WO2022265012A1 - 溶接装置の制御方法 - Google Patents

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WO2022265012A1
WO2022265012A1 PCT/JP2022/023802 JP2022023802W WO2022265012A1 WO 2022265012 A1 WO2022265012 A1 WO 2022265012A1 JP 2022023802 W JP2022023802 W JP 2022023802W WO 2022265012 A1 WO2022265012 A1 WO 2022265012A1
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current value
tab
welding
conduit cable
feeding
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French (fr)
Inventor
龍之介 柴垣
博之 木曽
直仁 杉山
Original Assignee
パナソニックIpマネジメント株式会社
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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

Definitions

  • the present invention relates to a control method for welding equipment.
  • Patent Document 1 an optical sensor that directly measures the wire feeding speed on the extrusion side and the withdrawal side is provided, and the wire feeding speeds on the extrusion side and the withdrawal side are measured and compared to detect contact inside the conduit cable.
  • a wire feeding method for welding is disclosed in which wire feeding failure due to resistance is detected.
  • the present invention has been made in view of this point, and its object is to make it possible to determine abnormality of a conduit cable with a relatively simple configuration.
  • a first aspect is a control method for a welding device including a welding torch, a conduit cable connected to the welding torch to guide a welding wire, and a feed motor for feeding the welding wire through the conduit cable.
  • a step of performing a forward feeding operation of feeding the welding wire after performing a reverse feeding operation of drawing in the welding wire a step of detecting a first current value Ia′ flowing through the feed motor at a first time point a′ that is equal to or less than the first time point a′; a step of detecting a first time Tab' until a second time point b' at which the amount of increase in the torque of is equal to or greater than a predetermined value; detecting a second current value Ic' flowing through the feed motor at a third point in time c'; the first current value Ia', the second current value Ic' and the first time Tab' At least one of them is compared with the corresponding preset first set current value Ia, second set current value Ic, and first set time Tab to determine whether an abnormality has occurred
  • the forward feed operation is performed after the reverse feed operation of the welding wire is performed.
  • a first current value Ia' is detected at a first time point a'.
  • a first time Tab' from a first time point a' to a second time point b' is detected.
  • the second current value Ic' is detected at a third time point c'.
  • At least one of the first current value Ia', the second current value Ic', and the first time Tab' corresponds to the preset first set current value Ia, the second set current value Ic, and the first Abnormality of the conduit cable is determined by comparing with the set time Tab.
  • a second aspect is that in the first aspect, it is determined that an abnormality has occurred in the conduit cable when Tab' ⁇ Tab ⁇ ( ⁇ is a predetermined coefficient).
  • a third aspect is that in the first aspect, the conduit Determine that there is a problem with the cable.
  • the welding wire is clogged on the welding torch side, that is, at the tip of the conduit cable.
  • a fourth aspect is that in the first aspect, the conduit Determine that there is a problem with the cable.
  • the welding wire is clogged on the feed motor side, that is, at the base of the conduit cable.
  • abnormality of the conduit cable can be determined with a relatively simple configuration.
  • FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a welding device according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the position of the welding wire in the conduit cable at the end of reverse feed.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the position of the welding wire in the conduit cable at the end of normal feeding.
  • FIG. 4 is a graph showing temporal changes in motor current when the conduit cable is normal.
  • FIG. 5 is a graph showing changes in feeding speed over time when the conduit cable is normal.
  • FIG. 6 is a flow chart for judging abnormality of a conduit cable.
  • FIG. 7 is a graph showing temporal changes in motor current when welding wire clogging occurs in the middle of a conduit cable.
  • FIG. 8 is a graph showing temporal changes in motor current when welding wire is clogged at the tip of a conduit cable.
  • FIG. 9 is a graph showing temporal changes in motor current when welding wire clogging occurs at the base of a conduit cable.
  • the welding device 1 includes a welding torch 10, a torch cable 15, a feed device 20, a gas supply section 25, and a power supply device 30.
  • the welding device 1 performs arc welding on a work W. As shown in FIG.
  • the welding torch 10 is connected to the feeding device 20 via the torch cable 15.
  • the welding torch 10 supplies the welding wire 21 fed from the feeding device 20 to the work W. As shown in FIG.
  • the torch cable 15 has a conduit cable 16 and a gas hose (not shown).
  • a welding wire 21 is passed through the conduit cable 16 .
  • Conduit cable 16 guides welding wire 21 towards welding torch 10 .
  • the gas hose of the torch cable 15 is connected to the gas hose 26 of the gas supply section 25 .
  • the gas supply unit 25 is connected to the feeding device 20 via a gas hose 26 .
  • the shielding gas supplied from the gas supply unit 25 flows through the inside of the gas hose of the conduit cable 16 and is ejected from the tip of the welding torch 10 onto the workpiece W. As shown in FIG.
  • the feeding device 20 has a welding wire 21 and a feeding motor 22 .
  • the welding wire 21 is wound around a wire reel (not shown).
  • the feed motor 22 feeds the welding wire 21 by rotationally driving a feed roller (not shown).
  • the feeding device 20 sends a signal indicating the motor current value of the feeding motor 22 to the power supply device 30 via the motor current signal line 5 .
  • the feeding device 20 switches between the normal feeding operation and the reverse feeding operation.
  • forward feed operation the welding wire 21 is fed from the feeding device 20 toward the welding torch 10 .
  • reverse feed operation the welding wire 21 is drawn from the welding torch 10 toward the feeding device 20 .
  • the power supply device 30 has a power supply section 31 , a welding control section 32 , a calculation section 33 , a storage section 34 and a display section 35 .
  • the power supply unit 31 supplies power to the feeding device 20 via the power cable 7 .
  • the power supply unit 31 applies voltage to the workpiece W through the base material cable 8 .
  • a positive voltage is applied to the welding wire 21 .
  • a negative voltage is applied to the work W.
  • an arc discharge is generated between the tip of the welding wire 21 and the workpiece W to perform arc welding.
  • the welding control unit 32 controls the operation of the feeding device 20.
  • the welding control section 32 gives a feeding command to the feeding device 20 via the control signal line 6 .
  • the feeding device 20 feeds the welding wire 21 by controlling the feeding motor 22 at a constant speed at the instructed command speed.
  • the calculation unit 33 receives a signal indicating the motor current value sent from the feeding device 20 via the motor current signal line 5 . Although the details will be described later, the calculation unit 33 converts the first current value Ia′, the second current value Ic′, and the first time Tab′ detected during feeding of the welding wire 21 into preset first settings. The current value Ia, the second set current value Ic, and the first set time Tab are compared. The calculation unit 33 determines whether the conduit cable 16 has an abnormality based on the comparison result. A calculation result of the calculation unit 33 is stored in the storage unit 34 .
  • the storage unit 34 stores data indicating various welding conditions including welding current values and welding voltage values. Various parameters such as the first set current value Ia, the second set current value Ic, and the first set time Tab are stored in the storage unit 34 in advance.
  • the display unit 35 displays predetermined information. For example, the display unit 35 displays a welding current value and a welding voltage value during arc welding. Also, the display unit 35 displays warning information indicating that the conduit cable 16 has become abnormal.
  • the conduit cable 16 in the torch cable 15 is repeatedly bent in various directions and curvatures. As a result, the conduit cable 16 itself may bend or break.
  • part of the welding wire 21 may be scraped off during feeding and deposited in the conduit cable 16, causing clogging in the conduit cable 16.
  • the total length of the welding wire 21 in the conduit cable 16 differs between when the reverse feed is finished and when the forward feed is finished. 2, the welding wire 21 is routed along the inner peripheral surface of the turn portion of the conduit cable 16. As shown in FIG. At the end of forward feed in FIG.
  • the total length of the welding wire 21 in the conduit cable 16 is shorter at the end of reverse feeding than at the end of forward feeding.
  • the projection timing of the welding wire 21 differs depending on whether the reverse feeding is completed or the forward feeding is completed before the feeding device 20 starts the forward feeding operation.
  • FIG. 4 is a graph showing changes in motor current over time when the conduit cable 16 is normal. It should be noted that the numerical values in the graph shown in FIG. 4 assume that the torch cable 15 is bent one turn at ⁇ 600 mm.
  • the time point at which the feed motor 22 starts the forward feeding operation after performing the reverse feeding operation is defined as 0.
  • current is applied to the feeding motor 22 so that the welding wire 21 is fed at a constant speed (see the solid line in FIG. 5).
  • a signal indicating the current value applied to the feed motor 22 is sent to the power supply device 30 via the motor current signal line 5 .
  • the computing unit 33 computes the time change of the motor current.
  • the calculation unit 33 determines that the increase in the torque of the feeding motor 22 has become equal to or less than a predetermined value at the first point in time a when the change in motor current becomes constant.
  • a predetermined threshold value 2.5 A/sec
  • the period from the start of the normal feed operation of the feed motor 22 to the first time point a is a transitional period until an arbitrary feed speed is reached.
  • the feeding device 20 detects a first current value Ia flowing through the feeding motor 22 at the first time point a.
  • the computing unit 33 determines that the increase in the torque of the feeding motor 22 has reached or exceeded a predetermined value at the second time point b when the motor current begins to increase after the first time point a has elapsed.
  • the calculator 33 detects the first time Tab from the first time point a to the second time point b.
  • the feeding device 20 detects a second current value Ic flowing through the feeding motor 22 at a third time point c when the welding wire 21 protrudes from the tip of the welding torch 10 after the second time point b.
  • the feed speed of the welding wire 21 at the tip of the welding torch 10 gradually increases after the second time point b until reaching the third time point c. . From the second point b to the third point c, welding wire 21 begins to protrude from the tip of welding torch 10, and the wire feed speed at the tip of welding torch 10 is the command feed speed (feed of feed motor 22). speed).
  • the command feed speed and the wire feed speed of the tip of the welding torch 10 match.
  • the feeding speed of the welding wire 21 maintains the feeding speed command value given to the feeding device 20 .
  • the reason why there are bending points such as the first time point a and the second time point b is that the feeding motor 22 performs the forward feeding operation after performing the reverse feeding operation.
  • the welding wire 21 does not protrude from the tip of the welding torch 10 until the second point b after the start of the forward feeding operation of the feed motor 22, and the conduit cable is not projected from the first point a to the second point b. 16 is the play absorption period.
  • the first current value Ia detected when the conduit cable 16 is normal is stored in the storage unit 34 as the first set current value Ia.
  • the second current value Ic is stored in the storage unit 34 as the second set current value Ic.
  • the first time Tab is stored in the storage unit 34 as the first set time Tab.
  • step S12 the feeding device 20 sets the first current value Ia flowing through the feeding motor 22 at a first time point a′ when the amount of increase in the torque of the feeding motor 22 is equal to or less than a predetermined value after the start of the forward feeding operation. ' is detected.
  • step S13 a first time Tab' is detected from the first time point a' to the second time point b' at which the torque increase amount of the feed motor 22 becomes equal to or greater than a predetermined value after the first time point a'.
  • step S14 a second current value Ic' flowing through the feed motor 22 is detected at a third time point c' when the welding wire 21 protrudes from the tip of the welding torch 10 after the second time point b'.
  • steps S15 to S17 at least one of the first current value Ia', the second current value Ic', and the first time Tab' is changed to the corresponding preset first set current value Ia and second set current.
  • the value Ic is compared with the first set time Tab to determine whether the conduit cable 16 is abnormal.
  • the solid line shows the change in the motor current value when the conduit cable 16 is normal
  • the dotted line shows the measured value of the motor current when the conduit cable 16 is being diagnosed for abnormality.
  • the condition Tab' ⁇ Tab ⁇ is satisfied in the abnormality diagnosis of the conduit cable 16 ("YES" in step S15 of FIG. 6). That is, the timing at which the motor current increases is earlier than when the conduit cable 16 is normal.
  • step S15 of FIG. 6 the process proceeds to step S16.
  • the first set current value Ia as a threshold value used for abnormality determination of the conduit cable 16 is based on the first set current value Ia detected when the conduit cable 16 is in a normal state in order to flexibly correspond to the applicable range.
  • step S16 of FIG. 6 the process proceeds to step S17.
  • step S17 of FIG. 6 it is determined that the conduit cable 16 is normal (step S19), and the process ends.
  • the value of the current flowing through the feed motor 22 and the elapsed time are determined based on the amount of increase in the torque of the feed motor 22
  • the abnormality of the conduit cable 16 can be determined. Therefore, there is no need to separately provide a sensor or the like for detecting a feed failure of the welding wire 21, and an increase in cost can be suppressed.
  • At least one of the first current value Ia', the second current value Ic', and the first time Tab' is set to the corresponding preset first set current value Ia, second set current value Ic, and By comparing with the first set time Tab, it is possible to estimate at which position of the conduit cable 16 the abnormality has occurred. Thereby, maintenance time can be shortened.
  • the present invention is extremely useful and has high industrial applicability because it is possible to obtain a highly practical effect of being able to determine an abnormality in a conduit cable with a relatively simple configuration. .

Abstract

溶接ワイヤ21の逆送動作を行った後で正送動作を行う。正送動作の開始後、第1時点a'において第1電流値Ia'を検出する。第1時点a'から第2時点b'までの第1時間Tab'を検出する。第2時点b'の経過後、第3時点c'において第2電流値Ic'を検出する。第1電流値Ia'、第2電流値Ic'、及び第1時間Tab'のうち少なくとも1つを、予め設定された対応する第1設定電流値Ia、第2設定電流値Ic、及び第1設定時間Tabと比較して、コンジットケーブル16の異常を判断する。

Description

溶接装置の制御方法
 本発明は、溶接装置の制御方法に関するものである。
 特許文献1には、押出側と引出側それぞれにワイヤ送給速度を直接測定する光学式センサを設け、押出側と引出側のワイヤ送給を測定して比較することで、コンジットケーブル内部の接触抵抗によるワイヤ送給不良を検出するようにした溶接用ワイヤ送給方法が開示されている。
特開平09-295141号公報
 しかしながら、従来の発明では、ワイヤ送給不良を検出するために、押出側光学式センサと引出側光学式センサとを別途設ける必要があり、装置全体としてコストが増大するという問題がある。
 本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的簡単な構成で、コンジットケーブルの異常を判断できるようにすることにある。
 第1の態様は、溶接トーチと、前記溶接トーチに接続されて溶接ワイヤを案内するコンジットケーブルと、前記コンジットケーブルを通して前記溶接ワイヤを送給する送給モータと、を備えた溶接装置の制御方法であって、前記溶接ワイヤを引き込む逆送動作を行った後で、前記溶接ワイヤを送り出す正送動作を行うステップと、前記正送動作の開始後、前記送給モータのトルクの増加量が所定値以下となる第1時点a’において、前記送給モータに流れる第1電流値Ia’を検出するステップと、前記第1時点a’から、前記第1時点a’の経過後に前記送給モータのトルクの増加量が所定値以上となる第2時点b’までの第1時間Tab’を検出するステップと、前記第2時点b’の経過後、前記溶接トーチの先端部から前記溶接ワイヤが突出した第3時点c’において、前記送給モータに流れる第2電流値Ic’を検出するステップと、前記第1電流値Ia’、前記第2電流値Ic’、及び前記第1時間Tab’のうち少なくとも1つを、予め設定された対応する第1設定電流値Ia、第2設定電流値Ic、及び第1設定時間Tabと比較して、前記コンジットケーブルに異常が発生しているかを判断するステップと、を備える。
 第1の態様では、溶接ワイヤの逆送動作を行った後で正送動作を行う。正送動作の開始後、第1時点a’において第1電流値Ia’を検出する。第1時点a’から第2時点b’までの第1時間Tab’を検出する。第2時点b’の経過後、第3時点c’において第2電流値Ic’を検出する。第1電流値Ia’、第2電流値Ic’、及び第1時間Tab’のうち少なくとも1つを、予め設定された対応する第1設定電流値Ia、第2設定電流値Ic、及び第1設定時間Tabと比較して、コンジットケーブルの異常を判断する。
 このように、送給モータのトルクの増加量に基づいて決定される各時点において、送給モータに流れる電流値や経過時間を検出することで、コンジットケーブルの異常を判断することができる。そのため、溶接ワイヤの送給不良を検出するためのセンサ等を別途設ける必要が無く、コストが増大するのを抑えることができる。
 第2の態様は、第1の態様において、Tab’<Tab×α(αは所定の係数)の場合に、前記コンジットケーブルに異常が発生していると判断する。
 第2の態様では、第1時間Tab’が第1設定時間Tabよりも短い場合、コンジットケーブルに曲がりや折れが発生して、コンジットケーブルの途中で溶接ワイヤが詰まっていると判断することができる。
 第3の態様は、第1の態様において、Tab’=Tab×α、Ia’=Ia×β、及びIc’>Ic×γ(α、β、γは所定の係数)の場合に、前記コンジットケーブルに異常が発生していると判断する。
 第3の態様では、第2電流値Ic’が第2設定電流値Icよりも高い場合、溶接トーチ側、つまり、コンジットケーブルの先端部で溶接ワイヤが詰まっていると判断することができる。
 第4の態様は、第1の態様において、Tab’=Tab×α、Ia’>Ia×β、及びIc’>Ic×γ(α、β、γは所定の係数)の場合に、前記コンジットケーブルに異常が発生していると判断する。
 第4の態様では、第1電流値Ia’が第1設定電流値Iaよりも高い場合、送給モータ側、つまり、コンジットケーブルの根元部で溶接ワイヤが詰まっていると判断することができる。
 本開示の態様によれば、比較的簡単な構成で、コンジットケーブルの異常を判断することができる。
図1は、本実施形態に係る溶接装置の全体構成を示す図である。 図2は、逆送終了時におけるコンジットケーブル内の溶接ワイヤの位置を説明するための図である。 図3は、正送終了時におけるコンジットケーブル内の溶接ワイヤの位置を説明するための図である。 図4は、コンジットケーブルが正常な状態における、モータ電流の時間変化を示すグラフ図である。 図5は、コンジットケーブルが正常な状態における、送給速度の時間変化を示すグラフ図である。 図6は、コンジットケーブルの異常を判断するためのフローチャート図である。 図7は、コンジットケーブルの途中で溶接ワイヤの詰まりが発生した場合における、モータ電流の時間変化を示すグラフ図である。 図8は、コンジットケーブルの先端部で溶接ワイヤの詰まりが発生した場合における、モータ電流の時間変化を示すグラフ図である。 図9は、コンジットケーブルの根元部で溶接ワイヤの詰まりが発生した場合における、モータ電流の時間変化を示すグラフ図である。
 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
 図1に示すように、溶接装置1は、溶接トーチ10と、トーチケーブル15と、送給装置20と、ガス供給部25と、電源装置30と、を備える。溶接装置1は、ワークWに対してアーク溶接を行う。
 溶接トーチ10は、トーチケーブル15を介して送給装置20に接続される。溶接トーチ10は、送給装置20から送給された溶接ワイヤ21を、ワークWに対して供給する。
 トーチケーブル15は、コンジットケーブル16と、ガスホース(図示省略)とを有する。コンジットケーブル16内には、溶接ワイヤ21が挿通される。コンジットケーブル16は、溶接トーチ10に向かって溶接ワイヤ21を案内する。トーチケーブル15のガスホースは、ガス供給部25のガスホース26に接続される。
 ガス供給部25は、ガスホース26を介して送給装置20に接続される。ガス供給部25から供給されたシールドガスは、コンジットケーブル16のガスホース内部を流通して、溶接トーチ10の先端部からワークWに対して噴出される。
 送給装置20は、溶接ワイヤ21と、送給モータ22と、を有する。溶接ワイヤ21は、図示しないワイヤリールに巻き付けられる。送給モータ22は、図示しない送給ローラを回転駆動することで、溶接ワイヤ21を送給する。送給装置20は、送給モータ22のモータ電流値を示す信号を、モータ電流信号線5を介して電源装置30に送る。
 送給装置20は、送給モータ22の回転方向を変更することで、正送動作と、逆送動作とを切り替える。正送動作では、送給装置20から溶接トーチ10に向かって溶接ワイヤ21が送り出される。逆送動作では、溶接トーチ10から送給装置20に向かって溶接ワイヤ21が引き込まれる。
 電源装置30は、電源部31と、溶接制御部32と、演算部33と、記憶部34と、表示部35と、を有する。
 電源部31は、電力ケーブル7を介して送給装置20に電力を供給する。電源部31は、母材ケーブル8を介してワークWに電圧を印加する。溶接ワイヤ21には、プラスの電圧が印加される。ワークWには、マイナスの電圧が印加される。これにより、溶接ワイヤ21の先端とワークWとの間にアーク放電を生じさせ、アーク溶接を行う。
 溶接制御部32は、送給装置20の動作を制御する。溶接制御部32は、制御信号線6を介して送給装置20に送給指令を与える。送給装置20は、指示された指令速度で送給モータ22を定速制御して、溶接ワイヤ21を送給する。
 演算部33は、モータ電流信号線5を介して送給装置20から送られたモータ電流値を示す信号を受け取る。詳しくは後述するが、演算部33は、溶接ワイヤ21の送給中に検出された第1電流値Ia’、第2電流値Ic’、第1時間Tab’を、予め設定された第1設定電流値Ia、第2設定電流値Ic、第1設定時間Tabと比較する。演算部33は、比較結果に基づいて、コンジットケーブル16に異常が発生しているかを判断する。演算部33の演算結果は、記憶部34で記憶される。
 記憶部34は、溶接電流値や溶接電圧値などを含む各種の溶接条件を示すデータを記憶する。記憶部34には、第1設定電流値Ia、第2設定電流値Ic、第1設定時間Tabなどの各種パラメータが予め記憶される。
 表示部35は、所定の情報を表示する。例えば、表示部35には、アーク溶接中の溶接電流値や溶接電圧値が表示される。また、表示部35には、コンジットケーブル16に異常が発生したことを示す警告情報が表示される。
 ところで、溶接装置1を用いてアーク溶接作業を行う際には、溶接トーチ10を様々な位置や角度に動かす必要がある。そのため、トーチケーブル15内のコンジットケーブル16は、様々な方向や曲率で曲げ動作が繰り返される。その結果、コンジットケーブル16自体が曲がったり折れが生じることがある。
 また、溶接装置1を長期間使用することにより、溶接ワイヤ21の一部が送給中に削れてコンジットケーブル16内に堆積し、コンジットケーブル16内で詰まりが発生することがある。
 このように、コンジットケーブル16の折れやコンジットケーブル16の詰まり等の異常が発生すると、溶接ワイヤ21の送給量が不安定となり、アーク溶接の不安定や溶接欠陥発生の原因となる。
 そこで、本実施形態では、コンジットケーブル16に異常が発生しているかを判断して、コンジットケーブル16の交換やメンテナンスの時期を適切に判断できるようにした。
 〈コンジットケーブルが正常な状態のモータ電流の変化〉
 図2及び図3に示すように、コンジットケーブル16の異常診断を行う場合、最初に、送給モータ22によって、溶接ワイヤ21を引き込む逆送動作を行った後で、溶接ワイヤ21を送り出す正送動作を行う。
 具体的に、トーチケーブル15を1ターン巻きした状態では、逆送終了時と正送終了時とで、コンジットケーブル16内の溶接ワイヤ21の全長が異なる。図2の逆送終了時には、コンジットケーブル16のターン部分の内周面に沿って溶接ワイヤ21が配索される。図3の正送終了時には、コンジットケーブル16のターン部分の外周面に沿って溶接ワイヤ21が配索される。
 ここで、コンジットケーブル16内の溶接ワイヤ21の全長は、逆送終了時の方が、正送終了時よりも全長が短くなる。逆送終了時の状態(図2参照)から正送動作を開始すると、正送終了時の状態(図3参照)となるまで溶接トーチ10から溶接ワイヤ21が突出しないこととなる。
 そのため、送給装置20が正送動作を開始する前に、逆送終了時の状態であったのか、正送終了時の状態であったのかによって、溶接ワイヤ21の突出タイミングが異なってしまう。
 そこで、本実施形態では、コンジットケーブル16の異常診断を行う場合、最初に、逆送終了時の状態(図2参照)としてから、正送動作を行うようにしている。
 図4は、コンジットケーブル16が正常な状態における、モータ電流の時間変化を示すグラフ図である。なお、図4に示すグラフ図の数値は、トーチケーブル15をφ600mmで1ターン曲げた状態を想定している。
 図4に示すように、送給モータ22が逆送動作を行った後、正送動作を開始した時点を0とする。正送動作の開始後、溶接ワイヤ21が一定速度で送給されるように、送給モータ22に電流を印加する(図5の実線参照)。
 電源装置30には、モータ電流信号線5を介して、送給モータ22に印加された電流値を示す信号が送られる。演算部33は、モータ電流の時間変化を演算する。演算部33は、モータ電流の変化が一定となった第1時点aにおいて、送給モータ22のトルクの増加量が所定値以下になったと判断する。
 例えば、単位時間当たりのモータ電流の変化量が所定の閾値(2.5A/sec)以下になった場合に、送給モータ22のトルクの増加量が所定値以下になったと判断する。送給モータ22の正送動作の開始後、第1時点aまでは、任意の送給速度に達するまでの過渡期間である。
 送給装置20は、第1時点aにおいて、送給モータ22に流れる第1電流値Iaを検出する。
 演算部33は、第1時点aから、第1時点aの経過後にモータ電流が増加し始めた第2時点bにおいて、送給モータ22のトルクの増加量が所定値以上になったと判断する。演算部33は、第1時点aから第2時点bまでの第1時間Tabを検出する。
 送給装置20は、第2時点bの経過後、溶接トーチ10の先端部から溶接ワイヤ21が突出した第3時点cにおいて、送給モータ22に流れる第2電流値Icを検出する。
 図5に点線で示すように、第2時点bの経過後、第3時点cに到達するまでの間、溶接トーチ10の先端部では、溶接ワイヤ21の送給速度が徐々に大きくなっている。第2時点bから第3時点cまでは、溶接トーチ10の先端から溶接ワイヤ21が突出し始め、溶接トーチ10の先端部でのワイヤ送給速度が指令送給速度(送給モータ22の送給速度)に近づいていく期間である。
 第3時点cでは、指令送給速度と溶接トーチ10の先端部のワイヤ送給速度とが一致する。第3時点cの経過後、溶接ワイヤ21の送給速度は、送給装置20に与えられた送給速度指令値を維持する。
 ここで、図4に示すように、第1時点a及び第2時点bのような屈曲点が存在する理由は、送給モータ22が逆送動作を行った後、正送動作を行うことで、溶接トーチ10の先端から溶接ワイヤ21が突出するまでに、あそびが存在するからである。つまり、送給モータ22の正送動作の開始後、第2時点bまでは、溶接トーチ10の先端から溶接ワイヤ21が突出しておらず、第1時点aから第2時点bまでは、コンジットケーブル16内のあそび吸収期間である。
 そのため、図4に点線で示すように、送給モータ22が逆送動作を行わなかった場合には、第1時点a及び第2時点bで屈曲することなく、モータ電流が第2電流値Icまで上昇することとなる。
 コンジットケーブル16が正常な状態で検出された第1電流値Iaは、第1設定電流値Iaとして記憶部34に記憶される。第2電流値Icは、第2設定電流値Icとして記憶部34に記憶される。第1時間Tabは、第1設定時間Tabとして記憶部34に記憶される。
〈コンジットケーブルの途中で溶接ワイヤの詰まりが発生した場合〉
 図6に示すように、ステップS11では、送給装置20は、逆送動作を行った後で正送動作を行う。
 ステップS12では、送給装置20は、正送動作の開始後、送給モータ22のトルクの増加量が所定値以下となる第1時点a’において、送給モータ22に流れる第1電流値Ia’を検出する。
 ステップS13では、第1時点a’から、第1時点a’の経過後に送給モータ22のトルクの増加量が所定値以上となる第2時点b’までの第1時間Tab’を検出する。
 ステップS14では、第2時点b’の経過後、溶接トーチ10の先端部から溶接ワイヤ21が突出した第3時点c’において、送給モータ22に流れる第2電流値Ic’を検出する。
 ステップS15~S17では、第1電流値Ia’、第2電流値Ic’、及び第1時間Tab’のうち少なくとも1つを、予め設定された対応する第1設定電流値Ia、第2設定電流値Ic、及び第1設定時間Tabと比較して、コンジットケーブル16に異常が発生しているかを判断する。
 図7では、コンジットケーブル16が正常な状態のモータ電流値の変化を実線で示し、コンジットケーブル16の異常診断を行っているときのモータ電流の実測値を点線で示す。
 図7に示す例において、第1電流値Ia’と第1設定電流値Iaとを比較すると、Ia’=Iaとなっている。
 第1時間Tab’と第1設定時間Tabとを比較すると、Tab’<Tabとなっている。なお、コンジットケーブル16の異常判定に用いる閾値としての第1設定時間Tabは、コンジットケーブル16が正常な状態で検出した第1設定時間Tabを基準とし、所定の係数αを乗算することで、これよりも短い時間に設定するのが好ましい。具体的に、α=0.8として、第1設定時間Tab=Tab×0.8とするのが好ましい。なお、所定の係数αの値は、あくまでも一例であり、任意に設定可能である。
 図7に示す例では、コンジットケーブル16の異常診断において、Tab’<Tab×αという条件を満たす(図6のステップS15で「YES」)。つまり、コンジットケーブル16が正常な状態に比べて、モータ電流が増加するタイミングが早くなっている。
 そのため、図7に示す例では、コンジットケーブル16の曲がりや折れが発生して、コンジットケーブル16の途中で溶接ワイヤ21の詰まりが発生していると判断することができる(図6のステップS18)。そして、コンジットケーブル16に異常が発生したことを示す警告情報を、表示部35に表示するようにすればよい。
 〈コンジットケーブルの先端部で溶接ワイヤの詰まりが発生した場合〉
 図6のステップS15で「NO」の場合、ステップS16に移行する。
 図8に示す例において、第1電流値Ia’と第1設定電流値Iaとを比較すると、Ia’=Iaとなっている。なお、コンジットケーブル16の異常判定に用いる閾値としての第1設定電流値Iaは、適用範囲を柔軟に対応するために、コンジットケーブル16が正常な状態で検出した第1設定電流値Iaを基準とし、所定の係数βを乗算することで、正常な状態の電流値の±20%の範囲で設定するのが好ましい。具体的に、β=0.8~1.2の範囲として、第1設定電流値Ia=Ia×0.8~1.2の範囲とするのが好ましい。
 第1時間Tab’と第1設定時間Tabとを比較すると、Tab’=Tabとなっている。なお、コンジットケーブル16の異常判定に用いる閾値としての第1設定時間Tabは、適用範囲を柔軟に対応するために、コンジットケーブル16が正常な状態で検出した第1設定時間Tabを基準とし、所定の係数αを乗算することで、正常な状態の時間の±20%の範囲で設定するのが好ましい。具体的に、α=0.8~1.2の範囲として、第1設定時間Tab=Tab×0.8~1.2の範囲とするのが好ましい。
 第2電流値Ic’と第2設定電流値Icとを比較すると、Ic’>Icとなっている。なお、コンジットケーブル16の異常判定に用いる閾値としての第2設定電流値Icは、コンジットケーブル16が正常な状態で検出した第2設定電流値Icを基準とし、所定の係数γを乗算することで、これよりも大きい値にするのが好ましい。具体的に、γ=1.7として、第2設定電流値Ic=Ic×1.7とするのが好ましい。
 なお、所定の係数α、β、γの値は、あくまでも一例であり、任意に設定可能である。
 図8に示す例では、コンジットケーブル16の異常診断において、Tab’=Tab×α、Ia’=Ia×β、及びIc’>Ic×γという条件を満たす(図6のステップS16で「YES」)。つまり、コンジットケーブル16が正常な状態に比べて、溶接トーチ10の先端から溶接ワイヤ21が突出する際のモータ電流値が高くなっている。これにより、溶接トーチ10側、つまり、コンジットケーブル16の先端部で溶接ワイヤ21が詰まっていると判断することができる(図6のステップS18)。
 〈コンジットケーブルの根元部で溶接ワイヤの詰まりが発生した場合〉
 図6のステップS16で「NO」の場合、ステップS17に移行する。
 図9に示す例において、第1電流値Ia’と第1設定電流値Iaとを比較すると、Ia’>Iaとなっている。なお、コンジットケーブル16の異常判定に用いる閾値としての第1設定電流値Iaは、コンジットケーブル16が正常な状態で検出した第1設定電流値Iaを基準とし、所定の係数βを乗算することで、これよりも大きな値にするのが好ましい。具体的に、β=1.7として、第1設定電流値Ia=Ia×1.7とするのが好ましい。
 第1時間Tab’と第1設定時間Tabとを比較すると、Tab’=Tabとなっている。なお、コンジットケーブル16の異常判定に用いる閾値としての第1設定時間Tabは、適用範囲を柔軟に対応するために、コンジットケーブル16が正常な状態で検出した第1設定時間Tabを基準とし、所定の係数αを乗算することで、正常な状態の時間の±20%の範囲で設定するのが好ましい。具体的に、α=0.8~1.2の範囲として、第1設定時間Tab=Tab×0.8~1.2の範囲とするのが好ましい。
 第2電流値Ic’と第2設定電流値Icとを比較すると、Ic’>Icとなっている。なお、コンジットケーブル16の異常判定に用いる閾値としての第2設定電流値Icは、コンジットケーブル16が正常な状態で検出した第2設定電流値Icを基準とし、所定の係数γを乗算することで、これよりも大きい値にするのが好ましい。具体的に、γ=1.7として、第2設定電流値Ic=Ic×1.7とするのが好ましい。
 なお、所定の係数α、β、γの値は、あくまでも一例であり、任意に設定可能である。
 図9に示す例では、コンジットケーブル16の異常診断において、Tab’=Tab×α、Ia’>Ia×β、及びIc’>Ic×γという条件を満たす(図6のステップS17で「YES」)。つまり、コンジットケーブル16が正常な状態に比べて、送給装置20から溶接ワイヤ21が送り出される際のモータ電流値が高くなっている。これにより、送給モータ22側、つまり、コンジットケーブル16の根元部で溶接ワイヤ21が詰まっていると判断することができる(図6のステップS18)。
 なお、図6のステップS17で「NO」の場合、コンジットケーブル16が正常であると判断(ステップS19)して、処理を終了する。
 -本実施形態の効果-
 以上のように、本実施形態に係る溶接装置1の制御方法によれば、送給モータ22のトルクの増加量に基づいて決定される各時点において、送給モータ22に流れる電流値や経過時間を検出することで、コンジットケーブル16の異常を判断することができる。そのため、溶接ワイヤ21の送給不良を検出するためのセンサ等を別途設ける必要が無く、コストが増大するのを抑えることができる。
 また、第1電流値Ia’、第2電流値Ic’、及び第1時間Tab’のうち少なくとも1つを、予め設定された対応する第1設定電流値Ia、第2設定電流値Ic、及び第1設定時間Tabと比較することで、コンジットケーブル16のどの位置で異常が発生しているかを推定することができる。これにより、メンテナンス時間を短縮することができる。
 以上説明したように、本発明は、比較的簡単な構成で、コンジットケーブルの異常を判断することができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。
  1  溶接装置
 10  溶接トーチ
 16  コンジットケーブル
 20  送給装置
 21  溶接ワイヤ
 22  送給モータ
 32  溶接制御部
 33  演算部
 34  記憶部

Claims (4)

  1.  溶接トーチと、前記溶接トーチに接続されて溶接ワイヤを案内するコンジットケーブルと、前記コンジットケーブルを通して前記溶接ワイヤを送給する送給モータと、を備えた溶接装置の制御方法であって、
     前記溶接ワイヤを引き込む逆送動作を行った後で、前記溶接ワイヤを送り出す正送動作を行うステップと、
     前記正送動作の開始後、前記送給モータのトルクの増加量が所定値以下となる第1時点a’において、前記送給モータに流れる第1電流値Ia’を検出するステップと、
     前記第1時点a’から、前記第1時点a’の経過後に前記送給モータのトルクの増加量が所定値以上となる第2時点b’までの第1時間Tab’を検出するステップと、
     前記第2時点b’の経過後、前記溶接トーチの先端部から前記溶接ワイヤが突出した第3時点c’において、前記送給モータに流れる第2電流値Ic’を検出するステップと、
     前記第1電流値Ia’、前記第2電流値Ic’、及び前記第1時間Tab’のうち少なくとも1つを、予め設定された対応する第1設定電流値Ia、第2設定電流値Ic、及び第1設定時間Tabと比較して、前記コンジットケーブルに異常が発生しているかを判断するステップと、を備える
    溶接装置の制御方法。
  2.  請求項1において、
     Tab’<Tab×α(αは所定の係数)の場合に、前記コンジットケーブルに異常が発生していると判断する
    溶接装置の制御方法。
  3.  請求項1において、
     Tab’=Tab×α、Ia’=Ia×β、及びIc’>Ic×γ(α、β、γは所定の係数)の場合に、前記コンジットケーブルに異常が発生していると判断する
    溶接装置の制御方法。
  4.  請求項1において、
     Tab’=Tab×α、Ia’>Ia×β、及びIc’>Ic×γ(α、β、γは所定の係数)の場合に、前記コンジットケーブルに異常が発生していると判断する
    溶接装置の制御方法。
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