CN115138935B - 焊接装置和焊接装置的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供焊接装置和焊接装置的控制方法。利用借助激光熔融了的焊丝焊接母材的焊接装置具备:向焊接部位照射激光的照射部、向焊接部位供给焊丝的供给部、设置于供给部并检测焊丝的供给量或来自焊丝的反作用力的检测部、移动焊接部位或焊丝的移动部以及分别控制照射部、供给部和移动部的控制部。控制部控制供给部以停止向焊接部位供给焊丝,在供给停止后,控制照射部以停止向焊接部位照射激光,在照射停止后,控制移动部使焊接部位与焊丝相对分离,根据检测出的焊丝的供给量或来自焊丝的反作用力,判定是否发生了焊丝在母材上的熔敷,当判定为发生了焊丝的熔敷时,控制照射部以照射激光。
Description
技术领域
本发明涉及进行激光钎接熔焊的焊接装置和焊接装置的控制方法。
背景技术
已知有向母材的间隙连续供给填充焊丝而进行激光焊接的激光焊接方法(例如参照专利文献1)。在专利文献1记载的方法中,预先阶段性地设定与母材的间隙的大小和供给填充焊丝的电动机的负荷电压值对应的填充焊丝的供给量,检测焊接中的电动机的负荷电压值,根据该检测值阶段性地切换填充焊丝的供给量。
在专利文献1记载的方法中,由于仅根据焊接中的电动机负荷来调整填充焊丝的供给量,因此有时无法适当地处理焊接部位终端。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-159234号公报(JP2006-159234A)。
发明内容
本发明的一个技术方案是利用借助激光熔融了的焊丝来焊接母材的焊接装置。焊接装置具备:照射部,其向焊接部位照射激光;供给部,其向焊接部位供给焊丝;检测部,其设置于供给部,检测焊丝的供给量或来自焊丝的反作用力;移动部,其移动焊接部位或焊丝;以及控制部,分别控制照射部、供给部和移动部。控制部执行:供给停止步骤,在该步骤中控制供给部以停止向焊接部位供给焊丝;照射停止步骤,在供给停止步骤之后,控制照射部以停止向焊接部位照射激光;移动步骤,在照射停止步骤之后,控制移动部以使焊接部位与焊丝相对分离;熔敷判定步骤,在该步骤中,基于在移动步骤中由检测部检测出的焊丝的供给量或来自焊丝的反作用力,实施判定是否发生了焊丝在母材上的熔敷的熔敷判定;以及照射步骤,在该步骤中,当在熔敷判定步骤中判定为发生了焊丝的熔敷时,控制照射部以照射激光。
本发明的另一技术方案是一种焊接装置的控制方法,该焊接装置利用借助激光熔融了的焊丝来焊接母材。焊接装置具备:照射部,其向焊接部位照射激光;供给部,其向焊接部位供给焊丝;检测部,其设置于供给部,检测焊丝的供给量或来自焊丝的反作用力;以及移动部,其移动焊接部位或焊丝。焊接装置的控制方法包括:供给停止步骤,在该步骤中,控制供给部以停止向焊接部位供给焊丝;照射停止步骤,在供给停止步骤之后,控制照射部以停止向焊接部位照射激光;移动步骤,在照射停止步骤之后,控制移动部以使焊接部位与焊丝相对分离;熔敷判定步骤,在该步骤中,基于在移动步骤中由检测部检测出的焊丝的供给量或来自焊丝的反作用力,实施判定是否发生了焊丝在母材上的熔敷的熔敷判定;以及照射步骤,在该步骤中,当在熔敷判定步骤中判定为发生了焊丝的熔敷时,控制照射部照射激光。
附图说明
本发明的目的、特征以及优点,通过与附图相关的以下实施方式的说明进一步阐明。
图1是例示应用本发明的实施方式的焊接装置的激光钎接熔焊工序的立体图。
图2是例示图1的焊丝进给器的内部结构的侧视图。
图3是例示本发明的实施方式的焊接装置的主要部分结构的框图。
图4是例示焊接部位终端正常时的图1的焊丝进给器和激光振荡器的动作的时序图。
图5是例示正常的焊接部位终端的立体图。
图6是例示在焊接部位终端熔敷焊丝时的图1的焊丝进给器和激光振荡器的动作的时序图。
图7是例示熔敷有焊丝的焊接部位终端的立体图。
图8是例示在焊接部位终端处母材熔融时的图1的焊丝进给器和激光振荡器的动作的时序图。
图9A是说明常规模式下的图3的机器人用控制器和焊丝进给器用控制器的动作的框图。
图9B是说明终端模式下的图3的机器人用控制器和焊丝进给器用控制器的动作的框图。
图10是示出由本发明的实施方式的焊接装置执行的处理的一例的流程图。
图11A是示出本发明的实施方式的焊接装置的动作的一例的时序图。
图11B是示出本发明的实施方式的焊接装置的动作的另一例的时序图。
具体实施方式
以下,参照图1~图11B说明本发明的实施方式。图1是例示应用本发明的实施方式的焊接装置100的焊接工序的立体图,作为一例,示出利用借助激光熔融了的焊丝1将作为母材2的汽车的顶板2a和左右的侧板 2b接合的激光钎接熔焊工序。
在激光钎接熔焊中,由于将熔点比母材2低的焊丝1作为钎料利用激光使其熔融,因此与通过从母材在电极放电而使母材自身变为高温的电弧焊相比,母材2不易产生变形。因此,适用于以顶板等薄钢板为母材的焊接工序。另外,由于激光钎接熔焊的加工速度(100mm/秒左右)比电弧焊的加工速度(5~10mm/秒左右)快,因此也适用于汽车的批量生产等依次进行的焊接加工。
如图1所示,焊接装置100具有:焊丝进给器10,其向焊接部位进给焊丝1;激光振荡器20,其向焊接部位照射激光;以及机器人30,其移动焊丝进给器10和激光振荡器20。焊丝进给装置10在内部具有进给辊11 (图2),输送卷状的焊丝1,进给至焊接部位。激光振荡器20通过照射头20a向焊接部位照射激光。机器人30沿着顶板2a和侧板2b的接合部(焊接部位)移动焊丝进给器10和激光振荡器20。从焊丝进料器10进给到焊接部位的焊丝1接受从激光振荡器20照射到焊接部位的激光的能量而熔融,之后,通过冷却凝固而形成焊道1a,由此将顶板2a和侧板2b接合。
图2是例示焊丝进给器10的内部结构的侧视图。如图2所示,焊丝进给器10具有进给焊丝1的进给辊11和检测焊丝1的进给速度(每单位时间的进给量)的辊编码器12。进给辊11具有由未图示的电动机驱动而旋转的驱动辊11a和向驱动辊11a按压焊丝1的从动辊11b,通过电动机的驱动,进给插通在驱动辊11a与从动辊11b之间的焊丝1。辊编码器12配置成旋转面与焊丝1接触,根据旋转速度检测焊丝1向进给方向的进给速度。
图3是例示本发明的实施方式的焊接装置100的主要部分结构的框图。如图3所示,焊接装置100还具有:焊丝进给器用控制器10a,其设置于焊丝进给器10,控制焊丝进给器10;以及机器人用控制器30a,其设置于机器人30,控制机器人30。焊丝进给器用控制器10a和机器人用控制器 30a构成为包括微型计算机及其外围电路等。焊丝进给器用控制器10a和机器人用控制器30a相互可通信地连接,并且分别与激光振荡器20连接。在焊丝供给器用控制器10a连接进给辊11和辊编码器12。
图4是例示焊接部位终端为正常的情况下的焊丝进给器10和激光振荡器20的动作的时序图,图5是例示正常的焊接部位终端1b的立体图。如图4所示,当沿着焊接部位移动的机器人30接近焊接部位终端时,从机器人用控制器30a向焊丝进给器用控制器10a发送指令停止焊丝1的进给的信号(时刻t1)。另外,从机器人用控制器30a向激光振荡器20发送指令停止照射激光的信号(时刻t2)。
当从机器人用控制器30a接收到焊丝停止指令的焊丝进给器用控制器 10a控制焊丝进给器10以使进给辊11停止时,进给辊11停止,焊接部位的焊丝1的进给停止(时刻t3)。另外,当激光振荡器20从机器人用控制器30a接收到激光停止指令时,停止从激光振荡器20向焊接部位照射激光 (时刻t4)。
在停止向焊接部位进给焊丝1的时机,会因通信的延迟、电动机的惯性、焊丝1的挠曲状态等而产生偏差。如图4所示,如果在移动焊丝进给器10和激光振荡器20的机器人30到达焊接部位终端的时刻t3,停止向焊接部位进给焊丝1,在之后的时刻t4停止向焊接部位照射激光时,则焊接部位终端正常。
即,如图5所示,在焊接部位终端1b,焊丝1受到激光的能量而熔融,冷却凝固前的焊道1a形成熔池。当在这样的状态下被停止了进给的焊丝1 顶端从动于机器人30以从焊接部位离开的方式移动时,焊丝1顶端从焊道 1a顶端的熔池断离,焊道1a顶端以与母材2的表面融合的方式冷却凝固。
图6是例示在焊接部位终端1b上熔敷焊丝1时的焊丝进给器10和激光振荡器20的动作的时序图,图7是例示熔敷焊丝1的焊接部位终端1b 的立体图。在图6的例子中,在时刻t5停止向焊接部位照射激光之后,到时刻t6为止也向焊接部位进给焊丝1。在该情况下,如图7所示,在焊接部位终端1b的焊道1a顶端残留有未断离状态的焊丝1顶端的状态下,焊道1a冷却凝固,发生焊丝1在母材2的熔敷。
这样,如果在焊丝1熔敷于母材2的状态下机器人30以从焊接部位离开的方式持续移动,则在时刻t7,被母材2拉伸的焊丝1从焊丝进给器10 输送出。在这种情况下,有可能损伤母材和电动机。像这样的焊丝1的输送能够通过辊编码器12(图2)或者测定施加在进给辊11的负荷来检测。另外,熔敷后的焊丝1能够通过照射激光而从母材2断离。
图8是例示在焊接部位终端1b处母材2熔融的情况下的焊丝进给器 10和激光振荡器20的动作的时序图。在图8的例子中,在时刻t9机器人 30到达焊接部位终端之前,在时刻t8停止向焊接部位进给焊丝1。在该情况下,通过对母材2直接照射激光,由此母材2熔融,产生变形等不良情况。这样,母材2熔融的不良情况难以通过之后的激光照射等而消除,因此在图6所示那样的靠近焊丝熔敷的时机,指令停止进给焊丝或停止照射激光。
在本实施方式中,如下构成焊接装置100,以便能够适当地处理焊接部位终端1b。图9A和图9B是说明机器人用控制器30a和焊丝进给器用控制器10a的动作的框图。图9A示出对焊接部位终端1b以外进行焊接时的常规模式下的动作,图9B示出对焊接部位终端1b进行焊接时的终端模式下的动作。
在图9A的常规模式下,焊丝进给器用控制器10a根据来自机器人用控制器30a的指令控制进给辊11,并且根据来自辊编码器12的信号监视焊丝 1的进给状态(常规模式下的熔敷判定)。若焊丝1的进给状态发生异常,则从焊丝进给器用控制器10a向机器人用控制器30a报告异常,机器人用控制器30a使机器人30等停止,由此中断焊接工序。
这样的常规模式下的熔敷判定是以防止因焊丝1的熔敷而引起的焊丝进给器10的损伤为目的实施的,由于伴随着焊接工序的中断,因此为了正确实施,会基于较长时间(例如100ms左右)的监视结果进行判定。需要说明的是,在常规模式下,激光振荡器20根据来自机器人用控制器30a的指令向焊接部位照射额定输出(例如4500W左右)的激光。
在图9B的终端模式下,焊丝供给器用控制器10a也根据来自机器人用控制器30a的指令控制进给辊11,并且根据来自辊编码器12的信号监视焊丝1的进给状态(终端模式下的熔敷判定)。在上述的常规模式下的熔敷判定中,从熔敷发生到判定为异常需要较长时间(例如,100ms左右)。而且,还需要从焊丝进给器用控制器10a向机器人用控制器30a报告异常并从机器人用控制器30a向激光振荡器20指令用于将熔敷了的焊丝1断离的激光照射的通信时间(例如4ms左右)。由于机器人30在此期间也继续移动,因此照射位置从焊接部位终端1b离开直至照射断离用的激光,在焊丝1断离后,已经冷却凝固了的焊道1a顶端也从焊接部位终端1b突出,有可能损害质量。
终端模式下的熔敷判定不仅以防止因焊丝1的熔敷而引起的焊丝进给器10的损伤为目的,还以防止这样的质量上的问题为目的而实施,为了迅速实施,会基于较短时间(例如1ms左右)的监视结果进行判定。更具体而言,在停止进给后,在焊丝供给器用控制器10a的每个控制周期,将由辊编码器12检测出的焊丝1的进给速度与阈值(例如,“0”)进行比较,当超过阈值时,判定为发生了焊丝1的熔敷。
进而,当判定为发生了焊丝1的熔敷时,立即从焊丝进给器用控制器 10a不经由机器人用控制器30a而直接对激光振荡器20指令照射用于将熔敷了的焊丝1断离的激光(切割激光)。持续照射切割激光,直到由辊编码器12检测出的焊丝1的进给速度小于阈值、判定为熔敷了的焊丝1断离为止。需要说明的是,在本实施方式的焊丝进给器用控制器10a,设置分立电路等专用运算处理电路10a1。专用运算处理电路10a1具有:编码器计数器,其处理来自辊编码器12的信号;CPU(中央处理器),其根据处理结果实施焊丝1的熔敷判定;D/A转换器或数字I/O,其输出判定结果。通过由专用运算处理电路10a1实施焊丝1的熔敷判定和向激光振荡器20指令照射切割激光,能够将从焊丝1的熔敷判定到指令照射切割激光为止所花费的时间缩短到例如1ms左右。
更具体而言,切割激光是以使其输出经过规定时间(例如50ms左右) 逐渐增加至常规模式下的额定输出(例如4500W左右)的一半以下的最大输出(例如2000W左右)的方式来进行照射的。例如,以其输出根据指令了停止进给后的焊丝1的进给量(输送量)而逐渐增加的方式照射切割激光。或者,采用输出为常规模式下的额定输出(例如4500W左右)的一半以下(例如2000W左右)的脉冲,照射切割激光。这样,通过使切割激光的输出为常规模式下的额定输出的一半以下,限制向熔敷部位的每单位面积输入的激光的能量,能够防止对熔敷部位终端1b的母材2造成损伤。
在终端模式下,在较短的时间实施熔敷判定,切割激光照射在焊接部位终端1b附近,因此在焊丝1断离后,焊道1a顶端的熔池沿着母材2的表面融合而冷却凝固,不会损害质量。这样,通过将由辊编码器12检测出的焊丝1的进给速度(输送速度)与阈值(例如“0”)进行比较,能够确认熔敷了的焊丝1是否断离、熔敷是否解除。
图10是示出由本发明的实施方式的焊接装置执行的处理的一例的流程图。图10的流程图所示的处理在沿着焊接部位移动的机器人30接近焊接部位终端1b、例如到达焊接部位终端1b时开始。如图10所示,首先在 S1(S:处理步骤)中,机器人用控制器30a对机器人30指令停止移动。接着,在S2中,机器人用控制器30a对焊丝进给器用控制器10a指令停止进给焊丝1。接着,在S3中,机器人用控制器30a对激光振荡器20指令停止照射额定输出的激光。
接着,在S4中,将由焊丝进给器用控制器10a实施的熔敷判定从常规模式切换为终端模式。接着,在S5中,机器人用控制器30a对机器人30 指令重新开始移动。接着,在S6中,焊丝进给器用控制器10a根据来自辊编码器12的信号,判定是否发生了焊丝1的熔敷。当S6为否定(S6:否) 时,进入S7,判定是否经过了规定时间(例如1s左右)。当S7为否定(S7:否)时,返回S6,继续终端模式下的熔敷判定,当为肯定(S7:是)时,进入S10。
另一方面,当S6为肯定(S6:是)时,进入S8,焊丝进给器用控制器10a对激光振荡器20指令照射切割激光。接着,在S9中,焊丝进给器用控制器10a根据来自辊编码器12的信号,判定焊丝1的熔敷是否已解除。重复实施S9,直至S9为肯定(S9:是)为止。接着,在S10中,将由焊丝进给器用控制器10a进行的熔敷判定从终端模式切换为常规模式,结束处理。
图11A和图11B是示出本发明的实施方式的焊接装置100的动作的一例的时序图。如图11A所示,当在时刻t10机器人30到达焊接部位终端 1b时,依次指令机器人30停止移动、停止进给焊丝1、停止照射额定输出的激光(图10的S1-S3)。在时刻t11机器人30的移动停止,在时刻t12 额定输出的激光的照射停止后,在时刻t13焊丝1的进给停止时,在焊接部位终端1b发生焊丝1的熔敷。
当在时刻t14机器人30的移动重新开始时,随着机器人30的移动,顶端熔敷在焊接部位终端1b上的状态的焊丝1被拉伸。之后,当焊丝1的挠曲消失时,在时刻t15,从焊丝进给器10输送焊丝1,判定为发生了焊丝1的熔敷,照射切割激光(S4~S8)。当焊丝1顶端借助切割激光的能量熔融并在时刻t16从焊接部位终端1b断离时,停止从焊丝进给器10输送焊丝1,判定为熔敷已解除,停止照射切割激光(S9~S10)。
在图11A中,在时刻t15-t16,切割激光以输出根据焊丝1的输送量逐渐增加的方式照射,直至输出达到至时刻t10为止的常规模式下的额定输出的一半以下的最大输出。另一方面,在图11B中,在时刻t15-t16,采用输出为至时刻t10为止的常规模式下的额定输出的一半以下的脉冲,照射切割激光。
这样,当在停止进给焊丝1后产生焊丝1的输送时,判定为发生了焊丝熔敷,并立即照射切割激光,因此在焊接部位终端1b的熔池冷却凝固之前,能够以低输出的切割激光解除熔敷。另外,即使检测到焊丝熔敷,机器人30的移动也不会停止,因此能够缩短焊接周期整体的所需时间。
根据本发明的实施方式,能够起到如下作用效果。
(1)焊接装置100通过由激光熔融了的焊丝1焊接母材2。焊接装置 100具备:激光振荡器20,其向焊接部位照射激光;焊丝进给器10,其向焊接部位进给焊丝1;辊编码器12,其设置于焊丝进给器10,检测焊丝1 的进给速度;机器人30,其移动焊接部位或焊丝1;以及控制器10a、30a,其分别控制激光振荡器20和焊丝进给器10与机器人30(图1~图3)。
控制器10a、30a执行:进给停止步骤S2,在该步骤中,控制焊丝进给器10,以停止向焊接部位进给焊丝1;照射停止步骤S3,在进给停止步骤S2之后,控制激光振荡器20,以停止向焊接部位照射激光;移动重新开始步骤S5,在照射停止步骤S3之后,控制机器人30,使焊接部位与焊丝1相对分离;终端模式下的熔敷判定步骤S6,在该步骤中,基于在移动重新开始步骤S5中由辊编码器12检测出的焊丝1的进给速度,判定是否发生了焊丝1在母材2上的熔敷;以及切割激光照射步骤S8,在该步骤中,当在终端模式下的熔敷判定步骤S6中判定为发生了焊丝1的熔敷时,控制激光振荡器20,以照射切割激光(图10)。
即,在指令了停止进给焊丝1后,在由辊编码器12检测出表示焊丝1 的进给(输送)的方向的旋转的情况下,判定为在焊接部位终端1b发生了焊丝1的熔敷。然后,立即照射用于使熔敷了的焊丝1断离的切割激光。由此,在焊接部位终端1b的熔池冷却凝固之前,能够以输出比通常的焊接时低的切割激光从焊接部位终端1b的熔池断离焊丝1。因此,能够防止母材2和焊丝进给器10被在熔敷于焊接部位终端1b上的状态下从动于机器人30的焊丝1拉伸而损伤。
(2)以较短的时间(例如1ms左右)为单位实施终端模式下的熔敷判定。控制器10a、30a实施常规模式下的熔敷判定,直至照射停止步骤S3,所述常规模式下的熔敷判定是以较长的时间(例如100ms左右)为单位,根据由辊编码器12检测出的焊丝1的进给速度,判定是否发生了焊丝1在母材2上的熔敷。即,在终端模式下,以比常规模式短的周期检测焊丝1 的熔敷,因此能够尽快检测熔敷。
控制器10a、30a包括设置于机器人30的机器人用控制器30a和设置于焊丝进给器10的焊丝进给器用控制器10a(图3)。机器人用控制器30a 执行进给停止步骤S2、照射停止步骤S3和移动重新开始步骤S5(图9B、图10)。焊丝进给器用控制器10a执行终端模式下的熔敷判定步骤S6和切割激光照射步骤S8(图9B、图10)。即,由于从焊丝进给器用控制器 10a不经由机器人用控制器30a而直接对激光振荡器20指令照射切割激光,因此能够在检测到熔敷之后迅速地照射切割激光。
(4)机器人30移动激光振荡器20和焊丝进给器10(图1)。控制器10a、30a通过控制机器人30,使激光振荡器20和焊丝进给器10从焊接部位离开,由此执行移动重新开始步骤S5,并且不以使机器人30停止的方式进行控制而执行切割激光照射步骤S8。由于即使检测到熔敷也不会停止机器人30的移动,因此能够缩短焊接周期整体的所需时间。
(5)控制器10a、30a在执行切割激光照射步骤S8时,根据由辊编码器12检测出的焊丝1的进给速度,控制激光振荡器20,以停止向焊接部位照射切割激光。由此,能够抑制焊接部位的过度加热,防止质量恶化。另外,即使在误检测到熔敷的情况下,也能够在短时间内停止切割激光。
(6)控制器10a、30a在执行切割激光照射步骤S8时,控制激光振荡器20,对焊接部位照射输出与在移动重新开始步骤S5中由辊编码器12检测出的焊丝1的进给速度对应的激光或者输出为在照射停止步骤S3中停止了向焊接部位照射的激光的输出的一半以下的激光脉冲。这样,通过限制向熔敷部位的每单位面积输入的激光的能量,能够防止对熔敷部位终端1b 的母材2造成损伤。
在上述实施方式中,在图1等中例示了焊接装置100的具体结构,但焊接装置只要是利用借助激光熔融了的焊丝来焊接母材的装置,就可以是任意装置。例如,也可以是实施用于预热母材的激光照射的双光束方式的装置等。另外,说明了机器人30移动焊丝进给器10和激光振荡器20的例子,但移动焊接部位或焊丝的移动部不限于这样的结构。例如,可以移动包含焊接部位的母材,也可以移动母材和焊丝这两者。
在上述实施方式中,说明了根据由辊编码器12检测出的焊丝1的输送速度(每单位时间的进给量)来检测焊丝熔敷的例子,但设置于供给部、检测焊丝的供给量或来自焊丝的反作用力的检测部不限于这样的结构。例如,也可以通过测定施加于进给辊11的电动机上的负荷来检测焊丝1被拉伸而输送时的反作用力,从而检测焊丝熔敷。
以上,将本发明作为焊接装置100进行了说明,但本发明也能够作为利用借助激光熔融了的焊丝1焊接母材2的焊接装置100的控制方法使用。即,焊接装置的控制方法包括:进给停止步骤S2,在该步骤中,控制焊丝进给器10,以停止向焊接部位进给焊丝1;照射停止步骤S3,在进给停止步骤S2之后,控制激光振荡器20,以停止向焊接部位照射激光;移动重新开始步骤S5,在照射停止步骤S3之后,控制机器人30,使焊接部位与焊丝1相对分离;终端模式下的熔敷判定步骤S6,在该步骤中,根据在移动重新开始步骤S5中由辊编码器12检测出的焊丝1的进给速度,实施判定是否发生了焊丝1在母材2上的熔敷的熔敷判定;以及切割激光照射步骤S8,在该步骤中,当在终端模式下的熔敷判定步骤S6中判定为发生了焊丝1的熔敷时,控制激光振荡器20,以照射切割激光(图10)。
既能够任意组合上述实施方式和变形例中的一个或者多个,也能够将各变形例彼此进行组合。
采用本发明,能够适当地处理焊接部位终端。
上文结合优选实施方式对本发明进行了说明,但本领域技术人员应该理解,在不脱离后述权利要求书的公开范围的情况下能够进行各种修改和变更。
Claims (8)
1.一种焊接装置(100),是利用借助激光熔融了的焊丝(1)焊接母材(2)的焊接装置(100),其特征在于,具备:
照射部(20),其对焊接部位照射激光;
供给部(10),其向所述焊接部位供给所述焊丝(1);
检测部(12),其设置于所述供给部(10),检测所述焊丝(1)的供给量或来自所述焊丝(1)的反作用力;
移动部(30),其移动所述焊接部位或所述焊丝(1);以及
控制部(10a、30a),其分别控制所述照射部(20)、所述供给部(10)和所述移动部(30),
所述控制部(10a、30a)执行:
供给停止步骤,在该步骤中,控制所述供给部(10),以停止向所述焊接部位供给所述焊丝(1);
照射停止步骤,在所述供给停止步骤之后,控制所述照射部(20),以停止向所述焊接部位照射激光;
移动步骤,在所述照射停止步骤之后,控制所述移动部(30),使所述焊接部位和所述焊丝(1)相对分离;
熔敷判定步骤,在该步骤中,基于在所述移动步骤中由所述检测部(12)检测出的所述焊丝(1)的供给量或来自所述焊丝(1)的反作用力,实施判定是否发生了所述焊丝(1)在所述母材(2)上的熔敷的熔敷判定;以及
照射步骤,在该步骤中,当在所述熔敷判定步骤中判定为发生了所述焊丝(1)的熔敷时,控制所述照射部(20),以照射激光。
2.根据权利要求1所述的焊接装置(100),其特征在于,
所述熔敷判定是以第一周期为单位实施的第一熔敷判定,
所述控制部(10a、30a)实施第二判定直至所述照射停止步骤,所述第二判定以比所述第一周期长的第二周期为单位基于由所述检测部(12)检测出的所述焊丝(1)的供给量或来自所述焊丝(1)的反作用力来判定是否发生了所述焊丝(1)在所述母材(2)上的熔敷。
3.根据权利要求1或2所述的焊接装置(100),其特征在于,
所述控制部(10a、30a)包括:
第一控制部(30a),其设置于所述移动部(30);和
第二控制部(10a),其设置于所述供给部(10),
所述第一控制部(30a)执行所述供给停止步骤、所述照射停止步骤和所述移动步骤,
所述第二控制部(10a)执行所述熔敷判定步骤和所述照射步骤。
4.根据权利要求1所述的焊接装置(100),其特征在于,
所述移动部(30)是移动所述照射部(20)和所述供给部(10)的机器人(30),
所述控制部(10a、30a)通过控制所述机器人(30),使所述照射部(20)和所述供给部(10)从所述焊接部位离开来执行所述移动步骤,并且不以使所述机器人(30)停止的方式进行控制而执行所述照射步骤。
5.根据权利要求4所述的焊接装置(100),其特征在于,
所述控制部(10a、30a)在执行所述照射步骤时,根据由所述检测部(12)检测出的所述焊丝(1)的供给量或来自所述焊丝(1)的反作用力,控制所述照射部(20),以停止向所述焊接部位照射激光。
6.根据权利要求1所述的焊接装置(100),其特征在于,
所述控制部(10a、30a)在执行所述照射步骤时,控制所述照射部(20),对所述焊接部位照射输出与在所述移动步骤中由所述检测部(12)检测出的所述焊丝(1)的供给量或来自所述焊丝(1)的反作用力对应的激光或输出为在所述照射停止步骤中停止了向所述焊接部位照射的激光的输出的一半以下的激光脉冲。
7.根据权利要求3所述的焊接装置(100),其特征在于,
所述第二控制部(10a)具有专用运算处理电路(10a1),所述专用运算处理电路(10a1)具有处理来自所述检测部(12)的信号的编码器计数器、根据所述编码器计数器的处理结果执行所述熔敷判定步骤的CPU以及执行所述照射步骤的D/A转换器或数字I/O。
8.一种焊接装置(100)的控制方法,该焊接装置(100)利用借助激光熔融了的焊丝(1)对母材(2)进行焊接,该焊接装置(100)的控制方法的特征在于,
所述焊接装置(100)具备:照射部(20),其向焊接部位照射激光;供给部(10),其向所述焊接部位供给所述焊丝(1);检测部(12),其设置于所述供给部(10),检测所述焊丝(1)的供给量或来自所述焊丝(1)的反作用力;以及移动部(30),其移动所述焊接部位或所述焊丝(1),
所述控制方法包括:
供给停止步骤,在该步骤中,控制所述供给部(10),以停止向所述焊接部位供给所述焊丝(1);
照射停止步骤,在所述供给停止步骤之后,控制所述照射部(20),以停止向所述焊接部位照射激光;
移动步骤,在所述照射停止步骤之后,控制所述移动部(30),使所述焊接部位和所述焊丝(1)相对分离;
熔敷判定步骤,在该步骤中,基于在所述移动步骤中由所述检测部(12)检测出的所述焊丝(1)的供给量或来自所述焊丝(1)的反作用力,实施判定是否发生了所述焊丝(1)在所述母材(2)上的熔敷的熔敷判定;以及
照射步骤,在该步骤中,当在所述熔敷判定步骤中判定为发生了所述焊丝(1)的熔敷时,控制所述照射部(20),以照射激光。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6462276A (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-08 | Daihen Corp | Method for preventing and detecting welding wire deposition |
JPH02187268A (ja) * | 1989-01-13 | 1990-07-23 | Kobe Steel Ltd | 消耗電極式両極性アーク溶接電源における出力制御方法 |
JPH08215846A (ja) * | 1995-02-20 | 1996-08-27 | Yaskawa Electric Corp | アーク溶接装置 |
JP2001105163A (ja) * | 1999-10-07 | 2001-04-17 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | レーザ溶接方法 |
JP2001198689A (ja) * | 2000-01-11 | 2001-07-24 | Kobe Steel Ltd | アルミニウム材のレーザ溶接方法 |
JP2002137060A (ja) * | 2000-10-27 | 2002-05-14 | Nachi Fujikoshi Corp | 溶着検出方法 |
JP2006159234A (ja) * | 2004-12-06 | 2006-06-22 | Nissan Motor Co Ltd | レーザ溶接方法 |
CN110773862A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-02-11 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种激光填丝焊接方法、控制装置、设备及存储介质 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10006852C5 (de) * | 2000-02-16 | 2004-08-26 | Anders, Michael, Dr.-Ing. | Verfahren und Vorrichtung zum Fügen von Werkstückteilen mittels eines Energiestrahls, insbesondere Laserstrahls |
KR20050014128A (ko) * | 2003-07-30 | 2005-02-07 | 주식회사 이오테크닉스 | 레이저 가공 시스템의 제어장치 및 제어방법 |
US20060087952A1 (en) * | 2004-10-22 | 2006-04-27 | Mediatek Inc. | Laser power control system |
JP5131437B2 (ja) * | 2007-07-04 | 2013-01-30 | トヨタ自動車株式会社 | 溶接装置および溶接方法 |
WO2011118172A1 (ja) * | 2010-03-24 | 2011-09-29 | パナソニック株式会社 | レーザ溶接方法およびレーザ溶接装置 |
US10688589B2 (en) * | 2017-06-20 | 2020-06-23 | Esab Ab | System and method for monitoring resistance in a wire feed device |
US20190283182A1 (en) * | 2018-03-15 | 2019-09-19 | GKN Aerospace North America, Inc. | Free form deposition |
-
2021
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-
2022
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6462276A (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-08 | Daihen Corp | Method for preventing and detecting welding wire deposition |
JPH02187268A (ja) * | 1989-01-13 | 1990-07-23 | Kobe Steel Ltd | 消耗電極式両極性アーク溶接電源における出力制御方法 |
JPH08215846A (ja) * | 1995-02-20 | 1996-08-27 | Yaskawa Electric Corp | アーク溶接装置 |
JP2001105163A (ja) * | 1999-10-07 | 2001-04-17 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | レーザ溶接方法 |
JP2001198689A (ja) * | 2000-01-11 | 2001-07-24 | Kobe Steel Ltd | アルミニウム材のレーザ溶接方法 |
JP2002137060A (ja) * | 2000-10-27 | 2002-05-14 | Nachi Fujikoshi Corp | 溶着検出方法 |
JP2006159234A (ja) * | 2004-12-06 | 2006-06-22 | Nissan Motor Co Ltd | レーザ溶接方法 |
CN110773862A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-02-11 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种激光填丝焊接方法、控制装置、设备及存储介质 |
Also Published As
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