JP5090760B2 - Arc start method for welding torch and robot arc welding - Google Patents
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Description
本発明は、溶接ワイヤを被溶接物へ近づけて一旦接触させた後に、溶接ワイヤを被溶接物から引き離して初期アークを発生させ、再び溶接ワイヤを被溶接物へ近づけて定常のアークへと移行させるロボットアーク溶接のアークスタート制御方法に関する。 In the present invention, after the welding wire is brought close to the workpiece and once contacted, the welding wire is pulled away from the workpiece to generate an initial arc, and the welding wire is brought closer to the workpiece again to make a transition to a steady arc. The present invention relates to an arc start control method for robot arc welding.
従来、消耗電極式のロボットアーク溶接において、ワイヤ先端と被溶接物との間で確実にアークを発生させ、かつスパッタの発生を低減する方法として、以下のアークスタート制御方法が提案されていた。即ち、消耗電極式のロボットアーク溶接において、ワイヤ送給モータを正回転させて溶接ワイヤを被溶接物へ前進送給する。そして、溶接ワイヤが被溶接物と短絡したことを判別すると、ワイヤ送給モータを逆回転させて溶接ワイヤを後退送給し、同時に小電流値の初期電流を通電する。この後退送給によって初期アークが発生すると、溶接ワイヤを定常の送給速度で再び前進送給し、同時に定常の溶接電流を通電してアークスタートさせる方法である(例えば、特許文献1参照。)。以下、この従来技術のアークスタート制御方法について図6及び図7を参照して説明する。 Conventionally, in the consumable electrode type robot arc welding, the following arc start control method has been proposed as a method for reliably generating an arc between the wire tip and the workpiece and reducing the occurrence of spatter. That is, in consumable electrode type robot arc welding, the wire feed motor is rotated forward to feed the welding wire forward to the workpiece. When it is determined that the welding wire is short-circuited with the workpiece, the wire feeding motor is reversely rotated to feed the welding wire backward, and at the same time, an initial current having a small current value is energized. When the initial arc is generated by the backward feeding, the welding wire is fed forward again at a steady feeding speed, and at the same time, a steady welding current is applied to start the arc (see, for example, Patent Document 1). . Hereinafter, the arc start control method of this prior art will be described with reference to FIGS.
図6は、従来技術のロボットアーク溶接のアークスタート制御方法を説明するための溶接ワイヤの送給系統を示す模式図である。同図において、溶接トーチ4とワイヤ送給モータWMとがマニピュレータ(図示を省略)に搭載されていて、溶接ワイヤ1が、ワイヤ送給モータWMと直結した送給ロール5によって、溶接トーチ4を通って送給される。ワイヤ送給モータWMが正回転すると溶接ワイヤ1は被溶接物2へ前進送給し、逆回転すると被溶接物2から後退送給する。溶接電源装置PSは、溶接トーチ4の先端に取り付けたコンタクトチップ6によって、溶接ワイヤ1に溶接電圧Vwを給電する。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a welding wire feed system for explaining a conventional arc start control method for robot arc welding. In the figure, a
図7は、従来技術のロボットアーク溶接のアークスタート制御方法を説明するための図である。溶接開始信号が外部から溶接電源装置PS(図6参照)に入力されると、図7(A)に示すように、溶接ワイヤ1は被溶接物2へ初期送給速度で前進送給される。また、同時に、溶接ワイヤ1と被溶接物2との間に無負荷電圧が溶接電圧Vwとして印加される。そして上記の前進送給によって、ワイヤ先端・被溶接物間距離Lwが徐々に短くなる。
FIG. 7 is a diagram for explaining a conventional arc start control method for robot arc welding. When the welding start signal is input from the outside to the welding power source PS (see FIG. 6), the
次に、図7(B)に示すように、前進送給によってワイヤ先端1aが被溶接物2と短絡したことが判別されると、溶接ワイヤ1は被溶接物2から後退送給される。同時に、小電流値の初期電流が通電される。
Next, as shown in FIG. 7B, when it is determined that the wire tip 1 a is short-circuited to the
次に、図7(C)に示すように、後退送給によってワイヤ先端1aと被溶接物2とが離れると、上記の初期電流が通電される初期アーク3aが発生する。この初期アーク3aが発生したことを判別して、予め定めた時間中は、同図(D)に示すように、上記の初期アーク発生状態を維持したままで後退送給を継続する。従って、ワイヤ先端・被溶接物間距離Lwは、徐々に長くなる。
Next, as shown in FIG. 7C, when the wire tip 1a and the
次に、上記の予め定めた時間経過後に、溶接ワイヤ1は定常の送給速度で被溶接物2へ再び前進送給される。同時に、上記の定常の送給速度に対応した大電流の定常の溶接電流が通電される。従って、図7(D)に示す初期アーク発生状態から同図(E)に示す定常アーク3bが発生する定常アーク発生状態へと移行する。
上述した従来技術のロボットアーク溶接のアークスタート制御方法においては、図7(B)に示したように、前進送給によってワイヤ先端1aが被溶接物2と短絡したことが判別されると、溶接ワイヤ1は被溶接物2から後退送給される。同時に、小電流値の初期電流が通電される。そして、同図(C)に示すように、後退送給によってワイヤ先端1aと被溶接物2とが離れると、上記の初期電流が通電される初期アーク3aが発生する。この前進送給によってワイヤ先端1aが被溶接物2と短絡した後に、溶接ワイヤ1は被溶接物2から後退送給されるときに、ワイヤ送給装置の送給性能には高い応答性が要求される。このために、通常、ワイヤ送給装置にサーボモータが使用されるが、このサーボモータやサーボドライバは高価である。
In the arc start control method of the robot arc welding of the prior art described above, when it is determined that the wire tip 1a is short-circuited with the
一方、溶接ワイヤ1を被溶接物2に近づけたり離したりするために、溶接ワイヤ1を前進送給したり後退送給する代わりに、溶接トーチ4をロボットのマニピュレータの先端に取り付けて、マニピュレータを動作させる例もある。しかし、この方法では、溶接ワイヤ1を被溶接物2から引き離す動作が、マニピュレータの応答性に大きく左右される。
On the other hand, instead of feeding the
本発明は、安価でマニピュレータの応答性に左右されずに良好なアークスタートを実現することができる溶接トーチ及びロボットアーク溶接のアークスタート方法を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide an arc start method for robot arc welding and a welding torch that can realize a good arc start at a low cost and not affected by the responsiveness of a manipulator.
第1の発明は、
溶接ワイヤが送給される溶接トーチと溶接トーチ移動機構とを備えた溶接トーチであって、
前記溶接トーチ移動機構が溶接ロボットのマニピュレータに取り付けた移動機構本体と、
前記溶接トーチを取り付けたソレノイドシャフトと、
ソレノイドコイルと、
前記ソレノイドシャフトを押し上げるばねとで形成され、
前記ソレノイドコイルに電力を供給すると前記ソレノイドシャフトが下方向に移動して前記ばねを圧縮し、
前記ソレノイドコイルに供給している電力を停止すると前記ソレノイドシャフトが前記ばねによって押し上げられる溶接トーチを使用して、
溶接開始に際して、前記マニピュレータを移動させて前記溶接ワイヤの先端部と被溶接物との距離が前記ソレノイドシャフトの移動距離よりも大の位置である予め教示された溶接開始位置へ前記溶接トーチを移動させ、
前記溶接開始位置に到達後は前記ソレノイドコイルに電力を供給して前記ソレノイドシャフトを下方向へ移動させ、
その後前記溶接トーチから前記溶接ワイヤを前記被溶接物へ前進送給し、
前記溶接ワイヤの先端が前記被溶接物と短絡したことを判別したときに、前記溶接ワイヤの前進送給を継続させるか停止させ、前記ソレノイドコイルに供給している電力を停止して前記ソレノイドシャフトを前記ばねによって押し上げることによって、前記溶接トーチを上方向に移動して前記溶接ワイヤの先端を前記被溶接物から引き離して初期アークを発生させた後に、前記溶接ワイヤの定常送給をして定常アークへと移行させるロボットアーク溶接のアークスタート方法である。
The first invention is
A welding torch having a welding torch to which a welding wire is fed and a welding torch moving mechanism,
A moving mechanism body attached to the manipulator of the welding robot by the welding torch moving mechanism;
A solenoid shaft to which the welding torch is attached;
A solenoid coil;
Formed with a spring that pushes up the solenoid shaft,
When power is supplied to the solenoid coil, the solenoid shaft moves downward to compress the spring,
Using a welding torch in which the solenoid shaft is pushed up by the spring when the power supplied to the solenoid coil is stopped,
At the start of welding, the manipulator is moved to move the welding torch to a pre-taught welding start position where the distance between the tip of the welding wire and the workpiece is larger than the moving distance of the solenoid shaft. Let
After reaching the welding start position, power is supplied to the solenoid coil to move the solenoid shaft downward,
Thereafter, the welding wire is forwardly fed from the welding torch to the workpiece,
When it is determined that the tip of the welding wire is short-circuited with the workpiece, the forward feeding of the welding wire is continued or stopped, and the power supplied to the solenoid coil is stopped to stop the solenoid shaft. The welding torch is moved upward by the spring, the tip of the welding wire is moved away from the work piece to generate an initial arc, and then the welding wire is constantly fed and steady. This is an arc start method for robot arc welding that shifts to an arc.
本発明の溶接トーチ及びロボットアーク溶接のアークスタート方法は、ワイヤ先端が被溶接物と短絡した後に、溶接トーチ移動機構の高い応答性を有するソレノイドシャフトの動作によって、溶接ワイヤが被溶接物から引き離されるので、初期アークが発生しないという不具合が生じることがない。 According to the arc start method of the welding torch and robot arc welding of the present invention, after the wire tip is short-circuited with the workpiece, the welding wire is separated from the workpiece by the operation of the solenoid shaft having high responsiveness of the welding torch moving mechanism. Therefore, there is no problem that the initial arc does not occur.
[実施の形態1]
本発明の実施の形態1を実施例に基づき図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態1のロボットアーク溶接のアークスタート方法の構成図である。同図において、ロボット制御装置RCは、溶接開始信号Stが外部から入力されると、マニピュレータRMの動作制御を行う動作制御信号Mcを出力する。それと共に、電圧設定信号Vs、定常の送給速度設定信号Ws及び出力開始信号Onによって形成されるインターフェース信号Ifを、溶接電源装置PSへ送信する。マニピュレータRMは、ワイヤ送給モータWMを搭載して、マニピュレータRMの先端に溶接トーチ移動機構11を取り付けている。この溶接トーチ移動機構11は、マニピュレータRMに取り付けた移動機構本体12と、溶接トーチ4を取り付けたソレノイドシャフト13と、このソレノイドシャフト13を移動させるソレノイドコイル14と、ソレノイドシャフト13を押し上げるばね15とで形成されている。
[Embodiment 1]
この溶接トーチ移動機構11は、ソレノイドコイル14に電力を供給すると、ソレノイドシャフト13が、図2(A)に示す位置から同図(B)に示すように下方向に移動して、ばね15を圧縮する。図2は、本発明の実施の形態1の溶接トーチ移動機構の動作を説明するための図である。そして、ソレノイドコイル14に供給している電力を停止すると、同図(A)に示すように、ソレノイドシャフト13がばね15によって押し上げられて、移動機構本体12に接触して停止する。
When the welding torch moving mechanism 11 supplies power to the
図1において、マニピュレータRMは、上記の動作制御信号Mcに従って溶接トーチ4の先端位置(TCP)を予め教示された動作軌跡に沿って移動させる。溶接ワイヤ1は、上記のワイヤ送給モータWMと上記の溶接トーチ4の本体との間をつなぐ長さ1.5m程度のコイルライナの中を通って送給される。
In FIG. 1, the manipulator RM moves the tip position (TCP) of the
溶接電源装置PSは、上記のインターフェース信号Ifを受信して、溶接トーチ4の先端に装着されたコンタクトチップを介して、溶接ワイヤ1に溶接電圧Vwを給電する。そして、溶接ワイヤ1と被溶接物2との間にアーク3を発生させて、溶接電流Iwを通電する。同様に、この溶接電源装置PSは、上記のワイヤ送給モータWMに送給制御信号Fcを出力して、ワイヤ送給モータWMの回転速度を制御する。ワイヤ先端1aと被溶接物2との距離がワイヤ先端・被溶接物間距離Lwであり、このワイヤ先端・被溶接物間距離Lwは、アーク発生中はアーク長と同一になる。
The welding power supply device PS receives the interface signal If and supplies a welding voltage Vw to the
電圧検出回路VDは、溶接電圧Vwを検出して、電圧検出信号Vdを出力する。短絡/
アーク判別回路SAは、上記の電圧検出信号Vdを入力として、ワイヤ先端1aと被溶接物2との間が短絡状態のときは短絡信号(Highレベル)を、アーク発生状態のときはアーク発生信号(Lowレベル)を、短絡/アーク判別信号Saとして出力する。遅延回路DTは、初期アーク発生後に再び前進送給を行うタイミングを遅延するために、上記の短絡/アーク判別信号Saが、短絡信号からアーク発生信号に変化した時点から予め定めた遅延時間Tdの間だけHighレベルとなる遅延信号Dtを出力する。
The voltage detection circuit VD detects the welding voltage Vw and outputs a voltage detection signal Vd. Short circuit /
The arc discrimination circuit SA receives the voltage detection signal Vd as described above, and outputs a short circuit signal (High level) when the wire tip 1a and the
以下、図3を参照して動作を説明する。図3は、本発明の実施の形態1のロボットアーク溶接のアークスタート制御方法の各信号のタイミングチャートである。同図(A)は溶接開始信号Stの時間変化を示しており、同図(B)は動作制御信号Mcの時間変化を示しており、同図(C)は出力開始信号Onの時間変化を示しており、同図(D)は溶接電圧Vwの時間変化を示しており、同図(E)はソレノイドコイルに供給する電力Pcの時間変化を示しており、同図(F)は送給制御信号Fcの時間変化を示しており、同図(G)はワイヤ先端・被溶接物間距離Lwの時間変化を示しており、同図(H)は短絡/アーク判別信号Saの時間変化を示しており、同図(I)は溶接電流Iwの時間変化を示しており、同図(J)は遅延信号Dtの時間変化を示しており、同図(K1)〜(K5)は各時刻における溶接ワイヤ1の送給状態を示している。
The operation will be described below with reference to FIG. FIG. 3 is a timing chart of each signal of the arc start control method for robot arc welding according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4A shows the time change of the welding start signal St, FIG. 4B shows the time change of the operation control signal Mc, and FIG. 4C shows the time change of the output start signal On. (D) shows the time change of the welding voltage Vw, (E) shows the time change of the electric power Pc supplied to the solenoid coil, and (F) shows the feeding. FIG. 4G shows the time change of the control signal Fc, FIG. 4G shows the time change of the wire tip / workpiece distance Lw, and FIG. 4H shows the time change of the short circuit / arc discrimination signal Sa. (I) shows the time change of the welding current Iw, (J) shows the time change of the delay signal Dt, and (K1) to (K5) in FIG. The feeding state of the
[時刻t1〜t2の期間]
時刻t1において、図3(A)に示すように、溶接開始信号Stが外部からロボット制御装置RCに入力(Highレベル)されると、同図(B)に示すように、ロボット制御装置RCは、マニピュレータRMに取り付けられた溶接トーチ4を移動させる動作制御信号Mcを、マニピュレータRMへ出力する。そして、時刻t2において、同図(K1)に示すように、溶接トーチ4は予め教示された溶接開始位置に到着して停止する。
[Period from time t1 to t2]
At time t1, as shown in FIG. 3A, when the welding start signal St is externally input (high level) to the robot controller RC, as shown in FIG. 3B, the robot controller RC The operation control signal Mc for moving the
[時刻t2〜t3の期間]
時刻t2において、溶接トーチ4が溶接開始位置に到着すると、図3(C)に示すように、ロボット制御装置RCから出力開始信号Onが出力(Highレベル)される。これに応じて、同図(E)に示すように、溶接電源装置PSから溶接トーチ移動機構11のソレノイドコイル14に電力Pcが供給され、ソレノイドシャフト13は、図2(A)に示す位置から同図(B)に示すように下方向に移動して、ばね15を圧縮して停止する。このとき、ソレノイドシャフト13に取り付けられた溶接トーチ4が被溶接物2方向へ移動して、同図(G)に示すように、ワイヤ先端・被溶接物間距離Lwは短くなる。
[Period from time t2 to t3]
When the
同時に、図1で上述したように、溶接電源装置PS内の出力制御回路は定電流特性又は垂下特性を形成して出力している。しかし、時刻t2〜t3の期間中は溶接ワイヤ1と被溶接物2とは離れており無負荷状態にあるために、図3(D)に示すように、無負荷電圧が溶接電圧Vwとし印加される。
At the same time, as described above with reference to FIG. 1, the output control circuit in the welding power source device PS forms and outputs a constant current characteristic or a drooping characteristic. However, during the period from time t2 to t3, since the
[時刻t3〜t4の期間]
時刻t3において、ソレノイドシャフト13が下方向へ移動した後に、送給制御信号Fcは初期送給速度設定値Wiとなり、溶接ワイヤ1が被溶接物2へ初期送給速度Wfiで前進送給される。また、時刻t3〜t4の期間も図3(D)に示すように、無負荷電圧が溶接電圧Vwとして印加されている。また、この期間中は、上記の前進送給によって、同図(G)に示すように、ワイヤ先端・被溶接物間距離Lwは徐々に短くなる。
[Period from time t3 to t4]
After the
[時刻t4〜t5の期間]
時刻t4において、図3(K2)に示すように、前進送給によって溶接ワイヤ1が被溶接物2に接触すると、同図(H)に示すように、短絡/アーク判別信号Saが短絡信号(Highレベル)に変化する。これに応じて、同図(F)に示すように、送給制御信号FcがLowレベルとなって溶接ワイヤの送給を停止する。同時に、同図(E)に示すように、ソレノイドコイル14に供給している電力Pcを停止して、ソレノイドシャフト13が、図2(B)に示す位置からばね15によって高い応答性で押し上げられて、図2(A)に示すように移動機構本体12に接触して停止する。これによって、ワイヤ先端1aと被溶接物2とが離れる。
[Period from time t4 to t5]
At time t4, as shown in FIG. 3 (K2), when the
また同時に、図3(I)に示すように、上述した溶接電源装置PS内の出力制御回路から定電流特性又は垂下特性によって小電流値の初期電流Isが通電される。この初期電流Isの値を数A〜数十A程度の小電流値に設定している。その理由は、溶接ワイヤ1が初期電流Isによって溶融して、被溶接物2に溶着しないようにするためである。
At the same time, as shown in FIG. 3 (I), the initial current Is having a small current value is applied by the constant current characteristic or the drooping characteristic from the output control circuit in the welding power source apparatus PS described above. The value of the initial current Is is set to a small current value of several A to several tens A. The reason is that the
[時刻t5〜t6の期間]
時刻t5において、図3(K3)に示すように、ワイヤ先端1aと被溶接物2とが離れると、上記の初期電流Isが通電される初期アーク3aが発生する。このとき、短絡/アーク判別回路SAがこの初期アーク3aが発生したことを判別して、同図(H)に示すように、短絡/アーク判別信号Saが短絡信号(Highレベル)からアーク発生信号(Lowレベル)へと変化する。この変化をトリガとして、同図(J)に示すように、遅延回路DTは、遅延信号Dtを予め定めた遅延時間Td(時刻t5〜t6)の間、出力(Highレベル)する。
[Period from time t5 to t6]
At time t5, as shown in FIG. 3 (K3), when the wire tip 1a and the
[時刻t6〜t7の期間]
時刻t6において、図3(J)に示すように、遅延信号DtがHighレベルからLowレベルへ変化すると、同図(F)に示すように、送給制御信号Fcは正の値の定常送給速度設定信号Wsとなり、溶接ワイヤ1は定常送給速度Wfsで被溶接物2へ再び前進送給される。同時に、上述した溶接電源装置PS内の出力制御回路は電圧設定信号Vsに対応する定電圧特性を形成するので、同図(D)に示すように、溶接電圧Vwは上記の電圧設定信号Vsに相当する値となると共に、同図(I)に示すように、上記の定常の送給速度Wfsに対応した大電流の定常溶接電流Icを通電する。同時に、同図(B)に示すように、ロボット制御装置RCは、溶接トーチ4を移動させる動作制御信号McをマニピュレータRMへ出力して、溶接トーチ4を停止状態から予め教示された溶接方向へ移動させる。
[Period from time t6 to t7]
At time t6, when the delay signal Dt changes from the High level to the Low level as shown in FIG. 3 (J), the feed control signal Fc is a positive value steady feed as shown in FIG. The speed setting signal Ws is obtained, and the
時刻t7において、図3(G)に示すように、ワイヤ先端・被溶接物間距離Lwは、時刻t6のときの再前進送給時のワイヤ先端・被溶接物間距離Lwtから、上記の定常溶接電流Icの通電によって収束時間Tc1経過後の時刻t7において、定常のアーク長(定常のワイヤ先端・被溶接物間距離)Lwcへと収束する。従って、この期間中において、同図(K4)に示す初期アーク3aを発生する初期アーク発生状態から同図(K5)に示す定常アーク3bを発生する定常アーク発生状態へと移行する。 At time t7, as shown in FIG. 3G, the wire tip-to-be-welded object distance Lw is calculated from the wire tip-to-be-welded object distance Lwt at the time of re-forward feeding at time t6. At time t7 after the convergence time Tc1 has elapsed due to the energization of the welding current Ic, it converges to a steady arc length (steady wire tip-to-be-welded distance) Lwc. Therefore, during this period, a transition is made from the initial arc generation state in which the initial arc 3a shown in FIG. 4 (K4) is generated to the steady arc generation state in which the steady arc 3b shown in FIG.
この結果、本発明の実施の形態1のロボットアーク溶接のアークスタート方法においては、溶接トーチ4が溶接開始位置に到着して停止して、ソレノイドコイル14に電力が供給され、ソレノイドシャフト13が下方向に移動してばね15を圧縮する。そして、溶接ワイヤ1が被溶接物2へ前進送給されて、ワイヤ先端1aが被溶接物2と短絡したことが判別されると、ソレノイドコイル14に供給されていた電力を停止し、ソレノイドシャフト13がばね15によって押し上げられて移動機構本体12に接触して停止する。このために、溶接ワイヤ1は被溶接物2から引き離され、同時に、小電流値の初期電流が通電される。そして、ワイヤ先端1aと被溶接物2とが離れると、上記の初期電流が通電される初期アーク3aが発生する。その後、溶接ワイヤ1が再び前進送給されて、定常アーク3bを発生する定常アーク発生状態へと移行する。
As a result, in the arc start method for robot arc welding according to the first embodiment of the present invention, the
従って、ワイヤ先端1aが被溶接物2と短絡した後に、上述した高い応答性を有するソレノイドシャフト13の動作によって、溶接ワイヤ1は被溶接物2から引き離されるので、初期アークが発生しないという不具合が生じることがない。
Therefore, after the wire tip 1a is short-circuited to the
なお、上述した時刻t4において、溶接ワイヤ1の送給を停止したが、溶接ワイヤ1の送給を停止する代わりに、溶接ワイヤ1を初期送給速度Wfiで前進送給することを継続させて、時刻t6において、溶接ワイヤ1を定常送給速度Wfsで被溶接物2へ前進送給しても良い。
In addition, at the time t4 described above, the feeding of the
[実施の形態2]
本発明の実施の形態2を実施例に基づき図面を参照して説明する。本発明の実施の形態2のロボットアーク溶接のアークスタート方法の構成は、図1に示した本発明の実施の形態1の構成において、溶接トーチ移動機構のみが異なり、その他の機能は図1で示した機能と同様であるので、説明を省略する。本発明の実施の形態2の溶接トーチ移動機構16は、ソレノイドコイル14に電力が供給されると、ソレノイドシャフト13が、図4(A)に示す位置から上方向に移動して、ばね15を伸ばして、同図(B)に示すように、移動機構本体12に接触して停止する。そして、ソレノイドコイル14に供給している電力が停止されると、ソレノイドシャフト13は、同図(B)に示す位置からばね15によって下方向へ引っ張られて、ソレノイドシャフト13が下方向に移動して、同図(A)に示すようにばね15を圧縮して、ソレノイドシャフト13が停止する。図4は、本発明の実施の形態2の溶接トーチ移動機構の動作を説明するための図である。
[Embodiment 2]
A second embodiment of the present invention will be described based on an example with reference to the drawings. The configuration of the arc start method for robot arc welding according to the second embodiment of the present invention is different from the configuration of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 only in the welding torch moving mechanism, and other functions are the same as those in FIG. Since it is the same as the function shown, description is abbreviate | omitted. In the welding
以下、図5を参照して動作を説明する。図5は、本発明の実施の形態2のロボットアーク溶接のアークスタート制御方法の各信号のタイミングチャートである。同図(A)は溶接開始信号Stの時間変化を示しており、同図(B)は動作制御信号Mcの時間変化を示しており、同図(C)は出力開始信号Onの時間変化を示しており、同図(D)は溶接電圧Vwの時間変化を示しており、同図(E)はソレノイドコイルに供給する電力Pcの時間変化を示しており、同図(F)は送給制御信号Fcの時間変化を示しており、同図(G)はワイヤ先端・被溶接物間距離Lwの時間変化を示しており、同図(H)は短絡/アーク判別信号Saの時間変化を示しており、同図(I)は溶接電流Iwの時間変化を示しており、同図(J)は遅延信号Dtの時間変化を示しており、同図(K1)〜(K5)は各時刻における溶接ワイヤ1の送給状態を示している。
The operation will be described below with reference to FIG. FIG. 5 is a timing chart of each signal in the arc start control method for robot arc welding according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4A shows the time change of the welding start signal St, FIG. 4B shows the time change of the operation control signal Mc, and FIG. 4C shows the time change of the output start signal On. (D) shows the time change of the welding voltage Vw, (E) shows the time change of the electric power Pc supplied to the solenoid coil, and (F) shows the feeding. FIG. 4G shows the time change of the control signal Fc, FIG. 4G shows the time change of the wire tip / workpiece distance Lw, and FIG. 4H shows the time change of the short circuit / arc discrimination signal Sa. (I) shows the time change of the welding current Iw, (J) shows the time change of the delay signal Dt, and (K1) to (K5) in FIG. The feeding state of the
[時刻t1〜t2の期間]
時刻t1において、図5(A)に示すように、溶接開始信号Stが外部からロボット制御装置RCに入力(Highレベル)されると、同図(B)に示すように、ロボット制御装置RCは、マニピュレータRMに取り付けられた溶接トーチ4を移動させる動作制御信号Mcを、マニピュレータRMへ出力する。そして、時刻t2において、同図(K1)に示すように、溶接トーチ4は予め教示された溶接開始位置に到着して停止する。
[Period from time t1 to t2]
At time t1, as shown in FIG. 5A, when the welding start signal St is externally input (high level) to the robot control device RC, as shown in FIG. 5B, the robot control device RC The operation control signal Mc for moving the
[時刻t2〜t3の期間]
時刻t2において、溶接トーチ4が溶接開始位置に到着すると、図5(C)に示すように、ロボット制御装置RCから出力開始信号Onが出力(Highレベル)される。これに応じて、同図(F)に示すように、送給制御信号Fcは正の値の初期送給速度設定値Wiとなり、溶接ワイヤ1が被溶接物2へ初期送給速度Wfiで前進送給される。また、時刻t2〜t3の期間中は、上記の前進送給によって、同図(G)に示すように、ワイヤ先端・被溶接物間距離Lwは徐々に短くなる。
[Period from time t2 to t3]
When the
同時に、図1で上述したように、溶接電源装置PS内の出力制御回路は定電流特性又は垂下特性を形成して出力している。しかし、時刻t2〜t3の期間中は溶接ワイヤ1と被溶接物2とは離れており無負荷状態にあるために、図5(D)に示すように、無負荷電圧が溶接電圧Vwとし印加される。
At the same time, as described above with reference to FIG. 1, the output control circuit in the welding power source device PS forms and outputs a constant current characteristic or a drooping characteristic. However, during the period from time t2 to t3, since the
[時刻t3〜t4の期間]
時刻t3において、図5(K2)に示すように、前進送給によって溶接ワイヤ1が被溶接物2に接触すると、同図(H)に示すように、短絡/アーク判別信号Saが短絡信号(Highレベル)に変化する。これに応じて、同図(F)に示すように、送給制御信号Fcが零になり、溶接ワイヤ1の送給が停止される。さらに、同図(E)に示すように、ソレノイドコイル14に電力Pcが供給され、ソレノイドシャフト13は、図4(A)に示す位置から、高い応答性で引き上げられて、ばね15が伸びて、図4(B)に示すように、ソレノイドシャフト13が移動機構本体12に接触して停止する。これによって、同図(G)に示すように、ワイヤ先端1aと被溶接物2とが離れる。
[Period from time t3 to t4]
At time t3, as shown in FIG. 5 (K2), when the
同時に、図5(I)に示すように、上述した溶接電源装置PS内の出力制御回路から定電流特性又は垂下特性によって小電流値の初期電流Isが通電される。この初期電流Isの値を数A〜数十A程度の小電流値に設定している。その理由は、溶接ワイヤ1が初期電流Isによって溶融して、被溶接物2に溶着しないようにするためである。
At the same time, as shown in FIG. 5 (I), the initial current Is having a small current value is applied by the constant current characteristic or the drooping characteristic from the output control circuit in the welding power source apparatus PS described above. The value of the initial current Is is set to a small current value of several A to several tens A. The reason is that the
[時刻t4〜t5の期間]
時刻t4において、同図(K3)に示すように、ワイヤ先端1aと被溶接物2とが離れると、上記の初期電流Isが通電される初期アーク3aが発生する。このとき、短絡/アーク判別回路SAがこの初期アーク3aが発生したことを判別して、同図(H)に示すように、短絡/アーク判別信号Saが短絡信号(Highレベル)からアーク発生信号(Lowレベル)へと変化する。この変化をトリガとして、同図(J)に示すように、遅延回路DTは、遅延信号Dtを予め定めた遅延時間Td(時刻t4〜t5)の間、出力(Highレベル)する。
[Period from time t4 to t5]
At time t4, as shown in the figure (K3), when the wire tip 1a and the
[時刻t5〜t6の期間]
時刻t5において、図5(J)に示すように、遅延信号DtがHighレベルからLowレベルへ変化する。そして同図(F)に示すように、送給制御信号Fcは定常送給速度設定信号Wsとなり、溶接ワイヤ1は定常送給速度Wfsで被溶接物2へ再び前進送給される。同時に、上述した溶接電源装置PS内の出力制御回路は電圧設定信号Vsに対応する定電圧特性を形成するので、同図(D)に示すように、溶接電圧Vwは上記の電圧設定信号Vsに相当する値となると共に、同図(I)に示すように、上記の定常の送給速度Wfsに対応した大電流の定常溶接電流Icを通電する。同時に、同図(B)に示すように、ロボット制御装置RCは、溶接トーチ4を移動させる動作制御信号McをマニピュレータRMへ出力して、溶接トーチ4を停止状態から予め教示された溶接方向へ移動させる。
[Period from time t5 to t6]
At time t5, as shown in FIG. 5 (J), the delay signal Dt changes from High level to Low level. Then, as shown in FIG. 9F, the feed control signal Fc becomes a steady feed speed setting signal Ws, and the
時刻t6において、図5(G)に示すように、ワイヤ先端・被溶接物間距離Lwは、時刻t5のときの再前進送給時のワイヤ先端・被溶接物間距離Lwtから、上記の定常溶接電流Icの通電によって収束時間Tc1経過後の時刻t6において、定常のアーク長(定常のワイヤ先端・被溶接物間距離)Lwcへと収束する。従って、この期間中において、同図(K4)に示す初期アーク3aを発生する初期アーク発生状態から同図(K5)に示す定常アーク3bを発生する定常アーク発生状態へと移行する。 At time t6, as shown in FIG. 5G, the wire tip-to-be-welded object distance Lw is calculated from the wire tip-to-be-welded object distance Lwt at the time of re-advancing feeding at time t5. At time t6 after the convergence time Tc1 has elapsed due to energization of the welding current Ic, it converges to a steady arc length (steady wire tip / workpiece distance) Lwc. Therefore, during this period, a transition is made from the initial arc generation state in which the initial arc 3a shown in FIG. 4 (K4) is generated to the steady arc generation state in which the steady arc 3b shown in FIG.
この結果、本発明の実施の形態2ロボットアーク溶接のアークスタート方法においては、溶接トーチ4が溶接開始位置に到着して停止して、溶接ワイヤ1を前進送給させる。そして、ワイヤ先端1aが被溶接物2と短絡したことが判別されると、溶接ワイヤの前進送給を停止して、ソレノイドコイル14に電力が供給され、ソレノイドシャフト13が上方向に移動してばね15を伸ばして、ソレノイドシャフト13が移動機構本体12に接触して停止する。このために、溶接ワイヤ1は被溶接物2から引き離され、同時に、小電流値の初期電流が通電される。そして、ワイヤ先端1aと被溶接物2とが離れると、上記の初期電流が通電される初期アーク3aが発生する。その後、ソレノイドコイル14に供給されていた電力を停止し、ソレノイドシャフト13がばね15によって引っ張られて、ばね15を圧縮して、ソレノイドシャフト13が停止し、溶接ワイヤ1を再前進送給する。この再前進送給によって、定常アーク3bを発生する定常アーク発生状態へと移行する。
As a result, in the arc start method for robot arc welding according to the second embodiment of the present invention, the
従って、ワイヤ先端1aが被溶接物2と短絡した後に、上述した高い応答性を有するソレノイドシャフト13の動作によって、溶接ワイヤ1は被溶接物2から引き離されるので、初期アークが発生しないという不具合が生じることがない。
Therefore, after the wire tip 1a is short-circuited to the
なお、ソレノイドコイル14に供給している電力Pc節約するために、溶接中に、ソレノイドコイル14に供給している電力Pcを停止しても良い。
In order to save the electric power Pc supplied to the
また、上述した時刻t3において、溶接ワイヤ1の送給を停止したが、溶接ワイヤ1の送給を停止する代わりに、溶接ワイヤ1を初期送給速度Wfiで前進送給することを継続させて、時刻t5において、溶接ワイヤ1を定常送給速度Wfsで被溶接物2へ前進送給しても良い。
Further, at time t3 described above, the feeding of the
1 溶接ワイヤ
2 被溶接物
3 アーク
3a 初期アーク
3b 定常アーク
4 溶接トーチ
5 送給ロール
6 コンタクトチップ
11 溶接トーチ移動機構
12 移動機構本体
13 ソレノイドシャフト
14 ソレノイドコイル
15 ばね
16 溶接トーチ移動機構
DT 遅延回路
Dt 遅延信号
Fc 送給制御信号
Ic 定常溶接電流
If インターフェース信号
Is 初期電流
Iw 溶接電流
Lw ワイヤ先端・被溶接物間距離
Lwt ワイヤ先端・被溶接物間距離
Mc 動作制御信号
On 出力開始信号
Pc 電力
PS 溶接電源装置
RC ロボット制御装置
RM マニピュレータ
SA アーク判別回路
Sa アーク判別信号
St 溶接開始信号
Tc1 収束時間
Td 遅延時間
VD 電圧検出回路
Vd 電圧検出信号
Vs 電圧設定信号
Vw 溶接電圧
Wfi 初期送給速度
Wfs 定常送給速度
Wi 初期送給速度設定値
WM ワイヤ送給モータ
Ws 定常送給速度設定信号
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記溶接トーチ移動機構が溶接ロボットのマニピュレータに取り付けた移動機構本体と、A moving mechanism body attached to the manipulator of the welding robot by the welding torch moving mechanism;
前記溶接トーチを取り付けたソレノイドシャフトと、A solenoid shaft to which the welding torch is attached;
ソレノイドコイルと、A solenoid coil;
前記ソレノイドシャフトを押し上げるばねとで形成され、Formed with a spring that pushes up the solenoid shaft,
前記ソレノイドコイルに電力を供給すると前記ソレノイドシャフトが下方向に移動して前記ばねを圧縮し、When power is supplied to the solenoid coil, the solenoid shaft moves downward to compress the spring,
前記ソレノイドコイルに供給している電力を停止すると前記ソレノイドシャフトが前記ばねによって押し上げられる溶接トーチを使用して、Using a welding torch in which the solenoid shaft is pushed up by the spring when the power supplied to the solenoid coil is stopped,
溶接開始に際して、前記マニピュレータを移動させて前記溶接ワイヤの先端部と被溶接物との距離が前記ソレノイドシャフトの移動距離よりも大の位置である予め教示された溶接開始位置へ前記溶接トーチを移動させ、At the start of welding, the manipulator is moved to move the welding torch to a pre-taught welding start position where the distance between the tip of the welding wire and the workpiece is larger than the moving distance of the solenoid shaft. Let
前記溶接開始位置に到達後は前記ソレノイドコイルに電力を供給して前記ソレノイドシャフトを下方向へ移動させ、After reaching the welding start position, power is supplied to the solenoid coil to move the solenoid shaft downward,
その後前記溶接トーチから前記溶接ワイヤを前記被溶接物へ前進送給し、Thereafter, the welding wire is forwardly fed from the welding torch to the workpiece,
前記溶接ワイヤの先端が前記被溶接物と短絡したことを判別したときに、前記溶接ワイヤの前進送給を継続させるか停止させ、前記ソレノイドコイルに供給している電力を停止して前記ソレノイドシャフトを前記ばねによって押し上げることによって、前記溶接トーチを上方向に移動して前記溶接ワイヤの先端を前記被溶接物から引き離して初期アークを発生させた後に、前記溶接ワイヤの定常送給をして定常アークへと移行させるロボットアーク溶接のアークスタート方法。When it is determined that the tip of the welding wire is short-circuited with the workpiece, the forward feeding of the welding wire is continued or stopped, and the power supplied to the solenoid coil is stopped to stop the solenoid shaft. The welding torch is moved upward by the spring, the tip of the welding wire is moved away from the work piece to generate an initial arc, and then the welding wire is constantly fed and steady. Arc start method of robot arc welding to shift to arc.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210031293A1 (en) * | 2018-04-18 | 2021-02-04 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Arc welding control method |
US20210346971A1 (en) * | 2020-05-05 | 2021-11-11 | Www Solutions Llc | Welding electrical control system, apparatus, and method |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5956986A (en) * | 1982-09-24 | 1984-04-02 | Potsupuribetsuto Fastener Kk | Stud welding device of gap system |
JPS6028961U (en) * | 1983-07-29 | 1985-02-27 | 日新製鋼株式会社 | Arc generator for TIG welding |
US4988842A (en) * | 1990-02-12 | 1991-01-29 | Emhart Inc. | Stud welding system |
JP3033216B2 (en) * | 1991-02-14 | 2000-04-17 | 凸版印刷株式会社 | Arc welding machine and arc welding method |
JP4499303B2 (en) * | 2001-01-09 | 2010-07-07 | 株式会社ダイヘン | Arc start control method for robot arc welding |
-
2007
- 2007-03-15 JP JP2007066005A patent/JP5090760B2/en active Active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210031293A1 (en) * | 2018-04-18 | 2021-02-04 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Arc welding control method |
US20210346971A1 (en) * | 2020-05-05 | 2021-11-11 | Www Solutions Llc | Welding electrical control system, apparatus, and method |
US12053845B2 (en) * | 2020-05-05 | 2024-08-06 | Www Solutions Llc | Welding electrical control system, apparatus, and method |
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