JPH0367791B2 - - Google Patents

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JPH0367791B2
JPH0367791B2 JP57071831A JP7183182A JPH0367791B2 JP H0367791 B2 JPH0367791 B2 JP H0367791B2 JP 57071831 A JP57071831 A JP 57071831A JP 7183182 A JP7183182 A JP 7183182A JP H0367791 B2 JPH0367791 B2 JP H0367791B2
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JP
Japan
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welding wire
torque
output signal
wire feeding
pull
Prior art date
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Application number
JP57071831A
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English (en)
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JPS58188565A (ja
Inventor
Moritoshi Nagasaka
Akira Nitsuta
Yasuhiro Mori
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Daihen Corp
Original Assignee
Daihen Corp
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Publication date
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Publication of JPH0367791B2 publication Critical patent/JPH0367791B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/12Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/133Means for feeding electrodes, e.g. drums, rolls, motors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tension Adjustment In Filamentary Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は消耗性電極または溶加材として溶接部
に送給される溶接ワイヤ送給装置の改良に関す
る。アーク溶接法においては、溶接ワイヤを安定
して溶接部に送給するためにワイヤ送給装置から
溶接部即ち溶接トーチまで距離をできるだけ短く
することが必要である。一方、作業性の面からは
重量、形状とも大なるワイヤ送給装置は溶接トー
チ部からは離れている方が望しい。このような相
反する要求からは通常はこの距離は6m程度が限
度であつて、それ以上の距離を送給するために
は、溶接ワイヤ送給路に複数のワイヤ送給装置を
設けて長い送給路の途中における送給抵抗の増加
を補償して送給の円滑化を計つたプツシユ・プル
送給方式が採用されている。
このようなプツシユ・プル方式の溶接ワイヤ送
給装置においては、通常特定のワイヤ送給用モー
タ、例えば溶接トーチに最も近い、即ちプル側の
モータのみを溶接条件によつて定まる種々の定速
度で制約し、送給路のワイヤ送出側に近い、即ち
プツシユ側のワイヤ送給用モータは一定のトルク
で運転するように定トルク制御するように構成さ
れている。一般に、定トルク制御される方のモー
タは電機子電流をフイードバツクしてこれを一定
に保つことにより、回転数の変化にかかわらず発
生トルクをほぼ一定に保つように制御されてい
た。一方、本発明者が実用に近い状態の装置を用
いて、ワイヤ送給速度と必要とされるモータトル
クとの関係を調査した結果、第1図に示すような
結果を得た。第1図において横軸は送給速度v
を、縦軸はモータトルクTを示し、速度に対する
必要トルクを曲線イに示す。同図から判るよう
に、送給に必要なモータトルクは速度の約2乗に
比例して増大している。この原因は明確ではない
が、送給路における種々の摩擦力のうちで速度の
関数となる成分が比較的大きな領域を占めるため
であると考えられる。このように変化する必要ト
ルクに対して、プツシユ側モータを同図ロに示す
ように定トルクにて制御すると定速度制御される
プル側モータに必要とされる発生トルクは曲線イ
とロとの差に相当するトルクとなり速度の増加と
ともに急激に増加することになる。一方、モータ
の出力は発生トルクと回転数との積に比例するか
ら定速度制御されるプル側モータに要求される定
格出力は第1図の曲線イとロとの差の最大値と速
度との積に相当する大きなものを選定しておくこ
とが必要である。このため、プル側のワイヤ送給
装置が大形となり、操作や移動に不便であるのみ
ならず大形のモータを使用することから必然的に
応答速度の劣化をもたらすことになる。
このような従来装置に対して、送給路の負荷の
変化に応じてプツシユ側とプル側の各モータの負
荷分担を平均化すべく、例えば特公昭49−14978
号や特公昭49−38421号公報に見られるようにプ
ツシユ側およびプル側の各モータをともに同一電
源あるいは同一の制御信号によつて制御される電
源で駆動したり、あるいは特公昭46−43971号、
特開昭54−112755号、特開昭56−30082号公報等
に見られるように定速度制御される方の負荷状態
を定速度制御される方のモータの電機子電流とし
て検出して、この検出した負荷状態に応じて定ト
ルク制御されるモータの発生トルクを制御するも
のが提案されている。しかるに前者の同一電源ま
たは同一制御信号によるものは各モータは略定速
度制御されるかあるいはトルクの増加に対して速
度の降下度が少ないモータを使用しているので両
モータが互いに影響を及ぼし合い十分な定速度送
給が得られない欠点があつた。また後者の定速度
側モータの電機子電流を検出する方式のものは、
理論的には良好な送給が得られるはずであるが安
定性が悪く実用的ではなかつた。即ちプツシユ・
プル方式により溶接ワイヤを送給するよう溶接機
においては、一般にプツシユ側モータとプル側モ
ータとの間は10m以上、時には30mを越す長い距
離があり両者の間には送給路内においてワイヤの
弛みや一時的な摩擦抵抗の変化があり、モータの
電機子電流の変動が大きく、必らずしもプル側モ
ータの電流が送給速度に対応せず、フイードバツ
ク制御系が極めて不安定になり実用的でなかつ
た。
本発明の第1の発明は、プル側モータを定速度
制御するとともにプツシユ側モータの発生トルク
を電極ワイヤの送給速度に対応した成分を含めた
トルクに制御することによつて、送給速度の変化
にともなつて発生する送給路の必要トルクの変化
を主としてプツシユ側モータの発生トルクを変化
させることによつて補償する構造としたもので、
プル側モータの容量を極力小形軽量化することが
可能となり、操作や移動が容易でかつ極めて安定
した送給を行い得るものである。また本発明の第
2の発明は第1の発明に加えてプル側モータの速
度変動信号をプツシユ側モータのトルク設定信号
に加算して過渡特性をも改善したものである。
第2図は本発明の第1の発明の実施例を示す接
続図である。図において、1は溶接ワイヤ2をコ
イル状に巻いて順次くり出すようにしたワイヤリ
ール、3は送給路のワイヤリール側に近く設けら
れたプツシユ側モータであり、機械的に連結され
た送給ロール301によつてワイヤを送出する。
4は送給路の溶接トーチ5側に設けられたプル側
モータであり、送給ロール401によつて溶接ワ
イヤを引き出し溶接トーチ5に供給する。送給ロ
ール301と送給ロール401および溶接トーチ
5との間にはそれぞれガイドとなる可撓性のコン
ジツト6が設けられている。7は送給速度設定器
であり、8は比較器、9は増幅器、10はプル側
モータ4の回転速度を検出する速度検出器であ
る。また11はプツシユ側モータの最低トルクを
設定する最低トルク設定器であるが速度範囲が低
速にまで及ばなければ省略できる。12は加算
器、13は比較器、14は増幅器、15はトルク
検出器でありプツシユ側モータ3の電機子電流を
検出する電流検出器が用いられる。16は係数器
であり送給速度設定器7の出力に係数k(k≠0)
を乗じて加算器12に供給するものである。同図
の例において、プル側モータ4は送給速度設定器
7の出力Vrと速度検出器10の出力、例えばプ
ル側モータ4の電機子電圧Vfとを比較し差信号
Vr−Vfを増幅器9で増幅したものによつて送給
速度設定器7によつて設定された速度に制御され
る。一方、送給速度設定器7の出力Vrは係数器
16に係数kを乗じられて加算器12において最
低トルク設定器11の出力Tnと加算されてトル
ク設定信号Tr=Tn+kVrとなる。このトルク設
定信号Trはプツシユ側モータ3の出力トルク検
出器15の出力Tfと比較器13に比較され差信
号が演算されて増幅器14を経てプツシユ側モー
タ3を駆動する基準信号となる。ここで係数kは
コンジツト6の長さや構造、溶接ワイヤの形状、
材質などによ適当に選定する。第3図は本発明を
実施したときの送給速度vに対するトルクTの関
係を示す線図であり、第1図に示した線図と同様
に曲線イは送給に必要なトルクを示す。曲線イの
ような変化をする必要トルクに対してプツシユ側
モータ3の発生トルクハに示すようにトルク設定
信号として(Tn+kVr)を用いて送給速度に正
比例する成分を含ませたものとすると、プル側モ
ータ4に要求されるトルクは曲線ニに示すように
イ−ハに等しいトルクだけとなり、送給速度の増
加によつても、プル側モータに要求されるとトル
クはあまり増加しないものとなる。このときプル
側モータ4に実際に必要なトルクはモータや減速
装置自体による損失がこれに加算されたものとな
るが、これらを加算してもプル側モータ4に必要
な出力は小さなものですむことになる。
第2図の実施例においては、係数器16として
送給速度設定器7の出力Vrをk倍するものにつ
いて説明したが、係数kは定数に限定されるもの
ではなく、送給速度設定器7の出力Vrに比例し
た変数としてもよい。この場合には、プツシユ側
モータ3の発生するトルクは第3図に破線ハ′で
示すように溶接ワイヤ送給速度に対応して必要と
されるトルクの変化特性に類似の形となり、プル
側モータ4の出力トルクは第3図に破線ニ′で示
すように送給速度に無関係にあるいは送給速度に
反比例したトルクでよいことになり、プル側モー
タの出力を常に一定とすることもできる。
第2図の実施例を用いるときは、溶接ワイヤ送
給速度の増加に対して必要となるトルクの増加分
をプツシユ側モータによつて負担させることがで
きるので平衡状態においては所期の目的を達する
ことができる。しかし送給速度の設定値を変化さ
せなくても可撓性コンジツトの曲率の変化など送
給路状態の一時的な変化のような外的要因によつ
ても送給抵抗が変化して必要な送給力も変化す
る。したがつて速度成分をトルク設定信号に加算
するようにした第2図の実施例においては、この
必要な送給力の変化分はプツシユ側モータによつ
ては何ら補償されず、すべてプル側モータによつ
て負担することになる。このような一時的な変化
や送給速度の設定値を変化させたときの過渡的な
ワイヤ送給速度の加減速時に対してもプル側モー
タの負担を軽減してプル側モータをより小さな定
格のものにし得るようにしたものが第2の発明で
あり、その実施例の接続図を第4図に示す。同図
において第2図と同様の機能を有するものには同
符号を付してある。16および17は送給速度設
定器7の出力信号Vfおよび比較器8の出力信号
v=Vr−Vfにそれぞれ係数k1およびk2(k1≠0、
k2≠0)を乗じる係数器であり、18はトルク設
定器11の出力Tnと係数器16の出力k1Vrと係
数器17の出力k2vとを加算する加算器である。
同図の装置においてプル側モータ4の動作は第2
図の実施例と同様であるので説明を省略する。プ
ツシユ側モータ3は加算器18の出力 Tr=Tn+k1Vr+k2v =Tn+k1Vr+k2(Vr−Vf) によつて定まる所定のトルクを発生するようにト
ルク検出器15および比較器13によつて制御さ
れる。したがつてプツシユ側モータ3は送給速度
の成分以外に送給路6の抵抗の変化や設定速度の
変更時においてプル側モータに速度誤差v=Vr
−Vfが生じたときにもこれを補償する方向に発
生トルクが変化し、送給路に要求される必要トル
クの変化を完全に補償するように動作する。なお
第4図の実施例においては加算器18と比較器1
3と設けたが一組の演算増幅器を用いて(Tn
k1Vr+k2v−Tf)を演算させるものでもよい。ま
た第2図および第4図の実施例において用いる比
較器9,14としてはアナログ式のものを用いる
ように説明したが、入力信号に応じてチヨツパ制
御により出力を制御するものを用いてもよい。さ
らに、溶接ワイヤ送給路において複数のプツシユ
側モータを設けるときにはすべてのプツシユ側モ
ータによつて発生するトルクの総計を加算器13
または18の出力信号に応じたトルクに制御する
ように各モータを制御すればよい。また増幅器1
4として入力信号に応じた定電流出力を生ずるも
のを用いるときには、トルク検出器15および比
較器13を省略することができる。
以上のように本発明においては、溶接ワイヤの
送給速度に応じて定トルクを制御するプツシユ側
モータの出力トルクを決定するようにしたので送
給速度の変化に応じて変化する送給力の変化をプ
ツシユ側モータの出力トルクにより完全に補償す
ることができるのでプル側モータを小容量のもの
とすることができ、これにともなつてプル側ワイ
ヤ送給装置を小形、軽量化することができ操作性
および移動性に優れた装置を得ることができる。
特に本発明の第2の発明においては過渡的な速度
変化に対してもプツシユ側モータのトルクをこれ
を補償する方向に制御するので応答性の極めて優
れた装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は送給速度と必要トルクとの関係を示す
線図、第2図は本発明の第1の発明を実施すると
きの例を示す接続図、第3図は本発明を実施した
ときの送給速度に対するトルクの関係を示す線
図、第4図は本発明の第2の発明を実施するとき
の例を示す接続図である。 3……プツシユ側モータ、4……プル側モー
タ、7……送給速度設定器、8,13……比較
器、9,14……増幅器、10……速度検出器、
11……最低トルク設定器、12,18……加算
器、15……トルク検出器、16,17……係数
器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 溶接ワイヤ送給路の供給側あるいは途中に設
    けられた1つ以上のプツシユ側モータで溶接ワイ
    ヤを送出するとともに、送給路の溶接トーチ側に
    設けられたプル側モータによつて該溶接ワイヤを
    引き出しながら溶接トーチに送給するプツシユ・
    プル式溶接ワイヤ送給装置において、溶接ワイヤ
    送給速度設定器と、前記プル側モータの回転速度
    を前記溶接ワイヤ送給速度設定器の出力信号に対
    応して制御するプル側モータ制御回路と、前記プ
    ツシユ側モータの発生トルクの最低値を設定する
    トルク設定器と、前記トルク設定器の出力信号と
    前記溶接ワイヤ送給速度設定器の出力信号に対応
    した信号との和を入力とし、入力信号に応じたト
    ルクで前記プツシユ側モータを駆動するプツシユ
    側モータ制御回路と具備した溶接ワイヤ送給装
    置。 2 前記プツシユ側モータをワイヤ送給路に複数
    個設け、すべてのプツシユ側モータの発生トルク
    の総計を前記トルク設定器の出力信号と前記溶接
    ワイヤ送給速度設定器の出力信号に対応した信号
    との和に応じたトルクに制御する特許請求の範囲
    第1項に記載の溶接ワイヤ送給装置。 3 溶接ワイヤ送給路の供給側あるいは途中に設
    けられた1つ以上のプツシユ側モータで溶接ワイ
    ヤを送出するとともに送給路の溶接トーチ側に設
    けられたプル側モータによつて該溶接ワイヤを引
    き出しながら溶接トーチに送給するプツシユ・プ
    ル式溶接ワイヤ送給装置において、溶接ワイヤ送
    給速度設定器と、溶接ワイヤ送給速度検出器と、
    前記溶接ワイヤ送給速度設定器の出力信号と前記
    溶接ワイヤ送給速度検出器の出力信号との差を演
    算する減算器と、前記減算器の出力信号に応じて
    前記プル側モータの回転速度を制御するプル側モ
    ータ制御回路と、前記プツシユ側モータの発生ト
    ルクの最低値を設定するトルク設定器と、前記ト
    ルク設定器の出力信号と前記減算器の出力信号と
    前記溶接ワイヤ送給速度設定信号に対応した信号
    との和を入力とし入力信号に応じたトルクで前記
    プツシユ側モータを駆動するプツシユ側モータ制
    御回路とを具備した溶接ワイヤ送給装置。 4 前記プツシユ側モータをワイヤ送給路に複数
    個設けるときは、すべてのプツシユ側モータの発
    生トルクの総計を前記トルク設定器の出力信号と
    前記減算器の出力信号と前記溶接ワイヤ送給速度
    設定器の出力信号に対応した信号との和に応じた
    トルクに制御する特許請求の範囲第3項に記載の
    溶接ワイヤ送給装置。
JP7183182A 1982-04-28 1982-04-28 溶接ワイヤ送給装置 Granted JPS58188565A (ja)

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JP7183182A JPS58188565A (ja) 1982-04-28 1982-04-28 溶接ワイヤ送給装置

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JP7183182A JPS58188565A (ja) 1982-04-28 1982-04-28 溶接ワイヤ送給装置

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JPS58188565A JPS58188565A (ja) 1983-11-04
JPH0367791B2 true JPH0367791B2 (ja) 1991-10-24

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ID=13471878

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JP7183182A Granted JPS58188565A (ja) 1982-04-28 1982-04-28 溶接ワイヤ送給装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106001858A (zh) * 2016-06-28 2016-10-12 陈铭鸿 一种焊机送丝机装置
US11433470B2 (en) * 2018-07-30 2022-09-06 Illinois Tool Works Inc. System and method to control two wire feed motors

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS54112755A (en) * 1978-02-23 1979-09-03 Kobe Steel Ltd Welding wire feeder

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JPS58188565A (ja) 1983-11-04

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