JP2003010971A - Output voltage control method of welding power supply - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接ロボットを使用したアルミニウム又はそ
の合金の交流パルスアーク溶接にあって、溶接中の溶接
ワイヤと被溶接物との短絡回数の検出値Ndと予め定め
た短絡回数設定値Nsとが略等しくなるように制御周期
Tc毎に溶接電源装置の出力電圧を制御する出力電圧制
御方法において、被溶接物の材質、溶接速度、溶接姿
勢、溶接継手形状又は溶接個所の変化によって見かけの
アーク長が変動して溶接品質が悪くなる。
【解決手段】 本発明は、被溶接物の材質、溶接速度、
溶接姿勢、溶接継手形状又は溶接個所の少なくとも一つ
以上に対応して、上記制御周期Tcの時間長さをティー
チペンダントによって適正値に設定する溶接電源装置の
出力電圧制御方法である。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a detection value Nd of the number of short circuits between a welding wire during welding and an object to be welded and a predetermined number of short circuits in AC pulse arc welding of aluminum or an alloy thereof using a welding robot. In an output voltage control method for controlling an output voltage of a welding power supply device for each control cycle Tc so that the set value Ns becomes substantially equal, a change in a material of a workpiece, a welding speed, a welding position, a shape of a weld joint or a welding location. As a result, the apparent arc length fluctuates and the welding quality deteriorates. SOLUTION: The present invention relates to a material to be welded, a welding speed,
This is an output voltage control method of a welding power supply device that sets the time length of the control cycle Tc to an appropriate value by a teach pendant in accordance with at least one of a welding posture, a weld joint shape, and a welding location.
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶接ロボットを使
用するアルミニウム又はその合金のパルスアーク溶接に
おいて、溶接中の溶接ワイヤと被溶接物との短絡回数の
検出値と予め定めた短絡回数設定値とが略等しくなるよ
うに制御周期毎に溶接電源装置の出力電圧を制御する出
力電圧制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】消耗電極ガスシールドアーク溶接では、
溶接電源装置の出力電圧を制御することによって、溶接
品質に重大な影響を及ぼすアーク長を適正値に維持す
る。出力電圧を制御する理由は、アーク長を直接検出す
ることは困難であるために、アーク長と略比例関係にあ
る出力電圧を制御することによって間接的にアーク長を
制御するためである。しかしながら、被溶接物がアルミ
ニウム又はその合金(以下、アルミニウム合金等とい
う)であるときは、後述するように、クリ−ニング作用
の影響によってアーク長と出力電圧とが比例関係にない
場合があるために、出力電圧の制御によってアーク長を
適正値に維持することができない場合がある。この問題
を解決するために、アルミニウム合金等の溶接において
アーク長と反比例の関係にある溶接ワイヤと被溶接物と
の短絡回数を利用して、短絡回数が目標値と等しくなる
ように出力電圧を制御することによってアーク長を適正
値に維持する出力電圧制御方法が提案されている。以
下、まず従来技術1として、上述した通常の出力電圧制
御方法について説明した後に、従来技術2として、上述
した短絡回数による出力電圧制御方法について説明す
る。
【0003】[従来技術1]図1は、溶接ロボットを使
用して消耗電極ガスシールドアーク溶接を行うための溶
接装置の構成図である。以下、同図を参照して説明す
る。溶接作業者は、ティーチペンダント9を使用して、
後述するロボット制御装置8に対してワイヤ送給速度、
出力電圧、溶接速度等の溶接条件Wsを設定する。ロボ
ット制御装置8は、後述するマニュピュレータ7の動作
制御を行う動作制御信号Msを出力すると共に、上記の
ティーチペンダント9によって設定されたワイヤ送給速
度設定信号、電圧設定信号及び出力開始信号等から形成
されるインターフェース信号Ifを後述する溶接電源装
置6へと送信する。マニュピュレータ7は、ワイヤ送給
モータWM及び溶接トーチ4を搭載して、上記の動作制
御信号Msに従って溶接トーチ4の先端位置(TCP)
を予め教示された動作軌跡に沿って移動させる。溶接ワ
イヤ1は、上記のワイヤ送給モータWMによって上記の
溶接トーチ4を通って送給される。
【0004】溶接電源装置6は、上記のインターフェー
ス信号Ifを受信して、それに含まれる電圧設定信号に
相当する出力電圧Voを出力する。その結果、溶接ワイ
ヤ1と被溶接物2との間にアーク3が発生して出力電流
Ioが通電する。また、溶接電源装置6は、送給制御信
号Fcを出力して、上記のワイヤ送給モータWMを制御
する。
【0005】以下の説明においては、消耗電極ガスシー
ルドアーク溶接法の一例として、アルミニウム合金等の
溶接に多く使用される交流パルスアーク溶接法について
説明する。図2は、交流パルスアーク溶接の電流・電圧
波形図である。同図(A)は出力電流Ioの時間変化を
示し、同図(B)は出力電圧Voの時間変化を示し、同
図(C1)〜(C4)は各時刻におけるアーク発生状態
を示す。同図において、ENとは電極マイナス極性を示
し、EPとは電極プラス極性を示す。以下、同図を参照
して説明する。
【0006】 時刻t1〜t2の期間(ピーク期間T
p)
同図(A)に示すように、電極プラス極性EPで、予め
定めたピーク期間Tpの間は予め定めたピーク電流Ip
が通電する。通常、このピーク期間Tp及びピーク電流
Ipの値は、溶接ワイヤをアーク熱によって1パルス1
溶滴移行させるように設定される。その値は、ピーク期
間Tpでは1〜3[ms]程度であり、ピーク電流Ipで
は300〜550[A]程度である。また、同図(B)
に示すように、上記のピーク電流Ipの通電に対応した
ピーク電圧Vpが、溶接ワイヤ(+)と被溶接物(−)
との間に印加する。
【0007】 時刻t2〜t3の期間(電極マイナス
期間Ten)
時刻t2において、電極プラス極性EPから電極マイナ
ス極性ENへと切り換わると、同図(A)に示すよう
に、予め定めた電極マイナス期間Tenの間は予め定めた
電極マイナス電流Ienが通電する。通常、この電極マイ
ナス期間Ten及び電極マイナス電流Ienの値は、被溶接
物の材質、板厚、形状等に応じて溶滴移行をさせない範
囲内で適正値に設定される。その値は、電極マイナス期
間Tenでは1〜10[ms]程度であり、電極マイナス電
流Ienでは30〜120[A]程度である。また、同図
(B)に示すように、上記の電極マイナス電流Ienの通
電に対応した電極マイナス電圧Venが、溶接ワイヤ
(−)と被溶接物(+)との間に印加する。
【0008】 時刻t3〜t4の期間(ベース期間T
b)
時刻t3において、再び電極マイナス極性ENから電極
プラス極性EPへと切り換わると、同図(A)に示すよ
うに、ベース期間Tbの間は溶滴移行をさせない範囲内
(20〜70[A]程度)で予め定めたベース電流Ib
が通電する。また、同図(B)に示すように、上記のベ
ース電流Ibの通電に対応したベース電圧Vbが、溶接
ワイヤ(+)と被溶接物(−)との間に印加する。上記
のベース期間Tbは、以下に示す変調制御によって自動
的に定まる。すなわち、同図(B)に示すように、ベー
ス期間Tbの終了時点(時刻t4)は、電極プラス極性
EP期間中の出力電圧Voと予め定めた電圧設定値Vs
との誤差の積分値Ivが0[V]になった時点となる。
同図の場合、電極プラス極性EP期間の出力電圧Voに
は、前述したピーク期間Tp中のピーク電圧Vpとベー
ス期間Tb中のベース電圧Vbとを含んでいる。したが
って、ピーク期間Tp中のピーク電圧値Vpと上記の電
圧設定値Vsとの誤差の積分値Iv1=∫(Vp−Vs)
dtと、ベース期間Tb中のベース電圧値Vbと上記の
電圧設定値Vsとの誤差の積分値Iv2=∫(Vb−V
s)dtとの加算値が0[V]となるように、次式によ
ってベース期間Tbの終了時点(時刻t4)が決まる。
Iv=∫(Vp−Vs)dt+∫(Vb−Vs)dt=0 (1)式
時刻t4以降は、上記の〜項の動作を1周期として
繰り返して溶接が行われる。
【0009】 上述した各期間におけるアーク発生状
態
同図(C1)に示すように、上記項のピーク期間Tp
中は、大電流値のピーク電流Ipの通電によって、溶接
ワイヤ1の先端部の溶融が促進して溶滴1aが大きく成
長する。このときのアーク3の陰極点は、クリーニング
作用によって酸化皮膜が除去されていない被溶接物2の
表面上に形成される。次に、同図(C2)に示すよう
に、上記項のピーク期間Tpの後半になると、ピーク
電流Ipの通電によるピンチ力によって溶滴1aの上部
にくびれが生じる。
【0010】さらに、同図(C3)に示すように、上記
項のピーク期間Tpが終了して電極プラス極性EPか
ら電極マイナス極性ENへと切り換わる時刻t2直後に
おいて、溶滴1aが溶接ワイヤ1から離脱して被溶接物
2へと移行する。この溶滴移行の直前に、溶滴1aと被
溶接物2とが接触して溶接ワイヤ1と被溶接物2との短
絡が発生することがある。この短絡が発生する頻度(単
位時間当たりの短絡回数)は、溶接ワイヤ1の先端と被
溶接物2との最短距離(アーク長)が短い程多くなり、
長い程少なくなり、両者は反比例の関係にある。さら
に、同図(C4)に示すように、上記項の電極マイナ
ス期間Ten中は、電極マイナス電流Ienの通電によって
溶滴が徐々に成長する。このときのアーク3の陰極点
は、溶滴全体及び溶接ワイヤ1の下部の非溶融部を高速
に移動しながら形成するために、アーク3は溶滴及び溶
接ワイヤ1の下部の全体から発生する。上述した同図
(C1)〜(C4)に示すように、溶滴の形成、成長及
び移行の各プロセスを繰り返して溶接が行われる。
【0011】図3は、上述した交流パルスアーク溶接を
実施するための溶接電源装置6のブロック図である。以
下、同図を参照して各回路ブロックについて説明する。
商用電源ACは、溶接電源装置の入力電源であり、通常
は3相200/220[V]が使用される。出力制御回
路INVは、内部回路の図示を省略しているが、上記の
商用電源ACを整流する1次側整流回路と、整流された
リップルのある電圧を平滑する平滑回路と、平滑された
直流電圧を高周波交流に変換するインバータ回路と、こ
のインバータ回路を形成する複数組のパワートランジス
タのドライブ回路と、後述する電流誤差増幅信号Eiに
従って上記のインバータ回路のPWM制御を行うPWM
制御回路とから形成される。
【0012】高周波変圧器INTは、上記の高周波交流
をアーク負荷に適した電圧値に降圧する。2次側整流器
D2a〜D2dは、降圧された高周波交流を直流に整流す
る。極性切換ドライブ回路DRは、後述する電極マイナ
ス期間信号Tenが入力されている(Highレベル)と
きは電極マイナス極性ドライブ信号Ndrを出力(Hig
hレベル)し、入力されていない(Lowレベル)とき
は電極プラス極性ドライブ信号Pdrを出力(Highレ
ベル)する。したがって、電極マイナス極性ドライブ信
号Ndrが出力されているときは電極プラス極性ドライブ
信号Pdrは出力されず、反対に電極マイナス極性ドライ
ブ信号Ndrが出力されていないときは電極プラス極性ド
ライブ信号Pdrは出力されるという、互いに論理的に反
転した関係にある。電極プラス極性トランジスタPTR
は、上記の電極プラス極性ドライブ信号Pdが出力され
ているときに導通状態になり、電極プラス極性期間とな
る。他方、電極マイナス極性トランジスタNTRは、上
記の電極マイナス極性ドライブ信号Ndrが出力されてい
るときに導通状態になり、電極マイナス極性期間とな
る。
【0013】上記の極性切換ドライブ回路DR、電極プ
ラス極性トランジスタPTR及び電極マイナス極性トラ
ンジスタNTRによって極性切換回路SWPが形成され
る。この極性切換回路SWPは、電極マイナス期間信号
Tenが入力されている(Highレベル)ときは電源装
置の直流出力(2次側整流器D2a〜D2dの出力)を電極
マイナス極性に切り換え、入力されていない(Lowレ
ベル)ときは電源装置の直流出力を電極プラス極性に切
り換える。
【0014】リアクトルWLは、上記の電極プラス極性
トランジスタPTR又は電極マイナス極性トランジスタ
NTRを通電するリップルのある出力を平滑してアーク
3に供給する。図2で前述した電極プラス極性期間中の
ピーク電流Ip及びベース電流Ibは、D2a又はD2b→
PTR→WL→溶接ワイヤ1→被溶接物2の経路で通電
する。他方、電極マイナス極性期間中の電極マイナス電
流Ienは、被溶接物2→溶接ワイヤ1→NTR→WL→
D2c又はD2dの経路で通電する。
【0015】溶接ワイヤ1は、ワイヤ送給装置の送給ロ
ール5aによって溶接トーチ4を通って送給されると共
に、溶接トーチ4の先端部のコンタクトチップから給電
されて、被溶接物2との間にアーク3が発生する。
【0016】ピーク期間タイマ回路TPは、後述するリ
セット信号Cpが入力(Highレベル)されると、予
め定めた一定期間Highレベルとなるピーク期間信号
Tpを出力する。電極マイナス期間タイマ回路TEN
は、上記のピーク期間信号TpがHighレベルからL
owレベルへと変化すると、予め定めた一定期間Hig
hレベルとなる電極マイナス期間信号Tenを出力する。
【0017】電圧検出回路VDは、出力電圧Voを検出
して、電圧検出信号Vdを出力する。図1の説明の項で
前述したように、ティーチペンダント9によって設定さ
れた後にロボット制御装置7からインターフェース信号
Ifの一部として送信された電圧設定信号Vsは、電極
プラス極性期間中の電圧(図2で前述したピーク電圧V
p及びベース電圧Vb)の平均値の目標値となる。電圧
誤差回路EVは、上記のVd−Vsの誤差演算を行い、
電圧誤差信号Evを出力する。積分回路IVは、前述し
た電極マイナス期間信号Tenが入力されていない(Lo
wレベル)ときには、上記の電圧誤差信号Evを積分し
て、積分値信号Ivを出力する。上記において、電極マ
イナス期間信号Tenが入力されていないときとは、電極
プラス極性期間のときである。したがって、上記の積分
回路IVは、前述した(1)式で示すIv=∫(Vd−
Vs)dt=∫(Vp−Vs)dt+∫(Vb−Vs)
dtの積分を行っている。比較回路CPは、上記の積分
値信号Ivが0[V]になったときに短時間Highレ
ベルとなるリセット信号Cpを出力する。このリセット
信号Cpは、前述したピーク期間タイマ回路TPに入力
されて、ピーク期間信号Tpの出力開始のトリガ信号と
なる。
【0018】上述した電圧誤差回路EV、積分回路IV
及び比較回路CPによって変調回路MCが形成され、前
述した(1)式に相当する以下の処理を行う。すなわ
ち、変調回路MCは、ピーク期間信号Tpの出力開始時
点からの電極プラス極性期間の電圧検出信号Vdと電圧
設定信号Vsとの誤差の積分値Ivが0[V]になった
ときに、ピーク期間タイマ回路TPが再び出力を開始す
るトリガ信号となるリセット信号Cpを出力する。
【0019】ピーク電流設定回路IPは、溶滴移行をさ
せる値に予め定めたピーク電流設定信号Ipを出力す
る。電極マイナス電流設定回路IENは、溶滴移行をさ
せない値に予め定めた電極マイナス電流設定信号Ienを
出力する。ベース電流設定回路IBは、溶滴移行をさせ
ない値に予め定めたベース電流設定信号Ibを出力す
る。ピーク期間切換回路SPは、前述したピーク期間信
号Tpが入力されている(Highレベル)ときはa側
に切り換って上記のピーク電流設定信号Ipを電流制御
設定信号Iscとして出力し、入力されていない(Low
レベル)ときはb側に切り換って後述する切換設定信号
Seを電流制御設定信号Iscとして出力する。電極マイ
ナス期間切換回路SEは、前述した電極マイナス期間信
号Tenが入力されている(Highレベル)ときはa側
に切り換って上記の電極マイナス電流設定信号Ienを切
換設定信号Seとして出力し、入力されていない(Lo
wレベル)ときはb側に切り換って上記のベース電流設
定信号Ibを切換設定信号Seとして出力する。上記の
ピーク期間切換回路SP及び電極マイナス期間切換回路
SEによって電流制御設定回路ISCが形成されて、そ
の処理は以下のとおりである。すなわち、電流制御設定
回路ISCは、ピーク期間信号Tpが入力されるとピー
ク電流設定信号Ipを、電極マイナス期間信号Tenが入
力されると電極マイナス電流設定信号Ienを、上記両期
間信号Tp及びTenがいずれも入力されていないときは
ベース電流設定信号Ibを、電流制御設定信号Iscとし
て出力する。
【0020】電流検出回路IDは、交流である出力電流
Ioを検出してその値を絶対値に変換して電流検出信号
Idを出力する。電流誤差増幅回路EIは、上記の電流
検出信号Idと電流制御設定信号Iscとの誤差を増幅し
て、電流誤差増幅信号Eiを出力する。この電流誤差増
幅信号Eiに従って、前述した出力制御回路INVは出
力電流Ioの通電値を制御する。したがって、Isc=I
pのときはピーク電流Ipが通電し、Isc=Ienのとき
は電極マイナス電流Ienが通電し、Isc=Ibのときは
ベース電流Ibが通電する。
【0021】図4は、上述した従来技術1の溶接電源装
置6における各信号のタイミングチャートである。同図
(A)は出力電流Ioの時間変化を示し、同図(B)は
出力電圧Voの時間変化を示し、同図(C)はピーク期
間信号Tpの時間変化を示し、同図(D)は電極マイナ
ス期間信号Tenの時間変化を示し、同図(E)は積分値
信号Ivの時間変化を示し、同図(F)はリセット信号
Cpの時間変化を示す。同図(A)及び(B)は前述し
た図2と同一である。以下、同図を参照して説明する。
【0022】 時刻t1〜t2の期間(ピーク期間T
p)
同図(D)に示すように、この期間中は電極マイナス期
間信号Tenが出力されていない(Lowレベル)ため
に、電極プラス極性EPとなる。また、同図(C)に示
すように、ピーク期間信号Tpが出力(Highレベ
ル)されているので、同図(A)に示すように、ピーク
電流Ipが通電する。さらに、同図(E)に示すよう
に、積分値信号Ivは、同図(B)に示すピーク電圧V
p及び電圧設定信号VsによってIv=∫(Vp−V
s)dtの積分値となる。このとき、Vp>Vsである
ので、その積分値は時間の経過と共に大きくなる。
【0023】 時刻t2〜t3の期間(電極マイナス
期間Ten)
同図(D)に示すように、この期間中は電極マイナス期
間信号Tenが出力されている(Highレベル)ため
に、電極マイナス極性ENとなり、同図(A)に示すよ
うに、電極マイナス電流Ienが通電する。また、同図
(E)に示すように、上記の電極マイナス期間信号Ten
が出力されているために積分処理は停止し、積分値信号
Ivはこの期間中は変化しない。
【0024】 時刻t3〜t4の期間(ベース期間T
b)
同図(D)に示すように、この期間中は電極マイナス期
間信号Tenが出力されていない(Lowレベル)ため
に、再び電極プラス極性EPとなる。また、同図(C)
に示すピーク期間信号Tp及び同図(D)に示す電極マ
イナス期間信号Tenが共に出力されていない(Lowレ
ベル)ために、同図(A)に示すように、ベース電流I
bが通電する。さらに、同図(E)に示すように、積分
値信号Ivは、同図(B)に示すベース電圧Vb及び電
圧設定信号VsによってIv=∫(Vb−Vs)dtの
積分値となる。このとき、Vb<Vsであるので、その
積分値は時間の経過と共に小さくなり、時刻t4におい
て0[V]になる。積分値信号Ivが0[V]になる
と、同図(F)に示すように、リセット信号Cpが短時
間Highレベルとなり、その結果、再び上記項に示
すピーク期間信号Tpの出力が開始する。
【0025】上述したように、従来秘術1では、電極プ
ラス極性期間のピーク電圧Vp及びベース電圧Vbの平
均値が電圧設定値Vsと等しくなるように出力電圧を制
御することによって、アーク長を適正値に維持すること
ができる。
【0026】[従来技術2]前述したように、出力電圧
とアーク長とが比例関係にある場合には、上述した従来
技術1の出力電圧制御方法によってアーク長を適正値に
維持することができる。しかし、アルミニウム合金等の
アーク溶接においては、以下の理由によって出力電圧と
アーク長とは比例関係にないために、従来技術1の出力
電圧制御方法ではアーク長を適正値に維持することがで
きない。以下、この理由について図5を参照して説明す
る。
【0027】図5は、アルミニウム合金等のアーク溶接
におけるアーク発生状態図である。同図(A)は、アー
クによる被溶接物表面の酸化皮膜の除去範囲を示すクリ
ーニング幅Wc1[mm]が狭い場合であり、同図(B)は
クリーニング幅Wc2[mm]が広い場合である。また、同
図は、溶接ワイヤ1が陽極となり、被溶接物2が陰極と
なる電極マイナス極性のときである。以下、同図を参照
して説明する。
【0028】通常、アーク3の陰極点は、電子の放出が
容易であるクリーニングされていない酸化皮膜の存在す
る領域に形成する。したがって、同図(A)に示すよう
に、溶接ワイヤ1の先端部A点に陽極が形成し、クリー
ニング領域の外周部B点周辺に陰極点が形成する。この
ために、A点とB点との距離Lt1[mm]が真のアーク長
となる。他方、溶接ワイヤの先端部A点と溶接ワイヤ直
下の被溶接物上のC点との距離La1[mm]が見かけのア
ーク長となる。これまでの説明におけるアーク長とは見
かけのアーク長のことである。この真のアーク長Lt1と
出力電圧とは比例関係にあり、見かけのアーク長La1と
出力電圧とは比例関係にはない。したがって、上述した
従来技術1の出力電圧制御方法では、真のアーク長を一
定値に維持していることになる。しかしながら、溶込み
深さ、ビード外観等の溶接品質は、見かけのアーク長L
a1によって大きく影響され、真のアーク長による影響は
小さい。すなわち、良好な溶接品質を得るためには、見
かけのアーク長を適正値に維持する必要がある。ところ
で、鉄鋼のアーク溶接では、その表面に酸化皮膜がない
ために、陰極点はアークの経路が最短となるC点周辺に
形成する。したがって、真のアーク長Lt1と見かけのア
ーク長La1とは略等しくなる。このため、従来技術1の
出力電圧制御方法によって真のアーク長を制御すること
は、同時に見かけのアーク長を制御することになる。
【0029】溶接中の被溶接物の表面状態(汚れ等)、
シールドガスの遮蔽状態、溶接進行に伴う被溶接物の温
度等の変動によって、被溶接物のクリーニング幅Wcは
大きく変化する。溶接中にクリーニング幅が、同図
(A)に示すクリーニング幅Wc1[mm]から同図(B)
に示すクリーニング幅Wc2[mm]へと広くなると、以下
のようにアーク発生状態が変化する。すなわち、同図
(B)に示すように、陰極点はクリーニング領域の外周
部E点周辺に形成する。このとき、上述したように、従
来技術1の出力電圧制御によって真のアーク長(D点−
E点)は、同図(A)と同一値のLt1[mm]となる。こ
の結果、幾何学的な位置関係から明らかように、見かけ
のアーク長はLa2[mm]へと短くなる。上記とは逆に、
溶接中にクリーニング幅が狭くなると、見かけのアーク
長は長くなる。
【0030】上述したように、アルミニウム合金等のア
ーク溶接において、従来技術1の出力電圧制御方法で
は、溶接中のクリーニング幅の変動に伴って見かけのア
ーク長が変化して、溶接品質が悪くなるという問題があ
った。こn問題を解決するために、以下に説明する従来
技術2の短絡回数による出力電圧制御方法が提案されて
いる。すなわち、従来技術2の出力電圧制御方法では、
図2の説明の項で前述したように、溶滴移行の直前に発
生する短絡の頻度(単位時間当たりの短絡回数)と見か
けのアーク長とが反比例の関係にあることを利用して、
短絡回数が目標値と等しくなるように出力電圧を制御す
ることによって、見かけのアーク長を適正値に維持する
方法である。以下、図面を参照して従来技術2について
説明する。
【0031】図6は、従来技術2の出力電圧制御方法を
実施するための短絡回数制御溶接電源装置61のブロッ
ク図である。同図において、前述した図3と同一の回路
ブロックには同一符号を付し、それらの説明は省略す
る。以下、図3とは異なる回路ブロックである点線で示
す短絡回数検出回路ND、短絡回数設定回路NS及び短
絡回数誤差積分回路ENIについて説明する。
【0032】短絡回数検出回路NDは、電圧検出信号V
dの電圧値によって短絡を判別し、単位時間当たりの短
絡回数を計数して、短絡回数検出信号Ndを出力する。
単位時間としては1[s]が使用される。短絡回数設定
回路NSは、図1で前述したティーチペンダント9によ
って設定された短絡回数設定値を含むインターフェース
信号Ifを入力として、短絡回数設定信号Nsを出力す
る。したがって、この短絡回数設定信号Nsは、ティー
チペンダントによって設定する。短絡回数誤差積分回路
ENIは、上記の短絡回数検出信号Ndと短絡回数設定
信号Nsとを入力として、下式の演算を行い、電圧制御
設定信号Vsc(n)を出力する。
Vsc(n)=Vsc(n-1)+G×(Nd−Ns) (2)式
但し、Gは予め定めた増幅率である。上記(2)式の演
算では、予め定めた制御周期Tc[s]毎にG×(Nd
−Ns)を演算し、前回の電圧制御設定信号Vsc(n-1に
加算して今回の電圧制御設定信号Vsc(n)を演算する。
この制御周期Tcは、上述した単位時間に相当するの
で、定常状態では1[s]程度に設定される。ただし、
上記(2)式のNd−Nsの誤差が大きいときには、制
御系の過渡応答性を改善するために、制御周期Tcが上
記誤差に応じて過渡的に短くなるように変化する方法も
提案されている。これ以降の動作は、前述した図3のと
きと同様であるので、説明は省略する。上述したよう
に、従来技術2では、見かけのアーク長の適正値に対応
した短絡回数設定信号Nsを設定し、溶接中の短絡回数
検出信号Ndがこの短絡回数設定信号Nsと略等しくな
るように、溶接電源装置の出力電圧を制御する。
【0033】
【発明が解決しようとする課題】 被溶接物がアルミ
ニウム−マグネシウム(Al−Mg)合金であるときの
パルスアーク溶接では、被溶接物の表面性状が安定して
おりクリーニング幅に代表されるアークの形状が急変す
ることが少ないため、溶滴移行に伴う短絡回数のバラツ
キは小さく、前述した従来技術2の出力電圧制御方法に
よって見かけのアーク長を適正値に維持することができ
る。しかし、被溶接物が鋳物に代表されるアルミニウム
−シリコン(Al−Si)合金であるときのパルスアー
ク溶接では、被溶接物の表面性状のバラツキが比較的大
きく、クリーニング幅に代表されるアークの形状が急変
する場合があるため、溶滴移行がやや不安定となり、溶
滴移行に伴う短絡回数のバラツキが大きくなる。このた
めに、従来技術2の出力電圧制御方法では、溶接中の見
かけのアーク長の変動が大きくなり、溶込み深さ、ビー
ド外観等が変化して溶接品質が悪くなる。また、アルミ
ニウム合金等の交流パルスアーク溶接では、直流パルス
アーク溶接に比べて溶滴移行がやや不安定であるため
に、上記と同様の問題が生じる。
【0034】図7は、上述した問題の具体例を示す短絡
回数・見かけのアーク長変動図である。同図(A)は短
絡回数検出信号Ndの時間変化を示し、同図(B)は見
かけのアーク長Laの時間変化を示す。同図は、被溶接
物にアルミニウム−シリコン合金を使用した交流パルス
アーク溶接の場合である。以下、同図を参照して説明す
る。
【0035】前述したように、被溶接物がアルミニウム
−シリコン合金であり、かつ、溶接法が交流パルスアー
ク溶接法であるために、溶滴移行はやや不安定になる。
このために、同図(A)に示すように、溶滴移行に伴う
短絡回数の検出信号Ndは大きく変動する。この短絡回
数検出信号Ndをフィードバック信号として出力電圧制
御が行われるために、図示していない出力電圧が大きく
変動して、その結果、同図(B)に示すように、見かけ
のアーク長Laも大きく変動する。このために、溶込み
深さ、ビード外観等が変化して溶接品質は悪くなる。
【0036】 溶接速度、溶接姿勢、溶接継手形状、
溶接個所等が変化すると、見かけのアーク長が変化す
る。すなわち、溶接速度が遅いときには溶融池がワイヤ
直下にあるために、ワイヤ先端とワイヤ直下の溶融池と
の距離が見かけのアーク長となる。しかし、溶接速度が
速くなると溶融池がワイヤ直下よりも後方にあるため
に、ワイヤ先端と溶融池との距離(見かけのアーク長)
が長くなる。したがって、溶接中に溶接速度が速くなる
と、見かけのアーク長は長くなる。また、溶接姿勢につ
いては、溶接トーチの前進角によって、ワイヤ先端とワ
イヤ送給方向の溶融池との距離(見かけのアーク長)が
変化する。したがって、溶接中に溶接姿勢の前進角が変
化すると、見かけのアーク長が変化する。また、溶接継
手形状が例えば重ねすみ肉継手から突き合わせ継手へと
変化すると、クリーニング状態が変化するために見かけ
のアーク長が変化する。また、溶接個所の形状、板厚等
が変化すると、アーク熱による溶接部の温度が変化する
ためにクリーニング状態が変化して見かけのアーク長が
変化する。
【0037】上述したように、見かけのアーク長が変化
すると短絡回数が変化するので、従来技術2の出力電圧
制御方法によって見かけのアーク長は元の適正値に復帰
する。前述したように、出力電圧の制御周期Tcは定常
状態では1[s]と長いために一旦見かけのアーク長が
大きく変化して短絡回数が大きく変化した後に、検出値
と目標値との誤差が大きくなるために制御周期Tcが過
渡的に短くなり、見かけのアーク長は元の適正値に復帰
する。したがって、定常状態での長い制御周期Tcの間
は一旦見かけのアーク長が大きく変化するために、見か
けのアーク長が適正値に戻るまでの復帰時間Td1[s]
は長くなる。その結果、見かけのアーク長が長くなった
溶接個所の溶込み深さ、ビード外観が変化して溶接品質
が悪くなる。なお、定常状態の制御周期Tcが1[s]
に設定されているのは、種々の溶接条件の下でも定常状
態での制御安定性(見かけのアーク長の変動)を確保す
るためである。
【0038】図8は、上述した問題の具体例を示す短絡
回数・見かけのアーク長変動図である。同図(A)は短
絡回数検出信号Ndの時間変化を示し、同図(B)は見
かけのアーク長Laの時間変化を示す。同図は、溶接途
中の時刻t1において溶接速度を速くした場合である。
【0039】同図(A)に示すように、時刻t1におい
て溶接速度が速くなると、前述したように見かけのアー
ク長は長くなるために、短絡回数検出信号Ndは短絡回
数設定信号Nsよりも小さくなる。このために、前述し
た(2)式によって出力電圧(Vsc)は小さくなるよう
に制御される。その結果、見かけのアーク長は元の適正
値に復帰する。しかしながら、前述したように、定常状
態では(2)式の演算は制御周期Tc=1[s]毎に行
われるために、同図(B)に示すように、見かけのアー
ク長Laは時刻t1後に一旦大きく変化して時刻t2ま
での長い復帰時間Td1[s]経過後に適正値に戻る。こ
のために、時刻t1〜t2の期間中は見かけのアーク長
Laが適正値よりも長くなるために、溶込み深さ、ビー
ド外観等が変化して溶接品質は悪くなる。
【0040】項及び項で上述したように、アルミニ
ウム合金等の交流パルスアーク溶接における従来技術1
及び従来技術2では、被溶接物の材質、溶接速度、溶接
姿勢、溶接継手形状又は溶接個所の変化に起因して、見
かけのアーク長が変化するために、溶込み深さ、ビード
外観等が変化して溶接品質が悪化するという解決すべき
課題があった。そこで、本発明では、被溶接物の材質、
溶接速度、溶接姿勢、溶接継手形状又は溶接個所が変化
しても常に見かけのアーク長を適正値に維持することが
できる溶接電源装置の出力電圧制御方法を提供する。
【0041】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、図9
に示すように、ティーチペンダント9によって溶接条件
を設定し、溶接電源装置6及び溶接ロボット7を使用し
て行うアルミニウム又はその合金の交流パルスアーク溶
接にあって、溶接中の溶接ワイヤ1と被溶接物2との短
絡回数の検出値Ndと予め定めた短絡回数設定値Nsと
が略等しくなるように制御周期Tc毎に上記溶接電源装
置6の出力電圧Voを制御する出力電圧制御方法におい
て、被溶接物の材質、溶接速度、溶接姿勢、溶接継手形
状又は溶接個所の少なくとも一つ以上に対応して、上記
制御周期Tcの時間長さを上記ティーチペンダント9に
よって適正値に設定する溶接電源装置の出力電圧制御方
法である。
【0042】
【発明の実施の形態】以下に説明する実施の形態は、請
求項1の発明に対応する。本実施の形態は、溶接ロボッ
トを使用したアルミニウム合金等の交流パルスアーク溶
接において、被溶接物の材質、溶接速度、溶接姿勢、溶
接継手形状又は溶接個所の少なくとも一つ以上に対応し
て、ティーチペンダントによって制御周期Tcの時間長
さを適正値に設定し、溶接中の短絡回数検出値Ndと予
め定めた短絡回数設定値Nrとが略等しくなるように上
記の制御周期Tc毎に溶接電源装置の出力電圧を制御す
る出力電圧制御方法である。以下、図9を参照して説明
する。
【0043】図9は、本発明の出力電圧制御方法を実施
するための制御周期可変溶接電源装置62のブロック図
である。同図において、前述した図6と同一の回路ブロ
ックには同一符号を付し、それらの説明は省略する。以
下、図6とは異なる点線で示す制御周期可変短絡検出回
路CND、制御周期設定回路TC及び制御周期可変短絡
回数誤差積分回路CENについて説明する。
【0044】制御周期可変短絡回数検出回路CNDは、
電圧検出信号Vdの電圧値によって短絡を判別し、後述
する制御周期Tc毎の短絡回数を計数し、その計数値を
単位時間当たりの短絡回数に変換して、短絡回数検出信
号Ndを出力する。制御周期設定回路TCは、図1で前
述したティーチペンダント9によって設定された制御周
期Tcを含むインターフェース信号Ifを入力として、
制御周期設定信号Tcを出力する。この制御周期設定信
号Tcの値は、被溶接物の材質、溶接速度、溶接姿勢、
溶接継手形状又は溶接個所に対応して適正値にティーチ
ペンダントによって設定する。
【0045】制御周期可変短絡回数誤差積分回路CEN
は、上記の短絡回数検出信号Ndと短絡回数設定信号N
sとを入力として、上記の制御周期Tc毎に前述した
(2)式の演算を行い、電圧制御設定信号Vsc(n)を出
力する。上述したように、本実施の形態では、被溶接物
の材質、溶接速度、溶接姿勢、溶接継手形状又は溶接個
所の少なくとも一つ以上に対応して、上記の制御周期T
cの時間長さをティーチペンダントによって適正値に設
定するので、常に見かけのアーク長を適正値に維持する
ことができる。
【0046】[効果]図10は、本発明の効果を示すた
めの前述した図7に対応する短絡回数・見かけのアーク
長変動図である。同図(A)は短絡回数検出信号Ndの
時間変化を示し、同図(B)は見かけのアーク長Laの
時間変化を示す。同図は、前述した図7と同様に、被溶
接物にアルミニウム−シリコン合金を使用した交流パル
スアーク溶接の場合である。また、同図では、制御周期
Tcをティーチペンダントによって上記の溶接条件に最
適な2[s]に設定した場合である。以下、同図を参照
して説明する。
【0047】前述したように、被溶接物がアルミニウム
−シリコン合金であり、かつ、溶接法が交流パルスアー
ク溶接法であるために、溶滴移行はやや不安定になる。
このために、短い周期で検出した場合の短絡回数には大
きなバラツキが生じるが、制御周期Tcを2[s]に長
くして平均化を行っているので、同図(A)に示すよう
に、短絡回数検出信号Ndの変動幅は小さくなる。この
短絡回数検出信号Ndをフィードバック信号として出力
電圧制御が行われるので、図示していない出力電圧の変
動幅は小さくなる。その結果、同図(B)に示すよう
に、見かけのアーク長Laの変動幅は小さくなり、適正
値に安定して維持される。
【0048】図11は、本発明の上記とは別の効果を示
すための前述した図8に対応する短絡回数・見かけのア
ーク長変動図である。同図(A)は短絡回数検出信号N
dの時間変化を示し、同図(B)は見かけのアーク長L
aの時間変化を示す。同図は、前述した図8と同様に、
溶接途中の時刻t1において溶接速度を速くした場合で
ある。また、同図は、ティーチペンダントによって、時
刻t1直前以降又は時刻t1以降の制御周期Tcを時刻
t1以前よりも短くなるように予め設定した場合であ
る。
【0049】同図(A)に示すように、時刻t1におい
て、溶接速度が速くなると、見かけのアーク長は長くな
るために、短絡回数検出信号Ndは短絡回数設定信号N
sよりも小さくなる。このために、前述した(2)式に
よって出力電圧(Vsc)は小さくなるように制御され
る。その結果、見かけのアーク長は元の適正値に復帰す
る。この制御において、時刻t1直前又は時刻t1と同
時に制御周期Tcが、それ以前の定常状態での長い時間
長さから短い時間長さに変化するので、フィードバック
正誤系の過渡応答性が向上する。このために、同図
(A)に示すように、復帰時間は図8のときのTd1
[s]からTd2[s]へと大幅に短縮する。したがっ
て、同図(B)に示すように、見かけのアーク長Laは
短時間で適正値に戻る。
【0050】ところで、溶接作業者は、被溶接物の材
質、溶接速度、溶接姿勢、溶接継手形状、溶接個所の形
状等について溶接前に知っている。したがって、溶接作
業者は上記の溶接条件が変化する溶接個所に応じて、溶
接前にティーチペンダントによって制御周期Tcを適正
値に設定することができる。このために、本発明では、
被溶接物の材質、溶接速度、溶接姿勢、溶接継手形状又
は溶接個所の少なくとも一つ以上の変化に対応して、そ
の変化の直前又は変化と同時に制御周期Tcを適正値に
修正するので、常に見かけのアーク長を適正値に維持す
ることができる。
【0051】
【発明の効果】本発明では、アルミニウム合金等のパル
スアーク溶接において、被溶接物の材質、溶接速度、溶
接姿勢、溶接継手形状又は溶接個所の少なくとも一つ以
上に対応して、ティーチペンダントによって短絡回数に
よる出力電圧の制御周期Tcを適正値に設定するので、
常に見かけのアーク長を適正値に維持することができ、
良好な溶接品質を得ることができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a welding robot.
Arc welding of aluminum or its alloys
The number of short circuits between the welding wire and the workpiece during welding.
The detected value and the preset value of the number of short circuits are almost equal.
To control the output voltage of the welding power supply for each control cycle.
The present invention relates to a force voltage control method. 2. Description of the Related Art In consumable electrode gas shielded arc welding,
By controlling the output voltage of the welding power supply,
Maintain an appropriate value for the arc length, which has a significant effect on quality
You. The reason for controlling the output voltage is to directly detect the arc length.
It is difficult to perform
Indirectly controlling the arc length by controlling the output voltage
It is to control. However, the work to be welded is aluminum
Or its alloys (hereinafter referred to as aluminum alloys, etc.)
), The cleaning action is performed as described later.
Length is not proportional to output voltage due to the influence of
In some cases, the arc length is controlled by controlling the output voltage.
It may not be possible to maintain an appropriate value. this problem
In order to solve the problem, welding of aluminum alloy etc.
Welding wire and workpiece are in inverse proportion to arc length.
The number of short circuits becomes equal to the target value using the number of short circuits
The arc length by controlling the output voltage
An output voltage control method that maintains the value has been proposed. Less than
Below, first, as the conventional technology 1, the normal output voltage control described above is used.
After explaining the control method,
The output voltage control method based on the number of short circuits
You. [Prior art 1] FIG. 1 shows a case where a welding robot is used.
For welding gas shielded arc welding of consumable electrodes
It is a block diagram of a contact device. Hereinafter, description will be given with reference to FIG.
You. The welding operator uses the teach pendant 9 to
A wire feeding speed for a robot controller 8 described later,
The welding conditions Ws such as output voltage and welding speed are set. robot
The controller 8 controls the operation of the manipulator 7 described later.
An operation control signal Ms for performing control is output, and
Wire feed speed set by teach pendant 9
Formed from temperature setting signal, voltage setting signal, output start signal, etc.
The interface signal If is transmitted to a welding power supply
To the device 6. The manipulator 7 feeds the wire
With the motor WM and welding torch 4 mounted,
The tip position (TCP) of the welding torch 4 according to the control signal Ms
Is moved along the motion trajectory taught in advance. Welding wire
The ear 1 is driven by the wire feed motor WM.
It is fed through the welding torch 4. [0004] The welding power supply 6 is provided with the above-mentioned interface.
Signal If and receives the voltage setting signal
The corresponding output voltage Vo is output. As a result,
Arc 3 is generated between the wire 1 and the workpiece 2 and the output current
Io is energized. Further, the welding power supply device 6 is provided with a feed control signal.
And outputs the signal Fc to control the wire feed motor WM.
I do. In the following description, the consumable electrode gas
As one example of the cold arc welding method,
AC pulse arc welding method often used for welding
explain. Figure 2 shows the current and voltage of AC pulse arc welding
It is a waveform diagram. FIG. 7A shows the time change of the output current Io.
FIG. 7B shows the time change of the output voltage Vo.
Figures (C1) to (C4) show the arc occurrence state at each time.
Is shown. In the figure, EN indicates the negative polarity of the electrode.
EP indicates an electrode plus polarity. Refer to the figure below
Will be explained. The period from time t1 to t2 (peak period T
p) As shown in FIG. 3A, the electrode has a positive polarity EP, and
During a predetermined peak period Tp, a predetermined peak current Ip
Is energized. Usually, this peak period Tp and peak current
The value of Ip is set so that the welding wire is heated by one pulse per arc.
It is set to transfer droplets. Its value is the peak period
The interval Tp is about 1 to 3 [ms], and the peak current Ip
Is about 300 to 550 [A]. Also, FIG.
As shown in FIG.
The peak voltage Vp is equal to the welding wire (+) and the workpiece (-).
And between them. The period from time t2 to t3 (electrode minus
Period Ten) At time t2, the electrode positive polarity EP changes to the electrode minor.
When switching to the polarity EN, as shown in FIG.
In addition, during the predetermined electrode minus period Ten,
The electrode negative current Ien is supplied. Usually, this electrode
The values of the eggplant period Ten and the electrode negative current Ien are
Depending on the material, plate thickness, shape, etc.
It is set to an appropriate value within the box. The value is the electrode minus period
The interval Ten is about 1 to 10 [ms].
The flow Ien is about 30 to 120 [A]. Also,
As shown in (B), the flow of the above-mentioned electrode minus current Ien
The electrode minus voltage Ven corresponding to the current
The voltage is applied between (−) and the workpiece (+). The period from time t3 to time t4 (base period T
b) At time t3, the electrode is switched again from the electrode minus polarity EN.
When switching to the positive polarity EP, it is shown in FIG.
As described above, during the base period Tb, the droplets are not transferred.
(Approximately 20 to 70 [A]) and a predetermined base current Ib.
Is energized. In addition, as shown in FIG.
Base voltage Vb corresponding to the supply of
The voltage is applied between the wire (+) and the workpiece (-). the above
Is automatically controlled by the modulation control shown below.
Is determined. That is, as shown in FIG.
At the end of the scanning period Tb (time t4),
Output voltage Vo during EP period and predetermined voltage set value Vs
At which the integrated value Iv of the error becomes 0 [V].
In the case of the figure, the output voltage Vo during the period of the electrode plus polarity EP is
Is the same as the peak voltage Vp during the peak period Tp described above.
And the base voltage Vb during the scanning period Tb. But
Thus, the peak voltage value Vp during the peak period Tp and the above voltage
Integral value Iv1 of error from pressure set value Vs = 誤差 (Vp−Vs)
dt, the base voltage value Vb during the base period Tb, and
Integral value Iv2 of error from voltage set value Vs = 誤差 (Vb−V
s) The following equation is used so that the addition value with dt becomes 0 [V].
Thus, the end point (time t4) of the base period Tb is determined. Iv = ∫ (Vp−Vs) dt + ∫ (Vb−Vs) dt = 0 (1) After time t4, the above-mentioned operations of (1) to (4) are defined as one cycle.
The welding is performed repeatedly. [0009] Arc generation state in each period described above
As shown in FIG. 2C, the peak period Tp
In the middle, welding is performed by applying a large current peak current Ip.
The melting of the tip of the wire 1 is promoted, and the droplet 1a becomes large.
Lengthen. At this time, the cathode point of arc 3 is cleaned.
Of the workpiece 2 whose oxide film has not been removed by the action
Formed on the surface. Next, as shown in FIG.
In the latter half of the peak period Tp, the peak
The upper portion of the droplet 1a due to the pinch force caused by the current Ip
Constriction occurs. Further, as shown in FIG.
Term peak period Tp ends and electrode plus polarity EP
Immediately after time t2 when the electrode switches to the electrode minus polarity EN.
The droplet 1a separates from the welding wire 1 and
Move to 2. Immediately before the transfer of the droplet, the droplet 1a is
Shortening of the welding wire 1 and the workpiece 2 due to contact with the workpiece 2
Tangles may occur. How often this short circuit occurs
The number of short circuits per unit time)
It increases as the shortest distance (arc length) to the weldment 2 decreases,
The longer, the less, the two are inversely related. Further
In addition, as shown in FIG.
During the current period Ten, the negative electrode current Ien is applied.
The droplet grows gradually. The cathode point of arc 3 at this time
Speeds the entire droplet and the non-molten portion under the welding wire 1
Arc 3 is formed by droplets and
It occurs from the entire lower part of the contact wire 1. Same figure as above
As shown in (C1) to (C4), droplet formation, growth and
Welding is performed by repeating each process of transfer and transfer. FIG. 3 shows the AC pulse arc welding described above.
FIG. 3 is a block diagram of a welding power supply device 6 to be implemented. Less than
Hereinafter, each circuit block will be described with reference to FIG.
The commercial power supply AC is an input power supply of the welding power supply, and is usually
Uses three-phase 200/220 [V]. Output control times
Although the illustration of the internal circuit is omitted in the path INV,
A primary-side rectifier circuit for rectifying a commercial power supply AC;
A smoothing circuit for smoothing a voltage with ripples,
An inverter circuit that converts DC voltage to high-frequency AC,
Sets of power transistors forming an inverter circuit
Drive circuit and a current error amplified signal Ei to be described later.
Therefore, the PWM for performing the PWM control of the above inverter circuit
And a control circuit. The high-frequency transformer INT is connected to the high-frequency AC
To a voltage value suitable for the arc load. Secondary rectifier
D2a to D2d rectify the stepped down high frequency AC to DC
You. The polarity switching drive circuit DR includes an electrode minor described later.
When the input period signal Ten is input (High level).
Outputs an electrode negative polarity drive signal Ndr (Hig
h level) and not input (Low level)
Outputs the electrode positive polarity drive signal Pdr (High level)
Bell). Therefore, the electrode negative polarity drive signal
Electrode plus polarity drive when signal Ndr is output
The signal Pdr is not output.
When the drive signal Ndr is not output,
The live signal Pdr is output.
It is in a reversed relationship. Electrode plus polarity transistor PTR
Outputs the above-mentioned electrode plus polarity drive signal Pd.
When the electrode is in the positive polarity period.
You. On the other hand, the electrode negative polarity transistor NTR is
The electrode negative polarity drive signal Ndr described above is output.
When the electrode is in the negative polarity period.
You. The polarity switching drive circuit DR and the electrode
Lath polarity transistor PTR and electrode minus polarity tiger
A polarity switching circuit SWP is formed by the transistor NTR.
You. This polarity switching circuit SWP outputs an electrode minus period signal.
When Ten is input (High level), the power supply
DC output (output of secondary side rectifier D2a ~ D2d)
Switch to minus polarity, no input (Low level)
When the DC output of the power supply is
Replace it. The reactor WL has the above-mentioned electrode plus polarity.
Transistor PTR or transistor with negative polarity
Smooth output with ripple to energize NTR and arc
Supply 3 During the electrode plus polarity period described above with reference to FIG.
The peak current Ip and the base current Ib are D2a or D2b →
Energize in the path of PTR → WL → welding wire 1 → workpiece 2
I do. On the other hand, during the negative electrode polarity period,
Flow Ien is to be welded 2 → welding wire 1 → NTR → WL →
Power is supplied through the path of D2c or D2d. The welding wire 1 is connected to a feeder of a wire feeder.
The feed through the welding torch 4 by the
Power from the contact tip at the tip of the welding torch 4
Thus, an arc 3 is generated between the workpiece 2 and the workpiece 2. The peak period timer circuit TP has a
When the set signal Cp is input (High level),
Peak period signal which becomes High level for a predetermined period
Output Tp. Electrode minus period timer circuit TEN
Means that the peak period signal Tp is changed from the High level to L
When the level changes to the ow level, Hig is set for a predetermined period of time.
An electrode minus period signal Ten at the h level is output. The voltage detection circuit VD detects the output voltage Vo
Then, a voltage detection signal Vd is output. In the description section of FIG.
As described above, the setting by the teach pendant 9
Interface signal from the robot controller 7 after
The voltage setting signal Vs transmitted as a part of If
The voltage during the positive polarity period (the peak voltage V described above with reference to FIG. 2)
It becomes the target value of the average value of p and the base voltage Vb). Voltage
The error circuit EV performs the above-described error calculation of Vd−Vs,
It outputs a voltage error signal Ev. The integration circuit IV is as described above.
No electrode minus period signal Ten is input (Lo
w level), the above voltage error signal Ev is integrated.
And outputs an integrated value signal Iv. In the above, the electrode
When the negative period signal Ten is not input,
This is during the positive polarity period. Therefore, the above integral
The circuit IV has a relation Iv = ∫ (Vd−
Vs) dt = ∫ (Vp−Vs) dt + ∫ (Vb−Vs)
dt is integrated. The comparison circuit CP calculates the integration
When the value signal Iv becomes 0 [V], the High level
The reset signal Cp serving as a bell is output. This reset
The signal Cp is input to the above-described peak period timer circuit TP.
Then, a trigger signal for starting output of the peak period signal Tp and
Become. The above-described voltage error circuit EV and integration circuit IV
The modulation circuit MC is formed by the
The following processing corresponding to the above described equation (1) is performed. Sandals
That is, the modulation circuit MC starts outputting the peak period signal Tp.
Voltage detection signal Vd and voltage during electrode plus polarity period from point
The integral value Iv of the error from the setting signal Vs has become 0 [V].
Sometimes, the peak period timer circuit TP starts outputting again.
A reset signal Cp serving as a trigger signal is output. The peak current setting circuit IP controls the droplet transfer.
Output a predetermined peak current setting signal Ip to a value to be set.
You. The electrode minus current setting circuit IEN detects the droplet transfer.
The electrode negative current setting signal Ien
Output. The base current setting circuit IB makes the droplet transfer.
Outputs a predetermined base current setting signal Ib to a non-existent value
You. The peak period switching circuit SP performs the above-described peak period signal.
A side when the signal Tp is input (High level)
And the current is controlled by the peak current setting signal Ip.
It is output as the setting signal Isc and is not input (Low
Level), switch to the b side and switch setting signal described later
Se is output as a current control setting signal Isc. Electrode My
The eggplant period switching circuit SE is provided with the above-described electrode minus period signal.
A when the signal Ten is input (High level)
To switch the above-mentioned electrode minus current setting signal Ien.
Is output as the switching setting signal Se and is not input (Lo
(w level), switch to the b side to set the base current
The constant signal Ib is output as the switching setting signal Se. above
Peak period switching circuit SP and electrode minus period switching circuit
A current control setting circuit ISC is formed by SE, and
Is as follows. That is, the current control setting
When the peak period signal Tp is input, the circuit ISC
The current setting signal Ip is input to the electrode minus period signal Ten.
When input, the electrode minus current setting signal Ien is
When neither of the signals Tp and Ten is input
Let the base current setting signal Ib be a current control setting signal Isc
Output. The current detection circuit ID is an output current which is an alternating current.
Io is detected, the value is converted to an absolute value, and a current detection signal
Output Id. The current error amplifying circuit EI outputs the above current
Amplify the error between the detection signal Id and the current control setting signal Isc.
And outputs a current error amplified signal Ei. This current error increase
According to the width signal Ei, the output control circuit INV described above outputs
The current value of the force current Io is controlled. Therefore, Isc = I
When p, the peak current Ip flows, and when Isc = Ien
Indicates that the electrode negative current Ien is conducted and when Isc = Ib
The base current Ib flows. FIG. 4 shows a welding power supply of the above-mentioned prior art 1.
6 is a timing chart of each signal in the device 6. Same figure
(A) shows a time change of the output current Io, and FIG.
FIG. 7C shows a time change of the output voltage Vo, and FIG.
FIG. 4D shows a time change of the inter-signal Tp, and FIG.
(E) shows the time change of the scan period signal Ten, and FIG.
FIG. 5F shows a time change of the signal Iv, and FIG.
5 shows a time change of Cp. Figures (A) and (B) are as described above.
FIG. Hereinafter, description will be made with reference to FIG. The period from time t1 to t2 (peak period T
p) As shown in the same figure (D), during this period, the electrode minus period
Since the inter signal Ten is not output (Low level)
Then, the electrode has the positive polarity EP. Also shown in FIG.
As shown, the peak period signal Tp is output (High level).
(A), the peaks as shown in FIG.
The current Ip flows. Further, as shown in FIG.
In addition, the integrated value signal Iv has a peak voltage V shown in FIG.
p and the voltage setting signal Vs, Iv = ∫ (Vp−V
s) The integral value of dt is obtained. At this time, Vp> Vs
Therefore, the integral value increases with time. The period from time t2 to t3 (electrode minus
Period Ten) As shown in FIG. 4D, during this period, the electrode minus period
Since the inter signal Ten is output (High level)
Then, the electrode has a negative polarity EN, as shown in FIG.
Thus, the electrode negative current Ien flows. Also,
As shown in (E), the above-mentioned electrode minus period signal Ten
Is output, the integration process stops, and the integrated value signal
Iv does not change during this period. A period from time t3 to t4 (base period T
b) During this period, as shown in FIG.
Since the inter signal Ten is not output (Low level)
Then, the electrode becomes the positive polarity EP again. In addition, FIG.
The peak period signal Tp shown in FIG.
Neither the negative period signal Ten is output (Low level).
(B), the base current I as shown in FIG.
b is energized. Further, as shown in FIG.
The value signal Iv is based on the base voltage Vb and the voltage Vb shown in FIG.
According to the pressure setting signal Vs, Iv = に よ っ て (Vb−Vs) dt
It becomes the integral value. At this time, since Vb <Vs,
The integral value decreases with the passage of time, and at time t4
0 [V]. The integrated value signal Iv becomes 0 [V].
When the reset signal Cp is short, as shown in FIG.
High level during this time, and as a result,
The output of the peak period signal Tp starts. As described above, in the conventional art 1, the electrode plug is used.
Of the peak voltage Vp and the base voltage Vb during the lath polarity period.
The output voltage is controlled so that the average value becomes equal to the voltage set value Vs.
Control to maintain the arc length at an appropriate value.
Can be. [Prior Art 2] As described above, the output voltage
When the arc length is proportional to
Optimum arc length by output voltage control method of technology 1
Can be maintained. However, such as aluminum alloy
In arc welding, the output voltage and
Because it is not proportional to the arc length, the output of prior art 1
With the voltage control method, the arc length can be maintained at an appropriate value.
I can't. Hereinafter, the reason will be described with reference to FIG.
You. FIG. 5 shows arc welding of an aluminum alloy or the like.
FIG. 4 is a diagram showing an arc generation state in FIG. FIG.
To indicate the removal range of the oxide film on the surface of the work
Fig. (B) shows the case where the horning width Wc1 [mm] is narrow.
This is a case where the cleaning width Wc2 [mm] is wide. Also,
The figure shows that the welding wire 1 is the anode and the workpiece 2 is the cathode.
This is when the electrode has negative polarity. Refer to the figure below
Will be explained. Normally, the cathode point of the arc 3 is where electrons are emitted.
Easy to clean oxide film
Formed in the region where Therefore, as shown in FIG.
Then, an anode is formed at the point A of the tip of the welding wire 1,
A cathode spot is formed around the outer peripheral point B of the shining area. this
Therefore, the distance Lt1 [mm] between point A and point B is the true arc length.
It becomes. On the other hand, point A of the welding wire tip
The distance La1 [mm] from point C on the workpiece below is apparent
Work length. What is the arc length in the explanation so far?
This is the arc length. This true arc length Lt1
The output voltage is proportional to the apparent arc length La1.
It is not proportional to the output voltage. Therefore, as mentioned above
In the output voltage control method of the prior art 1, the true arc length is reduced by one.
This means that it is maintained at a constant value. However, penetration
The welding quality, such as depth and bead appearance, depends on the apparent arc length L.
a1 is greatly affected, and the true arc length is
small. That is, in order to obtain good welding quality,
It is necessary to maintain the dummy arc length at an appropriate value. Place
In the case of arc welding of steel, there is no oxide film on the surface
Therefore, the cathode point is located around point C where the arc path is the shortest.
Form. Therefore, the true arc length Lt1 and apparent arc
Is approximately equal to the peak length La1. For this reason, the prior art 1
Controlling the true arc length by the output voltage control method
Controls the apparent arc length at the same time. Surface condition (dirt, etc.) of the workpiece during welding;
The shielding state of the shielding gas and the temperature of the workpiece as the welding progresses
The cleaning width Wc of the workpiece is
It changes greatly. Cleaning width during welding
(B) from the cleaning width Wc1 [mm] shown in (A).
When the cleaning width is increased to Wc2 [mm] shown below,
The arc generation state changes as shown in FIG. That is,
As shown in (B), the cathode spot is located at the outer periphery of the cleaning area.
It is formed around the point E. At this time, as described above,
The true arc length (point D-
(Point E) is Lt1 [mm] having the same value as in FIG. This
As a result, the apparent positional relationship
Is shortened to La2 [mm]. Contrary to the above,
If the cleaning width is reduced during welding, an apparent arc
The length increases. As described above, an aluminum alloy or the like
In arc welding, the output voltage control method of the prior art 1 is used.
Appears as the cleaning width fluctuates during welding.
The problem is that the weld length changes and the welding quality deteriorates.
Was. In order to solve this problem, the conventional
An output voltage control method based on the number of short circuits of the technology 2 has been proposed.
I have. That is, in the output voltage control method of the prior art 2,
As described above in the description of FIG.
Frequency of generated short circuits (number of short circuits per unit time)
Utilizing the fact that the arc length is inversely proportional to
Control the output voltage so that the number of short circuits becomes equal to the target value.
To maintain the apparent arc length at an appropriate value.
Is the way. Hereinafter, the prior art 2 will be described with reference to the drawings.
explain. FIG. 6 shows an output voltage control method according to prior art 2.
Block of the welding power supply 61 for controlling the number of short circuits
FIG. In this figure, the same circuit as in FIG.
The same reference numerals are given to the blocks, and their description is omitted.
You. Hereinafter, a circuit block different from that of FIG.
Short circuit frequency detection circuit ND, short circuit frequency setting circuit NS and short circuit
The number-of-entangles error integration circuit ENI will be described. The number-of-short-circuits detection circuit ND outputs the voltage detection signal V
The short circuit is determined by the voltage value of d
The number of short circuits is counted, and a short circuit frequency detection signal Nd is output.
1 [s] is used as the unit time. Short circuit count setting
The circuit NS is based on the teach pendant 9 described above with reference to FIG.
Including the short circuit count set value
Outputs short circuit count setting signal Ns with signal If as input
You. Therefore, the short circuit count setting signal Ns
Set by chip pendant. Short-circuit error integration circuit
ENI is the above-mentioned short circuit number detection signal Nd and short circuit number setting
With the signal Ns as an input, the following equation is calculated and voltage control is performed.
The setting signal Vsc (n) is output. Vsc (n) = Vsc (n-1) + G * (Nd-Ns) (2) where G is a predetermined amplification factor. Performance of the above formula (2)
In the calculation, G × (Nd) is performed every predetermined control cycle Tc [s].
−Ns) and calculate the previous voltage control setting signal Vsc (n-1).
The current voltage control setting signal Vsc (n) is calculated by the addition.
This control cycle Tc corresponds to the unit time described above.
In the steady state, it is set to about 1 [s]. However,
When the error of Nd−Ns in the above equation (2) is large,
In order to improve the transient response of the control system,
There is also a method to change so that it becomes transiently shorter according to the error
Proposed. The subsequent operations are the same as those in FIG.
Therefore, the description is omitted. As mentioned above
Conventional technology 2 corresponds to the appropriate value of the apparent arc length.
The short circuit count setting signal Ns is set, and the number of short circuits during welding is set.
The detection signal Nd is substantially equal to the short circuit number setting signal Ns.
Thus, the output voltage of the welding power supply is controlled. The object to be welded is aluminum
When the alloy is a magnesium-magnesium (Al-Mg) alloy
In pulse arc welding, the surface properties of the workpiece
The shape of the arc typified by the cage cleaning width changes suddenly
Variation in the number of short circuits due to droplet transfer
Key is small, and the output voltage control method of the prior art 2 described above is
Therefore, the apparent arc length can be maintained at an appropriate value.
You. However, the work to be welded is aluminum
-Pulse arc when it is a silicon (Al-Si) alloy
In welding, the surface properties of the workpiece vary widely.
The shape of the arc represented by the cleaning width changes suddenly
Droplet transfer may be slightly unstable,
The variation in the number of short circuits due to the transfer of droplets increases. others
In the output voltage control method of the prior art 2,
The variation of the arc length becomes large, the penetration depth,
The appearance of the weld changes and the welding quality deteriorates. Also aluminum
DC pulse arc welding of AC alloys such as
Droplet transfer is slightly unstable compared to arc welding
Then, the same problem as described above occurs. FIG. 7 shows a short circuit illustrating a specific example of the problem described above.
It is a frequency | count and apparent arc length fluctuation diagram. Figure (A) is short
The time change of the number-of-entanglement detection signal Nd is shown in FIG.
5 shows a temporal change of a dummy arc length La. The figure shows the welded
AC pulse using aluminum-silicon alloy for object
This is the case of arc welding. Hereinafter, description will be given with reference to FIG.
You. As described above, the object to be welded is aluminum.
-Silicon alloy and the welding method is AC pulsed
The droplet transfer becomes slightly unstable due to the use of the welding method.
For this reason, as shown in FIG.
The detection signal Nd of the number of short circuits fluctuates greatly. This short circuit times
Output voltage control using number detection signal Nd as feedback signal
Output voltage (not shown)
Fluctuates, and as a result, as shown in FIG.
Also greatly fluctuates. Because of this, penetration
Depth, bead appearance, etc. change, resulting in poor welding quality. The welding speed, welding position, welding joint shape,
When the welding location changes, the apparent arc length changes
You. That is, when the welding speed is low, the molten pool
Because it is directly below the wire tip and the weld pool just below the wire
Is the apparent arc length. However, the welding speed
When the speed is faster, the molten pool is behind the wire just below
And the distance between the wire tip and the weld pool (apparent arc length)
Becomes longer. Therefore, the welding speed increases during welding
Thus, the apparent arc length becomes longer. Also, the welding position
Depending on the advance angle of the welding torch,
The distance (apparent arc length) from the molten pool in the ear feeding direction is
Change. Therefore, the advance angle of the welding position changes during welding.
As a result, the apparent arc length changes. In addition, welding seam
Hand shape changes from lap fillet joint to butt joint, for example
When changed, apparently because the cleaning state changes
Changes the arc length. Also, the shape and thickness of the welding location
Changes, the temperature of the weld changes due to arc heat
The cleaning condition changes and the apparent arc length
Change. As described above, the apparent arc length changes.
Then, since the number of short circuits changes, the output voltage of the prior art 2
The apparent arc length returns to the original appropriate value depending on the control method.
I do. As described above, the control cycle Tc of the output voltage is steady.
In the state, the arc length is 1 [s], so the apparent arc length is once
After a large change in the number of short circuits, the detected value
Control cycle Tc is too large because the error between
The apparent arc length returns to its original proper value
I do. Therefore, during a long control cycle Tc in a steady state,
Once the apparent arc length changes greatly,
Recovery time Td1 [s] until the arc length returns to the appropriate value
Becomes longer. As a result, the apparent arc length became longer
Welding quality changes due to changes in penetration depth and bead appearance
Gets worse. Note that the control cycle Tc in the steady state is 1 [s].
Is set to a steady state under various welding conditions.
Control stability (change in apparent arc length)
That's because. FIG. 8 shows a short circuit illustrating a specific example of the problem described above.
It is a frequency | count and apparent arc length fluctuation diagram. Figure (A) is short
The time change of the number-of-entanglement detection signal Nd is shown in FIG.
5 shows a temporal change of a dummy arc length La. The figure shows the welding process.
This is the case where the welding speed is increased at the middle time t1. As shown in FIG. 3A, at time t1
As the welding speed increases, the apparent
The short circuit count detection signal Nd is
It becomes smaller than the number setting signal Ns. For this,
Also, the output voltage (Vsc) is reduced by the equation (2).
Is controlled. As a result, the apparent arc length is
Returns to the value. However, as mentioned above,
In the state, the calculation of the expression (2) is performed every control cycle Tc = 1 [s].
As shown in FIG.
The clock length La changes greatly after the time t1 until the time t2.
Returns to an appropriate value after a long return time Td1 [s] elapses. This
Therefore, during the period from time t1 to t2, the apparent arc length
Since La is longer than the appropriate value, the penetration depth
The welding quality is degraded due to changes in the appearance and the like. As described in the section and the section above, the aluminum
Technology 1 in AC pulse arc welding of aluminum alloys
And in the prior art 2, the material of the workpiece, welding speed, welding
Due to changes in posture, weld joint shape or weld location
Because of the change in the arc length, the penetration depth and bead
Solution that appearance and other properties change and welding quality deteriorates
There were challenges. Therefore, in the present invention, the material of the workpiece,
Changes in welding speed, welding position, weld joint shape or welding location
Nevertheless, the apparent arc length can always be maintained at an appropriate value.
To provide an output voltage control method for a welding power supply device. According to the first aspect of the present invention, FIG.
As shown in the figure, welding conditions by the teach pendant 9
Is set, and the welding power supply device 6 and the welding robot 7 are used.
Pulse arc melting of aluminum or its alloys
The welding wire 1 being welded to the workpiece 2
The detection value Nd of the number of short circuits and a predetermined short circuit number Ns
Are substantially equal to each other at each control cycle Tc.
In the output voltage control method for controlling the output voltage Vo of the device 6
The material to be welded, welding speed, welding position, weld joint type
Corresponding to at least one of the
The time length of the control cycle Tc is added to the teach pendant 9.
Therefore, the output voltage control method of the welding power supply set to an appropriate value
Is the law. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiments described below are
This corresponds to the invention of claim 1. In this embodiment, the welding robot
Pulse arc melting of aluminum alloy etc.
In welding, the material of the workpiece, welding speed, welding position,
Corresponds to at least one of the joint shape or welding location
The time length of the control cycle Tc by the teach pendant
Is set to an appropriate value, and the short circuit frequency detection value Nd during welding is
So that the set value of the number of short circuits Nr
The output voltage of the welding power supply device is controlled at every control cycle Tc described above.
Output voltage control method. Hereinafter, description will be made with reference to FIG.
I do. FIG. 9 shows an output voltage control method according to the present invention.
Block diagram of the control cycle variable welding power supply 62 for performing
It is. In this figure, the same circuit block as that of FIG.
The same reference numerals are given to the same symbols, and their description is omitted. Less than
Below, the control cycle variable short circuit detection circuit indicated by a dotted line different from FIG.
Path CND, control cycle setting circuit TC and control cycle variable short circuit
The number-of-times error integrating circuit CEN will be described. The control cycle variable short circuit count detection circuit CND
A short circuit is determined based on the voltage value of the voltage detection signal Vd, which will be described later.
The number of short circuits in each control cycle Tc is counted, and the counted value is
Converted to the number of short circuits per unit time,
The signal Nd is output. The control cycle setting circuit TC is the same as that shown in FIG.
The control cycle set by the teach pendant 9 described above
The interface signal If including the period Tc is input,
The control cycle setting signal Tc is output. This control cycle setting signal
The value of the signal Tc depends on the material of the workpiece, the welding speed, the welding position,
Teach to an appropriate value according to the shape of the weld joint or welding location
Set by pendant. Control cycle variable short circuit frequency error integration circuit CEN
Are the above-mentioned short circuit number detection signal Nd and short circuit number setting signal N
s as an input, and the above described control period Tc
Calculates the equation (2) and outputs the voltage control setting signal Vsc (n).
Power. As described above, in the present embodiment, the workpiece
Material, welding speed, welding position, weld joint shape or welding piece
At least one of the control periods T
Set the time length of c to an appropriate value using the teach pendant.
Always maintain the apparent arc length at an appropriate value.
be able to. [Effect] FIG. 10 shows the effect of the present invention.
The number of short circuits and apparent arc corresponding to Fig. 7
FIG. FIG. 3A shows the short-circuit count detection signal Nd.
FIG. 8B shows the change in the apparent arc length La.
Shows the time change. The same figure as in FIG.
AC pallets using aluminum-silicon alloy for the implant
This is the case of sark welding. In the same figure, the control cycle
Tc is adjusted to the above welding conditions with a teach pendant.
This is a case where it is appropriately set to 2 [s]. Refer to the figure below
Will be explained. As described above, the object to be welded is aluminum.
-Silicon alloy and the welding method is AC pulsed
The droplet transfer becomes slightly unstable due to the use of the welding method.
For this reason, the number of short circuits detected in a short cycle is large.
However, the control cycle Tc is increased to 2 [s].
As shown in the same figure (A),
In addition, the fluctuation width of the number of times of short circuit detection signal Nd becomes small. this
Outputs the number of short circuit detection signal Nd as a feedback signal
Since voltage control is performed, the output voltage
The moving width becomes smaller. As a result, as shown in FIG.
In addition, the fluctuation width of the apparent arc length La becomes small,
The value is stably maintained. FIG. 11 shows another effect of the present invention.
The number of short-circuits and apparent
FIG. FIG. 7A shows a short-circuit count detection signal N.
FIG. 6B shows the apparent arc length L.
The time change of a is shown. This figure is similar to FIG. 8 described above.
When the welding speed is increased at time t1 during welding
is there. The figure also shows the time
The control cycle Tc immediately after the time t1 or after the time t1 is set to the time
In the case where it is set in advance so as to be shorter than before t1.
You. As shown in FIG. 5A, at time t1
As the welding speed increases, the apparent arc length increases.
Therefore, the short circuit count detection signal Nd is
s. For this reason, the above equation (2)
Therefore, the output voltage (Vsc) is controlled to be small.
You. As a result, the apparent arc length returns to the original appropriate value.
You. In this control, immediately before time t1 or the same as time t1.
Sometimes the control cycle Tc is longer than that in the steady state.
Feedback from length to short duration
The transient response of the correct / error system is improved. For this purpose,
As shown in (A), the return time is Td1 in FIG.
[S] is greatly reduced to Td2 [s]. Accordingly
As shown in FIG. 3B, the apparent arc length La is
Returns to the proper value in a short time. By the way, the welding worker is required to
Quality, welding speed, welding position, weld joint shape, shape of welding location
Know the shape before welding. Therefore, welding work
The contractor will change the welding conditions according to the welding location where the welding conditions change.
Appropriate control cycle Tc with teach pendant before contact
Can be set to a value. For this reason, in the present invention,
The material of the workpiece, welding speed, welding position, weld joint shape or
In response to at least one change in the weld location
Immediately before or simultaneously with the change of the control cycle Tc to an appropriate value
So that the apparent arc length is always maintained at an appropriate value.
Can be According to the present invention, a pallet made of aluminum alloy or the like is used.
In sark welding, the material, welding speed,
At least one of the contact position, weld joint shape or welding location
In response to the above, the number of short circuits
The output voltage control cycle Tc is set to an appropriate value.
The apparent arc length can always be maintained at an appropriate value,
Good welding quality can be obtained.
【図面の簡単な説明】
【図1】溶接ロボットを使用した消耗電極ガスシールド
アーク溶接装置の構成図
【図2】交流パルスアーク溶接の電流・電圧波形図
【図3】従来技術1の交流パルスアーク溶接電源装置の
ブロック図
【図4】従来技術1の溶接電源装置のタイミングチャー
ト
【図5】アルミニウム合金等のアーク発生状態図
【図6】従来技術2の溶接電源装置のブロック図
【図7】解決課題を示す短絡回数・見かけのアーク長変
動図
【図8】別の解決課題を示す短絡回数・見かけのアーク
長変動図
【図9】本発明の溶接電源装置のタブロック図
【図10】本発明の効果を示す短絡回数・見かけのアー
ク長変動図
【図11】本発明の別の効果を示す短絡回数・見かけの
アーク長変動図
【符号の説明】
1 溶接ワイヤ
1a 溶滴
2 被溶接物
3 アーク
4 溶接トーチ
5a ワイヤ送給装置の送給ロール
6 溶接電源装置
61 短絡回数制御溶接電源装置
62 制御周期可変溶接電源装置
7 溶接ロボット(マニュピュレータ)
8 ロボット制御装置
9 ティーチペンダント
AC 商用電源
CEN 制御周期可変短絡回数誤差積分回路
CND 制御周期可変短絡回数検出回路
CP 比較回路
Cp リセット信号
D2a〜D2d 2次側整流器
DR 極性切換ドライブ回路
EI 電流誤差増幅回路
Ei 電流誤差増幅信号
EN 電極マイナス極性
ENI 短絡回数誤差積分回路
EP 電極プラス極性
EV 電圧誤差回路
Ev 電圧誤差信号
Fc 送給制御信号
G 増幅率
IB ベース電流設定回路
Ib ベース電流(設定信号)
ID 電流検出回路
Id 電流検出信号
IEN 電極マイナス電流設定回路
Ien 電極マイナス電流(設定信号)
If インターフェース信号
INT 高周波変圧器
INV 出力制御回路
Io 出力電流
IP ピーク電流設定回路
Ip ピーク電流(設定信号)
ISC 電流制御設定回路
Isc 電流制御設定信号
IV 積分回路
Iv 積分値(信号)
La 見かけのアーク長
Lt 真のアーク長
MC 変調回路
Ms 動作制御信号
ND 短絡回数検出回路
Nd 短絡回数検出信号
Ndr 電極マイナス極性ドライブ信号
NS 短絡回数設定回路
Ns 短絡回数設定信号
NTR 電極マイナス極性トランジスタ
Pdr 電極プラス極性ドライブ信号
PTR 電極プラス極性トランジスタ
SE 電極マイナス期間切換回路
Se 切換設定信号
SP ピーク期間切換回路
SWP 極性切換回路
Tb ベース期間
TC 制御周期設定回路
Tc 制御周期(設定信号)
Td 復帰時間
TEN 電極マイナス期間タイマ回路
Ten 電極マイナス期間(信号)
TP ピーク期間タイマ回路
Tp ピーク期間(信号)
Vb ベース電圧
VD 電圧検出回路
Vd 電圧検出信号
Ven 電極マイナス電圧
Vo 出力電圧
Vp ピーク電圧
VS 電圧設定回路
Vs 電圧設定(値/信号)
Vsc 電圧制御設定信号
Wc クリーニング幅
WL リアクトル
WM ワイヤ送給モータBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram of a consumable electrode gas shielded arc welding device using a welding robot. FIG. 2 is a current / voltage waveform diagram of AC pulse arc welding. FIG. FIG. 4 is a timing chart of a welding power supply device according to prior art 1; FIG. 5 is a diagram showing an arc generation state of an aluminum alloy or the like; FIG. 6 is a block diagram of a welding power supply device according to prior art 2; FIG. 8 is a diagram showing a change in the number of short circuits and an apparent arc length showing a problem to be solved. FIG. 8 is a block diagram showing a change in the number of short circuits and an apparent arc length showing another problem to be solved. FIG. 11 is a diagram showing a change in the number of short circuits and an apparent arc length showing the effect of the present invention. FIG. 11 is a diagram showing a change in the apparent arc length and the number of short circuits showing another effect of the present invention. Weldment 3 4 Welding torch 5a Feeding roll of wire feeder 6 Welding power supply 61 Short-circuit frequency control welding power supply 62 Controllable variable welding power supply 7 Welding robot (manipulator) 8 Robot controller 9 Teach pendant AC Commercial power supply CEN Control cycle variable short-circuit count error integration circuit CND Control cycle variable short-circuit count detection circuit CP Comparison circuit Cp Reset signal D2a to D2d Secondary rectifier DR Polarity switching drive circuit EI Current error amplifier Ei Current error amplifier signal EN Electrode negative polarity ENI Short circuit Frequency error integration circuit EP Electrode plus polarity EV Voltage error circuit Ev Voltage error signal Fc Feeding control signal G Amplification factor IB Base current setting circuit Ib Base current (setting signal) ID current detection circuit Id Current detection signal IEN Electrode minus current setting circuit Ien electrode negative current (setting signal ) If interface signal INT High-frequency transformer INV Output control circuit Io Output current IP Peak current setting circuit Ip Peak current (setting signal) ISC Current control setting circuit Isc Current control setting signal IV Integration circuit Iv Integration value (signal) La Apparent arc Length Lt True arc length MC Modulation circuit Ms Operation control signal ND Short circuit frequency detection circuit Nd Short circuit frequency detection signal Ndr Electrode negative polarity drive signal NS Short circuit frequency setting circuit Ns Short circuit frequency setting signal NTR Electrode negative polarity transistor Pdr Electrode positive polarity drive signal PTR electrode plus polarity transistor SE electrode minus period switching circuit Se switching setting signal SP peak period switching circuit SWP polarity switching circuit Tb base period TC control cycle setting circuit Tc control cycle (setting signal) Td return time TEN electrode minus period timer Ma circuit Ten electrode minus period (signal) TP peak period timer circuit Tp peak period (signal) Vb base voltage VD voltage detection circuit Vd voltage detection signal Ven electrode minus voltage Vo output voltage Vp peak voltage VS voltage setting circuit Vs voltage setting (value / Signal) Vsc Voltage control setting signal Wc Cleaning width WL Reactor WM Wire feed motor
フロントページの続き (72)発明者 仝 紅軍 大阪府大阪市淀川区田川2丁目1番11号 株式会社ダイヘン内 Fターム(参考) 4E082 AA01 EC17 ED01 5H790 BA03 BB08 CC02 DD06 EA02 EA03 EA07 EA15 EB03 EB04Continuation of front page (72) Inventor 紅 Red Army 2-1-1 Tagawa, Yodogawa-ku, Osaka-shi, Osaka Daihen Corporation F term (reference) 4E082 AA01 EC17 ED01 5H790 BA03 BB08 CC02 DD06 EA02 EA03 EA07 EA15 EB03 EB04
Claims (1)
設定し、溶接電源装置及び溶接ロボットを使用して行う
アルミニウム又はその合金のパルスアーク溶接にあっ
て、溶接中の溶接ワイヤと被溶接物との短絡回数の検出
値と予め定めた短絡回数設定値とが略等しくなるように
制御周期毎に前記溶接電源装置の出力電圧を制御する出
力電圧制御方法において、 被溶接物の材質、溶接速度、溶接姿勢、溶接継手形状又
は溶接個所の少なくとも一つ以上に対応して、前記制御
周期の時間長さを前記ティーチペンダントによって適正
値に設定する溶接電源装置の出力電圧制御方法。The present invention relates to pulse arc welding of aluminum or an alloy thereof using a welding power source device and a welding robot, wherein welding conditions are set by a teach pendant. In an output voltage control method of controlling an output voltage of the welding power supply device in each control cycle so that a detected value of the number of short circuits with a welded object and a predetermined set value of the number of short circuits are substantially equal, the material of the object to be welded, An output voltage control method for a welding power supply device, wherein a time length of the control cycle is set to an appropriate value by the teach pendant in accordance with at least one of a welding speed, a welding position, a weld joint shape, and a welding location.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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