JP6112605B2 - 溶接電源のくびれ検出制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の溶接電源によって共通のワークに各々アークを発生させて溶接し、これらの溶接電源の内の少なくとも１台は、短絡状態からアークが再発生する前兆現象である溶滴のくびれを検出し、このくびれを検出すると短絡負荷に通電する溶接電流を減少させてアークを再発生させる溶接電源のくびれ検出制御方法に関するものである。

特許文献１の発明では、溶接ワイヤとワークとの間でアーク発生状態と短絡状態とを繰り返す消耗電極アーク溶接において、短絡状態からアークが再発生する前兆現象である溶滴のくびれを溶接ワイヤとワークとの間の電圧値又は抵抗値の変化がくびれ検出基準値に達したことによって検出し、このくびれを検出すると短絡負荷に通電する溶接電流を急減させて小電流値の状態でアークが再発生するように出力制御（くびれ検出制御）している。このようにすると、アーク再発生時の電流値を小さくすることができるので、スパッタ発生量を低減することができる。

ところで、複数の溶接個所を有するワークに対して、複数の溶接電源を使用して同時に溶接を行うことがある。以下、このような場合におけるくびれ検出制御について図面を参照して説明する。

図７は、２台の溶接電源を使用して１つのワークの２つの溶接個所を同時に溶接するための溶接装置の構成図である。２台の溶接電源は共にくびれ検出制御機能を内蔵している。以下、同図を参照して各構成物について説明する。

第１溶接電源ＰＳ１は、第１溶接電圧Ｖw1及び第１溶接電流Ｉw1を出力すると共に、第１送給機ＦＤ１に第１送給制御信号Ｆc1を出力する。第１送給機ＦＤ１は、この第１送給制御信号Ｆc1を入力として、第１溶接ワイヤ１１を第１溶接トーチ４１内を通って送給する。第１溶接ワイヤ１１とワーク２との間には第１アーク３１が発生する。第１溶接ワイヤ１１とワーク２との間では、短絡状態とアーク状態とが交互に繰り返されて溶接が行われる。第１溶接トーチ４１は、ロボット（図示は省略）に把持されている。ワーク２は治具５に設置されている。

第１溶接電源ＰＳ１のプラス端子と第１溶接トーチ４１内の第１給電チップ６１とは、ケーブルを介して接続されている。また、第１溶接電源ＰＳ１のマイナス端子と治具５とは、ケーブルを介して接続されている。第１溶接電圧Ｖw1は、第１給電チップ６１とワーク２の表面との間に印加される電圧である。第１給電チップ６１に電圧検出線を接続することは容易であるが、ワーク２の表面に電圧検出線を接続することは難しいために、治具５に接続することになる。このために、第１溶接電圧検出回路ＶＤ１は、第１給電チップ６１と治具５との間の電圧を検出して、第１溶接電圧検出信号Ｖd1を出力する。この第１溶接電圧検出信号Ｖd1は、第１溶接電源ＰＳ１に入力される。この第１溶接電圧検出信号Ｖd1を使用して第１溶接ワイヤ１１の溶滴に形成されるくびれを検出する。

第２溶接電源ＰＳ２は、第２溶接電圧Ｖw2及び第２溶接電流Ｉw2を出力すると共に、第２送給機ＦＤ２に第２送給制御信号Ｆc2を出力する。第２送給機ＦＤ２は、この第２送給制御信号Ｆc2を入力として、第２溶接ワイヤ１２を第２溶接トーチ４２内を通って送給する。第２溶接ワイヤ１２とワーク２との間には第２アーク３２が発生する。第２溶接ワイヤ１２とワーク２との間では、短絡状態とアーク状態とが交互に繰り返されて溶接が行われる。第２溶接トーチ４２は、ロボット（図示は省略）に把持されている。

第２溶接電源ＰＳ２のプラス端子と第２溶接トーチ４２内の第２給電チップ６２とは、ケーブルを介して接続されている。また、第２溶接電源ＰＳ２のマイナス端子と治具５とは、ケーブルを介して接続されている。第２溶接電圧Ｖw2は、第２給電チップ６２とワーク２の表面との間に印加される電圧である。第２給電チップ６２に電圧検出線を接続することは容易であるが、ワーク２の表面に電圧検出線を接続することは難しいために、治具５に接続することになる。このために、第２溶接電圧検出回路ＶＤ２は、第２給電チップ６２と治具５との間の電圧を検出して、第２溶接電圧検出信号Ｖd2を出力する。この第２溶接電圧検出信号Ｖd2は、第２溶接電源ＰＳ２に入力される。この第２溶接電圧検出信号Ｖd2を使用して第２溶接ワイヤ１２の溶滴に形成されるくびれを検出する。

第１溶接電流Ｉw1は、第１溶接電源ＰＳ１のプラス端子→第１給電チップ６１→第１溶接ワイヤ１１→ワーク２→治具５→第１溶接電源ＰＳ１のマイナス端子経路で通電する。第２溶接電流Ｉw2は、第２溶接電源ＰＳ２のプラス端子→第２給電チップ６２→第２溶接ワイヤ１２→ワーク２→治具５→第２溶接電源ＰＳ２のマイナス端子経路で通電する。したがって、ワーク２及び治具５中を第１溶接電流Ｉw1及び第２溶接電流Ｉw2が通電する。これら第１溶接電流Ｉw1と第２溶接電流Ｉw2を合算した電流を、以下合算溶接電流Ｉｇと呼ぶことにする。そして、この合算溶接電流Ｉｇが通電するワーク２及び治具５を共通通電路と呼ぶことにする。この共通通電路は、抵抗値及びインダクタンス値Ｌ（μＨ）を有している。一般的に抵抗値は小さな値であるので、無視することができる。このために、共通通電路は、インダクタンス値Ｌのみを有していることになる。

上記の第１溶接電圧検出信号Ｖd1及び第２溶接電圧検出信号Ｖd2は、下式のように表すことができる。
Ｖd1＝Ｖw1＋Ｌ・ｄＩｇ／ｄｔ …（１１）式
Ｖd2＝Ｖw2＋Ｌ・ｄＩｇ／ｄｔ …（１２）式
したがって、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は、第１溶接電圧Ｖw1に合算溶接電流Ｉｇの変化によって共通通電路のインダクタンス値Ｌに発生する電圧が重畳した値となる。第２溶接電圧検出信号Ｖd2についても同様である。

図８は、図７の溶接装置において、くびれ検出制御が正常に動作したときの波形図である。同図（Ａ）は第１溶接電流Ｉw1の波形を示し、同図（Ｂ）は第１溶接電圧検出信号Ｖd1の波形を示し、同図（Ｃ）は第２溶接電流Ｉw2の波形を示し、同図（Ｄ）は第２溶接電圧検出信号Ｖd2の波形を示す。同図は、第１溶接ワイヤ１１とワーク２とが短絡状態にある時刻ｔ１〜ｔ３の期間と、第２溶接ワイヤ１２とワーク２とが短絡状態にある時刻ｔ５〜ｔ６の期間とが重なっていない場合である。このような状態であるために、理由は後述するが、くびれ検出制御は誤動作せずに正常に動作している。以下、同図を参照して説明する。

第１溶接ワイヤ１１とワーク２とが短絡状態にある時刻ｔ１〜ｔ３の期間中は、第２溶接ワイヤ１２とワーク２との間はアーク状態にある。このために、同図（Ｃ）に示すように、第２溶接電流Ｉw2は、アーク期間中であるので短絡期間中よりも電流変化の速度は緩やかである。

（１）時刻ｔ１の第１溶接ワイヤ１１の短絡発生から時刻ｔ２のくびれ検出時点までの動作
時刻ｔ１において第１溶接ワイヤ１１がワーク２と接触すると短絡状態になり、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は数Ｖ程度の短絡電圧値に急減する。同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1は、時刻ｔ１においてアーク期間の溶接電流から減少し、時刻ｔ１〜ｔ１１の予め定めた初期期間中は予め定めた初期電流値となり、時刻ｔ１１〜ｔ１２の期間中は予め定めた短絡時傾斜で上昇し、時刻ｔ１２〜ｔ２の期間中は予め定めたピーク値となる。同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は、第１溶接電流Ｉw1がピーク値となる時刻ｔ１２あたりから上昇する。これは、溶滴にくびれが次第に形成されるためである。時刻ｔ１２からの期間がくびれを検出する期間となる。このくびれを検出する期間においては、同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1はピーク値で略一定値である。かつ、同図（Ｃ）に示すように、第２溶接電流Ｉw2はアーク期間中であるので急速な変化はない。この結果、上述した（１１）式において、Ｌ・ｄＩｇ／ｄｔは小さな値となり、無視することができる。したがって、、Ｖd1＝Ｖw1となるので、溶滴のくびれを誤動作することなく、正常に検出することができる。上記の初期期間は１ms程度に設定され、上記の初期電流値は５０Ａ程度に設定され、上記の短絡時傾斜は１００〜３００Ａ／ms程度に設定され、上記のピーク値は３００〜４００Ａ程度に設定される。

（２）時刻ｔ２のくびれ検出時点から時刻ｔ３のアーク再発生時点までの動作
時刻ｔ２において、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1が急上昇して初期期間中の電圧値からの電圧上昇値ΔＶが予め定めたくびれ検出基準値Ｖtnと等しくなったことによってくびれを検出する。くびれを検出すると、同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1はピーク値から予め定めた低レベル電流値Ｉｌへと急減し、時刻ｔ３のアーク再発生まではその値を維持する。この電流急減速度は、３０００Ａ／ms程度と非常に早い値である。同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は、第１溶接電流Ｉw1が低レベル電流値Ｉｌになるので時刻ｔ２から一旦減少した後に急上昇する。上記の低レベル電流値Ｉｌは３０Ａ程度に設定される。

（３）時刻ｔ３のアーク再発生時点から時刻ｔ４の遅延期間Ｔｄの終了時点までの動作
時刻ｔ３においてアークが再発生すると、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1の値は短絡／アーク判別値Ｖta以上となる。同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1は、時刻ｔ３から予め定めたアーク時傾斜で上昇し、予め定めた高レベル電流値に達するとその値を時刻ｔ４まで維持する。同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は、時刻ｔ３〜ｔ４の予め定めた遅延期間Ｔｄ中は高レベル電圧値の状態にある。この遅延期間Ｔｄは２ms程度に設定される。

（４）時刻ｔ４の遅延期間Ｔｄ終了時点から時刻ｔ５の次の短絡発生までのアーク期間の動作
時刻ｔ４において、同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1は高レベル電流値から次第に減少する。同様に、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は高レベル電圧値から次第に減少する。

（５）時刻ｔ５の第２溶接ワイヤ１２の短絡発生から時刻ｔ６のアーク再発生までの動作
同図（Ｃ）に示す第２溶接電流Ｉw2及び同図（Ｄ）に示す第２溶接電圧検出信号Ｖd2の波形は、上記（１）〜（２）の波形と同様であるので、説明を省略する。

上述したように、互いの短絡期間が重なっていない場合には、共通通電路のインダクタンス値Ｌによって発生する電圧値が小さいために無視することができるので、くびれを正確に検出することができる。

図９は、図７の溶接装置において、くびれ検出制御が誤動作したときの波形図である。同図（Ａ）は第１溶接電流Ｉw1の波形を示し、同図（Ｂ）は第１溶接電圧検出信号Ｖd1の波形を示し、同図（Ｃ）は第２溶接電流Ｉw2の波形を示し、同図（Ｄ）は第２溶接電圧検出信号Ｖd2の波形を示す。同図は、第１溶接ワイヤ１１とワーク２とが短絡状態にある時刻ｔ１〜ｔ３の期間と、第２溶接ワイヤ１２とワーク２とが短絡状態にある時刻ｔ０〜ｔ１４の期間とが一部重なっている場合である。このような状態であるために、理由は後述するが、くびれ検出制御が誤動作している。同図は、上述した図８と対応しており、同一の動作については説明は繰り返さない。以下、同図を参照して説明する。

第１溶接ワイヤ１１とワーク２とが短絡状態にある時刻ｔ１〜ｔ３の期間中は、第２溶接ワイヤ１２とワーク２との間も短絡状態にある。このために、同図（Ｃ）に示すように、第２溶接電流Ｉw2は急激な変化をしている。

（１）時刻ｔ０の第２溶接ワイヤ１２の短絡発生から時刻ｔ１３の第２溶接ワイヤ１２のくびれ検出時点までの動作
時刻ｔ０において第２溶接ワイヤ１２がワーク２と接触すると短絡状態になり、同図（Ｄ）に示すように、第２溶接電圧検出信号Ｖd2は数Ｖ程度の短絡電圧値に急減する。同図（Ｃ）に示すように、第２溶接電流Ｉw2は、時刻ｔ０においてアーク期間の溶接電流から減少し、初期期間中は初期電流値となり、短絡時傾斜で上昇し、その後はピーク値となる。同図（Ｄ）に示すように、第２溶接電圧検出信号Ｖd2は、初期期間中の電圧値からの電圧上昇値が時刻ｔ１３においてくびれ検出基準値に達する。これにより、くびれを検出する。くびれを検出すると、同図（Ｃ）に示すように、第２溶接電流Ｉw2はピーク値から低レベル電流値へと急減する。

他方、時刻ｔ１において第１溶接ワイヤ１１がワーク２と接触すると短絡状態になり、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は数Ｖ程度の短絡電圧値に急減する。同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1は、時刻ｔ１においてアーク期間の溶接電流から減少し、時刻ｔ１〜ｔ１１の初期期間中は初期電流値となり、時刻ｔ１１〜ｔ１２の期間中は短絡時傾斜で上昇し、時刻ｔ１２からの期間中はピーク値となる。同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は、第１溶接電流Ｉw1がピーク値となる時刻ｔ１２あたりから上昇する。これは、溶滴にくびれが次第に形成されるためである。時刻ｔ１２からの期間がくびれを検出する期間となる。このくびれを検出する期間においては、同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1はピーク値で略一定値である。しかし、同図（Ｃ）に示すように、第２溶接電流Ｉw2は上述したように時刻ｔ１３においてくびれが検出されたために電流は急減している。この結果、上述した（１１）式において、Ｌ・ｄＩｇ／ｄｔ＝ｄＩw1／ｄｔ＋ｄＩw2／ｄｔについては、ｄＩw1／ｄｔは小さな値であり、ｄＩw2／ｄｔは負の大きな値となる。このために、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は、くびれの形成に伴って時刻ｔ１２から次第に上昇し、この上昇がくびれ検出基準値Ｖtnに達する前の時刻ｔ１３において第２溶接電流Ｉw2の急減に伴い逆に減少することになり、くびれの検出に失敗することになる。

（２）時刻ｔ１３のくびれの誤検出時点から時刻ｔ３のアーク再発生時点までの動作
時刻ｔ１３において、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1が減少してくびれ検出基準値Ｖtnに達しないので、同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1はピーク値を時刻ｔ３の第１アーク３１が再発生するまで維持する。他方、時刻ｔ３よりも前の時刻ｔ１４において、第２アーク３２が発生するので、同図（Ｄ）に示すように、第２溶接電圧検出信号Ｖd2はアーク電圧値に上昇する。同図（Ｃ）に示すように、第２溶接電流Ｉw2は、時刻ｔ１４の低レベル電流値から高レベル電流値までアーク時傾斜で上昇する。

（３）時刻ｔ３のアーク再発生時点から時刻ｔ４の遅延期間Ｔｄの終了時点までの動作
時刻ｔ３においてアークが再発生すると、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1の値は短絡／アーク判別値Ｖta以上となる。同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1は、時刻ｔ３のピーク値からアーク時傾斜で上昇し、高レベル電流値に達するとその値を時刻ｔ４まで維持する。同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は、時刻ｔ３〜ｔ４の遅延期間Ｔｄ中は高レベル電圧値の状態にある。

（４）時刻ｔ４の遅延期間Ｔｄ終了時点から時刻ｔ５の次の短絡発生までのアーク期間の動作
時刻ｔ４において、同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1は高レベル電流値から次第に減少する。同様に、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は高レベル電圧値から次第に減少する。

上述したように、互いの短絡期間が重なっている場合には、共通通電路のインダクタンス値Ｌによって発生する電圧値が大きくなるので、くびれを誤検出する可能性が高まる。同図では、第１溶接ワイヤ１１のくびれを検出する期間において、第２溶接電流Ｉw2が急減したために生じたくびれの誤検出について説明したが、短絡時傾斜で上昇している場合にも誤検出が生じるおそれがある。さらには、アーク期間中に溶融池からのガスの噴出等によってアーク長が急変し、これに伴って第２溶接電流Ｉw2が急速に変化する場合がある。このような場合にも、くびれの誤検出が生じるおそれがある。

特許文献２の発明では、第２溶接電源ＰＳ２がくびれを検出して第２溶接電流Ｉw2が変化しているときは第１溶接電源ＰＳ１のくびれの検出を禁止するものである。これにより、くびれの誤検出を防止している。しかし、くびれ検出を禁止しているので、当然ながらくびれを正常に検出することはできない。

特開２００６−２８１２１９号公報 特許第４８１５９６６号公報

そこで、本発明では、複数の溶接電源によって共通のワークに各々アークを発生させて溶接し、これらの溶接電源の内の少なくとも１台はくびれ検出制御機能を有しており、共通通電路に通電する合算溶接電流が変化してもくびれ検出が誤動作することなく正常に動作することができる溶接電源のくびれ検出制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、複数の溶接電源によって共通のワークに各々アークを発生させて溶接し、
前記溶接電源の内の少なくとも１台は、短絡状態からアークが再発生する前兆現象である溶滴のくびれを溶接電圧検出値Ｖｄを用いて検出し、このくびれを検出すると短絡負荷に通電する溶接電流を減少させてアークを再発生させる、溶接電源のくびれ検出制御方法において、
前記溶接電圧検出値Ｖｄには、合算した溶接電流Ｉｇが通電する共通通電路のインダクタンス値Ｌによって発生する電圧値を含んでおり、
前記合算した溶接電流Ｉｇを検出し、溶接電圧修正値Ｖｆ＝Ｖｄ−Ｌ・ｄＩｇ／ｄｔを算出し、前記くびれの検出を前記溶接電圧検出値Ｖｄに代えてこの溶接電圧修正値Ｖｆを用いて行う、
ことを特徴とする溶接電源のくびれ検出制御方法である。

請求項２の発明は、ｎを２以上の整数とし、前記溶接電源に通電する各溶接電流Ｉｗ(1)…Ｉｗ(n)を検出し、前記合算した溶接電流ＩｇをＩｇ＝Ｉｗ(1)＋…＋Ｉｗ(n)によって算出する、
ことを特徴とする請求項１記載の溶接電源のくびれ検出制御方法である。

請求項３の発明は、ｍを１以上の整数とし、他の前記溶接電源に通電する各溶接電流Ｉｗ(1)…Ｉｗ(m)を検出し、前記合算した溶接電流ＩｇをＩｇ＝Ｉｗ(1)＋…＋Ｉｗ(m)によって算出する、
ことを特徴とする請求項１記載の溶接電源のくびれ検出制御方法である。

請求項４の発明は、前記共通通電路のインダクタンス値Ｌを、溶接を施工する前に測定して設定する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の溶接電源のくびれ検出制御方法である。

本発明によれば、溶接電圧修正値Ｖｆは、共通通電路のインダクタンス値Ｌに通電する合算溶接電流Ｉｇの変化によって発生する電圧値をキャンセルすることができるので、真正の溶接電圧を検出することができる。このために、本発明では、複数の溶接電源によって共通のワークに各々アークを発生させて溶接し、これらの溶接電源の内の少なくとも１台はくびれ検出制御機能を有しており、共通通電路に通電する合算溶接電流が変化してもくびれ検出が誤動作することなく正常に動作することができる。

本発明の実施の形態１に係る２台の溶接電源を使用して１つのワークの２つの溶接個所を同時に溶接するための溶接装置の構成図である。 図１の溶接装置を構成する第１溶接電源ＰＳ１の詳細ブロック図である。 図２の第１溶接電源ＰＳ１における各信号のタイミングチャートである。 本発明の実施の形態２に係る２台の溶接電源を使用して１つのワークの２つの溶接個所を同時に溶接するための溶接装置の構成図である。 図４の溶接装置を構成する第１溶接電源ＰＳ１の詳細ブロック図である。 実施の形態３に係る第１溶接電源ＰＳ１の詳細ブロック図である。 従来技術において、２台の溶接電源を使用して１つのワークの２つの溶接個所を同時に溶接するための溶接装置の構成図である。 図７の溶接装置において、くびれ検出制御が正常に動作したときの波形図である。 図７の溶接装置において、くびれ検出制御が誤動作したときの波形図である。

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。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る２台の溶接電源を使用して１つのワークの２つの溶接個所を同時に溶接するための溶接装置の構成図である。２台の溶接電源は共にくびれ検出制御機能を内蔵している。同図は上述した図７と対応しており、同一の構成物について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７に合算溶接電流検出回路ＩＧＤ、第１溶接電圧修正回路ＶＦ１及び第２溶接電圧修正回路ＶＦ２を追加したものである。以下、同図を参照してこれらの構成物について説明する。

合算溶接電流検出回路ＩＧＤは、共通通電路に通電する合算溶接電流Ｉｇを検出して、合算溶接電流検出信号Ｉgdを出力する。

第１溶接電圧修正回路ＶＦ１は、第１溶接電圧検出信号Ｖd1及び上記の合算溶接電流検出信号Ｉgdを入力として、後述する（２１）式に基づいて第１溶接電圧修正信号Ｖf1＝Ｖd1−Ｌ・ｄＩgd／ｄｔを演算して、第１溶接電源ＰＳ１に出力する。この演算式の意味については、後述する。

第２溶接電圧修正回路ＶＦ２は、第２溶接電圧検出信号Ｖd2及び上記の合算溶接電流検出信号Ｉgdを入力として、後述する（２２）式に基づいて第２溶接電圧修正信号Ｖf2＝Ｖd2−Ｌ・ｄＩgd／ｄｔを演算して、第２溶接電源ＰＳ２に出力する。この演算式の意味については、後述する。

（１１）式で上述したように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は、第１溶接電圧Ｖw1に共通通電路のインダクタンス値Ｌによって発生する電圧が頂上された値となっている。本来測定したいのは第１給電チップ６１とワーク２の表面との電圧である第１溶接電圧Ｖw1である。このために、（１１）式を、第１溶接電圧Ｖw1によって整理すると下式となる。
Ｖw1＝Ｖd1−ｄＩgd／ｄｔ
ここで、第１溶接電圧修正信号Ｖf1＝Ｖw1とすると、下式となる。
Ｖf1＝Ｖd1−ｄＩgd／ｄｔ …（21）式
この式が上記の第１溶接電圧修正回路ＶＦ１で使用される演算式である。

同様に、第２溶接電圧修正回路ＶＦ２で使用される演算式は、下式となる。
Ｖf2＝Ｖd2−ｄＩgd／ｄｔ …（２２）式

共通通電路のインダクタンス値Ｌは、溶接装置を現場に設置して使用状態とした状態で、溶接施工前に測定して設定する。測定方法の例としては、市販のＬＣＲメータ等の測定器を使用して行うことができる。また、下記のような手順によっても測定することができる。
１） 第１給電チップ６１をワーク２と接触状態にする。
２） 第１溶接電源ＰＳ１から一定の電流Ｉｐを通電する。
３） このときの第１溶接電圧検出信号Ｖd1の値をＶｐとする。
４） 電流Ｉｐの通電を停止させて、その減少波形から時定数を測定する。停止させた時刻Ｔ０から計時を開始し、時定数に該当する電流減少量となる電流値ΔＩｐ（＝Ｉｐ×３６．８％）に到達した時刻をＴ１として計時する。そして、時刻Ｔ０〜Ｔ１間の時間を時定数τとして算出する。
５） Ｌ＝Ｖｅ・τ／Ｉｐでインダクタンス値を演算する。

図２は、図１の溶接装置を構成する第１溶接電源ＰＳ１の詳細ブロック図である。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。

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、後述する誤差増幅信号Ｅａに従ってインバータ制御等の出力制御を行い、第１溶接電圧Ｖw1及び第１溶接電流Ｉw1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、整流された直流を平滑するリアクトル、誤差増幅信号Ｅａを入力としてパルス幅変調制御を行う変調回路、パルス幅変調制御信を入力としてインバータ回路のスイッチング素子を駆動するインバータ駆動回路を備えている。

減流抵抗器Ｒは、上記の電源主回路ＰＭと第１溶接トーチ４１との間に挿入される。この減流抵抗器Ｒの値は、短絡負荷（０．０１〜０．０３Ω程度）の１０倍以上大きな値（０．５〜３Ω程度）に設定される。このために、くびれ検出制御によって減流抵抗器Ｒが通電路に挿入されると、溶接電源内の直流リアクトル及び外部ケーブルのリアクトルに蓄積されたエネルギーが急放電される。トランジスタＴＲは、減流抵抗器Ｒと並列に接続されて、後述する駆動信号Ｄｒに従ってオン又はオフ制御される。

第１溶接ワイヤ１１は、第１送給機ＦＤ１によって第１溶接トーチ４１内を送給されて、ワーク２との間に第１アーク３１が発生する。ワーク２は、治具５上に設置されている。第１溶接トーチ４１内の第１給電チップ（図示は省略）とワーク２の表面との間には第１溶接電圧Ｖw1が印加し、第１溶接電流Ｉw1が通電する。そして、ワーク２及び治具５等の共通通電路を合算溶接電流Ｉｇが通電する。

第１溶接電流検出回路ＩＤ１は、上記の第１溶接電流Ｉw1を検出して、第１溶接電流検出信号Ｉd1を出力する。図１で上述したように、外部に設けられた合算溶接電流検出回路ＩＧＤは、上記の合算溶接電流Ｉｇを検出して、合算溶接電流検出信号Ｉgdを出力する。図１で上述したように、外部に設けられた第１溶接電圧検出回路ＶＤ１は、第１溶接トーチ４１内の第１給電チップと治具５との間の電圧を検出して、第１溶接電圧検出信号Ｖd1を出力する。図１で上述したように、外部に設けられた第１溶接電圧修正回路ＶＦ１は、この第１溶接電圧検出信号Ｖd1及び上記の合算溶接電流検出信号Ｉgdを入力として、上述した（２１）式に基づいて第１溶接電圧修正信号Ｖf1＝Ｖd1−Ｌ・ｄＩgd／ｄｔを演算して出力する。上記の第１溶接電圧検出回路ＶＤ１及び上記の第１溶接電圧修正回路ＶＦ１を内部に設けるようにしても良い。

短絡判別回路ＳＤは、上記の第１溶接電圧修正信号Ｖf1を入力として、その値が予め定めた短絡／アーク判別値未満であるときは短絡状態にあると判別してＨｉｇｈレベルとなり、以上のときはアーク発生状態にあると判別してＬｏｗレベルになる短絡判別信号Ｓｄを出力する。

くびれ検出基準値設定回路ＶＴＮは、予め定めたくびれ検出基準値信号Ｖtnを出力する。溶接法、送給速度、第１溶接ワイヤ１１の材質、直径等の溶接条件に応じて、このくびれ検出基準値信号Ｖtnの値は適正値に設定される。くびれ検出回路ＮＤは、このくびれ検出基準値信号Ｖtn、上記の第１溶接電圧修正信号Ｖf1及び上記の第１溶接電流検出信号Ｉd1を入力として、短絡期間中の第１溶接電圧修正信号Ｖf1の電圧上昇値がくびれ検出基準値信号Ｖtnの値に達した時点でくびれが形成されたと判別してＨｉｇｈレベルとなり、アークが再発生して第１溶接電圧修正信号Ｖf1の値が上記の短絡／アーク判別値以上になった時点でＬｏｗレベルになるくびれ検出信号Ｎｄを出力する。また、短絡期間中の第１溶接電圧修正信号Ｖf1の微分値がそれに対応したくびれ検出基準値信号Ｖtnの値に達した時点でくびれ検出信号ＮｄをＨｉｇｈレベルに変化させるようにしても良い。さらに、第１溶接電圧修正信号Ｖf1の値を第１溶接電流検出信号Ｉd1の値で除算して溶滴の抵抗値を算出し、この抵抗値の微分値がそれに対応するくびれ検出基準値信号Ｖtnの値に達した時点でくびれ検出信号ＮｄをＨｉｇｈレベルに変化させるようにしても良い。

低レベル電流設定回路ＩＬＲは、予め定めた低レベル電流設定信号Ｉlrを出力する。電流比較回路ＣＭは、この低レベル電流設定信号Ｉlr及び上記の第１溶接電流検出信号Ｉd1を入力として、Ｉd1＜ＩlrのときはＨｉｇｈレベルになり、Ｉd1≧ＩlrのときはＬｏｗレベルになる電流比較信号Ｃｍを出力する。駆動回路ＤＲは、この電流比較信号Ｃｍ及び上記のくびれ検出信号Ｎｄを入力として、くびれ検出信号ＮｄがＨｉｇｈレベルに変化するとＬｏｗレベルに変化し、その後に電流比較信号ＣｍがＨｉｇｈレベルに変化するとＨｉｇｈレベルに変化する駆動信号Ｄｒを上記のトランジスタＴＲのベース端子に出力する。したがって、この駆動信号Ｄｒはくびれが検出されるとＬｏｗレベルになり、トランジスタＴＲがオフ状態になり通電路に減流抵抗器Ｒが挿入されるので、短絡負荷を通電する第１溶接電流Ｉw1は急減する。そして、急減した第１溶接電流Ｉw1の値が低レベル電流設定信号Ｉlrの値まで減少すると、駆動信号ＤｒはＨｉｇｈレベルになり、トランジスタＴＲがオン状態になるので、減流抵抗器Ｒは短絡されて通常の状態に戻る。

電流制御設定回路ＩＣＲは、上記の短絡判別信号Ｓｄ、上記の低レベル電流設定信号Ｉlr及び上記のくびれ検出信号Ｎｄを入力として、以下の処理を行い、電流制御設定信号Ｉcrを出力する。
１）短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベル（短絡）に変化した時点から予め定めた初期期間中は、予め定めた初期電流設定値を電流制御設定信号Ｉcrとして出力する。
２）その後は、電流制御設定信号Ｉcrの値を、上記の初期電流設定値から予め定めた短絡時傾斜で予め定めたピーク設定値まで上昇させ、その値を維持する。
３）くびれ検出信号ＮｄがＨｉｇｈレベル（くびれ検出）に変化すると、電流制御設定信号Ｉcrの値を低レベル電流設定信号Ｉlrの値に切り換えて維持する。
４）短絡判別信号ＳｄがＬｏｗレベル（アーク）に変化すると、電流制御設定信号Ｉcrを、予め定めたアーク時傾斜で予め定めた高レベル電流設定値まで上昇させ、その値を維持する。

オフディレイ回路ＴＤＳは、上記の短絡判別信号Ｓｄを入力として、この信号がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化する時点を予め定めた遅延時間だけオフディレイさせて遅延信号Ｔdsを出力する。したがって、この遅延信号Ｔdsは、短絡期間になるとＨｉｇｈレベルとなり、アークが再発生してから遅延時間だけオフディレイしてＬｏｗレベルになる信号である。電圧設定回路ＶＲは、アーク期間中の溶接電圧を設定するための予め定めた電圧設定信号Ｖｒを出力する。電流誤差増幅回路ＥＩは、上記の電流制御設定信号Ｉcr（＋）と上記の第１溶接電流検出信号Ｉd1（−）との誤差を増幅して、電流誤差増幅信号Ｅｉを出力する。電圧誤差増幅回路ＥＶは、上記の電圧設定信号Ｖｒ（＋）と上記の第１溶接電圧修正信号Ｖf1（−）との誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Ｅｖを出力する。制御切換回路ＳＷは、上記の電流誤差増幅信号Ｅｉ、上記の電圧誤差増幅信号Ｅｖ及び上記の遅延信号Ｔdsを入力として、遅延信号ＴdsがＨｉｇｈレベル（短絡開始からアークが再発生して遅延時間が経過するまでの期間）のときは電流誤差増幅信号Ｅｉを誤差増幅信号Ｅａとして出力し、Ｌｏｗレベル（アーク）のときは電圧誤差増幅信号Ｅｖを誤差増幅信号Ｅａとして出力する。この回路により、短絡期間＋遅延期間中は定電流制御となり、それ以外のアーク期間中は定電圧制御となる。

送給速度設定回路ＦＲは、予め定めた送給速度設定信号Ｆｒを出力する。第１送給制御回路ＦＣ１は、この送給速度設定信号Ｆｒを入力として、この設定値に相当する送給速度で第１溶接ワイヤ１１を送給するための第１送給制御信号Ｆc1を上記の第１送給機ＦＤ１に出力する。

図３は、図２の第１溶接電源ＰＳ１における各信号のタイミングチャートである。同図（Ａ）は第１溶接電流Ｉw1の時間変化を示し、同図（Ｂ）は第１溶接電圧修正信号Ｖf1の時間変化を示し、同図（Ｃ）はくびれ検出信号Ｎｄの時間変化を示し、同図（Ｄ）は駆動信号Ｄｒの時間変化を示し、同図（Ｅ）は遅延信号Ｔdsの時間変化を示し、同図（Ｆ）は電流制御設定信号Ｉcrの時間変化を示し、同図（Ｇ）は第２溶接電流Ｉw2の時間変化を示す。同図は上述した図９と対応しており、第１溶接ワイヤ１１の短絡期間と第２溶接ワイヤ１２の短絡期間とが重なっている場合である。同図（Ｇ）に示す第２溶接電流Ｉw2の波形は、図９（Ｃ）に示す波形と同一である。すなわち、第１溶接ワイヤ１１が短絡状態にあり、くびれを正に検出しようとする期間において、第２溶接電流Ｉw2が急減した場合である。以下、同図を参照して説明する。

（１）時刻ｔ１の短絡発生から時刻ｔ２のくびれ検出時点までの動作
時刻ｔ１において第１溶接ワイヤ１１がワーク２と接触すると短絡状態になり、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧修正信号Ｖf1は数Ｖ程度の短絡電圧値に急減する。この第１溶接電圧修正信号Ｖf1が短絡／アーク判別値Ｖta未満になったことを判別して、同図（Ｅ）に示すように、遅延信号ＴdsはＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに変化する。これに応動して、同図（Ｆ）に示すように、電流制御設定信号Ｉcrは時刻ｔ１において予め定めた高レベル電流設定値から小さな値である予め定めた初期電流設定値に変化する。時刻ｔ１〜ｔ１１の予め定めた初期期間中は上記の初期電流設定値となり、時刻ｔ１１〜ｔ１２の期間中は予め定めた短絡時傾斜で上昇し、時刻ｔ１２〜ｔ２の期間中は予め定めたピーク設定値となる。短絡期間中は上述したように定電流制御されているので第１溶接電流Ｉw1は電流制御設定信号Ｉcrに相当する値に制御される。このために、同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1は、時刻ｔ１においてアーク期間の溶接電流から急減し、時刻ｔ１〜ｔ１１の初期期間中は初期電流値となり、時刻ｔ１１〜ｔ１２の期間中は短絡時傾斜で上昇し、時刻ｔ１２〜ｔ２の期間中はピーク値となる。同図（Ｃ）に示すように、くびれ検出信号Ｎｄは、後述する時刻ｔ２〜ｔ３の期間はＨｉｇｈレベルとなり、それ以外の期間はＬｏｗレベルとなる。同図（Ｄ）に示すように、駆動信号Ｄｒは、後述する時刻ｔ２〜ｔ２１の期間はＬｏｗレベルとなり、それ以外の期間はＨｉｇｈレベルとなる。したがって、同図において時刻ｔ２以前の期間中は、駆動信号ＤｒはＨｉｇｈレベルとなり、図２のトランジスタＴＲがオン状態となるので、減流抵抗器Ｒは短絡されて通常の消耗電極アーク溶接電源と同一の状態となる。

同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧修正信号Ｖf1は、第１溶接電流Ｉw1がピーク値となる時刻ｔ１２あたりから上昇する。これは、溶滴にくびれが次第に形成されるためである。時刻ｔ１２からの期間がくびれを検出する期間となる。このくびれを検出する期間においては、同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1はピーク値で略一定値である。しかし、同図（Ｇ）に示すように、第２溶接電流Ｉw2は時刻ｔ１３においてくびれが検出されたために電流は急減している。この結果、上述した（１１）式において、Ｌ・ｄＩｇ／ｄｔ＝ｄＩw1／ｄｔ＋ｄＩw2／ｄｔについては、ｄＩw1／ｄｔは小さな値であり、ｄＩw2／ｄｔは負の大きな値となる。ここで、上述した（２１）式によって、Ｖf1＝Ｖd1−Ｌ・ｄＩｇ／ｄｔ＝（Ｖw1＋Ｌ・ｄＩｇ／ｄｔ）−ｄＩｇ／ｄｔ＝Ｖw2となり、共通通電路のインダクタンス値Ｌによって発生する電圧をキャンセルすることができる。このために、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧修正信号Ｖf1は、くびれの形成に伴って時刻ｔ１２から次第に上昇し、時刻ｔ１３において第２溶接電流Ｉw2の急減に伴って発生した電圧はキャンセルされるので上昇を続けることになる。

（２）時刻ｔ２のくびれ検出時点から時刻ｔ３のアーク再発生時点までの動作
時刻ｔ２において、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧修正信号Ｖf1が急上昇して初期期間中の電圧値からの電圧上昇値ΔＶが予め定めたくびれ検出基準値Ｖtnと等しくなったことによってくびれを検出すると、同図（Ｃ）に示すように、くびれ検出信号ＮｄはＨｉｇｈレベルに変化する。これに応動して、同図（Ｄ）に示すように、駆動信号ＤｒはＬｏｗレベルになるので、図２のトランジスタＴＲはオフ状態となり減流抵抗器Ｒが通電路に挿入される。同時に、同図（Ｆ）に示すように、電流制御設定信号Ｉcrは低レベル電流設定信号Ｉlrの値へと小さくなる。このために、同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1はピーク値から低レベル電流値Ｉｌへと急減する。そして、時刻ｔ２１において第１溶接電流Ｉw1が低レベル電流値Ｉｌまで減少すると、同図（Ｄ）に示すように、駆動信号ＤｒはＨｉｇｈレベルに戻るので、図２のトランジスタＴＲはオン状態となり減流抵抗器Ｒは短絡される。同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1は、電流制御設定信号Ｉcrが低レベル電流設定信号Ｉlrのままであるので、時刻ｔ３のアーク再発生までは低レベル電流値Ｉｌを維持する。したがって、トランジスタＴＲは、時刻ｔ２にくびれが検出されてから時刻ｔ２１に第１溶接電流Ｉw1が低レベル電流値Ｉｌに減少するまでの期間のみオフ状態となる。同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧修正信号Ｖf1は、第１溶接電流Ｉw1が小さくなるので時刻ｔ２から一旦減少した後に急上昇する。

（３）時刻ｔ３のアーク再発生時点から時刻ｔ４の遅延期間Ｔｄの終了時点までの動作
時刻ｔ３において第１アーク３１が再発生すると、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧修正信号Ｖf1の値は短絡／アーク判別値Ｖta以上となる。これに応動して、同図（Ｆ）に示すように、電流制御設定信号Ｉcrの値は、低レベル電流設定信号Ｉlrの値から予め定めたアーク時傾斜で上昇し、上記の高レベル電流設定値に達するとその値を維持する。同図（Ｅ）に示すように、遅延信号Ｔdsは、時刻ｔ３にアークが再発生してから予め定めた遅延期間Ｔｄが経過する時刻ｔ４までＨｉｇｈレベルのままである。したがって、溶接電源は時刻ｔ４まで定電流制御されているので、同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1は、時刻ｔ３からアーク時傾斜で上昇し、高レベル電流値に達するとその値を時刻ｔ４まで維持する。同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧修正信号Ｖf1は、時刻ｔ３〜ｔ４の遅延期間Ｔｄ中は高レベル電圧値の状態にある。同図（Ｃ）に示すように、くびれ検出信号Ｎｄは、時刻ｔ３にアークが再発生するので、Ｌｏｗレベルに変化する。

（４）時刻ｔ４の遅延期間Ｔｄ終了時点から時刻ｔ５の次の短絡発生までのアーク期間の動作
同図（Ｅ）に示すように、遅延信号ＴdsがＬｏｗレベルに変化する。この結果、溶接電源は定電流制御から定電圧制御へと切り換えられる。このために、同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1は高レベル電流値から次第に減少する。同様に、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧修正信号Ｖf1は高レベル電圧値から次第に減少する。

このように、くびれ検出制御では、時刻ｔ２にくびれを検出すると通電路に減流抵抗器を挿入することによって第１溶接電流Ｉw1を急減させて、時刻ｔ３に第１アーク３１が再発生した時点における電流値を小さな値に制御することができる。このために、スパッタ発生量を大幅に低減することができる。

上述した実施の形態１によれば、溶接電圧検出値Ｖｄには、合算した溶接電流Ｉｇが通電する共通通電路のインダクタンス値Ｌによって発生する電圧値を含んでおり、合算した溶接電流Ｉｇを検出し、溶接電圧修正値Ｖｆ＝Ｖｄ−Ｌ・ｄＩｇ／ｄｔを算出し、くびれの検出を溶接電圧検出値Ｖｄに代えてこの溶接電圧修正値Ｖｆを用いて行う。この溶接電圧修正値Ｖｆは、共通通電路のインダクタンス値Ｌに通電する合算溶接電流Ｉｇの変化によって発生する電圧値をキャンセルすることができるので、真正の溶接電圧を検出することができる。このために、本実施の形態では、複数の溶接電源によって共通のワークに各々アークを発生させて溶接し、これらの溶接電源の内の少なくとも１台はくびれ検出制御機能を有しており、共通通電路に通電する合算溶接電流Ｉｇが変化してもくびれ検出が誤動作することなく正常に動作することができる。この結果、スパッタ発生量の少ない高品質の溶接を行うことができる。

［実施の形態２］
実施の形態２の発明は、ｎを２以上の整数とし、溶接電源に通電する各溶接電流Ｉｗ(1)…Ｉｗ(n)を検出し、実施の形態１における合算した溶接電流ＩｇをＩｇ＝Ｉｗ(1)＋…＋Ｉｗ(n)によって算出するものである。すなわち、実施の形態１における合算溶接電流Ｉｇを、全ての溶接電源の各溶接電流を検出して、その合算値として算出するものである。

図４は、本発明の実施の形態２に係る２台の溶接電源を使用して１つのワークの２つの溶接個所を同時に溶接するための溶接装置の構成図である。２台の溶接電源は共にくびれ検出制御機能を内蔵している。同図は上述した図１と対応しており、同一の構成物について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の合算溶接電流検出回路ＩＧＤ、第１溶接電圧修正回路ＶＦ１、第２溶接電圧修正回路ＶＦ２、第１溶接電圧検出回路ＶＤ１及び第２溶接電圧検出回路ＶＤ２を削除したものである。以下、同図を参照して異なる点について説明する。

第１給電チップ６１と治具５との間の電圧を第１溶接電源ＰＳ１に入力し、第２給電チップ６２と治具５との間の電圧を第２溶接電源ＰＳ２に入力する。第２溶接電源ＰＳ２からの第２溶接電流検出信号Ｉd2が第１溶接電源ＰＳ１に入力される。また、第１溶接電源ＰＳ１からの第１溶接電流検出信号Ｉd1が第２溶接電源ＰＳ２に入力される。

図５は、図４の溶接装置を構成する第１溶接電源ＰＳ１の詳細ブロック図である。同図は上述した図２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２の第１溶接電流検出回路ＩＤ１からの第１溶接電流検出信号Ｉd1を第２溶接電源ＰＳ２に出力するようにし、図２の第１溶接電圧検出回路ＶＤ１を新第１溶接電圧検出回路ＶＮＤ１に置換し、図２の第１溶接電圧修正回路ＶＦ１を新第１溶接電圧修正回路ＶＮＦ１に置換し、溶接電流合算回路ＡＤを追加したものである。以下、同図を参照してこれらのブロックについて説明する。

第１溶接電流検出回路ＩＤ１は、第１溶接電流Ｉw1を検出して、第１溶接電流検出信号Ｉd1を出力する。この第１溶接電流検出信号Ｉd1は、図４で上述したように、第２溶接電源ＰＳ２にも出力される。図１とは異なり内部に設けられた新第１溶接電圧検出回路ＶＮＤ１は、第１溶接トーチ４１内の第１給電チップと治具５との間の電圧を検出して、第１溶接電圧検出信号Ｖd1を出力する。

溶接電流合算回路ＡＤは、図４の第２溶接電源ＰＳ２からの第２溶接電流検出信号Ｉd2及び上記の第１溶接電流検出信号Ｉd1を入力として、これらの信号を合算して、合算溶接電流検出信号Ｉgd＝Ｉd1＋Ｉd2を出力する。
同図は溶接電源が２台の場合であるが、ｎ（２以上の整数）台の場合は、以下のようにすれば良い。ｎ台の溶接電源に通電する各溶接電流Ｉd(1)…Ｉd(n)を検出し、合算溶接電流検出信号ＩgdをＩgd＝Ｉd(1)＋…＋Ｉd(n)によって算出する。

図１とは異なり内部に設けられた新第１溶接電圧修正回路ＶＮＦ１は、上記の第１溶接電圧検出信号Ｖd1及び上記の合算溶接電流検出信号Ｉgdを入力として、上述した（２１）式に基づいて第１溶接電圧修正信号Ｖf1＝Ｖd1−Ｌ・ｄＩgd／ｄｔを演算して出力する。

図５の第１溶接電源ＰＳ１における各信号のタイミングチャートは、図３と同様であるので、説明は繰り返さない。

上述した実施の形態２では、実施の形態１とは異なり合算溶接電流検出信号Ｉgdを算出するために、共通通電路に合算溶接電流検出回路ＩＧＤを設ける必要がない。このために、設置工数を低減することができる。各溶接電源には元々出力を制御するために溶接電流検出回路を内蔵している。したがって、実施の形態２では、この内蔵された溶接電流検出回路を有効に活用している。これにより、実施の形態２は、実施の形態１と同様の効果を奏する。

［実施の形態３］
実施の形態３の発明は、ｍを１以上の整数とし、他の溶接電源に通電する各溶接電流Ｉｗ(1)…Ｉｗ(m)を検出し、実施の形態１における合算した溶接電流ＩｇをＩｇ＝Ｉｗ(1)＋…＋Ｉｗ(m)によって算出するものである。すなわち、実施の形態１における合算溶接電流Ｉｇを、他の溶接電源の各溶接電流を検出して、その合算値として算出するものである。実施の形態２では全ての溶接電源の溶接電流を合算していたが、実施の形態３では自らを除く他の溶接電源の溶接電流を合算している点が異なる。

実施の形態３に係る溶接装置の構成は、上述した図４と同一であるので、説明は繰り返さない。

図６は、実施の形態３に係る第１溶接電源ＰＳ１の詳細ブロック図である。同図は上述した図５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５の溶接電流合算回路ＡＤを新溶接電流合算回路ＮＡＤ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。

新溶接電流合算回路ＮＡＤは、第２溶接電源ＰＳ２からの第２溶接電流検出信号Ｉd2を入力として、合算溶接電流検出信号Ｉgd＝Ｉd2を出力する。
同図は溶接電源が２台の場合（他の溶接電源が１台の場合、ｍ＝１の場合）であるが、他の溶接電源がｍ（１以上の整数）台の場合は、以下のようにすれば良い。他の溶接電源ｍ台に通電する各溶接電流Ｉd(1)…Ｉd(m)を検出し、合算溶接電流検出信号ＩgdをＩgd＝Ｉd(1)＋…＋Ｉd(m)によって算出する。

図６の第１溶接電源ＰＳ１における各信号のタイミングチャートは、図３と同様であるので、説明は繰り返さない。

上述した実施の形態３では、実施の形態２とは異なり合算溶接電流検出信号Ｉgdを算出するために、自らの溶接電流を除く他の溶接電源を通電する溶接電流を合算している。これにより、溶接電流合算回路の入力信号を少なくすることができるので、回路がシンプルになる。くびれを検出する期間においては、自らの溶接電流はピーク値で一定であることが多いので、この溶接電流を除いても共通通電路のインダクタンス値Ｌによって発生する電圧値をキャンセルする効果には大きな差はない。したがって、実施の形態３は、実施の形態２と同様の効果を奏する。

上述した実施の形態１〜３においては、溶接電源が２台の場合を例示したが、３台以上であっても同様である。また、実施の形態１〜３において、２台の溶接電源が共にくびれ検出制御機能を有している場合を例示したが、複数の溶接電源の中の少なくとも１台がくびれ検出制御機能を有しておれば、くびれ検出制御機能を有する溶接電源に対して本発明を適用することができる。

１１ 第１溶接ワイヤ
１２ 第２溶接ワイヤ
２ ワーク
３１ 第１アーク
３２ 第２アーク
４１ 第１溶接トーチ
４２ 第２溶接トーチ
５ 治具
６１ 第１給電チップ
６２ 第２給電チップ
ＡＤ 溶接電流合算回路
ＣＭ 電流比較回路
Ｃｍ 電流比較信号
ＤＲ 駆動回路
Ｄｒ 駆動信号
Ｅａ 誤差増幅信号
ＥＩ 電流誤差増幅回路
Ｅｉ 電流誤差増幅信号
ＥＶ 電圧誤差増幅回路
Ｅｖ 電圧誤差増幅信号
ＦＣ１ 第１送給制御回路
Ｆc1 第１送給制御信号
Ｆc2 第２送給制御信号
ＦＤ１ 第１送給機
ＦＤ２ 第２送給機
ＦＲ 送給速度設定回路
Ｆｒ 送給速度設定信号
ＩＣＲ 電流制御設定回路
Ｉcr 電流制御設定信号
ＩＤ１ 第１溶接電流検出回路
Ｉd1 第１溶接電流検出信号
Ｉd2 第２溶接電流検出信号
Ｉｇ 合算溶接電流
ＩＧＤ 合算溶接電流検出回路
Ｉgd 合算溶接電流検出信号
Ｉｌ 低レベル電流値
ＩＬＲ 低レベル電流設定回路
Ｉlr 低レベル電流設定信号
Ｉｐ 一定の電流
Ｉw1 第１溶接電流
Ｉw2 第２溶接電流
Ｌ 共通通電路のインダクタンス値
ｍ、ｎ 整数
ＮＡＤ 新溶接電流合算回路
ＮＤ くびれ検出回路
Ｎｄ くびれ検出信号
ＰＭ 電源主回路
ＰＳ１ 第１溶接電源
ＰＳ２ 第２溶接電源
Ｒ 減流抵抗器
ＳＤ 短絡判別回路
Ｓｄ 短絡判別信号
ＳＷ 制御切換回路
Ｔｄ 遅延期間
ＴＤＳ オフディレイ回路
Ｔds 遅延信号
ＴＲ トランジスタ
Ｖｄ 溶接電圧検出値
ＶＤ１ 第１溶接電圧検出回路
Ｖd1 第１溶接電圧検出信号
ＶＤ２ 第２溶接電圧検出回路
Ｖd2 第２溶接電圧検出信号
Ｖｆ 溶接電圧修正値
ＶＦ１ 第１溶接電圧修正回路
Ｖf1 第１溶接電圧修正信号
ＶＦ２ 第２溶接電圧修正回路
Ｖf2 第２溶接電圧修正信号
ＶＮＤ１ 新第１溶接電圧検出回路
ＶＮＦ１ 新第１溶接電圧修正回路
Ｖｐ 一定の電流を通電したときの電圧値
ＶＲ 電圧設定回路
Ｖｒ 電圧設定信号
Ｖta 短絡／アーク判別値
ＶＴＮ くびれ検出基準値設定回路
Ｖtn くびれ検出基準（値／信号）
Ｖw1 第１溶接電圧
Ｖw2 第２溶接電圧
ΔＩｐ 時定数に該当する電流減少量となる電流値
ΔＶ 電圧上昇値
τ 時定数

Claims (4)

1. 複数の溶接電源によって共通のワークに各々アークを発生させて溶接し、
   前記溶接電源の内の少なくとも１台は、短絡状態からアークが再発生する前兆現象である溶滴のくびれを溶接電圧検出値Ｖｄを用いて検出し、このくびれを検出すると短絡負荷に通電する溶接電流を減少させてアークを再発生させる、溶接電源のくびれ検出制御方法において、
   前記溶接電圧検出値Ｖｄには、合算した溶接電流Ｉｇが通電する共通通電路のインダクタンス値Ｌによって発生する電圧値を含んでおり、
   前記合算した溶接電流Ｉｇを検出し、溶接電圧修正値Ｖｆ＝Ｖｄ−Ｌ・ｄＩｇ／ｄｔを算出し、前記くびれの検出を前記溶接電圧検出値Ｖｄに代えてこの溶接電圧修正値Ｖｆを用いて行う、
   ことを特徴とする溶接電源のくびれ検出制御方法。
2. ｎを２以上の整数とし、前記溶接電源に通電する各溶接電流Ｉｗ(1)…Ｉｗ(n)を検出し、前記合算した溶接電流ＩｇをＩｇ＝Ｉｗ(1)＋…＋Ｉｗ(n)によって算出する、
   ことを特徴とする請求項１記載の溶接電源のくびれ検出制御方法。
3. ｍを１以上の整数とし、他の前記溶接電源に通電する各溶接電流Ｉｗ(1)…Ｉｗ(m)を検出し、前記合算した溶接電流ＩｇをＩｇ＝Ｉｗ(1)＋…＋Ｉｗ(m)によって算出する、
   ことを特徴とする請求項１記載の溶接電源のくびれ検出制御方法。
4. 前記共通通電路のインダクタンス値Ｌを、溶接を施工する前に測定して設定する、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の溶接電源のくびれ検出制御方法。

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