專利名稱：消耗電極電弧焊接的縮頸檢測(cè)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測(cè)短路期間中的熔滴的縮頸現(xiàn)象以使焊接電流減小來(lái)提高焊接質(zhì)量的消耗電極電弧焊接的縮頸檢測(cè)控制方法。
背景技術(shù)：
圖5是表示重復(fù)短路期間Ts和電弧期間Ta的消耗電極電弧焊接中的電流·電壓波形及熔滴過(guò)渡的圖。圖5(A)示出對(duì)消耗電極(以下，稱為焊絲1)通電的焊接電流Iw的時(shí)間變化，圖5(B)示出在焊絲1和母材2之間施加的焊接電壓Vw的時(shí)間變化，圖5(C) (E)示出熔滴Ia過(guò)渡的狀態(tài)。以下，參照?qǐng)D5進(jìn)行說(shuō)明。在時(shí)刻tl t3的短路期間Ts中，焊絲1前端的熔滴Ia處于和母材2短路的狀態(tài)，如圖5(A)所示，焊接電流Iw逐漸增加，如圖5(B)所示，由于處于短路狀態(tài)，故焊接電壓 Vw為幾V左右的較低的值。如圖5(C)所示，在時(shí)刻tl，熔滴Ia和母材2接觸而進(jìn)入短路狀態(tài)。然后，如圖5 (D)所示，因?qū)θ鄣蜪a通電的焊接電流Iw引發(fā)的電磁收縮力，而在熔滴 Ia上部產(chǎn)生縮頸lb。該電磁收縮力與焊接電流Iw的值成比例地增大。因此，通過(guò)增大焊接電流Iw，而增大了電磁收縮力，促進(jìn)了縮頸Ib的形成。而后，該縮頸Ib迅速發(fā)展，在時(shí)刻 t3，如圖5(E)所示，熔滴Ia從焊絲1向熔池加過(guò)渡，再產(chǎn)生電弧3。若產(chǎn)生上述縮頸現(xiàn)象，則在幾百μ s左右的短時(shí)間后，短路開放，再產(chǎn)生電弧3。 即，該縮頸現(xiàn)象為短路開放的前兆現(xiàn)象。如果產(chǎn)生縮頸lb，則焊接電流Iw的通電電路在縮頸部分變窄，所以縮頸部分的電阻值增大。隨著縮頸的發(fā)展，縮頸部分變得越窄，該電阻值的增大就變得越大。因此，在短路期間Ts中，通過(guò)檢測(cè)焊絲1和母材2之間的電阻值的變化，能夠檢測(cè)出縮頸現(xiàn)象的產(chǎn)生及發(fā)展。該電阻值的變化可通過(guò)焊接電壓Vw除以焊接電流 Iw計(jì)算出來(lái)。另外，與短路期間Ts中的焊接電流Iw的變化相比，縮頸形成后的電阻值的變化較大。因此，也可以代替電阻值的變化，而通過(guò)焊接電壓Vw的變化來(lái)檢測(cè)縮頸現(xiàn)象的產(chǎn)生。作為具體的縮頸檢測(cè)方法，有如下方法計(jì)算出短路期間Ts中的電阻值或焊接電壓值 Vw的變化率(微分值)，根據(jù)該微分值達(dá)到了預(yù)先確定的縮頸檢測(cè)基準(zhǔn)值Vtn這一情況來(lái)進(jìn)行縮頸檢測(cè)的方法。另外，作為其他方法，如圖5(B)所示，有如下方法計(jì)算出距短路期間Ts中的縮頸產(chǎn)生前的穩(wěn)定的短路電壓值Vs的電壓上升值△￥，在時(shí)刻〖2，根據(jù)該電壓上升值Δν達(dá)到了預(yù)先確定的縮頸檢測(cè)基準(zhǔn)值Vtn這一情況來(lái)進(jìn)行縮頸檢測(cè)的方法。在以下說(shuō)明中，縮頸檢測(cè)方法是根據(jù)上述的電壓上升值Δν的情況進(jìn)行的說(shuō)明，但也可以是以往提出的各種其他方法?？膳袆e焊接電壓Vw變?yōu)殡娀∨袆e值Vta以上，從而簡(jiǎn)單地進(jìn)行時(shí)刻 t3的電弧再產(chǎn)生的檢測(cè)。其中，Vw < Vta的期間為短路期間Ts，Vw ^ Vta的期間為電弧期間Ta。以下，將從檢測(cè)時(shí)刻t2 t3的縮頸產(chǎn)生之后到電弧再產(chǎn)生的時(shí)間稱為縮頸檢測(cè)時(shí)間Τη。如果在時(shí)刻t3再產(chǎn)生電弧，則如圖5(A)所示，焊接電流Iw平穩(wěn)地減少，如圖5(B) 所示，焊接電壓Vw變?yōu)?0 30V左右的電弧電壓值。因此，上述電弧判別值Vta被設(shè)定為 10 15V左右。在時(shí)刻t3 t4的電弧期間Ta中，焊絲1前端熔化并形成熔滴la。以后， 重復(fù)進(jìn)行時(shí)刻tl t4期間的動(dòng)作。
在重復(fù)上述短路期間Ts和電弧期間Ta的消耗電極電弧焊接中，有二氧化碳保護(hù)電弧焊接、金屬極活性氣體保護(hù)電弧焊接、金屬極惰性氣體保護(hù)電弧焊接、伴有短路的脈沖電弧焊接等。在二氧化碳保護(hù)電弧焊接、金屬極活性氣體保護(hù)電弧焊接及金屬極惰性氣體保護(hù)電弧焊接的情況下，熔滴過(guò)渡形態(tài)，在不足200A左右的電流區(qū)域中為短路過(guò)渡形態(tài)， 如果電流值大則為球狀體過(guò)渡形態(tài)。另外，在脈沖電弧焊接的情況下，熔滴過(guò)渡形態(tài)為噴射過(guò)渡形態(tài)。即便在這些球狀體過(guò)渡形態(tài)及噴射過(guò)渡形態(tài)中，因?yàn)樵谶M(jìn)行高速焊接等情況下將電弧長(zhǎng)設(shè)定得很短，所以產(chǎn)生短路。因此，為了開放該短路，如上述那樣，形成縮頸lb。在伴有上述短路的焊接中，若在時(shí)刻t3電弧3再產(chǎn)生時(shí)的電弧再產(chǎn)生時(shí)電流值Ia 是大電流值，則從電弧3向熔池加的電弧力急劇增大，產(chǎn)生大量的濺射。即，濺射產(chǎn)生量與電弧再產(chǎn)生時(shí)電流值Ia的值大致成比例地增加。因此，為了抑制濺射的產(chǎn)生，需要減小該電弧再產(chǎn)生時(shí)電流值la。作為減小電流值Ia的方法，一直以來(lái)提出了各種附加了縮頸檢測(cè)控制方法的焊接電源，即檢查上述縮頸現(xiàn)象的產(chǎn)生，使焊接電流Iw減少，從而減小電弧再產(chǎn)生時(shí)電流值la。以下，對(duì)該現(xiàn)有技術(shù)(例如，參照專利文獻(xiàn)1)進(jìn)行說(shuō)明。圖6是搭載了現(xiàn)有技術(shù)的縮頸檢測(cè)控制方法的焊接裝置的框圖。焊接電源PS是一般的消耗電極電弧焊接用的焊接電源，輸出焊接電壓Vw及焊接電流Iw，并且對(duì)應(yīng)于后述的進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Fr而將用于控制進(jìn)給電機(jī)WM轉(zhuǎn)動(dòng)的進(jìn)給控制信號(hào)Fc輸出到進(jìn)給電機(jī)麗。晶體管TR串聯(lián)插入到輸出中，與其并聯(lián)連接的是減流電阻器R。焊絲1，通過(guò)進(jìn)給電機(jī)WM所結(jié)合的進(jìn)給輥5的轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)焊炬(welding torch) 4內(nèi)進(jìn)行進(jìn)給，在與母材2之間產(chǎn)生電弧3。進(jìn)給速度設(shè)定電路FR，將用于對(duì)焊絲1的進(jìn)給速度進(jìn)行設(shè)定的預(yù)先確定的進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Fr輸出到焊接電源PS。焊絲1，以由進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Fr規(guī)定的進(jìn)給速度進(jìn)行前進(jìn)進(jìn)給。電壓檢測(cè)電路VD，檢測(cè)焊接電壓Vw并輸出電壓檢測(cè)信號(hào)Vd。電流檢測(cè)電路ID， 檢測(cè)焊接電流Iw并輸出電流檢測(cè)信號(hào)Id?？s頸檢測(cè)基準(zhǔn)值設(shè)定電路VTN，輸出預(yù)先確定的縮頸檢測(cè)基準(zhǔn)值信號(hào)Vtn。縮頸檢測(cè)電路ND，將該縮頸檢測(cè)基準(zhǔn)值信號(hào)Vtn、上述的電壓檢測(cè)信號(hào)Vd及上述的電流檢測(cè)信號(hào)Id作為輸入，輸出如下的縮頸檢測(cè)信號(hào)Nd，即如上所述在短路期間中的電壓上升值△ V達(dá)到了縮頸檢測(cè)基準(zhǔn)值信號(hào)Vtn的值的時(shí)刻，成為High電平，在再產(chǎn)生電弧使得電壓檢測(cè)信號(hào)Vd的值變?yōu)殡娀∨袆e值Vta以上的時(shí)刻，成為L(zhǎng)ow電平的縮頸檢測(cè)信號(hào)Nd。因此，該縮頸檢測(cè)信號(hào)Nd為High電平的期間成為上述的縮頸檢測(cè)時(shí)間Τη。如上所述，也可在短路期間中的電壓檢測(cè)信號(hào)Vd的微分值達(dá)到了縮頸檢測(cè)基準(zhǔn)值信號(hào)Vtn的值的時(shí)刻，使縮頸檢測(cè)信號(hào)Nd變化為High電平。此外，也可用電壓檢測(cè)信號(hào) Vd的值除以電流檢測(cè)信號(hào)Id的值而算出熔滴的電阻值，并在該電阻值的微分值達(dá)到了縮頸檢測(cè)基準(zhǔn)值信號(hào)Vtn的值的時(shí)刻，使縮頸檢測(cè)信號(hào)Nd變化為High電平。驅(qū)動(dòng)電路DR，在該縮頸檢測(cè)信號(hào)Nd為L(zhǎng)ow電平時(shí)(非縮頸檢測(cè)時(shí))，輸出使上述晶體管TR為導(dǎo)通狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Dr。因此，上述晶體管TR，在上述的縮頸檢測(cè)信號(hào)Nd為High電平時(shí)(縮頸檢測(cè)時(shí))變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)。圖7是上述焊接裝置的各信號(hào)的時(shí)間圖。圖7(A)示出焊接電流Iw的時(shí)間變化， 圖7(B)示出焊接電壓Vw的時(shí)間變化，圖7(C)示出縮頸檢測(cè)信號(hào)Nd的時(shí)間變化，圖7(D) 示出驅(qū)動(dòng)信號(hào)Dr的時(shí)間變化。以下，參照?qǐng)D7進(jìn)行說(shuō)明。在圖7中，在時(shí)刻t2 t3的縮頸檢測(cè)時(shí)間Tn以外的期間，如圖7 (C)所示，因?yàn)榭s頸檢測(cè)信號(hào)Nd為L(zhǎng)ow電平，所以如圖7⑶所示，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Dr變?yōu)镠igh電平。其結(jié)果是， 晶體管TR變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，所以成為與通常的消耗電極電弧焊接用的焊接裝置相同的動(dòng)作。在時(shí)刻t2，如圖7(B)所示，如果檢測(cè)出在短路期間Ts中焊接電壓Vw上升且電壓上升值ΔΥ變?yōu)榱祟A(yù)先確定的縮頸檢測(cè)基準(zhǔn)值Vtn以上，而判別為熔滴產(chǎn)生了縮頸，則如圖 7(C)所示，縮頸檢測(cè)信號(hào)Nd變?yōu)镠igh電平。與之相應(yīng)地，如圖7(D)所示，因?yàn)轵?qū)動(dòng)信號(hào) Dr變?yōu)長(zhǎng)ow電平，所以晶體管TR變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)。其結(jié)果是，減流電阻器R被插入到焊接電流Iw的通電電路中。該減流電阻器R的值，被設(shè)定為短路負(fù)載(0.01 0.03Ω左右)的 10倍以上的大值(0.5 3Ω左右)。為此，焊接電源內(nèi)的直流電抗線圈及電纜的電抗線圈中存儲(chǔ)的能量被急劇放電，如圖7(A)所示，焊接電流Iw急劇減少，成為小電流值。在這里， 設(shè)焊接電源PS的輸出電壓為50V，減流電阻器R為1 Ω，則該小電流值為50Α。在時(shí)刻t3， 如果短路被開放并再產(chǎn)生電弧，則如圖7 (B)所示，焊接電壓Vw變?yōu)轭A(yù)先確定的電弧判別值 Vta以上。對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，如圖7(C)所示，縮頸檢測(cè)信號(hào)Nd變?yōu)長(zhǎng)ow電平，如圖7(D)所示， 驅(qū)動(dòng)信號(hào)Dr變?yōu)镠igh電平。其結(jié)果是，晶體管TR變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，成為通常的消耗電極電弧焊接的控制。在時(shí)刻t3，如果再產(chǎn)生電弧而晶體管TR變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，則如圖7(A)所示， 焊接電流Iw，在增加到規(guī)定的高電平之后，收斂為由進(jìn)給速度規(guī)定的值。通過(guò)該動(dòng)作，因?yàn)榭梢詼p小電弧再產(chǎn)生時(shí)(時(shí)刻t3)的電弧再產(chǎn)生時(shí)電流值Ia，所以可以抑制濺射的產(chǎn)生。 在檢測(cè)縮頸時(shí)，作為快速減少焊接電流Iw的方法，在以上敘述中說(shuō)明了將減流電阻器R插入到通電電路的方法。作為除此之外的方法，還有在焊接裝置的輸出端子之間，經(jīng)由開關(guān)元件并聯(lián)連接電容器，若檢測(cè)出縮頸，則將開關(guān)元件置為導(dǎo)通狀態(tài)，從電容器通電放電電流， 快速減少焊接電流Iw的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。在上述的縮頸檢測(cè)控制方法中，為了更大的發(fā)揮濺射產(chǎn)生量的抑制效果，正確地檢測(cè)出縮頸的產(chǎn)生變得很重要?？s頸的產(chǎn)生及其發(fā)展?fàn)顟B(tài)，根據(jù)保護(hù)氣體的種類、焊絲的種類、焊接接頭、焊絲的進(jìn)給速度、焊接姿勢(shì)等焊接條件變化。為此，有必要按照焊接條件，優(yōu)化檢測(cè)縮頸產(chǎn)生的靈敏度。該縮頸檢測(cè)的靈敏度，可以通過(guò)增減上述的縮頸檢測(cè)基準(zhǔn)值Vtn 進(jìn)行調(diào)整。即，若使縮頸檢測(cè)基準(zhǔn)值Vtn增加，則靈敏度變低，相反地若使縮頸檢測(cè)基準(zhǔn)值 Vtn減少，則靈敏度變高。如果縮頸檢測(cè)基準(zhǔn)值Vtn過(guò)大，則靈敏度就過(guò)低，上述的縮頸檢測(cè)時(shí)間Tn就變得過(guò)短，在電弧再產(chǎn)生之前，不能夠充分地減少焊接電流，所以濺射產(chǎn)生量的抑制效果就變小。相反地，如果縮頸檢測(cè)基準(zhǔn)值Vtn過(guò)小，則靈敏度就過(guò)高，上述的縮頸檢測(cè)時(shí)間Tn就變得過(guò)長(zhǎng)，因?yàn)殡娀o(wú)法再產(chǎn)生，所以焊接狀態(tài)變得不穩(wěn)定。因此，可以說(shuō)上述的縮頸檢測(cè)時(shí)間Tn達(dá)到50 1000 μ s左右范圍時(shí)，就是縮頸檢測(cè)基準(zhǔn)值Vtn被設(shè)定成適當(dāng)值之時(shí)。如上述所示，縮頸檢測(cè)基準(zhǔn)值Vtn按照焊接條件設(shè)定為適當(dāng)值。但是，即便是根據(jù)進(jìn)給速度的變動(dòng)、熔池的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)、熔滴形狀的偏差等變動(dòng)因素，對(duì)縮頸檢測(cè)基準(zhǔn)值Vtn 進(jìn)行了優(yōu)化，縮頸檢測(cè)時(shí)間Tn也會(huì)產(chǎn)生偏差。該偏差的范圍，如上述所示，在50 IOOOys 左右時(shí)，對(duì)濺射的產(chǎn)生及焊接狀態(tài)的穩(wěn)定性不會(huì)帶來(lái)太大的不良影響。另外，即便縮頸檢測(cè)時(shí)間Tn偶爾不足50μ s，所增加的少量濺射的程度也不是大的問(wèn)題。另一方面，如果縮頸檢測(cè)時(shí)間Tn超過(guò)1000 μ s，特別是變?yōu)?000 μ s以上，則焊接狀態(tài)就變得不穩(wěn)定，甚至發(fā)生電弧無(wú)法再產(chǎn)生的狀態(tài)。為此，在自檢測(cè)出縮頸時(shí)刻的經(jīng)過(guò)時(shí)間達(dá)到了基準(zhǔn)時(shí)間也沒(méi)有再產(chǎn)生電弧時(shí)，慣用的是補(bǔ)償控制，其通過(guò)增加焊接電流Iw加大電磁收縮力，促進(jìn)縮頸的發(fā)展，引導(dǎo)電弧的再產(chǎn)生。以下，對(duì)該補(bǔ)償控制(例如，參照專利文獻(xiàn)幻進(jìn)行說(shuō)明。圖8是用于對(duì)補(bǔ)償控制進(jìn)行說(shuō)明的與上述圖7相對(duì)應(yīng)的各信號(hào)的時(shí)間圖。圖8 (A) 示出焊接電流Iw的時(shí)間變化，圖8(B)示出焊接電壓Vw的時(shí)間變化，圖8(C)示出縮頸檢測(cè)信號(hào)Nd的時(shí)間變化，圖8⑶示出驅(qū)動(dòng)信號(hào)Dr的時(shí)間變化。在圖8中，除時(shí)刻t21 t3 期間的動(dòng)作以外，其余均和圖7相同，故省略這些相同部分的說(shuō)明。以下，參照?qǐng)D8，對(duì)時(shí)刻 t21 t3期間的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。自時(shí)刻t2的縮頸檢測(cè)時(shí)刻的經(jīng)過(guò)時(shí)間t于時(shí)刻t21達(dá)到了基準(zhǔn)時(shí)間Tt時(shí)，如圖 8⑶所示，因?yàn)楹附与妷篤w不足電弧判別值Vta，所以電弧還沒(méi)有再產(chǎn)生。因此，如圖8(D) 所示，使驅(qū)動(dòng)信號(hào)Dr變化為High電平。若驅(qū)動(dòng)信號(hào)Dr變?yōu)镠igh電平，則圖6的晶體管TR 變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，所以如圖8(A)所示，焊接電流Iw增加并變?yōu)橐?guī)定值。如果焊接電流Iw變大，則電磁收縮力也變大，所以促進(jìn)了縮頸的發(fā)展，在時(shí)刻t3，再產(chǎn)生電弧。在時(shí)刻t3，如果電弧再產(chǎn)生，則如圖8(B)所示，焊接電壓Vw變?yōu)殡娀∨袆e值Vta以上的電弧電壓值，如圖 8(A)所示，焊接電流Iw在那之后平穩(wěn)減少，收斂于穩(wěn)定值。如圖8(C)所示，縮頸檢測(cè)信號(hào) Nd，從時(shí)刻t2的縮頸檢測(cè)時(shí)刻到時(shí)刻t3的電弧再產(chǎn)生都為High電平。如圖8(D)所示，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Dr，從時(shí)刻t21起變?yōu)镠igh電平。上述的基準(zhǔn)時(shí)間Tt被設(shè)定為1000 μ s左右。專利文獻(xiàn)1 日本特開2006-281219號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2005-288540號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開2006-116585號(hào)公報(bào)如以上所述那樣，在自縮頸檢測(cè)時(shí)刻的經(jīng)過(guò)時(shí)間達(dá)到了基準(zhǔn)時(shí)間也沒(méi)有再產(chǎn)生電弧時(shí)，通過(guò)增加焊接電流來(lái)防止焊接狀態(tài)變得不穩(wěn)定。但是，如果進(jìn)行這樣的補(bǔ)償控制，則如圖8(A)所示，在時(shí)刻t3電弧再產(chǎn)生時(shí)的電流值變?yōu)榇笾?，所以?huì)產(chǎn)生大粒的濺射。另外， 因?yàn)槭闺娏鳒p少的期間(時(shí)刻t2 t21期間)較長(zhǎng)，熔池及熔滴的溫度下降，所以即便增加電流，電弧的再產(chǎn)生也不能通暢地進(jìn)行，會(huì)產(chǎn)生焊道外觀變差的狀況。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種在自縮頸檢測(cè)時(shí)刻的經(jīng)過(guò)時(shí)間達(dá)到了基準(zhǔn)時(shí)間也沒(méi)有再產(chǎn)生電弧時(shí)，可不增加濺射的產(chǎn)生而通暢地進(jìn)行電弧再產(chǎn)生的消耗電極電弧焊接的縮頸檢測(cè)控制方法。為了解決上述課題，技術(shù)方案1的發(fā)明是一種消耗電極電弧焊接的縮頸檢測(cè)控制方法，其特征在于，在由焊炬前進(jìn)進(jìn)給焊絲且在焊絲和母材之間重復(fù)電弧產(chǎn)生狀態(tài)和短路狀態(tài)的消耗電極電弧焊接中，通過(guò)焊絲和母材之間的電壓值或電阻值的變化達(dá)到了縮頸檢測(cè)基準(zhǔn)值來(lái)檢測(cè)從短路狀態(tài)再產(chǎn)生電弧的前兆現(xiàn)象、即熔滴的縮頸，從該縮頸檢測(cè)時(shí)刻起以減少對(duì)短路負(fù)載通電的焊接電流的狀態(tài)使電弧再產(chǎn)生，若電弧再產(chǎn)生則增加焊接電流， 在自所述縮頸檢測(cè)時(shí)刻的經(jīng)過(guò)時(shí)間于再產(chǎn)生電弧之前達(dá)到了預(yù)先確定的基準(zhǔn)時(shí)間時(shí)，通過(guò)使焊絲后退移動(dòng)而遠(yuǎn)離母材來(lái)再產(chǎn)生電弧，若電弧再產(chǎn)生則停止所述后退移動(dòng)。技術(shù)方案2的發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案1所述的消耗電極電弧焊接的縮頸檢測(cè)控制方法，其特征在于，使所述焊接電流的增加及所述后退移動(dòng)的停止從所述電弧再產(chǎn)生的時(shí)刻僅延遲預(yù)先確定的延遲時(shí)間。技術(shù)方案3的發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案1 2任意一項(xiàng)所述的消耗電極電弧焊接的縮頸檢測(cè)控制方法，其特征在于，所述后退移動(dòng)是指焊絲的后退進(jìn)給，所述后退移動(dòng)的停止是指停止所述后退進(jìn)給并返回到所述前進(jìn)進(jìn)給。技術(shù)方案4的發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案1 2任意一項(xiàng)所述的消耗電極電弧焊接的縮頸檢測(cè)控制方法，其特征在于，所述后退移動(dòng)是指使所述焊炬后退移動(dòng)來(lái)增高焊炬高度，在所述后退移動(dòng)停止后使所述焊炬前進(jìn)移動(dòng)并將所述焊炬高度返回到原來(lái)的高度。根據(jù)本發(fā)明，在自縮頸檢測(cè)時(shí)刻的經(jīng)過(guò)時(shí)間于電弧再產(chǎn)生之前達(dá)到了基準(zhǔn)時(shí)間時(shí)，通過(guò)使焊絲后退移動(dòng)而遠(yuǎn)離母材來(lái)再產(chǎn)生電弧。據(jù)此，因?yàn)榭梢员３中‰娏髦禒顟B(tài)，可靠地再產(chǎn)生電弧，所以可以不增加濺射的產(chǎn)生，通暢地進(jìn)行電弧的再產(chǎn)生。


圖1是用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的消耗電極電弧焊接的縮頸檢測(cè)控制方法的焊接裝置的框圖。圖2是圖1的焊接裝置中的各信號(hào)的時(shí)間圖。圖3是用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的消耗電極電弧焊接的縮頸檢測(cè)控制方法的焊接裝置的框圖。圖4是圖3的焊接裝置中的各信號(hào)的時(shí)間圖。圖5是表示在現(xiàn)有技術(shù)中，重復(fù)短路期間Ts和電弧期間Ta的消耗電極電弧焊接中的電流·電壓波形及熔滴過(guò)渡的圖。圖6是搭載了現(xiàn)有技術(shù)的縮頸檢測(cè)控制方法的焊接裝置的框圖。圖7是圖6的焊接裝置中的各信號(hào)的時(shí)間圖。圖8是用于對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的補(bǔ)償控制進(jìn)行說(shuō)明的與上述圖7相對(duì)應(yīng)的各信號(hào)的時(shí)間圖。1-焊絲；Ia-熔滴；Ib-縮頸；2_母材；2a_熔池；3-電?。?-焊炬；5-進(jìn)給輥； DR-驅(qū)動(dòng)電路；Dr-驅(qū)動(dòng)信號(hào)；DR2-第2驅(qū)動(dòng)電路；Fc-進(jìn)給控制信號(hào)；Ffr-前進(jìn)進(jìn)給速度設(shè)定值；Ffr2-第2前進(jìn)進(jìn)給速度設(shè)定值；FR-進(jìn)給速度設(shè)定電路；Fr-進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)； FR2-第2進(jìn)給速度設(shè)定電路；FR3-第3進(jìn)給速度設(shè)定電路；Frr-后退進(jìn)給速度設(shè)定值； Ia-電弧再產(chǎn)生時(shí)電流值；ID-電流檢測(cè)電路；Id-電流檢測(cè)信號(hào)；Iw-焊接電流；LT-焊炬高度(供電焊嘴前端與母材間距離)；LtO-基準(zhǔn)高度；ND-縮頸檢測(cè)電路；Nd-縮頸檢測(cè)信號(hào)；NDD-延遲電路；Ndd-縮頸檢測(cè)延遲信號(hào)；PS-焊接電源；R-減流電阻器；RC-后退移動(dòng)控制電路；Rc-后退移動(dòng)控制信號(hào)；RC2-第2后退移動(dòng)控制電路；RCE-機(jī)器人(robot)控制裝置；RM-機(jī)器人本體；t-經(jīng)過(guò)時(shí)間；Ta-電弧期間；Td-延遲時(shí)間；Tn-縮頸檢測(cè)時(shí)間； TR-晶體管；Ts-短路期間；Tt-基準(zhǔn)時(shí)間；VD-電壓檢測(cè)電路；Vd-電壓檢測(cè)信號(hào)；Vs-短路電壓值；Vta-電弧判別值；VTN-縮頸檢測(cè)基準(zhǔn)值設(shè)定電路；Vtn-縮頸檢測(cè)基準(zhǔn)值(信號(hào))； Vw-焊接電壓；WM-進(jìn)給電機(jī)；Δ V-電壓上升值。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施方式1實(shí)施方式1所涉及的發(fā)明是，在自縮頸檢測(cè)時(shí)刻的經(jīng)過(guò)時(shí)間t于電弧再產(chǎn)生之前
7達(dá)到了預(yù)先確定的基準(zhǔn)時(shí)間Tt時(shí)，通過(guò)使焊絲后退移動(dòng)而遠(yuǎn)離母材，保持小電流值的狀態(tài)再產(chǎn)生電弧，若再產(chǎn)生電弧則停止前述后退移動(dòng)。在實(shí)施方式1中，通過(guò)后退進(jìn)給進(jìn)行上述的焊絲的后退移動(dòng)。因此，上述的所謂后退移動(dòng)的停止，是指停止后退進(jìn)給并返回到通常的前進(jìn)進(jìn)給的意思。以下，對(duì)該實(shí)施方式1進(jìn)行說(shuō)明。圖1是用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的消耗電極電弧焊接的縮頸檢測(cè)控制方法的焊接裝置的框圖。在圖1中，對(duì)和上述圖6相同的圖框標(biāo)注相同的符合，并省略這些相同部分的說(shuō)明。圖1，追加了虛線示出的延遲電路NDD，將圖6的驅(qū)動(dòng)電路DR置換成虛線示出的第2驅(qū)動(dòng)電路DR2，追加了虛線示出的后退移動(dòng)控制電路RC，將圖6的進(jìn)給速度設(shè)定電路FR置換成虛線示出的第2進(jìn)給速度設(shè)定電路FR2。以下，參照?qǐng)D1，對(duì)這些圖框內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明。延遲電路NDD，將縮頸檢測(cè)信號(hào)Nd作為輸入，輸出使該信號(hào)僅以預(yù)先確定的延遲時(shí)間Td關(guān)斷延遲的縮頸檢測(cè)延遲信號(hào)Ndd。該縮頸檢測(cè)延遲信號(hào)Ndd是在縮頸檢測(cè)時(shí)刻成為High電平，在自再產(chǎn)生電弧的時(shí)刻起僅延遲了延遲時(shí)間Td的時(shí)刻成為L(zhǎng)ow電平的信號(hào)。 第2驅(qū)動(dòng)電路DR2，將該縮頸檢測(cè)延遲信號(hào)Ndd作為輸入，在該信號(hào)為High電平(縮頸檢測(cè)期間)時(shí)，停止驅(qū)動(dòng)信號(hào)Dr并使晶體管TR為截止?fàn)顟B(tài)，在為L(zhǎng)ow電平(非縮頸檢測(cè)期間) 時(shí)，輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)Dr并使晶體管TR為導(dǎo)通狀態(tài)。后退移動(dòng)控制電路RC，將上述的縮頸檢測(cè)信號(hào)Nd及上述的縮頸檢測(cè)延遲信號(hào)Ndd 作為輸入，在從縮頸檢測(cè)信號(hào)Nd變?yōu)榱?High電平(縮頸檢測(cè)期間)的時(shí)刻經(jīng)過(guò)了預(yù)先確定的基準(zhǔn)時(shí)間Tt的時(shí)刻仍為High電平時(shí)，將后退移動(dòng)控制信號(hào)Rc置位為High電平，在縮頸檢測(cè)延遲信號(hào)Ndd變化為L(zhǎng)ow電平的時(shí)刻，將后退移動(dòng)控制信號(hào)Rc復(fù)位為L(zhǎng)ow電平。因此，該后退移動(dòng)控制信號(hào)Rc是，在自縮頸檢測(cè)時(shí)刻的經(jīng)過(guò)時(shí)間達(dá)到了基準(zhǔn)時(shí)間Tt時(shí)還沒(méi)有再產(chǎn)生電弧時(shí)，變?yōu)镠igh電平，在從再產(chǎn)生了電弧的時(shí)刻僅延遲了延遲時(shí)間Td的時(shí)刻，變?yōu)長(zhǎng)ow電平的信號(hào)。第2進(jìn)給速度設(shè)定電路FR2，將該后退移動(dòng)控制信號(hào)Rc作為輸入，在該信號(hào)為L(zhǎng)ow電平時(shí)，將預(yù)先確定的正值的前進(jìn)進(jìn)給速度設(shè)定值Ffr作為進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào) Fr輸出，在為High電平時(shí)，將預(yù)先確定的負(fù)值的后退進(jìn)給速度設(shè)定值Frr作為進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Fr輸出。焊接電源PS，將進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Fr作為輸入，在該信號(hào)的值為前進(jìn)進(jìn)給速度設(shè)定值Ffr時(shí)，輸出用于前進(jìn)進(jìn)給焊絲1的進(jìn)給控制信號(hào)Fe，在為后退進(jìn)給速度設(shè)定值 Frr時(shí)，輸出用于后退進(jìn)給焊絲1的進(jìn)給控制信號(hào)Fe。圖2是圖1中所述焊接裝置的各信號(hào)的時(shí)間圖。圖2㈧示出焊接電流Iw的時(shí)間變化，圖2(B)示出焊接電壓Vw的時(shí)間變化，圖2(C)示出縮頸檢測(cè)信號(hào)Nd的時(shí)間變化，圖 2(D)示出驅(qū)動(dòng)信號(hào)Dr的時(shí)間變化，圖2(E)示出縮頸檢測(cè)延遲信號(hào)Ndd的時(shí)間變化，圖2 (F) 示出后退移動(dòng)控制信號(hào)Rc的時(shí)間變化，圖2 (G)示出進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Fr的時(shí)間變化。圖 2是表示自縮頸檢測(cè)時(shí)刻的經(jīng)過(guò)時(shí)間達(dá)到了基準(zhǔn)時(shí)間Tt也沒(méi)有再產(chǎn)生電弧的情況下的時(shí)間圖。圖2與上述圖7及圖8相對(duì)應(yīng)，時(shí)刻t21 t31期間的動(dòng)作不同。除該期間以外的動(dòng)作是相同的，所以省略說(shuō)明。以下，參照?qǐng)D2，對(duì)不同動(dòng)作的期間進(jìn)行說(shuō)明。在時(shí)刻t2，若檢測(cè)出縮頸，則如圖2(C)所示，縮頸檢測(cè)信號(hào)Nd變化為High電平， 與之相應(yīng)地，如圖2(E)所示，縮頸檢測(cè)延遲信號(hào)Ndd也變化為High電平。若該縮頸檢測(cè)延遲信號(hào)Ndd變化為High電平，則如圖2 (D)所示，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Dr變化為L(zhǎng)ow電平，所以晶體管 TR變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)，減流電阻器R被插入到通電電路中。因此，如圖2(A)所示，焊接電流Iw減少，成為小電流值(10 100A左右)?？s頸的檢測(cè)方法和上述的現(xiàn)有技術(shù)相同。另外，減流電阻器R的值也和上述現(xiàn)有技術(shù)相同。如圖2(C)所示，在從縮頸檢測(cè)信號(hào)Nd變化為High電平的時(shí)刻(縮頸檢測(cè)時(shí)刻) 起的經(jīng)過(guò)時(shí)間達(dá)到基準(zhǔn)時(shí)間Tt的時(shí)刻t21，如圖2 (F)所示，后退移動(dòng)控制信號(hào)Rc變?yōu)镠igh 電平。與之相應(yīng)地，如圖2(G)所示，進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Fr，從預(yù)先確定的正值的前進(jìn)進(jìn)給速度設(shè)定值Ffr切換為預(yù)先確定的負(fù)值的后退進(jìn)給速度設(shè)定值Frr，焊絲沿遠(yuǎn)離母材的方向后退進(jìn)給。在時(shí)刻t3，若由于該后退進(jìn)給，焊絲遠(yuǎn)離了母材，則再產(chǎn)生電弧。若再產(chǎn)生電弧， 則如圖2(B)所示，焊接電壓Vw急劇上升為電弧判別值Vta以上的電弧電壓值。時(shí)刻t3的電弧再產(chǎn)生時(shí)的焊接電流Iw的值，如圖2 (A)所示，保持著小電流值，所以濺射的產(chǎn)生很少。 另外，由于后退進(jìn)給使焊絲前端遠(yuǎn)離母材而產(chǎn)生了電弧，所以能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的電弧再產(chǎn)生。如圖2(B)所示，在時(shí)刻t3，若判別出焊接電壓Vw的值變?yōu)榱穗娀∨袆e值Vta以上并判別出電弧的再產(chǎn)生，則如圖2(C)所示，縮頸檢測(cè)信號(hào)Nd變化為L(zhǎng)ow電平。并且，如圖2 (E)所示，縮頸檢測(cè)延遲信號(hào)Ndd從時(shí)刻t3僅關(guān)斷延遲了延遲時(shí)間Td，在時(shí)刻t31變?yōu)?Low電平。與之相應(yīng)地，在時(shí)刻t31，如圖2(D)所示，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Dr變化為High電平，所以晶體管TR變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，減流電阻器R被短路。與之相應(yīng)地，如圖2(A)所示，焊接電流Iw增加到高電平。同時(shí)，在時(shí)刻t31，如圖2(F)所示，后退移動(dòng)控制信號(hào)Rc變?yōu)長(zhǎng)ow電平，所以如圖2(G)所示，進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Fr，從負(fù)值的后退進(jìn)給速度設(shè)定值Frr切換為正值的前進(jìn)進(jìn)給速度設(shè)定值Ffr。其結(jié)果是，焊絲按照通常那樣前進(jìn)進(jìn)給。將上述動(dòng)作整理如下。如圖2(A)所示，焊接電流Iw從時(shí)刻t2的縮頸檢測(cè)時(shí)刻開始減少，在時(shí)刻t3再產(chǎn)生電弧直到經(jīng)過(guò)了延遲時(shí)間Td的時(shí)刻一直維持在小電流值的狀態(tài)。 如圖2 (G)所示，焊絲在自時(shí)刻t2的縮頸檢測(cè)時(shí)刻的經(jīng)過(guò)時(shí)間達(dá)到基準(zhǔn)時(shí)間Tt的時(shí)刻t21， 切換為后退進(jìn)給，在經(jīng)過(guò)延遲時(shí)間Td后的時(shí)刻t31，返回到前進(jìn)進(jìn)給。上述基準(zhǔn)時(shí)間Tt被設(shè)定為500 1500 μ s左右?；鶞?zhǔn)時(shí)間Tt，根據(jù)焊接電流的平均值、保護(hù)氣體的種類、焊絲的種類等，通過(guò)實(shí)驗(yàn)而被設(shè)定成適當(dāng)值。這是因?yàn)?，根?jù)焊接條件，導(dǎo)致從縮頸檢測(cè)時(shí)刻到電弧再產(chǎn)生的時(shí)間的偏差不同。偏差越大基準(zhǔn)時(shí)間Tt就要設(shè)定為越大的值。延遲時(shí)間Td被設(shè)定在0 2000 μ S左右。Td = 0是指不產(chǎn)生延遲的情況。 在實(shí)施方式1中，可以將延遲時(shí)間Td設(shè)定為0。設(shè)置該延遲時(shí)間Td的理由如下。S卩，因?yàn)殡娀≡佼a(chǎn)生之后電弧長(zhǎng)立刻變得非常短，所以熔池的振動(dòng)、焊絲的進(jìn)給振動(dòng)等會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生再短路。如果產(chǎn)生再短路，則會(huì)產(chǎn)生濺射，焊接狀態(tài)也變得不穩(wěn)定。因此，在電弧再產(chǎn)生之后也要維持后退進(jìn)給，通過(guò)將焊接電流維持在小電流值，來(lái)防止再短路的產(chǎn)生。該延遲時(shí)間 Td，根據(jù)焊接電流的平均值、焊接接頭、焊接速度等，通過(guò)實(shí)驗(yàn)而被設(shè)定成適當(dāng)值。這是因?yàn)?，根?jù)焊接條件，產(chǎn)生再短路的難易度不同。前進(jìn)進(jìn)給速度設(shè)定值Ffr，和一般的消耗電極電弧焊接相同，是根據(jù)母材的板厚、焊接接頭、焊接速度等被設(shè)定成適當(dāng)值。其設(shè)定范圍是 2 20m/min左右。后退進(jìn)給速度設(shè)定值Frr，為使在后退進(jìn)給開始后盡可能迅速地再產(chǎn)生電弧，而設(shè)定為30 50m/min左右。另外，為了加快從前進(jìn)進(jìn)給向后退進(jìn)給的切換及從后退進(jìn)給向前進(jìn)進(jìn)給的切換，進(jìn)給電機(jī)WM優(yōu)選使用過(guò)渡響應(yīng)性優(yōu)良的伺服電機(jī)等。此外，因?yàn)閺倪M(jìn)給電機(jī)WM到焊炬前端的長(zhǎng)度越短過(guò)渡響應(yīng)性越好，所以在an以下較好，優(yōu)選在Im 以下。在實(shí)施方式1中，于自縮頸檢測(cè)時(shí)刻的經(jīng)過(guò)時(shí)間達(dá)到基準(zhǔn)時(shí)間Tt之前再產(chǎn)生電弧的通常情況下的時(shí)間圖，基本和上述圖7相同。即，不進(jìn)行焊絲的后退進(jìn)給而僅進(jìn)行固定速度的前進(jìn)進(jìn)給。其中，焊接電流Iw開始增加的時(shí)刻是經(jīng)過(guò)了延遲時(shí)間Td之后。根據(jù)上述實(shí)施方式1，在自縮頸檢測(cè)時(shí)刻的經(jīng)過(guò)時(shí)間于電弧再產(chǎn)生之前達(dá)到了基準(zhǔn)時(shí)間時(shí)，通過(guò)使焊絲后退移動(dòng)而遠(yuǎn)離母材，來(lái)再產(chǎn)生電弧。據(jù)此，保持小電流值狀態(tài)下可以可靠地再產(chǎn)生電弧，所以可以不增加濺射的產(chǎn)生，通暢地進(jìn)行電弧的再產(chǎn)生。此外，焊絲的后退進(jìn)給，僅在自縮頸檢測(cè)時(shí)刻的經(jīng)過(guò)時(shí)間達(dá)到了基準(zhǔn)時(shí)間之時(shí)才進(jìn)行，所以進(jìn)行后退進(jìn)給的次數(shù)占短路次數(shù)的頻率較低。因此，不會(huì)給進(jìn)給電機(jī)強(qiáng)加過(guò)剩負(fù)載，所以也就提高了進(jìn)給電機(jī)的可靠性。實(shí)施方式2實(shí)施方式2所涉及的發(fā)明，和實(shí)施方式1相同，在自縮頸檢測(cè)時(shí)刻的經(jīng)過(guò)時(shí)間t于再產(chǎn)生電弧之前達(dá)到了預(yù)先確定的基準(zhǔn)時(shí)間Tt時(shí)，通過(guò)使焊絲后退移動(dòng)而遠(yuǎn)離母材，保持著小電流值的狀態(tài)再產(chǎn)生電弧，若再產(chǎn)生電弧則停止前述后退移動(dòng)。在實(shí)施方式2中，通過(guò)上述焊絲的后退移動(dòng)使焊炬進(jìn)行后退移動(dòng)，將焊炬高度Lt增高。然后，在后退移動(dòng)停止后， 使焊炬前進(jìn)移動(dòng)，將焊炬高度Lt返回到原來(lái)的高度。在后退移動(dòng)期間，焊絲的前進(jìn)進(jìn)給仍繼續(xù)。以下，對(duì)該實(shí)施方式2進(jìn)行說(shuō)明。 圖3是用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的消耗電極電弧焊接的縮頸檢測(cè)控制方法的焊接裝置的框圖。在圖3中，對(duì)與上述圖6及圖1相同的圖框標(biāo)注相同的符號(hào)，并省略這些相同部分的說(shuō)明。圖3與圖1相比，追加了虛線示出的機(jī)器人控制裝置RCE及機(jī)器人本體冊(cè)，將圖1的后退移動(dòng)控制電路RC置換成虛線示出的第2后退移動(dòng)控制電路RC2， 將圖1的第2進(jìn)給速度設(shè)定電路FR2置換成虛線示出的第3進(jìn)給速度設(shè)定電路FR3置換。 以下，參照?qǐng)D3，對(duì)這些圖框內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明。第2后退移動(dòng)控制電路RC2，將縮頸檢測(cè)信號(hào)Nd及縮頸檢測(cè)延遲信號(hào)Ndd作為輸入，在從縮頸檢測(cè)信號(hào)Nd變?yōu)榱?High電平(縮頸檢測(cè)期間)的時(shí)刻經(jīng)過(guò)了預(yù)先確定的基準(zhǔn)時(shí)間Tt的時(shí)刻仍為High電平時(shí)，將后退移動(dòng)控制信號(hào)Rc置位為High電平，在縮頸檢測(cè)延遲信號(hào)Ndd變化為L(zhǎng)ow電平的時(shí)刻，將后退移動(dòng)控制信號(hào)Rc復(fù)位為L(zhǎng)ow電平，將該后退移動(dòng)控制信號(hào)Rc輸出到第3進(jìn)給速度設(shè)定電路FR3及機(jī)器人控制裝置RCE。因此，該后退移動(dòng)控制信號(hào)Rc是，在自縮頸檢測(cè)時(shí)刻的經(jīng)過(guò)時(shí)間達(dá)到了基準(zhǔn)時(shí)間Tt時(shí)還沒(méi)有再產(chǎn)生電弧時(shí)，變?yōu)镠igh電平，在從再產(chǎn)生了電弧的時(shí)刻僅延遲了延遲時(shí)間Td的時(shí)刻，變?yōu)長(zhǎng)ow電平的信號(hào)。第3進(jìn)給速度設(shè)定電路FR3，將該后退移動(dòng)控制信號(hào)Rc作為輸入，在該信號(hào)為L(zhǎng)ow 電平時(shí)，將預(yù)先確定的正值的前進(jìn)進(jìn)給速度設(shè)定值Ffr作為進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Fr輸出，在為High電平時(shí)，將預(yù)先確定的0以上的值的第2前進(jìn)進(jìn)給速度設(shè)定值Ffr2作為進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Fr輸出。在這里，0<Ffr2<Ffr。即，第2進(jìn)給速度設(shè)定值Ffr2，被設(shè)定為與穩(wěn)定焊接時(shí)的進(jìn)給速度即前進(jìn)進(jìn)給速度設(shè)定值Ffr相同的值或者比其小的值。焊接電源PS， 將進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Fr作為輸入，在該信號(hào)的值為前進(jìn)進(jìn)給速度設(shè)定值Ffr時(shí)，輸出用于使焊絲1以相當(dāng)于該值的進(jìn)給速度前進(jìn)進(jìn)給的進(jìn)給控制信號(hào)Fe，在為第2前進(jìn)進(jìn)給速度設(shè)定值Ffr2時(shí)，輸出用于使焊絲1以相當(dāng)于該值的進(jìn)給速度前進(jìn)進(jìn)給(包括進(jìn)給停止)的進(jìn)給控制信號(hào)i^c。機(jī)器人控制裝置RCE，將上述后退移動(dòng)控制信號(hào)Rc作為輸入，將用于使安裝于機(jī)器人本體RM的焊炬4按照預(yù)先編制成的作業(yè)程序移動(dòng)的動(dòng)作控制信號(hào)Mc輸出到機(jī)器人本
10體RM。在通常的焊接中，焊炬4將供電焊嘴前端和母材2之間的距離(以下，稱為焊炬高度Lt) 一直維持在預(yù)先確定的基準(zhǔn)高度LtO，以預(yù)先確定的焊接速度沿焊接線移動(dòng)。但是， 在本實(shí)施方式中，焊炬4沿焊接線進(jìn)行移動(dòng)，若上述的后退移動(dòng)控制信號(hào)Rc變化為High電平，則同時(shí)焊炬4沿焊炬高度Lt變高的方向后退移動(dòng)，若變化為L(zhǎng)ow電平，則同時(shí)焊炬4沿焊炬高度Lt變低的方向前進(jìn)移動(dòng)并恢復(fù)為上述的基準(zhǔn)高度LtO。在圖4中，對(duì)該動(dòng)作的詳細(xì)過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)敘述。在焊炬4的姿勢(shì)有前進(jìn)角或者后退角的情況下，焊炬高度Lt沿焊絲進(jìn)給方向測(cè)定其高度。機(jī)器人本體RM是多關(guān)節(jié)型機(jī)械手，通過(guò)上述的動(dòng)作控制信號(hào)Mc來(lái)驅(qū)動(dòng)所安裝的多個(gè)伺服電機(jī)。在機(jī)器人本體RM上，搭載著包含進(jìn)給電機(jī)WM的進(jìn)給裝置及焊炬4。圖4是圖3所述的焊接裝置的各信號(hào)的時(shí)間圖。圖4㈧示出焊接電流Iw的時(shí)間變化，圖4(B)示出焊接電壓Vw的時(shí)間變化，圖4(C)示出縮頸檢測(cè)信號(hào)Nd的時(shí)間變化，圖 4(D)示出驅(qū)動(dòng)信號(hào)Dr的時(shí)間變化，圖4 (E)示出縮頸檢測(cè)延遲信號(hào)Ndd的時(shí)間變化，圖4 (F) 示出后退移動(dòng)控制信號(hào)Rc的時(shí)間變化，圖4(G)示出進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Fr的時(shí)間變化，圖 4(H)示出焊炬高度Lt的時(shí)間變化。圖4是自縮頸檢測(cè)時(shí)刻的經(jīng)過(guò)時(shí)間達(dá)到了基準(zhǔn)時(shí)間Tt 也沒(méi)有再產(chǎn)生電弧的情況下的時(shí)間圖。圖4和上述的圖1相對(duì)應(yīng)，追加圖4(H)的焊炬高度 Lt。圖4和圖1相比較，時(shí)刻t21 t32期間的動(dòng)作不同。因?yàn)槌撈陂g以外的期間的動(dòng)作是相同的，所以省略對(duì)相同期間的說(shuō)明。以下，參照?qǐng)D4，對(duì)不同動(dòng)作的期間進(jìn)行說(shuō)明。在時(shí)刻t2，若檢測(cè)出縮頸，則如圖4(C)所示，縮頸檢測(cè)信號(hào)Nd變化為High電平， 與之相應(yīng)地，如圖4 (E)所示，縮頸檢測(cè)延遲信號(hào)Ndd也變化為High電平。若該縮頸檢測(cè)延遲信號(hào)Ndd變化為High電平，則如圖4(D)所示，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Dr變化為L(zhǎng)ow電平，所以晶體管 TR變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)，減流電阻器R被插入到通電電路中。因此，如圖4(A)所示，焊接電流Iw 減少，成為小電流值(10 100A左右)。縮頸的檢測(cè)方法和上述的現(xiàn)有技術(shù)相同。另外，減流電阻器R的值也和上述的現(xiàn)有技術(shù)相同。如圖4(C)所示，在從縮頸檢測(cè)信號(hào)Nd變化為High電平的時(shí)刻(縮頸檢測(cè)時(shí)刻) 起的經(jīng)過(guò)時(shí)間達(dá)到基準(zhǔn)時(shí)間Tt的時(shí)刻t21，如圖4 (F)所示，后退移動(dòng)控制信號(hào)Rc變?yōu)镠igh 電平。與之相應(yīng)地，如圖4(G)所示，進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Fr，從預(yù)先確定的正值的前進(jìn)進(jìn)給速度設(shè)定值Ffr切換為預(yù)先確定的正值的第2前進(jìn)進(jìn)給速度設(shè)定值Ffr2，焊絲繼續(xù)進(jìn)行前進(jìn)進(jìn)給(包括進(jìn)給停止)。因?yàn)閳D4中表示的是Ffr2 < Ffr的情況，所以焊絲的前進(jìn)進(jìn)給的進(jìn)給速度被減速。同時(shí)，在時(shí)刻t21，機(jī)器人控制裝置RCE開始了焊炬的后退移動(dòng)，所以如圖4 (H)所示，焊炬高度Lt從那之前的基準(zhǔn)高度LtO逐漸變高。在這里，使焊炬進(jìn)行后退移動(dòng)的速度被設(shè)定得比上述第2前進(jìn)進(jìn)給速度設(shè)定值Ffr2更快。這樣，焊絲前端進(jìn)行后退移動(dòng)。在時(shí)刻t3，如果通過(guò)上述焊炬的后退移動(dòng)使得焊絲遠(yuǎn)離母材，則電弧再產(chǎn)生。若再產(chǎn)生電弧，則如圖4(B)所示，焊接電壓Vw急劇上升為電弧判別值Vta以上的電弧電壓值。 時(shí)刻t3的電弧再產(chǎn)生時(shí)的焊接電流Iw的值，如圖4(A)所示，保持著小電流值的狀態(tài)，所以濺射產(chǎn)生少。另外，因?yàn)橥ㄟ^(guò)焊炬的后退移動(dòng)使焊絲前端遠(yuǎn)離母材而產(chǎn)生電弧，所以可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電弧再產(chǎn)生。如圖4⑶所示，在時(shí)刻t3，若判別出焊接電壓Vw的值變?yōu)榱穗娀∨袆e值Vta以上并判別出電弧的再產(chǎn)生，則如圖4(C)所示，縮頸檢測(cè)信號(hào)Nd變化為L(zhǎng)ow電平。并且，如圖4 (E)所示，縮頸檢測(cè)延遲信號(hào)Ndd從時(shí)刻t3僅關(guān)斷延遲了延遲時(shí)間Td，在時(shí)刻t31變?yōu)?L0w電平。與之相應(yīng)地，在時(shí)刻t31，如圖4(D)所示，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Dr變化為High電平，所以晶體管TR變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，減流電阻器R被短路。與之相應(yīng)地，如圖4(A)所示，焊接電流Iw增加到高電平。同時(shí)，在時(shí)刻t31，如圖4(F)所示，后退移動(dòng)控制信號(hào)Rc變?yōu)長(zhǎng)ow電平，所以如圖4 (G)所示，進(jìn)給速度設(shè)定信號(hào)Fr，從正值的第2前進(jìn)進(jìn)給速度設(shè)定值Ffr2切換為正值的前進(jìn)進(jìn)給速度設(shè)定值Ffr。其結(jié)果是，焊絲以固定進(jìn)給速度(前進(jìn)進(jìn)給速度設(shè)定值Ffr) 前進(jìn)進(jìn)給。同時(shí)，在時(shí)刻t31，機(jī)器人控制裝置RCE開始焊炬的前進(jìn)移動(dòng)，所以如圖4(H)所示，焊炬高度Lt逐漸變低。然后，如圖4(H)所示，在焊炬高度Lt恢復(fù)到上述的基準(zhǔn)高度 LtO的時(shí)刻(時(shí)刻t3》，焊炬的前進(jìn)移動(dòng)停止。其中，如上述所示，焊炬沿焊接線移動(dòng)，和焊炬的后退移動(dòng)或者前進(jìn)移動(dòng)無(wú)關(guān)。焊炬的前進(jìn)移動(dòng)及后退移動(dòng)是為了在焊絲進(jìn)給方向上升降而進(jìn)行的。將上述動(dòng)作整理如下。如圖4(A)所示，焊接電流Iw從時(shí)刻t2的縮頸檢測(cè)時(shí)刻開始減少，在時(shí)刻t3再產(chǎn)生電弧直到經(jīng)過(guò)了延遲時(shí)間Td的時(shí)刻一直維持在小電流值的狀態(tài)。 如圖4 (G)所示，焊絲在自時(shí)刻t2的縮頸檢測(cè)時(shí)刻的經(jīng)過(guò)時(shí)間達(dá)到基準(zhǔn)時(shí)間Tt的時(shí)刻t21， 切換為第2前進(jìn)進(jìn)給速度，在經(jīng)過(guò)延遲時(shí)間Td后的時(shí)刻t31，返回到前進(jìn)進(jìn)給速度(固定進(jìn)給速度)。如圖4(H)所示，焊炬高度Lt，在自時(shí)刻t2的縮頸檢測(cè)時(shí)刻的經(jīng)過(guò)時(shí)間達(dá)到基準(zhǔn)時(shí)間Tt的時(shí)刻t21，開始后退移動(dòng)，在經(jīng)過(guò)延遲時(shí)間Td后的時(shí)刻t31，開始前進(jìn)移動(dòng)，在時(shí)刻t32，返回到基準(zhǔn)高度LtO。上述的基準(zhǔn)時(shí)間Tt、延遲時(shí)間Td及前進(jìn)進(jìn)給速度設(shè)定值Ffr的設(shè)定方法和實(shí)施方式1相同。焊炬的后退移動(dòng)的速度，為縮短時(shí)刻t21 t3的時(shí)間且迅速地再產(chǎn)生電弧，在 30 70m/min左右范圍內(nèi)通過(guò)實(shí)驗(yàn)而被設(shè)定成適當(dāng)值。(焊絲前端的后退移動(dòng)的速度)= (焊炬的后退移動(dòng)的速度)-(第2前進(jìn)進(jìn)給速度)。因此，在前進(jìn)進(jìn)給速度設(shè)定值Ffr為大值時(shí)，通過(guò)將第2前進(jìn)進(jìn)給速度設(shè)定值Ffr2設(shè)定為比Ffr更小的值，從而可加速焊絲前端的后退移動(dòng)的速度且迅速地再產(chǎn)生電弧。第2前進(jìn)進(jìn)給速度設(shè)定值Ffr2，在0 < Ffr2 ^ Ffr 范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)定。即，第2前進(jìn)進(jìn)給速度設(shè)定值Ffr2，若被設(shè)定為0則停止進(jìn)給，若被設(shè)定為和Ffr相同的值則在焊接中以前進(jìn)進(jìn)給速度設(shè)定值Ffr的定值進(jìn)給。焊炬的前進(jìn)移動(dòng)的速度，在1 5m/min左右范圍內(nèi)通過(guò)實(shí)驗(yàn)而被設(shè)定成適當(dāng)值。(焊絲前端的前進(jìn)移動(dòng)的速度)=(前進(jìn)進(jìn)給速度)+ (焊炬的前進(jìn)移動(dòng)的速度)。因此，若焊炬的前進(jìn)移動(dòng)的速度很快，則會(huì)導(dǎo)致焊絲前端的前進(jìn)移動(dòng)的速度過(guò)快，電弧狀態(tài)變得不穩(wěn)定。焊炬的前進(jìn)移動(dòng)的速度的確定，使得既能縮短時(shí)刻t31 t32的時(shí)間且迅速地收斂到穩(wěn)定狀態(tài)又能避免電弧狀態(tài)變得不穩(wěn)定。在實(shí)施方式2中，于自縮頸檢測(cè)時(shí)刻的經(jīng)過(guò)時(shí)間達(dá)到基準(zhǔn)時(shí)間Tt之前再產(chǎn)生電弧的一般情況下的時(shí)間圖，基本上和上述圖7相同。即，焊絲不切換到第2進(jìn)給速度，而僅進(jìn)行固定速度的前進(jìn)進(jìn)給。也不進(jìn)行焊炬的后退移動(dòng)及前進(jìn)移動(dòng)。其中，焊接電流Iw開始增加的時(shí)刻是在經(jīng)過(guò)了延遲時(shí)間Td之后。根據(jù)上述實(shí)施方式2，通過(guò)焊炬的后退移動(dòng)進(jìn)行焊絲的后退移動(dòng)，可達(dá)到和實(shí)施方式1相同的效果。因?yàn)楹妇娴暮笸艘苿?dòng)是通過(guò)機(jī)器人進(jìn)行的，所以沒(méi)有必要使用如實(shí)施方式1那樣的過(guò)渡響應(yīng)性優(yōu)良的進(jìn)給電機(jī)，降低了成本。而且，因?yàn)闆](méi)有必要如實(shí)施方式1那樣縮短焊炬的長(zhǎng)度，所以提高了操作性。
權(quán)利要求
1.一種消耗電極電弧焊接的縮頸檢測(cè)控制方法，其特征在于，在由焊炬前進(jìn)進(jìn)給焊絲且在焊絲和母材之間重復(fù)電弧產(chǎn)生狀態(tài)和短路狀態(tài)的消耗電極電弧焊接中，通過(guò)焊絲和母材之間的電壓值或電阻值的變化達(dá)到了縮頸檢測(cè)基準(zhǔn)值來(lái)檢測(cè)從短路狀態(tài)再產(chǎn)生電弧的前兆現(xiàn)象、即熔滴的縮頸，從該縮頸檢測(cè)時(shí)刻起以減少對(duì)短路負(fù)載通電的焊接電流的狀態(tài)使電弧再產(chǎn)生，若電弧再產(chǎn)生則增加焊接電流，在自所述縮頸檢測(cè)時(shí)刻的經(jīng)過(guò)時(shí)間于再產(chǎn)生電弧之前達(dá)到了預(yù)先確定的基準(zhǔn)時(shí)間時(shí)， 通過(guò)使焊絲后退移動(dòng)而遠(yuǎn)離母材來(lái)再產(chǎn)生電弧，若電弧再產(chǎn)生則停止所述后退移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消耗電極電弧焊接的縮頸檢測(cè)控制方法，其特征在于， 使所述焊接電流的增加及所述后退移動(dòng)的停止從所述電弧再產(chǎn)生的時(shí)刻僅延遲預(yù)先確定的延遲時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1 2任意一項(xiàng)所述的消耗電極電弧焊接的縮頸檢測(cè)控制方法，其特征在于，所述后退移動(dòng)是指焊絲的后退進(jìn)給，所述后退移動(dòng)的停止是指停止所述后退進(jìn)給并返回到所述前進(jìn)進(jìn)給。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 2任意一項(xiàng)所述的消耗電極電弧焊接的縮頸檢測(cè)控制方法，其特征在于，所述后退移動(dòng)是指使所述焊炬后退移動(dòng)來(lái)增高焊炬高度，在所述后退移動(dòng)停止后使所述焊炬前進(jìn)移動(dòng)并將所述焊炬高度返回到原來(lái)的高度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種消耗電極電弧焊接的縮頸檢測(cè)控制方法，在消耗電極電弧焊接中即便產(chǎn)生了熔滴縮頸的誤檢測(cè)也能通暢地再產(chǎn)生電弧，通過(guò)焊絲和母材之間的電壓值(Vw)或電阻值(Vw/Iw)的變化達(dá)到了縮頸檢測(cè)基準(zhǔn)值來(lái)檢測(cè)從短路狀態(tài)再產(chǎn)生電弧的前兆現(xiàn)象、即熔滴的縮頸，從該縮頸檢測(cè)時(shí)刻(t2)起以減少對(duì)短路負(fù)載通電的焊接電流(Iw)的狀態(tài)使電弧再產(chǎn)生(t3)，若電弧再產(chǎn)生則增加焊接電流，在自縮頸檢測(cè)時(shí)刻的經(jīng)過(guò)時(shí)間于再產(chǎn)生電弧之前達(dá)到了基準(zhǔn)時(shí)間(Tt)時(shí)(t21)，被判別為誤檢測(cè)，通過(guò)使焊絲以后退進(jìn)給速度設(shè)定值(Frr)進(jìn)行后退移動(dòng)而遠(yuǎn)離母材以使電弧通暢地再產(chǎn)生，若電弧再產(chǎn)生則返回到前進(jìn)進(jìn)給速度設(shè)定值(Ffr)。
文檔編號(hào)B23K9/10GK102380691SQ20111022646
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者西坂太志 申請(qǐng)人:株式會(huì)社大亨