(57)【要約】【課題】パルスピーク電流設定やベース電流設定に関係なく多彩なパルス波形を形成することができるパルス波形形成方法およびパルス溶接電源を提供する。【解決手段】本発明では、パルスピーク電流またはベース電流に関係なく、パルス立上り期間を変化させる。また、パルスピーク電流またはベース電流に関係なく、パルス立下り期間を変化させる。また、パルス立上り勾配において、演算された微調整値に対してパルス立上り係数を乗算することができるため、パルスピーク電流およびパルス立上り期間に関係なく立上り勾配を大きくすることができる。【選択図】  図１
2004243343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤを略定速度で送給し、ワイヤと母材間にアークを発生させて溶接を行い、パルスピーク電流とパルスピーク電流よりも低いベース電流を交互に出力を行うパルス波形形成方法において、パルスピーク電流設定値とベース電流設定値とベース電流設定値からパルスピーク電流設定値へ移行するパルス立上り期間を有し、パルス立上り勾配がベース電流設定値から始まりパルスピーク電流設定値に対して直線を描く式で演算されたパルス波形を形成するパルス波形形成方法。
【請求項２】
ワイヤを略定速度で送給し、ワイヤと母材間にアークを発生させて溶接を行い、パルスピーク電流とパルスピーク電流よりも低いベース電流を交互に出力を行うパルス波形形成方法において、パルスピーク電流設定値とベース電流設定値とパルスピーク電流設定値からベース電流設定値へ移行するパルス立下り期間を有し、パルス立下り勾配がパルスピーク電流設定値から始まりベース電流設定値に対して直線を描く式で演算されたパルス波形を形成するパルス波形形成方法。
【請求項３】
ベース電流設定値からパルスピーク電流設定値へ移行するパルス立上り期間で演算された微調整値に対し、パルス立上り係数を乗算し、演算前の値に加算する請求項１記載のパルス波形形成方法。
【請求項４】
パルスピーク電流設定値からベース電流設定値へ移行するパルス立下り期間で演算された微調整値に対し、パルス立下り係数を乗算し、演算前の値に減算する請求項２記載のパルス波形形成方法。
【請求項５】
パルス立上り係数を加算した後の結果がパルスピーク電流設定値を超える場合には、パルス波形演算式を変更する請求項３記載のパルス波形形成方法。
【請求項６】
パルス立下り係数を減算した後の結果がベース電流設定値を下回る場合には、パルス波形演算式を変更する請求項４記載のパルス波形形成方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６に記載の波形形成を一連の演算器により行うパルス溶接電源。
【請求項８】
パルスピーク電流設定値を出力するためのパルスピーク電流期間を有する請求項７記載のパルス溶接電源。
【請求項９】
電流指令値と出力電流値の比較により溶接出力部の駆動を行う請求項７または８記載のパルス溶接電源。
【請求項１０】
演算器により電流指令値と出力電流値の比較を行い溶接出力部の駆動を行う請求項７から９の何れかに記載のパルス溶接電源。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤを略定速度で送給し、ワイヤと母材間にアークを発生させて溶接を行い、パルスピーク電流とパルスピーク電流よりも低いベース電流を交互に出力を行うパルス波形形成方法およびパルス溶接電源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パルス溶接電源には様々なものがあり、溶接を行う設定電流値や施工するワークやワイヤの材質によってそのパルス波形は異なっている。そのパルス波形形成方法には、パルスピーク制御回路部とベース制御回路部とパルス立ち上り制御部とパルス立下り制御部に分けて各々の信号のいずれかを駆動信号として選択して溶接出力部を駆動している。（特許文献１参照。）
図１５は上記従来のパルス溶接電源の構成図を示しており、２９は溶接電源に入力するための交流電源、３０は入力された交流電圧を直流電圧に平滑するための一次側整流用ダイオード、３１は一次側整流ダイオード３０で平滑された直流電圧を交流にするためのスイッチング素子、３３はスイッチング素子３１で交流にされた電圧を変圧するためのトランス、３４はトランス３３で変圧された交流電圧を直流電圧に整流するための２次側ダイオード、３５は溶接出力電流を検出するための電流検出器、３６は溶接するための溶接用ワイヤ、３７は溶接用ワイヤ３６を電極として溶接するためのトーチ、３８は溶接を行うための母材、３９は電流検出器３５からの信号を検出して溶接出力電流を電圧に変換するための出力電流検出部、４２はスイッチング素子を駆動して溶接出力を増減するための駆動司令部、４４はパルスピーク電流を設定するためのパルスピーク電流司令部、４５はベース電流を設定するためのベース電流司令部、４６はベース電流からパルスピーク電流へ移行するために一定の電圧を出力するパルス立上がり制御部、４７はパルスピーク電流からベース電流へ移行するために一定の電圧を出力するパルス立下り制御部、４８は出力電流検出部３９から得られた電圧とパルスピーク電流司令部４４から出力される電圧との誤差増幅を行う誤差増幅部Ａ、４９は出力電流検出部３９から出力される電圧とベース電流司令部４５から出力される電圧との誤差増幅を行う誤差増幅部Ｂ、５０はパルスピーク電流出力とベース電流出力とパルス立上がりの固定電位の出力とパルス立下りの固定電位の出力を切り替え前記駆動司令部４２へ入力するための選択回路である。
【０００３】
以上のように構成されたパルス溶接電源について、その動作を説明する。まず、誤差増幅部Ｂ４９から出力されるベース電流の誤差増幅の結果を出力している状態において、選択回路５０はパルス立上り制御部４６から出力される固定電位に出力を切換える。次に選択回路５０はピーク電流に出力電流が到達した後、誤差増幅回路Ａ４８から出力されるパルスピーク電流の誤差増幅の結果を出力する。次に選択回路５０は一定期間後にパルス立下り制御部４７から出力される固定電位に出力を切換える。次に選択回路５０はベース電流に到達した後に誤差増幅部Ｂ４９から出力されるベース電流の誤差増幅の結果を出力する。選択回路５０はこのようにパルス立上り、パルスピーク電流、パルス立下り、ベース電流を切換えてパルス波形を形成し、出力を行っている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２−２６８９７１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のパルス溶接電源のパルス波形形成方法では、波形のパターン形成種類はベース電流とパルスピーク電流を結んだ台形波形もしくは三角波形しか形成することができない。
【０００６】
また、パルス立上り制御部４６で出力され形成される立上り勾配はパルスピーク電流を出力できる程度に高い値を設定する必要があり、パルス立下り制御部４７で出力され形成される立ち下がり勾配はベース電流を出力できる程度に低い値を設定する必要がある。
【０００７】
しかし、極端に立上り勾配や立下り勾配を急峻にした場合には、選択回路５０の切換え速度の遅れなどでオーバーシュートした波形やアンダーシュートした波形が出力されてしまう。
【０００８】
そのため、パルスピーク電流およびベース電流によって立上り勾配および立下り勾配の選択範囲がある程度さだまってしまい、波形の形成できる範囲が狭まってしまう。
【０００９】
また、パルス立上り期間とパルス立下り期間は各々パルスピーク電流とパルス立上り勾配、ベース電流とパルス立下り勾配で決定されてしまうため、パルス立上り期間を長くしたい場合には、パルスピーク電流を低く設定しなければならず、パルス立下り期間を長くしたい場合には、ベース電流を低く設定する必要があった。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するパルス波形形成方法およびパルス溶接電源を提供する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明では、パルスピーク電流またはベース電流に関係なく、パルス立上り期間を変化させることで立上がり勾配を多彩に変化することができるパルス波形形成方法をとる。
【００１２】
また、本発明では、パルスピーク電流またはベース電流に関係なく、パルス立下り期間を変化させることで立下り勾配を多彩に変化することができるパルス波形形成方法をとる。
【００１３】
また、本発明では、パルス立上り勾配において、演算された微調整値に対してパルス立上り係数を乗算することができるため、パルスピーク電流およびパルス立上り期間に関係なく立上り勾配を大きくすることができる。
【００１４】
また、本発明では、パルス立下り勾配において、演算された微調整値に対してパルス立下り係数を乗算することができるためベース電流およびパルス立下り期間に関係なく立ち下がり勾配を大きくすることができる。
【００１５】
また、本発明では、パルス立上り勾配がパルスピーク電流を超えた場合には波形形成方法を切換えるため、パルス立上り係数が大きい場合であってもパルスピーク電流を上回ることがなく、パルスピーク電流設定に対してオーバーシュートした波形を出力することがない。
【００１６】
また、本発明では、パルス立下り勾配がベース電流を超えた場合には波形形成方法を切換えるため、パルス立下り係数が大きい場合であってもベース電流を下回ることがなく、ベース電流設定値に対してアンダーシュートした波形を出力することがない。
【００１７】
また、本発明では、立上り勾配、立下り勾配を各々パルス立上り係数、パルス立下り係数を変化させることで、台形波形または三角波形以外の波形を形成することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１はパルス立上り期間を有する本発明のパルス波形形成方法に係るフローチャートを示す図である。
【００１９】
図１において、ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）は波形形成出力を表しておりＯＵＴｄａｔａ（０）、ＯＵＴｄａｔａ（１）、ＯＵＴｄａｔａ（２）、・・・と変化する。
【００２０】
ｔｘは現在時間を示しており、Ｉｐｒ＿ｔｉｍｅはパルス立上り期間、Ｉｐ＿ｄａｔａはパルスピーク電流設定値、Ｉｂ＿ｄａｔａはベース電流設定値、ＡＤＪｄａｔａは微調整値を示している。
【００２１】
まず、１はパルス立上り勾配のパルス立上り勾配演算開始点、２は初期値のベース電流設定値Ｉｂ＿ｄａｔａを入力するベース電流入力処理、３はパルス立上り期間Ｉｐｒ＿ｔｉｍｅと現在時間ｔｘとの差を比較するパルス立上り期間判定、４はピーク電流設定値Ｉｐ＿ｄａｔａと現在時間ｔｘでの波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）との差をパルス立上り期間Ｉｐｒ＿ｔｉｍｅと現在時間ｔｘとの差で割った微調整値ＡＤＪｄａｔａを演算するパルス立上り微調整値演算処理、６は現在時間ｔｘでの波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）と微調整値ＡＤＪｄａｔａとを加算し次回の波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ＋１）結果を得るためのパルス立上り波形形成出力決定処理、８は次回の時間を算出するためのパルス立上り時間加算処理、１０はパルス立上り期間の演算が終了したパルス立上り演算終了であり、以下、動作を説明する。
【００２２】
まず、パルス立上り勾配演算開始点１からはじまり、ベース電流入力処理２で波形形成出力ＯＵＴｄａｔａの初期値であるＯＵＴｄａｔａ（０）にベース電流設定値Ｉｂ＿ｄａｔａが入力される。前記初期値が入力された後に、パルス立上り期間判定３によりパルス立上り勾配を演算するか否かの判定を行い、現在時刻ｔｘがパルス期間Ｉｐｒ＿ｔｉｍｅに到達していなければ、パルス立上り微調整値演算処理４を実行し、現在時刻ｔｘとパルス立上り期間Ｉｐｒ＿ｔｉｍｅの差が０より大きい場合にはパルス立上り演算終了１０を実行し演算を終了する。
【００２３】
次にパルス立上り微調整値演算処理４において現在時間ｔｘにおけるパルスピーク電流設定値Ｉｐ＿ｄａｔａとの傾きを演算し、微調整値ＡＤＪｄａｔａを演算する。次にパルス立上り波形形成出力決定処理６で前記微調整値ＡＤＪｄａｔａと現在時間ｔｘでの波形形成出力ＯＵＴｄａｔａを加算し、次回の波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ＋１）を決定する。次にパルス立上り時間加算処理８で現在時間ｔｘに１を加算し、（ｔｘ＋１）を次回の現在時間ｔｘに設定する。
【００２４】
以上のように演算処理を行うことにより、図２の波形が得られる。
【００２５】
図２はパルス立上り期間を備えた波形形成方法のフローチャートで描かれる波形例である。
【００２６】
図２において、２１は現在時刻ｔｘを変化させた場合におけるパルス立上り時の波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）の結果を示しており、ｔｘの時間間隔を短く設定することにより破線で描かれた直線に近づくことができる。また、パルス立上り期間Ｉｐｒ＿ｔｉｍｅを変化させることでパルス立上り勾配を多彩に変化することができる。
【００２７】
（実施の形態２）
図３はパルス立下り期間を有する本発明のパルス波形形成方法のフローチャートを示す図である。
【００２８】
図３において、ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）は波形形成出力を表しておりＯＵＴｄａｔａ（０）、ＯＵＴｄａｔａ（１）、ＯＵＴｄａｔａ（２）、・・・と変化する。ｔｘは現在時間を示しており、Ｉｐｆ＿ｔｉｍｅはパルス立下り期間、Ｉｐ＿ｄａｔａはパルスピーク電流設定値、Ｉｂ＿ｄａｔａはベース電流設定値、ＡＤＪｄａｔａは微調整値を示している。
【００２９】
まず、１１はパルス立下り勾配のパルス立下り勾配演算開始点、１２は初期値のパルスピーク電流設定値Ｉｐ＿ｄａｔａを入力するパルスピーク電流入力処理、１３はパルス立下り期間Ｉｐｆ＿ｔｉｍｅと現在時間ｔｘとの差を比較するパルス立下り期間判定、１４はベース電流設定値Ｉｂ＿ｄａｔａと現在時間ｔｘでの波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）との差をパルス立下り期間Ｉｐｆ＿ｔｉｍｅと現在時間ｔｘとの差で割った微調整値ＡＤＪｄａｔａを演算するパルス立下り微調整値演算処理、１６は現在時間ｔｘでの波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）と微調整値ＡＤＪｄａｔａとを減算し次回の波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ＋１）結果を得るためのパルス立下り波形形成出力決定処理、１８は次回の時間を算出するためのパルス立下り時間加算処理、２０はパルス立下り期間の演算が終了したパルス立下り演算終了であり、以下、その動作について説明する。
【００３０】
まず、パルス立下り勾配演算開始点１１からはじまり、パルスピーク電流入力処理１２で波形形成出力ＯＵＴｄａｔａの初期値であるＯＵＴｄａｔａ（０）にパルスピーク電流設定値Ｉｐ＿ｄａｔａが入力される。前記初期値が入力された後に、パルス立下り期間判定１３によりパルス立下り勾配を演算するか否かの判定を行い、現在時刻ｔｘがパルス立下り期間Ｉｐｆ＿ｔｉｍｅに到達していなければ、パルス立下り微調整値演算処理１４を実行し、現在時刻ｔｘとパルス立下り期間Ｉｐｆ＿ｔｉｍｅの差が０より大きい場合にはパルス下がり演算終了２０を実行し演算を終了する。次にパルス立下り微調整値演算処理１４において現在時間ｔｘにおけるベース電流設定値Ｉｂ＿ｄａｔａとの傾きを演算し、微調整値ＡＤＪｄａｔａを演算する。次にパルス立下り波形形成出力決定処理１６で前記微調整値ＡＤＪｄａｔａと現在時間ｔｘでの波形形成出力ＯＵＴｄａｔａを減算し、次回の波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ＋１）を決定する。次にパルス立下り時間加算処理１８で現在時間ｔｘに１を加算し、（ｔｘ＋１）を次回の現在時間ｔｘに設定する。
【００３１】
以上のように演算処理を行うことにより、図４の波形が得られる。
【００３２】
図４はパルス立下り期間を備えた波形形成方法のフローチャートで描かれる波形例である。
【００３３】
図４において、２４は現在時刻ｔｘを変化させた場合におけるパルス立下り時の波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）の結果を示しており、ｔｘの時間間隔を短く設定することにより破線で描かれた直線に近づくことができる。また、パルス立下り期間Ｉｐｆ＿ｔｉｍｅを変化させることでパルス立下り勾配を多彩に変化することができる。
【００３４】
（実施の形態３）
本実施の形態において実施の形態１と同様の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
【００３５】
図５はパルス立上り係数を乗算した本発明のパルス波形形成方法のフローチャートを示す図である。
【００３６】
図５において、５はパルス立上り微調整値演算処理４によって得られた微調整値ＡＤＪｄａｔａにパルス立上り係数Ｉｐｒ＿ｄａｔａを乗算し、微調整値ＡＤＪｄａｔａの数値を変更するためのパルス立上り傾度演算処理である。実施の形態１と異なるのは、微調整値ＡＤＪｄａｔａをパルス立上り係数Ｉｐｒ＿ｄａｔａを乗算した値に変更した点であり、以下、その動作について説明する。
【００３７】
まず、パルス立上り勾配演算開始点１からはじまり、ベース電流入力処理２で波形形成出力ＯＵＴｄａｔａの初期値であるＯＵＴｄａｔａ（０）にベース電流設定値Ｉｂ＿ｄａｔａが入力される。前記初期値が入力された後に、パルス立上り期間判定３によりパルス立上り勾配を演算するか否かの判定を行い、現在時刻ｔｘがパルス期間Ｉｐｒ＿ｔｉｍｅに到達していなければ、パルス立上り微調整値演算処理４を実行し、現在時刻ｔｘとパルス立上り期間Ｉｐｒ＿ｔｉｍｅの差が０より大きい場合にはパルス立上り演算終了１０を実行し演算を終了する。次にパルス立上り微調整値演算処理４において現在時間ｔｘにおけるパルスピーク電流設定値Ｉｐ＿ｄａｔａとの傾きを演算し、微調整値ＡＤＪｄａｔａを演算する。次にパルス立上り傾度演算処理５でパルス立上り係数Ｉｐｒ＿ｄａｔａを乗算し微調整値ＡＤＪ＿ｄａｔａを変更する。次にパルス立上り波形形成出力決定処理６で前記微調整値ＡＤＪｄａｔａと現在時間ｔｘでの波形形成出力ＯＵＴｄａｔａを加算し、次回の波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ＋１）を決定する。次にパルス立上り時間加算処理８で現在時間ｔｘに１を加算し、（ｔｘ＋１）を次回の現在時間ｔｘに設定する。
【００３８】
以上のように演算処理を行うことにより、図６（ａ）の波形が得られる。
【００３９】
図６（ａ）はパルス立上り係数を乗算した波形形成方法のフローチャートで描かれる波形例である。図６（ａ）において、２２は現在時間ｔｘを変化させた場合におけるパルス立上り時の波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）の結果を示しており、ｔｘの時間間隔を短く設定することにより図６（ｂ）の実線で描かれたパルス立上り近似直線２３に近づくことができる。
【００４０】
図６（ｂ）は現在時間ｔｘを短く設定した場合のパルス立上り時の波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）の結果を示しており、破線で示される直線が請求項１で波形形成出力される波形である。また、パルスピーク電流に関係なくパルス立上がり係数Ｉｐｒ＿ｄａｔａを大きくすることで立上り勾配を大きくすることができる。
【００４１】
（実施の形態４）
本実施の形態において実施の形態２と同様の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
【００４２】
図７はパルス立上り係数を乗算した本発明のパルス波形形成方法のフローチャートを示す図である。
【００４３】
図７において、１５はパルス立下り微調整値演算処理１４によって得られた微調整値ＡＤＪｄａｔａにパルス立下り係数Ｉｐｆ＿ｄａｔａを乗算し、微調整値ＡＤＪｄａｔａの数値を変更するためのパルス立下り傾度演算処理である。実施の形態２と異なるのは、微調整値ＡＤＪｄａｔａをパルス立下り係数Ｉｐｆ＿ｄａｔａを乗算した値に変更した点であり、以下、その動作について説明する。
【００４４】
まず、パルス立下り勾配演算開始点１１からはじまり、パルスピーク電流入力処理１２で波形形成出力ＯＵＴｄａｔａの初期値であるＯＵＴｄａｔａ（０）にパルスピーク電流設定値Ｉｐ＿ｄａｔａが入力される。前記初期値が入力された後に、パルス立下り期間判定１３によりパルス立下り勾配を演算するか否かの判定を行い、現在時刻ｔｘがパルス立下り期間Ｉｐｆ＿ｔｉｍｅに到達していなければ、パルス立下り微調整値演算処理１４を実行し、現在時刻ｔｘとパルス立下り期間Ｉｐｆ＿ｔｉｍｅの差が０より大きい場合にはパルス下がり演算終了２０を実行し演算を終了する。次にパルス立下り微調整値演算処理１４において現在時間ｔｘにおけるベース電流設定値Ｉｂ＿ｄａｔａとの傾きを演算し、微調整値ＡＤＪｄａｔａを演算する。次にパルス立下り傾度演算処理１５でパルス立下り係数Ｉｐｆ＿ｄａｔａを乗算し微調整値ＡＤＪ＿ｄａｔａを変更する。次にパルス立下り波形形成出力決定処理１６で前記微調整値ＡＤＪｄａｔａと現在時間ｔｘでの波形形成出力ＯＵＴｄａｔａを減算し、次回の波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ＋１）を決定する。次にパルス立下り時間加算処理１８で現在時間ｔｘに１を加算し、（ｔｘ＋１）を次回の現在時間ｔｘに設定する。
【００４５】
以上のように演算処理を行うことにより、図８（ａ）の波形が得られる。
【００４６】
図８（ａ）はパルス立下り係数を乗算した波形形成方法のフローチャートで描かれる波形例である。図８（ａ）において、２５は現在時間ｔｘを変化させた場合におけるパルス立下り時の波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）の結果を示しており、ｔｘの時間間隔を短く設定することにより図８（ｂ）の実線で描かれたパルス立下り近似直線２６に近づくことができる。図８（ｂ）は現在時間ｔｘを短く設定した場合のパルス立下り時の波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）の結果を示しており、破線で示される直線が請求項２で波形形成出力される波形である。また、ベース電流に関係なくパルス立下り係数Ｉｐｆ＿ｄａｔａを大きくすることで立上り勾配を大きくすることができる。
【００４７】
（実施の形態５）
本実施の形態において実施の形態３と同様の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
【００４８】
図９はパルスピーク電流設定値を超える場合にパルス立上り波形演算式を変更する本発明のパルス波形形成方法のフローチャートを示す図である。
【００４９】
図９において、７はパルス立上り波形形成出力決定処理６によって得られた波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ＋１）とパルスピーク電流設定Ｉｐ＿ｄａｔａとを比較し処理を変更するためのパルス立上り比較判定処理、８はパルス立上り波形形成出力決定処理６で演算される前の波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）とパルスピーク電流設定Ｉｐ＿ｄａｔａを平均化し、パルスピーク電流設定Ｉｐ＿ｄａｔａよりも大きな値とならないようにするためのパルス立上り抑制処理である。実施の形態３と異なるのは、パルス立上り波形形成出力決定処理６で得られた波形形成出力ＯＵＴ＿ｄａｔａ（ｔｘ＋１）とパルスピーク電流設定Ｉｐ＿ｄａｔａを比較し、前期波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ＋１）がパルスピーク電流設定Ｉｐ＿ｄａｔａを超える値を算出した場合には演算前の前記波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）とパルスピーク電流設定Ｉｐ＿ｄａｔａとを平均化した値を次回の波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ＋１）に置き換えることにあり、以下にその動作について説明する。
【００５０】
まず、パルス立上り勾配演算開始点１からはじまり、ベース電流入力処理２で波形形成出力ＯＵＴｄａｔａの初期値であるＯＵＴｄａｔａ（０）にベース電流設定値Ｉｂ＿ｄａｔａが入力される。前記初期値が入力された後に、パルス立上り期間判定３によりパルス立上り勾配を演算するか否かの判定を行い、現在時刻ｔｘがパルス期間Ｉｐｒ＿ｔｉｍｅに到達していなければ、パルス立上り微調整値演算処理４を実行し、現在時刻ｔｘとパルス立上り期間Ｉｐｒ＿ｔｉｍｅの差が０より大きい場合にはパルス立上り演算終了１０を実行し演算を終了する。次にパルス立上り微調整値演算処理４において現在時間ｔｘにおけるパルスピーク電流設定値Ｉｐ＿ｄａｔａとの傾きを演算し、微調整値ＡＤＪｄａｔａを演算する。次にパルス立上り傾度演算処理５でパルス立上り係数Ｉｐｒ＿ｄａｔａを乗算し微調整値ＡＤＪ＿ｄａｔａを変更する。次にパルス立上り波形形成出力決定処理６で前記微調整値ＡＤＪｄａｔａと現在時間ｔｘでの波形形成出力ＯＵＴｄａｔａを加算し、次回の波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ＋１）を決定する。次にパルス立上り比較判定処理７において、前記波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ＋１）とパルスピーク電流設定Ｉｐ＿ｄａｔａとの比較を行い、前期波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ＋１）がパルスピーク電流設定Ｉｐ＿ｄａｔａより下回っていればパルス立上り時間加算処理８を行い、逆に前期波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ＋１）がパルスピーク電流設定Ｉｐ＿ｄａｔａより上回っていればパルス立上り抑制処理９を行う。次にパルス立上り抑制処理９において、演算前の波形形成出力ＯＵＴ＿ｄａｔａ（ｔｘ）とパルスピーク電流Ｉｐ＿ｄａｔａとの平均化を行う。次にパルス立上り時間加算処理８で現在時間ｔｘに１を加算し、（ｔｘ＋１）を次回の現在時間ｔｘに設定する。
【００５１】
以上のように演算処理を行うことにより、演算結果がパルスピーク電流設定Ｉｐ＿ｄａｔａを上回ることが無いため、パルス立上り係数が大きい場合であってもパルスピーク電流を上回ることがない。従って、パルス波形出力時にパルスピーク電流設定にたいしてオーバーシュートすることがない。また、パルス立上り抑制処理９において、パルスピーク電流を１／２とした平均化だけでなく、パルスピーク電流設定を１／４するなどの片方の数値に対し比重を変えた平均化処理を用いてもこの効果は発生できる。
【００５２】
（実施の形態６）
本実施の形態において実施の形態４と同様の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
【００５３】
図１０はベース電流設定値を下回る場合のパルス立下り波形演算式を変更する本発明のパルス波形形成方法のフローチャートを示す図である。
【００５４】
図１０において、１７はパルス立下り波形形成出力決定処理１６によって得られた波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ＋１）とベース電流設定Ｉｂ＿ｄａｔａとを比較し処理を変更するためのパルス立下り比較判定処理、１８はパルス立下り波形形成出力決定処理１６で演算される前の波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）とベース電流設定Ｉｂ＿ｄａｔａを平均化し、ベース電流設定Ｉｂ＿ｄａｔａよりも小さな値とならないようにするためのパルス立下り抑制処理である。実施の形態４と異なるのは、パルス立下り波形形成出力決定処理１６で得られた波形形成出力ＯＵＴ＿ｄａｔａ（ｔｘ＋１）とベース電流設定Ｉｂ＿ｄａｔａを比較し、前期波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ＋１）がベース電流設定Ｉｂ＿ｄａｔａを下回る値を算出した場合には演算前の前記波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）とベース電流設定Ｉｂ＿ｄａｔａとを平均化した値を次回の波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ＋１）に置き換えることにあり、以下にその動作について説明する。
【００５５】
まず、パルス立下り勾配演算開始点１１からはじまり、パルスピーク電流入力処理１２で波形形成出力ＯＵＴｄａｔａの初期値であるＯＵＴｄａｔａ（０）にパルスピーク電流設定値Ｉｐ＿ｄａｔａが入力される。前記初期値が入力された後に、パルス立下り期間判定１３によりパルス立下り勾配を演算するか否かの判定を行い、現在時刻ｔｘがパルス立下り期間Ｉｐｆ＿ｔｉｍｅに到達していなければ、パルス立下り微調整値演算処理１４を実行し、現在時刻ｔｘとパルス立下り期間Ｉｐｆ＿ｔｉｍｅの差が０より大きい場合にはパルス下がり演算終了２０を実行し演算を終了する。次にパルス立下り微調整値演算処理１４において現在時間ｔｘにおけるベース電流設定値Ｉｂ＿ｄａｔａとの傾きを演算し、微調整値ＡＤＪｄａｔａを演算する。次にパルス立下り傾度演算処理１５でパルス立下り係数Ｉｐｆ＿ｄａｔａを乗算し微調整値ＡＤＪ＿ｄａｔａを変更する。次にパルス立下り波形形成出力決定処理１６で前記微調整値ＡＤＪｄａｔａと現在時間ｔｘでの波形形成出力ＯＵＴｄａｔａを減算し、次回の波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ＋１）を決定する。次にパルス立下り比較判定処理１７において、前記波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ＋１）とベース電流設定Ｉｂ＿ｄａｔａとの比較を行い、前期波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ＋１）がベース電流設定Ｉｂ＿ｄａｔａより上回っていればパルス立下り時間加算処理１８を行い、逆に前期波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ＋１）がベース電流設定Ｉｂ＿ｄａｔａより下回っていればパルス立下り抑制処理１９を行う。次にパルス立下り抑制処理１９において、演算前の波形形成出力ＯＵＴ＿ｄａｔａ（ｔｘ）とベース電流Ｉｂ＿ｄａｔａとの平均化を行う。次にパルス立下り時間加算処理１８で現在時間ｔｘに１を加算し、（ｔｘ＋１）を次回の現在時間ｔｘに設定する。
【００５６】
以上のように演算処理を行うことにより、演算結果がベース電流設定Ｉｂ＿ｄａｔａを下回ることが無いため、パルス立下り係数が大きい場合であってもベース電流を下回ることがない。従って、パルス波形出力時にベース電流設定にたいしてアンダーシュートすることがない。また、パルス立下り抑制処理１９において、ベース電流を１／２とした平均化だけでなく、ベース電流設定を１／４するなどの片方の数値に対し比重を変えた平均化処理を用いてもこの効果は発生できる。
【００５７】
（実施の形態７）
本実施の形態において実施の形態５または実施の形態６と同様の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
【００５８】
図１１（ａ）は波形形成を一連の演算により行うことができる本発明のパルス波形形成方法１のフローチャートを示す図である。
【００５９】
図１１（ａ）において、５１は実施の形態５で示された２から９の一連の処理を行うことができるパルス立上り演算処理、５２は実施の形態６で示された１２から１９の一連の処理を行うことができるパルス立下り処理である。実施の形態５または実施の形態６と異なるのは、パルス立上り演算終了１０の次に連続してパルス立下り勾配演算開始点１１を実行することにある。
【００６０】
まず、パルス立上り勾配演算開始点１からはじまり、パルス立上り演算処理５１でパルス立上り演算処理を行う。パルス立上り演算処理５１が終了した時点で、パルス立上り演算終了１０をおこなう。次にパルス立下り勾配演算開始点１１へ移行し、パルス立下り演算処理５２でパルス立下り演算を行う。このとき現在時間ｔｘを０へ初期化し、波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）の演算を行う。また、パルス立上り演算５１およびパルス立下り演算５２で演算された波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）は互いに上書きされないように時間開始点を移動する。パルス立下り演算５２が終了した後、パルス立下り演算終了２０を実行する。
【００６１】
以上のように演算処理を行うことにより、図１１（ｂ）の波形が得られる。図１１（ｂ）は波形形成方法１のフローチャートで描かれる波形例である。実線で描かれた波形が現在時間ｔｘの時間間隔を短くし、パルス立上り係数Ｉｐｒ＿ｄａｔａおよびパルス立下り係数Ｉｐｆ＿ｄａｔａに０以外の数値を入力した場合の波形である。また、破線で描かれた波形が現在時間ｔｘの時間間隔を短くし、パルス立上り係数Ｉｐｒ＿ｄａｔａおよびパルス立下り係数Ｉｐｆ＿ｄａｔａに０を入力した場合の波形である。破線で描かれた三角波形に対し、実線で描かれた波形は三角波形以外の波形を出力することが可能となる。また、パルス立上り係数Ｉｐｒ＿ｄａｔａに大の値、パルス立下り係数Ｉｐｆ＿ｄａｔａに大の値を入力することにより、軟鋼ワイヤ使用時に適した波形を形成できる。また、また、パルス立上り係数Ｉｐｒ＿ｄａｔａに小の値、パルス立下り係数Ｉｐｆ＿ｄａｔａに小の値を入力することにより、アルミワイヤ使用時に適した波形を形成できる。
【００６２】
（実施の形態８）
本実施の形態において実施の形態７と同様の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
【００６３】
図１２（ａ）は波形形成の間にパルスピーク出力処理を入れた一連の演算にを行う本発明のパルス波形形成方法２のフローチャートを示す図である。
【００６４】
図１１（ａ）において、５３はパルスピーク電流設定Ｉｐ＿ｄａｔａを現在時間ｔｘが変化しても一定して出力するためのパルスピーク電流出力処理である。実施の形態７と異なるのは、パルス立上り演算終了１０の次にパルスピーク電流出力処理を実行し、次に連続してパルス立下り勾配演算開始点１１を実行することにある。
【００６５】
まず、パルス立上り勾配演算開始点１からはじまり、パルス立上り演算処理５１でパルス立上り演算処理を行う。パルス立上り演算処理５１が終了した時点で、パルス立上り演算終了１０をおこなう。次にパルスピーク演算処理５２において、Ｉｐ＿ｔｉｍｅで定められた一定期間パルスピーク電流設定Ｉｐ＿ｄａｔａを波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）に挿入する。次にパルス立下り勾配演算開始点１１へ移行し、パルス立下り演算処理５２でパルス立下り演算を行う。このとき現在時間ｔｘを０へ初期化し、波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）の演算を行う。また、パルス立上り演算５１およびパルス立下り演算５２で演算された波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）は互いに上書きされないように時間開始点を移動する。パルス立下り演算５２が終了した後、パルス立下り演算終了２０を実行する。
【００６６】
以上のように演算処理を行うことにより、図１２（ｂ）の波形が得られる。図１２（ｂ）は波形形成方法１のフローチャートで描かれる波形例である。実線で描かれた波形が現在時間ｔｘの時間間隔を短くし、パルス立上り係数Ｉｐｒ＿ｄａｔａおよびパルス立下り係数Ｉｐｆ＿ｄａｔａに０以外の数値を入力した場合の波形である。また、破線で描かれた波形が現在時間ｔｘの時間間隔を短くし、パルス立上り係数Ｉｐｒ＿ｄａｔａおよびパルス立下り係数Ｉｐｆ＿ｄａｔａに０を入力した場合の波形である。破線で描かれた台形波形に対し、実線で描かれた波形は台形波形以外の波形を出力することが可能となる。また、パルス立上り係数Ｉｐｒ＿ｄａｔａに大の値、パルス立下り係数Ｉｐｆ＿ｄａｔａに大の値を入力することにより、軟鋼ワイヤ使用時に適した波形を形成できる。また、また、パルス立上り係数Ｉｐｒ＿ｄａｔａに小の値、パルス立下り係数Ｉｐｆ＿ｄａｔａに小の値を入力することにより、アルミワイヤ使用時に適した波形を形成できる。
【００６７】
（実施の形態９）
図１３はパルス波形形成方法をアナログ回路に適応した場合の本発明のパルス溶接電源の構成図である。
【００６８】
２９は溶接電源に入力するための交流電源、３０は入力された交流電圧を直流電圧に平滑するための一次側整流用ダイオード、３１は一次側整流ダイオード３０で平滑された直流電圧を交流にするためのスイッチング素子、３３はスイッチング素子３１で交流にされた電圧を変圧するためのトランス、３４はトランス３３で変圧された交流電圧を直流電圧に整流するための２次側ダイオード、３４は溶接出力電流を検出するための電流検出器、３６は溶接するための溶接用ワイヤ、３７は溶接用ワイヤ３６を電極として溶接するためのトーチ、３８は溶接を行うための母材、３９は電流検出器３５からの信号を検出して溶接出力電流を電圧に変換するための出力電流検出部、４０は波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）を電圧信号として出力するための波形形成部、４１は波形形成部４０から出力された前記電圧信号と出力電流検出部３９から出力された前記電圧との誤差増幅を行いその結果を電圧信号として出力するための誤差増幅部、４２はスイッチング素子を駆動して溶接出力を増減するための駆動司令部である。
【００６９】
以上のように構成されたパルス波形形成方法について、その動作を説明する。
【００７０】
波形形成部４０から波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）の値を電圧変換した電圧信号が出力され、出力電流検出部３９から出力される溶接出力電流を電圧に変換した値との誤誤差増幅を行い誤差増幅された電圧信号を駆動指令部４２へ出力する。駆動指令部４２は前記誤差増幅された電圧信号によりスイッチング素子３１を駆動し、出力の制御を行う。
【００７１】
以上のように、波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）を電圧信号に変換し、溶接出力電流との誤差増幅を行うことで波形形成方法をアナログ回路に適用し安易に波形形成を行える。
【００７２】
（実施の形態１０）
本実施の形態において実施の形態９と同様の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
【００７３】
図１４はパルス波形形成方法をデジタル回路に適応した場合の本発明のパルス溶接電源の構成図である。
【００７４】
４３は、波形形成部４０から出力された電圧信号または数値データと出力電流検出部から出力された電位または数値データとを比較演算を行いスイッチング素子３１を駆動する信号を出力できる演算器である。
【００７５】
実施の形態９と異なるのは演算器４３において誤差増幅を演算によって行いスイッチング素子に対し駆動信号を出力できることにある。
【００７６】
以上のように構成されたパルス波形形成方法について、その動作を説明する。
【００７７】
波形形成部４０から波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）の値を電圧変換した電圧信号が出力され、出力電流検出部３９から出力される溶接出力電流を電圧に変換した値との誤誤差増幅を演算器４３によって行いスイッチング素子３１を駆動し、出力の制御を行う。
【００７８】
以上のように、波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）を電圧信号に変換し、溶接出力電流との誤差増幅を演算器で行うことで波形形成方法をデジタル回路に適用し安易に波形形成を行える。
【００７９】
【発明の効果】
以上のように、本発明ではパルス立上り期間またはパルス立下り期間を備えているためパルスピーク電流設定やベース電流設定に関係なく多彩なパルス波形を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパルス立上り期間を備えたパルス波形形成方法のフローチャート
【図２】本発明のパルス立上り期間を備えたパルス波形形成方法の波形図
【図３】本発明のパルス立下り期間を備えたパルス波形形成方法のフローチャート
【図４】本発明のパルス立下り期間を備えたパルス波形形成方法の波形図
【図５】本発明のパルス立上り係数を乗算したパルス波形形成方法のフローチャート
【図６】（ａ）本発明のパルス立上り係数を乗算したパルス波形形成方法の波形図
（ｂ）本発明の現在時間ｔｘを短く設定した場合のパルス立上り時の波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）の結果を示す図
【図７】本発明のパルス立上り係数を乗算したパルス波形形成方法のフローチャート
【図８】（ａ）本発明のパルス立上り係数を乗算したパルス波形形成方法の波形図
（ｂ）本発明の現在時間ｔｘを短く設定した場合のパルス立下り時の波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）の結果を示す図
【図９】本発明のパルス立上り波形演算式を変更したパルス波形形成方法のフローチャート
【図１０】本発明のパルス立下り波形演算式を変更したパルス波形形成方法のフローチャート
【図１１】本発明のパルス波形形成方法１の説明図
（ａ）パルス波形形成方法１のフローチャート
（ｂ）パルス波形形成方法１の波形図
【図１２】（ａ）パルス波形形成方法２のフローチャート
（ｂ）パルス波形形成方法２の波形図
【図１３】本発明のパルス波形形成方法をアナログ回路に適応した場合の構成図
【図１４】本発明のパルス波形形成方法をデジタル回路に適応した場合の構成図
【図１５】従来のパルス波形形成方法を説明する構成図
【符号の説明】
１・パルス立上り勾配演算開始点
２・ベース電流入力処理
３・パルス立上り期間判定
４・パルス立上り微調整値演算処理
５・パルス立上り傾度演算処理
６・パルス立上り波形形成出力決定処理
７・パルス立上り比較判定処理
８・パルス立上り時間加算処理
９・パルス立上り抑制処理
１０・パルス立上り演算終了
１１・パルス立下り勾配演算開始点
１２・パルスピーク電流入力処理
１３・パルス立下り期間判定
１４・パルス立下り微調整値演算処理
１５・パルス立下り傾度演算処理
１６・パルス立下り波形形成出力決定処理
１７・パルス立下り比較判定処理
１８・パルス立下り時間加算処理
１９・パルス立下り抑制処理
２０・パルス立下り演算終了
２１・パルス立上り時の波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）の結果
２２・パルス立上り時の波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）の結果
２３・パルス立上り近似直線
２４・パルス立下り時の波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）の結果
２５・パルス立下り時の波形形成出力ＯＵＴｄａｔａ（ｔｘ）の結果
２６・パルス立下り近似直線
２７・パルスピーク出力波形
２９・交流電源
３０・一次側整流用ダイオード
３１・スイッチング素子
３３・トランス
３４・２次側ダイオード
３５・電流検出器
３６・溶接用ワイヤ
３７・トーチ
３８・母材
３９・出力電流検出部
４０・波形形成部
４１・誤差増幅部
４２・駆動指令部
４３・演算器
４４・パルスピーク電流指令部
４５・ベース電流指令部
４６・パルス立上り制御部
４７・パルス立下り制御部
４８・誤差増幅部Ａ
４９・誤差増幅部Ｂ
５０・選択回路
５１・パルス立上り演算処理
５２・パルス立下り演算処理
５３・パルスピーク出力処理
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2004243343.tif 000012
【図１１】
2004243343.tif 000013
【図１２】
2004243343.tif 000014
【図１３】
2004243343.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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