JP2013151000A - Protection control method for welding power source - Google Patents
Protection control method for welding power source Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013151000A JP2013151000A JP2012012547A JP2012012547A JP2013151000A JP 2013151000 A JP2013151000 A JP 2013151000A JP 2012012547 A JP2012012547 A JP 2012012547A JP 2012012547 A JP2012012547 A JP 2012012547A JP 2013151000 A JP2013151000 A JP 2013151000A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- power source
- signal
- average value
- protection control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、定格使用率を超過して溶接が行われたときに溶接電源を保護するための溶接電源の保護制御方法に関するものである。 The present invention relates to a welding power source protection control method for protecting a welding power source when welding is performed exceeding a rated usage rate.
消耗電極アーク溶接、非消耗電極アーク溶接、プラズマアーク溶接等のアーク溶接のための溶接電源には、定格使用率が定められている。例えば、定格溶接電流３５０Ａの溶接電源に対して６０％の定格使用率が定められている場合には、１０分間を１周期として、３５０Ａの溶接を合計６分間行い、残りの４分間は溶接を休止する必要がある。溶接電流が３００Ａになると、許容使用率＝（３５０／３００）２×６０＝８２％となる。溶接電流が２７１Ａになると、許容使用率は１００％となり、連続溶接が可能となる。溶接電源が定格使用率を定めている理由は、溶接電源の内部に設置されているトランジスタ、ダイオード等の半導体素子、変圧器及びリアクトルが定格使用率を超過すると加熱されて、焼損の発生又は耐久性の低下となるからである。 A rated usage rate is defined for welding power sources for arc welding such as consumable electrode arc welding, non-consumable electrode arc welding, and plasma arc welding. For example, when a rated usage rate of 60% is set for a welding power source with a rated welding current of 350 A, welding for 350 A is performed for a total of 6 minutes, with 10 minutes as one cycle, and welding is performed for the remaining 4 minutes. I need to pause. When the welding current reaches 300 A, the allowable usage rate = (350/300) 2 × 60 = 82%. When the welding current is 271 A, the allowable usage rate is 100%, and continuous welding is possible. The reason why the welding power source determines the rated usage rate is that if the semiconductor elements, such as transistors, diodes, transformers, and reactors installed inside the welding power source exceed the rated usage rate, they will be heated and burnout or endurance will occur. This is because the sex is lowered.
従来技術では、使用率超過を防止するために、過去１０分間にわたる溶接電流の２乗の平均値が定格溶接電流の２乗と定格使用率との積を超えたとき（溶接電源内部の温度上昇値が定格使用率で使用されたときの温度上昇値を超えたとき）は溶接電流の通電を遮断して溶接を停止して溶接電源を保護している。以下、使用率超過を防止する制御を保護制御と呼ぶことにする（例えば、特許文献１等参照）。 In the conventional technology, when the average value of the square of the welding current over the past 10 minutes exceeds the product of the square of the rated welding current and the rated usage rate in order to prevent the usage rate from being exceeded (the temperature rise inside the welding power source) When the value exceeds the temperature rise value when used at the rated usage rate), the welding current is cut off and welding is stopped to protect the welding power source. Hereinafter, control that prevents the usage rate from being exceeded is referred to as protection control (see, for example, Patent Document 1).
溶接作業者が鉄骨、橋梁等の厚板を溶接する場合には、長時間連続して大電流を通電して行うことが多い。このような場合には、定格使用率を超過する状態となることも生じる。定格使用率を超過すると、上述したように、溶接電源を保護するために溶接は強制的に中断されることになる。溶接が途中で中断されたワークは、破棄するか、又は中断個所から溶接をやり直すことになる。どちらの場合でも、工数がかかり、生産効率が低下することになる。 When a welding worker welds a thick plate such as a steel frame or a bridge, it is often performed by energizing a large current continuously for a long time. In such a case, the rated usage rate may be exceeded. When the rated usage rate is exceeded, as described above, welding is forcibly interrupted to protect the welding power source. The work in which the welding is interrupted is discarded or the welding is restarted from the interrupted point. In either case, man-hours are required and production efficiency is reduced.
そこで、本発明では、アーク溶接において、定格使用率を超過したときに、溶接電源の保護を図りつつ、生産効率が低下することを抑制することができる溶接電源の保護制御方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a welding power source protection control method capable of suppressing a reduction in production efficiency while protecting the welding power source when the rated usage rate is exceeded in arc welding. Objective.
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、過去１０分間にわたる溶接電流の２乗の平均値を刻々と算出し、この平均値が予め定めた基準値に達したときは溶接電流の通電を遮断する溶接電源の保護制御方法において、
前記平均値が所定時間後に前記基準値に達すると推定されたときは、警報を発する、
ことを特徴とする溶接電源の保護制御方法である。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of
When the average value is estimated to reach the reference value after a predetermined time, an alarm is issued.
It is the protection control method of the welding power supply characterized by the above-mentioned.
請求項２の発明は、前記推定は、現時点における前記溶接電流の値がこのまま維持されると仮定して行われる、
ことを特徴とする請求項１記載の溶接電源の保護制御方法である。
In the invention of
The welding power source protection control method according to
請求項３の発明は、前記警報を、音声によって行う、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の溶接電源の保護制御方法である。
According to a third aspect of the present invention, the warning is performed by voice.
3. The protection control method for a welding power source according to
本発明によれば、過去１０分間にわたる溶接電流の２乗の平均値が所定時間後に予め定めた基準値に達すると推定されたときは、「後××秒で使用率超過になります」という音声等による警報を発する。溶接作業者は、使用率超過になる前に予告されるので、この警報を受けて、溶接を継続しながら溶接条件の変更を行い、ワークを終端まで溶接しても使用率超過にならないようにすることができる。また、溶接作業者は、溶接を再開しやすい個所で中断することができるので、溶接電源を休止させた後に溶接を円滑に再開することができる。このために、使用率超過によって溶接電流の通電を強制的に遮断されて、溶接を突然中断させられることがない。したがって、ワークを破棄することになったり、溶接を再開するときに多くの工数がかかったりすることを防止することができるので、溶接電源を使用率超過から保護した上で、生産効率が低下することを抑制することができる。 According to the present invention, when it is estimated that the average value of the square of the welding current over the past 10 minutes reaches a predetermined reference value after a predetermined time, “the usage rate will be exceeded in xx seconds later”. Issue a warning by voice. Since the welding operator is notified before the usage rate is exceeded, this warning is received and the welding conditions are changed while welding is continued, so that the usage rate does not exceed even if the workpiece is welded to the end. can do. In addition, since the welding operator can interrupt the welding at a position where the welding can be easily resumed, the welding can be resumed smoothly after the welding power source is stopped. For this reason, energization of the welding current is forcibly cut off due to an excess of the usage rate, and the welding is not suddenly interrupted. Therefore, it is possible to prevent the workpiece from being discarded or taking a lot of man-hours when resuming welding, so that the production efficiency is reduced while protecting the welding power source from overuse. This can be suppressed.
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。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明の実施の形態に係る溶接電源の保護制御方法の原理を以下に説明する。定格溶接電流Ｉｔ（Ａ）及び定格使用率α（％）を設定する。そして、基準値Ｓｔを下式で定義する。
Ｓｔ＝（Ｉｔ）２・α …（１）式
ここで、基準値Ｓｔは、定格溶接電流Ｉｔを定格使用率αで通電して溶接したときの溶接電源内部の温度上昇値と相関する値である。上記のαを定格使用率よりも所定値だけ小さな値に設定しても良い。
The principle of the welding power source protection control method according to the embodiment of the present invention will be described below. The rated welding current It (A) and the rated usage rate α (%) are set. The reference value St is defined by the following formula.
St = (It) 2 · α (1) Formula Here, the reference value St is a value that correlates with the temperature rise value inside the welding power source when the rated welding current It is energized at the rated usage rate α and welded. is there. The above α may be set to a value smaller than the rated usage rate by a predetermined value.
定数である周期Ｔ＝６００秒（１０分）を設定し、溶接電流Ｉｗ（Ａ）を検出して、過去１０分間にわたる溶接電流の２乗の平均値Ｓｉを下式で算出する。
Ｓｉ＝（１／Ｔ）・∫（Ｉｗ）２・ｄｔ …（２）式
積分は、現時点から過去６００秒（１０分）の期間行われる。
A constant period T = 600 seconds (10 minutes) is set, the welding current Iw (A) is detected, and the average value Si of the square of the welding current over the past 10 minutes is calculated by the following equation.
Si = (1 / T) · ∫ (Iw) 2 · dt (2) The integration is performed for the past 600 seconds (10 minutes) from the present time.
ここで、溶接電流Ｉｗを所定のサンプリング周期Ｔｓ（秒）ごとにサンプリングしてＡ／Ｄ変換して溶接電流デジタル値Ｉｄ（n）として検出すると、上式は下式と等価となる。
Ｓｉ（n）＝（Ｄ（n-k-1）＋…＋Ｄ（n））／ｋ …（３）式
但し、Ｄ（n）＝Ｉｄ（n）・Ｉｄ（n）であり、ｋは１０分間にサンプリングされるデータ数であり、ｋ＝６００／Ｔｓである。この式によって１０分間にわたる溶接電流の２乗の平均値Ｓｉをサンプリング周期Ｔｓごとに算出することができる。
Here, if the welding current Iw is sampled at a predetermined sampling period Ts (seconds), A / D converted and detected as a welding current digital value Id (n), the above expression is equivalent to the following expression.
Si (n) = (D (nk-1) +... + D (n)) / k (3) where D (n) = Id (n) .Id (n), and k is 10 minutes. The number of data to be sampled, k = 600 / Ts. With this equation, the average value Si of the square of the welding current over 10 minutes can be calculated for each sampling period Ts.
サンプリング周期Ｔｓは、例えば１秒に設定される。この場合、ｋ＝６００となる。サンプリング周期Ｔｓを１００μｓ程度まで高速化すると、溶接電流波形を正確に検出することができる。しかし、その場合にはデータ数ｋ＝６００万と膨大な数になるので、高速演算処理が可能なＣＰＵを使用することが必要となり、高価となる。これを防ぐために、溶接電流Ｉｗをローパスフィルタ（カットオフ周波数１〜１０Ｈｚ程度）に通して検出して平滑化することによって、サンプリング周期Ｔｓが１秒程度と遅くても上式の演算を正確に行うことができる。 The sampling period Ts is set to 1 second, for example. In this case, k = 600. When the sampling period Ts is increased to about 100 μs, the welding current waveform can be accurately detected. However, in that case, since the number of data k is 6 million, it is necessary to use a CPU capable of high-speed arithmetic processing, which is expensive. In order to prevent this, the welding current Iw is detected through a low-pass filter (cutoff frequency of about 1 to 10 Hz) and smoothed, so that even if the sampling period Ts is as slow as about 1 second, the above formula can be calculated accurately. It can be carried out.
継続時間Ｔｄ（秒）を設定する。現時点からこの継続時間Ｔｄの間、現時点における溶接電流Ｉｗの値Ｉｄ（n）が維持されると仮定したときの推定平均値Ｓｓは、下式で演算される。
Ｓｓ＝（Ｄ（n-k+m）＋…＋Ｄ（n）＋Ｄ（n）・ｍ）／ｋ …（４）式
但し、ｍは、継続時間Ｔｄ中にサンプリングされるデータ数であり、ｍ＝Ｔｄ／Ｔｓである。継続時間Ｔｄは、現時点から何秒後に使用率超過になるかを決めるための定数であり、例えば３０〜１８０秒程度に設定される。上式によって、推定平均値Ｓｓはサンプリング周期Ｔｓごとに演算される。
The duration Td (second) is set. The estimated average value Ss when it is assumed that the current value Id (n) of the welding current Iw is maintained for the duration Td from the present time is calculated by the following equation.
Ss = (D (n−k + m) +... + D (n) + D (n) · m) / k (4) where m is the number of data sampled during the duration Td, m = Td / Ts. The duration Td is a constant for determining how many seconds from the present time the usage rate will be exceeded, and is set to about 30 to 180 seconds, for example. From the above equation, the estimated average value Ss is calculated for each sampling period Ts.
本発明の実施の形態に係る溶接電源の保護制御方法は、以下のステップによって行われる。
ステップ１：定格溶接電流Ｉｔ及び定格使用率αを設定して、上記（１）式によって基準値Ｓｔを演算して設定する。
ステップ２：サンプリング周期Ｔｓごとに溶接電流Ｉｗをサンプリングしてデジタル値として検出する。第ｎ回目の溶接電流デジタル値をＩｄ（n）とする。
The protection control method for a welding power source according to the embodiment of the present invention is performed by the following steps.
Step 1: The rated welding current It and the rated usage rate α are set, and the reference value St is calculated and set by the above equation (1).
Step 2: The welding current Iw is sampled at each sampling period Ts and detected as a digital value. The digital value of the nth welding current is Id (n).
ステップ３：上記（３）式によって、第ｎ回目の１０分間にわたる溶接電流の２乗の平均値Ｓｉ（n）をサンプリング周期Ｔｓごとに演算し、第ｎ回目の平均値Ｓｉ（n）が基準値Ｓｔに達したときは（Ｓｉ（n）≧Ｓｔ）、通電遮断信号ＡｓをＨｉｇｈレベルに変化させ、溶接電流Ｉｗの通電を遮断して溶接を停止する。通電遮断信号ＡｓがＨｉｇｈレベルになったときは、ステップ４の処理は行われない。
Step 3: The average value Si (n) of the square of the welding current over the 10th minute of the nth time is calculated for each sampling period Ts by the above equation (3), and the average value Si (n) of the nth time is the reference. When the value St is reached (Si (n) ≧ St), the energization cut-off signal As is changed to a high level, the energization of the welding current Iw is cut off, and the welding is stopped. When the energization cutoff signal As becomes High level, the process of
ステップ４：上記（４）式によって第ｎ回目の推定平均値Ｓｓ（n）をサンプリング周期Ｔｓごとに演算し、この第ｎ回目の推定平均値Ｓｓ（n）が基準値Ｓｔに達したときは（Ｓｓ（n）≧Ｓｔ）、アラーム信号ＡｒをＨｉｇｈレベルに変化させて警報を発する。警報は、溶接作業者が溶接を行いながら認識できるように、「後６０秒で使用率超過になります」等の音声によって行う。６０秒が上記の継続時間Ｔｄとなる。また、溶接トーチのグリップ部をバイブレーションさせて警報を発するようにしても良い。異常表示灯を点灯させることも併用しても良い。アラーム信号ＡｒがＨｉｇｈレベルに変化しても、警報を発するだけで溶接は継続される。 Step 4: The n-th estimated average value Ss (n) is calculated for each sampling period Ts by the above equation (4), and when the n-th estimated average value Ss (n) reaches the reference value St. (Ss (n) ≧ St), the alarm signal Ar is changed to a high level, and an alarm is issued. The warning is given by a voice such as “the usage rate will be exceeded in 60 seconds” so that the welding operator can recognize the welding operation. 60 seconds is the above duration Td. Moreover, you may make it emit a warning by vibrating the grip part of a welding torch. It may be used in combination with lighting of the abnormality indicator lamp. Even if the alarm signal Ar changes to a high level, welding is continued only by issuing an alarm.
図１は、本発明の実施の形態に係る溶接電源の保護制御方法を示すタイミングチャートである。同図（Ａ）は溶接電流Ｉｗを示し、同図（Ｂ）は１０分間にわたる溶接電流の２乗の平均値Ｓｉを示し、同図（Ｃ）はアラーム信号Ａｒを示し、同図（Ｄ）は通電遮断信号Ａｓを示す。同図は、上述したステップ４においてＳｓ≧Ｓｔとなった場合である。以下、同図を参照して説明する。
FIG. 1 is a timing chart showing a welding power supply protection control method according to an embodiment of the present invention. (A) shows the welding current Iw, (B) shows the mean value Si of the square of the welding current over 10 minutes, (C) shows the alarm signal Ar, (D) Indicates an energization cutoff signal As. This figure shows a case where Ss ≧ St in
同図（Ａ）に示すように、時刻ｔ１〜ｔ２の期間は溶接電流Ｉ１が通電する溶接期間であり、時刻ｔ２〜ｔ３の期間は溶接電流Ｉｗは通電しない休止期間であり、時刻ｔ３〜ｔ４の期間は溶接電流Ｉ１が通電する溶接期間であり、時刻ｔ４〜ｔ５の期間は休止期間であり、時刻ｔ５〜ｔ６の期間は溶接電流Ｉ２が通電する予定の溶接期間であり、時刻ｔ６〜ｔ７の期間は休止期間である。ここで、Ｉ１＜Ｉ２である。溶接電流値は、消耗電極アーク溶接にあっては溶接ワイヤの送給速度によって変化し、非消耗電極アーク溶接にあっては定電流制御によって変化する。各溶接期間及び各休止期間は、それぞれ同一の時間長さである。そして、溶接期間と休止期間との合算値は１０分間となっている。 As shown in FIG. 4A, the period from time t1 to t2 is a welding period in which the welding current I1 is energized, and the period from time t2 to t3 is a pause period in which the welding current Iw is not energized, from time t3 to t4. Is a welding period in which the welding current I1 is energized, the period from time t4 to t5 is a pause period, the period from time t5 to t6 is a welding period in which the welding current I2 is scheduled to be energized, and time t6 to t7 This period is a rest period. Here, I1 <I2. In the case of consumable electrode arc welding, the welding current value varies depending on the feed speed of the welding wire, and in the case of non-consumable electrode arc welding, it varies according to constant current control. Each welding period and each rest period have the same length of time. The total value of the welding period and the rest period is 10 minutes.
同図（Ｂ）に示すように、時刻ｔ５以前の期間は、溶接電流Ｉ１が同一の使用率で通電しているので、平均値Ｓｉは一定値Ｓi1となる。上述したステップ３の処理が行われて、Ｓi1は、上記（２）式又は（３）式から、Ｓi1＝Ｉ１・Ｉ１・（使用率）となる。このＳi1は、破線で示す基準値Ｓｔ未満となっている。このために、同図（Ｄ）に示すように、通電遮断信号ＡｓはＬｏｗレベルとなっている。また、上述したステップ４の処理が行われて、時刻ｔ５以前の期間は、上記（４）式によって演算される推定平均値Ｓｓは基準値Ｓｔ未満の状態にある。このために、同図（Ｃ）に示すように、アラーム信号ＡｒはＬｏｗレベルとなっている。
As shown in FIG. 5B, since the welding current I1 is energized at the same usage rate during the period before time t5, the average value Si is a constant value Si1. The processing of
同図（Ａ）に示すように、時刻ｔ５からの溶接電流は、溶接電流設定値が変化したためにＩ１からＩ２へと増加する。このために、同図（Ｂ）に示すように、平均値Ｓｉは時刻ｔ５から次第に増加する。そして、溶接が終了する時刻ｔ６よりも前の時刻ｔ５１において、平均値Ｓｉは破線で示す基準値Ｓｔ未満の状態にある。他方、時刻ｔ５１において、推定平均値Ｓｓは基準値Ｓｔ以上となるので、同図（Ｃ）に示すように、アラーム信号Ａｒが短時間Ｈｉｇｈレベルに変化し、「後６０秒で使用率超過になります」という音声警報を発する。ここでは、継続時間Ｔｄ＝６０の場合を例示している。 As shown in FIG. 5A, the welding current from time t5 increases from I1 to I2 because the welding current set value has changed. For this reason, as shown in FIG. 5B, the average value Si gradually increases from time t5. Then, at time t51 before time t6 when the welding ends, the average value Si is in a state less than the reference value St indicated by a broken line. On the other hand, at time t51, the estimated average value Ss becomes equal to or greater than the reference value St, so that the alarm signal Ar changes to high level for a short time as shown in FIG. A voice alert will be issued. Here, the case where the duration time Td is 60 is illustrated.
溶接作業者は、この警報を受けて、継続時間Ｔｄ（秒）で終端まで溶接を行うことができるかを判断して、可能であれば溶接条件を変更することなく溶接を継続する。可能でないと判断したときは、溶接品質を考慮した上で例えば以下のような対策を実施する。
１）溶接トーチを動かす速度（溶接速度）を早くして、継続時間Ｔｄ未満で終端まで溶接できるようにする。
２）溶接電流Ｉｗの値を小さくすることによって、Ｓｉ≧Ｓｔとなるまでの時間を延ばして終端まで溶接できるようにする。
３）継続時間Ｔｄが経過するまでに、溶接を再開しやすい個所で溶接を中断する。そして、溶接電源を休止させた後に、その個所から溶接を円滑に再開させる。
Upon receiving this warning, the welding operator determines whether or not the welding can be performed to the end in the duration time Td (seconds), and if possible, continues the welding without changing the welding conditions. When it is determined that it is not possible, for example, the following measures are taken in consideration of the welding quality.
1) The speed at which the welding torch is moved (welding speed) is increased so that welding can be performed to the end in less than the duration Td.
2) By reducing the value of the welding current Iw, it is possible to extend the time until Si ≧ St and to weld to the end.
3) The welding is interrupted at a place where the welding is easily resumed until the continuation time Td elapses. And after stopping a welding power supply, welding is restarted smoothly from the location.
同図は、溶接作業者は警報を受けて、継続時間Ｔｄ以内で終端まで溶接することは可能ではないと判断し、時刻ｔ５１において上記１）に示す溶接速度を速くする対策を実施した場合である。このために、同図（Ａ）に示すように、元々の溶接終了予定時刻ｔ６よりも前の時刻ｔ５２において終端までの溶接を終了するので、溶接電流Ｉ２の通電は時刻ｔ５２で終了する。時刻ｔ５１〜ｔ５２の期間は継続時間Ｔｄよりも短い時間であり、時刻ｔ５１〜ｔ６の期間は継続時間Ｔｄよりも長い時間である。同図（Ｂ）に示すように、平均値Ｓｉは、時刻ｔ５から時刻ｔ５２までは増加し、その後の時刻ｔ６までは減少し、時刻ｔ６〜ｔ７の休止期間中はその値を維持する。同図（Ｄ）に示すように、通電遮断信号Ａｓは、全期間Ｌｏｗレベルのままである。もし、時刻ｔ５１に警報を受けても、溶接電流Ｉ２のままで溶接速度も速くすることなく溶接を継続した場合には、時刻ｔ５２と時刻ｔ６との間で通電遮断信号ＡｓがＨｉｇｈレベルに変化し、溶接電流Ｉｗの通電は遮断されることになる。 This figure shows a case where the welding operator receives a warning, determines that it is not possible to weld to the end within the duration Td, and implements the measures to increase the welding speed shown in 1) above at time t51. is there. For this reason, as shown in FIG. 6A, since the welding up to the end is completed at time t52 before the original scheduled welding end time t6, the energization of the welding current I2 ends at time t52. The period from time t51 to t52 is shorter than the duration Td, and the period from time t51 to t6 is longer than the duration Td. As shown in FIG. 5B, the average value Si increases from time t5 to time t52, decreases until time t6, and maintains that value during the rest period from time t6 to t7. As shown in FIG. 4D, the energization cut-off signal As remains at the Low level for the entire period. Even if an alarm is received at time t51, if the welding is continued without increasing the welding speed while maintaining the welding current I2, the energization cutoff signal As changes to a high level between time t52 and time t6. The energization of the welding current Iw is cut off.
図２は、上述した本発明の実施の形態に係る溶接電源の保護制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。同図は、アーク溶接法が消耗電極アーク溶接法の場合である。以下、同図を参照して、各ブロックについて説明する。 FIG. 2 is a block diagram of a welding power source for implementing the welding power source protection control method according to the embodiment of the present invention described above. The figure shows the case where the arc welding method is the consumable electrode arc welding method. Hereinafter, each block will be described with reference to FIG.
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、出力電圧Ｅ及び溶接電流Ｉｗを出力する。この電源主回路ＰＭは、図示は省略するが、商用電源を整流する１次整流回路、整流されたリップルのある直流を平滑するコンデンサ、上記の駆動信号Ｄｖによって駆動されて、平滑された直流を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次整流回路を備えている。直流リアクトルＤＣＬは、上記の出力電圧Ｅを平滑する。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の回転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。溶接トーチ４は、溶接作業者によって把持されている。溶接ワイヤ１と母材２との間には溶接電圧Ｖｗが印加し、溶接電流Ｉｗが通電する。
The power supply main circuit PM receives a commercial power supply (not shown) such as a three-phase 200V, performs output control such as inverter control according to a drive signal Dv described later, and outputs an output voltage E and a welding current Iw. Although not shown, the power supply main circuit PM is driven by the primary rectifier circuit that rectifies the commercial power supply, the capacitor that smoothes the rectified ripple direct current, and the drive signal Dv. An inverter circuit for converting to high frequency alternating current, a high frequency transformer for stepping down the high frequency alternating current to a voltage value suitable for arc welding, and a secondary rectifying circuit for rectifying the stepped down high frequency alternating current are provided. The DC reactor DCL smoothes the output voltage E. The
トーチスイッチＯＮは、溶接トーチ４に設けられており、溶接作業者が溶接を開始するときにオンするとＨｉｇｈレベルとなる溶接開始信号Ｏｎを出力する。
The torch switch ON is provided in the
基準値設定回路ＳＲは、予め定めた定格溶接電流値Ｉｔ及び予め定めた定格使用率αを上述した（１）式に入力して基準値設定信号Ｓtrを出力する。この回路は、上述したステップ１の処理を行っている。
The reference value setting circuit SR inputs a predetermined rated welding current value It and a predetermined rated usage rate α into the above-described equation (1) and outputs a reference value setting signal Str. This circuit performs the processing of
溶接電流検出回路ＩＷＤは、上記の溶接電流Ｉｗを検出してローパスフィルタに通して、溶接電流検出信号Ｉwdを出力する。電流Ａ／Ｄ変換回路ＩＤは、この溶接電流検出信号Ｉwdを予め定めたサンプリング周期ＴｓごとにＡ／Ｄ変換して、溶接電流デジタル信号Ｉｄを出力する。この回路は、上述したステップ２の処理を行っている。
The welding current detection circuit IWD detects the welding current Iw and passes it through a low-pass filter to output a welding current detection signal Iwd. The current A / D conversion circuit ID performs A / D conversion on the welding current detection signal Iwd every predetermined sampling period Ts, and outputs a welding current digital signal Id. This circuit performs the processing of
平均値演算回路ＳＩＣは、上記の溶接電流デジタル信号Ｉｄを入力として、上記のサンプリング周期Ｔｓごとに上述した（３）式によって１０分間にわたる溶接電流の２乗の平均値を演算して、平均値演算信号Ｓicとして出力する。通電遮断判別回路ＡＳは、この平均値演算信号Ｓic及び上記の基準値設定信号Ｓtrを入力として、平均値演算信号Ｓicの値が基準値設定信号Ｓtrの値に到達（Ｓic≧Ｓtr）した時点でＨｉｇｈレベルとなる通電遮断信号Ａｓを出力する。これらの回路は、上述したステップ３の前半部分の処理を行っている。
The average value calculation circuit SIC receives the welding current digital signal Id as an input, calculates the average value of the square of the welding current over 10 minutes by the above-described equation (3) for each sampling period Ts, and calculates the average value. The calculation signal Sic is output. The energization cut-off determination circuit AS receives the average value calculation signal Sic and the reference value setting signal Str, and when the value of the average value calculation signal Sic reaches the value of the reference value setting signal Str (Sic ≧ Str). An energization cut-off signal As that becomes High level is output. These circuits perform the processing of the first half of
継続時間設定回路ＴＤＲは、予め定めた継続時間設定信号Ｔdrを出力する。推定平均値演算回路ＳＳＣは、この継続時間設定信号Ｔdr及び上記の溶接電流デジタル信号Ｉｄを入力として、上記のサンプリング周期Ｔｓごとに上述した（４）式によって推定平均値を演算して、推定平均値演算信号Ｓscとして出力する。アラーム判別回路ＡＲは、この推定平均値演算信号Ｓsc及び上記の基準値設定信号Ｓtrを入力として、両値を比較して、Ｓsc≧Ｓtrに変化した時点で短時間Ｈｉｇｈレベルになるアラーム信号Ａｒを出力する。警報回路ＫＨは、このアラーム信号Ａｒを入力として、アラーム信号ＡｒがＨｉｇｈレベルに変化すると、「後××秒で使用率超過になります」という音声による警報を発する。この警報回路ＫＨは、溶接電源、ワイヤ送給装置（図示は省略）、溶接トーチ４等に設けられる。また、上述したように、バイブレーション、異常表示灯等によって警報を発しても良い。これらの回路は、上述したステップ４の処理を行っている。
The duration setting circuit TDR outputs a predetermined duration setting signal Tdr. The estimated average value calculation circuit SSC receives the duration setting signal Tdr and the welding current digital signal Id as input, calculates the estimated average value by the above-described equation (4) for each sampling period Ts, and estimates the estimated average value. It is output as a value calculation signal Ssc. The alarm discriminating circuit AR receives the estimated average value calculation signal Ssc and the reference value setting signal Str, compares the two values, and outputs an alarm signal Ar that becomes a high level for a short time when Ssc ≧ Str. Output. The alarm circuit KH receives this alarm signal Ar and, when the alarm signal Ar changes to a high level, issues a warning by voice saying “the usage rate will be exceeded in xx seconds later”. This alarm circuit KH is provided in a welding power source, a wire feeder (not shown), the
出力電圧設定回路ＥＲは、予め定めた出力電圧設定信号Ｅｒを出力する。出力電圧検出回路ＥＤは、高周波変圧器の２次側出力を整流したパルス状電圧である出力電圧Ｅ（直流リアクトルＤＣＬを通過する前の電圧）を検出し、この検出値をローパスフィルタ（カットオフ周波数１〜１０Ｈｚ程度）に通して、出力電圧検出信号Ｅｄとして出力する。誤差増幅回路ＥＡは、上記の出力電圧設定信号Ｅｒとこの出力電圧検出信号Ｅｄとの誤差を増幅して、誤差増幅信号Ｅａを出力する。この誤差増幅回路ＥＡによって、定電圧特性の電源となる。駆動回路ＤＶは、この誤差増幅信号Ｅａ、上記の溶接開始信号Ｏｎ及び上記の通電遮断信号Ａｓを入力として、溶接開始信号ＯｎがＨｉｇｈレベルであり、かつ、通電遮断信号ＡｓがＬｏｗレベルであるときは誤差増幅信号Ｅａに従ってパルス幅変調制御を行い、その結果に基づいて上記の電源主回路ＰＭ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、溶接開始信号ＯｎがＬｏｗレベル又は通電遮断信号ＡｓがＨｉｇｈレベルのときは駆動信号Ｄｖを出力しない。この回路は、上述したステップ３の後半部分の処理を行っている。この回路により、通電遮断信号ＡｓがＨｉｇｈレベルになると、溶接電源の出力が停止されるので、溶接電流の通電が遮断される。
The output voltage setting circuit ER outputs a predetermined output voltage setting signal Er. The output voltage detection circuit ED detects an output voltage E (voltage before passing through the DC reactor DCL) that is a pulsed voltage obtained by rectifying the secondary side output of the high-frequency transformer, and the detected value is a low-pass filter (cut-off). And output as an output voltage detection signal Ed. The error amplification circuit EA amplifies an error between the output voltage setting signal Er and the output voltage detection signal Ed and outputs an error amplification signal Ea. The error amplifier circuit EA serves as a power source having constant voltage characteristics. The drive circuit DV receives the error amplification signal Ea, the welding start signal On and the energization cutoff signal As, and the welding start signal On is at a high level and the energization cutoff signal As is at a low level. Performs pulse width modulation control according to the error amplification signal Ea, and outputs a drive signal Dv for driving the inverter circuit in the power supply main circuit PM based on the result, and the welding start signal On is at the low level or the energization cut-off. When the signal As is at high level, the drive signal Dv is not output. This circuit performs the processing of the latter half of
送給速度設定回路ＦＲは、予め定めた送給速度設定信号Ｆｒを出力する。送給制御回路ＦＣは、この送給速度設定信号Ｆｒ、上記の溶接開始信号Ｏｎ及び上記の通電遮断信号Ａｓを入力として、溶接開始信号ＯｎがＨｉｇｈレベルであり、かつ、通電遮断信号ＡｓがＬｏｗレベルであるときはこの送給速度設定信号Ｆｒ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に出力し、溶接開始信号ＯｎがＬｏｗレベル又は通電遮断信号ＡｓがＨｉｇｈレベルのときは送給を停止するための送給制御信号Ｆｃを出力する。この回路は、上述したステップ３の後半部分の処理を行っている。この回路により、通電遮断信号ＡｓがＨｉｇｈレベルのときは、溶接ワイヤ１の送給が停止される。
The feeding speed setting circuit FR outputs a predetermined feeding speed setting signal Fr. The feed control circuit FC receives the feed speed setting signal Fr, the welding start signal On and the energization cutoff signal As, and the welding start signal On is at a high level and the energization cutoff signal As is low. When it is level, a feed control signal Fc for feeding the
上述した実施の形態によれば、過去１０分間にわたる溶接電流の２乗の平均値が予め定めた継続時間後に予め定めた基準値に達すると推定されたときは、「後××秒で使用率超過になります」という音声等による警報を発する。溶接作業者は、使用率超過になる前に予告されるので、この警報を受けて、溶接を継続しながら溶接条件の変更を行い、ワークを終端まで溶接しても使用率超過にならないようにすることができる。また、溶接作業者は、溶接を再開しやすい個所で中断することができるので、溶接電源を休止させた後に溶接を円滑に再開することができる。このために、使用率超過によって溶接電流の通電を強制的に遮断されて、溶接を突然中断させられることがない。したがって、ワークを破棄することになったり、溶接を再開するときに多くの工数がかかったりすることを防止することができるので、溶接電源を使用率超過から保護した上で、生産効率が低下することを抑制することができる。 According to the above-described embodiment, when it is estimated that the average value of the square of the welding current over the past 10 minutes reaches a predetermined reference value after a predetermined duration, “use rate in xx seconds after” A warning such as voice will be issued. Since the welding operator is notified before the usage rate is exceeded, this warning is received and the welding conditions are changed while welding is continued, so that the usage rate does not exceed even if the workpiece is welded to the end. can do. In addition, since the welding operator can interrupt the welding at a position where the welding can be easily resumed, the welding can be resumed smoothly after the welding power source is stopped. For this reason, energization of the welding current is forcibly cut off due to an excess of the usage rate, and the welding is not suddenly interrupted. Therefore, it is possible to prevent the workpiece from being discarded or taking a lot of man-hours when resuming welding, so that the production efficiency is reduced while protecting the welding power source from overuse. This can be suppressed.
上述した実施の形態では、アーク溶接が消耗電極アーク溶接の場合を説明したが、本発明は、非消耗電極アーク溶接、プラズマアーク溶接等にも適用することができる。 In the above-described embodiment, the case where arc welding is consumable electrode arc welding has been described. However, the present invention can also be applied to non-consumable electrode arc welding, plasma arc welding, and the like.
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
ＡＲ アラーム判別回路
Ａｒ アラーム信号
ＡＳ 通電遮断判別回路
Ａｓ 通電遮断信号
ＤＣＬ 直流リアクトル
ＤＶ 駆動回路
Ｄｖ 駆動信号
Ｅ 出力電圧
ＥＡ 誤差増幅回路
Ｅａ 誤差増幅信号
ＥＤ 出力電圧検出回路
Ｅｄ 出力電圧検出信号
ＥＲ 出力電圧設定回路
Ｅｒ 出力電圧設定信号
ＦＣ 送給制御回路
Ｆｃ 送給制御信号
ＦＲ 送給速度設定回路
Ｆｒ 送給速度設定信号
Ｉ１、Ｉ２ 溶接電流
ＩＤ 電流Ａ／Ｄ変換回路
Ｉｄ 溶接電流デジタル（値／信号）
Ｉｔ 定格溶接電流
Ｉｗ 溶接電流
ＩＷＤ 溶接電流検出回路
Ｉwd 溶接電流検出信号
ｋ、ｍ データ数
ＫＨ 警報回路
ＯＮ トーチスイッチ
Ｏｎ 溶接開始信号
ＰＭ 電源主回路
Ｓｉ （過去１０分間にわたる溶接電流の２乗の）平均値
ＳＩＣ 平均値演算回路
Ｓic 平均値演算信号
ＳＲ 基準値設定回路
Ｓｓ 推定平均値
ＳＳＣ 推定平均値演算回路
Ｓsc 推定平均値演算信号
Ｓｔ 基準値
Ｓtr 基準値設定信号
Ｔ 周期
Ｔｄ 継続時間
ＴＤＲ 継続時間設定回路
Ｔdr 継続時間設定信号
Ｔｓ サンプリング周期
Ｖｗ 溶接電圧
ＷＭ 送給モータ
α 定格使用率
DESCRIPTION OF
It Rated welding current Iw Welding current IWD Welding current detection circuit Iwd Welding current detection signal k, m Number of data KH Alarm circuit ON Torch switch On Welding start signal PM Power supply main circuit Si (the square of the welding current over the past 10 minutes) Average Value SIC Average value calculation circuit Sic Average value calculation signal SR Reference value setting circuit Ss Estimated average value SSC Estimated average value calculation circuit Ssc Estimated average value calculation signal St Reference value Str Reference value setting signal T Period Td Duration TDR Duration setting circuit Tdr Duration setting signal Ts Sampling cycle Vw Welding voltage WM Feed motor α Rated usage rate
Claims (3)
前記平均値が所定時間後に前記基準値に達すると推定されたときは、警報を発する、
ことを特徴とする溶接電源の保護制御方法。 In the protection control method of the welding power source, which calculates the average value of the square of the welding current over the past 10 minutes, and cuts off the energization of the welding current when the average value reaches a predetermined reference value.
When the average value is estimated to reach the reference value after a predetermined time, an alarm is issued.
A protection control method for a welding power source.
ことを特徴とする請求項１記載の溶接電源の保護制御方法。 The estimation is performed assuming that the current welding current value is maintained as it is.
The welding power supply protection control method according to claim 1.
ことを特徴とする請求項１又は２記載の溶接電源の保護制御方法。 The warning is performed by voice,
3. The protection control method for a welding power source according to claim 1 or 2.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012012547A JP2013151000A (en) | 2012-01-25 | 2012-01-25 | Protection control method for welding power source |
| CN201310011096.7A CN103223541B (en) | 2012-01-25 | 2013-01-11 | The protecting control method of the source of welding current |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012012547A JP2013151000A (en) | 2012-01-25 | 2012-01-25 | Protection control method for welding power source |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013151000A true JP2013151000A (en) | 2013-08-08 |
Family
ID=48834308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012012547A Pending JP2013151000A (en) | 2012-01-25 | 2012-01-25 | Protection control method for welding power source |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2013151000A (en) |
| CN (1) | CN103223541B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10385967B2 (en) | 2015-11-09 | 2019-08-20 | GM Global Technology Operations LLC | Method and apparatus to control a continuously variable transmission |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105682844B (en) * | 2013-12-25 | 2019-06-07 | 株式会社达谊恒 | Arc welding control method |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4658323A (en) * | 1985-06-10 | 1987-04-14 | General Electric Company | RMS calculation circuit for digital circuit interrupters |
| JP2745166B2 (en) * | 1991-05-24 | 1998-04-28 | 三菱電機株式会社 | Drive control device for servo amplifier and servo motor |
| JPH0993795A (en) * | 1995-09-21 | 1997-04-04 | Fanuc Ltd | Overload supervising of servo motor |
| JP3926463B2 (en) * | 1998-03-11 | 2007-06-06 | 日立ビアエンジニアリング株式会社 | Burnout prevention device for electrical equipment that determines the rated output by period |
| CN1178530C (en) * | 2002-06-28 | 2004-12-01 | 苏州工业园区新海宜电信发展股份有限公司 | Industrial frequency invasion detecting method and device for outside connections of main distribution frame |
| CN101425754B (en) * | 2008-12-22 | 2010-08-04 | 深圳市明微电子股份有限公司 | Method and controller for controlling output current of switch electric power |
| CN101651336B (en) * | 2009-09-16 | 2012-01-11 | 华为技术有限公司 | Distribution protection method and distribution protection device |
-
2012
- 2012-01-25 JP JP2012012547A patent/JP2013151000A/en active Pending
-
2013
- 2013-01-11 CN CN201310011096.7A patent/CN103223541B/en active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10385967B2 (en) | 2015-11-09 | 2019-08-20 | GM Global Technology Operations LLC | Method and apparatus to control a continuously variable transmission |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103223541B (en) | 2016-04-27 |
| CN103223541A (en) | 2013-07-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4916759B2 (en) | Polarity switching control method for consumable electrode AC pulse arc welding | |
| US20190275603A1 (en) | Method for controlling arc welding and arc welding device | |
| EP2732901B1 (en) | Arc welding control method and arc welding device | |
| JP2006142317A (en) | Polarity switching short circuiting arc welding method | |
| JP5998355B2 (en) | Arc welding control method and arc welding apparatus | |
| JP2014024077A (en) | Pulse arc welding control method | |
| JP5557249B2 (en) | Feed control method for arc welding with short circuit | |
| JP2013151000A (en) | Protection control method for welding power source | |
| US10239144B2 (en) | Welding device | |
| JP2008105039A (en) | Method for controlling pulse waveform in plasma mig welding | |
| JP2012232312A (en) | Welding current control method during short circuit period | |
| JP2013151012A (en) | Protection control method for welding power source | |
| JP2013146735A (en) | Protective control method of welding power source | |
| JP2016026880A (en) | Pulsed arc welding output control method | |
| CN103302377B (en) | The protecting control method of the source of welding current | |
| JP5618850B2 (en) | Welding power supply and welding machine | |
| JP5353663B2 (en) | Inverter control method and inverter control processing apparatus | |
| JP2013184192A (en) | Protection control method for welding source | |
| JP4850638B2 (en) | Polarity switching short-circuit arc welding method | |
| WO2020008679A1 (en) | Arc welder | |
| JP2022182226A (en) | Arc start control method | |
| JP2011200918A (en) | Ac non-consumable electrode arc welding control method | |
| JP6377427B2 (en) | Arc welding control method | |
| JP2014138948A (en) | Arc-welding power supply and output voltage monitor method for arc-welding power supply | |
| JP2009269088A (en) | Consumable electrode type ac arc welding power unit |