(57)【要約】【課題】  パルスアーク溶接において、短絡に伴うスパッタの発生を少なくする。【解決手段】立上り期間Ｔｕ中はベース電流Ｉｂからピーク電流Ｉｐへと上昇する上昇遷移電流Ｉｕを通電し、ピーク期間Ｔｐ中はピーク電流Ｉｐを通電し、立下り期間Ｔｋ中はピーク電流Ｉｐからベース電流Ｉｂへと下降する下降遷移電流Ｉｋを通電し、ベース期間Ｔｂ中はベース電流Ｉｂを通電し、短絡が発生したときは短絡電流Ｉｓを通電する。立下り期間Ｔｋ中に短絡が発生したときは、短絡電流Ｉｓの上昇率Ｓを短絡発生タイミングに応じて変化させる。これにより、短絡が立下り期間Ｔｋの早期に発生したときに、短絡電流Ｉｓの上昇率Ｓが小さくなり、アーク再発生時の電流値が大きくならないので、スパッタの発生を少なくすることができる。【選択図】  図１
2016022507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接ワイヤを送給すると共に、立上り期間中はベース電流からピーク電流へと上昇する上昇遷移電流を通電し、ピーク期間中は前記ピーク電流を通電し、立下り期間中は前記ピーク電流から前記ベース電流へと下降する下降遷移電流を通電し、ベース期間中は前記ベース電流を通電し、これらの溶接電流の通電を１パルス周期として繰り返し、前記溶接ワイヤと母材との間に短絡が発生したときは短絡電流を通電して溶接するパルスアーク溶接制御方法において、
前記立下り期間中に前記短絡が発生したときは、前記短絡電流の上昇率を短絡発生タイミングに応じて変化させる、
ことを特徴とするパルスアーク溶接制御方法。
【請求項２】
前記短絡発生タイミングが、前記短絡の発生時点における前記下降遷移電流の値である、
ことを特徴とする請求項１記載のパルスアーク溶接制御方法。
【請求項３】
前記短絡発生タイミングが、前記立下り期間の開始時点から前記短絡の発生時点までの経過時間である、
ことを特徴とする請求項１記載のパルスアーク溶接制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接ワイヤを送給すると共に、立上り期間中はベース電流からピーク電流へと上昇する上昇遷移電流を通電し、ピーク期間中はピーク電流を通電し、立下り期間中はピーク電流からベース電流へと下降する下降遷移電流を通電し、ベース期間中はベース電流を通電し、これらの溶接電流の通電を１パルス周期として繰り返し、溶接ワイヤと母材との間に短絡が発生したときは短絡電流を通電して溶接するパルスアーク溶接制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
消耗電極式パルスアーク溶接は、鉄鋼、アルミニウム、ステンレス鋼等の溶接に広く使用されている。このパルスアーク溶接では、立上り期間中はベース電流からピーク電流へと上昇する上昇遷移電流を通電し、ピーク期間中はピーク電流を通電し、立下り期間中はピーク電流からベース電流へと下降する下降遷移電流を通電し、ベース期間中はベース電流を通電し、これらの溶接電流の通電を１パルス周期として繰り返して溶接が行われる。パルスアーク溶接では、１パルス周期１溶滴移行状態となるので、溶滴移行状態が安定しているために、スパッタの発生が少なく、美しいビード外観を得ることができる。以下、このパルスアーク溶接について図面を参照して説明する。
【０００３】
図３は、パルスアーク溶接における一般的な電流・電圧波形図である。同図（Ａ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｂ）は溶接電圧Ｖｗの時間変化を示す。以下、同図を参照して説明する。
【０００４】
時刻ｔ１〜ｔ２の立上り期間Ｔｕ中は、同図（Ａ）に示すように、ベース電流Ｉｂからピーク電流Ｉｐへと上昇する上昇遷移電流Ｉｕが通電し、同図（Ｂ）に示すように、ベース電圧Ｖｂからピーク電圧Ｖｐへと上昇する上昇遷移電圧が溶接ワイヤと母材との間に印加する。時刻ｔ２〜ｔ３のピーク期間Ｔｐ中は、同図（Ａ）に示すように、溶接ワイヤから溶滴を移行させるために臨界値以上の大電流値のピーク電流Ｉｐが通電し、同図（Ｂ）に示すように、アーク長に比例したピーク電圧Ｖｐが印加する。直径１．２mmの鉄鋼ワイヤの臨界値は、２８０Ａ程度である。
【０００５】
時刻ｔ３〜ｔ４の立下り期間Ｔｋ中は、同図（Ａ）に示すように、ピーク電流Ｉｐからベース電流Ｉｂへと下降する下降遷移電流Ｉｋが通電し、同図（Ｂ）に示すように、ピーク電圧Ｖｐからベース電圧Ｖｂへと下降する下降遷移電圧が印加する。時刻ｔ４〜ｔ５のベース期間Ｔｂ中は、同図（Ａ）に示すように、溶滴を形成しないようにするために臨界値未満の小電流値のベース電流Ｉｂが通電し、同図（Ｂ）に示すように、アーク長に比例したベース電圧Ｖｂが印加する。時刻ｔ１〜ｔ５までの期間を１パルス周期Ｔｆとして繰り返して溶接が行われる。アーク長は、ピーク期間Ｔｐ中は長くなり、ベース期間Ｔｂ中は短くなる。
【０００６】
同図においては、時刻ｔ３〜ｔ４の立下り期間Ｔｋ中の時刻ｔ３１に溶接ワイヤと母材との短絡が発生している。時刻ｔ３１〜ｔ３２の短絡期間Ｔｓ中は、同図（Ｂ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは略０Ｖとなり、同図（Ａ）に示すように、溶接電流Ｉｗ（以下、短絡期間中の溶接電流Ｉｗを短絡電流Ｉｓという）は予め定めた上昇率で増加する。時刻ｔ３２にアークが再発生すると、同図（Ｂ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは数十Ｖのアーク電圧値に戻り、同図（Ａ）に示すように、溶接電流Ｉｗは元の下降遷移電流Ｉｋに戻る。パルスアーク溶接においては、ピーク期間Ｔｐ中に溶滴が形成されて、立下り期間Ｔｋ又はベース期間Ｔｂ中に溶滴が溶融池へと移行する。この溶滴の移行時に、短絡がときたま発生する。短絡が発生したときには、速やかにアーク発生状態に戻すために、短絡電流Ｉｓを増加させている。
【０００７】
ところで、良好なパルスアーク溶接を行うためには、平均アーク長を適正値に維持することが重要である。平均アーク長を適正値に維持するために以下のようなアーク長制御（溶接電源の出力制御）が行われる。平均アーク長は、同図（Ｂ）で破線で示す溶接電圧平均値Ｖavと略比例関係にある。このために、溶接電圧平均値Ｖavを検出し、この検出値が適正な平均アーク長に相当する溶接電圧設定値と等しくなるように同図（Ａ）の破線で示す溶接電流平均値Ｉavを変化させる出力制御を行う。溶接電圧平均値Ｖavが溶接電圧設定値よりも大きいときは平均アーク長が適正値よりも長いときであるので、溶接電流平均値Ｉavを小さくしてワイヤ溶融速度を小さくし平均アーク長が短くなるようにする。他方、溶接電圧平均値Ｖavが溶接電圧設定値よりも小さいときは平均アーク長が適正値よりも短いときであるので、溶接電流平均値Ｉavを大きくしてワイヤ溶融速度を大きくし平均アーク長が長くなるようにする。上記の溶接電圧平均値Ｖavとしては、一般的に溶接電圧Ｖｗをローパスフィルタを通した値（平均値、平滑値）が使用される。また、溶接電流平均値Ｉavを変化させる手段として、パルス周期Ｔｆを変化させる周波数変調制御が行われている。周波数変調制御では、溶接電圧平均値Ｖavが溶接電圧設定値と等しくなるようにパルス周期Ｔｆをフィードバック制御（アーク長制御）している。このときに、立上り期間Ｔｕ、ピーク期間Ｔｐ、立下り期間Ｔｋ、ピーク電流Ｉｐ及びベース電流Ｉｂは所定値に設定され、ベース期間Ｔｂがフィードバック制御されることでパルス周期Ｔｆが可変される。ピーク期間Ｔｐとピーク電流Ｉｐとの組合せはユニットパルス条件と呼ばれており、１パルス周期１溶滴移行状態になるように設定される。
【０００８】
その他のアーク長制御の方式としては、パルス幅変調制御がある。パルス幅変調制御では、ピーク期間（パルス幅）Ｔｐがフィードバック制御される。このときは、立上り期間Ｔｕ、立下り期間Ｔｋ、パルス周期Ｔｆ、ピーク電流Ｉｐ及びベース電流Ｉｂが所定値に設定され、ピーク期間Ｔｐが可変される。
【０００９】
特許文献１の発明では、パルスアーク溶接において、短絡発生時に短絡電流を、所定の第１の電流傾度で出力し、短絡電流が所定の電流値を越えると、第１の電流傾度よりも小さな所定の第２の電流傾度で出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平８−１３２２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したように、パルスアーク溶接において、溶滴移行時の短絡は、立下り期間又はベース期間中にほとんど発生する。ベース期間中に短絡が発生したときには、短絡電流は小電流値のベース電流値から増加するので、アーク再発生時の電流値はそれほど大きな値にはならないためにスパッタはほとんど発生しない。しかし、立下り期間中に短絡が発生したときには、短絡電流は大電流値の下降遷移電流値から増加する場合があるので、アーク再発生時の電流値が大きな値となり、大粒のスパッタが発生することになる。大粒のスパッタが発生すると、ビード外観が悪くなり、溶接品質が低下する。
【００１２】
そこで、本発明では、パルスアーク溶接において、立下り期間中に短絡が発生したときに、速やかにアーク発生状態に戻すと共に、そのときのスパッタ発生を少なくすることができるパルスアーク溶接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】
【００１３】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、
溶接ワイヤを送給すると共に、立上り期間中はベース電流からピーク電流へと上昇する上昇遷移電流を通電し、ピーク期間中は前記ピーク電流を通電し、立下り期間中は前記ピーク電流から前記ベース電流へと下降する下降遷移電流を通電し、ベース期間中は前記ベース電流を通電し、これらの溶接電流の通電を１パルス周期として繰り返し、前記溶接ワイヤと母材との間に短絡が発生したときは短絡電流を通電して溶接するパルスアーク溶接制御方法において、
前記立下り期間中に前記短絡が発生したときは、前記短絡電流の上昇率を短絡発生タイミングに応じて変化させる、
ことを特徴とするパルスアーク溶接制御方法である。
【００１４】
請求項２の発明は、前記短絡発生タイミングが、前記短絡の発生時点における前記下降遷移電流の値である、
ことを特徴とする請求項１記載のパルスアーク溶接制御方法である。
【００１５】
請求項３の発明は、前記短絡発生タイミングが、前記立下り期間の開始時点から前記短絡の発生時点までの経過時間である、
ことを特徴とする請求項１記載のパルスアーク溶接制御方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、立下り期間中の早期に短絡が発生したときは、短絡発生時の下降遷移電流値が大きいために速やかにアーク発生状態に戻すことができると共に、短絡電流の上昇率が小さいのでスパッタの発生を少なくすることができる。また、立下り期間中の後期に短絡が発生したときは、短絡電流の上昇率が大きいために速やかにアーク発生状態に戻すことができる。さらに、短絡発生時の下降遷移電流値が小さいために、短絡電流の上昇率が大きくてもアーク発生時の電流値が大きくならないので、スパッタの発生を少なくすることができる。このために、本発明では、パルスアーク溶接において、立下り期間中に短絡が発生したときに、速やかにアーク発生状態に戻すと共に、そのときのスパッタ発生を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１に係るパルスアーク溶接制御方法を示す電流・電圧波形図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るパルスアーク溶接制御方法を実施するための溶接装置のブロック図である。
【図３】従来技術におけるパルスアーク溶接の電流・電圧波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係るパルスアーク溶接制御方法を示す電流・電圧波形図である。同図（Ａ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｂ）は溶接電圧Ｖｗの時間変化を示す。同図は、上述した図３と対応しており、同一の動作についての説明は繰り返さない。以下、同図を参照して説明する。
【００２０】
同図は、時刻ｔ１〜ｔ２のパルス周期Ｔｆ及び時刻ｔ２〜ｔ３のパルス周期Ｔｆの２周期分の波形を示している。時刻ｔ１〜ｔ２のパルス周期Ｔｆにおいて、立上り期間Ｔｕ中は、同図（Ａ）に示すように、ベース電流Ｉｂからピーク電流Ｉｐへと上昇する上昇遷移電流Ｉｕが通電し、同図（Ｂ）に示すように、ベース電圧Ｖｂからピーク電圧Ｖｐへと上昇する上昇遷移電圧が溶接ワイヤと母材との間に印加する。続くピーク期間Ｔｐ中は、同図（Ａ）に示すように、溶接ワイヤから溶滴を移行させるために臨界値以上の大電流値のピーク電流Ｉｐが通電し、同図（Ｂ）に示すように、アーク長に比例したピーク電圧Ｖｐが印加する。続く立下り期間Ｔｋ中は、同図（Ａ）に示すように、ピーク電流Ｉｐからベース電流Ｉｂへと下降する下降遷移電流Ｉｋが通電し、同図（Ｂ）に示すように、ピーク電圧Ｖｐからベース電圧Ｖｂへと下降する下降遷移電圧が印加する。続くベース期間Ｔｂ中は、同図（Ａ）に示すように、溶滴を形成しないようにするために臨界値未満の小電流値のベース電流Ｉｂが通電し、同図（Ｂ）に示すように、アーク長に比例したベース電圧Ｖｂが印加する。時刻ｔ２〜ｔ３のパルス周期Ｔｆ中も同様である。アーク長制御の方式が周波数変調制御であり、溶接ワイヤが鉄鋼ワイヤである場合には、ピーク電流Ｉｐ＝４５０〜５５０Ａ、ベース電流Ｉｂ＝３０〜７０Ａ、ピーク期間Ｔｐ＝１．０〜１．５ms、立上り期間Ｔｕ＝０．５〜１．５ms、立下り期間Ｔｋ＝０．５〜１．５ms程度に設定される。
【００２１】
時刻ｔ１〜ｔ２のパルス周期Ｔｆにおいては、立下り期間Ｔｋの開始時点直後の時刻ｔ１１に短絡が発生している。時刻ｔ１１〜ｔ１２の短絡期間Ｔｓ中は、同図（Ｂ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは略０Ｖとなり、同図（Ａ）に示すように、短絡電流Ｉｓは下降遷移電流Ｉｋのままで下降を継続しており、増加しない。この状態を上昇率Ｓが０の場合と定義する。また、短絡の発生時点ｔ１１における下降遷移電流Ｉｋの値を、短絡発生時下降電流値Ｉａとする。さらに、立下り期間Ｔｋの開始時点ｔ１から短絡の発生時点ｔ１１までの経過時間を、短絡発生時経過時間Ｔａとする。
【００２２】
時刻ｔ２〜ｔ３のパルス周期Ｔｆにおいては、立下り期間Ｔｋの終了直前の時刻ｔ２１に短絡が発生している。時刻ｔ２１〜ｔ２２の短絡期間Ｔｓ中は、同図（Ｂ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは略０Ｖとなり、同図（Ａ）に示すように、短絡電流Ｉｓは上昇率Ｓ［A/ms］で増加している。
【００２３】
立下り期間Ｔｋ中に短絡が発生したときには、短絡発生タイミングに応じて短絡電流Ｉｓの上昇率Ｓを変化させる。短絡発生タイミングが遅くなるほど、上昇率Ｓは大きくなる。短絡発生タイミングを、上記の短絡発生時下降電流値Ｉａ又は上記の短絡発生時経過時間Ｔａで測定する。したがって、上昇率Ｓは、Ｉａ又はＴａを入力変数とする予め定めた上昇率設定関数によって算出される。すなわち、Ｓ＝ｆ（Ｉａ）又はＳ＝ｇ（Ｔａ）である。ｆ（Ｉａ）及びｇ（Ｔａ）は関数を示す。
【００２４】
Ｓ＝ｆ（Ｉａ）は、例えば以下のような関数である。
Ｉａ＞１５０ＡのときＳ＝０
１５０Ａ≧Ｉａ＞１００ＡのときＳ＝５０A/ms
Ｉａ≦１００ＡのときＳ＝１００A/ms
【００２５】
また、Ｓ＝ｇ（Ｔａ）は、例えば以下のような関数である。
Ｔａ＜０．３msのときＳ＝０
０．３ms≦Ｔａ＜０．７msのときＳ＝５０A/ms
Ｔａ≧０．７msのときＳ＝１００A/ms
【００２６】
上記の上昇率設定関数の例では、上昇率Ｓがステップ状に変化する場合であるが、連続して直線状又は曲線状に変化するようにしても良い。Ｓ≧０である。Ｓ＝ｆ（Ｉａ）は、Ｉａが大きくなるほどＳは小さくなる関数である。Ｓ＝ｇ（Ｔａ）は、Ｔａが大きくなるほどＳは大きくなる関数である。
【００２７】
上述したように、本実施の形態では、立下り期間Ｔｋ中に短絡が発生したときは、その短絡発生タイミングに応じて短絡電流Ｉｓの上昇率Ｓを変化させる。短絡発生タイミングが早期であるときは、短絡電流Ｉｓの上昇率Ｓが小さくても、溶滴の温度が高い状態であり、かつ、短絡発生時下降電流値Ｉａも大きいので、速やかに短絡が解除されてアークが再発生する。このときに、短絡電流Ｉｓの上昇率Ｓが小さいために、アーク再発生時の溶接電流値Ｉｗが大きくならないので、大粒のスパッタが発生することはない。他方、短絡発生タイミングが後期であるときは、短絡電流Ｉｓの上昇率Ｓが大きいので、溶滴の温度が低下し、かつ、短絡発生時下降電流値Ｉａが小さくても、速やかに短絡が解除されてアークが再発生する。このときに、短絡電流Ｉｓの上昇率Ｓは大きいが短絡発生時下降電流値Ｉａが小さいために、アーク再発生時の溶接電流値Ｉｗが大きくならないので、大粒のスパッタが発生することはない。
【００２８】
図２は、本発明の実施の形態１に係るパルスアーク溶接制御方法を実施するための溶接装置のブロック図である。溶接装置は、主に破線で囲まれた溶接電源ＰＳ、ロボット制御装置ＲＣ、ロボット（図示は省略）等から構成されている。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。
【００２９】
溶接電源ＰＳは、以下の各ブロックから構成されている。但し、溶接ワイヤ１を送給制御するための回路については、省略している。電源主回路ＭＣは、３相２００Ｖ等の交流商用電源（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、溶接に適した溶接電圧Ｖｗ及び溶接電流Ｉｗを出力する。この電源主回路ＭＣは、図示は省略するが、交流商用電源を整流する１次整流回路、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、高周波交流を溶接に適した電圧値に降圧するインバータトランス、降圧された高周波交流を整流する２次整流回路を備えている。リアクトルＷＬは、上記の電源主回路ＭＣの＋側出力と溶接トーチ４との間に挿入されており、電源主回路ＭＣの出力を平滑する。溶接ワイヤ１は、ワイヤ送給機（図示は省略）の送給ロール５の回転によって溶接トーチ４内を送給されて、母材２との間にアーク３が発生する。ワイヤ送給機及び溶接トーチ４は、ロボットに搭載されている。溶接トーチ４内の給電チップ（図示は省略）と母材２との間に溶接電圧Ｖｗが印加し、溶接電流Ｉｗが通電する。
【００３０】
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。電圧平均化回路ＶＡＶは、この電圧検出信号Ｖｄを平均化（ローパスフィルタを通す）して、電圧平均信号Ｖavを出力する。電圧設定回路ＶＲは、所望値の電圧設定信号Ｖｒを出力する。電圧誤差増幅回路ＥＶは、上記の電圧設定信号Ｖｒ（＋）と上記の電圧平均信号Ｖav（−）との誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Ｅｖを出力する。
【００３１】
Ｖ／ＦコンバータＶＦは、上記の電圧誤差増幅信号Ｅｖに応じた周波数で短時間Ｈｉｇｈレベルになるトリガ信号であるパルス周期信号Ｔｆを出力する。このパルス周期信号Ｔｆが短時間Ｈｉｇｈレベルになる周期が１パルス周期となる。
【００３２】
立上り期間設定回路ＴＵＲは、予め定めた立上り期間設定信号Ｔurを出力する。ピーク期間設定回路ＴＰＲは、予め定めたピーク期間設定信号Ｔprを出力する。立下り期間設定回路ＴＫＲは、予め定めた立下り期間設定信号Ｔkrを出力する。
【００３３】
ピーク電流設定回路ＩＰＲは、予め定めたピーク電流設定信号Ｉprを出力する。ベース電流設定回路ＩＢＲは、予め定めたベース電流設定信号Ｉbrを出力する。
【００３４】
電流設定回路ＩＲは、上記のパルス周期信号Ｔｆ、上記の立上り期間設定信号Ｔur、上記のピーク期間設定信号Ｔpr、上記の立下り期間設定信号Ｔkr、上記のピーク電流設定信号Ｉpr及び上記のベース電流設定信号Ｉbrを入力として、パルス周期信号Ｔｆが短時間Ｈｉｇｈレベルに変化するごとに、以下の処理を行ない、電流設定信号Ｉｒ及び期間信号Ｋｓを出力する。
１）立上り期間設定信号Ｔurによって定まる期間中は、ベース電流設定信号Ｉbrの値からピーク電流設定信号Ｉprの値へと直線状に上昇する電流設定信号Ｉｒを出力する。この期間中は、期間信号Ｋｓ＝１を出力する。
２）続けて、ピーク期間設定信号Ｔprによって定まる期間中は、ピーク電流設定信号Ｉprを電流設定信号Ｉｒとして出力する。この期間中は、期間信号Ｋｓ＝２を出力する。
３）続けて、立下り期間設定信号Ｔkrによって定まる期間中は、ピーク電流設定信号Ｉprの値からベース電流設定信号Ｉbrの値へと直線状に下降する電流設定信号Ｉｒを出力する。この期間中は、期間信号Ｋｓ＝３を出力する。
４）続けて、パルス周期信号Ｔｆが再び短時間Ｈｉｇｈレベルになるまでの期間中は、ベース電流設定信号Ｉbrを電流設定信号Ｉｒとして出力する。この期間中は、期間信号Ｋｓ＝４を出力する。
【００３５】
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短絡期間であると判別してＨｉｇｈレベルとなり、以上のときはアーク期間であると判別してＬｏｗレベルとなる短絡判別信号Ｓｄを出力する。短絡判別値は、１０Ｖ程度に設定される。
【００３６】
上昇率設定回路ＳＲは、上記の短絡判別信号Ｓｄ、上記の期間信号Ｋｓ及び上記の電流設定信号Ｉｒを入力として、以下の処理を行ない、上昇率設定信号Ｓｒを出力する。
１）  期間信号Ｋｓ＝１又は２（立上り期間又はピーク期間）のときは上昇率設定信号Ｓｒ＝０を出力する。Ｓｒ＝０とは、上述したように、短絡電流は電流設定信号Ｉｒの値のままであることを意味している。これらの期間中には、短絡は稀にしか発生しないが、溶接電流Ｉｗは上昇中であるか、又は大電流値であるので、短絡は円滑に解除される。
２）  期間信号Ｋｓ＝３（立下り期間）のときに、短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベル（短絡）に変化したときは、その時点における電流設定信号Ｉｒの値から短絡発生時下降電流値Ｉａ及び短絡発生時経過時間Ｔａを測定する。そして、上述したように、予め定めた上昇率設定関数にＩａ又はＴａを入力して、上昇率設定信号Ｓｒの値を算出して出力する。
３）  期間信号Ｋｓ＝４（ベース期間）のときは、予め定めたベース期間上昇率に設定された上昇率設定信号Ｓｒを出力する。このベース期間上昇率は、上記の上昇率設定関数によって算出される最大値と同一の値に設定される。
【００３７】
電流制御設定回路ＩＣＲは、上記の電流設定信号Ｉｒ、上記の上昇率設定信号Ｓｒ及び上記の短絡判別信号Ｓｄを入力として、
短絡判別信号ＳｄがＬｏｗレベル（アーク期間）のときは電流設定信号Ｉｒを電流制御設定信号Ｉcrとして出力し、短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベル（短絡期間）のときは、Ｈｉｇｈレベルに変化した時点における電流設定信号Ｉｒの値を初期値として上昇率設定信号Ｓｒによって定まる上昇率で増加する電流制御設定信号Ｉcrを出力する。
【００３８】
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。電流誤差増幅回路ＥＩは、上記の電流制御設定信号Ｉcr（＋）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。駆動回路ＤＶは、この電流誤差増幅信号Ｅｉ及び後述するロボット制御装置ＲＣからの起動信号Ｏｎを入力として、起動信号ＯｎがＨｉｇｈレベル（溶接開始）のときは電流誤差増幅信号Ｅｉに基いてＰＷＭ変調制御を行ない上記の電源主回路ＭＣ内のインバータ回路を駆動するための駆動信号Ｄｖを出力し、起動信号ＯｎがＬｏｗレベル（溶接停止）のときは駆動信号Ｄｖを出力しない。
【００３９】
ロボット制御装置ＲＣは、予め教示された作業プログラムに従ってロボット（図示は省略）を移動させると共に、溶接開始又は溶接停止を指令する起動信号Ｏｎを出力する。
【００４０】
上述した実施の形態１によれば、立下り期間中に短絡が発生したときは、短絡電流の上昇率を短絡発生タイミングに応じて変化させる。短絡発生タイミングは、短絡の発生時点における下降遷移電流の値又は立下り期間の開始時点から短絡の発生時点までの経過時間である。これにより、立下り期間中の早期に短絡が発生したときは、短絡発生時の下降遷移電流値が大きいために速やかにアーク発生状態に戻すことができると共に、短絡電流の上昇率が小さいのでスパッタの発生を少なくすることができる。また、立下り期間中の後期に短絡が発生したときは、短絡電流の上昇率が大きいために速やかにアーク発生状態に戻すことができる。さらに、短絡発生時の下降遷移電流値が小さいために、短絡電流の上昇率が大きくてもアーク発生時の電流値が大きくならないので、スパッタの発生を少なくすることができる。このために、本実施の形態では、パルスアーク溶接において、立下り期間中に短絡が発生したときに、速やかにアーク発生状態に戻すと共に、そのときのスパッタ発生を少なくすることができる。
【符号の説明】
【００４１】
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
ＤＶ            駆動回路
Ｄｖ            駆動信号
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
Ｉａ            短絡発生時下降電流値
Ｉav            溶接電流平均値
Ｉｂ            ベース電流
ＩＢＲ            ベース電流設定回路
Ｉbr            ベース電流設定信号
ＩＣＲ            電流制御設定回路
Ｉcr            電流制御設定信号
ＩＤ            電流検出回路
Ｉｄ            電流検出信号
Ｉｋ            下降遷移電流
Ｉｐ            ピーク電流
ＩＰＲ            ピーク電流設定回路
Ｉpr            ピーク電流設定信号
ＩＲ            電流設定回路
Ｉｒ            電流設定信号
Ｉｓ            短絡電流
Ｉｕ            上昇遷移電流
Ｉｗ            溶接電流
Ｋｓ            期間信号
ＭＣ            電源主回路
Ｏｎ            起動信号
ＰＳ            溶接電源
ＲＣ            ロボット制御装置
Ｓ            上昇率
ＳＤ            短絡判別回路
Ｓｄ            短絡判別信号
ＳＲ            上昇率設定回路
Ｓｒ            上昇率設定信号
Ｔａ            短絡発生時経過時間
Ｔｂ            ベース期間
Ｔｆ            パルス周期（信号）
Ｔｋ            立下り期間
ＴＫＲ            立下り期間設定回路
Ｔkr            立下り期間設定信号
Ｔｐ            ピーク期間
ＴＰＲ            ピーク期間設定回路
Ｔpr            ピーク期間設定信号
Ｔｓ            短絡期間
Ｔｕ            立上り期間
ＴＵＲ            立上り期間設定回路
Ｔur            立上り期間設定信号
ＶＡＶ            電圧平均化回路
Ｖav            溶接電圧平均値／電圧平均信号
Ｖｂ            ベース電圧
ＶＤ            電圧検出回路
Ｖｄ            電圧検出信号
ＶＦ            Ｖ／Ｆコンバータ
Ｖｐ            ピーク電圧
ＶＲ            電圧設定回路
Ｖｒ            電圧設定信号
Ｖｗ            溶接電圧
ＷＬ            リアクトル
【図１】
2016022507.tif 000003
【図２】
2016022507.tif 000004
【図３】
2016022507.tif 000005