弧焊系统的焊嘴-母材间距离的控制方法及弧焊系统技术方案

本发明专利技术提供一种焊嘴-母材间距离的控制方法，其进行：实际焊接电流值取得工序，在规定的正式焊接条件下，由电流值测定机构测定实际焊接电流值，并由平均值算出机构算出正式焊接条件下的平均实际焊接电流值；基准电流值取得工序，由基准电流值取得机构从基准电流值收纳表中提取与正式焊接条件一致的平均实际焊接电流值并将其设定为基准电流值；电流值比较工序，由电流值比较机构对正式焊接条件下的平均实际焊接电流值和基准电流值进行比较；焊矩位置修正工序，根据电流值比较工序的比较结果，由焊矩位置修正机构对焊矩向上方向或下方向进行位置修正。通过这样的方法，即使焊接条件变更或存在设备误差的情况下，也能够将焊嘴-母材间距离控制为固定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在具备恒压特性的焊接电源的弧焊系统中能够控制焊嘴-母材间距离的技术。
技术介绍
在弧焊中，将焊矩前端的焊嘴与母材之间的距离保持为固定非常重要。即，在焊接中当焊嘴-母材间距离变化时，熔深、焊道宽度发生变化，或产生飞溅、气孔等，焊接变得不稳定，从而焊接品质下降。另外，尤其是通过使用焊接机械手的弧焊系统进行自动焊接时， 存在由于焊嘴_母材间距离的变化而保护气体的保护性降低的情况、焊嘴与母材或保护气体喷嘴与母材接触的情况，因此需要进行控制，以使该距离保持为固定。通常，在使用具备恒压特性的焊接电源的弧焊系统中，为了将焊嘴_母材间距离控制成固定距离，使用通过使作为目标的电流值与实际焊接电流值一致来使焊矩向上方向或下方向自动地进行位置修正的仿形处理(仿形)的方法。此外，所谓恒压特性是指与实际焊接电流值的增减无关，焊接电压值被控制为固定的特性。以下，参照图13，具体地说明弧焊系统中适用现有技术的焊嘴_母材间距离的控制方法时的处理流程。在现有技术中，首先在步骤SlOl中，判断弧焊系统的仿形是否有效。之后，在仿形有效的情况下(步骤SlOl中为Yes)，进入步骤S102，对由传感器等检测出的实际焊接电流值进行AD转换及取样。另一方面，在仿形无效的情况下(步骤SlOl中为No)，结束处理。接着，在步骤S103中，判断规定期间的取样是否结束。之后，在该取样结束的情况下(步骤S103中为Yes)，进入步骤S104，根据取样的实际焊接电流值算出平均实际焊接电流值。另一方面，在该取样未结束的情况下(步骤S103中为No)，返回步骤S102。接着，在步骤S105中，比较设定焊接电流值是否比平均实际焊接电流值大。之后， 在比该平均实际焊接电流值大的情况下(步骤S105中为Yes)，进入步骤S107，对焊矩向下方进行位置修正，使实际焊接电流值增加，并返回步骤S101。另一方面，在不比该平均实际焊接电流值大的情况下(步骤S105中为No)，进入步骤S106。接着，在步骤S106中，比较设定焊接电流值是否比平均实际焊接电流值小。之后， 在比该平均实际焊接电流值小的情况下(步骤S106中为Yes)，进入步骤S108，对焊矩向上方向进行位置修正，使实际焊接电流值减小，并返回步骤S101。另一方面，在不比该平均实际焊接电流值小的情况下(步骤S106中为No)，返回步骤S101。另外，除了这样的现有技术的仿形处理以外，例如在日本特开平11-58012号公开有通过控制焊丝的突出长度来间接地控制焊嘴-母材间距离的技术。即，本专利技术构成为，预先求出具有各种突出长度的焊丝的电阻值并将其作为数据进行存储，根据正式焊接时流过焊丝的电流及电压的值算出该焊丝的电阻值，并与预先存储的电阻值进行比较，从而推定焊丝的突出长度。然而，在上述现有技术的仿形处理中，存在设定焊接电压值(焊接电压的设定值) 的变化对焊嘴_母材间距离产生不良影响的问题。即，在使用具有恒压特性的焊接电源的弧焊中，电弧长度与设定焊接电压值大致成比例地变化。另外，当该电弧长度变化时，焊嘴前端的焊丝的突出长度变化，从而焊丝的电阻值发生变化，因此实际焊接电流值也发生变化。因此，例如，在使焊丝给送速度及焊嘴-母材间距离固定而进行弧焊的情况下，当设定焊接电压值减少时，电弧长度减小，伴随与此，实际焊接电流值也减小。并且，当这样实际焊接电流值减小时，通过所述仿形处理进行使实际焊接电流值接近设定焊接电流值地控制。S卩，对焊矩向下方进行位置修正，减少焊丝的突出长度，由此减小该焊丝的电阻值，增加实际焊接电流值。并且，这样的焊矩的位置修正进行到实际焊接电流值与设定焊接电流值一致为止。因此，在现有技术的仿形处理中，存在当设定焊接电压值变化时，焊嘴-母材间距离也发生变动的问题。在此，弧焊中的设定焊接电压值能够伴随母材的形状或焊接姿态的变更而适当变更。因此，在未加入设定焊接电压值的影响的现有技术的仿形处理中，在实际的弧焊的现场，无法准确且固定地控制焊嘴-母材间距离。另外，在现有技术的仿形处理中，存在为了检测实际焊接电流值并将其取入控制部，使用用于检测电流的传感器、用于电流转换的AD 转换器等设备的情况，但在这样的设备中通常存在几％ 10%程度的误差。因此，在需要求出准确的实际焊接电流值的现有技术的仿形处理中，无法将焊嘴_母材间距离准确且固定地控制。另外，在上述的日本特开平11-58012的专利技术中也未加入设定焊接电压值的影响， 与现有技术同样无法将焊嘴-母材间距离准确且固定地控制。并且，在该专利技术中，为了算出焊丝的电阻值，在焊接中需要使焊丝与母材短路，但存在例如伴随短路的滴状过渡(焊丝前端通过电弧热而熔融，熔滴成为比焊丝的直径小的颗粒而在电弧中飞行并向母材过渡的熔滴过渡)的情况无法适用本专利技术这一问题点。
技术实现思路
本专利技术鉴于这样的问题点而提出，其课题在于提供如下技术，S卩，在使用具备恒压特性的焊接电源的弧焊中，即使存在焊接条件的变更或设备的误差等情况，也能够将焊嘴_母材间距离准确且固定地控制。为了解决上述问题，本专利技术的弧焊系统的焊嘴-母材间距离的控制方法中，基于将规定的焊接条件和根据该焊接条件进行弧焊时的平均实际焊接电流值预先对应地收纳的基准电流值收纳表，对焊矩进行位置修正，在所述弧焊系统的焊嘴_母材间距离的控制方法中的顺序为进行实际焊接电流值取得工序，在该工序中，在规定的正式焊接条件下， 通过电流值测定机构测定实际焊接电流值，并且通过平均值算出机构算出所述正式焊接条件下的平均实际焊接电流值；基准电流值取得工序，在该工序中，通过基准电流值取得机构从所述基准电流值收纳表中提取与所述正式焊接条件一致的所述平均实际焊接电流值，并将其设定为基准电流值；电流值比较工序，在该工序中，通过电流值比较机构对所述正式焊接条件下的平均实际焊接电流值和所述基准电流值进行比较；焊矩位置修正工序，在该工序中，根据所述电流值比较工序的比较结果，通过焊矩位置修正机构对所述焊矩向上方向或下方向进行位置修正。通过这样的顺序，在弧焊系统的焊嘴-母材间距离的控制方法中，将预先规定的5焊接条件下的平均实际焊接电流值和与其对应的焊接条件作为数据(基准电流值收纳表) 进行收集、保持。之后，将预先求出的平均实际焊接电流值作为基准电流值，对焊矩自动地进行位置修正，以使正式焊接时的平均实际焊接电流值与该基准电流值一致。因此，即使焊接条件(例如，设定焊接电压值)变更而电弧长度变动，由于伴随该电弧长度的变动，作为目标的实际焊接电流值每次进行调整，因此正式焊接时的焊嘴_母材间距离始终被控制为固定距离。另外，在基准电流值及正式焊接时的平均实际焊接电流值中包括传感器或AD转换器等设备的误差的情况下，也能够以含有该误差的状态直接进行比较，从而对焊矩进行位置修正，因此能够将正式焊接时的焊嘴_母材间距离始终控制为固定。此外，正式焊接是指在实际的作业现场等由作业者进行的弧焊。另外，本专利技术的弧焊系统的焊嘴-母材间距离的控制方法中，在所述基准电流值取得工序中，在所述基准电流值收纳表中不存在与所述正式焊接条件一致的所述焊接条件的情况下，通过基准电流值插补机构对收纳于所述基准电流值收纳表中的所述焊接条件及与其对应的所述平均实际焊接电流值进行插补，并通过所述基准电流值取得机构将其设定本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种弧焊系统的焊嘴－母材间距离的控制方法，在该方法中，基于将规定的焊接条件和根据该焊接条件进行弧焊时的平均实际焊接电流值预先对应地收纳的基准电流值收纳表，对焊矩进行位置修正，其中，在所述弧焊系统的焊嘴－母材间距离的控制方法中进行：实际焊接电流值取得工序，在该工序中，在规定的正式焊接条件下，通过电流值测定机构测定实际焊接电流值，并且通过平均值算出机构算出所述正式焊接条件下的平均实际焊接电流值；基准电流值取得工序，在该工序中，通过基准电流值取得机构从所述基准电流值收纳表中提取与所述正式焊接条件一致的所述平均实际焊接电流值，并将其设定为基准电流值；电流值比较工序，在该工序中，通过电流值比较机构对所述正式焊接条件下的平均实际焊接电流值和所述基准电流值进行比较；焊矩位置修正工序，在该工序中，根据所述电流值比较工序的比较结果，通过焊矩位置修正机构对所述焊矩向上方向或下方向进行位置修正。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：重吉正之，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：JP