JPH0985441A - Automatic arc welding controller - Google Patents
Automatic arc welding controllerInfo
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- JPH0985441A JPH0985441A JP24140495A JP24140495A JPH0985441A JP H0985441 A JPH0985441 A JP H0985441A JP 24140495 A JP24140495 A JP 24140495A JP 24140495 A JP24140495 A JP 24140495A JP H0985441 A JPH0985441 A JP H0985441A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、シールドガスを使
用した消耗電極式アーク溶接の自動制御装置に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic controller for consumable electrode type arc welding using a shield gas.
【0002】[0002]
【従来の技術】自動アーク溶接では、最適な溶接条件
(電流、電圧、速度)を設定しても、実際の溶接では、
多くの現場外乱のために条件変動が生じ、溶接強度やビ
ード外観を損なう等の弊害へとつながる。そこで、自動
溶接における外乱を把握し、それが溶接品質にどのよう
に影響するかを知ってを管理することが重要になる。2. Description of the Related Art In automatic arc welding, even if optimum welding conditions (current, voltage, speed) are set, in actual welding,
Conditions change due to many on-site disturbances, leading to adverse effects such as deterioration of welding strength and bead appearance. Therefore, it is important to understand the disturbance in automatic welding and to know how it affects the welding quality and manage it.
【0003】図8は実際の溶接時に生じる外乱をまとめ
たものである。この図から外乱は、ティーチング精度不
良、母材の変形等に起因するチップ母材間距離(トーチ
内チップの先端と母材との距離)の変動と、ワイヤ、フ
レキシブルコンジットチューブの曲がり等に起因するワ
イヤ送給抵抗の変動に分けられる。前者のチップ母材間
距離の変動は、図9に示すように溶接電流を反比例的に
増減させ、その結果、電流に対する電圧のバランスが崩
れることになる。そして、溶接電流が増減すると、溶接
強度への影響が大きい脚長、溶込み深さの変動につなが
り、電流に対する電圧のバランスが崩れると、ビード外
観への影響が大きいスパッタ発生量の増大、アンダーカ
ット、ブローホール等の溶接欠陥を生じやすくなる。後
者のワイヤ送給抵抗の変動は、ワイヤのノッキング現象
や送給ローラのスリップを招き、ワイヤ送給速度が乱れ
て脚長変動、スパッタ多発につながる可能性がある。FIG. 8 is a summary of disturbances that occur during actual welding. From this figure, the disturbance is caused by the variation in the distance between the tip base materials (distance between the tip of the tip in the torch and the base material) due to poor teaching accuracy, deformation of the base material, and bending of the wire and flexible conduit tube. It is divided into fluctuations in wire feeding resistance. The former variation in the distance between the tip base materials causes the welding current to increase / decrease in inverse proportion as shown in FIG. 9, and as a result, the voltage-current balance is lost. If the welding current increases or decreases, the welding strength is greatly affected, leading to fluctuations in leg length and penetration depth, and if the voltage balance with respect to the current is lost, the bead appearance is greatly affected. , Weld holes such as blow holes tend to occur. The latter variation of the wire feeding resistance causes a knocking phenomenon of the wire and slipping of the feeding roller, which may disturb the wire feeding speed and lead to fluctuations in the leg length and frequent spattering.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】これに対し、従来の溶
接時における品質管理では、図10に示すように、溶接
電源の電流と電圧を計測し、許容範囲内より外れた場合
に溶接電源への指令値を修正したり、溶接を停止して設
定を再度やり直すものであって、外乱発生後の結果であ
る電流と電圧の変動を検出して対処するものであるか
ら、リアルタイムの品質管理は不可能である。On the other hand, in the conventional quality control at the time of welding, as shown in FIG. 10, the current and voltage of the welding power source are measured, and if it is out of the allowable range, the welding power source is switched on. The command value of is corrected, the welding is stopped and the setting is performed again, and the fluctuation of current and voltage which is the result after the occurrence of disturbance is detected and dealt with. It is impossible.
【0005】また、チップ母材間距離やワイヤ送給抵抗
の変動を計測し、その結果に従って溶接電源の電流と電
圧のバランスを制御することが考えられるが、例えばチ
ップ母材間距離は、溶接電流と溶接電圧のバランスを崩
すものであるため、脚長、溶込み深さ、ビード外観等す
べての溶接品質項目にそれぞれ重複して関連しており、
その外乱の変動量に対し電流と電圧のバランスをどれだ
けの指令値の変化として定量化したらよいかの目安がな
く、自動制御アルゴリズムの確立は難しい。Further, it is considered that the distance between the tip base materials and the variation of the wire feeding resistance are measured and the balance between the current and the voltage of the welding power source is controlled according to the results. Since it balances the current and welding voltage, it is redundantly related to all welding quality items such as leg length, penetration depth, bead appearance, etc.
It is difficult to establish an automatic control algorithm because there is no standard for how much the command value should be quantified as the balance of current and voltage with respect to the fluctuation amount of the disturbance.
【0006】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たもので、溶接品質に関係した代用特性をリアルタイム
に演算又はサンプリングして電流、電圧のバランスをフ
ィードバック制御することにより、外乱に速応して溶接
品質を安定させることを解決すべき課題とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. The substitute characteristic relating to welding quality is calculated or sampled in real time and feedback control of the balance of current and voltage is performed to quickly respond to disturbance. The problem to be solved is to stabilize the welding quality.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決した請求
項1の発明の要旨は、(a)基本仕様が入力される仕様
入力手段と、(b)該仕様入力手段に入力された基本仕
様より溶接条件を演算にて設定する初期条件設定手段
と、(c)該初期条件設定手段の演算に用いる各演算式
が格納された演算式メモリと、(d)上記初期条件設定
手段によって設定された溶接条件を格納する条件ファイ
ルと、(e)溶接品質に関係した代用特性を上記演算式
メモリ内の演算式による演算又はサンプリングによって
求め、該代用特性に基づいて上記初期条件設定手段で設
定した溶接条件の電流指令パラメータ及び電圧指令パラ
メータを修正する条件自動管理補正手段と、(f)上記
ティーチングデータ及び溶接速度を示す信号を上記ロボ
ットへ送出するとともに、該条件自動管理補正手段で修
正された電流指令パラメータ及び電圧指令パラメータを
上記溶接電源に送出すべく該条件自動管理補正手段へ指
令するロボットコントロール手段とからアーク溶接の自
動管理装置を構成し、外乱に応じて変動する溶接条件を
溶接品質に関係した代用特性を認識することでリアルタ
イムに修正することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The gist of the invention of claim 1 which has solved the above-mentioned problems is (a) a specification input means for inputting a basic specification, and (b) a basic specification input to the specification input means. The initial condition setting means for setting the welding conditions by calculation, (c) the arithmetic expression memory in which each arithmetic expression used for the calculation of the initial condition setting means is stored, and (d) the initial condition setting means. And a condition file for storing welding conditions, and (e) a substitute characteristic relating to welding quality is obtained by calculation or sampling by the calculation formula in the calculation formula memory, and is set by the initial condition setting means based on the substitute characteristic. Condition automatic management correction means for correcting the current command parameter and the voltage command parameter of the welding condition, and (f) sending the teaching data and a signal indicating the welding speed to the robot. In addition, an automatic arc welding management device is configured from robot control means for instructing the condition automatic management correction means to send the current command parameter and voltage command parameter corrected by the condition automatic management correction means to the welding power source. , Is to correct the welding conditions that fluctuate according to the disturbance in real time by recognizing the substitute characteristics related to the welding quality.
【0008】ここで、溶接品質に関係した代用特性とは
次表に示すようなものである。 請求項2の態様における上記条件自動管理補正手段は、
指定脚長の確保に必要な理論ワイヤ送給速度を演算し、
該理論ワイヤ送給速度と溶接中にサンプリングした検出
ワイヤ送給速度とを比較して理論ワイヤ送給速度に検出
ワイヤ送給速度がほぼ等しくなるように溶接電源から出
力させる電流を指令するための電流指令信号を増減する
ことにより、ワイヤ送給速度を脚長確保に絡んだ代用特
性としてリアルタイムに脚長を保証する。The substitute characteristics relating to the welding quality are as shown in the following table. The condition automatic management correction means in the aspect of claim 2 is
Calculate the theoretical wire feed speed required to secure the specified leg length,
For comparing the theoretical wire feed rate and the detected wire feed rate sampled during welding, and for instructing the current output from the welding power source so that the detected wire feed rate is substantially equal to the theoretical wire feed rate. By increasing / decreasing the current command signal, the leg length is guaranteed in real time as the wire feeding speed is a substitute characteristic related to securing the leg length.
【0009】請求項3における上記条件自動管理補正手
段は、電流、電圧及び速度を変数として含む溶込み深さ
の推定式を用い、溶接中にサンプリングした上記各変数
の検出値を上記推定式に代入した結果が予め設定した規
定溶込み深さより小さくなったとき上記電流指令信号を
増加させることにより、溶込み深さの推定式を代用特性
として溶込み深さを確保する。The condition automatic control correction means in claim 3 uses an equation for estimating the penetration depth including current, voltage and speed as variables, and the detected values of the respective variables sampled during welding are used as the equation for estimation. When the substitution result becomes smaller than the preset specified penetration depth, the current command signal is increased to secure the penetration depth by using the estimation formula of the penetration depth as a substitute characteristic.
【0010】請求項4における上記条件自動管理補正手
段は、上記理論ワイヤ送給速度に検出ワイヤ送給速度が
ほぼ等しくなるように上記溶接電源から出力させる溶接
電流の指令パラメータを減少中、上記推定式に代入した
結果が規定溶込み深さより小さくなったとき、該規定溶
込みを回復する間、上記溶接電源から出力させる溶接電
流の指令パラメータを増加させることにより、一定脚長
の確保と規定溶込み深さの確保を相補的に行う。The condition automatic control correcting means according to claim 4 reduces the command parameter of the welding current output from the welding power source so that the detected wire feeding speed is substantially equal to the theoretical wire feeding speed while the estimation is being performed. When the result of substituting into the formula becomes smaller than the specified penetration depth, while the specified penetration is restored, the command parameter of the welding current output from the welding power source is increased to secure a constant leg length and the specified penetration. Depth is secured complementarily.
【0011】請求項5における上記条件自動管理補正手
段は、溶接中のワイヤの先端が母材に接触する短絡現象
の回数が予め設定した回数となるように溶接電源から出
力させる電圧を指令するための溶接電圧指令信号を増減
することにより、短絡回数をビード外観に関係した代用
特性としてスパッタの発生、ブローホールの発生を防止
する。According to the fifth aspect of the present invention, the condition automatic control correction means commands the voltage output from the welding power source so that the number of short-circuiting phenomena in which the tip of the wire being welded contacts the base metal is a preset number. By increasing or decreasing the welding voltage command signal, the number of short circuits is used as a substitute characteristic related to the bead appearance to prevent spatter and blowholes.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明のアーク溶接の自動
制御方式を図面を参照して詳細に説明する。図1に示す
ように、本アーク溶接の自動制御方式を実現する設備
は、溶接トーチ(以下、トーチと略す)1を保持した多
関節ロボット2と、出力端子3a,3bの溶接電力出力
に基づいて上記トーチ先端のチップ16へ溶接電流と溶
接電圧を出力する溶接電源3と、上記溶接電力出力の電
流Iと電圧Vを上記溶接電源3へ指令する各指令信号
i,vを送出してアーク溶接の自動制御を行う溶接コン
トローラ4と、上記多関節ロボット2を溶接速度を示す
信号を含むティーチングデータTDに基づいて制御する
ロボットコントローラ5と、ドラム6に充填された消耗
電極としてのワイヤ7を上記トーチ1へ送給するワイヤ
送給装置8と、溶接品が載置される治具9とから構成さ
れている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The automatic arc welding control system of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the equipment for realizing the automatic control method of the present arc welding is based on an articulated robot 2 holding a welding torch (hereinafter abbreviated torch) 1 and welding power output of output terminals 3a, 3b. And a welding power source 3 for outputting a welding current and a welding voltage to the tip 16 of the torch, and command signals i, v for instructing the welding power source current I and voltage V to the welding power source 3 to send an arc. A welding controller 4 for automatically controlling welding, a robot controller 5 for controlling the articulated robot 2 based on teaching data TD including a signal indicating a welding speed, and a wire 7 as a consumable electrode filled in a drum 6 are provided. It comprises a wire feeder 8 for feeding the torch 1 and a jig 9 on which a welded article is placed.
【0013】上記多関節ロボット2に組付けられた上記
ワイヤ送給装置8は、曲げ矯正器11、エンコーダ1
2、ワイヤ7を挟持した一対の送給ローラ13a,13
b、該ローラ13a,13bを駆動する回転アクチュエ
ータ14及びワイヤ7をトーチ1にガイドするトーチケ
ーブル1aを有し、ワイヤ7をトーチ1におけるノズル
部15内のチップ16より突出させるようにしている。
そして、回転アクチュエータ14は、溶接コントローラ
4から指令信号iの大きさ(平均値)に比例した送り速
度の駆動信号で制御されてワイヤ7を繰出すようになっ
ており、そのときの検出ワイヤ送給速度MRa はエンコ
ーダ12より溶接コントローラ4に送出される。The wire feeding device 8 assembled to the articulated robot 2 includes a bending straightener 11 and an encoder 1.
2. A pair of feeding rollers 13a, 13 holding the wire 7 therebetween.
b, a rotary actuator 14 that drives the rollers 13a and 13b, and a torch cable 1a that guides the wire 7 to the torch 1, and the wire 7 is projected from the tip 16 in the nozzle portion 15 of the torch 1.
Then, the rotary actuator 14 is controlled by the drive signal of the feed speed proportional to the magnitude (average value) of the command signal i from the welding controller 4 to feed out the wire 7, and the detection wire feed at that time is fed. The feed rate MR a is sent from the encoder 12 to the welding controller 4.
【0014】しかして、溶接コントローラ4は、溶接条
件(電流、電圧及び速度)の自動設定と外乱に対する溶
接条件の自動修正とを行うもので、そのハードウエアを
概念的に表した図2に示すように、継手形状、姿勢、脚
長、チップ母材間距離及び板厚又は必要な場合に溶接速
度若しくはすみ肉溶接以外の溶接断面積等の基本仕様
が、例えば一つの製品におけるN個の継手毎に入力され
る仕様入力手段41と、該仕様入力手段41に入力され
た基本仕様より溶接条件を演算にて設定する初期条件設
定手段42と、該初期条件設定手段42の演算に用いる
各演算式が格納された演算式メモリ43と、上記初期条
件設定手段によって設定された溶接条件を格納する条件
ファイル45と、上記初期条件設定手段42で設定した
溶接条件のうち初期電流指令パラメータPI 及び初期電
圧指令パラメータPV を溶接品質に関係した代用特性に
応じて修正された修正電流指令パラメータPI ′及び修
正電圧指令パラメータPV ′とする条件自動管理補正手
段44とを主体に構成される。The welding controller 4, which automatically sets the welding conditions (current, voltage and speed) and automatically corrects the welding conditions against disturbance, is shown in FIG. 2 which conceptually shows the hardware. As described above, basic specifications such as the joint shape, posture, leg length, distance between chip base materials and plate thickness, welding speed or welding cross-section area other than fillet welding, if necessary, can be set for each N joints in one product. To the specification input means 41, the initial condition setting means 42 for setting the welding conditions by calculation from the basic specifications input to the specification input means 41, and the respective arithmetic expressions used for the calculation of the initial condition setting means 42. Of the welding conditions set by the initial condition setting means 42, the condition memory 45 storing the welding condition set by the initial condition setting means, and the welding condition set by the initial condition setting means 42. Condition automatic management correcting means 44 for the flow command parameter P I and the initial voltage command parameter P V were corrected in accordance with the substitute characteristic related to weld quality modified current command parameter P I 'and modified voltage command parameter P V' It is composed mainly of.
【0015】デジタル信号形式の上記修正電流指令パラ
メータPI ′及び修正電圧指令パラメータPV ′は、D
/A変換器によってアナログ形式の電流指令信号i及び
電圧指令信号vに変換されて溶接電源3に入力され、出
力端子3a,3bより導出すべき電流及び電圧を指令す
るようになっている。また、溶接コントローラ4には、
溶接電源3から出力している電流及び電圧の検出溶接電
流Ia (パルス溶接時はパルス電流の平均電流)及び検
出溶接電圧Va がサンプリングされるようになってい
る。The correction current command parameter P I ′ and the correction voltage command parameter P V ′ in digital signal form are D
The / A converter converts the analog current command signal i and the voltage command signal v into the welding power source 3, and commands the current and voltage to be derived from the output terminals 3a and 3b. In addition, the welding controller 4 includes
Detection welding current I a of the current and voltage outputs from the welding power source 3 (when pulse welding is the average current of the pulse current) and the detection welding voltage V a is adapted to be sampled.
【0016】ここで、上記初期電流指令パラメータPI
及び修正電流指令パラメータPI ′と溶接電流Iとの関
係並びに初期電圧指令パラメータPV 及び修正電圧指令
パラメータPV ′と溶接電圧Vとの関係は、溶接電源3
の特性を補正した関係に設定される。即ち、溶接コント
ローラ4内で演算した溶接電流と溶接電圧が溶接電源が
変わっても出力するように、各電流指令パラメータ
PI ,PI ′及び各電圧指令パラメータPV ,PV ′は
溶接電源毎に補正されている。Here, the initial current command parameter P I
And the relationship between the modified current command parameter P I ′ and the welding current I and the relationship between the initial voltage command parameter P V and the modified voltage command parameter P V ′ and the welding voltage V are as follows:
The relationship is set by correcting the characteristics of. That is, the current command parameters P I and P I ′ and the voltage command parameters P V and P V ′ are set so that the welding current and the welding voltage calculated in the welding controller 4 are output even if the welding power source changes. It is corrected every time.
【0017】一方、ロボットコントローラ5は、継手毎
のティーチングデータメモリをもつ電子制御装置であ
り、実際の溶接にあたって、該ロボットコントローラ5
は各メモリのデータを順次に読出して多関節ロボット2
の各軸を駆動するとともに、一つのメモリを読出す毎に
条件呼出し信号5aを溶接コントローラ4に送出して条
件ファイル45をアクセスする。これにより、ティーチ
ングデータTDに同期して継手毎の溶接条件(PI ,P
V 、I,V及び溶接速度WS)が読出される。On the other hand, the robot controller 5 is an electronic control device having a teaching data memory for each joint, and in actual welding, the robot controller 5
Reads the data in each memory in order and reads the articulated robot 2
Each of the axes is driven and a condition calling signal 5a is sent to the welding controller 4 every time one memory is read out to access the condition file 45. As a result, the welding conditions (P I , P I) for each joint are synchronized with the teaching data TD.
V , I, V and welding speed WS) are read.
【0018】なお、演算式メモリ43に格納する各演算
式の組は、実験によって予め求めている。また、本溶接
開始と停止を意味するアークON/OFF信号は、ロボ
ットコントローラ5よのり溶接コントローラ4に送出さ
れる。次に上記構成により本アーク溶接の自動制御がい
かに行われるかを図3〜図7のフローチャートを用いて
説明する。The set of each arithmetic expression stored in the arithmetic expression memory 43 is obtained in advance by experiments. An arc ON / OFF signal, which means start and stop of main welding, is sent to the welding controller 4 by the robot controller 5. Next, how the automatic control of the main arc welding is performed with the above-described configuration will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
【0019】図3に示すように、全体の構成は、ステッ
プS1 〔基本仕様入力〕及びステップS2 〔最適溶接条
件の自動設定〕からなる準備処理と、ステップS4 〔本
溶接開始〕以降の制御ループとからなり、準備処理は仕
様入力手段41及び初期条件設定手段42が行う処理、
制御ループは、条件自動管理補正手段44が行う処理で
ある。ただし、上記準備処理と制御ループとの間には、
溶接継手にギャップ(スキ間)があるか否かの判断ステ
ップS3 が挿入されており、ギャップが有る場合はステ
ップS17〔ギャップ部の自動管理〕に進む。なお、この
ギャップが有る場合の自動管理とステップS1 及びステ
ップS2 は本発明と直接関係がないため説明を省略する
が、ステップS2 の最適溶接条件の自動設定では、パル
ス溶接の場合の溶接条件、マグ溶接でもスプレー移行型
溶接を行う場合の溶接条件及びマグ溶接での短絡移行型
溶接を行う場合の溶接条件を別個に設定している。As shown in FIG. 3, the overall configuration is a preparation process including step S 1 [basic specification input] and step S 2 [automatic setting of optimum welding conditions], and step S 4 [main welding start] and subsequent steps. The control process is performed by the specification input unit 41 and the initial condition setting unit 42.
The control loop is a process performed by the condition automatic management correction means 44. However, between the preparation process and the control loop,
Welded joints are inserted determines whether the step S 3 there is a gap (between the ski) to, if the gap is present the flow proceeds to step S 17 [automatic management of the gap portion]. The automatic management when there is this gap and step S 1 and step S 2 are not directly related to the present invention, so the description thereof will be omitted. However, in the automatic setting of the optimum welding conditions in step S 2 , in the case of pulse welding, Welding conditions, welding conditions when performing spray transfer type welding even in MAG welding, and welding conditions when performing short circuiting transfer type welding in MAG welding are set separately.
【0020】さて、ロボットコントローラ5からアーク
ON信号が出力されると、これを受けて溶接コントロー
ラ4はステップS4 〔溶接パラメータサンプリング〕〜
ステップS14〔アークOFF信号入力?〕の制御ループ
を実行する。上記溶接パラメータサンプリングでは、検
出ワイヤ送給速度MRa 、検出溶接電流Ia 、検出溶接
電圧Va 及び検出短絡回数Sa (制御インターバル当た
りの短絡回数で1未満の小数も含む)をサンプリングす
る。ここで、検出短絡回数S a は、検出溶接電圧V
a (短絡時の電圧)が所定のしきい値より低下する制御
インターバル当たりの回数とする。Now, from the robot controller 5 the arc
When the ON signal is output, the welding control
La 4 is step SFour[Welding parameter sampling] ~
Step S14[Arc OFF signal input? ] Control loop
Execute In the above welding parameter sampling,
Outgoing wire feeding speed MRa, Detected welding current Ia, Detection welding
Voltage VaAnd the number of detection short circuits Sa(Control interval hit
The number of short circuits (including decimals less than 1)
You. Here, the number of detected short circuits S aIs the detected welding voltage V
aControl that (voltage at short circuit) drops below a specified threshold value
The number of times per interval.
【0021】上記制御ループは、基本仕様入力時に決定
するステップS6 〔電流一定制御か〕の判断でステップ
S7 〔電流一定制御〕の溶接を行うか、ステップS
8 〔脚長一定制御〕及びステップS9 〔溶込み深さ確保
制御〕を相補的に行う溶接かに分岐する。電流一定制御
の溶接とは、電流を一定とすることを優先させ、溶込み
深さを一定に維持するもので、薄板の溶接に適し、溶接
強度の確保は勿論、溶接電流の増大による抜けの発生を
防止する。[0021] or the control loop performs the welding of step S 7 is determined in step S 6 of determining when basic specifications input [current constant control or] [current constant control], the step S
8 [leg constant control] and Step S 9 [penetration depth ensures control] branches to or complementarily performed welding. Welding with constant current control gives priority to keeping the current constant and keeps the penetration depth constant.It is suitable for welding thin plates and not only secures the welding strength, but also eliminates the loss due to the increase in welding current. Prevent occurrence.
【0022】脚長一定制御と規定溶込み深さ確保制御と
を相補的に行う溶接とは、ワイヤ送給速度一定を優先し
て脚長一定制御を行う間に、電流の変動、特に低下して
もある値以下になると溶接電流を増大させて規定溶込み
深さを確保するものであり、厚板の溶接に適する。規定
溶込み深さの値は基本仕様入力時に設定する。更に、溶
接コントローラ4は、上記電流の制御を行いつつ、パル
ス溶接の場合はステップS10〔短絡回数・アーク長一定
制御〕を実行し、マグ溶接の場合はステップS11〔スプ
レー有〕の判断の後、ステップS12〔スプレー移行型制
御〕かステップS13〔短絡移行型制御〕を実行する。Welding in which the constant leg length control and the control for ensuring the specified penetration depth are complementarily performed means that even if the current fluctuations, in particular, decrease during the constant leg length control by giving priority to the constant wire feeding speed. When it is below a certain value, the welding current is increased to secure the specified penetration depth, which is suitable for welding thick plates. The specified penetration depth value is set when entering the basic specifications. Further, the welding controller 4 executes step S 10 [short-circuit count / arc length constant control] in the case of pulse welding while controlling the above current, and determines step S 11 [with spray] in the case of mag welding. After that, step S 12 [spray transfer type control] or step S 13 [short circuit transfer type control] is executed.
【0023】上記パルス溶接の場合の短絡回数・アーク
長一定制御とは、基本仕様入力時に設定した短絡回数に
検出短絡回数Sa がほぼ等しく(具体的には下限値S1
と上限値S2 の範囲内にあり)、安定するように電圧を
制御するもので、スパッタ発生量を抑制するとともに、
アーク長を最小(一定)に保って、アンダーカット及び
ブローホール等の発生を未然に防止するものである。The short-circuit count / arc length constant control in the case of the above-mentioned pulse welding means that the detected short-circuit count Sa is substantially equal to the short-circuit count set at the time of inputting the basic specifications (specifically, the lower limit value S 1
And within the range of the upper limit S 2 ), the voltage is controlled so as to be stable, and the spatter generation amount is suppressed and
The arc length is kept to a minimum (constant) to prevent undercuts and blow holes from occurring.
【0024】上記マグ溶接の場合のスプレー移行型制御
とは、初期条件設定手段42で演算により設定したスプ
レー移行型溶接の最適電圧(スプレー化電圧という)を
常に保持する機能で、検出溶接電圧Va がスプレー化電
圧とほぼ等しくなるように電圧を制御し、最適ビード外
観を保つものである。上記マグ溶接の場合の短絡移行型
制御とは、初期条件設定手段42で演算により設定した
短絡移行型溶接の最適電圧を常に保持する機能で、検出
溶接電圧Vaが短絡移行型の最適電圧とほぼ等しくなる
ように電圧を制御し、最適ビード外観を保つものであ
る。The spray transfer type control in the case of the MAG welding is a function of always holding the optimum voltage for spray transfer type welding (called spraying voltage) set by calculation in the initial condition setting means 42, and the detected welding voltage V The voltage is controlled so that a is almost equal to the spraying voltage, and the optimum bead appearance is maintained. The short-circuit transfer type control in the case of the above-mentioned mag welding is a function of always holding the optimum voltage of the short-circuit transfer type welding set by calculation in the initial condition setting means 42, and the detected welding voltage V a is the short-circuit transfer type optimum voltage. The voltage is controlled so as to be almost equal, and the optimum bead appearance is maintained.
【0025】なお、上記制御ループと並列に処理される
ステップS15〔EXT演算〕及びステップS16〔表示
(警告)〕は、チップ母材間距離を演算して、この距離
が短か過ぎる場合と長過ぎる場合に警告するものである
が、この処理で求めたチップ母材間距離はマグ溶接の場
合の制御に用いている。次に図3の各処理を更に詳細に
説明する。図4において、ステップS21の判断が電流一
定制御を行うとする場合は、上記ステップS7 〔電流一
定制御〕に相当するステップS23〜S25のPI制御を行
う。このPI制御は、初期設定電流I0と検出溶接電流
Ia との差分ΔI(比例項)をステップS23で求め、続
いて上記差分ΔIがほぼ零となるまでの溶接電流の変化
に要する時間Ti (積分項)をΔIを時間で積分して求
め(ステップS24)、更に初期電流指令パラメータPI
にΔI及びTi による修正量を加減して修正電流指令パ
ラメータPI ′を算出する(ステップS25)ものであ
る。ここで、係数K179 は比例項定数、K180 は積分項
定数である。こうして求めた修正電流指令パラメータP
I ′はステップS27〔PI ′→D/A変換〕→ステップ
S28〔PI ′のアナログ信号出力(溶接電源へ)〕の処
理を経て判断のステップS14〔アークOFF信号入力
?〕に進む。ステップS14で溶接終了でない場合、溶接
電源3は修正電流指令パラメータPI ′に応じた電流指
令信号iに基づく電流を出力することになる。[0025] Note that steps S 15 [EXT operation] and step S 16 [Display (warning)] which are processed in parallel with the control loop, when it calculates the distance between the chip base material, too if this distance is short If it is too long, a warning is given, but the distance between the chip base materials obtained in this process is used for control in the case of mag welding. Next, each processing of FIG. 3 will be described in more detail. 4, if the determination in step S 21 is to perform the current constant control performs PI control in the step S 23 to S 25 corresponding to the step S 7 [current constant control]. In this PI control, the difference ΔI (proportional term) between the initial set current I 0 and the detected welding current I a is obtained in step S 23 , and subsequently, the time required for the change of the welding current until the difference ΔI becomes substantially zero. T i (integral term) is calculated by integrating ΔI with time (step S 24 ), and further, initial current command parameter P I
The correction current command parameter P I ′ is calculated by adjusting the correction amount by ΔI and T i (step S 25 ). Here, the coefficient K 179 is a proportional term constant, and K 180 is an integral term constant. The corrected current command parameter P thus obtained
I 'step S 27 [P I' → D / A converter] → Step S 28 [P I analog signal output (to the welding power source) of '] processing through to step S 14 [arc OFF signal input of the determination? ] To proceed. If the welding is not completed in step S 14 , the welding power source 3 outputs a current based on the current command signal i corresponding to the modified current command parameter P I ′.
【0026】上記ステップS21→S23〜S27が実行され
ることにより、チップ母材間距離が変動して溶接電流が
増減した場合に、その増減に応じて初期電流指令パラメ
ータPI が修正電流指令パラメータPI ′に修正され、
電流を一定とする制御が機能することとなって、母材へ
の溶込み深さの増大を未然に抑制して抜けの発生を防止
することができる。When the steps S 21 → S 23 to S 27 are executed to change the distance between the tip base materials and the welding current increases or decreases, the initial current command parameter P I is corrected according to the increase or decrease. Corrected to the current command parameter P I ′,
Since the control for keeping the current constant functions, the increase in the penetration depth into the base material can be suppressed in advance, and the occurrence of dropout can be prevented.
【0027】ところで、ステップS21の判断が脚長一定
(&規定溶込み深さ確保)の溶接を行うとする場合は、
先ずステップS38〔溶込み深さの演算〕に進み、検出溶
接電流Ia 、検出溶接電圧Va 及び溶接速度WSと溶込
み深さPの関係を表す推定式より溶込み深さPを演算す
る。上記推定式より演算した溶込み深さPは、ステップ
S39〔P<K32〕によって規定溶込み深さK32と比較さ
れ、溶込み深さPが規定溶込み深さK32より小さいとき
は電圧や速度に比べて最も貢献度が高い溶接電源3から
出力させる電流の指令パラメータPI を増加させる修正
を行い(ステップS40)、演算した溶込み深さPが規定
溶込み深さK32以上のときは、ステップS5 で検出した
エンコーダ12の出力(電圧)を実際のワイヤ送給速度
に換算して検出ワイヤ送給速度MRa を得(ステップS
28)、続くステップS29〔MRa>MRC 〕→S30〔n
≧1〕→S32〔MRa <MRC 〕の判断で、上記検出ワ
イヤ送給速度MRa と理論ワイヤ送給速度MRC (基本
仕様入力時の脚長Lと溶接速度WSの関係式より計算)
を係数K33倍した値とを比較し、MRa がMRC より小
さい場合、ステップS31〔ワイヤ送給抵抗大です。送給
系を見直して下さい。〕の警告表示を行うとともに、規
定溶込み深さ制御の回数カウンタの値nが零のときは、
ステップS35〜S37のPI制御により修正電流指令パラ
メータPI ′を求めることによってワイヤ送給速度を一
定とする脚長一定の制御を行う。By the way, if the determination in step S 21 is to perform the welding of the leg length constant (& defined penetration depth ensured) is
First the process proceeds to step S 38 [calculation of the penetration depth], detecting the welding current I a, calculates-penetration depth P than estimation equation representing the relationship between the detection welding voltage V a and welding speed WS and penetration depth P To do. Penetration depth P which is calculated from the estimated equation is compared with the step S 39 [P <K 32] defines the penetration depth K 32 by, when the penetration depth P less than the specified penetration depth K 32 Is corrected by increasing the command parameter P I of the current output from the welding power source 3 which has the highest contribution compared to the voltage and speed (step S 40 ), and the calculated penetration depth P is the specified penetration depth K. When it is 32 or more, the output (voltage) of the encoder 12 detected in step S 5 is converted into the actual wire feeding speed to obtain the detected wire feeding speed MR a (step S
28 ) and the following step S 29 [MR a > MR C ] → S 30 [n
≧ 1] → S 32 [MR a <MR C ] Judgment Wire feed rate MR a and theoretical wire feed rate MR C (calculated from relational expression of leg length L and welding speed WS when basic specifications are input) )
Is compared with the value multiplied by the coefficient K 33 , and if MR a is smaller than MR C , step S 31 [Wire feeding resistance is large. Please review the delivery system. ] Warning is displayed and the value n of the counter of the specified penetration depth control is zero,
The leg length constant control for keeping the wire feeding speed constant is performed by obtaining the corrected current command parameter P I ′ by the PI control of steps S 35 to S 37 .
【0028】また、上記回数カウンタの値nが1以上の
ときは、ステップS32〔MRa <MRC 〕の判断を行
う。このステップS32で事象(MRa <MRC )が真な
るときはステップS33〔PI ′=PI +ΔPI 〕のON
−OFF制御を実行して、初期電流指令パラメータPI
をΔPI だけ増加した修正電流指令パラメータPI ′を
得、反対に事象(MRa ≧MRC )が真なるときはステ
ップS34〔PI ′=P I −ΔPI 〕実行して、初期電流
指令パラメータPI を ΔPI だけ減じた修正電流指
令パラメータPI ′を得て、回数カウンタの値nが零の
ときと同等のワイヤ送給速度を一定とする脚長一定の制
御を行う。Further, the value n of the number of times counter is 1 or more.
When step S32[MRa<MRC] Judgment
U. This step S32Event (MRa<MRC) Is true
Step S33[PI'= PI+ ΔPI] ON
-Execute OFF control to set the initial current command parameter PI
To ΔPICorrected current command parameter P increased byI′
On the contrary, the event (MRa≧ MRC) Is true, the
Up S34[PI'= P I-ΔPI] Run the initial current
Command parameter PIΔPIModified current finger reduced only
Command parameter PI′ Is obtained and the value n of the frequency counter is zero
A constant leg length control that maintains a constant wire feed rate
Do your best.
【0029】このように、1回でも規定溶込み深さ確保
制御が行われた場合は、ワイヤ送給速度一定制御として
その制御勾配を小さくしたΔPI を増減するON−OF
F制御で行っている理由は、PI を増加させて溶込み深
さを満足させた後にワイヤ送給速度一定制御をPI制御
で行うと、急激なワイヤ送給速度の低下が生じ、スムー
ズな制御とならないからである。[0029] Thus, if the defined penetration depth ensures control in has been performed once, ON-OF to increase or decrease the [Delta] P I with a reduced its control slope as wire feed speed constant control
The reason for performing the F control is performed in wire feed speed constant control PI control after satisfy the penetration depth by increasing the P I, occur sharp reduction in the wire feed rate, smooth Because it does not control.
【0030】以上のようにして演算される修正電流指令
パラメータPI ′は、電流一定制御の場合と同様に、ス
テップS26→ステップS27の処理を経て判断のステップ
S14〔アークOFF信号入力?〕に進む。かくして、本
溶接コントローラ4では、脚長一定と規定溶込み深さ確
保が常にペアの機能として作用し、チップ母材間距離が
変動したり、ワイヤ送給抵抗が変動しても脚長と溶込み
深さとが確保されることになる。The corrected current command parameter P I ′ calculated in the above-described manner is the same as in the case of the constant current control, and it is judged in step S 14 [arc-OFF signal input] through the processing of steps S 26 → S 27. ? ] To proceed. Thus, in the main welding controller 4, the constant leg length and the provision of the specified penetration depth always act as a pair function, and even if the distance between the tip base materials changes or the wire feeding resistance changes, the leg length and the penetration depth also change. Sato will be secured.
【0031】次に基本仕様入力時にパルス溶接を設定し
た場合は、図5におけるステップS42〔パルス有〕の判
断がパルス有(Y)となり、ステップS43〔アーク長a
の演算〕以降の処理(図3のステップS10〔短絡回数・
アーク長一定制御〕に相当)に進む。このアーク長a
は、チップ母材間距離EXT,溶接電圧V,パルス溶接
電流のピーク電流Ia ,ベース電流Ib 及び平均電流I
avをパラメータとする演算式で求めることができる。[0031] Then the case of setting a pulse welding operation basic specification input pulse Yes (Y) next determines in step S 42 [pulses Yes] in FIG. 5, step S 43 [arc length a
Calculation of]] and the subsequent processing (step S 10 in FIG.
(Corresponding to arc length constant control))). This arc length a
Is the distance between the tip base metals EXT, the welding voltage V, the peak current I a of the pulse welding current, the base current I b, and the average current I.
It can be calculated by an arithmetic expression with av as a parameter.
【0032】得られた演算アーク長aは、続くステップ
S44〔aO ≦a〕で最大許容アーク長ao と比較し、演
算アーク長aが最大許容アーク長ao より大きい場合、
ステップS47〔PV ′=PV −K146 〕の演算を行っ
て、ステップS50〔PV ′→D/A変換〕に進み、続く
ステップS51〔PV ′アナロク信号出力〕により、修正
電圧指令パラメータPV ′に基づく電圧指令信号vで溶
接電源3を指令する。The obtained calculated arc length a is compared with the maximum allowable arc length a o in the following step S 44 [a O ≤a]. If the calculated arc length a is larger than the maximum allowable arc length a o ,
In step S 47 [P V ′ = P V −K 146 ], the operation proceeds to step S 50 [P V ′ → D / A conversion], and in the subsequent step S 51 [P V ′ analog signal output], The welding power source 3 is commanded by the voltage command signal v based on the corrected voltage command parameter P V ′.
【0033】次に、ステップS44で演算アーク長aが最
大許容アーク長ao より小さい場合、ステップS45〔S
a ≦S1 〕に進んで、サンプリング時に得られた検出短
絡回数Sa を短絡回数の下限値S1 と比較する。そして
検出短絡回数Sa が短絡回数の下限値S1 以下の場合、
ステップS48〔PV ′=PV −ΔPV 〕の演算を行っ
て、ステップS50〔PV ′→D/A変換〕に進む。これ
により、短絡回数が下限値S1 より減少したときに修正
電圧指令パラメータPV ′を減少させて(短絡回数とア
ーク長(アーク電圧)の関係は反比例の関係にある)短
絡回数を増加させる。Next, if the operation arc length a maximum allowable arc length a o is smaller than in step S 44, step S 45 [S
a ≦ S 1 ], the detected short circuit frequency S a obtained at the time of sampling is compared with the lower limit value S 1 of the short circuit frequency. When the number of detected short circuits S a is less than or equal to the lower limit value S 1 of the number of short circuits,
The calculation of step S 48 [P V ′ = P V −ΔP V ] is performed, and the process proceeds to step S 50 [P V ′ → D / A conversion]. As a result, when the number of short circuits decreases below the lower limit S 1 , the correction voltage command parameter P V ′ is decreased (the relationship between the number of short circuits and the arc length (arc voltage) is inversely proportional) and the number of short circuits is increased. .
【0034】また、演算アーク長aが最大許容アーク長
ao より小さい場合において、ステップS45の判断が
「検出短絡回数Sa が短絡回数の下限値S1 より大き
い」の場合、ステップS46〔Sa ≦S2 〕に進んで、検
出短絡回数Sa を短絡回数の上限値S2 と比較する。そ
して、検出短絡回数Sa が短絡回数の上限値S2 より大
きい場合、ステップS49〔PV ′=PV +ΔPV 〕の演
算を行って、ステップS50〔PV ′→D/A変換〕に進
む。これにより、短絡回数が上限値S2 より大きいとき
に修正電圧指令パラメータPV ′を増大させて短絡回数
を減少させる。If the calculated arc length a is smaller than the maximum allowable arc length a o and the judgment in step S 45 is "the detected short circuit number S a is larger than the lower limit number S 1 of short circuit numbers", step S 46 is executed. Proceed to [S a ≤ S 2 ] and compare the detected short circuit count S a with the upper limit S 2 of the short circuit count. When the detected number of short circuits S a is larger than the upper limit value S 2 of the number of short circuits, the calculation of step S 49 [P V ′ = P V + ΔP V ] is performed and step S 50 [P V ′ → D / A conversion ] To proceed. As a result, when the number of short circuits is larger than the upper limit value S 2 , the correction voltage command parameter P V ′ is increased and the number of short circuits is reduced.
【0035】更に、ステップS46の判断が「検出短絡回
数Sa が短絡回数の上限値S1 以下」の場合、初期電圧
指令パラメータの修正を行うことなくステップS14に進
む。こうしてパルス溶接におけるスパッタ発生量を抑制
し、アーク長を最小に保って、アンダーカット及びブロ
ーホール等の発生を未然に防止することができる。次に
基本仕様入力時にマグ溶接を設定した場合は、図5にお
けるステップS42〔パルス有〕の判断がマグ溶接(N)
となり、図6のフローチャートに進む。Furthermore, if the determination of step S 46 is "detected number of short circuits S a is an upper limit values S 1 following short number", the flow proceeds to step S 14 without performing the correction of the initial voltage command parameters. In this way, the amount of spatter generated in pulse welding can be suppressed, the arc length can be kept to a minimum, and the occurrence of undercuts, blowholes, etc. can be prevented. Next, if MAG welding is set when the basic specifications are entered, the judgment in step S42 [with pulse] in FIG. 5 is MAG welding (N).
Then, the process proceeds to the flowchart of FIG.
【0036】図6では更に、ステップS11によってスプ
レー移行型溶接を行うか短絡移行型溶接を行うか否かを
判断する。この判断の結果は基本仕様入力時に設定さ
れ、スプレー移行型溶接を行う場合は、ステップS
52〔EXT=f(MRa ,Ia )〕以降のPI制御に進
み、短絡移行型溶接を行う場合は、ステップS57以降の
PI制御に進む。[0036] In Figure 6 further determines whether to perform a short circuiting transfer type welding or performing spray transfer type welding by step S 11. The result of this judgment is set at the time of inputting the basic specifications. If spray transfer type welding is to be performed, step S
52 [EXT = f (MR a , I a )] and subsequent PI control is performed. When short-circuit transfer type welding is to be performed, the process proceeds to PI control after step S 57 .
【0037】スプレー移行型溶接及び短絡移行型溶接の
各PI制御の演算も、電流一定制御及び脚長一定制御の
ときの演算と同じで、スプレー移行型溶接の場合、スプ
レー化電圧VSCに、短絡移行型溶接の場合、初期設定し
た短絡回数となる最適電圧VC に検出溶接電圧Va がほ
ぼ等しくなるような修正電圧指令パラメータPV ′を算
出するものである。因みに、スプレー移行型溶接のステ
ップS52は演算式EXT=f(MRa ,Ia )によりチ
ップ母材間距離を求め、ステップS53はVSC=f
(Ia ,EXT)によりスプレー化電圧を、ステップ54
は比例項ΔV=VSC−Va を、ステップS55は積分項T
i+=∫ΔVdtをそれぞれ求め、ステップS56〔PV ′
=PV +K166 ・ΔV+K167 ・Ti+〕で修正電圧指令
パラメータPV ′を算出している。また、短絡移行型溶
接の場合、ステップS57はチップ母材間距離の算出、ス
テップS58は短絡移行型の最適電圧VC の、ステップS
59は比例項VC −Va の、ステップS60は積分項T
i+の、ステップS61は修正電圧指令パラメータPV ′の
算出である。The calculation of each PI control of the spray transfer type welding and the short circuit transfer type welding is the same as the calculation for the constant current control and the constant leg length control. In the spray transfer type welding, the spraying voltage V SC is short-circuited. In the case of transitional welding, the correction voltage command parameter P V ′ is calculated so that the detected welding voltage V a is approximately equal to the optimum voltage V C that is the number of times of short circuit that has been initialized. Incidentally, Step S 52 of spray transfer type welding operation expression EXT = f (MR a, I a) determine the distance between the tip base member by, step S 53 is V SC = f
(I a , EXT) to set the spraying voltage, step 54
Is a proportional term ΔV = V SC −V a , and step S 55 is an integral term T.
i + = ∫ΔVdt is obtained, and step S 56 [P V ′
= P V + K 166 · ΔV + K 167 · T i + ], the corrected voltage command parameter P V ′ is calculated. Further, in the case of short-circuit transfer type welding, step S57 is for calculating the distance between the tip base materials, and step S58 is the step S of the short-circuit transfer type optimum voltage V C.
59 is the proportional term V C −V a , and step S 60 is the integral term T
Step S 61 of i + is the calculation of the correction voltage command parameter P V ′.
【0038】次に本溶接コントローラ4が具備したチッ
プ母材間距離の表示(警告)機能は、図7に示すよう
に、先ず、ステップS62〔EXT=f(MRa ,
Ia )〕でEXTを演算する。このステップS62で用い
る演算式は、EXT,MR及びIのうち各一つを一定と
して残り二つの各関係式を実験により求めたものであ
る。チップ母材間距離が求められると、ステップS
63〔EXTo-K143<EXT<EXTo+K144 によって許容バラツキ範
囲(EXTo- K143〜EXTo+K144 )内にあるか否かを判断
し、バラツキ範囲内の場合は、ステップS64によってそ
の値を溶接コントローラ4の画面に表示する。また、ス
テップS63でバラツキ範囲外の場合はステップS65に進
み、演算EXTがEXTO −K143 より小さい場合はス
テップS66によってチップ母材間距離が初期設定値EX
To より短か過ぎることを警告し、演算チップ母材間距
離EXTがEXTO −K143 に等しいか大きい場合はス
テップS67によってチップ母材間距離が初期設定値EX
To より長すぎることを警告する。Next, as shown in FIG. 7, the function of displaying (warning) the distance between the tip base metals provided in the main welding controller 4 is, as shown in FIG. 7, first, in step S 62 [EXT = f (MR a ,
I a )] to calculate EXT. The arithmetic expression used in this step S 62 is obtained by an experiment for each of the remaining two relational expressions with each one of EXT, MR and I being constant. When the distance between the chip base materials is obtained, step S
63 [EXTo-K 143 <EXT <EXTo + K 144 It is determined whether or not it is within the allowable variation range (EXTo-K 143 to EXTo + K 144 ), and if it is within the variation range, it is determined by step S 64 . The value is displayed on the screen of the welding controller 4. If it is out of the variation range in step S 63 , the process proceeds to step S 65 , and if the calculated EXT is smaller than EXT O −K 143, the distance between the chip base materials is set to the initial set value EX in step S 66 .
If the calculated tip base metal distance EXT is equal to or larger than EXT O -K 143 , a warning is given that the distance is too short than T o, and in step S 67 the chip base metal distance is set to the initial set value EX.
Warning that than T o too long.
【0039】従って、このようにチップ母材間距離が異
常となったときにオペレータに警告を発することによ
り、オペレータはロボットティーチングを見直し、ティ
ーチング修正後はチップ母材間距離のバラツキを少なく
して、上述した溶接品質管理のための各制御の安定性が
図られることになる。なお、上記実施例で説明した溶接
コントローラは、一つの継手の溶接を終了するごと、即
ち、アークOFF信号を検出する毎に指令パラメータP
I ,PV を初期設定値に戻すものである。Therefore, by issuing a warning to the operator when the distance between the chip base materials becomes abnormal as described above, the operator reviews the robot teaching and reduces the variation in the distance between the chip base materials after the teaching is corrected. The stability of each control for the above-mentioned welding quality control is achieved. In addition, the welding controller described in the above-described embodiment, the command parameter P every time the welding of one joint is completed, that is, every time the arc OFF signal is detected.
I and P V are returned to the initial setting values.
【0040】また、図4におけるΔPI 図5におけるΔ
PV は電流,電圧指令パラメータPi,Pvの増減補正
量である。また、上記実施例では、脚長一定制御と規定
溶込み深さの制御を相補的に行ったものを開示している
が、これらを単独に行う場合でも本発明の適用がある。Further, ΔP I in FIG. 4 Δ in FIG.
P V is the amount of increase / decrease correction of the current / voltage command parameters Pi, Pv. Further, in the above-described embodiment, the constant leg length control and the control of the specified penetration depth are disclosed complementarily, but the present invention is applicable even when these are performed independently.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、溶接
中の品質管理を自動的に行い、ティーチング精度等の外
乱の影響や母材の厚みにかかわらず、強度及び外観の双
方に優れた溶接を行うことができる。とりわけ、請求項
2の態様によれば、ワイヤ送給速度を管理したことによ
り、脚長確保による強度の保証が達成される。As described above, according to the present invention, the quality control during welding is automatically performed, and both the strength and the appearance are excellent regardless of the influence of disturbance such as teaching accuracy and the thickness of the base material. Welding can be performed. Particularly, according to the aspect of claim 2, by controlling the wire feeding speed, the guarantee of strength by securing the leg length is achieved.
【0042】請求項3の態様によれば、溶込み深さの推
定式を用いて溶込み深さを保証し、規定溶込み深さ以下
になるような事態の発生を確実に防止することができ
る。請求項4の態様によれば、請求項1と請求項2の態
様による制御を相補的に行うことにより、ワイヤ送給速
度の一定制御による脚長の確保と、溶込み深さの推定式
を用いて規定溶込み深さを確保することにより、厚板の
溶接における強度を保証することができる。According to the third aspect of the invention, the penetration depth can be guaranteed by using the penetration depth estimation formula, and the occurrence of a situation where the penetration depth is below the specified penetration depth can be reliably prevented. it can. According to the aspect of claim 4, by complementarily performing the control according to the aspects of claim 1 and claim 2, the leg length is ensured by the constant control of the wire feeding speed, and the penetration depth estimation formula is used. By ensuring the prescribed penetration depth by means of the above, the strength in welding thick plates can be guaranteed.
【0043】請求項5の態様によれば、パルス溶接、マ
グ溶接にかかわらず、スパッタ、ブローホール、アンダ
ーカット等の発生を抑制し、良好なビード外観を得るこ
とができる。According to the fifth aspect, regardless of pulse welding or mag welding, generation of spatter, blowholes, undercuts, etc. can be suppressed and a good bead appearance can be obtained.
【図1】 本発明を具体化した設備の全体を示す説明図
である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing the entire equipment embodying the present invention.
【図2】 溶接コントローラをハードウエアで表した場
合の図1の概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram of FIG. 1 when the welding controller is represented by hardware.
【図3】 本発明の一実施例に係るアーク溶接の自動制
御方式の全体を説明するフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating an entire arc welding automatic control system according to an embodiment of the present invention.
【図4】 図3の電流一定制御と脚長一定及び規定溶込
み深さ確保の相補的制御の具体的一例を示すフローチャ
ートである。FIG. 4 is a flowchart showing a specific example of the constant current control of FIG. 3 and the complementary control of constant leg length and ensuring a specified penetration depth.
【図5】 パルス溶接の場合の本発明による電圧制御の
プログラムを示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a voltage control program according to the present invention in the case of pulse welding.
【図6】 マグ溶接の場合の本発明による電圧制御のプ
ログラムを示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing a program for voltage control according to the present invention in the case of mag welding.
【図7】 本溶接コントローラに備えられたチップ母材
間距離の演算表示プログラムを示すフローチャートであ
る。FIG. 7 is a flowchart showing a calculation display program of a distance between tip base materials provided in the present welding controller.
【図8】 アーク溶接における外乱を整理した説明図で
ある。FIG. 8 is an explanatory diagram summarizing disturbances in arc welding.
【図9】 アーク溶接におけるチップ母材間距離と溶接
電流とり関係を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing a relationship between a distance between tip base materials and a welding current in arc welding.
【図10】 従来の溶接品質管理を説明するフローチャ
ートである。FIG. 10 is a flowchart illustrating conventional welding quality control.
1は溶接トーチ、2はロボット、3は溶接電源、4は溶
接コントローラ、12はエンコーダ、14は回転アクチ
ュエータ、44は条件自動管理補正手段、EXTはチッ
プ母材間距離、Iは溶接電流、Vは溶接電圧、Iaは検
出溶接電流、Va は検出溶接電圧、MRはワイヤ送給速
度、MRa は検出ワイヤ送給速度、MRC は理論ワイヤ
送給速度、WSは溶接速度、iは電流指令信号、vは電
圧指令信号であり、各図において同一の要素には共通の
符号を付す。また、図4〜図7で用いた各定数は、 I :実際の電流(溶接電流) I0 :初期設定電流 S :短絡回数 S1 :短絡回数の上限値 S2 :短絡回数の下限値 MRC :理論ワイヤ送給速度 Lo :アーク長の最大値 K32 :規定溶込み深さ K33 :ワイヤ送給速度変動の許容値 K34 :溶込み制御の電流の加算量 K143 :チップ母材間距離のバラツキ量(−) K144 :チップ母材間距離のバラツキ量(+) K145 :ワイヤ送給速度変動とチップ母材間距離バラツ
キ警告の開始時間 K146 :アーク長制御の電圧の上り勾配 K155 :ワイヤ送給速度一定PI制御の比例項定数 K156 :ワイヤ送給速度一定PI制御の積分項定数 K179 :電流一定PI制御の比例項定数 K180 :電流一定PI制御の積分項定数 である。1 is a welding torch, 2 is a robot, 3 is a welding power source, 4 is a welding controller, 12 is an encoder, 14 is a rotary actuator, 44 is a condition automatic management correction means, EXT is a distance between chip base materials, I is a welding current and V Is a welding voltage, I a is a detected welding current, V a is a detected welding voltage, MR is a wire feeding speed, MR a is a detected wire feeding speed, MR C is a theoretical wire feeding speed, WS is a welding speed, and i is A current command signal, v is a voltage command signal, and the same elements in each figure are denoted by common reference numerals. The constants used in FIGS. 4 to 7 are: I: actual current (welding current) I 0 : initial setting current S: short circuit count S 1: upper limit of short circuit count S 2: lower limit value of short circuit count M RC : theory wire feed rate L o: the arc length of the maximum value K 32: defined penetration depth K 33: wire feed rate fluctuation tolerance K 34: addition amount of current of penetration control K 143: inter-chip matrix Distance variation (-) K 144 : Distance variation between chip base materials (+) K 145 : Wire feed speed variation and start time of distance variation between chip base materials K 146 : Rising voltage of arc length control Gradient K 155 : Proportional term constant for constant wire feed rate PI control K 156 : Integral term constant for constant wire feed rate PI control K 179 : Proportional term constant for constant current PI control K 180 : Integral term for constant current PI control It is a constant.
Claims (5)
源からの電流及び電圧をワイヤに出力し、該ワイヤを電
流により溶融しつつ該溶接トーチを保持したロボットを
ティーチングデータにより作動させて溶接を行うアーク
溶接の自動制御装置であって、 基本仕様が入力される仕様入力手段と、該仕様入力手段
に入力された基本仕様より溶接条件を演算にて設定する
初期条件設定手段と、該初期条件設定手段の演算に用い
る各演算式が格納された演算式メモリと、上記初期条件
設定手段によって設定された溶接条件を格納する条件フ
ァイルと、溶接品質に関係した代用特性を上記演算式メ
モリ内の演算式による演算又はサンプリングによって求
め、該代用特性に基づいて上記初期条件設定手段で設定
した溶接条件の電流指令パラメータ及び電圧指令パラメ
ータを修正する条件自動管理補正手段と、上記ティーチ
ングデータ及び溶接速度を示す信号を上記ロボットへ送
出するとともに、該条件自動管理補正手段で修正された
電流指令パラメータ及び電圧指令パラメータを上記溶接
電源に送出すべく該条件自動管理補正手段へ指令するロ
ボットコントロール手段とを具備したことを特徴とする
アーク溶接の自動制御装置。1. Welding is performed by outputting a current and voltage from a welding power source to a wire through a tip of the tip of the welding torch, activating the robot holding the welding torch while melting the wire by the teaching data according to teaching data. An automatic control device for arc welding to be performed, comprising a specification input means for inputting basic specifications, an initial condition setting means for calculating welding conditions from the basic specifications input to the specification input means, and the initial conditions. An arithmetic expression memory in which each arithmetic expression used for the arithmetic operation of the setting means is stored, a condition file for storing the welding conditions set by the initial condition setting means, and a substitute characteristic related to welding quality are stored in the arithmetic expression memory. The current command parameter and the electric current of the welding condition set by the above-mentioned initial condition setting means based on the substitute characteristic are obtained by calculation using an arithmetic expression or sampling. A condition automatic management correction means for correcting the command parameter and a signal indicating the teaching data and the welding speed are sent to the robot, and the current command parameter and voltage command parameter corrected by the condition automatic management correction means are supplied to the welding power source. Automatic control apparatus for arc welding, comprising: robot control means for instructing the condition automatic management correction means to send to the condition.
の確保に必要な理論ワイヤ送給速度を演算し、該理論ワ
イヤ送給速度と溶接中にサンプリングした検出ワイヤ送
給速度とを比較して理論ワイヤ送給速度に検出ワイヤ送
給速度がほぼ等しくなるように上記溶接電源から出力さ
せる溶接電流の指令パラメータを増減することを特徴と
する請求項1記載のアーク溶接の自動制御装置。2. The condition automatic control correction means calculates a theoretical wire feed speed required to secure a designated leg length, and compares the theoretical wire feed speed with a detected wire feed speed sampled during welding. 2. The automatic arc welding control apparatus according to claim 1, wherein the command parameter of the welding current output from the welding power source is increased or decreased so that the detected wire feeding speed becomes substantially equal to the theoretical wire feeding speed.
圧及び速度を変数として含む溶込み深さの推定式を用
い、溶接中にサンプリングした上記各変数の検出値を上
記推定式に代入した結果が予め設定した規定溶込み深さ
より小さくなったとき上記溶接電源から出力させる溶接
電流の指令パラメータを増加させることを特徴とする請
求項1記載のアーク溶接の自動制御装置。3. The condition automatic control correction means uses an estimation formula of penetration depth including current, voltage and speed as variables, and substitutes detection values of the respective variables sampled during welding into the estimation formula. The automatic arc welding control device according to claim 1, wherein the command parameter of the welding current output from the welding power source is increased when the result is smaller than a preset specified penetration depth.
ワイヤ送給速度に検出ワイヤ送給速度がほぼ等しくなる
ように上記溶接電源から出力させる溶接電流の指令パラ
メータを減少中、上記推定式に代入した結果が規定溶込
み深さより小さくなったとき、該規定溶込み深さ以上に
回復する間、上記溶接電源から出力させる溶接電流の指
令パラメータを増加させることを特徴とする請求項1記
載のアーク溶接の自動制御装置。4. The condition automatic management correction means uses the estimation formula while decreasing the command parameter of the welding current output from the welding power source so that the detected wire feeding speed becomes substantially equal to the theoretical wire feeding speed. The command parameter of the welding current output from the welding power source is increased while the result of substitution becomes smaller than the specified penetration depth while recovering the specified penetration depth or higher. Automatic control device for arc welding.
上記ワイヤの先端が母材に接触する短絡現象の回数が予
め設定した回数となるように上記溶接電源から出力させ
る電圧の指令パラメータを増減することを特徴とする請
求項1記載のアーク溶接の自動制御装置。5. The condition automatic management correction means sets a command parameter of a voltage output from the welding power source so that the number of short-circuiting phenomena in which the tip of the wire during welding comes into contact with the base metal is a preset number of times. The automatic control device for arc welding according to claim 1, wherein the automatic control device is increased or decreased.
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CN103240510A (en) * | 2012-02-07 | 2013-08-14 | 株式会社大亨 | Electric arc welding monitor apparatus |
CN113500271A (en) * | 2021-05-27 | 2021-10-15 | 卡斯马汽车系统(重庆)有限公司 | Method for obtaining welding parameters of aluminum alloy MIG welding |
CN115502515A (en) * | 2022-09-21 | 2022-12-23 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | Adaptive welding method and system |
CN117583700A (en) * | 2024-01-18 | 2024-02-23 | 中建材(合肥)粉体科技装备有限公司 | Automatic welding method for roll surface patterns of roll squeezer |
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1995
- 1995-09-20 JP JP24140495A patent/JP3724016B2/en not_active Expired - Fee Related
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CN103240510B (en) * | 2012-02-07 | 2016-03-16 | 株式会社大亨 | Arc welding supervising device |
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