JP2014113607A - Arc start method and welding system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶接ロボット及び非消耗電極式アーク溶接機を備える溶接システム、特にそのアークスタート方法に関する。 The present invention relates to a welding system including a welding robot and a non-consumable electrode type arc welder, and more particularly to an arc start method thereof.
TIG溶接等の非消耗電極式アーク溶接におけるアークスタート方法としては、高周波スタート方式やタッチスタート方式等が知られている。高周波スタート方式は、溶接トーチの電極と被溶接物との間に数千ボルトの高周波電圧を印加し、溶接トーチの電極を被溶接物に非接触で初期アークを発生させる方式である。 As an arc start method in non-consumable electrode type arc welding such as TIG welding, a high frequency start method, a touch start method, and the like are known. The high frequency start method is a method in which a high frequency voltage of several thousand volts is applied between the electrode of the welding torch and the workpiece, and the initial arc is generated without contacting the electrode of the welding torch with the workpiece.
一方、タッチスタート方式は、溶接トーチの電極と被溶接物との間に無負荷電圧を印加した状態で溶接トーチの電極を被溶接物に一旦接触(タッチ)させてから引き離し、初期アークを発生させる方式である。タッチスタートによるアークスタート方法については、例えば特許文献1〜3等にて開示がなされている。 On the other hand, in the touch start method, an initial arc is generated by bringing the welding torch electrode into contact (touch) with the welding torch while the no-load voltage is applied between the welding torch electrode and the workpiece and then pulling them apart. It is a method to make it. The arc start method by the touch start is disclosed in, for example, Patent Documents 1 to 3 and the like.
ところで、タッチスタート方式では、高電圧、高周波を用いる高周波スタート方式に対して回路素子の耐圧、電磁ノイズの影響は小さい反面、溶接トーチの電極を被溶接物に接触させる必要がある。 By the way, in the touch start method, although the influence of the circuit element withstand voltage and electromagnetic noise is small compared to the high frequency start method using high voltage and high frequency, it is necessary to bring the electrode of the welding torch into contact with the workpiece.
そして、溶接ロボットとアーク溶接機とが連携してアーク溶接を行う溶接システムにおいては、溶接トーチを支持する溶接ロボットの可動アーム(マニピュレータ)にて溶接トーチの電極を接触させる動作を行わせるが、この場合、溶接トーチの電極を被溶接物表面に対して垂直姿勢を維持しつつ次第に近接させて接触を図る動作が一般的である。 In the welding system in which the welding robot and the arc welding machine perform arc welding in cooperation, the movable arm (manipulator) of the welding robot that supports the welding torch is operated to contact the electrode of the welding torch. In this case, a general operation is to bring the electrodes of the welding torch into close contact with each other while maintaining a vertical posture with respect to the surface of the workpiece.
一方で、溶接トーチの電極先端は一般的に先細状に研磨されており、アーク発生点の安定化、つまりアークの安定化が図られている。しかしながら、非消耗電極とはいっても、アークによる電極先端は若干消耗していき、次第に鋭利ではなくなっていく。これに加え、アークスタートの度に被溶接物表面に対して溶接トーチの電極を垂直に接触させる動作が繰り返されることで、電極先端の頂部がその接触動作時の押圧力にて押し潰されて変形し、電極先端の頂部の非鋭利化がより一層進行する。結果、早期に電極先端でのアーク発生点が様々移動するようになり、アークスタート性の悪化、溶接中のアークが不安定となるといったことが早期に発生することが懸念されている。 On the other hand, the electrode tip of the welding torch is generally polished in a tapered shape, and the arc generation point is stabilized, that is, the arc is stabilized. However, even though it is a non-consumable electrode, the electrode tip caused by the arc is slightly consumed and gradually becomes less sharp. In addition to this, by repeating the operation of bringing the welding torch electrode into vertical contact with the workpiece surface every time the arc starts, the top of the electrode tip is crushed by the pressing force during the contact operation. Deformation further advances the non-sharpening of the top of the electrode tip. As a result, there are concerns that the arc generation point at the tip of the electrode will move variously at an early stage, resulting in an early occurrence of deterioration in arc start performance and unstable arc during welding.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、アークスタート時の被溶接物との接触による溶接トーチの電極先端の非鋭利化への進行を抑制し、アークの発生状態を長期に亘って良好に維持することができるアークスタート方法、及びそのアークスタート方法を用いる溶接システムを提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to suppress the progress of the electrode tip of the welding torch due to contact with the workpiece to be welded at the time of arc start, and to prevent arcing. It is an object of the present invention to provide an arc start method capable of maintaining the state of occurrence of this well for a long period of time and a welding system using the arc start method.
上記課題を解決するアークスタート方法は、溶接ロボット及び非消耗電極式アーク溶接機を備え、前記溶接ロボットの可動アームにて前記溶接機の溶接トーチを支持し、該溶接トーチの電極先端と被溶接物との間にアークを発生させ、前記可動アームによる前記溶接トーチの動作を伴う前記被溶接物の一連のアーク溶接を行う溶接システムにおいて、前記溶接トーチの電極先端にて初期アークを発生させるアークスタート方法であって、前記溶接機に備えられる溶接電源を制御して前記溶接トーチの電極に所定電圧印加を行うとともに、前記溶接ロボットの可動アームの動作を制御して前記溶接トーチの電極を前記被溶接物に一旦接触させてから引き離して初期アークを発生させるタッチスタート方式が用いられ、前記溶接トーチの電極の先端部は先細形状をなすものであり、その先端部を前記被溶接物の表面に対して接触させる際、前記電極を前記被溶接物の表面に対して傾斜させて前記電極の先端部の頂部を接触させるべく、前記溶接ロボットの可動アームの動作制御を行うものである。 An arc start method that solves the above-described problem includes a welding robot and a non-consumable electrode arc welding machine, and supports a welding torch of the welding machine by a movable arm of the welding robot, and an electrode tip of the welding torch and a workpiece to be welded An arc that generates an initial arc at the electrode tip of the welding torch in a welding system that generates an arc between the workpiece and performs a series of arc welding of the workpiece with the operation of the welding torch by the movable arm. In the starting method, the welding power source provided in the welding machine is controlled to apply a predetermined voltage to the electrode of the welding torch, and the operation of the movable arm of the welding robot is controlled to connect the electrode of the welding torch. A touch start method is used in which an initial arc is generated by bringing the workpiece into contact with a workpiece and then pulling it away, and the tip of the electrode of the welding torch is used. The portion has a tapered shape, and when the tip is brought into contact with the surface of the workpiece, the top of the tip of the electrode is tilted with respect to the surface of the workpiece. In order to make contact, the operation control of the movable arm of the welding robot is performed.
この構成によれば、タッチスタート方式のアークスタートにおいて、電極の先端部を被溶接物の表面に対して接触させる際、電極を被溶接物の表面に対して傾斜させて電極の先端部の頂部が接触する動作が行われる。これにより、接触動作時の押圧力のうち、電極の先端部の頂部を押し潰す方向(軸線方向)の力としてはその分力となるため、アークスタートを繰り返す過程での電極の先端部の頂部を押し潰す変形(非鋭利化への進行)は抑制され、アークの発生状態を長期に亘って良好に維持することが可能となる。 According to this configuration, in the arc start of the touch start method, when the tip of the electrode is brought into contact with the surface of the workpiece, the top of the tip of the electrode is tilted with respect to the surface of the workpiece. The operation which contacts is performed. As a result, of the pressing force during the contact operation, the force in the direction of crushing the top of the tip of the electrode (axial direction) is the component force, so the top of the tip of the electrode in the process of repeating the arc start The deformation that crushes (progress to non-sharpening) is suppressed, and the arc generation state can be maintained well over a long period of time.
また上記のアークスタート方法において、前記電極は、その先端部の頂部の角度が鋭角に設定されるのが好ましい。
この構成によれば、電極の先端部の頂部の角度が鋭角に設定される場合、電極の先端部の頂部を押し潰す変形が生じ易い状況となるため、このような電極を用いる溶接システムへの適用は効果大である。
In the arc start method described above, it is preferable that the top angle of the tip of the electrode is set to an acute angle.
According to this configuration, when the angle of the top of the tip of the electrode is set to an acute angle, a situation in which the top of the tip of the electrode is easily crushed is likely to occur. Application is very effective.
また上記のアークスタート方法において、前記電極を前記被溶接物から引き離す際、前記電極への印加電流を次第に増加させるように制御するのが好ましい。
この構成によれば、電極を被溶接物から引き離す際、電極への印加電流が次第に増加される。換言すれば、電極への印加電流を被溶接物との接触時には低く、離間するに伴い増大させることで、電極への負担を軽減しつつ、発生したアークの維持を図ることが可能となる。
In the arc start method described above, it is preferable to control so that the current applied to the electrode gradually increases when the electrode is separated from the workpiece.
According to this configuration, when the electrode is pulled away from the workpiece, the current applied to the electrode is gradually increased. In other words, it is possible to maintain the generated arc while reducing the burden on the electrode by reducing the applied current to the electrode at the time of contact with the workpiece and increasing it as it is separated.
また上記のアークスタート方法において、前記溶接トーチの近傍にフィラーワイヤが供給動作可能に支持され、支持されるそのフィラーワイヤと前記溶接トーチとが一体的に動作するものであり、前記溶接トーチの電極の傾斜の際、前記フィラーワイヤが前記被溶接物から離間する方向に前記溶接トーチの傾斜動作が行われるのが好ましい。 Further, in the above arc start method, a filler wire is supported in the vicinity of the welding torch so as to be able to supply, and the filler wire to be supported and the welding torch operate integrally, and the electrodes of the welding torch It is preferable that the welding torch is tilted in a direction in which the filler wire is separated from the work piece during the tilting.
この構成によれば、溶接トーチと一体的に動作するフィラーワイヤが被溶接物から離間する方向となるように溶接トーチの傾斜動作が行われるため、傾斜動作時のフィラーワイヤの被溶接物に対する接触を特段考慮しなくて済む。 According to this configuration, since the welding torch is tilted so that the filler wire operating integrally with the welding torch is in a direction away from the workpiece, the filler wire contacts the workpiece during the tilting operation. Need not be considered.
上記課題を解決する溶接システムとしては、上記のアークスタート方法が用いられて構成される。
この構成によれば、タッチスタート方式のアークスタートを繰り返す過程での溶接トーチの電極先端の非鋭利化への進行を抑制でき、アークの発生状態を長期に亘って良好に維持する溶接システムの提供が可能となる。
As a welding system for solving the above-mentioned problems, the above arc start method is used.
According to this configuration, it is possible to suppress the progress of the electrode tip of the welding torch in the process of repeating the arc start of the touch start method, and to provide a welding system that can favorably maintain the arc generation state over a long period of time. Is possible.
本発明のアークスタート方法、及びそのアークスタート方法を用いる溶接システムによれば、アークスタート時の被溶接物との接触による溶接トーチの電極先端の非鋭利化への進行を抑制でき、アークの発生状態を長期に亘って良好に維持することができる。 According to the arc start method of the present invention and the welding system using the arc start method, it is possible to suppress the progress of the electrode tip of the welding torch due to contact with the workpiece at the time of arc start, and to generate an arc. The state can be maintained well over a long period of time.
以下、アークスタート方法及び溶接システムの一実施形態について説明する。
図1に示すように、溶接システム10は、溶接機11と溶接ロボット21とが連携動作するように構成されたシステムである。
Hereinafter, an embodiment of an arc start method and a welding system will be described.
As shown in FIG. 1, the welding system 10 is a system configured such that a welding machine 11 and a welding robot 21 operate in cooperation.
溶接機11は、非消耗電極式アーク溶接機の一つであるTIG溶接機である。溶接機11は、商用電源等からアーク溶接用の電力を生成する溶接電源12を備え、溶接電源12のプラス側出力端子に被溶接物Mが接続され、溶接電源12のマイナス側出力端子に溶接トーチ13が接続される。そして、溶接電源12での生成電力の供給に基づいて、溶接トーチ13にて支持される電極14の先端にてアークが生じ、被溶接物Mのアーク溶接が可能となる。このような溶接電源12には制御装置15が備えられており、制御装置15は、その時々でアークが適切となるような電力制御や初期アークを生じさせるアークスタート制御等、各種制御を行っている。また、制御装置15は、溶接ロボット21の制御装置25との連携制御が可能に構成されている。 The welding machine 11 is a TIG welding machine which is one of non-consumable electrode type arc welding machines. The welding machine 11 includes a welding power source 12 that generates electric power for arc welding from a commercial power source or the like, the workpiece M is connected to the plus side output terminal of the welding power source 12, and welding is performed to the minus side output terminal of the welding power source 12. A torch 13 is connected. An arc is generated at the tip of the electrode 14 supported by the welding torch 13 based on the supply of the generated power from the welding power source 12, and arc welding of the workpiece M is possible. Such a welding power source 12 is provided with a control device 15, and the control device 15 performs various controls such as electric power control that makes the arc appropriate from time to time and arc start control that generates an initial arc. Yes. Further, the control device 15 is configured to be capable of cooperative control with the control device 25 of the welding robot 21.
溶接ロボット21は可動アーム(マニピュレータ)22を備えており、可動アーム22の先端部に溶接機11の溶接トーチ13が支持される。溶接ロボット21は、付随する制御装置25による動作制御に基づいて可動アーム22を動作させ、溶接トーチ13(電極14)の移動・姿勢も含む所定動作を行う。また、溶接電源12の制御装置15との連携制御が可能に構成されており、可動アーム22の動作に応じた溶接電源12の電気的な制御が連動して行われるようになっている。 The welding robot 21 includes a movable arm (manipulator) 22, and the welding torch 13 of the welding machine 11 is supported at the tip of the movable arm 22. The welding robot 21 operates the movable arm 22 based on the operation control by the accompanying control device 25, and performs a predetermined operation including the movement / posture of the welding torch 13 (electrode 14). Moreover, it is comprised so that cooperation control with the control apparatus 15 of the welding power supply 12 is possible, and the electrical control of the welding power supply 12 according to operation | movement of the movable arm 22 is interlocked and performed.
次に、本実施形態の溶接システム10の動作(作用)を説明する。
溶接システム10では、被溶接物Mに対する溶接を実施する際、使用者が被溶接物Mに対する溶接ロボット21及び溶接機11(溶接電源12)の両者の一連の溶接動作をティーチペンダントTPにて教示し、その教示プログラムが溶接ロボット21側の制御装置25に格納される。
Next, the operation (action) of the welding system 10 of the present embodiment will be described.
In the welding system 10, when performing welding on the workpiece M, the user teaches a series of welding operations of both the welding robot 21 and the welding machine 11 (welding power source 12) to the workpiece M using the teach pendant TP. The teaching program is stored in the control device 25 on the welding robot 21 side.
そして、溶接開始指令に基づいて、溶接ロボット21側の制御装置25は、溶接電源12側の制御装置15と連携を図りながら教示プログラムを実行し、溶接ロボット21の可動アーム22の機械的な動作と溶接電源12の電気的な動作との連携動作にて、被溶接物Mの一連の溶接が行われる。 Then, based on the welding start command, the control device 25 on the welding robot 21 side executes a teaching program in cooperation with the control device 15 on the welding power source 12 side, and mechanical operation of the movable arm 22 of the welding robot 21 is performed. A series of weldings of the workpiece M is performed in cooperation with the electrical operation of the welding power source 12.
また、上記の一連の溶接動作には、タッチスタート方式のアークスタート動作が含まれる。図2(a)(b)に示すように、本実施形態のアークスタート動作において、先ず、溶接トーチ13の電極14が被溶接物Mに対して所定離間位置P1まで近接する。次いで、電極14と被溶接物Mとの間に無負荷電圧が印加され、溶接トーチ13の電極14の先端部14aが被溶接物Mの表面Maに接触する接触位置P0まで近接動作する。本実施形態では、先の所定離間位置P1においては、溶接トーチ13の電極14の中心軸線L1が被溶接物Mの表面Maに対して垂直となるように溶接トーチ13の姿勢が設定され、そこから溶接トーチ13の電極14の近接動作に伴って、電極14が所定角度α°傾けられて被溶接物Mの表面Maとの接触が図られる。 The series of welding operations includes a touch start type arc start operation. As shown in FIGS. 2A and 2B, in the arc start operation of the present embodiment, first, the electrode 14 of the welding torch 13 approaches the workpiece M to the predetermined separation position P1. Next, a no-load voltage is applied between the electrode 14 and the workpiece M, and the tip portion 14a of the electrode 14 of the welding torch 13 moves close to the contact position P0 where it contacts the surface Ma of the workpiece M. In the present embodiment, the attitude of the welding torch 13 is set so that the central axis L1 of the electrode 14 of the welding torch 13 is perpendicular to the surface Ma of the workpiece M at the predetermined separation position P1. As the electrode 14 of the welding torch 13 approaches the electrode 14, the electrode 14 is tilted by a predetermined angle α ° to contact the surface Ma of the workpiece M.
ここで、溶接トーチ13の電極14の先端部14aは、先細状(円錐状)に加工され、本実施形態ではその角度β°が例えば30°(電極14の中心軸線L1に対しては15°)のより鋭角な形状に加工されたものが用いられる。そして、電極14の接触時には、例えば電極14の先端部14aの斜面14bと被溶接物Mの表面Maとのなす角度の半分程度((90°−15°)/2=37.5°程度)の傾き角度α°が設定される。つまり、電極14の軸線L1が被溶接物Mの表面Maに対してその角度α°で傾き、電極14の先端部14aの頂部14cにて被溶接物Mとの接触が図られる。 Here, the tip end portion 14a of the electrode 14 of the welding torch 13 is processed into a tapered shape (conical shape), and in this embodiment, the angle β ° is, for example, 30 ° (15 ° with respect to the central axis L1 of the electrode 14). ) And processed into a sharper shape. When the electrode 14 is in contact, for example, about half of the angle formed by the slope 14b of the tip 14a of the electrode 14 and the surface Ma of the workpiece M ((90 ° −15 °) / 2 = about 37.5 °). An inclination angle α ° is set. That is, the axis L1 of the electrode 14 is inclined at an angle α ° with respect to the surface Ma of the workpiece M, and contact with the workpiece M is achieved at the apex portion 14c of the tip portion 14a of the electrode 14.
これにより、溶接トーチ13の電極14の先端部14aではその頂部14cが被溶接物Mの表面Maに当接するものの、可動アーム22の接触動作により生じる押圧力のうち、電極14の先端部14aの頂部14cを押し潰す方向(軸線L1方向)に作用する力はその押圧力の分力である。そのため、接触動作時において、電極14の先端部14aの頂部14cを押し潰すような変形が抑制される。 Thereby, although the top part 14c of the tip 14a of the electrode 14 of the welding torch 13 abuts against the surface Ma of the workpiece M, of the pressing force generated by the contact operation of the movable arm 22, the tip 14a of the electrode 14 The force acting in the direction of crushing the top portion 14c (in the direction of the axis L1) is a component force of the pressing force. Therefore, the deformation | transformation which crushes the top part 14c of the front-end | tip part 14a of the electrode 14 at the time of contact operation is suppressed.
これに対し、図3(a)(b)に示す比較例でのアークスタート動作では、電極14の被溶接物Mとの接触の際、電極14を被溶接物Mの表面Maに対して垂直な状態を保ったまま、単に同方向に沿って近接させてその接触が図られるものである。 On the other hand, in the arc start operation in the comparative example shown in FIGS. 3A and 3B, the electrode 14 is perpendicular to the surface Ma of the workpiece M when the electrode 14 contacts the workpiece M. In this state, the contact is made by simply bringing them close to each other along the same direction.
このような比較例の動作では、接触動作時の押圧力の全てが電極14の先端部14aの頂部14cを押し潰す方向に作用するため、アークスタートを繰り返す過程で、その頂部14cの非鋭利化への進行が早まる。結果、早期に電極14の先端部14a(頂部14c)でのアーク発生点が様々移動するようになり、アークの発生状態が早期に悪化する虞がある。また特に、先端部14aの頂部14cの角度β°が例えば30°に設定されたより鋭角な先端形状、換言すれば頂部14cの押し潰し変形が生じ易い形状の電極14を用いる場合では、比較例のようなアークスタート動作を行うと、頂部14cの非鋭利化への進行がより早く、アークの発生状態がより早期に悪化し易い。 In the operation of the comparative example, since all of the pressing force during the contact operation acts in the direction of crushing the top portion 14c of the tip portion 14a of the electrode 14, the top portion 14c is not sharpened in the process of repeating the arc start. Advance to. As a result, the arc generation point at the tip end portion 14a (the top portion 14c) of the electrode 14 moves variously at an early stage, and the arc generation state may be deteriorated at an early stage. In particular, in the case of using a sharper tip shape in which the angle β ° of the top portion 14c of the tip portion 14a is set to, for example, 30 °, in other words, the electrode 14 having a shape in which the top portion 14c is likely to be crushed and deformed, When such an arc start operation is performed, the apex portion 14c progresses more rapidly to the non-sharpening, and the arc generation state is likely to deteriorate earlier.
従って、図2(a)(b)に示す本実施形態のように電極14を被溶接物Mの表面Maに対して所定角度α°傾けて接触させるようにすれば、接触時の押圧力による電極14の先端部14aの頂部14cの押し潰し変形が生じ難くなるため、頂部14cの非鋭利化への進行が遅く、アークスタート性、溶接中のアークの安定性等、アークの発生状態を長期に亘って良好に維持することが可能である。特に、鋭角な先端形状をなす電極14を用いる程、その効果は大である。 Therefore, if the electrode 14 is brought into contact with the surface Ma of the workpiece M at a predetermined angle α ° as in the present embodiment shown in FIGS. Since the crushing deformation of the top portion 14c of the tip portion 14a of the electrode 14 is difficult to occur, the progress to the non-sharpening of the top portion 14c is slow, and the arc generation state such as arc start property and arc stability during welding is prolonged. It is possible to maintain it well throughout. In particular, the effect is greater as the electrode 14 having an acute tip shape is used.
また図4に示すように、溶接トーチ13に対する電極14の支持態様として、一般に電極14の軸線L1と交差する方向に弾性力を以て支持がなされている。これは、可動アーム22の動作に伴い電極14の横方向(軸交差方向)に力が作用した場合に、被溶接物Mやその他の部材に不用意に衝突したことを検出するショックセンサーが組み込まれているためである。またこのショックセンサーは、電極14の軸方向の力に対しては働かない構造である。つまり、電極14は、軸方向には弾性力を有していない支持態様となっている。 As shown in FIG. 4, as a support mode of the electrode 14 with respect to the welding torch 13, the support is generally made with an elastic force in a direction intersecting the axis L <b> 1 of the electrode 14. This is because a shock sensor for detecting an accidental collision with the workpiece M or other member when a force is applied in the lateral direction (cross-axis direction) of the electrode 14 in accordance with the operation of the movable arm 22 is incorporated. It is because it is. The shock sensor has a structure that does not work against the axial force of the electrode 14. That is, the electrode 14 has a support mode that does not have an elastic force in the axial direction.
このような電極14の支持態様を考えると、図3に示す比較例では電極14の接触時における先端部14aの頂部14cの押し潰し変形がより生じ易いが、図2に示す本実施形態のように電極14を傾けて接触させるようにすれば、接触時の反力がショックセンサーでの弾性力にて吸収され、頂部14cの押し潰し変形がより生じ難い状況である。このような電極14の支持態様であれば、本実施形態の有効性はより大きくなる。 Considering such a support mode of the electrode 14, in the comparative example shown in FIG. 3, the crest deformation of the top portion 14 c of the tip end portion 14 a is more likely to occur when the electrode 14 is in contact, but as in the present embodiment shown in FIG. 2. If the electrode 14 is inclined and contacted, the reaction force at the time of contact is absorbed by the elastic force of the shock sensor, and the crushing deformation of the top portion 14c is less likely to occur. With such a support mode of the electrode 14, the effectiveness of the present embodiment is further increased.
そして、上記接触動作後、溶接トーチ13の電極14を接触位置P0から所定離間位置P1まで離間させることで、電極14に印加されている無負荷電圧に基づき主として頂部14cから初期アークが発生する。その後、上記のようなアークスタート動作を行わせたアークスタート制御から通常のアーク制御に切り替り、可動アーム22による溶接トーチ13の動作を伴う被溶接物Mの一連のアーク溶接が行われる。 After the contact operation, the electrode 14 of the welding torch 13 is separated from the contact position P0 to the predetermined separation position P1, so that an initial arc is generated mainly from the top portion 14c based on the no-load voltage applied to the electrode 14. Thereafter, the arc start control in which the arc start operation as described above is performed is switched to the normal arc control, and a series of arc welding of the workpiece M with the operation of the welding torch 13 by the movable arm 22 is performed.
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
(1)タッチスタート方式のアークスタートを行う溶接システム10において、溶接トーチ13の電極14の先端部14aを被溶接物Mの表面Maに対して接触させる際、電極14を被溶接物Mの表面Maに対して傾斜(角度α°)させて電極14の先端部14aの頂部14cが接触する動作が行われる。これにより、接触動作時の押圧力のうち、電極14の先端部14aの頂部14cを押し潰す方向(軸線L1方向)の力としてはその分力となるため、アークスタートを繰り返す過程での電極14の先端部14aの頂部14cを押し潰す変形(非鋭利化への進行)を抑制でき、アークの発生状態を長期に亘って良好に維持することができる。
Next, characteristic effects of the present embodiment will be described.
(1) In the welding system 10 that performs a touch start type arc start, when the tip 14a of the electrode 14 of the welding torch 13 is brought into contact with the surface Ma of the workpiece M, the electrode 14 is placed on the surface of the workpiece M. An operation is performed in which the apex portion 14c of the tip end portion 14a of the electrode 14 contacts with an inclination (angle α °) relative to Ma. As a result, the force in the direction of crushing the top portion 14c of the tip end portion 14a of the electrode 14 (the direction of the axis L1) out of the pressing force during the contact operation is the component force, so the electrode 14 in the process of repeating the arc start The deformation | transformation (progress to non-sharpening) which crushes the top part 14c of the front-end | tip part 14a can be suppressed, and the generation | occurrence | production state of an arc can be maintained favorably over a long term.
(2)電極14の先端部14aの頂部14cの角度β°が鋭角に設定される程、電極14の先端部14aの頂部14cを押し潰す変形が生じ易い状況となるため、このような電極14を用いる本実施形態のような溶接システム10への適用は効果大である。 (2) The more the angle β ° of the apex portion 14c of the tip end portion 14a of the electrode 14 is set to an acute angle, the more easily the deformation that crushes the apex portion 14c of the tip end portion 14a of the electrode 14 occurs. The application to the welding system 10 as in this embodiment using is effective.
尚、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・図5は、フィラーワイヤ16を用いる溶接システム10である。フィラーワイヤ16は溶接トーチ13の近傍(電極14の先端部14aの近傍)にて供給動作可能に支持され、支持されるフィラーワイヤ16と溶接トーチ13とが一体的に動作する。溶接トーチ13の電極14の傾斜の際には、フィラーワイヤ16が被溶接物Mから離間する方向に溶接トーチ13の傾斜動作が行われるように構成される。つまり、溶接トーチ13と一体的に動作するフィラーワイヤ16が被溶接物Mから離間する方向となるように溶接トーチ13の傾斜動作が行われることから、傾斜動作時のフィラーワイヤ16の被溶接物Mに対する接触を特段考慮しなくて済む。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
FIG. 5 is a welding system 10 using a filler wire 16. The filler wire 16 is supported in the vicinity of the welding torch 13 (in the vicinity of the tip end portion 14a of the electrode 14) so as to be able to supply, and the supported filler wire 16 and the welding torch 13 operate integrally. When the electrode 14 of the welding torch 13 is inclined, the inclination operation of the welding torch 13 is performed in a direction in which the filler wire 16 is separated from the workpiece M. That is, since the tilting operation of the welding torch 13 is performed so that the filler wire 16 that operates integrally with the welding torch 13 is in a direction away from the workpiece M, the workpiece of the filler wire 16 during the tilting operation is performed. There is no need to consider contact with M.
・図6に示すように、電極14を被溶接物Mから引き離す、即ち接触位置P0から所定離間位置P1まで移動させる際、電極14への印加電流Iを次第に増加させるように溶接電源12の制御を行ってもよい。換言すれば、電極14への印加電流Iを被溶接物Mとの接触時には低く、離間するに伴い増大させることで、電極14への負担を軽減しつつ、発生したアークの維持を図ることができる。 As shown in FIG. 6, when the electrode 14 is separated from the workpiece M, that is, when the electrode 14 is moved from the contact position P0 to the predetermined separation position P1, the welding power source 12 is controlled so that the applied current I to the electrode 14 is gradually increased. May be performed. In other words, the applied current I to the electrode 14 is low at the time of contact with the workpiece M, and is increased as it is separated, thereby reducing the burden on the electrode 14 and maintaining the generated arc. it can.
・電極14の先端部14aの頂部14cの角度β°は30°以外、例えば60°や120°等、その他の角度に設定された先細形状の電極14を用いてもよい。この場合、頂部14cの角度β°が鈍角よりも90°未満の鋭角、鋭角の中でも45°未満のより鋭利となる程、得られる効果は大きい。 The angle β ° of the apex portion 14c of the tip end portion 14a of the electrode 14 may be a tapered electrode 14 set to other angles such as 60 ° or 120 ° other than 30 °. In this case, as the angle β ° of the top portion 14c is an acute angle less than 90 ° less than the obtuse angle, and the sharper angle less than 45 ° among the acute angles, the effect obtained is greater.
・電極14の接触時において、上記実施形態では電極14の先端部14aの斜面14bと被溶接物Mの表面Maとのなす角度の半分となるように電極14の傾斜角度α°を設定したが、これに限らない。電極14の先端部14aの頂部14cが被溶接物Mと接触する角度範囲であれば、適宜変更してもよい。 In the above embodiment, when the electrode 14 is in contact, the inclination angle α ° of the electrode 14 is set to be half of the angle formed by the slope 14b of the tip 14a of the electrode 14 and the surface Ma of the workpiece M. Not limited to this. As long as the apex portion 14c of the tip end portion 14a of the electrode 14 is in an angle range in contact with the workpiece M, it may be appropriately changed.
・電極14の被溶接物Mとの接触の際、十分に接触したとみなす一定時間以上の接触時間を設定してもよい。このようにすれば、その後の電極14の引き離し時において、初期アークの確実な発生が期待できる。 -When the electrode 14 is in contact with the workpiece M, a contact time that is considered to be sufficient contact may be set. In this way, it is expected that the initial arc is surely generated when the electrode 14 is subsequently separated.
・電極14の使用状況(電極14の消耗度に相関のある例えばアークスタート回数等)に応じて、電極14の傾斜角度α°を変化させてもよい。このようにすれば、その時々の電極14の接触状態をその消耗度に応じた適切な状態とすることが期待できる。 The inclination angle α ° of the electrode 14 may be changed in accordance with the usage state of the electrode 14 (for example, the number of arc starts correlated with the degree of wear of the electrode 14). If it does in this way, it can be anticipated that the contact state of the electrode 14 from time to time will be in an appropriate state according to the degree of wear.
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(イ) 前記電極の前記被溶接物との接触の際、一定時間以上の接触時間が設定されていることを特徴とするアークスタート方法。
Next, a technical idea that can be grasped from the above embodiment and another example will be added below.
(A) An arc start method characterized in that a contact time of a predetermined time or more is set when the electrode contacts the workpiece.
(ロ) 前記電極の使用状況に応じて、前記電極の傾斜角度を変化させることを特徴とするアークスタート方法。 (B) An arc start method characterized by changing an inclination angle of the electrode according to a use situation of the electrode.
10 溶接システム
11 溶接機
12 溶接電源
13 溶接トーチ
14 電極
14a 先端部
14c 頂部
16 フィラーワイヤ
21 溶接ロボット
22 可動アーム
I 印加電流
M 被溶接物
Ma 表面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Welding system 11 Welding machine 12 Welding power supply 13 Welding torch 14 Electrode 14a Tip part 14c Top part 16 Filler wire 21 Welding robot 22 Movable arm I Applied current M Workpiece Ma Surface
Claims (5)
前記溶接機に備えられる溶接電源を制御して前記溶接トーチの電極に所定電圧印加を行うとともに、前記溶接ロボットの可動アームの動作を制御して前記溶接トーチの電極を前記被溶接物に一旦接触させてから引き離して初期アークを発生させるタッチスタート方式が用いられ、
前記溶接トーチの電極の先端部は先細形状をなすものであり、その先端部を前記被溶接物の表面に対して接触させる際、前記電極を前記被溶接物の表面に対して傾斜させて前記電極の先端部の頂部を接触させるべく、前記溶接ロボットの可動アームの動作制御を行うようにしたことを特徴とするアークスタート方法。 A welding robot and a non-consumable electrode type arc welding machine, supporting a welding torch of the welding machine by a movable arm of the welding robot, generating an arc between an electrode tip of the welding torch and an object to be welded; In a welding system for performing a series of arc welding of the workpiece with the operation of the welding torch by the movable arm, an arc start method for generating an initial arc at the electrode tip of the welding torch,
The welding power source provided in the welding machine is controlled to apply a predetermined voltage to the electrodes of the welding torch, and the operation of the movable arm of the welding robot is controlled to temporarily contact the electrodes of the welding torch with the workpiece. The touch start method is used to generate an initial arc by pulling it away.
The tip of the electrode of the welding torch has a tapered shape, and when the tip is brought into contact with the surface of the workpiece, the electrode is inclined with respect to the surface of the workpiece. An arc start method characterized in that operation control of a movable arm of the welding robot is performed so as to contact the top of the tip of the electrode.
前記電極は、その先端部の頂部の角度が鋭角に設定されているものであることを特徴とするアークスタート方法。 The arc start method according to claim 1,
The arc start method characterized in that the electrode has an acute angle at the top of the tip.
前記電極を前記被溶接物から引き離す際、前記電極への印加電流を次第に増加させるように制御することを特徴とするアークスタート方法。 In the arc start method according to claim 1 or 2,
An arc start method comprising controlling the current applied to the electrode to gradually increase when the electrode is separated from the workpiece.
前記溶接トーチの近傍にフィラーワイヤが供給動作可能に支持され、支持されるそのフィラーワイヤと前記溶接トーチとが一体的に動作するものであり、
前記溶接トーチの電極の傾斜の際、前記フィラーワイヤが前記被溶接物から離間する方向に前記溶接トーチの傾斜動作が行われることを特徴とするアークスタート方法。 In the arc start method according to any one of claims 1 to 3,
A filler wire is supported in the vicinity of the welding torch so as to be able to supply, and the filler wire to be supported and the welding torch operate integrally.
An arc start method, wherein when the electrode of the welding torch is inclined, the inclination operation of the welding torch is performed in a direction in which the filler wire is separated from the workpiece.
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