WO2016075883A1 - 溶接条件設定方法 - Google Patents
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- B23K9/095—Monitoring or automatic control of welding parameters
Definitions
- the present disclosure relates to a welding condition setting method for automatically deriving a welding current suitable for a welding object by inputting the thickness of a steel sheet that is a welding object in a consumable electrode arc welding machine.
- welding navigation In order to support welding operators with little experience, there has been a welding condition setting method called welding navigation (hereinafter referred to as welding navigation) that automatically derives a welding current suitable for a welding object.
- welding navigation the operator can obtain an appropriate welding current command value for the welding object only by inputting some parameters (welding object information, welding method information).
- FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for determining a recommended value of the block welding condition indicating the configuration of the conventional welding navigation.
- the material and plate thickness of the welding object, the weld joint shape of the welding object, the wire diameter, the type of gas, the welding speed, and the like are input as parameters (Patent Document 1).
- the welding condition setting method has a first step and a second step.
- the welding speed and the weld joint shape are preset as standard values.
- the second step at least three items of material, wire diameter, and gas type of shield gas are set.
- the welding corresponding to the plate thickness based on the welding navigation coefficient (extracted from the welding condition table) linked to the item set in the second step and the standard value preset in the first step. Calculate the current.
- the welding condition at the welding current corresponding to the plate thickness is set by selecting and changing only the plate thickness.
- FIG. 1 is a block diagram of a welding machine that executes the welding condition setting method according to the first embodiment.
- FIG. 2 is another block diagram of a welding machine that executes the welding condition setting method according to the second embodiment.
- FIG. 3A is a diagram illustrating an input example of the present disclosure.
- FIG. 3B is a diagram illustrating a conventional input example.
- FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for determining a recommended value for welding conditions of a conventional welding navigation system.
- an operator can obtain an appropriate welding current command value for a welding object by inputting some parameters.
- some of these parameters include welding speed, and it may be difficult for an operator with little experience to determine these parameters.
- FIG. 1 is a block diagram of a welding machine that executes a welding condition setting method for obtaining a welding current command value by inputting a plate thickness of a welding object in the first embodiment.
- FIG. 1 shows a welding condition setting method according to the present disclosure, which is a plate thickness navigation (hereinafter referred to as plate thickness navigation) that supports determination of a welding current command value by inputting a plate thickness.
- the thickness navigation includes a material input unit 1 for inputting a material, a wire diameter input unit 2 for inputting a wire diameter of a welding wire, and a gas type input unit 3 for inputting a gas type.
- the thickness navigation has a search / transfer unit 4, a welding condition table group 5, and a data storage unit 6.
- the search / transfer unit 4 searches the welding condition table of the welding condition table group 5 based on inputs from the material input unit 1, the wire diameter input unit 2, and the gas type input unit 3, and stores the searched welding condition table data as data. Transfer to part 6.
- the welding condition table group 5 includes data necessary at the time of welding (for example, unified voltage data that is voltage data determined in a unified manner according to the welding current, and a welding navigation coefficient (plate thickness and welding current corresponding to the welding speed). Welding navigation data, which is data such as a coefficient representing the relationship, is stored in advance.
- the data storage unit 6 stores the welding condition table data searched and transferred from the welding condition table group 5 via the search / transfer unit 4.
- the plate thickness navi includes a plate thickness input unit 7 for inputting the plate thickness of the welding object, and a joint shape in which the weld joint shape and the welding speed, which are the locations to which the welding object is joined, are stored in advance as standard values. / Welding speed storage unit 10.
- the plate thickness navi has a welding current command value calculation unit 11 and a welding output unit 12.
- the welding current command value calculation unit 11 calculates a welding current command value from the welding navigation data stored in the data storage unit 6 and the data input from the plate thickness input unit 7 and the joint shape / welding speed storage unit 10. To the welding output unit 12.
- the welding output unit 12 outputs welding power for performing actual welding to a welding torch (not shown) or the like based on the welding current command value input from the welding current command value calculation unit 11.
- the welding condition setting method of the present embodiment has a first step and a second step.
- the welding speed and weld joint shape are preset in the joint shape / welding speed storage unit 10 as standard values.
- the material input unit 1, the wire diameter input unit 2, and the gas type input unit 3 set at least three items of material, wire diameter, and gas type of shield gas.
- the data extracted from the welding condition table group 5 by the search / transfer unit 4 is transferred to the welding current command value calculation unit 11 via the search / transfer unit 4.
- the welding current command value calculation unit 11 calculates the plate from the transferred data based on the welding navigation coefficient linked to the item set in the second step and the standard value set in advance in the first step.
- a welding current corresponding to the plate thickness input by the thickness input unit 7 is calculated.
- the welding condition at the welding current corresponding to the plate thickness is set by selecting and changing only the plate thickness by the plate thickness input unit 7. Make it possible.
- the calculation of the welding current corresponding to the plate thickness is performed by calculating the welding current value per unit plate thickness corresponding to a predetermined range of the welding current, and the plate thickness is selected by selecting the plate thickness. Set the welding conditions with the appropriate welding current.
- the operator inputs the material of the welding object, the wire diameter to be used, and the type of gas through the material input unit 1, the wire diameter input unit 2, and the gas type input unit 3. Since it takes time to change the welding wire or gas, it is usually inefficient to perform welding by frequently changing these. Accordingly, since the operations using the same steel material, welding wire, and gas are performed continuously, the three parameters are generally not changed for a while once they are input once.
- the search / transfer unit 4 uses the input welding object material, wire diameter, and gas type as key items as search keys, searches the welding condition table group 5 for target welding condition data, and a data storage unit. Forward to 6.
- the welding condition data data corresponding to the material of the welding object, the wire diameter, and the gas type is described. Examples of data in the welding condition table group 5 include unified voltage data, wire feed speed data, and welding navigation data including coefficients for deriving welding conditions suitable for the welding object. These include the material of the welding object and the wire. Varies depending on diameter and gas type.
- unified voltage data and the wire feed speed data are not particularly relevant to the present disclosure, and thus detailed description thereof is omitted.
- the welding current command value calculation unit 11 includes welding navigation data, joint shape data and welding speed data as a welded joint shape of a welding object stored in the joint shape / welding speed storage unit 10, and a plate thickness input unit 7.
- the welding current command value is obtained from the plate thickness data inputted from, and outputted.
- a method of obtaining the welding current command value a method of applying the input data to the experimentally obtained expression or a corresponding data from a condition table experimentally created from the inputted data is used.
- a selection method or the like may be used.
- the plate thickness is frequently changed.
- the plate thickness is input by dial input of an adjuster (not shown), and the input plate thickness is set to 7seg LED (Light Emitting Diode) or LCD ( There is a method of displaying on a display unit such as Liquid).
- the welding current command value is input by dial input.
- the welding current command is input by inputting the plate thickness by dial input. It is possible to determine the value.
- an appropriate welding current command value can be set only by inputting the actual thickness of the welding object in front of the user. As a result, even an inexperienced operator can easily and accurately set the welding conditions, and the work efficiency is greatly improved. Further, the welding current command value can be obtained by inputting a simple plate thickness.
- the operator can easily obtain an appropriate welding current command value simply by inputting the plate thickness of the welding object.
- FIG. 2 is a view showing another block of the welding machine for executing the welding condition setting method for obtaining the welding current command value by inputting the plate thickness of the welding object in the second embodiment. 2 differs from the first embodiment in FIG. 1 in that a joint shape input unit 8, a welding speed input unit 9, an input type joint shape / The welding speed storage unit 13 is included.
- the joint shape input unit 8 receives the weld joint shape of the welding object as the configuration of the thickness navigation.
- a welding speed is input to the welding speed input unit 9.
- the input joint shape / welding speed storage unit 13 stores the weld joint shape and welding speed input from the joint shape input unit 8 and the welding speed input unit 9 in advance as a standard value so as to be stored or changeable.
- the welding speed input by the welding speed input unit 9 and the weld joint shape input by the joint shape input unit 8 are used.
- One is changed and stored in the input joint shape / welding speed storage unit 13.
- the welding current command value calculation unit 11 is based on the standard value stored in the input joint shape / welding speed storage unit 13 by changing the welding navigation coefficient stored in the data storage unit 6.
- the welding current according to the plate thickness inputted by 7 is calculated, and the welding conditions at the welding current according to the plate thickness of the selected welding object can be set.
- the welding condition setting method according to the second embodiment of the present disclosure has an input joint shape / welding speed storage unit 13 instead of the joint shape / welding speed storage unit 10 according to the first embodiment. By inputting the weld joint shape and the welding speed as necessary, a welding current command value that can be adjusted more finely can be obtained.
- the joint shape / welding speed storage unit 10 is not included, but a storage unit for storing the joint shape / welding speed and the like may be included.
- the welding condition setting method of the present disclosure is capable of setting the welding current command value by inputting the plate thickness of the welding object. As a result, even a worker with little experience can easily and accurately set the welding conditions, so that a significant improvement in work efficiency can be expected, and this is industrially useful as a function of a consumable electrode type arc welding apparatus.
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Abstract
本開示の溶接条件設定方法は、第１のステップと、第２のステップとを有する。第１のステップでは、溶接速度と溶接継手形状を標準値として予め設定する。第２のステップでは、材質、ワイヤ径、シールドガスのガス種類の少なくとも３つの項目を設定する。さらに、第２のステップで設定される項目に紐づけられる（溶接条件テーブルから抽出される）溶接ナビ係数と第１のステップで予め設定された標準値とに基づいて、板厚に対応する溶接電流を算出する。さらに、標準値を変更することなく溶接対象物の板厚のみが変わる場合は、板厚のみを選択変更することにより板厚に応じた溶接電流での溶接条件を設定する。
Description
本開示は、消耗電極式アーク溶接機において、溶接対象物である鋼板の厚さを入力することで、その溶接対象物に適した溶接電流を自動的に導き出す溶接条件設定方法に関する。
従来、経験の少ない溶接作業者をサポートするため、溶接ナビゲーション（以下、溶接ナビと称す）と呼ばれる、溶接対象物に適した溶接電流を自動的に導き出す溶接条件設定方法が存在した。この溶接ナビによって、作業者はいくつかのパラメータ（溶接対象物情報、溶接法情報）を入力するだけで、溶接対象物に対する適切な溶接電流指令値を得ることができた。
図４は、従来の溶接ナビの構成を示すブロック溶接条件の推奨値を決定する手順を示すフローチャートである。図４では、パラメータとして、溶接対象物の材質や板厚、溶接対象物の溶接継手形状、ワイヤ径、ガスの種類、溶接速度等を入力している（特許文献１）。
本開示の溶接条件設定方法は、第１のステップと、第２のステップとを有する。第１のステップでは、溶接速度と溶接継手形状を標準値として予め設定する。第２のステップでは、材質、ワイヤ径、シールドガスのガス種類の少なくとも３つの項目を設定する。さらに、第２のステップで設定される項目に紐づけられる（溶接条件テーブルから抽出される）溶接ナビ係数と第１のステップで予め設定された標準値とに基づいて、板厚に対応する溶接電流を算出する。さらに、標準値を変更することなく溶接対象物の板厚のみが変わる場合は、板厚のみを選択変更することにより板厚に応じた溶接電流での溶接条件を設定する。
従来の溶接ナビでは作業者がいくつかのパラメータを入力することによって、溶接対象物に対する適切な溶接電流指令値を得ることができる。しかし、このいくつかのパラメータには溶接速度などがあり、経験が少ない作業者では、このパラメータを決めるのが困難な場合が生じるケースがあった。
（実施の形態１）
以下、本開示の実施の形態１について、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態１における溶接対象物の板厚の入力によって溶接電流指令値を求める、溶接条件設定方法を実行する溶接機のブロック図である。
以下、本開示の実施の形態１について、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態１における溶接対象物の板厚の入力によって溶接電流指令値を求める、溶接条件設定方法を実行する溶接機のブロック図である。
図１は、本開示の溶接条件設定方法であり、板厚を入力することで溶接電流指令値の決定を可能にサポートする板厚ナビゲーション（以下、板厚ナビと称す）である。板厚ナビは、材質を入力する材質入力部１と、溶接ワイヤのワイヤ径を入力するワイヤ径入力部２と、ガスの種類を入力するガス種類入力部３とを有する。
さらに、板厚ナビは、検索／転送部４と、溶接条件テーブル群５と、データ記憶部６とを有する。検索／転送部４は、材質入力部１とワイヤ径入力部２とガス種類入力部３からの入力によって溶接条件テーブル群５の溶接条件テーブルの検索を行い、検索した溶接条件テーブルデータをデータ記憶部６に転送する。溶接条件テーブル群５は、溶接時に必要なデータ（例えば、溶接電流に応じて一元的に決定される電圧データである一元化電圧データや、溶接ナビの係数（溶接速度に対応する板厚と溶接電流の関係を表す係数）などのデータである溶接ナビデータ）が予め記憶されている。データ記憶部６は、検索され、溶接条件テーブル群５より検索／転送部４を介して転送された溶接条件テーブルデータを記憶する。
さらに、板厚ナビは、溶接対象物の板厚を入力する板厚入力部７と、溶接対象物の接合される配置である溶接継手形状および溶接速度を標準値として予め記憶している継手形状／溶接速度記憶部１０と、を有する。
さらに、板厚ナビは、溶接電流指令値演算部１１と溶接出力部１２とを有する。溶接電流指令値演算部１１は、データ記憶部６に記憶された溶接ナビデータと、板厚入力部７と継手形状／溶接速度記憶部１０から入力されたデータとより溶接電流指令値を算出し、溶接出力部１２に出力する。溶接出力部１２は、溶接電流指令値演算部１１から入力された溶接電流指令値を基に溶接トーチ（図示せず）等に実際の溶接を行う溶接電力の出力を行う。
次に、溶接条件設定方法の動作を説明する。本実施の形態の溶接条件設定方法は、第１のステップと第２のステップとを有する。第１のステップでは、溶接速度と溶接継手形状を標準値として継手形状／溶接速度記憶部１０に予め設定する。第２のステップでは、材質入力部１とワイヤ径入力部２とガス種類入力部３により、材質、ワイヤ径、シールドガスのガス種類の少なくとも３つの項目を設定する。さらに、検索／転送部４により溶接条件テーブル群５から抽出したデータを、検索／転送部４を介して溶接電流指令値演算部１１に転送する。溶接電流指令値演算部１１は、転送されたデータから、第２のステップでの設定される項目に紐づけられる溶接ナビ係数と第１のステップで予め設定された標準値とに基づいて、板厚入力部７により入力された板厚に対応する溶接電流を算出する。このとき、標準値を変更することなく溶接対象物の板厚のみが変わる場合は、板厚入力部７により板厚のみを選択変更することにより板厚に応じた溶接電流での溶接条件を設定可能とする。
また、上記に加えて、板厚に対応する溶接電流の算出は、溶接電流の所定の範囲に相当する単位板厚あたりの溶接電流値を算出することにより行い、板厚の選択により板厚に応じた溶接電流での溶接条件の設定をする。
作業者は第２ステップで、材質入力部１とワイヤ径入力部２とガス種類入力部３によって溶接対象物の材質、使用するワイヤ径、ガスの種類を入力する。溶接ワイヤの変更や、ガスを変更するには手間がかかるため、通常はこれらを頻繁に変更して溶接を行うのは作業性が悪い。従って、同一の材質の鋼材、溶接ワイヤ、ガスでの作業をまとめて、連続して行うので、一般にこの３つのパラメータは一度入力するとしばらく変更しないことが多い。
検索／転送部４は、入力された溶接対象物の材質、ワイヤ径、ガスの種類を検索キーとなるキー項目とし、溶接条件テーブル群５から対象となる溶接条件データを検索し、データ記憶部６に転送する。溶接条件データには溶接対象物の材質、ワイヤ径、ガス種類のそれぞれに応じたデータが記載されている。溶接条件テーブル群５のデータの一例として一元化電圧データ、ワイヤ送給速度データや、溶接対象物に適した溶接条件を導き出す係数からなる溶接ナビデータなどがあり、これらは溶接対象物の材質やワイヤ径やガス種類によって異なる。
なお、一元化電圧データ、ワイヤ送給速度データは本開示とは特に関係ないので詳細な説明を省略する。
溶接電流指令値演算部１１は、溶接ナビデータと、継手形状／溶接速度記憶部１０に記憶されている溶接対象物の溶接継手形状としての継手形状データおよび溶接速度データと、板厚入力部７から入力される板厚データとから溶接電流指令値を求めて出力する。
具体的に、溶接電流指令値を求める方法としては実験的に求めた式に対して入力されたデータを適用する方法や、入力されたデータより実験的に作られた条件テーブルから対応するデータを選択する方法などを用いても良い。
また、溶接対象物の構成は様々であるので板厚は頻繁に変更される。板厚を入力する方法の一例として、図３Ａに示すように、調整器（図示せず）のダイヤル入力等によって板厚を入力し、入力された板厚を７ｓｅｇＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）やＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ）等の表示部に表示する方法がある。
従来は、図３Ｂに示すように、ダイヤル入力で溶接電流指令値を入力していたが、本開示の図３Ａに示す溶接条件設定方法ではダイヤル入力で板厚を入力することで溶接電流の指令値を決定することが可能である。
このような方法を用いることにより、目の前にある実際の溶接対象物の板厚を入力するだけで適切な溶接電流指令値を設定できる。これにより、経験の少ない作業者でも手軽かつ的確に溶接条件を設定することができ、作業効率が大幅な向上する。また、簡単な板厚の入力によって、溶接電流指令値を求めることができる。
以上、本実施の形態によれば作業者は溶接対象物の板厚を入力するだけで、簡単に適切な溶接電流指令値を求めることができる。
（実施の形態２）
以下、本開示の実施の形態２について、図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態２における溶接対象物の板厚の入力によって溶接電流指令値を求める、溶接条件設定方法を実行する溶接機の他のブロック示す図である。図２において、図１の実施の形態１と異なる点は、図１の継手形状／溶接速度記憶部１０の替わりに、継手形状入力部８と、溶接速度入力部９と、入力型継手形状／溶接速度記憶部１３とを有する点である。継手形状入力部８には、板厚ナビの構成は溶接対象物の溶接継手形状が入力される。溶接速度入力部９には、溶接速度が入力される。入力型継手形状／溶接速度記憶部１３は、継手形状入力部８および溶接速度入力部９から入力された溶接継手形状および溶接速度を標準値として予め記憶または変更可能に記憶する。
以下、本開示の実施の形態２について、図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態２における溶接対象物の板厚の入力によって溶接電流指令値を求める、溶接条件設定方法を実行する溶接機の他のブロック示す図である。図２において、図１の実施の形態１と異なる点は、図１の継手形状／溶接速度記憶部１０の替わりに、継手形状入力部８と、溶接速度入力部９と、入力型継手形状／溶接速度記憶部１３とを有する点である。継手形状入力部８には、板厚ナビの構成は溶接対象物の溶接継手形状が入力される。溶接速度入力部９には、溶接速度が入力される。入力型継手形状／溶接速度記憶部１３は、継手形状入力部８および溶接速度入力部９から入力された溶接継手形状および溶接速度を標準値として予め記憶または変更可能に記憶する。
次にその動作を説明する。実施の形態１の第１のステップで予め設定される標準値を変更する場合は、溶接速度入力部９により入力される溶接速度、および、継手形状入力部８により入力される溶接継手形状の少なくとも一つを変更し、入力型継手形状／溶接速度記憶部１３に記憶する。そして、溶接電流指令値演算部１１は、データ記憶部６に記憶された溶接ナビ係数と変更されて入力型継手形状／溶接速度記憶部１３に記憶された標準値に基づいて、板厚入力部７により入力された板厚に応じた溶接電流を算出し、選択される溶接対象物の板厚に応じた溶接電流での溶接条件を設定可能とする。
本開示の実施の形態２の溶接条件設定方法では、実施の形態１の継手形状／溶接速度記憶部１０に代わり入力型継手形状／溶接速度記憶部１３を有し、作業者は溶接対象物の溶接継手形状および溶接速度を必要に応じて入力することで、よりきめ細かく調整可能な溶接電流指令値を得ることができる。
尚、本実施の形態の図２では、継手形状／溶接速度記憶部１０を有していないとしたが、継手形状／溶接速度等を記憶する記憶部を有していても良い。
本開示の溶接条件設定方法は溶接対象物の板厚を入力することで、溶接電流指令値を設定することができるものである。これにより経験の少ない作業者でも手軽かつ的確に溶接条件を設定することができるため、作業効率の大幅な向上が期待できるため、消耗電極式アーク溶接装置の機能として産業上有用である。
１ 材質入力部
２ ワイヤ径入力部
３ ガス種類入力部
４ 検索／転送部
５ 溶接条件テーブル群
６ データ記憶部
７ 板厚入力部
８ 継手形状入力部
９ 溶接速度入力部
１０ 継手形状／溶接速度記憶部
１１ 溶接電流指令値演算部
１２ 溶接出力部
１３ 入力型継手形状／溶接速度記憶部
２ ワイヤ径入力部
３ ガス種類入力部
４ 検索／転送部
５ 溶接条件テーブル群
６ データ記憶部
７ 板厚入力部
８ 継手形状入力部
９ 溶接速度入力部
１０ 継手形状／溶接速度記憶部
１１ 溶接電流指令値演算部
１２ 溶接出力部
１３ 入力型継手形状／溶接速度記憶部
Claims (3)
- 溶接速度と溶接継手形状を標準値として予め設定する第１のステップと、
材質、ワイヤ径、シールドガスのガス種類の少なくとも３つの項目を設定する第２のステップと、
前記第２のステップでの設定される項目に紐づけられる溶接ナビ係数と前記第１のステップで予め設定された前記標準値とに基づいて、板厚に対応する溶接電流を算出し、
前記標準値を変更することなく溶接対象物の前記板厚のみが変わる場合は、前記板厚のみを選択変更することにより前記板厚に応じた溶接電流での溶接条件を設定可能な溶接条件設定方法。 - 前記板厚に対応する前記溶接電流の算出は、前記溶接電流の所定の範囲に相当する単位板厚あたりの溶接電流値の算出により行い、
前記板厚の選択により前記板厚に応じた溶接電流での溶接条件を設定する請求項１に記載の溶接条件設定方法。 - 前記標準値を変更する場合は、前記溶接速度または前記溶接継手形状の少なくとも一つを変更し、前記溶接ナビ係数と変更された前記標準値に基づいて板厚毎の溶接電流を算出し、選択される溶接対象物の板厚に応じた溶接電流での溶接条件を設定可能な請求項１または２のいずれか一つに記載の溶接条件設定方法。
Priority Applications (2)
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| JPWO2016075883A1 (ja) | 2017-08-24 |
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