JPH064192B2 - ア−ク溶接制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、出力設定値とこの出力設定値に見合う出力が
得られるときの溶接機本体に対する実際指令値とこのと
きの出力検出値であるフイードバツク値とを１組のデー
タとして記憶し、溶接時に先に記憶したデータから要求
された出力設定値に対応する指令値を読み出して溶接機
本体に供給する方式のアーク溶接制御装置に関するもの
である。

従来技術 一般にアーク溶接装置においては出力電流値，電圧値，
溶接速度などを設定し、設定値に対して出力値をフイー
ドバツクしてクローズドループを構成して所要の値を得
るように構成されている。しかし、このようなフイード
バツク制御系においては適用する溶接法や溶接機器，材
料などがかわると出力設定器の同一の設定位置に対して
も実際の出力値が種々変化し、同一の値を得ることがで
きず、このために出力設定器には正しい直読目盛を付す
ことができなかつた。例えば定量圧特性の電源を用いる
消耗電極式アーク溶接法においては、電極ワイヤを略一
定速度で送給し、溶接電流がこのワイヤ送給速度に比例
することから溶接電流を設定する信号としてワイヤ送給
速度を指定する。このワイヤ送給速度を設定値に保つこ
とによつて、「ワイヤ送給量＝ワイヤ溶融量」となる値
の溶接電流が流れることになる。このように溶接電流は
ワイヤ送給量によつて定まるから、もしワイヤの材質や
直径が変更されると同じ溶融量に必要な電流は当然変化
するから同一送給量に対しても全く別の電流が流れるこ
とになる。さらにこれらの外的要因が同じであつても溶
接電源やワイヤ送給速度はその出力値の大小によつて出
力変動率が一定でないために出力電圧値が異なれば同じ
ワイヤ送給速度に対しても溶接電流は異つた値となつて
しまう。

さらにまた出力設定器と溶接電源やワイヤ送給装置など
の溶接機本体とを分離して設置する大形の溶接装置や溶
接用ロボツトのように別の装置から出力設定信号を供給
するときには設定器の出力信号とれら被制御対象である
溶接機本体の受け入れ得る信号とが完全に一致している
ことが必要であり、これらの信号の種類が異なるときは
もちろん、その種類が同じである場合にも定格容量の違
いなどによりレベルが異なると全く見当違いの出力が発
生することになる。このために、これら大形の溶接装置
や溶接ロボツトにおいてはこれらと組合わせる溶接電源
やワイヤ送給装置がそれぞれ特定のものに限られてお
り、機器構成上の自由度はほとんどないものであつた。

上記問題点を解決するものとして本発明者は先に出力設
定値にて設定された出力値に実際出力が一致するまで手
動にて指令値を調整した後にこのときの設定値と実際指
令値との組合せを１組のデータとして記憶する教示手段
を設け、実際の溶接時には、出力設定器にて設定された
出力要求値に対して先に記憶したデータを読み出して対
応する指令値を溶接機本体に供給し、溶接機本体はこの
出力指令値を入力信号とし、入力信号に対応する出力が
得られるようにフイードバツク制御する方式のアーク溶
接制御装置を提案した。この方式によるときは、あらか
じめ教示操作によつて溶接機本体の入出力特性を制御装
置に憶え込ませることができるので、組合わせる溶接機
本体の構成が定まれば出力設定値と実際出力値とがよく
一致するものが得られる。しかし、この装置においても
作業者が交替して溶接時のトーチ位置が変化したり、ま
た作業者が同じであつても手振れや被溶接物の段差など
によつて溶接トーチと被溶接物の表面との距離が変化
し、アーク長や溶接トーチからのワイヤの突出し長さが
変化したときには、設定値通りの出力が得られないこと
がある。

例えば、定電圧特定の溶接電源を用いてワイヤを出力電
流指定値に対応した一定速度で送給する場合を考える。

出力電流および出力電圧がそれぞれ（Ｉ_w，Ｅ_w）として
設定されると、この組合せに対応した指令値（Ｉ_r，
Ｅ_r）が読み出されてそれぞれワイヤ送給装置および溶
接電源に供給されることになる。溶接電源は、この指令
値Ｅ_rを受けて出力電圧が指令電圧に対応した値となる
ようにそれ自体でフイードバツク制御し、一方ワイヤ送
給装置は、指令値Ｉ_rを受けてワイヤ送給電動機を駆動
し、その速度が指令値に対応した値となるようにフイー
ドバツク制御される。このとき、もし溶接トーチと被溶
接物との間の距離が先のデータ記憶時の距離と等しけれ
ばそのときのアーク電圧と溶接電流とが再現されて設定
通りの出力が得られる。しかし、溶接トーチと被溶接物
との距離がデータ記憶時の値と異なると、同一の出力電
圧、ワイヤ送給速度を再現してもアーク電圧，溶接電流
はもとの値が得られないことになる。いま仮に被溶接物
の表面が急に低くなり溶接トーチと被溶接物との距離が
長くなつたときを考える。この距離の変化は最初アーク
長の変化として現われる。このためにアーク電圧はこの
アーク長の長くなつた分だけ増加しようとするが、これ
は溶接電源により設定値に拘束されるために溶接電源の
電圧電流特性曲線に沿つて溶接電流が大きく低下するこ
とになる。この間ワイヤーは一定の速度で送られている
から溶接電流の低下した分だけワイヤの溶融量が減少
し、このためにワイヤの溶接トーチからの突出し長さが
増加する。このワイヤ突出し長さが増加した分だけアー
ク長が減少することになる。このためにアーク電圧は次
第に低下し先と逆に溶接電流は増加し始める。一方ワイ
ヤ突出し長さが増加するとこの突出し部分を流れる電流
のためにワイヤの固有抵抗による発熱量が増加し、この
アーク電圧の低下による溶接電流の増加分とワイヤ突出
し長さの増加による発熱量の増加分との和によつて定ま
るワイヤの溶融量がワイヤ送給速度に一致したところで
新しい平衡状態に達して安定することになる。このとき
ワイヤ突出し長さ，溶接電流およびアーク電圧はともに
先のデータ記憶時の値とは異なり、結局、出力指令値Ｉ
_r，Ｅ_rはもとの値であるにもかかわらず予定の出力が得
られず、アーク柱に投入される電力＝（アーク電圧）×
（溶接電流）が変化することになる。このためにワイヤ
の溶融量は変わらないものの被溶接物を溶融する範囲、
即ち溶け込み量が変化することになつて所定の溶接結果
が得られないことになる。同様の現象は、定電流特性の
電源を用いて、アーク電圧によつてワイヤ送給速度を制
御する方式の場合にも発生する。この場合には、溶接ト
ーチと被溶接物との間の距離の変化によりワイヤ突出し
長さが変化し、この突出し部分に発生する電圧降下の変
化に応じてアーク電圧が変化し、上記と同様の結果とな
る。したがつていずれの場合も所定の出力が得られず、
予め実験によつてデータを記憶する方式の効果が半減す
るものであつた。

発明の概要 本発明は、最初に教示操作として再生用出力設定器を所
定の目盛位置としてこれらに対して実際に溶接装置に出
力設定用の基準信号を供給する教示用出力設定器を手動
にて調整し、これによって出力が再生用出力設定器の設
定目盛に等しい値が得られたときに、このときの教示用
出力設定器の出力値を実際の出力指令値として、このと
きの再生用出力設定器の出力信号と組合せて記憶するこ
とを複数の再生用出力設定器の目盛に対してくりかえし
実行し、実際の溶接を行う時には、再生用出力設定器に
て所望の値を選定し、この選定値に対応する出力指令値
を先に記憶したデータから直接または演算によって求め
た値を取り出して実際の出力指令値を決定するようにし
た記憶再生式アーク溶接制御装置において、記憶するデ
ータとして出力設定値と出力指令値に加えて正常出力時
のフイードバツク値を１組のデータとして記憶し、再生
時にこの記憶したフイードバツク値と実際のフイードバ
ツク値とを比較し差が減少する方向に指令値を修正する
ようにし、またこの修正量が一定以上となつたとき、ま
たは読み出したフイードバツク値と実際のフイードバツ
ク値との間に一定以上の差が生ずると異常と判断して警
報、出力停止などの処置を行うようにしたアーク溶接制
御装置を提案したものであり、本発明によれば種々の溶
接条件の変更や組合わされる溶接機に無関係に、かつ教
示時と異なるトーチ高さで溶接を行つても常に設定値通
りの出力が得られ、また万一フイードバツク系に故障が
生じて設定値に倣うことができない場合には警報、出力
停止などの処置が行なわれて不良溶接を未然に防止し得
るようにしたものである。

実施例 第１図は、本発明のアーク溶接制御装置の実施例を示す
接続図である。同図は溶接電流を消耗電極ワイヤの送給
速度によつて制御し、溶接電圧は溶接電源の出力電圧を
制御する方式の装置に本発明を実施するときの例を示し
たものである。同図において１は溶接電源であり同図の
実施例においては出力電圧が調整可能な略定電圧特性の
電源を用いる。２は消耗電極ワイヤ６（以降単にワイヤ
という）の送給速度を制御するための電動機制御部であ
り、溶接電流設定信号に応じて電動機３の回転速度を制
御する。４は電動機３に連結されたワイヤ送給用ロー
ル、５は被溶接物であり、溶接電源１の出力は、ワイヤ
６と被溶接物５とに供給される。７は溶接電流の検出部
でありシヤント抵抗器、直流変流器などを用いて溶接電
流を検出し適当な平滑回路、ローパスフイルタなどを通
して溶接電流の平均値を検出するものである。８は溶接
電圧検出部であり、ワイヤ６と被溶接物５との間の電圧
を検知し電流検出部７と同様に平均値化した出力を得る
ものである。９は手動調整する教示用出力設定器であ
り、同図の実施例の場合には、溶接電流教示用設定器Ｖ
Ｒ１および溶接電圧教示用設定器ＶＲ２からなる。１０
は再生用出力設定器であり、例えばサムロータリースイ
ツチのようなデイジイタルスイツチが用いられ、溶接電
流再生用設定器１０１および溶接電圧再生用設定器１０
２からなり、デイジイタル信号または電圧信号が出力さ
れる。１１は教示時に教示用出力設定器９を手動にて調
整し、電流検出部７および電圧検出部８によつて得られ
る出力がそれぞれ再生用出力設定器１０の設定値に等し
くなつたときに、このときの教示用出力設定器９の出力
信号Ｉ_r，Ｅ_rを出力指令値として再生用出力設定器１０
の出力Ｉ_w，Ｅ_wおよびそのときのフイードバツク信号、
即ち電流検出部７の出力と電圧検出部８の出力とを１組
のデータ（Ｉ_r，Ｉ_w，Ｉ_o），（Ｅ_r，Ｅ_w，Ｅ_o）として
記憶する実データ記憶部であり、１２は実データ記憶部
１１に格納されたデータうち相隣接する２つの出力設定
値，出力指令値およびフイードバツク値の組合せ、例え
ばＩ_r1，Ｉ_w1，Ｉ_o1とＩ_r2，Ｉ_w2，Ｉ_o2とから、これら
の中間の出力指令値を出力電流の適当なピツチ△Ｉ_W毎
に直線近似により演算して近似データ、即ちＩ_w1＋n△
Ｉ_wに対応する指令値Ｉ_r1＋n△Ｉ_rおよびフイードバツ
ク値Ｉ_o1＋n△Ｉ_oを算出する近似データ演算部、１３は
この近似データ演算部１２の出力データを記憶する近似
データ記憶部であり、実データ記憶部１１の出力データ
とこれらの中間的な位置のデータを演算によつて求めた
近似データとがともに記憶される。１４は教示時に教示
用出力設定器９の出力値を出力指令値としてそのときの
対応する再生用出力設定器１０の出力および電流検出部
７と電圧検出部８の両出力とともに実データ記憶部１１
に伝送し、再生時には再生用出力設定器１０の設定値が
指定されたときにこれに対応した出力指令値とフイード
バツク値とを近似データ記憶部１３から読み出す記憶再
生制御部である。１５は表示部であり、近似データ記憶
部１３の出力および電流検出部７と電圧検出部８との各
出力を入力とし、溶接開始前は近似データ記憶部１３か
ら読み出した出力のうちフイードバツク信号Ｉ_o，Ｅ_oを
表示し、溶接中は各検出部の出力Ｉ_a，Ｅ_aを表示するよ
うに入力信号を切替える切替回路１５１とこの結果を表
示する表示器１５２を備えている。１６は教示および再
生を切替えるためのモード切替スイツチであり、教示時
にのみ教示用出力設定器９の各出力を直接溶接機本体で
ある溶接電源１およびワイヤ送給電動機制御部２に供給
するように記憶再生制御部１４のモードを切替えるもの
である。１７は教示時に教示用出力設定器９を調整して
再生用出力設定器１０の設定値に出力電流および出力電
流が一致したことを表示部１５にて確認したときに教示
用出力設定器９の出力、再生用出力設定器１０の出力お
よびそのときのフイードバツク値の組合せ、Ｉ_r，Ｉ_w，
Ｉ_oおよびＥ_r，Ｅ_w，Ｅ_oを実データ記憶部１１に記憶さ
せる指令信号を入力するための押ボタンスイツチであ
る。１８は比較器１８１および出力電流指令値修正部１
８２からなる出力電流指令値修正手段、１９は比較器１
９１および出力電圧指令値修正部１９２からなる出力電
圧指令値修正手段である。

第１図に示した実施例の動作を第２図の説明図によつて
説明する。

溶接機本体と制御装置とを組合せた当初においては実出
力指令値記憶部１１には全くデータがなく、したがつて
近似出力指令値記憶部１３にも当然データは格納されて
いないので、モード切替スイツチ１６を教示側（Ｔ側）
として所要出力値を得るための指令値を装置に教え込む
作業を行う。第２図(a)ないし(c)を参考に出力電圧を固
定として出力電流の教示を行うときの手順を説明する。
初めに第２図(a)のの点を教示する。再生用出力設定
器１０の電流設定器１０１を溶接機本体の最小出力値Ｉ
_w1に設定する。また、再生用電圧設定器１０２も最小出
力値Ｅ_w1に設定する。この状態でテスト溶接を行ない教
示用出力設定器９の電流設定器ＶＲ１および電圧設定器
ＶＲ２を手動にて操作し表示部１５の表示が再生用出力
設定器１０の各設計値Ｉ_w1、Ｅ_w1に一致するように調整
する。この調整が得られた状態で押ボタンスイツチ１７
を押して、第２図(a)のに相当する設定値Ｉ_w1，
Ｅ_w1，指令値Ｉ_r11，Ｅ_r11およびフイードバツク値
Ｉ_o1，Ｅ_o1を１組のデータとして実データ記憶部１１に
記憶する。次に再生用出力電圧設定器１０２の設定はそ
のままＥ_w1とし、再生用電流設定器１０１の設定を溶接
機本体の最高出力電流に略相当する第２図(a)のの位
置に相当するＩ_w2に変更し、再びテスト溶接する。この
テスト溶接時においても先と同様に教示用出力設定器９
の各設定器ＶＲ１およびＶＲ２を手動にて表示部１５の
表示Ｉ_aおよびＥ_aがそれぞれ設定値Ｉ_w2およびＥ_w1に等
しくなるまで操作し、所定の出力が得られたところで押
ボタンスイツチ１７を押してそのときの各設定器の出力
（Ｉ_w2，Ｅ_w1，Ｉ_r21，Ｅ_r21，Ｉ_o2，Ｅ_o1）を第２図の
に相当する１組のデータとして実データ記憶部１１に
記憶する。このとき実データ記憶部１１には先に記憶さ
れたに相当するデータが格納されているので近似デー
タ演算部１２はこの隣接する２組のデータ（Ｉ_w1，
Ｅ_w1，Ｉ_r11，Ｅ_r11，Ｉ_o1，Ｅ_o1）と（Ｉ_w2，Ｅ_w1，Ｉ
_r21，Ｅ_r21，Ｉ_o2，Ｅ_o1）とからこれらの中間部分のデ
ータがすべて第２図(a)の間を結ぶ直線上にあるも
のと仮定して直線近似、即ち比例計算により再生用出力
設定値Ｉ_wの適当なピーチ△Ｉ_w毎に演算し、演算結果を
出力電圧Ｅ_w1に対するデータとして近似データ記憶部１
３に記憶する。もちろんこれらの間に位置する定しい実
データは溶接機本体の出力特性によつて異なり、またこ
れらが正しく正比例するとは限らないが、これらは後述
するように教示点数が多くなればなるほど正しい値に近
づくので、特に複雑な曲線近似や函数演算を行う必要は
ない。また演算ピツチは溶接機本体や記憶部の容量に応
じて定めることになるが、通常出力電圧は１Ｖ〜２Ｖ間
隔、出力電流は２Ａ〜５Ａ程度の間隔とすれば、実際の
溶接条件の選定に対して十分な精度が保証できる。

次に第２図(b)のに相当する出力電流および出力電圧
を再生用出力設定器１０にてＩ_w3，Ｅ_w1を設定し、先と
同様にして教示用出力設定器９を操作して必要な指令値
Ｉ_r31，Ｅ_r31およびフイードバツク値Ｉ_o3，Ｅ_o1を得
る。このに相当するデータ（Ｉ_w3，Ｅ_w1，Ｉ_r31，Ｅ
_r31，Ｉ_o3，Ｅ_o1）を実データ記憶部１１に記憶すると
ともに−および−の中間のデータがそれぞれ隣
接する（Ｉ_w1，Ｅ_w1，Ｉ_r11，Ｅ_r11，Ｉ_o1，Ｅ_o1）と
（Ｉ_w3，Ｅ_w1，Ｉ_r31，Ｅ_r31，Ｉ_o3，Ｅ_o1）および（Ｉ
_w3，Ｅ_w1，Ｉ_r31，Ｅ_r31，Ｉ_o3，Ｅ_o1）と（Ｉ_w2，
Ｅ_w1，Ｉ_r21，Ｅ_r21，Ｉ_o2，Ｅ_o1）のそれぞれの組合せ
から先と同じピッチ△Ｉ_wで近似データ演算部１２にて
演算されて、その演算結果によつて近似データ記憶部１
３のデータが更新される。この結果、近似データ記憶部
１３には第２図(b)に実線で示した折れ線上のデータが
格納されることになる。同様の作業を他の出力電流設定
値Ｉ_wに対してもくりかえせば出力電圧設定値がＥ_w1に
おける詳細な出力電流設定値Ｉ_wと出力指令値Ｉ_r，Ｅ_r
およびフイードバツク値Ｉ_o，Ｅ_oの関係が第２図(c)の
ように得ることができる。さらに上記の装置を異なる出
力電圧設定値Ｅ_wについてくりかえし実行すれば、それ
ぞれの出力電圧設定値Ｅ_wおよび出力電流設定値Ｉ_wの組
合せに対応する出力指令値Ｅ_r，Ｉ_rおよびフイードバツ
ク値Ｉ_o，Ｅ_oの組合せが得られる。この場合フイードバ
ツク値は出力検出器の入出力特性が直線的なものが得や
すいので設定値に対するフイードバツク値は第２図に示
すようにほぼ直線的変化となり、また同一の設定値に対
しては他の要素に変更があつても同一のフイードバツク
値となるはずであるから、フイードバツク値は各設定値
毎に設定の値となり、その結果は表１に示すようにな
る。

これらの教示操作の結果から得られたデータに対する近
似データ演算部１２の演算経過の例を示すとつぎの通り
である。

説明を簡単にするために再生用出力設定器１０の電流設
定器１０１および電圧設定器１０２のそれぞれの最小値
（Ｉ_w1，Ｅ_w1）および最大値（Ｉ_wn，Ｅ_wm）に対する実
出力指令値とフイードバツク値とが表２の如く
（Ｉ_r11，Ｅ_r11，Ｉ_o1，Ｅ_o1）、（Ｉ_rn1，Ｅ_rn1，
Ｉ_on，Ｅ_o1）、（Ｉ_r1m，Ｅ_r1m，Ｉ_o1，Ｅ_om）および
（Ｉ_rnm，Ｅ_rnm，Ｉ_on，Ｅ_om）の４点のデータとして得
られたときを考える。

演算ピツチとして出力電流についてはｘ等分、出力電圧
についてはｙ等分するものとし、上記４つの実データ間
を直線的に変化するものとすれば比例計算により出力電
流設定値Ｉ_wの（Ｉ_wn−Ｉ_w1）／ｘ＝△Ｉ_wの変化に対し
て出力電流指令値Ｉ_rは （Ｉ_rn1−Ｉ_r11）／ｘ＝△Ｉ_rx 出力電圧指令値Ｅ_rは （Ｅ_rnm−Ｅ_r1m）／ｘ＝△Ｅ_rx 出力電流フイードバツク値Ｉ_oは （Ｉ_on−Ｉ_o1）／ｘ＝△Ｉ_o だけ変化し、出力電圧フイードバツク値Ｅ_oは出力電流
の変化に対しては何ら変化しないことになる。

また出力電圧設定値Ｅ_wの（Ｅ_wm−Ｅ_w1）／ｙ＝△Ｅ_wの
変化に対して出力電圧指令値Ｅ_rは （Ｅ_r1m−Ｅ_r11）／ｙ＝△Ｅ_ry 出力電流指令値Ｉ_rは （Ｉ_rnm−Ｉ_rn1）／ｙ＝△Ｉ_ry 出力電圧フイードバツク値Ｅ_oは （Ｅ_om−Ｅ_o1）／ｙ＝△Ｉ_o だけ変化し、出力電流フイードバツク値は出力電圧の変
化に対しては何ら変化しないことになる。したがつて表
２のＩ_wij，Ｅ_wijは対応する欄のデータ（Ｉ_rij，
Ｅ_rij，Ｉ_oi，Ｅ_oj）は Ｉ_rij＝Ｉ_r11＋ｉ・△Ｉ_rx＋ｊ・△Ｉ_ry Ｅ_rij＝Ｅ_r11＋ｉ・△Ｅ_rx＋ｊ・△Ｅ_ry Ｉ_oi＝Ｉ_o1＋ｉ・△Ｉ_o Ｅ_oj＝Ｅ_o1＋ｊ・△Ｅ_o （但し、ｏ≦ｉ≦ｘ，ｏ≦ｊ≦ｙ） の組合せを近似データとして演算して格納すればよいこ
とになる。通常これらのデータは、極端な変化をするこ
とはなく直線的変化から少し離れる程度のゆるやかな曲
線となるので教示すべきデータは電流、電圧のそれぞれ
最低、最高値とこれらの中間点を数点教示する程度で十
分な精度が得られる。

実際の溶接時には、モード切替スイツチ１６を再生（Ｐ
側）にすると、教示用出力設定器９は無効となり、出力
電流指令値修正部１８および出力電圧指令部１９が有効
となる。この状態で再生用出力設定器１０を所要値に設
定し溶接を開始すると記憶再生制御部１４は近似データ
記憶部１３から該当する出力指令値を読み出す。このと
き指令値修正手段１８，１９の応答速度を溶接電源１お
よび電動機制御部２の応答速度よりも十分遅くしておく
と、近似データ記憶部１３から読み出された指令値
Ｉ_r，Ｅ_rはそのまま溶接電源１および電動機制御部２に
伝達されることになる。溶接電源１および電動機制御部
２は、この指令値を受けてそれぞれ公知のフイードバツ
ク制御を行ない出力電圧およびワイヤ送給速度が指令信
号に対応した値となるように制御する。このときの出力
値が出力電流検出器７および出力電圧検出器８によつて
検出されて、その検出値Ｉ_a，Ｅ_aは近似データ記憶部１
３から読み出された正常フイードバツク値Ｉ_o，Ｅ_oと修
正手段１８，１９の比較器１８１，１９１にて比較され
差がある場合にはその符号が指令値修正部１８２，１９
２に供給される。指令値修正部１８２，１９２は入力信
号が零以外であるときにはその符号に応じて、指令値に
一定幅の修正量△Ｉ_r，△Ｅ_rを差が減少する方向に加算
あるいは減算し、Ｉ_r±△Ｉ_r＝Ｉ_r′，Ｅ_r±△Ｉ_r＝
Ｅ_r′として電動機制御回路２および溶接電源１に送出
する。電動機制御部２および溶接電源１はこの新しい指
令値に応答して出力が変化することになる。この結果出
力値Ｉ_a，Ｅ_aが正常時のフイードバツク値Ｉ_o，Ｅ_oに等
しくならなければさらに１段階の修正動作が行なわれ、
両者が一致したときに平衡に達し、電動機制御部２およ
び溶接電源１はそれぞれの修正された指令値によつて動
作をつづけることになる。この平衡状態が一定時間継続
するとこのときの修正された指令値Ｉ_r′，Ｅ_r′が正し
い指令値として記憶再生制御回路１４に返されて実デー
タ記憶部１１のデータが更新させる。またこれによって
近似データ記憶部１３のデータも再度演算されて更新さ
れる。なお、この修正の間隔は、電動機制御部２および
溶接電源１の応答時間よりも十分に長い間隔としておく
ことが必要となる。

第１図の装置は上記のように動作する結果、前述のよう
に作業者が代つたときや被溶接物と溶接トーチとの間隔
が変化したためにワイヤの溶接トーチからの突出し長さ
が変化して、溶接電流や溶接電圧が変化するような状態
となつたときにも指令値が自動的に修正されて正しい出
力が得られるように動作するので、常に設定通りの出力
が得られる。

ところで第１図の実施例においては、溶接トーチと被溶
接物との間が極端に変化したとき、あるいはフイードバ
ツク制御系に断線や接触不良、定数変化などが生じて出
力値に正しく比例する検出値が得られなくなつたときに
も、強制的に指令値を修正し続けて、本来予定しなかつ
た出力状態に至ることも生ずる。例えば溶接トーチと被
溶接物との間が極端に大きくなつたときには、出力電流
が極端に減少するので、修正手段はこれを補うべくワイ
ヤ送給速度を増加させることになる。このようにして所
定の出力値まで回復することになるが、このときには溶
接電圧、溶設電流は設定値と等しい値が得られるので被
溶接物側の溶け込み量は所定の値が得られるもののワイ
ヤ送給速度が正常値より大きくなりすぎているために溶
着量が極端に増加して、結局満足な溶接結果が得られな
くなる。またフイードバツク系に故障が生じたときは当
然所定の出力が得られなくなるので、いずれの場合も修
正量があまり大きくなるとこれを検知し適当な処置を行
うことが必要となる。

第３図は、この異常状態を検知するようにした本発明の
装置の別の実施例を示す接続図である。同図の実施例
は、第１図の実施例に、減算器２０１，基準設定器２０
２，比較器２０３，ラツチ回路２０４，表示灯などの警
報器２０５からなる電流指令値修正異常判定手段２０
と、減算器２１１，基準設定器２１２，比較器２１３，
ラツチ回路２１４，警報器２１５からなる電圧指令値修
正異常判定手段２１とを追加したものである。また第１
図に示した実施例において示した実データ記憶部１１と
近似データ記憶部１３とのかわりにこれらを一体とした
データ記憶部２２を設けてある。同図の実施例の教示段
階における動作および正常時における再生動作は第１図
の実施例と同様であるが、教示により取り込まれた実デ
ータはデータ記憶部２２に格納されるとともに近似デー
タ演算部１２にて演算された結果がデータ記憶部２２に
返されて近似データとして実データとともに格納され
る。したがつて教示時に得られた実データと演算により
得られた近似データとは次に教示により得られた別の実
データが入力されたときに、既に記憶されたデータのう
ち実データと近似データとを区別することが必要となる
ので、それぞれにこれらの種別を表わす符号を付してお
く。この記憶部は上記の他に、教示によつて得られた実
データのみを記憶しておき再生時に出力設定器により出
力電流と出力電圧とが指定されたときに、記憶しておい
た実データのうちからこの指定値に至近の両隣の実デー
タを読み出して比例計算により出力指令値をその都度算
出するようにしてもよく、この場合にも近似演算自体は
簡単な比例計算であるのでほとんど演算のための時間は
問題にならないので十分実用になる。

第３図の実施例において、再生時、即ち実際溶接時に
は、第１図の実施例と同様に指令値Ｉ_r，Ｅ_rが適宜修正
されることになる。このとき読み出した指令値Ｉ_r，Ｅ_r
と修正後の指定値Ｉ_r′，Ｅ_r′とはそれぞれ電流指令値
修正異常判定手段２０および電圧指令値異常判定手段２
１に入力される。電流指令値修正異常判定手段２０にお
いては、減算器２０１にて読み出された指令値Ｉ_rから
修正後の指令値Ｉ_r′が差引かれ、両者の差（Ｉ_r−
Ｉ_r′）が比較器２０３にて基準設定器２０２の出力と
比較される。減算器２０１の出力が基準設定器２０２の
設定値よりも大となるとラツチ回路２０４はこの状態を
保持し、修正異常として警報器２０５を動作させ作業者
に知らせるとともに必要に応じて出力停止信号を発生し
溶接を停止させる。出力電圧指令値修正量異常判定手段
２１も同様に出力電圧の指令値の修正量が設定値よりも
大となつたときにこれを検知するとともにラツチ回路に
て保持し警報および必要により溶接停止の処置を行う。

同図の実施例によるときは、溶接トーチの高さが異常と
なつたときやフイードバツク制御系に故障が生じたとき
にも溶接が不良のまま続行されることがなく、特にフイ
ードバツク信号が断線事故により帰還されなかつたとき
に制御系が最高出力にまで暴走し装置が破壊されてしま
う危険性がなくなる。

第３図に示した実施例においては、先に記憶した指令値
と修正された指令値との差が所定値より大となつたとき
にこれを検出して異常出力を未然に防止するようにした
が、この指令値修正手段は系を安定に動作させるために
その応答速度を遅くし、また修正を一定の時間間隔で行
うときにはその周期を十分に長くしておくことが必要で
ある。このためにフイードバツク系に異常が発生してフ
イードバツク値が飛躍的に変化しても修正回路の出力そ
のものは徐々に変化することになる。この間溶接電源や
電動機制御回路フイードバツク値とこのゆつくりと修正
される指令値との差によつてそれ自身の速い応答速度で
指令値に倣うべく動作することになる。このために異常
の発生によつて実際の出力が不適当に大きく変化しても
その異常が検出されるまでには相当な時間遅れが生ず
る。もしフイードバツク系の異常がフイードバツク出力
部の断線のように極端なものであるときにはフイードバ
ツク信号が零となるために溶接電源や電動機制御回路は
急速に出力を増加しその最高出力にまで至ることにな
る。このために異常な出力が発生し、各機器に大きな障
害を生じる危険性がある。したがつて第３図の実施例に
示したような判定手段を設けるだけでは不十分なときが
ある。

第４図は上記の点を改良した実施例を示す接続図であ
り、第３図の実施例に加えて、異常時の判定手段として
第３図に示した指令値修正回路の修正量を監視する第１
の判定手段２０，２１に加えて読み出したフイードバツ
ク値（Ｉ_o，Ｅ_o）と実際のフイードバツク値（Ｉ_a，
Ｅ_a）との差を監視し、これが一定量以上となつたとき
に異常と判断する第２の判定手段２３，２４を設けてあ
る。この第２の判定手段２３，２４は入力信号が第１の
判定手段２０，２１と異なるだけで他は第１の判定手段
２０，２１と全く同様であるので詳細は省略してある。
また第４図の実施例においては第３図と異なり、データ
記憶部２２のかわりに第１図の実施例にて示したのと同
様の実データ記憶部１１を設け、また近似データ演算部
１２は再生に際して設定値Ｉ_w，Ｅ_wが指定されたときに
記憶再生制御部１４からの指令により、指定された指定
値Ｉ_w，Ｅ_wに至近の２つのデータを実データ記憶部１１
から読み出して、これらのデータから比例演算により近
似指令値Ｉ_r，Ｅ_rおよび近似フイードバツク値Ｉ_o，Ｅ_o
を算出する。このように出力設定値が指定される毎に実
データから近似データを演算するように構成するとき
は、データ記憶部の容量を小さなものとすることができ
る。同図の実施例においては、第２の判定手段として、
その異常と判断する差の基準値を第１の判定手段におけ
る基準値よりも大きな値としておくことによって、急激
でかつ大きな変化に対しては第２の判定手段が応答し、
比較的小さな変化に対しては第１の判定手段が応答する
ことになる。したがつてあらゆる場合においても確実な
異常の検出が可能となる。

なお上記の各実施例においては、指令値修正部として、
一定時間間隔で正常時のフイードバツク値と実際のフイ
ードバツク値との差信号の符号により一定量ずつステツ
プ状に指令値を修正するものについて説明したが、この
指令値修正部としてはこの他に、差信号そのものを読み
出した指令値に加算した値を目的値とし、この目的値に
向つて一定の時定数で接近するように指令値を修正する
方式のものでもよい。また適用する溶接法としては実施
例にて説明したものの他に、定電流特性の溶接電源を用
い、ワイヤの送給速度を溶接電圧に対応して制御し一定
の溶接電圧を保つようにするものでもよく、さらに電極
としては、消耗するワイヤの他にタングステンのような
非消耗電極を用いて溶接電圧が一定となるように溶接ト
ーチの位置を制御する方式のものでもよい。これらの場
合はいずれも出力電流指令値を溶接電源に供給し、出力
電圧指令値をワイヤ送給速度指令信号あるいは溶接トー
チ位置指令信号としてそれぞれ供給することになる。

なお、上記各実施例の各部は、図示したような具体的な
回路を用いて構成する他に、これらの全部または一部を
マイクロプロセツサを用いてそれぞれの実施例にて説明
した機能と同様の機能をそれぞれプログラムにより実施
するように変更することも可能である。

発明の効果 以上のような本発明においては、教示時に出力設定値と
実際出力指令値とに組合せて正常出力時におけるフイー
ドバツク値を同時に記憶し、再生時に実際の出力値と読
み出したフイードバツク値とを比較し差が減少する方向
に指令値を自動時に修正するようにしたので、教示時と
再生時とにおいて溶接トーチと被溶接物との間の距離が
変つたときにも溶接電圧、溶接電流が自動的に設定値に
修正されるので常に予定通りの溶接条件を保つことがで
きる。また外的条件が大きく変化し過ぎたときやフイー
ドバツク制御系に断線や接触不良、定数の経年変化など
によつて修正量が大きくなりすぎたときあるいはフイー
ドバツク値が記憶データから得た値から離れすぎたとき
にはこれを検出する回路を設けてあるので自動溶接装置
に適用したときにも設定条件から外れた溶接を続行して
不良な製品を送り出すことを防止できるので無人化が容
易となる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例を示す接続図、第２図(a)ない
し(c)は第１図の実施例の装置の動作を説明するための
線図、第３図および第４図は本発明の別の実施例を示す
接続図である。 １…溶接電源、２…電動機制御部、７…溶接電流検出
部、８…溶接電圧検出部、９…教示用出力設定器、１０
…再生用出力設定器、１１…実データ記憶部、１２…近
似データ演算部、１３…近似データ記憶部、１４…記憶
再生制御部、１５…表示部、１６…モード切替スイツ
チ、１７…押ボタンスイツチ、１８…出力電流指令値修
正手段、１９…出力電圧指令値修正手段、２０…電流指
令値修正量異常判定手段（第１の判定手段）、２１…電
圧指令値修正量異常判定手段（第１の判定手段）、２２
…データ記憶部、２３，２４…第２の判定手段。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】出力設定値とこの出力設定値に対応する所
   要の指令値および前記指令値を受けたときの溶接機本体
   の正常出力時におけるフイードバツク値とを１組のデー
   タとして記憶し、溶接時に前記記憶されたデータから要
   求された出力設定値に対応する指令値を読み出して溶接
   機本体に供給する方式のアーク溶接制御装置において、
   前記読み出した指令値に対応する正常時のフイードバツ
   ク値と実際のフイードバツク値とを比較し差が減少する
   方向に前記指令値を修正する指令値修正手段を設けたア
   ーク溶接制御装置。
2. 【請求項２】前記溶接時における出力設定値に対応する
   指令値および正常フイードバツク値は先に記憶された
   （設定値、指令値、フイードバツク値）のデータから比
   例演算により算出された値である特許請求の範囲第１項
   に記載のアーク溶接制御装置。
3. 【請求項３】出力設定値とこの出力設定値に対応する所
   要の指令値および前記指令値を受けたときの溶接機本体
   の正常出力時におけるフイードバツク値とを１組のデー
   タとして記憶し、溶接時に前記記憶されたデータから要
   求された出力設定値に対応する指令値を読み出して溶接
   機本体に供給する方式のアーク溶接制御装置において、
   前記読み出した指令値に対応する正常時のフイードバツ
   ク値と実際のフイードバツク値とを比較し差が減少する
   方向に前記指令値を修正する指令値修正手段と、前記指
   令値修正手段の修正量が一定量以上となつたときに異常
   と判断し警報および出力停止指令の少なくとも一方を出
   力する判定手段とを設けたアーク溶接制御装置。
4. 【請求項４】出力設定値とこの出力設定値に対応する所
   要の指令値および前記指令値を受けたときの溶接機本体
   の正常出力時におけるフイードバツク値とを１組のデー
   タとして記憶し、溶接時に前記記憶されたデータから要
   求された出力設定値に対応する指令値を読み出して溶接
   機本体に供給する方式のアーク溶接制御装置において、
   前記読み出した指令値に対応する正常時のフイードバツ
   ク値と実際のフイードバツク値とを比較し差が減少する
   方向に前記指令値を修正する指令値修正手段と、前記指
   令値修正手段の修正量が一定量以上となつたときに異常
   と判断し警報および出力停止指令の少なくとも一方を出
   力する第１の判定手段と、前記正常時のフイードバツク
   値と実際のフイードバツク値とを比較し差が一定量以上
   となつたときに異常と判断し警報および出力停止指令の
   少なくとも一方を出力する第２の判定手段とを設けたア
   ーク溶接制御装置。