焊接电源、焊接系统、焊接电源的控制方法以及程序与流程 专利技术说明

机械加工,机床金属加工设备的制造及其加工,应用技术1.本发明涉及焊接电源、焊接系统、焊接电源的控制方法以及程序。背景技术：2.已知一种焊接电源，在对作为自耗电极的焊丝供给焊接电流的焊接电源中，具有控制单元，其在将焊丝的前端在伴随正向进给的期间与反向进给的期间的周期性的切换的同时向母材进给的情况下，对应于与母材的表面的距离周期性变动的焊丝的前端位置来使焊接电流变化，控制单元进行控制，以使得在焊丝的前端被反向进给的期间内设置使焊接电流比预先确定的电流值降低的低电流期间(例如参考专利文献1)。3.现有技术文献4.专利文献5.专利文献1：jp特开2020-49506号公报技术实现要素：6.发明要解决的课题7.有如下技术：在将焊丝的前端在伴随被正向进给的期间和被反向进给的期间的周期性的切换的同时向母材进给时的焊丝的前端被反向进给的期间内，设置低电流期间，来减少熔滴脱离导致的溅射的飞散。在这样的技术中，采用按照以正弦波形状变化的焊丝的进给速度进给焊丝的结构的话，在焊丝的前端被反向进给的期间即低电流期间提高熔滴脱离的可能性这一点存在极限。即，在使溅射难以飞散上存在极限。8.本发明的目的在于，在将焊丝的前端在伴随被正向进给的期间和被反向进给的期间的周期性的切换的同时向母材进给时的焊丝的前端被反向进给的期间内设置低电流期间的技术中，与采用了按照以正弦波形状变化的焊丝的进给速度来进给焊丝的结构的情况比较，使溅射更难飞散。9.用于解决课题的手段10.根据相关的目的，本发明提供一种焊接电源，对作为自耗电极的焊丝供给焊接电流，不使焊丝与熔池短路地在明弧状态下使熔滴脱离，该焊接电源具备：进给控制单元，其控制焊丝的进给，以使得焊丝的前端在伴随被正向进给的期间和被反向进给的期间的周期性的切换的同时向母材进给；和电流控制单元，其对应于与母材的表面的距离周期性变动的焊丝的前端位置来使焊接电流变化，进给控制单元进行控制，以使得焊丝的前端从最靠近母材的位置即最近点达到最远离母材的位置即最远点所花费的时间比焊丝的前端从最远点达到最近点所花费的时间短，电流控制单元进行控制，以使得在焊丝的前端被反向进给的期间内设置使焊接电流比预先确定的电流值降低的低电流期间。11.也可以，进给控制单元进行控制，以使得焊丝的前端被反向进给的期间中的焊丝的进给速度振幅比焊丝的前端被正向进给的期间中的焊丝的进给速度振幅大。12.也可以，在周期性变动的焊丝的前端位置位于比以最近点以及最远点规定的波高的1/2的位置更靠母材侧的位置的情况下，电流控制单元进行控制，以使得开始低电流期间。在该情况下，也可以，电流控制单元进行控制，以使得低电流期间在从焊丝的前端从被正向进给的期间切换成被反向进给的期间的时间点处的焊丝的前端位置起、到切换成反向进给的焊丝的进给速度的指令值成为最大的时间点处的焊丝的前端位置为止的范围内开始。此外，电流控制单元进行控制，以使得低电流期间在从切换成反向进给的焊丝的进给速度的指令值成为最大的时间点处的焊丝的前端位置起、到焊丝的前端从被反向进给的期间切换成被正向进给的期间的时间点处的焊丝的前端位置为止的范围内结束。13.此外，本发明还提供一种焊接系统，对作为自耗电极的焊丝供给焊接电流来进行电弧焊接，不使焊丝与熔池短路地在明弧状态下使熔滴脱离，焊接系统具备：进给控制单元，其控制焊丝的进给，以使得焊丝的前端在伴随被正向进给的期间和被反向进给的期间的周期性的切换的同时向母材进给；和电流控制单元，其对应于与母材的表面的距离周期性变动的焊丝的前端位置来使焊接电流变化，进给控制单元进行控制，以使得焊丝的前端从最靠近母材的位置即最近点达到最远离母材的位置即最远点所花费的时间比焊丝的前端从最远点达到最近点所花费的时间短，电流控制单元进行控制，以使得在焊丝的前端被反向进给的期间内设置使焊接电流比预先确定的电流值降低的低电流期间。14.进而，本发明还提供一种焊接电源的控制方法，该焊接电源对作为自耗电极的焊丝供给焊接电流，不使焊丝与熔池短路地在明弧状态使熔滴脱离，该焊接电源的控制方法包含如下步骤：控制焊丝的进给，以使得焊丝的前端在伴随被正向进给的期间和被反向进给的期间的周期性的切换的同时向母材进给；和对应于与母材的表面的距离周期性变动的焊丝的前端位置来使焊接电流变化，在控制进给的步骤中，进行控制，以使焊丝的前端从最靠近母材的位置即最近点达到最远离母材的位置即最远点所花费的时间比焊丝的前端从最远点达到最近点所花费的时间短，在使焊接电流变化的步骤中，进行控制，以使得在焊丝的前端被反向进给的期间内设置使焊接电流比预先确定的电流值降低的低电流期间。15.进而，此外，本发明还提供一种程序，使焊接系统的计算机实现以下功能，所述焊接系统对作为自耗电极的焊丝供给焊接电流来进行电弧焊接，不使焊丝与熔池短路地在明弧状态下使熔滴脱离，所述功能包括：控制焊丝的进给，以使得焊丝的前端在伴随被正向进给的期间和被反向进给的期间的周期性的切换的同时向母材进给；对应于与母材的表面的距离周期性变动的焊丝的前端位置来使焊接电流变化，控制进给的功能进行控制，以使得焊丝的前端从最靠近母材的位置即最近点达到最远离母材的位置即最远点所花费的时间比焊丝的前端从最远点达到最近点所花费的时间短，使焊接电流变化的功能进行控制，以使得在焊丝的前端被反向进给的期间内设置使焊接电流比预先确定的电流值降低的低电流期间。16.发明的效果17.根据本发明，在将焊丝的前端在伴随被正向进给的期间和被反向进给的期间的周期性的切换的同时向母材进给时的焊丝的前端被反向进给的期间内设置低电流期间的技术中，与采用了按照以正弦波形状变化的焊丝的进给速度来进给焊丝的结构的情况比较，溅射难以飞散。附图说明18.图1是表示本实施方式所涉及的电弧焊接系统的示例的结构图。19.图2是说明焊接电源的控制系统部分的结构例的框图。20.图3是说明焊丝进给速度的时间变化的波形图。21.图4是说明焊丝的前端位置的时间变化的波形图。22.图5是说明本实施方式中的焊接电流的控制例的流程图。23.图6是表示指定焊接电流的电流值的电流设定信号的控制例的时序图。24.图7是表示专利文献1的焊丝进给速度、焊接电流以及焊接电压的波形、和熔滴脱离定时的图表。25.图8是表示本实施方式的焊丝进给速度、焊接电流以及焊接电压的波形、和熔滴脱离定时的图表。26.图9是表示专利文献1的熔滴脱离定时的测量结果的图表。27.图10是表示本实施方式的熔滴脱离定时的测量结果的图表。28.图11是表示专利文献1中的测量从电流抑制期间开始到脱离为止的时间的结果的图表。29.图12是表示本实施方式中的测量从电流抑制期间开始起到脱离为止的时间的结果的图表。具体实施方式30.以下参考附图来详细说明本发明的实施方式。31.《本实施方式要解决的课题》32.本实施方式要解决的课题有2个。33.第1个课题是溅射易于飞散这点。34.在专利文献1的技术中，在不伴随短路的二氧化碳气体焊接(明弧焊接)中，合适地控制焊丝进给速度以及焊接电流，在低电流期间使熔滴(熔融金属)脱离并过渡到焊接母材。35.这里重要的是，通过在熔滴易于脱离的状态下拉回焊丝，来积极地使熔滴脱离。熔滴的脱离的容易度受到熔滴的尺寸(重量)、表面张力、电弧反力等的影响。例如，熔滴尺寸越大则越易于脱离，熔滴尺寸越小则越难以脱离。36.在使用了机器人的自动焊接机中，为了得到稳定的焊接结果而利用将电弧长度保持固定的“电弧长度的自保持功能”。所谓“电弧长度的自保持功能”是指如下功能：使焊接电源具有“恒电压特性”，若电弧长度变长，则稍微降低焊接电流(减慢焊丝的熔融)来向缩短电弧长度的方向动作，若电弧长度变短，则反过来，提高焊接电流(加快焊丝的熔融)来向延长电弧长度的方向动作。在专利文献1中，在焊接中由于什么外在要因而电弧长度变长从而焊接电流降低的情况下，熔滴生长期间内的熔滴生长变慢从而熔滴尺寸变小，熔滴有时在希望使其脱离的电流抑制期间不脱离。若熔滴在电流非抑制期间脱离，则有溅射易于飞散这样的问题。37.第2个课题是接触嘴易于磨耗这样的点。38.在电弧焊接中，通过安装于焊炬前端的被称作“接触嘴”的铜合金制的供电部件来将焊接电流供给到焊丝。在接触嘴与焊丝的接触部，产生大电流的通过所引起的焦耳热，接触嘴易于软化。软化的接触嘴若在焊丝与其表面接触的同时动作，就会被焊丝慢慢削掉而不断磨耗。若接触嘴的焊丝供电部磨耗，则向焊丝的供电变得不稳定，不再流过给定的焊接电流从而熔敷量发生变化，并且产生接触嘴和焊丝进行熔敷等问题。接触嘴是焊接电流越大则越易于磨耗，此外是焊丝进给速度越大则越易于磨耗。39.在专利文献1中，焊接电流的峰值期间和焊丝进给速度的峰值期间重叠，由于使焊丝高速穿过因大电流而软化的接触嘴，因此存在接触嘴易于磨耗这样的问题。40.因此，在本实施方式中，在不使焊丝与熔池短路地在明弧状态下使熔滴脱离时，难以使溅射飞散，且难以磨耗接触嘴。以下详细说明这样的实施方式。41.《系统的整体结构》42.图1是表示本实施方式所涉及的电弧焊接系统10的示例的结构图。43.电弧焊接系统10具备焊接机器人120、机器人控制器160、焊接电源150、进给装置130和保护气体供给装置140。44.焊接电源150经由正的电缆与焊接电极连接，经由负的电缆与被焊接物(以下也称作“母材”或“工件”)200连接。该连接是以相反极性进行焊接的情况，在以正极性进行焊接的情况下，焊接电源150经由正的电缆与母材200连接，经由负的电缆与焊接电极连接。45.此外，焊接电源150和自耗式电极(以下也称作“焊丝”)100的进给装置130也通过信号线连接，能控制焊丝的进给速度。46.焊接机器人120具备焊炬110作为末端执行器。焊炬110具有使焊丝100通电的通电机构(接触嘴)。焊丝100通过来自接触嘴的通电而从前端产生电弧，用其热来焊接作为焊接的对象的母材200。47.进而，焊炬110具备保护气体喷嘴(喷出保护气体的机构)。保护气体可以是二氧化碳气体、氩+二氧化碳气体(co2)等的混合气体的任一者。另外，更优选二氧化碳气体，在混合气体的情况下，优选在ar中混合了10～30％的二氧化碳气体的系统。保护气体从保护气体供给装置140供给。48.本实施方式中使用的焊丝100可以是不含助焊剂(flux)的实心焊丝和包含助焊剂的加助焊剂焊丝的任一者。焊丝100的材质也没有限制。例如材质可以是软钢，也可以是不锈钢、铝、钛。进而，焊丝100的直径也没有特别限制。在本实施方式的情况下，优选将直径的上限设为1.6mm，将下限设为0.8mm。49.机器人控制器160控制焊接机器人120的动作。机器人控制器160预先保持确定焊接机器人120的动作模式、焊接开始位置、焊接结束位置、焊接条件、摆动动作等的示教数据，对焊接机器人120指示这些来控制焊接机器人120的动作。此外，机器人控制器160按照示教数据将控制焊接作业中的电源的指令给到焊接电源150。50.这里的电弧焊接系统10是焊接系统的一例。此外，焊接电源150也是使焊接电流变化的控制单元的一例。51.《焊接电源的结构》52.图2是说明焊接电源150的控制系统部分的结构例的框图。53.焊接电源150的控制系统部分例如通过计算机执行程序来实现。54.在焊接电源150的控制系统部分中包含电流设定部36。本实施方式中的电流设定部36具有：设定规定流过焊丝100的焊接电流的各种电流值的功能；设定焊接电流的电流值被抑制的期间开始的时间和结束的时间的功能(电流抑制期间设定部36a)；和求取焊丝100的前端位置的信息的焊丝前端位置变换部36b。55.在本实施方式的情况下，是脉冲电流，电流设定部36设定峰值电流ip、基值电流ib、熔滴脱离用的稳态电流ia。在本实施方式的情况下，焊接电流基本用峰值电流ip和基值电流ib这2值来控制。因此，电流值被抑制的期间开始的时间t1表征基值电流ib开始的时间(基值电流开始时间)，电流值被抑制的期间结束的时间t2表征基值电流ib结束的时间(基值电流结束时间)(参考图6)。56.焊接电源150的电源主电路包含交流电源(这里是三相交流电源)1、1次侧整流器2、平滑电容器3、开关元件4、变压器5、2次侧整流器6和电抗器7。57.从交流电源1输入的交流电力被1次侧整流器2全波整流，进而被平滑电容器3平滑从而被变换成直流电力。接下来，直流电力在通过基于开关元件4的逆变控制被变换成高频的交流电力后，经由变压器5被变换成2次侧电力。变压器5的交流输出被2次侧整流器6全波整流，进而被电抗器7平滑。将电抗器7的输出电流作为来自电源主电路的输出给到焊接嘴8，对作为自耗电极的焊丝100通电。58.焊丝100通过进给电动机24而进给，在与母材200之间使电弧9产生。在本实施方式的情况下，进给电动机24进给焊丝100，以使得周期性地切换将焊丝100的前端以比平均速度快的速度向母材200送出的正向进给期间和将焊丝100的前端以比平均速度慢的速度向母材200送出的反向进给期间。反向进给期间中的焊丝100的前端向远离母材200的方向移动。59.进给电动机24所进行的焊丝100的进给通过来自进给驱动部23的控制信号fc来控制。进给速度的平均值与熔融速度大致相同。在本实施方式的情况下，进给电动机24所进行的焊丝100的进给也通过焊接电源150控制。60.从电压设定部34将加在焊接嘴8与母材200之间的电压的目标值(电压设定信号vr)给到电流设定部36。61.这里的电压设定信号vr也被给到电压比较部35，将其与由电压检测部32检测到的电压检测信号vo进行比较。电压检测信号vo是实测值。62.电压比较部35将电压设定信号vr与电压检测信号vo的差分放大，作为电压误差放大信号va输出到电流设定部36。63.电流设定部36控制焊接电流，以使得电弧9的长度(即电弧长度)成为固定。换言之，电流设定部36通过焊接电流的控制来执行恒电压控制。64.电流设定部36基于电压设定信号vr和电压误差放大信号va，来再设定峰值电流ip的值、基值电流ib的值、给出峰值电流ip的期间、或峰值电流ip的值、基值电流ib的值的大小，将与再设定的期间或值的大小相应的电流设定信号ir输出到电流误差放大部37。65.在本实施方式的情况下，给出峰值电流ip的期间是给出基值电流ib的期间以外的期间。换言之，给出峰值电流ip的期间是电流未被抑制的期间(电流非抑制期间)。该给出峰值电流ip的期间是第1期间的一例。66.另一方面，将给出基值电流ib的期间也称作电流抑制期间。电流抑制期间是低电流期间的一例，并且也是第2期间的一例。67.电流误差放大部37将作为目标值而给出的电流设定信号ir与电流检测部31中检测到的电流检测信号io的差分放大，作为电流误差放大信号ed输出到逆变驱动部30。68.逆变驱动部30通过电流误差放大信号ed来修正开关元件4的驱动信号ec。69.也将所进给的焊丝100的平均进给速度fave给到电流设定部36。平均进给速度fave由平均进给速度设定部20基于存储于不图示的存储部的示教数据来输出。70.电流设定部36基于所给予的平均进给速度fave，来决定峰值电流ip、基值电流ib、稳态电流ia、基值电流ib开始的时间t1、基值电流ib结束的时间t2的值。71.在本实施方式中，如图2那样，将平均进给速度fave输入到电流设定部36，但输入到电流设定部36的信号也可以将与平均进给速度fave关联的值作为设定值，置换成平均进给速度fave来使用。例如，在不图示的存储部中存储有平均进给速度、和能针对该平均进给速度进行最佳的焊接的平均电流值的数据库的情况下，也可以将平均电流值作为设定值，置换成平均进给速度fave来使用。72.也将平均进给速度fave给到振幅进给速度设定部21和进给速度指令设定部22。73.这里的振幅进给速度设定部21基于所输入的平均进给速度fave，来决定作为基本的进给条件的振幅wf以及周期tf的值。振幅wf是相对于平均进给速度fave的变化幅度，周期tf是作为重复单位的振幅变化的时间。74.专利文献1中的焊丝进给是如下那样的进给方式：进给速度比平均进给速度fave快的期间(正向进给期间)和进给速度比平均进给速度fave慢的期间(反向进给期间)交替呈现，且正向进给期间的时间宽度和反向进给期间的时间宽度相同。75.与此相对，在本实施方式中，正反向速度比率设定部38设定相对于周期tf的反向进给期间的比例即pfr(％)，并将其给到振幅进给速度设定部21。76.在此，在振幅进给速度设定部21中，基于振幅wf、周期tf和正反向进给比率pfr来计算正向进给期间的振幅进给速度ff和反向进给期间的振幅进给速度ff。反向进给期间的振幅进给速度ff在下式给出。在此，t表征时刻。77.[数学式1][0078][0079]此外，正向进给期间的振幅进给速度ff在下式给出。[0080][数学式2][0081][0082]振幅进给速度设定部21如上述那样，在正向进给期间和反向进给期间生成不同的振幅进给速度ff，并输出。[0083]进给速度指令设定部22基于振幅进给速度ff和平均进给速度fave来输出进给速度指令信号fw。[0084]在本实施方式的情况下，进给速度指令信号fw在下式表征。[0085]fw＝ff+fave…式3[0086]将进给速度指令信号fw输出到相位偏离检测部26、进给误差放大部28和电流设定部36。[0087]进给误差放大部28将作为目标速度的进给速度指令信号fw与实测进给电动机24的焊丝100的进给速度的进给速度检测信号fo的差分放大，将修正了误差的相应量的速度误差放大信号fd输出到进给驱动部23。[0088]进给驱动部23基于速度误差放大信号fd来生成控制信号fc，并给到进给电动机24。[0089]这里的进给速度变换部25将进给电动机24的旋转量等变换成焊丝100的进给速度检测信号fo。[0090]本实施方式中的相位偏离检测部26对进给速度指令信号fw和作为测定值的进给速度检测信号fo进行比较，输出相位偏离时间tθd。另外，相位偏离检测部26也可以测定使规定振幅进给的参数(周期tf、振幅wf、平均进给速度fave)可变的情况下的进给电动机24的进给动作来求取相位偏离时间tθd。[0091]将相位偏离时间tθd给到电流设定部36的焊丝前端位置变换部36b。焊丝前端位置变换部36b基于进给速度指令信号fw和相位偏离时间tθd来算出以母材200为基准面的焊丝100的前端位置，将所算出的前端位置的信息给到电流抑制期间设定部36a。[0092]在此，电流抑制期间设定部36a基于焊丝100的前端位置的信息，或者基于焊丝100的前端位置的信息和进给速度指令信号fw来设定抑制焊接电流的期间(即，将电流设定信号ir控制在基值电流ib的期间)。[0093]这里的电流设定部36是控制焊丝100的进给的进给控制单元以及对应于焊丝100的前端位置来使焊接电流变化的电流控制单元的一例。[0094]《焊接电流的控制例》[0095]以下说明焊接电源150的焊接电流的控制例。[0096]焊接电流的控制由构成焊接电源150的电流设定部36实现。如前述那样，本实施方式中的电流设定部36通过执行程序来实现控制。[0097]本实施方式中的电流设定部36基于焊丝100的进给速度指令信号fw和焊丝100的前端位置的信息来控制焊接电流的电流值的切换。因此，在焊接电流的控制的说明之前，说明进给速度指令信号fw的时间变化和焊丝100的前端位置的时间变化。[0098]图3是说明进给速度指令信号fw的时间变化的波形图。横轴是时间(相位)，纵轴是速度。纵轴是单位是米每分或转速。其中，数值是一例。例如在将焊丝100(参考图1)的直径设为1.2mm的情况下，平均进给速度fave是12～25米每分。不过，为了维持后述的熔滴(globule)过渡或喷射过渡，虽然也依赖于焊丝100的突出长度，但期望使进给速度为8米每分以上。例如在将焊丝100的突出长度设为25mm的情况下，焊接电流成为225a程度。短路过渡与熔滴过渡的临界区域约是250a。[0099]在图3中，将比平均进给速度fave快的速度以正值表征，将比平均进给速度fave慢的速度以负值表征。将进给速度比平均进给速度fave快的期间称作正向进给期间，反过来，将进给速度比平均进给速度fave慢的期间称作反向进给期间。另外，焊丝100(参考图1)被送出，使得接近于母材200(参考图1)。[0100]在专利文献1中，由于正向进给期间的时间宽度和反向进给期间的时间宽度相等，此外，正向进给期间的速度振幅和反向进给期间的速度振幅相等，因此，速度波形是周期tf、振幅wf的正弦波。[0101]在本实施方式的情况下，关于进给速度指令信号fw，正向进给期间的时间宽度和反向进给期间的时间宽度不同，且正向进给期间的速度振幅wf_f和反向进给期间的速度振幅wf_r不同。[0102]即，若将进给1周期中的反向进给时间的比例定义为pfr(％)，则正向进给期间的周期以及速度振幅和反向进给期间的周期以及速度振幅能如下那样定义。[0103]正向进给期间：周期为((100-pfr)×tf)/50、速度振幅wf_f为pfr×wf/50的正弦波的半波。[0104]反向进给期间：周期为pfr×tf/50、速度振幅wf_r为((100-pfr)×wf/50的正弦波的半波。[0105]在此，wf是pfr为50时、即专利文献1那样速度波形为正弦波时的速度振幅。[0106]此外，在本实施方式中，设为pfr＜50。由此，速度振幅wf_f变得比速度振幅wf小，速度振幅wf_r变得比振幅wf大。平均进给速度fave能视作焊丝熔融速度fm。[0107]换言之，优选将焊丝的前端被反向进给的期间中的该焊丝的进给速度振幅wf_r控制得比该焊丝的前端被正向进给的期间中的该焊丝的进给速度振幅wf_f大。[0108]图4是说明焊丝100(参考图1)的前端位置(焊丝前端位置)的时间变化的波形图。横轴是时间(相位)，纵轴表征从母材200的表面(母材表面)向法线方向上方的距离(高度)。[0109]其中，在图4中，将焊丝100以平均进给速度fave进给的情况下距离(高度)设为基准距离，以正值表征比基准距离大的距离，以负值表征比基准距离小的距离。[0110]如图4所示那样，焊丝100的前端位置伴随时间的经过而靠近母材表面的期间是正向进给期间，焊丝100的前端位置伴随时间的经过而远离母材表面的期间是反向进给期间。[0111]图4以t0、t4表征与焊丝100的前端位置最靠近母材表面的位置(最下点)对应的时间点，以t2表征与焊丝100的前端位置最远离母材表面的位置(最上点)对应的时间点。这里的最下点是最近点的一例，最上点是最远点的一例。[0112]此外，将与基准距离对应的时间点设为t1、t3。t1是从焊丝100的前端位置最靠近母材表面的位置(最下点)前往最远离的位置(最上点)的中间的时间点。t3是从焊丝100的前端位置最远离母材表面的位置前往最靠近的位置的中间的时间点。如图4所示那样，焊丝100的前端位置与基准点t1、t3处的位置的差分是振幅。[0113]图5是说明本实施方式中的焊接电流的控制例的流程图。图5所示的控制在电流设定部36(参考图2)中执行。图中的记号s是步骤。[0114]图5所示的控制与焊丝100的前端位置的变化(1周期)对应。因此，在图5中，将时间t为时间点t0的状态设为步骤1。[0115]本实施方式中的电流设定部36为了电流设定信号ir的控制而算出焊丝100的前端位置。[0116]平均进给速度fave与焊丝熔融速度fm同等。因此，若对进给速度指令信号fw与焊丝熔融速度fm(≈fave)的差分进行积分，就能求取焊丝100的前端位置。[0117]因此，电流设定部36基于下式来设定焊丝100的前端位置。[0118]焊丝前端位置＝∫(fw-fave)·dt…式4[0119]式4中计算的前端位置的变化与图4对应。[0120]其中，在焊丝100的进给中使用进给电动机24(参考图2)的情况下，存在在指令与实际的进给速度(即进给速度检测信号fo)之间产生相位偏离的情况。因此，电流设定部36通过从相位偏离检测部26给来的相位偏离时间tθd，来修正对应于焊丝100的前端位置计算的基值电流开始时间t1，其中该焊丝100的前端位置是根据平均进给速度fave以及进给速度指令信号fw计算的。具体地，如下式那样地再设定基值电流开始时间t1的值。[0121]t1＝t1+tθd…式5[0122]同样地，电流设定部36通过相位偏离时间tθd，来修正根据平均进给速度fave以及进给速度指令信号fw计算的基值电流结束时间t2。[0123]t2＝t2+tθd…式6[0124]在此，出于进给速度的观点，说明了控制基值电流开始时间t1和基值电流结束时间t2的情况，但出于位置控制的观点也是同样的。[0125]图6是表示指定焊接电流的电流值的电流设定信号ir的控制例的时序图。横轴是时间，纵轴是电流检测信号io。图中的时间点t0、t1、t2、t3、t4分别与图4的时间点t0、t1、t2、t3、t4对应。这里的时间点t0、t1、t2、t3、t4根据焊丝100的前端位置来决定，其中该焊丝100的前端位置是根据平均进给速度fave以及进给速度指令信号fw计算的。[0126]如图6所示那样，基值电流开始时间t1表现比焊丝100的前端位于最下点的时间点t0(即，从正向进给期间切换成反向进给期间的时间点)晚的相位。另外，在图6中，以t1’表征基值电流开始时间t1的最大值。[0127]回到图5的说明。[0128]若焊丝100的前端位置成为最下点(即时间点t0)，电流设定部36判定时间点t0起开始测量的时间t是否是基值电流开始时间t1以上(步骤2)。[0129]在步骤2的判定结果为否定(false)的期间，电流设定部36输出峰值电流ip，作为电流设定信号ir(步骤3)。该期间与图6中的电流非抑制期间对应。[0130]需要说明的是，即将切换成基值电流ib前的峰值电流ip的供给期间是基于峰值电流ip的焊丝100的熔融推进且形成于其前端的熔滴正较大生长的期间。此外，焊丝100的前端位置也是正不断靠近母材表面的期间。该期间也是易于产生短路并易于产生伴随短路的溅射的期间。[0131]因此，在本实施方式中，直到经过时间t1为止都给予峰值电流ip，来防止或抑制短路的产生。换言之，控制焊接电流的供给，以使得不产生短路。[0132]在本实施方式的情况下，峰值电流ip的优选的范围是300a～650a。此外，基值电流ib的优选的范围为10a～250a。[0133]另外，在存在产生短路的可能性的期间，在反向进给期间开始后也期望峰值电流ip的供给。该期间大约是时间点t0～t1之间。因此，被供给峰值电流ip的期间(电流非抑制期间)的结束期望在时间点t0～t1之间执行。即，时间点t0和其近旁由于成为焊丝前端的熔滴位于在被电弧的力推开的熔池中被包围的位置的所谓的“埋弧”的状态，成为易于短路的状况，因此，通过在时间点t0～t1之间执行被供给峰值电流ip的期间的结束，能维持电弧所引起的熔池表面的压低作用、熔滴的抬高作用，能防止“埋弧”时的短路的产生。[0134]因此，期望的是，设定时间t1，以使得在从焊丝100的前端位于最下点的时间点t0稍微经过的时间点(例如以时间点t0为起点到时间点t1为止的9分之1到3分之2的时间点)执行向基值电流ib的切换。[0135]换言之，优选进行控制，以使得在周期性变动的焊丝的前端位置位于比以最近点以及最远点规定的波高的1/2的位置更靠母材侧的位置的情况下，开始低电流期间。[0136]回到图5的说明。[0137]若步骤2的判定结果成为肯定(true)，电流设定部36开始基值电流ib的输出，作为电流设定信号ir(步骤4)。如前述那样，在开始向基值电流ib的切换的时间点，焊丝100的进给已经切换成反向进给期间，焊丝100的前端开始向从母材表面远离的方向移动。[0138]在峰值电流ip大的情况下，从焊丝100的前端脱离的熔滴根据过渡形态而不同，其中该过渡形态根据所运用的保护气体、电流域而变化，但例如在成为熔滴过渡的情况下，成为比焊丝100的直径大的大粒的形状，在成为喷射过渡的情况下，成为小粒的形状。[0139]另外，在保护气体使用了二氧化碳气体的情况下，电弧紧缩，从而电弧反力集中在熔滴的底部(与熔池表面对置的部分)，因此，抬高熔滴的力变大，成为熔滴过渡。此外，在保护气体使用氩气体或氩的混合率高的气体的情况下，成为喷射过渡。[0140]由于焊丝100的前端位于最下点的时间点t0近旁处的熔滴位于熔池近旁，因此电弧长度变短。此外，时间点t0以后切换成反向进给期间。即，焊丝100的前端被拉高地移动。对于生长的熔滴整体作用向正向进给方向(靠近母材200(参考图1)的方向)的惯性力，与此相对，对于焊丝100向相反方向(远离母材200的方向)移动，因此熔滴更向悬垂形状变化，进一步促进脱离。[0141]而且，通过在预测脱离的期间将焊接电流的电流值切换成基值电流ib，能使电弧反力比供给峰值电流ip的期间降低。其结果，抬高熔滴的力进一步变弱，熔滴变成更加易于成为悬垂形状的状况。[0142]另外，如前述那样，由于t0～t1的期间成为焊丝前端的熔滴埋进熔池的“埋弧”的状态，对于熔滴，起因于箍缩力等的剪切力较大发挥作用，更加促进脱离。[0143]如此地，通过在抑制了焊接电流的期间(电流抑制期间)中使熔滴从焊丝100的前端脱离，能期待溅射的减少。[0144]回到图5的说明。[0145]将电流设定信号ir切换成基值电流ib的电流设定部36(参考图2)判定时间t是否是基值电流结束时间t2以上(步骤5)。在图6中，以t2’示出基值电流结束时间t2的最大值。[0146]在步骤5的判定结果为否定(false)的期间，电流设定部36输出基值电流ib，作为电流设定信号ir(步骤4)。[0147]在基值电流ib的供给开始后，焊丝100的前端进行移动，使得一边伴随熔滴的脱离一边被拉高至最上点(前端最远离母材200的位置)。[0148]在熔滴的脱离后，为了使焊丝100熔融来形成熔滴，需要将基值电流ib的供给期间(电流抑制期间)结束，切换成供给峰值电流ip的期间(电流非抑制期间)。[0149]因此，基值电流ib的供给期望在时间点t1～t2之间结束。[0150]另一方面，若从基值电流ib向峰值电流ip的切换过快，则熔滴的生长变得过多，会产生以下问题：在焊丝100位于最下点的时间点易于产生短路、肥大化的熔滴过于抬高、肥大化的熔滴变得难以脱离等。[0151]因此，更期望的是，将基值电流ib的供给期间的结束(基值电流结束时间t2)设为例如从以时间点t1为起点到时间点t2为止的3分之1到时间点t2之间。[0152]若步骤5的判定结果成为肯定(true)，电流设定部36开始峰值电流ip的输出，作为电流设定信号ir(步骤6)。[0153]接着，电流设定部36判定时间点t0起开始测量的时间t是否成为时间点t4(步骤7)。[0154]在步骤7的判定结果为否定(false)的期间，电流设定部36输出峰值电流ip，作为电流设定信号ir(步骤6)。[0155]另一方面，若步骤7的判定结果成为肯定(true)，电流设定部36回到步骤1。[0156]通过以上的控制，电流设定信号ir成为周期性重复峰值电流ip和基值电流ib的脉冲波形。[0157]《本实施方式的效果》[0158]以下，在与专利文献1进行比较的同时来说明本实施方式的效果。[0159]以下的效果是基于实验室实验结果的。[0160]焊接条件将正反向进给频率设为100hz，将正反向振幅设为4.8mm，作为焊丝100而使用φ1.2mm的实心焊丝(神户制钢所制mg-50r)，将焊丝100的进给速度(焊丝进给速度)设为平均16m/min，作为焊接手法而使用了平板珠焊。[0161]图7是表示专利文献1的焊丝进给速度、焊接电流以及焊接电压的波形、和熔滴脱离定时的图表。焊丝进给速度如细的实线所示那样，作为以平均焊丝进给速度(细的虚线)为中心的正弦波给出。在此，焊丝进给速度是指令值，平均焊丝进给速度是检测值。此外，粗的实线表示焊接电流，粗的虚线表示焊接电压。在此，焊接电流是指令值，焊接电压是检测值。进而，熔滴脱离定时以↓示出。[0162]图8是表示本实施方式的焊丝进给速度、焊接电流以及焊接电压的波形、和熔滴脱离定时图表。焊丝进给速度如细的实线所示那样，以平均焊丝进给速度(细的虚线)为中心，在上侧(正向进给侧)速度振幅变小，在下侧(反向进给侧)速度振幅变大。此外，正向进给的时间宽度比反向进给的时间宽度长。在此，也同样地，焊丝进给速度是指令值，平均焊丝进给速度是检测值。此外，粗的实线表示焊接电流，粗的虚线表示焊接电压。在此，也同样地，焊接电流是指令值，焊接电压是检测值。进而，熔滴脱离定时以↓示出。[0163]在该图7以及图8中，测量从焊丝进给速度从正向进给切换成反向进给的(即，是焊丝进给速度与平均焊丝进给速度相交的定时)时间点t0到熔滴脱离定时为止的时间。测量对象期间是10秒的焊接当中的焊接开始3秒起的5秒钟。[0164]图9是表示专利文献1的熔滴脱离定时的测量结果的图表。即，是pfr＝50的情况的图表。在该图表中，脱离定时的分布从3.2msec到4.8msec大致均匀地扩展。[0165]图10是表示本实施方式的熔滴脱离定时的测量结果的图表。在此示出pfr＝45的情况的图表。在该图表中，脱离定时的分布大体从3.0msec到4.0msec发生偏移，在4.0msec以后脱离的比专利文献1减少。[0166]接下来，图11以及图12是表示测量从电流抑制期间开始到脱离为止的时间的结果的图表。图11是专利文献1中的图表，图12是本实施方式中的图表。[0167]从图11可知，在专利文献1中，脱离比电流抑制期间晚，在电流非抑制期间脱离的较多。[0168]另一方面，从图12可知，在本实施方式中，熔滴的大多在电流抑制期间脱离，在电流非抑制期间脱离的比例减少。[0169]如此地，在本实施方式中，由于与专利文献1的技术相比，拉回时的焊丝进给速度变大，因此，与专利文献1的技术相比，实际验证了在电流抑制期间熔滴脱离的概率变高。关于溅射减少效果，由于能通过高速摄像机的观察确认到若熔滴在电流非抑制期间脱离就会使溅射飞散的样态，因此，推测通过本实施方式，溅射减少。[0170]此外，在本实施方式中，与专利文献1的技术相比，送出时的焊丝进给速度的最大速度变小。由于已知一般若焊丝进给速度变大，则接触嘴的磨耗就会增加，因此还能期待接触嘴的磨耗减少这样的效果。[0171]进而，在本实施方式中，根据图12，熔滴的脱离定时比专利文献1的技术早，且分布也集中。据此可知，不需要将电流抑制期间不必要地确保得长，观察脱离定时的分布进行设定即可。因此，电流抑制期间能设定得比专利文献1的技术短。[0172]在此，由于焊丝进给的周期tf固定，因此能延长电流非抑制期间。电流非抑制期间是使熔滴生长期间，但能将其延长的话，即使降低电流非抑制期间的电流值，也能进行所希望的熔滴生长。由于一般已知焊接电流越大则接触嘴的磨耗越推进，因此，降低电流非抑制期间的电流能期待有助于接触嘴的磨耗减少。[0173]《其他实施方式》[0174]以上说明了本发明的实施方式，但本发明的技术的范围并不限定于记载于上述的实施方式的范围。对上述的实施方式加进种种变更或改良而得到的方案也包含在本发明的技术的范围中，这点从权利要求书的记载得以明确。[0175]例如在前述的实施方式的说明中，说明了将振幅进给速度设定部21(参考图2)、进给速度指令设定部22(参考图2)、电流设定部36(参考图2)、正反向速度比率设定部38(参考图2)等内置于焊接电源150(参考图2)的情况，但也可以将这些内置于机器人控制器160。在该情况下，在机器人控制器160中，例如通过未图示的cpu(central processing unit，中央处理器)将存储于未图示的rom(read only memory，只读存储器)的程序读入到未图示的ram(random access memory，随机存取存储器)并执行，来实现这些功能部。[0176]如此地，本发明并不限定于上述的实施方式，将实施方式的各结构相互组合、以及本领域技术人员基于说明书的记载和周知的技术进行变更、应用，也是本发明的预定的情形，包含在要求保护的范围内。[0177]本技术基于2020年8月17日申请的日本专利申请(特愿2020-137245)，将其内容作为参考引用到本技术中。[0178]附图标记的说明[0179]10...电弧焊接系统、23...进给驱动部、36...电流设定部、36a...电流抑制期间设定部、36b...焊丝前端位置变换部、100...自耗式电极(焊丝)、110...焊炬、120...焊接机器人、130...进给装置、140...保护气体供给装置、150...焊接电源、160...机器人控制器、200...母材。









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