JP7161903B2 - 溶接装置および溶接方法 - Google Patents
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Description
<溶接装置の全体構成>
図1は、実施形態1に基づく溶接装置1を説明する図である。
図2は、実施形態1に基づく溶接トーチ30のウィービング動作について説明する図である。
図3は、溶接の具体例について説明する図である。図3には部材100Aと部材100Bの溶接接合が示されている。図3(A)、(B)、(C)には、部材の寸法のばらつきなどにより部材100Aと部材100Bの間隔が異なる溶接接合がそれぞれ示されている。
図5を参照して、溶接装置1は、ウィービング1周期の電流データn点を取得する(ステップS20)。具体的には、溶接制御部14は、記憶部60に格納されているウィービング1周期の電流データn点を取得する。
ステップS14において、溶接装置1は、溶接が終了していないと判断した場合(ステップS14においてNO)には、ステップS2に戻り、上記処理を繰り返す。
図6(A)には、部材100Aおよび部材100Bの部材間に隙間が無い状況で溶接する場合が示されている。一例として溶接トーチ30から溶接ワイヤWが送給されてアーク放電により部材100Aおよび部材100Bの間の部材間に溶接金属が流れ込み溶接される場合が示されている。また、溶接トーチ30が部材間の開先の中央と端の位置に移動する場合が示されている。
溶接電流は、溶接トーチ30から部材までの距離である突き出し距離が短いほど大きくなり、突き出し距離が長いほど溶接電流は小さくなる。したがって、ウィービング1周期の間において、溶接トーチ30が部材間の開先の端領域に近づくほど溶接トーチ30と端領域との突き出し距離が短くなり、溶接トーチ30が中央に近づくほど溶接トーチ30と中央領域との突き出し距離が長くなる。それゆえ、図6(B)に示されるように中央領域において溶接電流が下がり、端領域により溶接電流が大きくなる電流波形となる。
上記したように、溶接電流は、溶接トーチ30から部材までの距離である突き出し距離が短いほど大きく、突き出し距離が長いほど溶接電流は小さくなる。
図9は、実施形態2に基づく溶接トーチ30のウィービング動作について説明する図である。
溶接電流は、溶接トーチ30から部材までの距離である突き出し距離が短いほど大きくなり、突き出し距離が長いほど溶接電流は小さくなる。
上記したように、溶接電流は、溶接トーチ30から部材までの距離である突き出し距離が短いほど大きく、突き出し距離が長いほど溶接電流は小さくなる。したがって、ウィービング1周期の間において、溶接トーチ30が開先の端領域に近づくほど溶接トーチ30と端領域との突き出し距離が長くなり、溶接トーチ30が中央に近づくほど溶接トーチ30と中央領域との距離が短くなる。それゆえ、図10(D)に示されるように中央領域において溶接電流が下がり、端領域により溶接電流が大きくなる。さらに、部材間に隙間がある場合には中央領域の湯面がさらに下がるため距離がさらに長くなり、中央領域において溶接電流はさらに下がる。
上記の実施形態1および2においては、入熱量を補正するために溶接条件の変更として溶接電流を小さくする補正について説明した。具体的には、溶接ワイヤWを送給する速度を変更して入熱量を補正する方式について説明したが、溶接電流は、溶接ワイヤWを送給する速度に限られず、溶接トーチ30の先端と部材との間の距離である突き出し距離にも依存する。上記したように、突き出し距離が短くなるほど溶接電流は大きく、突き出し距離が短いほど溶接電流は小さい。したがって、溶接制御部14は、ロボット動作制御部15に指示して、溶接トーチ30と部材との間の溶接条件の基準値として設定されている突き出し距離を変更するようにしてもよい。具体的には、突き出し距離を基準値よりも長く設定することにより溶接トーチ30と部材との距離が長くなるため溶接電流を小さくすることが可能である。
実施形態4においては、入熱量を変更するためのアークセンサ機能を利用する方式について説明する。
図10(B)で説明したように中央領域において溶接電流が上がり、端領域により溶接電流が小さくなる電流波形となり、電流差が大きい電流波形となる。ここで、アークセンサの目標電流は、溶接電流の平均値に設定されている。
図10(D)で説明したように、部材間に隙間がある場合には中央領域の湯面がさらに下がるため距離がさらに長くなり、中央領域において溶接電流はさらに下がる。これにより、溶接電流の平均電流は下がることになる。したがって、アークセンサ機能により、溶接電流の平均電流をアークセンサの目標電流となるように調整する動作が実行される。
図12(F)には、図12(E)の場合における溶接電流の変化が示されている。
次に、実施形態の作用効果について説明する。
上記の実施形態においては、多関節型ロボットである溶接ロボット20を用いてアーク溶接する方式について説明したが、溶接ロボット20は、溶接トーチ30をウィービング動作可能な駆動機構を有していればよく、特に多関節ロボットに限定されない。溶接ロボット20は、三軸マニピュレータよりなる直交型ロボットであってもよい。
Claims (10)
- 溶接条件に基づいて、ウィービング動作による溶接処理を実行する溶接トーチと、
前記ウィービング動作中の溶接電流を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された溶接電流の変化に基づいて入熱量を補正するために前記溶接条件を変更する補正部とを備え、
前記補正部は、前記検出部で検出された溶接電流に基づいて溶接対象物の開先に対する前記溶接トーチの位置を補正するアークセンサの目標電流を変更する、溶接装置。 - 前記補正部は、前記検出部によって検出された溶接電流の波形の振幅変化に基づいて入熱量を補正するために前記溶接条件を変更する、請求項1記載の溶接装置。
- 前記補正部は、前記検出部によって検出された溶接電流の波形の振幅変化の相違量に基づいて前記入熱量を小さくするために前記溶接条件を変更する、請求項2記載の溶接装置。
- 前記溶接条件の補正量を算出するための補正テーブルを有するメモリをさらに備え、
前記補正部は、前記検出部によって検出された溶接電流の波形の振幅変化量と前記補正テーブルとに基づいて入熱量を補正するための補正量を算出する、請求項2記載の溶接装置。 - 前記補正部は、前記溶接条件として前記溶接電流または前記溶接トーチに印加される溶接電圧を変更する、請求項1記載の溶接装置。
- 前記補正部は、前記溶接電流を変更するために前記溶接トーチに送給するワイヤの送給速度を変更する、請求項5記載の溶接装置。
- 前記補正部は、前記ワイヤの送給速度を規定する指令電流の電流量を変更する、請求項6記載の溶接装置。
- 前記補正部は、前記溶接トーチの前記ウィービング動作の進行方向に対する速度を変更する、請求項1記載の溶接装置。
- 前記溶接トーチの進行方向に対して直交する第1方向および前記進行方向および前記第1方向に対して直交する第2方向にウィービング動作させる駆動部をさらに備える、請求項1記載の溶接装置。
- 溶接条件に従って溶接トーチをウィービング動作させるステップと、
前記ウィービング動作中の溶接電流を検出するステップと、
検出された溶接電流の変化に基づいて入熱量を補正するために前記溶接条件を変更するステップとを備え、
前記溶接条件を変更するステップは、検出された溶接電流に基づいて溶接対象物の開先に対する前記溶接トーチの位置を補正するアークセンサの目標電流を変更するステップを含む、溶接方法。
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