JPS59218272A - ア−ク溶接制御装置 - Google Patents

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】 この発明は、消耗性電極によるアーク溶接装置において
、溶接トーチと母材間の距離を所定値に保つだめの制御
装置に関する。

従来、この種のアーク溶接制御装置の一種として、第１
図に示すような溶接電流検出方式の装置が知られている
。同図において、ワイヤ送給装置１０から送給される消
耗性の電極を保持する溶接トーチ１２は、ホルダ１４に
取り付けられ、直流モータ１６によって駆動される送り
ネジ１８によりその軸方向に移動される。この構成によ
シ、母材２０と溶接トーチ１２の間隔が調整される。こ
れら母材２０と溶接トーチ１２に溶接電源２２が接続さ
れ、この両者の間にアークが発生し、溶接電流が流れる
。

上記の溶接電流は分流器２４を通って流れ、この分流器
２４の両端電圧が電圧検出器２６によって検出され′る
。この電圧検出器２６からは上記溶接電流に比例した電
圧が出力され、その電圧信号は比較増幅器２８の一方の
入力信号となる。比較増幅器２８の他方の入力には、設
定器３０にて設定された基準電圧が印加される。この基
準電圧は、溶接トーチ１２と母材２０との間の適正距離
に対応する電圧である。

比較増幅器２８では、電圧検出器２６の出力電圧と上記
基準電圧との偏差が求められる。この偏差信号は、上記
直流モータ１６の駆動回路３２の入力となる。駆動回路
３２は、上記入力信号に従って直流モータ１６を正逆回
転駆動し、溶接トーチ１２を上昇あるいは下降させる。

これによシ、溶接トーチ１２と母材２０との間隔を上記
基準電圧で規定された所定距離に保つように制御が働く
。

このように、従来のアーク溶接制御装置は、その制御系
の構造は比較的簡単であるが、その反面次のような欠点
がおった。溶接トーチ１２を移動させる摺動機構の駆動
源が直流モータ１６であるために、このモータ自体の慣
性により、溶接トーチ１２の位置決めのさいに行き過ぎ
現象を生じやすく、溶接トーチ１２と母材２０間の距離
変動に対する補正制御の追従速度を高くすると、溶接ト
ーチ１２のハンチング現象を生じ、溶接トーチ１２の位
置が不安定になってしまう。また、このハンチング現象
を生じると、直流モータ１６に過電流が流れ、モータの
温度上昇や、ブラシ摩耗の増加などによる褥命、９低下
現象を招いていた。また、直流モータは一般的に経年変
化を生じやすく、そのために制御装置の制御特性が変化
するという欠点もあった。

この発明は前述した従来の課題に鑑みなされたものであ
シ、その目的は、溶接トーチのハンチング現象を防止し
て、正確な位置決めが行えるようにすると共に、経年変
化による特性劣化を防止し、長期にわたって良好な位置
決め特性が維持できるようにしたアーク溶接制御装置を
提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、溶接トーチと
母材間に流れる溶接電流に対応した電圧を出力する溶接
電流検出手段と、この検出手段の出力電圧と予め設定さ
れた基準電圧との偏差を演算する比較手段と、上記偏差
の絶対値に対応した周波数の／ぐルス列を発生する・ぐ
ルス発生手段と、上記溶接トーチを移動させて母材との
間隔を可変するステッピングモータを駆動源とする摺動
機構と、上記ステッピングモータを上記偏差の極性に応
じた方向に上記／ｆルス発生手段よ多出力されるノ９ル
ス列に応じて・ぐルス駆動するモータ駆動手段とを備え
たことを特徴とする。

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第２図はこの発明を適用したアーク溶接制御装置の構成
を示す。同図において第１図に示した従来のものと同一
あるいは対応する部分には同一符号を付しており、共通
する説明は省略する。

この発明の装置においては、溶接トーチ１２を移動させ
る摺動機構の駆動源として、ステッピングモータ４０を
用いている。このステッピングモータ４０は、モータ駆
動回路４２から供給される入力パルス数だけ正転あるい
は逆転し、送カネゾ１８及びホルダ１４を介して溶接ト
ーチ１２を移動させる。

溶接トーチと母材２０間に流れる溶接電流は分流器２４
と電圧検出器２６で検出され、溶接電流に比例した電圧
が比較増幅器２８に入力される。

比較増幅器２８では設定器３０に設定された基準電圧と
上記検出電圧との偏差が比較増幅される。

上記偏差信号が比較増幅器２８の内入力の大小関係に応
じた正または負の電圧信号である。極性弁別回路４４は
、上記偏差信号の極性を弁別して２値信号を出力する。

この２値信号はモータ駆動回路４２に対し、ステラぎン
グモータ４０を正転させるのか、あるいけ逆転させるの
かの回転方向の指令信号となる。

また、絶対値変換回路４６は、上記偏差信号の極性の違
いをなくした絶対値の電圧信号を出力する。Ｖ　／　Ｆ
変換器４８は、絶対値変換回路４６の出力電圧に比例し
た周波数の交流信号を出力する。

パルス発生回路５０は、ｖ／Ｆ変換器の交流信号を波形
整形することにより、モータ駆動回路４２に与える／母
ルス列信号を出力する。このパルス列は駆動回路４２を
介してステッピングモータ４０の駆動ノ４ルスとなる。

つまり、比較増幅器２８から出力される偏差信号に応じ
、その極性の弁別信号が駆動回路４２に対してモータの
回転方向の指令信号となシ、まノヒ偏差の絶対値に比例
した周波数のノ４？ルス列が一１回路４２に対してモー
タの駆動信号として入力される。駆動回路４２は、これ
らの入力信号に従って、ステッピングモータ４０を正ま
たは逆方向にパルス駆動し、溶接トーチ１２を上昇また
は下降させる。これによシ、溶接トーチ１２と母材２０
との間隔が上記基準電圧に相当した間隔となるように制
御が働く。

ここで、ステッピングモータ４０は入力／ソルス数だけ
回転するという特徴がちシ、モータ駆動回路４２から供
給されるパルス数に比例した距離のみ溶接トーチ１２を
移動させる。このため、溶接トーチ１２０行き過ぎが防
止され、正確な位置決めがなされる。また、ステッピン
グモータ４０に印加する・臂ルスの最高周波数を、モー
タ４０の自起動周波数以下に設定してアシ、そのためモ
ータ回転の立上９及び立下シ時に、駆動パルスの周波数
を漸増または漸減する制御が不用となシ、高頻度にモー
タ４０を正逆転駆動することが可能となる。

なお、第愼陣、第４図には、絶対値変換回路４６の作用
が示され、絶対値変換回路４６によれば、溶接トーチ１
２と母材２０間距離の設定値に対して検出されたの方向
あるいはθ方向のずれの電圧信号を、絶対値の電圧信号
として読み取ることができる。すなわち、第３．４図に
おいて、溶接トーチ１２と母材２０間の距離ＯａとＯｂ
とは、ともに同一の電圧信号として読み取られることと
なる。

また、第５図には、極性弁別回路４４とパルス発生回路
５０との関連が示され、絶対値変換回路４６によって絶
対値変換されたノ９ルス化された信号において、ステッ
ピングモータ４００回転方向を指令し、溶接トーチ１２
の移動方向を決定する状態が示されている。なお、第５
図において、／９ルス数は移動距離を示している。

以上詳細に説明したように、この発明に係るアーク溶接
制御装置によれば、溶接トーチのオーバラン及びハンチ
ングがなくなシ、溶接トーチの正確な位置決めが可能に
なると共に１溶接トーチの位置補正が高い応答性で高頻
度に行え、溶接トーチと母材間の間隔を追従性よくかつ
高精度に所定値に保つことができる。また、ステッピン
グモータは直流モータのような経年変化がないため、制
御系全体としての経年変化もなくなシ、無調整で長期に
わたって良好な制御特性を保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のアーク溶接制御装置の構成図、第２図は
この発明による一実施例によるアーク溶接制御装置の構
成図、第３．４図はそれぞれ絶対値変換回路の作用を示
すグラフ図、説明図、第５図は極性弁別回路とパルス発
生回路との関係を示す説明図である。 各図中同一部材には同一符号を付し、１２は溶接トーチ
、１４はホルダ、１８は送シネジ、２０は母材、２４は
分流器、２６は電圧検出器、２８は比較増幅器、４０は
ステッピングモータ、４２はモータ駆動回路、４４は極
性弁別回路、４６は絶対値変換回路、４８はＶ　／　Ｆ
変換器、５０はノ４ルス発生回路であゐ。 第：図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　溶接トーチと母材間に流れる溶接電流に対応し
   た電圧を出力する溶接電流検出手段と、この検出手段の
   出力電圧と予め設定された基準電圧との偏差を演算する
   比較手段と、上記偏差の絶対値に対応した周波数のパル
   ス列を発生するパルス発生手段と、上記溶接トーチを移
   動させて母材との間隔を可変するステッピングモータを
   駆動源とする摺動機構と、上記ステッピングモータを上
   記偏差の極性に応じた方向に上記ノ４ルス発生手段より
   出力されるパルス列に応じてパルス駆動するモータ駆動
   手段とを備えたアーク溶接装置。