JP2013136066A - Arc welding system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an arc welding system by which the breaking of the shape of a bead is suppressible.SOLUTION: The arc welding system includes: a feeding device for sending out a consumable electrode toward a welding torch; a route length changing device for periodically changing a feeding route length which is the length from the feeding device to the welding torch in the axial direction of the consumable electrode, in the consumable electrode; a power source circuit for making a welding current flow between the consumable electrode and a base material; and a feed control circuit for transmitting a feed stop directing signal, for stopping the driving of the feeding device, to the feeding device. The route length changing device reduces the frequency Ff of the feeding route length when the feed stop directing signal is generated at a time t21. Because of such a constitution, it is suppressible that the shape of the bead which is formed at and after the time t21 is broken.

Description

本発明は、アーク溶接システムに関する。   The present invention relates to an arc welding system.

特許文献1に示すように、消耗電極を送給しながら、この消耗電極と母材との間にアークを発生させつつ溶接を行うアーク溶接方法が知られている。同文献では、ワイヤ送給装置が、溶接トーチに向かって消耗電極を一定の速度で送給している。そして、経路長変化装置が、消耗電極のうち、消耗電極の軸線方向におけるワイヤ送給装置から溶接トーチに至る長さ(送給経路長)を、周期的に変化させている。これにより、消耗電極と母材とが短絡している短絡期間と、消耗電極と母材との間にアークが発生しているアーク発生期間とを、一定の周期で繰り返し、溶接を行っている。   As shown in Patent Document 1, there is known an arc welding method in which welding is performed while an arc is generated between a consumable electrode and a base material while supplying the consumable electrode. In this document, the wire feeding device feeds the consumable electrode at a constant speed toward the welding torch. The path length changing device periodically changes the length (feeding path length) from the wire feeding device to the welding torch in the axial direction of the consumable electrode among the consumable electrodes. Thus, welding is performed by repeating a short-circuit period in which the consumable electrode and the base material are short-circuited and an arc generation period in which an arc is generated between the consumable electrode and the base material at a constant cycle. .

特許第4745453号公報Japanese Patent No. 4745453

同文献に記載のアーク溶接方法を終了する際、ワイヤ送給装置の駆動を停止させることにより、ワイヤ送給装置からの消耗電極の送給を停止する。駆動を停止するための信号をワイヤ送給装置が受けた場合、ワイヤ送給装置の駆動は即座に停止しない。すなわち、ワイヤ送給装置のモータは慣性によってしばらくのあいだ、回転し続ける。そのため、アーク溶接方法を終了する際に、ワイヤ送給装置からの消耗電極の送給速度が徐々に減少しつつ上記の送給経路長が周期的に変化する期間が、生じることとなる。そうすると、短絡期間とアーク発生期間との繰り返し周期が、ワイヤ送給装置が駆動を停止するための信号を受けた時以前における周期から、ずれてしまう。このようなことでは、母材に形成されるビードの形状が崩れるおそれがある。   When ending the arc welding method described in the document, the supply of the consumable electrode from the wire feeding device is stopped by stopping the driving of the wire feeding device. When the wire feeding device receives a signal for stopping the driving, the driving of the wire feeding device does not stop immediately. That is, the motor of the wire feeder continues to rotate for a while due to inertia. For this reason, when the arc welding method is finished, there is a period in which the feeding path length is periodically changed while the feeding speed of the consumable electrode from the wire feeding device is gradually reduced. If it does so, the repetition period of a short circuit period and an arc generation | occurrence | production period will shift | deviate from the period before the time of receiving the signal for a wire feeder to stop a drive. In such a thing, there exists a possibility that the shape of the bead formed in a base material may collapse.

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、ビードの形状が崩れることを抑制できるアーク溶接システムを提供することをその主たる課題とする。   The present invention has been conceived under the circumstances described above, and it is a main object of the present invention to provide an arc welding system capable of suppressing the collapse of the bead shape.

本発明の第1の側面によると、消耗電極を溶接トーチに向かって送り出す送給装置と、上記消耗電極のうち、上記消耗電極の軸線方向における上記送給装置から上記溶接トーチに至る長さである送給経路長を、周期的に変化させる経路長変化装置と、上記消耗電極および母材の間に溶接電流を流す電源回路と、上記送給装置の駆動を停止するための送給停止指示信号を、上記送給装置に送る送給制御回路と、を備え、上記経路長変化装置は、上記送給停止指示信号が生成されると、上記送給経路長の周波数を減少させる、アーク溶接システムが提供される。   According to the first aspect of the present invention, the length of the feeding device that feeds the consumable electrode toward the welding torch and the length of the consumable electrode from the feeding device to the welding torch in the axial direction of the consumable electrode. A path length changing device for periodically changing a certain feeding path length, a power supply circuit for passing a welding current between the consumable electrode and the base material, and a feed stop instruction for stopping the driving of the feeding device A feed control circuit that sends a signal to the feed device, and the path length changing device reduces the frequency of the feed path length when the feed stop instruction signal is generated. A system is provided.

好ましくは、上記送給装置による上記消耗電極の送給が停止したと判断すると、送給停止検知信号を送る送給停止検知回路を更に備え、上記経路長変化装置は、上記送給停止検知信号が生成される時点まで、上記周波数を徐々に減少させる。   Preferably, when it is determined that feeding of the consumable electrode by the feeding device is stopped, the feeding device further includes a feeding stop detection circuit that sends a feeding stop detection signal, and the path length changing device includes the feeding stop detection signal. The frequency is gradually decreased until the time when is generated.

好ましくは、上記送給停止検知信号を受けると、上記経路長変化装置の駆動を停止するための経路長変化停止信号を、上記経路長変化装置に送る経路長制御回路を更に備える。   Preferably, a path length control circuit is further provided that, upon receiving the feed stop detection signal, sends a path length change stop signal for stopping driving of the path length change device to the path length change device.

好ましくは、上記電源回路は、上記送給停止検知信号が生成された後に、上記短絡が解消し上記アークが発生した時刻から、上記消耗電極と上記母材との間にアンチスティック電圧の印加を開始する。   Preferably, the power supply circuit applies an anti-stick voltage between the consumable electrode and the base material from the time when the short circuit is resolved and the arc is generated after the feed stop detection signal is generated. Start.

好ましくは、上記経路長制御回路は、上記電源回路が上記アンチスティック電圧の印加を開始した後に、上記経路長変化停止信号を、上記経路長変化装置に送る。   Preferably, the path length control circuit sends the path length change stop signal to the path length change device after the power supply circuit starts applying the anti-stick voltage.

好ましくは、上記溶接電流の値を降下させる降下時刻を算出する算出回路を更に備え、上記電源回路は、上記降下時刻に至ると、上記溶接電流の値を降下させることにより、上記溶接電流としてスパッタ抑制電流の通電を開始し、且つ、上記消耗電極および上記母材の短絡が発生すること、および、上記短絡が解消し上記消耗電極および上記母材の間にアークが発生すること、のいずれか一方であるアーク状態変化が生じた時刻において、上記スパッタ抑制電流の通電を継続する。   Preferably, a calculation circuit for calculating a descent time at which the value of the welding current is lowered is further provided, and the power supply circuit decreases the welding current value to reach the sputter time as the welding current when the descent time is reached. Any of the start of energization of the suppression current, the occurrence of a short circuit between the consumable electrode and the base material, and the occurrence of an arc between the consumable electrode and the base material when the short circuit is eliminated On the other hand, at the time when an arc state change occurs, the energization of the sputtering suppression current is continued.

このような構成によると、上記送給停止指示信号が生成された時刻以降における、短絡期間とアーク発生期間との繰り返し周期を、上記送給停止指示信号が生成された時刻以前における繰り返し周期に、より近づけることができる。したがって、上記送給停止指示信号が生成された時刻以降に形成されるビードの形状が崩れることを抑制できる。   According to such a configuration, the repetition period of the short-circuit period and the arc generation period after the time when the feed stop instruction signal is generated is set to the repetition period before the time when the feed stop instruction signal is generated. It can be closer. Therefore, it can suppress that the shape of the bead formed after the time when the above-mentioned feed stop instruction signal was generated collapses.

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.

本発明の第1実施形態にかかるアーク溶接システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the arc welding system concerning 1st Embodiment of this invention. 図1に示すアーク溶接システムにおける経路長変化装置の近傍の要部拡大図(一部透視化)である。It is a principal part enlarged view (partially see-through | perspective) of the vicinity of the path | route length change apparatus in the arc welding system shown in FIG. 図2の経路長変化装置のみを示す拡大図である。It is an enlarged view which shows only the path | route length change apparatus of FIG. 図2の経路長変化装置のカム機構の変化状態を示す図である。It is a figure which shows the change state of the cam mechanism of the path | route length change apparatus of FIG. 溶接トーチとコンジットケーブルとに経路長変化装置が固定された状態を模式的に示す要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view which shows typically the state by which the path | route length change apparatus was fixed to the welding torch and the conduit cable. 消耗電極の送給経路長を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the supply path | route length of a consumable electrode. 図1のアーク溶接システムにおけるロボット制御装置と電源装置との詳細を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detail of the robot control apparatus and power supply device in the arc welding system of FIG. 本発明の第1実施形態のアーク溶接方法の定常溶接状態における、各信号等を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows each signal etc. in the steady welding state of the arc welding method of a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態のアーク溶接方法の溶接終了時における、各信号等を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows each signal etc. at the time of the end of welding of the arc welding method of a 1st embodiment of the present invention.

[アーク溶接システムA1について]
図1に示すアーク溶接システムA1は、溶接ロボット1と、ロボット制御装置2と、電源装置3とを備える。
[About arc welding system A1]
An arc welding system A1 shown in FIG. 1 includes a welding robot 1, a robot control device 2, and a power supply device 3.

溶接ロボット1は、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と、複数のアーム12と、複数のモータ13と、溶接トーチ14と、送給装置16と、経路長変化装置17と、コンジットケーブル19と、を含む。   The welding robot 1 automatically performs, for example, arc welding on the 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 feeding device 16, a path length changing device 17, and a conduit cable 19.

ベース部材11は、フロア等の適当な箇所に固定されている。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アーム12aの先端部に設けられている。溶接トーチ14は、消耗電極15を母材Wの近傍の所定の位置に導くものである。図5に模式的に示すように、溶接トーチ14は、コンタクトチップ141と、ノズル142とを有する。コンタクトチップ141は、たとえばCuまたはCu合金製である。コンタクトチップ141には、消耗電極15を挿通するための貫通孔が設けられている。この貫通孔は、内面が消耗電極15に擦れ合う程度の寸法である。ノズル142は、たとえば、CuまたはCu合金製である。ノズル142は、適宜、水冷構造を有する。ノズル142には開口143が形成されている。ノズル142とコンタクトチップ141との間には、たとえばArなどのシールドガスSGが供給される。供給されたシールドガスSGは開口143から噴出する。このシールドガスSG内に消耗電極15が送給される。   The welding torch 14 is provided at the distal end portion of the arm 12 a provided on the most distal end side of the welding robot 1. The welding torch 14 guides the consumable electrode 15 to a predetermined position in the vicinity of the base material W. As schematically shown in FIG. 5, the welding torch 14 has a contact tip 141 and a nozzle 142. The contact chip 141 is made of, for example, Cu or Cu alloy. The contact chip 141 is provided with a through hole for inserting the consumable electrode 15. The through hole has a size such that the inner surface rubs against the consumable electrode 15. The nozzle 142 is made of, for example, Cu or a Cu alloy. The nozzle 142 has a water cooling structure as appropriate. An opening 143 is formed in the nozzle 142. A shield gas SG such as Ar is supplied between the nozzle 142 and the contact chip 141. The supplied shield gas SG is ejected from the opening 143. The consumable electrode 15 is fed into the shield gas SG.

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。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 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. 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.

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。送給装置16は、溶接トーチ14に対して、消耗電極15を送り出すためのものである。送給装置16は、送給モータ161(図1参照)と、プッシュ装置162(図6参照)とを有する。送給モータ161はプッシュ装置162を駆動する。プッシュ装置162は、送給モータ161を駆動源として、ワイヤリールWL(図6参照)に巻かれた消耗電極15を溶接トーチ14へと送り出す。   The feeding device 16 is provided in the upper part of the welding robot 1. The feeding device 16 is for feeding the consumable electrode 15 to the welding torch 14. The feeding device 16 includes a feeding motor 161 (see FIG. 1) and a push device 162 (see FIG. 6). The feed motor 161 drives the push device 162. The push device 162 feeds the consumable electrode 15 wound around the wire reel WL (see FIG. 6) to the welding torch 14 using the feed motor 161 as a drive source.

コンジットケーブル19は、消耗電極15を挿通し、且つ、消耗電極15を送給装置16から溶接トーチ14へと導くものである。図1によく表れているように、コンジットケーブル19は、送給装置16から溶接トーチ14に至るまでの中途部分において、湾曲した部位を有する。図5に模式的に示すように、コンジットケーブル19は、コイルライナ191と、被覆チューブ192とを有する。   The conduit cable 19 is used to insert the consumable electrode 15 and guide the consumable electrode 15 from the feeding device 16 to the welding torch 14. As clearly shown in FIG. 1, the conduit cable 19 has a curved portion in the middle portion from the feeding device 16 to the welding torch 14. As schematically shown in FIG. 5, the conduit cable 19 includes a coil liner 191 and a covering tube 192.

コイルライナ191は、たとえば金属線材をコイル状に形成したものである。コイルライナ191には、消耗電極15が挿通される。上述のようにコンジットケーブル19は湾曲した部位を有する。そのためこの湾曲した部位において、消耗電極15がコイルライナ191の内壁に擦れながら送給される。被覆チューブ192は、チューブ状を呈する。被覆チューブ192は、たとえば、塩素化ポリエチレン(CPE:chlorinated polyethylene)よりなる。被覆チューブ192はコイルライナ191を囲んでいる。上述のようにコンジットケーブル19は湾曲した部位を有するため、この湾曲した部位において、被覆チューブ192はコイルライナ191と擦れ合う。   The coil liner 191 is formed, for example, by forming a metal wire into a coil shape. The consumable electrode 15 is inserted through the coil liner 191. As described above, the conduit cable 19 has a curved portion. Therefore, the consumable electrode 15 is fed while being rubbed against the inner wall of the coil liner 191 at the curved portion. The covering tube 192 has a tube shape. The covering tube 192 is made of, for example, chlorinated polyethylene (CPE). The covering tube 192 surrounds the coil liner 191. Since the conduit cable 19 has a curved portion as described above, the covering tube 192 rubs against the coil liner 191 at the curved portion.

図1〜図3に示す経路長変化装置17は、送給経路長La(図6参照)を変化させるものである。送給経路長Laは、消耗電極15のうち、消耗電極15の軸線方向における、プッシュ装置162から溶接トーチ14に至るまでの長さのことを言う。本実施形態においては、経路長変化装置17は、モータ171と、偏芯シャフト172と、カム機構173と、ベアリング174a,174bと、マウント175と、ブッシュ176と、シャフト177とを有する。   The path length changing device 17 shown in FIGS. 1 to 3 changes the feeding path length La (see FIG. 6). The feed path length La refers to the length of the consumable electrode 15 from the push device 162 to the welding torch 14 in the axial direction of the consumable electrode 15. In the present embodiment, the path length changing device 17 includes a motor 171, an eccentric shaft 172, a cam mechanism 173, bearings 174 a and 174 b, a mount 175, a bush 176, and a shaft 177.

図2に示すように、モータ171は、溶接トーチ14に対し固定されている。すなわちモータ171は溶接トーチ14に対し相対移動しない。モータ171は、経路長変化装置17を駆動する。モータ171は、図3の左右方向に延びる軸を回転軸としている。モータ171には図示しないエンコーダが取り付けられている。偏芯シャフト172は、モータ171の回転軸に固定されている。偏芯シャフト172は、モータ171の回転軸に対して偏芯した位置にボルトが設けられている。カム機構173は、ドライブカムであり、カム機構173には2つの孔が形成されている(図4参照)。カム機構173は、これらの2つの孔の一方に設けられたベアリング174aを介して、偏芯シャフト172の上記ボルトに連結されている。マウント175は、上記2つの孔の他方に設けられたベアリング174bを介してカム機構173に連結されている。マウント175は、ブッシュ176を介して、シャフト177に連結されている。シャフト177は、モータ171の本体に対して固定されている。マウント175は、シャフト177に沿って、図2の上下方向に移動できる。図5に示すように、マウント175は、コンジットケーブル19のコイルライナ191に固定されている。   As shown in FIG. 2, the motor 171 is fixed to the welding torch 14. That is, the motor 171 does not move relative to the welding torch 14. The motor 171 drives the path length changing device 17. The motor 171 uses a shaft extending in the left-right direction in FIG. An encoder (not shown) is attached to the motor 171. The eccentric shaft 172 is fixed to the rotating shaft of the motor 171. The eccentric shaft 172 is provided with a bolt at a position eccentric with respect to the rotation axis of the motor 171. The cam mechanism 173 is a drive cam, and two holes are formed in the cam mechanism 173 (see FIG. 4). The cam mechanism 173 is connected to the bolt of the eccentric shaft 172 via a bearing 174a provided in one of these two holes. The mount 175 is connected to the cam mechanism 173 via a bearing 174b provided in the other of the two holes. The mount 175 is connected to the shaft 177 via the bush 176. The shaft 177 is fixed to the main body of the motor 171. The mount 175 can move in the vertical direction of FIG. 2 along the shaft 177. As shown in FIG. 5, the mount 175 is fixed to the coil liner 191 of the conduit cable 19.

モータ171が回転すると、偏芯シャフト172のボルトが偏芯回転する。すると、この偏芯回転に従って、図4に示すように、カム機構173が(K1)から(K4)まで一連の動作をする。そして図3に示すように、マウント175は、シャフト177に沿って往復運動をする。これにより、コンジットケーブル19(本実施形態においてはコイルライナ191)が溶接トーチ14に対し図5の上下に微小に往復運動をする。コイルライナ191の往復運動に伴い、コイルライナ191と擦れ合う消耗電極15が往復運動をする。コイルライナ191の往復運動によって、送給経路長Laが変化することとなる。なお、経路長変化装置17からは、モータ171の回転角θ(t)に関する回転角信号Sθが後述の電流制御回路32に送られる。カム機構173が図4の(K1)に示す状態である場合、回転角θ(t)=0(rad)である。カム機構173が同図(K2)に示す状態である場合、回転角θ(t)=π/2(rad)である。カム機構173が同図(K3)に示す状態である場合、回転角θ(t)=π(rad)である。カム機構173が同図(K4)に示す状態である場合、回転角θ(t)=3π/2(rad)である。   When the motor 171 rotates, the bolt of the eccentric shaft 172 rotates eccentrically. Then, according to the eccentric rotation, as shown in FIG. 4, the cam mechanism 173 performs a series of operations from (K1) to (K4). As shown in FIG. 3, the mount 175 reciprocates along the shaft 177. As a result, the conduit cable 19 (in this embodiment, the coil liner 191) reciprocates slightly up and down in FIG. As the coil liner 191 reciprocates, the consumable electrode 15 that rubs against the coil liner 191 reciprocates. The reciprocating motion of the coil liner 191 changes the feeding path length La. The path length changing device 17 sends a rotation angle signal Sθ relating to the rotation angle θ (t) of the motor 171 to a current control circuit 32 described later. When the cam mechanism 173 is in the state shown in FIG. 4 (K1), the rotation angle θ (t) = 0 (rad). When the cam mechanism 173 is in the state shown in FIG. 10K2, the rotation angle θ (t) = π / 2 (rad). When the cam mechanism 173 is in the state shown in the figure (K3), the rotation angle θ (t) = π (rad). When the cam mechanism 173 is in the state shown in FIG. 4K4, the rotation angle θ (t) = 3π / 2 (rad).

図7は、図1のアーク溶接システムA1におけるロボット制御装置2と電源装置3との詳細を示すブロック図である。   FIG. 7 is a block diagram showing details of the robot control device 2 and the power supply device 3 in the arc welding system A1 of FIG.

ロボット制御装置2は、動作制御回路21と、ティーチペンダント23とを含む。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。   The robot control device 2 includes an operation control circuit 21 and a teach pendant 23. The robot control device 2 is for controlling the operation of the welding robot 1.

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等に基づき、溶接ロボット1に対して動作制御信号Msを送る。溶接ロボット1は動作制御信号Msを受け、各モータ13を回転駆動させる。これにより、溶接トーチ14が、母材Wにおける所定の溶接開始位置に移動したり、母材Wの面内方向に沿って移動したりする。   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 sends an operation control signal Ms to the welding robot 1 based on the work program, the coordinate information from the encoder, the robot moving speed VR, and the like. The welding robot 1 receives the operation control signal Ms and rotates each motor 13. As a result, the welding torch 14 moves to a predetermined welding start position in the base material W or moves along the in-plane direction of the base material W.

動作制御回路21は、終了判断回路211を有する。終了判断回路211は、溶接を終了すべきと判断すると、溶接終了指示信号Wsを送る。溶接を終了すべきと終了判断回路211が判断するのは、たとえば、溶接トーチ14が母材Wの所定の終了位置に到達したことや、溶接開始から所定の時間が経過したことに基づく。もしくは、溶接を終了すべきと終了判断回路211が判断するのは、下記のティーチペンダント23に対しユーザから溶接を終了する旨の入力がされたことに基づいてもよい。   The operation control circuit 21 has an end determination circuit 211. When determining that the welding should be ended, the end determination circuit 211 sends a welding end instruction signal Ws. The reason why the end determination circuit 211 determines that welding should be ended is based on, for example, that the welding torch 14 has reached a predetermined end position of the base material W or that a predetermined time has elapsed since the start of welding. Alternatively, the determination by the end determination circuit 211 that welding should be ended may be based on the input from the user to end welding to the following teach pendant 23.

ティーチペンダント23は、動作制御回路21に接続されている。ティーチペンダント23は、各種動作をアーク溶接システムA1のユーザが設定するためのものである。   The teach pendant 23 is connected to the operation control circuit 21. The teach pendant 23 is for the user of the arc welding system A1 to set various operations.

電源装置3は、電源回路31と、電流制御回路32と、電圧制御回路33と、算出回路35と、送給制御回路36と、経路長制御回路37と、送給停止検知回路38と、電流値記憶部39と、を含む。電源装置3は、消耗電極15と母材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、消耗電極15の送給を行うための装置である。   The power supply device 3 includes a power supply circuit 31, a current control circuit 32, a voltage control circuit 33, a calculation circuit 35, a feed control circuit 36, a path length control circuit 37, a feed stop detection circuit 38, a current A value storage unit 39. The power supply device 3 is a device for applying the welding voltage Vw between the consumable electrode 15 and the base material W and causing the welding current Iw to flow, and for supplying the consumable electrode 15.

電源回路31は、電力発生回路MCと、電源特性切替回路SWと、電流誤差計算回路EIと、電圧誤差計算回路EVと、電流検出回路IDと、電圧検出回路VDとを有する。電源回路31は、消耗電極15と母材Wとの間に指示された値で溶接電圧Vwを印加し、また、消耗電極15から母材Wに指示された値で溶接電流Iwを流すためのものである。   The power supply circuit 31 includes a power generation circuit MC, a power supply characteristic switching circuit SW, a current error calculation circuit EI, a voltage error calculation circuit EV, a current detection circuit ID, and a voltage detection circuit VD. The power supply circuit 31 applies a welding voltage Vw with a value instructed between the consumable electrode 15 and the base material W, and allows a welding current Iw to flow with a value instructed from the consumable electrode 15 to the base material W. Is.

電力発生回路MCは、たとえば3相200V等の商用電源を入力として、後述の誤差信号Eaに従ってインバータ制御、サイリスタ位相制御等の出力制御を行い、溶接電圧Vwおよび溶接電流Iwを出力する。   The power generation circuit MC receives, for example, a commercial power supply such as a three-phase 200V as input, performs output control such as inverter control and thyristor phase control according to an error signal Ea described later, and outputs a welding voltage Vw and a welding current Iw.

電流検出回路IDは、消耗電極15と母材Wとの間に流れる溶接電流Iwの値を検出するためのものである。電流検出回路IDは、溶接電流Iwに対応する電流検出信号Idを送る。電流誤差計算回路EIは、実際に流れている溶接電流Iwの値と、設定された溶接電流の値との差ΔIwを計算するためのものである。具体的には、電流誤差計算回路EIは、電流検出信号Idと、設定された溶接電流の値に対応する後述の電流設定信号Irとを受け、差ΔIwに対応する電流誤差信号Eiを送る。なお、電流誤差計算回路EIは、電流誤差信号Eiとして、差ΔIwを増幅した値に対応するものを送ってもよい。   The current detection circuit ID is for detecting the value of the welding current Iw flowing between the consumable electrode 15 and the base material W. The current detection circuit ID sends a current detection signal Id corresponding to the welding current Iw. The current error calculation circuit EI is for calculating a difference ΔIw between the value of the welding current Iw that is actually flowing and the set value of the welding current. Specifically, the current error calculation circuit EI receives a current detection signal Id and a current setting signal Ir described later corresponding to the set welding current value, and sends a current error signal Ei corresponding to the difference ΔIw. The current error calculation circuit EI may send a current error signal Ei corresponding to a value obtained by amplifying the difference ΔIw.

電圧検出回路VDは、消耗電極15と母材Wとの間に印加される溶接電圧Vwの値を検出するためのものである。電圧検出回路VDは、溶接電圧Vwに対応する電圧検出信号Vdを送る。電圧誤差計算回路EVは、実際に印加されている溶接電圧Vwの値と、設定された溶接電圧の値との差ΔVwを計算するためのものである。具体的には、電圧誤差計算回路EVは、電圧検出信号Vdと、設定された溶接電圧の値に対応する後述の電圧設定信号Vrとを受け、差ΔVwに対応する電圧誤差信号Evを送る。なお、電圧誤差計算回路EVは、電圧誤差信号Evとして、差ΔVwを増幅した値に対応するものを送ってもよい。   The voltage detection circuit VD is for detecting the value of the welding voltage Vw applied between the consumable electrode 15 and the base material W. The voltage detection circuit VD sends a voltage detection signal Vd corresponding to the welding voltage Vw. The voltage error calculation circuit EV is for calculating a difference ΔVw between the value of the welding voltage Vw actually applied and the value of the set welding voltage. Specifically, the voltage error calculation circuit EV receives a voltage detection signal Vd and a voltage setting signal Vr described later corresponding to the set welding voltage value, and sends a voltage error signal Ev corresponding to the difference ΔVw. The voltage error calculation circuit EV may send a voltage error signal Ev corresponding to a value obtained by amplifying the difference ΔVw.

電源特性切替回路SWは、電源回路31の電源特性(定電流特性もしくは定電圧特性)を切り替えるものである。電源回路31の電源特性が定電流特性である場合には、溶接電流Iwの値が設定された値となるように、電源回路31において出力が制御される。一方、電源回路31の電源特性が定電圧特性である場合には、電源回路31は溶接電圧Vwの値が設定された値となるように、電源回路31において出力が制御される。より具体的には、電源特性切替回路SWは、後述の電源特性切替信号Swと、電流誤差信号Eiと、電圧誤差信号Evとを受ける。電源特性切替回路SWの受ける電源特性切替信号SwがHighレベルである場合には、電源特性切替回路SWにおけるスイッチは、図7のa側に接続される。この場合、電源回路31の電源特性は定電圧特性であり、電源特性切替回路SWは、電圧誤差信号Evを誤差信号Eaとして電力発生回路MCに送る。このとき、電力発生回路MCは、溶接電圧Vwの値が設定された値となる(すなわち上述の差ΔVwがゼロとなる)ような制御を行う。一方、電源特性切替回路SWの受けた電源特性切替信号SwがLowレベルである場合には、電源特性切替回路SWにおけるスイッチは、図7のb側に接続される。この場合、電源回路31の電源特性は定電流特性であり、電源特性切替回路SWは、電流誤差信号Eiを誤差信号Eaとして電力発生回路MCに送る。このとき、電力発生回路MCは、溶接電流Iwの値が設定された値となる(すなわち上述の差ΔIwがゼロとなる)ような制御を行う。   The power supply characteristic switching circuit SW switches the power supply characteristic (constant current characteristic or constant voltage characteristic) of the power supply circuit 31. When the power supply characteristic of the power supply circuit 31 is a constant current characteristic, the output is controlled in the power supply circuit 31 so that the value of the welding current Iw becomes a set value. On the other hand, when the power supply characteristic of the power supply circuit 31 is a constant voltage characteristic, the output of the power supply circuit 31 is controlled so that the value of the welding voltage Vw becomes a set value. More specifically, the power supply characteristic switching circuit SW receives a power supply characteristic switching signal Sw described later, a current error signal Ei, and a voltage error signal Ev. When the power supply characteristic switching signal Sw received by the power supply characteristic switching circuit SW is at a high level, the switch in the power supply characteristic switching circuit SW is connected to the a side in FIG. In this case, the power supply characteristic of the power supply circuit 31 is a constant voltage characteristic, and the power supply characteristic switching circuit SW sends the voltage error signal Ev to the power generation circuit MC as the error signal Ea. At this time, the power generation circuit MC performs control such that the value of the welding voltage Vw becomes a set value (that is, the above difference ΔVw becomes zero). On the other hand, when the power supply characteristic switching signal Sw received by the power supply characteristic switching circuit SW is at the low level, the switch in the power supply characteristic switching circuit SW is connected to the b side in FIG. In this case, the power supply characteristic of the power supply circuit 31 is a constant current characteristic, and the power supply characteristic switching circuit SW sends the current error signal Ei to the power generation circuit MC as the error signal Ea. At this time, the power generation circuit MC performs control such that the value of the welding current Iw becomes a set value (that is, the above-described difference ΔIw becomes zero).

電流値記憶部39は、スパッタ抑制電流値ir1の値を記憶する。スパッタ抑制電流値ir1は、たとえばティーチペンダント23から入力され動作制御回路21を経由して、電流値記憶部39に記憶される。   The current value storage unit 39 stores the value of the sputtering suppression current value ir1. The sputtering suppression current value ir1 is input from the teach pendant 23, for example, and stored in the current value storage unit 39 via the operation control circuit 21.

電流制御回路32は、消耗電極15と母材Wとの間に流れる溶接電流Iwの値を設定するためのものである。電流制御回路32は、電流値記憶部39に記憶された、スパッタ抑制電流値ir1に基づき、溶接電流Iwの値を指示するための電流設定信号Irを生成する。そして電流制御回路32は、生成した電流設定信号Irを電源回路31に送る。   The current control circuit 32 is for setting the value of the welding current Iw flowing between the consumable electrode 15 and the base material W. The current control circuit 32 generates a current setting signal Ir for indicating the value of the welding current Iw based on the sputtering suppression current value ir1 stored in the current value storage unit 39. Then, the current control circuit 32 sends the generated current setting signal Ir to the power supply circuit 31.

電圧制御回路33は、消耗電極15と母材Wとの間に印加する溶接電圧Vwの値を設定するためのものである。電圧制御回路33は、図示しない記憶部に記憶された設定電圧値に基づき、溶接電圧Vwの値を指示するための電圧設定信号Vrを電源回路31に送る。   The voltage control circuit 33 is for setting the value of the welding voltage Vw applied between the consumable electrode 15 and the base material W. The voltage control circuit 33 sends a voltage setting signal Vr for instructing the value of the welding voltage Vw to the power supply circuit 31 based on the setting voltage value stored in a storage unit (not shown).

算出回路35は、溶接電流Iwの値を降下させる降下時刻td1(図8参照)を算出する。算出回路35は、アーク状態検出回路351と、計算回路352と、設定時間記憶部353と、を含む。   The calculation circuit 35 calculates a descent time td1 (see FIG. 8) at which the value of the welding current Iw is lowered. The calculation circuit 35 includes an arc state detection circuit 351, a calculation circuit 352, and a set time storage unit 353.

設定時間記憶部353は、設定時間Tbの値を記憶する。設定時間Tbの値は、たとえばティーチペンダント23から入力され動作制御回路21を経由して、設定時間記憶部353に記憶される。   The set time storage unit 353 stores the value of the set time Tb. The value of the set time Tb is input from the teach pendant 23, for example, and stored in the set time storage unit 353 via the operation control circuit 21.

アーク状態検出回路351は、消耗電極15と母材Wとの間のアークa1が発生しているか消滅しているかを検出する。本実施形態においては、アーク状態検出回路351は、電圧検出信号Vdを受ける。アーク状態検出回路351は、溶接電圧Vwの値に基づき、アークa1の発生の有無を判断する。アーク状態検出回路351は、溶接電圧Vwがあるしきい値を下回っているときは、アークa1が消滅していると判断する。またアーク状態検出回路351は、溶接電圧Vwが当該しきい値を上回っているときは、アークa1が発生していると判断する。   The arc state detection circuit 351 detects whether the arc a1 between the consumable electrode 15 and the base material W is generated or disappears. In the present embodiment, the arc state detection circuit 351 receives the voltage detection signal Vd. The arc state detection circuit 351 determines whether or not the arc a1 is generated based on the value of the welding voltage Vw. The arc state detection circuit 351 determines that the arc a1 is extinguished when the welding voltage Vw is below a certain threshold value. The arc state detection circuit 351 determines that the arc a1 is generated when the welding voltage Vw exceeds the threshold value.

アーク状態検出回路351は、アーク状態変化Ch1(図8参照)を検出すると、アーク状態変化検出信号As1を計算回路352に送る。アーク状態変化Ch1とは、消耗電極15および母材Wの短絡が発生すること、および、上記短絡が解消し消耗電極15および母材Wの間にアークa1が発生すること、のいずれか一方である。本実施形態において、アーク状態変化Ch1は、短絡が解消し消耗電極15および母材Wの間にアークa1が発生することである。   When the arc state detection circuit 351 detects the arc state change Ch1 (see FIG. 8), the arc state change detection signal As1 is sent to the calculation circuit 352. The arc state change Ch1 is one of the occurrence of a short circuit between the consumable electrode 15 and the base material W and the occurrence of an arc a1 between the consumable electrode 15 and the base material W when the short circuit is eliminated. is there. In the present embodiment, the arc state change Ch1 is that the short circuit is eliminated and the arc a1 is generated between the consumable electrode 15 and the base material W.

計算回路352は、アーク状態変化検出信号As1と、回転角信号Sθと、溶接終了指示信号Wsと、を受ける。計算回路352は、上述の降下時刻td1を求める。本実施形態においては、計算回路352は、アーク状態変化検出信号As1と、回転角信号Sθと、設定時間記憶部353に記憶された設定時間Tbと、に基づき、降下時刻td1を求める。計算回路352による降下時刻td1を求める工程については、後述する。計算回路352は、降下時刻td1に至ると、電源回路31(具体的には、電源特性切替回路SW)に送っている電源特性切替信号Swを、HighレベルからLowレベルに切り替える。これにより、電源回路31の電源特性が定電圧特性から定電流特性に切り替わる。   Calculation circuit 352 receives arc state change detection signal As1, rotation angle signal Sθ, and welding end instruction signal Ws. The calculation circuit 352 obtains the above descent time td1. In the present embodiment, the calculation circuit 352 calculates the descent time td1 based on the arc state change detection signal As1, the rotation angle signal Sθ, and the set time Tb stored in the set time storage unit 353. The step of calculating the descent time td1 by the calculation circuit 352 will be described later. When reaching the descent time td1, the calculation circuit 352 switches the power supply characteristic switching signal Sw sent to the power supply circuit 31 (specifically, the power supply characteristic switching circuit SW) from the High level to the Low level. Thereby, the power supply characteristic of the power supply circuit 31 is switched from the constant voltage characteristic to the constant current characteristic.

送給制御回路36は、送給装置16が消耗電極15を送り出す速度(送給速度Vf)を制御するためのものである。送給制御回路36は、送給速度Vfを指示するための送給速度制御信号Fcを送給装置16に送る。   The feed control circuit 36 is for controlling the speed (feed speed Vf) at which the feed device 16 sends out the consumable electrode 15. The feeding control circuit 36 sends a feeding speed control signal Fc for instructing the feeding speed Vf to the feeding device 16.

経路長制御回路37は、上述の送給経路長Laの値を制御するためのものである。本実施形態においては、経路長制御回路37は、回転速度信号Wcを経路長変化装置17に送る。回転速度信号Wcは、経路長変化装置17におけるモータ171の回転速度dθ(t)/dtを指示するものである。   The path length control circuit 37 is for controlling the value of the above-described feeding path length La. In the present embodiment, the path length control circuit 37 sends the rotation speed signal Wc to the path length changing device 17. The rotation speed signal Wc indicates the rotation speed dθ (t) / dt of the motor 171 in the path length changing device 17.

送給停止検知回路38は、送給装置16による消耗電極15の送給が停止したことを検知すると、送給停止検知信号Sstを生成する。送給停止検知回路38は、生成した送給停止検知信号Sstを、経路長制御回路37に送る。   The feed stop detection circuit 38 generates a feed stop detection signal Sst when detecting that the feed of the consumable electrode 15 by the feeding device 16 is stopped. The feed stop detection circuit 38 sends the generated feed stop detection signal Sst to the path length control circuit 37.

[アーク溶接システムA1を用いたアーク溶接方法について]
次に、図8、図9をさらに用いて、アーク溶接システムA1を用いたアーク溶接方法について説明する。図8は、本実施形態のアーク溶接方法の定常溶接状態における、各信号等を示すタイミングチャートである。
[Arc welding method using arc welding system A1]
Next, an arc welding method using the arc welding system A1 will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a timing chart showing each signal and the like in the steady welding state of the arc welding method of the present embodiment.

図8(a)はモータ171の回転角θ(t)、(b)は送給経路長Laの変化量V1(t)、(c)は溶接トーチ14に囲まれた部位(図5のRa)の消耗電極15の溶接トーチ14から母材Wへ向かう母材Wに対する相対的な速度V2(t)、(d)は溶接電圧Vw、(e)は電流設定信号Ir、(f)は溶接電流Iw、(g)は電源特性切替信号Sw、の変化状態をそれぞれ示す。なお、変化量V1(t)、速度V2(t)、および送給速度Vfなどは、溶接トーチ14から母材Wへ向かう方向を正とする。なお、速度V2(t)は、消耗電極15のうち溶接トーチ14の先端における部位の速度と同一である。   8A shows the rotation angle θ (t) of the motor 171, FIG. 8B shows the amount of change V1 (t) of the feed path length La, and FIG. 8C shows the part surrounded by the welding torch 14 (Ra in FIG. 5). ) Of the consumable electrode 15 relative to the base material W from the welding torch 14 to the base material W, (d) is the welding voltage Vw, (e) is the current setting signal Ir, and (f) is the welding. Currents Iw and (g) indicate the change state of the power supply characteristic switching signal Sw. Note that the amount of change V1 (t), speed V2 (t), feed speed Vf, and the like is positive in the direction from the welding torch 14 toward the base material W. The speed V2 (t) is the same as the speed of the portion of the consumable electrode 15 at the tip of the welding torch 14.

本実施形態の定常溶接状態では、経路長制御回路37は、モータ171の回転速度dθ(t)/dtを一定の値2π/TWに指示する回転速度信号Wcを、経路長変化装置17に送る(TWはたとえば、10〜20msである)。これにより、モータ171は、値2π/TWの回転速度dθ(t)/dtで回転する。そして、図8(a)に示すモータ171の回転角θ(t)は、下記(1)式により表わされる。

θ(t)=(2π/Tw)・(t−(n−1)Tw
((n−1)Tw≦t<nTw) (nは整数) ・・・・(1)
In the steady welding state of the present embodiment, the path length control circuit 37 sends a rotation speed signal Wc for instructing the rotation speed dθ (t) / dt of the motor 171 to a constant value 2π / T W to the path length changing device 17. Send (T W is, for example, 10 to 20 ms). Thus, the motor 171 is rotated at a rotational speed dθ (t) / dt value 2π / T W. The rotation angle θ (t) of the motor 171 shown in FIG. 8A is represented by the following equation (1).

θ (t) = (2π / T w ) · (t− (n−1) T w )
((N−1) T w ≦ t <nT w ) (n is an integer) (1)

図8(a)に示すように、モータ171が回転すると、図8(b)に示すように、送給経路長Laの変化量V1(t)が変化する。変化量V1(t)は、下記(2)式により表わされる。

V1(t)=Va・cos(θ(t))・・・・(2)

(2)式においてVaは振幅であり、一定の値である。このように、変化量V1(t)は周期的に変化する。
As shown in FIG. 8A, when the motor 171 rotates, the change amount V1 (t) of the feed path length La changes as shown in FIG. 8B. The change amount V1 (t) is expressed by the following equation (2).

V1 (t) = Va · cos (θ (t)) (2)

In the equation (2), Va is an amplitude and is a constant value. Thus, the change amount V1 (t) changes periodically.

一方、本実施形態の定常溶接状態では、送給制御回路36が、送給速度Vfを指示するための送給速度制御信号Fcを送給装置16に送っている。そのため、消耗電極15は、送給装置16からは送給速度Vfで溶接トーチ14に向かって送り出されている。よって、図8(c)に示すように、溶接トーチ14に囲まれた部位(図5のRa)の速度V2(t)は、上述の変化量V1(t)と送給速度Vfとを加算したものとなる。すなわち、速度V2(t)は、下記(3)式により表わされる。

V2(t)=Vf+Va・cos(θ(t))・・・・(3)
On the other hand, in the steady welding state of the present embodiment, the feed control circuit 36 sends a feed speed control signal Fc for instructing the feed speed Vf to the feed device 16. For this reason, the consumable electrode 15 is fed from the feeding device 16 toward the welding torch 14 at a feeding speed Vf. Therefore, as shown in FIG. 8C, the speed V2 (t) of the portion surrounded by the welding torch 14 (Ra in FIG. 5) is obtained by adding the above-described change amount V1 (t) and the feeding speed Vf. Will be. That is, the speed V2 (t) is expressed by the following equation (3).

V2 (t) = Vf + Va · cos (θ (t)) (3)

図8(c)に示すように、本実施形態の定常溶接状態では、消耗電極15が、速度V2(t)が単位期間TWを一周期とする周期関数となるように、送給される。実際、(1)式および(3)式によると、V2(t+Tw)=V2(t)の関係が満たされている。単位期間Twは定数である。単位期間Twは、速度V2(t)が正の値である前進送給期間TW1と、速度V2(t)が負の値である後退送給期間TW2とからなる。前進送給期間TW1においては、速度V2(t)が正の値であるから、消耗電極15は溶接トーチ14から送り出されている状態(前進送給されている状態)にある。一方、後退送給期間TW2においては、速度V2(t)が負の値であるから、消耗電極15は溶接トーチ14から引き上げられている状態(後退送給されている状態)にある。 As shown in FIG. 8 (c), the steady welding state in this embodiment, the consumable electrode 15, so that the speed V2 (t) is a periodic function of the one period of the unit period T W, fed . Actually, according to the equations (1) and (3), the relationship of V2 (t + T w ) = V2 (t) is satisfied. The unit period Tw is a constant. The unit period Tw is composed of a forward feed period T W1 in which the speed V2 (t) is a positive value and a reverse feed period T W2 in which the speed V2 (t) is a negative value. In the forward feeding period T W 1, the speed V2 (t) is a positive value, so the consumable electrode 15 is in a state of being fed from the welding torch 14 (a state of being fed forward). On the other hand, in the reverse feed period T W 2, the speed V2 (t) is a negative value, so the consumable electrode 15 is in a state of being pulled up from the welding torch 14 (in a reverse feed state).

以上のように、本実施形態の定常溶接状態では、溶接電流Iwや溶接電圧Vwの値の変化に依らず、速度V2(t)が一定の周期の周期関数となるように消耗電極15が送給される。そして、このように消耗電極15を送給した状態で、消耗電極15と母材Wとが短絡している短絡期間Tsと、消耗電極15と母材Wとの間にアークa1が発生しているアーク発生期間Taとを繰り返す。各前進送給期間TW1のある時点で、消耗電極15を母材Wに短絡させる。これにより、短絡期間Tsが開始する。また、各後退送給期間TW2のある時点で、消耗電極15を母材Wから離間させ、消耗電極15と母材Wとの短絡状態を開放する。これにより、アーク発生期間Taが開始する。以下、溶接開始時からの工程について具体的に説明する。 As described above, in the steady welding state of the present embodiment, the consumable electrode 15 is fed so that the speed V2 (t) becomes a periodic function of a constant period regardless of changes in the values of the welding current Iw and the welding voltage Vw. Be paid. Then, in a state where the consumable electrode 15 is fed in this way, an arc a1 is generated between the consumable electrode 15 and the base material W and a short circuit period Ts in which the consumable electrode 15 and the base material W are short-circuited. The arc generation period Ta is repeated. At some point in each forward feed period T W 1, the consumable electrode 15 is short-circuited to the base material W. Thereby, the short circuit period Ts starts. Further, at a certain point in each backward feeding period T W 2, the consumable electrode 15 is separated from the base material W, and the short-circuit state between the consumable electrode 15 and the base material W is released. Thereby, the arc generation period Ta starts. Hereinafter, the process from the start of welding will be specifically described.

まず、溶接開始時において、溶接トーチ14と母材Wとがある程度離間した状態で、溶接を開始するための溶接開始信号St(図示略)がティーチペンダント23に入力される。入力された溶接開始信号Stが、ティーチペンダント23から動作制御回路21を経由して、算出回路35と、経路長制御回路37と、送給制御回路36と、に送られる。すると、送給制御回路36は送給速度制御信号Fcを送給装置16に送り、また、経路長制御回路37は経路長変化装置17に回転速度信号Wcを送り、消耗電極15が図8(c)に示す速度V2(t)で送給される。次に、溶接トーチ14を母材Wに接近させてゆき、短絡期間Tsとアーク発生期間Taとが繰り返し発生する定常溶接状態に移行させる。定常溶接状態においては、溶接トーチ14は、母材Wとの距離を一定に保ちつつ、母材Wの面内方向における溶接進行方向に沿って、ロボット移動速度VRで移動している。   First, at the start of welding, a welding start signal St (not shown) for starting welding is input to the teach pendant 23 with the welding torch 14 and the base material W separated to some extent. The input welding start signal St is sent from the teach pendant 23 to the calculation circuit 35, the path length control circuit 37, and the feed control circuit 36 via the operation control circuit 21. Then, the feeding control circuit 36 sends a feeding speed control signal Fc to the feeding device 16, the path length control circuit 37 sends a rotation speed signal Wc to the path length changing device 17, and the consumable electrode 15 is shown in FIG. It is fed at a speed V2 (t) shown in c). Next, the welding torch 14 is moved closer to the base material W to shift to a steady welding state in which the short circuit period Ts and the arc generation period Ta are repeatedly generated. In the steady welding state, the welding torch 14 moves at the robot moving speed VR along the welding progress direction in the in-plane direction of the base material W while keeping the distance from the base material W constant.

(1)アーク発生期間Ta(時刻t0〜時刻t3)
アーク発生期間Taは、アークa1を発生させ母材Wを加熱するための期間である。図8(g)に示すように、アーク発生期間Taのほぼ全期間(時刻t1〜時刻t3)において、電源特性切替信号SwはHighレベルとなっている。そのため、時刻t1〜時刻t3において、電源回路31の電源特性は定電圧特性となっている。また、同図(c)に示すように、時刻t2において、消耗電極15が後退送給される状態から前進送給される状態に変化する。
(1) Arc generation period Ta (time t0 to time t3)
The arc generation period Ta is a period for generating the arc a1 and heating the base material W. As shown in FIG. 8G, the power supply characteristic switching signal Sw is at a high level in almost the entire arc generation period Ta (time t1 to time t3). Therefore, from time t1 to time t3, the power supply characteristic of the power supply circuit 31 is a constant voltage characteristic. Further, as shown in FIG. 10C, at time t2, the state is changed from the state where the consumable electrode 15 is fed backward to the state where it is fed forward.

(2)短絡期間Ts(時刻t3〜時刻t5)
<時刻t3〜降下時刻td1>
短絡期間Tsは、消耗電極15の先端を母材Wに接触させ消耗電極15の一部を母材Wに移行させるための期間である。消耗電極15が前進送給されることにより、時刻t3において、消耗電極15と母材Wとが接触し消耗電極15と母材Wとが短絡する。消耗電極15と母材Wとが短絡すると、図8(d)に示すように、時刻t3において、溶接電圧Vwの値が急激に低下する。時刻t3〜降下時刻td1において、ジュール熱により消耗電極15が溶融し、消耗電極15と母材Wとの接触面積が徐々に大きくなる。これにより、消耗電極15から母材Wに流れる溶接電流Iwに対する抵抗値が小さくなり、図8(f)に示すように、溶接電流Iwの値が徐々に上昇する。図8(c)に示すように、時刻t3〜降下時刻td1においては、消耗電極15は前進送給されている。しかし、時刻t3〜降下時刻td1においては、消耗電極15は、上述のように溶融し軟化しているため座屈しにくくなっている。
(2) Short-circuit period Ts (time t3 to time t5)
<Time t3—Descent time td1>
The short-circuit period Ts is a period for bringing the tip of the consumable electrode 15 into contact with the base material W and transferring a part of the consumable electrode 15 to the base material W. When the consumable electrode 15 is fed forward, the consumable electrode 15 and the base material W come into contact with each other and the consumable electrode 15 and the base material W are short-circuited at time t3. When the consumable electrode 15 and the base material W are short-circuited, as shown in FIG. 8D, the value of the welding voltage Vw rapidly decreases at time t3. From time t3 to descent time td1, the consumable electrode 15 is melted by Joule heat, and the contact area between the consumable electrode 15 and the base material W gradually increases. As a result, the resistance value with respect to the welding current Iw flowing from the consumable electrode 15 to the base material W becomes small, and the value of the welding current Iw gradually increases as shown in FIG. As shown in FIG. 8C, the consumable electrode 15 is fed forward from time t3 to descent time td1. However, from time t3 to descent time td1, the consumable electrode 15 is less likely to buckle because it is melted and softened as described above.

<降下時刻td1〜時刻t5>
図8(g)に示すように、算出回路35の計算回路352は、降下時刻td1において、電源特性切替信号SwをHighレベルからLowレベルに変化させる。これにより、電源回路31の電源特性が定電流特性に変化する。一方、同図(e)に示すように、電流制御回路32は、溶接電流Iwを比較的小さなスパッタ抑制電流値ir1で通電させるための電流設定信号Irを電源回路31(本実施形態においては、電流誤差計算回路EI)に送っている。そのため、同図(f)に示すように、降下時刻td1に至ると、溶接電流Iwの値がスパッタ抑制電流値ir1まで降下し、溶接電流Iwとしてスパッタ抑制電流Iw1が流れる。なお、降下時刻td1の決定方法は後述する。そして、同図(c)に示すように、時刻t4において、消耗電極15が前進送給される状態から後退送給される状態に変化する。
<Descent time td1 to time t5>
As shown in FIG. 8G, the calculation circuit 352 of the calculation circuit 35 changes the power supply characteristic switching signal Sw from High level to Low level at the drop time td1. Thereby, the power supply characteristic of the power supply circuit 31 changes to a constant current characteristic. On the other hand, as shown in FIG. 5E, the current control circuit 32 generates a current setting signal Ir for energizing the welding current Iw with a relatively small sputtering suppression current value ir1 in the power supply circuit 31 (in this embodiment, Current error calculation circuit EI). Therefore, as shown in FIG. 6F, when the descent time td1 is reached, the value of the welding current Iw drops to the spatter suppression current value ir1, and the sputter suppression current Iw1 flows as the welding current Iw. A method for determining the descent time td1 will be described later. Then, as shown in FIG. 3C, at time t4, the state where the consumable electrode 15 is fed forward is changed to the state where it is fed backward.

(3)アーク発生期間Ta(時刻t5〜)
時刻t5において、消耗電極15と母材Wとが離間し、アークa1が発生する。すなわち、上述のアーク状態変化Ch1(短絡が解消し消耗電極15および母材Wの間にアークa1が発生すること)が生じる。時刻t5、すなわちアーク状態変化Ch1が生じた時刻において、スパッタ抑制電流Iw1の通電は継続している。スパッタ抑制電流Iw1の電流値は、比較的小さいスパッタ抑制電流値ir1であるから、アークa1の発生時に生じうるスパッタの発生を抑制できる。消耗電極15と母材Wとの短絡が解消すると、図8(d)に示すように、時刻t5において、溶接電圧Vwの値が急激に上昇する。この溶接電圧Vwの値の上昇に基づき、アーク状態検出回路351は、アーク状態変化Ch1を検出し、アーク状態変化検出信号As1を計算回路352に送る。計算回路352は、アーク状態変化検出信号As1を受けた後の時刻tu1において、電源特性切替信号SwをLowレベルからHighレベルに変化させる。これにより、電源回路31の電源特性が定電圧特性に変化する。そして、同図(f)に示すように、溶接電流Iwの値が母材Wを熱するのに十分な値にまで上昇し、上述と同様の工程が再び行われる。
(3) Arc generation period Ta (time t5)
At time t5, the consumable electrode 15 and the base material W are separated from each other, and an arc a1 is generated. That is, the arc state change Ch1 described above (the short circuit is eliminated and the arc a1 is generated between the consumable electrode 15 and the base material W) occurs. At the time t5, that is, the time when the arc state change Ch1 occurs, the energization of the sputtering suppression current Iw1 is continued. Since the current value of the sputter suppression current Iw1 is a relatively small sputter suppression current value ir1, the occurrence of spatter that may occur when the arc a1 is generated can be suppressed. When the short circuit between the consumable electrode 15 and the base material W is eliminated, as shown in FIG. 8D, the value of the welding voltage Vw rapidly increases at time t5. Based on the increase in the value of the welding voltage Vw, the arc state detection circuit 351 detects the arc state change Ch1 and sends an arc state change detection signal As1 to the calculation circuit 352. The calculation circuit 352 changes the power supply characteristic switching signal Sw from the Low level to the High level at time tu1 after receiving the arc state change detection signal As1. Thereby, the power supply characteristic of the power supply circuit 31 changes to a constant voltage characteristic. Then, as shown in FIG. 5F, the value of the welding current Iw rises to a value sufficient to heat the base material W, and the same process as described above is performed again.

降下時刻td1は、算出回路35における計算回路352において求められる。降下時刻td1の決定方法の一例は次のとおりである。   The descending time td1 is obtained by the calculation circuit 352 in the calculation circuit 35. An example of a method for determining the descent time td1 is as follows.

まず、計算回路352は、アーク状態変化Ch1が生じた変化時刻(本実施形態では時刻t0)に関する変化時情報に基づき、時刻t0の後における、アーク状態変化Ch1が生じる予測時刻(本実施形態では時刻t5)に関する予測情報を求める。変化時情報は、たとえば、アーク状態変化Ch1が生じた時刻t0や、時刻t0における回転角θ(t)や、時刻t0における変化量V1(t)や、時刻t0における速度V2(t)の値などである。本実施形態においては、変化時情報は時刻t0における回転角θ(t)である。同様に、予測情報は、たとえば、アーク状態変化Ch1が生じる時刻t5や、時刻t5における回転角θ(t)や、時刻t5における変化量V1(t)や、時刻t5における速度V2(t)の値などである。本実施形態においては、予測情報は時刻t5における回転角θ(t)である。すなわち、計算回路352は、時刻t0において短絡が解消しアークa1が生じると、アーク状態変化検出信号As1をアーク状態検出回路351から受ける。すると、計算回路352は、経路長変化装置17から送られている回転角信号Sθに基づき、変化時情報たる、時刻t0における回転角θ(t)がθ3であると認識する。本実施形態では、速度V2(t)が周期的に変化する。そのため、計算回路352は、再びアーク状態変化Ch1が生じる時刻における回転角θ(t)(予測情報)がθ3であると予測する。   First, the calculation circuit 352, based on the change time information regarding the change time (in this embodiment, time t0) when the arc state change Ch1 occurs, the predicted time (in this embodiment) that the arc state change Ch1 occurs after the time t0. Predictive information regarding time t5) is obtained. The change time information includes, for example, values of the time t0 when the arc state change Ch1 occurs, the rotation angle θ (t) at the time t0, the change amount V1 (t) at the time t0, and the speed V2 (t) at the time t0. Etc. In the present embodiment, the change time information is the rotation angle θ (t) at time t0. Similarly, the prediction information includes, for example, the time t5 when the arc state change Ch1 occurs, the rotation angle θ (t) at the time t5, the change amount V1 (t) at the time t5, and the speed V2 (t) at the time t5. Such as value. In the present embodiment, the prediction information is the rotation angle θ (t) at time t5. That is, calculation circuit 352 receives arc state change detection signal As1 from arc state detection circuit 351 when the short circuit is eliminated and arc a1 is generated at time t0. Then, based on the rotation angle signal Sθ sent from the path length changing device 17, the calculation circuit 352 recognizes that the rotation angle θ (t) at time t0, which is information at the time of change, is θ3. In the present embodiment, the speed V2 (t) changes periodically. Therefore, the calculation circuit 352 predicts that the rotation angle θ (t) (prediction information) at the time when the arc state change Ch1 occurs again is θ3.

次に、計算回路352は、予測情報たる回転角θ(t)がθ3であると予測したことに基づき、時刻t0の後における、アーク状態変化Ch1が生じる時刻が時刻t5であると予測する。そして、計算回路352は、時刻t5より設定時間Tb前の時刻を、降下時刻td1として決定する。設定時間Tbは、たとえば、100〜500μsである。   Next, the calculation circuit 352 predicts that the time when the arc state change Ch1 occurs after the time t0 is the time t5 based on the prediction that the rotation angle θ (t) as the prediction information is θ3. Then, the calculation circuit 352 determines the time before the set time Tb from the time t5 as the descent time td1. The set time Tb is, for example, 100 to 500 μs.

次に、図9をさらに用いて、アーク溶接システムA1を用いたアーク溶接方法の終了方法について説明する。図9は、本実施形態のアーク溶接方法の溶接終了時における、各信号等を示すタイミングチャートである。図9の時間のスケールは、図8の時間のスケールよりも小さい。同図(a)〜(g)は、図8(a)〜(g)における信号とそれぞれ同一である。図9(h)は、溶接終了指示信号Wsの変化状態を示し、同図(i)は、送給経路長Laの周波数Ffの変化状態を示す。送給経路長Laの周波数Ffは、上述の回転角θ(t)を用いると、(dθ(t)/dt)/2πとして表される。   Next, the end method of the arc welding method using arc welding system A1 is demonstrated further using FIG. FIG. 9 is a timing chart showing signals and the like at the end of welding in the arc welding method of the present embodiment. The time scale of FIG. 9 is smaller than the time scale of FIG. FIGS. 8A to 8G are the same as the signals in FIGS. 8A to 8G, respectively. FIG. 9 (h) shows a change state of the welding end instruction signal Ws, and FIG. 9 (i) shows a change state of the frequency Ff of the feed path length La. The frequency Ff of the feed path length La is expressed as (dθ (t) / dt) / 2π using the rotation angle θ (t) described above.

時刻t21において、終了判断回路211が、溶接を終了すべきと判断し、図9(h)に示すように、溶接終了指示信号Wsを生成する。溶接終了指示信号Wsが生成された後の時刻t21〜時刻t5のいずれかの時点において、溶接トーチ14の溶接進行方向に向かう移動が停止する。溶接終了指示信号Wsは、算出回路35における計算回路352と、送給制御回路36と、経路長制御回路37とに送られる。送給制御回路36は、溶接終了指示信号Wsを受けると、送給装置16の駆動を停止するための信号(送給速度Vfを0とするための送給速度制御信号Fc、本発明の送給停止指示信号)を、送給装置16に送る。これにより、図9(c)に示すように、消耗電極15の送給速度Vfが、徐々に減少してゆく。そして、時刻t22において、消耗電極15の送給が停止する。なお、送給装置16が駆動を停止するための信号を受けた時刻t21に送給装置16による消耗電極15の送給が即座に停止しておらず、時刻t21よりも少し後の時刻t22に消耗電極15の送給が停止しているのは、送給モータ161が慣性によって、時刻t21からしばらくの間、回転し続けるからである。時刻t21から、送給装置16による消耗電極15の送給が停止する時刻t22までの時間は、送給モータ161の性能に依存し、本実施形態では、50〜100msec程度である。   At time t21, the end determination circuit 211 determines that welding should be ended, and generates a welding end instruction signal Ws as shown in FIG. 9 (h). At any time from time t21 to time t5 after generation of the welding end instruction signal Ws, the movement of the welding torch 14 in the welding progress direction stops. The welding end instruction signal Ws is sent to the calculation circuit 352 in the calculation circuit 35, the feed control circuit 36, and the path length control circuit 37. When the feed control circuit 36 receives the welding end instruction signal Ws, the feed control circuit 36 stops the driving of the feed device 16 (a feed speed control signal Fc for setting the feed speed Vf to 0, the feed speed of the present invention). A feed stop instruction signal) is sent to the feeding device 16. Thereby, as shown in FIG.9 (c), the feed speed Vf of the consumable electrode 15 reduces gradually. At time t22, the supply of the consumable electrode 15 is stopped. In addition, at time t21 when the feeding device 16 receives a signal for stopping driving, feeding of the consumable electrode 15 by the feeding device 16 does not stop immediately, and at time t22 slightly after time t21. The supply of the consumable electrode 15 is stopped because the feed motor 161 continues to rotate for a while from time t21 due to inertia. The time from time t21 to time t22 when the feeding of the consumable electrode 15 by the feeding device 16 stops depends on the performance of the feeding motor 161, and is about 50 to 100 msec in this embodiment.

時刻t21において、経路長制御回路37は、溶接終了指示信号Wsを受けると、モータ171の回転速度dθ(t)/dtを減少させるための回転速度信号Wcを、経路長変化装置17に送る。これにより、モータ171の回転速度dθ(t)/dtが徐々に減少する。モータ171の回転速度dθ(t)/dtが徐々に減少すると、図9(i)に示すように、送給経路長Laの周波数Ffが徐々に減少する。このように、経路長変化装置17は、送給装置16の駆動を停止するための信号(送給速度Vfを0とするための送給速度制御信号Fc、本発明の送給停止指示信号)が生成されると、送給経路長Laの周波数Ffを減少させる。   When receiving the welding end instruction signal Ws at time t <b> 21, the path length control circuit 37 sends a rotation speed signal Wc for decreasing the rotation speed dθ (t) / dt of the motor 171 to the path length changing device 17. As a result, the rotational speed dθ (t) / dt of the motor 171 gradually decreases. When the rotational speed dθ (t) / dt of the motor 171 is gradually decreased, the frequency Ff of the feed path length La is gradually decreased as shown in FIG. 9 (i). Thus, the path length changing device 17 is a signal for stopping the driving of the feeding device 16 (a feeding speed control signal Fc for setting the feeding speed Vf to 0, a feeding stop instruction signal of the present invention). Is generated, the frequency Ff of the feeding path length La is decreased.

時刻t22において、送給停止検知回路38は、送給装置16による消耗電極15の送給が停止したと判断すると、送給停止検知信号Sstを生成する(図9では図示略)。送給停止検知回路38は、送給モータ161の回転数がある値よりも小さくなったときに、送給装置16による消耗電極15の送給が停止したと判断する。生成された送給停止検知信号Sstは、経路長制御回路37に送られる。   When the feed stop detection circuit 38 determines that the feed of the consumable electrode 15 by the feed device 16 is stopped at time t22, the feed stop detection signal Sst is generated (not shown in FIG. 9). The feed stop detection circuit 38 determines that the feed of the consumable electrode 15 by the feed device 16 has stopped when the rotation speed of the feed motor 161 becomes smaller than a certain value. The generated feed stop detection signal Sst is sent to the path length control circuit 37.

時刻t22において、経路長制御回路37は送給停止検知信号Sstを受ける。本実施形態においては、経路長制御回路37は、送給停止検知信号Sstを受ける時刻t22まで、モータ171の回転速度dθ(t)/dtを減少させるための回転速度信号Wcを、経路長変化装置17に送っている。そのため、送給停止検知信号Sstが生成される時刻t22まで、モータ171の回転速度dθ(t)/dtが徐々に減少している。すなわち、図9(i)に示すように、時刻t22まで、送給経路長Laの周波数Ffが徐々に減少している。このように、経路長変化装置17は、送給停止検知信号Sstが生成される時刻t22まで、送給経路長Laの周波数Ffを徐々に減少させる。   At time t22, the path length control circuit 37 receives the feed stop detection signal Sst. In the present embodiment, the path length control circuit 37 changes the rotation speed signal Wc for reducing the rotation speed dθ (t) / dt of the motor 171 until the time t22 at which the feed stop detection signal Sst is received. It is sent to the device 17. Therefore, the rotational speed dθ (t) / dt of the motor 171 gradually decreases until time t22 when the feed stop detection signal Sst is generated. That is, as shown in FIG. 9 (i), the frequency Ff of the feeding path length La gradually decreases until time t22. In this way, the path length changing device 17 gradually decreases the frequency Ff of the feed path length La until time t22 when the feed stop detection signal Sst is generated.

時刻t21〜時刻t22における、送給経路長Laの周波数Ffの単位時間当たりの変化率(傾き)は、予め実験によって求めておくとよい。さらに、送給経路長Laの周波数Ffの単位時間当たりの変化率は、時刻t21以前の送給速度Vfの値に応じて、溶接方法ごとに、適宜変更してもよい。   The rate of change (inclination) per unit time of the frequency Ff of the feeding path length La from time t21 to time t22 may be obtained in advance by experiments. Furthermore, the rate of change per unit time of the frequency Ff of the feed path length La may be appropriately changed for each welding method in accordance with the value of the feed speed Vf before time t21.

本実施形態では、図9(i)に示すように、時刻t22以降、送給経路長Laの周波数Ffを、時刻t21における値まで上昇させる。本実施形態とは異なり、時刻t22以降、送給経路長Laの周波数Ffを、時刻t21における値まで上昇させることなく、時刻t22における値以下に維持してもよい。   In the present embodiment, as shown in FIG. 9 (i), after time t22, the frequency Ff of the feed path length La is increased to the value at time t21. Unlike the present embodiment, after the time t22, the frequency Ff of the feeding path length La may be maintained below the value at the time t22 without increasing to the value at the time t21.

図9の時刻t5において、消耗電極15と母材Wとの短絡が解消し、アークa1が発生する。そして、同図(d)に示すように、電源回路31は、消耗電極15と母材Wとの間にアンチスティック電圧Vwaの印加を開始する。すなわち、電源回路31は、送給停止検知信号Sstが生成された後に、短絡が解消しアークa1が発生した時刻t5から、アンチスティック電圧Vwaの印加を開始する。アンチスティック電圧Vwaの印加は、アンチスティック時間Ttaの間継続する。時刻t5からアンチスティック時間Ttaが経過すると、電源回路31は、出力を停止する。これにより、図9(d)、図9(f)に示すように、溶接電圧Vwおよび溶接電流Iwが0となる。   At time t5 in FIG. 9, the short circuit between the consumable electrode 15 and the base material W is eliminated, and the arc a1 is generated. Then, as shown in FIG. 4D, the power supply circuit 31 starts applying the anti-stick voltage Vwa between the consumable electrode 15 and the base material W. That is, after the supply stop detection signal Sst is generated, the power supply circuit 31 starts applying the anti-stick voltage Vwa from time t5 when the short circuit is eliminated and the arc a1 is generated. Application of the anti-stick voltage Vwa continues for the anti-stick time Tta. When the anti-stick time Tta elapses from time t5, the power supply circuit 31 stops output. As a result, as shown in FIGS. 9D and 9F, the welding voltage Vw and the welding current Iw become zero.

一方、経路長制御回路37は、電源回路31がアンチスティック電圧Vwaの印加を開始する時刻t5の後に、経路長変化装置17の駆動を停止するための信号(回転速度dθ(t)/dtを0とするための信号、本発明の経路長変化停止信号の一例に相当する。)を、経路長変化装置17に送る。これにより、経路長変化装置17の駆動が停止し、回転速度dθ(t)/dtが0となる。すなわち、図9(i)に示すように、送給経路長Laの周波数Ffが0となる。   On the other hand, the path length control circuit 37 generates a signal (rotation speed dθ (t) / dt) for stopping driving of the path length changing device 17 after time t5 when the power supply circuit 31 starts to apply the anti-stick voltage Vwa. A signal for setting to 0, which corresponds to an example of a path length change stop signal of the present invention) is sent to the path length changing device 17. As a result, the driving of the path length changing device 17 is stopped, and the rotational speed dθ (t) / dt becomes zero. That is, as shown in FIG. 9 (i), the frequency Ff of the feeding path length La becomes zero.

本実施形態の作用効果について説明する。   The effect of this embodiment is demonstrated.

本実施形態においては、経路長変化装置17は、送給装置16の駆動を停止するための信号(送給速度Vfを0とするための送給速度制御信号Fc、本発明の送給停止指示信号)が生成されると、送給経路長Laの周波数Ffを減少させる。このような構成によると、時刻t21以降に消耗電極15の送給速度Vfが減少しても、図9(d)に示すように、時刻t21以降における、短絡期間Tsとアーク発生期間Taとの繰り返し周期を、時刻t21以前における繰り返し周期に、より近づけることができる。したがって、時刻t21以降に形成されるビードの形状が崩れることを抑制できる。   In the present embodiment, the path length changing device 17 is a signal for stopping the driving of the feeding device 16 (a feeding speed control signal Fc for setting the feeding speed Vf to 0, a feeding stop instruction of the present invention). When the signal) is generated, the frequency Ff of the feed path length La is decreased. According to such a configuration, even if the feed speed Vf of the consumable electrode 15 decreases after time t21, as shown in FIG. 9D, the short-circuit period Ts and the arc generation period Ta after time t21. The repetition period can be made closer to the repetition period before time t21. Therefore, it can suppress that the shape of the bead formed after time t21 collapses.

本実施形態にかかるアーク溶接システムA1は、経路長制御回路37を含む。経路長制御回路37は、送給停止検知信号Sstを受けると、経路長変化装置17の駆動を停止するための信号を、経路長変化装置17に送る。このような構成によると、送給装置16における送給モータ161としてあまり応答性の良くないものを用いたとしても、送給速度Vfがほぼ0になるまで、経路長変化装置17の駆動を停止させない。そのため、送給速度Vfがほぼ0になるまで、短絡期間Tsとアーク発生期間Taとを、確実に繰り返すことができる。   The arc welding system A1 according to the present embodiment includes a path length control circuit 37. When the path length control circuit 37 receives the feed stop detection signal Sst, the path length control circuit 37 sends a signal for stopping the driving of the path length changing device 17 to the path length changing device 17. According to such a configuration, even if the responsive motor 161 in the feeding device 16 is not very responsive, the driving of the path length changing device 17 is stopped until the feeding speed Vf becomes almost zero. I won't let you. Therefore, the short-circuit period Ts and the arc generation period Ta can be reliably repeated until the feed speed Vf becomes substantially zero.

本実施形態においては、電源回路31は、送給停止検知信号Sstが生成された後に、短絡が解消しアークa1が発生した時刻から、消耗電極15と母材Wとの間にアンチスティック電圧Vwaの印加を開始する。このような構成によると、消耗電極15の送給がほぼ停止した後に、アンチスティック電圧Vwaの印加を開始することができる。そのため、アンチスティック電圧Vwaの印加を終え、電源回路31からの出力を停止した後に、消耗電極15が母材Wないし母材Wに形成された溶融池に突っ込むことを防止できる。   In the present embodiment, the power supply circuit 31 detects the anti-stick voltage Vwa between the consumable electrode 15 and the base material W from the time when the short circuit is eliminated and the arc a1 is generated after the supply stop detection signal Sst is generated. Starts to be applied. According to such a configuration, application of the anti-stick voltage Vwa can be started after the supply of the consumable electrode 15 is substantially stopped. Therefore, after the application of the anti-stick voltage Vwa is finished and the output from the power supply circuit 31 is stopped, the consumable electrode 15 can be prevented from plunging into the base material W or the molten pool formed in the base material W.

本実施形態においては、経路長制御回路37は、電源回路31がアンチスティック電圧Vwaの印加を開始した後に、経路長変化装置17の駆動を停止するための信号(回転速度dθ(t)/dtを0とするための信号、本発明の経路長変化停止信号の一例に相当する。)を、経路長変化装置17に送る。このような構成によると、アンチスティック電圧Vwaの印加が開始するまでは、送給経路長Laの変化を停止しない。そのため、アンチスティック電圧Vwaの印加を開始するまで、アーク発生期間Taと短絡期間Tsとを繰り返すことができる。これにより、より確実に、アンチスティック電圧Vwaの印加をアークa1が発生した時刻から、開始することができる。アンチスティック電圧Vwaの印加をアークa1が発生した時刻から開始できると、溶接終了時に消耗電極15の先端に形成される溶融粒の大きさを所望の大きさにすることが可能となる。溶接終了時に消耗電極15の先端に形成される溶融粒の大きさを所望の大きさにできると、次の溶接におけるアークスタートの安定化を図ることができる。   In the present embodiment, the path length control circuit 37 receives a signal (rotation speed dθ (t) / dt for stopping driving of the path length changing device 17 after the power supply circuit 31 starts applying the anti-stick voltage Vwa. To the path length changing device 17 is sent to the path length changing device 17. According to such a configuration, the change in the feeding path length La is not stopped until the application of the anti-stick voltage Vwa is started. Therefore, the arc generation period Ta and the short-circuit period Ts can be repeated until the application of the anti-stick voltage Vwa is started. Thereby, the application of the anti-stick voltage Vwa can be started more reliably from the time when the arc a1 is generated. If the application of the anti-stick voltage Vwa can be started from the time when the arc a1 is generated, the size of the molten particles formed at the tip of the consumable electrode 15 at the end of welding can be set to a desired size. If the size of the molten grains formed at the tip of the consumable electrode 15 at the end of welding can be set to a desired size, it is possible to stabilize the arc start in the next welding.

本実施形態においては、上述のように、時刻t21以降における、短絡期間Tsとアーク発生期間Taとの繰り返し周期を、時刻t21以前における繰り返し周期に、より近づけることができる。そのため、時刻t21以降において、アーク状態変化Ch1(本実施形態においては、短絡が解消し消耗電極15および母材Wの間にアークa1が発生すること)が生じる前に、溶接電流Iwの値を確実に降下させ、スパッタ抑制電流Iw1の通電を開始することが可能となる。これにより、時刻t21以降において、アーク状態変化Ch1が生じた時刻にて、スパッタ抑制電流Iw1を確実に通電させることができ、アーク状態変化Ch1が生じた時刻において発生しうるスパッタを抑制することができる。   In the present embodiment, as described above, the repetition period of the short-circuit period Ts and the arc generation period Ta after time t21 can be made closer to the repetition period before time t21. Therefore, after time t21, before the arc state change Ch1 (in this embodiment, the short circuit is eliminated and the arc a1 is generated between the consumable electrode 15 and the base material W), the value of the welding current Iw is set. It is possible to reliably lower and start energization of the sputtering suppression current Iw1. Thus, after time t21, the spatter suppression current Iw1 can be reliably energized at the time when the arc state change Ch1 occurs, and the spatter that can occur at the time when the arc state change Ch1 occurs can be suppressed. it can.

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。短絡発生前や、アーク発生前に、溶接電流を降下させることは必ずしも必要ない。短絡発生前やアーク発生前に溶接電流を降下させる構成を採用しない場合、算出回路35を電源装置3が含んでいなくても良い。上述の実施形態では、アーク状態変化Ch1が、上記短絡が解消し消耗電極15および母材Wの間にアークa1が発生すること、として説明したが、本発明はこれに限られない。アーク状態変化Ch1が、消耗電極15および母材Wの短絡が発生することであってもよい。すなわち、短絡発生直前に溶接電流を降下させる構成を採用してもよい。また、アーク発生直前、および、短絡発生直前のいずれもにおいて、溶接電流を降下させる構成を採用してもよい。   The present invention is not limited to the embodiment described above. The specific configuration of each part of the present invention can be changed in various ways. It is not always necessary to lower the welding current before a short circuit occurs or before an arc occurs. When the configuration in which the welding current is reduced before the occurrence of the short circuit or the arc is not employed, the power supply device 3 may not include the calculation circuit 35. In the above-described embodiment, the arc state change Ch1 has been described as the fact that the short circuit is eliminated and the arc a1 is generated between the consumable electrode 15 and the base material W, but the present invention is not limited to this. The arc state change Ch1 may be a short circuit between the consumable electrode 15 and the base material W. That is, a configuration in which the welding current is reduced immediately before the occurrence of a short circuit may be employed. Moreover, you may employ | adopt the structure which drops a welding current in any before immediately before arc generation and short circuit occurrence.

A1 アーク溶接システム
1 溶接ロボット
11 ベース部材
12 アーム
12a アーム
13 モータ
14 溶接トーチ
141 コンタクトチップ
142 ノズル
143 開口
15 消耗電極
16 送給装置
161 送給モータ
162 プッシュ装置
17 経路長変化装置
171 モータ
172 偏芯シャフト
173 カム機構
174a ベアリング
174b ベアリング
175 マウント
176 ブッシュ
177 シャフト
19 コンジットケーブル
191 コイルライナ
192 被覆チューブ
2 ロボット制御装置
21 動作制御回路
211 終了判断回路
23 ティーチペンダント
3 電源装置
31 電源回路
32 電流制御回路
33 電圧制御回路
35 算出回路
351 アーク状態検出回路
352 計算回路
353 設定時間記憶部
36 送給制御回路
37 経路長制御回路
38 送給停止検知回路
39 電流値記憶部
a1 アーク
As1 アーク状態変化検出信号
Ch1 アーク状態変化
Ea 誤差信号
EI 電流誤差計算回路
Ei 電流誤差信号
EV 電圧誤差計算回路
Ev 電圧誤差信号
Fc 送給速度制御信号
Ff 周波数
ID 電流検出回路
Id 電流検出信号
Ir 電流設定信号
ir1 スパッタ抑制電流値
Iw 溶接電流
Iw1 スパッタ抑制電流
La 送給経路長
MC 電力発生回路
Ms 動作制御信号
SG シールドガス
Sst 送給停止検知信号
SW 電源特性切替回路
Sw 電源特性切替信号
Sθ 回転角信号
Ta アーク発生期間
Tb 設定時間
Ts 短絡期間
Tta アンチスティック時間
V1(t) 変化量
V2(t) 速度
VD 電圧検出回路
Vd 電圧検出信号
Vf 送給速度
VR ロボット移動速度
Vr 電圧設定信号
Vw 溶接電圧
Vwa アンチスティック電圧
W 母材
Wc 回転速度信号
WL ワイヤリール
Ws 溶接終了指示信号
θ(t) 回転角
A1 Arc welding system 1 Welding robot 11 Base member 12 Arm 12a Arm 13 Motor 14 Welding torch 141 Contact tip 142 Nozzle 143 Opening 15 Consumable electrode 16 Feed device 161 Feed motor 162 Push device 17 Path length changing device 171 Motor 172 Eccentricity Shaft 173 Cam mechanism 174a Bearing 174b Bearing 175 Mount 176 Bush 177 Shaft 19 Conduit cable 191 Coil liner 192 Covered tube 2 Robot control device 21 Operation control circuit 211 Termination judgment circuit 23 Teach pendant 3 Power supply device 31 Power supply circuit 32 Current control circuit 33 Voltage Control circuit 35 Calculation circuit 351 Arc state detection circuit 352 Calculation circuit 353 Set time storage unit 36 Feed control circuit 37 Path length control circuit 38 Feed stop Detection circuit 39 Current value storage unit a1 Arc As1 Arc state change detection signal Ch1 Arc state change Ea Error signal EI Current error calculation circuit Ei Current error signal EV Voltage error calculation circuit Ev Voltage error signal Fc Feed speed control signal Ff Frequency ID Current Detection circuit Id Current detection signal Ir Current setting signal ir1 Spatter suppression current value Iw Welding current Iw1 Spatter suppression current La Feed path length MC Power generation circuit Ms Operation control signal SG Shield gas Sst Feed stop detection signal SW Power supply characteristic switching circuit Sw Power characteristic switching signal Sθ Rotation angle signal Ta Arc generation period Tb Setting time Ts Short-circuiting period Tta Anti-stick time V1 (t) Change amount V2 (t) Speed VD Voltage detection circuit Vd Voltage detection signal Vf Feeding speed VR Robot movement speed Vr Voltage setting signal Vw Welding voltage Vwa An Stick voltage W matrix Wc rotational speed signal WL wire reel Ws welding end instruction signal theta (t) rotation angle

Claims (6)

消耗電極を溶接トーチに向かって送り出す送給装置と、
上記消耗電極のうち、上記消耗電極の軸線方向における上記送給装置から上記溶接トーチに至る長さである送給経路長を、周期的に変化させる経路長変化装置と、
上記消耗電極および母材の間に溶接電流を流す電源回路と、
上記送給装置の駆動を停止するための送給停止指示信号を、上記送給装置に送る送給制御回路と、を備え、
上記経路長変化装置は、上記送給停止指示信号が生成されると、上記送給経路長の周波数を減少させる、アーク溶接システム。
A feeding device for feeding the consumable electrode toward the welding torch;
Among the consumable electrodes, a path length changing device that periodically changes a feeding path length that is a length from the feeding device to the welding torch in the axial direction of the consumable electrode;
A power supply circuit for passing a welding current between the consumable electrode and the base material;
A feed control circuit for sending a feed stop instruction signal for stopping the drive of the feed device to the feed device;
The path length changing device is an arc welding system that reduces the frequency of the feed path length when the feed stop instruction signal is generated.
上記送給装置による上記消耗電極の送給が停止したと判断すると、送給停止検知信号を送る送給停止検知回路を更に備え、
上記経路長変化装置は、上記送給停止検知信号が生成される時点まで、上記周波数を徐々に減少させる、請求項1に記載のアーク溶接システム。
When it is determined that the feeding of the consumable electrode by the feeding device is stopped, a feeding stop detection circuit that sends a feeding stop detection signal is further provided,
The arc welding system according to claim 1, wherein the path length changing device gradually decreases the frequency until the time when the feed stop detection signal is generated.
上記送給停止検知信号を受けると、上記経路長変化装置の駆動を停止するための経路長変化停止信号を、上記経路長変化装置に送る経路長制御回路を更に備える、請求項2に記載のアーク溶接システム。   The path length control circuit according to claim 2, further comprising: a path length control circuit that sends a path length change stop signal for stopping driving of the path length change device to the path length change device when receiving the feed stop detection signal. Arc welding system. 上記電源回路は、上記送給停止検知信号が生成された後に、上記短絡が解消し上記アークが発生した時刻から、上記消耗電極と上記母材との間にアンチスティック電圧の印加を開始する、請求項3に記載のアーク溶接システム。   The power supply circuit starts applying an anti-stick voltage between the consumable electrode and the base material from the time when the short circuit is resolved and the arc is generated after the supply stop detection signal is generated. The arc welding system according to claim 3. 上記経路長制御回路は、上記電源回路が上記アンチスティック電圧の印加を開始した後に、上記経路長変化停止信号を、上記経路長変化装置に送る、請求項4に記載のアーク溶接システム。   5. The arc welding system according to claim 4, wherein the path length control circuit sends the path length change stop signal to the path length change device after the power supply circuit starts applying the anti-stick voltage. 6. 上記溶接電流の値を降下させる降下時刻を算出する算出回路を更に備え、
上記電源回路は、
上記降下時刻に至ると、上記溶接電流の値を降下させることにより、上記溶接電流としてスパッタ抑制電流の通電を開始し、且つ、
上記消耗電極および上記母材の短絡が発生すること、および、上記短絡が解消し上記消耗電極および上記母材の間にアークが発生すること、のいずれか一方であるアーク状態変化が生じた時刻において、上記スパッタ抑制電流の通電を継続する、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のアーク溶接システム。
A calculation circuit for calculating a descent time for reducing the value of the welding current;
The power circuit is
When the descent time is reached, by lowering the value of the welding current, energization of the sputter suppression current is started as the welding current, and
The time when the arc state change occurs, which is one of the occurrence of a short circuit between the consumable electrode and the base material, and the occurrence of an arc between the consumable electrode and the base material when the short circuit is eliminated. The arc welding system according to claim 1, wherein energization of the sputter suppression current is continued.
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