JPS6142484A - 溶接電源の出力制御装置 - Google Patents
溶接電源の出力制御装置Info
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- JPS6142484A JPS6142484A JP16620384A JP16620384A JPS6142484A JP S6142484 A JPS6142484 A JP S6142484A JP 16620384 A JP16620384 A JP 16620384A JP 16620384 A JP16620384 A JP 16620384A JP S6142484 A JPS6142484 A JP S6142484A
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- Japan
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- welding
- short circuit
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- power source
- circuit
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/10—Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
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。
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］
この発明は、溶接ワイヤを送給しつつ行なう消耗電極式
アーク溶接に使用する溶接電源の出力制御装置に関する
。
アーク溶接に使用する溶接電源の出力制御装置に関する
。
［従来技術１
従来の溶接電源ではたとえば３相の商用文流電）原をト
ランスで適当な電圧に変換し、その変換された交流をサ
イリスタで位相制御して溶接電源の出力を制御していた
。この場合には制御周期が２．７〜３．３ｍ秒が必要で
あり、溶接ワイヤと母材との間でアーク発生と短絡とを
くり返す溶接に、この種の電源を用いる場合には溶接ワ
イヤと母材との短絡時間（１ｍ秒〜５＋ｎ秒）とほぼ等
しいため、短絡中の電流または電圧を制御することは不
可能であった。
ランスで適当な電圧に変換し、その変換された交流をサ
イリスタで位相制御して溶接電源の出力を制御していた
。この場合には制御周期が２．７〜３．３ｍ秒が必要で
あり、溶接ワイヤと母材との間でアーク発生と短絡とを
くり返す溶接に、この種の電源を用いる場合には溶接ワ
イヤと母材との短絡時間（１ｍ秒〜５＋ｎ秒）とほぼ等
しいため、短絡中の電流または電圧を制御することは不
可能であった。
そのため最近になって３相の商用交流電源を一度整流し
て直流にし、トランジスタ等のスイッチング素子を用い
て高周波を発生させ、高い周波数で出力制御を行なう溶
接電源が発表されている。
て直流にし、トランジスタ等のスイッチング素子を用い
て高周波を発生させ、高い周波数で出力制御を行なう溶
接電源が発表されている。
これらの電源を用いれば出力を高周波制御することによ
り小型、軽量高効率化をはかると共に制御周期の短縮（
数１０μ秒〜数１００μ秒）から溶接現象を細かく制御
することが可能となってきた。
り小型、軽量高効率化をはかると共に制御周期の短縮（
数１０μ秒〜数１００μ秒）から溶接現象を細かく制御
することが可能となってきた。
例えば、溶接ワイヤと母材とが短絡している期間では溶
接電源は定電流制御しておき、この溶接ワイヤとは林間
の電圧変化から短絡破断の前兆を検出して即座に電流を
低下させることにより短絡破断時のスパッタ発生量を減
少させたり、さらにはアーク発生中の電流を短絡直前に
低下せしめ、短絡時のスパッタ発生量も減少させるよう
な試みがなされている。
接電源は定電流制御しておき、この溶接ワイヤとは林間
の電圧変化から短絡破断の前兆を検出して即座に電流を
低下させることにより短絡破断時のスパッタ発生量を減
少させたり、さらにはアーク発生中の電流を短絡直前に
低下せしめ、短絡時のスパッタ発生量も減少させるよう
な試みがなされている。
第６図に高周波出力制御の溶接電源の従来の制御装置の
一例を示す。出力設定器１で設定された出力値とフィル
ター回路１１から出力される溶接電流検出器１０からの
フィードバック値との偏差が誤差増幅器２により増幅さ
れる。増幅された偏差と基準三角波発振器３の出力値が
比較器４により比較され、偏差量に応じたパルス幅をも
つパルスが駆動回路５に出力される。駆動回路５の出力
は、パワー増幅回路６に出力され、パワートランジスタ
やサイリスタのＯＮ信号として利用される。
一例を示す。出力設定器１で設定された出力値とフィル
ター回路１１から出力される溶接電流検出器１０からの
フィードバック値との偏差が誤差増幅器２により増幅さ
れる。増幅された偏差と基準三角波発振器３の出力値が
比較器４により比較され、偏差量に応じたパルス幅をも
つパルスが駆動回路５に出力される。駆動回路５の出力
は、パワー増幅回路６に出力され、パワートランジスタ
やサイリスタのＯＮ信号として利用される。
パワー増幅器６からは溶接に適した電流力咄力され、イ
ンダクタンス７を通して溶接ワイヤ８と母材９との間に
印加される。印加された電流は電流検出器１０により検
出され、フィルター回路１１にフィードバックされる。
ンダクタンス７を通して溶接ワイヤ８と母材９との間に
印加される。印加された電流は電流検出器１０により検
出され、フィルター回路１１にフィードバックされる。
従来の制御装置は第７図に示すように短絡時もアーク時
と同じ位相遅れと増幅率をもった誤差増幅器２を用いて
出力制御していた。ところか短絡時とアーク時では負荷
状態が異なるため、実際の出力値が溶接電源の出力設定
値に整定するまでの挙動および時間が異なる。例えば、
所定の出力設定値に対してアーク時には理想的な出力制
御を行なう位相遅れと増幅率をもった誤差増幅器を用い
て短絡時の出力制御を行なうと、出力が振動してしまい
、設定値に整定するまでに時間かかかってしまうなどの
問題が生じ、結局、アーク時と短絡時のそれぞれの負荷
状態に応じた理想的な位相遅れと増幅率をもった誤差増
幅器を用いて出力制御することができず、高周波制御に
よる効果を十分に発揮することができなかった。
と同じ位相遅れと増幅率をもった誤差増幅器２を用いて
出力制御していた。ところか短絡時とアーク時では負荷
状態が異なるため、実際の出力値が溶接電源の出力設定
値に整定するまでの挙動および時間が異なる。例えば、
所定の出力設定値に対してアーク時には理想的な出力制
御を行なう位相遅れと増幅率をもった誤差増幅器を用い
て短絡時の出力制御を行なうと、出力が振動してしまい
、設定値に整定するまでに時間かかかってしまうなどの
問題が生じ、結局、アーク時と短絡時のそれぞれの負荷
状態に応じた理想的な位相遅れと増幅率をもった誤差増
幅器を用いて出力制御することができず、高周波制御に
よる効果を十分に発揮することができなかった。
［発明の目的１
本発明は、短絡時とアーク時のそれぞれの負荷状態にお
いて、早く安定した出力を得て、溶接現象を精密に制御
することを可能とし、高周波制御の利点を大巾に拡大で
とる制御装置を提供することを目的としている。
いて、早く安定した出力を得て、溶接現象を精密に制御
することを可能とし、高周波制御の利点を大巾に拡大で
とる制御装置を提供することを目的としている。
［構 成１
以下、本表明の実施例を図面にしたがって詳細に説明す
る。第１図は本発明に係る溶接電源の出力制御装置の一
実施例を示す回路図である。同図において、第６図と同
一符号は同一部分を示す。
る。第１図は本発明に係る溶接電源の出力制御装置の一
実施例を示す回路図である。同図において、第６図と同
一符号は同一部分を示す。
電圧検出器１２は、溶接ワイヤ８と溶接母材９との間の
電圧を検出する。短絡検知電圧設定器１３は、アーク時
と短絡時との中間的な電圧を設定値として出力し、短絡
検知器１４は、短絡検知電圧設定器１３の出力値と電圧
検出器１２の出力値とを比較し、その絶対値の大小関係
によりＨｉｇｈレベルまたはＬｏｕ＋レベルの信号を出
力する。
電圧を検出する。短絡検知電圧設定器１３は、アーク時
と短絡時との中間的な電圧を設定値として出力し、短絡
検知器１４は、短絡検知電圧設定器１３の出力値と電圧
検出器１２の出力値とを比較し、その絶対値の大小関係
によりＨｉｇｈレベルまたはＬｏｕ＋レベルの信号を出
力する。
いま、出力設定器１より出力設定値が、ある正の電圧レ
ベルとして出力される。一方、電流検出器１０の出力が
フィルター回路１１に与えられ、フィルター回路１１は
実際の出力値を負の電圧レベルとして出力する。誤差増
幅器２は出力設定器１の出力値とフィルター回路１１の
出力値との偏差を適度に増幅して比較器４に出力する。
ベルとして出力される。一方、電流検出器１０の出力が
フィルター回路１１に与えられ、フィルター回路１１は
実際の出力値を負の電圧レベルとして出力する。誤差増
幅器２は出力設定器１の出力値とフィルター回路１１の
出力値との偏差を適度に増幅して比較器４に出力する。
ここで、溶接ワイヤ８と溶接母材９との間の電圧が電圧
検小器１２より正の電圧レベルとして出力され、一方、
短絡検知電圧設定器１３では、あらカルめアーク電圧と
短絡時の中間的な電圧値、例えば１０〜２０Ｖが設定さ
れており、負の電圧レベルとして出力される。短絡検知
器１４は、電圧検出器１２力咄力する正の電圧レベルと
短絡検知電圧設定器１３力咄力する負の電圧レベルの絶
対値を比較し、アーク時であれば、電圧検出器１２の出
力値が短絡検知電圧設定器１３の出力値をその絶対値で
」二面ることによりＬｏｕ＋レベルを出力し、逆に短絡
中であれば、電圧検出器１２の出力値が短絡検知電圧設
定器１３の出力値をその絶対値で下回ることによりＨｉ
ｇｈレベルを出力する。誤差増幅器２の演算増幅器１６
の出力と入力との罰にはコンデンサＣと抵抗Ｒ３が接続
されるとともにコンデンサＣは短絡検知器１４の出力で
オンオフするスイッチ１５とツェナーダイオードＺＤと
の直列回路か接続されている。
検小器１２より正の電圧レベルとして出力され、一方、
短絡検知電圧設定器１３では、あらカルめアーク電圧と
短絡時の中間的な電圧値、例えば１０〜２０Ｖが設定さ
れており、負の電圧レベルとして出力される。短絡検知
器１４は、電圧検出器１２力咄力する正の電圧レベルと
短絡検知電圧設定器１３力咄力する負の電圧レベルの絶
対値を比較し、アーク時であれば、電圧検出器１２の出
力値が短絡検知電圧設定器１３の出力値をその絶対値で
」二面ることによりＬｏｕ＋レベルを出力し、逆に短絡
中であれば、電圧検出器１２の出力値が短絡検知電圧設
定器１３の出力値をその絶対値で下回ることによりＨｉ
ｇｈレベルを出力する。誤差増幅器２の演算増幅器１６
の出力と入力との罰にはコンデンサＣと抵抗Ｒ３が接続
されるとともにコンデンサＣは短絡検知器１４の出力で
オンオフするスイッチ１５とツェナーダイオードＺＤと
の直列回路か接続されている。
いま、溶接ワイヤ８と溶接母材９との間にアークが発生
していたとすると短絡検知器１４の出力はＬｏＩ１１レ
ベルとなり、誤差増幅器２のアナログスイッチ１５は開
き、誤差増幅器２のゲインと位相の周波数特性は第２図
（、）（ｂ）に示すようになり、これは第７図に示した
従来の誤差増幅器と同じであり、直流的なゲインが増大
していることはアーク時の定常偏差を減少させることが
できて効果的である。次に、溶接ワイヤ８と溶接母材９
が短絡した場合には、短絡検知器１４の出力はｌ−１ｉ
Ｈｈレベルとなり、誤差増幅器２のアナログスイッチ１
５は閉じる。アナログスイッチ１５が閉じることにより
、コンデンサＣに充電される電圧がツェナーダイオード
ＺＤに制限され、ゲインと位相の周波数特性は第３図（
ａ）に示すようになる。
していたとすると短絡検知器１４の出力はＬｏＩ１１レ
ベルとなり、誤差増幅器２のアナログスイッチ１５は開
き、誤差増幅器２のゲインと位相の周波数特性は第２図
（、）（ｂ）に示すようになり、これは第７図に示した
従来の誤差増幅器と同じであり、直流的なゲインが増大
していることはアーク時の定常偏差を減少させることが
できて効果的である。次に、溶接ワイヤ８と溶接母材９
が短絡した場合には、短絡検知器１４の出力はｌ−１ｉ
Ｈｈレベルとなり、誤差増幅器２のアナログスイッチ１
５は閉じる。アナログスイッチ１５が閉じることにより
、コンデンサＣに充電される電圧がツェナーダイオード
ＺＤに制限され、ゲインと位相の周波数特性は第３図（
ａ）に示すようになる。
またゲインＧ。は、出力設定器１の出力値と、フィルタ
ー回路１１の出力値の偏差をＶ４ツェナこの場合、出力
設定器１の出力値とフィルター回路１１の出力値との偏
差量が大トくなると特性が破線の方向に変化してくる。
ー回路１１の出力値の偏差をＶ４ツェナこの場合、出力
設定器１の出力値とフィルター回路１１の出力値との偏
差量が大トくなると特性が破線の方向に変化してくる。
短絡中においても定常偏差を小さくするため、ある程度
の直流的なゲインを確保し、しかもアーク時に比して応
答が速くなった分位相遅れを小さくすることにより、整
定時間を早くすることがでとる。
の直流的なゲインを確保し、しかもアーク時に比して応
答が速くなった分位相遅れを小さくすることにより、整
定時間を早くすることがでとる。
また、誤差増幅器２のツェナーダイオードＺＤの部分を
第４図に示すように抵抗Ｒ６で置外換えた場合、アーク
中であれば第２図（ａ）（＋））に示したと同じ周波数
特性を示し、短絡中は、第５図（、）（１））に示すよ
うな周波数特性を示す。この場合には出力設定器１の出
力値とフィルター回路１１の出力値の偏差量が変化して
も、周波数特性は変化しないが、前述した例と同様の効
果が得られる。
第４図に示すように抵抗Ｒ６で置外換えた場合、アーク
中であれば第２図（ａ）（＋））に示したと同じ周波数
特性を示し、短絡中は、第５図（、）（１））に示すよ
うな周波数特性を示す。この場合には出力設定器１の出
力値とフィルター回路１１の出力値の偏差量が変化して
も、周波数特性は変化しないが、前述した例と同様の効
果が得られる。
このような制御を行なうことにより、第８図のように短
絡時に大電流を流し短絡からアークに移る際に電流を減
少させ、アークに移行後、所定期間高電流を流した後低
電流にする設定信号を与えたとき、従来の第７図に示し
た誤差増幅器を用いｔこ場合にその出力が１第９ヅに示
すような波形となったのを本発明によれば第１０図に示
すようなピークのない波形に改善て゛き、スパッタ等の
発生を防１１−できる。
絡時に大電流を流し短絡からアークに移る際に電流を減
少させ、アークに移行後、所定期間高電流を流した後低
電流にする設定信号を与えたとき、従来の第７図に示し
た誤差増幅器を用いｔこ場合にその出力が１第９ヅに示
すような波形となったのを本発明によれば第１０図に示
すようなピークのない波形に改善て゛き、スパッタ等の
発生を防１１−できる。
１発明の効果１
このように、本発明によれば短絡時とアーク時とで誤差
増幅器の定数を変えるよう１こしたから短絡時とアーク
時のそれぞれの状態において、堅く安定した出力を得る
ことができ、溶接電流を高速で精密に制御することを可
能とし、その結果高周波制御溶接電源の特性を有効に利
用して良好なスパッタのない溶接をすることができる。
増幅器の定数を変えるよう１こしたから短絡時とアーク
時のそれぞれの状態において、堅く安定した出力を得る
ことができ、溶接電流を高速で精密に制御することを可
能とし、その結果高周波制御溶接電源の特性を有効に利
用して良好なスパッタのない溶接をすることができる。
第１図はこの発明の一実施例な示すブロック図、第２図
（ａ）（１））は第１図の実施例の誤差増幅器のアーク
時におけるゲインと位相の周波数特性曲線を示すグラフ
、第３図（ａ）（ｂ）は第１図の実施例の電圧検出器１
の短絡時におけるゲインと位相の周波数特性曲線を示す
グラフ、第４図は誤差増幅器の他の例を示す回路図、第
５図（ａ）（＋１）は第４図の回路のゲインと位相の周
波数特性曲線を示すグラフ、第６図は従来の溶接電源の
制御装置の一例を示すブロック図、第７図は第６図の装
置に用いられる誤差増幅器の回路図、第８図は設定信号
の一例を示すグラフ、第１Ｊ図と第１（）図は出力電流
の波形を示すグラフである。 １・・・出力設定器、 ２・・・誤差増幅器、 ５
・・・駆動回路、 ６・・・パワー増幅回路、 ８・
・・溶接ワイヤ、 １〕・・・ＨＩ材、 １０・・
・電流検出器、 １２・・・電圧検出器、 １４・
・・短絡検知器、 １５・・・スイッチ。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 外１名代理 人 弁
理士 青 由 葆 外２名区
区 の ０城
城 区 区 へ 〜 城 塚 ［８ｐ） ／、 ）−１−ｔ （６
ｅｐ） ＋ｕ ＶＬ区 医 の の綜
嫉 第８図 第９図
（ａ）（１））は第１図の実施例の誤差増幅器のアーク
時におけるゲインと位相の周波数特性曲線を示すグラフ
、第３図（ａ）（ｂ）は第１図の実施例の電圧検出器１
の短絡時におけるゲインと位相の周波数特性曲線を示す
グラフ、第４図は誤差増幅器の他の例を示す回路図、第
５図（ａ）（＋１）は第４図の回路のゲインと位相の周
波数特性曲線を示すグラフ、第６図は従来の溶接電源の
制御装置の一例を示すブロック図、第７図は第６図の装
置に用いられる誤差増幅器の回路図、第８図は設定信号
の一例を示すグラフ、第１Ｊ図と第１（）図は出力電流
の波形を示すグラフである。 １・・・出力設定器、 ２・・・誤差増幅器、 ５
・・・駆動回路、 ６・・・パワー増幅回路、 ８・
・・溶接ワイヤ、 １〕・・・ＨＩ材、 １０・・
・電流検出器、 １２・・・電圧検出器、 １４・
・・短絡検知器、 １５・・・スイッチ。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 外１名代理 人 弁
理士 青 由 葆 外２名区
区 の ０城
城 区 区 へ 〜 城 塚 ［８ｐ） ／、 ）−１−ｔ （６
ｅｐ） ＋ｕ ＶＬ区 医 の の綜
嫉 第８図 第９図
Claims (4)
- （１）溶接ワイヤを送給しつつ行なう消耗電極式アーク
溶接方法に使用する溶接電源の出力制御装置において、
溶接ワイヤと溶接母材の短絡とアークとを判別する短絡
検知器と、溶接電源の出力設定値と溶接電源出力のフィ
ードバック値との誤差を増幅する誤差増幅器とを備え、
前記短絡検知器の出力信号により、前記誤差増幅器の増
幅率と位相遅れとをアーク発生時と短絡時とに対して変
えることを特徴とする溶接電源の出力制御装置。 - （２）誤差増幅器は、演算増幅器を用い、演算増幅器の
反転端子と出力端子間にツエナーダイオードと短絡検知
器の出力信号により開閉されるアナログスイッチとを直
列接続したものとコンデンサとを並列接続し、上記並列
接続したものと抵抗とを直列接続したものを接続したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の溶接電源
の出力制御装置。 - （３）誤差増幅器は、演算増幅器を用い、演算増幅器の
反転端子と出力端子間に抵抗と短絡検知器の出力信号に
より開閉されるアナログスイッチとを直列接続したもの
とコンデンサとを並列接続し、上記並列接続したものと
抵抗とを直列接続したものを接続したことを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の溶接電源の出力制御装置
。 - （４）短絡検知器は、溶接ワイヤと溶接母材間の電圧に
より、アークと短絡の判別を行なうことを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載の溶接電源の出力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16620384A JPH0632855B2 (ja) | 1984-08-07 | 1984-08-07 | 溶接電源の出力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16620384A JPH0632855B2 (ja) | 1984-08-07 | 1984-08-07 | 溶接電源の出力制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6142484A true JPS6142484A (ja) | 1986-02-28 |
| JPH0632855B2 JPH0632855B2 (ja) | 1994-05-02 |
Family
ID=15827000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16620384A Expired - Lifetime JPH0632855B2 (ja) | 1984-08-07 | 1984-08-07 | 溶接電源の出力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0632855B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009012028A (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Daihen Corp | アーク溶接用電源装置 |
| WO2015163101A1 (ja) * | 2014-04-22 | 2015-10-29 | 株式会社ダイヘン | アーク溶接制御方法 |
-
1984
- 1984-08-07 JP JP16620384A patent/JPH0632855B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009012028A (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Daihen Corp | アーク溶接用電源装置 |
| WO2015163101A1 (ja) * | 2014-04-22 | 2015-10-29 | 株式会社ダイヘン | アーク溶接制御方法 |
| CN105992666A (zh) * | 2014-04-22 | 2016-10-05 | 株式会社达谊恒 | 电弧焊接控制方法 |
| JPWO2015163101A1 (ja) * | 2014-04-22 | 2017-04-13 | 株式会社ダイヘン | アーク溶接制御方法 |
| CN105992666B (zh) * | 2014-04-22 | 2019-09-06 | 株式会社达谊恒 | 电弧焊接控制方法 |
| US10456852B2 (en) | 2014-04-22 | 2019-10-29 | Daihen Corporation | Arc welding control method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0632855B2 (ja) | 1994-05-02 |
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