JPH0581355B2 - - Google Patents
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- JPH0581355B2 JPH0581355B2 JP59034636A JP3463684A JPH0581355B2 JP H0581355 B2 JPH0581355 B2 JP H0581355B2 JP 59034636 A JP59034636 A JP 59034636A JP 3463684 A JP3463684 A JP 3463684A JP H0581355 B2 JPH0581355 B2 JP H0581355B2
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- Japan
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- welding
- voltage
- circuit
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/06—Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は消費電極である溶接用ワイヤを自動送
給して溶接を行なう溶接用制御装置に関するもの
である。
給して溶接を行なう溶接用制御装置に関するもの
である。
従来例の構成とその問題点
従来例を第１図と第２図により説明する。第１
図は従来の溶接制御装置の回路で、第１図におい
て、１は電源、２は溶接用変圧器部、３は整流・
平滑回路部、４は溶接出力制御素子としてのトラ
ンジスタ、５はリアクトル、６はフライホイルダ
イオード、７は分流器、８はワイヤ送給用モー
タ、９は溶接用ワイヤ、１０は通電チツプ、１１
は溶接アーク、１２は被溶接物母材、１３は電圧
制御回路、１４はワイヤ送給制御回路、１５は演
算回路、１６は設定器回路、１７は溶接電圧値検
出回路、１８は電流計である。
図は従来の溶接制御装置の回路で、第１図におい
て、１は電源、２は溶接用変圧器部、３は整流・
平滑回路部、４は溶接出力制御素子としてのトラ
ンジスタ、５はリアクトル、６はフライホイルダ
イオード、７は分流器、８はワイヤ送給用モー
タ、９は溶接用ワイヤ、１０は通電チツプ、１１
は溶接アーク、１２は被溶接物母材、１３は電圧
制御回路、１４はワイヤ送給制御回路、１５は演
算回路、１６は設定器回路、１７は溶接電圧値検
出回路、１８は電流計である。
この回路において、演算回路１５は設定器回路
１６と溶接電圧値検出回路１７の信号を入力と
し、電圧制御回路１３に一定溶接電圧となるよう
電圧命令値を出力し、ワイヤ送給制御回路１４に
一定ワイヤ送給速度となるようワイヤ送給命令値
を出力するものであつた。従つて、分流器７によ
る溶接電流値信号は電流計１８を動作させるのみ
であつた。
１６と溶接電圧値検出回路１７の信号を入力と
し、電圧制御回路１３に一定溶接電圧となるよう
電圧命令値を出力し、ワイヤ送給制御回路１４に
一定ワイヤ送給速度となるようワイヤ送給命令値
を出力するものであつた。従つて、分流器７によ
る溶接電流値信号は電流計１８を動作させるのみ
であつた。
また、分流器７の電流値信号を演算回路１５に
入力した従来例においても、その検出電流値を溶
接電流Iaのピーク値制御に利用するのみで、検出
電流値を溶接電圧Vaの制御に意図的に利用する
従来例はなかつた。従つて、従来例では溶接電流
Iaが変動しても溶接電圧Vaを一定に保持する制
御が一般であつた。
入力した従来例においても、その検出電流値を溶
接電流Iaのピーク値制御に利用するのみで、検出
電流値を溶接電圧Vaの制御に意図的に利用する
従来例はなかつた。従つて、従来例では溶接電流
Iaが変動しても溶接電圧Vaを一定に保持する制
御が一般であつた。
しかしながら、このような従来例では特にパル
スアーク溶接法のように溶滴をスプレー移行させ
て突出長Ｌが変動しても一定アーク長Ａで安定さ
せて溶接をすることは困難である。このことを第
２図を用いて説明する。
スアーク溶接法のように溶滴をスプレー移行させ
て突出長Ｌが変動しても一定アーク長Ａで安定さ
せて溶接をすることは困難である。このことを第
２図を用いて説明する。
第２図において今、突出長がL0でアーク長が
A0なる動作点a0で溶接されていたとする。この
時、被溶接物母材の形状等により突出長が短くな
つてL0からL1に変動したとする。この場合、従
来の溶接制御装置では溶接電圧を一定値に保持す
るべく動作し、理想的な定電圧特性制御を実現し
たとしても動作点は突出長L1の特性線上のa1点に
しか至らず、第１図の１，２，３等の電源回路部
が垂下特性であつたり、定電圧フイードバツク制
御が完全でない溶接用制御装置においては、a0点
時の溶接電圧VA0よりも低い溶接電圧点VA1なる
動作点a1で安定することになる。
A0なる動作点a0で溶接されていたとする。この
時、被溶接物母材の形状等により突出長が短くな
つてL0からL1に変動したとする。この場合、従
来の溶接制御装置では溶接電圧を一定値に保持す
るべく動作し、理想的な定電圧特性制御を実現し
たとしても動作点は突出長L1の特性線上のa1点に
しか至らず、第１図の１，２，３等の電源回路部
が垂下特性であつたり、定電圧フイードバツク制
御が完全でない溶接用制御装置においては、a0点
時の溶接電圧VA0よりも低い溶接電圧点VA1なる
動作点a1で安定することになる。
しかしながら、突出長L1時のアーク長がA0で
ある溶接電圧Vnを与える動作点はa2点であつて
前述のVA0，VA1のいずれもアーク長A0を維持す
るには低い値となる。この結果、アーク長はA0
よりも小なる値A1となり、著しい場合はスプレ
ー移行せずに溶接用ワイヤが母材溶融池内に突込
み、多大なスパツタ発生の原因となる。
ある溶接電圧Vnを与える動作点はa2点であつて
前述のVA0，VA1のいずれもアーク長A0を維持す
るには低い値となる。この結果、アーク長はA0
よりも小なる値A1となり、著しい場合はスプレ
ー移行せずに溶接用ワイヤが母材溶融池内に突込
み、多大なスパツタ発生の原因となる。
発明の目的
本発明はこのような欠点を解決し、突出長変動
が発生しても同一のアーク長を維持実現すること
を目的とするものである。
が発生しても同一のアーク長を維持実現すること
を目的とするものである。
発明の構成
この目的を達成するために本発明は、溶接電流
値を検出してその値に応じた検出電流値を出力す
る溶接電流値検出回路と、溶接出力の大小を設定
する設定値信号を出力する設定器回路と、電圧命
令値に応じてトランジスタ、サイリスタ等の電力
素子を制御して溶接電圧を制御する電圧制御回路
と、ワイヤ送給命令値に応じてモータ回転速度を
変化させ溶接用ワイヤ送給速度を制御するワイヤ
送給制御回路と、前記検出電流値と設定値とを入
力とし電圧命令値とワイヤ送給命令値とを出力す
る演算回路とで構成され、前記演算回路は、検出
電流値が設定値の電流設定値よりも大きい場合は
その差値に応じた値を設定値による電圧命令値に
加算して溶接電圧を増加させ、検出電流値が設定
値の電流設定値よりも小さい場合はその差値に応
じた値を設定値による電圧命令値から減算して出
力して溶接電圧を減少させるように構成しもので
ある。
値を検出してその値に応じた検出電流値を出力す
る溶接電流値検出回路と、溶接出力の大小を設定
する設定値信号を出力する設定器回路と、電圧命
令値に応じてトランジスタ、サイリスタ等の電力
素子を制御して溶接電圧を制御する電圧制御回路
と、ワイヤ送給命令値に応じてモータ回転速度を
変化させ溶接用ワイヤ送給速度を制御するワイヤ
送給制御回路と、前記検出電流値と設定値とを入
力とし電圧命令値とワイヤ送給命令値とを出力す
る演算回路とで構成され、前記演算回路は、検出
電流値が設定値の電流設定値よりも大きい場合は
その差値に応じた値を設定値による電圧命令値に
加算して溶接電圧を増加させ、検出電流値が設定
値の電流設定値よりも小さい場合はその差値に応
じた値を設定値による電圧命令値から減算して出
力して溶接電圧を減少させるように構成しもので
ある。
実施例の説明
第３図に本発明の一実施例を示しており、第１
図と同一部分については同一番号を付している。
図と同一部分については同一番号を付している。
第３図において、設定器回路１６は溶接用ワイ
ヤ送給速度が第２図に示すF0であると共に溶接
アーク長がA0である設定値信号を演算回路１５
に出力する。F0およびA0はそれぞれ溶接電流設
定信号と溶接電圧設定信号として表現される場合
もある。また第３図ではF0とA0の信号が同一の
信号線に単一の信号として演算回路１５に入力さ
れ、演算回路１５でF0に応じたA0を設定するい
わゆる一元化方式である場合と、設定器回路１６
からF0とA0と別個に複数の信号線で演算回路１
５に入力されるいわゆる個別制御方式である場合
とがある。いずれの場合でも演算回路１５はF0
信号によりワイヤ送給制御回路１４にワイヤ送給
速度F0を実現するワイヤ送給命令値信号M0を送
信する。これと同時に、A0信号により標準的な
突出長L0の場合にA0なるアーク長を実現するた
めの電圧命令値信号Q0を電圧制御回路１３に送
信して溶接アークを発生する。ここで、分流器７
から発生する溶接電流に相当する信号を溶接電流
値検出回路１９で増幅し、演算回路１５が入力し
た結果、前記F0で予定される溶接電流値Ia0に等
しければ、演算回路１５は突出長が標準的な値で
あると判断し、溶接電圧を検出する溶接電圧値検
出回路１７からの信号を前記A0で予定される溶
接電圧値Va0に等しくなるように定電圧フイード
バツク制御を行なう。
ヤ送給速度が第２図に示すF0であると共に溶接
アーク長がA0である設定値信号を演算回路１５
に出力する。F0およびA0はそれぞれ溶接電流設
定信号と溶接電圧設定信号として表現される場合
もある。また第３図ではF0とA0の信号が同一の
信号線に単一の信号として演算回路１５に入力さ
れ、演算回路１５でF0に応じたA0を設定するい
わゆる一元化方式である場合と、設定器回路１６
からF0とA0と別個に複数の信号線で演算回路１
５に入力されるいわゆる個別制御方式である場合
とがある。いずれの場合でも演算回路１５はF0
信号によりワイヤ送給制御回路１４にワイヤ送給
速度F0を実現するワイヤ送給命令値信号M0を送
信する。これと同時に、A0信号により標準的な
突出長L0の場合にA0なるアーク長を実現するた
めの電圧命令値信号Q0を電圧制御回路１３に送
信して溶接アークを発生する。ここで、分流器７
から発生する溶接電流に相当する信号を溶接電流
値検出回路１９で増幅し、演算回路１５が入力し
た結果、前記F0で予定される溶接電流値Ia0に等
しければ、演算回路１５は突出長が標準的な値で
あると判断し、溶接電圧を検出する溶接電圧値検
出回路１７からの信号を前記A0で予定される溶
接電圧値Va0に等しくなるように定電圧フイード
バツク制御を行なう。
もし、突出長が標準的な値L0よりも短くF0で
予定される溶接電流値IF0よりも大ききInの信号
を演算回路１５が溶接電流値検出回路１９から入
力した場合は前記A0で予定される溶接電圧値VA0
から演算回路１５の内部でVA0よりも大なる値の
Vnに修正し、出力電圧制御回路１３に前記Q0よ
りも大なる値とQnなる信号を出力する。すなわ
ち、演算回路１５はnAをある定数としてQn、Q0、
IF0、Inの関係を次式(1)式のように演算する。
予定される溶接電流値IF0よりも大ききInの信号
を演算回路１５が溶接電流値検出回路１９から入
力した場合は前記A0で予定される溶接電圧値VA0
から演算回路１５の内部でVA0よりも大なる値の
Vnに修正し、出力電圧制御回路１３に前記Q0よ
りも大なる値とQnなる信号を出力する。すなわ
ち、演算回路１５はnAをある定数としてQn、Q0、
IF0、Inの関係を次式(1)式のように演算する。
Qn＝Q0＋nA×（In−IF0） ……(1)
演算は演算回路１５内に構成されるマイクロコ
ンピユータおよびソフトウエアプログラムにて実
行される。なお、第２図において前記制御を実行
したために溶接電流は前記Inと異るIn+1なる値に
結果的に移動することになるが、 Ln−IF0＞In+1−In ……(2) なる関係がアーク特性上得られるので、本制御に
より(1)式をｍ回実行すれば、制御回路特性上In+1
＝Inと検知され目標値にきわめて近付いた安定値
に収束する。また(1)式をｍ回実行する間のワイヤ
送給命令値は前述の如くM0のままであり、ワイ
ヤ送給制御回路１４の働きにより一定送給速度を
実現するよう自動制御される。
ンピユータおよびソフトウエアプログラムにて実
行される。なお、第２図において前記制御を実行
したために溶接電流は前記Inと異るIn+1なる値に
結果的に移動することになるが、 Ln−IF0＞In+1−In ……(2) なる関係がアーク特性上得られるので、本制御に
より(1)式をｍ回実行すれば、制御回路特性上In+1
＝Inと検知され目標値にきわめて近付いた安定値
に収束する。また(1)式をｍ回実行する間のワイヤ
送給命令値は前述の如くM0のままであり、ワイ
ヤ送給制御回路１４の働きにより一定送給速度を
実現するよう自動制御される。
一方、突出長が標準的な値L0よりも長くF0で
予定される溶接電流値IF0よりも小さいInなる信
号を演算回路１５が電流値検出回路１９から入力
した場合も前述と同様に下記(3)式となるよう演算
回路１５内に構成されるマイクロコンピユーター
およびソフトウエアブログラムによつて制御され
る。
予定される溶接電流値IF0よりも小さいInなる信
号を演算回路１５が電流値検出回路１９から入力
した場合も前述と同様に下記(3)式となるよう演算
回路１５内に構成されるマイクロコンピユーター
およびソフトウエアブログラムによつて制御され
る。
Qn＝Q0−nB×（IF0−In）、nB＝定数 ……(3)
以上の制御をマイクロコンピユーター制御する
ためのフローチヤートに表現すると第４図のよう
になる。
ためのフローチヤートに表現すると第４図のよう
になる。
第４図において、１は実行経路は検出電流値In
が設定値F0から予定される電流値IF0よりも大き
く、突出長が標準値よりも短いと推測される場合
である。この場合、適正アーク長A0を実現する
ための電圧命令値を前記式(1)によつて再設定し、
これによる予定の溶接電圧値もVA0から修正して
Vnに再設定しなければならない。なお、Vnの突
出長変動による補正形算式も式(1)と同様の計算式
で演算回路１５のマイクロコンピユーターによる
算出される。
が設定値F0から予定される電流値IF0よりも大き
く、突出長が標準値よりも短いと推測される場合
である。この場合、適正アーク長A0を実現する
ための電圧命令値を前記式(1)によつて再設定し、
これによる予定の溶接電圧値もVA0から修正して
Vnに再設定しなければならない。なお、Vnの突
出長変動による補正形算式も式(1)と同様の計算式
で演算回路１５のマイクロコンピユーターによる
算出される。
第４図の２の実行経路は検出前流値Inが設定値
F0から予定される電流値IF0より小さく、突出長
が標準値よりも長いと推測される場合である。
F0から予定される電流値IF0より小さく、突出長
が標準値よりも長いと推測される場合である。
この場合も式(3)によつて第１の経路と同様の補
正計算をしてQnを算出し、Inに応じたVnを算出
する。
正計算をしてQnを算出し、Inに応じたVnを算出
する。
以上が本発明におけるソフトウエアプログラム
フローチヤートでの説明である。なお、第４図は
本発明の基本フローチヤート例であつて、実際の
溶接制御装置においてはこの他の諸条件により複
雑なものとなつているし、同一の制御を実現する
のに異るフローチヤートによつても可能である。
フローチヤートでの説明である。なお、第４図は
本発明の基本フローチヤート例であつて、実際の
溶接制御装置においてはこの他の諸条件により複
雑なものとなつているし、同一の制御を実現する
のに異るフローチヤートによつても可能である。
発明の効果
以上のように本発明によれば、従来パルスアー
ク溶接法等のスプレー移行溶接において、突出長
変動に対する一定アーク長制御が実現され、突出
長変動によるスパツタ発生を防止できるのみなら
ず、他の溶接法においても突出長に応じた適正条
件を自動設定でき、溶接品質の向上、作業性の改
善等、産業界に貢献するものはきわめて多大であ
る。
ク溶接法等のスプレー移行溶接において、突出長
変動に対する一定アーク長制御が実現され、突出
長変動によるスパツタ発生を防止できるのみなら
ず、他の溶接法においても突出長に応じた適正条
件を自動設定でき、溶接品質の向上、作業性の改
善等、産業界に貢献するものはきわめて多大であ
る。
第１図は従来の溶接用制御装置のブロツク回路
図、第２図は突出長変動に対する溶接電圧、電流
の変化を示す特性図、第３図は本発明の一実施例
による溶接用制御装置のブロツク回路図、第４図
は本発明の装置におけるプログラムフローチヤー
トである。 ４……トランジスタ、１３……電圧制御回路、
１４……ワイヤ送給制御回路、１５……演算回
路、１６……設定器回路、１９……溶接電流値検
出回路。
図、第２図は突出長変動に対する溶接電圧、電流
の変化を示す特性図、第３図は本発明の一実施例
による溶接用制御装置のブロツク回路図、第４図
は本発明の装置におけるプログラムフローチヤー
トである。 ４……トランジスタ、１３……電圧制御回路、
１４……ワイヤ送給制御回路、１５……演算回
路、１６……設定器回路、１９……溶接電流値検
出回路。
Claims (1)
- １ 溶接電流値を検出してその値に応じた検出電
流値を出力する溶接電流値検出回路と、溶接出力
の大小を設定する設定値信号を出力する設定器回
路と、電圧命令値に応じてトランジスタ、サイリ
スタ等の電力素子を制御して溶接電圧を制御する
電圧制御回路と、ワイヤ送給命令値に応じてモー
タ回転速度を変化させ溶接用ワイヤ送給速度を制
御するワイヤ送給制御回路と、前記検出電流値と
設定値とを入力とし電圧命令値とワイヤ送給命令
値とを出力する演算回路とで構成され、前記演算
回路は、検出電流値が設定値の電流設定値よりも
大きい場合はその差値に応じた値を設定値による
電圧命令値に加算して出力して溶接電圧を増加さ
せ、検出電流値が設定値の電流設定値よりも小さ
い場合はその差値に応じた値を設定値による電圧
命令値から減算して出力して溶接電圧を減少させ
る機能を有することを特徴とする溶接用制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59034636A JPS60177962A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 溶接用制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59034636A JPS60177962A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 溶接用制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60177962A JPS60177962A (ja) | 1985-09-11 |
| JPH0581355B2 true JPH0581355B2 (ja) | 1993-11-12 |
Family
ID=12419891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59034636A Granted JPS60177962A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 溶接用制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60177962A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2804703B2 (ja) * | 1993-08-19 | 1998-09-30 | 株式会社神戸製鋼所 | 消耗電極式アーク溶接制御装置 |
-
1984
- 1984-02-24 JP JP59034636A patent/JPS60177962A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60177962A (ja) | 1985-09-11 |
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