技术领域本发明涉及电弧焊接控制方法，周期性重复进给速度的正向进给期间和反向进给期间来使短路期间和电弧期间产生，进行恒定电压控制以使焊接电源的输出与电压目标值相等。
背景技术：
在一般的消耗电极式电弧焊接中，将作为消耗电极的焊丝以恒定速度进给，使焊丝与母材之间产生电弧来进行焊接。在消耗电极式电弧焊接中，焊丝和母材多成为交替重复短路期间和电弧期间的焊接状态。为了进一步提升焊接品质，提出周期性重复焊丝的正向进给和反向进给来进行焊接的方法(参考专利文献1)。以下说明该焊接方法。图4是周期性重复进给速度的正向进给期间和反向进给期间的焊接方法中的波形图。图4(A)表示进给速度Fw的波形，图4(B)表示焊接电流Iw的波形，图4(C)表示焊接电压Vw的波形，图4(D)表示恒定电压控制的电压目标值即输出电压设定信号Er的波形。以下参考图4来进行说明。如图4(A)所示那样，进给速度Fw的0的上侧成为正向进给期间，下侧成为反向进给期间。所谓正向进给，是指使焊丝向靠近母材的方向进给，所谓反向进给，是指使焊丝向从母材远离的方向进给。进给速度Fw正弦波状变化，成为向正向进给侧移位的波形。为此，进给速度Fw的平均值成为正的值，焊丝平均进行正向进给。如图4(A)所示那样，进给速度Fw在时刻t1时间点为0，时刻t1～t2的期间成为正向进给加速期间，在时刻t2成为正向进给的最大值，时刻t2～t3的期间成为正向进给减速期间，在时刻t3成为0，时刻t3～t4的期间成为反向进给加速期间，在时刻t4成为反向进给的最大值，时刻t4～t5的期间成为反向进给减速期间。然后，时刻t5～t6的期间再度成为正向进给加速期间，时刻t6～t7的期间再度成为正向进给减速期间。因此，时刻t1～t3的期间成为正向进给期间，时刻t3～t5的期间成为反向进给期间。进给速度Fw将时刻t1～t5作为1周期来重复。在消耗电极式电弧焊接中使用恒定电压控制的焊接电源。该恒定电压控制通过反馈控制来进行，使焊接电源的输出电压与预先确定的输出电压设定信号Er相等。如图4(D)所示那样，由于输出电压设定信号Er在焊接中是恒定值，因此通过恒定电压控制而输出恒定的输出电压。焊丝与母材的短路多发生在时刻t2的正向进给最大值的前后。在图4中，是在正向进给的最大值之后的正向进给减速期间中的时刻t21发生的情况。若在时刻t21发生短路，则如图4(C)所示那样，焊接电压Vw剧减到数V的短路电压值，如图4(B)所示那样，焊接电流Iw逐渐增加。如图4(A)所示那样，由于进给速度Fw从时刻t3起成为反向进给期间，因此焊丝反向进给。通过该反向进给而短路解除，并在时刻t31电弧再产生。电弧的再产生多发生在时刻t4的反向进给的最大值的前后。在图4中，是在反向进给的最大值之前的反向进给加速期间中的时刻t31发生的情况。因此，时刻t21～t31的期间成为短路期间。若在时刻t31电弧再产生，则如图4(C)所示那样，焊接电压Vw剧增到数十V的电弧电压值。如图4(B)所示那样，焊接电流Iw从短路期间中的最大值的状态起开始变化。在时刻t31～t5的期间中，如图4(A)所示那样，由于进给速度Fw是反向进给状态，焊丝被抬升，电弧长度逐渐变长。若电弧长度变长，则焊接电压Vw变大，被进行恒定电压控制，因此焊接电流Iw变小。因此，在时刻t31～t5的电弧期间反向进给期间Tar中，如图4(C)所示那样，焊接电压Vw逐渐变大，如图4(B)所示那样，焊接电流1w逐渐变小。并且在图4中，是下一短路在时刻t6～t7的正向进给减速期间中的时刻t61发生的情况。时刻t31～t61的期间成为电弧期间。在时刻t5～t61的期间中，如图4(A)所示那样，由于进给速度Fw是正向进给状态，因此焊丝被正向进给，从而电弧长度逐渐变短。若电弧长度变短，则焊接电压Vw变小，被进行恒定电压控制，因此焊接电流Iw变大。因此，在时刻t5～t61的电弧期间正向进给期间Tas中，如图4(C)所示那样，焊接电压Vw逐渐变小，如图4(B)所示那样，焊接电流Iw逐渐变大。如上述那样，在重复焊丝的正向进给和反向进给的焊接方法中，由于能实现恒速进给的现有技术做不到的将短路和电弧的重复的周期设定为所期望值，因此能谋求焊渣产生量的削减、焊道外观的改善等焊接品质的提升。若接缝形状、焊接速度、进给速度的平均值等焊接条件不同，则适合的平均电弧长度也不同。为此，通过调整电压目标值即输出电压设定信号Er的值来使焊接电压Vw的平均值变化，来将平均电弧长度设定为适合值。在进给速度Fw为恒定值的焊接方法的情况下，由于在电弧期间中焊丝以恒定的速度正向进给，因此电弧长度成为持续变短的状态。为此，即使使电弧期间的全期间的输出电压设定信号Er的值变化，焊接状态也不会变得不稳定。但在周期性重复进给速度的正向进给和反向进给的焊接方法的情况下，存在电弧长度逐渐变长的电弧期间反向进给期间Tar、和电弧长度逐渐变短的电弧期间正向进给期间Tas这不同的2个状态。这时，若为了将平均电弧长度调整为适合值而使输出电压设定信号Er变化，则电弧期间反向进给期间Tar的电压目标值和电弧期间正向进给期间Tas的电压目标值都以同一值变化。由于就算电弧长度的变化状态是相反的状态，电压目标值也以同一值变化，因此有焊接状态变得不稳定这样的问题。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5201266号公报
技术实现要素：
发明要解决的课题为此，在本发明中，目的在于，提供一种电弧焊接控制方法，在周期性重复进给速度的正向进给期间和反向进给期间的焊接方法中，即使为了设定为与焊接条件相适应的平均电弧长度而使电压目标值变化，焊接状态也不会变得不稳定。用于解决课题的手段为了解决上述的课题，本发明的电弧焊接控制方法中，周期性重复进给速度的正向进给期间和反向进给期间来使短路期间和电弧期间产生，进行恒定电压控制以使焊接电源的输出与输出电压设定值相当，所述电弧焊接控制方法的特征在于，将所述输出电压设定值，在所述电弧期间中的所述反向进给期间中设定为第1输出电压设定值，在所述电弧期间中的所述正向进给期间中设定为不同于所述第1输出电压设定值的第2输出电压设定值。本发明的特征在于，所述第1输出电压设定值对应于所述进给速度的平均值而被自动设定。本发明的特征在于，所述第2输出电压设定值由焊接作业者设定为任意的值。本发明的特征在于，进一步具备用于设定焊接电压的平均值的平均焊接电压设定值，检测所述焊接电压的平均值，对所述第2输出电压设定值进行反馈控制，以使该检测到的焊接电压平均值与所述平均焊接电压设定值相等。发明的效果根据本发明，能设定为与电弧期间反向进给期间中的电弧长度逐渐变长的状态、和电弧期间正向进给期间中的电弧长度逐渐变短的状态的各个状态相适应的输出电压设定值(电压目标值)。为此在本发明中，在周期性重复进给速度的正向进给期间和反向进给期间的焊接方法中，即使为了设定为与焊接条件相适应的平均电弧长度而使电压目标值变化，焊接状态也不会变得不稳定。附图说明图1是用于实施本发明的实施方式1所涉及的电弧焊接控制方法的焊接电源的框图。图2是用于说明本发明的实施方式1所涉及的电弧焊接控制方法的图1的焊接电源中的各信号的时序图。图3是用于实施本发明的实施方式2所涉及的电弧焊接控制方法的焊接电源的框图。图4是现有技术中周期性重复进给速度的正向进给和反向进给的焊接方法中的波形图。具体实施方式以下参考附图来说明本发明的实施方式。[实施方式1]图1是用于实施本发明的实施方式1所涉及的电弧焊接控制方法的焊接电源的框图。以下参考图1来说明各方块。电源主电路PM将3相200V等商用电源(图示省略)作为输入，遵循后述的误差放大信号Ea进行基于逆变器控制等的输出控制，输出输出电压E。虽省略图示，但该电源主电路PM具备：对商用电源进行整流的1次整流器，对整流过的直流进行平滑的平滑电容器；将平滑过的直流变换成高频交流的逆变器电路；将高频交流降压到适于焊接的电压值的高频变压器；将降压过的高频交流整流成直流的2次整流器；将上述的误差放大信号Ea作为输入来进行脉冲宽度调制控制的调制电路；将脉冲宽度调制控制信号作为输入来驱动逆变器电路的开关元件的逆变器驱动电路。电抗器WL对上述的输出电压E进行平滑。该电抗器WL的电感值例如为200μH。进给电动机WM将后述的进给控制信号Fc作为输入，周期性重复正向进给和反向进给来将焊丝1以进给速度Fw进给。在该进给电动机WM中使用过渡响应性快的电动机。为了加快焊丝1的进给速度Fw的变化率以及进给方向的反转，有时进给电动机WM设置在焊炬4的前端的附近。另外，还有使用2个进给电动机WM而做出推挽方式的进给系统的情况。焊丝1通过与上述的进给电动机WM结合的进给辊5的旋转而在焊炬4内被进给，在与母材2之间产生电弧3。在焊炬4内的供电嘴(图示省略)与母材2之间施加焊接电压Vw，接通焊接电流Iw。焊接电压检测电路VD检测上述的焊接电压Vw，输出焊接电压检测信号vd。短路判别电路SD将该焊接电压检测信号vd作为输入，输出短路判别信号Sd，其在该值不足预先确定的短路判别值时判别为是短路期间而成为高电平，在该值为预先确定的短路判别值以上时判别为是电弧期间而成为低电平。该短路判别值被设定为15V程度。进给速度设定电路FR图2(A)中详述那样，输出周期性重复正向进给和反向进给的预先确定的型式的进给速度设定信号Fr。在该进给速度设定信号Fr成为0以上时成为正向进给期间，不足0时成为反向进给期间。进给控制电路FC将该进给速度设定信号Fr作为输入，将用于以相当于该设定值的进给速度Fw使焊丝1进给的进给控制信号Fc输出给上述的进给电动机WM。进给速度平均值算出电路FAV将上述的进给速度设定信号Fr作为输入，算出进给速度设定信号Fr的平均值，将其作为进给速度平均值信号Fav输出。第1输出电压设定电路ER1，将上述的进给速度平均值信号Fav作为输入，通过预先确定的函数算出第1输出电压信号Er1并输出。该函数是表征进给速度平均值信号Fav的值与第1输出电压设定信号Er1的值的关系的函数，通过实验算出。第2输出电压设定电路ER2，被焊接作业者、机器人控制装置(图示省略)等设定为任意的值，作为第2输出电压设定信号Er2而输出。设定该第2输出电压设定信号Er2，使得成为与焊接条件相适应的平均电弧长度。输出电压控制设定电路ECR将上述的第1输出电压设定信号Er1、上述的第2输出电压设定信号Er2、上述的短路判别信号Sd以及上述的进给速度设定信号Fr作为输入，进行以下的处理，输出输出电压控制设定信号Ecr。在本实施方式中，该输出电压控制设定信号Ecr成为恒定电压控制的电压目标值。1)在短路判别信号Sd为高电平(短路期间)时，输出第2输出电压设定信号Er2作为输出电压控制设定信号Ecr。2)在短路判别信号Sd为低电平(电弧期间)且进给速度设定信号Fr不足0(反向进给期间)时，判别为处于电弧期间反向进给期间Tar，输出第1输出电压设定信号Er1作为输出电压控制设定信号Ecr。3)在短路判别信号Sd为低电平(电弧期间)且进给速度设定信号Fr为0以上(正向进给期间)时，判别为处于电弧期间正向进给期间Tas，输出第2输出电压设定信号Er2作为输出电压控制设定信号Ecr。输出电压检测电路ED检测上述的输出电压E，进行平滑，输出输出电压检测信号Ed。误差放大电路EA将上述的输出电压控制设定信号Ecr以及上述的输出电压检测信号Ed作为输入，将输出电压控制设定信号Ecr(+)与输出电压检测信号Ed(-)的误差放大，输出误差放大信号Ea。通过该电路对焊接电源进行恒定电压控制。图2是用于说明本发明的实施方式1所涉及的电弧焊接控制方法的图1的焊接电源中的各信号的时序图。图2(A)表示进给速度Fw的时间变化，图2(B)表示焊接电流Iw的时间变化，图2(C)表示焊接电压Vw的时间变化，图2(D)表示恒定电压控制的电压目标值即输出电压控制设定信号Ecr的时间变化。图2与上述的图4对应，不再重复对同一动作的说明。图2仅输出电压控制设定信号Ecr的动作不同。以下参考图2来进行说明。如图2(A)所示那样，进给速度Fw的0的上侧成为正向进给期间，下侧成为反向进给期间。进给速度Fw正弦波状变化，成为向正向进给侧移位的波形。为此，进给速度Fw的平均值成为正的值，焊丝平均进行正向进给。进给速度Fw的变化型式也可以是三角波状或梯型波状。如图2(A)所示那样，进给速度Fw在时刻t1时间点为0，时刻t1～t2的期间成为正向进给加速期间，在时刻t2成为正向进给的最大值，时刻t2～t3的期间成为正向进给减速期间，在时刻t3成为0，时刻t3～t4的期间成为反向进给加速期间，在时刻t4成为反向进给的最大值，时刻t4～t5的期间成为反向进给减速期间。然后，时刻t5～t6的期间再度成为正向进给加速期间，时刻t6～t7的期间再度成为正向进给减速期间。该正向进给和反向进给的重复周期被设定为给定值。例如，时刻t1～t2的正向进给加速期间为2.7ms，时刻t2～t3的正向进给减速期间为2.7ms，时刻t3～t4的反向进给加速期间为2.3ms，时刻t4～t5的反向进给减速期间为2.3ms，正向进给的最大值为50m/min，反向进给的最大值为-50m/min。在该情况下，正向进给和反向进给的重复周期成为10ms，进给速度Fw的平均值成为约4m/min(平均焊接电流为约150A)。焊丝与母材的短路多在时刻t2的正向进给的最大值的前后发生。在图2中，是在正向进给的最大值之后的正向进给减速期间中的时刻t21发生的情况。若在时刻t21发生短路，则如图2(D)所示那样，成为输出电压控制设定信号Ecr＝Er2(第2输出电压设定信号)。时刻t21～t31的短路期间中的焊接电压Vw以及焊接电流Iw的动作与图4同样，如图2(C)所示那样，焊接电压Vw剧减到数V的短路电压值，如图2(B)所示那样，焊接电流Iw逐渐增加。如图2(A)所示那样，由于进给速度Fw从时刻t3成为反向进给期间，因此焊丝反向进给。通过该反向进给而短路解除，并在时刻t31电弧再产生。电弧的再产生多发生在时刻t4的反向进给的最大值的前后。在图2中，是在反向进给的最大值之前的反向进给加速期间中的时刻t31发生的情况。因此，时刻t21～t31的期间成为短路期间。若在时刻t31电弧再产生，则如图2(D)所示那样，成为输出电压控制设定信号Ecr＝Erl(第1输出电压设定信号)，如图2(C)所示那样，焊接电压Vw剧增到数十V的电弧电压值。如图2(B)所示那样，焊接电流Iw从短路期间中的最大值的状态开始变化。在时刻t31～t5的期间中，如图2(A)所示那样，由于进给速度Fw为反向进给状态，因此焊丝被抬升，电弧长度逐渐变长。若电弧长度变长，则焊接电压Vw变大，被进行恒定电压控制，因此焊接电流Iw变小。因此，在时刻t31～t5的电弧期间反向进给期间Tar中，如图2(C)所示那样，焊接电压Vw逐渐变大，如图2(B)所示那样，焊接电流Iw逐渐变小。在该电弧期间反向进给期间Tar中，如图2(D)所示那样是Ecr＝Er1，成为与电弧长度逐渐变长的状态相适应的恒定电压控制的电压目标值。为此，电弧期间反向进给期间Tar中的焊接状态稳定。若对应于进给速度Fw的平均值而自动设定第1输出电压设定信号Er1，则能省略设定的工夫。然后，在图2中是下一短路在时刻t6～t7的正向进给减速期间中的时刻t61发生的情况。时刻t31～t61的期间成为电弧期间。在时刻t5～t61的期间中，如图2(A)所示那样，由于进给速度Fw为正向进给状态，因此焊丝正向进给，电弧长度逐渐变短。在该电弧期间正向进给期间Tas中，如图2(D)所示那样，成为输出电压控制设定信号Ecr＝Er2(第2输出电压设定信号)。若电弧长度变短，则焊接电压Vw变小，被进行恒定电压控制，因此焊接电流Iw变大。因此，在时刻t5～t61的电弧期间正向进给期间Tas中，如图2(C)所示那样，焊接电压Vw逐渐变小，如图2(B)所示那样，焊接电流Iw逐渐变大。在该电弧期间正向进给期间Tas中，如图2(D)所示那样为Ecr＝Er2，成为与电弧长度逐渐变短的状态相适应的恒定电压控制的电压目标值。为此，电弧期间正向进给期间Tas中的焊接状态稳定。第2输出电压设定信号Er2由焊接作业者、机器人控制装置等设定，成为与焊接条件相适应的平均电弧长度。根据上述的实施方式1，将输出电压设定值(Ecr)在电弧期间中的反向进给期间中设定为第1输出电压设定值(Erl)，在电弧期间中的正向进给期间中设定为不同于第1输出电压设定值的第2输出电压设定值(Er2)。另外，第1输出电压设定值对应于进给速度的平均值而被自动设定。另外，第2输出电压设定值由焊接作业者设定为任意的值。由此在本实施方式中，能设定为与电弧期间反向进给期间中的电弧长度逐渐变长的状态、和电弧期间正向进给期间中的电弧长度逐渐变短的状态的各个状态相适应的输出电压设定值(电压目标值)。为此在本实施方式中，在周期性重复进给速度的正向进给期间和反向进给期间的焊接方法中，即使为了设定为与焊接条件相适应的平均电弧长度而使电压目标值变化，焊接状态也不会变得不稳定。[实施方式2]实施方式2的发明进一步具备用于设定焊接电压的平均值的平均焊接电压设定值，检测焊接电压的平均值，对第2输出电压设定值进行反馈控制，以使该检测到的焊接电压平均值与平均焊接电压设定值相等。图3是用于实施本发明的实施方式2所涉及的电弧焊接控制方法的焊接电源的框图。图3与上述的图1对应，对同一方块标注同一标号，不再重复它们的说明。图3在图1基础上追加了平均焊接电压设定电路VAR、平均焊接电压检测电路VAV以及平均电压误差放大电路EVA，将图1的第2输出电压设定电路ER2置换为反馈控制第2输出电压设定电路FER2而成。以下参考图3来说明这些方块。平均焊接电压设定电路VAR输出预先确定的平均焊接电压设定信号Var。平均焊接电压检测电路VAV将焊接电压检测信号Vd作为输入，检测该信号的平均值，输出平均焊接电压检测信号Vav。平均电压误差放大电路EVA将上述的平均焊接电压设定信号Var以及上述的平均焊接电压检测信号Vav作为输入，将平均焊接电压设定信号Var(+)与平均焊接电压检测信号Vav(-)的误差放大，输出平均电压误差放大信号Eva。反馈控制第2输出电压设定电路FER2将该平均电压误差放大信号Eva作为输入，在焊接中进行Er2＝E0+∫Eva·dt的积分，输出第2输出电压设定信号Er2。E0是预先确定的初始值。由上述的电路对第2输出电压设定信号Er2的值进行反馈控制，以使平均焊接电压检测信号Vav的值与平均焊接电压设定信号Var的值相等。用于说明本发明的实施方式2所涉及的电弧焊接控制方法的图3的焊接电源中的各信号的时序图，由于与上述的图2相同，因此不再重复说明。但在对使图3(D)所示的输出电压控制设定信号Ecr的电弧期间正向进给期间Tas中的值即第2输出电压设定信号Er2的值进行反馈控制，以使平均焊接电压检测信号Vav的值与平均焊接电压设定信号Var的值相等这点上不同。有时接缝形状、焊接速度、进给速度的平均值等焊接条件都保持相同，为了使焊接品质提升而使进给速度设定信号Fr的型式(波形、振幅、周期等)变化。若进给速度设定信号Fr的型式变化，则在实施方式1中，为了使平均电弧长度成为适合值而需要第2输出电压设定信号Er2的再调整。与此相对，在实施方式2中，由于即使进给速度设定信号Fr的型式变化，也对第2输出电压设定信号Er2进行反馈控制，以使平均焊接电压检测信号Vav与平均焊接电压设定信号Var相等，因此平均电弧长度维持适合值，从而不需要平均焊接电压设定信号Var的再调整。根据上述的实施方式2，进一步具备用于设定焊接电压的平均值的平均焊接电压设定值，检测焊接电压的平均值，对第2输出电压设定值进行反馈控制，以使该检测到的焊接电压平均值与平均焊接电压设定值相等。由此在本实施方式中，除了实施方式1的效果以外，由于即使进给速度的型式变化也不需要用于将平均电弧长度设定为适合值的电压目标值的再调整，因此操作性卓越。产业上的利用可能性根据本发明，能设定为与电弧期间反向进给期间中的电弧长度逐渐变长的状态、和电弧期间正向进给期间中的电弧长度逐渐变短的状态各个状态相适应的输出电压设定值(电压目标值)。以上通过特定的实施方式说明了本发明，但本发明并不限定于该实施方式，能在不脱离公开的发明的技术思想的范围内进行种种变更。本申请基于2014年4月28日申请的日本专利申请(特愿2014-092237)，将其内容援引于此。标号的说明1焊丝2母材3电弧4焊炬5进给辊E输出电压EA误差放大电路Ea误差放大信号ECR输出电压控制设定电路Ecr输出电压控制设定信号ED输出电压检测电路Ed输出电压检测信号Er输出电压设定信号ER1第1输出电压设定电路Er1第1输出电压设定信号ER2第2输出电压设定电路Er2第2输出电压设定信号EVA平均电压误差放大电路Eva平均电压误差放大信号FAV进给速度平均值算出电路Fav进给速度平均值信号FC进给控制电路Fc进给控制信号FER2反馈控制第2输出电压设定电路FR进给速度设定电路Fr进给速度设定信号Fw进给速度Iw焊接电流PM电源主电路SD短路判别电路Sd短路判别信号Tar电弧期间反向进给期间Tas电弧期间正向进给期间VAR平均焊接电压设定电路Var平均焊接电压设定信号VAV平均焊接电压检测电路Vav平均焊接电压检测信号VD焊接电压检测电路vd焊接电压检测信号Vw焊接电压WL电抗器WM进给电动机