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JP7053121B2 - Arc welding control method - Google Patents

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JP7053121B2
JP7053121B2 JP2018203593A JP2018203593A JP7053121B2 JP 7053121 B2 JP7053121 B2 JP 7053121B2 JP 2018203593 A JP2018203593 A JP 2018203593A JP 2018203593 A JP2018203593 A JP 2018203593A JP 7053121 B2 JP7053121 B2 JP 7053121B2
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Description

本発明は、溶接ワイヤの送給を正送期間と逆送期間とに交互に切り換え、短絡期間とアーク期間とを繰り返して溶接するアーク溶接制御方法に関するものである。 The present invention relates to an arc welding control method in which the feeding of welding wires is alternately switched between a normal feeding period and a reverse feeding period, and a short-circuit period and an arc period are repeatedly welded.

一般的な消耗電極式アーク溶接では、消耗電極である溶接ワイヤを一定速度で送給し、溶接ワイヤと母材との間にアークを発生させて溶接が行なわれる。消耗電極式アーク溶接では、溶接ワイヤと母材とが短絡期間とアーク期間とを交互に繰り返す溶接状態になることが多い。 In general consumable electrode type arc welding, a welding wire, which is a consumable electrode, is fed at a constant speed, and an arc is generated between the welding wire and the base metal to perform welding. In consumable electrode type arc welding, the welding wire and the base metal are often in a welded state in which short-circuit periods and arc periods are alternately repeated.

溶接品質をさらに向上させるために、溶接ワイヤの正送と逆送とを繰り返して溶接する正逆送給アーク溶接方法が提案されている。特許文献1の発明では、溶接ワイヤの送給を正送期間と逆送期間とに交互に切り換え、短絡期間とアーク期間とを繰り返し、逆送期間中にアークが発生すると正送期間に移行し、正送期間中に短絡が発生すると逆送期間に移行して溶接するアーク溶接方法が開示されている。 In order to further improve the welding quality, a forward / reverse feed arc welding method has been proposed in which the welding wire is repeatedly welded forward and backward. In the invention of Patent Document 1, the feeding of the welded wire is alternately switched between the normal feeding period and the reverse feeding period, the short circuit period and the arc period are repeated, and when an arc is generated during the reverse feeding period, the welding wire shifts to the normal feeding period. , Disclosed is an arc welding method in which when a short circuit occurs during a normal feed period, the welding shifts to a reverse feed period and welding is performed.

国際公開WO2016/039113号公報 図7International Publication WO2016 / 039113 Publication No. 7

短絡期間の時間長さは、溶融池の不規則な運動、溶接ワイヤの溶融状態等の外乱によって変動する。正逆送給アーク溶接では、正送のみの通常のアーク溶接に比べて、溶接状態が短絡期間の変動の影響を受けやすいという問題がある。 The length of the short-circuit period varies due to disturbances such as irregular motion of the molten pool and the molten state of the weld wire. In forward / reverse feed arc welding, there is a problem that the welding state is more susceptible to fluctuations in the short-circuit period than in normal arc welding in which only forward feed is performed.

そこで、本発明では、正逆送給アーク溶接において、短絡期間が変動しても溶接状態を安定に維持することができる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 an arc welding control method capable of stably maintaining a welded state even if a short-circuit period fluctuates in forward / reverse feed arc welding.

上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、
溶接ワイヤの送給を正送期間と逆送期間とに交互に切り換え、短絡期間とアーク期間とを繰り返し、前記逆送期間中にアークが発生すると前記正送期間に移行し、前記正送期間中に短絡が発生すると前記逆送期間に移行して溶接するアーク溶接制御方法において、
前記短絡期間の時間長さに応じて逆送減速期間の時間長さを制御し、
前記逆送減速期間の時間長さの制御は、前記逆送期間の時間長さが所定値になるように行う、
ことを特徴とするアーク溶接制御方法である。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is
The feed of the welded wire is switched alternately between the normal feed period and the reverse feed period, the short circuit period and the arc period are repeated, and when an arc is generated during the reverse feed period, the process shifts to the normal feed period and the normal feed period. In the arc welding control method in which a short circuit occurs during the process, the process shifts to the reverse feed period and welding is performed.
The time length of the reverse feed deceleration period is controlled according to the time length of the short-circuit period.
The time length of the reverse feed deceleration period is controlled so that the time length of the reverse feed period becomes a predetermined value.
It is an arc welding control method characterized by this.

請求項2の発明は、
前記アーク期間に移行した時点から遅延時間が経過した後に溶接電流を増加させ、前記遅延時間は前記逆送減速期間の時間長さに応じて変化する、
ことを特徴とする請求項1に記載のアーク溶接制御方法である。
The invention of claim 2 is
The welding current is increased after the delay time has elapsed from the time of transition to the arc period, and the delay time changes according to the time length of the reverse feed deceleration period.
The arc welding control method according to claim 1, wherein the arc welding is controlled.

請求項3の発明は、
前記アーク期間の時間長さに応じて正送加速期間の時間長さを制御する、
ことを特徴とする請求項1~2のいずれか1項に記載のアーク溶接制御方法である。
The invention of claim 3 is
The time length of the forward acceleration period is controlled according to the time length of the arc period.
The arc welding control method according to any one of claims 1 and 2 .

請求項4の発明は、
前記正送加速期間の時間長さの制御は、前記正送期間の時間長さが所定値になるように行う、
ことを特徴とする請求項3に記載のアーク溶接制御方法である。
The invention of claim 4 is
The time length of the normal feed acceleration period is controlled so that the time length of the normal feed period becomes a predetermined value.
The arc welding control method according to claim 3 , wherein the method is characterized by the above.

本発明によれば、正逆送給アーク溶接において、短絡期間が変動しても溶接状態を安定に維持することができる。 According to the present invention, in forward / reverse feed arc welding, the welded state can be stably maintained even if the short circuit period fluctuates.

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。It is a block diagram of the welding power source for carrying out the arc welding control method which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るアーク溶接制御方法を示す図1の溶接電源における各信号のタイミングチャートである。It is a timing chart of each signal in the welding power source of FIG. 1 which shows the arc welding control method which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2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。It is a block diagram of the welding power source for carrying out the arc welding control method which concerns on Embodiment 2 of this invention.

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]
実施の形態1の発明は、短絡期間の時間長さに応じて逆送減速期間の時間長さを制御するものである。
[Embodiment 1]
The invention of the first embodiment controls the time length of the reverse feed deceleration period according to the time length of the short circuit period.

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。 FIG. 1 is a block diagram of a welding power source for carrying out the arc welding control method according to the first embodiment of the present invention. Hereinafter, each block will be described with reference to the figure.

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による出力制御を行い、出力電圧E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上記の誤差増幅信号Eaによって駆動されるインバータ回路、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次整流器を備えている。 The power supply main circuit PM receives a commercial power supply (not shown) such as three-phase 200V as an input, performs output control by inverter control or the like according to an error amplification signal Ea described later, and outputs an output voltage E. Although not shown, this power supply main circuit PM is driven by a primary rectifier that rectifies a commercial power supply, a smoothing capacitor that smoothes the rectified direct current, and the above-mentioned error amplification signal Ea that converts the smoothed direct current into high-frequency alternating current. It is equipped with an inverter circuit, a high-frequency transformer that steps down high-frequency alternating current to a voltage value suitable for welding, and a secondary rectifier that rectifies the stepped-down high-frequency alternating current to direct current.

リアクトルWLは、上記の出力電圧Eを平滑する。このリアクトルWLのインダクタンス値は、例えば100μHである。 The reactor WL smoothes the output voltage E described above. The inductance value of this reactor WL is, for example, 100 μH.

送給モータWMは、後述する送給制御信号Fcを入力として、正送と逆送とを交互に繰り返して溶接ワイヤ1を送給速度Fwで送給する。送給モータWMには、過渡応答性の速いモータが使用される。溶接ワイヤ1の送給速度Fwの変化率及び送給方向の反転を速くするために、送給モータWMは溶接トーチ4の先端の近くに設置される場合がある。また、送給モータWMを2個使用して、プッシュプル方式の送給系とする場合もある。 The feed motor WM receives the feed control signal Fc, which will be described later, as an input, and alternately repeats forward feed and reverse feed to feed the weld wire 1 at the feed speed Fw. As the feed motor WM, a motor having a high transient response is used. In order to accelerate the rate of change of the feed rate Fw of the welding wire 1 and the reversal of the feed direction, the feed motor WM may be installed near the tip of the welding torch 4. Further, there is a case where two feeding motors WM are used to form a push-pull type feeding system.

溶接ワイヤ1は、上記の送給モータ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。溶接トーチ4内の給電チップ(図示は省略)と母材2との間には溶接電圧Vwが印加し、溶接電流Iwが通電する。 The welding wire 1 is fed in the welding torch 4 by the rotation of the feeding roll 5 coupled to the feeding motor WM, and an arc 3 is generated between the welding wire 1 and the base metal 2. A welding voltage Vw is applied between the feeding tip (not shown) in the welding torch 4 and the base metal 2, and the welding current Iw is energized.

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。短絡判別回路SDは、上記の電圧検出信号Vdを入力として、この値が予め定めた短絡判別値(10V程度)未満のときは短絡期間にあると判別してHighレベルになり、以上のときはアーク期間にあると判別してLowレベルになる短絡判別信号Sdを出力する。 The current detection circuit ID detects the above welding current Iw and outputs a current detection signal Id. The voltage detection circuit VD detects the above welding voltage Vw and outputs a voltage detection signal Vd. The short-circuit discrimination circuit SD takes the above voltage detection signal Vd as an input, and when this value is less than the predetermined short-circuit discrimination value (about 10V), it determines that it is in the short-circuit period and reaches the High level. The short-circuit discrimination signal Sd, which is determined to be in the arc period and becomes the Low level, is output.

電圧設定回路VRは、予め定めた電圧設定信号Vrを出力する。 The voltage setting circuit VR outputs a predetermined voltage setting signal Vr.

電圧誤差増幅回路EVは、上記の電圧設定信号Vr及び上記の電圧検出信号Vdを入力として、電圧設定信号Vr(+)と電圧検出信号Vd(-)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 error amplification circuit EV amplifies the error between the voltage setting signal Vr (+) and the voltage detection signal Vd (-) by using the above voltage setting signal Vr and the above voltage detection signal Vd as inputs, and amplifies the voltage error. Output the signal Ev.

平均送給速度設定回路FARは、予め定めた平均送給速度設定信号Farを出力する。 The average feed rate setting circuit FAR outputs a predetermined average feed rate setting signal Far.

正送加速期間設定回路TSURは、予め定めた正送加速期間設定信号Tsurを出力する。 The forward feed acceleration period setting circuit TUR outputs a predetermined forward feed acceleration period setting signal Tsur.

正送減速期間設定回路TSDRは、予め定めた正送減速期間設定信号Tsdrを出力する。 The forward deceleration period setting circuit TSDR outputs a predetermined forward deceleration period setting signal Tsdr.

逆送加速期間設定回路TRURは、予め定めた逆送加速期間設定信号Trurを出力する。 The reverse feed acceleration period setting circuit TRUR outputs a predetermined reverse feed acceleration period setting signal Trur.

正送ピーク値設定回路WSRは、上記の平均送給速度設定信号Farを入力として、平均送給速度設定信号Farに対応して予め定めた正送ピーク値設定信号Wsrを出力する。正送ピーク値設定信号Wsrは、送給速度Fwの平均値と平均送給速度設定信号Farの値とが等しくなるように実験によって予め算出される。そして、平均送給速度設定信号Farに応じた正送ピーク値設定信号Wsrの値が記憶される。 The normal feed peak value setting circuit WSR receives the above-mentioned average feed rate setting signal Far as an input, and outputs a predetermined normal feed peak value setting signal Wsr corresponding to the average feed rate setting signal Far. The normal feed peak value setting signal Wsr is calculated in advance by an experiment so that the average value of the feed rate Fw and the value of the average feed rate setting signal Far are equal to each other. Then, the value of the normal feed peak value setting signal Wsr corresponding to the average feed rate setting signal Far is stored.

逆送ピーク値設定回路WRRは、上記の平均送給速度設定信号Farを入力として、平均送給速度設定信号Farに対応して予め定めた逆送ピーク値設定信号Wrrを出力する。逆送ピーク値設定信号Wrrは、送給速度Fwの平均値と平均送給速度設定信号Farの値とが等しくなるように実験によって予め算出される。そして、平均送給速度設定信号Farに応じた逆送ピーク値設定信号Wrrの値が記憶される。 The reverse feed peak value setting circuit WRR receives the above-mentioned average feed rate setting signal Far as an input, and outputs a predetermined reverse feed peak value setting signal Wrr corresponding to the average feed rate setting signal Far. The reverse feed peak value setting signal Wrr is calculated in advance by an experiment so that the average value of the feed rate Fw and the value of the average feed rate setting signal Far are equal to each other. Then, the value of the reverse feed peak value setting signal Wrr corresponding to the average feed rate setting signal Far is stored.

逆送期間設定回路TRRは、予め定めた逆送期間設定信号Trrを出力する。 The reverse feed period setting circuit TRR outputs a predetermined reverse feed period setting signal Trr.

逆送期間測定回路MTRは、後述する送給速度設定信号Frを入力として、送給速度設定信号Frが正の値から負の値に変化した時点(逆送期間の開始時点)からの経過時間を測定して逆送期間測定信号Mtrを出力する。 The reverse feed period measurement circuit MTR receives the feed rate setting signal Fr, which will be described later, as an input, and the elapsed time from the time when the feed rate setting signal Fr changes from a positive value to a negative value (the start time of the reverse feed period). Is measured and the reverse feed period measurement signal Mtr is output.

送給速度設定回路FRは、上記の正送加速期間設定信号Tsur、上記の正送減速期間設定信号Tsdr、上記の逆送加速期間設定信号Trur、上記の正送ピーク値設定信号Wsr、上記の逆送ピーク値設定信号Wrr、上記の短絡判別信号Sd、上記の逆送期間設定信号Trr及び上記の逆送期間測定信号Mtrを入力として、以下の処理によって生成された送給速度パターンを送給速度設定信号Frとして出力すると共に、算出された逆送減速期間設定信号Trdrを出力する。この送給速度設定信号Frが正の値のときは正送期間となり、負の値のときは逆送期間となる。
1)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から正送ピーク値設定信号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送給速度設定信号Frを出力する。
2)続いて、正送ピーク期間Tsp中は、上記の正送ピーク値Wspを維持する送給速度設定信号Frを出力する。
3)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送給速度設定信号Frを出力する。
4)続いて、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から逆送ピーク値設定信号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送給速度設定信号Frを出力する。
5)続いて、逆送ピーク期間Trp中は、上記の逆送ピーク値Wrpを維持する送給速度設定信号Frを出力する。
6)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)に変化した時点において、逆送期間設定信号Trrの値から逆送期間測定信号Mtrの値を減算して逆送減速期間設定信号Trdrを算出して出力する。そして、この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中は上記の逆送ピーク値Wrpから0まで直線状に減速する送給速度設定信号Frを出力する。この動作により、短絡期間が変動しても、逆送期間Trは、常に逆送期間設定信号Trrの値と等しくなる。
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送給速度設定信号Frが生成される。
The feed rate setting circuit FR includes the forward feed acceleration period setting signal Tsur, the forward feed deceleration period setting signal Tsdr, the reverse feed acceleration period setting signal Trur, the forward feed peak value setting signal Wsr, and the above. The feed rate pattern generated by the following processing is fed by inputting the reverse feed peak value setting signal Wrr, the short circuit determination signal Sd, the reverse feed period setting signal Trr, and the reverse feed period measurement signal Mtr. It is output as the speed setting signal Fr, and the calculated reverse feed / deceleration period setting signal Trdr is output. When the feed rate setting signal Fr is a positive value, it is a normal feed period, and when it is a negative value, it is a reverse feed period.
1) Positive feed rate setting signal Fr that accelerates linearly from 0 to the positive normal feed peak value Wsp determined by the normal feed peak value setting signal Wsr during the normal feed acceleration period Tsur, which is determined by the forward feed acceleration period setting signal Tsur. Is output.
2) Subsequently, during the normal feed peak period Tsp, the feed rate setting signal Fr that maintains the above normal feed peak value Wsp is output.
3) When the short-circuit discrimination signal Sd changes from the Low level (arc period) to the High level (short-circuit period), it shifts to the forward deceleration period Tsd determined by the forward deceleration period setting signal Tsdr, and from the above normal feed peak value Wsp. The feed rate setting signal Fr that decelerates linearly to 0 is output.
4) Subsequently, during the reverse feed acceleration period Tru determined by the reverse feed acceleration period setting signal Trur, the feed rate accelerates linearly from 0 to the negative reverse feed peak value Wrp determined by the reverse feed peak value setting signal Wrr. The setting signal Fr is output.
5) Subsequently, during the reverse feed peak period Trp, the feed rate setting signal Fr that maintains the above reverse feed peak value Wrp is output.
6) When the short-circuit discrimination signal Sd changes from the High level (short-circuit period) to the Low level (arc period), the value of the reverse-feed period measurement signal Mtr is subtracted from the value of the reverse-feed period setting signal Trr to reduce the reverse-feed. The period setting signal Trdr is calculated and output. Then, during the reverse feed deceleration period Trd determined by the reverse feed deceleration period setting signal Trd, the feed rate setting signal Fr that linearly decelerates from the above reverse feed peak value Wrp to 0 is output. By this operation, even if the short-circuit period fluctuates, the reverse feed period Tr is always equal to the value of the reverse feed period setting signal Trr.
7) By repeating the above 1) to 6), a feed rate setting signal Fr of a feed pattern that changes in a positive or negative trapezoidal wave shape is generated.

送給制御回路FCは、上記の送給速度設定信号Frを入力として、送給速度設定信号Frの値に相当する送給速度Fw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に出力する。 The feed control circuit FC receives the feed speed setting signal Fr as an input, and feeds the weld wire 1 at the feed rate Fw corresponding to the value of the feed rate setting signal Fr. Output to the above feed motor WM.

減流抵抗器Rは、上記のリアクトルWLと溶接トーチ4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。この減流抵抗器Rが通電路に挿入されると、リアクトルWL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。 The current reduction resistor R is inserted between the reactor WL and the welding torch 4. The value of the current reduction resistor R is set to a value (about 0.5 to 3Ω) that is 10 times or more larger than the short-circuit load (about 0.01 to 0.03Ω). When the current-reducing resistor R is inserted into the current-carrying path, the energy stored in the reactor WL and the reactor of the external cable is suddenly discharged.

トランジスタTRは、上記の減流抵抗器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。 The transistor TR is connected in parallel with the current-reducing resistor R described above, and is controlled on or off according to a drive signal Dr described later.

くびれ検出回路NDは、上記の短絡判別信号Sd、上記の電圧検出信号Vd及び上記の電流検出信号Idを入力として、短絡判別信号SdがHighレベル(短絡期間)であるときの電圧検出信号Vdの電圧上昇値が基準値に達した時点でくびれの形成状態が基準状態になったと判別してHighレベルとなり、短絡判別信号SdがLowレベル(アーク期間)に変化した時点でLowレベルになるくびれ検出信号Ndを出力する。また、短絡期間中の電圧検出信号Vdの微分値がそれに対応した基準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、電圧検出信号Vdの値を電流検出信号Id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基準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。 The constriction detection circuit ND receives the above-mentioned short-circuit discrimination signal Sd, the above-mentioned voltage detection signal Vd, and the above-mentioned current detection signal Id as inputs, and is a voltage detection signal Vd when the short-circuit discrimination signal Sd is at the High level (short-circuit period). When the voltage rise value reaches the reference value, it is determined that the constriction formation state has reached the reference state and becomes the High level, and when the short-circuit discrimination signal Sd changes to the Low level (arc period), the constriction detection becomes the Low level. The signal Nd is output. Further, the constriction detection signal Nd may be changed to the High level when the differential value of the voltage detection signal Vd during the short-circuit period reaches the corresponding reference value. Further, the value of the voltage detection signal Vd is divided by the value of the current detection signal Id to calculate the resistance value of the droplet, and when the differential value of this resistance value reaches the corresponding reference value, the constriction detection signal Nd is obtained. It may be changed to a high level.

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及び上記の電流検出信号Idを入力として、Id<IlrのときはHighレベルになり、Id≧IlrのときはLowレベルになる電流比較信号Cmを出力する。 The low level current setting circuit ILR outputs a predetermined low level current setting signal Ilr. The current comparison circuit CM receives the low-level current setting signal Ilr and the above-mentioned current detection signal Id as inputs, and outputs a current comparison signal Cm that becomes High level when Id <Ilr and Low level when Id ≧ Ilr. Output.

駆動回路DRは、上記の電流比較信号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溶接電流Iwは急減する。そして、急減した溶接電流Iw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。 The drive circuit DR receives the above-mentioned current comparison signal Cm and the above-mentioned constriction detection signal Nd as inputs, and changes to the Low level when the constriction detection signal Nd changes to the High level, and then changes to the Low level when the current comparison signal Cm changes to the High level. The drive signal Dr that changes to the High level is output to the base terminal of the above-mentioned transistor TR. Therefore, when the constriction is detected, the drive signal Dr becomes Low level, the transistor TR is turned off, and the current reduction resistor R is inserted in the current path, so that the welding current Iw that energizes the short-circuit load drops sharply. .. Then, when the value of the suddenly reduced welding current Iw decreases to the value of the low level current setting signal Ilr, the drive signal Dr becomes the High level and the transistor TR is turned on, so that the current reduction resistor R is short-circuited and normally. Return to the state of.

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Lowレベル(アーク期間)のときは、低レベル電流設定信号Ilrとなる電流制御設定信号Icrを出力する。
2)短絡判別信号SdがHighレベル(短絡期間)に変化すると、予め定めた初期期間中は予め定めた初期電流設定値となり、その後は予め定めた短絡時傾斜で予め定めた短絡時ピーク設定値まで上昇してその値を維持する電流制御設定信号Icrを出力する。
3)その後に、くびれ検出信号NdがHighレベルに変化すると、低レベル電流設定信号Ilrの値となる電流制御設定信号Icrを出力する。
The current control setting circuit ICR receives the above-mentioned short-circuit discrimination signal Sd, the above-mentioned low-level current setting signal Ilr, and the above-mentioned constriction detection signal Nd as inputs, performs the following processing, and outputs the current control setting signal Icr.
1) When the short-circuit discrimination signal Sd is at the Low level (arc period), the current control setting signal Icr, which is the low level current setting signal Ilr, is output.
2) When the short-circuit discrimination signal Sd changes to the High level (short-circuit period), the initial current set value becomes a predetermined value during the predetermined initial period, and then the short-circuit peak set value predetermined with the predetermined short-circuit slope. The current control setting signal Icr that rises to and maintains that value is output.
3) After that, when the constriction detection signal Nd changes to the High level, the current control setting signal Icr, which is the value of the low level current setting signal Ilr, is output.

電流誤差増幅回路EIは、上記の電流制御設定信号Icr及び上記の電流検出信号Idを入力として、電流制御設定信号Icr(+)と電流検出信号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 error amplifier circuit EI uses the above-mentioned current control setting signal Icr and the above-mentioned current detection signal Id as inputs, and amplifies the error between the current control setting signal Icr (+) and the current detection signal Id (-) to obtain a current. The error amplification signal Ei is output.

電流降下時間設定回路TDRは、上記の平均送給速度設定信号Farを入力とする予め定めた電流降下時間算出関数によって電流降下時間Tdを算出して、電流降下時間設定信号Tdrを出力する。電流降下時間算出関数は、例えばTd(ms)=0.5×Far(m/min)+4である。Far=0~10m/minの範囲で設定される場合、Td=4~9msの範囲で変化することになる。電流降下時間算出関数は、溶接ワイヤの直径及び材質に対応して、実験によって適正値に設定される。 The current drop time setting circuit TDR calculates the current drop time Td by a predetermined current drop time calculation function that inputs the above average feed rate setting signal Far, and outputs the current drop time setting signal Tdr. The current drop time calculation function is, for example, Td (ms) = 0.5 × Far (m / min) + 4. When Far = 0 to 10 m / min is set, it changes in the range of Td = 4 to 9 ms. The current drop time calculation function is experimentally set to an appropriate value according to the diameter and material of the weld wire.

小電流期間回路STDは、上記の短絡判別信号Sd及び上記の電流降下時間設定信号Tdrを入力として、短絡判別信号SdがLowレベル(アーク期間)に変化した時点から電流降下時間設定信号Tdrによって定まる電流降下時間Tdが経過した時点でHighレベルになり、その後に短絡判別信号SdがHighレベル(短絡期間)になるとLowレベルになる小電流期間信号Stdを出力する。 The small current period circuit STD receives the above-mentioned short-circuit discrimination signal Sd and the above-mentioned current drop time setting signal Tdr as inputs, and is determined by the current drop time setting signal Tdr from the time when the short-circuit discrimination signal Sd changes to the Low level (arc period). When the current drop time Td elapses, the high level is reached, and then when the short circuit discrimination signal Sd reaches the high level (short circuit period), the low level signal Std is output.

遅延時間設定回路TCRは、上記の逆送減速期間設定信号Trdrを入力として、この値に予め定めた係数を乗じて遅延時間設定信号Tcrを出力する。係数は、例えば0.8である。したがって、遅延時間設定信号Tcrの値は、逆送減速期間設定信号Trdrの値に比例して変化する。 The delay time setting circuit TCR takes the above-mentioned reverse feed deceleration period setting signal Trdr as an input, multiplies this value by a predetermined coefficient, and outputs the delay time setting signal Tcr. The coefficient is, for example, 0.8. Therefore, the value of the delay time setting signal Tcr changes in proportion to the value of the reverse feed deceleration period setting signal Trdr.

電源特性切換回路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、上記の短絡判別信号Sd、上記の遅延時間設定信号Tcr及び上記の小電流期間信号Stdを入力として、以下の処理を行い、誤差増幅信号Eaを出力する。
1)短絡判別信号SdがHighレベル(短絡期間)に変化した時点から、短絡判別信号SdがLowレベル(アーク期間)に変化して遅延時間設定信号Tcrによって定まる遅延時間Tcが経過した時点までの期間中は、電流誤差増幅信号Eiを誤差増幅信号Eaとして出力する。
2)その後のアーク期間中は、電圧誤差増幅信号Evを誤差増幅信号Eaとして出力する。
3)その後のアーク期間中に小電流期間信号StdがHighレベルとなる期間中は、電流誤差増幅信号Eiを誤差増幅信号Eaとして出力する。
この回路によって、溶接電源の特性は、短絡期間、遅延期間及び小電流期間中は定電流特性となり、それ以外のアーク期間中は定電圧特性となる。
The power supply characteristic switching circuit SW receives the above-mentioned current error amplification signal Ei, the above-mentioned voltage error amplification signal Ev, the above-mentioned short-circuit discrimination signal Sd, the above-mentioned delay time setting signal Tcr, and the above-mentioned small current period signal Std as inputs. Is performed, and the error amplification signal Ea is output.
1) From the time when the short-circuit discrimination signal Sd changes to the High level (short-circuit period) to the time when the short-circuit discrimination signal Sd changes to the Low level (arc period) and the delay time Tc determined by the delay time setting signal Tcr elapses. During the period, the current error amplification signal Ei is output as the error amplification signal Ea.
2) During the subsequent arc period, the voltage error amplification signal Ev is output as the error amplification signal Ea.
3) During the period when the small current period signal Std becomes the High level during the subsequent arc period, the current error amplification signal Ei is output as the error amplification signal Ea.
By this circuit, the characteristics of the welding power supply become the constant current characteristic during the short circuit period, the delay period and the small current period, and become the constant voltage characteristic during the other arc period.

図2は、本発明の実施の形態1に係るアーク溶接制御方法を示す図1の溶接電源における各信号のタイミングチャートである。同図(A)は送給速度Fwの時間変化を示し、同図(B)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(C)は溶接電圧Vwの時間変化を示し、同図(D)は短絡判別信号Sdの時間変化を示し、同図(E)は小電流期間信号Stdの時間変化を示す。以下、同図を参照して各信号の動作について説明する。 FIG. 2 is a timing chart of each signal in the welding power supply of FIG. 1 showing an arc welding control method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3A shows a time change of the feed rate Fw, FIG. 2B shows a time change of the welding current Iw, FIG. 3C shows a time change of the welding voltage Vw, and FIG. ) Indicates the time change of the short-circuit discrimination signal Sd, and FIG. 3 (E) shows the time change of the small current period signal Std. Hereinafter, the operation of each signal will be described with reference to the figure.

同図(A)に示す送給速度Fwは、図1の送給速度設定回路FRから出力される送給速度設定信号Frの値に制御される。送給速度Fwは、図1の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、短絡が発生するまで継続する正送ピーク期間Tsp、図1の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、図1の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、アークが発生するまで継続する逆送ピーク期間Trp及び逆送期間Trが図1の逆送期間設定信号Trrの値となるように自動調整される逆送減速期間Trdから形成される。さらに、正送ピーク値Wspは図1の正送ピーク値設定信号Wsrによって平均送給速度設定信号Farに応じた値として定まり、逆送ピーク値Wrpは図1の逆送ピーク値設定信号Wrrによって平均送給速度設定信号Farに応じた値として定まる。この結果、送給速度設定信号Frは、正負の略台形波波状に変化する送給パターンとなる。 The feed rate Fw shown in FIG. 1A is controlled by the value of the feed rate setting signal Fr output from the feed rate setting circuit FR of FIG. The feed rate Fw is determined by the normal feed acceleration period Tsu determined by the normal feed acceleration period setting signal Tsur in FIG. 1, the normal feed peak period Tsp that continues until a short circuit occurs, and the positive feed deceleration period setting signal Tsdr in FIG. The feed deceleration period Tsd, the reverse feed acceleration period Tru determined by the reverse feed acceleration period setting signal Tru, the reverse feed peak period Trp and the reverse feed period Tr that continue until an arc is generated are the reverse feed period setting signals Trr in FIG. It is formed from the reverse feed deceleration period Trd that is automatically adjusted to the value of. Further, the normal feed peak value Wsp is determined by the normal feed peak value setting signal Wsr in FIG. 1 as a value corresponding to the average feed rate setting signal Far, and the reverse feed peak value Wrp is determined by the reverse feed peak value setting signal Wrr in FIG. It is determined as a value according to the average feed rate setting signal Far. As a result, the feed rate setting signal Fr becomes a feed pattern that changes in a substantially trapezoidal wave shape of positive and negative.

[時刻t1~t4の短絡期間の動作]
正送ピーク期間Tsp中の時刻t1において短絡が発生すると、同図(C)に示すように、溶接電圧Vwは数Vの短絡電圧値に急減するので、同図(D)に示すように、短絡判別信号SdがHighレベル(短絡期間)に変化する。これに応動して、時刻t1~t2の予め定めた正送減速期間Tsdに移行し、同図(A)に示すように、送給速度Fwは上記の正送ピーク値Wspから0まで減速する。例えば、正送減速期間Tsd=1msに設定される。
[Operation during short-circuit period from time t1 to t4]
When a short circuit occurs at time t1 during the normal feed peak period Tsp, the welding voltage Vw drops sharply to a short circuit voltage value of several V as shown in FIG. The short-circuit discrimination signal Sd changes to the High level (short-circuit period). In response to this, the feed rate shifts to the predetermined normal feed deceleration period Tsd at times t1 to t2, and as shown in FIG. .. For example, the forward deceleration period Tsd = 1 ms is set.

同図(A)に示すように、送給速度Fwは時刻t2~t3の予め定めた逆送加速期間Truに入り、0から上記の逆送ピーク値Wrpまで加速する。この期間中は短絡期間が継続している。例えば、逆送加速期間Tru=1msに設定される。 As shown in FIG. 3A, the feed rate Fw enters the predetermined reverse feed acceleration period Tru at times t2 to t3, and accelerates from 0 to the above-mentioned reverse feed peak value Wrp. During this period, the short circuit period continues. For example, the reverse feed acceleration period Tru = 1 ms is set.

時刻t3において逆送加速期間Truが終了すると、同図(A)に示すように、送給速度Fwは逆送ピーク期間Trpに入り、上記の逆送ピーク値Wrpになる。逆送ピーク期間Trpは、時刻t4にアークが発生するまで継続する。したがって、時刻t1~t4の期間が短絡期間となる。逆送ピーク期間Trpは所定値ではないが、2ms程度となる。また、逆送ピーク値Wrpは平均送給速度設定信号Farによって変化するが、-30~-50m/min程度に設定される。 When the reverse feed acceleration period Tru ends at time t3, the feed rate Fw enters the reverse feed peak period Trp and becomes the above-mentioned reverse feed peak value Wrp, as shown in FIG. The reverse peak period Trp continues until an arc is generated at time t4. Therefore, the period from time t1 to t4 is the short circuit period. The reverse peak period Trp is not a predetermined value, but it is about 2 ms. Further, the reverse feed peak value Wrp changes depending on the average feed rate setting signal Far, but is set to about -30 to -50 m / min.

同図(B)に示すように、時刻t1~t4の短絡期間中の溶接電流Iwは、予め定めた初期期間中は予め定めた初期電流値となる。その後、溶接電流Iwは、予め定めた短絡時傾斜で上昇し、予め定めた短絡時ピーク値に達するとその値を維持する。 As shown in FIG. 3B, the welding current Iw during the short-circuit period from time t1 to t4 has a predetermined initial current value during the predetermined initial period. After that, the welding current Iw increases with a predetermined short-circuit slope, and maintains that value when the predetermined short-circuit peak value is reached.

同図(C)に示すように、溶接電圧Vwは、溶接電流Iwが短絡時ピーク値となるあたりから上昇する。これは、溶接ワイヤ1の逆送及び溶接電流Iwによるピンチ力の作用により、溶接ワイヤ1の先端の溶滴にくびれが次第に形成されるためである。 As shown in FIG. 6C, the welding voltage Vw rises from the point where the welding current Iw reaches the peak value at the time of short circuit. This is because the back feed of the welding wire 1 and the action of the pinch force due to the welding current Iw gradually form a constriction in the droplets at the tip of the welding wire 1.

その後に溶接電圧Vwの電圧上昇値が基準値に達すると、くびれの形成状態が基準状態になったと判別して、図1のくびれ検出信号NdはHighレベルに変化する。 After that, when the voltage rise value of the welding voltage Vw reaches the reference value, it is determined that the constriction formation state has reached the reference state, and the constriction detection signal Nd in FIG. 1 changes to the High level.

くびれ検出信号NdがHighレベルになったことに応動して、図1の駆動信号DrはLowレベルになるので、図1のトランジスタTRはオフ状態となり図1の減流抵抗器Rが通電路に挿入される。同時に、図1の電流制御設定信号Icrが低レベル電流設定信号Ilrの値に小さくなる。このために、同図(B)に示すように、溶接電流Iwは短絡時ピーク値から低レベル電流値へと急減する。そして、溶接電流Iwが低レベル電流値まで減少すると、駆動信号DrはHighレベルに戻るので、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(B)に示すように、溶接電流Iw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、アーク再発生から図1の遅延時間設定信号Tcrによって定まる遅延時間Tcが経過するまでは低レベル電流値を維持する。したがって、トランジスタTRは、くびれ検出信号NdがHighレベルに変化した時点から溶接電流Iwが低レベル電流値に減少するまでの期間のみオフ状態となる。同図(C)に示すように、溶接電圧Vwは、溶接電流Iwが小さくなるので一旦減少した後に急上昇する。上述した各パラメータは、例えば以下の値に設定される。初期電流=40A、初期期間=0.5ms、短絡時傾斜=180A/ms、短絡時ピーク値=400A、低レベル電流値=50A。 In response to the constriction detection signal Nd reaching the High level, the drive signal Dr in FIG. 1 becomes the Low level, so that the transistor TR in FIG. Will be inserted. At the same time, the current control setting signal Icr in FIG. 1 becomes smaller than the value of the low level current setting signal Ilr. Therefore, as shown in FIG. 3B, the welding current Iw sharply decreases from the peak value at the time of short circuit to the low level current value. Then, when the welding current Iw decreases to a low level current value, the drive signal Dr returns to the high level, so that the transistor TR is turned on and the current reduction resistor R is short-circuited. As shown in FIG. 3B, in the welding current Iw, since the current control setting signal Icr remains the low level current setting signal Ilr, the delay time Tc determined by the delay time setting signal Tcr of FIG. 1 from the arc re-occurrence. Maintains a low level current value until. Therefore, the transistor TR is turned off only during the period from the time when the constriction detection signal Nd changes to the High level until the welding current Iw decreases to the low level current value. As shown in FIG. 3C, the welding voltage Vw decreases once and then rises sharply because the welding current Iw becomes small. Each of the above-mentioned parameters is set to the following values, for example. Initial current = 40A, initial period = 0.5ms, short-circuit slope = 180A / ms, short-circuit peak value = 400A, low-level current value = 50A.

[時刻t4~t7のアーク期間の動作]
時刻t4において、溶接ワイヤの逆送及び溶接電流Iwの通電によるピンチ力によってくびれが進行してアークが発生すると、同図(C)に示すように、溶接電圧Vwは数十Vのアーク電圧値に急増するので、図(D)に示すように、短絡判別信号SdがLowレベル(アーク期間)に変化する。図1の逆送期間測定回路MTRは、送給速度Fwが正の値から負の値へと変化する時刻t2からの経過時間を逆送期間測定信号Mtrとして出力している。すなわち、逆送期間測定信号Mtrは、逆送期間の時間長さを測定している。時刻t4における逆送期間測定信号Mtr=Mtr4であったとする。このときに、時刻t4において、図1の逆送期間設定信号Trrの値から上記のMtr4を減算して逆送減速期間Trdを算出する。そして、時刻t4~t5の算出された逆送減速期間Trdに移行し、同図(A)に示すように、送給速度Fwは上記の逆送ピーク値Wrpから0まで減速する。例えば、逆送減速期間Trdは、0.5から2ms程度の範囲で変化する。
[Operation during the arc period from time t4 to t7]
At time t4, when the constriction progresses and an arc is generated due to the pinch force due to the reverse feed of the welding wire and the energization of the welding current Iw, the welding voltage Vw is an arc voltage value of several tens of V as shown in FIG. As shown in FIG. (D), the short-circuit discrimination signal Sd changes to the Low level (arc period). The reverse feed period measurement circuit MTR of FIG. 1 outputs the elapsed time from the time t2 when the feed rate Fw changes from a positive value to a negative value as a reverse feed period measurement signal Mtr. That is, the reverse feed period measurement signal Mtr measures the time length of the reverse feed period. It is assumed that the reverse feed period measurement signal Mtr = Mtr4 at time t4. At this time, at time t4, the reverse feed deceleration period Trd is calculated by subtracting the above Mtr4 from the value of the reverse feed period setting signal Trr in FIG. Then, the process shifts to the calculated reverse feed deceleration period Trd from time t4 to t5, and the feed rate Fw decelerates from the above reverse feed peak value Wrp to 0 as shown in FIG. For example, the reverse feed deceleration period Trd changes in the range of about 0.5 to 2 ms.

時刻t5において逆送減速期間Trdが終了すると、時刻t5~t6の予め定めた正送加速期間Tsuに移行する。この正送加速期間Tsu中は、同図(A)に示すように、送給速度Fwは0から上記の正送ピーク値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。例えば、正送加速期間Tsu=1msに設定される。 When the reverse feed deceleration period Trd ends at time t5, the process shifts to the predetermined forward feed acceleration period Tsu from time t5 to t6. During this normal feed acceleration period Tsu, the feed rate Fw accelerates from 0 to the above normal feed peak value Wsp, as shown in FIG. The arc period continues during this period. For example, the forward acceleration period Tsu = 1 ms is set.

時刻t6において正送加速期間Tsuが終了すると、同図(A)に示すように、送給速度Fwは正送ピーク期間Tspに入り、上記の正送ピーク値Wspになる。この期間中もアーク期間が継続している。正送ピーク期間Tspは、時刻t7に短絡が発生するまで継続する。したがって、時刻t4~t7の期間がアーク期間となる。そして、短絡が発生すると、時刻t1の動作に戻る。正送ピーク期間Tspは所定値ではないが、4ms程度となる。また、正送ピーク値Wspは平均送給速度設定信号Farによって変化するが、30~50m/min程度に設定される。 When the normal feed acceleration period Tsu ends at time t6, the feed rate Fw enters the normal feed peak period Tsp and becomes the above normal feed peak value Wsp, as shown in FIG. The arc period continues during this period. The forward peak period Tsp continues until a short circuit occurs at time t7. Therefore, the period from time t4 to t7 is the arc period. Then, when a short circuit occurs, the operation returns to the operation at time t1. The forward peak period Tsp is not a predetermined value, but it is about 4 ms. Further, the normal feed peak value Wsp varies depending on the average feed rate setting signal Far, but is set to about 30 to 50 m / min.

時刻t4においてアークが発生すると、同図(C)に示すように、溶接電圧Vwは数十Vのアーク電圧値に急増する。他方、同図(B)に示すように、溶接電流Iwは、時刻t4から図1の遅延時間設定信号Tcrによって定まる遅延時間Tcの間は低レベル電流値を継続する。遅延時間Tcは、逆送減速期間Trdと比例関係にあるので、逆送減速期間Trdが変化しても自動的に適正値に設定される。これは、逆送減速期間Trd中の電流値を小さくすることで、溶接ワイヤ1の溶融を抑制するためである。このようにすると、逆送減速期間Trdが終了した時点におけるアーク長を逆送の送給速度Fwによって精密に制御することができる。この結果、アーク発生状態を安定化し、かつ、アーク期間を正確に調整することができる。 When an arc is generated at time t4, the welding voltage Vw rapidly increases to an arc voltage value of several tens of V, as shown in FIG. On the other hand, as shown in FIG. 3B, the welding current Iw continues to have a low level current value during the delay time Tc determined by the delay time setting signal Tcr of FIG. 1 from the time t4. Since the delay time Tc is proportional to the reverse feed deceleration period Trd, it is automatically set to an appropriate value even if the reverse feed deceleration period Trd changes. This is because the melting of the welding wire 1 is suppressed by reducing the current value during the reverse feed deceleration period Trd. In this way, the arc length at the end of the reverse feed deceleration period Trd can be precisely controlled by the reverse feed feed rate Fw. As a result, the arc generation state can be stabilized and the arc period can be adjusted accurately.

その後、溶接電流Iwは増加して高電流値となる。この高電流値となるアーク期間中は、図1の電圧誤差増幅信号Evによって溶接電源のフィードバック制御が行われるので、定電圧特性となる。 After that, the welding current Iw increases to a high current value. During the arc period in which the high current value is obtained, the feedback control of the welding power supply is performed by the voltage error amplification signal Ev in FIG. 1, so that the constant voltage characteristic is obtained.

時刻t4にアークが発生してから、図1の電流降下時間設定信号Tdrによって定まる電流降下時間Tdが経過する時刻t61において、同図(E)に示すように、小電流期間信号StdがHighレベルに変化する。これに応動して、溶接電源は定電圧特性から定電流特性に切り換えられる。このために、同図(B)に示すように、溶接電流Iwは低レベル電流値に低下し、短絡が発生する時刻t7までその値を維持する。同様に、同図(C)に示すように、溶接電圧Vwも低下する。小電流期間信号Stdは、時刻t7に短絡が発生するとLowレベルに戻る。 At time t61, when the current drop time Td determined by the current drop time setting signal Tdr in FIG. 1 elapses after the arc is generated at time t4, as shown in FIG. Changes to. In response to this, the welding power supply is switched from the constant voltage characteristic to the constant current characteristic. Therefore, as shown in FIG. 6B, the welding current Iw drops to a low level current value and maintains that value until the time t7 when the short circuit occurs. Similarly, as shown in FIG. 6C, the welding voltage Vw also decreases. The small current period signal Std returns to the Low level when a short circuit occurs at time t7.

電流降下時間Tdは平均送給速度設定信号Farに応じた値となる。電流降下時間Tdは、溶接電流Iwが小電流値となるタイミング (小電流期間信号StdがHighレベルとなる時刻t61)が短絡が発生する時刻t7よりも0.5~1ms程度前のタイミングになることが望ましい。この結果、時刻t61のタイミングは正送ピーク期間Tsp中となる。電流降下時間Tdが短すぎると、小電流値の期間t61~t7が長くなり、アーク状態が不安定になる。逆に、電流降下時間Tdが長すぎると、短絡が発生しても小電流値になっていないので、スパッタが増加することになる。すなわち、電流降下時間Tdが溶接条件に応じて適正値に設定されることが重要である。 The current drop time Td is a value corresponding to the average feed rate setting signal Far. The current drop time Td is about 0.5 to 1 ms before the time t7 when the short circuit occurs at the timing when the welding current Iw becomes a small current value (time t61 when the small current period signal Std becomes the High level). Is desirable. As a result, the timing at time t61 is during the forward peak period Tsp. If the current drop time Td is too short, the period t61 to t7 of the small current value becomes long, and the arc state becomes unstable. On the contrary, if the current drop time Td is too long, the current value is not small even if a short circuit occurs, so that the sputtering increases. That is, it is important that the current drop time Td is set to an appropriate value according to the welding conditions.

以下、上述した実施の形態1の作用効果について説明する。実施の形態1によれば、短絡期間の時間長さに応じて逆送減速期間の時間長さを制御する。これにより、以下の作用効果を奏する。
(1)外乱によって短絡期間が変動して長くなると、逆送減速期間は短くなるように制御される。逆送減速期間中は、アーク発生状態において溶接ワイヤを逆送によって引き上げている状態となる。このときに、逆送減速期間を短くすると、引き上げ距離が短くなるので、アーク長が短い状態で正送期間に入ることになる。この結果、次の短絡が早く発生してアーク期間が短くなる。このために、短絡期間とアーク期間の繰り返し周期が安定化し、溶接状態の変動が抑制される。
(2)他方、外乱によって短絡期間が変動して短くなると、逆送減速期間は長くなるように制御される。逆送減速期間中は、アーク発生状態において溶接ワイヤを逆送によって引き上げている状態となる。このときに、逆送減速期間を長くすると、引き上げ距離が長くなるので、アーク長が長い状態で正送期間に入ることになる。この結果、次の短絡が遅く発生してアーク期間が長くなる。このために、短絡期間とアーク期間の繰り返し周期が安定化し、溶接状態の変動が抑制される。
Hereinafter, the action and effect of the first embodiment described above will be described. According to the first embodiment, the time length of the reverse feed deceleration period is controlled according to the time length of the short circuit period. As a result, the following effects are obtained.
(1) When the short-circuit period fluctuates and becomes long due to disturbance, the reverse feed deceleration period is controlled to be short. During the reverse feed deceleration period, the weld wire is pulled up by reverse feed in the arc generation state. At this time, if the reverse feed deceleration period is shortened, the pull-up distance is shortened, so that the normal feed period is entered with the arc length short. As a result, the next short circuit occurs earlier and the arc period becomes shorter. Therefore, the repetition period of the short circuit period and the arc period is stabilized, and the fluctuation of the welding state is suppressed.
(2) On the other hand, when the short-circuit period fluctuates and becomes shorter due to disturbance, the reverse feed deceleration period is controlled to become longer. During the reverse feed deceleration period, the weld wire is pulled up by reverse feed in the arc generation state. At this time, if the reverse feed deceleration period is lengthened, the pulling distance becomes long, so that the normal feed period is entered with the arc length long. As a result, the next short circuit occurs late and the arc period becomes long. Therefore, the repetition period of the short circuit period and the arc period is stabilized, and the fluctuation of the welding state is suppressed.

さらに、実施の形態1においては、逆送減速期間の時間長さの制御は、逆送期間が所定値になるように行う。この場合も、短絡期間が長くなると、逆送減速期間は短くなる。短絡期間が短くなると、逆送減速期間は長くなる。これにより、上述した作用効果を奏する。また、このようにすると、逆送減速期間の制御が簡素となるので、制御系の安定性が向上する。 Further, in the first embodiment, the time length of the reverse feed deceleration period is controlled so that the reverse feed period becomes a predetermined value. In this case as well, the longer the short-circuit period, the shorter the reverse feed deceleration period. The shorter the short circuit period, the longer the reverse feed deceleration period. As a result, the above-mentioned action and effect are obtained. Further, in this way, the control of the reverse feed deceleration period is simplified, and the stability of the control system is improved.

さらに、実施の形態1においては、アーク期間に移行した時点から遅延時間が経過した後に溶接電流を増加させ、遅延時間は逆送減速期間の時間長さに応じて変化する。このようにすると、遅延時間は、逆送減速期間が変化しても自動的に適正値に設定される。このために、逆送減速期間中の電流値を小さくすることで、溶接ワイヤの溶融を抑制してアーク長を精密に制御することができる。この結果、アーク発生状態を安定化し、かつ、アーク期間を正確に調整することができる。 Further, in the first embodiment, the welding current is increased after the delay time elapses from the time when the arc period is entered, and the delay time changes according to the time length of the reverse feed deceleration period. In this way, the delay time is automatically set to an appropriate value even if the reverse feed deceleration period changes. Therefore, by reducing the current value during the reverse feed deceleration period, it is possible to suppress the melting of the weld wire and precisely control the arc length. As a result, the arc generation state can be stabilized and the arc period can be adjusted accurately.

[実施の形態2]
実施の形態2の発明は、実施の形態1に追加して、アーク期間の時間長さに応じて正送加速期間の時間長さを制御するものである。
[Embodiment 2]
In the invention of the second embodiment, in addition to the first embodiment, the time length of the forward acceleration period is controlled according to the time length of the arc period.

図3は、本発明の実施の形態2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。同図は、上述した図1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1に正送ピーク期間測定回路MTSP及び正送期間設定回路TSRを追加し、図1の正送加速期間設定回路TSURを第2正送加速期間設定回路TSUR2ニ置換したものである。以下、これらのブロックについて同図を参照して説明する。 FIG. 3 is a block diagram of a welding power source for carrying out the arc welding control method according to the second embodiment of the present invention. This figure corresponds to FIG. 1 described above, and the same blocks are designated by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated. In the figure, the normal feed peak period measurement circuit MTSP and the normal feed period setting circuit TSR are added to FIG. 1, and the normal feed acceleration period setting circuit TUR in FIG. 1 is replaced with the second forward feed acceleration period setting circuit TUR2. be. Hereinafter, these blocks will be described with reference to the same figure.

正送期間設定回路TSRは、予め定めた正送期間設定信号Tsrを出力する。 The normal feed period setting circuit TSR outputs a predetermined normal feed period setting signal Tsr.

正送ピーク期間測定回路MTSPは、上記の正送ピーク値設定信号Wsr及び上記の送給速度設定信号Frを入力として、送給速度設定信号Fr=Wsrとなる正送ピーク期間の時間長さを測定して正送ピーク期間測定信号Mtspを出力する。 The normal feed peak period measurement circuit MTSP receives the above-mentioned normal feed peak value setting signal Wsr and the above-mentioned feed rate setting signal Fr as inputs, and determines the time length of the normal feed peak period in which the feed rate setting signal Fr = Wsr. It measures and outputs the normal feed peak period measurement signal Mtsp.

第2正送加速期間設定回路TSUR2は、上記の正送減速期間設定信号Tsdr、上記の正送期間設定信号Tsr及び上記の正送ピーク期間測定信号Mtspを入力として、正送加速期間設定信号Tsur=Tsr-Tsdr-Mtspを算出して出力する。この回路によって、正送期間の時間長さが正送期間設定信号Tsrの値と等しくなるように、正送加速期間の時間長さが制御される。 The second forward feed acceleration period setting circuit TUR2 receives the above-mentioned forward feed deceleration period setting signal Tsdr, the above-mentioned forward feed period setting signal Tsr, and the above-mentioned forward feed peak period measurement signal Mtsp as inputs, and the forward feed acceleration period setting signal Tsur2. = Tsr-Tsdr-Mtsp is calculated and output. By this circuit, the time length of the normal feed acceleration period is controlled so that the time length of the normal feed period becomes equal to the value of the normal feed period setting signal Tsr.

本発明の実施の形態2に係るアーク溶接制御方法を示す図3の溶接電源における各信号のタイミングチャートは、上述した図2と同一である。但し、図2の時刻t5~t6の正送加速期間Tsuの動作が異なっている。図3の正送ピーク期間測定回路MTSPは、正送ピーク期間Tspの時間長さを測定している。時刻t5において、正送期間測定信号Mtspの値は、前周期の正送ピーク期間Tspの時間長さとなっている。ここで、図3の正送期間設定信号Tsrの値から上記の正送ピーク期間測定信号Mtsp及び正送減速期間設定信号Tsdrを減算して正送加速期間設定信号Tsurを算出する。そして、時刻t5~t6の算出された正送加速期間Tsuに移行する。この正送加速期間Tsu中は、同図(A)に示すように、送給速度Fwは0から上記の正送ピーク値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。例えば、正送加速期間Tsuは、0.5から2ms程度の範囲で変化する。 The timing chart of each signal in the welding power supply of FIG. 3 showing the arc welding control method according to the second embodiment of the present invention is the same as that of FIG. 2 described above. However, the operation of the normal feed acceleration period Tsu at times t5 to t6 in FIG. 2 is different. The normal feed peak period measurement circuit MTSP of FIG. 3 measures the time length of the normal feed peak period Tsp. At time t5, the value of the normal feed period measurement signal Mtsp is the time length of the normal feed peak period Tsp in the previous cycle. Here, the normal feed acceleration period setting signal Tsur is calculated by subtracting the above-mentioned normal feed peak period measurement signal Mtsp and the normal feed deceleration period setting signal Tsdr from the value of the normal feed period setting signal Tsr in FIG. Then, the process shifts to the calculated forward acceleration period Tsu at times t5 to t6. During this normal feed acceleration period Tsu, the feed rate Fw accelerates from 0 to the above normal feed peak value Wsp, as shown in FIG. The arc period continues during this period. For example, the forward acceleration period Tsu varies in the range of about 0.5 to 2 ms.

以下、上述した実施の形態2の作用効果について説明する。実施の形態2によれば、実施の形態1に追加して、アーク期間の時間長さに応じて正送加速期間の時間長さを制御する。これにより、実施の形態1の効果に加えて、以下の作用効果を奏する。
(1)外乱によってアーク期間が変動して長くなると、次周期の正送加速期間は短くなるように制御される。正送加速期間中は、アーク発生状態において溶接ワイヤを正送しているので、アーク長が短くなる。このときに、正送加速期間を短くすると、アーク長が迅速に短くなるために、短絡が早く発生してアーク期間が短くなる。この結果、短絡期間とアーク期間の繰り返し周期が安定化し、溶接状態の変動が抑制される。
(2)他方、外乱によってアーク期間が変動して短くなると、次周期の正送加速期間は長くなるように制御される。正送加速期間を長くすると、アーク長が短くなるのに時間がかかり、短絡が遅く発生してアーク期間が長くなる。この結果、短絡期間とアーク期間の繰り返し周期が安定化し、溶接状態の変動が抑制される。
Hereinafter, the effects of the above-mentioned second embodiment will be described. According to the second embodiment, in addition to the first embodiment, the time length of the forward acceleration period is controlled according to the time length of the arc period. As a result, in addition to the effect of the first embodiment, the following effects are exhibited.
(1) When the arc period fluctuates and becomes longer due to disturbance, the forward acceleration period of the next cycle is controlled to be shorter. During the normal feed acceleration period, the weld wire is forward feed in the arc generation state, so that the arc length is shortened. At this time, if the forward acceleration period is shortened, the arc length is quickly shortened, so that a short circuit occurs earlier and the arc period is shortened. As a result, the repetition period of the short circuit period and the arc period is stabilized, and the fluctuation of the welding state is suppressed.
(2) On the other hand, when the arc period fluctuates and becomes shorter due to disturbance, the normal feed acceleration period of the next cycle is controlled to become longer. When the forward acceleration period is lengthened, it takes time for the arc length to be shortened, a short circuit occurs later, and the arc period becomes longer. As a result, the repetition period of the short circuit period and the arc period is stabilized, and the fluctuation of the welding state is suppressed.

さらに、実施の形態2においては、正送加速期間の時間長さの制御は、正送期間が所定値になるように行う。この場合も、アーク期間が長くなると、正送加速期間は短くなる。アーク期間が短くなると、正送加速期間は長くなる。これにより、上述した作用効果を奏する。また、このようにすると、正送加速期間の制御が簡素となるので、制御系の安定性が向上する。 Further, in the second embodiment, the time length of the normal feed acceleration period is controlled so that the normal feed period becomes a predetermined value. In this case as well, the longer the arc period, the shorter the forward acceleration period. The shorter the arc period, the longer the forward acceleration period. As a result, the above-mentioned action and effect are obtained. Further, in this way, the control of the forward acceleration period is simplified, and the stability of the control system is improved.

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
CM 電流比較回路
Cm 電流比較信号
DR 駆動回路
Dr 駆動信号
E 出力電圧
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
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
FR 送給速度設定回路
Fr 送給速度設定信号
Fw 送給速度
ICR 電流制御設定回路
Icr 電流制御設定信号
ID 電流検出回路
Id 電流検出信号
ILR 低レベル電流設定回路
Ilr 低レベル電流設定信号
Iw 溶接電流
MTR 逆送期間測定回路
Mtr 逆送期間測定信号
ND くびれ検出回路
Nd くびれ検出信号
MTSP 正送ピーク期間測定回路
Mtsp 正送ピーク期間測定信号
PM 電源主回路
R 減流抵抗器
SD 短絡判別回路
Sd 短絡判別信号
STD 小電流期間回路
Std 小電流期間信号
SW 電源特性切換回路
Tc 遅延時間
TCR 遅延時間設定回路
Tcr 遅延時間設定信号
Td 電流降下時間
TDR 電流降下時間設定回路
Tdr 電流降下時間設定信号
TR トランジスタ
Tr 逆送期間
Trd 逆送減速期間
Trdr 逆送減速期間設定信号
Trp 逆送ピーク期間
TRR 逆送期間設定回路
Trr 逆送期間設定信号
Tru 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 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 正送ピーク期間
TSR 正送期間設定回路
Tsr 正送期間設定信号
Tsu 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
TSUR2 第2正送加速期間設定回路
VD 電圧検出回路
Vd 電圧検出信号
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
Wrp 逆送ピーク値
WRR 逆送ピーク値設定回路
Wrr 逆送ピーク値設定信号
Wsp 正送ピーク値
WSR 正送ピーク値設定回路
Wsr 正送ピーク値設定信号
1 Welding wire 2 Base material 3 Arc 4 Welding torch 5 Feeding roll CM Current comparison circuit Cm Current comparison signal DR Drive circuit Dr Drive signal E Output voltage Ea Error amplification signal EI Current error amplification circuit Ei Current error amplification signal EV Voltage error amplification Circuit Ev Voltage error Amplification signal FAR Average feed rate setting circuit Far Average feed rate setting signal FC Feed control circuit Fc Feed control signal FR Feed speed setting circuit F Feed speed setting signal Fw Feed speed ICR Current control setting Circuit Icr Current control setting signal ID Current detection circuit Id Current detection signal ILR Low level current setting circuit Ilr Low level current setting signal Iw Welding current MTR Reverse feed period measurement circuit Mtr Reverse feed period measurement signal ND Constriction detection circuit Nd Constriction detection signal MTSP Positive peak period measurement circuit Mtsp Positive peak period measurement signal PM Power supply main circuit R Low current resistor SD Short circuit discrimination circuit Sd Short circuit discrimination signal STD Small current period circuit Std Small current period signal SW Power supply characteristic switching circuit Tc Delay time TCR delay Time setting circuit Tcr Delay time setting signal Td Current drop time TDR Current drop time setting circuit Tdr Current drop time setting signal TR Transistor Tr Reverse feed period Trd Reverse feed deceleration period Trdr Reverse feed deceleration period Setting signal Trp Reverse feed peak period TRR Back feed Period setting circuit Trr Reverse feed period setting signal Tru Reverse feed acceleration period TRUR Reverse feed acceleration period setting circuit Trur Reverse feed acceleration period setting signal Tsd Forward forward deceleration period TSDR Forward feed deceleration period setting circuit Tsdr Forward feed deceleration period setting signal Tsp Forward feed Peak period TSR Normal feed period setting circuit Tsr Normal feed period setting signal Tsu Normal feed acceleration period TUR Positive feed acceleration period setting circuit Tsur Positive feed acceleration period setting signal TUR2 Second normal feed acceleration period setting circuit VD Voltage detection circuit Vd Voltage detection signal VR voltage setting circuit Vr voltage setting signal Vw welding voltage WL reactor WM feed motor Wrp reverse feed peak value WRR reverse feed peak value setting circuit Wrr reverse feed peak value setting signal Wsp forward peak value WSR forward feed peak value setting circuit Wsr positive Feed peak value setting signal

Claims (4)

溶接ワイヤの送給を正送期間と逆送期間とに交互に切り換え、短絡期間とアーク期間とを繰り返し、前記逆送期間中にアークが発生すると前記正送期間に移行し、前記正送期間中に短絡が発生すると前記逆送期間に移行して溶接するアーク溶接制御方法において、
前記短絡期間の時間長さに応じて逆送減速期間の時間長さを制御し、
前記逆送減速期間の時間長さの制御は、前記逆送期間の時間長さが所定値になるように行う、
ことを特徴とするアーク溶接制御方法。
The feed of the welded wire is switched alternately between the normal feed period and the reverse feed period, the short circuit period and the arc period are repeated, and when an arc is generated during the reverse feed period, the process shifts to the normal feed period and the normal feed period. In the arc welding control method in which a short circuit occurs during the process, the process shifts to the reverse feed period and welding is performed.
The time length of the reverse feed deceleration period is controlled according to the time length of the short circuit period.
The time length of the reverse feed deceleration period is controlled so that the time length of the reverse feed period becomes a predetermined value.
An arc welding control method characterized by this.
前記アーク期間に移行した時点から遅延時間が経過した後に溶接電流を増加させ、前記遅延時間は前記逆送減速期間の時間長さに応じて変化する、
ことを特徴とする請求項1に記載のアーク溶接制御方法。
The welding current is increased after the delay time has elapsed from the time of transition to the arc period, and the delay time changes according to the time length of the reverse feed deceleration period.
The arc welding control method according to claim 1 .
前記アーク期間の時間長さに応じて正送加速期間の時間長さを制御する、
ことを特徴とする請求項1~2のいずれか1項に記載のアーク溶接制御方法。
The time length of the forward acceleration period is controlled according to the time length of the arc period.
The arc welding control method according to any one of claims 1 and 2 .
前記正送加速期間の時間長さの制御は、前記正送期間の時間長さが所定値になるように行う、
ことを特徴とする請求項3に記載のアーク溶接制御方法。
The time length of the normal feed acceleration period is controlled so that the time length of the normal feed period becomes a predetermined value.
The arc welding control method according to claim 3 .
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