JP2016147267A - Arc welding control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶接ワイヤの送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り換える正逆送給制御を行って、短絡期間とアーク期間とを発生させて溶接するアーク溶接制御方法に関するものである。 The present invention relates to an arc welding control method for performing welding by generating a short circuit period and an arc period by performing forward / reverse feed control for alternately switching a feeding speed of a welding wire between a forward feed period and a reverse feed period. It is.
一般的な消耗電極式アーク溶接では、消耗電極である溶接ワイヤを一定速度で送給し、溶接ワイヤと母材との間にアークを発生させて溶接が行なわれる。消耗電極式アーク溶接では、溶接ワイヤと母材とが短絡期間とアーク期間とを交互に繰り返す溶接状態になることが多い。 In general consumable electrode arc welding, a welding wire that is a consumable electrode is fed at a constant speed, and an arc is generated between the welding wire and a base material to perform welding. In the consumable electrode type arc welding, the welding wire and the base material are often in a welding state in which a short circuit period and an arc period are alternately repeated.
溶接品質をさらに向上させるために、溶接ワイヤの正送と逆送とを周期的に繰り返して溶接する方法が提案されている(例えば、特許文献1、2等参照)。 In order to further improve the welding quality, there has been proposed a method in which welding is performed by periodically repeating forward feeding and backward feeding of a welding wire (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
特許文献1の発明では、溶接電流設定値に応じた送給速度の平均値とし、溶接ワイヤの正送と逆送との周波数及び振幅を溶接電流設定値に応じた値とする。 In invention of patent document 1, it is set as the average value of the feeding speed according to the welding current setting value, and the frequency and amplitude of the forward feed and the reverse feeding of the welding wire are values according to the welding current setting value.
特許文献2の発明では、定常溶接時はワイヤ送給速度を所定の一定速度とし、溶接の終了を指示した時点からは、ワイヤ送給速度を、所定の一定速度から正送と逆送とを繰り返す送給に切り替える。
In the invention of
上述したように、従来技術では、定常溶接期間中に、送給速度を所定の正送期間と所定の逆送期間とに交互に切り換える正逆送給制御を行うことによって、安定した溶接を行うことができる。しかし、従来技術では、溶接を終了する際に、正逆送給制御から送給を停止させるまでの過渡期間であるいわゆるアンチスティック期間中に溶接状態が不安定になるという問題があった。 As described above, in the prior art, stable welding is performed by performing forward / reverse feed control in which the feed speed is alternately switched between a predetermined forward feed period and a predetermined reverse feed period during the steady welding period. be able to. However, in the prior art, when welding is finished, there is a problem that the welding state becomes unstable during a so-called anti-stick period which is a transition period from the forward / reverse feed control to the stop of feed.
そこで、本発明では、送給速度の正送期間と逆送期間とを交互に切り換える溶接において、アンチスティック期間中の溶接状態を安定化することができるアーク溶接制御方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an arc welding control method capable of stabilizing the welding state during the anti-stick period in welding in which the forward feed period and the reverse feed period of the feeding speed are alternately switched. To do.
上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、
溶接ワイヤの送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り換える正逆送給制御を行って、短絡期間とアーク期間とを発生させて溶接するアーク溶接制御方法において、
溶接終了指令が入力されると、前記逆送期間中の前記アーク期間中に送給を停止して溶接を終了する、
ことを特徴とするアーク溶接制御方法である。
In order to solve the above-described problems, the invention of claim 1
In the arc welding control method of performing welding by generating a short circuit period and an arc period by performing forward / reverse feed control for alternately switching the feeding speed of the welding wire between the forward feed period and the reverse feed period,
When a welding end command is input, the feeding is stopped during the arc period in the reverse feeding period to end the welding,
An arc welding control method characterized by the above.
請求項2の発明は、前記送給が停止した時点で溶接電圧の出力を停止する、
ことを特徴とする請求項1記載のアーク溶接制御方法である。
The invention of
The arc welding control method according to claim 1, wherein:
請求項3の発明は、前記逆送期間が終了した時点で前記送給を停止する、
ことを特徴とする請求項1又は2記載のアーク溶接制御方法である。
The invention of claim 3 stops the feeding when the reverse feed period ends.
The arc welding control method according to
請求項4の発明は、前記逆送期間中に前記アーク期間に移行し、前記アーク期間が所定期間継続した時点で前記送給を停止する、
ことを特徴とする請求項1又は2記載のアーク溶接制御方法である。
The invention according to claim 4 shifts to the arc period during the reverse feed period, and stops the feeding when the arc period continues for a predetermined period.
The arc welding control method according to
本発明によれば、溶接終了指令が入力されると、アンチスティック期間に入るが、定常溶接期間中と同様の動作を繰り返した後に、逆送期間中のアーク期間中に溶接を終了する。このために、安定した溶接状態で溶接を終了することができる。この結果、溶接終了時において、溶接ワイヤ先端とビードとの距離が適正距離となるので、溶接ワイヤがビードと溶着することを防止することができる。さらに、溶接ワイヤ先端粒の大きさが適正化され、次回のアークスタート性を良好にすることができる。 According to the present invention, when a welding end command is input, the anti-stick period is entered, but after repeating the same operation as during the steady welding period, the welding is ended during the arc period during the reverse feed period. For this reason, welding can be completed in a stable welding state. As a result, since the distance between the tip of the welding wire and the bead becomes an appropriate distance at the end of welding, it is possible to prevent the welding wire from being welded to the bead. Furthermore, the size of the welding wire tip grain is optimized, and the next arc start property can be improved.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[実施の形態1]
実施の形態1の発明は、溶接電源に溶接終了指令が入力されると、その後に送給速度の逆送期間が終了した時点で送給を停止して溶接を終了するものである。
[Embodiment 1]
In the invention of the first embodiment, when a welding end command is input to the welding power source, the feeding is stopped and the welding is finished when the reverse feeding period of the feeding speed is finished thereafter.
図1は、本発明の実施の形態1に係るアーク溶接制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。 FIG. 1 is a block diagram of a welding power source for carrying out an arc welding control method according to Embodiment 1 of the present invention. Hereinafter, each block will be described with reference to FIG.
電源主回路PMは、3相200V等の商用電源(図示は省略)を入力として、後述する駆動信号Dvに従ってインバータ制御等による出力制御を行い、出力電圧Eを出力する。この電源主回路PMは、図示は省略するが、商用電源を整流する1次整流器、整流された直流を平滑する平滑コンデンサ、平滑された直流を高周波交流に変換する上記の駆動信号Dvによって駆動されるインバータ回路、高周波交流を溶接に適した電圧値に降圧する高周波変圧器、降圧された高周波交流を直流に整流する2次整流器を備えている。 The power supply main circuit PM receives a commercial power supply (not shown) such as a three-phase 200V, performs output control by inverter control or the like according to a drive signal Dv described later, and outputs an output voltage E. Although not shown, the power supply main circuit PM is driven by a primary rectifier that rectifies commercial power, a smoothing capacitor that smoothes the rectified direct current, and the drive signal Dv that converts the smoothed direct current to high-frequency alternating current. An inverter circuit, a high-frequency transformer that steps down the high-frequency alternating current to a voltage value suitable for welding, and a secondary rectifier that rectifies the stepped-down high-frequency alternating current into direct current.
リアクトルWLは、上記の出力電圧Eを平滑する。このリアクトルWLのインダクタンス値は、例えば200μHである。 The reactor WL smoothes the output voltage E. The inductance value of the reactor WL is, for example, 200 μH.
送給モータWMは、後述する送給制御信号Fcを入力として、定常溶接期間中は正送と逆送とを周期的に繰り返して溶接ワイヤ1を送給速度Fwで送給する。送給モータWMには、過渡応答性の速いモータが使用される。溶接ワイヤ1の送給速度Fwの変化率及び送給方向の反転を速くするために、送給モータWMは溶接トーチ4の先端の近くに設置される場合がある。また、送給モータWMを2個使用して、プッシュプル方式の送給系とする場合もある。
The feed motor WM receives a feed control signal Fc, which will be described later, and feeds the welding wire 1 at a feed speed Fw by periodically repeating forward feed and reverse feed during the steady welding period. A motor with fast transient response is used as the feed motor WM. In order to increase the rate of change of the feeding speed Fw of the welding wire 1 and the reversal of the feeding direction, the feeding motor WM may be installed near the tip of the
溶接ワイヤ1は、上記の送給モータWMに結合された送給ロール5の回転によって溶接トーチ4内を送給されて、母材2との間にアーク3が発生する。溶接トーチ4内の給電チップ(図示は省略)と母材2との間には溶接電圧Vwが印加し、溶接電流Iwが通電する。
The welding wire 1 is fed through the
電圧検出回路VDは、上記の溶接電圧Vwを検出して、電圧検出信号Vdを出力する。短絡判別回路SDは、上記の電圧検出信号Vdを入力として、この値が短絡判別値(10V程度)未満のときは短絡期間であると判別してHighレベルとなり、以上のときはアーク期間であると判別してLowレベルとなる短絡判別信号Sdを出力する。 The voltage detection circuit VD detects the welding voltage Vw and outputs a voltage detection signal Vd. The short circuit determination circuit SD receives the voltage detection signal Vd as described above, and when this value is less than the short circuit determination value (about 10 V), it determines that it is a short circuit period and becomes a high level, and when it is above, it is an arc period. And a short circuit determination signal Sd that is at a low level is output.
溶接開始回路STは、溶接開始指令のときはHighレベルとなり、溶接終了指令のときはLowレベルとなる溶接開始信号Stを出力する。この溶接開始回路STは、溶接トーチ4の起動スイッチ、溶接工程を制御するPLC、ロボット制御装置等が相当する。
The welding start circuit ST outputs a welding start signal St that is at a high level when a welding start command is issued and that is at a low level when a welding end command is issued. The welding start circuit ST corresponds to a start switch of the
平均送給速度設定回路FARは、予め定めた平均送給速度設定信号Farを出力する。周期設定回路TFRは、予め定めた周期設定信号Tfrを出力する。振幅設定回路WFRは、予め定めた振幅設定信号Wfrを出力する。 The average feed speed setting circuit FAR outputs a predetermined average feed speed setting signal Far. The period setting circuit TFR outputs a predetermined period setting signal Tfr. The amplitude setting circuit WFR outputs a predetermined amplitude setting signal Wfr.
送給速度設定回路FRは、上記の平均送給速度設定信号Far、上記の周期設定信号Tfr及び上記の振幅設定信号Wfrを入力として、振幅設定信号Wfrによって定まる振幅Wf及び周期設定信号Tfrによって定まる周期Tfで正負対称形状に変化する予め定めた台形波を、平均送給速度設定信号Farの値だけ正送側にシフトした波形となる送給速度設定信号Frを出力する。この送給速度設定信号Frについては、図2で詳述する。 The feed speed setting circuit FR receives the average feed speed setting signal Far, the cycle setting signal Tfr, and the amplitude setting signal Wfr, and is determined by the amplitude Wf and the cycle setting signal Tfr determined by the amplitude setting signal Wfr. A feed speed setting signal Fr having a waveform obtained by shifting a predetermined trapezoidal wave that changes into a positive and negative symmetrical shape at the period Tf to the positive feed side by the value of the average feed speed setting signal Far is output. The feed speed setting signal Fr will be described in detail with reference to FIG.
起動回路ONは、上記の溶接開始信号St、上記の短絡判別信号Sd及び上記の送給速度設定信号Frを入力として、溶接開始信号StがHighレベル(溶接開始指令)に変化した時点でHighレベルにセットされ、溶接開始信号StがLowレベル(溶接終了指令)に変化した後に前記送給速度設定信号Frの逆送期間が終了した時点で短絡判別信号SdがLowレベル(アーク)であったときにLowレベルにリセットされる起動信号Onを出力する。 The start-up circuit ON receives the welding start signal St, the short circuit determination signal Sd, and the feed speed setting signal Fr. When the welding start signal St changes to a high level (welding start command), the activation circuit ON is at a high level. When the short circuit determination signal Sd is at the low level (arc) at the time when the reverse feed period of the feed speed setting signal Fr ends after the welding start signal St changes to the low level (welding end command). An activation signal On that is reset to a low level is output.
送給制御回路FCは、上記の起動信号On及び上記の送給速度設定信号Frを入力として、起動信号OnがHighレベル(起動指令)に変化すると送給速度設定信号Frの値に相当する送給速度Fwで溶接ワイヤ1を送給するための送給制御信号Fcを出力し、起動信号onがLowレベル(停止指令)に変化した時点で送給を停止するための送給制御信号Fcを上記の送給モータWMに出力する。 The feed control circuit FC receives the start signal On and the feed speed setting signal Fr, and when the start signal On changes to a high level (start command), the feed control circuit FC corresponds to the feed speed setting signal Fr. A feed control signal Fc for feeding the welding wire 1 at the feed speed Fw is output, and a feed control signal Fc for stopping the feed when the start signal on changes to a low level (stop command). It outputs to said feed motor WM.
出力電圧設定回路ERは、予め定めた出力電圧設定信号Erを出力する。出力電圧検出回路EDは、上記の出力電圧Eを検出し平滑して、出力電圧検出信号Edを出力する。 The output voltage setting circuit ER outputs a predetermined output voltage setting signal Er. The output voltage detection circuit ED detects and smoothes the output voltage E and outputs an output voltage detection signal Ed.
電圧誤差増幅回路EVは、上記の出力電圧設定信号Er及び上記の出力電圧検出信号Edを入力として、出力電圧設定信号Er(+)と出力電圧検出信号Ed(−)との誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Evを出力する。この回路によって、溶接電源は定電圧制御される。 The voltage error amplification circuit EV receives the output voltage setting signal Er and the output voltage detection signal Ed, and amplifies an error between the output voltage setting signal Er (+) and the output voltage detection signal Ed (−). The voltage error amplification signal Ev is output. By this circuit, the welding power source is controlled at a constant voltage.
駆動回路DVは、上記の電圧誤差増幅信号Ev及び上記の起動信号Onを入力として、起動信号OnがHighレベル(起動指令)に変化すると電圧誤差増幅信号Evに基づいてPWM変調制御を行い、上記の電源主回路PM内のインバータ回路を駆動するための駆動信号Dvを出力し、起動信号OnがLowレベル(停止指令)に変化すると駆動信号Dvの出力を停止する。 The drive circuit DV receives the voltage error amplification signal Ev and the activation signal On, and performs PWM modulation control based on the voltage error amplification signal Ev when the activation signal On changes to a high level (activation command). The drive signal Dv for driving the inverter circuit in the power supply main circuit PM is output, and when the start signal On changes to the Low level (stop command), the output of the drive signal Dv is stopped.
図2は、本発明の実施の形態1に係るアーク溶接制御方法を示す、図1の溶接電源における溶接終了時の各信号のタイミングチャートである。同図(A)は溶接開始信号Stの時間変化を示し、同図(B)は送給速度Fwの時間変化を示し、同図(C)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(D)は溶接電圧Vwの時間変化を示し、同図(E)は短絡判別信号Sdの時間変化を示し、同図F)は起動信号Onの時間変化を示す。以下、同図を参照して溶接終了時における各信号の動作について説明する。 FIG. 2 is a timing chart of signals at the end of welding in the welding power source of FIG. 1, showing the arc welding control method according to the first embodiment of the present invention. (A) shows the time change of the welding start signal St, (B) shows the time change of the feeding speed Fw, (C) shows the time change of the welding current Iw, (D) shows the time change of the welding voltage Vw, (E) shows the time change of the short circuit determination signal Sd, and (F) shows the time change of the activation signal On. Hereinafter, the operation of each signal at the end of welding will be described with reference to FIG.
同図(A)に示すように、溶接開始信号StがLowレベル(溶接終了指令)に変化する時刻t11までの期間が定常溶接期間となり、時刻t11〜t14の期間がアンチスティック期間となる。アークが消滅して溶接が終了する時刻t14は、同図(F)に示すように、起動信号OnがLowレベル(停止指令)に変化する時点である。 As shown in FIG. 6A, the period from time t11 when the welding start signal St changes to the low level (welding end command) is the steady welding period, and the period from time t11 to t14 is the anti-stick period. The time t14 when the arc disappears and the welding is finished is a time point when the start signal On changes to the low level (stop command) as shown in FIG.
同図(B)に示す送給速度Fwは、図1の送給速度設定回路FRから出力される送給速度設定信号Frの値に制御される。送給速度設定信号Frは、振幅設定信号Wfrによって定まる振幅Wf及び周期設定信号Tfrによって定まる周期Tfで正負対称形状に変化する予め定めた台形波を、平均送給速度設定信号Farの値だけ正送側にシフトした波形となる。このために、同図(B)に示すように、送給速度Fwは、平均送給速度設定信号Farによって定まる破線で示す平均送給速度Faを基準線として、上下に対称となる振幅Wf及び周期Tfで予め定めた台形波状の送給速度パターンとなる。すなわち、基準線から上側の振幅と下側の振幅とは同一値であり、基準線より上側の期間と下側の期間とは同一値となっている。 The feed speed Fw shown in FIG. 5B is controlled to the value of the feed speed setting signal Fr output from the feed speed setting circuit FR of FIG. The feed speed setting signal Fr is a positive trapezoidal wave that changes in a positive and negative symmetric shape with the amplitude Wf determined by the amplitude setting signal Wfr and the period Tf determined by the period setting signal Tfr by the value of the average feed speed setting signal Far. The waveform is shifted to the sending side. For this reason, as shown in FIG. 5B, the feed speed Fw has an amplitude Wf that is symmetrical in the vertical direction with the average feed speed Fa indicated by a broken line determined by the average feed speed setting signal Far as a reference line. It becomes a trapezoidal wave-shaped feeding speed pattern determined in advance with the period Tf. That is, the amplitude above the reference line and the amplitude below the reference line have the same value, and the period above and below the reference line have the same value.
ここで、0を基準線として送給速度Fwの台形波を見ると、同図(B)に示すように、時刻t1〜t5の逆送期間は、それぞれ所定の逆送加速期間、逆送ピーク期間、逆送ピーク値及び逆送減速期間から形成され、時刻t5〜t9の正送期間は、それぞれ所定の正送加速期間、正送ピーク期間、正送ピーク値及び正送減速期間から形成される。 Here, when the trapezoidal wave of the feed speed Fw is seen with 0 as the reference line, the reverse feed period at times t1 to t5 is a predetermined reverse feed acceleration period and reverse feed peak as shown in FIG. Period, reverse feed peak value, and reverse feed deceleration period, and the forward feed period from time t5 to t9 is formed from a predetermined forward feed acceleration period, forward feed peak period, forward feed peak value, and forward feed deceleration period, respectively. The
[時刻t1〜t5の逆送期間の動作]
同図(A)に示すように、溶接開始信号StはHighレベル(溶接開始指令)になっているので、同図(F)に示すように、起動信号OnもHighレベル(起動指令)になっている。このために、溶接電源が起動されて、溶接ワイヤ1が送給されると共に、溶接電圧Vw及び溶接電流Iwが出力されている。同図(B)に示すように、送給速度Fwは時刻t1〜t2の逆送加速期間に入り、0から上記の逆送ピーク値まで加速する。この期間中は短絡状態が継続しているので、同図(E)に示すように、短絡判別信号SdはHighレベル(短絡)となっている。
[Operation in the reverse feed period from time t1 to t5]
Since the welding start signal St is at a high level (welding start command) as shown in FIG. 9A, the start signal On is also at a high level (start command) as shown in FIG. ing. For this purpose, the welding power source is activated, the welding wire 1 is fed, and the welding voltage Vw and the welding current Iw are output. As shown in FIG. 5B, the feed speed Fw enters the reverse feed acceleration period from time t1 to t2, and accelerates from 0 to the reverse feed peak value. Since the short circuit state continues during this period, the short circuit determination signal Sd is at the high level (short circuit) as shown in FIG.
時刻t2において逆送加速期間が終了すると、同図(B)に示すように、送給速度Fwは時刻t2〜t4の逆送ピーク期間に入り、上記の逆送ピーク値になる。この期間中の時刻t3において、逆送及び溶接電流Iwの通電によるピンチ力によってアークが発生する。これに応動して、同図(D)に示すように、溶接電圧Vwは数十Vのアーク電圧値に急増し、同図(E)に示すように、短絡判別信号SdはLowレベル(アーク)に変化する。同図(C)に示すように、溶接電流Iwはこれ以降のアーク期間中は次第に減少する。 When the reverse acceleration period ends at time t2, as shown in FIG. 5B, the feed speed Fw enters the reverse peak period from time t2 to t4 and becomes the reverse peak value described above. At time t3 during this period, an arc is generated by the pinch force generated by reverse feeding and energization of the welding current Iw. In response to this, the welding voltage Vw rapidly increases to an arc voltage value of several tens of volts as shown in FIG. 4D, and the short-circuit determination signal Sd is set at the low level (arc) as shown in FIG. ). As shown in FIG. 5C, the welding current Iw gradually decreases during the subsequent arc period.
時刻t4において逆送ピーク期間が終了すると、同図(B)に示すように、時刻t4〜t5の逆送減速期間に入り、上記の逆送ピーク値から0へと減速する。 When the reverse feed peak period ends at time t4, as shown in FIG. 5B, the reverse feed deceleration period from time t4 to t5 starts, and the reverse feed peak value decelerates to zero.
[時刻t5〜t9の正送期間の動作]
同図(B)に示すように、送給速度Fwは時刻t5〜t6の正送加速期間に入り、0から上記の正送ピーク値まで加速する。この期間中は、アーク期間のままである。
[Operation in the forward feed period from time t5 to t9]
As shown in FIG. 5B, the feed speed Fw enters the forward feed acceleration period from time t5 to t6, and accelerates from 0 to the forward feed peak value. During this period, the arc period remains.
時刻t6において正送加速期間が終了すると、同図(B)に示すように、送給速度Fwは時刻t6〜t8の正送ピーク期間に入り、上記の正送ピーク値になる。この期間中の時刻t7において、正送によって短絡が発生する。これに応動して、同図(D)に示すように、溶接電圧Vwは数Vの短絡電圧値に急減し、同図(E)に示すように、短絡判別信号SdはHighレベル(短絡)に変化する。同図(C)に示すように、溶接電流Iwはこれ以降の短絡期間中は次第に増加する。 When the forward feed acceleration period ends at time t6, the feed speed Fw enters the forward feed peak period from time t6 to t8, as shown in FIG. At time t7 during this period, a short circuit occurs due to normal feeding. In response to this, the welding voltage Vw rapidly decreases to a short circuit voltage value of several V as shown in FIG. 4D, and the short circuit determination signal Sd is at a high level (short circuit) as shown in FIG. To change. As shown in FIG. 5C, the welding current Iw gradually increases during the subsequent short-circuit period.
時刻t8において正送ピーク期間が終了すると、同図(B)に示すように、時刻t8〜t9の正送減速期間に入り、上記の正送ピーク値から0へと減速する。 When the forward feed peak period ends at time t8, as shown in FIG. 5B, the forward feed deceleration period from time t8 to t9 starts, and the forward feed peak value decelerates to zero.
時刻t9〜t10の逆送期間中は上記の動作を繰り返す。したがって、逆送ピーク期間中にアークが発生する。 The above operation is repeated during the reverse transmission period from time t9 to t10. Therefore, an arc is generated during the reverse feed peak period.
時刻t10から正送期間に入り、時刻t10〜t12の正送加速期間中の時刻t11において、同図(A)に示すように、溶接開始信号StがLowレベル(溶接終了指令)に変化する。時刻t11に溶接開始信号StがLowレベル(溶接終了指令)に変化した時点から、次の逆送期間が終了する時刻t14において、同図(F)に示すように、起動信号OnがLowレベル(停止指令)に変化する。この時刻t11〜t14の期間がアンチスティック期間となる。但し、アンチスティック期間中も上述した定常溶接期間中の動作を繰り返す。したがって、時刻t10〜t13の正送期間中の正送ピーク期間中に短絡が発生し、時刻t13〜t14の逆送期間中の逆送ピーク期間中にアークが発生する。 The normal feed period starts at time t10, and at time t11 during the normal feed acceleration period from time t10 to t12, the welding start signal St changes to the low level (welding end command) as shown in FIG. At time t14 when the next reverse feed period ends from the time when the welding start signal St changes to the low level (welding end command) at time t11, as shown in FIG. (Stop command). The period from time t11 to t14 is an anti-stick period. However, the operation during the steady welding period described above is repeated also during the anti-stick period. Therefore, a short circuit occurs during the forward feed peak period during the forward feed period from time t10 to t13, and an arc occurs during the reverse feed peak period during the reverse feed period from time t13 to t14.
溶接開始信号StがLowレベル(溶接終了指令)になるタイミングは、送給速度Fwの任意のタイミングとなり、アーク期間中であるか短絡期間中であるかも任意となる。時刻t10〜t14のどのタイミングで溶接開始信号StがLowレベル(溶接終了指令)に変化しても、起動信号OnがLowレベル(停止指令)に変化するタイミングは逆送期間が終了する時刻t14となる。 The timing at which the welding start signal St becomes the low level (welding end command) is an arbitrary timing of the feed speed Fw, and it is also optional whether it is during the arc period or during the short circuit period. Regardless of the timing from time t10 to time t14, the start signal On changes to the low level (stop command) regardless of the timing at which the welding start signal St changes to the low level (weld end command). Become.
時刻t14において、同図(F)に示すように、起動信号OnがLowレベル(停止指令)に変化し、かつ、同図(E)に示すように、短絡判別信号SdがLowレベル(アーク)の状態であるので、同図(B)に示すように、送給速度Fwは0のタイミングとなり、送給を停止する。同時に、同図(D)に示すように、溶接電圧Vwの出力も停止するので、同図(C)に示すように、溶接電流Iwの通電も停止する。時刻t14において、アークが消滅し溶接が終了する。 At time t14, the start signal On changes to the low level (stop command) as shown in FIG. 5F, and the short circuit determination signal Sd changes to the low level (arc) as shown in FIG. Therefore, as shown in FIG. 5B, the feeding speed Fw is 0, and the feeding is stopped. At the same time, since the output of the welding voltage Vw is also stopped as shown in FIG. 4D, the energization of the welding current Iw is also stopped as shown in FIG. At time t14, the arc disappears and welding is completed.
時刻t11〜t14のアンチスティック期間中は、定常溶接期間中と同様の動作を繰り返すので、溶接状態は安定している。その上で、時刻t14に溶接が終了した時点においては、アーク期間の状態で逆送が終了した時点となるために、溶接ワイヤ先端とビードとの距離が適正値となり、溶接ワイヤがビードに溶着することを防止することができる。さらに、溶接ワイヤ先端粒の大きさも適正値となるので、次回のアークスタート性も良好になる。 During the anti-stick period from time t11 to t14, the same operation as during the steady welding period is repeated, so that the welding state is stable. In addition, when welding is completed at time t14, since the reverse feed is completed in the arc period, the distance between the welding wire tip and the bead becomes an appropriate value, and the welding wire is welded to the bead. Can be prevented. Further, since the size of the welding wire tip grain becomes an appropriate value, the next arc start property is also improved.
上記においては、送給速度Fwが台形波状に変化する場合であるが、正弦波状、三角波状等に変化する場合も同様である。 In the above, the feeding speed Fw changes in a trapezoidal wave shape, but the same applies to a case where the feeding speed Fw changes in a sine wave shape, a triangular wave shape or the like.
送給速度Fwの台形波の数値例を以下に示す。
周期Tf=10ms、振幅Wf=60m/min、平均送給速度Fa=5m/min、半周期の各傾斜期間=1.2ms、ピーク期間=2.6ms、ピーク値=30m/minの台形波に設定すると、この台形波を平均送給速度Fa=5m/minだけ正送側にシフトした波形となる。平均溶接電流は約250Aとなる。この場合の各波形パラメータは、以下のようになる。
逆送期間=4.6ms、逆送加速期間=1.0ms、逆送ピーク期間=2.6ms、逆送ピーク値=−25m/min、逆送減速期間=1.0ms
正送期間=5.4ms、正送加速期間=1.4ms、正送ピーク期間=2.6ms、正送ピーク値=35m/min、正送減速期間=1.4ms
A numerical example of the trapezoidal wave of the feeding speed Fw is shown below.
Trapezoidal wave with period Tf = 10 ms, amplitude Wf = 60 m / min, average feed speed Fa = 5 m / min, each half period of tilt period = 1.2 ms, peak period = 2.6 ms, peak value = 30 m / min When set, this trapezoidal waveform is shifted to the forward feed side by the average feed speed Fa = 5 m / min. The average welding current is about 250A. Each waveform parameter in this case is as follows.
Reverse feed period = 4.6 ms, Reverse feed acceleration period = 1.0 ms, Reverse feed peak period = 2.6 ms, Reverse feed peak value = −25 m / min, Reverse feed deceleration period = 1.0 ms
Forward feed period = 5.4 ms, forward feed acceleration period = 1.4 ms, forward feed peak period = 2.6 ms, forward feed peak value = 35 m / min, forward feed deceleration period = 1.4 ms
上述した実施の形態1によれば、溶接終了指令が入力された後に、逆送期間が終了した時点でアーク期間であったときは、送給を停止して溶接を終了する。溶接終了指令が入力されると、アンチスティック期間に入るが、定常溶接期間中と同様の動作を繰り返すので、安定した溶接状態となる。このために、溶接終了時において、溶接ワイヤ先端とビードとの距離が適正距離となるので、溶接ワイヤがビードと溶着することを防止することができる。さらに、溶接ワイヤ先端粒の大きさが適正化され、次回のアークスタート性を良好にすることができる。 According to the above-described first embodiment, after the welding end command is input, when it is the arc period at the end of the reverse feed period, the feeding is stopped and the welding is ended. When the welding end command is input, the anti-stick period starts, but the same operation as in the steady welding period is repeated, so that a stable welding state is obtained. For this reason, at the end of welding, the distance between the tip of the welding wire and the bead becomes an appropriate distance, so that the welding wire can be prevented from being welded to the bead. Furthermore, the size of the welding wire tip grain is optimized, and the next arc start property can be improved.
[実施の形態2]
実施の形態2の発明は、溶接終了指令が入力された後の逆送期間中にアーク期間に移行し、アーク期間が所定期間継続した時点で送給を停止して溶接を終了するものである。
[Embodiment 2]
In the second embodiment, the arc period is shifted to the arc period during the reverse feed period after the welding end command is input, and the welding is stopped when the arc period continues for a predetermined period. .
図3は、実施の形態2に係るアーク溶接制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。同図は、上述した図1と対応しており、同一のブロックには同一符号を付してそれらの説明は繰り返さない。同図は、図1の起動回路ONを第2起動回路ON2に置換したものである。以下、同図を参照してこのブロックについて説明する。 FIG. 3 is a block diagram of a welding power source for carrying out the arc welding control method according to the second embodiment. This figure corresponds to FIG. 1 described above, and the same reference numerals are given to the same blocks, and description thereof will not be repeated. This figure is obtained by replacing the activation circuit ON of FIG. 1 with a second activation circuit ON2. Hereinafter, this block will be described with reference to FIG.
第2起動回路ON2は、上記の溶接開始信号St、上記の短絡判別信号Sd及び上記の送給速度設定信号Frを入力として、溶接開始信号StがHighレベル(溶接開始指令)に変化した時点でHighレベルにセットされ、溶接開始信号StがLowレベル(溶接終了指令)に変化した後に送給速度設定信号Frの逆送期間中に短絡判別信号SdがLowレベル(アーク)に変化した時点から、アーク期間中に所定期間が経過した時点でLowレベルにリセットされる起動信号Onを出力する。 The second start-up circuit ON2 receives the welding start signal St, the short circuit determination signal Sd, and the feed speed setting signal Fr, and when the welding start signal St changes to a high level (welding start command). From the time when the short circuit determination signal Sd changes to the low level (arc) during the reverse feed period of the feed speed setting signal Fr after the welding start signal St is changed to the low level (welding end command) after being set to the high level. When the predetermined period elapses during the arc period, an activation signal On that is reset to a low level is output.
図4は、本発明の実施の形態2に係るアーク溶接制御方法を示す、図3の溶接電源における溶接終了時の各信号のタイミングチャートである。同図(A)は溶接開始信号Stの時間変化を示し、同図(B)は送給速度Fwの時間変化を示し、同図(C)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(D)は溶接電圧Vwの時間変化を示し、同図(E)は短絡判別信号Sdの時間変化を示し、同図(F)は起動信号Onの時間変化を示す。同図は、上述した図2と対応している。同図は、溶接が終了するタイミングのみが異なっており、それ以外の動作は同一であるので、同一動作についての説明は繰り返さない。以下、同図を参照して異なる動作について説明する。
4 is a timing chart of signals at the end of welding in the welding power source of FIG. 3, showing an arc welding control method according to
同図(A)に示すように、溶接開始信号StがLowレベル(溶接終了指令)に変化する時刻t11までの期間が定常溶接期間となり、時刻t11〜t15の期間がアンチスティック期間となる。アークが消滅して溶接が終了する時刻t15は、同図(F)に示すように、起動信号OnがLowレベル(停止指令)に変化する時点である。この溶接が終了する時刻t15は、後述するように、時刻t11に溶接開始信号StがLowレベル(溶接終了指令)に変化した後に、送給速度Fwが時刻t13からの逆送期間に入り、時刻t14にアークが発生し、アーク期間が所定期間継続した時点となる。 As shown in FIG. 5A, the period from time t11 when the welding start signal St changes to the low level (welding end command) is the steady welding period, and the period from time t11 to t15 is the anti-stick period. The time t15 when the arc disappears and the welding is finished is a time when the start signal On changes to the low level (stop command) as shown in FIG. As will be described later, after the welding start signal St changes to the Low level (welding end command) at time t11, the feed speed Fw enters the reverse feed period from time t13, An arc is generated at t14, and the arc period continues for a predetermined period.
時刻t11までの定常溶接期間中の動作は、図2と同一であるので説明は繰り返さない。時刻t10から正送期間に入り、時刻t10〜t12の正送加速期間中の時刻t11において、同図(A)に示すように、溶接開始信号StがLowレベル(溶接収容指令)に変化する。時刻t11に溶接開始信号StがLowレベル(溶接終了指令)に変化した時点から、同図(F)に示す起動信号OnがLowレベル(停止指令)に変化する時刻t15までの期間がアンチスティック期間となる。但し、アンチスティック期間中は上述した定常溶接期間中と同様の動作を繰り返す。 Since the operation during the steady welding period up to time t11 is the same as in FIG. 2, the description will not be repeated. A normal feed period starts at time t10, and at time t11 during the normal feed acceleration period from time t10 to t12, the welding start signal St changes to a low level (welding accommodation command) as shown in FIG. The period from the time when the welding start signal St changes to the Low level (welding end command) at time t11 to the time t15 when the activation signal On shown in FIG. It becomes. However, the same operation as in the above-described steady welding period is repeated during the anti-stick period.
時刻t10〜t13の正送期間中の正送ピーク期間中に短絡が発生する。同図(B)に示すように、送給速度Fwは時刻t13から逆送期間に入る。そして、逆送ピーク期間中の時刻t14にアークが発生する。アークが発生すると、同図(E)に示すように、短絡判別信号SdはLowレベル(アーク)に変化する。この時刻t14から所定期間が経過した時刻t15までアーク期間が継続しているので、同図(F)に示すように、時刻t15において起動信号OnがLowレベル(停止指令)に変化する。これに応動して、同図(B)に示すように、送給速度Fwは強制的に0となり、送給が停止する。同時に、同図(D)に示すように、溶接電圧Vwの出力も停止するので、同図(C)に示すように、溶接電流Iwの通電も停止する。時刻t15において、アークが消滅し溶接が終了する。 A short circuit occurs during the forward feed peak period during the forward feed period at times t10 to t13. As shown in FIG. 5B, the feeding speed Fw enters the reverse feeding period from time t13. An arc occurs at time t14 during the reverse peak period. When the arc is generated, the short circuit determination signal Sd changes to the low level (arc) as shown in FIG. Since the arc period continues from time t14 to time t15 when the predetermined period has elapsed, the start signal On changes to the low level (stop command) at time t15 as shown in FIG. In response to this, as shown in FIG. 5B, the feeding speed Fw is forcibly set to 0, and feeding stops. At the same time, since the output of the welding voltage Vw is also stopped as shown in FIG. 4D, the energization of the welding current Iw is also stopped as shown in FIG. At time t15, the arc disappears and the welding ends.
時刻t11〜t15のアンチスティック期間中は、定常溶接期間中と同様の動作を繰り返すので、溶接状態は安定している。その上で、時刻t15に溶接が終了した時点においては、アーク期間が所定期間継続した時点となるために、溶接ワイヤ先端とビードとの距離が適正値となり、溶接ワイヤがビードに溶着することを防止することができる。また、溶接ワイヤ先端粒の大きさも適正値となるので、次回のアークスタート性も良好になる。さらに、上記の所定期間を調整することによって、溶接ワイヤ先端粒の大きさを所望値に変化させることができる。このために、溶接ワイヤの直径、材質等の溶接条件に応じて最適なワイヤ粒にすることができ、アークスタート性を実施の形態1よりもさらに良好にすることができる。 During the anti-stick period from time t11 to t15, the same operation as during the steady welding period is repeated, so that the welding state is stable. In addition, at the time when welding is completed at time t15, the arc period is a point in time that continues for a predetermined period. Therefore, the distance between the welding wire tip and the bead becomes an appropriate value, and the welding wire is welded to the bead. Can be prevented. In addition, since the size of the welding wire tip grain becomes an appropriate value, the next arc start property is also improved. Furthermore, the size of the welding wire tip grains can be changed to a desired value by adjusting the predetermined period. For this reason, it is possible to obtain optimum wire grains according to the welding conditions such as the diameter and material of the welding wire, and it is possible to make the arc start performance better than that of the first embodiment.
同図においては、起動信号onがLowレベルに変化する時刻t15が、逆送期間の終了時点よりも前の時点である場合を示している。しかし、アーク期間中であれば、次の正送期間中であっても良い。 In the figure, the time t15 at which the activation signal on changes to the Low level is a time before the end of the reverse transmission period. However, as long as it is during the arc period, it may be during the next normal feeding period.
上述した実施の形態2によれば、溶接終了指令が入力された後に、逆送期間中にアーク期間に移行し、アーク期間が所定期間継続した時点で送給を停止して溶接を終了する。これにより、実施の形態2では、実施の形態1と同様の効果を奏する。さらに、実施の形態2では、所定期間のアーク期間を調整することによって、溶接終了時のワイヤ先端粒を溶接条件に応じて最適科することができるので、アークスタート性をさらに良好にすることができる。 According to the above-described second embodiment, after the welding end command is input, the process shifts to the arc period during the reverse feed period, and when the arc period continues for a predetermined period, the feeding is stopped and the welding is ended. As a result, the second embodiment has the same effect as the first embodiment. Furthermore, in the second embodiment, by adjusting the arc period of the predetermined period, the wire tip grains at the end of welding can be optimally determined according to the welding conditions, so that the arc start performance can be further improved. it can.
1 溶接ワイヤ
2 母材
3 アーク
4 溶接トーチ
5 送給ロール
DV 駆動回路
Dv 駆動信号
E 出力電圧
ED 出力電圧検出回路
Ed 出力電圧検出信号
ER 出力電圧設定回路
Er 出力電圧設定信号
EV 電圧誤差増幅回路
Ev 電圧誤差増幅信号
Fa 平均送給速度
FAR 平均送給速度設定回路
Far 平均送給速度設定信号
FC 送給制御回路
Fc 送給制御信号
FR 送給速度設定回路
Fr 送給速度設定信号
Fw 送給速度
Iw 溶接電流
ON 起動回路
On 起動信号
ON2 第2起動回路
PM 電源主回路
SD 短絡判別回路
Sd 短絡判別信号
ST 溶接開始回路
St 溶接開始信号
Tf 周期
TFR 周期設定回路
Tfr 周期設定信号
VD 電圧検出回路
Vd 電圧検出信号
Vw 溶接電圧
Wf 振幅
WFR 振幅設定回路
Wfr 振幅設定信号
WL リアクトル
WM 送給モータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
溶接ワイヤの送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り換える正逆送給制御を行って、短絡期間とアーク期間とを発生させて溶接するアーク溶接制御方法において、
溶接終了指令が入力されると、前記逆送期間中の前記アーク期間中に送給を停止して溶接を終了する、
ことを特徴とするアーク溶接制御方法。 ]
In the arc welding control method of performing welding by generating a short circuit period and an arc period by performing forward / reverse feed control for alternately switching the feeding speed of the welding wire between the forward feed period and the reverse feed period,
When a welding end command is input, the feeding is stopped during the arc period in the reverse feeding period to end the welding,
An arc welding control method characterized by the above.
ことを特徴とする請求項1記載のアーク溶接制御方法。 Stopping the output of the welding voltage when the feeding is stopped;
The arc welding control method according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は2記載のアーク溶接制御方法。 Stopping the feeding at the end of the backfeed period;
The arc welding control method according to claim 1 or 2, wherein
ことを特徴とする請求項1又は2記載のアーク溶接制御方法。 Transition to the arc period during the reverse feed period, the feeding is stopped when the arc period continues for a predetermined period,
The arc welding control method according to claim 1 or 2, wherein
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