TW202410997A - 熔接機之控制器及熔接機之控制方法 - Google Patents

Abstract

熔接機之控制器，係具備熔接槍以及使熔接槍沿作為熔接對象之工件之開槽之寬度方向移動、並且相對於工件而沿高度方向移動的致動器，且使上述熔接槍一邊於工件之開槽之寬度方向以既定之交織寬度週期性地移動，一邊於工件之熔接線方向以既定之槍高度移動，從而追蹤工件之熔接線的熔接機之控制器；處理器自存儲器取得複數個控制模式，根據於基於熔接槍之週期性移動中之振盪週期而預先決定之每個時間點，決定執行複數個控制模式中之哪一個控制模式的執行計劃，生成針對致動器之控制指令，複數個控制模式包含2個以上之開槽追蹤控制模式。

Description

熔接機之控制器及熔接機之控制方法

本發明係關於熔接機之控制器及熔接機之控制方法。

已知相對於作為熔接對象之工件而沿工件之熔接線使熔接槍自動移動之熔接機。如上所述之熔接機係以如下方式來控制：熔接槍一邊沿工件之開槽之寬度方向，以既定之交織寬度以及既定之槍高度週期性地移動，一邊沿工件之熔接線方向形成焊珠。

為了適當進行工件對開槽之熔接，已知各種追蹤控制。例如下述專利文獻1中，為了獲得相對於工件之開槽寬度適當之交織寬度，而控制交織寬度。

又，亦已知，藉由根據由在熔接槍之前端突出之電極與工件之間產生之電弧所引起之熔接電流或者電弧電壓，獲得電極之前端與工件之距離，來進行對於工件之槍高度之控制。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特公平4-70117號公報

[發明所欲解決之問題]

但是，於例如大型構造物之製造中，存在開槽之根面之高度、根間隔等不均勻之情形，對於如上所述之對象，現有之開槽追蹤控制中存在品質不穩定之問題。

因此，本發明之目的為提供一種不論開槽之狀態如何，均可使熔接之品質穩定化的熔接機之控制器及熔接機之控制方法。 [解決問題之手段]

本發明之一態樣之熔接機之控制器係具備熔接槍以及使上述熔接槍沿作為熔接對象之工件之開槽之寬度方向移動、並且相對於上述工件而沿高度方向移動的致動器，且使上述熔接槍一邊於上述工件之開槽之寬度方向以既定之交織寬度週期性地移動，一邊於上述工件之熔接線方向以既定之槍高度移動，從而追蹤上述工件之熔接線的熔接機之控制器；其包括：存儲有複數個控制模式之存儲器、以及生成針對上述致動器之控制指令的處理器；上述處理器從上述存儲器取得上述複數個控制模式，根據於基於上述熔接槍之週期性移動中之振盪週期來預先決定之每個時間點，決定執行上述複數個控制模式中之哪一個控制模式的執行計劃，來生成針對上述致動器之控制指令；上述複數個控制模式包含2個以上之開槽追蹤控制模式。

本發明之另一態樣之熔接機之控制方法，係具備熔接槍以及使上述熔接槍沿作為熔接對象之工件之開槽之寬度方向移動、並且相對於上述工件而沿高度方向移動的致動器，且使上述熔接槍一邊於上述工件之開槽之寬度方向以既定之交織寬度週期性地移動，一邊於上述工件之熔接線方向以既定之槍高度移動，從而追蹤上述工件之熔接線的熔接機之控制方法；根據於基於上述熔接槍之週期性移動中之振盪週期來預先決定之每個時間點，決定執行預先準備之複數個控制模式中之哪一個控制模式的執行計劃，來控制上述致動器；上述複數個控制模式包含2個以上之開槽追蹤控制模式。 [發明效果]

根據本發明，不論熔接機中開槽之狀態如何，均可使熔接之品質穩定化。

以下，對本發明之一實施形態之熔接機之控制器進行說明。本實施形態中，作為熔接機，例示出作為非消耗電極式之熔接機的TIG（Tungsten Inert Gas，鎢極惰性氣體）熔接機。

圖1係表示本發明之一實施形態之熔接系統的概略構成圖。本實施形態中，熔接系統1具備：熔接機10、及控制熔接機10之控制器20。控制器20可載置於熔接機10，亦可與熔接機10分離配置。控制器20與熔接機10可以無線或有線通訊之方式來連接。

熔接機10包括於前端具有電極11之熔接槍12。熔接槍12之電極11朝向熔接對象。熔接槍12具有對熔接對象供給保護氣體之噴嘴。於熔接槍12上連接來自電源13之電力線14，供給電力。

進而，熔接機10包括使熔接槍12移動之致動器。致動器包括：使熔接槍12沿第1方向移動之第1致動器15、以及使熔接槍12沿與第1方向正交之第2方向移動之第2致動器16。該等致動器15、16根據來自控制器20之控制指令而工作，使熔接槍12沿第1方向及第2方向移動。

本實施形態中，熔接機10包含沿第1方向延伸之第1軌道51以及沿第2方向延伸之第2軌道52。熔接槍12係以可相對於第1軌道51而沿第1方向滑動之方式來安裝。第1軌道51係以可相對於第2軌道52而沿第2方向滑動之方式來安裝。第1致動器15使第1軌道51上之熔接槍12沿第1方向滑動。第2致動器16藉由使第2軌道52沿第2方向滑動，而使熔接槍12沿第2方向移動。此外，使熔接槍12移動之構成並不限定於此，例如亦可藉由在前端部具備熔接槍12之多關節之機器人來構成。

熔接機10包括台車19。於台車19固定有第2軌道52。台車19係以可相對於作為熔接對象之工件30而移動之方式來構成。

作為熔接對象之工件30係以2個被熔接材料對接之狀態來配置，於應焊接之部位形成有開槽31。開槽31係以2個被熔接材料對接之狀態，以各自之開槽面具有既定之開槽角度之方式來配置。此外，該開槽角度亦存在被熔接材料彼此之抵接部附近成為曲面之情形，因此意指將開槽面彼此延長之面彼此交叉時所成之角。開槽31之形狀係自各種形狀中適當選擇。

熔接機10係以熔接槍12之電極11之前端朝向工件30之開槽31方式來配置。此時，以第1方向與開槽31之寬度方向一致，且第2方向與相對於工件30之形成開槽31之表面而正交之方向一致之方式，配置熔接機10。藉此，第1致動器15係作為使熔接槍12沿工件30之開槽31之寬度方向移動之致動器來構成。又，第2致動器16係作為使熔接槍12相對於工件30而沿高度方向移動之致動器來構成。

圖1之例中，熔接槍12位於載置於水平面上之工件30之上方，電極11朝向下方。於該情形時，第1致動器15係使熔接槍12沿水平方向移動之致動器，第2致動器16係使熔接槍12沿鉛直方向移動之致動器。又，圖1之例中，台車19於工件30上以可沿開槽31之熔接線方向移動之方式來載置。

進而，熔接機10包括對開槽31供給熔填材料之熔填材料供給噴嘴18。熔填材料具有棒狀或者線狀之形狀。熔填材料供給噴嘴18藉由致動器，以保持與熔接槍12位置關係之方式三維地移動。熔填材料供給噴嘴18朝向熔接槍12之電極11。

電源13經由電力線17而連接於工件30。藉由自電源13供給之電力，對熔接槍12之電極11與工件30之間施加電壓。藉此，於自熔接槍12之前端突出之電極11與工件30之間產生電弧。藉由對所產生之電弧供給熔填材料，熔填材料與工件30熔著而形成焊珠。如此一來，工件30被熔接。熔接機10包括對施加於電力線14、17間之電壓、亦即電弧電壓進行檢測之電壓檢測器41。

由電壓檢測器41所檢測之電弧電壓輸送至控制器20。電弧電壓係與相對於工件30之電極11之位置資訊相對應。電極11之位置係由自與工件30之既定位置相對應之電極11之自基準位置起之第1方向移動量以及第2方向移動量所決定。因此，熔接機10具備：第1方向位置檢測器42，對由第1致動器15所引起的自基準位置起之第1方向移動量進行檢測；以及第2方向位置檢測器43，對由第2致動器16所引起的自基準位置起之第2方向移動量進行檢測。電壓檢測器41、第1方向位置檢測器42及第2方向位置檢測器43係作為後述資料取得器而發揮功能。

控制器20包含處理器21及存儲器22。存儲器22將從資料取得器取得之資料加以存儲。本實施形態中，存儲器22將電弧電壓與電極11之位置資訊相對應而存儲。進而，存儲器22將用以控制熔接機10之控制程式加以存儲。處理器21包括例如微控制器、個人電腦、PLC（Programmable Logic Controller，可程式邏輯控制器）等電腦。例如，處理器21包括：CPU（Central Processing Unit，中央處理單元）、MPU（Microprocessor Unit，微處理單元）等處理電路、暫存器、RAM（Random Access Memory，隨機存取記憶體）以及周邊電路等。

此外，本說明書所揭示之要素之功能可使用：為了執行所揭示之功能而構成或者程式化之通用處理器、專用處理器、積體電路、ASIC（Application Specific Integrated Circuits，特殊應用積體電路）、習知電路、或者包含該等之組合的電路或者處理電路來執行。處理器由於包含電晶體或其他電路，故而被視為處理電路或者電路。本說明書中，電路、單元或者元件為執行所列舉之功能之硬體、或者為了執行所列舉之功能而程式化之硬體。硬體可為本說明書中所揭示之硬體，或者亦可為為了執行所列舉之功能而程式化或者構成之其他已知之硬體。於硬體為被認為電路之一種的處理器之情形時，電路、單元或者元件為硬體與軟體之組合，軟體用於硬體或者處理器之構成。

作為熔接機10之基本動作，控制器20使熔接槍12一邊沿工件30之開槽31之寬度方向以既定之交織寬度週期性地移動，一邊沿工件30之熔接線方向以既定之槍高度移動，從而追蹤工件30之熔接線。本實施形態中，熔接槍12沿熔接線方向之移動係藉由利用台車19，熔接機10自身移動而實現。此外，亦可代替其，熔接槍12沿熔接線方向之移動亦可以熔接槍12相對於熔接機10而移動之形態、或者工件30相對於熔接機10而移動之形態中的任一種形態來實現。又，可對於1個熔接線進行複數次之熔接作業。於該情形時，於藉由第1次之熔接作業而形成之焊珠上形成由第2次之熔接作業所形成之焊珠。藉此，於開槽31中，由複數次之熔接作業所形成之複數層之焊珠積層。

處理器21根據控制程式而生成針對熔接機10之控制指令。於存儲器22中，存儲有控制熔接機10時之熔接條件。根據熔接機10之性能、工件30之材質、所產生之電弧之大小等，相對於複數個參數而設定上限值或者下限值等來作為熔接條件。處理器21生成滿足熔接條件之控制指令。於進行複數次熔接作業之情形時，處理器21生成如下之控制指令，即，熔接槍12反覆進行複數次開槽31之熔接線方向之移動。

例如，設定熔接條件之複數個參數可包含：熔接電流、交織寬度、振盪週期、兩端停止時間、中央停止時間、對熔填材料之供給電流、熔接速度、熔填材料之供給速度等。熔接電流係自電源13對熔接槍12之電極11供給的電流。對熔填材料之供給電流係於對熔填材料供給電流之情形時對熔填材料供給之電流。於在既定之每個週期中進行使電壓升降之脈衝熔接之情形時，作為與熔接電流以及對熔填材料之供給電流有關之熔接條件，可分別設定峰值電流以及基礎電流。

交織寬度為熔接槍12向工件30之開槽31之寬度方向之移動量。振盪週期係於熔接槍12中之開槽31之寬度方向進行交織時之移動週期。兩端停止時間係從熔接槍12到達交織之開槽寬度方向一側端部起，至朝向另一側開始反轉移動為止之時間。中央停止時間係熔接槍12於交織之開槽寬度方向中心位置停止之時間。該等停止時間亦可包括0、亦即不停止之情形。熔接速度為熔接槍12向熔接線方向之移動速度。熔填材料之供給速度為將熔填材料供給至開槽31之速度。

處理器21取得由作為資料取得器之電壓檢測器41所檢測出之電弧電壓，來作為與相對於工件30的熔接槍12之高度或者交織之開槽寬度方向兩端位置有關之資料。如上所述，由於所檢測出之電弧電壓與其檢測位置相對應，故而處理器21可取得熔接槍12之電極11中之所需位置之電弧電壓。

此處，存儲器22存儲複數個控制模式。進而，控制程式包含決定執行複數個控制模式中之哪一個控制模式的執行計劃。執行計劃可由用戶設定，亦可預設與複數個熔接之要求規格響應之複數個執行計劃，由用戶來選擇或者自動選擇。處理器21從存儲器22中取得複數個控制模式，並且根據存儲於存儲器22中之各種資料以及控制程式之執行計劃而自複數個控制模式中選擇1個控制模式，且根據該控制模式而生成針對熔接機10之控制指令。

複數個控制模式包含2個以上之開槽追蹤控制模式。例如，2個以上之開槽追蹤控制模式包含：高度追蹤控制模式、中央追蹤控制模式以及寬度追蹤控制模式。又，複數個控制模式可包含不執行開槽追蹤控制模式之控制模式。例如，複數個控制模式可包含以維持前一個振盪週期中之動作後之熔接槍12之高度、交織之開槽寬度方向中心位置以及交織寬度之方式而使熔接槍12動作之控制模式。

圖2係高度追蹤控制模式之概念圖。高度追蹤控制模式係使熔接槍12與工件30之間之相對距離一定之開槽追蹤控制模式。電弧電壓表示熔接槍12之電極11與開槽31之間之相對距離。電弧電壓越高，相對距離越長。因此，若電弧電壓一定，則可以說相對距離亦一定。高度追蹤控制模式中，處理器21生成如下之控制指令，即，於熔接槍12向開槽31之寬度方向移動時電弧電壓一定。

圖3係中央追蹤控制模式之概念圖。中央追蹤控制模式係使交織之開槽寬度方向中心位置與工件30之開槽31之寬度方向中心位置一致之開槽追蹤控制模式。以下，存在將交織之開槽寬度方向中心位置簡稱為交織中心位置Cw之情形。處理器21係於開始執行中央追蹤控制模式之第1時間點將熔接槍12之高度固定後進行交織，取得開槽寬度方向之交織之第1端之電弧電壓V1以及第2端之電弧電壓V2。

如上所述，電弧電壓表示熔接槍12之電極11與開槽31之間之相對距離。因此，可以說電弧電壓表示電極11之至開槽31之近側之壁為止之距離。因此，第1端之電弧電壓V1與第2端之電弧電壓V2之差ΔV＝V1－V2表示相對於開槽31之寬度方向中心位置Cg之交織中心位置Cw之偏移。交織兩端之電弧電壓之差ΔV、與相對於開槽31之寬度方向中心位置Cg之交織中心位置Cw之偏移量相關。處理器21生成如下之控制指令，即，以於下一個控制模式之執行時間點即第2時間點，於上述第1時間點檢測出之交織兩端中之電弧電壓之差ΔV成為零或者變小之方式，修正交織中心位置Cw。

圖4係寬度追蹤控制模式之概念圖。寬度追蹤控制模式係將交織寬度調整為既定值之開槽追蹤控制模式。處理器21取得開槽寬度方向之交織之第1端之電弧電壓V1以及第2端之電弧電壓V2，生成如下之控制指令，即，以該等之值達到既定值之方式來修正交織寬度W。

如上所述，電弧電壓表示電極11之至開槽31之近側之壁為止之距離。因此，藉由將交織之兩端之電弧電壓設為既定之電壓Vo，可將交織之兩端之各自之位置的電極11之自開槽31之近側之壁起之距離設為既定之距離。即，藉由將交織之兩端之電弧電壓設為既定之電壓Vo，可將交織寬度W設為既定之寬度Wo。

此外，寬度追蹤控制模式亦可為如下之控制模式，即，與中央追蹤控制模式同樣，使用於第1時間點檢測出之交織之兩端之電弧電壓，於第2時間點修正交織寬度。例如，於第1時間點檢測出之交織之兩端之電弧電壓高於既定之電壓Vo之情形時，控制器20係以擴大交織寬度W之方式來控制熔接槍12。又，例如，於第1時間點檢測出之交織之兩端之電弧電壓低於既定之電壓Vo之情形時，控制器20係以縮小交織寬度之方式來控制熔接槍12。

或者，寬度追蹤控制模式中，不論該寬度追蹤控制模式開始前之交織寬度如何，均可以電弧電壓達到既定之電壓Vo之位置成為交織之端部之方式來控制熔接槍12之移動。例如，控制器20使熔接槍12自開槽寬度方向之偏靠中央之基準位置朝向交織之第1端移動，且於電弧電壓達到既定之電壓Vo之位置使熔接槍12之移動方向反轉。反轉後，控制器20使熔接槍12移動至電弧電壓再次達到既定之電壓Vo之位置，亦即交織之第2端。

此處，決定執行複數個控制模式中之哪一個控制模式之執行計劃於根據熔接槍12之週期性移動中之振盪週期而預先決定之每個時間點，決定執行複數個控制模式中之哪一個控制模式。本實施形態中，為了執行或切換各控制模式而預先決定之時間點係於振盪週期中之每1週期中設定。即，執行計劃係於振盪週期中之每1週期中，設定所執行之控制模式。

圖5係表示本實施形態中之執行計劃之例的圖。圖5中「週期」表示振盪週期。又，「高度」表示該週期中之槍高度之設定形態，「中央」表示該週期中之交織中心位置之設定形態，「寬度」表示該週期中之交織寬度之設定形態。圓圈表示執行所對應之開槽追蹤控制模式。即，圖5中，於第1週期、第3週期、第5週期、第7週期、第9週期及第11週期中執行高度追蹤控制模式。又，於第2週期、第6週期及第10週期中執行中央追蹤控制模式。又，於第4週期及第8週期中執行寬度追蹤控制模式。又，圖5中之向右箭頭表示前一個振盪週期中之值。

圖5之例中，處理器21生成如下之控制指令，即，於振盪週期中之第1週期中執行高度追蹤控制模式。此時，交織中心位置及交織寬度係使用預先設定之初始值。處理器21生成如下之控制指令，即，於第2週期中執行中央追蹤控制模式。具體而言，處理器21生成於第2週期中亦使用與第1週期相同之初始值來作為交織中心位置的控制指令。處理器21取得第2週期中之交織兩端之電弧電壓，算出其等之差ΔV。此時，交織兩端之槍高度使用第1週期中執行之高度追蹤控制模式中所使用之值，交織寬度使用與第1週期相同之初始值。

處理器21生成如下之控制指令，即，於第3週期中根據交織兩端之電弧電壓之差ΔV來修正交織中心位置。進而，處理器21生成於第3週期中執行高度追蹤控制模式之控制指令。此時，交織中心位置使用如上所述經修正之值，交織寬度使用與第1週期相同之初始值。

處理器21生成於第4週期中執行寬度追蹤控制模式之控制指令。具體而言，處理器21生成於第4週期中亦使用與第1週期相同之初始值來作為交織寬度之控制指令。處理器21取得第4週期中之交織兩端之電弧電壓。此時，交織兩端之槍高度使用於第3週期中執行之高度追蹤控制模式中所使用之值，交織中心位置使用與第3週期相同之值。

處理器21生成如下之控制指令，即，根據第5週期中交織兩端之電弧電壓與既定之電壓Vo之差來修正交織寬度。進而，處理器21生成於第5週期中執行高度追蹤控制模式之控制指令。此時，交織中心位置使用與第3週期相同之值，交織寬度使用如上所述經修正之值。

上述第5週期之動作除了存在交織中心位置及交織寬度藉由所對應之開槽追蹤控制而自初始值變化之可能性以外，與第1週期之動作相同。以下，以第6週期至第8週期之動作與第2週期至第4週期之動作相同，第9週期至第12週期之動作與第1週期至第4週期之動作相同之方式，將振盪週期之4個週期作為1個動作群組而使其週期性地重複。

如上所述，根據本實施形態，處理器21根據於基於熔接槍12之週期性移動中之振盪週期而預先決定之每個時間點，決定執行複數個控制模式中之哪一個控制模式的執行計劃，來生成針對致動器15、16之控制指令。由於複數個控制模式中包含2個以上之開槽追蹤控制模式，故而若視為熔接動作整體，則總括地實施2個以上之開槽追蹤控制。因此，不論開槽31之狀態如何，皆可使熔接之品質穩定化。

又，本實施形態中，執行計劃設定為執行高度追蹤控制模式之比例高於執行另1個開槽追蹤控制模式、即中央追蹤控制模式或者寬度追蹤控制模式之比例。更具體而言，中央追蹤控制模式以及寬度追蹤控制模式於振盪週期中之4個週期中執行1次，相對於此，高度追蹤控制模式於振盪週期中之2個週期中執行1次。

可一邊藉由優先進行高度追蹤而優先控制熔接之熔著量，一邊亦一併進行交織中心位置及交織寬度之調整。又，藉由優先進行高度追蹤，可使藉由熔接而形成之焊珠表面平坦。

本實施形態中，處理器21根據與如上所述之開槽追蹤控制模式時所取得之熔接槍之高度或者交織之開槽寬度方向兩端位置有關之資料，可修正用以生成控制指令之熔接條件。

圖6係表示開槽之形狀之位置偏移的圖。於圖6之左側例示出成為基準之開槽部分31X之形狀。於基準之開槽部分31X中，工件30中之一個被熔接材料30a與另一個被熔接材料30b位於同一平面上，開槽部分31X之根面31a、31b之高度亦一致。又，根面31a、31b間之間隔即根間隔亦基本上不存在或者為零。

另一方面，於圖6之右側例示出發生位置偏移之開槽部分31Y之形狀。於發生位置偏移之開槽部分31Y中，一個被熔接材料30a與另一個被熔接材料30b沿上下方向偏移，開槽部分31Y之根面31a、31b之上下方向位置亦偏移。又，根面31a、31b間之間隔亦與基準之開槽部分31X相比為擴大。於將被熔接材料30a與被熔接材料30b熔接之情形時，開槽31之形狀於一個開槽31中，藉由熔接線方向之位置，基準之開槽部分31X以及發生位置偏移之開槽部分31Y可混合存在。又，發生位置偏移之開槽部分31Y中之位置偏移之程度亦可根據熔接線方向之位置而不同。如上所述，開槽31之根面之高度、根間隔等存在不均勻之顧慮。尤其於被熔接材料30a、30b大，熔接線之長度長之情形，或者被熔接材料30a、30b為曲面之情形時，容易產生發生位置偏移之開槽部分31Y。

於發生位置偏移之開槽部分31Y中，若以與基準之開槽部分31X相同之熔接條件來進行熔接，則存在熔著量、即焊珠之積層高度與基準之開槽部分31X不同之顧慮。若熔著量根據熔接線方向之位置而不同，則存在產生熔接缺陷、強度不均勻等無法保持熔接品質之情形。

因此，處理器21係根據開槽31之形狀，以開槽31中之熔著量達到既定之目標值之方式來修正熔接條件。開槽31之形狀可根據例如於交織兩端位置或者交織中心位置檢測出之電弧電壓之熔接線方向之變化來推定。例如，於執行中央追蹤控制模式後之週期中，交織兩端位置之電弧電壓V1、V2產生差之情形時，存在被熔接材料30a、30b沿上下方向偏移之可能性。可根據中央追蹤控制模式之執行結果以及交織兩端位置之電弧電壓V1、V2之差，來推定被熔接材料30a、30b之上下方向偏移。

又，可根據由寬度控制模式之執行所引起的熔接線方向之交織寬度之變化傾向來推定根間隔之變化。

所修正之熔接條件例如包含熔接速度或者熔填材料對開槽31之供給速度等。藉由延緩熔接速度，熔著量增加。又，藉由加快熔填材料之供給速度，熔著量亦增加。如上所述，藉由使熔接速度或者熔填材料之供給速度增減，熔著量增減。熔接速度以及熔填材料之供給速度之兩者亦可被修正。

進而，藉由熔接速度或者熔填材料之供給速度被修正，其他熔接條件亦可附帶修正。為了隨著熔接速度或者熔填材料之供給速度之變更而確保良好之熔接狀態，例如可修正熔接電流、振盪週期、兩端停止時間、對熔填材料之供給電流等。

藉此，可根據與即時檢測之開槽之形狀有關之資料，一邊逐次變更熔接條件一邊執行熔接。不論開槽之形狀如何，均以熔著量達到既定之目標值Hw之方式，使熔接條件變化。因此，於發生位置偏移之開槽部分31Y中，亦可控制為與基準之開槽部分31X相同之熔著量。因此，即便開槽31之形狀不均勻，亦可使熔著量一定，可保持所需之熔接品質。

圖7係表示形成於開槽中之焊珠之形狀不良之例的圖。圖7表示焊珠形成為凸狀之例。圖7之例中，於進行複數次之熔接作業之形態中，藉由前一次之熔接作業，焊珠B形成於開槽31中。該焊珠B成為開槽寬度方向中心部相對於兩端部而隆起之凸狀之焊珠。然而，焊珠B之表面理想為平坦。

先前，於前一層之焊珠B形成為凸狀之情形時，於實施下一層之熔接作業之前，需要進行使用研磨機等來研削焊珠B之表面的作業。相對於此，本實施形態中，藉由於下一層之熔接作業中修正熔接條件，即便前一層之焊珠B形成為凸狀亦無妨，進行使下一層之焊珠表面Sb變得平坦之熔接作業。

因此，處理器21根據熔接槍12之前一次之移動時由作為資料取得器之電壓檢測器41所取得之資料，以下一次之移動時形成之焊珠形狀變得平坦之方式來修正熔接條件。例如，若高度追蹤控制模式執行時之交織中心位置Cw之槍高度為既定值以上，則推定前一層之焊珠B形成為凸狀。其原因在於，認為高度追蹤控制模式執行時之槍高度之軌跡表示焊珠形狀。

處理器21對前一層中推定為焊珠B形成為凸狀之熔接線方向位置之熔接條件進行修正。修正之熔接條件例如包含：兩端停止時間、中央停止時間、振盪週期、熔接電流或者該等中之若干個之組合。藉由延長兩端停止時間，交織兩端位置之焊珠之形成量增加。又，藉由縮短中央停止時間，交織中心位置之焊珠之形成量減少。藉由調整振盪週期及熔接電流，亦可調整所形成之焊珠之形狀。本例中亦為了隨著兩端停止時間等之變更而確保良好之熔接狀態，其他熔接條件可一併修正。

本例中，亦可根據與即時檢測之開槽之形狀有關之資料，一邊逐次變更熔接條件一邊執行熔接。不論前一層之焊珠B之形狀如何，均以下一層之焊珠表面Sb變得平坦之方式，使熔接條件變化。因此，即便中途未利用研磨機等來研削焊珠表面，亦可使最終之焊珠表面Sb平坦，可保持所需之熔接品質。

此外，上述例中，對焊珠形狀形成為凸狀之情形時之修正形態進行例示，但焊珠形狀形成為凹狀之情形亦同樣可修正。例如，若高度追蹤控制模式執行時之交織中心位置Cw之槍高度為既定值以下，則推定前一層之焊珠B形成為凹狀。

[其他實施形態] 以上，已對本發明之實施形態進行說明，但本發明並不限定於上述實施形態，可於不脫離其主旨之範圍內進行各種改良、變更、修正。

例如，上述實施形態中，例示出執行計劃中包含3個開槽追蹤控制模式之形態，執行計劃中所包含之開槽追蹤控制模式之種類可為2個，亦可為4個以上。例如，執行計劃中所包含之開槽追蹤控制模式可為高度追蹤控制模式以及寬度追蹤控制模式之2個。上述實施形態中所說明之3個開槽追蹤控制模式以外之開槽追蹤控制模式亦可包含於執行計劃中。

又，執行計劃中所包含之複數個控制模式中亦可包含開槽追蹤控制模式以外之控制模式。例如，代替於圖5之例中於第1週期執行高度追蹤控制模式，亦可執行將交織之兩端位置之槍高度設為初始值，且不改變該槍高度而使熔接槍12移動之控制模式。即，亦可執行槍高度、交織中心位置以及交織寬度中之任一者均利用初始值或者前一週期之值的控制模式。如上所述之開槽追蹤控制模式以外之控制模式不僅於第1週期，於執行任一開槽追蹤控制模式之2個時間點之間之時間點亦可執行。

又，上述實施形態中，已例示出熔接機10為TIG熔接機之情形，對於電漿熔接機等其他非消耗電極式之熔接機亦可應用本發明之控制方法。又，本發明之控制方法例如亦可應用於MAG（Metal Active Gas，金屬活性氣體）熔接機、FCAW（Flux-Cored Arc Welding，包藥銲線電弧銲接）熔接機、MIG（Metal Inert Gas，金屬惰性氣體）熔接機等消耗電極式之熔接機。此外，於消耗電極式之熔接機中，作為資料取得器，代替檢測電弧電壓之電壓檢測器41來使用檢測熔接電流之電流檢測器。此外，於熔接機10為可由非消耗電極式及消耗電極式來切換之構成之情形時，資料取得器可包含電壓檢測器以及電流檢測器之兩者。

又，上述實施形態中，例示出切換控制模式之時間點於振盪週期中之每1週期中到來之形態，但並不限定於此。例如，亦可於振盪週期中之既定數之每個週期中切換控制模式。例如，亦可於振盪週期中之每2個週期中切換控制模式。

此外，不論控制模式之切換時間點如何，均可連續執行相同之控制模式。例如，亦可於振盪週期中之第1週期及第2週期中執行高度追蹤控制模式，且於第3週期中執行寬度追蹤控制模式。換言之，切換控制模式之時間點並不一定。例如，切換控制模式之第1次之時間點與第2次之時間點之間之時間間隔、和第2次之時間點與第3次之時間點之間之時間間隔亦可不同。

[本發明之總結] [項目1] 本發明之一態樣之熔接機之控制器，係具備熔接槍以及使上述熔接槍沿作為熔接對象之工件之開槽之寬度方向移動、並且相對於上述工件而沿高度方向移動之致動器，且使上述熔接槍一邊於上述工件之開槽之寬度方向以既定之交織寬度週期性地移動，一邊於上述工件之熔接線方向以既定之槍高度移動，從而追蹤上述工件之熔接線的熔接機之控制器；其包括：存儲有複數個控制模式之存儲器、以及生成針對上述致動器之控制指令的處理器；上述處理器從上述存儲器取得上述複數個控制模式，根據於基於上述熔接槍之週期性移動中之振盪週期來預先決定之每個時間點，決定執行上述複數個控制模式中之哪一個控制模式的執行計劃，來生成針對上述致動器之控制指令；上述複數個控制模式包含2個以上之開槽追蹤控制模式。

根據上述構成，處理器根據於基於熔接槍之週期性移動中之振盪週期來預先決定之每個時間點，決定執行複數個控制模式中之哪一個控制模式的執行計劃，來生成針對致動器之控制指令。複數個控制模式中包含2個以上之開槽追蹤控制模式，因此若視為熔接動作整體，則總括地實施2個以上之開槽追蹤控制。因此，不論開槽之狀態如何，均可使熔接之品質穩定化。

[項目2] 於項目1之熔接機之控制器中，上述2個以上之開槽追蹤控制模式可包含以下模式中之至少任意2個：使上述熔接槍與上述工件之間之相對距離一定之高度追蹤控制模式、使交織之開槽寬度方向中心位置與上述工件之開槽之寬度方向中心位置一致之中央追蹤控制模式、以及將上述交織寬度調整為既定值之寬度追蹤控制模式。

[項目3] 於項目1或2之熔接機之控制器中，上述熔接機為非消耗電極式之熔接機，包括檢測電弧電壓之電壓檢測器，上述處理器可取得上述電弧電壓來作為與相對於上述工件之上述熔接槍之高度或者上述交織之開槽寬度方向兩端位置有關之資料。

[項目4] 於項目1至3中任一項之熔接機之控制器中，上述執行計劃亦可於上述振盪週期中之每1個週期中設定所執行之控制模式。

[項目5] 於項目1至4中任一項之熔接機之控制器中，上述2個以上之開槽追蹤控制模式包含使相對於上述工件之上述熔接槍之高度一定的高度追蹤控制模式，上述執行計劃亦可設定為執行上述高度追蹤控制模式之比例高於執行另一個開槽追蹤控制模式之比例。

藉由優先進行高度追蹤，可優先控制熔接之熔著量。又，藉由優先進行高度追蹤，可使藉由熔接而形成之焊珠表面平坦。

[項目6] 於項目1至5中任一項之熔接機之控制器中，包括資料取得器，其取得與相對於上述工件之上述熔接槍之高度或者上述交織之開槽寬度方向兩端位置有關之資料；並且上述處理器亦可根據上述資料取得器所取得之資料來修正用以生成上述控制指令之熔接條件。

藉此，可根據與即時檢測之開槽之形狀有關之資料，一邊逐次變更熔接條件一邊執行熔接。

[項目7] 於項目6之熔接機之控制器中，上述熔接條件包含熔接速度或者熔填材料向上述開槽之供給速度，上述處理器亦可以上述開槽中之熔著量達到既定之目標值之方式來修正上述熔接條件。

藉此，不論開槽之形狀如何，均以熔著量達到既定之目標值，使熔接條件變化。因此，於發生位置偏移之開槽部分，亦可控制為與基準之開槽部分相同之熔著量。因此，即便開槽之形狀不均勻，亦可使熔著量一定，可保持所需之熔接品質。

[項目8] 於項目6或7之熔接機之控制器中，上述處理器生成上述控制指令，即，上述熔接槍反覆進行複數次上述開槽之熔接線方向之移動；亦可基於前一次之移動時由上述資料取得器所取得之資料，以下一次之移動時所形成之焊珠形狀變得平坦之方式來修正上述熔接條件。

藉此，不論前一層之焊珠之形狀如何，均以下一層之焊珠表面變得平坦之方式，使熔接條件變化。因此，即便中途不利用研磨機等來研削焊珠表面，亦可使最終之焊珠表面平坦，可保持所需之熔接品質。

[項目9] 本發明之另一態樣之熔接機之控制方法，係具備熔接槍以及使上述熔接槍沿作為熔接對象之工件之開槽之寬度方向移動、並且相對於上述工件而沿高度方向移動之致動器，且使上述熔接槍一邊於上述工件之開槽之寬度方向以既定之交織寬度週期性地移動，一邊於上述工件之熔接線方向以既定之槍高度移動，從而追蹤上述工件之熔接線的熔接機之控制方法，根據於基於上述熔接槍之週期性移動中之振盪週期來預先決定之每個時間點，決定執行預先準備之複數個控制模式中之哪一個控制模式的執行計劃，來控制上述致動器；上述複數個控制模式包含2個以上之開槽追蹤控制模式。

10:熔接機 11:電極 12:熔接槍 13:電源 14:電力線 15、16:致動器 17:電力線 18:熔填材料供給噴嘴 19:台車 20:控制器 21:處理器 22:存儲器 30:工件 30a、30b:被熔接材料 31:開槽 31a、31b:根面 31X、31Y:開槽部分 41:電壓檢測器（資料取得器） 42:第1方向位置檢測器（資料取得器） 43:第2方向位置檢測器（資料取得器） 51:第1軌道 52:第2軌道 B:焊珠 Cw:交織中心位置 Cg:寬度方向中心位置 Hw:目標值 Sb:焊珠表面 Vo:電壓 V1、V2:電弧電壓 W:交織寬度 Wo:寬度

[圖1]係表示本發明之一實施形態之熔接系統的概略構成圖。 [圖2]係高度追蹤控制模式之概念圖。 [圖3]係中央追蹤控制模式之概念圖。 [圖4]係寬度追蹤控制模式之概念圖。 [圖5]係表示本實施形態中之執行計劃之例的圖。 [圖6]係表示開槽之形狀之位置偏移的圖。 [圖7]係表示開槽中所形成之焊珠之形狀不良之例的圖。

Claims (9)

1. 一種熔接機之控制器，其係具備熔接槍以及使上述熔接槍沿作為熔接對象之工件之開槽之寬度方向移動、並且相對於上述工件而沿高度方向移動的致動器，且使上述熔接槍一邊於上述工件之開槽之寬度方向以既定之交織寬度週期性地移動，一邊於上述工件之熔接線方向以既定之槍高度移動，從而追蹤上述工件之熔接線的熔接機之控制器；其包括： 存儲有複數個控制模式之存儲器；以及 生成針對上述致動器之控制指令的處理器； 上述處理器從上述存儲器取得上述複數個控制模式，根據於基於上述熔接槍之週期性移動中之振盪週期來預先決定之每個時間點，決定執行上述複數個控制模式中之哪一個控制模式的執行計劃，來生成針對上述致動器之控制指令； 上述複數個控制模式包含2個以上之開槽追蹤控制模式。
2. 如請求項1之熔接機之控制器，其中， 上述2個以上之開槽追蹤控制模式包含以下模式中之至少任意2個： 高度追蹤控制模式，使上述熔接槍與上述工件之間之相對距離一定； 中央追蹤控制模式，使交織之寬度方向中心位置與上述工件之開槽之寬度方向中心位置一致；以及 寬度追蹤控制模式，將上述交織寬度調整為既定值。
3. 如請求項1或2之熔接機之控制器，其中， 上述熔接機為非消耗電極式之熔接機，其包括檢測電弧電壓之電壓檢測器； 上述處理器取得上述電弧電壓，來作為與相對於上述工件之上述熔接槍之高度或者上述交織之寬度方向兩端位置有關之資料。
4. 如請求項1或2之熔接機之控制器，其中， 上述執行計劃於上述振盪週期中之每1週期，設定所執行之控制模式。
5. 如請求項1或2之熔接機之控制器，其中， 上述2個以上之開槽追蹤控制模式包含使相對於上述工件之上述熔接槍之高度一定的高度追蹤控制模式； 上述執行計劃設定為執行上述高度追蹤控制模式之比例高於執行另一個開槽追蹤控制模式之比例。
6. 如請求項1或2之熔接機之控制器，其具備： 資料取得器，其取得與相對於上述工件之上述熔接槍之高度或者上述交織之開槽寬度方向兩端位置有關之資料； 上述處理器根據上述資料取得器所取得之資料來修正用以生成上述控制指令之熔接條件。
7. 如請求項6之熔接機之控制器，其中， 上述熔接條件包含熔接速度或者熔填材料向上述開槽之供給速度， 上述處理器係以上述開槽中之熔著量達到既定之目標值之方式來修正上述熔接條件。
8. 如請求項6之熔接機之控制器，其中， 上述處理器生成上述控制指令，即，上述熔接槍反覆進行複數次上述開槽之熔接線方向之移動； 基於前一次之移動時上述資料取得器所取得之資料，以下一次之移動時所形成之焊珠形狀變得平坦之方式來修正上述熔接條件。
9. 一種熔接機之控制方法，其係具備熔接槍以及使上述熔接槍沿作為熔接對象之工件之開槽之寬度方向移動、並且相對於上述工件而沿高度方向移動的致動器，且使上述熔接槍一邊於上述工件之開槽之寬度方向以既定之交織寬度週期性地移動，一邊於上述工件之熔接線方向以既定之槍高度移動，從而追蹤上述工件之熔接線的熔接機之控制方法； 根據於基於上述熔接槍之週期性移動中之振盪週期來預先決定之每個時間點，決定執行預先準備之複數個控制模式中之哪一個控制模式的執行計劃，來控制上述致動器； 上述複數個控制模式包含2個以上之開槽追蹤控制模式。