CN116583375A - 电渣焊或气电焊的控制方法、控制装置、焊接系统以及程序 - Google Patents

电渣焊或气电焊的控制方法、控制装置、焊接系统以及程序 Download PDF

Info

Publication number
CN116583375A
CN116583375A CN202280007702.5A CN202280007702A CN116583375A CN 116583375 A CN116583375 A CN 116583375A CN 202280007702 A CN202280007702 A CN 202280007702A CN 116583375 A CN116583375 A CN 116583375A
Authority
CN
China
Prior art keywords
welding
items
reference value
control
construction information
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
Application number
CN202280007702.5A
Other languages
English (en)
Inventor
户田亮
福本弘孝
山崎圭
斋藤康之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Publication of CN116583375A publication Critical patent/CN116583375A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K25/00Slag welding, i.e. using a heated layer or mass of powder, slag, or the like in contact with the material to be joined
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/095Monitoring or automatic control of welding parameters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/16Arc welding or cutting making use of shielding gas
    • B23K9/173Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a consumable electrode

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

基于对包括焊接方法以及焊接材料的项目的施工信息所包括的项目指定的参数,来决定所述系数信息,作为焊接中的焊接条件的项目至少包括焊接电流、焊丝的进给速度以及突出长度,基于对该焊接条件的项目中的至少两个指定的设定值以及决定的所述系数信息,来算出针对所述焊接条件的项目中的未被指定的项目的基准值,基于所述基准值,来算出针对所述焊接条件的项目中的未被指定的项目的控制量。

Description

电渣焊或气电焊的控制方法、控制装置、焊接系统以及程序
技术领域
本发明涉及电渣焊或气电焊的控制方法、控制装置、焊接系统以及程序。
背景技术
在造船、产业机械领域的构造物制造中,多使用立向焊接。在该立向焊接中通常应用电气弧焊(以后,称为EGW)或电渣焊(以后,称为ESW),从以往起自动化正在推进。
关于EGW的自动化,在专利文献1中,公开了在较广地取得应用范围的同时进行焊接头的行驶控制的方法。在专利文献1中,检测焊丝的进给速度并且检测与焊丝伸长的变动相应地变化的焊接电流,使用这两检测值来控制焊接头的行驶速度。由此,以焊丝伸长保持大致恒定的方式进行控制。
另外,关于ESW的自动化,在专利文献2中,示出了在使用了滑动式压板的电渣焊中在将焊渣浴深度保持为预先设定的深度的同时进行焊接并确保健全的熔深而防止焊接金属的机械的性质的劣化的结构。在专利文献2中,在电渣焊中,以使从导电嘴前端到焊渣浴的焊丝的长度成为预先设定的长度的方式供给焊剂。并且,以使焊接电流相对于基准电流值成为预先设定的关系的方式调整搭载有焊炬和滑动式压板的行驶台车的行驶速度。由此,在将焊渣浴深度保持为预先设定的深度的同时进行焊接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本国特开昭50-137351号公报
专利文献2:日本国特开2016-215214号公报
发明内容
发明要解决的课题
EGW以及ESW的各焊接方法各自具有长处,期望根据状况而区分使用。例如,EGW能够实现较高的效率性。另一方面,ESW的烟气、溅射等焊接作业性优异。然而,EGW以及ESW分别为不同的控制,因此例如难以将专利文献1的控制方法应用于ESW,为了区分使用EGW以及ESW而需要设置其他装置。
并且,在专利文献1中,在将突出长度设为恒定的情况下,求出焊接电流与突出长度的函数。此时,每当改变突出长度时,需要单个地调整常数。另外,在专利文献2中,将焊丝进给速度设为恒定来决定函数,与专利文献1相同地,需要根据用途来调整控制式。因此,在专利文献1、2中例如在想要通过在焊接中途板厚改变等来变更各种焊接条件时,无法进行最佳的自动控制,无法实现与各种条件对应的通用的利用。因此,控制式的调整、焊接方法的切换需要时间,作业效率降低。另外,由于难以在焊接中途自动地进行适当的焊接条件变更,因此无法以适当的焊接条件进行焊接,产生焊接品质降低等不良影响。
在本申请发明中,其目的在于提供一种能够在一个装置中应用于EGW、ESW这两方的焊接方法以及在各种焊接条件下也能够应用的具有通用性的控制方法。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题,本申请发明具有以下的结构。
即,一种电渣焊或气电焊的控制方法,其具有:
决定工序,基于施工信息与系数信息建立对应关系而得到的数据库以及对所述施工信息所包括的项目指定的参数,来决定所述系数信息,所述施工信息包括焊接方法以及焊接材料的项目,所述系数信息与所述施工信息建立了关联并包括至少两个系数;
第一算出工序,作为焊接中的焊接条件的项目至少包括焊接电流、焊丝的进给速度以及突出长度,基于对该焊接条件的项目中的至少两个指定的设定值以及在所述决定工序中决定的系数信息,来算出针对所述焊接条件的项目中的未被指定的项目的基准值;以及
第二算出工序,基于所述基准值,来算出针对所述焊接条件的项目中的未被指定的项目的控制量。
另外,作为本申请发明的其他方式而具有以下的结构。
即,一种电渣焊或气电焊的控制装置,其具有:
数据库,其通过施工信息与系数信息建立对应关系而得到,所述施工信息包括焊接方法以及焊接材料的项目,所述系数信息与所述施工信息建立了关联并包括至少两个系数;
决定机构,其基于对所述施工信息所包括的项目指定的参数以及所述数据库,来决定所述系数信息;
第一算出机构,作为焊接中的焊接条件的项目至少包括焊接电流、焊丝的进给速度以及突出长度,所述第一算出机构基于对该焊接条件的项目中的至少两个指定的设定值以及由所述决定机构决定的系数信息,来算出针对所述焊接条件的项目中的未被指定的项目的基准值;以及
第二算出机构,其基于所述基准值,来算出针对所述焊接条件的项目中的未被指定的项目的控制量。
另外,作为本申请发明的其他方式而具有以下的结构。
即,一种焊接系统,其包括:
控制装置;
焊接装置;以及
焊接电源,
所述控制装置具有:
数据库,其通过施工信息与系数信息建立对应关系而得到,所述施工信息包括焊接方法以及焊接材料的项目,所述系数信息与所述施工信息建立了关联并包括至少两个系数;
决定机构,其基于对所述施工信息所包括的项目指定的参数以及所述数据库,来决定所述系数信息;
第一算出机构,作为焊接中的焊接条件的项目至少包括焊接电流、焊丝的进给速度以及突出长度,所述第一算出机构基于对该焊接条件的项目中的至少两个指定的设定值以及由所述决定机构决定的系数信息,来算出针对所述焊接条件的项目中的未被指定的项目的基准值;
第二算出机构,其基于所述基准值,来算出针对所述焊接条件的项目中的未被指定的项目的控制量。
另外,作为本申请发明的其他方式而具有以下的结构。
即,一种程序,其使计算机执行如下工序:
决定工序,基于施工信息与系数信息建立对应关系而得到的数据库以及对所述施工信息所包括的项目指定的参数,来决定所述系数信息,所述施工信息包括焊接方法以及焊接材料的项目,所述系数信息与所述施工信息建立了关联并包括至少两个系数;
第一算出工序,作为焊接中的焊接条件的项目至少包括焊接电流、焊丝的进给速度以及突出长度,基于对该焊接条件的项目中的至少两个指定的设定值以及在所述决定工序中决定的系数信息,来算出针对所述焊接条件的项目中的未被指定的项目的基准值;以及
第二算出工序,基于所述基准值,来算出针对所述焊接条件的项目中的未被指定的项目的控制量。
发明效果
根据本发明,能够在一个装置中应用于EGW、ESW这两方的焊接方法,并且能够实现在各种焊接条件下也能够应用的具有通用性的控制。
附图说明
图1是示出本申请发明的一实施方式的焊接系统的结构例的概要图。
图2是示出本申请发明的一实施方式的使用电渣焊的焊接装置的结构例的概要图。
图3是示出本申请发明的一实施方式的焊接用滑动铜压板的结构例的外观立体图。
图4是示出本申请发明的一实施方式的行驶台车控制部的功能结构的框图。
图5是示出本申请发明的一实施方式的数据库的结构例的表图。
图6是示出本申请发明的一实施方式的行驶台车控制部的数据的流动的例子的框图。
图7是本申请发明的一实施方式的行驶台车控制部的控制处理的流程图。
图8是示出本申请发明的一实施方式的行驶台车控制部的数据的流动的其他例子的框图。
具体实施方式
以下,参照附图等对本申请具体实施方式进行说明。需要说明的是,以下说明的实施方式是用于说明本申请发明的一实施方式,并不意在限定地解释本申请发明,另外,在各实施方式中说明的结构未必全部是为了解决本申请发明的课题所必需的结构。另外,在各附图中,关于相同的构成要素,标注相同的参照编号而示出对应关系。
<第一实施方式>
以下,参照附图对本申请发明的一实施方式进行说明。需要说明的是,本实施方式是使用了在立向焊接中使用的ESW以及EGW中均能够应用的焊接装置的情况的一例,本申请发明的控制方法并不限定于以下说明的本实施方式的结构。另外,在本实施方式中,主要说明ESW,关于ESW与EGW的控制的差异,见后述。
[焊接系统的概要]
对在本实施方式的控制方法中使用的焊接系统500的整体概要进行说明。图1是示出本实施方式的焊接系统500的结构例的概要图。焊接系统500构成为包括焊接装置100、焊接电源200、焊丝进给装置300以及操作箱400。焊接装置100与其他的各装置经由电源线缆、信号线缆等各种线缆而连接。
(焊接装置)
图2是示出本实施方式的焊接装置100周围的结构例的概要图。在本实施方式中,作为焊接装置100,举出使用ESW的电渣焊装置为例来进行说明。
在图2中示出由X轴、Y轴、Z轴这3轴构成的坐标系。需要说明的是,在以后的说明中,各图所示的轴向作为对应的轴向来进行说明。箭头Z设为沿着母材3的焊接线的方向、即上下方向,箭头X设为母材3的板厚方向,箭头Y设为一对母材排列的方向、即沿着母材3的表面的水平方向。因此,上方设为相对于图2的纸面的上侧,下方设为相对于图2的纸面的下侧。另外,前方设为相对于图2的纸面的左侧,后方设为相对于图2的纸面的右侧。另外,假定焊接用滑动铜压板30(以下,也称为铜压板30)配置于母材3的表面的状态,箭头Z设为焊接用滑动铜压板30的长度方向、即压板主体部的长度方向。箭头X设为焊接用滑动铜压板30的厚度方向、即压板主体部的厚度方向。箭头Y设为焊接用滑动铜压板30的宽度方向、即压板主体部的宽度方向。
如图2所示那样,本实施方式的焊接装置100具备固定的铜压板1、焊接用滑动铜压板30、焊炬4、熔融焊渣浴检测器13、焊剂供给装置14、焊剂供给控制装置15、行驶台车16以及行驶台车控制装置17。并且,虽然在图2中未图示,但焊接装置100具备搭载于行驶台车16的前后、左右的滑动件、焊接用滑动铜压板30用的滑动件、以及行驶导轨。需要说明的是,在此所说的前后是指X轴方向,左右是指Y轴方向。这些滑动件优选使用未图示的马达等而电气可动,但并不特别限于电气可动,也可以是以手动动作那样的结构。
在焊接装置100中,在作为钢板的一对母材3的坡口的背侧配置固定的铜压板1,在坡口的表侧配置铜压板30。在此,也可以代替背侧的铜压板1而使用由耐热性的陶瓷构成的背衬件。另外,表侧的铜压板30是沿上下方向滑动的铜压板,例如通过水冷而冷却。需要说明的是,在本实施方式中,作为焊接用滑动铜压板30的材质,举出了铜,但并不限定于铜,只要为通常导热性能良好的材质,则用于压板的材质并没有特别限制。在本实施方式中,方便起见,将配置有固定的铜压板1的一方设为“坡口的背侧”,将配置有焊接用滑动铜压板30的一侧设为“坡口的表侧”,但也可以在坡口的两侧配置滑动铜压板30。
焊炬4利用从焊接电源200供给的焊接电流8向焊丝6供电而焊接母材3。另外,焊炬4具有导电嘴5,导电嘴5引导焊丝6并且向焊丝6供给焊接电流8。
焊丝6从焊炬4的导电嘴5的前端向由母材3、铜压板1以及铜压板30包围的坡口内进给,并向形成于坡口内的熔融焊渣浴7内送入。焊接电流8从焊丝6通过熔融焊渣浴7而向熔融金属9流动。此时,由于在熔融焊渣浴7流动的焊接电流8以及熔融焊渣浴7的电阻,产生焦耳热,将焊丝6以及母材3熔融的同时使焊接进展。
熔融焊渣浴检测器13检测熔融焊渣浴7的位置。关于熔融焊渣浴检测器13的动作例,使用图3等后述。焊剂供给装置14向熔融焊渣浴7供给焊剂12。焊剂12熔融而成为熔融焊渣,因此通过供给焊剂12,从而熔融焊渣浴7的量增加。
焊剂供给控制装置15控制焊剂供给装置14的动作,并调整向熔融焊渣浴7供给的焊剂12的量。焊剂供给控制装置15在熔融焊渣浴检测器13未检测出熔融焊渣浴7的情况、即在本实施方式中设置于铜压板30的上部的熔融焊渣浴检测器13的检测端子18未与熔融焊渣浴7的上表面接触的情况下,以供给焊剂12的方式控制焊剂供给装置14。另一方面,焊剂供给控制装置15在检测端子18检测出熔融焊渣浴7的情况、即检测端子18与熔融焊渣浴7的上表面接触的情况下,以停止焊剂12的供给的方式控制焊剂供给装置14。这样,焊剂供给装置14根据熔融焊渣浴检测器13的检测结果来供给焊剂12,并调整熔融焊渣浴7的深度。
随着焊接进展,熔融金属9被冷却而成为焊接金属10,熔融焊渣浴7的一部分成为形成于铜压板1与焊接金属10之间以及铜压板30与焊接金属10之间的熔融焊渣层,该熔融焊渣层被冷却而成为固化焊渣11。这样,熔融焊渣浴7的一部分成为覆盖焊道表面的固化焊渣11,因此随着焊接的进展而消耗,熔融焊渣浴7的深度Ls逐渐减少。为了补充该熔融焊渣浴7的减少,需要追加供给熔融而成为熔融焊渣浴7的焊剂12。
覆盖焊道表面的固化焊渣11的量根据焊道宽度、焊接坡口的宽度而变动。另外,固化焊渣11的量也根据铜压板1、铜压板30与工件(以下,也称为被焊接件、母材)的紧贴程度、铜压板1、铜压板30的冷却状态而变动。因此,固化焊渣11的量不恒定,为了将熔融焊渣浴7的深度Ls保持恒定,也需要使供给的焊剂12的量变化。然而,在由于不了解熔融焊渣浴7的深度Ls而焊剂12的供给量不适当的情况下,熔融焊渣浴7的深度Ls变动。
在本实施方式中,进行用于使熔融焊渣浴7的深度Ls恒定的控制。在此,恒定不限定于熔融焊渣浴7的深度Ls始终成为一个值的情况,也包括考虑误差而熔融焊渣浴7的深度Ls表示恒定的范围内的值的情况。即,熔融焊渣浴7的深度Ls被控制为维持在预先设定的深度的范围内。
用于使熔融焊渣浴7的深度Ls恒定的第一要件是从导电嘴5的前端到熔融焊渣浴7的上表面的焊丝长Ld(以下,称为干伸长Ld)被控制为预先设定的长度。另外,用于使熔融焊渣浴7的深度Ls恒定的第二要件是行驶台车控制装置17以成为焊接电流8相对于根据焊丝进给速度确定的基准电流值预先设定的关系、即基准电流值与焊接电流8相等的方式,控制行驶台车16的行驶速度。在相同焊丝进给速度下,(Ld+Ls)与焊接电流8存在相关。通过行驶台车控制装置17以使基准电流值与焊接电流8相等的方式控制行驶台车16的行驶速度,从而(Ld+Ls)保持恒定。
需要说明的是,干伸长Ld的控制能够通过利用熔融焊渣浴检测器13检测熔融焊渣浴7而实现。另外,在上述中,将干伸长Ld设为熔融焊渣浴7的上表面至导电嘴5的前端,但这以导电嘴5的前端通常成为焊丝6与导电嘴5间的通电位置为前提。例如,在导电嘴5的前端由陶瓷等保护、且在比导电嘴5的前端靠上方的位置设置有焊丝6与导电嘴5的通电部分的情况下,该通电部分的位置成为决定干伸长Ld的基准。
需要说明的是,在EGW的情况下,不存在熔融焊渣浴7,因此突出长度(伸长)成为焊丝与导电嘴的通电位置和熔融金属表面间的距离。
另外,在使焊炬4摆动(以下,也称为振荡)的情况下,根据振荡中的焊炬4的位置,熔融焊渣浴7表面的焊接电压的分布不同。例如,设想使焊炬4沿着X轴方向振荡。在这样的结构中,为了更加提高检测精度,优选仅在焊炬4位于熔融焊渣浴检测器13附近的情况下检测焊接电压。此处的附近例如设为焊丝6与熔融焊渣浴7的接触位置和熔融焊渣浴检测器13的检测端子18的距离比x轴方向的振荡长度整体的1/4的长度近的范围内等而预先规定。更优选的是,仅检测焊丝6与熔融焊渣浴7的接触位置和熔融焊渣浴检测器13最近的位置的电压。另外,将针对焊接电压的阈值设定为预先设定的值。另外,焊剂12的供给量优选按照振荡长度而设定,更优选振荡长度越大,则越增多焊剂12的供给量。通过这样控制焊剂12的供给量,从而能够更加精度良好地控制熔融焊渣浴7的深度Ls。
(行驶台车)
行驶台车16搭载焊接用滑动铜压板30、焊炬4、熔融焊渣浴检测器13、焊剂供给装置14、焊剂供给控制装置15、行驶台车控制装置17以及升降驱动部19而构成。行驶台车16通过在焊接的同时,在未图示的导轨上向上方即箭头Z方向移动,从而使焊接装置100升降。即,行驶台车16与焊接用滑动铜压板30、焊炬4、熔融焊渣浴检测器13、焊剂供给装置14、焊剂供给控制装置15、行驶台车控制装置17以及升降驱动部19成为一体而移动,因此各自的相对的位置关系不改变。通过行驶台车16上升,从而沿着上方进行立向焊接。
行驶台车控制装置17控制行驶台车16所具备的升降驱动部19,使行驶台车16的行驶速度(以下,也称为升降速度或上升速度)增减,而控制行驶台车16的动作。焊剂供给控制装置15按照从熔融焊渣浴检测器13检测出的检测值,将控制量导出并向焊剂供给装置14输出,从而控制焊剂供给量。升降驱动部19基于行驶台车控制装置17的控制信号,而使行驶台车16驱动。
(焊接用滑动铜压板)
焊接用滑动铜压板30设置于工件的焊接部位即坡口表面的一方,并与焊接装置100的升降动作相应地在坡口表面上滑动。另外,本实施方式的焊接用滑动铜压板30具有用于进行水冷的冷却机构。
图3是本实施方式的焊接用滑动铜压板30的外观立体图。铜压板30也可以除了压板主体部40以外,还具备图3所示那样的一对焊渣泄漏防止部60。另外,压板主体部40也可以具有图3所示那样的基部41以及旋转自如地保持于基部41的一对旋转构件31。一对焊渣泄漏防止部60设置于压板主体部40的两侧方,在焊接线方向上具有板厚的差异的接头部分中,防止熔融焊渣或熔融金属的泄漏。
在凹部43的上部配置有绝缘构件48以及熔融焊渣浴检测器13的检测端子18。在压板主体部40的基部41的内部形成有用于使冷却用水流动的未图示的水冷路径的一部分。通过利用水冷路径冷却旋转构件31、压板主体部40以及焊渣泄漏防止部60,从而固定熔融焊渣或熔融金属,抑制熔融焊渣或熔融金属从母材3与焊接用滑动铜压板30之间漏出。
焊渣泄漏防止部60具备在沿着坡口的上下方向上相互能够滑动接触地排列配置的大致长方体状的多个块64。需要说明的是,在图3所示的结构例中,具备6个块64。多个块64分别被未图示的施力构件的弹性力向与母材3抵接或接近的方向按压。通过焊接用滑动铜压板30沿着焊接线方向滑动,从而各块64追随于母材3的表面形状,分别在与压板主体部40的长度方向垂直的厚度方向即X方向上移动。
如本实施方式那样,通过在焊渣泄漏防止部60将块64分割为多个而设置,从而在通过上下方向的具有板厚的差异的接头部分时,能够使母材3与可动构件61的间隙更小,能够更可靠地防止熔融焊渣的泄漏。另外,构成焊渣泄漏防止部60的部位也可以由导热性良好的金属材料构成。需要说明的是,作为导热性良好的金属材料,例如可以举出铜、不锈钢。另外,为了更加提高冷却效果,优选在压板主体部40的内部在靠近焊渣泄漏防止部60的部位设置水冷路径。
(熔融焊渣浴检测器)
在本实施方式中,焊接用滑动铜压板30与作为熔融焊渣浴检测器13的结构之一的检测端子18一体化。熔融焊渣浴检测器13用于检测熔融焊渣浴7的位置。
本实施方式的熔融焊渣浴检测器13具有检测端子18以及未图示的检测电路。检测端子18由作为电传导性高的金属的铜或铜合金构成,并具有块形状。检测端子18与焊接用滑动铜压板30的基部41绝缘。此处的绝缘方法可以只是在检测端子18与焊接用滑动铜压板30的基部41之间设置空间,也可以利用电阻高的材料例如陶瓷等将检测端子18与焊接用滑动铜压板30的基部41之间分隔。在图3所示的结构例中,使用绝缘构件48进行检测端子18与焊接用滑动铜压板30之间的绝缘。
另外,检测端子18更优选为包括水冷等冷却机构。在设为利用陶瓷等绝缘构件48将检测端子18与焊接用滑动铜压板30的基部41之间分隔的机构的情况下,焊接用滑动铜压板30的冷却功能也经由绝缘构件48到达检测端子18。因此,在这样的机构的情况下,无需使检测端子18自身带有水冷机构。在这样的结构的情况下,能够省略冷却机构,因此能够实现装置的轻量化、装置成本的降低,从而更优选。
另外,在只是在检测端子18与焊接用滑动铜压板30的基部41之间设置有空间的情况下,焊渣浴进入该空间,产生检测的误认、焊渣固化后的清扫作业。因此,作为绝缘方法,优选利用绝缘构件48将检测端子18与焊接用滑动铜压板30的基部41之间分割。需要说明的是,检测端子18也可以不与焊接用滑动铜压板30一体化。另外,作为检测端子18,例如也可以使用视觉传感器、激光传感器,来检测熔融焊渣浴的位置。
熔融焊渣浴检测器13所包括的未图示的检测电路例如构成为包括差动放大器、基准信号设定器以及比较器等。检测端子18当与熔融焊渣浴7接触时,由焊接电流8的一部分施加的电压发生变化。差动放大器将施加于检测端子18的电压与焊接装置100的框架GND作为输入,进行该电位差的放大。需要说明的是,求电位差时的输入也可以是检测端子18与焊接用滑动铜压板30之间,也可以是检测端子18与工件间。由于焊接用滑动铜压板30存在与熔融焊渣浴7接触而具有对地电位的情况,因此从电位差的检测信号的精度的观点出发,更优选输入检测端子18与装置的框架GND的电位差。
基准信号设定器将相对于检测端子18与装置的框架GND的电位差的预先设定的比例的电压作为基准信号而输出。此处的基准信号优选为不会由于噪声而误检测的程度的电压、例如在检测端子18与熔融焊渣浴7接触时检测出的电压的一半程度即40~60%的范围内设定。例如,在检测端子18与熔融焊渣浴7接触时施加的电压为6V的情况下,在将预先设定的比例设定为50%时,作为基准信号设定3V的电位差。需要说明的是,在检测端子18未与熔融焊渣浴7接触的情况下,当然,检测端子18与装置的框架GND的电位差成为0V。
需要说明的是,如上所述,在焊炬4振荡的情况下,根据焊炬4的位置、即焊丝6与熔融焊渣浴7的接触位置和熔融焊渣浴检测器13的检测端子18的距离,检测出的电位差不同。因此,应用基准信号设定器的基准信号的输出也可以根据焊炬4的位置而变化。另一方面,在焊炬4不振荡的情况下,将预先设定的固定的电位差的值设为基准信号即可,基准信号设定器也可以省略。
比较器在将差动放大器的输出信号与基准信号设定器的基准信号作为输入且差动放大器的输出信号比基准信号设定器的基准信号大的情况下,生成表示检测端子18与熔融焊渣浴7接触的检知信号。所生成的检知信号向焊剂供给控制装置15输入。焊剂供给控制装置15基于所输入的检知信号对焊剂供给装置14输出控制信号。焊剂供给装置14基于从焊剂供给控制装置15输入的控制信号,进行焊剂的供给以及停止。由此,以使熔融焊渣浴7的上表面从导电嘴5的前端起位于预先设定的长度的方式进行控制,干伸长Ld被控制为预先设定的长度。
另外,由比较器生成的检知信号也向行驶台车控制装置17输入。行驶台车控制装置17根据检知信号,输出用于进行行驶台车16的行驶控制的控制信号。需要说明的是,行驶台车控制装置17也可以代替由比较器生成的检知信号,而接受由焊剂供给控制装置15产生的控制信号。即,行驶台车控制装置17也可以基于焊剂供给控制装置15根据由比较器生成的检知信号导出的控制信号,来导出用于控制行驶台车16的控制信号。
另外,在检测电路中,也可以为了防止误检知,提高检知信号的精度,而在差动放大器之后设置过滤器电路。在该情况下,基于由过滤器电路处理过的信号来进行是否检测出熔融焊渣浴7的判定。过滤器电路优选将从焊炬4的摆动周期程度、即周期的1/2至2倍程度的范围选择的值作为时间常数的低通滤波器电路。
(焊接电源以及焊丝进给装置)
焊接电源200经由未图示的电力线缆而以能够向作为消耗式电极的焊丝6通电的方式与焊接装置100连接。并且,焊接电源200经由未图示的电力线缆而与工件连接。需要说明的是,在焊接电源200与焊接装置100间作为接口也可以设为未图示的中继箱。中继箱也可以设置向行驶台车16的电源供给等的各种控制线缆、非常停止开关等。通过设置中继箱,例如线缆的取下变得容易,能够有助于焊接作业的效率化。另外,也可以在中继箱设置能够设置SD卡等的能够取下的存储器的机构,也可以将焊接电流、电弧电压这样的焊接中的记录写入存储器。另外,焊接电源200与用于进给焊丝6的焊丝进给装置300直接或经由中继箱而通过信号线连接,能够控制焊丝6的进给速度。
(操作箱)
操作箱400基于由作业者进行的操作对焊接装置100输出各种指令。作为能够在操作箱400中操作的项目,例如可以举出焊接方法、焊接材料等施工信息、焊接电流、电弧电压、焊丝进给速度、突出长度等焊接条件等。操作箱400具备用于输入能够操作的项目的UI(User Interface)。此外,也可以是能够使用操作箱400进行焊接电流、电弧电压等的监视的结构。
在本实施方式中,示出了在焊接装置100内包括用于进行本实施方式的各种处理的控制装置的结构。然而,也可以是将进行上述的焊接装置100的一部分或全部的处理的结构的控制装置与焊接装置100单独设置的结构。在该情况下,也可以是控制装置与焊接系统500或焊接装置100经由有线/无线的网络(未图示)而连接的结构。
与焊接装置100单独设置的控制装置例如可以由构成为包括未图示的控制部、存储部以及输入输出部的信息处理装置实现。控制部可以由CPU(Central ProcessingUnit)、MPU(Micro Processing Unit)、DSP(Digital Single Processor)或专用电路等构成。存储部由HDD(Hard Disk Drive)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random AccessMemory)等暂时性以及非暂时性的存储介质构成,并能够根据来自控制部的指示而进行各种信息的输入输出。输入输出部能够进行来自外部的各种信息的输入、向外部的各种信息的输出。输入输出部例如由液晶显示器等显示器件等构成,并根据来自控制部的指示,向作业者输出各种信息。由输入输出部进行的输出方法没有特别限定,但例如可以是基于声音的听觉的输出,也可以是基于画面输出的视觉的通知。另外,输入输出部可以是具备通信功能的网络接口,也可以通过经由网络(未图示)向外部装置(未图示)的数据发送而进行输出动作。
[以往技术的课题]
在此,对以往技术的课题进行说明。以往,ESW或EGW将突出长度的设定值、或进给速度的设定值设为恒定,并基于检测出的焊接电流与预先设定的焊接电流的目标值的差异,控制上升速度,从而使焊接动作稳定化。然而,例如根据ESW或EGW这样的焊接方法的差异、或焊丝的组成、线径、板厚、坡口形状等焊接条件的差异,焊接电流、突出长度、进给速度等适当的焊接条件不同。因此,在上述那样的以往的控制方法中,必须根据条件构建各种熔融速度式。
另外,以往,将取得焊接电流与预先设定的焊接电流的基准值的差异设为必需,突出长度或进给速度的值是固定的。焊接电流是变动的,因此根据焊接位置,热能变化,根据位置,熔深改变。因此,在将突出长度或进给速度的值设为固定的情况下,根据状况,也存在产生融合不良这样的焊接缺陷的可能性。即,在以往的方法中,以与焊接条件相应地使焊接电流恒定而使热能稳定、或使进给速度恒定而使熔敷量稳定这样的方式,无法根据状况而通用地控制。在本实施方式中,以解决上述那样的课题为目的。
[功能结构]
图4是用于说明本实施方式的行驶台车控制装置17的功能结构的例子的图。需要说明的是,在图4中,仅示出与本实施方式的功能对应的部分,为了使说明简化,省略与其他控制相关的部位。
行驶台车控制装置17构成为包括参数管理部441、基准值算出部442、以及控制量算出部443。需要说明的是,参数管理部441、基准值算出部442以及控制量算出部443不必限定为行驶台车控制装置17所具备的结构,例如也可以由操作箱400、未图示的外部的信息处理装置实现其一部分或全部的功能。
在本实施方式中,参数管理部441至少具有一个数据库(以下,也称为DB),该DB构成为至少包括将施工信息与系数信息建立了关联的数据。施工信息例如可以举出焊接方法、焊接材料、滑动铜压板的配置、背衬件的材质、保护气体的种类、工件材质、工件板厚、坡口形状等信息。在本实施方式中,至少包括焊接方法以及焊接材料的项目。需要说明的是,焊接材料可以举出焊丝、焊剂的信息,在EGW中设为基于焊丝的信息,在ESW中设为基于焊丝与焊剂的组合的信息。作为EGW的情况下的焊丝的信息,可以举出焊丝的种类(FCW(FluxCored Wire)、实心焊丝)、组成、线径等。这样,构成包括考虑了多个焊接方式的信息的DB从提高通用性的观点出发是优选的。另外,系数信息表示后述的函数所涉及的系数,在本实施方式中,至少包括两个以上的系数。
另外,参数管理部441也可以基于所输入的施工信息,确定在控制量算出部443中使用的参数,并向控制量算出部443输出。此处的参数例如也可以是增益等常数。在该情况下,参数管理部441可以具备将在控制量算出部443中使用的参数与施工信息410建立了对应关系的DB,并根据施工信息的设定值,来决定是否输出在控制量算出部443中使用的参数。关于使用增益的情况的例子,使用式(2)后述。
在本实施方式中,至少包括焊接方法以及焊接材料的项目的施工信息与至少包括两个以上的系数的系数信息建立了关联。按照焊接方法与焊接材料的组合建立了关联的至少两个以上的系数设定为至少在进给速度、焊接电流、突出长度的值变化了情况下也成为恒定的关系。由此,即使在焊接方法、焊接条件不同的情况下,针对进给速度、焊接电流、突出长度等焊接条件,也导出适当的值。因此,无需如以往那样根据焊接方法、焊接条件单个地通过手工作业调整函数、或者每次定义单独的函数。另外,能够仅使用预先定义的函数,而活用于各种焊接方法、焊接条件,并且能够维持稳定的焊接品质。
基准值算出部442使用预先规定的函数,至少将所指定的焊接条件设定信息420以及来自参数管理部441的信息作为输入,算出在控制量算出部443中使用的基准值。需要说明的是,本实施方式的函数可以由基准值算出部442预先规定,也可以是根据作为施工信息410而指定的焊接方法从存储部读出对应的函数那样的结构。关于在基准值算出部442中使用的函数的具体例,作为式(1)后述。
焊接条件设定信息420例如可以举出焊接电流、进给速度、突出长度、电弧电压、振荡所涉及的条件等。需要说明的是,在指定焊接电流时,可以只是作为安培(A)而输入,也可以为作为每单位面积的焊接电流值的电流密度。振荡所涉及的条件例如可以举出振荡长度、振荡周期等。在本实施方式中,作为焊接条件,至少将焊接电流、进给速度、突出长度中的至少两个设为设定项目。由基准值算出部442算出的基准值的项目基于预先规定的函数,导出焊接条件中的任一个。因此,在本实施方式中,不会如以往那样基准值限于焊接电流,例如能够算出进给速度、突出长度等其他项目的基准值,能够实现自由度高的控制。
控制量算出部443相对于从基准值算出部442输出的基准值,基于预先设定的控制式、表,来输出控制量。控制式、表可以由控制量算出部443预先保持,也可以是根据所指定的条件从存储部读出对应的控制式、表那样的结构。另外,控制量算出部443从测定部430取得升降驱动部19等的实际的动作的实测值,该信息也用于控制量的算出。例如,可以进行将基于测定部430的实测值用作反馈的PI控制(比例-积分控制)等。在此利用算出的控制量来控制的对象没有特别限制,例如,在想要修正上升速度的情况下,可以向升降驱动部19输入控制量。在想要控制焊接电流、电弧电压(在ESW的情况下为焊接电压)等焊接条件的情况下,也可以向焊接电源200输入控制量。另外,控制对象无需限定于一个,例如,控制量算出部443也可以使用控制式,针对上升速度以及焊接电流等多个要素输出控制量。
[控制方法]
关于本实施方式的控制方法,举出ESW为例,基于图2所示的结构进行说明。如使用图2说明的那样,在焊接装置100中,在由母材3构成的坡口的一方配置有固定的铜压板1,在坡口的另一方配置有焊接用滑动铜压板30。
在本实施方式中,作为施工信息,使用焊接方法以及焊接材料。另外,作为焊接条件,使用焊接电流、进给速度以及突出长度。另外,在本实施方式中,着眼于行驶台车16的上升控制而进行说明,但焊接电源200、焊丝进给装置300也能够同样地控制。另外,在图4中,作为从行驶台车控制装置17输出控制量的目的地,示出了升降驱动部19、焊接电源200以及焊丝进给装置300,但并不限定于此。例如,控制量算出部443也可以是将与控制量相关的信息向焊剂供给控制装置15输出那样的结构。在该情况下,焊剂供给控制装置15可以基于由控制量算出部443接受到的控制量与熔融焊渣浴检测器13的检测结果,来导出由焊剂供给装置14供给的焊剂12的供给量。更具体而言,可以以使突出长度成为在焊接条件下设定的值、或者由基准值算出部442算出的基准值的方式导出焊剂12的供给量。并且,也可以使根据坡口截面积使由运算部算出的控制量相对于成为基准的焊剂供给量增减的方法能够进行。
图6是示出本实施方式的信息的流动的图。各处理部的概要结构与图4所示的结构相同。
参数管理部441经由操作箱400而接受施工信息410中的各输入项目的设定值。在此,分别接受焊接方法411以及焊接材料412的值。参数管理部441参照保持的DB,来确定与所输入的设定值对应的系数信息。在图6的例子的情况下,作为施工信息410,示出设定了焊接方法“ESW”以及焊接材料“焊丝+焊剂”的例子。
图5是示出由本实施方式的参数管理部441管理的DB的结构例的图。在DB中,施工信息的各值与在基准值算出部442中使用的函数所包括的系数的值建立对应关系而保持。在此,在基准值算出部442中使用的函数包括3个系数a、b、c。在该情况下,与各系数对应的值作为系数信息而与施工信息建立了对应关系。例如,设为经由操作箱400指定施工信息为焊接方法“EGW”与焊接材料“焊丝A”。在该情况下,系数信息的各值设定为a=a1、b=b1、c=c1。所设定的各值向基准值算出部442输出。需要说明的是,系数的数量并不限定于3个,例如根据与施工信息相应地确定的函数,其数量可以变动。
并且,参数管理部441基于施工信息来决定在控制量算出部443中使用的常数,并将其向控制量算出部443输出。关于此处的常数,也是在控制量算出部443中使用的常数与施工信息建立对应关系并由参数管理部441保持、管理。需要说明的是,虽然在图4、图6中未示出,但在控制量算出部443中使用的常数也可以是还考虑由焊接条件设定信息420设定的值而确定那样的结构。在该情况下,焊接条件设定信息420的设定值还与在控制量算出部443中使用的常数建立对应关系,并由参数管理部441保持、管理。
基准值算出部442保持、管理用于算出焊接条件的基准值的函数。此处的函数是用于决定多个焊接条件的参数中的未被指定的项目的基准值的函数。例如,作为焊接条件,在使用焊接电流、进给速度以及突出长度的情况下,在进给速度以及突出长度被作业者指定了的情况下,基于它们,来算出焊接电流的基准值。即,焊接条件的各项目存在相关关系,根据各项目的值来调整。需要说明的是,在本实施方式中,使用指定3个焊接条件的项目中的2个项目并算出剩余的未指定的项目的基准值的例子来说明,但并不限定于此。例如,也可以是接受N个焊接条件的项目中的(N-2)个项目的指定并算出两个未被指定的项目的基准值那样的结构(N≥4)。这根据在基准值算出部442中使用的函数的定义而不同。另外,在算出多个未被指定的项目的基准值时,也可以将多个函数用作联立方程式。
基准值算出部442经由操作箱400而接受焊接条件设定信息420中的各输入项目的值。在此,将焊接电流、进给速度以及突出长度这3个项目作为对象,接受其中的两个输入项目的输入。在本实施方式中,设为接受3个焊接条件中的进给速度以及突出长度的指定来进行说明。基准值算出部442将从参数管理部441接受到的系数信息设定于用于算出基准值的函数。并且,基准值算出部442对设定了系数信息的函数输入所指定的进给速度以及突出长度的值,从而算出焊接电流的基准值。算出的基准值向控制量算出部443输出。
控制量算出部443取得当前控制的焊接条件的实测值。在此,除了由基准值算出部442算出的焊接条件的项目以外,也可以一并取得由作业者指定的焊接条件的项目的实测值。在本实施方式中,至少取得焊接电流的实测值。控制量算出部443基于从基准值算出部442接受到的焊接电流的基准值、由参数管理部441指定的常数以及焊接电流的实测值,算出针对升降驱动部19的控制量。控制量可以使用预先规定的控制式、表来算出。作为升降驱动部19的控制量,可以举出上升速度的目标值,但也可以是其他控制值。
使用图7对本实施方式的处理流程进行说明。本处理流程可以通过本实施方式中行驶台车控制装置17所具备的未图示的控制部将保持于未图示的存储部的程序读出并执行从而实现。在此为了简化说明,将处理的主体汇总为行驶台车控制装置17而记载。
在S701中,行驶台车控制装置17经由操作箱400而从作业者取得施工信息。在此作为施工信息,接受焊接方法以及焊接材料的指定。施工信息的指定例如也可以通过从多个备选项之中选择任意的备选项而进行。另外,也可以是预先定义多个与施工信息的各项目的设定值对应的模式且作业者能够从其中选择那样的结构。
在S702中,行驶台车控制装置17经由操作箱400而从作业者接受焊接条件的各项目的设定值。在此作为焊接条件,使用焊接电流、进给速度以及突出长度的项目,接受对其中的两个项目的值的指定。作为此处的突出长度,在ESW的情况下,期望使用干伸长的值。需要说明的是,根据用作焊接条件的整体的项目数量,来规定输入成为必需的项目数量。因此,也可以是在未输入成为必需的项目数量的设定值的情况下对作业者进行催促输入那样的通知的结构。
在S703中,行驶台车控制装置17使用在S701中取得的施工信息的值以及预先规定的DB,决定作为用于基准值算出的参数的系数信息。DB由图5所示的结构定义。
在S704中,行驶台车控制装置17使用在S701中取得的施工信息的值以及预先规定的DB,决定作为用于算出控制量的参数的常数。此处的常数例如可以举出增益数等。在决定增益数时,可以使用预先规定的固定的值,也可以在DB设置规定的条件与增益数的关系式并按照条件读入增益数。例如,在设置有进给速度与增益数的关系式的情况下,根据所设定的进给速度来决定适当的增益数。需要说明的是,本工序也可以根据在S701中设定的施工信息的内容而省略。在该情况下,省略从图6所示的参数管理部441向控制量算出部443的参数的通知。另外,此处的常数的决定也可以还考虑在S702中取得的焊接条件来进行。
在S705中,行驶台车控制装置17将在S703中决定的系数信息设定为预先规定的函数的各系数。此时,也可以是行驶台车控制装置17基于在S701中取得的施工信息从预先规定的多个函数之中决定所使用的函数那样的结构。例如,在本实施方式中,能够将以下的式(1)用作用于算出基准值的函数。
[数学式1]
Wf=a·I2+b·I+c·Ext·I2+d···(1)
Wf:进给速度
I:焊接电流
Ext:突出长度(伸长)
a、b、c、d:使用DB确定的系数
如式(1)所示那样,焊接条件的各项目朝向相关关系,例如在作为焊接条件而指定了进给速度以及突出长度的情况下,能够算出焊接条件的基准值。即,与在S702中输入的项目对应地规定了式子,能够算出针对未输入的项目的基准值。另外,在式(1)的情况下,常数a、b、c、d与在S703中决定的系数信息的项目对应。
需要说明的是,式(1)在焊接方式为ESW以及EGW的任意一者的情况下均能够应用。在ESW的情况下,能够通过将数学式(1)中表示突出长度的值的Ext换读为干伸长的值而应用。
在S706中,行驶台车控制装置17通过向在S705中设定了系数信息的函数输入在S702中取得的焊接条件,从而算出未确定的焊接条件的基准值。
在S707中,行驶台车控制装置17取得当前的动作状况下的实测值。例如,将在S702中取得的焊接条件下动作的情况的实测值作为反馈值而取得。
在S708中,行驶台车控制装置17使用在S706中算出的基准值、在S707中取得的实测值、在S704中决定的常数,算出升降驱动部19的控制量。此处的控制量也可以是行驶台车16的上升速度的目标值。例如,也可以将在S704中决定的常数设为增益数,并通过PI控制来求出控制量。例如,控制量可以使用以下的式(2)来算出。在使用式(2)的情况下,可以利用参数管理部441设定作为常数的Kp以及KI。需要说明的是,关于PI控制,能够应用公知的方法,因此此处的详细的说明省略。
[数学式2]
If:电流的实测值(反馈值)
Ic:电流的基准值(目标值)
Kp:比例增益(常数)
KI:积分增益(常数)
在S709中,行驶台车控制装置17基于在S708中算出的控制量来控制升降驱动部19。然后,结束本处理流程。需要说明的是。本处理流程在由焊接装置100进行焊接动作的期间反复执行。
(变形例)
在上述的图5、图7中,作为焊接条件,对设定进给速度以及突出长度的例子进行了说明。作为变形例,在图8中示出设定焊接条件中的焊接电流以及突出长度的例子。在该情况下,基准值算出部442基于从参数管理部441设定的系数信息来设定函数,并向该函数输入焊接条件的设定值中的焊接电流以及突出长度的设定值,从而算出进给速度的基准值。
并且,控制量算出部443基于进给速度的实测值以及由基准值算出部442算出的进给速度的基准值,来算出上升速度的目标值。之后,升降驱动部19基于算出的控制量来控制上升动作。在该情况下,处理流程也与在图7中示出的流程相同。需要说明的是,作为变形例之一,示出了作为焊接条件而设定进给速度以及突出长度并控制上升动作即焊接速度的例子。同样地,在作为焊接条件而设定焊接速度以及突出长度并控制进给速度那样的情况下,也能够通过在图7中示出的流程来实现。
以上,根据本实施方式,能够实现具有即使在焊接方法、焊接条件变化了的情况下也能够应用的通用性的控制。另外,能够实现应用范围更广的自动控制,能够使作业效率以及焊接品质提高。
<其他实施方式>
另外,在本申请发明中,也能够如下处理来实现:使用网络或存储介质等将用于实现上述的一个以上的实施方式的功能的程序、应用程序向系统或装置供给,该系统或装置的计算机中的一个以上的处理器读出并执行程序。
另外,也可以通过实现一个以上的功能的电路而实现。需要说明的是,作为实现一个以上的功能的电路,例如可以举出ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)。
如以上那样,在本说明书中公开了如下事项。
(1)一种电渣焊或气电焊的控制方法,其特征在于,
所述电渣焊或气电焊的控制方法包括:
决定工序,基于施工信息与系数信息建立对应关系而得到的数据库以及对所述施工信息所包括的项目指定的参数,来决定所述系数信息,所述施工信息包括焊接方法以及焊接材料的项目,所述系数信息与所述施工信息建立了关联并包括至少两个系数;
第一算出工序,作为焊接中的焊接条件的项目至少包括焊接电流、焊丝的进给速度以及突出长度,基于对该焊接条件的项目中的至少两个指定的设定值以及在所述决定工序中决定的系数信息,来算出针对所述焊接条件的项目中的未被指定的项目的基准值;以及
第二算出工序,基于所述基准值,来算出针对所述焊接条件的项目中的未被指定的项目的控制量。
根据该结构,能够在一个装置中应用于EGW、ESW这两方的焊接方法,并且能够实现在各种焊接条件下也能够应用的具有通用性的控制。另外,能够实现应用范围更广的自动控制,能够使作业效率以及焊接品质提高。
(2)根据(1)所述的控制方法,其特征在于,
在所述第一算出工序中,使用具有焊接电流、焊丝的进给速度以及突出长度的值作为变量的函数来算出所述基准值,
所述函数具有包括由在所述决定工序中决定的系数信息表示的系数的项。
根据该结构,能够使用基于焊接电流、焊丝的进给速度以及突出长度的相关关系的函数,来算出各项目的控制参数。
(3)根据(2)所述的控制方法,其特征在于,
所述函数由下式定义,
[数学式3]
Wf=a·I2+b·I+c·Ext·I2+d
Wf:进给速度
I:焊接电流
Ext:突出长度
a、b、c、d:使用数据库确定的系数。
根据该结构,针对电渣焊以及气电焊,能够使用基于焊接电流、焊丝的进给速度以及突出长度的相关关系的函数,来算出各项目的控制参数。
(4)根据(3)所述的控制方法,其特征在于,
在所述焊接方法为气电焊的情况下,
所述施工信息所包括的焊接材料的项目至少包括与焊丝相关的信息,
所述突出长度设为所述焊丝与导电嘴的通电位置和熔融金属表面间的距离。
根据该结构,能够根据与气电焊对应的突出长度的设定来算出适当的控制参数。
(5)根据(3)所述的控制方法,其特征在于,
在所述焊接方法为电渣焊的情况下,
所述施工信息所包括的焊接材料的项目包括焊丝以及焊剂中的至少一方的信息,
所述突出长度设为所述焊丝与预先设定的导电嘴的通电位置和焊渣浴的表面间的距离。
根据该结构,能够根据与电渣焊对应的突出长度的设定来算出适当的控制参数。
(6)根据(5)所述的控制方法,其特征在于,
基于由用于检测所述焊渣浴的表面的传感器检测出的焊渣浴的表面位置以及预先设定的导电嘴的通电位置,以使所述突出长度成为所述指定的设定值或在所述第一算出工序中算出的基准值的方式控制所述焊渣浴的高度。
根据该结构,能够与电渣焊对应地控制为适当的焊渣浴的高度。
(7)根据(6)所述的控制方法,其特征在于,
所述传感器具有由铜或铜合金构成的块形状的检测端子,
所述检测端子在沿着母材滑动的铜压板的预先设定的位置与该铜压板绝缘地设置,
所述传感器基于对所述检测端子施加的电位与规定的电位的电位差来输出表示检测出所述焊渣浴的检测信号,
基于所述检测信号,来控制所述焊渣浴的高度。
根据该结构,能够与电渣焊对应地控制为适当的焊渣浴的高度。
(8)根据(7)所述的控制方法,其特征在于,
在使焊炬振荡的情况下,基于所述焊炬位于所述铜压板的附近时的所述电位差,来输出所述检测信号。
根据该结构,即使在进行振荡的情况下,也能够精度良好地检测焊渣浴,并控制为适当的焊渣浴的高度。
(9)根据(8)所述的控制方法,其特征在于,
根据所述振荡的长度,来变更用于控制所述焊渣浴的高度的焊剂供给量。
根据该结构,即使在进行振荡的情况下,也能够控制为适当的焊渣浴的高度。
(10)根据(1)~(9)的中任一项记载的控制方法,其特征在于,
在所述第二算出工序中,至少基于所述基准值与和所述基准值对应的实测值的偏差,来算出控制量。
根据该结构,能够针对各种焊接条件中的未被设定的项目算出基准值,并利用其基准值与实测值的偏差进行自动控制。
(11)根据(10)所述的控制方法,其特征在于,
在所述第一算出工序中算出的基准值以及和该基准值对应的实测值的焊接条件的项目设为焊接电流,
在所述第二算出工序中,使用包括所述偏差以及预先设定的常数作为项的PI控制的控制式,来算出用于控制焊接速度、焊接电流、电弧电压、进给速度、突出长度中的至少一个的控制量。
根据该结构,能够针对各种焊接条件中的未被设定的项目算出基准值,并能够使用将该基准值与实测值的偏差作为变量的PI控制的控制式,来控制焊接速度、焊接电流、电弧电压、进给速度、突出长度中的至少一个。
(12)根据(10)所述的控制方法,其特征在于,
在所述第一算出工序中算出的基准值以及和该基准值对应的实测值的焊接条件的项目设为进给速度,
在所述第二算出工序中,使用包括所述偏差以及预先设定的常数作为项的PI控制的控制式,来算出用于控制焊接速度、焊接电流、电弧电压、进给速度、突出长度中的至少一个的控制量。
根据该结构,能够针对各种焊接条件中的未被设定的项目算出基准值,并能够使用将该基准值与实测值的偏差设为变量的PI控制的控制式,来控制焊接速度、焊接电流、电弧电压、进给速度、突出长度中的至少一个。
(13)一种电渣焊或气电焊的控制装置,其特征在于,
所述电渣焊或气电焊的控制装置具有:
数据库,其通过施工信息与系数信息建立对应关系而得到,所述施工信息包括焊接方法以及焊接材料的项目,所述系数信息与所述施工信息建立了关联并包括至少两个系数;
决定机构,其基于对所述施工信息所包括的项目指定的参数以及所述数据库,来决定所述系数信息;
第一算出机构,作为焊接中的焊接条件的项目至少包括焊接电流、焊丝的进给速度以及突出长度,所述第一算出机构基于对该焊接条件的项目中的至少两个指定的设定值以及由所述决定机构决定的系数信息,来算出针对所述焊接条件的项目中的未被指定的项目的基准值;以及
第二算出机构,其基于所述基准值,来算出针对所述焊接条件的项目中的未被指定的项目的控制量。
根据该结构,能够在一个装置中应用于EGW、ESW这两方的焊接方法,并且能够实现在各种焊接条件下也能够应用的具有通用性的控制。另外,能够实现应用范围更广的自动控制,能够使作业效率以及焊接品质提高。
(14)一种焊接系统,其中,
所述焊接系统包括:
(13)所述的控制装置;
焊接装置;以及
焊接电源。
根据该结构,能够在一个装置中应用于EGW、ESW这两方的焊接方法,并且能够实现在各种焊接条件下也能够应用的具有通用性的控制。另外,能够实现应用范围更广的自动控制,能够使作业效率以及焊接品质提高。
(15)一种程序,其中,
所述程序用于使计算机执行如下工序:
决定工序,基于施工信息与系数信息建立对应关系而得到的数据库以及对所述施工信息所包括的项目指定的参数,来决定所述系数信息,所述施工信息包括焊接方法以及焊接材料的项目,所述系数信息与所述施工信息建立了关联并包括至少两个系数;
第一算出工序,作为焊接中的焊接条件的项目至少包括焊接电流、焊丝的进给速度以及突出长度,基于对该焊接条件的项目中的至少两个指定的设定值以及在所述决定工序中决定的系数信息,来算出针对所述焊接条件的项目中的未被指定的项目的基准值;以及
第二算出工序,基于所述基准值,来算出针对所述焊接条件的项目中的未被指定的项目的控制量。
根据该结构,能够在一个装置中应用于EGW、ESW这两方的焊接方法,并且能够实现在各种焊接条件下也能够应用的具有通用性的控制。另外,能够实现应用范围更广的自动控制,能够使作业效率以及焊接品质提高。
以上,参照附图对各种实施方式进行了说明,但本发明当然并不限定于该例子。只要是本领域技术人员,就显然能够在专利技术方案所记载的范畴内想到各种变更例或修正例,关于这些当然也理解为属于本发明的技术范围。另外,也可以在不脱离发明的主旨的范围将、上述实施方式中的各构成要素任意地组合。
需要说明的是,本申请基于2021年3月3日申请的日本专利申请(特愿2021-033678),其内容在本申请之中作为参照而被引用。
附图标记说明
1 铜压板
4 焊炬
13 熔融焊渣浴检测器
14 焊剂供给装置
15 焊剂供给控制装置
16 行驶台车
17 行驶台车控制装置
19 升降驱动部
30 焊接用滑动铜压板
100 焊接装置
200 焊接电源
300 焊丝进给装置
400 操作箱
410 施工信息
411 焊接方法
412 焊接材料
420 焊接条件设定信息
421 焊接电流
422 进给速度
423 突出长度
430 测定部
441 参数管理部
442 基准值算出部
443 控制量算出部
500 焊接系统。

Claims (15)

1.一种电渣焊或气电焊的控制方法,其特征在于,
所述电渣焊或气电焊的控制方法包括:
决定工序,基于施工信息与系数信息建立对应关系而得到的数据库以及对所述施工信息所包括的项目指定的参数,来决定所述系数信息,所述施工信息包括焊接方法以及焊接材料的项目,所述系数信息与所述施工信息建立了关联并包括至少两个系数;
第一算出工序,作为焊接中的焊接条件的项目至少包括焊接电流、焊丝的进给速度以及突出长度,基于对该焊接条件的项目中的至少两个指定的设定值以及在所述决定工序中决定的系数信息,来算出针对所述焊接条件的项目中的未被指定的项目的基准值;以及
第二算出工序,基于所述基准值,来算出针对所述焊接条件的项目中的未被指定的项目的控制量。
2.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,
在所述第一算出工序中,使用具有焊接电流、焊丝的进给速度以及突出长度的值作为变量的函数来算出所述基准值,
所述函数具有包括由在所述决定工序中决定的系数信息表示的系数的项。
3.根据权利要求2所述的控制方法,其特征在于,
所述函数由下式定义,
[数学式1]
Wf=a·I2+b·I+c·Ext·I2+d
Wf:进给速度
I:焊接电流
Ext:突出长度
a、b、c、d:使用数据库确定的系数。
4.根据权利要求3所述的控制方法,其特征在于,
在所述焊接方法为气电焊的情况下,
所述施工信息所包括的焊接材料的项目至少包括与焊丝相关的信息,
所述突出长度设为所述焊丝与导电嘴的通电位置和熔融金属表面间的距离。
5.根据权利要求3所述的控制方法,其特征在于,
在所述焊接方法为电渣焊的情况下,
所述施工信息所包括的焊接材料的项目包括焊丝以及焊剂中的至少一方的信息,
所述突出长度设为所述焊丝与预先设定的导电嘴的通电位置和焊渣浴的表面间的距离。
6.根据权利要求5所述的控制方法,其特征在于,
基于由用于检测所述焊渣浴的表面的传感器检测出的焊渣浴的表面位置以及预先设定的导电嘴的通电位置,以使所述突出长度成为所述指定的设定值或在所述第一算出工序中算出的基准值的方式控制所述焊渣浴的高度。
7.根据权利要求6所述的控制方法,其特征在于,
所述传感器具有由铜或铜合金构成的块形状的检测端子,
所述检测端子在沿着母材滑动的铜压板的预先设定的位置与该铜压板绝缘地设置,
所述传感器基于对所述检测端子施加的电位与规定的电位的电位差来输出表示检测出所述焊渣浴的检测信号,
基于所述检测信号,来控制所述焊渣浴的高度。
8.根据权利要求7所述的控制方法,其特征在于,
在使焊炬振荡的情况下,基于所述焊炬位于所述铜压板的附近时的所述电位差,来输出所述检测信号。
9.根据权利要求8所述的控制方法,其特征在于,
根据所述振荡的长度,来变更用于控制所述焊渣浴的高度的焊剂的供给量。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的控制方法,其特征在于,
在所述第二算出工序中,至少基于所述基准值与和所述基准值对应的实测值的偏差,来算出控制量。
11.根据权利要求10所述的控制方法,其特征在于,
在所述第一算出工序中算出的基准值以及和该基准值对应的实测值的焊接条件的项目设为焊接电流,
在所述第二算出工序中,使用包括所述偏差以及预先设定的常数作为项的PI控制的控制式,来算出用于控制焊接速度、焊接电流、电弧电压、进给速度、突出长度中的至少一个的控制量。
12.根据权利要求10所述的控制方法,其特征在于,
在所述第一算出工序中算出的基准值以及和该基准值对应的实测值的焊接条件的项目设为进给速度,
在所述第二算出工序中,使用包括所述偏差以及预先设定的常数作为项的PI控制的控制式,来算出用于控制焊接速度、焊接电流、电弧电压、进给速度、突出长度中的至少一个的控制量。
13.一种电渣焊或气电焊的控制装置,其特征在于,
所述电渣焊或气电焊的控制装置具有:
数据库,其通过施工信息与系数信息建立对应关系而得到,所述施工信息包括焊接方法以及焊接材料的项目,所述系数信息与所述施工信息建立了关联并包括至少两个系数;
决定机构,其基于对所述施工信息所包括的项目指定的参数以及所述数据库,来决定所述系数信息;
第一算出机构,作为焊接中的焊接条件的项目至少包括焊接电流、焊丝的进给速度以及突出长度,所述第一算出机构基于对该焊接条件的项目中的至少两个指定的设定值以及由所述决定机构决定的系数信息,来算出针对所述焊接条件的项目中的未被指定的项目的基准值;以及
第二算出机构,其基于所述基准值,来算出针对所述焊接条件的项目中的未被指定的项目的控制量。
14.一种焊接系统,其中,
所述焊接系统包括:
权利要求13所述的控制装置;
焊接装置;以及
焊接电源。
15.一种程序,其中,
所述程序用于使计算机执行如下工序:
决定工序,基于施工信息与系数信息建立对应关系而得到的数据库以及对所述施工信息所包括的项目指定的参数,来决定所述系数信息,所述施工信息包括焊接方法以及焊接材料的项目,所述系数信息与所述施工信息建立了关联并包括至少两个系数;
第一算出工序,作为焊接中的焊接条件的项目至少包括焊接电流、焊丝的进给速度以及突出长度,基于对该焊接条件的项目中的至少两个指定的设定值以及在所述决定工序中决定的系数信息,来算出针对所述焊接条件的项目中的未被指定的项目的基准值;以及
第二算出工序,基于所述基准值,来算出针对所述焊接条件的项目中的未被指定的项目的控制量。
CN202280007702.5A 2021-03-03 2022-02-18 电渣焊或气电焊的控制方法、控制装置、焊接系统以及程序 Pending CN116583375A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-033678 2021-03-03
JP2021033678A JP7491860B2 (ja) 2021-03-03 2021-03-03 エレクトロスラグ溶接またはエレクトロガス溶接の制御方法、制御装置、溶接システム、およびプログラム
PCT/JP2022/006787 WO2022185959A1 (ja) 2021-03-03 2022-02-18 エレクトロスラグ溶接またはエレクトロガス溶接の制御方法、制御装置、溶接システム、およびプログラム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116583375A true CN116583375A (zh) 2023-08-11

Family

ID=83154355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280007702.5A Pending CN116583375A (zh) 2021-03-03 2022-02-18 电渣焊或气电焊的控制方法、控制装置、焊接系统以及程序

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP7491860B2 (zh)
KR (1) KR20230110612A (zh)
CN (1) CN116583375A (zh)
WO (1) WO2022185959A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116511645B (zh) * 2023-06-28 2023-10-27 西部超导材料科技股份有限公司 消除钛合金铸锭炉内焊接粘连的方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4894641A (zh) * 1972-03-15 1973-12-05
JPS5849354B2 (ja) 1974-04-20 1983-11-04 株式会社神戸製鋼所 ジドウヨウセツソウチ ニ オケル ヨウセツヘツド ノ ソウコウセイギヨホウホウ
JP2007118012A (ja) 2005-10-25 2007-05-17 Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd 立向上進溶接方法
JP6460910B2 (ja) 2015-05-15 2019-01-30 株式会社神戸製鋼所 エレクトロスラグ溶接方法及びエレクトロスラグ溶接装置
JP2020108894A (ja) 2017-03-31 2020-07-16 株式会社日立製作所 溶接作業条件導出装置、溶接電源装置、および溶接技術習得装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022134522A (ja) 2022-09-15
WO2022185959A1 (ja) 2022-09-09
KR20230110612A (ko) 2023-07-24
JP7491860B2 (ja) 2024-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101642548B1 (ko) 단락 아크 용접 시스템
KR101549300B1 (ko) 아크 용접 장치, 정전압 특성 용접 전원 및 아크 용접 방법
US8461476B2 (en) Method and device for plasma tap hole welding
KR20160077056A (ko) 전압 및 전류 피드백으로부터 아크 길이의 추출
US20210023642A1 (en) Systems and methods for adaptive control of wire preheating
KR102090049B1 (ko) 아크 트래킹 용접 방법 및 아크 트래킹 용접 장치
KR101852256B1 (ko) 일렉트로슬래그 용접 방법 및 일렉트로슬래그 용접 장치
CN116583375A (zh) 电渣焊或气电焊的控制方法、控制装置、焊接系统以及程序
KR920004266B1 (ko) 자동 아아크 용접방법
US4302656A (en) Controlling the operations of an electric arc welder
KR102387507B1 (ko) 용접용 미끄럼운동 동 백킹판 및 용접 방법
US4507541A (en) Measuring proximity of metal to an arc welding torch
JP5494292B2 (ja) 溶接継手の製造方法及びその製造方法を実施するための溶接装置
JP2012011400A (ja) 溶接継手の製造方法及びその方法を実施するための溶接装置
JP2018069253A (ja) アーク溶接方法及びアーク溶接装置
JP4151777B2 (ja) ホットワイヤ溶接方法および装置
KR101271872B1 (ko) 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치 및 이의 스틱 아웃 제어 방법
CN115943007A (zh) 自适应埋弧焊中的平衡和偏移
KR20210054572A (ko) 자체-조절식 용접 와이어 공급 속도를 갖는 용접 장치 및 용접 방법
JP2024015898A (ja) 溶接金属及びその製造方法
JP2024006631A (ja) 溶接用摺動銅当て金及び溶接方法
JP2004276055A (ja) 溶接装置及び溶接方法
JPH0481278A (ja) 溶接装置
Kang Development of an arc voltage control mechanism for underwater wet SMAW process
JPH064193B2 (ja) アーク溶接ロボットによる溶接方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination