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JP3002749B2 - Pulse arc welding method and pulse arc welding apparatus using this method - Google Patents

Pulse arc welding method and pulse arc welding apparatus using this method

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Publication number
JP3002749B2
JP3002749B2 JP2196004A JP19600490A JP3002749B2 JP 3002749 B2 JP3002749 B2 JP 3002749B2 JP 2196004 A JP2196004 A JP 2196004A JP 19600490 A JP19600490 A JP 19600490A JP 3002749 B2 JP3002749 B2 JP 3002749B2
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JP
Japan
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welding
voltage
current
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period
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JP2196004A
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Inventor
勉 湯場
猛 多井作
Original Assignee
大阪電気株式会社
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、パルスアーク溶接方法およびこの方法を用
いたパルスアーク溶接装置の改良に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pulse arc welding method and an improvement of a pulse arc welding apparatus using the method.

[従来の技術] この種のパルスアーク溶接は、溶滴の移行に必要なピ
ーク電流Ipとベース電流Ibとを溶接ワイヤに交互に通電
し、ピーク電流Ipの通電によって溶接ワイヤをピンチ効
果で溶滴離脱させて溶接を行うものであるが、設定すべ
きファクターが多いことから、一般には、溶接条件に応
じて溶接平均電流Ia(ワイヤ送給速度)、ピーク電流Ip
とその通電期間tp、ベース電流Ib、溶接平均電圧Eaを設
定し、通電周期Tを可変制御することによって、溶接平
均電圧Eaが規定レベルになるようにアーク電圧制御を行
っているのが通例である(ピーク電流通電期間tpが設定
されているので通電周期Tを可変制御することはベース
電流通電期間tbを可変制御することに相当する)。
[Prior art] In this type of pulse arc welding, a peak current Ip and a base current Ib necessary for the transfer of droplets are alternately applied to the welding wire, and the welding current is melted by the pinch effect by applying the peak current Ip. Welding is performed by dropping, but since there are many factors to be set, generally, welding average current Ia (wire feeding speed), peak current Ip
In general, the arc voltage control is performed so that the welding average voltage Ea becomes a specified level by setting the energization period tp, the base current Ib, and the welding average voltage Ea and variably controlling the energization cycle T. (Since the peak current energizing period tp is set, variably controlling the energizing cycle T corresponds to variably controlling the base current energizing period tb).

ところで、従来では、このようなベース電流通電期間
tb(通電周期T)の制御を行う構成として、検知した溶
接電圧を溶接平均電圧基準値と比較してその誤差信号を
求め、求めた誤差信号を電圧/周波数変換回路(V/F変
換回路)などに加えて誤差信号レベルに応じた周期T毎
にベース電流Ibからピーク電流Ipの通電に切り換え、こ
れによって、ベース電流通電期間tbを可変制御する負帰
還制御方式が採られている。
By the way, conventionally, such a base current conduction period
As a configuration for controlling tb (energization cycle T), the detected welding voltage is compared with a welding average voltage reference value to determine an error signal, and the obtained error signal is converted to a voltage / frequency conversion circuit (V / F conversion circuit). In addition to the above, a negative feedback control method is adopted in which the base current Ib is switched to the conduction of the peak current Ip at every cycle T according to the error signal level, and thereby the base current conduction period tb is variably controlled.

しかしながら、このような負帰還制御方式を用いた制
御系では、制御の時間遅れが生じるために過渡的な溶接
電圧の変動に対して制御系が追従できないうえに、制御
系に伏在する時定数要素によって制御が不安定になった
り、ひどいときにはハンチングが持続してしまうなどの
問題があり、精度の高いアーク電圧制御が望めないのが
実状であった。
However, in a control system using such a negative feedback control method, a time delay occurs in the control, so that the control system cannot follow a transient fluctuation in welding voltage, and a time constant that lingers in the control system. There are problems such as instability of control depending on factors, and hunting may be sustained in severe cases, and in reality, accurate arc voltage control cannot be expected.

[発明が解決しようとする課題] 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ベース電
流通電期間の制御系における制御の時間遅れや制御系の
不安定要素をなくし、過渡的な溶接電圧の変動に対して
も溶接平均電圧を安定して所定値に自動制御することの
できるパルスアーク溶接方法を提供することを目的とし
ている。
[Problems to be Solved by the Invention] The present invention has been made in view of the above circumstances, and eliminates a time delay of control in a control system during a base current energizing period and an unstable element of the control system to reduce a transient welding voltage. It is an object of the present invention to provide a pulse arc welding method capable of stably automatically controlling a welding average voltage to a predetermined value even with fluctuations.

また、同時に提案される本発明は、上記溶接方法を実
現するための溶接装置を提供することを目的としてい
る。
Another object of the present invention, which is proposed at the same time, is to provide a welding apparatus for realizing the above welding method.

[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために提案される請求項1に記載
の本発明方法は、ピーク電流通電期間を予め設定された
所定値に制御しながら、溶接平均電圧が溶接平均電圧基
準値と一致するようにベース電流通電期間を制御するた
めに、ピーク電流通電開始時から検知した溶接電圧を予
め定められた溶接平均電圧基準値と比較してその差分の
積分を開始し、引き続くベース電流通電時において、こ
の積分出力レベルが積分開始時の積分出力レベルと一致
したときにはベース電流の通電を停止させてピーク電流
の通電に切り換えるようにされている。
[Means for Solving the Problems] According to the method of the present invention according to claim 1 proposed to achieve the above object, the average welding voltage is controlled while controlling the peak current conduction period to a predetermined value set in advance. In order to control the base current energization period so as to match the welding average voltage reference value, the detected welding voltage is compared with a predetermined welding average voltage reference value from the start of the peak current energization, and integration of the difference is started. Then, when the integrated output level coincides with the integrated output level at the start of the integration when the base current is continuously supplied, the supply of the base current is stopped to switch to the supply of the peak current.

請求項2に記載の本発明装置は、ピーク電流通電期間
を予め設定された所定値に制御するピーク期間制御手段
と、溶接平均電圧が溶接平均電圧基準値と一致するよう
にベース電流通電期間を制御するために、上記ピーク電
流通電開始時から検知した溶接電圧を予め定められた溶
接平均電圧基準値と比較してその差分の積分を開始する
とともに、引き続くベース電流通電時においても、同様
にして、検知した溶接電圧を上記溶接平均電圧基準値と
比較してその差分の積分を行う溶接電圧誤差積分回路
と、該溶接電圧誤差積分回路の積分出力レベルが積分開
始時の積分出力レベルと一致したときには上記ピーク期
間制御手段へベース電流通電終了信号を出力してピーク
電流の通電に切り換える電圧積分レベル判別部とを含ん
で成るベース期間制御手段とを備えた構成とされてい
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a peak period control unit for controlling a peak current period to a predetermined value, and a base current period such that a welding average voltage coincides with a welding average voltage reference value. In order to control, the welding voltage detected from the start of the peak current energization is compared with a predetermined welding average voltage reference value, and the integration of the difference is started. A welding voltage error integrating circuit that compares the detected welding voltage with the welding average voltage reference value and integrates the difference, and an integrated output level of the welding voltage error integrating circuit coincides with the integrated output level at the start of the integration. And a voltage integration level discriminator for outputting a base current energization end signal to the peak period control means and switching to the peak current energization. It has a configuration that includes a stage.

このような本発明におけるベース期間制御手段の一例
としては、溶接電圧誤差積分回路において、ピーク電流
通電開始時からベース電流通電時に渡って検知した溶接
電圧を溶接平均電圧基準値と比較してその差分をゼロレ
ベルから積分し、その積分出力レベルが再びゼロレベル
になったときにゼロクロス検出回路で成る電圧積分レベ
ル判別部で判別してピーク電流通電開始信号を出力させ
る構成を採ることができる。
As an example of such a base period control means in the present invention, in a welding voltage error integration circuit, a welding voltage detected from the start of the peak current application to the base current application is compared with a welding average voltage reference value, and the difference is obtained. Can be integrated from the zero level, and when the integrated output level returns to the zero level again, the voltage integration level determination unit including the zero-crossing detection circuit determines and outputs a peak current energization start signal.

[作用] 請求項1に記載の本発明では、ピーク電流通電期間を
予め設定された値に制御しながら、ピーク電流通電開始
時から検知した溶接電圧を予め定められた溶接平均電圧
基準値と比較してその差分の積分を開始し、引き続くベ
ース電流通電時において、この積分出力レベルが積分開
始時の積分出力レベルと一致したときにはベース電流の
通電を停止させてピーク電流の通電に切り換え、これに
よって、溶接平均電圧が溶接平均電圧基準値と一致する
ようにベース電流通電期間を自動制御する。この結果、
ピーク電流とベース電流とが交互に切換通電されて溶接
が行われる。
[Operation] According to the first aspect of the present invention, the welding voltage detected from the start of the peak current energization is compared with a predetermined welding average voltage reference value while controlling the peak current energization period to a preset value. Then, when the integration of the difference is started, and when the integrated output level coincides with the integrated output level at the start of the integration at the time of the subsequent base current supply, the base current supply is stopped and switched to the peak current supply. The base current conduction period is automatically controlled such that the welding average voltage matches the welding average voltage reference value. As a result,
The peak current and the base current are alternately switched and energized to perform welding.

請求項2に記載の本発明では、ピーク期間制御手段で
は、ベース期間制御手段から出力されるベース電流通電
終了信号を受ける毎に、予め設定された所定時間だけピ
ーク電流通電信号を出力した後にベース電流通電信号に
切り換える一方、ベース期間制御手段では、溶接電圧誤
差積分回路において、ピーク電流通電開始時から検知し
た溶接電圧(ピーク電圧の瞬時値)の予め定められた溶
接平均電圧基準値と比較してその差分の積分を開始し、
引き続くベース電流通電時においても、同様にして、検
知した溶接電圧(ベース電圧の瞬時値)を溶接平均電圧
基準値と比較して差分の積分を行い、この積分出力レベ
ルが積分開始時の積分出力レベルと一致したときには電
圧積分レベル判別部で判別してピーク期間制御手段へベ
ース電流通電終了信号を出力してピーク電流の通電に切
り換え、これによって、溶接平均電圧が溶接平均電圧基
準値と一致するようにベース電流通電期間を制御する。
この結果、ピーク電流とベース電流とが交互に切換通電
されて溶接が行われる。
According to the second aspect of the present invention, the peak period control means outputs the peak current conduction signal for a predetermined time each time the base current conduction end signal output from the base period control means is received. In the base period control means, the welding voltage error integrating circuit compares the welding voltage (instantaneous value of the peak voltage) detected from the start of the peak current application with a predetermined welding average voltage reference value. To start integrating the difference
Similarly, when the base current is continuously supplied, the detected welding voltage (the instantaneous value of the base voltage) is compared with the welding average voltage reference value to integrate the difference, and the integrated output level is the integrated output at the start of the integration. When the level coincides with the level, the voltage integration level discriminator discriminates and outputs a base current energization end signal to the peak period control means to switch to the energization of the peak current, whereby the welding average voltage matches the welding average voltage reference value. The base current conduction period is controlled as described above.
As a result, the peak current and the base current are alternately switched and energized, and welding is performed.

[実施例] 以下に、図面を参照して本発明の実施例を説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、請求項1に記載した本発明のパルスアーク
溶接方法を実施するための溶接装置の要部構成例をブロ
ック図をもって示したものである。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a configuration of a main part of a welding apparatus for carrying out the pulse arc welding method according to the present invention described in claim 1.

本発明の要旨は、ピーク電流Ipおよびその通電期間t
p、溶接平均電流Ia、ベース電流Ibおよび溶接平均電圧E
aの各基準値を手動設定すれば、溶接平均電圧Eaが溶接
平均電圧基準値Erに一致するようにベース電流通電期間
tbが自動制御されるものである。
The gist of the present invention is that the peak current Ip and its energizing period t
p, welding average current Ia, base current Ib, and welding average voltage E
If each reference value of a is set manually, the base current conduction period is set so that the welding average voltage Ea matches the welding average voltage reference value Er.
tb is automatically controlled.

図において、1はベース電流通電期間tbを自動制御す
るためのベース期間制御手段、2はピーク電流通電期間
tpを手動設定された値に制御するためのピーク期間制御
手段、3は溶接平均電圧基準値Erを手動設定するための
溶接電圧設定部である。尚、図では、ピーク期間制御手
段2から出力されるピーク電流通電信号あるいはベース
電流通電信号に応じて溶接電流の通電制御を行う電流制
御手段(後述する)を省略しており、この電流制御手段
によって設定されたピーク電流Ipあるいはベース電流Ib
が安定して通電されるように負帰還制御が行われる。
In the figure, 1 is a base period control means for automatically controlling the base current conduction period tb, and 2 is a peak current conduction period.
A peak period control unit 3 for controlling tp to a manually set value is a welding voltage setting unit 3 for manually setting the welding average voltage reference value Er. It should be noted that in the figure, a current control means (to be described later) for controlling the supply of the welding current in accordance with the peak current supply signal or the base current supply signal output from the peak period control means 2 is omitted. Peak current Ip or base current Ib
Negative feedback control is performed so that the current is supplied stably.

ベース期間制御手段1は、ピーク電流通電開始時から
溶接ワイヤと溶接母材との間の溶接電圧E(ピーク電圧
Ep)の瞬時値を溶接電圧設定部3で設定された溶接平均
電圧基準値Erと比較してその差分信号の積分を開始し、
引き続くベース電流通電時においても同様に溶接電圧E
(ベース電圧Eb)の瞬時値を溶接平均電圧基準値Erと比
較してその差分信号を積分する溶接電圧誤差積分回路10
と、溶接電圧誤差積分回路10の積分出力レベルがピーク
電流通電開始時における積分開始時の積分出力レベルと
一致したときにベース電流通電終了信号を出力する電圧
積分レベル判別部11とを備えている。
The base period control means 1 controls the welding voltage E (peak voltage) between the welding wire and the welding base metal from the start of the peak current supply.
The instantaneous value of Ep) is compared with the welding average voltage reference value Er set by the welding voltage setting unit 3 and integration of the difference signal is started,
Similarly, when the base current is applied, the welding voltage E
A welding voltage error integration circuit 10 for comparing the instantaneous value of the (base voltage Eb) with the welding average voltage reference value Er and integrating the difference signal
A voltage integration level discriminator 11 that outputs a base current energization end signal when the integrated output level of the welding voltage error integration circuit 10 matches the integration output level at the start of integration at the start of peak current energization. .

尚、本構成では、溶接電圧誤差積分回路10では、ピー
ク電流通電開始時からベース電流通電時に渡って、積分
出力レベルがゼロレベルの状態から差分信号の積分を開
始し、この積分出力レベルが再びゼロレベル(以下)に
なったときにゼロクロス検出回路で成る電圧積分レベル
判別部11(以下、ゼロクロス検出回路と記載)で判別し
てベース電流通電終了信号を出力するようにしている。
In this configuration, the welding voltage error integration circuit 10 starts the integration of the difference signal from the state where the integrated output level is zero level from the start of the peak current application to the base current application, and the integrated output level is again increased. When the voltage reaches a zero level (below), the voltage integration level determination unit 11 (hereinafter, referred to as a zero-cross detection circuit) comprising a zero-cross detection circuit determines and outputs a base current energization end signal.

すなわち、ベース期間制御手段1では、ピーク電流通
電期間tpにおけるピーク電圧Epと溶接平均電圧基準値Er
との差分の積分レベルが、ベース電流通電期間tbにおけ
るベース電圧Ebと溶接平均電圧基準値Erとの差分の積分
レベルと一致したときにベース電流Ibの通電を停止して
ピーク電流Ipの通電に切り換える動作を行っているの
で、溶接平均電圧Eaを溶接平均電圧基準値Erに完全に一
致させるようにベース電流通電期間tbが制御され、しか
も、負帰還制御系ではないので制御の時間遅れやハンチ
ングが生じない回路構成となっている。
That is, in the base period control means 1, the peak voltage Ep and the welding average voltage reference value Er in the peak current conduction period tp are determined.
When the integrated level of the difference between the base current and the welding average voltage reference value Er in the base current energizing period tb coincides with the integrated level of the difference, the base current Ib is stopped and the peak current Ip is turned on. Since the switching operation is performed, the base current energization period tb is controlled so that the welding average voltage Ea completely matches the welding average voltage reference value Er.In addition, since it is not a negative feedback control system, control time delay and hunting Is not generated.

一方、ピーク期間制御手段2は、ベース期間制御手段
1から出力されるベース電流通電終了信号を受ける毎
に、予め設定された所定の時間tpだけピーク電流通電信
号を出力し、この後に、ベース電流通電信号に切り換え
る動作を行うようになっている。
On the other hand, each time the base period control unit 2 receives the base current conduction end signal output from the base period control unit 1, the peak period control unit 2 outputs a peak current conduction signal for a predetermined time tp. An operation of switching to the energization signal is performed.

このような構成によって実施される本発明の溶接方法
を第2図(a)〜(f)の波形図を参照して説明する。
尚、第1図の対応した部分には対応した(b)〜(f)
の符号を付している(第1図には溶接電流を記載してい
ないので符号(a)は不図示)。
The welding method of the present invention implemented by such a configuration will be described with reference to the waveform diagrams of FIGS. 2 (a) to 2 (f).
Incidentally, the corresponding portions in FIG. 1 correspond to (b) to (f).
(The welding current is not shown in FIG. 1, so that the symbol (a) is not shown).

溶接条件に応じて、溶接平均電流Ia(溶接ワイヤ送給
速度)、ピーク電流Ip、ピーク電流通電期間tp、ベース
電流Ibおよび溶接平均電圧Eaを設定する。
The average welding current Ia (welding wire feeding speed), the peak current Ip, the peak current conduction period tp, the base current Ib, and the average welding voltage Ea are set according to the welding conditions.

ベース期間制御手段1からベース電流通電終了信号が
出力されると、ピーク期間制御手段2では、このベース
電流通電終了信号を受けた時点から予め定められた所定
の時間tpだけピーク電流通電信号を出力し、この後に、
ベース電流通電信号を出力する。
When a base current supply end signal is output from the base period control means 1, the peak period control means 2 outputs a peak current supply signal for a predetermined period of time tp after receiving the base current supply end signal. And after this,
A base current energization signal is output.

このように、ピーク期間制御手段2では、ベース期間
制御手段1からベース電流通電終了信号を受ける毎に、
所定の時間tpだけピーク電流通電信号を出力する動作を
繰り返して行う。
As described above, in the peak period control means 2, every time the base current supply end signal is received from the base period control means 1,
The operation of outputting the peak current energization signal for a predetermined time tp is repeated.

一方、ベース期間制御手段1は次の動作を行う。 On the other hand, the base period control means 1 performs the following operation.

ベース期間制御手段1から出力するベース電流通電終
了信号によって、ピーク期間制御手段2からピーク電流
通電信号が出力されると、溶接電圧誤差積分回路10で
は、検知された溶接電圧E(ピーク電圧Epの瞬時値)を
溶接電圧設定部3で設定された溶接平均電圧基準値Erと
比較して差分信号の積分を開始する。
When a peak current supply signal is output from the peak period control means 2 in response to the base current supply end signal output from the base period control means 1, the welding voltage error integration circuit 10 causes the detected welding voltage E (the peak voltage Ep of the peak voltage Ep) to be detected. (Instantaneous value) is compared with the welding average voltage reference value Er set by the welding voltage setting unit 3 to start integrating the difference signal.

ピーク期間制御手段2から出力されるピーク電流通電
信号が停止し、引き続いてベース電流通電信号が出力さ
れると、溶接電圧誤差積分回路10では、検知された溶接
電圧E(ベース電圧Ebの瞬時値)を溶接電圧設定部3で
設定された溶接平均電圧基準値Erと比較して差分信号を
積分する。
When the peak current energization signal output from the peak period control means 2 stops and the base current energization signal is subsequently output, the welding voltage error integration circuit 10 detects the detected welding voltage E (the instantaneous value of the base voltage Eb). ) Is compared with the welding average voltage reference value Er set by the welding voltage setting unit 3 to integrate the difference signal.

一方、ゼロクロス検出回路11では溶接電圧誤差積分回
路10の積分出力レベルを監視しており、ピーク電流通電
開始時からベース電流通電時に渡る差分信号の積分出力
レベルがゼロレベル(以下)になるとピーク期間制御手
段2にベース電流通電終了信号を出力し、ピーク期間制
御手段2ではピーク電流通電信号を出力して再びの動
作に戻る。ベース期間制御手段1では、上記〜の動
作を繰り返して行うことによってベース電流通電終了信
号を出力する。
On the other hand, the zero-cross detection circuit 11 monitors the integrated output level of the welding voltage error integration circuit 10, and when the integrated output level of the difference signal from the start of the peak current application to the base current application becomes zero level (below), the peak period. A base current energization end signal is output to the control means 2, and the peak current energization signal is output by the peak period control means 2 to return to the operation again. The base period control means 1 outputs a base current energization end signal by repeating the above operations (1) to (4).

すなわち、ベース期間制御手段1では、ベース電流Ib
の通電を終了させるタイミング信号を出力し、ピーク期
間制御手段2では、ベース期間制御手段1から出力され
るベース電流通電終了信号を受けて所定の時間だけピー
ク電流通電信号を出力し、これによって、ベース電流Ib
とピーク電流Ipとを交互に切換通電している。
That is, in the base period control means 1, the base current Ib
The peak period control means 2 outputs a peak current conduction signal for a predetermined time in response to the base current conduction end signal output from the base period control means 1, Base current Ib
And the peak current Ip are alternately energized.

第3図(a)〜(c)は、本発明のポイントでもある
ベース期間制御手段1の動作原理を説明するための波形
を示したものである。
3 (a) to 3 (c) show waveforms for explaining the operation principle of the base period control means 1, which is also a point of the present invention.

溶接電圧誤差積分回路10では、ピーク電流通電期間tp
の開始時からピーク電圧Epと溶接平均電圧基準値Erとの
差分(Ep−Er)をゼロレベルから積分(第3図(b)の
斜線部αに対応)して差分に応じた傾斜で積分出力レベ
ルは上昇し、引き続いてベース電流通電時には、ベース
電圧Ebと溶接平均電圧基準値Erとの差分(Eb−Er)を積
分(第3図(b)斜線部βに対応)して差分に応じた傾
斜で積分出力レベルは下降する。そして、積分出力レベ
ルがゼロレベル(α=β)になったときにベース電流Ib
の通電を終了させている。
In the welding voltage error integration circuit 10, the peak current conduction period tp
Of the peak voltage Ep and the welding average voltage reference value Er (Ep−Er) from the zero level (corresponding to the hatched portion α in FIG. 3 (b)) from the start of the operation, and integrating with a slope corresponding to the difference. The output level rises, and when the base current is subsequently supplied, the difference (Eb−Er) between the base voltage Eb and the welding average voltage reference value Er is integrated (corresponding to the hatched portion β in FIG. 3 (b)) to obtain the difference. The integrated output level falls with a corresponding slope. Then, when the integrated output level becomes zero level (α = β), the base current Ib
Has been turned off.

従ってこの制御によれば、例えば、溶接平均電圧Eaが
低く設定され、ベース電流通電期間tb中における溶滴離
脱時に短絡が発生して(第3図(b)参照)溶接電圧が
急激に低下したような場合でも、溶接電圧誤差積分回路
10の積分出力の下降が差分に応じて急峻になって自動的
にベース電流通電期間tbをtb1まで減少させて溶接平均
電圧Eaを溶接平均電圧基準値Erに一致させるように制御
が行われる(第3図(b)のα′=β′参照)。また、
溶接中に手振れなどの原因で過渡的にアーク長が増加し
てベース電圧EbがEb1まで増加したような場合でも、溶
接電圧誤差積分回路10の積分出力の下降が差分(Eb1−E
r)に応じて緩やかになって自動的にベース電流通電期
間をtb2まで増加させて溶接平均電圧Eaを溶接平均電圧
基準値Erに一致させる制御が行われる(第3図(b)の
α″=β″参照)。更に、これら以外の溶接条件の過渡
的な変動によって溶接電圧E(ピーク電圧Epおよびベー
ス電圧Eb)が変動した場合であっても、溶接平均電圧Ea
が溶接平均電圧基準値Erに完全に一致するようにベース
電流通電期間tbが制御される。
Therefore, according to this control, for example, the welding average voltage Ea is set to be low, and a short circuit occurs at the time of droplet detachment during the base current energizing period tb (see FIG. 3 (b)), and the welding voltage sharply decreases. In such a case, the welding voltage error integration circuit
The control is performed so that the fall of the integral output of 10 becomes steep according to the difference, the base current energizing period tb is automatically reduced to tb1, and the welding average voltage Ea matches the welding average voltage reference value Er ( (See α ′ = β ′ in FIG. 3 (b)). Also,
Even if the arc length transiently increases due to hand shake during welding and the base voltage Eb increases to Eb1, the decrease in the integral output of the welding voltage error integration circuit 10 is the difference (Eb1−E
r), the base current conduction period is automatically increased to tb2, and control is performed to match the welding average voltage Ea to the welding average voltage reference value Er (α ″ in FIG. 3 (b)). = Β ″). Furthermore, even when the welding voltage E (peak voltage Ep and base voltage Eb) fluctuates due to transient fluctuations in welding conditions other than these, the average welding voltage Ea
Is controlled to completely match the welding average voltage reference value Er.

このように、本発明では、溶接電圧が如何なる要因で
変動した場合でも、ピーク電流通電期間tpとベース電流
通電期間tbとで成る各通電サイクル毎に、溶接平均電圧
Eaを溶接平均電圧基準値Erと完全に一致させるようにベ
ース電流通電期間tbをリアルタイム制御しているので、
過渡現象に対しても溶接平均電圧の安定度を著しく向上
させることができ、負帰還制御系などで生じる制御の時
間遅れやハンチングなどの問題もなくなる。
As described above, according to the present invention, even when the welding voltage fluctuates due to any factor, the welding average voltage is set for each energizing cycle including the peak current energizing period tp and the base current energizing period tb.
Since the base current conduction period tb is controlled in real time so that Ea completely matches the welding average voltage reference value Er,
The stability of the average welding voltage can be remarkably improved even for transient phenomena, and problems such as control time delay and hunting that occur in a negative feedback control system or the like are eliminated.

第4図は、上述した本発明のパルスアーク溶接方法を
実施するパルスアーク溶接装置の構成例をブロック図を
もって示したものである(請求項2に対応)。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of a pulse arc welding apparatus for implementing the above-described pulse arc welding method of the present invention (corresponding to claim 2).

図において、1はベース期間制御手段、2はピーク期
間制御手段、3は溶接電圧設定部であり、これらは第1
図と同一であるので同一の符号を付している。4はピー
ク期間制御手段2から出力されるピーク電流通電信号あ
るいはベース電流通電信号に応じてピーク電流Ip及びベ
ース電流Ibを切り換えて通電するための通電制御信号を
出力する電流制御手段、5は溶接装置の起動時にアーク
の発生及び伸張を促すための補償信号を出力する起動制
御部である。AMP1は溶接電流を増幅する溶接電流増幅回
路、AMP2は溶接電圧を増幅する(本実施例では、増幅度
を1未満に設定)溶接電圧増幅回路であり、6は電流制
御手段4から出力される通電制御信号に応じて、インバ
ータINVから出力するスイッチング電圧のデューティー
を制御するパルス幅制御部、7は溶接ワイヤWの送給制
御を行うワイヤ送給制御部である。また、RECは三相交
流電圧を整流する整流回路部、TはインバータINVから
出力されるスイッチング電圧を絶縁変圧するトランス、
D1,D2はトランスTから出力される電源を全波整流する
ダイオード、Sは溶接電流レベルを対応した電圧レベル
として取り出すためのシャント抵抗、Lはリアクトル、
Mは溶接母材を示している。
In the figure, 1 is a base period control unit, 2 is a peak period control unit, 3 is a welding voltage setting unit, and these are the first unit.
Since they are the same as those in the figure, the same reference numerals are given. Reference numeral 4 denotes current control means for outputting an energization control signal for energizing by switching between the peak current Ip and the base current Ib in accordance with the peak current energization signal or the base current energization signal output from the peak period control means 2; An activation control unit that outputs a compensation signal for prompting the generation and extension of an arc when the device is activated. AMP1 is a welding current amplifying circuit for amplifying the welding current, AMP2 is a welding voltage amplifying circuit for amplifying the welding voltage (in this embodiment, the amplification degree is set to less than 1), and 6 is output from the current control means 4. A pulse width control unit 7 controls the duty of the switching voltage output from the inverter INV in accordance with the energization control signal. Reference numeral 7 denotes a wire feed control unit that controls the feed of the welding wire W. REC is a rectifier circuit for rectifying the three-phase AC voltage, T is a transformer for insulatingly transforming the switching voltage output from the inverter INV,
D1 and D2 are diodes for full-wave rectification of the power output from the transformer T, S is a shunt resistor for extracting the welding current level as a corresponding voltage level, L is a reactor,
M indicates a welding base material.

ベース期間制御手段1は、溶接電圧誤差積分回路10と
ゼロクロス検出回路で成る電圧積分レベル判別部11とは
第1図の場合と同一であるので同一の符号を付して説明
を省略する。アナログスイッチSW10は、アークが発生す
るまでの期間は開成して溶接電圧増幅回路AMP2で増幅さ
れた無負荷電圧が溶接電圧誤差積分回路10に加わること
を禁止しており、これによって、アークが発生するまで
の無負荷電圧(アーク発生後の溶接電圧よりも高い)に
よりゼロクロス検出回路11から出力されるベース電流通
電終了信号の出力タイミングが遅れることを防止し、ベ
ース電流通電期間tbを最短に制御して(後述するように
tmに制御している)アークの伸張を促している。
In the base period control means 1, the welding voltage error integrating circuit 10 and the voltage integration level discriminating section 11 comprising a zero-cross detecting circuit are the same as those in FIG. The analog switch SW10 is opened until the arc is generated, and prohibits the no-load voltage amplified by the welding voltage amplification circuit AMP2 from being applied to the welding voltage error integration circuit 10, whereby the arc is generated. Prevents the output timing of the base current energization end signal output from the zero-crossing detection circuit 11 from being delayed by the no-load voltage (higher than the welding voltage after the occurrence of an arc) until the start, and controls the base current energization period tb to the minimum. (As described below
(controlled by tm).

電流制御手段4は、溶接平均電流基準値Irを設定する
溶接電流設定部40、ピーク電流基準値Iprを設定するピ
ーク電流制定部41、およびベース電流基準値Ibrを設定
するベース電流設定部42と、これらの各設定部で設定さ
れた基準レベルをピーク期間制御手段2から出力される
ピーク電流通電信号あるいはベース電流通電信号に応じ
て切換選択するアナログスイッチSW40,SW41と、ピーク
電流基準値Iprあるいはベース電流基準値Ibrと溶接電流
増幅回路AMP1から出力される溶接電流Iとの誤差信号を
出力する溶接電流誤差増幅回路43とを備えている。尚、
ピーク電流設定部41は溶接電流設定部40と連動するよう
になっており、ピーク電流基準値Iprを最小に設定した
場合であっても溶接平均電流基準値Irよりも低い値にな
らないようにされている。また、溶接電流設定部40で設
定された溶接平均電流基準値Irは、ワイヤ送給制御部7
に出力されて、溶接平均電流基準値Irに比例した速度で
溶接ワイヤの送給が行われる。
The current control means 4 includes a welding current setting unit 40 for setting a welding average current reference value Ir, a peak current setting unit 41 for setting a peak current reference value Ipr, and a base current setting unit 42 for setting a base current reference value Ibr. Analog switches SW40 and SW41 for selecting and switching the reference level set by each of these setting units according to the peak current energization signal or the base current energization signal output from the peak period control means 2, and the peak current reference value Ipr or A welding current error amplifier 43 is provided which outputs an error signal between the base current reference value Ibr and the welding current I output from the welding current amplifier AMP1. still,
The peak current setting unit 41 is configured to operate in conjunction with the welding current setting unit 40, so that even when the peak current reference value Ipr is set to the minimum, the peak current reference value Ipr does not become lower than the welding average current reference value Ir. ing. The welding average current reference value Ir set by the welding current setting unit 40 is
And the welding wire is fed at a speed proportional to the welding average current reference value Ir.

パルス幅制御部6は、PWM制御回路61で電流制御手段
4から伝送された誤差信号に応じたパルス幅制御信号を
生成し、ドライブ回路60を通じてインバータINVに伝送
してスイッチング電圧のデューティーを変化させ、これ
によって溶接電流I(ピーク電流Ip及びベース電流Ib)
が常に電流制御手段4の設定レベルに一致するように帰
還制御が行われる。
The pulse width control unit 6 generates a pulse width control signal corresponding to the error signal transmitted from the current control unit 4 by the PWM control circuit 61 and transmits the pulse width control signal to the inverter INV through the drive circuit 60 to change the duty of the switching voltage. , Thereby the welding current I (peak current Ip and base current Ib)
Is always controlled so as to be equal to the set level of the current control means 4.

起動制御部5は、アークが発生するまでの期間はベー
ス期間制御手段1のアナログスイッチSW10を開成する一
方、アークが発生してから所定の時間t1が経過するまで
は、電流制御手段4の溶接電流誤差増幅回路43に起動電
流基準信号Isを送出する動作を行ってアークの発生、伸
張を促している。
The activation control unit 5 opens the analog switch SW10 of the base period control unit 1 until the arc is generated, while the welding control of the current control unit 4 is continued until a predetermined time t1 has elapsed since the arc was generated. An operation of transmitting the starting current reference signal Is to the current error amplifier circuit 43 is performed to promote the generation and expansion of the arc.

次に、このような第4図に示した構成のパルスアーク
溶接装置の動作を第5図(a)〜(i)に示した波形を
参照して説明する。尚、第4図には対応した(a)〜
(i)の符号を付している。
Next, the operation of the pulse arc welding apparatus having the configuration shown in FIG. 4 will be described with reference to the waveforms shown in FIGS. 5 (a) to 5 (i). FIG. 4 corresponds to FIGS.
The symbol (i) is attached.

1.溶接開始時の動作。1. Operation at the start of welding.

トーチスイッチ(不図示)を操作すると溶接ワイヤW
と母材Mとの間に無負荷電圧が加えられる。
When a torch switch (not shown) is operated, the welding wire W
And a base material M, a no-load voltage is applied.

無負荷電圧が加えられてからアークが発生するまでの
期間は、起動制御部5によってベース期間制御手段1の
アナログスイッチSW10が開成しているので、無負荷電圧
が溶接電圧誤差積分回路10に入力されることを禁止す
る。これによって、溶接電圧誤差積分回路10はゼロレベ
ルの溶接電圧と溶接平均電圧基準値Erとの差分(−Er)
を積分するので出力レベルがゼロとなり、ゼロクロス検
出回路11からピーク期間制御手段2へベース電流通電終
了信号が継続して出力される。
During the period from the application of the no-load voltage to the occurrence of the arc, since the analog switch SW10 of the base period control means 1 is opened by the start control unit 5, the no-load voltage is input to the welding voltage error integration circuit 10. Is prohibited. Thereby, the welding voltage error integration circuit 10 calculates the difference (−Er) between the welding voltage at the zero level and the welding average voltage reference value Er.
Is integrated, the output level becomes zero, and the base current energization end signal is continuously output from the zero cross detection circuit 11 to the peak period control means 2.

溶接ワイヤWが母材Mに接触するとアークが発生し、
アークが発生してから所定の時間t1が経過するまでの期
間は、起動制御部5から電流制御手段4の溶接電流誤差
増幅回路43に起動電流基準信号Isを送出して溶接電流I
を最大値に制御し、アーク長の増加を促進させる。
When the welding wire W comes into contact with the base material M, an arc is generated,
During a period from the occurrence of the arc until a predetermined time t1 elapses, the starting control unit 5 sends the starting current reference signal Is to the welding current error amplifying circuit 43 of the current control means 4 to transmit the welding current I
Is controlled to a maximum value to promote an increase in arc length.

一方、ベース期間制御手段1から出力されるベース電
流通電終了信号によってピーク期間制御手段2では予め
設定された所定の時間tpだけピーク電流通電信号を出力
し、時間tpが経過するとベース電流通電信号に切り換え
る。このベース電流通電信号により、電流制御手段4の
アナログスイッチSW41を閉成して溶接電流Iをベース電
流Ibに切り換える。尚、本実施例では後述するように、
ベース期間制御手段1からピーク期間制御手段2にベー
ス電流通電終了信号が継続して出力されている場合であ
っても、ピーク期間制御手段2では、ベース電流通電期
間tbが最小値tmを維持するようにされている。
On the other hand, in response to the base current energization end signal output from the base period control means 1, the peak period control means 2 outputs a peak current energization signal for a predetermined time tp set in advance, and when the time tp elapses, the peak current energization signal is output. Switch. With this base current conduction signal, the analog switch SW41 of the current control means 4 is closed to switch the welding current I to the base current Ib. In this embodiment, as described later,
Even when the base current supply end signal is continuously output from the base period control unit 1 to the peak period control unit 2, the peak period control unit 2 maintains the base current supply period tb at the minimum value tm. It has been like that.

一方、ベース期間制御手段1では、アークが発生する
とアナログスイッチSW10を閉成し、溶接電圧Eを溶接電
圧誤差積分回路10に加えて溶接平均電圧基準値Erとの差
分の積分を開始し、溶接電圧Eの上昇に伴ってベース電
流通電終了信号の出力タイミングを遅らせ、これによっ
てベース電流通電期間tbを増加させていく。
On the other hand, in the base period control means 1, when an arc is generated, the analog switch SW10 is closed, the welding voltage E is applied to the welding voltage error integration circuit 10, and the integration of the difference with the welding average voltage reference value Er is started. As the voltage E rises, the output timing of the base current energization end signal is delayed, thereby increasing the base current energization period tb.

このように、溶接初期には、ベース期間制御手段1に
よってベース電流通電期間tbを最短にするとともに、時
間t1が経過するまでは起動制御部5によって起動電流Is
を通電し、溶接ワイヤの溶融を促進してアーク長が速や
かに所定値に達するように制御を行い、この後、溶接電
圧の増加(アーク長の増大)に伴ってベース期間制御手
段1ではベース電流通電期間tbを漸次増加させ、これに
よって、溶接平均電圧Eaを溶接平均電圧基準値Erに安定
させて所定のアーク長を持続させる制御を行っている。
As described above, in the initial stage of welding, the base current supply period tb is minimized by the base period control means 1 and the start control unit 5 controls the start current Is until the time t1 elapses.
Is controlled to control the arc length to quickly reach a predetermined value by accelerating the melting of the welding wire, and thereafter, the base period control means 1 increases the base length with increasing the welding voltage (increase in the arc length). The current conduction period tb is gradually increased, thereby controlling the welding average voltage Ea to be stabilized at the welding average voltage reference value Er and maintaining a predetermined arc length.

2.定常溶接時の動作。2. Operation during steady welding.

上記溶接初期の動作を経て定常溶接状態に入ると、第
1図において説明した動作によってピーク期間制御手段
2からピーク電流通電信号、ベース電流通電信号が交互
に出力され、電流制御手段4では、これらの通電信号を
受けてピーク電流Ipあるいはベース電流Ibを交互に通電
して溶接を行う。尚、溶接平均電圧が低く設定されてベ
ース電流通電期間tb中の溶滴離脱時に短絡が発生する場
合の動作や、過渡的にアーク長が増加してベース電圧Eb
が増加した場合の動作などについては、上記第3図にお
いて述べた動作と同一であるので省略する。
When a steady welding state is entered after the above-described initial welding operation, the peak current control signal and the base current control signal are alternately output from the peak period control means 2 by the operation described in FIG. The welding is performed by alternately energizing the peak current Ip or the base current Ib in response to the energization signal of. The operation when the welding average voltage is set low and a short circuit occurs at the time of droplet detachment during the base current energizing period tb, or when the arc length transiently increases and the base voltage Eb
The operation in the case where is increased is the same as the operation described in FIG.

このように、本発明のパルスアーク溶接装置では、原
理説明においても述べたように、ベース期間制御手段1
によって、溶接平均電圧Eaが溶接平均電圧基準値Erと完
全に一致するようにベース電流通電期間tbを制御でき、
しかも負帰還制御系を使用していないので、V/F変換回
路などを使用して負帰還回路を構成したものに比べて制
御の時間遅れが生じず過渡的な溶接電圧の変動に対して
も安定した制御を行うことができるとともに、ハンチン
グなどの不安定現象が発生しないので、溶接平均電圧Ea
の安定度を著しく向上させることが可能になる。
Thus, in the pulse arc welding apparatus of the present invention, as described in the principle description, the base period control means 1
Thereby, the base current conduction period tb can be controlled so that the welding average voltage Ea completely matches the welding average voltage reference value Er,
In addition, since a negative feedback control system is not used, there is no time delay for control compared to the case where a negative feedback circuit is configured using a V / F conversion circuit, etc. Since stable control can be performed and no unstable phenomenon such as hunting occurs, the welding average voltage Ea
Can be significantly improved.

第6図は、本発明のパルスアーク溶接装置の具体的な
回路例を示したもので、第4図と対応した部分には対応
した符号を付しており、また、第5図(a)〜(i)の
波形図と対応した部分には対応した(a)〜(i)の符
号を付している。
FIG. 6 shows a specific circuit example of the pulse arc welding apparatus of the present invention, in which parts corresponding to those in FIG. 4 are denoted by corresponding reference numerals, and FIG. The portions corresponding to the waveform diagrams of (i) to (i) are denoted by the corresponding reference numerals (a) to (i).

図において、ベース期間制御手段1の溶接電圧誤差積
分回路10は、演算増幅器10aを用いた積分回路の反転入
力端子側に、溶接電圧増幅回路AMP2から出力される反転
増幅された負レベルの溶接電圧Eと溶接電圧設定部3で
設定された正レベルの溶接平均電圧基準値Erとを同時に
加え、これらの和を求めて積分することによって等価的
に溶接電圧Eと溶接平均電圧基準値Erとの差分を積分し
ている。ダイオード10b(ショットキーバリアダイオー
ドを使用)は演算増幅器10aの出力レベルがゼロレベル
(実際には、ダイオードの順方向電圧だけゼロレベルよ
りも低下するため、約−0.2ボルトになる)よりも低下
させないようにして、ピーク電流通電期間tpに切り換え
られた時点でゼロレベルから直ちに積分出力を立ち上げ
るためのクランプダイオードである。また、ゼロクロス
検出回路11は基準電圧をゼロレベルに設定したコンパレ
ータ11aで構成され、反転入力端子側にゼロレベルより
も低い積分信号が入力されている期間は「H」レベルの
ベース電流通電終了信号を出力するようになっている。
尚、本実施例では、ゼロクロス検出回路11のコンパレー
タ11aを正負の直流電源を供給して動作させているが、
正電圧のみの直流電源によって作動させることも可能で
あり、その場合には、コンパレータ21aの反転入力端子
側に過大な負電圧が加えられて誤動作が生じることを防
ぐために、溶接電圧誤差積分回路10のダイオード10bに
よって積分出力レベルを−0.2ボルトにクランプさせて
誤動作防止を兼ねさせている。
In the figure, a welding voltage error integrating circuit 10 of a base period control means 1 is connected to an inverting input terminal side of an integrating circuit using an operational amplifier 10a, and an inverted and amplified negative level welding voltage output from a welding voltage amplifier circuit AMP2. E and the welding average voltage reference value Er of the positive level set by the welding voltage setting unit 3 are simultaneously added, and the sum of them is obtained and integrated, thereby equivalently calculating the welding voltage E and the welding average voltage reference value Er. The difference is integrated. Diode 10b (using a Schottky barrier diode) does not cause the output level of operational amplifier 10a to drop below zero (actually drops to about -0.2 volts because the forward voltage of the diode drops below zero). In this way, it is a clamp diode for immediately starting the integrated output from the zero level when switched to the peak current conduction period tp. The zero-crossing detection circuit 11 is composed of a comparator 11a in which the reference voltage is set to a zero level. During a period in which an integration signal lower than the zero level is being input to the inverting input terminal side, an "H" level base current supply end signal Is output.
In this embodiment, the comparator 11a of the zero-cross detection circuit 11 is operated by supplying positive and negative DC power.
It is also possible to operate with a DC power supply having only a positive voltage.In this case, in order to prevent a malfunction from being caused by applying an excessively negative voltage to the inverting input terminal side of the comparator 21a, a welding voltage error integration circuit 10 is required. The integrated output level is clamped at -0.2 volts by the diode 10b to prevent malfunction.

ピーク期間制御手段2は、エッジトリガ動作(立上が
り電圧で起動)を行う単安定マルチバイブレータ2a(以
下、単安定MVと記載)、ベース電流通電期間tbの最小値
tmを設定するとともに、ベース電流通電終了信号が継続
して出力されている場合でも単安定MV2aをエッジトリガ
可能にするために論理積回路ANDを含んだ調整回路2bを
備えており、ベース期間制御手段1からベース電流通電
終了信号が出力される毎に論理積回路ANDを介して単安
定MV2aがトリガされて抵抗R1、コンデンサC1で定まる所
定の時間tpだけ信号出力端子Qからピーク電流通電信号
を出力するようになっている。調整回路2bは、論理積回
路ANDで、単安定MV2aの端子(ベース電流通電信号の
出力端子)とベース期間制御手段1側から出力されるベ
ース電流通電終了信号との論理積を求めることによっ
て、起動時などにベース電流通電終了信号が継続して出
力された場合であっても、単安定MV2aのトリガ端子Tを
抵抗R2、コンデンサC2に応じた所定の時間だけ一旦
「L」レベルに引き下げる動作を行っており、これによ
って、論理積回路ANDの立上がり電圧で再度単安定MV2a
をトリガすることを可能にするとともに、ベース電流通
電期間tbの最小値がtmになるように制御を行っている。
The peak period control means 2 includes a monostable multivibrator 2a (hereinafter, referred to as monostable MV) for performing an edge trigger operation (starting at a rising voltage), and a minimum value of a base current conduction period tb.
In addition to setting tm, an adjustment circuit 2b including an AND circuit AND is provided to enable edge triggering of the monostable MV2a even when the base current energization end signal is continuously output. Each time the base current energization end signal is output from the means 1, the monostable MV2a is triggered via the AND circuit AND, and the peak current energization signal is output from the signal output terminal Q for a predetermined time tp determined by the resistor R1 and the capacitor C1. Output. The adjustment circuit 2b obtains the logical product of the terminal of the monostable MV2a (the output terminal of the base current conduction signal) and the base current conduction end signal output from the base period control means 1 by a logical product circuit AND. Even when the base current energization end signal is continuously output at the time of startup, etc., the operation of once lowering the trigger terminal T of the monostable MV2a to the “L” level for a predetermined time according to the resistor R2 and the capacitor C2. This makes it possible to re-start the monostable MV2a with the rising voltage of the AND circuit AND.
Is triggered, and control is performed such that the minimum value of the base current conduction period tb becomes tm.

尚、上述した本実施例では、ベース期間制御手段1の
溶接電圧誤差積分回路10において、ピーク電流通電時に
はゼロレベルから誤差積分を開始し、ベース電流通電時
には下降させてゼロレベルになったときに電圧積分レベ
ル判別部(ゼロクロス検出回路)11で検出する構成とし
ているが、このような構成に限らず、例えば、溶接電圧
誤差積分回路10において、ピーク電流通電開始時には所
定レベルから下降する方向に積分を行い、ベース電流通
電時には上昇する方向に積分を行って、この積分出力レ
ベルが積分開始時のレベルに一致したときに電圧積分レ
ベル判別部11で検出するなどの回路構成を採ることが可
能である。
In this embodiment described above, in the welding voltage error integration circuit 10 of the base period control means 1, error integration is started from zero level when the peak current is applied, and is decreased when the base current is applied to reach the zero level. The voltage integration level discrimination unit (zero cross detection circuit) 11 detects the voltage, but the present invention is not limited to such a configuration. For example, in the welding voltage error integration circuit 10, when the peak current is applied, integration is performed in a direction falling from a predetermined level. It is possible to adopt a circuit configuration in which integration is performed in a rising direction when the base current is supplied, and when the integrated output level matches the level at the start of integration, the voltage integration level discrimination unit 11 detects the integration output level. is there.

第7図は、第4図に示した本発明の溶接装置におい
て、ベース期間制御手段1、ピーク期間制御手段2、起
動制御部5をCPUで成る信号処理部8に置き換えた場合
の構成例を示したもので、信号処理部8には処理プログ
ラム、データなどの格納されたROM8aと、一時的に処理
データなどを記憶するRAM8bとが接続されている。
FIG. 7 shows an example of a configuration in which the base period control unit 1, the peak period control unit 2, and the activation control unit 5 are replaced with a signal processing unit 8 including a CPU in the welding apparatus of the present invention shown in FIG. As shown, the signal processing unit 8 is connected to a ROM 8a storing a processing program, data, and the like, and a RAM 8b for temporarily storing processing data and the like.

このような構成の溶接装置では、ベース期間制御手段
1で行われていた溶接電圧誤差積分処理及びゼロクロス
検出処理をROM8aに格納されたプログラムに従って信号
処理部8で集中して行うようになっており、また、ピー
ク期間制御手段2で行われていたピーク期間制御処理を
も信号処理部8で集中して行っているので、部品点数を
削減することができるとともに、ROM8aに格納されたプ
ログラムを修正するだけで処理内容を容易に変更するこ
とが可能となり、設計が容易で信頼性を向上させること
ができる。また、本構成では、上記第6図で示したピー
ク期間制御手段2の抵抗R1の値を手動設定するためのピ
ーク期間設定部20を外部に設けた構成としている。
In the welding apparatus having such a configuration, the welding voltage error integration processing and the zero-cross detection processing performed by the base period control means 1 are centrally performed by the signal processing unit 8 according to a program stored in the ROM 8a. In addition, since the peak period control processing performed by the peak period control means 2 is also concentrated on the signal processing unit 8, the number of parts can be reduced, and the program stored in the ROM 8a can be modified. This makes it possible to easily change the processing content, thereby making it easy to design and improving the reliability. In this configuration, a peak period setting unit 20 for manually setting the value of the resistor R1 of the peak period control means 2 shown in FIG. 6 is provided outside.

尚、第7図では、ベース期間制御手段1、ピーク期間
制御手段2及び起動制御部5の機能を信号処理部8で行
わせる構成としているが、これ以外の機能を信号処理部
8で集中して行わせる構成とすることも可能である。ま
た、上記説明では、ROM8aに格納されたプログラムによ
って信号処理部8が信号処理を行う構成としているが、
処理速度を向上させるために、信号処理部8内にマイク
ロプログラム(ハードによって構成されプログラムと同
等の処理を行うもの)を一体的に設けて処理する構成と
することも可能である。
In FIG. 7, the functions of the base period control unit 1, the peak period control unit 2, and the activation control unit 5 are performed by the signal processing unit 8, but other functions are concentrated in the signal processing unit 8. It is also possible to adopt a configuration in which this is performed. In the above description, the signal processing unit 8 performs the signal processing according to the program stored in the ROM 8a.
In order to improve the processing speed, it is also possible to adopt a configuration in which a microprogram (which is configured by hardware and performs the same processing as the program) is integrally provided in the signal processing unit 8 for processing.

[発明の効果] 請求項1に記載した本発明によれば、負帰還制御回路
によらないベース期間制御系によって、各通電サイクル
毎に溶接平均電圧を基準値に完全に一致させるようにベ
ース電流通電期間をリアルタイム制御しているので、制
御の時間遅れやハンチングなどの問題がなくなり、溶接
平均電圧が低く溶滴離脱時に短絡が発生したり、手振れ
などの要因によってアーク長が過渡的に変動するような
溶接電圧のあらゆる変動要因に対して溶接平均電圧の安
定度を著しく向上させることができ、アーク長を安定さ
せた溶接を行うことが可能となる。
According to the first aspect of the present invention, the base current is controlled by the base period control system not based on the negative feedback control circuit so that the welding average voltage completely matches the reference value for each energization cycle. Since the energization period is controlled in real time, problems such as control time delay and hunting are eliminated, the welding average voltage is low, short-circuiting occurs at the time of droplet detachment, and the arc length changes transiently due to factors such as camera shake. The stability of the average welding voltage can be remarkably improved with respect to all the fluctuation factors of the welding voltage, and welding with a stable arc length can be performed.

請求項2に記載した本発明によれば、請求項1の溶接
方法を実現できる溶接装置を提供することができる。
According to the second aspect of the present invention, it is possible to provide a welding apparatus capable of realizing the welding method of the first aspect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は請求項1に記載の本発明の方法を実施するため
の溶接装置の要部構成を示したブロック図、第2図はそ
の各部の波形図、第3図(a)〜(c)は各通電周期毎
に溶接平均電圧を基準値と一致させるための制御の原理
説明図、第4図は請求項2に記載の本発明の溶接装置の
ブロック構成例図、第5図はその各部の波形図、第6図
はその具体的な回路例図、第7図は請求項2に記載の本
発明の溶接装置をCPUを用いて構成した場合のブロック
構成例図である。 [符号の説明] 1……ベース期間制御手段 2……ピーク期間制御手段 10……溶接電圧誤差積分回路 11……電圧積分レベル判別部(ゼロクロス検出回路) E……溶接電圧 Er……溶接平均電圧基準値 Ip……ピーク電流 Ib……ベース電流 M……溶接母材 tp……ピーク電流通電期間 tb……ベース電流通電期間 W……溶接ワイヤ
FIG. 1 is a block diagram showing a main part of a welding apparatus for carrying out the method according to the first aspect of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram of each part, and FIGS. 3 (a) to (c). ) Is a diagram for explaining the principle of control for making the welding average voltage equal to the reference value in each energizing cycle, FIG. 4 is a block diagram showing an example of the block diagram of the welding apparatus according to the second aspect of the present invention, and FIG. FIG. 6 is a waveform diagram of each part, FIG. 6 is a diagram of a specific circuit example, and FIG. 7 is a block configuration diagram of a case where the welding apparatus according to the present invention is configured using a CPU. [Explanation of Signs] 1... Base period control means 2... Peak period control means 10... Welding voltage error integration circuit 11... Voltage integration level discrimination unit (zero cross detection circuit) E... Welding voltage Er. Voltage reference value Ip: peak current Ib: base current M: welding base material tp: peak current conduction period tb: base current conduction period W: welding wire

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−20172(JP,A) 特開 昭58−380(JP,A) 特開 昭57−118867(JP,A) 特開 昭61−92784(JP,A) 特開 昭58−196169(JP,A) 特開 平2−290675(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 9/09 Continuation of the front page (56) References JP-A-63-20172 (JP, A) JP-A-58-380 (JP, A) JP-A-57-118867 (JP, A) JP-A-61-92784 (JP) JP-A-58-196169 (JP, A) JP-A-2-290675 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B23K 9/09

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ピーク電流とベース電流とを溶接ワイヤと
溶接母材との間に交互に通電して行うパルスアーク溶接
方法において、 ピーク電流通電期間を予め設定された所定値に制御しな
がら、 溶接平均電圧が溶接平均電圧基準値と一致するようにベ
ース電流通電期間を制御するために、上記ピーク電流通
電開始時から検知した溶接電圧を予め定められた溶接平
均電圧基準値と比較してその差分の積分を開始し、引き
続くベース電流通電時において、この積分出力レベルが
積分開始時の積分出力レベルと一致したときにはベース
電流の通電を停止させてピーク電流の通電に切り換える
ようにしたことを特徴とするパルスアーク溶接方法。
1. A pulse arc welding method in which a peak current and a base current are alternately applied between a welding wire and a welding base material, wherein the peak current applying period is controlled to a predetermined value. In order to control the base current conduction period so that the welding average voltage matches the welding average voltage reference value, the welding voltage detected from the start of the peak current conduction is compared with a predetermined welding average voltage reference value, and The difference integration is started, and when the base current is subsequently supplied, when the integrated output level matches the integration output level at the start of the integration, the supply of the base current is stopped to switch to the supply of the peak current. And the pulse arc welding method.
【請求項2】ピーク電流とベース電流とを溶接ワイヤと
溶接母材との間に交互に通電するようにしたパルスアー
ク溶接装置において、 ピーク電流通電期間を予め設定された所定値に制御する
ピーク期間制御手段と、 溶接平均電圧が溶接平均電圧基準値と一致するようにベ
ース電流通電期間を制御するために、上記ピーク電流通
電開始時から検知した溶接電圧を予め定められた溶接平
均電圧基準値と比較してその差分の積分を開始するとと
もに、引き続くベース電流通電時においても、同様にし
て、検知した溶接電圧を上記溶接平均電圧基準値と比較
してその差分の積分を行う溶接電圧誤差積分回路と、該
溶接電圧誤差積分回路の積分出力レベルが積分開始時の
積分出力レベルと一致したときには上記ピーク期間制御
手段へベース電流通電終了信号を出力してピーク電流の
通電に切り換える電圧積分レベル判別部とを含んで成る
ベース期間制御手段とを備えたことを特徴とするパルス
アーク溶接装置。
2. A pulse arc welding apparatus in which a peak current and a base current are alternately supplied between a welding wire and a welding base material, wherein the peak current supplying period is controlled to a predetermined value. A period control means, for controlling the base current energization period so that the average welding voltage matches the average welding voltage reference value, the welding voltage detected from the start of the peak current energization is set to a predetermined welding average voltage reference value; In the same manner, when the base current is applied, the detected welding voltage is compared with the welding average voltage reference value, and the difference is integrated. When the integrated output level of the circuit and the welding voltage error integration circuit match the integrated output level at the start of the integration, the base current supply to the peak period control means is terminated. Pulse arc welding apparatus characterized by comprising a base period control means comprising a voltage integration level determination unit for switching the conduction of the peak current and outputs a signal.
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