JP2011073039A - Arc welding method and arc welding system - Google Patents

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Zhongjie Liu
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an arc welding method and an arc welding system, capable of forming a scale-like bead with a better appearance. <P>SOLUTION: The arc welding method includes: a first step of transferring a molten droplet while generating an arc a by passing a welding current between a consumable electrode 15 and a welding base material W in such a manner that the average value of absolute values is a first value; and a second step of keeping the state in which the arc is generated by passing the welding current in such a manner that the average value of absolute values is a second value smaller than the first value, wherein the first and second steps are alternately repeated. In the second step, a feeding speed Vf of the consumable electrode is increased when an welding voltage Vw between the consumable electrode 15 and the base material W is larger than a predetermined standard welding voltage Vst; and the feeding speed Vf is decreased when the welding voltage Vw is smaller than the standard welding voltage Vst. By the way, the method can suppress confusion in the appearance of the welding bead, which is caused by an excessive welding-voltage, or disappearance of the arc, which is caused by an insufficient welding-voltage. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、アーク溶接方法およびアーク溶接システムに関する。   The present invention relates to an arc welding method and an arc welding system.

図7は、従来の溶接システムの一例を示す図である。同図における溶接システム91は、いわゆるステッチパルス溶接法を用いて溶接を行う。ステッチパルス溶接法とは、溶接時の入熱と冷却をコントロールすることにより、母材に与える熱影響を抑えやすい溶接法である。このステッチパルス溶接法を用いると、従来の薄板溶接に比べ、溶接外観を向上させ、溶接歪み量を低減させることができるとされている(たとえば特許文献1参照)。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a conventional welding system. The welding system 91 in the figure performs welding using a so-called stitch pulse welding method. The stitch pulse welding method is a welding method in which the heat effect on the base metal is easily suppressed by controlling the heat input and cooling during welding. When this stitch pulse welding method is used, it is said that the welding appearance can be improved and the amount of welding distortion can be reduced as compared with conventional thin plate welding (see, for example, Patent Document 1).

マニピュレータ9Mは、ワーク9Wに対してアーク溶接を自動で行うものであり、上アーム93、下アーム94及び手首部95と、これらを回転駆動するための複数のサーボモータ(図示せず)とによって構成されている。   The manipulator 9M automatically performs arc welding on the workpiece 9W, and includes an upper arm 93, a lower arm 94, a wrist portion 95, and a plurality of servo motors (not shown) for rotationally driving them. It is configured.

アーク溶接トーチ9Tは、マニピュレータ9Mの手首部95の先端部分に取り付けられており、ワイヤリール96に巻回された直径1mm程度の溶接ワイヤ97をワーク9Wの教示された溶接位置に導くためのものである。溶接電源9WPは、アーク溶接トーチ9Tとワーク9Wとの間に溶接電圧を供給する。ワーク9Wに溶接を行う際は、溶接ワイヤ97をアーク溶接トーチ9Tの先端から所望の突き出し長だけ突き出した状態で行われる。   The arc welding torch 9T is attached to the tip of the wrist portion 95 of the manipulator 9M, and is used to guide the welding wire 97 having a diameter of about 1 mm wound around the wire reel 96 to the teaching welding position of the workpiece 9W. It is. The welding power source 9WP supplies a welding voltage between the arc welding torch 9T and the workpiece 9W. When welding the workpiece 9W, the welding wire 97 is protruded from the tip of the arc welding torch 9T by a desired protruding length.

コンジットケーブル92は、内部に溶接ワイヤ97を案内するためのコイルライナ(図示せず)を備えており、アーク溶接トーチ9Tに接続されている。さらにコンジットケーブル92は、溶接電源9WPからの電力及びガスボンベ98からのシールドガスをもアーク溶接トーチ9Tに供給する。   The conduit cable 92 includes a coil liner (not shown) for guiding the welding wire 97 therein, and is connected to the arc welding torch 9T. Further, the conduit cable 92 supplies the electric power from the welding power source 9WP and the shield gas from the gas cylinder 98 to the arc welding torch 9T.

操作手段としてのティーチペンダント9TPは、いわゆる可搬式操作盤であって、マニピュレータ9Mの動作、ステッチパルス溶接を行わせるために必要な条件等を設定するためのものである。   The teach pendant 9TP as an operation means is a so-called portable operation panel, and is used to set conditions necessary for performing the operation of the manipulator 9M, stitch pulse welding, and the like.

ロボット制御装置9RCは、マニピュレータ9Mに溶接動作の制御を実行させるためのものであり、内部に主制御部、動作制御部およびサーボドライバ(いずれも図示せず)等を備えている。そして、作業者がティーチペンダント9TPによって教示した作業プログラムに基づき、サーボドライバからマニピュレータ9Mの各サーボモータに動作制御信号を出力し、マニピュレータ9Mの複数の軸をそれぞれ回転させる。ロボット制御装置9RCは、マニピュレータ9Mのサーボモータに備えられたエンコーダ(図示せず)からの出力によって現在位置を認識しているのでアーク溶接トーチ9Tの先端位置を制御することができる。そして溶接部においては、以下に説明する溶接、移動、冷却を繰り返しながらステッチパルス溶接を行う。   The robot controller 9RC is for causing the manipulator 9M to control the welding operation, and includes a main controller, an operation controller, a servo driver (all not shown), and the like. Then, based on a work program taught by the teach pendant 9TP, an operation control signal is output from the servo driver to each servo motor of the manipulator 9M, and a plurality of axes of the manipulator 9M are rotated. Since the robot controller 9RC recognizes the current position based on an output from an encoder (not shown) provided in the servo motor of the manipulator 9M, the robot controller 9RC can control the tip position of the arc welding torch 9T. In the welded portion, stitch pulse welding is performed while repeating the welding, movement, and cooling described below.

図8は、ステッチパルス溶接を行っているときの状態を説明するための図である。溶接ワイヤ97はアーク溶接トーチ9Tの先端から突出している。シールドガスGは、溶接開始時から溶接終了時まで常に一定の流量でアーク溶接トーチ9Tから吹き出される。以下、ステッチパルス溶接時の各状態について説明する。   FIG. 8 is a diagram for explaining a state when stitch pulse welding is performed. The welding wire 97 protrudes from the tip of the arc welding torch 9T. The shield gas G is always blown from the arc welding torch 9T at a constant flow rate from the start of welding to the end of welding. Hereinafter, each state at the time of stitch pulse welding will be described.

同図(a)は、アーク発生時の様子を示している。設定された溶接電流および溶接電圧に基づいて、溶接ワイヤ97の先端とワーク9Wとの間にアークaが発生し、溶接ワイヤ97が溶融してワーク9Wに溶融池Yが形成される。アークaが発生してから、教示された溶接時間が経過した後に、アークaを停止する。   FIG. 4A shows a state when an arc is generated. Based on the set welding current and welding voltage, an arc a is generated between the tip of the welding wire 97 and the workpiece 9W, and the welding wire 97 melts to form a molten pool Y in the workpiece 9W. After the arc a is generated, the arc a is stopped after the taught welding time has elapsed.

同図(b)は、アーク停止後の様子を示している。アーク停止後は、設定された冷却時間が経過するまで溶接後の状態を維持させる。すなわち、マニピュレータ9Mおよびアーク溶接トーチ9Tは溶接時の状態と同様に停止した状態で、アーク溶接トーチ9TからシールドガスGが吹き出されるだけとなるので、溶融池YがシールドガスGによって実質的に冷却されて凝固する。   FIG. 2B shows a state after the arc is stopped. After the arc is stopped, the state after welding is maintained until the set cooling time has elapsed. That is, since the manipulator 9M and the arc welding torch 9T are stopped in the same manner as the welding state, only the shielding gas G is blown out from the arc welding torch 9T. It cools and solidifies.

同図(c)は、アーク溶接トーチ9Tを次の溶接位置に移動させる様子を示している。冷却時間の経過後は、アーク溶接トーチ9Tを溶接進行方向に予め設定された移動ピッチMpだけ離間した位置であるアーク再開始点に移動させる。このときの移動速度は、設定された移動速度である。移動ピッチMpは、同図(c)で示すように溶融池Yが凝固した後の溶接痕Y’の外周側に溶接ワイヤ97を位置づけるように調整された距離である。   FIG. 5C shows a state where the arc welding torch 9T is moved to the next welding position. After the elapse of the cooling time, the arc welding torch 9T is moved to an arc restart point that is a position separated by a preset movement pitch Mp in the welding progress direction. The moving speed at this time is the set moving speed. The movement pitch Mp is a distance adjusted so that the welding wire 97 is positioned on the outer peripheral side of the welding mark Y ′ after the molten pool Y is solidified as shown in FIG.

同図(d)は、アーク再開始点においてアークaを再発生する様子を示している。溶接痕Y’の前端部に新たに溶融池Yが形成されて溶接が行われるようになる。このように、ステッチパルス溶接システム91では、アークを発生させて溶接を行っている状態と、冷却、移動を行っている状態とが交互に繰り返されることになる。そして、溶接痕であるウロコが重ね合わさるように溶接ビードが形成される。   FIG. 4D shows how the arc a is regenerated at the arc restart point. The weld pool Y is newly formed at the front end portion of the welding mark Y ', and welding is performed. As described above, in the stitch pulse welding system 91, the state in which welding is performed by generating an arc and the state in which cooling and movement are performed are alternately repeated. And a welding bead is formed so that the scale which is a welding trace may overlap.

図9は、溶接施工後に形成される溶接ビードを説明するための図である。同図に示すように、最初のアーク開始点P1において溶接痕Scが形成され、溶接進行方向Drに向けて移動ピッチMpだけ離間した再アーク開始点P2においても同様の溶接痕Scが形成される。再アーク開始点P3以降においてもさらなる溶接痕Scが順次形成されていく。このように、溶接痕Scであるウロコが重なり合うように形成された結果、ウロコ状の溶接ビードBが形成されるのである。   FIG. 9 is a diagram for explaining a weld bead formed after welding. As shown in the figure, a welding mark Sc is formed at the first arc starting point P1, and a similar welding mark Sc is also formed at a re-arc starting point P2 that is separated by a moving pitch Mp toward the welding traveling direction Dr. . Further welding marks Sc are sequentially formed after the re-arc start point P3. As described above, the scale-shaped weld beads B are formed as a result of the scales being the welding marks Sc being overlapped.

上述した方法では、図8(b)、図8(c)等に示したように、アークaを停止させ、その後アークaを再発生させる工程を繰り返している。アークaを再発生するには時間を要する。そのため、上述した方法では、溶接時間が長くなるといった問題が生じていた。また、アークaを再発生させるたびに、スパッタが発生し、溶接ビードBの外観が悪化するといった問題もあった。そこで、図10に示すように、アークaを停止させずアークaの再発生を不要にする溶接法が提案されている(たとえば特許文献2参照)。   In the above-described method, as shown in FIGS. 8B and 8C, the process of stopping the arc a and then regenerating the arc a is repeated. It takes time to regenerate arc a. Therefore, the above-described method has a problem that the welding time becomes long. Further, each time the arc a is regenerated, there is a problem that spatter is generated and the appearance of the weld bead B is deteriorated. Therefore, as shown in FIG. 10, a welding method has been proposed in which the arc a is not stopped and the re-generation of the arc a is not required (see, for example, Patent Document 2).

図10(b)、図10(c)によく表れているように、図8(b)、図8(c)に示した場合と異なり、溶融池Yを冷却する際にもアークaを停止させておらず、アークaが発生している状態を保っている。これにより、溶接時間の短縮化が図られている。また、アークaを再発生させる必要がなくなっているため、スパッタの発生を抑制することが可能になっている。   As clearly shown in FIGS. 10B and 10C, unlike the cases shown in FIGS. 8B and 8C, the arc a is stopped when the molten pool Y is cooled. The state where the arc a is generated is maintained. Thereby, shortening of welding time is achieved. Moreover, since it is no longer necessary to regenerate the arc a, it is possible to suppress the occurrence of sputtering.

しかしながら、図10(b)、図10(c)に示すように、溶融池Yを冷却する際には、溶滴移行を防止すべく溶接電流を極めて小さくする必要がある。溶接電流が小さくなれば、溶融池Yを冷却している際にアーク切れが頻発する。アーク切れが頻発すると、溶接ビードBの外観の悪化を招いてしまう。このように、図10に示す方法は、溶接ビードBの外観の悪化を防止するのに十分ではなかった。   However, as shown in FIGS. 10B and 10C, when the molten pool Y is cooled, it is necessary to make the welding current extremely small in order to prevent droplet transfer. When the welding current is reduced, arc breakage frequently occurs when the molten pool Y is cooled. If the arc break frequently occurs, the appearance of the weld bead B is deteriorated. Thus, the method shown in FIG. 10 was not sufficient to prevent the appearance of the weld bead B from deteriorating.

特開平6−55268号公報JP-A-6-55268 特開平11−267839号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-267839

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、よりきれいなウロコ状のビードを形成可能なアーク溶接方法、およびアーク溶接システムを提供することをその課題とする。   The present invention has been conceived under the circumstances described above, and an object of the present invention is to provide an arc welding method and an arc welding system capable of forming a more beautiful scale-like bead.

本発明の第1の側面によって提供されるアーク溶接方法は、消耗電極と母材との間に溶接電流を、絶対値の平均値が第1の値であるように流すことにより、アークを発生させつつ溶滴移行させる第1工程と、上記溶接電流を、絶対値の平均値が上記第1の値より小さい第2の値であるように流し、上記アークが発生している状態を継続させる第2工程と、を備え、上記第1工程と上記第2工程とを繰り返すアーク溶接方法であって、上記第2工程において、上記消耗電極と上記母材との間の溶接電圧が予め定められた基準溶接電圧よりも大きいときに上記消耗電極の送給速度を増速させ、上記溶接電圧が上記基準溶接電圧よりも小さいときに上記送給速度を減速させることを特徴としている。   The arc welding method provided by the first aspect of the present invention generates an arc by flowing a welding current between a consumable electrode and a base material so that an average value of absolute values is a first value. The first step of transferring the droplet while causing the welding current to flow and the welding current to flow so that the average value of the absolute values is a second value smaller than the first value, and the state where the arc is generated is continued. An arc welding method that repeats the first step and the second step, wherein a welding voltage between the consumable electrode and the base material is predetermined in the second step. When the welding voltage is higher than the reference welding voltage, the feeding speed of the consumable electrode is increased, and when the welding voltage is lower than the reference welding voltage, the feeding speed is reduced.

このような構成によれば、たとえば上記消耗電極と上記母材との距離が変動することによって上記アーク長が望ましい大きさから変動した場合、この変動を上記溶接電圧と上記基準溶接電圧との差によって検出することができる。そして、この電圧差に応じて上記消耗電極の送給速度を増減速させることにより、上記溶接電圧を上記基準溶接電圧となるように制御可能である。上記溶接電圧が上記基準溶接電圧であるということは、上記アーク長が望ましい大きさに保たれていることを意味する。したがって、上記アーク長が長くなりすぎることによってアーク切れが生じたり、上記アーク長が短くなりすぎて短絡が生じたりするといった事態を回避することができる。   According to such a configuration, for example, when the arc length varies from a desired size due to variation in the distance between the consumable electrode and the base material, the variation is determined as a difference between the welding voltage and the reference welding voltage. Can be detected. Then, the welding voltage can be controlled to become the reference welding voltage by increasing / decreasing the feeding speed of the consumable electrode according to the voltage difference. That the welding voltage is the reference welding voltage means that the arc length is maintained at a desired magnitude. Therefore, it is possible to avoid a situation where an arc break occurs due to the arc length becoming too long, or a short circuit occurs due to the arc length becoming too short.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記溶接電圧と上記基準溶接電圧との電圧差が、予め定められた電圧差閾値より小さい場合には、上記送給速度を変更しない。   In a preferred embodiment of the present invention, when the voltage difference between the welding voltage and the reference welding voltage is smaller than a predetermined voltage difference threshold, the feeding speed is not changed.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記送給速度が、上記電圧差に対してステップ状に設定されている。   In a preferred embodiment of the present invention, the feeding speed is set stepwise with respect to the voltage difference.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第2工程における上記溶接電流は、直流電流である。   In a preferred embodiment of the present invention, the welding current in the second step is a direct current.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第2工程においては、上記溶接電流に対して定電流制御を行う。   In a preferred embodiment of the present invention, constant current control is performed on the welding current in the second step.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1工程における上記溶接電流は、交流パルス電流である。   In a preferred embodiment of the present invention, the welding current in the first step is an alternating pulse current.

本発明の第2の側面によって提供されるアーク溶接システムは、消耗電極と母材との間に溶接電流を流すことにより、アークを発生させ溶接を行うアーク溶接システムであって、上記溶接電流の絶対値の平均値を第1の値に設定する第1の期間と、上記溶接電流の絶対値の平均値を第1の値より小さい第2の値に設定する第2の期間と、を繰り返し発生させる電流制御手段と、上記消耗電極と上記母材との間の溶接電圧を検知する溶接電圧検知手段と、上記第2の期間において、溶接電圧が予め定められた基準溶接電圧よりも大きいときに上記消耗電極の送給速度を増速させ、上記溶接電圧が上記基準溶接電圧よりも小さいときに上記送給速度を減速させる送給速度設定手段と、を備えることを特徴としている。   An arc welding system provided by the second aspect of the present invention is an arc welding system for performing welding by generating an arc by flowing a welding current between a consumable electrode and a base material. It repeats the 1st period which sets the average value of an absolute value to the 1st value, and the 2nd period which sets the average value of the absolute value of the above-mentioned welding current to the 2nd value smaller than the 1st value Current control means to be generated; welding voltage detection means for detecting a welding voltage between the consumable electrode and the base material; and when the welding voltage is higher than a predetermined reference welding voltage in the second period. And a feed rate setting means for increasing the feed rate of the consumable electrode and decelerating the feed rate when the welding voltage is lower than the reference welding voltage.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記送給速度設定手段は、上記溶接電圧と上記基準溶接電圧との電圧差が、予め定められた電圧差閾値より小さい場合には、上記送給速度を変更しない。   In a preferred embodiment of the present invention, when the voltage difference between the welding voltage and the reference welding voltage is smaller than a predetermined voltage difference threshold value, the feeding speed setting means sets the feeding speed. It does not change.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記送給速度設定手段は、上記送給速度を上記電圧差に対してステップ状に設定する。   In a preferred embodiment of the present invention, the feed speed setting means sets the feed speed stepwise with respect to the voltage difference.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第2の期間における上記溶接電流は、直流電流である。   In a preferred embodiment of the present invention, the welding current in the second period is a direct current.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記電流制御手段は、上記第2の期間において上記溶接電流に対して定電流制御を行う。   In a preferred embodiment of the present invention, the current control means performs constant current control on the welding current in the second period.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1の期間における上記溶接電流は、交流パルス電流である   In a preferred embodiment of the present invention, the welding current in the first period is an AC pulse current.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。   Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

本発明にかかる溶接システムの一例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an example of the welding system concerning this invention. 図1に示した溶接システムの内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the welding system shown in FIG. 第1実施形態にかかる溶接システムの各信号等のタイミングチャートを示す図である。It is a figure which shows timing charts, such as each signal of the welding system concerning 1st Embodiment. 溶滴移行期間における溶接電流の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the welding current in a droplet transfer period. アーク継続期間における溶接電圧とアーク長の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the welding voltage and arc length in an arc continuation period. 送給速度設定回路における電圧差と送球速度差分との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the voltage difference and pitching speed difference in a feeding speed setting circuit. 従来の溶接システムの一例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an example of the conventional welding system. ステッチパルス溶接を行っているときの状態を説明する図である。It is a figure explaining a state when performing stitch pulse welding. 溶接施工後に形成される溶接ビードを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the weld bead formed after welding construction. ステッチパルス溶接を行っているときの状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a state when performing stitch pulse welding.

以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図1は、本発明の第1実施形態にかかる溶接システムの一例の構成を示す図である。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an example of a welding system according to a first embodiment of the present invention.

図1に示された溶接システムAは、溶接ロボット1、ロボット制御装置2、および溶接電源装置3を備えている。溶接ロボット1は、溶接母材Wに対してたとえばアーク溶接を自動で行うものである。溶接ロボット1は、ベース部材11、複数のアーム12、複数のモータ13、溶接トーチ14、ワイヤ送給装置16、およびコイルライナ19を備えている。   A welding system A shown in FIG. 1 includes a welding robot 1, a robot control device 2, and a welding power source device 3. The welding robot 1 automatically performs, for example, arc welding on the welding base material W. The welding robot 1 includes a base member 11, a plurality of arms 12, a plurality of motors 13, a welding torch 14, a wire feeding device 16, and a coil liner 19.

ベース部材11は、フロア等の適当な箇所に固定される。各アーム12は、ベース部材11に軸を介して連結されている。   The base member 11 is fixed to an appropriate location such as a floor. Each arm 12 is connected to the base member 11 via a shaft.

溶接トーチ14は、溶接ロボット1の最も先端側に設けられた手首部12aの先端部に設けられている。溶接トーチ14は、消耗電極としてのたとえば直径1mm程度の溶接ワイヤ15を、溶接母材W近傍の所定の位置に導くものである。溶接トーチ14には、Arなどのシールドガスを供給するためのシールドガスノズル(図示略)が備えられている。モータ13は、アーム12の両端または一端に設けられている(一部図示略)。モータ13は、ロボット制御装置2により回転駆動する。この回転駆動により、複数のアーム12の移動が制御され、溶接トーチ14が上下前後左右に自在に移動できるようになっている。   The welding torch 14 is provided at the distal end portion of the wrist portion 12 a provided on the most distal end side of the welding robot 1. The welding torch 14 guides a welding wire 15 having a diameter of, for example, about 1 mm as a consumable electrode to a predetermined position in the vicinity of the welding base material W. The welding torch 14 is provided with a shield gas nozzle (not shown) for supplying a shield gas such as Ar. The motor 13 is provided at both ends or one end of the arm 12 (partially omitted from illustration). The motor 13 is rotationally driven by the robot control device 2. By this rotational drive, the movement of the plurality of arms 12 is controlled, and the welding torch 14 can move freely up and down, front and rear, and left and right.

モータ13には、図示しないエンコーダが設けられている。このエンコーダの出力は、ロボット制御装置2に与えられる。この出力値により、ロボット制御装置2では、溶接トーチ14の現在位置を認識するようになっている。   The motor 13 is provided with an encoder (not shown). The output of this encoder is given to the robot controller 2. Based on this output value, the robot controller 2 recognizes the current position of the welding torch 14.

ワイヤ送給装置16は、溶接ロボット1における上部に設けられている。ワイヤ送給装置16は、溶接トーチ14に対して、溶接ワイヤ15を送り出すためのものである。ワイヤ送給装置16は、送給モータ161、ワイヤリール(図示略)、およびワイヤプッシュ手段(図示略)、を備えている。送給モータ161を駆動源として、上記ワイヤプッシュ手段が、上記ワイヤリールに巻かれた溶接ワイヤ15を溶接トーチ14へと送り出す。   The wire feeding device 16 is provided in the upper part of the welding robot 1. The wire feeding device 16 is for feeding the welding wire 15 to the welding torch 14. The wire feeding device 16 includes a feeding motor 161, a wire reel (not shown), and wire push means (not shown). Using the feed motor 161 as a drive source, the wire push means feeds the welding wire 15 wound around the wire reel to the welding torch 14.

コイルライナ19は、その一端がワイヤ送給装置16に、その他端が溶接トーチ14に、それぞれ接続されている。コイルライナ19は、チューブ状に形成されており、その内部には、溶接ワイヤ15が挿通されている。コイルライナ19は、ワイヤ送給装置16から送り出された溶接ワイヤ15を、溶接トーチ14に導くものである。送り出された溶接ワイヤ15は、溶接トーチ14から外部に突出して消耗電極として機能する。   One end of the coil liner 19 is connected to the wire feeder 16 and the other end is connected to the welding torch 14. The coil liner 19 is formed in a tube shape, and a welding wire 15 is inserted through the coil liner 19. The coil liner 19 guides the welding wire 15 delivered from the wire feeding device 16 to the welding torch 14. The fed welding wire 15 protrudes outside from the welding torch 14 and functions as a consumable electrode.

図2は、図1に示した溶接システムAの内部構成を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of welding system A shown in FIG.

図1、図2に示したロボット制御装置2は、溶接ロボット1の動作を制御するためのものである。図2に示すように、ロボット制御装置2は、動作制御回路21とインターフェイス回路22とによって構成されている。   The robot control device 2 shown in FIGS. 1 and 2 is for controlling the operation of the welding robot 1. As shown in FIG. 2, the robot control device 2 includes an operation control circuit 21 and an interface circuit 22.

動作制御回路21は、図示しないマイクロコンピュータおよびメモリを有している。このメモリには、溶接ロボット1の各種の動作が設定された作業プログラムが記憶されている。また動作制御回路21は、後述のロボット移動速度VRを設定する。動作制御回路21は、上記作業プログラム、上記エンコーダからの座標情報、およびロボット移動速度VR等に基づいて、溶接ロボット1に対して動作制御信号Mcを与える。この動作制御信号Mcにより、各モータ13は回転駆動し、溶接トーチ14を溶接母材Wの所定の溶接開始位置に移動させたり、溶接母材Wの面内方向に沿って移動させたりする。   The operation control circuit 21 has a microcomputer and a memory (not shown). The memory stores a work program in which various operations of the welding robot 1 are set. Further, the operation control circuit 21 sets a robot moving speed VR described later. The operation control circuit 21 gives an operation control signal Mc to the welding robot 1 based on the work program, the coordinate information from the encoder, the robot moving speed VR, and the like. By this operation control signal Mc, each motor 13 is rotationally driven, and the welding torch 14 is moved to a predetermined welding start position of the welding base material W or moved along the in-plane direction of the welding base material W.

動作制御回路21には、図示しない操作設定装置が接続されている。この操作設定装置は、ユーザによって各種動作を設定するためのものである。   An operation setting device (not shown) is connected to the operation control circuit 21. This operation setting device is for setting various operations by the user.

インターフェイス回路22は、溶接電源装置3と各種信号をやり取りするためのものである。インターフェイス回路22には、動作制御回路21から、電流設定信号Is、出力開始信号On、および送給速度設定信号Wsが送られる。   The interface circuit 22 is for exchanging various signals with the welding power source device 3. The interface circuit 22 is supplied with a current setting signal Is, an output start signal On, and a feed speed setting signal Ws from the operation control circuit 21.

溶接電源装置3は、溶接ワイヤ15と溶接母材Wとの間に、溶接電圧Vwを印加し、溶接電流Iwを流すための装置であるとともに、溶接ワイヤ15の送給を行うための装置である。図2に示すように、溶接電源装置3は、出力制御回路31、電流検出回路32、送給速度設定回路33、送給制御回路34、インターフェイス回路35、および電圧検出回路36を備えている。   The welding power supply device 3 is a device for applying a welding voltage Vw between the welding wire 15 and the welding base material W and flowing a welding current Iw, and for feeding the welding wire 15. is there. As shown in FIG. 2, the welding power source device 3 includes an output control circuit 31, a current detection circuit 32, a feed speed setting circuit 33, a feed control circuit 34, an interface circuit 35, and a voltage detection circuit 36.

インターフェイス回路35は、ロボット制御装置2と各種信号をやり取りするためのものである。具体的には、インターフェイス回路35には、インターフェイス回路22から、電流設定信号Is、出力開始信号On、および送給速度設定信号Wsが送られる。   The interface circuit 35 is for exchanging various signals with the robot control device 2. Specifically, the current setting signal Is, the output start signal On, and the feed speed setting signal Ws are sent from the interface circuit 22 to the interface circuit 35.

出力制御回路31は、複数のトランジスタ素子からなるインバータ制御回路を有する。出力制御回路31は外部から入力される商用電源(たとえば3相200V)をインバータ制御回路によって高速応答で精密な溶接電流波形制御を行う。   The output control circuit 31 has an inverter control circuit composed of a plurality of transistor elements. The output control circuit 31 performs precise welding current waveform control with a high-speed response to a commercial power source (for example, three-phase 200 V) input from the outside by an inverter control circuit.

出力制御回路31の出力は、一端が溶接トーチ14に接続され、他端が溶接母材Wに接続されている。出力制御回路31は、溶接トーチ14の先端に設けられたコンタクトチップを介して、溶接ワイヤ15と溶接母材Wとの間に溶接電圧Vwを印加し、溶接電流Iwを流す。これにより、溶接ワイヤ15の先端と溶接母材Wとの間にアークaが発生する。このアークaによりもたらされる熱で溶接ワイヤ15が溶融する。そして、溶接母材Wに対して溶接が施されるようになっている。   The output of the output control circuit 31 has one end connected to the welding torch 14 and the other end connected to the welding base material W. The output control circuit 31 applies a welding voltage Vw between the welding wire 15 and the welding base material W via a contact tip provided at the tip of the welding torch 14 and causes a welding current Iw to flow. Thereby, an arc a is generated between the tip of the welding wire 15 and the welding base material W. The welding wire 15 is melted by the heat generated by the arc a. The welding base material W is welded.

出力制御回路31には、インターフェイス回路35,22を介して、動作制御回路21からの電流設定信号Is、および出力開始信号Onが送られる。   The output control circuit 31 is supplied with the current setting signal Is and the output start signal On from the operation control circuit 21 via the interface circuits 35 and 22.

電流検出回路32は、溶接ワイヤ15に流れる溶接電流Iwを検出するためのものである。電流検出回路32は、溶接電流Iwに対応する電流検出信号Idを出力する。   The current detection circuit 32 is for detecting the welding current Iw flowing through the welding wire 15. The current detection circuit 32 outputs a current detection signal Id corresponding to the welding current Iw.

電圧検出回路36は、出力制御回路31の出力端の電圧である溶接電圧Vwを検出するためのものである。電圧検出回路36は、溶接電圧Vwに対応する電圧検出信号Vdを送給速度設定回路33に出力する。   The voltage detection circuit 36 is for detecting a welding voltage Vw that is a voltage at the output terminal of the output control circuit 31. The voltage detection circuit 36 outputs a voltage detection signal Vd corresponding to the welding voltage Vw to the feed speed setting circuit 33.

送給速度設定回路33は、インターフェイス回路35から送られてきた送給速度設定信号Wsに対して、電圧検出信号Vdに基づく増減処理を施す回路である。送給速度設定回路33によって処理された送給速度設定信号Wsは、送給制御回路34へと送られる。   The feed speed setting circuit 33 is a circuit that performs increase / decrease processing based on the voltage detection signal Vd with respect to the feed speed setting signal Ws sent from the interface circuit 35. The feed speed setting signal Ws processed by the feed speed setting circuit 33 is sent to the feed control circuit 34.

送給制御回路34は、溶接ワイヤ15の送給を行うための送給制御信号Fcを送給モータ161に出力するものである。送給制御信号Fcは、溶接ワイヤ15の送給速度Vfを示す信号である。また、送給制御回路34には、インターフェイス回路35,22を介して、動作制御回路21からの出力開始信号On、および送給速度設定回路33からの送給速度設定信号Wsが送られる。   The feed control circuit 34 outputs a feed control signal Fc for feeding the welding wire 15 to the feed motor 161. The feed control signal Fc is a signal indicating the feed speed Vf of the welding wire 15. In addition, an output start signal On from the operation control circuit 21 and a feed speed setting signal Ws from the feed speed setting circuit 33 are sent to the feed control circuit 34 via the interface circuits 35 and 22.

次に、本発明にかかるアーク溶接方法の一例について、図3を参照しつつ説明する。   Next, an example of the arc welding method according to the present invention will be described with reference to FIG.

同図(a)は、ロボット移動速度VRの変化状態を示し、(b)は溶接電流Iwの変化状態を示す。ロボット移動速度VRは、溶接母材Wの面内方向のうちの所定の溶接進行方向(図9に示した従来技術の溶接進行方向Drに対応する)に沿った溶接トーチ14の移動速度である。   FIG. 5A shows a change state of the robot moving speed VR, and FIG. The robot moving speed VR is a moving speed of the welding torch 14 along a predetermined welding progress direction (corresponding to the welding progress direction Dr of the prior art shown in FIG. 9) in the in-plane direction of the weld base material W. .

まず、外部からの溶接開始信号St(図2参照)が入力されることにより、一般的には、過渡的な溶接開始処理が行われる。溶接開始処理においては、動作制御回路21は、出力開始信号Onを出力制御回路31および送給制御回路34に出力する。出力制御回路31は、溶接ワイヤ15と溶接母材Wとの間に溶接電圧Vwを印加する。これにより、アークaが点弧される。そして、図3に示すように、溶滴移行期間T1とアーク継続期間T2とを繰り返すことにより溶接を行う。溶滴移行期間T1においては、溶接電流Iw1を流すことにより溶滴移行を行い、溶融池を形成する。一方、アーク継続期間T2においては、溶接電流Iw2を流すことにより、溶滴移行をほとんどさせることなく、且つ、アークaを維持しつつ溶接トーチ14を移動させる。以下具体的に説明する。   First, a transition welding start process is generally performed by inputting a welding start signal St (see FIG. 2) from the outside. In the welding start process, the operation control circuit 21 outputs an output start signal On to the output control circuit 31 and the feed control circuit 34. The output control circuit 31 applies a welding voltage Vw between the welding wire 15 and the welding base material W. Thereby, the arc a is ignited. And as shown in FIG. 3, welding is performed by repeating the droplet transfer period T1 and the arc continuation period T2. In the droplet transfer period T1, the droplet transfer is performed by flowing the welding current Iw1, and a molten pool is formed. On the other hand, in the arc continuation period T2, the welding torch 14 is moved while flowing the welding current Iw2 with almost no droplet transfer and while maintaining the arc a. This will be specifically described below.

(1)溶滴移行期間T1(時刻t1〜t2)
溶滴移行期間T1では、従来技術の説明において図8(a)、図10(a)で示した、溶融池Yを形成する処理を行う。溶滴移行期間T1においては、図3(a)に示すように、ロボット移動速度VRを0に設定する。そのため溶接トーチ14は溶接母材Wに対して停止している。同図(b)に示すように、溶接電流Iwとして、絶対値の平均値が電流値iw1である交流のパルスの溶接電流Iw1が流れている。溶滴移行期間T1においては、定電圧制御がなされている。定電圧制御では、溶接電流Iwは、溶接ワイヤ15の材質、直径、溶接ワイヤ15の突出し長さ、電極極性等の溶接条件が決定されれば、溶接ワイヤ15の送給速度Vfにより定まる。すなわち、溶接電流Iw1は、送給速度設定信号Wsにより設定される。溶接ワイヤ15の送給速度Vfは、たとえば650〜1000cm/minである。また、溶滴移行期間T1は、たとえば0.4〜0.5secである。
(1) Droplet transfer period T1 (time t1 to t2)
In the droplet transfer period T1, the process for forming the molten pool Y shown in FIGS. 8A and 10A in the description of the prior art is performed. In the droplet transfer period T1, the robot moving speed VR is set to 0 as shown in FIG. Therefore, the welding torch 14 is stopped with respect to the welding base material W. As shown in FIG. 6B, an AC pulse welding current Iw1 having an average absolute value of the current value iw1 flows as the welding current Iw. In the droplet transfer period T1, constant voltage control is performed. In the constant voltage control, the welding current Iw is determined by the feeding speed Vf of the welding wire 15 if welding conditions such as the material, diameter, protruding length of the welding wire 15 and electrode polarity are determined. That is, the welding current Iw1 is set by the feed speed setting signal Ws. Feeding speed Vf of welding wire 15 is, for example, 650 to 1000 cm / min. Moreover, the droplet transfer period T1 is, for example, 0.4 to 0.5 sec.

図4は、溶接電流Iw1の時間変化を詳細に示す図である。図3においては、理解の便宜上、溶接電流Iw1は簡略化して示しているが、溶接電流Iw1は図4に示すような交流パルス電流である。図4における電流値iw1は、図3における電流値iw1に一致する。図4における時間のスケールは、図3における時間のスケールに比べ極めて小さい。図4において、溶接電流Iwを示す縦軸は、溶接ワイヤ15が陽極となったときに流れる電流をプラスとしている。   FIG. 4 is a diagram showing in detail the time change of the welding current Iw1. In FIG. 3, the welding current Iw1 is shown in a simplified manner for the sake of understanding, but the welding current Iw1 is an AC pulse current as shown in FIG. The current value iw1 in FIG. 4 matches the current value iw1 in FIG. The time scale in FIG. 4 is very small compared to the time scale in FIG. In FIG. 4, the vertical axis indicating the welding current Iw is positive for the current that flows when the welding wire 15 becomes the anode.

本図から理解されるように、溶接電流Iw1は、周期Teにおいて電極プラス極性電流Iepと電極マイナス極性電流Ienとを1回ずつとる。周期Teは、たとえば20msec程度である。電極プラス極性電流Iepは、溶接ワイヤ15が陽極、溶接母材Wが陰極となった状態で流れる電流である。電極プラス極性電流Iepは、プラス極性ピーク電流Ippと、プラス極性ベース電流Ipbとを含む。プラス極性ピーク電流Ippは、電極プラス極性期間Tppの間、流れる。電極プラス極性期間Tppは、たとえば2msecである。プラス極性ピーク電流Ippの絶対値Ieppは、たとえば300〜350Aである。一方、プラス極性ベース電流Ipbは、電極プラス極性期間Tpbの間、流れる。電極プラス極性期間Tpbは、たとえば14msecである。プラス極性ベース電流Ipbの絶対値Iepbは、たとえば50〜100Aである。   As understood from this figure, the welding current Iw1 takes the electrode positive polarity current Iep and the electrode negative polarity current Ien once in the period Te. The period Te is, for example, about 20 msec. The electrode positive polarity current Iep is a current that flows when the welding wire 15 is an anode and the welding base material W is a cathode. The electrode positive polarity current Iep includes a positive polarity peak current Ipp and a positive polarity base current Ipb. The positive polarity peak current Ipp flows during the electrode positive polarity period Tpp. The electrode positive polarity period Tpp is, for example, 2 msec. The absolute value Iepp of the positive polarity peak current Ipp is, for example, 300 to 350A. On the other hand, the positive polarity base current Ipb flows during the electrode positive polarity period Tpb. The electrode positive polarity period Tpb is, for example, 14 msec. The absolute value Iepb of the positive polarity base current Ipb is, for example, 50 to 100A.

電極マイナス極性電流Ienは、溶接ワイヤ15が陰極、溶接母材Wが陽極となった状態で流れる電流である。電極マイナス極性電流Ienは、電極マイナス極性期間Tenの間、流れる。電極マイナス極性期間Tenは、たとえば3.0〜4.0msecである。電極マイナス極性電流Ienの絶対値Ienpは、たとえば50〜100Aである。   The electrode negative polarity current Ien is a current that flows when the welding wire 15 is a cathode and the welding base material W is an anode. The electrode negative polarity current Ien flows during the electrode negative polarity period Ten. The electrode negative polarity period Ten is, for example, 3.0 to 4.0 msec. The absolute value Ienp of the electrode negative polarity current Ien is, for example, 50 to 100A.

プラス極性ピーク電流Ipp、プラス極性ベース電流Ipb、電極マイナス極性電流Ien、電極プラス極性期間Tpp、および電極マイナス極性期間Tenは、所定値に設定される。電極プラス極性期間Tpbは、溶接電圧Vwの平均値が予め定められた溶接電圧設定値と等しくなるようにフィードバック制御される。この制御によってアークaの長さが適正値に制御される。プラス極性ピーク電流Ipp、プラス極性ベース電流Ipb、および電極マイナス極性電流Ienの絶対値について時間平均した値が、電流値iw1に一致する。電流値iw1は、たとえば90Aである。   The positive polarity peak current Ipp, the positive polarity base current Ipp, the electrode negative polarity current Ien, the electrode positive polarity period Tpp, and the electrode negative polarity period Ten are set to predetermined values. The electrode positive polarity period Tpb is feedback-controlled so that the average value of the welding voltage Vw becomes equal to a predetermined welding voltage setting value. By this control, the length of the arc a is controlled to an appropriate value. A value obtained by averaging the absolute values of the positive polarity peak current Ipp, the positive polarity base current Ipb, and the electrode negative polarity current Ien coincides with the current value iw1. The current value iw1 is, for example, 90A.

(2)アーク継続期間T2(時刻t2〜t1)
図3に示すアーク継続期間T2では、従来技術の説明において図10(b),(c)で示した、溶融池Yを冷却する処理を、アークaを継続させつつ行う。アーク継続期間T2は、たとえば0.2〜0.3secである。
(2) Arc duration T2 (time t2 to t1)
In the arc continuation period T2 shown in FIG. 3, the process for cooling the molten pool Y shown in FIGS. 10B and 10C in the description of the prior art is performed while the arc a is continued. The arc duration T2 is, for example, 0.2 to 0.3 sec.

図3(a)に示すように、アーク継続期間T2の開始時である時刻t2において、ロボット移動速度VRをV2に設定する。これにより溶接トーチ14は、所定の溶接進行方向に沿って移動を開始する。V2は、たとえば100cm/minである。アーク継続期間T2においては、溶滴移行期間T1と異なり、定電流制御がなされている。同図(b)に示すように、溶接電流Iwは、電流値is1である溶接電流Iw2として流れるように設定されている。電流値is1は、たとえば15〜20A程度である。電流値is1は、溶滴移行が行われにくい程度の小さい値である。また、溶接電流Iw2は、溶接ワイヤ15が陽極、溶接母材Wが陰極となった状態で流れる、いわゆる電極プラス極性電流である。なお溶接ワイヤ15は、溶接母材Wに向かって溶滴移行期間T1における値より小さな値の送給速度Vfで送給されている(図示略)。この送給速度Vfは、たとえば70cm/minである。   As shown in FIG. 3A, the robot moving speed VR is set to V2 at time t2 when the arc continuation period T2 starts. As a result, the welding torch 14 starts to move along a predetermined welding direction. V2 is, for example, 100 cm / min. In the arc continuation period T2, unlike the droplet transfer period T1, constant current control is performed. As shown in FIG. 5B, the welding current Iw is set to flow as a welding current Iw2 having a current value is1. The current value is1 is, for example, about 15 to 20A. The current value is1 is a small value that is difficult to cause droplet transfer. The welding current Iw2 is a so-called electrode positive polarity current that flows in a state where the welding wire 15 is an anode and the welding base material W is a cathode. The welding wire 15 is fed toward the welding base material W at a feeding speed Vf that is smaller than the value in the droplet transfer period T1 (not shown). This feed speed Vf is, for example, 70 cm / min.

図5は、本実施形態の送給速度設定回路33が機能していない場合に、アーク継続期間T2において溶接電圧Vwがとりうる挙動を示している。アーク継続期間T2においては定電流制御を行っている。すなわち、電流検出回路32からの電流検出信号Idに基づいて、出力制御回路31において溶接電流Vwを制御することにより、溶接電流Iwを一定としている。   FIG. 5 shows the behavior that the welding voltage Vw can take in the arc continuation period T2 when the feed speed setting circuit 33 of this embodiment is not functioning. Constant current control is performed in the arc continuation period T2. That is, the welding current Iw is made constant by controlling the welding current Vw in the output control circuit 31 based on the current detection signal Id from the current detection circuit 32.

定電流の実現を目的として溶接電圧Vwを増減させる原因の一つに、溶接ワイヤ15と溶接母材Wとの距離Dの変動がある。距離Dは、直接的に計測および制御している物理量ではないため、溶接の条件によって変動しうる。たとえば、溶接母材Wの平坦度、溶接ロボット1のティーチング精度、溶接ワイヤ15の送給を阻害するように働く摩擦力などが挙げられる。距離Dが小さくなった場合、定電流を保つためには、溶接電圧Vwを小さくする制御がなされる。一方、距離Dが大きくなった場合、定電流を保つためには、溶接電圧Vwを大きくする制御がなされる。   One of the causes for increasing or decreasing the welding voltage Vw for the purpose of realizing a constant current is a variation in the distance D between the welding wire 15 and the welding base material W. Since the distance D is not a physical quantity that is directly measured and controlled, it can vary depending on the welding conditions. For example, the flatness of the welding base material W, the teaching accuracy of the welding robot 1, and the frictional force that acts to hinder the feeding of the welding wire 15 are included. When the distance D becomes smaller, control is performed to reduce the welding voltage Vw in order to maintain a constant current. On the other hand, when the distance D increases, control is performed to increase the welding voltage Vw in order to maintain a constant current.

本実施形態においては、送給速度設定回路33は、入力された電圧検出信号Vdから溶接電圧Vwと基準溶接電圧Vstとの電圧差ΔVを算出する。基準溶接電圧Vstは、溶接母材W、溶接ワイヤ15、溶接速度VR、電流値is1から経験的にあらかじめ決定しうる値である。次いで、送給速度設定回路33は、電圧差ΔVから送給速度差分ΔWsを決定する。この決定には、たとえば図6に示すグラフが用いられる。   In the present embodiment, the feed speed setting circuit 33 calculates a voltage difference ΔV between the welding voltage Vw and the reference welding voltage Vst from the input voltage detection signal Vd. The reference welding voltage Vst is a value that can be empirically determined in advance from the welding base material W, the welding wire 15, the welding speed VR, and the current value is1. Next, the feed speed setting circuit 33 determines the feed speed difference ΔWs from the voltage difference ΔV. For this determination, for example, a graph shown in FIG. 6 is used.

図6に示すように、電圧差ΔV=0、すなわち溶接電圧Vwが基準溶接電圧Vstと等しい場合には、送給速度差分ΔWsは0に設定される。また、本実施形態においては、電圧差ΔVの絶対値が、電圧差閾値ΔVth以下である場合、送給速度差分ΔWsは0に設定される。電圧差ΔVの絶対値が電圧差閾値ΔVthよりも大である場合、図示されたグラフにしたがって送給速度差分ΔWsが設定される。本実施形態においては、電圧差ΔVと送給速度差分ΔWsとがステップ状の関係とされている。   As shown in FIG. 6, when the voltage difference ΔV = 0, that is, when the welding voltage Vw is equal to the reference welding voltage Vst, the feeding speed difference ΔWs is set to zero. In this embodiment, when the absolute value of the voltage difference ΔV is equal to or less than the voltage difference threshold value ΔVth, the feeding speed difference ΔWs is set to 0. When the absolute value of the voltage difference ΔV is larger than the voltage difference threshold value ΔVth, the feeding speed difference ΔWs is set according to the illustrated graph. In the present embodiment, the voltage difference ΔV and the feeding speed difference ΔWs are in a step-like relationship.

送給速度設定回路33では、決定した送給速度差分ΔWsを送給速度設定信号Wsに足し合わせる。これにより、電圧差ΔVに応じて増減された送給速度設定信号Wsが送給制御回路34へと送られる。この結果、溶接ワイヤ15の送給速度Vfが増減される。   The feed speed setting circuit 33 adds the determined feed speed difference ΔWs to the feed speed setting signal Ws. As a result, the feed speed setting signal Ws increased or decreased according to the voltage difference ΔV is sent to the feed control circuit 34. As a result, the feeding speed Vf of the welding wire 15 is increased or decreased.

その後、時刻t1からは、再度、溶滴移行期間T1が開始する。このようにして、溶滴移行期間T1とアーク継続期間T2とが繰り返される。   Thereafter, the droplet transfer period T1 starts again from time t1. In this way, the droplet transfer period T1 and the arc continuation period T2 are repeated.

次に、本実施形態の作用について説明する。   Next, the operation of this embodiment will be described.

本実施形態によれば、上述した要因によって溶接ワイヤ15と溶接母材Wとの距離Dが変動した場合、その変動に応じて電圧差ΔVが変動する。送給速度設定回路33は、この電圧差ΔVに基づいて、送給速度Vfを増減速させる制御を行う。この送給速度Vfの増減速は、溶接電圧Vwが基準溶接電圧Vstに近づくように行われる。この結果、アークaの長さが、溶接電圧Vwが基準溶接電圧Vstをとるときの、望ましい長さに保たれることとなる。したがって、アークaの長さが長くなりすぎてアーク切れが生じたり、アークaの長さが短くなりすぎて短絡が生じたりするといった事態を回避することができる。これは、アーク溶接を安定して継続するとともに、溶接ビードの外観が乱れてしまうことを防止するのに適している。   According to the present embodiment, when the distance D between the welding wire 15 and the welding base material W varies due to the above-described factors, the voltage difference ΔV varies according to the variation. The feed speed setting circuit 33 performs control to increase / decrease the feed speed Vf based on the voltage difference ΔV. The feeding speed Vf is increased or decreased so that the welding voltage Vw approaches the reference welding voltage Vst. As a result, the length of the arc a is kept at a desirable length when the welding voltage Vw takes the reference welding voltage Vst. Therefore, it is possible to avoid a situation in which the length of the arc a becomes too long and the arc is cut off, or the length of the arc a becomes too short and a short circuit occurs. This is suitable for continuing the arc welding stably and preventing the appearance of the weld bead from being disturbed.

電圧差ΔVが電圧差閾値ΔVth以下である場合に、送給速度差分ΔWsを0とすることにより、微小な電圧差ΔVの発生によって送給速度Vfが頻繁に加減速されることを防止することができる。意図しない頻繁な加減速は、その加減速量が微小であっても不当なハンチングなどを誘発するおそれがある。本実施形態によれば、そのような制御の乱れを抑制することができる。電圧差ΔVと送給速度差分ΔWsとをステップ状に設定することは、電圧差ΔVと送給速度差分ΔWsとの関係をたとえばテーブルの形態でデータ入力および保持することが可能であり使い勝手がよい。   When the voltage difference ΔV is equal to or less than the voltage difference threshold value ΔVth, the feeding speed difference ΔWs is set to 0 to prevent the feeding speed Vf from being frequently accelerated or decelerated due to the occurrence of the minute voltage difference ΔV. Can do. Frequent acceleration / deceleration that is not intended may cause undue hunting or the like even if the acceleration / deceleration amount is very small. According to the present embodiment, such disturbance of control can be suppressed. Setting the voltage difference ΔV and the feeding speed difference ΔWs in a stepped manner is easy to use because the relationship between the voltage difference ΔV and the feeding speed difference ΔWs can be input and held, for example, in the form of a table. .

本発明の範囲は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の具体的構成は、種々に設計変更自在である。上記実施形態では、電圧差ΔVと送給速度差分ΔWsとをステップ状関係としたが、電圧差ΔVと送給速度差分ΔWsとの関係をたとえば線形としてもよい。電圧差閾値ΔVthを設定することは安定した送給速度制御に好ましいが、電圧差閾値ΔVthを用いない制御を行ってもよい。   The scope of the present invention is not limited to the embodiment described above. The specific configuration of the present invention can be modified in various ways. In the above embodiment, the voltage difference ΔV and the feeding speed difference ΔWs are stepped, but the relation between the voltage difference ΔV and the feeding speed difference ΔWs may be linear, for example. Although setting the voltage difference threshold value ΔVth is preferable for stable feed speed control, control without using the voltage difference threshold value ΔVth may be performed.

上記では、溶接電流Iw1が交流のパルス電流である例を示したが、本発明はこれに限られず、溶接電流Iw1が直流の定電流等であってもよい。もちろん、溶接電流Iw2についても同様のことがいえる。   In the above, an example in which the welding current Iw1 is an AC pulse current has been shown, but the present invention is not limited to this, and the welding current Iw1 may be a DC constant current or the like. Of course, the same applies to the welding current Iw2.

A 溶接システム
1 溶接ロボット
11 ベース部材
12 アーム
12a 手首部
13 モータ
14 溶接トーチ
15 溶接ワイヤ(消耗電極)
16 ワイヤ送給装置
161 送給モータ
2 ロボット制御装置
21 動作制御回路
22 インターフェイス回路
3 溶接電源装置
31 出力制御回路(電流制御手段)
32 電流検出回路
33 送給速度設定回路(送給速度設定手段)
34 送給制御回路
35 インターフェイス回路
36 電圧検出回路
D 距離
W 溶接母材(母材)
St 溶接開始信号
On 出力開始信号
Ws 送給速度設定信号
ΔWs 送給速度差分
Mc 動作制御信号
Fc 送給制御信号
VR ロボット移動速度
Iw,Iw1,Iw2 溶接電流
iw1 電流値(第1の値)
Vf 送給速度
Vw 溶接電圧
Vst 基準溶接電圧
ΔV 電圧差
ΔVth 電圧差閾値
T1 溶滴移行期間(第1の期間)
T2 アーク継続期間(第2の期間)
Iep 電極プラス極性電流
Ien 電極マイナス極性電流
Ipp プラス極性ピーク電流
Ipb プラス極性ベース電流
Te 周期
Tpp,Tpb 電極プラス極性期間
Ten 電極マイナス極性期間
is1 電流値
A welding system 1 welding robot 11 base member 12 arm 12a wrist 13 motor 14 welding torch 15 welding wire (consumable electrode)
16 Wire feeder 161 Feed motor 2 Robot controller 21 Operation control circuit 22 Interface circuit 3 Welding power supply 31 Output control circuit (current control means)
32 Current detection circuit 33 Feeding speed setting circuit (feeding speed setting means)
34 Feed control circuit 35 Interface circuit 36 Voltage detection circuit D Distance W Welding base material (base material)
St Welding start signal On Output start signal Ws Feeding speed setting signal ΔWs Feeding speed difference Mc Operation control signal Fc Feeding control signal VR Robot movement speed Iw, Iw1, Iw2 Welding current iw1 Current value (first value)
Vf Feeding speed Vw Welding voltage Vst Reference welding voltage ΔV Voltage difference ΔVth Voltage difference threshold T1 Droplet transfer period (first period)
T2 Arc duration (second period)
Iep electrode plus polarity current Ien electrode minus polarity current Ipp plus polarity peak current Ipb plus polarity base current Te period Tpp, Tpb electrode plus polarity period Ten electrode minus polarity period is1 current value

Claims (12)

消耗電極と母材との間に溶接電流を、絶対値の平均値が第1の値であるように流すことにより、アークを発生させつつ溶滴移行させる第1工程と、
上記溶接電流を、絶対値の平均値が上記第1の値より小さい第2の値であるように流し、上記アークが発生している状態を継続させる第2工程と、を備え、
上記第1工程と上記第2工程とを繰り返すアーク溶接方法であって、
上記第2工程において、上記消耗電極と上記母材との間の溶接電圧が予め定められた基準溶接電圧よりも大きいときに上記消耗電極の送給速度を増速させ、上記溶接電圧が上記基準溶接電圧よりも小さいときに上記送給速度を減速させることを特徴とする、アーク溶接方法。
A first step of transferring a droplet while generating an arc by flowing a welding current between the consumable electrode and the base material so that the average value of the absolute values is the first value;
Passing the welding current such that the average value of the absolute values is a second value smaller than the first value, and continuing the state in which the arc is generated, and
An arc welding method for repeating the first step and the second step,
In the second step, when the welding voltage between the consumable electrode and the base material is larger than a predetermined reference welding voltage, the feeding speed of the consumable electrode is increased, and the welding voltage is An arc welding method, wherein the feeding speed is reduced when the welding voltage is smaller than the welding voltage.
上記溶接電圧と上記基準溶接電圧との電圧差が、予め定められた電圧差閾値より小さい場合には、上記送給速度を変更しない、請求項1に記載のアーク溶接方法。   The arc welding method according to claim 1, wherein the feeding speed is not changed when a voltage difference between the welding voltage and the reference welding voltage is smaller than a predetermined voltage difference threshold value. 上記送給速度が、上記電圧差に対してステップ状に設定されている、請求項2に記載のアーク溶接方法。   The arc welding method according to claim 2, wherein the feeding speed is set in a step shape with respect to the voltage difference. 上記第2工程における上記溶接電流は、直流電流である、請求項1ないし3のいずれかに記載のアーク溶接方法。   The arc welding method according to any one of claims 1 to 3, wherein the welding current in the second step is a direct current. 上記第2工程においては、上記溶接電流に対して定電流制御を行う、請求項4に記載のアーク溶接方法。   The arc welding method according to claim 4, wherein constant current control is performed on the welding current in the second step. 上記第1工程における上記溶接電流は、交流パルス電流である、請求項1ないし5のいずれかに記載のアーク溶接方法。   The arc welding method according to claim 1, wherein the welding current in the first step is an alternating pulse current. 消耗電極と母材との間に溶接電流を流すことにより、アークを発生させ溶接を行うアーク溶接システムであって、
上記溶接電流の絶対値の平均値を第1の値に設定する第1の期間と、上記溶接電流の絶対値の平均値を第1の値より小さい第2の値に設定する第2の期間と、を繰り返し発生させる電流制御手段と、
上記消耗電極と上記母材との間の溶接電圧を検知する溶接電圧検知手段と、
上記第2の期間において、溶接電圧が予め定められた基準溶接電圧よりも大きいときに上記消耗電極の送給速度を増速させ、上記溶接電圧が上記基準溶接電圧よりも小さいときに上記送給速度を減速させる送給速度設定手段と、
を備えることを特徴とする、アーク溶接システム。
An arc welding system that performs welding by generating an arc by passing a welding current between a consumable electrode and a base material,
A first period in which the average value of the absolute value of the welding current is set to a first value, and a second period in which the average value of the absolute value of the welding current is set to a second value smaller than the first value Current control means for repeatedly generating
Welding voltage detection means for detecting a welding voltage between the consumable electrode and the base material;
In the second period, when the welding voltage is larger than a predetermined reference welding voltage, the feeding speed of the consumable electrode is increased, and when the welding voltage is smaller than the reference welding voltage, the feeding is performed. A feed speed setting means for decelerating the speed;
An arc welding system comprising:
上記送給速度設定手段は、上記溶接電圧と上記基準溶接電圧との電圧差が、予め定められた電圧差閾値より小さい場合には、上記送給速度を変更しない、請求項7に記載のアーク溶接システム。   The arc according to claim 7, wherein the feeding speed setting means does not change the feeding speed when a voltage difference between the welding voltage and the reference welding voltage is smaller than a predetermined voltage difference threshold value. Welding system. 上記送給速度設定手段は、上記送給速度を上記電圧差に対してステップ状に設定する、請求項8に記載のアーク溶接システム。   The arc welding system according to claim 8, wherein the feeding speed setting means sets the feeding speed in a stepped manner with respect to the voltage difference. 上記第2の期間における上記溶接電流は、直流電流である、請求項7ないし9のいずれかに記載のアーク溶接システム。   The arc welding system according to any one of claims 7 to 9, wherein the welding current in the second period is a direct current. 上記電流制御手段は、上記第2の期間において上記溶接電流に対して定電流制御を行う、請求項10に記載のアーク溶接システム。   The arc welding system according to claim 10, wherein the current control means performs constant current control on the welding current in the second period. 上記第1の期間における上記溶接電流は、交流パルス電流である、請求項7ないし11のいずれかに記載のアーク溶接システム。   The arc welding system according to any one of claims 7 to 11, wherein the welding current in the first period is an AC pulse current.
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