特許 6245733 溶接装置の溶接電流制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6245733

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】溶接装置の溶接電流制御方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 9/095 20060101AFI20171204BHJP

   B23K 9/073 20060101ALI20171204BHJP

【ＦＩ】

   B23K9/095 505A

   B23K9/073 545

   B23K9/095 515B

【請求項の数】3

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2013-163729(P2013-163729)

(22)【出願日】2013年8月7日

(65)【公開番号】特開2015-30033(P2015-30033A)

(43)【公開日】2015年2月16日

【審査請求日】2016年7月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(72)【発明者】

【氏名】井手 章博

【審査官】 黒石 孝志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２４０１０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−８３２６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２３１３８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平３−８５７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１−２０５８７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２４５２３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ９／０７３

Ｂ２３Ｋ ９／０９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１溶接電源から第１溶接ワイヤを送給すると共に第１溶接電流を通電して共通のワークに第１アークを発生させて溶接し、第２溶接電源から第２溶接ワイヤを送給すると共に第２溶接電流を通電して前記共通のワークに第２アークを発生させて溶接する溶接装置であって、
前記第１溶接電源は溶滴のくびれを検出すると短絡負荷に通電する前記第１溶接電流を減少させて前記第１アークを再発生させる溶接装置の溶接電流制御方法において、
前記第１溶接電流が通電しているときは通電していないときよりも、前記第２溶接電流のアーク期間中の最大変化率を小さくする、
ことを特徴とする溶接装置の溶接電流制御方法。

【請求項2】

前記第１溶接ワイヤと前記共通のワークが短絡期間であるときのみ、前記最大変化率を小さくする、
ことを特徴とする請求項１記載の溶接装置の溶接電流制御方法。

【請求項3】

前記共通のワークの溶接個所の一部区間が前記第１溶接電流が通電しているときは、前記溶接個所の全区間中の前記最大変化率を小さくする、
ことを特徴とする請求項１記載の溶接装置の溶接電流制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、第１溶接電源から第１溶接ワイヤを送給すると共に第１溶接電流を通電して共通のワークに第１アークを発生させて溶接し、第２溶接電源から第２溶接ワイヤを送給すると共に第２溶接電流を通電して共通のワークに第２アークを発生させて溶接する溶接装置であって、第１溶接電源は溶滴のくびれを検出すると短絡負荷に通電する第１溶接電流を減少させて第１アークを再発生させる溶接装置の溶接電流制御方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１の発明では、溶接ワイヤとワークとの間でアーク期間と短絡期間とを交互に繰り返す消耗電極アーク溶接において、短絡期間からアークが再発生する前兆現象である溶滴のくびれを溶接ワイヤとワークとの間の電圧値又は抵抗値の変化がくびれ検出基準値に達したことによって検出し、このくびれを検出すると短絡負荷に通電する溶接電流を急減させて小電流値の状態でアークが再発生するように出力制御（くびれ検出制御）している。このようにすると、アーク再発生時の電流値を小さくすることができるので、スパッタ発生量を低減することができる。

【0003】

ところで、複数の溶接個所を有するワークに対して、複数の溶接電源を使用して同時に溶接を行うことがある。以下、このような場合におけるくびれ検出制御について図面を参照して説明する。

【0004】

図７は、２台の溶接電源を使用して１つのワークの２つの溶接個所を同時に溶接するための溶接装置の構成図である。２台の溶接電源は共にくびれ検出制御機能を供えている。以下、同図を参照して各構成物について説明する。

【0005】

第１溶接電源ＰＳ１は、第１溶接電圧Ｖw1及び第１溶接電流Ｉw1を出力すると共に、第１送給機ＦＤ１に第１送給制御信号Ｆc1を出力する。第１送給機ＦＤ１は、この第１送給制御信号Ｆc1を入力として、第１溶接ワイヤ１１を第１溶接トーチ４１内を通って送給する。第１溶接ワイヤ１１とワーク２との間には第１アーク３１が発生する。第１溶接ワイヤ１１とワーク２との間では、短絡期間とアーク期間とが交互に繰り返されて溶接が行われる。第１溶接トーチ４１は、ロボット（図示は省略）に把持されている。ワーク２は治具５に設置されている。

【0006】

第１溶接電源ＰＳ１のプラス端子と第１溶接トーチ４１内の第１給電チップ６１とは、ケーブルを介して接続されている。また、第１溶接電源ＰＳ１のマイナス端子と治具５とは、ケーブルを介して接続されている。第１溶接電圧Ｖw1は、第１給電チップ６１とワーク２の表面との間に印加される電圧である。第１給電チップ６１に電圧検出線を接続することは容易であるが、ワーク２の表面に電圧検出線を接続することは難しいために、治具５に接続することになる。このために、第１溶接電圧検出回路ＶＤ１は、第１給電チップ６１と治具５との間の電圧を検出して、第１溶接電圧検出信号Ｖd1を出力する。この第１溶接電圧検出信号Ｖd1は、第１溶接電源ＰＳ１に入力される。この第１溶接電圧検出信号Ｖd1を使用して第１溶接ワイヤ１１の溶滴に形成されるくびれを検出する。

【0007】

第２溶接電源ＰＳ２は、第２溶接電圧Ｖw2及び第２溶接電流Ｉw2を出力すると共に、第２送給機ＦＤ２に第２送給制御信号Ｆc2を出力する。第２送給機ＦＤ２は、この第２送給制御信号Ｆc2を入力として、第２溶接ワイヤ１２を第２溶接トーチ４２内を通って送給する。第２溶接ワイヤ１２とワーク２との間には第２アーク３２が発生する。第２溶接ワイヤ１２とワーク２との間では、短絡期間とアーク期間とが交互に繰り返されて溶接が行われる。第２溶接トーチ４２は、ロボット（図示は省略）に把持されている。

【0008】

第２溶接電源ＰＳ２のプラス端子と第２溶接トーチ４２内の第２給電チップ６２とは、ケーブルを介して接続されている。また、第２溶接電源ＰＳ２のマイナス端子と治具５とは、ケーブルを介して接続されている。第２溶接電圧Ｖw2は、第２給電チップ６２とワーク２の表面との間に印加される電圧である。第２給電チップ６２に電圧検出線を接続することは容易であるが、ワーク２の表面に電圧検出線を接続することは難しいために、治具５に接続することになる。このために、第２溶接電圧検出回路ＶＤ２は、第２給電チップ６２と治具５との間の電圧を検出して、第２溶接電圧検出信号Ｖd2を出力する。この第２溶接電圧検出信号Ｖd2は、第２溶接電源ＰＳ２に入力される。この第２溶接電圧検出信号Ｖd2を使用して第２溶接ワイヤ１２の溶滴に形成されるくびれを検出する。

【0009】

第１溶接電流Ｉw1は、第１溶接電源ＰＳ１のプラス端子→第１給電チップ６１→第１溶接ワイヤ１１→ワーク２→治具５→第１溶接電源ＰＳ１のマイナス端子経路で通電する。第２溶接電流Ｉw2は、第２溶接電源ＰＳ２のプラス端子→第２給電チップ６２→第２溶接ワイヤ１２→ワーク２→治具５→第２溶接電源ＰＳ２のマイナス端子経路で通電する。したがって、ワーク２及び治具５中を第１溶接電流Ｉw1及び第２溶接電流Ｉw2が通電する。これら第１溶接電流Ｉw1と第２溶接電流Ｉw2を合算した電流を、以下合算溶接電流Ｉｇと呼ぶことにする。そして、この合算溶接電流Ｉｇが通電するワーク２及び治具５を共通通電路と呼ぶことにする。この共通通電路は、抵抗値及びインダクタンス値Ｌ（μＨ）を有している。一般的に抵抗値は小さな値であるので、無視することができる。このために、共通通電路は、インダクタンス値Ｌのみを有していることになる。

【0010】

上記の第１溶接電圧検出信号Ｖd1及び第２溶接電圧検出信号Ｖd2は、下式のように表すことができる。
Ｖd1＝Ｖw1＋Ｌ・ｄＩｇ／ｄｔ …（１１）式
Ｖd2＝Ｖw2＋Ｌ・ｄＩｇ／ｄｔ …（１２）式
したがって、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は、第１溶接電圧Ｖw1に合算溶接電流Ｉｇの変化によって共通通電路のインダクタンス値Ｌに発生する電圧が重畳した値となる。第２溶接電圧検出信号Ｖd2についても同様である。

【0011】

図８は、図７の溶接装置において、くびれ検出制御が正常に動作したときの波形図である。同図（Ａ）は第１溶接電流Ｉw1の波形を示し、同図（Ｂ）は第１溶接電圧検出信号Ｖd1の波形を示し、同図（Ｃ）は第２溶接電流Ｉw2の波形を示し、同図（Ｄ）は第２溶接電圧検出信号Ｖd2の波形を示す。同図は、第１溶接ワイヤ１１とワーク２とが短絡期間である時刻ｔ１〜ｔ３と、第２溶接ワイヤ１２とワーク２とが短絡期間である時刻ｔ５〜ｔ６とが重なっていない場合である。以下、同図を参照して説明する。

【0012】

第１溶接ワイヤ１１とワーク２とが短絡期間である時刻ｔ１〜ｔ３の期間中は、第２溶接ワイヤ１２とワーク２との間はアーク期間となっている。このために、同図（Ｃ）に示すように、第２溶接電流Ｉw2は、アーク期間中であり、かつ、外乱によるアーク長の急変もないので、短絡期間中よりも電流変化率は緩やかである。

【0013】

（１）時刻ｔ１の第１溶接ワイヤ１１の短絡発生から時刻ｔ２のくびれ検出時点までの動作
時刻ｔ１において第１溶接ワイヤ１１がワーク２と接触すると短絡期間になり、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は数Ｖ程度の短絡電圧値に急減する。同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1は、時刻ｔ１においてアーク期間の溶接電流から減少し、時刻ｔ１〜ｔ１１の予め定めた初期期間中は予め定めた初期電流値となり、時刻ｔ１１〜ｔ１２の期間中は予め定めた短絡時傾斜で上昇し、時刻ｔ１２〜ｔ２の期間中は予め定めたピーク値となる。同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は、第１溶接電流Ｉw1がピーク値となる時刻ｔ１２あたりから上昇する。これは、溶滴にくびれが次第に形成されるためである。時刻ｔ１２からの期間がくびれを検出する期間となる。このくびれを検出する期間において、同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1はピーク値で略一定値である。さらに、同図（Ｃ）に示すように、第２溶接電流Ｉw2はアーク期間中であり、かつ、外乱によるアーク長の急変もないので急速な変化はない。この結果、上述した（１１）式において、Ｌ・ｄＩｇ／ｄｔは小さな値となり、無視することができる。したがって、、Ｖd1＝Ｖw1となるので、溶滴のくびれを誤動作することなく、正常に検出することができる。上記の初期期間は１ms程度に設定され、上記の初期電流値は５０Ａ程度に設定され、上記の短絡時傾斜は１００〜３００Ａ／ms程度に設定され、上記のピーク値は３００〜４００Ａ程度に設定される。

【0014】

（２）時刻ｔ２のくびれ検出時点から時刻ｔ３のアーク再発生時点までの動作
時刻ｔ２において、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1が急上昇して初期期間中の電圧値からの電圧上昇値ΔＶが予め定めたくびれ検出基準値Ｖtnと等しくなったことによってくびれを検出する。くびれを検出すると、同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1はピーク値から予め定めた低レベル電流値Ｉｌへと急減し、時刻ｔ３のアーク再発生まではその値を維持する。この電流急減速度は、３０００Ａ／ms程度と非常に早い値である。同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は、第１溶接電流Ｉw1が低レベル電流値Ｉｌになるので時刻ｔ２から一旦減少した後に急上昇する。上記の低レベル電流値Ｉｌは３０Ａ程度に設定される。

【0015】

（３）時刻ｔ３のアーク再発生時点から時刻ｔ４の遅延期間Ｔｄの終了時点までの動作
時刻ｔ３において第１アーク３１が再発生すると、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1の値は短絡／アーク判別値Ｖta以上となる。同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1は、時刻ｔ３から予め定めたアーク時傾斜で上昇し、予め定めた高レベル電流値に達するとその値を時刻ｔ４まで維持する。同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は、時刻ｔ３〜ｔ４の予め定めた遅延期間Ｔｄ中は高レベル電圧値の状態にある。この遅延期間Ｔｄは２ms程度に設定される。

【0016】

（４）時刻ｔ４の遅延期間Ｔｄ終了時点から時刻ｔ５の次の短絡発生までのアーク期間の動作
時刻ｔ４において、同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1は高レベル電流値から次第に減少する。同様に、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は高レベル電圧値から次第に減少する。

【0017】

（５）時刻ｔ５の第２溶接ワイヤ１２の短絡発生から時刻ｔ６のアーク再発生までの動作
同図（Ｃ）に示す第２溶接電流Ｉw2及び同図（Ｄ）に示す第２溶接電圧検出信号Ｖd2の波形は、上記（１）〜（２）の波形と同様であるので、説明を省略する。

【0018】

上述したように、互いの短絡期間が重なっておらず、かつ、外乱によるアーク長の急変がないためにアーク期間中の溶接電流の変化率も小さい場合には、共通通電路のインダクタンス値Ｌによって発生する電圧値が小さいので、くびれを正確に検出することができる。

【0019】

図９は、図７の溶接装置において、くびれ検出制御が誤動作したときの波形図である。同図（Ａ）は第１溶接電流Ｉw1の波形を示し、同図（Ｂ）は第１溶接電圧検出信号Ｖd1の波形を示し、同図（Ｃ）は第２溶接電流Ｉw2の波形を示し、同図（Ｄ）は第２溶接電圧検出信号Ｖd2の波形を示す。同図は、上述した図８と同様に、第１溶接ワイヤ１１とワーク２とが短絡期間である時刻ｔ１〜ｔ３と、第２溶接ワイヤ１２とワーク２とが短絡期間である時刻ｔ５〜ｔ６とが重なっていない場合である。以下、同図を参照して説明する。

【0020】

第１溶接ワイヤ１１とワーク２とが短絡期間である時刻ｔ１〜ｔ３の期間中は、第２溶接ワイヤ１２とワーク２との間はアーク期間となっている。同図では、時刻ｔ１〜ｔ３の第２溶接ワイヤ１２のアーク期間に外乱によるアーク長の急変が生じたために、第２溶接電流Ｉw2が急変している。このような状態であるために、理由は後述するが、くびれ検出制御が誤動作している。同図は、上述した図８と対応しており、同一の動作については説明は繰り返さない。上記の外乱としては、溶融池からのガスの突然の噴出、溶融池の不規則な運動、送給速度の変動、給電チップ・ワーク間距離の変動、溶接姿勢の変化等である。

【0021】

時刻ｔ１において第１溶接ワイヤ１１がワーク２と接触すると短絡期間になり、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は数Ｖ程度の短絡電圧値に急減する。同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1は、時刻ｔ１においてアーク期間の溶接電流から減少し、時刻ｔ１〜ｔ１１の初期期間中は初期電流値となり、時刻ｔ１１〜ｔ１２の期間中は短絡時傾斜で上昇し、時刻ｔ１２からの期間中はピーク値となる。同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は、第１溶接電流Ｉw1がピーク値となる時刻ｔ１２あたりから上昇する。これは、溶滴にくびれが次第に形成されるためである。時刻ｔ１２からの期間がくびれを検出する期間となる。このくびれを検出する期間の時刻ｔ１３において、第２アーク３１のアーク長が外乱によって急激に長くなったために、同図（Ｃ）に示すように、第２溶接電流Ｉw2は急激に減少し、同図（Ｄ）に示すように、第２溶接電圧検出信号Ｖd2は急激に上昇する。アーク長は時刻ｔ４１において元に戻るために、同図（Ｃ）に示すように、第２溶接電流Ｉw2は上昇して元に戻り、同図（Ｄ）に示すように、第２溶接電圧検出信号Ｖd2は減少して元に戻る。

【0022】

時刻ｔ１２からのくびれを検出する期間においては、同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1はピーク値で略一定値である。しかし、同図（Ｃ）に示すように、第２溶接電流Ｉw2は上述したように時刻ｔ１３においてアーク長が急激に長くなったために電流は急減している。この結果、上述した（１１）式において、Ｌ・ｄＩｇ／ｄｔ＝ｄＩw1／ｄｔ＋ｄＩw2／ｄｔについては、ｄＩw1／ｄｔは小さな値であり、ｄＩw2／ｄｔは負の大きな値となる。このために、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は、くびれの形成に伴って時刻ｔ１２から次第に上昇し、この上昇がくびれ検出基準値Ｖtnに達する前の時刻ｔ１３において第２溶接電流Ｉw2の急減に伴い逆に減少することになり、くびれの検出に失敗することになる。

【0023】

時刻ｔ１３において、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1が減少してくびれ検出基準値Ｖtnに達しないので、同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1はピーク値を時刻ｔ３の第１アーク３１が再発生するまで維持する。

【0024】

時刻ｔ３において第１アーク３１が再発生すると、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1の値は短絡／アーク判別値Ｖta以上となる。同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1は、時刻ｔ３のピーク値から高レベル電流値に変化し、その値を時刻ｔ４まで維持する。同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は、時刻ｔ３〜ｔ４の遅延期間Ｔｄ中は高レベル電圧値の状態にある。

【0025】

上述したように、くびれを検出する期間中に他の溶接電源からの溶接電流が急変すると、共通通電路のインダクタンス値Ｌによって発生する電圧値が大きくなるので、くびれを誤検出する可能性が高まる。同図では、第１溶接ワイヤ１１のくびれを検出する期間において、外乱によってアーク長が長くなり第２溶接電流Ｉw2が急減したために生じたくびれの誤検出について説明したが、外乱によってアーク長が短くなり第２溶接電流Ｉw2が急増する場合にも誤検出が生じるおそれがある。さらに、短絡期間中の第２溶接電流Ｉw2の増減によっても誤検出が生じるおそれがある。

【0026】

特許文献２の発明では、第２溶接電源ＰＳ２の第２溶接電流Ｉw2が急変しているときは第１溶接電源ＰＳ１のくびれの検出を禁止する。これにより、第２溶接電流Ｉw2の急変によるくびれの誤検出を防止することができる。しかし、第２溶接電流Ｉw2が急変する事態は溶接中に頻繁に生じるので、この方法では、くびれ検出制御が頻繁に禁止されることになり、スパッタ発生量の削減効果が小さくなる問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0027】

【特許文献1】特開２００６−２８１２１９号公報

【特許文献2】特許第４８１５９６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0028】

そこで、本発明では、第１及び第２溶接電源によって共通のワークに各々アークを発生させて溶接し、第１溶接電源はくびれ検出制御機能を有しており、アーク期間中の第２溶接電流が急変しても、第１溶接電源のくびれ検出制御が誤動作することなく正常に動作することができる溶接装置の溶接電流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】

【0029】

上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、
第１溶接電源から第１溶接ワイヤを送給すると共に第１溶接電流を通電して共通のワークに第１アークを発生させて溶接し、第２溶接電源から第２溶接ワイヤを送給すると共に第２溶接電流を通電して前記共通のワークに第２アークを発生させて溶接する溶接装置であって、
前記第１溶接電源は溶滴のくびれを検出すると短絡負荷に通電する前記第１溶接電流を減少させて前記第１アークを再発生させる溶接装置の溶接電流制御方法において、
前記第１溶接電流が通電しているときは通電していないときよりも、前記第２溶接電流のアーク期間中の最大変化率を小さくする、
ことを特徴とする溶接装置の溶接電流制御方法である。

【0030】

請求項２の発明は、前記第１溶接ワイヤと前記共通のワークが短絡期間であるときのみ、前記最大変化率を小さくする、
ことを特徴とする請求項１記載の溶接装置の溶接電流制御方法である。

【0031】

請求項３の発明は、前記共通のワークの溶接個所の一部区間が前記第１溶接電流が通電しているときは、前記溶接個所の全区間中の前記最大変化率を小さくする、
ことを特徴とする請求項１記載の溶接装置の溶接電流制御方法である。

【発明の効果】

【0032】

本発明によれば、第１及び第２溶接電源によって共通のワークに各々アークを発生させて溶接し、第１溶接電源はくびれ検出制御機能を有しており、アーク期間中の第２溶接電流が急変してもその最大変化率が小さくなるように制御されるので、第１溶接電源のくびれ検出制御が誤動作することなく正常に動作することができる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本発明の実施の形態１に係る２台の溶接電源を使用して１つのワークの２つの溶接個所を同時に溶接するための溶接装置の構成図である。

【図2】図１の溶接装置を構成する第１溶接電源ＰＳ１の詳細ブロック図である。

【図3】図２の第１溶接電源ＰＳ１における各信号のタイミングチャートである。

【図4】本発明の実施の形態２に係る２台の溶接電源を使用して１つのワークの２つの溶接個所を同時に溶接するための溶接装置の構成図である。

【図5】図４の溶接装置を構成する第１溶接電源ＰＳ１の詳細ブロック図である。

【図6】図５の第１溶接電源ＰＳ１における各信号のタイミングチャートである。

【図7】従来技術において、２台の溶接電源を使用して１つのワークの２つの溶接個所を同時に溶接するための溶接装置の構成図である。

【図8】図７の溶接装置において、くびれ検出制御が正常に動作したときの波形図である。

【図9】図７の溶接装置において、くびれ検出制御が誤動作したときの波形図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

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。

【0035】

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る２台の溶接電源を使用して１つのワークの２つの溶接個所を同時に溶接するための溶接装置の構成図である。２台の溶接電源は共にくびれ検出制御機能を供えている。同図は上述した図７と対応しており、同一の構成物については同一符号を付して、それらの説明は繰り返さない。同図は、図７に合算溶接電流検出回路ＩＧＤを追加したものである。以下、同図を参照してこの追加した構成物について説明する。

【0036】

合算溶接電流検出回路ＩＧＤは、共通通電路に通電する合算溶接電流Ｉｇを検出して、合算溶接電流検出信号Ｉgdを第１溶接電源ＰＳ１及び第２溶接電源ＰＳ２に出力する。

【0037】

図２は、図１の溶接装置を構成する第１溶接電源ＰＳ１の詳細ブロック図である。第２溶接電源ＰＳ２のブロック図も同様である。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。

【0038】

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、後述する誤差増幅信号Ｅａに従ってインバータ制御等の出力制御を行い、第１溶接電圧Ｖw1及び第１溶接電流Ｉw1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次整流器、整流された直流を平滑する平滑コンデンサ、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直流に整流する２次整流器、整流された直流を平滑するリアクトル、誤差増幅信号Ｅａを入力としてパルス幅変調制御を行う変調回路、パルス幅変調制御信を入力としてインバータ回路のスイッチング素子を駆動するインバータ駆動回路を備えている。

【0039】

減流抵抗器Ｒは、上記の電源主回路ＰＭと第１溶接トーチ４１との間に挿入される。この減流抵抗器Ｒの値は、短絡負荷（０．０１〜０．０３Ω程度）の１０倍以上大きな値（０．５〜３Ω程度）に設定される。このために、くびれ検出制御によって減流抵抗器Ｒが通電路に挿入されると、溶接電源内の直流リアクトル及び外部ケーブルのリアクトルに蓄積されたエネルギーが急放電される。トランジスタＴＲは、減流抵抗器Ｒと並列に接続されて、後述する駆動信号Ｄｒに従ってオン又はオフ制御される。

【0040】

第１溶接ワイヤ１１は、第１送給機ＦＤ１によって第１溶接トーチ４１内を送給されて、ワーク２との間に第１アーク３１が発生する。ワーク２は、治具５上に設置されている。第１溶接トーチ４１内の第１給電チップ（図示は省略）とワーク２の表面との間には第１溶接電圧Ｖw1が印加し、第１溶接電流Ｉw1が通電する。そして、ワーク２及び治具５等の共通通電路を合算溶接電流Ｉｇが通電する。

【0041】

第１溶接電流検出回路ＩＤ１は、上記の第１溶接電流Ｉw1を検出して、第１溶接電流検出信号Ｉd1を出力する。図１で上述したように、外部に設けられた合算溶接電流検出回路ＩＧＤは、上記の合算溶接電流Ｉｇを検出して、合算溶接電流検出信号Ｉgdを出力する。図１で上述したように、外部に設けられた第１溶接電圧検出回路ＶＤ１は、第１溶接トーチ４１内の第１給電チップと治具５との間の電圧を検出して、第１溶接電圧検出信号Ｖd1を出力する。この第１溶接電圧検出回路ＶＤ１を内部に設けるようにしても良い。

【0042】

短絡判別回路ＳＤは、上記の第１溶接電圧検出信号Ｖd1を入力として、この値が予め定めた短絡／アーク判別値未満であるときは短絡期間にあると判別してＨｉｇｈレベルとなり、以上のときはアーク期間にあると判別してＬｏｗレベルになる短絡判別信号Ｓｄを出力する。

【0043】

電流通電判別回路ＣＤは、上記の合算溶接電流検出信号Ｉgd及び上記の第１溶接電流検出信号Ｉd1を入力として、Ｉgd−Ｉd1の減算を行い、この減算値がしきい値以上であるときはＨｉｇｈレベルとなる電流通電判別信号Ｃｄを出力する。しきい値は、１０Ａ程度に設定される。Ｉgd−Ｉd1は、第１溶接電源ＰＳ１から見て、他の溶接電源からの溶接電流の値に相当する。したがって、上記の電流通電判別信号ＣｄがＨｉｇｈレベルのときは、他の溶接電源からの溶接電流が通電しているときであり、Ｌｏｗレベルのときは通電していないときである。同図においては、他の溶接電源からの溶接電流とは、第２溶接電流Ｉw2のことである。

【0044】

くびれ検出基準値設定回路ＶＴＮは、予め定めたくびれ検出基準値信号Ｖtnを出力する。溶接法、送給速度、第１溶接ワイヤ１１の材質、直径等の溶接条件に応じて、このくびれ検出基準値信号Ｖtnの値は適正値に設定される。くびれ検出回路ＮＤは、このくびれ検出基準値信号Ｖtn、上記の短絡判別信号Ｓｄ、上記の第１溶接電圧検出信号Ｖd1及び上記の第１溶接電流検出信号Ｉd1を入力として、短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベル（短絡期間）であるときの第１溶接電圧検出信号Ｖd1の電圧上昇値がくびれ検出基準値信号Ｖtnの値に達した時点でくびれが形成されたと判別してＨｉｇｈレベルとなり、短絡判別信号ＳｄがＬｏｗレベル（アーク期間）に変化した時点でＬｏｗレベルになるくびれ検出信号Ｎｄを出力する。また、短絡期間中の第１溶接電圧検出信号Ｖd1の微分値がそれに対応したくびれ検出基準値信号Ｖtnの値に達した時点でくびれ検出信号ＮｄをＨｉｇｈレベルに変化させるようにしても良い。さらに、第１溶接電圧検出信号Ｖd1の値を第１溶接電流検出信号Ｉd1の値で除算して溶滴の抵抗値を算出し、この抵抗値の微分値がそれに対応するくびれ検出基準値信号Ｖtnの値に達した時点でくびれ検出信号ＮｄをＨｉｇｈレベルに変化させるようにしても良い。

【0045】

低レベル電流設定回路ＩＬＲは、予め定めた低レベル電流設定信号Ｉlrを出力する。電流比較回路ＣＭは、この低レベル電流設定信号Ｉlr及び上記の第１溶接電流検出信号Ｉd1を入力として、Ｉd1＜ＩlrのときはＨｉｇｈレベルになり、Ｉd1≧ＩlrのときはＬｏｗレベルになる電流比較信号Ｃｍを出力する。駆動回路ＤＲは、この電流比較信号Ｃｍ及び上記のくびれ検出信号Ｎｄを入力として、くびれ検出信号ＮｄがＨｉｇｈレベルに変化するとＬｏｗレベルに変化し、その後に電流比較信号ＣｍがＨｉｇｈレベルに変化するとＨｉｇｈレベルに変化する駆動信号Ｄｒを上記のトランジスタＴＲのベース端子に出力する。したがって、この駆動信号Ｄｒはくびれが検出されるとＬｏｗレベルになり、トランジスタＴＲがオフ状態になり通電路に減流抵抗器Ｒが挿入されるので、短絡負荷を通電する第１溶接電流Ｉw1は急減する。そして、急減した第１溶接電流Ｉw1の値が低レベル電流設定信号Ｉlrの値まで減少すると、駆動信号ＤｒはＨｉｇｈレベルになり、トランジスタＴＲがオン状態になるので、減流抵抗器Ｒは短絡されて通常の状態に戻る。

【0046】

電流制御設定回路ＩＣＲは、上記の短絡判別信号Ｓｄ、上記の低レベル電流設定信号Ｉlr及び上記のくびれ検出信号Ｎｄを入力として、以下の処理を行い、電流制御設定信号Ｉcrを出力する。
１）短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベル（短絡）に変化した時点から予め定めた初期期間中は、予め定めた初期電流設定値を電流制御設定信号Ｉcrとして出力する。
２）その後は、電流制御設定信号Ｉcrの値を、上記の初期電流設定値から予め定めた短絡時傾斜で予め定めたピーク設定値まで上昇させ、その値を維持する。
３）くびれ検出信号ＮｄがＨｉｇｈレベル（くびれ検出）に変化すると、電流制御設定信号Ｉcrの値を低レベル電流設定信号Ｉlrの値に切り換えて維持する。
４）短絡判別信号ＳｄがＬｏｗレベル（アーク）に変化すると、電流制御設定信号Ｉcrを、予め定めたアーク時傾斜で予め定めた高レベル電流設定値まで上昇させ、その値を維持する。

【0047】

オフディレイ回路ＴＤＳは、上記の短絡判別信号Ｓｄを入力として、この信号がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化する時点を予め定めた遅延時間だけオフディレイさせて遅延信号Ｔdsを出力する。したがって、この遅延信号Ｔdsは、短絡期間になるとＨｉｇｈレベルとなり、アークが再発生してから遅延時間だけオフディレイしてＬｏｗレベルになる信号である。

【0048】

電流誤差増幅回路ＥＩは、上記の電流制御設定信号Ｉcr（＋）と上記の第１溶接電流検出信号Ｉd1（−）との誤差を増幅して、電流誤差増幅信号Ｅｉを出力する。

【0049】

ゲイン設定回路ＧＲは、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レベルのとき（他の溶接電源からの溶接電流が通電しているとき）は予め定めた低ゲイン設定値となり、Ｌｏｗレベルのとき（他の溶接電源からの溶接電流が通電していないとき）は予め定めた高ゲイン設定値となるゲイン設定信号Ｇｒを出力する。当然、低ゲイン設定値＞高ゲイン設定値である。このゲイン設定信号Ｇｒによって、第１アーク３１におけるアーク期間中の定電圧フィードバック制御（アーク長制御）系のゲイン（増幅率、利得）が設定される。上記の高ゲイン設定値は、アーク長制御系の過渡応答性及び定常安定性が良好になるように実験によって設定される。低ゲイン設定値は、アーク期間中の第１溶接電流Ｉw1が外乱によって変化したときの最大変化率が、他の溶接電源におけるくびれ検出制御を誤動作させない値に制限されるように設定される。溶接電源の種類によって異なるが一例としては、アーク期間中の第１溶接電流Ｉw1の最大変化率は、高ゲイン設定値のときは１０００A/ms程度であり、低ゲイン設定値のときは２００〜５００A/ms程度となる。低ゲイン設定値のときは、アーク長制御系の過渡応答性が少し遅くなるが、溶接品質には大きな影響はない。

【0050】

電圧設定回路ＶＲは、アーク期間中の溶接電圧を設定するための予め定めた電圧設定信号Ｖｒを出力する。電圧誤差増幅回路ＥＶは、この電圧設定信号Ｖｒ、上記の第１溶接電圧検出信号Ｖd1及び上記のゲイン設定信号Ｇｒを入力として、電圧設定信号Ｖｒ（＋）と第１溶接電圧検出信号Ｖd1（−）との誤差をゲイン設定信号Ｇｒによって定まるゲインで増幅して電圧誤差増幅信号Ｅｖを出力する。

【0051】

制御切換回路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及び上記の遅延信号Ｔdsを入力として、遅延信号ＴdsがＨｉｇｈレベル（短絡開始からアークが再発生して遅延時間が経過するまでの期間）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（アーク）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。この回路により、短絡期間＋遅延期間中は定電流制御となり、それ以外のアーク期間中は定電圧制御となる。

【0052】

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。第１送給制御回路ＦＣ１は、この送給速度設定信号Ｆｒを入力として、この設定値に相当する送給速度で第１溶接ワイヤ１１を送給するための第１送給制御信号Ｆc1を上記の第１送給機ＦＤ１に出力する。

【0053】

図３は、図２の第１溶接電源ＰＳ１における各信号のタイミングチャートである。同図（Ａ）は第１溶接電流Ｉw1の時間変化を示し、同図（Ｂ）は第１溶接電圧検出信号Ｖd1の時間変化を示し、同図（Ｃ）はくびれ検出信号Ｎｄの時間変化を示し、同図（Ｄ）は駆動信号Ｄｒの時間変化を示し、同図（Ｅ）は遅延信号Ｔdsの時間変化を示し、同図（Ｆ）は電流制御設定信号Ｉcrの時間変化を示し、同図（Ｇ）は第２溶接電流Ｉw2の時間変化を示し、同図（Ｈ）は第１溶接電源ＰＳ１のゲイン設定信号Ｇｒの時間変化を示す。同図は上述した図９と対応しており、第１溶接ワイヤ１１の短絡期間中に第２溶接電流Ｉw2が外乱によって急変した場合である。以下、同図を参照して説明する。

【0054】

同図（Ｇ）に示すように、第２溶接電流Ｉw2は同図の全期間中通電しているので、同図（Ｈ）に示すように、第１溶接電源ＰＳ１のアーク長制御系のゲイン設定信号Ｇｒの値は低ゲイン設定値のままである。このために、アーク期間中の第１溶接電流Ｉw1の最大変化率は第２溶接電流Ｉw2が通電していないときよりも小さくなっている。（以下、この制御を電流変化率制限制御という）アーク期間中の第２溶接電流Ｉw2の最大変化率についても同様に小さくなっている。

【0055】

（１）時刻ｔ１の短絡発生から時刻ｔ２のくびれ検出時点までの動作
時刻ｔ１において第１溶接ワイヤ１１がワーク２と接触すると短絡期間になり、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は数Ｖ程度の短絡電圧値に急減する。この第１溶接電圧検出信号Ｖd1が短絡／アーク判別値Ｖta未満になったことを判別して、同図（Ｅ）に示すように、遅延信号ＴdsはＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに変化する。これに応動して、同図（Ｆ）に示すように、電流制御設定信号Ｉcrは時刻ｔ１において予め定めた高レベル電流設定値から小さな値である予め定めた初期電流設定値に変化する。時刻ｔ１〜ｔ１１の予め定めた初期期間中は上記の初期電流設定値となり、時刻ｔ１１〜ｔ１２の期間中は予め定めた短絡時傾斜で上昇し、時刻ｔ１２〜ｔ２の期間中は予め定めたピーク設定値となる。短絡期間中は上述したように定電流制御されているので第１溶接電流Ｉw1は電流制御設定信号Ｉcrに相当する値に制御される。このために、同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1は、時刻ｔ１においてアーク期間の溶接電流から急減し、時刻ｔ１〜ｔ１１の初期期間中は初期電流値となり、時刻ｔ１１〜ｔ１２の期間中は短絡時傾斜で上昇し、時刻ｔ１２〜ｔ２の期間中はピーク値となる。同図（Ｃ）に示すように、くびれ検出信号Ｎｄは、後述する時刻ｔ２〜ｔ３の期間はＨｉｇｈレベルとなり、それ以外の期間はＬｏｗレベルとなる。同図（Ｄ）に示すように、駆動信号Ｄｒは、後述する時刻ｔ２〜ｔ２１の期間はＬｏｗレベルとなり、それ以外の期間はＨｉｇｈレベルとなる。したがって、同図において時刻ｔ２以前の期間中は、駆動信号ＤｒはＨｉｇｈレベルとなり、図２のトランジスタＴＲがオン状態となるので、減流抵抗器Ｒは短絡されて通常の消耗電極アーク溶接電源と同一の状態となる。

【0056】

同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は、第１溶接電流Ｉw1がピーク値となる時刻ｔ１２あたりから上昇する。これは、溶滴にくびれが次第に形成されるためである。時刻ｔ１２からの期間がくびれを検出する期間となる。このくびれを検出する期間においては、同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1はピーク値で略一定値である。他方、このくびれを検出する期間の時刻ｔ１３において、第２アーク３２のアーク長が外乱によって急激に長くなったために、同図（Ｇ）に示すように、第２溶接電流Ｉw2は、図９（Ｃ）のときよりも緩やかに減少する。第２アーク３２のアーク長は時刻ｔ４１において元に戻るために、同図（Ｇ）に示すように、第２溶接電流Ｉw2は、図９（Ｃ）のときよりも緩やかに上昇して元に戻る。第２溶接電流Ｉw2の変化率が緩やかになる理由は、以下のとおりである。すなわち、第１溶接電流Ｉw1が通電しているために、第２溶接電源ＰＳ２内のゲイン設定信号Ｇｒが低ゲイン設定値となるので、アーク期間中の第２溶接電流Ｉw2の最大変化率が小さくなるように制限されるためである。

【0057】

この結果、上述した（１１）式において、Ｌ・ｄＩｇ／ｄｔ＝ｄＩw1／ｄｔ＋ｄＩw2／ｄｔについては、ｄＩw1／ｄｔは小さな値であり、かつ、ｄＩw2／ｄｔも図９のときよりも小さな値となる。このために、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は、くびれの形成に伴って時刻ｔ１２から次第に上昇し、時刻ｔ１３においても上昇を継続することになる。

【0058】

（２）時刻ｔ２のくびれ検出時点から時刻ｔ３のアーク再発生時点までの動作
時刻ｔ２において、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1が急上昇して初期期間中の電圧値からの電圧上昇値ΔＶが予め定めたくびれ検出基準値Ｖtnと等しくなったことによってくびれを検出すると、同図（Ｃ）に示すように、くびれ検出信号ＮｄはＨｉｇｈレベルに変化する。これに応動して、同図（Ｄ）に示すように、駆動信号ＤｒはＬｏｗレベルになるので、図２のトランジスタＴＲはオフ状態となり減流抵抗器Ｒが通電路に挿入される。同時に、同図（Ｆ）に示すように、電流制御設定信号Ｉcrは低レベル電流設定信号Ｉlrの値へと小さくなる。このために、同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1はピーク値から低レベル電流値Ｉｌへと急減する。そして、時刻ｔ２１において第１溶接電流Ｉw1が低レベル電流値Ｉｌまで減少すると、同図（Ｄ）に示すように、駆動信号ＤｒはＨｉｇｈレベルに戻るので、図２のトランジスタＴＲはオン状態となり減流抵抗器Ｒは短絡される。同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1は、電流制御設定信号Ｉcrが低レベル電流設定信号Ｉlrのままであるので、時刻ｔ３のアーク再発生までは低レベル電流値Ｉｌを維持する。したがって、トランジスタＴＲは、時刻ｔ２にくびれが検出されてから時刻ｔ２１に第１溶接電流Ｉw1が低レベル電流値Ｉｌに減少するまでの期間のみオフ状態となる。同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は、第１溶接電流Ｉw1が小さくなるので時刻ｔ２から一旦減少した後に急上昇する。

【0059】

（３）時刻ｔ３のアーク再発生時点から時刻ｔ４の遅延期間Ｔｄの終了時点までの動作
時刻ｔ３において第１アーク３１が再発生すると、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1の値は短絡／アーク判別値Ｖta以上となる。これに応動して、同図（Ｆ）に示すように、電流制御設定信号Ｉcrの値は、低レベル電流設定信号Ｉlrの値から予め定めたアーク時傾斜で上昇し、上記の高レベル電流設定値に達するとその値を維持する。同図（Ｅ）に示すように、遅延信号Ｔdsは、時刻ｔ３にアークが再発生してから予め定めた遅延期間Ｔｄが経過する時刻ｔ４までＨｉｇｈレベルのままである。したがって、溶接電源は時刻ｔ４まで定電流制御されているので、同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1は、時刻ｔ３からアーク時傾斜で上昇し、高レベル電流値に達するとその値を時刻ｔ４まで維持する。同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は、時刻ｔ３〜ｔ４の遅延期間Ｔｄ中は高レベル電圧値の状態にある。同図（Ｃ）に示すように、くびれ検出信号Ｎｄは、時刻ｔ３にアークが再発生するので、Ｌｏｗレベルに変化する。

【0060】

（４）時刻ｔ４の遅延期間Ｔｄ終了時点から時刻ｔ５の次の短絡発生までのアーク期間の動作
同図（Ｅ）に示すように、遅延信号ＴdsがＬｏｗレベルに変化する。この結果、溶接電源は定電流制御から定電圧制御へと切り換えられる。このために、同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1は高レベル電流値から次第に減少する。同様に、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は高レベル電圧値から次第に減少する。アーク期間中の時刻ｔ４２〜ｔ４３の期間は、外乱によって第１アーク３１のアーク長が短くなったために、同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1は増加した値となっており、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は減少した値となっている。このときの第１溶接電流Ｉw1の立上り及び立下りの変化率は、第２溶接電流Ｉw2が通電していないときよりも緩やかになる。理由は、同図（Ｇ）に示すように、第２溶接電流Ｉw2が通電しているために、同図（Ｈ）に示すように、ゲイン設定信号Ｇｒが低ゲイン設定値となるので、アーク期間中の第１溶接電流Ｉw1の最大変化率が小さくなるように制限されるためである。

【0061】

このように、くびれ検出制御では、時刻ｔ２にくびれを検出すると通電路に減流抵抗器を挿入することによって第１溶接電流Ｉw1を急減させて、時刻ｔ３に第１アーク３１が再発生した時点における電流値を小さな値に制御することができる。このために、スパッタ発生量を大幅に低減することができる。

【0062】

上述した実施の形態１においては、他の溶接電源からの溶接電流が通電しているかいないかの判断を、合算溶接電流Ｉｇを検出することによって行なっている。ロボット溶接において、電流通電判別信号Ｃｄを作業プログラムから生成するようにしても良い。すなわち、他の溶接電源からの溶接電流が通電する溶接区間は、作業プログラムによってロボット制御装置から第１溶接電源ＰＳ１に対してＨｉｇｈレベルの電流通電判別信号Ｃｄを入力し、他の溶接電源からの溶接電流が通電しない溶接区間はＬｏｗレベルの電流通電判別信号Ｃｄを入力するようにする。また、ワークの溶接個所の一部区間が他の溶接電源からの溶接電流が通電しているときは、溶接個所の全区間のアーク長制御系のゲインを小さくしても良い。これは、溶接区間中にアーク長制御系のゲインが大きい区間と小さい区間とが混在するよりも、全区間ゲインを小さくする方が溶接状態が安定する場合があるからである。

【0063】

上述した実施の形態１においては、アーク期間中の溶接電流の最大変化率を小さくするために、定電圧フィードバック制御系の電圧誤差増幅回路ＥＶのゲインを小さくしている。（電流変化率制限制御）これ以外の方法としては、溶接電流の変化率を検出し、この変化率の検出信号が基準値以上になったときは一時的に溶接電源の出力制御を強制的に停止させるようにしても良い。

【0064】

上述した図１においては、第１溶接電源ＰＳ１及び第２溶接電源ＰＳ２は共にくびれ検出制御機能を備えている場合であるので、両溶接電源共に相手側溶接電流が通電しているときは自らのアーク期間中の溶接電流の最大変化率を小さくする制御を備えている必要がある。第１溶接電源ＰＳ１がくびれ検出制御機能を供えており、第２溶接電源ＰＳ２はくびれ検出制御機能を備えていない場合には、第２溶接電源ＰＳ２が少なくとも上述した電流変化率制限制御を備える必要がある。逆に、第２溶接電源ＰＳ２がくびれ検出制御機能を供えており、第１溶接電源ＰＳ１はくびれ検出制御機能を備えていない場合には、第１溶接電源ＰＳ１が少なくとも上述した電流変化率制限制御を備える必要がある。実施の形態１では溶接電源が２台の場合であるが、３台以上の場合も同様である。

【0065】

上述した電流変化率制限制御によって、他の溶接電源のアーク期間中の溶接電流が急変しても、くびれ検出制御が誤動作することを抑制することができる。しかし、他の溶接電源の短絡期間中の溶接電流が急変することによるくびれ検出制御の誤動作を抑制することはできない。この点については、従来技術のように、他の溶接電源が短絡期間にあるときは、くびれ検出制御を禁止するようにすれば良い。アーク期間と短絡期間とを併せた溶接期間に占める短絡期間の時間比率は多くても２０％以下である。したがって、他の溶接電源が短絡期間にあるときにくびれ検出制御を禁止しても、スパッタ発生量の削減効果への影響は少ない。

【0066】

上述した実施の形態１によれば、第１溶接電流が通電しているときは通電していないときよりも、第２溶接電流のアーク期間中の最大変化率を小さくしている。これにより、本実施の形態では、第１及び第２溶接電源によって共通のワークに各々アークを発生させて溶接し、第１溶接電源はくびれ検出制御機能を有しており、アーク期間中の第２溶接電流が急変してもその最大変化率が小さくなるように制御されるので、第１溶接電源のくびれ検出制御が誤動作することなく正常に動作することができる。

【0067】

［実施の形態２］
上述した実施の形態１では、他の溶接電源からの溶接電流が通電しているかいないかによって、自らのアーク期間中の溶接電流の最大変化率を小さくしていた。これに対して、実施の形態２では、他の溶接電源の溶接ワイヤが短絡期間であるときは短絡期間でないときよりも、自らのアーク期間中の溶接電流の最大変化率を小さくするものである。

【0068】

図４は、本発明の実施の形態２に係る２台の溶接電源を使用して１つのワークの２つの溶接個所を同時に溶接するための溶接装置の構成図である。２台の溶接電源は共にくびれ検出制御機能を供えている。同図は上述した図１と対応しており、同一の構成物については同一符号を付して、それらの説明は繰り返さない。同図は、図１の合算溶接電流検出回路ＩＧＤを削除し、第１短絡期間通知信号Ｓm1及び第２短絡期間通知信号Ｓm2を追加したものである。以下、同図を参照して異なる部分について説明する。

【0069】

第１溶接電源ＰＳ１は、第１短絡期間通知信号Ｓm1を第２溶接電源ＰＳ２に出力する。この第１短絡期間通知信号Ｓm1は、第１溶接ワイヤ１１とワーク２とが短絡期間であるときはＨｉｇｈレベルとなり、アーク期間であるときはＬｏｗレベルとなる信号である。

【0070】

第２溶接電源ＰＳ２は、第２短絡期間通知信号Ｓm2を第１溶接電源ＰＳ１に出力する。この第２短絡期間通知信号Ｓm2は、第２溶接ワイヤ１２とワーク２とが短絡期間であるときはＨｉｇｈレベルとなり、アーク期間であるときはＬｏｗレベルとなる信号である。

【0071】

図５は、図４の溶接装置を構成する第１溶接電源ＰＳ１の詳細ブロック図である。第２溶接電源ＰＳ２のブロック図も同様である。同図は上述した図２と対応しており、同一ブロックには同一符号を付して、それらの説明は繰り返さない。同図は、図２の合算溶接電流検出回路ＩＧＤ及び電流通電判別回路ＣＤを削除し、第１短絡期間通知回路ＳＭ１を追加し、図２のゲイン設定回路ＧＲを第２ゲイン設定回路ＧＲ２に置換したものである。以下、同図を参照して異なるブロックについて説明する。

【0072】

第１短絡期間通知回路ＳＭ１は、短絡判別信号Ｓｄを入力として、短絡判別信号Ｓｄの値をそのまま第１短絡期間通知信号Ｓm1として第２溶接電源ＰＳ２に出力する。

【0073】

第２ゲイン設定回路ＧＲ２は、第２溶接電源ＰＳ２からの第２短絡期間通知信号Ｓm2を入力として、この信号がＨｉｇｈレベルのとき（他の溶接電源が短絡期間のとき）は予め定めた低ゲイン設定値となり、Ｌｏｗレベルのとき（他の溶接電源がアーク期間のとき）は予め定めた高ゲイン設定値となるゲイン設定信号Ｇｒを出力する。第２短絡期間通知信号Ｓm2がＨｉｇｈレベルであるときは、他の溶接電源である第２溶接電源ＰＳ２の第２溶接ワイヤ１２が通電状態であり、かつ、短絡期間であることを意味している。この第２溶接電源ＰＳ２の第２溶接ワイヤ１２が短絡期間であるときにくびれ検出制御が行なわれるので、第１溶接電源ＰＳ１からの第１溶接電流Ｉw1のアーク期間中の最大変化率が小さくなるようにしている。これにより、実施の形態２では、実施の形態１とは異なり、第２溶接電源ＰＳ２の第２溶接ワイヤ１２が通電中であり、かつ、アーク期間であるときは、第１溶接電源ＰＳ１からの第１溶接電流Ｉw1のアーク期間中の最大変化率を小さくすることを行なっていない。第２溶接電源ＰＳ２の第２溶接ワイヤ１２がアーク期間中であるときには、当然ながらくびれ検出制御を行なっていないために、第１溶接電流Ｉw1の最大変化率を小さくする必要はない。

【0074】

図６は、図５の第１溶接電源ＰＳ１における各信号のタイミングチャートである。同図（Ａ）は第１溶接電流Ｉw1の時間変化を示し、同図（Ｂ）は第１溶接電圧検出信号Ｖd1の時間変化を示し、同図（Ｃ）はくびれ検出信号Ｎｄの時間変化を示し、同図（Ｄ）は駆動信号Ｄｒの時間変化を示し、同図（Ｅ）は遅延信号Ｔdsの時間変化を示し、同図（Ｆ）は電流制御設定信号Ｉcrの時間変化を示し、同図（Ｇ）は第２溶接電流Ｉw2の時間変化を示し、同図（Ｈ）は第１溶接電源ＰＳ１のゲイン設定信号Ｇｒ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。

【0075】

同図（Ｇ）に示すように、第２溶接電流Ｉw2は同図の全期間中通電しており、かつ、時刻ｔ５〜ｔ６の期間が短絡期間であるので、同図（Ｈ）に示すように、第１溶接電源ＰＳ１のアーク長制御系のゲイン設定信号Ｇｒの値は、時刻ｔ５〜ｔ６の期間中のみ低ゲイン設定値となり、それ以外の期間中は高ゲイン設定値となる。したがって、同図（Ａ）に示す第１溶接電流Ｉw1の最大変化率は、時刻ｔ５〜ｔ６の期間中は小さくなっている。同様にして、同図（Ｇ）に示す第２溶接電流Ｉw2の最大変化率は、時刻ｔ１〜ｔ３の期間が第１溶接ワイヤ１１が短絡期間であるので、小さくなっている。

【0076】

同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は、第１溶接電流Ｉw1がピーク値となる時刻ｔ１２あたりから上昇する。これは、溶滴にくびれが次第に形成されるためである。時刻ｔ１２からの期間がくびれを検出する期間となる。このくびれを検出する期間においては、同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1はピーク値で略一定値である。他方、このくびれを検出する期間の時刻ｔ１３において、第２アーク３２のアーク長が外乱によって急激に長くなったために、同図（Ｇ）に示すように、第２溶接電流Ｉw2は、図３（Ｇ）のときと同様に緩やかに減少する。このために、くびれ検出制御の誤動作を防止することができる。そして、第２アーク３２のアーク長は時刻ｔ４１において元に戻るために、同図（Ｇ）に示すように、第２溶接電流Ｉw2は、図３（Ｇ）のときよりも急峻に上昇して元に戻る。これは、第１溶接ワイヤ１１が、時刻ｔ３において短絡期間ではなくアーク期間に移行したためである。

【0077】

アーク期間中の時刻ｔ４２〜ｔ４３の期間は、外乱によって第１アーク３１のアーク長が短くなったために、同図（Ａ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1は増加した値となっており、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電圧検出信号Ｖd1は減少した値となっている。このときの第１溶接電流Ｉw1の立上り及び立下りの変化率は、図３（Ａ）のときよりも急峻になる。これは、時刻ｔ４２〜ｔ４３の期間中は、第２溶接ワイヤ１２は短絡期間ではないので、同図（Ｈ）に示すように、ゲイン設定信号Ｇｒの値が高ゲイン設定値となっているからである。

【0078】

上述した実施の形態２によれば、第１アークが短絡期間であるときのみ、アーク期間中の第２溶接電流の最大変化率を小さくする。これにより、実施の形態２では、実施の形態１の効果に加えて、以下の効果を奏する。すなわち、実施の形態２では、他の溶接電源におけるくびれ検出制御が動作する短絡期間中のみ自らの溶接電流のアーク期間中の最大変化率を小さくしている。このために、他の溶接電源のくびれ検出制御の誤動作防止とは関係しないアーク期間中の溶接電流の最大変化率を小さくしていないので、アーク長制御系の過渡応答性が実施の形態１よりも改善される。

【符号の説明】

【0079】

１１ 第１溶接ワイヤ
１２ 第２溶接ワイヤ
２ ワーク
３１ 第１アーク
３２ 第２アーク
４１ 第１溶接トーチ
４２ 第２溶接トーチ
５ 治具
６１ 第１給電チップ
６２ 第２給電チップ
ＣＤ 電流通電判別回路
Ｃｄ 電流通電判別信号
ＣＭ 電流比較回路
Ｃｍ 電流比較信号
ＤＲ 駆動回路
Ｄｒ 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
ＦＣ１ 第１送給制御回路
Ｆc1 第１送給制御信号
Ｆc2 第２送給制御信号
ＦＤ１ 第１送給機
ＦＤ２ 第２送給機
ＦＲ 送給速度設定回路
Ｆｒ 送給速度設定信号
ＧＲ ゲイン設定回路
Ｇｒ ゲイン設定信号
ＧＲ２ 第２ゲイン設定回路
ＩＣＲ 電流制御設定回路
Ｉcr 電流制御設定信号
ＩＤ１ 第１溶接電流検出回路
Ｉd1 第１溶接電流検出信号
Ｉｇ 合算溶接電流
ＩＧＤ 合算溶接電流検出回路
Ｉgd 合算溶接電流検出信号
Ｉｌ 低レベル電流値
ＩＬＲ 低レベル電流設定回路
Ｉlr 低レベル電流設定信号
Ｉw1 第１溶接電流
Ｉw2 第２溶接電流
Ｌ インダクタンス値
ＮＤ くびれ検出回路
Ｎｄ くびれ検出信号
ＰＭ 電源主回路
ＰＳ１ 第１溶接電源
ＰＳ２ 第２溶接電源
Ｒ 減流抵抗器
ＳＤ 短絡判別回路
Ｓｄ 短絡判別信号
ＳＭ１ 第１短絡期間通知回路
Ｓm1 第１短絡期間通知信号
Ｓm2 第２短絡期間通知信号
ＳＷ 制御切換回路
Ｔｄ 遅延期間
ＴＤＳ オフディレイ回路
Ｔds 遅延信号
ＴＲ トランジスタ
ＶＤ１ 第１溶接電圧検出回路
Ｖd1 第１溶接電圧検出信号
ＶＤ２ 第２溶接電圧検出回路
Ｖd2 第２溶接電圧検出信号
ＶＲ 電圧設定回路
Ｖｒ 電圧設定信号
Ｖta アーク判別値
ＶＴＮ くびれ検出基準値設定回路
Ｖtn くびれ検出基準値（信号）
Ｖw1 第１溶接電圧
Ｖw2 第２溶接電圧
ΔＶ 電圧上昇値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】