KR102284586B1 - 아크 용접 제어 방법 - Google Patents

Abstract

용접 와이어(1)의 정송과 역송을 주기적으로 반복하고, 또한 수축 검출 제어를 행하는 용접 방법에 있어서, 용접 상태의 안정성을 향상시킨다. 용접 와이어(1)의 송급 속도(Fw)의 정송 기간(t1∼t3)과 역송 기간(t3∼t5)을 주기적으로 반복하여 단락 기간(t21∼t33)과 아크 기간(t33∼t21)을 발생시키고, 단락 기간(t21∼t33) 중에 용접 와이어(1)에 형성된 용적의 수축을 검출하면 용접 전류(Iw)를 감소시켜 아크 기간(t33∼t21)으로 이행시키는 아크 용접 제어 방법에 있어서, 수축의 검출 감도를, 진폭(W), 주기(T), 정송 기간(t1∼t3)과 역송 기간(t3∼t5)의 비율(D) 등의 송급 속도(Fw)의 파형 파라미터에 따라서 변화시킨다. 이에 의해, 파형 파라미터가 변화되어도 수축의 검출 감도가 자동적으로 적정화되므로, 수축 검출 제어가 불안정해지는 것을 억제할 수 있다.

Description

아크 용접 제어 방법 {ARC WELDING CONTROL METHOD}

본 발명은, 용접 와이어의 송급 속도의 정송 기간과 역송 기간을 주기적으로 반복하여 단락 기간과 아크 기간을 발생시키고, 단락 기간 중에 용접 와이어에 형성된 용적의 수축을 검출하면 용접 전류를 감소시켜 아크 기간으로 이행시키는 아크 용접 제어 방법에 관한 것이다.

일반적인 소모 전극식 아크 용접에서는, 소모 전극인 용접 와이어를 일정 속도로 송급하고, 용접 와이어와 모재 사이에 아크를 발생시켜 용접이 행해진다. 소모 전극식 아크 용접에서는, 용접 와이어와 모재가 단락 상태와 아크 발생 상태를 교대로 반복하는 용접 상태로 되는 경우가 많다.

그런데, 용접 품질을 더욱 향상시키기 위해, 용접 와이어의 정송과 역송을 주기적으로 반복하여 용접하는 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 또한, 아크가 재발생하는 전조 현상인 용적의 수축을 검출하여 용접 전류를 급감시키고, 소전류값의 상태에서 아크를 재발생시킴으로써 스패터의 발생량을 삭감하는 수축 검출 제어 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조). 이하, 이들 용접 방법에 대해 설명한다.

도 4는, 용접 와이어의 송급 속도의 정송 기간과 역송 기간을 주기적으로 반복하고, 또한 수축 검출 제어를 행하는 용접 방법에 있어서의 파형도이다. 도 4의 (A)는 송급 속도 Fw의 파형을 나타내고, 도 4의 (B)는 용접 전류 Iw의 파형을 나타내고, 도 4의 (C)는 용접 전압 Vw의 파형을 나타낸다. 이하, 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4의 (A)에 나타내는 바와 같이, 송급 속도 Fw는, 0보다 상측이 정송 기간이 되고, 하측이 역송 기간이 된다. 정송이라 함은, 용접 와이어를 모재에 근접시키는 방향으로 송급하는 것이고, 역송이라 함은 모재로부터 이반하는 방향으로 송급하는 것이다. 송급 속도 Fw는, 정현파 형상으로 변화하고 있고, 정송측으로 시프트된 파형으로 되어 있다. 이 때문에, 송급 속도 Fw의 평균값은 양의 값으로 되고, 용접 와이어는 평균적으로는 정송되고 있다.

도 4의 (A)에 나타내는 바와 같이, 송급 속도 Fw는, 시각 t1 시점에서는 0이고, 시각 t1∼t2의 기간은 정송 가속 기간이 되고, 시각 t2에서 정송의 최댓값이 되고, 시각 t2∼t3의 기간은 정송 감속 기간이 되고, 시각 t3에서 0이 되고, 시각 t3∼t4의 기간은 역송 가속 기간이 되고, 시각 t4에서 역송의 최댓값이 되고, 시각 t4∼t5의 기간은 역송 감속 기간이 된다. 송급 속도 Fw는, 시각 t1∼t5를 1주기로 하여 반복된다.

용접 와이어와 모재의 단락은, 시각 t2의 정송 최댓값의 전후에서 발생하는 경우가 많다. 도 4에서는, 정송 최댓값 후의 정송 감속 기간 중의 시각 t21에서 발생한 경우이다. 시각 t21에 있어서 단락이 발생하면, 도 4의 (C)에 나타내는 바와 같이, 용접 전압 Vw는 수 V의 단락 전압 값으로 급감하고, 도 4의 (B)에 나타내는 바와 같이, 용접 전류 Iw도 소전류값의 초기 전류값으로 감소한다. 그 후, 용접 전류 Iw는, 소정의 경사로 증가하여, 미리 정한 피크값에 도달하면 그 값을 유지한다.

도 4의 (A)에 나타내는 바와 같이, 송급 속도 Fw는, 시각 t3으로부터는 역송 기간이 되므로, 용접 와이어는 역송된다. 이 역송에 의해 단락이 해제되어, 시각 t31에 있어서 아크가 재발생한다. 아크의 재발생은, 시각 t4의 역송 최댓값의 전후에서 발생하는 경우가 많다. 도 4에서는, 역송 최댓값 전의 역송 가속 기간 중의 시각 t31에서 발생한 경우이다.

시각 t31에 있어서 아크가 재발생하면, 도 4의 (C)에 나타내는 바와 같이, 용접 전압 Vw는 수십 V의 아크 전압 값으로 급증한다. 도 4의 (B)에 나타내는 바와 같이, 용접 전류 Iw는, 아크 재발생의 전조 현상인 용적의 수축을 검출하는 제어에 의해, 시각 t31보다 수백 μs 정도 전의 시점으로부터 급감하여, 시각 t31의 아크 재발생 시점에서는 소전류값으로 되어 있다. 이 수축의 검출은, 용적에 수축이 형성되면 통전로가 좁아져 용접 와이어와 모재 사이의 저항값 또는 용접 전압 값이 상승하는 것을 검출함으로써 행해진다.

도 4의 (A)에 나타내는 바와 같이, 송급 속도 Fw는, 시각 t31로부터 시각 t5까지 역송된다. 이 기간 중에는, 아크 길이가 길어지는 기간이 된다. 시각 t31∼t5의 기간 중에는, 도 4의 (B)에 나타내는 바와 같이, 용접 전류 Iw는, 소정의 경사로 증가하여, 소정의 제1 용접 전류값에 도달하면 그 값을 아크 재발생 시(시각 t31)로부터의 소정 기간 유지한다. 그 후에는 다음 단락이 발생하는 시각 t61까지 제1 용접 전류보다 작아지는 제2 용접 전류가 통전한다.

도 4의 (A)에 나타내는 바와 같이, 송급 속도 Fw는, 시각 t5로부터 정송 기간이 되고, 시각 t6에서 정송 피크값이 된다. 그리고, 도 4에서는, 시각 t61에 있어서, 다음 단락이 발생한다. 이 시각 t5∼t61의 기간 중에는, 도 4의 (C)에 나타내는 바와 같이, 용접 전압 Vw는 점차 감소하고, 도 4의 (B)에 나타내는 바와 같이, 용접 전류 Iw도 점차 감소한다.

상술한 바와 같이, 단락과 아크의 주기는, 송급 속도의 정송과 역송의 주기와 대략 일치하게 된다. 즉, 이 용접 방법에서는, 송급 속도의 정송과 역송의 주기를 설정함으로써 단락과 아크의 주기를 원하는 값으로 할 수 있다. 이 때문에, 이 용접 방법을 실시하면, 단락과 아크의 주기의 변동을 억제하여 대략 일정하게 하는 것이 가능해지고, 수축 검출 제어와 조합함으로써, 스패터 발생량이 적고, 또한 비드 외관이 양호한 용접을 행할 수 있다.

일본 특허 제5201266호 공보 일본 특허 공개2006-281219호 공보

특허문헌 1 및 2의 종래 기술에서는, 송급 속도의 정송 기간과 역송 기간을 주기적으로 반복하고, 또한 수축 검출 제어를 행함으로써, 스패터 발생이 적은 안정된 용접을 행할 수 있다. 이때, 용접 와이어의 종류, 평균 용접 전류값, 용접 속도, 조인트 형상 등의 용접 조건에 따라서, 송급 속도의 파형 파라미터(진폭, 주기 등)를 변화시켜 적정화할 필요가 있다. 나아가, 용접 조건이 동일해도, 비드 외관을 원하는 형상으로 하기 위해, 아크의 감촉을 작업자의 기호에 맞추기 위한 것 등의 요구로부터 송급 속도의 파형 파라미터를 변화시키는 경우가 있다.

송급 속도의 파형 파라미터가 변화되면, 용적의 형성 상태가 변화되므로, 수축의 형성 상태도 변화된다. 이 때문에, 송급 속도의 파형 파라미터가 변화된 경우에는, 수축 검출 제어가 불안정해져, 스패터 발생량이 증가하는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명에서는, 송급 속도의 정송 기간과 역송 기간을 주기적으로 반복하고, 또한 수축 검출 제어를 행하는 용접 방법에 있어서, 송급 속도의 파형 파라미터가 변화되었을 때, 수축 검출 제어가 불안정해지는 것을 억제할 수 있는 아크 용접 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은,

용접 와이어의 송급 속도의 정송 기간과 역송 기간을 주기적으로 반복하여 단락 기간과 아크 기간을 발생시키고,

상기 단락 기간 중에 상기 용접 와이어에 형성된 용적의 수축을 검출하면 용접 전류를 감소시켜 상기 아크 기간으로 이행시키는 아크 용접 제어 방법에 있어서,

상기 수축의 검출 감도를, 상기 송급 속도의 파형 파라미터에 따라서 변화시키는 것을 특징으로 하는 아크 용접 제어 방법이다.

본 발명은,

용접 와이어의 송급 속도의 정송 기간과 역송 기간을 주기적으로 반복하여 단락 기간과 아크 기간을 발생시키고,

상기 단락 기간 중에 상기 용접 와이어에 형성된 용적의 수축을 검출하면 용접 전류를 감소시켜 상기 아크 기간으로 이행시키고,

상기 단락 기간 중에 상기 수축을 검출한 시점으로부터 상기 아크 기간으로 이행한 시점까지의 시간인 수축 검출 시간에 기초하여 상기 수축의 검출 감도를 자동 설정 제어하는 아크 용접 제어 방법에 있어서,

상기 자동 설정 제어의 게인을, 상기 송급 속도의 파형 파라미터에 따라서 변화시키는 것을 특징으로 하는 아크 용접 제어 방법이다.

본 발명은, 상기 송급 속도의 상기 파형 파라미터가, 진폭, 주기 또는 상기 정송 기간과 상기 역송 기간의 비율 중 적어도 1개 이상인 것을 특징으로 하는 아크 용접 제어 방법이다.

본 발명에 따르면, 송급 속도의 진폭, 주기, 정송 기간과 역송 기간의 비율 등의 파형 파라미터가 변화된 경우, 수축의 검출 감도가 자동적으로 적정화되므로, 수축 검출 제어가 불안정해지는 것을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 아크 용접 제어 방법을 실시하기 위한 용접 전원의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 아크 용접 제어 방법을 설명하기 위한, 도 1의 용접 전원에 있어서의 각 신호의 타이밍 차트이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 2에 관한 아크 용접 제어 방법을 실시하기 위한 용접 전원의 블록도이다.
도 4는 종래 기술에 있어서, 용접 와이어의 송급 속도의 정송 기간과 역송 기간을 주기적으로 반복하고, 또한 수축 검출 제어를 행하는 용접 방법에 있어서의 파형도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.

[실시 형태 1]

도 1은, 본 발명의 실시 형태 1에 관한 아크 용접 제어 방법을 실시하기 위한 용접 전원의 블록도이다. 이하, 도 1을 참조하여, 각 블록에 대해 설명한다.

전원 주 회로(PM)는, 3상 200V 등의 상용 전원(도시는 생략)을 입력으로 하여, 후술하는 오차 증폭 신호 Ea에 따라서 인버터 제어 등의 출력 제어를 행하고, 용접 전압 Vw 및 용접 전류 Iw를 출력한다. 이 전원 주 회로(PM)는, 도시는 생략하지만, 상용 전원을 정류하는 1차 정류기, 정류된 직류를 평활하는 평활 콘덴서, 평활된 직류를 고주파 교류로 변환하는 인버터 회로, 고주파 교류를 용접에 적합한 전압 값으로 강압한 고주파 변압기, 강압된 고주파 교류를 직류로 정류하는 2차 정류기, 정류된 직류를 평활하는 리액터, 상기한 오차 증폭 신호 Ea를 입력으로 하여 펄스폭 변조 제어를 행하는 변조 회로, 펄스폭 변조 제어 신호를 입력으로 하여 인버터 회로의 스위칭 소자를 구동하는 인버터 구동 회로를 구비하고 있다.

감류 저항기(R)는, 상기한 전원 주 회로(PM)와 용접 토치(4) 사이에 삽입된다. 이 감류 저항기(R)의 값은, 단락 부하(0.01∼0.03Ω 정도)의 10배 이상 큰 값(0.5∼3Ω 정도)으로 설정된다. 이 감류 저항기(R)가 통전로에 삽입되면, 용접 전원 내의 직류 리액터 및 외부 케이블의 리액터에 축적된 에너지가 급방전된다. 트랜지스터(TR)는, 감류 저항기(R)와 병렬로 접속되어, 후술하는 구동 신호 Dr에 따라서 온 또는 오프 제어된다.

송급 모터(WM)는, 후술하는 송급 제어 신호 Fc를 입력으로 하고, 정송과 역송을 주기적으로 반복하여 용접 와이어(1)를 송급 속도 Fw로 송급한다. 이 송급 모터(WM)에는, 과도 응답성이 빠른 모터가 사용된다. 용접 와이어(1)의 송급 속도 Fw의 변화율 및 송급 방향의 반전을 빠르게 하기 위해, 송급 모터(WM)는 용접 토치(4)의 선단부의 부근에 설치되는 경우가 있다. 또한, 송급 모터(WM)를 2개 사용하여, 푸시 풀 방식의 송급계로 하는 경우도 있다.

용접 와이어(1)는, 상기한 송급 모터(WM)에 결합된 송급 롤(5)의 회전에 의해 용접 토치(4) 내를 송급되어, 모재(2)와의 사이에 아크(3)가 발생한다. 용접 토치(4) 내의 급전 칩(도시는 생략)과 모재(2) 사이에는 용접 전압 Vw가 인가되어, 용접 전류 Iw가 통전한다.

용접 전류 검출 회로(ID)는, 상기한 용접 전류 Iw를 검출하여, 용접 전류 검출 신호 Id를 출력한다. 용접 전압 검출 회로(VD)는, 상기한 용접 전압 Vw를 검출하여, 용접 전압 검출 신호 Vd를 출력한다.

단락 판별 회로(SD)는, 상기한 용접 전압 검출 신호 Vd를 입력으로 하여, 이 값이 미리 정한 단락/아크 판별 값(10V 정도로 설정) 미만일 때에는 단락 기간에 있다고 판별하여 High 레벨이 되고, 이상일 때에는 아크 기간에 있다고 판별하여 Low 레벨이 되는 단락 판별 신호 Sd를 출력한다.

평균 송급 속도 설정 회로(FAR)는, 미리 정한 평균 송급 속도 설정 신호 Far을 출력한다. 진폭 미세 조정 회로(WFR)는, 송급 속도의 진폭을 미세 조정하기 위한 진폭 미세 조정 신호 Wfr을 출력한다. 주기 미세 조정 회로(TFR)는, 송급 속도의 주기를 미세 조정하기 위한 주기 미세 조정 신호 Tfr을 출력한다. 정역 비율 미세 조정 회로(DFR)는, 송급 속도의 정송 기간과 역송 기간의 비율(이하, 정역 비율이라고 함) D를 미세 조정하기 위한 정역 비율 미세 조정 신호 Dfr을 출력한다. 정역 비율 D는, (역송 기간)/(정송 기간)이다.

송급 속도 설정 회로(FR)는, 상기한 평균 송급 속도 설정 신호 Far, 상기한 진폭 미세 조정 신호 Wfr, 상기한 주기 미세 조정 신호 Tfr 및 상기한 정역 비율 미세 조정 신호 Dfr을 입력으로 하고, 평균 송급 속도 설정 신호 Far에 대응하여 미리 설정되어 있는 진폭 표준 값, 주기 표준 값 및 정역 비율 표준 값을, 진폭 미세 조정 신호 Wfr, 주기 미세 조정 신호 Tfr 및 정역 비율 미세 조정 신호 Dfr의 각각의 값에서 미세 조정한 파형 파라미터로 형성되는 패턴의 송급 속도 설정 신호 Fr을 출력한다. 즉, 평균 송급 속도 설정 신호 Far을 입력으로 하여, 미리 정한 진폭 산출 함수에 의해 진폭 표준 값이 산출된다. 그리고, 진폭 설정 값＝진폭 표준 값＋진폭 미세 조정 신호 Wfr을 행한다. 예를 들어, 진폭 표준 값＝90m/min, Wfr＝-10m/min일 때에는, 진폭 설정 값＝80m/min이 된다. 마찬가지로 하여, 주기 설정 값 및 정역 비율 설정 값을 산출한다. Wfr, Tfr 및 Dfr은, 정부의 값이 된다. 산출된 진폭 설정 값, 주기 설정 값 및 정역 비율 설정 값을 파형 파라미터로 하여, 정현파 형상으로 정송 기간과 역송 기간을 반복하는 송급 속도 설정 신호 Fr이 출력된다. 송급 속도 설정 신호 Fr의 패턴은, 사다리꼴파 형상, 삼각파 형상 등이어도 된다.

송급 제어 회로(FC)는, 상기한 송급 속도 설정 신호 Fr을 입력으로 하고, 이 설정 값에 상당하는 송급 속도 Fw로 용접 와이어(1)를 송급하기 위한 송급 제어 신호 Fc를 상기한 송급 모터(WM)에 출력한다.

제1 용접 전류 설정 회로(IWR1)는, 미리 정한 제1 용접 전류 설정 신호 Iwr1을 출력한다. 제1 용접 전류 통전 기간 설정 회로(TWR1)는, 미리 정한 제1 용접 전류 통전 기간 설정 신호 Twr1을 출력한다.

수축 검출 감도 설정 회로(NTR)는, 상기한 평균 송급 속도 설정 신호 Far, 상기한 진폭 미세 조정 신호 Wfr, 상기한 주기 미세 조정 신호 Tfr 및 상기한 정역 비율 미세 조정 신호 Dfr을 입력으로 하고, 평균 송급 속도 설정 신호 Far에 기초하여 미리 정한 수축 검출 감도 산출 함수에 의해 수축 검출 감도 표준 값 Nts를 산출하고, 이 수축 검출 감도 표준 값 Nts를 진폭 미세 조정 신호 Wfr, 주기 미세 조정 신호 Tfr 및 정역 비율 미세 조정 신호 Dfr의 각 값에 의해 보정하여, 수축 검출 감도 설정 신호 Ntr을 출력한다. 보정은, 이하의 식에 의해 행한다.

단, a, b 및 c는 상수이며, 양의 실수이다. 이들 상수는, 실험에 의해 미리 산출되어 있다. 수축 검출 감도 표준 값 Nts는, 진폭 미세 조정 신호 Wfr이 양의 값일 때 감도가 낮아지도록 보정되고, 음의 값일 때 높아지도록 보정된다. 마찬가지로, 수축 검출 감도 표준 값 Nts는, 주기 미세 조정 신호 Tfr이 양의 값일 때 감도가 낮아지도록 보정되고, 음의 값일 때 높아지도록 보정된다. 마찬가지로, 수축 검출 감도 표준 값 Nts는, 정역 비율 미세 조정 신호 Dfr이 양의 값일 때 감도가 낮아지도록 보정되고, 음의 값일 때 높아지도록 보정된다.

수축 검출 회로(ND)는, 상기한 단락 판별 신호 Sd, 상기한 용접 전압 검출 신호 Vd, 상기한 용접 전류 검출 신호 Id 및 상기한 수축 검출 감도 설정 신호 Ntr을 입력으로 하여, 단락 판별 신호 Sd가 High 레벨(단락 기간)일 때의 용접 전압 검출 신호 Vd의 전압 상승 값이 수축 검출 감도 설정 신호 Ntr의 값에 도달한 시점에서 수축의 형성 상태가 기준 상태로 되었다고 판별하여 High 레벨이 되고, 단락 판별 신호 Sd가 Low 레벨(아크 기간)로 변화된 시점에서 Low 레벨이 되는 수축 검출 신호 Nd를 출력한다. 또한, 단락 기간 중의 용접 전압 검출 신호 Vd의 미분 값이 그것에 대응한 수축 검출 감도 설정 신호 Ntr의 값에 도달한 시점에서 수축 검출 신호 Nd를 High 레벨로 변화시키도록 해도 된다. 또한, 용접 전압 검출 신호 Vd의 값을 용접 전류 검출 신호 Id의 값으로 제산하여 용적의 저항값을 산출하고, 이 저항값의 미분 값이 그것에 대응하는 수축 검출 감도 설정 신호 Ntr의 값에 도달한 시점에서 수축 검출 신호 Nd를 High 레벨로 변화시키도록 해도 된다.

저레벨 전류 설정 회로(ILR)는, 미리 정한 저레벨 전류 설정 신호 Ilr을 출력한다. 전류 비교 회로(CM)는, 이 저레벨 전류 설정 신호 Ilr 및 상기한 용접 전류 검출 신호 Id를 입력으로 하여, Id＜Ilr일 때에는 High 레벨이 되고, Id≥Ilr일 때에는 Low 레벨이 되는 전류 비교 신호 Cm을 출력한다.

구동 회로(DR)는, 상기한 전류 비교 신호 Cm 및 상기한 수축 검출 신호 Nd를 입력으로 하여, 수축 검출 신호 Nd가 High 레벨로 변화되면 Low 레벨로 변화되고, 그 후에 전류 비교 신호 Cm이 High 레벨로 변화되면 High 레벨로 변화되는 구동 신호 Dr을 상기한 트랜지스터(TR)의 베이스 단자에 출력한다. 따라서, 이 구동 신호 Dr은 수축이 검출되면 Low 레벨이 되고, 트랜지스터(TR)가 오프 상태가 되어 통전로에 감류 저항기(R)가 삽입되므로, 단락 부하를 통전하는 용접 전류 Iw는 급감한다. 그리고, 급감한 용접 전류 Iw의 값이 저레벨 전류 설정 신호 Ilr의 값까지 감소하면, 구동 신호 Dr은 High 레벨이 되고, 트랜지스터(TR)가 온 상태가 되므로, 감류 저항기(R)는 단락되어 통상의 상태로 되돌아간다.

전류 제어 설정 회로(ICR)는, 상기한 단락 판별 신호 Sd, 상기한 저레벨 전류 설정 신호 Ilr, 상기한 수축 검출 신호 Nd 및 상기한 제1 용접 전류 설정 신호 Iwr1을 입력으로 하고, 이하의 처리를 행하여, 전류 제어 설정 신호 Icr을 출력한다.

1) 단락 판별 신호 Sd가 High 레벨(단락)로 변화된 시점으로부터 미리 정한 초기 기간 중에는, 미리 정한 초기 전류 설정 값을 전류 제어 설정 신호 Icr로서 출력한다.

2) 그 후에는, 전류 제어 설정 신호 Icr의 값을, 상기한 초기 전류 설정 값으로부터 미리 정한 단락 시 경사로 미리 정한 피크 설정 값까지 상승시키고, 그 값을 유지한다.

3) 수축 검출 신호 Nd가 High 레벨로 변화되면, 전류 제어 설정 신호 Icr의 값을 저레벨 전류 설정 신호 Ilr의 값으로 전환하여 유지한다.

4) 단락 판별 신호 Sd가 Low 레벨(아크)로 변화되면, 전류 제어 설정 신호 Icr을, 미리 정한 아크 시 경사로 제1 용접 전류 설정 신호 Iwr1의 값까지 상승시키고, 그 값을 유지한다.

오프 딜레이 회로(TDS)는, 상기한 단락 판별 신호 Sd 및 상기한 제1 용접 전류 통전 기간 설정 신호 Twr1을 입력으로 하여, 단락 판별 신호 Sd가 High 레벨로부터 Low 레벨로 변화되는 시점을 제1 용접 전류 통전 기간 설정 신호 Twr1의 기간만큼 오프 딜레이시켜 지연 신호 Tds를 출력한다. 따라서, 이 지연 신호 Tds는, 단락 기간이 되면 High 레벨이 되고, 아크가 재발생하고 나서 제1 용접 전류 통전 기간 설정 신호 Twr1의 기간만큼 오프 딜레이되어 Low 레벨이 되는 신호이다.

전류 오차 증폭 회로(EI)는, 상기한 전류 제어 설정 신호 Icr(＋)과 상기한 용접 전류 검출 신호 Id(－)의 오차를 증폭하여, 전류 오차 증폭 신호 Ei를 출력한다.

전압 설정 회로(VR)는, 아크 기간 중의 용접 전압을 설정하기 위한 미리 정한 전압 설정 신호 Vr을 출력한다. 전압 오차 증폭 회로(EV)는, 이 전압 설정 신호 Vr(＋)과 상기한 용접 전압 검출 신호 Vd(－)의 오차를 증폭하여, 전압 오차 증폭 신호 Ev를 출력한다.

제어 전환 회로(SW)는, 상기한 전류 오차 증폭 신호 Ei, 상기한 전압 오차 증폭 신호 Ev 및 상기한 지연 신호 Tds를 입력으로 하여, 지연 신호 Tds가 High 레벨(단락 개시부터 아크가 재발생하여 제1 용접 전류 통전 기간 설정 신호 Twr1의 기간이 경과할 때까지의 기간)일 때에는 전류 오차 증폭 신호 Ei를 오차 증폭 신호 Ea로서 출력하고, 지연 신호 Tds가 Low 레벨(아크)일 때에는 전압 오차 증폭 신호 Ev를 오차 증폭 신호 Ea로서 출력한다. 이 회로에 의해, 단락 기간＋제1 용접 전류 통전 기간 중에는 정전류 제어가 되고, 그 이외의 아크 기간 중에는 정전압 제어가 된다.

도 2는, 본 발명의 실시 형태 1에 관한 아크 용접 제어 방법을 설명하기 위한, 도 1의 용접 전원에 있어서의 각 신호의 타이밍 차트이다. 도 2의 (A)는 용접 와이어(1)의 송급 속도 Fw의 시간 변화를 나타내고, 도 2의 (B)는 용접 전류 Iw의 시간 변화를 나타내고, 도 2의 (C)는 용접 전압 Vw의 시간 변화를 나타내고, 도 2의 (D)는 수축 검출 신호 Nd의 시간 변화를 나타내고, 도 2의 (E)는 구동 신호 Dr의 시간 변화를 나타내고, 도 2의 (F)는 지연 신호 Tds의 시간 변화를 나타내고, 도 2의 (G)는 전류 제어 설정 신호 Icr의 시간 변화를 나타낸다. 이하, 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2의 (A)에 나타내는 바와 같이, 송급 속도 Fw는, 0보다 상측의 양의 값일 때에는 용접 와이어가 정송되고 있는 것을 나타내고, 0보다 하측의 음의 값일 때에는 역송되고 있는 것을 나타낸다. 도 2의 (A)에 나타내는 송급 속도 Fw는 송급 속도 설정 신호 Fr(도시는 생략)에 의해 설정되므로, 양 파형은 상사 파형이 된다. 송급 속도 설정 신호 Fr은, 도 1에서 상술한 바와 같이, 평균 송급 속도 설정 신호 Far에 대응하여 미리 설정되어 있는 진폭 표준 값, 주기 표준 값 및 정역 비율 표준 값을, 진폭 미세 조정 신호 Wfr, 주기 미세 조정 신호 Tfr 및 정역 비율 미세 조정 신호 Dfr의 각각의 값에서 미세 조정한 파형 파라미터로 형성되는 정현파 형상의 패턴이 된다. 도 2에서는 정현파 형상으로 변화되어 있지만, 삼각파 형상 또는 사다리꼴파 형상으로 변화되도록 해도 된다.

도 2의 (A)에 나타내는 바와 같이, 송급 속도 Fw는, 시각 t1 시점에서는 0이고, 시각 t1∼t2의 기간은 정송 가속 기간이 되고, 시각 t2에서 정송의 최댓값이 되고, 시각 t2∼t3의 기간은 정송 감속 기간이 되고, 시각 t3에서 0이 되고, 시각 t3∼t4의 기간은 역송 가속 기간이 되고, 시각 t4에서 역송의 최댓값이 되고, 시각 t4∼t5의 기간은 역송 감속 기간이 된다. 따라서, 송급 속도 Fw는, 시각 t1∼t5의 기간을 1주기 T로 하여 반복하는 파형이 된다. 진폭 W는 정송의 최댓값과 역송의 최댓값의 차가 된다. 정역 비율 D는, (시각 t3∼t5의 기간)/(시각 t1∼t3의 기간)이 된다. 예를 들어, 시각 t1∼t3의 정송 기간은 5.4ms이고, 시각 t3∼t5의 역송 기간은 4.6ms이고, 이때의 1주기 T는 10ms가 되고, 정역 비율 D는 0.85가 된다. 또한, 정송의 최댓값은 50m/min이고, 역송의 최댓값은 -40m/min이고, 이때의 진폭 W는 90m/min이 된다. 평균 송급 속도는 약 +4m/min이 되고, 평균 용접 전류값은 약 150A가 된다.

도 2의 (C)에 나타내는 바와 같이, 용접 와이어와 모재의 단락이 시각 t21에서 발생하면, 용접 전압 Vw는 수 V의 단락 전압 값으로 급감한다. 시각 t21에 있어서 단락이 발생하여 용접 전압 Vw가 단락/아크 판별 값 Vta 미만으로 된 것을 판별하면, 도 2의 (F)에 나타내는 바와 같이, 지연 신호 Tds는 Low 레벨로부터 High 레벨로 변화된다. 이것에 응동하여, 도 2의 (G)에 나타내는 바와 같이, 전류 제어 설정 신호 Icr은 시각 t21에 있어서 작은 값인 미리 정한 초기 전류 설정 값으로 변화된다.

시각 t3으로부터는 역송 가속 기간이 되므로, 송급 속도 Fw는 역송 방향으로 전환된다. 도 2의 (G)에 나타내는 바와 같이, 전류 제어 설정 신호 Icr은, 시각 t21∼t22의 미리 정한 초기 기간 중에는 상기한 초기 전류 설정 값이 되고, 시각 t22∼t23의 기간 중에는 미리 정한 단락 시 경사로 상승하고, 시각 t23∼t31의 기간 중에는 미리 정한 피크 설정 값이 된다. 단락 기간 중에는 상술한 바와 같이 정전류 제어되어 있으므로, 용접 전류 Iw는 전류 제어 설정 신호 Icr에 상당하는 값으로 제어된다. 이 때문에, 도 2의 (B)에 나타내는 바와 같이, 용접 전류 Iw는, 시각 t21에 있어서 아크 기간의 용접 전류로부터 급감하여, 시각 t21∼t22의 초기 기간 중에는 초기 전류값이 되고, 시각 t22∼t23의 기간 중에는 단락 시 경사로 상승하여, 시각 23∼t31의 기간 중에는 피크값이 된다. 예를 들어, 초기 기간은 1ms로, 초기 전류는 50A로, 단락 시 경사는 400A/ms로, 피크 값은 450A로 설정된다. 도 2의 (D)에 나타내는 바와 같이, 수축 검출 신호 Nd는, 후술하는 시각 t31∼t33의 기간은 High 레벨이 되고, 그 이외의 기간은 Low 레벨이 된다. 도 2의 (E)에 나타내는 바와 같이, 구동 신호 Dr은, 후술하는 시각 t31∼t32의 기간은 Low 레벨이 되고, 그 이외의 기간은 High 레벨이 된다. 따라서, 도 2에 있어서 시각 t31 이전의 기간 중에는, 구동 신호 Dr은 High 레벨이 되고, 도 1의 트랜지스터(TR)가 온 상태로 되므로, 감류 저항기(R)는 단락되어 통상의 소모 전극 아크 용접 전원과 동일한 상태로 된다.

도 2의 (C)에 나타내는 바와 같이, 용접 전압 Vw는, 용접 전류 Iw가 피크 값이 되는 시각 t23 부근으로부터 상승한다. 이것은, 용접 와이어의 역송 및 용접 전류 Iw에 의한 핀치력의 작용에 의해, 용적에 수축이 점차 형성되기 때문이다.

시각 t31에 있어서, 단락 기간 중의 용접 전압 Vw의 전압 상승 값이 수축 검출 감도 설정 신호 Ntr의 값에 도달하면, 수축의 형성 상태가 기준 상태로 되었다고 판별하여, 도 2의 (D)에 나타내는 바와 같이, 수축 검출 신호 Nd는 High 레벨로 변화된다. 수축 검출 신호 Nd는, 시각 t31의 수축 검출 시점에서 High 레벨이 되고, 시각 t33의 아크 재발생 시점에서 Low 레벨이 된다. 이 수축 검출 신호 Nd가 High 레벨인 기간을 수축 검출 시간 Tn이라고 칭하기로 한다. 상기한 수축 검출 감도 설정 신호 Ntr은, 도 1의 수축 검출 감도 설정 회로(NTR)에 의해, 평균 송급 속도 설정 신호 Far을 입력으로 하여 미리 정한 수축 검출 감도 산출 함수에 의해 수축 검출 감도 표준 값 Nts를 산출하고, 이 수축 검출 감도 표준 값 Nts를 진폭 미세 조정 신호 Wfr, 주기 미세 조정 신호 Tfr 및 정역 비율 미세 조정 신호 Dfr의 각 값에 의해 보정한 값이 된다. 즉, 수축 검출 감도 설정 신호 Ntr은, 상술한 (1)식에 의해 산출되어, 송급 속도 Fw의 파형 파라미터에 적합한 값으로 자동 설정된다. 이 때문에, 송급 속도의 파형 파라미터가 변화되었을 때, 수축 검출 제어가 불안정해지는 것을 억제할 수 있다.

시각 t31에 있어서, 수축 검출 신호 Nd가 High 레벨이 된 것에 응동하여, 도 2의 (E)에 나타내는 바와 같이, 구동 신호 Dr은 Low 레벨이 되므로, 도 1의 트랜지스터(TR)는 오프 상태로 되고 감류 저항기(R)가 통전로에 삽입된다. 동시에, 도 2의 (G)에 나타내는 바와 같이, 전류 제어 설정 신호 Icr은 저레벨 전류 설정 신호 Ilr의 값으로 작아진다. 이 때문에, 도 2의 (B)에 나타내는 바와 같이, 용접 전류 Iw는 피크값으로부터 저레벨 전류값 Il로 급감한다. 그리고, 시각 t32에 있어서 용접 전류 Iw가 저레벨 전류값 Il까지 감소하면, 도 2의 (E)에 나타내는 바와 같이, 구동 신호 Dr은 High 레벨로 복귀되므로, 도 1의 트랜지스터(TR)는 온 상태로 되고 감류 저항기(R)는 단락된다. 도 2의 (B)에 나타내는 바와 같이, 용접 전류 Iw는, 전류 제어 설정 신호 Icr이 저레벨 전류 설정 신호 Ilr인 상태 그대로이므로, 시각 t33의 아크 재발생까지는 저레벨 전류값 Il을 유지한다. 따라서, 트랜지스터(TR)는, 시각 t31에 수축 검출 신호 Nd가 High 레벨로 변화된 시점으로부터 시각 t32에 용접 전류 Iw가 저레벨 전류값 Il로 감소할 때까지의 기간만 오프 상태로 된다. 도 2의 (C)에 나타내는 바와 같이, 용접 전압 Vw는, 용접 전류 Iw가 작아지므로 시각 t31로부터 일단 감소한 후에 급상승한다. 저레벨 전류값 Il은, 예를 들어 50A로 설정된다.

시각 t33에 있어서, 용접 와이어의 역송 및 용접 전류 Iw의 통전에 의한 핀치력에 의해 수축이 진행되어 아크가 재발생하면, 도 2의 (C)에 나타내는 바와 같이, 용접 전압 Vw의 값은 단락/아크 판별 값 Vta 이상이 된다.

아크가 재발생한 직후의 시각 t4로부터는 역송 감속 기간이 되므로, 도 2의 (A)에 나타내는 바와 같이, 송급 속도 Fw는 역송 상태를 유지하면서 감속한다. 시각 t33에 아크가 재발생하면, 도 2의 (G)에 나타내는 바와 같이, 전류 제어 설정 신호 Icr의 값은, 저레벨 전류 설정 신호 Ilr의 값으로부터 미리 정한 아크 시 경사로 상승하여, 미리 정한 제1 용접 전류 설정 신호 Iwr1의 값에 도달하면 그 값을 유지한다. 도 2의 (F)에 나타내는 바와 같이, 지연 신호 Tds는, 시각 t33에 아크가 재발생하고 나서 미리 정한 제1 용접 전류 통전 기간 설정 신호 Twr1의 기간이 경과하는 시각 t41까지 High 레벨인 상태 그대로이다. 따라서, 용접 전원은 시각 t41까지 정전류 제어되어 있으므로, 도 2의 (B)에 나타내는 바와 같이, 용접 전류 Iw는, 시각 t33으로부터 아크 시 경사로 상승하여, 제1 용접 전류 설정 신호 Iwr1의 값에 도달하면 그 값을 시각 t41까지 유지한다. 도 2의 (C)에 나타내는 바와 같이, 용접 전압 Vw는, 시각 t33∼t41의 제1 용접 전류 통전 기간 Tw1 중에는 큰 값의 제1 용접 전압 값의 상태에 있다. 도 2의 (D)에 나타내는 바와 같이, 수축 검출 신호 Nd는, 시각 t33에 아크가 재발생하므로, Low 레벨로 변화된다. 예를 들어, 아크 시 경사는 400A/ms로 설정되고, 제1 용접 전류 설정 신호 Iwr1은 450A로 설정되고, 제1 용접 전류 통전 기간 설정 신호 Twr1은 2ms로 설정된다.

시각 t41에 있어서, 도 2의 (F)에 나타내는 바와 같이, 지연 신호 Tds가 Low 레벨로 변화된다. 이 결과, 용접 전원은 정전류 제어로부터 정전압 제어로 전환된다. 시각 t33에 아크가 재발생하고 나서 시각 t5까지는, 용접 와이어는 역송하고 있으므로, 아크 길이는 점차 길어진다. 시각 t5로부터는 정송 가속 기간이 되므로, 도 2의 (A)에 나타내는 바와 같이, 송급 속도 Fw는 정송으로 전환된다. 시각 t41에 정전압 제어로 전환되면, 도 2의 (B)에 나타내는 바와 같이, 용접 전류 Iw는, 제1 용접 전류 Iw1로부터 점차 감소하는 제2 용접 전류 Iw2가 통전한다. 마찬가지로, 도 2의 (C)에 나타내는 바와 같이, 용접 전압 Vw는, 제1 용접 전압 값으로부터 점차 감소한다. 시각 t6의 정송 최댓값 후의 시각 t61에 있어서, 다음 단락이 발생한다.

상술한 실시 형태 1에 따르면, 수축의 검출 감도를, 송급 속도의 파형 파라미터에 따라서 변화시킨다. 이에 의해, 본 실시 형태에서는, 송급 속도의 진폭, 주기, 정송 기간과 역송 기간의 비율 등의 파형 파라미터가 변화된 경우, 수축의 검출 감도가 자동적으로 적정화되므로, 수축 검출 제어가 불안정해지는 것을 억제할 수 있다.

[실시 형태 2]

실시 형태 2의 발명은, 단락 기간 중에 수축을 검출한 시점으로부터 아크 기간으로 이행한 시점까지의 시간인 수축 검출 시간에 기초하여 수축의 검출 감도를 자동 설정 제어하고, 자동 설정 제어의 게인을 송급 속도의 파형 파라미터에 따라서 변화시키는 것이다.

도 3은, 본 발명의 실시 형태 2에 관한 아크 용접 제어 방법을 실시하기 위한 용접 전원의 블록도이다. 도 3은 도 1과 대응하고 있고, 동일한 블록에는 동일 부호를 부여하고, 그들의 설명은 반복하지 않는다. 도 3은, 도 1에 수축 검출 시간 설정 회로(TNR)를 추가하고, 도 1의 수축 검출 감도 설정 회로(NTR)를 게인 설정 회로(GR)로 치환하고, 도 1에 수축 검출 감도 자동 설정 제어 회로(NTC)를 추가한 것이다. 이하, 이들의 블록에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.

수축 검출 시간 설정 회로(TNR)는, 미리 정한 수축 검출 시간 설정 신호 Tnr을 출력한다. 수축 검출 감도 설정 신호 Ntr이 적정 값이며, 수축 검출 제어가 안정되어 있을 때에는, 수축 검출 시간 Tn이 200∼1000μs의 범위의 적정 값이 된다. 따라서, 수축 검출 시간 설정 신호 Tnr은 예를 들어 500μs로 설정된다.

게인 설정 회로(GR)는, 평균 송급 속도 설정 신호 Far, 진폭 미세 조정 신호 Wfr, 주기 미세 조정 신호 Tfr 및 정역 비율 미세 조정 신호 Dfr을 입력으로 하고, 평균 송급 속도 설정 신호 Far을 입력으로 하여 미리 정한 게인 산출 함수에 의해 게인 표준 값 Gs를 산출하고, 이 게인 표준 값 Gs를 진폭 미세 조정 신호 Wfr, 주기 미세 조정 신호 Tfr 및 정역 비율 미세 조정 신호 Dfr의 각 값에 의해 보정하여, 게인 설정 신호 Gr을 출력한다. 보정은, 이하의 식에 의해 행한다.

단, a2, b2 및 c2는 상수이며, 음의 실수이다. 이들 상수는, 실험에 의해 미리 산출되어 있다. 게인 표준 값 Gs는, 진폭 미세 조정 신호 Wfr이 양의 값일 때 게인이 작아지도록 보정되고, 음의 값일 때 커지도록 보정된다. 마찬가지로, 게인 표준 값 Gs는, 주기 미세 조정 신호 Tfr이 양의 값일 때 게인이 작아지도록 보정되고, 음의 값일 때 커지도록 보정된다. 마찬가지로, 게인 표준 값 Gs는, 정역 비율 미세 조정 신호 Dfr이 양의 값일 때 게인이 작아지도록 보정되고, 음의 값일 때 커지도록 보정된다.

수축 검출 감도 자동 설정 제어 회로(NTC)는, 상기한 게인 설정 신호 Gr, 상기한 수축 검출 시간 설정 신호 Tnr 및 수축 검출 신호 Nd를 입력으로 하여, 수축 검출 신호 Nd가 Low 레벨(아크 재발생)로 변화된 시점마다, 수축 검출 신호 Nd가 High 레벨이었던 시간을 계수하여 수축 검출 시간 Tn을 검출하고, 이 수축 검출 시간 Tn과 수축 검출 시간 설정 신호 Tnr의 값의 오차를 게인 설정 신호 Gr에 의해 정해지는 게인으로 증폭하여 오차 증폭 값 Et를 산출하여 가산하고, 수축 검출 감도 설정 신호 Ntr＝Nt0＋ΣEt를 출력한다. 여기서, Nt0은 미리 정한 초기값이다. 이 회로에 의해, 수축 검출 시간 Tn이 수축 검출 시간 설정 신호 Tnr의 값과 동등해지도록 수축 검출 감도 설정 신호 Ntr의 값이 적정 값으로 자동 설정 제어된다. 그리고, 송급 속도 Fw의 파형 파라미터가 변화된 경우, 게인 설정 신호 Gr이 적정화되므로, 자동 설정 제어가 안정화된다. 이 결과, 송급 속도 Fw의 파형 파라미터가 변화된 경우, 수축 검출 제어가 불안정해지는 것을 억제할 수 있다.

본 발명의 실시 형태 2에 관한 아크 용접 제어 방법을 설명하기 위한, 도 3의 용접 전원에 있어서의 각 신호의 타이밍 차트는, 상술한 도 2와 동일하므로, 설명은 반복하지 않는다. 단, 도 2에 있어서, 도 2의 (D)에 나타내는 수축 검출 신호 Nd가 High 레벨이 되는 타이밍을 결정하는 수축 검출 감도 설정 신호 Ntr의 값이 적정 값으로 되도록 자동 설정 제어되어 있는 점은 상이하다. 또한, 이 자동 설정 제어의 게인 설정 신호 Gr의 값은, 송급 속도 Fw의 파형 파라미터가 변화되어도 제어계의 안정성을 유지할 수 있도록, 송급 속도 Fw의 파형 파라미터의 변화에 따라서 적정 값으로 변화되는 점은 상이하다.

상술한 실시 형태 2에 따르면, 단락 기간 중에 수축을 검출한 시점으로부터 아크 기간으로 이행한 시점까지의 시간인 수축 검출 시간에 기초하여 수축의 검출 감도를 자동 설정 제어하고, 자동 설정 제어의 게인을 송급 속도의 파형 파라미터에 따라서 변화시킨다. 이에 의해, 본 실시 형태에서는, 송급 속도의 진폭, 주기, 정송 기간과 역송 기간의 비율 등의 파형 파라미터가 변화된 경우, 수축의 검출 감도를 자동 설정 제어하는 게인이 적정화된다. 이 때문에, 송급 속도의 파형 파라미터가 변화되어도 수축의 검출 감도가 적정화되므로, 수축 검출 제어가 불안정해지는 것을 억제할 수 있다.

본 발명에 따르면, 송급 속도의 진폭, 주기, 정송 기간과 역송 기간의 비율 등의 파형 파라미터가 변화된 경우, 수축의 검출 감도가 자동적으로 적정화되므로, 수축 검출 제어가 불안정해지는 것을 억제할 수 있다.

이상, 본 발명을 특정 실시 형태에 의해 설명하였지만, 본 발명은 이 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 개시된 발명의 기술 사상을 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.

본 출원은, 2014년 5월 19일 출원의 일본 특허 출원(일본 특허 출원 제2014-103477호)에 기초하는 것이며, 그 내용은 여기에 포함된다.

1 : 용접 와이어
2 : 모재
3 : 아크
4 : 용접 토치
5 : 송급 롤
CM : 전류 비교 회로
Cm : 전류 비교 신호
D : 정역 비율
DFR : 정역 비율 미세 조정 회로
Dfr : 정역 비율 미세 조정 신호
DR : 구동 회로
Dr : 구동 신호
Ea : 오차 증폭 신호
EI : 전류 오차 증폭 회로
Ei : 전류 오차 증폭 신호
Et : 오차 증폭 값
EV : 전압 오차 증폭 회로
Ev : 전압 오차 증폭 신호
FAR : 평균 송급 속도 설정 회로
Far : 평균 송급 속도 설정 신호
FC : 송급 제어 회로
Fc : 송급 제어 신호
FR : 송급 속도 설정 회로
Fr : 송급 속도 설정 신호
Fw : 송급 속도
GR : 게인 설정 회로
Gr : 게인 설정 신호
Gs : 게인 표준 값
ICR : 전류 제어 설정 회로
Icr : 전류 제어 설정 신호
ID : 용접 전류 검출 회로
Id : 용접 전류 검출 신호
Il : 저레벨 전류값
ILR : 저레벨 전류 설정 회로
Ilr : 저레벨 전류 설정 신호
Iw : 용접 전류
Iw1 : 제1 용접 전류
Iw2 : 제2 용접 전류
IWR1 : 제1 용접 전류 설정 회로
Iwr1 : 제1 용접 전류 설정 신호
ND : 수축 검출 회로
Nd : 수축 검출 신호
NTC : 수축 검출 감도 자동 설정 제어 회로
NTR : 수축 검출 감도 설정 회로
Ntr : 수축 검출 감도 설정 신호
Nts : 수축 검출 감도 표준 값
PM : 전원 주 회로
R : 감류 저항기
SD : 단락 판별 회로
Sd : 단락 판별 신호
SW : 제어 전환 회로
T : 주기
TDS : 오프 딜레이 회로
Tds : 지연 신호
TFR : 주기 미세 조정 회로
Tfr : 주기 미세 조정 신호
Tn : 수축 검출 시간
TNR : 수축 검출 시간 설정 회로
Tnr : 수축 검출 시간 설정 신호
TR : 트랜지스터
Tw1 : 제1 용접 전류 통전 기간
TWR1 : 제1 용접 전류 통전 기간 설정 회로
Twr1 : 제1 용접 전류 통전 기간 설정 신호
VD : 용접 전압 검출 회로
Vd : 용접 전압 검출 신호
VR : 전압 설정 회로
Vr : 전압 설정 신호
Vta : 단락·아크 판별 값
Vw : 용접 전압
W : 진폭
WFR : 진폭 미세 조정 회로
Wfr : 진폭 미세 조정 신호
WM : 송급 모터

Claims (3)

1. 아크 용접 제어 방법이며,
   용접 와이어의 송급 속도의 정송 기간과 역송 기간을 주기적으로 반복하여 단락 기간과 아크 기간을 발생시키는 단계와,
   상기 단락 기간 중에 상기 용접 와이어에 형성된 용적의 수축을 검출에 대한 응답으로 용접 전류를 감소시켜 상기 아크 기간으로 이행시키는 단계와,
   상기 송급 속도의 파형 파라미터에 따라서 상기 수축의 검출 감도를 변화시키는 단계를 포함하고,
   상기 용적의 수축은, 용접 전압의 전압 상승 값 및 전압 미분 값 중의 하나가 전압 한계점에 도달한 때에 검출되고,
   상기 감도는, 상기 전압 한계점에 의해 형성되고, 상기 전압 한계점을 변화시킴으로써 변화되고,
   상기 송급 속도의 파형 파라미터는, 진폭, 주기, 및 상기 송급 속도의 파형의 상기 정송 기간과 상기 역송 기간 사이의 비율인 정역 비율 중 적어도 1개 이상이고,
   상기 용접 와이어의 송급 속도는, 상기 송급 속도의 진폭을 미세하게 조정하는 진폭 미세 조정 값, 상기 송급 속도의 주기를 미세하게 조정하는 주기 미세 조정 값, 및 상기 송급 속도의 상기 정송 기간과 상기 역송 기간 사이의 비율을 미세하게 조정하는 정역 비율 미세 조정 값과 함께 미리 정한 평균 송급 속도 설정 신호를 조정함으로써 생성되는 제어 신호에 기초하여, 송급 모터를 제어함으로써 제어되고,
   상기 감도는,
   상기 진폭 미세 조정 값이 상승하면 상기 감도가 감소하고, 상기 진폭 미세 조정 값이 감소하면 상기 감도가 상승하고,
   상기 주기 미세 조정 값이 상승하면 상기 감도가 감소하고, 상기 주기 미세 조정 값이 감소하면 상기 감도가 상승하고,
   상기 정역 비율 미세 조정 값이 상승하면 상기 감도가 감소하고, 상기 정역 비율 미세 조정 값이 감소하면 상기 감도가 상승하도록,
   결정되는,
   아크 용접 제어 방법.
2. 아크 용접 제어 방법이며,
   용접 와이어의 송급 속도의 정송 기간과 역송 기간을 주기적으로 반복하여 단락 기간과 아크 기간을 발생시키는 단계와,
   상기 단락 기간 중에 상기 용접 와이어에 형성된 용적의 수축을 검출에 대한 응답으로 용접 전류를 감소시켜 상기 아크 기간으로 이행시키는 단계와,
   상기 단락 기간 중에 상기 수축을 검출한 시점으로부터 상기 아크 기간으로 이행한 시점까지의 시간을 나타내는 수축 검출 시간에 기초하여 상기 수축의 검출 감도를 자동 설정 제어하는 단계와,
   상기 송급 속도의 파형 파라미터에 따라서 상기 자동 설정 제어의 게인을 변화시키는 단계를 포함하고,
   상기 송급 속도의 파형 파라미터는, 진폭, 주기, 및 상기 송급 속도의 파형의 상기 정송 기간과 상기 역송 기간 사이의 비율인 정역 비율 중 적어도 1개 이상이고,
   상기 용접 와이어의 송급 속도는, 상기 송급 속도의 진폭을 미세하게 조정하는 진폭 미세 조정 값, 상기 송급 속도의 주기를 미세하게 조정하는 주기 미세 조정 값, 및 상기 송급 속도의 상기 정송 기간과 상기 역송 기간 사이의 비율을 미세하게 조정하는 정역 비율 미세 조정 값과 함께 미리 정한 평균 송급 속도 설정 신호를 조정함으로써 생성되는 제어 신호에 기초하여, 송급 모터를 제어함으로써 제어되고,
   상기 게인은,
   상기 진폭 미세 조정 값이 상승하면 상기 게인이 감소하고, 상기 진폭 미세 조정 값이 감소하면 상기 게인이 상승하고,
   상기 주기 미세 조정 값이 상승하면 상기 게인이 감소하고, 상기 주기 미세 조정 값이 감소하면 상기 게인이 상승하고,
   상기 정역 비율 미세 조정 값이 상승하면 상기 게인이 감소하고, 상기 정역 비율 미세 조정 값이 감소하면 상기 게인이 상승하도록,
   결정되고,
   상기 자동 설정 제어에서 게인이 상기 수축 검출 시간과 미리 정해진 수축 검출 시간 설정 값 사이의 차이를 증폭하는데 사용되고, 증폭된 차이에 기초하여 상기 수축 검출의 감도를 결정하여, 상기 수축 검출 시간이 상기 미리 정해진 수축 검출 시간 설정 값과 동일하게 되는,
   아크 용접 제어 방법.
3. 삭제

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