專(zhuān)利名稱(chēng)：電弧焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用針腳脈沖焊接(stitch pulse welding)法的電弧焊接方法。
背景技術(shù)：
圖5示出現(xiàn)有的電弧焊接裝置的一個(gè)實(shí)例。作為圖5所示的電弧焊接裝置X的用途的一個(gè)實(shí)例，可列舉稱(chēng)為針腳脈沖焊接法(stitch pulse)的焊接方法。針腳脈沖焊接法是通過(guò)控制焊接時(shí)的進(jìn)熱和冷卻就可容易地抑制給予基材W的熱影響的焊接法。如果使用此針腳脈沖焊接法，與現(xiàn)有的薄板焊接相比，能使焊接外觀提高、減少焊接形變量(例如， 參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。圖5所示的電弧焊接裝置X包括保持焊絲(welding wire)的焊炬(welding torch)91 ；使焊炬91相對(duì)基材移動(dòng)的機(jī)器人主體92 ；控制機(jī)器人主體92的動(dòng)作的機(jī)器人控制裝置93 ；和向焊絲95和基材W之間提供焊接電壓的焊接電源94。一旦焊接電源94向焊絲95和基材W之間提供焊接電壓，就在焊絲95的前端和基材W之間產(chǎn)生電弧，使焊絲95 和基材W熔融，在基材W上形成熔融池。在使電弧停止后通過(guò)從電弧焊炬91噴出的保護(hù)氣體(shield gas)使此熔融池冷卻、凝固。熔融池一旦凝固就會(huì)形成焊接痕跡。例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2提出的針腳脈沖焊接法中，如圖6所示，重復(fù)地進(jìn)行通過(guò)在使焊炬91停止的狀態(tài)下進(jìn)行交流脈沖電流的通電來(lái)產(chǎn)生電弧的電弧焊接工序(期間Tl)；和在焊絲95和基材W之間施加比期間Tl弱的電壓、通過(guò)進(jìn)行小的值的直流電流的通電來(lái)保持產(chǎn)生電弧的狀態(tài)的冷卻及移動(dòng)期間(期間T2)。根據(jù)這樣的焊接方法，通過(guò)使相鄰的一部分彼此重合而連續(xù)形成多個(gè)焊接痕跡，產(chǎn)生鱗片狀的焊珠(weld bead)。此外，此情況下，由于不重復(fù)進(jìn)行電弧的消弧及再產(chǎn)生，所以具有可抑制產(chǎn)生飛濺的優(yōu)點(diǎn)。此外，在圖6所示的方法中，通常在焊接中進(jìn)行異常判定。具體地，在焊接電流比規(guī)定的值小、或焊接電壓比規(guī)定的值大的時(shí)候，判定為電弧中斷。構(gòu)成一旦檢測(cè)出焊接中斷就停止焊接作業(yè)的結(jié)構(gòu)。在這種不是目視而是自動(dòng)地進(jìn)行電弧的中斷的檢測(cè)的情況下，為了防止誤檢測(cè)等而設(shè)定固定的檢測(cè)時(shí)間。即檢測(cè)電流低于預(yù)先設(shè)定的值的時(shí)間、或電壓的值高于預(yù)先設(shè)定的值的時(shí)間，在此檢測(cè)時(shí)間比預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)時(shí)間長(zhǎng)的情況下，判定為電弧中斷，向機(jī)器人控制裝置93及電源裝置94發(fā)送用于使工作停止的信號(hào)。例如，如圖6所示，在期間Tl的比較后的半段時(shí)刻tl產(chǎn)生電弧中斷的時(shí)候，上述基準(zhǔn)時(shí)間的終期常包含在期間T2中。即使在期間T2中，如果電弧中斷繼續(xù)，在時(shí)刻t2電弧中斷異常的條件就會(huì)成立，使焊接終止。但是，在發(fā)生電弧中斷的期間Tl中，僅后半段期間的一段期間的焊接為異常。即，作為期間Tl整體，完成滿(mǎn)足所希望的狀態(tài)的焊接的可能性大，可確保充分的焊接強(qiáng)度，焊接的外觀也比較良好。即便這種情況下，也存在因圖6所示的異常判定而在時(shí)刻t2終止焊接這樣的問(wèn)題。專(zhuān)利文獻(xiàn)IJP特開(kāi)平6_55沈8號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2JP特開(kāi)平1H67839號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況而提出本發(fā)明，其課題在于，提供一種可更恰當(dāng)?shù)貦z測(cè)電弧的中斷的電弧焊接方法。由本發(fā)明提供的電弧焊接方法，交替重復(fù)地進(jìn)行以下兩個(gè)工序第一工序，通過(guò)在基材和保持在焊炬上的熔化電極之間產(chǎn)生電弧，進(jìn)行熔滴過(guò)渡； 以及第二工序，一面在上述基材和上述熔化電極之間產(chǎn)生電弧、一面對(duì)在上述基材中形成的熔融池進(jìn)行冷卻，并且使上述焊炬移動(dòng)；其特征在于，在上述第一工序中，在上述基材和上述熔化電極之間的電壓的絕對(duì)值、或流過(guò)兩者之間的電流的絕對(duì)值脫離預(yù)先設(shè)定的范圍時(shí)，開(kāi)始測(cè)定電弧中斷檢測(cè)時(shí)間，當(dāng)在轉(zhuǎn)移到上述第二工序之前的期間內(nèi)，上述電弧中斷檢測(cè)時(shí)間比預(yù)先決定的基準(zhǔn)時(shí)間長(zhǎng)的時(shí)候，進(jìn)行焊接異常的判定。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，上述基準(zhǔn)時(shí)間通過(guò)將上述第一工序的單位時(shí)間乘以時(shí)間比率α來(lái)設(shè)定，其中，0%< α < 100%。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，將上述基準(zhǔn)時(shí)間比率α設(shè)定在40%到60%的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的更優(yōu)選的實(shí)施方式中，在上述第一工序中設(shè)置將上述電弧中斷檢測(cè)時(shí)間和上述基準(zhǔn)時(shí)間進(jìn)行比較的工序和測(cè)量上述第一工序的經(jīng)過(guò)時(shí)間的工序；僅在上述第一工序的經(jīng)過(guò)時(shí)間未達(dá)到預(yù)先決定的時(shí)間的時(shí)候，進(jìn)行將上述電弧中斷檢測(cè)時(shí)間和上述基準(zhǔn)時(shí)間進(jìn)行比較的工序。在根據(jù)本發(fā)明的電弧焊接方法中，由于在形成熔融池的第一工序中進(jìn)行電弧中斷檢測(cè)時(shí)間的測(cè)量，所以能避免在電弧中斷檢測(cè)時(shí)間的測(cè)量中向第二工序轉(zhuǎn)移而不能進(jìn)行適當(dāng)?shù)漠惓Ｅ袛嗟膯?wèn)題。并且通過(guò)計(jì)算用于判斷異常的基準(zhǔn)時(shí)間，作為相對(duì)于進(jìn)行上述第一工序的時(shí)間的比率，從而即使在使進(jìn)行第一工序的時(shí)間進(jìn)行變化的時(shí)候也能良好地對(duì)應(yīng)。通過(guò)參照附圖進(jìn)行下面的詳細(xì)說(shuō)明，將更明確本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是表示用于進(jìn)行本發(fā)明的電弧焊接方法的焊接系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例的結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示圖1所示的焊接系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。圖3是表示本發(fā)明的電弧焊接方法的流程圖。圖4是表示本發(fā)明的電弧焊接方法的焊接條件值的變化狀態(tài)的圖。圖5是表示現(xiàn)有的焊接系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例的結(jié)構(gòu)圖。圖6是表示在現(xiàn)有的針腳脈沖焊接法中會(huì)引起的檢測(cè)異常的圖。符號(hào)說(shuō)明A-焊接系統(tǒng)，1-焊接機(jī)器人，11-基底構(gòu)件，12-機(jī)械臂，12a_腕部，13-電動(dòng)機(jī)， 14-焊炬，15-焊絲(熔化電極)，16-焊絲進(jìn)給裝置，161-進(jìn)給電動(dòng)機(jī)，2-機(jī)器人控制裝置， 21-動(dòng)作控制電路，22-接口電路，3-焊接電源裝置，31-輸出控制電路，32-電流檢測(cè)電路，34-進(jìn)給控制電路，35-接口電路，36-電壓檢測(cè)電路，4-異常檢測(cè)機(jī)構(gòu)，41-電弧停止時(shí)間測(cè)量裝置，42-異常判定裝置，43-接口電路，Ea-電弧異常信號(hào)，F(xiàn)c-進(jìn)給控制信號(hào)，F(xiàn)v-進(jìn)給速度，Is-電流設(shè)定信號(hào)，Iw-焊接電流，Mc-動(dòng)作控制信號(hào)，On-輸出開(kāi)始信號(hào)，Tl-第一工序，T2-第二工序，TP-示教器(teach pendant)，Tp-脈沖輸出經(jīng)過(guò)時(shí)間，Tpls-脈沖輸出時(shí)間，Ts-取樣時(shí)間，Tao-電弧中斷檢測(cè)時(shí)間，Tstp-基準(zhǔn)時(shí)間，VR-機(jī)器人移動(dòng)速度，Vw-焊接電壓，W"基材，Ws-進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)，α -基準(zhǔn)時(shí)間比率
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖具體地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1是表示適于實(shí)施本發(fā)明的電弧焊接方法的焊接系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例的結(jié)構(gòu)圖。圖 1所示的焊接系統(tǒng)A包括焊接機(jī)器人1、控制其的機(jī)器人控制機(jī)構(gòu)2、焊接電源裝置3、和用于檢測(cè)電弧中斷異常的異常檢測(cè)機(jī)構(gòu)4。焊接機(jī)器人1例如相對(duì)基材W自動(dòng)地進(jìn)行電弧焊接。焊接機(jī)器人1包括基底構(gòu)件11、多個(gè)機(jī)械臂12、多個(gè)電動(dòng)機(jī)13、焊炬14、焊絲進(jìn)給裝置 16、及線圈導(dǎo)向部(coil liner) 19?；讟?gòu)件11被固定在地面等適當(dāng)?shù)牟课?。各機(jī)械臂12經(jīng)由軸與基底構(gòu)件11連接。在設(shè)置在焊接機(jī)器人1的最前端側(cè)的腕部12a的前端部設(shè)置焊炬14。焊炬14將作為熔化電極的例如直徑Imm左右的焊絲15導(dǎo)向基材W附近的規(guī)定的位置。在焊炬14中具備用于提供Ar等保護(hù)氣體的保護(hù)氣體噴嘴(省略圖示)。電動(dòng)機(jī)13被設(shè)置在機(jī)械臂12 的兩端或一端(省略一部分圖示)。電動(dòng)機(jī)13由機(jī)器人控制機(jī)構(gòu)2旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。通過(guò)此旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，就能控制多個(gè)機(jī)械臂12的移動(dòng)，使焊炬14自由地向上下前后左右移動(dòng)。在電動(dòng)機(jī)13中設(shè)置未圖示的編碼器。此編碼器的輸出被給予機(jī)器人控制機(jī)構(gòu)2。 根據(jù)此輸出值，就能在機(jī)器人控制機(jī)構(gòu)2中識(shí)別焊炬14的當(dāng)前位置。焊絲進(jìn)給裝置16被設(shè)置在焊接機(jī)器人1的上部。焊絲進(jìn)給裝置16用于對(duì)焊炬14 送出焊絲15。焊絲進(jìn)給裝置16包括進(jìn)給電動(dòng)機(jī)161、焊絲卷軸(省略圖示)、及焊絲推進(jìn)機(jī)構(gòu)(省略圖示)。以進(jìn)給電動(dòng)機(jī)161為驅(qū)動(dòng)源，上述焊絲推進(jìn)機(jī)構(gòu)向焊炬14送出卷繞在上述焊絲卷軸上的焊絲15。線圈導(dǎo)向部19其一端連接在焊絲進(jìn)給裝置16上、另一端連接在焊炬14上。線圈導(dǎo)向部19被形成管狀，在其內(nèi)部插入通過(guò)焊絲15。線圈導(dǎo)向部19將從焊絲進(jìn)給裝置16送出的焊絲15導(dǎo)向焊炬14。送出的焊絲15從焊炬14向外部突出，作為熔化電極起作用。圖2是表示圖1所示的焊接系統(tǒng)A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。圖1、圖2所示的機(jī)器人控制機(jī)構(gòu)2用于控制焊接機(jī)器人1的動(dòng)作。如圖2所示， 機(jī)器人控制機(jī)構(gòu)2包括動(dòng)作控制電路21、接口電路22、及示教器TP。動(dòng)作控制電路21具有未圖示的微型計(jì)算機(jī)及存儲(chǔ)器。在此存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)設(shè)定焊接機(jī)器人1的各種動(dòng)作的作業(yè)程序。此外，動(dòng)作控制電路21設(shè)定后述的機(jī)器人移動(dòng)速度 VR。動(dòng)作控制電路21基于上述作業(yè)程序、來(lái)自上述編碼器的坐標(biāo)信息、及機(jī)器人移動(dòng)速度 VR等，對(duì)焊接機(jī)器人1給予動(dòng)作控制信號(hào)Mc。根據(jù)此動(dòng)作控制信號(hào)Mc，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)各電動(dòng)機(jī) 13，使焊炬14或向基材W的規(guī)定的焊接開(kāi)始位置移動(dòng)，或沿基材W的面內(nèi)方向移動(dòng)。示教器TP連接在動(dòng)作控制電路21上。示教器TP用于由使用者設(shè)定各種動(dòng)作。
接口電路22用于與焊接電源裝置3交換各種信號(hào)。從動(dòng)作控制電路21向接口電路22發(fā)送電流設(shè)定信號(hào)Is、輸出開(kāi)始信號(hào)On、及進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Ws。在電流設(shè)定信號(hào) Is中例如含有通過(guò)示教器TP設(shè)定的脈沖輸出時(shí)間。接口電路22向異常檢測(cè)機(jī)構(gòu)4發(fā)送電流設(shè)定信號(hào)Is。焊接電源裝置3是用于在焊絲15和基材W之間施加焊接電壓Vw、使焊接電流Iw 流過(guò)的裝置，同時(shí)還是用于進(jìn)行焊絲15的進(jìn)給的裝置。如圖2所示，焊接電源裝置3包括 輸出控制電路31、電流檢測(cè)電路32、進(jìn)給控制電路34、接口電路35、及電壓檢測(cè)電路36。接口電路35用于與機(jī)器人控制機(jī)構(gòu)2交換各種信號(hào)。具體地，從接口電路22向接口電路35發(fā)送電流設(shè)定信號(hào)Is、輸出開(kāi)始信號(hào)On、及進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Ws。輸出控制電路31具有由多個(gè)晶體管元件構(gòu)成的逆變器(inverter)控制電路。輸出控制電路31利用逆變器控制電路對(duì)從外部輸入的商用電源(例如3相200V)進(jìn)行高速響應(yīng)且精密的焊接電流波形控制。輸出控制電路31的輸出，一端連接在焊炬14上，另一端連接在基材W上。輸出控制電路31經(jīng)由設(shè)置在焊炬14的前端的接觸片(contact chip)在焊絲15和基材W之間施加焊接電壓Vw，使焊接電流Iw流過(guò)。在圖4(c)中示出焊接電流Iw的狀態(tài)變化的一個(gè)實(shí)例。由此，在焊絲15的前端和基材W之間產(chǎn)生電弧a。利用由此電弧a帶來(lái)的熱使焊絲15 和基材W熔融。然后就能對(duì)基材W實(shí)施焊接。經(jīng)由接口電路35、22向輸出控制電路31發(fā)送來(lái)自動(dòng)作控制電路21的電流設(shè)定信號(hào)Is、及輸出開(kāi)始信號(hào)On。電流檢測(cè)電路32用于檢測(cè)流到焊絲15的焊接電流Iw。電流檢測(cè)電路32向輸出控制電路31及動(dòng)作控制電路21輸出對(duì)應(yīng)焊接電流Iw的電流檢測(cè)信號(hào)Id。并且，經(jīng)由接口電路35向異常檢測(cè)機(jī)構(gòu)4發(fā)送電流檢測(cè)信號(hào)Id。電壓檢測(cè)電路36用于檢測(cè)輸出控制電路31的輸出端的電壓即焊接電壓Vw。電壓檢測(cè)電路36向輸出控制電路31輸出對(duì)應(yīng)焊接電壓Vw的電壓檢測(cè)信號(hào)Vd。進(jìn)給控制電路34向進(jìn)給電動(dòng)機(jī)161輸出用于進(jìn)行焊絲15的進(jìn)給的進(jìn)給控制信號(hào) Fe。進(jìn)給控制信號(hào)Fc是表示焊絲15的進(jìn)給速度Fv的信號(hào)。此外，經(jīng)由接口電路35、22向進(jìn)給控制電路34發(fā)送來(lái)自動(dòng)作控制電路21的輸出開(kāi)始信號(hào)On、及進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Ws。異常檢測(cè)機(jī)構(gòu)4包括電弧停止時(shí)間測(cè)量裝置41、異常判定裝置42、及接口電路 43，用于根據(jù)電流的停止時(shí)間來(lái)檢測(cè)電弧中斷異常。接口電路43用于與機(jī)器人控制機(jī)構(gòu)2 及焊接電源裝置3交換信號(hào)，從接口電路22接收電流設(shè)定信號(hào)I s，從接口電路35接收電流檢測(cè)信號(hào)Id。電弧停止時(shí)間測(cè)量裝置41包括例如微型計(jì)算機(jī)及存儲(chǔ)器，經(jīng)由接口電路43接收電流檢測(cè)信號(hào)Id，進(jìn)行焊接電流Iw的監(jiān)視，按照后述的方法進(jìn)行電弧中斷檢測(cè)時(shí)間Tao的測(cè)量。電弧停止時(shí)間測(cè)量裝置41在焊接電流Iw是固定時(shí)間0的時(shí)候，進(jìn)行將電弧中斷檢測(cè)時(shí)間Tao的值增加1的處理。并且電弧停止時(shí)間測(cè)量裝置41向異常判定裝置42發(fā)送此電弧中斷檢測(cè)時(shí)間ho。異常判定裝置42包括例如微型計(jì)算機(jī)及存儲(chǔ)器，經(jīng)由接口電路43接收電流設(shè)定信號(hào)Is。此異常判定裝置42進(jìn)行用于判定電弧中斷的基準(zhǔn)時(shí)間Tstp的設(shè)定，并且進(jìn)行此基準(zhǔn)時(shí)間Tstp和電弧中斷檢測(cè)時(shí)間Tao之間的比較。再有，即使異常判定裝置42與電弧
6停止時(shí)間測(cè)量裝置41成為一體也無(wú)妨。在電弧中斷檢測(cè)時(shí)間Tao超過(guò)基準(zhǔn)時(shí)間Tstp的情況下，異常判定裝置42向接口電路43發(fā)送傳達(dá)發(fā)生電弧中斷的電弧異常信號(hào)fe。接口電路43經(jīng)由接口電路22向動(dòng)作控制電路21發(fā)送電弧異常信號(hào)fe。接著說(shuō)明本發(fā)明的電弧焊接方法。使用焊接系統(tǒng)A進(jìn)行此電弧焊接方法。圖3中示出使用焊接系統(tǒng)A的針腳脈沖焊接方法的流程圖。此外，圖4示出了規(guī)定焊接系統(tǒng)A的焊接作業(yè)的焊接條件值的變化狀態(tài)。具體地，圖4(a)表示機(jī)器人移動(dòng)速度 VR的變化狀態(tài)，(b)表示焊絲15的進(jìn)給速度Fv的變化狀態(tài)，(c)表示焊接電流Iw的變化狀態(tài)。機(jī)器人移動(dòng)速度VR是沿基材W的面內(nèi)方向中的規(guī)定的焊接行進(jìn)方向的焊炬14的移動(dòng)速度。再有，將焊接電壓Vw適當(dāng)?shù)卦O(shè)定為焊接電流Iw流過(guò)所需的電壓。針腳脈沖焊接方法中，交替地重復(fù)通過(guò)產(chǎn)生比較強(qiáng)的電弧a來(lái)進(jìn)行熔滴過(guò)渡的第一工序；和一面產(chǎn)生比較弱的電弧a、一面冷卻在基材W中形成的熔融池、并且使焊炬14 移動(dòng)的第二工序。在本實(shí)施方式中，如圖4(c)所示，在第一工序(Tl)中流過(guò)交流脈沖電流作為焊接電流1 ，在第二工序0 中流過(guò)直流電流作為焊接電流Iw。第一工序(Tl)的單位時(shí)間是通過(guò)示教器TP設(shè)定的脈沖輸出時(shí)間。首先，通過(guò)輸入來(lái)自示教器TP的焊接開(kāi)始信號(hào)St (參照?qǐng)D2)，進(jìn)行過(guò)渡的焊接開(kāi)始處理。在焊接開(kāi)始處理中，動(dòng)作控制電路21將輸出開(kāi)始信號(hào)On輸出給輸出控制電路31 及進(jìn)給控制電路；34。輸出控制電路31在焊絲15和基材W之間施加焊接電壓Vw。由此，進(jìn)行電弧a的點(diǎn)弧。接著，進(jìn)行脈沖輸出時(shí)間Tpls及基準(zhǔn)時(shí)間Tstp的設(shè)定(Si)。在本實(shí)施方式中，以此設(shè)定為第一工序(Tl)的開(kāi)始。將脈沖輸出時(shí)間Tpls及基準(zhǔn)時(shí)間Tstp設(shè)定為表示相當(dāng)于第一工序(Tl)中的焊接電流Iw的1次脈沖的取樣時(shí)間Ts的個(gè)數(shù)。具體地，將脈沖輸出時(shí)間Tpls設(shè)定為用取樣時(shí)間Ts除通過(guò)示教器TP設(shè)定的脈沖輸出時(shí)間后得到的值的整數(shù)部分。再有，這些處理例如在動(dòng)作控制電路21內(nèi)進(jìn)行。在此設(shè)定的脈沖輸出時(shí)間Tpls包含在電流設(shè)定信號(hào)Is中，向異常判定裝置42傳送。異常判定裝置42，在此脈沖輸出時(shí)間 Tpls上乘以基準(zhǔn)時(shí)間比率α，確定其整數(shù)部分為基準(zhǔn)時(shí)間Tstp。在本實(shí)施方式中，基準(zhǔn)時(shí)間比率α是在40% 60%的范圍內(nèi)，例如可通過(guò)示教器TP進(jìn)行適當(dāng)設(shè)定及變更。接著，設(shè)電弧中斷檢測(cè)時(shí)間Tao為0、脈沖輸出經(jīng)過(guò)時(shí)間Tp為0(S2)。電弧中斷檢測(cè)時(shí)間Tao是在電弧停止時(shí)間測(cè)量裝置41中進(jìn)行管理的值。脈沖輸出經(jīng)過(guò)時(shí)間Tp是在動(dòng)作控制電路21內(nèi)進(jìn)行管理的值。在這些設(shè)定的完成之后開(kāi)始脈沖輸出(S； )。此后，等待經(jīng)過(guò)取樣時(shí)間Ts (S4)，進(jìn)行下面的處理。電弧停止時(shí)間測(cè)量裝置41進(jìn)行電流檢測(cè)信號(hào)Id的監(jiān)視，在取樣時(shí)間Ts期間進(jìn)行焊接電流Iw是否變?yōu)镺的判斷(S5)。再有，也可以不是嚴(yán)格地進(jìn)行焊接電流Iw是否為O 的判斷，而進(jìn)行焊接電流Iw的絕對(duì)值是否小于預(yù)先設(shè)定的值的判斷。在取樣時(shí)間Ts期間焊接電流Iw不是O的時(shí)候(S5 = no)，電弧停止時(shí)間測(cè)量裝置 41將電弧中斷檢測(cè)時(shí)間Tao的值設(shè)定為O (S6)。在取樣時(shí)間Ts期間焊接電流Iw是O的時(shí)候(S5 = yes)，電弧停止時(shí)間測(cè)量裝置 41進(jìn)行在電弧中斷檢測(cè)時(shí)間Tao的值上加1的處理(S7)。并且，異常判定裝置42進(jìn)行電弧中斷檢測(cè)時(shí)間Tao的值是否為基準(zhǔn)時(shí)間Tstp以上的判定(S8)。在電弧中斷檢測(cè)時(shí)間Tao的值為基準(zhǔn)時(shí)間Tstp以上的時(shí)候(S8 = yes)，異常判定裝置42將電弧異常信號(hào)fe發(fā)送給動(dòng)作控制電路21 (S9)。在動(dòng)作控制電路21接收了電弧異常信號(hào)fe的情況下，進(jìn)行使焊接機(jī)器人1的動(dòng)作停止的處理，終止焊接作業(yè)。在電弧中斷檢測(cè)時(shí)間Tao的值為O的時(shí)候(S6)及電弧中斷檢測(cè)時(shí)間Tao的值沒(méi)有超過(guò)基準(zhǔn)時(shí)間Tstp的時(shí)候(S8 = no)，動(dòng)作控制電路21進(jìn)行在脈沖輸出經(jīng)過(guò)時(shí)間Tp的值上加1的處理(SlO)。此后，動(dòng)作控制電路21進(jìn)行脈沖輸出經(jīng)過(guò)時(shí)間Tp的值是否為脈沖輸出時(shí)間Tpls以上的判斷(Sll)。在脈沖輸出經(jīng)過(guò)時(shí)間Tp的值為脈沖輸出時(shí)間Tpls以上的時(shí)候(Sll = yes)，進(jìn)行是否焊接終止的判定(S12)。焊接終止的計(jì)時(shí)例如由示教器TP指示決定。在進(jìn)行有焊接終止的指示的時(shí)候(S12 = yes)，動(dòng)作控制電路21進(jìn)行使焊接機(jī)器人1的動(dòng)作停止的處理，使焊接作業(yè)終止。在未進(jìn)行焊接終止的指示的時(shí)候(S12 = no)，轉(zhuǎn)移向第二工序(T2) (T13)。具體地，一面流過(guò)直流電流作為焊接電流Iw、一面使焊炬14向下一焊接位置移動(dòng)。 在此期間，冷卻在第一工序(Tl)中形成在基材W中的熔融池。第二工序(1 結(jié)束后，返回第一工序(Tl)的最初的(Si)。在脈沖輸出經(jīng)過(guò)時(shí)間Tp的值不到脈沖輸出時(shí)間Tpls的時(shí)候(Sll = no)，繼續(xù)脈沖電流輸出，返回進(jìn)行再次取樣時(shí)間待機(jī)的工序(S4)。在圖4的右側(cè)部分，示出發(fā)生電弧中斷時(shí)的各焊接條件值的變化狀態(tài)。根據(jù)圖4， 在時(shí)刻tl開(kāi)始脈沖輸出，在時(shí)刻t2產(chǎn)生電弧中斷。時(shí)刻t3是電弧中斷檢測(cè)時(shí)間Tao的值變得與基準(zhǔn)時(shí)間Tstp相等的時(shí)刻。根據(jù)上述電弧焊接方法，在時(shí)刻t3異常判定裝置42向動(dòng)作控制電路21發(fā)送電弧異常信號(hào)。一旦動(dòng)作控制電路21接收電弧異常信號(hào)Ea， 就進(jìn)行使焊接機(jī)器人1的動(dòng)作停止的處理。通過(guò)此處理，時(shí)刻t3中的焊絲進(jìn)給速度Fv變?yōu)镺。此外，在發(fā)生電弧中斷的時(shí)候，雖然焊接電壓Vw成為最大值的無(wú)負(fù)載電壓值，但在時(shí)刻t3，焊接電壓Vw也為O。根據(jù)這種電弧焊接方法，如果在第一工序(Tl)的中途，電弧中斷檢測(cè)時(shí)間Tao的值變?yōu)榛鶞?zhǔn)時(shí)間Tstp以上，就停止焊接作業(yè)，在電弧中斷檢測(cè)時(shí)間Tao的值不到基準(zhǔn)時(shí)間 Tstp的時(shí)候，繼續(xù)焊接作業(yè)。并且，由于通過(guò)在脈沖輸出時(shí)間Tpls上乘以基準(zhǔn)時(shí)間比率α 來(lái)決定基準(zhǔn)時(shí)間Tstp，所以在產(chǎn)生電弧中斷的時(shí)間達(dá)到進(jìn)行第一工序(Tl)的預(yù)定的時(shí)間的40% 60%的時(shí)候，始終能檢測(cè)出異常。因此，根據(jù)這樣的電弧焊接方法，通過(guò)在確實(shí)產(chǎn)生電弧的狀態(tài)下經(jīng)過(guò)實(shí)施第一工序(Tl)的預(yù)定的時(shí)間中固定的比率的時(shí)間，就能防止焊珠變大、缺損。根據(jù)上述電弧焊接方法，基準(zhǔn)時(shí)間Tstp成為相當(dāng)于設(shè)定的脈沖輸出時(shí)間Tpls的 40% 60%的值。為此，在第一工序(Tl)的初期開(kāi)始電弧中斷的時(shí)候，在第一工序(Tl)終止前發(fā)送電弧異常信號(hào)權(quán)，中斷焊接作業(yè)。因此，能防止熔融池的形成不充分就向下一焊接位置轉(zhuǎn)移、產(chǎn)生外觀差的焊珠的情形。并且，通過(guò)在解決問(wèn)題后不移動(dòng)焊接位置就再次開(kāi)始焊接作業(yè)，就能順利地推進(jìn)焊接作業(yè)。根據(jù)本實(shí)施方式的電弧焊接方法，在第一工序(Tl)的快要結(jié)束時(shí)已經(jīng)開(kāi)始電弧中斷的時(shí)候，在比發(fā)送電弧異常信號(hào)fe更前，脈沖輸出經(jīng)過(guò)時(shí)間Tp的值變?yōu)槊}沖輸出時(shí)間 Tpls以上(Sll = yes)。為此，不中斷焊接作業(yè)而開(kāi)始第二工序(T2)。在第一工序(Tl)的快要結(jié)束時(shí)開(kāi)始電弧中斷的時(shí)候，認(rèn)為在引起電弧中斷之前某種程度地充分進(jìn)行了熔融池本身的形成，達(dá)不到焊接不良。因此，可避開(kāi)不必要的焊接停止。同樣地，即使在電弧中斷檢測(cè)時(shí)間Tao的值超過(guò)基準(zhǔn)時(shí)間Tstp之前再次開(kāi)始電弧a的時(shí)候也不需要停止焊接。即使此情況下在本實(shí)施方式中也能避開(kāi)不必要的焊接停止。在本實(shí)施方式中，雖然在第一工序(Tl)的開(kāi)始時(shí)進(jìn)行脈沖輸出時(shí)間Tpls及基準(zhǔn)時(shí)間Tstp的設(shè)定(Si)，但也可以?xún)H在焊接開(kāi)始時(shí)及變更由示教器TP設(shè)定的脈沖輸出時(shí)間和基準(zhǔn)時(shí)間比率α?xí)r，進(jìn)行這些設(shè)定。再有，在本實(shí)施方式中，雖然動(dòng)作控制電路21在接收電弧異常信號(hào)fe時(shí)(S9)進(jìn)行停止焊接作業(yè)的處理，但也可以不停止焊接機(jī)器人1而只限于對(duì)使用者進(jìn)行警告。此情況下，動(dòng)作控制電路21進(jìn)行再次產(chǎn)生電弧a的處理。此外，也可以按照需要監(jiān)視第二工序(T2)中的直流電流的值。此情況下，電弧停止時(shí)間測(cè)量裝置41將直流用電弧中斷檢測(cè)時(shí)間與電弧中斷檢測(cè)時(shí)間Tao分別地進(jìn)行管理。 在直流用電弧中斷檢測(cè)時(shí)間超過(guò)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間的時(shí)候，電弧停止時(shí)間測(cè)量裝置41對(duì)動(dòng)作控制電路21發(fā)送傳達(dá)需要再次產(chǎn)生電弧a的信號(hào)。根據(jù)此信號(hào)，在動(dòng)作控制電路21從第二工序(1 轉(zhuǎn)移向第一工序(Tl)時(shí)進(jìn)行電弧a的再產(chǎn)生處理。本發(fā)明的范圍不限于上述的實(shí)施方式。在本發(fā)明中使用的焊接系統(tǒng)的各部分的具體的結(jié)構(gòu)可自由地進(jìn)行各種設(shè)計(jì)變更，本發(fā)明的電弧焊接方法的細(xì)節(jié)也可適當(dāng)變更。例如， 在上述實(shí)施方式中，雖然獨(dú)立于動(dòng)作控制電路21另外設(shè)置電弧停止時(shí)間測(cè)量裝置41及異常判定裝置42，但動(dòng)作控制電路21也可以是兼為電弧停止時(shí)間測(cè)量裝置41及異常判定裝置42的結(jié)構(gòu)。例如，在上述實(shí)施方式中，雖然通過(guò)電弧停止時(shí)間測(cè)量裝置41進(jìn)行電流檢測(cè)信號(hào) Id的監(jiān)視來(lái)判斷是否產(chǎn)生電弧中斷，但也可以接收電壓檢測(cè)信號(hào)Vd并監(jiān)視焊接電壓Vw。在產(chǎn)生電弧中斷的時(shí)候，焊接電壓Vw成為最大值的無(wú)負(fù)載電壓值。因此，在取樣時(shí)間Ts期間焊接電壓Vw變成比預(yù)先設(shè)定的值更高的值的情況下，通過(guò)進(jìn)行在電弧中斷檢測(cè)時(shí)間Tao的值上加上1的處理(S7)，就能進(jìn)行與監(jiān)視焊接電流Iw的情形相同的電弧中斷判定。此外，在上述實(shí)施方式中，雖然第一工序(Tl)中的焊接電流Iw是交流脈沖電流， 但也可以是直流脈沖電流。
權(quán)利要求
1.一種電弧焊接方法，交替重復(fù)地進(jìn)行以下兩個(gè)工序第一工序，通過(guò)在基材和保持在焊炬上的熔化電極之間產(chǎn)生電弧，進(jìn)行熔滴過(guò)渡；以及第二工序，一面在上述基材和上述熔化電極之間產(chǎn)生電弧、一面對(duì)在上述基材中形成的熔融池進(jìn)行冷卻，并且使上述焊炬移動(dòng)； 其特征在于，在上述第一工序中，在上述基材和上述熔化電極之間的電壓的絕對(duì)值或流過(guò)兩者之間的電流的絕對(duì)值脫離預(yù)先設(shè)定的范圍時(shí)，開(kāi)始測(cè)定電弧中斷檢測(cè)時(shí)間，當(dāng)在轉(zhuǎn)移到上述第二工序之前的期間內(nèi)，上述電弧中斷檢測(cè)時(shí)間比預(yù)先決定的基準(zhǔn)時(shí)間長(zhǎng)的時(shí)候，進(jìn)行焊接異常的判定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧焊接方法，其特征在于，上述基準(zhǔn)時(shí)間通過(guò)將上述第一工序的單位時(shí)間乘以基準(zhǔn)時(shí)間比率α來(lái)設(shè)定，其中，0%< α < 100%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電弧焊接方法，其特征在于， 將上述基準(zhǔn)時(shí)間比率α設(shè)定在40%到60%的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電弧焊接方法，其特征在于，在上述第一工序中設(shè)置將上述電弧中斷檢測(cè)時(shí)間和上述基準(zhǔn)時(shí)間進(jìn)行比較的工序和測(cè)量上述第一工序的經(jīng)過(guò)時(shí)間的工序，僅在上述第一工序的經(jīng)過(guò)時(shí)間未達(dá)到預(yù)先決定的時(shí)間的時(shí)候，進(jìn)行將上述電弧中斷檢測(cè)時(shí)間和上述基準(zhǔn)時(shí)間進(jìn)行比較的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可更恰當(dāng)?shù)貦z測(cè)電弧的中斷的電弧焊接方法。本發(fā)明的電弧焊接方法，交替重復(fù)以下工序通過(guò)在基材和保持在焊炬上的熔化電極之間產(chǎn)生電弧，進(jìn)行熔滴過(guò)渡的第一工序(T1)；以及一面在上述基材和上述熔化電極之間產(chǎn)生電弧、一面冷卻形成在上述基材中的熔融池，并使上述焊炬移動(dòng)的第二工序(T2)；該電弧焊接方法的特征在于，在第一工序(T1)中，在上述基材和上述熔化電極之間的電壓的絕對(duì)值或在流過(guò)兩者之間的電流的絕對(duì)值脫離預(yù)先設(shè)定的范圍時(shí)，開(kāi)始電弧中斷檢測(cè)時(shí)間Tao的測(cè)量，當(dāng)在轉(zhuǎn)移到第二工序(T2)之前的期間、上述電弧中斷檢測(cè)時(shí)間Tao成為預(yù)先決定的基準(zhǔn)時(shí)間Tstp以上的時(shí)候，進(jìn)行焊接異常的判定。
文檔編號(hào)B23K9/095GK102205454SQ201110069720
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者中川慎一郎, 廣田周吾 申請(qǐng)人:株式會(huì)社大亨