專利名稱：焊接方法和焊接系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及使用多個焊接自動裝置系統(robot system)，并利用搭載于其上的焊接電極對一個焊接線同時進行焊接的焊接方法和焊接系統。
背景技術：
以往，在生產現場的焊接工序中，導入了焊接自動裝置進行著自動化和節省人力化。再有，近年來，著眼于焊接工序的高效率化，趨勢是進行所謂的高熔敷焊接，也就是消耗式焊接電極(即焊絲)熔化從而過渡至母材的量較多的焊接。作為涉及保證高的焊接質量又進行高熔敷焊接的焊接方法，多數情況下采用“串列多弧焊接”(Tandem welding)，在焊接線上排列2個電極進行“一熔池二電弧焊接”。為了方便說明，將2電極一體型的焊矩、或者靠近固定配置的2個單電極焊矩總稱為“串列多弧焊接專用焊矩”。將串列多弧焊接專用焊矩搭載于焊接自動裝置，通過由必要的設備構成的焊接系統，將串列多弧焊接應用于實際生產的焊接工序中(例如，參照專利文獻1)。對于現有的串列多弧焊接中使用的串列多弧焊接專用焊矩，2個電極的相對位置被固定。將串列多弧焊接專用焊矩搭載于焊接自動裝置進行焊接的焊接系統的情況下，為了進行串列多弧焊接處于使2個電極沿著焊接線排列的狀態，因此，自動裝置的一個自由度受到束縛。因而，自動裝置的動作自由度下降。其結果，對焊接部位處的自動裝置的姿勢產生制約，存在可焊接的范圍變小的課題。這是在搭載了單電極焊矩的焊接自動裝置中不存在的問題。此外，對于搭載了串列多弧焊接專用焊矩的自動裝置，無法避免焊矩周圍的尺寸變得較大，當焊接對象物附近存在障礙物時，將會與其相撞。因此，存在無法對這種焊接對象物進行焊接的課題。這也是相對于搭載了現有的單電極焊矩的焊接自動裝置較為顯著的課題。即使是在搭載了單電極焊矩的焊接自動裝置中能夠順利焊接的部位(位置)，但在以高效率化為目標采用串列多弧焊接時，為了搭載串列多弧焊接專用焊矩便產生了這些課題。因此，出現了能夠焊接的部位減少的情況。導入焊接自動裝置時的本來目的是節省人力化和自動化。然而，當存在無法焊接的部分時，不得不人工對其進行焊接。而且，能夠自動化焊接的部位的比例減少，依賴于人工的比例增加，出現了與本來的目的相反的狀況。再有，對于串列多弧焊接專用焊矩，由于焊接過程中2電極的位置關系固定，因此，各電極相對于焊接對象即焊縫的焊接線的位置相對地確定。因此，能夠調整各電極的位置的范圍變小。并且，由于2電極只是同樣地進行移動，因此制約了恰當進行對焊接對象的焊縫而言必要的焊接。也就是說，針對一個電極改變相對于焊縫的電極角度或突出長度時，另一個電極伴隨于此也會變化，無法單獨恰當地調整各電極。
此外，當使一個電極擺動(weaving)時，不得不使另一個電極進行相同擺動。當然無法僅使一個擺動而另一個不擺動。這制約了對針對對象焊縫的合適焊接條件的決定，其結果增加了串聯多弧焊接的難度。與此相同的問題在電弧傳感器中也存在。利用2個電極的焊接電流和焊接電壓進行基于電弧傳感器功能的焊接位置修正，現在就能實現。但是，在串列多弧焊接專用焊矩的情況下，由于在一臺的焊接自動裝置上搭載了 2個電極，因此，無法針對2個電極單獨進行位置修正。此外，對于串列多弧焊接專用焊矩，盡管2電極的位置關系是固定的，但無法避免隨著使用發生少許的變形。該情況下，僅僅同樣修正兩電極的位置，則焊接目標位置會出現偏離。[專利文獻1]JP專利第4089755號公報
發明內容
本發明提供一種焊接方法和焊接系統，多個自動裝置的自由度不會受到束縛，并且可焊接的范圍也不會變小。本發明的焊接方法使用多臺焊接自動裝置進行焊接，該焊接自動裝置利用單電極進行焊接，其中，使由其他的焊接自動裝置進行的單電極的移動追隨由一臺焊接自動裝置進行的單電極的移動，一臺焊接自動裝置的單電極與其他焊接自動裝置的單電極針對同一焊接線在同一方向同時進行焊接。此外，本發明的焊接系統具備多個焊接自動裝置系統，焊接自動裝置系統具備機械手，保持單電極用的焊接用焊矩；控制裝置，根據預先存儲的動作程序，控制機械手的動作；和焊接電源裝置，對作為單電極的焊接用焊絲和焊接對象物之間供電，其中，使由其他的焊接自動裝置系統的機械手進行的單電極的移動追隨由一臺焊接自動裝置系統的機械手進行的單電極的移動，一臺的機械手的單電極與其他的機械手的單電極針對同一焊接線在同一方向同時進行焊接。根據這種結構，多個自動裝置能以各自最合適的姿勢決定自身的單電極的位置和姿勢，與使用串列多弧焊接專用焊矩的情況相比，自動裝置的自由度不會受到束縛，也不會減小可焊接的范圍。因此，可消除對于自動裝置姿勢的制約。
圖1是表示本發明的實施方式1中的焊接系統的概略結構圖。圖2是表示本發明的實施方式1中的消耗式焊接電極的動作圖。圖3是表示本發明的實施方式1中的程序的一例的圖。圖4是表示本發明的實施方式1中的插補處理的流程圖。圖5是表示本發明的實施方式1中的消耗式焊接電極的其他動作的圖。圖6是表示本發明的實施方式1中的程序的其他例的圖。圖7是表示本發明的實施方式1中的焊接具體例的圖。圖8A是表示本發明的實施方式2中的擺動處理的流程圖。圖8B是表示本發明的實施方式2中的擺動處理的流程圖。
圖9是表示本發明的實施方式2中的焊接具體例的圖。圖10是表示本發明的實施方式2中的焊接的其他具體例的圖。圖IlA是表示本發明的實施方式3中的電弧傳感器處理的流程圖。圖IlB是表示本發明的實施方式3中的電弧傳感器處理的流程圖。
具體實施例方式以下，參照附圖利用本實施方式對本發明進行說明。不過，本發明并不限定于實施方式。(實施方式1)圖1是表示本實施方式中的焊接系統的概略結構圖。圖1表示由兩臺基于同一機器結構的焊接自動裝置系統構成的例子。此外，焊接自動裝置系統彼此的連接方法也會因構成的機器的規格而有所不同，圖1的結構僅僅是一例。此外，為了方便說明，圖1中表示由兩臺焊接自動裝置系統構成的例子，但并不限定于此兩臺，也可以由3臺以上的更多的焊接自動裝置系統構成。此外，對于實際應用的焊接系統，多數情況下作為構成要素包括移動裝置，搭載機械手并使機械手移動；位置調節器，搭載作為焊接對象的母材，改變其姿勢；和用于搭載母材的夾具等。但是，這些對于本實施方式的說明來說不是必要的要素，為了方便在此省略說明。此外，在圖1中，為了方便說明，將一個焊接自動裝置系統稱為a，對焊接自動裝置系統a的各部的符號附加后綴a。此外，將另一個焊接自動裝置系統稱為b，對焊接自動裝置系統b的各部的符號添加后綴b。由此區別2個焊接自動裝置來進行說明。首先，對焊接自動裝置系統a的結構進行說明。焊接自動裝置系統a具備機械手 Ila和焊接電源裝置12a。電纜123a與設置于焊接電源裝置1 的焊矩端子121a連接。母材W與設置于焊接電源裝置12a的母材端子12 連接。焊絲送給裝置1 安裝于機械手 Ila0機械手Ila由控制裝置IOa來控制動作。在利用觸摸式傳感器單元13a的情況下，電纜123a經由該觸摸式傳感器單元13a與設置在焊絲送給裝置14a的供電端子141a連接。 在不利用觸摸式傳感器單元13a的情況下，該電纜123a直接與供電端子141a連接。焊絲送給裝置14a與單電極焊矩16a由焊矩電纜1 連接。焊矩電纜15a中穿過作為焊絲的消耗式焊接電極18a。一端與作為焊接對象的母材W連接的電纜IMa，其另一端與設置于焊接電源裝置12a的母材端子12 連接。進行焊接時，由焊接電源裝置1 對消耗式焊接電極18a與母材W之間供電從而產生電弧。通過發生電弧，構成從焊矩端子121a起經由消耗式焊接電極18a和母材W，與母材端子12 相連的焊接電流的回路。該焊接電流的回路中流過焊接電流。此外，由焊接電源裝置1 控制焊絲送給裝置14a，由此消耗式焊接電極18a被連續送給至母材W。并且，機械手Ila由控制裝置IOa控制動作，從而消耗式焊接電極18a沿著母材W的焊接線移動。由此進行電弧焊接。控制裝置IOa根據預先存儲在未圖示的存儲器中的動作程序來控制機械手Ila的動作。再有，控制裝置IOa向焊接電源裝置1 發送焊接電流和焊接電壓等的指令。焊接電源裝置1 按照其指令控制焊接電流和焊接電壓。
電弧傳感器17a，在焊接電源裝置12a的內部或上述焊接電流回路的某個部位計測焊接電流/焊接電壓，按照控制裝置IOa的請求對計測數據施加規定處理轉換為相當于自焊接線的偏離的數據，并發送至控制裝置IOa。控制裝置IOa根據接收到的相當于自焊接線偏離的數據，控制機械手Ila的動作，修正自焊接線的偏離。此外，雖然電弧傳感器17a 也未必一定要利用，但本實施方式中使用了電弧傳感器17a。此外，焊接自動裝置系統b對與焊接自動裝置a共同的母材W進行焊接，具有與焊接自動裝置系統a相同的結構。因而，省略對構成焊接自動裝置系統b的各個機器的說明。此外，圖1中控制裝置IOa與控制裝置IOb由自動裝置間通信電纜X連接。 在本實施方式中，與現有的串列多弧焊接相同，為了將2個消耗式焊接電極18a、 18b以靠近排列在焊接行進方向上的方式配置在焊接線上，在相對于焊接行進方向一方先行而另一方后行的狀態下，一邊在焊接行進方向上移動一邊使兩個消耗式焊接電極18a、 18b發生電弧。也就是說，在圖1的結構中，例如使基于另一個焊接自動裝置系統b的機械手lib的單電極焊矩16b內的消耗式焊接電極18a的移動，追隨基于一個焊接自動裝置系統a的機械手Ila的單電極焊矩16a內的消耗式焊接電極18a的移動。由消耗式焊接電極 18a與母材W之間發生的電弧、和消耗式焊接電極18b與母材W之間發生的電弧的、這兩個電弧形成一個熔池，并同時進行焊接。由此，能夠進行現有的串列多弧焊接這種的焊接。接下來，利用圖2對圖1所示的焊接系統的動作進行說明。圖2是表示本實施方式中的消耗式焊接電極的動作的圖。此外，圖2中所說明的情況是，圖1所示的焊接自動裝置系統a相對于焊接行進方向先行，焊接自動裝置系統b相對于焊接行進方向后行。在圖2中，P210、P211、P212和P213在時間序列上表示進行一個焊接線的焊接時，焊接線焊接前后的消耗式焊接電極18a和消耗式焊接電極18b的編程過的位置。在圖2中，當程序的實行開始信號輸入至圖1的控制裝置IOa和控制裝置IOb時， 機械手Ila和機械手lib開始動作，于是消耗式焊接電極18a和消耗式焊接電極18b到達 P210所示的位置。該位置是進行焊接之前的時刻的位置，消耗式焊接電極18a和消耗式焊接電極18b處于各自的坐標位置。機械手Ila和機械手lib繼續動作，消耗式焊接電極18a 和消耗式焊接電極18b如P211所示那樣到達焊接線L上，隔著一定間隔靠近。然后，雙方都開始焊接而發生電弧(P211為焊接開始位置)，以各自被指定的焊接條件進行焊接。消耗式焊接電極18a和消耗式焊接電極18b以作為焊接條件指定的焊接速度沿著焊接線L移動。當消耗式焊接電極18a和消耗式焊接電極18b到達P212的位置時，雙方的焊接自動裝置系統共同結束焊接。之后，從焊接線L進行退避動作，如P213所示那樣，消耗式焊接電極 18a和消耗式焊接電極18b在空中移動至彼此分離的位置。將用于進行這種動作的動作程序的一例作為PRG2表示在圖3中。此外，該程序例如存儲在控制裝置IOa或控制裝置IOb內。在圖3中，命令L201是使消耗式焊接電極18a和消耗式焊接電極18b移動至P210 所示的位置的指令。命令L202是用于指定進行焊接時使用的焊接條件的指令。命令L203 是使消耗式焊接電極18a和消耗式焊接電極18b移動至P211所示的位置的指令。命令L204 是使作為先行電極的消耗式焊接電極18a開始焊接的指令。命令L205是使作為后行電極的消耗式焊接電極18b開始焊接的指令。命令L206是使消耗式焊接電極18a和消耗式焊接電極18b的兩個電極移動至P212所示的位置的指令。命令L207是使作為先行電極的消耗式焊接電極18a結束焊接的指令。命令L208是使作為后行電極的消耗式焊接電極18b 結束焊接的指令。命令L209是使消耗式焊接電極18a和消耗式焊接電極18b的兩個電極移動至P213所示的位置的指令。在此，P210、P211、P212、P213表示作為焊接自動裝置的動作被編程的指示點。各指示點由為了確定消耗式焊接電極18a和消耗式焊接電極18b的兩個電極各自的位置所需要的數據構成。此外，作為用于確定該電極的位置而需要的數據，存在由以機械手的安裝位置為中心的正交坐標系(稱為自動裝置坐標系)中的消耗式焊接電極的坐標值(X，Y，Z)和歐拉角(φ，θ ,φ)的組合、或構成機械手的各軸的位置數據的組合等表示的數據。此外， 存在偏移軸(shift axis)和位置調節軸(positioner axis)的情況下，還包括這些位置數據。不過，在本實施方式中，可以使用任意的表現形式。接下來，利用圖4所示的流程圖，對用于從一個指示點移動至下一個指示點的一單位的插補處理進行說明。例如是差值的開始位置為如2所示的P211的位置，結束位置為圖2所示的P212的情況下的差值處理。此外，如前所述，在此P211是焊接起點位置，P212 是焊 接終點位置。按照圖4所示的流程進行的處理由一個控制裝置進行，將此焊接自動裝置系統稱為主裝置，將另一個焊接自動裝置系統稱為從裝置。為了由主裝置進行處理，程序和焊接條件等參數保存在主裝置的控制裝置的未圖示的存儲器內。主裝置與從裝置的不同在于一個主要進行控制另一個跟隨進行動作，但可以預先決定，任意的焊接自動裝置系統都可以成為主裝置也可以成為從裝置。并且，在機器的規格上不需要本質的不同。在本實施方式中， 將焊接自動裝置系統a作為主裝置、將焊接自動裝置系統b作為從裝置進行說明。此外，在焊接控制上，主裝置既可以是先行也可以后行，只要預先進行確定可以是任意一個。這由程序內的命令進行設定，但不進行設定的情況下默認是主裝置為先行。在此，對先行的是主裝置即焊接自動裝置系統a的情況進行說明。作為圖4所示的流程的處理，如SOlO至S290所示。再有，處理期間如圖4的左側所示那樣，從未圖示的存儲器讀出程序和焊接條件等的參數，進行處理，在S260和S270中向圖4右側所示的2個焊接自動裝置系統的驅動系統發出動作指令。從存儲器讀入的焊接條件是主裝置指示點、從裝置指示點、焊接電流、焊接電壓、焊絲送給速度等。對焊接自動裝置系統的驅動系統的動作指令，輸出至主裝置自動裝置的驅動機構以及從裝置自動裝置的驅動機構。在圖4中，首先使用登記在程序中的主裝置的指示點以及作為焊接條件指定的焊接速度等，進行主裝置的插補動作所需要的初始計算(S010)。在該計算中，計算全部插補次數N。此外，將對其后的插補位置計算的次數進行計數的插補計數值η置為0。接下來，使用登記在程序中的從裝置的指示點以及焊接速度等，進行從裝置的插補動作所需要的初始計算(S020)。全部插補次數N以提供的值進行。由此，主裝置和從裝置的插補動作為相同的全部插補次數，也就是在相同的時間內進行。接著，在S050至S070的期間，計算插補位置。首先，將插補次數加1之后(S050)， 使用更新之后的插補次數和之前求出的插補初始計算的結果，計算主裝置的插補位置 (S060)。然后，以相同的方式計算從裝置的插補位置(S070)。接下來，將S060中計算出的主裝置的插補位置作為驅動指令輸出至主裝置自動裝置的驅動機構(S260))。接著，將S070中計算出的從裝置的插補位置作為驅動指令輸出至從裝置的驅動機構(S270)。因為這一系列的處理由主裝置即焊接自動裝置系統a進行，因此對從裝置的焊接自動裝置系統b的驅動機構的指令，經由自動裝置間通信電纜X從主裝置發送至從裝置。從裝置接收該指令，并按照該指令使自身的驅動系統動作。接下來，判斷插補計數值η是否比全部插補次數N大膠80)，在插補計數值η不大于全部插補次數N的情況下，也就是插補計數值η不足全部插補次數N時(S280為否)， 返回至S050，反復插補計算。由此，實現從焊接的起始位置(Ρ221)順次向焊接的終點位置 (Ρ212)移動的動作。在S280中插補計數值η為全部插補次數N的情況下(S^O為是)，進行到達終點位置時的處理，結束作為一單位的插補動作(S^K))。在實際的動作中，在這一單位的插補動作的前后以及途中進行焊接控制。焊接控制是按照由程序內的命令所指定的焊接條件的設定內容，將焊接開始/結束指令、或如圖 4左側所示那樣將焊接電流/焊接電壓的指令、焊絲送給速度的指令等發送至焊接電源裝置。如上所述，由于程序以及焊接條件等的參數全部在主裝置的焊接自動裝置系統a 的控制裝置IOa的存儲器內，因此，給從裝置的焊接自動裝置系統b的焊接電源裝置12b的指令，經由自動裝置間通信電纜X從主裝置(焊接自動裝置系統a)發送至從裝置(焊接自動裝置系統b)。從裝置接收該指令，并按照該指令對焊接電源裝置12b進行指示。圖5中表示本實施方式中的其他動作例，圖6中表示其程序例。與圖2和圖3的情況的不同點主要在于，可切換由兩電極進行同時焊接和僅由一個電極進行焊接。在圖5中，P1010、PlOlU P1012、P1013、P1014、和P1015在時間序列上表示針對一個焊接線的焊接以及焊接前后的消耗式焊接電極18a和消耗式焊接電極18b的編程的位置。在圖5中，當程序的實行開始信號輸入控制裝置IOa和控制裝置IOb時，機械手 Ila和機械手lib開始動作，于是消耗式焊接電極18a和消耗式焊接電極18b到達P1010所示的位置。這樣，在進行焊接之前的時刻，消耗式焊接電極18a和消耗式焊接電極18b處于 P1010所示的各自的位置。然后，繼續動作，如PlOll所示那樣消耗式焊接電極18a到達焊接線L上，消耗式焊接電極18b到達焊接線L附近的空中。在此，僅消耗式焊接電極18a開始焊接從而發生電弧。并且，僅由消耗式焊接電極18a進行著焊接，在P1012消耗式焊接電極18a和消耗式焊接電極18b在焊接線L上靠近。在此，消耗式焊接電極18b也開始焊接從而發生電弧。雖然由兩電極進行焊接，當不久到達P1013時，僅消耗式焊接電極18a結束焊接。 然后，僅由消耗式焊接電極18b進行焊接，在焊接線上移動，另一方面，消耗式焊接電極18a 退避至空中。這是P1014的位置。在此，消耗式焊接電極18b也結束焊接。然后，如圖P1015所示，消耗式焊接電極18a和消耗式焊接電極18b在空中彼此移動至各自分離的位置。將用于進行這種動作的動作程序的一例作為PRGlO在圖6中表示。此外，該程序例如存儲在控制裝置IOa內。
在圖6中，命令L1001是使消耗式焊接電極18a和消耗式焊接電極18b 分別移動至P1010所示的位置的指令。命令L1002用于指定進行焊接時使用的焊接條件。命令 L1003是使消耗式焊接電極18a和消耗式焊接電極18b移動至PlOll所示的位置的指令。 命令L1004是使作為先行電極的消耗式焊接電極18a開始焊接的指令。命令L1005是使消耗式焊接電極18a和消耗式焊接電極18b移動至P1012所示的位置的指令。命令L1006是使作為后行電極的消耗式焊接電極18b開始焊接的指令。命令L1007是使消耗式焊接電極 18a和消耗式焊接電極18b的兩個電極移動至P1013所示的位置。命令L1008是使作為先行電極的消耗式焊接電極18a結束焊接的指令。命令L1009是使消耗式焊接電極18a和消耗式焊接電極18b的兩個電極移動至P1014所示的位置的指令。命令L1010是使作為后行電極的消耗式焊接電極18b結束焊接的指令。命令LlOll是使消耗式焊接電極18a和消耗式焊接電極18b的兩個電極移動至P1015所示的位置的指令。以上，由圖5可知，消耗式焊接電極18a和消耗式焊接電極18b的兩個電極的位置坐標分別不同。進行圖5和圖6所示這種的焊接的情況下，在一單位的動作的前后以及途中，也與利用圖2和圖3說明的情況同樣，作為一單位的插補動作實施圖4所示的流程的處理。在其前后以及途中進行的焊接控制通過如下方式實現，S卩按照由程序內的命令指定的焊接條件的設定內容，將焊接開始/結束的指令、和焊接電流/電壓的指令例如發送至焊接電源裝置1加。如上所述，配合主裝置的動作使從裝置進行動作，從而能夠使兩臺焊接自動裝置系統a、b的兩個消耗式焊接電極18a、18b配置在隔著一個間隔靠近的位置來進行動作。由此，能夠使用兩臺焊接自動裝置系統a、b與現有的串列多弧焊接法同樣地進行“一熔池二電弧焊接”。此外，由于在現有的使用串列多弧焊矩或兩個焊矩的焊接方法中，兩個消耗式焊接電極的位置關系被固定，因此不能分別改變各自的姿勢。但是，在本實施方式中，如上所述，各指示點由用于確定兩個消耗式焊接電極18a、18b的位置所需要的數據(坐標值(X，Y， Ζ)和歐拉角(Φ，θ，φ)的組合等)構成，這樣能夠分別取得各自最合適的姿勢。因此，與利用串列多弧焊接專用焊矩的情況相比，自動裝置的自由度沒有受到束縛，可焊接的范圍也不會變小。由此，消除對自動裝置的姿勢的制約。例如，可以如圖7所示那樣，利用本實施方式配合焊縫來對各單電極焊矩16a、16b 分別獲取各自的姿勢，提高了焊接施工上的便利性。圖7中表示對具有“ 形開口的角焊焊縫進行焊接的情況。假定需要在開口部Gl上堆滿一定長度的角焊焊道。在圖7中，先行的消耗式焊接電極18a進行開口部Gl的第1焊接W1，后行的消耗式焊接電極18b進行角焊縫部分的第2焊接W2。圖中示出的情況是，此時使后行的消耗式焊接電極18b相對于消耗式焊接電極18a增大傾斜由此期望獲得更加近乎平坦的焊道形狀。此外，對于由多個電極難以進行焊接的狹窄部等，由于能夠以兩臺焊接自動裝置系統a、b之中的一臺進行焊接，因此不會降低整體的自動化率。此外，本實施方式中的焊接方法以及焊接系統不使用串列多弧焊接用焊矩或兩焊矩焊接用的安裝機構之類的特殊機器，而是使用以單電極進行焊接的標準的焊接自動裝置系統。這樣，因為由標準的機器構成，因此可廉價且容易地獲得更換部件等，具有優異的維護性能。
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再有，與使用串列多弧焊接用焊矩或兩焊矩焊接用的安裝機構這種的特殊機器的情況相比，焊矩周圍是比較緊湊的。因此，對于使用串列多弧焊接用焊矩或兩焊矩焊接用的安裝機構時會因碰到焊接位置的周邊部件而無法焊接的部位，也能夠進行焊接，提高了便利性。能夠使兩臺通常以單電極進行焊接的焊接自動裝置系統根據需要進行串列多弧焊接，因此，可實現自由度較高的焊接系統。特別在將焊接自動裝置系統搭載于移動臺使其可移動的焊接系統中，能夠根據焊接對象和焊接位置實現基于單電極的焊接和串列多弧焊接，因此是非常有用的。(實施方式2)在本實施方式中，對于與實施方式1相同的部位使用相同的符號和名稱，省略其詳細的說明。本實施方式與實施方式1主要的不同點在于進行擺動動作。在圖3所示的作為程序的一例的PRG2中，命令L202用于指定焊接時使用的焊接條件。作為該焊接條件，通過指定焊接速度、先行電極以及后行電極的焊接電流和焊接電壓、進行擺動動作時的擺動參數組，由此進行擺動動作。焊接電流、焊接電壓自不用說，由于本實施方式的焊接方法以及焊接系統如圖1所示那樣使用兩個焊接自動裝置系統a、b，所以擺動參數等也能夠在先行電極和后行電極指定各自的值。圖8A、圖8B中表示在先行電極和后行電極進行不同的擺動參數下的擺動控制時的流程圖。SOlO至S290表示該處理。并且，在處理期間，如圖8A的流程圖左側所示那樣， 從未圖示的存儲器讀入程序和焊接條件等參數進行處理，如圖8B的流程圖右側所示那樣向焊接自動裝置系統的驅動系統發送動作指令。在圖8A、圖8B中，首先使用登記在動作程序中的主裝置的指示點以及作為焊接條件指定的焊接速度等，進行用于主裝置的插補動作所需要的初始計算(S010)。在該計算中， 計算全部插補次數N。此外，將對其后的插補位置計算的次數進行計數的插補計數值η置為 O0接下來，使用登記在程序中的從裝置的指示點以及焊接速度等，進行用于從裝置的插補動作所需要的初始計算(S020)。全部插補次數N以提供的值進行。由此，主裝置和從裝置的插補動作為相同的全部插補次數，也就是在相同的時間內進行。接下來，從控制裝置10a、10b的未圖示的存儲器讀入一組擺動參數，也就是讀入先行電極用的擺動參數和后行電極用的擺動參數(S030)。接著，使用設定先行 后行和主裝置 從裝置的關系的信息，進行主裝置的擺動初始計算和從裝置的擺動初始計算(S040)。如果是上述默認的狀態，則先行的擺動參數分配給主裝置，后行的擺動參數分配給從裝置。所謂擺動初始計算是決定主裝置和從裝置各自的每一間距(pitch)的插補次數Mm、Ms、或每一插補的擺動分量的計算式的處理。在該計算中，將主裝置和從裝置各自的一間距內插補計數值mm、ms置為0。接下來，在S050至S070期間計算插補位置。首先，將各插補次數遞增(S050)之后，使用更新之后的插補次數和之前求出的插補初始計算的結果，計算主裝置的插補位置 (S060)。接著，判斷主裝置有/無擺動(S140)。在S140中主裝置沒有擺動的情況下(S140 為否)，跳轉至從S180開始的從裝置的擺動處理。在S140中主裝置存在擺動的情況下(S140為是)，判斷是否為一個間距的途中(S150)。S150中如果是一個間距的途中(S150為是)，跳轉至S170，配合已在S160中求出的焊接線方向計算每個插補位置的擺動分量。在 S150中如果不是一個間距的途中(S150為否)，則由于轉移至新的擺動間距，因此為了以圓弧等的間距為單位讓焊接線方向變化，而重新計算焊接線方向(S160)。然后，計算每個插補位置的擺動分量(S170)。接下來，判斷從裝置有/無擺動(S180)。在S180中從裝置沒有擺動的情況下 (S180為否)，跳轉至從S220開始的指定位置的決定處理。在S180中從裝置有擺動的情況下(S180為是)，判斷是否為一個間距的途中(S190)。在S190中如果是一個間距的途中 (S190為是)，則跳轉至S210，配合已在S200中求得的焊接線方向計算每個插補位置的擺動分量。在S190中如果不是一個間距的途中(S190為否)，則由于轉移至新的擺動間距，因此為了以圓弧等的間距為單位讓焊接線方向變化，重新計算焊接線方向(S200)。然后，計算每個插補位置的擺動分量(S210)。接下來，在主裝置的插補位置加上主裝置在該插補位置處的擺動分量從而求出主裝置的指令位置(S220)。接著，在從裝置的插補位置加上從裝置在該插補位置處的擺動分量從而求出從裝置的指令位置(S250)。接下來，將主裝置的指令位置指令輸出至主裝置的驅動機構，由此進行主裝置伺服指令(S260)。接著，將從裝置的指令位置指令輸出至從裝置的驅動機構，由此進行從裝置伺服指令(S270)。此外，由于這一系列的處理由主裝置進行，因此給從裝置的驅動機構的指令經由自動裝置間通信電纜X從主裝置發送至從裝置，從裝置接收該指令，按照該指令使自身的驅動系統動作。接下來，判斷插補計數值η是否為全部插補次數N(S280)，在S280中插補計數值η 不足全部插補次數N時(S^O為否)，返回至S050，反復插補計算。由此，實現從起始位置順次向終點位置(P2U)移動的動作。在S280中插補計數值η為全部插補次數N的情況下 (S280為是)，進行到達終點位置時的處理，結束作為一單位的插補動作(S^K))。通過進行以上這種的處理，能夠分先行和后行進行不同的擺動。由此，例如能夠實現符合圖9所示的焊縫的擺動焊接施工。圖9是具有“ > ”形開口的角焊焊縫的情況，假定需要在開口部G2上堆滿一定長度的角焊焊道。在圖9中，先行的消耗式焊接電極18a進行開口部G2的第1焊接W1，后行的消耗式焊接電極18b進行角焊縫部分的第2焊接W2。此時，焊接開口部G2的先行的消耗式焊接電極18a以小振幅進行擺動WXa。后行的消耗式焊接電極18b相對于先行的消耗式焊接電極18a以較大的振幅并帶有傾斜地進行擺動WVb。 由此，焊接出近乎平坦的角焊縫焊道。此外，既可以由先行和后行的雙方來進行擺動，此外還可以僅由其中一方進行擺動。特別在圖10所示這種開口寬度非常窄從而沒有足夠的擺動富余的開口部G3的情況下， 可以選擇先行的消耗式焊接電極16a不進行擺動，僅后行的消耗式焊接電極16b進行擺動 WVb。(實施方式3)在本實施方式中，對于與實施方式1和實施方式2相同的部位附于相同的符號或名稱，并省略其詳細說明。本實施方式與實施方式1以及實施方式2的主要不同點在于利用電弧傳感器功能。在本實施方式中，利用圖1所示的電弧傳感器17a、17b，將相當于自焊接線的偏離的數據發送至控制裝置10a、10b。圖11A、圖IlB中表示進行利用電弧傳感器功能的控制時的流程圖。在本實施方式中，如圖IlA的流程圖左側所示那樣，從未圖示的存儲器讀入程序和焊接條件等參數進行處理，如圖IlB的流程圖右側所示那樣向焊接自動裝置系統a、b的驅動系統發送指令。在圖11A、圖IlB中，對于SOlO至S070，由于與圖8A、圖8B相同因此省略說明。 S080至S115為電弧傳感器處理。在此期間，從未圖示的傳感器讀入與電弧傳感器相關的焊接條件等的參數進行處理。在本實施方式中，與圖8A、圖8B同樣假定主裝置先行。在本實施方式中也是，焊接自動裝置系統a是主裝置，焊接自動裝置系統b是從裝置。首先，讀入與主裝置的電弧傳感器相關的焊接條件等的參數，判斷主裝置的電弧傳感器的有效無效(S080)。在S080中主裝置的電弧傳感器無效的情況下(S080為否)， 則跳轉至S 100的從裝置的電弧傳感器判定。在S080中主裝置的電弧傳感器有效的情況下(S080為是)，則從主裝置的電弧傳感器讀入相當于主裝置自焊接線的偏離的數據，進行計算主裝置的位置修正的處理。也就是說，基于主裝置的電弧傳感器計算主裝置軌跡修正 (S085)。接下來，判斷是否將基于主裝置的電弧傳感器的主裝置軌跡修正反映在從裝置上，也就是說判斷是否從裝置也利用主裝置的電弧傳感器修正(S090)。在S090中不將基于主裝置的電弧傳感器的主裝置軌跡修正反映在從裝置上的情況下，也就是從裝置不利用主裝置的電弧傳感器修正的情況下(S090為否)，跳轉至SlOO的從裝置的電弧傳感器判定。在 S090中將基于主裝置的電弧傳感器的主裝置的軌跡修正反映在從裝置上的情況下，也就是從裝置也利用主裝置的電弧傳感器修正的情況下(S090為是)，使用上述讀入的相當于主裝置的焊接位置自焊接線的偏離的數據，或者使用S085中計算出的主裝置位置的修正，計算從裝置的位置的修正。也就是說，基于主裝置的電弧傳感器計算從裝置軌跡修正(S095)。接下來，讀入與從裝置的電弧傳感器相關的焊接條件等的參數，判斷從裝置的電弧傳感器的有效無效(SlOO)。在SlOO中，從裝置的電弧傳感器無效的情況下(S100為否)， 結束電弧傳感器相關的處理，跳轉至S140的處理。在SlOO中，從裝置的電弧傳感器有效的情況下(S100為是)，從裝置的控制裝置IOb從從裝置的電弧傳感器讀入相當于從裝置自焊接線的偏離的數據。再有，將讀入的數據經由自動裝置間通信電纜X從從裝置發送至主裝置，主裝置計算從裝置位置的修正。也就是說，基于從裝置的電弧傳感器計算從裝置軌跡修正(S105)。再有，判斷是否將基于從裝置的電弧傳感器的從裝置軌跡修正反映在主裝置上， 也就是說判斷是否主裝置也利用從裝置的電弧傳感器修正(Slio)。在SllO中不將基于從裝置的電弧傳感器的從裝置軌跡修正反映在主裝置上的情況下，也就是主裝置不利用從裝置的電弧傳感器修正的情況下(S110為否)，結束電弧傳感器相關的處理，跳轉至S140的處理。在SllO中將基于從裝置的電弧傳感器的從裝置的軌跡修正反映在主裝置上的情況下，也就是主裝置也利用從裝置的電弧傳感器修正的情況下(S110為是)，使用上述讀入的相當于從裝置的焊接位置自焊接線的偏離的數據，或者使用S105中計算出的從裝置位置的修正，計算主裝置的位置的修正。對于S140至S250，由于與圖8A、圖8B相同，因此省略說明。然后，在S220中求得的主裝置的指令位置分別加上基于主裝置以及從裝置的電弧傳感器的主裝置位置的修正 (主裝置軌跡修正)，更新主裝置的指令位置(S25Q。接下來，在S250中求得的從裝置的指令位置分別加上基于主裝置以及從裝置的電弧傳感器的從裝置位置的修正(從裝置軌跡修正)，更新從裝置的指令位置(S256)。對于S260至S290，由于與圖8A、圖8B相同，因此省略說明。如以上所述，在本實施方式中，由兩個焊接自動裝置系統a、b分別進行電弧傳感器功能。但是，也可以由多個焊接自動裝置系統分別進行電弧傳感器功能。或者，也可以由 2臺焊接自動裝置系統a、b之中任意一個焊接自動裝置系統進行電弧傳感器功能從而得到修正信息來進行焊接位置的修正，另一個焊接自動裝置系統從一個焊接自動裝置系統得到修正信息，然后基于該修正信息修正焊接位置。此外，也可由多個焊接自動裝置之中的一臺至多臺焊接自動裝置進行電弧傳感器功能，一臺至多臺焊接自動裝置中的各焊接自動裝置根據基于電弧傳感器功能的修正信息，修正單電極相對于焊接線的位置。此時，不進行電弧傳感器功能的其他焊接自動裝置， 可以從一臺至多臺進行電弧傳感器功能的焊接自動裝置得到修正信息，根據該修正信息修正單電極相對于焊接線的位置。此外，在上述實施方式中，所說明的是利用兩臺自動裝置使另一方追隨一方，當然在使用三臺以上的自動裝置的情況下，能夠使兩臺以上的自動裝置追隨一臺的自動裝置。如上所述，本發明的焊接方法和焊接系統，使從裝置的焊接自動裝置系統追隨主裝置來進行焊接，因此，能夠任意組合多個焊接自動裝置系統來進行焊接，能夠提高作為系統整體的效率。(產業上的利用可能性)本發明的焊接方法和焊接系統能夠提高作為系統整體的效率，因此，作為使用多個焊接自動裝置系統進行高熔敷焊接的焊接方法和焊接系統等在產業上是有用的。符號說明IOaUOb控制裝置IlaUlb 機械手12a、12b焊接電源裝置121a、121b 焊矩端子122a、122b 母材端子124a,124b 電纜13a、13b觸摸式傳感器單元14a、14b焊絲送給裝置141a、141b 供電端子15a、15b 焊矩電纜16a、16b 單電極焊矩17a、17b 電弧傳感器18a、18b 消耗式焊接電極
a、b焊接自動裝置系統W 母材L焊接線X自動裝置間通信電纜
權利要求
1.一種焊接方法，使用多臺焊接自動裝置系統進行焊接，該焊接自動裝置系統利用單電極進行焊接，其中，使由其他的所述焊接自動裝置系統進行的所述單電極的移動追隨由一臺所述焊接自動裝置系統進行的所述單電極的移動，所述一臺焊接自動裝置系統的所述單電極與所述其他焊接自動裝置系統的所述單電極針對同一焊接線在同一方向同時進行焊接。
2.根據權利要求1所述的焊接方法，其中，每個所述焊接自動裝置系統中進行單獨的擺動動作。
3.根據權利要求1所述的焊接方法，其中，多個所述焊接自動裝置系統中的至少一臺所述焊接自動裝置系統一邊進行所述擺動動作一邊進行焊接，其他的所述焊接自動裝置系統不進行所述擺動動作。
4.根據權利要求1所述的焊接方法，其中，由所述各焊接自動裝置系統進行電弧傳感器功能，所述各焊接自動裝置系統根據基于所述電弧傳感器功能的修正信息，修正所述單電極相對于所述焊接線的位置。
5.根據權利要求1所述的焊接方法，其中，由至少一臺所述焊接自動裝置系統進行電弧傳感器功能，不進行所述電弧傳感器功能的其他所述焊接自動裝置系統，從進行所述電弧傳感器功能的所述焊接自動裝置系統得到修正信息，根據所述修正信息修正所述單電極相對于所述焊接線的位置。
6.根據權利要求1所述的焊接方法，其中，由一臺所述焊接自動裝置系統的所述單電極與母材之間發生的電弧、和其他所述焊接自動裝置系統的所述單電極與所述母材之間發生的其他電弧形成一個熔池，同時進行焊接。
7.根據權利要求1所述的焊接方法，其中， 使用兩臺所述焊接自動裝置系統。
8.一種焊接系統，具備多個焊接自動裝置系統，所述焊接自動裝置系統具備機械手， 保持單電極用的焊接用焊矩；控制裝置，根據預先存儲的動作程序，控制所述機械手的動作；和焊接電源裝置，對作為單電極的焊接用焊絲和焊接對象物之間供電，其中，使由其他的所述焊接自動裝置系統的機械手進行的所述單電極的移動追隨由一臺所述焊接自動裝置系統的所述機械手進行的所述單電極的移動，所述一臺的機械手的所述單電極與所述其他的機械手的所述單電極針對同一焊接線在同一方向同時進行焊接。
9.根據權利要求8所述的焊接系統，其中，由所述一個焊接自動裝置系統的所述單電極與母材之間發生的電弧、和所述其他焊接自動裝置系統的所述單電極與所述母材之間發生的其他電弧形成一個熔池，同時進行焊接。
10.根據權利要求8所述的焊接系統，其中， 使用兩臺所述焊接自動裝置系統。
全文摘要
本發明提供一種焊接方法和焊接系統，使基于其他的焊接自動裝置系統(b)的單電極(18b)的移動追隨基于一臺焊接自動裝置系統(a)的單電極(18a)的移動，一臺焊接自動裝置系統(a)的單電極(18a)和其他的焊接自動裝置系統(b)的單電極(18b)針對同一焊接線在同一方向同時進行焊接，根據這種結構，與使用串列多弧焊接專用焊矩的情況相比，不會束縛自動裝置的自由度，可焊接的范圍較大，解除了對自動裝置姿勢的制約。
文檔編號B23K9/173GK102159355SQ20108000262
公開日2011年8月17日 申請日期2010年2月16日 優先權日2009年2月25日
發明者吉間一雅, 正井稔朗 申請人:松下電器產業株式會社