WO2005084869A1 - 溶接装置 - Google Patents

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WO2005084869A1
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welding wire
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Inventor
Tatsuya Ikeda
Yasuzo Tsuchiya
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/12Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/124Circuits or methods for feeding welding wire
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/12Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/126Controlling the spatial relationship between the work and the gas torch

Definitions

  • the present invention relates to a welding device using, for example, a robot that relatively moves a base material and a welding wire.
  • An automatic welding device for relatively moving a base material and a welding wire is composed of a welding machine and a control device for controlling the movement of a welding torch holding the welding wire.
  • 11 is a welding machine
  • 12 is a welding wire feed motor
  • 13 is a welding wire
  • control device 17 instructs welding machine 11 to end the welding.
  • the welding machine 11 first stops the wire feed motor 12 to finish welding, but continues to output a specific welding output, and stops the welding output to the welding wire 13 after the wire feed due to the inertia of the motor stops. I do.
  • This process of the welding machine is for preventing fusion between the welding wire 13 and the base material 18, and is generally called a wire fusion prevention process.
  • the control device 17 applies a voltage between the welding wire 13 and the base material 18 via the resistor 19, assuming that the welding machine 11 has stopped the welding output after a predetermined time after the command to end the welding.
  • the voltage applied from the control device is directly detected between the welding wire 13 and the base material 18.
  • the control device 17 can confirm the presence or absence of welding wire fusion based on the voltage between the welding wire 13 and the base material 18, and move to the next operation after confirming that fusion has not occurred.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Publication No. 03-069623
  • this detection method has a problem that it takes a long time to perform a reliable detection, and an erroneous detection occurs when the time is to be reduced.
  • the control device performs the welding detection with a delay time that is around the time when the welding machine finishes the wire fusion prevention processing after issuing the welding termination command, but in order to shorten the working time.
  • this delay time is set short, the fusion detection is started during the wire fusion prevention processing, and there is a problem that correct detection cannot be performed.
  • the wire fusion prevention processing time of the welding machine depends on the welding wire feed rate due to the inertia of the motor. Therefore, it depends on the rotation speed of the motor, that is, the welding current, and the time varies depending on the magnitude of the welding current.In order to avoid erroneous detection, a longer delay time is required and the work efficiency is reduced. I was
  • a welding apparatus of the present invention controls a welding machine that outputs welding power between a base metal and a welding wire, and a moving unit that relatively moves the base metal and the welding wire.
  • a communication device for communicating with the control device, a storage device for storing a command transmitted from the control device, and a command stored in the storage device indicating the end of welding.
  • a welding output control unit that sometimes performs welding wire fusion prevention processing; and a welding wire fusion detection means that detects fusion between the base material and the welding wire after the fusion prevention processing.
  • a control unit is provided, the control device is provided with welding wire fusion detecting means for detecting fusion between the base material and the welding wire, and the welding device is prevented from being fused from the welding machine to the control device via the communication means.
  • the control device is a welding device that transmits the process completion signal and, after receiving the welding wire fusion prevention process completion signal, activates the welding wire fusion detection means. processing And to allow the welder and control transmits and receives the completion signal of each processing between devices eliminating wasteful waiting time and reliably fused detected in each stage.
  • the present invention transmits the completion of the wire fusion prevention processing to the welding machine or the detection result to the control device when the subsequent wire fusion detection processing is completed.
  • the processing By performing the processing while confirming the completion of each processing in between, it is possible to realize a reliable and wasteful welding process and an excellent welding device if the welding end process can be performed.
  • FIG. 1 is a configuration diagram in Embodiments 1 and 2 of the present invention.
  • FIG. 2 is a configuration diagram in Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional welding device.
  • 11 is a welding machine
  • 12 is a wire feed motor
  • 13 is a welding wire
  • 13a is a welding torch
  • 18 is a base material
  • 14 is a welding output control unit
  • 15 is a welding wire fusion detecting unit
  • 16 Is a command transmission / reception unit, receives and stores a plurality of commands, and transmits various states of the welding machine to the control device 17.
  • Reference numeral 17 denotes a control device that controls the welding device such as movement of the welding torch 13a, start and end of welding.
  • the control device 17 instructs the welding machine 11 to issue two commands, a welding end command and a wire fusion detection command, to the welding machine 11, and
  • the welding machine 11 stores the received two commands, stops the wire feed motor 12 to execute the previously received welding end command, and executes the fusion prevention process by the welding output control unit 14. I do.
  • the wire fusion detection command issued by the control device 17 is executed by the wire fusion detection unit 15, and the result is transmitted to the control device 17 via the transmission / reception 16. .
  • the control device 17 receives the wire fusion detection result from the welding machine 11 and proceeds to the execution of the next operation.
  • the control device 17 issues a welding end command and then causes the welding machine 11 to perform fusion welding. This eliminates the need for processing such as in the prior art that issues a wire fusion detection command with a delay time that is close to the end of the prevention processing, and eliminates unnecessary waiting time and enables reliable fusion detection.
  • control device 17 instructs welding machine 11 to end the welding.
  • the welding machine 11 stops the wire feed motor 12, performs a combustion boosting process by the welding output control unit 14, and when the fusion prevention process is completed, transmits this to the control device 17 through the transmission / reception unit 16. .
  • control device 17 instructs welder 11 a wire fusion detection command.
  • the welding machine 11 detects the wire fusion processing by the wire fusion detection unit 15 and transmits the result to the control device 17 through the transmission / reception unit 16.
  • the control device 17 proceeds to the next operation based on the detection result of the wire fusion from the welding machine 11.
  • a completion signal of each process is transmitted and received between the welding machine and the control device, so that wasteful waiting time can be omitted and fusion detection can be performed reliably.
  • Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the difference between the third embodiment and the first and second embodiments is that the fusion detection function is provided not on the welding machine 11 but on the control device 17 side.
  • control device 17 instructs welding machine 11 to end the welding.
  • the welding machine 11 stops the wire feed motor 12, performs fusion prevention processing by the welding output control unit 14, and transmits this to the control device 17 through the transmission / reception unit 16 after the completion of the fusion prevention processing.
  • control device 17 executes the following wire fusion detection processing.
  • the control device 17 applies a voltage between the welding wire 13 and the base material 18 via the resistor 19 after receiving the completion of the fusion prevention process from the welding machine 11.
  • the control device 17 can confirm the presence or absence of the wire fusion based on the voltage between the welding wire 13 and the base material 18, and after confirming that there is no fusion, proceed to the next operation. Control device in this way 1
  • the completion signal of each process is transmitted and received between the welding machine and the control device, so that wasteful waiting time can be omitted and fusion detection can be performed reliably.
  • the completion of each process is confirmed between the welding machine and the control device, and the process is advanced while performing the process. It is possible to provide a welding device that is optimal for automatic welding.

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Abstract

 溶接機11にワイヤ融着防止処理が完了したことを、またはその後のワイヤ融着検出処理完了時に検出結果を制御装置17に送信し、溶接機11と制御装置17間で各処理の完了確認を行いながら処理を進めることにより確実でかつ無駄時間のない溶接終了処理を行わせることができる溶接装置。

Description

明 細 書
溶接装置
技術分野
[0001] 本発明は、母材と溶接ワイヤを相対移動する例えばロボットなどを用いた溶接 装置に関する。
背景技術
[0002] 母材と溶接ワイヤを相対移動させる自動溶接装置は溶接機と溶接ワイヤを保 持する溶接トーチの移動を制御する制御装置とで構成される。
[0003] このような自動溶接装置では、溶接終了時に溶接ワイヤと母材とが融着してい ないことを確認したうえで次の動作に移る必要がある。
[0004] もし溶接ワイヤが融着したままで溶接トーチを移動させれば溶接トーチに過大 な力が加わりこれを変形させることになるので溶接ワイヤ融着の検出は自動溶接の必 須要件である。
[0005] 図 3を用いて溶接ワイヤ融着検出の従来技術を説明する。
[0006] 図 3において、 11は溶接機、 12は溶接ワイヤ送給モータ、 13は溶接ワイヤ、 1
7は制御装置、 19は抵抗器、 18は母材である。
[0007] 溶接終了位置で制御装置 17は溶接機 11に溶接終了を指令する。溶接機 11 は溶接を終了するためまずワイヤ送給モータ 12を停止させるが特定の溶接出力を出 力し続け、モータの慣性によるワイヤ送給が停止した後に溶接ワイヤ 13への溶接出 力を停止する。
[0008] 溶接機のこの処理は溶接ワイヤ 13と母材 18との融着を防ぐためで、ワイヤ融 着防止処理と一般に称す。
[0009] 制御装置 17は溶接終了を指令した一定時間後に溶接機 11が溶接出力を停 止したと想定して、溶接ワイヤ 13と母材 18間に抵抗器 19を介して電圧を印加する。
[0010] もし溶接ワイヤ 13と母材 18が融着していなければ制御装置から印加した電圧 は溶接ワイヤ 13と母材 18間でそのまま検出される。
[0011] 一方、溶接ワイヤと母材が融着していれば制御装置 17から印加した電圧は直 列に介した抵抗器に加わり溶接ワイヤ 13と母材 18間には電圧は検出されない。
[0012] この溶接ワイヤ 13と母材 18間の電圧により制御装置 17は溶接ワイヤ融着の 有無を確認でき、融着していないことを確認した後に次の動作に移るようにしていた。
[0013] また、従来のアーク溶接方法では、ワイヤ融着を検出した場合は母材と溶接ヮ ィャとの間に溶接電圧を再度印加して融着を解除するとともに溶接ワイヤの送給を低 速で行って所定時間経過後に溶接ワイヤの送給を停止して溶接電圧を遮断し、また 溶接電圧を印加して融着を解除する処理の実行回数をカウントして所定回数のみ融 着解除動作を実行するものもある (例えば特許文献 1参照)。
特許文献 1:特公平 03 - 069623号公報
発明の開示
[0014] しかし、この検出方法では確実な検出を行おうとすれば時間が長くかかり、時 間を短縮しょうとすると誤検出が発生するという問題があった。
[0015] すなわち、制御装置は溶接終了指令を発したのち溶接機がワイヤ融着防止処 理が終了する頃を見計らった遅れ時間をもって融着検出をおこなっているが、作業 時間を短縮する目的で、この遅れ時間を短く設定すればワイヤ融着防止処理中に融 着検出が開始され、正しい検出ができないという問題があった。
[0016] これを解決するためには、ワイヤ融着防止処理時間を測定して最適遅れ時間 を決めればよいのであるが溶接機のワイヤ融着防止処理時間はモータの慣性による 溶接ワイヤ送給量に依存するのでモータの回転速度すなわち溶接電流に依存し、溶 接電流の大小によって時聞が変わり、誤検出をさけるため結局遅れ時間を長めに取 つてしまうことになり作業能率を落とすことになつていた。
[0017] 上記課題を解決するために本発明の溶接装置は、母材と溶接ワイヤの間に溶 接電力を出力する溶接機と、前記母材と溶接ワイヤを相対移動させる移動手段を制 御する制御装置を備え、前記溶接機に、制御装置との間で通信を行う通信手段と、 制御装置から送信された指令を記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶した指令が溶 接終了を示すときに溶接ワイヤの融着防止処理を行う溶接出力制御部と、融着防止 処理の後で母材と溶接ワイヤの間の融着を検出する溶接ワイヤ融着検出手段を設け 、前記通信手段を介して溶接機から制御装置に溶接ワイヤ融着検出結果を送信す る溶接装置、あるいは、母材と溶接ワイヤの間に溶接電力を出力する溶接機と、前記 母材と溶接ワイヤを相対移動させる移動手段を制御する制御装置を備え、前記溶接 機に、制御装置との間で通信を行う通信手段と、制御装置から送信された指令を記 憶する記憶手段と、記憶手段に記憶した指令が溶接終了を示すときに溶接ワイヤの 融着防止処理を行う溶接出力制御部を設け、前記制御装置に、母材と溶接ワイヤの 間の融着を検出する溶接ワイヤ融着検出手段を設け、前記通信手段を介して溶接 機から制御装置に溶接ワイヤの融着防止処理の完了信号を送信するとともに、前記 制御装置は溶接ワイヤの融着防止処理の完了信号を受信した後、前記溶接ワイヤ 融着検出手段を動作させる溶接装置であって、このことにより、溶接終了処理の各段 階で溶接機と制御装置間で各処理の完了信号の授受を行い無駄な待ち時間を省き かつ確実に融着検出を行えるようにしている。
[0018] 以上のように、本発明は溶接機にワイヤ融着防止処理が完了したことを、また はその後のワイヤ融着検出処理完了時に検出結果を制御装置に送信し、溶接機と 制御装置間で各処理の完了確認を行いながら処理を進めることにより確実でかつ無 駄時間のなレ、溶接終了処理を行わせることができるとレ、う優れた溶接装置を実現で きるものである。
図面の簡単な説明
[0019] [図 1]本発明の実施の形態 1および 2における構成図である。
[図 2]本発明の実施の形態 3における構成図である。
[図 3]従来の溶接装置における構成図である。
符号の説明
[0020] 11 溶接機
12 ワイヤ送給モータ
13 溶接ワイヤ
14 溶接出力制御部
15 ワイヤ融着検出部
16 送受信部
17 制御装置 18 母材
発明を実施するための最良の形態
[0021] (実施の形態 1)
以下、本発明の実施の形態について、図 1を用いて説明する。
[0022] 図 1において 11は溶接機、 12はワイヤ送給モータ、 13は溶接ワイヤ、 13aは 溶接トーチ、 18は母材、 14は溶接出力制御部、 15は溶接ワイヤ融着検出部、 16は 指令の送受信部であり、複数の指令を受信し記憶し、また溶接機の各種状態を制御 装置 17へ送信する。 17は溶接トーチ 13aの移動、溶接開始、終了等溶接装置を統 括する制御装置である。
[0023] 溶接トーチ 13aが溶接終了点に達すると制御装置 17は溶接機 11に溶接終了 指令とワイヤ融着検出指令との 2つの指令を溶接機 11に対して指令したのち溶接機
11からの応答を待つ。
[0024] 溶接機 11は受信した 2個の指令を記憶し、先に受信した溶接終了指令を実行 するためワイヤ送給モータ 12を停止し、溶接出力制御部 14により融着防止処理を実 行する。
[0025] 融着防止処理完了後、次に制御装置 17より指令されていたワイヤ融着検出指 令をワイヤ融着検出部 15により実行し、その結果を制御装置 17に送受信 16を通じ て送信する。制御装置 17は溶接機 11からのワイヤ融着検出結果を受け次の動作の 実行に移る。
[0026] このように溶接機 11は受信した複数の指令を記憶して記憶した指令を順次実 行する機能を有することにより、制御装置 17は溶接終了指令を発したのち溶接機 11 が融着防止処理を終了する頃を見計らった遅れ時間をもってワイヤ融着検出指令を 行う従来技術のような処理は不要となり、無駄な待ち時間を省きかつ確実に融着検 出を行えるようにしている。
[0027] (実施の形態 2)
本発明の実施の形態 2にかかわる溶接装置について図 1を用いて説明する。
[0028] 本実施の形態では溶接トーチ 13aが溶接終了点に達すると制御装置 17は溶 接機 11に溶接終了を行うように指令する。 [0029] 溶接機 11はワイヤ送給モータ 12を停止し、溶接出力制御部 14により燃え上 力 Sり処理を行い融着防止処理が完了したらこれを制御装置 17に送受信部 16を通じ て送信する。
[0030] 融着防止処理完了を受けて制御装置 17は溶接機 11にワイヤ融着検出指令 を指令する。溶接機 11はワイヤ融着検出部 15によりワイヤ融着処理検出を行い、そ の結果を制御装置 17に送受信部 16を通じて送信する。
[0031] 制御装置 17は溶接機 11からのワイヤ融着検出結果に基づき次の動作を実行 に移る。
[0032] このように、溶接終了処理の各段階で溶接機と制御装置間で各処理の完了信 号の授受を行い無駄な待ち時間を省きかつ確実に融着検出を行えるようにしている
[0033] (実施の形態 3)
本発明の実施の形態 3について図 2を用いて説明する。
[0034] なお、上記実施の形態 1, 2と同じ構成については同じ符号を付してその説明を省略 する。
[0035] 本実施の形態 3と上記実施の形態 1 , 2の相違は融着検出機能が溶接機 11で はなく制御装置 17側に存在することである。
[0036] 本実施の形態では溶接トーチ 13aが溶接終了点に達すると制御装置 17は溶 接機 11に溶接終了を行うように指令する。
[0037] 溶接機 11はワイヤ送給モータ 12を停止し、溶接出力制御部 14により融着防 止処理を行い、融着防止処理完了後これを制御装置 17に送受信部 16を通じて送 信する。
[0038] これを受けて制御装置 17は次のワイヤ融着検出処理を実行する。
[0039] 制御装置 17は溶接機 11より融着防止処理完了を受信後に溶接ワイヤ 13と母 材 18間に抵抗器 19を介して電圧を印加する。
[0040] もし溶接ワイヤ 13と母材 18が融着していなければ制御装置より印加した電圧 は溶接ワイヤ 13と母材 18間でそのまま観測される。
[0041] ワイヤと母材が融着していれば制御装置 17より印加した電圧は直列に介した 抵抗器に加わり溶接ワイヤ 13と母材 18間には電圧は観測されない。
[0042] この溶接ワイヤ 13と母材 18間の電圧により制御装置 17はワイヤ融着の有無を 確認でき、融着していないことを確認した後に次の動作に移る。このように制御装置 1
7は自身で行ったワイヤ融着検出結果に基づき次の動作の実行に移る。
[0043] このように、溶接終了処理の各段階で溶接機と制御装置間で各処理の完了信 号の授受を行い無駄な待ち時間を省きかつ確実に融着検出を行えるようにしている 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と 範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって 明らかである。
本出願は、 2004年 3月 9日出願の日本特許出願(特願 2004— 065177)に基づく ものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
産業上の利用可能性
[0044] 本発明の溶接装置によれば、溶接機と制御装置間で各処理の完了確認を行 レ、ながら処理を進めることにより確実でかつ無駄時間のない溶接終了処理を行わせ ることができるという自動溶接に最適な溶接装置を提供できる。

Claims

請求の範囲
[1] 母材と溶接ワイヤの間に溶接電力を出力する溶接機と、
前記母材と溶接ワイヤを相対移動させる移動手段を制御する制御装置を備え 前記溶接機が、制御装置との間で通信を行う通信手段と、制御装置から送信 された指令を記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶した指令が溶接終了を示すとき に溶接ワイヤの融着防止処理を行う溶接出力制御部と、融着防止処理の後で母材と 溶接ワイヤの間の融着を検出する溶接ワイヤ融着検出手段を有し、前記通信手段を 介して溶接機から制御装置に溶接ワイヤ融着検出結果を送信する溶接装置。
[2] 母材と溶接ワイヤの間に溶接電力を出力する溶接機と、
前記母材と溶接ワイヤを相対移動させる移動手段を制御する制御装置を備え 前記溶接機が、制御装置との間で通信を行う通信手段と、制御装置から送信 された指令を記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶した指令が溶接終了を示すとき に溶接ワイヤの融着防止処理を行う溶接出力制御部を有し、
前記制御装置が、母材と溶接ワイヤの間の融着を検出する溶接ワイヤ融着検 出手段を有し、
前記通信手段を介して溶接機から制御装置に溶接ワイヤの融着防止処理の 完了信号を送信するとともに、前記制御装置は溶接ワイヤの融着防止処理の完了信 号を受信した後、前記溶接ワイヤ融着検出手段を動作させる溶接装置。
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