CN102441725B - 电弧焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电弧焊接装置，能够进行稳定的焊接。电弧焊接装置具备送出消耗电极(15)的焊丝推动装置(162)、保持消耗电极(15)的焊炬(14)、和使消耗电极(15)中的从消耗电极(15)的轴线方向上的焊丝推动装置(162)到焊炬(14)的长度(进给路径长La)变化的进给路径长变化装置(17)。根据这种结构，即使在高速切换消耗电极(15)的前进进给和后退进给的情况下，也能够响应性良好地进给消耗电极(15)。其结果，能够进行稳定的焊接。

Description

电弧焊接装置

技术领域

本发明涉及电弧焊接装置。

背景技术

一直以来，已知有一边进给消耗电极一边使该消耗电极与母材之间产生电弧来进行焊接的电弧焊接方法(例如照专利文献1)。在这种焊接方法中，通过使焊丝进给装置的进给电动机正转，将消耗电极向母材前进进给。并且，通过使消耗电极和母材短路从而开始短路期间。一旦消耗电极和母材短路，则使进给电动机倒转从而将消耗电极后退进给。并且，消耗电极和母材分离，在消耗电极和母材之间产生电弧的电弧产生期间开始。一旦电弧产生，则再次使进给电动机正转。如此通过反复焊丝进给装置的进给电动机的正转以及倒转，从而进行焊接。

在该焊接方法中，短路期间和电弧产生期间的反复以比较高的速度进行。该短路期间和电弧产生期间的反复变为高速时，进给电动机的正转以及倒转的反复也需要是高速。因此，作为上述进给电动机，需要能够进行高速响应的电动机。但是，作为进给电动机，能够进行高速响应的电动机没有得到一般的普及。而且，在用于进给消耗电极的装置是拉动式焊炬(pull torch)单体的情况下，消耗电极的进给性受到焊接机器人动作时的干扰、插通消耗电极的管道电缆(conduit cable)内的进给电阻等的影响，所以不能进行稳定的焊接。

【专利文献1】JP特开2006-247710号公报

发明内容

本发明是基于上述的情况而考虑出来的，其课题是提供能够进行稳定的焊接的电弧焊接装置。

由本发明提供的电弧焊接装置包括：焊丝推动装置，其送出消耗电极；焊炬，其保持上述消耗电极；和进给路径长变化装置，其使上述消耗电极中的、从上述消耗电极的轴线方向上的上述焊丝推动装置到上述焊炬的长度发生变化。

在本发明的优选实施方式中，还具备管道电缆，该管道电缆插通上述消耗电极，并且向上述焊炬引导上述消耗电极，上述进给路径长变化装置使上述管道电缆沿上述轴线方向相对于上述焊炬进行直线往复运动。

在本发明的优选实施方式中，上述管道电缆包括包围上述消耗电极的卷材套管、和包围上述卷材套管的包覆管，上述进给路径长变化装置被固定在上述焊炬和上述卷材套管上。

根据这样的结构，即使在高速切换消耗电极的前进进给和后退进给的情况下，也能够响应性良好地进给消耗电极。其结果，能够进行稳定的焊接。

本发明的其他特征以及优点，通过参照附图如下进行的详细说明，会变得更加清楚。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式涉及的电弧焊接系统的结构的图。

图2是图1所示的电弧焊接系统中的进给路径长变化装置附近的局部放大图(一部分被透视化)。

图3是仅表示图2的进给路径长变化装置的放大图。

图4是表示图2的进给路径长变化装置的凸轮机构的变化状态的图。

图5是示意性表示进给路径长变化装置被焊炬和管道电缆固定的状态的局部放大剖视图。

图6是示意性表示消耗电极的进给路径长的图。

图7是表示图1的电弧焊接系统中的机器人控制装置和电源装置的详细情况的框图。

图8是表示本实施方式的电弧焊接方法的焊接稳定状态下的各信号等的时间图。

符号的说明

A1 电弧焊接系统

1 电弧焊接装置

11 底座部件

12 臂

13 电动机

14 焊炬

141 接触片

142 喷嘴

15 消耗电极

16 焊丝进给装置

161 进给电动机

17 进给路径长变化装置

171 电动机

172 偏心轴

173 凸轮机构

174a、174b 轴承

175 支架

176 轴衬

177 轴

19 管道电缆

191 卷材套管

192 包覆管

2 机器人控制装置

21 动作控制电路

23 示教器

3 电源装置

31 电源电路

32 电流控制电路

33 电弧产生电流值存储电路

34 设定时间存储电路

35 电压控制电路

36 电弧状态检测电路

37 进给路径长控制电路

38 进给控制电路

Asd 电弧状态信号

Ea 误差信号

EI 电流误差计算电路

Ei 电流误差信号

EV 电压误差计算电路

Ev 电压误差信号

Fc 进给速度控制信号

Fw 进给速度

ID 电流检测电路

Id 电流检测信号

Ir 电流设定信号

Iw 焊接电流

La 进给路径长

MC 电力产生电路

Ms 动作控制信号

Sw 电源特性切换信号

Sθ 旋转角信号

St 焊接开始信号

V1(t) 变化量

V2(t) 速度

VD 电压检测电路

Vd 电压检测信号

Vr 电压设定信号

VR 机器人移动速度

Vw 焊接电压

W 母材

Wc 旋转速度信号

θ(t) 旋转角

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行具体说明。

[电弧焊接系统A1]

图1所示的电弧焊接系统A1具备电弧焊接装置1、机器人控制装置2和电源装置3。

电弧焊接装置1是焊接机器人，对母材W自动地进行例如电弧焊接。电弧焊接装置1包括底座部件11、多个臂12、多个电动机13、焊炬14、焊丝进给装置16、进给路径长变化装置17和管道电缆19。

底座部件11固定在地面等适当的地方。各臂12通过轴联结在底座部件11上。

焊炬14设置在设置于电弧焊接装置1的最前端侧的臂12a的前端部。焊炬14用于向母材W附近的给定位置引导消耗电极15。如图5中示意性所示，焊炬14具有接触片(contact chip)141和喷嘴(nozzle)142。接触片141例如是Cu或者Cu合金制。接触片141中设置用于插通消耗电极15的貫通孔。该貫通孔的尺寸是内面与消耗电极15相互摩擦的程度。喷嘴142例如是Cu或者Cu合金制。喷嘴142酌情具有水冷构造。喷嘴142中形成开口143。在喷嘴142和接触片141之间，供给例如Ar等的保护气体SG。被供给的保护气体SG从开口143喷出。在该保护气体SG内进给消耗电极15。

电动机13设置在臂12的两端或者一端(省略一部分图示)。电动机13通过机器人控制装置2被旋转驱动。通过该旋转驱动，控制多个臂12的移动，构成为焊炬14能够自由地向上下前后左右移动。在电动机13中设置有未图示的编码器。该编码器的输出提供给机器人控制装置2。根据该输出值，能在机器人控制装置2中识别焊炬14的当前位置。

焊丝进给装置16设置在电弧焊接装置1的上部。焊丝进给装置16用于对焊炬14送出消耗电极15。焊丝进给装置16具有进给电动机161(参照图1)和焊丝推动装置162(参照图6)。焊丝推动装置162将进给电动机161作为驱动源，向焊炬14送出缠绕在焊丝卷盘WL(参照图6)上的消耗电极15。

管道电缆19插通消耗电极15，并且从焊丝进给装置16向焊炬14引导消耗电极15。如图1中清楚地表示的那样，管道电缆19在从焊丝进给装置16到焊炬14的中途部分具有弯曲了的部位。如图5中示意性所示，管道电缆19具有卷材套管191和包覆管192。

对于卷材套管191，例如将金属线材形成为线圈状。在卷材套管191中插通消耗电极15。如上述那样，管道电缆19具有弯曲了的部位。因此在该弯曲了的部位，消耗电极15一边与卷材套管191的内壁摩擦一边被进给。包覆管192呈管状。包覆管192例如由聚氯乙烯(CPE：chlorinatedpolyethylene)形成。包覆管192包围卷材套管191。如上所述，管道电缆19具有弯曲了的部位，所以在该弯曲了的部位，包覆管192与卷材套管191相互摩擦。

图1～图3所示的进给路径长变化装置17用于使进给路径长La(参照图6)变化。进给路径长La是指消耗电极15中的、消耗电极15的轴线方向上的从焊丝推动装置162到焊炬14的长度。在本实施方式中，进给路径长变化装置17具有电动机171、偏心轴172、凸轮机构173、轴承174a、174b、支架(mount)175、轴衬(bush)176和轴177。

如图2所示，电动机171相对于焊炬14被固定。即，电动机171相对于焊炬14不进行相对移动。电动机171将沿图3的左右方向延伸的轴作为旋转轴。在电动机171中安装有未图示的编码器。偏心轴172被固定在电动机171的旋转轴上。偏心轴172在相对于电动机171的旋转轴偏心的位置上设置螺钉(bolt)。凸轮机构173是导动凸轮(drive cam)，在凸轮机构173中形成有两个孔(参照图4)。凸轮机构173通过设置在这两个孔的一方的轴承174a，被偏心轴172的上述螺钉联结。支架175通过设置在上述两个孔的另一方的轴承174b而与凸轮机构173联结。支架175经由轴衬176联结到轴177上。轴177相对于电动机171的主体被固定。支架175沿轴177能够向图2的上下方向移动。如图5所示，支架175被固定在管道电缆19的卷材套管191上。

一旦电动机171旋转，则偏心轴172的螺钉进行偏心旋转。于是，根据该偏心旋转，如图4所示，凸轮机构173进行从(K1)到(K4)一系列的动作。而且，如图3所示，支架175沿轴177进行往复运动。据此，管道电缆19(在本实施方式中是卷材套管191)相对于焊炬14沿图5的上下进行微小的往复运动。伴随卷材套管191的往复运动，与卷材套管191相互摩擦的消耗电极15进行往复运动。通过卷材套管191的往复运动，进给路径长La发生变化。另外，从进给路径长变化装置17向后述的电流控制电路32发送与电动机171的旋转角θ(t)相关的旋转角信号Sθ。在凸轮机构173为图4的(K1)所示的状态时，旋转角θ(t)＝0(rad)。在凸轮机构173为图4的(K2)所示的状态时，旋转角θ(t)＝π/2(rad)。在凸轮机构173为图4的(K3)所示的状态时，旋转角θ(t)＝π(rad)。在凸轮机构173为图4的(K4)所示的状态时，旋转角θ(t)＝3π/2(rad)。

图7是表示图1的电弧焊接系统中的机器人控制装置和电源装置的详细情况的框图。

机器人控制装置2包括动作控制电路21和示教器23。机器人控制装置2用于控制电弧焊接装置1的动作。

动作控制电路21具有未图示的微型计算机以及存储器。在该存储器中，存储设定了弧焊接装置1的各种动作的作业程序。此外，动作控制电路21设定后述的机器人移动速度VR。动作控制电路21根据上述作业程序、来自上述编码器的坐标信息、以及机器人移动速度VR等，对电弧焊接装置1发送动作控制信号Ms。电弧焊接装置1接受动作控制信号Ms，使各电动机13进行旋转驱动。据此，焊炬14向母材W中的给定焊接开始位置移动，或者沿母材W的面内方向进行移动。

示教器23连接于动作控制电路21。示教器23用于电弧焊接系统A1的用户设定各种动作。

电源装置3包括电源电路31、电流控制电路32、电弧产生电流值存储电路33、设定时间存储电路34、电压控制电路35、电弧状态检测电路36、进给路径长控制电路37和进给控制电路38。电源装置3是用于在消耗电极15和母材W之间施加焊接电压Vw并流过焊接电流Iw的装置，并且是用于进行消耗电极15的进给的装置。

电源电路31具有电力产生电路MC、电源特性切换电路SW、电流误差计算电路EI、电压误差计算电路EV、电流检测电路ID和电压检测电路VD。电源电路31用于以所指示的值向消耗电极15和母材W之间施加焊接电压Vw，或者以所指示的值从消耗电极15向母材W流过焊接电流Iw。

电力产生电路MC例如将3相200V等的商用电源作为输入，按照后述的误差信号Ea进行逆变器(inverter)控制、半导体闸流管(thyristor)相位控制等的输出控制，输出焊接电压Vw以及焊接电流Iw。

电流检测电路ID用于检测在消耗电极15和母材W之间流过的焊接电流Iw的值。电流检测电路ID发送与焊接电流Iw对应的电流检测信号Id。电流误差计算电路EI用于计算实际流动的焊接电流Iw的值与所设定的焊接电流的值之差ΔIw。具体而言，电流误差计算电路EI接受电流检测信号Id和与所设定的焊接电流的值对应的后述的电流设定信号Ir，发送与差ΔIw对应的电流误差信号Ei。另外，电流误差计算电路EI，也可以发送与将差ΔI放大后的值对应的电流误差信号，作为电流误差信号Ei。

电压检测电路VD用于检测向消耗电极15和母材W之间施加的焊接电压Vw的值。电压检测电路VD发送与焊接电压Vw对应的电压检测信号Vd。电压误差计算电路EV用于计算实际施加的焊接电压Vw的值与所设定的焊接电压的值之差ΔVw。具体而言，电压误差计算电路EV接受电压检测信号Vd和与所设定的焊接电压的值对应的后述的电压设定信号Vr，发送与差ΔVw对应的电压误差信号Ev。另外，电压误差计算电路EV也可以发送与将差ΔVw放大后的值对应的电压误差信号，作为电压误差信号Ev。

电源特性切换电路SW用于切换电源电路31的电源特性(恒流特性或者恒压特性)。在电源电路31的电源特性是恒流特性时，在电源电路31中控制输出，使得成为设定了焊接电流Iw的值的值。另一方面，在电源电路31的电源特性是恒压特性时，在电源电路31中控制输出，使得电源电路31成为设定了焊接电压Vw的值的值。更具体而言，电源特性切换电路SW接受后述的电源特性切换信号Sw、电流误差信号Ei和电压误差信号Ev。在电源特性切换电路SW接受电源特性切换信号Sw是高电平时，电源特性切换电路SW中的开关连接于图7的a侧。在该情况下，电源电路31的电源特性是恒压特性，电源特性切换电路SW将电压误差信号Ev作为误差信号Ea发送给电力产生电路MC。此时，电力产生电路MC进行控制，使得成为设定了焊接电压Vw的值的值(即上述差ΔVw成为零)。另一方面，在电源特性切换电路SW接受的电源特性切换信号Sw是低电平时，电源特性切换电路SW中的开关连接于图7的b侧。在该情况下，电源电路31的电源特性是恒流特性，电源特性切换电路SW将电流误差信号Ei作为误差信号Ea发送给电力产生电路MC。此时，电力产生电路MC进行控制，使得成为设定了焊接电流Iw的值的值(即上述差ΔIw成为零)。

电弧产生电流值存储电路33存储电弧产生电流值ir1的值。设定时间存储电路34存储设定时间Td的值。电弧产生电流值ir1以及设定时间Td的各值，例如从示教器23输入，并经由动作控制电路21存储在各存储电路中。

电流控制电路32用于设定消耗电极15和母材W之间流过的焊接电流Iw的值。电流控制电路32根据各存储电路中所存储的电弧产生电流值ir1以及设定时间Td的至少一个，生成用于指示焊接电流Iw的值的电流设定信号Ir。然后，电流控制电路32将生成的电流设定信号Ir发送给电源电路31。此外电流控制电路32接受电弧状态信号Asd和旋转角信号Sθ。电流控制电路32向电源特性切换电路SW发送电源特性切换信号Sw。

电压控制电路35用于设定在消耗电极15和母材W之间施加的焊接电压Vw的值。电压控制电路35根据未图示的存储部中所存储的设定电压值，向电源电路31发送用于指示焊接电压Vw的值的电压设定信号Vr。

电弧状态检测电路36检测消耗电极15和母材W之间的电弧a1是产生还是消灭。在本实施方式中，电弧状态检测电路36接受电压检测信号Vd。电弧状态检测电路36根据焊接电压Vw的值，判断有无产生电弧a1。电弧状态检测电路36在焊接电压Vw低于某阈值时，判断为电弧a1已消灭。此外电弧状态检测电路36在焊接电压Vw高于该阈值时，判断为产生了电弧a1。电弧状态检测电路36将与有无产生电弧a1相关的电弧状态检测信号Asd发送给电流控制电路32。

进给路径长控制电路37用于控制上述进给路径长La的值。在本实施方式中，进给路径长控制电路37将旋转速度信号Wc发送给进给路径长变化装置17。旋转速度信号Wc用于指示进给路径长变化装置17中的电动机171的旋转速度dθ(t)/dt。

进给控制电路38用于控制焊丝进给装置16送出消耗电极15的速度(进给速度Vf)。进给控制电路38将用于指示进给速度Vf的进给速度控制信号Fc发送给焊丝进给装置16。

[采用了电弧焊接系统A1的电弧焊接方法]

下面，进一步利用图8来说明采用了电弧焊接系统A1的电弧焊接方法。图8是表示本实施方式的电弧焊接方法的焊接稳定状态下的各信号等的时间图。

图8(a)表示电动机171的旋转角θ(t)的变化状态，(b)表示进给路径长La的变化量V1(t)的变化状态，(c)表示焊炬14中从被包围的部位(图5的Ra)的消耗电极15的焊炬14向母材W的速度V2(t)的变化状态，(d)表示焊接电压Vw的变化状态，(e)表示电流设定信号Ir的变化状态，(f)表示焊接电流Iw的变化状态，(g)表示电流特性切换信号Sw的变化状态。另外，变化量V1(t)、速度V2(t)、以及进给速度Vf等，以从焊炬14向母材W的方向为正。另外，速度V2(t)与消耗电极15中的焊炬14的前端处的部位的速度相同。

在本实施方式的焊接稳定状态下，进给路径长控制电路37将用于将电动机171的旋转速度dθ(t)/dt指示为一定的值2π/T_W的旋转速度信号Wc发送给进给路径长变化装置17(另外，T_W例如是10～20ms)。据此，电动机171以值2π/T_W的旋转速度dθ(t)/dt旋转。并且，图8(a)所示的电动机171的旋转角θ(t)由下述(1)式表示。

θ(t)＝(2π/T_w)·(t-nT_w)    ((n-1)T_w≤t＜nT_w)(n是整数)····(1)

如图8(a)所示，一旦电动机171旋转，则如图8(b)所示，进给路径长La的变化量V1(t)发生变化。变化量V1(t)由下述(2)式表示。

V1(t)＝Va·cos(θ(t))····(2)

在(2)式中，Va是振幅，为固定值。如此，变化量V1(t)周期性地变化。

另一方面，在本实施方式的焊接稳定状态下，进给控制电路38将用于指示进给速度Vf的进给速度控制信号Fc发送给焊丝进给装置16。因此，消耗电极15从焊丝进给装置16被以进给速度Vf向焊炬14送出。因此，如图8(c)所示，焊炬14中被包围的部位(图5的Ra)的速度V2(t)成为上述V1(t)和进给速度Vf相加所得的值。即，速度V2(t)由下述(3)式表示。

V2(t)＝Vf+Va·cos(θ(t))····(3)

如图8(c)所示，在本实施方式的焊接稳定状态下，进给消耗电极15，使得速度V2(t)成为以单位期间T_W为一周期的周期函数。实际上，根据(1)式以及(3)式，满足V2(t+T_w)＝V2(t)的关系。单位期间T_w由速度V2(t)为正值的前进进给期间T_W1和速度V2(t)为负值的后退进给期间T_W2构成。在前进进给期间T_W1中，速度V2(t)是正值，所以消耗电极15成为从焊炬14送出的状态(被前进进给的状态)。另一方面，在后退进给期间T_W2中，速度V2(t)是负值，所以消耗电极15成为从焊炬14提起的状态(被后退进给的状态)。

如上所述，在本实施方式的焊接稳定状态下，不依赖于焊接电流Iw或焊接电压Vw的值的变化，进给消耗电极15，使得速度V2(t)成为一定周期的周期函数。而且，在如此进给了消耗电极15的状态下，反复消耗电极15和母材W短路的短路期间Ts、和在消耗电极15和母材W之间产生了电弧a1的电弧产生期间Ta。在各前进进给期间T_W1中，使消耗电极15与母材W短路。据此，开始短路期间Ts。此外，在各后退进给期间T_W2中，使消耗电极15从母材W离开，将消耗电极15和母材W的短路状态断开。据此，开始电弧产生期间Ta。以下，具体说明从焊接开始时起的工序。

首先，在焊接开始时，在焊炬14和母材W离开某间隔的状态下，向示教器23输入用于开始焊接的焊接开始信号St。所输入的焊接开始信号St从示教器23经由动作控制电路21被发送给进给路径长控制电路37、进给控制电路38和电流控制电路32。于是，进给控制电路38将进给控制信号Fc发送给焊丝进给装置16，此外，进给路径长控制电路37向进给路径长变化装置17发送旋转速度信号Wc，以图8(c)所示的速度V2(t)进给消耗电极15。接下来，使焊炬14接近母材W，转移到反复产生短路期间Ts和电弧产生期间Ta的焊接稳定状态。在焊接稳定状态，将与母材W的距离保持在一定值，并且沿母材W的面内方向中的焊接行进方向，以机器人移动速度VR移动焊炬14。

(1)电弧产生期间Ta(时刻t0～时刻t3)

电弧产生期间Ta是用于使电弧a1产生并加热母材W的期间。如图8(g)所示，在电弧产生期间Ta的几乎整个期间(时刻t1～时刻t3)，电源特性切换信号Sw为高电平。因此，在时刻t1～时刻t3，电源电路31的电源特性为恒压特性。此外，如图8(c)所示，在时刻t2，消耗电极15从被后退进给的状态向被前进进给的状态变化。

(2)短路期间Ts(时刻t3～时刻t6)

<时刻t3～时刻t4>

短路期间Ts是用于使消耗电极15的前端与母材W接触并且使消耗电极15的一部分向母材W转移的期间。通过前进进给消耗电极15，在时刻t3中，消耗电极15和母材W接触，消耗电极15和母材W短路。据此，如图8(d)所示，在时刻t3，焊接电压Vw的值急剧降低。基于该焊接电压Vw的值的降低，电弧状态检测电路36判断为电弧a1已消灭。而且，电弧状态检测电路36将表示电弧a1消灭的电弧状态信号Asd发送给电流控制电路32。另一方面，在时刻t3～时刻t4，由于焦耳热(Joule heat)，消耗电极15熔融，消耗电极15和母材W的接触面积渐渐变大。据此，从消耗电极15向母材W流过的焊接电流Iw的电阻值变小，焊接电流Iw的值渐渐上升。如图8(c)所示，在时刻t3～时刻4中，消耗电极15正在被前进进给。但是，在时刻t3～时刻t4，消耗电极15因为如上述那样熔融并软化，所以变得难以屈曲(buckling)。

<时刻t4～时刻t6>

如图8(g)所示，电流控制电路32在时刻t4使电源特性切换信号Sw从高电平向低电平变化。据此，电源电路31的电源特性变化为恒流特性。另一方面，如图8(e)所示，电流控制电路32将用于使焊接电流Iw以比较小的电弧产生电流值ir1通电的电流控制信号Ir发送给电源电路31(在本实施方式中是电流误差计算电路EI)。因此，如图8(f)所示，从时刻t4起，以电弧产生电流值ir1流过焊接电流Iw。电弧产生电流值ir1例如是30～60A，比较小。另外，时刻t4的决定方法在后面进行叙述。此外，如图8(c)所示，在时刻t5，消耗电极15从被前进进给的状态向被后退进给的状态变化。

(3)电弧产生期间Ta(时刻t6～)

在时刻t6，消耗电极15和母材W离开，产生电弧a1。在时刻t6，以比较小的电弧产生电流值ir1流过焊接电流Iw，所以能够抑制在产生电弧a1时会产生的焊渣。如图8(d)所示，在时刻t6，由于产生电弧a1，焊接电压Vw的值急剧上升。基于该焊接电压Vw的上升，电弧状态检测电路36判断为产生了电弧a1。而且电弧状态检测电路36将表示产生了电弧a1的电弧状态信号Asd发送给电流控制电路32。电流控制电路32，在从接受表示产生了电弧a1的电弧状态信号Asd的时刻起经过了某一定时间后的时刻t7，使电源特性切换信号Sw从低电平变化为高电平。据此，电源电路31的电源特性变化为恒压特性。于是，如图8(f)所示，焊接电流Iw上升到足够加热母材W的值，再次进行与上述相同的工序。

在以上的工序中，在电流控制电路32中决定时刻t4。时刻t4的决定方法的一例如下所述。

首先，电流控制电路32基于与产生了短路的断开的第1短路断开时刻(在本实施方式中是时刻t0)相关的第1短路断开时信息，求取时刻t0之后的、与产生了短路的断开的第2短路断开时刻(在本实施方式中是时刻t6)相关的第2短路断开时信息。第1短路断开时信息例如是产生了短路断开的时刻t0、时刻t0下的旋转角θ(t)、时刻t0下的变化量V1(t)、时刻t0下的速度V2(t)的值等。在本实施方式中，第1短路断开时信息是时刻t0下的旋转角θ(t)。同样地，第2短路断开时信息例如是产生短路断开的时刻t6、时刻t6下的旋转角θ(t)、时刻t6下的变化量V1(t)、时刻t6下的速度V2(t)的值等。在本实施方式中，第2短路断开时信息是时刻t6下的旋转角θ(t)。即，一旦在时刻t0短路解除并产生电弧a1，则电流控制电路32从电弧状态检测电路36接受表示产生了电弧a1的电弧状态信号Asd。于是，电流控制电路32根据从进给路径长变化装置17发送来的旋转角信号Sθ，识别为第1短路断开时信息即时刻t0的旋转角θ(t)为θ3。在本实施方式中，速度V2(t)周期性地变化。因此，电流控制电路32预测为再次短路断开并且产生电弧a1的时刻下的旋转角θ(t)(第2短路断开时信息)是θ3。

接着，电流控制电路32根据预测为作为第2短路断开时信息的旋转角θ(t)为θ3，预测时刻t0之后的、产生短路断开并产生电弧a1的时刻为时刻t6。并且，电流控制电路32将时刻t6的设定时间Td之前的时刻决定为时刻t4。

下面，说明本实施方式的作用效果。

在电弧焊接装置1中，使图6所示的进给路径长La发生变化。进给路径长La的变化量V1(t)，通过具有凸轮机构173的进给路径长变化装置17而变化。因此，变化量V1(t)能够仅根据使电动机171正转的情况来发生变化。据此，在将焊丝进给装置16的消耗电极15的进给速度Fw保持恒定的情况下，如图8(c)所示，能够周期性地反复消耗电极15的前进进给以及后退进给。因此，与通过使焊丝进给装置16的进给电动机161正转以及倒转而使消耗电极15前进进给以及后退进给的情况相比，能够响应性更加良好地进给消耗电极15。因此，即使在高速地切换消耗电极15的前进进给和后退进给的情况下，也能够响应性良好地进给消耗电极15。其结果，能够进行稳定的焊接。

此外，在电弧焊接装置1中，进给路径长变化装置17使管道电缆19相对于焊炬14进行直线往复运动。因此，在电弧焊接装置1中，能够在焊接稳定状态下将焊炬14和母材W的距离保持为恒定，使消耗电极15前进进给以及后退进给。能够将焊炬14和母材W的距离保持恒定时，喷嘴142中的开口143和母材W的距离也恒定，所以在焊接稳定状态下，保护气体SG的供给状态难以发生变化。这有利于进行稳定的焊接。

在本实施方式中，如图8(c)所示，在本实施方式的焊接稳定状态下，不依赖于焊接电流Iw或焊接电压Vw的值的变化，进给消耗电极15使得速度V2(t)成为一定周期的周期函数。而且，追随速度V2(t)，来反复短路期间Ta和电弧产生期间Ts。在这种结构中，因为不是基于焊接电流Iw或焊接电压Vw的变化而使速度V2(t)变化，所以具有如下优点：不产生原本成为消耗电极15的进给的响应延迟的问题。此外，速度V2(t)为一定周期的周期函数时，还可以以大致恒定的周期反复短路期间Ta和电弧产生期间Ts。因此，能够进行稳定的焊接。

在本实施方式中，利用速度V2(t)是一定周期的周期函数，预测时刻t0之后的、产生短路断开并产生电弧a1的时刻为时刻t6。而且，在时刻t6的设定时间Td前的时刻t4，使焊接电流Iw减少。如此决定使焊接电流Iw减少的时刻，能够在时刻t6产生短路断开之前，可靠地使焊接电流Iw的值降低。这适于抑制产生电弧a1时的焊渣的产生。

另外，也可以不如上述那样决定时刻t4来使焊接电流Iw的值降低。可以在消耗电极15和母材W短路之后、并且时刻t5(消耗电极15从前进进给的状态变化为后退进给的状态的时刻)以前，使焊接电流Iw降低。考虑到开始消耗电极15的后退进给后经过了某程度的时间之后引起短路的断开。这样，通过在时刻t5以前使焊接电流Iw降低，也能够在短路的断开前，可靠地使焊接电流Iw的值降低。

进给路径长变化装置17的支架175也可以被固定在包覆管192上，而不是卷材套管191。

本发明的范围不限定于上述实施方式。本发明的各部的具体结构，能够自由地进行各种设计变更。

Claims (3)

1.一种电弧焊接装置，其特征在于，包括：

焊丝推动装置，其送出消耗电极；

焊炬，其保持上述消耗电极；

进给路径长变化装置，其使上述消耗电极中的、从上述消耗电极的轴线方向上的上述焊丝推动装置到上述焊炬的长度发生变化；和

管道电缆，其插通上述消耗电极，并且向上述焊炬引导上述消耗电极，

上述管道电缆包括：包围上述消耗电极的卷材套管、和包围上述卷材套管的包覆管，

上述进给路径长变化装置使上述管道电缆沿上述轴线方向相对于上述焊炬进行直线往复运动，并且上述进给路径长变化装置被固定在上述焊炬和上述卷材套管上。

2.根据权利要求1所述的电弧焊接装置，其特征在于，

所述电弧焊接装置还具备电源装置，该电源装置使由上述消耗电极中被上述焊炬包围的部位的、从上述焊炬朝向母材的速度为正值的前进进给期间和上述速度为负值的后退进给期间构成的单位期间反复产生，

将上述速度设为以上述单位期间为一周期的周期函数，上述消耗电极被进给，在各上述前进进给期间中上述消耗电极与上述母材短路，在各上述后退进给期间的某时刻断开上述消耗电极与上述母材的短路。

3.根据权利要求2所述的电弧焊接装置，其特征在于，

上述电源装置进行以下处理：

基于与产生了上述短路的断开的第1短路断开时刻相关的第1短路断开时信息，求取上述第1短路断开时刻之后的、与产生了上述短路的断开的第2短路断开时刻相关的第2短路断开时信息；和

基于上述第2短路断开时信息，在与上述第2短路断开时刻相比设定时间前，使从上述消耗电极朝向上述母材流动的焊接电流的值减小。