JP2002059264A - Gas shielded non-consumable electrode type metal arc welding equipment - Google Patents
Gas shielded non-consumable electrode type metal arc welding equipmentInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスシールド非消
耗電極式アーク溶接装置に関する。The present invention relates to a gas shield non-consumable electrode type arc welding apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】TIG溶接を代表とするガスシールド非
消耗電極式アーク溶接法が従来から周知となっている。
ガスシールド非消耗電極式アーク溶接法、例えばTIG
溶接では、不活性ガス雰囲気中でタングステン電極と被
溶接物との間にアークを発生させ、その熱で被溶接物お
よび溶加材(溶接棒またはワイヤ)を溶融させて溶接す
る溶接方法である。2. Description of the Related Art A gas shield non-consumable electrode type arc welding method represented by TIG welding has been conventionally known.
Gas shield non-consumable electrode type arc welding method, for example, TIG
In welding, an arc is generated between a tungsten electrode and an object to be welded in an inert gas atmosphere, and the heat is used to melt the object to be welded and a filler material (welding rod or wire) to perform welding. .
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】一般的に溶加材は手動
または自動的にアーク内に挿入されるが、ガスシールド
非消耗電極式アーク溶接を良好に行うためには、アーク
内における溶加材と被溶接物との間の距離を適正に保持
しなければならない。従来、この溶加材と被溶接物との
距離は、溶接作業者が目視して良好な溶接状態を維持す
るように手操作により調節しており、作業能率が低下し
たり溶接品質が低下する問題を生じていた。In general, a filler material is inserted manually or automatically into an arc. However, in order to perform a gas shield non-consumable electrode type arc welding well, a filler metal in an arc is required. The distance between the material and the workpiece must be maintained properly. Conventionally, the distance between the filler material and the workpiece has been adjusted by hand to maintain a good welding state visually by a welding operator, resulting in reduced work efficiency and reduced weld quality. Had a problem.
【0004】本発明は、こうした従来技術の問題を解決
することを技術課題としており、溶加材と被溶接物との
間の距離を自動的に適正に制御可能にしたガスシールド
非消耗電極式アーク溶接装置を提供することを目的とし
ている。An object of the present invention is to solve the problems of the prior art, and a gas shield non-consumable electrode system in which the distance between a filler material and a workpiece can be automatically and appropriately controlled. An object of the present invention is to provide an arc welding apparatus.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】被溶接物の開先に向けら
れた溶接トーチと、該溶接トーチに隣接させて配設され
溶加材としてのワイヤを前記溶接トーチの形成するアー
ク内に向けて供給するワイヤノズルと、前記ワイヤノズ
ルを前記被溶接物に対して相対的に移動するワイヤノズ
ル移動装置と、前記ワイヤを加熱するために前記ワイヤ
と前記被溶接物との間に電力を供給する電源装置とを具
備する自動ガスシールド非消耗電極式アーク溶接装置に
おいて、前記ワイヤと前記被溶接物との間に供給される
電力の電流値の偏差値または時間平均値に基づき前記被
溶接物に対する前記ワイヤノズルの位置を制御するよう
にした。A welding torch directed to a groove of an object to be welded, and a wire as a filler material disposed adjacent to the welding torch is directed into an arc formed by the welding torch. A wire nozzle, a wire nozzle moving device that moves the wire nozzle relative to the workpiece, and power supply between the wire and the workpiece to heat the wire. An automatic gas shield non-consumable electrode type arc welding apparatus comprising: a power supply device that performs power supply between the wire and the workpiece; a current value deviation value or a time average value of electric power supplied between the wire and the workpiece; The position of the wire nozzle with respect to is controlled.
【0006】[0006]
【発明の実施の形態】以下、図1から図6を参照して本
発明の第1の実施形態を説明する。本発明の第1の実施
形態において、ガスシールド非消耗電極式アーク溶接装
置10(以下、単に自動溶接装置10と記載する)は、
水平に配置された2つの円筒形または円柱形の被溶接物
12、14を開先16において突き合わせた状態で回転
させながら溶接する。図1の実施形態において、被溶接
物12、14は、溶接開始に先立って、開先16におい
て仮止めされた状態で自動溶接装置10に取り付けられ
る。被溶接物の一方12は、支持ローラ20を有する受
け台18により回転自在に支持され、被溶接物の他方1
4は、位置決め装置24に支持された把持装置22によ
り把持される。位置決め装置24は、受け台18に支持
されている被溶接物12に対して把持装置22により把
持される被溶接物14を各々の中心軸線が一致するよう
に位置決めする。また、把持装置22は位置決め装置2
4に対して回転自在に設けられており、把持装置22が
回転することにより被溶接物12、14もまた回転す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the first embodiment of the present invention, a gas shield non-consumable electrode type arc welding apparatus 10 (hereinafter, simply referred to as an automatic welding apparatus 10) includes:
The two cylindrical or columnar workpieces 12 and 14 arranged horizontally are welded while rotating at a groove 16 in a state where the workpieces 12 and 14 abut each other. In the embodiment of FIG. 1, the workpieces 12 and 14 are attached to the automatic welding apparatus 10 in a state where the workpieces 12 and 14 are temporarily fixed at the groove 16 before starting welding. One of the objects to be welded 12 is rotatably supported by a cradle 18 having a support roller 20, and the other one of the objects to be welded 1.
4 is gripped by the gripping device 22 supported by the positioning device 24. The positioning device 24 positions the workpiece 14 gripped by the gripping device 22 with respect to the workpiece 12 supported by the receiving table 18 such that the respective central axes coincide with each other. The gripping device 22 is a positioning device 2
The workpieces 12 and 14 are also rotated by the rotation of the gripping device 22.
【0007】被溶接物12、14の開先16に向けて溶
接トーチ34が配設されている。溶接トーチ34は、マ
ニプレータアーム26により直交する3方向に被溶接物
12、14に対して相対的に移動自在に取り付けられて
いる。より詳細には、マニプレータアーム26は、被溶
接物12、14の中心軸線に平行なスライド軸30を有
し、該スライド軸30に沿って移動自在に移動体28が
取り付けられ、移動体28には昇降台32が被溶接物1
2、14の半径方向または鉛直方向(本明細書ではZ軸
方向と定義する)に沿って上下に移動自在に支持されて
おり、昇降台32に溶接トーチ34が取り付けられる。
昇降台32には、また、ワイヤノズル36が取り付けら
れており、該ワイヤノズル36にワイヤリール38から
溶接ワイヤWが給送される。マニプレータアーム26、
移動体28、昇降台32は、自動溶接制御装置50によ
り制御されるワイヤノズル移動装置を構成している。[0007] A welding torch 34 is provided toward the groove 16 of the workpieces 12 and 14. The welding torch 34 is attached by the manipulator arm 26 so as to be relatively movable with respect to the workpieces 12 and 14 in three orthogonal directions. More specifically, the manipulator arm 26 has a slide shaft 30 parallel to the central axis of the workpieces 12 and 14, and a movable body 28 is attached movably along the slide shaft 30, and is attached to the movable body 28. Is the elevating table 32 for the workpiece 1
The welding torch 34 is mounted on the lifting table 32 so as to be vertically movable along the radial direction or vertical direction 2 and 14 (defined as the Z-axis direction in this specification).
A wire nozzle 36 is also attached to the lift 32, and a welding wire W is fed from the wire reel 38 to the wire nozzle 36. Manipulator arm 26,
The moving body 28 and the lift 32 constitute a wire nozzle moving device controlled by the automatic welding control device 50.
【0008】ワイヤWを加熱するために、電源装置40
によりワイヤWと被溶接物12、14の間に所定の電力
が印加される。より詳細には、電源装置40の陰極が陰
極電線42によりワイヤWに接続され、電源装置40の
陽極が陽極電線44により被溶接物12、14に接続さ
れる。陰極電線42には、ワイヤWへ供給される電力の
電流値および電圧値を測定するワイヤ加熱電流電圧検出
器46が配設されている。ワイヤ加熱電流電圧検出器4
6はマイクロコンピュータ48に接続され、マイクロコ
ンピュータ48は、また自動溶接制御装置50に接続さ
れている。マイクロコンピュータ48は、格納されたプ
ログラムに従い自動溶接制御装置50および電源装置4
0に対して制御指令を発する。例えば、溶接工程が進む
につれて、開先16には溶加材が堆積されてワイヤW先
端と被溶接物12、14との間の距離は次第に小さくな
るので、ワイヤノズル36および溶接トーチ34の溶接
物12、14に対する位置も修正しなければならない
し、開先16の大きさも変化するので堆積させるべき溶
加材の量も変化し、従ってワイヤWに供給する電力(電
圧)も変化させなければならない。こうした溶接条件は
予めプログラムされてマイクロコンピュータ48内に格
納されている。なお、溶接トーチ34への電力供給は、
電源装置40または電源装置40とは独立の電源装置
(図示せず)により行うことができる。In order to heat the wire W, a power supply 40
As a result, a predetermined electric power is applied between the wire W and the workpieces 12 and 14. More specifically, the cathode of the power supply 40 is connected to the wire W by the cathode wire 42, and the anode of the power supply 40 is connected to the workpieces 12 and 14 by the anode wire 44. The cathode electric wire 42 is provided with a wire heating current / voltage detector 46 for measuring a current value and a voltage value of the electric power supplied to the wire W. Wire heating current / voltage detector 4
6 is connected to a microcomputer 48, and the microcomputer 48 is also connected to an automatic welding control device 50. The microcomputer 48 controls the automatic welding control device 50 and the power supply device 4 according to the stored program.
A control command is issued for 0. For example, as the welding process progresses, a filler material is deposited on the groove 16 and the distance between the tip of the wire W and the workpieces 12 and 14 gradually decreases, so that the welding of the wire nozzle 36 and the welding torch 34 is performed. The position with respect to the objects 12 and 14 must also be corrected, and since the size of the groove 16 also changes, the amount of the filler material to be deposited also changes, and therefore the power (voltage) supplied to the wire W must also be changed. No. These welding conditions are programmed in advance and stored in the microcomputer 48. The power supply to the welding torch 34 is as follows.
This can be performed by the power supply device 40 or a power supply device (not shown) independent of the power supply device 40.
【0009】以下、図4、5のフローチャートを参照し
て本発明の第1の実施形態の作用を説明する。図4、5
のフローチャートは、自動溶接制御装置50による自動
溶接装置10のワイヤノズル36のZ軸方向の位置決め
制御サブルーチンを示している。溶接工程が開始される
と、溶接作業者は目視によりアークの状態を観察して最
適な溶接条件が得られるワイヤノズル36の被溶接物1
2、14に対する半径方向の位置、つまりワイヤノズル
36の高さを決定する。ワイヤノズル36のこの高さま
たは位置を初期位置とする。The operation of the first embodiment of the present invention will be described below with reference to the flowcharts of FIGS. Figures 4 and 5
5 shows a subroutine for controlling the positioning of the wire nozzle 36 of the automatic welding device 10 in the Z-axis direction by the automatic welding control device 50. When the welding process is started, the welding operator visually observes the state of the arc to obtain the welding target 1 of the wire nozzle 36 in which optimal welding conditions can be obtained.
The position in the radial direction with respect to 2, 14, that is, the height of the wire nozzle 36 is determined. This height or position of the wire nozzle 36 is defined as an initial position.
【0010】初期位置が決定されると、制御サブルーチ
ンが開始され、ステップS10においてパラメータiが
0(零)にリセットされ、ステップS12において、ワ
イヤ加熱電流電圧検出器46により所定サイクルでワイ
ヤWに印加されている電流値を測定、サンプリングし、
得られた電流値からマイクロコンピュータ48により所
定時間内の電流値の変動の偏差値Idev が演算され、ス
テップS14においてこの偏差値Idev が予めマイクロ
コンピュータ48内に格納されている判定値I dis と比
較される。Idev がIdis よりも小さい場合(ステップ
S14においてYes の場合)、サブルーチンは、ステッ
プS22においてパラメータiを0(零)にリセットし
た後にステップS12に戻る。Once the initial position has been determined, the control subroutine is
Is started, and the parameter i is set in step S10.
0 (zero), and in step S12,
Wiring is performed in a predetermined cycle by the ear heating current / voltage detector 46.
Measure and sample the current value applied to the
From the obtained current value, a microcomputer 48
Deviation value I of fluctuation of current value within fixed timedevIs calculated, and
In step S14, the deviation IdevBut in advance micro
Determination value I stored in computer 48 disAnd ratio
Are compared. IdevIs IdisLess than (step
If Yes in S14), the subroutine
In step S22, the parameter i is reset to 0 (zero).
After that, the process returns to step S12.
【0011】ステップS14においてIdev がIdis 以
上の場合(ステップS14においてNoの場合)、ステッ
プS16においてパラメータiが、マイクロコンピュー
タ48内に予め格納されている所定数n、例えば10と
比較される。パラメータiがnより小さい場合(ステッ
プS16においてNoの場合)、サブルーチンはステップ
S18へ移行して、マイクロコンピュータ48は、自動
溶接制御装置50に対して所定値ΔZd 、例えば1mm
を以てワイヤノズル36をZ軸に沿って下方へ移動させ
るよう指令を発する。次いで、サブルーチンは、ステッ
プS20においてパラメータiに1を加えてステップS
12に帰還する。If I dev is equal to or greater than I dis in step S14 (No in step S14), the parameter i is compared with a predetermined number n, for example 10, stored in the microcomputer 48 in step S16. . If the parameter i is smaller than n (No in step S16), the subroutine proceeds to step S18, and the microcomputer 48 sends a predetermined value ΔZ d to the automatic welding control device 50, for example, 1 mm.
, A command is issued to move the wire nozzle 36 downward along the Z-axis. Next, the subroutine adds 1 to the parameter i in step S20 and proceeds to step S20.
Return to 12.
【0012】ステップS16においてiがn以上の場合
(ステップS16においてYes の場合)、サブルーチン
はステップS24に移行してパラメータiが0(零)に
リセットされ、次いで、ステップS26において、マイ
クロコンピュータ48は、自動溶接制御装置50に対し
てΔZd ×nを以てワイヤノズル36をZ軸に沿って上
方へ移動させる、つまりワイヤノズル36を上記のサブ
ルーチンにより下げ始めた最初の位置に移動させるよう
指令を発し、更にステップS28において自動溶接制御
装置50に対して所定値ΔZu 、例えば0.5mmを以
てワイヤノズル36をZ軸に沿って上方へ移動させるよ
う指令を発する。If i is greater than or equal to n in step S16 (Yes in step S16), the subroutine proceeds to step S24, where the parameter i is reset to 0 (zero). Then, in step S26, the microcomputer 48 Then, a command is issued to the automatic welding control device 50 to move the wire nozzle 36 upward along the Z-axis by ΔZ d × n, that is, to move the wire nozzle 36 to the first position where the wire nozzle 36 has started to be lowered by the above subroutine. Further, in step S28, a command is issued to the automatic welding control device 50 to move the wire nozzle 36 upward along the Z axis by a predetermined value ΔZ u , for example, 0.5 mm.
【0013】次いで、ステップS30において、ワイヤ
Wに印加されている電流値の変動の偏差値Idev が演算
され、ステップS32においてこの偏差値Idev が判定
値I dis と比較される。Idev がIdis よりも小さい場
合(ステップS32においてYes の場合)、サブルーチ
ンは、ステップS34においてパラメータiを0(零)
にリセットした後にステップS12に戻る。Next, in step S30, the wire
Deviation value I of fluctuation of current value applied to WdevIs calculated
In step S32, the deviation IdevIs judged
Value I disIs compared to IdevIs IdisPlace smaller than
If (Yes in step S32), the subroutine
In step S34, the parameter i is set to 0 (zero).
After returning to step S12, the process returns to step S12.
【0014】ステップS32においてIdev がIdis 以
上の場合(ステップS32においてNoの場合)、ステッ
プS36においてパラメータiが、マイクロコンピュー
タ48内に予め格納されている所定値m、例えば5と比
較される。パラメータiがmより小さい場合(ステップ
S36においてNoの場合)、ステップS38においてパ
ラメータiに1を加えてステップS28に帰還する。パ
ラメータiがm以上の場合(ステップS36においてYe
s の場合)、サブルーチンはステップS40へ移行し
て、マイクロコンピュータ48は、自動溶接制御装置5
0に対して警報を発すると共にワイヤノズル36を上記
のサブルーチンにより下げ始めた最初の位置へ戻すよう
指令を発する。If I dev is greater than I dis in step S32 (No in step S32), the parameter i is compared with a predetermined value m, for example, 5 stored in the microcomputer 48 in step S36. . If the parameter i is smaller than m (No in Step S36), 1 is added to the parameter i in Step S38, and the process returns to Step S28. If the parameter i is greater than or equal to m (Ye in step S36)
s), the subroutine proceeds to step S40, and the microcomputer 48
A warning is issued for 0, and a command is issued to return the wire nozzle 36 to the initial position where the wire nozzle 36 began to be lowered by the above subroutine.
【0015】次に、図6を参照して、本実施形態の効果
を説明する。図6は、図1、2に示す自動溶接装置10
で溶接を行ったときに得られる、被溶接物12、14に
対するワイヤ先端位置に対する、ワイヤ加熱電流の平均
値(実線で示されている)の変化、および、ワイヤ加熱
電流の偏差値(一点鎖線で示されている)の変化を示し
ている。ワイヤWの先端位置がZa で示す範囲にあると
きは、ワイヤ加熱電流の偏差値は1Aよりも小さく良好
な溶接が行われている。ワイヤWの先端位置が被溶接物
12、14に接近すると(ワイヤ先端位置が図6のグラ
フ内で左側にシフトすると)、ア−ク内の電気抵抗が減
少することからワイヤ加熱電流は増加する。そして、ワ
イヤ先端位置が被溶接物12、14に接近し過ぎて適正
範囲Za から外れると、ワイヤ加熱電流の偏差値は1A
を越えて増加する。ワイヤWの先端位置が被溶接物1
2、14から離反すると、ア−ク内の電気抵抗が増加す
ることからワイヤ加熱電流が減少する。そして、ワイヤ
先端位置が被溶接物12、14から離反し過ぎて適正範
囲Za から外れると、ワイヤ加熱電流の偏差値は1Aを
越えて増加する。更に、ワイヤ先端位置が被溶接物から
離反すると、所謂ワイヤ溶滴状態となり、アーク内での
溶加材の溶融が不連続となり、ワイヤ加熱電流の偏差値
が極端に大きくなる。Next, the effects of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows the automatic welding apparatus 10 shown in FIGS.
Of the average value (shown by a solid line) of the wire heating current and the deviation value of the wire heating current (shown by a dashed line (Indicated by). When the tip position of the wire W is in the range shown by Z a, the deviation of the wire heating current good welding has been performed less than 1A. When the tip position of the wire W approaches the workpieces 12 and 14 (the tip position of the wire shifts to the left in the graph of FIG. 6), the electric resistance in the arc decreases, and the wire heating current increases. . When the wire tip position is too close to the workpieces 12 and 14 and deviates from the proper range Za, the deviation value of the wire heating current is 1 A.
Increase beyond. The tip end of the wire W is the workpiece 1
When the wire is separated from 2, 14, the electric resistance in the arc increases, so that the wire heating current decreases. Then, the wire tip position deviates from the appropriate range Z a too away from the weld object 12, deviation of the wire heating current increases beyond 1A. Further, when the position of the tip of the wire separates from the workpiece, a so-called wire droplet state occurs, the melting of the filler material in the arc becomes discontinuous, and the deviation value of the wire heating current becomes extremely large.
【0016】溶接作業者は、溶接開始に際して経験から
溶接状態を目視観察することにより、ワイヤ先端位置が
適正範囲Zaに入るようにワイヤノズル36の位置を手
動により調節する。ところで、このように溶接作業者が
溶接開始にあたってワイヤ先端位置を最適な位置に調節
しても、溶接工程が進むにつれて、例えば、ワイヤリー
ル38からのワイヤWの繰り出し速度と開先16におけ
る溶加材の堆積速度とのミスマッチにより、被溶接物1
2、14に対するワイヤ先端の相対的な位置も変化し、
ワイヤWの繰り出し速度が相対的に小さければ、ワイヤ
先端の相対位置は右側にシフトし、ワイヤWの繰り出し
速度が相対的に大きければ、ワイヤ先端の相対位置は左
側にシフトする。The welding operator by visually observing the welding state from experience during welding start, the wire tip position is adjusted manually the position of the wire nozzle 36 to enter a proper range Z a. By the way, even if the welding operator adjusts the wire tip position to the optimum position at the start of welding, as the welding process proceeds, for example, the feeding speed of the wire W from the wire reel 38 and the welding at the groove 16 are increased. Due to a mismatch with the deposition rate of the material,
The position of the wire tip relative to 2, 14 also changes,
If the feeding speed of the wire W is relatively low, the relative position of the wire tip shifts to the right, and if the feeding speed of the wire W is relatively high, the relative position of the wire tip shifts to the left.
【0017】従来は、溶接作業者が溶接工程中にワイヤ
ノズル36の位置を手操作により調節することにより、
このワイヤ先端位置のシフトを補償している。これに対
して本実施形態では既述したように自動的にワイヤ先端
位置が適正範囲Za 内に維持されるように制御してい
る。例えば、初期位置Z0 が適正範囲Za 内にあったも
のが、溶接工程が進行する間にワイヤWの先端が被溶接
物12、14に接近し過ぎて、図6において適正範囲Z
a から逸脱してZ1 へシフトした場合を考えると、図4
のフローチャートのステップS14における判定はNoと
なり、ワイヤノズル36は被溶接物12、14へ向けて
接近する。ワイヤノズル36が被溶接物12、14へ接
近すると、図6におけるワイヤ先端位置は左側にシフト
するので、ワイヤ加熱電流の偏差値は次第に大きくな
り、iが所定数n、例えば10となるまで、ステップS
12からステップS20が繰り返される。iが所定数n
となると、iを0(零)にリセット(ステップS24)
した後に、ステップS26においてワイヤノズル36を
上動させて、ワイヤ先端位置を当初のZ1 に復帰させ
る。次いで、ステップS28において、ワイヤノズル3
6を所定の距離Zu を以て上方に移動させて、ワイヤ先
端位置を被溶接物12、14から上方に離反させる。ワ
イヤ加熱電流の偏差値Idev が判定値Idis よりも小さ
くなり適正値となるまで、これを繰り返すことにより、
ワイヤ先端位置は適正範囲Z0 に再び戻る。所定回数m
回ワイヤノズル36を上方に移動させてもワイヤ加熱電
流の偏差値I dev が適正値とならない場合には、溶接異
常と判断して警報を発すると共にワイヤノズル36を当
初の位置Z1 に復帰させる。[0017] Conventionally, a welding operator uses a wire during the welding process.
By adjusting the position of the nozzle 36 manually,
This shift of the wire tip position is compensated. Against this
In this embodiment, the wire tip is automatically
Position is in proper range ZaIs controlled to be maintained within
You. For example, the initial position Z0Is in the proper range ZaAlso inside
However, the tip of the wire W is to be welded during the welding process.
It is too close to the objects 12, 14 and the proper range Z in FIG.
aDeviating from Z1Considering the case of shifting to
The determination in step S14 of the flowchart in FIG.
And the wire nozzle 36 is directed toward the workpieces 12 and 14.
approach. Wire nozzle 36 contacts workpieces 12 and 14
When approaching, the wire tip position in FIG. 6 shifts to the left
The deviation of the wire heating current gradually increases.
Until i reaches a predetermined number n, for example, 10, step S
Steps S20 to S20 are repeated. i is a predetermined number n
Is reached, i is reset to 0 (zero) (step S24).
After that, in step S26, the wire nozzle 36 is
Move the wire tip to the initial Z position.1Return to
You. Next, in step S28, the wire nozzle 3
6 is a predetermined distance ZuTo move the wire
The end position is separated upward from the workpieces 12 and 14. Wa
Deviation I of ear heating currentdevIs the judgment value IdisSmaller than
By repeating this until it becomes a proper value
Wire tip position is in proper range Z0Return to. Predetermined number m
When the wire nozzle 36 is moved upward,
Flow deviation I devIf the value is not the appropriate value,
When it is judged to be normal, an alarm is issued and the wire nozzle 36 is
First position Z1To return to.
【0018】反対に、初期位置Z0 が適正範囲Za 内に
あったものが、溶接工程が進行する間にワイヤWの先端
が被溶接物12、14から離反し過ぎて、図6において
適正範囲Za から逸脱してZ2 へシフトした場合を考え
ると、図4のフローチャートのステップS14における
判定はNoとなり、ワイヤノズル36は被溶接物12、1
4へ向けて接近する。ステップS12からステップS2
0を繰り返すことにより、ワイヤ先端位置は適正範囲Z
0 に再び戻る。所定数nは経験から適正な値、例えば1
0とすることができる。[0018] Conversely, those initial position Z 0 were within proper range Z a is, the tip of the wire W while the welding process progresses excessively away from the object to be welded 12 and 14, appropriate 6 Considering the case of shifting to the Z 2 deviates from the scope Z a, the determination in step S14 in the flowchart of FIG. 4 is No, wire nozzle 36 is welded object 12,1
Approaching towards 4. Step S12 to step S2
By repeating 0, the wire tip position becomes the proper range Z
Return to 0 again. The predetermined number n is an appropriate value from experience, for example, 1
It can be set to 0.
【0019】本実施形態では、既述したように、先にワ
イヤノズル36を被溶接物12、14に接近させるよう
に制御している。これは、図6からも理解できるよう
に、ワイヤWの先端が被溶接物12、14、特に開先1
6から過度に離間するとワイヤ溶滴状態となり、溶接プ
ロセスを維持できなくなる虞があるので、これを防止す
るために先にワイヤノズル36の先端を被溶接物12、
14に接近させることが有利であるからである。In this embodiment, as described above, the control is performed so that the wire nozzle 36 is brought closer to the workpieces 12 and 14 first. As can be understood from FIG. 6, this is because the ends of the wires W are welded to the workpieces 12 and 14, especially
If the wire nozzle 36 is too far away from the wire 6, the wire may be in a molten state, and the welding process may not be able to be maintained.
14 is advantageous.
【0020】次に、図7、8を参照して本発明の第2の
実施形態を説明する。第1の実施形態では、主としてワ
イヤ加熱電流の偏差値すなわちワイヤ加熱電流値の変化
に基づいてワイヤノズルのZ軸方向の位置制御を行った
が、第2の実施形態では、ワイヤ加熱電流の平均値に基
づいて制御を行う。第2の実施形態においても、第1の
実施形態と同様に溶接工程が開始されると溶接作業者が
目視によりアークの状態を観察して最適な溶接条件が得
られるワイヤノズル36の被溶接物12、14に対する
半径方向の位置、つまりワイヤノズル36の高さを決定
する。この初期位置が決定されると、制御サブルーチン
が開始され、ステップS42において、ワイヤ加熱電流
電圧検出器46により所定サイクルでワイヤWに印加さ
れている電流値および電圧値を測定、サンプリングし、
それをマイクロコンピュータ48により平均化して、初
期位置における電流平均値および電圧平均値を基準平均
電流値IaveRおよび基準平均電圧値EaveRとする。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, the position control of the wire nozzle in the Z-axis direction is mainly performed based on the deviation value of the wire heating current, that is, the change of the wire heating current value. However, in the second embodiment, the average of the wire heating current is averaged. Control is performed based on the value. Also in the second embodiment, when the welding process is started in the same manner as in the first embodiment, the welding operator visually observes the state of the arc and obtains the optimum welding conditions by the welding object of the wire nozzle 36. The position in the radial direction with respect to 12 and 14, that is, the height of the wire nozzle 36 is determined. When this initial position is determined, a control subroutine is started. In step S42, the current value and voltage value applied to the wire W in a predetermined cycle by the wire heating current / voltage detector 46 are measured and sampled.
The values are averaged by the microcomputer 48, and the current average value and the voltage average value at the initial position are set as a reference average current value I aveR and a reference average voltage value E aveR .
【0021】次いで、ステップS44において、電流値
の変動の偏差値Idev が演算される。ステップS46に
おいてこの偏差値Idev が予めマイクロコンピュータ4
8内に格納されている判定値Idis と比較される。この
Idis は、第1の実施形態のIdis よりも一般的に大き
な値であり図6のグラフの右側のワイヤ溶滴溶融状態に
対応する値である。Idev がIdis 以上の場合(ステッ
プS46においてYesの場合)にはワイヤ溶滴溶融状態
にあると判断され、ステップS48においてマイクロコ
ンピュータ48は自動溶接制御装置50に対してワイヤ
ノズル36を所定の距離ΔZ、例えば2mmを以て強制
的に下動させるよう指令を発し、サブルーチンはステッ
プS42に帰還する。Next, in step S44, a deviation value Idev of the fluctuation of the current value is calculated. In step S46, this deviation value I dev is
8 is compared with the judgment value I dis stored in the reference numeral 8. This I dis is generally a larger value than the I dis of the first embodiment, and is a value corresponding to the molten state of the wire droplet on the right side of the graph of FIG. If I dev is equal to or greater than I dis (Yes in step S46), it is determined that the wire droplet is in a molten state. In step S48, the microcomputer 48 controls the automatic welding control device 50 to move the wire nozzle 36 to a predetermined position. A command is issued to forcibly move down by a distance ΔZ, for example, 2 mm, and the subroutine returns to step S42.
【0022】Idev がIdis より小さい場合(ステップ
S46においてNoの場合)、ワイヤ加熱電流電圧検出器
46により所定サイクルでワイヤWに印加されている電
圧値を測定、サンプリングし、それをマイクロコンピュ
ータ48により平均化して、現在の平均電圧値Eave を
求め、ステップS52において基準平均電圧値EaveRと
比較される。基準平均電圧値EaveRと平均電圧値Eave
との差の絶対値が判定値Edis 以上の場合(ステップS
52においてYes の場合)は、溶接パスの変更があった
ものと判断して、サブルーチンはステップS42に帰還
して再び基準平均電流値IaveRおよび基準平均電圧値E
aveRを求める。If I dev is smaller than I dis (No in step S46), the voltage value applied to the wire W in a predetermined cycle is measured and sampled by the wire heating current / voltage detector 46, and is measured by the microcomputer. The current average voltage value E ave is obtained by averaging according to 48, and is compared with the reference average voltage value E aveR in step S52. Reference average voltage value E aveR and average voltage value E ave
Is greater than or equal to the determination value E dis (step S
If Yes in step 52), it is determined that the welding path has been changed, and the subroutine returns to step S42 to return to the reference average current value IaveR and the reference average voltage value E again.
Ask for aveR .
【0023】基準平均電圧値EaveRと平均電圧値Eave
との差の絶対値が判定値Edis より小さい場合(ステッ
プS52においてNoの場合)、ワイヤ加熱電流電圧検出
器46により所定サイクルでワイヤWに印加されている
電流値を測定、サンプリングし、それをマイクロコンピ
ュータ48により平均化して、現在の平均電流値Iav e
を求め、ステップS56において基準平均電流値IaveR
との差ΔIを求める。図6を参照して既述したように、
ワイヤWの先端位置が被溶接物12、14に接近する
と、ア−ク内の電気抵抗が減少することからワイヤ加熱
電流は増加するので、ΔIと基準平均電流値IaveRとを
比較することにより、初期位置に対する現在のワイヤ先
端の概ねの位置が予測される。ステップS58におい
て、ΔIの絶対値が判定値Idismと比較される。ΔIの
絶対値が判定値Idismよりも小さい場合(ステップS5
8においてYes の場合)、初期位置からのワイヤ先端の
位置の変位は小さく良好な溶接を与える適正範囲Za内
にあると判断して、サブルーチンはステップS44に帰
還する。Reference average voltage value EaveRAnd average voltage value Eave
If the absolute value of the difference from the
(No in step S52), wire heating current / voltage detection
Is applied to the wire W in a predetermined cycle by the heater 46
Measure the current value, sample it, and
The current average current value Iav e
, And in step S56, the reference average current value IaveR
Is obtained. As already described with reference to FIG.
The tip position of the wire W approaches the workpieces 12 and 14
And the electric resistance in the arc decreases, so that the wire is heated.
Since the current increases, ΔI and the reference average current value IaveRAnd
Compare the current wire tip to the initial position
The approximate location of the edge is expected. In step S58
The absolute value of ΔI isdismIs compared to ΔI
The absolute value is the judgment value IdismSmaller than (step S5
8 if Yes), the wire tip from the initial position
Proper range Z for small displacement and good weldingaInside
And the subroutine returns to step S44.
Return.
【0024】ΔIの絶対値が判定値Idism以上の場合
(ステップS58においてNoの場合)、初期位置からの
ワイヤ先端の位置の変位は大きく良好な溶接を与える適
正範囲Za から逸脱していると判断して、ステップS6
0においてΔIに負の係数αを乗じてΔZを求め、ワイ
ヤノズル36をΔZだけ移動する(ステップS62)。
その際、ΔZが負の数である場合には、ワイヤ先端が被
溶接物12、14に接近する方向、つまり図3において
下方へワイヤノズル36を移動させ、ΔZが正の数であ
る場合には、ワイヤ先端が被溶接物12、14から離反
する方向、つまり図3において上方へワイヤノズル36
を移動させる。これは、図6に示すように、ワイヤの先
端位置が被溶接物12、14に接近すると、ア−ク内の
電気抵抗が減少することからワイヤ加熱電流は増加し、
かつ、その増加率はワイヤ先端と被溶接物12、14の
間の距離に概ね比例していることに基づいている。本実
施形態によれば、係数αの値を実験等により予め適切に
選定することにより、被溶接物12、14に対するワイ
ヤ先端の位置を自動的に適正に維持することが可能とな
る。また、電圧の平均値に基づき溶接パスの変更を検知
して適切に対応可能となる。[0024] If the absolute value of ΔI is equal to or greater than the determination value I dism (if at step S58 of No), the displacement of the position of the wire tip from the initial position deviates from the proper range Z a which exerts a great good welding And step S6
At 0, ΔI is multiplied by a negative coefficient α to obtain ΔZ, and the wire nozzle 36 is moved by ΔZ (step S62).
At this time, when ΔZ is a negative number, the wire nozzle 36 is moved in a direction in which the wire tip approaches the workpieces 12 and 14, that is, downward in FIG. 3, and when ΔZ is a positive number In the direction in which the tip of the wire separates from the workpieces 12 and 14, that is, upward in FIG.
To move. As shown in FIG. 6, when the position of the tip of the wire approaches the workpieces 12 and 14, the electric resistance in the arc decreases, and the wire heating current increases.
The rate of increase is based on the fact that the rate of increase is approximately proportional to the distance between the tip of the wire and the workpieces 12 and 14. According to the present embodiment, by appropriately selecting the value of the coefficient α in advance by experiments or the like, it is possible to automatically and appropriately maintain the position of the wire tip with respect to the workpieces 12 and 14. Further, it is possible to detect a change in the welding path based on the average value of the voltage and appropriately cope with the change.
【図1】本発明の好ましい実施形態による自動溶接装置
の概略正面図である。FIG. 1 is a schematic front view of an automatic welding apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
【図2】本実施形態の自動溶接装置の概略側面図であ
る。FIG. 2 is a schematic side view of the automatic welding apparatus according to the embodiment.
【図3】被溶接物、溶接トーチ、ワイヤノズル、ワイヤ
の位置関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a positional relationship among a workpiece, a welding torch, a wire nozzle, and a wire.
【図4】第1の実施形態によるワイヤ先端位置制御サブ
ルーチンを示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating a wire tip position control subroutine according to the first embodiment.
【図5】第1の実施形態によるワイヤ先端位置制御サブ
ルーチンを示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating a wire tip position control subroutine according to the first embodiment.
【図6】ワイヤ先端位置に対するワイヤ加熱電流平均値
およびワイヤ加熱電流偏差値の変化を示すグラフであ
る。FIG. 6 is a graph showing changes in a wire heating current average value and a wire heating current deviation value with respect to a wire tip position.
【図7】第2の実施形態によるワイヤ先端位置制御サブ
ルーチンを示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating a wire tip position control subroutine according to a second embodiment.
【図8】第2の実施形態によるワイヤ先端位置制御サブ
ルーチンを示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart illustrating a wire tip position control subroutine according to a second embodiment.
10…ガスシールド非消耗電極式アーク溶接装置(自動
溶接装置) 12…被溶接物 14…被溶接物 16…開先 18…受け台 22…把持装置 24…位置決め装置 26…マニプレータアーム 28…移動体 32…昇降台 34…溶接トーチ 36…ワイヤノズルDESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Gas shield non-consumable electrode type arc welding device (automatic welding device) 12 ... Workpiece 14 ... Workpiece 16 ... Groove 18 ... Cradle 22 ... Gripping device 24 ... Positioning device 26 ... Manipulator arm 28 ... Moving body 32 ... elevating table 34 ... welding torch 36 ... wire nozzle
Claims (4)
と、該溶接トーチに隣接させて配設され溶加材としての
ワイヤを前記溶接トーチの形成するアーク内に向けて供
給するワイヤノズルと、前記ワイヤノズルを前記被溶接
物に対して相対的に移動するワイヤノズル移動装置と、
前記ワイヤを加熱するために前記ワイヤと前記被溶接物
との間に電力を供給する電源装置とを具備する自動ガス
シールド非消耗電極式アーク溶接装置において、 前記ワイヤと前記被溶接物との間に供給される電力の電
流値の偏差値に基づき前記被溶接物に対する前記ワイヤ
ノズルの位置を制御するようにしたガスシールド非消耗
電極式アーク溶接装置。1. A welding torch directed to a groove of an object to be welded, and a wire disposed adjacent to the welding torch and supplying a wire as a filler material into an arc formed by the welding torch. Nozzle, a wire nozzle moving device that moves the wire nozzle relative to the workpiece,
An automatic gas shield non-consumable electrode type arc welding apparatus comprising: a power supply for supplying electric power between the wire and the workpiece to heat the wire; A gas shield non-consumable electrode type arc welding apparatus wherein a position of the wire nozzle with respect to the workpiece is controlled based on a deviation value of a current value of electric power supplied to the workpiece.
大きい場合に所定距離を以て前記ワイヤノズルを前記被
溶接物に接近させ、再び前記電流値の偏差値を求め前記
判定値と比較する偏差値比較工程を繰り返し、該偏差値
比較工程を所定回数繰り返しても電流値の偏差値が前記
判定値よりも小さくならない場合に、ワイヤノズルを最
初の位置に復帰させて、所定の距離を以てワイヤノズル
を被溶接物から離反させるようにした請求項1に記載の
ガスシールド非消耗電極式アーク溶接装置。2. When the deviation value of the current value is larger than a predetermined judgment value, the wire nozzle is caused to approach the workpiece with a predetermined distance, and the deviation value of the current value is obtained again and compared with the judgment value. The deviation value comparison step is repeated, and if the deviation value of the current value does not become smaller than the determination value even after repeating the deviation value comparison step a predetermined number of times, the wire nozzle is returned to the initial position, and the wire is moved over a predetermined distance. The gas shield non-consumable electrode type arc welding apparatus according to claim 1, wherein the nozzle is separated from the workpiece.
と、該溶接トーチに隣接させて配設され溶加材としての
ワイヤを前記溶接トーチの形成するアーク内に向けて供
給するワイヤノズルと、前記ワイヤノズルを前記被溶接
物に対して相対的に移動するワイヤノズル移動装置と、
前記ワイヤを加熱するために前記ワイヤと前記被溶接物
との間に電力を供給する電源装置とを具備する自動ガス
シールド非消耗電極式アーク溶接装置において、 前記ワイヤと前記被溶接物との間に供給される電力の電
流値の時間平均値に基づき前記被溶接物に対する前記ワ
イヤノズルの位置を制御するようにしたガスシールド非
消耗電極式アーク溶接装置。3. A welding torch directed to a groove of an object to be welded, and a wire disposed adjacent to the welding torch and supplying a wire as a filler material into an arc formed by the welding torch. Nozzle, a wire nozzle moving device that moves the wire nozzle relative to the workpiece,
An automatic gas shield non-consumable electrode type arc welding apparatus comprising: a power supply for supplying electric power between the wire and the workpiece to heat the wire; A gas shield non-consumable electrode type arc welding apparatus wherein the position of the wire nozzle with respect to the workpiece is controlled based on a time average value of a current value of electric power supplied to the electrode.
均値を基準電流平均値として、該基準電流平均値と現在
の電流値の時間平均値との差が所定の判定値よりも大き
くなったときに前記基準電流平均値と現在の電流値の時
間平均値との差に比例する距離を以て前記ワイヤノズル
を前記被溶接物に対して移動させるようにした請求項3
に記載のガスシールド非消耗電極式アーク溶接装置。4. The time average value of the current value in a good welding state is defined as a reference current average value, and the difference between the reference current average value and the current current time average value is larger than a predetermined determination value. The wire nozzle is moved with respect to the workpiece by a distance proportional to a difference between the reference current average value and a time average value of a current current value when the reference value is reached.
The gas-shielded non-consumable electrode-type arc welding apparatus according to 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000245126A JP2002059264A (en) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | Gas shielded non-consumable electrode type metal arc welding equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000245126A JP2002059264A (en) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | Gas shielded non-consumable electrode type metal arc welding equipment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=18735702
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2002059264A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009050872A (en) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Yaskawa Electric Corp | Tig arc welding equipment |
CN102489840A (en) * | 2011-11-24 | 2012-06-13 | 重庆理工大学 | Alloy powder filling tungsten argon arc welding method for magnesium alloys |
EP2644306A1 (en) * | 2012-03-28 | 2013-10-02 | Siegfried Plasch | Welding device and control method for a welding process |
-
2000
- 2000-08-11 JP JP2000245126A patent/JP2002059264A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009050872A (en) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Yaskawa Electric Corp | Tig arc welding equipment |
CN102489840A (en) * | 2011-11-24 | 2012-06-13 | 重庆理工大学 | Alloy powder filling tungsten argon arc welding method for magnesium alloys |
EP2644306A1 (en) * | 2012-03-28 | 2013-10-02 | Siegfried Plasch | Welding device and control method for a welding process |
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