JP2017100179A - Arc welding control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶接を開始する際に、溶接ワイヤの送給開始時点から溶接電流の通電開始時点までの初期期間中は、送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り換える正逆送給制御を行うアーク溶接制御方法に関するものである。 In the present invention, when welding is started, during the initial period from the welding wire feed start time to the welding current energization start time, the feed speed is alternately switched between the forward feed period and the reverse feed period. The present invention relates to an arc welding control method for performing feed control.
一般的な消耗電極式アーク溶接では、消耗電極である溶接ワイヤを一定速度で送給し、溶接ワイヤと母材との間にアークを発生させて溶接が行なわれる。消耗電極式アーク溶接では、溶接ワイヤと母材とが短絡期間とアーク期間とを交互に繰り返す溶接状態になることが多い。 In general consumable electrode arc welding, a welding wire that is a consumable electrode is fed at a constant speed, and an arc is generated between the welding wire and a base material to perform welding. In the consumable electrode type arc welding, the welding wire and the base material are often in a welding state in which a short circuit period and an arc period are alternately repeated.
溶接品質をさらに向上させるために、溶接ワイヤの送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り換える正逆送給制御を行い、短絡期間とアーク期間とを発生させて溶接するアーク溶接制御方法が使用されている。ここで、正送とは、溶接ワイヤを母材に近づく方向に送給することであり、逆送とは正送とは逆方向、溶接ワイヤが母材から遠ざかる方向に送給することである。 In order to further improve the welding quality, arc welding that performs welding by generating a short-circuit period and an arc period by performing forward / reverse feed control that alternately switches the feed speed of the welding wire between the forward feed period and the reverse feed period. A control method is used. Here, forward feeding is to feed the welding wire in a direction approaching the base material, and reverse feeding is to feed the welding wire in a direction opposite to the normal feeding and in a direction in which the welding wire moves away from the base material. .
正逆送給制御アーク溶接においては、送給速度の正送期間と逆送期間とを100Hz程度の周波数で高速に切り替える。送給速度の方向を高速に切り換えるためには、送給モータに過渡特性の良いものを使用する必要がある。一般的に、過渡特性の良いモータは、最大トルクが比較的小さくなる。 In forward / reverse feed control arc welding, the forward feed period and the reverse feed period of the feed speed are switched at a high speed with a frequency of about 100 Hz. In order to switch the direction of the feeding speed at high speed, it is necessary to use a feeding motor having a good transient characteristic. In general, a motor with good transient characteristics has a relatively small maximum torque.
ところで、消耗電極式アーク溶接においては、溶接終了時に溶接ワイヤの先端部にスラグと呼ばれる絶縁物が付着した状態になる場合がある。スラグは溶接ワイヤに含まれている成分が化学反応して生成される。スラグの付着状態は、溶接ワイヤの種類、平均溶接電流値、溶接姿勢等の溶接条件によって異なる。溶接ワイヤの先端部にスラグが付着した状態で、次のアークスタートを行うと、溶接ワイヤが母材と接触しても、スラグが絶縁物であるので、アークが発生しない状態となり、アークスタート不良となる。正逆送給制御によるアーク溶接の場合も同様である。 By the way, in consumable electrode arc welding, an insulator called slag may be attached to the tip of the welding wire at the end of welding. Slag is produced by a chemical reaction of components contained in the welding wire. The adhesion state of the slag varies depending on welding conditions such as the type of welding wire, the average welding current value, and the welding posture. When the next arc start is performed with the slag adhering to the tip of the welding wire, even if the welding wire comes into contact with the base material, the slag is an insulator, so that no arc is generated, resulting in poor arc start. It becomes. The same applies to arc welding by forward / reverse feed control.
正逆送給制御アーク溶接において、スラグによるアークスタート不良を改善する方法が特許文献1に開示されている。特許文献1の発明では、溶接開始時に溶接ワイヤの送給を開始してから溶接電流が通電するまでの初期期間中も、正逆送給制御を行っている。これにより、溶接ワイヤ先端にスラグが付着しているために溶接ワイヤ先端が母材と接触しても溶接電流が通電しないときには、溶接ワイヤ先端と母材との衝突が反復されることになる。特許文献1の発明では、この衝突の反復によって溶接ワイヤ先端のスラグを除去して、アークを発生させている。 Patent Document 1 discloses a method for improving arc start failure due to slag in forward / reverse feed control arc welding. In the invention of Patent Document 1, forward / reverse feed control is performed even during an initial period from the start of welding wire feed at the start of welding until the welding current is energized. Thus, when the welding current does not flow even if the welding wire tip contacts the base material because the slag is adhered to the tip of the welding wire, the collision between the tip of the welding wire and the base material is repeated. In the invention of Patent Document 1, an arc is generated by removing the slag at the tip of the welding wire by repeating this collision.
特許文献1の方法は、溶接ワイヤの先端部にスラグが付着している場合には、アークスタート不良を防止することができる。しかし、スラグは溶接ワイヤの先端部だけでなく母材側に付着している場合がある。これは、前回溶接した溶接ビードの上から、今回の溶接を開始する場合等である。このような場合には、溶接ビードの表面には、スラグが付着しているためである。特許文献1の方法では、母材側に付着しているスラグを除去することは困難であるので、アークスタート不良となる問題があった。 The method of Patent Document 1 can prevent arc start failure when slag is adhered to the tip of the welding wire. However, the slag may adhere not only to the tip of the welding wire but also to the base material side. This is the case where the current welding is started from the top of the previously welded bead. In such a case, it is because the slag has adhered to the surface of the weld bead. In the method of Patent Document 1, it is difficult to remove the slag adhering to the base material side, which causes a problem of arc start failure.
そこで、本発明では、正逆送給アーク溶接において、スラグが溶接ワイヤの先端部及び母材表面に付着していても、常に良好なアークスタートを行うことができるアーク溶接制御方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides an arc welding control method that can always perform a good arc start even in the case of slag adhering to the tip of the welding wire and the surface of the base metal in forward and reverse feed arc welding. With the goal.
上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、
溶接を開始する際に、溶接ワイヤの送給開始時点から溶接電流の通電開始時点までの初期期間中は、送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り換える正逆送給制御を行うアーク溶接制御方法において、
前記初期期間中は溶接トーチを母材表面の平面方向に振動させる、
ことを特徴とするアーク溶接制御方法である。
In order to solve the above-described problems, the invention of claim 1
When starting welding, during the initial period from the welding wire feed start time to the welding current energization start time, forward / reverse feed control is performed to alternately switch the feed speed between the forward feed period and the reverse feed period. In the arc welding control method to be performed,
During the initial period, the welding torch is vibrated in the plane direction of the base material surface,
An arc welding control method characterized by the above.
請求項2の発明は、前記初期期間の終了後に溶接トーチを教示された溶接開始位置まで移動させる、
ことを特徴とする請求項1に記載のアーク溶接制御方法である。
The invention of
The arc welding control method according to claim 1, wherein:
請求項3の発明は、前記初期期間の終了後に前記送給速度を前記逆送期間に切り換え、前記溶接トーチが前記溶接開始位置に到達するまでは前記逆送期間を継続する、
ことを特徴とする請求項2に記載のアーク溶接制御方法である。
The invention of claim 3 switches the feed speed to the reverse feed period after the end of the initial period, and continues the reverse feed period until the welding torch reaches the welding start position.
The arc welding control method according to
請求項4の発明は、前記初期期間の終了後にアークが発生してから前記溶接トーチが前記溶接開始位置に到達するまでの期間中は、溶接電流を定常溶接期間中の前記溶接電流の平均値よりも小さな値とする。
ことを特徴とする請求項3に記載のアーク溶接制御方法である。
According to a fourth aspect of the present invention, the welding current is an average value of the welding current during the steady welding period during the period from when the arc is generated after the initial period ends until the welding torch reaches the welding start position. Less than
The arc welding control method according to claim 3.
本発明によれば、初期期間中に、送給速度の正逆送給制御及び溶接トーチの振動制御を行うことによって、溶接ワイヤ先端部のスラグを除去し、かつ、溶接ワイヤ先端を母材表面のスラグが付着していない個所に移動させることができる。このために、本発明では、正逆送給アーク溶接において、スラグが溶接ワイヤの先端部及び母材表面に付着していても、常に良好なアークスタートを行うことができる。 According to the present invention, during the initial period, by performing forward / reverse feed control of the feed speed and vibration control of the welding torch, the slag at the tip of the welding wire is removed, and the tip of the welding wire is placed on the surface of the base material. It can be moved to a place where no slag is attached. For this reason, in this invention, in forward / reverse feed arc welding, even if the slag adheres to the tip of the welding wire and the surface of the base material, a good arc start can always be performed.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1に係るアーク溶接制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram of a welding power source for carrying out an arc welding control method according to Embodiment 1 of the present invention. Hereinafter, each block will be described with reference to FIG.
電源主回路PMは、3相200V等の商用電源(図示は省略)を入力として、後述する駆動信号Dvに従ってインバータ制御等による出力制御を行い、出力電圧Eを出力する。この電源主回路PMは、図示は省略するが、商用電源を整流する1次整流器、整流された直流を平滑する平滑コンデンサ、平滑された直流を高周波交流に変換する上記の駆動信号Dvによって駆動されるインバータ回路、高周波交流を溶接に適した電圧値に降圧する高周波変圧器、降圧された高周波交流を直流に整流する2次整流器を備えている。 The power supply main circuit PM receives a commercial power supply (not shown) such as a three-phase 200V, performs output control by inverter control or the like according to a drive signal Dv described later, and outputs an output voltage E. Although not shown, the power supply main circuit PM is driven by a primary rectifier that rectifies commercial power, a smoothing capacitor that smoothes the rectified direct current, and the drive signal Dv that converts the smoothed direct current to high-frequency alternating current. An inverter circuit, a high-frequency transformer that steps down the high-frequency alternating current to a voltage value suitable for welding, and a secondary rectifier that rectifies the stepped-down high-frequency alternating current into direct current.
リアクトルWLは、上記の出力電圧Eを平滑する。このリアクトルWLのインダクタンス値は、例えば200μHである。 The reactor WL smoothes the output voltage E. The inductance value of the reactor WL is, for example, 200 μH.
送給モータWMは、後述する送給制御信号Fcを入力として、正送期間と逆送期間とを交互に切り換えて溶接ワイヤ1を送給速度Fwで送給する。送給モータWMには、過渡特性の良いモータが使用される。溶接ワイヤ1の送給速度Fwの変化率及び送給方向の反転を速くするために、送給モータWMは溶接トーチ4の先端の近くに設置される場合がある。また、送給モータWMを2個使用して、プッシュプル方式の送給系とする場合もある。送給モータWMは、ロボットに搭載されている。
The feed motor WM receives a feed control signal Fc, which will be described later, and alternately switches between a forward feed period and a reverse feed period and feeds the welding wire 1 at a feed speed Fw. A motor with good transient characteristics is used as the feed motor WM. In order to increase the rate of change of the feeding speed Fw of the welding wire 1 and the reversal of the feeding direction, the feeding motor WM may be installed near the tip of the
溶接ワイヤ1は、上記の送給モータWMに結合された送給ロール5の回転によって溶接トーチ4内を送給されて、母材2との間にアーク3が発生する。溶接トーチ4内の給電チップ(図示は省略)と母材2との間には溶接電圧Vwが印加し、溶接電流Iwが通電する。溶接トーチ4は、ロボットによって把持されている。
The welding wire 1 is fed through the
溶接開始回路STは、溶接を開始するときにHighレベルとなる溶接開始信号Stを出力する。この溶接開始回路STは、溶接を開始するときにオンとされるスイッチ、溶接工程を制御するプロブラマブル・ロジック・コントローラ(PLC)等である。 The welding start circuit ST outputs a welding start signal St that becomes High level when starting welding. The welding start circuit ST is a switch that is turned on when welding is started, a programmable logic controller (PLC) that controls the welding process, and the like.
ロボット制御装置RCは、上記の溶接開始信号St及び後述する初期期間タイマ信号Stiを入力として、以下の処理を行い、ロボットRMを移動させるための動作制御信号McをロボットRMの複数のサーボモータ(図示は省略)に出力し、溶接電源を起動するための起動信号On及び溶接トーチ4の位置が教示された溶接開始位置と一致したときにHighレベルとなる溶接開始位置一致信号Wpを出力する。
1)溶接開始信号StがHighレベル(溶接開始)に変化すると、動作制御信号Mcを出力する。これにより、ロボットRMを移動させて、溶接トーチ4を溶接開始位置まで移動させる。
2)溶接トーチ4が溶接開始位置に到達すると、起動信号OnをHighレベル(起動)にして出力する。同時に、ロボットRMを溶接開始位置を中心として振動させて、溶接トーチ4を母材2の表面方向に振動させる。
3)初期期間タイマ信号StiがHighレベルからLowレベルに変化すると、溶接トーチ4の振動を停止する。同時に、溶接トーチ4を溶接開始位置まで移動させる。
4)溶接トーチ4が溶接開始位置に到達すると、溶接開始位置一致信号Wpを短時間だけHighレベル(一致)にして出力する。
5)その後に、溶接トーチ4を教示された溶接線に沿って移動させる。
The robot controller RC receives the welding start signal St and the initial period timer signal Sti, which will be described later, as an input, performs the following processing, and sends an operation control signal Mc for moving the robot RM to a plurality of servo motors ( The welding start position coincidence signal Wp which becomes a High level when the start signal On for starting the welding power source and the position of the
1) When the welding start signal St changes to a high level (welding start), an operation control signal Mc is output. Thereby, the robot RM is moved and the
2) When the
3) When the initial period timer signal Sti changes from High level to Low level, the vibration of the
4) When the
5) Thereafter, the
ロボットRMは、送給モータWM及び溶接トーチ4を搭載しており、上記の動作制御信号Mcに従って溶接トーチ4を移動させる。
The robot RM is equipped with a feed motor WM and a
出力電圧設定回路ERは、予め定めた出力電圧設定信号Erを出力する。出力電圧検出回路EDは、上記の出力電圧Eを検出し平滑して、出力電圧検出信号Edを出力する。 The output voltage setting circuit ER outputs a predetermined output voltage setting signal Er. The output voltage detection circuit ED detects and smoothes the output voltage E and outputs an output voltage detection signal Ed.
電圧誤差増幅回路EVは、上記の出力電圧設定信号Er及び上記の出力電圧検出信号Edを入力として、出力電圧設定信号Er(+)と出力電圧検出信号Ed(−)との誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Evを出力する。この回路によって、溶接電源は定電圧制御される。 The voltage error amplification circuit EV receives the output voltage setting signal Er and the output voltage detection signal Ed, and amplifies an error between the output voltage setting signal Er (+) and the output voltage detection signal Ed (−). The voltage error amplification signal Ev is output. By this circuit, the welding power source is controlled at a constant voltage.
初期電流設定回路IIRは、予め定めた初期電流設定信号Iirを出力する。電流検出回路IDは、上記の溶接電流Iwを検出して、電流検出信号Idを出力する。 The initial current setting circuit IIR outputs a predetermined initial current setting signal Iir. The current detection circuit ID detects the welding current Iw and outputs a current detection signal Id.
電流誤差増幅回路EIは、上記の初期電流設定信号Iir及び上記の電流検出信号Idを入力として、初期電流設定信号Iir(+)と電流検出信号Id(−)との誤差を増幅して、電流誤差増幅信号Eiを出力する。この回路によって溶接電源は定電流制御される。 The current error amplifier circuit EI receives the initial current setting signal Iir and the current detection signal Id as input and amplifies an error between the initial current setting signal Iir (+) and the current detection signal Id (−) to obtain a current. An error amplification signal Ei is output. This circuit controls the constant current of the welding power source.
電流通電判別回路CDは、上記の電流検出信号Idを入力として、この値がしきい値(10A程度)以上のときは溶接電流Iwが通電していると判別してHighレベルとなる電流通電判別信号Cdを出力する。 The current energization determination circuit CD receives the current detection signal Id as described above, and determines that the welding current Iw is energized when this value is equal to or greater than a threshold value (about 10 A), and the current energization determination becomes a high level. The signal Cd is output.
電源特性切換回路SWは、上記の電流誤差増幅信号Ei、上記の電圧誤差増幅信号Ev、上記の起動信号On及び上記の溶接開始位置一致信号Wpを入力として、起動信号OnがHighレベル(起動)に変化した時点から溶接開始位置一致信号WpがHighレベル(一致)に変化するまでの期間中は電流誤差増幅信号Eiを誤差増幅信号Eaとして出力し、それ以外の期間中は電圧誤差増幅信号Evを誤差増幅信号Eaとして出力する。 The power supply characteristic switching circuit SW receives the current error amplification signal Ei, the voltage error amplification signal Ev, the activation signal On and the welding start position coincidence signal Wp, and the activation signal On is at a high level (activation). The current error amplification signal Ei is output as the error amplification signal Ea during the period from when the welding start position coincidence signal Wp changes to the high level (coincidence) until it changes to the voltage error amplification signal Ev during the other periods. Is output as an error amplification signal Ea.
電圧検出回路VDは、上記の溶接電圧Vwを検出して、電圧検出信号Vdを出力する。短絡判別回路SDは、上記の電圧検出信号Vdを入力として、この値が短絡判別値(10V程度)未満のときは短絡期間であると判別してHighレベルとなり、以上のときはアーク期間であると判別してLowレベルとなる短絡判別信号Sdを出力する。 The voltage detection circuit VD detects the welding voltage Vw and outputs a voltage detection signal Vd. The short circuit determination circuit SD receives the voltage detection signal Vd as described above, and when this value is less than the short circuit determination value (about 10 V), it determines that it is a short circuit period and becomes a high level, and when it is above, it is an arc period. And a short circuit determination signal Sd that is at a low level is output.
駆動回路DVは、上記の誤差増幅信号Ea及び上記の起動信号Onを入力として、起動信号OnがHighレベル(起動)のときは誤差増幅信号Eaに基づいてPWM変調制御を行い、上記の電源主回路PM内のインバータ回路を駆動するための駆動信号Dvを出力する。 The drive circuit DV receives the error amplification signal Ea and the activation signal On, and performs PWM modulation control based on the error amplification signal Ea when the activation signal On is at a high level (activation). A drive signal Dv for driving the inverter circuit in the circuit PM is output.
初期期間タイマ回路STIは、上記の起動信号On及び上記の電流通電判別信号Cdを入力として、起動信号OnがHighレベル(起動)に変化した時点でHighレベルとなり、電流通電判別信号CdがHighレベル(通電)に変化した時点でLowレベルとなる初期期間タイマ信号Stiを出力する。 The initial period timer circuit STI receives the activation signal On and the current energization determination signal Cd as described above, and at the time when the activation signal On changes to the high level (activation), the current energization determination signal Cd becomes the high level. The timer signal Sti is output for the initial period that becomes Low level at the time of changing to (energization).
定常正送ピーク値設定回路FSCRは、予め定めた定常正送ピーク値設定信号Fscrを出力する。定常逆送ピーク値設定回路FRCRは、予め定めた定常逆送ピーク値設定信号Frcrを出力する。 The steady normal transmission peak value setting circuit FSCR outputs a predetermined steady normal transmission peak value setting signal Fscr. The steady reverse feed peak value setting circuit FRCR outputs a predetermined steady reverse feed peak value setting signal Fcrr.
定常溶接期間送給速度設定回路FCRは、上記の短絡判別信号Sd、上記の定常正送ピーク値設定信号Fscr及び上記の定常逆送ピーク値設定信号Frcrを入力として、短絡判別信号Sdに基づいて正送期間と逆送期間とが切り換えられ、定常正送ピーク値設定信号Fscrによって定まる定常正送ピーク値Fsc及び定常逆送ピーク値設定信号Frcrによって定まる定常逆送ピーク値Frcから形成される台形波の定常溶接期間送給速度設定信号Fcrを出力する。定常溶接期間送給速度設定信号Fcrについては、図2で詳述する。 The steady welding period feed speed setting circuit FCR receives the short circuit determination signal Sd, the normal forward peak value setting signal Fscr and the steady reverse peak value setting signal Frcr as input, and is based on the short circuit determination signal Sd. The trapezoid formed from the steady forward feed peak value Fsc determined by the steady forward feed peak value setting signal Frcr and the steady forward feed peak value Frc determined by the steady forward feed peak value setting signal Fscr is switched between the forward feed period and the reverse feed period. A wave steady welding period feed speed setting signal Fcr is output. The steady welding period feed speed setting signal Fcr will be described in detail with reference to FIG.
初期正送ピーク値設定回路FSIRは、予め定めた初期正送ピーク値設定信号Fsirを出力する。初期逆送ピーク値設定回路FRIRは、予め定めた初期逆送ピーク値設定信号Frirを出力する。 The initial forward feed peak value setting circuit FSIR outputs a predetermined initial forward feed peak value setting signal Fsir. The initial reverse feed peak value setting circuit FRIR outputs a predetermined initial reverse feed peak value setting signal Frir.
初期周波数設定回路SIRは、初期期間中の正送期間と逆送期間とを切り換える周波数を設定するための予め定めた初期周波数設定信号Sirを出力する。初期時間比率設定回路DIRは、初期期間中の正送期間と逆送期間との時間比率を設定するための初期時間比率設定信号Dirを出力する。時間比率=(正送期間の時間長さ)/(正送期間+逆送期間の時間長さ)である。すなわち、初期周波数設定信号Sirの逆数1/Sirによって定まる1周期に占める正送期間の時間比率となる。したがって、正送期間の時間長さ=Dir/Sirであり、逆送期間の時間長さ=(1−Dir)/Sirである。 The initial frequency setting circuit SIR outputs a predetermined initial frequency setting signal Sir for setting a frequency for switching between the forward transmission period and the reverse transmission period in the initial period. The initial time ratio setting circuit DIR outputs an initial time ratio setting signal Dir for setting the time ratio between the forward transmission period and the reverse transmission period in the initial period. Time ratio = (time length of forward feed period) / (forward feed period + time length of reverse feed period). That is, it is the time ratio of the normal transmission period occupying one cycle determined by the reciprocal 1 / Sir of the initial frequency setting signal Sir. Therefore, the time length of the forward transmission period = Dir / Sir, and the time length of the reverse transmission period = (1−Dir) / Sir.
初期期間送給速度設定回路FIRは、上記の初期正送ピーク値設定信号Fsir、上記の初期逆送ピーク値設定信号Frir、上記の初期周波数設定信号Sir及び上記の初期時間比率設定信号Dirを入力として、初期周波数設定信号Sir及び初期時間比率設定信号Dirに基づいて正送期間及び逆送期間が定まり、初期正送ピーク値設定信号Fsirによって初期正送ピーク値Fsiが定まり、初期逆送ピーク値設定信号Frirによって初期逆送ピーク値Friが定まる台形波の初期期間送給速度設定信号Firを出力する。初期期間送給速度設定信号Firについては、図2で詳述する。 The initial period feed speed setting circuit FIR receives the initial forward peak value setting signal Fsir, the initial reverse peak value setting signal Fir, the initial frequency setting signal Sir, and the initial time ratio setting signal Dir. Based on the initial frequency setting signal Sir and the initial time ratio setting signal Dir, the forward feed period and the reverse feed period are determined, the initial forward feed peak value setting signal Fsir determines the initial forward feed peak value Fsi, and the initial reverse feed peak value. A trapezoidal wave initial period feed speed setting signal Fir whose initial reverse feed peak value Fri is determined by the setting signal Fir is output. The initial period feeding speed setting signal Fir will be described in detail with reference to FIG.
送給速度設定回路FRは、上記の定常溶接期間送給速度設定信号Fcr、上記の初期期間送給速度設定信号Fir及び上記の初期期間タイマ信号Stiを入力として、初期期間タイマ信号StiがHighレベルである初期期間中は初期期間送給速度設定信号Firを送給速度設定信号Frとして出力し、初期期間タイマ信号StiがLowレベルである定常溶接期間中は定常溶接期間送給速度設定信号Fcrを送給速度設定信号Frとして出力する。送給速度設定信号Frについては、図2で詳述する。 The feed speed setting circuit FR receives the above-described steady welding period feed speed setting signal Fcr, the above-described initial period feed speed setting signal Fir, and the above-described initial period timer signal Sti, and the initial period timer signal Sti is at a high level. The initial period feed speed setting signal Fir is output as the feed speed setting signal Fr during the initial period, and the steady welding period feed speed setting signal Fcr is output during the steady welding period when the initial period timer signal Sti is at the low level. It is output as a feed speed setting signal Fr. The feed speed setting signal Fr will be described in detail with reference to FIG.
送給制御回路FCは、上記の起動信号On及び上記の送給速度設定信号Frを入力として、起動信号OnがHighレベル(起動)のときは送給速度設定信号Frの値に相当する送給速度Fwで溶接ワイヤ1を送給するための送給制御信号Fcを上記の送給モータWMに出力する。 The feed control circuit FC receives the start signal On and the feed speed setting signal Fr as an input, and when the start signal On is at a high level (start), the feed control circuit FC corresponds to the feed speed setting signal Fr. A feed control signal Fc for feeding the welding wire 1 at the speed Fw is output to the feed motor WM.
図2は、本発明の実施の形態1に係るアーク溶接制御方法を示す、図1の溶接電源における溶接開始時の各信号のタイミングチャートである。同図(A)は起動信号Onの時間変化を示し、同図(B)は送給速度Fwの時間変化を示し、同図(C)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(D)は溶接電圧Vwの時間変化を示し、同図(E)は電流通電判別信号Cdの時間変化を示し、同図(F)は短絡判別信号Sdの時間変化を示し、同図(G)は初期期間タイマ信号Stiの時間変化を示し、同図(H)は溶接トーチの振動を表す溶接トーチの位置と溶接開始位置との距離である溶接トーチ軌跡Ltの時間変化を示す。以下、同図を参照して溶接開始時における各信号の動作について説明する。 FIG. 2 is a timing chart of each signal at the start of welding in the welding power source of FIG. 1, showing the arc welding control method according to the first embodiment of the present invention. (A) shows the time change of the start signal On, (B) shows the time change of the feeding speed Fw, (C) shows the time change of the welding current Iw, (D) ) Shows the time change of the welding voltage Vw, FIG. 5E shows the time change of the current application determination signal Cd, FIG. 8F shows the time change of the short circuit determination signal Sd, and FIG. The time change of the initial period timer signal Sti is shown, and FIG. 9H shows the time change of the welding torch locus Lt which is the distance between the position of the welding torch representing the vibration of the welding torch and the welding start position. Hereinafter, the operation of each signal at the start of welding will be described with reference to FIG.
最初に、図示していない時刻t1以前の動作について説明する。作業者が溶接開始のためのスイッチをオンすると、溶接開始信号StがHighレベル(溶接開始)に変化する。これに応動して、ロボットRMが移動を開始して、溶接トーチ4が教示された溶接開始位置まで移動する。時刻t1において、溶接トーチ4が溶接開始位置に到達すると、溶接トーチ4の移動は停止する。同時に、同図(A)に示すように、起動信号OnがHighレベル(起動)に変化する。
First, an operation before time t1 (not shown) will be described. When the operator turns on a switch for starting welding, the welding start signal St changes to a high level (welding start). In response to this, the robot RM starts moving, and the
同図(B)に示すように、送給速度Fwは、0よりも上側が正送期間となり、下側が逆送期間となる。送給速度Fwは、初期期間Ti中は初期期間送給速度設定信号Firによって制御され、所定の周波数で正送期間と逆送期間とが切り換えられる。他方、送給速度Fwは、定常溶接期間Tc中は定常溶接期間送給速度設定信号Fcrによって制御され、短絡期間とアーク期間とに同期して正送期間と逆送期間とが切り換えられる。送給速度Fwは、台形波状に変化している。送給速度Fwの平均値は正の値となり、溶接ワイヤ1は平均的には正送されている。 As shown in FIG. 5B, the feed speed Fw is a forward feed period above 0 and a reverse feed period below. The feed speed Fw is controlled by the initial period feed speed setting signal Fir during the initial period Ti, and the forward feed period and the reverse feed period are switched at a predetermined frequency. On the other hand, the feeding speed Fw is controlled by the steady welding period feeding speed setting signal Fcr during the steady welding period Tc, and the normal feeding period and the reverse feeding period are switched in synchronization with the short circuit period and the arc period. The feeding speed Fw changes in a trapezoidal wave shape. The average value of the feeding speed Fw is a positive value, and the welding wire 1 is normally fed on average.
時刻t1においては、溶接ワイヤ1の先端と母材2の表面とは2〜15mm程度離れている。同図(A)に示す起動信号OnがHighレベル(起動)となる時刻t1から同図(E)に示す電流通電判別信号CdがHighレベル(通電)となる時刻t7までの期間が初期期間Tiとなる。時刻t7から溶接トーチ4が溶接開始位置まで戻る時刻t10までの期間が遷移期間となる。時刻t10以降の期間が定常溶接期間Tcとなる。
At time t1, the tip of the welding wire 1 and the surface of the
[時刻t1〜t7の初期期間Tiの動作]
時刻t1において、同図(A)に示すように、起動信号OnがHighレベル(起動)に変化すると、同図(G)に示すように、初期期間タイマ信号StiがHighレベルに変化して初期期間Tiが開始する。同時に、溶接電源が起動されるので、同図(D)に示すように、溶接電圧Vwは最大出力電圧値の無負荷電圧値になる。溶接ワイヤ1の先端と母材2の表面とは離れているので、同図(C)に示すように、溶接電流Iwは通電しない。同時に、同図(B)に示すように、溶接ワイヤ1の送給が開始される。
[Operation in Initial Period Ti at Times t1 to t7]
At time t1, when the activation signal On changes to the high level (activation) as shown in FIG. 5A, the initial period timer signal Sti changes to the high level as shown in FIG. Period Ti starts. At the same time, since the welding power source is activated, the welding voltage Vw becomes the no-load voltage value of the maximum output voltage value as shown in FIG. Since the tip of the welding wire 1 and the surface of the
同図(B)に示すように、初期期間Ti中の送給速度Fwに対しては、所定の初期周波数Si[Hz]で正送期間と逆送期間とを交互に繰り返す正逆送給制御が行われる。初期周波数Siは、初期周波数設定信号Sirによって設定される。初期期間中の正送期間及び逆送期間は、初期周波数設定信号Sir及び初期時間比率設定信号Dirによって設定される。時刻t1〜t2の正送期間中の送給速度Fwは、0から所定の変化率で加速し、所定の初期正送ピーク値Fsiに到達するとその値を維持し、所定の期間が経過すると所定の変化率で0まで減速する。初期正送ピーク値Fsiは、初期正送ピーク値設定信号Fsirによって設定される。時刻t2〜t3の逆送期間中の送給速度Fwは、0から所定の変化率で加速し、所定の負の値である初期逆送ピーク値Friに到達するとその値を維持し、所定の期間が経過すると所定の変化率で0まで減速する。初期逆送ピーク値Friは、初期逆送ピーク値設定信号Frirによって設定される。時刻t1〜t3の期間が1周期となり、初期周波数Siの逆数1/Siとなる。 As shown in FIG. 5B, for the feed speed Fw during the initial period Ti, forward / reverse feed control that alternately repeats the forward feed period and the reverse feed period at a predetermined initial frequency Si [Hz]. Is done. The initial frequency Si is set by an initial frequency setting signal Sir. The normal transmission period and the reverse transmission period in the initial period are set by the initial frequency setting signal Sir and the initial time ratio setting signal Dir. The feeding speed Fw during the normal feeding period from time t1 to t2 is accelerated from 0 at a predetermined rate of change and is maintained when a predetermined initial forward peak value Fsi is reached. Decrease to 0 at the rate of change. The initial forward feed peak value Fsi is set by the initial forward feed peak value setting signal Fsir. The feed speed Fw during the reverse feed period from the time t2 to the time t3 is accelerated at a predetermined change rate from 0, and when the initial reverse feed peak value Fri, which is a predetermined negative value, is reached, the value is maintained. When the period elapses, it decelerates to 0 at a predetermined rate of change. The initial reverse peak value Fri is set by the initial reverse peak value setting signal Frir. The period from time t1 to t3 is one cycle, which is the reciprocal 1 / Si of the initial frequency Si.
溶接ワイヤ先端・母材間距離は、時刻t1〜t2の正送期間中は次第に短くなり、時刻t2〜t3の逆送期間中は次第に長くなる。但し、時刻t3時点の距離は、時刻t1時点の距離よりも短くなっている。これは、1周期あたりの送給速度Fwの平均値が正の値になるように送給速度の波形パラメータが調整されているからである。この初期期間Ti中の送給速度Fwの平均値を平均初期送給速度Fiと呼ぶことにする。時刻t3〜t4の周期についても、時刻t1〜t3の周期と同様である。 The distance between the tip of the welding wire and the base metal gradually decreases during the forward feed period from time t1 to t2, and gradually increases during the reverse feed period from time t2 to t3. However, the distance at time t3 is shorter than the distance at time t1. This is because the waveform parameter of the feeding speed is adjusted so that the average value of the feeding speed Fw per cycle becomes a positive value. The average value of the feeding speed Fw during the initial period Ti will be referred to as an average initial feeding speed Fi. The period from time t3 to t4 is the same as the period from time t1 to t3.
また、初期期間Ti中は、溶接トーチ4は溶接開始位置を中心として所定の周波数及び所定の振幅で振動する。このために、同図(H)に示すように、溶接トーチ4の位置と溶接開始位置との距離である溶接トーチ軌跡Ltは、正負の正弦波状に変化している。同図は、溶接トーチ4が溶接開始位置を中心とする直線状の往復運動の振動を行っている場合である。これ以外にも、溶接開始位置を中心とする円周上を回転するように振動しても良い。振動方向は、母材2の表面方向である。すなわち、溶接ワイヤ先端が母材表面と接触した状態で、母材表面をなでるように移動する方向である。溶接トーチ軌跡Ltの絶対値は溶接開始位置からの距離を示し、正負の符号は左右等の方向を示している。溶接トーチ4の振動周波数は、溶接ワイヤ1の正逆送給制御の周波数よりも低く設定される。
Further, during the initial period Ti, the
同図(B)に示すように、時刻t4〜t5の正送期間中の時刻41において、溶接ワイヤ1の先端が母材2の表面と接触(衝突)すると、溶接ワイヤ先端・母材間距離=0となる。しかし、溶接ワイヤ1の先端及び母材2の表面にスラグが付着しているために、非導通接触状態となる。このために、同図(C)に示すように、溶接電流Iwは通電せず、同図(D)に示すように、溶接電圧Vwは無負荷電圧値のままである。時刻t41〜t5の正送期間中の溶接ワイヤ先端・母材間距離は0のままである。続く時刻t5〜t6の逆送期間中は、溶接ワイヤ先端・母材間距離は0から次第に長くなる。
As shown in FIG. 4B, when the tip of the welding wire 1 comes into contact (collision) with the surface of the
同図(B)に示すように、時刻t6からの正送期間中の時刻t7において、溶接ワイヤ1の先端が母材2の表面と再び接触(衝突)すると、同図(H)に示すように、溶接ワイヤ先端・母材間距離=0となる。溶接ワイヤ1の先端に付着したスラグは、時刻t41〜t5の1回目の接触(衝突)及び溶接トーチ4の振動に伴い溶接ワイヤ先端が母材表面と接触しながら移動したことによって、削り取られて除去されている。かつ、2回目の接触(衝突)時点の時刻t7において、同図(H)に示すように、溶接トーチ軌跡Ltが正の値となっているので、溶接ワイヤ先端は溶接開始位置から離れた母材表面にスラグが付着していない位置にある。これは、母材表面にはスラグが付着している個所と付着していない個所とが混在しているためである。この結果、今回の接触では導通接触状態(短絡状態)となる。このために、同図(C)に示すように、溶接電流Iwが通電を開始し、同図(D)に示すように、溶接電圧Vwは、無負荷電圧値から低下して数Vの短絡電圧値となる。これに応動して、時刻t7において、同図(E)に示すように、電流通電判別信号CdがHighレベル(通電)となるので、同図(G)に示すように、初期期間タイマ信号StiがLowレベルに変化して初期期間Tiが終了する。時刻t7において、同図(F)に示すように、短絡判別信号SdはHighレベル(短絡)となる。初期期間Tiが終了するので、溶接トーチ4の振動が停止し、溶接トーチ4は溶接開始位置への移動を開始する。
As shown in FIG. 5B, when the tip of the welding wire 1 comes into contact (collision) with the surface of the
同図においては、時刻t1に送給を開始してから時刻t41に1回目の接触(衝突)が発生するまでの期間を3回目の周期の途中として描画しているが、実際には数十周期が含まれることになる。溶接トーチ4の振動についても、十数周期が含まれる。また、同図においては、2回目の接触(衝突)によってスラグが削り取られて導通状態となった場合であるが、スラグ付着状態がひどいときには十数回の接触を繰り返す場合もある。溶接ワイヤ1の先端及び母材2の表面にスラグがほとんど付着していないときには、1回目の接触で導通状態となる場合もある。すなわち、本実施の形態では、溶接ワイヤ先端部及び母材表面のスラグ付着状態がひどいとき又は少ないときに関わらず、必ず導通状態に導くことができる。
In the figure, the period from the start of feeding at time t1 to the occurrence of the first contact (collision) at time t41 is drawn as the middle of the third cycle. A period will be included. The vibration of the
[時刻t7〜t10の遷移期間の動作]
時刻t7において短絡状態となると、同図(C)に示すように、予め定めた初期電流が通電する。初期電流は、初期電流設定信号Iirによって設定される。その値は、20〜50A程度である。初期電流は、定電流制御されており、溶接トーチ4が溶接開始位置まで戻る時刻t10まで通電する。初期電流の値は、定常溶接期間Tc中の溶接電流Iwの平均値未満に設定されることが好ましい。これは、時刻t7に短絡が発生したときの電流値が小さいとスパッタの発生が少なくなるからである。さらに、遷移期間中にアークが発生したときに、初期電流が小さな値であると溶接ワイヤ1の溶融が抑制されてアーク長が適正範囲に維持されるからである。
[Operation during transition period from time t7 to t10]
When a short-circuit state occurs at time t7, a predetermined initial current is applied as shown in FIG. The initial current is set by the initial current setting signal Iir. The value is about 20-50A. The initial current is controlled at a constant current and is energized until time t10 when the
時刻t7に電流通電判別信号CdがHighレベルに変化してから予め定めた遅延期間が経過した時刻t8において、同図(B)に示すように、送給速度Fwは正送から逆送に切り換えられて、所定の定常逆送ピーク値Frcまで急加速し、その値を維持する。上記の遅延期間は1〜10ms程度に設定される。遅延期間を0にして、遅延しないようにしても良い。この遅延は、溶接ワイヤ1が母材2に接触したときに、初期アークを円滑に発生させるために設けている。
At time t8 when a predetermined delay period has elapsed since the current energization determination signal Cd changed to high level at time t7, the feed speed Fw is switched from forward feed to reverse feed as shown in FIG. Then, it accelerates rapidly to a predetermined steady reverse feed peak value Frc and maintains that value. The delay period is set to about 1 to 10 ms. The delay period may be set to 0 so as not to be delayed. This delay is provided in order to generate an initial arc smoothly when the welding wire 1 contacts the
時刻t7に初期期間Tiが終了すると、溶接トーチ4は振動を停止して、溶接開始位置まで移動する。このために、同図(H)に示すように、溶接トーチ軌跡Ltは、時刻t7時点で正の値であり、時刻t10において0となる。溶接トーチ4は、時刻t10からは溶接線に沿って移動する。時刻t10以降の溶接トーチ軌跡Ltは0として描画している。時刻t10において、溶接トーチ4の位置と溶接開始位置とが一致するために、図示していない溶接開始位置一致信号Wpが短時間Highレベル(一致)となる。初期期間Tiが終了した後に溶接トーチ4を溶接開始位置まで戻してから溶接線に沿って移動させることによって、溶接開始位置からのビード形成を確実に行うことができ、溶接品質を良好にすることができる。
When the initial period Ti ends at time t7, the
時刻t9において上記の逆送によって、アーク3が発生すると、同図(D)に示すように、溶接電圧Vwは数十Vのアーク電圧値に急増し、これに応動して、同図(F)に示すように、短絡判別信号SdはLowレベル(アーク)に変化する。逆送ピーク期間中に短絡判別信号SdがLowレベル(アーク)に変化すると、同図(B)に示すように、送給速度Fwは予め定めた逆送遷移値まで減速してその値を時刻t10まで維持する。逆送遷移値は10m/分程度である。遷移期間中は逆送期間を継続することによって、アークが一旦発生した後に再び短絡が発生することを防止することができ、溶接状態を安定化させることができる。 When the arc 3 is generated by the above reverse feed at time t9, the welding voltage Vw rapidly increases to an arc voltage value of several tens of volts as shown in FIG. ), The short circuit determination signal Sd changes to the low level (arc). When the short circuit determination signal Sd changes to a low level (arc) during the reverse peak period, the feed speed Fw is decelerated to a predetermined reverse transition value as shown in FIG. Maintain until t10. The reverse transition value is about 10 m / min. By continuing the reverse feed period during the transition period, it is possible to prevent a short circuit from occurring again after the arc has once occurred, and to stabilize the welding state.
[時刻t10以降の定常溶接期間Tc中の動作]
時刻t10において溶接開始位置一致信号WpがHighレベル(一致)に変化すると、定常溶接期間Tcに入る。これに応動して、溶接電源の特性が定電圧特性に切り換えられるので、同図(C)に示すように、溶接電流Iwはアーク負荷によって定まる値へと増加する。同時に、同図(B)に示すように、送給速度Fwは、正送期間に切り換えられ、所定の変化率で0から加速され、所定の定常正送ピーク値Fscに達するとその値を維持する。正送ピーク期間中の時刻t11において、短絡が発生すると、同図(D)に示すように、溶接電圧Vwは数Vの短絡電圧値に急減し、同図(F)に示すように、短絡判別信号SdはHighレベル(短絡)に変化する。これに応動して、同図(B)に示すように、送給速度Fwは逆送期間への移行を開始する。送給速度Fwは、時刻t11〜t12の期間中に所定の変化率で減速して0となる。同図(C)に示すように、溶接電流Iwは時刻t11〜t13の短絡期間中に次第に増加する。
[Operation during steady welding period Tc after time t10]
When the welding start position coincidence signal Wp changes to High level (coincidence) at time t10, the steady welding period Tc is entered. In response to this, the characteristic of the welding power source is switched to the constant voltage characteristic, so that the welding current Iw increases to a value determined by the arc load, as shown in FIG. At the same time, as shown in FIG. 5B, the feed speed Fw is switched to the forward feed period, accelerated from 0 at a predetermined rate of change, and maintained at a predetermined steady forward feed peak value Fsc. To do. If a short circuit occurs at time t11 during the forward feed peak period, the welding voltage Vw rapidly decreases to a short circuit voltage value of several volts as shown in FIG. 4D, and the short circuit occurs as shown in FIG. The determination signal Sd changes to a high level (short circuit). In response to this, as shown in FIG. 5B, the feeding speed Fw starts to shift to the reverse feeding period. The feeding speed Fw is decelerated at a predetermined change rate during the period from time t11 to t12 and becomes zero. As shown in FIG. 5C, the welding current Iw gradually increases during the short-circuit period at times t11 to t13.
時刻t12から逆送期間に入り、所定の変化率で0から加速され、所定の定常逆送ピーク値Frcに達するとその値を維持する。時刻t13において、逆送によってアークが発生すると、同図(D)に示すように、溶接電圧Vwは数十Vのアーク電圧値に急増し、同図(F)に示すように、短絡判別信号SdはLowレベル(アーク)に変化する。これに応動して、同図(B)に示すように、送給速度Fwは正送期間への移行を開始する。送給速度Fwは、時刻t13〜t14の期間中に所定の変化率で減速して0となる。同図(C)に示すように、溶接電流Iwはアーク期間中に次第に減少する。 A reverse feed period starts at time t12, and is accelerated from 0 at a predetermined rate of change. When a predetermined steady reverse feed peak value Frc is reached, the value is maintained. When an arc is generated by reverse feed at time t13, the welding voltage Vw rapidly increases to an arc voltage value of several tens of volts as shown in FIG. 4D, and as shown in FIG. Sd changes to a low level (arc). In response to this, as shown in FIG. 5B, the feeding speed Fw starts shifting to the normal feeding period. The feeding speed Fw is reduced to 0 at a predetermined rate of change during the period from time t13 to t14. As shown in FIG. 5C, the welding current Iw gradually decreases during the arc period.
これ以降は、時刻t10〜t14の動作を繰り返す。 Thereafter, the operation from time t10 to t14 is repeated.
本実施形態における各数値の一例を以下に示す。
(初期期間TIのパラメータ)
初期周波数Siは通常50〜150Hzであり、本実施の形態においては、例えば100Hz程度である。初期時間比率は、通常0.5017〜0.505であり、本実施の形態においては、例えば0.5033程度である。初期正送ピーク値Fsiは、30〜50m/分であり、本実施の形態においては、例えば30〜40m/分程度である。初期逆送ピーク値Friは、通常30〜50m/分であり、本実施の形態においては、例えば30〜40m/分程度である。平均初期送給速度Fiは、1〜3m/分であり、本実施の形態においては、例えば2m/分程度である。
(遷移期間のパラメータ)
溶接トーチの振動周波数は通常1〜50Hzであり、本実施の形態においては、例えば10Hzである。溶接トーチの振動振幅は通常3〜10mm程度であり、本実施の形態においては、例えば5mmである。逆送遷移値は通常5〜15m/分であり、本実施の形態においては、例えば10m/分程度である。初期電流は通常20〜50Aであり、本実施の形態においては、例えば30A程度である。遷移期間は通常5〜200msであり、本実施の形態においては、例えば50ms程度である。
(定常溶接期間Tcのパラメータ)
送給速度の1周期は、通常8〜20msであり、本実施の形態においては、例えば10ms程度である。短絡期間は、通常2〜10msであり、本実施の形態においては、例えば4ms程度である。アーク期間は、通常3〜15msであり、本実施の形態においては、例えば6ms程度である。定常正送ピーク値Fscは、通常30〜100m/分であり、本実施の形態においては、例えば80m/分程度である。定常逆送ピーク値Frcは、通常−30〜−100m/分であり、本実施の形態においては、例えば−70m/min程度である。平均送給速度は、通常3〜15m/分であり、本実施の形態においては、例えば10m/分程度である。正送期間と逆送期間との切換時の変化率は、通常1ms当たり30〜200m/分の変化であり、本実施の形態においては、例えば1ms当たり100m/分程度の変化である。また、平均溶接電流は、通常70〜350Aであり、本実施の形態においては、例えば250A程度である。
An example of each numerical value in the present embodiment is shown below.
(Initial period TI parameter)
The initial frequency Si is usually 50 to 150 Hz, and is about 100 Hz in the present embodiment, for example. The initial time ratio is usually 0.5017 to 0.505, and is about 0.5033 in the present embodiment, for example. The initial forward peak value Fsi is 30 to 50 m / min, and is about 30 to 40 m / min in the present embodiment, for example. The initial reverse peak value Fri is normally 30 to 50 m / min, and is about 30 to 40 m / min in the present embodiment, for example. The average initial feed speed Fi is 1 to 3 m / min. In the present embodiment, it is about 2 m / min, for example.
(Transition period parameters)
The vibration frequency of the welding torch is usually 1 to 50 Hz, and in this embodiment, for example, 10 Hz. The vibration amplitude of the welding torch is usually about 3 to 10 mm, and is 5 mm, for example, in the present embodiment. The reverse transfer value is normally 5 to 15 m / min, and is about 10 m / min in the present embodiment, for example. The initial current is usually 20 to 50 A, and is about 30 A, for example, in the present embodiment. The transition period is normally 5 to 200 ms, and is about 50 ms in the present embodiment, for example.
(Parameters for steady welding period Tc)
One cycle of the feeding speed is normally 8 to 20 ms, and is about 10 ms in the present embodiment, for example. The short-circuit period is normally 2 to 10 ms, and is about 4 ms in the present embodiment, for example. The arc period is usually 3 to 15 ms, and is about 6 ms in the present embodiment, for example. The steady forward peak value Fsc is usually 30 to 100 m / min, and is about 80 m / min in the present embodiment, for example. The steady reverse feed peak value Frc is usually −30 to −100 m / min, and is about −70 m / min, for example, in the present embodiment. The average feeding speed is usually 3 to 15 m / min. In the present embodiment, for example, it is about 10 m / min. The change rate at the time of switching between the forward feed period and the reverse feed period is usually a change of 30 to 200 m / min per 1 ms, and in this embodiment, for example, a change of about 100 m / min per ms. The average welding current is usually 70 to 350 A, and is about 250 A in the present embodiment, for example.
以下、本実施の形態の作用効果について説明する。本実施の形態では、溶接ワイヤの送給開始時点から溶接電流の通電開始時点までの初期期間中は、送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り換える正逆送給制御を行うと共に、溶接トーチを母材表面の平面方向に振動させる。本実施の形態では、正逆送給制御によって溶接ワイヤ先端と母材との接触(衝突)を溶接電流が通電するまで繰り返すので、溶接ワイヤ先端部に付着したスラグを除去することができる。さらに、本実施の形態では、溶接トーチを母材表面方向に振動させることによって、溶接ワイヤ先端が母材と接触する位置を移動させることができる。このために、母材表面にスラグが付着していても、溶接ワイヤ先端を付着していない個所に移動させることができるので、溶接ワイヤと母材とを導通状態にすることができる。この結果、本実施の形態では、溶接ワイヤ先端部のスラグが除去され、かつ、母材表面にスラグが付着していない個所に溶接ワイヤ先端を移動させることができるので、アークスタートを確実に行うことができる。 Hereinafter, the function and effect of the present embodiment will be described. In the present embodiment, during the initial period from the welding wire feed start time to the welding current energization start time, forward / reverse feed control is performed to alternately switch the feed speed between the forward feed period and the reverse feed period. At the same time, the welding torch is vibrated in the plane direction of the base material surface. In the present embodiment, the contact (collision) between the welding wire tip and the base material is repeated by forward / reverse feed control until the welding current is applied, so that the slag adhering to the welding wire tip can be removed. Further, in the present embodiment, the position where the tip of the welding wire comes into contact with the base material can be moved by vibrating the welding torch toward the base material surface. For this reason, even if slag adheres to the surface of the base material, it can be moved to a location where the tip of the welding wire is not attached, so that the welding wire and the base material can be brought into conduction. As a result, in this embodiment, the slag at the tip of the welding wire is removed, and the tip of the welding wire can be moved to a location where the slag is not attached to the surface of the base material. be able to.
さらに、本実施の形態では、初期期間の終了後に溶接トーチを教示された溶接開始位置まで移動させる。これにより、教示された溶接開始位置から溶接ビードを形成することができるので、良好な溶接品質を得ることができる。 Further, in the present embodiment, the welding torch is moved to the taught welding start position after the end of the initial period. Thereby, since a weld bead can be formed from the taught welding start position, good welding quality can be obtained.
さらに、本実施の形態では、初期期間の終了後に、送給速度を逆送期間に切り換え、溶接トーチが溶接開始位置に到達するまでは逆送期間を継続する。これにより、本実施の形態では、溶接電流が通電して初期期間が終了してから溶接トーチが溶接開始位置に到達するまでの遷移期間中に、アークが一旦発生した後に再び短絡が発生することを防止することができる。このために、本実施の形態では、遷移期間中の溶接状態を安定化させることができる。 Further, in the present embodiment, after the initial period ends, the feed speed is switched to the reverse feed period, and the reverse feed period is continued until the welding torch reaches the welding start position. Thus, in the present embodiment, a short circuit occurs again after the arc is generated once during the transition period from when the welding current is applied and the initial period ends to when the welding torch reaches the welding start position. Can be prevented. For this reason, in this Embodiment, the welding state during a transition period can be stabilized.
さらに、本実施の形態では、初期期間の終了後にアークが発生してから溶接トーチが溶接開始位置に到達するまでの期間中は、溶接電流を定常溶接期間中の溶接電流の平均値よりも小さな値とする。これにより、本実施の形態では、初期期間の終了後にアークが発生してから溶接トーチが溶接開始位置に到達するまでの期間中は、溶接電流が定常溶接期間中よりも小さな値となる。このために、本実施の形態では、溶接ワイヤの溶融を抑制してアーク長を適正範囲に維持することができるので、溶接状態をより安定化させることができる。 Furthermore, in the present embodiment, the welding current is smaller than the average value of the welding current during the steady welding period during the period from the occurrence of the arc after the end of the initial period until the welding torch reaches the welding start position. Value. Thus, in the present embodiment, during the period from when the arc is generated after the end of the initial period until the welding torch reaches the welding start position, the welding current becomes a smaller value than during the steady welding period. For this reason, in this Embodiment, since melting of a welding wire can be suppressed and an arc length can be maintained in an appropriate range, a welding state can be stabilized more.
上述した実施の形態においては、正逆送給制御の送給速度の波形が台形波である場合について説明したが、正弦波、三角波等の繰り返す波形であれば良い。 In the above-described embodiment, the case where the waveform of the feeding speed of the forward / reverse feeding control is a trapezoidal wave has been described.
1 溶接ワイヤ
2 母材
3 アーク
4 溶接トーチ
5 送給ロール
CD 電流通電判別回路
Cd 電流通電判別信号
DIR 初期時間比率設定回路
Dir 初期時間比率設定信号
DV 駆動回路
Dv 駆動信号
E 出力電圧
Ea 誤差増幅信号
ED 出力電圧検出回路
Ed 出力電圧検出信号
EI 電流誤差増幅回路
Ei 電流誤差増幅信号
ER 出力電圧設定回路
Er 出力電圧設定信号
EV 電圧誤差増幅回路
Ev 電圧誤差増幅信号
FC 送給制御回路
Fc 送給制御信号
FCR 定常溶接期間送給速度設定回路
Fcr 定常溶接期間送給速度設定信号
Fi 平均初期送給速度
FIR 初期期間送給速度設定回路
Fir 初期期間送給速度設定信号
FR 送給速度設定回路
Fr 送給速度設定信号
Frc 定常逆送ピーク値
FRCR 定常逆送ピーク値設定回路
Frcr 定常逆送ピーク値設定信号
Fri 初期逆送ピーク値
FRIR 初期逆送ピーク値設定回路
Frir 初期逆送ピーク値設定信号
Fsc 定常正送ピーク値
FSCR 定常正送ピーク値設定回路
Fscr 定常正送ピーク値設定信号
Fsi 初期正送ピーク値
FSIR 初期正送ピーク値設定回路
Fsir 初期正送ピーク値設定信号
Fw 送給速度
ID 電流検出回路
Id 電流検出信号
IIR 初期電流設定回路
Iir 初期電流設定信号
Iw 溶接電流
Lt 溶接トーチ軌跡
Mc 動作制御信号
On 起動信号
PM 電源主回路
RC ロボット制御装置
RM ロボット
SD 短絡判別回路
Sd 短絡判別信号
Si 初期周波数
SIR 初期周波数設定回路
Sir 初期周波数設定信号
ST 溶接開始回路
St 溶接開始信号
STI 初期期間タイマ回路
Sti 初期期間タイマ信号
SW 電源特性切換回路
Ti 初期期間
VD 電圧検出回路
Vd 電圧検出信号
Vw 溶接電圧
WL リアクトル
WM 送給モータ
Wp 溶接開始位置一致信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Welding wire 2 Base material 3 Arc 4 Welding torch 5 Feed roll CD Current energization discrimination circuit Cd Current energization discrimination signal DIR Initial time ratio setting circuit Dir Initial time ratio setting signal DV Drive circuit Dv Drive signal E Output voltage Ea Error amplification signal ED Output voltage detection circuit Ed Output voltage detection signal EI Current error amplification circuit Ei Current error amplification signal ER Output voltage setting circuit Er Output voltage setting signal EV Voltage error amplification circuit Ev Voltage error amplification signal FC Feed control circuit Fc Feed control signal FCR steady welding period feed speed setting circuit Fcr steady welding period feed speed setting signal Fi average initial feed speed FIR initial period feed speed setting circuit Fir initial period feed speed setting signal FR feed speed setting circuit Fr feed speed Setting signal Frc Steady reverse feed peak value FRCR Steady reverse feed peak value setting circuit Frcr Steady reverse feed peak value setting signal ri initial reverse feed peak value FRIR initial reverse feed peak value setting circuit Frir initial reverse feed peak value setting signal Fsc steady forward feed peak value FSCR steady forward feed peak value setting circuit Fscr steady forward feed peak value setting signal Fsi initial forward feed peak value FSIR initial forward feed peak value setting circuit Fsir initial forward feed peak value setting signal Fw feed speed ID current detection circuit Id current detection signal IIR initial current setting circuit Iir initial current setting signal Iw welding current Lt welding torch locus Mc operation control signal On Start signal PM Power supply main circuit RC Robot controller RM Robot SD Short circuit determination circuit Sd Short circuit determination signal Si Initial frequency SIR Initial frequency setting circuit Sir Initial frequency setting signal ST Welding start circuit St Welding start signal STI Initial period timer circuit Sti Initial period timer Signal SW Power supply characteristic switching circuit Ti Initial period VD Voltage detection circuit V d Voltage detection signal Vw Welding voltage WL Reactor WM Feeding motor Wp Welding start position coincidence signal
Claims (4)
前記初期期間中は溶接トーチを母材表面の平面方向に振動させる、
ことを特徴とするアーク溶接制御方法。 When starting welding, during the initial period from the welding wire feed start time to the welding current energization start time, forward / reverse feed control is performed to alternately switch the feed speed between the forward feed period and the reverse feed period. In the arc welding control method to be performed,
During the initial period, the welding torch is vibrated in the plane direction of the base material surface,
An arc welding control method characterized by the above.
ことを特徴とする請求項1に記載のアーク溶接制御方法。 Moving the welding torch to the taught welding start position after the end of the initial period;
The arc welding control method according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項2に記載のアーク溶接制御方法。 The feed speed is switched to the reverse feed period after the end of the initial period, and the reverse feed period is continued until the welding torch reaches the welding start position.
The arc welding control method according to claim 2, wherein:
ことを特徴とする請求項3に記載のアーク溶接制御方法。 During the period from when the arc is generated after the end of the initial period until the welding torch reaches the welding start position, the welding current is set to a value smaller than the average value of the welding current during the steady welding period.
The arc welding control method according to claim 3.
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