坡口焊接方法及坡口焊接装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种焊接条件设定容易且操作人能简便地使用的自动焊接方法及自动焊接装置。该自动焊接方法基于坡口形状自动生成焊道数及各焊道焊接条件，以所生成的各焊道焊接条件自动进行各焊道的焊接，从而进行自动焊接，该自动焊接方法的特征在于，计算出覆盖坡口剖面面积的所需焊道数，将所计算出的焊道数值的小数值向上取整而将获得的整数值决定为焊道数，将焊接速度修正为将因小数值向上取整而产生的焊接量的增加量抵消的焊接速度，以所决定的焊道数及经修正的焊接速度来进行自动焊接。

Groove Welding Method and Groove Welding Device

【技术实现步骤摘要】
坡口焊接方法及坡口焊接装置
本专利技术涉及坡口的自动焊接，尤其涉及操作员操作简易的坡口焊接装置。
技术介绍
焊接对象材料的焊缝例如为T型接头、L型平接头的坡口焊接中，焊炬沿着在Y方向延伸的焊缝朝Y方向行进。通常，在该Y方向行进过程中，焊炬在坡口的宽度方向X上往返移动(摆动焊：weaving或oscillating)，坡口的横截面由上述焊接的多条焊道所覆盖。为了使焊接施工省力、提升质量，已开发并使用如下的焊接机器人，该焊接机器人使用传感器及计算机基于预先登录至计算机的焊接条件来自动检测坡口并自动驱动焊炬。例如专利文献1中记载有一种自动焊接装置，其预先将从坡口开始端到结束端的焊接对象区间分成多个区域，并对于各区域目标计算出焊接条件并存储至存储器，之后，开始坡口焊接，伴随着坡口焊接的进行依次读取出存储器上各区域目标下的焊接条件，并据此变更坡口焊接条件。该自动焊剂装置的焊接控制装置(控制盘)在操作人输入焊接长度(焊缝的长度)、坡口开始端及结束端的各坡口底面宽度、各坡口角度及各坡口高度(板厚t)的情况下，根据板厚t来决定焊接层数(所需焊道数)及各焊道的焊接层厚度以使得焊缝余高在规定范围内，对于所分割的各区域，计算坡口剖面面积，计算出以该所需焊道数覆盖该坡口剖面面积的各焊道的焊接剖面面积，基于规定计算式来计算出实现各焊道的焊接剖面面积的各焊道的焊接速度。将所计算出的各区域各焊道目标下焊接速度存储至存储器。所存储的数据在每次焊炬所进行的焊接通过区域分割点时被读取出，成为电动机速度(焊接速度)的指令值。专利文献2所记载的焊接控制装置(控制盘)根据本次焊接对象材料的形状(坡口角度、坡口深度、间隙等)及焊接装置的规格从数据库自动读取出过去焊接的实际记录即相同焊接材料的焊接条件，从而自动计算出本次焊接对象材料的焊接条件(焊接速度、焊接电流/电压、焊丝送出速度)以及摆动焊丝件(振幅、间距、频率)。专利文献3中记载了一种自动焊接装置，其具备非接触式形状测量传感器，每隔开焊接工件(焊接对象材料)的焊接长度方向预先设定的间隔地测量坡口形状，将从数据库读取出的焊接条件与测量值所对应的修正相结合来用于坡口焊接。在坡口开始端及结束端具有用于堰塞熔池的陶瓷衬片、钢衬片等面板的情况下，使得焊炬倒向坡口的长边方向，使焊丝前端与焊接母材与面板的接合角相对，从而消除坡口端部的焊接残留，而专利文献4中记载了通过电动驱动来进行上述焊炬倾斜的焊炬角度变动机构。利用该机构对焊炬转动驱动使其绕着在垂直于坡口长边方向Y的方向X上延伸的轴(T轴)摆头。通过在自动焊接装置中具备上述焊炬角度变动机构，从而能在具有面板的坡口开始端自动或手动地确定焊炬的焊接点，开始坡口焊接，并在快要到达坡口结束端之前倾斜焊炬自动焊接直到坡口结束端。也就是说，即使是自动焊接，也能消除坡口开始端及结束端的焊接残留。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特公平08－15665号公报专利文献2：日本专利特开2015－229169号公报专利文献3：日本专利特开平09－155543号公报专利文献4：日本专利特开昭51－12011号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在专利文献1所记载的自动焊接中，根据板厚t来决定所需焊道数及各焊道的焊接层厚度，对于将从坡口开始端到结束端进行虚拟分割而得的各区域目标，根据区域开始端的坡口形状(坡口底面宽度、坡口角度、板厚)来计算出坡口剖面面积，计算出以该所需焊道数覆盖所述坡口剖面面积的各焊道的焊接剖面面积，基于规定计算式来计算出实现各焊道的焊接剖面面积的各焊道的焊接速度。所需焊道数的决定方法在专利文献1中并无记载。若所决定的焊道数出错，则各焊道的焊接剖面面积也出错，因而各焊道的焊接速度也出错。所需焊道数必须为整数，从而所需焊道数的计算较为烦琐。尤其是，可参照的实际记录数据较少的新焊接对象材料的情况下，计算所需焊道数的试错工序较费人力。专利文献2所记载的焊接条件导出中，对于与数据库已创建的过去焊接对象材料相似度较高的本次的焊接对象材料，能够利用该数据库容易地计算出焊接条件，而在相似度较低的情况下，计算复杂且花费过大的人力。在专利文献3所记载的自动焊接中，利用坡口形状测量传感器测量坡口形状，基于坡口形状来计算焊接层(焊道)数，对计算值四舍五入取整数值，以计算出各焊道的焊接条件(图14)。由于通过四舍五入对焊道数取整，因此所计算出的各焊道的焊接条件中包含所计算出的焊道数的小数产生的计算误差，而对于各焊道的每一个利用坡口形状测量传感器来测量坡口形状并基于坡口形状对先前计算出的焊接条件进行修正，因此考虑在对所有焊道的焊接结束时，与计算出的焊道数所包含的小数对应的焊接误差实质上被消除。然而，对于各焊道分别测量各虚拟分割区域的坡口形状以及基于所测得的坡口形状对各区域的焊接条件的修正均较为烦琐，容易发生测量出错，且容易发生焊接条件设定出错。容易给监视及调整焊接状态的操作人带来过大负担。现有方法大致如下：决定整数的焊道数，决定覆盖坡口剖面的各焊道的焊接量，基于各焊道焊接量决定各焊道的焊接条件(焊接电流、电压、焊接速度)，因此焊接条件参数众多，各焊道各参数的计算复杂且烦琐。本专利技术提供一种自动焊接方法及自动焊接装置，使焊接条件设定容易且操作人能简便地使用。解决技术问题所采用的技术方案(1)一种自动焊接方法，基于坡口形状自动生成焊道数及各焊道焊接条件，以所生成的各焊道焊接条件自动进行各焊道的焊接，从而进行自动焊接，该自动焊接方法的特征在于，计算出覆盖坡口剖面面积的焊道数，将所计算出的焊道数值的小数向上取整，将得到的整数值决定为焊道数，针对决定的焊道数所造成的焊接量相对于覆盖坡口剖面面积所需的总焊接量的超过部分，将使得该超过部分的焊接量减少的速度决定为焊接速度，以所决定的焊道数及所决定的焊接速度来进行自动焊接。(2)一种自动焊接方法，基于坡口形状自动生成焊道数及各焊道焊接条件，以所生成的各焊道焊接条件自动进行各焊道的焊接，从而进行自动焊接，该自动焊接方法的特征在于，基于坡口线上的第一点的坡口剖面面积及第二点的坡口剖面面积来运算该第一点与第二点的中间的坡口剖面面积，计算覆盖该中间的坡口剖面面积的焊道数，将所计算出的焊道数值的小数值向上取整从而将得到的整数值决定为焊道数，针对决定的焊道数所造成的焊接量相对于覆盖第一点的坡口剖面面积所需的总焊接量的超过部分，将使得该超过部分的焊接量减少的速度决定为第一点的焊接速度，针对所述决定的焊道数所造成的焊接量相对于覆盖第二点的坡口剖面面积所需的总焊接量的超过部分，将使得该超过部分的焊接量减少的速度决定为第二点的焊接速度，利用所决定的第一点与第二点的焊接速度，通过线性插值来决定从第一点到第二点的各区域的焊接速度，通过所决定的所述焊接速度从第一点到第二点以所述焊道数进行自动焊接。(3)如上述(1)或(2)所记载的自动焊接方法，根据所决定的焊接速度来设定各区域振动条件，在焊接过程中使焊炬振动。(4)一种自动焊接装置，包括：与沿着Y方向延伸的坡口平行配置的引导轨道；沿着该引导轨道在Y方向上移动的电动的Y行进台车；位于Y行进台车上，在X方向上驱动焊炬的电动的X驱动机构；位于Y行进台车上，在Z方向上驱动该焊炬的电动的Z驱动机构；以及控制单元，该控制单元计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动焊接方法，基于坡口形状自动生成焊道数及各焊道焊接条件，以所生成的各焊道焊接条件自动进行各焊道的焊接，从而进行自动焊接，该自动焊接方法的特征在于，计算出覆盖坡口剖面面积的焊道数，将所计算出的焊道数值的小数值向上取整从而将取得的整数值决定为焊道数，针对决定的焊道数所造成的焊接量相对于覆盖坡口剖面面积所需的总焊接量的超过部分，将使得该超过部分的焊接量减少的速度决定为焊接速度，以所决定的焊道数及所决定的焊接速度来进行自动焊接。

【技术特征摘要】
2018.01.24 JP 2018-0094171.一种自动焊接方法，基于坡口形状自动生成焊道数及各焊道焊接条件，以所生成的各焊道焊接条件自动进行各焊道的焊接，从而进行自动焊接，该自动焊接方法的特征在于，计算出覆盖坡口剖面面积的焊道数，将所计算出的焊道数值的小数值向上取整从而将取得的整数值决定为焊道数，针对决定的焊道数所造成的焊接量相对于覆盖坡口剖面面积所需的总焊接量的超过部分，将使得该超过部分的焊接量减少的速度决定为焊接速度，以所决定的焊道数及所决定的焊接速度来进行自动焊接。2.一种自动焊接方法，基于坡口形状自动生成焊道数及各焊道焊接条件，以所生成的各焊道焊接条件自动进行各焊道的焊接，从而进行自动焊接，该自动焊接方法的特征在于，基于坡口线上的第一点的坡口剖面面积及第二点的坡口剖面面积来运算该第一点与第二点的中间的坡口剖面面积，计算覆盖该中间的坡口剖面面积的焊道数，将所计算出的焊道数值的小数值向上取整从而将得到的整数值决定为焊道数，针对决定的焊道数所造成的焊接量相对于覆盖第一点的坡口剖面面积所需的总焊接量的超过部分，将使得该超过部分的焊接量减少的速度决定为第一点的焊接速度，针对所述决定的焊道数所造成的焊接量相对于覆盖第二点的坡口剖面面积所需的总焊接量的超过部分，将使得该超过部分的焊接量减少的速度决定为第二点的焊接速度，利用所决定的第一点与第二点的焊接速度，通过线性插值来决定从第一点到第二点的各区域的焊接速度，通过所决定的所述焊接速度以所述焊道数从第一点到第二点进行自动焊接。3.如权利要求1或2所述的自动焊接方法，其特征在于，根据所决定的焊接速度来设定各区域振动条件，在焊接过程中使焊炬振动。4.一种自动焊接装置，其特征在于，包括：与沿着Y方向延伸的坡口平行配置的引导轨道；沿着该引导轨道在Y方向上移动的电动的Y行进台车；位于Y行进台车上，在X方向上驱动焊炬的电动的X驱动机构；位于Y行进台车上，在Z方向上驱动该焊炬的电动的Z驱动机构；以及控制单元，该控制单元计算出覆盖坡口剖面面积的焊道数，将所计算出的焊道数值的小数值向上取整从而将取得的整数值决定为焊道数，针对决定的焊道数所造成的焊接量相对于覆盖坡口剖面面积所需的总焊接量的超过部分，将使得该超过部分的焊接量减少的速度决定为焊接速度，控制所述Y驱动台车、X驱动机构以及Z驱动机...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上浩良，田中良一，佐藤茂，
申请(专利权)人：日铁住金溶接工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP