KR20160105769A - 아크 용접 제어 방법 - Google Patents

Abstract

푸시 송급 속도 수정 신호(Ps)에 기초하여 정속으로 정송 회전하는 푸시측 송급 모터(PM) 및 풀 송급 속도 설정 신호(Fr)에 기초하여 정송 회전과 역송 회전을 주기적으로 반복하는 풀측 송급 모터(WM)에 의한 푸시 풀 송급 제어에 의해 용접 와이어(1)를 송급하고, 단락 기간과 아크 기간을 발생시켜 용접을 행한다. 풀측 송급 모터(WM)의 평균 송급 속도(Fad)를 검출하고, 푸시 송급 속도 수정 신호(Ps)를 이 검출된 풀측 송급 모터(WM)의 평균 송급 속도(Fad)에 수정한다. 이에 의해, 송급 저항이 변동되어 풀측 송급 모터(WM)의 평균 송급 속도(Fad)가 변동되어도, 푸시측 송급(PM) 모터의 송급 속도(Fd)가 추종하도록 제어되므로, 용접 와이어의 송급 상태가 안정화됨과 함께, 용접 상태를 양호하게 한다.

Description

아크 용접 제어 방법{ARC WELDING CONTROL METHOD}

본 발명은, 푸시 송급 속도 설정값으로 설정된 송급 속도로 정송 회전하는 푸시측 송급 모터 및 정송 회전과 역송 회전을 주기적으로 반복하는 풀측 송급 모터에 의한 푸시 풀 송급 제어에 의해 용접 와이어를 송급하고, 단락 기간과 아크 기간을 발생시켜 용접을 행하는 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 기간과 아크 기간을 교대로 반복하는 용접 상태로 되는 경우가 많다.

용접 품질을 더욱 향상시키기 위해, 용접 와이어의 정송과 역송을 주기적으로 반복해서 용접하는 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

이 용접 방법에 있어서는, 용접 와이어의 정송 상태와 역송 상태를 5㎳ 정도마다 고속으로 전환할 필요가 있다. 이 때문에, 송급 모터를 용접 토치의 선단 근방에 설치하여, 송급 모터로부터 용접 토치의 선단까지의 송급 경로를 짧게 하는 것이 행해진다. 그러나, 용접 토치의 선단 근방에는 설치 스페이스의 문제로부터 소용량의 송급 모터밖에 설치할 수 없기 때문에, 송급 토크가 부족한 경우가 있다. 이를 해결하기 위해, 송급 모터를 2개 사용하고, 한쪽의 송급 모터(푸시측)를 송급 경로의 상류에 설치하고, 다른 한쪽의 송급 모터(풀측)를 송급 경로의 하류인 용접 토치의 선단 근방에 설치하여, 푸시 풀 송급 제어계를 구성하도록 하고 있다. 이 푸시 풀 송급 제어계에서는, 푸시측 송급 모터는 정송 상태에서 정속 제어되고, 풀측 송급 모터는 정송과 역송을 주기적으로 반복하는 송급 제어가 행해진다. 이하, 이 용접 방법에 대해서 설명한다.

도 3은 푸시 풀 제어계를 채용해서 송급 속도의 정송과 역송을 주기적으로 반복하는 용접 방법에 있어서의 파형도이다. 도 3의 (A)는 풀 송급 속도 설정 신호 Fr(실선) 및 풀 송급 속도 Fw(파선)의 파형을 나타내고, 도 3의 (B)는 용접 전류 Iw의 파형을 나타내고, 도 3의 (C)는 용접 전압 Vw의 파형을 나타내고, 도 3의 (D)는 푸시 송급 속도 Pw의 파형을 나타낸다. 이하, 상기 도면을 참조하여 설명한다.

도 3의 (A)에 도시하는 바와 같이, 풀 송급 속도 설정 신호 Fr 및 풀 송급 속도 Fw는, 0보다도 상측이 정송 기간이 되고, 하측이 역송 기간이 된다. 정송이란 용접 와이어를 모재에 접근하는 방향으로 송급하는 것이며, 역송이란 모재로부터 이반하는 방향으로 송급하는 것이다. 풀 송급 속도 설정 신호 Fr은 정현파 형상으로 변화되어 있고, 정송측으로 시프트한 파형으로 되어 있다. 용접 와이어의 선단은, 이 풀 송급 속도 Fw로 정역송되어 있다. 풀 송급 속도 설정 신호 Fr의 평균값은 플러스의 값으로 되어 있으므로, 용접 와이어는 평균적으로는 정송되어 있다. 도 3의 (D)에 도시하는 바와 같이, 푸시 송급 속도 Pw는 미리 정한 푸시 송급 속도 설정 신호(도시는 생략)에 기초하여 정송 상태로 정속 제어되어 있다. 풀 송급 속도 설정 신호 Fr의 평균값과 푸시 송급 속도 설정 신호는 동등하게 되도록 설정되어 있다.

도 3의 (A)의 실선으로 나타내는 바와 같이, 풀 송급 속도 설정 신호 Fr은, 시각 t1 시점에서는 0이며, 시각 t1 내지 t2의 기간은 정송 가속 기간이 되고, 시각 t2에서 정송의 최대값이 되고, 시각 t2 내지 t3의 기간은 정송 감속 기간이 되고, 시각 t3에서 0이 되고, 시각 t3 내지 t4의 기간은 역송 가속 기간이 되고, 시각 t4에서 역송의 최대값이 되고, 시각 t4 내지 t5의 기간은 역송 감속 기간이 된다. 그리고, 시각 t5 내지 t6의 기간은 다시 정송 가속 기간이 되고, 시각 t6 내지 t7의 기간은 다시 정송 감속 기간이 된다. 예를 들어, 정송의 최대값은 50m/min이며, 역송의 최대값은 -40m/min이며, 정송의 기간은 5.4㎳이며, 역송의 기간은 4.6㎳이다. 이 경우는, 1주기는 10㎳가 되고, 단락 기간과 아크 기간이 100㎐로 반복되게 된다. 이 경우의 풀 송급 속도 Fw의 평균값은 약 4m/min(용접 전류 평균값은 약 150A)이 된다.

도 3의 (A)의 파선으로 나타내는 바와 같이, 풀 송급 속도 Fw는 실제의 송급 속도이며, 풀 송급 속도 설정 신호 Fr보다도 지연되어 상승되고, 지연되어 하강하는 정현파가 된다. 풀 송급 속도 Fw는, 시각 t11 시점에서는 0이며, 시각 t11 내지 t21의 기간은 정송 가속 기간이 되고, 시각 t21에서 정송의 최대값이 되고, 시각 t21 내지 t31의 기간은 정송 감속 기간이 되고, 시각 t31에서 0이 되고, 시각 t31 내지 t41의 기간은 역송 가속 기간이 되고, 시각 t41에서 역송의 최대값이 되고, 시각 t41 내지 t51의 기간은 역송 감속 기간이 된다. 그리고, 시각 t51 내지 t61의 기간은 다시 정송 가속 기간이 되고, 시각 t61 내지 t71의 기간은 다시 정송 감속 기간이 된다. 이와 같이 되는 것은, 풀 송급 모터의 과도 특성 및 송급 경로의 송급 저항 때문이다.

소모 전극식 아크 용접에는 정전압 제어의 용접 전원이 사용된다. 용접 와이어와 모재와의 단락은, 시각 t21의 풀 송급 속도 Fw의 정송 최대값의 전후에서 발생하는 경우가 많다. 상기 도면에서는, 정송의 최대값 이후의 정송 감속 기간 중의 시각 t22에서 발생한 경우이다. 시각 t22에서 단락이 발생하면, 도 3의 (C)에 도시하는 바와 같이, 용접 전압 Vw는 수V의 단락 전압값에 급감하고, 도 3의 (B)에 도시하는 바와 같이, 용접 전류 Iw는 점차 증가한다.

도 3의 (A)에 도시하는 바와 같이, 풀 송급 속도 Fw는, 시각 t31로부터는 역송 기간으로 되므로, 용접 와이어는 역송된다. 이 역송에 의해 단락이 해제되어, 시각 t32에서 아크가 재발생한다. 아크의 재발생은, 시각 t41의 풀 송급 속도 Fw의 역송의 최대값 전후에서 발생하는 경우가 많다. 상기 도면에서는, 역송의 최대값 이전의 역송 가속 기간 중의 시각 t32에서 발생한 경우이다. 따라서, 시각 t22 내지 t32의 기간이 단락 기간이 된다.

시각 t32에서 아크가 재발생하면, 도 3의 (C)에 도시하는 바와 같이, 용접 전압 Vw는 수십V의 아크 전압값에 급증한다. 도 3의 (B)에 도시하는 바와 같이, 용접 전류 Iw는, 단락 기간 중의 최대값의 상태로부터 변화를 개시한다.

시각 t32 내지 t51의 기간 중은, 도 3의 (A)에 도시하는 바와 같이, 풀 송급 속도 Fw는 역송 상태이므로, 용접 와이어는 상승되어 아크 길이는 점차 길어진다. 아크 길이가 길어지면, 용접 전압 Vw는 커지고, 정전압 제어되어 있으므로 용접 전류 Iw는 작아진다. 따라서, 시각 t32 내지 t51의 아크 기간 중의 역송 기간 중은, 도 3의 (C)에 도시하는 바와 같이, 용접 전압 Vw는 점차 커지고, 도 3의 (B)에 도시하는 바와 같이, 용접 전류 Iw는 점차 작아진다.

그리고, 다음의 단락이, 시각 t61 내지 t71의 풀 송급 속도 Fw의 정송 감속 기간 중의 시각 t62에 발생한다. 시각 t32 내지 t62의 기간이 아크 기간이 된다. 시각 t51 내지 t62의 기간 중은, 도 3의 (A)에 도시하는 바와 같이, 풀 송급 속도 Fw는 정송 상태이므로, 용접 와이어는 정송되어 아크 길이는 점차 짧아진다. 아크 길이가 짧아지면, 용접 전압 Vw는 작아지고, 정전압 제어되어 있으므로 용접 전류 Iw는 커진다. 따라서, 시각 t51 내지 t62의 아크 기간 중의 정송 기간 중은, 도 3의 (C)에 도시하는 바와 같이, 용접 전압 Vw는 점차 작아지고, 도 3의 (B)에 도시하는 바와 같이, 용접 전류 Iw는 점차 커진다.

상술한 바와 같이, 용접 와이어의 정송과 역송을 반복하는 용접 방법에서는, 정속 송급의 종래 기술에서는 불가능했던 단락과 아크와의 반복 주기를 원하는 값으로 설정할 수 있으므로, 스패터 발생량의 삭감, 비드 외관의 개선 등의 용접 품질의 향상을 도모할 수 있다.

일본 특허 제5201266호 공보

상술한 바와 같이, 종래 기술에서는, 푸시측 송급 모터는 푸시 송급 속도 설정 신호에 기초하여 정속 제어되어 있고, 풀측 송급 모터는 풀 송급 속도 설정 신호 Fr에 기초하여 정송과 역송을 주기적으로 반복하도록 송급 제어되어 있다. 용접 와이어의 선단은, 풀 송급 속도 Fw로 정송과 역송을 반복하고 있다. 상술한 바와 같이, 주기적으로 변화하는 풀 송급 속도 설정 신호 Fr의 파형과 풀 송급 속도 Fw의 파형이란, 풀측 송급 모터의 과도 특성 및 송급 경로의 송급 저항(이하, 통합해서 송급 저항의 변동이라고 함)의 영향에 의해 어긋남이 생긴다. 사용하는 풀측 송급 모터의 종류가 다르면 과도 특성이 다르다. 또한, 사용하는 용접 토치의 종류가 다르면 송급 경로의 송급 저항이 다르다. 게다가, 용접을 반복해서 행하고 있으면, 점차 송급 경로가 마모되어 송급 저항이 변화된다. 이들 송급 저항의 변동에 수반하여 풀 송급 속도 설정 신호 Fr의 파형과 풀 송급 속도 Fw의 파형과의 어긋남이 변화된다. 즉, 풀 송급 속도 설정 신호 Fr이 동일한 상태로 변화되어 있지 않아도, 풀 송급 속도 Fw는 송급 저항의 변동에 수반하여 변화되게 된다. 이와 같은 상태로 되면, 정속값인 푸시 송급 속도 Pw와 풀 송급 속도 Fw의 평균값에 어긋남이 생겨, 용접 와이어의 송급 상태가 불안정해져, 용접 상태가 나빠진다.

따라서, 본 발명에서는, 푸시 풀 송급 제어에 의해 용접 와이어의 정송과 역송을 주기적으로 반복하는 용접에 있어서, 송급 저항이 변동되어도, 용접 와이어의 송급 상태를 안정적으로 유지할 수 있는 아크 용접 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은,

푸시 송급 속도 설정값으로 설정된 송급 속도로 정송 회전하는 푸시측 송급 모터 및 정송 회전과 역송 회전을 주기적으로 반복하는 풀측 송급 모터에 의한 푸시 풀 송급 제어에 의해 용접 와이어를 송급하고, 단락 기간과 아크 기간을 발생시켜 용접을 행하는 아크 용접 제어 방법에 있어서,

상기 풀측 송급 모터의 평균 송급 속도를 검출하고, 상기 푸시 송급 속도 설정값을 이 검출된 상기 풀측 송급 모터의 상기 평균 송급 속도로 수정하는,

것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은, 용접 종료 시에, 상기 수정된 상기 푸시 송급 속도 설정값을 기억하는,

것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 송급 저항이 변동되어, 풀측 송급 모터의 평균 송급 속도가 변동되어도, 이에 추종하여 푸시 송급 속도 설정값이 수정되기 때문에, 풀측 송급 모터의 평균 송급 속도와 동등하게 되도록 푸시측 송급 모터의 송급 속도가 제어된다. 이 결과, 항상, 풀측 송급 모터의 평균 송급 속도와 푸시측 송급 모터의 송급 속도가 동등한 상태가 되고, 용접 와이어의 송급 상태는 안정하게 된다. 이로 인해, 본 발명에서는, 푸시 풀 송급 제어에 의해 용접 와이어의 정송과 역송을 주기적으로 반복하는 용접에 있어서, 송급 저항이 변동되어도, 용접 와이어의 송급 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 아크 용접 제어 방법을 실시하기 위한 용접 전원 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 아크 용접 제어 방법을 설명하기 위한 도 1의 용접 전원에 있어서의 각 신호의 타이밍차트이다.
도 3은 종래 기술에 있어서, 푸시 풀 제어계를 채용해서 송급 속도의 정송과 역송을 주기적으로 반복하는 용접 방법에 있어서의 파형도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다.

[실시 형태 1]

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

전원 주회로 MC는, 3상 200V 등의 상용 전원(도시는 생략)을 입력으로서, 후술하는 구동 신호 Dv에 따라서 인버터 제어 등에 의한 출력 제어를 행하고, 출력 전압 E를 출력한다. 이 전원 주회로 MC는, 도시는 생략하지만, 상용 전원을 정류하는 1차 정류기, 정류된 직류를 평활하게 하는 평활 콘덴서, 평활하게 된 직류를 고주파 교류로 변환하는 상기의 구동 신호 Dv에 의해 구동되는 인버터 회로, 고주파 교류를 용접에 적합한 전압값에 강압하는 고주파 변압기, 강압된 고주파 교류를 직류로 정류하는 2차 정류기를 구비하고 있다.

리액터 WL은, 상기의 출력 전압 E를 평활하게 한다. 이 리액터 WL의 인덕턴스값은, 예를 들어, 200μH이다.

푸시측 송급 모터 PM은, 후술하는 푸시 송급 제어 신호 Pc를 입력으로서, 푸시 송급 속도 Pw로 정속 제어된다. 푸시측 송급 모터 PM은 인코더(도시는 생략)를 구비하고 있고, 이 인코더로부터 푸시 송급 속도 검출 신호 Pd가 출력된다.

풀측 송급 모터 WM은, 후술하는 풀 송급 제어 신호 Fc를 입력으로서, 정송과 역송을 주기적으로 반복해서 용접 와이어(1)를 풀 송급 속도 Fw로 송급한다. 풀측 송급 모터 WM은 인코더(도시는 생략)를 구비하고 있고, 이 인코더로부터 풀 송급 속도 검출 신호 Fd가 출력된다.

용접 와이어(1)는, 상기의 푸시측 송급 모터 PM에 결합된 푸시측 송급 롤(6) 및 상기의 풀측 송급 모터 WM에 결합된 풀측 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 인가하고, 용접 전류 Iw가 통전한다.

출력 전압 설정 회로 ER은, 미리 정한 출력 전압 설정 신호 Er을 출력한다. 출력 전압 검출 회로 ED는, 상기의 출력 전압 E를 검출하고 평활하게 하여, 출력 전압 검출 신호 Ed를 출력한다.

전압 오차 증폭 회로 EA는, 상기의 출력 전압 설정 신호 Er 및 상기의 출력 전압 검출 신호 Ed를 입력으로서, 출력 전압 설정 신호 Er(+)과 출력 전압 검출 신호 Ed(-)와의 오차를 증폭하여, 전압 오차 증폭 신호 Ea를 출력한다. 이 회로에 의해, 용접 전원은 정전압 제어된다.

용접 개시 회로 ST는, 토치 스위치의 온 또는 오프에 대응해서 High 레벨 또는 Low 레벨로 되는 용접 개시 신호 St를 출력한다. 이 용접 개시 신호 St가 High 레벨로 되면 용접이 개시되고, Low 레벨로 되면 정지된다.

구동 회로 DV는, 이 용접 개시 신호 St 및 상기의 전압 오차 증폭 신호 Ea를 입력으로서, 용접 개시 신호 St가 High 레벨일 때는, 전압 오차 증폭 신호 Ea에 기초하여 PWM 변조 제어를 행하고, 상기의 인버터 회로를 구동하기 위한 구동 신호 Dv를 출력한다.

평균 송급 속도 설정 회로 FAR은, 미리 정한 평균 송급 속도 설정 신호 Far을 출력한다. 풀 평균 송급 속도 검출 회로 FAD는, 상기의 풀 송급 속도 검출 신호 Fd를 입력으로서, 이 신호의 평균값을 산출하여, 풀 평균 송급 속도 검출 신호 Fad를 출력한다. 송급 오차 증폭 회로 EF는, 이 풀 평균 송급 속도 검출 신호 Fad 및 상기의 푸시 송급 속도 검출 신호 Pd를 입력으로서, 풀 평균 송급 속도 검출 신호 Fad(+)와 푸시 송급 속도 검출 신호 Pd(-)와의 오차를 증폭하여, 송급 오차 증폭 신호 Ef를 출력한다.

푸시 송급 속도 설정 회로 PR은, 상기의 평균 송급 속도 설정 신호 Far, 후술하는 푸시 송급 속도 수정 신호 Ps 및 상기의 용접 개시 신호 St를 입력으로서, 이하의 처리를 행하고, 푸시 송급 속도 설정 신호 Pr을 출력한다.

1) 초기값이 평균 송급 속도 설정 신호 Far의 값인 푸시 송급 속도 설정 신호 Pr을 출력한다.

2) 용접 개시 신호 St가 High 레벨(개시)로부터 Low 레벨(정지)로 변화되었을 때는, 그 시점에 있어서의 푸시 송급 속도 수정 신호 Ps의 값을 푸시 송급 속도 설정 신호 Pr로 덮어써 기억한다.

푸시 송급 속도 수정 회로 PS는, 이 푸시 송급 속도 설정 신호 Pr 및 상기의 송급 오차 증폭 신호 Ef를 입력으로서, 용접 중은 Ps=Pr+∫Efㆍdt의 연산에 의해 수정을 행하고, 푸시 송급 속도 수정 신호 Ps로서 출력한다. 송급 오차 증폭 신호 Ef가 플러스의 값일 때는, 푸시 송급 속도 검출 신호 Pd의 값이 풀 평균 송급 속도 검출 신호 Fad의 값보다도 작은 경우이므로, 푸시 송급 속도 수정 신호 Ps는 증가하도록 수정된다. 반대로, 송급 오차 증폭 신호 Ef가 마이너스의 값일 때는, 푸시 송급 속도 수정 신호 Ps는 감소하도록 수정된다. 수정은, 하한값과 상한값에 의해 설정된 변화 범위 내에서 행해진다.

푸시 송급 제어 회로 PC는, 이 푸시 송급 속도 수정 신호 Ps 및 상기의 용접 개시 신호 St를 입력으로서, 용접 개시 신호 St가 High 레벨(개시)일 때는 푸시 송급 속도 수정 신호 Ps의 값에 상당하는 푸시 송급 속도 Pw로 용접 와이어(1)를 송급하기 위한 푸시 송급 제어 신호 Pc를 상기의 푸시측 송급 모터 PM에 출력하고, 용접 개시 신호 St가 Low 레벨(정지)일 때는 송급 정지 지령이 되는 푸시 송급 제어 신호 Pc를 출력한다.

풀 송급 속도 설정 회로 FR은, 상기의 평균 송급 속도 설정 신호 Far을 입력으로서, 평균 송급 속도 설정 신호 Far에 대응해서 기억되어 있는 정송과 역송을 주기적으로 반복하는 송급 속도 패턴의 풀 송급 속도 설정 신호 Fr을 출력한다. 이 풀 송급 속도 설정 신호 Fr이 0 이상일 때는 정송 기간이 되고, 0 미만일 때는 역송 기간이 된다.

풀 송급 제어 회로 FC는, 이 풀 송급 속도 설정 신호 Fr 및 상기의 용접 개시 신호 St를 입력으로서, 용접 개시 신호 St가 High 레벨(개시)일 때는 풀 송급 속도 설정 신호 Fr의 값에 상당하는 풀 송급 속도 Fw로 용접 와이어(1)를 송급하기 위한 풀 송급 제어 신호 Fc를 상기의 풀측 송급 모터 WM에 출력하고, 용접 개시 신호 St가 Low 레벨(정지)일 때는 송급 정지 지령이 되는 풀 송급 제어 신호 Fc를 출력한다.

도 2는, 본 발명의 실시 형태 1에 관한 아크 용접 제어 방법을 설명하기 위한 도 1의 용접 전원에 있어서의 각 신호의 타이밍차트이다. 도 2의 (A)는 풀 송급 속도 설정 신호 Fr의 시간 변화를 나타내고, 도 2의 (B)는 풀 송급 속도 검출 신호 Fd의 시간 변화를 나타내고, 도 2의 (C)는 풀 평균 송급 속도 검출 신호 Fad의 시간 변화를 나타내고, 도 2의 (D)는 푸시 송급 속도 수정 신호 Ps의 시간 변화를 나타내고, 도 2의 (E)는 푸시 송급 속도 검출 신호 Pd의 시간 변화를 나타낸다. 상기 도면에 있어서, 용접 전류 Iw 및 용접 전압 Vw의 시간 변화는 도 3과 동일하므로 도시는 생략하고 있다. 이하, 동 도면을 참조하여 설명한다.

도 2의 (A)에 도시하는 바와 같이, 풀 송급 속도 설정 신호 Fr은, 용접 중의 5주기분의 파형이며, 각 주기 모두 미리 정한 동일한 정현파 형상의 파형이다. 플러스의 값일 때가 정송 지령이 되고, 마이너스의 값일 때가 역송 지령이 된다.

도 2의 (B)에 도시하는 바와 같이, 풀 송급 속도 검출 신호 Fd는, 풀 송급 속도 설정 신호 Fr로부터 어긋나 정현파 형상으로 변화되는 파형이며, 3주기째 이후의 파형이 그 이전의 파형보다도 평균값이 작아지도록 변화되어 있다. 이것은, 3주기째의 개시 시점인 시각 t1로부터 송급 저항이 변동되어 커졌기 때문이다.

이에 응동하여, 도 2의 (C)에 도시하는 바와 같이, 풀 평균 송급 속도 검출 신호 Fad는, 시각 t1까지는 일정값이며, 시각 t1로부터 점차 작아지고, 4주기째가 개시되는 시각 t2 이후는 시각 t1 이전의 값보다도 작은 값으로 일정값이 된다. 도 2의 (D)에 도시하는 푸시 송급 속도 수정 신호 Ps 및 도 2의 (E)에 도시하는 푸시 송급 속도 검출 신호 Pd는, 시각 t1 이전은 도 2의 (C)에 도시하는 풀 평균 송급 속도 검출 신호 Fad와 동등하게 되어 있다. 시각 t1로부터 송급 저항이 커지도록 변동되었기 때문에, 풀 평균 송급 속도 검출 신호 Fad는 작아지고, 이 결과, Pd<Fad가 상태가 된다. 이 때문에, 도 1의 푸시 송급 속도 수정 회로 PS에 의해, 도 2의 (E)에 도시하는 푸시 송급 속도 수정 신호 Ps가 수정되어 작아진다. 이에 수반하여 도 2의 (D)에 도시하는 바와 같이, 푸시 송급 속도 검출 신호 Pd도 시각 t1로부터 작아진다. 이와 같이 하여, 도 2의 (E)에 도시하는 바와 같이, 푸시 송급 속도 수정 신호 Ps는, 시각 t1로부터 작아지고, 시각 t2 이후는 일정값이 된다. 그리고, 도 2의 (D)에 도시하는 바와 같이, 푸시 송급 속도 검출 신호 Pd도, 시각 t1로부터 작아지고, 시각 t2 이후는 일정값이 된다.

따라서, 송급 저항이 변동되어, 풀 송급 속도 Fw의 평균값이 변동되어도, 이에 추종하여 푸시 송급 속도 수정 신호 Ps가 수정되기 때문에, 풀 송급 속도 Fw의 평균값과 동등하게 되도록 푸시 송급 속도 Pw가 제어된다. 이 결과, 항상, 풀 송급 속도 Fw의 평균값과 푸시 송급 속도 Pw가 동등한 상태가 되고, 용접 와이어의 송급 상태는 안정하게 된다.

상기에 있어서, 푸시 송급 속도 수정 신호 Ps의 수정을, 풀 송급 속도 설정 신호 Fr 또는 풀 송급 속도 검출 신호 Fd의 주기와 동기해서 행하고, 소정 주기마다 수정하도록 해도 된다. 또한, 상기에 있어서는, 풀 송급 속도 설정 신호 Fr이 정현파 형상으로 변화되는 경우를 예시했지만, 사다리꼴 물결 형상, 삼각 물결 형상 등으로 변화되도록 해도 된다.

상술한 실시 형태 1에 의하면, 풀측 송급 모터의 평균 송급 속도를 검출하고, 푸시 송급 속도 설정값을 이 검출된 풀측 송급 모터의 평균 송급 속도로 수정한다. 이에 의해, 송급 저항이 변동되어, 풀측 송급 모터의 평균 송급 속도(풀 송급 속도 Fw의 평균값)가 변동되어도, 이에 추종하여 푸시 송급 속도 설정값이 수정(푸시 송급 속도 수정 신호 Ps)되기 때문에, 풀측 송급 모터의 평균 송급 속도와 동등하게 되도록 푸시 송급 모터의 송급 속도(푸시 송급 속도 Pw)가 제어된다. 이 결과, 항상, 풀측 송급 모터의 평균 송급 속도와 푸시 송급 모터의 송급 속도가 동등한 상태가 되고, 용접 와이어의 송급 상태는 안정하게 된다. 이 때문에, 본 실시 형태에서는, 푸시 풀 송급 제어에 의해 용접 와이어의 정송과 역송을 주기적으로 반복하는 용접에 있어서, 송급 저항이 변동되어도, 용접 와이어의 송급 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.

또한, 실시 형태 1에 의하면, 용접 종료 시에, 수정된 상기 푸시 송급 속도 설정값을 기억할 수 있다. 즉, 용접이 종료된 시점에 있어서의 최종적으로 수정된 푸시 송급 속도 설정값을 기억할 수 있다. 이에 의해, 다음의 용접에 있어서는, 수정 완료된 적정한 푸시 송급 속도 설정값으로 용접을 개시할 수 있으므로, 용접 품질의 안정화를 더욱 도모할 수 있다.

또한, 실시 형태 1에 의하면, 푸시 송급 속도 설정값의 수정값으로 변화 범위를 설정하고 있다. 즉, 수정값으로 상한값과 하한값을 설정하고, 변화 범위를 제한하고 있다. 이 변화 범위는, 용접 상태가 안정이 되는 범위로서 설정된다. 이에 의해, 수정에 의해 용접 상태가 불안정 상태로 되는 것을 억제할 수 있다.

본 발명에 따르면, 푸시 풀 송급 제어에 의해 용접 와이어의 정송과 역송을 주기적으로 반복하는 용접에 있어서, 송급 저항이 변동되어도, 용접 와이어의 송급 상태를 안정적으로 유지할 수 있는 아크 용접 제어 방법을 제공할 수 있다.

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

본 출원은, 2014년 1월 10일 출원된 일본 특허 출원(일본 특허 출원 제2014-003217)에 기초하는 것이며, 그 내용은 여기에 도입된다.

1 : 용접 와이어
2 : 모재
3 : 아크
4 : 용접 토치
5 : 풀측 송급 롤
6 : 푸시측 송급 롤
DV : 구동 회로
Dv : 구동 신호
E : 출력 전압
EA : 전압 오차 증폭 회로
Ea : 전압 오차 증폭 신호
ED : 출력 전압 검출 회로
Ed : 출력 전압 검출 신호
EF : 송급 오차 증폭 회로
Ef : 송급 오차 증폭 신호
ER : 출력 전압 설정 회로
Er : 출력 전압 설정 신호
FAD : 풀 평균 송급 속도 검출 회로
Fad : 풀 평균 송급 속도 검출 신호
FAR : 평균 송급 속도 설정 회로
Far : 평균 송급 속도 설정 신호
FC : 풀 송급 제어 회로
Fc : 풀 송급 제어 신호
Fd : 풀 송급 속도 검출 신호
FR : 풀 송급 속도 설정 회로
Fr : 풀 송급 속도 설정 신호
Fw : 풀 송급 속도
Iw : 용접 전류
MC : 전원 주회로
PC : 푸시 송급 제어 회로
Pc : 푸시 송급 제어 신호
Pd : 푸시 송급 속도 검출 신호
PM : 푸시측 송급 모터
PR : 푸시 송급 속도 설정 회로
Pr : 푸시 송급 속도 설정 신호
PS : 푸시 송급 속도 수정 회로
Ps : 푸시 송급 속도 수정 신호
Pw : 푸시 송급 속도
ST : 용접 개시 회로
St : 용접 개시 신호
Vw : 용접 전압
WL : 리액터
WM : 풀측 송급 모터

Claims (2)

1. 푸시 송급 속도 설정값으로 설정된 송급 속도로 정송 회전하는 푸시측 송급 모터 및 정송 회전과 역송 회전을 주기적으로 반복하는 풀측 송급 모터에 의한 푸시 풀 송급 제어에 의해 용접 와이어를 송급하고, 단락 기간과 아크 기간을 발생시켜 용접을 행하는 아크 용접 제어 방법에 있어서,
   상기 풀측 송급 모터의 평균 송급 속도를 검출하고, 상기 푸시 송급 속도 설정값을 이 검출된 상기 풀측 송급 모터의 상기 평균 송급 속도로 수정하는,
   것을 특징으로 하는 아크 용접 제어 방법.
2. 제1항에 있어서,
   용접 종료 시에, 상기 수정된 상기 푸시 송급 속도 설정값을 기억하는,
   것을 특징으로 하는 아크 용접 제어 방법.

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