CN110961766B - 焊接装置以及焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及焊接装置以及焊接方法，焊接装置(10)具有：焊接电源(20)，其向消耗电极与工件(W)之间输出电流；进给装置(14)，其将消耗电极向工件(W)侧进给；交流脉冲控制部(111)，其以使以工件(W)为正极输出峰值电流(A1)的正极峰值期间(P10)和以工件(W)为负极输出峰值电流(A11)的负极峰值期间(P20)隔着输出基础电流(A2、A12)的基础期间(P30)交替地重复的方式，对焊接电源(20)进行控制；以及进给控制部(115)，其以至少在正极峰值期间(P10)之后的基础期间(P30)内使消耗电极与工件(W)暂时短接的方式，通过进给装置(14)使消耗电极接近工件(W)。

Description

焊接装置以及焊接方法
技术领域
本公开涉及焊接装置以及焊接方法。
背景技术
在日本特开2009-285701号公报中，公开了在消耗电极与焊接对象之间交替地施加正极性电流和相反极性电流的交流脉冲电弧焊接装置。该装置具有控制单元，该控制单元执行以相反极性输出脉冲电流的第1步骤，然后执行以相反极性输出基础电流而产生短接的第2步骤，然后执行以正极性输出脉冲电流的第3步骤，然后执行以正极性输出基础电流的第4步骤。
发明内容
本公开提供有效地提高焊接品质的焊接装置。
本公开的一个方面的焊接装置具有：焊接电源，其向消耗电极与焊接对象物之间输出电流；进给装置，其将消耗电极向焊接对象物侧进给；交流脉冲控制部，其以使以焊接对象物为正极输出峰值电流的正极峰值期间和以焊接对象物为负极输出峰值电流的负极峰值期间隔着输出基础电流的基础期间交替地重复的方式，对焊接电源进行控制；以及进给控制部，其以至少在正极峰值期间后的基础期间使消耗电极与焊接对象物暂时短接的方式通过进给装置使消耗电极接近焊接对象物。
本公开的其他方面的焊接方法包括：通过焊接电源向消耗电极与焊接对象物之间输出电流；通过进给装置将消耗电极向焊接对象物侧进给；以使以焊接对象物为正极输出峰值电流的正极峰值期间和以焊接对象物为负极输出峰值电流的负极峰值期间隔着输出基础电流的基础期间交替地重复的方式对焊接电源进行控制；以至少在正极峰值期间后的基础期间使消耗电极与焊接对象物暂时短接的方式，通过进给装置使消耗电极接近焊接对象物。
根据本公开，能够提供有效地提高焊接品质的焊接装置。
附图说明
图1是例示焊接系统的结构的示意图。
图2是例示焊接装置的结构的示意图。
图3是例示焊接控制器的功能结构的框图。
图4是例示电流及进给速度的推移的线图。
图5是示出电流控制的变形例的线图。
图6是示出电流控制的其他变形例的线图。
图7是示出电流控制的其他变形例的线图。
图8是示出电流控制的其他变形例的线图。
图9是例示机器人控制器及焊接控制器的硬件结构的框图。
图10是例示焊接的详细条件的设定过程的流程图。
图11是例示进给装置的控制过程的流程图。
图12是例示焊接电源的控制过程的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式进行详细说明。在说明中，对具有相同要素或相同功能的要素标注相同的标号，省略重复的说明。
〔焊接系统〕
图1所示的焊接系统1是用于自动执行焊接对象物(以下，称为“工件W”。)的电弧焊接作业的至少一部分的系统。焊接系统1具有焊接装置10和机器人系统30。
机器人系统30具有机器人40和对机器人40进行控制的机器人控制器200。机器人40在焊接对象位置配置焊接用的工具(例如焊枪11)。机器人40例如是6轴垂直多关节机器人，具有基部41、工具保持部42以及多关节臂50。基部41在机器人40的作业区域中例如设置在地面上。另外，基部41有时也设置于台车等可动部。
多关节臂50连接基部41和工具保持部42，变更工具保持部42相对于基部41的位置和姿势。多关节臂50例如是串联连杆型，具有旋转部51、第一臂52、第二臂53、手腕部54、致动器71、72、73、74、75、76。
旋转部51以能够绕铅垂的轴线Ax1进行旋转的方式设置于基部41的上部。即，多关节臂50具有能够使旋转部51绕轴线Ax1进行旋转的关节61。第一臂52以能够绕与轴线Ax1交叉(例如垂直)的轴线Ax2进行摆动的方式与基部41连接。即，多关节臂50具有能够使第一臂52绕轴线Ax2摆动的关节62。另外，这里的交叉还包括如所谓的立体交叉那样处于互相扭绞在一起的关系的情况。以下也同样如此。第二臂53以能够绕与轴线Ax1交叉的轴线Ax3进行摆动的方式与第一臂52的端部连接。即，多关节臂50具有能够使第二臂53绕轴线Ax3进行摆动的关节63。轴线Ax3也可以与轴线Ax2平行。
手腕部54具有旋转臂55和摆动臂56。旋转臂55沿着第二臂53的中心从第二臂53的端部延伸出来，能够绕沿着第二臂53的中心的轴线Ax4进行旋转。即，多关节臂50具有能够使旋转臂55绕轴线Ax4进行旋转的关节64。摆动臂56以能够绕与轴线Ax4交叉(例如垂直)的轴线Ax5进行摆动的方式与旋转臂55的端部连接。即，多关节臂50具有能够使摆动臂56绕轴线Ax5进行摆动的关节65。
工具保持部42以能够绕沿着摆动臂56的中心的轴线Ax6进行旋转的方式与摆动臂56的端部连接。即，多关节臂50具有能够使工具保持部42绕轴线Ax6进行旋转的关节66。
致动器71、72、73、74、75、76例如以电动马达为动力源对多关节臂50的多个关节61、62、63、64、65、66分别进行驱动。例如，致动器71使旋转部51绕轴线Ax1进行旋转，致动器72使第一臂52绕轴线Ax2进行摆动，致动器73使第二臂53绕轴线Ax3进行摆动，致动器74使旋转臂55绕轴线Ax4进行旋转，致动器75使摆动臂56绕轴线Ax5进行摆动，致动器76使工具保持部42绕轴线Ax6进行旋转。
上述机器人40的结构只不过是一个例子。只要机器人40通过多关节臂50来变更工具保持部42相对于基部41的位置和姿势，则任何结构都可以。例如，机器人40也可以是在上述6轴垂直多关节机器人上追加了冗余轴的7轴机器人。
焊接装置10是向焊接部位供给消耗电极并向消耗电极与工件W之间供给焊接用的电力的装置。消耗电极是作为焊接材料而熔融、消耗的电极。例如，焊接装置10具有焊枪11、桶装焊丝12、气瓶13、进给装置14、焊接电源20以及对焊接电源20进行控制的焊接控制器100。另外，在附图中，焊接控制器100与焊接电源20是分开的，但焊接控制器100也可以内置于焊接电源20。
焊枪11如上述那样通过工具保持部42来保持，将消耗电极(例如焊丝16)引导至焊接部位。桶装焊丝12向焊枪11供给焊丝16。例如，桶装焊丝12收纳卷绕成线圈状的焊丝16，并经由管道线缆15与焊枪11连接。
气瓶13向焊枪11供给保护气体。作为保护气体，列举了二氧化碳、氩气或它们的混合气体等。例如，气瓶13经由气体软管17而与焊枪11连接。
进给装置14将供给到焊枪11的焊丝16向工件W侧输送。例如，进给装置14设置于焊枪11，以伺服电动机等致动器为动力源，来进行焊丝16的正向进给和反向进给。正向进给是指以使焊丝16的末端接近工件W的方式使焊丝16前进。反向进给是指以使焊丝16的末端远离工件W的方式使焊丝16后退。
焊接电源20向焊丝16与工件W之间输出电流。如图2所示，例如，焊接电源20具有一次整流电路21、逆变器电路22、变压器23、二次整流电路24、极性切换部28、电抗器25、电流传感器26以及电压传感器27。
一次整流电路21对商用电源PS的交流电力进行直流化。逆变器电路22将被一次整流电路21直流化后的直流电力转换为依照控制指令的振幅/频率的交流电力。变压器23一边使一次侧(逆变器电路22侧)和二次侧绝缘，一边变更一次侧的电压和电流并向二次侧输出。二次整流电路24对变压器23的二次侧的交流电力进行直流化并输出到焊丝16与工件W之间。极性切换部28切换从二次整流电路24输出的电力的极性。具体来说，极性切换部28对工件W为正极的正极性输出和工件W为负极的负极性输出进行切换。电抗器25对来自二次整流电路24的输出电力(例如从二次整流电路24向极性切换部28输出的输出电力)进行平滑化。电流传感器26检测来自二次整流电路24的输出电流。电压传感器27检测来自二次整流电路24的输出电压。另外，极性切换部28也可以不必内置于焊接电源20。极性切换部28可以作为与焊接电源20分开的单元来构成，介于焊接电源20与焊丝16、工件W之间。
(焊接控制器)
焊接控制器100以按照预先设定的焊接条件进行焊丝16的供给以及向焊丝16的电力输出(向焊丝16与工件W之间输出电力)的方式对进给装置14及焊接电源20进行控制。例如，焊接控制器100构成为执行如下控制：以使以工件W为正极输出峰值电流的正极峰值期间和以工件W为负极输出峰值电流的负极峰值期间隔着输出基础电流的基础期间交替地重复的方式对焊接电源20进行控制；以至少在正极峰值期间之后的基础期间使焊丝16与工件W暂时短接的方式，通过进给装置14使焊丝16接近工件W。作为一例，焊接控制器100以重复如下流程的方式对焊接电源20进行控制，该流程包括：在正极峰值期间从工件W向焊丝16输出正极峰值电流；在第一基础期间向焊丝16与工件W之间输出具有比所述正极峰值电流小的绝对值的第一基础电流；在第一基础期间之后的负极峰值期间从焊丝16向工件W输出具有比第一基础电流的绝对值大的绝对值的负极峰值电流。
峰值电流被设定为例如通过发热使焊丝16熔融的大小。基础电流被设定为比峰值电流小，例如被设定为不使焊丝16熔融但维持焊丝16与工件W之间的电弧的大小。焊接控制器100也可以构成为：以在负极峰值期间之后的基础期间内也使焊丝16与工件W暂时短接的方式，通过进给装置14使焊丝16接近工件W。作为一例，上述流程还包括：在负极峰值期间之后的第二基础期间，向焊丝16与工件W之间输出具有比负极峰值电流的绝对值小的绝对值的第一基础电流。
如图3所示，例如，作为功能上的结构(以下，称为“功能模块”。)，焊接控制器100具有交流脉冲控制部111、焊接指令取得部112、期间设定部113、短接检测部114以及进给控制部115。
交流脉冲控制部111以使上述正极峰值期间和上述负极峰值期间隔着基础期间交替地重复的方式对焊接电源20进行控制。图4的(a)是例示焊接电源20根据交流脉冲控制部111的控制而输出的电流的推移的线图。该线图的横轴表示经过时间。该线图的纵轴表示以从焊丝16向工件W侧的方向为正的电流值。因此，在该线图中，正极峰值期间P10被图示在负侧，负极峰值期间P20被图示在正侧。
如图4的(a)所示，交流脉冲控制部111以使以工件W为正极输出峰值电流A1的正极峰值期间P10和以工件W为负极输出峰值电流A11的负极峰值期间P20隔着基础期间P30交替地重复的方式对焊接电源20进行控制。更具体来说，交流脉冲控制部111以使电流值(例如由电流传感器26检测的电流值)追随隔着基础期间P30交替地重复正极峰值期间P10和负极峰值期间P20的模式的方式对逆变器电路22进行控制。作为一例，交流脉冲控制部111以使在正极峰值期间P10之后的基础期间P30内以工件W为正极输出基础电流A2，在负极峰值期间P20之后的基础期间P30内以工件W为负极输出基础电流A12的方式对焊接电源20进行控制。
焊接指令取得部112从其他控制器(例如机器人控制器200)取得焊接指令。焊接指令取得部112也可以根据用户向操作面板等的输入来取得焊接指令，来代替来自机器人控制器200取得指令。焊接指令包括焊接的开始和结束的指令以及焊接条件。焊接条件包括目标焊道宽度、目标熔入深度、工件的厚度、目标电流、目标电压以及焊丝16的目标进给速度中的至少一个。目标电流例如是对于电流的大小的平均值的目标。目标电压例如是对于电压的大小的平均值的目标。
期间设定部113根据目标电流至少设定基础期间P30的长度。例如，期间设定部113以使焊接电源20所输出的电流的大小的平均值与目标电流一致的方式设定基础期间P30的长度。期间设定部113可以将正极峰值期间P10和负极峰值期间P20的长度固定而变更基础期间P30的长度，也可以变更正极峰值期间P10、负极峰值期间P20的长度以及基础期间P30的长度的双方
短接检测部114检测焊丝16与工件W之间的短接的开始及解除。短接是指焊丝16与工件W经由焊丝16的熔融物而电连接的状态。当从电弧状态转移到短接状态时，焊丝16与工件W之间的电位差的绝对值急剧减小。另一方面，当从短接状态转移到电弧状态时，焊丝16与工件W之间的电位差的绝对值急剧增大。利用该性质，短接检测部114例如根据电压传感器27的电压检测值(以下，简称为“电压检测值”。)来检测短接的开始及解除。
例如，短接检测部114在电压检测值的绝对值低于规定的阈值的情况下检测为开始短接。短接检测部114也可以在电压检测值的绝对值的减小速度超过了规定的阈值的情况下检测为开始短接。短接检测部114在电压检测值的绝对值高于规定的阈值的情况下检测为短接解除。短接检测部114也可以在电压检测值的绝对值的增加速度超过了规定的阈值的情况下检测为短接解除。
进给控制部115以根据预先设定的目标进给速度使焊丝16向工件W侧进给的方式对进给装置14进行控制。如上述那样，作为消耗电极的焊丝16作为焊接材料而熔融、消耗。目标进给速度被设定为将要消耗的焊丝16的末端部与工件W之间的距离保持在规定范围内。该规定范围例如被预先设定为能够维持焊丝16与工件W之间的电弧状态。
另外，在进给装置14的控制中需要用于对进给装置14的致动器进行驱动的驱动电路。作为该驱动电路，例如可以使用机器人控制器200的外部轴用驱动电路(机器人40的致动器71、72、73、74、75、76以外的致动器用的驱动电路)。在该情况下，进给控制部115经由机器人控制器200对进给装置14进行控制。
进给控制部115以在正极峰值期间之后的基础期间以及负极峰值期间之后的基础期间使焊丝16与工件W暂时短接的方式，通过进给装置14使焊丝16接近工件W。例如，进给控制部115使通过进给装置14实现的焊丝16的进给速度(向工件W侧进给的进给速度)暂时比目标进给速度大，从而使焊丝16接近工件W。
图4的(b)是例示通过进给装置14实现的焊丝16的进给速度的推移的线图。该线图的横轴表示经过时间。该线图的纵轴表示以从焊丝16向工件W侧进给的方向为正的进给速度。如图4的(b)所示，在以峰值期间(正极峰值期间P10或负极峰值期间P20)的完成时刻为基准经过了待机期间P50时，进给控制部115使通过进给装置14实现的焊丝16的进给速度比目标进给速度v1大，从而焊丝16开始向工件W接近。另外，经过时间的基准时刻未必限于峰值期间的完成时刻。进给控制部115也可以以基础期间的开始时刻为经过时间的基准时刻。
当焊丝16与工件W接近到某种程度时，焊丝16的末端的熔融部分与工件W接触而开始短接，焊接电源20输出的电流的绝对值上升(参照图4的时刻T2、T12)。该短接的开始如上述那样由短接检测部114检测。进给控制部115根据短接检测部114对短接开始的检测，使进给装置14对焊丝16的进给速度比目标进给速度v1小，从而焊丝16开始从工件W脱离。
当焊丝16与工件W分离某种程度时，焊丝16的末端从工件W离开而短接解除，焊接电源20输出的电流的绝对值减小(参照图4的时刻T3、T13)。该短接的解除也由短接检测部114检测。进给控制部115根据短接检测部114对短接解除的检测，使通过进给装置14实现的焊丝16的进给速度比目标进给速度v1大，从而使焊丝16再次接近工件W，之后使焊丝16的进给速度恢复为目标进给速度v1。
另外，进给控制部115也可以不必根据短接检测部114对短接开始的检测而开始使焊丝16从工件W脱离。例如进给控制部115也可以根据自峰值期间的完成时刻或基础期间的开始时刻等起的经过时间而使焊丝16开始从工件W脱离。另外，进给控制部115也可以不必根据短接检测部114对短接解除的检测而开始使焊丝16向工件W再次接近。例如，进给控制部115也可以根据自峰值期间的完成时刻或基础期间的开始时刻等起的经过时间而开始使焊丝16向工件W再次接近。
这里，交流脉冲控制部111也可以根据上述短接的开始及解除来调节焊接电源20输出的电流的绝对值。例如，交流脉冲控制部111以从短接开始起到解除为止抑制电流上升的方式对焊接电源20进行控制。另外，在短接解除之后且经过规定的转移期间P40之前，交流脉冲控制部111以输出规定的转移电流A3、A13的方式对焊接电源20进行控制。转移电流A3、A13被设定为在基础电流A2、A12与峰值电流A1、A11之间不使焊丝16进行熔融的大小。另外，与短接解除后的基础期间P30的剩余期间相比，转移期间P40被设定得较短。在转移期间P40之后，交流脉冲控制部111以再次输出基础电流A2、A12的方式对焊接电源20进行控制。
另外，如以上例示的那样，在负极峰值期间P20之后的基础期间P30中以工件W为负极的情况下，也可以不使焊丝16接近工件W，熔融部从焊丝16向工件W的转移以比较高的概率产生。因此，并不是必须在负极峰值期间P20之后的基础期间P30内使焊丝16与工件W暂时短接。
如果在正极峰值期间P10之后的基础期间P30以及负极峰值期间P20之后的基础期间P30的任一期间中也使焊丝16与工件W暂时短接，则无论极性如何，焊丝16的熔融部都可靠地转移到工件W。因此，基础期间P30内的极性可以任意地变更。例如，交流脉冲控制部111也可以与上述同样地一边使正极峰值期间P10之后的基础期间P30内的极性和负极峰值期间P20之后的基础期间P30内的极性不同，一边在正极峰值期间P10之后的基础期间P30内使工件W为负极，在负极峰值期间P20之后的基础期间P30内使工件W为正极(参照图5)。另外，交流脉冲控制部111也可以在正极峰值期间P10之后的基础期间P30以及负极峰值期间P20之后的基础期间P30的任一期间使工件W均为负极(参照图6)。另外，交流脉冲控制部111也可以在正极峰值期间P10之后的基础期间P30和负极峰值期间P20之后的基础期间P30的任一期间使工件W均为正极(参照图7)。交流脉冲控制部111也可以以使第一基础期间内的极性与第二基础期间内的极性不同的方式对焊接电源20进行控制。交流脉冲控制部111也可以以使在第一基础期间从工件W向焊丝16输出第一基础电流，在第二基础期间从焊丝16向工件W输出第二基础电流的方式对焊接电源20进行控制。交流脉冲控制部111也可以以使在第一基础期间从焊丝16向工件W输出第一基础电流，在第二基础期间从焊丝16向工件W输出第二基础电流的方式对焊接电源20进行控制。交流脉冲控制部111也可以以使在第一基础期间从工件W向焊丝16输出第一基础电流，在第二基础期间从工件W向焊丝16输出第二基础电流的方式对焊接电源20进行控制。
焊接控制器100还可以具有目标热输入设定部116和次数设定部117。目标热输入设定部116根据目标焊道宽度、目标熔入深度、工件的厚度、目标电流、目标电压以及目标进给速度中的至少一个来计算目标热输入。热输入是每单位时间施加给焊接部的平均热量。例如，目标热输入设定部116根据目标焊道宽度、目标熔入深度或工件的厚度变大的情况来增大目标热输入。
次数设定部117根据目标热输入来设定隔着正极基础期间重复正极峰值期间的正极次数以及隔着负极基础期间重复负极峰值期间的负极次数。例如，次数设定部117以与目标热输入变大的情况相对应地使负极期间相对于正极期间的比例变大的方式设定正极次数以及负极次数。
在焊接控制器100具有目标热输入设定部116以及次数设定部117的情况下，交流脉冲控制部111也可以以使如图8所示的那样隔着基础期间P30交替地重复正极期间P1和负极期间P2的方式对焊接电源20进行控制，其中，在该正极期间P1中隔着基础期间P30重复正极次数的正极峰值期间P10，在该负极期间P2中隔着基础期间P30重复负极次数的负极峰值期间P20。
(控制器的硬件结构)
图9是例示机器人控制器及焊接控制器的硬件结构的框图。焊接控制器100包含电路120。电路120包含至少一个处理器121、内存122、储存器123、输入输出端口124、驱动电路126以及通信端口125。储存器123是计算机可读取的非易失性存储介质(例如闪存)。例如储存器123存储用于使焊接控制器100执行如下动作的程序：以使以工件W为正极输出峰值电流的正极峰值期间和以工件W为负极输出峰值电流的负极峰值期间隔着输出基础电流的基础期间交替地重复的方式对焊接电源20进行控制；以至少在正极峰值期间之后的基础期间使焊丝16与工件W暂时短接的方式，通过进给装置14使焊丝16接近工件W。作为一例，储存器123存储用于在焊接控制器100内构成上述各种功能模块的程序。
内存122临时存储从储存器123下载的程序和处理器121的运算结果等。处理器121与内存122协同动作而执行上述程序，从而构成焊接控制器100的各功能模块。驱动电路126根据来自处理器121的指令，对进给装置14的致动器进行驱动。输入输出端口124根据来自处理器121的指令，在其与逆变器电路22、电流传感器26、电压传感器27及极性切换部28之间进行电信号的输入输出。通信端口125根据来自处理器121的指令，在其与机器人控制器200之间进行网络通信。例如，通信端口125被用于上述焊接指令取得部112取得焊接指令。
机器人控制器200具有控制器主体201、显示设备202以及输入设备203。显示设备202例如包含液晶显示器等，用于显示针对用户的信息。输入设备203例如是脚踏开关或键盘等，取得用户的输入信息。显示设备202和输入设备203也可以一体化成所谓的触摸面板。显示设备202和输入设备203被用于针对机器人40的输入操作。显示设备202和输入设备203也被用于用户对焊接条件的输入。
控制器主体201包含电路220。电路220包含至少一个处理器221、内存222、储存器223、输入输出端口224、多个驱动电路225以及通信端口227。储存器223是计算机可读取的非易失性存储介质(例如闪存)。例如，储存器223存储用于使机器人控制器200执行机器人40的控制的程序。
多个驱动电路225根据来自处理器221的指令，对机器人40的致动器71、72、73、74、75、76分别进行驱动。输入输出端口224根据来自处理器221的指令，在其与显示设备202以及输入设备203之间进行电信号的的输入输出。通信端口227根据来自处理器221的指令，在其与焊接控制器100之间进行网络通信。
〔焊接方法〕
接着，作为焊接方法的一例，例示了焊接系统1执行的焊接过程。该焊接过程包括：通过焊接电源20向焊丝16与工件W之间输出电流；通过进给装置14将焊丝16向工件W侧进给；以使上述正极峰值期间和上述负极峰值期间隔着上述基础期间交替地重复的方式对焊接电源20进行控制；以至少在正极峰值期间之后的基础期间使焊丝16与工件W暂时短接的方式，通过进给装置14使焊丝16接近工件W。以下，将焊接过程分成焊接的详细条件的设定过程、进给装置的控制过程和焊接电源的控制过程而具体地进行例示。
(焊接的详细条件的设定过程)
如图10所示，首先，焊接控制器100执行步骤S01、S02。在步骤S01中，焊接指令取得部112从机器人控制器200取得上述焊接条件。在步骤S02中，期间设定部113根据目标电流来设定正极峰值期间P10、负极峰值期间P20以及基础期间P30的长度。
接着，焊接控制器100执行步骤S03、S04。在步骤S03中，目标热输入设定部116根据目标焊道宽度、目标熔入深度、工件的厚度、目标电流、目标电压以及目标进给速度中的至少一个来计算目标热输入。例如，目标热输入设定部116根据目标焊道宽度、目标熔入深度或工件的厚度变大的情况来增大目标热输入。在步骤S04中，次数设定部117根据目标热输入来设定隔着正极基础期间重复正极峰值期间的正极次数和隔着负极基础期间重复负极峰值期间的负极次数。以上，焊接的详细条件的设定过程完成。另外，步骤S02～S04的执行顺序可以适当变更。焊接控制器100例如也可以在步骤S03、S04之后执行步骤S02。
(进给装置的控制过程)
如图11所示，首先，焊接控制器100执行步骤S11、S12、S13。在步骤S11中，焊接指令取得部112等待从机器人控制器200取得焊接开始指令。在步骤S12中，进给控制部115以按照追随着目标进给速度的速度开始进行将焊丝16向工件W侧进给的通常进给的方式，对进给装置14进行控制。在步骤S13中，进给控制部115等待峰值期间(正极峰值期间P10或负极峰值期间P20)的完成。
接着，焊接控制器100执行步骤S14、S16、S17。在步骤S14中，进给控制部115等待从峰值期间的完成时刻起的经过时间达到上述待机期间P50。在步骤S16中，进给控制部115使由进给装置14实现的焊丝16的进给速度比目标进给速度v1大，从而焊丝16开始向工件W接近。在步骤S17中，进给控制部115等待短接检测部114对短接开始的检测。
接着，焊接控制器100执行步骤S18、S19、S21、S22。在步骤S18中，进给控制部115使通过进给装置14实现的焊丝16的进给速度比目标进给速度v1小，从而焊丝16开始从工件W脱离。在步骤S19中，进给控制部115等待短接检测部114对短接解除的检测。在步骤S21中，进给控制部115使通过进给装置14实现的焊丝16的进给速度比目标进给速度v1大，从而使焊丝16再次接近工件W，之后使焊丝16的进给速度恢复为目标进给速度v1。在步骤S22中，焊接指令取得部112确认有无来自机器人控制器200的焊接停止指令。
当在步骤S22中判定为没有焊接停止指令的情况下，焊接控制器100使处理返回到步骤S13。之后，在从机器人控制器200取得焊接停止指令之前，一边进行通常进给一边在基础期间P30内反复进行产生暂时短接的动作。
当在步骤S22中判定为存在焊接停止指令的情况下，焊接控制器100执行步骤S23。在步骤S23中，进给控制部115以停止焊丝16的进给的方式对进给装置14进行控制。以上，进给装置14的控制过程完成。
(焊接电源的控制过程)
如图12所示，首先，焊接控制器100执行步骤S31、S32、S33。在步骤S31中，焊接指令取得部112等待从机器人控制器200取得焊接开始指令。在步骤S32中，交流脉冲控制部111以使以工件W为正极或负极开始峰值电流A1、A11的输出的方式对焊接电源20进行控制。在步骤S33中，交流脉冲控制部111等待峰值期间(正极峰值期间P10或负极峰值期间P20)的经过。
接着，焊接控制器100执行步骤S34、S35、S36、S37。在步骤S34中，交流脉冲控制部111以使以与前一个峰值期间相同的极性开始基础电流A2、A12的输出的方式对焊接电源20进行控制。在步骤S35中，交流脉冲控制部111等待短接检测部114对短接开始的检测。在步骤S36中，交流脉冲控制部111以抑制电流的上升的方式开始对焊接电源20进行控制。在步骤S37中，交流脉冲控制部111等待短接检测部114对短接解除的检测。
接着，焊接控制器100执行步骤S38、S39、S41、S42。在步骤S38中，交流脉冲控制部111以使在不改变极性的情况下开始上述转移电流的输出的方式对焊接电源20进行控制。在步骤S39中，交流脉冲控制部111等待上述转移期间P40的经过。在步骤S41中，交流脉冲控制部111以使在不改变极性的情况下再次开始基础电流的输出的方式对焊接电源20进行控制。在步骤S42中，交流脉冲控制部111等待从步骤S34中开始输出基础电流起经过基础期间P30。
接着，焊接控制器100执行步骤S43。在步骤S43中，交流脉冲控制部111判定是否需要切换极性。在下一个峰值期间的极性与前一个峰值期间的极性不同的情况下判定为需要切换极性，在下一个峰值期间的极性与前一个峰值期间的极性相同的情况下判定为不需要切换极性。
当在步骤S43中判定为需要切换极性的情况下，焊接控制器100执行步骤S44。在步骤S44中，交流脉冲控制部111切换工件W的极性。换言之，交流脉冲控制部111使工件W与焊丝16的极性反转。
接着，焊接控制器100执行步骤S45。当在步骤S43中判定为不需要切换极性的情况下，焊接控制器100不执行步骤S44而执行步骤S45。在步骤S45中，焊接指令取得部112确认有无来自机器人控制器200的焊接停止指令。
当在步骤S45中判定为没有焊接停止指令的情况下，焊接控制器100使处理返回到步骤S32。之后，在从机器人控制器200取得焊接停止指令之前，一边切换极性一边反复输出峰值电流及基础电流。
当在步骤S45中判定为存在焊接停止指令的情况下，焊接控制器100执行步骤S46。在步骤S46中，交流脉冲控制部111以停止峰值电流及基础电流的输出的方式对焊接电源20进行控制。以上，焊接电源20的控制过程完成。
〔本实施方式的效果〕
如以上说明的那样，焊接装置10具有：焊接电源20，其向消耗电极与工件W之间输出电流；进给装置14，其将消耗电极向工件W侧进给；交流脉冲控制部111，其以使以工件W为正极输出峰值电流A1的正极峰值期间P10和以工件W为负极输出峰值电流A11的负极峰值期间P20隔着输出基础电流A2、A12的基础期间P30交替地重复的方式，对焊接电源20进行控制；以及进给控制部115，其以至少在正极峰值期间P10之后的基础期间P30内使消耗电极与工件W暂时短接的方式，通过进给装置14使消耗电极接近工件W。
在隔着基础期间P30交替地重复正极峰值期间P10和负极峰值期间P20的焊接过程中，在正极峰值期间P10形成于消耗电极的熔滴在很多情况下残留于消耗电极直到负极峰值期间P20。当在正极峰值期间P10形成于消耗电极的熔滴在向负极峰值期间P20的转移过程中飞散时，焊接品质有可能下降。与此相对，以在正极峰值期间P10之后的基础期间P30内使消耗电极与工件W暂时短接的方式对进给装置14进行控制。因此，在正极峰值期间P10形成于消耗电极的熔滴的大部分在向负极峰值期间P20转移之前被转移到工件W。由此，不容易产生熔滴的飞散。因此，有效地提高焊接品质。
进给控制部115也可以以在负极峰值期间P20之后的基础期间P30内也使消耗电极与工件W暂时短接的方式，通过进给装置14使消耗电极接近工件W。在该情况下，在负极峰值期间P20之后的基础期间P30内，消耗电极的熔滴也更可靠地转移到工件W侧。由此，更不容易产生熔滴的飞散。因此，更有效地提高焊接品质。
交流脉冲控制部111也可以以使正极峰值期间P10之后的基础期间P30内的极性与负极峰值期间P20之后的基础期间P30内的极性不同的方式对焊接电源20进行控制。在输出峰值电流A1、A11和基础电流A2、A12中的任一个时，在工件W为正极的情况下，与工件W为负极的情况相比，存在对工件W的热输入减小的倾向。通过使正极峰值期间P10之后的基础期间内的极性与负极峰值期间P20之后的基础期间内的极性不同，能够抑制基础期间P30中的热输入的过多或不足。
交流脉冲控制部111也可以以在正极峰值期间P10之后的基础期间P30内使工件W为正极，在负极峰值期间P20之后的基础期间P30内使工件W为负极的方式对焊接电源20进行控制。在该情况下，无论是正极峰值期间P10的结束后还是负极峰值期间P20的结束后，电流变动均被抑制得比较小。因此，能够抑制由峰值期间后的电流变动引起的熔滴的飞散。
交流脉冲控制部111也可以在正极峰值期间P10之后的基础期间P30及负极峰值期间P20之后的基础期间P30的任一期间中使工件W为负极。与工件W侧为正极的情况相比，基础期间P30内的熔滴的转移在工件W侧为负极的情况下存在变顺畅的倾向。因此，在正极峰值期间P10之后的基础期间P30以及负极峰值期间P20之后的基础期间P30的任一期间中，通过使工件W侧为负极，均能够抑制向工件W侧转移时的熔滴的飞散。
交流脉冲控制部111也可以在正极峰值期间P10之后的基础期间P30以及负极峰值期间P20之后的基础期间P30的任一期间中使工件W为正极。在该情况下，在正极峰值期间P10之后的基础期间P30以及负极峰值期间P20之后的基础期间P30的任一期间中，均抑制向工件W的热输入。因此，例如有效地扩大对极薄的工件W的应用。
以上，对实施方式进行了说明，但本发明未必限定于上述方式，能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变形。

Claims (15)

1.一种焊接装置，该焊接装置具有：
焊接电源，其向消耗电极与焊接对象物之间输出电流；
进给装置，其将所述消耗电极向所述焊接对象物侧进给；
交流脉冲控制部，其以重复如下流程的方式对所述焊接电源进行控制，该流程包括：在正极峰值期间从所述焊接对象物向所述消耗电极输出正极峰值电流，在第一基础期间向所述消耗电极与所述焊接对象物之间输出具有比所述正极峰值电流小的绝对值的第一基础电流，在所述第一基础期间之后的负极峰值期间从述消耗电极向所述焊接对象物输出具有比所述第一基础电流的绝对值大的绝对值的负极峰值电流；以及
进给控制部，其对所述进给装置进行控制，
所述进给控制部构成为执行：
以通过以与目标进给速度对应的进给速度将所述消耗电极向所述焊接对象物侧输送，从而所述消耗电极与所述焊接对象物维持彼此分离的状态的方式对所述进给装置进行控制；以及
以至少在所述第一基础期间使所述消耗电极与所述焊接对象物暂时短接的方式，通过所述进给装置使所述消耗电极的进给速度暂时高于所述目标进给速度而使所述消耗电极接近所述焊接对象物，
所述流程还包括：在所述负极峰值期间之后的第二基础期间，向所述消耗电极与所述焊接对象物之间输出具有比所述负极峰值电流的绝对值小的绝对值的第二基础电流，
所述进给控制部以在所述第二基础期间也使所述消耗电极与所述焊接对象物暂时短接的方式，通过所述进给装置使所述消耗电极接近所述焊接对象物。
2.根据权利要求1所述的焊接装置，其中，
所述进给控制部构成为执行：至少在所述第一基础期间，在所述消耗电极与所述焊接对象物短接之后，通过所述进给装置使所述消耗电极的进给速度暂时低于所述目标进给速度而使所述消耗电极从所述焊接对象物离开。
3.根据权利要求1所述的焊接装置，其中，
所述交流脉冲控制部以使所述第一基础期间内的极性与所述第二基础期间内的极性不同的方式对所述焊接电源进行控制。
4.根据权利要求3所述的焊接装置，其中，
所述交流脉冲控制部以在所述第一基础期间从所述焊接对象物向所述消耗电极输出所述第一基础电流，在所述第二基础期间从所述消耗电极向所述焊接对象物输出所述第二基础电流的方式对所述焊接电源进行控制。
5.根据权利要求1所述的焊接装置，其中，
所述交流脉冲控制部以在所述第一基础期间从所述消耗电极向所述焊接对象物输出所述第一基础电流，在所述第二基础期间从所述消耗电极向所述焊接对象物输出所述第二基础电流的方式对所述焊接电源进行控制。
6.根据权利要求1所述的焊接装置，其中，
所述交流脉冲控制部以在所述第一基础期间从所述焊接对象物向所述消耗电极输出所述第一基础电流，在所述第二基础期间从所述焊接对象物向所述消耗电极输出所述第二基础电流的方式对所述焊接电源进行控制。
7.根据权利要求1或2所述的焊接装置，其中，
所述交流脉冲控制部以在所述第一基础期间内的所述消耗电极与所述焊接对象物之间的短接解除之后，输出具有比所述第一基础电流的绝对值大且比所述正极峰值电流小的绝对值的第一转移电流的方式，对所述焊接电源进行控制。
8.根据权利要求7所述的焊接装置，其中，
所述交流脉冲控制部以在所述第一基础期间内且在输出所述第一转移电流之前以及之后输出所述第一基础电流的方式对所述焊接电源进行控制。
9.根据权利要求1所述的焊接装置，其中，
所述交流脉冲控制部以在所述第一基础期间内的所述消耗电极与所述焊接对象物之间的短接解除之后，输出具有比所述第一基础电流的绝对值大且比所述正极峰值电流小的绝对值的第一转移电流的方式，对所述焊接电源进行控制，
所述交流脉冲控制部以在所述第二基础期间内的所述消耗电极与所述焊接对象物之间的短接解除之后，输出具有比所述第二基础电流的绝对值大且比所述负极峰值电流的绝对值小的绝对值的第二转移电流的方式，对所述焊接电源进行控制。
10.根据权利要求9所述的焊接装置，其中，
所述交流脉冲控制部以在所述第一基础期间内且在输出所述第一转移电流之前及之后再次输出所述第一基础电流的方式，对所述焊接电源进行控制。
11.一种焊接方法，该焊接方法包括：
通过焊接电源在消耗电极与焊接对象物之间生成正极峰值电流与负极峰值电流的交替模式；
通过进给装置将所述消耗电极向所述焊接对象物侧进给；
以生成包含所述正极峰值电流、第一基础电流以及所述负极峰值电流在内的所述交替模式的第一流程的方式对所述焊接电源进行控制，其中，所述正极峰值电流在正极峰值期间从所述焊接对象物向所述消耗电极输出，所述第一基础电流在所述正极峰值期间之后的第一基础期间在所述焊接对象物与所述消耗电极之间输出，所述负极峰值电流在负极峰值期间从所述消耗电极向所述焊接对象物输出；
以通过以与目标进给速度对应的进给速度将所述消耗电极向所述焊接对象物侧输送，从而所述消耗电极与所述焊接对象物维持彼此分离的状态的方式对所述进给装置进行控制；以及
以至少在所述第一基础期间使所述消耗电极与所述焊接对象物暂时短接的方式，通过所述进给装置使所述消耗电极的进给速度暂时高于所述目标进给速度而使所述消耗电极接近所述焊接对象物，
该焊接方法还包括：
以生成包含第二基础电流在内的所述交替模式的第二流程的方式对所述焊接电源进行控制，该第二基础电流在所述负极峰值期间之后且第二正极峰值期间之前的第二基础期间，在所述焊接对象物与所述消耗电极之间输出，该第二基础电流具有比所述负极峰值电流的绝对值小的绝对值；
以在所述负极峰值期间之后的所述第二基础期间也使所述消耗电极与所述焊接对象物暂时短接的方式，通过所述进给装置使所述消耗电极接近所述焊接对象物。
12.根据权利要求11所述的焊接方法，其中，
该焊接方法还包括：
至少在所述第一基础期间，在所述消耗电极与所述焊接对象物短接之后，通过所述进给装置使所述消耗电极的进给速度暂时低于所述目标进给速度而使所述消耗电极从所述焊接对象物离开。
13.根据权利要求11所述的焊接方法，其中，
该焊接方法还包括：
以使所述第一基础期间内的极性与所述第二基础期间内的极性不同的方式对所述焊接电源进行控制。
14.根据权利要求13所述的焊接方法，其中，
该焊接方法还包括：
以在所述第一基础期间从所述焊接对象物向所述消耗电极输出所述第一基础电流，在所述第二基础期间从所述消耗电极向所述焊接对象物输出所述第二基础电流的方式，对所述焊接电源进行控制。
15.根据权利要求11所述的焊接方法，其中，
该焊接方法还包括：
以在所述第一基础期间从所述消耗电极向所述焊接对象物输出所述第一基础电流，在所述第二基础期间从所述消耗电极向所述焊接对象物输出所述第二基础电流的方式，对所述焊接电源进行控制。
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