JPH09253846A - Measuring method for electric characteristics of welding equipment - Google Patents

Measuring method for electric characteristics of welding equipment

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JPH09253846A
JPH09253846A JP6797796A JP6797796A JPH09253846A JP H09253846 A JPH09253846 A JP H09253846A JP 6797796 A JP6797796 A JP 6797796A JP 6797796 A JP6797796 A JP 6797796A JP H09253846 A JPH09253846 A JP H09253846A
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welding
pulse
signal
width
voltage
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JP6797796A
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Shingo Nagashima
伸吾 長島
Yuuichi Maki
雄一 萬來
Seiji Mizukami
清二 水上
Ikuo Mibu
生男 壬生
Kenichi Maeda
謙一 前田
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Hitachi Engineering and Services Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Engineering and Services Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To execute optimum control of welding in real time by measuring one or more items among a peak value, pulse width, base width, pulse frequency and arc short circuiting width. SOLUTION: An electric current signal 13, voltage signal 32 of a welding power source 8, which welds a base metal 1, are measured by a measuring circuit 11. The signals 13, 32 are passed to low pass filters 14, 33 of the cut off frequency higher than the pulse frequency of pulse power source. An output of the filter 14 is turned to a digital signal 19 by a peak hold circuit 17 and A/D converting circuit 18. A comparator 21 compares a welding current 16 with threshold level signal 22 and obtains a pulse width, base width, arc short circuiting width. Only the high frequency part only superimposed to welding current/voltage wave form is smoothed. The comparator 37 compares a threshold signal 38 and voltage signal 34 from a controller 10, welding is executed by setting the threshold level in conformance with the welding condition.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、パルス電源を有す
る溶接装置の電気的特性の計測方法に関する。特には、
高速ウィービングを行いながら鋼管の円周自動溶接を行
うパイプ円周自動溶接装置の制御の高度化のために必要
な、アーク出力電圧制御(アークショート幅制御等)や
パルス訛り(パルス幅及びパルス電流の波形のくずれ)
の制御の実現に寄与し得る溶接装置の電気的特性の計測
方法に関する。なおアークショートとは、溶接ワイヤ
(電極)と母材や溶融金属との間隔が短くなりすぎて、
両者の間に短絡(ショート)が生じた状態のことであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring electric characteristics of a welding device having a pulse power source. in particular,
Arc output voltage control (arc short width control, etc.) and pulse accent (pulse width and pulse current) required for advanced control of automatic pipe circumference welding that performs automatic circumference welding of steel pipes while performing high-speed weaving. Waveform collapse)
The present invention relates to a method for measuring the electrical characteristics of a welding device that can contribute to the realization of control of welding. In addition, the arc short means that the distance between the welding wire (electrode) and the base metal or molten metal becomes too short,
This is a state in which a short circuit has occurred between the two.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のパイプの突き合せアーク溶接にお
いては、ウィービング等の駆動は、比較的低速のものは
パルスモータにより、また、高速なものはサーボモータ
により行われるのが一般的である。そして、その溶接の
際にトーチをワークに対して最適な位置に保つために、
溶接中の電流や電圧を監視して、それらの値が適正にな
るようトーチの位置をフィーバック制御することも行わ
れている。そのための電流/電圧計測方法は、図5に示
す方法で行っている。すなわち、パルス溶接電流/電圧
信号60を、低域通過型フィルター(LPF)61を通
して平滑化信号62となし、A/Dコンバータ(A/
D)により、ディジタルの電流/電圧信号として計測し
ている。ただし、LPF61のカットオフ周波数は、パ
ルス溶接電流/電圧の繰り返し周波数よりもはるかに低
く設定されていた(例えば、パルス周波数100〜40
0Hzに対してカットオフ周波数10Hz)。
2. Description of the Related Art In conventional butt arc welding of pipes, driving of weaving or the like is generally performed by a pulse motor for relatively low speed and by a servo motor for high speed. And in order to keep the torch in the optimum position for the work during the welding,
It is also practiced to monitor the current and voltage during welding and perform feedback control of the position of the torch so that the values are appropriate. The current / voltage measuring method therefor is performed by the method shown in FIG. That is, the pulse welding current / voltage signal 60 is passed through a low pass filter (LPF) 61 to form a smoothing signal 62, and an A / D converter (A /
According to D), it is measured as a digital current / voltage signal. However, the cutoff frequency of the LPF 61 was set to be much lower than the repetition frequency of the pulse welding current / voltage (for example, the pulse frequency of 100 to 40).
Cut-off frequency 10Hz against 0Hz).

【0003】パイプ円周溶接に関する特許資料として、
特開昭63−183776号公報及び特開平4−284
973号公報がある。特開昭63−183776号公報
に記載の技術は、アーク回転式の全姿勢溶接装置に関す
るものである。同方式では開先形状が狭開先で高精度加
工が必要であり、開先幅の広いワークに対しての適用は
難しい。特開平4−284973号公報に記載の技術
は、開先部の溶接をリアルタイム制御にする自動アーク
溶接法に関するものであるが、パルス溶接電流/電圧波
形の計測の点については解決されていない。
As a patent document for pipe circumference welding,
JP-A-63-183776 and JP-A-4-284.
There is a 973 publication. The technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 63-183776 relates to an arc rotary all-position welding device. In this method, the groove shape is narrow and high precision machining is required, and it is difficult to apply the method to a work having a wide groove width. The technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 4-284973 relates to an automatic arc welding method in which welding of a groove portion is controlled in real time, but the point of measuring a pulse welding current / voltage waveform has not been solved.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】パイプ円周溶接、高速
ウィービング等における最適な溶接を行うためには、パ
ルス溶接電流/電圧波形のより精密な計測を可能とし
て、アーク出力電圧制御、パルス訛り(パルス幅及びパ
ルス電流の波形のくずれ)防止制御等に寄与することが
必要となる。
In order to perform optimum welding in pipe circumference welding, high-speed weaving, etc., more precise measurement of pulse welding current / voltage waveform is possible, arc output voltage control, pulse accent ( It is necessary to contribute to prevention control of the pulse width and the waveform of the pulse current.

【0005】従来のパルス溶接電流/電圧の計測では、
高速、高精度の電流/電圧波形の計測が困難で、せいぜ
いパルス溶接電流/電圧の繰り返し周期の10倍程度の
応答時間での計測であった。そのため、例えば、パルス
訛り、アークショート等が生じてこれを修正しようとし
ても、補正のための電流、電圧、ウィービング指令等の
タイミングが遅れる欠点があった。また、各周期毎のパ
ルス溶接電流/電圧波形の性状把握ができないため、十
分な解析、対策も困難であった。さらに、最も短時間に
精密な計測・制御が必要とされるウィービングの両端部
において、電流や電圧の正確な測定ができないものであ
った。
In the conventional pulse welding current / voltage measurement,
It was difficult to measure the current / voltage waveform with high speed and high accuracy, and the measurement was at a response time of at most 10 times the repetition cycle of the pulse welding current / voltage. Therefore, for example, even if an attempt is made to correct a pulse accent, an arc short, or the like, the timing of the current, voltage, weaving command, etc. for correction is delayed. Moreover, since the characteristics of the pulse welding current / voltage waveform for each cycle cannot be grasped, it is difficult to perform sufficient analysis and countermeasures. Furthermore, it was impossible to accurately measure current and voltage at both ends of the weaving, which requires precise measurement and control in the shortest time.

【0006】本発明は、高速ウィービングを行いながら
鋼管の円周自動溶接を行うパイプ円周自動溶接装置の制
御の高度化のために必要な、アーク出力電圧制御(アー
クショート幅制御等)やパルス訛り(パルス幅及びパル
ス電流の波形のくずれ)の制御の実現に寄与し得る溶接
装置の電気的特性の計測方法を提供することを目的とす
る。
The present invention is directed to arc output voltage control (arc short width control, etc.) and pulse necessary for advanced control of a pipe circumference automatic welding apparatus for performing automatic circumference welding of a steel pipe while performing high-speed weaving. An object of the present invention is to provide a method for measuring the electrical characteristics of a welding apparatus that can contribute to the realization of control of accents (corruption of pulse width and pulse current waveform).

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の溶接装置の電気的特性の計測方法は、パル
ス電源を有する溶接装置の電気的特性を計測する方法で
あって;各パルス毎に、そのピーク値、パルス幅、ベー
ス幅、パルス周期及びアークショート幅の内の1以上の
項目を計測することを特徴とする。
In order to solve the above problems, a method of measuring the electrical characteristics of a welding apparatus of the present invention is a method of measuring the electrical characteristics of a welding apparatus having a pulse power source; Each time, one or more of the peak value, pulse width, base width, pulse period, and arc short width are measured.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明の一態様は、溶接トーチを
溶接進行方向に対して左右方向にウィービングさせなが
らパルス溶接電流によって溶接するパイプの円周自動溶
接装置に関するもので、その発明の実施の形態における
諸手段を以下に示す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION One aspect of the present invention relates to an automatic pipe circumference welding apparatus for welding a welding torch with a pulse welding current while weaving the welding torch in the left-right direction with respect to the welding advancing direction. Various means in this form are shown below.

【0009】(1)溶接電源から溶接電流及び電圧信号
を得、フィルターを通し、ピークホールド回路、A/D
変換回路、コンパレータ、カウンタ、スレショルドレベ
ル信号によりパルス溶接電流/電圧のピーク値、パルス
幅、ベース幅、パルス周期、アークショート幅等を計測
する。 (2)フィルターは、パルス溶接電流/電圧の周波数よ
り高いカットオフ周波数を有するローパスフィルターを
用いる。 (3)スレショルドレベル信号は、パルス幅及びベース
幅用、及び/又は、アークショート幅用を備える。 (4)スレショルドレベルをソフトウエア等により可変
とする。
(1) Welding current and voltage signals are obtained from the welding power source, filtered, peak hold circuit, A / D
The peak value, pulse width, base width, pulse period, arc short width, etc. of pulse welding current / voltage are measured by the conversion circuit, comparator, counter, and threshold level signal. (2) As the filter, a low pass filter having a cutoff frequency higher than the frequency of pulse welding current / voltage is used. (3) The threshold level signal has a pulse width and a base width and / or an arc short width. (4) The threshold level is made variable by software or the like.

【0010】パイプ円周自動溶接装置を用いての高速ウ
ィービング制御における上記手段の作用を以下に示す。 (1)パルス溶接電流/電圧の計測、即ち、ピーク値、
パルス幅、ベース幅、アークショート幅等の把握が各波
形毎に可能なので、アーク出力電圧制御(アークショー
ト幅制御等)やパルス訛り(パルス幅及びパルス電流の
波形のくずれ)の制御に必要な情報を得ることができ
る。 (2)パルス溶接電流/電圧波形に重畳している高周波
成分のみ平滑にし、パルス溶接電流/電圧波形はそのま
まの形状とする。 (3)スレショルドレベル信号により、パルス幅及びベ
ース幅と、アークショート幅の計測が行える。 (4)ソフトウエアによりスレショルドレベルを可変す
るので、溶接作業条件の変化(パイプ径、鋼種等)に任
意に設定できる。
The operation of the above means in the high-speed weaving control using the automatic pipe circumference welding apparatus will be described below. (1) Measurement of pulse welding current / voltage, that is, peak value,
Since the pulse width, base width, arc short width, etc. can be grasped for each waveform, it is necessary for controlling the arc output voltage (arc short width control, etc.) and pulse accent (deformation of pulse width and pulse current waveform). You can get information. (2) Only the high frequency component superimposed on the pulse welding current / voltage waveform is smoothed, and the pulse welding current / voltage waveform is kept as it is. (3) The pulse width, the base width, and the arc short width can be measured by the threshold level signal. (4) Since the threshold level can be changed by software, it can be arbitrarily set to changes in welding work conditions (pipe diameter, steel type, etc.).

【0011】上述のように、パルス溶接電流/電圧の計
測、即ち、ピーク値、パルス幅、ベース幅、アークショ
ート幅等の計測を、各波形毎に可能とする回路を備えた
ことによりトーチ位置制御、パルス訛り防止制御を行
い、高速で高精度のパイプの円周自動溶接ができる。
As described above, the torch position is provided by providing a circuit for measuring the pulse welding current / voltage, that is, the peak value, the pulse width, the base width, the arc short width, etc. for each waveform. Control and pulse anti-corruption control can be performed to perform high-speed and high-accuracy automatic pipe circumference welding.

【0012】[0012]

【実施例】本発明の実施例を図1〜図4を参照しつつ説
明する。図1は、本発明の一実施例に係るパイプ円周自
動溶接装置のパルス溶接電流/電圧波形の計測に関する
ブロック図である。ここで、符号1は配管等の母材、2
は開先、3は溶着金属、4は溶接用ワイヤ、5はアー
ク、6はトーチ、7は溶接電流供給用ケーブル、8は例
えばパルスMAG溶接のための溶接電源装置である。ト
ーチ6は開先2内において左右にウィービングされる。
溶接用ワイヤ4は一定速度で送られ、アーク5により溶
かされて溶着金属3となり、開先2内で固まり母材1を
接合する。なお、パルスMAG溶接については、例え
ば、「溶接技術」1989年2月号第67〜76頁に記
載されている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram regarding measurement of a pulse welding current / voltage waveform of a pipe circumference automatic welding apparatus according to an embodiment of the present invention. Here, reference numeral 1 is a base material such as a pipe, 2
Is a groove, 3 is a weld metal, 4 is a welding wire, 5 is an arc, 6 is a torch, 7 is a welding current supply cable, and 8 is a welding power supply device for pulse MAG welding, for example. The torch 6 is weaved left and right in the groove 2.
The welding wire 4 is fed at a constant speed and is melted by the arc 5 to become the deposited metal 3, which solidifies in the groove 2 and joins the base material 1. The pulse MAG welding is described, for example, in “Welding Technology”, February 1989, pages 67 to 76.

【0013】溶接電源装置8は、溶接トーチ6に大きな
パルス電流を供給する。9は制御用ケーブル、10は制
御装置である。制御装置10は、マイクロコンピュータ
により構成され、溶接電源装置8、駆動装置(図示せ
ず)の走行、トーチ6のウィービング、パルス溶接電流
/電圧計測用回路11等の制御を行う。パルス溶接電流
/電圧計測用回路11は、溶接電源装置8からパルス溶
接電流信号13およびパルス溶接電圧信号32を得て、
それぞれフィルター14および33に入力する。なお、
本明細書でいう「電圧信号」および「電流信号」は、そ
れらの信号がそれぞれ溶接電圧を表わす信号および溶接
電流を表す信号という意味であり、信号が電圧レベルお
よび電流レベルで表されるという意味ではない。通常、
これらの電圧信号および電流信号は電圧レベルで表され
る。
The welding power source 8 supplies a large pulse current to the welding torch 6. Reference numeral 9 is a control cable, and 10 is a control device. The control device 10 is composed of a microcomputer, and controls the welding power supply device 8, a drive device (not shown) running, the weaving of the torch 6, the pulse welding current / voltage measuring circuit 11, and the like. The pulse welding current / voltage measuring circuit 11 obtains the pulse welding current signal 13 and the pulse welding voltage signal 32 from the welding power source device 8,
Input to filters 14 and 33 respectively. In addition,
The "voltage signal" and the "current signal" as used herein mean that the signals represent a welding voltage and a welding current, respectively, and that the signals are represented by a voltage level and a current level. is not. Normal,
These voltage and current signals are represented by voltage levels.

【0014】図2にパルス溶接電流/電圧信号の一例
(フィルター入力)を示す。同図において(a)は電圧
信号32、(b)は電流信号13を示す。電圧信号32
は、所定周期のパルス波形であり、高周波のノイズ成分
15が重畳している。また、このパルス波形のベース電
圧部分51には、アークショートの発生を示す電圧低下
波形部分50が示されている。この電圧信号32に対応
する電流信号13も、電圧信号32と同様に高周波ノイ
ズ成分15を含んでいる。パルス溶接電流信号13に
は、高周波のノイズ成分15が重畳しており、電圧信号
32の波形部分50に対応した波形部分52が示されて
いる。フィルター14および33は、前述したようにパ
ルス電源のパルス周波数よりも高いカットオフ周波数を
有するものであり、高周波のノイズ成分15を取り除
き、パルス溶接電流信号16およびパルス溶接電圧信号
34を出力する。これにより、高周波ノイズによる電気
的特性計測の誤動作を防止することができる。また、こ
のようなカットオフ周波数のフィルターを用いることに
より、電流信号13および電圧信号32のパルス波形を
維持することができ、後述する方法によりパルス単位の
電気的特性の計測を可能とする。
FIG. 2 shows an example (filter input) of the pulse welding current / voltage signal. In the figure, (a) shows the voltage signal 32 and (b) shows the current signal 13. Voltage signal 32
Is a pulse waveform of a predetermined cycle, and a high-frequency noise component 15 is superimposed. A base voltage portion 51 of the pulse waveform includes a voltage drop waveform portion 50 indicating occurrence of an arc short. The current signal 13 corresponding to the voltage signal 32 also includes the high-frequency noise component 15 like the voltage signal 32. A high-frequency noise component 15 is superimposed on the pulse welding current signal 13, and a waveform portion 52 corresponding to the waveform portion 50 of the voltage signal 32 is shown. As described above, the filters 14 and 33 have a cutoff frequency higher than the pulse frequency of the pulse power source, remove the high frequency noise component 15, and output the pulse welding current signal 16 and the pulse welding voltage signal 34. Thereby, it is possible to prevent a malfunction of the electrical characteristic measurement due to the high frequency noise. Further, by using a filter having such a cutoff frequency, the pulse waveforms of the current signal 13 and the voltage signal 32 can be maintained, and the electrical characteristics can be measured in pulse units by a method described later.

【0015】図3に、フィルター14および33により
出力されるパルス溶接電流/電圧信号の一例を示す。同
図において(a)は電圧信号、(b)は電流信号を示
す。フィルター14、33により電圧信号32および電
流信号13からそれぞれの高周波のノイズ成分15を取
り除いたものがパルス溶接電流信号16、パルス溶接電
圧信号34である。同図中、I1 は電流信号のピーク
値、E2 は電圧信号のベース電圧、T1 は電流信号(お
よび電圧信号)のパルス幅、T2 は電流信号(および電
圧信号)のベース幅、T3 は電圧信号(および電流信
号)のアークショート幅、T4 は電流信号(および電圧
信号)の繰り返し周期、H1 は電流信号16に対するパ
ルス幅及びベース幅計測用スレショルドレベル信号22
のレベル、H2は電圧信号34に対するアークショート
幅計測用スレショルドレベル信号38のレベルである。
FIG. 3 shows an example of the pulse welding current / voltage signal output by the filters 14 and 33. 3A shows a voltage signal, and FIG. 3B shows a current signal. The pulse welding current signal 16 and the pulse welding voltage signal 34 are obtained by removing the respective high frequency noise components 15 from the voltage signal 32 and the current signal 13 by the filters 14 and 33. In the figure, I1 is the peak value of the current signal, E2 is the base voltage of the voltage signal, T1 is the pulse width of the current signal (and voltage signal), T2 is the base width of the current signal (and voltage signal), and T3 is the voltage signal. (And current signal) arc short width, T4 is current signal (and voltage signal) repetition period, and H1 is pulse width and base width measuring threshold level signal 22 for current signal 16.
, H2 is the level of the arc short width measuring threshold level signal 38 with respect to the voltage signal 34.

【0016】図1の計測用回路11中のピークホールド
回路17は、タイミング信号20で決まる時間間隔毎
に、フィルター14から出力されるパルス溶接電流信号
16のピーク値を検出、保持する。このピーク値は、タ
イミング信号20にしたがってA/D変換回路18によ
りディジタル信号19に変換される。なお、タイミング
信号20は、後述する割込回路24による制御装置10
への割込に応じて制御装置10が出力する。
The peak hold circuit 17 in the measuring circuit 11 of FIG. 1 detects and holds the peak value of the pulse welding current signal 16 output from the filter 14 at each time interval determined by the timing signal 20. This peak value is converted into a digital signal 19 by the A / D conversion circuit 18 according to the timing signal 20. It should be noted that the timing signal 20 corresponds to the control device 10 by an interrupt circuit 24 described later.
The control device 10 outputs according to the interruption to

【0017】コンパレータ21は、制御装置10から与
えられるスレショルドレベル信号22とパルス溶接電流
信号16とを比較し(図3(b)参照)、パルス溶接電
流信号16がスレショルドレベル信号22を越えた時
に、その出力信号23を低レベルとし、パルス溶接電流
信号16がスレショルドレベル信号22より小さくなっ
た時に、出力信号23を高レベルとする。割込回路24
は、出力信号23の立ち下がりエッジで制御装置10へ
割込信号を出力する。これにより、制御装置10は、溶
接電流信号13のパルス波形の立ち上がりを認識し、前
述したタイミング信号20を発生するとともに、これを
高速ウィービング時におけるアーク中溶接線倣い制御等
の処理のためのタイミングとして利用することができ
る。出力信号23はカウンタ25に入力され、反転回路
27による出力信号23の反転信号はカウンタ30に入
力される。カウンタ25は、出力信号23が高レベルの
期間(すなわち、電流信号16がスレショルド信号22
より低レベルの期間)、イネーブルされ、制御装置10
からのクロック信号43を計数する。これによって、電
流信号16の時間T2 が求められ、ベース幅26として
出力される。一方、カウンタ25は、出力信号23が低
レベルの期間(すなわち、電流信号16がスレショルド
信号22より高レベルの期間)、イネーブルされ、制御
装置10からのクロック信号44を計数する。これによ
って、電流信号16の時間T1 がもとまり、パルス幅3
1として出力される。このパルス幅31に基づいて、パ
ルス訛りを防止することができる。パルス周期T4 は、
時間T1 と時間T2 の加算処理により求められる。ある
いは指令値からパルス周期を求めることもできる。パル
ス周期は、アークショート幅とともに前述したアーク中
溶接線倣い制御等に利用することができる。
The comparator 21 compares the threshold level signal 22 given from the control device 10 with the pulse welding current signal 16 (see FIG. 3B), and when the pulse welding current signal 16 exceeds the threshold level signal 22. The output signal 23 is set to the low level, and when the pulse welding current signal 16 becomes smaller than the threshold level signal 22, the output signal 23 is set to the high level. Interrupt circuit 24
Outputs an interrupt signal to the control device 10 at the falling edge of the output signal 23. As a result, the control device 10 recognizes the rising edge of the pulse waveform of the welding current signal 13, generates the timing signal 20 described above, and outputs the timing signal 20 at the timing for processing such as welding line tracing control during arc during high speed weaving. Can be used as The output signal 23 is input to the counter 25, and the inverted signal of the output signal 23 by the inverting circuit 27 is input to the counter 30. The counter 25 keeps the output signal 23 at a high level (that is, the current signal 16 is at the threshold signal 22).
Lower level period), enabled, controller 10
Is counted. As a result, the time T2 of the current signal 16 is obtained and output as the base width 26. On the other hand, the counter 25 is enabled while the output signal 23 is at the low level (that is, the current signal 16 is at the higher level than the threshold signal 22) and counts the clock signal 44 from the control device 10. As a result, the time T1 of the current signal 16 is obtained, and the pulse width 3
Output as 1. Based on the pulse width 31, a pulse accent can be prevented. The pulse period T4 is
It is obtained by the addition process of time T1 and time T2. Alternatively, the pulse period can be obtained from the command value. The pulse period can be used together with the arc short width for the above-described welding line copying control in the arc.

【0018】コンパレータ37は、制御装置10から与
えられるアークショート用スレショルドレベル信号38
と電圧信号34とを比較し(図3(a)参照)、電圧信
号34がアークショート用スレショルドレベル信号38
より小さくなった時に、その出力信号39を高レベルと
し、電圧信号34がスレショルドレベル信号38を越え
た時に、出力信号39を低レベルとする。カウンタ41
は出力信号39が高レベルの期間、制御装置10からの
クロック信号45を計数する。これによって、電圧信号
34の時間T3 が求められ、アークショート幅42とし
て出力される。なお、スレショルドレベル信号22、ア
ークショート用スレショルドレベル信号38は、溶接作
業条件の変化(パイプ径、鋼種等)に応じて、制御装置
10により可変制御できる。なお、46はパルス電流/
電圧計測用回路11と制御装置10との間の信号であ
り、前述した各種の信号を含む。なお、高精度な計測を
行うためには当然ながら、クロック信号43、44、4
5としては、被計測対象の時間幅に比べて十分短い周期
を有するものを用いる。
The comparator 37 is provided with a threshold level signal 38 for arc short circuit provided from the controller 10.
And the voltage signal 34 are compared (see FIG. 3A), and the voltage signal 34 is the threshold level signal 38 for arc short circuit.
When the voltage becomes smaller, the output signal 39 is set to a high level, and when the voltage signal 34 exceeds the threshold level signal 38, the output signal 39 is set to a low level. Counter 41
Counts the clock signal 45 from the controller 10 while the output signal 39 is at a high level. As a result, the time T3 of the voltage signal 34 is obtained and output as the arc short width 42. The threshold level signal 22 and the arc shorting threshold level signal 38 can be variably controlled by the controller 10 according to changes in welding work conditions (pipe diameter, steel grade, etc.). In addition, 46 is a pulse current /
It is a signal between the voltage measurement circuit 11 and the control device 10, and includes the various signals described above. It should be noted that the clock signals 43, 44, and 4 are, of course, required for highly accurate measurement.
5 has a cycle sufficiently shorter than the time width of the measurement target.

【0019】図4は、図1に示した計測用回路11の各
信号に関するタイミングの概要を示したものである。1
6、34はフィルター14、33の出力で、図3に示し
たものと同じである。このフィルター14から出力され
る電流信号16の立ち上がりエッジでコンパレータ21
の出力信号23が立ち下がり、これにより前述した割込
回路24が制御装置10に割込をかける。制御装置10
はこれに応答してタイミング信号20を発生する。この
タイミング信号20により、ピークホールド回路17の
出力がリセットされ、続いて、次のタイミング信号20
発生までの間、信号16のピーク値を検出し保持する。
この例では、ピーク値は信号16のパルスの高レベルの
値であり、これが次のタイミングパルス信号20の発生
まで保持される。コンパレータ21の出力信号23は、
電流信号16のベース幅時間T2の期間高レベルとな
り、この期間が前述のようにカウンタ25により計測さ
れる。反転回路27の出力信号28は出力信号23を反
転した波形であり、その高レベル期間が電流信号16の
パルス幅時間T1 に相当する。この時間T1 は、前述の
ようにカウンタ30により計測される。コンパレータ3
7の出力信号39は、電圧信号34のアークショート時
間T3 の間、高レベルとなり、この時間T3 が前述した
カウンタ41により計測される。
FIG. 4 shows an outline of timing regarding each signal of the measuring circuit 11 shown in FIG. 1
Reference numerals 6 and 34 denote outputs of the filters 14 and 33, which are the same as those shown in FIG. At the rising edge of the current signal 16 output from the filter 14, the comparator 21
Output signal 23 falls, which causes the above-described interrupt circuit 24 to interrupt the control device 10. Control device 10
Generates a timing signal 20 in response to this. The output of the peak hold circuit 17 is reset by this timing signal 20, and then the next timing signal 20
The peak value of the signal 16 is detected and held until generation.
In this example, the peak value is the high level value of the pulse of signal 16 and is held until the next occurrence of timing pulse signal 20. The output signal 23 of the comparator 21 is
The level is high during the base width time T2 of the current signal 16, and this period is measured by the counter 25 as described above. The output signal 28 of the inverting circuit 27 has a waveform obtained by inverting the output signal 23, and its high level period corresponds to the pulse width time T1 of the current signal 16. This time T1 is measured by the counter 30 as described above. Comparator 3
The output signal 39 of 7 becomes high level during the arc short time T3 of the voltage signal 34, and this time T3 is measured by the counter 41 described above.

【0020】図6はパルス溶接電流/電圧計測法の他の
一例をしめす。同図において(a)電圧信号、(b)は
電流信号である。ここでは、上述の図3とは異なり、ピ
ーク値、パルス幅、ベース幅を電圧信号34から求め、
アークショート幅を電流信号16から求める。電圧信号
34とスレショルドレベルH3を比較することにより、
パルス幅T1’、ベース幅T2’、周期T4’を求める
ことができる。電流信号16とスレショルドレベルH4
を比較することにより、アークショート幅T3’を求め
ることがでる。ただし、信号振幅の違いによる計測の信
頼性等を考慮し、図3で得られるデータを主に採用して
いる。
FIG. 6 shows another example of the pulse welding current / voltage measuring method. In the figure, (a) is a voltage signal and (b) is a current signal. Here, unlike the above-described FIG. 3, the peak value, the pulse width, and the base width are obtained from the voltage signal 34,
The arc short width is obtained from the current signal 16. By comparing the voltage signal 34 and the threshold level H3,
The pulse width T1 ', the base width T2', and the period T4 'can be obtained. Current signal 16 and threshold level H4
The arc short width T3 ′ can be obtained by comparing However, the data obtained in FIG. 3 is mainly used in consideration of the reliability of measurement due to the difference in signal amplitude.

【0021】以上により、パルス溶接電流/電圧の計
測、即ち、ピーク値、パルス幅、ベース幅、アークショ
ート幅等の計測が、各波形毎に可能となり、トーチ位置
制御、パルス訛り防止制御、高速ウィービング時におけ
るアーク中溶接線倣い制御等を行なうことができ、高速
で高精度のパイプ円周自動溶接装置の提供ができ、工業
上大きく寄与できる。
As described above, the pulse welding current / voltage, that is, the peak value, the pulse width, the base width, the arc short width, etc. can be measured for each waveform, and the torch position control, the pulse accent prevention control, and the high speed are controlled. It is possible to perform welding line copying control in the arc during weaving, and to provide a high-speed and highly-accurate automatic pipe circumference welding device, which greatly contributes to the industry.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明によれば下記の効果が得られる。 (1)パルス溶接電流波形及び電圧波形のピーク値、パ
ルス幅、ベース幅、アークショート幅等の電気的特性を
リアルタイムに計測することができるので、パルス溶接
電流波形及び電圧波形毎に詳細な溶接データを収集で
き、リアルタイムで最適制御を行うことができる。 (2)同様に、上記各種電気的特性をリアルタイムで計
測できることによりウィービングの両端時点での「電
流」「電圧」の値を計測することが可能となるので、高
速ウィービングでも正確かつリアルタイムに、ウィービ
ング左行と右行の「電流」「電圧」の差分を基に倣い制
御が行なえる。 (3)上記の「電流」「電圧」の値を基にしてパルス訛
り防止制御およびアーク電圧出力制御等を行なえる。
According to the present invention, the following effects can be obtained. (1) Since the electrical characteristics such as the peak value, pulse width, base width, arc short width of the pulse welding current waveform and voltage waveform can be measured in real time, detailed welding can be performed for each pulse welding current waveform and voltage waveform. Data can be collected and optimal control can be performed in real time. (2) Similarly, since it is possible to measure the "current" and "voltage" at both end points of the weaving by being able to measure the above-mentioned various electrical characteristics in real time, weaving can be performed accurately and in real time even at high speed weaving. Copy control can be performed based on the difference between “current” and “voltage” in the left and right rows. (3) Pulse accent prevention control, arc voltage output control, etc. can be performed based on the values of the "current" and "voltage".

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

【図1】本発明の一実施例に係るパイプ円周自動溶接装
置のパルス溶接電流/電圧波形の計測に関するブロック
図である。
FIG. 1 is a block diagram regarding measurement of a pulse welding current / voltage waveform of a pipe circumference automatic welding apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】パルス溶接電流/電圧信号の一例(フィルター
入力)を示すチャートである。
FIG. 2 is a chart showing an example (filter input) of a pulse welding current / voltage signal.

【図3】パルス溶接電流/電圧信号の一例(フィルター
出力)を示すチャートである。
FIG. 3 is a chart showing an example (filter output) of a pulse welding current / voltage signal.

【図4】タイミングの概要を示すチャートである。FIG. 4 is a chart showing an outline of timing.

【図5】従来のパルス溶接電流/電圧計測に関するフィ
ルターと入出力信号の概要を模式的に示す図である。
FIG. 5 is a diagram schematically showing an outline of a filter and an input / output signal relating to conventional pulse welding current / voltage measurement.

【図6】パルス溶接電流/電圧計測方の他の一例を示す
チャートである。
FIG. 6 is a chart showing another example of a pulse welding current / voltage measuring method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…母材、2…開先、3…溶着金属、4…溶接ワイヤ、
5…アーク、 6…トーチ、 8…溶接用電源、10…
制御装置、11…パルス溶接電流/電圧計測用回路、1
3…パルス溶接電流信号、14…フィルター、22…ス
レショルドレベル信号、26…パルス幅、31…ベース
幅、32…ベース電圧、33…フィルター、38…アー
クショート用スレショルドレベル、42…アークショー
ト幅、50…アークショート波形部分
1 ... Base material, 2 ... Bevel, 3 ... Weld metal, 4 ... Welding wire,
5 ... Arc, 6 ... Torch, 8 ... Welding power supply, 10 ...
Control device, 11 ... Circuit for measuring pulse welding current / voltage, 1
3 ... Pulse welding current signal, 14 ... Filter, 22 ... Threshold level signal, 26 ... Pulse width, 31 ... Base width, 32 ... Base voltage, 33 ... Filter, 38 ... Arc short threshold level, 42 ... Arc short width, 50 ... Arc short waveform part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 壬生 生男 茨城県那珂郡那珂町菅谷2982−3 (72)発明者 前田 謙一 茨城県常陸太田市天神林町1225−47 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Ikuo Mibu 2982-3 Sugaya, Naka-machi, Naka-gun, Ibaraki Prefecture (72) Kenichi Maeda 1225-47 Tenjinbayashi, Hitachiota-shi, Ibaraki Prefecture

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 パルス電源を有する溶接装置の電気的特
性を計測する方法であって;各パルス毎に、そのピーク
値、パルス幅、ベース幅、パルス周期及びアークショー
ト幅の内の1以上の項目を計測することを特徴とする溶
接装置の電気的特性の計測方法。
1. A method for measuring the electrical characteristics of a welding apparatus having a pulsed power supply; for each pulse, one or more of its peak value, pulse width, base width, pulse period and arc short width. A method for measuring electrical characteristics of a welding apparatus, which is characterized by measuring items.
【請求項2】 パルス電源のパルス周波数よりも高いカ
ットオフ周波数のローパスフィルターを通して溶接電流
及び溶接電圧を計測する請求項1記載の溶接装置の電気
的特性の計測方法。
2. The method for measuring electric characteristics of a welding apparatus according to claim 1, wherein the welding current and the welding voltage are measured through a low-pass filter having a cutoff frequency higher than the pulse frequency of the pulse power source.
【請求項3】 上記パルス幅及びベース幅を求めるため
にスレショルド値を設け、このスレショルド値と溶接電
流及び/又は溶接電圧とを比較する請求項1又は2記載
の溶接装置の電気的特性の計測方法。
3. The measurement of the electrical characteristics of the welding apparatus according to claim 1, wherein a threshold value is provided to obtain the pulse width and the base width, and the threshold value and the welding current and / or welding voltage are compared. Method.
【請求項4】 上記アークショート幅を求めるためにス
レショルド値を設け、このスレショルド値と溶接電流及
び/又は溶接電圧とを比較する請求項1又は2記載の溶
接装置の電気的特性の計測方法。
4. The method for measuring the electrical characteristics of a welding apparatus according to claim 1, wherein a threshold value is provided to obtain the arc short width, and the threshold value is compared with a welding current and / or a welding voltage.
【請求項5】 溶接作業の条件に応じて上記スレショル
ド値を任意に変更可能とする請求項3又は4記載の溶接
装置の電気的特性の計測方法。
5. The method for measuring the electrical characteristics of a welding device according to claim 3, wherein the threshold value can be arbitrarily changed according to the conditions of welding work.
【請求項6】 上記溶接装置が、溶接進行方向に対して
左右方向に溶接トーチをウィービングさせながら、パル
ス溶接電流によって鋼管を突き合わせ溶接するパイプの
円周自動溶接装置である請求項1〜5いずれか1項記載
の溶接装置の電気的特性の計測方法。
6. The pipe circumference automatic welding device according to any one of claims 1 to 5, wherein the welding device is a pipe circumferential welding device for butt-welding steel pipes with a pulse welding current while weaving the welding torch in the left-right direction with respect to the welding proceeding direction. 2. A method for measuring the electrical characteristics of a welding device according to claim 1.
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