JP4499303B2 - Arc start control method for robot arc welding - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接ワイヤを被溶接物へ近づけて接触させた後に、反転して溶接ワイヤを被溶接物から離して初期アークを発生させ、再び溶接ワイヤを被溶接物へ近づける方向に送給して定常のアークへと移行させるロボットアーク溶接のアークスタート制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
溶接電源装置によって溶接電圧を印加して溶接ワイヤと被溶接物との間にアークを発生させると共に、溶接ロボットのマニュピュレータに取り付けられた溶接トーチを移動させて溶接する消耗電極式のロボットアーク溶接において、
溶接開始信号が外部から入力されると、マニュピュレータを移動させることによって溶接トーチを予め教示された溶接開始位置Spまで移動させた後に停止状態のままで、ワイヤ送給モータを正回転させて溶接ワイヤを被溶接物へ前進送給し、続けて溶接ワイヤが被溶接物に接触したことを判別するとワイヤ送給モータを逆回転させて溶接ワイヤを後退送給し、同時に小電流値の初期電流Isを通電し、続けて後退送給によって溶接ワイヤが被溶接物から離れて初期アークが発生すると溶接ワイヤを定常の送給速度Wsで再び前進送給すると共に定常の溶接電流Icを通電し、同時に溶接トーチを上記の停止状態から予め教示された溶接方向への移動に切り換えることによって定常のアークに移行させるアークスタート制御方法が従来から知られている。以下、この従来技術のアークスタート制御方法について、図面を参照して説明する。
【0003】
図2は、従来技術のロボットアーク溶接装置の構成図である。以下、同図を参照して説明する。
ロボット制御装置RCは、溶接開始信号Stが外部から入力されると、マニュピュレータRMの動作制御を行う動作制御信号Mcを出力すると共に、図3で後述する電圧設定信号Vs、定常の送給速度設定信号Ws及び出力開始信号Onによって形成されるインターフェース信号Ifを溶接電源装置PSへ送信する。
マニュピュレータRMは、ワイヤ送給モータWM及び溶接トーチ4を搭載して、上記の動作制御信号Mcに従って溶接トーチ4の先端位置(TCP)を予め教示された動作軌跡に沿って移動させる。溶接ワイヤ1は、上記のワイヤ送給モータWMと上記の溶接トーチ4の本体との間をつなぐ長さ1.5[m]程度のコイルライナ4aの中を通って送給される。
【0004】
溶接電源装置PSは、上記のインターフェース信号Ifを受信して、溶接トーチ4の先端に装着されたコンタクトチップを介して溶接ワイヤ1に溶接電圧Vwを給電して、溶接ワイヤ1と被溶接物2との間にアーク3を発生させて溶接電流Iwを通電する。同様に、この溶接電源装置PSは、送給制御信号Fcを出力して、上記のワイヤ送給モータWMの回転方向及び回転速度を制御する。溶接ワイヤ1の先端と被溶接物2との距離がワイヤ先端・被溶接物間距離Lw[mm]であり、したがってこのワイヤ先端・被溶接物間距離Lwはアーク発生中はアーク長と同一になる。
【0005】
図3は、図2で上述したロボット制御装置RC及び溶接電源装置PSのブロック図である。以下、同図を参照して、各回路ブロックについて説明する。
ロボット制御装置RCは、以下の回路ブロックから構成されてる。動作制御回路MCは、溶接開始信号Stが入力されると、マニュピュレータRMを予め教示された動作軌跡に沿って移動させる動作制御信号McをマニュピュレータRMの各軸のモータへ出力する。同時に、この動作制御回路MCは、電圧設定信号Vs、定常の送給速度設定信号Ws及び出力開始信号Onをロボットインターフェース回路IFRへ出力する。ロボットインターフェース回路IFRは、上記の3つの信号から形成されるインターフェース信号Ifを溶接電源装置PSへ送信する。
【0006】
他方、溶接電源装置PSは、以下の回路ブロックから構成される。電圧検出回路VDは、溶接電圧Vwを検出して、電圧検出信号Vdを出力する。短絡/アーク判別回路SAは、上記の電圧検出信号Vdを入力として、溶接ワイヤと被溶接物との間が接触状態のときは短絡信号(Highレベル)を、アーク発生状態のときはアーク発生信号(Lowレベル)を、短絡/アーク判別信号Saとして出力する。遅延回路DTは、初期アーク発生後に再び前進送給へと切り換えるタイミングを遅延するために、上記の短絡/アーク判別信号Saが短絡信号からアーク発生信号に変化した時点から予め定めた遅延時間Tdの間だけHighレベルとなる遅延信号Dtを出力する。
【0007】
溶接電源インターフェース回路IFPは、上記のインターフェース信号Ifを受信して、電圧設定信号Vs、定常の送給速度設定信号Ws及び出力開始信号Onを出力する。正逆送給制御回路RFCは、上記の出力開始信号Onが入力(Highレベル)されると、溶接ワイヤを被溶接物へ前進送給し、続けて上記の短絡/アーク判別信号Saが短絡信号になると溶接ワイヤを被溶接物から後退送給し、続けて上記の遅延信号DtがHighレベルからLowレベルへ変化すると再び溶接ワイヤを被溶接物へ上記の定常の送給速度設定信号Wsに相当する送給速度で前進送給するための送給制御信号Fcを出力する。ワイヤ送給モータWMは、上記の送給制御信号Fcに従って溶接ワイヤを前進送給又は後退送給する。
【0008】
出力制御回路INVは、商用電源(通常は3相200V)を入力として、インバータ制御、サイリスタ位相制御等によって、アークを安定に維持するために適した溶接電圧及び溶接電流を出力する。この出力制御回路INVは、上記の出力開始信号Onが入力された時点から上記の遅延信号DtがHighレベルからLowレベルへ変化する時点までの間は予め定めた小電流値の初期電流Isを通電する定電流特性又は垂下特性を形成して出力し、それ以降は上記の定常の送給速度設定信号Wsに対応した定常の溶接電流Icを通電するための上記の電圧設定信号Vsに対応した定電圧特性を形成して出力する。
【0009】
図4は、図3で上述したロボット制御装置RC及び溶接電源装置PSの各信号のタイミングチャートである。同図(A)は溶接開始信号Stの時間変化を示し、同図(B)は出力開始信号Onの時間変化を示し、同図(C)は送給制御信号Fcの時間変化を示し、同図(D)は短絡/アーク判別信号Saの時間変化を示し、同図(E)は遅延信号Dtの時間変化を示し、同図(F)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(G)はワイヤ先端・被溶接物間距離Lwの時間変化を示し、同図(H1)〜(H5)は各時刻における溶接ワイヤ1の送給状態を示す。以下、同図を参照して説明する。
【0010】
▲1▼ 時刻t1〜t2の期間
時刻t1において、同図(A)に示すように、溶接開始信号Stが外部から入力(Highレベル)されると、マニュピュレータに取り付けられた溶接トーチ4を移動させて、時刻t2において溶接トーチ4は予め教示された溶接開始位置Spに到着して停止する。
【0011】
▲2▼ 時刻t2〜t3の期間
時刻t2において、溶接トーチ4が溶接開始位置Spに到着すると、同図(B)に示すように、前述した動作制御回路Mcから出力開始信号Onが出力(Highレベル)される。これに応じて、同図(C)に示すように、送給制御信号Fcは予め定めた正の値の初期送給速度設定値Wiとなり、同図(H1)に示すように、溶接ワイヤ1は被溶接物2へ初期送給速度で前進送給される。なお、送給制御信号Fcが正の値のときは前進送給となり、負の値のときは後退送給となる。同時に、前述した出力制御回路INVは定電流特性又は垂下特性を形成して出力しているが、この期間中は溶接ワイヤ1と被溶接物2とは離れており無負荷状態にあるために、無負荷電圧が印加する。
また、時刻t2〜t3の期間中は、上記の前進送給によって、同図(G)に示すように、ワイヤ先端・被溶接物間距離Lwは徐々に短くなる。
【0012】
▲3▼ 時刻t3〜t4の期間
時刻t3において、同図(H2)に示すように、上記▲2▼項の前進送給によって溶接ワイヤ1が被溶接物2に接触すると、同図(D)に示すように、短絡/アーク判別信号Saが短絡信号(Highレベル)に変化する。これに応じて、同図(C)に示すように、送給制御信号Fcは予め定めた負の値の後退送給速度設定値Wrとなり、溶接ワイヤ1は被溶接物2から後退送給速度で後退送給される。同時に、同図(F)に示すように、▲2▼項で上述した定電流特性又は垂下特性によって小電流値の初期電流Isが通電する。この初期電流Isの値は、数[A]〜数十[A]程度の小電流値に設定される。
また、時刻t3〜t4の期間中は、前述したワイヤ送給モータWMが正回転(前進送給)から逆回転(後退送給)へ反転するためのモータ応答遅れ時間が発生する。さらに、前述したコイルライナの曲がりによる遊び分を後退送給によってキャンセルするための遊び分応答遅れ時間も発生する。このために、この期間中は、溶接ワイヤ1と被溶接物2とは接触状態のままであり、同図(G)に示すように、ワイヤ先端・被溶接物間距離Lwは0[mm]のままである。
【0013】
▲4▼ 時刻t4〜t5の期間
時刻t4直後において、同図(H3)に示すように、上記▲3▼項の後退送給によって溶接ワイヤ1と被溶接物2とが離れると、上記の初期電流Isが通電する初期アーク3aが発生する。また、初期アーク3aが発生した時刻t4から前述した遅延時間Tdが経過する時刻t5までの間は、同図(E)に示すように、遅延信号DtはHighレベルのままである。そして、この間は、同図(H4)に示すように、上記の初期アーク発生状態3aを維持したままで後退送給を継続する。したがって、同図(G)に示すように、ワイヤ先端・被溶接物間距離Lwは徐々に長くなる。
【0014】
▲5▼ 時刻t5以降の期間
時刻t5において、同図(E)に示すように、遅延信号DtがHighレベルからLowレベルへ変化すると、同図(C)に示すように、送給制御信号Fcは正の値の定常の送給速度設定信号Wsとなり、溶接ワイヤ1は被溶接物2へ定常の送給速度で再び前進送給される。同時に、前述した出力制御回路INVは電圧設定信号Vsに対応する定電圧特性を形成するので、図示しない溶接電圧は上記の電圧設定信号Vsに相当する値となると共に、同図(F)に示すように、上記の定常の送給速度Wsに対応した大電流値の定常の溶接電流Icが通電する。同時に、溶接トーチ4を停止状態から予め教示された溶接方向への移動に切り換える。
【0015】
しかしながら、この時刻t5においても、前述した時刻t3〜t4期間中と同様に、モータ応答遅れ時間及び遊び分応答遅れ時間が発生する(時刻t5〜t6)。したがって、同図(G)に示すように、ワイヤ先端・被溶接物間距離Lwは、時刻t6において定常のアーク長に収束し、同図(H4)に示す時刻t5の初期アーク3aから同図(H5)に示す時刻t6の定常のアーク3bへと移行する。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
図5は、従来技術の解決課題を説明するための前述した図4に相当するタイミングチャートである。同図(A)は溶接開始信号Stの時間変化を示し、同図(B)は出力開始信号Onの時間変化を示し、同図(C)は送給制御信号Fcの時間変化を示し、同図(D)は短絡/アーク判別信号Saの時間変化を示し、同図(E)は遅延信号Dtの時間変化を示し、同図(F)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(G)はワイヤ先端・被溶接物間距離Lwの時間変化を示し、同図(H1)〜(H5)は各時刻における溶接ワイヤ1の送給状態を示す。同図において、時刻t3〜t4及び時刻t5〜t6以外の期間の動作は、前述した図4のときと同様であるのでその説明は省略する。以下、同図の時刻t3〜t4及び時刻t5〜t6の両期間について、同図を参照して説明する。
【0017】
▲1▼ 時刻t3〜t4の期間(第1の応答遅れ時間T1)
図4の説明の項で前述したように、時刻t3において、同図(H2)に示すように、溶接ワイヤ1と被溶接物2とが接触すると、同図(D)に示すように、短絡/アーク判別信号Saが短絡信号(Highレベル)に変化して、溶接ワイヤ1は前進送給から反転して後退送給に切り換わる。このときに、図3に示すワイヤ送給モータWMが、前進送給の正回転から後退送給の逆回転に切り換わるためのモータ応答遅れ時間が発生する。さらに、前述したように、ワイヤ送給モータWMと溶接トーチ本体とをつなぐコイルライナの曲がりによる遊び分を後退送給によってキャンセルするための遊び分応答遅れ時間が発生する。この遊び分応答遅れ時間は、コイルライナの長さ、種々の溶接姿勢に起因するコイルライナの曲がりの程度等によってその時間長さは大きく変化する。上記のモータ応答遅れ時間と遊び分応答遅れ時間とが加算されて第1の応答遅れ時間T1となる。
この第1の応答遅れ時間T1経過後の時刻t4の直後において、同図(H3)に示すように、本来の後退送給によって溶接ワイヤ1と被溶接物2とが離れて初期アーク3aが発生し、同図(G)に示すように、それ以降ワイヤ先端・被溶接物間距離Lwが徐々に長くなる。通常、上記の第1の応答遅れ時間T1は300〜500[ms]程度である。
【0018】
▲2▼ 時刻t5〜t6の期間(第2の応答遅れ時間T2)
時刻t5において、同図(H4)に示すように、初期アーク発生状態を維持したままで、同図(E)に示すように、遅延信号DtがHighレベルからLowレベルに変化すると、溶接ワイヤ1は後退送給から反転して前進送給に切り換わる。このときも上記▲1▼項と同様に、ワイヤ送給モータWMが後退送給の逆回転から前進送給の正回転に切り換わるためのモータ応答遅れ時間が発生する。さらに、コイルライナの曲がりによる遊び分を前進送給によってキャンセルするための遊び分応答遅れ時間が発生する。上記のモータ応答遅れ時間と遊び分応答遅れ時間とが加算されて第2の応答遅れ時間T2となる。通常、この第2の応答遅れ時間T2も300〜500[ms]程度である。
【0019】
第1の解決課題は、以下のとおりである。上記の時刻t5〜t6の第2の応答遅れ時間T2期間中は、同図(F)に示すように、初期電流Isよりも大きな電流値の定常の溶接電流Icが通電しているが、他方、溶接ワイヤの送給速度は上記の応答遅れ時間によって定常値よりも小さな過渡的な値となっている。このために、定常の溶接電流Icによる溶融速度が過渡的な送給速度よりも大きくなるために、同図(G)に示すように、アーク長(ワイヤ先端・被溶接物間距離Lw)が時刻t5以後も長くなり、同図(H5)に示すように、過大なアーク長のアーク3cによって溶け落ち、ビード不良等の溶接欠陥が生じる。以下、この第1の解決課題を、応答遅れ時間中のアーク長増長による溶接不良という。
【0020】
さらに、第2の解決課題は、以下のとおりである。上述した第1の応答遅れ時間T1と第2の応答遅れ時間T2との加算値の応答遅れ時間T1+T2は、600〜1000[ms]となる。この不要な時間がアークスタート毎に必要となる。一般的に、機械部品、自動車部品等の溶接においては、数秒程度の短時間だけアークを発生させる溶接を多数個所行う場合が多い。このような短時間多数回溶接において、アークスタート毎に600〜1000[ms]も余分な時間が必要なことは、生産性が悪くなる。以下、この解決課題を、応答遅れ時間による生産性の低下という。
【0021】
そこで、本発明では、上述した応答遅れ時間中のアーク長増長による溶接不良の発生を防止し、かつ、応答遅れ時間による生産性の低下も防止し、かつ、良好なアークスタートを実現することができるロボットアーク溶接のアークスタート制御方法を提供する。
【0022】
【課題を解決するための手段】
出願時の請求項1の発明は、図6〜7に示すように、
溶接電源装置PSによって溶接電圧Vwを印加して溶接ワイヤ1と被溶接物2との間にアークを発生させると共に、溶接ロボットのマニュピュレータRMに取り付けられた溶接トーチ4を移動させて溶接する消耗電極式のロボットアーク溶接において、
溶接開始信号Stが入力されると上記溶接トーチ4を予め教示された溶接開始位置Spに移動させて、
上記溶接開始位置Spに到達後は上記溶接トーチ4を略溶接ワイヤの送給方向に移動させてワイヤ先端を上記被溶接物2に近づけていき、
上記ワイヤ先端が上記被溶接物2に接触したことを判別すると予め定めた小電流値の初期電流Isを上記溶接電源装置PSから通電すると共に上記溶接トーチ4を略溶接ワイヤの送給方向とは逆方向に移動させて上記ワイヤ先端を上記被溶接物2から遠ざける後退移動を行い、
上記後退移動によって上記ワイヤ先端と上記被溶接物2とが離れると上記初期電流Isが通電する初期アーク3aが発生して、
上記初期アーク発生状態3aを維持したままで上記後退移動を継続し上記溶接トーチ4が上記溶接開始位置Spに復帰すると上記後退移動から予め教示された溶接方向への移動に切り換えて、同時に上記溶接ワイヤ1の送給を開始すると共に定常の溶接電流Icを通電することによって上記初期アーク発生状態3aから定常のアーク発生状態3bへと円滑に移行させるロボットアーク溶接のアークスタート制御方法である。
【0023】
出願時の請求項2の発明は、図8〜9に示すように、
溶接電源装置PSによって溶接電圧Vwを印加して溶接ワイヤ1と被溶接物2との間にアークを発生させると共に、溶接ロボットのマニュピュレータRMに取り付けられた溶接トーチ4を移動させて溶接する消耗電極式のロボットアーク溶接において、
溶接開始信号Stが入力されると上記溶接トーチ4を予め教示された溶接開始位置Spに移動させて、
上記溶接開始位置Spに到達後は上記溶接トーチ4を略溶接ワイヤの送給方向に移動させてワイヤ先端を上記被溶接物2に近づけていき、
上記ワイヤ先端が上記被溶接物2に接触したことを判別すると予め定めた小電流値の初期電流Isを上記溶接電源装置PSから通電すると共に上記溶接トーチ4を略溶接ワイヤの送給方向とは逆方向に移動させて上記ワイヤ先端を上記被溶接物2から遠ざける後退移動を行い、
上記後退移動によって上記ワイヤ先端と上記被溶接物2とが離れると上記初期電流Isが通電する初期アーク3aが発生して、
上記初期アーク発生状態3aを維持したままで上記後退移動を継続しワイヤ先端・被溶接物間距離Lwが予め定めた後退距離設定値Lsに達すると上記後退移動から上記溶接開始位置Spへの復帰移動に切り換えて、同時に上記溶接ワイヤ1の送給を開始すると共に定常の溶接電流Icを通電して、
上記溶接開始位置Spに復帰後は上記溶接トーチ4を予め教示された溶接方向へと移動させることによって上記初期アーク発生状態3aから定常のアーク発生状態3bへと円滑に移行させるロボットアーク溶接のアークスタート制御方法である。
【0024】
出願時の請求項3の発明は、図10に示すように、
出願時の請求項2に記載する溶接ワイヤ1の送給開始及び定常の溶接電流Icの通電開始を、復帰移動によって溶接トーチ4が溶接開始位置Spに復帰した時点から行う出願時の請求項2のアークスタート制御方法である。
【0025】
出願時の請求項4の発明は、図11〜12に示すように、
出願時の請求項2に記載する復帰移動がワイヤ先端・被溶接物間距離Lwを短くする方向への移動であるときは、上記復帰移動期間Tb中は定常の溶接電流Icよりも大きな電流値の移行電流Ib1を通電する出願時の請求項2のアークスタート制御方法である。
【0026】
出願時の請求項5の発明は、図13〜14に示すように、
出願時の請求項2に記載する復帰移動がワイヤ先端・被溶接物間距離Lwを短くする方向への移動であるときは、上記復帰移動期間Tb中は溶接ワイヤ1の送給を停止したままで上記復帰移動の速度に対応して予め定めた移行電流Ib2を通電し、溶接トーチ4が溶接開始位置Spに復帰後は上記溶接ワイヤ1の送給を開始すると共に定常の溶接電流Icを通電する出願時の請求項2のアークスタート制御方法である。
【0027】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例は、図1(図7と同一の図)に示すように、
同図(A)に示すように、外部から溶接開始信号Stが入力されると、溶接トーチ4を予め教示された溶接開始位置Spに移動させて、
上記溶接開始位置Spに到達後(時刻t2)は、上記溶接トーチ4を略溶接ワイヤの送給方向に移動させてワイヤ先端を被溶接物2に近づけていき、
同図(D)に示すように、ワイヤ先端が被溶接物2に接触したことを判別(時刻t3)すると、予め定めた小電流値の初期電流Isを通電すると共に、上記溶接トーチ4を略溶接ワイヤの送給方向とは逆方向に移動させてワイヤ先端を被溶接物2から遠ざける後退移動を行い、
上記後退移動によってワイヤ先端と被溶接物2とが離れると(時刻t4)、同図(H3)に示すように、上記初期電流Isが通電する初期アーク3aが発生して、
上記初期アーク発生状態3aを維持したままで上記後退移動を継続し、上記溶接トーチ4が上記溶接開始位置Spに復帰すると(時刻t5)、上記後退移動から予め教示された溶接方向への移動に切り換えて、同時に溶接ワイヤ1の送給を開始すると共に、定常の溶接電流Icを通電することによって、同図(H4)に示す初期アーク発生状態3aから同図(H5)に示す定常のアーク発生状態3bへと円滑に移行させるロボットアーク溶接のアークスタート制御方法である。
【0028】
【実施例】
[実施例1]
以下に説明する実施例1の発明は、出願時の請求項1の発明に対応する。実施例1の発明は、ロボットアーク溶接において、
▲1▼ 溶接開始信号が入力されると、溶接トーチを予め教示された溶接開始位置Spに移動させた後に、
▲2▼ 溶接トーチを略溶接ワイヤの送給方向に移動させてワイヤ先端を被溶接物に近づけていき、
▲3▼ ワイヤ先端が被溶接物に接触すると、予め定めた小電流値の初期電流Isを通電すると共に、溶接トーチを略溶接ワイヤの送給方向とは逆方向に移動させてワイヤ先端を被溶接物から遠ざける後退移動を行い、
▲4▼ 上記後退移動によってワイヤ先端と被溶接物とが離れると、上記初期電流Isが通電する初期アークが発生して、上記初期アーク発生状態を維持したままで上記後退移動を継続して、
▲5▼ 溶接トーチが上記溶接開始位置Spに復帰すると、上記後退移動から予め教示された溶接方向への移動に切り換えて、同時に、溶接ワイヤの送給を開始すると共に定常の溶接電流Icを通電するアークスタート制御方法である。以下、実施例1の発明について、図面を参照して説明する。
【0029】
図6は、実施例1のアークスタート制御方法を実施するためのロボット制御装置RC及び溶接電源装置PSのブロック図である。同図において、前述した図3と同一の回路ブロックには同一符号を付し、それらの説明は省略する。以下、点線で囲んだ図3とは異なる回路ブロックである、動作同期動作制御回路SMC、動作同期ロボットインターフェース回路SIFR、動作同期溶接電源インターフェース回路SIFP、動作同期送給制御回路SFC及び動作同期出力制御回路SINVについて説明する。
【0030】
動作同期動作制御回路SMCは、溶接開始信号Stが外部から入力されると、予め定めた電圧設定信号Vs及び定常の送給速度設定信号Wsを出力すると共に、マニュピュレータRM(溶接トーチ4)を溶接開始位置Spに移動させ、溶接開始位置Spに到着後すると、出力開始信号Onを出力すると共にマニュピュレータRMを略送給方向に移動させ、短絡/アーク判別信号Saが短絡信号になると、マニュピュレータRMを後退移動させ、溶接開始位置Spに復帰すると、復帰信号Rpを出力すると共にマニュピュレータRMを教示された溶接方向に移動させる動作制御信号Mcを出力する。
【0031】
動作同期ロボットインターフェース回路SIFRは、上記の電圧設定信号Vs、定常の送給速度設定信号Ws、出力開始信号On、短絡/アーク判別信号Sa及び復帰信号Rpの5つの信号から形成されるインターフェース信号Ifを溶接電源装置PSとの間で通信する。
【0032】
動作同期溶接電源インターフェース回路SIFPは、上記の5つの信号から形成されるインターフェース信号Ifをロボット制御装置RCとの間で通信する。動作同期送給制御回路SFCは、上記の復帰信号Rpが入力されると、上記の定常の送給速度設定信号Wsに相当する送給速度で溶接ワイヤを前進送給する送給制御信号Fcを出力する。動作同期出力制御回路SINVは、上記の出力開始信号Onが入力された時点から上記の復帰信号Rpが入力される時点までの間は予め定めた小電流値の初期電流Isを通電する定電流特性又は垂下特性を形成して出力し、それ以降は上記の定常の送給速度設定信号Wsに対応した定常の溶接電流Icを通電するための上記の電圧設定信号Vsに対応した定電圧特性を形成して出力する。
【0033】
図7は、図6で上述した実施例1のロボット制御装置RC及び溶接電源装置PSの各信号のタイミングチャートである。同図(A)は溶接開始信号Stの時間変化を示し、同図(B)は出力開始信号Onの時間変化を示し、同図(C)は送給制御信号Fcの時間変化を示し、同図(D)は短絡/アーク判別信号Saの時間変化を示し、同図(E)は復帰信号Rpの時間変化を示し、同図(F)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(G)はワイヤ先端・被溶接物間距離Lwの時間変化を示し、同図(H1)〜(H5)は各時刻における溶接ワイヤ1の送給状態を示す。同図においては、前述した図3(E)及び図4(E)の遅延信号Dtが復帰信号Rpに代わっている。以下、同図を参照して説明する。
【0034】
▲1▼ 時刻t1〜t2の期間
時刻t1において、同図(A)に示すように、溶接開始信号Stが外部から入力(Highレベル)されると、マニュピュレータに搭載された溶接トーチ4を移動させて、同図(H1)に示すように、時刻t2において溶接トーチ4は予め教示された溶接開始位置Spへ到着して停止する。
【0035】
▲2▼ 時刻t2〜t3の期間
時刻t2において、溶接トーチ4が溶接開始位置Spに到着すると、同図(B)に示すように、前述した動作同期動作制御回路SMCから出力開始信号Onが出力(Highレベル)される。これに応じて、、溶接ワイヤ1の送給を停止したままで、前述した動作同期出力制御回路SINVは定電流特性又は垂下特性を形成して出力するが、この期間中は溶接ワイヤ1と被溶接物2とは離れており無負荷状態にあるために、無負荷電圧が印加する。同時に、溶接トーチ4を略溶接ワイヤの送給方向に移動させてワイヤ先端を被溶接物2へ近づけていく。したがって、同図(G)に示すように、ワイヤ先端・被溶接物間距離Lwは徐々に短くなる。
【0036】
▲3▼ 時刻t3〜t4の期間
時刻t3において、同図(H2)に示すように、上記▲2▼項の溶接トーチ4の移動によってワイヤ先端が被溶接物2に接触すると、同図(D)に示すように、短絡/アーク判別信号Saが短絡信号(Highレベル)に変化する。この変化に応じて、溶接トーチ4は略溶接ワイヤの送給方向とは逆方向に後退移動される。同時に、同図(F)に示すように、▲2▼項で上述した定電流特性又は垂下特性によって小電流値の初期電流Isが通電する。
また、時刻t3〜t4の期間中、溶接トーチ4は後退移動されているが、マニュピュレータのモータの応答遅れ時間による第1の応答遅れ時間T11によって、溶接ワイヤ1と被溶接物2とは接触状態のままである。したがって、同図(G)に示すように、ワイヤ先端・被溶接物間距離Lwは0[mm]のままである。しかしながら、上記の第1の応答遅れ時間T11は、図5の説明の項で前述したモータ応答遅れ時間と遊び分応答遅れ時間の加算値である第1の応答遅れ時間T1よりも短い時間であり、通常、その値は100[ms]以下程度である。
【0037】
▲4▼ 時刻t4〜t5の期間
時刻t4において、同図(H3)に示すように、上記▲3▼項の後退移動によって、ワイヤ先端と被溶接物2とが離れると、上記の初期電流Isが通電する初期アーク3aが発生する。また、初期アーク3aが発生した時刻t4から溶接トーチ4が溶接開始位置Spに復帰する時刻t5までの間は、上記の後退移動を継続する。したがって、同図(G)に示すように、ワイヤ先端・被溶接物間距離Lwは徐々に長くなる。
【0038】
▲5▼ 時刻t5以降の期間
時刻t5において、上記▲4▼項の後退移動によって溶接トーチ4が溶接開始位置Spに復帰すると、同図(E)に示すように、復帰信号Rpが出力(Highレベル)される。これに応じて、同図(C)に示すように、送給制御信号Fcは正の値の定常の送給速度設定信号Wsとなり、溶接ワイヤ1は被溶接物2へ前進送給される。同時に、前述した動作同期出力制御回路SINVは、電圧設定信号Vsに対応する定電圧特性を形成するので、図示しない溶接電圧Vwは上記の電圧設定信号Vsに相当する値となると共に、同図(F)に示すように、上記の定常の送給速度Wsに対応した大電流値の定常の溶接電流Icが通電する。同時に、溶接トーチ4は予め教示された溶接方向に移動を開始鶴する。
【0039】
時刻t5において、溶接トーチ4を後退移動から溶接方向への移動に切り換えるためのマニュピュレータのモータの応答遅れ時間と、ワイヤ送給モータの応答遅れ時間とが発生する。しかしながら、マニュピュレータは移動方向が変化するだけであるので、これによる応答遅れ時間は短い。他方、ワイヤ送給モータは、従来技術のように逆回転から正回転への反転ではなく、正回転の開始のみであるので、これによる応答遅れ時間は短い。したがって、上記の加算値である本発明の第2の応答遅れ時間T21は、従来技術の第2の応答遅れ時間T2よりも短くなり、通常、その値は100[ms]以下である。このために、時刻t5〜t6の短い期間T21の経過後に、同図(H4)に示す初期アーク3aから同図(H5)に示す定常のアーク3bへと円滑に移行するので、前述した応答遅れ時間中のアーク長増長による溶接不良は発生しない。さらに、本発明の合計の応答遅れ時間T11+T21は、従来技術の応答遅れ時間T1+T2に比べて1/3〜1/5以下の時間であるので、応答遅れ時間による生産性の低下も防止することができる。
【0040】
[実施例2]
以下に説明する実施例2の発明は、出願時の請求項2の発明に対応する。実施例2の発明は、
▲1▼ 実施例1の発明における初期アーク発生状態を維持したままでの溶接トーチの後退移動によって、ワイヤ先端・被溶接物間距離Lwが予め定めた後退距離設定値Lsに達すると、上記の後退移動から溶接開始位置Spへの復帰移動に切り換えて、同時に溶接ワイヤの送給を開始すると共に定常の溶接電流Icを通電し、
▲2▼ 溶接トーチが溶接開始位置Spに復帰すると、上記の復帰移動から予め教示された溶接方向への移動に切り換えるアークスタート制御方法である。以下、実施例2の発明について、図面を参照して説明する。
【0041】
図8は、実施例2のアークスタート制御方法を実施するためのロボット制御装置RC及び溶接電源装置PSのブロック図である。同図において、前述した図6と同一の回路ブロックには同一符号を付し、それらの説明は省略する。以下、点線で囲んだ図6とは異なる回路ブロックである、動作同期動作制御回路SMC、動作同期ロボットインターフェース回路SIFR、動作同期溶接電源インターフェース回路SIFP、動作同期送給制御回路SFC及び動作同期出力制御回路SINVについて説明する。
【0042】
実施例2の動作同期動作制御回路SMCは、溶接開始信号Stが外部から入力されると、予め定めた電圧設定信号Vs及び定常の送給速度設定信号Wsを出力すると共に、マニュピュレータRM(溶接トーチ4)を溶接開始位置Spに移動させ、溶接開始位置Spに到着すると、出力開始信号Onを出力すると共にマニュピュレータRMを略送給方向に移動させ、短絡/アーク判別信号Saが短絡信号になると、マニュピュレータRMを後退移動させ、実施例1とは異なり上記の後退移動によってワイヤ先端・被溶接物間距離Lwが予め定めた後退距離設定値Lsに達すると、後退距離一致信号Lpを出力すると共にマニュピュレータRMを上記の溶接開始位置Spに復帰移動させ、溶接開始位置Spに復帰後は教示された溶接方向に移動させる動作制御信号Mcを出力する。
【0043】
実施例2の動作同期ロボットインターフェース回路SIFRは、上記の電圧設定信号Vs、定常の送給速度設定信号Ws、出力開始信号On、短絡/アーク判別信号Sa及び実施例1とは異なる後退距離一致信号Lpの5つの信号から形成されるインターフェース信号Ifを溶接電源装置PSとの間で通信する。
【0044】
実施例2の動作同期溶接電源インターフェース回路SIFPは、上記の5つの信号から形成されるインターフェース信号Ifをロボット制御装置RCとの間で通信する。実施例2の動作同期送給制御回路SFCは、上記の後退距離一致信号Lpが入力されると、上記の定常の送給速度設定信号Wsに相当する送給速度で溶接ワイヤを前進送給する送給制御信号Fcを出力する。実施例2の動作同期出力制御回路SINVは、上記の出力開始信号Onが入力された時点から上記の後退距離一致信号Lpが入力される時点までの間は予め定めた小電流値の初期電流Isを通電する定電流特性又は垂下特性を形成して出力し、それ以降は上記の定常の送給速度設定信号Wsに対応した定常の溶接電流Icを通電するための上記の電圧設定信号Vsに対応した定電圧特性を形成して出力する。
【0045】
図9は、図8で上述した実施例2のロボット制御装置RC及び溶接電源装置PSの各信号のタイミングチャートである。同図(A)は溶接開始信号Stの時間変化を示し、同図(B)は出力開始信号Onの時間変化を示し、同図(C)は送給制御信号Fcの時間変化を示し、同図(D)は短絡/アーク判別信号Saの時間変化を示し、実施例1とは異なり同図(E)は後退距離一致信号Lpの時間変化を示し、同図(F)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(G)はワイヤ先端・被溶接物間距離Lwの時間変化を示し、同図(H1)〜(H5)は各時刻における溶接ワイヤ1の送給状態を示す。同図においては、実施例2の独自の効果を示すために、溶接トーチ4が最初に溶接開始位置Spに到達したときのワイヤ先端・被溶接物間距離Lwが、約3[mm]未満又は0[mm](接触)と非常に短い場合である。以下、同図を参照して説明する。
【0046】
▲1▼ 時刻t1〜t2の期間
時刻t1において、同図(A)に示すように、溶接開始信号Stが外部から入力(Highレベル)されると、マニュピュレータに搭載された溶接トーチ4を移動させて、同図(H1)に示すように、時刻t2において溶接トーチ4は予め教示された溶接開始位置Spへ到着して停止する。
【0047】
▲2▼ 時刻t2〜t3の期間
時刻t2において、溶接トーチ4が溶接開始位置Spに到着すると、同図(B)に示すように、前述した動作同期動作制御回路SMCから出力開始信号Onが出力(Highレベル)される。これに応じて、溶接ワイヤ1の送給を停止したままで、前述した動作同期出力制御回路SINVは定電流特性又は垂下特性を形成して出力するが、この期間中は溶接ワイヤ1と被溶接物2とは離れており無負荷状態にあるために、無負荷電圧が印加する。同時に、溶接トーチ4を略溶接ワイヤの送給方向に移動させてワイヤ先端を被溶接物2へ近づけていく。このとき、前述したように、時刻t2のワイヤ先端・被溶接物間距離Lwは非常に短いために、同図(G)に示すように、短時間で0[mm]になる。
【0048】
▲3▼ 時刻t3〜t4の期間
時刻t3において、同図(H2)に示すように、上記▲2▼項の溶接トーチ4の移動によってワイヤ先端が被溶接物2に接触すると、同図(D)に示すように、短絡/アーク判別信号Saが短絡信号(Highレベル)に変化する。この変化に応じて、溶接トーチ4は略溶接ワイヤの送給方向とは逆方向に後退移動される。同時に、同図(F)に示すように、▲2▼項で上述した定電流特性又は垂下特性によって小電流値の初期電流Isが通電する。
また、時刻t3〜t4の期間中、溶接トーチ4は後退移動されているが、マニュピュレータのモータの応答遅れ時間による第1の応答遅れ時間T11によって、溶接ワイヤ1と被溶接物2とは接触状態のままである。したがって、同図(G)に示すように、ワイヤ先端・被溶接物間距離Lwは0[mm]のままである。しかしながら、実施例1と同様に、上記の第1の応答遅れ時間T11は、図5の説明の項で前述したモータ応答遅れ時間と遊び分応答遅れ時間の加算値である第1の応答遅れ時間T1よりも短い時間であり、通常、その値は100[ms]以下程度である。
【0049】
▲4▼ 時刻t4〜t5の期間
時刻t4において、同図(H3)に示すように、上記▲3▼項の後退移動によってワイヤ先端と被溶接物2とが離れると、上記の初期電流Isが通電する初期アーク3aが発生する。また、初期アーク3aが発生した時刻t4からワイヤ先端・被溶接物間距離Lwが予め定めた後退距離設定値Lsに達する時刻t5までの間は、上記の後退移動を継続する。したがって、同図(G)に示すように、ワイヤ先端・被溶接物間距離Lwは徐々に長くなり、時刻t5において後退距離設定値Lsと等しくなる。
【0050】
▲5▼ 時刻t5以降の期間
時刻t5において、上記▲4▼項の後退移動によってワイヤ先端・被溶接物間距離Lwが後退距離設定値Lsに達すると、同図(E)に示すように、後退距一致信号Lpが出力(Highレベル)される。これに応じて、同図(C)に示すように、送給制御信号Fcは正の値の定常の送給速度設定信号Wsとなり、溶接ワイヤ1は被溶接物2へ前進送給される。同時に、前述した動作同期出力制御回路SINVは電圧設定信号Vsに対応する定電圧特性を形成するので、図示しない溶接電圧Vwは上記の電圧設定信号Vsに相当する値となると共に、同図(F)に示すように、上記の定常の送給速度Wsに対応した大電流値の定常の溶接電流Icが通電する。同時に、溶接トーチ4を溶接開始位置Spへ復帰移動させ、時刻t51に復帰した後に予め教示された溶接方向に移動を開始鶴する。
【0051】
実施例1と同様に、時刻t5において、溶接トーチ4を後退移動かた溶接開始位置Spへの復帰移動を経て溶接方向への移動に切り換えるためのマニュピュレータのモータの応答遅れ時間と、ワイヤ送給モータの応答遅れ時間とが発生する。しかしながら、マニュピュレータは移動方向が変化するだけであるので、これによるモータ応答遅れ時間は短い。他方、ワイヤ送給モータは、従来技術のように逆回転から正回転へと反転するのではなく、正回転の開始のみであるので、これによる応答遅れ時間は短い。したがって、上記の加算値である本発明の第2の応答遅れ時間T21は、従来技術の第2の応答遅れ時間T2よりも短くなり、通常、その値は100[ms]以下である。このために、時刻t5〜t6の短い期間T21の経過後に、同図(H4)に示す初期アーク3aから同図(H5)に示す定常のアーク3bへと円滑に移行するので、前述した応答遅れ時間中のアーク長増長による溶接不良は発生しない。さらに、本発明の合計の応答遅れ時間T11+T21は、従来技術の応答遅れ時間T1+T2に比べて1/3〜1/5以下の時間であるので、応答遅れ時間による生産性の低下も防止することができる。
【0052】
さらに、実施例1では、後退移動は溶接開始位置Spに復帰するまで継続する。このために、最初に溶接開始位置Spに到着したときのワイヤ先端・被溶接物間距離Lwが非常に短い場合又は接触している場合には、適正な距離の後退移動を行うことができないために、初期アーク3aが全く発生しない現象又は発生しても再接触によって消滅する現象が生じて、不良なアークスタートとなる場合がある。他方、実施例2では、最初に溶接開始位置Spに到着したときのワイヤ先端・被溶接物間距離Lwが非常に短い場合ても又は接触している場合ても、適正な後退距離設定値Lsに達するまで確実に後退移動が継続されるので、上記のような問題は生じない。
【0053】
[実施例3]
以下に説明する実施例3の発明は、出願時の請求項3の発明に対応する。実施例3の発明は、上述した実施例2の発明における溶接ワイヤの送給開始及び定常の溶接電流Icの通電開始を、復帰移動によって溶接トーチが溶接開始位置Spに復帰した時点から行うアークスタート制御方法である。以下、実施例3の発明について、図面を参照して説明する。
【0054】
実施例3のアークスタート制御方法を実施するためのロボット制御装置RC及び溶接電源装置PSのブロック図は、前述した図6において動作同期動作制御回路SMCを以下のように変更した構成となり、それ以外は同一である。以下、実施例3の動作同期動作制御回路SMCについて説明する。
実施例3の動作同期動作制御回路SMCは、溶接開始信号Stが入力されると、予め定めた電圧設定信号Vs及び送給速度設定信号Wsを出力すると共に、マニュピュレータRM(溶接トーチ4)を溶接開始位置Spに移動させ、溶接開始位置Spに到着後すると、出力開始信号Onを出力すると共にマニュピュレータRMを略送給方向に移動させ、短絡/アーク判別信号Saが短絡信号になると、マニュピュレータRMを後退移動させ、上記の後退移動によってワイヤ先端・被溶接物間距離Lwが予め定めた後退距離設定値Lsに達すると、マニュピュレータRMを上記の溶接開始位置Spに復帰移動させ、溶接開始位置Spに復帰すると、復帰信号Rpを出力すると共に、マニュピュレータを教示された溶接方向に移動させる動作制御信号Mcを出力する。
【0055】
図10は、上述した実施例3のロボット制御装置RC及び溶接電源装置PSの各信号のタイミングチャートである。同図(A)は溶接開始信号Stの時間変化を示し、同図(B)は出力開始信号Onの時間変化を示し、同図(C)は送給制御信号Fcの時間変化を示し、同図(D)は短絡/アーク判別信号Saの時間変化を示し、実施例2とは異なり同図(E)は復帰信号Rpの時間変化を示し、同図(F)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(G)はワイヤ先端・被溶接物間距離Lwの時間変化を示し、同図(H1)〜(H5)は各時刻における溶接ワイヤ1の送給状態を示す。同図において、時刻t5以前の動作は前述した図9のときと同様であるので、それらの期間の説明は省略する。以下、図9とは異なる時刻t5以降の期間について説明する。
【0056】
時刻t5以降の期間
時刻t5において、後退移動によってワイヤ先端・被溶接物間距離Lwが後退距離設定値Lsに達すると、溶接トーチ4を溶接開始位置Spへ復帰移動させ、時刻t51において溶接開始位置Spに復帰すると、同図(E)に示すように、復帰信号Rpが出力(Highレベル)される。これに応じて、同図(C)に示すように、送給制御信号Fcは正の値の定常の送給速度設定信号Wsとなり、溶接ワイヤ1は被溶接物2へ前進送給される。同時に、前述した動作同期出力制御回路SINVは、電圧設定信号Vsに対応する定電圧特性を形成するので、図示しない溶接電圧Vwは上記の電圧設定信号Vsに相当する値となると共に、同図(F)に示すように、上記の定常の送給速度Wsに対応した大電流値の定常の溶接電流Icが通電する。
【0057】
[実施例4]
以下に説明する実施例4の発明は、出願時の請求項4の発明に対応する。実施例4の発明は、実施例2の発明における復帰移動がワイヤ先端・被溶接物間距離Lwを短くする方向への移動であるときは、この復帰移動期間Tb中は定常の溶接電流Icよりも大きな電流値の移行電流Ib1を通電するアークスタート制御方法である。以下、実施例4の発明について、図面を参照して説明する。
【0058】
図11は、実施例4のアークスタート制御方法を実施するためのロボット制御装置RC及び溶接電源装置PSのブロック図である。同図において、前述した図8と同一の回路ブロックには同一符号を付し、それらの説明は省略する。以下、点線で囲んだ図8とは異なる回路ブロックである、動作同期動作制御回路SMC、動作同期ロボットインターフェース回路SIFR、動作同期溶接電源インターフェース回路SIFP及び動作同期出力制御回路SINVについて説明する。
【0059】
実施例4の動作同期動作制御回路SMCは、溶接開始信号Stが入力されると、予め定めた電圧設定信号Vs、定常の送給速度設定信号Ws及び実施例2にはない初期電流設定信号Isを出力すると共に、マニュピュレータRM(溶接トーチ4)を溶接開始位置Spに移動させ、溶接開始位置Spに到着後すると、出力開始信号Onを出力すると共にマニュピュレータRMを略送給方向に移動させ、短絡/アーク判別信号Saが短絡信号になると、マニュピュレータRMを後退移動させ、上記の後退移動によってワイヤ先端・被溶接物間距離Lwが予め定めた後退距離設定値Lsに達すると、後退距離一致信号Lpを出力すると共に、溶接開始位置Spへの復帰移動がワイヤ先端・被溶接物間距離Lwを短くする方向への移動であるときは上記の初期電流設定信号Isの値を予め定めた移行電流値Ibに修正して出力し、同時にマニュピュレータRMを上記の溶接開始位置Spに復帰移動させ、溶接開始位置Spに復帰すると、復帰信号Rpを出力し、それ以降はマニュピュレータRMを教示された溶接方向に移動させる動作制御信号Mcを出力する。
【0060】
実施例4の動作同期ロボットインターフェース回路SIFRは、上記の電圧設定信号Vs、定常の送給速度設定信号Ws、出力開始信号On、短絡/アーク判別信号Sa、後退距離一致信号Lp、実施例2とは異なる初期電流設定信号Is及び復帰信号Rpの7つの信号から形成されるインターフェース信号Ifを溶接電源装置PSとの間で通信する。
【0061】
実施例4の動作同期溶接電源インターフェース回路SIFPは、上記の7つの信号から形成されるインターフェース信号Ifをロボット制御装置RCとの間で通信する。実施例4の動作同期出力制御回路SINVは、上記の出力開始信号Onが入力された時点から上記の復帰信号Rpが入力される時点までの間は上記の初期電流設定信号Isに相当する電流を通電する定電流特性又は垂下特性を形成して出力し、それ以降は上記の定常の送給速度設定信号Wsに対応した定常の溶接電流Icを通電するための上記の電圧設定信号Vsに対応した定電圧特性を形成して出力する。
【0062】
図12は、上述した実施例4のロボット制御装置RC及び溶接電源装置PSの各信号のタイミングチャートである。同図(A)は溶接開始信号Stの時間変化を示し、同図(B)は出力開始信号Onの時間変化を示し、同図(C)は送給制御信号Fcの時間変化を示し、同図(D)は短絡/アーク判別信号Saの時間変化を示し、同図(E)は後退距一致信号Lpの時間変化を示し、実施例2とは異なり同図(F)は復帰信号Rpの時間変化を示し、同図(G)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(H)はワイヤ先端・被溶接物間距離Lwの時間変化を示し、同図(I1)〜(I5)は各時刻における溶接ワイヤ1の送給状態を示す。同図において、時刻t5以前の動作は前述した図9のときと同様であるので、それらの期間の説明は省略する。以下、図9とは異なる時刻t5以降の期間について説明する。
【0063】
時刻t5以降の期間
時刻t5において、後退移動によってワイヤ先端・被溶接物間距離Lwが後退距離設定値Lsに達すると、同図(E)に示すように、後退距一致信号Lpが出力(Highレベル)される。これに応じて、同図(C)に示すように、送給制御信号Fcは正の値の定常の送給速度設定信号Wsとなり溶接ワイヤ1は被溶接物2へ前進送給されると共に、同図(G)に示すように、溶接電流Iwは初期電流Isから移行電流Ib1へ変化する。同時に、溶接トーチ4を溶接開始位置Spへ復帰移動させ、時刻t51において溶接開始位置Spに復帰すると、同図(F)に示すように、復帰信号Rpが出力(Highレベル)される。これに応じて、前述した動作同期出力制御回路SINVは電圧設定信号Vsに対応する定電圧特性を形成するので、図示しない溶接電圧は上記の電圧設定信号Vsに相当する値となると共に、同図(G)に示すように、上記の定常の送給速度Wsに対応した大電流値の定常の溶接電流Icが通電する。
【0064】
時刻t5〜t51の復帰移動期間Tb中は、定常の送給速度Wsによる前進送給及びワイヤ先端・被溶接物間距離Lwを短くする方向への復帰移動の加算によって、ワイヤ先端は定常の送給速度Wsよりも速い速度で被溶接物に近づく。このために、定常の溶接電流Icよりも大きな値に予め定めた移行電流In2を通電することによって、ワイヤ先端が被溶接物へ突っ込んで接触し不良なアークスタートになることを防止することができる。
【0065】
[実施例5]
以下に説明する実施例5の発明は、出願時の請求項5の発明に対応する。実施例5の発明は、実施例2の発明における復帰移動がワイヤ先端・被溶接物間距離Lwを短くする方向への移動であるときは、上記の復帰移動期間Tb中は溶接ワイヤの送給を停止したままで復帰移動速度に対応して予め定めた移行電流Ib2を通電し、溶接トーチが溶接開始位置Spに復帰後は、溶接ワイヤの送給を開始すると共に定常の溶接電流Icを通電するアークスタート制御方法である。以下、実施例5の発明について、図面を参照して説明する。
【0066】
図13は、実施例5のアークスタート制御方法を実施するためのロボット制御装置RC及び溶接電源装置PSのブロック図である。同図において、前述した図11と同一の回路ブロックには同一符号を付し、それらの説明は省略する。以下、点線で囲んだ図11とは異なる回路ブロックである、動作同期送給制御回路SFCについて説明する。
【0067】
実施例5の動作同期送給制御回路SFCは、復帰信号Rpが入力されると、定常の送給速度設定信号Wsに相当する送給速度で溶接ワイヤを前進送給する送給制御信号Fcを出力する。
【0068】
図14は、上述した実施例5のロボット制御装置RC及び溶接電源装置PSの各信号のタイミングチャートである。同図(A)は溶接開始信号Stの時間変化を示し、同図(B)は出力開始信号Onの時間変化を示し、同図(C)は送給制御信号Fcの時間変化を示し、同図(D)は短絡/アーク判別信号Saの時間変化を示し、同図(E)は後退距一致信号Lpの時間変化を示し、実施例2とは異なり同図(F)は復帰信号Rpの時間変化を示し、同図(G)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(H)はワイヤ先端・被溶接物間距離Lwの時間変化を示し、同図(I1)〜(I5)は各時刻における溶接ワイヤ1の送給状態を示す。同図において、時刻t5以前の動作は前述した図9のときと同様であるので、それらの期間の説明は省略する。以下、図9とは異なる時刻t5以降の期間について説明する。
【0069】
時刻t5以降の期間
時刻t5において、後退移動によってワイヤ先端・被溶接物間距離Lwが後退距離設定値Lsに達すると、同図(E)に示すように、後退距一致信号Lpが出力(Highレベル)される。これに応じて、同図(G)に示すように、溶接電流Iwは初期電流Isから移行電流Ib2へ変化する。同時に、溶接トーチ4を溶接開始位置Spへ復帰移動させ、時刻t51において溶接開始位置Spに復帰すると、同図(F)に示すように、復帰信号Rpが出力(Highレベル)される。これに応じて、同図(C)に示すように、送給制御信号Fcは正の値の定常の送給速度設定信号Wsとなり、溶接ワイヤ1は被溶接物2へ前進送給されると共に、前述したように動作同期出力制御回路SINVは電圧設定信号Vsに対応する定電圧特性を形成するので、図示しない溶接電圧は電圧設定信号Vsに相当する値となり、同図(G)に示すように、上記の定送給速度Wsに対応した大電流値の定常の溶接電流Icが通電する。
【0070】
時刻t5〜t51の復帰移動期間Tb中は、溶接ワイヤの送給は停止したままであるが、ワイヤ先端・被溶接物間距離Lwを短くする方向への復帰移動によって、ワイヤ先端は被溶接物に近づく。このために、この復帰移動の速度に対応して予め定めた移行電流Ib2を通電することによって、ワイヤ先端が被溶接物へ突っ込んで接触し不良なアークスタートになることを防止することができる。
【0071】
上述した実施例においては、溶接トーチの移動手段として溶接ロボットのマニュピュレータを使用する場合について説明した。しかし、略溶接ワイヤの送給方向の上下方向及び溶接方向の左右方向に、溶接トーチ又は被溶接物又はそれら両方を移動させることが可能な自動台車、NC加工機に使用されるX−Yテーブル等を使用して、本発明を実施することもできる。
【0072】
【発明の効果】
本発明のアークスタート制御方法では、溶接トーチの後退移動開始時の第1の応答遅れ時間T11及び溶接ワイヤの前進送給開始時の第2の応答遅れ時間T21を短縮することができるので、応答遅れ時間中のアーク長増長による溶接不良及び応答遅れ時間による生産性の低下を防止することができると共に、常に良好なアークスタートを行うことができる。
さらに、実施例2及び3の発明では、上記の効果に加えて、最初に溶接トーチが溶接開始位置Spに到着したときのワイヤ先端・被溶接物間距離Lwが非常に短い場合又は接触している場合でも、適正な後退距離設定値Lsに達するまで後退移動が継続されるので、後退距離が短いことによって生じる初期アークの不発生及び発生直後の消滅によるアークスタート不良を防止することができる。
さらに、実施例4及び5の発明では、上記の両効果に加えて、復帰移動期間Tb中のワイヤ先端が被溶接物へ近づく速度に対応し適正な移行電流Ibを通電することによって、ワイヤ先端の被溶接物への突っ込みによるアークスタート不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を例示するロボットアーク溶接装置のタイミングチャート
【図2】従来技術のロボットアーク溶接装置の構成図
【図3】従来装置のブロック図
【図4】従来装置の各信号のタイミングチャート
【図5】従来技術の解決課題を示すタイミングチャート
【図6】実施例1のブロック図
【図7】実施例1の各信号のタイミングチャート
【図8】実施例2のブロック図
【図9】実施例2の各信号のタイミングチャート
【図10】実施例3の各信号のタイミングチャート
【図11】実施例4のブロック図
【図12】実施例4の各信号のタイミングチャート
【図13】実施例5のブロック図
【図14】実施例5の各信号のタイミングチャート
【符号の説明】
1 溶接ワイヤ
2 被溶接物
3 アーク
3a 初期アーク(発生状態)
3b 定常のアーク(発生状態)
3c 過大なアーク長のアーク
4 溶接トーチ
4a コイルライナ
DT 遅延回路
Dt 遅延信号
Fc 送給制御信号
Ib、Ib1、Ib2 移行電流
If インターフェース信号
IFP 溶接電源インターフェース回路
IFR ロボットインターフェース回路
INV 出力制御回路
Is 初期電流(設定信号)
Iw 溶接電流
Lp 後退距一致信号
Ls 後退距離設定値
Lw ワイヤ先端・被溶接物間距離
MC 動作制御回路
Mc 動作制御信号
On 出力開始信号
PS 溶接電源装置
RC ロボット制御装置
RFC 正逆送給制御回路
RM マニュピュレータ
Rp 復帰信号
SA 短絡/アーク判別回路
Sa 短絡/アーク判別信号
SFC 動作同期送給制御回路
SIFP 動作同期溶接電源インターフェース回路
SIFR 動作同期ロボットインターフェース回路
SINV 動作同期出力制御回路
Sp 溶接開始位置
St 溶接開始信号
T1、T11 第1の応答遅れ時間
T2、T21 第2の応答遅れ時間
Tb 復帰移動期間
Td 遅延時間
VD 電圧検出回路
Vd 電圧検出信号
Vs 電圧設定信号
Vw 溶接電圧
Wi 初期送給速度設定値
WM ワイヤ送給モータ
Wr 後退送給速度設定値
Ws 定常の送給速度(設定信号)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, after the welding wire is brought close to and contacted with the workpiece, it is inverted to separate the welding wire from the workpiece to generate an initial arc, and the welding wire is again fed closer to the workpiece. The present invention relates to an arc start control method of robot arc welding for shifting to a steady arc.
[0002]
[Prior art]
A consumable electrode type robot arc welding in which a welding voltage is applied by a welding power source device to generate an arc between the welding wire and the workpiece, and a welding torch attached to the manipulator of the welding robot is moved to perform welding. In
When a welding start signal is input from the outside, the manipulator is moved to move the welding torch to the welding start position Sp taught in advance, and the wire feed motor is rotated in the forward direction while the wire feeding motor is rotated in the forward direction. When the wire is fed forward to the work piece, and then it is determined that the welding wire has contacted the work piece, the wire feed motor is reversely rotated to feed the welding wire backward, and at the same time, the initial current of a small current value is obtained. When Is is energized, and the welding wire is separated from the work piece by reverse feeding and an initial arc is generated, the welding wire is fed forward again at a steady feeding speed Ws and a steady welding current Ic is energized. At the same time, there has been known an arc start control method in which the welding torch is shifted from the above-mentioned stopped state to the welding direction taught in advance to shift to a steady arc. It has been. Hereinafter, this arc start control method of the prior art will be described with reference to the drawings.
[0003]
FIG. 2 is a block diagram of a conventional robot arc welding apparatus. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
When the welding start signal St is input from the outside, the robot controller RC outputs an operation control signal Mc for controlling the operation of the manipulator RM, and also sets a voltage setting signal Vs, which will be described later with reference to FIG. An interface signal If formed by the setting signal Ws and the output start signal On is transmitted to the welding power source PS.
The manipulator RM is equipped with a wire feeding motor WM and a welding torch 4 and moves the tip position (TCP) of the welding torch 4 along a previously-instructed operation locus in accordance with the operation control signal Mc. The welding wire 1 is fed through a coil liner 4a having a length of about 1.5 [m] connecting between the wire feeding motor WM and the main body of the welding torch 4.
[0004]
The welding power supply device PS receives the interface signal If and supplies a welding voltage Vw to the welding wire 1 via a contact tip attached to the tip of the welding torch 4. An arc 3 is generated between them and a welding current Iw is applied. Similarly, the welding power source device PS outputs a feed control signal Fc to control the rotation direction and the rotation speed of the wire feed motor WM. The distance between the tip of the welding wire 1 and the work piece 2 is the distance Lw [mm] between the wire tip and the work piece, and thus the distance Lw between the wire tip and the work piece is the same as the arc length during arc generation. Become.
[0005]
FIG. 3 is a block diagram of the robot controller RC and the welding power source PS described above with reference to FIG. Hereinafter, each circuit block will be described with reference to FIG.
The robot controller RC is composed of the following circuit blocks. When the welding start signal St is input, the operation control circuit MC outputs an operation control signal Mc for moving the manipulator RM along a previously-instructed operation locus to the motor of each axis of the manipulator RM. At the same time, the operation control circuit MC outputs a voltage setting signal Vs, a steady feeding speed setting signal Ws, and an output start signal On to the robot interface circuit IFR. The robot interface circuit IFR transmits an interface signal If formed from the above three signals to the welding power source device PS.
[0006]
On the other hand, the welding power source device PS is composed of the following circuit blocks. The voltage detection circuit VD detects the welding voltage Vw and outputs a voltage detection signal Vd. The short-circuit / arc discrimination circuit SA receives the voltage detection signal Vd as described above and outputs a short-circuit signal (High level) when the welding wire is in contact with the workpiece and an arc-generation signal when the arc is generated. (Low level) is output as a short circuit / arc discrimination signal Sa. The delay circuit DT has a predetermined delay time Td from the time when the short circuit / arc determination signal Sa changes from the short circuit signal to the arc generation signal in order to delay the timing of switching to forward feed again after the initial arc occurs. A delay signal Dt that is at a high level only during this period is output.
[0007]
The welding power supply interface circuit IFP receives the interface signal If and outputs a voltage setting signal Vs, a steady feeding speed setting signal Ws, and an output start signal On. When the output start signal On is input (High level), the forward / reverse feed control circuit RFC feeds the welding wire forward to the workpiece, and then the short / arc determination signal Sa is a short circuit signal. Then, the welding wire is fed backward from the workpiece, and when the delay signal Dt subsequently changes from the High level to the Low level, the welding wire is again sent to the workpiece to correspond to the above-described steady feeding speed setting signal Ws. A feed control signal Fc for feeding forward at the feeding speed is output. The wire feed motor WM feeds the welding wire forward or backward according to the feed control signal Fc.
[0008]
The output control circuit INV receives a commercial power supply (usually three-phase 200 V) and outputs a welding voltage and a welding current suitable for maintaining an arc stably by inverter control, thyristor phase control, or the like. This output control circuit INV energizes the initial current Is having a predetermined small current value from the time when the output start signal On is input to the time when the delay signal Dt changes from the High level to the Low level. A constant current characteristic or a drooping characteristic is generated and output, and thereafter, a constant corresponding to the voltage setting signal Vs for energizing the steady welding current Ic corresponding to the steady feeding speed setting signal Ws is output. A voltage characteristic is formed and output.
[0009]
FIG. 4 is a timing chart of each signal of the robot control device RC and the welding power source device PS described above with reference to FIG. FIG. 4A shows the time change of the welding start signal St, FIG. 2B shows the time change of the output start signal On, FIG. 3C shows the time change of the feed control signal Fc, FIG. (D) shows the time change of the short circuit / arc discrimination signal Sa, (E) shows the time change of the delay signal Dt, (F) shows the time change of the welding current Iw, G) shows the change over time in the distance Lw between the wire tip and the workpiece, and FIGS. (H1) to (H5) show the feeding state of the welding wire 1 at each time. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
[0010]
(1) Period from time t1 to t2
At time t1, as shown in FIG. 5A, when the welding start signal St is input from the outside (High level), the welding torch 4 attached to the manipulator is moved, and at time t2, the welding torch 4 is moved. Arrives at the welding start position Sp taught in advance and stops.
[0011]
(2) Period from time t2 to t3
When the welding torch 4 arrives at the welding start position Sp at time t2, an output start signal On is output (High level) from the operation control circuit Mc described above, as shown in FIG. In response to this, as shown in FIG. 6C, the feed control signal Fc becomes a predetermined positive initial feed speed setting value Wi, and as shown in FIG. Is fed forward to the work piece 2 at an initial feed speed. When the feed control signal Fc is a positive value, forward feeding is performed, and when the feed control signal Fc is negative, backward feeding is performed. At the same time, the output control circuit INV described above forms and outputs a constant current characteristic or a drooping characteristic, but during this period, the welding wire 1 and the workpiece 2 are separated and are in an unloaded state. No load voltage is applied.
Further, during the period from the time t2 to the time t3, as shown in FIG. 5G, the distance Lw between the wire tip and the workpiece is gradually shortened by the above-described forward feeding.
[0012]
(3) Period from time t3 to t4
At time t3, when the welding wire 1 comes into contact with the work piece 2 by the forward feeding of the item (2) as shown in FIG. 11 (H2), as shown in FIG. The signal Sa changes to a short circuit signal (High level). In response to this, as shown in FIG. 5C, the feed control signal Fc becomes a predetermined negative value of the reverse feed speed setting value Wr, and the welding wire 1 moves backward from the work piece 2 to the reverse feed speed. It is fed backwards. At the same time, as shown in FIG. 5F, the initial current Is having a small current value is applied by the constant current characteristic or the drooping characteristic described in the item (2). The value of the initial current Is is set to a small current value of about several [A] to several tens [A].
Further, during the period from the time t3 to the time t4, a motor response delay time for the above-described wire feed motor WM to reverse from forward rotation (forward feed) to reverse rotation (reverse feed) occurs. Furthermore, a play response delay time for canceling the play due to the bending of the coil liner described above by reverse feeding also occurs. For this reason, during this period, the welding wire 1 and the workpiece 2 remain in contact with each other, and the distance Lw between the wire tip and the workpiece is 0 [mm] as shown in FIG. Remains.
[0013]
(4) Period from time t4 to t5
Immediately after time t4, as shown in (H3) of the figure, when the welding wire 1 and the work piece 2 are separated by the backward feeding of the item (3), the initial arc 3a to which the initial current Is is energized is generated. appear. Further, from the time t4 when the initial arc 3a is generated to the time t5 when the delay time Td described above elapses, the delay signal Dt remains at the high level as shown in FIG. During this time, as shown in FIG. 4 (H4), the backward feeding is continued while maintaining the initial arc generation state 3a. Therefore, as shown in FIG. 5G, the distance Lw between the wire tip and the workpiece is gradually increased.
[0014]
(5) Period after time t5
At time t5, when the delay signal Dt changes from the High level to the Low level as shown in (E) of the figure, the feed control signal Fc is a positive value of steady transmission as shown in (C) of the figure. The feed speed setting signal Ws is obtained, and the welding wire 1 is fed forward again to the workpiece 2 at a steady feed speed. At the same time, the output control circuit INV described above forms a constant voltage characteristic corresponding to the voltage setting signal Vs. Therefore, the welding voltage (not shown) has a value corresponding to the voltage setting signal Vs and is shown in FIG. As described above, a steady welding current Ic having a large current value corresponding to the steady feeding speed Ws is energized. At the same time, the welding torch 4 is switched from the stopped state to the movement in the welding direction taught in advance.
[0015]
However, also at this time t5, the motor response delay time and the play response delay time occur (time t5 to t6) as in the above-described time period t3 to t4. Therefore, as shown in FIG. 5G, the wire tip-to-be-welded distance Lw converges to the steady arc length at time t6, and from the initial arc 3a at time t5 shown in FIG. Transition to the steady arc 3b at time t6 shown in (H5).
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 5 is a timing chart corresponding to FIG. 4 described above for explaining the problem to be solved in the prior art. FIG. 4A shows the time change of the welding start signal St, FIG. 2B shows the time change of the output start signal On, FIG. 3C shows the time change of the feed control signal Fc, FIG. (D) shows the time change of the short circuit / arc discrimination signal Sa, (E) shows the time change of the delay signal Dt, (F) shows the time change of the welding current Iw, G) shows the change over time in the distance Lw between the wire tip and the workpiece, and FIGS. (H1) to (H5) show the feeding state of the welding wire 1 at each time. In the figure, the operation during the period other than time t3 to t4 and time t5 to t6 is the same as that in FIG. Hereinafter, both periods of time t3 to t4 and time t5 to t6 in the same figure will be described with reference to the same figure.
[0017]
(1) Period from time t3 to t4 (first response delay time T1)
As described above in the description of FIG. 4, when the welding wire 1 and the work piece 2 come into contact with each other at the time t3 as shown in FIG. / The arc discrimination signal Sa changes to a short circuit signal (High level), and the welding wire 1 is reversed from forward feeding and switched to backward feeding. At this time, a motor response delay time for the wire feeding motor WM shown in FIG. 3 to switch from forward rotation for forward feeding to reverse rotation for backward feeding occurs. Furthermore, as described above, a play response delay time for canceling the play due to the bending of the coil liner connecting the wire feed motor WM and the welding torch main body by the reverse feed occurs. This play response delay time greatly varies depending on the length of the coil liner, the degree of bending of the coil liner caused by various welding postures, and the like. The motor response delay time and the play response delay time are added to form a first response delay time T1.
Immediately after time t4 after the elapse of the first response delay time T1, as shown in FIG. 5H3, the welding wire 1 and the work piece 2 are separated from each other by the original backward feeding, and an initial arc 3a is generated. Then, as shown in FIG. 5G, thereafter, the distance Lw between the wire tip and the workpiece is gradually increased. Usually, the first response delay time T1 is about 300 to 500 [ms].
[0018]
(2) Period from time t5 to t6 (second response delay time T2)
At time t5, when the delay signal Dt changes from the High level to the Low level as shown in FIG. 5E while maintaining the initial arc generation state as shown in FIG. Reverses from reverse feed and switches to forward feed. At this time, similarly to the above item (1), a motor response delay time for the wire feed motor WM to switch from reverse rotation of reverse feed to forward rotation of forward feed occurs. Furthermore, a play response delay time for canceling the play due to the bending of the coil liner by forward feeding occurs. The motor response delay time and the play response delay time are added to obtain a second response delay time T2. Usually, the second response delay time T2 is also about 300 to 500 [ms].
[0019]
The first problem to be solved is as follows. During the second response delay time T2 from time t5 to time t6, a steady welding current Ic having a current value larger than the initial current Is is energized as shown in FIG. The feeding speed of the welding wire is a transient value smaller than the steady value due to the response delay time. For this reason, since the melting rate by the steady welding current Ic becomes larger than the transient feed rate, the arc length (distance Lw between the wire tip and the workpiece to be welded) is set as shown in FIG. After time t5, the length becomes longer, and as shown in FIG. 5H5, the arc 3c having an excessive arc length melts down, resulting in a weld defect such as a bead defect. Hereinafter, this first problem to be solved is referred to as poor welding due to arc length increase during the response delay time.
[0020]
Furthermore, the second problem to be solved is as follows. The response delay time T1 + T2 of the added value of the first response delay time T1 and the second response delay time T2 is 600 to 1000 [ms]. This unnecessary time is required for each arc start. In general, in the welding of machine parts, automobile parts, etc., there are many cases where a large number of weldings that generate an arc for only a few seconds are performed. In such a large number of short-time weldings, an extra time of 600 to 1000 [ms] is required for each arc start, resulting in poor productivity. Hereinafter, this problem is referred to as a decrease in productivity due to response delay time.
[0021]
Therefore, in the present invention, it is possible to prevent the occurrence of poor welding due to the arc length increase during the response delay time described above, prevent the productivity from being lowered due to the response delay time, and realize a good arc start. An arc start control method for robot arc welding is provided.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
The invention of claim 1 at the time of filing, as shown in FIGS.
The welding power supply device PS applies a welding voltage Vw to generate an arc between the welding wire 1 and the workpiece 2 and wears the welding torch 4 attached to the manipulator RM of the welding robot for welding. In electrode-type robot arc welding,
When the welding start signal St is input, the welding torch 4 is moved to the welding start position Sp taught in advance,
After reaching the welding start position Sp, the welding torch 4 is moved substantially in the feeding direction of the welding wire to bring the wire tip closer to the workpiece 2;
When it is determined that the tip of the wire is in contact with the workpiece 2, an initial current Is having a predetermined small current value is energized from the welding power source device PS and the welding torch 4 is substantially in the direction of feeding the welding wire. Move backwards to move the wire tip away from the work piece 2;
When the wire tip and the workpiece 2 are separated by the backward movement, an initial arc 3a in which the initial current Is is energized is generated,
While the initial arc generation state 3a is maintained, the backward movement is continued and when the welding torch 4 returns to the welding start position Sp, the backward movement is switched to the movement in the welding direction taught in advance, and the welding is simultaneously performed. This is an arc start control method for robot arc welding in which the feeding of the wire 1 is started and a steady welding current Ic is applied to smoothly transition from the initial arc generation state 3a to the steady arc generation state 3b.
[0023]
The invention of claim 2 at the time of filing, as shown in FIGS.
The welding power supply device PS applies a welding voltage Vw to generate an arc between the welding wire 1 and the workpiece 2 and wears the welding torch 4 attached to the manipulator RM of the welding robot for welding. In electrode-type robot arc welding,
When the welding start signal St is input, the welding torch 4 is moved to the welding start position Sp taught in advance,
After reaching the welding start position Sp, the welding torch 4 is moved substantially in the feeding direction of the welding wire to bring the wire tip closer to the workpiece 2;
When it is determined that the tip of the wire is in contact with the workpiece 2, an initial current Is having a predetermined small current value is energized from the welding power source device PS and the welding torch 4 is substantially in the direction of feeding the welding wire. Move backwards to move the wire tip away from the work piece 2;
When the wire tip and the workpiece 2 are separated by the backward movement, an initial arc 3a in which the initial current Is is energized is generated,
While the initial arc generation state 3a is maintained, the backward movement is continued, and when the distance Lw between the wire tip and the workpiece reaches a predetermined backward distance setting value Ls, the backward movement returns to the welding start position Sp. Switch to the movement, simultaneously start feeding the welding wire 1 and energize the steady welding current Ic,
After returning to the welding start position Sp, the arc of robot arc welding that smoothly shifts from the initial arc generation state 3a to the steady arc generation state 3b by moving the welding torch 4 in the welding direction taught in advance. This is a start control method.
[0024]
The invention of claim 3 at the time of filing is as shown in FIG.
Claim 2 at the time of filing that the feeding start of the welding wire 1 and the start of energization of the steady welding current Ic described in claim 2 at the time of filing are performed from the time when the welding torch 4 returns to the welding start position Sp by the return movement. This is an arc start control method.
[0025]
The invention of claim 4 at the time of filing, as shown in FIGS.
When the return movement described in claim 2 at the time of filing is a movement in the direction of shortening the distance Lw between the wire tip and the workpiece, the current value is larger than the steady welding current Ic during the return movement period Tb. The arc start control method according to claim 2 at the time of filing to energize the transition current Ib1.
[0026]
The invention of claim 5 at the time of filing, as shown in FIGS.
When the return movement described in claim 2 at the time of filing is a movement in a direction to shorten the distance Lw between the wire tip and the workpiece, the feeding of the welding wire 1 is stopped during the return movement period Tb. Then, a predetermined transition current Ib2 is applied corresponding to the speed of the return movement, and after the welding torch 4 returns to the welding start position Sp, the welding wire 1 starts to be fed and a steady welding current Ic is supplied. The arc start control method according to claim 2 at the time of filing.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An example of an embodiment of the present invention is shown in FIG. 1 (the same diagram as FIG. 7),
As shown in FIG. 5A, when a welding start signal St is input from the outside, the welding torch 4 is moved to a welding start position Sp taught in advance,
After reaching the welding start position Sp (time t2), the welding torch 4 is moved substantially in the feed direction of the welding wire to bring the wire tip closer to the workpiece 2;
As shown in FIG. 4D, when it is determined that the wire tip has contacted the work piece 2 (time t3), an initial current Is having a predetermined small current value is applied and the welding torch 4 is substantially omitted. Move backward in the direction opposite to the welding wire feed direction to move the wire tip away from the work piece 2;
When the wire tip and the work piece 2 are separated by the backward movement (time t4), as shown in FIG. (H3), an initial arc 3a in which the initial current Is is supplied is generated.
While the initial arc generation state 3a is maintained, the backward movement is continued, and when the welding torch 4 returns to the welding start position Sp (time t5), the movement from the backward movement to the welding direction taught in advance is performed. By switching, and simultaneously feeding the welding wire 1 and energizing the steady welding current Ic, the steady arc generation shown in FIG. (H5) from the initial arc generation state 3a shown in FIG. This is an arc start control method of robot arc welding that smoothly shifts to the state 3b.
[0028]
【Example】
[Example 1]
The invention of the first embodiment described below corresponds to the invention of claim 1 at the time of filing. The invention of Example 1 is the robot arc welding,
(1) When a welding start signal is input, after the welding torch is moved to the previously taught welding start position Sp,
(2) Move the welding torch approximately in the welding wire feeding direction to bring the wire tip closer to the workpiece,
(3) When the tip of the wire comes into contact with the work piece, an initial current Is having a predetermined small current value is applied, and the welding torch is moved in a direction substantially opposite to the feeding direction of the welding wire to cover the tip of the wire. Move backwards away from the weldment,
(4) When the tip of the wire and the work piece are separated by the backward movement, an initial arc in which the initial current Is is energized is generated, and the backward movement is continued while maintaining the initial arc generation state.
(5) When the welding torch returns to the welding start position Sp, it switches from the backward movement to the movement in the welding direction taught in advance, and simultaneously starts feeding the welding wire and energizes the steady welding current Ic. This is an arc start control method. Hereinafter, the invention of Example 1 will be described with reference to the drawings.
[0029]
FIG. 6 is a block diagram of the robot controller RC and the welding power source device PS for carrying out the arc start control method of the first embodiment. In the figure, the same circuit blocks as those in FIG. 3 described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. Hereinafter, operation synchronous operation control circuit SMC, operation synchronous robot interface circuit SIFR, operation synchronous welding power supply interface circuit SIFP, operation synchronous feed control circuit SFC, and operation synchronous output control, which are different circuit blocks from FIG. The circuit SINV will be described.
[0030]
When the welding start signal St is input from the outside, the operation synchronous operation control circuit SMC outputs a predetermined voltage setting signal Vs and a steady feeding speed setting signal Ws, and a manipulator RM (welding torch 4). After moving to the welding start position Sp and arriving at the welding start position Sp, the output start signal On is output and the manipulator RM is moved in the substantially feeding direction, and when the short circuit / arc determination signal Sa becomes a short circuit signal, When the manipulator RM is moved backward and returned to the welding start position Sp, a return signal Rp is output and an operation control signal Mc for moving the manipulator RM in the taught welding direction is output.
[0031]
The operation-synchronized robot interface circuit SIFR is an interface signal If formed from the five signals of the voltage setting signal Vs, the steady feeding speed setting signal Ws, the output start signal On, the short-circuit / arc determination signal Sa, and the return signal Rp. Is communicated with the welding power source PS.
[0032]
The operation synchronous welding power source interface circuit SIFP communicates with the robot controller RC an interface signal If formed from the above five signals. When the return signal Rp is input, the operation synchronous feed control circuit SFC receives a feed control signal Fc that feeds the welding wire forward at a feed rate corresponding to the steady feed rate setting signal Ws. Output. The operation synchronous output control circuit SINV is a constant current characteristic that energizes an initial current Is having a predetermined small current value from the time when the output start signal On is input to the time when the return signal Rp is input. Alternatively, a drooping characteristic is formed and output, and thereafter, a constant voltage characteristic corresponding to the voltage setting signal Vs for applying the steady welding current Ic corresponding to the steady feeding speed setting signal Ws is formed. And output.
[0033]
FIG. 7 is a timing chart of each signal of the robot control device RC and the welding power source device PS of the first embodiment described above with reference to FIG. FIG. 4A shows the time change of the welding start signal St, FIG. 2B shows the time change of the output start signal On, FIG. 3C shows the time change of the feed control signal Fc, (D) shows the time change of the short circuit / arc discrimination signal Sa, (E) shows the time change of the return signal Rp, (F) shows the time change of the welding current Iw, G) shows the change over time in the distance Lw between the wire tip and the workpiece, and FIGS. (H1) to (H5) show the feeding state of the welding wire 1 at each time. In the figure, the delay signal Dt shown in FIGS. 3 (E) and 4 (E) is replaced by the return signal Rp. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
[0034]
(1) Period from time t1 to t2
At time t1, as shown in FIG. 6A, when the welding start signal St is input from the outside (High level), the welding torch 4 mounted on the manipulator is moved, and FIG. As shown, at time t2, the welding torch 4 arrives at the welding start position Sp taught in advance and stops.
[0035]
(2) Period from time t2 to t3
When the welding torch 4 arrives at the welding start position Sp at time t2, the output start signal On is output (High level) from the operation synchronous operation control circuit SMC described above, as shown in FIG. In response to this, while the feeding of the welding wire 1 is stopped, the operation synchronous output control circuit SINV described above forms and outputs a constant current characteristic or a drooping characteristic. Since it is separated from the weldment 2 and is in a no-load state, a no-load voltage is applied. At the same time, the welding torch 4 is moved substantially in the feeding direction of the welding wire, and the tip of the wire is brought closer to the workpiece 2. Accordingly, as shown in FIG. 5G, the distance Lw between the wire tip and the workpiece is gradually shortened.
[0036]
(3) Period from time t3 to t4
At time t3, when the tip of the wire comes into contact with the work piece 2 by the movement of the welding torch 4 in the above item (2) as shown in FIG. (H2), as shown in FIG. The determination signal Sa changes to a short circuit signal (High level). In response to this change, the welding torch 4 is moved backward in the direction opposite to the feeding direction of the welding wire. At the same time, as shown in FIG. 5F, the initial current Is having a small current value is applied by the constant current characteristic or the drooping characteristic described in the item (2).
Further, the welding torch 4 is moved backward during the period from the time t3 to the time t4, but the welding wire 1 and the workpiece 2 are in contact with each other by the first response delay time T11 due to the response delay time of the manipulator motor. The state remains. Therefore, as shown in FIG. 5G, the distance Lw between the wire tip and the work piece remains 0 [mm]. However, the first response delay time T11 is shorter than the first response delay time T1, which is the sum of the motor response delay time and the play response delay time described above in the description of FIG. Normally, the value is about 100 [ms] or less.
[0037]
(4) Period from time t4 to t5
At time t4, as shown in FIG. 5H3, when the wire tip and the workpiece 2 are separated by the backward movement of the item (3), the initial arc 3a in which the initial current Is is energized is generated. . Further, the backward movement is continued from time t4 when the initial arc 3a is generated to time t5 when the welding torch 4 returns to the welding start position Sp. Therefore, as shown in FIG. 5G, the distance Lw between the wire tip and the workpiece is gradually increased.
[0038]
(5) Period after time t5
At time t5, when the welding torch 4 returns to the welding start position Sp by the backward movement of the item (4), a return signal Rp is output (High level) as shown in FIG. In response to this, the feed control signal Fc becomes a positive feed speed setting signal Ws having a positive value, and the welding wire 1 is fed forward to the workpiece 2 as shown in FIG. At the same time, the operation synchronous output control circuit SINV described above forms a constant voltage characteristic corresponding to the voltage setting signal Vs, so that the welding voltage Vw (not shown) becomes a value corresponding to the voltage setting signal Vs, and As shown in F), a steady welding current Ic having a large current value corresponding to the steady feeding speed Ws is energized. At the same time, the welding torch 4 starts to move in the welding direction taught in advance.
[0039]
At time t5, the response delay time of the manipulator motor and the response delay time of the wire feed motor for switching the welding torch 4 from the backward movement to the movement in the welding direction are generated. However, since the manipulator only changes the moving direction, the response delay time due to this is short. On the other hand, the wire feed motor is not the reverse rotation from the reverse rotation to the normal rotation as in the prior art, but only the start of the normal rotation, so the response delay time due to this is short. Therefore, the second response delay time T21 of the present invention, which is the above-described addition value, is shorter than the second response delay time T2 of the prior art, and the value is normally 100 [ms] or less. Therefore, after a short period T21 from time t5 to time t6 has elapsed, the transition from the initial arc 3a shown in FIG. 5H to the steady arc 3b shown in FIG. Welding failure due to arc length increase during time does not occur. Furthermore, since the total response delay time T11 + T21 of the present invention is 1/3 to 1/5 or less of the response delay time T1 + T2 of the prior art, it is possible to prevent a decrease in productivity due to the response delay time. it can.
[0040]
[Example 2]
The invention of Example 2 described below corresponds to the invention of claim 2 at the time of filing. The invention of Example 2
(1) When the distance Lw between the wire tip and the workpiece to be welded reaches a predetermined setback distance Ls by the backward movement of the welding torch while maintaining the initial arc generation state in the invention of the first embodiment, Switching from the backward movement to the return movement to the welding start position Sp, simultaneously starting the feeding of the welding wire and energizing the steady welding current Ic,
(2) An arc start control method in which when the welding torch returns to the welding start position Sp, the return movement is switched to the movement in the welding direction taught in advance. Hereinafter, the invention of Example 2 will be described with reference to the drawings.
[0041]
FIG. 8 is a block diagram of the robot control device RC and the welding power source device PS for carrying out the arc start control method of the second embodiment. In the figure, the same circuit blocks as those in FIG. 6 described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. Hereinafter, operation synchronous operation control circuit SMC, operation synchronous robot interface circuit SIFR, operation synchronous welding power supply interface circuit SIFP, operation synchronous feed control circuit SFC, and operation synchronous output control, which are different circuit blocks from FIG. The circuit SINV will be described.
[0042]
When the welding start signal St is input from the outside, the operation synchronous operation control circuit SMC of the second embodiment outputs a predetermined voltage setting signal Vs and a steady feeding speed setting signal Ws, and a manipulator RM (welding When the torch 4) is moved to the welding start position Sp and arrives at the welding start position Sp, the output start signal On is output and the manipulator RM is moved in the substantially feeding direction, and the short circuit / arc determination signal Sa becomes the short circuit signal. Then, the manipulator RM is moved backward, and unlike the first embodiment, when the distance Lw between the wire tip and the work piece reaches a predetermined backward distance set value Ls due to the backward movement described above, the backward distance coincidence signal Lp is output. At the same time, the manipulator RM is moved back to the welding start position Sp, and after returning to the welding start position Sp, the manipulator RM is moved in the welding direction taught. It outputs a that operation control signals Mc.
[0043]
The operation synchronous robot interface circuit SIFR of the second embodiment includes the voltage setting signal Vs, the steady feeding speed setting signal Ws, the output start signal On, the short-circuit / arc determination signal Sa, and a backward distance coincidence signal different from the first embodiment. An interface signal If formed from the five Lp signals is communicated with the welding power source PS.
[0044]
The operation synchronous welding power supply interface circuit SIFP of the second embodiment communicates an interface signal If formed from the above five signals with the robot controller RC. The operation synchronous feeding control circuit SFC according to the second embodiment forwards the welding wire at a feeding speed corresponding to the steady feeding speed setting signal Ws when the backward distance coincidence signal Lp is input. A feed control signal Fc is output. The operation-synchronized output control circuit SINV according to the second embodiment has an initial current Is having a predetermined small current value between the time when the output start signal On is input and the time when the backward distance coincidence signal Lp is input. A constant current characteristic or a drooping characteristic is generated and output, and thereafter, it corresponds to the voltage setting signal Vs for supplying the steady welding current Ic corresponding to the steady feeding speed setting signal Ws. A constant voltage characteristic is formed and output.
[0045]
FIG. 9 is a timing chart of signals of the robot control device RC and the welding power source device PS according to the second embodiment described above with reference to FIG. FIG. 4A shows the time change of the welding start signal St, FIG. 2B shows the time change of the output start signal On, FIG. 3C shows the time change of the feed control signal Fc, FIG. (D) shows the time change of the short-circuit / arc discrimination signal Sa. Unlike FIG. 1, (E) shows the time change of the receding distance coincidence signal Lp, and FIG. (F) shows the welding current Iw. The time change shows the time change of the distance Lw between the wire tip and the workpiece, and FIGS. (H1) to (H5) show the feeding state of the welding wire 1 at each time. In the figure, in order to show the unique effect of the second embodiment, the distance Lw between the wire tip and the workpiece to be welded when the welding torch 4 first reaches the welding start position Sp is less than about 3 [mm] This is a very short case of 0 [mm] (contact). Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
[0046]
(1) Period from time t1 to t2
At time t1, as shown in FIG. 6A, when the welding start signal St is input from the outside (High level), the welding torch 4 mounted on the manipulator is moved, and FIG. As shown, at time t2, the welding torch 4 arrives at the welding start position Sp taught in advance and stops.
[0047]
(2) Period from time t2 to t3
When the welding torch 4 arrives at the welding start position Sp at time t2, the output start signal On is output (High level) from the operation synchronous operation control circuit SMC described above, as shown in FIG. Accordingly, while the feeding of the welding wire 1 is stopped, the operation synchronous output control circuit SINV described above forms and outputs a constant current characteristic or a drooping characteristic. During this period, the welding wire 1 and the workpiece to be welded are output. Since it is away from the object 2 and is in a no-load state, a no-load voltage is applied. At the same time, the welding torch 4 is moved substantially in the feeding direction of the welding wire, and the tip of the wire is brought closer to the workpiece 2. At this time, since the distance Lw between the wire tip and the workpiece to be welded at time t2 is very short as described above, it becomes 0 [mm] in a short time as shown in FIG.
[0048]
(3) Period from time t3 to t4
At time t3, when the tip of the wire comes into contact with the work piece 2 by the movement of the welding torch 4 in the above item (2) as shown in FIG. (H2), as shown in FIG. The determination signal Sa changes to a short circuit signal (High level). In response to this change, the welding torch 4 is moved backward in the direction opposite to the feeding direction of the welding wire. At the same time, as shown in FIG. 5F, the initial current Is having a small current value is applied by the constant current characteristic or the drooping characteristic described in the item (2).
Further, the welding torch 4 is moved backward during the period from the time t3 to the time t4, but the welding wire 1 and the workpiece 2 are in contact with each other by the first response delay time T11 due to the response delay time of the manipulator motor. The state remains. Therefore, as shown in FIG. 5G, the distance Lw between the wire tip and the work piece remains 0 [mm]. However, as in the first embodiment, the first response delay time T11 is the first response delay time which is the sum of the motor response delay time and the play response delay time described above in the description of FIG. The time is shorter than T1, and the value is usually about 100 [ms] or less.
[0049]
(4) Period from time t4 to t5
At time t4, as shown in FIG. 5H3, when the wire tip and the workpiece 2 are separated by the backward movement of the item (3), the initial arc 3a in which the initial current Is is energized is generated. Further, the backward movement is continued from time t4 when the initial arc 3a is generated to time t5 when the distance Lw between the wire tip and the workpiece reaches a predetermined backward distance setting value Ls. Therefore, as shown in FIG. 5G, the distance Lw between the wire tip and the workpiece is gradually increased and becomes equal to the retreat distance setting value Ls at time t5.
[0050]
(5) Period after time t5
At time t5, when the distance Lw between the wire tip and the work piece reaches the retraction distance set value Ls due to the retreat movement of the above item (4), a retreat distance coincidence signal Lp is output as shown in FIG. High level). In response to this, the feed control signal Fc becomes a positive feed speed setting signal Ws having a positive value, and the welding wire 1 is fed forward to the workpiece 2 as shown in FIG. At the same time, the above-described operation synchronous output control circuit SINV forms a constant voltage characteristic corresponding to the voltage setting signal Vs, so that the welding voltage Vw (not shown) becomes a value corresponding to the voltage setting signal Vs, and FIG. ), A steady welding current Ic having a large current value corresponding to the steady feeding speed Ws is energized. At the same time, the welding torch 4 is moved back to the welding start position Sp. After returning to the time t51, the movement is started in the welding direction taught in advance.
[0051]
Similar to the first embodiment, at time t5, the response delay time of the manipulator motor for switching the welding torch 4 to the movement in the welding direction through the return movement to the welding start position Sp in the backward movement, the wire feed Response delay time of the feed motor occurs. However, since the manipulator only changes the moving direction, the motor response delay time due to this is short. On the other hand, the wire feed motor does not reverse from the reverse rotation to the normal rotation as in the prior art, but only the start of the normal rotation, and thus the response delay time is short. Therefore, the second response delay time T21 of the present invention, which is the above-described addition value, is shorter than the second response delay time T2 of the prior art, and the value is normally 100 [ms] or less. For this reason, after a short period T21 from time t5 to time t6 has elapsed, the transition from the initial arc 3a shown in FIG. 5H to the steady arc 3b shown in FIG. Welding failure due to arc length increase during time does not occur. Furthermore, since the total response delay time T11 + T21 of the present invention is 1/3 to 1/5 or less of the response delay time T1 + T2 of the prior art, it is possible to prevent a decrease in productivity due to the response delay time. it can.
[0052]
Furthermore, in Example 1, the backward movement continues until the welding start position Sp is restored. For this reason, when the distance Lw between the wire tip and the workpiece to be welded when arriving at the welding start position Sp for the first time is very short or in contact, the backward movement of an appropriate distance cannot be performed. In addition, a phenomenon in which the initial arc 3a does not occur at all or a phenomenon in which the initial arc 3a disappears due to recontact may occur, resulting in a defective arc start. On the other hand, in Example 2, even when the distance Lw between the wire tip and the workpiece to be welded when it first arrives at the welding start position Sp is very short or in contact, an appropriate setback distance Ls is set. Since the backward movement is surely continued until reaching the above, the above problem does not occur.
[0053]
[Example 3]
The invention of Example 3 described below corresponds to the invention of claim 3 at the time of filing. The invention of Example 3 is an arc start in which the welding wire feeding start and the steady welding current Ic energization start in the invention of Example 2 described above are started from the time when the welding torch returns to the welding start position Sp by the return movement. It is a control method. The invention of Example 3 will be described below with reference to the drawings.
[0054]
The block diagram of the robot control device RC and the welding power source device PS for carrying out the arc start control method of the third embodiment has a configuration in which the operation synchronous operation control circuit SMC is changed as follows in FIG. Are the same. Hereinafter, the operation synchronous operation control circuit SMC of the third embodiment will be described.
When the welding start signal St is input, the operation synchronous operation control circuit SMC of the third embodiment outputs a predetermined voltage setting signal Vs and a feeding speed setting signal Ws, and a manipulator RM (welding torch 4). After moving to the welding start position Sp and arriving at the welding start position Sp, the output start signal On is output and the manipulator RM is moved in the substantially feeding direction, and when the short circuit / arc determination signal Sa becomes a short circuit signal, The manipulator RM is moved back to the welding start position Sp when the distance Lw between the wire tip and the workpiece to be welded reaches a predetermined setback distance Ls by the above-mentioned backward movement. When returning to the start position Sp, a return signal Rp is output and an operation control signal for moving the manipulator in the taught welding direction. And outputs the Mc.
[0055]
FIG. 10 is a timing chart of each signal of the robot control device RC and the welding power source device PS according to the third embodiment described above. FIG. 4A shows the time change of the welding start signal St, FIG. 2B shows the time change of the output start signal On, FIG. 3C shows the time change of the feed control signal Fc, FIG. (D) shows the time change of the short circuit / arc discrimination signal Sa. Unlike FIG. 2, (E) shows the time change of the return signal Rp, and (F) shows the time change of the welding current Iw. (G) shows the change over time of the distance Lw between the wire tip and the workpiece, and (H1) to (H5) show the feeding state of the welding wire 1 at each time. In the figure, since the operation before time t5 is the same as that in FIG. 9 described above, description of those periods is omitted. Hereinafter, a period after time t5 different from FIG. 9 will be described.
[0056]
Period after time t5
When the distance Lw between the wire tip and the workpiece reaches the backward distance set value Ls due to the backward movement at time t5, the welding torch 4 is moved back to the welding start position Sp at time t51 and returned to the welding start position Sp at time t51. As shown in FIG. 5E, the return signal Rp is output (High level). In response to this, the feed control signal Fc becomes a positive feed speed setting signal Ws having a positive value, and the welding wire 1 is fed forward to the workpiece 2 as shown in FIG. At the same time, the operation synchronous output control circuit SINV described above forms a constant voltage characteristic corresponding to the voltage setting signal Vs, so that the welding voltage Vw (not shown) becomes a value corresponding to the voltage setting signal Vs, and As shown in F), a steady welding current Ic having a large current value corresponding to the steady feeding speed Ws is energized.
[0057]
[Example 4]
The invention of Example 4 described below corresponds to the invention of claim 4 at the time of filing. In the invention of the fourth embodiment, when the return movement in the invention of the second embodiment is a movement in a direction to shorten the wire tip-to-be-welded distance Lw, during the return movement period Tb, the steady welding current Ic is used. This is an arc start control method in which a transition current Ib1 having a large current value is applied. Hereinafter, the invention of Example 4 will be described with reference to the drawings.
[0058]
FIG. 11 is a block diagram of the robot controller RC and the welding power source PS for carrying out the arc start control method of the fourth embodiment. In the figure, the same circuit blocks as those in FIG. 8 described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. Hereinafter, the operation synchronous operation control circuit SMC, the operation synchronous robot interface circuit SIFR, the operation synchronous welding power supply interface circuit SIFP, and the operation synchronous output control circuit SINV, which are circuit blocks different from those in FIG.
[0059]
When the welding start signal St is input, the operation synchronous operation control circuit SMC of the fourth embodiment receives a predetermined voltage setting signal Vs, a steady feeding speed setting signal Ws, and an initial current setting signal Is that is not in the second embodiment. , The manipulator RM (welding torch 4) is moved to the welding start position Sp, and after reaching the welding start position Sp, the output start signal On is output and the manipulator RM is moved substantially in the feeding direction. When the short-circuit / arc discrimination signal Sa becomes a short-circuit signal, the manipulator RM is moved backward, and when the distance Lw between the wire tip and the workpiece reaches a predetermined backward distance set value Ls by the backward movement, the backward distance When the coincidence signal Lp is output and the return movement to the welding start position Sp is a movement in the direction of shortening the distance Lw between the wire tip and the workpiece, it is When the initial current setting signal Is is corrected to a predetermined transition current value Ib and output, and simultaneously, the manipulator RM is moved back to the welding start position Sp and returned to the welding start position Sp, the return signal Rp Thereafter, an operation control signal Mc for moving the manipulator RM in the taught welding direction is output.
[0060]
The operation synchronous robot interface circuit SIFR of the fourth embodiment includes the voltage setting signal Vs, the steady feeding speed setting signal Ws, the output start signal On, the short circuit / arc determination signal Sa, the backward distance matching signal Lp, and the second embodiment. Communicates with the welding power source PS an interface signal If formed from seven signals of different initial current setting signal Is and return signal Rp.
[0061]
The operation synchronous welding power supply interface circuit SIFP of the fourth embodiment communicates an interface signal If formed from the above seven signals with the robot controller RC. The operation-synchronized output control circuit SINV of the fourth embodiment generates a current corresponding to the initial current setting signal Is from the time when the output start signal On is input to the time when the return signal Rp is input. A constant current characteristic or a drooping characteristic to be energized is formed and output, and thereafter, it corresponds to the voltage setting signal Vs for energizing the steady welding current Ic corresponding to the steady feeding speed setting signal Ws. A constant voltage characteristic is formed and output.
[0062]
FIG. 12 is a timing chart of each signal of the robot control device RC and the welding power source device PS of the fourth embodiment described above. FIG. 4A shows the time change of the welding start signal St, FIG. 2B shows the time change of the output start signal On, FIG. 3C shows the time change of the feed control signal Fc, FIG. (D) shows the time change of the short-circuit / arc discrimination signal Sa, FIG. (E) shows the time change of the backward distance coincidence signal Lp, and unlike FIG. 2, (F) shows the return signal Rp. (G) shows the time change of the welding current Iw, (H) shows the time change of the distance Lw between the wire tip and the workpiece, and (I1) to (I5). Indicates the feeding state of the welding wire 1 at each time. In the figure, since the operation before time t5 is the same as that in FIG. 9 described above, description of those periods is omitted. Hereinafter, a period after time t5 different from FIG. 9 will be described.
[0063]
Period after time t5
At time t5, when the distance Lw between the wire tip and the workpiece reaches the setback distance set value Ls due to the backward movement, the backward distance coincidence signal Lp is output (High level) as shown in FIG. In response to this, as shown in FIG. 5C, the feed control signal Fc becomes a positive feed speed setting signal Ws having a positive value, and the welding wire 1 is fed forward to the work piece 2, As shown in FIG. 5G, the welding current Iw changes from the initial current Is to the transition current Ib1. At the same time, when the welding torch 4 is moved back to the welding start position Sp and returned to the welding start position Sp at time t51, a return signal Rp is output (High level) as shown in FIG. Accordingly, the operation synchronous output control circuit SINV described above forms a constant voltage characteristic corresponding to the voltage setting signal Vs, so that the welding voltage (not shown) has a value corresponding to the voltage setting signal Vs, and As shown in (G), a steady welding current Ic having a large current value corresponding to the steady feeding speed Ws is energized.
[0064]
During the return movement period Tb from the time t5 to the time t51, the wire tip is constantly fed by the forward feed at the steady feed speed Ws and the addition of the return movement in the direction of shortening the distance Lw between the wire tip and the workpiece. The workpiece is approached at a speed faster than the feeding speed Ws. For this reason, by applying a predetermined transition current In2 to a value larger than the steady welding current Ic, it is possible to prevent the tip of the wire from penetrating into contact with the workpiece and causing a defective arc start. .
[0065]
[Example 5]
The invention of Example 5 described below corresponds to the invention of claim 5 at the time of filing. In the invention of the fifth embodiment, when the return movement in the invention of the second embodiment is a movement in a direction to shorten the wire tip-to-be-welded distance Lw, the welding wire is fed during the return movement period Tb. After the welding torch returns to the welding start position Sp, the welding wire is fed and the steady welding current Ic is energized after the welding torch returns to the welding start position Sp. This is an arc start control method. The invention of Example 5 will be described below with reference to the drawings.
[0066]
FIG. 13 is a block diagram of the robot controller RC and the welding power source PS for carrying out the arc start control method of the fifth embodiment. In the figure, the same circuit blocks as those in FIG. 11 described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The operation synchronous feed control circuit SFC, which is a circuit block different from that shown in FIG. 11 surrounded by a dotted line, will be described below.
[0067]
When the return signal Rp is input, the operation-synchronized feed control circuit SFC according to the fifth embodiment receives a feed control signal Fc that feeds the welding wire forward at a feed speed corresponding to the steady feed speed setting signal Ws. Output.
[0068]
FIG. 14 is a timing chart of each signal of the robot control device RC and the welding power source device PS according to the fifth embodiment. FIG. 4A shows the time change of the welding start signal St, FIG. 2B shows the time change of the output start signal On, FIG. 3C shows the time change of the feed control signal Fc, FIG. (D) shows the time change of the short-circuit / arc discrimination signal Sa, FIG. (E) shows the time change of the backward distance coincidence signal Lp, and unlike FIG. 2, (F) shows the return signal Rp. (G) shows the time change of the welding current Iw, (H) shows the time change of the distance Lw between the wire tip and the workpiece, and (I1) to (I5). Indicates the feeding state of the welding wire 1 at each time. In the figure, since the operation before time t5 is the same as that in FIG. 9 described above, description of those periods is omitted. Hereinafter, a period after time t5 different from FIG. 9 will be described.
[0069]
Period after time t5
At time t5, when the distance Lw between the wire tip and the workpiece reaches the setback distance set value Ls due to the backward movement, the backward distance coincidence signal Lp is output (High level) as shown in FIG. In response to this, as shown in FIG. 5G, the welding current Iw changes from the initial current Is to the transition current Ib2. At the same time, when the welding torch 4 is moved back to the welding start position Sp and returned to the welding start position Sp at time t51, a return signal Rp is output (High level) as shown in FIG. In response to this, as shown in FIG. 5C, the feed control signal Fc becomes a positive feed speed setting signal Ws having a positive value, and the welding wire 1 is fed forward to the work piece 2 while being fed forward. As described above, since the operation synchronous output control circuit SINV forms a constant voltage characteristic corresponding to the voltage setting signal Vs, the welding voltage (not shown) has a value corresponding to the voltage setting signal Vs, as shown in FIG. In addition, a steady welding current Ic having a large current value corresponding to the constant feed speed Ws is energized.
[0070]
During the return movement period Tb from the time t5 to the time t51, the feeding of the welding wire remains stopped. However, the return of the wire in the direction of shortening the distance Lw between the wire tip and the workpiece to be welded causes the wire tip to be welded. Get closer to. For this reason, by applying a predetermined transition current Ib2 corresponding to the speed of the return movement, it is possible to prevent the wire tip from being pushed into contact with the workpiece and causing a defective arc start.
[0071]
In the embodiment described above, the case where the manipulator of the welding robot is used as the moving means of the welding torch has been described. However, an XY table used in an automatic bogie or NC processing machine capable of moving a welding torch and / or a workpiece to be welded in the vertical direction of the welding wire feed direction and the horizontal direction of the welding direction. Etc. can be used to implement the present invention.
[0072]
【The invention's effect】
In the arc start control method of the present invention, the first response delay time T11 when the welding torch starts moving backward and the second response delay time T21 when the welding wire starts moving forward can be shortened. It is possible to prevent poor welding due to an increase in arc length during the delay time and a decrease in productivity due to a response delay time, and always perform a good arc start.
Furthermore, in the inventions of Embodiments 2 and 3, in addition to the above-described effects, when the distance Lw between the wire tip and the workpiece to be welded when the welding torch first arrives at the welding start position Sp is very short or in contact therewith. Even in such a case, since the backward movement is continued until the appropriate backward distance set value Ls is reached, it is possible to prevent the arc start failure due to the absence of the initial arc caused by the short backward distance and the disappearance immediately after the occurrence.
Furthermore, in the inventions of the fourth and fifth embodiments, in addition to the above-described effects, by applying an appropriate transition current Ib corresponding to the speed at which the wire tip approaches the work piece during the return movement period Tb, It is possible to prevent arc start failure due to the plunging into the work piece.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a timing chart of a robot arc welding apparatus illustrating an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a conventional robot arc welding apparatus.
FIG. 3 is a block diagram of a conventional apparatus.
FIG. 4 is a timing chart of each signal of a conventional device.
FIG. 5 is a timing chart showing a problem to be solved in the prior art
FIG. 6 is a block diagram of the first embodiment.
FIG. 7 is a timing chart of each signal in the first embodiment.
FIG. 8 is a block diagram of the second embodiment.
FIG. 9 is a timing chart of each signal according to the second embodiment.
FIG. 10 is a timing chart of signals in Example 3.
FIG. 11 is a block diagram of the fourth embodiment.
FIG. 12 is a timing chart of signals in Example 4.
FIG. 13 is a block diagram of the fifth embodiment.
FIG. 14 is a timing chart of signals in Example 5.
[Explanation of symbols]
1 Welding wire
2 Workpiece
3 Arc
3a Initial arc (occurrence state)
3b Steady arc (occurrence state)
3c Arc with excessive arc length
4 Welding torch
4a Coil liner
DT delay circuit
Dt delay signal
Fc feed control signal
Ib, Ib1, Ib2 transition current
If interface signal
IFP welding power interface circuit
IFR robot interface circuit
INV output control circuit
Is Initial current (setting signal)
Iw welding current
Lp Backward distance coincidence signal
Ls Setback distance setting value
Lw Distance between wire tip and workpiece
MC operation control circuit
Mc operation control signal
On output start signal
PS welding power supply
RC robot controller
RFC forward / reverse feed control circuit
RM manipulator
Rp return signal
SA short-circuit / arc discrimination circuit
Sa short / arc discrimination signal
SFC operation synchronous feed control circuit
SIFP operation synchronous welding power interface circuit
SIFR motion synchronous robot interface circuit
SINV operation synchronous output control circuit
Sp welding start position
St welding start signal
T1, T11 First response delay time
T2, T21 Second response delay time
Tb Return movement period
Td delay time
VD voltage detection circuit
Vd Voltage detection signal
Vs Voltage setting signal
Vw welding voltage
Wi initial feed speed setting value
WM wire feed motor
Wr Reverse feed speed setting value
Ws Regular feed speed (setting signal)

Claims (5)

溶接電源装置によって溶接電圧を印加して溶接ワイヤと被溶接物との間にアークを発生させると共に、溶接ロボットのマニュピュレータに取り付けられた溶接トーチを移動させて溶接する消耗電極式のロボットアーク溶接において、
溶接開始信号が入力されると前記溶接トーチを予め教示された溶接開始位置に移動させて、前記溶接開始位置に到達後は前記溶接トーチを略溶接ワイヤの送給方向に移動させてワイヤ先端を前記被溶接物に近づけていき、前記ワイヤ先端が前記被溶接物に接触したことを判別すると予め定めた小電流値の初期電流を前記溶接電源装置から通電すると共に前記溶接トーチを略溶接ワイヤの送給方向とは逆方向に移動させて前記ワイヤ先端を前記被溶接物から遠ざける後退移動を行い、前記後退移動によって前記ワイヤ先端と前記被溶接物とが離れると前記初期電流が通電する初期アークが発生して、前記初期アーク発生状態を維持したままで前記後退移動を継続し前記溶接トーチが前記溶接開始位置に復帰すると前記後退移動から予め教示された溶接方向への移動に切り換えて、同時に前記溶接ワイヤの送給を開始すると共に定常の溶接電流を通電することによって前記初期アーク発生状態から定常のアーク発生状態へと円滑に移行させるロボットアーク溶接のアークスタート制御方法。
A consumable electrode type robot arc welding in which a welding voltage is applied by a welding power source device to generate an arc between the welding wire and the workpiece, and a welding torch attached to the manipulator of the welding robot is moved to perform welding. In
When a welding start signal is input, the welding torch is moved to a welding starting position taught in advance, and after reaching the welding starting position, the welding torch is moved substantially in the welding wire feeding direction to move the wire tip. When approaching the workpiece and determining that the tip of the wire is in contact with the workpiece, an initial current having a predetermined small current value is supplied from the welding power source device and the welding torch is substantially connected to the welding wire. An initial arc in which the initial current is energized when the wire tip is moved backward in a direction opposite to the feeding direction to move the wire tip away from the workpiece, and the wire tip and the workpiece are separated by the backward movement. When the initial arc generation state is maintained and the backward movement is continued and the welding torch returns to the welding start position, the backward movement is taught in advance. Switching to the movement in the welding direction, simultaneously starting the feeding of the welding wire and energizing the steady welding current to smoothly transition from the initial arc generation state to the steady arc generation state. Arc start control method.
溶接電源装置によって溶接電圧を印加して溶接ワイヤと被溶接物との間にアークを発生させると共に、溶接ロボットのマニュピュレータに取り付けられた溶接トーチを移動させて溶接する消耗電極式のロボットアーク溶接において、
溶接開始信号が入力されると前記溶接トーチを予め教示された溶接開始位置に移動させて、前記溶接開始位置に到達後は前記溶接トーチを略溶接ワイヤの送給方向に移動させてワイヤ先端を前記被溶接物に近づけていき、前記ワイヤ先端が前記被溶接物に接触したことを判別すると予め定めた小電流値の初期電流を前記溶接電源装置から通電すると共に前記溶接トーチを略溶接ワイヤの送給方向とは逆方向に移動させて前記ワイヤ先端を前記被溶接物から遠ざける後退移動を行い、前記後退移動によって前記ワイヤ先端と前記被溶接物とが離れると前記初期電流が通電する初期アークが発生して、前記初期アーク発生状態を維持したままで前記後退移動を継続しワイヤ先端・被溶接物間距離が予め定めた後退距離設定値に達すると前記後退移動から前記溶接開始位置への復帰移動に切り換えて、同時に前記溶接ワイヤの送給を開始すると共に定常の溶接電流を通電して、前記溶接開始位置に復帰後は前記溶接トーチを予め教示された溶接方向へと移動させることによって前記初期アーク発生状態から定常のアーク発生状態へと円滑に移行させるロボットアーク溶接のアークスタート制御方法。
A consumable electrode type robot arc welding in which a welding voltage is applied by a welding power source device to generate an arc between the welding wire and the workpiece, and a welding torch attached to the manipulator of the welding robot is moved to perform welding. In
When a welding start signal is input, the welding torch is moved to a welding starting position taught in advance, and after reaching the welding starting position, the welding torch is moved substantially in the welding wire feeding direction to move the wire tip. When approaching the workpiece and determining that the tip of the wire is in contact with the workpiece, an initial current having a predetermined small current value is supplied from the welding power source device and the welding torch is substantially connected to the welding wire. An initial arc in which the initial current is energized when the wire tip is moved backward in a direction opposite to the feeding direction to move the wire tip away from the workpiece, and the wire tip and the workpiece are separated by the backward movement. Occurs, the backward movement is continued while maintaining the initial arc generation state, and the backward movement is performed when the distance between the wire tip and the workpiece reaches a predetermined backward distance set value. Switching to the return movement to the welding start position, simultaneously starting feeding the welding wire and energizing a steady welding current. After returning to the welding start position, the welding torch is taught in advance. An arc start control method for robot arc welding that smoothly shifts from the initial arc generation state to a steady arc generation state by moving in a direction.
溶接ワイヤの送給開始及び定常の溶接電流の通電開始を、復帰移動によって溶接トーチが溶接開始位置に復帰した時点から行う請求項2のアークスタート制御方法。3. The arc start control method according to claim 2, wherein the feeding start of the welding wire and the start of energization of the steady welding current are performed from the time when the welding torch returns to the welding start position by the return movement. 復帰移動がワイヤ先端・被溶接物間距離を短くする方向への移動であるときは、前記復帰移動期間中は定常の溶接電流よりも大きな電流値の移行電流を通電する請求項2のアークスタート制御方法。3. The arc start according to claim 2, wherein when the return movement is a movement in a direction of shortening the distance between the wire tip and the work piece, an arc current having a current value larger than a steady welding current is applied during the return movement period. Control method. 復帰移動がワイヤ先端・被溶接物間距離を短くする方向への移動であるときは、前記復帰移動期間中は溶接ワイヤの送給を停止したままで前記復帰移動の速度に対応して予め定めた移行電流を通電し、溶接トーチが溶接開始位置に復帰後は前記溶接ワイヤの送給を開始すると共に定常の溶接電流を通電する請求項2のアークスタート制御方法。When the return movement is a movement in the direction of shortening the distance between the wire tip and the workpiece, it is determined in advance corresponding to the speed of the return movement while the feeding of the welding wire is stopped during the return movement period. 3. The arc start control method according to claim 2, wherein after the welding current is turned on and the welding torch returns to the welding start position, feeding of the welding wire is started and a steady welding current is passed.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112005001274T5 (en) 2004-06-08 2007-05-03 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Control device and control method for robot welding
JP3841091B2 (en) * 2004-07-08 2006-11-01 松下電器産業株式会社 Consumable electrode welding method
JP4698977B2 (en) * 2004-07-12 2011-06-08 株式会社ダイヘン Welding robot control system
EP1704956B1 (en) * 2004-10-21 2011-02-02 Panasonic Corporation Welding system and consumable electrode welding method
JP3933158B2 (en) * 2004-10-21 2007-06-20 松下電器産業株式会社 Robot collision detection method
JP4809014B2 (en) * 2005-07-29 2011-11-02 株式会社ダイヘン Arc start control method for robot welding
JP5090760B2 (en) * 2007-03-15 2012-12-05 株式会社ダイヘン Arc start method for welding torch and robot arc welding
EP2206574B1 (en) * 2007-10-16 2018-08-08 Daihen Corporation Arc start control method
US8581146B2 (en) 2008-10-22 2013-11-12 Lincoln Global, Inc. Automatic wire feeding system
JP2010221287A (en) * 2009-02-26 2010-10-07 Daihen Corp Arc welding method
JP6593924B2 (en) * 2015-12-04 2019-10-23 株式会社ダイヘン Arc welding control method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000153358A (en) * 1998-11-19 2000-06-06 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Automatic welding start control method
JP2002178145A (en) * 2000-12-07 2002-06-25 Daihen Corp Arc start control method and welding power source device
JP3836872B2 (en) * 2006-05-30 2006-10-25 株式会社ダイヘン Arc start control method for robot arc welding

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6114079A (en) * 1984-06-29 1986-01-22 Daihen Corp Welding arc starting method
JPH11347732A (en) * 1998-06-05 1999-12-21 Yaskawa Electric Corp Weld starting spot control method for welding robot

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000153358A (en) * 1998-11-19 2000-06-06 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Automatic welding start control method
JP2002178145A (en) * 2000-12-07 2002-06-25 Daihen Corp Arc start control method and welding power source device
JP3836872B2 (en) * 2006-05-30 2006-10-25 株式会社ダイヘン Arc start control method for robot arc welding

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