JPH10180443A - 溶接電圧検出方法およびアーク溶接機 - Google Patents
溶接電圧検出方法およびアーク溶接機Info
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- JPH10180443A JPH10180443A JP34695296A JP34695296A JPH10180443A JP H10180443 A JPH10180443 A JP H10180443A JP 34695296 A JP34695296 A JP 34695296A JP 34695296 A JP34695296 A JP 34695296A JP H10180443 A JPH10180443 A JP H10180443A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、溶接電圧検出信号から溶接電圧検
出信号に重畳されるリップル電圧信号を遅延させること
なく除去し、溶滴がくびれる瞬間を確実に検知して、ア
ークが再発生する瞬間の溶接電流を低下させ、スパッタ
の発生を抑制することを目的とする。 【解決手段】 溶接電圧を検出して溶接制御を行うアー
ク溶接機であって、第１スイッチング素子３のスイッチ
ングに同期した電圧信号と溶接電圧検出回路１４の出力
信号とを差動増幅回路１５を用いて、溶接電圧検出回路
１４の出力信号に重畳される第１スイッチング素子３の
スイッチングによるリップル信号を除去する溶接電圧検
出方法およびアーク溶接機。
出信号に重畳されるリップル電圧信号を遅延させること
なく除去し、溶滴がくびれる瞬間を確実に検知して、ア
ークが再発生する瞬間の溶接電流を低下させ、スパッタ
の発生を抑制することを目的とする。 【解決手段】 溶接電圧を検出して溶接制御を行うアー
ク溶接機であって、第１スイッチング素子３のスイッチ
ングに同期した電圧信号と溶接電圧検出回路１４の出力
信号とを差動増幅回路１５を用いて、溶接電圧検出回路
１４の出力信号に重畳される第１スイッチング素子３の
スイッチングによるリップル信号を除去する溶接電圧検
出方法およびアーク溶接機。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶接ワイヤと溶接
母材（ワーク）との間にアークを発生させて溶接出力制
御を行う溶接電圧検出方法およびアーク溶接機に関する
ものである。
母材（ワーク）との間にアークを発生させて溶接出力制
御を行う溶接電圧検出方法およびアーク溶接機に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、消耗電極式アーク溶接機では、ス
パッタの発生を抑制するために、短絡が開放されるのを
予知して、短絡開放直前に溶接電流を低下させる、謂ゆ
るネック検知制御を行い、アークが再発生する瞬間の溶
接電流を低下させてアーク力を抑制していた。
パッタの発生を抑制するために、短絡が開放されるのを
予知して、短絡開放直前に溶接電流を低下させる、謂ゆ
るネック検知制御を行い、アークが再発生する瞬間の溶
接電流を低下させてアーク力を抑制していた。
【０００３】図４は一般に短絡を伴うアーク溶接での溶
接現象と溶接電流検出波形，溶接電圧検出波形の関係を
示したものである。
接現象と溶接電流検出波形，溶接電圧検出波形の関係を
示したものである。
【０００４】図４において、一般に溶接現象としては、
アークが発生してワイヤ先端に溶滴が形成されるアーク
期間（（ａ），（ｅ））と、ワイヤ先端の溶滴がワーク
に短絡して移行する短絡期間（（ｂ），（ｃ），
（ｄ））とに分けられる。このような溶接現象で、スパ
ッタが発生する原因の１つとして、短絡が開放される瞬
間のアーク力で溶滴や溶融池を吹き飛ばしてしまうこと
がある。このアーク力は、短絡が開放される瞬間の溶接
電流（（ｇ１），（ｇ２））が高いほど大きくなるた
め、近年では、短絡が開放される瞬間を検出し、溶接電
流を低くするように制御することが考えられてきた。つ
ぎに従来の消耗電極式アーク溶接機の構成を図５に沿っ
て説明する。
アークが発生してワイヤ先端に溶滴が形成されるアーク
期間（（ａ），（ｅ））と、ワイヤ先端の溶滴がワーク
に短絡して移行する短絡期間（（ｂ），（ｃ），
（ｄ））とに分けられる。このような溶接現象で、スパ
ッタが発生する原因の１つとして、短絡が開放される瞬
間のアーク力で溶滴や溶融池を吹き飛ばしてしまうこと
がある。このアーク力は、短絡が開放される瞬間の溶接
電流（（ｇ１），（ｇ２））が高いほど大きくなるた
め、近年では、短絡が開放される瞬間を検出し、溶接電
流を低くするように制御することが考えられてきた。つ
ぎに従来の消耗電極式アーク溶接機の構成を図５に沿っ
て説明する。
【０００５】図５において、１は交流電源、２は第１整
流素子、３は第１スイッチング素子、４は主変圧器、５
は第２整流素子、７は抵抗、８は第３スイッチング素
子、９はリアクタ、１０は溶接機の出力端子、１１はチ
ップ、１２は溶接ワイヤ、１３はワーク、１４は溶接電
圧検出回路、１６は微分回路、１７は電圧設定回路、１
８は比較回路、１９は短絡・アーク判定回路、２０は論
理演算回路、２１は遅延回路、２７は制御回路である。
流素子、３は第１スイッチング素子、４は主変圧器、５
は第２整流素子、７は抵抗、８は第３スイッチング素
子、９はリアクタ、１０は溶接機の出力端子、１１はチ
ップ、１２は溶接ワイヤ、１３はワーク、１４は溶接電
圧検出回路、１６は微分回路、１７は電圧設定回路、１
８は比較回路、１９は短絡・アーク判定回路、２０は論
理演算回路、２１は遅延回路、２７は制御回路である。
【０００６】つぎに、このアーク溶接機について以下に
その動作を説明する。交流電源１を第１整流素子２にて
整流し、前記第１整流素子２の出力を溶接に適した出力
で得るために第１スイッチング素子３にてスイッチング
し、溶接負荷に電力を供給する主変圧器４に入力され
る。前記主変圧器４の出力は、第２整流素子５により整
流され、前記第２整流素子５と出力端子１０間に直列に
接続されるリアクタ９と、前記第２整流素子５と前記リ
アクタ９間あるいは前記リアクタ９と出力端子１０間に
直列に接続される第２スイッチング素子８と、前記第２
スイッチング素子８に並列に接続される抵抗７とを通し
て、溶接ワイヤ１２とワーク１３との間に供給される。
その動作を説明する。交流電源１を第１整流素子２にて
整流し、前記第１整流素子２の出力を溶接に適した出力
で得るために第１スイッチング素子３にてスイッチング
し、溶接負荷に電力を供給する主変圧器４に入力され
る。前記主変圧器４の出力は、第２整流素子５により整
流され、前記第２整流素子５と出力端子１０間に直列に
接続されるリアクタ９と、前記第２整流素子５と前記リ
アクタ９間あるいは前記リアクタ９と出力端子１０間に
直列に接続される第２スイッチング素子８と、前記第２
スイッチング素子８に並列に接続される抵抗７とを通し
て、溶接ワイヤ１２とワーク１３との間に供給される。
【０００７】また、溶接電圧検出回路１４は溶接電圧を
検出し、前記溶接電圧検出回路１４の出力を遅延する遅
延回路２１と、前記遅延回路２１の出力は微分回路１６
に入力され微分される。さらに、前記微分回路１６の出
力と電圧設定回路１７の出力は比較回路１９に入力さ
れ、前記微分回路１６の出力値Ｖｉが前記電圧設定回路
１７の出力値Ｖｅより大きくなるとき前記比較回路部１
９より論理演算回路２０に第２スイッチング素子８をＯ
ＦＦするように信号を出力する。さらに、前記溶接電圧
検出回路１４の出力より短絡・アーク判定回路１８に
て、短絡またはアークを判定し、論理演算回路２０にて
前記比較回路１９の出力と前記短絡・アーク判定回路１
８の出力とを入力とし論理演算して前記第２スイッチン
グ素子８の駆動信号Ｖｆを出力する。
検出し、前記溶接電圧検出回路１４の出力を遅延する遅
延回路２１と、前記遅延回路２１の出力は微分回路１６
に入力され微分される。さらに、前記微分回路１６の出
力と電圧設定回路１７の出力は比較回路１９に入力さ
れ、前記微分回路１６の出力値Ｖｉが前記電圧設定回路
１７の出力値Ｖｅより大きくなるとき前記比較回路部１
９より論理演算回路２０に第２スイッチング素子８をＯ
ＦＦするように信号を出力する。さらに、前記溶接電圧
検出回路１４の出力より短絡・アーク判定回路１８に
て、短絡またはアークを判定し、論理演算回路２０にて
前記比較回路１９の出力と前記短絡・アーク判定回路１
８の出力とを入力とし論理演算して前記第２スイッチン
グ素子８の駆動信号Ｖｆを出力する。
【０００８】また、図６は図５で示した各部の信号波形
を示したものであり、図６で上記動作をさらに詳細に説
明する。
を示したものであり、図６で上記動作をさらに詳細に説
明する。
【０００９】溶接電圧検出信号Ｖａは第１スイッチング
素子３のスイッチングに同期したリップル電圧信号が重
畳されているため、この溶接電圧検出信号Ｖａを直接微
分するとリップル電圧信号の立ち上がり時の微分信号と
短絡が発生してから溶滴がくびれるまでの緩やかに上昇
する電圧の微分信号と、溶滴がくびれる時に上昇する電
圧の微分信号が混在するので、従来のの消耗電極式アー
ク溶接機は、溶接電圧検出信号Ｖａをフィルタである遅
延回路２１で遅延信号Ｖｈに変換し、溶接電圧検出信号
に重畳されているリップル電圧信号を抑制している。比
較回路１９は、この遅延信号Ｖｈを微分回路１６で微分
した微分信号Ｖｉと、電圧設定回路１７で設定した所定
の比較電圧信号Ｖｅとを比較して、溶接がくびれたこと
を検知した信号Ｖｆを出力する。論理演算回路２０は、
この信号と短絡・アーク判定回路１８で短絡またはアー
クを判定した短絡・アーク判定信号ＶＡＳとを論理演算
し、短絡が開放されるのと同時にネック検知制御を停止
させるものであった。
素子３のスイッチングに同期したリップル電圧信号が重
畳されているため、この溶接電圧検出信号Ｖａを直接微
分するとリップル電圧信号の立ち上がり時の微分信号と
短絡が発生してから溶滴がくびれるまでの緩やかに上昇
する電圧の微分信号と、溶滴がくびれる時に上昇する電
圧の微分信号が混在するので、従来のの消耗電極式アー
ク溶接機は、溶接電圧検出信号Ｖａをフィルタである遅
延回路２１で遅延信号Ｖｈに変換し、溶接電圧検出信号
に重畳されているリップル電圧信号を抑制している。比
較回路１９は、この遅延信号Ｖｈを微分回路１６で微分
した微分信号Ｖｉと、電圧設定回路１７で設定した所定
の比較電圧信号Ｖｅとを比較して、溶接がくびれたこと
を検知した信号Ｖｆを出力する。論理演算回路２０は、
この信号と短絡・アーク判定回路１８で短絡またはアー
クを判定した短絡・アーク判定信号ＶＡＳとを論理演算
し、短絡が開放されるのと同時にネック検知制御を停止
させるものであった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】消耗電極式アーク溶接
機で溶接電圧を検出して制御する場合に、図６に示すよ
うに溶接電圧検出信号Ｖａは、溶接負荷に適した出力を
供給する第１スイッチング素子３のスイッチングに同期
したスイッチングによるリップル電圧信号が重畳されて
いる。従来の消耗電極式アーク溶接機では、溶接電圧検
出信号Ｖａをフィルタを用いて遅延させた遅延信号Ｖｈ
によりリップル電圧信号を抑制していた。この場合、溶
接電圧波形に現れる瞬時の変化を確実に取込むことはで
きなかった。このため、溶接現象を示す瞬時の溶接電圧
を正確に検出することができず、溶滴がくびれた正確な
瞬時の検知ができなかった。
機で溶接電圧を検出して制御する場合に、図６に示すよ
うに溶接電圧検出信号Ｖａは、溶接負荷に適した出力を
供給する第１スイッチング素子３のスイッチングに同期
したスイッチングによるリップル電圧信号が重畳されて
いる。従来の消耗電極式アーク溶接機では、溶接電圧検
出信号Ｖａをフィルタを用いて遅延させた遅延信号Ｖｈ
によりリップル電圧信号を抑制していた。この場合、溶
接電圧波形に現れる瞬時の変化を確実に取込むことはで
きなかった。このため、溶接現象を示す瞬時の溶接電圧
を正確に検出することができず、溶滴がくびれた正確な
瞬時の検知ができなかった。
【００１１】また、アークの状態がアーク期間中なの
か、ワイヤがワークに接触短絡している短絡期間中なの
かを検出する場合において、チップ・ワーク間距離の変
動や短絡時の溶接電流が高い値に上昇する等の種々の変
動により、正確に判定できない場合があった。
か、ワイヤがワークに接触短絡している短絡期間中なの
かを検出する場合において、チップ・ワーク間距離の変
動や短絡時の溶接電流が高い値に上昇する等の種々の変
動により、正確に判定できない場合があった。
【００１２】本発明は、上記の問題点を解決するもの
で、溶接電圧検出信号に重畳されるリップル電圧信号を
遅延させることなく時間遅れなしに抑制する溶接電圧検
出方法と、時間遅れのない溶接電圧信号を検出すること
により、アーク期間中なのか、短絡期間中なのかを正確
に検出し、溶滴がくびれた瞬間を確実に検知してネック
検知制御を確実に行い、溶接電流を抑制し、スパッタの
発生を抑制するアーク溶接機を提供することを目的とす
るものである。
で、溶接電圧検出信号に重畳されるリップル電圧信号を
遅延させることなく時間遅れなしに抑制する溶接電圧検
出方法と、時間遅れのない溶接電圧信号を検出すること
により、アーク期間中なのか、短絡期間中なのかを正確
に検出し、溶滴がくびれた瞬間を確実に検知してネック
検知制御を確実に行い、溶接電流を抑制し、スパッタの
発生を抑制するアーク溶接機を提供することを目的とす
るものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の溶接電圧検出方法は、交流電源を整流する
第１整流素子と、前記第１整流素子の出力を溶接に適し
た出力を得るめにスイッチングする第１スイッチング素
子と、溶接負荷に電力供給する主変圧器と、前記主変圧
器の出力を整流する第２整流素子と、溶接電圧を検出す
る溶接電圧検出回路と、第１スイッチング素子のスイッ
チングに同期した電圧信号と溶接電圧検出回路の出力信
号との差分を演算する差動増幅回路とを有し、溶接電圧
検出回路の出力信号に重畳される第１スイッチング素子
のスイッチングによるリップル電圧信号を除去すること
を特徴とするものである。
に、本発明の溶接電圧検出方法は、交流電源を整流する
第１整流素子と、前記第１整流素子の出力を溶接に適し
た出力を得るめにスイッチングする第１スイッチング素
子と、溶接負荷に電力供給する主変圧器と、前記主変圧
器の出力を整流する第２整流素子と、溶接電圧を検出す
る溶接電圧検出回路と、第１スイッチング素子のスイッ
チングに同期した電圧信号と溶接電圧検出回路の出力信
号との差分を演算する差動増幅回路とを有し、溶接電圧
検出回路の出力信号に重畳される第１スイッチング素子
のスイッチングによるリップル電圧信号を除去すること
を特徴とするものである。
【００１４】また、本発明のアーク溶接機は、交流電源
を整流する第１整流素子と、前記第１整流素子の出力を
溶接に適した出力を得るためにスイッチングする第１ス
イッチング素子と、溶接負荷に電力を供給するとともに
２次側補助巻線を設けた主変圧器と、前記主変圧器の出
力を整流する第２整流素子と、前記主変圧器の補助巻線
の出力を整流する第３整流素子と、前記第２整流素子の
出力端子側と出力端子の間に直列接続された第２スイッ
チング素子と、溶接電圧を検出する溶接電圧検出回路
と、前記溶接電圧検出回路の出力と前記第３整流素子の
出力の差分を演算する差動増幅回路と、前記差動増幅回
路の出力より短絡またはアークを判定する短絡・アーク
判定回路と、前記差動増幅回路の出力を微分する微分回
路と、電圧設定回路と、前記微分回路の出力と前記電圧
設定回路の出力を比較し、前記微分回路の出力値が前記
電圧設定回路の出力値より大なるとき前記第２スイッチ
ング素子をＯＦＦするように出力し、さらに、前記微分
回路の出力値が前記電圧設定回路の出力値より小なると
き前記第２スイッチング素子がＯＮするように出力する
比較回路と、前記比較回路の出力と前記短絡・アーク判
定回路の出力を論理演算して、前記短絡・アーク判定回
路の出力が短絡期間である場合、前記比較回路の出力に
応じて前記第２スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦさせ、
前記短絡・アーク判定回路の出力がアーク期間の場合は
前記第２スイッチング素子をＯＮさせる論理演算回路と
を備えたものである。
を整流する第１整流素子と、前記第１整流素子の出力を
溶接に適した出力を得るためにスイッチングする第１ス
イッチング素子と、溶接負荷に電力を供給するとともに
２次側補助巻線を設けた主変圧器と、前記主変圧器の出
力を整流する第２整流素子と、前記主変圧器の補助巻線
の出力を整流する第３整流素子と、前記第２整流素子の
出力端子側と出力端子の間に直列接続された第２スイッ
チング素子と、溶接電圧を検出する溶接電圧検出回路
と、前記溶接電圧検出回路の出力と前記第３整流素子の
出力の差分を演算する差動増幅回路と、前記差動増幅回
路の出力より短絡またはアークを判定する短絡・アーク
判定回路と、前記差動増幅回路の出力を微分する微分回
路と、電圧設定回路と、前記微分回路の出力と前記電圧
設定回路の出力を比較し、前記微分回路の出力値が前記
電圧設定回路の出力値より大なるとき前記第２スイッチ
ング素子をＯＦＦするように出力し、さらに、前記微分
回路の出力値が前記電圧設定回路の出力値より小なると
き前記第２スイッチング素子がＯＮするように出力する
比較回路と、前記比較回路の出力と前記短絡・アーク判
定回路の出力を論理演算して、前記短絡・アーク判定回
路の出力が短絡期間である場合、前記比較回路の出力に
応じて前記第２スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦさせ、
前記短絡・アーク判定回路の出力がアーク期間の場合は
前記第２スイッチング素子をＯＮさせる論理演算回路と
を備えたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の溶接電圧検出方法は、第
１スイッチング素子のスイッチングに同期した電圧信号
と前記溶接電圧検出回路の出力信号との差分を演算する
差動増幅回路を有することにより、溶接電圧検出回路の
出力信号に重畳される第１スイッチング素子のスイッチ
ングによるリップル信号を除去する作用を有するもので
ある。
１スイッチング素子のスイッチングに同期した電圧信号
と前記溶接電圧検出回路の出力信号との差分を演算する
差動増幅回路を有することにより、溶接電圧検出回路の
出力信号に重畳される第１スイッチング素子のスイッチ
ングによるリップル信号を除去する作用を有するもので
ある。
【００１６】また、本発明のアーク溶接機は、主変圧器
の補助巻線の出力を整流する第３整流素子の出力の差分
を演算する差動増幅回路と、前記差動増幅回路の出力に
より短絡またはアークを判定する短絡・アーク判定回路
と、前記差動増幅回路の出力を微分する微分回路とを有
することにより、溶接電圧検出信号に重畳されているリ
ップル電圧を抑制するために、溶接電圧検出信号からリ
ップル電圧信号に同期した信号である主変圧器の補助巻
線からの出力を整流した整流信号を差動増幅回路で差動
増幅するものである。
の補助巻線の出力を整流する第３整流素子の出力の差分
を演算する差動増幅回路と、前記差動増幅回路の出力に
より短絡またはアークを判定する短絡・アーク判定回路
と、前記差動増幅回路の出力を微分する微分回路とを有
することにより、溶接電圧検出信号に重畳されているリ
ップル電圧を抑制するために、溶接電圧検出信号からリ
ップル電圧信号に同期した信号である主変圧器の補助巻
線からの出力を整流した整流信号を差動増幅回路で差動
増幅するものである。
【００１７】この場合、差動増幅回路の出力信号は溶接
電圧検出信号に対して遅延されておらず、溶接電圧検出
信号の対して時間遅れがなく、溶滴がくびれたときを確
実に検知する作用を有する。以下、本発明の溶接電圧検
出方法を実施したアーク溶接機を図１ないし図４に沿っ
て詳細に説明する。すなわち、本実施の形態のアーク溶
接機は、交流電源１を整流する第１整流素子２と、前記
第１整流素子２の出力を溶接に適した出力を得るために
スイッチングする第１スイッチング素子３と、前記スイ
ッチング素子３の出力を絶縁して溶接負荷に電力を供給
するとともに２次側に補助巻線を設けた主変圧器４ａ
と、前記主変圧器４ａの出力を整流する第２整流素子５
と、前記第２整流素子５と出力端子１０間に直列に接続
されるリアクタ９と、前記第２整流素子５と前記リアク
タ９間あるいは前記リアクタ９と出力端子１０間に直列
に接続される第２スイッチング素子８と、前記第２スイ
ッチング素子８に並列に接続される抵抗７と、溶接電圧
を検出する溶接電圧検出回路１４と、前記補助巻線の出
力を整流する第３整流素子６と、前記溶接電圧検出回路
の出力と前記第３整流素子の出力とを差動増幅する差動
増幅回路１５と、前記差動増幅回路１５の出力を微分す
る微分回路１６と、前記微分回路１６の出力より短絡ま
たはアークを判定する短絡・アーク判定回路１８と、電
圧設定回路１７と、前記微分回路１６の出力と前記電圧
設定回路１７の出力を比較する比較回路１９と、前記比
較回路１９の出力と前記短絡・アーク判定回路１８の出
力を論理演算する論理演算回路２０と、前記短絡・アー
ク判定回路１８の出力と、前記比較回路１９の出力より
前記スイッチング素子３の駆動信号を出力する制御回路
２７で構成されている。また、主変圧器４ａの補助巻線
からの信号を整流した信号Ｖｂは、第１スイッチング素
子３の駆動信号に同期する信号に代替でき、第１スイッ
チング素子３の駆動信号Ｖｇあるいは第２整流素子５の
入力信号あるいは出力信号でもよい。なお、１１ないし
１３は従来と同様のチップ，溶接ワイヤ，ワークであ
る。
電圧検出信号に対して遅延されておらず、溶接電圧検出
信号の対して時間遅れがなく、溶滴がくびれたときを確
実に検知する作用を有する。以下、本発明の溶接電圧検
出方法を実施したアーク溶接機を図１ないし図４に沿っ
て詳細に説明する。すなわち、本実施の形態のアーク溶
接機は、交流電源１を整流する第１整流素子２と、前記
第１整流素子２の出力を溶接に適した出力を得るために
スイッチングする第１スイッチング素子３と、前記スイ
ッチング素子３の出力を絶縁して溶接負荷に電力を供給
するとともに２次側に補助巻線を設けた主変圧器４ａ
と、前記主変圧器４ａの出力を整流する第２整流素子５
と、前記第２整流素子５と出力端子１０間に直列に接続
されるリアクタ９と、前記第２整流素子５と前記リアク
タ９間あるいは前記リアクタ９と出力端子１０間に直列
に接続される第２スイッチング素子８と、前記第２スイ
ッチング素子８に並列に接続される抵抗７と、溶接電圧
を検出する溶接電圧検出回路１４と、前記補助巻線の出
力を整流する第３整流素子６と、前記溶接電圧検出回路
の出力と前記第３整流素子の出力とを差動増幅する差動
増幅回路１５と、前記差動増幅回路１５の出力を微分す
る微分回路１６と、前記微分回路１６の出力より短絡ま
たはアークを判定する短絡・アーク判定回路１８と、電
圧設定回路１７と、前記微分回路１６の出力と前記電圧
設定回路１７の出力を比較する比較回路１９と、前記比
較回路１９の出力と前記短絡・アーク判定回路１８の出
力を論理演算する論理演算回路２０と、前記短絡・アー
ク判定回路１８の出力と、前記比較回路１９の出力より
前記スイッチング素子３の駆動信号を出力する制御回路
２７で構成されている。また、主変圧器４ａの補助巻線
からの信号を整流した信号Ｖｂは、第１スイッチング素
子３の駆動信号に同期する信号に代替でき、第１スイッ
チング素子３の駆動信号Ｖｇあるいは第２整流素子５の
入力信号あるいは出力信号でもよい。なお、１１ないし
１３は従来と同様のチップ，溶接ワイヤ，ワークであ
る。
【００１８】図２に図１の各部の出力信号の波形を示
す。つぎに動作説明をすると、溶接電圧検出回路部１４
は、溶接電圧を検出して溶接電圧検出信号Ｖａを出力す
る。この溶接電圧検出信号Ｖａに重畳されているリップ
ル電圧信号を抑制するために、溶接電圧検出信号Ｖａか
らリップル電圧信号に同期した信号である主変圧器４ａ
の補助巻線からの出力を整流した整流信号Ｖｂを、差動
増幅回路１５で差動増幅する。差動増幅回路１５の具体
例を図３に示す。図３はオペアンプ２２、および抵抗２
３ないし２６を用いた一般的な差動増幅回路であり容易
に実現できる。そして、この差動増幅回路１５の出力Ｖ
ｃを微分回路部１７で微分して微分信号Ｖｄを出力し、
溶滴がくびれた時の溶接電圧の上昇を溶滴がくびれた時
以外と識別可能な信号にする。また、短絡・アーク判定
回路１８は、差動増幅回路１５の出力信号Ｖｃを入力と
し、短絡・アーク判定回路１８内の基準電圧と比較し、
短絡・アークいずれかの出力信号ＶＡＳを出力する。
す。つぎに動作説明をすると、溶接電圧検出回路部１４
は、溶接電圧を検出して溶接電圧検出信号Ｖａを出力す
る。この溶接電圧検出信号Ｖａに重畳されているリップ
ル電圧信号を抑制するために、溶接電圧検出信号Ｖａか
らリップル電圧信号に同期した信号である主変圧器４ａ
の補助巻線からの出力を整流した整流信号Ｖｂを、差動
増幅回路１５で差動増幅する。差動増幅回路１５の具体
例を図３に示す。図３はオペアンプ２２、および抵抗２
３ないし２６を用いた一般的な差動増幅回路であり容易
に実現できる。そして、この差動増幅回路１５の出力Ｖ
ｃを微分回路部１７で微分して微分信号Ｖｄを出力し、
溶滴がくびれた時の溶接電圧の上昇を溶滴がくびれた時
以外と識別可能な信号にする。また、短絡・アーク判定
回路１８は、差動増幅回路１５の出力信号Ｖｃを入力と
し、短絡・アーク判定回路１８内の基準電圧と比較し、
短絡・アークいずれかの出力信号ＶＡＳを出力する。
【００１９】比較回路１９は、微分回路１６の出力信号
Ｖｄと電圧設定回路１７の出力信号Ｖｅを比較し、微分
回路１６の出力信号Ｖｄが電圧設定回路１７の出力信号
Ｖｅよる大きくなるときＬレベルの信号を、微分回路１
６の出力信号Ｖｄが電圧設定回路１７の出力信号Ｖｅよ
り小さくなるときＨレベルの信号を論理演算回路２０に
出力する。さらに、論理演算回路２０は比較回路１９の
主力と短絡・アーク判定回路部１８の出力ＶＡＳを論理
演算して、比較回路１９の出力がＬレベルで短絡・アー
ク判定回路１８の出力信号ＶＡＳが短絡期間の場合に、
第２スイッチング素子８をＯＦＦさせ、比較回路１９の
出力がＨレベルの場合と前記短絡・アーク判定回路１８
の出力信号ＶＡＳがアーク期間の場合に第２スイッチン
グ素子８をＯＮさせる第２スイッチング素子８への駆動
信号Ｖｆ、つまりネック検知信号を出力する。この場
合、差動増幅回路１５の出力信号Ｖｃは、溶接電圧検出
信号Ｖａに対して遅延されておらず、溶接電圧検出信号
Ｖａに対して時間遅れがないので、溶滴がくびれた時を
確実に検知できる作用を有する。図４の短絡開放時に溶
接電流ｇ１，ｇ２はそれぞれネック検知制御しない場合
とする場合を示すものであるが、本実施の形態では、溶
滴がくびれた時に、溶接電流ｇ２を確実に低下させるこ
とができるので、スパッタの発生を抑制することができ
る。
Ｖｄと電圧設定回路１７の出力信号Ｖｅを比較し、微分
回路１６の出力信号Ｖｄが電圧設定回路１７の出力信号
Ｖｅよる大きくなるときＬレベルの信号を、微分回路１
６の出力信号Ｖｄが電圧設定回路１７の出力信号Ｖｅよ
り小さくなるときＨレベルの信号を論理演算回路２０に
出力する。さらに、論理演算回路２０は比較回路１９の
主力と短絡・アーク判定回路部１８の出力ＶＡＳを論理
演算して、比較回路１９の出力がＬレベルで短絡・アー
ク判定回路１８の出力信号ＶＡＳが短絡期間の場合に、
第２スイッチング素子８をＯＦＦさせ、比較回路１９の
出力がＨレベルの場合と前記短絡・アーク判定回路１８
の出力信号ＶＡＳがアーク期間の場合に第２スイッチン
グ素子８をＯＮさせる第２スイッチング素子８への駆動
信号Ｖｆ、つまりネック検知信号を出力する。この場
合、差動増幅回路１５の出力信号Ｖｃは、溶接電圧検出
信号Ｖａに対して遅延されておらず、溶接電圧検出信号
Ｖａに対して時間遅れがないので、溶滴がくびれた時を
確実に検知できる作用を有する。図４の短絡開放時に溶
接電流ｇ１，ｇ２はそれぞれネック検知制御しない場合
とする場合を示すものであるが、本実施の形態では、溶
滴がくびれた時に、溶接電流ｇ２を確実に低下させるこ
とができるので、スパッタの発生を抑制することができ
る。
【００２０】なお、本効果をワイヤ先端のくびれを検知
するネック検知制御にて説明したが、短絡移行型のＣＯ
２溶接等において、単にアーク期間中なのか、ワイヤ先
端が母材に接触短絡している短絡期間中なのかを検出す
る場合においても、スイッチングによるリップル電圧信
号の影響を受けずに正確に検出することができるもので
ある。
するネック検知制御にて説明したが、短絡移行型のＣＯ
２溶接等において、単にアーク期間中なのか、ワイヤ先
端が母材に接触短絡している短絡期間中なのかを検出す
る場合においても、スイッチングによるリップル電圧信
号の影響を受けずに正確に検出することができるもので
ある。
【００２１】
【発明の効果】以上のように、本発明の溶接電圧検出方
法は、溶接出力を得るためにスイッチングする第１スイ
ッチング素子に同期した電圧信号と、溶接電圧検出回路
の出力の差分を演算する差動増幅回路を用いることによ
り、溶接電圧検出信号から溶接電圧検出信号に重畳され
るリップル電圧信号を遅延させることなく除去し、時間
遅れのない溶接電圧信号を選出することができる効果を
奏するものである。また、本発明によれば前記差動増幅
回路を用いるこおによりアーク期間中なのか、ワイヤ先
端が母材に接触短絡している短絡期間中なのかを検出す
る場合に、リップル電圧信号の影響を受けずに正確に検
出することができ、溶滴がくびれた瞬間を確実に検知で
きるので、アークが再発生する瞬間の溶接電流を低下さ
せ、スパッタの発生を抑制することができ、良好な溶接
作業性を維持できる優れた効果を奏するものである。
法は、溶接出力を得るためにスイッチングする第１スイ
ッチング素子に同期した電圧信号と、溶接電圧検出回路
の出力の差分を演算する差動増幅回路を用いることによ
り、溶接電圧検出信号から溶接電圧検出信号に重畳され
るリップル電圧信号を遅延させることなく除去し、時間
遅れのない溶接電圧信号を選出することができる効果を
奏するものである。また、本発明によれば前記差動増幅
回路を用いるこおによりアーク期間中なのか、ワイヤ先
端が母材に接触短絡している短絡期間中なのかを検出す
る場合に、リップル電圧信号の影響を受けずに正確に検
出することができ、溶滴がくびれた瞬間を確実に検知で
きるので、アークが再発生する瞬間の溶接電流を低下さ
せ、スパッタの発生を抑制することができ、良好な溶接
作業性を維持できる優れた効果を奏するものである。
【図１】本発明の溶接電圧検出方法を実施したアーク溶
接機の実施の形態を示すブロック図
接機の実施の形態を示すブロック図
【図２】（ａ）同溶接電圧検出回路の出力信号の波形図 （ｂ）同主変圧器の補助巻線の整流信号の波形図 （ｃ）同差動増幅回路の出力信号の波形図 （ｄ）同微分回路の出力信号および電圧設定回路の出力
信号の各波形図 （ｅ）同短絡・アーク判定回路の出力信号の波形図 （ｆ）同第２スイッチング素子の駆動信号の波形図
信号の各波形図 （ｅ）同短絡・アーク判定回路の出力信号の波形図 （ｆ）同第２スイッチング素子の駆動信号の波形図
【図３】同差動増幅回路の回路構成図
【図４】溶滴の移行に対する溶接電圧波形、溶接電流波
形との関係を示すタイミングチャート
形との関係を示すタイミングチャート
【図５】従来のアーク溶接機のブロック回路図
【図６】（ａ）従来の溶接電圧検出信号の波形図 （ｂ）同遅延信号の波形図 （ｃ）同微分回路の出力信号および電圧設定回路の出力
信号の波形図 （ｄ）同短絡・アーク発生回路の出力信号の波形図 （ｅ）同第２スイッチング素子の駆動信号の波形図
信号の波形図 （ｄ）同短絡・アーク発生回路の出力信号の波形図 （ｅ）同第２スイッチング素子の駆動信号の波形図
３ 第１スイッチング素子 ４ａ 主変圧器 ８ 第２スイッチング素子 １４ 溶接電圧検出回路 １５ 差動増幅回路 １６ 微分回路 １７ 電圧設定回路 １８ 短絡・アーク判定回路 １９ 比較回路 ２０ 論理演算回路 ２７ 制御回路
Claims (2)
- 【請求項１】溶接機の出力電圧を検出して溶接制御を行
う溶接電圧検出方法であって、交流電源を整流する第１
整流素子と、前記第１整流素子の出力を溶接に適した出
力を得るためにスイッチングする第１スイッチング素子
と、溶接負荷に電力を供給する主変圧器と、前記主変圧
器の出力を整流する第２整流素子と、溶接電圧を検出す
る溶接電圧検出回路と、第１スイッチング素子のスイッ
チングに同期した電圧信号と前記溶接電圧検出回路の出
力信号との差分を演算する差動増幅回路とを有し、前記
溶接電圧検出回路の出力信号に重畳される第１スイッチ
ング素子のスイッチングによるリップル信号を除去する
ことを特徴とする溶接電圧検出方法。 - 【請求項２】交流電源を整流する第１整流素子と、前記
第１整流素子の出力を溶接に適した出力を得るためにス
イッチングする第１スイッチング素子と、溶接負荷に電
力を供給するとともに２次側補助巻線を設けた主変圧器
と、前記主変圧器の出力を整流する第２整流素子と、前
記主変圧器の補助巻線の出力を整流する第３整流素子
と、前記第２整流素子の出力側と出力端子の間に直列接
続された第２スイッチング素子と、溶接電圧を検出する
溶接電圧検出回路と、前記溶接電圧検出回路の出力と前
記第３整流素子の出力の差分を演算する差動増幅回路
と、前記差動増幅回路の出力より短絡またはアークを判
定する短絡・アーク判定回路と、前記差動増幅回路の出
力を微分する微分回路と、電圧設定回路と、前記微分回
路の出力と前記電圧設定回路の出力を比較し、前記微分
回路の出力値が前記電圧設定回路の出力値より大なると
き前記第２スイッチング素子をＯＦＦするように出力
し、さらに、前記微分回路の出力値が前記電圧設定回路
の出力値より小なるとき前記第２スイッチング素子がＯ
Ｎするように出力する比較回路と、前記比較回路の出力
と前記短絡・アーク判定回路の出力を論理演算して、前
記短絡・アーク判定回路の出力が短絡期間である場合、
前記比較回路の出力に応じて前記第２スイッチング素子
をＯＮ・ＯＦＦさせ、前記短絡・アーク判定回路部の出
力がアーク期間の場合は前記第２スイッチング素子をＯ
Ｎさせる論理演算回路部とを備えたアーク溶接機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34695296A JP3458632B2 (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 溶接電圧検出方法およびアーク溶接機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34695296A JP3458632B2 (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 溶接電圧検出方法およびアーク溶接機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10180443A true JPH10180443A (ja) | 1998-07-07 |
| JP3458632B2 JP3458632B2 (ja) | 2003-10-20 |
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ID=18386935
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34695296A Expired - Fee Related JP3458632B2 (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 溶接電圧検出方法およびアーク溶接機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3458632B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005288540A (ja) * | 2004-01-26 | 2005-10-20 | Daihen Corp | くびれ検出時電流急減機能付溶接電源及び溶接装置 |
| JP2006122912A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 消耗電極式アーク溶接装置 |
| JP2007083269A (ja) * | 2005-09-21 | 2007-04-05 | Daihen Corp | くびれ検出時電流急減機能付溶接電源 |
| JP2007326152A (ja) * | 2007-08-09 | 2007-12-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アーク溶接制御方法及びアーク溶接機 |
| JP2010167502A (ja) * | 2010-05-14 | 2010-08-05 | Panasonic Corp | 消耗電極式アーク溶接装置 |
| JP2011020139A (ja) * | 2009-07-15 | 2011-02-03 | Panasonic Corp | 溶接装置および溶接方法 |
| US7928340B2 (en) | 2005-02-28 | 2011-04-19 | Panasonic Corporation | Control method for arc welding apparatus and arc welding apparatus |
| CN108983065A (zh) * | 2017-06-02 | 2018-12-11 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种电压放大电路、检测电路及其电路检测方法 |
-
1996
- 1996-12-26 JP JP34695296A patent/JP3458632B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005288540A (ja) * | 2004-01-26 | 2005-10-20 | Daihen Corp | くびれ検出時電流急減機能付溶接電源及び溶接装置 |
| JP4545483B2 (ja) * | 2004-01-26 | 2010-09-15 | 株式会社ダイヘン | くびれ検出時電流急減機能付溶接電源及び溶接装置 |
| JP2006122912A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 消耗電極式アーク溶接装置 |
| US7928340B2 (en) | 2005-02-28 | 2011-04-19 | Panasonic Corporation | Control method for arc welding apparatus and arc welding apparatus |
| US8604387B2 (en) | 2005-02-28 | 2013-12-10 | Panasonic Corporation | Control method for arc welding apparatus and arc welding apparatus |
| JP2007083269A (ja) * | 2005-09-21 | 2007-04-05 | Daihen Corp | くびれ検出時電流急減機能付溶接電源 |
| JP2007326152A (ja) * | 2007-08-09 | 2007-12-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アーク溶接制御方法及びアーク溶接機 |
| JP2011020139A (ja) * | 2009-07-15 | 2011-02-03 | Panasonic Corp | 溶接装置および溶接方法 |
| JP2010167502A (ja) * | 2010-05-14 | 2010-08-05 | Panasonic Corp | 消耗電極式アーク溶接装置 |
| CN108983065A (zh) * | 2017-06-02 | 2018-12-11 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种电压放大电路、检测电路及其电路检测方法 |
| CN108983065B (zh) * | 2017-06-02 | 2022-07-29 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种电压放大电路、检测电路及其电路检测方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3458632B2 (ja) | 2003-10-20 |
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