JPS6326273A - 非消耗電極式自動溶接におけるア−ク長制御方法およびその装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、非消耗性電極を用いる溶接法において、ア
ーク長を一定に制御するための方法および装置に関する
。

〔従来の技術〕

この種の溶接法においては、良好な溶接品質を確保する
ために、従来から、例えば、実公昭５６−４８４６２号
公報に記載されているように、アーク長を一定に制御す
るようにしている。

このアーク長制御は、溶接電流がある値以上では、アー
ク電圧が溶接電流およびアーク長に比例することに着目
し、第２図に示す如（、被溶接母材５と電極３を保持す
る溶接トーチ２間のアーク電圧をアーク電圧検出器９で
検出し、該検出したアーク電圧をフィルタ８を通してノ
イズを除去したのち電圧設定器１４で設定した設定アー
ク電圧と比較して、その差分を比較器１２で取出し、差
分信号を増幅回路（電力増幅器１８と制御増幅器１９）
で増幅したのちトーチ駆動機構（トーチ駆動モータ１６
と機械的手段１７）に与え、上記差分が零になるように
溶接トーチ位置をトーチ軸方向に制御させる構成をとっ
ている。なお、４はアーク、６は送給ワイヤ７を送給す
るための送給チップである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このため、溶接トーチの上下運動に高速動作が要求され
る場合、例えば、特公昭５２−２９９７３号公報や特公
昭５９−１５７４３号公報に記載されているような開先
自動倣い制御においては、溶接トーチの上下運動を開先
壁形状に追随させなければならないので、これに対処す
るため、制御系の応答性を高める必要が生ずる。この制
御系では、制御増幅器１９のゲインを上げることにより
、高応答性を実現することができるが、同時に、外乱と
して侵入してくるノイズに弱くなるという問題を抱える
ことになる。無視し得ない外乱としては、大別して、溶
接電源のリップルノイズと送給ワイヤーの溶滴移行ノイ
ズ（第３図）の２つがあり、前者は、電源周波数（商用
周波数５０もしくは６０Ｈｚ）の整数倍の周波数を持つ
ので低域通過フィルタ８を通すことにより除去すること
ができるが、後者は数Ｈｚの低周波数であり、オシレー
トによるアーク電圧の変動周波数に近いため遮断するこ
とは難しく、上記のようにゲインを上げた場合には制御
系の安定性を失わせる最大の要因となるので、上記従来
の方法では、倣い精度を向上することが難しいという問
題があった。

この発明は上記した従来の問題を解消するためになされ
たもので、制御系の応答性を従来に比して大幅に高めて
も安定したアーク長制御を行わせることができる非消耗
電極式自動溶接におけるアーク長制御方法およびその装
置を得ることを目的とする。

ｃ問題を解決するための手段〕 この発明は上記目的を達成するため、溶融池に向けて送
給される送給ワイヤと被溶接物もしくは送給ワイヤと電
極間の電圧を取り出し、該電圧を上記アーク電圧に逆極
性もしくは同極性に重畳して該アーク電圧が含むリップ
ル分を相殺する構成としたものである。

〔発明の実施例〕

この発明の詳細な説明する前に、前記した溶滴移行時の
アーク電圧の変化■と、送給ワイヤと被溶接母材間の電
圧■、の変化をそれぞれ第３図および第４図を参照して
説明しておく。第３図において■１は溶融池Ｐに向かっ
て送給される送給ワイヤ７と被溶接母材５とが（ａｌに
示すように接触している時の溶接トーチ２と被溶接母材
５間の電圧、■２は送給ワイヤ７と被溶接母材５とが（
ｂｌに示すように離間している時の溶接トーチ２と被溶
接母材５間の電圧でリップル分Δ■を含んでいる。第６
図において、ｖｏは給送ワイヤ７と被溶接母材５が（ａ
）に示すように接触している時の両者間の電圧、■、２
は送給ワイヤ７と被溶接母材５が（ｂｌに示すように離
間している時の両者間の電圧である。

次に、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図において、２０は電圧検出回路であって、被溶接
母材５と送給ワイヤ７の電圧が導かれる差動増幅器２１
と、電源リップル成分を除去するための低域通過フィル
タ２２で構成してあり、被溶接母材５と送給ワイヤ７間
の電圧Ｖ、を検出する。２３は減衰器であって、電圧検
出回路１０の出力Ｖ、を所定の減衰倍率（１／Ｎ）でｖ
、　／Ｎ倍に減衰して演算器２４に供給する。この演算
器１４は低域通過フィルタ８を通して導かれるアーク電
圧Ｖから電圧Ｖ、／Ｎを減算して比較器１３に送出する
。他の構成は第４図の構成と同じであるので、同一のも
のには同一符号を付しその説明は省略する。

この構成においては、減衰倍率（１／Ｎ）を適切にする
ことにより、電圧検出回路２０の出力ｖａ中の、第４図
における（ＶｉｌＶ、□）対応分を低域通過フィルタ８
を通したアーク電圧■における第３図のリップル分ΔＶ
対応分にほぼ近似させることができるので、演算器２４
からはアーク電圧■のリップル分Δ■がｖ、／Ｎにおけ
る（Ｖａ２−ｖ□）対応分で相殺され、制御系の不安定
要因となるリップル分が、実質上、除去されることにな
る。

この結果、設定アーク電圧■８と比較されるアーク電圧
■は第３図に点線で示す如く、リップル分が充分に低減
された電圧となるので、増幅回路１５のゲインを高くと
っても、制御系の安定性は確保することができ、従来に
比して、応答性を著しく高めることがてきる。

なお、上記実施例では、減衰器２３の出力ｖ、／Ｎを低
域通過フィルタ８を通したアーク電圧■から減算してい
るが、設定アーク電圧ｖＫに重畳するようにしても同様
の効果が得られる。

また、上記実施例では、送給ワイヤ７と被溶接母材５間
の電圧ｖ１を取出して減衰器２３に導いているが、これ
に代えて送給ワイヤ７と非消耗電極３間の電圧を取出し
ても同様の効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明した通り、アーク電圧から、制御系
の動作に悪影響を与えるが通常のフィルタでは除去が困
難であったノイズ成分をも除去することができるため、
制御系のゲインを従来に比して大幅に高めても制御の安
定性を確保して溶接トーチを高速動作させることができ
るので、開先倣い精度を従来に比して著しく向上するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の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、第３図はア
ーク電圧波形と送給ワイヤ位置との関連を示す図、第４
図は溶滴移行ノイズ成分を送給ワイヤ位置との関連で示
す図である。 ８・・・低域通過フィルタ、９−アーク電圧検出器、２
０−・−電圧検出回路、２３−・減衰器、２４−・演算
器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アーク電圧を検出してこれを設定アーク電圧と比
   較してその差分に応じて溶接トーチをトーチ軸方向に移
   動させる非消耗電極式自動溶接におけるアーク長制御方
   法において、溶融池に向けて送給される送給ワイヤと被
   溶接物もしくは送給ワイヤと電極間の電圧を取り出し、
   該電圧を上記アーク電圧に逆極性にもしくは上記設定ア
   ーク電圧に同極性に重畳して該アーク電圧が含むリップ
   ル分を相殺することを特徴とする非消耗電極式自動溶接
   におけるアーク長制御方法。
2. （２）アーク電圧を検出する電圧検出器、低域通過フィ
   ルタを通して入力される上記電圧検出器の出力を設定ア
   ーク電圧と比較する比較器、該比較器が出力する差分信
   号に対応して溶接トーチをその軸方向に駆動するサーボ
   系を有する非消耗電極式自動溶接におけるアーク長制御
   装置において、溶融池に向けて送給される送給ワイヤと
   被溶接物もしくは非消耗電極間の電圧を取出す電圧検出
   回路、該電圧検出回路の出力を所定比率で圧縮する減衰
   器、上記比較器に供給される上記アーク電圧に該減衰器
   の出力を減算する向きにもしくは上記設定アーク電圧に
   加算する向きに加える演算器を設けたことを特徴とする
   非消耗電極式自動溶接におけるアーク長制御装置。