JPS6228074A - ア−ク溶接機 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、消耗電極であるワイヤを自動送給してアーク
溶接を行う消耗電極式のアーク溶接機に関し、特に、ロ
ボットをはじめとする溶接自動機に適用したときに著し
い効果を発揮するアーク溶接機に関するものである。

従来の技術 従来、００２　／ＭＡＧ溶接法などの消耗電極式アーク
溶接機では、溶接開始の際には、起動スイッチ投入信号
と同時にシールドガスを流しはじめ、プリフロ一時間と
ｉ常呼ばれているアーク雰囲気シールド保証時間の後に
溶接出力制御素子を駆動させる。それと同時に、ワイヤ
を溶接母材に向って送給しはじめる。この時、ワイヤは
定常溶！ｌｉ時の本溶接速度よりも遅いスローダウン速
度で送給される。やがてワイヤ先端が溶接母材に短絡し
、短絡電流が流れ、そのエネルギーでワイヤ先端が溶融
して母材との間にアークが発生する。この時、溶接電源
に内蔵する溶接電流検出回路は、前記短Ｍ電流を検出し
、溶接電流検出信号を出力する。

この溶接電流検出信号を受けてから０〜５１ｓｅｃの間
に、ワイヤは、スローダウン速度から本溶接速度に切換
えられる。以上のシーケンスでは、ワイヤ先端が溶接母
材から離れている状態で溶接が始まる、いわゆる通常ス
タートに対しては、非常にスムーズなアーク発生が行な
える。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、近年急速に普及しているロボット溶接な
どでは、溶接トーチが、溶接修了から次の溶接開始状で
にねじられたり、大きな屈曲を受けたりするので、溶接
トーチ先端からのワイヤ突出し長が変わり、次の溶接は
、ワイヤが溶接母材に接触したままの状態で開始される
、いわゆるタッチスタートになることが多い。このよう
な場合、従来のままでの溶接開始方法では、アーク発生
の際、多量のスパッタが発生し、それが溶接母材やシー
ルドガス用ノズルなどに付着し、溶接品質を著しく低下
させるという問題があった。

問題点を解決するための手段 上記従来の問題点を解決するため、本発明のアーク溶接
機は、溶接電圧を検出して溶接出力検出信号を出力する
溶接電圧検出回路と、溶接電流を検出して溶接電流検出
信号を出力する溶接電流検出回路と、ワイヤ送給速度を
制御する送給速度制御回路と、前記溶接出力検出信号が
出力されてから一定時限以内に前記溶接電流検出信号が
出力された時に、前記送給速度制御回路に信号を出力し
て、ワイヤ送給を所定時間停止させた後に設定溶接電流
によって決まる本溶接速度でワイヤ送給させるタッチス
タート検出手段とを備えた構成としたものである。

作用 上記構成によれば、タッチスタート判別とワイヤ送給速
度制御との組合わせによって従来の問題点を解決するこ
とができる。このうち、タッチスタート判別は、以下の
ような作用によって行われる。すなわち、通常スタート
は、溶接開始の起動スイッチが投入されたときには、ワ
イヤ先端は溶接母材から離れており、溶接出力電圧が印
加された直後にもワイヤ先端は溶接母材に接触していな
い。ワイヤがスローダウン速度で溶接母材に向かって送
給されて溶接母材に接触し、溶接電流が流れるまでには
時間がかかる。また、溶接出力電圧が印加されたとは溶
接電圧検出回路によって検知できるし、溶接電流が流れ
たことは溶接電流検出回路によって検知できる。したが
って、通常スタートの際には、溶接電圧検出回路から出
力される溶接出力検出信号と溶接電流検出回路から出力
される溶接電流検出信号との間には当然時間差が生じる
。一方、タッチスタートの場合には、ワイヤ先端が溶接
母材に接触した状態で溶接開始されるので、溶接出力電
圧が印加されると同時に溶接電流が流れる。したがって
、溶接出力検出信号と溶接電流検出信号とは同時に出力
されることになる。

しかしながら、前記雨検出回路、特に溶接電流検出回路
には、検出時間遅れが生じ易いので、その検出時間遅れ
以内の時間差は、タッチスタートと判別する必要がある
。このようにして、タッチスタートと通常スタートとは
判別できるのである。

一方、タッチスタートの状態を観察すると、ワイヤが溶
接母材に接触しているのであるから、その反力でワイヤ
はトーチのワイヤ送給通路内にバネ状に押込まれた状態
である。溶接出力が出力され、溶接電流によってワイヤ
先端が溶融すると、前記の押込まれたワイヤは溶接母材
に向かって解放される。従来装置であると、この上に本
電流速度でワイヤが送給されてくるので、溶接電流が流
れ始める瞬間は、溶接出力に対して過大なワイヤ量が送
り込まれることになる。この過大なワイヤはアーク発生
時の爆発力で飛散し、多量のスパッタとなる。上記構成
の本発明の装置では、タッチスタート時には、ワイヤ送
給を所定時間停止して、送り込まれるワイヤ量を適量に
保つので、スパッタ発生量を著しく減じることができる
。

なお、送り込まれるワイヤ量を適量に保つためには、ワ
イヤ送給停止時間を調整する。このワイヤ送給停止時間
は、主に、溶接トーチ内のワイヤ通路内径や通路長など
、溶接トーチの諸元によって決める。一般的に普及して
いる３ｍトーチでは、実験的に約２０ｎｓｅｃが適切で
ある。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図〜第２図に基づいて説
明する。

第１図は本発明の一実施例におけるアーク溶接鵬の構成
図で、１は入力端子、２は主変圧器、３は整流器、４は
溶接出力制御素子、５はリアクタ、６は出力端子、７は
電流シャント、８は出力制御回路、９は溶接電圧検出回
路、１０は溶接電流検出回路、１１はタイマー回路、１
２はタッチスタート信号出力回路、１３は送給速度制御
回路、１４はワイヤ送給モータ、１５はワイヤ、１６は
通電チップ、１７は溶接母材である。

第２図は第１図に示す回路の各部信号波形図で、（Ａ）
はタッチスタートの場合、（Ｂ）は通常スタートの場合
であり、いずれの場合も、（ａ）は起動スイッチ信号、
（ｂ）は溶接電圧検出信号、（Ｃ）はタイマー出力信号
、（ｄ）は溶接電流検出信号、（ｅ）はタッチスタート
信号、（ｆ）はワイヤ送給速度制御信号である。溶接起
動スイッチ（図示せず）が押されると、出力制御回路８
から駆動信号が出力され、溶接出力制御素子４が駆動さ
れ、溶接電圧検出回路９によって溶接電圧が出力された
ことが検知される。この検知信号を受けて、タイマー回
路１１が一定時限オン信号をタッチスタート信号出力回
路１２に出力する。一方、溶接起動スイッチが押される
と、送給速度制御回路１３よりワイヤ送給指令がワイヤ
送給モータ１４に出力され、スローダウン速度でワイヤ
１５が送給される。ここまでは、通常スタート、タッチ
スタートの区別なく同じ動作をする。

ここで、タッチスタートであると、溶接出力制御素子４
が駆動されると同時に、溶接電流が流れる。したがって
、電流シャント７を通じて溶接電流検出回路１０が動作
し、タッチスタート信号出力回路１２に溶接電流検出信
号を出力する。なお、溶接電流検出回路１０は、＠流シ
ャント７からの信号を増幅する増幅回路と、この増幅出
力と基準電圧とを比較するコンパレータ回路とから構成
されている。タッチスタート信号出力回路１２は、タイ
マー回路１１からの一定時限オン信号と前記溶接電流検
出信号との論理積回路が主体となっている。したがって
溶接電圧検出信号があってから一定時限以内に溶接電流
検出信号があると、送給速度制御回路１３に対してタッ
チスタート信号が出力される。

送給速度制御回路１３は、タッチスタート信号を受ける
と直ちにワイヤ送給モータ１４に停止信号を送り、一定
時限（本実施例の場合２０１１３８Ｃ）の間、ワイヤ送
給モータ１４を停止させ、その後、本電流速度でワイヤ
送給を行う信号を送る。このようにして、タッチスター
トの場合、ワイヤ送給は、瞬間のスローダウン→送給停
止→本電流速度と変化する。

一方、通常スタートの場合には、タイマー回路１１のオ
ン信号中には溶接電流検出信号が入力されないため、タ
ッチスタート信号出力回路１２はタッチスタート信号を
出力しない。この時は、送給速度制御回路１３は従来例
と同様の動作をする。

このように、タッチスタートの場合にワイヤ送給停止［
１ｉ［を設けて、アーク発生時のワイヤ送り込み量を調
整するようにしたので、溶接開始時のスパッタ発生量を
著しく減じることができる。したがって、タッチスター
トとなる確率が非常に高いロボットによる溶接に対して
は特に効果的であり、溶接品質の向上、シールドガス用
ノズルなどのメンテナンス工数の軽減に大きく寄与でき
る。

発明の効果 以上述べたごとく本発明によれば、タッチスタートの場
合に、ワイヤ送給を一定時間停止させて、アーク発生時
のワイヤ送り込み量を適量に保つようにしたので、溶接
開始時のスパッタ発生量を大幅に低減できる。この効果
は、タッチスタートとなる確率が非常に高いロボットに
よる溶接に対しては特に効果的であり、溶接品質の向上
や、シールドガス用ノズルなどのメンテナンス工数の軽
減等に大きく寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるアーク溶接機の構成
図、第２図は第１図に示す回路の各部信号波形図である
。 ９・・・溶接電圧検出回路、１０・・・溶接電流検出回
路、１１・・・タイマー回路、１２・・・タッチスター
ト信号出力回路、１３・・・送給速度制御回路 代理人　　　森　　本　　義　　弘 （Ａン ＜ｆ）５、−「− ２図 （β）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、溶接電圧を検出して溶接出力検出信号を出力する溶
   接電圧検出回路と、溶接電流を検出して溶接電流検出信
   号を出力する溶接電流検出回路と、ワイヤ送給速度を制
   御する送給速度制御回路と、前記溶接出力検出信号が出
   力されてから一定時限以内に前記溶接電流検出信号が出
   力された時に、前記送給速度制御回路に信号を出力して
   、ワイヤ送給を所定時間停止させた後に設定溶接電流に
   よって決まる本溶接速度でワイヤ送給させるタッチスタ
   ート検出手段とを備えたアーク溶接機。