JP3220894B2 - Arc welding apparatus and welding condition setting method - Google Patents

Arc welding apparatus and welding condition setting method

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JP3220894B2
JP3220894B2 JP24433595A JP24433595A JP3220894B2 JP 3220894 B2 JP3220894 B2 JP 3220894B2 JP 24433595 A JP24433595 A JP 24433595A JP 24433595 A JP24433595 A JP 24433595A JP 3220894 B2 JP3220894 B2 JP 3220894B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、シールドガスを使
用した消耗電極式のアーク溶接装置及び溶接条件設定方
法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a consumable electrode type arc welding apparatus using a shielding gas and a method for setting welding conditions.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の自動アーク溶接装置における基本
システムは、図15に示すように、溶接電源101とロ
ボット102の組み合わせに対し溶接条件の指令とティ
ーチングデータに基づく駆動信号の送出を行って、溶接
電源101とロボット102の協動溶接作業を制御する
中央処理型の溶接ロボットコントローラ103を配設し
た構成を採る。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 15, a basic system in a conventional automatic arc welding apparatus transmits a drive signal based on a welding condition command and teaching data to a combination of a welding power source 101 and a robot 102, as shown in FIG. A central processing type welding robot controller 103 for controlling cooperative welding work between the welding power source 101 and the robot 102 is employed.

【0003】ここで、溶接条件とは、電流、電圧及び溶
接速度をいい、継手毎に実験や経験によって予め決定
し、溶接ロボットコントローラ103にオペレータが、
溶接電源101の特性を補正した電流指令パラメータ及
び電圧指令パラメータとして入力する。溶接ロボットコ
ントローラ103は、ティーチングデータを格納したメ
モリ領域103eと、継手毎に指定される溶接条件を格
納したメモリ領域103dとからなる条件ファイル10
3aと、ティーチングデータをロボット102の各軸用
の上記駆動信号に変換する制御部103cと、ファイル
103aからの上記各指令パラメータをアナログ信号に
変換するD/A変換器103bを有し、溶接開始によっ
て読出されるティーチングデータに同期して溶接条件を
読出すものである。即ち、溶接ロボットコントローラ1
03は、継手毎の溶接条件を格納したメモリ領域103
dの溶接プログラムと、ティーチングデータを格納した
メモリ領域103eのロボットプログラムとを同期して
読出す制御をしている。
Here, the welding conditions refer to current, voltage, and welding speed, which are determined in advance by experiments and experiences for each joint, and the welding robot controller 103 is operated by an operator.
The current command parameter and the voltage command parameter obtained by correcting the characteristics of the welding power source 101 are input. The welding robot controller 103 has a condition file 10 consisting of a memory area 103e storing teaching data and a memory area 103d storing welding conditions specified for each joint.
3a, a control unit 103c for converting the teaching data into the drive signals for each axis of the robot 102, and a D / A converter 103b for converting the command parameters from the file 103a into analog signals. The welding condition is read out in synchronization with the teaching data read out by the user. That is, the welding robot controller 1
03 is a memory area 103 storing welding conditions for each joint.
The control for synchronously reading out the welding program d and the robot program in the memory area 103e storing the teaching data is performed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近の溶接
ロボットにおけるコントローラでは、熟練経験者の不足
等の状況下、溶接条件を自動設定したり、溶接中の外乱
に応じて溶接条件を自動管理する溶接プログラムを組込
む傾向にある。このような溶接プログラムをティーチン
グデータを読込むためのロボットプログラムに組込む設
計は、通常ロボットメーカで行うことになる。
By the way, a controller in a recent welding robot automatically sets welding conditions or manages welding conditions automatically according to a disturbance during welding under circumstances such as a shortage of experienced personnel. They tend to incorporate welding programs. The design for incorporating such a welding program into a robot program for reading teaching data is usually performed by a robot maker.

【0005】しかし、実際の製品メーカでは、ロボット
メーカが作成した溶接プログラムを修正したり、溶接に
関する特別の機能を付加して製品独自の溶接を行いたい
と欲する場合がある。こうした場合、ロボットメーカで
作成した溶接プログラムの詳細を入手する必要がある
が、一般にはメーカプログラムは公表しないことが原則
で、製品メーカがロボットメーカの溶接プログラムを修
正したり新機能を付加することは容易でない。
However, an actual product manufacturer may want to modify a welding program created by a robot manufacturer or add a special welding-related function to perform a product-specific welding. In such a case, it is necessary to obtain details of the welding program created by the robot maker.However, in general, the manufacturer program should not be published, and product manufacturers should modify the robot manufacturer's welding program or add new functions. Is not easy.

【0006】また、溶接ロボットコントローラに溶接プ
ログラムを組込むことは、溶接プログラムとロボットプ
ログラムとが通信的にリンクすることになり、特定の溶
接電源とロボットの組合わせにのみコンパチブルとなっ
て、ロボットや溶接電源が変わった場合、溶接ロボット
コントローラの溶接プログラムを修正しなければならな
くなる。
Incorporation of a welding program into a welding robot controller causes the welding program and the robot program to be communicatively linked, and is compatible only with a specific combination of a welding power source and a robot. If the welding power source changes, the welding robot controller's welding program must be modified.

【0007】そこで、本発明は従来ロボットメーカで作
成していた溶接プログラムに依存することなく、製造メ
ーカ独自のプログラムで溶接プロセスだけを制御するこ
とにより、ロボットや溶接電源の変更に自在に対応でき
るとともに、製品メーカが考える製品に特有の溶接条件
や良好な溶接品質を担保する溶接条件を設計図面に指示
された基本仕様を入力操作するだけで自動で演算し、最
適な溶接条件を設定することができるアーク溶接装置及
びその溶接条件設定方法を提供することにある。
Therefore, the present invention can freely respond to changes in the robot and the welding power source by controlling only the welding process with a program unique to the manufacturer, without depending on the welding program conventionally created by the robot manufacturer. At the same time, the welding conditions specific to the product considered by the product manufacturer and the welding conditions to ensure good welding quality are automatically calculated by simply inputting the basic specifications specified in the design drawings.
An object of the present invention is to provide an arc welding apparatus capable of setting appropriate welding conditions and a method for setting the welding conditions.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した請求
項1の発明の要旨は、(a)ワイヤが送給される溶接ト
ーチを保持し該溶接トーチをティーチングデータによっ
て操縦するロボットと、(b)該溶接トーチに電流およ
び電圧を出力する溶接電源と、(c)溶接される継手の
継手形状、継手姿勢、溶接法、脚長、チップ母材間の距
離、板厚、溶接速度を含む基本仕様を入力し演算するこ
とによって上記溶接電源より出力させる上記電流と電圧
の各指令パラメータ及び溶接速度からなる溶接条件を算
出し、かつ条件ファイルに格納する溶接コントローラ
と、(d)上記溶接ロボットへの上記ティーチングデー
タの送出及び溶接速度を示す信号を送出するに当たっ
て、上記溶接コントローラから上記溶接電源へ各指令パ
ラメータを出力するタイミングが上記ティーチングデー
タの送出タイミングと同期するように上記溶接コントロ
ーラへ条件呼び出しタイミングを指令するロボットコン
トローラとからアーク溶接装置を構成し、ロボットや溶
接電源の変更に自在に対応できるアーク溶接装置、とし
たことにある。従って、このアーク溶接装置は、溶接ト
ーチに関した溶接プロセスを制御する溶接コントローラ
とロボットの運動を制御するロボットコントローラとに
分離され、そのうち溶接コントローラのみに溶接条件を
設定管理するプログラムを蓄積してロボットメーカに頼
らない独自の溶接を行うことができる。
Means for Solving the Problems The gist of the present invention, which has solved the above-mentioned problems, is that (a) a robot which holds a welding torch to which a wire is fed and steers the welding torch according to teaching data; b) a welding power source for outputting a current and a voltage to the welding torch ;
Joint shape, joint posture, welding method, leg length, distance between chip base materials
Input and calculate basic specifications including separation, thickness and welding speed.
And the current and voltage output from the welding power source by
Calculate welding conditions consisting of each command parameter and welding speed
Welding controller that outputs and stores it in the condition file
If, (d) the weld when sending a signal indicating the delivery and welding speed of the teaching data to the robot, the timing of outputting each command parameters to the welding power source from the welding controller synchronized with the transmission timing of the teaching data An arc welding apparatus is composed of a robot controller that instructs the above welding controller to call the condition call timing so that the robot and welding are performed.
Arc welding equipment that can freely respond to changes in power supply
That is. Therefore, the arc welding apparatus is separated into a robot controller for controlling the movement of the welding controller and the robot for controlling the welding process relates to the welding torch, to accumulate them program for setting a welding condition management only the welding controller robot We can perform original welding without relying on the manufacturer.

【0009】上記課題を解決した請求項2の発明の要旨
は、溶接される継手毎に上記基本仕様を入力し、入力し
た基本仕様に基づいて溶接層数 溶接電流及び溶接電圧
を演算し設定するとともに溶接電源より出力させる電流
と電圧の各指令パラメータ及び溶接速度をも演算し設定
する溶接条件設定方法にある。この溶接条件設定方法は
溶接コントローラとロボットコントローラとに分離した
システムの場合と分離しないシステムの場合の両方に適
用されるものである。
[0009] The gist of the invention according to claim 2 that solves the above-mentioned problem is that the basic specifications are input for each joint to be welded and input.
Number of welding layers , welding current and welding voltage based on the basic specifications
Is calculated and set and the current output from the welding power source.
Also calculates and sets each command parameter of voltage and welding speed.
To set welding conditions. This welding condition setting method is applied to both a system separated into a welding controller and a robot controller and a system not separated .

【0010】ここで、基本仕様とは、継手形状、姿勢、
溶接法(パルス、マグ溶接の場合のスプレー移行型及び
短絡移行型)、脚長、チップ母材間距離、及び板厚又は
必要な場合に溶接速度若しくはすみ肉溶接以外の溶着断
面積をいう。請求項2に従属する請求項3における溶接
条件設定方法は、基本仕様に基づいて層数を設定する方
法であって、(a)入力された指定脚長より溶着断面積
を演算し、(b)該溶着断面積と与えられた溶接姿勢と
から溶融した溶着金属の形状良否を判断して、一層盛り
か多層盛りかを決定し、(b)多層盛りに変更する場合
はそれに応じた脚長を設定してティーチングポイントの
変更を指示し、(d)該多層盛りの脚長でも形状否と判
断したときは脚長オーバーの指示を行う工程からなる。
溶着金属の形状良否の判断手法は実施例に記載してい
る。
[0010] Here, the basic specifications are the joint shape, posture,
Welding method (spray transfer type and short-circuit transfer type in case of pulse and mag welding), leg length, distance between chip base materials, and sheet thickness or, if necessary, welding speed or welding cross-sectional area other than fillet welding. A welding condition setting method according to claim 3 which is dependent on claim 2 is a method for setting the number of layers based on basic specifications, wherein (a) a welding cross-sectional area is calculated from an inputted designated leg length, and (b) Judging the shape of the weld metal melted from the welding cross-sectional area and the given welding posture, it is determined whether the shape of the weld metal is good or not. (D) when it is determined that the leg length of the multi-layer building is not even the shape of the leg, the instruction is given to indicate that the leg length is exceeded.
The method of judging the shape of the deposited metal is described in Examples.

【0011】請求項2に従属する請求項4における溶接
条件設定方法は、溶接速度が基本仕様として入力されな
い場合の溶接電流及び溶接速度を演算する方法であっ
て、(a)ワイヤ送給速度と溶接電流及びワイヤ送給速
度と溶接速度の各関係式に、脚長より仮に定めた溶接電
流及び溶接速度の条件を付加し、(b)該仮に定めた溶
接電流及び溶接速度によるワイヤ送給速度が上記各関係
式を共に満足するときの上記溶接電流と溶接速度を設定
溶接電流及び設定溶接速度とする工程からなる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a welding condition setting method for calculating a welding current and a welding speed when a welding speed is not input as a basic specification. The conditions of the welding current and the welding speed tentatively determined from the leg length are added to the respective relational expressions of the welding current and the wire feeding speed and the welding speed, and (b) the wire feeding speed based on the temporarily determined welding current and welding speed is calculated. A step of setting the welding current and the welding speed when both of the above relational expressions are satisfied as a set welding current and a set welding speed.

【0012】請求項2に従属する請求項5における溶接
条件設定方法は、基本仕様に基づいて電流指令パラメー
タを設定する方法であって、(a)電流指令パラメータ
を脚長と溶接速度の関数からなる幾何学的に定まる多項
式で表し、(b)これを用いて上記電流指令パラメータ
を演算する工程からなる。請求項2に従属する請求項6
における溶接条件設定方法は、基本仕様に基づいて溶接
電圧を設定する方法であって、溶接電圧を溶接電流の関
数だけでなくチップ母材間距離の関数も含めた多項式で
演算する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a welding condition setting method for setting a current command parameter based on basic specifications, wherein (a) the current command parameter is a function of a leg length and a welding speed. It is represented by a geometrically determined polynomial, and (b) comprises the step of calculating the current command parameter using this. Claim 6 dependent on claim 2
Is a method of setting the welding voltage based on the basic specifications, and calculates the welding voltage by a polynomial including not only the function of the welding current but also the function of the distance between the chip base materials.

【0013】請求項2に従属する請求項7における溶接
条件設定方法は、パルス溶接の場合の溶接電圧の設定方
法であって、(a)上記多項式をチップ母材間距離に応
じた境界電流より高電流側と低電流側の二つの演算式に
分け、(b)設定溶接電流が上記境界電流より大きいと
きは上記高電流側の演算式より設定溶接電圧を演算し、
(c)上記溶接電流が上記境界電流より小さいときは上
記低電流側の演算式より設定溶接電圧を演算する工程を
有する。
A welding condition setting method according to claim 7 which is dependent on claim 2 is a method for setting a welding voltage in the case of pulse welding, in which (a) the polynomial is calculated from a boundary current corresponding to a distance between chip base materials. (B) When the set welding current is larger than the boundary current, the set welding voltage is calculated from the high current side calculation formula,
(C) when the welding current is smaller than the boundary current, a step of calculating a set welding voltage from the low-current-side arithmetic expression.

【0014】請求項2に従属する請求項8における溶接
条件設定方法は、マグ溶接の場合の溶接電圧の設定方法
であって、(a)上記多項式をスプレー移行型溶接を行
うときの演算式と短絡移行型溶接を行うときの演算式に
分け、(b)入力された基本仕様により上記各演算式を
選択する工程を有する。請求項2に従属する請求項9に
おける溶接条件設定方法は、(a)設定溶接電圧、設定
溶接電流及び設定溶接速度とから溶込み深さを演算し、
(b)該溶込み深さが板厚に応じた上限溶込み深さと下
限溶込み深さの間の場合に上記設定溶接電圧及び設定溶
接電流から上記溶接電源への電流指令パラメータ及び電
圧指令パラメータを演算し、(c)上記溶込み深さが上
記上限溶込み深さと下限溶込み深さの範囲から外れた場
合、溶接速度が基本仕様として入力されないときは上記
設定溶接電流を補正してこれに応じて溶接速度を再演算
し、(d)溶接速度が基本仕様として入力されるときは
溶接速度を補正してこれに応じて溶接電流を再演算する
工程からなる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a welding condition setting method in which a welding voltage is set in a case of mag welding. (B) a step of selecting each of the above arithmetic expressions according to the inputted basic specifications, divided into arithmetic expressions for performing short-circuit transfer welding. The welding condition setting method according to claim 9 which is dependent on claim 2, (a) calculates a penetration depth from a set welding voltage, a set welding current, and a set welding speed,
(B) a current command parameter and a voltage command parameter from the set welding voltage and the set welding current to the welding power source when the penetration depth is between the upper limit penetration depth and the lower limit penetration depth according to the plate thickness; (C) If the penetration depth is out of the range between the upper limit penetration depth and the lower limit penetration depth, and if the welding speed is not input as a basic specification, the set welding current is corrected. (D) When the welding speed is input as the basic specification, the welding speed is corrected and the welding current is recalculated accordingly.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明のアーク溶接装置及
びその溶接条件設定方法を図面を参照して詳細に説明す
る。図1に示すように、本発明のアーク溶接装置及び溶
接条件設定方法を実現する設備は、溶接トーチ(以下、
トーチと略す)1を保持した多関節ロボット2と、出力
端子3a,3bの溶接電力出力に基づいて上記トーチ先
端のチップ16へ給電する溶接電源3と、上記溶接電力
出力の電流Iと電圧Vを上記溶接電源3から出力させる
べく該溶接電源3へ指令する各指令パラメータPI ,P
V を自動設定してその各指令信号i,vを送出する溶接
コントローラ4と、上記多関節ロボット2を溶接速度の
指令信号を含むティーチングデータTDに基づいて制御
するロボットコントローラ5と、ドラム6に充填された
消耗電極としてのワイヤ7を上記トーチ1へ送給するワ
イヤ送給装置8と、溶接品が載置される治具9とから構
成されている。なお、多関節ロボット2には、ティーチ
ングデータTDを溶接速度に基づいて実際のロボット軸
部を作動させる駆動信号の形式に変換する波形操作回路
が付加されているものとする。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an arc welding apparatus and a method for setting welding conditions of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the equipment for realizing the arc welding apparatus and the welding condition setting method of the present invention includes a welding torch (hereinafter, referred to as a welding torch).
An articulated robot 2 holding a torch 1, a welding power supply 3 for supplying power to the tip 16 at the tip of the torch based on the welding power output of the output terminals 3 a and 3 b, a current I and a voltage V of the welding power output Command parameters P I , P instructing the welding power source 3 to output
A welding controller 4 for automatically setting V and sending the respective command signals i and v, a robot controller 5 for controlling the articulated robot 2 based on teaching data TD including a welding speed command signal, and a drum 6 It comprises a wire feeding device 8 for feeding the filled wire 7 as a consumable electrode to the torch 1 and a jig 9 on which a welded product is placed. It is assumed that the articulated robot 2 is provided with a waveform operation circuit for converting the teaching data TD into a drive signal format for operating the actual robot shaft based on the welding speed.

【0016】上記多関節ロボット2に組付けられた上記
ワイヤ送給装置8は、曲げ矯正器11、エンコーダ1
2、ワイヤ7を挟持した一対の送給ローラ13a,13
b、該ローラ13a,13bを駆動する回転アクチュエ
ータ14及びワイヤ7をトーチ1にガイドするトーチケ
ーブル1aを有し、ワイヤ7をトーチ1におけるノズル
部15内のチップ16より突出させるようにしている。
そして、回転アクチュエータ14は、溶接コントローラ
4から溶接電流iの大きさ(平均値)に比例した送り速
度の駆動信号で制御されてワイヤ7を繰出すようになっ
ており、そのときの検出ワイヤ送給速度MRa はエンコ
ーダ12より溶接コントローラ4に送出される。
The wire feeding device 8 mounted on the articulated robot 2 includes a bending straightener 11 and an encoder 1
2. A pair of feed rollers 13a, 13 holding the wire 7
b, a rotary actuator 14 for driving the rollers 13a and 13b, and a torch cable 1a for guiding the wire 7 to the torch 1. The wire 7 is made to protrude from the tip 16 in the nozzle portion 15 of the torch 1.
The rotary actuator 14 is controlled by a drive signal having a feed rate proportional to the magnitude (average value) of the welding current i from the welding controller 4 to feed out the wire 7, and the detection wire feed at that time is sent out. feed rate MR a is sent to the welding controller 4 from the encoder 12.

【0017】しかして、溶接コントローラ4は、溶接条
件(電流、電圧及び速度)の自動設定と外乱に対する溶
接条件の自動修正とを行うもので、そのハードウエアを
概念的に表した図2に示すように、継手形状、姿勢、溶
接法(パルス、マグ溶接の場合のスプレー移行型及び短
絡移行型)、脚長L、チップ母材間距離EXT(チップ
16と母材間の距離)及び板厚t又は必要な場合に溶接
速度若しくはすみ肉溶接以外の溶着断面積等の基本仕様
が、例えば一つの製品におけるN個の継手毎に入力され
る仕様入力手段41と、該仕様入力手段41に入力され
た基本仕様より溶接条件を演算にて決定する初期条件設
定手段42と、該初期条件設定手段42の演算に用いる
各演算式が格納された演算式メモリ43と、上記初期条
件設定手段42によって設定された溶接条件を格納する
条件ファイル45と、上記初期条件設定手段42で設定
した溶接条件のうち初期電流指令パラメータPI 及び初
期電圧指令パラメータPV を外乱に応じた修正電流指令
パラメータPI ′及び修正電圧指令パラメータPV ′と
する条件自動管理補正手段44とを主体に構成される。
The welding controller 4 performs automatic setting of welding conditions (current, voltage and speed) and automatic correction of welding conditions for disturbance, and FIG. 2 conceptually shows the hardware. Thus, the joint shape, posture, welding method (spray transfer type and short-circuit transfer type in the case of pulse and mag welding), leg length L, tip base material distance EXT (tip 16 and base material distance), and plate thickness t Or, if necessary, basic specifications such as welding speed or welding cross-sectional area other than fillet welding are input to the specification input means 41 and the specification input means 41 which are input for every N joints in one product, for example. Initial condition setting means 42 for determining welding conditions from the basic specifications by calculation, an arithmetic expression memory 43 storing arithmetic expressions used for calculation of the initial condition setting means 42, and an initial condition setting means 42. A condition file 45 for storing the set welding condition I, modified current command parameters corresponding to the disturbance of the initial current command parameter P I and the initial voltage command parameter P V of the welding condition set in the initial condition setting means 42 It is mainly composed of condition automatic management correction means 44 for setting P I ′ and the corrected voltage command parameter P V ′.

【0018】デジタル信号形式の上記修正電流指令パラ
メータPI ′及び修正電圧指令パラメータPV ′は、D
/A変換器によってアナログ形式の電流指令信号i及び
電圧指令信号vに変換されて溶接電源3に入力され、出
力端子3a,3bより導出すべき電流及び電圧を指令す
るようになっている。また、溶接コントローラ4には、
溶接電源3から出力している電流及び電圧の検出溶接電
流Ia (パルス溶接時はパルス電流の平均電流)及び検
出溶接電圧Va がサンプリングされるようになってい
る。
The corrected current command parameter P I ′ and the corrected voltage command parameter P V ′ in digital signal form are
The A / A converter converts the current into a current command signal i and a voltage command signal v in analog form, which are input to the welding power source 3 and command the current and voltage to be derived from the output terminals 3a and 3b. Also, the welding controller 4 includes:
Detection welding current I a of the current and voltage outputs from the welding power source 3 (when pulse welding is the average current of the pulse current) and the detection welding voltage V a is adapted to be sampled.

【0019】ここで、上記初期電流指令パラメータPI
及び修正電流指令パラメータPI ′と溶接電流Iとの関
係並びに初期電圧指令パラメータPV 及び修正電圧指令
パラメータPV ′と溶接電圧Vとの関係は、溶接電源3
の特性を補正した関係に設定される。即ち、溶接コント
ローラ4内で演算した溶接電流と溶接電圧が溶接電源が
変わっても出力するように、各電流指令パラメータ
I ,PI ′及び各電圧指令パラメータPV ,PV ′は
溶接電源毎に補正される。
Here, the initial current command parameter P I
And modified current command parameter P I 'relationship between the welding current I and the initial voltage command parameter P V and the corrected voltage command parameter P V' relationship between the welding voltage V is the welding power source 3
Are set in a relationship in which the characteristics of the above are corrected. That is, the current command parameters P I , P I ′ and the voltage command parameters P V , P V ′ are set so that the welding current and the welding voltage calculated in the welding controller 4 are output even if the welding power source changes. It is corrected every time.

【0020】一方、ロボットコントローラ5は、継手毎
のティーチングデータメモリをもつ電子制御装置であ
り、実際の溶接にあたって、該ロボットコントローラ5
は各メモリのデータを順次に読出して多関節ロボット2
の各軸を駆動するとともに、一つのメモリを読出す毎に
条件呼出し信号5aを溶接コントローラ4に送出して条
件ファイル45をアクセスする。これにより、ティーチ
ングデータTDに同期して継手毎の溶接条件(PI ,P
V 、I,V及び溶接速度WS)が読出される。
On the other hand, the robot controller 5 is an electronic control device having a teaching data memory for each joint.
Reads the data of each memory in sequence and
, And each time one memory is read, a condition calling signal 5a is sent to the welding controller 4 to access the condition file 45. As a result, in synchronization with the teaching data TD, the welding conditions (P I , P
V , I, V and welding speed WS) are read out.

【0021】なお、演算式メモリ43に格納する各演算
式の組は、実験によって予め求めている。また、本溶接
開始と停止を意味するアークON/OFF信号は、ロボ
ットコントローラ5より溶接コントローラ4に送出され
る。本発明のアーク溶接装置は図1のように構成され、
溶接コントローラ4は、ロボットコントローラ5のティ
ーチングデータと協動して行う溶接プロセスに関したプ
ログラムを、ロボットコントローラ5から条件呼出し信
号5aを受信するだけで、全て初期条件設定手段42と
条件自動管理補正手段44で実行している。
The set of arithmetic expressions stored in the arithmetic expression memory 43 is obtained in advance by experiments. Further, the arc ON / OFF signal indicating stop the welding start and is sent to the robot controller 5 by Ri溶 contact controller 4. The arc welding apparatus of the present invention is configured as shown in FIG.
The welding controller 4 receives the condition calling signal 5a from the robot controller 5 and executes the program relating to the welding process performed in cooperation with the teaching data of the robot controller 5. It is running at 44.

【0022】従って、溶接コントローラ4はロボットコ
ントローラ5に格納されたロボットプログラムとリンク
しないプログラムを設定でき、ロボットメーカに頼らな
い製品メーカ独自の溶接を行うことができる。また、上
記溶接コントローラ4をロボットコントローラ5と分離
することにより、溶接コントローラ4は一切ロボットの
運動に関する制御には関与しないので、ロボット2の種
類が変わっても、溶接コントローラ4の溶接条件を変更
する必要はなく、極めて多用途の溶接管理システムとな
る。
Therefore, the welding controller 4 can set a program that is not linked to the robot program stored in the robot controller 5, and can perform a welding unique to a product maker without relying on the robot maker. Further, since the welding controller 4 is separated from the robot controller 5, the welding controller 4 does not participate in the control relating to the motion of the robot at all, so that the welding conditions of the welding controller 4 are changed even if the type of the robot 2 changes. There is no need for it, resulting in a very versatile welding management system.

【0023】次に上記溶接コントローラ4によりアーク
溶接の条件設定がいかに行われるかを図3〜図8のフロ
ーチャートと図9〜図14の特性図を用いて説明する。
図3に示すように、全体の構成は、ステップS1 〔基本
仕様入力〕及びステップS2 〔最適溶接条件の自動設
定〕からなる準備処理と、ステップS4 〔本溶接開
始〕、ステップS18〔条件自動管理〕及び溶接終了判断
(ステップS14)とを含む本溶接処理とからなり、準備
処理は仕様入力手段41及び初期条件設定手段42が行
う処理、本溶接は条件自動管理補正手段44が行う処理
である。ただし、上記準備処理と本溶接処理との間に
は、溶接継手にギャップ(スキ間)があるか否かの判断
ステップS3 が挿入されており、ギャップが有る場合は
ステップS17〔ギャップ部の自動管理〕に進む。なお、
このギャップが有る場合の自動管理と、本溶接における
処理とは本発明と直接関係がないため説明を省略する。
Next, how the welding controller 4 sets arc welding conditions will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 3 to 8 and the characteristic diagrams of FIGS. 9 to 14.
As shown in FIG. 3, the overall configuration includes a preparation process consisting of steps S 1 [input basic specifications] and step S 2 [automatic setting of optimum welding conditions], step S 4 [start of actual welding], and step S 18. [Requirement automatic management] and welding end (step S 14) and consists of a main welding process including a preparation process specification input means 41 and the initial condition setting means 42 performs processing, the welding conditions automatically managed correcting means 44 This is the process performed by However, between the preparation process and the welding process, the welded joint and is determined whether the step S 3 there is a gap (between the ski) is inserted into, if the gap is there a step S 17 [gap Automatic management]. In addition,
Since the automatic management when there is this gap and the processing in the main welding do not directly relate to the present invention, the description is omitted.

【0024】本発明の溶接条件設定方法は、上記ステッ
プS2 、即ち、脚長設定(一層盛りか多層盛りかの決定
等)と、この後の溶接速度が自動設定(溶接速度が入力
されない場合の溶接条件設定)される場合及び溶接速度
が手動設定(溶接速度が入力される場合の溶接条件設
定)される場合のそれぞれについて、パルス溶接を行う
ときの条件設定、マグ溶接におけるスプレー移行型溶接
を行うときの条件設定及びマグ溶接における短絡移行型
の溶接を行うときの条件設定に特徴がある。
According to the welding condition setting method of the present invention, the above-mentioned step S 2 , that is, the setting of the leg length (determination of single layer or multi layer) and the subsequent automatic setting of the welding speed (in the case where the welding speed is not inputted). For each of the cases where welding conditions are set) and where the welding speed is manually set (welding conditions when the welding speed is input), the condition setting for pulse welding and the spray transfer type welding in mag welding It is characterized by the condition setting when performing and the condition setting when performing short-circuit transfer type welding in mag welding.

【0025】さて、上記ステップS1 の基本仕様入力
は、図4の冒頭の処理であり、継手形状、姿勢、溶接速
度WS、脚長L、チップ母材間距離EXT、板厚t、ス
ミ肉以外の溶着断面積A1 、溶込み深さ大小の境界定数
86及び最小溶込み深さ確保定数K87を入力する。この
入力はオペレータのキー操作による。脚長の設定 基本仕様入力の後、ステップS201 〔継手形状=スミ
肉〕では継手形状がスミ肉溶接かそれ以外の溶接(例え
ば突合溶接)かを判断する。継手形状がスミ肉溶接の場
合、ステップS204 〔L≦5〕→ステップS205 〔L=
L+K142 〕→S206 〔スミ肉断面積A=(1/2)L
2 〕からなるスミ肉断面積の演算を行う。スミ肉断面積
の演算では、先ず指定脚長が5mm以下の場合に定数K
142 (例えば0.5mm)を加えて、脚長を大きめとす
る補正を行っている(S204 →S205 )。そして脚長を
定めると、ステップS206 によりスミ肉断面積Aを演算
する。
[0025] Now, basic specification input step S 1 is a process at the beginning of FIG. 4, the joint shape, orientation, welding speed WS, leg length L, the chip base distance EXT, thickness t, except fillet input the welding cross sectional area a 1, the penetration depth magnitude boundary constants K 86 and the minimum penetration depth ensures constant K 87. This input is made by an operator's key operation. After the input of the leg length setting basic specifications, in step S201 [joint shape = semi-thin], it is determined whether the joint shape is a semi-thin weld or another type of welding (for example, butt welding). If the joint shape is a fillet weld, step S 204 [L ≦ 5] → step S 205 [L =
L + K 142 ] → S 206 [Semi-wall cross section A = (1/2) L
2 ] is calculated. In the calculation of the cross-sectional area of the meat, first, when the designated leg length is 5 mm or less, the constant K
142 (for example, 0.5 mm) is added to make the leg length longer ( S204S205 ). Then, when the leg length is determined, the section thickness A of the meat wall is calculated in step S206 .

【0026】溶接コントローラ4の行う次の処理は、溶
接姿勢に応じて現脚長での溶着金属の形状不良を生じな
い溶接が一層盛りで可能か多層盛り(ここでは2層盛
り)で可能か否かを演算して判断するものである。即
ち、始めにステップS207 〔姿勢=下向き〕で溶接姿勢
が下向きか下向き以外(角度有)かを判断する。そし
て、継手姿勢が下向きの場合、ステップS208 〔L≦K
137 〕を実行して現脚長と定数K137 (例えば10m
m〕とを比較する。その結果、L≦K137 の場合、現脚
長で一層盛りの形状不良を生じない溶接が可能と判断し
て次処理に進み(この段階で脚長が最終的に設定された
ことになる)、L>K137 の場合、ステップS210 〔L
≦K138 〕に進む。
The next process performed by the welding controller 4 is to determine whether welding that does not cause a defect in the shape of the deposited metal at the current leg length is possible with a single layer or a multilayer layer (here, two layers) depending on the welding posture. It is determined by calculating the above. That is, first, in step S207 [posture = downward], it is determined whether the welding posture is downward or other than downward (having an angle). If the joint posture is downward, step S 208 [L ≦ K
137 ] and the current leg length and a constant K 137 (for example, 10 m
m]. As a result, in the case of L ≦ K 137, (so that the leg at this stage is finally set) is determined that possible weld which does not cause more servings shape defects in the current leg proceeds to the next process, L > K137 , step S 210 [L
≦ K 138 ].

【0027】ステップS210 では現脚長と定数K
138 (例えば15mm〕とを比較する。定数K138 は姿
勢下向きの場合の形状不良を生じない2層盛りが可能な
脚長値である。そして、L≦K138 の場合(現脚長で形
状不良をを生じない溶接が可能な場合)、ステップS
212 〜S215 〔ティーチングポイントの変更演算指令〕
に進み、L> K138 の場合、現脚長では形状不良を
生じない溶接が2層盛りでも困難と判断してステップS
211 で脚長オーバの表示を行う。
In step S210 , the current leg length and the constant K
138 (for example, 15 mm). The constant K 138 is a leg length value that allows two layers to be formed without causing a shape defect when the posture is downward, and when L ≦ K 138 (the shape defect is detected with the current leg length). Step S)
212 to S 215 [Teaching point change calculation command]
If L> K 138 , it is determined that welding that does not cause a shape defect with the current leg length is difficult even with a two-layer pile, and step S
At 211 , the display indicates that the leg is over.

【0028】ティーチングポイントの変更演算指令は、
初期のティーチングポイントが一層盛りを想定している
ので、ステップS206 で演算したスミ肉断面積Aよりの
ど厚rを演算し、チップ母材間距離を一定にするためこ
の値だけティーチングポイント修正をオペレータに表示
により示唆するものである。また、ステップS207 で継
手姿勢が下向き以外の場合、ステップS216 〔L≦K13
5 〕を実行し、現脚長Lと定数K135 (例えば8mm〕
とを比較する。定数K135 は姿勢下向き以外の場合の形
状不良を生じない一層盛りが可能な最大の脚長値であ
る。ステップS216 で溶接可能であれば、次処理に進
み、形状不良を生じる場合は、ステップS217 〔L≦K
136 〕に進む。定数K136 (例えば12mm)は姿勢下
向き以外の場合の形状不良を生じない2層盛りが可能な
脚長値である。なお、各定数K135 〜K138 は、スミ肉
断面積により溶融金属の重量や表面張力等が関与するた
め、実験により決定している。
The instruction to change the teaching point is:
Since the initial teaching point is assumed to have a further height, the throat thickness r is calculated from the cross-sectional area A calculated in step S206, and the teaching point is corrected by this value in order to keep the distance between the chip base materials constant. Is suggested by the display. If the joint posture is other than downward at step S207, step S216 [L ≦ K13
5], the current leg length L and the constant K135 (for example, 8 mm)
Compare with The constant K135 is the maximum leg length value that can be further raised without causing a shape defect when the posture is not downward. If welding is possible in step S216, the process proceeds to the next process. If a shape defect occurs, step S217 [L ≦ K
136]. The constant K136 (for example, 12 mm) is a leg length value capable of forming two layers without causing a shape defect when the posture is not downward. Each constant K135 ~K138, since the weight and surface tension of the molten metal by fillet sectional area is involved, has been determined experimentally.

【0029】上記ステップS204 〜S206 の脚長補正及
び溶着断面積の演算並びに一層盛りか多層盛りかの判断
処理によって、オペレータにより指定された継手形状と
姿勢に対して適正脚長を確保し、溶接強度を保証した自
動設定が可能となる。ところで、継手形状がスミ肉溶接
以外の溶接の場合は、ステップS202 に進んで溶着断面
積Aを基本仕様入力時のA1 とし、続くステップS203
で指定脚長をL=(2A1 1/2 とした後、溶接速度手
動設定アルゴリズムへ進む。溶接速度手動設定アルゴリ
ズムは溶接速度WSが基本仕様入力で指定された場合の
処理であるが、スミ肉溶接以外の場合はこの溶接速度手
動設定アルゴリズムへ自動的に進む。基本仕様入力で溶
接速度を指定しない場合は、後のステップS209 でWS
自動と判断し、更に後の処理で溶接速度を演算してい
る。
[0029] by leg length correction and calculation and more servings or multilayer prime or determination process of welding the cross-sectional area of the steps S 204 to S 206, to ensure proper leg length respect to the joint shape and the orientation specified by the operator, welding Automatic setting with guaranteed strength becomes possible. However, if the joint geometry of the weld other than fillet weld, the welding cross sectional area A and A 1 at the time of basic specifications input proceeds to step S 202, the next step S 203
After setting the designated leg length to L = (2A 1 ) 1/2 , proceed to the welding speed manual setting algorithm. The welding speed manual setting algorithm is a process in the case where the welding speed WS is designated by the basic specification input. In the case of other than the welding of the meat meat, the process automatically proceeds to the welding speed manual setting algorithm. If you do not specify a welding speed in the basic specification input, WS in step S 209 after
Judgment is automatic, and the welding speed is calculated in a later process.

【0030】溶接電流と溶接速度の設定 上述のごとく本溶接コントローラ4では、溶接速度を基
本仕様として指定するモードと指定しないモードがあ
り、いずれのモードかはステップS209 (WS自動)で
判断している。さて、溶接速度WSを指定しないモード
の場合、溶接速度と溶接電流を演算により設定する。こ
の演算は、ワイヤ送給速度MR、溶接電流I(パルス溶
接の場合平均電流IaV)及びチップ母材間距離EXTの
関係式MR=f(I,EXT)と、ワイヤ送給速度M
R、脚長L及び溶接速度WSの関係式MR=f(L,W
S)を用いる。しかし、関係式が二つに対し未知数はM
R、WS及びIの三つとなり、解くことができない。
Setting of welding current and welding speed As described above, the welding controller 4 has a mode in which the welding speed is specified as the basic specification and a mode in which the welding speed is not specified. The mode is determined in step S209 (WS automatic). ing. Now, in the case of the mode in which the welding speed WS is not specified, the welding speed and the welding current are set by calculation. This calculation includes the relational expression MR = f (I, EXT) between the wire feed speed MR, the welding current I (average current I aV in the case of pulse welding) and the distance EXT between the chip base materials, and the wire feed speed M
R = leg length L and welding speed WS MR = f (L, W
S) is used. However, for two relations, the unknown is M
R, WS, and I, which cannot be solved.

【0031】そこで、以下の条件を加えて解くことにす
る。先ず、脚長別のImAX (上限電流)とWSmAX (上
限速度値)とをこれまでの経験より図9及び図10のよ
うに設定する。これよりImAX とWSmAX は次式で表す
ことができる。
Therefore, the following condition is added to solve the problem. First, I mAX (upper limit current) and WS mAX (upper limit speed value) for each leg length are set as shown in FIGS. 9 and 10 based on experience so far. From this, I mAX and WS mAX can be expressed by the following equations.

【0032】[0032]

【数1】 ImAX =K19・L+K20 (L≦7の場合)[Number 1] I mAX = K 19 · L + K 20 ( For L ≦ 7)

【0033】[0033]

【数2】 ImAX =K21・L+K22 (L>7の場合)[Number 2] I mAX = K 21 · L + K 22 (L> case 7)

【0034】[0034]

【数3】 WSmAX =−K102 ・L+K103 (L≦5の
場合)
Equation 3] WS mAX = -K 102 · L + K 103 ( For L ≦ 5)

【0035】[0035]

【数4】 WSmAX =−K23・L+K24(5<L<10
の場合) 次にMR=f(I,EXT)に数式1又は2から定まる
mAX を代入し、求めたMRを関係式MR=f(L,W
S)に代入することにより溶接速度WSを計算できる。
そして更に上記溶接速度WSを数式3又は4で求められ
るWSmAX と比較し、WSがWSmAX 以下ならば、その
時のWSとImAX が求める溶接速度と溶接電流である。
また、WS>WSmAX の場合には、WS≦WSmAX とな
るまで溶接電流を減少させて演算を繰返し、同条件を満
足した時の溶接速度と溶接電流が求める解である。
## EQU4 ## WS mAX = −K 23 · L + K 24 (5 <L <10
Then, I MAXX determined from Expression 1 or 2 is substituted into MR = f (I, EXT), and the obtained MR is related to the relational expression MR = f (L, W
By substituting into S), the welding speed WS can be calculated.
Further, the welding speed WS is compared with WS mAX obtained by Expression 3 or 4. If WS is equal to or less than WS mAX , WS and I MAXX at that time are the welding speed and welding current obtained.
If WS> WS mAX , the calculation is repeated with the welding current reduced until WS ≦ WS mAX, and the welding speed and welding current are obtained when the same condition is satisfied.

【0036】上記溶接速度と溶接電流の演算は、図4に
おける、WS自動を判断後のステップS219 〔L≦7〕
→ステップS220 とステップS219 →ステップS221
上限電流値を求め、パルス溶接かマグ溶接かの判断処理
(ステップS230 )の後、パルス溶接の場合は図5のス
テップS231 〔MR=f(I,EXT)〕→ステップS
232 〔溶接速度WSの計算〕→ステップS233 〔L≦
5〕→ステップS235 とステップS233 →ステップS
234 で、マグ溶接の場合は、図6のステップS251〔M
R=f(I,EXT)〕→ステップS252 〔溶接速度W
Sの計算〕→ステップS253 〔L≦5〕→ステップS
254 とステップS253 →ステップS255 で上限速度値を
求めている。そして、求めた溶接速度がWS>WSmAX
か否かは、パルス溶接の場合ステップS236 で判断し、
マグ溶接の場合ステップS256 で判断して、WS>WS
mAX と判断したときは、パルス溶接の場合、ステップS
237 〔I=I−1〕で溶接電流を単位量減少させ、マグ
溶接の場合、ステップS257 〔I=I−1〕で同様の電
流減少処理を行って、WSがWSmAX 以下となるまで溶
接電流を段階的に減じて溶接速度の演算を繰り返してい
る。こうして溶接速度が入力されない場合でも溶接電流
と溶接速度を演算することができる。
The calculation of the welding speed and the welding current is performed in step S 219 [L ≦ 7] in FIG.
→ determine the upper limit current value at step S 220 and step S 219 → Step S 221, after pulse welding or MAG welding or the determination process (step S 230), step S 231 of FIG. 5 in the case of pulse welding [MR = f (I, EXT)] → Step S
232 [Calculation of welding speed WS] → Step S233 [L ≦
5] → Step S235 and Step S233 → Step S
In the case of mag welding at step 234 , step S 251 [M
R = f (I, EXT)] → Step S252 [Welding speed W
S calculation] → Step S 253 [L ≦ 5] → Step S
254 and step S253 → The upper limit speed value is obtained in step S255 . Then, the obtained welding speed is WS> WS mAX
Is determined in step S236 in the case of pulse welding,
In the case of mag welding, it is determined in step S256 that WS> WS
If it is determined to be mAX , in the case of pulse welding, step S
237 [I = I-1] the welding current is reduced unit weight in the case of MAG welding, by performing the same current reduction process in step S 257 [I = I-1], until the WS is less WS MAX The calculation of the welding speed is repeated by gradually reducing the welding current. Thus, even when the welding speed is not input, the welding current and the welding speed can be calculated.

【0037】溶接電圧の設定 溶接電圧Vはパルス溶接とマグ溶接とで考え方が異な
る。パルス溶接の場合、「原理的にスパッタの発生量を
極めて低くできる」という特性を生かすためには、図1
1の特性図に示すように、アーク長が短い場合に多発す
る短絡型スパッタとアーク長が長い場合に発生する非短
絡型スパッタとが共に減少する短絡/非短絡の境界に、
溶接電流に対する溶接電圧のバランスを求めることが最
適である。また、このことは最大アーク長の制限にもつ
ながり、アンダーカット防止やビード外観向上に対して
も有効に作用する。
Setting of welding voltage The concept of the welding voltage V differs between pulse welding and mag welding. In the case of pulse welding, in order to take advantage of the characteristic that "in principle, the amount of spatter generation can be extremely reduced"
As shown in the characteristic diagram of FIG. 1, at the boundary of short-circuit / non-short-circuit where both short-circuit type spatter that occurs frequently when the arc length is short and non-short type spatter that occurs when the arc length is long decrease.
It is optimal to find the balance of welding voltage to welding current. This also limits the maximum arc length, and effectively acts to prevent undercuts and improve bead appearance.

【0038】そこで、短絡回数が数回(例えば1回/s
ec)近辺となるように、各電流に対して電圧をフィー
ドバック制御して短絡/非短絡の境界における電流と電
圧の関係を求めると、図12のようになる。この特性図
で示されるように、溶接電流の増加とともに短絡/非短
絡境界の電圧は増加していることがわかる。これは専ら
電流増加に伴うワイヤ突出し部の電圧降下VL の増
大、電流増加に伴うプラズマ気流増加による電位傾度
(アーク長単位長さ当たりの電圧降下)の増大、電流
増加に伴いワイヤ先端の溶融先鋭化が起こり、アーク長
が増加することによるアーク電圧VA の増大等が考えら
れる。
Therefore, the number of short circuits is several (for example, 1 / s).
FIG. 12 shows the relationship between the current and the voltage at the boundary between the short circuit and the non-short circuit by performing feedback control of the voltage for each current so as to be near ec). As shown in the characteristic diagram, it can be seen that the voltage at the short-circuit / non-short-circuit boundary increases as the welding current increases. This is mainly due to an increase in the voltage drop VL at the wire protrusion due to an increase in the current, an increase in the potential gradient (voltage drop per unit length of the arc length) due to an increase in the plasma flow with the increase in the current, and melting of the tip of the wire with the increase in the current It is conceivable that the sharpening occurs, the arc length increases, and the arc voltage VA increases.

【0039】また、図12は低電流側で直線の傾きが小
さく、高電流側で傾きが大きくなっている。これは上記
の効果が高電流側で顕著になるためと考えられる。更
に、図12はチップ母材間距離EXTが15,20,2
5mmと増加するにつれ、各電流に対する短絡/非短絡
の境界の電圧が増加していることを示している。これ
は、EXT増加に伴うワイヤ突出し部の電圧降下VL
増大と抵抗加熱増加に伴うワイヤ先端の溶融先鋭化によ
るアーク長の増大が重畳して影響するためと考えられ
る。
In FIG. 12, the slope of the straight line is small on the low current side, and is large on the high current side. This is considered to be because the above-mentioned effect becomes remarkable on the high current side. Further, FIG. 12 shows that the distance EXT between the chip base materials is 15, 20, 2
It shows that the voltage at the boundary between the short circuit and the non-short circuit for each current increases as the distance increases to 5 mm. It is considered that this is because the increase in the voltage drop VL at the wire protrusion due to the increase in EXT and the increase in the arc length due to the sharpening of the tip of the wire due to the increase in the resistance heating are superimposed.

【0040】以上のようにパルス溶接の場合の溶接電圧
は、短絡/非短絡の境界に存在し、これは図12のよう
に溶接電流とEXTの二つの関数で表されることがわか
った。そこで、図12のデータを重回帰分析して溶接電
圧を溶接電流とEXTの関数で表すと次式のようにな
る。
As described above, it has been found that the welding voltage in the case of pulse welding exists at the boundary between short-circuit and non-short-circuit, and is expressed by two functions of the welding current and EXT as shown in FIG. Therefore, the data of FIG. 12 is subjected to multiple regression analysis to express the welding voltage as a function of the welding current and EXT, and the following equation is obtained.

【0041】[0041]

【数5】 高電流側:V=K9 ・I+K11・EXT+K
10
[Expression 5] High current side: V = K 9 · I + K 11 · EXT + K
Ten

【0042】[0042]

【数6】 低電流側:V=K6 ・I+K8 ・EXT+K
7 ここで、高電流側と低電流側の境界電流ICrは、
[Formula 6] Low current side: V = K 6 · I + K 8 · EXT + K
7 Here, the boundary current I Cr between the high current side and the low current side is

【0043】[0043]

【数7】 ICr=K4 −K5 ・EXT で表される。従って、溶接電流IがICrより大きい場合
数式5を使用し、小さい場合数式6を使用することによ
って溶接電圧を演算すると、溶接電流によって変動する
短絡/非短絡の境界の電圧に追従することになり、より
最適な溶接電圧として求めることができる。
[Expression 7] I Cr = K 4 −K 5 · EXT Therefore, when the welding voltage is calculated by using Equation 5 when the welding current I is larger than I Cr and by using Equation 6 when the welding current I is smaller than I Cr, it follows that the voltage at the boundary between short-circuit / non-short-circuit which fluctuates due to the welding current. Therefore, it can be determined as a more optimal welding voltage.

【0044】ところで、図5のステップS238 は、入力
されたチップ母材間距離より上記境界電流ICrを演算し
ており、続くステップS239 は溶接電流Iと境界電流I
Crとを比較している。ステップS239 で高電流側と判断
すると、数式5の演算を行うステップS240 に進み、低
電流側と判断すると、数式6の演算を行うステップS
241 に進む。本溶接コントローラ4はこうして溶接電圧
Vを設定している。
By the way, step S 238 in Figure 5 calculates the demarcation current I Cr than the distance between the input chip matrix, step S 239 following the welding current I and the boundary current I
Compare with Cr . If it is determined in step S239 that the current is on the high current side, the process proceeds to step S240 in which the operation of expression 5 is performed.
Proceed to 241 . The welding controller 4 thus sets the welding voltage V.

【0045】なお、アークスタート時の溶接電圧を短絡
/非短絡の境界より少し高く設定した場合と低く設定し
た場合とでそれぞれ溶接を行うと、図13及び図14に
示すように、アークスタート時の電圧が少し低い(図1
4)方は、溶接開始時の短絡が多く、スパッタ発生量が
かなり多い。これに対し、アークスタート時の電圧を少
し高く設定すると(図13)、溶接開始時の短絡がほと
んどみられず、スパッタ発生を伴わない溶接開始が達成
されている。以上の理由により、溶接開始時における設
定溶接電圧は、短絡/非短絡の境界より少し高くなるよ
うにすることが好ましい。
When welding is performed when the welding voltage at the time of the arc start is set slightly higher than the short-circuit / non-short-circuit boundary and when the welding voltage is set lower than the short-circuit / non-short-circuit boundary, as shown in FIGS. Voltage is slightly lower (Fig. 1
The method 4) has many short circuits at the start of welding and has a considerably large amount of spatter. On the other hand, when the voltage at the time of arc start is set slightly higher (FIG. 13), almost no short circuit is observed at the start of welding, and the start of welding without spatter generation is achieved. For the above reasons, it is preferable that the set welding voltage at the start of welding be slightly higher than the short / non-short boundary.

【0046】一方、マグ溶接の場合の溶接電圧の設定
は、先ず図6のステップ258 〔スプレー〕でスプレー移
行型溶接を行うか短絡移行型溶接を行うかの判断より始
まる。いずれの溶接を行うかは、基本仕様入力時にオペ
レータが継手ごとに設定する。このマグ溶接の場合も、
溶接電圧の演算式は、溶接電流とEXTの多項式で表さ
れるものを用いている。スプレー移行型溶接を行う場合
はステップS259 〔V=K77・I+K78・EXT+
79〕に進み、短絡移行型溶接を行う場合はステップS
260 〔V=K74・I+K75・EXT+K76〕に進む。各
演算式の違いは、主に係数項の定数K79とK76とが異な
るものであり、K79>K76とする。
On the other hand, the setting of the welding voltage in the case of the mag welding is started by first determining in step 258 [spray] in FIG. 6 whether to perform the spray transfer type welding or the short-circuit transfer type welding. Which welding is performed is set by the operator for each joint when the basic specifications are input. In the case of this mag welding,
The arithmetic expression of the welding voltage uses a formula expressed by a polynomial of the welding current and the EXT. Step S 259 when performing spray transfer type welding [V = K 77 · I + K 78 · EXT +
K 79 ], and when performing short-circuit transfer welding, step S
Proceeds to 260 [V = K 74 · I + K 75 · EXT + K 76 ]. The difference between the arithmetic expressions is mainly that the constants K 79 and K 76 of the coefficient terms are different, and K 79 > K 76 .

【0047】溶込み深さPによる溶接電流及び溶接電流
の補正 以上によって設定溶接電流I、設定溶接速度V及び設定
溶接電圧WSの演算が一応完結するが、本発明では、パ
ルス溶接の場合もマグ溶接の場合も上記I,V,WSよ
り溶込み深さPを演算し(ステップS242 ,ステップS
261 )。その結果より再度設定をし直すか否かを続くス
テップS245 〔P<K86・t〕→ステップS246 〔P≧
87・t〕(マグ溶接の場合、ステップS264 〔P<K
88・t〕→S265 〔P≧K89・t〕)で判断している。
ここで、ステップS245 のK86・tはパルス溶接の場合
の板厚tに応じて基本仕様入力時に指定される上限溶込
み深さであり、ステップS264 のK88・tはマグ溶接の
場合の上限溶込み深さである。また、ステップS246
87・tはパルス溶接の場合の下限溶込み深さ、ステッ
プS265 のK89・tはマグ溶接の場合の下限溶込み深さ
である。即ち、演算結果Pが上限溶込み深さと等しいか
大きい場合は、ステップS237 (マグ溶接ではステップ
257 )に戻って電流を単位量減少し、この減少させた
電流で溶接速度等を再演算するように更にステップS
231 (マグ溶接のではステップS251 )に戻る。また、
演算結果Pが下限溶込み深さより小さい場合は、ステッ
プS247(マグ溶接ではステップS266 )で電流を単位
量増加し、この増加させた電流と溶接速度等を再演算す
るようにステップS231 (ステップS251 )に戻る。そ
して、演算結果Pが上限溶込み深さと下限溶込み深さの
間の場合には、ステップS248 〔PV =K14・V−
15〕(マグ溶接の場合ステップS267 )によって電圧
指令パラメータPV を演算し、続くステップS249 〔P
I =K12×10-3・L2 ・WS−K13〕(マグ溶接の場
合ステップS268 〔PI =K80×10-3・L2 ・WS−
81〕)によって電流指令パラメータPI を演算する。
Welding current and welding current depending on penetration depth P
The calculation of the set welding current I, the set welding speed V, and the set welding voltage WS is temporarily completed by the above correction. However, in the present invention, in the case of both pulse welding and mag welding, the penetration depth is higher than that of I, V, WS. Is calculated (steps S 242 and S
261 ). Based on the result, it is determined in step S 245 [P <K 86 · t] → step S 246 [P ≧
K 87 · t] (in the case of mag welding, step S 264 [P <K
88 · t] → S 265 [P ≧ K 89 · t]).
Here, K 86 · t in step S 245 is the upper limit penetration depth specified at the time of inputting the basic specifications according to the plate thickness t in the case of pulse welding, and K 88 · t in step S 264 is It is the upper limit penetration depth of the case. Further, the K 87 · t in step S 246 limit the penetration depth in the case of pulse welding, the K 89 · t in step S 265 is a lower penetration depth in the case of MAG welding. That is, the operation result if P is greater equal a lump limit penetration depth decreases unit quantity of current returns to step S 237 (step S 257 in MAG welding), re-calculates the welding speed, etc. In this reduced so current Step S
Return to step 231 (in the case of MAG welding, step S251 ). Also,
If the result P is less than the lower limit penetration depth, step S 247 and increments the amount of current (step S 266 in MAG welding), step S 231 so as to re-calculating the welding speed or the like and current obtained by the increase It returns to (step S251 ). When the operation result P is between the upper limit penetration depth and lower penetration depth, step S 248 [P V = K 14 · V-
K 15] computes a voltage command parameter P V by (in the case of MAG welding step S 267), the following step S 249 [P
I = K 12 × 10 -3 · L 2 · WS-K 13 ] (Step S 268 [P I = K 80 × 10 -3 · L 2 · WS-
K 81 ]) to calculate the current command parameter P I.

【0048】かくして、電流I、電圧V、速度WS及び
電流指令パラメータPI ,電圧指令パラメータPV は、
ステップS250 の設定処理によって溶接コントローラ4
内の条件ファイル45内に格納され、各指令パラメータ
I ,PV は、指令信号i,vとして本溶接の開始とと
もに継手毎に溶接電源3へ送出される。ここで、電流指
令パラメータPI を求める演算式(ステップS249 、S
268 で用いる演算式)は、電圧指令パラメータPV と同
様の形式の演算式で求めてもよいが、本溶接コントロー
ラ4では、溶接電流Iを用いず、脚長Lと溶接速度WS
を変数とする純粋に幾何学的手法から導出できる関数
(PI =a×10-3・L2・WS−b)で求めている。
これは、PI=f(I,EXT)とすると、この関係を
求める時の実験誤差が入るのと、実験時と本溶接時のア
ーク長が多少でも異なると、この関係式が変化するため
に電流指令パラメータPI を溶接電流Iとチップ母材間
距離EXTの関数として表すことは適当でないと考えた
ものである。このように本溶接コントローラ4における
電流指令パラメータPI を求める演算式は、幾何学的条
件のみにより成り立っているので、目標の脚長Lを出す
ための厳密なワイヤ送給量が確保されることになる。
[0048] Thus, current I, voltage V, the speed WS and the current command parameter P I, the voltage command parameter P V,
Welding controller by setting process in step S 250 4
Stored in the condition file 45 of the inner, the command parameter P I, P V is the command signal i, the start of the welding with a v is sent for each joint to welding power source 3. Here, an arithmetic expression for obtaining the current command parameter P I (steps S 249 , S
Arithmetic expression used in 268) may be calculated by arithmetic expression same form as the voltage command parameter P V, in the welding controller 4, without using the welding current I, leg length L and the welding speed WS
Is a function (P I = a × 10 −3 · L 2 · WS-b) which can be derived from a purely geometrical method using as a variable.
This is because if PI = f (I, EXT), an experimental error in obtaining this relationship is included, and if the arc length between the experiment and the actual welding is slightly different, this relationship changes. represent the current command parameter P I as a function of the welding current I and the chip base distance EXT are those considered to be inappropriate. As described above, the arithmetic expression for obtaining the current command parameter P I in the main welding controller 4 is based only on the geometrical conditions, so that a strict wire feed amount for obtaining the target leg length L is ensured. Become.

【0049】 溶接速度WSが入力される場合の溶接条件設定 以上の溶接条件設定は、基本仕様入力時にオペレータに
よって溶接速度が指定されない場合に演算によって設定
溶接速度を決定するものである。しかし、サイクルタイ
ム等の関係から溶接速度を指定する必要もあり、この場
合に本溶接コントローラ4は、ステップS209 〔WS自
動〕の判断で図7又は図8に示す溶接速度手動設定アル
ゴリズムに進む。この溶接速度手動設定アルゴリズムは
入力溶接速度に基づいて設定溶接電流I及び設定溶接電
圧Vを演算する。なお、本溶接コントローラ4は、スミ
肉以外の溶接のときも換算脚長を演算(ステップS202,
S203)の後、溶接速度手動設定アルゴリズムに進んでい
る。
The welding condition setting of the welding condition setting than in the case of welding speed WS is input is to determine the set welding speed when the basic specifications input by the calculation when the welding speed is not specified by the operator. However, there is also need to specify the welding speed from a relationship such as cycle time, the welding controller 4 in this case, the welding speed manual setting algorithm shown in FIG. 7 or 8 is determined in step S209 [WS Auto] move on. The welding speed manual setting algorithm calculates the set welding current I and the set welding voltage V based on the input welding speed. The present welding controller 4 calculates the even converted leg length when the welding other than fillet (step S202,
After S203), the process proceeds to the welding speed manual setting algorithm.

【0050】この溶接速度手動設定アルゴリズムでも、
電流指令パラメータPI を求める演算式は、溶接速度が
入力されない場合と同様に、脚長Lと入力溶接速度WS
の幾何学的条件だけで成立する多項式(PI =a×10
-3・ L2 ・WS−b)で求めている(ステップS271
(パルス溶接)、ステップS291 (マグ溶接))。次に
溶接速度手動設定アルゴリズムでは、上記電流指令パラ
メータPI より設定溶接電流Iを算出する(ステップS
272 (パルス溶接)、ステップS292 (マグ溶接))。
Even with this welding speed manual setting algorithm,
The arithmetic expression for obtaining the current command parameter PI is the same as when the welding speed is not input, and the leg length L and the input welding speed WS
(PI = a × 10)
-3 · L2 · WS-b) (step S271)
(Pulse welding), Step S291 (mag welding)). Next, in the welding speed manual setting algorithm, the set welding current I is calculated from the current command parameter PI (Step S).
272 (pulse welding), step S292 (mag welding).

【0051】続くパルス溶接の場合のステップS
273 〔K82≦I≦K83〕→ステップS275 〔I>K83
及びマグ溶接の場合のステップS293 〔K84≦I≦
85〕→ステップS295 〔I>K85〕では、前ステップ
で求めた溶接電流が溶接電源3における電流出力範囲を
超えるか否かに応じて入力溶接速度WSを補正(マグ溶
接ではステップS276 若しくはステップS277 、マグ溶
接ではステップS296 若しくはステップS297 )する
か、そのまま次処理に進むかを判断している。そして、
入力溶接速度WSを補正した場合は、補正後の溶接速度
で再度溶接電流Iと電流指令パラメータPI を再度演算
して設定溶接電流の設定を繰返す。ここに、定数K 82
パルス溶接モード時の溶接電源3における電流出力範囲
の下側値、定数K83は同上側値、定数K84はマグ溶接モ
ード時の溶接電源3における電流出力範囲の下側値、定
数K85は同上側値である。
Step S for subsequent pulse welding
273[K82≤I≤K83] → Step S275 [I> K83]
And step S for MAG welding293[K84≤I≤
K85] → Step S295[I> K85In the previous step
The welding current obtained in the step 3
The input welding speed WS is corrected according to whether it exceeds
Step S in contact276Or step S277, Mug melting
Step S in contact296Or step S297To)
It is determined whether to proceed to the next process. And
If the input welding speed WS is corrected, the corrected welding speed
Again, the welding current I and the current command parameter PIIs calculated again
And repeat the setting of the set welding current. Where the constant K 82Is
Current output range in welding power source 3 in pulse welding mode
Lower value, constant K83Is the same upper value, constant K84Is a mag welding module
Lower value of current output range in welding power source 3 during
Number K85Is the same upper value.

【0052】次にパルス溶接の場合、溶接速度、溶接電
流及び電流指令パラメータが設定されると、溶接速度が
入力されない処理と同様にステップS278 〔I≧ICr
で高電流側の電圧演算式(数式5)を用いるか、低電流
側の電圧演算式(数式6)を用いるかを判断する。それ
ぞれの場合で溶接電圧を設定する。上記溶接電圧の設定
の後、ステップS281 〔溶込み深さPの演算〕の演算を
行い、続くステップS282 〔P<K86・t〕→ステップ
284 〔P≧K86・t〕で溶込み深さの演算値Pが上限
溶込み深さと下限溶込み深さの範囲内にあるか否かを判
断する。演算値Pが同範囲内から外れている場合は、ス
テップS283 〔WS=WS−1〕若しくはステップS
285 〔WS=WS+1〕によって溶接速度を補正し、補
正後の溶接速度で再び溶接電流と電流指令パラメータの
演算に戻り、演算値Pが同範囲内の場合は、ステップS
286 〔PV =K14・V−K15〕で設定溶接電圧V(ステ
ップS280 で求めた電圧)より電圧指令パラメータPV
を演算する。この電圧指令パラメータの算出の後、溶接
条件I,V、WS、PI 及びPVは、ステップS250
設定処理によって溶接コントローラ4内の条件ファイル
45内に格納される。そして、本溶接の開始とともに継
手毎に指令パラメータPI, PV が、指令信号i,v
として溶接電源3へ送出される。
Next, in the case of pulse welding, when the welding speed, welding current and current command parameters are set, the process proceeds to step S 278 [I ≧ I Cr ] in the same manner as the process in which the welding speed is not input.
To determine whether to use the high-current-side voltage calculation equation (Equation 5) or the low-current-side voltage calculation equation (Equation 6). Set the welding voltage in each case. After the setting of the welding voltage, the calculation of step S 281 [calculation of penetration depth P] is performed, and the following step S 282 [P <K 86 · t] → step S 284 [P ≧ K 86 · t] It is determined whether or not the calculated value P of the penetration depth is within the range between the upper limit penetration depth and the lower limit penetration depth. If the operation value P is out of the range, the process proceeds to step S 283 [WS = WS−1] or step S 283.
285 [WS = WS + 1], the welding speed is corrected, and the welding speed after the correction is returned to the calculation of the welding current and the current command parameter again. If the calculated value P is within the same range, the process proceeds to step S
286 [P V = K 14 · V−K 15 ] and the voltage command parameter P V from the set welding voltage V (the voltage obtained in step S 280 ).
Is calculated. After calculation of the voltage command parameter, welding conditions I, V, WS, P I and P V are stored in the condition file 45 in the weld controller 4 by setting process in step S 250. Then, at the start of the main welding, the command parameters P I and P V for each joint are changed to the command signals i and v.
To the welding power source 3.

【0053】次にマグ溶接の場合、溶接速度、溶接電流
及び電流指令パラメータが設定されると、溶接速度が入
力されない処理と同様の、ステップ294 〔スプレー〕で
スプレー移行型溶接を行うか短絡移行型溶接を行うかを
判断し、スプレー移行型溶接の仕様入力の場合、図6の
ステップS259 と同じ電圧演算式を用いるステップS
299 の演算処理を行い、短絡移行型溶接を行う場合図6
のステップS260 と同じ電圧演算式を用いるステップS
298 の演算処理を行う。
Next, in the case of mag welding, when the welding speed, welding current and current command parameters are set, similar to the process in which the welding speed is not input, in step 294 [spray], spray transfer welding is performed or short-circuit transfer is performed. It is determined whether mold welding is to be performed, and in the case of specification input of spray transfer type welding, a step S using the same voltage calculation formula as step S259 in FIG.
FIG. 6 shows a case in which the arithmetic processing of 299 is performed and short-circuit transition type welding is performed.
Step S using the same voltage calculation equation as step S 260
Perform 298 arithmetic processing.

【0054】上記演算処理によって設定溶接電圧を決定
すると、パルス溶接の場合と同等に、ステップS
300 〔溶込み深さPの演算〕の演算を行い、続くステッ
プS301 〔P<K88・t〕→ステップS303 〔P≧K89
・t〕で溶込み深さの演算値Pを判断して、演算値Pが
同範囲内から外れている場合は、ステップS302 〔WS
=WS−1〕若しくはステップS304 〔WS=WS+
1〕によって溶接速度を補正し、補正後の溶接速度で再
び溶接電流と電流指令パラメータの演算に戻り、演算値
Pが同範囲内の場合は、ステップS305 〔PV =K97
V−K98〕で設定溶接電圧Vより電圧指令パラメータP
V を演算する。そして決定された溶接条件I,V、W
S、PI 及びPV は、ステップS250 の設定処理によっ
て溶接コントローラ4内の条件ファイル45内に格納さ
れる。
When the set welding voltage is determined by the above calculation processing, the same as in the case of pulse welding, step S is performed.
300 [Calculation of penetration depth P] is performed, and the following step S301 [P < K88 · t] → step S303 [P ≧ K89
In [t], the calculated value P of the penetration depth is determined, and if the calculated value P is out of the same range, step S 302 [WS
= WS-1] or step S 304 [WS = WS +
The welding speed is corrected by 1], return to operation again welding current and the current command parameter welding speed after correction, if the calculated value P is in the same range, 97 step S 305 [P V = K
V-K 98 ] to set the voltage command parameter P from the set welding voltage V.
Calculate V. And the determined welding conditions I, V, W
S, P I and P V are stored in the condition file 45 in the weld controller 4 by setting process in step S 250.

【0055】他の実施例 本発明の他の実施例として、例えば溶接速度が上記基本
仕様として入力されない場合の溶接電流及び溶接速度の
設定方法は、脚長別に定まる溶接電流及び溶接速度の各
上限値を演算し、該演算した上限速度値をMR=f
(L,WS)に代入して求めたワイヤ送給速度をMR=
f(I,EXT)に代入して演算溶接電流を演算し、該
演算溶接電流が上限電流値以下のとき上記上限速度値を
設定溶接速度とするとともに上記演算溶接電流を設定溶
接電流とし、上記演算溶接電流が上記上限電流値より大
きいとき上記上限速度値を減少させて該減少後の速度値
に基づいて演算溶接電流を再演算し、該演算溶接電流が
上記上限電流値以下になるまで上記演算を繰返して上記
設定溶接電流と設定溶接電流を決定するようにしてもよ
い。
Other Embodiments As another embodiment of the present invention, for example, when the welding speed is not input as the above basic specification, the method of setting the welding current and the welding speed is determined by the upper limit of the welding current and the welding speed determined by the leg length. Is calculated, and the calculated upper limit speed value is set to MR = f
(L, WS) and the wire feed speed determined by MR =
The calculated welding current is calculated by substituting the calculated welding current into f (I, EXT). When the calculated welding current is equal to or less than the upper limit current value, the upper limit speed value is set as the set welding speed, and the calculated welding current is set as the set welding current. When the calculated welding current is larger than the upper limit current value, the upper limit speed value is reduced, and the calculated welding current is recalculated based on the reduced speed value. The calculation may be repeated to determine the set welding current and the set welding current.

【0056】また、上記基本仕様として入力されない場
合の溶接電流及び溶接速度の設定方法として、脚長別溶
接電流及び溶接速度の上下限範囲より任意の代表値を定
め、これら代表電流値又は代表速度値で求めたワイヤ送
給速度を同様に関係式MR=f(I,EXT)又はMR
=f(L,WS)に代入することにより溶接速度と溶接
電流を設定するようにしてもよい。実施例で、上限電流
値と上限速度値を条件としたのは、例えば下限値で演算
すると演算速度に時間を要すると考えたからである。
As a method of setting the welding current and the welding speed when not input as the basic specifications, any representative value is determined from the upper and lower limits of the welding current and the welding speed for each leg length, and these representative current values or representative speed values are set. In the same manner, the wire feed speed obtained by the above equation is expressed by the relational expression MR = f (I, EXT) or MR.
= F (L, WS) to set the welding speed and welding current. In the embodiment, the reason why the upper limit current value and the upper limit speed value are set as conditions is that, for example, if the calculation is performed using the lower limit value, it is considered that the calculation speed requires time.

【0057】次に、アーク溶接装置の溶接条件設定方法
の発明は、溶接プログラムとロボットプログラムを共に
蓄積した制御装置に適用してもよい。即ち、この場合の
制御装置は、溶接トーチの制御と、ロボットの制御とを
行う溶接ロボットコントローラ(ロボットコントローラ
と溶接トーチに関した溶接プロセスを制御する溶接コン
トローラを一体とした構成)として実施する。
Next, the invention of a method for setting welding conditions of an arc welding apparatus may be applied to a control device storing both a welding program and a robot program. In other words, the control device in this case is implemented as a welding robot controller that controls a welding torch and a robot (a configuration in which a robot controller and a welding controller that controls a welding process related to the welding torch are integrated).

【0058】更に、上記実施例で説明したように、溶接
速度が入力される場合の溶接電流の設定方法において、
演算結果の溶接電流が溶接電源における電流出力範囲か
ら外れている場合、同電流出力範囲の上側値を超えるか
否かに応じて溶接速度を補正し、補正後の溶接速度で再
度溶接電流を演算して設定溶接電流を再設定している。
これによれば、溶接電源が変わっても自動的にその溶接
電源に応じた適正な溶接電流を設定することができる。
Further, as described in the above embodiment, in the method of setting the welding current when the welding speed is input,
If the calculated welding current is outside the current output range of the welding power source, the welding speed is corrected according to whether it exceeds the upper value of the current output range, and the welding current is calculated again with the corrected welding speed. And the set welding current is reset.
According to this, even if the welding power source changes, an appropriate welding current corresponding to the welding power source can be automatically set.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上述べたように請求項1の発明によれ
ば、アーク溶接を制御する制御装置を、溶接プロセスを
制御する溶接コントローラと、ロボットの運動を制御す
るロボットコントローラとに分離し、溶接コントローラ
はロボットコントローラから条件呼出しのタイミングを
通信されるだけで溶接プロセスを制御できため、ロボッ
トコントローラのプムログラムに介入することなく、溶
接コントローラのみに溶接条件を設定管理するプログラ
ムを蓄積して、汎用性を重視したロボットメーカのプロ
グラムに頼ることなく、製品独自の溶接条件や品質を担
保した溶接条件を自在に設定することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the control device for controlling the arc welding is separated into a welding controller for controlling the welding process and a robot controller for controlling the motion of the robot. The welding controller can control the welding process only by communicating the timing of calling the condition from the robot controller.Therefore, without intervening in the robot controller's program, a program for setting and managing the welding conditions only in the welding controller is accumulated, Welding conditions unique to the product and welding conditions that ensure quality can be freely set without relying on robot manufacturer's programs that emphasize performance.

【0060】また、請求項2〜請求項10の発明によれ
ば、継手毎に入力される基本仕様に基づいて溶接条件が
自動的に演算されるので、未経験者でも設計図面に指示
された基本仕様を入力操作するだけで、適正な溶接条件
を設定することができる。とりわけ、請求項3の態様で
は、一層盛りか多層盛りかを自動的に判断するので、溶
着金属が形状不良となるのを回避でき、オペレータはテ
ィーチングポイント変更の指令や脚長オーバーの指示を
事前に(溶接前に)受けることができる。
According to the invention of claims 2 to 10, welding conditions are automatically calculated based on the basic specifications inputted for each joint, so that even inexperienced persons can specify basic welding conditions specified in the design drawings. Just by inputting the specifications, appropriate welding conditions can be set. In particular, in the aspect of the third aspect, whether the weld metal is a single layer or a multilayer is automatically determined, so that the weld metal can be prevented from being defective in shape, and the operator can give a command for changing the teaching point or an instruction for over-leg length in advance. (Before welding).

【0061】請求項4の態様では、溶接速度が上記基本
仕様として入力されない場合でも、ワイヤ送給速度と溶
接電流の関係式とワイヤ送給速度と溶接速度の関係式よ
り溶接電流及び溶接速度を演算することができる。請求
項5の態様では、脚長と入力溶接速度だけの純粋に幾何
学的手法から導出できる多項式を用いて電流指令パラメ
ータ及び設定溶接電流を演算しているので、アーク長の
変動にかかわらず、目標の脚長を得るための厳密なワイ
ヤ送給量が確保される。
According to the fourth aspect, even when the welding speed is not input as the basic specification, the welding current and the welding speed are determined from the relational expression between the wire feeding speed and the welding current and the relational expression between the wire feeding speed and the welding speed. Can be calculated. According to the aspect of claim 5, since the current command parameter and the set welding current are calculated using a polynomial that can be derived from a purely geometric method using only the leg length and the input welding speed, the target is set regardless of the variation in the arc length. Strict amount of wire feeding for obtaining the leg length is secured.

【0062】請求項6の態様によれば、溶接電圧を溶接
電流とチップ母材間距離の多項式で演算するようにした
ので、任意のチップ母材間距離に対して最適な溶接電圧
を設定できる。請求項7の態様によれば、パルス溶接に
おいて溶接電圧を演算する場合、上記多項式の特性が変
化するチップ母材間距離に応じた境界電流を演算し、該
境界電流より高電流側と低電流側とで上記多項式を異な
る演算式としたので、溶接電流によって変動する短絡/
V短絡の境界の電圧に追従することになり、より最適な
溶接電圧を設定することができる。
According to the sixth aspect, since the welding voltage is calculated by the polynomial of the welding current and the distance between the chip base materials, the optimum welding voltage can be set for an arbitrary distance between the chip base materials. . According to the aspect of claim 7, when the welding voltage is calculated in the pulse welding, a boundary current corresponding to the distance between the chip base materials at which the characteristics of the polynomial changes is calculated, and a higher current side and a lower current than the boundary current are calculated. The above-mentioned polynomial is different from that on the other side, so that the short-circuit /
Since the voltage at the boundary of the V short-circuit is followed, a more optimal welding voltage can be set.

【0063】請求項8の態様によれば、マグ溶接におい
て溶接電圧を演算する場合、上記多項式をスプレー移行
型溶接を行うときと短絡移行型溶接を行うときで異なる
演算式を用いるので、スプレー移行型溶接時及び短絡移
行型溶接時の溶接電圧を適格に設定することができる。
請求項9の態様によれば、溶込み深さが板厚に応じた上
限溶込み深さと下限溶込み深さの間になるか否かを事前
に判断し、溶込み深さが不良の場合に一旦設定した溶接
条件を補正して、適正な溶込み深さを確保することがで
きる。
According to the eighth aspect of the present invention, when the welding voltage is calculated in the mag welding, different arithmetic expressions are used for performing the spray transfer type welding and the short circuit transfer type welding on the above polynomial. The welding voltage at the time of mold welding and short-circuit transfer welding can be set appropriately.
According to the aspect of claim 9, whether the penetration depth is between the upper limit penetration depth and the lower limit penetration depth according to the plate thickness is determined in advance, and the penetration depth is poor. The welding conditions once set can be corrected to secure an appropriate penetration depth.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明を具体化した設備の全体を示す説明図
である。
FIG. 1 is an explanatory view showing the entire equipment embodying the present invention.

【図2】 本発明に用いる溶接コントローラをハードウ
エアで表した場合の図1の概念図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram of FIG. 1 when a welding controller used in the present invention is represented by hardware.

【図3】 上記溶接コントローラの行う溶接条件の設定
全体のプログラムを示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a program of the entire welding condition setting performed by the welding controller.

【図4】 主に本発明による脚長の設定方法を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 4 is a flowchart mainly showing a leg length setting method according to the present invention.

【図5】 溶接速度が入力されない場合のパルス溶接に
おける溶接条件設定方法を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a welding condition setting method in pulse welding when a welding speed is not input.

【図6】 溶接速度が入力されない場合のマグ溶接にお
ける溶接条件設定方法を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a welding condition setting method in mag welding when a welding speed is not input.

【図7】 溶接速度が入力される場合のパルス溶接にお
ける溶接条件設定方法を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating a welding condition setting method in pulse welding when a welding speed is input.

【図8】 溶接速度が入力される場合のマグ溶接におけ
る溶接条件設定方法を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating a welding condition setting method in mag welding when a welding speed is input.

【図9】 脚長別上限電流値の特性を示し、縦軸は電流
値、横軸は脚長を表す。
FIG. 9 shows the characteristic of the upper limit current value for each leg length, the vertical axis represents the current value, and the horizontal axis represents the leg length.

【図10】 脚長別上限速度値の特性を示し、縦軸は速
度値、横軸は脚長を表す。
FIG. 10 shows the characteristic of the upper limit speed value for each leg length, the vertical axis represents the speed value, and the horizontal axis represents the leg length.

【図11】 パルス溶接におけるスパッタ発生量と短絡
回数の関係を示す特性図であり、点線と実線の特性を測
定したのは異なるシールドガスを用いたものである。
FIG. 11 is a characteristic diagram showing the relationship between the amount of spatter generated and the number of short circuits in pulse welding. The characteristics indicated by the dotted line and the solid line are measured using different shielding gases.

【図12】 パルス溶接における溶接電圧と溶接電流の
関係を実験により求めた特性図である。
FIG. 12 is a characteristic diagram in which a relationship between a welding voltage and a welding current in pulse welding is obtained by an experiment.

【図13】 アークスタート時の溶接電圧を短絡/非短
絡の境界より少し高く設定した場合の短絡状況を記録し
た測定図である。
FIG. 13 is a measurement diagram in which a short-circuit situation is recorded when the welding voltage at the time of arc start is set slightly higher than the boundary of short-circuit / non-short-circuit.

【図14】 アークスタート時の溶接電圧を短絡/非短
絡の境界より少し低く設定した場合の短絡状況を記録し
た測定図である。
FIG. 14 is a measurement diagram in which a short circuit condition is recorded when the welding voltage at the time of arc start is set slightly lower than the boundary between short circuit and non-short circuit.

【図15】 従来のアーク溶接装置全体を示すブロック
図である。
FIG. 15 is a block diagram showing an entire conventional arc welding apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1は溶接トーチ、2はロボット、3は溶接電源、4は溶
接コントローラ、EXTはチップ母材間距離、Iは溶接
電流、Vは溶接電圧、MRはワイヤ送給速度、WSは溶
接速度、iは電流指令信号、vは電圧指令信号であり、
各図において同一の要素には共通の符号を付す。
1 is a welding torch, 2 is a robot, 3 is a welding power source, 4 is a welding controller, EXT is the distance between the chip base materials, I is the welding current, V is the welding voltage, MR is the wire feed speed, WS is the welding speed, i Is a current command signal, v is a voltage command signal,
In the respective drawings, the same elements are denoted by common reference numerals.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B23K 9/127 509 B23K 9/127 509D (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 9/095 B23K 9/09 B23K 9/12 B23K 9/127 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 identification symbol FI B23K 9/127 509 B23K 9/127 509D (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B23K 9/095 B23K 9 / 09 B23K 9/12 B23K 9/127

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ワイヤが送給される溶接トーチを保持し
該溶接トーチをティーチングデータによって操縦するロ
ボットと、該溶接トーチに電流及び電圧を出力する溶接
電源と、溶接される継手の継手形状、継手姿勢、溶接
法、脚長、チップ母材間の距離、板厚を含む基本仕様を
入力し演算することによって上記溶接電源より出力させ
る上記電流と電圧の各指令パラメータ及び溶接速度から
なる溶接条件を算出し、かつ条件ファイルに格納する溶
接コントローラと、上記ロボットへの上記ティーチング
データ送出及び溶接速度を示す信号を送出するに当たっ
て、上記溶接コントローラから上記溶接電源へ各指令パ
ラメータを出力するタイミングが上記ティーチングデー
タの送出タイミングと同期するように上記溶接コントロ
ーラへ条件呼び出しタイミングを指令するロボットコン
トローラとを具備し、ロボットや溶接電源の変更に自在
に対応できることを特徴とするアーク溶接装置。
1. A robot that holds a welding torch to which a wire is fed and steers the welding torch according to teaching data, a welding power source that outputs current and voltage to the welding torch, a joint shape of a joint to be welded, Joint posture, welding
The basic specifications including the method, leg length, distance between chip base materials, and plate thickness
By inputting and calculating, it is output from the above welding power source.
From the above current and voltage command parameters and welding speed
Calculated welding conditions and store them in the condition file.
In transmitting the teaching data to the robot and the signal indicating the welding speed to the robot, the timing at which each command parameter is output from the welding controller to the welding power source is synchronized with the transmission timing of the teaching data. ; and a robot controller for commanding the condition calls timing to said welding controller, freely change the robot and the welding power supply
An arc welding apparatus characterized by being able to cope with the problem .
【請求項2】 ワイヤが送出される溶接トーチを保持し
たロボットにティーチングデータと溶接速度を示す信号
を送出し、かつ上記溶接トーチに給電する溶接電源に電
流と電圧の各指令パラメータを指令するため、該各指令
パラメータ及び上記溶接速度からなる溶接条件を製品
溶接継手毎に設定する溶接条件設定方法であって、継手形状、継手姿勢、溶接法、脚長、チップ母材間の距
離、板厚を含む基本仕様を各製品の継手毎に入力し、入
力された基本仕様に基づいて一層盛り或いは多層盛りの
溶接層数、溶接電流及び溶接電圧を演算により設定する
とともに溶接電源の特性を補正した上記電流と電圧の各
指令パラメータを演算により設定すること を特徴とする
アーク溶接装置の溶接条件設定方法。
2. A teaching data and a signal indicating a welding speed are sent to a robot holding a welding torch from which a wire is sent, and current and voltage command parameters are commanded to a welding power supply for feeding the welding torch. A welding condition setting method for setting welding conditions including the command parameters and the welding speed for each welded joint of each product, comprising: a joint shape, a joint posture, a welding method, a leg length, and a distance between tip base materials.
Enter the basic specifications, including separation and plate thickness, for each joint of each product.
Single or multiple layers based on basic specifications
Set the number of welding layers, welding current and welding voltage by calculation
Each of the above currents and voltages with the characteristics of the welding power source corrected together with
A method for setting welding conditions for an arc welding apparatus, wherein command parameters are set by calculation .
【請求項3】 上記基本仕様に基づいて溶接層数を設定
する方法は、入力された指定脚長より溶着断面積を演算
し、該溶着断面積と入力により与えられた溶接姿勢とか
ら溶融した溶着金属の形状良否を判断し、形状良と判断
したときは上記指定脚長による一層盛りを設定し、形状
否と判断したときは、多層盛りの脚長を設定してティー
チングポイントの変更を指示し、該多層盛りの脚長でも
形状否と判断した場合には脚長オーバーの指示を行うこ
とを特徴とする請求項2記載のアーク溶接装置の溶接条
件設定方法。
3. A method for setting the number of welding layers based on the basic specification, comprising: calculating a welding cross-sectional area from an input designated leg length; and welding the molten welding section from the welding cross-sectional area and a welding posture given by the input. Judge whether the shape of the metal is good, if it is judged that the shape is good, set a single layer with the specified leg length, and if it is judged that the shape is bad, set the leg length of the multi-layered heap and instruct to change the teaching point, 3. The welding condition setting method for an arc welding apparatus according to claim 2, wherein an instruction to exceed the leg length is issued when it is determined that the shape is not sufficient even with the leg length of the multilayer building.
【請求項4】 溶接速度が上記基本仕様として入力され
ない場合、上記基本仕様に基づいて溶接電流及び溶接速
度を設定する方法は、ワイヤ送給速度と溶接電流及びワ
イヤ送給速度と溶接速度の各関係式に、脚長より仮に定
めた溶接電流及び溶接速度の条件を付加し、該仮に定め
た溶接電流及び溶接速度によるワイヤ送給速度が上記各
関係式を共に満足するときの上記溶接電流と溶接速度を
設定溶接電流及び設定溶接速度とすることを特徴とする
請求項2記載のアーク溶接装置の溶接条件設定方法。
4. A method for setting a welding current and a welding speed based on the basic specifications when a welding speed is not input as the basic specifications, the method includes: a wire feeding speed, a welding current, and a wire feeding speed and a welding speed. The welding current and welding speed conditions provisionally determined from the leg length are added to the relational expression, and the welding current and welding when the wire feeding speed based on the provisionally determined welding current and welding speed satisfy each of the above relational expressions are both satisfied. 3. The method according to claim 2, wherein the speed is a set welding current and a set welding speed.
【請求項5】 上記基本仕様に基づいて電流指令パラメ
ータを設定する方法は、脚長と溶接速度の関数からなる
多項式を用いて上記電流指令パラメータを演算すること
を特徴とする請求項2記載のアーク溶接装置の溶接条件
設定方法。
5. The method according to claim 2, wherein the method for setting the current command parameter based on the basic specification includes calculating the current command parameter using a polynomial expression including a function of a leg length and a welding speed. How to set welding conditions for welding equipment.
【請求項6】 上記基本仕様に基づいて溶接電圧を設定
する方法は、溶接電圧を溶接電流とチップ母材間距離の
関数からなる多項式で演算し、該多項式に基づいて設定
溶接電圧を演算することを特徴とする請求項2記載のア
ーク溶接装置の溶接条件設定方法。
6. A method for setting a welding voltage based on the basic specification, wherein the welding voltage is calculated by a polynomial comprising a function of a welding current and a distance between a chip base material, and the set welding voltage is calculated based on the polynomial. 3. The method for setting welding conditions for an arc welding apparatus according to claim 2, wherein:
【請求項7】 パルス溶接の場合、上記多項式をチップ
母材間距離に応じた境界電流より高電流側と低電流側の
二つの演算式に分け、設定溶接電流が上記境界電流より
大きいときは上記高電流側の演算式より設定溶接電圧を
演算し、上記溶接電流が上記境界電流より小さいときは
上記低電流側の演算式より設定溶接電圧を演算すること
を特徴とする請求項6記載のアーク溶接装置の溶接条件
設定方法。
7. In the case of pulse welding, the above polynomial is divided into two arithmetic expressions on the high current side and the low current side from the boundary current according to the distance between the chip base materials, and when the set welding current is larger than the boundary current, 7. The set welding voltage according to claim 6, wherein the set welding voltage is calculated from the high current side calculation formula, and when the welding current is smaller than the boundary current, the set welding voltage is calculated from the low current side calculation formula. Method for setting welding conditions for arc welding equipment.
【請求項8】 マグ溶接の場合、上記多項式をスプレー
移行型溶接を行うときの演算式と短絡移行型溶接を行う
ときの演算式に分け、入力された基本仕様により上記各
演算式を選択することを特徴とする請求項6記載のアー
ク溶接装置の溶接条件設定方法。
8. In the case of mag welding, the above polynomial is divided into an arithmetic expression for performing the spray transfer type welding and an arithmetic expression for performing the short-circuit transfer type welding, and each of the above-mentioned arithmetic expressions is selected according to the input basic specifications. 7. The method for setting welding conditions for an arc welding apparatus according to claim 6, wherein:
【請求項9】 上記設定溶接電圧、設定溶接電流及び設
定溶接速度とから溶込み深さを演算し、該溶込み深さが
板厚に応じた上限溶込み深さと下限溶込み深さの間の場
合に上記設定溶接電圧及び設定溶接電流から上記溶接電
源への電流指令パラメータ及び電圧指令パラメータを演
算し、上記溶込み深さが上記上限溶込み深さと下限溶込
み深さの範囲から外れた場合、溶接速度が基本仕様とし
て入力されないときは上記設定溶接電流を補正し、溶接
速度が基本仕様として入力されるときは溶接速度を補正
することを特徴とする請求項2又は6記載のアーク溶接
装置の溶接条件設定方法。
9. A penetration depth is calculated from the set welding voltage, the set welding current and the set welding speed, and the penetration depth is between an upper limit penetration depth and a lower limit penetration depth according to the plate thickness. In the case of the above, the current command parameter and the voltage command parameter to the welding power source are calculated from the set welding voltage and the set welding current, and the penetration depth is out of the range of the upper limit penetration depth and the lower limit penetration depth. 7. The arc welding according to claim 2, wherein the set welding current is corrected when the welding speed is not input as the basic specification, and the welding speed is corrected when the welding speed is input as the basic specification. How to set welding conditions for equipment.
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JP3307886B2 (en) * 1998-10-16 2002-07-24 松下電器産業株式会社 Welding equipment
JP3287335B2 (en) * 1999-05-25 2002-06-04 松下電器産業株式会社 Arc welding power supply, arc welding peripheral equipment and arc welding equipment
US6642482B2 (en) * 2001-09-19 2003-11-04 Illinois Tool Works Inc. Welding-type system with robot calibration
JP3736411B2 (en) 2001-09-28 2006-01-18 松下電器産業株式会社 Arc welding equipment
US8592722B2 (en) * 2008-11-03 2013-11-26 Illinois Tool Works Inc. Weld parameter interface
WO2016199427A1 (en) * 2015-06-11 2016-12-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 Welding system and welding method
CN115502515B (en) * 2022-09-21 2024-06-14 佛山中车四方轨道车辆有限公司 Self-adaptive welding method and system
WO2024095612A1 (en) * 2022-10-31 2024-05-10 Jfeスチール株式会社 Gas-shielded arc welding method and method for welded-joint production

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