JP6941410B2 - Pulse arc welding control method - Google Patents
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Description
本発明は、溶接ワイヤを送給し、立上り期間中はベース電流値からピーク電流値へと上昇し、ピーク期間中は前記ピーク電流値となり、立下り期間中は前記ピーク電流値から前記ベース電流値へと下降し、ベース期間中は前記ベース電流値となる溶接電流を通電して溶接するパルスアーク溶接制御方法に関するものである。 In the present invention, the welding wire is fed and rises from the base current value to the peak current value during the rising period, becomes the peak current value during the peak period, and becomes the peak current value during the falling period, and from the peak current value to the base current during the falling period. The present invention relates to a pulse arc welding control method in which a welding current that drops to a value and becomes the base current value is energized and welded during the base period.
消耗電極式パルスアーク溶接は、鉄鋼、ステンレス鋼等の溶接に広く使用されている。このパルスアーク溶接では、立上り期間中はベース電流値からピーク電流値へと上昇し、ピーク期間中はピーク電流値となり、立下り期間中はピーク電流値からベース電流値へと下降し、ベース期間中はベース電流値となる溶接電流を通電し、これらの通電を１パルス周期として繰り返して溶接が行われる。パルスアーク溶接では、１パルス周期１溶滴移行状態となるので、溶滴移行状態が安定しているために、スパッタの発生が少なく、美しいビード外観を得ることができる。 Consumable electrode type pulse arc welding is widely used for welding steel, stainless steel and the like. In this pulse arc welding, the base current value rises from the base current value to the peak current value during the rise period, becomes the peak current value during the peak period, falls from the peak current value to the base current value during the fall period, and then falls during the base period. Inside, a welding current, which is the base current value, is energized, and these energizations are repeated as one pulse cycle to perform welding. In pulse arc welding, one pulse cycle and one droplet transition state are obtained. Therefore, since the droplet transition state is stable, less spatter is generated and a beautiful bead appearance can be obtained.
特許文献１の発明には、立ち上り期間及び立下り期間中の溶接電流の変化を曲線状にすることによって、溶接性能を向上させることができると記載している。
The invention of
パルスアーク溶接において、薄板を１５０Ａ程度以下の小電流値で溶接する場合には、中・大電流値で溶接する場合に比べてアーク長を短く設定する。アーク長が短く設定されると、溶接ワイヤと母材との短絡が発生しやすくなり、スパッッタが多く発生するという問題がある。特にステンレス鋼の溶接ワイヤは鉄鋼の溶接ワイヤよりも粘性が強いために、この傾向は顕著となる。 In pulse arc welding, when welding a thin plate with a small current value of about 150 A or less, the arc length is set shorter than when welding with a medium or large current value. If the arc length is set short, a short circuit between the welding wire and the base metal is likely to occur, and there is a problem that a large amount of spatter is generated. This tendency is particularly remarkable because the welding wire made of stainless steel has a higher viscosity than the welding wire made of steel.
そこで、本発明では、小電流値のパルスアーク溶接において、スパッタ発生量を少なくすることができるパルスアーク溶接制御方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a pulse arc welding control method capable of reducing the amount of spatter generated in pulse arc welding with a small current value.
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、
溶接ワイヤを送給し、立上り期間中はベース電流値からピーク電流値へと上昇し、ピーク期間中は前記ピーク電流値となり、立下り期間中は前記ピーク電流値から前記ベース電流値へと下降し、ベース期間中は前記ベース電流値となる溶接電流を通電して溶接するパルスアーク溶接制御方法において、
前記立上り期間中の前記溶接電流は変化率が経時的に小さくなるように上昇し、
前記立下り期間は第１立下り期間と第２立下り期間とから成り、
前記第１立下り期間中の前記溶接電流は直線状に下降し、前記第２立下り期間中の前記溶接電流は変化率の絶対値が経時的に小さくなるように下降し、
前記溶接電流の変化率の絶対値は前記第１立下り期間中が前記第２立下り期間中よりも大であり、
前記第１立下り期間は前記ピーク電流値から予め定めた基準電流値まで下降する期間であり、前記第２立下り期間は前記基準電流値から前記ベース電流値まで下降する期間であり、
前記基準電流値を、前記ピーク電流値が大きいほど小さな値になるように、及び又は、前記溶接ワイヤの粘性が大きいほど小さな値になるように設定する、
ことを特徴とするパルスアーク溶接制御方法である。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of
The welding wire is fed and rises from the base current value to the peak current value during the rise period, becomes the peak current value during the peak period, and falls from the peak current value to the base current value during the fall period. However, in the pulse arc welding control method in which welding is performed by energizing the welding current that is the base current value during the base period.
The welding current during the rise period increases so that the rate of change decreases with time.
The fall period consists of a first fall period and a second fall period.
The welding current during the first falling period drops linearly, and the welding current during the second falling period drops so that the absolute value of the rate of change decreases with time.
The absolute value of the rate of change of the welding current is larger during the first fall period than during the second fall period.
The first fall-down period is a period in which the peak current value drops to a predetermined reference current value, and the second fall-down period is a period in which the current fall value falls from the reference current value to the base current value.
The reference current value is set so that the larger the peak current value is, the smaller the value is, and the larger the viscosity of the welding wire is, the smaller the value is.
This is a pulse arc welding control method characterized by the above.
請求項２の発明は、
前記ピーク期間の時間長さを０．３ms以下に設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のパルスアーク溶接制御方法である。
The invention of
Set the time length of the peak period to 0.3 ms or less.
The pulse arc welding control method according to
請求項３の発明は、
前記第１立下り期間中の前記溶接電流の変化率の絶対値を５００Ａ／ms以上に設定する、
ことを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接制御方法である。
The invention of
The absolute value of the rate of change of the welding current during the first falling period is set to 500 A / ms or more.
The pulse arc welding control method according to any one of
本発明によれば、小電流値のパルスアーク溶接において、スパッタ発生量を少なくすることができる。 According to the present invention, the amount of spatter generated can be reduced in pulse arc welding with a small current value.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係るパルスアーク溶接制御方法を示す電流・電圧波形図である。同図（Ａ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｂ）は溶接電圧Ｖｗの時間変化を示す。以下、同図を参照して動作について説明する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a current / voltage waveform diagram showing a pulse arc welding control method according to the first embodiment of the present invention. FIG. (A) shows the time change of the welding current Iw, and FIG. 6B shows the time change of the welding voltage Vw. The operation will be described below with reference to the figure.
同図において、時刻ｔ１〜ｔ２の期間が立上り期間Ｔｕとなり、時刻ｔ２〜ｔ３の期間がピーク期間Ｔｐとなり、時刻ｔ３〜ｔ４の期間が立下り期間Ｔｄとなり、時刻ｔ４〜ｔ５の期間がベース期間Ｔｂとなる。時刻ｔ１〜ｔ５の期間が１パルス周期Ｔｆとなる。立上り期間Ｔｕ、ピーク期間Ｔｐ及び立下り期間Ｔｄは所定値に設定される。ベース期間Ｔｂは後述するアーク長制御によって刻々と変化する。この結果、パルス周期Ｔｆも刻々と変化することになる。本書において、溶接電流Ｉｗの変化率の大小は、変化率の絶対値の大小を意味している。 In the figure, the period of time t1 to t2 is the rise period Tu, the period of time t2 to t3 is the peak period Tp, the period of time t3 to t4 is the fall period Td, and the period of time t4 to t5 is the base period. It becomes Tb. The period of time t1 to t5 is one pulse period Tf. The rise period Tu, peak period Tp, and fall period Td are set to predetermined values. The base period Tb changes every moment by controlling the arc length described later. As a result, the pulse period Tf also changes from moment to moment. In this document, the magnitude of the rate of change of the welding current Iw means the magnitude of the absolute value of the rate of change.
時刻ｔ１〜ｔ２の立上り期間Ｔｕ中は、同図(Ａ)に示すように、溶接電流Ｉｗは、ベース電流値Ｉｂからピーク電流値Ｉｐまで変化率が経時的に小さくなるように上昇する。ベース電流値Ｉｂ及びピーク電流値Ｉｐは所定値である。同図(Ｂ)に示すように、溶接電圧Ｖｗは、電流波形と相似形の波形となり、アーク長と比例した電圧値となる。 During the rise period Tu at times t1 to t2, the welding current Iw increases from the base current value Ib to the peak current value Ip so that the rate of change decreases with time, as shown in FIG. The base current value Ib and the peak current value Ip are predetermined values. As shown in FIG. 3B, the welding voltage Vw has a waveform similar to the current waveform, and has a voltage value proportional to the arc length.
時刻ｔ２〜ｔ３のピーク期間Ｔｐ中は、同図(Ａ)に示すように、溶接電流Ｉｗはピーク電流値Ｉｐとなる。同図(Ｂ)に示すように、溶接電圧Ｖｗはアーク長と比例したピーク電圧値となる。 During the peak period Tp at time t2 to t3, the welding current Iw becomes the peak current value Ip as shown in FIG. As shown in FIG. 3B, the welding voltage Vw has a peak voltage value proportional to the arc length.
時刻ｔ３〜ｔ４の立下り期間Ｔｄは、ピーク電流値Ｉｐから予め定めた基準電流値Ｉｔまで下降する第１立下り期間Ｔd1と、基準電流値Ｉｔからベース電流値Ｉｂまで下降する第２立下り期間Ｔd2とから成る。Ｉｂ＜Ｉｔ＜Ｉｐである。溶接電流Ｉｗの変化率は、第１立下り期間Ｔd1中が第２立下り期間Ｔd2中よりも大である。第１立下り期間Ｔd1中の溶接電流Ｉｗは直線状に下降する。第２立下り期間Ｔd2中の溶接電流Ｉｗは、変化率が経時的に小さくなるように下降する。同図(Ｂ)に示すように、溶接電圧Ｖｗは、電流波形と相似形の波形となり、アーク長と比例した電圧値となる。 The fall period Td at times t3 to t4 is a first fall period Td1 that drops from the peak current value Ip to a predetermined reference current value It, and a second fall that falls from the reference current value It to the base current value Ib. It consists of the period Td2. Ib <It <Ip. The rate of change of the welding current Iw is larger during the first fall period Td1 than during the second fall period Td2. The welding current Iw during the first falling period Td1 drops linearly. The welding current Iw during the second falling period Td2 decreases so that the rate of change decreases with time. As shown in FIG. 3B, the welding voltage Vw has a waveform similar to the current waveform, and has a voltage value proportional to the arc length.
時刻ｔ４〜ｔ５のベース期間Ｔｂ中は、同図(Ａ)に示すように、溶接電流Ｉｗはベース電流値Ｉｂとなる。同図(Ｂ)に示すように、溶接電圧Ｖｗはアーク長と比例したベース電圧値となる。 During the base period Tb from time t4 to t5, the welding current Iw becomes the base current value Ib as shown in FIG. As shown in FIG. 3B, the welding voltage Vw has a base voltage value proportional to the arc length.
溶接電圧Ｖｗの平均値が予め定めた電圧設定値と等しくなるようにベース期間Ｔｂ(パルス周期Ｔｆ)がフィードバック制御される。溶接電圧Ｖｗの平均値は平均アーク長と比例するので、このフィードバック制御はアーク長を所定値となるように制御していることになる。このために、この制御をアーク長制御と呼ぶ。 The base period Tb (pulse period Tf) is feedback-controlled so that the average value of the welding voltage Vw becomes equal to a predetermined voltage set value. Since the average value of the welding voltage Vw is proportional to the average arc length, this feedback control controls the arc length to be a predetermined value. For this reason, this control is called arc length control.
立上り期間Ｔｕ、ピーク期間Ｔｐ、立下り期間Ｔｄ及びピーク電流値Ｉｐは、溶滴移行状態が良好になるように所定値に設定される。 The rise period Tu, peak period Tp, fall period Td, and peak current value Ip are set to predetermined values so that the droplet transition state becomes good.
以下、本実施の形態の作用効果について説明する。以下に説明する作用効果によって、本実施の形態では、小電流値のパルスアーク溶接において、スパッタ発生量の少ない、高品質の薄板溶接が可能となる。
(作用効果１)立上り期間Ｔｕ中の溶接電流Ｉｗの変化率を経時的に小さくすることによって、母材に対して過度な入熱と過度なアーク圧力を急激に与えないようにしている。この結果、薄板の溶け落ちを抑制することができる。
(作用効果２)第１立下り期間Ｔd1中の溶接電流Ｉｗの変化率を大きくすることによって、アークの発生位置が溶接ワイヤのより先端に移行し、アークから溶接ワイヤへの入熱が小さくなり、溶接ワイヤが軟化することを抑制する。これにより、溶滴が細長く伸びる形状にならず、球体に近い形状となる。この結果、短絡の発生を抑制することができる。
(作用効果３)第２立下り期間Ｔd2中の溶接電流Ｉｗの変化率を経時的に小さくすることによって、アークの指向性を保持してアークが偏向することを抑制している。第２立下り期間Ｔd2中の溶接電流Ｉｗの変化率を第１立下り期間Ｔd1と同様に大きくすると、アークの指向性が急激に失われてアークが偏向しやすくなる。これにより、アーク発生状態が不安定になることを抑制している。
Hereinafter, the effects of the present embodiment will be described. Due to the effects described below, in the present embodiment, in pulse arc welding with a small current value, high quality thin plate welding with a small amount of spatter generation becomes possible.
(Effect 1) By reducing the rate of change of the welding current Iw during the rise period Tu over time, excessive heat input and excessive arc pressure are not suddenly applied to the base metal. As a result, it is possible to suppress the melting of the thin plate.
(Effect 2) By increasing the rate of change of the welding current Iw during the first falling period Td1, the arc generation position shifts to the tip of the welding wire, and the heat input from the arc to the welding wire becomes smaller. , Prevents the welding wire from softening. As a result, the shape of the droplet does not become elongated and elongated, and the shape becomes close to a sphere. As a result, the occurrence of a short circuit can be suppressed.
(Effect 3) By reducing the rate of change of the welding current Iw during the second falling period Td2 with time, the directivity of the arc is maintained and the deflection of the arc is suppressed. When the rate of change of the welding current Iw during the second falling period Td2 is increased in the same manner as in the first falling period Td1, the directivity of the arc is suddenly lost and the arc is likely to be deflected. This prevents the arc generation state from becoming unstable.
さらに、以下のようにすることによって、溶接性能を向上させることができる。
(作用効果４)ピーク期間Ｔｐの時間長さを０．３ms以下に設定することによって、上記の作用効果１をより確実にすることができる。すなわち、母材への入熱とアーク圧力をより小さくすることができ、薄板の溶け落ちをより確実に抑制することができる。
(作用効果５)第１立下り期間Ｔd1中の溶接電流Ｉｗの変化率を、５００Ａ／ms以上に設定することによって、上記の作用効果２をより確実にすることができる。すなわち、溶滴が細長く伸びる形状になることを確実に抑制して、短絡の発生をより抑制することができる。
Further, the welding performance can be improved by doing the following.
(Action / Effect 4) By setting the time length of the peak period Tp to 0.3 ms or less, the above-mentioned action /
(Effect 5) By setting the rate of change of the welding current Iw during the first falling period Td1 to 500 A / ms or more, the above-mentioned
上述した各パラメータの数値例を以下に示す。Ｔｕ＝２ms、Ｔｐ＝０．２ms、Ｔｄ＝２．３ms、Ｉｐ＝４００Ａ、Ｉｂ＝４０Ａ、Ｉｔ＝１００Ａである。 Numerical examples of each of the above parameters are shown below. Tu = 2ms, Tp = 0.2ms, Td = 2.3ms, Ip = 400A, Ib = 40A, It = 100A.
図２は、本発明の実施の形態１に係るパルスアーク溶接制御方法を実施するための溶接装置のブロック図である。溶接装置は、主に破線で囲まれた溶接電源ＰＳ、ロボット制御装置ＲＣ、ロボット（図示は省略）等から構成されている。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。 FIG. 2 is a block diagram of a welding apparatus for carrying out the pulse arc welding control method according to the first embodiment of the present invention. The welding device is mainly composed of a welding power supply PS surrounded by a broken line, a robot control device RC, a robot (not shown), and the like. Hereinafter, each block will be described with reference to the figure.
溶接電源ＰＳは、以下の各ブロックから構成されている。電源主回路ＭＣは、３相２００Ｖ等の交流商用電源（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の出力制御を行い、溶接に適した溶接電圧Ｖｗ及び溶接電流Ｉｗを出力する。この電源主回路ＭＣは、図示は省略するが、交流商用電源を整流する１次整流回路、整流された直流を平滑するコンデンサ、平滑された直流を駆動信号Ｄｖに従って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インバータトランス、降圧された高周波交流を整流する２次整流回路を備えている。リアクトルＷＬは、上記の電源主回路ＭＣの＋側出力と溶接トーチ４との間に挿入されており、電源主回路ＭＣの出力を平滑する。 The welding power supply PS is composed of the following blocks. The power supply main circuit MC receives an AC commercial power supply (not shown) such as three-phase 200V as an input, performs output control such as inverter control according to a drive signal Dv described later, and obtains a welding voltage Vw and a welding current Iw suitable for welding. Output. Although not shown, the power supply main circuit MC includes a primary rectifier circuit that rectifies an AC commercial power supply, a capacitor that smoothes the rectified DC, and an inverter circuit that converts the smoothed DC into high-frequency AC according to the drive signal Dv. It is equipped with an inverter transformer that steps down high-frequency AC to a voltage value suitable for welding, and a secondary rectifier circuit that rectifies the stepped-down high-frequency AC. The reactor WL is inserted between the + side output of the power supply main circuit MC and the welding torch 4, and smoothes the output of the power supply main circuit MC.
溶接ワイヤ１は、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。送給モータＷＭ及び溶接トーチ４は、ロボットに搭載されている。溶接トーチ４内の給電チップ（図示は省略）と母材２との間に溶接電圧Ｖｗが印加し、溶接電流Ｉｗが通電する。
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。電圧平均化回路ＶＡＶは、この電圧検出信号Ｖｄを平均化（ローパスフィルタを通す）して、電圧平均信号Ｖavを出力する。電圧設定回路ＶＲは、所望値の電圧設定信号Ｖｒ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（＋）と上記の電圧平均信号Ｖav（−）との誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Ｅｖを出力する。 The voltage detection circuit VD detects the welding voltage Vw and outputs a voltage detection signal Vd. The voltage averaging circuit VAV averages the voltage detection signal Vd (passes it through a low-pass filter) and outputs the voltage averaging signal Vav. The voltage setting circuit VR outputs a voltage setting signal Vr of a desired value. The voltage error amplifier circuit EV amplifies the error between the voltage setting signal Vr (+) and the voltage average signal Vav (−), and outputs a voltage error amplification signal Ev.
Ｖ／ＦコンバータＶＦは、上記の電圧誤差増幅信号Ｅｖに応じた周波数で短時間Ｈｉｇｈレベルになるトリガ信号であるパルス周期信号Ｔｆを出力する。このパルス周期信号Ｔｆが短時間Ｈｉｇｈレベルになる周期が１パルス周期となる。 The V / F converter VF outputs a pulse period signal Tf, which is a trigger signal that becomes a high level for a short time at a frequency corresponding to the voltage error amplification signal Ev. The period in which the pulse period signal Tf reaches the high level for a short time is one pulse period.
立上り期間設定回路ＴＵＲは、予め定めた立上り期間設定信号Ｔurを出力する。ピーク期間設定回路ＴＰＲは、予め定めたピーク期間設定信号Ｔprを出力する。第１立下り期間設定回路ＴＤ１Ｒは、予め定めた第１立下り期間設定信号Ｔd1rを出力する。第２立下り期間設定回路ＴＤ２Ｒは、予め定めた第２立下り期間設定信号Ｔd2rを出力する。 The rise period setting circuit TUR outputs a predetermined rise period setting signal Tur. The peak period setting circuit TPR outputs a predetermined peak period setting signal Tpr. The first fall period setting circuit TD1R outputs a predetermined first fall period setting signal Td1r. The second fall period setting circuit TD2R outputs a predetermined second fall period setting signal Td2r.
ピーク電流設定回路ＩＰＲは、予め定めたピーク電流設定信号Ｉprを出力する。ベース電流設定回路ＩＢＲは、予め定めたベース電流設定信号Ｉbrを出力する。基準電流設定回路ＩＴＲは、予め定めた基準電流設定信号Ｉtrを出力する。 The peak current setting circuit IPR outputs a predetermined peak current setting signal Ipr. The base current setting circuit IBR outputs a predetermined base current setting signal Ibr. The reference current setting circuit ITR outputs a predetermined reference current setting signal Itr.
電流設定回路ＩＲは、上記のパルス周期信号Ｔｆ、上記の立上り期間設定信号Ｔur、上記のピーク期間設定信号Ｔpr、上記の第１立下り期間設定信号Ｔd1r、上記の第２立下り期間設定信号Ｔd2r、上記のピーク電流設定信号Ｉpr、上記のベース電流設定信号Ｉbr及び上記の基準電流設定信号Ｉtrを入力として、パルス周期信号Ｔｆが短時間Ｈｉｇｈレベルに変化するごとに、以下の処理を行ない、電流設定信号Ｉｒを出力する。
１）パルス周期信号ＴｆがＨｉｇｈレベルに変化すると、立上り期間設定信号Ｔurによって定まる立上り期間Ｔｕ中は、ベース電流設定信号Ｉbrの値からピーク電流設定信号Ｉprの値まで、経時的に変化率が小さくなるように上昇する電流設定信号Ｉｒを出力する。
２）続けて、ピーク期間設定信号Ｔprによって定まるピーク期間Ｔｐ中は、ピーク電流設定信号Ｉprを電流設定信号Ｉｒとして出力する。
３）続けて、第１立下り期間設定信号Ｔd1rによって定まる第１立下り期間Ｔd1中は、ピーク電流設定信号Ｉprの値から基準電流設定信号Ｉtrの値まで直線状に下降する電流設定信号Ｉｒを出力する。
４)続けて、第２立下り期間設定信号Ｔd2rによって定まる第２立下り期間Ｔd2中は、基準電流設定信号Ｉtrの値からベース電流設定信号Ｉbrの値まで、経時的に変化率が小さくなるように下降する電流設定信号Ｉｒを出力する。
５）続けて、パルス周期信号Ｔｆが再び短時間Ｈｉｇｈレベルになるまでのベース期間Ｔｂ中は、ベース電流設定信号Ｉbrを電流設定信号Ｉｒとして出力する。
The current setting circuit IR includes the pulse period signal Tf, the rise period setting signal Tur, the peak period setting signal Tpr, the first fall period setting signal Td1r, and the second fall period setting signal Td2r. With the above peak current setting signal Ipr, the above base current setting signal Ibr, and the above reference current setting signal Itr as inputs, the following processing is performed every time the pulse period signal Tf changes to the High level for a short time, and the current is performed. Output the setting signal Ir.
1) When the pulse period signal Tf changes to the High level, the rate of change decreases over time from the value of the base current setting signal Ibr to the value of the peak current setting signal Ipr during the rise period Tu determined by the rise period setting signal Tur. The current setting signal Ir that rises so as to be output is output.
2) Subsequently, during the peak period Tp determined by the peak period setting signal Tpr, the peak current setting signal Ipr is output as the current setting signal Ir.
3) Subsequently, during the first falling period Td1 determined by the first falling period setting signal Td1r, the current setting signal Ir that linearly descends from the value of the peak current setting signal Ipr to the value of the reference current setting signal Itr is used. Output.
4) Subsequently, during the second falling period Td2 determined by the second falling period setting signal Td2r, the rate of change decreases with time from the value of the reference current setting signal Itr to the value of the base current setting signal Ibr. The current setting signal Ir that descends to is output.
5) Subsequently, during the base period Tb until the pulse period signal Tf reaches the High level again for a short time, the base current setting signal Ibr is output as the current setting signal Ir.
電流検出回路ＩＤは、上記の溶接電流Ｉｗを検出して、電流検出信号Ｉｄを出力する。電流誤差増幅回路ＥＩは、上記の電流設定信号Ｉｒ（＋）と上記の電流検出信号Ｉｄ（−）との誤差を増幅して、電流誤差増幅信号Ｅｉを出力する。 The current detection circuit ID detects the welding current Iw and outputs the current detection signal Id. The current error amplifier circuit EI amplifies the error between the current setting signal Ir (+) and the current detection signal Id (−), and outputs the current error amplification signal Ei.
駆動回路ＤＶは、上記の電流誤差増幅信号Ｅｉ及び後述するロボット制御装置ＲＣからの起動信号Ｏｎを入力として、起動信号ＯｎがＨｉｇｈレベル（溶接開始）のときは電流誤差増幅信号Ｅｉに基いてＰＷＭ変調制御を行ない上記の電源主回路ＭＣ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（溶接停止）のときは駆動信号Ｄｖを出力しない。 The drive circuit DV receives the above-mentioned current error amplification signal Ei and the start-up signal On from the robot control device RC described later as inputs, and when the start-up signal On is at the High level (start of welding), PWM is based on the current error amplification signal Ei. The modulation control is performed and the drive signal Dv for driving the inverter circuit in the power supply main circuit MC is output, and when the start signal On is the Low level (welding stop), the drive signal Dv is not output.
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。送給制御回路ＦＣは、上記の送給速度設定信号Ｆｒ及び後述するロボット制御装置ＲＣからの起動信号Ｏｎを入力として、起動信号ＯｎがＨｉｇｈレベル（溶接開始）のときは送給速度設定信号Ｆｒによって定まる送給速度で溶接ワイヤ１を送給するための送給制御信号Ｆｃを上記の送給モータＷＭに出力し、起動信号ＯｎがＬｏｗレベル（溶接停止）のときは送給を停止するための送給制御信号Ｆｃを出力する。
The feed rate setting circuit FR outputs a predetermined feed rate setting signal Fr. The feed control circuit FC receives the feed speed setting signal Fr described above and the start signal On from the robot control device RC described later as inputs, and when the start signal On is at the High level (start of welding), the feed speed setting signal Fr. To output the feed control signal Fc for feeding the
ロボット制御装置ＲＣは、予め教示された作業プログラムに従ってロボット（図示は省略）を移動させると共に、溶接開始又は溶接停止を指令する起動信号Ｏｎを出力する。 The robot control device RC moves the robot (not shown) according to a work program taught in advance, and outputs a start signal On instructing welding start or welding stop.
［実施の形態２］
実施の形態２の発明は、基準電流値をピーク電流値が大きいほど小さくなるように設定するものである。
[Embodiment 2]
In the invention of the second embodiment, the reference current value is set so that the larger the peak current value is, the smaller the reference current value is.
図３は、本発明の実施の形態２に係るパルスアーク溶接制御方法を実施するための溶接装置のブロック図である。同図は図２と対応しており、同一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の基準電流設定回路ＩＴＲを第２基準電流設定回路ＩＴＲ２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 apparatus for carrying out the pulse arc welding control method according to the second embodiment of the present invention. The figure corresponds to FIG. 2, and the same blocks are designated by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated. In the figure, the reference current setting circuit ITR of FIG. 2 is replaced with the second reference current setting circuit ITR2. Hereinafter, this block will be described with reference to the figure.
第２基準電流設定回路ＩＴＲ２は、上記のピーク電流設定信号Ｉprを入力とする予め定めた基準電流値算出関数によって算出された基準電流設定信号Ｉtrを出力する。この基準電流値算出関数は、ピーク電流設定信号Ｉprの値が大きくなるほど基準電流設定信号Ｉtrの値は小さくなるように予め実験によって定義される。例えば、Ｉtr＝２３０−Ｉpr×０．３である。 The second reference current setting circuit ITR2 outputs the reference current setting signal Itr calculated by a predetermined reference current value calculation function that inputs the peak current setting signal Ipr. This reference current value calculation function is defined in advance by experiment so that the value of the reference current setting signal Itr decreases as the value of the peak current setting signal Ipr increases. For example, Itr = 230-Ipr × 0.3.
本発明の実施の形態２に係るパルスアーク溶接制御方法を示す図３における電流・電圧波形図は、上述した図１と同様である。但し、基準電流値Ｉｔがピーク電流値Ｉｐに応じて変化する点は異なっている。 The current / voltage waveform diagram in FIG. 3 showing the pulse arc welding control method according to the second embodiment of the present invention is the same as that in FIG. 1 described above. However, the difference is that the reference current value It changes according to the peak current value Ip.
基準電流値Ｉｔをピーク電流値Ｉｐに応じて変化させることによって、実施の形態１の効果に加えて、以下のような効果を奏する。上述した実施の形態１の作用効果２において、ピーク電流値Ｉｐが大きくなると、溶滴が細長く伸びる傾向が強くなる。このために、ピーク電流値Ｉｐが大きくなるほど、基準電流値Ｉｔを小さくすることによって、溶滴が細長く伸びる形状になることをより強く抑制して、球体に近い形状にすることができる。この結果、短絡の発生をより確実に抑制することができる。
By changing the reference current value It according to the peak current value Ip, the following effects are obtained in addition to the effects of the first embodiment. In the
［実施の形態３］
実施の形態３の発明は、基準電流値を溶接ワイヤの粘性が大きいほど小さくなるように設定するものである。
[Embodiment 3]
In the invention of the third embodiment, the reference current value is set so that the larger the viscosity of the welding wire, the smaller the reference current value.
図４は、本発明の実施の形態３に係るパルスアーク溶接制御方法を実施するための溶接装置のブロック図である。同図は図３と対応しており、同一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に溶接ワイヤ種類選択回路ＷＳを追加し、図３の第２基準電流設定回路ＩＴＲ２を第３基準電流設定回路ＩＴＲ３に置換したものである。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。 FIG. 4 is a block diagram of a welding apparatus for carrying out the pulse arc welding control method according to the third embodiment of the present invention. The figure corresponds to FIG. 3, and the same blocks are designated by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated. In this figure, the welding wire type selection circuit WS is added to FIG. 2, and the second reference current setting circuit ITR2 in FIG. 3 is replaced with the third reference current setting circuit ITR3. Hereinafter, these blocks will be described with reference to the figure.
溶接ワイヤ種類選択回路ＷＳは、溶接作業者によって溶接ワイヤの種類に応じて選択されるスイッチであり、鉄鋼を選択すると１となり、ステンレス鋼を選択すると２となる溶接ワイヤ種類選択信号Ｗｓを出力する。 The welding wire type selection circuit WS is a switch selected by a welding operator according to the type of welding wire, and outputs a welding wire type selection signal Ws which is 1 when steel is selected and 2 when stainless steel is selected. ..
第３基準電流設定回路ＩＴＲ３は、上記のピーク電流設定信号Ｉpr及び上記の溶接ワイヤ種類選択信号Ｗｓを入力として、溶接ワイヤ種類選択信号Ｗｓ＝２(ステンレス鋼)のときは上記の基準電流値算出関数によって算出された基準電流設定信号Ｉtrを出力し、溶接ワイヤ種類選択信号Ｗｓ＝１(鉄鋼)のときは上記の基準電流値算出関数によって算出された値に所定値だけ加算した値を基準電流設定信号Ｉtrとして出力する。例えば、所定値は５０Ａである。溶接ワイヤの材質がステンレス鋼であるときは鉄鋼であるときよりも溶接ワイヤの粘性が大きくなる。したがって、溶接ワイヤの粘性が大きいほど、基準電流値Ｉｔが小さくなるように設定している。 The third reference current setting circuit ITR3 receives the above-mentioned peak current setting signal Ipr and the above-mentioned welding wire type selection signal Ws as inputs, and calculates the above-mentioned reference current value when the welding wire type selection signal Ws = 2 (stainless steel). The reference current setting signal Itr calculated by the function is output, and when the welding wire type selection signal Ws = 1 (steel), the reference current is the value calculated by the above reference current value calculation function plus a predetermined value. Output as a setting signal Itr. For example, the predetermined value is 50A. When the material of the welding wire is stainless steel, the viscosity of the welding wire is higher than when it is made of steel. Therefore, the higher the viscosity of the welding wire, the smaller the reference current value It is set.
本発明の実施の形態３に係るパルスアーク溶接制御方法を示す図３における電流・電圧波形図は、上述した図１と同様である。但し、基準電流値Ｉｔがピーク電流値Ｉｐ及び溶接ワイヤの粘性に応じて変化する点は異なっている。 The current / voltage waveform diagram in FIG. 3 showing the pulse arc welding control method according to the third embodiment of the present invention is the same as that in FIG. 1 described above. However, the difference is that the reference current value It changes according to the peak current value Ip and the viscosity of the welding wire.
基準電流値Ｉｔをピーク電流値Ｉｐ及び溶接ワイヤの粘性に応じて変化させることによって、実施の形態２の効果に加えて、以下のような効果を奏する。上述した実施の形態１の作用効果２において、溶接ワイヤの粘性が大きくなると、溶滴が細長く伸びる傾向が強くなる。このために、溶接ワイヤの粘性が大きくなるほど、基準電流値Ｉｔを小さくすることによって、溶滴が細長く伸びる形状になることをより強く抑制して、球体に近い形状にすることができる。この結果、短絡の発生をより確実に抑制することができる。溶接ワイヤの粘性が小さいときには、基準電流値Ｉｔを大きくすることによって、アークの指向性を強く保持して、アーク発生状態が不安定になることを抑制することができる。
By changing the reference current value It according to the peak current value Ip and the viscosity of the welding wire, the following effects are obtained in addition to the effects of the second embodiment. In the
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
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
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
Ｉｂ ベース電流値
ＩＢＲ ベース電流設定回路
Ｉbr ベース電流設定信号
ＩＤ 電流検出回路
Ｉｄ 電流検出信号
Ｉｐ ピーク電流値
ＩＰＲ ピーク電流設定回路
Ｉpr ピーク電流設定信号
ＩＲ 電流設定回路
Ｉｒ 電流設定信号
Ｉｔ 基準電流値
ＩＴＲ 基準電流設定回路
Ｉtr 基準電流設定信号
ＩＴＲ２ 第２基準電流設定回路
ＩＴＲ３ 第３基準電流設定回路
Ｉｗ 溶接電流
ＭＣ 電源主回路
Ｏｎ 起動信号
ＰＳ 溶接電源
ＲＣ ロボット制御装置
Ｔｂ ベース期間
Ｔd1 第１立下り期間
ＴＤ１Ｒ 第１立下り期間設定回路
Ｔd1r 第１立下り期間設定信号
Ｔd2 第２立下り期間
ＴＤ２Ｒ 第２立下り期間設定回路
Ｔd2r 第２立下り期間設定信号
Ｔｆ パルス周期(信号)
Ｔｐ ピーク期間
ＴＰＲ ピーク期間設定回路
Ｔpr ピーク期間設定信号
Ｔｕ 立上り期間
ＴＵＲ 立上り期間設定回路
Ｔur 立上り期間設定信号
ＶＡＶ 電圧平均化回路
Ｖav 電圧平均信号
ＶＤ 電圧検出回路
Ｖｄ 電圧検出信号
ＶＦ Ｖ／Ｆコンバータ
ＶＲ 電圧設定回路
Ｖｒ 電圧設定信号
Ｖｗ 溶接電圧
ＷＬ リアクトル
ＷＭ 送給モータ
ＷＳ 溶接ワイヤ種類選択回路
Ｗｓ 溶接ワイヤ種類選択信号
1
Tp Peak period TPR Peak period setting circuit Tpr Peak period setting signal Tu Rise period TUR Rise period setting circuit Tur Rise period setting signal VAV Voltage averaging circuit Vav Voltage averaging signal VD Voltage detection circuit Vd Voltage detection signal VF V / F converter VR Voltage Setting circuit Vr Voltage setting signal Vw Welding voltage WL Reactor WM Feed motor WS Welding wire type selection circuit Ws Welding wire type selection signal
Claims (3)
前記立上り期間中の前記溶接電流は変化率が経時的に小さくなるように上昇し、
前記立下り期間は第１立下り期間と第２立下り期間とから成り、
前記第１立下り期間中の前記溶接電流は直線状に下降し、前記第２立下り期間中の前記溶接電流は変化率の絶対値が経時的に小さくなるように下降し、
前記溶接電流の変化率の絶対値は前記第１立下り期間中が前記第２立下り期間中よりも大であり、
前記第１立下り期間は前記ピーク電流値から予め定めた基準電流値まで下降する期間であり、前記第２立下り期間は前記基準電流値から前記ベース電流値まで下降する期間であり、
前記基準電流値を、前記ピーク電流値が大きいほど小さな値になるように、及び又は、前記溶接ワイヤの粘性が大きいほど小さな値になるように設定する、
ことを特徴とするパルスアーク溶接制御方法。 The welding wire is fed and rises from the base current value to the peak current value during the rise period, becomes the peak current value during the peak period, and falls from the peak current value to the base current value during the fall period. However, in the pulse arc welding control method in which welding is performed by energizing the welding current that is the base current value during the base period.
The welding current during the rise period increases so that the rate of change decreases with time.
The fall period consists of a first fall period and a second fall period.
The welding current during the first falling period drops linearly, and the welding current during the second falling period drops so that the absolute value of the rate of change decreases with time.
The absolute value of the rate of change of the welding current is larger during the first fall period than during the second fall period.
The first fall-down period is a period in which the peak current value drops to a predetermined reference current value, and the second fall-down period is a period in which the current fall value falls from the reference current value to the base current value.
The reference current value is set so that the larger the peak current value is, the smaller the value is, and the larger the viscosity of the welding wire is, the smaller the value is.
A pulse arc welding control method characterized by this.
ことを特徴とする請求項１に記載のパルスアーク溶接制御方法。 Set the time length of the peak period to 0.3 ms or less.
The pulse arc welding control method according to claim 1.
ことを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接制御方法。 The absolute value of the rate of change of the welding current during the first falling period is set to 500 A / ms or more.
The pulse arc welding control method according to any one of claims 1 to 2, wherein the pulse arc welding control method is characterized.
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