JP2589414B2 - 消耗電極式アーク溶接機 - Google Patents
消耗電極式アーク溶接機Info
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- JP2589414B2 JP2589414B2 JP3092066A JP9206691A JP2589414B2 JP 2589414 B2 JP2589414 B2 JP 2589414B2 JP 3092066 A JP3092066 A JP 3092066A JP 9206691 A JP9206691 A JP 9206691A JP 2589414 B2 JP2589414 B2 JP 2589414B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は消耗電極である溶接用ワ
イヤを自動送給してアーク溶接を行う消耗電極式アーク
溶接機に関し、特にその溶接用電源に関するものであ
る。
イヤを自動送給してアーク溶接を行う消耗電極式アーク
溶接機に関し、特にその溶接用電源に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】消耗電極式アーク溶接機の従来の技術
は、フィードバックされたアーク状態に応じて、差動増
幅等の予め定められた規則に従い、固定された範囲内か
ら出力値を選んで溶接出力制御を行っていた。
は、フィードバックされたアーク状態に応じて、差動増
幅等の予め定められた規則に従い、固定された範囲内か
ら出力値を選んで溶接出力制御を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
にフィードバックされたアーク状態に応じて予め定めら
れた規則に従い固定された範囲内から出力値を選んで溶
接出力制御を行うと、フィードバックされた信号に対し
て選択される出力信号は一対一の関係になっており、必
ずしもその時のアークを安定させる最適な出力信号が選
択されず、アークが不安定になる要因ともなっていた。
例えば、ゲインが低い場合にはアーク状態の変化に速や
かに応答できず、ゲインを高く設定するとオーバーシュ
ートによってむしろアーク状態が不安定になることもあ
る等の問題があった。
にフィードバックされたアーク状態に応じて予め定めら
れた規則に従い固定された範囲内から出力値を選んで溶
接出力制御を行うと、フィードバックされた信号に対し
て選択される出力信号は一対一の関係になっており、必
ずしもその時のアークを安定させる最適な出力信号が選
択されず、アークが不安定になる要因ともなっていた。
例えば、ゲインが低い場合にはアーク状態の変化に速や
かに応答できず、ゲインを高く設定するとオーバーシュ
ートによってむしろアーク状態が不安定になることもあ
る等の問題があった。
【０００４】本発明は上記従来の問題点に鑑み、複数の
フィードバック信号を元にファジィ理論による推論を行
い、最適な出力信号を出力するようにした消耗電極式ア
ーク溶接機を提供することを目的とする。
フィードバック信号を元にファジィ理論による推論を行
い、最適な出力信号を出力するようにした消耗電極式ア
ーク溶接機を提供することを目的とする。
【０００５】本発明の消耗電極式アーク溶接機は、出力
制御信号に従ってアーク出力を行う出力制御部と、最適
なアーク状態を実現するのに必要な溶接出力波形をファ
ジィ推論によって形成し、出力制御信号として出力制御
部に出力するファジィ推論制御部と、消耗電極である溶
接用ワイヤが被溶接物である母材と任意の時間内に何回
接触短絡したかを測定して短絡回数信号として出力する
短絡回数測定部とを備え、前記ファジィ推論制御部に
は、基本となる出力電流波形及び電圧波形をメモリデー
タバンク内から選択し基本出力信号として出力する基本
出力設定部と、少なくとも前記基本出力信号と前記短絡
回数信号とを入力してファジィ理論による所定の規則に
従って推論を行い、最適なアーク状態を実現するのに必
要な溶接出力電流波形及び電圧波形となる出力制御信号
を出力するファジィ推論部とが設けられていることを特
徴とする。
制御信号に従ってアーク出力を行う出力制御部と、最適
なアーク状態を実現するのに必要な溶接出力波形をファ
ジィ推論によって形成し、出力制御信号として出力制御
部に出力するファジィ推論制御部と、消耗電極である溶
接用ワイヤが被溶接物である母材と任意の時間内に何回
接触短絡したかを測定して短絡回数信号として出力する
短絡回数測定部とを備え、前記ファジィ推論制御部に
は、基本となる出力電流波形及び電圧波形をメモリデー
タバンク内から選択し基本出力信号として出力する基本
出力設定部と、少なくとも前記基本出力信号と前記短絡
回数信号とを入力してファジィ理論による所定の規則に
従って推論を行い、最適なアーク状態を実現するのに必
要な溶接出力電流波形及び電圧波形となる出力制御信号
を出力するファジィ推論部とが設けられていることを特
徴とする。
【０００６】前記ファジィ推論部は、基本出力信号と短
絡回数信号に加えて、出力アーク電圧値に対応する信号
と出力アーク電流値に対応する信号のうち少なくとも一
方の信号を入力して推論を行うように構成すれば好適で
ある。
絡回数信号に加えて、出力アーク電圧値に対応する信号
と出力アーク電流値に対応する信号のうち少なくとも一
方の信号を入力して推論を行うように構成すれば好適で
ある。
【０００７】
【作用】本発明によれば、上記構成により、基本出力信
号と短絡回数信号を元にしてファジィ理論を用いた推論
を行い、最適な出力アーク状態となるように出力波形を
制御できる。又基本出力信号と短絡回数信号に加えて、
出力アーク電圧値に対応する信号と出力アーク電流値に
対応する信号のうち少なくとも一方の信号を入力として
ファジィ理論を用いた推論を行なうと、より一層最適な
出力アーク状態となるように出力波形を制御できる。
号と短絡回数信号を元にしてファジィ理論を用いた推論
を行い、最適な出力アーク状態となるように出力波形を
制御できる。又基本出力信号と短絡回数信号に加えて、
出力アーク電圧値に対応する信号と出力アーク電流値に
対応する信号のうち少なくとも一方の信号を入力として
ファジィ理論を用いた推論を行なうと、より一層最適な
出力アーク状態となるように出力波形を制御できる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１、図２に基づ
いて説明する。
いて説明する。
【０００９】図１に示すブロック図において、１はファ
ジィ推論制御部、２は出力制御部、３は出力検出部であ
る。ＦＢＳは、出力検出部３からファジィ推論制御部１
に向けて出力される出力アーク状態フィードバック信
号、ＣＳはファジィ推論制御部１から出力制御部２に向
けて出力される出力制御信号である。
ジィ推論制御部、２は出力制御部、３は出力検出部であ
る。ＦＢＳは、出力検出部３からファジィ推論制御部１
に向けて出力される出力アーク状態フィードバック信
号、ＣＳはファジィ推論制御部１から出力制御部２に向
けて出力される出力制御信号である。
【００１０】出力検出部３は、溶接機の出力駆動部であ
る出力制御部２より現在出力されているアークの状態を
観測して測定し、出力アーク状態フィードバック信号Ｆ
ＢＳとして出力する。ファジィ推論制御部１は、出力ア
ーク状態フィードバック信号ＦＢＳ信号を入力として、
予め設定されているメンバシップ関数に従い、最適なア
ーク状態を実現する出力波形を形成するためにファジィ
推論を行い、出力制御信号ＣＳを設定して出力する。出
力制御部２は出力制御信号ＣＳに基づいて駆動制御す
る。
る出力制御部２より現在出力されているアークの状態を
観測して測定し、出力アーク状態フィードバック信号Ｆ
ＢＳとして出力する。ファジィ推論制御部１は、出力ア
ーク状態フィードバック信号ＦＢＳ信号を入力として、
予め設定されているメンバシップ関数に従い、最適なア
ーク状態を実現する出力波形を形成するためにファジィ
推論を行い、出力制御信号ＣＳを設定して出力する。出
力制御部２は出力制御信号ＣＳに基づいて駆動制御す
る。
【００１１】図２によりさらに説明すると、ファジィ推
論制御部１は、ファジィ推論部１１と基本出力設定部１
２を備え、出力検出部３は、短絡回数測定部３１と信号
変換部３２を備えている。
論制御部１は、ファジィ推論部１１と基本出力設定部１
２を備え、出力検出部３は、短絡回数測定部３１と信号
変換部３２を備えている。
【００１２】信号変換部３２は、溶接機より現在出力さ
れているアーク電流値及びアーク電圧値を出力アーク電
流信号Ａｏ及び出力アーク電圧信号Ｖｏとして取り込ん
で信号化し、出力アーク電流値信号ＡＳ及び出力アーク
電圧値信号ＶＳとして出力する。
れているアーク電流値及びアーク電圧値を出力アーク電
流信号Ａｏ及び出力アーク電圧信号Ｖｏとして取り込ん
で信号化し、出力アーク電流値信号ＡＳ及び出力アーク
電圧値信号ＶＳとして出力する。
【００１３】短絡回数測定部３１は、出力アーク電圧信
号Ｖｏを入力としてアーク電圧を監視し、所定の電圧以
下になった場合をワイヤ短絡として判定し、所定の一定
時間内に何回短絡したかを計数して短絡回数信号ＳＳと
して出力する。
号Ｖｏを入力としてアーク電圧を監視し、所定の電圧以
下になった場合をワイヤ短絡として判定し、所定の一定
時間内に何回短絡したかを計数して短絡回数信号ＳＳと
して出力する。
【００１４】基本出力設定部１２は、外部より指令され
る溶接出力電流・電圧値に対して出力基本波形となる溶
接出力電流波形及び電圧波形をメモリデータバンク内よ
り選択して基本出力信号ＫＳとして出力する。
る溶接出力電流・電圧値に対して出力基本波形となる溶
接出力電流波形及び電圧波形をメモリデータバンク内よ
り選択して基本出力信号ＫＳとして出力する。
【００１５】ファジィ推論部１１は、基本出力信号ＫＳ
と短絡回数信号ＳＳと出力アーク電流値信号ＡＳと出力
アーク電圧値信号ＶＳを入力としており、短絡回数信号
ＳＳと出力アーク電流値信号ＡＳと出力アーク電圧値信
号ＶＳをそれぞれメンバシップ関数に代入して重みを付
け、所定のルールに従ってファジィ推論を行い、その結
果によって基本出力信号ＫＳを微調整し、最適なアーク
状態が実現できるように出力値を制御する出力制御信号
ＣＳとして出力する。
と短絡回数信号ＳＳと出力アーク電流値信号ＡＳと出力
アーク電圧値信号ＶＳを入力としており、短絡回数信号
ＳＳと出力アーク電流値信号ＡＳと出力アーク電圧値信
号ＶＳをそれぞれメンバシップ関数に代入して重みを付
け、所定のルールに従ってファジィ推論を行い、その結
果によって基本出力信号ＫＳを微調整し、最適なアーク
状態が実現できるように出力値を制御する出力制御信号
ＣＳとして出力する。
【００１６】上記短絡回数信号ＳＳ、出力アーク電流値
信号ＡＳ、及び出力アーク電圧値信号ＶＳについてのメ
ンバシップ関数としては、例えば図３に示すように、Ｎ
Ｂ（Negative Big）、ＮＳ（Negative Small）、ＺＯ
（Zero）、ＰＳ（Positive Small）、ＰＢ（Positive B
ig）の５つの変数が用いられる。その場合、ファジィ変
数ＮＢのメンバシップ関数μ（ｘ）は、 ｘ≦ｂ1 ：μ（ｘ）＝１ ｂ1 ≦ｘ≦ｂ2 ：μ（ｘ）＝１−（ｘ−ｂ 1 ）／（ｂ2 −ｂ1 ） ｂ2 ≦ｘ ：μ（ｘ）＝０ ファジィ変数ＮＳ、ＺＯ、ＰＳのメンバシップ関数μ
（ｘ）は、 μ（ｘ）＝ｍａｘ（０，１−｜ｘ−ｂn ｜／（ｂn+1 −ｂn ）） （ｎ＝２、３、４） ファジィ変数ＰＢのメンバシップ変数μ（ｘ）は、 ｘ≦ｂ4 ：μ（ｘ）＝０ ｂ4 ≦ｘ≦ｂ5 ：μ（ｘ）＝（ｘ−ｂ4 ）／（ｂ5 −ｂ4 ） ｂ5 ≦ｘ ：μ（ｘ）＝１ でそれぞれ与えられる。
信号ＡＳ、及び出力アーク電圧値信号ＶＳについてのメ
ンバシップ関数としては、例えば図３に示すように、Ｎ
Ｂ（Negative Big）、ＮＳ（Negative Small）、ＺＯ
（Zero）、ＰＳ（Positive Small）、ＰＢ（Positive B
ig）の５つの変数が用いられる。その場合、ファジィ変
数ＮＢのメンバシップ関数μ（ｘ）は、 ｘ≦ｂ1 ：μ（ｘ）＝１ ｂ1 ≦ｘ≦ｂ2 ：μ（ｘ）＝１−（ｘ−ｂ 1 ）／（ｂ2 −ｂ1 ） ｂ2 ≦ｘ ：μ（ｘ）＝０ ファジィ変数ＮＳ、ＺＯ、ＰＳのメンバシップ関数μ
（ｘ）は、 μ（ｘ）＝ｍａｘ（０，１−｜ｘ−ｂn ｜／（ｂn+1 −ｂn ）） （ｎ＝２、３、４） ファジィ変数ＰＢのメンバシップ変数μ（ｘ）は、 ｘ≦ｂ4 ：μ（ｘ）＝０ ｂ4 ≦ｘ≦ｂ5 ：μ（ｘ）＝（ｘ−ｂ4 ）／（ｂ5 −ｂ4 ） ｂ5 ≦ｘ ：μ（ｘ）＝１ でそれぞれ与えられる。
【００１７】又、上記ファジィ推論のルールとしては、
IF〜（前件部）THEN…（後件部）で記述される以下のよ
うな３入力１出力のルール群が、熟練溶接作業者の経験
則に基づいて設定されている。
IF〜（前件部）THEN…（後件部）で記述される以下のよ
うな３入力１出力のルール群が、熟練溶接作業者の経験
則に基づいて設定されている。
【００１８】 IF ＡＳ＝ＮＳ and ＶＳ＝ＺＯ and ＳＳ＝ＰＳ THEN Ｃ1 Ｓ＝Ａ１ IF ＡＳ＝ＺＯ and ＶＳ＝ＺＯ and ＳＳ＝ＰＳ THEN Ｃ2 Ｓ＝Ａ２ IF ＡＳ＝ＮＢ and ＶＳ＝ＺＯ and ＳＳ＝ＰＳ THEN Ｃ3 Ｓ＝Ａ３ IF ＡＳ＝ＮＳ and ＶＳ＝ＮＳ and ＳＳ＝ＺＯ THEN Ｃ4 Ｓ＝Ａ４ IF ＡＳ＝ＺＯ and ＶＳ＝ＮＳ and ＳＳ＝ＺＯ THEN Ｃ5 Ｓ＝Ａ５ IF ＡＳ＝ＮＢ and ＶＳ＝ＮＳ and ＳＳ＝ＺＯ THEN Ｃ6 Ｓ＝Ａ６ ・・・・・ ・・ IF ・・・・・ THEN Ｃn Ｓ＝Ａｎ 本実施例で採用したファジィ推論は、家庭電気機器等に
おいて汎用されている周知の簡易的なファジィ推論であ
る。即ち、上記各ルールの後件部Ａ１〜Ａ６…を定数値
としており、上記短絡回数信号ＳＳ、出力アーク電流値
信号ＡＳ、及び出力アーク電圧値信号ＶＳについて得ら
れたメンバシップ値の大小に関わらず（勿論、０は除
く）、得られたメンバシップ値が関与しているすべての
ルールのＣn Ｓ値、Ａ１〜Ａｎをピックアップしてその
重心、即ち平均値を求め、その値をファジィ推論部１１
の出力値として基本出力信号ＫＳを調整し、出力制御信
号ＣＳとして出力している。従って、各入力信号につい
てメンバシップ関数によってメンバシップ値を演算する
必要はなく、実際には各入力信号の値によって関与する
ルールのＣn Ｓ値が得られるピックアップテーブルが設
けられ、その出力値に基づいて出力制御信号ＣＳを演算
して出力している。
おいて汎用されている周知の簡易的なファジィ推論であ
る。即ち、上記各ルールの後件部Ａ１〜Ａ６…を定数値
としており、上記短絡回数信号ＳＳ、出力アーク電流値
信号ＡＳ、及び出力アーク電圧値信号ＶＳについて得ら
れたメンバシップ値の大小に関わらず（勿論、０は除
く）、得られたメンバシップ値が関与しているすべての
ルールのＣn Ｓ値、Ａ１〜Ａｎをピックアップしてその
重心、即ち平均値を求め、その値をファジィ推論部１１
の出力値として基本出力信号ＫＳを調整し、出力制御信
号ＣＳとして出力している。従って、各入力信号につい
てメンバシップ関数によってメンバシップ値を演算する
必要はなく、実際には各入力信号の値によって関与する
ルールのＣn Ｓ値が得られるピックアップテーブルが設
けられ、その出力値に基づいて出力制御信号ＣＳを演算
して出力している。
【００１９】上記ファジィ推論部１１及び基本出力設定
部１２は、マイクロプロセッサ等の使用により容易に実
現でき、短絡回数測定部３１は、コンパレータ及びカウ
ンタＩＣ等の使用により容易に実現できる。
部１２は、マイクロプロセッサ等の使用により容易に実
現でき、短絡回数測定部３１は、コンパレータ及びカウ
ンタＩＣ等の使用により容易に実現できる。
【００２０】尚、上記実施例のファジィ推論部１１で
は、ルールの後件部を定数値としてピックアップテーブ
ルを用いるようにした簡易なファジィ推論を適用した
が、前件部、後件部共メンバシップ関数とした正規のフ
ァジィ推論を適用してもよいことは言うまでもない。
は、ルールの後件部を定数値としてピックアップテーブ
ルを用いるようにした簡易なファジィ推論を適用した
が、前件部、後件部共メンバシップ関数とした正規のフ
ァジィ推論を適用してもよいことは言うまでもない。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の消耗電極
式アーク溶接機によれば、消耗電極である溶接用ワイヤ
と被溶接物である母材との間の短絡回数に基き、フィー
ドバック出力すべき最適の出力波形をファジィ推論で
き、安定した最適なアークを実現することが可能とな
り、作業者が容易に最適のアーク溶接を行うことがで
き、産業上大なる効果を発揮する。
式アーク溶接機によれば、消耗電極である溶接用ワイヤ
と被溶接物である母材との間の短絡回数に基き、フィー
ドバック出力すべき最適の出力波形をファジィ推論で
き、安定した最適なアークを実現することが可能とな
り、作業者が容易に最適のアーク溶接を行うことがで
き、産業上大なる効果を発揮する。
【図１】本発明の一実施例のブロック図である。
【図２】ファジィ推論制御部と出力検出部をさらに詳細
に示したブロック図である。
に示したブロック図である。
【図３】メンバシップ関数の説明図である。
１ ファジィ推論制御部 ２ 出力制御部 ３ 出力検出部 １１ ファジィ推論部 １２ 基本出力設定部 ３１ 短絡回数測定部 ３２ 信号変換部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西田 順紀 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−303718（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】 出力制御信号に従ってアーク出力を行う
出力制御部と、最適なアーク状態を実現するのに必要な
溶接出力波形をファジィ推論によって形成し、出力制御
信号として出力制御部に出力するファジィ推論制御部
と、消耗電極である溶接用ワイヤが被溶接物である母材
と任意の時間内に何回接触短絡したかを測定して短絡回
数信号として出力する短絡回数測定部とを備え、前記フ
ァジィ推論制御部には、基本となる出力電流波形及び電
圧波形をメモリデータバンク内から選択し基本出力信号
として出力する基本出力設定部と、少なくとも前記基本
出力信号と前記短絡回数信号とを入力してファジィ理論
による所定の規則に従って推論を行い、最適なアーク状
態を実現するのに必要な溶接出力電流波形及び電圧波形
となる出力制御信号を出力するファジィ推論部とが設け
られていることを特徴とする消耗電極式アーク溶接機。 - 【請求項２】 ファジィ推論部が、基本出力信号と短絡
回数信号に加えて、出力アーク電圧値に対応する信号と
出力アーク電流値に対応する信号のうち少なくとも一方
の信号を入力して推論を行う請求項１記載の消耗電極式
アーク溶接機。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3092066A JP2589414B2 (ja) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | 消耗電極式アーク溶接機 |
| US07/858,937 US5270516A (en) | 1991-04-01 | 1992-03-26 | Arc welding machine |
| DE69211410T DE69211410T2 (de) | 1991-04-01 | 1992-03-31 | Bogenschweissvorrichtung |
| EP92105544A EP0508281B1 (en) | 1991-04-01 | 1992-03-31 | Arc welding machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3092066A JP2589414B2 (ja) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | 消耗電極式アーク溶接機 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2401995A Division JP2742232B2 (ja) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | アーク溶接機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04322882A JPH04322882A (ja) | 1992-11-12 |
| JP2589414B2 true JP2589414B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=14044102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3092066A Expired - Fee Related JP2589414B2 (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-23 | 消耗電極式アーク溶接機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2589414B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0542367A (ja) * | 1991-08-09 | 1993-02-23 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | ガスシールドアーク溶接電源の出力制御方法 |
| US9415457B2 (en) * | 2010-10-22 | 2016-08-16 | Lincoln Global, Inc. | Method to control an arc welding system to reduce spatter |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02303718A (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-17 | Fanuc Ltd | 放電加工機の電源制御方式 |
-
1991
- 1991-04-23 JP JP3092066A patent/JP2589414B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04322882A (ja) | 1992-11-12 |
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| JPH0580310B2 (ja) | ||
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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