JP6155151B2 - Wire feeding device - Google Patents
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Description
本発明は、溶接ワイヤを送給するワイヤ送給装置に関する。 The present invention relates to a wire feeding device for feeding a welding wire.
従来、溶接ワイヤを母材に対して周期的に前進(インチング)、後退(リトラクト)させることによって溶接ワイヤを機械的に短絡させ、スパッタの少ない溶接を実現することが行われていた。例えば、特許文献1には、駆動源を周期的に駆動させ、溶接ワイヤの高速な前進、後退を実現することにより、安定した溶接を実現できることが記載されている。また、そのような溶接ワイヤを前進、後退させるワイヤ送給において、特許文献2には、溶接ワイヤを送給するワイヤ送給機と、溶接ワイヤを前進、後退させるワイヤ送給機との間に溶接ワイヤのバッファを設置し、そのバッファのフィードバックを利用して溶接ワイヤを送給することが記載されている。そのようなバッファを備えることによって、溶接ワイヤの滑りを抑制することができ、適切なワイヤ送給を実現することができる。 Conventionally, a welding wire is mechanically short-circuited by periodically advancing (inching) and retreating (retracting) the welding wire with respect to a base material to realize welding with less spatter. For example, Patent Document 1 describes that stable welding can be realized by periodically driving a drive source to realize high-speed advancement and retreat of a welding wire. Moreover, in the wire feeding for moving the welding wire forward and backward, Patent Document 2 discloses that there is a gap between a wire feeding device for feeding the welding wire and a wire feeding device for moving the welding wire forward and backward. It is described that a welding wire buffer is installed and the welding wire is fed using feedback of the buffer. By providing such a buffer, the welding wire can be prevented from slipping, and appropriate wire feeding can be realized.
しかしながら、バッファを設けた場合には、その較正(キャリブレーション)を行う必要があった。その較正を行うことによって、バッファにどれぐらいの溶接ワイヤが収容されているのかを適切に把握することができるようになる。その結果、規定以上の溶接ワイヤをバッファリングすることによる溶接ワイヤの座屈等を防止したり、溶接ワイヤのバッファ量が足りなくなることを防止したりすることができる。
なお、通常、そのような較正は手動で行われていたため、その較正に時間や労力が必要であるという問題があった。特に、バッファ量の記憶機構のないワイヤ送給装置を利用する場合には、起動時ごとにそのような較正の時間や労力が必要となる、という問題があった。
However, when a buffer is provided, it is necessary to perform calibration. By performing the calibration, it is possible to appropriately know how much welding wire is accommodated in the buffer. As a result, it is possible to prevent the welding wire from buckling or the like due to buffering of the welding wire exceeding the specified value, or to prevent the welding wire from having an insufficient buffer amount.
Normally, such calibration is performed manually, and thus there is a problem that time and labor are required for the calibration. In particular, when a wire feeding device without a buffer amount storage mechanism is used, there is a problem that such calibration time and labor are required at each startup.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、溶接ワイヤのバッファ量に関する較正に必要な時間や労力を低減することができるワイヤ送給装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a wire feeding device that can reduce time and labor required for calibration related to the buffer amount of a welding wire.
上記目的を達成するため、本発明によるワイヤ送給装置は、溶接ワイヤを送給する第1のワイヤ送給部と、第1のワイヤ送給部によって送給された溶接ワイヤがバッファリングされるワイヤバッファと、ワイヤバッファでバッファリングされた溶接ワイヤを溶接トーチに送給する第2のワイヤ送給部と、ワイヤバッファでバッファリングされている溶接ワイヤの量であるバッファ量を取得するバッファ量取得部と、ワイヤバッファでバッファリングされている溶接ワイヤの長さ方向の力を取得する取得部と、バッファ量取得部の較正を行う較正部と、を備え、較正部は、第1及び第2のワイヤ送給部の少なくともいずれかによって、バッファ量が減るように溶接ワイヤを移動させ、取得部によって取得された張力が第1の閾値を超えた時点のバッファ量を最小値に設定し、第1及び第2のワイヤ送給部の少なくともいずれかによって、バッファ量が増えるように溶接ワイヤを移動させ、取得部によって取得された押力が第2の閾値を超えた時点のバッファ量を最大値に設定する、ものである。
このような構成により、バッファ量取得部の較正を自動的に行うことができ、較正に必要な時間や労力を低減することができるようになる。また、バッファ量の記憶機構のないワイヤ送給装置であっても、装置の起動時に自動的に較正を行うことができる。
In order to achieve the above object, in a wire feeding device according to the present invention, a first wire feeding unit for feeding a welding wire and a welding wire fed by the first wire feeding unit are buffered. A wire buffer, a second wire feeding unit that feeds the welding wire buffered by the wire buffer to the welding torch, and a buffer amount that obtains a buffer amount that is the amount of the welding wire buffered by the wire buffer An acquisition unit; an acquisition unit that acquires a force in the length direction of the welding wire buffered by the wire buffer; and a calibration unit that calibrates the buffer amount acquisition unit. The welding wire is moved so as to reduce the buffer amount by at least one of the two wire feeding units, and the tension obtained by the obtaining unit exceeds the first threshold value. The buffer amount is set to the minimum value, the welding wire is moved so that the buffer amount increases by at least one of the first and second wire feeding units, and the pressing force acquired by the acquiring unit is the second threshold value. The buffer amount at the time when the value exceeds the maximum value is set.
With such a configuration, the buffer amount acquisition unit can be automatically calibrated, and the time and labor required for calibration can be reduced. Further, even a wire feeding device without a buffer amount storage mechanism can be automatically calibrated when the device is activated.
また、本発明によるワイヤ送給装置では、バッファ量取得部が取得するバッファ量が最大値と最小値との間となるように、第1及び第2のワイヤ送給部の少なくともいずれかによる溶接ワイヤの送給を制御する制御器をさらに備えてもよい。
このような構成により、溶接ワイヤの送給において、正確なバッファ量を用いた適切な制御を実現することが可能となる。
In the wire feeding device according to the present invention, the welding by at least one of the first and second wire feeding units is performed so that the buffer amount acquired by the buffer amount acquiring unit is between the maximum value and the minimum value. You may further provide the controller which controls feeding of a wire.
With such a configuration, it is possible to realize appropriate control using an accurate buffer amount in feeding the welding wire.
また、本発明によるワイヤ送給装置では、ワイヤバッファは、溶接ワイヤの入口及び出口を有しており、入口から出口までの長さが変化する溶接ワイヤを収容するケースと、ケース内において、溶接ワイヤが通過するワイヤガイドと、ワイヤガイドの少なくとも一部をケースに対して回動可能に軸支する軸支部と、を備え、バッファ量取得部は、軸支部において軸支されているワイヤガイドの角度に応じたバッファ量を取得してもよい。
このような構成により、ワイヤガイドの角度に応じたバッファ量を取得することができるようになる。
Further, in the wire feeding device according to the present invention, the wire buffer has an inlet and an outlet of the welding wire, and a case that accommodates a welding wire whose length from the inlet to the outlet changes, and a welding in the case. A wire guide through which the wire passes, and a shaft support portion that pivotally supports at least a part of the wire guide with respect to the case, and the buffer amount acquisition unit is a wire guide that is supported by the shaft support portion. You may acquire the buffer amount according to an angle.
With such a configuration, it is possible to acquire a buffer amount corresponding to the angle of the wire guide.
本発明によるワイヤ送給装置によれば、バッファ量の取得に関する較正を自動的に行うことができるようになり、その較正のための時間や労力を低減することができる。 According to the wire feeding device of the present invention, it becomes possible to automatically perform calibration related to the acquisition of the buffer amount, and it is possible to reduce time and labor for the calibration.
以下、本発明によるワイヤ送給装置について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素及びステップは同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。 Hereinafter, a wire feeding device according to the present invention will be described using embodiments. In the following embodiments, components and steps denoted by the same reference numerals are the same or equivalent, and repetitive description may be omitted.
本発明の実施の形態によるワイヤ送給装置について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態によるワイヤ送給装置は、バッファ量取得部のキャリブレーションを自動的に行うものである。
図1は、本実施の形態によるワイヤ送給装置1の構成を示すブロック図である。本実施の形態によるワイヤ送給装置1は、第1のワイヤ送給部11と、ワイヤバッファ12と、第2のワイヤ送給部13と、バッファ量取得部14と、取得部15と、較正部16と、制御器17とを備える。
A wire feeding device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The wire feeding device according to the present embodiment automatically calibrates the buffer amount acquisition unit.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wire feeding device 1 according to the present embodiment. The wire feeding device 1 according to the present embodiment includes a first
第1のワイヤ送給部11は、ワイヤリール2に巻かれた溶接ワイヤ5を、溶接トーチ3に向けて送給する。第1のワイヤ送給部11は、通常、溶接ワイヤ5を前進させる方向に送給するが、較正の際には、溶接ワイヤ5を後退させる方向に移動させてもよい。なお、溶接ワイヤ5の前進とは、溶接ワイヤ5が溶接トーチ3の方に進む方向であり、溶接ワイヤ5の後退とは、溶接ワイヤ5がワイヤリール2の方に進む方向である。第1のワイヤ送給部11は、溶接ワイヤ5を送給する機構を有している。その機構はすでに公知であり、その詳細な説明を省略する。その機構は、例えば、溶接ワイヤ5を前進または後退させるローラと、そのローラを回転させるモータとを有していてもよい。そのモータは、例えば、較正部16や制御器17からの指示に応じて、溶接ワイヤ5を前進させる方向または後退させる方向に回転してもよい。
The first
ワイヤバッファ12は、第1のワイヤ送給部11と第2のワイヤ送給部13との間に存在する。そして、ワイヤバッファ12では、第1のワイヤ送給部11によって送給された溶接ワイヤ5がバッファリングされる。このワイヤバッファ12に収容される溶接ワイヤ5の長さが変化することによって、溶接ワイヤ5のバッファ量が変化することになる。第1のワイヤ送給部11によって前進方向に送給された溶接ワイヤ5の量が、第2のワイヤ送給部13によって前進方向に送給された溶接ワイヤ5の量よりも多い場合にはバッファ量が増加することになり、少ない場合にはバッファ量が減少することになる。なお、ワイヤバッファ12の構成の一例については後述する。
The
第2のワイヤ送給部13は、ワイヤバッファ12でバッファリングされた溶接ワイヤ5を溶接トーチ3に送給する。その溶接トーチ3において、溶接電源から与えられる電圧によってアーク溶接が行われる。第2のワイヤ送給部13は、例えば、溶接ワイヤ5を母材に対して前進、後退させることを繰り返しながら溶接ワイヤ5を送給してもよい。その前進、後退の繰り返しは、例えば、周期的に行われてもよく、フィードバックによって行われてもよい。前者の場合には、第2のワイヤ送給部13は、例えば、あらかじめ決められた周期によって繰り返して溶接ワイヤ5を前進、後退させてもよい。また、後者の場合には、第2のワイヤ送給部13は、例えば、溶接ワイヤ5の前進時に短絡が検知されると溶接ワイヤ5を後退させ、その溶接ワイヤ5の前進と後退とを短絡の検知に応じて繰り返してもよい。第2のワイヤ送給部13が有する溶接ワイヤ5の送給機構も、第1のワイヤ送給部11と同様のものであり、その説明を省略する。ただし、第2のワイヤ送給部13が溶接ワイヤ5の前進、後退を高速で繰り返す場合には、その高速な前進、後退を実現可能なモータを用いることが好適である。
The second wire feeding unit 13 feeds the welding wire 5 buffered by the
バッファ量取得部14は、ワイヤバッファ12でバッファリングされている溶接ワイヤ5の量であるバッファ量を取得する。このバッファ量の取得方法については、ワイヤバッファ12の構成に応じて異なるため、ワイヤバッファ12の構成に関する説明と一緒に後述する。
The buffer amount acquisition unit 14 acquires a buffer amount that is the amount of the welding wire 5 buffered by the
取得部15は、ワイヤバッファ12でバッファリングされている溶接ワイヤ5の長さ方向の力を取得する。なお、取得部15が取得する溶接ワイヤ5の長さ方向の力は、バッファ量の較正時のものである。その長さ方向の力は、溶接ワイヤ5が引っ張られている場合には張力となり、溶接ワイヤ5が長さ方向に圧縮されている場合(押されている場合)には押力となる。なお、押力とは、張力と反対方向にかかる力である。すなわち、引張応力に応じた力が張力となり、圧縮応力に応じた力が押力となる。その長さ方向の力は、ワイヤバッファ12でバッファリングされている溶接ワイヤ5の量が最小値となったのか、最大値となったのかを知るために用いられるため、厳密な値でなくてもよい。すなわち、取得部15は、バッファ量が最小値と最大値との間である場合よりも長さ方向の力が大きくなったことを知ることができる程度の力を取得するものであってもよい。モータが溶接ワイヤ5を低速で送給している場合には、そのモータのトルクと溶接ワイヤ5の長さ方向の力には相関がある。したがって、取得部15は、溶接ワイヤ5の送給に用いられるモータの電流値に応じた溶接ワイヤ5の長さ方向の力を取得してもよい。そのモータは、溶接ワイヤ5を送給している、第1のワイヤ送給部11及び/または第2のワイヤ送給部13のモータである。その溶接ワイヤ5の長さ方向の力は、例えば、電流値を長さ方向の力に換算した値であってもよく、電流値そのものであってもよい。後者の場合には、電流値を長さ方向の力とみなしていることになる。なお、電流値として、電流値の絶対値を用いてもよい。また、取得部15は、長さ方向と直交する方向に関する溶接ワイヤ5の力を用いて溶接ワイヤ5の張力や押力を取得してもよい。その張力や押力の取得は、例えば、張力センサと同様の機構を用いて行われてもよい。具体的には、溶接ワイヤ5が直線になろうとする力に応じて張力を測定することができ、溶接ワイヤ5がたわもうとする力に応じて押力を測定することができる。なお、そのようにして溶接ワイヤ5の長さ方向の力を取得することによって、溶接ワイヤ5の送給に関する新たな摩擦が生じることになるため、その取得は、較正のときのみに行われ、それ以外の通常の送給時には行われないことが好適である。本実施の形態では、取得部15が第2のワイヤ送給部13の送給モータの電流値である張力や押力を取得する場合について主に説明する。
The
較正部16は、バッファ量取得部14の較正を行う。バッファ量取得部14の較正とは、バッファ量取得部14が取得するバッファ量の(1)最小値の設定、及び(2)最大値の設定のことである。以下、それぞれについて説明する。
The
(1)バッファ量の最小値の設定
較正部16は、第1及び第2のワイヤ送給部11,13の少なくともいずれかによって、ワイヤバッファ12でバッファリングされている溶接ワイヤ5のバッファ量が減るように溶接ワイヤ5を移動させる。具体的には、較正部16は、第1のワイヤ送給部11によって溶接ワイヤ5を後退させてもよく、第2のワイヤ送給部13によって溶接ワイヤ5を前進させてもよく、または、第1及び第2のワイヤ送給部11,13の両方によって、それぞれ溶接ワイヤ5の後退と前進とを行わせてもよい。一方の送給部に溶接ワイヤ5を移動させる場合には、他方の送給部による溶接ワイヤ5の移動は停止させる。なお、その溶接ワイヤ5の移動が行われている間は、較正部16は、取得部15によって取得された溶接ワイヤ5の張力と第1の閾値との比較を行うものとする。ワイヤバッファ12でバッファリングされている溶接ワイヤ5の量が最も少なくなると、それ以上溶接ワイヤ5を引き出すことができなくなり、溶接ワイヤ5の張力が高くなる。したがって、取得部15によって取得された張力が第1の閾値を超えた時点で、較正部16は、その溶接ワイヤ5の移動を停止させ、バッファ量取得部14において、その時点のバッファ量を最小値に設定する。このようにして、バッファ量の最小値の設定を自動的に行うことができる。
(1) Setting of minimum value of buffer amount The
(2)バッファ量の最大値の設定
較正部16は、第1及び第2のワイヤ送給部11,13の少なくともいずれかによって、ワイヤバッファ12でバッファリングされている溶接ワイヤ5のバッファ量が増えるように溶接ワイヤ5を移動させる。具体的には、較正部16は、第1のワイヤ送給部11によって溶接ワイヤ5を前進させてもよく、第2のワイヤ送給部13によって溶接ワイヤ5を後退させてもよく、または、第1及び第2のワイヤ送給部11,13の両方によって、それぞれ溶接ワイヤ5の前進と後退とを行わせてもよい。一方の送給部に溶接ワイヤ5を移動させる場合には、他方の送給部による溶接ワイヤ5の移動は停止させる。なお、その溶接ワイヤ5の移動が行われている間は、較正部16は、取得部15によって取得された溶接ワイヤ5の押力と第2の閾値との比較を行うものとする。ワイヤバッファ12でバッファリングされている溶接ワイヤ5の量が最も多くなると、溶接ワイヤ5を押し入れるために力が必要になり、溶接ワイヤ5の押力が高くなる。したがって、取得部15によって取得された押力が第2の閾値を超えた時点で、較正部16は、その溶接ワイヤ5の移動を停止させ、バッファ量取得部14において、その時点のバッファ量を最大値に設定する。このようにして、バッファ量の最大値の設定を自動的に行うことができる。
(2) Setting of Maximum Buffer Amount The
ここで、第1の閾値と第2の閾値とは、同じ値であってもよく、異なる値であってもよい。なお、バッファ量の最小値の場合には、溶接ワイヤ5が延びきるため張力が相当大きくなる。一方、バッファ量の最大値の場合には、溶接ワイヤ5をワイヤバッファ12に挿入する抵抗が高くなる程度であり、押力はそれほど大きくならない。したがって、第1の閾値の方が、第2の閾値よりも大きい値に設定されてもよい。
Here, the first threshold value and the second threshold value may be the same value or different values. In addition, in the case of the minimum value of the buffer amount, the tension becomes considerably large because the welding wire 5 is fully extended. On the other hand, in the case of the maximum value of the buffer amount, the resistance for inserting the welding wire 5 into the
なお、この較正は、バッファ量取得部14にバッファ量の最小値及び最大値が設定されていない場合(例えば、ワイヤ送給装置1の使用開始時や、記憶機構のないワイヤ送給装置の起動時等)に行ってもよく、それ以外の場合にも行ってもよい。後者の場合として、例えば、一定期間ごとに較正を行ってもよい。 Note that this calibration is performed when the minimum value and the maximum value of the buffer amount are not set in the buffer amount acquisition unit 14 (for example, when the wire feeder 1 starts to be used or when the wire feeder without a storage mechanism is activated). May be performed at other times, and may be performed at other times. In the latter case, for example, calibration may be performed at regular intervals.
また、バッファ量取得部14が取得するバッファ量の最小値及び最大値の設定は、バッファ量を取得するために測定される値(この値を「センサ値」と呼ぶこともある)の最小値及び最大値を図示しない記録媒体に蓄積することであってもよい。その蓄積は、例えば、バッファ量取得部14によって行われてもよく、較正部16によって行われてもよい。この場合には、例えば、較正に応じてセンサ値の最小値S1と、最大値S2とが蓄積され、最小値S1と、最大値S2と、現在のセンサ値とを用いた制御が制御器17によって行われることになる。また、バッファ量取得部14が取得するバッファ量の最小値及び最大値の設定は、センサ値の最小値及び最大値を、あらかじめ決められた範囲であるバッファ量の最小値及び最大値に対応付けることによって、センサ値とバッファ量とを換算するための換算式や換算テーブル等の情報を設定することであってもよい。その設定は、例えば、バッファ量取得部14によって行われてもよく、較正部16によって行われてもよい。この場合には、例えば、取得されたセンサ値の最小値S1及び最大値S2と、あらかじめ決められているバッファ量の最小値B1及び最大値B2とが対応するように、S1〜S2の範囲のセンサ値を、B1〜B2の範囲のバッファ量に換算するための式やテーブル(対応情報)等が生成され、図示しない記録媒体に蓄積されてもよい。この場合には、バッファ量取得部14は、センサ値をバッファ量に換算して出力してもよい。また、制御器17は、換算後のバッファ量を用いて溶接ワイヤ5の送給制御を行ってもよい。なお、S1〜S2の範囲のセンサ値と、B1〜B2の範囲のバッファ量との関係は線形であってもよく、そうでなくてもよい。両者の関係が線形でない場合には、両者の関係を示す情報があらかじめ図示しない記録媒体で記憶されており、較正部16は、その情報を用いて両者の換算のための情報を生成してもよい。
In addition, the minimum value and the maximum value of the buffer amount acquired by the buffer amount acquisition unit 14 are set to the minimum value of the value measured to acquire the buffer amount (this value may be referred to as “sensor value”). The maximum value may be stored in a recording medium (not shown). The accumulation may be performed by, for example, the buffer amount acquisition unit 14 or the
また、バッファ量取得部14または較正部16は、バッファ量の最大値と最小値との間となるバッファ量の最適量を設定してもよい。そのバッファ量の最適量は、例えば、バッファ量の最大値と最小値とのちょうど中点であってもよく、バッファ量の最大値と最小値との間をあらかじめ決められた割合で分ける点(値)であってもよい。
In addition, the buffer amount acquisition unit 14 or the
制御器17は、バッファ量取得部14が取得するバッファ量が最大値と最小値との間となるように、第1及び第2のワイヤ送給部11,13の少なくともいずれかによる溶接ワイヤ5の送給を制御する。制御器17は、例えば、バッファ量が上述の最適量となるように、第1及び第2のワイヤ送給部11,13の少なくとも一方を制御してもよい。この制御の方法は問わないが、その一例について簡単に説明する。例えば、第1のワイヤ送給部11があらかじめ決められた送給スピードで溶接ワイヤ5を送給している場合には、制御器17は、バッファ量が一定となるように、第2のワイヤ送給部13による溶接ワイヤ5の送給を制御してもよい。そのようにすることで、あらかじめ決められた量の溶接ワイヤ5を消費することができ、溶接の欠陥等が生じる可能性を低減させることができる。なお、その制御の場合には、バッファ量が一定となることが求められるため、細かい制御が要求される。また、例えば、第2のワイヤ送給部13が溶接ワイヤ5の速度指令等に応じて溶接ワイヤ5を送給している場合には、制御器17は、バッファ量が最小値とならないように、第1のワイヤ送給部11による溶接ワイヤ5の送給を制御してもよい。その制御の場合には、バッファリングされている溶接ワイヤ5の量が最小値と最大値との間であるだけでよいため、細かい制御は要求されないことになる。
The controller 17 uses the welding wire 5 by at least one of the first and second
図2Aは、ワイヤバッファ12の一例を示す図である。図2Aにおいて、ワイヤバッファ12は、ケース21と、ワイヤガイド22と、軸支部23とを備える。
ケース21は、溶接ワイヤ5の入口21a及び出口21bを有している。また、ケース21には、その入口21aから出口21bまでの長さが変化する溶接ワイヤ5が収容される。すなわち、溶接ワイヤ5の収容長さが変化することによって、バッファリングが行われることになる。収容長さが長くなればバッファ量が多くなり、収容長さが短くなればバッファ量が少なくなる。
FIG. 2A is a diagram illustrating an example of the
The
ワイヤガイド22は、ケース21内において、溶接ワイヤ5が通過するガイドである。そのワイヤガイド22は、ケース21に収容されている溶接ワイヤ5の一部が通過するだけであってもよく、または、ケース21に収容されている溶接ワイヤ5の全部が通過するものであってもよい。図2Aでは、後者の場合について示している。すなわち、入口21aから出口21bまで、ワイヤガイド22が存在する。なお、ワイヤガイド22は、例えば、金属線材をコイル状に形成したものや、コイル状の樹脂であってもよい。そのワイヤガイド22は、ケース21で収容される溶接ワイヤ5の量に応じて、長さが伸び縮みすることになる。
The wire guide 22 is a guide through which the welding wire 5 passes in the
軸支部23は、ワイヤガイド22の少なくとも一部をケース21に対して回動可能に軸支する。図2Aの場合には、軸支部23は、ケース21の略中央において、ワイヤガイド22の略中央を矢印方向に回動可能に軸支している。なお、軸支部23は、例えば、ケース21に対して回動可能に設けられた円盤状の部材であってもよい。また、そのような軸支部23の直径方向に設けられた孔をワイヤガイド22が通過していてもよい。
The shaft support portion 23 rotatably supports at least a part of the wire guide 22 with respect to the
図2Aで示されるワイヤバッファ12では、溶接ワイヤ5のバッファ量が最小値となった場合に、ワイヤガイド22の曲率は小さくなり、22aの位置となる。一方、溶接ワイヤ5のバッファ量が増えるに応じてワイヤガイド22の曲率は大きくなり、それに応じて軸支部23が回動し、例えば、ワイヤガイド22が22bの位置となる。このように、溶接ワイヤ5のバッファ量と、軸支部23におけるワイヤガイド22の角度とは単調写像の関係にあるため、バッファ量取得部14は、軸支部23において軸支されているワイヤガイド22の角度に応じたバッファ量を取得してもよい。その場合には、バッファ量取得部14は、軸支部23の角度を取得することによって、バッファ量を取得してもよい。そのバッファ量は、角度そのものであってもよく、角度をバッファ量に換算したものであってもよい。その角度は、例えば、軸支部23の角度を測定するエンコーダによって取得されてもよく、軸支部23のあらかじめ決められた箇所の角度を測定するレーザ角度計によって取得されてもよく、その他の角度センサ等によって取得されてもよい。そのエンコーダは、例えば、インクリメンタル形であってもよく、アブソリュート形であってもよい。前者の場合には、現在の角度を記憶する記憶機構を別途、有していてもよく、そうでなくてもよい。記憶機構を有していない場合には、例えば、装置の起動時ごとに較正が行われてもよい。較正部16によって設定されたバッファ量の最小値に応じた角度がAであり、最大値に応じた角度がBである場合には、制御器17によって、軸支部23の角度がAより大きく、B未満となるようにバッファ量が制御されてもよい。
In the
図2Bは、ワイヤバッファ12の他の一例を示す図である。図2Bにおいて、ワイヤバッファ12は、ケース21と、ワイヤガイド25とを備える。なお、ワイヤガイド25には、ケース21で収容されている溶接ワイヤ5の一部が通過しているだけである。したがって、そのワイヤガイド25は、ワイヤガイド22と異なり、伸び縮みしないものであってもよい。すなわち、コイル状のものではなく、管状のものであってもよい。また、ワイヤガイド25は、図2B中の矢印の範囲を移動可能に設けられているものとする。そして、ワイヤガイド25は、バッファ量が多くなると図中の上方に移動し、バッファ量が少なくなると図中の下方に移動する。したがって、バッファ量取得部14は、ワイヤガイド25の矢印方向の位置を取得することによって、バッファ量を取得することができる。そのバッファ量は、位置そのものであってもよく、位置をバッファ量に換算したものであってもよい。
FIG. 2B is a diagram illustrating another example of the
バッファ量を取得する方法は、上述のものに限定されないことは言うまでもない。例えば、バッファ量取得部14は、ケース21の入口21aと出口21bとにそれぞれ設けられた、溶接ワイヤ5の移動に応じて回転するローラと、そのローラの回転数を検知するエンコーダとを有していてもよい。そのローラやエンコーダを用いることによって、バッファ量取得部14は、ケース21に入った溶接ワイヤ5の長さと、ケース21から出た溶接ワイヤ5の長さとを取得することができる。したがって、バッファ量取得部14は、ケース21に入った溶接ワイヤ5の長さから、ケース21から出た溶接ワイヤ5の長さを減算することによって、バッファ量を取得してもよい。
It goes without saying that the method for obtaining the buffer amount is not limited to the above-described one. For example, the buffer amount acquisition unit 14 includes a roller that is provided at each of the
次に、ワイヤ送給装置1の動作について図3のフローチャートを用いて説明する。図3のフローチャートは、較正部16等による較正の処理を示すフローチャートである。
(ステップS101)較正部16は、第1及び第2のワイヤ送給部11,13の少なくとも一方に、バッファ量を減少させるための指示を渡す。その指示に応じて、ワイヤバッファ12から溶接ワイヤ5が引き出され、バッファ量は減少することになる。なお、その際に駆動するモータは、溶接ワイヤ5を低速で移動させることが好適である。
Next, operation | movement of the wire feeder 1 is demonstrated using the flowchart of FIG. The flowchart of FIG. 3 is a flowchart showing a calibration process by the
(Step S101) The
(ステップS102)較正部16は、取得部15によって取得された張力が第1の閾値より大きいかどうか判断する。そして、張力が第1の閾値より大きい場合には、ステップS103に進み、そうでない場合には、張力が第1の閾値より大きくなるまでステップS102の処理を繰り返す。
(Step S102) The
(ステップS103)較正部16は、溶接ワイヤ5を移動させている第1及び第2のワイヤ送給部11,13の少なくとも一方に対して、移動の停止の指示を渡す。その指示に応じて、溶接ワイヤ5の移動が停止される。
(Step S103) The
(ステップS104)較正部16は、その時点のバッファ量を最小値に設定する指示をバッファ量取得部14に渡す。その指示に応じて、バッファ量取得部14は、その時点の軸支部23の角度や、ワイヤガイド25の位置、またはエンコーダの値等を、バッファ量の最小値に設定する。
(Step S <b> 104) The
(ステップS105)較正部16は、第1及び第2のワイヤ送給部11,13の少なくとも一方に、バッファ量を増加させるための指示を渡す。その指示に応じて、ワイヤバッファ12に対して溶接ワイヤ5が引き入れられ、バッファ量は増大することになる。なお、その際に駆動するモータは、溶接ワイヤ5を低速で移動させることが好適である。
(Step S105) The
(ステップS106)較正部16は、取得部15によって取得された押力が第2の閾値より大きいかどうか判断する。そして、押力が第2の閾値より大きい場合には、ステップS107に進み、そうでない場合には、押力が第2の閾値より大きくなるまでステップS106の処理を繰り返す。
(Step S106) The
(ステップS107)較正部16は、溶接ワイヤ5を移動させている第1及び第2のワイヤ送給部11,13の少なくとも一方に対して、移動の停止の指示を渡す。その指示に応じて、溶接ワイヤ5の移動が停止される。
(Step S107) The
(ステップS108)較正部16は、その時点のバッファ量を最大値に設定する指示をバッファ量取得部14に渡す。その指示に応じて、バッファ量取得部14は、その時点の軸支部23の角度や、ワイヤガイド25の位置、またはエンコーダの値等を、バッファ量の最大値に設定する。
(Step S <b> 108) The
(ステップS109)バッファ量取得部14は、バッファ量の最大値と最小値との間をあらかじめ決められた割合で内分する点(例えば、中点等)に応じた量を最適量に設定する。そして、較正の一連の処理は終了となる。
なお、図3のフローチャートには示されていないが、その後、溶接が行われることに応じて、制御器17による溶接ワイヤ5の送給制御が行われてもよい。その際に、制御器17は、例えば、バッファ量取得部14が蓄積したバッファ量の最大値と最小値とを用いてもよい。
(Step S109) The buffer amount acquisition unit 14 sets an amount corresponding to a point (for example, a middle point) that internally divides between the maximum value and the minimum value of the buffer amount at a predetermined ratio as an optimal amount. . Then, a series of calibration processes is completed.
Although not shown in the flowchart of FIG. 3, the feeding control of the welding wire 5 by the controller 17 may be performed in accordance with the subsequent welding. At that time, for example, the controller 17 may use the maximum value and the minimum value of the buffer amount accumulated by the buffer amount acquisition unit 14.
次に、本実施の形態によるワイヤ送給装置1の動作について、具体例を用いて説明する。この具体例では、第2のワイヤ送給部13に溶接ワイヤ5を移動させることによって、バッファ量のキャリブレーションを行うものとする。また、ワイヤバッファ12は、図2Aで示されるものであり、バッファ量取得部14は、軸支部23の角度をエンコーダを用いて取得するものとする。
Next, operation | movement of the wire feeder 1 by this Embodiment is demonstrated using a specific example. In this specific example, the buffer amount is calibrated by moving the welding wire 5 to the second wire feeding unit 13. Moreover, the
ワイヤ送給装置1をはじめて使用する際に、操作者が、ワイヤリール2から引き出した溶接ワイヤ5を、第1のワイヤ送給部11、ワイヤバッファ12、第2のワイヤ送給部13、溶接トーチ3の順に通したとする。そして、操作者が、キャリブレーションを開始する指示をワイヤ送給装置1に与えたとする。すると、その指示に応じて、較正部16は、バッファ量を減少させるため、第2のワイヤ送給部13に、溶接ワイヤ5を前進させる指示を与える。そして、その指示に応じて、第2のワイヤ送給部13は、溶接ワイヤ5を前進させる(ステップS101)。なお、その前進に用いられるモータの電流値は、取得部15で取得され、その電流値に応じた張力が較正部16に渡される。その張力は、例えば、電流値の絶対値であってもよい。そして、較正部16は、その張力が第1の閾値より大きくなったかどうか判断する(ステップS102)。第2のワイヤ送給部13による溶接ワイヤ5の移動に応じて、張力が第1の閾値を超えると、較正部16は、第2のワイヤ送給部13による溶接ワイヤ5の移動を停止させる(ステップS103)。また、較正部16は、バッファ量取得部14に最小値の設定を行う旨の指示を渡す。その指示に応じて、バッファ量取得部14は、その時点のエンコーダの値をバッファ量の最小値に設定する(ステップS104)。その時点のエンコーダの値が10°であったとすると、バッファ量取得部14は、10°を最小値に設定する。
When the wire feeder 1 is used for the first time, the operator pulls the welding wire 5 drawn from the wire reel 2 into the
次に、較正部16は、第2のワイヤ送給部13に溶接ワイヤ5を後退させると共に、押力が第2の閾値より大きくなったかどうか判断する(ステップS105,S106)。その押力は、例えば、溶接ワイヤ5の後退に用いられるモータの電流値の絶対値であってもよい。そして、押力が第2の閾値を超えると、較正部16は、第2のワイヤ送給部13による溶接ワイヤ5の移動を停止させ、その時点のエンコーダの値をバッファ量の最大値に設定させる(ステップS107,S108)。その時点のエンコーダの値が70°であったとすると、バッファ量取得部14は、70°を最大値に設定する。また、エンコーダによって取得されるワイヤガイド22の角度と、バッファリングされる溶接ワイヤ5の長さとの関係が線形であるとすると、較正部16は、バッファ量取得部14が蓄積した最大値と最小値との中央のエンコーダの値40°をバッファ量の0点に設定する。また、バッファ量の最大値が「10」であり、バッファ量の最小値が「−10」である場合には、較正部16は、バッファ量Yを、Y=(X−40)/3に設定する。なお、Xは、エンコーダの値である。このようにしてキャリブレーションが終了すると、バッファ量取得部14は、その式を用いて、エンコーダの値Xに応じたバッファ量Yを算出し、そのバッファ量を制御器17に渡す。そして、制御器17は、バッファ量取得部14から受け取ったバッファ量Yを用いて、溶接ワイヤ5のバッファ量が、−10〜10の範囲内となるように、溶接ワイヤ5の送給の制御を行うことになる。
Next, the
以上のように、本実施の形態によるワイヤ送給装置1によれば、バッファ量に関する較正を自動的に行うことができる。したがって、人手で較正を行っていた場合に必要であった時間や労力を軽減することができる。また、装置の起動時に自動的に較正を行うことも可能なため、特にバッファ量の記憶機構のないワイヤ送給装置1において利便性が向上することになる。また、自動的に較正を行うことができるため、バッファ量取得部14がバッファ量の記憶機構を備えていなくてもよく、そのようなバッファ量取得部14を用いることによって、コストを削減することができる。また、取得部15が電流値に応じた張力等を取得する場合には、物理的な構成を新たに追加することなく、較正のための機構を追加することが可能となりうる。また、時間の経過に応じて定常誤差が生じるようなバッファ量取得部14であっても、定期的に較正を行うことができるため、正確なバッファ量を取得でき、その結果として、正確なフィードバック制御が可能となる。また、溶接システムの構成や状態により理想的な原点位置が異なる場合であっても、柔軟に対応することができる。
As described above, according to the wire feeding device 1 according to the present embodiment, it is possible to automatically perform calibration relating to the buffer amount. Therefore, it is possible to reduce the time and labor required when the calibration is performed manually. In addition, since calibration can be automatically performed when the apparatus is activated, convenience is improved particularly in the wire feeding apparatus 1 that does not have a buffer amount storage mechanism. Further, since the calibration can be automatically performed, the buffer amount acquisition unit 14 may not include a buffer amount storage mechanism, and the cost can be reduced by using such a buffer amount acquisition unit 14. Can do. Further, when the
なお、本実施の形態では、ワイヤ送給装置1が制御器17を備え、ワイヤの送給に関する制御をも行う場合について説明したが、そうでなくてもよい。ワイヤの送給に関する制御は、別の装置によって行われてもよい。その場合には、ワイヤ送給装置1は、バッファ量を出力し、そのバッファ量に応じた制御指示を受け付け、その制御指示によって第1及び第2のワイヤ送給部11,13が動作してもよい。
In the present embodiment, the case where the wire feeding device 1 includes the controller 17 and performs control related to the feeding of the wire has been described, but this need not be the case. The control related to the feeding of the wire may be performed by another device. In that case, the wire feeder 1 outputs the buffer amount, receives a control instruction corresponding to the buffer amount, and the first and
また、前述のように、ワイヤバッファ12やバッファ量取得部14の構成が上述のものに限定されないことは言うまでもない。上述した以外の構成のワイヤバッファ12やバッファ量取得部14を用いてもよい。
Further, as described above, it goes without saying that the configurations of the
また、上記実施の形態において、各処理または各機能は、単一の装置または単一のシステムによって集中処理されることによって実現されてもよく、あるいは、複数の装置または複数のシステムによって分散処理されることによって実現されてもよい。 In the above embodiment, each process or each function may be realized by centralized processing by a single device or a single system, or may be distributedly processed by a plurality of devices or a plurality of systems. It may be realized by doing.
また、上記実施の形態において、各構成要素間で行われる情報の受け渡しは、例えば、その情報の受け渡しを行う2個の構成要素が物理的に異なるものである場合には、一方の構成要素による情報の出力と、他方の構成要素による情報の受け付けとによって行われてもよく、あるいは、その情報の受け渡しを行う2個の構成要素が物理的に同じものである場合には、一方の構成要素に対応する処理のフェーズから、他方の構成要素に対応する処理のフェーズに移ることによって行われてもよい。 In the above embodiment, the information exchange between the components is performed by one component when, for example, the two components that exchange the information are physically different from each other. It may be performed by outputting information and receiving information by the other component, or when two components that exchange information are physically the same, one component May be performed by moving from the phase of the process corresponding to to the phase of the process corresponding to the other component.
また、上記実施の形態において、各構成要素が実行する処理に関係する情報、例えば、各構成要素が受け付けたり、取得したり、選択したり、生成したり、送信したり、受信したりした情報や、各構成要素が処理で用いる閾値や数式、設定値等の情報等は、上記説明で明記していなくても、図示しない記録媒体において、一時的に、あるいは長期にわたって保持されていてもよい。また、その図示しない記録媒体への情報の蓄積を、各構成要素、あるいは、図示しない蓄積部が行ってもよい。また、その図示しない記録媒体からの情報の読み出しを、各構成要素、あるいは、図示しない読み出し部が行ってもよい。 In the above embodiment, information related to processing executed by each component, for example, information received, acquired, selected, generated, transmitted, or received by each component In addition, information such as threshold values, mathematical formulas, setting values, and the like used in processing by each component may be temporarily or for a long time held in a recording medium (not shown), even if not specified in the above description. . Further, the storage of information in the recording medium (not shown) may be performed by each component or a storage unit (not shown). Further, reading of information from the recording medium (not shown) may be performed by each component or a reading unit (not shown).
また、上記実施の形態において、各構成要素等で用いられる情報、例えば、各構成要素が処理で用いる閾値や各種の設定値等の情報がユーザによって変更されてもよい場合には、上記説明で明記していなくても、ユーザが適宜、それらの情報を変更できるようにしてもよく、あるいは、そうでなくてもよい。それらの情報をユーザが変更可能な場合には、その変更は、例えば、ユーザからの変更指示を受け付ける図示しない受付部と、その変更指示に応じて情報を変更する図示しない変更部とによって実現されてもよい。その図示しない受付部による変更指示の受け付けは、例えば、入力デバイスからの受け付けでもよく、通信回線を介して送信された情報の受信でもよく、所定の記録媒体から読み出された情報の受け付けでもよい。 Further, in the above embodiment, when the information used by each component etc., for example, information such as threshold values and various set values used by each component may be changed by the user, the above explanation is given. Even if not explicitly stated, the user may be able to change the information as appropriate, or may not be so. If the information can be changed by the user, the change is realized by, for example, a not-shown receiving unit that receives a change instruction from the user and a changing unit (not shown) that changes the information in accordance with the change instruction. May be. The change instruction received by the receiving unit (not shown) may be received from an input device, information received via a communication line, or information read from a predetermined recording medium, for example. .
また、上記実施の形態において、各構成要素は専用のハードウェアにより構成されてもよく、あるいは、ソフトウェアにより実現可能な構成要素については、プログラムを実行することによって実現されてもよい。例えば、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをCPU等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。その実行時に、プログラム実行部は、記憶部や記録媒体にアクセスしながらプログラムを実行してもよい。また、そのプログラムは、サーバなどからダウンロードされることによって実行されてもよく、所定の記録媒体(例えば、光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリなど)に記録されたプログラムが読み出されることによって実行されてもよい。また、このプログラムは、プログラムプロダクトを構成するプログラムとして用いられてもよい。また、そのプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。 In the above embodiment, each component may be configured by dedicated hardware, or a component that can be realized by software may be realized by executing a program. For example, each component can be realized by a program execution unit such as a CPU reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory. At the time of execution, the program execution unit may execute the program while accessing the storage unit or the recording medium. The program may be executed by being downloaded from a server or the like, or may be executed by reading a program recorded on a predetermined recording medium (for example, an optical disk, a magnetic disk, a semiconductor memory, or the like). Good. Further, this program may be used as a program constituting a program product. Further, the computer that executes the program may be singular or plural. That is, centralized processing may be performed, or distributed processing may be performed.
また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible, and it goes without saying that these are also included in the scope of the present invention.
以上より、本発明によるワイヤ送給装置によれば、バッファ量の較正を自動的に行うことができるという効果が得られ、ワイヤバッファを有するワイヤ送給装置として有用である。 As described above, according to the wire feeding device of the present invention, the effect that the buffer amount can be automatically calibrated is obtained, which is useful as a wire feeding device having a wire buffer.
1 ワイヤ送給装置
5 溶接ワイヤ
11 第1のワイヤ送給部
12 ワイヤバッファ
13 第2のワイヤ送給部
14 バッファ量取得部
15 取得部
16 較正部
17 制御器
21 ケース
22、25 ワイヤガイド
23 軸支部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wire feeding apparatus 5
Claims (3)
前記第1のワイヤ送給部によって送給された溶接ワイヤがバッファリングされるワイヤバッファと、
前記ワイヤバッファでバッファリングされた溶接ワイヤを溶接トーチに送給する第2のワイヤ送給部と、
前記ワイヤバッファでバッファリングされている溶接ワイヤの量であるバッファ量を取得するバッファ量取得部と、
前記ワイヤバッファでバッファリングされている溶接ワイヤの長さ方向の力を取得する取得部と、
前記バッファ量取得部の較正を行う較正部と、を備え、
前記較正部は、
前記第1及び第2のワイヤ送給部の少なくともいずれかによって、バッファ量が減るように溶接ワイヤを移動させ、前記取得部によって取得された張力が第1の閾値を超えた時点のバッファ量を最小値に設定し、
前記第1及び第2のワイヤ送給部の少なくともいずれかによって、バッファ量が増えるように溶接ワイヤを移動させ、前記取得部によって取得された押力が第2の閾値を超えた時点のバッファ量を最大値に設定する、ワイヤ送給装置。 A first wire feeding section for feeding a welding wire;
A wire buffer in which the welding wire fed by the first wire feeding unit is buffered;
A second wire feeding section for feeding a welding wire buffered by the wire buffer to a welding torch;
A buffer amount obtaining unit for obtaining a buffer amount that is an amount of the welding wire buffered in the wire buffer;
An acquisition unit for acquiring a force in a length direction of the welding wire buffered by the wire buffer;
A calibration unit that calibrates the buffer amount acquisition unit,
The calibration unit includes
The welding wire is moved so that the buffer amount is reduced by at least one of the first and second wire feeding units, and the buffer amount when the tension acquired by the acquiring unit exceeds the first threshold is set. Set to the minimum value,
The amount of buffer when the pressing force acquired by the acquisition unit exceeds the second threshold by moving the welding wire so that the buffer amount increases by at least one of the first and second wire feeding units. Wire feeding device that sets the maximum value.
溶接ワイヤの入口及び出口を有しており、前記入口から前記出口までの長さが変化する溶接ワイヤを収容するケースと、
前記ケース内において、前記溶接ワイヤが通過するワイヤガイドと、
前記ワイヤガイドの少なくとも一部を前記ケースに対して回動可能に軸支する軸支部と、を備え、
前記バッファ量取得部は、前記軸支部において軸支されている前記ワイヤガイドの角度に応じたバッファ量を取得する、請求項1または請求項2記載のワイヤ送給装置。 The wire buffer is
A case for receiving a welding wire having an inlet and an outlet for the welding wire, the length from the inlet to the outlet being changed; and
In the case, a wire guide through which the welding wire passes,
A shaft support that pivotally supports at least a part of the wire guide with respect to the case; and
The wire feeding device according to claim 1, wherein the buffer amount acquisition unit acquires a buffer amount according to an angle of the wire guide that is pivotally supported by the shaft support portion.
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