の出力特性は2〜3V/1
00A程度の勾配を有しているため、アーク電圧の変化
を検出する方法も用いられている。一方、非消耗電極を
用いて行うアーク溶接では、垂下特性の電源を用いるの
で、アーク電圧の変化を検出する方法が用いられてい
る。
Here, in arc welding using a consumable electrode wire, since the torch height changes due to the use of a power source having a constant voltage characteristic, the welding current changes greatly, so a current change is detected. Also, the output characteristics of the power supply are 2-3 V / 1
Since it has a gradient of about 00 A, a method of detecting a change in arc voltage is also used. On the other hand, in arc welding performed using a non-consumable electrode, since a power source having a drooping characteristic is used, a method of detecting a change in arc voltage is used.

【0004】この様なアーク電流やアーク電圧の変化を
検出する方法を用いる制御対象には、溶接線ならい、ト
ーチ高さ、溶着量や裏ビード形成なとがある。また、制
御方法としては、揚動、平均値、基準値比較、アーク短
絡回数の基準値比較などの手段が用いられる。さらに、
制御原理としては、積分値、周波数成分値、パターンマ
ッチング、基準値比較などがある。なお、上記アーク電
流やアーク電圧の変化を検出するセンサは、一般にアー
クセンサと呼ばれている。
Control objects using such a method for detecting changes in arc current and arc voltage include welding line tracing, torch height, welding amount and back bead formation. Further, as the control method, means such as lift, average value, reference value comparison, reference value comparison of the number of arc short circuits, etc. are used. further,
The control principle includes integration value, frequency component value, pattern matching, reference value comparison and the like. The sensor that detects changes in the arc current and arc voltage is generally called an arc sensor.

【0005】この様なアークセンサからの信号を利用し
て、溶接線の高低変化に対して、溶接電流値や電圧値を
直接制御して、アークの長さを変化させる方法が一般に
行われている。また、アークセンサからの信号を利用し
て、溶接トーチの保持部をスライド駆動させて、溶接線
の高低変化に追随させる方法が用いられている。
In general, a method of changing the arc length by directly controlling the welding current value and the voltage value with respect to the change in the height of the welding line by using the signal from such an arc sensor is used. There is. Further, a method is used in which a holding portion of a welding torch is slidably driven by using a signal from an arc sensor to follow a change in height of a welding line.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た様な従来のアークセンサを用いた溶接装置には、以下
に述べる様な問題点があった。すなわち、電流や電圧の
変化を検出する場合、実際の溶接では、ウイービングを
したり、パルス電流を加えたりすることによる電流や電
圧の変化が大きいので、溶接線の高低変化から生ずるわ
ずかな電流や電圧の変化を識別することは非常に困難で
ある。
However, the welding apparatus using the conventional arc sensor as described above has the following problems. That is, when detecting a change in current or voltage, in actual welding, the change in current or voltage due to weaving or applying a pulse current is large, so a slight current or It is very difficult to identify changes in voltage.

【0007】また、消耗電極を用いる自動溶接では定電
流特性の電源を用いており、溶接中に電極が母材に短絡
を繰返す鉄鋼系溶接ワイヤを用いるCO2 溶接やMAG
溶接においては、短絡時の電流変化を検出することがで
きる。しかし、アルミニウムワイヤを用いるミグ溶接で
は、スプレイ移行となりアークの短絡が生じないため
に、電流も電圧も変化が少ないので、アークセンサが利
用できない。
Further, in automatic welding using a consumable electrode, a power source having a constant current characteristic is used, and CO 2 welding or MAG using a steel-based welding wire in which the electrode repeats a short circuit to the base metal during welding.
In welding, it is possible to detect a change in current when a short circuit occurs. However, in MIG welding using an aluminum wire, a splay transition does not occur and an arc short circuit does not occur, so that the current and voltage change little, and therefore the arc sensor cannot be used.

【0008】さらに、交流アーク溶接では、極性によっ
てアーク電圧波形が異なり、さらにインバータ式溶接機
では、アルミニウムの溶接に対してクリーニング作用を
効果的にするために、正極と逆極の時間比率を任意に設
定できるので、基準値の取り方やサンプリングのタイミ
ングが難しい。
Further, in AC arc welding, the arc voltage waveform differs depending on the polarity, and in the inverter type welding machine, the time ratio between the positive electrode and the reverse electrode is arbitrary in order to make the cleaning action effective for welding aluminum. Since it can be set to, it is difficult to take the reference value and the sampling timing.

【0009】また、溶接機の中には基準値回路を持たな
いものもあり、この様な溶接機においては、どの値を基
準にして電流や電圧の過不足の変化を算出し、どれだけ
補正が必要かを決めるのは簡単ではない。一方、基準値
比較回路と補正回路を内蔵する溶接機であっても、電流
や電圧の安定化には役立つが、溶接物の高さ変化に対し
て過敏に反応する場合には、アークが安定せず良い品質
の溶接ができない。また、変化に対応できる溶接物の高
さにも限界があり、目的とする溶接ができない場合があ
る。
Further, some welding machines do not have a reference value circuit. In such a welding machine, a change in excess or deficiency of current or voltage is calculated based on which value, and how much is corrected. It's not easy to decide if you need. On the other hand, even a welder with a built-in reference value comparison circuit and correction circuit is useful for stabilizing current and voltage, but if it reacts hypersensitively to changes in the height of the weld, the arc will stabilize. Without good quality welding is not possible. In addition, there is a limit to the height of the welded material that can cope with changes, and the desired welding may not be possible.

【0010】本発明は、上述した様な従来技術の問題点
を解消するために提案されたもので、その目的は、基準
電流や電圧の設定と変更を任意にすることができ、どの
様なアーク溶接機にも取り付け可能で、溶接線の高さ変
化に滑らかに対応して、精度の高い溶接を可能とした自
動溶接トーチ制御装置を提供することにある。
The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and the purpose thereof is to set and change the reference current and voltage as desired. It is an object of the present invention to provide an automatic welding torch control device that can be attached to an arc welding machine and smoothly responds to changes in the height of the welding line and enables highly accurate welding.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、アーク溶接中の電流又は電圧を基準値と比較し、そ
の差に基づいて、溶接トーチを上下に駆動するサーボモ
ータを制御する自動溶接トーチ制御装置において、溶接
電流あるいは溶接電圧を検出するための電圧検出端子
と、微小な電圧波形を拡大する電圧増幅回路と、電圧波
形の一部を基準値や変動分として拡大して取出し、その
サンプリングレベルを設定する変動分検出範囲自動設定
回路と、変動分を実効値に変換する実効値変換回路と、
溶接開始時の変動分の値を基準値として記憶すると共
に、必要なときにはこの基準値を可変にして、その都度
新しい基準値を記憶する基準値記憶回路と、基準値と読
取り値とを比較し、その差分を誤差信号として出力する
差分比較回路と、前記サーボモータの駆動信号に基づい
て、変動分と基準値との差をなくすように溶接トーチを
上下移動させるトーチ上下駆動回路と、基準値や変動分
のサンプリングのタイミング信号を発生させるシステム
制御回路とを備えたことを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, a current or voltage during arc welding is compared with a reference value, and a servomotor for driving a welding torch up and down is controlled based on the difference. In the automatic welding torch control device, a voltage detection terminal for detecting the welding current or welding voltage, a voltage amplification circuit that expands a minute voltage waveform, and a part of the voltage waveform that is expanded as a reference value or fluctuations and taken out. , A fluctuation detection range automatic setting circuit for setting the sampling level, and an effective value conversion circuit for converting the fluctuation into an effective value,
The value of the fluctuation at the start of welding is stored as a reference value, and this reference value is made variable when necessary, and the reference value storage circuit that stores a new reference value each time is compared with the reference value and the read value. A difference comparison circuit that outputs the difference as an error signal, a torch vertical drive circuit that moves the welding torch up and down so as to eliminate the difference between the variation and the reference value based on the drive signal of the servo motor, and a reference value. And a system control circuit that generates a timing signal for sampling of fluctuations.

【0012】請求項2に記載の発明は、請求項1記載の
自動溶接トーチ制御装置において、前記電圧検出端子
が、溶接電流を検出する場合は、溶接機の電流計端子に
接点を設けて電圧降下を検出するように構成され、ま
た、溶接電圧を検出する場合は、溶接電極間に接点を設
けて電圧を検出するように構成されているものであるこ
とを特徴とするものである。
According to a second aspect of the invention, in the automatic welding torch control device according to the first aspect, when the voltage detection terminal detects a welding current, a voltage is provided by providing a contact at the ammeter terminal of the welding machine. The present invention is characterized in that it is configured to detect a drop, and in the case of detecting a welding voltage, a contact is provided between welding electrodes to detect the voltage.

【0013】請求項3に記載の発明は、請求項1又は請
求項2記載の自動溶接トーチ制御装置において、前記基
準値が、溶接中の電流又は電圧の波形から任意のタイミ
ングとレベルでサンプリングした値とされていることを
特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in the automatic welding torch control apparatus according to the first or second aspect, the reference value is sampled from a waveform of current or voltage during welding at an arbitrary timing and level. It is characterized by being set as a value.

【0014】[0014]

【作用】本発明によれば、電流電圧の検出は、溶接機の
基本構成である電流計端子あるいはアーク電極間から溶
接中の電圧を検出するので、どの溶接機にも外部から検
出用電線コードを簡単に取付けることができる。また、
電圧増幅回路により、微小な電圧波形を拡大してサンプ
リングしやすくすることができる。さらに、変動分検出
範囲自動設定回路により、電圧波形の一部を基準値や変
動分として拡大して取出し、そのサンプリングレベルを
設定することができるので、電圧変化の少ない溶接方法
のときにも適用することができる。
According to the present invention, since the voltage during welding is detected from the ammeter terminal or between the arc electrodes, which is the basic structure of the welding machine, the electric wire cord for detection is externally applied to any welding machine. Can be installed easily. Also,
With the voltage amplifier circuit, a minute voltage waveform can be expanded to facilitate sampling. In addition, since the fluctuation detection range automatic setting circuit expands and extracts a part of the voltage waveform as a reference value or fluctuation and sets the sampling level, it is also applicable to welding methods with few voltage changes. can do.

【0015】また、実効値変換回路で変動分を実効値に
変換することにより、安定化することができる。さら
に、基準値記憶回路では、溶接が安定している溶接開始
時の変動分の値を、基準値として記憶すると共に、必要
なときにはこの基準値を可変にして、その都度新しい基
準値を記憶することができるので、安定した精度の高い
溶接が可能となる。
Further, the fluctuation can be stabilized by converting the fluctuation into the effective value by the effective value conversion circuit. Further, in the reference value storage circuit, the value of the fluctuation amount at the start of welding during which welding is stable is stored as a reference value, and this reference value is made variable when necessary, and a new reference value is stored each time. Therefore, stable and highly accurate welding is possible.

【0016】また、差分比較回路により、溶接中に検出
され、拡大されてさらに実効値化された電流あるいは電
圧の変動分と基準値とを比較し、その差分を誤差信号と
して出力することにより、この誤差信号の指令にもとず
いて、トーチ上下駆動回路からトーチ駆動サーボモータ
の駆動信号を出力し、変動分と基準値との差をなくすよ
うにトーチを上下移動させることができる。さらに、シ
ステム制御回路により、基準値や変動分のサンプリング
のタイミングやウィービングなどの装置全体の動作が同
期するようなタイミングの信号を発生させることができ
る。
Further, the difference comparison circuit compares the fluctuation amount of the current or voltage detected during welding, enlarged and further converted into an effective value with the reference value, and outputs the difference as an error signal. Based on this command of the error signal, the torch vertical drive circuit outputs a drive signal for the torch drive servomotor, and the torch can be moved up and down so as to eliminate the difference between the variation and the reference value. Further, the system control circuit can generate a signal having a timing for sampling the reference value and the variation, and a timing for synchronizing the operation of the entire device such as weaving.

【0017】その結果、溶接線が上下に変化していて
も、溶接トーチ自体の位置も上下方向に適切に制御され
るので、基準値に合わせて安定した電流あるいは電圧で
溶接することができる。
As a result, even if the welding line changes vertically, the position of the welding torch itself is also properly controlled in the vertical direction, so welding can be performed with a stable current or voltage in accordance with the reference value.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図を参照して具体
的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

【0019】本実施例の自動溶接トーチ制御装置は、図
1に示した様に構成されている。すなわち、溶接電流あ
るいは溶接電圧を検出するための電圧検出端子1には、
微小な電圧波形を拡大してサンプリングしやすくする電
圧増幅回路2が接続され、また、この電圧増幅回路2に
は、電圧波形の一部を基準値や変動分として拡大して取
出し、そのサンプリングレベルを設定する変動分検出範
囲自動設定回路3が接続されている。なお、前記電圧検
出端子1は、溶接電流を検出する場合は、溶接機の電流
計端子に接点を設けて電圧降下を検出するように構成さ
れ、また、溶接電圧を検出する場合は、溶接電極間に接
点を設けて電圧を検出するように構成されている。
The automatic welding torch control device of this embodiment is constructed as shown in FIG. That is, the voltage detection terminal 1 for detecting the welding current or the welding voltage,
A voltage amplifying circuit 2 is connected which enlarges a minute voltage waveform to facilitate sampling, and a part of the voltage waveform is enlarged and taken out as a reference value or a variation in the voltage amplifying circuit 2, and its sampling level is taken out. The fluctuation detection range automatic setting circuit 3 for setting is connected. The voltage detecting terminal 1 is configured to detect a voltage drop by providing a contact at an ammeter terminal of a welding machine when detecting a welding current, and when detecting a welding voltage, a welding electrode. A contact is provided between them to detect the voltage.

【0020】さらに、前記変動分検出範囲自動設定回路
3には、変動分を実効値に変換して安定化する実効値変
換回路4が接続され、また、この実効値変換回路4に
は、基準値記憶回路5が接続されている。この基準値記
憶回路5は、溶接が安定している溶接開始時の変動分の
値を基準値として記憶すると共に、必要なときにはこの
基準値を可変にして、その都度新しい基準値を記憶する
ものである。また、前記実効値変換回路4及び前記基準
値記憶回路5の両方には、差分比較回路6が接続されて
いる。なお、この差分比較回路6は、基準値と読取り値
とを比較し、その差分を誤差信号として出力するもので
ある。
Further, the fluctuation amount detection range automatic setting circuit 3 is connected with an effective value conversion circuit 4 for converting the fluctuation amount into an effective value and stabilizing it, and the effective value conversion circuit 4 has a reference value. The value storage circuit 5 is connected. The reference value storage circuit 5 stores, as a reference value, a variation value at the start of welding in which welding is stable, and when necessary, the reference value is made variable and a new reference value is stored each time. Is. A difference comparison circuit 6 is connected to both the effective value conversion circuit 4 and the reference value storage circuit 5. The difference comparison circuit 6 compares the reference value with the read value and outputs the difference as an error signal.

【0021】また、前記差分比較回路6は、トーチ上下
駆動回路7に接続されている。そして、このトーチ上下
駆動回路7から出力されるトーチ駆動サーボモータの駆
動信号に基づいて、変動分と基準値との差をなくすよう
にトーチを上下させるように構成されている。さらに、
前記基準値記憶回路5には、システム制御回路8が接続
されている。なお、このシステム制御回路8は、基準値
や変動分のサンプリングのタイミングや、ウィービング
などの装置全体の動作が同期するように、タイミング信
号を発生させるものである。
The difference comparison circuit 6 is connected to the torch vertical drive circuit 7. Then, based on the drive signal of the torch drive servomotor output from the torch vertical drive circuit 7, the torch is moved up and down so as to eliminate the difference between the variation and the reference value. further,
A system control circuit 8 is connected to the reference value storage circuit 5. The system control circuit 8 generates a timing signal so as to synchronize the sampling timing of the reference value and the variation and the operation of the entire device such as weaving.

【0022】この様な構成を有する本実施例の自動溶接
トーチ制御装置は、以下に述べる様に作用する。すなわ
ち、電圧検出端子1により検出された電圧波形が電圧増
幅回路2に送られ、この電圧増幅回路2により、サンプ
リングしやすいように微小な電圧波形が拡大される。続
いて、変動分検出範囲自動設定回路3において、変動分
検出レベルが自動的に設定され、また、実効値変換回路
4により、変動分が実効値に変換される。
The automatic welding torch control device of this embodiment having such a structure operates as described below. That is, the voltage waveform detected by the voltage detection terminal 1 is sent to the voltage amplifying circuit 2, and the voltage amplifying circuit 2 expands a minute voltage waveform so as to facilitate sampling. Subsequently, the fluctuation detection level automatic setting circuit 3 automatically sets the fluctuation detection level, and the effective value conversion circuit 4 converts the fluctuation into an effective value.

【0023】さらに、基準値記憶回路5では、溶接が安
定している溶接開始時の変動分の値が基準値として記憶
されると共に、必要なときにはこの基準値を可変にし
て、その都度新しい基準値が記憶される。次に、差分比
較回路6により、サンプリングされた変動分と前記基準
値とが比較され、その差分が誤差信号として出力され
る。そして、この誤差信号の指令にもとずいて、トーチ
上下駆動回路7からトーチ駆動サーボモータを駆動する
信号が出力され、前記変動分と基準値との差をなくすよ
うにトーチが上下移動される。一方、システム制御回路
8からは、基準値や変動分のサンプリングのタイミング
や、ウィービングなどの装置全体の動作が同期するよう
なタイミング信号が発せられる。
Further, in the reference value storage circuit 5, the value of the fluctuation amount at the start of welding during which the welding is stable is stored as a reference value, and this reference value is made variable when necessary, and a new reference value is provided each time. The value is stored. Next, the difference comparison circuit 6 compares the sampled fluctuation amount with the reference value, and outputs the difference as an error signal. Then, based on the command of this error signal, a signal for driving the torch drive servomotor is output from the torch vertical drive circuit 7, and the torch is moved up and down so as to eliminate the difference between the variation and the reference value. . On the other hand, the system control circuit 8 outputs a timing signal for sampling the reference value and the sampling of the variation, and a timing signal for synchronizing the operation of the entire device such as weaving.

【0024】この様に、本実施例によれば、電流電圧の
検出接点は、溶接機の基本構成である電流計端子に接点
を設けて電圧降下を検出するか、あるいはアーク電極間
に接点を設けて溶接中の電圧を検出するように構成され
ているので、電流制御回路を持たない旧いタイプのアー
ク溶接機からインバータ式の新型のアーク溶接機など、
どのような溶接機にも外部から簡単に取付けることがで
きる。また、電圧増幅回路2により、微小な電圧波形を
拡大することができるので、サンプリングしやすくな
る。これにより、ワークの上下差が少しではあるが、従
来の方式では感度が悪くて対応できない場合でも、感度
を良くして使うことができる。また、ワークの上下差が
大きく、電気的な制御だけでは変化幅に限界があり対応
できない場合でも、本発明によれば、スライドストロー
クを確保しておけば対応することができる。
As described above, according to the present embodiment, the current-voltage detection contact is provided at the ammeter terminal which is the basic construction of the welding machine to detect the voltage drop, or the contact is made between the arc electrodes. Since it is configured to detect the voltage during welding, the old type arc welder without a current control circuit to the inverter type new arc welder, etc.
It can be easily mounted externally to any welding machine. Further, since the voltage amplifying circuit 2 can enlarge a minute voltage waveform, sampling becomes easy. As a result, even if the vertical difference of the work is small, it is possible to use the work with high sensitivity even when the conventional method cannot cope with the poor sensitivity. Further, according to the present invention, it is possible to cope with the case where the vertical difference of the work is large and the variation range cannot be coped with only by the electric control because the sliding stroke is secured.

【0025】さらに、変動分検出範囲自動設定回路3で
は、変動分検出レベルを自動的に設定することができる
ので、変動分のみ拡大することができ、倍率を高く設定
することにより、電圧変化の少ない溶接方法のときにも
適用することができる。
Further, since the fluctuation amount detection range automatic setting circuit 3 can automatically set the fluctuation amount detection level, only the fluctuation amount can be enlarged, and the voltage change can be suppressed by setting a high magnification. It can be applied even when there are few welding methods.

【0026】また、溶接電流や電圧変動部分には脈流分
が相当含まれているが、実効値変換回路4により、変動
分を実効値に変換して安定化することができる。さら
に、基準値記憶回路5では、溶接が安定している溶接開
始時の変動分の値を基準値として記憶すると共に、必要
なときにはこの基準値を可変にして、その都度新しい基
準値を記憶することができる。この結果、溶接線がたと
え上下方向に変化していても、溶接トーチ自体の位置も
上下方向に適切に制御されるので、常に基準値に合わせ
て安定した電流あるいは電圧で溶接することができる。
Further, although the pulsating flow component is considerably included in the welding current and voltage fluctuation portion, the fluctuation component can be converted into an effective value and stabilized by the effective value conversion circuit 4. Further, the reference value storage circuit 5 stores, as the reference value, the value of the fluctuation amount at the start of welding during which the welding is stable, and when necessary, the reference value is made variable and a new reference value is stored each time. be able to. As a result, even if the welding line changes in the vertical direction, the position of the welding torch itself is also appropriately controlled in the vertical direction, so that welding can always be performed with a stable current or voltage in accordance with the reference value.

【0027】さらに、溶接アークに対して適度の応答速
度なため、小電流から大電流の全領域にわたって、優れ
たアーク安定性を有し、良好なビード外観で高速高能率
の溶接が可能となる。
Further, since the response speed is moderate to the welding arc, it has excellent arc stability over the entire range of small current to large current, and enables high-speed and high-efficiency welding with a good bead appearance. .

【0028】なお、図2は、本発明の自動溶接トーチ制
御装置を溶接装置に適用した場合の概略構成図である。
すなわち、図2に示した様に、アルミニウム材料からな
る高さ変化のあるV開先のワーク9の溶接を多層溶接す
るに当たり、溶接トーチ10を円形軌跡上を移動するよ
うに駆動する移動機構(図示せず)、ウィービング機構
(図示せず)及びトーチ上下駆動機構11に、溶接トー
チ10が取付けられている。また、溶接電源12として
は、インバータ方式のパルスミグ溶接機を使用した。さ
らに、溶接機の電流計の端子には、自動溶接トーチ制御
装置14から導出された電圧測定用のケーブル13が接
続されている。また、自動溶接トーチ制御装置14に
は、上記電圧増幅回路2、変動分検出範囲自動設定回路
3、実効値変換回路4、基準値記憶回路5、差分比較回
路6、トーチ上下駆動回路7及びシステム制御回路8の
各回路板が接続されている。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram when the automatic welding torch control device of the present invention is applied to a welding device.
That is, as shown in FIG. 2, when welding a workpiece 9 of V-groove having a height change made of an aluminum material in multi-layer welding, a moving mechanism for driving the welding torch 10 so as to move on a circular locus ( A welding torch 10 is attached to a weaving mechanism (not shown), a torch vertical drive mechanism 11 (not shown). As the welding power source 12, an inverter type pulse MIG welding machine was used. Further, a cable 13 for voltage measurement derived from an automatic welding torch control device 14 is connected to a terminal of an ammeter of the welding machine. Further, the automatic welding torch control device 14 includes the voltage amplification circuit 2, the fluctuation amount detection range automatic setting circuit 3, the effective value conversion circuit 4, the reference value storage circuit 5, the difference comparison circuit 6, the torch vertical drive circuit 7, and the system. The circuit boards of the control circuit 8 are connected.

【0029】なお、この自動溶接トーチ制御装置14で
は、溶接開始からアークが安定化する約3秒後の電圧波
形からのサンプリング値を最初の基準値とし、さらにサ
ンプリングした基準値Vsはサンプリング電圧V×αと
して、αの値を変えて変動分の適正な拡大倍率とした。
In the automatic welding torch control device 14, a sampling value from the voltage waveform about 3 seconds after the arc is stabilized from the start of welding is used as the first reference value, and the sampled reference value Vs is the sampling voltage Vs. As xα, the value of α was changed to obtain an appropriate enlargement factor for the variation.

【0030】図2に示した様な溶接装置において、溶接
トーチは、予め設定されたトーチ高さと溶接条件で溶接
を開始する。そして、溶接線に沿ってトーチが円軌道上
を移動すると、溶接線が低くなるので、ワイヤの突き出
し長さが長くなると共に溶接電流が低下する。ここで、
本実施例の自動溶接トーチ制御装置14においては、こ
の溶接電流の低下を検知して、上述した様にサンプリン
グされた変動分と基準値とを比較し、この誤差信号の指
令に基づいてトーチ駆動部でトーチを降下させて、溶接
電流を設定された値に保つようにする。そして、溶接機
の最下端を越えると溶接線が上昇するので、これまでと
は逆に溶接トーチを上昇させる。また、2層目の溶接を
行う場合でも、1層目の溶接ビードがある分だけ溶接位
置が高くなるが、自動溶接トーチ制御装置14により自
動的に溶接トーチの高さが調整される。
In the welding apparatus as shown in FIG. 2, the welding torch starts welding at a preset torch height and welding conditions. Then, when the torch moves along the circular orbit along the welding line, the welding line is lowered, so that the protruding length of the wire is increased and the welding current is reduced. here,
The automatic welding torch control device 14 of the present embodiment detects this decrease in welding current, compares the variation sampled as described above with the reference value, and drives the torch based on this error signal command. Lower the torch to keep the welding current at the set value. Then, since the welding line rises when it goes over the bottom end of the welding machine, the welding torch is raised contrary to the past. Further, even when performing the welding of the second layer, the welding position is raised by the amount of the welding beads of the first layer, but the height of the welding torch is automatically adjusted by the automatic welding torch control device 14.

【0031】なお、2層目の溶接で、溶接条件とウィー
ビング幅を変更するよう基準値とサンプリング時間の変
更を外部から行うこともできる。さらに、溶接を続けて
いるとワークの温度が上昇し、同じ電流では溶け込みが
深くなり、ビード幅も広くなるが、溶接条件によっては
溶融金属面が上昇してくる。これを補正するために、一
定サンプリング回数ごとに、予め設定記憶した新しい基
準値でトーチ高さを制御できるようになっている。その
結果、図2に示した様な溶接線が上下に変化しているワ
ークに対しても、滑らかな外観をした品質の良い溶接を
することができる。
In the second layer welding, the reference value and the sampling time can be changed externally so as to change the welding condition and the weaving width. Furthermore, as welding continues, the temperature of the work rises, the penetration deepens at the same current, and the bead width widens, but the molten metal surface rises depending on the welding conditions. In order to correct this, the torch height can be controlled with a new reference value that is preset and stored every fixed number of times of sampling. As a result, it is possible to perform high-quality welding with a smooth appearance even on a work whose welding line shown in FIG. 2 changes vertically.

【0032】この様に、本実施例によれば、これまで困
難とされていたインバータ溶接機を用いたアルミニウム
のパルスミグ溶接の自動電流コントロールが可能とな
る。また、前上がりや前下がりの様に溶接線が上下に変
化しているワークにおいても自動倣いができる。さら
に、基準値や変動分を一定時間記憶するためのサンプリ
ングのタイミングパルスは、内部と外部とから切替えて
与えることができるので、ウィービングと併用でき、よ
り良い溶接ができる。また、多層盛り溶接の条件変更
も、基準値を自動変更することにより可能となり、トー
チの上下シフトも自動追従することができる。
As described above, according to this embodiment, it is possible to perform automatic current control in pulse MIG welding of aluminum using an inverter welding machine, which has been difficult until now. Further, automatic copying can be performed even on a work in which the welding line changes up and down, such as rising and falling. Further, the sampling timing pulse for storing the reference value and the variation for a certain period of time can be applied by switching from the inside to the outside, so that it can be used in combination with the weaving, and better welding can be performed. Also, the conditions for multi-layer welding can be changed by automatically changing the reference value, and the vertical shift of the torch can be automatically followed.

【0033】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、インバータ式交流アーク溶接機に本
発明の自動溶接トーチ制御装置を接続して、アルミニウ
ムの溶接を行うこともできる。この場合、正極性と逆極
性に極性が変わるタイミングに合わせて、電圧のサンプ
リングができるように条件を設定することにより、ワー
クの上下変化に対応してトーチを上下移動することがで
きるので、安定した精度の高い溶接が可能となる。ま
た、二軸スライドを制御し、トーチ取付方向を変えるこ
とにより、隅肉溶接にも対応することができる。さら
に、クレータの存在時には制御を止めることにより対応
できるので、クレータの有無は問題とはならない。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and aluminum welding can be performed by connecting the automatic welding torch control device of the present invention to an inverter type AC arc welding machine. In this case, by setting the conditions so that the voltage can be sampled at the timing when the polarity changes to the polarity opposite to the positive polarity, the torch can be moved up and down in response to the up and down changes of the work, so it is stable. This enables highly accurate welding. Also, by controlling the biaxial slide and changing the torch mounting direction, fillet welding can be supported. Furthermore, since it can be dealt with by stopping the control when there is a crater, the presence or absence of a crater does not pose a problem.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上述べた様に、本発明によれば、基準
電流や電圧の設定と変更を任意にすることができ、どの
様なアーク溶接機にも取り付け可能で、溶接線の高さ変
化に滑らかに対応して、精度の高い溶接を可能とした自
動溶接トーチ制御装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to arbitrarily set and change the reference current and the voltage, and it is possible to attach it to any arc welding machine, and the height of the welding line. It is possible to provide an automatic welding torch control device that enables highly accurate welding by smoothly responding to changes.

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

【図1】本発明の自動溶接トーチ制御装置の一実施例の
構成を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of an automatic welding torch control device of the present invention.

【図2】本発明の自動溶接トーチ制御装置を適用した溶
接機の一例を示す概略図
FIG. 2 is a schematic view showing an example of a welding machine to which the automatic welding torch control device of the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…電圧検出端子 2…電圧増幅回路 3…変動分検出範囲自動設定回路 4…実効値変換回路 5…基準値記憶回路 6…差分比較回路 7…トーチ上下駆動回路 8…システム制御回路 9…ワーク 10…溶接トーチ 11…トーチ上下駆動機構 12…溶接電源 13…電圧測定用ケーブル 14…自動トーチ制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Voltage detection terminal 2 ... Voltage amplification circuit 3 ... Fluctuation detection range automatic setting circuit 4 ... Effective value conversion circuit 5 ... Reference value storage circuit 6 ... Difference comparison circuit 7 ... Torch vertical drive circuit 8 ... System control circuit 9 ... Work 10 ... Welding torch 11 ... Torch vertical drive mechanism 12 ... Welding power source 13 ... Voltage measurement cable 14 ... Automatic torch control device

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アーク溶接中の電流又は電圧を基準値と
比較し、その差に基づいて、溶接トーチを上下に駆動す
るサーボモータを制御する自動溶接トーチ制御装置にお
いて、 溶接電流あるいは溶接電圧を検出するための電圧検出端
子と、 微小な電圧波形を拡大する電圧増幅回路と、 電圧波形の一部を基準値や変動分として拡大して取出
し、そのサンプリングレベルを設定する変動分検出範囲
自動設定回路と、 変動分を実効値に変換する実効値変換回路と、 溶接開始時の変動分の値を基準値として記憶すると共
に、必要なときにはこの基準値を可変にして、その都度
新しい基準値を記憶する基準値記憶回路と、 基準値と読取り値とを比較し、その差分を誤差信号とし
て出力する差分比較回路と、 前記サーボモータの駆動信号に基づいて、変動分と基準
値との差をなくすように溶接トーチを上下移動させるト
ーチ上下駆動回路と、 基準値や変動分のサンプリングのタイミング信号を発生
させるシステム制御回路とを備えたことを特徴とする自
動溶接トーチ制御装置。
1. An automatic welding torch controller for comparing a current or voltage during arc welding with a reference value and controlling a servomotor for driving a welding torch up and down based on the difference between the welding current and the welding voltage. A voltage detection terminal for detection, a voltage amplification circuit that expands a minute voltage waveform, a part of the voltage waveform is expanded as a reference value or fluctuation, and is taken out, and the sampling level is set. The circuit, the effective value conversion circuit that converts the fluctuation into the effective value, the value of the fluctuation at the start of welding is stored as the reference value, and this reference value is made variable when necessary, and a new reference value is set each time. A reference value storage circuit that stores the difference, a difference comparison circuit that compares the reference value and the read value and outputs the difference as an error signal, and a change value based on the drive signal of the servo motor. The automatic welding featured a torch vertical drive circuit that moves the welding torch up and down so as to eliminate the difference between the reference value and the reference value, and a system control circuit that generates a sampling timing signal for the reference value and fluctuations. Torch control device.
【請求項2】 前記電圧検出端子が、溶接電流を検出す
る場合は、溶接機の電流計端子に接点を設けて電圧降下
を検出するように構成され、また、溶接電圧を検出する
場合は、溶接電極間に接点を設けて電圧を検出するよう
に構成されているものであることを特徴とする請求項1
記載の自動溶接トーチ制御装置。
2. The voltage detection terminal is configured to detect a voltage drop by providing a contact at an ammeter terminal of a welding machine when detecting a welding current, and when detecting a welding voltage, A contact is provided between the welding electrodes so as to detect the voltage.
The automatic welding torch control device described.
【請求項3】 前記基準値が、溶接中の電流又は電圧の
波形から任意のタイミングとレベルでサンプリングした
値とされていることを特徴とする請求項1又は請求項2
記載の自動溶接トーチ制御装置。
3. The method according to claim 1, wherein the reference value is a value sampled from an electric current or voltage waveform during welding at an arbitrary timing and level.
The automatic welding torch control device described.
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