JPS6236789B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は溶接ワイヤの供給側と溶接位置側と
にモータを設け、供給側のモータで溶接ワイヤを
押し込みつつ溶接位置側でのモータで溶接ワイヤ
を引きながら該溶接ワイヤを送給するようにし
た、いわゆるプツシユ・プル方式の溶接ワイヤ送
給装置に関するものである。

この種の溶接ワイヤ送給装置で従来のものは、
供給側、即ち、プツシユ側のモータは、溶接位置
側、即ち、プル側の負荷の変動に拘わらず、一定
トルクで溶接ワイヤを供給するようになつてい
る。そのためにプツシユ側とプル側の間にある溶
接ワイヤとそのコンジツトケーブルの屈曲形状の
変化等によつて溶接ワイヤの送給抵抗が変わると
プル側での溶接ワイヤの送給量が変動とて溶接ト
ーチからのワイヤの送給量が不安定になり、溶接
アークも不安定になる。また、プル側の負荷変動
等によりプル側のトルクに対してプツシユ側の送
給トルクが大あるいは小となると、コンジツト内
で溶接ワイヤの挫屈が生じたり、溶接ワイヤが供
給ロール面でスリツプして損傷する。この欠点は
溶接ワイヤの供給側と溶接位置側間の距離が長く
なると著しくなる。

また、断続アーク溶接や周期的に条件を変更す
る溶接においては溶接ワイヤの供給速度を周期的
にすばやく切り換える必要があるが、プル側モー
タの慣性等の影響によりプツシユ側モータとの同
期がとれず、溶接ワイヤの送給が不安定となり、
断続アークの生成も不安定となる。

この発明はプツシユ・プル方式の溶接ワイヤの
送給装置における上述の欠点を除去するためにな
されたもので、プツシユ側モータを定トルクと
し、プル側モータを定速度またはアーク電圧に応
じた速度にするとともに、プル側モータの負荷に
応じてプツシユ側モータのトルクを制御して、プ
ツシユ側モータのトルクを溶接位置側での負荷に
追随させることにより、溶接ワイヤを極めて安定
に送給出来るようにした溶接ワイヤの送給装置を
提供することを目的とするものである。

以下にこの発明の一実施例を図面とともに説明
する。

第１図において、１は溶接ワイヤ、２は供給側
Ａに設けた溶接ワイヤの供給リール、３は２個の
送給ローラで、この両ローラ３間に溶接ワイヤ１
を挾んで、溶接ワイヤ１を溶接位置側Ｂへ送給す
る。溶接位置側Ｂにはプルモータ８が設けられて
おり、このプルモータ８で駆動されるローラ１０
により溶接ワイヤ１は溶接トーチ（図示せず）へ
送られる。

４は上記送給ローラ３を定トルクで回転駆動す
るプツシユモータで、交流モータあるいはトルク
モータが使用される。５はプツシユモータ４に接
続され該モータ４に定電流を供給する制御増幅器
で、後述の溶接位置側Ｂに設けられた溶接ワイヤ
送給用プルモータ８の負荷検出用電機子電流検出
器９で得られた信号が、設定器６と、抵抗６３，
６４にてなる差動回路７０と、インチング動作用
リレーCR１の常閉接点CR１―１ｂとを介して基
準電圧として入力端子に印加されている。第１図
において、電流検出器９は分流器やホール素子な
どが用いられる。この検出器では、その出力は検
出したモータの電機子電流値に比例した電圧とな
る。設定器６は電流検出器９の信号を増幅する演
算増幅器６１と可変抵抗器６２とにより構成さ
れ、可変抵抗器６の出力電圧は抵抗器６３に印加
される。抵抗器６３は抵抗器６４と共同して差動
回路を構成している。抵抗器６４にはプツシユモ
ータ４の負荷電流検出器７からの検出信号が上記
基準電圧に対して差動的に印加されている。この
構成により自動溶接時には制御増幅器５はプルモ
ータ８の負荷に応じた電流をプツシユモータ４に
供給してプツシユモータ４をプルモータ８の負荷
に比例したトルクで駆動する。

１１はプルモータ８を制御する制御増幅器で、
速度設定器またはアーク電圧検出器などにてなる
設定器１２が、溶接時にオンとなるリレーの接点
CR２―１ａと抵抗８３とを介して入力端子に接
続され、この設定器１２の設定値にしたがつて、
プルモータ８を定速度またはアーク電圧に応じた
速度で駆動する。

また上記設定器１２は差動回路を構成する抵抗
８１とリレーCR１の常開接点CR１―１ａを介し
て制御増幅器５に接続される。また制御増幅器５
の出力電圧は抵抗器８１と共同して差動回路を構
成する抵抗器８２を介して上記常開接点CR１―
１ａに接続される。

PB１はワイヤ供給リール側に設けたインチン
グ押釦スイツチで、溶接中はオフであり、手動操
作で押釦を押すと、押している間だけこの押釦ス
イツチPB１はオンとなる。この押釦スイツチPB
１には、リレーCR１が接続されている。

PB２は溶接位置側Ｂに設けた押釦スイツチ
で、溶接中はオフであり、手動操作で押釦を押す
と、押している間だけオンとなる。この押釦スイ
ツチPB２にはリレーCR２が接続されている。こ
のリレーCR２にはリレーCR１の常開接点CR１
―２ａおよび溶接時オンとなるリレーＲが接続さ
れリレーCR１のオンあるいは接点Ｒのオンによ
つてもCR２がオンとなるように接続されてい
る。

上記のような構成の溶接ワイヤ送給装置におい
て、溶接ワイヤ１を新規に送るときは押釦スイツ
チPB１をオンとしてリレーCR１をオンとして、
設定器１２の信号を制御増幅器５の入力端子に印
加してプツシユモータ４を定速度運転し、溶接ワ
イヤ１を送給ローラ３，３によりコンジツトケー
ブル１３を介して溶接位置Ｂに送り、プルモータ
８により定速度運転している送給ローラ１０を介
して溶接トーチ（図示せず）に送る。

さらに詳しくは、第１図においてワイヤを挿入
するとき、即ち、ワイヤがローラ３に挾持されて
おり、まだ、ローラ１０に到達していないときは
オペレータは第１の押釦PB１を押すとリレーCR
１が励磁される。そして、リレーCR１の常閉接
点CR１―１ｂは開放され、設定器６からのトル
ク制御信号は制御増幅器５には入力されない。

一方、リレーCR１の常開接点CR１―１ａは閉
路され、制御増幅器５の出力電圧（モータの速度
に比例）と速度設定器１２の出力の差を０とする
ように制御増幅器５は動作する。即ち、モータ４
は設定器１２の信号に対応して定速度制御され
る。仮に、このような動作を行わない構成を考え
ると、例えば第２の押釦PB２によつてリレーCR
２のみをオンとしてモータ４のみで溶接ワイヤを
送るシステムにおいて未だワイヤがモータ８には
達していない場合には、モータ８に流れる電流は
低い。したがつて、このモータ８の電流、即ち、
トルクにより設定されるトルク設定器６の出力も
低い。この結果、モータ４のトルクは低く制御さ
れるため、溶接ワイヤをコンジツト１３内に押し
込むことができない。しかしながら、この実施例
においては押釦スイツチPB１の操作でリレーCR
２もオンとなりモータ８も駆動されるので、溶接
ワイヤは十分な力でコンジツト１３内に押し込ま
れる。溶接ワイヤが所定の位置まで送られて、溶
接運転が行えるようになると、押釦スイツチPB
１をオフとして制御増幅器５の入力端子に設定器
６からの信号が印加されるように切り換える。こ
のとき接点CR１―１ｂがオンとなるので、プル
モータ８の電流検出器９からの電圧が設定器６を
通つて制御増幅器５に印加され、該制御増幅器５
はプルモータ８の電機子電流に比例した出力をプ
ツシユモータ４に供給し、プツシユモータ４はプ
ルモータ８の負荷トルクに比例したトルクで溶接
ワイヤ１を送給する。この場合溶接時にオンとな
る接点ＲによつてリレーCR２がオン、その接点
CR２―１ａもオンとなり、増幅器１１は設定器
１２がらの信号を受けてモータ８を、所定速度で
運転する。なお設定器６は上記電流検出器９から
の信号を受け、プルモータ８の負荷に応じたトル
クをプツシユモータ４が出力するように適宜上記
電流検出器９の出力電圧を増幅、分圧する。例え
ばプルモータ８のトルク定数が0.2Kg―cm／Ａで
あつて、今プルモータ８に電機子電流５Ａを流し
ていて１Kg―cmのトルクを出しているものとす
る。分流器の抵抗値を0.1Ωとすると、電流検出
器９の出力は0.5Vとなる。

また、プツシユモータ４のトルク定数が0.1Kg
―cm／Ａであり、分流器の抵抗値を0.1Ωとする
と、プルモータ８とプツシユモータ４が同じトル
クを出すためには、プツシユモータ４には10Aが
流れ検出器７は1Vを出力しなければならない。
したがつて、この場合設定器６はトルク定数の比
率である２倍の増幅率を、もつたものである。

上述のようにしてプルモータ８は設定器または
アーク電圧検出器１２で設定された一定速度また
はアーク電圧に応じた速度で運転し、溶接ワイヤ
１を所定速度で自動溶接機の溶接トーチから送り
出す。

もし、何かの原因で溶接位置側Ｂでの溶接ワイ
ヤ１に加わる負荷トルクが変動すると、プルモー
タ８の電機子電流は第２図に示すように直線的に
変化し、電流検出器９はその時点での負荷トルク
に応じた出力を制御増幅器５に印加する。

それ故、プツシユモータ４のトルクも溶接位置
側Ｂの負荷に比例して変化する。即ち、溶接位置
側Ｂの負荷が増加すれば、電流検出器９の出力も
増加するので、制御増幅器５に印加される電圧も
増加し、プツシユモータ４のトルクが増加してプ
ルモータ８の負荷を軽減するように作用する。ま
た、逆の場合には、溶接ワイヤに加わる負荷トル
クが減少すると、プルモータ８の電流は減少し、
制御増幅器５の出力も減少し、プツシユモータ４
のトルクも減少する。また、周期的に溶接条件を
変更する場合にも、急速に加速減速が可能とな
る。

それ故、溶接ワイヤ１の挫屈などの発生や送給
ローラ３でのスリツプによる傷の発生を防止出来
る。

なお、この実施例では通常のインチングはトー
チ側の押釦PB２にて操作する。押釦スイツチPB
２をオンとすると、接点CR２―１ａを介して設
定器１２の信号が制御増幅器１１に印加され、プ
ルモータ８が運転し溶接ワイヤを送る。一方溶接
ワイヤ１の交換時等にはワイヤ供給リール側押釦
PB１にて操作し、接点CR１―１ａをオンとして
プツシユモータ４を定速度運転により溶接ワイヤ
１を送給するようにしているので、コンジツト１
３が曲がつている場合でも、溶接ワイヤ１を容易
に溶接側Ｂまで通すことが出来るとともに、この
交換時用にプツシユモータ４のトルクを設定しな
おす必要がなく、操作が簡単になる。

以上詳述したように、この発明によれば、プツ
シユ・プル方式の溶接ワイヤ送給装置において、
トルク制御されるモータのトルクを速度制御され
るモータの負荷トルクに応じて制御しているの
で、コンジツトケーブルの屈曲状態あるいはその
他の原因による送給抵抗が変化しても、溶接ワイ
ヤに挫屈が生じたり、傷が生じたりすることがな
く、特に溶接位置が供給側から離れており、コン
ジツトケーブルが長い場合においても溶接を安定
に行い得るようにすることが出来るという利点が
ある。また、本発明の実施例とは逆にプツシユ側
を定速度、プル側を定トルク制御を行う場合にも
同様に適用できること、ならびに、長距離の送給
を必要とする時には、定トルク制御されるモータ
をコンジツトの中間に配置し、その出力トルクを
同様にして定速度制御側のモータ電流により制御
してやればよいことは言うまでもない。

また、断続アーク溶接においても、溶接トーチ
からのワイヤ送給速度が周期的に急変する場合に
おいてもプルモータのトルクはこの速度変化に追
随し得るのでワイヤの送給を安定化し、断続アー
ク溶接を安定化し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロツクダ
イヤグラム、第２図は負荷トルクとプルモータの
電機子電流との関係を示すグラフである。 １……溶接ワイヤ、３……送給ローラ、４……
プツシユモータ、５……制御増幅器、８……プル
モータ、９……電流検出器、１０……送給ロー
ラ、１１……制御増幅器、PB１……ワイヤ送給
リール側インチング押釦スイツチ、PB２……ト
ーチ側インチング押釦スイツチ、CR１……ワイ
ヤ供給リール側リレー、CR２……トーチ側リレ
ー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トルク制御モータと速度制御モータとを用
   い、溶接ワイヤをプツシユ・プル方式で自動的に
   送給するものにおいて、前記速度制御モータの電
   機子電流を検出する検出手段と、この検出手段の
   信号を前記トルク制御モータの設定値とする設定
   手段と、前記速度制御モータの負荷状態に応じた
   トルク値で前記トルク制御モータを駆動する制御
   回路とを備えたことを特徴とする溶接ワイヤ送給
   装置。 ２ トルク制御モータをプツシユ側とし、速度制
   御モータをプル側とした特許請求の範囲第１項記
   載の溶接ワイヤ送給装置。 ３ トルク制御モータをプツシユモータとし、速
   度制御モータをプルモータとして用い、溶接ワイ
   ヤをプツシユ・プル方式で自動的に送給するもの
   において、前記プルモータの電機子電流を検出す
   る検出手段と、この検出手段の信号を前記プツシ
   ユモータのトルク設定値とする設定手段と、前記
   プルモータの負荷状態に応じたトルク値で前記プ
   ツシユモータを駆動する第１の制御回路とを備え
   るとともに、さらに、ワイヤ供給リール側に設け
   られ、溶接中はオフで、手動によるインチング操
   作でオンとなる第１のインチング押釦スイツチ
   と、溶接位置側に設けられ、溶接中はオフで、手
   動によるインチング操作でオンとなる第２のイン
   チング押釦スイツチと、第１のインチング押釦ス
   イツチの操作時はプツシユモータを定速度運転
   し、第２のインチング押釦スイツチの操作時はプ
   ツシユモータを定トルク運転する第２の制御回路
   とを備えたことを特徴とする溶接ワイヤ送給装
   置。