(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス化された溶接電流を溶接ワイヤと母材との間に通電し、発生するアークによって溶接ワイヤを母材に溶滴移行させて溶接を行うパルスアーク溶接の制御方法において、
溶接開始より予め設定した目標電流値を溶接電流制御の基準電流として溶接電流の平均値を一定にフィードバック制御すると共に、
検知された溶接電圧により前記溶接ワイヤの短絡現象を検出し、
検出短絡回数を所定回数に維持するように前記溶接電圧を上下し、その上ピーク値及び下ピーク値の幅と該上ピーク値若しくは下ピーク値とに基づいて目標電圧をサーチし、前記上ピーク値及び下ピーク値の幅が所定値に収束した後に前記サーチを終了し、
該サーチした前記目標電圧を溶接電圧制御の基準電圧とし得られた前記目標電圧に基づくフィードバック制御により溶接電圧の平均値を一定に制御することを特徴とするパルスアーク溶接の制御方法。
【請求項２】
パルス化された溶接電流を溶接ワイヤと母材との間に通電し、発生するアークによって溶接ワイヤを母材に溶滴移行させて溶接を行うパルスアーク溶接の制御装置において、
溶接開始より予め設定した目標電流値を溶接電流制御の基準電流として溶接電流の平均値を一定にフィードバックを制御する電流制御手段と、
検知された溶接電圧により前記溶接ワイヤの短絡現象を検出する短絡検出手段と、
検出短絡回数を所定回数に維持するように前記溶接電圧を上下し、その上ピーク値及び下ピーク値の幅と該上ピーク値若しくは下ピーク値とに基づいて目標電圧をサーチし前記上ピーク値及び下ピーク値の幅が所定値に収束した後に前記サーチを終了する電圧サーチ手段とを具備し、
前記サーチした前記目標電圧を溶接電圧制御の基準電圧とし得られた前記目標電圧に基づくフィードバック制御により溶接電圧の平均値を一定に制御する電圧制御手段とを具備することを特徴とするパルスアーク溶接の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールドガスを使用した消耗電極式のパルスアーク溶接の制御方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パルスアーク溶接では、設定電流範囲が極めて広く、理想的な電圧で行われる場合、任意の溶接継手に対してスパッタ等の非常に少ないビード外観の良好な溶接が行えることがわかっている。
また、スパッタ発生量と溶接ワイヤから離脱しようとする溶滴が母材にも接触する短絡現象の回数とは、図８に示すように、短絡回数が極めて少ないとき、スパッタ（非短絡型及び短絡型）発生量も少ない。これは短絡が生じると電流が増大し、溶滴離脱が電磁力等の影響で乱されるためである。更にブローホールも、短絡回数が少ないと減少する。
【０００３】
そこで本願の発明者等は、平成７年特許願２４１４０６号において、パルス溶接中、短絡現象の回数が予め設定した値となるように短絡現象の回数を検出して溶接電圧を制御する溶接装置を開示した。
上記溶接装置は、経験や実験により現場溶接に最適な電圧値と電流値を設定し、これらの設定値を指令すると同時に、短絡現象を急激に低下する溶接電圧を検出することで検出している。この検出は、例えば１ｓｅｃ等の単位時間の間の短絡現象の発生回数を、予め定めた上限回数と下限回数の間に抑えた状態を最適状態とし、短絡回数が上限回数より大きくなった場合に、電圧を増大させ、短絡回数が下限回数より小さくなった場合に、電圧を減少させる制御を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パルスアーク溶接では、短絡が少ない領域の電圧範囲が極めて狭く、短絡をなくすため電圧を上げ過ぎると、アークが広がりアンダーカットと呼ばれる溶接欠陥が生じやすくなる。
これに対し、従来の溶接装置は、短絡回数が少ない条件で、電圧を溶接開始から溶接終了まで常に制御しているが、その制御の目標値は、経験や実験で求めた設定値である。従って、事前の設定値がその継手に適した短絡が少ない領域の電圧に合致していないと、制御を行ってもスパッタ等の発生が少ない溶接が行われているとは言い難く、スパッタ発生量の増大へとつながることになる。
【０００５】
また、短絡が少ない条件での電流と電圧の関係は、溶接トーチの先端チップと母材間距離、溶接ワイヤの配線状態、チップ摩耗、治具の位置決め精度等の外乱ファクターにより変動し、経験や実験により最適な電圧と電流を設定しても、継手毎に補正しないと、実際の現場溶接には対応できない。
特に、ロボット溶接の場合、事前にロボット側から溶接機側に指令する電流、電圧のパラメータとその関係とを求めておいても、上記外乱ファクターの変動により相違が生じ、最適条件の設定は困難を極めている。
【０００６】
本発明は、溶接中にその溶接継手に適した短絡回数が少ない条件での溶接電圧をサーチして外乱ファクターに影響されることなく安定した溶接（スパッタ極小、溶け込み深さ一定等）を可能とするパルスアーク溶接の制御方法及び装置を提供することを解決すべき課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明のパルスアーク溶接の制御方法は、パルス化された溶接電流を溶接ワイヤと母材との間に通電し、発生するアークによって溶接ワイヤを母材に溶滴移行させて溶接を行うパルスアーク溶接の制御方法において、溶接開始より予め設定した目標電流値を溶接電流制御の基準電流として溶接電流の平均値を一定にフィードバック制御する電流制御手段と、検知された溶接電圧により前記溶接ワイヤの短絡現象を検出し、検出短絡回数を所定回数に維持するように前記溶接電圧を上下し、その上ピーク値及び下ピーク値の幅と該上ピーク値若しくは下ピーク値とに基づいて目標電圧をサーチし、前記上ピーク値及び下ピーク値の幅が所定値に収束した後に前記サーチを終了する電圧サーチ手段とを具備し、前記サーチした前記目標電圧を溶接電圧制御の基準電圧とし得られた前記目標電圧に基づくフィードバック制御により溶接電圧の平均値を一定に制御する電圧制御手段とを具備することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明のパルスアーク溶接の制御装置は、パルス化された溶接電流を溶接ワイヤと母材との間に通電し、発生するアークによって溶接ワイヤを母材に溶滴移行させて溶接を行うパルスアーク溶接の制御装置において、溶接開始より予め設定した目標電流値を溶接電流制御の基準電流として溶接電流の平均値を一定にフィードバック制御する電流制御手段と、検知された溶接電圧により前記溶接ワイヤの短絡現象を検出する短絡検出手段と、検出短絡回数を所定回数に維持するように前記溶接電圧を上下し、その上ピーク値及び下ピーク値の幅と該上ピーク値若しくは下ピーク値とに基づいて目標電圧をサーチし、前記上ピーク値及び下ピーク値の幅が所定値に収束した後に前記サーチを終了する電圧サーチ手段とを具備し、前記サーチした前記目標電圧を溶接電圧制御の基準電圧とし得られた前記目標電圧に基づくフィードバック制御により溶接電圧の平均値を一定に制御する電圧制御手段とを具備することを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】
本発明のパルスアーク溶接の制御方法及び装置においては、溶接開始より予め設定した目標電流値を溶接電流制御の基準電流として溶接電流の平均値を一定にフィードバックを制御する電流制御手段と、溶接開始の初期期間に短絡回数を少ない状態に制御、すなわちスパッタ等の発生が少ない溶接を維持し、そのときの溶接電圧をサーチしている。そして、サーチされた溶接電圧が安定したときの電圧をその溶接継手に最適な目標電圧として電圧一定フィードバック制御の目標値に固定する。これにより、溶接トーチの先端チップと母材間距離、溶接ワイヤの配線状態、チップ摩耗、治具の位置決め精度等の外乱ファクターにより溶接継手毎に存在する理想の溶接電圧を経験や実験等で試行錯誤しながら見出すことなく実際の溶接中にサーチすることができ、準備作業が極めて簡素化できる。
【００１０】
本発明のパルスアーク溶接の制御方法及び装置は溶接開始より予め設定した目標電流値を溶接電流制御の基準電流として溶接電流の平均値を一定にフィードバックを制御する電流制御手段と、検知された溶接電圧により前記溶接ワイヤの短絡現象を検出する短絡検出手段と、検出短絡回数を所定回数に維持するように前記溶接電圧を上下し、上ピーク値及び下ピーク値の幅が所定値に収束した後に前記サーチを終了し、得られた前記目標電圧に基づくフィードバック制御により溶接電圧の平均値を一定に制御する電圧制御手段とを具備し、溶接電圧を前記目標電圧に追従させることができる。
【００１１】
これにより、事前に設定した経験等に基づく設定電圧で電圧一定のフィードバック制御をかけるものではないため、電圧の変動も少なく、スパッタの発生が少なく、溶け込み量等が一定の高品質な溶接を行うことが可能となる。
本発明のパルスアーク溶接の制御方法及び装置は、ロボット溶接に適する。この場合、ロボットをティーチングデータで制御するロボットコントローラと、溶接電源を本発明により制御する溶接電源コントローラとを通信可能にリンクさせることがこのましい。
【００１２】
上記溶接電源コントローラ用のマイコンは、本発明の検知された溶接電圧により前記溶接ワイヤの短絡現象を検出する短絡検出手段と、検出短絡回数を所定回数に維持するように前記溶接電圧を上下し、その上ピーク値及び下ピーク値の幅と該上ピーク値若しくは下ピーク値とに基づいて目標電圧をサーチする電圧サーチ手段と、溶接開始より予め設定した目標電流を溶接電流制御の基準電流として溶接電流を制御する電流制御手段と、前記上ピーク値及び下ピーク値の幅が所定値に収束した後に前記サーチを終了し、得られた前記目標電圧に基づくフィードバック制御により溶接電圧を制御する電圧制御手段との各機能を包含することができる。
【００１３】
本発明のパルスアーク溶接の制御方法及び装置において、溶接電源の出力端子は、ワイヤ保持ケーブルと母材を固定する治具との間に電源ラインを接続する。また、溶接電圧の検知位置は、アークが生じるワイヤ先端にできるだけ近い位置のワイヤ保持ケーブルと治具に検出ラインを接続することが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に本発明のパルスアーク溶接の制御方法及び装置の具体的一実施例を図面を参照して説明する。
本発明のパルスアーク溶接の制御方法及び装置を適用可能な溶接システムの概略は図１のようになる。この溶接システムは、溶接トーチ（以下、トーチという）１を保持したロボット２と、出力端子３ａ（正極）、３ｂ（負極）の溶接電流と溶接電圧をトーチ先端のチップ１６と母材との間に給電する溶接電源を内蔵した溶接機３と、ロボット２をティーチングデータＴＤに基づいて制御すると共に溶接機３に事前に設定した目標の電流指令値ＰＩｔ、初期電圧指令値Ｐｖ0を送信するロボットコントローラ５と、ドラム６に充填された消耗電極としての溶接ワイヤ７をトーチ１へ送給するワイヤ送給装置８とを、母材が載置される治具９とから構成されている。
【００１５】
ロボット２に組付けられたワイヤ送給装置８は、曲げ矯正器１１、溶接ワイヤ７を挟持した一対の送給ローラ１３ａ、１３ｂ、ローラ１３ａ、１３ｂを駆動するモータ１４及び溶接ワイヤ７をトーチ１にガイドするトーチケープ１ａをもち、溶接ワイヤ７をトーチ１におけるノズル部１５内のチップ１６より突出させるようにしている。そして、モータ１４は、溶接機３のモータ制御回路により電流指令値ＰＩに比例した送り速度の駆動信号で制御されて溶接ワイヤ７を繰出すようになっている。
【００１６】
ところで、溶接機３は、図２に示すように、溶接電源２１と、マイコンを主体とした溶接電源コントローラ２２とから構成される。
溶接電源２１は、例えば整流回路、インバータ、出力トランス及び整流器等からなるインバータ回路部と、電圧指令値（平均値）Ｐｖによりパルス制御回路を制御して、その出力によりインバータのスイッチングを制御するＰＷＭ回路部とから構成され、整流器の出力が前記出力端子３ａ、３ｂに導出される。
【００１７】
溶接電源コントローラ２２は、出力端子３ａ、３ｂと接続された検出端子４ａ、４ｂに現出する電圧Ｖｄ（検出溶接電圧）と設定値メモリ２３に書込まれた電圧設定値との誤差を小さくするように電圧指令値Ｐｖを演算して該指令値を溶接電源２１のパルス制御回路へフィードバックする電圧演算回路２４と、前記一方の検出端子４ａに流れる電流Ｖｄ（検出溶接電流）と設定値メモリ２５に書込まれた電流設定値との誤差を小さくするように溶接電源２１のモータ制御回路へ電流指令値ＰＩをフィードバックする電流演算回路２６とを有する。電圧演算回路２４は、電圧指令値Ｐｖでパルス制御回路が出力するパルス周波数を指令することにより電圧制御を行う。電流演算回路２６は、電流指令値ＰＩでモータ制御回路でモータ１４の回転数を変化させることにより電流制御を行う。
【００１８】
また、溶接電源コントローラ２２は、前記検出端子４ａ、４ｂ間の検出溶接電圧Ｖｄを入力して、検出溶接電圧Ｖｄが急激に低下する状態を検出することにより、ワイヤ母材間の短絡現象を検出する短絡検出手段２７と、短絡検出手段２７の出力２７ａでカウントを開始するタイマ２８と、このタイマ２８のカウントアップ出力２８ａで前記電圧演算回路２４の出力する電圧指令値Ｐｖをサンプリングし、サンプリング値の複数より図４に示すように、上ピーク値ＰｖU1、ＰｖU2、ＰｖU3、…及び下ピーク値ＰｖD1、ＰｖD2、ＰｖD3、…を出力するサンプリング回路２９と、このサンプリング回路２９の出力２９ａを入力し、隣接した上ピーク値ＰｖUと下ピーク値ＰｖDの一方と両値の幅Ｗとを用いて目標電圧Ｖｔの指令値（目標電圧値）Ｐｖｔを算出し（サーチし）出力する目標値演算回路３０と、この目標値演算回路３０が求めた前記幅Ｗの演算値３０ｂと予定の収束幅Ｗｄとを比較し、前記演算出力３０ｂが収束幅Ｗｄより等しいか小さくなったときに切換信号３１ａを出力する比較回路３１とからなる電圧サーチ回路３２を具備している。
【００１９】
そして、前記比較回路３１の出力する切換信号３１ａは電圧指令値Ｐｖを選択するためのスイッチ３２を制御している。スイッチ３２は、前記初期電圧指令値Ｐｖ0と前記電圧演算回路２４からの電圧指令値Ｐｖと前記目標値演算回路３０からの目標電圧値Ｐｖｔとを選択的に溶接電源２１へ導出するものである。
本発明のパルスアーク溶接の制御装置は以上のように構成され、この制御装置を用いた本発明のパルスアーク溶接の制御方法を説明する。
【００２０】
本制御装置は図３のステップＳ１に示すように、ロボットコントローラ５から目標電流Ｉｔの指令値ＰＩｔと、初期電圧Ｖ0の指令値Ｐｖ0が入力される。これらの入力により溶接電源コントローラ２２は、指令値ＰＩｔと、指令値Ｐｖ0を認識し（Ｓ２）、指令値ＰＩｔを溶接電源２１に出力（Ｓ３）すると共に、指令値Ｐｖ0は、スイッチ３２で選択され溶接電源２１に出力され（Ｓ３）、溶接を開始する（Ｓ４）。
【００２１】
溶接開始の初期電圧Ｖ0は、任意に定めることができるが、短絡回数とアーク長の関係が図９に示す特性となっており、かつ、アーク長が電圧にほぼ正比例するものであるから、溶け込み形状不良、非短絡型スパッタ及び短絡型スパッタ、アンダーカット、ブローホール等がほとんど生じない最適領域として設定したアーク長領域の電圧値近くにする。目標電流Ｉｔは溶接継手に応じて予め決められている理想電流値である。
【００２２】
溶接開始により、短絡回数Ｓｔの検出（Ｓ５）に基づく電圧制御と溶接電流Ｉが目標電流Ｉｔとなるように電流一定制御（Ｓ６）を並列に行う。ステップＳ６は溶接電流Ｉに対する図５と図７に示す制御である。
先ず溶接電圧Ｖに対するステップＳ５以下の制御は下記のように行われる。短絡回数Ｓｄの検出では、図２における検出端子４ａ、４ｂ間の検出溶接電圧Ｖｄが急激に低下する例えば瞬間を検出し、その初回の短絡を示す出力２７ａでサンプリング回路２９をトリガする。短絡が検出されると、溶接電源コントローラ２２は次ステップＳ７「Ｓｔ＜Ｓｄ」に続くステップＳ８「電圧を上げる」又はステップＳ９「電圧を下げる」を行う。
【００２３】
ステップＳ７→Ｓ８又はＳ７→Ｓ９は、初期電圧Ｖ0での溶接中、短絡を検出し、そのときにサンプリングされた電圧が図４の第１下ピーク値ＰＶD1であった場合、目標値演算回路３０は、ＰＶD1より大きな電圧値を目標電圧Ｖｔの指令値ＰＶｔとして出力する（Ｓ８）。このとき、スイッチ３２は目標値演算回路３０からの出力３０ａを選択しており、溶接電源２１へは電圧指令値Ｐｖとして指令値ＰＶｔが送出される。これにより上昇される電圧によって短絡回数が減少する。短絡回数が減少し、タイマ２８の１周期の間に短絡が生じなかった場合、サンプリング回路２９は、タイマ２８の出力２８ａで電圧演算回路２４からの電圧指令値Ｐｖをサンプリングする。このときの電圧が第１上ピーク値ＰＶU1であるとすると、目標値演算回路３０は第１下ピーク値ＰＶD1と上ピーク値ＰＶU1の幅Ｗ１を求め、第１下ピーク値ＰＶD1と上ピーク値ＰＶU1の間の目標電圧Ｖｔ1の指令値ＰＶｔ1=ＰＶD1＋αＷ１（α=１／４〜４／３、通常は１／２）の演算式から算出する。そして、この目標電圧Ｖｔ1の指令値ＰＶｔ1を電圧指令値Ｐｖとして溶接電源２１に送出する（Ｓ９）。なお、αを決めるための外部操作可能なボリュームを設けてもよい。
【００２４】
また、幅Ｗ１は比較回路３１によって収束幅Ｗｄと比較され、Ｗ１＞Ｗｄであれば、比較回路３１はスイッチ３２の現状状態（目標値演算回路３０の出力３０ａを電圧指令値Ｐｖとする状態）を維持する。この比較回路３１の動作は、図３のステップＳ１０「Ｓｔ=Ｓｄ？」に相当する。
上記目標電圧Ｖｔ1は溶接電圧を下げるものであるから、短絡が起りやすくなり、このため短絡が検出されて第２下ピーク値ＰＶD2がサンプリングされると、同様の演算式から第１上ピーク値ＰＶU1と下ピーク値ＰＶU2との間の目標電圧Ｖｔ2の指令値ＰＶｔ2が算出される。
【００２５】
この動作が更に繰返され、例えば第２上ピーク値ＰＶU2と第３下ピーク値ＰＶD3との幅Ｗ４が予め設定した収束幅Ｗｄに等しいかそれより小さくなった場合（Ｗ４≦Ｗｄ）、ＰＶU2とＰＶD3の間に算出される目標電圧Ｖｔi(i=1、2、3…)は最適な目標電圧Ｖｔを出力させるものとして、電圧サーチ回路３２の動作を終了する。この目標電圧Ｖｔを求める期間をサーチ期間とし、サーチ期間で最終的に出力される目標電圧Ｖｔは、検出短絡回数Ｓｄを目標短絡回数Ｓｔに維持する電圧であり、溶接電源コントローラ２２は、次ステップＳ１１に進む。
【００２６】
上記ステップＳ１１では、比較回路３１からの出力３１ａでスイッチ３２が電圧演算回路２４の電圧指令値Ｐｖを選択するように切換えられる動作と、最終的に得られた指令値ＰＶｔを電圧演算回路２４の設定値メモリ２３に固定する動作を行う。これにより、溶接電源コントローラ２４は、サーチした指令値ＰＶｔを設定値メモリ２３に固定して電圧演算回路２４が行う電圧一定制御のモードとなる（Ｓ１２）。
【００２７】
上記電圧一定制御は、図６に示すように、チップ母材間距離ＥＸＴ、溶接電圧Ｖ（検出電圧）、パルスアーク電流のピーク電流、ベース電流及び平均電流Ｉａｖより求められるアーク長ａを最大許容アーク長ａ0以下に抑えつつ、サーチした目標電圧Ｖｔを基準電圧として溶接電圧Ｖを電圧演算回路２４が制御するものである。アーク長ａを最大許容アーク長ａ0以下に抑えることにより、アンダーカットやブローホールがなくなる。
【００２８】
図６のステップＳ１４のアーク長ａの演算の後、ステップＳ１５では、演算アーク長ａと最大許容アーク長ａ0とを比較し、ａ＞ａ0の場合に、ステップＳ１６「Ｐｖ＝ＰＶｔ−Ｋ１」を行って（Ｋ１は単位変化量）、次ステップＳ１７によりＰｖをＤ／Ａ変換する。変換されたアナログ信号の電圧指令値Ｐｖを溶接電源２１のＰＷＭ回路に出力（Ｓ１８）する。
【００２９】
また、アーク長の比較ステップＳ１５において、ａがａ0より小さい場合、ステップＳ１９「〓Ｖ=Ｖｔ−Ｖｄ」により目標電圧Ｖｔと検出溶接電圧Ｖｄの差分を算出する。次にステップＳ２０「Ｖｔ＞Ｖｄ」の比較動作で溶接電圧Ｖが目標電圧Ｖｔより大きいか小さいかを判断し、Ｖｔ＞Ｖｄの場合に差分ΔＶを目標電圧Ｖｔより減算し、その減算された電圧値を電圧指令値Ｐｖとし（Ｓ２１）、Ｖｔ＜Ｖｄの場合に差分〓ＶをＶｔに加算し、その加算された電圧値を電圧指令値Ｐｖとする（Ｓ２２）。これにより、目標電圧Ｖｔを基準電圧とした溶接電圧Ｖの制御が行われ、溶接電圧Ｖは図４の電圧一定制御期間に示すように、制御のうねりのないより安定に目標電圧Ｖｔに制御される。
【００３０】
ところで、溶接開始時より溶接終了まで継続して実行される電流一定制御は、図１０に示すように、ティーチング精度のばらつきによってチップ母材間距離ＥＸＴが変動した場合の溶接電流Ｉの変動と、溶接初期において目標電圧値を変更することによる電流の変動を抑制するものである。この制御は、電流演算回路２６で行われ、電流演算回路２６は、設定値メモリ２５に書き込まれた目標電流値Ｉｔを基準電流として溶接電流Ｉのフィードバック制御（比例積分制御）を行う。  この比例積分制御は、図７に示すように、目標電流値Ｉｔとピーク電流期間の検出溶接電流Ｉｄとの差分〓Ｉ（比例定数項）をステップＳ２３で求め、続いて差分〓Ｉがほぼ零となるまでの電流変化に要する時間Ｔｉを積分して求め（Ｓ２４）、更にステップＳ２５「ＰＩ′=ＰＩ＋Ｋ２・〓Ｉ＋Ｋ３・Ｔｉ」の演算を行って、修正された電流指令値ＰＩ′を求めるものである。Ｋ２は比例定数項、Ｋ３は積分定数項である。こうして算出された電流指令値ＰＩ′は、ステップＳ２６「ＰＩ′→Ｄ／Ａ変換」で信号形式が変換され、ステップＳ２７「ＰＩ′のアナログ信号出力」で溶接電源２１のモータ制御回路に電流指令値ＰＩとして送出される。
【００３１】
なお、ステップＳ１３は溶接終了がロボットコントローラ５から送出されたとき、これを認識して溶接を終了するものである。
上記比例積分制御される溶接電流Ｉは、図５に示すように、チップ母材間距離の変動にかかわらず、目標電流Ｉｔを基準電流として一定に制御され、溶け込み量の一定制御を達成する。
【００３２】
かくて、本実施の形態のパルスアーク溶接の制御方法及び装置によれば、事前に決定する電圧指令値を厳密に求めなくとも、短絡回数が少ない領域の大まかな電圧を初期目標電圧として決定するだけで、経験の少ない作業者でも簡単に行うことができる。
そして、溶接開始の初期において、短絡回数が極小に安定する目標電圧をサーチし、サーチ後はより安定に短絡が発生するように、この目標電圧に溶接電圧を制御だけで、短絡回数が一定に制御され、スパッタが極小域の状態で溶接を行うことができる。
【００３３】
また、溶接開始から行われる電流一定制御により、目標電圧を上下させることによる電流の変動と、ティーチング精度のばらつきに起因する電流の変動を抑えることができ、外観良好で溶接強度を確保した溶接が可能となる。
本発明のパルスアーク溶接の制御方法及び装置において、溶接開始の初期に行う目標電圧のサーチは、特開平９−１０８８３７号に開示された方法及び装置を用いることができる。この方法及び装置は、ピーク電流通電期間における検出溶接電圧Ｖｄと目標電圧Ｖｔとの電圧誤差の積分値の絶対値と、ベース電流通電期間における検出溶接電圧Ｖｄと目標電圧Ｖｔとの電圧誤差の積分値の絶対値とが一致するように、目標電圧Ｖｔを上下させるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のパルスアーク溶接の概要を示す図である。
【図２】  本発明のパルスアーク溶接の制御装置を示すブロック図である。
【図３】  本発明に係る溶接電源コントローラの動作を示すフローチャートである。
【図４】  本発明により制御される溶接電圧を示す説明図である。
【図５】  本発明により制御される溶接電流を示す説明図である。
【図６】  本発明の電圧一定制御の動作を示すフローチャートである。
【図７】  本発明の電流一定制御の動作を示すフローチャートである。
【図８】  スパッタ発生量と短絡回数の実験により得られる特性図である。
【図９】  短絡回数が溶接品質に及す影響をグラフ化した図であり、縦軸はアーク長を横軸は短絡回数を表す。
【図１０】  チップ母材間距離の変動により変化する溶接電流の特性図である。
【符号の説明】
Ｉ…溶接電流、Ｖ…溶接電圧、２７…短絡検出手段、ＰＶＵ…上ピーク値、ＰＶＤ…ピーク値、Ｗ…幅、３２…電圧サーチ手段、Ｖｔ…目標電圧、Ｉｔ…目標電流値、２６…電流演算回路（電流制御手段）、２４…電圧演算回路（電圧制御手段）。
【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】
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