アーク溶接制御方法
【課題】 高速溶接においては、溶接速度を変化させることにより、溶融プールの状態が変化し、溶融プールが安定せず、そのためアークが安定せず、結果として溶接が適正に出来ない場合が多々ある。高速溶接を行うためにはこのような課題を解決する必要がある。
【解決手段】 動作速度を連続的になだらかに変化させていくことにより、急激な動作速度変化に合わせて急激にワイヤ送給速度を変化させることを緩和していくことができ、その結果安定した溶接制御を可能とする。
【解決手段】 動作速度を連続的になだらかに変化させていくことにより、急激な動作速度変化に合わせて急激にワイヤ送給速度を変化させることを緩和していくことができ、その結果安定した溶接制御を可能とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶接ロボットマニュピレータ等の装置に搭載されるアーク溶接装置の溶接制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生産現場の溶接工程においては、高速溶接を行うことにより作業能率の向上が図られている。近年その傾向はさらに強まっており、高速度の溶接も試みられるようになっている。このため、高速度溶接に見合った溶着金属量を確保するため、溶接ワイヤの高速送給が可能な送給装置も実用化されてきている。
【０００３】
一方で、前述のような高速送給が可能な送給装置の技術を応用した高速化手段のひとつとして、タンデムアーク溶接法も採用されている。タンデムアーク溶接を行う溶接システムでは、２電極一体型の溶接トーチや、所定の電極間距離を有した２つの単電極溶接トーチが溶接ロボットなどの先端に搭載されている。そうして、動作プログラムに従って、所定の速度で所定の動作が行なわれ、所定の溶接制御を実行することにより溶接が行われる。動作プログラムは、溶接区間では２つの電極および各々を貫通して送給される２本の溶接ワイヤが概ね溶接線上に前後して並ぶような位置関係を前提としている。
【０００４】
ここで、図１を用いて、タンデムアーク溶接装置の概略構成および動作について説明する。図１は、２電極一体型の溶接トーチを使ったタンデムアーク溶接システムの機器構成を簡略化して示している。２電極一体型の溶接トーチ１５０は、図示しない溶接ロボットマニュピレータ等の動作を行う装置に搭載されており、溶接対象ワーク１６０の所定溶接部に沿って移動動作を行う。溶接ロボットマニュピレータ等の動作を行う装置は、制御装置１２０に接続されている。制御装置１２０は、２台の溶接機１３０と溶接機１４０に接続されている。溶接機１３０と溶接機１４０には各々に図示しない溶接ワイヤ送給装置が接続されている。溶接ワイヤ送給装置は図示しない溶接ワイヤの各々１本ずつ計２本を溶接トーチ１５０に供給する。溶接トーチ１５０内では、２本の溶接ワイヤは図示しない２つの電極チップを貫通して供給されている。各電極チップはパワーケーブル１３１とパワーケーブル１４２を介して溶接機１３０と溶接機１４０の出力端子に接続されており、溶接機１３０と溶接機１４０からの電力は各溶接ワイヤに供給される。溶接対象ワーク１６０は、アースケーブル１３２とアースケーブル１４１を介して溶接機１３０と溶接機１４０のアース端子に接続されている。溶接ワイヤと溶接対象ワーク１６０の間にアークが発生することにより溶接電流の流れる回路が形成される。
【０００５】
制御装置１２０は、動作プログラムおよび溶接条件を保持している。制御装置１２０は、溶接ロボットマニュピレータ等の動作を行う装置を動作プログラムに従って動作制御する。かつ、制御装置１２０は、その動作に合わせて、適時、制御線１３３と制御線１４３を介して溶接機１３０と溶接機１４０に対して指令やパラメータの転送を行う。溶接機１３０と溶接機１４０は、各々に接続された溶接ワイヤ送給装置を制御することによって、制御装置１２０から指令されたパラメータに見合ったワイヤ送給量で各溶接ワイヤを供給する。
【０００６】
このようにして、タンデムアーク溶接システムは、溶接対象ワーク１６０の所定箇所に所定の溶接を行う。
【０００７】
次に、図２を用いて、タンデムアーク溶接を行っている様子について説明する。図２は、２電極一体型の溶接トーチにより、図２の右から左の方向にタンデムアーク溶接を行っている様子を示している。以下、溶接方向に対して前方にあるものには「先行」、後方にあるものには「後行」という言葉をつけて説明する。２電極一体型の溶接トーチ１５０（図１参照）のノズル２１０内に、２つの電極チップすなわち先行電極チップ２０１と後行電極チップ２０２が所定の電極間距離を有して配置されている。先行電極チップ２０１には先行ワイヤ２０３が、後行電極チップ２０２には後行ワイヤ２０４が供給されている。
【０００８】
先行ワイヤ２０３は、先行電極チップ２０１を介して図示しない先行電極用の溶接用電源がある溶接機１３０（図１参照）から電力供給を受け、先行ワイヤ２０３と溶接対象ワーク１６０との間に先行アーク２０５を発生させる。そのアーク熱により先行ワイヤ２０３および溶接対象ワーク１６０が溶融されて溶融プール２０７に溶融金属が供給される。同時に、後行ワイヤ２０４は、後行電極チップ２０２を介して図示しない後行電極用の溶接用電源がある溶接機１４０（図１参照）から電力供給を受け、後行ワイヤ２０４と溶接対象ワーク１６０の間に後行アーク２０６を発生させる。そのアーク熱により後行ワイヤ２０４および溶接対象ワーク１６０が溶融して溶融プール２０７に溶融金属が供給される。先行ワイヤ２０３と後行ワイヤ２０４は連続的に送給され、かつ、２電極一体型の溶接トーチ１５０（図１参照）が所定の速度で移動していくことにより、溶融プール２０７を移動させ、その後ろに溶接ビード２７０を形成することで溶接プロセスが実施される。
【０００９】
このように、タンデムアーク溶接においては近接して２つのアークを発生させるため、一方のアークが他方のアークに影響を与える。特に、溶接開始部のアーク発生時や溶接終了部のアーク停止時には、過渡的なアーク状態となり、２つのアークが互いに干渉する。これによってアークが不安定になりやすいので、適正な制御を行う必要がある。
【００１０】
溶接開始部では、融合不良、アーク切れや乱れに伴うチップの損傷、スパッタの発生などが起きる可能性がある。溶接終了部では、融合不良だけでなく溶接ビード２７０外観を損なう可能性がある。これらに対処するために、例えば、溶接開始および終了の制御シーケンスの提案もある。このような提案は、例えば、特許文献１に開示されている。
【００１１】
ところで、高速での溶接に対しては、２つのアークが互いに干渉するのを防ぐ従来の方法ではアークを安定させるには十分ではない。溶融プール２０７がアーク不安定になる大きな要因となっている。例えば、後行アーク２０６は溶融プール２０７に向かってアークを発生する位置関係になるため、溶融プール２０７の乱れによってアークが不安定になりやすい。一方、溶融プール２０７は先行ワイヤ２０３から発生している先行アーク２０５のアーク力によって後方へ流れていこうとする。しかし、後行ワイヤ２０４から発生している後行アーク２０６のアーク力がこれを前方に押し返す。そのため、安定した溶融プール２０７を形成するためにはこれらのバランスが必要である。そして、溶融プール２０７とアークとは互い影響しあう関係にある。
【００１２】
また、高速溶接においては、溶接速度を変化させると溶融プール２０７の状態が変化するので、溶融プール２０７が安定しない。そのためアークが安定せず、結果として適正な溶接が出来ない場合が多々ある。特に、高速溶接を開始する際、および、終了する際に、この現象が顕著に現われる。溶接を開始する際に、溶接しながら急激に速度を上げることに伴い溶融プール２０７が高速で引っ張られることが、その現象が顕著に現われ原因である。また、高速動作に見合ったワイヤ供給が必要なので、急激にワイヤ送給量を増加することで、ワイヤの供給と溶融のバランスが崩れたることもその原因である。高速での溶接を終了する際には、溶接開始時とは逆に、高速動作を急激に停止させることに伴う溶融プールの乱れがある。高速溶接を行うためにはこのような課題を解決する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−１１３３７３号公報
【発明の概要】
【００１４】
アーク溶接制御方法は、タンデムアーク溶接システムにおいて、動作速度を連続的になだらかに変化させる。こうすることにより、急激な動作速度変化に合わせて急激にワイヤ送給速度を変化させることを緩和することができ、その結果安定した溶接制御を可能にする。
アーク溶接制御方法は、動作プログラムによって動作し、動作プログラムに設定された溶接条件で被溶接物を溶接するタンデムアーク溶接システムにおいて、溶接開始位置で先行電極のアークを開始した後に溶接トーチが初速度で移動動作を開始するステップと、溶接トーチが第一の時間進む間と第一の距離進む間と第一の位置まで進む間の少なくとも何れかの間に、溶接トーチの速度を初速度から第一の速度に連続的に動作速度を変化させるステップと、初速度から第一の速度への連続的な動作速度の変化と同期して、先行電極の溶接機に送る溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかを連続的に変化させるステップと、第一の時間の動作が完了した時点と第一の距離の動作が完了した時点と第一の位置までの動作が完了した時点との少なくとも何れかの時点で、後行電極のアークを開始するステップと、溶接トーチが第二の時間進む間と第二の距離進む間と第二の位置まで進む間の少なくとも何れかの間で、前記溶接トーチの速度を第二の速度に連続的に変化させるステップと、第二の速度への連続的な速度の変化と同期して、先行電極の溶接機に送る溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかと、後行電極の溶接機に送る溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかを連続的に変化させるステップとを備える。
【００１５】
アーク溶接制御方法は、動作プログラムによって動作し、動作プログラムに設定された溶接条件で被溶接物を溶接するタンデムアーク溶接システムにおいて、溶接トーチが、溶接終了位置に対して指定された時間手前の位置に到達した時点と指定された距離手前の位置に到達した時点と溶接終了位置より手前の指定された位置に到達した時点との少なくとも何れかの時点で、先行電極のアークを終了するステップと、溶接トーチが溶接終了位置に向かって進む間に、溶接トーチの速度を指定された速度に連続的に速度を変化させるステップと、連続的な速度の変化と同期して、後行電極の溶接機に送る溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかを連続的に変化させるステップと、溶接トーチが溶接終了位置に到達した際に、後行電極のアークを終了し、溶接を終了するステップとを備える。
【００１６】
アーク溶接制御方法は、溶接トーチを動作プログラムによって動作し、動作プログラムの溶接条件で被溶接物を溶接するアーク溶接システムにおいて、溶接トーチが指定された位置から指定された時間進む間と指定された距離進む間と指定された位置まで進む間の少なくとも何れかの間に、溶接トーチの速度を連続的に変化させるステップと、溶接トーチの変化前の速度から変化後の速度への連続的な速度変化と同期して、溶接機に送る溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかを連続的に変化させるステップとを備える。
【００１７】
アーク溶接制御方法は、動作プログラムによって動作し、動作プログラムの溶接条件で被溶接物を溶接するタンデムアーク溶接システムにおいて、溶接トーチが指定された位置から指定された時間進む間と指定された距離進む間と指定された位置まで進む間の少なくとも何れかの間に、溶接トーチの速度を連続的に変化させるステップと、溶接トーチの変化前の速度から変化後の速度への連続的な速度変化と同期して、先行電極の溶接機に送る溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかと、後行電極の溶接機に送る溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかとを連続的に変化させるステップとを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】タンデムアーク溶接システムの概略構成を示す図
【図２】２電極一体型の溶接トーチによる溶接状態を示す模式図
【図３】本発明の実施の形態における溶接開始部近辺の動作説明図
【図４】本発明の実施の形態における溶接終了部近辺の動作説明図
【図５】本発明の実施の形態における溶接動作説明図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１から図５を用いて説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
図３は、図１に示した２電極一体型の溶接トーチ１５０（図１参照）を使ったタンデムアーク溶接システムにおける実施の形態１での動作の順序と内容を示す。本溶接システムの動作は、図３の状態３９１、状態３９２、状態３９３、状態３９４の順に進められる。
【００２１】
図３の状態３９１において、２電極一体型の溶接トーチ１５０が溶接開始位置３８１に到達したところで、先行電極３０３と溶接対象ワーク１６０との間に先行アーク２０５を発生させた後、溶接方向（図３の左から右への方向）に移動動作を始める。溶接トーチ１５０は溶接開始位置３８１で、初速度Ｖ０で移動動作を始める。なお、先行電極３０３は図２の先行電極チップ２０１と先行ワイヤ２０３を総称している。
【００２２】
状態３９２は、溶接トーチ１５０が溶接開始部第一の位置３８２に到達した状態を示している。溶接トーチ１５０が溶接開始部第一の位置３８２に到達したところで、溶接トーチ１５０の移動速度が第一の速度Ｖ１になるように、速度を変更しながらその溶接動作が行われる。溶接開始部第一の位置３８２は、位置として指定されるか、または、溶接開始位置３８１からの距離Ｌ１により指定されるか、または、溶接開始位置３８１からの移動時間Ｔ１により指定される。溶接トーチ１５０が溶接開始位置３８１から溶接開始部第一の位置３８２へ移動を開始する際、制御装置１２０（図１参照）は溶接開始位置３８１では溶接開始位置３８１での初速度Ｖ０に対応する先行電極３０３の溶接条件を先行電極３０３の溶接機１３０（図１参照）に送る。この溶接条件は、溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかである。溶接トーチ１５０が溶接開始部第一の位置３８２に到達したところで、制御装置１２０は第一の速度Ｖ１に対応する先行電極３０３の溶接条件を先行電極３０３の溶接機１３０に送る。この溶接条件は、溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかである。溶接トーチ１５０が溶接開始位置３８１と溶接開始部第一の位置３８２の間では、制御装置１２０は溶接トーチ１５０の変化する速度に合わせて、対応する溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかを先行電極３０３の溶接機１３０に送る。
【００２３】
状態３９３において、溶接開始部第一の位置３８２で、後行電極３０４と溶接対象ワーク１６０の間に後行アーク２０６が発生する。後行電極３０４は図２の後行電極チップ２０２と後行ワイヤ２０４を総称している。
【００２４】
状態３９４において、溶接トーチ１５０が、溶接開始部第二の位置３８３に到達したところで速度が第二の速度Ｖ２となるように、移動速度が変更される。溶接開始部第二の位置３８３は、位置として指定されるか、または、溶接開始部第一の位置３８２からの距離Ｌ２により指定されるか、または、溶接開始部第一の位置３８２からの移動時間Ｔ２により指定される。
【００２５】
溶接トーチ１５０が溶接開始部第一の位置３８２から溶接開始部第二の位置３８３への動作の際、制御装置１２０は、溶接開始部第一の位置３８２では第一の速度Ｖ１に対応する先行電極３０３の溶接条件を先行電極３０３の溶接機１３０に送る。この溶接条件は、溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかである。同時に、制御装置１２０は、第一の速度Ｖ１に対応する後行電極３０４の溶接条件を後行電極３０４の溶接機１４０（図１参照）に送る。この溶接条件は、溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかである。溶接トーチ１５０が溶接開始部第二の位置３８３に到達したところでは、制御装置１２０は、第二の速度Ｖ２に対応する先行電極３０３の溶接条件を先行電極３０３の溶接機１３０に送る。この溶接条件は、溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかである。同時に、制御装置１２０は、第二の速度Ｖ２に対応する後行電極３０４の溶接条件を後行電極３０４の溶接機１４０に送る。この溶接条件は、溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかである。溶接開始部第一の位置３８２と溶接開始部第二の位置３８３の間では、制御装置１２０は、変化する溶接トーチ１５０の速度に合わせて、対応する溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかを先行電極３０３の溶接機１３０および後行電極３０４の溶接機１４０に送る。
【００２６】
以上のように、実施の形態１のアーク溶接システムにおけるアーク溶接制御方法は、動作速度を連続的になだらかに変化させる。こうすることにより、急激な動作速度変化に合わせて急激にワイヤ送給速度を変化させることを緩和することができる。また、動作速度に合わせて溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかを送って溶接することができる。その結果、安定した溶接を可能とする溶接開始部のタンデムアーク溶接が可能になる。
【００２７】
なお、溶接開始部第二の位置３８３における溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかは、定常溶接条件、すなわち、本来溶接を行う条件を指令するものとしてもよい。
【００２８】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２において、実施の形態１と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態２は、溶接終了に関する。
【００２９】
図４は、図１に示した２電極一体型の溶接トーチ１５０（図１参照）を使ったタンデムアーク溶接システムにおける動作の順序と内容を示している。実施の形態２での動作は、図４での状態４９１、状態４９２、状態４９３の順に進められる。
【００３０】
図４の状態４９１において、溶接方向（図４の左から右への方向）に速度Ｖで溶接動作を進めてきた２電極一体型の溶接トーチ１５０が溶接終了位置４８２の手前にある溶接終了部第一の位置４８１に到達したところで、先行アーク２０５が終了する。後行アーク２０６は継続している。溶接終了部第一の位置４８１は、位置として指定されるか、または、溶接終了位置４８２からの距離ＬＥにより指定されるか、または、溶接終了位置４８２からの移動時間ＴＥにより指定される。
【００３１】
状態４９２において、溶接終了部第一の位置４８１における溶接トーチ１５０の速度Ｖから、溶接終了位置４８２に到達したところで速度が最終の速度ＶＥとなるように、速度を変更しながら溶接方向に動作が継続される。この際、接終了部第一の位置４８１では速度Ｖに対応する後行電極３０４の溶接条件が後行電極３０４の溶接機１４０（図１参照）に送られる。この溶接条件は、溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかである。溶接トーチ１５０が溶接終了位置４８２に到達したところで、最終の速度ＶＥに対応する後行電極３０４の溶接条件が後行電極３０４の溶接機１４０に送られる。この溶接条件は、溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかである。そして、溶接終了部第一の位置４８１から溶接終了位置４８２の間では、変化する速度に合わせて対応する後行電極３０４の溶接条件が後行電極３０４の溶接機１４０に送られる。この溶接条件は、溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかである。
【００３２】
状態４９３において、溶接トーチ１５０が溶接終了位置４８２に到達したところで、後行アーク２０６も終了し、溶接は終了する。
【００３３】
以上のように、実施の形態２のアーク溶接システムにおけるアーク溶接制御方法は、動作速度を連続的になだらかに変化させる。こうすることにより、急激な動作速度変化に合わせて急激にワイヤ送給速度を変化させることを緩和できる。また、動作速度に合わせて溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかを送って溶接することができるので、その結果安定した溶接を可能とする溶接終了部のタンデムアーク溶接が可能となる。
【００３４】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。図５は、タンデムアーク溶接システムに限らず一般の溶接システムにおける本発明の動作の内容を示す。図５は、２電極ではなく、電極が１つである溶接トーチ５５０を例にして示している。溶接トーチ５５０は図１の溶接トーチ１５０に対応する。但し、実施の形態３では、図１の溶接機１４０とアースケーブル１４１とパワーケーブル１４２と制御線１４３は不要である。
【００３５】
図５において、アークが発生した状態で溶接方向（図５の左から右への方向）に動作してきた溶接トーチ５５０は、第一の位置５８１での速度Ｖａに、第二の位置５８２で速度Ｖｂになるように、徐々に速度を変化させながら動作する。なお、第二の位置５８２は、位置として指定されるか、または、第一の位置５８１からの距離Ｌ５により指定されるか、または、第一の位置５８１からの時間Ｔ５により指定される。溶接トーチ５５０が第一の位置５８１から第二の位置５８２までの動作の際、制御装置１２０（図１参照）は第一の位置５８１では速度Ｖａに対応する溶接条件を溶接機１３０（図１参照）に送る。この溶接条件は、溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかである。溶接トーチ５５０が第二の位置５８２に到達したところで、制御装置１２０は速度Ｖｂに対応する溶接条件を溶接機１３０に送る。この溶接条件は、溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかである。また、溶接トーチ１５０が第一の位置５８１から第二の位置５８２に移動する間では、制御装置１２０は変化する速度に合わせて対応する溶接条件としての溶接電流指令とワイヤ送給速度指令溶接電圧指令の少なくとも何れかを溶接機１３０に送る。
【００３６】
以上のように、本実施の形態のアーク溶接システムにおけるアーク溶接制御方法は、動作速度を連続的になだらかに変化させる。こうすることにより、急激な動作速度変化に合わせて急激にワイヤ送給速度を変化させることを緩和することができる。また、動作速度に合わせて溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかを送って溶接することができるので、その結果安定した溶接が可能となる。
【００３７】
なお、実施の形態３では、電極が１つである溶接トーチ５５０を例にして説明したが、２電極一体型の溶接トーチや近接して配置した２つの単電極溶接トーチを使用するタンデムアーク溶接においても同様の動作をさせることが可能である。
【００３８】
また、溶接動作の速度を変化させる際に、指定された位置から指定された時間進む間、または指定された距離進む間、または指定された位置まで進む間に、変化前の速度から変化後の速度に連続的に動作速度を変化させ、この速度変化と同期して、以下を実行しても上述と同様の効果を得ることができる。すなわち、２つの電極のうち溶接進行方向に対して先行となる電極の溶接機に送る溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかと、後行電極の溶接機に送る溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかとを連続的に変化しても同様の効果を得ることができる。
【００３９】
以上の実施の形態１から実施の形態３で説明したように、本発明のアーク溶接制御方法は、動作速度を連続的になだらかに変化させる。こうすることにより、急激な動作速度変化に合わせて急激にワイヤ送給速度を変化させることを緩和することができる。また、動作速度に合わせて溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかを送って溶接することができる。その結果、安定した溶接制御を可能にできる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明のアーク溶接制御方法は、安定した溶接制御が可能にでき、例えば、タンデムアーク溶接工法など高速で溶接を行う際のアーク溶接制御方法等として産業上有用である。
【符号の説明】
【００４１】
１２０ 制御装置
１３０ 溶接機
１３１ パワーケーブル
１３２ アースケーブル
１３３ 制御線
１４０ 溶接機
１４１ アースケーブル
１４２ パワーケーブル
１４３ 制御線
１５０，５５０ 溶接トーチ
１６０ 溶接対象ワーク
２０１ 先行電極チップ
２０２ 後行電極チップ
２０３ 先行ワイヤ
２０４ 後行ワイヤ
２０５ 先行アーク
２０６ 後行アーク
２０７ 溶融金属
２１０ ノズル
２７０ 溶接ビード
３０３ 先行電極
３０４ 後行電極
３８１ 溶接開始位置
３８２ 溶接開始部第一の位置
３８３ 溶接開始部第二の位置
４８２ 溶接終了位置
４８１ 溶接終了部第一の位置
５８１ 第一の位置
５８２ 第二の位置
Ｌ１ 溶接開始位置から溶接開始部第一の位置までの距離
Ｌ２ 溶接開始部第一の位置から溶接開始部第二の位置までの距離
Ｌ５ 第一の位置から第二の位置までの距離
ＬＥ 溶接終了部第一の位置からの溶接終了位置までの距離
Ｖ０ 初速度
Ｖ１ 第一の速度
Ｖ２ 第二の速度
Ｖａ 第一の位置での速度
Ｖｂ 第二の位置での速度
Ｔ１ 溶接開始位置から溶接開始部第一の位置までの時間
Ｔ２ 溶接開始部第一の位置から溶接開始部第二の位置までの時間
ＴＥ 溶接終了部第一の位置からの溶接終了位置までの時間
Ｔ５ 第一の位置から第二の位置までの時間
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶接ロボットマニュピレータ等の装置に搭載されるアーク溶接装置の溶接制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生産現場の溶接工程においては、高速溶接を行うことにより作業能率の向上が図られている。近年その傾向はさらに強まっており、高速度の溶接も試みられるようになっている。このため、高速度溶接に見合った溶着金属量を確保するため、溶接ワイヤの高速送給が可能な送給装置も実用化されてきている。
【０００３】
一方で、前述のような高速送給が可能な送給装置の技術を応用した高速化手段のひとつとして、タンデムアーク溶接法も採用されている。タンデムアーク溶接を行う溶接システムでは、２電極一体型の溶接トーチや、所定の電極間距離を有した２つの単電極溶接トーチが溶接ロボットなどの先端に搭載されている。そうして、動作プログラムに従って、所定の速度で所定の動作が行なわれ、所定の溶接制御を実行することにより溶接が行われる。動作プログラムは、溶接区間では２つの電極および各々を貫通して送給される２本の溶接ワイヤが概ね溶接線上に前後して並ぶような位置関係を前提としている。
【０００４】
ここで、図１を用いて、タンデムアーク溶接装置の概略構成および動作について説明する。図１は、２電極一体型の溶接トーチを使ったタンデムアーク溶接システムの機器構成を簡略化して示している。２電極一体型の溶接トーチ１５０は、図示しない溶接ロボットマニュピレータ等の動作を行う装置に搭載されており、溶接対象ワーク１６０の所定溶接部に沿って移動動作を行う。溶接ロボットマニュピレータ等の動作を行う装置は、制御装置１２０に接続されている。制御装置１２０は、２台の溶接機１３０と溶接機１４０に接続されている。溶接機１３０と溶接機１４０には各々に図示しない溶接ワイヤ送給装置が接続されている。溶接ワイヤ送給装置は図示しない溶接ワイヤの各々１本ずつ計２本を溶接トーチ１５０に供給する。溶接トーチ１５０内では、２本の溶接ワイヤは図示しない２つの電極チップを貫通して供給されている。各電極チップはパワーケーブル１３１とパワーケーブル１４２を介して溶接機１３０と溶接機１４０の出力端子に接続されており、溶接機１３０と溶接機１４０からの電力は各溶接ワイヤに供給される。溶接対象ワーク１６０は、アースケーブル１３２とアースケーブル１４１を介して溶接機１３０と溶接機１４０のアース端子に接続されている。溶接ワイヤと溶接対象ワーク１６０の間にアークが発生することにより溶接電流の流れる回路が形成される。
【０００５】
制御装置１２０は、動作プログラムおよび溶接条件を保持している。制御装置１２０は、溶接ロボットマニュピレータ等の動作を行う装置を動作プログラムに従って動作制御する。かつ、制御装置１２０は、その動作に合わせて、適時、制御線１３３と制御線１４３を介して溶接機１３０と溶接機１４０に対して指令やパラメータの転送を行う。溶接機１３０と溶接機１４０は、各々に接続された溶接ワイヤ送給装置を制御することによって、制御装置１２０から指令されたパラメータに見合ったワイヤ送給量で各溶接ワイヤを供給する。
【０００６】
このようにして、タンデムアーク溶接システムは、溶接対象ワーク１６０の所定箇所に所定の溶接を行う。
【０００７】
次に、図２を用いて、タンデムアーク溶接を行っている様子について説明する。図２は、２電極一体型の溶接トーチにより、図２の右から左の方向にタンデムアーク溶接を行っている様子を示している。以下、溶接方向に対して前方にあるものには「先行」、後方にあるものには「後行」という言葉をつけて説明する。２電極一体型の溶接トーチ１５０（図１参照）のノズル２１０内に、２つの電極チップすなわち先行電極チップ２０１と後行電極チップ２０２が所定の電極間距離を有して配置されている。先行電極チップ２０１には先行ワイヤ２０３が、後行電極チップ２０２には後行ワイヤ２０４が供給されている。
【０００８】
先行ワイヤ２０３は、先行電極チップ２０１を介して図示しない先行電極用の溶接用電源がある溶接機１３０（図１参照）から電力供給を受け、先行ワイヤ２０３と溶接対象ワーク１６０との間に先行アーク２０５を発生させる。そのアーク熱により先行ワイヤ２０３および溶接対象ワーク１６０が溶融されて溶融プール２０７に溶融金属が供給される。同時に、後行ワイヤ２０４は、後行電極チップ２０２を介して図示しない後行電極用の溶接用電源がある溶接機１４０（図１参照）から電力供給を受け、後行ワイヤ２０４と溶接対象ワーク１６０の間に後行アーク２０６を発生させる。そのアーク熱により後行ワイヤ２０４および溶接対象ワーク１６０が溶融して溶融プール２０７に溶融金属が供給される。先行ワイヤ２０３と後行ワイヤ２０４は連続的に送給され、かつ、２電極一体型の溶接トーチ１５０（図１参照）が所定の速度で移動していくことにより、溶融プール２０７を移動させ、その後ろに溶接ビード２７０を形成することで溶接プロセスが実施される。
【０００９】
このように、タンデムアーク溶接においては近接して２つのアークを発生させるため、一方のアークが他方のアークに影響を与える。特に、溶接開始部のアーク発生時や溶接終了部のアーク停止時には、過渡的なアーク状態となり、２つのアークが互いに干渉する。これによってアークが不安定になりやすいので、適正な制御を行う必要がある。
【００１０】
溶接開始部では、融合不良、アーク切れや乱れに伴うチップの損傷、スパッタの発生などが起きる可能性がある。溶接終了部では、融合不良だけでなく溶接ビード２７０外観を損なう可能性がある。これらに対処するために、例えば、溶接開始および終了の制御シーケンスの提案もある。このような提案は、例えば、特許文献１に開示されている。
【００１１】
ところで、高速での溶接に対しては、２つのアークが互いに干渉するのを防ぐ従来の方法ではアークを安定させるには十分ではない。溶融プール２０７がアーク不安定になる大きな要因となっている。例えば、後行アーク２０６は溶融プール２０７に向かってアークを発生する位置関係になるため、溶融プール２０７の乱れによってアークが不安定になりやすい。一方、溶融プール２０７は先行ワイヤ２０３から発生している先行アーク２０５のアーク力によって後方へ流れていこうとする。しかし、後行ワイヤ２０４から発生している後行アーク２０６のアーク力がこれを前方に押し返す。そのため、安定した溶融プール２０７を形成するためにはこれらのバランスが必要である。そして、溶融プール２０７とアークとは互い影響しあう関係にある。
【００１２】
また、高速溶接においては、溶接速度を変化させると溶融プール２０７の状態が変化するので、溶融プール２０７が安定しない。そのためアークが安定せず、結果として適正な溶接が出来ない場合が多々ある。特に、高速溶接を開始する際、および、終了する際に、この現象が顕著に現われる。溶接を開始する際に、溶接しながら急激に速度を上げることに伴い溶融プール２０７が高速で引っ張られることが、その現象が顕著に現われ原因である。また、高速動作に見合ったワイヤ供給が必要なので、急激にワイヤ送給量を増加することで、ワイヤの供給と溶融のバランスが崩れたることもその原因である。高速での溶接を終了する際には、溶接開始時とは逆に、高速動作を急激に停止させることに伴う溶融プールの乱れがある。高速溶接を行うためにはこのような課題を解決する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−１１３３７３号公報
【発明の概要】
【００１４】
アーク溶接制御方法は、タンデムアーク溶接システムにおいて、動作速度を連続的になだらかに変化させる。こうすることにより、急激な動作速度変化に合わせて急激にワイヤ送給速度を変化させることを緩和することができ、その結果安定した溶接制御を可能にする。
アーク溶接制御方法は、動作プログラムによって動作し、動作プログラムに設定された溶接条件で被溶接物を溶接するタンデムアーク溶接システムにおいて、溶接開始位置で先行電極のアークを開始した後に溶接トーチが初速度で移動動作を開始するステップと、溶接トーチが第一の時間進む間と第一の距離進む間と第一の位置まで進む間の少なくとも何れかの間に、溶接トーチの速度を初速度から第一の速度に連続的に動作速度を変化させるステップと、初速度から第一の速度への連続的な動作速度の変化と同期して、先行電極の溶接機に送る溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかを連続的に変化させるステップと、第一の時間の動作が完了した時点と第一の距離の動作が完了した時点と第一の位置までの動作が完了した時点との少なくとも何れかの時点で、後行電極のアークを開始するステップと、溶接トーチが第二の時間進む間と第二の距離進む間と第二の位置まで進む間の少なくとも何れかの間で、前記溶接トーチの速度を第二の速度に連続的に変化させるステップと、第二の速度への連続的な速度の変化と同期して、先行電極の溶接機に送る溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかと、後行電極の溶接機に送る溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかを連続的に変化させるステップとを備える。
【００１５】
アーク溶接制御方法は、動作プログラムによって動作し、動作プログラムに設定された溶接条件で被溶接物を溶接するタンデムアーク溶接システムにおいて、溶接トーチが、溶接終了位置に対して指定された時間手前の位置に到達した時点と指定された距離手前の位置に到達した時点と溶接終了位置より手前の指定された位置に到達した時点との少なくとも何れかの時点で、先行電極のアークを終了するステップと、溶接トーチが溶接終了位置に向かって進む間に、溶接トーチの速度を指定された速度に連続的に速度を変化させるステップと、連続的な速度の変化と同期して、後行電極の溶接機に送る溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかを連続的に変化させるステップと、溶接トーチが溶接終了位置に到達した際に、後行電極のアークを終了し、溶接を終了するステップとを備える。
【００１６】
アーク溶接制御方法は、溶接トーチを動作プログラムによって動作し、動作プログラムの溶接条件で被溶接物を溶接するアーク溶接システムにおいて、溶接トーチが指定された位置から指定された時間進む間と指定された距離進む間と指定された位置まで進む間の少なくとも何れかの間に、溶接トーチの速度を連続的に変化させるステップと、溶接トーチの変化前の速度から変化後の速度への連続的な速度変化と同期して、溶接機に送る溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかを連続的に変化させるステップとを備える。
【００１７】
アーク溶接制御方法は、動作プログラムによって動作し、動作プログラムの溶接条件で被溶接物を溶接するタンデムアーク溶接システムにおいて、溶接トーチが指定された位置から指定された時間進む間と指定された距離進む間と指定された位置まで進む間の少なくとも何れかの間に、溶接トーチの速度を連続的に変化させるステップと、溶接トーチの変化前の速度から変化後の速度への連続的な速度変化と同期して、先行電極の溶接機に送る溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかと、後行電極の溶接機に送る溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかとを連続的に変化させるステップとを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】タンデムアーク溶接システムの概略構成を示す図
【図２】２電極一体型の溶接トーチによる溶接状態を示す模式図
【図３】本発明の実施の形態における溶接開始部近辺の動作説明図
【図４】本発明の実施の形態における溶接終了部近辺の動作説明図
【図５】本発明の実施の形態における溶接動作説明図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１から図５を用いて説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
図３は、図１に示した２電極一体型の溶接トーチ１５０（図１参照）を使ったタンデムアーク溶接システムにおける実施の形態１での動作の順序と内容を示す。本溶接システムの動作は、図３の状態３９１、状態３９２、状態３９３、状態３９４の順に進められる。
【００２１】
図３の状態３９１において、２電極一体型の溶接トーチ１５０が溶接開始位置３８１に到達したところで、先行電極３０３と溶接対象ワーク１６０との間に先行アーク２０５を発生させた後、溶接方向（図３の左から右への方向）に移動動作を始める。溶接トーチ１５０は溶接開始位置３８１で、初速度Ｖ０で移動動作を始める。なお、先行電極３０３は図２の先行電極チップ２０１と先行ワイヤ２０３を総称している。
【００２２】
状態３９２は、溶接トーチ１５０が溶接開始部第一の位置３８２に到達した状態を示している。溶接トーチ１５０が溶接開始部第一の位置３８２に到達したところで、溶接トーチ１５０の移動速度が第一の速度Ｖ１になるように、速度を変更しながらその溶接動作が行われる。溶接開始部第一の位置３８２は、位置として指定されるか、または、溶接開始位置３８１からの距離Ｌ１により指定されるか、または、溶接開始位置３８１からの移動時間Ｔ１により指定される。溶接トーチ１５０が溶接開始位置３８１から溶接開始部第一の位置３８２へ移動を開始する際、制御装置１２０（図１参照）は溶接開始位置３８１では溶接開始位置３８１での初速度Ｖ０に対応する先行電極３０３の溶接条件を先行電極３０３の溶接機１３０（図１参照）に送る。この溶接条件は、溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかである。溶接トーチ１５０が溶接開始部第一の位置３８２に到達したところで、制御装置１２０は第一の速度Ｖ１に対応する先行電極３０３の溶接条件を先行電極３０３の溶接機１３０に送る。この溶接条件は、溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかである。溶接トーチ１５０が溶接開始位置３８１と溶接開始部第一の位置３８２の間では、制御装置１２０は溶接トーチ１５０の変化する速度に合わせて、対応する溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかを先行電極３０３の溶接機１３０に送る。
【００２３】
状態３９３において、溶接開始部第一の位置３８２で、後行電極３０４と溶接対象ワーク１６０の間に後行アーク２０６が発生する。後行電極３０４は図２の後行電極チップ２０２と後行ワイヤ２０４を総称している。
【００２４】
状態３９４において、溶接トーチ１５０が、溶接開始部第二の位置３８３に到達したところで速度が第二の速度Ｖ２となるように、移動速度が変更される。溶接開始部第二の位置３８３は、位置として指定されるか、または、溶接開始部第一の位置３８２からの距離Ｌ２により指定されるか、または、溶接開始部第一の位置３８２からの移動時間Ｔ２により指定される。
【００２５】
溶接トーチ１５０が溶接開始部第一の位置３８２から溶接開始部第二の位置３８３への動作の際、制御装置１２０は、溶接開始部第一の位置３８２では第一の速度Ｖ１に対応する先行電極３０３の溶接条件を先行電極３０３の溶接機１３０に送る。この溶接条件は、溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかである。同時に、制御装置１２０は、第一の速度Ｖ１に対応する後行電極３０４の溶接条件を後行電極３０４の溶接機１４０（図１参照）に送る。この溶接条件は、溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかである。溶接トーチ１５０が溶接開始部第二の位置３８３に到達したところでは、制御装置１２０は、第二の速度Ｖ２に対応する先行電極３０３の溶接条件を先行電極３０３の溶接機１３０に送る。この溶接条件は、溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかである。同時に、制御装置１２０は、第二の速度Ｖ２に対応する後行電極３０４の溶接条件を後行電極３０４の溶接機１４０に送る。この溶接条件は、溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかである。溶接開始部第一の位置３８２と溶接開始部第二の位置３８３の間では、制御装置１２０は、変化する溶接トーチ１５０の速度に合わせて、対応する溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかを先行電極３０３の溶接機１３０および後行電極３０４の溶接機１４０に送る。
【００２６】
以上のように、実施の形態１のアーク溶接システムにおけるアーク溶接制御方法は、動作速度を連続的になだらかに変化させる。こうすることにより、急激な動作速度変化に合わせて急激にワイヤ送給速度を変化させることを緩和することができる。また、動作速度に合わせて溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかを送って溶接することができる。その結果、安定した溶接を可能とする溶接開始部のタンデムアーク溶接が可能になる。
【００２７】
なお、溶接開始部第二の位置３８３における溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかは、定常溶接条件、すなわち、本来溶接を行う条件を指令するものとしてもよい。
【００２８】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２において、実施の形態１と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態２は、溶接終了に関する。
【００２９】
図４は、図１に示した２電極一体型の溶接トーチ１５０（図１参照）を使ったタンデムアーク溶接システムにおける動作の順序と内容を示している。実施の形態２での動作は、図４での状態４９１、状態４９２、状態４９３の順に進められる。
【００３０】
図４の状態４９１において、溶接方向（図４の左から右への方向）に速度Ｖで溶接動作を進めてきた２電極一体型の溶接トーチ１５０が溶接終了位置４８２の手前にある溶接終了部第一の位置４８１に到達したところで、先行アーク２０５が終了する。後行アーク２０６は継続している。溶接終了部第一の位置４８１は、位置として指定されるか、または、溶接終了位置４８２からの距離ＬＥにより指定されるか、または、溶接終了位置４８２からの移動時間ＴＥにより指定される。
【００３１】
状態４９２において、溶接終了部第一の位置４８１における溶接トーチ１５０の速度Ｖから、溶接終了位置４８２に到達したところで速度が最終の速度ＶＥとなるように、速度を変更しながら溶接方向に動作が継続される。この際、接終了部第一の位置４８１では速度Ｖに対応する後行電極３０４の溶接条件が後行電極３０４の溶接機１４０（図１参照）に送られる。この溶接条件は、溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかである。溶接トーチ１５０が溶接終了位置４８２に到達したところで、最終の速度ＶＥに対応する後行電極３０４の溶接条件が後行電極３０４の溶接機１４０に送られる。この溶接条件は、溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかである。そして、溶接終了部第一の位置４８１から溶接終了位置４８２の間では、変化する速度に合わせて対応する後行電極３０４の溶接条件が後行電極３０４の溶接機１４０に送られる。この溶接条件は、溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかである。
【００３２】
状態４９３において、溶接トーチ１５０が溶接終了位置４８２に到達したところで、後行アーク２０６も終了し、溶接は終了する。
【００３３】
以上のように、実施の形態２のアーク溶接システムにおけるアーク溶接制御方法は、動作速度を連続的になだらかに変化させる。こうすることにより、急激な動作速度変化に合わせて急激にワイヤ送給速度を変化させることを緩和できる。また、動作速度に合わせて溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかを送って溶接することができるので、その結果安定した溶接を可能とする溶接終了部のタンデムアーク溶接が可能となる。
【００３４】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。図５は、タンデムアーク溶接システムに限らず一般の溶接システムにおける本発明の動作の内容を示す。図５は、２電極ではなく、電極が１つである溶接トーチ５５０を例にして示している。溶接トーチ５５０は図１の溶接トーチ１５０に対応する。但し、実施の形態３では、図１の溶接機１４０とアースケーブル１４１とパワーケーブル１４２と制御線１４３は不要である。
【００３５】
図５において、アークが発生した状態で溶接方向（図５の左から右への方向）に動作してきた溶接トーチ５５０は、第一の位置５８１での速度Ｖａに、第二の位置５８２で速度Ｖｂになるように、徐々に速度を変化させながら動作する。なお、第二の位置５８２は、位置として指定されるか、または、第一の位置５８１からの距離Ｌ５により指定されるか、または、第一の位置５８１からの時間Ｔ５により指定される。溶接トーチ５５０が第一の位置５８１から第二の位置５８２までの動作の際、制御装置１２０（図１参照）は第一の位置５８１では速度Ｖａに対応する溶接条件を溶接機１３０（図１参照）に送る。この溶接条件は、溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかである。溶接トーチ５５０が第二の位置５８２に到達したところで、制御装置１２０は速度Ｖｂに対応する溶接条件を溶接機１３０に送る。この溶接条件は、溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかである。また、溶接トーチ１５０が第一の位置５８１から第二の位置５８２に移動する間では、制御装置１２０は変化する速度に合わせて対応する溶接条件としての溶接電流指令とワイヤ送給速度指令溶接電圧指令の少なくとも何れかを溶接機１３０に送る。
【００３６】
以上のように、本実施の形態のアーク溶接システムにおけるアーク溶接制御方法は、動作速度を連続的になだらかに変化させる。こうすることにより、急激な動作速度変化に合わせて急激にワイヤ送給速度を変化させることを緩和することができる。また、動作速度に合わせて溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかを送って溶接することができるので、その結果安定した溶接が可能となる。
【００３７】
なお、実施の形態３では、電極が１つである溶接トーチ５５０を例にして説明したが、２電極一体型の溶接トーチや近接して配置した２つの単電極溶接トーチを使用するタンデムアーク溶接においても同様の動作をさせることが可能である。
【００３８】
また、溶接動作の速度を変化させる際に、指定された位置から指定された時間進む間、または指定された距離進む間、または指定された位置まで進む間に、変化前の速度から変化後の速度に連続的に動作速度を変化させ、この速度変化と同期して、以下を実行しても上述と同様の効果を得ることができる。すなわち、２つの電極のうち溶接進行方向に対して先行となる電極の溶接機に送る溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかと、後行電極の溶接機に送る溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかとを連続的に変化しても同様の効果を得ることができる。
【００３９】
以上の実施の形態１から実施の形態３で説明したように、本発明のアーク溶接制御方法は、動作速度を連続的になだらかに変化させる。こうすることにより、急激な動作速度変化に合わせて急激にワイヤ送給速度を変化させることを緩和することができる。また、動作速度に合わせて溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかを送って溶接することができる。その結果、安定した溶接制御を可能にできる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明のアーク溶接制御方法は、安定した溶接制御が可能にでき、例えば、タンデムアーク溶接工法など高速で溶接を行う際のアーク溶接制御方法等として産業上有用である。
【符号の説明】
【００４１】
１２０ 制御装置
１３０ 溶接機
１３１ パワーケーブル
１３２ アースケーブル
１３３ 制御線
１４０ 溶接機
１４１ アースケーブル
１４２ パワーケーブル
１４３ 制御線
１５０，５５０ 溶接トーチ
１６０ 溶接対象ワーク
２０１ 先行電極チップ
２０２ 後行電極チップ
２０３ 先行ワイヤ
２０４ 後行ワイヤ
２０５ 先行アーク
２０６ 後行アーク
２０７ 溶融金属
２１０ ノズル
２７０ 溶接ビード
３０３ 先行電極
３０４ 後行電極
３８１ 溶接開始位置
３８２ 溶接開始部第一の位置
３８３ 溶接開始部第二の位置
４８２ 溶接終了位置
４８１ 溶接終了部第一の位置
５８１ 第一の位置
５８２ 第二の位置
Ｌ１ 溶接開始位置から溶接開始部第一の位置までの距離
Ｌ２ 溶接開始部第一の位置から溶接開始部第二の位置までの距離
Ｌ５ 第一の位置から第二の位置までの距離
ＬＥ 溶接終了部第一の位置からの溶接終了位置までの距離
Ｖ０ 初速度
Ｖ１ 第一の速度
Ｖ２ 第二の速度
Ｖａ 第一の位置での速度
Ｖｂ 第二の位置での速度
Ｔ１ 溶接開始位置から溶接開始部第一の位置までの時間
Ｔ２ 溶接開始部第一の位置から溶接開始部第二の位置までの時間
ＴＥ 溶接終了部第一の位置からの溶接終了位置までの時間
Ｔ５ 第一の位置から第二の位置までの時間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作プログラムによって動作し、前記動作プログラムに設定された溶接条件で被溶接物を溶接するタンデムアーク溶接システムのアーク溶接制御方法において、
溶接トーチが、溶接終了位置に対して指定された時間手前の位置に到達した時点と指定された距離手前の位置に到達した時点と前記溶接終了位置より手前の指定された位置に到達した時点との少なくとも何れかの時点で、先行電極のアークを終了するステップと、
前記溶接トーチが前記溶接終了位置に向かって進む間に、前記溶接トーチの速度を指定された速度に連続的に速度を変化させるステップと、
前記連続的な速度の変化と同期して、後行電極の溶接機に送る溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかを連続的に変化させるステップと、
前記溶接トーチが前記溶接終了位置に到達した際に、前記後行電極のアークを終了し、溶接を終了するステップと
を備えるアーク溶接制御方法。
【請求項１】
動作プログラムによって動作し、前記動作プログラムに設定された溶接条件で被溶接物を溶接するタンデムアーク溶接システムのアーク溶接制御方法において、
溶接トーチが、溶接終了位置に対して指定された時間手前の位置に到達した時点と指定された距離手前の位置に到達した時点と前記溶接終了位置より手前の指定された位置に到達した時点との少なくとも何れかの時点で、先行電極のアークを終了するステップと、
前記溶接トーチが前記溶接終了位置に向かって進む間に、前記溶接トーチの速度を指定された速度に連続的に速度を変化させるステップと、
前記連続的な速度の変化と同期して、後行電極の溶接機に送る溶接電流指令とワイヤ送給速度指令と溶接電圧指令の少なくとも何れかを連続的に変化させるステップと、
前記溶接トーチが前記溶接終了位置に到達した際に、前記後行電極のアークを終了し、溶接を終了するステップと
を備えるアーク溶接制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１３１２７７（Ｐ２０１１−１３１２７７Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８２４７４（Ｐ２０１１−８２４７４）
【出願日】平成２３年４月４日（２０１１．４．４）
【分割の表示】特願２００７−５４２１７２（Ｐ２００７−５４２１７２）の分割
【原出願日】平成１９年２月９日（２００７．２．９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月４日（２０１１．４．４）
【分割の表示】特願２００７−５４２１７２（Ｐ２００７−５４２１７２）の分割
【原出願日】平成１９年２月９日（２００７．２．９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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