JPH0659547B2

JPH0659547B2 - ワイヤインチング制御方法

Info

Publication number: JPH0659547B2
Application number: JP7162884A
Authority: JP
Inventors: 明之岡田; 幸男森山
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 1984-04-09
Filing date: 1984-04-09
Publication date: 1994-08-10
Anticipated expiration: 2009-08-10
Also published as: JPS60213360A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は消耗性電極ワイヤあるいは溶加ワイヤを溶接部
に送給しながら溶接を行うアーク溶接において、溶接開
始前の準備作業としてこれらのワイヤを手動の押ボタン
スイツチによつて溶接トーチ先端から適当量だけ突出す
るまで寸動送給（ワイヤインチング）するときの制御方
法に関するものである。

従来技術自動あるいは半自動アーク溶接においては、溶接時のワ
イヤ送給は溶接電流や溶接電圧などに対応して速度が決
定されて自動的に送給される。しかしコイル状に巻かれ
たワイヤリールから溶接トーチの先端までワイヤを新た
に送り込むとき、あるいはワイヤの先端はすでに溶接ト
ーチまで達しているもののなお先端形状の不良部分の切
除やワイヤ送給状態の確認などのために溶接時とは別に
ワイヤのみを任意量だけ送給したい場合がある。このよ
うな要求に対して通常は別個にワイヤインチング指令用
のスイツチが設けられており、作業者はこれを適宜押す
ことによつてワイヤを寸動送給して上記の各作業を行つ
ている。従来、このインチング送給時には、実際の溶接
時にアークスタートを良好にするために設けられている
ワイヤスローダウン速度（溶接開始のために溶接開始指
令，例えばトーチスイツチを押してから、ワイヤが被溶
接物の表面に接触してアークが発生するまでに低速で送
るときの速度）の設定器を共用し、インチング時はこの
ワイヤスローダウン速度にてインチング指令スイツチを
押している間のみワイヤを溶接トーチ先端側に向つて送
るようになつていた。しかしこのワイヤスローダウン時
における送給速度は、アークスタートを良好にするため
に、通常の溶接時に比較して極端に遅い速度に設定され
ている。したがつてワイヤがすでに溶接トーチの先端部
に達しているときはこのような低速でもよいが、例えば
ワイヤリールに巻かれたワイヤが使用し尽されたときや
ワイヤの交換時においては極めて非能率な作業となる。
即ちワイヤを送給するための駆動部と溶接トーチとの間
は数メートルないしは十数メートルもの長い経路があ
り、しかもこの間は通常可撓性の導管内を通る構造のも
のが多く、人力によつてはワイヤをこの中に挿入できな
い。このために長い送給経路をワイヤ送給駆動部の電動
機によりインチング操作により送らざるを得ず、このと
きに上述のような遅い速度であれば長時間を要すること
になる。このため数分間にも及ぶ送給時間の間指令スイ
ツチを押し続けることが必要となる。もちろんワイヤス
ローダウン速度は、これを設定するための可変抵抗器が
あり、任意に変更することができるが、このワイヤスロ
ーダウン速度は本来アークスタートが良好に行なわれる
値に、使用するワイヤや溶接電流に対応して適値に定め
られるべきものであり、これをワイヤインチングのため
にその都度変更することは、使い勝手が悪いのみならず
誤設定の原因ともなり望ましくない。しかも同じワイヤ
インチング操作にあつても前述のように、すでにワイヤ
の先端が溶接トーチの先端部に達していてほんの少しだ
け送り出せばよいときと、ワイヤ取り替え時のように長
い送給経路を送るときとがあり、万一少量を送るべきと
きに高速に設定されていると逆に送給量の調整が難しく
なるばかりでなく、作業者にとつて危険でもある。さら
に長い送給路の始端からワイヤを新たに送り込むときに
は、ワイヤが溶接トーチの先端から突出すると直ちに送
給を中止すべく、溶接トーチの先端を長い送給時間の間
常に監視している必要がある。このためにこの長い送給
時間の間中作業者はワイヤインチング指令スイツチの操
作し得る位置に拘束されることになる。また送給始端部
から溶接トーチ先端部が見通せるときはよいが、これが
困難な場合、例えば送給始端部と溶接トーチとの間に他
の機器が設置されているようなときには、インチング指
令スイツチを操作する作業者と、溶接トーチ部でワイヤ
の突出を監視する者との二人作業とするか、またはイン
チング指令スイツチを２ケ所に設けるなどの工夫が必要
となる。

発明の目的本発明は、上記従来装置の欠点を解消し、ワイヤインチ
ングを送給量の小なるときは指令スイツチを短時間押す
ことにより、これに直接応答して指令スイツチを押して
いる時間だけワイヤを送給し、送給量の大なるときは指
令スイツチを一定時間以上押しつづけることにより以後
に指令スイツチを押す操作をやめても設定量に達するま
で継続してワイヤを送給した後に停止するようにして、
ワイヤインチング送給量の大小に応じてそれぞれ最適の
送給状態とすることができ、しかも１人の作業者によ
り、単一のインチング指令スイツチによつて容易に長い
送給経路にワイヤを送給することができる理想的な高能
率のワイヤインチング方法を提供したものである。

発明の要旨本発明は、ワイヤインチング指令スイツチの閉路により
低速で送給を開始し、この指令スイツチの閉路が一定時
間内に解除されればその時点でワイヤの送給を停止し、
一定時間経過後もこの指令スイツチが継続して閉路して
いるときはその後に指令スイッチ１が開路されてもワイ
ヤ送給状態を保持し、かつ送給量があらかじめ設定され
た値に達したときに自動停止するとともに、この間に一
旦指令スイッチが開放されて後に再度閉路されると設定
量に達する以前でも送給を停止するようにして、長距離
のワイヤ送給にも便利とし、さらに送給状態保持後は送
給速度を適値に高速とすることによつて作業能率の飛躍
的向上を計つたものである。

実施例第１図は、本発明の方法を実施するときの例を示す装置
の接続図である。同図において、１はワイヤインチング
指令スイツチであり、通常は溶接電流，溶接電圧の各設
定器などとともに遠隔操作箱や溶接操作盤あるいは溶接
トーチに設けられている。２はインチング速度設定器で
あり、初期の低速送給のための設定器ＶＲ１および送給
状態保持後の送給速度設定器ＶＲ２を含む。３はタイマ
であり、入力端子Ｔへの入力信号の立下り時から時間設
定器３ａにてあらかじめ設定された時間だけ高レベル信
号（以下Ｈ信号という）を出力する。４，５，６はフリ
ツプフロツプ回路であり、このうち４は入力端子Ｓの入
力信号の立下りによりまた５および６は入力信号の立上
りによりそれぞれトリガーされて出力信号が反転してＨ
信号となるものである。７はワイヤインチング送給状態
保持後のワイヤ送給量を定めるためのタイマであり、入
力端子Ｔへの入力信号の立上り時から時間設定器７ａに
てあらかじめ設定された時間だけＨ信号を出力する。
８，９，１０はＡＮＤゲート、１１，１２，１３は信号
反転用インバータ、１４は入力信号の立下りで一定時間
Ｈ信号を出力するモノマルチバイブレータ、１５はＯＲ
ゲート、１６ａ，１６ｂはそれぞれ連動する自動停止
“入−切”切替スイツチ、１７，１８および２７，２８
はそれぞれアナログスイツチ、１９は増幅器であり、入
力信号に応じてワイヤ送給用電動機２０の回転速度を決
定する。２１はスロープ制御回路であり、スロープ
“入”−“切”選択スイツチ２２が閉路されたときには
増幅器１９の入力信号がステツプ状に変化しても出力を
なめらかに変化させるものである。このスロープ制御回
路２１としては、例えば増幅器１９の入出力間にコンデ
ンサを接続して時間遅れ要素をもたせることによつて実
現できる。２３は電動機２０によつて駆動されるワイヤ
送給用ロールであり、ワイヤ２４をワイヤリール２５か
ら送給経路２６を経て溶接トーチ３３および被溶接物３
４に向つて送給する。２９は溶接時のワイヤ送給速度設
定器であり、溶接開始時にアークが発生するまでの低速
の送給速度を設定するワイヤスローダウン速度設定器Ｖ
Ｒ３およびアーク発生後の正常溶接時におけるワイヤ送
給速度の設定器ＶＲ４などからなる。３０は溶接開始指
令スイツチであり、図示しない操作盤に設けられるか、
または溶接トーチ３３に取付けられたトーチスイツチで
ある。３１は溶接制御回路であり、溶接開始指令スイツ
チ３０が押されたときからワイヤ24が被溶接物３４に接
触して電流が流れ溶接アークの発生が検出されるまで
は、ワイヤ２４をワイヤスローダウン速度設定器ＶＲ３
にて定められた低速で送給するようにアナログスイツチ
２７を導通させ、またアーク発生検出後はこれより高速
となる溶接時のワイヤ送給速度設定器ＶＲ５の出力を増
幅器１９に供給するようにアナログスイツチ２８を導通
させるように制御するとともに図示を省略した出力設定
器によつて定まる出力指令信号を溶接電源３２に供給す
る公知の機能を有するものである。

第２図は、第１図の実施例の動作を説明するために各部
の出力信号の変化を時間の経過とともに示した線図であ
り、同図の(a)はインチング指令スイツチ１の開閉状態
を示し、(b)はタイマ３、(c)はフリツプフロツプ回路
４、(d)はタイマ７、(e)はモノマルチバイブレータ１
４、(f)はフリツプフロツプ回路５、(g)はフリツプフロ
ツプ回路６の各出力の様子を示し、(h)増幅器１９の出
力の様子を示す。また図中破線はスロープ制御回路２１
を有効にしたときの様子を示すものである。

第１図の装置の動作を第２図によつて説明する。第１図
においてスイツチ１６ａ，１６ｂは自動停止“入”であ
り、またインチング指令スイツチ１を押す以前はタイマ
３７、フリツプフロツプ回路４，５，６およびモノマル
チバイブレータ１４はすべてリセツトされており、各出
力はすべて低レベル（以下Ｌ信号という）出力であると
すると、アナログスイツチ１７，１８はともに開いてお
り、したがつて増幅器１９の入力は零であり、電動機２
０は停止している。第２図の時刻t₁においてインチング
指令スイツチ１を押すとタイマ３の入力は接地されてＬ
信号となり、この入力信号の立下りによつてタイマ３が
起動して一定時限T₁の間Ｈ信号を出力する。この間フリ
ツプフロツプ回路４，６の出力は、Ｌ信号のままであ
り、このためインバータ１１，１２，１３によつて反転
されたANDゲート１０の入力はすべてＨ信号となつてそ
の出力もＨ信号となり、アナログスイツチ１８を導通さ
せる。この結果、増幅器１９にはインチング速度設定器
２の初期速度設定器ＶＲ１の出力が供給されることにな
り、電動機２０はこの設定器VR1の出力によつて定まる
比較的低速度でワイヤ２４を送給することになる。タイ
マ３の時限T₁の終了前の時刻t₂にワイヤインチング指令
スイツチ１を開放するとタイマ３はリセツトされ、ＡＮ
Ｄゲート１０は開き、増幅器１９には何らの信号も入力
されなくなつて電動機２０は停止しすべてが初期の状態
に戻る。次に時刻t₃においてワイヤインチング指令スイ
ツチ１が閉路され、かつタイマ３の時刻T₁の終了時の時
刻t₄にも継続して閉路されていると、タイマ３の時刻終
了によりフリツプフロツプ回路４のトリガーされてその
出力はＨ信号となる。この結果インバータ１１の出力は
Ｌ信号となり、ＡＮＤゲート１０は閉じ、したがつてア
ナログスイツチ１８は閉じる。一方フリツプフロツプ回
路４のＨ信号出力によつてタイマ７が設定器７ａにて設
定されたT₂の時間Ｈ信号を出力し、これによつてアナロ
グスイツチ１７が導通し、増幅器１９にワイヤインチン
グ速度設定器２の設定器ＶＲ２の出力が供給される。こ
の結果ワイヤ２４は設定器ＶＲ２にて設定された速度で
送給されることになる。インチング指令スイツチ１を開
放するとＡＮＤゲート８の入力は共にＨ信号となり、フ
リツプフロツプ回路５の出力もＨ信号となるがタイマ７
の時限の間は、アナログスイツチ１７は導通のままであ
り、電動機２０は設定器ＶＲ２の出力に応じた速度で回
転をつづける。時刻t₅にてタイマ７の時限が終了する
と、その出力はＬ信号となり、このためアナログスイツ
チ１７は開放する。この結果、電動機２０は停止し、ま
たタイマ７の出力信号の立下りによつてモノマルチバイ
ブレータ１４は一定時間Ｈ信号を出力し、このＨ信号に
よりフリツプフロツプ回路４、フリツプフロツプ回路５
およびタイマ７はそれぞれリセツトされて再び最初の状
態に戻る。ワイヤインチング送給をタイマ７の時限内に
停止するには、時限Ｔ２の間に再度ワイヤインチング指
令スイツチ１を押すとよい。時刻t₆において、ワイヤイ
ンチング指令スイツチ１を押すと先と同様にタイマ３の
時限の間はアナログスイツチ１８が導通して速度設定器
ＶＲ１の設定値に応じた速度でワイヤ２４が送給され
る。タイマ３の時限終了後フリツプフロツプ回路４の出
力が反転してＨ信号となるとタイマ７が時限を開始して
アナログスイツチ１８は開放し、アナログスイツチ１７
が導通して設定器ＶＲ２にて設定された速度でワイヤ２
４が送給される。この状態で時刻t₇においてワイヤイン
チング指令スイツチ１を一旦開放するとフリツプフロツ
プ回路５の出力がＨ信号となり、インチング指令スイツ
チが一度開放されたことを記憶する。タイマ７の時限内
の時刻t₈にて再度インチング指令スイツチ１を閉路する
と、この２度目の閉路によつてＡＮＤゲート９の両入力
はともにＨ信号となり、フリツプフロツプ回路６の出力
も反転してＨ信号となる。このフリツプフロツプ回路６
のＨ信号出力によりフリツプフロップ回路４，５および
タイマ７はそれぞれリセツトされてその出力はＬ信号と
なり、アナログスイツチ１７は開放し、またインバータ
回路１３によつて反転されてＬ信号がＡＮＤゲート１０
に入力されるためにアナログスイツチ１８も開いたまま
となる。このため増幅器１９の入力は零となり、電動機
20は停止し、ワイヤインチングは終了する。フリツプフ
ロツプ回路６はワイヤインチング指令スイツチ１を開放
することによつてリセツトされ、再び最初の状態に戻
る。ここでタイマ３の設定時間T₁をワイヤ２０が数１０
mm程度送られるに要する時間としておくとワイヤを少量
送るときにはこの時間内にワイヤインチング指令スイツ
チをＯＮ−OFFすることによつて任意量を送給すること
ができる。したがつてこのときの送給速度を比較的低速
度となるように設定器ＶＲ１を設定しておくとよい。ま
たこの設定時間を経過した後までインチング指令スイツ
チ１を押しつづけるときは、相当長い距離をインチング
によつて送給する場合であるから、例えばタイマ７の時
限をワイヤ送給経路２６の長さ分だけ送給する時間に設
定しておけば、ワイヤ２４の先端がトーチ３３に達した
ころに自動的に停止するようにできる。またこのときの
速度設定器ＶＲ２を比較的高速となるように設定してお
けば作業能率を向上させることができる。一方スロープ
“入”−“切”選択スイツチ２２を“入”側にするとス
ロープ制御回路２１が有効となり送給速度の変化が滑ら
かに行なわれるようになる。この場合スロープ“入”−
“切”選択スイツチを第１図に破線で示したようにフリ
ップフロップ回路４の出力によって閉じる（“入”とな
る）ようにすると第２図(イ)に破線で示すように低速か
ら高速に移行するときだけ速度変化をなめらかに移行さ
せることができるようになる。

一方、スイッチ１６ａ，１６ｂを自動停止“切”にセッ
トしたときは、フリップフロップ回路４の出力によって
直接アナログスイッチ１７が閉じられる。またフリップ
フロップ回路４は、フリップフロップ回路６の出力がＨ
信号となったときにリセットされれるから、タイマ７の
時限とは関係なくインチング指令スイッチ１を一旦開い
た後に再度閉じるまでの間アナログスイッチ１７は閉じ
たままとなり、ワイヤ２４は設定器ＶＲ２にて定まる速
度で送給されつづけることになる。インチング指令スイ
ッチ１を一旦開いた後に再度閉じるとフリップフロップ
回路６がセットされて出力がＨ信号となり、これによっ
てフリップフロップ回路４がリセットされて、アナログ
スイッチ１７が閉じ、ワイヤ送給が停止する。この送給
停止のときの動作は先の自動停止“入”のときにタイマ
７の時限の途中において中断するためにインチング指令
スイッチ１を一旦開いて再度閉じたときの動作と同じで
ある。

溶接時は、インチング指令スイツチ１は開放とし、かわ
りに溶接開始指令スイツチ３０を閉路することにより、
通常のワイヤスローダウン速度によるワイヤ送給、アー
ク発生、通常溶接の一連の動作が行なわれるが、これら
の動作は公知の方法と特に異なるところはないので詳細
は省略する。

本発明は、第１図の実施例に限定されるものではなく、
ワイヤインチング指令スイツチが閉路されたときからあ
らかじめ設定された時間内に開放されなければ送給状態
を保持し、この送給量があらかじめ定められた値になつ
たときに自動的に停止するものであればよく、例えば、
初期速度で送給を開始した後に速度を徐々に上昇させる
方式のものあるいはワイヤインチング速度をあらかじめ
設定した速度変更プログラムに従つて変化させるもので
もよい。またこれらのいずれの場合においても各信号を
デイジタル化し得ることはもちろんである。さらにこれ
らの連続送給機能が不要なときにはこれを無効とするよ
うに、例えば第１図に破線にて示したように、自己保持
“入−切”切替スイツチ３５を設けてフリツプフロツプ
回路６をバイパスすればよいい。この場合は当然インチ
ング指令スイツチ１を開放した時点でワイヤは停止す
る。また連続してワイヤインチング指令スイツチ１を押
しつづけると、タイマ７にて設定された時間の後に自動
的に停止することになる。

また連続送給の後に自動停止するまでのワイヤ送給量の
設定は第１図に示したように、送給時間によつて決定す
るものの他に、実際の送給長さを設定するものでもよ
く、この場合にはタイマ７のかわりに、送給長さ設定器
と送給長さ検出器、例えば送給速度と送給時間との乗算
器によるものや、電動器２０または送給ロール２３の回
転数を計数するものなど、とこれらの両信号を比較して
一致を見出す比較回路を設ければよい。

さらにこれらのタイマや送給長さ検出器を設けるかわり
に、送給経路２６の終端部、即ち溶接トーチ３３の近く
にワイヤ検出器を設けて、ワイヤの先端がこの位置まで
達したときに連続送給を自動停止するようにしてもよ
く、また上記各手段を組合せて、いずれかの設定値に達
したときに停止するものとすればさらに安全性を向上さ
せることができる。

発明の効果以上のように、本発明はワイヤインチング指令スイツチ
が短時間閉路されたときはこのスイツチの閉路時間のみ
ワイヤを送給し、かつスイツチが開放されると停止し、
閉路時間が一定以上長くなると以後はスイツチを開放し
ても送給状態を保持し、あらかじめ設定された量だけワ
イヤを送給した後に自動停止するので、ワイヤ取替時の
ようにインチングにて送給するワイヤの長さが数メート
ル以上となるような場合でも指令スイツチを押しつづけ
る必要がない。特に一定時間経過の後にワイヤ送給速度
を高速にするときは送給距離が長くても短時間で送るこ
とができるので作業能率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法を実施するための装置の例を示
す接続図、第２図(a)ないし(h)はそれぞれ第１図の実施
例の動作を説明するための線図である。１……インチング指令スイツチ、２……インチング速度
設定器、３，７……タイマ、４，５，６……フリツプフ
ロツプ回路、２０……電動機、２４……ワイヤ、３３…
…溶接トーチ、３４……被溶接物。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】消耗性電極ワイヤあるいは溶加ワイヤを溶
接部に所定の速度で送給しながら溶接を行うアーク溶接
機のワイヤインチング制御方法において、ワイヤインチ
ング指令スイッチの閉路によりワイヤ送給を開始し、設
定時間内に前記指令スイッチの閉路が解除されたときは
ワイヤ送給を停止し、前記指令スイッチの閉路時間が前
記設定時間を越えたときはその後に前記指令スイッチが
開路されてもあらかじめ定められた送給量に達するまで
継続してワイヤを送給した後に停止するワイヤインチン
グ制御方法。
【請求項２】前記設定時間の経過後は、送給速度を高速
とする特許請求の範囲第１項に記載のワイヤインチング
制御方法。
【請求項３】前記設定時間の経過後の継続的送給時にお
いては、以後に一旦前記指令スイッチの閉路が解除され
た後に再び閉路されたときには、前記設定された送給量
に無関係に停止する特許請求の範囲第１項に記載のワイ
ヤインチング制御方法。
【請求項４】前記設定時間の経過後は、ワイヤの送給量
に対応して送給速度を所定の勾配で増加させる特許請求
の範囲第１項に記載のワイヤインチング制御方法。
【請求項５】前記設定時間の経過後は、ワイヤの送給量
に対応して送給速度をあらかじめ定めたプログラムに従
って変化させる特許請求の範囲第１項に記載のワイヤイ
ンチング制御方法。
【請求項６】前記あらかじめ定められた送給量は、ワイ
ヤ送給経路の長さに対応して設定される特許請求の範囲
第１項に記載のワイヤインチング制御方法。
【請求項７】前記送給量は、送給時間により決定される
特許請求の範囲第１項に記載のワイヤインチング制御方
法。
【請求項８】前記送給量は、実際に送給されるワイヤの
長さにより決定される特許請求の範囲第１項に記載のワ
イヤインチング制御方法。
【請求項９】前記あらかじめ定められた送給量に達した
ことを送空経路の末端部附近に設けられたワイヤ検出手
段により知る特許請求の範囲第１項に記載のワイヤイン
チング制御方法。