JP6834023B2 - 溶接ワイヤ電極を用いて金属ワークのワーク表面にマーキングするための方法および装置 - Google Patents
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Description
この目的は、本発明に従って、請求項1に記載の特徴を有する、金属ワークのワーク表面にマーキングするための方法によって達成される。
本発明にかかる方法の別の可能な実施形態では、溶接ワイヤ電極のワイヤ端部は、金属ワークとの電気的な短絡が起きるまで繰り返しワーク表面に近づき、その後ワーク表面から離れる。電気的な短絡が遮断される度に火花が発生し、金属ワークのワーク表面上に点をベースにして材料の除去および材料の改質の両方、またはそのいずれかをもたらしてマーキング点を生成する。
本発明にかかる方法の別の可能な実施形態では、溶接ワイヤ電極に存在する電圧および/または溶接ワイヤ電極を流れる電流は、溶接システムの、溶接ワイヤ電極に接続された溶接電源によって制御され、金属ワークのワーク表面にもたらされる材料の除去および材料の改質の両方、またはそのいずれかを調整する。
本発明にかかる方法の別の可能な実施形態では、ワーク表面のマーキング中、溶接トーチは、その後の溶接プロセスで生成される溶接シームのプログラムされた目標の進行に従ってロボットアームによって自動的に案内される。
別の態様では、本発明は、請求項16に記載の特徴を有する溶接システムをさらに提供する。
本発明はまた、溶融可能な溶接ワイヤ電極を備えた溶接システムの溶接トーチを金属ワークのマーキングされるワーク表面に沿って案内することができ、その一方で、電気火花を発生させるように溶接ワイヤ電極のワイヤ端部をマーキングされるワーク表面に近づけたり離したりするのに適しており、火花が金属ワークのワーク表面に材料の除去および材料の改質の両方、またはそのいずれかをもたらしてワーク表面にマーキングする、金属ワークのワーク表面にマーキングするためのマーキング装置を備えた溶接システムを提供する。
溶接システムの別の可能な実施形態では、溶接システムは、CMT(コールドメタルトランスファー)溶接システムである。
図1の概略図から分かるように、図示の実施形態において、本発明にかかる溶接システム1は、金属ワーク2のワーク表面2Aにマーキングするためのマーキング装置を有する。この文脈では、マーキング装置は、溶接システム1の溶融可能な溶接ワイヤ電極4を備えた溶接トーチ3を金属ワーク2のマーキングされるワーク表面2Aに沿って案内するのに適している。この文脈では、溶融可能な溶接ワイヤ電極4のワイヤ端部4Aは、金属ワーク2のマーキングされるワーク表面2Aに近づいたり離れたりして電気火花を発生させる。これらの電気火花は、金属ワーク2のワーク表面2Aにマーキングするために、そのワーク表面2Aに材料の除去および材料の改質の両方、またはそのいずれかをもたらす。この文脈では、材料の改質は、たとえば、表面溶融または金属ワーク2のワーク表面2Aの酸化によってもたらされてもよい。図1に示すように、電圧Uが溶接ワイヤ電極4に存在する。さらに、溶接システム1の溶接電源5から生じる電流Iが溶接ワイヤ電極4を流れる。溶接ワイヤ電極4に存在する電圧Uと溶接ワイヤ電極4を流れる電流Iが電気火花を発生させ、それにより金属ワーク2のワーク表面2Aに材料の除去をもたらす。溶接ワイヤ電極4のワイヤ端部4Aは、金属ワーク2との電気的な短絡が起きるまで繰り返しワーク表面2Aに近づき、その後ワーク表面2Aから離れる。電気的な短絡が遮断される度に電気火花が発生し、金属ワーク2のワーク表面2A上に点をベースにして材料の除去および材料の改質の両方、またはそのいずれかをもたらしてマーキング点6を生成する。金属ワークのワーク表面2Aに生成されるマーキング点6は、ワーク2のワーク表面2Aにおいて目に見えるマーキング経路を形成することができる。結果として得られたマーキングは、複数のマーキング経路からなっていてもよい。マーキングはまた、マーキング経路が振動やジグザグ移動をするとき、たとえば広くしてもよい。同様に、わずかに偏心した円形、楕円形、または蛇行した経路を使用してマーキングを広くすることができる。溶接システム1の溶接電源5は、溶接ワイヤ電極4に存在する電圧Uおよび/または溶接ワイヤ電極4を流れる電流Iを制御して、金属ワーク2のワーク表面2Aにもたらされる材料の除去、したがって、生成されるマーキング点6の範囲を調整する。
ワーク表面2Aにマーキングするために、溶接ワイヤ電極4は、好ましくはワーク表面2Aに対して垂直に前後移動する。あるいは、次に続くであろう溶接プロセスのワーク表面2Aに対するトーチ位置決め角度が溶接ワイヤ電極4の移動方向を特定してもよい。本発明にかかるマーキング方法は、実際の溶接プロセスの前に、溶接プロセスを「ドライラン」でシミュレートすることを可能にする。異なる溶接シーム、たとえば上進溶接シームまたは下進溶接シームに対して、関連する溶接プロセスをシミュレートするために異なるマーキングパラメータを使用することができる。本発明にかかる方法は、主に自動溶接を補助するのに適しているが、ワーク2にマーキングまたはラベリングするための手動溶接装置に使用することもできる。さらに、本発明にかかるマーキング方法は、位置決め角度、溶解力、補正などの溶接パラメータを音響的に示すために、教育の目的で使用することができる。
1.金属ワーク(2)のワーク表面(2A)にマーキングするための方法であって、
溶接ワイヤ電極(4)を備えた溶接トーチ(3)がマーキングされるワーク表面(2)に沿って案内され、その一方で溶接ワイヤ電極(4)のワイヤ端部(4A)がマーキングされるワーク表面(2A)に近づいたり離れたりする方法において、
溶接ワイヤ電極(4)に存在する電圧(U)と溶接ワイヤ電極(4)を流れる電流(I)とのうち少なくとも一方が電気火花を引き起こすことにより金属ワーク(2)のワーク表面(2A)に材料の除去および材料の改質のうち少なくとも一方をもたらし、ワーク表面(2A)にマーキングすることを特徴とする方法。
3.溶接ワイヤ電極(4)のワイヤ端部(4A)は、金属ワーク(2)との電気的な短絡が起きるまで繰り返しワーク表面(2A)に近づき、その後ワーク表面(2A)から離れ、短絡が遮断される度に電気火花が発生し、金属ワーク(2)のワーク表面(2A)上に点をベースにして材料の除去および材料の改質の両方、またはそのいずれかをもたらしてマーキング点(6)を生成することを特徴とする実施形態1または実施形態2に記載の方法。
溶接システム(1)の溶融可能な溶接ワイヤ電極(4)を備えた溶接トーチ(3)を金属ワーク(2)のマーキングされるワーク表面(2A)に沿って案内することができ、その一方で電気火花を発生させるように溶融可能な溶接ワイヤ電極(4)のワイヤ端部(4A)をマーキングされるワーク表面(2A)に近づけたり離したりするのに適しており、火花が金属ワーク(2)のワーク表面(2A)に材料の除去および材料の改質の両方、またはそのいずれかをもたらしてワーク表面(2A)にマーキングするマーキング装置。
Claims (17)
- 金属ワーク(2)のワーク表面(2A)にマーキングするための方法であって、
溶接ワイヤ電極(4)を備えた溶接トーチ(3)がマーキングされる前記ワーク表面(2)に沿って案内され、その一方で前記溶接ワイヤ電極(4)のワイヤ端部(4A)がマーキングされる前記ワーク表面(2A)に近づいたり離れたりする方法において、
前記溶接ワイヤ電極(4)に存在する電圧(U)と前記溶接ワイヤ電極(4)を流れる電流(I)とのうち少なくとも一方が電気火花を引き起こすことにより、前記金属ワーク(2)の前記ワーク表面(2A)に材料の除去および材料の改質のうち少なくとも一方をもたらして前記ワーク表面(2A)にマーキングし、
前記溶接ワイヤ電極(4)の前記ワイヤ端部(4A)は、前記金属ワーク(2)との電気的な短絡が起きるまで繰り返し前記ワーク表面(2A)に近づき、その後前記ワーク表面(2A)から離れ、
前記電気的な短絡が遮断される度に電気火花が発生し、前記金属ワーク(2)の前記ワーク表面(2A)上に点をベースにして材料の除去および材料の改質のうちの少なくとも一方をもたらしてマーキング点(6)を生成するが、溶融可能な溶接ワイヤ電極(4)の溶融は生じないことを特徴とする方法。 - 前記溶接ワイヤ電極(4)は、溶接プロセス中に溶融可能な添加材料からなることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記金属ワーク(2)の前記ワーク表面(2A)に生成される前記マーキング点(6)は、前記ワーク表面(2A)において目に見えるマーキング経路を形成することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の方法。
- 前記溶接ワイヤ電極(4)に存在する前記電圧(U)と前記溶接ワイヤ電極(4)を流れる前記電流(I)とのうち少なくとも一方は、溶接システム(1)の、前記溶接ワイヤ電極(4)に接続された溶接電源(5)によって制御され、前記金属ワーク(2)の前記ワーク表面(2A)にもたらされる前記材料の除去および材料の改質のうち少なくとも一方を調整することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記溶接ワイヤ電極(4)の、マーキングされる前記ワーク表面(2A)に近づいたり離れたりできる前記ワイヤ端部(4A)の移動プロファイルおよび移動周波数のうち少なくとも一方は調整されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記溶接ワイヤ電極(4)の前記ワイヤ端部(4A)を前記金属ワーク(2)のマーキングされる前記ワーク表面(2A)に沿って案内する前記溶接トーチ(3)の移動速度および移動経路のうち少なくとも一方が調整されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記金属ワーク(2)の前記ワーク表面(2A)に生成される前記マーキング点(6)およびマーキング経路のうち少なくとも一方は、データを表示するために、具体的には前記ワーク(2)にラベリングするために、および/またはコード、具体的にはQRコード(登録商標)で前記ワーク(2)を識別するために使用される請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記マーキング中、前記溶接ワイヤ電極(4)の前後移動する前記ワイヤ端部(4A)は、その後の溶接プロセスで生成される溶接シームのプログラムされた目標の進行に沿って案内されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法。
- マーキング経路の実際の進行と前記溶接シームの前記目標とする進行との間のずれは、品質を管理および溶接トーチの案内を再調整する、または品質を管理もしくは溶接トーチの案内を再調整するために測定されることを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 前記ワーク表面(2A)に生成されるマーキング経路のコントラストレベルは、溶接電源(5)によって制御される前記電圧および電流レベルのうち少なくとも一方と、前記溶接ワイヤ電極(4)の移動プロファイルおよび移動周波数のうち少なくとも一方と、前記溶接ワイヤ電極(4)の前記ワイヤ端部(4A)を前記ワーク表面(2A)に沿って案内する前記溶接トーチ(3)の移動速度とのうち少なくとも1つを含むマーキングパラメータを変更することで調整されることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ワーク表面(2A)のマーキング中に使用される前記マーキングパラメータは、溶接システム(1)のデータストア(9)にデータセットとして保存され、その後のマーキングプロセスのために再び前記溶接システム(1)の前記データストア(9)から読み出されることを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記ワーク表面(2A)に形成されるマーキング経路の異なるコントラストレベルと、前記金属ワーク(2)の異なる材料と、異なる溶接ワイヤ電極(4)とのうち少なくとも1つに対して、適したマーキングパラメータの関連データセットが前記溶接システム(1)の前記データストア(9)から読み出され、前記金属ワーク(2)の前記ワーク表面(2A)にマーキングすることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記金属ワーク(2)の前記ワーク表面(2A)のマーキング中、前記ワーク表面(2A)は供給される保護ガスによって酸化から保護されることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ワーク表面(2A)のマーキング中、前記溶接トーチ(3)は、その後の溶接プロセスで生成される溶接シームのプログラムされた目標の進行に従ってロボットアームによって自動的に案内されることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記溶接トーチ(3)は、前記ワーク表面(2A)のマーキング中、具体的には前記ワーク表面(2A)にラベリングするために、手動で案内されることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載の方法。
- 金属ワーク(2)のワーク表面(2A)にマーキングするためのマーキング装置を備えた溶接システム(1)であって、
溶接トーチ(3)と、溶融可能な溶接ワイヤ電極(4)と、溶接電源(5)と、制御システム(7)とを備え、
前記溶接トーチ(3)を前記金属ワーク(2)のマーキングされる前記ワーク表面(2A)に沿って案内することができ、その一方で前記マーキング装置は、電気火花を発生させるように前記溶融可能な溶接ワイヤ電極(4)の、前記溶接トーチ(3)から突出するワイヤ端部(4A)をマーキングされる前記ワーク表面(2A)に近づけたり離したりするのに適しており、
前記制御システム(7)は、前記溶接システム(1)のマーキング動作モードにおいて、前記電気火花を生成するのに適しており、
前記溶接電源(5)を制御して前記溶接ワイヤ電極(4)に存在する前記電圧(U)を調整しかつ前記溶接ワイヤ電極(4)を流れる電流(I)を調整する、または前記溶接ワイヤ電極(4)に存在する前記電圧(U)もしくは前記溶接ワイヤ電極(4)を流れる前記電流(I)を調整するためのものであり、また
前記ワイヤ端部(4A)の移動プロファイルおよび移動周波数のうち少なくとも一方を制御するためのものであり、
前記ワイヤ端部(4A)は、前記金属ワーク(2)との電気的な短絡が起きるまで繰り返し前記ワーク表面(2A)に近づき、その後前記ワーク表面(2A)から離れ、
前記電気的な短絡が遮断される度に電気火花が発生し、前記金属ワーク(2)の前記ワーク表面(2A)上に点をベースにして材料の除去および材料の改質のうち少なくとも一方をもたらしてマーキング点(6)を生成するが、溶融可能な溶接ワイヤ電極(4)の溶融は生じないことを特徴とする溶接システム(1)。 - 視覚・音響信号または視覚信号もしくは音響信号を使用してその後の溶接プロセスをシミュレートするための請求項16に記載の前記溶接システム(1)の使用。
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