JPH0985443A - Arc welding equipment and welding condition setting method - Google Patents

Arc welding equipment and welding condition setting method

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JPH0985443A
JPH0985443A JP7244335A JP24433595A JPH0985443A JP H0985443 A JPH0985443 A JP H0985443A JP 7244335 A JP7244335 A JP 7244335A JP 24433595 A JP24433595 A JP 24433595A JP H0985443 A JPH0985443 A JP H0985443A
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Tomijirou Nakano
富治朗 中野
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Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To automatically set welding conditions peculiar to a product desired by the manufacture or those securing a superior welding quality, without intervening a welding program prepared by a robot maker. SOLUTION: A welding controller 4 which automatically sets the welding conditions of an electric current and voltage to be outputted from a welding power source 3 to issue an output command to the source 3 is provided. The controller 4 receives from a robot controller 5 only a signal 5a for calling conditions for reading the set welding conditions synchronously with the teaching data transmitted to a robot 2 by the robot controller 5.

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
用した消耗電極式のアーク溶接装置及び溶接条件設定方
法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a consumable electrode type arc welding apparatus using a shield gas and a welding condition setting method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の自動アーク溶接装置における基本
システムは、図15に示すように、溶接電源101とロ
ボット102の組み合わせに対し溶接条件の指令とティ
ーチングデータに基づく駆動信号の送出を行って、溶接
電源101とロボット102の協動溶接作業を制御する
中央処理型の溶接ロボットコントローラ103を配設し
た構成を採る。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 15, a basic system of a conventional automatic arc welding apparatus sends a welding condition command and a drive signal based on teaching data to a combination of a welding power source 101 and a robot 102, A central processing type welding robot controller 103 for controlling the cooperative welding work of the welding power source 101 and the robot 102 is provided.

【0003】ここで、溶接条件とは、電流、電圧及び溶
接速度をいい、継手毎に実験や経験によって予め決定
し、溶接ロボットコントローラ103にオペレータが、
溶接電源101の特性を補正した電流指令パラメータ及
び電圧指令パラメータとして入力する。溶接ロボットコ
ントローラ103は、ティーチングデータを格納したメ
モリ領域103eと、継手毎に指定される溶接条件を格
納したメモリ領域103dとからなる条件ファイル10
3aと、ティーチングデータをロボット102の各軸用
の上記駆動信号に変換する制御部103cと、ファイル
103aからの上記各指令パラメータをアナログ信号に
変換するD/A変換器103bを有し、溶接開始によっ
て読出されるティーチングデータに同期して溶接条件を
読出すものである。即ち、溶接ロボットコントローラ1
03は、継手毎の溶接条件を格納したメモリ領域103
dの溶接プログラムと、ティーチングデータを格納した
メモリ領域103eのロボットプログラムとを同期して
読出す制御をしている。
Here, the welding conditions refer to current, voltage, and welding speed, which are determined in advance for each joint by experiments and experience, and the welding robot controller 103 is operated by the operator.
It is input as a current command parameter and a voltage command parameter in which the characteristics of the welding power source 101 are corrected. The welding robot controller 103 includes a condition file 10 including a memory area 103e in which teaching data is stored and a memory area 103d in which welding conditions specified for each joint are stored.
3a, a control unit 103c that converts teaching data into the drive signals for the axes of the robot 102, and a D / A converter 103b that converts the command parameters from the file 103a into analog signals, and start welding. The welding conditions are read in synchronization with the teaching data read by the. That is, the welding robot controller 1
03 is a memory area 103 storing welding conditions for each joint
The welding program of d and the robot program of the memory area 103e in which the teaching data is stored are controlled to be read in synchronization.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近の溶接
ロボットにおけるコントローラでは、熟練経験者の不足
等の状況下、溶接条件を自動設定したり、溶接中の外乱
に応じて溶接条件を自動管理する溶接プログラムを組込
む傾向にある。このような溶接プログラムをティーチン
グデータを読込むためのロボットプログラムに組込む設
計は、通常ロボットメーカで行うことになる。
By the way, in a controller of a recent welding robot, welding conditions are automatically set or welding conditions are automatically managed in accordance with a disturbance during welding under a situation such as lack of experienced workers. They tend to incorporate welding programs. A robot manufacturer usually designs such a welding program to be incorporated in a robot program for reading teaching data.

【0005】しかし、実際の製品メーカでは、ロボット
メーカが作成した溶接プログラムを修正したり、溶接に
関する特別の機能を付加して製品独自の溶接を行いたい
と欲する場合がある。こうした場合、ロボットメーカで
作成した溶接プログラムの詳細を入手する必要がある
が、一般にはメーカプログラムは公表しないことが原則
で、製品メーカがロボットメーカの溶接プログラムを修
正したり新機能を付加することは容易でない。
However, an actual product maker may want to modify a welding program created by a robot maker or add a special function relating to welding to perform product-specific welding. In such a case, it is necessary to obtain the details of the welding program created by the robot maker, but in general, the manufacturer program should not be published, and the product manufacturer should modify the robot manufacturer's welding program or add new functions. Is not easy.

【0006】また、溶接ロボットコントローラに溶接プ
ログラムを組込むことは、溶接プログラムとロボットプ
ログラムとが通信的にリンクすることになり、特定の溶
接電源とロボットの組合わせにのみコンパチブルとなっ
て、ロボットや溶接電源が変わった場合、溶接ロボット
コントローラの溶接プログラムを修正しなければならな
くなる。
Incorporating the welding program in the welding robot controller means that the welding program and the robot program are communicatively linked, and the welding program is compatible only with a specific welding power source and robot combination. If the welding power source changes, the welding program of the welding robot controller will have to be modified.

【0007】そこで、本発明は従来ロボットメーカで作
成していた溶接プログラムに依存することなく、製品メ
ーカ独自のプログラムで溶接プロセスだけを制御するこ
とにより、ロボットや溶接電源の変更に自在に対応でき
るとともに、製品メーカが考える製品に特有の溶接条件
や良好な溶接品質を担保する溶接条件を設計図面に指示
された基本仕様を入力操作するだけで自動設定すること
ができるアーク溶接装置及びその溶接条件設定方法を提
供することにある。
Therefore, the present invention can freely cope with the change of the robot and the welding power source by controlling only the welding process by the program unique to the product manufacturer without depending on the welding program conventionally created by the robot manufacturer. At the same time, the arc welding equipment and its welding conditions can be set automatically by simply inputting the basic specifications instructed in the design drawing and welding conditions peculiar to the product considered by the product manufacturer and welding conditions ensuring good welding quality. To provide a setting method.

【0008】[0008]

【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)ワイヤが送給される溶接ト
ーチを保持し該溶接トーチをティーチングデータによっ
て操縦するロボットと、(b)該溶接トーチに電流及び
電圧を出力する溶接電源と、(c)上記溶接電源より出
力させる上記電流と電圧の各指令パラメータ及び溶接速
度からなる溶接条件を製品の継手毎に条件ファイルに格
納した溶接コントローラと、(d)上記ロボットへの上
記テイーチングデータの送出及び溶接速度を示す信号を
送出するに当たって、上記溶接コントローラから上記溶
接電源へ各指令パラメータを出力するタイミングが上記
ティーチングデータの送出タイミングと同期するように
上記溶接コントローラへ条件呼出しタイミングを指令す
るロボットコントローラとからアーク溶接装置を構成
し、アーク溶接を制御する制御装置が、溶接トーチに関
した溶接プロセスを制御する溶接コントローラと、ロボ
ットの運動を制御するロボットコントローラとに分離さ
れ、溶接コントローラのみに溶接条件を設定管理するプ
ログラムを蓄積してロボットメーカに頼らない独自の溶
接を行うことができる。
SUMMARY OF THE INVENTION The gist of the invention of claim 1 which has solved the above-mentioned problems is (a) a robot which holds a welding torch to which a wire is fed and which steers the welding torch according to teaching data. b) Welding power source that outputs current and voltage to the welding torch; (c) Welding conditions consisting of command parameters of current and voltage output from the welding power source and welding speed are stored in a condition file for each joint of the product. And (d) in transmitting the teaching data and the signal indicating the welding speed to the robot, the timing at which each command parameter is output from the welding controller to the welding power source is the timing at which the teaching data is transmitted. Robot controller that commands the condition call timing to the above welding controller in synchronization with The controller that controls the arc welding is composed of a welding controller that controls the welding process related to the welding torch and a robot controller that controls the movement of the robot. A program for setting and managing welding conditions can be accumulated to perform unique welding without relying on robot manufacturers.

【0009】上記課題を解決した請求項2の発明の要旨
は、上記溶接コントローラとロボットコントローラとに
分離したシステムの場合と分離しないシステムの場合の
両方に適用されるもので、継手毎に入力される基本仕様
に基づいて継手毎に層数、溶接電流及び溶接電圧を設定
するとともに溶接電源より出力させる電流と電圧の各指
令パラメータ及び溶接速度を設定するものである。
The gist of the invention of claim 2 which solves the above problem is applied to both the case where the welding controller and the robot controller are separated and the case where they are not separated. The number of layers, the welding current and the welding voltage are set for each joint based on the basic specifications described above, and the command parameters of the current and the voltage output from the welding power source and the welding speed are set.

【0010】ここで、基本仕様とは、継手形状、姿勢、
溶接法(パルス、マグ溶接の場合のスプレー移行型及び
短絡移行型)、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着断
面積をいう。請求項2に従属する請求項3における溶接
条件設定方法は、基本仕様に基づいて層数を設定する方
法であって、(a)入力された指定脚長より溶着断面積
を演算し、(b)該溶着断面積と与えられた溶接姿勢と
から溶融した溶着金属の形状良否を判断して、一層盛り
か多層盛りかを決定し、(b)多層盛りに変更する場合
はそれに応じた脚長を設定してティーチングポイントの
変更を指示し、(d)該多層盛りの脚長でも形状否と判
断したときは脚長オーバーの指示を行う工程からなる。
溶着金属の形状良否の判断手法は実施例に記載してい
る。
Here, the basic specifications are joint shape, posture,
Welding method (pulse transfer, spray transfer type and short-circuit transfer type in the case of MAG welding), leg length, distance between chip base materials, and plate thickness or welding speed or welding cross-section other than fillet welding, if necessary. A welding condition setting method according to claim 3 which is dependent on claim 2 is a method of setting the number of layers based on basic specifications, wherein (a) a welding cross-sectional area is calculated from an input designated leg length, and (b) From the welding cross-sectional area and the given welding posture, the shape of the molten weld metal is judged to be good or bad, and it is decided whether it is a single layer or a multi-layered layer. (B) When changing to the multi-layered layer, the leg length is set accordingly. Then, the teaching point is instructed to be changed, and (d) when it is judged that the leg length of the multi-layer pile is not in the shape, the instruction of the leg length over is performed.
The method for determining the quality of the deposited metal is described in the examples.

【0011】請求項2に従属する請求項4における溶接
条件設定方法は、溶接速度が基本仕様として入力されな
い場合の溶接電流及び溶接速度を演算する方法であっ
て、(a)ワイヤ送給速度と溶接電流及びワイヤ送給速
度と溶接速度の各関係式に、脚長より仮に定めた溶接電
流及び溶接速度の条件を付加し、(b)該仮に定めた溶
接電流及び溶接速度によるワイヤ送給速度が上記各関係
式を共に満足するときの上記溶接電流と溶接速度を設定
溶接電流及び設定溶接速度とする工程からなる。
A welding condition setting method according to claim 4 which is dependent on claim 2 is a method of calculating a welding current and a welding speed when the welding speed is not input as a basic specification, and comprises (a) a wire feeding speed and The condition of welding current and welding speed provisionally determined from the leg length is added to each relational expression of welding current and wire feeding speed and welding speed, and (b) the wire feeding speed by the provisionally determined welding current and welding speed is The step of setting the welding current and the welding speed when both the above relational expressions are satisfied to the set welding current and the set welding speed.

【0012】請求項2に従属する請求項5における溶接
条件設定方法は、基本仕様に基づいて電流指令パラメー
タを設定する方法であって、(a)電流指令パラメータ
を脚長と溶接速度の関数からなる幾何学的に定まる多項
式で表し、(b)これを用いて上記電流指令パラメータ
を演算する工程からなる。請求項2に従属する請求項6
における溶接条件設定方法は、基本仕様に基づいて溶接
電圧を設定する方法であって、溶接電圧を溶接電流の関
数だけでなくチップ母材間距離の関数も含めた多項式で
演算する。
A welding condition setting method according to claim 5 which depends on claim 2 is a method of setting a current command parameter based on a basic specification, wherein (a) the current command parameter is a function of a leg length and a welding speed. It is expressed by a geometrically determined polynomial, and (b) is used to calculate the current command parameter. Claim 6 dependent on Claim 2
The welding condition setting method in 1) is a method of setting the welding voltage based on the basic specifications, and the welding voltage is calculated by a polynomial including not only the function of the welding current but also the function of the distance between the tip base materials.

【0013】請求項2に従属する請求項7における溶接
条件設定方法は、パルス溶接の場合の溶接電圧の設定方
法であって、(a)上記多項式をチップ母材間距離に応
じた境界電流より高電流側と低電流側の二つの演算式に
分け、(b)設定溶接電流が上記境界電流より大きいと
きは上記高電流側の演算式より設定溶接電圧を演算し、
(c)上記溶接電流が上記境界電流より小さいときは上
記低電流側の演算式より設定溶接電圧を演算する工程を
有する。
A welding condition setting method according to claim 7 which depends on claim 2 is a method for setting a welding voltage in the case of pulse welding, wherein (a) the polynomial is calculated from a boundary current according to a distance between chip base materials. It is divided into two calculation formulas, a high current side and a low current side. (B) When the set welding current is larger than the boundary current, the set welding voltage is calculated from the calculation formula on the high current side,
(C) When the welding current is smaller than the boundary current, there is a step of calculating the set welding voltage from the calculation formula on the low current side.

【0014】請求項2に従属する請求項8における溶接
条件設定方法は、マグ溶接の場合の溶接電圧の設定方法
であって、(a)上記多項式をスプレー移行型溶接を行
うときの演算式と短絡移行型溶接を行うときの演算式に
分け、(b)入力された基本仕様により上記各演算式を
選択する工程を有する。請求項2に従属する請求項9に
おける溶接条件設定方法は、(a)設定溶接電圧、設定
溶接電流及び設定溶接速度とから溶込み深さを演算し、
(b)該溶込み深さが板厚に応じた上限溶込み深さと下
限溶込み深さの間の場合に上記設定溶接電圧及び設定溶
接電流から上記溶接電源への電流指令パラメータ及び電
圧指令パラメータを演算し、(c)上記溶込み深さが上
記上限溶込み深さと下限溶込み深さの範囲から外れた場
合、溶接速度が基本仕様として入力されないときは上記
設定溶接電流を補正してこれに応じて溶接速度を再演算
し、(d)溶接速度が基本仕様として入力されるときは
溶接速度を補正してこれに応じて溶接電流を再演算する
工程からなる。
A welding condition setting method according to claim 8 which depends on claim 2 is a method for setting a welding voltage in the case of mag welding, wherein (a) the above polynomial expression is an arithmetic expression for performing spray transfer welding. There is a step of dividing into arithmetic expressions for performing the short-circuit transfer type welding, and (b) selecting each of the above arithmetic expressions according to the input basic specifications. A welding condition setting method according to claim 9 which depends on claim 2 calculates a penetration depth from (a) a set welding voltage, a set welding current and a set welding speed,
(B) Current command parameter and voltage command parameter from the set welding voltage and the set welding current to the welding power source when the penetration depth is between the upper limit penetration depth and the lower limit penetration depth according to the plate thickness (C) If the penetration depth is out of the range of the upper limit penetration depth and the lower limit penetration depth and the welding speed is not entered as the basic specification, the set welding current is corrected to And (d) when the welding speed is input as the basic specification, the welding speed is corrected and the welding current is recalculated accordingly.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明のアーク溶接装置及
びその溶接条件設定方法を図面を参照して詳細に説明す
る。図1に示すように、本発明のアーク溶接装置及び溶
接条件設定方法を実現する設備は、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へ給電する溶接電源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から出力させる
べく該溶接電源3へ指令する各指令パラメータPI ,P
V を自動設定してその各指令信号i,vを送出する溶接
コントローラ4と、上記多関節ロボット2を溶接速度の
指令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。なお、多関節ロボット2には、ティーチ
ングデータTDを溶接速度に基づいて実際のロボット軸
部を作動させる駆動信号の形式に変換する波形操作回路
が付加されているものとする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an arc welding apparatus and a welding condition setting method therefor according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the equipment for realizing the arc welding apparatus and the welding condition setting method of the present invention includes a welding torch (hereinafter,
A torch) 1 for holding a multi-joint robot 2, a welding power source 3 for supplying power to the tip 16 of the torch based on the welding power output of the output terminals 3a, 3b, a current I and a voltage V of the welding power output. each command parameter command to the welding power source 3 to be output from the welding power source 3 P I, P
A welding controller 4 for automatically setting V and sending out respective command signals i, v, a robot controller 5 for controlling the articulated robot 2 based on teaching data TD including a command signal for welding speed, and a drum 6. It is composed of a wire feeder 8 for feeding the filled wire 7 as a consumable electrode to the torch 1 and a jig 9 on which a welded article is placed. It is assumed that the articulated robot 2 is provided with a waveform operation circuit for converting the teaching data TD into a drive signal format for operating the actual robot shaft portion based on the welding speed.

【0016】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から溶接電流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 welding current i from the welding controller 4 to feed out the wire 7, and the detected wire feed at that time is fed. The feed rate MR a is sent from the encoder 12 to the welding controller 4.

【0017】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、溶
接法(パルス、マグ溶接の場合のスプレー移行型及び短
絡移行型)、脚長L、チップ母材間距離EXT(チップ
16と母材間の距離)及び板厚t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着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決定する初期条件設
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42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 を外乱に応じた修正電流指令
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 automatically sets the welding conditions (current, voltage and speed) and automatically corrects the welding conditions with respect to disturbance, and its hardware is conceptually shown in FIG. As described above, the joint shape, posture, welding method (pulse transfer, spray transfer type and short-circuit transfer type in the case of mag welding), leg length L, tip base metal distance EXT (distance between tip 16 and base metal), and plate thickness t Or, if necessary, basic specifications such as welding speed or welding cross-sectional area other than fillet welding are input to the specification input means 41 and the specification input means 41, for example, for each N joints in one product. In the initial condition setting means 42, the initial condition setting means 42 for determining the welding conditions based on the basic specifications described above, the arithmetic expression memory 43 in which each arithmetic expression used in the calculation of the initial condition setting means 42 is stored, and the initial condition setting means 42. A condition file 45 for storing the set welding condition I, modified current command parameters corresponding to the disturbance of the initial current command parameter P I and the initial voltage command parameter P V of the welding condition set in the initial condition setting means 42 It is mainly composed of P I ′ and a condition automatic management correction means 44 for setting the corrected voltage command parameter P V ′.

【0018】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 corrected current command parameter P I ′ and the corrected 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.

【0019】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
I ,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.

【0020】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 controller having a teaching data memory for each joint, and the robot controller 5 is used for actual welding.
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.

【0021】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よりの溶接コントローラ4に送出さ
れる。本発明のアーク溶接装置は図1のように構成さ
れ、溶接コントローラ4は、ロボットコントローラ5の
ティーチングデータと協動して行う溶接プロセスに関し
たプログラムを、ロボットコントローラ5から条件呼出
し信号5aを受信するだけで、全て初期条件設定手段4
2と条件自動管理補正手段44で実行している。
The set of each arithmetic expression to be 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 from the robot controller 5 to the welding controller 4. The arc welding apparatus of the present invention is configured as shown in FIG. 1, and the welding controller 4 receives a condition calling signal 5a from the robot controller 5 for a program relating to a welding process performed in cooperation with the teaching data of the robot controller 5. Only the initial condition setting means 4
2 and condition automatic management correction means 44.

【0022】従って、溶接コントローラ4はロボットコ
ントローラ5に格納されたロボットプログラムとリンク
しないプログラムを設定でき、ロボットメーカに頼らな
い製品メーカ独自の溶接を行うことができる。また、上
記溶接コントローラ4をロボットコントローラ5と分離
することにより、溶接コントローラ4は一切ロボットの
運動に関する制御には関与しないので、ロボット2の種
類が変わっても、溶接コントローラ4の溶接条件を変更
する必要はなく、極めて多用途の溶接管理システムとな
る。
Therefore, the welding controller 4 can set a program that is not linked to the robot program stored in the robot controller 5, and can perform welding unique to the product maker without relying on the robot maker. Further, by separating the welding controller 4 from the robot controller 5, the welding controller 4 does not participate in any control related to the motion of the robot, so that the welding conditions of the welding controller 4 are changed even if the type of the robot 2 changes. There is no need and it is a very versatile welding management system.

【0023】次に上記溶接コントローラ4によりアーク
溶接の条件設定がいかに行われるかを図3〜図8のフロ
ーチャートと図9〜図14の特性図を用いて説明する。
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〕、ステップS18〔条件自動管理〕及び溶接終了判断
(ステップS14)とを含む本溶接処理とからなり、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、本溶接は条件自動管理補正手段44が行う処理
である。ただし、上記準備処理と本溶接処理との間に
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、本溶接における
処理とは本発明と直接関係がないため説明を省略する。
Next, how the welding controller 4 sets the arc welding conditions will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 3 to 8 and the characteristic diagrams of FIGS. 9 to 14.
As shown in FIG. 3, the overall configuration includes 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], step S 18 [Requirement automatic management] and welding end (step S 14) and consists of a main welding process including a preparation process specification input means 41 and the initial condition setting means 42 performs processing, the welding conditions automatically managed correcting means 44 Is a process performed by. However, between the preparation process and the welding process, the welded joint and is determined whether the step S 3 there is a gap (between the ski) is inserted into, if the gap is there a step S 17 [gap Automatic management]. In addition,
The automatic management when there is this gap and the processing in the main welding are not directly related to the present invention, and therefore the description thereof is omitted.

【0024】本発明の溶接条件設定方法は、上記ステッ
プS2 、即ち、脚長設定(一層盛りか多層盛りかの決定
等)と、この後の溶接速度が自動設定(溶接速度が入力
されない場合の溶接条件設定)される場合及び溶接速度
が手動設定(溶接速度が入力される場合の溶接条件設
定)される場合のそれぞれについて、パルス溶接を行う
ときの条件設定、マグ溶接におけるスプレー移行型溶接
を行うときの条件設定及びマグ溶接における短絡移行型
の溶接を行うときの条件設定に特徴がある。
In the welding condition setting method of the present invention, the above step S 2 , that is, the leg length setting (determination of one layer or multiple layers, etc.) and subsequent welding speed are automatically set (when the welding speed is not input). When welding conditions are set) and when welding speed is manually set (welding conditions are set when welding speed is input), condition setting for pulse welding and spray transfer type welding in MAG welding are performed. It is characterized by setting conditions when performing welding and setting conditions when performing short-circuit transfer type welding in MAG welding.

【0025】さて、上記ステップS1 の基本仕様入力
は、図4の冒頭の処理であり、継手形状、姿勢、溶接速
度WS、脚長L、チップ母材間距離EXT、板厚t、ス
ミ肉以外の溶着断面積A1 、溶込み深さ大小の境界定数
86及び最小溶込み深さ確保定数K87を入力する。この
入力はオペレータのキー操作による。脚長の設定 基本仕様入力の後、ステップS201 〔継手形状=スミ
肉〕では継手形状がスミ肉溶接かそれ以外の溶接(例え
ば突合溶接)かを判断する。継手形状がスミ肉溶接の場
合、ステップS204 〔L≦5〕→ステップS205 〔L=
L+K142 〕→S206 〔スミ肉断面積A=(1/2)L
2 〕からなるスミ肉断面積の演算を行う。スミ肉断面積
の演算では、先ず指定脚長が5mm以下の場合に定数K
142 (例えば0.5mm)を加えて、脚長を大きめとす
る補正を行っている(S204 →S205 )。そして脚長を
定めると、ステップS206 によりスミ肉断面積Aを演算
する。
Now, the basic specification input of the above step S 1 is the processing at the beginning of FIG. 4, except for the joint shape, posture, welding speed WS, leg length L, tip base metal distance EXT, plate thickness t, and fillet. The welding cross-sectional area A 1 , the boundary constant K 86 of the penetration depth and the minimum penetration depth ensuring constant K 87 are input. This input is performed by the operator's key operation. After setting the leg length and inputting the basic specifications, in step S201 [joint shape = fillet], it is determined whether the joint shape is fillet welding or other welding (for example, butt welding). When the joint shape is fillet welding, step S 204 [L ≦ 5] → step S 205 [L =
L + K 142 ] → S 206 [Skin fillet cross-sectional area A = (1/2) L
2 ] is performed to calculate the fillet cross-section area. In the calculation of the fillet cross-sectional area, first, if the specified leg length is 5 mm or less, the constant K
142 (for example, 0.5 mm) is added to correct the leg length (S 204 → S 205 ). When the leg length is determined, the fillet cross-sectional area A is calculated in step S206 .

【0026】溶接コントローラ4の行う次の処理は、溶
接姿勢に応じて現脚長での溶着金属の形状不良を生じな
い溶接が一層盛りで可能か多層盛り(ここでは2層盛
り)で可能か否かを演算して判断するものである。即
ち、始めにステップS207 〔姿勢=下向き〕で溶接姿勢
が下向きか下向き以外(角度有)かを判断する。そし
て、継手姿勢が下向きの場合、ステップS208 〔L≦K
137 〕を実行して現脚長と定数K137 (例えば10m
m〕とを比較する。その結果、L≦K137 の場合、現脚
長で一層盛りの形状不良を生じない溶接が可能と判断し
て次処理に進み(この段階で脚長が最終的に設定された
ことになる)、L>K137 の場合、ステップS210 〔L
≦K138 〕に進む。
Whether or not the next processing performed by the welding controller 4 can be carried out by one layer or two layers (here, two layers) without depending on the welding posture, does not cause a defective shape of the deposited metal at the current leg length. It is calculated and determined. That is, first, in step S207 [posture = downward], it is determined whether the welding posture is downward or not downward (angle is present). If the joint posture is downward, step S 208 [L ≦ K
137 ] to execute the current leg length and a constant K 137 (for example, 10 m
m]. As a result, in the case of L ≦ K 137 , it is determined that welding is possible with the current leg length without causing further defective shapes, and the process proceeds to the next process (the leg length is finally set at this stage). > K 137 , step S 210 [L
≦ K 138 ].

【0027】ステップS210 では現脚長と定数K
138 (例えば15mm〕とを比較する。定数K138 は姿
勢下向きの場合の形状不良を生じない2層盛りが可能な
脚長値である。そして、L≦K138 の場合(現脚長で形
状不良をを生じない溶接が可能な場合)、ステップS
212 〜S215 〔ティーチングポイントの変更演算指令〕
に進み、L> K138 の場合、現脚長では形状不良を
生じない溶接が2層盛りでも困難と判断してステップS
211 で脚長オーバの表示を行う。
At step S 210 , the current leg length and the constant K are set.
138 (e.g., comparing the 15mm]. Constant K 138 is a two-layer prime capable leg length value which does not cause shape defects in the case of orientation downward. Then, the defective shape if (current leg length L ≦ K 138 If welding that does not occur is possible), step S
212 to S 215 [Teaching point change calculation command]
If L> K 138 , it is determined that it is difficult to perform welding without causing a shape defect with the current leg length even with a two-layer heap, and step S is performed.
In 211 , the display of the leg length over is displayed.

【0028】ティーチングポイントの変更演算指令は、
初期のティーチングポイントが一層盛りを想定している
ので、ステップS206 で演算したスミ肉断面積Aよりの
ど厚rを演算し、チップ母材間距離を一定にするためこ
の値だけティーチングポイント修正をオペレータに表示
により示唆するものである。また、ステップS207 で継
手姿勢が下向き以外の場合、ステップS216 〔L≦K
135 〕を実行し、現脚長Lと定数K135 (例えば8m
m〕とを比較する。定数K135 は姿勢下向き以外の場合
の形状不良を生じない一層盛りが可能な最大の脚長値で
ある。ステップS216 で溶接可能であれば、次処理に進
み、形状不良を生じる場合は、ステップS217 〔L≦K
136 〕に進む。定数K136 (例えば12mm)は姿勢下
向き以外の場合の形状不良を生じない2層盛りが可能な
脚長値である。なお、各定数K135 〜K138 は、スミ肉
断面積により溶融ワイヤの重量や表面張力等が関与する
ため、実験により決定している。
The teaching point change calculation command is
Since it is assumed that the initial teaching points are even larger, the throat thickness r from the fillet cross-sectional area A calculated in step S206 is calculated, and the teaching point is corrected by this value in order to keep the distance between the chip base materials constant. This is indicated to the operator by a display. If the joint posture is not downward in step S207 , step S216 [L≤K
135 ], the current leg length L and a constant K 135 (for example, 8 m
m]. The constant K 135 is the maximum leg length value that allows further heightening without causing a shape defect in a case other than the downward posture. Welding if at step S 216, if the process proceeds to the next process, resulting in shape defects, step S 217 [L ≦ K
Proceed to 136 ]. The constant K 136 (for example, 12 mm) is a leg length value that allows a two-layer pile without causing a defective shape when the posture is not downward. The constants K 135 to K 138 are determined by experiments because the weight of the molten wire, the surface tension, etc. are involved due to the cross-sectional area of the fillet.

【0029】上記ステップS204 〜S206 の脚長補正及
び溶着断面積の演算並びに一層盛りか多層盛りかの判断
処理によって、オペレータにより指定された継手形状と
姿勢に対して適正脚長を確保し、溶接強度を保証した自
動設定が可能となる。ところで、継手形状がスミ肉溶接
以外の溶接の場合は、ステップS202 に進んで溶着断面
積Aを基本仕様入力時のA1 とし、続くステップS203
で指定脚長をL=(2A1 1/2 とした後、溶接速度手
動設定アルゴリズムへ進む。溶接速度手動設定アルゴリ
ズムは溶接速度WSが基本仕様入力で指定された場合の
処理であるが、スミ肉溶接以外の場合はこの溶接速度手
動設定アルゴリズムへ自動的に進む。基本仕様入力で溶
接速度を指定しない場合は、後のステップS209 でWS
自動と判断し、更に後の処理で溶接速度を演算してい
る。
The leg length is corrected and the welding cross-section is calculated in steps S 204 to S 206 , and the process of determining whether the layer is one-layer or multi-layer is used to secure an appropriate leg length for the joint shape and posture designated by the operator, and perform welding. Automatic setting with guaranteed strength is possible. By the way, when the joint shape is welding other than fillet welding, the process proceeds to step S202 , and the welding cross-sectional area A is set to A 1 at the time of inputting the basic specifications, and the subsequent step S203 .
After setting the specified leg length to L = (2A 1 ) 1/2 , proceed to the welding speed manual setting algorithm. The welding speed manual setting algorithm is a process when the welding speed WS is specified by the basic specification input, but in the case other than fillet welding, the welding speed manual setting algorithm is automatically advanced. If you do not specify the welding speed in the basic specification input, in the subsequent step S209 WS
It is judged to be automatic, and the welding speed is calculated in the subsequent processing.

【0030】溶接電流と溶接速度の設定 上述のごとく本溶接コントローラ4では、溶接速度を基
本仕様として指定するモードと指定しないモードがあ
り、いずれのモードかはステップS209 (WS自動)で
判断している。さて、溶接速度WSを指定しないモード
の場合、溶接速度と溶接電流を演算により設定する。こ
の演算は、ワイヤ送給速度MR、溶接電流I(パルス溶
接の場合平均電流IaV)及びチップ母材間距離EXTの
関係式MR=f(I,EXT)と、ワイヤ送給速度M
R、脚長L及び溶接速度WSの関係式MR=f(L,W
S)を用いる。しかし、関係式が二つに対し未知数はM
R、WS及びIの三つとなり、解くことができない。
Setting of Welding Current and Welding Speed As described above, the main welding controller 4 has a mode in which the welding speed is designated as a basic specification and a mode in which it is not designated. Which mode is determined in step S209 (WS automatic). ing. Now, in the mode where the welding speed WS is not designated, the welding speed and the welding current are set by calculation. This calculation is performed by the wire feed speed MR, the welding current I (average current I aV in the case of pulse welding) and the relational expression MR = f (I, EXT) of the distance between the tip base metal EXT and the wire feed speed M.
R = leg length L and welding speed WS relational expression MR = f (L, W
S) is used. However, for two relations, the unknown is M
There are three, R, WS and I, which cannot be solved.

【0031】そこで、以下の条件を加えて解くことにす
る。先ず、脚長別のImAX (上限電流)とWSmAX (上
限速度値)とをこれまでの経験より図9及び図10のよ
うに設定する。これよりImAX とWSmAX は次式で表す
ことができる。
Therefore, the following conditions are added to solve the problem. First, I mAX (upper limit current) and WS mAX (upper limit speed value) for each leg length are set as shown in FIGS. 9 and 10 based on experience so far. From this, I mAX and WS mAX can be expressed by the following equations.

【0032】[0032]

【数1】 ImAX =K19・L+K20 (L≦7の場合)[ Equation 1] I mAX = K 19 · L + K 20 (when L ≦ 7)

【0033】[0033]

【数2】 ImAX =K21・L+K22 (L>7の場合)[ Equation 2] I mAX = K 21 · L + K 22 (when L> 7)

【0034】[0034]

【数3】 WSmAX =−K102 ・L+K103 (L≦5の
場合)
[ Formula 3] WS mAX = -K 102 · L + K 103 (when L ≦ 5)

【0035】[0035]

【数4】 WSmAX =−K23・L+K24(5<L<10
の場合) 次にMR=f(I,EXT)に数式1又は2から定まる
mAX を代入し、求めたMRを関係式MR=f(L,W
S)に代入することにより溶接速度WSを計算できる。
そして更に上記溶接速度WSを数式3又は4で求められ
るWSmAX と比較し、WSがWSmAX 以下ならば、その
時のWSとImAX が求める溶接速度と溶接電流である。
また、WS>WSmAX の場合には、WS≦WSmAX とな
るまで溶接電流を減少させて演算を繰返し、同条件を満
足した時の溶接速度と溶接電流が求める解である。
[ Expression 4] WS mAX = -K 23 · L + K 24 (5 <L <10
In the case of), next, I mAX determined from Formula 1 or 2 is substituted into MR = f (I, EXT), and the obtained MR is expressed by the relational expression MR = f (L, W
The welding speed WS can be calculated by substituting for S).
Then, the welding speed WS is further compared with WS mAX obtained by the mathematical formula 3 or 4, and if WS is WS mAX or less, WS and I mAX at that time are the welding speed and welding current obtained.
Further, in the case of WS> WS mAX, the welding current is reduced until WS ≦ WS mAX , the calculation is repeated, and the welding speed and the welding current when the same condition is satisfied are solutions to be obtained.

【0036】上記溶接速度と溶接電流の演算は、図4に
おける、WS自動を判断後のステップS219 〔L≦7〕
→ステップS220 とステップS219 →ステップS221
上限電流値を求め、パルス溶接かマグ溶接かの判断処理
(ステップS230 )の後、パルス溶接の場合は図5のス
テップS231 〔MR=f(I,EXT)〕→ステップS
232 〔溶接速度WSの計算〕→ステップS233 〔L≦
5〕→ステップS235 とステップS233 →ステップS
234 で、マグ溶接の場合は、図6のステップS251〔M
R=f(I,EXT)〕→ステップS252 〔溶接速度W
Sの計算〕→ステップS253 〔L≦5〕→ステップS
254 とステップS253 →ステップS255 で上限速度値を
求めている。そして、求めた溶接速度がWS>WSmAX
か否かは、パルス溶接の場合ステップS236 で判断し、
マグ溶接の場合ステップS256 で判断して、WS>WS
mAX と判断したときは、パルス溶接の場合、ステップS
237 〔I=I−1〕で溶接電流を単位量減少させ、マグ
溶接の場合、ステップS257 〔I=I−1〕で同様の電
流減少処理を行って、WSがWSmAX 以下となるまで溶
接電流を段階的に減じて溶接速度の演算を繰り返してい
る。こうして溶接速度が入力されない場合でも溶接電流
と溶接速度を演算することができる。
The above-mentioned calculation of the welding speed and the welding current is performed in step S 219 [L ≦ 7] after determining WS automatic in FIG.
→ Step S 220 and Step S 219 → The upper limit current value is obtained in Step S 221 and, after the judgment process of pulse welding or mag welding (Step S 230 ), in the case of pulse welding, Step S 231 [MR = f (I, EXT)] → step S
232 [Calculation of welding speed WS] → step S 233 [L ≦
5] → step S 235 and step S 233 → step S
In the case of MAG welding at 234 , step S 251 [M in FIG.
R = f (I, EXT)] → step S 252 [Welding speed W
Calculation of S] → Step S 253 [L ≦ 5] → Step S
254 and step S 253 → step S 255 , the upper limit speed value is calculated. Then, the obtained welding speed is WS> WS mAX
In the case of pulse welding, whether or not it is determined in step S236 .
For MAG welding is judged in step S 256, WS> WS
If it is judged as mAX , in the case of pulse welding, step S
237 [I = I-1] the welding current is reduced unit weight in the case of MAG welding, by performing the same current reduction process in step S 257 [I = I-1], until the WS is less WS MAX The welding current is reduced stepwise and the calculation of the welding speed is repeated. Thus, the welding current and the welding speed can be calculated even when the welding speed is not input.

【0037】溶接電圧の設定 溶接電圧Vはパルス溶接とマグ溶接とで考え方が異な
る。パルス溶接の場合、「原理的にスパッタの発生量を
極めて低くできる」という特性を生かすためには、図1
1の特性図に示すように、アーク長が短い場合に多発す
る短絡型スパッタとアーク長が長い場合に発生する非短
絡型スパッタとが共に減少する短絡/非短絡の境界に、
溶接電流に対する溶接電圧のバランスを求めることが最
適である。また、このことは最大アーク長の制限にもつ
ながり、アンダーカット防止やビード外観向上に対して
も有効に作用する。
Setting of Welding Voltage Welding voltage V differs between pulse welding and mag welding. In the case of pulse welding, in order to take advantage of the characteristic that "the amount of spatter generated can be extremely reduced in principle",
As shown in the characteristic chart of No. 1, the short-circuit / non-short-circuit boundary at which both short-circuit type spatter that frequently occurs when the arc length is short and non-short-circuit type spatter that occurs when the arc length is long
It is optimal to find the balance of welding voltage with respect to welding current. This also leads to the limitation of the maximum arc length, which effectively acts to prevent undercut and improve the bead appearance.

【0038】そこで、短絡回数が数回(例えば1回/s
ec)近辺となるように、各電流に対して電圧をフィー
ドバック制御して短絡/非短絡の境界における電流と電
圧の関係を求めると、図12のようになる。この特性図
で示されるように、溶接電流の増加とともに短絡/非短
絡境界の電圧は増加していることがわかる。これは専ら
電流増加に伴うワイヤ突出し部の電圧降下VL の増
大、電流増加に伴うプラズマ気流増加による電位傾度
(アーク長単位長さ当たりの電圧降下)の増大、電流
増加に伴いワイヤ先端の溶融先鋭化が起こり、アーク長
が増加することによるアーク電圧VA の増大等が考えら
れる。
Therefore, the number of short circuits is several times (for example, 1 time / s).
ec) When the voltage is feedback-controlled with respect to each current so as to be in the vicinity, and the relationship between the current and the voltage at the short-circuit / non-short-circuit boundary is obtained, the result is as shown in FIG. As shown in this characteristic diagram, it can be seen that the voltage at the short-circuit / non-short-circuit boundary increases as the welding current increases. This is because the voltage drop VL of the wire protruding portion increases with the increase of the current, the potential gradient (voltage drop per arc length unit length) increases with the increase of the plasma air flow with the increase of the current, and the wire tip melts with the increase of the current. It is conceivable that the arc voltage V A increases due to the sharpening and the increase in the arc length.

【0039】また、図12は低電流側で直線の傾きが小
さく、高電流側で傾きが大きくなっている。これは上記
の効果が高電流側で顕著になるためと考えられる。更
に、図12はチップ母材間距離EXTが15,20,2
5mmと増加するにつれ、各電流に対する短絡/非短絡
の境界の電圧が増加していることを示している。これ
は、EXT増加に伴うワイヤ突出し部の電圧降下VL
増大と抵抗加熱増加に伴うワイヤ先端の溶融先鋭化によ
るアーク長の増大が重畳して影響するためと考えられ
る。
Further, in FIG. 12, the slope of the straight line is small on the low current side, and the slope is large on the high current side. It is considered that this is because the above effect becomes remarkable on the high current side. Further, FIG. 12 shows that the distance EXT between the chip base materials is 15, 20, 2
It is shown that the voltage at the short-circuited / non-short-circuited boundary increases for each current as it increases to 5 mm. It is considered that this is because the increase in the voltage drop V L of the wire protruding portion due to the increase in EXT and the increase in the arc length due to the sharpening of the melting point at the wire tip due to the increase in resistance heating have an overlapping effect.

【0040】以上のようにパルス溶接の場合の溶接電圧
は、短絡/非短絡の境界に存在し、これは図12のよう
に溶接電流とEXTの二つの関数で表されることがわか
った。そこで、図12のデータを重回帰分析して溶接電
圧を溶接電流とEXTの関数で表すと次式のようにな
る。
As described above, it was found that the welding voltage in the case of pulse welding exists at the boundary of short circuit / non-short circuit, which is represented by two functions of welding current and EXT as shown in FIG. Then, the data of FIG. 12 is subjected to a multiple regression analysis, and the welding voltage is represented by the function of the welding current and the EXT as follows.

【0041】[0041]

【数5】 高電流側:V=K9 ・I+K11・EXT+K
10
[Equation 5] High current side: V = K 9 · I + K 11 · EXT + K
Ten

【0042】[0042]

【数6】 低電流側:V=K6 ・I+K8 ・EXT+K
7 ここで、高電流側と低電流側の境界電流ICrは、
[Equation 6] Low current side: V = K 6 · I + K 8 · EXT + K
7 Here, the boundary current I Cr between the high current side and the low current side is

【0043】[0043]

【数7】 ICr=K4 −K5 ・EXT で表される。従って、溶接電流IがICrより大きい場合
数式5を使用し、小さい場合数式6を使用することによ
って溶接電圧を演算すると、溶接電流によって変動する
短絡/非短絡の境界の電圧に追従することになり、より
最適な溶接電圧として求めることができる。
[Expression 7] I Cr = K 4 −K 5 · EXT Therefore, if the welding voltage is calculated by using Equation 5 when the welding current I is larger than I Cr and by using Equation 6 when the welding current I Cr is smaller, it follows that the voltage at the short-circuit / non-short-circuit boundary that fluctuates depending on the welding current is followed. Therefore, a more optimal welding voltage can be obtained.

【0044】ところで、図5のステップS238 は、入力
されたチップ母材間距離より上記境界電流ICrを演算し
ており、続くステップS239 は溶接電流Iと境界電流I
Crとを比較している。ステップS239 で高電流側と判断
すると、数式5の演算を行うステップS240 に進み、低
電流側と判断すると、数式6の演算を行うステップS
241 に進む。本溶接コントローラ4はこうして溶接電圧
Vを設定している。
By the way, step S 238 in Figure 5 calculates the demarcation current I Cr than the distance between the input chip matrix, step S 239 following the welding current I and the boundary current I
Comparing with Cr . If the current is determined to be the high current side in step S239 , the operation proceeds to step S240 , in which the operation of equation 5 is performed. If the current is determined to be the low current side, the operation of equation 6 is performed in step S240.
Proceed to 241 . The main welding controller 4 thus sets the welding voltage V.

【0045】なお、アークスタート時の溶接電圧を短絡
/非短絡の境界より少し高く設定した場合と低く設定し
た場合とでそれぞれ溶接を行うと、図13及び図14に
示すように、アークスタート時の電圧が少し低い(図1
4)方は、溶接開始時の短絡が多く、スパッタ発生量が
かなり多い。これに対し、アークスタート時の電圧を少
し高く設定すると(図13)、溶接開始時の短絡がほと
んどみられず、スパッタ発生を伴わない溶接開始が達成
されている。以上の理由により、溶接開始時における設
定溶接電圧は、短絡/非短絡の境界より少し高くなるよ
うにすることが好ましい。
When the welding voltage at the time of arc start is set slightly higher and lower than the short-circuit / non-short-circuit boundary, respectively, when welding is performed, as shown in FIG. 13 and FIG. Voltage is a little low (Fig. 1
In the case of 4), there are many short circuits at the start of welding, and the amount of spatter is considerably large. On the other hand, when the voltage at the start of the arc is set to be slightly higher (FIG. 13), the short circuit at the start of welding is hardly seen, and the start of welding without spatter generation is achieved. For the above reason, it is preferable that the set welding voltage at the start of welding is set to be slightly higher than the boundary between the short circuit and the non-short circuit.

【0046】一方、マグ溶接の場合の溶接電圧の設定
は、先ず図6のステップ258 〔スプレー〕でスプレー移
行型溶接を行うか短絡移行型溶接を行うかの判断より始
まる。いずれの溶接を行うかは、基本仕様入力時にオペ
レータが継手ごとに設定する。このマグ溶接の場合も、
溶接電圧の演算式は、溶接電流とEXTの多項式で表さ
れるものを用いている。スプレー移行型溶接を行う場合
はステップS259 〔V=K77・I+K78・EXT+
79〕に進み、短絡移行型溶接を行う場合はステップS
260 〔V=K74・I+K75・EXT+K76〕に進む。各
演算式の違いは、主に係数項の定数K79とK76とが異な
るものであり、K79>K76とする。
On the other hand, the setting of the welding voltage in the case of the MAG welding starts with the judgment as to whether the spray transfer type welding or the short circuit transfer type welding is to be performed in step 258 [Spray] of FIG. The operator sets which welding is to be performed for each joint when inputting the basic specifications. In the case of this mug welding,
As the calculation formula of the welding voltage, the one expressed by the polynomial of the welding current and the EXT is used. Step S 259 [V = K 77 · I + K 78 · EXT +] when performing spray transfer welding
K 79 ], and if short-circuit transfer type welding is to be performed, step S
Go to 260 [V = K74・ I + K75・ EXT + K76 ]. The difference between the respective arithmetic expressions is that the constants K 79 and K 76 of the coefficient term are mainly different, and K 79 > K 76 .

【0047】溶込み深さPによる溶接電流及び溶接電流
の補正 以上によって設定溶接電流I、設定溶接速度V及び設定
溶接電圧WSの演算が一応完結するが、本発明では、パ
ルス溶接の場合もマグ溶接の場合も上記I,V,WSよ
り溶込み深さPを演算し(ステップS242 ,ステップS
261 )。その結果より再度設定をし直すか否かを続くス
テップS245 〔P<K86・t〕→ステップS246 〔P≧
87・t〕(マグ溶接の場合、ステップS264 〔P<K
88・t〕→S265 〔P≧K89・t〕)で判断している。
ここで、ステップS245 のK86・tはパルス溶接の場合
の板厚tに応じて基本仕様入力時に指定される上限溶込
み深さであり、ステップS264 のK88・tはマグ溶接の
場合の上限溶込み深さである。また、ステップS246
87・tはパルス溶接の場合の下限溶込み深さ、ステッ
プS265 のK89・tはマグ溶接の場合の下限溶込み深さ
である。即ち、演算結果Pが上限溶込み深さと等しいか
大きい場合は、ステップS237 (マグ溶接ではステップ
257 )に戻って電流を単位量減少し、この減少させた
電流で溶接速度等を再演算するように更にステップS
231 (マグ溶接のではステップS251 )に戻る。また、
演算結果Pが下限溶込み深さより小さい場合は、ステッ
プS247(マグ溶接ではステップS266 )で電流を単位
量増加し、この増加させた電流と溶接速度等を再演算す
るようにステップS231 (ステップS251 )に戻る。そ
して、演算結果Pが上限溶込み深さと下限溶込み深さの
間の場合には、ステップS248 〔PV =K14・V−
15〕(マグ溶接の場合ステップS267 )によって電圧
指令パラメータPV を演算し、続くステップS249 〔P
I =K12×10-3・L2 ・WS−K13〕(マグ溶接の場
合ステップS268 〔PI =K80×10-3・L2 ・WS−
81〕)によって電流指令パラメータPI を演算する。
Welding current and welding current depending on penetration depth P
With the above correction, the calculation of the set welding current I, the set welding speed V, and the set welding voltage WS is completed for the time being. However, in the present invention, in the case of pulse welding and mag welding, the penetration depth is larger than the above I, V and WS. Is calculated (step S 242 , step S
261 ). Based on the result, it is continuously determined whether or not the setting is to be performed again. Step S 245 [P <K 86 · t] → step S 246 [P ≧
K 87 · t] (in the case of MAG welding, step S 264 [P <K
88 · t] → S265 [P ≧ K 89 · t]).
Here, K 86 · t in step S 245 is the upper limit penetration depth specified at the time of inputting the basic specifications according to the plate thickness t in the case of pulse welding, and K 88 · t in step S 264 is the value for mag welding. In this case, it is the upper limit penetration depth. Further, K 87 · t in step S 246 is the lower limit penetration depth in the case of pulse welding, and K 89 · t in step S 265 is the lower limit penetration depth in the case of mag welding. That is, the operation result if P is greater equal a lump limit penetration depth decreases unit quantity of current returns to step S 237 (step S 257 in MAG welding), re-calculates the welding speed, etc. In this reduced so current As in step S
Return to step 231 (for mag welding, step S251 ). Also,
If the calculation result P is smaller than the lower limit penetration depth, the current is increased by a unit amount in step S 247 (step S 266 in the case of mag welding), and the increased current and welding speed etc. are recalculated in step S 231. Return to (step S 251 ). When the calculation result P is between the upper limit penetration depth and the lower limit penetration depth, step S 248 [P V = K 14 · V−
K 15 ] (step S 267 in the case of mag welding), the voltage command parameter P V is calculated, and the subsequent step S 249 [P
I = K 12 × 10 -3 · L 2 · WS-K 13 ] (in the case of mag welding, step S 268 [P I = K 80 × 10 -3 · L 2 · WS-
K 81 ]) calculates the current command parameter P I.

【0048】かくして、電流I、電圧V、速度WS及び
電流指令パラメータPI ,電圧指令パラメータPV は、
ステップS250 の設定処理によって溶接コントローラ4
内の条件ファイル45内に格納され、各指令パラメータ
I ,PV は、指令信号i,vとして本溶接の開始とと
もに継手毎に溶接電源3へ送出される。ここで、電流指
令パラメータPI を求める演算式(ステップS249 、S
268 で用いる演算式)は、電圧指令パラメータPV と同
様の形式の演算式で求めてもよいが、本溶接コントロー
ラ4では、溶接電流Iを用いず、脚長Lと溶接速度WS
を変数とする純粋に幾何学的手法から導出できる関数
(PI =a×10-3・L2・WS−b)で求めている。
これは、PI=f(I,EXT)とすると、この関係を
求める時の実験誤差が入るのと、実験時と本溶接時のア
ーク長が多少でも異なると、この関係式が変化するため
に電流指令パラメータPI を溶接電流Iとチップ母材間
距離EXTの関数として表すことは適当でないと考えた
ものである。このように本溶接コントローラ4における
電流指令パラメータPI を求める演算式は、幾何学的条
件のみにより成り立っているので、目標の脚長Lを出す
ための厳密なワイヤ送給量が確保されることになる。
Thus, the current I, voltage V, speed WS, current command parameter P I , and voltage command parameter P V are
Welding controller by setting process in step S 250 4
The command parameters P I and P V , which are stored in the condition file 45, are sent as command signals i and v to the welding power source 3 for each joint when the main welding is started. Here, an arithmetic expression for obtaining the current command parameter P I (steps S 249 , S
The calculation formula used in 268 ) may be calculated in the same form as the voltage command parameter P V , but in the welding controller 4, the welding current I is not used and the leg length L and the welding speed WS are used.
Is determined by a function (P I = a × 10 −3 · L 2 · WS-b) that can be derived from a purely geometrical method.
This is because if PI = f (I, EXT), there is an experimental error in obtaining this relationship, and this relational expression changes if the arc length at the time of the experiment is slightly different from that at the time of main welding. It is considered unsuitable to express the current command parameter P I as a function of the welding current I and the distance between the tip base metals EXT. As described above, since the arithmetic expression for obtaining the current command parameter P I in the main welding controller 4 is established only by the geometric condition, the strict wire feed amount for obtaining the target leg length L is secured. Become.

【0049】 溶接速度Tが入力される場合の溶接条件設
以上の溶接条件設定は、基本仕様入力時にオペレータに
よって溶接速度が指定されない場合に演算によって設定
溶接速度を決定するものである。しかし、サイクルタイ
ム等の関係から溶接速度を指定する必要もあり、この場
合に本溶接コントローレ4は、ステップS209 〔WS自
動〕の判断で図7又は図8に示す溶接速度手動設定アル
ゴリズムに進む。この溶接速度手動設定アルゴリズムは
入力溶接速度に基づいて設定溶接電流I及び設定溶接電
圧Vを演算する。なお、本溶接コントローラ4は、スミ
肉以外の溶接のときも脚長を演算(ステップS202,S
203)の後、溶接速度手動設定アルゴリズムに進んでい
る。
[0049] Setting of welding conditions when welding speed T is input
Fixed  The above welding conditions are set by the operator when entering the basic specifications.
Therefore, if the welding speed is not specified, set by calculation
It determines the welding speed. But the cycle tie
It is necessary to specify the welding speed from the relationship of
In this case, the main welding controller 4 is step S209[WS own
7), the welding speed manual setting
Go to rhythm. This welding speed manual setting algorithm is
Set welding current I and set welding voltage based on input welding speed
The pressure V is calculated. The main welding controller 4 is
The leg length is calculated even when welding other than meat (step S202, S
203), Then proceed to the welding speed manual setting algorithm.
You.

【0050】この溶接速度手動設定アルゴリズムでも、
電流指令パラメータPI を求める演算式は、溶接速度が
入力されない場合と同様に、脚長Lと入力溶接速度WS
の幾何学的条件だけで成立する多項式(PI =a×10
-3・ L2 ・WS−b)で求めている(ステップS271
(パルス溶接)、ステップS291 (マグ溶接))。次に
溶接速度手動設定アルゴリズムでは、上記電流指令パラ
メータPI より設定溶接電流Iを算出する(ステップS
272 (パルス溶接)、ステップS292 (マグ溶接))。
この設定溶接電流Iを算出する演算式も、脚長L、入力
溶接速度WS及びチップ母材間距離EXTで表される幾
何学的条件のみにより成立する多項式を用いている。
Even with this welding speed manual setting algorithm,
The calculation formula for obtaining the current command parameter P I is the same as when the welding speed is not input, and the leg length L and the input welding speed WS
Polynomial (P I = a × 10
-3 · L 2 · WS-b) (step S 271
(Pulse welding), step S 291 (Mag welding)). Next, in the welding speed manual setting algorithm, the set welding current I is calculated from the current command parameter P I (step S
272 (pulse welding), step S292 (mag welding)).
The arithmetic expression for calculating the set welding current I also uses a polynomial that is satisfied only by the geometric condition represented by the leg length L, the input welding speed WS, and the distance between the tip base metals EXT.

【0051】続くパルス溶接の場合のステップS
273 〔K82≦I≦K83〕→ステップS275 〔I>K83
及びマグ溶接の場合のステップS293 〔K84≦I≦
85〕→ステップS295 〔I>K85〕では、前ステップ
で求めた溶接電流が溶接電源3における電流出力範囲を
超えるか否かに応じて入力溶接速度WSを補正(マグ溶
接ではステップS276 若しくはステップS277 、マグ溶
接ではステップS296 若しくはステップS297 )する
か、そのまま次処理に進むかを判断している。そして、
入力溶接速度WSを補正した場合は、補正後の溶接速度
で再度溶接電流Iと電流指令パラメータPI を再度演算
して設定溶接電流の設定を繰返す。ここに、定数K 82
パルス溶接モード時の溶接電源3における電流出力範囲
の下側値、定数K83は同上側値、定数K84はマグ溶接モ
ード時の溶接電源3における電流出力範囲の下側値、定
数K85は同上側値である。
Step S for the subsequent pulse welding
273[K82≤I≤K83] → Step S275 -[I> K83]
And step S for MAG welding293[K84≤I≤
K85] → Step S295[I> K85] In the previous step
The welding current obtained in step 3
Correct the input welding speed WS according to whether it exceeds
In step S276Or step S277, Mug melt
In step S296Or step S297) Do
It is determined whether or not to proceed to the next process. And
When the input welding speed WS is corrected, the corrected welding speed
Again with welding current I and current command parameter PICalculate again
And repeat setting welding current setting. Where the constant K 82Is
Current output range of welding power source 3 in pulse welding mode
Lower value of the constant K83Is the same upper value, constant K84Mug welding mode
The lower value of the current output range of the welding power source 3 during
Number K85Is the same upper value.

【0052】次にパルス溶接の場合、溶接速度、溶接電
流及び電流指令パラメータが設定されると、溶接速度が
入力されない処理と同様にステップS278 〔I≧ICr
で高電流側の電圧演算式(数式5)を用いるか、低電流
側の電圧演算式(数式6)を用いるかを判断する。それ
ぞれの場合で溶接電圧を設定する。上記溶接電圧の設定
の後、ステップS281 〔溶込み深さPの演算〕の演算を
行い、続くステップS282 〔P<K86・t〕→ステップ
284 〔P≧K86・t〕で溶込み深さの演算値Pが上限
溶込み深さと下限溶込み深さの範囲内にあるか否かを判
断する。演算値Pが同範囲内から外れている場合は、ス
テップS283 〔WS=WS−1〕若しくはステップS
285 〔WS=WS+1〕によって溶接速度を補正し、補
正後の溶接速度で再び溶接電流と電流指令パラメータの
演算に戻り、演算値Pが同範囲内の場合は、ステップS
286 〔PV =K14・V−K15〕で設定溶接電圧V(ステ
ップS280 で求めた電圧)より電圧指令パラメータPV
を演算する。この電圧指令パラメータの算出の後、溶接
条件I,V、WS、PI 及びPVは、ステップS250
設定処理によって溶接コントローラ4内の条件ファイル
45内に格納される。そして、本溶接の開始とともに継
手毎に指令パラメータPI, PV が、指令信号i,v
として溶接電源3へ送出される。
Next, in the case of pulse welding, when the welding speed, the welding current, and the current command parameter are set, the step S 278 [I ≧ I Cr ] is performed as in the processing in which the welding speed is not input.
Then, it is determined whether to use the voltage calculation formula on the high current side (Formula 5) or the voltage calculation formula on the low current side (Formula 6). Set the welding voltage in each case. After the above welding voltage is set, step S 281 [calculation of penetration depth P] is performed, and then step S 282 [P <K 86 · t] → step S 284 [P ≧ K 86 · t]. It is determined whether or not the calculated value P of the penetration depth is within the range of the upper limit penetration depth and the lower limit penetration depth. If the calculated value P is out of the same range, step S283 [WS = WS-1] or step S283
285 [WS = WS + 1] is used to correct the welding speed, and the corrected welding speed is used to return to the calculation of the welding current and the current command parameter. If the calculated value P is within the same range, step S
286 [P V = K 14 · V-K 15 ] set voltage command parameter P V from welding voltage V (voltage obtained in step S 280 )
Is calculated. After calculation of the voltage command parameter, welding conditions I, V, WS, P I and P V are stored in the condition file 45 in the weld controller 4 by setting process in step S 250. Then, with the start of the main welding, the command parameters P I and P V for each joint are changed to the command signals i and v.
Is sent to the welding power source 3.

【0053】次にマグ溶接の場合、溶接速度、溶接電流
及び電流指令パラメータが設定されると、溶接速度が入
力されない処理と同様の、ステップ294 〔スプレー〕で
スプレー移行型溶接を行うか短絡移行型溶接を行うかを
判断し、スプレー移行型溶接の仕様入力の場合、図6の
ステップS259 と同じ電圧演算式を用いるステップS
299 の演算処理を行い、短絡移行型溶接を行う場合図6
のステップS260 と同じ電圧演算式を用いるステップS
298 の演算処理を行う。
Next, in the case of MAG welding, when the welding speed, the welding current and the current command parameter are set, the spray transfer type welding or short circuit transfer is performed in step 294 [Spray], which is similar to the processing in which the welding speed is not input. determining whether to perform a type welding, if the specification input of spray transfer type welding step S using the same voltage calculation equation as step S 259 in FIG. 6
In the case of performing the short circuit transfer type welding by performing the calculation process of 299 Fig. 6
Step S using the same voltage calculation formula as Step S 260 of
The calculation processing of 298 is performed.

【0054】上記演算処理によって設定溶接電圧を決定
すると、パルス溶接の場合と同等に、ステップS
300 〔溶込み深さPの演算〕の演算を行い、続くステッ
プS301 〔P<K88・t〕→ステップS303 〔P≧K89
・t〕で溶込み深さの演算値Pを判断して、演算値Pが
同範囲内から外れている場合は、ステップS302 〔WS
=WS−1〕若しくはステップS304 〔WS=WS+
1〕によって溶接速度を補正し、補正後の溶接速度で再
び溶接電流と電流指令パラメータの演算に戻り、演算値
Pが同範囲内の場合は、ステップS305 〔PV =K97
V−K98〕で設定溶接電圧Vより電圧指令パラメータP
V を演算する。そして決定された溶接条件I,V、W
S、PI 及びPV は、ステップS250 の設定処理によっ
て溶接コントローラ4内の条件ファイル45内に格納さ
れる。
When the set welding voltage is determined by the above calculation processing, the step S is performed in the same manner as in the case of pulse welding.
The calculation of 300 [calculation of penetration depth P] is performed, and the following step S 301 [P <K 88 · t] → step S 303 [P ≧ K 89
• When the calculated value P of the penetration depth is determined in [t] and the calculated value P is out of the same range, step S 302 [WS
= WS-1] or step S304 [WS = WS +]
1], the welding speed is corrected, the welding current and the current command parameter are calculated again at the corrected welding speed, and when the calculated value P is within the same range, step S 305 [P V = K 97
V-K 98 ], set the voltage command parameter P from the welding voltage V set.
Calculate V And the determined welding conditions I, V, W
S, P I and P V are stored in the condition file 45 in the welding controller 4 by the setting process of step S 250 .

【0055】他の実施例 本発明の他の実施例として、例えば溶接速度が上記基本
仕様として入力されない場合の溶接電流及び溶接速度の
設定方法は、脚長別に定まる溶接電流及び溶接速度の各
上限値を演算し、該演算した上限速度値をMR=f
(L,WS)に代入して求めたワイヤ送給速度をMR=
f(I,EXT)に代入して演算溶接電流を演算し、該
演算溶接電流が上限電流値以下のとき上記上限速度値を
設定溶接速度とするとともに上記演算溶接電流を設定溶
接電流とし、上記演算溶接電流が上記上限電流値より大
きいとき上記上限速度値を減少させて該減少後の速度値
に基づいて演算溶接電流を再演算し、該演算溶接電流が
上記上限電流値以下になるまで上記演算を繰返して上記
設定溶接電流と設定溶接電流を決定するようにしてもよ
い。
Other Embodiments As another embodiment of the present invention, for example, when the welding speed and the welding speed are not input as the above-mentioned basic specifications, the setting method of the welding current and the welding speed is as follows. Is calculated, and the calculated upper limit speed value is MR = f
The wire feeding speed obtained by substituting (L, WS) for MR =
The calculated welding current is calculated by substituting it into f (I, EXT), and when the calculated welding current is less than or equal to the upper limit current value, the upper limit speed value is set as the set welding speed, and the calculated welding current is set as the set welding current. When the calculated welding current is larger than the upper limit current value, the upper limit speed value is decreased, the calculated welding current is recalculated based on the speed value after the decrease, and the calculated welding current is reduced to the upper limit current value or less. The calculation may be repeated to determine the set welding current and the set welding current.

【0056】また、上記基本仕様として入力されない場
合の溶接電流及び溶接速度の設定方法として、脚長別溶
接電流及び溶接速度の上下限範囲より任意の代表値を定
め、これら代表電流値又は代表速度値で求めたワイヤ送
給速度を同様に関係式MR=f(I,EXT)又はMR
=f(L,WS)に代入することにより溶接速度と溶接
電流を設定するようにしてもよい。実施例で、上限電流
値と上限速度値を条件としたのは、例えば下限値で演算
すると演算速度に時間を要すると考えたからである。
Further, as a method for setting the welding current and welding speed when the above basic specifications are not entered, an arbitrary representative value is set from the upper and lower limits of the welding current and welding speed for each leg length, and the representative current value or representative speed value is set. Similarly, the wire feeding speed obtained in step S3 is calculated by the relational expression MR = f (I, EXT)
Alternatively, the welding speed and the welding current may be set by substituting = f (L, WS). In the embodiment, the reason why the upper limit current value and the upper limit speed value are used is that, for example, when it is calculated with the lower limit value, it is considered that the calculation speed requires time.

【0057】次に、アーク溶接装置の溶接条件設定方法
の発明は、溶接プログラムとロボットプログラムを共に
蓄積した制御装置に適用してもよい。即ち、この場合の
制御装置は、溶接トーチの制御と、ロボットの制御とを
行う溶接ロボットコントローラ(ロボットコントローラ
と溶接トーチに関した溶接プロセスを制御する溶接コン
トローラを一体とした構成)として実施する。
Next, the invention of the welding condition setting method for the arc welding apparatus may be applied to a control apparatus that stores both a welding program and a robot program. That is, the controller in this case is implemented as a welding robot controller that controls the welding torch and the robot (the robot controller and the welding controller that controls the welding process related to the welding torch are integrated).

【0058】更に、上記実施例で説明したように、溶接
速度が入力される場合の溶接電流の設定方法において、
演算結果の溶接電流が溶接電源における電流出力範囲か
ら外れている場合、同電流出力範囲の上側値を超えるか
否かに応じて溶接速度を補正し、補正後の溶接速度で再
度溶接電流を演算して設定溶接電流を再設定している。
これによれば、溶接電源が変わっても自動的にその溶接
電源に応じた適正な溶接電流を設定することができる。
Further, as described in the above embodiment, in the method of setting the welding current when the welding speed is input,
If the calculated welding current is out of the current output range of the welding power source, the welding speed is corrected according to whether it exceeds the upper value of the current output range, and the welding current is calculated again with the corrected welding speed. Then, the set welding current is reset.
According to this, even if the welding power source changes, it is possible to automatically set an appropriate welding current according to the welding power source.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上述べたように請求項1の発明によれ
ば、アーク溶接を制御する制御装置を、溶接プロセスを
制御する溶接コントローラと、ロボットの運動を制御す
るロボットコントローラとに分離し、溶接コントローラ
はロボットコントローラから条件呼出しのタイミングを
通信されるだけで溶接プロセスを制御できため、ロボッ
トコントローラのプムログラムに介入することなく、溶
接コントローラのみに溶接条件を設定管理するプログラ
ムを蓄積して、汎用性を重視したロボットメーカのプロ
グラムに頼ることなく、製品独自の溶接条件や品質を担
保した溶接条件を自在に設定することができる。
As described above, according to the invention of claim 1, the control device for controlling the arc welding is separated into the welding controller for controlling the welding process and the robot controller for controlling the motion of the robot, The welding controller can control the welding process simply by communicating the timing of the condition call from the robot controller. Therefore, the program that sets and manages the welding conditions is stored only in the welding controller without intervening in the program of the robot controller. It is possible to freely set the welding conditions unique to the product and the welding conditions ensuring quality without relying on the robot manufacturer's program that emphasizes the quality.

【0060】また、請求項2〜請求項10の発明によれ
ば、継手毎に入力される基本仕様に基づいて溶接条件が
自動的に演算されるので、未経験者でも設計図面に指示
された基本仕様を入力操作するだけで、適正な溶接条件
を設定することができる。とりわけ、請求項3の態様で
は、一層盛りか多層盛りかを自動的に判断するので、溶
着金属が形状不良となるのを回避でき、オペレータはテ
ィーチングポイント変更の指令や脚長オーバーの指示を
事前に(溶接前に)受けることができる。
Further, according to the inventions of claims 2 to 10, since the welding conditions are automatically calculated based on the basic specifications input for each joint, even an inexperienced person can perform the basic operation specified in the design drawing. Appropriate welding conditions can be set simply by inputting specifications. In particular, in the aspect of claim 3, since it is automatically judged whether the layer is multi-layered or multi-layered, it is possible to prevent the weld metal from being defective in shape, and the operator can give a command for changing the teaching point or a command for leg length over in advance. Can be received (before welding).

【0061】請求項4の態様では、溶接速度が上記基本
仕様として入力されない場合でも、ワイヤ送給速度と溶
接電流の関係式とワイヤ送給速度と溶接速度の関係式よ
り溶接電流及び溶接速度を演算することができる。請求
項5の態様では、脚長と入力溶接速度だけの純粋に幾何
学的手法から導出できる多項式を用いて電流指令パラメ
ータ及び設定溶接電流を演算しているので、アーク長の
変動にかかわらず、目標の脚長を得るための厳密なワイ
ヤ送給量が確保される。
According to the fourth aspect of the present invention, even if the welding speed is not input as the basic specification, the welding current and the welding speed can be calculated from the relational expression between the wire feeding speed and the welding current and the relational expression between the wire feeding speed and the welding speed. It can be calculated. According to the aspect of claim 5, the current command parameter and the set welding current are calculated by using a polynomial that can be derived from a purely geometrical method of only the leg length and the input welding speed. A strict wire feed is obtained to obtain the leg length.

【0062】請求項6の態様によれば、溶接電圧を溶接
電流とチップ母材間距離の多項式で演算するようにした
ので、任意のチップ母材間距離に対して最適な溶接電圧
を設定できる。請求項7の態様によれば、パルス溶接に
おいて溶接電圧を演算する場合、上記多項式の特性が変
化するチップ母材間距離に応じた境界電流を演算し、該
境界電流より高電流側と低電流側とで上記多項式を異な
る演算式としたので、溶接電流によって変動する短絡/
V短絡の境界の電圧に追従することになり、より最適な
溶接電圧を設定することができる。
According to the sixth aspect of the invention, the welding voltage is calculated by the polynomial of the welding current and the distance between the tip base materials, so that the optimum welding voltage can be set for any distance between the tip base materials. . According to the aspect of claim 7, when the welding voltage is calculated in the pulse welding, the boundary current is calculated according to the distance between the chip base materials in which the characteristic of the polynomial is changed, and the high current side and the low current of the boundary current are calculated. Since the above polynomials have different arithmetic expressions on the side, short circuit /
The voltage at the boundary of the V short circuit is followed, and a more optimal welding voltage can be set.

【0063】請求項8の態様によれば、マグ溶接におい
て溶接電圧を演算する場合、上記多項式をスプレー移行
型溶接を行うときと短絡移行型溶接を行うときで異なる
演算式を用いるので、スプレー移行型溶接時及び短絡移
行型溶接時の溶接電圧を適格に設定することができる。
請求項9の態様によれば、溶込み深さが板厚に応じた上
限溶込み深さと下限溶込み深さの間になるか否かを事前
に判断し、溶込み深さが不良の場合に一旦設定した溶接
条件を補正して、適正な溶込み深さを確保することがで
きる。
According to the eighth aspect of the present invention, when the welding voltage is calculated in the MAG welding, different calculation expressions are used for the above polynomial when the spray transfer type welding is performed and when the short circuit transfer type welding is performed. The welding voltage at the time of die welding and short-circuit transfer type welding can be appropriately set.
According to the aspect of claim 9, it is determined in advance whether the penetration depth is between the upper limit penetration depth and the lower limit penetration depth according to the plate thickness, and if the penetration depth is poor. It is possible to correct the welding condition once set in step 1 to secure an appropriate penetration depth.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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】 本発明に用いる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 a welding controller used in the present invention is represented by hardware.

【図3】 上記溶接コントローラの行う溶接条件の設定
全体のプログラムを示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a program for the entire setting of welding conditions performed by the welding controller.

【図4】 主に本発明による脚長の設定方法を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 4 is a flowchart mainly showing a leg length setting method according to the present invention.

【図5】 溶接速度が入力されない場合のパルス溶接に
おける溶接条件設定方法を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a welding condition setting method in pulse welding when a welding speed is not input.

【図6】 溶接速度が入力されない場合のマグ溶接にお
ける溶接条件設定方法を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a welding condition setting method in MAG welding when a welding speed is not input.

【図7】 溶接速度が入力される場合のパルス溶接にお
ける溶接条件設定方法を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a welding condition setting method in pulse welding when a welding speed is input.

【図8】 溶接速度が入力される場合のマグ溶接におけ
る溶接条件設定方法を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing a welding condition setting method in MAG welding when a welding speed is input.

【図9】 脚長別上限電流値の特性を示し、縦軸は電流
値、横軸は脚長を表す。
FIG. 9 shows the characteristics of the upper limit current value for each leg length, where the vertical axis represents the current value and the horizontal axis represents the leg length.

【図10】 脚長別上限速度値の特性を示し、縦軸は速
度値、横軸は脚長を表す。
FIG. 10 shows the characteristics of the upper limit speed value for each leg length, where the vertical axis represents the speed value and the horizontal axis represents the leg length.

【図11】 パルス溶接におけるスパッタ発生量と短絡
回数の関係を示す特性図であり、点線と実線の特性を測
定したのは異なるシールドガスを用いたものである。
FIG. 11 is a characteristic diagram showing the relationship between the amount of spatter generation and the number of short circuits in pulse welding, and the characteristics of the dotted line and the solid line were measured using different shield gases.

【図12】 パルス溶接における溶接電圧と溶接電流の
関係を実験により求めた特性図である。
FIG. 12 is a characteristic diagram in which the relationship between the welding voltage and the welding current in pulse welding is obtained by experiments.

【図13】 アークスタート時の溶接電圧を短絡/非短
絡の境界より少し高く設定した場合の短絡状況を記録し
た測定図である。
FIG. 13 is a measurement diagram in which a short circuit condition is recorded when the welding voltage at the time of arc start is set to be slightly higher than the short-circuit / non-short circuit boundary.

【図14】 アークスタート時の溶接電圧を短絡/非短
絡の境界より少し低く設定した場合の短絡状況を記録し
た測定図である。
FIG. 14 is a measurement diagram in which a short circuit situation is recorded when the welding voltage at the time of arc start is set slightly lower than the boundary of short circuit / non-short circuit.

【図15】 従来のアーク溶接装置全体を示すブロック
図である。
FIG. 15 is a block diagram showing an entire conventional arc welding apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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、EXTはチップ母材間距離、Iは溶接
電流、Vは溶接電圧、MRはワイヤ送給速度、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。
1 is a welding torch, 2 is a robot, 3 is a welding power source, 4 is a welding controller, EXT is a distance between chip base materials, I is a welding current, V is a welding voltage, MR is a wire feeding speed, WS is a welding speed, and i Is a current command signal, v is a voltage command signal,
In each figure, the same elements are given common reference numerals.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B23K 9/127 509 8315−4E B23K 9/127 509D ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display location B23K 9/127 509 8315-4E B23K 9/127 509D

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ワイヤが送給される溶接トーチを保持し
該溶接トーチをティーチングデータによって操縦するロ
ボットと、該溶接トーチに電流及び電圧を出力する溶接
電源と、上記溶接電源より出力させる上記電流と電圧の
各指令パラメータ及び溶接速度からなる溶接条件を製品
の継手毎に条件ファイルに格納した溶接コントローラ
と、上記ロボットへの上記テイーチングデータの送出及
び溶接速度を示す信号を送出するに当たって、上記溶接
コントローラから上記溶接電源へ各指令パラメータを出
力するタイミングが上記ティーチングデータの送出タイ
ミングと同期するように上記溶接コントローラへ条件呼
出しタイミングを指令するロボットコントローラとを具
備したことを特徴とするアーク溶接装置。
1. A robot that holds a welding torch to which a wire is fed and that operates the welding torch according to teaching data, a welding power source that outputs a current and a voltage to the welding torch, and a current that is output from the welding power source. Welding controller that stores welding conditions consisting of command parameters of voltage and voltage and welding speed in each condition for each joint of the product, and the above welding when sending the above-mentioned teaching data to the robot and the signal indicating the welding speed. An arc welding apparatus, comprising: a robot controller that commands a condition calling timing to the welding controller so that the timing of outputting each command parameter from the controller to the welding power source is synchronized with the timing of sending the teaching data.
【請求項2】 ワイヤが送給される溶接トーチを保持し
たロボットにティーチングデータと溶接速度を示す信号
を送出し、かつ上記溶接トーチに給電する溶接電源に電
流と電圧の各指令パラメータを指令するため、該各指令
パラメータ及び上記溶接速度からなる溶接条件を製品の
継手毎に設定する溶接条件設定方法であって、 継手毎に入力される基本仕様に基づいて継手毎に層数、
溶接電流及び溶接電圧を設定するとともに上記電流と電
圧の各指令パラメータを設定することを特徴とするアー
ク溶接装置の溶接条件設定方法。
2. A robot holding a welding torch, to which a wire is fed, sends teaching data and a signal indicating a welding speed to a robot, and commands each command parameter of current and voltage to a welding power source for feeding the welding torch. Therefore, it is a welding condition setting method for setting the welding conditions consisting of the command parameters and the welding speed for each joint of the product, and based on the basic specifications input for each joint, the number of layers for each joint,
A welding condition setting method for an arc welding apparatus, comprising setting a welding current and a welding voltage and setting respective command parameters of the current and voltage.
【請求項3】 上記基本仕様に基づいて層数を設定する
方法は、入力された指定脚長より溶着断面積を演算し、
該溶着断面積と与えられた溶接姿勢とから溶融した溶着
金属の形状良否を判断し、形状良と判断したときは上記
指定脚長による一層盛りを設定し、形状否と判断したと
きは、多層盛りの脚長を設定してティーチングポイント
の変更を指示し、該多層盛りの脚長でも形状否と判断し
たときは脚長オーバーの指示を行うことを特徴とする請
求項2記載のアーク溶接装置の溶接条件設定方法。
3. The method for setting the number of layers based on the basic specifications is to calculate a welding cross-sectional area from the input designated leg length,
From the welding cross-sectional area and the given welding posture, it is judged whether the shape of the molten weld metal is good or bad. If it is judged that the shape is good, a single layer is set according to the specified leg length. 3. The welding condition setting of the arc welding apparatus according to claim 2, wherein the leg length is set to instruct to change the teaching point, and when the leg length of the multi-layered pile is also judged to be a shape, the leg length over is instructed. Method.
【請求項4】 溶接速度が上記基本仕様として入力され
ない場合、上記基本仕様に基づいて溶接電流及び溶接速
度を設定する方法は、ワイヤ送給速度と溶接電流及びワ
イヤ送給速度と溶接速度の各関係式に、脚長より仮に定
めた溶接電流及び溶接速度の条件を付加し、該仮に定め
た溶接電流及び溶接速度によるワイヤ送給速度が上記各
関係式を共に満足するときの上記溶接電流と溶接速度を
設定溶接電流及び設定溶接速度とすることを特徴とする
請求項2記載のアーク溶接装置の溶接条件設定方法。
4. When the welding speed is not input as the basic specifications, the method of setting the welding current and the welding speed based on the basic specifications is as follows: wire feeding speed and welding current, wire feeding speed and welding speed. The condition of welding current and welding speed provisionally determined from the leg length is added to the relational expression, and the welding current and welding when the wire feeding speed by the provisionally determined welding current and welding speed both satisfy the above relational expressions The welding condition setting method for an arc welding device according to claim 2, wherein the speed is set to a set welding current and a set welding speed.
【請求項5】 上記基本仕様に基づいて電流指令パラメ
ータを設定する方法は、脚長と溶接速度の関数からなる
多項式を用いて上記電流指令パラメータを演算すること
を特徴とする請求項2記載のアーク溶接装置の溶接条件
設定方法。
5. The arc according to claim 2, wherein the method for setting the current command parameter based on the basic specifications is to calculate the current command parameter using a polynomial consisting of a function of leg length and welding speed. Welding condition setting method for welding equipment.
【請求項6】 上記基本仕様に基づいて溶接電圧を設定
する方法は、溶接電圧を溶接電流とチップ母材間距離の
関数からなる多項式で演算し、該多項式に基づいて設定
溶接電圧を演算することを特徴とする請求項2記載のア
ーク溶接装置の溶接条件設定方法。
6. A method of setting a welding voltage based on the above basic specifications calculates a welding voltage with a polynomial consisting of a function of a welding current and a distance between tip base metals, and calculates a set welding voltage based on the polynomial. The welding condition setting method for an arc welding device according to claim 2, wherein:
【請求項7】 パルス溶接の場合、上記多項式をチップ
母材間距離に応じた境界電流より高電流側と低電流側の
二つの演算式に分け、設定溶接電流が上記境界電流より
大きいときは上記高電流側の演算式より設定溶接電圧を
演算し、上記溶接電流が上記境界電流より小さいときは
上記低電流側の演算式より設定溶接電圧を演算すること
を特徴とする請求項6記載のアーク溶接装置の溶接条件
設定方法。
7. In the case of pulse welding, the above polynomial is divided into two calculation formulas, a high current side and a low current side of the boundary current according to the distance between the tip base metals, and when the set welding current is larger than the boundary current. 7. The set welding voltage is calculated from the high current side arithmetic expression, and when the welding current is smaller than the boundary current, the set welding voltage is calculated from the low current side arithmetic expression. Welding condition setting method for arc welding equipment.
【請求項8】 マグ溶接の場合、上記多項式をスプレー
移行型溶接を行うときの演算式と短絡移行型溶接を行う
ときの演算式に分け、入力された基本仕様により上記各
演算式を選択することを特徴とする請求項6記載のアー
ク溶接装置の溶接条件設定方法。
8. In the case of MAG welding, the above polynomial expression is divided into an arithmetic expression for spray transfer type welding and an arithmetic expression for short circuit transfer type welding, and each of the above arithmetic expressions is selected according to the input basic specifications. 7. The welding condition setting method for an arc welding device according to claim 6, wherein.
【請求項9】 上記設定溶接電圧、設定溶接電流及び設
定溶接速度とから溶込み深さを演算し、該溶込み深さが
板厚に応じた上限溶込み深さと下限溶込み深さの間の場
合に上記設定溶接電圧及び設定溶接電流から上記溶接電
源への電流指令パラメータ及び電圧指令パラメータを演
算し、上記溶込み深さが上記上限溶込み深さと下限溶込
み深さの範囲から外れた場合、溶接速度が基本仕様とし
て入力されないときは上記設定溶接電流を補正し、溶接
速度が基本仕様として入力されるときは溶接速度を補正
することを特徴とする請求項2又は6記載のアーク溶接
装置の溶接条件設定方法。
9. The penetration depth is calculated from the set welding voltage, the set welding current and the set welding speed, and the penetration depth is between the upper limit penetration depth and the lower limit penetration depth depending on the plate thickness. In the case of, the current command parameter and voltage command parameter to the welding power source are calculated from the set welding voltage and the set welding current, and the penetration depth is out of the range of the upper limit penetration depth and the lower limit penetration depth. In this case, when the welding speed is not input as the basic specification, the set welding current is corrected, and when the welding speed is input as the basic specification, the welding speed is corrected. Welding condition setting method for equipment.
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