JP6618150B2 - アーク溶接制御方法 - Google Patents
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Description
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、
溶接開始時は前記溶接ワイヤを正送し、
溶接電流が通電を開始して0よりも大きな値に予め定めた遅延期間が経過した後に、
前記溶接ワイヤの前記逆送期間から前記正逆送給制御を開始する、
ことを特徴とするアーク溶接制御方法である。
溶接開始時は前記溶接ワイヤを正送し、溶接電流の通電開始後に前記溶接ワイヤの前記逆送期間から前記正逆送給制御を開始し、
定常溶接期間に収束するまでの過渡溶接期間中は、前記送給速度の波形パラメータを、前記定常溶接期間中とは異なる値に設定し、
前記定常溶接期間は前記逆送期間から開始する、
ことを特徴とするアーク溶接制御方法である。
ことを特徴とする請求項2に記載のアーク溶接制御方法である。
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。
1)電流通電判別信号CdがHighレベル(通電)に変化した時点でHighレベルにセットされ、それから所定期間が経過した後に、送給速度設定信号Frの正送期間又は逆送期間が終了した時点でLowレベルにリセットされる過渡溶接期間タイマ信号Stkを出力する。
2)電流通電判別信号CdがHighレベル(通電)に変化した時点でHighレベルにセットされ、それから送給速度設定信号Frが所定回数の正送期間又は所定回数の逆送期間を終了した時点でLowレベルにリセットされる過渡溶接期間タイマ信号Stkを出力する。
3)電流通電判別信号CdがHighレベル(通電)に変化した時点でHighレベルにセットされ、それから所定期間が経過した後に、送給速度設定信号Frの正送期間が終了した時点でLowレベルにリセットされる過渡溶接期間タイマ信号Stkを出力する。
4)電流通電判別信号CdがHighレベル(通電)に変化した時点でHighレベルにセットされ、それから送給速度設定信号Frが所定回数の正送期間を終了した時点でLowレベルにリセットされる過渡溶接期間タイマ信号Stkを出力する。
1)溶接開始信号StがHighレベル(溶接開始)になると、0から予め定めたスローダウン速度に切り換えられた送給速度設定信号Frを出力する。Fr=0のときは溶接ワイヤ1の送給は停止している。
2)電流通電判別信号CdがHighレベル(通電)になると、過渡溶接期間送給速度設定信号Fkrを送給速度設定信号Frとして出力する。
3)過渡溶接期間タイマ信号StkがLowレベルになると、定常溶接期間送給速度設定信号Fcrを送給速度設定信号Frとして出力する。
時刻t2に電流通電判別信号CdがHighレベルに変化してから予め定めた遅延期間が経過した時刻t3において、同図(B)に示すように、送給速度Fwは正送から逆送に切り換えられて、予め定めた過渡溶接期間逆送ピーク値まで急加速し、過渡溶接期間逆送ピーク期間に入る。上記の遅延期間は1〜10ms程度に設定される。遅延期間を0にして、遅延しないようにしても良い。この遅延は、溶接ワイヤ1が母材2に接触したときに、初期アークを円滑に発生させるために設けている。
時刻t5において過渡溶接期間逆送減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t5〜t6の上記の過渡溶接期間正送加速期間に入り、0から上記の過渡溶接期間正送ピーク値まで加速する。
時刻t8において過渡溶接期間正送減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t8〜t9の上記の過渡溶接期間逆送加速期間に入り、0から上記の過渡溶接期間逆送ピーク値まで加速する。
同図(B)に示すように、送給速度Fwは時刻t12〜t13の上記の定常溶接期間逆送加速期間に入り、0から上記の定常溶接期間逆送ピーク値まで加速する。この期間中は、時刻t11〜t12の過渡溶接期間正送期間中に発生した短絡状態が継続しているので、同図(F)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。
同図(B)に示すように、送給速度Fwは時刻t16〜t17の上記の定常溶接期間正送加速期間に入り、0から上記の定常溶接期間正送ピーク値まで加速する。この期間中は、短絡状態のままである。
(定常溶接期間中の台形波の数値例)
周期Tf=10ms、振幅Wf=60m/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。
定常溶接期間逆送期間=4.6ms、定常溶接期間逆送加速期間=1.0ms、定常溶接期間逆送ピーク期間=2.6ms、定常溶接期間逆送ピーク値=−25m/min、定常溶接期間逆送減速期間=1.0ms
定常溶接期間正送期間=5.4ms、定常溶接期間正送加速期間=1.4ms、定常溶接期間正送ピーク期間=2.6ms、定常溶接期間正送ピーク値=35m/min、定常溶接期間正送減速期間=1.4ms
(過渡溶接期間中の台形波の数値例)
過渡溶接期間逆送加速期間=1.0ms、過渡溶接期間逆送ピーク値=−17.5m/min、過渡溶接期間逆送減速期間=1.0ms、過渡溶接期間正送加速期間=1.4ms、過渡溶接期間正送ピーク値=24.5m/min、過渡溶接期間正送減速期間=1.4ms
実施の形態2の発明は、実施の形態1の正逆送給制御を行うプル側送給モータに加えて正送送給制御を行うプッシュ側送給モータを備え、プッシュ側送給モータは溶接電流が通電を開始した時点から予め定めた加速期間中は傾斜を有して加速する。
1)溶接開始信号StがHighレベル(溶接開始)になると、0から予め定めた第2スローダウン速度に切り換えられた第2送給速度設定信号Fr2を出力する。Fr2=0のときは溶接ワイヤ1の送給は停止している。
2)電流通電判別信号CdがHighレベル(通電)に変化した時点から加速期間設定信号Turによって定まる加速期間Tu中は、上記の第2スローダウン速度から傾斜を有して平均送給速度設定信号Farの値まで加速する第2送給速度設定信号Fr2を出力する。
3)その後は、平均送給速度設定信号Farの値となる第2送給速度設定信号Fr2を出力する。
実施の形態3の発明は、実施の形態1において、図2の過渡溶接期間中の動作は同一であり、図3の定常溶接期間中の動作が異なるものである。すなわち、実施の形態1の発明では、定常溶接期間中は所定パターンの送給速度の波形となっており、アーク発生及び短絡発生がトリガーとなって送給速度の正送期間と逆送期間とが切り換えられることはない。これに対して、実施の形態3の発明では、過渡溶接期間中と同様に、定常溶接期間中も、アーク発生及び短絡発生をトリガーとして、送給速度の正送期間と逆送期間とが切り換えられる。
1)逆送加速期間設定信号Trurによって定まる逆送加速期間Tru中は0から逆送振幅設定信号Wrrによって定まる負の値の逆送ピーク値Wrpまで直線状に加速する定常溶接期間送給速度設定信号Fcrを出力する。
2)続いて、逆送ピーク期間Trp中は、上記の逆送ピーク値Wrpを維持する定常溶接期間送給速度設定信号Fcrを出力する。
3)短絡判別信号SdがHighレベル(短絡期間)からLowレベル(アーク期間)に変化すると、逆送減速期間設定信号Trdrによって定まる逆送減速期間Trdに移行し、上記の逆送ピーク値Wrpから0まで直線状に減速する定常溶接期間送給速度設定信号Fcrを出力する。
4)続いて、正送加速期間設定信号Tsurによって定まる正送加速期間Tsu中は0から正送振幅設定信号Wsrによって定まる正の値の正送ピーク値Wspまで直線状に加速する定常溶接期間送給速度設定信号Fcrを出力する。
5)続いて、正送ピーク期間Tsp中は、上記の正送ピーク値Wspを維持する定常溶接期間送給速度設定信号Fcrを出力する。
6)短絡判別信号SdがLowレベル(アーク期間)からHighレベル(短絡期間)に変化すると、正送減速期間設定信号Tsdrによって定まる正送減速期間Tsdに移行し、上記の正送ピーク値Wspから0まで直線状に減速する定常溶接期間送給速度設定信号Fcrを出力する。
7)上記の1)〜6)を繰り返すことによって正負の台形波状に変化する送給パターンの定常溶接期間送給速度設定信号Fcrが生成される。
同図(B)に示すように、送給速度Fwは時刻t12〜t13の所定の定常溶接期間逆送加速期間Truに入り、0から所定の定常溶接期間逆送ピーク値Wrpまで加速する。この期間中は短絡期間が継続している。
時刻t15において定常溶接期間逆送減速期間Trdが終了すると、時刻t15〜t16の所定の定常溶接期間正送加速期間Tsuに移行する。この定常溶接期間正送加速期間Tsu中は、同図(B)に示すように、送給速度Fwは0から上記の定常溶接期間正送ピーク値Wspまで加速する。この期間中はアーク期間が継続している。
本出願は、2014年9月8日出願の日本特許出願(特願2014−181993)、2014年9月29日出願の日本特許出願(特願2014−197876)に基づくものであり、その内容はここに取り込まれる。
2 母材
3 アーク
4 溶接トーチ
5 送給ロール
CD 電流通電判別回路
Cd 電流通電判別信号
DV 駆動回路
Dv 駆動信号
E 出力電圧
Ea 誤差増幅信号
ED 出力電圧検出回路
Ed 出力電圧検出信号
EI 電流誤差増幅回路
Ei 電流誤差増幅信号
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
FC2 第2送給制御回路
Fc2 第2送給制御信号
FCR 定常溶接期間送給速度設定回路
Fcr 定常溶接期間送給速度設定信号
FCR2 第2定常溶接期間送給速度設定回路
FKR 過渡溶接期間送給速度設定回路
Fkr 過渡溶接期間送給速度設定信号
FR 送給速度設定回路
Fr 送給速度設定信号
FR2 第2送給速度設定回路
Fr2 第2送給速度設定信号
Fw 送給速度/プル側の送給速度
Fw2 プッシュ側送給速度
ID 電流検出回路
Id 電流検出信号
IHR ホットスタート電流設定回路
Ihr ホットスタート電流設定信号
Iw 溶接電流
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
STK 過渡溶接期間タイマ回路
Stk 過渡溶接期間タイマ信号
SW 電源特性切換回路
Tf 周期
TFR 周期設定回路
Tfr 周期設定信号
Tk 過渡溶接期間
Trd 定常溶接期間逆送減速期間
TRDR 逆送減速期間設定回路
Trdr 逆送減速期間設定信号
Trp 定常溶接期間逆送ピーク期間
Tru 定常溶接期間逆送加速期間
TRUR 逆送加速期間設定回路
Trur 逆送加速期間設定信号
Tsd 定常溶接期間正送減速期間
TSDR 正送減速期間設定回路
Tsdr 正送減速期間設定信号
Tsp 定常溶接期間正送ピーク期間
Tsu 定常溶接期間正送加速期間
TSUR 正送加速期間設定回路
Tsur 正送加速期間設定信号
Tu 加速期間
TUR 加速期間設定回路
Tur 加速期間設定信号
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
WM2 プッシュ側送給モータ
Wrp 定常溶接期間逆送ピーク値
WRR 逆送振幅設定回路
Wrr 逆送振幅設定信号
Wsp 定常溶接期間正送ピーク値
WSR 正送振幅設定回路
Wsr 正送振幅設定信号
Claims (3)
- 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、
溶接開始時は前記溶接ワイヤを正送し、
溶接電流が通電を開始して0よりも大きな値に予め定めた遅延期間が経過した後に、
前記溶接ワイヤの前記逆送期間から前記正逆送給制御を開始する、
ことを特徴とするアーク溶接制御方法。 - 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、
溶接開始時は前記溶接ワイヤを正送し、溶接電流の通電開始後に前記溶接ワイヤの前記逆送期間から前記正逆送給制御を開始し、
定常溶接期間に収束するまでの過渡溶接期間中は、前記送給速度の波形パラメータを、前記定常溶接期間中とは異なる値に設定し、
前記定常溶接期間は前記逆送期間から開始する、
ことを特徴とするアーク溶接制御方法。 - 前記正逆送給制御を行うプル側送給モータに加えて正送送給制御を行うプッシュ側送給モータを備え、前記プッシュ側送給モータは前記溶接電流の通電開始後の前記過渡溶接期間中は傾斜を有して加速する、
ことを特徴とする請求項2に記載のアーク溶接制御方法。
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