JP4864232B2 - Consumable two-electrode arc welding end method, welding end control method, and welding robot - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、消耗電極アーク溶接において、1トーチ内で2本の消耗電極(以下、ワイヤという)を送給して溶接するアーク溶接の終了方法の改善に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
各種溶接構造物の建造において、薄板高速溶接又は厚板高溶着溶接を行うことによって作業能率の向上を図っているが、さらに向上させるために、図2に示すように、1本のトーチから2本のワイヤを送給する2電極1トーチ方式の消耗電極アーク溶接方法が採用されている。同図において、先行チップ1及び後行チップ2と被溶接物8との間に図示しない溶接用電源から電力を供給し、先行チップ1及び後行チップ2からそれぞれ送給される先行ワイヤ先端3a及び後行ワイヤ先端4aからアーク5及び6がそれぞれ発生している。ノズル10は先行チップ1及び後行チップ2を囲繞して、ノズル10の内部にシールドガス11を供給する。
【0003】
図2において、先行ワイヤ3から発生しているアーク5によって形成される溶融池7の溶融金属が表面張力によって後方へ流れていこうとするが、後行ワイヤ4から発生しているアーク力がこの後方へ流れようとする溶融金属を先行ワイヤ3から発生するアーク5の直下へ押し戻して、各溶接位置における溶融金属量を均一にしている。
【0004】
図3は前述した2電極1トーチ方式の溶接ロボットの一般的な構成を示す図である。同図において、先行チップ1及び後行チップ2を有する溶接トーチ14がマニピュレータ21の先端に取付けられ、先行チップ1に供給する先行ワイヤ溶接用電源装置23及び後行チップ2に供給する後行ワイヤ溶接用電源装置24が先行チップ1及び後行チップ2と被溶接物8との間にそれぞれ溶接用電力を供給する。先行ワイヤ送給装置25及び後行ワイヤ送給装置26が先行チップ1及び後行チップ2にそれぞれワイヤを送給する。ロボット制御装置27がマニピュレータ21及び先行ワイヤ溶接用電源装置23及び後行ワイヤ溶接用電源装置24を制御する。
尚、溶接方向を変更すると先行と後行とが入れ代わるので、先行チップ1、先行ワイヤ3、先行ワイヤ送給装置25及び先行ワイヤ溶接用電源装置23と後行チップ2、後行ワイヤ4、後行ワイヤ送給装置26及び後行ワイヤ溶接用電源装置24との各符号の説明の先行及び後行とが入れ代わる。
【0005】
[従来技術1]
従来から提案されている2電極1トーチ方式の溶接ロボットを使用した溶接終了方法(以下、従来技術1という)を、図4及び図5を参照して説明する。説明を簡略化するために、先行ワイヤ3及び後行ワイヤ4を送給する場合とする。図4は、従来技術1の2電極1トーチ方式の消耗電極アーク溶接の終了方法を説明する図であり、図5は図4に続く従来技術1の2電極1トーチ方式の消耗電極アーク溶接の終了方法を説明する図である。
【0006】
図4(A)は2電極1トーチ方式の消耗電極アーク溶接中の状態である。同図において、ノズル10から先行ワイヤ3及び後行ワイヤ4が突出し、図3に示した先行ワイヤ溶接用電源装置23及び後行ワイヤ溶接用電源装置24から先行ワイヤ3及び後行ワイヤ4と被溶接物8との間にそれぞれ電力が供給されて、先行ワイヤ先端3a及び後行ワイヤ先端4aからアーク5及び6がそれぞれ発生し、溶接ビード9が形成されている。
【0007】
そして、図4(B)に示すように、先行ワイヤ3が形成する溶接ビードの終端部である溶接終了位置P2に先行ワイヤ先端3aが達したときに、図3に示すロボット制御装置27が、先行ワイヤ先端3aが溶接終了位置P2に到達したことを判別して、先行ワイヤ溶接用電源装置23及び後行ワイヤ溶接用電源装置24にクレータ処理指令信号を出力する。
【0008】
ここで、クレータ処理を説明する。溶接ビード終端部においては、アーク直下の溶融池にアーク力によって窪んだ部分、いわゆるクレータが生じる。このクレータには、割れ、収縮孔等の欠陥が生じ易い。これを防止するために、クレータを小さくしたり無くす操作をクレータ処理という。一般的に溶接ビード終端部で溶接電流を連続的又は段階的に下げたり、溶接電流を断続するなどの方法が用いられる。
なお、上記の従来技術のクレータ処理を本発明において、第2クレータ処理とする。
【0009】
その後、クレータ処理を終了したときに、図3に示すロボット制御装置27が、先行ワイヤ溶接用電源装置23及び後行ワイヤ溶接用電源装置24に溶接終了指令信号を入力して、図4(C)に示すように、溶接を終了する。
【0010】
図5は、従来技術1の2電極1トーチ方式の消耗電極アーク溶接の終了方法による溶接ビード終端部の外観を示す図である。同図に示すように、先行ワイヤ3と後行ワイヤ4との両方がクレータ処理を行うために、クレータ処理跡15、16が2箇所生じる。したがって、溶接ビード外観が不良になるだけでなく、2つのクレータ処理跡の間に窪み15aが生じて、溶接継手強度が弱くなる。また、高速溶接を行うときには、クレータ処理を行う手前の窪んだ溶融池がクレータ処理されずに凝固し溶融池跡13となるために、割れ、収縮孔等の欠陥が生じ易い。
【0011】
[従来技術2]
上記の不具合を解決するために特開2001−113373「タンデムアーク溶接の制御方法」(以下、従来技術2という)が提案されている。
図6は、従来技術2のタンデムアーク溶接を行うための装置を示す図である。同図において、先行チップ41及び後行チップ42と被溶接物43との間に先行ワイヤ溶接用電源装置44及び後行ワイヤ溶接用電源装置45が電力をそれぞれ供給する。先行ワイヤ送給装置46及び後行ワイヤ送給装置47が先行チップ41及び後行チップ42に先行ワイヤ48及び後行ワイヤ49をそれぞれ供給してアーク50及びアーク51を発生している。アーク50及びアーク51によって溶融池52が形成され、その後方に溶接ビード53が形成される。溶接制御装置54が溶接ロボット55の動作制御と先行ワイヤ溶接用電源装置44及び後行ワイヤ溶接用電源装置45の出力制御とを行う。
【0012】
図7は、従来技術2の溶接終了時の制御方法を説明するタイムチャートであり、同図(A)は先行ワイヤ通電電流の時間の経過tを示し、同図(B)は先行ワイヤ印加電圧の時間の経過tを示し、同図(C)は先行チップ41及び後行チップ42の移動速度の時間の経過tを示し、同図(D)は後行ワイヤ通電電流の時間の経過tを示し、同図(E)は後行ワイヤ印加電圧の時間の経過tを示す。
【0013】
図7に示す時刻t1において、先行チップ41が溶接終了位置P2に達した時、同図(A)に示すように、先行ワイヤ48の通電電流をI1からI2に減少させ、また、同図(B)に示すように、先行ワイヤ48の印加電圧をE1からE2に減少させる。
その後、待ち時間Td1経過後に先行ワイヤ48のアークを停止して溶融池を縮小させる。
【0014】
同図の時刻t2において、後行チップ42が溶接終了位置P2に達した時、同図(C)に示すように、先行チップ41及び後行チップ42の移動を停止する。そして、同図(D)に示すように、後行ワイヤ49の通電電流をI3からI4に減少させ、また、同図(E)に示すように、後行ワイヤ42の印加電圧をE3からE4に減少させる。
その後、待ち時間Td2経過後に後行ワイヤ49のアークを停止する。
【0015】
上記のアークを停止する前に減少させた通電電流I2及びI4は、通常の溶接電流I1及びI2のそれぞれ半分程度が適切である。また、アークを停止する前に減少させた印加電圧E2及びE4は、減少させた通電電流I2及びI4に適した値にそれぞれ設定すれば良い。
【0016】
このように溶接終了時に先行ワイヤ48及び後行ワイヤ49に通電する電流及び印加する電圧を減少させ、待ち時間後に停止させることによって、溶融金属の飛散防止、溶融池の安定凝固が図れるばかりでなく、凹凸やピットや割れなど溶接欠陥のない良好な溶接終了部を得ることができることが開示されているが、下記に示すような課題を有している。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術2においては、図7に示すように、先行ワイヤ48に通電する電流及び電圧を減少させた後に、後行ワイヤ49のみによって溶接を行っている。この時の溶接速度は、同図(C)に示すように、高速溶接を行う速度である。したがって、先行ワイヤ48に通電する電流及び電圧を減少させた後、後行ワイヤ49のアークのみで溶接を行うには先行チップ41及び後行チップ42の移動速度が早過ぎるために、溶接ビード幅が減少したり、溶け込み不足が発生したり、ハンピングビードが生じたりする場合があり、溶接終了位置付近の溶接ビードが均一で美麗な外観を得ることができない。
また、溶接速度が2[m/分]を超える高速溶接では、均一な溶接ビードを得るためには、先行ワイヤ48に通電する電流と後行ワイヤ49に通電する電流との比が2対1程度である。したがって、高速溶接の速度を維持したままで先行ワイヤ48に通電する電流を減少して停止させると、先行ワイヤ48と後行ワイヤ49とに通電する電流比が適切比率でなくなり、高速溶接を行うには後行ワイヤ49のアーク力が過大になり、このアーク力が溶融池を吹き飛ばして溶接ビードが不均一になり、溶接欠陥が発生する。
【0018】
【課題を解決するための手段】
出願時の請求項1に記載の発明は、図8及び図9に示す実施例1の後行ワイヤ4が第1及び第2クレータ処理を行う場合の発明であって、1トーチ内で2本のワイヤを送給して溶接する消耗2電極アーク溶接終了方法において、溶接終了位置P2で先行ワイヤ3の送給及び通電を停止して、溶接トーチを溶接方向に通常の溶接速度よりも遅い速度で第1クレータ処理距離D1だけ移動させながら後行ワイヤ4が第1クレータ処理を行い、次に溶接トーチの移動を停止して後行ワイヤが第2クレータ処理を行う消耗2電極アーク溶接終了方法である。
【0019】
出願時の請求項2に記載の発明は、出願時の請求項1に記載の第1クレータ処理距離D1が「標準突出し長さのワイヤ先端間距離」L2である消耗2電極アーク溶接終了方法である。
【0020】
出願時の請求項3に記載の発明は、出願時の請求項1に記載の第1クレータ処理距離D1を第1クレータ処理移動速度及び第1クレータ処理移動時間から算出する消耗2電極アーク溶接終了方法である。
【0021】
出願時の請求項4に記載の発明は、図10に示す実施例2の溶接終了位置P2で先行ワイヤ3の送給及び通電を停止して、後行ワイヤ4が第1及び第2クレータ処理を行う溶接終了方法であって、
1トーチ内で2本のワイヤを送給して溶接する消耗2電極アーク溶接終了方法において、
先行チップ1が溶接終了位置P2に到達したときに先行ワイヤ3の送給及び通電を停止すると共に、溶接トーチを溶接方向に移動させながら通常の溶接速度よりも遅い第1クレータ処理速度で第1クレータ処理電流値及び第1クレータ処理電圧値で後行ワイヤ4が第1クレータ処理をし、
次に、後行ワイヤ4が第2クレータ処理位置P4に達したときに溶接トーチを停止し、第2クレータ処理電流値及び第2クレータ処理電圧値によって、第2クレータ処理を開始すると共に予め定めた第2クレータ処理時間の計測を開始し、第2クレータ処理時間の計測を満了したときに第2クレータ処理を終了する消耗2電極アーク溶接終了方法である。
【0022】
出願時の請求項5に記載の発明は、出願時の請求項4に記載の発明にアンチスチック処理及び溶着解除処理を加えた発明であって、実施例2の図10及び図15に示すように、先行ワイヤ3の送給及び通電を停止して、後行ワイヤ4が第1及び第2クレータ処理を行う溶接終了制御方法であって、
1トーチ内で2本のワイヤを送給して溶接する消耗2電極アーク溶接終了制御方法において、
先行ワイヤ3が溶接終了位置P2に到達したとき、即ち、後行ワイヤ4が第1クレータ処理開始位置P3に達したときに、先行ワイヤの溶接終了を指令する「第1クレータ処理開始位置溶接トーチ移動ステップ」(ステップST9に相当)と、
後行ワイヤが通常の溶接速度よりも遅い第1クレータ処理速度で第1クレータ処理するための指令をする「第1クレータ処理指令ステップ」(ステップST10に相当)と、
先行ワイヤ溶接終了処理指令が入力されたときに、先行ワイヤ3のアンチスチック処理及び溶着解除処理を行い、アンチスチック処理及び溶着解除処理を終了した後、先行ワイヤ3の溶着無しと判別したときに、先行ワイヤ溶接終了を処理する「先行ワイヤ溶接終了処理ステップ」(ステップST11に相当)と、
上記第1クレータ処理を指令したときに、予め定めた第1クレータ処理電流値及び第1クレータ処理電圧値を出力する「第1クレータ処理ステップ」(ステップST12に相当)と、
後行チップ2が第2クレータ処理位置P4に達したときに溶接トーチを停止して、後行ワイヤが第2クレータ処理をするための指令をする「第2クレータ処理開始ステップ」(ステップST13に相当)と、
上記後行ワイヤ4が第2クレータ処理を指令されたときに、第2クレータ処理電流値及び第2クレータ処理電圧値を出力して、予め定めた第2クレータ処理時間の計測を開始し、第2クレータ処理時間の計測を満了したときに第2クレータ処理を終了する「第2クレータ処理ステップ」(ステップST14に相当)と、第2クレータ処理時間の計測を満了したときに、後行ワイヤ4のアンチスチック処理及び溶着解除処理を行い、アンチスチック処理及び溶着解除処理終了後、後行ワイヤ4の溶着無しと判別したときに、後行ワイヤ溶接終了処理を完了する「後行ワイヤ溶接終了処理ステップ」(ステップST15に相当)からなる消耗2電極アーク溶接終了制御方法である。
【0030】
【発明の実施の形態】
図1は、本出願に係る発明の特徴を最もよく表す図である。後述する図8と同じなので、説明は図8で後述する。
発明の実施の形態は、出願時の請求項12に記載の溶接ロボットであって、1トーチ内で2本のワイヤを送給して溶接する溶接ロボットにおいて、被溶接物8の各溶接区間における予め定めた▲1▼溶接開始パラメータと▲2▼溶接終了パラメータとを記憶させている作業プログラムファイル出力回路29と、予め定めた「先行ワイヤ3又は後行ワイヤ4の標準突出し長さ」L1及び「標準突出し長さのワイヤ先端間距離」L2から成る電極パラメータを記憶させている電極パラメータ出力回路31と、▲1▼作業プログラムファイル出力回路29の出力信号が入力されて、溶接開始位置から溶接終了位置に溶接トーチを移動させるためのマニピュレータ21の各関節角度を算出して(後述するサーボ制御回路33に)各関節角度の算出値を出力し、▲2▼溶接開始位置に溶接トーチが達したときに、先行ワイヤ溶接開始指令信号S1を(後述する先行ワイヤ溶接条件出力回路35に)出力し、後行ワイヤ溶接開始指令信号S2を(後述する後行ワイヤ溶接条件出力回路36に)出力し、通常の溶接速度を(後述するサーボ制御回路33に)出力し、▲3▼後行チップ2が第1クレータ処理開始位置P3に達したときに、先行ワイヤ溶接終了処理指令信号S5を(後述する先行ワイヤ溶接条件出力回路35に)出力し、第1クレータ処理指令信号S6を(後述する後行ワイヤ溶接条件出力回路36に)出力し、通常の溶接速度よりも遅い第1クレータ処理速度を(後述するサーボ制御回路33に)出力し、▲4▼後行チップ2が第2クレータ処理位置P4に達したときに、第2クレータ処理指令信号S8を(後述する後行ワイヤ溶接条件出力回路36に)出力する溶接トーチ移動経路算出回路32と、▲1▼溶接トーチ移動経路算出回路32から溶接トーチを移動させるためのマニピュレータ21の各関節角度の算出値が入力されてマニピュレータ21を制御し、▲2▼後行チップ2が第2クレータ処理位置P4に達したときに、マニピュレータ21を停止するサーボ制御回路33と、▲1▼先行ワイヤ溶接開始指令信号S1が入力されたときに、溶接開始位置での先行ワイヤ3に供給する溶接電流値と溶接電圧値とを(後述する先行ワイヤ溶接用電源装置23に)出力し、▲2▼先行ワイヤ先端3aにアーク5が発生したときに、先行ワイヤ溶接開始完了信号S3を溶接トーチ移動経路算出回路32に出力し、▲3▼先行ワイヤ溶接終了処理指令信号S5が入力されたときに、先行ワイヤ3のアンチスチック処理及び溶着解除処理を指令する信号を(後述する先行ワイヤ溶接用電源装置23に)出力し、溶着無しと判別したときに、溶接トーチ移動経路算出回路32に先行ワイヤ溶接終了処理完了信号S7を出力する先行ワイヤ溶接条件出力回路35と、先行ワイヤ溶接条件出力回路35から先行ワイヤの溶接電流の通電を指令する信号が入力されたときに先行ワイヤ3に溶接電流を通電し、先行ワイヤ3のアンチスチック処理及び溶着解除処理の指令信号が入力されたときに先行ワイヤ3のアンチスチック処理及び溶着解除処理を行う先行ワイヤ溶接用電源装置23と、▲1▼後行ワイヤ溶接開始指令信号S2が入力されたときに、溶接開始位置での後行ワイヤ4に供給する溶接電流値と溶接電圧値とを(後述する後行ワイヤ溶接用電源装置24に)出力し、▲2▼後行ワイヤ先端4aにアーク6が発生したときに、後行ワイヤ溶接開始完了信号S4を溶接トーチ移動経路算出回路32に出力し、▲3▼第1クレータ処理指令信号S6が入力されたときに、第1クレータ処理電流値及び第1クレータ処理電圧値を(後述する後行ワイヤ溶接用電源装置24に)出力し、▲4▼第2クレータ処理指令信号S8が入力されたときに第2クレータ処理電流値及び第2クレータ処理電圧値を(後述する後行ワイヤ溶接用電源装置24に)出力し、予め定めた第2クレータ処理時間の計測を開始し、▲5▼第2クレータ処理時間の計測を満了したときに、後行ワイヤ4のアンチスチック処理及び溶着解除処理を行う指令信号を(後述する後行ワイヤ溶接用電源装置24に)出力し、溶着無しと判別したときに、溶接トーチ移動経路算出回路32に後行ワイヤ溶接終了処理完了信号S9を出力する後行ワイヤ溶接条件出力回路36と、後行ワイヤ溶接条件出力回路36から後行ワイヤの溶接電流の通電を指令する信号が入力されたときに後行ワイヤ4に溶接電流を通電し、後行ワイヤ4のアンチスチック処理及び溶着解除処理を行う指令信号が入力されたときに後行ワイヤ4のアンチスチック処理及び溶着解除処理を行う後行ワイヤ溶接用電源装置24とを備えた溶接ロボットである。
【0031】
【実施例】
以下、実施例1において溶接終了方法について説明し、次に実施例2においてロボット制御装置27による溶接終了制御方法及び溶接ロボットについて説明する。
[実施例1]
図8は、本発明の消耗2電極アーク溶接終了方法において、先行ワイヤ3及び後行ワイヤ4を送給し、後行ワイヤ4が第1及び第2クレータ処理を行う実施例1を説明する図である。同図(A)は2電極1トーチ方式消耗電極アーク溶接中の状態であって、図4(A)に示す同一の機能に同一の符号を付し、説明を省略する。
【0032】
そして、図8(B)に示すように、先行ワイヤ先端3aが溶接終了位置P2に達したときに、図3に示すロボット制御装置27が、先行ワイヤ先端3aが溶接終了位置P2に到達したことを判別して、先行ワイヤ溶接用電源装置23に溶接終了指令信号を出力し、後行ワイヤ溶接用電源装置24に第1クレータ処理指令信号を出力する。図8(B)に示されたL2は、標準突出し長さのワイヤ先端間距離であって、後述する第1クレータ処理距離D1として使用することができる。
その後、同図(C)に示すように、溶接トーチを溶接方向に第1クレータ処理距離D1だけ移動させながら後行ワイヤ4が第1クレータ処理を行う。
【0033】
ここで第1クレータ処理とは、先行ワイヤ3の送給及び通電を停止して、後行ワイヤ4のみに通電して溶接トーチを溶接方向に移動させながら溶接終了処理を行うことである。第1クレータ処理期間の溶接電流値、溶接電圧値及び溶接速度を任意に設定でき、通常、溶接トーチが溶接終了位置に達するまでの溶接(以下、通常の溶接という)の溶接電流値、溶接電圧値及び溶接速度よりも低い値で行う。
【0034】
図9は、実施例1の溶接終了方法において図8に続く溶接終了方法を説明する図である。図8(C)に続く図9(A)乃至図9(C)について説明する。そして、溶接トーチが第1クレータ処理距離D1、例えば、ワイヤ先端間距離L2を移動し終わると溶接トーチが停止して、図3に示すロボット制御装置27が、後行ワイヤ溶接用電源装置24に第2クレータ処理指令信号を出力し、図9(A)に示すように、後行ワイヤ4が第2クレータ処理を行う。
ここで、第2クレータ処理とは、後行ワイヤが溶接トーチを停止した状態でクレータを処理することであって、溶接電流値及び溶接電圧値を任意に設定できる。従来技術1で説明したクレータ処理に該当する。
【0035】
そして、後行ワイヤ4が第2クレータ処理を終了したときに、図3に示すロボット制御装置27が、後行ワイヤ溶接用電源装置24に溶接終了指令信号を出力し、図9(B)に示すように溶接を終了する。
【0036】
上記のように実施例1は、第2クレータ処理で後行ワイヤ4のみが従来技術1で説明したクレータ処理を行うので、図9(C)に示すように、クレータ処理跡15が一つしか生じない。また、図8(C)に示す第1クレータ処理中の溶接トーチの移動速度を通常の溶接の速度よりも減速させているので、後行ワイヤ4を移動させながら発生する溶融金属がアーク力によって後方へ押されて、この溶融金属が後行ワイヤ4のアーク力によって窪んだ溶融池を埋めることができるので、図5に示した溶融池跡13が生じることがなく、溶接ビードの外観が良好である。
【0037】
上記の実施例において、第1クレータ処理距離D1を「標準突出し長さのワイヤ先端間距離」L2とすることができる。また、第1クレータ処理距離D1を第1クレータ処理移動速度及び第1クレータ処理移動時間から算出することができる。さらに、第1クレータ処理距離D1を「標準突出し長さのワイヤ先端間距離」L2の百分率で算出することができる。
【0038】
[図10の説明]
図10は、本発明の後行ワイヤ4がクレータ処理をする場合の溶接開始位置P1から第1クレータ処理開始位置及び第2クレータ処理位置までの溶接トーチの移動距離を説明するための図である。
図10の後行ワイヤ4がクレータ処理をする場合の溶接トーチの移動距離を説明するための図において、溶接開始時に後行ワイヤ4が形成する溶接ビードの始端部である「溶接開始位置」P1から先行ワイヤ3が形成する溶接ビードの終端部である「溶接終了位置」P2までの距離である全溶接トーチ移動距離L3を算出し、この全溶接トーチ移動距離L3から「標準突出し長さのワイヤ先端間距離」L2を減じて、溶接開始位置から第1クレータ処理開始位置P3までの距離である通常の溶接の溶接トーチ移動距離L4=L3−L2を算出する。そして、後行チップ2の位置が溶接開始位置P1から第1クレータ処理開始位置P3までは、通常の溶接速度で溶接トーチを移動させる。次に、後行チップ2の位置が第1クレータ処理開始位置P3から第1クレータ処理距離D1だけ移動した位置である第2クレータ処理位置P4までは、第1クレータ処理速度で溶接トーチを移動させる。なお、同図に示すように、先行ワイヤ3が「溶接終了位置」P2に到達したときに、同時に、後行ワイヤ4が第1クレータ処理開始位置P3に到達している。
【0039】
実施例1の溶接終了方法は、図10に示すように、先行ワイヤ3の送給及び通電を停止して、後行ワイヤ4が第1及び第2クレータ処理を行う溶接終了方法であって、先行チップ1が溶接終了位置P2に到達したときに先行ワイヤ3の送給及び通電を停止すると共に、溶接トーチを溶接方向に移動させながら第1クレータ処理速度で第1クレータ処理電流値及び第1クレータ処理電圧値で後行ワイヤ4が第1クレータ処理をし、次に、後行ワイヤ4が上記第2クレータ処理位置P4に達したときに溶接トーチを停止し、第2クレータ処理電流値及び第2クレータ処理電圧値によって、第2クレータ処理を開始すると共に第2クレータ処理時間の計測を開始し、予め定めた第2クレータ処理時間の計測を満了したときに第2クレータ処理を終了する消耗2電極アーク溶接終了方法である。
【0040】
次に、本発明の溶接終了制御方法及び溶接ロボットの実施例2について説明する。
[実施例2]
実施例2は、図10及び図14及び図15に示すように、溶接終了位置P2で先行ワイヤ3の送給及び通電を停止すると共に、溶接トーチを溶接方向に移動させながら後行ワイヤ4が第1クレータ処理を行い、続いて、溶接トーチを略停止させて第2クレータ処理を行う溶接終了制御方法及び溶接用ロボットである。
【0041】
[図11の説明]
図11は、実施例2に使用する溶接線WLをX軸としノズル10の中心軸をY軸としたときに、ノズル10の中心軸に対して先行チップ1及び後行チップ2に角度を設けて配置したときの先行ワイヤ先端3aと後行ワイヤ先端4aとの位置関係を示す図である。
ノズル10の中心軸のY軸に対して先行チップ1及び後行チップ2に角度を設けて配置した図11において、▲1▼先行チップ角度αは、先行チップ1の中心軸がノズルの中心Y軸に前進角α傾斜した角度であり、▲2▼後行チップ角度βは、後行チップ2の中心軸がノズルの中心Y軸に後退角β傾斜した角度であり、▲3▼「先行ワイヤ3又は後行ワイヤ4の標準突出し長さ」L1(例えば20[mm])は、先行チップ1又は後行チップ2の先端から先行ワイヤ3又は後行ワイヤ4を予め定めた長さ突出したときの先行ワイヤ3又は後行ワイヤ4の先端位置(ツールセンタ位置)までの長さであり、▲4▼「標準突出し長さのワイヤ先端間距離」L2は、先行ワイヤ3又は後行ワイヤ4の突出し長さが標準突出し長さL1のときの先行ワイヤと後行ワイヤとのワイヤ先端間距離であって、これらは予め定めた設定値である。
【0042】
[図12の説明]
図12は、本発明の溶接終了方法又は溶接終了制御方法を図3に示す溶接ロボットに適用した場合のロボット制御装置27のブロック図である。
図12において、作業プログラムファイル出力回路29には、被溶接物8の各溶接区間における予め定めた▲1▼溶接開始パラメータと▲2▼溶接終了パラメータとを記憶させている。
ここで、上記の「溶接開始パラメータ」とは、各溶接区間の溶接開始位置での▲1▼先行ワイヤ3及び後行ワイヤ4の溶接電流値及び溶接電圧値と▲2▼通常の溶接速度とである。
また、上記の「溶接終了パラメータ」とは、後行ワイヤ4が行う第1及び第2クレータ処理の条件であって、▲1▼第1クレータ処理電流値及び第1クレータ処理電圧値と▲2▼第1クレータ処理期間の溶接トーチの溶接方向の移動速度及び溶接トーチの移動距離(図10に示すD1)と▲3▼第2クレータ処理電流値及び第2クレータ処理電圧値と▲4▼第2クレータ処理時間とから成るパラメータである。
【0043】
また、上記の第1クレータ処理距離D1は、例えば、▲1▼「標準突出し長さのワイヤ先端間距離」L2に設定してもよい。または、▲2▼後行ワイヤ及び先行ワイヤ第1クレータ処理期間の溶接トーチの移動時間を設定してもよい。この場合、(第1クレータ処理距離)D1=(第1クレータ処理期間の溶接トーチの移動速度)×(第1クレータ処理期間の溶接トーチの移動時間)で求められる。または、▲3▼「標準突出し長さのワイヤ先端間距離」L2の百分率で指定して、(第1クレータ処理距離)D1/L2[%]で設定してもよい。
【0044】
また、発明者らの実験によると、通常の溶接速度から第1クレータ処理速度に移るときに、速度を下げるので、従来技術の図5に示すように溶融池跡13が形成される程度に溶融池が窪んでいても、後行ワイヤの溶融金属が窪んだ溶融池を十分に埋めることができる。さらに、第1クレータ処理速度を低速にしているので、後行チップ2を溶接終了位置まで移動させなくても、先行ワイヤ3の溶融金属と後行ワイヤ4の溶融金属とが十分に融合する。したがって、図8に示すように、第1クレータ処理距離D1は、「標準突出し長さのワイヤ先端間距離」L2よりも短くてもよい。
【0045】
図12に示す電極パラメータ出力回路31には、図11に示す予め定めた▲1▼先行チップ1又は後行チップ2の先端から先行ワイヤ3又は後行ワイヤ4を予め定めた長さ突出したときの先行ワイヤ3又は後行ワイヤ4の先端位置(ツールセンタ位置)までの長さである「先行ワイヤ3又は後行ワイヤ4の標準突出し長さ」L1(例えば20[mm])及び▲2▼先行ワイヤ3又は後行ワイヤ4の突出し長さが標準突出し長さL1のときの先行ワイヤと後行ワイヤとのワイヤ先端間距離である「標準突出し長さのワイヤ先端間距離」L2から成る電極パラメータを記憶させている。
図12において、作業プログラムファイル出力回路29には、被溶接物8の各溶接区間における予め定めた▲1▼溶接開始パラメータと▲2▼溶接終了パラメータとを記憶させている。
ここで、上記の「溶接開始パラメータ」とは、各溶接区間の溶接開始位置での▲1▼先行ワイヤ3及び後行ワイヤ4の溶接電流値及び溶接電圧値と▲2▼通常の溶接速度とである。
【0046】
また、溶接トーチ移動経路算出回路32に、作業プログラムファイル出力回路29の出力信号が入力されて、溶接開始位置から溶接終了位置に溶接トーチを移動させるためのマニピュレータ21の各関節角度を算出して、後述するサーボ制御回路33に各関節角度の算出値を出力する。
【0047】
サーボ制御回路33は、上記溶接トーチ移動経路算出回路32から溶接トーチを移動させるためのマニピュレータ21の各関節角度の算出値が入力されてマニピュレータ21を制御する。
【0048】
先行ワイヤ溶接条件出力回路35は、先行チップ1が予め定めた溶接開始位置に達して、溶接トーチ移動経路算出回路32から先行ワイヤ3に溶接電流の通電を指令する先行ワイヤ溶接開始指令信号S1が入力されたときに、上記作業プログラムファイル出力回路29が出力する先行ワイヤ3の溶接電流値の溶接電流の通電を指令する信号を出力する。
先行ワイヤ溶接用電源装置23は、先行ワイヤ溶接条件出力回路35から先行ワイヤの溶接電流の通電を指令する信号が入力されたときに先行ワイヤ3に溶接電流を通電する。
【0049】
後行ワイヤ溶接条件出力回路36は、後行チップ2が予め定めた溶接開始位置に達して、溶接トーチ移動経路算出回路32から後行ワイヤ4に溶接電流の通電を指令する後行ワイヤ溶接開始指令信号S2が入力されたときに、上記作業プログラムファイル出力回路29が出力する後行ワイヤ4の溶接電流値の溶接電流の通電を指令する信号を出力する。
後行ワイヤ溶接用電源装置24は、後行ワイヤ溶接条件出力回路36から後行ワイヤの溶接電流の通電を指令する信号が入力されたときに後行ワイヤ4に溶接電流を通電する。
【0050】
次に、実施例2のロボット制御装置27の動作を図13の信号のタイムチャートと図14及び図15に示すフローチャートとを参照して説明する。
[図13の説明]
図13は実施例2のロボット制御装置27の溶接トーチ移動経路算出回路32が出力する信号と先行チップ1及び後行チップ2移動速度とを示す図である。図13において、同図(A)は先行ワイヤ溶接開始指令信号S1の時間の経過tを示し、同図(B)は先行ワイヤ溶接終了処理指令信号S5の時間の経過tを示し、同図(C)は先行チップ1及び後行チップ2移動速度の時間の経過tを示し、同図(D)は後行ワイヤ溶接開始指令信号S2の時間の経過tを示し、同図(E)は第1クレータ処理指令信号S6の時間の経過tを示し、同図(F)は第2クレータ処理指令信号S8の時間の経過tを示している。ここで、説明を簡単にするために、各溶接区間の溶接開始位置と溶接終了位置との経路は1本の直線で教示されていることとする。
【0051】
[図14及び図15の説明]
図14及び図15は、実施例3のロボット制御装置27の動作を示すフローチャートである。図14に示すステップST1「電極パラメータ設定ステップ」において、電極パラメータ出力回路31に▲1▼先行ワイヤ3又は後行ワイヤ4の標準突出し長さL1と▲2▼先行ワイヤ3及び後行ワイヤ4の「標準突出し長さのワイヤ先端間距離」L2とを含む電極パラメータを設定する。
【0052】
ステップST2「作業プログラムファイル設定ステップ」において、作業プログラムファイル出力回路29に被溶接物8の各溶接区間における予め定めた▲1▼溶接開始パラメータと▲2▼溶接終了パラメータとを設定する。
【0053】
図14に示すステップST3「電極パラメータ及び作業プログラムファイル入力ステップ」及び図13に示す時刻t1において、溶接ロボットシステムを起動し、電極パラメータ出力回路31に設定した電極パラメータと、作業プログラムファイル出力回路29に設定した被溶接物8の各溶接区間における予め定めた溶接開始位置での通常の溶接速度とを溶接トーチ移動経路算出回路32に出力する。
また、被溶接物8の各溶接区間における予め定めた各溶接区間の溶接開始位置での先行ワイヤ3の溶接電流値及び溶接電圧値を先行ワイヤ溶接条件出力回路35に出力し、被溶接物8の各溶接区間における予め定めた▲1▼各溶接区間の溶接開始位置での後行ワイヤ4の溶接電流値及び溶接電圧値と▲2▼第1クレータ処理電流値及び第1クレータ処理電圧値と▲3▼第2クレータ処理電流値及び第2クレータ処理電圧値とを後行ワイヤ溶接条件出力回路36に出力する。
【0054】
図14に示すステップST4「溶接開始位置溶接トーチ移動経路算出、出力ステップ」において、溶接トーチ移動経路算出回路32が、溶接開始位置に溶接トーチを移動させるためのマニピュレータ21の各関節角度を算出して、上記各関節角度の算出値をサーボ制御回路33に出力する。
【0055】
図14に示すステップST5「先行ワイヤ及び後行ワイヤ溶接開始信号出力ステップ」及び図13に示す時刻t2において、溶接開始位置に溶接トーチが移動して、ステップST4に記載した溶接開始位置の関節角度の算出値に達したときに、溶接トーチ移動経路算出回路32が、先行ワイヤ溶接開始指令信号S1を先行ワイヤ溶接条件出力回路35に出力し、後行ワイヤ溶接開始指令信号S2を後行ワイヤ溶接条件出力回路36に出力する。
【0056】
図14に示すステップST6「先行ワイヤ及び後行ワイヤ通電開始ステップ」において、先行ワイヤ溶接開始指令信号S1が先行ワイヤ溶接条件出力回路35に入力され、後行ワイヤ溶接開始指令信号S2が後行ワイヤ溶接条件出力回路36に入力されたときに、これらの先行ワイヤ溶接条件出力回路35及び後行ワイヤ溶接条件出力回路36が、溶接開始位置での先行ワイヤ3及び後行ワイヤ4にそれぞれ供給する溶接電流値と溶接電圧値とを先行ワイヤ溶接用電源装置23及び後行ワイヤ溶接用電源装置24に出力して先行ワイヤ3及び後行ワイヤ4をそれぞれ通電する。
【0057】
図14に示すステップST7「後行ワイヤクレータ処理溶接終了位置溶接トーチ移動経路算出ステップ」において、先行ワイヤ溶接開始指令信号S1が先行ワイヤ溶接条件出力回路35に入力され、後行ワイヤ溶接開始指令信号S2が後行ワイヤ溶接条件出力回路36に入力された後に、溶接トーチ移動経路算出回路32に、作業プログラムファイル出力回路29から第1クレータ処理期間の溶接トーチの移動速度である第1クレータ処理速度及び溶接トーチの移動距離である第1クレータ処理距離D1(図10に示す)と▲3▼第2クレータ処理時間とが入力されて、溶接トーチを溶接終了位置に移動させるためのマニピュレータ21の各関節角度を算出する。
【0058】
ステップST8「先行ワイヤ及び後行ワイヤ溶接開始完了信号出力ステップ」において、先行ワイヤ先端3a及び後行ワイヤ先端4aにアーク5及びアーク6がそれぞれ発生したときに、先行ワイヤ溶接条件出力回路35及び後行ワイヤ溶接条件出力回路36が先行ワイヤ溶接開始完了信号S3及び後行ワイヤ溶接開始完了信号S4を溶接トーチ移動経路算出回路32にそれぞれ出力する。
【0059】
図15に示すステップST9「第1クレータ処理開始位置溶接トーチ移動ステップ」において、溶接トーチ移動経路算出回路32に、先行ワイヤ溶接開始完了信号S3及び後行ワイヤ溶接開始完了信号S4が入力されたときに、溶接トーチ移動経路算出回路32が図14に示すステップST7において算出した図10に示す第1クレータ処理開始位置P3に溶接トーチを移動させるためのマニピュレータ21の各関節角度をサーボ制御回路33に出力する。この結果、マニピュレータ21は予め設定された通常の溶接速度で直線動作を開始し、通常の溶接を行う。
【0060】
図15に示すステップST10「第1クレータ処理指令信号出力ステップ」及び図13に示す時刻t3において、溶接トーチが図10に示す第1クレータ処理開始位置P3に移動して、図14に示すステップST7で算出した第1クレータ処理開始位置P3の関節角度の算出値に達したときに、溶接トーチ移動経路算出回路32が、先行ワイヤ溶接終了処理指令信号S5を先行ワイヤ溶接条件出力回路35に出力し、第1クレータ処理指令信号S6を後行ワイヤ溶接条件出力回路36に出力する。
また、溶接トーチ移動経路算出回路32が、第1クレータ処理速度をサーボ制御回路33に出力する。
【0061】
図15に示すステップST11「先行ワイヤ溶接終了処理ステップ」及び図13に示す時刻t3において、先行ワイヤ溶接条件出力回路35に溶接トーチ移動経路算出回路32から先行ワイヤ溶接終了処理指令信号S5が入力されたときに、先行ワイヤ溶接用電源装置23がアンチスチック処理及び溶着解除処理を行う。そして、アンチスチック処理及び溶着解除処理を終了した後、先行ワイヤ溶接条件出力回路35が、溶着無しと判別したときに、溶接トーチ移動経路算出回路32に先行ワイヤ溶接終了処理完了信号S7を出力する。
ここで、アンチスチック処理とは、ワイヤ送給装置に停止信号が入力された後も、モータは慣性力によってワイヤを送給する。したがって、ワイヤが溶融池に突っ込み、溶融池が冷却するとワイヤ先端が溶着金属に固着(スチック)してしまう。このスチックを防ぐために、ワイヤ送給装置に停止信号が入力された後に、溶接電流値よりも小さい電流を通電することによってワイヤの溶融を継続させて、ワイヤが溶融池に突っ込むことを防止する処理である。
また、溶着解除処理とは、ワイヤに通電を終了した後、ワイヤの先端が被溶接物に溶着しているかどうかを、例えば、短絡検出回路又は溶接電流リレーで検出する。そして、溶着を検出したときはワイヤの先端と被溶接物との間に無負荷電圧を印加して通電し、ワイヤを燃え上がらせて溶着を解除する処理である。
【0062】
図15示すステップST12「第1クレータ処理ステップ」において、後行ワイヤ溶接条件出力回路36に第1クレータ処理指令信号S6が入力されたときに、この後行ワイヤ溶接条件出力回路36が第1クレータ処理電流値及び第1クレータ処理電圧値を後行ワイヤ溶接用電源装置24に出力する。
【0063】
図15に示すステップST13「第2クレータ処理開始ステップ」及び図13に示す時刻t4において、後行チップ2が図10に示す第2クレータ処理位置P4に移動して、図14に示すステップST7で算出した第2クレータ処理位置P4の関節角度の算出値に達したときに、サーボ制御回路33がマニピュレータ21を停止して、溶接トーチ移動経路算出回路32が、第2クレータ処理指令信号S8を後行ワイヤ溶接条件出力回路36に出力する。
【0064】
図15に示すステップST14「第2クレータ処理ステップ」において、後行ワイヤ溶接条件出力回路36に第2クレータ処理指令信号S8が入力されたときに、この後行ワイヤ溶接条件出力回路36が、第2クレータ処理電流値及び第2クレータ処理電圧値を後行ワイヤ溶接用電源装置24に出力し、第2クレータ処理時間の計測を開始する。
【0065】
図15に示すステップST15「後行ワイヤ溶接終了処理ステップ」及び図13に示す時刻t5において、後行ワイヤ溶接条件出力回路36が第2クレータ処理時間の計測を満了したときに、後行ワイヤ溶接用電源装置24が後行ワイヤのアンチスチック処理及び溶着解除処理を行う。そして、アンチスチック処理及び溶着解除処理終了後、後行ワイヤ溶接条件出力回路36が、溶着無しと判別したときに、溶接トーチ移動経路算出回路32に後行ワイヤ溶接終了処理完了信号S9を出力する。
【0066】
図15に示すステップST16「次溶接区間溶接ステップ」において、溶接トーチ移動経路算出回路32に先行ワイヤ溶接終了処理完了信号S7及び後行ワイヤ溶接終了処理完了信号S9が入力されときに、図14に示すステップST4乃至図15に示すステップST15を繰り返して次の溶接区間の溶接を行い、作業プログラムファイル出力回路29に設定された全溶接区間の溶接を終了したときに溶接ロボットの起動を停止する。
【0067】
以上説明した実施例2の溶接終了制御方法を要約すると下記のとおりである。電極パラメータ出力回路31に▲1▼先行ワイヤ3又は後行ワイヤ4の標準突出し長さL1と▲2▼先行ワイヤ3及び後行ワイヤ4の「標準突出し長さのワイヤ先端間距離」L2とを含む電極パラメータを設定する「電極パラメータ設定ステップ」(ステップST1)と、
作業プログラムファイル出力回路29に被溶接物8の各溶接区間における予め定めた▲1▼溶接開始パラメータと▲2▼溶接終了パラメータとを設定する「作業プログラムファイル設定ステップ」(ステップST2)と、
溶接ロボットシステムを起動し、電極パラメータ出力回路31に設定した電極パラメータと、作業プログラムファイル出力回路29に設定した▲1▼被溶接物8の各溶接区間における予め定めた溶接開始位置での通常の溶接速度を溶接トーチ移動経路算出回路32に出力し、
被溶接物8の各溶接区間における予め定めた▲1▼各溶接区間の溶接開始位置での先行ワイヤ3の溶接電流値及び溶接電圧値を先行ワイヤ溶接条件出力回路35に出力し、被溶接物8の各溶接区間における予め定めた▲1▼各溶接区間の溶接開始位置での後行ワイヤ4の溶接電流値及び溶接電圧値と▲2▼第1クレータ処理電流値及び第1クレータ処理電圧値と▲3▼第2クレータ処理電流値及び第2クレータ処理電圧値とを後行ワイヤ溶接条件出力回路36に出力する「電極パラメータ及び作業プログラムファイル入力ステップ」(ステップST3)と、
溶接トーチ移動経路算出回路32が、溶接開始位置に溶接トーチを移動させるためのマニピュレータ21の各関節角度を算出して、各関節角度の算出値をサーボ制御回路33に出力する「溶接開始位置溶接トーチ移動経路算出、出力ステップ」(ステップST4)と、
溶接開始位置に溶接トーチが達したときに、溶接トーチ移動経路算出回路32が、先行ワイヤ溶接開始指令信号S1を先行ワイヤ溶接条件出力回路35に出力し、後行ワイヤ溶接開始指令信号S2を後行ワイヤ溶接条件出力回路36に出力する「先行ワイヤ及び後行ワイヤ溶接開始完了信号出力ステップ」(ステップST5)と、
先行ワイヤ溶接開始指令信号S1が先行ワイヤ溶接条件出力回路35に入力され、後行ワイヤ溶接開始指令信号S2が後行ワイヤ溶接条件出力回路36に入力されたときに、先行ワイヤ溶接条件出力回路35及び後行ワイヤ溶接条件出力回路36が、溶接開始位置での先行ワイヤ3及び後行ワイヤ4にそれぞれ供給する溶接電流値と溶接電圧値とを先行ワイヤ溶接用電源装置23及び後行ワイヤ溶接用電源装置24に出力して先行ワイヤ3及び後行ワイヤ4をそれぞれ通電し、
溶接トーチ移動経路算出回路32が、通常の溶接速度をサーボ制御回路33に出力する「先行ワイヤ及び後行ワイヤ通電開始ステップ」(ステップST6)と、先行ワイヤ溶接開始指令信号S1が先行ワイヤ溶接条件出力回路35に入力され、後行ワイヤ溶接開始指令信号S2が後行ワイヤ溶接条件出力回路36に入力された後に、溶接トーチ移動経路算出回路32が、作業プログラムファイル出力回路29から▲1▼第1クレータ処理期間の溶接トーチの移動速度である第1クレータ処理速度及び溶接トーチの移動距離である第1クレータ処理距離D1と▲2▼第2クレータ処理時間とをが入力されて、溶接トーチを溶接終了位置に移動させるためのマニピュレータ21の各関節角度を算出する「溶接終了位置溶接トーチ移動経路算出ステップ」(ステップST7)と、
先行ワイヤ先端3a及び後行ワイヤ先端4aにアーク5及びアーク6がそれぞれ発生したときに、先行ワイヤ溶接条件出力回路35及び後行ワイヤ溶接条件出力回路36が先行ワイヤ溶接開始完了信号S3及び後行ワイヤ溶接開始完了信号S4を溶接トーチ移動経路算出回路32にそれぞれ出力する「先行ワイヤ及び後行ワイヤ溶接開始完了信号出力ステップ」(ステップST8)と、
溶接トーチ移動経路算出回路32に、先行ワイヤ溶接開始完了信号S3及び後行ワイヤ溶接開始完了信号S4が入力されたときに、溶接トーチ移動経路算出回路32が第1クレータ処理開始位置P3に溶接トーチを移動させるためのマニピュレータ21の各関節角度をサーボ制御回路33に出力する「第1クレータ処理開始位置溶接トーチ移動ステップ」(ステップST9)と、
溶接トーチが第1クレータ処理開始位置P3に達したときに、溶接トーチ移動経路算出回路32が、先行ワイヤ溶接終了処理指令信号S5を先行ワイヤ溶接条件出力回路35に出力し、第1クレータ処理指令信号S6を後行ワイヤ溶接条件出力回路36に出力し、溶接トーチ移動経路算出回路32が、第1クレータ処理速度をサーボ制御回路33に出力する「第1クレータ処理指令信号出力ステップ」(ステップST10)と、
先行ワイヤ溶接条件出力回路35に溶接トーチ移動経路算出回路32から先行ワイヤ溶接終了処理指令信号S5が入力されたときに、先行ワイヤ溶接用電源装置23がアンチスチック処理及び溶着解除処理を行い、アンチスチック処理及び溶着解除処理を終了した後、先行ワイヤ溶接条件出力回路35が、溶着無しと判別したときに、溶接トーチ移動経路算出回路32に先行ワイヤ溶接終了処理完了信号S7を出力する「先行ワイヤ溶接終了処理ステップ」(ステップST11)と、
後行ワイヤ溶接条件出力回路36に第1クレータ処理指令信号S6が入力されたときに、後行ワイヤ溶接条件出力回路36が第1クレータ処理電流値及び第1クレータ処理電圧値を後行ワイヤ溶接用電源装置24に出力する「第1クレータ処理ステップ」(ステップST12)と、
後行チップ2が第2クレータ処理位置P4に達したときに、サーボ制御回路33がマニピュレータ21を停止して、溶接トーチ移動経路算出回路32が、第2クレータ処理指令信号S8を後行ワイヤ溶接条件出力回路36に出力する「第2クレータ処理開始ステップ」(ステップST13)と、
後行ワイヤ溶接条件出力回路36に第2クレータ処理指令信号S8が入力されたときに、後行ワイヤ溶接条件出力回路36が第2クレータ処理電流値及び第2クレータ処理電圧値を後行ワイヤ溶接用電源装置24に出力し、第2クレータ処理時間の計測を開始する「第2クレータ処理ステップ」(ステップST14)と、
後行ワイヤ溶接条件出力回路36が第2クレータ処理時間の計測を満了したときに、後行ワイヤ溶接用電源装置24が後行ワイヤのアンチスチック処理及び溶着解除処理を行い、アンチスチック処理及び溶着解除処理終了後、後行ワイヤ溶接条件出力回路36が、溶着無しと判別したときに、溶接トーチ移動経路算出回路32に後行ワイヤ溶接終了処理完了信号S9を出力する「後行ワイヤ溶接終了処理ステップ」(ステップST15)とからなる消耗2電極アーク溶接終了制御方法である。
【0068】
上記溶接終了制御方法を適用した実施例2の溶接ロボットを要約すると下記のとおりである。実施例2の溶接ロボットは、被溶接物8の各溶接区間における予め定めた▲1▼溶接開始パラメータと▲2▼溶接終了パラメータとを記憶させている作業プログラムファイル出力回路29と、
予め定めた▲1▼「先行ワイヤ3又は後行ワイヤ4の標準突出し長さ」L1及び▲2▼「標準突出し長さのワイヤ先端間距離」L2から成る電極パラメータを記憶させている電極パラメータ出力回路31と、
▲1▼作業プログラムファイル出力回路29の出力信号が入力されて、溶接開始位置から溶接終了位置に溶接トーチを移動させるためのマニピュレータ21の各関節角度を算出して(後述するサーボ制御回路33に)各関節角度の算出値を出力し、
▲2▼溶接開始位置に溶接トーチが達したときに、先行ワイヤ溶接開始指令信号S1を先行ワイヤ溶接条件出力回路35に出力し、後行ワイヤ溶接開始指令信号S2を後行ワイヤ溶接条件出力回路36に出力し、通常の溶接速度を(後述するサーボ制御回路33)に出力し、▲3▼溶接トーチが第1クレータ処理開始位置P3に達したときに、先行ワイヤ溶接終了処理指令信号S5を(後述する先行ワイヤ溶接条件出力回路35に)出力し、第1クレータ処理指令信号S6を(後述する後行ワイヤ溶接条件出力回路36に)出力し、第1クレータ処理速度を(後述するサーボ制御回路33)に出力し、▲4▼後行チップ2が第2クレータ処理位置P4に達したときに、第2クレータ処理指令信号S8を(後述する後行ワイヤ溶接条件出力回路36に)出力する溶接トーチ移動経路算出回路32と、
▲1▼溶接トーチ移動経路算出回路32から溶接トーチを移動させるためのマニピュレータ21の各関節角度の算出値が入力されてマニピュレータ21を制御し、▲2▼後行チップ2が第2クレータ処理位置P4に達したときに、マニピュレータ21を停止するサーボ制御回路33と、
▲1▼先行ワイヤ溶接開始指令信号S1が入力されたときに、溶接開始位置での先行ワイヤ3に供給する溶接電流値と溶接電圧値とを(後述する先行ワイヤ溶接用電源装置23に)出力し、▲2▼先行ワイヤ先端3aにアーク5が発生したときに、先行ワイヤ溶接開始完了信号S3を溶接トーチ移動経路算出回路32に出力し、▲3▼先行ワイヤ溶接終了処理指令信号S5が入力されたときに、先行ワイヤ3のアンチスチック処理及び溶着解除処理を指令する信号を(後述する先行ワイヤ溶接用電源装置23に)出力し、溶着無しと判別したときに、溶接トーチ移動経路算出回路32に先行ワイヤ溶接終了処理完了信号S7を出力する先行ワイヤ溶接条件出力回路35と、
先行ワイヤ溶接条件出力回路35から先行ワイヤの溶接電流の通電を指令する信号が入力されたときに先行ワイヤ3に溶接電流を通電し、先行ワイヤ3のアンチスチック処理及び溶着解除処理の指令信号が入力されたときに先行ワイヤ3のアンチスチック処理及び溶着解除処理を行う先行ワイヤ溶接用電源装置23と、▲1▼後行ワイヤ溶接開始指令信号S2が入力されたときに、溶接開始位置での後行ワイヤ4に供給する溶接電流値と溶接電圧値とを(後述する後行ワイヤ溶接用電源装置24に)出力し、▲2▼後行ワイヤ先端4aにアーク6が発生したときに、後行ワイヤ溶接開始完了信号S4を溶接トーチ移動経路算出回路32に出力し、▲3▼第1クレータ処理指令信号S6が入力されたときに、第1クレータ処理電流値及び第1クレータ処理電圧値を(後述する後行ワイヤ溶接用電源装置24に)出力し、▲4▼第2クレータ処理指令信号S8が入力されたときに第2クレータ処理電流値及び第2クレータ処理電圧値を(後述する後行ワイヤ溶接用電源装置24に)出力し、第2クレータ処理時間の計測を開始し、▲5▼第2クレータ処理時間の計測を満了したときに、後行ワイヤ4のアンチスチック処理及び溶着解除処理を行う指令信号を(後述する後行ワイヤ溶接用電源装置24に)出力し、溶着無しと判別したときに、溶接トーチ移動経路算出回路32に後行ワイヤ溶接終了処理完了信号S9を出力する後行ワイヤ溶接条件出力回路36と、
後行ワイヤ溶接条件出力回路36から後行ワイヤの溶接電流の通電を指令する信号が入力されたときに後行ワイヤ4に溶接電流を通電し、後行ワイヤ4のアンチスチック処理及び溶着解除処理を行う指令信号が入力されたときに後行ワイヤ4のアンチスチック処理及び溶着解除処理を行う後行ワイヤ溶接用電源装置24とを備えた溶接ロボットである。
【0069】
【発明の効果】
本発明の消耗2電極アーク溶接終了方法及び溶接終了制御方法及び溶接ロボットは、2電極1トーチ方式の消耗電極アーク溶接の終了方法において、溶接終了位置で先行ワイヤ3の送給及び通電を停止して、後行ワイヤ4で通常の溶接時よりも遅い溶接速度で第1クレータ処理を行い、その後、溶接トーチの移動を略停止させて第2クレータ処理を行うので、クレータ処理跡が一箇所だけになり、溶接終了位置においても、溶接ビード幅が減少したり、溶け込み不足が発生したりすることがなく溶接ビードの外観が良好になり、溶接継手強度も確保することができる。また、高速溶接を行うときに、クレータ処理を行う手前の窪んだ溶融池もクレータ処理を行うことができるので、溶接終了位置に溶融池跡が生じることがなく、割れ、収縮孔等の欠陥が生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本出願に係る発明の特徴を最もよく表す図である。
【図2】2電極1トーチ方式の消耗電極アーク溶接終了方法を説明する図である。
【図3】2電極1トーチ方式の溶接ロボットの一般的な構成を示す図である。
【図4】従来技術1の2電極1トーチ方式の消耗電極アーク溶接の終了方法を説明する図である。
【図5】図4に続く従来技術1の2電極1トーチ方式の消耗電極アーク溶接の終了方法を説明する図である。
【図6】従来技術2のタンデムアーク溶接を行うための装置を示す図である。
【図7】従来技術2の溶接終了時の制御方法を説明するタイムチャートである。
【図8】本発明の実施例1の消耗2電極アーク溶接終了方法において、先行ワイヤ3及び後行ワイヤ4を送給し、後行ワイヤ4が第1及び第2クレータ処理を行う場合を説明する図である。
【図9】実施例1の溶接終了方法において図8に続く溶接終了方法を説明する図である。
【図10】本発明の後行ワイヤ4がクレータ処理をする場合の溶接開始位置P1から第1クレータ処理開始位置及び第2クレータ処理位置までの溶接トーチの移動距離を説明するための図である。
【図11】実施例2に使用する溶接線WLをX軸としノズル10の中心軸をY軸としたときに、ノズル10の中心軸に対して先行チップ1及び後行チップ2に角度を設けて配置したときの先行ワイヤ先端3aと後行ワイヤ先端4aとの位置関係を示す図である。
【図12】本発明の溶接終了方法又は溶接終了制御方法を図3に示す溶接ロボットに適用した場合のロボット制御装置27のブロック図である。
【図13】実施例2のロボット制御装置の溶接トーチ移動経路算出回路32が出力する信号と先行チップ1及び後行チップ2移動速度とを示す図である。
【図14】実施例2のロボット制御装置27の動作を示すフローチャートである。
【図15】図14に続く実施例2のロボット制御装置27の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 先行チップ
2 後行チップ
3 先行ワイヤ
3a 先行ワイヤ先端
4 後行ワイヤ
4a 後行ワイヤ先端
5、6 アーク
7 溶融池
8 被溶接物
9 溶接ビード
10 ノズル
11 シールドガス
13 溶融池跡
14 溶接トーチ
15、16 クレータ処理跡
21 マニピュレータ
23 先行ワイヤ溶接用電源装置
24 後行ワイヤ溶接用電源装置
25 先行ワイヤ送給装置
26 後行ワイヤ送給装置
27 ロボット制御装置
29 作業プログラムファイル出力回路
31 電極パラメータ出力回路
32 溶接トーチ移動経路算出回路
33 サーボ制御回路
35 先行ワイヤ溶接条件出力回路
36 後行ワイヤ溶接条件出力回路
41 先行チップ
42 後行チップ
43 被溶接物
44 先行ワイヤ溶接用電源装置
45 後行ワイヤ溶接用電源装置
46 先行ワイヤ送給装置
47 後行ワイヤ送給装置
48 先行ワイヤ
49 後行ワイヤ
50、51 アーク
52 溶融池
53 溶接ビード
54 溶接制御装置
55 溶接ロボット
D1 第1クレータ処理距離
I1 先行ワイヤ48の通常の溶接時の電流
I2 先行ワイヤ48の減少させたときの電流
I3 後行ワイヤ49の通常の溶接時の電流
I2 後行ワイヤ49の減少させたときの電流
E1 先行ワイヤ48の通常の溶接時の電圧
E2 先行ワイヤ48の減少させたときの電圧
E3 後行ワイヤ49の通常の溶接時の電圧
E4 先行ワイヤ49の減少させたときの電圧
L1 先行ワイヤ3又は後行ワイヤ4の標準突出し長さ
L2 標準突出し長さのワイヤ先端間距離
L3 全溶接トーチ移動距離
L4 通常の溶接の溶接トーチ移動距離
P1 溶接開始位置
P2 溶接終了位置
P3 第1クレータ処理開始位置
P4 第2クレータ処理位置
S1 先行ワイヤ溶接開始指令信号
S2 後行ワイヤ溶接開始指令信号
S3 先行ワイヤ溶接開始完了信号
S4 後行ワイヤ溶接開始完了信号
S5 先行ワイヤ溶接終了処理指令信号
S6 第1クレータ処理指令信号
S7 先行ワイヤ溶接終了処理完了信号
S8 第2クレータ処理指令信号
S9 後行ワイヤ溶接終了処理完了信号
T1 先行ワイヤ48の通電停止までの待ち時間
T1 後行ワイヤ49の通電停止までの待ち時間
α 先行チップ角度
β 後行チップ角度[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to improvement of a method for terminating arc welding in which two consumable electrodes (hereinafter referred to as wires) are fed and welded in one torch in consumable electrode arc welding.
[0002]
[Prior art]
In the construction of various welded structures, thin plate high-speed welding or thick plate high-weld welding is performed to improve work efficiency. To further improve the efficiency, as shown in FIG. A consumable electrode arc welding method of a two-electrode, one-torch system that feeds a wire is employed. In the figure, the leading wire tip 3a is supplied from a welding power source (not shown) between the leading
[0003]
In FIG. 2, the molten metal in the molten pool 7 formed by the
[0004]
FIG. 3 is a diagram showing a general configuration of the above-described two-electrode one-torch type welding robot. In the figure, a welding torch 14 having a leading
When the welding direction is changed, the leading and trailing are interchanged. Therefore, the leading
[0005]
[Prior art 1]
A welding end method (hereinafter, referred to as “
[0006]
FIG. 4 (A) shows a state during consumable electrode arc welding of the two-electrode one-torch method. In the figure, the leading
[0007]
Then, as shown in FIG. 4B, when the leading wire tip 3a reaches the welding end position P2, which is the terminal portion of the weld bead formed by the leading
[0008]
Here, the crater process will be described. At the weld bead end portion, a so-called crater is formed in the molten pool immediately under the arc, which is depressed by the arc force. This crater is likely to have defects such as cracks and shrinkage holes. In order to prevent this, the operation of reducing or eliminating the crater is called crater processing. In general, a method of decreasing the welding current continuously or stepwise at the end portion of the weld bead, or interrupting the welding current is used.
In addition, let said crater process of said prior art be 2nd crater process in this invention.
[0009]
Thereafter, when the crater process is finished, the robot control device 27 shown in FIG. 3 inputs a welding end command signal to the preceding wire welding power source device 23 and the subsequent wire welding power source device 24, and FIG. ) Finish the welding as shown in FIG.
[0010]
FIG. 5 is a diagram showing an appearance of a weld bead end portion according to a consumable electrode arc welding end method of the two-electrode one-torch method of the
[0011]
[Prior Art 2]
In order to solve the above-mentioned problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-113373 “Control Method of Tandem Arc Welding” (hereinafter referred to as Prior Art 2) has been proposed.
FIG. 6 is a diagram illustrating an apparatus for performing tandem arc welding according to
[0012]
FIG. 7 is a time chart for explaining a control method at the end of welding according to the
[0013]
When the leading tip 41 reaches the welding end position P2 at time t1 shown in FIG. 7, the energizing current of the leading
Thereafter, after the waiting time Td1 has elapsed, the arc of the preceding
[0014]
When the succeeding tip 42 reaches the welding end position P2 at time t2 in the figure, the movement of the leading tip 41 and the succeeding tip 42 is stopped as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 4D, the energization current of the trailing
Thereafter, the arc of the trailing
[0015]
The energizing currents I2 and I4 reduced before the arc is stopped are appropriately about half of the normal welding currents I1 and I2, respectively. Further, the applied voltages E2 and E4 reduced before stopping the arc may be set to values suitable for the reduced energization currents I2 and I4, respectively.
[0016]
Thus, by reducing the current applied to the preceding
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
In the
Further, in high-speed welding in which the welding speed exceeds 2 [m / min], in order to obtain a uniform weld bead, the ratio of the current applied to the preceding
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The invention described in
[0019]
The invention according to
[0020]
The invention according to
[0021]
In the invention according to
In a consumable two-electrode arc welding end method in which two wires are fed and welded in one torch,
When the leading
Next, when the trailing
[0022]
The invention described in
In a consumable two-electrode arc welding end control method for feeding and welding two wires in one torch,
When the
A “first crater processing command step” (corresponding to step ST10) for giving a command for performing the first crater processing at a first crater processing speed at which the subsequent wire is slower than the normal welding speed;
When the preceding wire welding end process command is input, the anti-stick process and the welding release process of the
A “first crater processing step” (corresponding to step ST12) that outputs a predetermined first crater processing current value and a first crater processing voltage value when the first crater processing is commanded;
The “second crater processing start step” (step ST13) in which the welding torch is stopped when the trailing
When the trailing
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram that best represents the features of the invention according to the present application. Since it is the same as FIG. 8 described later, the description will be described later with reference to FIG.
An embodiment of the invention is a welding robot according to claim 12 at the time of filing, wherein the welding robot feeds and welds two wires in one torch, and each welding section of the work piece 8 is welded. A work program file output circuit 29 that stores predetermined {circle around (1)} welding start parameters and {circle around (2)} welding end parameters, a predetermined “standard protruding length of the
[0031]
【Example】
Hereinafter, the welding end method will be described in the first embodiment, and then the welding end control method and the welding robot by the robot controller 27 in the second embodiment will be described.
[Example 1]
FIG. 8 is a diagram for explaining Example 1 in which the
[0032]
As shown in FIG. 8B, when the leading wire tip 3a reaches the welding end position P2, the robot controller 27 shown in FIG. 3 confirms that the leading wire tip 3a has reached the welding end position P2. , The welding end command signal is output to the preceding wire welding power source device 23, and the first crater processing command signal is output to the following wire welding power source device 24. L2 shown in FIG. 8B is the distance between the wire tips of the standard protruding length, and can be used as a first crater processing distance D1 described later.
Thereafter, as shown in FIG. 5C, the trailing
[0033]
Here, the first crater process is to stop the feeding and energization of the
[0034]
FIG. 9 is a diagram illustrating a welding end method subsequent to FIG. 8 in the welding end method of the first embodiment. 9A to 9C subsequent to FIG. 8C will be described. When the welding torch finishes moving the first crater processing distance D1, for example, the distance L2 between the wire tips, the welding torch stops, and the robot controller 27 shown in FIG. The second crater processing command signal is output, and the trailing
Here, the second crater process is to process the crater in a state where the succeeding wire stops the welding torch, and the welding current value and the welding voltage value can be arbitrarily set. This corresponds to the crater processing described in
[0035]
When the succeeding
[0036]
As described above, in the first embodiment, only the trailing
[0037]
In the above-described embodiment, the first crater processing distance D1 can be set to “the distance between the wire tips of the standard protruding length” L2. Further, the first crater processing distance D1 can be calculated from the first crater processing moving speed and the first crater processing moving time. Further, the first crater processing distance D1 can be calculated as a percentage of the “standard protrusion length distance between the wire tips” L2.
[0038]
[Explanation of FIG. 10]
FIG. 10 is a view for explaining the moving distance of the welding torch from the welding start position P1 to the first crater processing start position and the second crater processing position when the trailing
FIG. 10 is a view for explaining the moving distance of the welding torch when the succeeding
[0039]
The welding end method of Example 1 is a welding end method in which the feeding and energization of the
[0040]
Next, a second embodiment of the welding end control method and welding robot of the present invention will be described.
[Example 2]
In Example 2, as shown in FIGS. 10, 14, and 15, feeding and energization of the
[0041]
[Explanation of FIG. 11]
FIG. 11 shows that the leading
In FIG. 11 in which the leading
[0042]
[Explanation of FIG. 12]
12 is a block diagram of the robot controller 27 when the welding end method or the welding end control method of the present invention is applied to the welding robot shown in FIG.
In FIG. 12, the work program file output circuit 29 stores (1) welding start parameters and (2) welding end parameters determined in advance in each welding section of the work piece 8.
Here, the above-mentioned “welding start parameter” means (1) the welding current value and welding voltage value of the
The “welding end parameter” is a condition for the first and second crater processes performed by the succeeding
[0043]
Further, the first crater processing distance D1 may be set to, for example, {circle around (1)} “standard protrusion length distance between wire tips” L2. Alternatively, (2) the movement time of the welding torch during the first crater processing period of the trailing wire and the preceding wire may be set. In this case, (first crater processing distance) D1 = (moving speed of welding torch during first crater processing period) × (moving time of welding torch during first crater processing period). Alternatively, (3) “standard protrusion length distance between wire tips” L2 may be specified as a percentage and set by (first crater processing distance) D1 / L2 [%].
[0044]
In addition, according to the experiments by the inventors, the speed is decreased when moving from the normal welding speed to the first crater processing speed, so that the
[0045]
In the electrode parameter output circuit 31 shown in FIG. 12, when the
In FIG. 12, the work program file output circuit 29 stores (1) welding start parameters and (2) welding end parameters determined in advance in each welding section of the work piece 8.
Here, the above-mentioned “welding start parameter” means (1) the welding current value and welding voltage value of the
[0046]
Further, the output signal of the work program file output circuit 29 is input to the welding torch moving path calculation circuit 32, and the joint angles of the manipulator 21 for moving the welding torch from the welding start position to the welding end position are calculated. Then, the calculated value of each joint angle is output to a servo control circuit 33 described later.
[0047]
The servo control circuit 33 receives the calculated values of the joint angles of the manipulator 21 for moving the welding torch from the welding torch moving path calculation circuit 32 and controls the manipulator 21.
[0048]
The preceding wire welding condition output circuit 35 receives a preceding wire welding start command signal S1 that instructs the
The preceding wire welding power source device 23 energizes the
[0049]
The trailing wire welding condition output circuit 36 starts the trailing wire welding in which the trailing
The power supply device 24 for the subsequent wire welding supplies the welding current to the
[0050]
Next, the operation of the robot control apparatus 27 according to the second embodiment will be described with reference to the signal time chart of FIG. 13 and the flowcharts shown in FIGS.
[Explanation of FIG. 13]
FIG. 13 is a diagram illustrating signals output from the welding torch movement path calculation circuit 32 of the robot control apparatus 27 according to the second embodiment and the movement speeds of the leading
[0051]
[Explanation of FIGS. 14 and 15]
14 and 15 are flowcharts illustrating the operation of the robot control device 27 according to the third embodiment. In step ST1 “electrode parameter setting step” shown in FIG. 14, the electrode parameter output circuit 31 is provided with (1) the standard protruding length L1 of the
[0052]
In step ST2 “work program file setting step”, predetermined (1) welding start parameter and (2) welding end parameter in each welding section of the work piece 8 are set in the work program file output circuit 29.
[0053]
At step ST3 “electrode parameter and work program file input step” shown in FIG. 14 and at time t1 shown in FIG. 13, the welding robot system is activated and the electrode parameters set in the electrode parameter output circuit 31 and the work program file output circuit 29 And a normal welding speed at a predetermined welding start position in each welding section of the work piece 8 set to be output to the welding torch moving path calculation circuit 32.
Further, the welding current value and welding voltage value of the
[0054]
In step ST4 “Welding start position welding torch movement path calculation and output step” shown in FIG. 14, the welding torch movement path calculation circuit 32 calculates each joint angle of the manipulator 21 for moving the welding torch to the welding start position. Thus, the calculated values of the joint angles are output to the servo control circuit 33.
[0055]
At step ST5 “leading wire and subsequent wire welding start signal output step” shown in FIG. 14 and at time t2 shown in FIG. 13, the welding torch moves to the welding start position, and the joint angle at the welding start position described in step ST4 When the calculated value is reached, the welding torch moving path calculation circuit 32 outputs the preceding wire welding start command signal S1 to the preceding wire welding condition output circuit 35, and the subsequent wire welding start command signal S2. It outputs to the condition output circuit 36.
[0056]
In step ST6 “leading wire and succeeding wire energization start step” shown in FIG. 14, the leading wire welding start command signal S1 is input to the leading wire welding condition output circuit 35, and the trailing wire welding start command signal S2 is input to the trailing wire. When input to the welding condition output circuit 36, the preceding wire welding condition output circuit 35 and the succeeding wire welding condition output circuit 36 respectively supply welding to the
[0057]
In step ST7 “following wire crater processing welding end position welding torch moving path calculating step” shown in FIG. 14, the preceding wire welding start command signal S1 is input to the preceding wire welding condition output circuit 35, and the following wire welding start command signal is received. After S2 is input to the subsequent wire welding condition output circuit 36, the welding torch movement path calculation circuit 32 sends the first crater processing speed, which is the movement speed of the welding torch during the first crater processing period, from the work program file output circuit 29. And a first crater processing distance D1 (shown in FIG. 10) which is a moving distance of the welding torch and (3) a second crater processing time are input, and each of the manipulators 21 for moving the welding torch to the welding end position Calculate the joint angle.
[0058]
In step ST8 “leading wire and succeeding wire welding start completion signal output step”, when the
[0059]
When the preceding wire welding start completion signal S3 and the subsequent wire welding start completion signal S4 are input to the welding torch movement path calculation circuit 32 in step ST9 "first crater processing start position welding torch movement step" shown in FIG. Further, the joint angle of the manipulator 21 for moving the welding torch to the first crater processing start position P3 shown in FIG. 10 calculated by the welding torch moving path calculation circuit 32 in step ST7 shown in FIG. Output. As a result, the manipulator 21 starts a linear operation at a preset normal welding speed and performs normal welding.
[0060]
At step ST10 “first crater processing command signal output step” shown in FIG. 15 and at time t3 shown in FIG. 13, the welding torch moves to the first crater processing start position P3 shown in FIG. 10, and step ST7 shown in FIG. When the calculated value of the joint angle at the first crater processing start position P3 calculated in step S3 is reached, the welding torch movement path calculation circuit 32 outputs the preceding wire welding end processing command signal S5 to the preceding wire welding condition output circuit 35. The first crater processing command signal S6 is output to the trailing wire welding condition output circuit 36.
Further, the welding torch moving path calculation circuit 32 outputs the first crater processing speed to the servo control circuit 33.
[0061]
In step ST11 “preceding wire welding end processing step” shown in FIG. 15 and time t3 shown in FIG. 13, the preceding wire welding end processing command signal S5 is input from the welding torch moving path calculation circuit 32 to the preceding wire welding condition output circuit 35. The preceding wire welding power source device 23 performs the anti-stick process and the welding release process. Then, after the anti-stick process and the welding release process are completed, when the preceding wire welding condition output circuit 35 determines that there is no welding, the preceding wire welding end process completion signal S7 is output to the welding torch movement path calculation circuit 32. .
Here, the anti-stick process means that the motor feeds the wire by the inertial force even after the stop signal is input to the wire feeding device. Therefore, when the wire rushes into the molten pool and the molten pool cools, the tip of the wire adheres (sticks) to the weld metal. In order to prevent this sticking, after a stop signal is input to the wire feeder, a current smaller than the welding current value is applied to continue melting the wire and prevent the wire from being pushed into the molten pool. It is.
In the welding release process, for example, a short-circuit detection circuit or a welding current relay detects whether or not the tip of the wire is welded to the workpiece after energization of the wire is completed. And when welding is detected, it is the process which applies a no-load voltage between the front-end | tip of a wire and a to-be-welded object, energizes, burns up a wire, and cancels welding.
[0062]
In step ST12 "first crater processing step" shown in FIG. 15, when the first crater processing command signal S6 is input to the subsequent wire welding condition output circuit 36, the subsequent wire welding condition output circuit 36 The processing current value and the first crater processing voltage value are output to the power supply device 24 for the subsequent wire welding.
[0063]
At step ST13 “second crater processing start step” shown in FIG. 15 and at time t4 shown in FIG. 13, the trailing
[0064]
In step ST14 “second crater processing step” shown in FIG. 15, when the second crater processing command signal S8 is input to the subsequent wire welding condition output circuit 36, the subsequent wire welding condition output circuit 36 The 2 crater processing current value and the second crater processing voltage value are output to the power supply device 24 for the subsequent wire welding, and measurement of the second crater processing time is started.
[0065]
When the succeeding wire welding condition output circuit 36 has finished measuring the second crater processing time at step ST15 “following wire welding end processing step” shown in FIG. 15 and at time t5 shown in FIG. The power supply device 24 performs an anti-stick process and a welding release process for the following wire. Then, after the end of the anti-stick process and the welding release process, the succeeding wire welding condition output circuit 36 outputs a succeeding wire welding end process completion signal S9 to the welding torch movement path calculation circuit 32 when it is determined that there is no welding. .
[0066]
In step ST16 “next welding section welding step” shown in FIG. 15, when the preceding wire welding end process completion signal S7 and the succeeding wire welding end process completion signal S9 are input to the welding torch movement path calculation circuit 32, FIG. Steps ST4 to ST15 shown in FIG. 15 are repeated to perform welding in the next welding section, and when the welding of all the welding sections set in the work program file output circuit 29 is finished, the activation of the welding robot is stopped.
[0067]
The welding end control method of the second embodiment described above is summarized as follows. In the electrode parameter output circuit 31, (1) the standard protruding length L1 of the
A “work program file setting step” (step ST2) for setting (1) welding start parameters and (2) welding end parameters determined in advance in each welding section of the work piece 8 in the work program file output circuit 29;
The welding robot system is activated, and the electrode parameters set in the electrode parameter output circuit 31 and the normal program set at the predetermined welding start position in each welding section of the workpiece 8 set in the work program file output circuit 29 are as follows. The welding speed is output to the welding torch movement path calculation circuit 32,
The welding current value and the welding voltage value of the
The welding torch moving path calculation circuit 32 calculates each joint angle of the manipulator 21 for moving the welding torch to the welding start position, and outputs the calculated value of each joint angle to the servo control circuit 33 “Welding start position welding”. Torch travel route calculation and output step "(step ST4),
When the welding torch reaches the welding start position, the welding torch movement path calculation circuit 32 outputs the preceding wire welding start command signal S1 to the preceding wire welding condition output circuit 35, and the subsequent wire welding start command signal S2 A "preceding wire and succeeding wire welding start completion signal output step" (step ST5) to be output to the row wire welding condition output circuit 36;
When the preceding wire welding start command signal S1 is input to the preceding wire welding condition output circuit 35 and the following wire welding start command signal S2 is input to the following wire welding condition output circuit 36, the preceding wire welding condition output circuit 35 And the succeeding wire welding condition output circuit 36 supplies the welding current value and the welding voltage value supplied to the
The welding torch movement path calculation circuit 32 outputs a normal welding speed to the servo control circuit 33 “leading wire and subsequent wire energization start step” (step ST6), and the leading wire welding start command signal S1 is a leading wire welding condition. After being input to the output circuit 35 and the subsequent wire welding start command signal S2 being input to the subsequent wire welding condition output circuit 36, the welding torch movement path calculation circuit 32 is connected to the work program file output circuit 29 from the first (1) The first crater processing speed that is the moving speed of the welding torch during the one crater processing period, the first crater processing distance D1 that is the moving distance of the welding torch, and (2) the second crater processing time are input, and the welding torch is Calculate the joint angles of the manipulator 21 for moving to the welding end position. Flop "(step ST7),
When the
When the preceding wire welding start completion signal S3 and the succeeding wire welding start completion signal S4 are input to the welding torch movement path calculation circuit 32, the welding torch movement path calculation circuit 32 moves to the first crater processing start position P3. A “first crater processing start position welding torch moving step” (step ST9) for outputting each joint angle of the manipulator 21 for moving the servo to the servo control circuit 33;
When the welding torch reaches the first crater processing start position P3, the welding torch movement path calculation circuit 32 outputs the preceding wire welding end processing command signal S5 to the preceding wire welding condition output circuit 35, and the first crater processing command The signal S6 is output to the trailing wire welding condition output circuit 36, and the welding torch movement path calculation circuit 32 outputs the first crater processing speed to the servo control circuit 33 "first crater processing command signal output step" (step ST10) )When,
When the preceding wire welding end processing command signal S5 is input from the welding torch movement path calculation circuit 32 to the preceding wire welding condition output circuit 35, the preceding wire welding power supply device 23 performs anti-stick processing and welding release processing, After the stick process and the welding release process are completed, when the preceding wire welding condition output circuit 35 determines that there is no welding, the preceding wire welding end process completion signal S7 is output to the welding torch movement path calculation circuit 32. Welding end processing step "(step ST11);
When the first crater processing command signal S6 is input to the trailing wire welding condition output circuit 36, the trailing wire welding condition output circuit 36 outputs the first crater processing current value and the first crater processing voltage value to the trailing wire welding. "First crater processing step" (step ST12) to be output to the power supply device 24
When the trailing
When the second crater processing command signal S8 is input to the subsequent wire welding condition output circuit 36, the subsequent wire welding condition output circuit 36 outputs the second crater processing current value and the second crater processing voltage value to the subsequent wire welding. “Second crater processing step” (step ST14) for outputting to the power supply device 24 and starting measuring the second crater processing time;
When the trailing wire welding condition output circuit 36 completes the measurement of the second crater processing time, the trailing wire welding power source device 24 performs the antistic processing and welding release processing of the trailing wire, and performs antistic processing and welding. After the release process, when the succeeding wire welding condition output circuit 36 determines that there is no welding, the succeeding wire welding end process completion signal S9 is output to the welding torch movement path calculation circuit 32. This is a consumable two-electrode arc welding end control method consisting of “step” (step ST15).
[0068]
The welding robot of the second embodiment to which the welding end control method is applied is summarized as follows. The welding robot of the second embodiment includes a work program file output circuit 29 for storing (1) welding start parameters and (2) welding end parameters determined in advance in each welding section of the workpiece 8;
Electrode parameter output for storing electrode parameters consisting of predetermined (1) “standard protruding length of preceding
(1) When the output signal of the work program file output circuit 29 is inputted, each joint angle of the manipulator 21 for moving the welding torch from the welding start position to the welding end position is calculated (in a servo control circuit 33 described later). ) Output the calculated value of each joint angle,
(2) When the welding torch reaches the welding start position, the preceding wire welding start command signal S1 is output to the preceding wire welding condition output circuit 35, and the following wire welding start command signal S2 is output to the following wire welding condition output circuit. 36, the normal welding speed is output to (servo control circuit 33 described later), and (3) when the welding torch reaches the first crater processing start position P3, the preceding wire welding end processing command signal S5 is output. (To a later-described preceding wire welding condition output circuit 35), a first crater processing command signal S6 (to a later-described subsequent wire welding condition output circuit 36) is output, and the first crater processing speed (servo control to be described later) is output. (4) When the trailing
(1) The calculated values of the joint angles of the manipulator 21 for moving the welding torch are input from the welding torch moving path calculation circuit 32 to control the manipulator 21, and (2) the
(1) When the preceding wire welding start command signal S1 is input, a welding current value and a welding voltage value supplied to the
When a signal instructing energization of the welding current of the preceding wire is input from the preceding wire welding condition output circuit 35, the welding current is energized to the
When a signal instructing energization of the welding current of the succeeding wire is input from the succeeding wire welding condition output circuit 36, the welding current is energized to the succeeding
[0069]
【Effect of the invention】
The consumable two-electrode arc welding end method, the welding end control method, and the welding robot of the present invention stop the feeding and energization of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram that best represents the features of the invention according to the present application;
FIG. 2 is a diagram for explaining a consumable electrode arc welding end method of a two-electrode one-torch method.
FIG. 3 is a diagram showing a general configuration of a two-electrode, one-torch welding robot.
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of ending consumable electrode arc welding by a two-electrode one-torch method according to
FIG. 5 is a diagram for explaining a method of ending consumable electrode arc welding of the
FIG. 6 is a view showing an apparatus for performing tandem arc welding according to
FIG. 7 is a time chart for explaining a control method at the end of welding according to the
FIG. 8 illustrates a case where the
9 is a diagram for explaining a welding end method subsequent to FIG. 8 in the welding end method of Example 1. FIG.
FIG. 10 is a diagram for explaining the moving distance of the welding torch from the welding start position P1 to the first crater processing start position and the second crater processing position when the trailing
11 shows an angle for the leading
12 is a block diagram of a robot controller 27 when the welding end method or the welding end control method of the present invention is applied to the welding robot shown in FIG. 3;
13 is a diagram illustrating a signal output from a welding torch movement path calculation circuit 32 of the robot control apparatus according to the second embodiment and movement speeds of a
FIG. 14 is a flowchart illustrating the operation of the robot control apparatus 27 according to the second embodiment.
FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the robot control apparatus 27 of the second embodiment following FIG.
[Explanation of symbols]
1 Leading chip
2 trailing chip
3 Lead wire
3a Lead wire tip
4 trailing wire
4a Trailing wire tip
5, 6 arc
7 molten pool
8 Workpiece
9 Weld beads
10 nozzles
11 Shield gas
13 molten pool trace
14 Welding torch
15, 16 Crater processing trace
21 Manipulator
23 Power supply device for leading wire welding
24 Power supply device for trailing wire welding
25 Lead wire feeder
26 Trailing wire feeder
27 Robot controller
29 Work program file output circuit
31 Electrode parameter output circuit
32 Welding torch movement path calculation circuit
33 Servo control circuit
35 Lead wire welding condition output circuit
36 Subsequent wire welding condition output circuit
41 Leading chip
42 Trailing chip
43 Workpiece
44 Power supply device for leading wire welding
45 Power supply device for trailing wire welding
46 Lead wire feeder
47 Subsequent wire feeder
48 Lead wire
49 trailing wire
50, 51 arc
52 molten pool
53 Weld Bead
54 Welding control device
55 Welding Robot
D1 First crater processing distance
I1 Current during normal welding of the
I2 Current when leading
I3 Current during normal welding of the trailing
I2 Current when trailing
E1 Voltage during normal welding of the
E2 Voltage when leading
E3 Voltage during normal welding of the trailing
E4 Voltage when leading
L1 Standard protruding length of leading
L2 Standard overhanging distance between wire tips
L3 Total welding torch travel distance
L4 Welding torch travel distance for normal welding
P1 Welding start position
P2 Welding end position
P3 First crater processing start position
P4 Second crater processing position
S1 Lead wire welding start command signal
S2 Subsequent wire welding start command signal
S3 Lead wire welding start completion signal
S4 Subsequent wire welding start completion signal
S5 Lead wire welding end processing command signal
S6 First crater processing command signal
S7 Lead wire welding end processing completion signal
S8 Second crater processing command signal
S9 Subsequent wire welding end processing completion signal
T1 Waiting time to stop energization of the preceding
T1 Waiting time until the energization of the trailing
α Leading tip angle
β trailing tip angle
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