JP7382302B2 - Welding equipment, welding work procedure creation device, welding work support device, welding method, welding work procedure creation method, and program - Google Patents

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本発明は、溶加材に給電を行うコンタクトチップと溶加材を外気からシールドするシールドガスを供給するノズルとを有するトーチを用いて溶接を行う溶接装置、そのようなトーチを用いた溶接作業の手順を作成する溶接作業手順作成装置、そのようなトーチを用いて溶接を行う溶接方法、そのようなトーチを用いた溶接作業の手順を作成する溶接作業手順作成方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a welding device that performs welding using a torch that has a contact tip that supplies power to the filler metal and a nozzle that supplies shielding gas that shields the filler metal from the outside air, and a welding operation that uses such a torch. The present invention relates to a welding procedure creation device for creating a welding procedure, a welding method for welding using such a torch, a welding procedure creation method for creating a welding procedure using such a torch, and a program.

内部に所定の材料からなる棒状のワイヤを保持するチップが配設されたノズルを有するアーク溶接装置への電流の通電時間を累積計算するとともに、この累積計算値と、あらかじめ設定されたノズル清掃およびチップ交換の設定時間とを比較し、累積時間があらかじめ設定されたノズル清掃の設定時間を越えたら、ノズル清掃またはチップ交換の警報信号を出力するアーク溶接監視装置は、知られている(特許文献1参照)。 In addition to calculating the cumulative amount of time that current is applied to an arc welding device that has a nozzle inside which is equipped with a tip that holds a rod-shaped wire made of a predetermined material, this cumulative calculation value and the preset nozzle cleaning and An arc welding monitoring device is known that compares the set time for tip replacement and outputs an alarm signal for nozzle cleaning or tip replacement when the cumulative time exceeds a preset nozzle cleaning time (Patent Document 2). (see 1).

溶接チップのアライメントを測定し、アライメントを、アライメントに対する少なくとも1つの期待値に対して解析し、解析に基づいて、警報を生成し、解析に基づいて、障害を生成する、溶接プロセスの監視方法において、溶接チップの温度を測定し、溶接チップの圧搾力を測定し、温度および圧搾力を、少なくとも1つの予期値に対して解析する溶接プロセスの監視方法も、知られている(例えば、特許文献2参照)。 In a method for monitoring a welding process, the method comprises: measuring alignment of a welding tip; analyzing the alignment relative to at least one expected value for the alignment; generating an alarm based on the analysis; and generating a fault based on the analysis. Methods for monitoring welding processes are also known, in which the temperature of the welding tip is measured, the squeezing force of the welding tip is measured, and the temperature and squeezing force are analyzed against at least one expected value (for example, in US Pat. (see 2).

送給抵抗の上下限値設定記憶手段と、送給抵抗の計測結果を上下限設定値と比較し、計測結果が上下限設定値を超えた場合には警告を発する比較警告手段を設けた溶接ワイヤの送給抵抗モニタ装置も、知られている(特許文献3参照)。 A welding device equipped with a feeding resistance upper and lower limit value setting storage means and a comparison warning means that compares the measurement result of the feeding resistance with the upper and lower limit setting values and issues a warning if the measurement result exceeds the upper and lower limit setting values. A wire feeding resistance monitoring device is also known (see Patent Document 3).

溶接電流の変化を数ヘルツ以下の変化を通すフィルタを介して検出し、溶接電流の変化の第1周期を特定し、第1周期の変動間にあらわれる第2周期の発生頻度を計測し、溶接チップが使用限界にあるかどうかを判断する溶接チップの寿命評価方法も、知られている(特許文献4参照)。 Changes in the welding current are detected through a filter that passes changes of several hertz or less, the first cycle of the welding current change is identified, the frequency of occurrence of the second cycle that appears between the fluctuations of the first cycle is measured, and the welding A welding tip life evaluation method for determining whether the tip is at its limit of use is also known (see Patent Document 4).

特開平07-227671号公報Japanese Patent Application Publication No. 07-227671 特表2004-535302号公報Special Publication No. 2004-535302 特許第4719953号公報Patent No. 4719953 特開2000-024779号公報Japanese Patent Application Publication No. 2000-024779

コンタクトチップ、ノズル、及び、送給モータのうちせいぜい2つの部品のメンテナンスを行う構成を採用したのでは、コンタクトチップ、ノズル、及び、送給モータをトータルでメンテナンスすることはできない。 If a configuration is adopted in which maintenance is performed on at most two parts among the contact tip, nozzle, and feed motor, the contact tip, nozzle, and feed motor cannot be maintained in total.

本発明の目的は、コンタクトチップ、ノズル、及び、送給モータをトータルでメンテナンスすることを可能とすることにある。 An object of the present invention is to enable total maintenance of the contact tip, nozzle, and feed motor.

かかる目的のもと、本発明は、送給モータの駆動により送給されるワイヤ状の溶加材に接触して溶加材に給電を行うコンタクトチップと、溶加材を外気からシールドするシールドガスを供給するノズルとを有するトーチと、パスごとの溶接作業条件及びパス間時間を示す溶接作業情報を取得する取得手段と、溶接作業情報に基づいて、パスごとの作業負荷を算出する算出手段と、特定のパスまでの作業負荷の積算値が予め定められた作業負荷の限界値を超えた場合に、コンタクトチップ、ノズル、及び、送給モータの少なくとも何れか1つのメンテナンスを、特定のパスの後のパス間時間に行うことを、溶接作業情報に基づいて決定する決定手段と、メンテナンスを行うことが決定されたパス間時間にメンテナンスが行われるように制御する制御手段とを備えた溶接装置を提供する。 With such an objective, the present invention provides a contact tip that supplies power to the wire-shaped filler metal fed by the drive of a feed motor, and a shield that shields the filler metal from the outside air. a torch having a nozzle for supplying gas; an acquisition means for acquiring welding work information indicating welding work conditions and interpass time for each pass; and a calculation means for calculating a work load for each pass based on the welding work information. If the cumulative value of the workload up to a specific pass exceeds a predetermined workload limit, maintenance of at least one of the contact tip, nozzle, and feed motor will be performed on the specific pass. Welding comprising: a determining means for determining what to do during the inter-pass time after the welding operation based on welding work information; and a control means for controlling the maintenance so that it is performed during the inter-pass time during which maintenance is determined to be performed. Provide equipment.

決定手段は、パス間時間とメンテナンスに要する時間との比較結果に基づいて、メンテナンスをパス間時間に行うことを決定する、ものであってよい。 The determining means may decide to perform maintenance during the inter-path time based on a comparison result between the inter-path time and the time required for maintenance.

制御手段は、メンテナンスを行うことが決定されたパス間時間にメンテナンスを行うように促す情報を表示するように制御する、ものであってよい。 The control means may control to display information prompting to perform maintenance at the inter-path time when it is determined to perform maintenance.

制御手段は、メンテナンスを行うことが決定されたパス間時間にメンテナンスを自動で行う装置がメンテナンスを行うように制御する、ものであってもよい。 The control means may be one that controls a device that automatically performs maintenance to perform maintenance during the inter-pass time when maintenance is determined to be performed.

溶接装置は、溶接作業中の溶接電流を計測する計測手段と、パスごとの作業負荷を計測手段で計測された溶接電流によって修正することにより、メンテナンスが行われるパス間時間を変更する変更手段とを更に備えた、ものであってよい。 The welding device includes a measuring means for measuring welding current during welding work, and a changing means for changing the time between passes during which maintenance is performed by correcting the work load for each pass using the welding current measured by the measuring means. It may further include the following.

溶接装置は、トーチを撮像する撮像手段と、作業負荷の限界値を撮像手段で撮像された画像に基づいて修正することにより、メンテナンスが行われるパス間時間を変更する変更手段とを更に備えた、ものであってもよい。 The welding device further includes an imaging means for imaging the torch, and a changing means for changing the inter-pass time during which maintenance is performed by modifying the limit value of the workload based on the image taken by the imaging means. , it may be something.

算出手段は、コンタクトチップの摩耗量の推定値を用いて、パスごとの作業負荷を算出し、決定手段は、特定のパスまでの積算値が限界値を超えた場合に、コンタクトチップのメンテナンスを、特定のパスの後のパス間時間に行うことを決定する、ものであってよい。 The calculating means calculates the work load for each pass using the estimated wear amount of the contact tip, and the determining means determines whether maintenance of the contact tip should be carried out when the cumulative value up to a specific pass exceeds a limit value. , to decide what to do in the inter-pass time after a particular pass.

また、本発明は、送給モータの駆動により送給されるワイヤ状の溶加材に接触して溶加材に給電を行うコンタクトチップと、溶加材を外気からシールドするシールドガスを供給するノズルとを有するトーチを用いた溶接作業の手順を作成する溶接作業手順作成装置であって、パスごとの溶接作業条件及びパス間時間を示す溶接作業情報を取得する取得手段と、溶接作業情報に基づいて、パスごとの作業負荷を算出する算出手段と、特定のパスまでの作業負荷の積算値が予め定められた作業負荷の限界値を超えた場合に、コンタクトチップ、ノズル、及び、送給モータの少なくとも何れか1つのメンテナンスを、特定のパスの後のパス間時間に行うことを、溶接作業情報に基づいて決定する決定手段とを備えた溶接作業手順作成装置も提供する。 Additionally, the present invention provides a contact tip that supplies power to the wire-shaped filler metal by contacting the wire-shaped filler metal fed by the drive of the feed motor, and a shielding gas that shields the filler metal from outside air. A welding work procedure creation device for creating a welding work procedure using a torch having a nozzle, the welding work procedure creation device comprising: an acquisition means for acquiring welding work information indicating welding work conditions and interpass time for each pass; calculation means for calculating the workload for each pass based on the calculation means for calculating the workload for each pass, and when the cumulative value of the workload up to a specific pass exceeds a predetermined workload limit value, The present invention also provides a welding operation procedure creation device that includes determining means for determining, based on welding operation information, whether maintenance of at least one of the motors is to be performed during an inter-pass time after a specific pass.

算出手段は、パスごとの溶加材の送給方法に応じた作業負荷を算出する、ものであってよい。 The calculation means may be one that calculates the workload depending on the filler material feeding method for each pass.

算出手段は、コンタクトチップの摩耗量の推定値を用いて、パスごとの作業負荷を算出し、決定手段は、特定のパスまでの積算値が限界値を超えた場合に、コンタクトチップのメンテナンスを、特定のパスの後のパス間時間に行うことを決定する、ものであってよい。 The calculating means calculates the work load for each pass using the estimated wear amount of the contact tip, and the determining means determines whether maintenance of the contact tip should be carried out when the cumulative value up to a specific pass exceeds a limit value. , to decide what to do in the inter-pass time after a particular pass.

また、本発明は、上記溶接作業手順作成装置から溶接作業情報、作業負荷、及び限界値を含む情報を取得する情報取得手段と、情報を画面に表示する表示手段とを備えた溶接作業支援装置も提供する。 The present invention also provides a welding work support device comprising an information acquisition means for acquiring information including welding work information, work load, and limit values from the welding work procedure creation device, and a display means for displaying the information on a screen. Also provided.

更に、本発明は、送給モータの駆動により送給されるワイヤ状の溶加材に接触して溶加材に給電を行うコンタクトチップと、溶加材を外気からシールドするシールドガスを供給するノズルとを有するトーチを用いて溶接を行う溶接方法であって、パスごとの溶接作業条件及びパス間時間を示す溶接作業情報を取得するステップと、溶接作業情報に基づいて、パスごとの作業負荷を算出するステップと、特定のパスまでの作業負荷の積算値が予め定められた作業負荷の限界値を超えた場合に、コンタクトチップ、ノズル、及び、送給モータの少なくとも何れか1つのメンテナンスを、特定のパスの後のパス間時間に行うことを、溶接作業情報に基づいて決定するステップと、メンテナンスを行うことが決定されたパス間時間にメンテナンスが行われるように制御するステップとを含む溶接方法も提供する。 Further, the present invention provides a contact tip that supplies power to the wire-shaped filler metal fed by the drive of the feed motor, and a shielding gas that shields the filler metal from outside air. A welding method in which welding is performed using a torch having a nozzle, the method includes a step of acquiring welding work information indicating welding work conditions and interpass time for each pass, and determining a work load for each pass based on the welding work information. and performing maintenance on at least one of the contact tip, the nozzle, and the feed motor when the cumulative value of the workload up to a specific pass exceeds a predetermined workload limit value. , a step of determining what to do at an inter-pass time after a specific pass based on welding operation information, and a step of controlling the maintenance so that it is performed at the inter-pass time at which maintenance is determined to be performed. Welding methods are also provided.

更にまた、本発明は、送給モータの駆動により送給されるワイヤ状の溶加材に接触して溶加材に給電を行うコンタクトチップと、溶加材を外気からシールドするシールドガスを供給するノズルとを有するトーチを用いた溶接作業の手順を作成する溶接作業手順作成方法であって、パスごとの溶接作業条件及びパス間時間を示す溶接作業情報を取得するステップと、溶接作業情報に基づいて、パスごとの作業負荷を算出するステップと、特定のパスまでの作業負荷の積算値が予め定められた作業負荷の限界値を超えた場合に、コンタクトチップ、ノズル、及び、送給モータの少なくとも何れか1つのメンテナンスを、特定のパスの後のパス間時間に行うことを、溶接作業情報に基づいて決定するステップとを含む溶接作業手順作成方法も提供する。 Furthermore, the present invention provides a contact tip that supplies power to the wire-shaped filler material by contacting the wire-shaped filler material that is fed by the drive of the feed motor, and a contact tip that supplies power to the filler material and a shielding gas that shields the filler metal from outside air. A method for creating a welding operation procedure using a torch having a nozzle that a step of calculating the workload for each pass on the basis of The present invention also provides a method for creating a welding work procedure, which includes the step of determining, based on welding work information, to carry out at least one maintenance of the above during the inter-pass time after a specific pass.

加えて、本発明は、送給モータの駆動により送給されるワイヤ状の溶加材に接触して溶加材に給電を行うコンタクトチップと、溶加材を外気からシールドするシールドガスを供給するノズルとを有するトーチを用いた溶接作業の手順を作成する溶接作業手順作成装置として、コンピュータを機能させるためのプログラムであって、コンピュータを、パスごとの溶接作業条件及びパス間時間を示す溶接作業情報を取得する取得手段と、溶接作業情報に基づいて、パスごとの作業負荷を算出する算出手段と、特定のパスまでの作業負荷の積算値が予め定められた作業負荷の限界値を超えた場合に、コンタクトチップ、ノズル、及び、送給モータの少なくとも何れか1つのメンテナンスを、特定のパスの後のパス間時間に行うことを、溶接作業情報に基づいて決定する決定手段として機能させるためのプログラムも提供する。 In addition, the present invention provides a contact tip that supplies power to the wire-shaped filler metal fed by the drive of the feed motor, and a contact tip that supplies power to the filler metal, and a shielding gas that shields the filler metal from outside air. A program for causing a computer to function as a welding procedure creation device for creating welding procedures using a torch having a nozzle that indicates welding conditions and interpass time for each pass. an acquisition means for acquiring work information; a calculation means for calculating a work load for each pass based on the welding work information; and a calculation means for calculating a work load for each pass based on the welding work information; function as a determining means for determining, based on welding work information, that maintenance of at least one of the contact tip, the nozzle, and the feed motor is to be performed during the inter-pass time after a specific pass when We also provide programs for

本発明によれば、コンタクトチップ、ノズル、及び、送給モータをトータルでメンテナンスすることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to perform total maintenance on the contact tip, nozzle, and feed motor.

本発明の実施の形態における金属積層造形システムの概略構成例を示した図である。1 is a diagram showing a schematic configuration example of a metal additive manufacturing system according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における金属積層造形システムに設けられた溶接トーチの構成例を示した断面図である。It is a sectional view showing an example of composition of a welding torch provided in a metal additive manufacturing system in an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における積層計画装置のハードウェア構成例を示す図である。It is a diagram showing an example of the hardware configuration of a stacking planning device in an embodiment of the present invention. パス間時間が増大していく場合における部品のメンテナンスを行うタイミングの一例を示した図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of timing for performing component maintenance when the inter-pass time increases. 本発明の実施の形態における積層計画装置の機能構成例を示した図である。1 is a diagram showing an example of the functional configuration of a stack planning device in an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における積層計画支援装置の機能構成例を示した図である。1 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of a layered planning support device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における制御装置の機能構成例を示した図である。1 is a diagram showing an example of a functional configuration of a control device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における積層計画装置の動作例を示したフローチャートである。It is a flow chart showing an example of the operation of the stacking planning device in the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における積層計画装置が行うメンテナンス時期設定処理の第1の例を示したフローチャートである。It is a flowchart which showed the 1st example of maintenance time setting processing performed by a layered planning device in an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における積層計画装置が行うメンテナンス時期設定処理の第2の例を示したフローチャートである。It is a flowchart which showed the 2nd example of maintenance time setting processing performed by a layered planning device in an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における制御装置の動作例を示したフローチャートである。It is a flow chart showing an example of operation of a control device in an embodiment of the present invention.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

[金属積層造形システムの構成]
図1は、本実施の形態における金属積層造形システム1の概略構成例を示した図である。
[Configuration of metal additive manufacturing system]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration example of a metal additive manufacturing system 1 in this embodiment.

図示するように、金属積層造形システム1は、溶接装置の一例であり、溶接ロボット(マニピュレータ)10と、溶接電流計測器15と、カメラ16と、CAD装置20と、積層計画装置30と、制御装置50とを備える。また、積層計画装置30は、溶接ロボット10を制御する制御プログラムを、例えばメモリカード等のリムーバブルな記録媒体70に書き込み、制御装置50は、記録媒体70に書き込まれた制御プログラムを読み出すことができるようになっている。 As illustrated, the metal additive manufacturing system 1 is an example of a welding device, and includes a welding robot (manipulator) 10, a welding current measuring device 15, a camera 16, a CAD device 20, a layer planning device 30, and a control device. A device 50 is provided. Further, the stack planning device 30 writes a control program for controlling the welding robot 10 in a removable recording medium 70 such as a memory card, and the control device 50 can read the control program written in the recording medium 70. It looks like this.

溶接ロボット10は、複数の関節を有する腕(アーム)11を備え、制御装置50が読み込んだ制御プログラムに従って動作することで溶接作業を行う。また、溶接ロボット10は、腕11の先端に手首部12を介して、積層体の一例である積層造形物100を造形するための溶接トーチ13を有している。そして、金属積層造形システム1の場合、溶接ロボット10は、軟鋼製の溶加材(ワイヤ)14を溶融しながら、溶接トーチ13を移動させて、積層造形物100を製造する。具体的には、溶接トーチ13は、溶加材14を供給しつつ、シールドガスを流しながらアークを発生させて溶加材14を溶融及び固化し、母材90上に複数層のビード101を積層して積層造形物100を製造する。尚、ここでは、溶加材14を溶融する熱源としてアークを用いるが、レーザやプラズマを用いてもよい。また、溶接ロボット10は、この他に、溶加材14を送給する送給装置等も含むが、これについては説明を省略する。 The welding robot 10 includes an arm 11 having a plurality of joints, and performs welding work by operating according to a control program read by a control device 50. The welding robot 10 also has a welding torch 13 at the tip of the arm 11 via the wrist 12 for modeling a layered product 100, which is an example of a layered product. In the case of the metal additive manufacturing system 1, the welding robot 10 moves the welding torch 13 while melting the filler material (wire) 14 made of mild steel to manufacture the additively manufactured article 100. Specifically, while supplying the filler metal 14, the welding torch 13 generates an arc while flowing the shield gas to melt and solidify the filler metal 14, thereby forming multiple layers of beads 101 on the base metal 90. A laminate-molded article 100 is manufactured by laminating the layers. Although an arc is used here as a heat source for melting the filler metal 14, a laser or plasma may also be used. In addition, the welding robot 10 also includes a feeding device that feeds the filler metal 14, but a description of this will be omitted.

溶接電流計測器15は、積層造形物100を造形中に溶接電源(図示せず)と溶接トーチ13との間に流れる溶接電流を計測し、計測した溶接電流の電流値を制御装置50に出力する。本実施の形態では、溶接作業中の溶接電流を計測する計測手段の一例として、溶接電流計測器15を設けている。 The welding current measuring device 15 measures the welding current flowing between the welding power source (not shown) and the welding torch 13 while manufacturing the laminate-molded object 100, and outputs the current value of the measured welding current to the control device 50. do. In this embodiment, a welding current measuring device 15 is provided as an example of a measuring means for measuring a welding current during welding work.

カメラ16は、積層造形物100を造形中の例えば次のパスの溶接を開始する前に溶接トーチ13を撮影し、その撮影画像を制御装置50に出力する。本実施の形態では、トーチを撮像する撮像手段の一例として、カメラ16を設けている。 The camera 16 photographs the welding torch 13 during the production of the laminate-molded article 100, for example, before starting the next pass of welding, and outputs the photographed image to the control device 50. In this embodiment, a camera 16 is provided as an example of an imaging means for imaging the torch.

CAD装置20は、コンピュータを用いて造形物の設計を行うと共に、設計によって得られた三次元データ(以下、「三次元CADデータ」という)を保持する機能を有している。 The CAD device 20 has a function of designing a molded object using a computer and retaining three-dimensional data (hereinafter referred to as "three-dimensional CAD data") obtained by the design.

積層計画装置30は、CAD装置20が保持する三次元CADデータに基づいて積層造形物100の積層計画を作成する。つまり、溶接トーチ13の軌道を決定すると共に、溶接ロボット10が溶接する際の溶接条件を決定する。そして、この決定した軌道に沿って決定した溶接条件でビード101を形成するように溶接ロボット10を制御するための制御プログラムを生成し、この制御プログラムを記録媒体70に出力する。本実施の形態では、溶接作業手順作成装置の一例として、積層計画装置30を設けている。 The layer planning device 30 creates a layer plan for the layered object 100 based on three-dimensional CAD data held by the CAD device 20. That is, the trajectory of the welding torch 13 is determined, and the welding conditions when the welding robot 10 performs welding are determined. Then, a control program for controlling the welding robot 10 to form the bead 101 under the determined welding conditions along the determined trajectory is generated, and this control program is output to the recording medium 70. In this embodiment, a stack planning device 30 is provided as an example of a welding work procedure creation device.

制御装置50は、記録媒体70から制御プログラムを読み込んで保持する。そして、この制御プログラムを動作させることにより、積層計画装置30で作成された積層計画に従って、つまり、積層計画装置30で決定された軌道に沿って、積層計画装置30で決定された溶接条件でビード101を形成するよう、溶接ロボット10を制御する。 The control device 50 reads a control program from the recording medium 70 and holds it. By operating this control program, beads are welded under the welding conditions determined by the stack planning device 30 according to the stack plan created by the stack planning device 30, that is, along the trajectory determined by the stack planning device 30. The welding robot 10 is controlled to form the welding robot 101.

[溶接トーチの構成]
図2は、図1の金属積層造形システム1に設けられた溶接トーチ13の構成例を示した断面図である。
[Configuration of welding torch]
FIG. 2 is a sectional view showing a configuration example of the welding torch 13 provided in the metal additive manufacturing system 1 of FIG. 1.

図示するように、溶接トーチ13は、トーチ本体131と、ノズル132と、チップ基部133と、コンタクトチップ134と、支持部135とを備えている。 As illustrated, the welding torch 13 includes a torch body 131, a nozzle 132, a tip base 133, a contact tip 134, and a support section 135.

ノズル132は、筒状の形状を有しており、筒状に形成されたトーチ本体131のうち図中下側となる開口側にはめ込まれることで、トーチ本体131に固定されている。このノズル132は、溶加材14を外気からシールドするシールドガス(例えば炭酸ガス)を積層造形物100(図1参照)に対して噴射するために設けられる。 The nozzle 132 has a cylindrical shape, and is fixed to the torch body 131 by being fitted into the opening side of the torch body 131 formed in a cylindrical shape, which is the lower side in the figure. This nozzle 132 is provided to inject a shielding gas (for example, carbon dioxide gas) that shields the filler material 14 from the outside air onto the laminate-molded article 100 (see FIG. 1).

チップ基部133は、導電体で構成されると共に筒状の形状を有しており、トーチ本体131及びノズル132の内側に配置されると共にトーチ本体131の内周面に接触することで、トーチ本体131に固定されている。また、チップ基部133のうち空間を介してノズル132の内周面と対向する部位には、チップ基部133の側面を貫通するガス供給口133aが複数個設けられている。 The tip base 133 is made of a conductive material and has a cylindrical shape, and is disposed inside the torch body 131 and the nozzle 132 and comes into contact with the inner circumferential surface of the torch body 131. It is fixed at 131. Further, a plurality of gas supply ports 133a penetrating the side surface of the chip base 133 are provided at a portion of the chip base 133 that faces the inner circumferential surface of the nozzle 132 via a space.

コンタクトチップ134は、導電体で構成されると共に筒状の形状を有しており、チップ基部133のうち図中下側となる開口側にはめ込まれることで、ノズル132の内側において、チップ基部133を介してトーチ本体131に固定されている。そして、コンタクトチップ134は、溶加材14に接触してこれに給電を行うものである。また、このコンタクトチップ134は、チップ基部133に対して着脱可能となっており、長期間の使用に伴ってコンタクトチップ134が消耗した場合には、コンタクトチップ134を交換することが可能となっている。 The contact tip 134 is made of a conductive material and has a cylindrical shape, and is fitted into the opening side of the tip base 133 that is the lower side in the figure, so that the contact tip 134 is inserted into the tip base 133 inside the nozzle 132. It is fixed to the torch main body 131 via. The contact tip 134 contacts the filler metal 14 to supply power thereto. Further, this contact tip 134 is removable from the tip base 133, and when the contact tip 134 becomes worn out due to long-term use, it is possible to replace the contact tip 134. There is.

支持部135は、筒状の形状を有しており、トーチ本体131のうち図中上側の開口においてトーチ本体131よりも上方に突出するチップ基部133にはめ込まれることで、チップ基部133を介してトーチ本体131に固定されている。この支持部135の図中上方には、図示しない基材が設けられており、支持部135は、この基材に支持されるようになっている。 The support part 135 has a cylindrical shape, and is fitted into the tip base 133 that protrudes upward from the torch body 131 at the upper opening in the figure of the torch body 131, so that the support part 135 is inserted into the tip base 133 through the tip base 133. It is fixed to the torch body 131. A base material (not shown) is provided above the support part 135 in the drawing, and the support part 135 is supported by this base material.

[積層計画装置のハードウェア構成]
図3は、積層計画装置30のハードウェア構成例を示す図である。
[Hardware configuration of layer planning device]
FIG. 3 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the stack planning device 30.

図示するように、積層計画装置30は、例えば汎用のPC(Personal Computer)等により実現され、演算手段であるCPU31と、記憶手段であるメインメモリ32及び磁気ディスク装置(HDD:Hard Disk Drive)33とを備える。ここで、CPU31は、OS(Operating System)やアプリケーションソフトウェア等の各種プログラムを実行し、積層計画装置30の各機能を実現する。また、メインメモリ32は、各種プログラムやその実行に用いるデータ等を記憶する記憶領域であり、HDD33は、各種プログラムに対する入力データや各種プログラムからの出力データ等を記憶する記憶領域である。 As shown in the figure, the stacking planning device 30 is realized by, for example, a general-purpose PC (Personal Computer) or the like, and includes a CPU 31 as a calculation means, a main memory 32 as a storage means, and a magnetic disk device (HDD: Hard Disk Drive) 33. Equipped with. Here, the CPU 31 executes various programs such as an OS (Operating System) and application software, and realizes each function of the stack planning device 30. Further, the main memory 32 is a storage area that stores various programs and data used for their execution, and the HDD 33 is a storage area that stores input data for various programs, output data from the various programs, and the like.

また、積層計画装置30は、外部との通信を行うための通信I/F34と、ビデオメモリやディスプレイ等からなる表示機構35と、キーボードやマウス等の入力デバイス36と、記録媒体70に対してデータの読み書きを行うためのドライバ37とを備える。尚、図3は、積層計画装置30をコンピュータシステムにて実現した場合のハードウェア構成を例示するに過ぎず、積層計画装置30は図示の構成に限定されない。 The layer planning device 30 also has a communication I/F 34 for communicating with the outside, a display mechanism 35 consisting of a video memory, a display, etc., an input device 36 such as a keyboard and a mouse, and a recording medium 70. It also includes a driver 37 for reading and writing data. Note that FIG. 3 merely illustrates the hardware configuration when the stack planning device 30 is implemented as a computer system, and the stack planning device 30 is not limited to the illustrated configuration.

また、図3に示したハードウェア構成は、制御装置50のハードウェア構成としても捉えられる。但し、制御装置50について述べるときは、図3のCPU31、メインメモリ32、磁気ディスク装置33、通信I/F34、表示機構35、入力デバイス36、ドライバ37をそれぞれ、CPU51、メインメモリ52、磁気ディスク装置53、通信I/F54、表示機構55、入力デバイス56、ドライバ57と表記するものとする。 Further, the hardware configuration shown in FIG. 3 can also be regarded as the hardware configuration of the control device 50. However, when describing the control device 50, the CPU 31, main memory 32, magnetic disk device 33, communication I/F 34, display mechanism 35, input device 36, and driver 37 in FIG. The device 53, the communication I/F 54, the display mechanism 55, the input device 56, and the driver 57 will be expressed.

[本実施の形態の概要]
このような構成を備えた金属積層造形システム1による積層造形では、パスが非常に多いので、ビード101の品質の低下を招かないために、適切な時期に部品のメンテナンスを行う必要がある。
[Overview of this embodiment]
In additive manufacturing using the metal additive manufacturing system 1 having such a configuration, there are a large number of passes, so it is necessary to perform component maintenance at an appropriate time in order to avoid deteriorating the quality of the bead 101.

また、積層造形では、パスが非常に多いので、造形中は無人化及び自動化がなされることが生産上好ましい。しかしながら、連続稼働による装置への負荷が大きいため、何らかの不具合が発生して生産性の低下や自動化の妨げとなっている。このことからも、部品のメンテナンスを適宜挟んで、金属積層造形システム1を適正な状態に保つ必要がある。 Furthermore, since additive manufacturing involves a large number of passes, it is preferable for production to be unmanned and automated during the manufacturing process. However, due to the heavy load placed on the equipment due to continuous operation, some problems occur, reducing productivity and hindering automation. For this reason as well, it is necessary to maintain the metal additive manufacturing system 1 in an appropriate state by appropriately performing component maintenance.

ここで、本実施の形態では、金属積層造形システム1における部品として、コンタクトチップ134、ノズル132、送給モータを想定する。そして、これらの部品のメンテナンスとして、コンタクトチップ134の交換、ノズル132の清掃、送給抵抗の計測(例えばワイヤインチングした状態で送給モータの負荷電流を計測)を想定する。尚、ノズル132については清掃ではなく交換を行ってもよいが、以下では清掃を行うものとして説明する。 Here, in this embodiment, the contact tip 134, the nozzle 132, and the feed motor are assumed as components in the metal additive manufacturing system 1. As maintenance for these parts, it is assumed that the contact tip 134 is replaced, the nozzle 132 is cleaned, and the feed resistance is measured (for example, the load current of the feed motor is measured while the wire is inched). Although the nozzle 132 may be replaced instead of being cleaned, the following description will be made assuming that the nozzle 132 is cleaned.

まず、本実施の形態の基本的な考え方について説明する。 First, the basic idea of this embodiment will be explained.

本実施の形態では、溶接ロボット10の使用率をメンテナンスの一指標として考える。使用率は、以下のように定義される。 In this embodiment, the usage rate of the welding robot 10 is considered as an index for maintenance. The usage rate is defined as follows.

使用率(%)=(使用電流/基準電流)×(アークタイム/(アークタイム+パス間時間))×100 Usage rate (%) = (Using current 2 / Reference current 2 ) × (Arc time / (Arc time + Inter-pass time)) × 100

この使用率では、使用電流及びアークタイムが加味されている。使用電流はコンタクトチップ134の摩耗量及び溶加材14の先端に発生する熱量と相関するため、コンタクトチップ134の交換時期及び送給抵抗の計測時期を予測する指標に使える。また、アークタイムはコンタクトチップ134の摩耗量及びノズル132の汚れ量と相関するため、コンタクトチップ134の交換時期及びノズル132の清掃時期を予測する指標に使える。 This usage rate takes into account the usage current and arc time. Since the current used correlates with the amount of wear on the contact tip 134 and the amount of heat generated at the tip of the filler metal 14, it can be used as an index for predicting when to replace the contact tip 134 and when to measure the feeding resistance. Furthermore, since the arc time correlates with the amount of wear on the contact tip 134 and the amount of dirt on the nozzle 132, it can be used as an index for predicting when to replace the contact tip 134 and when to clean the nozzle 132.

具体的には、コンタクトチップ134の交換時期を予測するための使用率t、ノズル132の清掃時期を予測するための使用率n、送給抵抗の計測時期を予測するための使用率wを、以下のように定めるとよい。 Specifically, the usage rate t for predicting the replacement time of the contact tip 134, the usage rate n for predicting the cleaning time of the nozzle 132, the usage rate w for predicting the measurement time of the feeding resistance, It is recommended to define it as follows.

使用率t(%)=(使用電流/基準電流t)×(アークタイム/(アークタイム+パス間時間))×100
使用率n(%)=(使用電流/基準電流n)×(アークタイム/(アークタイム+パス間時間))×100
使用率w(%)=(使用電流/基準電流w)×(アークタイム/(アークタイム+パス間時間))×100
Usage rate t (%) = (Using current 2 / Reference current t 2 ) × (Arc time / (Arc time + Inter-pass time)) × 100
Usage rate n (%) = (Using current 2 / Reference current n 2 ) × (Arc time / (Arc time + Inter-pass time)) × 100
Usage rate w (%) = (Using current 2 / Reference current w 2 ) × (Arc time / (Arc time + Inter-pass time)) × 100

ここで、使用率及び基準電流に付したt,n,wの添え字は、それぞれ、コンタクトチップ134の交換時期、ノズル132の清掃時期、送給抵抗の計測時期を予測するための値であることを表している。 Here, the suffixes t, n, and w attached to the usage rate and reference current are values for predicting the time to replace the contact tip 134, the time to clean the nozzle 132, and the time to measure the feeding resistance, respectively. It represents that.

更に、使用率には、溶加材14の送給方法に関する溶接モードに応じた係数を乗じることがあるものとする。例えば、溶加材14をその正送及び逆送を高速に繰り返しながら送給する溶接モードで溶接を行う場合を考える。 Furthermore, the usage rate may be multiplied by a coefficient depending on the welding mode related to the feeding method of the filler metal 14. For example, consider a case where welding is performed in a welding mode in which the filler metal 14 is fed while repeatedly feeding forward and backward at high speed.

この場合、コンタクトチップ134の摩耗が多くなるので、使用率tは、1より大きな係数αを乗じて以下のような式とすればよい。 In this case, the wear of the contact tip 134 increases, so the usage rate t may be multiplied by a coefficient α larger than 1 to form the following equation.

使用率t(%)=α×(使用電流/基準電流t)×(アークタイム/(アークタイム+パス間時間))×100 Usage rate t (%) = α × (Using current 2 / Reference current t 2 ) × (Arc time / (Arc time + Inter-pass time)) × 100

また、この場合、スパッタ量が少なくなりノズル132の汚れも少なくなるので、使用率nは、1より小さな係数βを乗じて以下のような式とすればよい。 Further, in this case, since the amount of spatter is reduced and the nozzle 132 is less contaminated, the usage rate n may be multiplied by a coefficient β smaller than 1 to form the following equation.

使用率n(%)=β×(使用電流/基準電流n)×(アークタイム/(アークタイム+パス間時間))×100 Usage rate n (%) = β × (Using current 2 / Reference current n 2 ) × (Arc time / (Arc time + Inter-pass time)) × 100

一方で、コンタクトチップ134、ノズル132、送給モータのメンテナンス時期を予測するための使用率の限界値(以下、「許容限界値」という)は、例えば100%としてよい。但し、コンタクトチップ134の交換時期を予測するための許容限界値t、ノズル132の清掃時期を予測するための許容限界値n、送給抵抗の計測時期を予測するための許容限界値wは、異なる値としてもよい。 On the other hand, the limit value of the usage rate (hereinafter referred to as "acceptable limit value") for predicting the maintenance timing of the contact tip 134, the nozzle 132, and the feed motor may be, for example, 100%. However, the permissible limit value t for predicting the replacement time of the contact tip 134, the permissible limit value n for predicting the cleaning time of the nozzle 132, and the permissible limit value w for predicting the measurement time of the feeding resistance are as follows. It may be a different value.

このように、使用率t、使用率n、使用率wをそれぞれ許容限界値t、許容限界値n、許容限界値wと比較することで、コンタクトチップ134、ノズル132、送給モータのメンテナンス時期を1つの指標で予測することができる。 In this way, by comparing the usage rate t, usage rate n, and usage rate w with the allowable limit value t, allowable limit value n, and allowable limit value w, respectively, the maintenance timing of the contact tip 134, nozzle 132, and feed motor can be determined. can be predicted using one index.

また、パスごとに算出された使用率を複数パス分積算する場合、コンタクトチップ134の交換、ノズル132の清掃、送給抵抗の計測を行うべきかを、それぞれ、次の3つの式で判断する。 In addition, when integrating the usage rate calculated for each pass for multiple passes, the following three formulas are used to determine whether to replace the contact tip 134, clean the nozzle 132, or measure the feeding resistance. .

許容限界値t≦Σ(使用率t(i))
許容限界値n≦Σ(使用率n(i))
許容限界値w≦Σ(使用率w(i))
Tolerable limit value t≦Σ (usage rate t(i))
Tolerable limit value n≦Σ (usage rate n(i))
Tolerable limit value w≦Σ (usage rate w(i))

ここで、Σ(使用率t(i))、Σ(使用率n(i))、Σ(使用率w(i))は、それぞれ、i番目のパスの使用率t、使用率n、使用率wを複数パス分積算した値を表している。 Here, Σ(utilization rate t(i)), Σ(utilization rate n(i)), and Σ(utilization rate w(i)) are the usage rate t, usage rate n, and usage of the i-th path, respectively. It represents the value obtained by integrating the rate w over multiple passes.

このような式により、パスごとの使用率のばらつきを考慮した総合的な使用率の判断を行うことができる。 Using such a formula, it is possible to determine the overall usage rate in consideration of variations in the usage rate for each path.

但し、コンタクトチップ134は、アークONOFFの回数、つまりパス数によっても摩耗量が増減する。即ち、アークON時の導通によって、溶加材14とコンタクトチップ134との接触部にジュール熱が発生し、微視的な溶融及び凝着が発生する。そして、その後の溶加材14の送給により、凝着の剥離が繰り返されることで、摩耗が発生する。 However, the amount of wear of the contact tip 134 also increases or decreases depending on the number of arc ON/OFF operations, that is, the number of passes. That is, due to conduction when the arc is turned on, Joule heat is generated at the contact portion between the filler metal 14 and the contact tip 134, causing microscopic melting and adhesion. Then, as the filler metal 14 is fed thereafter, the adhesion is repeatedly peeled off, thereby causing wear.

そこで、コンタクトチップ134の交換時期については、使用率tだけでなく負荷率tも考慮して判断するのが好ましい。例えば、使用率tと負荷率tとの和を基準に判断することが考えられる。ここで、負荷率に付したtの添え字も、コンタクトチップ134の交換時期を予測するための値であることを表している。使用率tと負荷率tとの和は、以下のように定義される。 Therefore, it is preferable to determine when to replace the contact tip 134 by taking into consideration not only the usage rate t but also the load factor t. For example, it is conceivable to make the determination based on the sum of the usage rate t and the load rate t. Here, the suffix t attached to the load factor also indicates that it is a value for predicting the replacement time of the contact tip 134. The sum of the usage rate t and the load rate t is defined as follows.

使用率tと負荷率tとの和(%)=(σ+(使用電流/基準電流t)×(アークタイム/(アークタイム+パス間時間)))×100 Sum of usage rate t and load rate t (%) = (σ + (used current 2 / reference current t 2 ) x (arc time / (arc time + inter-pass time))) x 100

ここで、σは1パスあたりの負荷率tである。σとしては、1パスあたりの摩耗量と相関する値を用いるとよい。1パスあたりの摩耗量は、計測が困難であるため、次のような推定式を用いて算出するとよい。 Here, σ is the load factor t per path. As σ, it is preferable to use a value that correlates with the amount of wear per pass. Since it is difficult to measure the amount of wear per pass, it may be calculated using the following estimation formula.

Δd =Nstart×Start+xAT×ATkx+yAT×ATky+zAT×ATkz+・・・ Δd k 3 =N start ×Start k +x AT ×AT kx +y AT ×AT ky +z AT ×AT kz +...

この式において、Δd はk番目のコンタクトチップ134の摩耗量[mm]を表す。kはコンタクトチップ134の交換順に割り振られた番号を示す。摩耗量は便宜的にコンタクトチップ134の先端の径dの変化量の3乗値としてよい。また、NstartはアークON1回あたり、つまり1パスあたりの摩耗量[mm]を表し、Startはk番目のコンタクトチップ134でのアークONの回数、つまりパス数を表す。jATは条件jでのアーク発生中の単位時間あたりの摩耗量[mm]を表し、ATkjはk番目のコンタクトチップ134で使用した条件jのアークタイムを表す(j=x,y,z,・・・)。ここで条件とは例えば使用電流であり、その場合、条件jとは使用電流の具体的な電流値を示す。 In this equation, Δd k 3 represents the amount of wear [mm 3 ] of the k-th contact tip 134. k indicates a number assigned in the order of replacement of the contact chips 134. For convenience, the amount of wear may be set to the cube of the amount of change in the diameter d of the tip of the contact tip 134. Further, N start represents the amount of wear [mm 3 ] per arc ON, that is, per pass, and Start k represents the number of arc ON, that is, the number of passes, at the k-th contact tip 134. j AT represents the wear amount [mm 3 ] per unit time during arc generation under condition j, and AT kj represents the arc time under condition j used in the k-th contact tip 134 (j = x, y, z,...). Here, the condition is, for example, the current used, and in this case, the condition j indicates a specific current value of the current used.

そして、実験で得られた値を上記推定式に当てはめて、1パスあたりの摩耗量Nstartを求め、この1パスあたりの摩耗量Nstartの1パスあたりの許容摩耗量に対する比率を1パスあたりの負荷率tであるσとする。尚、σは、積層計画を作成する前に求めておくとよい。 Then, apply the value obtained in the experiment to the above estimation formula to find the amount of wear N start per pass, and calculate the ratio of this amount of wear N start per pass to the allowable amount of wear per pass. Let σ be the load factor t. Note that σ is preferably determined before creating the stacking plan.

更に、ここでも、使用率tには、溶加材14の送給方法に関する溶接モードに応じた係数を乗じることがあるものとする。例えば、溶加材14をその正送及び逆送を高速に繰り返しながら送給する溶接モードで溶接を行う場合を考える。 Furthermore, here as well, it is assumed that the usage rate t may be multiplied by a coefficient depending on the welding mode related to the feeding method of the filler metal 14. For example, consider a case where welding is performed in a welding mode in which the filler metal 14 is fed while repeatedly feeding forward and backward at high speed.

この場合、コンタクトチップ134の摩耗が多くなるので、使用率tと負荷率tとの和は、使用率tに1より大きな係数αを乗じて以下のような式とすればよい。 In this case, the wear of the contact tip 134 increases, so the sum of the usage rate t and the load rate t may be calculated by multiplying the usage rate t by a coefficient α larger than 1 to form the following equation.

使用率tと負荷率tとの和(%)=(σ+α×(使用電流/基準電流t)×(アークタイム/(アークタイム+パス間時間)))×100 Sum of usage rate t and load rate t (%) = (σ + α × (used current 2 / reference current t 2 ) × (arc time / (arc time + inter-pass time))) × 100

また、この場合も、パスごとに算出された使用率tと負荷率tとの和を複数パス分積算する場合、コンタクトチップ134の交換を、次の式で判断する。 Also in this case, when the sum of the usage rate t and the load factor t calculated for each pass is integrated for a plurality of passes, the replacement of the contact tip 134 is determined using the following formula.

許容限界値t≦Σ(使用率tと負荷率tとの和(i)) Tolerable limit value t≦Σ (sum (i) of usage rate t and load rate t)

ここで、Σ(使用率tと負荷率tとの和(i))は、i番目のパスの使用率tと負荷率tとの和を複数パス分積算した値を表している。 Here, Σ (sum (i) of usage rate t and load factor t) represents a value obtained by integrating the sum of usage rate t and load factor t of the i-th path for a plurality of paths.

次に、本実施の形態におけるパス間時間とメンテナンス時期との関係について説明する。 Next, the relationship between the inter-path time and maintenance timing in this embodiment will be explained.

造形が進むにつれて、造形物は蓄熱されるのでその分パス間時間は増大していく傾向にある。図4は、このような場合に部品のメンテナンスを行うタイミングの一例を示した図である。図では、ハッチングを施した時間がアークON時間を示し、ハッチングを施していない時間がアークOFF時間を示す。図示するように、送給抵抗の計測及びコンタクトチップ134の交換(図では「送給抵抗計測+チップ交換」と表記)、ノズル132の清掃(図では「ノズル清掃」と表記)等の比較的時間のかかるメンテナンスは造形工程の後半に実施するとよい。一方、送給抵抗の計測のみのように短時間で済むメンテナンスは造形の前半でも実施できる。尚、メンテナンス頻度を調整することで1回あたりのメンテナンス時間を短縮できるが、どの程度の頻度とするかは生産性との兼ね合いで決定すればよい。 As the modeling progresses, the object accumulates heat, so the inter-pass time tends to increase accordingly. FIG. 4 is a diagram showing an example of the timing for performing component maintenance in such a case. In the figure, the hatched time indicates the arc ON time, and the unhatched time indicates the arc OFF time. As shown in the figure, the comparison of measurement of the feed resistance, replacement of the contact tip 134 (indicated as "feed resistance measurement + tip replacement" in the figure), cleaning of the nozzle 132 (indicated as "nozzle cleaning" in the figure), etc. It is best to carry out time-consuming maintenance in the latter half of the modeling process. On the other hand, maintenance that requires only a short time, such as measuring the feeding resistance, can be performed even during the first half of the manufacturing process. Incidentally, by adjusting the maintenance frequency, it is possible to shorten the maintenance time per time, but the frequency may be determined in consideration of productivity.

次いで、本実施の形態におけるメンテナンス時期の修正について説明する。 Next, correction of the maintenance timing in this embodiment will be explained.

上記において、使用率及び許容限界値を算出する際に用いた使用電流及びアークタイムは、積層の軌道計画で設計された値としている。しかしながら、造形中はスラグやスパッタの発生等の溶接現場現象により計画とのずれが生じ得る。そこで、溶接電流計測器15により計測された溶接電流の電流値や、カメラ16により撮影された溶接トーチ13の画像に基づいて、メンテナンス時期を適宜修正する。この場合の修正の仕方は特に限定しない。例えば、実際の溶接電流が計画時に想定したものと異なっている場合にそれに応じて使用率を修正することでメンテナンス時期を修正するものでもよい。また、溶接トーチ13の撮影画像により異常の兆候が検出された場合に許容限界値から所定のオフセット値を減ずることでメンテナンス時期を修正するものでもよい。 In the above, the usage current and arc time used when calculating the usage rate and allowable limit value are the values designed in the lamination trajectory plan. However, during modeling, deviations from the plan may occur due to welding field phenomena such as generation of slag and spatter. Therefore, the maintenance timing is adjusted as appropriate based on the current value of the welding current measured by the welding current measuring device 15 and the image of the welding torch 13 taken by the camera 16. In this case, the method of correction is not particularly limited. For example, if the actual welding current differs from what was assumed at the time of planning, the maintenance period may be modified by modifying the usage rate accordingly. Alternatively, the maintenance timing may be corrected by subtracting a predetermined offset value from the allowable limit value when a sign of abnormality is detected from the photographed image of the welding torch 13.

[本実施の形態の詳細]
以下、このような概要を実現する金属積層造形システム1について、積層計画装置30及び制御装置50の構成及び動作を中心に詳細に説明する。
[Details of this embodiment]
Hereinafter, the metal additive manufacturing system 1 that realizes the above outline will be described in detail, focusing on the configuration and operation of the layer planning device 30 and the control device 50.

(積層計画装置の機能構成)
図5-1は、本実施の形態における積層計画装置30の機能構成例を示した図である。図示するように、本実施の形態における積層計画装置30は、CADデータ取得部41と、CADデータ分割部42と、積層計画部43と、メンテナンス時期設定部44と、制御プログラム生成部45と、制御プログラム出力部46とを備える。
(Functional configuration of layer planning device)
FIG. 5-1 is a diagram showing an example of the functional configuration of the stacking planning device 30 in this embodiment. As illustrated, the stack planning device 30 in this embodiment includes a CAD data acquisition section 41, a CAD data division section 42, a stack planning section 43, a maintenance period setting section 44, a control program generation section 45, A control program output section 46 is provided.

CADデータ取得部41は、CAD装置20から、積層造形物100の三次元形状を表す三次元CADデータを取得する。 The CAD data acquisition unit 41 acquires three-dimensional CAD data representing the three-dimensional shape of the layered object 100 from the CAD device 20 .

CADデータ分割部42は、CADデータ取得部41が取得した三次元CADデータを複数の層に分割(スライス)することで、各層の形状をそれぞれが表す複数の層形状データを生成する。その際、CADデータ分割部42は、三次元CADデータを複数の層に分割し易い内部形式に変換してもよい。 The CAD data division unit 42 divides (slices) the three-dimensional CAD data acquired by the CAD data acquisition unit 41 into a plurality of layers, thereby generating a plurality of layer shape data each representing the shape of each layer. At this time, the CAD data dividing unit 42 may convert the three-dimensional CAD data into an internal format that can be easily divided into a plurality of layers.

積層計画部43は、CADデータ分割部42が生成した複数の層形状データの各層の高さ及び幅に合ったビード101を溶着する際の溶接条件やアーク狙い位置を含む積層計画を生成する。このような積層計画を生成するには、ビード101の高さや幅の他、ビード101の断面形状を近似するモデルが必要である。これらは測定実験の実測値や、溶着金属量の断面積から計算して推定したものでもよい。本実施の形態では、溶接速度やワイヤ送給速度を数条件振って溶着量を変えつつ、ビードオンプレート溶接や鉛直に数層の積層を行い、各々の条件にて1層当たりの高さや幅を測定した結果をデータベース化する。そして、積層する際に積層する所望の高さや幅を満たす溶接速度と溶着量を選択し、測定した結果から各層の推定形状を随時計算し、アーク狙い位置を決める。尚、溶着断面の計算は溶加材14の材質や、既に積層した部位の形状の状態によって計算方法を変えるようにしてもよい。この計算方法によって造形物を内包する積層を計画していく。また、積層計画部43には、積層計画中にパス間時間の情報も含める。本実施の形態では、パスごとの溶接作業条件及びパス間時間を示す溶接作業情報の一例として、積層計画を用いており、溶接作業情報を取得する取得手段の一例として、積層計画部43を設けている。 The stacking planning unit 43 generates a stacking plan including welding conditions and arc target positions when welding the bead 101 that matches the height and width of each layer of the plurality of layer shape data generated by the CAD data dividing unit 42. To generate such a stacking plan, a model that approximates the height and width of the bead 101 as well as the cross-sectional shape of the bead 101 is required. These may be actual values from measurement experiments or estimated values calculated from the cross-sectional area of the amount of welded metal. In this embodiment, bead-on-plate welding and vertical stacking of several layers are performed while varying the welding speed and wire feed speed under several conditions to change the amount of welding, and the height and width of each layer are determined under each condition. Create a database of measurement results. Then, when stacking, the welding speed and amount of welding that satisfy the desired height and width of the stack are selected, the estimated shape of each layer is calculated from the measurement results as needed, and the arc target position is determined. Note that the calculation method for calculating the welded cross section may be changed depending on the material of the filler metal 14 and the state of the shape of the already laminated parts. Using this calculation method, we plan the lamination that will contain the object. Furthermore, the stacking planning section 43 also includes information on inter-pass time in the stacking planning. In this embodiment, a stack plan is used as an example of welding work information indicating welding work conditions and inter-pass time for each pass, and a stack planning section 43 is provided as an example of an acquisition means for acquiring welding work information. ing.

メンテナンス時期設定部44は、積層計画部43が生成した積層計画から、コンタクトチップ134、ノズル132、送給モータのメンテナンス時期を算出し、パス間時間にこれらのメンテナンス時期を設定する。 The maintenance timing setting unit 44 calculates the maintenance timing of the contact tip 134, the nozzle 132, and the feed motor from the stacking plan generated by the stacking planning unit 43, and sets these maintenance timings in the inter-pass time.

具体的には、メンテナンス時期設定部44は、積層計画部43が生成した積層計画から、コンタクトチップ134、ノズル132、送給モータのそれぞれについて、前回のメンテナンス以降の使用率t、使用率n、使用率wを算出する。これらの使用率t、使用率n、使用率wは、パスごとの使用率t、使用率n、使用率wを積算した値としてよい。ここで、積層造形では、パスごとにその特徴に応じた溶加材14の送給方法に関する溶接モードで溶接を行うのが一般的である。そのような溶接モードには、溶加材14を一定速度で送給する場合の溶接モードと、溶加材14をその正送及び逆送を高速に繰り返しながら送給する場合の溶接モードとがある。そこで、パスごとの使用率も溶接モードを考慮した算出式を用いて算出するとよい。この溶加材14の送給方法を考慮した算出式としては、例えば、上述したように、使用率を算出する式の右辺全体に部品の種類及び溶接モードに応じた係数を乗じたものを用いるとよい。本実施の形態では、溶接作業情報に基づいてパスごとの作業負荷を算出する算出手段の一例として、メンテナンス時期設定部44における使用率t、使用率n、使用率wを算出する機能を設けている。 Specifically, the maintenance timing setting unit 44 determines the usage rate t, usage rate n, and usage rate since the previous maintenance for each of the contact tip 134, the nozzle 132, and the feed motor from the stacking plan generated by the stacking planning unit 43. Calculate the usage rate w. The usage rate t, usage rate n, and usage rate w may be values obtained by integrating the usage rate t, usage rate n, and usage rate w for each path. Here, in additive manufacturing, welding is generally performed in a welding mode related to a feeding method of the filler metal 14 depending on the characteristics of each pass. Such welding modes include a welding mode in which the filler metal 14 is fed at a constant speed, and a welding mode in which the filler metal 14 is fed while repeating forward and reverse feeding at high speed. be. Therefore, it is preferable to calculate the usage rate for each pass using a calculation formula that takes the welding mode into consideration. As a calculation formula that takes into account the feeding method of the filler metal 14, for example, as described above, the entire right side of the formula for calculating the usage rate is multiplied by a coefficient depending on the type of part and the welding mode. Good. In this embodiment, as an example of a calculation means for calculating the workload for each pass based on welding work information, a function for calculating the usage rate t, usage rate n, and usage rate w in the maintenance time setting section 44 is provided. There is.

また、メンテナンス時期設定部44は、あるパスの造形中に使用率tが許容限界値tを超えれば、コンタクトチップ134の交換時期が近付いていると判断し、そのパスの後のパス間時間にコンタクトチップ134の交換時期を設定する。あるパスの造形中に使用率nが許容限界値nを超えれば、ノズル132の清掃時期が近付いていると判断し、そのパスの後のパス間時間にノズル132の清掃時期を設定する。あるパスの造形中に使用率wが許容限界値wを超えれば、送給抵抗の計測時期が近付いていると判断し、そのパスの後のパス間時間に送給抵抗の計測時期を設定する。その際、あるパスの後のパス間時間は、積層計画部43が生成した積層計画から特定する。本実施の形態では、特定のパスまでの作業負荷の積算値が予め定められた作業負荷の限界値を超えた場合に、コンタクトチップ、ノズル、及び、送給モータの少なくとも何れか1つのメンテナンスを特定のパスの後のパス間時間に行うことを決定する決定手段の一例として、メンテナンス時期設定部44におけるコンタクトチップ134の交換時期、ノズル132の清掃時期、送給抵抗の計測時期を設定する機能を設けている。 Furthermore, if the usage rate t exceeds the allowable limit value t during modeling of a certain pass, the maintenance time setting unit 44 determines that the time to replace the contact tip 134 is approaching, and sets the inter-pass time after that pass. The time for replacing the contact tip 134 is set. If the usage rate n exceeds the allowable limit value n during the modeling of a certain pass, it is determined that the time for cleaning the nozzle 132 is approaching, and the time for cleaning the nozzle 132 is set at the inter-pass time after that pass. If the usage rate w exceeds the allowable limit value w during the modeling of a certain pass, it is determined that the time to measure the feed resistance is approaching, and the time to measure the feed resistance is set to the inter-pass time after that pass. . At this time, the inter-pass time after a certain pass is specified from the stacking plan generated by the stacking planning section 43. In this embodiment, if the cumulative value of the work load up to a specific pass exceeds a predetermined work load limit value, maintenance of at least one of the contact tip, nozzle, and feed motor is performed. As an example of a determining means for determining what to do during the inter-pass time after a specific pass, there is a function in the maintenance time setting section 44 that sets the time to replace the contact tip 134, the time to clean the nozzle 132, and the time to measure the feeding resistance. has been established.

或いは、メンテナンス時期設定部44は、積層計画部43が生成した積層計画から、コンタクトチップ134について、前回のメンテナンス以降の使用率tを算出し、これにコンタクトチップ134の摩耗量の推定値に基づく負荷率tを加算した和を算出してもよい。この使用率tと負荷率tとの和は、パスごとの使用率tと負荷率tとの和を積算した値としてよい。ここで、積層造形では、パスごとにその特徴に応じた溶加材14の送給方法に関する溶接モードで溶接を行うのが一般的である。そのような溶接モードには、溶加材14を一定速度で送給する場合の溶接モードと、溶加材14をその正送及び逆送を高速に繰り返しながら送給する場合の溶接モードとがある。そこで、パスごとの使用率tも溶接モードを考慮した算出式を用いて算出するとよい。この溶加材14の送給方法を考慮した算出式としては、例えば、上述したように、使用率tと負荷率tとの和を算出する式の使用率tの項全体に溶接モードに応じた係数を乗じたものを用いるとよい。また、負荷率tは、コンタクトチップ134の摩耗量の推定値を用いて予め求めておくとよい。本実施の形態では、コンタクトチップの摩耗量の推定値を用いてパスごとの作業負荷を算出する算出手段の一例として、メンテナンス時期設定部44における使用率tと負荷率tとの和を算出する機能を設けている。 Alternatively, the maintenance timing setting unit 44 calculates the usage rate t since the previous maintenance for the contact tip 134 from the stacking plan generated by the stacking planning unit 43, and calculates the usage rate t since the previous maintenance based on the estimated value of the wear amount of the contact tip 134. The sum of the load factors t may be calculated. The sum of the usage rate t and the load factor t may be a value obtained by integrating the sum of the usage rate t and the load factor t for each path. Here, in additive manufacturing, welding is generally performed in a welding mode related to a feeding method of the filler metal 14 depending on the characteristics of each pass. Such welding modes include a welding mode in which the filler metal 14 is fed at a constant speed, and a welding mode in which the filler metal 14 is fed while repeating forward and reverse feeding at high speed. be. Therefore, it is preferable to calculate the usage rate t for each pass using a calculation formula that takes the welding mode into consideration. As a calculation formula that takes into account the feeding method of the filler metal 14, for example, as described above, the entire term of the usage rate t in the formula for calculating the sum of the usage rate t and the load rate t may be changed depending on the welding mode. It is recommended to use a value multiplied by a coefficient. Further, the load factor t may be determined in advance using an estimated value of the wear amount of the contact tip 134. In this embodiment, the sum of the usage rate t and the load rate t in the maintenance time setting unit 44 is calculated as an example of a calculation means for calculating the workload for each pass using the estimated value of the wear amount of the contact tip. It has a function.

また、メンテナンス時期設定部44は、あるパスの造形中に使用率tと負荷率tとの和が許容限界値tを超えれば、コンタクトチップ134の交換時期が近付いていると判断し、そのパスの後のパス間時間にコンタクトチップ134の交換時期を設定してもよい。その際、あるパスの後のパス間時間は、積層計画部43が生成した積層計画から特定する。本実施の形態では、特定のパスまでの作業負荷の積算値が予め定められた作業負荷の限界値を超えた場合に、コンタクトチップのメンテナンスを特定のパスの後のパス間時間に行うことを決定する決定手段の一例として、メンテナンス時期設定部44におけるコンタクトチップ134の交換時期を設定する機能を設けている。 Furthermore, if the sum of the usage rate t and the load rate t exceeds the allowable limit value t during the modeling of a certain pass, the maintenance time setting unit 44 determines that the time to replace the contact tip 134 is approaching, and The time to replace the contact chip 134 may be set at the inter-pass time after . At this time, the inter-pass time after a certain pass is specified from the stacking plan generated by the stacking planning section 43. In this embodiment, if the cumulative value of the workload up to a specific pass exceeds a predetermined workload limit value, contact chip maintenance is performed during the inter-pass time after the specific pass. As an example of the determining means, a function is provided in the maintenance time setting section 44 to set the replacement time of the contact tip 134.

更に、メンテナンス時期設定部44は、パス間時間とそのパス間時間に設定された全てのメンテナンスが完了するまでの時間とを比較する。そして、パス間時間の方が短い場合は、例えば、何れかのメンテナンスを1つ以上前のパスで行うようにして、パス間時間がそのパス間時間に設定された全てのメンテナンスが完了するまでの時間よりも長くなるようにするとよい。本実施の形態では、パス間時間とメンテナンスに要する時間との比較結果に基づいて、メンテナンスをパス間時間に行うことを決定する決定手段の一例として、メンテナンス時期設定部44を設けている。 Furthermore, the maintenance time setting unit 44 compares the inter-path time and the time until all maintenance set in the inter-path time is completed. If the inter-path time is shorter, for example, some maintenance is performed on one or more previous paths, and the inter-path time is set until all maintenance set for that inter-path time is completed. It is a good idea to make it longer than the time. In the present embodiment, a maintenance timing setting unit 44 is provided as an example of a determining means for determining whether maintenance is to be performed during the inter-path time based on a comparison result between the inter-path time and the time required for maintenance.

制御プログラム生成部45は、積層計画部43が生成した積層計画に従って溶接を行うように溶接ロボット10を制御するための制御プログラムを生成する。また、その際、制御プログラムには、メンテナンス時期設定部44がコンタクトチップ134、ノズル132、送給モータのメンテナンス時期を設定したパス間時間の設定情報を組み込む。例えば、この設定情報は、そのパス間時間にコンタクトチップ134の交換、ノズル132の清掃、送給抵抗の計測を作業者に促す情報を表示する命令として組み込むとよい。或いは、そのパス間時間にコンタクトチップ134の自動交換を行う装置、ノズル132の自動清掃を行う装置、送給抵抗の自動計測を行う装置がこれらの処理を行うように制御する命令として組み込んでもよい。 The control program generation unit 45 generates a control program for controlling the welding robot 10 to perform welding according to the stacking plan generated by the stacking planning unit 43. Further, at this time, the control program incorporates setting information of the inter-pass time in which the maintenance timing setting unit 44 sets the maintenance timing of the contact tip 134, the nozzle 132, and the feed motor. For example, this setting information may be incorporated as a command to display information prompting the operator to replace the contact tip 134, clean the nozzle 132, and measure the feeding resistance during the interpass time. Alternatively, it may be incorporated as a command to control a device that automatically replaces the contact tip 134, automatically cleans the nozzle 132, or automatically measures the feeding resistance to perform these processes during the interpass time. .

制御プログラム出力部46は、制御プログラム生成部45が生成した制御プログラムを記録媒体70に出力する。 The control program output unit 46 outputs the control program generated by the control program generation unit 45 to the recording medium 70.

ここで、積層計画装置30は、図1には示さなかったが、積層計画支援装置80に接続されていてもよい。 Here, although not shown in FIG. 1, the stack planning device 30 may be connected to the stack planning support device 80.

図3に示したハードウェア構成は、積層計画支援装置80のハードウェア構成としても捉えられる。但し、積層計画支援装置80について述べるときは、図3のCPU31、メインメモリ32、磁気ディスク装置33、通信I/F34、表示機構35、入力デバイス36、ドライバ37をそれぞれ、CPU81、メインメモリ82、磁気ディスク装置83、通信I/F84、表示機構85、入力デバイス86、ドライバ87と表記するものとする。 The hardware configuration shown in FIG. 3 can also be considered as the hardware configuration of the layered planning support device 80. However, when describing the stacking planning support device 80, the CPU 31, main memory 32, magnetic disk device 33, communication I/F 34, display mechanism 35, input device 36, and driver 37 in FIG. A magnetic disk device 83, a communication I/F 84, a display mechanism 85, an input device 86, and a driver 87 are referred to.

図5-2は、本実施の形態における積層計画支援装置80の機能構成例を示した図である。図示するように、本実施の形態における積層計画支援装置80は、情報取得部91と、表示制御部92とを備える。 FIG. 5-2 is a diagram showing an example of the functional configuration of the layered planning support device 80 in this embodiment. As illustrated, the stacking plan support device 80 in this embodiment includes an information acquisition section 91 and a display control section 92.

情報取得部91は、積層計画装置30から、積層計画部43が生成した積層計画、メンテナンス時期設定部44が算出した使用率t、使用率n、使用率w、及び、メンテナンス時期設定部44が保持する許容限界値t、許容限界値n、許容限界値wを含む情報を取得する。本実施の形態では、溶接作業手順作成装置から溶接作業情報、作業負荷、及び限界値を含む情報を取得する情報取得手段の一例として、情報取得部91を設けている。 The information acquisition unit 91 receives from the stack planning device 30 the stack plan generated by the stack planning unit 43, the usage rate t, the usage rate n, and the usage rate w calculated by the maintenance timing setting unit 44, and the maintenance timing setting unit 44. Information including the tolerable limit value t, tolerable limit value n, and tolerable limit value w to be held is acquired. In the present embodiment, an information acquisition section 91 is provided as an example of an information acquisition means for acquiring information including welding operation information, workload, and limit values from the welding operation procedure creation device.

表示制御部92は、情報取得部91が取得した情報を表示機構85に表示するように制御する。本実施の形態では、情報を画面に表示する表示手段の一例として、表示制御部92を設けている。 The display control unit 92 controls the display mechanism 85 to display the information acquired by the information acquisition unit 91. In this embodiment, a display control section 92 is provided as an example of a display means for displaying information on a screen.

(制御装置の機能構成)
図6は、本実施の形態における制御装置50の機能構成例を示した図である。図示するように、本実施の形態における制御装置50は、制御プログラム取得部61と、制御プログラム記憶部62と、制御プログラム実行部63と、電流値受信部64と、撮影画像受信部65と、制御プログラム修正部66とを備える。
(Functional configuration of control device)
FIG. 6 is a diagram showing an example of the functional configuration of the control device 50 in this embodiment. As illustrated, the control device 50 in this embodiment includes a control program acquisition section 61, a control program storage section 62, a control program execution section 63, a current value reception section 64, a photographed image reception section 65, and a control program modification section 66.

制御プログラム取得部61は、記録媒体70に記録された制御プログラムを取得する。 The control program acquisition unit 61 acquires a control program recorded on the recording medium 70.

制御プログラム記憶部62は、制御プログラム取得部61が取得した制御プログラムを記憶する。 The control program storage unit 62 stores the control program acquired by the control program acquisition unit 61.

制御プログラム実行部63は、制御プログラム記憶部62に記憶された制御プログラムを読み出して実行する。これにより、制御プログラム実行部63は、積層計画部43が生成した積層計画に従ってビード101を形成するよう、溶接ロボット10を制御する。また、制御プログラム実行部63は、メンテナンス時期設定部44がメンテナンス時期を設定したパス間時間にコンタクトチップ134、ノズル132、送給モータのメンテナンスが行われるように制御する。例えば、そのパス間時間にコンタクトチップ134の交換、ノズル132の清掃、送給抵抗の計測を作業者に促す情報を表示してよい。或いは、そのパス間時間にコンタクトチップ134の自動交換を行う装置、ノズル132の自動清掃を行う装置、送給抵抗の自動計測を行う装置がこれらの処理を行うように制御してもよい。本実施の形態では、メンテナンスを行うことが決定されたパス間時間にメンテナンスが行われるように制御する制御手段の一例として、制御プログラム実行部63を設けている。 The control program execution unit 63 reads and executes the control program stored in the control program storage unit 62. Thereby, the control program execution unit 63 controls the welding robot 10 to form the bead 101 according to the stacking plan generated by the stacking planning unit 43. Further, the control program execution unit 63 controls the contact tip 134, the nozzle 132, and the feed motor so that maintenance is performed during the interpass time for which the maintenance time setting unit 44 has set the maintenance time. For example, information may be displayed to prompt the operator to replace the contact tip 134, clean the nozzle 132, and measure the feeding resistance during the interpass time. Alternatively, a device that automatically replaces the contact tip 134, a device that automatically cleans the nozzle 132, and a device that automatically measures the feeding resistance may be controlled to perform these processes during the interpass time. In the present embodiment, a control program execution unit 63 is provided as an example of a control means for controlling the maintenance so that the maintenance is performed during the inter-path time when it is determined that the maintenance is to be performed.

電流値受信部64は、溶接電流計測器15から溶接電流の電流値を受信する。 The current value receiving unit 64 receives the current value of the welding current from the welding current measuring device 15.

撮影画像受信部65は、カメラ16から溶接トーチ13の画像を受信する。 The photographed image receiving unit 65 receives an image of the welding torch 13 from the camera 16.

制御プログラム修正部66は、電流値受信部64が受信した溶接電流の電流値又は撮影画像受信部65が受信した溶接トーチ13の画像に基づいて、制御プログラム記憶部62に記憶された制御プログラムに組み込まれた設定情報におけるパス間時間を修正する。 The control program modification unit 66 modifies the control program stored in the control program storage unit 62 based on the current value of the welding current received by the current value reception unit 64 or the image of the welding torch 13 received by the photographed image reception unit 65. Modify the interpass time in the embedded configuration information.

具体的には、電流値受信部64が受信した溶接電流の電流値を使用電流として使用率t、使用率n、使用率wを再度算出し、これによって計画時に算出した使用率t、使用率n、使用率wを修正する。そして、コンタクトチップ134、ノズル132、送給モータのそれぞれについて、これまでの使用率の積算値に修正後の使用率を加算した値と許容限界値との大小関係が計画時と異なっていれば、メンテナンスが行われるパス間時間を変更する。本実施の形態では、パスごとの作業負荷を溶接電流によって修正することにより、メンテナンスが行われるパス間時間を変更する変更手段の一例として、制御プログラム修正部66における溶接電流の電流値に基づいてメンテナンスが行われるパス間時間を変更する機能を設けている。 Specifically, the current value of the welding current received by the current value receiving unit 64 is used as the working current to calculate the usage rate t, usage rate n, and usage rate w again, and thereby the usage rate t and the usage rate calculated at the time of planning. n, correct the usage rate w. For each of the contact tip 134, nozzle 132, and feed motor, if the magnitude relationship between the value obtained by adding the revised usage rate to the accumulated value of the usage rate up to now and the allowable limit value is different from that at the time of planning, , change the inter-pass time during which maintenance is performed. In the present embodiment, as an example of a changing means that changes the inter-pass time during which maintenance is performed by correcting the workload for each pass using the welding current, the control program correction unit 66 uses a welding current value based on the current value of the welding current. A function is provided to change the time between passes during which maintenance is performed.

また、撮影画像受信部65が受信した溶接トーチ13の画像に基づいて許容限界値nを修正する。例えば、計画時に想定していたよりもノズル132に汚れが付いた場合は、許容限界値nを小さくする。そして、ノズル132について、これまでの使用率の積算値と修正後の許容限界値との大小関係が計画時と異なっていれば、メンテナンスが行われるパス間時間を変更する。本実施の形態では、作業負荷の限界値を撮像された画像に基づいて修正することにより、メンテナンスが行われるパス間時間を変更する変更手段の一例として、制御プログラム修正部66における溶接トーチ13の画像に基づいてメンテナンスが行われるパス間時間を変更する機能を設けている。 Further, the permissible limit value n is corrected based on the image of the welding torch 13 received by the photographed image receiving section 65. For example, if the nozzle 132 becomes more dirty than expected at the time of planning, the allowable limit value n is reduced. For the nozzle 132, if the magnitude relationship between the accumulated value of the usage rate up to now and the corrected allowable limit value is different from that at the time of planning, the inter-pass time during which maintenance is performed is changed. In the present embodiment, as an example of a changing means for changing the inter-pass time during which maintenance is performed by correcting the limit value of the workload based on the captured image, the welding torch 13 in the control program correction unit 66 is used. A function is provided to change the time between passes during which maintenance is performed based on images.

尚、このようにメンテナンスが行われるパス間時間を変更するために、計画時にメンテナンス時期をパス間時間に設定するのに用いたデータは、制御プログラムに含められて、積層計画装置30から制御プログラム実行部63へと渡されているものとする。そして、制御プログラム修正部66は、このデータを用いて、メンテナンスが行われるパス間時間を変更可能となっているものとする。 In order to change the inter-pass time during which maintenance is performed in this way, the data used to set the maintenance time to the inter-pass time during planning is included in the control program and sent from the stack planning device 30 to the control program. It is assumed that the data has been passed to the execution unit 63. It is assumed that the control program modification unit 66 can use this data to change the inter-pass time during which maintenance is performed.

(積層計画装置の動作)
図7は、本実施の形態における積層計画装置30の動作例を示したフローチャートである。
(Operation of layer planning device)
FIG. 7 is a flowchart showing an example of the operation of the stacking planning device 30 in this embodiment.

積層計画装置30では、まず、CADデータ取得部41が、CAD装置20から三次元CADデータを取得する(ステップ301)。 In the stack planning device 30, first, the CAD data acquisition unit 41 acquires three-dimensional CAD data from the CAD device 20 (step 301).

次に、CADデータ分割部42が、ステップ301で取得された三次元CADデータを複数の層に分割して、層形状データを生成する(ステップ302)。 Next, the CAD data dividing unit 42 divides the three-dimensional CAD data acquired in step 301 into a plurality of layers to generate layer shape data (step 302).

次に、積層計画部43が、ステップ302で生成された層形状データから積層計画を生成する(ステップ303)。 Next, the stack planning unit 43 generates a stack plan from the layer shape data generated in step 302 (step 303).

次いで、メンテナンス時期設定部44が、ステップ303で生成された積層計画を用いて、コンタクトチップ134、ノズル132、送給モータのメンテナンス時期を設定するメンテナンス時期設定処理を行う(ステップ304)。このメンテナンス時期設定処理の詳細については、後述する。 Next, the maintenance timing setting unit 44 uses the stacking plan generated in step 303 to perform a maintenance timing setting process for setting the maintenance timing for the contact tip 134, nozzle 132, and feed motor (step 304). Details of this maintenance time setting process will be described later.

その後、制御プログラム生成部45が、ステップ303で生成された積層計画と、ステップ304のメンテナンス時期設定処理で設定されたメンテナンス時期とに基づいて、制御プログラムを生成する(ステップ305)。具体的には、積層計画に従ってビード101を形成するように溶接ロボット10を制御し、メンテナンス時期にメンテナンスが行われるように制御する制御プログラムを生成する。 Thereafter, the control program generation unit 45 generates a control program based on the stacking plan generated in step 303 and the maintenance timing set in the maintenance timing setting process in step 304 (step 305). Specifically, a control program is generated that controls the welding robot 10 to form the bead 101 according to the lamination plan and controls the welding robot 10 so that maintenance is performed at the maintenance time.

最後に、制御プログラム出力部46が、ステップ305で生成された制御プログラムを記録媒体70に出力する(ステップ306)。 Finally, the control program output unit 46 outputs the control program generated in step 305 to the recording medium 70 (step 306).

図8-1は、図7のステップ304のメンテナンス時期設定処理の第1の例を示したフローチャートである。尚、ここでは、コンタクトチップ134の交換時期を判断するための使用率の積算値及び許容限界値をそれぞれRt,Ltと表記し、ノズル132の清掃時期を判断するための使用率の積算値及び許容限界値をそれぞれRn,Lnと表記し、送給抵抗の計測時期を判断するための使用率の積算値及び許容限界値をそれぞれRw,Lwと表記する。そして、メンテナンス時期設定部44が、メンテナンス時期設定処理を実行するに先立ち、許容限界値Lt,Ln,Lwを、図示しない記憶領域から読み出して保持しているものとする FIG. 8-1 is a flowchart showing a first example of the maintenance timing setting process in step 304 of FIG. Note that here, the integrated value of the usage rate and the allowable limit value for determining when to replace the contact tip 134 are expressed as Rt and Lt, respectively, and the integrated value of the usage rate and the allowable limit value for determining when to clean the nozzle 132 are expressed as Rt and Lt, respectively. The allowable limit values are respectively written as Rn and Ln, and the integrated value of the usage rate and the allowable limit value for determining the measurement timing of the feeding resistance are respectively written as Rw and Lw. It is assumed that the maintenance time setting unit 44 reads and holds the allowable limit values Lt, Ln, and Lw from a storage area (not shown) before executing the maintenance time setting process.

メンテナンス時期設定処理を開始すると、メンテナンス時期設定部44は、パスのインデックスiを1に設定する(ステップ351)。つまり、1つ目のパスに着目する。 When the maintenance time setting process is started, the maintenance time setting unit 44 sets the index i of the path to 1 (step 351). In other words, focus on the first path.

次に、メンテナンス時期設定部44は、パスのインデックスiをパスの個数nまで1ずつ増加させながら、各インデックスiについてステップ361~ステップ391の処理を行う。 Next, the maintenance time setting unit 44 performs the processes of steps 361 to 391 for each index i while increasing the path index i by 1 up to the number n of paths.

即ち、メンテナンス時期設定部44は、コンタクトチップ134、ノズル132、送給モータのそれぞれについて、前回のメンテナンス以降に算出した使用率の積算値Rt,Rn,Rwを、許容限界値Lt,Ln,Lwと比較することにより、コンタクトチップ134、ノズル132、送給モータのメンテナンス時期を設定する。具体的には、コンタクトチップ134の交換時期、ノズル132の清掃時期、送給抵抗の計測時期を設定する。尚、コンタクトチップ134の交換時期、ノズル132の清掃時期、送給抵抗の計測時期の設定は順次行ってもよいが、この動作例では並行して行うものとしている。 That is, the maintenance timing setting unit 44 sets the integrated values Rt, Rn, and Rw of the usage rates calculated since the previous maintenance for each of the contact tip 134, the nozzle 132, and the feed motor to the allowable limit values Lt, Ln, and Lw. By comparing with the above, the maintenance period for the contact tip 134, nozzle 132, and feed motor is set. Specifically, the time to replace the contact tip 134, the time to clean the nozzle 132, and the time to measure the feeding resistance are set. Incidentally, the timing for replacing the contact tip 134, the timing for cleaning the nozzle 132, and the timing for measuring the feeding resistance may be set sequentially, but in this operation example, they are set in parallel.

第一に、コンタクトチップ134の交換時期を設定する処理について説明する。 First, a process for setting the replacement period of the contact chip 134 will be explained.

この処理において、メンテナンス時期設定部44は、インデックスiのパスP(i)を溶接する際の溶接モードに応じた使用率Rt(i)を算出する(ステップ361)。ここで、溶接モードに応じた使用率Rt(i)は、例えば、上述した使用率の算出式の右辺全体に溶加材14を一定速度で送給する場合の溶接モードと溶加材14をその正送及び逆送を高速に繰り返しながら送給する場合の溶接モードとで異なる係数を乗じたものを用いて、算出すればよい。 In this process, the maintenance time setting unit 44 calculates the usage rate Rt(i) according to the welding mode when welding the pass P(i) of index i (step 361). Here, the usage rate Rt(i) according to the welding mode is, for example, the welding mode and filler metal 14 when the filler metal 14 is fed at a constant speed to the entire right side of the usage rate calculation formula described above. It may be calculated by multiplying the welding mode by a different coefficient depending on the welding mode in which forward feeding and reverse feeding are repeated at high speed.

次に、メンテナンス時期設定部44は、前回のコンタクトチップ134の交換以降に算出した使用率の積算値Rtに、ステップ361で算出した使用率Rt(i)を加算する(ステップ362)。そして、使用率の積算値Rtが許容限界値Ltを超えたかどうか判定する(ステップ363)。 Next, the maintenance time setting unit 44 adds the usage rate Rt(i) calculated in step 361 to the integrated value Rt of the usage rates calculated since the previous replacement of the contact tip 134 (step 362). Then, it is determined whether the usage rate integrated value Rt exceeds the allowable limit value Lt (step 363).

その結果、使用率の積算値Rtが許容限界値Ltを超えたと判定すれば、コンタクトチップ134の交換時期が近付いているので、メンテナンス時期設定部44は、パスP(i)を溶接した後のパス間時間にコンタクトチップ134の交換時期を設定する(ステップ364)。そして、使用率の積算値Rtを0に設定し(ステップ365)、処理をステップ391へ進める。 As a result, if it is determined that the integrated value Rt of the usage rate exceeds the allowable limit value Lt, it means that the time to replace the contact tip 134 is approaching, so the maintenance time setting unit 44 The time to replace the contact chip 134 is set in the inter-pass time (step 364). Then, the usage rate integrated value Rt is set to 0 (step 365), and the process proceeds to step 391.

一方、使用率の積算値Rtが許容限界値Ltを超えていないと判定すれば、コンタクトチップ134の交換時期は近付いていないので、メンテナンス時期設定部44は、そのまま処理をステップ391へ進める。 On the other hand, if it is determined that the integrated value Rt of the usage rate does not exceed the allowable limit value Lt, the replacement time of the contact tip 134 is not approaching, so the maintenance time setting unit 44 directly advances the process to step 391.

第二に、ノズル132の清掃時期を設定する処理について説明する。 Second, a process for setting the cleaning period for the nozzle 132 will be described.

この処理において、メンテナンス時期設定部44は、インデックスiのパスP(i)を溶接する際の溶接モードに応じた使用率Rn(i)を算出する(ステップ371)。ここで、溶接モードに応じた使用率Rn(i)は、例えば、上述した使用率の算出式の右辺全体に溶加材14を一定速度で送給する場合の溶接モードと溶加材14をその正送及び逆送を高速に繰り返しながら送給する場合の溶接モードとで異なる係数を乗じたものを用いて、算出すればよい。 In this process, the maintenance time setting unit 44 calculates the usage rate Rn(i) according to the welding mode when welding the pass P(i) of index i (step 371). Here, the usage rate Rn(i) according to the welding mode is, for example, the welding mode and filler metal 14 when the filler metal 14 is fed at a constant speed to the entire right side of the usage rate calculation formula described above. It may be calculated by multiplying the welding mode by a different coefficient depending on the welding mode in which forward feeding and reverse feeding are repeated at high speed.

次に、メンテナンス時期設定部44は、前回のノズル132の清掃以降に算出した使用率の積算値Rnに、ステップ371で算出した使用率Rn(i)を加算する(ステップ372)。そして、使用率の積算値Rnが許容限界値Lnを超えたかどうか判定する(ステップ373)。 Next, the maintenance time setting unit 44 adds the usage rate Rn(i) calculated in step 371 to the integrated value Rn of the usage rates calculated since the last cleaning of the nozzle 132 (step 372). Then, it is determined whether the usage rate integrated value Rn exceeds the allowable limit value Ln (step 373).

その結果、使用率の積算値Rnが許容限界値Lnを超えたと判定すれば、ノズル132の清掃時期が近付いているので、メンテナンス時期設定部44は、パスP(i)を溶接した後のパス間時間にノズル132の清掃時期を設定する(ステップ374)。そして、使用率の積算値Rnを0に設定し(ステップ375)、処理をステップ391へ進める。 As a result, if it is determined that the integrated value Rn of the usage rate exceeds the allowable limit value Ln, it means that the time for cleaning the nozzle 132 is approaching, so the maintenance time setting unit 44 The cleaning timing of the nozzle 132 is set to the interval time (step 374). Then, the usage rate integrated value Rn is set to 0 (step 375), and the process proceeds to step 391.

一方、使用率の積算値Rnが許容限界値Lnを超えていないと判定すれば、ノズル132の清掃時期は近付いていないので、メンテナンス時期設定部44は、そのまま処理をステップ391へ進める。 On the other hand, if it is determined that the usage rate integrated value Rn does not exceed the allowable limit value Ln, the cleaning time of the nozzle 132 is not approaching, so the maintenance time setting unit 44 directly advances the process to step 391.

第三に、送給抵抗の計測時期を設定する処理について説明する。 Thirdly, the process of setting the measurement timing of the feeding resistance will be explained.

この処理において、メンテナンス時期設定部44は、インデックスiのパスP(i)を溶接する際の溶接モードに応じた使用率Rw(i)を算出する(ステップ381)。ここで、溶接モードに応じた使用率Rw(i)は、例えば、上述した使用率の算出式の右辺全体に溶加材14を一定速度で送給する場合の溶接モードと溶加材14をその正送及び逆送を高速に繰り返しながら送給する場合の溶接モードとで異なる係数を乗じたものを用いて、算出すればよい。 In this process, the maintenance time setting unit 44 calculates the usage rate Rw(i) according to the welding mode when welding the pass P(i) of index i (step 381). Here, the usage rate Rw(i) according to the welding mode is, for example, the welding mode and filler metal 14 when the filler metal 14 is fed at a constant speed to the entire right side of the usage rate calculation formula described above. It may be calculated by multiplying the welding mode by a different coefficient depending on the welding mode in which forward feeding and reverse feeding are repeated at high speed.

次に、メンテナンス時期設定部44は、前回の送給抵抗の計測以降に算出した使用率の積算値Rwに、ステップ381で算出した使用率Rw(i)を加算する(ステップ382)。そして、使用率の積算値Rwが許容限界値Lwを超えたかどうか判定する(ステップ383)。 Next, the maintenance time setting unit 44 adds the usage rate Rw(i) calculated in step 381 to the integrated value Rw of the usage rate calculated since the previous measurement of the feeding resistance (step 382). Then, it is determined whether the integrated value Rw of the usage rate exceeds the allowable limit value Lw (step 383).

その結果、使用率の積算値Rwが許容限界値Lwを超えたと判定すれば、送給抵抗の計測時期が近付いているので、メンテナンス時期設定部44は、パスP(i)を溶接した後のパス間時間に送給抵抗の計測時期を設定する(ステップ384)。そして、使用率の積算値Rwを0に設定し(ステップ385)、処理をステップ391へ進める。 As a result, if it is determined that the integrated value Rw of the usage rate exceeds the allowable limit value Lw, it means that the time to measure the feed resistance is approaching, so the maintenance time setting unit 44 The measurement timing of the feeding resistance is set in the inter-pass time (step 384). Then, the usage rate integrated value Rw is set to 0 (step 385), and the process proceeds to step 391.

一方、使用率の積算値Rwが許容限界値Lwを超えていないと判定すれば、送給抵抗の計測時期は近付いていないので、メンテナンス時期設定部44は、そのまま処理をステップ391へ進める。 On the other hand, if it is determined that the usage rate integrated value Rw does not exceed the allowable limit value Lw, the feeding resistance measurement time is not approaching, so the maintenance time setting unit 44 directly advances the process to step 391.

これらの処理によりコンタクトチップ134の交換時期、ノズル132の清掃時期、送給抵抗の計測時期が設定されると、メンテナンス時期設定部44は、パスのインデックスiに1を加算する(ステップ391)。つまり、次のパスに着目する。そして、パスのインデックスiがパスの個数nを超えたかどうかを判定する(ステップ392)。 When the replacement time of the contact tip 134, the cleaning time of the nozzle 132, and the measurement time of the feeding resistance are set by these processes, the maintenance time setting unit 44 adds 1 to the index i of the path (step 391). In other words, focus on the next path. Then, it is determined whether the path index i exceeds the number n of paths (step 392).

その結果、パスのインデックスiがパスの個数nを超えていないと判定すれば、メンテナンス時期設定部44は、処理をステップ361、ステップ371、ステップ381へ戻す。 As a result, if it is determined that the path index i does not exceed the number n of paths, the maintenance time setting unit 44 returns the process to steps 361, 371, and 381.

一方、パスのインデックスiがパスの個数nを超えたと判定すれば、メンテナンス時期設定部44は、ステップ364、ステップ374、ステップ384で設定されたメンテナンス時期を、パス間時間に収まるように調整する(ステップ393)。具体的には、各パス間時間について、そのパス間時間とそのパス間時間に設定された全てのメンテナンスが完了するまでの時間とを比較する。そして、パス間時間の方が短い場合は、例えば、何れかのメンテナンスを1つ以上前のパスで行うようにして、パス間時間がそのパス間時間に設定された全てのメンテナンスが完了するまでの時間よりも長くなるようにする。その後、メンテナンス時期設定部44は、処理を図7に戻す。 On the other hand, if it is determined that the index i of the path exceeds the number n of paths, the maintenance time setting unit 44 adjusts the maintenance time set in steps 364, 374, and 384 so that it falls within the inter-path time. (Step 393). Specifically, for each inter-path time, the inter-path time is compared with the time until all maintenance set for that inter-path time is completed. If the inter-path time is shorter, for example, some maintenance is performed on one or more previous paths, and the inter-path time is set until all maintenance set for that inter-path time is completed. The time should be longer than the time of Thereafter, the maintenance time setting unit 44 returns the process to FIG. 7.

尚、この動作例では、パスP(i)までの使用率の積算値Rt,Ru,Rwがそれぞれ許容限界値Lt,Lu,Lwを超えた場合に、パスP(i)の後のパス間時間にそれぞれコンタクトチップ134、ノズル132、送給モータのメンテナンス時期を設定するようにしたが、これには限らない。パスP(i)までの使用率の積算値Rt,Ru,Rwがそれぞれ許容限界値Lt,Lu,Lwを超えていない場合であっても、パスP(i+1)における使用率が一定以上であれば、パスP(i)の後のパス間時間にそれぞれコンタクトチップ134、ノズル132、送給モータのメンテナンス時期を設定するようにしてもよい。 In this operation example, if the integrated values Rt, Ru, and Rw of the usage rates up to path P(i) exceed the allowable limit values Lt, Lu, and Lw, then the Although the maintenance times for the contact tip 134, the nozzle 132, and the feed motor are set at different times, the present invention is not limited to this. Even if the integrated values Rt, Ru, and Rw of the utilization rates up to path P(i) do not exceed the allowable limit values Lt, Lu, and Lw, respectively, even if the utilization rate of path P(i+1) is above a certain level. For example, the maintenance times for the contact tip 134, the nozzle 132, and the feed motor may be set at the interpass time after pass P(i).

図8-2は、図7のステップ304のメンテナンス時期設定処理の第2の例を示したフローチャートである。尚、ここでは、コンタクトチップ134の交換時期を判断するための使用率と負荷率との和の積算値及び許容限界値をそれぞれRt,Ltと表記し、ノズル132の清掃時期を判断するための使用率の積算値及び許容限界値をそれぞれRn,Lnと表記し、送給抵抗の計測時期を判断するための使用率の積算値及び許容限界値をそれぞれRw,Lwと表記する。また、コンタクトチップ134の交換時期を判断するためにコンタクトチップ134の摩耗量の推定値を用いて予め求めておいた負荷率をσと表記する。そして、メンテナンス時期設定部44が、メンテナンス時期設定処理を実行するに先立ち、許容限界値Lt,Ln,Lw及び負荷率σを、図示しない記憶領域から読み出して保持しているものとする FIG. 8-2 is a flowchart showing a second example of the maintenance timing setting process in step 304 of FIG. In addition, here, the integrated value of the sum of the usage rate and the load factor and the allowable limit value for determining the time to replace the contact tip 134 are expressed as Rt and Lt, respectively, and the value for determining the time to clean the nozzle 132 is expressed as Rt and Lt, respectively. The integrated value and allowable limit value of the usage rate are expressed as Rn and Ln, respectively, and the integrated value and allowable limit value of the usage rate for determining the measurement timing of the feeding resistance are expressed as Rw and Lw, respectively. Further, in order to determine when to replace the contact tip 134, a load factor determined in advance using an estimated value of the wear amount of the contact tip 134 is expressed as σ. It is assumed that the maintenance time setting unit 44 reads and holds the allowable limit values Lt, Ln, Lw and the load factor σ from a storage area (not shown) before executing the maintenance time setting process.

メンテナンス時期設定処理を開始すると、メンテナンス時期設定部44は、パスのインデックスiを1に設定する(ステップ451)。つまり、1つ目のパスに着目する。 When the maintenance time setting process is started, the maintenance time setting unit 44 sets the index i of the path to 1 (step 451). In other words, focus on the first path.

次に、メンテナンス時期設定部44は、パスのインデックスiをパスの個数nまで1ずつ増加させながら、各インデックスiについてステップ461~ステップ491の処理を行う。 Next, the maintenance time setting unit 44 performs steps 461 to 491 for each index i while increasing the path index i by 1 up to the number n of paths.

即ち、メンテナンス時期設定部44は、コンタクトチップ134について、前回のメンテナンス以降に算出した使用率と負荷率との和の積算値Rtを、許容限界値Ltと比較することにより、コンタクトチップ134のメンテナンス時期を設定する。また、メンテナンス時期設定部44は、ノズル132、送給モータのそれぞれについて、前回のメンテナンス以降に算出した使用率の積算値Rn,Rwを、許容限界値Ln,Lwと比較することにより、ノズル132、送給モータのメンテナンス時期を設定する。具体的には、コンタクトチップ134の交換時期、ノズル132の清掃時期、送給抵抗の計測時期を設定する。尚、コンタクトチップ134の交換時期、ノズル132の清掃時期、送給抵抗の計測時期の設定は順次行ってもよいが、この動作例では並行して行うものとしている。 That is, the maintenance timing setting unit 44 determines whether the contact tip 134 is to be maintained by comparing the integrated value Rt of the sum of the usage rate and the load factor calculated since the last maintenance for the contact tip 134 with the allowable limit value Lt. Set the time. In addition, the maintenance timing setting unit 44 compares the integrated values Rn and Rw of the usage rates calculated since the previous maintenance for each of the nozzle 132 and the feed motor with the allowable limit values Ln and Lw. , to set the maintenance period for the feed motor. Specifically, the time to replace the contact tip 134, the time to clean the nozzle 132, and the time to measure the feeding resistance are set. Incidentally, the timing for replacing the contact tip 134, the timing for cleaning the nozzle 132, and the timing for measuring the feeding resistance may be set sequentially, but in this operation example, they are set in parallel.

第一に、コンタクトチップ134の交換時期を設定する処理について説明する。 First, a process for setting the replacement period of the contact chip 134 will be explained.

この処理において、メンテナンス時期設定部44は、インデックスiのパスP(i)を溶接する際の溶接モードに応じた使用率Rt(i)を算出する(ステップ461)。ここで、溶接モードに応じた使用率Rt(i)は、例えば、上述した使用率と負荷率との和の算出式の使用率の項全体に溶加材14を一定速度で送給する場合の溶接モードと溶加材14をその正送及び逆送を高速に繰り返しながら送給する場合の溶接モードとで異なる係数を乗じたものを用いて、算出すればよい。 In this process, the maintenance time setting unit 44 calculates the usage rate Rt(i) according to the welding mode when welding the pass P(i) of index i (step 461). Here, the usage rate Rt(i) according to the welding mode is, for example, when the filler metal 14 is fed at a constant speed to the entire usage rate term of the above-mentioned formula for calculating the sum of the usage rate and load factor. It may be calculated by multiplying the welding mode by a different coefficient between the welding mode and the welding mode in which the filler metal 14 is fed while repeating forward and reverse feeding at high speed.

次に、メンテナンス時期設定部44は、前回のコンタクトチップ134の交換以降に算出した使用率と負荷率との和の積算値Rtに、予め保持していた負荷率σと、ステップ461で算出した使用率Rt(i)とを加算する(ステップ462)。そして、使用率と負荷率との和の積算値Rtが許容限界値Ltを超えたかどうか判定する(ステップ463)。 Next, the maintenance time setting unit 44 adds the pre-held load factor σ to the integrated value Rt of the sum of the usage rate and the load factor calculated since the last replacement of the contact tip 134, and calculates the load factor σ calculated in step 461. The usage rate Rt(i) is added (step 462). Then, it is determined whether the integrated value Rt of the sum of the usage rate and the load factor exceeds the allowable limit value Lt (step 463).

その結果、使用率と負荷率との和の積算値Rtが許容限界値Ltを超えたと判定すれば、コンタクトチップ134の交換時期が近付いているので、メンテナンス時期設定部44は、パスP(i)を溶接した後のパス間時間にコンタクトチップ134の交換時期を設定する(ステップ464)。そして、使用率と負荷率との和の積算値Rtを0に設定し(ステップ465)、処理をステップ491へ進める。 As a result, if it is determined that the integrated value Rt of the sum of the usage rate and the load factor exceeds the allowable limit value Lt, it means that the time to replace the contact tip 134 is approaching, and therefore the maintenance time setting unit 44 sets the path P(i ) is set at the interpass time after welding the contact tip 134 (step 464). Then, the integrated value Rt of the sum of the usage rate and the load factor is set to 0 (step 465), and the process proceeds to step 491.

一方、使用率と負荷率との和の積算値Rtが許容限界値Ltを超えていないと判定すれば、コンタクトチップ134の交換時期は近付いていないので、メンテナンス時期設定部44は、そのまま処理をステップ491へ進める。 On the other hand, if it is determined that the integrated value Rt of the sum of the usage rate and the load factor does not exceed the allowable limit value Lt, the replacement time of the contact tip 134 is not approaching, so the maintenance time setting unit 44 continues processing. Proceed to step 491.

第二に、ノズル132の清掃時期を設定する処理についてであるが、ステップ471~ステップ475は図8-1のステップ371~375と同じなので、説明を省略する。 Second, regarding the process of setting the cleaning period for the nozzle 132, steps 471 to 475 are the same as steps 371 to 375 in FIG. 8-1, so a description thereof will be omitted.

第三に、送給抵抗の計測時期を設定する処理についてであるが、ステップ481~ステップ485は図8-1のステップ381~385と同じなので、説明を省略する。 Thirdly, regarding the process of setting the measurement timing of the feeding resistance, steps 481 to 485 are the same as steps 381 to 385 in FIG. 8-1, so a description thereof will be omitted.

これらの処理によりコンタクトチップ134の交換時期、ノズル132の清掃時期、送給抵抗の計測時期が設定されると、メンテナンス時期設定部44は、パスのインデックスiに1を加算する(ステップ491)。つまり、次のパスに着目する。そして、パスのインデックスiがパスの個数nを超えたかどうかを判定する(ステップ492)。 When the replacement time of the contact tip 134, the cleaning time of the nozzle 132, and the measurement time of the feeding resistance are set by these processes, the maintenance time setting unit 44 adds 1 to the index i of the pass (step 491). In other words, focus on the next path. Then, it is determined whether the path index i exceeds the number n of paths (step 492).

その結果、パスのインデックスiがパスの個数nを超えていないと判定すれば、メンテナンス時期設定部44は、処理をステップ461、ステップ471、ステップ481へ戻す。 As a result, if it is determined that the path index i does not exceed the number n of paths, the maintenance time setting unit 44 returns the process to steps 461, 471, and 481.

一方、パスのインデックスiがパスの個数nを超えたと判定すれば、メンテナンス時期設定部44は、ステップ464、ステップ474、ステップ484で設定されたメンテナンス時期を、パス間時間に収まるように調整する(ステップ493)。具体的には、各パス間時間について、そのパス間時間とそのパス間時間に設定された全てのメンテナンスが完了するまでの時間とを比較する。そして、パス間時間の方が短い場合は、例えば、何れかのメンテナンスを1つ以上前のパスで行うようにして、パス間時間がそのパス間時間に設定された全てのメンテナンスが完了するまでの時間よりも長くなるようにする。その後、メンテナンス時期設定部44は、処理を図7に戻す。 On the other hand, if it is determined that the index i of the path exceeds the number n of paths, the maintenance time setting unit 44 adjusts the maintenance time set in steps 464, 474, and 484 so that it falls within the inter-path time. (Step 493). Specifically, for each inter-path time, the inter-path time is compared with the time until all maintenance set for that inter-path time is completed. If the inter-path time is shorter, for example, some maintenance is performed on one or more previous paths, and the inter-path time is set until all maintenance set for that inter-path time is completed. The time should be longer than the time of Thereafter, the maintenance time setting unit 44 returns the process to FIG. 7.

尚、この動作例では、パスP(i)までの使用率と負荷率との和の積算値Rtが許容限界値Ltを超えた場合に、パスP(i)の後のパス間時間にコンタクトチップ134のメンテナンス時期を設定するようにしたが、これには限らない。パスP(i)までの使用率と負荷率との和の積算値Rtが許容限界値Ltを超えていない場合であっても、パスP(i+1)における使用率と負荷率との和が一定以上であれば、パスP(i)の後のパス間時間にコンタクトチップ134のメンテナンス時期を設定するようにしてもよい。 In addition, in this operation example, if the integrated value Rt of the sum of the usage rate and the load factor up to path P(i) exceeds the allowable limit value Lt, contact is made at the inter-path time after path P(i). Although the maintenance period for the chip 134 is set, the present invention is not limited to this. Even if the integrated value Rt of the sum of the usage rate and load factor up to path P(i) does not exceed the allowable limit value Lt, the sum of the usage rate and load factor of path P(i+1) remains constant. If the above is the case, the maintenance time of the contact chip 134 may be set at the inter-pass time after the pass P(i).

(制御装置の動作)
制御装置50では、まず、制御プログラム取得部61が、記録媒体70から制御プログラムを取得して制御プログラム記憶部62に記憶する。そして、制御プログラム実行部63が制御プログラム記憶部62に記憶された制御プログラムを読み出してこれを実行する。
(Operation of control device)
In the control device 50 , first, the control program acquisition section 61 acquires a control program from the recording medium 70 and stores it in the control program storage section 62 . Then, the control program execution section 63 reads out the control program stored in the control program storage section 62 and executes it.

図9は、この制御プログラム実行部63の動作例を示したフローチャートである。 FIG. 9 is a flowchart showing an example of the operation of the control program execution unit 63.

制御プログラム実行部63は、まず、パスのインデックスiを1に設定する(ステップ501)。つまり、1つ目のパスに着目する。 The control program execution unit 63 first sets the path index i to 1 (step 501). In other words, focus on the first path.

次に、制御プログラム実行部63は、パスのインデックスiをパスの個数nまで1ずつ増加させながら、各インデックスiについてステップ502~ステップ505の処理を行う。 Next, the control program execution unit 63 performs steps 502 to 505 for each index i while increasing the path index i by 1 up to the number n of paths.

即ち、制御プログラム実行部63は、インデックスiのパスP(i)を溶接するよう溶接ロボット10を制御する(ステップ502)。 That is, the control program execution unit 63 controls the welding robot 10 to weld the path P(i) of index i (step 502).

次に、制御プログラム実行部63は、パスP(i)の溶接が終了したかどうかを判定する(ステップ503)。パスP(i)の溶接が終了していないと判定すれば、制御プログラム実行部63は、ステップ502を繰り返し、パスP(i)の溶接が終了したと判定すれば、制御プログラム実行部63は、パスP(i)の後のパス間時間にメンテナンス時期が設定されているかどうかを判定する(ステップ504)。 Next, the control program execution unit 63 determines whether welding of pass P(i) is completed (step 503). If it is determined that the welding of pass P(i) is not completed, the control program execution unit 63 repeats step 502, and if it is determined that the welding of pass P(i) is completed, the control program execution unit 63 repeats step 502. , it is determined whether a maintenance time is set in the inter-path time after path P(i) (step 504).

その結果、パスP(i)の後のパス間時間にメンテナンス時期が設定されていると判定すれば、制御プログラム実行部63は、パスP(i)の後のパス間時間にメンテナンスが行われるように制御する(ステップ505)。例えば、そのパス間時間にコンタクトチップ134の交換、ノズル132の清掃、送給抵抗の計測を作業者に促す情報を表示する。或いは、そのパス間時間にコンタクトチップ134の自動交換を行う装置、ノズル132の自動清掃を行う装置、送給抵抗の自動計測を行う装置がこれらの処理を行うように制御する。そして、制御プログラム実行部63は、処理をステップ506へ進める。 As a result, if it is determined that the maintenance time is set to the inter-pass time after pass P(i), the control program execution unit 63 performs maintenance during the inter-pass time after pass P(i). (Step 505). For example, information is displayed that prompts the operator to replace the contact tip 134, clean the nozzle 132, and measure the feeding resistance during the interpass time. Alternatively, a device that automatically replaces the contact tip 134, a device that automatically cleans the nozzle 132, and a device that automatically measures the feeding resistance are controlled to perform these processes during the interpass time. The control program execution unit 63 then advances the process to step 506.

一方、パスP(i)の後のパス間時間にメンテナンス時期が設定されていないと判定すれば、制御プログラム実行部63は、そのまま処理をステップ506へ進める。 On the other hand, if it is determined that the maintenance time is not set in the inter-pass time after the pass P(i), the control program execution unit 63 directly advances the process to step 506.

その後、制御プログラム実行部63は、パスのインデックスiに1を加算する(ステップ506)。つまり、次のパスに着目する。そして、パスのインデックスiがパスの個数nを超えたかどうかを判定する(ステップ507)。 After that, the control program execution unit 63 adds 1 to the index i of the path (step 506). In other words, focus on the next path. Then, it is determined whether the path index i exceeds the number n of paths (step 507).

その結果、パスのインデックスiがパスの個数nを超えていないと判定すれば、制御プログラム実行部63は、処理をステップ502へ戻す。 As a result, if it is determined that the path index i does not exceed the number n of paths, the control program execution unit 63 returns the process to step 502.

一方、パスのインデックスiがパスの個数nを超えたと判定すれば、制御プログラム実行部63は、処理を終了する。 On the other hand, if it is determined that the path index i exceeds the number n of paths, the control program execution unit 63 ends the process.

[本実施の形態の効果]
以上述べたように、本実施の形態では、コンタクトチップ134、ノズル132、送給モータについて、使用率が許容限界値を超えた場合にメンテナンスを行うようにした。これにより、コンタクトチップ134、ノズル132、送給モータの少なくとも何れか1つのメンテナンスを、1つの指標を用いて設定できるようになった。
[Effects of this embodiment]
As described above, in this embodiment, maintenance is performed on the contact tip 134, the nozzle 132, and the feed motor when the usage rate exceeds the allowable limit value. As a result, maintenance of at least one of the contact tip 134, the nozzle 132, and the feed motor can be set using one index.

[変形例]
上記では、積層造形においてコンタクトチップ134、ノズル132、送給モータのメンテナンスを行う時期を設定するものとしたが、これには限らない。一般的な多層盛りにおいてコンタクトチップ134、ノズル132、送給モータのメンテナンスを行う時期を設定するものとしてもよい。
[Modified example]
In the above description, the timing for maintenance of the contact tip 134, nozzle 132, and feed motor is set in additive manufacturing, but the timing is not limited to this. It is also possible to set the timing for maintenance of the contact tip 134, nozzle 132, and feed motor in a general multi-layer stack.

1…金属積層造形システム、10…溶接ロボット、20…CAD装置、30…積層計画装置、41…CADデータ取得部、42…CADデータ分割部、43…積層計画部、44…メンテナンス時期設定部、45…制御プログラム生成部、46…制御プログラム出力部、50…制御装置、61…制御プログラム取得部、62…制御プログラム記憶部、63…制御プログラム実行部、64…電流値受信部、65…撮影画像受信部、66…制御プログラム修正部、70…記録媒体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Metal additive manufacturing system, 10... Welding robot, 20... CAD device, 30... Lamination planning device, 41... CAD data acquisition part, 42... CAD data division part, 43... Lamination planning part, 44... Maintenance time setting part, 45... Control program generation section, 46... Control program output section, 50... Control device, 61... Control program acquisition section, 62... Control program storage section, 63... Control program execution section, 64... Current value receiving section, 65... Photographing Image receiving section, 66... Control program modification section, 70... Recording medium

Claims (14)

送給モータの駆動により送給されるワイヤ状の溶加材に接触して当該溶加材に給電を行うコンタクトチップと、当該溶加材を外気からシールドするシールドガスを供給するノズルとを有するトーチと、
パスごとの溶接作業条件及びパス間時間を示す溶接作業情報を取得する取得手段と、
前記溶接作業情報に基づいて、パスごとの前記コンタクトチップ、前記ノズル、及び、前記送給モータについての作業負荷を算出する算出手段と、
特定のパスまでの前記コンタクトチップ、前記ノズル、及び、前記送給モータについての作業負荷の積算値が予め定められた前記コンタクトチップ、前記ノズル、及び、前記送給モータについての作業負荷の限界値を超えた場合に、前記コンタクトチップ、前記ノズル、及び、前記送給モータの少なくとも何れか1つのメンテナンスを、当該特定のパスの後のパス間時間に行うことを、前記溶接作業情報に基づいて決定する決定手段と、
前記メンテナンスを行うことが決定されたパス間時間に当該メンテナンスが行われるように制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする溶接装置。
It has a contact tip that supplies power to the wire-shaped filler metal fed by the drive of the feed motor, and a nozzle that supplies shielding gas to shield the filler metal from outside air. Torch and
an acquisition means for acquiring welding work information indicating welding work conditions and interpass time for each pass;
Calculation means for calculating a work load for the contact tip, the nozzle, and the feed motor for each pass based on the welding work information;
A limit value of the work load for the contact tip, the nozzle, and the feed motor in which an integrated value of the work load for the contact chip, the nozzle, and the feed motor up to a specific pass is predetermined. , based on the welding work information, maintenance of at least one of the contact tip, the nozzle, and the feed motor is performed during the inter-pass time after the specific pass. a determining means for determining;
A welding apparatus comprising: a control means for controlling the maintenance so that the maintenance is performed during the inter-pass time during which the maintenance is determined to be performed.
前記決定手段は、前記パス間時間と前記メンテナンスに要する時間との比較結果に基づいて、当該メンテナンスを当該パス間時間に行うことを決定することを特徴とする請求項1に記載の溶接装置。 The welding apparatus according to claim 1, wherein the determining means determines to perform the maintenance during the inter-pass time based on a comparison result between the inter-pass time and the time required for the maintenance. 前記制御手段は、前記メンテナンスを行うことが決定されたパス間時間に当該メンテナンスを行うように促す情報を表示するように制御することを特徴とする請求項1に記載の溶接装置。 2. The welding apparatus according to claim 1, wherein the control means performs control to display information prompting to perform the maintenance during the inter-pass time when it is determined to perform the maintenance. 前記制御手段は、前記メンテナンスを行うことが決定されたパス間時間に当該メンテナンスを自動で行う装置が当該メンテナンスを行うように制御することを特徴とする請求項1に記載の溶接装置。 The welding apparatus according to claim 1, wherein the control means controls a device that automatically performs the maintenance to perform the maintenance during the inter-pass time during which it is determined that the maintenance is to be performed. 溶接作業中の溶接電流を計測する計測手段と、
パスごとの前記コンタクトチップ、前記ノズル、及び、前記送給モータについての作業負荷を前記計測手段で計測された溶接電流によって修正することにより、前記メンテナンスが行われるパス間時間を変更する変更手段と
を更に備えたことを特徴とする請求項1に記載の溶接装置。
Measuring means for measuring welding current during welding work;
changing means for changing the inter-pass time during which the maintenance is performed by modifying the work load on the contact tip, the nozzle, and the feed motor for each pass based on the welding current measured by the measuring means; The welding device according to claim 1, further comprising:.
前記トーチを撮像する撮像手段と、
前記ノズルについての作業負荷の限界値を前記撮像手段で撮像された画像に基づいて修正することにより、前記メンテナンスが行われるパス間時間を変更する変更手段と
を更に備えたことを特徴とする請求項1に記載の溶接装置。
an imaging means for imaging the torch;
A claim further comprising: changing means for changing the inter-pass time during which the maintenance is performed by correcting the limit value of the workload for the nozzle based on the image taken by the imaging means. Item 1. Welding device according to item 1.
前記算出手段は、前記コンタクトチップの摩耗量の推定値を用いて、パスごとの前記コンタクトチップについての作業負荷を算出し、
前記決定手段は、前記特定のパスまでの前記コンタクトチップについての作業負荷の積算値が前記コンタクトチップについての作業負荷の限界値を超えた場合に、前記コンタクトチップのメンテナンスを、当該特定のパスの後のパス間時間に行うことを決定することを特徴とする請求項1に記載の溶接装置。
The calculating means calculates a workload for the contact tip for each pass using an estimated value of wear amount of the contact tip ,
The determining means may control the maintenance of the contact chip to the specific path when the cumulative value of the workload for the contact chip up to the specific path exceeds the limit value of the workload for the contact chip. 2. The welding apparatus according to claim 1, wherein the welding apparatus determines to perform the welding at a later interpass time.
送給モータの駆動により送給されるワイヤ状の溶加材に接触して当該溶加材に給電を行うコンタクトチップと、当該溶加材を外気からシールドするシールドガスを供給するノズルとを有するトーチを用いた溶接作業の手順を作成する溶接作業手順作成装置であって、
パスごとの溶接作業条件及びパス間時間を示す溶接作業情報を取得する取得手段と、
前記溶接作業情報に基づいて、パスごとの前記コンタクトチップ、前記ノズル、及び、前記送給モータについての作業負荷を算出する算出手段と、
特定のパスまでの前記コンタクトチップ、前記ノズル、及び、前記送給モータについての作業負荷の積算値が予め定められた前記コンタクトチップ、前記ノズル、及び、前記送給モータについての作業負荷の限界値を超えた場合に、前記コンタクトチップ、前記ノズル、及び、前記送給モータの少なくとも何れか1つのメンテナンスを、当該特定のパスの後のパス間時間に行うことを、前記溶接作業情報に基づいて決定する決定手段と
を備えたことを特徴とする溶接作業手順作成装置。
It has a contact tip that supplies power to the wire-shaped filler metal fed by the drive of the feed motor, and a nozzle that supplies shielding gas to shield the filler metal from outside air. A welding work procedure creation device that creates a welding work procedure using a torch,
an acquisition means for acquiring welding work information indicating welding work conditions and interpass time for each pass;
Calculation means for calculating a work load for the contact tip, the nozzle, and the feed motor for each pass based on the welding work information;
A limit value of the work load for the contact tip, the nozzle, and the feed motor in which an integrated value of the work load for the contact chip, the nozzle, and the feed motor up to a specific pass is predetermined. , based on the welding work information, maintenance of at least one of the contact tip, the nozzle, and the feed motor is performed during the inter-pass time after the specific pass. 1. A welding work procedure creation device comprising: a determining means for determining a welding work procedure.
前記算出手段は、前記パスごとの溶加材の送給方法に応じた前記コンタクトチップ、前記ノズル、及び、前記送給モータについての作業負荷を算出することを特徴とする請求項8に記載の溶接作業手順作成装置。 9. The calculating means calculates a work load for the contact tip, the nozzle, and the feeding motor according to a feeding method of the filler material for each pass. Welding work procedure creation device. 前記算出手段は、前記コンタクトチップの摩耗量の推定値を用いて、パスごとの前記コンタクトチップについての作業負荷を算出し、
前記決定手段は、前記特定のパスまでの前記コンタクトチップについての作業負荷の積算値が前記コンタクトチップについての作業負荷の限界値を超えた場合に、前記コンタクトチップのメンテナンスを、当該特定のパスの後のパス間時間に行うことを決定することを特徴とする請求項8に記載の溶接作業手順作成装置。
The calculating means calculates a workload for the contact tip for each pass using an estimated value of wear amount of the contact tip ,
The determining means may control the maintenance of the contact chip to the specific path when the cumulative value of the workload for the contact chip up to the specific path exceeds the limit value of the workload for the contact chip. 9. The welding work procedure creation device according to claim 8, wherein the welding work procedure creation device determines what to do at a later interpass time.
請求項8に記載の溶接作業手順作成装置から前記溶接作業情報と、前記コンタクトチップ、前記ノズル、及び、前記送給モータについての作業負荷と、前記コンタクトチップ、前記ノズル、及び、前記送給モータについての作業負荷の限界値を含む情報を取得する情報取得手段と、
前記情報を画面に表示する表示手段と
を備えたことを特徴とする溶接作業支援装置。
From the welding work procedure creation device according to claim 8 , the welding work information , the work load for the contact tip, the nozzle, and the feed motor , and the contact tip, the nozzle, and the feed motor. an information acquisition means for acquiring information including a working load limit value for the motor ;
A welding work support device comprising: display means for displaying the information on a screen.
送給モータの駆動により送給されるワイヤ状の溶加材に接触して当該溶加材に給電を行うコンタクトチップと、当該溶加材を外気からシールドするシールドガスを供給するノズルとを有するトーチを用いて溶接を行う溶接方法であって、
パスごとの溶接作業条件及びパス間時間を示す溶接作業情報を取得するステップと、
前記溶接作業情報に基づいて、パスごとの前記コンタクトチップ、前記ノズル、及び、前記送給モータについての作業負荷を算出するステップと、
特定のパスまでの前記コンタクトチップ、前記ノズル、及び、前記送給モータについての作業負荷の積算値が予め定められた前記コンタクトチップ、前記ノズル、及び、前記送給モータについての作業負荷の限界値を超えた場合に、前記コンタクトチップ、前記ノズル、及び、前記送給モータの少なくとも何れか1つのメンテナンスを、当該特定のパスの後のパス間時間に行うことを、前記溶接作業情報に基づいて決定するステップと、
前記メンテナンスを行うことが決定されたパス間時間に当該メンテナンスが行われるように制御するステップと
を含むことを特徴とする溶接方法。
It has a contact tip that supplies power to the wire-shaped filler metal fed by the drive of the feed motor, and a nozzle that supplies shielding gas to shield the filler metal from outside air. A welding method in which welding is performed using a torch,
acquiring welding work information indicating welding work conditions and interpass time for each pass;
calculating a workload for the contact tip, the nozzle, and the feed motor for each pass based on the welding work information;
A limit value of the work load for the contact tip, the nozzle, and the feed motor in which an integrated value of the work load for the contact chip, the nozzle, and the feed motor up to a specific pass is predetermined. , based on the welding work information, maintenance of at least one of the contact tip, the nozzle, and the feed motor is performed during the inter-pass time after the specific pass. Steps to decide;
A welding method comprising the step of controlling the maintenance so that the maintenance is performed during the inter-pass time during which it is determined that the maintenance is to be performed.
送給モータの駆動により送給されるワイヤ状の溶加材に接触して当該溶加材に給電を行うコンタクトチップと、当該溶加材を外気からシールドするシールドガスを供給するノズルとを有するトーチを用いた溶接作業の手順を作成する溶接作業手順作成方法であって、
パスごとの溶接作業条件及びパス間時間を示す溶接作業情報を取得するステップと、
前記溶接作業情報に基づいて、パスごとの前記コンタクトチップ、前記ノズル、及び、前記送給モータについての作業負荷を算出するステップと、
特定のパスまでの前記コンタクトチップ、前記ノズル、及び、前記送給モータについての作業負荷の積算値が予め定められた前記コンタクトチップ、前記ノズル、及び、前記送給モータについての作業負荷の限界値を超えた場合に、前記コンタクトチップ、前記ノズル、及び、前記送給モータの少なくとも何れか1つのメンテナンスを、当該特定のパスの後のパス間時間に行うことを、前記溶接作業情報に基づいて決定するステップと
を含むことを特徴とする溶接作業手順作成方法。
It has a contact tip that supplies power to the wire-shaped filler metal fed by the drive of the feed motor, and a nozzle that supplies shielding gas to shield the filler metal from outside air. A welding work procedure creation method for creating a welding work procedure using a torch, the method comprising:
acquiring welding work information indicating welding work conditions and interpass time for each pass;
calculating a workload for the contact tip, the nozzle, and the feed motor for each pass based on the welding work information;
A limit value of the work load for the contact tip, the nozzle, and the feed motor in which an integrated value of the work load for the contact chip, the nozzle, and the feed motor up to a specific pass is predetermined. , based on the welding work information, maintenance of at least one of the contact tip, the nozzle, and the feed motor is performed during the inter-pass time after the specific pass. A method for creating a welding work procedure, the method comprising: determining a welding work procedure.
送給モータの駆動により送給されるワイヤ状の溶加材に接触して当該溶加材に給電を行うコンタクトチップと、当該溶加材を外気からシールドするシールドガスを供給するノズルとを有するトーチを用いた溶接作業の手順を作成する溶接作業手順作成装置として、コンピュータを機能させるためのプログラムであって、
前記コンピュータを、
パスごとの溶接作業条件及びパス間時間を示す溶接作業情報を取得する取得手段と、
前記溶接作業情報に基づいて、パスごとの前記コンタクトチップ、前記ノズル、及び、前記送給モータについての作業負荷を算出する算出手段と、
特定のパスまでの前記コンタクトチップ、前記ノズル、及び、前記送給モータについての作業負荷の積算値が予め定められた前記コンタクトチップ、前記ノズル、及び、前記送給モータについての作業負荷の限界値を超えた場合に、前記コンタクトチップ、前記ノズル、及び、前記送給モータの少なくとも何れか1つのメンテナンスを、当該特定のパスの後のパス間時間に行うことを、前記溶接作業情報に基づいて決定する決定手段と
して機能させるためのプログラム。
It has a contact tip that supplies power to the wire-shaped filler metal fed by the drive of the feed motor, and a nozzle that supplies shielding gas to shield the filler metal from outside air. A program for causing a computer to function as a welding procedure creation device for creating welding procedures using a torch,
The computer,
an acquisition means for acquiring welding work information indicating welding work conditions and interpass time for each pass;
Calculation means for calculating a work load for the contact tip, the nozzle, and the feed motor for each pass based on the welding work information;
A limit value of the work load for the contact tip, the nozzle, and the feed motor in which an integrated value of the work load for the contact chip, the nozzle, and the feed motor up to a specific pass is predetermined. , based on the welding work information, maintenance of at least one of the contact tip, the nozzle, and the feed motor is performed during the inter-pass time after the specific pass. A program to function as a decision-making tool.
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