(57)【要約】【課題】消耗電極アーク溶接において、溶接終了時のワイヤ先端粒径を正確に検出し、アークスタート性を良好にすること。【解決手段】溶接開始信号ＳｔがＬｏｗに変化すると、送給モータを停止させると共に溶接電圧設定信号をアンチスティック電圧設定値に切り換えるアンチスティック制御を行って、ワイヤ先端に粒を形成してアークを消弧させて溶接を終了する。時刻ｔ５〜ｔ８のアンチスティック制御の期間中に発生した最後の通常短絡が解除されてから前記アークが消弧するまでの時刻ｔ５４〜ｔ７の燃え上がり期間中に発生した微小短絡（時刻ｔ５５〜ｔ５６）の回数を計数し、この微小短絡回数によってワイヤ先端粒径を検出する。そして、検出した微小短絡回数に基づいて、アークスタート時のパラメータを適正化する。これにより、ワイヤ先端粒径がばらついても常に良好なアークスタート性を得ることができる。【選択図】  図１
2015006675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接ワイヤと母材との間で短絡期間とアーク期間とを交互に繰り返して溶接する消耗電極アーク溶接にあって、溶接開始信号が終了信号に変化すると、送給モータに停止信号を出力すると共に溶接電圧設定信号をアンチスティック電圧設定値に切り換えるアンチスティック制御を行ってワイヤ先端に粒を形成してアークを消弧させて溶接を終了し、この溶接終了時のワイヤ先端粒径の検出方法において、
前記短絡期間が予め定めた基準時間以上である短絡を通常短絡とし、前記基準時間未満である短絡を微小短絡として定義し、
前記アンチスティック制御の期間中に発生した最後の通常短絡が解除されてから前記アークが消弧するまでの燃え上がり期間中に発生した微小短絡の回数を計数し、この微小短絡回数によってワイヤ先端粒径を検出する、
ことを特徴とする溶接終了時のワイヤ先端粒径の検出方法。
【請求項２】
前記溶接開始信号が開始信号に変化すると、前記送給モータを駆動して前記溶接ワイヤを送給し、前記母材との間に前記アークを点弧させるアークスタート制御方法において、
請求項１記載の方法によって検出されたワイヤ先端粒径に基づいて、アークスタート時のパラメータを変化させる、
ことを特徴とするアークスタート制御方法。
【請求項３】
前記アークが点弧すると、送給速度を予め定めた定常送給速度まで加速すると共に、予め定めたホットスタート期間中は予め定めたホットスタート電流を通電しその後は定常の溶接電流を通電し、
前記パラメータが前記送給速度の加速期間、前記ホットスタート期間又は前記ホットスタート電流の少なくとも１つである、
ことを特徴とする請求項２記載のアークスタート制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶接開始信号が終了信号に変化すると、送給モータに停止信号を出力すると共に溶接電圧設定信号をアンチスティック電圧設定値に切り換えるアンチスティック制御を行ってワイヤ先端に粒を形成してアークを消弧させて溶接を終了し、この溶接終了時のワイヤ先端粒径の検出方法及びこれを用いたアークスタート制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は、特許分権１に記載されているロボットを使用した消耗電極アーク溶接装置の一般的な構成図である。以下、同図を参照して各構成物について説明する。
【０００３】
ティーチペンダントＴＰは、ロボット制御装置ＲＣに接続され、ロボットＲＭの動作軌跡を興じすると共に、溶接条件を設定する。ロボット制御装置ＲＣは、ロボットＲＭを動作制御するための動作制御信号ＭｃをロボットＲＭに設けられた複数のサーボモータ（図示は省略）に出力すると共に、溶接条件信号Ｗｃを溶接電源ＰＳに出力する。この溶接条件信号Ｗｃには、溶接開始信号Ｓｔ、定常送給速度設定信号Ｆｒ及び定常溶接電圧設定信号Ｖｒが少なくとも含まれている。ロボットＲＭには、送給モータＷＭ及び溶接トーチ４が搭載されている。
【０００４】
溶接電源ＰＳは、上記の溶接条件信号Ｗｃを入力として、アーク３を発生させるための溶接電圧Ｖｗ及び溶接電流Ｉｗを出力すると共に、上記の送給モータＷＭを制御するための送給制御信号Ｆｃを出力する。溶接ワイヤ１は上記の送給モータＷＭによって上記の溶接トーチ４内を通って送給速度Ｆｗ（cm/min）で送給され、母材２との間にアーク３が発生する。これ以降の説明において、送給モータと記載したときは、モータ自体、減速機、送給ロール等の送給機構全体を含めた意味で使用する。
【０００５】
図５は、図４で上述した溶接装置を用いてアーク溶接を行ったときの溶接開始から終了までのシーケンス制御のタイミングチャートである。同図（Ａ）は溶接開始信号Ｓｔの時間変化を示し、同図（Ｂ）は溶接ワイヤ１の送給速度Ｆｗの時間変化を示し、同図（Ｃ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｄ）は溶接電圧Ｖｗの時間変化を示す。以下、同図を参照して動作について説明する。
【０００６】
［溶接開始時］
時刻ｔ１において、同図（Ａ）に示すように、溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベル（開始信号）になると、同図（Ｂ）に示すように、溶接ワイヤ１は１m/min程度の予め定めた遅いスローダウン送給速度Ｆｉでの送給が開始される。同時に、溶接電源の出力も開始されるので、同図（Ｄ）に示すように、最大値である無負荷電圧値となる溶接電圧Ｖｗが溶接ワイヤ１と母材２との間に印加する。この状態では、溶接ワイヤ１と母材２との間は離れており無負荷状態であるので、同図（Ｃ）に示すように、溶接電流Ｉｗは通電しない。
【０００７】
時刻ｔ２において、上記のスローダウン送給によって溶接ワイヤ１の先端が母材２に接触すると、アーク３が点弧する。アーク３が点弧すると、同図（Ｃ）に示すように、溶接電流Ｉｗは定常溶接電流値よりも大きな値の予め定めたホットスタート電流値Ｉｈが通電する。このホットスタート電流Ｉｈは時刻ｔ３までの予め定めたホットスタート期間Ｔｈ中通電する。また、時刻ｔ２において、同図（Ｄ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは無負荷電圧値よりも小さな値のホットスタート電圧値になる。時刻ｔ２において溶接電流Ｉｗが通電すると、同図（Ｂ）に示すように、送給速度Ｆｗは傾斜を有して加速し、時刻ｔ４において定常送給速度設定信号Ｆｒによって定まる値に収束する。時刻ｔ２〜ｔ４の期間が、予め定めた加速期間Ｔｕとなる。上記のホットスタート電流Ｉｈを通電する理由は、溶接ワイヤ１の先端が母材２に接触した時点から大電流値のホットスタート電流Ｉｈを通電することで溶接ワイヤ先端を急激に溶融して瞬時的にアーク３を点弧させるためである。この瞬時アーク発生から定常アークへと円滑に移行させるためには、上記のホットスタート電流Ｉｈ、上記のホットスタート期間Ｔｈ及び上記の加速期間Ｔｕの各値が、溶接ワイヤ１の材質、直径、溶接開始前のワイヤ先端粒径等の溶接条件に応じて適正値に設定される必要がある。
【０００８】
［定常溶接期間］
時刻ｔ４〜ｔ５の期間が定常溶接期間となる。この期間中は、同図（Ｂ）に示すように、送給速度Ｆｗは、定常送給速度設定信号Ｆｒによって定まる値となる。時刻ｔ４１〜ｔ４２の短絡期間中は、同図（Ｃ）に示すように、溶接電流Ｉｗは次第に増加し、同図（Ｄ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは数Ｖの短絡電圧値となる。時刻ｔ４２〜ｔ４３のアーク期間中は、同図（Ｃ）に示すように、溶接電流Ｉｗは次第に減少し、同図（Ｄ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは数十Ｖのアーク電圧値となる。同図では、時刻ｔ４〜ｔ５の定常溶接期間中に３回の短絡期間及びアーク期間を描画している。実際には、短絡は１秒間に３０〜１００回程度発生する。定常溶接期間中の溶接電流Ｉｗの平均値が定常溶接電流値となり、定常送給速度設定信号Ｆｒによって設定される。また、定常溶接期間中の溶接電圧Ｖｗの平均値が、定常溶接電圧値となり、定常溶接電圧設定信号Ｖｒによって設定される。
【０００９】
［溶接終了時（アンチスティック制御期間）］
時刻ｔ５において、同図（Ａ）に示すように、溶接開始信号ＳｔがＬｏｗレベル（終了信号）になると、同図（Ｂ）に示すように、送給モータＷＭは停止制御されるが、送給速度Ｆｗは慣性によって次第に減速して、時刻ｔ６において停止する。同時に、時刻ｔ５〜ｔ８の予め定めたアンチスティック制御期間Ｔａ中は、溶接電源ＰＳからの出力が継続される。このアンチスティック制御期間Ｔａ中に、時刻ｔ５１〜ｔ５２及び時刻ｔ５３〜ｔ５４の期間に２回の短絡が発生している。実際には、３〜８回程度の短絡が発生する。時刻ｔ５３〜ｔ５４の短絡が最後の短絡となる。同図（Ｄ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは、時刻ｔ５３〜ｔ５４の最後の短絡期間中は短絡電圧値となり、時刻ｔ５４にアークが再発生すると次第に増加し、送給が停止する時刻ｔ６よりも少し後の時刻ｔ７においてアークを維持することができなくなりアークが消弧する。時刻ｔ７においてアークが消弧すると、同図（Ｄ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは無負荷電圧値に上昇し、時刻ｔ８まで無負荷電圧が出力される。他方、同図（Ｃ）に示すように、溶接電流Ｉｗは、時刻ｔ５３〜ｔ５４の最後の短絡期間中は次第に増加し、時刻ｔ５４〜ｔ７の燃え上がり期間中は数十Ａ程度の小電流値となり、時刻ｔ７において０となる。
【００１０】
時刻ｔ５４に最後の短絡が解除されてアークが再発生した時点からｔ７にアークが消弧する時点までの燃え上がり期間中に、溶接ワイヤ１の先端がアーク３によって溶融されて燃え上がり、粒を形成する。このワイヤ先端粒径は、燃え上がり期間の長さに比例して大きくなる。時刻ｔ５〜ｔ７の期間中の溶接電圧Ｖｗの平均値は、予め定めたアンチスティック電圧設定信号Ｖarによって定まる値となる。このアンチスティック電圧設定信号Ｖarの値は、定常溶接電圧設定信号Ｖｒの値よりも小さな値に設定される。そして、このアンチスティック電圧設定信号Ｖarによって上記の燃え上がり期間の長さが設定される。このために、アンチスティック電圧設定信号Ｖarによって、溶接終了時のワイヤ先端粒径を調整することができる。したがって、溶接終了時のワイヤ先端粒径が適正サイズになるように、溶接条件に応じてアンチスティック電圧設定信号Ｖarを設定する。ワイヤ先端粒径が適正サイズであるとは、溶接が終了した時点において、溶接ワイヤ１の先端と母材２との燃え上がり距離が３〜５mm程度の範囲で適正距離であり、かつ、ワイヤ先端粒径が溶接ワイヤ１の直径の１．２倍程度であることである。これにより、溶接終了時に溶接ワイヤ１の先端がビードと溶着することがない、さらに、ワイヤ先端粒径が適正サイズであるので、次の溶接開始時におけるアークスタート性が良好になる。ワイヤ先端粒径が大きくなると、アークスタート時にスパッタが多く発生し、かつ、時刻ｔ２に溶接ワイヤ１の先端が母材２に接触してアーク３が点弧してから定常アーク状態になるまでにもたつくことになる。逆に、ワイヤ先端粒径が小さくなると、ワイヤ先端に絶縁物であるスラグが付着しやすくなり、時刻ｔ２に溶接ワイヤ１の先端が母材２と接触してもアーク３が点弧しない不良アークスタートの状態になりやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第５１６０９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したように、従来技術では、アンチスティック電圧設定信号Ｖarを溶接条件に応じて適正値に設定することによって、溶接終了時のワイヤ先端粒径を適正化している。しかし、溶接条件が同一のままであっても、時々ワイヤ先端粒径が適正サイズよりも大きくなる場合がある。このようになると、次の溶接開始時におけるアークスタート性が悪くなる。
【００１３】
そこで、本発明では、溶接終了時のワイヤ先端粒径のばらつきを検出し、この検出結果に基づいてアークスタート性を良好にすることができる溶接終了時のワイヤ先端粒径の検出方法及びこれを用いたアークスタート制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、
溶接ワイヤと母材との間で短絡期間とアーク期間とを交互に繰り返して溶接する消耗電極アーク溶接にあって、溶接開始信号が終了信号に変化すると、送給モータに停止信号を出力すると共に溶接電圧設定信号をアンチスティック電圧設定値に切り換えるアンチスティック制御を行ってワイヤ先端に粒を形成してアークを消弧させて溶接を終了し、この溶接終了時のワイヤ先端粒径の検出方法において、
前記短絡期間が予め定めた基準時間以上である短絡を通常短絡とし、前記基準時間未満である短絡を微小短絡として定義し、
前記アンチスティック制御の期間中に発生した最後の通常短絡が解除されてから前記アークが消弧するまでの燃え上がり期間中に発生した微小短絡の回数を計数し、この微小短絡回数によってワイヤ先端粒径を検出する、
ことを特徴とする溶接終了時のワイヤ先端粒径の検出方法である。
【００１５】
請求項２の発明は、前記溶接開始信号が開始信号に変化すると、前記送給モータを駆動して前記溶接ワイヤを送給し、前記母材との間に前記アークを点弧させるアークスタート制御方法において、
請求項１記載の方法によって検出されたワイヤ先端粒径に基づいて、アークスタート時のパラメータを変化させる、
ことを特徴とするアークスタート制御方法である。
【００１６】
請求項３の発明は、前記アークが点弧すると、送給速度を予め定めた定常送給速度まで加速すると共に、予め定めたホットスタート期間中は予め定めたホットスタート電流を通電しその後は定常の溶接電流を通電し、
前記パラメータが前記送給速度の加速期間、前記ホットスタート期間又は前記ホットスタート電流の少なくとも１つである、
ことを特徴とする請求項２記載のアークスタート制御方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、微小短絡回数によって溶接終了時のワイヤ先端粒径を正確に検出することができる。そして、この微小短絡回数に応じてアークスタート時のパラメータであるホットスタート電流、ホットスタート期間又は加速期間の少なくとも１つを変化させている。このために、ワイヤ先端粒径の大きさに対応してアークスタート時のパラメータが適正化されるので、次の溶接開始時におけるアークスタート性を良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係るワイヤ先端粒径の検出方法及びアークスタート制御方法の原理を説明するための溶接装置における各信号のタイミングチャートである。
【図２】燃え上がり期間中に発生した微小短絡の回数Ｎｓ（回）とホットスタート電流Ｉｈ（ａ）、ホットスタート期間Ｔｈ（MS）及び加速期間Ｔｕ（MS）との関係図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るワイヤ先端粒径の検出方法及びアークスタート制御方法を実施するための溶接電源ＰＳのブロック図である。
【図４】従来技術におけるロボットを使用した消耗電極アーク溶接装置の一般的な構成図である。
【図５】図４で上述した溶接装置を用いてアーク溶接を行ったときの溶接開始から終了までのシーケンス制御のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態に係るワイヤ先端粒径の検出方法及びアークスタート制御方法の原理を説明するための図４の溶接装置における各信号のタイミングチャートである。同図（Ａ）は溶接開始信号Ｓｔの時間変化を示し、同図（Ｂ）は溶接ワイヤ１の送給速度Ｆｗの時間変化を示し、同図（Ｃ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｄ）は溶接電圧Ｖｗの時間変化を示す。同図は上述した図５と対応しており、時刻ｔ５４〜ｔ８以外の期間の動作については同一であるので、説明は繰り返さない。以下、同図を参照して、時刻ｔ５４〜ｔ８の異なる動作の期間について説明する。
【００２１】
以下の説明で使用される通常短絡及び微小短絡について定義する。通常短絡とは、短絡期間の長さが予め定めた基準時間以上の短絡のことであり、短絡期間中にワイヤ先端の溶滴が溶融池に移行する。他方、微小短絡とは、短絡期間の長さが上記の基準時間未満の短絡のことであり、ワイヤ先端の溶滴は溶融池に移行せずワイヤ先端にそのまま残留している。上記の基準時間は、０．５〜１．５MS程度の範囲で設定される。この基準時間は、溶接ワイヤ１の材質、直径、シールドガスの種類等に応じて、溶滴の移行を伴うか伴わないかのしきい値として実験によって適正値に設定される。
【００２２】
同図においては、アンチスティック制御期間Ｔａ中の時刻Ｔ５３〜Ｔ５４に最後の通常短絡が発生している。この最後の通常短絡とは、アンチスティック制御期間Ｔａ中であり、かつ、アークが消弧するまでに最後に発生した通常短絡のことである。同図（Ｄ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは、時刻Ｔ５４に最後の通常短絡が解除されてアーク３が再発生するとアーク電圧値になり、時刻Ｔ５５〜Ｔ５６の微小短絡中は短絡電圧値となり、時刻Ｔ５６に微小短絡が解除されてアーク３が再発生するとアーク電圧値となり、時刻Ｔ５６から次第に増加して、時刻Ｔ７にアーク３が消弧すると無負荷電圧値に急増する。同図（Ｃ）に示すように、溶接電流Ｉｗは、この時刻Ｔ５４〜Ｔ７までの燃え上がり期間中略一定の小電流値となり、時刻Ｔ７で０となる。すなわち、上述した図５では、最後の通常短絡が解除されてアーク３が再発生する時刻Ｔ５４からアーク３が消弧する時刻Ｔ７までの燃え上がり期間中に微小短絡が発生していない。これに対して、同図では、時刻Ｔ５４〜Ｔ７の燃え上がり期間中に１回の微小短絡が発生している。
【００２３】
ここで、ワイヤ先端粒径のばらつきの原因を明らかにするために、アンチスティック制御期間Ｔａ中の短絡の発生状況とワイヤ先端粒径との関係を調査した。この結果、燃え上がり期間中に微小短絡が発生しなかったときはワイヤ先端粒径は適正サイズとなり、微小短絡の発生回数が増加するのに伴いワイヤ先端粒径が略比例して大きくなることが分かった。これは、微小短絡の発生回数が多くなるほど燃え上がり期間が長くなり、かつ、微小短絡では溶滴は移行しないので、ワイヤ先端の溶融量が増加してワイヤ先端粒径が大きくなるためである。したがって、燃え上がり期間中に発生した微小短絡の回数を計数することによって、ワイヤ先端粒径を検出することができる。
【００２４】
ワイヤ先端粒径が大きくなっても、次の溶接開始時におけるアークスタート性を良好にするためには、上述したように、ホットスタート電流Ｉｈ、ホットスタート期間Ｔｈ又は送給速度Ｆｗの加速期間Ｔｕの少なくとも１つを連動させて変化させる必要がある。すなわち、燃え上がり期間中の微小短絡の回数が増加するのに伴い、この３つのアークスタート時のパラメータの少なくとも１つを大きくすれば良い。
【００２５】
図２は、燃え上がり期間中に発生した微小短絡の回数Ｎｓ（回）とホットスタート電流Ｉｈ（ａ）、ホットスタート期間Ｔｈ（MS）及び加速期間Ｔｕ（MS）との関係図の一例である。横軸は微小短絡の回数Ｎｓを示し、０〜７回の範囲となっている。左の縦軸は、ホットスタート期間Ｔｈ及び加速期間Ｔｕを示し、０〜５０MSの範囲である。右の縦軸は、ホットスタート電流Ｉｈを示しており、４００〜７００ａの範囲である。同図は、溶接ワイヤ１の材質が鉄鋼であり、直径が１．２MMであり、シールドガスの種類が炭酸ガス１００％の場合である。
【００２６】
実線で示すホットスタート電流Ｉｈは、Ｎｓ＝０のとき５００ａとなり、Ｎｓ＝５のときは６００ａとなり、Ｎｓ≧５の範囲では６００ａのままである。破線で示すホットスタート期間ｔｈは、Ｎｓ＝０のとき５MSとなり、Ｎｓ＝５のときは１０MSとなり、Ｎｓ≧５の範囲では１０MSのままである。一点鎖線で示す加速期間Ｔｕは、Ｎｓ＝０のとき２０MSとなり、Ｎｓ＝５のときは４０MSとなり、Ｎｓ≧５の範囲では４０MSのままである。
【００２７】
溶接ワイヤ１の材質、直径、シールドガスの種類等の溶接条件ごとに、同図のような関係を設定しておく。
【００２８】
図３は、本発明の実施の形態に係るワイヤ先端粒径の検出方法及びアークスタート制御方法を実施するための溶接電源ＰＳのブロック図である。溶接装置全体の構成は上述した図４と同一であり、溶接電源ＰＳが同図に示すブロック図となる。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。
【００２９】
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、後述する駆動信号Ｄｖに従ってインバータ制御等の出力制御を行い、アーク３を発生させるための溶接電圧Ｖｗ及び溶接電流Ｉｗを出力する。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コンデンサ、平滑された直流を上記の駆動信号Ｄｖに従って高周波交流に変換するインバータ回路、高周波交流をアーク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整流する２次整流器、整流された直流を平滑するリアクトルを備える。
【００３０】
溶接ワイヤ１は、送給モータＷＭに結合された送給ロール５によって溶接トーチ４内を通って送給され、母材２との間にアーク３が発生する。
【００３１】
電圧検出回路ＶＤは、上記の溶接電圧Ｖｗを検出して、電圧検出信号Ｖｄを出力する。電流検出回路ＩＤは、上記の溶接電流Ｉｗを検出して、電流検出信号Ｉｄを出力する。電流通電判別回路ＣＤは、この電流検出信号Ｉｄを入力として、この値が予め定めた電流判別値以上であるときは溶接電流Ｉｗが通電していると判別してＨｉｇｈレベルになる電流通電判別信号Ｃｄを出力する。この電流判別値は、例えば１０ａ程度に設定される。
【００３２】
インターフェース回路ＩＦは、ロボット制御装置ＲＣからの溶接条件信号Ｗｃを入力として、この信号に含まれる溶接開始信号Ｓｔ、定常溶接電圧設定信号Ｖｒ及び定常送給速度設定信号Ｆｒを出力する。起動回路ＯＮは、この溶接開始信号Ｓｔを入力として、予め定めたアンチスティック制御期間だけオフディレイして、起動信号Ｏｎを出力すると共に、アンチスティック制御期間の間Ｈｉｇｈレベルになるアンチスティック制御期間信号Ｔａを出力する。
【００３３】
短絡判別回路ＳＤは、上記の電圧検出信号Ｖｄを入力として、この値が短絡判別値未満のときはＨｉｇｈレベルとなり、以上のときはＬｏｗレベルになる短絡判別信号Ｓｄを出力する。短絡判別値は、１５Ｖ程度に設定される。微小短絡回数計数回路ＮＳは、この短絡判別信号Ｓｄ及び上記のアンチスティック制御期間信号Ｔａを入力として、以下の処理を行ない、微小短絡回数信号Ｎｓを出力する。
１）アンチスティック制御期間信号ＴａがＨｉｇｈレベルである期間中に、短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベルに変化すると、そのＨｉｇｈレベルの期間長さが予め定めた基準時間以上であるときは通常短絡が発生したと判別し、基準時間未満のときは微小短絡が発生したと判別する。
２）微小短絡の発生を判別するとカウンタ値に１を加算し、通常短絡の発生を判別するとカウンタ値を０にリセットする。このカウンタ値は、アンチスティック制御期間信号ＴａがＨｉｇｈレベルに変化した時点で０にリセットされている。
３）アンチスティック制御期間信号ＴａがＬｏｗレベルに変化した時点における上記のカウンタ値を微小短絡回数信号Ｎｓとして出力する。
【００３４】
ホットスタート電流設定回路ＩＨＲは、上記の微小短絡回数信号Ｎｓを入力として、図２で上述したように、予め定めた関数によって算出されたホットスタート電流設定信号Ｉhrを出力する。電流誤差増幅回路ＥＩは、このホットスタート電流設定信号Ｉhrと上記の電流検出信号Ｉｄとの誤差を増幅して、電流誤差増幅信号Ｅｉを出力する。
【００３５】
アンチスティック電圧設定回路ＶＡＲは、予め定めたアンチスティック電圧設定信号Ｖarを出力する。電圧制御設定回路ＶＣＲは、上記の定常溶接電圧設定信号Ｖｒ、このアンチスティック電圧設定信号Ｖar及び上記のアンチスティック制御期間信号Ｔａを入力として、アンチスティック制御期間信号ＴａがＬｏｗレベル（定常溶接期間）のときは上記の定常溶接電圧設定信号Ｖｒを電圧制御設定信号Ｖcrとして出力し、Ｈｉｇｈレベルのときは上記のアンチスティック電圧設定信号Ｖarを電圧制御設定信号Ｖcrとして出力する。電圧誤差増幅回路ＥＶは、この電圧制御設定信号Ｖcrと上記の電圧検出信号Ｖｄとの誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Ｅｖを出力する。
【００３６】
ホットスタート期間設定回路ＴＨＲは、上記の微小短絡回数信号Ｎｓを入力として、図２で上述したように、予め定めた関数によって算出されたホットスタート期間設定信号ｔhrを出力する。ホットスタート期間タイマ回路ＴＨは、このホットスタート期間設定信号ｔhr及び上記の電流通電判別信号Ｃｄを入力として、電流通電判別信号ＣｄがＨｉｇｈレベルに変化した時点からホットスタート期間設定信号ｔhrによって定まる期間だけＨｉｇｈレベルとなるホットスタート期間信号Ｔｈを出力する。
【００３７】
外部特性切換回路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及び上記のホットスタート期間信号Ｔｈを入力として、ホットスタート期間信号ＴｈがＨｉｇｈレベルのときは電流誤差増幅信号Ｅｉを誤差増幅信号Ｅａとして出力し、Ｌｏｗレベルのとき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。駆動回路ＤＶは、この誤差増幅信号Ｅａ及び上記の起動信号Ｏｎを入力として、起動信号ＯｎがＨｉｇｈレベルのときは、誤差増幅信号Ｅａに基づいてパルス幅変調制御を行い、駆動信号Ｄｖを出力する。これにより、溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベルになると定電圧特性となり溶接電圧Ｖｗの出力が開始される。溶接電流Ｉｗが通電を開始すると、定電流特性になり、ホットスタート期間Ｔｈの間はホットスタート電流Ｉｈが通電する。この期間が終了すると、定電圧特性になり、溶接電圧Ｖｗは定常溶接電圧設定信号Ｖｒによって定まる値になる。溶接開始信号ＳｔがＬｏｗレベルに変化すると、この時点からアンチスティック制御期間の間は溶接電圧Ｖｗはアンチスティック電圧設定信号Ｖarによって定まる値になる。
【００３８】
加速期間設定回路ＴＵＲは、上記の微小短絡回数信号Ｎｓを入力として、図２で上述したように、予め定めた関数によって算出された加速期間設定信号Ｔurを出力する。
【００３９】
送給速度制御設定回路ＦＣＲは、上記の溶接開始信号Ｓｔ、上記の電流通電判別信号Ｃｄ、上記の定常送給速度設定信号Ｆｒ及び上記の加速期間設定信号Ｔurを入力として、溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベルになると予め定めたスローダウン送給速度設定値となり、電流通電判別信号ＣｄがＨｉｇｈレベルになるとスローダウン送給速度設定値から加速期間設定信号Ｔurによって定まる期間中は増加して定常送給速度設定信号Ｆｒによって定まる値となり、溶接開始信号ＳｔがＬｏｗレベルになると０となる送給速度制御設定信号Ｆcrを出力する。この回路により、図１（Ｂ）に示すように、送給速度Ｆｗは、時刻ｔ１〜ｔ２の無負荷状態ではスローダウン送給速度となり、時刻ｔ２〜ｔ４の加速期間Ｔｕ中は傾斜を有して加速され、時刻ｔ４〜ｔ５の定常溶接期間中は定常送給速度となり、時刻ｔ５からのアンチスティック制御期間Ｔａに入ると慣性によって次第に減速して停止する。
【００４０】
送給制御回路ＦＣは、この送給速度制御設定信号Ｆcrを入力として、この値に相当する送給速度で溶接ワイヤ１を送給するための送給制御信号Ｆｃを上記の送給モータＷＭに出力する。
【００４１】
同図は、アークスタート時のパラメータであるホットスタート電流設定信号Ｉhr、ホットスタート期間設定信号Ｔhr及び加速期間設定信号Ｔurを、微小短絡回数信号Ｎｓに応じて変化させる場合であるが、３つのパラメータの少なくとも１つを変化させるようにしても良い。
【００４２】
上述した実施の形態によれば、アンチスティック制御の期間中に発生した最後の通常短絡が解除されてからアークが消弧するまでの燃え上がり期間中に発生した微小短絡の回数を計数し、この微小短絡回数によってワイヤ先端粒径を検出する。これにより、溶接終了時のワイヤ先端粒径を正確に検出することができる。そして、この微小短絡回数に応じてアークスタート時のパラメータであるホットスタート電流、ホットスタート期間又は加速期間の少なくとも１つを変化させている。このために、ワイヤ先端粒径の大きさに対応してアークスタート時のパラメータが適正化されるので、次の溶接開始時におけるアークスタート性を良好にすることができる。
【符号の説明】
【００４３】
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
ＣＤ            電流通電判別回路
Ｃｄ            電流通電判別信号
ＤＶ            駆動回路
Ｄｖ            駆動信号
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
ＦＣ            送給制御回路
Ｆｃ            送給制御信号
ＦＣＲ            送給速度制御設定回路
Ｆcr            送給速度制御設定信号
Ｆｉ            スローダウン送給速度
Ｆｒ            定常送給速度設定信号
Ｆｗ            送給速度
ＩＤ            電流検出回路
Ｉｄ            電流検出信号
ＩＦ            インターフェース回路
Ｉｈ            ホットスタート電流
ＩＨＲ            ホットスタート電流設定回路
Ｉhr            ホットスタート電流設定信号
Ｉｗ            溶接電流
Ｍｃ            動作制御信号
ＮＳ            微小短絡回数計数回路
Ｎｓ            微小短絡回数信号
ＯＮ            起動回路
Ｏｎ            起動信号
ＰＭ            電源主回路
ＰＳ            溶接電源
ＲＣ            ロボット制御装置
ＲＭ            ロボット
ＳＤ            短絡判別回路
Ｓｄ            短絡判別信号
Ｓｔ            溶接開始信号
ＳＷ            外部特性切換回路
Ｔａ            アンチスティック制御期間（信号）
ＴＨ            ホットスタート期間タイマ回路
Ｔｈ            ホットスタート期間（信号）
ＴＨＲ            ホットスタート期間設定回路
ｔhr            ホットスタート期間設定信号
ＴＰ            ティーチペンダント
Ｔｕ            加速期間
ＴＵＲ            加速期間設定回路
Ｔur            加速期間設定信号
ＶＡＲ            アンチスティック電圧設定回路
Ｖar            アンチスティック電圧設定信号
ＶＣＲ            電圧制御設定回路
Ｖcr            電圧制御設定信号
ＶＤ            電圧検出回路
Ｖｄ            電圧検出信号
Ｖｒ            定常溶接電圧設定信号
Ｖｗ            溶接電圧
Ｗｃ            溶接条件信号
ＷＭ            送給モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2015006675.tif 000006
【図５】
2015006675.tif 000007