JP2011152545A - アーク溶接方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 アークを発生させることにより溶滴移行させる工程と、アークを発生させつつ溶接母材に形成される溶融池を冷却する工程とを含む単位溶接工程を備え、上記単位溶接工程を繰り返すアーク溶接方法であって、上記各単位溶接工程において規定され、且つ、消耗電極の溶融状態もしくは上記溶接母材の溶融状態に反映する、たとえば溶滴移行させる工程を行う時間T1などの溶接条件値を、上記単位溶接工程ごとに段階的に変化させる工程を更に備える。このようにすることで、たとえば上記母材の温度が変化しても、最適な溶接条件値を決定することができる。これにより、上記消耗電極の溶融状態もしくは上記母材の溶融状態を最適にできる。その結果、形成されるビードをよりきれいにすることができる。
【選択図】 図5
Description
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。
溶滴移行期間T1では、従来技術の説明において図14(a)、図16(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、溶接電圧Vwとして、絶対値の時間平均値が電圧値vw1である溶接電圧Vw1が、印加されている。同図(c)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。
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16(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。
図7、図8を用いて、本発明の第2実施形態として、アーク溶接の途中から所定期間の間、溶接条件値を変化させる場合について説明する。図7は、図5と同様に、各溶接条件値の変化状態を示す。図7(a)はロボット移動速度VRの変化状態を示し、同図(b)は溶接電流IwのEN比率の変化状態を示し、同図(c)は溶滴移行期間T1の長さの変化状態を示し、同図(d)は溶接電圧Vwの値の変化状態を示し、同図(e)は溶接電流Iwの変化状態を示す。図7の横軸はアーク溶接を開始する地点からの距離である。図7の右方向にいくほどアーク溶接を開始する地点から遠い。同図(a)に示すように、本実施形態において変化させる溶接条件値は、ロボット移動速度VRの値である。
図9、図10を用いて、本発明の第3実施形態として、溶接中に溶接母材Wの厚さが徐々に変化する場合に溶接条件値を変化させる例を示す。図9は、図5および図7と同様に、各溶接条件値の変化状態を示す。図9(a)はロボット移動速度VRの変化状態を示し、同図(b)は溶接電流IwのEN比率の変化状態を示し、同図(c)は溶滴移行期間T1の長さの変化状態を示し、同図(d)は溶接電圧Vwの値の変化状態を示し、同図(e)は溶接電流Iwの変化状態を示す。図9の横軸はアーク溶接を開始する地点からの距離である。図9の右方向にいくほどアーク溶接を開始する地点から遠い。同図(d),同図(e)に示すように、本実施形態において変化させる溶接条件値は、溶接電圧Vwの値および溶接電流Iwの値である。図9に示すように、c1地点からc2地点まで、溶接母材Wの厚さが徐々に厚くなっている。
図11を用いて、本発明の第4実施形態として、溶接中に溶接母材W間のギャップが徐々に変化する場合に溶接条件値を変化させる例について説明する。図11は、図5、図7、および図9と同様に、各溶接条件値の変化状態を示す。図11(a)はロボット移動速度VRの変化状態を示し、同図(b)は溶接電流IwのEN比率の変化状態を示し、同図(c)は溶滴移行期間T1の長さの変化状態を示し、同図(d)は溶接電圧Vwの値の変化状態を示し、同図(e)は溶接電流Iwの変化状態を示す。図11の横軸はアーク溶接を開始する地点からの距離である。図11の右方向にいくほどアーク溶接を開始する地点から遠い。同図(b)に示すように、本実施形態において変化させる溶接条件値は、溶接電流IwのEN比率である。図11に示すように、d1地点からd2地点まで、溶接母材W間のギャップが徐々に大きくなっている。
図12を用いて、本発明の第5実施形態として、溶接中に溶接母材W間の角度が徐々に変化する場合に溶接条件値を変化させる場合について説明する。図12は、図5、図7、図9、および図11と同様に、各溶接条件値の変化状態を示す。図12(a)はロボット移動速度VRの変化状態を示し、同図(b)は溶接電流IwのEN比率の変化状態を示し、同図(c)は溶滴移行期間T1の長さの変化状態を示し、同図(d)は溶接電圧Vwの値の変化状態を示し、同図(e)は溶接電流Iwの変化状態を示す。図12の横軸はアーク溶接を開始する地点からの距離である。図12の右方向にいくほどアーク溶接を開始する地点から遠い。同図(d)に示すように、本実施形態において変化させる溶接条件値は、溶接電圧Vwの値である。図12に示すように、e1地点からe2地点まで、溶接母材W間の角度が徐々に大きくなっている。
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 (アーク溶接)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
23 演算部
3 溶接電源装置
31 出力制御回路
32 電流検出回路
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
Fc 送給制御信号
Iep 電極プラス極性電流
Ien 電極マイナス極性電流
Is 電流設定信号
Iw,Iw1,Iw2 溶接電流
iw1,iw2 電流値
Mc 動作制御信号
On 出力開始信号
St 溶接開始信号
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)
Te パルス周期
Tu,Tp,Td,Tb,Tn 期間
TP ティーチペンダント
Tα 単位溶接期間
VR ロボット移動速度
Vw,Vw1,Vw2 溶接電圧
vw1,vw2 電圧値
W 溶接母材(母材)
Ws 送給速度設定信号
Claims (12)
- 消耗電極と母材との間にアークを発生させることにより溶滴移行させる第1工程と、上記消耗電極と上記母材との間にアークを発生させつつ上記母材に形成される溶融池を冷却する第2工程とを含む単位溶接工程を備え、上記単位溶接工程を繰り返すアーク溶接方法であって、
上記各単位溶接工程において規定され、且つ、上記消耗電極の溶融状態もしくは上記母材の溶融状態に反映する1または複数種類の溶接条件値を、上記単位溶接工程ごとに段階的に変化させる工程を更に備える、アーク溶接方法。 - 上記変化させる工程においては、上記溶接条件値を単調に増加もしくは減少させる、請求項1に記載のアーク溶接方法。
- 1または複数種類の上記溶接条件値のいずれかは、上記第1工程を行う時間である、請求項1または2に記載のアーク溶接方法。
- 上記変化させる工程は、アーク溶接開始時から所定の期間実行される、請求項3に記載のアーク溶接方法。
- 上記第2工程においては、上記母材の面内方向に沿って上記母材に対し上記消耗電極を消耗電極移動速度で相対移動させ、
1または複数種類の上記溶接条件値のいずれかは、上記消耗電極移動速度である、1ないし4のいずれかに記載のアーク溶接方法。 - 上記変化させる工程は、アーク溶接の途中から所定の期間実行される、請求項5に記載のアーク溶接方法。
- 1または複数種類の上記溶接条件値のいずれかは、上記第1工程において上記消耗電極と上記母材との間に流れる溶接電流のEN比率、上記第1工程における上記溶接電流の絶対値の平均値、または、上記第1工程において上記消耗電極と上記母材との間に印加される溶接電圧の絶対値の平均値、である、請求項1ないし6のいずれかに記載のアーク溶接方法。
- 消耗電極と母材との間にアークを発生させることにより溶滴移行させる第1期間と、上記消耗電極と上記母材との間にアークを発生させつつ上記母材に形成される溶融池を冷却する第2期間とを含み、上記消耗電極の溶融状態もしくは上記母材の溶融状態に反映する溶接条件値が規定される各単位溶接期間を繰り返し発生させる制御手段と、
複数の上記単位溶接期間を含み且つ上記溶接条件値が変化する移行期間の開始時における溶接条件値である第1溶接条件値と、上記移行期間の終了時における溶接条件値である第2溶接条件値とを入力する入力手段と、
上記移行期間における上記溶接条件値である移行溶接条件値を、入力された上記第1溶接条件値と上記第2溶接条件値との間の値として算出する算出手段と、を備えることを特徴とする、アーク溶接ロボット制御装置。 - 上記算出手段は、上記移行期間において単調に増加もしくは減少する移行溶接条件値を算出する、請求項8に記載のアーク溶接ロボット制御装置。
- 上記溶接条件値は、上記第1期間の長さである、請求項8または9に記載のアーク溶接ロボット制御装置。
- 上記溶接条件値は、上記第2期間における、上記母材の面内方向に沿う上記母材に対する上記消耗電極の移動速度である、請求項8ないし10のいずれかに記載のアーク溶接ロボット制御装置。
- 請求項8ないし11のいずれかに記載のアーク溶接ロボット制御装置と、
上記消耗電極を保持する溶接トーチと、
上記アーク溶接ロボット制御装置により制御され、且つ、上記溶接トーチを上記母材に対して相対移動させる溶接ロボットと、を備えることを特徴とする、アーク溶接システム。
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