JPH11291041A

JPH11291041A - パルスアーク溶接の制御方法及び装置

Info

Publication number: JPH11291041A
Application number: JP9483298A
Authority: JP
Inventors: Tomijiro Nakano; 富治朗中野; Seishi Kajimura; 征志梶村; Masanori Chikuma; 昌則筑摩
Original assignee: Osaki Electric Co Ltd; Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp; Osaki Electric Co Ltd
Priority date: 1998-04-07
Filing date: 1998-04-07
Publication date: 1999-10-26
Anticipated expiration: 2018-04-07
Also published as: JP3813732B2

Abstract

(57)【要約】【課題】溶接中に溶接継手に適した短絡回数が少ない
条件での溶接電圧をサーチして外乱ファクターに影響さ
れることなく安定した溶接を可能とするパルスアーク溶
接の制御方法及び装置を提供する。【解決手段】短絡検出手段２７は、溶接開始の初期期間
に短絡を検出し、電圧サーチ手段３２は、その回数を少
ない状態に維持する電圧をサーチする。このサーチされ
た電圧は、スパッタ等の発生が少ない溶接を維持し、電
圧演算回路２４は、サーチされた電圧を電圧一定制御の
目標電圧として固定しフィードバック制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シールドガスを使
用した消耗電極式のパルスアーク溶接の制御方法及び装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】パルスアーク溶接では、設定電流範囲が
極めて広く、理想的な電圧で行われる場合、任意の溶接
継手に対してスパッタ等の非常に少ないビード外観の良
好な溶接が行えることがわかっている。また、スパッタ
発生量と溶接ワイヤから離脱しようとする溶滴が母材に
も接触する短絡現象の回数とは、図８に示すように、短
絡回数が極めて少ないとき、スパッタ（非短絡型及び短
絡型）発生量も少ない。これは短絡が生じると電流が増
大し、溶滴離脱が電磁力等の影響で乱されるためであ
る。更にブローホールも、短絡回数が少ないと減少す
る。

【０００３】そこで本願の発明者等は、平成７年特許願
２４１４０６号において、パルス溶接中、短絡現象の回
数が予め設定した値となるように短絡現象の回数を検出
して溶接電圧を制御する溶接装置を開示した。上記溶接
装置は、経験や実験により現場溶接に最適な電圧値と電
流値を設定し、これらの設定値を指令すると同時に、短
絡現象を急激に低下する溶接電圧を検出することで検出
している。この検出は、例えば１ｓｅｃ等の単位時間の
間の短絡現象の発生回数を、予め定めた上限回数と下限
回数の間に抑えた状態を最適状態とし、短絡回数が上限
回数より大きくなった場合に、電圧を増大させ、短絡回
数が下限回数より小さくなった場合に、電圧を減少させ
る制御を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、パルス
アーク溶接では、短絡が少ない領域の電圧範囲が極めて
狭く、短絡をなくすため電圧を上げ過ぎると、アークが
広がりアンダーカットと呼ばれる溶接欠陥が生じやすく
なる。これに対し、従来の溶接装置は、短絡回数が少な
い条件で、電圧を溶接開始から溶接終了まで常に制御し
ているが、その制御の目標値は、経験や実験で求めた設
定値である。従って、事前の設定値がその継手に適した
短絡が少ない領域の電圧に合致していないと、制御を行
ってもスパッタ等の発生が少ない溶接が行われていると
は言い難く、スパッタ発生量の増大へとつながることに
なる。

【０００５】また、短絡が少ない条件での電流と電圧の
関係は、溶接トーチの先端チップと母材間距離、溶接ワ
イヤの配線状態、チップ摩耗、治具の位置決め精度等の
外乱ファクターにより変動し、経験や実験により最適な
電圧と電流を設定しても、継手毎に補正しないと、実際
の現場溶接には対応できない。特に、ロボット溶接の場
合、事前にロボット側から溶接機側に指令する電流、電
圧のパラメータとその関係とを求めておいても、上記外
乱ファクターの変動により相違が生じ、最適条件の設定
は困難を極めている。

【０００６】本発明は、溶接中にその溶接継手に適した
短絡回数が少ない条件での溶接電圧をサーチして外乱フ
ァクターに影響されることなく安定した溶接（スパッタ
極小、溶け込み深さ一定等）を可能とするパルスアーク
溶接の制御方法及び装置を提供することを解決すべき課
題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明のパルスアーク溶接の制御方法は、パルス化された溶
接電流を溶接ワイヤと母材との間に通電し、発生するア
ークによって溶接ワイヤを母材に溶滴移行させて溶接を
行うパルスアーク溶接の制御方法において、検知された
溶接電圧により前記溶接ワイヤの短絡現象を検出し、検
出短絡回数を所定回数に維持するように前記溶接電圧を
上下し、その上ピーク値及び下ピーク値の幅と該上ピー
ク値若しくは下ピーク値とに基づいて目標電圧をサーチ
し、該サーチした前記目標電圧を溶接電圧制御の基準電
圧とすることを特徴とするものである。

【０００８】本発明のパルスアーク溶接の制御装置は、
パルス化された溶接電流を溶接ワイヤと母材との間に通
電し、発生するアークによって溶接ワイヤを母材に溶滴
移行させて溶接を行うパルスアーク溶接の制御装置にお
いて、検知された溶接電圧により前記溶接ワイヤの短絡
現象を検出する短絡検出手段と、検出短絡回数を所定回
数に維持するように前記溶接電圧を上下し、その上ピー
ク値及び下ピーク値の幅と該上ピーク値若しくは下ピー
ク値とに基づいて目標電圧をサーチする電圧サーチ手段
とを具備し、前記サーチした前記目標電圧を溶接電圧制
御の基準電圧とすることを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】本発明のパルスアーク溶接の制御方法及び装置
においては、溶接開始の初期期間に短絡回数を少ない状
態に制御、すなわちスパッタ等の発生が少ない溶接を維
持し、そのときの溶接電圧をサーチしている。そして、
サーチされた溶接電圧が安定したときの電圧をその溶接
継手に最適な目標電圧として電圧一定フィードバック制
御の目標値に固定する。これにより、溶接トーチの先端
チップと母材間距離、溶接ワイヤの配線状態、チップ摩
耗、治具の位置決め精度等の外乱ファクターにより溶接
継手毎に存在する理想の溶接電圧を経験や実験等で試行
錯誤しながら見出すことなく実際の溶接中にサーチする
ことができ、準備作業が極めて簡素化できる。

【００１０】本発明のパルスアーク溶接の制御方法及び
装置は、上ピーク値及び下ピーク値の幅が所定値に収束
した後に前記サーチを終了し、得られた前記目標電圧に
基づくフィードバック制御により、溶接電圧を前記目標
電圧に追従させることができる。また、溶接開始より溶
接電流を事前の設定電流に電流一定フィードバック制御
することができる。

【００１１】これにより、事前に設定した経験等に基づ
く設定電圧で電圧一定のフィードバック制御をかけるも
のではないため、電圧の変動も少なく、スパッタの発生
が少なく、溶け込み量等が一定の高品質な溶接を行うこ
とが可能となる。本発明のパルスアーク溶接の制御方法
及び装置は、ロボット溶接に適する。この場合、ロボッ
トをティーチングデータで制御するロボットコントロー
ラと、溶接電源を本発明により制御する溶接電源コント
ローラとを通信可能にリンクさせることがこのましい。

【００１２】上記溶接電源コントローラ用のマイコン
は、本発明の検知された溶接電圧により前記溶接ワイヤ
の短絡現象を検出する短絡検出手段と、検出短絡回数を
所定回数に維持するように前記溶接電圧を上下し、その
上ピーク値及び下ピーク値の幅と該上ピーク値若しくは
下ピーク値とに基づいて目標電圧をサーチする電圧サー
チ手段と、溶接開始より予め設定した目標電流を溶接電
流制御の基準電流として溶接電流を制御する電流制御手
段と、前記上ピーク値及び下ピーク値の幅が所定値に収
束した後に前記サーチを終了し、得られた前記目標電圧
に基づくフィードバック制御により溶接電圧を制御する
電圧制御手段との各機能を包含することができる。

【００１３】本発明のパルスアーク溶接の制御方法及び
装置において、溶接電源の出力端子は、ワイヤ保持ケー
ブルと母材を固定する治具との間に電源ラインを接続す
る。また、溶接電圧の検知位置は、アークが生じるワイ
ヤ先端にできるだけ近い位置のワイヤ保持ケーブルと治
具に検出ラインを接続することが好ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に本発明のパルスアーク溶接の
制御方法及び装置の具体的一実施例を図面を参照して説
明する。本発明のパルスアーク溶接の制御方法及び装置
を適用可能な溶接システムの概略は図１のようになる。
この溶接システムは、溶接トーチ（以下、トーチとい
う）１を保持したロボット２と、出力端子３ａ（正
極）、３ｂ（負極）の溶接電流と溶接電圧をトーチ先端
のチップ１６と母材との間に給電する溶接電源を内蔵し
た溶接機３と、ロボット２をティーチングデータＴＤに
基づいて制御すると共に溶接機３に事前に設定した目標
の電流指令値ＰＩｔ、初期電圧指令値Ｐｖ₀を送信する
ロボットコントローラ５と、ドラム６に充填された消耗
電極としての溶接ワイヤ７をトーチ１へ送給するワイヤ
送給装置８とを、母材が載置される治具９とから構成さ
れている。

【００１５】ロボット２に組付けられたワイヤ送給装置
８は、曲げ矯正器１１、溶接ワイヤ７を挟持した一対の
送給ローラ１３ａ、１３ｂ、ローラ１３ａ、１３ｂを駆
動するモータ１４及び溶接ワイヤ７をトーチ１にガイド
するトーチケープ１ａをもち、溶接ワイヤ７をトーチ１
におけるノズル部１５内のチップ１６より突出させるよ
うにしている。そして、モータ１４は、溶接機３のモー
タ制御回路により電流指令値ＰＩに比例した送り速度の
駆動信号で制御されて溶接ワイヤ７を繰出すようになっ
ている。

【００１６】ところで、溶接機３は、図２に示すよう
に、溶接電源２１と、マイコンを主体とした溶接電源コ
ントローラ２２とから構成される。溶接電源２１は、例
えば整流回路、インバータ、出力トランス及び整流器等
からなるインバータ回路部と、電圧指令値（平均値）Ｐ
ｖによりパルス制御回路を制御して、その出力によりイ
ンバータのスイッチングを制御するＰＷＭ回路部とから
構成され、整流器の出力が前記出力端子３ａ、３ｂに導
出される。

【００１７】溶接電源コントローラ２２は、出力端子３
ａ、３ｂと接続された検出端子４ａ、４ｂに現出する電
圧Ｖｄ（検出溶接電圧）と設定値メモリ２３に書込まれ
た電圧設定値との誤差を小さくするように電圧指令値Ｐ
ｖを演算して該指令値を溶接電源２１のパルス制御回路
へフィードバックする電圧演算回路２４と、前記一方の
検出端子４ａに流れる電流Ｖｄ（検出溶接電流）と設定
値メモリ２５に書込まれた電流設定値との誤差を小さく
するように溶接電源２１のモータ制御回路へ電流指令値
ＰＩをフィードバックする電流演算回路２６とを有す
る。電圧演算回路２４は、電圧指令値Ｐｖでパルス制御
回路が出力するパルス周波数を指令することにより電圧
制御を行う。電流演算回路２６は、電流指令値ＰＩでモ
ータ制御回路でモータ１４の回転数を変化させることに
より電流制御を行う。

【００１８】また、溶接電源コントローラ２２は、前記
検出端子４ａ、４ｂ間の検出溶接電圧Ｖｄを入力して、
検出溶接電圧Ｖｄが急激に低下する状態を検出すること
により、ワイヤ母材間の短絡現象を検出する短絡検出手
段２７と、短絡検出手段２７の出力２７ａでカウントを
開始するタイマ２８と、このタイマ２８のカウントアッ
プ出力２８ａで前記電圧演算回路２４の出力する電圧指
令値Ｐｖをサンプリングし、サンプリング値の複数より
図４に示すように、上ピーク値Ｐｖ_U1、Ｐｖ_U2、Ｐ
ｖ_U3、…及び下ピーク値Ｐｖ_D1、Ｐｖ_D2、Ｐｖ_D3、…を
出力するサンプリング回路２９と、このサンプリング回
路２９の出力２９ａを入力し、隣接した上ピーク値Ｐｖ
_Uと下ピーク値Ｐｖ_Dの一方と両値の幅Ｗとを用いて目標
電圧Ｖｔの指令値（目標電圧値）Ｐｖｔを算出し（サー
チし）出力する目標値演算回路３０と、この目標値演算
回路３０が求めた前記幅Ｗの演算値３０ｂと予定の収束
幅Ｗｄとを比較し、前記演算出力３０ｂが収束幅Ｗｄよ
り等しいか小さくなったときに切換信号３１ａを出力す
る比較回路３１とからなる電圧サーチ回路３２を具備し
ている。

【００１９】そして、前記比較回路３１の出力する切換
信号３１ａは電圧指令値Ｐｖを選択するためのスイッチ
３２を制御している。スイッチ３２は、前記初期電圧指
令値Ｐｖ₀と前記電圧演算回路２４からの電圧指令値Ｐ
ｖと前記目標値演算回路３０からの目標電圧値Ｐｖｔと
を選択的に溶接電源２１へ導出するものである。本発明
のパルスアーク溶接の制御装置は以上のように構成さ
れ、この制御装置を用いた本発明のパルスアーク溶接の
制御方法を説明する。

【００２０】本制御装置は図３のステップＳ１に示すよ
うに、ロボットコントローラ５から目標電流Ｉｔの指令
値ＰＩｔと、初期電圧Ｖ₀の指令値Ｐｖ₀が入力される。
これらの入力により溶接電源コントローラ２２は、指令
値ＰＩｔと、指令値Ｐｖ₀を認識し（Ｓ２）、指令値Ｐ
Ｉｔを溶接電源２１に出力（Ｓ３）すると共に、指令値
Ｐｖ₀は、スイッチ３２で選択され溶接電源２１に出力
され（Ｓ３）、溶接を開始する（Ｓ４）。

【００２１】溶接開始の初期電圧Ｖ₀は、任意に定める
ことができるが、短絡回数とアーク長の関係が図９に示
す特性となっており、かつ、アーク長が電圧にほぼ正比
例するものであるから、溶け込み形状不良、非短絡型ス
パッタ及び短絡型スパッタ、アンダーカット、ブローホ
ール等がほとんど生じない最適領域として設定したアー
ク長領域の電圧値近くにする。目標電流Ｉｔは溶接継手
に応じて予め決められている理想電流値である。

【００２２】溶接開始により、短絡回数Ｓｔの検出（Ｓ
５）に基づく電圧制御と溶接電流Ｉが目標電流Ｉｔとな
るように電流一定制御（Ｓ６）を並列に行う。ステップ
Ｓ６は溶接電流Ｉに対する図５と図７に示す制御であ
る。先ず溶接電圧Ｖに対するステップＳ５以下の制御は
下記のように行われる。短絡回数Ｓｄの検出では、図２
における検出端子４ａ、４ｂ間の検出溶接電圧Ｖｄが急
激に低下する例えば瞬間を検出し、その初回の短絡を示
す出力２７ａでサンプリング回路２９をトリガする。短
絡が検出されると、溶接電源コントローラ２２は次ステ
ップＳ７「Ｓｔ＜Ｓｄ」に続くステップＳ８「電圧を上
げる」又はステップＳ９「電圧を下げる」を行う。

【００２３】ステップＳ７→Ｓ８又はＳ７→Ｓ９は、初
期電圧Ｖ₀での溶接中、短絡を検出し、そのときにサン
プリングされた電圧が図４の第１下ピーク値ＰＶ_D1であ
った場合、目標値演算回路３０は、ＰＶ_D1より大きな電
圧値を目標電圧Ｖｔの指令値ＰＶｔとして出力する（Ｓ
８）。このとき、スイッチ３２は目標値演算回路３０か
らの出力３０ａを選択しており、溶接電源２１へは電圧
指令値Ｐｖとして指令値ＰＶｔが送出される。これによ
り上昇される電圧によって短絡回数が減少する。短絡回
数が減少し、タイマ２８の１周期の間に短絡が生じなか
った場合、サンプリング回路２９は、タイマ２８の出力
２８ａで電圧演算回路２４からの電圧指令値Ｐｖをサン
プリングする。このときの電圧が第１上ピーク値ＰＶ_U1
であるとすると、目標値演算回路３０は第１下ピーク値
ＰＶ_D1と上ピーク値ＰＶ_U1の幅Ｗ１を求め、第１下ピー
ク値ＰＶ_D1と上ピーク値ＰＶ_U1の間の目標電圧Ｖｔ₁の
指令値ＰＶｔ₁=ＰＶ_D1＋αＷ１（α=１／４〜４／３、
通常は１／２）の演算式から算出する。そして、この目
標電圧Ｖｔ₁の指令値ＰＶｔ₁を電圧指令値Ｐｖとして溶
接電源２１に送出する（Ｓ９）。なお、αを決めるため
の外部操作可能なボリュームを設けてもよい。

【００２４】また、幅Ｗ１は比較回路３１によって収束
幅Ｗｄと比較され、Ｗ１＞Ｗｄであれば、比較回路３１
はスイッチ３２の現状状態（目標値演算回路３０の出力
３０ａを電圧指令値Ｐｖとする状態）を維持する。この
比較回路３１の動作は、図３のステップＳ１０「Ｓｔ=
Ｓｄ？」に相当する。上記目標電圧Ｖｔ₁は溶接電圧を
下げるものであるから、短絡が起りやすくなり、このた
め短絡が検出されて第２下ピーク値ＰＶ_D2がサンプリン
グされると、同様の演算式から第１上ピーク値ＰＶ_U1と
下ピーク値ＰＶ_U2との間の目標電圧Ｖｔ₂の指令値ＰＶ
ｔ₂が算出される。

【００２５】この動作が更に繰返され、例えば第２上ピ
ーク値ＰＶ_U2と第３下ピーク値ＰＶ _D3との幅Ｗ４が予め
設定した収束幅Ｗｄに等しいかそれより小さくなった場
合（Ｗ４≦Ｗｄ）、ＰＶ_U2とＰＶ_D3の間に算出される目
標電圧Ｖｔ_{i(i=1、2、3}…₎は最適な目標電圧Ｖｔを出力さ
せるものとして、電圧サーチ回路３２の動作を終了す
る。この目標電圧Ｖｔを求める期間をサーチ期間とし、
サーチ期間で最終的に出力される目標電圧Ｖｔは、検出
短絡回数Ｓｄを目標短絡回数Ｓｔに維持する電圧であ
り、溶接電源コントローラ２２は、次ステップＳ１１に
進む。

【００２６】上記ステップＳ１１では、比較回路３１か
らの出力３１ａでスイッチ３２が電圧演算回路２４の電
圧指令値Ｐｖを選択するように切換えられる動作と、最
終的に得られた指令値ＰＶｔを電圧演算回路２４の設定
値メモリ２３に固定する動作を行う。これにより、溶接
電源コントローラ２４は、サーチした指令値ＰＶｔを設
定値メモリ２３に固定して電圧演算回路２４が行う電圧
一定制御のモードとなる（Ｓ１２）。

【００２７】上記電圧一定制御は、図６に示すように、
チップ母材間距離ＥＸＴ、溶接電圧Ｖ（検出電圧）、パ
ルスアーク電流のピーク電流、ベース電流及び平均電流
Ｉａｖより求められるアーク長ａを最大許容アーク長ａ
₀以下に抑えつつ、サーチした目標電圧Ｖｔを基準電圧
として溶接電圧Ｖを電圧演算回路２４が制御するもので
ある。アーク長ａを最大許容アーク長ａ₀以下に抑える
ことにより、アンダーカットやブローホールがなくな
る。

【００２８】図６のステップＳ１４のアーク長ａの演算
の後、ステップＳ１５では、演算アーク長ａと最大許容
アーク長ａ₀とを比較し、ａ＞ａ₀の場合に、ステップＳ
１６「Ｐｖ＝ＰＶｔ−Ｋ１」を行って（Ｋ１は単位変化
量）、次ステップＳ１７によりＰｖをＤ／Ａ変換する。
変換されたアナログ信号の電圧指令値Ｐｖを溶接電源２
１のＰＷＭ回路に出力（Ｓ１８）する。

【００２９】また、アーク長の比較ステップＳ１５にお
いて、ａがａ₀より小さい場合、ステップＳ１９「〓Ｖ=
Ｖｔ−Ｖｄ」により目標電圧Ｖｔと検出溶接電圧Ｖｄの
差分を算出する。次にステップＳ２０「Ｖｔ＞Ｖｄ」の
比較動作で溶接電圧Ｖが目標電圧Ｖｔより大きいか小さ
いかを判断し、Ｖｔ＞Ｖｄの場合に差分ΔＶを目標電圧
Ｖｔより減算し、その減算された電圧値を電圧指令値Ｐ
ｖとし（Ｓ２１）、Ｖｔ＜Ｖｄの場合に差分〓ＶをＶｔ
に加算し、その加算された電圧値を電圧指令値Ｐｖとす
る（Ｓ２２）。これにより、目標電圧Ｖｔを基準電圧と
した溶接電圧Ｖの制御が行われ、溶接電圧Ｖは図４の電
圧一定制御期間に示すように、制御のうねりのないより
安定に目標電圧Ｖｔに制御される。

【００３０】ところで、溶接開始時より溶接終了まで継
続して実行される電流一定制御は、図１０に示すよう
に、ティーチング精度のばらつきによってチップ母材間
距離ＥＸＴが変動した場合の溶接電流Ｉの変動と、溶接
初期において目標電圧値を変更することによる電流の変
動を抑制するものである。この制御は、電流演算回路２
６で行われ、電流演算回路２６は、設定値メモリ２５に
書き込まれた目標電流値Ｉｔを基準電流として溶接電流
Ｉのフィードバック制御（比例積分制御）を行う。こ
の比例積分制御は、図７に示すように、目標電流値Ｉｔ
とピーク電流期間の検出溶接電流Ｉｄとの差分〓Ｉ（比
例定数項）をステップＳ２３で求め、続いて差分〓Ｉが
ほぼ零となるまでの電流変化に要する時間Ｔｉを積分し
て求め（Ｓ２４）、更にステップＳ２５「ＰＩ′=ＰＩ
＋Ｋ２・〓Ｉ＋Ｋ３・Ｔｉ」の演算を行って、修正され
た電流指令値ＰＩ′を求めるものである。Ｋ２は比例定
数項、Ｋ３は積分定数項である。こうして算出された電
流指令値ＰＩ′は、ステップＳ２６「ＰＩ′→Ｄ／Ａ変
換」で信号形式が変換され、ステップＳ２７「ＰＩ′の
アナログ信号出力」で溶接電源２１のモータ制御回路に
電流指令値ＰＩとして送出される。

【００３１】なお、ステップＳ１３は溶接終了がロボッ
トコントローラ５から送出されたとき、これを認識して
溶接を終了するものである。上記比例積分制御される溶
接電流Ｉは、図５に示すように、チップ母材間距離の変
動にかかわらず、目標電流Ｉｔを基準電流として一定に
制御され、溶け込み量の一定制御を達成する。

【００３２】かくて、本実施の形態のパルスアーク溶接
の制御方法及び装置によれば、事前に決定する電圧指令
値を厳密に求めなくとも、短絡回数が少ない領域の大ま
かな電圧を初期目標電圧として決定するだけで、経験の
少ない作業者でも簡単に行うことができる。そして、溶
接開始の初期において、短絡回数が極小に安定する目標
電圧をサーチし、サーチ後はより安定に短絡が発生する
ように、この目標電圧に溶接電圧を制御だけで、短絡回
数が一定に制御され、スパッタが極小域の状態で溶接を
行うことができる。

【００３３】また、溶接開始から行われる電流一定制御
により、目標電圧を上下させることによる電流の変動
と、ティーチング精度のばらつきに起因する電流の変動
を抑えることができ、外観良好で溶接強度を確保した溶
接が可能となる。本発明のパルスアーク溶接の制御方法
及び装置において、溶接開始の初期に行う目標電圧のサ
ーチは、特開平９−１０８８３７号に開示された方法及
び装置を用いることができる。この方法及び装置は、ピ
ーク電流通電期間における検出溶接電圧Ｖｄと目標電圧
Ｖｔとの電圧誤差の積分値の絶対値と、ベース電流通電
期間における検出溶接電圧Ｖｄと目標電圧Ｖｔとの電圧
誤差の積分値の絶対値とが一致するように、目標電圧Ｖ
ｔを上下させるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のパルスアーク溶接の概要を示す図で
ある。

【図２】本発明のパルスアーク溶接の制御装置を示す
ブロック図である。

【図３】本発明に係る溶接電源コントローラの動作を
示すフローチャートである。

【図４】本発明により制御される溶接電圧を示す説明
図である。

【図５】本発明により制御される溶接電流を示す説明
図である。

【図６】本発明の電圧一定制御の動作を示すフローチ
ャートである。

【図７】本発明の電流一定制御の動作を示すフローチ
ャートである。

【図８】スパッタ発生量と短絡回数の実験により得ら
れる特性図である。

【図９】短絡回数が溶接品質に及す影響をグラフ化し
た図であり、縦軸はアーク長を横軸は短絡回数を表す。

【図１０】チップ母材間距離の変動により変化する溶
接電流の特性図である。

【符号の説明】

Ｉ…溶接電流、Ｖ…溶接電圧、２７…短絡検出手段、Ｐ
ＶＵ…上ピーク値、ＰＶＤ…ピーク値、Ｗ…幅、３２…
電圧サーチ手段、Ｖｔ…目標電圧、Ｉｔ…目標電流値、
２６…電流演算回路（電流制御手段）、２４…電圧演算
回路（電圧制御手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者筑摩昌則兵庫県神戸市西区室谷２丁目７番１大阪電気株式会社神戸工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パルス化された溶接電流を溶接ワイヤと
母材との間に通電し、発生するアークによって溶接ワイ
ヤを母材に溶滴移行させて溶接を行うパルスアーク溶接
の制御方法において、検知された溶接電圧により前記溶接ワイヤの短絡現象を
検出し、検出短絡回数を所定回数に維持するように前記溶接電圧
を上下し、その上ピーク値及び下ピーク値の幅と該上ピ
ーク値若しくは下ピーク値とに基づいて目標電圧をサー
チし、該サーチした前記目標電圧を溶接電圧制御の基準電圧と
することを特徴とするパルスアーク溶接の制御方法。
【請求項２】溶接開始より予め設定した目標電流値を
溶接電流制御の基準電流として溶接電流の平均値を一定
にフィードバック制御すると共に、前記上ピーク値及び
下ピーク値の幅が所定値に収束した後に前記サーチを終
了し、得られた前記目標電圧に基づくフィードバック制
御により溶接電圧の平均値を一定に制御する請求項１記
載のパルスアーク溶接の制御方法。
【請求項３】パルス化された溶接電流を溶接ワイヤと
母材との間に通電し、発生するアークによって溶接ワイ
ヤを母材に溶滴移行させて溶接を行うパルスアーク溶接
の制御装置において、検知された溶接電圧により前記溶接ワイヤの短絡現象を
検出する短絡検出手段と、検出短絡回数を所定回数に維持するように前記溶接電圧
を上下し、その上ピーク値及び下ピーク値の幅と該上ピ
ーク値若しくは下ピーク値とに基づいて目標電圧をサー
チする電圧サーチ手段とを具備し、前記サーチした前記目標電圧を溶接電圧制御の基準電圧
とすることを特徴とするパルスアーク溶接の制御装置。
【請求項４】溶接開始より予め設定した目標電流値を
溶接電流制御の基準電流として溶接電流の平均値を一定
にフィードバックを制御する電流制御手段と、前記上ピ
ーク値及び下ピーク値の幅が所定値に収束した後に前記
サーチを終了し、得られた前記目標電圧に基づくフィー
ドバック制御により溶接電圧の平均値を一定に制御する
電圧制御手段とを具備する請求項３記載のパルスアーク
溶接制御装置。