JPH0719669Y2

JPH0719669Y2 - ア−ク長制御装置

Info

Publication number: JPH0719669Y2
Application number: JP1986116621U
Authority: JP
Inventors: 俊治明賀
Original assignee: バブコツク日立株式会社
Priority date: 1986-07-31
Filing date: 1986-07-31
Publication date: 1995-05-10
Anticipated expiration: 2001-07-31
Also published as: JPS6325264U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案はアーク長制御装置に係り、特にアーク溶接の溶
接中にアーク電流や他の溶接条件の変化によらずアーク
長の安定制御が可能なアーク長制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は第２図に示されているように、電圧入力端
子１に入力される電圧Ｅは、下限比較器２及び上限比較
器３の各々に印加され、アーク長制御の基準となる電圧
E_oと比較される。電圧E_oは基準電圧設定ボリューム４に
よって任意に設定できる。

下限比較器２の出力端子にはトーチ上昇リレー（Ry1）
５が接続され、上限比較器３の出力端子にはトーチ下限
リレー（Ry2）６が接続されている。

以上の構成において、上限比較器３によつて設定電圧
（E_o＋ΔＶ）とアーク電圧Ｅを比較し、Ｅ＞（E_o−Δ
Ｖ）が成立するときにリレー６を動作させてトーチ駆動
機構を制御し、トーチを下降させる。

また、下限比較器２によつて設定電圧（E_o−ΔＶ）とア
ーク電圧Ｅを比較し、Ｅ＜（E_o−ΔＶ）が成立したとき
にリレー５を動作させ、トーチを上昇させる。すなわ
ち、アーク電圧Ｅが設定電圧（E_o±ΔＶ）の範囲に入る
ようにトーチを上下させることによつて、アーク長を一
定に保つことができる。

尚、消耗電極を用いるMIG、MAG溶接においては、定電圧
電源を用いているため、アーク電流が一定になるように
制御してアーク長を一定に保つているが、原理は上述の
TIG溶接とほぼ同じである。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで上記の如き従来例にあつては、溶接中に溶接条
件を変更、例えば溶接中にアーク電流を変化させるとア
ーク電圧も変化し、これによつてアーク長が変動する
（アーク電流を高くするとアーク電圧が上昇し、Ｅ＞
（E_o＋ΔＶ）となつてトーチが下降してアーク長が短く
なるため、添加ワイヤの不完全溶融等を招いて溶接欠陥
の原因となる。）。

したがつて、溶接条件を変える場合、同時にアーク長設
定ボリュームを調整せねばならず、操作が面倒になると
いう問題があつた。

また従来、特公昭47−2164号公報に記載されているよう
な定アーク長溶接装置が提案されている。この溶接装置
は、アーク電流を変化してもアーク長を一定にするため
に、アーク電流を検知して、その変化を相殺する電流電
圧基準関数発生回路を比較器は入力側に設け、その比較
器の出力信号によってトーチ駆動機構を制御して、アー
ク長を一定に制御する構成になっている。

しかしこの溶接装置では、複雑な電流電圧基準関数発生
回路が必要であり、そのために装置のコスト高く招く。

さらに特公昭61−14914号公報に記載されているような
アーク溶接方法も提案されている。この方法は、比較器
とトーチ駆動機構の間に切替スイッチを設け、この切替
スイッチによりトーチ駆動機構を切り離した状態で、前
記比較器への基準信号をアーク電圧設定器で設定するよ
うになっている。

しかしこの溶接方法では、前記基準信号の設定を、前記
比較器の出力側に設けた電圧計の指針位置を見ながらそ
れがゼロになるように、前記アーク電圧設定器の摺動端
子の位置を調整する必要があり、そのために作業が煩雑
になる。

またこのような基準信号の外部採り入れ方式は、基準信
号の設定に時間がかかり、さらに設定精度が落ち信頼性
に問題がある。

本考案は、上記従来技術の実情に鑑みてなされたもの
で、その目的とすることころは、溶接中の条件変更に関
係無くアーク長を一定に制御することのできるアーク長
制御装置を提供するところにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、この考案は、アーク電圧又はアーク電流が設定範囲に入るようにトー
チを昇降させてアーク長を一定に保つアーク長制御装置
において、アーク溶接中の溶接条件の変更開始ならびに変更完了を
検出する溶接条件変更検出手段と、その溶接条件変更検出手段によって溶接条件の変更開始
と変更完了を検出すると、その変更完了時点のアーク電
圧又はアーク電流を記憶する記憶手段と、前記溶接条件変更検出手段によって溶接条件の変更開始
を検出すると、前記トーチの昇降動作の停止を開始し、
溶接条件変更検出手段によって溶接条件の変更完了を検
出するまでトーチの昇降動作の停止を維持して、条件変
更前のアーク長を保持する昇降停止手段と、前記溶接条件変更検出手段によって溶接条件の変更完了
を検出すると、前記記憶手段に新たに記憶された前記溶
接条件の変更完了時点のアーク電圧又はアーク電流を基
準値としてアーク長を制御する制御手段とを備えたこと
を特徴とするものである。

〔作用〕

上記手段によると、溶接条件の変更と共にトーチの昇降
を停止させて条件変更前のアーク長を保持し、溶接条件
の変更完了と共にその時点のアーク電圧を新たな基準値
とし、この基準値に基づいて以後の制御を行なうことが
できるようになるため、アーク長設定ボリュームの再調
整を不要にしたアーク長制御装置を構成できる。

〔実施例〕

以下、この考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本考案の実施例を説明するブロック図である。
尚、第１図においては、第２図と同一の部分は同一の引
用数字を示したので、重複する説明を省略する。

使用者によつて操作されるスイツチとして、トーチ上昇
スイツチ９及びトーチ下降スイツチ10が設けられ、各々
直列にリレー５及びリレー６を接続して直流電源14に接
続されている。また、条件変形要求スイッチ11及び溶接
起動スイッチ12が設けられ、各々直列に条件変更検出リ
レー（Ry3）７及びタイマリレー（TM）８を接続して直
流電源14に接続されている。リレー5,6及び７の各常開
接点は並列接続されると共に、この並列回路に並列にタ
イマリレー８の常閉接点が接続されている。この回路の
一端に電圧入力端子１が接続されると共に、他端に溶接
条件変更要求の完了時点のアーク電圧Ｅを記憶する基準
電圧記憶装置13が接続される。

また、タイマリレー８の常開接点とリレー７の常閉接点
とが直列接続され、下限比較器２とトーチ上昇リレー５
との間に挿入接続される。さらにタイマリレー８の他の
常開接点とリレー７の他の常閉接点とが直列接続され、
上限比較器３とトーチ下降リレー６との間に挿入接続さ
れる。

トーチ上昇スイツチ９、トーチ下降スイツチ10は、溶接
中であつても、そうでなくてもトーチを上昇あるいは下
降させたい時に使用するもので、これらのスイッチによ
り、トーチを上昇リレー５、トーチ下降リレー６を任意
に動作させることができる。

条件変更要求スイツチ11は、溶接中に溶接条件の一部あ
るいは全部を変更するためのスイツチであり、アーク電
流を増大あるいは減少させるスイツチ及び溶接の進行に
伴い、条件全体を次のステツプに移行させるスイツチ等
に連動している。溶接条件の変更が行なわれたかどうか
の検出は条件変更検出リレー７（Ry3）で行なう。

溶接起動スイツチ12は、溶接装置の起動スイツチに連動
しており、溶接が開始され、アーク電流が流れて制御が
メインシーケンスに入つたことをアーク長制御装置に知
らせるものである。

次に、以上の構成によるアーク長制御装置の動作を説明
する。

溶接が開始されて、制御がメインシーケンスに入ると、
このシーケンスによつて溶接起動スイツチ11が自動的に
オンされ、タイマリレー８が作動を開始する。この作動
開始時点のタイマリレー８は内蔵する接点群を動作させ
ていない。タイマリレー８で設定された時間（溶接が安
定するまでの時間）が経過すると、該リレー８はオン動
作し、常開接点を閉じると共に常閉接点を開かせる。こ
れによつて基準電圧記憶装置13に対するアーク電圧Ｅの
供給が断たれ、同時に下限比較器２及び上限比較器３の
各々の出力がリレー５及び６の各々に印加される。この
結果、第２図に示した構成が形成され、アーク長制御が
なされる。このとき、基準電圧記憶装置13からは、E_oが
基準電圧として出力される。

次に、溶接中に溶接条件の変更要求が発生した場合につ
いて説明する。

例えば、アーク電流を増大させる変更が生じると、条件
変更要求スイツチ11がシーケンスによつて自動的にオン
となり、条件変更検出リレー７が作動し、溶接条件の変
更が検出される。リレー７の常閉接点が開くことによつ
てリレー５及び６がオフになり、トーチの動きは強制的
に停止される。同時に常開接点が閉じられ、電圧入力端
子１のアーク電圧Ｅが基準電圧記憶装置13に印加され、
この基準電圧記憶装置13に記憶される。これによつてア
ーク電圧Ｅが新しい基準電圧E_oに書き換えられる。この
間、比較器２及び３の出力は、リレー７の常閉接点が開
いているため、トーチの昇降は停止しており、アーク長
の制御は行なわれない。

溶接条件の設定が完了すると、条件変更要求スイツチ11
がオフとなつてリレー７が消磁され、常開接点が開、常
閉接点が閉に戻り、リレー５及び６が比較器２及び３に
接続される。これによつて基準電圧記憶装置13に記憶さ
れた基準電圧E_oによりアーク長制御が行なわれる。

尚、トーチ上昇スイツチ９又はトーチ下降スイツチ10を
操作してトーチを昇降させ、アーク長を変更することが
できる。例えばアーク長を長くしたい場合は、スイツチ
９を押すことによつてリレー５が動作し、トーチは前述
の制御とは無関係に上昇する。このときリレー５が励磁
され、常開接点が閉じるため、そのときのアーク電圧Ｅ
が基準電圧記憶装置13に記憶され、基準電圧が書き換え
られる。アーク長が所望の長さになつた時点でトーチ上
昇スイツチ９をオフにすると、リレー５は消磁され、基
準電圧記憶装置13に対するアーク電圧Ｅの印加がオフさ
れる。したがって、基準電圧記憶装置13に記憶された新
たな基準電圧E_oによつてアーク長の制御が実行される。

以上はTIG溶接を例に説明したが、消耗電極を用いるMI
G,MAG（GMA）溶接に対しても本考案を適用することがで
きる。

GMA溶接は、TIG溶接と異なり、定電圧電源を用いてお
り、アーク長はアーク電流に依存するところが大きい。
従つて、アーク長制御は、基準アーク電圧で行なうので
はなく、基準アーク電流を記憶することにより行なう。
装置の原理構成は第１図と同じである。

また、上記実施例においては、アーク電圧を基準値とし
て用いるものとしたが、アーク電流を基準値として用い
てもよい。

〔考案の効果〕

以上説明した通り、本考案によれば、溶接条件の変更に
ともなう基準値として、変更時点のアーク電圧または電
流を用いるようにしたため、溶接条件を変更してもアー
ク長に変動を生じさせることが無い。さらにアーク設定
電圧の再調整等が不要になるため、使用上のわずらわし
さ等もない。

また従来提案された定アーク長溶接装置のように複雑な
電流電圧基準関数発生回路を設ける必要がないため、装
置のコスト高を招くことはない。さらに従来提案された
溶接方法のように、電圧計の指針を見ながらアーク電圧
設定器を調整して基準信号を設定するような煩雑な作業
は必要でなく、さらにまた本考案では溶接条件変更検出
手段を使って記憶手段に直接基準基準を取り入れる内容
取り入れ方式であるから、短時間に条件変更ができ、設
定精度が高いという特長を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すブロック図、第２図は
従来のアーク長制御装置を示すブロック図である。１……電圧入力端子、２……下限比較器、３……上限比
較器、５……トーチ上昇リレー、６……トーチ下降リレ
ー、７……条件変更検出リレー、８……タイマリレー、
９……トーチ上昇スイツチ、10……トーチ下降スイツ
チ、11……条件変更要求スイツチ、12……溶接起動スイ
ツチ、13……基準電圧記憶装置、TM_o，Ry1_o，Ry2_o，Ry3
_o……常開接点、TM_c，Ry3_c……常閉接点。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】アーク電圧又はアーク電流が設定範囲に入
るようにトーチを昇降させてアーク長を一定に保つアー
ク長制御装置において、アーク溶接中の溶接条件の変更開始ならびに変更完了を
検出する溶接条件変更検出手段（７）と、その溶接条件変更検出手段（７）によって溶接条件の変
更開始と変更完了を検出すると、その変更完了時点のア
ーク電圧又はアーク電流を記憶する記憶手段（13）と、前記溶接条件変更検出手段（７）によって溶接条件の変
更開始を検出すると、前記トーチの昇降動作の停止を開
始し、溶接条件変更検出手段（７）によって溶接条件の
変更完了を検出するまでトーチの昇降動作の停止を維持
して、条件変更前のアーク長を保持する昇降停止手段
（5,6,7）と、前記溶接条件変更検出手段によって溶接条件の変更完了
を検出すると、前記記憶手段に新たに記憶された前記溶
接条件の変更完了時点のアーク電圧又はアーク電流を基
準値としてアーク長を制御する制御手段（1,2,3,5,6,1
3）とを備えたことを特徴とするアーク長制御装置。