JPS60206573A - ワイヤインチング速度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
スイッチによっ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）するときの送給速
度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台がある。

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
指令用のスイッチが設けられておシ，作業者はこれを適
宜押すことによってワイヤを寸動送給して上記の各作業
を行っている。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ソ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ノグ指令スイッチ
を押している間のみワイヤを溶接トーチ先端側に向って
送るようになっていた。

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。したがってワ
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
だめの駆動部と溶接トーチとの間は数メートルないしは
土数メートルもの長い経路がおり，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，人力によって
は，ワイヤをこの中に挿入できない。このために長い送
路経路をワイヤ送給駆動部の電動機によシインチンダ操
作で送らざるを得す、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。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、とのワイが ヤスローダウン速度は本来アークスタートを良好に行な
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／グ操作にあっても前述のように，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、万一短い距離を
送る場合に速い速度であると逆に必要量の調整が難しく
なるばかりでなく、危険でもある。

このような欠点を解決せんとして、溶接を開始するだめ
のトーチスイッチによってワイヤインチング指令スイッ
チを兼用し，このトーチスイッチを押した後の漸時の間
はインチング速度をワイヤスローダウン速度とし，一定
時間の経過後もなおトーチスイッチが継続して押されて
いるとインチング速度を溶接時の速度で送るようにしだ
ものが提案されている。しかし、この梅のものも依然と
してワイヤスローダウン速度および溶接時の送給速度を
インチンダ速度として兼用しているために両設定速度に
拘束されて、インチングのだめの最適の速度を設定する
ことができない。しかもトーチスイッチをワイヤイノチ
ングに兼用しているために、ワイヤインチング時と溶接
時との区別がつかず、ワイヤには溶接電源の出力電圧が
印加されることになる。このためにイノチング送給中に
ワイヤに触れると感電したり、思わぬときにワイヤから
アークが生ずるなどの危険性があシ，インチングの度に
溶接電源部まで行って出力電圧を遮断することが必要と
なり、ほとんど実用にならなかった。さらにこの種の装
置の１大な欠点として，実際に溶接せんとしてトーチス
イッチを押したときに，何らかの原因により、例えば錆
やスラグなどによってワイヤと被溶接物との間が絶縁さ
れておシ，この設定時間内に溶接アークが発生しないと
きには、本来溶接開始失敗として停止すべきワイヤ送給
が、逆に溶接時に相当する高速で送給されることになり
、このために大量のワイヤが高速で送給されて，思わぬ
ところにワイヤが伸長して通電し．被加工物を汚損した
り感電事故の発生を増加させることになる。

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
ングを送給量の長短に応じてそれぞれ最適の速度とする
ことができるように別個に速度設定しかつ安全に送給す
ることができる理想的なワイヤインチング速度の制御方
法を提案したものである。

発明の要旨 本発明は，ワイヤインチング指令スイッチが閉路された
ときからの送給量に対応して，例えばインチングの初期
には低速に，中間期には高速に，またこの中間期が経過
した後は再度低速にするように、あるいはインチングの
開始後一定時間の後は除々に送給速度を上昇させるよう
に，あらかじめ設定した，ワイヤインチンダ速度設定用
のプログラムに従って変化させることによって上記目的
を達成するものである。

実施例 第１図は、本発明の方法を実施するときの装置の例を示
す接続図である。同図において，ｌはインチング指令ス
イッチであり、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
に溶接開始指令スイッチとともに設けられている。２は
インチング速度設定器であり、初期速度設定器ＶＲＩ，
中間期の速度設定器ＶＲ２および後期の速度設定器ＶＲ
３を含む。３．４はタイマであり、それぞれ人力端子Ｔ
の入力信号の立下り時から時間設定器６．７にて設定さ
れた一定時間高レベル信号（以下ＩＩ信号という）を出
力する。５はフリップフロップ回路であり，タイマ４の
出力信号の立下りにより出力信号が反転しＨ信号となる
。これらのタイマ３，４およびフリップフロップ回路５
はそれぞれ図のように接続されておシ，またこれらのリ
セット端子はインチング指令スイッチｌが開放されると
Ｈ信号が入力されてリセットされる。８，９，１０はア
ナログスイッチであり，それぞれタイマ３．４およびフ
リップフロップ回路５のＨ信号出力により導通となる。

ｌ１は増幅器であり、入力信号に応じてワイヤ送給用電
動機ｌ２の回転速度を決定する。１３はヌロープ制御回
路であり，スロープ人一切選択スイッチ２６が閉路され
たときには増幅器１１の入力信号がステップ状に変化し
ても出力をなめらかに変化させるものである。

このスロープ制御何路ｌ３としては、例えば増幅器１１
の八一出力間にコンデンサを接続して時間遅れ要素をも
たせることによって実現テキる。ｌ４は，電動機ｌ２に
よって駆動されるワイヤ送給用ロールであり、ワイヤ１
５をワイヤリールｌ６から送給経路１７を経て溶接トー
チｌ８および被溶接物１９に向って送給する。２０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ＶＲ４およびアークスタート後の
正常溶接時におけるワイヤ送給速度の設定器■Ｒ５など
からなる。２ｌは溶接開始指令スイッチであシ、図示し
ない操作盤に設けられるかまたは溶接トーチｌ８に取付
けられたトーチスイッチである。２２Ｆｉ溶接制御回路
であり、溶接開始指令スイッチ２１が押されたときから
ワイヤｌ５が被溶接物ｌ９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１５をワイヤス
ローダウン速度設定器ＶＲ４にて定められた低速で送給
するように設定器ＶＲ４の出力を増幅器１１に供給し、
またアーク発生を検出した後はこれより高速となる設定
器ＶＲ５の出力を増幅器１１に供給するようにアナログ
スイソチ２３，２４番制御するとともに図示を省Ｗ６シ
た出力設定器によって定まる出力指令信号を浴接電詠２
５に供給する公知の機能を有するものである。

第１図において，インチノグ指令スイソチ１を押す以前
はタイマ３，４およびフリンプフロンプ回路５はいずｒ
しもリセッ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、アナログスイッチ
８．９．１０はすべて開いており、したがって増幅器１
１の入力は零であり、電動機１２は停止している。この
状態でインチング指令スイッチ１を押すとその時点から
タイマ３はＨ信号を出力する。このためアナログスイッ
チ８は閉となり初期速度設定器ＶＲＬの出力が増幅器１
１に供給され、電動機１２はこの設定器■Ｒ１によって
定まる低速度Ｓ１で回転し、この結果送給ロール１４は
ワイヤ１５を送給し始める。時間設定器６によって設定
された時ＩＷｆ内に指令スイッチ１を開放するとタイマ
３は直ちにリセットされて出力は＃，，，アナログスイ
ノチ８が開く結果電動機１２は停止する。この後に再度
指令スイソチ１を押すと再び速度設定器■ｋ１によって
定まる速度Ｓ１にてワイヤｌ５が送給される。指令スイ
ッチ１が初期時間設定器６によって定められた時間１゛
１以七に継続して閉じられていると、タイマ３の時限終
了により，その出力はＨ信号からし信号とナシ、アナロ
グスイッチ８は開く。これと同時にタイマ４の出力がＬ
信号からＩ」信号となり、アナログスイソチ９が閉じる
。この結果増幅器１１には中間期の速度を決定する設定
器ＶＲ２の出力が供給されることになり、電動機１２は
この設定器ＶＲ２によって定まる高速度Ｓ２にてワイヤ
１５を送給する。さらに時間設定器７にて設定されたタ
イマ４の時限Ｔ２が終了すると、タイマ４の出力はＨ信
号からし信号となり、アナログスイッチ９は開き、同時
にフリツプフロソプ回路５の出力がＩ｛信号となってア
ナログスイッチ１０が閉じて後期の送給速度設定器ＶＲ
３の出力を増幅器１１に供給する。このため電動機１２
は第３の速度Ｓ３でワイヤ１５を送給することになる。

ここでタイマ３の設定時間Ｔ１をワイヤが数ＬＯ＋ｕ＋
程度送られるに要する時間とし，タイマ４の設定時間１
゛２を、速度Ｓ２にて送給するときにワイヤ１５が送給
経路１７の長さに相当する長さだけ送られる時間と略等
しくしておけは、ワイヤ取替え時のように送給経路の始
端から送給を始めるときに便利である。即ち送給の初期
はローノレ１４へのワイヤ先端の挿入および送給経路１
７への進入開始など比較的不安定でトラブノレの発生し
やすい時期には低速であり、しかもインチング指令スイ
ッチを離せば直ちに停止して再送給時にもまだ低速であ
るので都会がよく、一方送給経路１７内をワイヤ１５の
先端が通過中は比較的送給の障害もなくトラブルの発生
する機会も少ないので速度設定器ＶＲ２による第２の速
度Ｓ２も相当高速とすることができ、さらにワイヤ１５
の先端が送給経路１７の終端部附近である溶接トーチ１
８に達する頃にはまたこれらの継ぎ目や曲折部にて送給
トラブルの発生の可能性があり，この頃に第３の速度で
ある低速にすることによってトラブノレの発生を未然に
防止し、かつ万一トラブルが発生したときも敏速に停止
できる。しかもｌ・ラブルの発生の少ない中間期におい
ては高速とするので作業能率を向上させることができる
。もちろんこれらの動作の途中でインチング指令スイッ
チ１を開放するとすべてはリセソトされもとの状態に復
帰するカラ，次にインチング指令スイソチ１を押したと
きは最初から始まる。一方スロープ人一切選択スイッチ
２６を入側にするとスロープ制御回路１３が有効とナシ
，ワイヤインチンダ速度の各切替時に滑らかに次の速度
に移行するようになる。

第２図は上記の動作における様子を時間の経過とともに
示した線図であり、同図の（ａ冫はインチング指令スイ
ッチｌの開閉状態を示し、（ｂ）はタイマ３．（Ｃ）は
タイマ４．（ｄ）はフリソプフロツプ回路５の各出力の
様子を示し、（ｅ）は増幅器１１の出力を示す。捷だ図
中破線はスロープ制御回路１３を有効としたときの様子
を示すものである。なお第１図においてスロープ人一切
設定信号をタイマ４の出力から得るようにすれは、低速
から筒速に移るとき／Ｃけスロープ制御を行なわせるよ
うにできるＯ 俗接時は、インチンダ指令スイソチ１は開放とし、かわ
りに溶接開始指令スイソチ２１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。

なお上記実施例においては初期速度と終期速度とを別々
の設定器によシ速度を設定するようにしたが、これらは
特に正確でなくてもよく単に低速であればよいものであ
るから設定器を共用するようにしてもよい。

また本発明は第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ソチが閉路されたときから
あらかじめ設定されたワイヤインチノグ速度設定プログ
ラムにしたがって自動的に変化させ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除々に
上昇させる方式のものでもよい。この場合には、初期速
度の設定器と最高速度設定器およびスロープ制御回路と
を組含わせればよい。

上記いずれの場合においてもワイヤインチング速度を変
更するタイミングとしては実施例に示したようにインチ
ング開始からの時間に基づくものの他に、実際に送給さ
れたワイヤ長さに基づいて行うものであってもよい。こ
の場合には例えば送給電動機あるいは送給ロールの回転
数を計測することによって送給長さを知ることができる
。そしてこの場合には速度変更時期の設定を直接長さで
行うことができるのでワイヤインチング速度を変更して
も再設定の必要がなく作業性がさらに向上する。もちろ
んこれらの各信号をデイジイタル化し得ることはいうま
でもない。

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ッチ
が閉路された後の送給量にしたがってワイヤ送給速度を
あらかじめ設定したワイヤインチング速度設定用のプロ
グラムに従って自動的に変化させるようにしたので、イ
ノチンダにて送給すべき長さに対し，て最適の送給速度
で送ることができ、ワイヤ先端の点検，修正のために小
量送るとき、あるいはワイヤ取替時のように数メートル
以上を連続的に送るときのいずれにおいてもそれぞれ能
率よくかつ安全に送ることができる。またこれらのワイ
ヤインチング速度は溶接時の送給速度とは別個に設定さ
れるので，ワイヤスローダウン速度や溶接時のワイヤ送
給速度を兼用している従来方法のように他の機能に拘束
されることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法を実施するだめの装置′の例を
示す接続図、第２図は第１図の実施例の動作を説明する
だめの線図である。 １・・・インチング指令スイッチ，２・・・イノチング
速度設定器、３，４・・・タイマ，５・・・フリノプフ
ロップ回路、１２・・・電動機，１３・・・スロープ制
御回路，１５・・・ワイヤ，１６・・・ワイヤリール，
１７・・・ワイヤ送給経Ｗ６．ｔｓ・・・溶接トーチ，
１９・・・被溶接物 手続補正書（自制 昭和５９年番７日 特許庁長官殿 １．事件の表示 昭和５９年特許願第６４６０６号 ２．発明の名称 ワイヤインチング速度制御方法 ３．補正する者 事件との関係特許出願人 大阪市淀川区田川２丁目１番１１号 （０２６）大阪変圧器株式会社 ４．代理人 住所〒５３２大阪市淀川区田川２丁目１番１１号大阪変
圧器株式会社内（郵省拗 氏名（８２９５）弁理士中月宏 ［連絡先電話（０６）３０４−１２１２］５．補正命令
の日付自発 ・ａＭｆ（７）ｎ￥Ｊ”Ａ・・・・・・［有］６．補正
の対象「図面」 ［図面−１の浄書 （内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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
   ヤインチング速度制御方法において、ワイヤインチング
   指令スイッチが閉路された後のワイヤ送給量に対応して
   ワイヤ送給速度をあらかじめ設定した速度プログラムに
   したがって自動的に変化させるワイヤインチング速度制
   御方法。 ２前記あらかじめ設定したプログラムは、ワイヤ送給速
   度をインチング動作の初期と後期とにおいては比較的低
   速度とし，中間期においては比較的高速とするとともに
   各期間に対応するワイヤ送給量がそｒｔぞｒｔ設定され
   たプログラムである特許請求の範囲第１項に記載のワイ
   ヤインチング速度制御方法。 ３．前記中間期に対応するワイヤ送給量は，ワイヤ送給
   経路の始端部から終端部までの長さに対応して定める特
   許請求の範囲第２項に記載のワイヤインチング速度制御
   方法。 ４．前記ワイヤ送給量は、送給時間により決定する特許
   請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載のワイ
   ヤインチング速度制御方法。 ５．前記ワイヤ送給量は．実際に送給するワイヤの長さ
   に対応して定める特許請求の範囲第１須 ゝぎいし第３項のいずれかに記載のワイヤインチノグ速
   度制御方法。 ６前記あらかじめ設定されたプログラムは、前記指令ス
   イッチが閉路されている時間に比例してワイヤ送給速度
   欠所定の勾配で増加させるものである特許請求の範囲第
   １項に記載のワイヤイノチング速度制御方法。