JP2011050967A - Arc welding method - Google Patents

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JP2011050967A JP2009199631A JP2009199631A JP2011050967A JP 2011050967 A JP2011050967 A JP 2011050967A JP 2009199631 A JP2009199631 A JP 2009199631A JP 2009199631 A JP2009199631 A JP 2009199631A JP 2011050967 A JP2011050967 A JP 2011050967A
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Futoshi Nishisaka
太志 西坂
Kazunori Matsushita
和憲 松下
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress deterioration of welding quality caused by the temperature rising of a welding torch temperature and the reduction of welding electric current value through repeated welding in consumable electrode arc welding. <P>SOLUTION: The arc welding method is such that, during a welding period Ta, a welding wire is fed from a welding torch at a feeding speed Fw corresponding to a welding current set value Ir, with a welding current Iw energized to perform welding, that, during a suspension period Tb, the feeding of a welding wire is stopped to suspend welding, and that welding is performed by repeating these periods. In this method, the welding current I1 during the welding period Ta is detected, with the suspension period Tb set up in accordance with deviation between the welding current set value Ir and the welding current detection value I1. As a result, the temperature rising of the welding torch is indirectly detected by the deviation, with the suspension period extended, so that the welding torch temperature is lowered, suppressing an adverse effect on welding. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、溶接トーチの温度上昇に伴う溶接品質の変化を補償することができるアーク溶接方法に関するものである。   The present invention relates to an arc welding method capable of compensating for a change in welding quality accompanying a rise in temperature of a welding torch.

図5は、ロボットを使用した消耗電極アーク溶接装置の一般的な構成図である。以下、同図を参照して、各構成物について説明する。   FIG. 5 is a general configuration diagram of a consumable electrode arc welding apparatus using a robot. Hereinafter, each component will be described with reference to FIG.

ティーチペンダントTPは、ロボット制御装置RCに接続され、ロボットRMの動作軌跡を教示すると共に、溶接条件を設定する。ロボット制御装置RCは、ロボットRMを動作制御するための動作制御信号McをロボットRMに設けられた複数のサーボモータ(図示は省略)に出力する。ロボットRMには、送給モータWM及び溶接トーチ4が搭載されている。送給モータWMと溶接トーチ4との間は、コンジットケーブル4aで接続されており、溶接ワイヤ1、シールドガス(図示は省略)及び電力が溶接トーチ4に供給される。   The teach pendant TP is connected to the robot controller RC and teaches the operation trajectory of the robot RM and sets welding conditions. The robot controller RC outputs an operation control signal Mc for controlling the operation of the robot RM to a plurality of servo motors (not shown) provided in the robot RM. A feed motor WM and a welding torch 4 are mounted on the robot RM. The feed motor WM and the welding torch 4 are connected by a conduit cable 4 a, and the welding wire 1, shield gas (not shown) and electric power are supplied to the welding torch 4.

溶接電源PSは、アーク3を発生させるための溶接電圧Vw及び溶接電流Iwを出力すると共に、上記の送給モータWMを制御するための送給制御信号Fcを出力する。溶接ワイヤ1は上記の送給モータWMによって上記のコンジットケーブル4a内を通って送給速度Fw(cm/min)で送給され、母材2との間にアーク3が発生する。   The welding power source PS outputs a welding voltage Vw and a welding current Iw for generating the arc 3, and a feed control signal Fc for controlling the feed motor WM. The welding wire 1 is fed by the feeding motor WM through the conduit cable 4a at a feeding speed Fw (cm / min), and an arc 3 is generated between the welding wire 1 and the base material 2.

上記のロボット制御装置RCと上記の溶接電源PSとの間では、インターフェース信号Ifが通信されている。このインターフェース信号Ifには、ロボット制御装置RCから送信される溶接開始信号St、溶接電流設定信号Ir及び溶接電圧設定信号Vrが含まれており、溶接電源PSから送信される電流通電信号Wcrが含まれている。上記の溶接開始信号Stは、溶接電源PSの出力及び溶接ワイヤ1の送給の開始/停止を制御する信号である。上記の溶接電流設定信号Irは、溶接電源PS内で送給速度設定信号Frに変換されて、溶接ワイヤ1の送給速度Fwを設定する信号である。消耗電極アーク溶接では、溶接電源PSの出力は定電圧制御されるために、溶接電流Iwは送給速度Fwによって決定される。上記の溶接電圧設定信号Vrは、定電圧制御される溶接電圧Vwを設定する信号である。上記の電流通電信号Wcrは、溶接電流Iwが通電するとHighレベルになる信号である。溶接開始時において、この電流通電信号WcrがHighレベルになると、ロボット制御装置RCはロボットRMを溶接線に沿って移動を開始させる。   An interface signal If is communicated between the robot controller RC and the welding power source PS. The interface signal If includes a welding start signal St, a welding current setting signal Ir, and a welding voltage setting signal Vr transmitted from the robot controller RC, and a current energization signal Wcr transmitted from the welding power source PS. It is. The welding start signal St is a signal for controlling the output of the welding power source PS and the start / stop of the feeding of the welding wire 1. The welding current setting signal Ir is a signal that is converted into the feeding speed setting signal Fr in the welding power source PS and sets the feeding speed Fw of the welding wire 1. In consumable electrode arc welding, since the output of the welding power source PS is controlled at a constant voltage, the welding current Iw is determined by the feed speed Fw. Said welding voltage setting signal Vr is a signal which sets the welding voltage Vw by which constant voltage control is carried out. The current energization signal Wcr is a signal that becomes a high level when the welding current Iw is energized. When the current energization signal Wcr becomes High level at the start of welding, the robot controller RC starts the movement of the robot RM along the welding line.

図6は、反復して溶接を行っているときの上述した溶接装置における各信号のタイミングチャートである。同図(A)は溶接開始信号Stの時間変化を示し、同図(B)は送給速度Fwの時間変化を示し、同図(C)は溶接電流Iwの時間変化を示す。また、同図(C)に示す破線は溶接電流設定信号Ir=Ir1を示している。同図は、次々と搬送されてくる1種類のワークを反復して溶接する場合である。以下、同図を参照して説明する。   FIG. 6 is a timing chart of each signal in the above-described welding apparatus when welding is repeatedly performed. FIG. 4A shows the time change of the welding start signal St, FIG. 3B shows the time change of the feeding speed Fw, and FIG. 4C shows the time change of the welding current Iw. Further, the broken line shown in FIG. 3C indicates the welding current setting signal Ir = Ir1. This figure shows a case where one kind of workpieces conveyed one after another are repeatedly welded. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

時刻t1において、ロボットRMは待機位置から溶接開始位置に移動して停止しており、同図(A)に示すように、溶接開始信号StがHighレベルになる。これに応動して、同図(B)に示すように、溶接ワイヤ1は送給速度設定信号Fr=Fr1に相当する送給速度Fwで送給される。同時に、同図(C)に示すように、溶接電流Iwが通電を開始する。溶接電流Iwが通電を開始すると、図示しない電流通電信号Wcrが溶接電源PSからロボット制御装置RCに送信されるために、ロボットRMは予め定めた溶接速度で溶接線に沿って移動を開始して溶接が行われる。上記の送給速度設定信号Fr1は、上記の溶接電流設定信号Ir1を変換した値である。   At time t1, the robot RM moves from the standby position to the welding start position and stops, and the welding start signal St becomes High level as shown in FIG. In response to this, the welding wire 1 is fed at a feeding speed Fw corresponding to the feeding speed setting signal Fr = Fr1, as shown in FIG. At the same time, the welding current Iw starts energization as shown in FIG. When the welding current Iw starts energization, a current energization signal Wcr (not shown) is transmitted from the welding power source PS to the robot controller RC, so that the robot RM starts moving along the welding line at a predetermined welding speed. Welding is performed. The feed speed setting signal Fr1 is a value obtained by converting the welding current setting signal Ir1.

時刻t2において、ロボットRMが溶接終了位置に到達すると、ロボットRMは停止し、同図(A)に示すように、溶接開始信号StはLowレベルになる。これに応動して、同図(B)に示すように、溶接ワイヤ1の送給は停止するために、送給速度Fw=0となる。同時に、溶接電流Iwの通電が停止して、溶接が終了する。溶接電流Iwの通電が終了すると、電流通電信号WcrはLowレベルになるために、ロボットRMは待機位置へと移動する。そして、溶接が終了したワークが搬出され、次のワークが搬入されて、所定位置に載置される。このワークの載置を図5に図示していないプログラム・ロジック・コントローラ(PLC)等が判別すると、ロボット制御装置RCに通知する。ロボット制御装置RCは、この通知を受けると、ロボットRMを待機位置から溶接開始位置に移動させて停止させる。この時点が時刻t3となる。   When the robot RM reaches the welding end position at time t2, the robot RM stops, and the welding start signal St becomes low level as shown in FIG. In response to this, as shown in FIG. 5B, feeding of the welding wire 1 is stopped, so that the feeding speed Fw = 0. At the same time, the energization of the welding current Iw is stopped and the welding is finished. When the energization of the welding current Iw is completed, the current energization signal Wcr becomes the low level, and the robot RM moves to the standby position. And the workpiece | work which completed welding is carried out, the next workpiece | work is carried in, and it mounts in a predetermined position. When the placement of the work is determined by a program logic controller (PLC) or the like (not shown in FIG. 5), the robot controller RC is notified. Upon receiving this notification, the robot controller RC moves the robot RM from the standby position to the welding start position and stops it. This time is time t3.

ここで、時刻t1〜t2の期間を溶接期間Ta=Ta1と呼び、時刻t2〜t3の期間を休止期間Tb=Tb0と呼ぶことにする。溶接期間Taは、ワークの溶接線の長さ(溶接長)を溶接速度で除算した時間となる。また、休止期間Tbは、ロボットRMが待機位置への移動を開始し、ワークを交換し、ロボットRMが再び溶接開始位置に移動して停止するのに要する時間となる。したがって、溶接期間Ta及び休止期間Tbは、直接設定される値ではない。   Here, the period from time t1 to t2 is referred to as a welding period Ta = Ta1, and the period from time t2 to t3 is referred to as a pause period Tb = Tb0. The welding period Ta is a time obtained by dividing the length of the weld line of the workpiece (welding length) by the welding speed. In addition, the pause period Tb is a time required for the robot RM to start moving to the standby position, replace the workpiece, and move again to the welding start position and stop the robot RM. Therefore, the welding period Ta and the rest period Tb are not directly set values.

時刻t1〜t2の溶接期間Ta1における溶接電流Iwの変化について説明する。同図(C)に示すように、溶接電流Iwは、時刻t1直後は破線で示す溶接電流設定信号Ir1と略等しいI11となり、時間経過と共に減少して、溶接終了時点t2ではI12となる。電流値I12は、溶接電流設定信号Ir1よりも少しだけ小さな値である。そして、時刻t1〜t2の溶接電流Iwの平均値がI1となる。時間経過に伴って溶接電流Iwの値が次第に減少する理由は、溶接電流Iwの通電及びアークからの熱によって溶接トーチ4の温度が上昇するので、その内部を送給される溶接ワイヤ1の温度も上昇するためである。溶接ワイヤ1の温度が上昇すると、溶接電流Iwの値が小さくなっても同じ送給速度の溶接ワイヤ1を溶融させることができるようになる。この結果、溶接トーチ4の温度が上昇して溶接ワイヤ1の温度が上昇すると、送給速度が一定である場合には、溶接電流Iwの値が減少することになる。   A change in the welding current Iw in the welding period Ta1 between times t1 and t2 will be described. As shown in FIG. 6C, the welding current Iw becomes I11 which is substantially equal to the welding current setting signal Ir1 indicated by the broken line immediately after time t1, decreases with time, and becomes I12 at the welding end time t2. The current value I12 is a value slightly smaller than the welding current setting signal Ir1. And the average value of the welding current Iw of the time t1-t2 becomes I1. The reason why the value of the welding current Iw gradually decreases with the passage of time is that the temperature of the welding torch 4 rises due to the energization of the welding current Iw and the heat from the arc. This is because it also rises. When the temperature of the welding wire 1 rises, the welding wire 1 having the same feeding speed can be melted even if the value of the welding current Iw decreases. As a result, when the temperature of the welding torch 4 rises and the temperature of the welding wire 1 rises, the value of the welding current Iw decreases when the feed speed is constant.

時刻t3〜t4の溶接期間中の動作は、上述した時刻t1〜t2の期間と同様の動作となる。すなわち、同図(A)に示すように、溶接開始信号Stは、この期間中Highレベルになる。また、同図(B)に示すように、この期間中の送給速度Fwは送給速度設定信号Fr1に相当する値となる。また、同図(C)に示すように、溶接電流Iwは、溶接開始直後のI21から次第に減少して、溶接終了時はI22となる。この期間中の溶接電流Iwの平均値は、I2となる。ここで、時刻t1〜t2の期間よりもさらに溶接トーチ4の温度が上昇しているために、I21<I11、I22<I12及びI2<I1となる。時刻t4〜t5の休止期間の動作は、上述した時刻t2〜t3の動作と同様であり、ロボットRMの待機位置への移動、ワークの交換、ロボットRMの溶接開始位置への移動が行われる。時刻t3〜t4の溶接期間の長さは、時刻t1〜t2と同一のTa1となり、時刻t4〜t5の休止期間の長さは、時刻t2〜t3と同一のTb0となる。   The operation during the welding period from time t3 to t4 is the same as the operation during time t1 to t2 described above. That is, as shown in FIG. 9A, the welding start signal St is at a high level during this period. Further, as shown in FIG. 7B, the feeding speed Fw during this period is a value corresponding to the feeding speed setting signal Fr1. Further, as shown in FIG. 5C, the welding current Iw gradually decreases from I21 immediately after the start of welding and becomes I22 at the end of welding. The average value of the welding current Iw during this period is I2. Here, since the temperature of the welding torch 4 is further increased than the period from the time t1 to the time t2, I21 <I11, I22 <I12 and I2 <I1. The operation in the pause period from time t4 to t5 is the same as the operation from time t2 to t3 described above, and the movement of the robot RM to the standby position, the workpiece exchange, and the movement of the robot RM to the welding start position are performed. The length of the welding period from time t3 to t4 is Ta1 that is the same as that from time t1 to t2, and the length of the rest period from time t4 to t5 is Tb0 that is the same as from time t2 to t3.

時刻t5〜t6の溶接期間中の動作は、上述した時刻t1〜t2の期間と同様の動作となる。すなわち、同図(A)に示すように、溶接開始信号Stは、この期間中Highレベルになる。また、同図(B)に示すように、この期間中の送給速度Fwは送給速度設定信号Fr1に相当する値となる。また、同図(C)に示すように、溶接電流Iwは、溶接開始直後のI31から次第に減少して、溶接終了時はI32となる。この期間中の溶接電流Iwの平均値は、I3となる。ここで、時刻t3〜t4の期間よりもさらに溶接トーチ4の温度が上昇しているために、I31<I21、I32<I22及びI3<I2となる。時刻t6〜t7の休止期間の動作は、上述した時刻t2〜t3の動作と同様であり、ロボットRMの待機位置への移動、ワークの交換、ロボットRMの溶接開始位置への移動が行われる。時刻t5〜t6の溶接期間の長さは、時刻t1〜t2と同一のTa1となり、時刻t6〜t7の休止期間の長さは、時刻t2〜t3と同一のTb0となる。   The operation during the welding period from time t5 to t6 is the same as that during the period from time t1 to t2 described above. That is, as shown in FIG. 9A, the welding start signal St is at a high level during this period. Further, as shown in FIG. 7B, the feeding speed Fw during this period is a value corresponding to the feeding speed setting signal Fr1. Further, as shown in FIG. 5C, the welding current Iw gradually decreases from I31 immediately after the start of welding and becomes I32 at the end of welding. The average value of the welding current Iw during this period is I3. Here, since the temperature of the welding torch 4 is further increased than the period of time t3 to t4, I31 <I21, I32 <I22 and I3 <I2. The operation in the pause period from time t6 to t7 is the same as the operation from time t2 to t3 described above, and the movement of the robot RM to the standby position, the workpiece exchange, and the movement of the robot RM to the welding start position are performed. The length of the welding period from time t5 to t6 is Ta1 that is the same as that from time t1 to t2, and the length of the rest period from time t6 to t7 is Tb0 that is the same as from time t2 to t3.

時刻t7〜t8の溶接期間中の動作は、上述した時刻t1〜t2の期間と同様の動作となる。すなわち、同図(A)に示すように、溶接開始信号Stは、この期間中Highレベルになる。また、同図(B)に示すように、この期間中の送給速度Fwは送給速度設定信号Fr1に相当する値となる。また、同図(C)に示すように、溶接電流Iwは、溶接開始直後のI41から次第に減少して、溶接終了時はI42となる。この期間中の溶接電流Iwの平均値は、I4となる。ここで、時刻t5〜t6の期間よりもさらに溶接トーチ4の温度が上昇しているために、I41<I31、I42<I32及びI4<I3となる。時刻t8〜t9の休止期間の動作は、上述した時刻t2〜t3の動作と同様であり、ロボットRMの待機位置への移動、ワークの交換、ロボットRMの溶接開始位置への移動が行われる。時刻t7〜t8の溶接期間の長さは、時刻t1〜t2と同一のTa1となり、時刻t8〜t9の休止期間の長さは、時刻t2〜t3と同一のTb0となる。   The operation during the welding period from time t7 to t8 is the same as that during the period from time t1 to t2 described above. That is, as shown in FIG. 9A, the welding start signal St is at a high level during this period. Further, as shown in FIG. 7B, the feeding speed Fw during this period is a value corresponding to the feeding speed setting signal Fr1. Further, as shown in FIG. 5C, the welding current Iw gradually decreases from I41 immediately after the start of welding, and becomes I42 at the end of welding. The average value of the welding current Iw during this period is I4. Here, since the temperature of the welding torch 4 is further increased from the time t5 to t6, I41 <I31, I42 <I32, and I4 <I3. The operation in the pause period from time t8 to t9 is the same as the operation from time t2 to t3 described above, and the movement of the robot RM to the standby position, the workpiece exchange, and the movement of the robot RM to the welding start position are performed. The length of the welding period from time t7 to t8 is Ta1, which is the same as that from time t1 to t2, and the length of the pause period from time t8 to t9 is Tb0, which is the same as from time t2 to t3.

上述したように、溶接トーチの温度が上昇すると、溶接電流Iwの値は減少することになる。溶接電流Iwの値が変化すると、ビードの溶け込み、ビード幅等が変化することになり、均一な溶接品質を得ることができない。この問題に対処するためには、以下に説明する従来技術が有効である。   As described above, when the temperature of the welding torch increases, the value of the welding current Iw decreases. When the value of the welding current Iw changes, the bead penetration, the bead width, etc. change, and uniform welding quality cannot be obtained. In order to deal with this problem, the conventional techniques described below are effective.

特許文献1の発明は、効率的な水冷溶接トーチを提供するものである。溶接トーチとしては、空冷のものと水冷のものとがある。空冷溶接トーチは、強制冷却は行っておらず、自然空冷の構造となっている。これに対して、水冷溶接トーチは、その内部を水が流れており、強制冷却構造となっている。溶接トーチとして水冷溶接トーチを使用すれば、溶接電流Iwの通電に伴う温度上昇を抑制することができるので、溶接電流Iwの減少を抑制することができ、均一な溶接品質を得ることができる。   The invention of Patent Document 1 provides an efficient water-cooled welding torch. As the welding torch, there are an air-cooled type and a water-cooled type. The air-cooled welding torch does not perform forced cooling and has a structure of natural air cooling. On the other hand, the water-cooled welding torch has a forced cooling structure in which water flows inside. If a water-cooled welding torch is used as the welding torch, a temperature increase accompanying energization of the welding current Iw can be suppressed, so that a decrease in the welding current Iw can be suppressed and uniform welding quality can be obtained.

特許文献2の発明は、溶接ワイヤとしてフラックス入りワイヤを用い、溶接ワイヤに略一定の溶接電流を供給すると共に、溶接電圧検出値と溶接電圧設定値との偏差が無くなるようにこの溶接電圧偏差値に応じて送給速度を増減変化させてアーク長を略一定に維持する溶接方法である。すなわち、消耗電極アーク溶接であるにも関わらず定電流制御によって一定の溶接電流を通電している。定電流制御ではアーク長制御ができないために良好な溶接を行うことはできない。このために、アーク長に相当する溶接電圧検出値と、目標値である溶接電圧設定値との偏差をフィードバック制御して送給速度を増減させることによってアーク長制御を行っている。この溶接方法では、溶接トーチの温度が上昇しても溶接電流Iwの値は変化しないために、均一な溶接品質を得ることができる。   The invention of Patent Document 2 uses a flux-cored wire as the welding wire, supplies a substantially constant welding current to the welding wire, and eliminates the deviation between the welding voltage detection value and the welding voltage setting value. According to the welding method, the feeding speed is increased or decreased to maintain the arc length substantially constant. That is, a constant welding current is applied by constant current control in spite of consumable electrode arc welding. With constant current control, arc length control cannot be performed, so that good welding cannot be performed. For this purpose, the arc length control is performed by increasing or decreasing the feed speed by feedback controlling the deviation between the welding voltage detection value corresponding to the arc length and the welding voltage set value which is the target value. In this welding method, since the value of the welding current Iw does not change even when the temperature of the welding torch rises, uniform welding quality can be obtained.

特開2002−301572号公報JP 2002-301572 A 特開2000−668号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-668

溶接トーチの温度上昇に伴う溶接電流の減少によって溶接品質が変動する問題に対して、水冷溶接トーチを用いた場合には、以下のような課題がある。水冷溶接トーチは、内部に水を流す構造であるために、空冷溶接トーチに比べて、価格が高価であり、使用場所に制限があり、メンテナンス性が悪い。このために、水冷溶接トーチは溶接電流が大電流値である場合を除きあまり使用されていないのが実状である。したがって、取り扱いの容易な空冷溶接トーチを使用して、上述した問題を解決したいとする要求が強い。   In the case of using a water-cooled welding torch, there are the following problems with respect to the problem that the welding quality fluctuates due to a decrease in welding current accompanying the temperature rise of the welding torch. Since the water-cooled welding torch has a structure in which water flows inside, the price is higher than that of the air-cooled welding torch, the use place is limited, and the maintainability is poor. For this reason, the actual condition is that the water-cooled welding torch is not used much except when the welding current has a large current value. Therefore, there is a strong demand to solve the above-described problem by using an air-cooled welding torch that is easy to handle.

溶接トーチの温度上昇に伴う溶接電流の減少によって溶接品質が変動する問題に対して、特許文献2の溶接方法を適用した場合には、以下のような課題がある。特許文献2の溶接方法は、溶接ワイヤにフラックス入りワイヤを使用している。これは、フラックス入りワイヤを用いたアーク溶接では、溶滴は短絡を伴うことなく粒状になって連続的に移行する。このために、外乱によるアーク長の変動の速度は比較的ゆっくりとしているので、送給速度を可変速制御することによってアーク長の変動を抑制することができる。しかしながら、ソリッドワイヤを使用する一般的な消耗電極アーク溶接では、溶滴は短絡移行、グロビュール移行等により行われるので、外乱によるアーク長の変動速度は速くなる。このために、このアーク長変動を送給速度の可変速制御によって抑制することはできない。すなわち、特許文献2の溶接方法は、ソリッドワイヤを用いる消耗電極アーク溶接には適用することができない。   When the welding method of Patent Document 2 is applied to the problem that the welding quality fluctuates due to a decrease in the welding current accompanying the temperature rise of the welding torch, there are the following problems. The welding method of Patent Document 2 uses a flux-cored wire as the welding wire. This is because, in arc welding using a flux-cored wire, the droplets become granular and move continuously without being short-circuited. For this reason, since the speed of fluctuation of the arc length due to disturbance is relatively slow, the fluctuation of the arc length can be suppressed by controlling the feeding speed at a variable speed. However, in general consumable electrode arc welding using a solid wire, the droplets are transferred by short-circuit transfer, globule transfer, or the like, so that the arc length fluctuation speed due to disturbance increases. For this reason, this arc length variation cannot be suppressed by variable speed control of the feeding speed. That is, the welding method of Patent Document 2 cannot be applied to consumable electrode arc welding using a solid wire.

そこで、本発明では、空冷溶接トーチを使用し、溶接トーチの温度が上昇しても溶接品質を均一に維持することができるアーク溶接方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an arc welding method that uses an air-cooled welding torch and can maintain uniform welding quality even when the temperature of the welding torch rises.

上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、溶接期間中は溶接トーチから溶接ワイヤを溶接電流設定値に対応した送給速度で送給して溶接電流を通電して溶接を行い、休止期間中は溶接ワイヤの送給を停止して溶接を休止し、これらの期間を繰り返して溶接を行うアーク溶接方法において、
前記溶接期間中の前記溶接電流を検出し、前記溶接電流設定値と前記溶接電流検出値との偏差に応じて前記休止期間を設定する、
ことを特徴とするアーク溶接方法である。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is characterized in that welding is performed by feeding a welding wire from a welding torch at a feeding speed corresponding to a welding current set value and energizing the welding current during the welding period. In the arc welding method in which welding is stopped by stopping feeding of the welding wire during the pause period, and welding is repeated by repeating these periods.
Detecting the welding current during the welding period, and setting the pause period according to a deviation between the welding current set value and the welding current detection value;
This is an arc welding method characterized by the above.

請求項2の発明は、前記溶接電流検出値が、前記溶接期間中の前記溶接電流の平均値である、
ことを特徴とする請求項1記載のアーク溶接方法である。
The invention of claim 2 is characterized in that the welding current detection value is an average value of the welding current during the welding period.
The arc welding method according to claim 1, wherein:

請求項3の発明は、前記溶接電流検出値が、前記溶接期間の終了時点における前記溶接電流の値である、
ことを特徴とする請求項1記載のアーク溶接方法である。
In the invention of claim 3, the welding current detection value is the value of the welding current at the end of the welding period.
The arc welding method according to claim 1, wherein:

請求項4の発明は、前記休止期間中は、前記溶接トーチに外部から送風することによって強制冷却する、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のアーク溶接方法である。
The invention of claim 4 is forcibly cooled by blowing air from the outside to the welding torch during the pause period.
It is an arc welding method of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.

請求項5の発明は、前記休止期間中は、前記溶接トーチを液体に漬けることによって強制冷却する、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のアーク溶接方法である。
The invention of claim 5 is forcibly cooled by immersing the welding torch in a liquid during the idle period.
It is an arc welding method of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.

本発明によれば、溶接電流設定値と溶接電流検出値(溶接電流平均値、終了時点での溶接電流値)との偏差を算出することによって溶接トーチの温度上昇の度合いを検出し、この偏差に応じて、休止期間の長さを設定する。このために、溶接トーチが空冷であっても、溶接トーチの温度は溶接品質に影響を及ぼさない温度まで低下するので、均一な溶接品質を得ることができる。さらに、休止期間は溶接品質に影響を及ぼさない最少時間に設定されるために、生産効率の低下を必要最小限に止めることができる。   According to the present invention, the degree of temperature rise of the welding torch is detected by calculating the deviation between the welding current set value and the welding current detection value (welding current average value, welding current value at the end time), and this deviation Depending on, the length of the rest period is set. For this reason, even if the welding torch is air-cooled, the temperature of the welding torch is lowered to a temperature that does not affect the welding quality, so that uniform welding quality can be obtained. Furthermore, since the idle period is set to the minimum time that does not affect the welding quality, the reduction in production efficiency can be minimized.

本発明の実施の形態1に係るアーク溶接方法を実施するための溶接電源のブロック図である。It is a block diagram of the welding power supply for enforcing the arc welding method which concerns on Embodiment 1 of this invention. 休止期間設定関数の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a rest period setting function. 図1における各信号のタイミングチャートである。It is a timing chart of each signal in FIG. 本発明の実施の形態2に係る溶接電源のブロック図である。It is a block diagram of the welding power supply which concerns on Embodiment 2 of this invention. 従来技術におけるロボットを使用した消耗電極アーク溶接装置の構成図である。It is a block diagram of the consumable electrode arc welding apparatus using the robot in a prior art. 図5の各信号のタイミングチャートである。It is a timing chart of each signal of FIG.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

[実施の形態1]
本発明の実施の形態1に係るアーク溶接方法を実施するための溶接装置の構成は、上述した図5と同一である。但し、溶接電源PSを構成する回路ブロックが異なっており、後述する図1のようになる。また、これに伴い、インターフェース信号Ifには新たに休止期間設定信号Tbrが追加され、溶接電源PSからロボット制御装置RCに送信される。したがって、インターフェース信号Ifには、ロボット制御装置RCから送信される溶接開始信号St、溶接電流設定信号Ir及び溶接電圧設定信号Vrが含まれており、溶接電源PSから送信される電流通電信号Wcr及び上記の休止期間設定信号Tbrが含まれている。
[Embodiment 1]
The configuration of the welding apparatus for carrying out the arc welding method according to the first embodiment of the present invention is the same as that shown in FIG. However, the circuit blocks constituting the welding power source PS are different, as shown in FIG. Along with this, a pause period setting signal Tbr is newly added to the interface signal If and transmitted from the welding power source PS to the robot controller RC. Therefore, the interface signal If includes a welding start signal St, a welding current setting signal Ir, and a welding voltage setting signal Vr transmitted from the robot controller RC, and a current conduction signal Wcr transmitted from the welding power source PS and The pause period setting signal Tbr is included.

図1は、本発明の実施の形態1に係るアーク溶接方法を実施するための溶接電源PSのブロック図である。以下、同図を参照して、各回路ブロックについて説明する。   FIG. 1 is a block diagram of a welding power source PS for performing the arc welding method according to Embodiment 1 of the present invention. Hereinafter, each circuit block will be described with reference to FIG.

電源主回路PMは、3相200V等の商用電源(図示は省略)を入力として、後述する駆動信号Dvに従ってインバータ制御等の出力制御を行い、アーク3を発生させるための溶接電圧Vw及び溶接電流Iwを出力する。電源主回路PMは、図示は省略するが、商用電源を整流する1次整流器、整流された直流を平滑するコンデンサ、平滑された直流を駆動信号Dvに従って高周波交流に変換するインバータ回路、高周波交流をアーク溶接に適した電圧値に降圧する高周波変圧器、降圧された高周波交流を整流する2次整流器、整流された直流を平滑するリアクトルから構成される。   The power supply main circuit PM receives a commercial power supply (not shown) such as three-phase 200 V, performs output control such as inverter control in accordance with a drive signal Dv described later, and generates a welding voltage Vw and a welding current for generating the arc 3. Iw is output. Although not shown, the power supply main circuit PM has a primary rectifier that rectifies commercial power, a capacitor that smoothes the rectified direct current, an inverter circuit that converts the smoothed direct current into high frequency alternating current according to the drive signal Dv, and high frequency alternating current It consists of a high-frequency transformer that steps down to a voltage value suitable for arc welding, a secondary rectifier that rectifies the stepped-down high-frequency alternating current, and a reactor that smoothes the rectified direct current.

溶接ワイヤ1は、送給モータWMに結合された送給ロール5によって溶接トーチ4内を通って送給され、母材2との間にアーク3が発生する。   The welding wire 1 is fed through the welding torch 4 by a feeding roll 5 coupled to a feeding motor WM, and an arc 3 is generated between the base metal 2 and the welding wire 1.

インターフェース回路IFは、ロボット制御装置RCとの間でインターフェース信号Ifを通信する。このインターフェース回路IFは、溶接開始信号St、溶接電流設定信号Ir及び溶接電圧設定信号Vrを出力し、電流通電信号Wcr及び休止期間設定信号Tbrが入力される。   The interface circuit IF communicates an interface signal If with the robot controller RC. The interface circuit IF outputs a welding start signal St, a welding current setting signal Ir, and a welding voltage setting signal Vr, and a current conduction signal Wcr and a rest period setting signal Tbr are input.

電圧検出回路VDは、上記の溶接電圧Vwを検出して、溶接電圧検出信号Vdを出力する。電流検出回路IDは、上記の溶接電流Iwを検出して、溶接電流検出信号Idを出力する。電流通電判別回路WCRは、この溶接電流検出信号Idを入力として、この値が予め定めた電流判別値以上であるときは溶接電流Iwが通電していると判別してHighレベルになる電流通電信号Wcrを上記のインターフェース回路IFに出力する。   The voltage detection circuit VD detects the welding voltage Vw and outputs a welding voltage detection signal Vd. The current detection circuit ID detects the welding current Iw and outputs a welding current detection signal Id. The current energization determination circuit WCR receives the welding current detection signal Id, and when this value is equal to or greater than a predetermined current determination value, determines that the welding current Iw is energized and becomes a high level current energization signal. Wcr is output to the interface circuit IF.

電圧誤差増幅回路EVは、上記のインターフェース回路IFからの溶接電圧設定信号Vrと上記の溶接電圧検出信号Vdとの誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Evを出力する。駆動回路DVは、この電圧誤差増幅信号Ev及び上記のインターフェース回路IFからの溶接開始信号Stを入力として、溶接開始信号StがHighレベルのときは、電圧誤差増幅信号Evに基づいてパルス幅変調制御を行い、駆動信号Dvを出力する。したがって、溶接開始信号StがHighレベルのときは定電圧制御によって溶接電圧Vwを出力し、Lowレベルのときは出力を停止する。   The voltage error amplification circuit EV amplifies an error between the welding voltage setting signal Vr from the interface circuit IF and the welding voltage detection signal Vd, and outputs a voltage error amplification signal Ev. The drive circuit DV receives the voltage error amplification signal Ev and the welding start signal St from the interface circuit IF, and when the welding start signal St is at a high level, the pulse width modulation control is performed based on the voltage error amplification signal Ev. To output the drive signal Dv. Therefore, the welding voltage Vw is output by constant voltage control when the welding start signal St is at a high level, and the output is stopped when the welding start signal St is at a low level.

送給速度設定回路FRは、上記のインターフェース回路IFからの溶接電流設定信号Irを入力として、予め定めた電流値・送給速度変換関数によって送給速度設定信号Frを算出して出力する。送給制御回路FCは、この送給速度設定信号Fr及び上記のインターフェース回路IFからの溶接開始信号Stを入力として、溶接開始信号StがHighレベルのときは送給速度設定信号Frの値に相当する送給速度Fwで溶接ワイヤ1を送給するための送給制御信号Fcを上記の送給モータWMに出力する。   The feeding speed setting circuit FR receives the welding current setting signal Ir from the interface circuit IF as described above, and calculates and outputs a feeding speed setting signal Fr by a predetermined current value / feeding speed conversion function. The feed control circuit FC receives the feed speed setting signal Fr and the welding start signal St from the interface circuit IF, and corresponds to the value of the feed speed setting signal Fr when the welding start signal St is at a high level. A feeding control signal Fc for feeding the welding wire 1 at the feeding speed Fw is output to the feeding motor WM.

溶接電流平均値算出回路IAVは、上記の溶接電流検出信号Idを入力として、1回の溶接ごとの平均値を算出して、溶接電流平均値信号Iavを出力する。偏差算出回路DIは、上記のインターフェース回路IFからの溶接電流設定信号Irとこの溶接電流平均値信号Iavとの偏差を算出して、偏差信号ΔI=Ir−Iavを出力する。ここで、溶接トーチの温度上昇に伴って溶接電流Iwは減少するので、偏差信号ΔI≧0である。休止期間設定信号TBRは、この偏差信号ΔIを入力として、図2で後述する予め定めた休止期間設定関数によって休止期間を算出して、休止期間設定信号Tbrを上記のインターフェース回路IFに出力する。   The welding current average value calculation circuit IAV receives the above welding current detection signal Id, calculates an average value for each welding, and outputs a welding current average value signal Iav. The deviation calculation circuit DI calculates a deviation between the welding current setting signal Ir from the interface circuit IF and the welding current average value signal Iav, and outputs a deviation signal ΔI = Ir−Iav. Here, since the welding current Iw decreases as the temperature of the welding torch increases, the deviation signal ΔI ≧ 0. The pause period setting signal TBR receives the deviation signal ΔI, calculates a pause period using a preset pause period setting function described later in FIG. 2, and outputs the pause period setting signal Tbr to the interface circuit IF.

図2は、上述した休止期間設定回路TBRに内蔵されている休止期間設定関数の一例を示す図である。同図の横軸は偏差信号ΔI(A)を示し、縦軸は休止期間設定信号Tbr(秒)を示す。同図の関数は、ΔI=0のときTbr=Tb0となり、傾きがaの右上がりの直線となっている。したがって、直線の式は、Tbr=a・ΔI+Tb0となる。ここで、Tb0は、休止期間中にロボットを待機位置に移動させ、ワークを交換するのに必要な最少時間となる。すなわち、休止期間はこの時間Tb0よりも短くすることはできない。ロボットを待機位置に移動させるのに必要な時間は数百msと短いので、実質的には無視することができる。したがって、最少時間Tb0は、ワークを交換するのみ必要な時間となる。偏差信号ΔIの値によって溶接トーチの温度上昇を間接的に検出していることになり、休止期間の長さを決定するようにしている。生産性を考慮して、休止期間設定信号Tbrの値は、溶接トーチの温度が溶接品質に影響を及ぼさない温度まで低下する最少時間になるように関数を設定している。この関数は、溶接トーチの種類、溶接ワイヤの材質、直径、送給速度、ワイヤ突出し長さ等の溶接条件に応じて、実験によって適正値に設定される。また、同図では、関数は直線として表したが、右上がりの曲線、右上がりのステップ状としても良い。   FIG. 2 is a diagram showing an example of a pause period setting function built in the pause period setting circuit TBR described above. In the figure, the horizontal axis indicates the deviation signal ΔI (A), and the vertical axis indicates the pause period setting signal Tbr (seconds). The function shown in the figure is Tbr = Tb0 when ΔI = 0, and is a straight line with a slope of a rising to the right. Therefore, the equation of the straight line is Tbr = a · ΔI + Tb0. Here, Tb0 is the minimum time required to move the robot to the standby position and change the workpiece during the pause period. That is, the pause period cannot be shorter than this time Tb0. Since the time required to move the robot to the standby position is as short as several hundred ms, it can be substantially ignored. Therefore, the minimum time Tb0 is a time required only to change the workpiece. The temperature rise of the welding torch is indirectly detected by the value of the deviation signal ΔI, and the length of the pause period is determined. In consideration of productivity, the function is set so that the value of the suspension period setting signal Tbr is the minimum time during which the temperature of the welding torch falls to a temperature that does not affect the welding quality. This function is set to an appropriate value by experiment according to the welding conditions such as the type of the welding torch, the material of the welding wire, the diameter, the feeding speed, and the wire protruding length. In the figure, the function is represented as a straight line, but may be a curved line rising to the right or a step shape rising to the right.

図3は、図1で上述した溶接電源の各信号のタイミングチャートである。同図(A)は溶接開始信号Stの時間変化を示し、同図(B)は送給速度Fwの時間変化を示し、同図(C)は溶接電流Iwの時間変化を示す。また、同図(C)に示す破線は溶接電流設定信号Ir=Ir1を示している。同図は、上述した図6と対応しており、次々と搬送されてくる1種類のワークを反復して溶接する場合である。以下、図6と異なる点を中心として同図を参照して説明する。   FIG. 3 is a timing chart of each signal of the welding power source described above with reference to FIG. FIG. 4A shows the time change of the welding start signal St, FIG. 3B shows the time change of the feeding speed Fw, and FIG. 4C shows the time change of the welding current Iw. Further, the broken line shown in FIG. 3C indicates the welding current setting signal Ir = Ir1. This figure corresponds to FIG. 6 described above, and shows a case where one kind of workpieces conveyed one after another are repeatedly welded. The following description will be made with reference to the same drawing, focusing on the differences from FIG.

時刻t1において、ロボットRMは待機位置から溶接開始位置に移動して停止しており、同図(A)に示すように、溶接開始信号StがHighレベルになる。これに応動して、同図(B)に示すように、溶接ワイヤ1は送給速度設定信号Fr=Fr1に相当する送給速度Fwで送給される。同時に、同図(C)に示すように、溶接電流Iwが通電を開始する。溶接電流Iwが通電を開始すると、図示しない電流通電信号Wcrが溶接電源PSからロボット制御装置RCに送信されるために、ロボットRMは予め定めた溶接速度で溶接線に沿って移動を開始して溶接が行われる。上記の送給速度設定信号Fr1は、上記の溶接電流設定信号Ir1を変換した値である。   At time t1, the robot RM moves from the standby position to the welding start position and stops, and the welding start signal St becomes High level as shown in FIG. In response to this, the welding wire 1 is fed at a feeding speed Fw corresponding to the feeding speed setting signal Fr = Fr1, as shown in FIG. At the same time, the welding current Iw starts energization as shown in FIG. When the welding current Iw starts energization, a current energization signal Wcr (not shown) is transmitted from the welding power source PS to the robot controller RC, so that the robot RM starts moving along the welding line at a predetermined welding speed. Welding is performed. The feed speed setting signal Fr1 is a value obtained by converting the welding current setting signal Ir1.

時刻t1〜t2の溶接期間Ta1における溶接電流Iwの変化について説明する。同図(C)に示すように、溶接電流Iwは、時刻t1直後は破線で示す溶接電流設定信号Ir1と略等しいI11となり、時間経過と共に減少して、溶接終了時点t2ではI12となる。電流値I12は、溶接電流設定信号Ir1よりも少しだけ小さな値である。そして、時刻t1〜t2の溶接電流Iwの平均値がI1となる。したがって、偏差信号ΔI=Ir1−I1となり、図2で上述した休止期間設定関数によって休止期間設定信号Tbr=Tb1が算出される。ここで、休止期間設定信号Tb1の値は、図6のTb0よりも大きな値である。   A change in the welding current Iw in the welding period Ta1 between times t1 and t2 will be described. As shown in FIG. 6C, the welding current Iw becomes I11 which is substantially equal to the welding current setting signal Ir1 indicated by the broken line immediately after time t1, decreases with time, and becomes I12 at the welding end time t2. The current value I12 is a value slightly smaller than the welding current setting signal Ir1. And the average value of the welding current Iw of the time t1-t2 becomes I1. Therefore, the deviation signal ΔI = Ir1−I1 is obtained, and the pause period setting signal Tbr = Tb1 is calculated by the pause period setting function described above with reference to FIG. Here, the value of the pause period setting signal Tb1 is larger than Tb0 in FIG.

時刻t2において、ロボットRMが溶接終了位置に到達すると、ロボットRMは停止し、同図(A)に示すように、溶接開始信号StはLowレベルになる。これに応動して、同図(B)に示すように、溶接ワイヤ1の送給は停止するために、送給速度Fw=0となる。同時に、溶接電流Iwの通電が停止して、溶接が終了する。溶接電流Iwの通電が終了すると、電流通電信号WcrはLowレベルになるために、ロボットRMは待機位置へと移動する。同時に、上記の休止期間設定信号Tbrが溶接電源PSからロボット制御装置RCへと送信される。そして、溶接が終了したワークが搬出され、次のワークが搬入されて、所定位置に載置される。ロボット制御装置RCは、電流通電信号WcrがLowレベル(時刻t2)になってから上記の休止期間設定信号Tbrによって定まる期間が経過するまでは、待機位置で停止している。そして、この設定された休止期間が経過すると、ロボット制御装置RCは、ロボットRMを待機位置から溶接開始位置に移動させて停止させる。この時点が時刻t3となる。したがって、厳密には、時刻t2から休止期間設定信号Tbrによって定まる期間が経過するとロボットRMが溶接開始位置へと移動を開始することになる。しかし、ロボットRMが待機位置から溶接開始位置へと移動するのに要する時間は短いので、時刻t2〜t3の期間が、休止期間設定信号Tbrによって定まる期間Tb1であると見なすことができる。   When the robot RM reaches the welding end position at time t2, the robot RM stops, and the welding start signal St becomes low level as shown in FIG. In response to this, as shown in FIG. 5B, feeding of the welding wire 1 is stopped, so that the feeding speed Fw = 0. At the same time, the energization of the welding current Iw is stopped and the welding is finished. When the energization of the welding current Iw is completed, the current energization signal Wcr becomes the low level, and the robot RM moves to the standby position. At the same time, the pause period setting signal Tbr is transmitted from the welding power source PS to the robot controller RC. And the workpiece | work which completed welding is carried out, the next workpiece | work is carried in, and it mounts in a predetermined position. The robot controller RC stops at the standby position until the period determined by the pause period setting signal Tbr elapses after the current energization signal Wcr becomes the Low level (time t2). When the set pause period elapses, the robot controller RC moves the robot RM from the standby position to the welding start position and stops it. This time is time t3. Therefore, strictly speaking, when a period determined by the suspension period setting signal Tbr elapses from time t2, the robot RM starts moving to the welding start position. However, since the time required for the robot RM to move from the standby position to the welding start position is short, the period from time t2 to t3 can be regarded as the period Tb1 determined by the pause period setting signal Tbr.

このように、溶接トーチ4の温度が上昇して溶接電流Iwが減少すると、その減少幅(偏差信号ΔI)に応じて休止期間を長くして、溶接トーチ4の温度が低下するようにしている。   As described above, when the temperature of the welding torch 4 rises and the welding current Iw decreases, the rest period is lengthened according to the reduction width (deviation signal ΔI), and the temperature of the welding torch 4 decreases. .

時刻t3〜t4の溶接期間中の動作は、上述した時刻t1〜t2の期間と同様の動作となる。すなわち、同図(A)に示すように、溶接開始信号Stは、この期間中Highレベルになる。また、同図(B)に示すように、この期間中の送給速度Fwは送給速度設定信号Fr1に相当する値となる。また、同図(C)に示すように、溶接電流Iwは、時刻t1〜t2と同様に、溶接開始直後のI11から次第に減少して、溶接終了時はI12となる。この期間中の溶接電流Iwの平均値は、I1となる。したがって、偏差信号ΔIの値は、時刻t1〜t2の期間と同様に、Ir1−I1となり、休止期間設定信号Tbrの値も同様にTb1となる。時刻t4〜t5の休止期間の動作は、上述した時刻t2〜t3の動作と同様であり、電流通電信号Wcr=Lowレベル及び休止期間設定信号Tbrのロボット制御装置RCへの送信が行われる。そして、ロボットRMの待機位置への移動、ワークの交換、ロボットRMの溶接開始位置への移動が行われる。時刻t3〜t4の溶接期間の長さは、時刻t1〜t2と同一のTa1となり、時刻t4〜t5の休止期間の長さは、時刻t2〜t3と同一のTb1となる。   The operation during the welding period from time t3 to t4 is the same as the operation during time t1 to t2 described above. That is, as shown in FIG. 9A, the welding start signal St is at a high level during this period. Further, as shown in FIG. 7B, the feeding speed Fw during this period is a value corresponding to the feeding speed setting signal Fr1. Further, as shown in FIG. 5C, the welding current Iw gradually decreases from I11 immediately after the start of welding, and becomes I12 at the end of welding, similarly to the times t1 to t2. The average value of the welding current Iw during this period is I1. Therefore, the value of the deviation signal ΔI is Ir1−I1 similarly to the period from the time t1 to the time t2, and the value of the pause period setting signal Tbr is also Tb1. The operation during the suspension period from time t4 to t5 is the same as the operation from time t2 to t3 described above, and the current energization signal Wcr = Low level and the suspension period setting signal Tbr are transmitted to the robot controller RC. Then, the robot RM is moved to the standby position, the workpiece is exchanged, and the robot RM is moved to the welding start position. The length of the welding period from time t3 to t4 is Ta1 that is the same as that from time t1 to t2, and the length of the rest period from time t4 to t5 is Tb1 that is the same as from time t2 to t3.

時刻t5〜t6の溶接期間中の動作は、上述した時刻t1〜t2の期間と同様の動作となる。すなわち、同図(A)に示すように、溶接開始信号Stは、この期間中Highレベルになる。また、同図(B)に示すように、この期間中の送給速度Fwは送給速度設定信号Fr1に相当する値となる。また、同図(C)に示すように、溶接電流Iwは、時刻t1〜t2と同様に、溶接開始直後のI11から次第に減少して、溶接終了時はI12となる。この期間中の溶接電流Iwの平均値は、I1となる。したがって、偏差信号ΔIの値は、時刻t1〜t2の期間と同様に、Ir1−I1となり、休止期間設定信号Tbrの値も同様にTb1となる。時刻t6〜t7の休止期間の動作は、上述した時刻t2〜t3の動作と同様であり、電流通電信号Wcr=Lowレベル及び休止期間設定信号Tbrのロボット制御装置RCへの送信が行われる。そして、ロボットRMの待機位置への移動、ワークの交換、ロボットRMの溶接開始位置への移動が行われる。時刻t5〜t6の溶接期間の長さは、時刻t1〜t2と同一のTa1となり、時刻t6〜t7の休止期間の長さは、時刻t2〜t3と同一のTb1となる。   The operation during the welding period from time t5 to t6 is the same as that during the period from time t1 to t2 described above. That is, as shown in FIG. 9A, the welding start signal St is at a high level during this period. Further, as shown in FIG. 7B, the feeding speed Fw during this period is a value corresponding to the feeding speed setting signal Fr1. Further, as shown in FIG. 5C, the welding current Iw gradually decreases from I11 immediately after the start of welding, and becomes I12 at the end of welding, similarly to the times t1 to t2. The average value of the welding current Iw during this period is I1. Therefore, the value of the deviation signal ΔI is Ir1−I1 similarly to the period from the time t1 to the time t2, and the value of the pause period setting signal Tbr is also Tb1. The operation in the suspension period from time t6 to t7 is the same as the operation in time t2 to t3 described above, and the current energization signal Wcr = Low level and the suspension period setting signal Tbr are transmitted to the robot controller RC. Then, the robot RM is moved to the standby position, the workpiece is exchanged, and the robot RM is moved to the welding start position. The length of the welding period from time t5 to t6 is Ta1 which is the same as that from time t1 to t2, and the length of the rest period from time t6 to t7 is Tb1 which is the same as from time t2 to t3.

時刻t7〜t8の溶接期間中の動作は、上述した時刻t1〜t2の期間と同様の動作となる。すなわち、同図(A)に示すように、溶接開始信号Stは、この期間中Highレベルになる。また、同図(B)に示すように、この期間中の送給速度Fwは送給速度設定信号Fr1に相当する値となる。また、同図(C)に示すように、溶接電流Iwは、時刻t1〜t2と同様に、溶接開始直後のI11から次第に減少して、溶接終了時はI12となる。この期間中の溶接電流Iwの平均値は、I1となる。したがって、偏差信号ΔIの値は、時刻t1〜t2の期間と同様に、Ir1−I1となり、休止期間設定信号Tbrの値も同様にTb1となる。時刻t8〜t9の休止期間の動作は、上述した時刻t2〜t3の動作と同様であり、電流通電信号Wcr=Lowレベル及び休止期間設定信号Tbrのロボット制御装置RCへの送信が行われる。そして、ロボットRMの待機位置への移動、ワークの交換、ロボットRMの溶接開始位置への移動が行われる。時刻t7〜t8の溶接期間の長さは、時刻t1〜t2と同一のTa1となり、時刻t8〜t9の休止期間の長さは、時刻t2〜t3と同一のTb1となる。   The operation during the welding period from time t7 to t8 is the same as that during the period from time t1 to t2 described above. That is, as shown in FIG. 9A, the welding start signal St is at a high level during this period. Further, as shown in FIG. 7B, the feeding speed Fw during this period is a value corresponding to the feeding speed setting signal Fr1. Further, as shown in FIG. 5C, the welding current Iw gradually decreases from I11 immediately after the start of welding, and becomes I12 at the end of welding, similarly to the times t1 to t2. The average value of the welding current Iw during this period is I1. Therefore, the value of the deviation signal ΔI is Ir1−I1 similarly to the period from the time t1 to the time t2, and the value of the pause period setting signal Tbr is also Tb1. The operation in the suspension period from time t8 to t9 is the same as the operation in time t2 to t3 described above, and the current energization signal Wcr = Low level and the suspension period setting signal Tbr are transmitted to the robot controller RC. Then, the robot RM is moved to the standby position, the workpiece is exchanged, and the robot RM is moved to the welding start position. The length of the welding period from time t7 to t8 is the same Ta1 as that from time t1 to t2, and the length of the pause period from time t8 to t9 is the same Tb1 as from time t2 to t3.

上述した実施の形態1によれば、溶接電流設定値と溶接電流検出値(溶接電流平均値)との偏差を算出することによって溶接トーチの温度上昇の度合いを検出し、この偏差に応じて、休止期間の長さを設定する。このために、溶接トーチが空冷であっても、溶接トーチの温度は溶接品質に影響を及ぼさない温度まで低下するので、均一な溶接品質を得ることができる。さらに、休止期間は溶接品質に影響を及ぼさない最少時間に設定されるために、生産効率の低下を必要最小限に止めることができる。   According to the first embodiment described above, the degree of temperature rise of the welding torch is detected by calculating the deviation between the welding current set value and the welding current detection value (welding current average value), and according to this deviation, Sets the length of the pause period. For this reason, even if the welding torch is air-cooled, the temperature of the welding torch is lowered to a temperature that does not affect the welding quality, so that uniform welding quality can be obtained. Furthermore, since the idle period is set to the minimum time that does not affect the welding quality, the reduction in production efficiency can be minimized.

[実施の形態2]
本発明の実施の形態2では、上述した実施の形態1と偏差信号ΔIの算出方法が異なる。すなわち、実施の形態1では、溶接電流設定信号Irと溶接電流平均値信号Iavとの減算によって偏差信号ΔIを算出していた。これに対して、実施の形態2では、溶接電流平均値信号Iavに代えて、各溶接期間の終了時点での溶接電流値(終了時点溶接電流値信号Ie)を使用するものである。したがって、実施の形態2においては、偏差信号ΔI=Ir−Ieとなる。以下、この実施の形態2について、図面を参照して説明する。
[Embodiment 2]
The second embodiment of the present invention differs from the first embodiment described above in the method of calculating the deviation signal ΔI. That is, in the first embodiment, the deviation signal ΔI is calculated by subtracting the welding current setting signal Ir and the welding current average value signal Iav. On the other hand, in Embodiment 2, instead of the welding current average value signal Iav, a welding current value at the end of each welding period (end time welding current value signal Ie) is used. Therefore, in the second embodiment, the deviation signal ΔI = Ir−Ie. Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings.

図4は、本発明の実施の形態2に係るアーク溶接方法を実施するための溶接電源のブロック図である。同図は、上述した図1に対応しており、図1と同一ブロックには同一符号を付して、それらの説明は省略する。同図は、図1の溶接電流平均値算出回路IAVを破線で示す終了時点溶接電流値検出回路IEに置換し、図1の偏差算出回路DIを破線で示す第2偏差算出回路DI2に置換したものである。以下、これらのブロックについて、図面を参照して説明する。   FIG. 4 is a block diagram of a welding power source for carrying out the arc welding method according to Embodiment 2 of the present invention. This figure corresponds to FIG. 1 described above, and the same reference numerals are given to the same blocks as those in FIG. 1 and their description is omitted. In the figure, the welding current average value calculation circuit IAV in FIG. 1 is replaced with an end-point welding current value detection circuit IE indicated by a broken line, and the deviation calculation circuit DI in FIG. 1 is replaced by a second deviation calculation circuit DI2 indicated by a broken line. Is. Hereinafter, these blocks will be described with reference to the drawings.

終了時点溶接電流値検出回路IEは、溶接電流検出信号Idを入力として、各溶接期間の終了時点での溶接電流値を検出し、終了時点溶接電流値信号Ieを出力する。第2偏差算出回路DI2は、溶接電流設定信号Irとこの終了時点溶接電流値信号Ieとの偏差を算出して、偏差信号ΔI=Ir−Ieを出力する。ここで、溶接トーチの温度上昇に伴って溶接電流Iwは減少するので、偏差信号ΔI≧0である。   The end point welding current value detection circuit IE receives the welding current detection signal Id, detects the welding current value at the end point of each welding period, and outputs the end point welding current value signal Ie. The second deviation calculating circuit DI2 calculates a deviation between the welding current setting signal Ir and the welding current value signal Ie at the end time, and outputs a deviation signal ΔI = Ir−Ie. Here, since the welding current Iw decreases as the temperature of the welding torch increases, the deviation signal ΔI ≧ 0.

実施の形態1における図2及び図3は、略そのまま実施の形態2にも適合するので、それらの説明は省略する。実施の形態2の効果は、実施の形態1と同様である。   2 and FIG. 3 in the first embodiment are substantially adapted to the second embodiment as they are, and their description is omitted. The effect of the second embodiment is the same as that of the first embodiment.

[実施の形態3]
本発明の実施の形態3は、上述した実施の形態1及び2に追加して、休止期間中に溶接トーチを外部から強制冷却するステップを設けたものである。このために、実施の形態3に対しては、実施の形態1及び2の説明はそのまま適合することができる。したがって、追加されたステップについて、以下説明する。
[Embodiment 3]
In the third embodiment of the present invention, in addition to the first and second embodiments described above, a step of forcibly cooling the welding torch from the outside during the idle period is provided. For this reason, the description of the first and second embodiments can be applied to the third embodiment as it is. Therefore, the added steps will be described below.

上述した図3の時刻t2において、同図(A)に示すように、溶接開始信号StがLowレベルになると、同図(B)に示すように、溶接ワイヤの送給が停止し、同図(C)に示すように、溶接電流Iwの通電が停止する。このために、電流通電信号WcrがLowレベルになり、溶接電源PSからロボット制御装置RCへと通知される。ロボット制御装置RCは、この通知を受けると、ロボットRMを実施の形態1及び2とは異なり冷却位置に移動させる。この冷却位置において、溶接トーチは、送風機からの送風によって強制冷却される。また、別の冷却方法としては、スパッタ付着防止液等の溶接に悪影響を与えない液体に溶接トーチの先端部(ノズル部分)を漬けることによって、強制冷却するようにしても良い。この冷却中にワークの交換が行われる。そして、時刻t2から設定された休止期間が経過すると、ロボット制御装置RCは、ロボットRMを溶接開始位置へと移動させて停止させる。   As shown in FIG. 3A, when the welding start signal St becomes a low level at the time t2 in FIG. 3 described above, the feeding of the welding wire is stopped as shown in FIG. As shown in (C), energization of the welding current Iw is stopped. For this reason, the current energization signal Wcr becomes the Low level and is notified from the welding power source PS to the robot controller RC. When receiving this notification, the robot controller RC moves the robot RM to the cooling position, unlike the first and second embodiments. In this cooling position, the welding torch is forcibly cooled by blowing air from a blower. As another cooling method, forced cooling may be performed by immersing the tip (nozzle portion) of the welding torch in a liquid that does not adversely affect the welding, such as a spatter adhesion preventing liquid. During this cooling, the workpiece is exchanged. Then, when the pause period set from time t2 has elapsed, the robot controller RC moves the robot RM to the welding start position and stops it.

実施の形態3においては、休止期間中に溶接トーチを強制冷却するので、温度の低下速度が速くなる。このために、上述した図2の休止期間設定関数を、強制冷却に適合するように変更する必要がある。すなわち、偏差信号ΔIの値に対する休止期間設定信号Tbrの値が、実施の形態1及び2よりも小さな値となる。   In the third embodiment, since the welding torch is forcibly cooled during the rest period, the temperature decrease rate is increased. Therefore, it is necessary to change the suspension period setting function of FIG. 2 described above so as to be adapted to the forced cooling. That is, the value of the pause period setting signal Tbr with respect to the value of the deviation signal ΔI is smaller than those in the first and second embodiments.

上述した実施の形態3によれば、休止期間中に溶接トーチを外部から強制冷却するので、溶接トーチの温度の低下を迅速化することができる。このために、休止期間を短縮することができるので、実施の形態1及び2の効果に加えて、生産効率を高めることができる。   According to the above-described third embodiment, the welding torch is forcibly cooled from the outside during the pause period, so that the temperature drop of the welding torch can be speeded up. For this reason, since the suspension period can be shortened, production efficiency can be increased in addition to the effects of the first and second embodiments.

上述した実施の形態1〜3では、1種類のワークを反復溶接する場合を例示したが、1つのワークに複数の溶接個所がある場合にも適用することができる。また、複数のワークを混在して溶接する場合にも適用することができる。   In the first to third embodiments described above, the case where one type of workpiece is repeatedly welded is illustrated, but the present invention can also be applied to cases where there are a plurality of welding locations in one workpiece. It can also be applied to a case where a plurality of workpieces are mixed and welded.

1 溶接ワイヤ
2 母材
3 アーク
4 溶接トーチ
4a コンジットケーブル
5 送給ロール
DI 偏差算出回路
DI2 第2偏差算出回路
DV 駆動回路
Dv 駆動信号
EV 電圧誤差増幅回路
Ev 電圧誤差増幅信号
FC 送給制御回路
Fc 送給制御信号
FR 送給速度設定回路
Fr 送給速度設定信号
Fw 送給速度
IAV 溶接電流平均値算出回路
Iav 溶接電流平均値信号
ID 電流検出回路
Id 溶接電流検出信号
IE 終了時点溶接電流値検出回路
Ie 終了時点溶接電流値信号
IF インターフェース回路
If インターフェース信号
Ir 溶接電流設定信号
Iw 溶接電流
Mc 動作制御信号
PM 電源主回路
PS 溶接電源
RC ロボット制御装置
RM ロボット
St 溶接開始信号
Ta 溶接期間
Tb 休止期間
TBR 休止期間設定回路
Tbr 休止期間設定信号
TP ティーチペンダント
VD 電圧検出回路
Vd 溶接電圧検出信号
Vr 溶接電圧設定信号
Vw 溶接電圧
WCR 電流通電判別回路
Wcr 電流通電信号
WM 送給モータ
ΔI 偏差信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Welding wire 2 Base material 3 Arc 4 Welding torch 4a Conduit cable 5 Feed roll DI Deviation calculation circuit DI2 2nd deviation calculation circuit DV Drive circuit Dv Drive signal EV Voltage error amplification circuit Ev Voltage error amplification signal FC Feed control circuit Fc Feeding control signal FR Feeding speed setting circuit Fr Feeding speed setting signal Fw Feeding speed IAV Welding current average value calculation circuit Iav Welding current average value signal ID Current detection circuit Id Welding current detection signal IE Ending welding current value detection circuit Ie End welding current value signal IF Interface circuit If Interface signal Ir Welding current setting signal Iw Welding current Mc Operation control signal PM Power supply main circuit PS Welding power supply RC Robot controller RM Robot St Welding start signal Ta Welding period Tb Rest period TBR Rest Period setting circuit Tbr Pause period setting signal TP Te Over Chi Pendant VD voltage detection circuit Vd welding voltage detection signal Vr welding voltage setting signal Vw welding voltage WCR current application discriminating circuit Wcr current energization signal WM feed motor ΔI deviation signal

Claims (5)

溶接期間中は溶接トーチから溶接ワイヤを溶接電流設定値に対応した送給速度で送給して溶接電流を通電して溶接を行い、休止期間中は溶接ワイヤの送給を停止して溶接を休止し、これらの期間を繰り返して溶接を行うアーク溶接方法において、
前記溶接期間中の前記溶接電流を検出し、前記溶接電流設定値と前記溶接電流検出値との偏差に応じて前記休止期間を設定する、
ことを特徴とするアーク溶接方法。
During the welding period, welding is performed by feeding the welding wire from the welding torch at a feeding speed corresponding to the welding current set value and energizing the welding current, and during the pause period, the welding wire is stopped and welding is performed. In the arc welding method that pauses and repeats these periods for welding,
Detecting the welding current during the welding period, and setting the pause period according to a deviation between the welding current set value and the welding current detection value;
An arc welding method characterized by that.
前記溶接電流検出値が、前記溶接期間中の前記溶接電流の平均値である、
ことを特徴とする請求項1記載のアーク溶接方法。
The welding current detection value is an average value of the welding current during the welding period.
The arc welding method according to claim 1.
前記溶接電流検出値が、前記溶接期間の終了時点における前記溶接電流の値である、
ことを特徴とする請求項1記載のアーク溶接方法。
The welding current detection value is the value of the welding current at the end of the welding period.
The arc welding method according to claim 1.
前記休止期間中は、前記溶接トーチに外部から送風することによって強制冷却する、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のアーク溶接方法。
During the suspension period, forced cooling is performed by blowing air from the outside to the welding torch.
The arc welding method according to any one of claims 1 to 3.
前記休止期間中は、前記溶接トーチを液体に漬けることによって強制冷却する、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のアーク溶接方法。
During the rest period, forced cooling by immersing the welding torch in a liquid,
The arc welding method according to any one of claims 1 to 3.
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