JPH0890230A - Arc welding monitor - Google Patents
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- JPH0890230A JPH0890230A JP24325294A JP24325294A JPH0890230A JP H0890230 A JPH0890230 A JP H0890230A JP 24325294 A JP24325294 A JP 24325294A JP 24325294 A JP24325294 A JP 24325294A JP H0890230 A JPH0890230 A JP H0890230A
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Abstract
(57)【要約】
[目的]高速のサンプリングおよび複雑な演算を不要に
して装置コストを下げるとともにCPU機能を高め、さ
らには任意の平均化時間を設定可能として測定精度ない
し監視精度を向上させる。
[構成]アーク電圧検出回路18の出力端子にはアーク
電圧Eを表すアナログの電圧信号VEが得られる。V−
F変換回路20は、この電圧信号VEを入力し、その電
圧レベルにほぼ比例する周波数を有するパルス信号PE
を出力する。カウンタ22は、このパルス信号PEを一
定時間毎に計数し、その計数値NEをCPU24に与え
る。溶接電流検出回路28の出力端子には溶接電流Iを
表すアナログの電圧信号VIが得られる。V−F変換回
路20は、この電圧信号VIを入力し、その電圧レベル
にほぼ比例する周波数を有するパルス信号PIを出力す
る。カウンタ22は、このパルス信号PIを一定時間毎
に計数し、その計数値NIをCPU24に与える。
(57) [Summary] [Purpose] To reduce the device cost by eliminating the need for high-speed sampling and complicated calculation, enhance the CPU function, and further improve the measurement accuracy or monitoring accuracy by setting an arbitrary averaging time. [Configuration] An analog voltage signal VE representing the arc voltage E is obtained at the output terminal of the arc voltage detection circuit 18. V-
The F conversion circuit 20 receives the voltage signal VE and inputs a pulse signal PE having a frequency substantially proportional to the voltage level.
Is output. The counter 22 counts the pulse signal PE at regular time intervals and gives the count value NE to the CPU 24. An analog voltage signal VI representing the welding current I is obtained at the output terminal of the welding current detection circuit 28. The VF conversion circuit 20 receives this voltage signal VI and outputs a pulse signal PI having a frequency substantially proportional to its voltage level. The counter 22 counts the pulse signal PI at regular time intervals and gives the count value NI to the CPU 24.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、アーク溶接を監視する
アーク溶接モニタ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an arc welding monitor device for monitoring arc welding.
【0002】[0002]
【従来の技術】アーク溶接は、溶接電極(アーク溶接
棒)と被溶接材(母材)との間に電圧を印加すると溶接
電極の先端がアーク熱で加熱され溶滴となって母材表面
に移行する現象を利用して、被溶接材を融接する溶接法
であり、自動車、電気・電子部品等の加工に広く活用さ
れている。2. Description of the Related Art In arc welding, when a voltage is applied between a welding electrode (arc welding rod) and a material to be welded (base metal), the tip of the welding electrode is heated by arc heat to form droplets and become a base metal surface. It is a welding method for fusion welding the materials to be welded by utilizing the phenomenon of transition to No. 2, and is widely used for processing automobiles, electric / electronic parts and the like.
【0003】アーク溶接では、溶接電流およびアーク電
圧に溶接状況ないし溶接結果が反映されるが、アークと
いう電離層(気体)が溶接回路の一部を構成するため
に、瞬時値が測定できないほど溶接電流およびアーク電
圧が激しく変動する。そこで、一定時間毎に溶接電流お
よびアーク電圧を平均化し、平均値を測定値とする方法
が行われている。In arc welding, the welding current and arc voltage reflect the welding condition or welding result. However, since the ionosphere (gas) called arc constitutes a part of the welding circuit, the welding current is too high to measure the instantaneous value. And the arc voltage fluctuates drastically. Therefore, a method is used in which the welding current and the arc voltage are averaged at regular intervals and the average value is used as the measured value.
【0004】従来のアーク溶接モニタ装置は、溶接電流
またはアーク電圧を検出するセンサのアナログ出力信号
をA/D変換器によってディジタル信号(サンプリング
・データ)に変換し、CPU(マイクロプロセッサ)に
おいてA/D変換器からのサンプリング・データを一定
時間T毎に累積し、その累積値を累積時間Tで割算する
ことで、サンプリング・データの平均値を求め、ひいて
は溶接電流またはアーク電圧の平均値を求めていた。そ
して、この平均値を監視値と比較して、その比較結果か
ら溶接状況ないし溶接結果を判定していた。A conventional arc welding monitor device converts an analog output signal of a sensor for detecting a welding current or an arc voltage into a digital signal (sampling data) by an A / D converter, and A / D in a CPU (microprocessor). The sampling data from the D converter is accumulated at fixed time intervals T, and the accumulated value is divided by the accumulation time T to obtain the average value of the sampling data, and the average value of the welding current or arc voltage is then obtained. I was asking. Then, the average value is compared with the monitoring value, and the welding status or the welding result is determined from the comparison result.
【0005】図7に、従来のアーク溶接モニタ装置にお
けるCPUの演算制御動作をフローチャートで示す。C
PUは、A/D変換器からディジタル信号(サンプリン
グ・データ)を取り込む度毎にそのサンプリング・デー
タをメモリに格納する(ステップ100)。一定の平均
化時間T分のサンプリング・データを取り込むと(ステ
ップ102)、それらのサンプリング・データを累積
し、その累積値を平均化時間Tで割算してサンプリング
・データの平均値ひいては溶接電流またはアーク電圧の
平均値(測定値)を求め(ステップ104)、この平均
値(測定値)をメモリに記憶すると同時に用済みの一周
期分のサンプリング・データを消去する(ステップ10
6)。そして、平均値(測定値)を監視値と比較して当
該平均化時間(監視区間)Tにおけるアーク溶接が正常
であるのか異常であるのかを判定し(ステップ10
8)、判定結果を表示出力する(ステップ110,11
2)。溶接時間が終了するまで上記の処理を繰り返す
(ステップ114,116)。FIG. 7 is a flow chart showing the arithmetic control operation of the CPU in the conventional arc welding monitor. C
Each time the PU takes in a digital signal (sampling data) from the A / D converter, the PU stores the sampling data in the memory (step 100). When sampling data for a certain averaging time T is fetched (step 102), the sampling data is accumulated, and the accumulated value is divided by the averaging time T to obtain the average value of the sampling data and thus the welding current. Alternatively, the average value (measured value) of the arc voltage is obtained (step 104), the average value (measured value) is stored in the memory, and at the same time, the used sampling data for one cycle is deleted (step 10).
6). Then, the average value (measured value) is compared with the monitored value to determine whether the arc welding in the averaging time (monitored section) T is normal or abnormal (step 10).
8) Display output of the determination result (steps 110, 11)
2). The above process is repeated until the welding time ends (steps 114 and 116).
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のア
ーク溶接モニタ装置におけるCPU処理では、溶接電流
またはアーク電圧の測定精度を高くしようとすると、高
速(たとえばサンプリング周波数が5000Hz)のA
/D変換器が必要となり、したがってCPUも高速のも
のが必要となり、またサンプリングデータを記憶するた
めのメモリも大容量のものが必要となり、装置コストが
高くついていた。In the CPU processing in the conventional arc welding monitor apparatus as described above, if an attempt is made to increase the accuracy of measuring the welding current or the arc voltage, a high-speed (for example, sampling frequency of 5000 Hz) A
The / D converter is required, therefore the CPU also needs to have a high speed, and the memory for storing the sampling data also needs to have a large capacity, resulting in a high device cost.
【0007】そのうえ、CPUはサンプリング・データ
の取り込みに処理時間の大部分を割かれるため、上記の
測定監視処理(100〜116)の合間に他の監視制御
たとえば溶接条件の切り替えやスイッチ制御等を行うこ
とが難しかった。In addition, since the CPU spends most of the processing time in fetching the sampling data, other monitoring control such as welding condition switching and switch control is performed during the measurement monitoring processing (100 to 116). It was difficult to do.
【0008】また、平均値演算やサンプリングデータの
記憶管理等が面倒なことから、平均化時間を任意に設定
することができず、現状では20msec,50mse
c,100msecの3種類の平均化時間の中から1つ
だけを選ぶようにしており、種々の溶接条件に適応する
のが難しかった。たとえば、あるアーク溶接では平均化
時間を70msecに設定したときに最も精度の高い平
均値(測定値)を得ることができるはずなのに50ms
ecまたは100msecの平均化時間でしか測定でき
ないため、測定精度ないし監視精度に誤差を来すことが
あった。Further, since averaging calculation and storage management of sampling data are troublesome, the averaging time cannot be set arbitrarily, and at present, 20 msec and 50 mse.
Only one of the three averaging times of c and 100 msec is selected, which makes it difficult to adapt to various welding conditions. For example, in some arc welding, when the averaging time is set to 70 msec, the most accurate average value (measured value) should be obtained, but 50 ms
Since the measurement can be performed only with the averaging time of ec or 100 msec, an error may occur in the measurement accuracy or the monitoring accuracy.
【0009】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、高速のサンプリングおよび複雑な演算を不要に
して装置コストを下げるとともにCPU機能を高め、さ
らには種々の溶接条件に対して任意の平均化時間を設定
できるようにして測定精度ないし監視精度を向上させる
ようにしたアーク溶接モニタ装置を提供することを目的
とする。The present invention has been made in view of the above problems. It reduces the cost of the apparatus by eliminating the need for high-speed sampling and complicated calculation, enhances the CPU function, and further, can be used for various welding conditions. An object of the present invention is to provide an arc welding monitor device capable of setting an averaging time and improving measurement accuracy or monitoring accuracy.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第1のアーク溶接モニタ装置は、アーク
溶接機によるアーク溶接を監視するアーク溶接モニタ装
置において、溶接電極と母材を流れる溶接電流を検出
し、前記溶接電流の電流値を表すアナログの電圧信号を
出力する溶接電流検出手段と、前記溶接電流検出手段か
らの前記アナログ電圧信号をその電圧レベルにほぼ比例
した周波数を有するパルス信号に変換する電圧−周波数
変換回路と、前記電圧−周波数変換回路からの前記パル
ス信号を一定時間毎に計数するパルス計数手段と、前記
パルス計数手段からの計数値に基づいて一定時間毎の前
記溶接電流の平均値を求める溶接電流平均値演算手段
と、前記溶接電流平均値演算手段で求められた前記溶接
電流の平均値に基づいて溶接状況ないし溶接結果を判定
する判定手段とを具備する構成とした。In order to achieve the above object, a first arc welding monitor apparatus of the present invention is an arc welding monitor apparatus for monitoring arc welding by an arc welding machine, which comprises a welding electrode and a base metal. Of the welding current flowing through the welding current detection means for outputting an analog voltage signal representing the current value of the welding current, and a frequency substantially proportional to the voltage level of the analog voltage signal from the welding current detection means. A voltage-frequency conversion circuit for converting to a pulse signal having, pulse counting means for counting the pulse signal from the voltage-frequency conversion circuit at constant time intervals, and at constant time intervals based on the count value from the pulse counting means. Of welding current average value calculating means for obtaining the average value of the welding current, and based on the average value of the welding current obtained by the welding current average value calculating means It has a configuration comprising a determination means for determining welding conditions or welding results.
【0011】また、本発明の第2のアーク溶接モニタ装
置は、アーク溶接機によるアーク溶接を監視するアーク
溶接モニタ装置において、溶接電極と母材間のアーク電
圧を検出し、前記アーク電圧の電圧値を表すアナログの
電圧信号を出力するアーク電圧検出手段と、前記アーク
電圧検出手段からの前記アナログ電圧信号をその電圧レ
ベルにほぼ比例した周波数を有するパルス信号に変換す
る電圧−周波数変換回路と、前記電圧−周波数変換回路
からの前記パルス信号を一定時間毎に計数するパルス計
数手段と、前記パルス計数手段からの計数値に基づいて
一定時間毎の前記アーク電圧の平均値を求めるアーク電
圧平均値演算手段と、前記アーク電圧平均値演算手段で
求められた前記アーク電圧の平均値に基づいて溶接状況
ないし溶接結果を判定する判定手段とを具備する構成と
した。A second arc welding monitoring device of the present invention is an arc welding monitoring device for monitoring arc welding by an arc welding machine, detects an arc voltage between a welding electrode and a base metal, and detects the voltage of the arc voltage. An arc voltage detecting means for outputting an analog voltage signal representing a value, a voltage-frequency conversion circuit for converting the analog voltage signal from the arc voltage detecting means into a pulse signal having a frequency substantially proportional to its voltage level, A pulse counting means for counting the pulse signal from the voltage-frequency conversion circuit at regular time intervals, and an arc voltage average value for obtaining an average value of the arc voltage at constant time intervals based on the count value from the pulse counting means. A welding condition or a welding result is calculated based on the average value of the arc voltage obtained by the calculating means and the arc voltage average value calculating means. It has a configuration comprising a constant determining means.
【0012】[0012]
【作用】本発明では、電圧−周波数変換回路より出力さ
れるパルス信号をパルス計数手段が一定時間毎に計数す
る。このパルス計数値は、計数時間におけるパルス信号
の周波数の平均値に比例し、ひいてはアーク溶接測定対
象(溶接電流またはアーク電圧)の平均値に比例した値
である。したがって、特別な演算を要することなく、こ
のパルス計数値からアーク溶接測定対象の平均値を求め
ることができる。この平均値を監視値と比較すること
で、その比較結果を基にアーク溶接の溶接状況ないし溶
接結果を判定することができる。In the present invention, the pulse counting means counts the pulse signal output from the voltage-frequency conversion circuit at regular intervals. This pulse count value is proportional to the average value of the frequency of the pulse signal at the counting time, and in turn is proportional to the average value of the arc welding measurement target (welding current or arc voltage). Therefore, the average value of the arc welding measurement target can be obtained from the pulse count value without requiring a special calculation. By comparing this average value with the monitoring value, the welding status or welding result of arc welding can be determined based on the comparison result.
【0013】[0013]
【実施例】以下、図1〜図6を参照して本発明の実施例
を説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【0014】図1は、本発明のアーク溶接モニタ装置を
直流アーク溶接機に適用した一実施例の全体構成を示
す。この直流アーク溶接機は、電源装置10より溶接ト
ーチ12側の溶接電極(溶接ワイヤ)14と母材16と
の間に直流電圧を印加し、ガスシールドアーク溶接法に
よりMIG溶接またはMAG溶接を行う。溶接ワイヤ1
4と母材16との間では、不活性ガスまたは炭酸ガス等
からなるシールドガスの雰囲気中でアークが発生し、消
耗性の溶接ワイヤ14は溶融しながら所定の速度で母材
16側へ送給されるようになっている。FIG. 1 shows the overall construction of an embodiment in which the arc welding monitor device of the present invention is applied to a DC arc welding machine. This DC arc welder applies a DC voltage between the welding electrode (welding wire) 14 and the base metal 16 on the welding torch 12 side of the power supply device 10 to perform MIG welding or MAG welding by the gas shield arc welding method. . Welding wire 1
4 and the base metal 16, an arc is generated in an atmosphere of a shielding gas composed of an inert gas or carbon dioxide gas, and the consumable welding wire 14 is melted and sent to the base metal 16 side at a predetermined speed. It is being paid.
【0015】このアーク溶接機において、本実施例のア
ーク溶接モニタ装置は、次のようにアーク電圧および溶
接電流を検出するための手段を備える。In this arc welding machine, the arc welding monitor device of this embodiment is provided with means for detecting the arc voltage and the welding current as follows.
【0016】アーク溶接を検出するために、溶接ワイヤ
14および母材16にアーク電圧検出回路18の一対の
入力端子がそれぞれ接続される。アーク電圧検出回路1
8の出力端子はV−F(電圧−周波数)変換回路20の
入力端子に接続され、V−F変換回路20の出力端子は
カウンタ22の入力端子に接続されている。カウンタ2
2の出力端子はCPU24のデータ端子に接続されてい
る。アーク溶接中、アーク電圧検出回路18の出力端子
には、アーク電圧Eを表すアナログの電圧信号VEが得
られる。V−F変換回路20は、この電圧信号VEを入
力し、その電圧レベルにほぼ比例する周波数を有するパ
ルス信号PEを出力する。カウンタ22は、このパルス
信号PEを一定時間毎に計数し、その計数値NEをCP
U24に与える。In order to detect arc welding, a pair of input terminals of an arc voltage detecting circuit 18 are connected to the welding wire 14 and the base material 16, respectively. Arc voltage detection circuit 1
The output terminal of 8 is connected to the input terminal of the VF (voltage-frequency) conversion circuit 20, and the output terminal of the VF conversion circuit 20 is connected to the input terminal of the counter 22. Counter 2
The output terminal of 2 is connected to the data terminal of the CPU 24. During arc welding, an analog voltage signal VE representing the arc voltage E is obtained at the output terminal of the arc voltage detection circuit 18. The V-F conversion circuit 20 receives the voltage signal VE and outputs a pulse signal PE having a frequency substantially proportional to the voltage level. The counter 22 counts the pulse signal PE at regular time intervals, and the counted value NE is CP.
Give to U24.
【0017】また、溶接電流を検出するために、電源装
置10と母材16とを接続する導体17に電流検出コイ
ル26が取り付けられ、このコイル26の出力端子に溶
接電流検出回路28の入力端子が接続される。溶接電流
検出回路28の出力端子はV−F変換回路30の入力端
子に接続され、V−F変換回路30の出力端子はカウン
タ32の入力端子に接続されている。カウンタ32の出
力端子はCPU24のデータ端子に接続されている。ア
ーク溶接中、溶接電流検出回路28の出力端子には、溶
接電流Iを表すアナログの電圧信号VIが得られる。V
−F変換回路20は、この電圧信号VIを入力し、その
電圧レベルにほぼ比例する周波数を有するパルス信号P
Iを出力する。カウンタ22は、このパルス信号PIを
一定時間毎に計数し、その計数値NIをCPU24に与
える。Further, in order to detect the welding current, a current detection coil 26 is attached to the conductor 17 connecting the power supply device 10 and the base material 16, and the output terminal of this coil 26 is the input terminal of the welding current detection circuit 28. Are connected. The output terminal of the welding current detection circuit 28 is connected to the input terminal of the VF conversion circuit 30, and the output terminal of the VF conversion circuit 30 is connected to the input terminal of the counter 32. The output terminal of the counter 32 is connected to the data terminal of the CPU 24. During arc welding, an analog voltage signal VI representing the welding current I is obtained at the output terminal of the welding current detection circuit 28. V
The -F conversion circuit 20 receives the voltage signal VI and inputs a pulse signal P having a frequency substantially proportional to the voltage level.
Output I. The counter 22 counts the pulse signal PI at regular time intervals and gives the count value NI to the CPU 24.
【0018】CPU24は、キーボード34,ROM3
6,RAM38,表示装置40,プリンタ42および外
部インタフェース回路44等とも接続しており、ROM
36に格納されているプログラムを実行することによ
り、本アーク溶接モニタ装置における各種の演算,制御
を行う。RAM38には,CPU24で演算されるデー
タが格納されるほか、キーボード34を通じて入力され
た監視値や平均化時間等の各種設定値データ等も格納さ
れる。表示装置40およびプリンタ42は、測定値や判
定結果等の出力に用いられる。インタフェース44は、
アーク溶接機のコントローラ等との接続に用いられる。The CPU 24 includes a keyboard 34 and a ROM 3
6, RAM 38, display device 40, printer 42, external interface circuit 44, etc. are also connected, and ROM
By executing the program stored in 36, various calculations and controls in this arc welding monitor device are performed. The RAM 38 stores not only the data calculated by the CPU 24, but also various setting value data such as a monitoring value input through the keyboard 34 and an averaging time. The display device 40 and the printer 42 are used to output measurement values, determination results, and the like. The interface 44 is
It is used to connect to the controller of an arc welder.
【0019】図2は、本アーク溶接モニタ装置において
一般的な平均化法を用いてアーク溶接の監視処理を行う
場合のCPU24の処理動作を示すフローチャートであ
る。ここで、一般的な平均化法とは、図3に示すよう
に、時間軸上で平均化時間Tを周期的に繰り返して各平
均化時間Ti 内の平均値を求める測定法である。FIG. 2 is a flow chart showing the processing operation of the CPU 24 when the arc welding monitoring apparatus uses the general averaging method to perform the arc welding monitoring processing. Here, the general averaging method is a measuring method for obtaining an average value within each averaging time Ti by periodically repeating the averaging time T on the time axis as shown in FIG.
【0020】アーク溶接中、図3の(A)に示すような
溶接電流Iが流れると、この溶接電流Iの電流波形に対
応した電圧波形の電圧信号VIが溶接電流検出回路28
より出力される。この電圧信号VIは、V−F変換回路
30で図3の(B)に示すようなパルス信号PIに変換
される。このパルス信号PIはカウンタ32に入力さ
れ、カウンタ32の出力端子にパルス信号PIの計数値
が得られる。たとえば、V−F変換回路30が入力電圧
10Vに対して周波数1MHzのパルス信号PIを出力
するように動作する場合は、電圧信号VIが1Vで10
msec持続すると、その間にカウンタ32は1000
個(パルス)のパルス信号PIを計数することになる。When a welding current I as shown in FIG. 3A flows during arc welding, a voltage signal VI having a voltage waveform corresponding to the current waveform of the welding current I is generated by the welding current detection circuit 28.
Will be output. The voltage signal VI is converted into a pulse signal PI as shown in FIG. 3B by the VF conversion circuit 30. The pulse signal PI is input to the counter 32, and the count value of the pulse signal PI is obtained at the output terminal of the counter 32. For example, when the V-F conversion circuit 30 operates so as to output the pulse signal PI having a frequency of 1 MHz with respect to the input voltage of 10V, the voltage signal VI is 10 at 1V.
When it continues for msec, the counter 32 becomes 1000 during that period.
The number of (pulse) pulse signals PI will be counted.
【0021】図2において、CPU24は、各平均化時
間Ti の終了時にカウンタ32の出力を読み取り、当該
平均化時間Ti 分のパルス計数値NIi を割り出す(ス
テップ1,2)。この計数値NIi は、当該平均化時間
Ti におけるパルス信号PIの周波数の平均値に比例
し、ひいては電圧信号VIの電圧レベル平均値つまり溶
接電流Iの電流平均値に比例した値である。したがっ
て、計数値NIi に所定の定数(校正値)を乗算するこ
とで溶接電流Iの平均値MIi が求まり、CPU24は
この平均値MIi を測定値としてRAM38にいったん
格納する(ステップ2)。次に、CPU24は、平均値
MIi と溶接電流監視値とをRAM38より読み出して
それらを比較する(ステップ3)。溶接電流監視値は上
限および下限監視値として設定されている。CPU24
は、平均値(測定値)MIi がその上限および下限監視
値の範囲内にあれば溶接正常、範囲外にあれば溶接異常
と判定し、表示装置40またはプリンタ42を通じて正
常表示または異常表示を行う(ステップ4,5)。そし
て、溶接時間が終了するまで、上記の処理を繰り返す
(ステップ6,7)。In FIG. 2, the CPU 24 reads the output of the counter 32 at the end of each averaging time Ti and determines the pulse count value NIi for the averaging time Ti (steps 1 and 2). This count value NIi is proportional to the average value of the frequency of the pulse signal PI at the averaging time Ti, and thus to the average value of the voltage level of the voltage signal VI, that is, the current average value of the welding current I. Therefore, the average value MIi of the welding current I is obtained by multiplying the count value NIi by a predetermined constant (calibration value), and the CPU 24 once stores this average value MIi in the RAM 38 as a measured value (step 2). Next, the CPU 24 reads the average value MIi and the welding current monitoring value from the RAM 38 and compares them (step 3). The welding current monitoring value is set as an upper limit and a lower limit monitoring value. CPU 24
Indicates that the average value (measured value) MIi is within the range of the upper and lower limit monitoring values, the welding is normal, and if the average value MIi is out of the range, it is determined that the welding is abnormal. (Steps 4 and 5). Then, the above processing is repeated until the welding time ends (steps 6 and 7).
【0022】なお、ステップ1をタイマ回路に行わせ、
ステップ2〜6をCPU24が割込みで処理するように
してもよい。そのようにすると、CPU24は多くの時
間を条件切り替えやインタフェース処理等の他の処理に
向けることができるので、CPU処理の高度化・多機能
化をはかることができる。In addition, the step 1 is executed by the timer circuit,
The CPU 24 may process steps 2 to 6 by interruption. By doing so, the CPU 24 can devote a large amount of time to other processing such as condition switching and interface processing, so that the CPU processing can be made more sophisticated and multifunctional.
【0023】図2および図3には溶接電流Iについてア
ーク溶接を監視する部分(24〜32)の作用が示され
ているが、アーク電圧Vについてアーク溶接を監視する
部分(18〜24)においても上記と同様の作用が行わ
れる。これら2つの監視系を選択的に動作させてもよ
く、あるいは同時的に動作させてもよい。2 and 3 show the action of the portion (24 to 32) for monitoring the arc welding with respect to the welding current I, the portion (18 to 24) for monitoring the arc welding with respect to the arc voltage V is shown. Also has the same effect as above. These two monitoring systems may be operated selectively or simultaneously.
【0024】このように、本実施例のアーク溶接モニタ
装置では、V−F変換回路(20,30)より出力され
るパルス信号(PV,PI)をカウンタ(22,32)
が計数することで、各平均化時間Ti 当たりのパルス計
数値(MVi ,MIi )がそのまま各平均化時間Ti 内
のアーク電圧E,溶接電流Iの平均値に比例した値とな
っている。CPU24は、各平均化時間Ti の終了時に
カウンタ(22,32)の出力を読み取るだけで、特別
な演算を要することなく、アーク電圧E,溶接電流Iの
平均値(測定値)を得ることができる。このように、サ
ンプリングデータを継続的に取り込む必要もなければ面
倒な平均値演算を行う必要もないので、多くの時間を他
の処理に向けることができる。As described above, in the arc welding monitor apparatus of this embodiment, the pulse signals (PV, PI) output from the VF conversion circuits (20, 30) are counted (22, 32).
The pulse count value (MVi, MIi) per each averaging time Ti is directly proportional to the average value of the arc voltage E and the welding current I within each averaging time Ti. The CPU 24 can obtain the average value (measured value) of the arc voltage E and the welding current I without any special calculation by merely reading the outputs of the counters (22, 32) at the end of each averaging time Ti. it can. As described above, since it is not necessary to continuously take in the sampling data or to perform a troublesome average value calculation, it is possible to devote a lot of time to other processing.
【0025】また、V−F変換回路(20,30)とカ
ウンタ(22,32)の両者を合わせても高速A/D変
換器よりは格段に安価な回路であり、CPU24も特に
高速のものである必要はなく、RAM36もサンプリン
グデータを格納する必要がなく小容量のメモリで足りる
ので、従来のアーク溶接モニタ装置と比較して装置コス
トが大幅に下がっている。The combination of the VF conversion circuit (20, 30) and the counter (22, 32) is a much cheaper circuit than the high speed A / D converter, and the CPU 24 is also particularly high speed. Since the RAM 36 does not need to store sampling data and a small-capacity memory is sufficient for the RAM 36, the apparatus cost is significantly reduced as compared with the conventional arc welding monitor apparatus.
【0026】また、平均化時間Ti を変える度にサンプ
リングデータ数や平均値演算式等を再設定する必要はな
く、計数時間を管理(認識)してさえいれば平均化時間
Tiがどのような値でもカウンタ(22,32)のパル
ス計数値(MVi ,MIi )からその平均化時間Ti に
おけるアーク電圧E,溶接電流Iの平均値を容易に割り
出せるので、平均化時間Ti を多種類または任意に設定
することができる。したがって、種々の溶接条件に対し
て最適な平均化時間Tを設定することが可能であり、測
定ないし監視精度を向上させることができる。Further, it is not necessary to reset the number of sampling data, the average value calculation formula, etc. every time the averaging time Ti is changed, and the averaging time Ti can be determined by managing (recognizing) the counting time. Even with the values, the average value of the arc voltage E and the welding current I at the averaging time Ti can be easily determined from the pulse count values (MVi, MIi) of the counters (22, 32), so that the averaging time Ti can be set to various types or arbitrarily. Can be set. Therefore, it is possible to set the optimum averaging time T for various welding conditions, and it is possible to improve the measurement or monitoring accuracy.
【0027】また、このような本実施例における平均化
処理のフレキシビリティは、移動平均法によって平均化
測定を行う場合に大なる効果を発揮する。In addition, the flexibility of the averaging process in this embodiment has a great effect when the averaging measurement is performed by the moving average method.
【0028】図4は、移動平均法を用いてアーク溶接の
監視制御を行う場合のCPU24の処理動作を示すフロ
ーチャートである。ここで、移動平均法とは、図5に示
すように、時間軸上で平均化時間Tを一定のピッチδ
(δ<T)で移動させながら、移動ピッチδ毎に各平均
化時間Ti 内の平均値を求める測定法である。なお、説
明の便宜上、図4において、電圧信号VIつまり溶接電
流Iの波形(A)およびパルス信号PIの波形(B)は
それぞれ図3の波形(A),(B)と同じであるとす
る。FIG. 4 is a flow chart showing the processing operation of the CPU 24 when performing monitoring control of arc welding using the moving average method. Here, the moving average method means that the averaging time T is set to a constant pitch δ on the time axis as shown in FIG.
This is a measuring method for obtaining an average value within each averaging time Ti for each moving pitch δ while moving at (δ <T). For convenience of explanation, in FIG. 4, the voltage signal VI, that is, the waveform (A) of the welding current I and the waveform (B) of the pulse signal PI are the same as the waveforms (A) and (B) of FIG. 3, respectively. .
【0029】移動平均法においても、溶接電流Iの電流
波形に対応した電圧波形の電圧信号VIが溶接電流検出
回路28の出力端子に得られ、この電圧信号VIがV−
F変換回路30でパルス信号PIに変換され、このパル
ス信号PIがカウンタ32に入力され、カウンタ32の
出力端子にパルス信号PIの計数値が得られる。Also in the moving average method, a voltage signal VI having a voltage waveform corresponding to the current waveform of the welding current I is obtained at the output terminal of the welding current detection circuit 28, and this voltage signal VI is V-.
The pulse signal PI is converted by the F conversion circuit 30, and this pulse signal PI is input to the counter 32, and the count value of the pulse signal PI is obtained at the output terminal of the counter 32.
【0030】ただし、移動平均法では、CPU24がカ
ウンタ32の計数値を読み込むタイミングが一般的平均
化法と異なる。つまり、図5に示すように、CPU24
は、移動時間δi の終了時にカウンタ32の出力NIを
読み取り、当該移動時間δi分のパルス計数値Nδi を
割り出す(ステップ1’,2A)。このように各移動ピ
ッチ毎に割り出したパルス計数値Nδi を割り出してメ
モリに記憶しておくことによって、当該平均化時間Ti
分のパルス計数値NIi は次の式から求めることができ
る(ステップ2B)。 NIi =NIi-1 +Nδi −Nδi-3 ……(1)However, in the moving average method, the timing at which the CPU 24 reads the count value of the counter 32 is different from the general averaging method. That is, as shown in FIG.
Reads the output NI of the counter 32 at the end of the movement time .delta.i and determines the pulse count value N.delta.i for the movement time .delta.i (steps 1 ', 2A). In this way, the pulse count value Nδi calculated for each moving pitch is calculated and stored in the memory, whereby the averaging time Ti
The minute pulse count value NIi can be obtained from the following equation (step 2B). NIi = NIi-1 + N [delta] i-N [delta] i-3 (1)
【0031】ここで、Nδi-3 は、直前の平均化時間T
i-1 と今回の平均化時間Ti との開始点の差に相当する
移動時間δi-3 分のパルス計数値Nδi である。このよ
うにして各平均化時間Ti 分のパルス計数値NIi を求
めた後の処理(ステップ3〜7)は、上記一般平均化法
と同様に行ってよい。Here, Nδi-3 is the immediately preceding averaging time T
It is the pulse count value Nδi corresponding to the moving time δi-3 corresponding to the difference between the starting points of i-1 and the current averaging time Ti. The processing (steps 3 to 7) after obtaining the pulse count value NIi for each averaging time Ti in this manner may be performed in the same manner as in the general averaging method.
【0032】なお、図4および図5でも溶接電流Iにつ
いてアーク溶接を監視する部分(24〜32)の作用が
示されているが、アーク電圧Vについてアーク溶接を監
視する部分(18〜24)においても上記と同様の作用
が行われてよい。4 and 5, the operation of the portion (24 to 32) for monitoring the arc welding with respect to the welding current I is shown, but the portion (18 to 24) for monitoring the arc welding with respect to the arc voltage V is shown. Also in, the same operation as described above may be performed.
【0033】このような移動平均法によると、測定対象
(溶接電流、アーク電圧)ないし測定データに含まれる
アンダシュートやオーバシュート等の無意味なノイズ、
変動を広い平均化時間Tで除去または吸収することがで
きると同時に、実質的なアーク変動を狭い移動ピッチδ
で確実に捉えることが可能である。そのためには、平均
化時間Tおよび移動ピッチδをそれぞれ任意の値に設定
できることが好ましいのであるが、上記したように本実
施例のアーク溶接モニタ装置はこの条件に適うものであ
り、移動平均法の実用性を高めることができる。According to such a moving average method, meaningless noise such as undershoot and overshoot contained in the measurement object (welding current, arc voltage) or measurement data,
The fluctuations can be removed or absorbed in a wide averaging time T, while at the same time, substantial arc fluctuations can be reduced in a narrow moving pitch δ.
Can be captured with certainty. For that purpose, it is preferable that the averaging time T and the moving pitch δ can be set to arbitrary values, respectively. However, as described above, the arc welding monitoring apparatus of the present embodiment meets this condition, and the moving average method is used. The practicality of can be improved.
【0034】上記演算式(1)は一例であり、移動平均
法における平均値演算はソフトウェアに負担をかけるこ
となく種々の変形が可能である。また、移動平均法にお
いては、図6に示すように、カウンタ(たとえば32)
を複数個(32A,32B,…,32N)設け、各移動
時間δi 毎にカウンタ32A,32B,…,32Nを順
次切り替えて計数させることで、各平均化時間Ti 分の
計数値NIi がいずれかのカウンタの出力にそのまま得
られるようにすることができる。これにより、CPU2
4は各移動時間δi 毎にそのカウンタの出力を読み取る
だけで、直ちに平均値を割り出すことが可能となる。The above calculation formula (1) is an example, and the average value calculation in the moving average method can be variously modified without burdening the software. In the moving average method, as shown in FIG. 6, a counter (for example, 32) is used.
, 32N are provided, and the counters 32A, 32B, ..., 32N are sequentially switched and counted for each moving time δi, so that the count value NIi for each averaging time Ti is any. The counter output can be obtained as it is. As a result, the CPU2
In No. 4, the average value can be immediately calculated by only reading the output of the counter at each moving time δi.
【0035】また、図6の回路構成において、各カウン
タ毎に移動ピッチδまたは平均化時間Tの長さを別々に
設定することで(たとえば平均化時間をカウンタ32A
には20msec,カウンタ32Bには50msec,
…、カウンタ32Nには100msecを割り当てるこ
とで)、アーク溶接をより多視的に監視することが可能
である。In the circuit configuration of FIG. 6, the moving pitch δ or the length of the averaging time T is set separately for each counter (for example, the averaging time is counted by the counter 32A).
Is 20 msec, counter 32B is 50 msec,
..., by allocating 100 msec to the counter 32N), it is possible to monitor arc welding in a more multi-view manner.
【0036】上記した実施例におけるアーク溶接機はN
IG溶接またはMAG溶接を行うものであったが、PI
G溶接を行うアーク溶接機にも本発明は適用可能であ
る。The arc welding machine in the above-mentioned embodiment is N
I did IG welding or MAG welding, but PI
The present invention can also be applied to an arc welder that performs G welding.
【0037】[0037]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のアーク溶
接モニタ装置によれば、電圧−周波数変換回路とパルス
計数手段とを組み合わせた構成により、高速のサンプリ
ングおよび複雑な演算を不要にして装置コストを下げる
と同時にCPU機能を高めることができ、また種々の溶
接条件に対して任意の平均化時間を設定することも可能
であり、測定精度ないし監視精度を向上させることがで
きる。As described above, according to the arc welding monitor apparatus of the present invention, the combination of the voltage-frequency conversion circuit and the pulse counting means eliminates the need for high-speed sampling and complicated calculation. The CPU function can be improved at the same time as the cost is reduced, and an arbitrary averaging time can be set for various welding conditions, so that the measurement accuracy or monitoring accuracy can be improved.
【図1】本発明のアーク溶接モニタ装置を直流アーク溶
接機に適用した一実施例の全体構成を示すブロック図で
ある。FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an embodiment in which an arc welding monitor device of the present invention is applied to a DC arc welding machine.
【図2】実施例のアーク溶接モニタ装置において一般的
な平均化法を用いてアーク溶接の監視処理を行う場合の
CPUの処理動作を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a processing operation of a CPU when performing arc welding monitoring processing using a general averaging method in the arc welding monitoring apparatus of the embodiment.
【図3】実施例における一般的な平均化法による平均値
測定の作用を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining an operation of average value measurement by a general averaging method in an example.
【図4】実施例のアーク溶接モニタ装置において移動平
均法を用いてアーク溶接の監視処理を行う場合のCPU
の処理動作を示すフローチャートである。FIG. 4 is a CPU when performing arc welding monitoring processing using the moving average method in the arc welding monitoring apparatus of the embodiment.
3 is a flowchart showing the processing operation of FIG.
【図5】実施例における移動平均法による平均値測定を
説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining average value measurement by a moving average method in an example.
【図6】実施例のアーク溶接モニタ装置におけるカウン
タ回路の一変形例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a modification of the counter circuit in the arc welding monitor apparatus of the embodiment.
【図7】従来のアーク溶接モニタ装置におけるCPUの
演算制御動作を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing an arithmetic control operation of a CPU in a conventional arc welding monitor device.
14 溶接ワイヤ(溶接電極) 16 母材 18 アーク電圧検出回路 20,30 電圧−周波数変換回路 22,32 カウンタ 24 CPU(マイクロプロセッサ) 26 電流検出コイル 28 溶接電流検出回路 36 ROM 38 RAM 14 welding wire (welding electrode) 16 base material 18 arc voltage detection circuit 20,30 voltage-frequency conversion circuit 22,32 counter 24 CPU (microprocessor) 26 current detection coil 28 welding current detection circuit 36 ROM 38 RAM
Claims (2)
るアーク溶接モニタ装置において、 溶接電極と母材を流れる溶接電流を検出し、前記溶接電
流の電流値を表すアナログの電圧信号を出力する溶接電
流検出手段と、 前記溶接電流検出手段からの前記アナログ電圧信号をそ
の電圧レベルにほぼ比例した周波数を有するパルス信号
に変換する電圧−周波数変換回路と、 前記電圧−周波数変換回路からの前記パルス信号を一定
時間毎に計数するパルス計数手段と、 前記パルス計数手段からの計数値に基づいて一定時間毎
の前記溶接電流の平均値を求める溶接電流平均値演算手
段と、 前記溶接電流平均値演算手段で求められた前記溶接電流
の平均値に基づいて溶接状況ないし溶接結果を判定する
判定手段と、を具備することを特徴とするアーク溶接モ
ニタ装置。1. An arc welding monitoring device for monitoring arc welding by an arc welding machine, wherein a welding current flowing through a welding electrode and a base metal is detected and an analog voltage signal representing a current value of the welding current is output. A detection means; a voltage-frequency conversion circuit for converting the analog voltage signal from the welding current detection means into a pulse signal having a frequency substantially proportional to its voltage level; and the pulse signal from the voltage-frequency conversion circuit. With a pulse counting means for counting every fixed time, a welding current average value calculating means for obtaining an average value of the welding current for each constant time based on the count value from the pulse counting means, and the welding current average value calculating means. An arc for determining the welding condition or the welding result based on the obtained average value of the welding current. Contact monitoring device.
るアーク溶接モニタ装置において、 溶接電極と母材間のアーク電圧を検出し、前記アーク電
圧の電圧値を表すアナログの電圧信号を出力するアーク
電圧検出手段と、 前記アーク電圧検出手段からの前記アナログ電圧信号を
その電圧レベルにほぼ比例した周波数を有するパルス信
号に変換する電圧−周波数変換回路と、 前記電圧−周波数変換回路からの前記パルス信号を一定
時間毎に計数するパルス計数手段と、 前記パルス計数手段からの計数値に基づいて一定時間毎
の前記アーク電圧の平均値を求めるアーク電圧平均値演
算手段と、 前記アーク電圧平均値演算手段で求められた前記アーク
電圧の平均値に基づいて溶接状況ないし溶接結果を判定
する判定手段と、を具備することを特徴とするアーク溶
接モニタ装置。2. An arc welding monitor device for monitoring arc welding by an arc welding machine, which detects an arc voltage between a welding electrode and a base metal and outputs an analog voltage signal representing a voltage value of the arc voltage. Detecting means, a voltage-frequency converting circuit for converting the analog voltage signal from the arc voltage detecting means into a pulse signal having a frequency substantially proportional to its voltage level, and the pulse signal from the voltage-frequency converting circuit. With a pulse counting means for counting at fixed time intervals, an arc voltage average value calculating means for obtaining an average value of the arc voltage at constant time intervals based on the count value from the pulse counting means, and the arc voltage average value calculating means. Determination means for determining the welding status or the welding result based on the obtained average value of the arc voltage. Arc welding monitoring device for.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24325294A JPH0890230A (en) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | Arc welding monitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24325294A JPH0890230A (en) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | Arc welding monitor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0890230A true JPH0890230A (en) | 1996-04-09 |
Family
ID=17101110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24325294A Pending JPH0890230A (en) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | Arc welding monitor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0890230A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09324874A (en) * | 1996-06-03 | 1997-12-16 | Tadahiro Omi | Method for controlling piping work |
| JP2005111528A (en) * | 2003-10-08 | 2005-04-28 | Hitachi Via Mechanics Ltd | Welding power source device |
| CN104972197A (en) * | 2015-07-20 | 2015-10-14 | 中北大学 | Welding process quality evaluation method for shielded metal arc welding |
| CN107733434A (en) * | 2016-08-12 | 2018-02-23 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | Analog-digital converter and electronic equipment |
-
1994
- 1994-09-12 JP JP24325294A patent/JPH0890230A/en active Pending
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| JPH09324874A (en) * | 1996-06-03 | 1997-12-16 | Tadahiro Omi | Method for controlling piping work |
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| CN104972197B (en) * | 2015-07-20 | 2017-04-26 | 中北大学 | Welding process quality evaluation method for shielded metal arc welding |
| CN107733434A (en) * | 2016-08-12 | 2018-02-23 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | Analog-digital converter and electronic equipment |
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