电弧跟踪焊接中的偏移量的检测方法技术

本发明专利技术的电弧跟踪焊接中的偏移量的检测方法，是在一边进行相对于焊接方向使焊炬揺动的横摆运条操作，一边沿焊接线进行焊接的电弧跟踪焊接中，检测焊接线与实际的焊接位置的偏移量。使按照与横摆运条周期相同的周期而进行周期性重复的函数所表示的波形与焊接电流或焊接电压的相拟合，并以拟合后的波形为基础，检测电弧跟踪焊接中的偏移量。

Detection method of offset in arc tracking welding

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电弧跟踪焊接中的偏移量的检测方法
本专利技术涉及电弧跟踪焊接中的偏移量的检测方法。
技术介绍
在电弧焊中，经常使用基于焊接电流和焊接电压等的电的变化来检测应该焊接的接头位置与焊丝前端位置的偏移量，并对其加以修正，由此自动追随焊接线的“电弧跟踪”。其目的在于，检测并修正因工件的设置误差、加工误差、加工中的变形等而发生的焊接炬的目标位置的偏移，由此防止焊接缺陷，提高自动化率。这样的电弧跟踪的原理如下。即，根据焊丝的突出长度(准确地说，是焊炬给电处～母材间的距离)的变化，焊接电流或焊接电压相应发生变化，利用这一点，根据横摆运条操作时的电弧电流波形或电弧电压波形的非对称性，检测焊炬的目标位置的偏移。而后，将该偏移反馈给自动焊接装置或焊接机器人系统，将焊炬前端位置修正到没有从焊接线偏移的方向上，由此自动追随焊接线。已知在这样的电弧跟踪中有以下这样的问题。例如，在实际的焊接中，根据焊接条件(电流、电压、焊接速度、横摆运条宽度、横摆运条频率)和跟踪参数(增益和左右电流差的偏置)，焊接时的机器人操作轨迹(跟踪的轨迹)会发生变化。总之，在实际的焊接时，由于各种各样的要因，导致从焊接线的偏移发生。作为试图决这种会在电弧跟踪焊接时发生的问题的技术，有以下的专利文献1、2所列举的技术。专利文献1公开有一种消耗电极式电弧焊方法，在一边使焊接炬向左右横摆运条一边跟踪焊接线而进行焊接的消耗电极式电弧焊中，在从左至右的右进横摆运条期间，检测横摆运条左端部电流值，之后检测所述右进横摆运条期间的焊接电流最小值，并且，在从右至左的左进横摆运条期间，检测横摆运条右端部电流值，之后检测所述左进横摆运条期间的焊接电流最小值，其后，运算所述右进横摆运条期间中的各检测电流的差电流值与所述左进横摆运条期间中的各检测电流的差电流值，相互比较两差电流值，根据两差电流值的偏差，移动控制焊接炬的横摆运条宽度中心位置。专利文献2公开有一种焊接线跟踪控制方法，是基于一边周期性地使焊接炬横摆运条一边检测到的电的时间序列数据，修正所述焊接炬对于焊接线的位置，一边跟踪所述焊接线一边进行焊接的焊接线跟踪控制方法，其中，作为基准数据，预先存储与所述焊接线和所述焊接炬的位置对应的所述电的时间序列数据，在实际的焊接实行时，求得当前的电的时间序列数据与所述基准数据的相关系数，以所述相关系数变大的方式修正所述焊接炬的位置。【先行技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本国特开昭58－53375号公报【专利文献2】日本国特开2004－98162号公报上述专利文献1、2虽然公开了各种技术，但是并不足以解决本申请想要解决的问题。例如，专利文献1的技术，根据横摆运条时的右端左端的最大电流值和最小电流值的差电流值，使横摆运条的中心位置与焊接线正确相合。但是，该技术在横摆运条的1个周期中只使用4个点的信息，另外，由于对其单纯地进行加减运算，因此有可能使偏差的影响增大。专利文献2的技术，预先针对每个偏移量取得焊接电流，计算相关系数，从而进行焊接线跟踪。但是，在该技术中，需要事前以每个偏移量进行焊接，提取数据，需要根据组合性地发生的焊接条件(焊接电流设定值、焊接电压设定值、横摆运条宽度、横摆运条频率、焊接速度)，取得庞大的数据。另外，因为根据事先取得的偏移量的幅度，跟踪的精度会发生变化，所以需要精度时，则存在需要细化偏移量，多次取得焊接电流这样的难点。即，只看横摆运条操作中的左端和右端的焊接电流值的差异，并不能得到足够的信息，难以进行准确的控制(防止从焊接线偏移的控制)。另外，因为电弧跟踪的精度与焊接条件密切相关，所以，如果能够通过某种手段，提高电弧跟踪的精度，则也能够扩展可选择的焊接条件的幅值(焊接条件的余裕度)。还有，为了高精度地进行这些控制，CPU计算的能力的提高和通信速度及同步精度的提高不可或缺，但现状是，这些性能要非常高，就要更高精度地取得机器人位置与焊接电流、电压的同步。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述的问题而做，其目的在于，提供一种在进行电弧跟踪焊接时，可以准确检测距焊接线的偏移量的电弧跟踪焊接中的偏移量的检测方法。为了解决上述课题，本专利技术的电弧跟踪焊接中的偏移检测方法，指出以下的技术手段。即，本专利技术的电弧跟踪焊接的偏移检测方法，其特征在于，是在一边进行相对于焊接方向使焊炬揺动的横摆运条操作，一边沿着焊接线进行焊接的电弧跟踪焊接中，检测所述焊接线与实际的焊接位置的偏移量的电弧跟踪焊接的偏移量的检测方法，其中，使按照与横摆运条周期相同的周期而进行周期性重复的函数所表示的波形，与焊接电流或焊接电压的波形相拟合，并以拟合后的波形为基础，检测电弧跟踪焊接中的偏移量。还有优选，作为由所述函数表示的波形，使用具有与所述横摆运条的周期相同的周期的正弦波和余弦波中的至少一者为宜。还有优选，作为由所述函数表示的波形，使用具有与所述横摆运条的周期相同的周期的正弦波和余弦波中的至少一者，并且使用具有所述横摆运条的周期的1/2周期的正弦波和余弦波中的至少一者为宜。还有优选，作为由所述函数表示的波形，使用横摆运条波形为宜。还有优选，使由所述函数表示的波形与焊接电流或焊接电压的波形相拟合时，预先在一定期间存储所得到的焊接电流或焊接电压的数据，使用所述存储的焊接电流或焊接电压的数据进行拟合为宜。还有优选，使由所述函数表示的波形与焊接电流或焊接电压的波形相拟合时，分别使用所得到的焊接电流或焊接电压各自的数据，每当得到所述数据而进行逐次拟合为宜。还有优选，使由所述函数表示的波形与焊接电流或焊接电压的波形相拟合时，每当进行取得数据，使用所得到的焊接电流或焊接电压的数据的各自过去横摆运条1个周期量，进行顺次拟合为宜。还有优选，一边进行所述顺次拟合，一边在每个指定时间，进行取得所述顺次拟合的结果的平均的计算为宜。通过使用本专利技术的电弧跟踪焊接的偏移检测方法，由此，在进行电弧跟踪焊接时，可以准确地检测距焊接线的偏移量。附图说明图1是示意性地表示平焊的说明图。图2A是表示在图1的焊接中，焊接炬对于焊接线没有偏移时的焊接电流的变化的图(实施例1)。图2B是表示在图1的焊接中，焊接炬相对于焊接线的偏移为1mm时的焊接电流的变化的图(实施例1)。图2C是表示在图1的焊接中，焊接炬相对于焊接线的偏移为2mm时的焊接电流的变化的图(实施例1)。图2D是表示在图1的焊接中，焊接炬相对于焊接线的偏移为3mm时的焊接电流的变化的图(实施例1)。图2E是表示在图1的焊接中，焊接炬相对于焊接线的偏移为4mm时的焊接电流的变化的图(实施例1)。图3A是表示与焊接炬距焊接线的偏移量相对应的焊接电流的振幅的图(比较例)。图3B是表示与焊接炬距焊接线的偏移量相对应的焊接电流的振幅(振幅p1)的图(实施例1)。图4是示意性地表示水平角焊的说明图。图5A是表示在图4的焊接中，焊接炬相对于焊接线无偏移时的焊接电流的变化的图(实施例2)。图5B是表示在图4的焊接中，焊接炬相对于焊接线的偏移为2mm时的焊接电流的变化的图(实施例2)。图5C是表示在图4的焊接中，焊接炬相对于焊接线的偏移为5mm时的焊接电流的变化的图(实施例2)。图6A是表示与焊接炬距焊接线的偏移量相对应的焊接电流的振幅的图(比较例)。图6B是表示与焊接炬距焊接线的偏移量相对应的焊接电流的振幅(振本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电弧跟踪焊接中的偏移量的检测方法，其特征在于，是在一边进行相对于焊接方向使焊炬揺动的横摆运条操作，一边沿焊接线进行焊接的电弧跟踪焊接中，检测所述焊接线与实际的焊接位置的偏移量的电弧跟踪焊接中的偏移量的检测方法，其中，使按照与横摆运条周期相同的周期而进行周期性重复的函数所表示的波形与焊接电流或焊接电压的波形相拟合，以拟合后的波形为基础，检测电弧跟踪焊接中的偏移量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.16 JP 2016-223233;2017.09.12 JP 2017-174911.一种电弧跟踪焊接中的偏移量的检测方法，其特征在于，是在一边进行相对于焊接方向使焊炬揺动的横摆运条操作，一边沿焊接线进行焊接的电弧跟踪焊接中，检测所述焊接线与实际的焊接位置的偏移量的电弧跟踪焊接中的偏移量的检测方法，其中，使按照与横摆运条周期相同的周期而进行周期性重复的函数所表示的波形与焊接电流或焊接电压的波形相拟合，以拟合后的波形为基础，检测电弧跟踪焊接中的偏移量。2.根据权利要求1所述的电弧跟踪焊接中的偏移量的检测方法，其特征在于，作为由所述函数表示的波形，使用具有与所述横摆运条的周期相同周期的正弦波和余弦波中的至少一者。3.根据权利要求1所述的电弧跟踪焊接中的偏移量的检测方法，其特征在于，作为由所述函数表示的波形，使用具有与所述横摆运条的周期相同周期的正弦波和余弦波中的至少一者，并且使用具有所述横摆运条的周期的1/2周期的正弦波和余弦波中的至...

【专利技术属性】
技术研发人员：大根努，西田吉晴，福永敦史，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本,JP