JP2004314108A - Automatic welding control method - Google Patents

Automatic welding control method Download PDF

Info

Publication number
JP2004314108A
JP2004314108A JP2003109602A JP2003109602A JP2004314108A JP 2004314108 A JP2004314108 A JP 2004314108A JP 2003109602 A JP2003109602 A JP 2003109602A JP 2003109602 A JP2003109602 A JP 2003109602A JP 2004314108 A JP2004314108 A JP 2004314108A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
welding
base point
welded
wire
pass
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.)
Granted
Application number
JP2003109602A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4090933B2 (en
Inventor
Hiroshi Matsumura
浩史 松村
Kenji Sadahiro
健次 定▲廣▼
篤人 ▲高▼田
Atsuhito Takada
Yoshihiro Yokota
順弘 横田
Koji Kawakami
浩司 川上
Mitsuo Soga
光郎 曽賀
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
Priority to JP2003109602A priority Critical patent/JP4090933B2/en
Publication of JP2004314108A publication Critical patent/JP2004314108A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4090933B2 publication Critical patent/JP4090933B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automatic welding control method capable of simultaneously and automatically welding a plurality of joints of the same work by using a plurality of welding robots, considerably reducing the welding time, and preventing deformation of a plate caused by welding distortion. <P>SOLUTION: A plurality of joints of the same work are automatically welded by using a plurality of welding robots. At least one of the sectional area of a groove and the weld length is different between the plurality of joints. Therefore, the feed speed of a welding wire is adjusted so that the welding time from a first base point to a second base point becomes equal for the plurality of welding robots if the volume to be welded is different when welding is performed from the first base point to the second base point. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、建築鉄骨のコラムを溶接する際等に使用される自動溶接制御方法に関し、特に複数の溶接ロボットを使用して同一ワークの複数の継手を同時に溶接する自動溶接における制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
建築鉄骨のコラムコアのように、溶接線が鉛直面内におかれ、溶接線として直線部と円弧部(コーナー部)を含む角形部材を自動溶接する方法が、種々提案されている(特許文献1乃至4参照)。これらの方法においては、直線部を溶接する際には、ワークを固定し、円弧部を溶接する際には、ワークを回転させている。これにより、円弧部でアークを切ることなく、連続して自動溶接する。
【0003】
この場合に、円弧部でアークを切ることなく連続して健全な溶接部を得るために、直線部と円弧部で、電流、電圧及び溶接速度等の溶接条件を変更したり(特許文献1及び特許文献2)、予め用意した標準的なコラムコアのルートギャップについての溶接条件を、実際のルートギャップに応じて変更している(特許文献3及び4)。
【0004】
【特許文献1】
特開平2−307675号公報
【特許文献2】
特開平2−307678号公報
【特許文献3】
特開平6−285627号公報
【特許文献4】
特開平6−285637号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術においては、直線部と円弧部とで溶接速度等の溶接条件を変更したり、ルートギャップに応じて溶接条件を変更したりしているが、ルートギャップが相違して溶接部の断面積が異なる場合には、常に異なる溶接速度を適用している。従って、同一ワーク内の複数の継手を同時に溶接することができない。
【0006】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、複数の溶接ロボットを使用して同一ワークの複数の継手を同時に自動溶接することができ、溶接時間を大幅に短縮することができ、又は溶接歪みによる板の変形を防止することができる自動溶接制御方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る自動溶接制御方法は、複数の溶接ロボットを使用して同一ワークの複数の継手を同時に溶接する自動溶接において、前記複数の継手間で、溶着金属断面積及び溶接長の少なくとも一方が異なるために、基点から次の基点まで溶接するときの溶接すべき体積が異なる場合に、前記基点から前記次の基点までの溶接時間が、前記複数の溶接ロボットについて同一になるように、溶接ワイヤの送り速度を調整することを特徴とする。
【0008】
この自動溶接制御方法により多層盛溶接する場合は、各パスで溶接可能な適正溶接電流範囲を設定し、その範囲内で溶接電流を設定し、前記基点から前記次の基点までの溶接時間が、前記複数の溶接ロボットについて同一になるように、溶接ワイヤの送り速度を調整しても、特定のパスにおける肉量が所望値よりも少ない場合に、その肉量の不足をそれ以降のパスで補い、全パス終了時の全肉量を所望の範囲に制御するように構成することができる。
【0009】
また、多層盛溶接において、各パスで溶接可能な適正溶接電流範囲を設定し、その範囲内で溶接電流を設定し、前記基点から前記次の基点までの溶接時間が、前記複数の溶接ロボットについて同一になるように、溶接ワイヤの送り速度を調整しても、全パス終了時の全肉量を所望の範囲に制御することができないと判断される場合は、少なくとも1つの継手の1つのパスについては、個別に溶接することにより、全パス終了時の全肉量を所望の範囲に制御するように構成することができる。
【0010】
更に、溶接可能な適正溶接電流範囲を設定し、その範囲内で溶接電流を設定し、前記基点から前記次の基点までの溶接時間が、前記複数の溶接ロボットについて同一になるように、溶接ワイヤの送り速度を調整しても、溶接終了時の肉量を所望の範囲に制御することができないと判断される場合は、前記溶接ワイヤの突き出し長さを調整することにより、溶接終了時の肉量を所望の範囲に制御するように構成することができる。
【0011】
電流と溶接ワイヤ送り速度との関係は、突き出し長さが一定のもとで、相関関係があり、電流は溶接ワイヤ送り速度の関数として表すことができる。このため、突き出し長さを変えることにより、異なるワイヤ送り速度で、同一の電流を作り出すことができる。従って、上記実施態様においては、溶接電流は適正溶接電流範囲から逸脱しない条件で、溶接ワイヤ送り速度を最大限調節しても溶接終了時の肉量を所望の範囲に制御できない場合であっても、溶接ワイヤの突き出し長さを調整することにより、溶接電流はそのままで、溶接ワイヤの送り速度を変えて溶接終了時の肉量を所望の範囲に制御することができる。
【0012】
更にまた、多層盛溶接において、各パスで溶接可能な適正溶接電流範囲を設定し、その範囲内で溶接電流を設定し、前記基点から前記次の基点までの溶接時間が、前記複数の溶接ロボットについて同一になるように、溶接ワイヤの送り速度を制御しても、全パス終了時の全肉量を所望の範囲に制御することができないと判断される場合は、少なくとも1つの継手の1つのパスについては、個別に溶接すると共に、前記溶接ワイヤの突き出し長さを調整することにより、全パス終了時の全肉量を所望の範囲に制御するように構成することができる。
【0013】
このように、1つの継手についてみたときに、仮にこの特定の継手のルートギャップが同じ(一定)であっても、同時に溶接する他の継手の形状及び溶接条件が変化すれば、この特定の継手には、異なる溶接条件を使用する。
【0014】
本発明においては、ルートギャップが異なるとか、板厚が異なるとか、又は脚長が異なるといったように、溶接部の断面積(開先断面積)が異なるワークを、そのコーナ部を溶接するために回転させながら溶接する場合、溶接ロボット(自動溶接装置)を複数台、同時に適用するので、溶接時間を大幅に短縮することが可能である。また、同じ板の両側を溶接するような場合には、溶接ひずみによる板の変形を抑制することが可能となり、後工程での歪み矯正作業の省略又は軽減が可能となり、後工程で前記板に取り付ける部材との間の位置ずれを抑制することができる。このように、本発明は製作コストの低減と、製品品質の向上に効果がある。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。
図1は本発明の実施形態に係る自動溶接制御方法に使用する装置を示すブロック図、図2はこの自動溶接装置を示す図、図3は溶接により組み立てようとするコラム柱を示す斜視図である。このコラム柱は、図4に示すように、コラムコア3と、仕口2と、コラム1とから構成されている。コラムコア3は、図5に示すように、筒状のコラム部4の両端部にダイヤフラム5を溶接により接合して組み立てられている。このコラム部4とダイヤフラム5との溶接は、図6に示すように、コラム部4の端面を傾斜するように形成し、コラム部4を水平に設置し、ダイヤフラム5を垂直に設置して、このコラム部4とダイヤフラム5との間にレ型の開先を設け、この開先の下部に、裏当材6を配置し、裏当金方式で自動溶接することにより、コラム部4とダイヤフラム5とを接合する。
【0016】
このとき、図7に示すように、溶接ワイヤに給電するトーチと、被溶接材との間に電圧を印加し、溶接ワイヤが被溶接材に接触したことをそれらの電気的ショートにより検出するセンシング動作により、開先位置を自動的に検出する。図7に示す開先においては、一例として、溶接ワイヤの先端の位置が点P1から、水平のコラム部4の直上の位置P2まで移動するように、溶接ワイヤを斜めに降下させ、その後、センシング動作によりワイヤを鉛直(−Z方向)に降下させてコラム部4に接触させ、その位置P3とP2との間の距離TS1を求める。その後、溶接ワイヤの先端を位置P4まで斜めに上昇させ、位置P4から水平(Y方向)に移動させて、ワイヤ先端がダイヤフラム5に接触する位置P5までの距離TS2を求める。その後、位置P6まで斜めに上昇させて更に、位置P7まで溶接ワイヤの先端を斜めに降下させて、開先位置を認識することができる。
【0017】
コラム柱は図3及び図4に示すように、コア3のコラム部4の4側面に、仕口2を溶接接合し、コラム1をコア3のダイヤフラム5に垂直に溶接接合することにより組み立てられる。図2に示す自動溶接装置は、コラム1をコア3のダイヤフラム5に溶接する方法を示している。この自動溶接装置は、2基(1対)のポジショナ31,32と、2基の溶接ロボット33,35とが、ポジショナ31,32間に溶接ロボット33を配置し、溶接ロボット33,34間にポジショナ32を配置して、タンデムに配置されている。
【0018】
溶接ロボット33,34は、レール50上を走行する移動台車35を有し、この台車35上に、溶接ワイヤの供給容器37と電源装置42とが載置され、台車35のレール50に直交する方向の一端部には、アーム40,41が設置されている。このアーム40の先端部にはトーチ38が設けられており、ワイヤ供給容器37内にコイル状に巻回されて貯留されていた溶接ワイヤ39が巻き解かれてコンジットチューブ36を介してトーチ38に供給され、トーチ38を通過して溶接部に供給される。溶接電源装置42はケーブル43によりトーチ38に接続されており、トーチ38を介して溶接ワイヤ39に溶接電力を供給するようになっている。
【0019】
ポジショナ31,32は、台44に対して、回転部45が回転可能に設置されている。この回転部45は中央部が矩形に切りかかれた形状を有し、この中央切欠部には、少なくとも1対の対向する辺に、被溶接物を固定する固定具46が設けられている。被溶接物は図3に示すように予め仮溶接されて組み立てられており、固定具46により、被溶接物であるコラム1の面を挟持することにより、回転部45がコラム1を固定する。1対のポジショナ31,32はコラム1の長手方向に見てその切欠部が整合する(重なる)位置に設けられており、各ポジショナ31,32により1対のコラム1を挟持したときには、各コラム1の中心軸が一致するように、固定具46が調節される。
【0020】
このように、仮付けにより組み立てられたワーク(コラム柱)の1対のコラム1を夫々ポジショナ31、32により2箇所で挟持して、ワークを支持し、コラム1の端面とコラムコア3のダイヤフラム5との間の溶接部を、コラム1の端部の4辺に沿って溶接する。この場合に、コラム1の端部(又は横断面)は、図8に示すように、4辺の直線部と、4個のコーナ部とから構成され、このコーナ部は、適宜の半径で湾曲している。従って、コラム1の端部とダイヤフラム5の表面との間の溶接線は、このコラム1の端部の外縁に沿って、4辺の直線部と4個のコーナ部とから構成されるものとなる。
【0021】
そして、溶接線が直線である部分については、図9の▲1▼の期間に示すように、ポジショナ31,32は静止したままで、溶接ロボット33,34のアーム40,41を動かして、軌跡1にて示すように、トーチ38を水平方向に移動させる。これにより、溶接線の直線部を溶接ワイヤ39により溶接する。一方、コーナ部については、図9の▲2▼乃至▲5▼に示すように、ポジショナ31,32によりコラム1及びダイヤフラム5をコラム1の中心軸の周りに回転(自転)させつつ、トーチ38を軌跡2〜10まで経由して円弧状に移動させる。これにより、コーナ部が溶接ワイヤ39により溶接され、次順の直線部の溶接に移る。
【0022】
なお、溶接ロボット33,34による溶接に際し、前述と同様にタッチセンシング動作により、溶接線を検出する。コラム1とダイヤフラム5との間に、開先がない場合は、図10に示すように、ギャップセンシングをしないでタッチセンシングのみにより溶接線を検出する。つまり、コラム1の上方の位置に溶接ワイヤの先端を位置させ、ワイヤ先端をP1からP7まで移動させる。この間、P2からP3へのタッチセンシング動作により、コラム1の表面、つまり上下方向の被溶接材の位置を検出する。また、P4からP5へのタッチセンシング動作により、ダイヤフラム5の表面、つまり左右方向の被溶接材の位置を検出する。
【0023】
一方、コラム1とダイヤフラム5との間に、例えば、図6と同様のレ型の開先がある場合は、図11に示すように、ギャップセンシングとタッチセンシング動作により溶接線を検出する。つまり、コラム1の上方の位置に溶接ワイヤの先端を位置させ、ワイヤ先端をP1からP11まで移動させる。この間、P2からP3へのタッチセンシング動作により、コラム1の表面、つまり上下方向の被溶接材の位置を検出する。また、P4からP5へのタッチセンシング動作により、ダイヤフラム5の表面、つまり左右方向の被溶接材の位置を検出する。そして、ポジショナの位置を0°、90°、180°、270°にして、各ポジショナ角度において、P6からP11までの移動により、夫々P7及びP10の位置でギャップセンシングを行う。これにより、4辺のギャップを検出する。
【0024】
上述の如く、溶接部の溶接線の位置及びギャップを検出し、溶接部が直線の場合は、この溶接線が水平になる位置でワークであるコラム1を固定した状態で、溶接ロボット33,34のトーチ38を動かして、開先を溶接する。一方、ワークのコーナ部を溶接する場合には、ポジショナ31,32によりワークを回転させつつ、溶接ロボット33,34により、開先を溶接する。
【0025】
この溶接ロボットによる溶接方法は、図1に示す自動制御装置により制御される。図1において、2基の溶接ロボットの本体10がロボット制御装置14により制御される。この溶接ロボットの溶接トーチ11には、ワイヤ送給装置12により溶接ワイヤが送給され、この溶接ワイヤはトーチ11からワークの溶接部に向けて供給される。このワイヤの送給は、ワイヤ送給装置12により駆動され、ワイヤ送給装置12は溶接電源装置13に格納された送給モータ制御装置13aにより制御される。また、溶接電源装置13から溶接トーチ11に対して溶接電流値及び溶接電圧値の電源が供給され、溶接トーチ11を通過するワイヤに電源が供給される。
【0026】
2つのロボット本体10、各ロボット本体10の首先端に設けた溶接トーチ11及びワークへ溶接電力を供給する外部装置の溶接電源13は、夫々ロボット制御装置14により制御される。一方のロボット制御装置14には、溶接するワークの姿勢を制御するポジショナ20が接続されている。また、2つのロボット制御装置14は各溶接ロボット本体10の位置制御及びインターロックのために通信ケーブルで接続されている。
【0027】
ロボット制御装置14は、演算処理装置17を中心として、入力装置15、記憶装置18,ロボット本体制御装置16及び外部制御装置19が設けられている。演算処理装置17は入力装置15から入力されたデータを基に、このデータを記憶装置18に記憶したり、記憶装置18から読み出したデータを基に演算して、外部制御装置19及びロボット本体制御装置16に制御信号を出力する。ロボット制御装置14は、送給モータ制御装置13aに制御信号を出力して、ワイヤの送給速度を制御する。また、一方のロボット制御装置14はワークの姿勢を調節するポジショナ本体20を制御する。
【0028】
ロボット本体は、例えば、6軸の垂直多関節型のもので、先端アームの手首部先端に溶接トーチが設けられている。このロボット本体は、教示ペンダントである教示作業入力装置による教示作業に基づく動作と、その教示作業によって作成された教示プログラム実行データに基づいて溶接トーチ先端を再生する再生動作とを行う。
【0029】
ポジショナは、例えば、鉄骨コラムであるワークの2箇所を支持する両持1軸のもので、この支持駆動部材にワークを保持するワーククランプ部があり、このワーククランプ部にクランプしたワークの各溶接継手をロボット制御装置からの指令によりポジショナ制御装置が回転駆動させ、ロボット本体に対して適性な溶接姿勢とするものである。
【0030】
溶接電源は、例えば、炭酸ガスシールド消耗電極溶接方式のもので、溶接トーチとワークとに溶接電力を供給する溶接電力供給電源部と、センシング電源部とを兼用するようになっている。溶接電力供給電源部はロボット制御装置の溶接電源制御部からの溶接開始及び終了指令並びに溶接電流及び電圧の溶接条件指令等を受けて、この溶接条件指令による溶接電力を溶接トーチ及びワークに供給する。センシング電源部は、ロボット制御装置の溶接電源制御部からのセンシング開始及び終了指令を受けて溶接トーチとワークとにセンシング電圧を供給する。
【0031】
ロボット制御装置14は、演算処理装置17と、記憶装置18と、ロボット本体の各アーム及びポジショナの位置を制御するロボット本体制御装置16と、溶接電源13等の外部制御装置19と、入力装置15等とからなっている。
【0032】
演算処理装置17は、ロボット本体の教示演算指令動作と、ロボット本体と溶接電源とによる再生演算指令動作等を行う。記憶装置18には、教示プログラム記憶部と一次記憶部があり、教示プログラム記憶部は教示作業による各ワークの教示プログラムを記憶しており、一次記憶部は、溶接継手センシング動作による各検出情報等の各演算部での演算値を一時的に記憶している。ロボット本体制御装置16は、ロボット動作演算部からの教示演算指令によりロボット本体を移動制御する。外部制御装置19には、溶接継手検出制御部と溶接電源制御部があり、溶接継手検出制御部はセンシング動作による溶接継手位置検出情報を溶接継手センシング演算部に出力し、溶接電源制御部は、ロボット動作演算部から入力の溶接開始及び終了指令又は溶接電流及び電圧の溶接条件指令等を溶接電力供給電源部に出力すると共に、入力の溶接継手センシング開始及び終了指令をセンシング電源部に出力する。
【0033】
次に、上述の装置を使用して、図2に示すように、2つの溶接ロボット33,34により、コラムコア3のフランジ部5とコラム1との溶接部を、2箇所について同時に、溶接する際の制御方法について説明する。
【0034】
建築鉄骨のコラム溶接(ルートギャップが異なる裏当金方式レ型開先)を、炭酸ガスをシールドガスとして使用する2台の溶接ロボットを使用して溶接する場合において、溶接線が直線の部分はポジショナ31,32を固定して自動溶接し、コーナ部のように溶接線が円弧状に曲がっている部分ではポジショナ31,32を回転させながら自動溶接する。図9はコラム溶接において1台の溶接ロボットが直線部及び円弧部(コーナ部)を溶接するときの溶接点の軌跡を示す図である。そして、この軌跡は、コラム径、コーナ半径、コラム板厚、及びポジショナ回転中心に対する偏心量が同じであれば、ルートギャップが異なっていても、溶接ロボット33と溶接ロボット34とについて、同一である。この軌跡に示すように、▲1▼の期間は、ポジショナ31,32を静止させておいて、溶接ロボット33,34のアーム40,41を動かして溶接する。一方、▲2▼から▲5▼の期間は、ポジショナ31,32を回転させてコラム1を回転させつつ、溶接ロボット33,34のアーム40,41をその溶接ワイヤの先端が”2”から”10”まで円弧状に移動するように動かして、コーナ部を溶接する。
【0035】
複数台の溶接ロボットを動作させる場合に、基点と、次の基点との間の溶接時間は、各溶接ロボットについて同一であることが必要である。つまり、同じワークの異なる複数の連結位置における複数の溶接部を複数台の溶接ロボットで同時に溶接するためには、少なくとも直線区間の始端及び終端並びにコーナ区間の始端及び終端への各到着時刻が同時刻になるようにしておく必要がある。実際には、ルートギャップが変動しているため、図9に示すように細かく条件変更する必要があり、その各ステップ間を同じ時間で移動させることになる。また、直線区間についても、1−2間、10−1間でルートギャップの変動が大きい場合には、細かく条件を変更する必要がある。
【0036】
図12は基準溶接条件及び同時溶接継手の条件を示す模式図である。この図12を参照して、溶接条件生成方法について説明する。溶接前に以下の▲1▼乃至▲3▼の処理を実施する。
▲1▼先ず、予め、所定突き出し長さにおけるワイヤ送り速度に対する溶接電流及びそのときの適正アーク電圧の関係を求めておく。
▲2▼突き出し長さを増減させた場合のワイヤ送り速度に対する溶接電流及びそのときの適正アーク電圧との関係を求めておく。
▲3▼所定突き出し長さ/基準ルートギャップにおいて、板厚毎の基準となる溶接条件(基準溶接条件、即ち溶接電流、アーク電圧、溶接速度及び狙い位置)を実験等から求めておき、更に、その溶接パス(多層盛溶接を行う場合にはその各パス)について、変動可能な溶接電流範囲及びそれに対応したアーク電圧を求めておく(溶接電流範囲)。この際、薄い板厚の積層パターン、溶接電流及び溶接速度(各パスののど厚が同じになる)は、厚い板厚の途中までと同じ条件となるケースが多いと考えられるが、仕上げ付近のパスのように板厚個別の条件としてもよい。
【0037】
次に、溶接実施時に以下の処理▲4▼乃至▲9▼を実施する。
▲4▼同時に溶接しようとするパスについて、このパス終了後の基準溶接条件におけるのど厚が同じ場合、即ち積層パターン、溶接電流及び溶接速度が同じである場合、各基準溶接条件とその継手のルートギャップ及びそれ以前に溶接したパスがあるならそれまでに溶接したのど厚から、基準溶接条件でののど厚を保つことを前提とした場合の基点間の溶接に必要な溶着金属量を求め、その平均値を目標とする溶着金属量(目標溶着金属量)とする。予め求めてあるワイヤ送り速度と溶接電流との関係から、このパスの基準溶接条件の電流値を使用した場合の目標溶着金属量となる溶接時間を求める。直線部については、基点間の溶接長から溶接速度を算出する。コーナ部については、溶接時間がポジショナの回転時間となることから、今回溶接する溶接位置に応じた溶接長を、それまでののど厚が異なっていることを考慮して求め、溶接速度(ワークとトーチとの相対速度)を算出する。求めた溶接速度と各継手の当パスで必要とする溶着金属量から、各継手で必要なワイヤ送り速度を求め、予め求めてあるワイヤ送り速度と溶接電流との関係から、実電流値とそれに対応するアーク電圧を決定する。
【0038】
このパス終了後の目標のど厚が異なる場合、即ち積層パターン、溶接電流及び溶接速度が異なる場合、各基準溶接条件とその継手のルートギャップ、及びそれ以前に溶接したパスがあるなら、それまでに溶接したのど厚から夫々の継手について基準溶接条件でののど厚を保つことを前提とした場合の基点間の溶接に必要な溶着金属量を求め、その平均値を目標とする溶着金属量、即ち目標溶着金属量とする。次に、同じく各基準溶接条件から同時に溶接しようとするパスの電流値に対するワイヤ送り速度を求め、その平均値を求め、これをワイヤ平均送り速度とする。目標溶着金属量とワイヤ平均送り速度から、このときの溶接時間を求める。直線部については、基点間の溶接長と溶接時間から溶接速度を算出する。コーナ部については、溶接時間がポジショナの回転時間となることから、今回溶接する溶接位置に応じた溶接長を、それまでののど厚が異なっていることを考慮して求め、溶接速度(ワークとトーチの相対速度)を算出する。求めた溶接速度と各継手の当パスで必要とする溶着金属量から、各継手で必要なワイヤ送り速度を求め、予め求めてあるワイヤ送り速度と溶接電流との関係から実電流値とそれに対応するアーク電圧を決定する。
▲5▼このとき、実電流値が溶接電流範囲外となる場合で、かつ、トーチ及びロボットアームとワークが干渉しない場合については、後述の▲9▼の処理を実施する。この処理後も実電流値が溶接電流範囲外となる場合には、電流値をその上下限値になるようにし、ワイヤ送り量とアーク電圧をそれに合わせて変更する。
▲6▼溶接電流を所定の溶接電流範囲内に変更し、肉量を変えて溶接した場合、各継手の各パスにおける溶着金属量が所望の値にならなくなるが、この場合、その足りない溶着金属量又は溢れた溶着金属量を次のパスに繰り越す。また、今回のパスののど厚が0以下になった場合にも、下限値で溶接し、溢れた溶着金属量を次パスに繰り越すことにする。
▲7▼繰り越しした溶着金属量を加算したものをその継手の次パスで必要とする溶着金属量とし、前述同様の処理を行う。
▲8▼これを繰り返しても、継手間の溶接金属量の差が大きくなると、全パス終了時の各継手の溶接結果が溶着金属量に誤差が生じることにより所望の溶接品質の合格範囲外となるケースが発生するが、この場合、1つ以上のパスを同時溶接させないようにし、つまり、複数の継手のうち少なくとも1つの継手を同時溶接させないようにし、再度、基準溶接条件の溶接電流を前提とし、このときのポジショナ回転速度(溶接速度)をこのパスまでに必要な残りの溶着金属量に合わせて再計算し、溶接を行う。このとき、残りの継手はこの継手の溶接前又は溶接後に、このパスの溶接を行うものとする。この方法で求める同時溶接又は非同時溶接を決定した積層スケジュールをパススケジュールと呼び、このパススケジュールは溶接開始前に決定しておく
▲9▼溶接電流範囲は限られているため、継手間の溶接金属量の差が大きくなると、同時溶接できないパスが増加する。このようになると、結局、個別に溶接するケースに稼動時間が近づき、同時溶接の効果が薄れる。電流値を上下限値にしても、溶着金属量を所望の値にできない場合には、ワイヤ突き出し長さを変えることで溶接電流を範囲内に保ちつつ、溶着量を所望の値にする。つまり、予め、突き出し長さの変化に対する溶接電流及びアーク電圧の相関関係の変化を実験等から求めておき、溶接速度と溶着金属量から決まるワイヤ送り量における溶接電流値が電流範囲内になるように突き出し長さを変えることで、適正な溶接条件を保ち、同時溶接を可能にする。
【0039】
なお、溶接時の被溶接物への入熱量(J/cm)は、電流(A)×電圧(V)×60/溶接速度(cm/min)として求められる。一般的に、1つのパスの溶着金属量が多い方が、少ない方に比べて入熱量が高くなる。また、入熱を高くすることは、単位時間当たりの溶着金属量が多くなることから溶接時間が短縮でき、作業能率を上げることができる。従って、上述の項目▲4▼については、最も溶着金属量の多い継手の溶接条件を使用可能な溶接電流の最大値を使用し、最大入熱となる溶接速度(溶接時間)を求め、他の同時溶接継ぎ手の溶接条件をその溶接速度(溶接時間)に基づいて算出する方法もある。上記項目▲4▼に記載した方法は、基準溶接条件が総合的に最適であるという前提のもとに、できるだけその溶接条件に近い条件を選択するという考えに基づいた算出方法である。
【0040】
上述の溶接条件生成方法により、溶接条件を生成し、この条件に基づいて溶接ロボットによる自動溶接を実施する。先ず、入力装置15から、ワーク形状データを入力する。このワーク形状データは、図8に示すように、例えば、断面形状としてのコラム板厚(ギャップセンシングされない場合は、ルートギャップ)、コラム縦径、コラム横径、コーナ半径(第1コーナ部から第4コーナ部までの4個)と、長手方向の寸法とがあり、これを継手毎に入力する。そして、前述の図10又は図11に示す方法で、センシングデータを生成する。インプットされたワーク形状データ及びセンシング結果から得られた各継手の少なくとも直線4箇所(直線の始端から終端まで×4面)、コーナ部4箇所(コーナの始端から終端まで×4コーナ)の溶接長、ルートギャップ及びその板厚の基本溶接条件から、上記▲4▼乃至▲7▼及び▲9▼に示した溶接条件生成を行う。この場合に、ギャップ及び肉量の変化が大きい場合には、分割する区間を細かくする。
【0041】
生成した溶接条件が所望ののど厚範囲外となる場合には、上記▲8▼の処理を所望ののど厚範囲内になるまで行い、同時溶接の適用又は不適用を含めた溶接条件(パススケジュール)を生成する。そして、完了した溶接条件をもとに1パス目からの溶接を実行する。
【0042】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、直線部及び円弧部を有する溶接線を円弧部についてはワークを回転させつつ溶接するような場合に、複数台の溶接ロボットを使用して、同一ワークの複数の溶接部を同時に溶接することが可能となり、溶接時間を大幅に短縮できるという優れた効果を奏する。また、同じ板の両側を溶接するような場合には、2台の溶接ロボットで同時に溶接することができ、これにより、溶接ひずみによる板の変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る自動溶接制御方法にて使用する装置を示すブロック図である。
【図2】自動溶接装置を示す図である。
【図3】溶接により組み立てようとするコラム柱を示す斜視図である。
【図4】コラム柱の組み立て図である。
【図5】コラムコア3の構造を示す図である。
【図6】コラムコア3を溶接により組み立てる方法を示す図である。
【図7】センシング動作を示す図である。
【図8】コラム断面を示し、自動制御装置への入力データを示す図である。
【図9】直線部と円弧部の溶接ワイヤ先端の軌跡を示す図である。
【図10】ギャップセンシングを行わない場合のタッチセンシング動作を示す図である。
【図11】ギャップセンシングを行う場合のタッチセンシング動作を示す図である。
【図12】基準溶接条件及び同時溶接継手の条件を示す模式図である。
【符号の説明】
1:コラム
2:仕口
3:コラムコア
4:コラム部
5:ダイヤフラム
6:裏当材
10:溶接ロボット本体
11:溶接トーチ
12:ワイヤ送給装置
13:溶接電源装置
13a:送給モータ制御装置
14:ロボット制御装置
20:ポジショナ本体
31,32:ポジショナ
33,34:溶接ロボット
35:台車
36:レール
37:溶接ワイヤ貯留容器
38:トーチ
39:溶接ワイヤ
40、41:アーム
42:電源装置
43:ケーブル
45:回転部
50:レール
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic welding control method used, for example, when welding a column of a building steel frame, and more particularly to a control method in automatic welding for simultaneously welding a plurality of joints of the same work using a plurality of welding robots. .
[0002]
[Prior art]
Various methods have been proposed for automatically welding a rectangular member including a straight line portion and an arc portion (corner portion) as a welding line, such as a column core of a building steel frame, in which a welding line is placed in a vertical plane (Patent Documents) 1 to 4). In these methods, the work is fixed when welding the straight portion, and the work is rotated when welding the arc portion. Thereby, automatic welding is continuously performed without cutting the arc at the arc portion.
[0003]
In this case, welding conditions such as current, voltage and welding speed are changed between the straight portion and the arc portion in order to obtain a healthy weld continuously without breaking the arc at the arc portion (Patent Document 1 and Patent Document 2), welding conditions for a standard column core root gap prepared in advance are changed according to the actual root gap (Patent Documents 3 and 4).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2-307675
[Patent Document 2]
JP-A-2-307678
[Patent Document 3]
JP-A-6-285627
[Patent Document 4]
JP-A-6-285637
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional technique, welding conditions such as welding speed are changed between a straight portion and an arc portion, and welding conditions are changed in accordance with a root gap. When the cross-sectional areas of the parts are different, different welding speeds are always applied. Therefore, a plurality of joints in the same work cannot be welded simultaneously.
[0006]
The present invention has been made in view of such a problem, it is possible to automatically weld a plurality of joints of the same workpiece simultaneously using a plurality of welding robots, it is possible to significantly reduce the welding time, Another object of the present invention is to provide an automatic welding control method capable of preventing deformation of a plate due to welding distortion.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The automatic welding control method according to the present invention is characterized in that in automatic welding in which a plurality of joints of the same work are simultaneously welded using a plurality of welding robots, at least one of a weld metal cross-sectional area and a welding length is between the plurality of joints. If the volume to be welded when welding from the base point to the next base point is different due to the difference, the welding wire from the base point to the next base point is the same for the plurality of welding robots. The feed speed is adjusted.
[0008]
When performing multi-layer welding by this automatic welding control method, set an appropriate welding current range that can be welded in each pass, set a welding current within the range, the welding time from the base point to the next base point, Even if the feed speed of the welding wire is adjusted to be the same for the plurality of welding robots, if the wall thickness in a specific pass is smaller than a desired value, the shortage of the wall thickness is compensated for in subsequent passes. , The total amount of meat at the end of all passes can be controlled to a desired range.
[0009]
Further, in the multi-layer welding, an appropriate welding current range that can be welded in each pass is set, a welding current is set within the range, and a welding time from the base point to the next base point is set for the plurality of welding robots. If it is determined that the total wall thickness at the end of all passes cannot be controlled to a desired range even if the feed speed of the welding wire is adjusted so as to be the same, one pass of at least one joint is determined. By welding individually, the total thickness at the end of all passes can be controlled to a desired range.
[0010]
Further, an appropriate welding current range that can be welded is set, a welding current is set within the range, and a welding wire is set so that the welding time from the base point to the next base point is the same for the plurality of welding robots. If it is determined that the thickness at the end of welding cannot be controlled to a desired range even after adjusting the feed speed of the welding wire, the thickness at the end of welding is adjusted by adjusting the protrusion length of the welding wire. It can be configured to control the amount to a desired range.
[0011]
The relationship between the current and the welding wire feed speed is correlated with a constant overhang length, and the current can be expressed as a function of the welding wire feed speed. Therefore, the same current can be generated at different wire feed speeds by changing the protrusion length. Therefore, in the above embodiment, the welding current does not deviate from the proper welding current range, and even if the welding wire feed speed is adjusted to the maximum, the wall thickness at the end of welding cannot be controlled to the desired range. By adjusting the protrusion length of the welding wire, the feed rate of the welding wire at the end of welding can be controlled within a desired range by changing the feed speed of the welding wire while maintaining the welding current.
[0012]
Furthermore, in the multi-pass welding, an appropriate welding current range that can be welded in each pass is set, and a welding current is set within the range. The welding time from the base point to the next base point is determined by the plurality of welding robots. If it is determined that the total wall thickness at the end of all passes cannot be controlled to a desired range even if the feed speed of the welding wire is controlled so that The passes can be individually welded and the total wall thickness at the end of all passes can be controlled to a desired range by adjusting the protrusion length of the welding wire.
[0013]
Thus, when one joint is viewed, even if the root gap of this specific joint is the same (constant), if the shape and welding conditions of other joints to be welded simultaneously change, this specific joint Use different welding conditions.
[0014]
In the present invention, a work having a different cross-sectional area (groove cross-sectional area) of a welding portion, such as a different root gap, a different plate thickness, or a different leg length, is rotated to weld a corner thereof. In the case of performing welding while performing welding, a plurality of welding robots (automatic welding devices) are applied at the same time, so that the welding time can be significantly reduced. Further, in the case where both sides of the same plate are welded, it is possible to suppress deformation of the plate due to welding strain, and it is possible to omit or reduce distortion correction work in a later process, and to add the plate to the plate in a later process. It is possible to suppress a displacement between the member and the member to be attached. As described above, the present invention is effective in reducing manufacturing costs and improving product quality.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an apparatus used for an automatic welding control method according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing this automatic welding apparatus, and FIG. 3 is a perspective view showing a column to be assembled by welding. is there. This column is composed of a column core 3, a connection 2, and a column 1, as shown in FIG. As shown in FIG. 5, the column core 3 is assembled by joining diaphragms 5 to both ends of a cylindrical column portion 4 by welding. As shown in FIG. 6, the welding of the column part 4 and the diaphragm 5 is formed so that the end face of the column part 4 is inclined, the column part 4 is installed horizontally, and the diaphragm 5 is installed vertically. A groove is provided between the column portion 4 and the diaphragm 5, and a backing material 6 is disposed below the groove, and is automatically welded by a backing metal method, whereby the column portion 4 and the diaphragm are formed. 5 is joined.
[0016]
At this time, as shown in FIG. 7, a voltage is applied between the torch for supplying power to the welding wire and the material to be welded, and sensing that the welding wire is in contact with the material to be welded is detected by an electrical short circuit therebetween. The operation automatically detects the groove position. In the groove shown in FIG. 7, as an example, the welding wire is lowered obliquely so that the position of the tip of the welding wire moves from the point P1 to a position P2 immediately above the horizontal column portion 4, and then the sensing is performed. By operation, the wire is lowered vertically (-Z direction) and brought into contact with the column portion 4, and a distance TS1 between the positions P3 and P2 is obtained. Thereafter, the tip of the welding wire is raised obliquely to the position P4, and is moved horizontally (Y direction) from the position P4, and the distance TS2 from the position P5 at which the wire tip contacts the diaphragm 5 is determined. Thereafter, the tip of the welding wire is raised obliquely to the position P6, and further, the tip of the welding wire is lowered obliquely to the position P7, so that the groove position can be recognized.
[0017]
As shown in FIGS. 3 and 4, the column pillar is assembled by welding the connection 2 to the four side surfaces of the column part 4 of the core 3 and vertically welding the column 1 to the diaphragm 5 of the core 3. . The automatic welding apparatus shown in FIG. 2 shows a method for welding the column 1 to the diaphragm 5 of the core 3. In this automatic welding apparatus, two (one pair) positioners 31 and 32 and two welding robots 33 and 35 dispose a welding robot 33 between the positioners 31 and 32, and between the welding robots 33 and 34. The positioner 32 is arranged in tandem.
[0018]
The welding robots 33 and 34 have a movable carriage 35 running on a rail 50, on which a supply container 37 for a welding wire and a power supply device 42 are mounted, and are orthogonal to the rail 50 of the carriage 35. At one end in the direction, arms 40 and 41 are provided. A torch 38 is provided at the distal end of the arm 40, and the welding wire 39 wound and stored in a coil shape in the wire supply container 37 is unwound and passed through the conduit tube 36 to the torch 38. It is supplied to the welding portion through the torch 38. The welding power supply 42 is connected to the torch 38 by a cable 43, and supplies welding power to a welding wire 39 via the torch 38.
[0019]
The positioners 31 and 32 are provided such that a rotating unit 45 is rotatable with respect to a table 44. The rotating part 45 has a shape in which a central part is cut into a rectangular shape, and a fixing tool 46 for fixing an object to be welded is provided in at least one pair of opposing sides of the central notch. The workpiece is preliminarily welded and assembled as shown in FIG. 3, and the rotating part 45 fixes the column 1 by holding the surface of the column 1 as the workpiece by the fixture 46. The pair of positioners 31 and 32 are provided at positions where their cutouts are aligned (overlapping) when viewed in the longitudinal direction of the column 1. When the pair of columns 1 is clamped by the respective positioners 31 and 32, each column 1 The fixture 46 is adjusted so that the central axes of the two coincide.
[0020]
In this way, the pair of columns 1 of the work (column post) assembled by tacking is held at two positions by the positioners 31 and 32, respectively, to support the work, and the diaphragm of the end face of the column 1 and the column core 3 is provided. 5 are welded along the four sides of the end of the column 1. In this case, as shown in FIG. 8, the end (or cross section) of the column 1 is composed of four straight portions and four corners, and the corners are curved with an appropriate radius. are doing. Therefore, the welding line between the end of the column 1 and the surface of the diaphragm 5 is composed of four straight parts and four corners along the outer edge of the end of the column 1. Become.
[0021]
Then, as for the portion where the welding line is a straight line, the arms 40 and 41 of the welding robots 33 and 34 are moved while the positioners 31 and 32 are stationary, as shown in the period (1) in FIG. As shown at 1, the torch 38 is moved in the horizontal direction. Thereby, the straight portion of the welding line is welded by the welding wire 39. On the other hand, as shown in (2) to (5) of FIG. 9, the torch 38 is rotated while the column 1 and the diaphragm 5 are rotated (rotated) around the center axis of the column 1 by the positioners 31 and 32. Is moved in an arc shape through trajectories 2 to 10. As a result, the corner portion is welded by the welding wire 39, and the process proceeds to the welding of the next straight portion.
[0022]
At the time of welding by the welding robots 33 and 34, a welding line is detected by a touch sensing operation as described above. When there is no groove between the column 1 and the diaphragm 5, as shown in FIG. 10, a welding line is detected only by touch sensing without performing gap sensing. That is, the tip of the welding wire is located at a position above the column 1, and the tip of the wire is moved from P1 to P7. During this time, the surface of the column 1, that is, the position of the workpiece in the vertical direction is detected by the touch sensing operation from P2 to P3. Further, the surface of the diaphragm 5, that is, the position of the workpiece in the left-right direction is detected by the touch sensing operation from P4 to P5.
[0023]
On the other hand, when, for example, there is a groove of the same type as that of FIG. 6 between the column 1 and the diaphragm 5, as shown in FIG. 11, the welding line is detected by the gap sensing and the touch sensing operation. That is, the tip of the welding wire is located at a position above the column 1, and the tip of the wire is moved from P1 to P11. During this time, the surface of the column 1, that is, the position of the workpiece in the vertical direction is detected by the touch sensing operation from P2 to P3. Further, the surface of the diaphragm 5, that is, the position of the workpiece in the left-right direction is detected by the touch sensing operation from P4 to P5. Then, the position of the positioner is set to 0 °, 90 °, 180 °, and 270 °, and gap sensing is performed at the positions of P7 and P10 by moving from P6 to P11 at each positioner angle. Thereby, gaps on four sides are detected.
[0024]
As described above, the position and gap of the welding line at the welded portion are detected, and when the welded portion is straight, the welding robots 33 and 34 are fixed in a state where the column 1 which is the work is fixed at a position where the welding line is horizontal. The torch 38 is moved to weld the groove. On the other hand, when welding the corner portion of the work, the welding robots 33 and 34 weld the groove while rotating the work by the positioners 31 and 32.
[0025]
The welding method by the welding robot is controlled by the automatic control device shown in FIG. In FIG. 1, a main body 10 of two welding robots is controlled by a robot controller 14. A welding wire is fed to a welding torch 11 of the welding robot by a wire feeding device 12, and the welding wire is supplied from the torch 11 toward a welded portion of the work. This wire feeding is driven by the wire feeding device 12, and the wire feeding device 12 is controlled by a feed motor control device 13 a stored in the welding power supply device 13. In addition, power of the welding current value and the welding voltage value is supplied from the welding power supply device 13 to the welding torch 11, and power is supplied to the wire passing through the welding torch 11.
[0026]
A robot controller 14 controls the two robot bodies 10, a welding torch 11 provided at the tip of the neck of each robot body 10, and a welding power source 13 of an external device that supplies welding power to the work. One robot controller 14 is connected to a positioner 20 for controlling the posture of a workpiece to be welded. The two robot controllers 14 are connected by a communication cable for position control and interlock of each welding robot body 10.
[0027]
The robot controller 14 includes an input device 15, a storage device 18, a robot body controller 16, and an external controller 19, with an arithmetic processing device 17 at the center. The arithmetic processing device 17 stores the data in the storage device 18 based on the data input from the input device 15, and performs an arithmetic operation based on the data read from the storage device 18 to control the external control device 19 and the robot body control. It outputs a control signal to the device 16. The robot controller 14 outputs a control signal to the feed motor controller 13a to control the wire feed speed. One robot controller 14 controls a positioner main body 20 that adjusts the posture of the work.
[0028]
The robot body is, for example, a six-axis vertical articulated type, and a welding torch is provided at the tip of the wrist of the tip arm. The robot body performs an operation based on a teaching operation by a teaching operation input device, which is a teaching pendant, and performs a reproducing operation for reproducing a tip of a welding torch based on teaching program execution data created by the teaching operation.
[0029]
The positioner is, for example, a single-supported one-axis type that supports two positions of a work, which is a steel column, and has a work clamp portion for holding the work on the support driving member. Each welding of the work clamped to the work clamp portion is performed. The jointer is rotated by the positioner control device in response to a command from the robot control device, so that the joint has an appropriate welding posture.
[0030]
The welding power supply is, for example, of a carbon dioxide gas shield consumable electrode welding type, and is used as a welding power supply power supply unit for supplying welding power to the welding torch and the work and a sensing power supply unit. The welding power supply power supply unit receives welding start and end commands, welding current and voltage welding condition commands from the welding power control unit of the robot controller, and supplies welding power according to the welding condition commands to the welding torch and the workpiece. . The sensing power supply unit supplies a sensing voltage to the welding torch and the work in response to a sensing start and end command from the welding power supply control unit of the robot controller.
[0031]
The robot control device 14 includes an arithmetic processing device 17, a storage device 18, a robot main body control device 16 for controlling the position of each arm and the positioner of the robot main body, an external control device 19 such as a welding power source 13, and an input device 15 And so on.
[0032]
The arithmetic processing unit 17 performs a teaching calculation command operation of the robot body, a reproduction calculation command operation by the robot body and the welding power source, and the like. The storage device 18 has a teaching program storage unit and a primary storage unit. The teaching program storage unit stores a teaching program of each work by the teaching operation. The primary storage unit stores each detection information by the welding joint sensing operation. Is temporarily stored in each calculation unit. The robot main body control device 16 controls the movement of the robot main body in accordance with a teaching operation command from the robot operation operation unit. The external control device 19 includes a welding joint detection control unit and a welding power supply control unit. The welding joint detection control unit outputs welding joint position detection information by a sensing operation to a welding joint sensing calculation unit. The input welding start and end commands or welding current and voltage welding condition commands and the like are output from the robot operation calculation unit to the welding power supply power supply unit, and the input welding joint sensing start and end commands are output to the sensing power supply unit.
[0033]
Next, using the above-described apparatus, as shown in FIG. 2, two welding robots 33 and 34 simultaneously weld a welding portion between the flange portion 5 of the column core 3 and the column 1 at two locations. The control method in this case will be described.
[0034]
When welding column welding of architectural steel frames (backing groove type groove with different root gap) using two welding robots that use carbon dioxide gas as shielding gas, the part where the welding line is straight is Automatic welding is performed with the positioners 31 and 32 fixed, and automatic welding is performed while rotating the positioners 31 and 32 in a portion where the welding line is bent in an arc shape such as a corner portion. FIG. 9 is a diagram showing a locus of welding points when one welding robot welds a linear portion and an arc portion (corner portion) in column welding. If the column diameter, the corner radius, the column plate thickness, and the amount of eccentricity with respect to the center of rotation of the positioner are the same, this locus is the same for the welding robot 33 and the welding robot 34 even if the root gap is different. . As shown in this trajectory, during the period (1), the positioners 31, 32 are kept stationary, and the welding is performed by moving the arms 40, 41 of the welding robots 33, 34. On the other hand, during the period from (2) to (5), the arms 40 and 41 of the welding robots 33 and 34 are moved while the tip of the welding wire is "2" while rotating the column 1 by rotating the positioners 31 and 32. The corners are welded by moving them in an arc to 10 ".
[0035]
When operating a plurality of welding robots, the welding time between the base point and the next base point needs to be the same for each welding robot. In other words, in order to simultaneously weld a plurality of welded portions of the same workpiece at different connection positions with a plurality of welding robots, at least the arrival times at the start and end of the straight section and at the start and end of the corner section are the same. It is necessary to keep time. Actually, since the route gap fluctuates, it is necessary to change the conditions in a fine manner as shown in FIG. 9, and the steps are moved at the same time. Also, in the case of a straight section, when the fluctuation of the route gap is large between 1-2 and 10-1, it is necessary to change the conditions in detail.
[0036]
FIG. 12 is a schematic diagram showing the reference welding conditions and the conditions of the simultaneous welding joint. With reference to FIG. 12, a description will be given of a welding condition generation method. Prior to welding, the following processes (1) to (3) are performed.
{Circle around (1)} First, the relationship between the welding current and the appropriate arc voltage at that time with respect to the wire feed speed at a predetermined protrusion length is determined in advance.
(2) The relationship between the welding current and the appropriate arc voltage at that time with respect to the wire feed speed when the protrusion length is increased or decreased is obtained.
{Circle around (3)} At a predetermined protrusion length / reference root gap, welding conditions (reference welding conditions, that is, welding current, arc voltage, welding speed and target position) serving as a reference for each sheet thickness are obtained from experiments and the like. A variable welding current range and an arc voltage corresponding thereto are determined for the welding pass (each pass when performing multi-pass welding) (welding current range). At this time, it is considered that the lamination pattern of the thin plate, the welding current and the welding speed (the throat thickness of each pass is the same) are often the same as those in the middle of the thick plate. The conditions may be individual thicknesses, such as a pass.
[0037]
Next, the following processes (4) to (9) are performed when welding is performed.
{Circle around (4)} For the paths to be welded at the same time, when the throat thickness is the same under the reference welding conditions after the completion of this pass, that is, when the lamination pattern, welding current and welding speed are the same, each reference welding condition and the root of the joint From the gap and the previously welded throat thickness, if there is a previously welded pass, the amount of weld metal required for welding between the base points assuming that the throat thickness under the standard welding conditions is maintained is calculated. The average value is set as the target amount of deposited metal (target deposited metal amount). From the relationship between the wire feed speed and the welding current obtained in advance, the welding time that is the target amount of deposited metal when the current value of the reference welding condition of this pass is used is obtained. For the straight portion, the welding speed is calculated from the welding length between the base points. For the corners, the welding time is the rotation time of the positioner, so the welding length according to the welding position to be welded this time is determined in consideration of the difference in the throat thickness up to that point, and the welding speed (work and workpiece) is determined. Calculate the relative speed with the torch). From the determined welding speed and the amount of weld metal required in this joint for each joint, the required wire feed speed for each joint is determined.From the relationship between the wire feed speed and welding current determined in advance, the actual current value and Determine the corresponding arc voltage.
[0038]
When the target throat thickness after this pass is different, that is, when the lamination pattern, welding current and welding speed are different, each reference welding condition and the root gap of the joint, and if there is a previously welded pass, then From the welded throat thickness, determine the amount of weld metal required for welding between the base points assuming that the throat thickness under the standard welding conditions is maintained for each joint, and determine the average value of the amount of weld metal to be welded, that is, Set the target amount of deposited metal. Next, the wire feed speed for the current value of the path to be welded at the same time is calculated from the respective standard welding conditions, and the average value is calculated, and this is set as the average wire feed speed. The welding time at this time is determined from the target weld metal amount and the average wire feed speed. For the straight portion, the welding speed is calculated from the welding length between the base points and the welding time. For the corners, the welding time is the rotation time of the positioner, so the welding length according to the welding position to be welded this time is determined in consideration of the difference in the throat thickness up to that point, and the welding speed (work and workpiece) is determined. The relative speed of the torch) is calculated. From the determined welding speed and the amount of weld metal required in this joint for each joint, the required wire feed speed is determined for each joint, and the actual current value and its correspondence are determined from the relationship between the wire feed speed and the welding current determined in advance. The arc voltage to be applied.
(5) At this time, if the actual current value is out of the welding current range and the torch and the robot arm do not interfere with the work, the processing of (9) described below is performed. If the actual current value is outside the welding current range even after this processing, the current value is adjusted to the upper and lower limits, and the wire feed amount and the arc voltage are changed accordingly.
(6) When the welding current is changed within the predetermined welding current range and the wall thickness is changed and the welding is performed, the amount of deposited metal in each pass of each joint does not become a desired value. In this case, the insufficient welding is performed. Carry the amount of metal or overflowed deposited metal to the next pass. Even when the throat thickness of the current pass becomes 0 or less, welding is performed at the lower limit value, and the overflowing amount of deposited metal is carried over to the next pass.
{Circle around (7)} The same processing as described above is performed by adding the amount of carried-over deposited metal to the amount of deposited metal required in the next pass of the joint.
(8) Even if this is repeated, if the difference in the amount of weld metal between the joints becomes large, the welding result of each joint at the end of all the passes will have an error in the amount of weld metal, and thus will be outside the acceptable range of the desired welding quality. In this case, one or more paths are not simultaneously welded, that is, at least one of a plurality of joints is not simultaneously welded, and the welding current under the reference welding condition is assumed again. Then, the positioner rotation speed (welding speed) at this time is recalculated in accordance with the remaining amount of deposited metal required up to this pass, and welding is performed. At this time, the welding of this pass shall be performed before or after welding of the remaining joints. The lamination schedule determined by this method for simultaneous welding or non-simultaneous welding is called a pass schedule, and this pass schedule is determined before the start of welding.
(9) Since the welding current range is limited, if the difference in the amount of weld metal between the joints increases, the number of paths that cannot be simultaneously welded increases. In this case, the operation time approaches the case of individually welding, and the effect of simultaneous welding is weakened. If the amount of deposited metal cannot be set to a desired value even when the current value is set to the upper and lower limits, the welding amount is set to a desired value while maintaining the welding current within the range by changing the wire protrusion length. That is, a change in the correlation between the welding current and the arc voltage with respect to the change in the protrusion length is determined in advance by experiments or the like, and the welding current value at the wire feed amount determined from the welding speed and the amount of the deposited metal is within the current range. By changing the protruding length, proper welding conditions are maintained and simultaneous welding is enabled.
[0039]
The amount of heat input (J / cm) to the workpiece during welding is obtained as current (A) × voltage (V) × 60 / welding speed (cm / min). In general, the heat input is higher when the amount of the deposited metal in one pass is larger than when the amount is small. In addition, increasing the heat input increases the amount of deposited metal per unit time, so that the welding time can be shortened and work efficiency can be increased. Therefore, for the above item (4), the welding speed (welding time) at which the maximum heat input is obtained is determined by using the maximum value of the welding current that can use the welding conditions of the joint with the largest amount of deposited metal. There is also a method of calculating welding conditions of a simultaneous welding joint based on the welding speed (welding time). The method described in the above item (4) is a calculation method based on the idea that a condition as close as possible to the welding condition is selected under the premise that the reference welding condition is totally optimum.
[0040]
The welding conditions are generated by the above-described welding condition generating method, and automatic welding is performed by the welding robot based on the generated welding conditions. First, work shape data is input from the input device 15. As shown in FIG. 8, this work shape data includes, for example, column thickness (root gap when gap sensing is not performed), column longitudinal diameter, column lateral diameter, and corner radius (from the first corner portion to the (Up to four corners) and the length in the longitudinal direction, and these are input for each joint. Then, sensing data is generated by the method shown in FIG. 10 or FIG. Welding lengths of at least four straight lines (from the beginning to the end of the straight line x 4 surfaces) and four corners (from the start to the end of corners x 4 corners) of each joint obtained from the input work shape data and sensing results From the basic welding conditions of the root gap and the thickness of the root gap, the welding conditions shown in the above (4) to (7) and (9) are generated. In this case, if the change in the gap and the wall thickness is large, the section to be divided is made fine.
[0041]
If the generated welding conditions are out of the desired throat thickness range, the above process (8) is performed until the generated throat thickness falls within the desired throat thickness range, and welding conditions (pass schedule) including application or non-application of simultaneous welding are performed. ). Then, welding from the first pass is executed based on the completed welding conditions.
[0042]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, when welding a welding line having a straight line portion and an arc portion while rotating a workpiece with respect to the arc portion, the same welding is performed using a plurality of welding robots. It is possible to simultaneously weld a plurality of welded portions of a work, and this has an excellent effect that the welding time can be greatly reduced. In the case where both sides of the same plate are to be welded, welding can be performed simultaneously by two welding robots, whereby deformation of the plate due to welding strain can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an apparatus used in an automatic welding control method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing an automatic welding device.
FIG. 3 is a perspective view showing a column to be assembled by welding.
FIG. 4 is an assembly view of a column.
FIG. 5 is a view showing a structure of a column core 3;
FIG. 6 is a diagram showing a method of assembling the column core 3 by welding.
FIG. 7 is a diagram showing a sensing operation.
FIG. 8 is a diagram showing a cross section of a column and showing input data to an automatic control device.
FIG. 9 is a diagram showing a trajectory of a tip of a welding wire in a straight portion and an arc portion.
FIG. 10 is a diagram illustrating a touch sensing operation when gap sensing is not performed.
FIG. 11 is a diagram illustrating a touch sensing operation when gap sensing is performed.
FIG. 12 is a schematic view showing a standard welding condition and a condition of a simultaneous welding joint.
[Explanation of symbols]
1: Column
2: Connection
3: Column core
4: Column part
5: Diaphragm
6: Backing material
10: Welding robot body
11: welding torch
12: Wire feeder
13: welding power supply
13a: feed motor control device
14: Robot controller
20: Positioner body
31, 32: Positioner
33, 34: welding robot
35: Dolly
36: Rail
37: Welding wire storage container
38: Torch
39: welding wire
40, 41: Arm
42: Power supply
43: Cable
45: Rotating part
50: Rail

Claims (5)

複数の溶接ロボットを使用して同一ワークの複数の継手を同時に溶接する自動溶接において、前記複数の継手間で、溶着金属断面積及び溶接長の少なくとも一方が異なるために、基点から次の基点まで溶接するときの溶接すべき体積が異なる場合に、前記基点から前記次の基点までの溶接時間が、前記複数の溶接ロボットについて同一になるように、溶接ワイヤの送り速度を調整することを特徴とする自動溶接制御方法。In automatic welding in which a plurality of joints of the same work are simultaneously welded using a plurality of welding robots, since at least one of a welded metal cross-sectional area and a welding length is different between the plurality of joints, from a base point to a next base point. When the volumes to be welded at the time of welding are different, the feed speed of the welding wire is adjusted so that the welding time from the base point to the next base point is the same for the plurality of welding robots. Automatic welding control method. 多層盛溶接において、各パスで溶接可能な適正溶接電流範囲を設定し、その範囲内で溶接電流を設定し、前記基点から前記次の基点までの溶接時間が、前記複数の溶接ロボットについて同一になるように、溶接ワイヤの送り速度を調整しても、特定のパスにおける肉量が所望値よりも少ない場合に、その肉量の不足をそれ以降のパスで補い、全パス終了時の全肉量を所望の範囲に制御することを特徴とする請求項1に記載の自動溶接制御方法。In multi-pass welding, a proper welding current range that can be welded in each pass is set, and a welding current is set within the range.The welding time from the base point to the next base point is the same for the plurality of welding robots. Therefore, even if the feed rate of the welding wire is adjusted, if the wall thickness in a specific pass is smaller than a desired value, the shortage of the wall thickness is compensated for in subsequent passes, and the total wall thickness at the end of all passes is obtained. 2. The automatic welding control method according to claim 1, wherein the amount is controlled within a desired range. 多層盛溶接において、各パスで溶接可能な適正溶接電流範囲を設定し、その範囲内で溶接電流を設定し、前記基点から前記次の基点までの溶接時間が、前記複数の溶接ロボットについて同一になるように、溶接ワイヤの送り速度を調整しても、全パス終了時の全肉量を所望の範囲に制御することができないと判断される場合は、少なくとも1つの継手の1つのパスについては、個別に溶接することにより、全パス終了時の全肉量を所望の範囲に制御することを特徴とする請求項1に記載の自動溶接制御方法。In multi-pass welding, a proper welding current range that can be welded in each pass is set, and a welding current is set within the range.The welding time from the base point to the next base point is the same for the plurality of welding robots. Thus, if it is determined that the total wall thickness at the end of all passes cannot be controlled to a desired range even if the feed speed of the welding wire is adjusted, at least one pass of one joint is determined. 2. The automatic welding control method according to claim 1, wherein the total wall thickness at the end of all the passes is controlled to a desired range by individually welding. 溶接可能な適正溶接電流範囲を設定し、その範囲内で溶接電流を設定し、前記基点から前記次の基点までの溶接時間が、前記複数の溶接ロボットについて同一になるように、溶接ワイヤの送り速度を調整しても、溶接終了時の肉量を所望の範囲に制御することができないと判断される場合は、前記溶接ワイヤの突き出し長さを調整することにより、溶接終了時の肉量を所望の範囲に制御することを特徴とする請求項1に記載の自動溶接制御方法。Set a proper welding current range that can be welded, set a welding current within the range, and feed the welding wire so that the welding time from the base point to the next base point is the same for the plurality of welding robots. If it is determined that the thickness at the end of welding cannot be controlled to a desired range even when the speed is adjusted, the thickness at the end of welding is adjusted by adjusting the length of protrusion of the welding wire. 2. The automatic welding control method according to claim 1, wherein the control is performed within a desired range. 多層盛溶接において、各パスで溶接可能な適正溶接電流範囲を設定し、その範囲内で溶接電流を設定し、前記基点から前記次の基点までの溶接時間が、前記複数の溶接ロボットについて同一になるように、溶接ワイヤの送り速度を調節しても、全パス終了時の全肉量を所望の範囲に制御することができないと判断される場合は、少なくとも1つの継手の1つのパスについては、個別に溶接すると共に、前記溶接ワイヤの突き出し長さを調整することにより、全パス終了時の全肉量を所望の範囲に制御することを特徴とする請求項1に記載の自動溶接制御方法。In multi-pass welding, a proper welding current range that can be welded in each pass is set, and a welding current is set within the range.The welding time from the base point to the next base point is the same for the plurality of welding robots. Thus, if it is determined that the total wall thickness at the end of all passes cannot be controlled to the desired range even if the feed speed of the welding wire is adjusted, at least one pass of one joint is determined. 2. The automatic welding control method according to claim 1, wherein the total wall thickness at the end of all the passes is controlled within a desired range by individually welding and adjusting a protrusion length of the welding wire. .
JP2003109602A 2003-04-14 2003-04-14 Automatic welding control method Expired - Lifetime JP4090933B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003109602A JP4090933B2 (en) 2003-04-14 2003-04-14 Automatic welding control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003109602A JP4090933B2 (en) 2003-04-14 2003-04-14 Automatic welding control method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004314108A true JP2004314108A (en) 2004-11-11
JP4090933B2 JP4090933B2 (en) 2008-05-28

Family

ID=33470708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003109602A Expired - Lifetime JP4090933B2 (en) 2003-04-14 2003-04-14 Automatic welding control method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4090933B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101890556A (en) * 2009-05-20 2010-11-24 株式会社神户制钢所 Welding setting device, welding robot system and welding establishing method
JP2013202673A (en) * 2012-03-29 2013-10-07 Kobe Steel Ltd Welding device
JP2014208354A (en) * 2013-04-16 2014-11-06 川崎重工業株式会社 Arc welding device
CN106271166A (en) * 2016-09-25 2017-01-04 羊丁 A kind of running type linear type steel-pipe welding machine people
CN106271165A (en) * 2016-09-25 2017-01-04 羊丁 A kind of linear type steel-pipe welding machine people
WO2018021091A1 (en) * 2016-07-27 2018-02-01 株式会社神戸製鋼所 Welding device

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101890556A (en) * 2009-05-20 2010-11-24 株式会社神户制钢所 Welding setting device, welding robot system and welding establishing method
JP2010269336A (en) * 2009-05-20 2010-12-02 Kobe Steel Ltd Welding setting device, welding robot system, and welding setting program
CN101890556B (en) * 2009-05-20 2012-11-14 株式会社神户制钢所 Welding setting device, welding robot system and welding setting method
JP2013202673A (en) * 2012-03-29 2013-10-07 Kobe Steel Ltd Welding device
CN103357986A (en) * 2012-03-29 2013-10-23 株式会社神户制钢所 Welding device
JP2014208354A (en) * 2013-04-16 2014-11-06 川崎重工業株式会社 Arc welding device
WO2018021091A1 (en) * 2016-07-27 2018-02-01 株式会社神戸製鋼所 Welding device
JP2018015780A (en) * 2016-07-27 2018-02-01 株式会社神戸製鋼所 Welding device
KR20190022755A (en) * 2016-07-27 2019-03-06 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 Welding device
CN109475963A (en) * 2016-07-27 2019-03-15 株式会社神户制钢所 Welder
KR102094152B1 (en) 2016-07-27 2020-05-15 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 Welding device
US10843285B2 (en) 2016-07-27 2020-11-24 Kobe Steel, Ltd. Welding device
CN109475963B (en) * 2016-07-27 2020-12-01 株式会社神户制钢所 Welding device
CN106271165A (en) * 2016-09-25 2017-01-04 羊丁 A kind of linear type steel-pipe welding machine people
CN106271166A (en) * 2016-09-25 2017-01-04 羊丁 A kind of running type linear type steel-pipe welding machine people
CN106271165B (en) * 2016-09-25 2018-08-24 南宁市华隆五金家具有限公司 A kind of linear type steel-pipe welding machine people
CN106271166B (en) * 2016-09-25 2018-08-31 青岛祥明电力设备有限公司 A kind of running type linear type steel-pipe welding machine people

Also Published As

Publication number Publication date
JP4090933B2 (en) 2008-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1123769A2 (en) Robot welding
WO2021256129A1 (en) Control method for portable welding robot, welding control device, portable welding robot, and welding system
JP2013202673A (en) Welding device
JP6978350B2 (en) Work posture adjustment method, model manufacturing method and manufacturing equipment
JP2008238248A (en) One-side welding equipment and method
JP4045713B2 (en) Welding machine for automatic machine
JP4090933B2 (en) Automatic welding control method
JP5149526B2 (en) Single-side welding equipment
JP4936596B2 (en) TIG filler welding equipment
JP4108581B2 (en) Automatic welding control device
JP4117526B2 (en) Multi-layer prime welding method for X groove joint
JP4727106B2 (en) Automatic operation method of welding robot
JP4646605B2 (en) Control method of arc welding robot
JP2005066683A (en) Seam welding method
JP2003039354A (en) Control method, controller, and tool for robot
JP2655898B2 (en) Control method of memory and regeneration type arc welding robot
JP2023050273A (en) Welding robot system for steel pipe column
JPS58221672A (en) Copying control system of welding robot
JPH08309524A (en) Automatic welding method and device and welded structure
CN117203015A (en) Multilayer build-up welding method, multilayer stacked butt joint, and multilayer build-up welding mode calculation method
JP2007237220A (en) Method of controlling welding robot, material welded thereby, and control program of welding robot
JPS6171184A (en) Automatic arc welding method
JP3913614B2 (en) Automatic welding method and automatic welding robot controller
JP2003275870A (en) Method and equipment for arc spot welding
JP2003053532A (en) Tandem arc welding method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040922

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061205

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070129

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080226

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080227

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 4090933

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110307

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120307

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130307

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140307

Year of fee payment: 6

EXPY Cancellation because of completion of term