JPH0655268A - 溶接ロボット - Google Patents
溶接ロボットInfo
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- JPH0655268A JPH0655268A JP4232672A JP23267292A JPH0655268A JP H0655268 A JPH0655268 A JP H0655268A JP 4232672 A JP4232672 A JP 4232672A JP 23267292 A JP23267292 A JP 23267292A JP H0655268 A JPH0655268 A JP H0655268A
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- welding
- arc
- robot
- time
- torch
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/09—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/007—Spot arc welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/18—Sheet panels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶接条件の設定幅を狭めたり溶接母材の形状
精度を高くしたりすることなく薄板を溶接できる溶接ロ
ボットを得る。 【構成】 ロボット本体2の溶接動作を制御するロボッ
トコントローラ11にステッチパルスコントローラ12
を設ける。ステッチパルスコントローラ12によって溶
接トーチ3を止めた状態でアークON時間だけ溶接を行
い、その後、溶接トーチ3をアーク再開始点に移動させ
る。アークが自動的に間欠的に発生されて溶接入熱が少
なくなり、溶接部の溶損やアンダーカットがなくなる。
精度を高くしたりすることなく薄板を溶接できる溶接ロ
ボットを得る。 【構成】 ロボット本体2の溶接動作を制御するロボッ
トコントローラ11にステッチパルスコントローラ12
を設ける。ステッチパルスコントローラ12によって溶
接トーチ3を止めた状態でアークON時間だけ溶接を行
い、その後、溶接トーチ3をアーク再開始点に移動させ
る。アークが自動的に間欠的に発生されて溶接入熱が少
なくなり、溶接部の溶損やアンダーカットがなくなる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば薄板どうしをガ
スシールドアーク溶接法によって溶接する溶接ロボット
に関するものである。
スシールドアーク溶接法によって溶接する溶接ロボット
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ガスシールドアーク溶接、例えば
MAG溶接を自動で行う溶接ロボットとしては、溶接ト
ーチをロボット本体によって溶接母材に対して移動させ
る構造とし、ロボット本体の動作を溶接母材の肉厚、使
用するワイヤの径等に応じて制御装置によって制御する
ようにしたものが多い。
MAG溶接を自動で行う溶接ロボットとしては、溶接ト
ーチをロボット本体によって溶接母材に対して移動させ
る構造とし、ロボット本体の動作を溶接母材の肉厚、使
用するワイヤの径等に応じて制御装置によって制御する
ようにしたものが多い。
【0003】この種の溶接ロボットによって溶接母材ど
うしを突き合わせ溶接するには、突き合わせ部に隙間が
開かないように両母材を緊密に合わせ、その部分に溶接
トーチを位置決めして行っていた。
うしを突き合わせ溶接するには、突き合わせ部に隙間が
開かないように両母材を緊密に合わせ、その部分に溶接
トーチを位置決めして行っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来のこの
種の溶接ロボットによって例えば板厚0.6mm〜0.8
mmの薄板どうしを溶接しようとすると、溶接部に孔開き
を起こしたり、強度低下の原因となるアンダーカットが
生じ易いという問題があった。これは、母材が薄い割り
に溶接入熱が多くなり過ぎるからである。すなわち、突
き合わせ溶接する場合などで母材どうしの隙間が少しで
もあると溶融池が母材を突き抜けたり、母材が溶け落ち
たりし易い。
種の溶接ロボットによって例えば板厚0.6mm〜0.8
mmの薄板どうしを溶接しようとすると、溶接部に孔開き
を起こしたり、強度低下の原因となるアンダーカットが
生じ易いという問題があった。これは、母材が薄い割り
に溶接入熱が多くなり過ぎるからである。すなわち、突
き合わせ溶接する場合などで母材どうしの隙間が少しで
もあると溶融池が母材を突き抜けたり、母材が溶け落ち
たりし易い。
【0005】このような不具合を解消して安定性よく薄
板どうしを溶接するためには、溶接条件の幅を狭めて溶
接条件を厳格な精度をもって設定すればよい。ところ
が、溶接条件は溶接電流,溶接電圧,溶接速度,ワーク
(溶接母材)の形状精度,ワーク用治具精度および溶接
トーチの溶接狙い位置等であるため、これら各因子の全
てを高精度とするには限度がある。また、ワークの形状
精度を高めると量産性が低下してしまう。
板どうしを溶接するためには、溶接条件の幅を狭めて溶
接条件を厳格な精度をもって設定すればよい。ところ
が、溶接条件は溶接電流,溶接電圧,溶接速度,ワーク
(溶接母材)の形状精度,ワーク用治具精度および溶接
トーチの溶接狙い位置等であるため、これら各因子の全
てを高精度とするには限度がある。また、ワークの形状
精度を高めると量産性が低下してしまう。
【0006】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、溶接条件の設定幅を狭めたり溶接母
材の形状精度を高くしたりすることなく薄板を溶接でき
る溶接ロボットを得ることを目的とする。
になされたもので、溶接条件の設定幅を狭めたり溶接母
材の形状精度を高くしたりすることなく薄板を溶接でき
る溶接ロボットを得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る溶接ロボッ
トは、ロボット本体での溶接動作を制御する制御装置
に、溶接トーチを停止させた状態で予め定めた時間だけ
アークを発生させて溶接母材を溶融させ、その設定時間
が経過した後に、アークを停止させかつ溶接トーチを溶
融部外周側のアーク再開始点に移動させる間欠溶接手段
を設けたものである。
トは、ロボット本体での溶接動作を制御する制御装置
に、溶接トーチを停止させた状態で予め定めた時間だけ
アークを発生させて溶接母材を溶融させ、その設定時間
が経過した後に、アークを停止させかつ溶接トーチを溶
融部外周側のアーク再開始点に移動させる間欠溶接手段
を設けたものである。
【0008】
【作用】アークが自動的に間欠的に発生されるようにな
り溶接入熱が少なくなる。
り溶接入熱が少なくなる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1ないし図6に
よって詳細に説明する。図1は本発明に係る溶接ロボッ
トの構成図、図2は本発明に係る溶接ロボットが溶接を
行っているときの状態を示す模式図、図3は溶接時の時
間と溶接電流との関係を示すグラフである。
よって詳細に説明する。図1は本発明に係る溶接ロボッ
トの構成図、図2は本発明に係る溶接ロボットが溶接を
行っているときの状態を示す模式図、図3は溶接時の時
間と溶接電流との関係を示すグラフである。
【0010】図4は溶接時におけるワイヤの先端の状態
を示す模式図で、同図(a)は図3中a点での状態を示
し、同図(b)は図3中b点での状態を示し、同図
(c)は図3中c点での状態を示し、同図(d)は図3
中d点での状態を示す。図5は溶接部を拡大して示す図
で、同図(a)は本発明に係る溶接ロボットで薄板を突
き合わせ溶接した場合の溶接トーチ側を示し、同図
(b)は同じく裏面側を示す。同図(c)は従来の溶接
ロボットで同様に溶接を行ったときの溶接トーチ側を示
す。図6は本発明に係る溶接ロボットで溶接を行うとき
の手順を示すフローチャートである。
を示す模式図で、同図(a)は図3中a点での状態を示
し、同図(b)は図3中b点での状態を示し、同図
(c)は図3中c点での状態を示し、同図(d)は図3
中d点での状態を示す。図5は溶接部を拡大して示す図
で、同図(a)は本発明に係る溶接ロボットで薄板を突
き合わせ溶接した場合の溶接トーチ側を示し、同図
(b)は同じく裏面側を示す。同図(c)は従来の溶接
ロボットで同様に溶接を行ったときの溶接トーチ側を示
す。図6は本発明に係る溶接ロボットで溶接を行うとき
の手順を示すフローチャートである。
【0011】図1において、1は本発明に係る溶接ロボ
ットで、この溶接ロボット1は従来のMAG自動溶接ロ
ボットに後述するステッチパルスコントローラを接続し
て構成されている。2はこの溶接ロボット1のロボット
本体で、このロボット本体2は溶接トーチ3を備え、そ
の溶接トーチ3を溶接母材Wに対して移動させる構造と
されている。なお、このロボット本体2,溶接トーチ3
は従来周知の構造のものが採用されている。
ットで、この溶接ロボット1は従来のMAG自動溶接ロ
ボットに後述するステッチパルスコントローラを接続し
て構成されている。2はこの溶接ロボット1のロボット
本体で、このロボット本体2は溶接トーチ3を備え、そ
の溶接トーチ3を溶接母材Wに対して移動させる構造と
されている。なお、このロボット本体2,溶接トーチ3
は従来周知の構造のものが採用されている。
【0012】4は前記溶接トーチ3にワイヤを供給する
ワイヤ送給装置、5は前記ワイヤ送給装置4やロボット
本体2等に給電する電源装置で、これらワイヤ送給装置
4および電源装置5も従来周知の構造とされている。す
なわち、溶接電流,電圧はこの電源装置5で調整され、
溶接に要する電力は、この電源装置5からパワーコード
6と、ワイヤーが送給されるトーチケーブル7とを介し
てロボット本体2に供給されることになる。なお、8は
電源装置5に接続された3相交流200Vの電源、5a
は電源装置5のアース回路(図示せず)と溶接母材Wと
を接続するアースケーブルである。
ワイヤ送給装置、5は前記ワイヤ送給装置4やロボット
本体2等に給電する電源装置で、これらワイヤ送給装置
4および電源装置5も従来周知の構造とされている。す
なわち、溶接電流,電圧はこの電源装置5で調整され、
溶接に要する電力は、この電源装置5からパワーコード
6と、ワイヤーが送給されるトーチケーブル7とを介し
てロボット本体2に供給されることになる。なお、8は
電源装置5に接続された3相交流200Vの電源、5a
は電源装置5のアース回路(図示せず)と溶接母材Wと
を接続するアースケーブルである。
【0013】9はシールドガスボンベで、このシールド
ガスボンベ9はシールドガスホース10を介してワイヤ
送給装置4に接続されている。そして、この装置では、
シールドガスボンベ9から送られるシールドガスは、ワ
イヤ送給装置4から前記トーチケーブル7を介して溶接
トーチ3へ導かれるように構成されている。
ガスボンベ9はシールドガスホース10を介してワイヤ
送給装置4に接続されている。そして、この装置では、
シールドガスボンベ9から送られるシールドガスは、ワ
イヤ送給装置4から前記トーチケーブル7を介して溶接
トーチ3へ導かれるように構成されている。
【0014】11はロボット本体2の溶接動作を制御す
る制御装置としてのロボットコントローラである。この
ロボットコントローラ11は、ロボット本体2での基本
的な溶接動作を制御するように構成されている。すなわ
ち、溶接開始・完了動作を制御すると共に、ワイヤの送
り量、シールドガスの供給・停止動作を制御する。
る制御装置としてのロボットコントローラである。この
ロボットコントローラ11は、ロボット本体2での基本
的な溶接動作を制御するように構成されている。すなわ
ち、溶接開始・完了動作を制御すると共に、ワイヤの送
り量、シールドガスの供給・停止動作を制御する。
【0015】12は本発明に係る溶接ロボット1の特有
の溶接動作を制御するためのステッチパルスコントロー
ラである。このステッチパルスとは、本発明に係る溶接
ロボット1がアークを間欠的に発生させるように動作す
ることから、その動作を表現するために本明細書におい
て使用する名称である。このステッチパルスコントロー
ラ12は、制御ケーブル13を介してロボット本体2に
接続されると共に、電源ケーブル14を介して電源装置
5に接続されている。そして、このステッチパルスコン
トローラ12は下記に示すように構成されている。な
お、ステッチパルスコントローラ12は前記ロボットコ
ントローラ11に内蔵させることもできる。
の溶接動作を制御するためのステッチパルスコントロー
ラである。このステッチパルスとは、本発明に係る溶接
ロボット1がアークを間欠的に発生させるように動作す
ることから、その動作を表現するために本明細書におい
て使用する名称である。このステッチパルスコントロー
ラ12は、制御ケーブル13を介してロボット本体2に
接続されると共に、電源ケーブル14を介して電源装置
5に接続されている。そして、このステッチパルスコン
トローラ12は下記に示すように構成されている。な
お、ステッチパルスコントローラ12は前記ロボットコ
ントローラ11に内蔵させることもできる。
【0016】すなわち、前記ロボットコントローラ11
で溶接開始制御が行われたときに溶接トーチ3のワイヤ
に通電して溶接母材Wとの間にアークを発生させ、その
アークを予め定めたアークON時間だけ維持させる。ま
た、アークを消滅させて予め定めたアークOFF時間だ
けシールドガスを溶融部に供給させ、その後、溶接トー
チ3を予め定めた移動時間だけ通常移動速度で移動させ
る。しかる後、再びアークを発生させて溶接を行ない、
上述した溶接制御を繰り返す。
で溶接開始制御が行われたときに溶接トーチ3のワイヤ
に通電して溶接母材Wとの間にアークを発生させ、その
アークを予め定めたアークON時間だけ維持させる。ま
た、アークを消滅させて予め定めたアークOFF時間だ
けシールドガスを溶融部に供給させ、その後、溶接トー
チ3を予め定めた移動時間だけ通常移動速度で移動させ
る。しかる後、再びアークを発生させて溶接を行ない、
上述した溶接制御を繰り返す。
【0017】また、このステッチパルスコントローラ1
2は、溶接トーチ3を移動させた後にワイヤが溶接母材
に溶着している場合には、溶接異常と判断して溶接動作
を中断させるように構成されている。なお、アークON
時間の途中にアークが途切れた場合にも同様に溶接動作
を中断させる構成とされている。
2は、溶接トーチ3を移動させた後にワイヤが溶接母材
に溶着している場合には、溶接異常と判断して溶接動作
を中断させるように構成されている。なお、アークON
時間の途中にアークが途切れた場合にも同様に溶接動作
を中断させる構成とされている。
【0018】ここで、ステッチパルスコントローラ12
のさらに詳細な構成および本発明に係る溶接ロボット1
の動作を、図2〜図4および図6を用いて説明する。先
ず、ロボットコントローラ5から溶接開始信号がロボッ
ト本体2に入力されると、図6中ステップP1 に示すよ
うにその信号によってステッチパルスコントローラ12
での溶接制御が開始される。
のさらに詳細な構成および本発明に係る溶接ロボット1
の動作を、図2〜図4および図6を用いて説明する。先
ず、ロボットコントローラ5から溶接開始信号がロボッ
ト本体2に入力されると、図6中ステップP1 に示すよ
うにその信号によってステッチパルスコントローラ12
での溶接制御が開始される。
【0019】そして、図6中ステップP2 に示すように
ステッチパルスコントローラ12がアークを発生させて
溶接を開始する。溶接は、図2の上側に位置する電流・
時間グラフ中のAに示すように、溶接電流を一瞬だけ設
定値I以上としてアークを発生させ、アークが生じるよ
うになった後は設定値Iまで下げるように制御して行わ
れる。
ステッチパルスコントローラ12がアークを発生させて
溶接を開始する。溶接は、図2の上側に位置する電流・
時間グラフ中のAに示すように、溶接電流を一瞬だけ設
定値I以上としてアークを発生させ、アークが生じるよ
うになった後は設定値Iまで下げるように制御して行わ
れる。
【0020】溶接時には、図2中(a)で示すように溶
接トーチ3の電導体3aから突出するワイヤ15の先端
と溶接母材Wとの間にアークaが生じ、ワイヤ15が溶
けて溶接母材W側に溶融池16が形成される。なお、図
2(a)中矢印Gはシールドガスを示す。このシールド
ガスは、溶接動作開始時から溶接完了時まで常に一定の
流量をもって溶接トーチ3から吹き出されるように設定
されている。なお、シールドガスとしては、溶接の種類
に応じて流量を変えたり、任意の時期において停止させ
たりすることもできる。
接トーチ3の電導体3aから突出するワイヤ15の先端
と溶接母材Wとの間にアークaが生じ、ワイヤ15が溶
けて溶接母材W側に溶融池16が形成される。なお、図
2(a)中矢印Gはシールドガスを示す。このシールド
ガスは、溶接動作開始時から溶接完了時まで常に一定の
流量をもって溶接トーチ3から吹き出されるように設定
されている。なお、シールドガスとしては、溶接の種類
に応じて流量を変えたり、任意の時期において停止させ
たりすることもできる。
【0021】ここで、溶接時(図2の電流・時間グラフ
中のBで示すとき)にアークが生じる様子を図3および
図4によって説明する。
中のBで示すとき)にアークが生じる様子を図3および
図4によって説明する。
【0022】溶接時にワイヤ15に流される溶接電流は
図3に示すように変化する。すなわち、先ず、図3中a
からbの間においてワイヤ15の先端部が溶けて溶接母
材Wに接触して短絡し、電流値が急上昇する。短絡して
いるときを図3中にハッチングを施して示す。また、短
絡時は図4(a)に示すような状態となる。短絡時間が
長くなると、図4(b)に示すようにワイヤ15の先端
部がくびれて溶滴(ピンチ状態)となり、溶融池へ落下
する。すなわち、溶接時には溶融池16が同一箇所にて
形成され、ワイヤ15によって溶着金属部が形成され
る。
図3に示すように変化する。すなわち、先ず、図3中a
からbの間においてワイヤ15の先端部が溶けて溶接母
材Wに接触して短絡し、電流値が急上昇する。短絡して
いるときを図3中にハッチングを施して示す。また、短
絡時は図4(a)に示すような状態となる。短絡時間が
長くなると、図4(b)に示すようにワイヤ15の先端
部がくびれて溶滴(ピンチ状態)となり、溶融池へ落下
する。すなわち、溶接時には溶融池16が同一箇所にて
形成され、ワイヤ15によって溶着金属部が形成され
る。
【0023】その後、図4(c)に示すようにアークa
が生じ、図3bからdに示すように電流値が徐々に低下
する。そして、図4(d)に示すようにワイヤ15の先
端部が再び溶融し、やがて同図(a)に示したように溶
接母材Wに触れるようになって再び短絡が起こる。この
動作を繰り返すことで溶接が行われる。
が生じ、図3bからdに示すように電流値が徐々に低下
する。そして、図4(d)に示すようにワイヤ15の先
端部が再び溶融し、やがて同図(a)に示したように溶
接母材Wに触れるようになって再び短絡が起こる。この
動作を繰り返すことで溶接が行われる。
【0024】上述した溶接を行う時間(アークON時
間)は、溶け込み深さや溶着金属量に応じて設定され、
ステッチパルスコントローラ12にT1 として記憶され
る。すなわち、図6中ステップP2 でアークが発生され
た後、アークが生じて溶接を行っている時間(この時間
をアーク発生時間という)がアークON時間T1 となる
まで溶接が継続される(ステップP3 )。なお、ロボッ
ト本体2,溶接トーチ3はステップP2 でアークが発生
されたときから停止状態とされる。
間)は、溶け込み深さや溶着金属量に応じて設定され、
ステッチパルスコントローラ12にT1 として記憶され
る。すなわち、図6中ステップP2 でアークが発生され
た後、アークが生じて溶接を行っている時間(この時間
をアーク発生時間という)がアークON時間T1 となる
まで溶接が継続される(ステップP3 )。なお、ロボッ
ト本体2,溶接トーチ3はステップP2 でアークが発生
されたときから停止状態とされる。
【0025】アークが発生してからT1 時間経過した
後、図6中ステップP4 に示すようにステッチパルスコ
ントローラ12が溶接電流を遮断してアークをOFFさ
せる。このときには、図2の電流・時間グラフ中にCで
示すように、電流を一旦OFFさせた後に一瞬だけ自動
的にONさせる。
後、図6中ステップP4 に示すようにステッチパルスコ
ントローラ12が溶接電流を遮断してアークをOFFさ
せる。このときには、図2の電流・時間グラフ中にCで
示すように、電流を一旦OFFさせた後に一瞬だけ自動
的にONさせる。
【0026】アークOFF後は、予め定めたアークOF
F時間が経過するまで溶接後の状態を維持させる。すな
わち、このときにはロボット本体2や溶接トーチ3は溶
接時の状態と同様に停止状態とされる。アークがOFF
されると、図2(b)に示すように溶接トーチ3からは
冷やすために必要な量に設定された流量のシールドガス
Gが吹き出されるだけとなり、溶融池16がシールドガ
スGによって実質的に冷却されて凝固される。
F時間が経過するまで溶接後の状態を維持させる。すな
わち、このときにはロボット本体2や溶接トーチ3は溶
接時の状態と同様に停止状態とされる。アークがOFF
されると、図2(b)に示すように溶接トーチ3からは
冷やすために必要な量に設定された流量のシールドガス
Gが吹き出されるだけとなり、溶融池16がシールドガ
スGによって実質的に冷却されて凝固される。
【0027】このため、前記アークOFF時間は、溶融
池16の凝固状態が所望の状態となるような時間に設定
される。すなわち、アークON時間とアークOFF時間
とを調整することによって、溶接母材Wでの熱影響と溶
融池16の凝固状態とを制御できる。なお、アークOF
F時間が短ければ溶融池16は未凝固となり、長ければ
完全凝固することになる。そして、このアークOFF時
間はT2 としてステッチパルスコントローラ12に記憶
される。
池16の凝固状態が所望の状態となるような時間に設定
される。すなわち、アークON時間とアークOFF時間
とを調整することによって、溶接母材Wでの熱影響と溶
融池16の凝固状態とを制御できる。なお、アークOF
F時間が短ければ溶融池16は未凝固となり、長ければ
完全凝固することになる。そして、このアークOFF時
間はT2 としてステッチパルスコントローラ12に記憶
される。
【0028】すなわち、図6中ステップP4 でアークが
OFFされた後、シールドガスGで溶融池16を冷却し
ている時間(この時間をアーク切時間という)がアーク
OFF時間T2 となるまで溶接後の状態が保持される
(ステップP5 )。
OFFされた後、シールドガスGで溶融池16を冷却し
ている時間(この時間をアーク切時間という)がアーク
OFF時間T2 となるまで溶接後の状態が保持される
(ステップP5 )。
【0029】アークがOFFされてからアークOFF時
間T2 が経過した後、図6中ステップP6 にて溶接トー
チ3を前進あるいは後退させる。本実施例では前進させ
る手法について説明する。溶接トーチ3を前進させるに
はロボット本体2を作動させることによって行い、その
前進距離は、例えば、ロボット本体2での溶接トーチ前
進速度を一定とし、時間(この時間を前進時間という)
を変えることによって設定する。なお、プログラムの組
み方によっては移動速度を任意に変えることもできる。
間T2 が経過した後、図6中ステップP6 にて溶接トー
チ3を前進あるいは後退させる。本実施例では前進させ
る手法について説明する。溶接トーチ3を前進させるに
はロボット本体2を作動させることによって行い、その
前進距離は、例えば、ロボット本体2での溶接トーチ前
進速度を一定とし、時間(この時間を前進時間という)
を変えることによって設定する。なお、プログラムの組
み方によっては移動速度を任意に変えることもできる。
【0030】溶接トーチ3を前進させるときには、図2
(c)で示すように溶融池16が凝固してなる溶接部1
6aの外周側へワイヤ15を位置づける。言い換えれ
ば、溶接トーチ3を図2(c)において右側へ寸法Lだ
け移動させてアーク再開始点としての溶接部16a(前
ビード)の先端部にワイヤ15を位置づける。図2
(c)においては電導体3aの前進以前の位置を二点鎖
線で示し、前進後の位置を実線で示した。このようにす
ると、アークOFF時から溶接トーチ3がアーク再開始
点まで移動するまでの時間だけ冷却凝固された後に次回
のアークが生じるようになり、溶接母材Wに対して連続
してアークが生じる場合に較べ溶接母材Wへの入熱量が
少なくなる。そして、前ビードにこれから行われる第2
ビードが重なることになり、溶接部の強度を最大とする
ことができる。なお、重なる部分が少ないとビードが途
切れ易くなり、多いとビードが山形になってしまう。
(c)で示すように溶融池16が凝固してなる溶接部1
6aの外周側へワイヤ15を位置づける。言い換えれ
ば、溶接トーチ3を図2(c)において右側へ寸法Lだ
け移動させてアーク再開始点としての溶接部16a(前
ビード)の先端部にワイヤ15を位置づける。図2
(c)においては電導体3aの前進以前の位置を二点鎖
線で示し、前進後の位置を実線で示した。このようにす
ると、アークOFF時から溶接トーチ3がアーク再開始
点まで移動するまでの時間だけ冷却凝固された後に次回
のアークが生じるようになり、溶接母材Wに対して連続
してアークが生じる場合に較べ溶接母材Wへの入熱量が
少なくなる。そして、前ビードにこれから行われる第2
ビードが重なることになり、溶接部の強度を最大とする
ことができる。なお、重なる部分が少ないとビードが途
切れ易くなり、多いとビードが山形になってしまう。
【0031】すなわち、前記寸法Lだけ溶接トーチ3が
前進するに要する時間をT3 時間とすると、図6中ステ
ップP6 で溶接トーチ3が前進を開始してからT3 時間
経過後に溶接トーチ3が停止することになる(ステップ
P7 )。
前進するに要する時間をT3 時間とすると、図6中ステ
ップP6 で溶接トーチ3が前進を開始してからT3 時間
経過後に溶接トーチ3が停止することになる(ステップ
P7 )。
【0032】ステッチパルスコントローラ12は、上述
したように溶接トーチ3を前進させた後に図6中ステッ
プP8 で示す異常判定を行う。このときには、ワイヤ1
5に流れる電流を検出し、その電流が大きいときにはワ
イヤ15が溶着して溶接異常であると判定し、ステップ
P9 にてロボット本体2を停止させる。なお、異常判定
フローはステップP2とステップP3の間にも設けられて
おり、アークが途切れた場合にも上記と同様にロボット
本体2を停止させるように構成されている。
したように溶接トーチ3を前進させた後に図6中ステッ
プP8 で示す異常判定を行う。このときには、ワイヤ1
5に流れる電流を検出し、その電流が大きいときにはワ
イヤ15が溶着して溶接異常であると判定し、ステップ
P9 にてロボット本体2を停止させる。なお、異常判定
フローはステップP2とステップP3の間にも設けられて
おり、アークが途切れた場合にも上記と同様にロボット
本体2を停止させるように構成されている。
【0033】そして、前記ステップP8 で異常が認めら
れなかったときには、ステップP10に進み、ロボットコ
ントローラ5から溶接完了信号が入力されているか否か
を判断する。溶接完了信号が入力されていないときは前
記ステップP2 に戻って上述した溶接動作を繰り返す。
すなわち、図2(d)に示すように溶接部16(前ビー
ド)の前端部に新たに溶融池16が生成されて溶接が行
われるようになる。このため、本発明に係る溶接ロボッ
ト1では、アークを生じさせて溶接を行っている状態
と、冷却,移動を行っている状態とが交互に繰り返され
ることになる。
れなかったときには、ステップP10に進み、ロボットコ
ントローラ5から溶接完了信号が入力されているか否か
を判断する。溶接完了信号が入力されていないときは前
記ステップP2 に戻って上述した溶接動作を繰り返す。
すなわち、図2(d)に示すように溶接部16(前ビー
ド)の前端部に新たに溶融池16が生成されて溶接が行
われるようになる。このため、本発明に係る溶接ロボッ
ト1では、アークを生じさせて溶接を行っている状態
と、冷却,移動を行っている状態とが交互に繰り返され
ることになる。
【0034】また、ステップP10にて溶接完了信号が入
力されたときには、ステッチパルスコントローラ12は
ステップP11にてロボット本体2を停止させて溶接完了
状態とする。
力されたときには、ステッチパルスコントローラ12は
ステップP11にてロボット本体2を停止させて溶接完了
状態とする。
【0035】したがって、本発明に係る溶接ロボット1
で溶接を行うと、アークが自動的に間欠的に発生される
ようになると共に、前回のビード上に次回のアークが生
じるようになり溶接が前回のビードを介して行われて溶
接母材Wに対する溶接入熱が少なくなるから、溶接母材
および溶接部が溶損されることなく薄板どうしを溶接す
ることができる。
で溶接を行うと、アークが自動的に間欠的に発生される
ようになると共に、前回のビード上に次回のアークが生
じるようになり溶接が前回のビードを介して行われて溶
接母材Wに対する溶接入熱が少なくなるから、溶接母材
および溶接部が溶損されることなく薄板どうしを溶接す
ることができる。
【0036】本発明に係る溶接ロボット1で薄板どうし
を溶接する試験を行ったところ、表1に示すようなデー
タが得られた。
を溶接する試験を行ったところ、表1に示すようなデー
タが得られた。
【0037】
【表1】 溶接条件としては、溶接電流を50〜60A,溶接電圧
を17.6〜19.2Vとし、溶接速度が毎分20〜2
5cmとなるようにアークON時間T1 ,アークOFF時
間T2 および前進時間T3 を設定した。また、ワイヤー
としては0.6φのものを使用し、溶接母材Wは鉄系薄
板を使用した。なお、表1中に「通常」として示したの
は、従来周知のMAG溶接法によって同様に(溶接母材
Wの条件を同一として)溶接を行った場合の結果を示
す。従来のMAG溶接法を行うときの溶接条件として
は、溶接電流を37〜54A,溶接電圧を16.5〜1
7.6Vとし、溶接速度を毎分50〜70cmとした。ま
た、ワイヤーは同一のものを使用した。
を17.6〜19.2Vとし、溶接速度が毎分20〜2
5cmとなるようにアークON時間T1 ,アークOFF時
間T2 および前進時間T3 を設定した。また、ワイヤー
としては0.6φのものを使用し、溶接母材Wは鉄系薄
板を使用した。なお、表1中に「通常」として示したの
は、従来周知のMAG溶接法によって同様に(溶接母材
Wの条件を同一として)溶接を行った場合の結果を示
す。従来のMAG溶接法を行うときの溶接条件として
は、溶接電流を37〜54A,溶接電圧を16.5〜1
7.6Vとし、溶接速度を毎分50〜70cmとした。ま
た、ワイヤーは同一のものを使用した。
【0038】表1に示すように、突き合わせ溶接を行っ
た場合、通常の溶接法では突き合わせ部に僅かでも隙間
があると溶断のようにして孔が開いてしまった。本発明
に係る溶接ロボット1によって溶接すると(表1中にス
テッチパルスとして示す)、隙間が多少開いても溶接可
能であった。また、重ね継手を溶接した場合、通常の溶
接法では隙間が多少(1mm程度)開いても溶接可能であ
ったが、アンダーカットが多くみられた。本発明に係る
溶接ロボット1で同様に溶接した場合にはそのようなア
ンダーカットは見られなかった。
た場合、通常の溶接法では突き合わせ部に僅かでも隙間
があると溶断のようにして孔が開いてしまった。本発明
に係る溶接ロボット1によって溶接すると(表1中にス
テッチパルスとして示す)、隙間が多少開いても溶接可
能であった。また、重ね継手を溶接した場合、通常の溶
接法では隙間が多少(1mm程度)開いても溶接可能であ
ったが、アンダーカットが多くみられた。本発明に係る
溶接ロボット1で同様に溶接した場合にはそのようなア
ンダーカットは見られなかった。
【0039】さらに、狙い位置(表1中にC/Lで示す
溶接中心線を狙った溶接開始位置のことをいう)は、本
発明に係る溶接ロボット1によって溶接した場合の方が
継手形状に係わることなくずれ寸法の許容量が多いこと
が分かる。
溶接中心線を狙った溶接開始位置のことをいう)は、本
発明に係る溶接ロボット1によって溶接した場合の方が
継手形状に係わることなくずれ寸法の許容量が多いこと
が分かる。
【0040】薄板どうしを突き合わせ溶接したときのビ
ード形状を図5に示す。本発明に係る溶接ロボット1を
使用すると、同図(a),(b)に示すように溶接部の
表面側と裏面側とに規則的にビードが形成される。な
お、同図に示す鱗状の模様(リップル)は、アークOF
F時間T2 を短く設定すると明確には現れなくなる。同
図(a)中にハッチングを施して示す部分は、ビード上
に形成されたスラグである。このスラグは、鉄あるいは
ステンレス鋼を溶接したときに主に生じるものであり、
溶加棒中に混入された不純物である。本発明に係る溶接
ロボット1で溶接を行うと、断続的に溶接が行われて溶
接部がその都度冷却されている関係から、前記スラグは
略一定間隔おいて並んで形成される。また、同図(b)
中にハッチングを施して示したものはビードの凹み(ク
レータ)である。このクレータは、溶接部の周囲から先
に凝固されて中央部が周囲に引っ張られることによって
生じる。すなわち、本発明に係る溶接ロボット1で溶接
を行うと、クレータも略一定間隔おいて並んで形成され
ることになる。通常の溶接法によって溶接を行った場
合、同図(c)中にハッチングを施して示すように孔が
開いてしまうことが多くなる。
ード形状を図5に示す。本発明に係る溶接ロボット1を
使用すると、同図(a),(b)に示すように溶接部の
表面側と裏面側とに規則的にビードが形成される。な
お、同図に示す鱗状の模様(リップル)は、アークOF
F時間T2 を短く設定すると明確には現れなくなる。同
図(a)中にハッチングを施して示す部分は、ビード上
に形成されたスラグである。このスラグは、鉄あるいは
ステンレス鋼を溶接したときに主に生じるものであり、
溶加棒中に混入された不純物である。本発明に係る溶接
ロボット1で溶接を行うと、断続的に溶接が行われて溶
接部がその都度冷却されている関係から、前記スラグは
略一定間隔おいて並んで形成される。また、同図(b)
中にハッチングを施して示したものはビードの凹み(ク
レータ)である。このクレータは、溶接部の周囲から先
に凝固されて中央部が周囲に引っ張られることによって
生じる。すなわち、本発明に係る溶接ロボット1で溶接
を行うと、クレータも略一定間隔おいて並んで形成され
ることになる。通常の溶接法によって溶接を行った場
合、同図(c)中にハッチングを施して示すように孔が
開いてしまうことが多くなる。
【0041】なお、上述した実施例ではアークをOFF
させてアークOFF時間T2 が経過してから溶接トーチ
3を前進させた例を示したが、図7に示すように、アー
クがOFFされてから直ちに溶接トーチ3を前進させる
こともできる。
させてアークOFF時間T2 が経過してから溶接トーチ
3を前進させた例を示したが、図7に示すように、アー
クがOFFされてから直ちに溶接トーチ3を前進させる
こともできる。
【0042】図7は他の実施例を示すフローチャート
で、同図において前記図6で説明したものと同一もしく
は同等部材については、同一符号を付し詳細な説明は省
略する。図7に示す実施例は、ステップP4 にてアーク
がOFFされた後にステップP6 に進んで直ちに溶接ト
ーチ3を前進させる構成とされている。このように制御
する場合のアークOFF時間T2 としては、溶融池が所
望の状態に凝固する時間であって、しかも、溶接トーチ
3がアーク再開始点に前進するために必要な時間とされ
る。アーク切時間がアークOFF時間T2 となったか否
かは、ステップP6 の次のステップS1 において判断さ
れる。
で、同図において前記図6で説明したものと同一もしく
は同等部材については、同一符号を付し詳細な説明は省
略する。図7に示す実施例は、ステップP4 にてアーク
がOFFされた後にステップP6 に進んで直ちに溶接ト
ーチ3を前進させる構成とされている。このように制御
する場合のアークOFF時間T2 としては、溶融池が所
望の状態に凝固する時間であって、しかも、溶接トーチ
3がアーク再開始点に前進するために必要な時間とされ
る。アーク切時間がアークOFF時間T2 となったか否
かは、ステップP6 の次のステップS1 において判断さ
れる。
【0043】すなわち、この実施例は、薄板どうしを溶
接する場合には溶接入熱がもともと低いことを利用し、
溶接トーチ3が前進している間に溶接部のヒートコント
ロールを行うようにしたものである。このようにする
と、溶接完了までに要する時間を短縮することができ
る。
接する場合には溶接入熱がもともと低いことを利用し、
溶接トーチ3が前進している間に溶接部のヒートコント
ロールを行うようにしたものである。このようにする
と、溶接完了までに要する時間を短縮することができ
る。
【0044】また、上述した各実施例ではMAG溶接す
る例について説明したが、溶接法はMAG溶接に限定さ
れることはなく、TIG溶接,MIG溶接等も適用する
ことができる。
る例について説明したが、溶接法はMAG溶接に限定さ
れることはなく、TIG溶接,MIG溶接等も適用する
ことができる。
【0045】さらに、上述した各実施例では溶接母材W
として鉄系薄板を用いたが、溶接母材Wの材質は適宜変
更することができる。すなわち、溶接するに当たり余熱
を必要とする鋳造物や炭素鋼をMAG溶接したり、アル
ミニウム合金製板材をMIG溶接することもできる。ま
た、熱伝導の早い金属、例えば銅,黄銅,アルミニウ
ム,マグネシウム等をも溶接することができる。さらに
また、ステンレス鋼,フェライト系合金,マルテンサイ
ト系合金,析出硬化系合金の溶接も可能である。しか
も、チタンを溶接するに当たり従来不活性ガス雰囲気中
でまたはガスコンテナを使用してTIG溶接していたも
のを通常のMIG溶接によって行うこともできる。
として鉄系薄板を用いたが、溶接母材Wの材質は適宜変
更することができる。すなわち、溶接するに当たり余熱
を必要とする鋳造物や炭素鋼をMAG溶接したり、アル
ミニウム合金製板材をMIG溶接することもできる。ま
た、熱伝導の早い金属、例えば銅,黄銅,アルミニウ
ム,マグネシウム等をも溶接することができる。さらに
また、ステンレス鋼,フェライト系合金,マルテンサイ
ト系合金,析出硬化系合金の溶接も可能である。しか
も、チタンを溶接するに当たり従来不活性ガス雰囲気中
でまたはガスコンテナを使用してTIG溶接していたも
のを通常のMIG溶接によって行うこともできる。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る溶接ロ
ボットは、ロボット本体での溶接動作を制御する制御装
置に、溶接トーチを停止させた状態で予め定めた時間だ
けアークを発生させて溶接母材を溶融させ、その設定時
間が経過した後に、アークを停止させかつ溶接トーチを
溶融部外周側のアーク再開始点に移動させる間欠溶接手
段を設けたため、アークが自動的に間欠的に発生される
ようになり溶接入熱が少なくなる。
ボットは、ロボット本体での溶接動作を制御する制御装
置に、溶接トーチを停止させた状態で予め定めた時間だ
けアークを発生させて溶接母材を溶融させ、その設定時
間が経過した後に、アークを停止させかつ溶接トーチを
溶融部外周側のアーク再開始点に移動させる間欠溶接手
段を設けたため、アークが自動的に間欠的に発生される
ようになり溶接入熱が少なくなる。
【0047】したがって、溶接部が溶損されたり、溶接
部にアンダーカットが生じたりすることなく薄板どうし
を溶接することができるようになる。
部にアンダーカットが生じたりすることなく薄板どうし
を溶接することができるようになる。
【0048】また、本発明に係る溶接ロボットを使用す
ると入熱が少なくなる関係から鉛直面での溶接を溶融池
が垂れることなく行うことができ、上昇方向での溶接の
際にも前ビード上に次回のアークを生じさせることがで
きるため、溶接母材への直接アークによる母材の溶損な
どの不具合を防止することができるという効果もある。
ると入熱が少なくなる関係から鉛直面での溶接を溶融池
が垂れることなく行うことができ、上昇方向での溶接の
際にも前ビード上に次回のアークを生じさせることがで
きるため、溶接母材への直接アークによる母材の溶損な
どの不具合を防止することができるという効果もある。
【図1】本発明に係る溶接ロボットの構成図である。
【図2】本発明に係る溶接ロボットが溶接を行っている
ときの状態を示す模式図である。
ときの状態を示す模式図である。
【図3】溶接時の時間と溶接電流との関係を示すグラフ
である。
である。
【図4】溶接時におけるワイヤの先端の状態を示す模式
図である。
図である。
【図5】溶接部を拡大して示す図で、同図(a)は本発
明に係る溶接ロボットで薄板を突き合わせ溶接した場合
の溶接トーチ側を示し、同図(b)は同じく裏面側を示
す。同図(c)は従来の溶接ロボットで同様に溶接を行
ったときの溶接トーチ側を示す。
明に係る溶接ロボットで薄板を突き合わせ溶接した場合
の溶接トーチ側を示し、同図(b)は同じく裏面側を示
す。同図(c)は従来の溶接ロボットで同様に溶接を行
ったときの溶接トーチ側を示す。
【図6】本発明に係る溶接ロボットで溶接を行うときの
手順を示すフローチャートである。
手順を示すフローチャートである。
【図7】他の実施例を示すフローチャートである。
1 溶接ロボット 2 ロボット本体 3 溶接トーチ 11 ロボットコントローラ 12 ステッチパルスコントローラ 15 ワイヤ G シールドガス W 溶接母材
フロントページの続き (72)発明者 大野 雅弘 静岡県浜松市早出町1012 ヤマハ車体工業 株式会社内
Claims (1)
- 【請求項1】 ガスシールドアーク溶接用溶接トーチを
溶接母材に対して移動させるロボット本体と、このロボ
ット本体での溶接動作を制御する制御装置とを備え、母
材溶融部にシールドガスを供給した状態で前記溶接トー
チの電極と溶接母材との間にアークを発生させる溶接ロ
ボットにおいて、前記制御装置に、溶接トーチを停止さ
せた状態で予め定めた時間だけアークを発生させて溶接
母材を溶融させ、その設定時間が経過した後に、アーク
を停止させかつ溶接トーチを前記溶融部外周側のアーク
再開始点に移動させる間欠溶接手段を設けたことを特徴
とする溶接ロボット。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4232672A JPH0655268A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 溶接ロボット |
| DE69310054T DE69310054T2 (de) | 1992-08-10 | 1993-08-10 | Schweissverfahren und Schweissroboter |
| EP93112821A EP0584643B1 (en) | 1992-08-10 | 1993-08-10 | Welding method and welding robot |
| US08/400,183 US5521353A (en) | 1992-08-10 | 1995-03-06 | Welding robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4232672A JPH0655268A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 溶接ロボット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0655268A true JPH0655268A (ja) | 1994-03-01 |
Family
ID=16942992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4232672A Pending JPH0655268A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 溶接ロボット |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5521353A (ja) |
| EP (1) | EP0584643B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0655268A (ja) |
| DE (1) | DE69310054T2 (ja) |
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| JP2009119477A (ja) * | 2007-11-12 | 2009-06-04 | Daihen Corp | ステッチパルス溶接装置 |
| JP2009119474A (ja) * | 2007-11-12 | 2009-06-04 | Daihen Corp | ステッチパルス溶接装置 |
| JP2009148801A (ja) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Daihen Corp | ステッチパルス溶接方法 |
| JP2009154206A (ja) * | 2007-12-03 | 2009-07-16 | Daihen Corp | ステッチパルス溶接方法 |
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| WO2019146318A1 (ja) | 2018-01-24 | 2019-08-01 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | アーク溶接の制御方法 |
| WO2019181209A1 (ja) | 2018-03-20 | 2019-09-26 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | アーク溶接方法、アーク溶接システム、および溶接電源装置の制御装置 |
| JP2022107353A (ja) * | 2021-01-08 | 2022-07-21 | 株式会社ダイヘン | 溶接ロボット |
| WO2025053047A1 (ja) * | 2023-09-04 | 2025-03-13 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | アーク溶接装置 |
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| CA2180066A1 (en) * | 1995-09-18 | 1997-03-19 | Harold W. Seeds | Method of welding aluminum drive shaft components |
| JP3392779B2 (ja) * | 1999-05-25 | 2003-03-31 | ファナック株式会社 | 作業の異常監視機能を備えたロボット制御装置 |
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| DE102004009109A1 (de) * | 2004-02-25 | 2005-09-15 | Borgwarner Turbo Systems Gmbh | Verfahren zum Verbinden eines Blechbauteils wie ein Rohr mit einem Gussmetallbauteil wie eine Öffnung eines Gehäuses, insbesondere für Abgasanlage |
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-
1992
- 1992-08-10 JP JP4232672A patent/JPH0655268A/ja active Pending
-
1993
- 1993-08-10 EP EP93112821A patent/EP0584643B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-08-10 DE DE69310054T patent/DE69310054T2/de not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-03-06 US US08/400,183 patent/US5521353A/en not_active Expired - Fee Related
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