CN117412828A - 焊接装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

在进行焊丝(21)的反向进给动作之后进行正向进给动作。在正向进给动作开始后，在第一时刻(a’)检测第一电流值(Ia’)。检测从第一时刻(a’)到第二时刻(b’)为止的第一时间(Tab’)。在经过第二时刻(b’)后，在第三时刻(c’)检测第二电流值(Ic’)。将第一电流值(Ia’)、第二电流值(Ic’)以及第一时间(Tab’)中的至少一个与预先设定的相对应的第一设定电流值(Ia)、第二设定电流值(Ic)以及第一设定时间(Tab)进行比较，从而判断导管电缆(16)的异常。

Description

焊接装置的控制方法

技术领域

本发明涉及一种焊接装置的控制方法。

背景技术

在专利文献1中，公开了一种焊接用送丝方法，在挤出侧和引出侧分别设置直接测定送丝速度的光学式传感器，通过测定并比较挤出侧和引出侧的送丝情况，来检测由导管电缆内部的接触电阻引起的送丝不良。

专利文献1：日本公开专利公报特开平09-295141号公报

发明内容

-发明要解决的技术问题-

不过，在现有的发明中，为了检测送丝不良，需要另外设置挤出侧光学式传感器和引出侧光学式传感器，因而存在装置整体成本增大的问题。

本发明正是鉴于这一点而完成的，其目的在于：能够以比较简单的结构来判断导管电缆的异常。

-用以解决技术问题的技术方案-

第一方面涉及一种焊接装置的控制方法，所述焊接装置包括焊炬、与所述焊炬连接并引导焊丝的导管电缆以及通过所述导管电缆进给所述焊丝的进给马达，所述焊接装置的控制方法包括：在进行了拉入所述焊丝的反向进给动作后，进行送出所述焊丝的正向进给动作的步骤；在所述正向进给动作开始后，在所述进给马达的转矩的增加量成为规定值以下的第一时刻a’，检测流经所述进给马达的第一电流值Ia’的步骤；检测从所述第一时刻a’到经过所述第一时刻a’后所述进给马达的转矩的增加量成为规定值以上的第二时刻b’为止的第一时间Tab’的步骤；在经过所述第二时刻b’后，在所述焊丝从所述焊炬的顶端部突出来的第三时刻c’，检测流经所述进给马达的第二电流值Ic’的步骤；以及将所述第一电流值Ia’、所述第二电流值Ic’以及所述第一时间Tab’中的至少一个与预先设定的相对应的第一设定电流值Ia、第二设定电流值Ic以及第一设定时间Tab进行比较，判断所述导管电缆是否发生异常的步骤。

在第一方面中，在进行焊丝的反向进给动作之后进行正向进给动作。在正向进给动作开始后，在第一时刻a’检测第一电流值Ia’。检测从第一时刻a’到第二时刻b’为止的第一时间Tab’。在经过第二时刻b’后，在第三时刻c’检测第二电流值Ic’。将第一电流值Ia’、第二电流值Ic’以及第一时间Tab’中的至少一个与预先设定的相对应的第一设定电流值Ia、第二设定电流值Ic以及第一设定时间Tab进行比较，判断导管电缆的异常。

这样一来，在基于进给马达的转矩的增加量而决定的各时刻，通过检测流经进给马达的电流值和经过时间，能够判断导管电缆的异常。因此，无需另外设置用于检测焊丝进给不良的传感器等，能够抑制成本增大。

第二方面在第一方面的基础上，在Tab′＜Tab×α(α是规定的系数)的情况下，判断为所述导管电缆发生了异常。

在第二方面中，在第一时间Tab’比第一设定时间Tab短的情况下，能够判断为导管电缆发生弯曲、折断，在导管电缆的中途焊丝堵塞。

第三方面在第一方面的基础上，在Tab’＝Tab×α、Ia’＝Ia×β以及Ic’＞Ic×γ(α、β、γ是规定的系数)的情况下，判断为所述导管电缆发生了异常。

在第三方面中，在第二电流值Ic’高于第二设定电流值Ic的情况下，能够判断为焊丝在焊炬侧、即导管电缆的顶端部堵塞。

第四方面在第一方面的基础上，在Tab’＝Tab×α、Ia’＞Ia×β以及Ic’＞Ic×γ(α、β、γ是规定的系数)的情况下，判断为所述导管电缆发生了异常。

在第四方面中，在第一电流值Ia’高于第一设定电流值Ia的情况下，能够判断为焊丝在进给马达侧、即导管电缆的根部堵塞。

-发明的效果-

根据本公开的技术方案，能够以比较简单的结构来判断导管电缆的异常。

附图说明

图1是示出本实施方式所涉及的焊接装置的整体结构的图；

图2是用于说明反向进给结束时导管电缆内的焊丝的位置的图；

图3是用于说明正向进给结束时导管电缆内的焊丝的位置的图；

图4是示出导管电缆处于正常状态下马达电流随时间的变化的曲线图；

图5是示出导管电缆处于正常状态下进给速度随时间的变化的曲线图；

图6是用于判断导管电缆的异常的流程图；

图7是示出在导管电缆的中途发生焊丝堵塞的情况下马达电流随时间的变化的曲线图；

图8是示出在导管电缆的顶端部发生焊丝堵塞的情况下马达电流随时间的变化的曲线图；

图9是示出在导管电缆的根部发生焊丝堵塞的情况下马达电流随时间的变化的曲线图。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的实施方式。需要说明的是，以下对优选的实施方式的说明本质上只不过是举例说明而已，并没有对本发明、本发明的应用对象或本发明的用途加以限制的意图。

如图1所示，焊接装置1包括焊炬10、焊炬电缆15、进给装置20、气体供给部25以及电源装置30。焊接装置1对工件W进行电弧焊。

焊炬10经由焊炬电缆15与进给装置20连接。焊炬10将从进给装置20进给来的焊丝21供向工件W。

焊炬电缆15具有导管电缆16和气体软管(省略图示)。在导管电缆16内插通焊丝21。导管电缆16向焊炬10引导焊丝21。焊炬电缆15的气体软管与气体供给部25的气体软管26连接。

气体供给部25经由气体软管26与进给装置20连接。从气体供给部25供给的保护气体在导管电缆16的气体软管内部流通，从焊炬10的顶端部向工件W喷出。

进给装置20具有焊丝21和进给马达22。焊丝21卷绕于未图示的焊丝盘。进给马达22通过驱动未图示的进给辊旋转来进给焊丝21。进给装置20将表示进给马达22的马达电流值的信号经由马达电流信号线5向电源装置30发送。

进给装置20通过改变进给马达22的旋转方向，由此在正向进给动作和反向进给动作之间切换。在正向进给动作中，从进给装置20向焊炬10送出焊丝21。在反向进给动作中，从焊炬10向进给装置20拉入焊丝21。

电源装置30具有电源部31、焊接控制部32、运算部33、存储部34以及显示部35。

电源部31经由电力缆线7向进给装置20供电。电源部31经由母材缆线8对工件W施加电压。对焊丝21施加正电压。对工件W施加负电压。由此，在焊丝21的顶端与工件W之间产生电弧放电，从而进行电弧焊。

焊接控制部32控制进给装置20的动作。焊接控制部32经由控制信号线6向进给装置20发出进给指令。进给装置20以所指示的指令速度对进给马达22进行定速控制，来进给焊丝21。

运算部33经由马达电流信号线5接收从进给装置20发送来的表示马达电流值的信号。详情后述，运算部33将在焊丝21的进给过程中检测出的第一电流值Ia’、第二电流值Ic’、第一时间Tab’与预先设定的第一设定电流值Ia、第二设定电流值Ic、第一设定时间Tab进行比较。运算部33基于比较结果，判断导管电缆16是否发生异常。运算部33的运算结果存储于存储部34。

存储部34存储表示包括焊接电流值、焊接电压值等各种焊接条件的数据。在存储部34中预先存储第一设定电流值Ia、第二设定电流值Ic、第一设定时间Tab等各种参数。

显示部35显示规定的信息。例如，显示部35显示电弧焊过程中的焊接电流值、焊接电压值。另外，显示部35显示表示导管电缆16发生了异常的警告信息。

不过，在使用焊接装置1进行电弧焊作业时，需要使焊炬10向各种位置、角度移动。因此，焊炬电缆15内的导管电缆16以各种方向、曲率反复进行弯曲动作。其结果是，导管电缆16本身有时会出现弯曲、折断。

另外，有时会因长期使用焊接装置1，使得焊丝21的一部分在进给过程中被切削而堆积于导管电缆16内，导致在导管电缆16内发生堵塞。

这样一来，当发生导管电缆16折断、导管电缆16堵塞等异常时，焊丝21的进给量就会变得不稳定，从而导致电弧焊不稳定、出现焊接缺陷。

因此，在本实施方式中，判断导管电缆16是否发生异常，从而能够适当地判断对导管电缆16进行更换、维护的时期。

<导管电缆处于正常状态下的马达电流的变化>

如图2和图3所示，在进行导管电缆16的异常诊断的情况下，首先，由进给马达22进行拉入焊丝21的反向进给动作后，进行送出焊丝21的正向进给动作。

具体而言，在将焊炬电缆15卷绕了一圈的状态下，在反向进给结束时和正向进给结束时，导管电缆16内的焊丝21的全长不同。在图2的反向进给结束时，沿着导管电缆16的线匝部分的内周面敷设焊丝21。在图3的正向进给结束时，沿着导管电缆16的线匝部分的外周面敷设焊丝21。

此处，关于导管电缆16内的焊丝21的全长，在反向进给结束时比正向进给结束时短。当从反向进给结束时的状态(参照图2)开始进行正向进给动作时，直至成为正向进给结束时的状态(参照图3)为止，焊丝21都不会从焊炬10突出来。

因此，在进给装置20开始正向进给动作之前，基于是处于反向进给结束时的状态还是处于正向进给结束时的状态，焊丝21的突出时机是不同的。

因此，在本实施方式中，在进行导管电缆16的异常诊断的情况下，首先使之成为反向进给结束时的状态(参照图2)，然后再进行正向进给动作。

图4是示出导管电缆16处于正常状态下马达电流随时间变化的曲线图。需要说明的是，图4所示的曲线图的数值是在假设将焊炬电缆15以φ600mm弯曲一圈的状态下得到的。

如图4所示，将在进给马达22进行了反向进给动作之后开始正向进给动作的时刻设为0。在正向进给动作开始后，以焊丝21以恒定速度进给的方式，向进给马达22施加电流(参照图5的实线)。

经由马达电流信号线5向电源装置30发送表示施加于进给马达22的电流值的信号。运算部33对马达电流随时间的变化加以计算。运算部33在马达电流的变化为恒定的第一时刻a，判断为进给马达22的转矩的增加量成为规定值以下。

例如，在每单位时间的马达电流的变化量为规定的阈值(2.5A/sec)以下的情况下，判断为进给马达22的转矩的增加量成为规定值以下。在进给马达22的正向进给动作开始后，到第一时刻a为止是达到任意进给速度的过渡期间。

进给装置20在第一时刻a检测流经进给马达22的第一电流值Ia。

运算部33在从第一时刻a起经过第一时刻a后马达电流开始增加的第二时刻b，判断为进给马达22的转矩的增加量成为规定值以上。运算部33检测从第一时刻a到第二时刻b为止的第一时间Tab。

进给装置20在经过第二时刻b后，焊丝21从焊炬10的顶端部突出来的第三时刻c，检测流经进给马达22的第二电流值Ic。

如图5中虚线所示，在经过第二时刻b后到达第三时刻c为止的期间，在焊炬10的顶端部，焊丝21的进给速度逐渐变大。从第二时刻b到第三时刻c是焊丝21从焊炬10的顶端开始突出、焊炬10的顶端部的送丝速度不断向指令进给速度(进给马达22的进给速度)接近的期间。

在第三时刻c，指令进给速度与焊炬10的顶端部的送丝速度一致。经过第三时刻c后，焊丝21的进给速度维持给与进给装置20的进给速度指令值。

此处，如图4所示，存在第一时刻a和第二时刻b那样的转折点的理由是，在进给马达22进行了反向进给动作之后，进行正向进给动作，由此在焊丝21从焊炬10的顶端突出之前，存在游隙之故。也就是说，在进给马达22的正向进给动作开始后，到第二时刻b为止，焊丝21没有从焊炬10的顶端突出来，从第一时刻a到第二时刻b是导管电缆16内的游隙吸收期间。

因此，如图4中虚线所示，在进给马达22不进行反向进给动作的情况下，在第一时刻a和第二时刻b没有发生转折，马达电流上升到第二电流值Ic。

在导管电缆16处于正常状态下检测出的第一电流值Ia作为第一设定电流值Ia存储于存储部34。第二电流值Ic作为第二设定电流值Ic存储于存储部34。第一时间Tab作为第一设定时间Tab存储于存储部34。

<在导管电缆的中途发生了焊丝堵塞的情况下>

如图6所示，在步骤S11中，进给装置20在进行了反向进给动作后进行正向进给动作。

在步骤S12中，进给装置20在正向进给动作开始后，进给马达22的转矩的增加量成为规定值以下的第一时刻a’，检测流经进给马达22的第一电流值Ia’。

在步骤S13中，检测从第一时刻a’起到经过第一时刻a’后进给马达22的转矩的增加量成为规定值以上的第二时刻b’为止的第一时间Tab’。

在步骤S14中，在经过第二时刻b’后，在焊丝21从焊炬10的顶端部突出来的第三时刻c’，检测流经进给马达22的第二电流值Ic’。

在步骤S15～S17中，将第一电流值Ia’、第二电流值Ic’以及第一时间Tab’中的至少一个与预先设定的相对应的第一设定电流值Ia、第二设定电流值Ic以及第一设定时间Tab进行比较，判断导管电缆16是否发生了异常。

在图7中，用实线表示导管电缆16处于正常状态下马达电流值的变化，用虚线表示进行导管电缆16的异常诊断时马达电流的实测值。

在图7所示的例子中，若比较第一电流值Ia’和第一设定电流值Ia，则Ia’＝Ia。

若比较第一时间Tab’和第一设定时间Tab，则为Tab’＜Tab。需要说明的是，作为用于导管电缆16的异常判定的阈值的第一设定时间Tab，优选以导管电缆16处于正常状态下检测出的第一设定时间Tab为基准，乘以规定的系数α，由此设定为比其短的时间。具体而言，优选当α＝0.8时，则第一设定时间Tab＝Tab×0.8。需要说明的是，规定的系数α的值仅为一例，可以任意设定。

在图7所示的例子中，在导管电缆16的异常诊断中，满足Tab’＜Tab×α这一条件(在图6的步骤S15中为“是”)。也就是说，与导管电缆16处于正常状态相比，马达电流增加的时机提前。

因此，在图7所示的例子中，能够判断为导管电缆16发生了弯曲、折断，在导管电缆16的中途发生了焊丝21的堵塞(图6的步骤S18)。然后，只要在显示部35显示表示导管电缆16发生了异常的警告信息即可。

<在导管电缆的顶端部发生焊丝堵塞的情况下>

在图6的步骤S15中为“否”的情况下，进入步骤S16。

在图8所示的例子中，若比较第一电流值Ia’和第一设定电流值Ia，则Ia’＝Ia。需要说明的是，作为用于导管电缆16的异常判定的阈值的第一设定电流值Ia优选是这样设定的，即：为了灵活地应对适用范围，优选以导管电缆16处于正常状态下检测出的第一设定电流值Ia为基准，乘以规定的系数β，由此在正常状态的电流值的±20％的范围内进行设定。具体而言，优选当设β＝0.8～1.2这一范围时，则第一设定电流值Ia＝Ia×0.8～1.2这一范围。

若比较第一时间Tab’和第一设定时间Tab，则Tab’＝Tab。需要说明的是，作为用于导管电缆16的异常判定的阈值的第一设定时间Tab优选是这样设定的，即：为了灵活地应对适用范围，优选以导管电缆16处于正常状态下检测出的第一设定时间Tab为基准，乘以规定的系数α，由此在正常状态的时间的±20％的范围内进行设定。具体而言，优选当设α＝0.8～1.2这一范围时，则第一设定时间Tab＝Tab×0.8～1.2这一范围。

若比较第二电流值Ic’和第二设定电流值Ic，则Ic’＞Ic。需要说明的是，作为用于导管电缆16的异常判定的阈值的第二设定电流值Ic，优选以导管电缆16处于正常状态下检测出的第二设定电流值Ic为基准，乘以规定的系数γ，由此设为比其大的值。具体而言，优选当设γ＝1.7时，则第二设定电流值Ic＝Ic×1.7。

需要说明的是，规定的系数α、β、γ的值仅为一例，可以任意设定。

在图8所示的例子中，在导管电缆16的异常诊断中，满足Tab’＝Tab×α、Ia’＝Ia×β以及Ic’＞Ic×γ这一条件(在图6的步骤S16中为“是”)。也就是说，与导管电缆16处于正常状态相比，焊丝21从焊炬10的顶端突出时马达电流值变高。由此而能够判断为焊丝21在焊炬10侧、即导管电缆16的顶端部堵塞(图6的步骤S18)。

<在导管电缆的根部发生焊丝堵塞的情况下>

在图6的步骤S16中为“否”的情况下，进入步骤S17。

在图9所示的例子中，若比较第一电流值Ia’和第一设定电流值Ia，则Ia’＞Ia。需要说明的是，作为用于导管电缆16的异常判定的阈值的第一设定电流值Ia，优选以导管电缆16处于正常状态下检测出的第一设定电流值Ia为基准，乘以规定的系数β，由此设为比其大的值。具体而言，优选当设β＝1.7时，则第一设定电流值Ia＝Ia×1.7。

若比较第一时间Tab’和第一设定时间Tab，则Tab’＝Tab。需要说明的是，作为用于导管电缆16的异常判定的阈值的第一设定时间Tab优选是这样设定的，即：为了灵活地应对适用范围，优选以导管电缆16处于正常状态下检测出的第一设定时间Tab为基准，乘以规定的系数α，由此在正常状态的时间的±20％的范围内进行设定。具体而言，优选当设α＝0.8～1.2这一范围时，则第一设定时间Tab＝Tab×0.8～1.2这一范围。

若比较第二电流值Ic’和第二设定电流值Ic，则Ic’＞Ic。需要说明的是，作为用于导管电缆16的异常判定的阈值的第二设定电流值Ic，优选以导管电缆16处于正常状态下检测出的第二设定电流值Ic为基准，乘以规定的系数γ，由此设为比其大的值。具体而言，优选当设γ＝1.7时，则第二设定电流值Ic＝Ic×1.7。

需要说明的是，规定的系数α、β、γ的值仅为一例，可以任意设定。

在图9所示的例子中，在导管电缆16的异常诊断中，满足Tab’＝Tab×α、Ia’＞Ia×β以及Ic’＞Ic×γ这一条件(在图6的步骤S17中为“是”)。也就是说，与导管电缆16处于正常状态相比，从进给装置20送出焊丝21时的马达电流值变高。由此而能够判断为焊丝21在进给马达22侧、即导管电缆16的根部堵塞(图6的步骤S18)。

需要说明的是，在图6的步骤S17中为“否”的情况下，判断为导管电缆16正常(步骤S19)，结束处理。

-本实施方式的效果-

如上所述，采用本实施方式所涉及的焊接装置1的控制方法，在基于进给马达22的转矩的增加量而决定的各时刻，通过检测流经进给马达22的电流值、经过时间，从而能够判断导管电缆16的异常。因此，无需另外设置用于检测焊丝21的进给不良的传感器等，能够抑制成本增大。

另外，通过将第一电流值Ia’、第二电流值Ic’以及第一时间Tab’中的至少一个与预先设定的相对应的第一设定电流值Ia、第二设定电流值Ic以及第一设定时间Tab进行比较，从而能够推定在导管电缆16的哪个位置发生异常。由此而能够缩短维护时间。

-产业实用性-

如上所述，本发明可获得能够以比较简单的结构判断导管电缆的异常的高实用性的效果，因此非常有用，产业实用性高。

-符号说明-

1 焊接装置

10 焊炬

16 导管电缆

20 进给装置

21 焊丝

22 进给马达

32 焊接控制部

33 运算部

34 存储部。

Claims (4)

1.一种焊接装置的控制方法，所述焊接装置包括焊炬、与所述焊炬连接并引导焊丝的导管电缆以及通过所述导管电缆进给所述焊丝的进给马达，所述焊接装置的控制方法的特征在于：

所述焊接装置的控制方法包括：

在进行了拉入所述焊丝的反向进给动作后，进行送出所述焊丝的正向进给动作的步骤；

在所述正向进给动作开始后，在所述进给马达的转矩的增加量成为规定值以下的第一时刻a’，检测流经所述进给马达的第一电流值Ia’的步骤；

检测从所述第一时刻a’起到经过所述第一时刻a’后所述进给马达的转矩的增加量成为规定值以上的第二时刻b’为止的第一时间Tab’的步骤；

在经过所述第二时刻b’后，在所述焊丝从所述焊炬的顶端部突出来的第三时刻c’，检测流经所述进给马达的第二电流值Ic’的步骤；以及

将所述第一电流值Ia’、所述第二电流值Ic’以及所述第一时间Tab’中的至少一个与预先设定的相对应的第一设定电流值Ia、第二设定电流值Ic以及第一设定时间Tab进行比较，从而判断所述导管电缆是否发生了异常的步骤。

2.根据权利要求1所述的焊接装置的控制方法，其特征在于：

在Tab’<Tab×α的情况下，判断为所述导管电缆发生了异常，其中，α是规定的系数。

3.根据权利要求1所述的焊接装置的控制方法，其特征在于：

在Tab’＝Tab×α、Ia’＝Ia×β以及Ic’＞IC×γ的情况下，判断为所述导管电缆发生了异常，其中，α、β、γ是规定的系数。

4.根据权利要求1所述的焊接装置的控制方法，其特征在于：

在Tab’＝Tab×α、Ia’＞Ia×β以及Ic’＞Ic×γ的情况下，判断为所述导管电缆发生了异常，其中，α、β、γ是规定的系数。