JPS59206163A - ア−ク溶接機のア−ク長制御装置 - Google Patents

ア−ク溶接機のア−ク長制御装置

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JPS59206163A
JPS59206163A JP59067308A JP6730884A JPS59206163A JP S59206163 A JPS59206163 A JP S59206163A JP 59067308 A JP59067308 A JP 59067308A JP 6730884 A JP6730884 A JP 6730884A JP S59206163 A JPS59206163 A JP S59206163A
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/06—Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc
    • B23K9/073—Stabilising the arc
    • B23K9/0735—Stabilising of the arc length
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B7/00—Heating by electric discharge
    • H05B7/02—Details
    • H05B7/144—Power supplies specially adapted for heating by electric discharge; Automatic control of power, e.g. by positioning of electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアーク溶接機のアーク長制御装置に関し、特に
、パルス電流を用いて駆動されるアー　り溶接機のアー
ク長制御装置に関するものである。
アーク溶接機の分野においては、アーク柱に供給される
電力がアーク長の関数であるということがすでに知られ
ている。従って、アーク炉やアーク溶接機或いはアーク
ランプのような機械を作動させるアークを用いる際に良
好な結果を得るためには１機械の離間した要素の間隔、
すなわちアークが形成される間隔を調整し及び制御する
ことが否応なしに必侠である。機械を作動させている間
に、これらの要素の一方又は両方が消耗するときには、
この制御が特に必須のものとなる。
アーク溶接機の場合には、溶接の品質と均一性が直接こ
の距離に依存しているので、１以上の電、極と溶接すべ
き金属部分との間の距離を常に一定の値に制御すること
が必要となる。
アーク溶接機を使用する際に不可欠である電気アーク長
の制御を確実にするために、現＆Ｅ、までアーク電圧の
電圧降下を測定するということが提案されてきている。
それは、電圧降下の値がアーク長の関数であるというこ
とがすでに知られているからである。また、アーク溶接
機におけるアーク電極を監視してこの値を一定に保つと
とも提案されている。
アーク電圧降下を測定するために、通常は、１以上のワ
イヤによって、アークの端部近傍で電圧プローブをアー
ク電源に接続している。アークを得るだめの電源供給線
内に測定ループを設ける必要があるこの方法はいくつか
の大きな欠点を有している。これら欠点の中で、まず最
初に述べておくべきことは、電圧プローブがアーク電源
から電気的に絶縁されていないということである。アー
ク発生機械を高゛ａ圧下で作動させたり、或いはア−り
供給電流がフローティングであるときには、これにより
非常に厳しい問題が生ずる。他の大きな欠点として述べ
ておくべきことは、特にアーク電流が大きな変動を受け
るようなときには、測定ループがループ中に生ずる寄生
電圧に悩まされるということである。
現在まで用いられている慣例の方法における他の大きな
欠点は、アーク電圧降下の正確な値を得ることがむずか
しいということである。それは、測定ループによって得
られる値が、事実上、次に掲げる電圧降下の和であるか
らである。
（１）実際のアーク柱の電圧降下 （２）陰極と陽極との間の電圧降下 （３）電極及び測定ループに含１れる電源供給回路部分
の抵抗分による電圧降下 （４）例えば測定ループを工業用アーク炉に用いる場合
には、三相電流供給回路内の電流の各位相間における相
互インダクタンスに起因する誘導電圧 （５）　　測定ループ内に生ずる寄生電圧。
アーク長の関数であるアーク柱電圧降下以外のこれら電
圧降下の測定及び／又は決定が非常に難しく、従って、
アーク柱電圧降下を、測定ループによって得られた値か
ら分離することは非常に難しい。何故ならば、測定ルー
プによって得られたこの値が、しばしば全測定電圧に対
して非常にわずかであるからである。
アーク溶接機に交流、変調電流、あるいはパルス電流が
供給される場合には、電極と被溶接金属間に形成された
アークが可聴音響信号を生成することが知られている。
また、アークによって得られた音響信号の振幅が、アー
ク柱に供給される電力の時間に関する導関数に比例する
ということが知られている。
この理論的な認識から、アーク溶接作業におけるいくつ
かのパラメータを制御するため、アークによって発生し
た音響信号の振幅を検出し、その検出した値を用いると
いうことは既に提案されている。
一例として、三井造船株式会社に付与され、１９７６年
４月４日に発行された英国特許第１．４３０，８２４号
には、アークによって発生する音の強さを測定すること
によりアーク溶接機の動作を制御し、そのようにして測
定された音の強さが異常に変動したかどうかを検出し、
そのように検出された異常な音に応動して溶接機のいく
つかの溶接特性を動作させるという方法が開示されてい
る。アーク柱によって発生する音響信号の強さを測定す
ることによって制御可能であるという上述の英国特許の
パラメータは、溶接スピード、即ち溶接される金属加工
片に関連して電極を移動させるスピード、プラズマ溶接
機を用いる場合にはプラズマガス流量、溶接電流の強さ
及び金属ワイヤの供給速度である。
この英国特許は、非常に広い理論的な原理に関係してお
シ、その実際の具体例に関係しておらず、その英国特許
には、アーク長制御が良好な溶接を得るための基本的な
条件であるのにもかかわらず。
アーク長を制御するために、アークによって発生する音
響信号を利用できるということが述べられていない。ま
た、この特許には、溶接作業中に引き起こされる異常な
動作を検出してそれを修正するためにのみ、アーク柱に
よって発生する音の強さを検出するということが提示さ
れているたけであり、アークにより発生する音響信号を
利用して、かかるアーク浴接機を常時積極的に制御する
ために、アーク柱によって発生する音を利用できるとい
うことが述べられていない。
本発明の目的は、パルス電流により駆動されるアーク溶
接機のアークから発生する音響信号に基づいてアーク長
を制御するようにしたアーク溶接機のアーク長制御装置
を提供することにある。
アーク柱によって発生する音響信号の振幅が、このアー
ク柱に供給される電力の時間に関する導関数に直接比例
し、またアーク柱に供給される電力がこのアーク長の関
数であれば、アーク柱によって発生する音響信号の振幅
がまたアーク長の関数であるという点に基づいて本発明
がなされたものである。従って、アーク溶接機を積極的
に操作する際の基本的なパラメータであるアーク長、す
−り溶接機を作動させているときにアークによって発生
する音響信号の振幅を測定することによって、及び、そ
のようにして測定された値を用いて制御することができ
る。
本発明は、パルス電流によって作動するカス−タングス
テンアーク溶接機における被溶接金属片と電極との間に
発生する電気アークの長さを制御する装置において、 電流のパルスによって前記アーク溶接機から普通に発生
する音響信号を検出する手段と、そのようにして検出さ
れた各パルスの音響信号の振幅を積分する手段と、 前記パルスの振幅と比例した値で前記積分された信号を
割算する手段と、 そのようにして割算された音響信号の振幅を、前記電気
アークの所望の長さに対応した可調整基準振幅と比較し
て、その比較結果である差の代数値を定めるとともに、
尚該代数値に比例した連続した電気信号を生成する手段
と、 そのようにして生成された連続した電気信号によシ調整
される、前記電気アークの実長が前記所望の長さと等し
くなるまで、前記被溶接金属片に対して前記電極を移動
する装置と、を具備したことを特徴とする。
以下、図面に基ついて本発明の一実施例を説明する。
第１図は、パルス電流で作動するカス−タングステンア
ーク溶接機において、溶接される加工片と電極との間に
発生する電気アークの長さを制（財）する本発明装置の
一実施例を示す。
第１図において、電極２にはパルス電流が供給され、そ
の電極２と被溶接金属片３との間に発生するアーク１か
らのアーク音をマイクロフォン４で収音する。マイクロ
フォン４で収音された音響信号はワイヤ５を介して制御
回路６に供給される。
電極２は、移動装置８０ローラ９により移動される。移
動装置９は制御回路６からワイヤ７を介して供給される
信号によシ制御される。
制御回路６の詳細を第２図に示す。第２図を参照するに
、 マイクロフォン４により検出された音響信号を積分器２
８に供給する。積分器２８には、パルス周波数２９を制
御する装置によって監視される自動リセット装置を設け
る。積分器２８は各パルス毎に検出された音響信号の振
幅を積分し、その積分値をデイバイダ３０に伝送する。
デイバイダ３０では、そのように積分された信号をパル
ス振幅３］に比例した値で割算する。パルス振幅３１の
強さは、操作者または溶接機により調整可能である。
調整可能なパルスの周波数及び振幅を補償する２重の操
作、すなわち積分と割算により、割算したる可調整基準
信号２２と積分信号との差の代数値を決定し、この代数
値に比例した連続電気信号を得るため、コンパレータ２
３によりデイバイダ３０からの信号の振幅を可調整基準
振幅を有する信号２２と比較することができる。アーク
長が所望の値になるまで、溶接される加工片に対して溶
接機の電極を移動させるため、この電気信号を、次いで
、ワイヤ７を介して装置８に供給する。
ここで、基準信号の振幅は、アーク１の所望の長さの関
数として、調整可能な可変抵抗によって調整することが
できる。電極２を垂直な一方向まだは他の方向へ移動さ
せる装置８を、複数のロー２９を作動させる直流モータ
で構成することができる。
容易に理解できるように、コンパレータ２３が電気信号
を形成した時、すなわち換言すると、コンパレータ２３
がデイバイダ３０からの信号と基準信号２２との差を検
知した時にのみ、制御回路６により移動装置８に電流を
供給し、それにより移動装置８を作動させる。実際、デ
イバイダ３０からの信号が、所望のアーク長にそれ自身
が相当している基準信号２２と等しい時には、装置８が
、アーク１の実際の長さＬが所望のアーク長に一致する
ようには動作しない。しかしながら、装置８が制御回路
６から正または負の信号を受は取れば、信号の符号に対
応して、アーク１の実際の長さを増減するため、制御回
路６によって決定される代数値に比例して、装置８が自
動的に成極２を移動させる。これによシ、アーク１の長
さが所望の長さになるまで、アーク１の実際の長さを増
減する。
勿論、このような操作は自動的に々される。
以上説明したように本発明によれば、パルス電流によっ
て駆動されるアーク溶接機のアークから発生する音響信
号を積分し、その積分結果を、供給されるパルスの振幅
に比例した値で割算し、その結果を、所望のアーク長に
応じて設定された振幅を有する可調整基準信号と比較し
て、その比較結果に応じて電極を移動してアーク長を制
御するようにしたので、複雑な計算を実行したり、測定
が不正確となる電圧降下に基づいてアーク長を制御する
必要がなくなり、極めて正確かつ迅速なアーク長制御が
可能となる。
まだ、本発明では、アーク溶接機に供給されるパルスの
周波数及びパルスの振幅を手動によシ調整できることを
考慮し、操作者によってパルスの（１１） 周波数及び／または強さが調整されても、積分と割算と
いう操作によシ、そのようなパルスの変化がアーク長制
御に影響を及はさないようにしている。従って、従来ま
で、Ａ　Ｖ　Ｃ（ａｒｃ　ｖｏｌｔａｇｅｃｏｎｔｒｏ
ｌ）の名称で知られ、かつ使用されている電圧制御装置
を、パルス電流の周波数や強さを調整できるこの種装置
とともに用いることができなかったので、実質的にパル
ス電流にょシ駆動されるアーク溶接機のアーク長制御が
困難であったが、本発明により、正確にこの種溶接機の
アーク長が制御できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明装置の一実施例を示す概略構成図、第２
図はその制御回路の詳細例を示すブロック図である。 １・・・アーク、　２・・・電極、　３・・・被溶接金
属、４・・・マイクロフォン、　・６・・・制御回路、
　　８・・・移動装置、　２３・・・コンパレータ、　
２８・・・積分器、３０・・・デイバイダ。 代理人　　鵜　沼　辰　之 （ほか１名） （１２）

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 パルス電流によって作動するガス−タングステンアーク
    浴接機における被溶接金属片と電極との間に発生する電
    気アークの長さを制御する装置において、 電流のパルスによって前記アーク溶接機から普通に発生
    する音響信号を検出する手段と、そのようにして検出さ
    れた各パルスの音響信号の振幅を積分する手段と、 前記パルスの振幅と比例した値で前記積分された信号を
    割算する手段と、 そのようにして割算された音響信号の振幅を、前記電気
    アークの所望の長さに対応した可調整基準振幅と比較し
    て、その比較結果である差の代数値を定めるとともに、
    当該代数値に比例した連続した電気信号を生成する手段
    と、 そのようにして生成された連続した電気信号によシ調整
    される、前記電気アークの実長が前記所望の長さと等し
    くなるまで、前記被溶接金属片に対して前記電極を移動
    する装置と、を具備したことを特徴とするアーク溶接機
    の電気アーク長制御装置。
JP59067308A 1981-05-19 1984-04-04 ア−ク溶接機のア−ク長制御装置 Granted JPS59206163A (ja)

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