專利名稱：坡口仿形電弧焊方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種例如大型船只的船體外板等大型鋼板的焊接，尤其涉及將碎焊絲、鋼粒、鐵粉等焊料(也稱作坡口填充材料)填充到坡口中，并用多個電極從單側進行電弧焊的厚鋼板的高速焊接。
背景技術：
專利文獻1日本專利特開平11-197831號公報專利文獻2日本專利特開平9-24470號公報專利文獻3日本專利特開2004-195502號公報專利文獻4日本專利特開2005-319507號公報專利文獻5日本專利特開2005-349407號公報專利文獻1公開了一邊用坡口仿形輥檢測坡口位置、一邊將多個焊接電極仿形到坡口中來對船頭或船尾的外板、即曲面鋼鐵板進行焊接的曲面坡口的仿形單側焊接。專利文獻2公開了一種焊接裝置，它使用將橫切坡口的狹縫激光光線投射到坡口中后用二維攝像機拍攝其反射光來對坡口位置及形狀進行檢測的光橫斷方式的坡口傳感器，并用同一個移動機構支撐該坡口傳感器和焊炬，通過驅(qū)動移動機構使坡口傳感器的視野中心位于測得的坡口中心，將焊炬仿形到坡口中。專利文獻3公開了適用于焊接中的坡口測量的上述光橫斷方式的焊接用激光傳感器。專利文獻4及專利文獻5分別具體地公開了高速地進行厚鋼板單側焊接的三電極或三個以上電極的單側埋弧焊的焊接條件。
以往，作為厚鋼板的高效率焊接方法，從下方向上驅(qū)動在頂面上散布有焊劑的墊板構件并使它墊著支撐在作為單側焊接對象的鋼板間的鋼板連接坡口部的底面上、在坡口中散布焊料的單側埋弧焊的焊接方法以造船為中心得到了廣泛應用。
在進行單側焊接的坡口中具有Y坡口和V坡口。Y坡口通過垂直地切斷或切削鋼板的焊接對象端部、再在保留稍許厚度部分(跟部鈍邊)的狀態(tài)下將切斷面切削成傾斜狀而形成，因此坡口加工費工夫，而且較長的切斷構件會因切斷時的熱而產(chǎn)生應變，從而難以使剩余的厚度部分變得均勻，直線性也受到影響，結果是兩個構件在配合時會產(chǎn)生間隙。V坡口通過將鋼板的焊接對象端部的整個厚度切斷或切削成傾斜狀而形成，故坡口加工簡單。然而，在V坡口、Y坡口加工中都會因切斷時的熱應變而使在將兩塊鋼板的進行了坡口加工的端部對接時容易在長度方向y上部分地產(chǎn)生圖19(b)所示的間隙，且間隙存在偏差。另外，也存在具有圖19(c)所示的厚度差的坡口。由于間隙的偏差或厚度差的偏差，在焊接時容易產(chǎn)生背面焊縫的形狀不整齊，另外，產(chǎn)生焊接缺陷的可能性也變高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明以防止單側焊接的焊接缺陷、使背面焊縫的形狀變得穩(wěn)定為第一目的，以提高使用多個電極的高速單側焊接的品質(zhì)為第二目的，以穩(wěn)定在高品質(zhì)為第三目的。
(1)一種坡口仿形電弧焊方法，一邊向焊接對象材料(5)的坡口供給焊料、一邊使焊接電極(71、74、76)自動地與所述坡口位置對準，并用所述焊接電極產(chǎn)生的電弧焊接所述坡口，其特征在于，檢測所述坡口的橫斷方向(x)上的位置(dC)及間隙(wG)，將所述焊接電極驅(qū)動到與所述測得的位置(dC)相適的位置上，生成對應所述焊接對象材料(5)的厚度(wT)及所述間隙(wG)的對坡口的焊料供給量信息(Vcw)，將所述焊料供給量信息(Vcw)保存在存儲構件(103)中，與坡口長度方向(y)上的焊接的進行關聯(lián)，在焊料供給口(58)到達進行了所述檢測的坡口長度方向(y)上的位置時，在焊料供給口(58)向坡口供給的焊料的供給速度達到所述焊料供給量信息(Vcw)表示的供給速度的時刻(Acw)，從所述存儲構件(103)讀出所述焊料供給量信息(Vcw)(圖10、圖11)，以所述讀出的焊料供給量信息(Vcw)表示的供給速度將焊料供給所述焊料供給口(58)。
另外，為了便于理解，作為例示和參考在括號中標記了圖示并下述的實施例的相應或相當要素的符號。下面也一樣。
由此，焊料便自動地以對應坡口長度方向(y)上的各位置的間隙和焊接對象材料厚度的進給速度供給該各位置，而且，焊接電極可被驅(qū)動到與坡口的橫斷方向(x)上的位置(dC)相適的位置上。由此，便可在沒有焊接缺陷的狀態(tài)下使坡口長度方向(y)上的背面焊縫的形狀變得穩(wěn)定。
(2)一種坡口仿形電弧焊方法，一邊向焊接對象材料(5)的坡口供給焊料、一邊使焊接電極(71、74、76)自動地與所述坡口位置對準，并用所述焊接電極產(chǎn)生的電弧焊接所述坡口，其特征在于，檢測所述焊接對象材料(5)的厚度(wT)、所述坡口的橫斷方向(x)上的位置(dC)及間隙(wG)，將所述焊接電極驅(qū)動到與所述測得的位置(dC)相適的位置上，生成對應所述測得的厚度(wT)及所述間隙(wG)的對坡口的焊料供給量信息(Vcw)，生成對應所述測得的厚度(wT)的焊接電流信息(Ao)、電壓信息(Vo)及焊接速度信息(Vw)，將所述焊料供給量信息(Vcw)、焊接電流信息(Ao)、電壓信息(Vo)及焊接速度信息(Vw)保存在存儲構件(103)中，與坡口長度方向(y)上的焊接的進行關聯(lián)，在焊料供給口(58)到達進行了所述檢測的坡口長度方向(y)上的位置時，在焊料供給口(58)向坡口供給的焊料的供給速度達到所述焊料供給量信息(Vcw)表示的供給速度的第一時刻(Acw)，從所述存儲構件(103)讀出所述焊料供給量信息(Vcw)(圖10、圖11)，與坡口長度方向(y)上的焊接的進行關聯(lián)，在焊接電極到達進行了所述檢測的坡口長度方向(y)上的位置時，在該焊接電極(71)的焊接電流、電壓及焊接速度達到所述焊接電流信息(Ao)、電壓信息(Vo)及焊接速度信息(Vw)表示的焊接電流、電壓及焊接速度的第二時刻(Ad1～Ad3)，從所述存儲構件(103)讀出所述焊接電流信息(Ao)、電壓信息(Vo)及焊接速度信息，以所述讀出的焊料供給量信息(Vcw)表示的供給速度將焊料供給所述焊料供給口(58)，將所述焊接電極的焊接電流、電壓及焊接速度控制為所述讀出的焊接電流信息(Ao)、電壓信息(Vo)及焊接速度信息表示的焊接電流、電壓及焊接速度。
由此，便可使坡口長度方向(y)上的焊接的溶入變得穩(wěn)定，從而提高焊接品質(zhì)，而且還可使坡口長度方向(y)上的背面焊縫的形狀變得穩(wěn)定。
(3)一種坡口仿形電弧焊方法，一邊向焊接對象材料(5)的坡口供給焊料、一邊使焊接電極(71、74、76)自動地與所述坡口位置對準，并用所述焊接電極產(chǎn)生的電弧焊接所述坡口，其特征在于，檢測所述坡口的橫斷方向(x)上的位置(dC)及間隙(wG)，將所述焊接電極驅(qū)動到與所述測得的位置(dC)相適的位置上，將測得的間隙(wG)保存在存儲構件(103)中，在與坡口長度方向(y)上的焊接的進行關聯(lián)的規(guī)定時刻(Acw)，從所述存儲構件(103)讀出所述間隙(wG)，生成對應所述焊接對象材料的厚度(wT)及所述間隙(wG)的對坡口的焊料供給量信息(Vcw)(圖17、圖18)，以所述讀出的焊料供給量信息(Vcw)表示的供給速度將焊料供給所述焊料供給口(58)，所述規(guī)定時刻(Acw)是指在焊料供給口(58)到達進行了所述檢測的坡口長度方向(y)上的位置時從焊料供給口(58)向坡口供給的焊料的供給速度達到所述焊料供給量信息(Vcw)表示的供給速度的時刻。
由此，焊料便自動地以對應坡口長度方向(y)上的各位置的間隙的進給速度供給該各位置，而且，焊接電極會被驅(qū)動到與坡口的橫斷方向(x)上的位置(dC)相適的位置上。由此，便可在沒有焊接缺陷的狀態(tài)下使坡口長度方向(y)上的背面焊縫的形狀變得穩(wěn)定。
(4)一種坡口仿形電弧焊方法，一邊向焊接對象材料(5)的坡口供給焊料、一邊使焊接電極(71、74、76)自動地與所述坡口位置對準，并用所述焊接電極產(chǎn)生的電弧焊接所述坡口，其特征在于，檢測所述焊接對象材料(5)的厚度(wT)、所述坡口的橫斷方向(x)上的位置(dC)及間隙(wG)，將所述焊接電極驅(qū)動到與所述測得的位置(dC)相適的位置上，將測得的厚度(wT)及間隙(wG)保存在存儲構件(103)中，在與坡口長度方向(y)上的焊接的進行關聯(lián)的第一時刻(Acw)，從所述存儲構件(103)讀出所述厚度(wT)及所述間隙(wG)，生成對應所述讀出的厚度(wT)及所述間隙(wG)的對坡口的焊料供給量信息(Vcw)(圖17、圖18)，以該焊料供給量信息(Vcw)表示的供給速度將焊料供給所述焊料供給口(58)，在與坡口長度方向(y)上的焊接的進行關聯(lián)的第二時刻(Ad1～Ad3)，從所述存儲構件(103)讀出所述厚度(wT)，生成對應該厚度(wT)的焊接電流信息(Ao)、電壓信息(Vo)及焊接速度信息(Vw)，將所述焊接電極(71)的焊接電流、電壓及焊接速度控制為該焊接電流信息(Ao)、電壓信息(Vo)及焊接速度信息(Vw)表示的焊接電流、電壓及焊接速度，第一時刻(Acw)是指在焊料供給口(58)到達進行了所述檢測的坡口長度方向(y)上的位置時從焊料供給口(58)向坡口供給的焊料的供給速度達到所述焊料供給量信息(Vcw)表示的供給速度的時刻，第二時刻(Ad1～Ad3)是指在焊接電極到達進行了所述檢測的坡口長度方向(y)上的位置時所述焊接電極的焊接電流、電壓及焊接速度達到所述焊接電流信息(Ao)、電壓信息(Vo)及焊接速度信息(Vw)表示的焊接電流、電壓及焊接速度的時刻。
由此，便可使坡口長度方向(y)上的焊接的溶入變得穩(wěn)定，從而提高焊接品質(zhì)，而且還可使坡口長度方向(y)上的背面焊縫的形狀變得穩(wěn)定。
(5)上述(1)至(4)中任一項所述的坡口仿形電弧焊方法，其特征在于，還檢測所述焊接對象材料(5)的坡口面?zhèn)缺砻娴母叨?dH)，并將所述焊接電極驅(qū)動到與測得的高度(dH)相適的高度。
(6)上述(2)或(4)所述的坡口仿形電弧焊方法，其特征在于，焊接電極在所述坡口長度方向(y)上分布有多個(71、74、76)，第二時刻包括針對各焊接電極的各時刻(Ad1～Ad3)在內(nèi)。
(7)一種坡口仿形電弧焊裝置，包括反復檢測焊接對象材料(5)的坡口的橫斷方向x上的位置(dC)及間隙(wG)的坡口檢測構件(54)；向所述坡口供給焊料的焊料供給構件(58)；利用電弧焊接所述坡口的焊接電極(71、74、76)對所述坡口檢測構件、焊料供給構件(58)及焊接電極(71、74、76)予以保持的基臺(4)；用于在坡口長度方向y及坡口橫斷方向x上驅(qū)動所述基臺的y驅(qū)動構件(3d)及x驅(qū)動構件(52)；通過所述x驅(qū)動構件(52)驅(qū)動所述基臺以使所述焊接電極對準與所述坡口檢測構件反復檢測的所述位置(dC)相適的位置的x驅(qū)動控制構件(52dx)；生成對應所述焊接對象材料(5)的厚度(wT)及所述間隙(wG)的對坡口的焊料供給量信息(Vcw)的焊料供給量信息生成構件(99)；存儲構件(103)；讀寫控制構件(105)，其對應所述坡口檢測構件(54)反復檢測的所述間隙(wG)將所述焊料供給量信息生成構件(99)反復生成的焊料供給量信息(Vcw)按生成順序?qū)懭胨龃鎯嫾c利用所述y驅(qū)動構件(3d)進行的所述基臺在坡口長度方向y上的驅(qū)動關聯(lián)，在所述坡口檢測構件(54)測得的坡口位置到達所述焊料供給構件(58)的焊料供給位置時，所述讀寫控制構件在對坡口的焊料供給速度達到針對該坡口位置生成的所述焊料供給量信息(Vcw)表示的供給速度的時刻(Acw)，從所述存儲構件(103)讀出所述焊料供給量信息(Vcw)(圖10、圖11)；以及以所述讀寫控制構件(105)從所述存儲構件(103)讀出的焊料供給量信息(Vcw)表示的供給速度通過所述焊料供給構件(58)將焊料供給所述坡口的供給控制構件(58c)。
(8)一種坡口仿形電弧焊裝置，包括反復檢測焊接對象材料(5)的厚度(wT)、該焊接對象材料(5)的坡口的橫斷方向x上的位置(dC)及間隙(wG)的坡口檢測構件(54)；向所述坡口供給焊料的焊料供給構件(58)；利用電弧焊接所述坡口的焊接電極(71、74、76)；對所述坡口檢測構件、焊料供給構件(58)及焊接電極(71、74、76)予以保持的基臺(4)；用于在坡口長度方向y及坡口橫斷方向x上驅(qū)動所述基臺的y驅(qū)動構件(3d)及x驅(qū)動構件(52)；通過所述x驅(qū)動構件(52)驅(qū)動所述基臺以使所述焊接電極對準與所述坡口檢測構件反復檢測的所述位置(dC)相適的位置的x驅(qū)動控制構件(52dx)；生成對應所述坡口檢測構件(54)測得的厚度(wT)及所述間隙(wG)的對坡口的焊料供給量信息(Vcw)的焊料供給量信息生成構件(99)；生成對應所述測得的厚度(wT)的焊接電流信息(Ao)、電壓信息(Vo)及焊接速度(Vw)的焊接信息生成構件；存儲構件(103)；讀寫控制構件(105)，其將所述焊料供給量信息、焊接電流信息、電壓信息及焊接速度信息寫入所述存儲構件，與坡口長度方向y上的焊接的進行關聯(lián)，在焊料供給口(58)達到進行了所述檢測的坡口長度方向y上的位置時，所述讀寫控制構件在焊料供給口(58)向坡口供給的焊料的供給速度達到所述焊料供給量信息(Vcw)表示的供給速度的第一時刻(Acw)從所述存儲構件(103)讀出所述焊料供給量信息(Vcw)(圖10、圖11)，與坡口長度方向y上的焊接的進行關聯(lián)，在焊接電極達到進行了所述檢測的坡口長度方向y上的位置時，所述讀寫控制構件在該焊接電極(71)的焊接電流、電壓及焊接速度達到所述焊接電流信息(Ao)、電壓信息(Vo)及焊接速度信息(Vw)表示的焊接電流、電壓及焊接速度的第二時刻(Ad1～Ad3)從所述存儲構件(103)讀出所述焊接電流信息(Ao)、電壓信息(Vo)及焊接速度信息(Vw)；
以讀出的焊料供給量信息(Vcw)表示的速度通過所述焊料供給構件(58)將焊料供給所述坡口的供給控制構件(58c)；以及將所述焊接電極(71、74、76)的焊接電流、電壓及焊接速度控制為讀出的焊接電流信息(Ao)、電壓信息(Vo)及焊接速度信息(Vw)表示的焊接電流、電壓及焊接速度的焊接控制構件(71c、74c、76c、3dy)。
(9)一種坡口仿形電弧焊裝置，包括反復檢測焊接對象材料(5)的坡口的橫斷方向x上的位置(dC)及間隙(wG)的坡口檢測構件(54)；向所述坡口供給焊料的焊料供給構件(58)；利用電弧焊接所述坡口的焊接電極(71、74、76)；對所述坡口檢測構件、焊料供給構件(58)及焊接電極(71、74、76)予以保持的基臺(4)；用于在坡口長度方向y及坡口橫斷方向x上驅(qū)動所述基臺的y驅(qū)動構件(3d)及x驅(qū)動構件(52)；通過所述x驅(qū)動構件(52)驅(qū)動所述基臺以使所述焊接電極對準與所述坡口檢測構件反復檢測的所述位置(dC)相適的位置的x驅(qū)動控制構件(52dx)；存儲構件(103)；讀寫控制構件(105a)，其將所述坡口檢測構件(54)反復檢測的所述間隙(wG)按生成順序?qū)懭胨龃鎯嫾c利用所述y驅(qū)動構件(3d)進行的所述基臺在坡口長度方向y上的驅(qū)動關聯(lián)，所述讀寫控制構件在規(guī)定時刻(Acw)從所述存儲構件(103)讀出所述間隙(wG)(圖17、圖18)；生成對應所述焊接對象材料(5)的厚度(wT)及讀出的間隙(wG)的對坡口的焊料供給量信息(Vcw)的焊料供給量信息生成構件(99)；以及以生成的焊料供給量信息(Vcw)表示的供給速度通過所述焊料供給構件(58)將焊料供給所述坡口的供給控制構件(58c)，所述規(guī)定時刻(Acw)是指在所述坡口檢測構件(54)測得的各坡口位置達到所述焊料供給構件(58)的焊料供給位置時對坡口的焊料供給速度達到針對各坡口位置生成的所述焊料供給量信息(Vcw)表示的供給速度的時刻(Acw)。
(10)一種坡口仿形電弧焊裝置，包括反復檢測焊接對象材料(5)的厚度(wT)、該焊接對象材料(5)的坡口的橫斷方向x上的位置(dC)及間隙(wG)的坡口檢測構件(54)；向所述坡口供給焊料的焊料供給構件(58)；利用電弧焊接所述坡口的焊接電極(71、74、76)；對所述坡口檢測構件、焊料供給構件(58)及焊接電極(71、74、76)予以保持的基臺(4)；用于在坡口長度方向y及坡口橫斷方向x上驅(qū)動所述基臺的y驅(qū)動構件(3d)及x驅(qū)動構件(52)；通過所述x驅(qū)動構件(52)驅(qū)動所述基臺以使所述焊接電極對準與所述坡口檢測構件反復檢測的所述位置(dC)相適的位置的x驅(qū)動控制構件(52dx)；存儲構件(103)；讀寫控制構件(105a)，其將所述坡口檢測構件(54)反復檢測的所述厚度(wT)及所述間隙(wG)按生成順序?qū)懭胨龃鎯嫾c利用所述y驅(qū)動構件(3d)進行的所述基臺在坡口長度方向y上的驅(qū)動關聯(lián)，所述讀寫控制構件在第一時刻(Acw)從所述存儲構件(103)讀出所述厚度(wT)及間隙(wG)，在第二時刻(Ad1～Ad3)從所述存儲構件(103)讀出所述厚度(wT)(圖17、圖18)；生成對應第一時刻讀出的厚度(wT)及間隙(wG)的對坡口的焊料供給量信息(Vcw)的焊料供給量信息生成構件(99)；生成對應第二時刻讀出的厚度(wT)的焊接電流信息(Ao)、電壓信息(Vo)及焊接速度信息(Vw)的焊接信息生成構件(100)；以生成的焊料供給量信息(Vcw)表示的供給速度通過所述焊料供給構件(58)將焊料供給所述坡口的供給控制構件(58c)；以及將所述焊接電極(71、74、76)的焊接電流、電壓及焊接速度控制為生成的焊接電流信息(Ao)、電壓信息(Vo)及焊接速度信息(Vw)表示的焊接電流、電壓及焊接速度的焊接控制構件(71c、74c、76c、3dy)，第一時刻(Acw)是指在焊料供給口(58)到達進行了所述檢測的坡口長度方向y上的位置時從焊料供給口(58)向坡口供給的焊料的供給速度達到所述焊料供給量信息(Vcw)表示的供給速度的時刻，第二時刻(Ad1～Ad3)是指在焊接電極到達進行了所述檢測的坡口長度方向y上的位置時所述焊接電極的焊接電流、電壓及焊接速度達到所述焊接電流信息(Ao)、電壓信息(Vo)及焊接速度信息(Vw)表示的焊接電流、電壓及焊接速度的時刻。
(11)上述(8)或(10)所述的坡口仿形電弧焊裝置，其特征在于，所述焊接電極在所述坡口長度方向y上分布有多個(71、74、76)，第二時刻包括針對各焊接電極的各時刻(Ad1～Ad3)在內(nèi)。
(12)上述(7)至(11)中任一項所述的坡口仿形電弧焊裝置，其特征在于，所述檢測構件(54)也檢測所述焊接對象材料(5)的坡口面?zhèn)缺砻娴母叨?dH)，所述坡口仿形電弧焊裝置還包括用于在所述坡口的深度方向z上驅(qū)動所述基臺的z驅(qū)動構件(53)、以及通過所述z驅(qū)動構件(53)驅(qū)動所述基臺以使所述焊接電極對準與測得的所述高度(dH)相適的位置的z驅(qū)動控制構件(53dz)。


圖1是表示安裝有本發(fā)明的第一實施例的焊接裝置的大型板焊接設備的一部分的概要的方框圖。
圖2是圖1所示墊板支撐裝置14的放大側視圖。
圖3是圖2所示墊板銅板支撐結構部分的放大側視圖，圖3(a)表示的是剛在墊板銅板21上散布了背面焊劑5rf的狀態(tài)，圖3(b)表示的是將背面焊劑5rf推壓到大型板5的背面上的埋弧焊的狀態(tài)。
圖4是從圖1所示焊接小車3吊下的焊接頭基臺4的放大主視圖。
圖5是表示從圖1所示焊接小車3吊下的焊接頭基臺4的支撐結構的概要的放大側視圖。
圖6是進一步放大表示圖4的焊接頭基臺4的放大主視圖。
圖7是進一步放大表示圖5的焊接頭基臺4的放大側視圖。
圖8是表示安裝在圖5所示控制盤90上的焊接控制系統(tǒng)要素的概要的方框圖。
圖9是表示圖6及圖8所示坡口測量頭54的坡口拍攝界面的俯視圖。
圖10是表示圖8所示變換&延遲器98的結構的概要的方框圖。
圖11是表示圖10所示讀寫控制器105的數(shù)據(jù)輸入、輸出控制的概要的流程圖。
圖12是圖6及圖8所示操作板80的放大主視圖。
圖13表示圖12所示液晶觸摸屏81的顯示界面的放大主視圖。
圖14表示圖12所示液晶觸摸屏81的顯示界面的放大主視圖。
圖15表示圖12所示液晶觸摸屏81的顯示界面的放大主視圖。
圖16表示圖12所示液晶觸摸屏81的顯示界面的放大主視圖。
圖17是表示安裝在本發(fā)明的第二實施例的焊接裝置上的變換&延遲器98a的結構的概要的方框圖。
圖18是表示圖17所示讀寫控制器105a的數(shù)據(jù)輸入、輸出控制的概要的流程圖。
圖19(a)是形成有焊接對象的坡口的大型板5的俯視圖，圖19(b)是該坡口的放大橫截面圖，圖19(c)是表示其它坡口形狀的放大橫截面圖。
(元件符號說明)1導軌2門型小車3焊接小車3d小車驅(qū)動機構(y驅(qū)動構件)4焊接頭基臺5大型板5rf背面焊劑5ff正面焊劑5cw碎焊絲Ew埋弧焊焊絲6～9導軌
11墊板銅板小車12～16墊板支撐裝置21墊板銅板21s銅板支撐臺21h通氣軟管22升降架23墊板銅板小車24、25臂部26、27二段氣缸式油壓千斤頂28鏈式輸送機29槽板30、31環(huán)鏈32鏈輪41車輪42、43垂直塊體44、45大型板搬運輥46固定輥47升降調(diào)整輥48傳送帶49焊劑散布、回收車50垂直架51升降架52水平x驅(qū)動機構(x驅(qū)動構件)53升降電動機(z驅(qū)動構件)54坡口測量頭57吊腳58碎焊絲散布裝置59碎焊絲料斗
60a、60b近程傳感器69粉塵回收機70第一焊劑散布噴嘴71第一埋弧焊焊炬(L)72線圈座73焊劑料斗74第二埋弧焊焊炬(T1)75第二焊劑散布噴嘴76第三埋弧焊焊炬(T2)77焊劑回收器80操作板90控制盤具體實施方式
本發(fā)明的其它目的及特征將通過參照附圖進行的下面的實施例的說明得以明確。
(實施例1)圖1中表示了安裝有本發(fā)明的第一實施例的焊接裝置的大型板焊接設備的一部分的概要。在沿垂直于圖1紙面的水平x方向延伸的導軌1上安置有門型小車2，它可在導軌1上沿水平x方向行駛。在門型小車2的沿水平y(tǒng)方向延伸的梁上安裝有沿水平y(tǒng)方向行駛的焊接小車3，該焊接小車3對焊接頭基臺4進行支撐。在本實施例中，在基臺4上安裝有具有多個電極的單側埋弧焊裝置。
利用定位焊連接多塊鋼板形成的大型板5由未圖示的搬運輥在圖1所示高度(z位置)沿水平x方向進行搬運。另外，基臺4(單側埋弧焊裝置)沿水平y(tǒng)方向(箭頭y的反方向)驅(qū)動，對大型板5的分布在水平x方向上的、用定位焊連接的兩塊鋼板間的鋼板連接焊接部進行埋弧焊。此時，墊板銅板21向上方z上升，并夾有散布在其頂面上的焊劑推壓到大型板5背面的鋼板連接焊接部上。
在地面(凹槽底面)上，在水平y(tǒng)方向跨數(shù)十米地鋪設有沿水平x方向延伸的多根導軌6～9，在這些導軌上載置有墊板銅板小車11。在該小車11上安裝有多個墊板支撐裝置12～16。
圖2中放大表示了墊板支撐構件14。在小車11上具有垂直塊體42、43，在它們上方具有大型板搬運輥44、45以及用于調(diào)整鋼板連接部高度的下支撐固定輥46及下支撐升降調(diào)整輥47。鋼板連接部位于墊板銅板21的正上方，鋼板連接部的圖2中的左側鋼板由固定輥46進行下支撐，右側鋼板由升降調(diào)整輥47調(diào)整為與左側鋼板的高度相同。升降架22由塊體42和43導向，可沿z上下移動。在升降架的頂面上可沿x方向左右移動地安置有墊板銅板小車23，在該小車23上具有墊板銅板21。在升降架22上具有向左右突出的臂部24、25，這些臂部24、25由二段氣缸式油壓千斤頂26、27進行下支撐。油壓千斤頂26、27由墊板銅板小車11下支撐。在升降架22的升降空間的下方具有鏈式輸送機28，它由墊板銅板小車11支撐。
鏈式輸送機28的環(huán)鏈30、31通過與鏈輪32(圖1)嚙合而架設在鏈輪32上，環(huán)鏈30、31的粉末體搬運用的多個刮腳像蜈蚣的腳那樣突出在鏈的兩側(x方向)。上側的鏈30的刮腳與沿y方向延伸的槽板29滑動接觸，它通過沿y方向移動使從墊板銅板21排出、落下并落入槽板29中的焊接后的殘留焊劑、熔渣沿y方向搬運，再如圖1所示落入沿x方向延伸的傳送帶48中，由傳送帶48沿x方向搬出。
在用焊劑散布/回收車49除去墊板銅板21上的焊接后的殘留焊劑、熔渣、使它們掉落到鏈式輸送機28上進行回收時，以及為了后面的焊接而將新焊劑散布在墊板銅板21上時，墊板銅板21位于圖2中實線所示的下退避位置(z位置)。散布有后面焊接用的新焊劑的墊板銅板21通過壓油注入二段氣缸式油壓千斤頂26、27中使活塞桿頂出而被向上推壓到圖2中用雙點劃線表示的位置(z位置)。這樣，在鋼板連接部上壓緊著散布有新焊劑的墊板銅板21的狀態(tài)表示在圖3(a)中。
圖3(a)所示的5rf是散布在墊板銅板21上的背面焊劑。油壓千斤頂26、27對墊板銅板21的向上驅(qū)動在墊板銅板21的頂面位于作為焊接對象材料的大型板5的底面以下大致為2cm時停止。接著，向由消防用高壓水管轉(zhuǎn)用的通氣軟管21h中輸入高壓氣體，使通氣軟管21h膨脹變圓，由此，使銅板支撐臺21s向上驅(qū)動，從而使墊板銅板21向上驅(qū)動，進而使散布在墊板銅板21上的5mm厚的背面焊劑5rf與大型板5的底面緊壓。這種狀態(tài)下，位于焊接頭基臺4上的多臺埋弧焊機一邊沿y方向行駛，一邊焊接作為鋼板連接部的坡口。在焊接中，在將碎焊絲5cw進給到大型板5的坡口中進行埋弧焊時，如圖3(b)所示，在作為焊料的碎焊絲5cw的上面散布正面焊劑5ff，在其中，作為消耗電極的焊接焊絲Ew的電弧對碎焊絲5cw進行熔解。若y方向全長上的焊接完成，墊板銅板21便回到圖2中實線所示的下退避位置上(z位置)。
鏈式輸送機28位于升降架22的下方，與升降架22分離，并由小車11固定支撐，因此它不構成下支撐升降架22的油壓千斤頂?shù)呢撦d。以往將油壓千斤頂置于鏈式輸送機或螺旋式輸送機的下方來向上驅(qū)動升降架22，因此從大型板底面(焊接中的墊板銅板的頂面位置)到油壓千斤頂?shù)酌娴纳疃?z距離)較深(長)，從而需要設置墊板銅板小車11用的深凹槽。
然而，如圖2所示，在升降架22的升降空間的x方向上，支撐臂部24、25突出到兩側的外方，這些支撐臂部24、25由二段氣缸式油壓千斤頂26、27下支撐，因此從大型板5的底面到油壓千斤頂26、27的底面的深度(z距離)變淺(變短)，從而可使設置墊板銅板小車11用的凹槽的所需深度變淺。即，即使是較淺的凹槽，也可以安裝墊板支撐裝置，并安裝殘留焊劑排出用的傳送帶。
圖4及圖5中表示了焊接頭基臺4的支撐結構。從利用包括車輪驅(qū)動電動機在內(nèi)的圖5所示的車輪驅(qū)動機構3d(y驅(qū)動機構)在y方向上自行行駛的焊接小車3吊下有垂直架50，在該垂直架50上可在上下方向z上自由升降地支撐有升降架51，它利用包括升降電動機53在內(nèi)的升降機構(z驅(qū)動機構)在上下方向z上升降移動。在該升降架51上可在水平方向x上自由水平移動地吊下支撐有焊接頭基臺4(圖5)，它利用升降架51上的包括未圖示的水平驅(qū)動電動機在內(nèi)的水平x驅(qū)動機構52(圖5)在水平方向x、即橫切坡口的方向(坡口的寬度方向)上驅(qū)動。
如圖6所示，在焊接頭基臺4上，檢測大型板5是否存在的近程傳感器60a、60b、坡口檢測頭54、碎焊絲散布裝置58、第一上焊劑散布噴嘴70、第一埋弧焊焊炬71(L)、第二埋弧焊焊炬74(T1)、第二上焊劑散布噴嘴75、第三埋弧焊焊炬76(T2)、以及焊劑回收器77在焊接移動方向y上按從前到后的順序進行配置，并由基臺4支撐。另外，可以在第三埋弧焊焊炬76(T2)及焊劑回收器77之間緊隨第三焊炬76(T2)安裝未圖示的第四埋弧焊焊炬(T3)。
在焊接移動方向y上構成最前端的近程傳感器60a、60b均是磁性檢測傳感器，對鋼板(鐵板)的靈敏度最高，它們分別具有磁場產(chǎn)生線圈，通過在該線圈上施加交流電壓，將基于下方是否存在因該線圈產(chǎn)生的交變磁場而形成渦電流的導電體(代表性的是金屬體)而產(chǎn)生的該線圈或其它附加傳感器線圈的阻抗變化轉(zhuǎn)變?yōu)闄z測信號。在本實施例中，用這些近程傳感器60a、60b來檢測焊接對象大型板在焊接方向上的末端(從有鋼板到?jīng)]有鋼板)。如圖19(a)所示，在焊接對象大型板5上預先通過焊接而連接有起始引板5s及終止引板5e，單側埋弧焊從起始引板5s的位置開始，前進到終止引板5e處終止。由于在終止前的大型板末端的焊接處容易產(chǎn)生焊接缺陷，故使用近程傳感器60a、60b來檢測大型板末端，并在檢測到末端后適時地進行狹縫形態(tài)或階梯形多層焊形態(tài)的焊接停止處理，為了提高末端檢測的可靠性，安裝了兩個近程傳感器60a、60b，而且為了不檢測終止引板5e，兩者被配置在終止引板5e的外側(圖5、圖7)。
近程傳感器60a、60b后方的坡口檢測頭54投射橫切坡口的狹縫狀激光光線，并用二維CCD攝像機拍攝來自坡口的反射光，并定周期地將拍攝圖像、即光橫斷圖像傳送給坡口檢測器97(圖8)。在焊接頭基臺4的焊接時的移動方向y上的所述坡口檢測頭54的后方具有碎焊絲散布裝置58的散布噴嘴。該碎焊絲散布裝置58由手動位置調(diào)整機構支撐。收容在安裝在焊接頭基臺4上的碎焊絲料斗59中的碎焊絲利用碎焊絲料斗59下方的碎焊絲進給機構向該碎焊絲散布裝置58供給。
在焊接頭基臺4的焊接時的移動方向y上的所述碎焊絲散布裝置58的后方具有第一焊劑散布噴嘴70，在其后方具有第一埋弧焊焊炬71(L)，焊劑散布噴嘴70由埋弧焊焊炬71的基桿進行支撐。埋弧焊焊炬71的基桿由焊接頭基臺4進行支撐。從安裝在焊接小車3的線圈座72(圖4、圖5)上的三個線盤中的一個中向埋弧焊焊炬71送出作為消耗電極的埋弧焊焊絲(Ew圖3)。焊劑從焊劑料斗73(圖4、圖5)供給第一焊劑散布噴嘴70。
在焊接頭基臺4的焊接時的移動方向y上的所述第一埋弧焊焊炬71(L)的后方具有第二埋弧焊焊炬74(T1)，其基桿由焊接頭基臺4進行支撐。從安裝在焊接小車3的線圈座72上的三個線盤中的另一個向埋弧焊焊炬74送出埋弧焊焊絲。在焊接頭基臺4的焊接時的移動方向y上的所述第二埋弧焊焊炬74(T1)的后方具有第二焊劑散布噴嘴75，在其后方具有第三埋弧焊焊炬76(T2)，第二焊劑散布噴嘴75由第三埋弧焊焊炬76的基桿進行支撐。埋弧焊焊炬76的基桿由焊接頭基臺4進行支撐。在埋弧焊焊炬76上，從安裝在焊接小車3的線圈座72上的三個線盤中的剩下的一個中送出有埋弧焊焊絲。焊劑從焊劑料斗73供給第二焊劑散布噴嘴75。
另外，在使用四個電極時，未圖示的第四埋弧焊焊炬(T3)配置在焊接頭基臺4的焊接時的移動方向y上的所述第三埋弧焊焊炬76(T2)的后方，并安裝在焊接頭基臺4上。在焊接小車3上的線圈座72上安裝有四個線盤，從其中一個送出的埋弧焊焊絲通過第四埋弧焊焊炬(T3)送往坡口。
在焊接頭基臺4的焊接時的移動方向y上的所述第三埋弧焊焊炬76(T2)的相當后面的位置上具有焊劑回收器(吸嘴)77，其基桿由焊接頭基臺4進行支撐。焊劑回收器77吸入焊接后的坡口周圍的殘留焊劑，并將其返回到焊劑料斗73(圖4、圖5)中。焊劑回收用的空氣吸入由粉塵回收機69進行。在粉塵回收機69中具有捕獲微粒粉塵的過濾器(空氣過濾器)，除去了微粒粉塵的空氣從粉塵回收機69排出。
在小車3上搭載有控制盤90(圖5)，在焊接頭基臺4上安裝有操作板80(圖4、圖6)。
圖8中表示了安裝在控制盤90上的焊接控制系統(tǒng)要素的概要。位于控制盤90上的小車驅(qū)動控制器3dy是對小車驅(qū)動機構3d(圖5)的車輪驅(qū)動用交流電動機進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動和速度控制的AC伺服電路，它通過輸入、輸出接口96，根據(jù)坡口仿形控制器92的微處理器(MPU)93給出的正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)、啟動/停止信號進行交流電動機的正轉(zhuǎn)啟動、反轉(zhuǎn)啟動、停止，另外，它還響應輸入、輸出接口96的D/A轉(zhuǎn)換器通過對變換&延遲器98給出的焊接目標速度數(shù)據(jù)Vw模擬轉(zhuǎn)換而得到的目標速度信號，將小車3的行駛速度控制為目標速度Vw。小車驅(qū)動控制器3dy將用于交流電動機的速度反饋的旋轉(zhuǎn)同步脈沖輸出到輸入、輸出接口96中。輸入、輸出接口96通過對該旋轉(zhuǎn)同步脈沖進行分頻而將其轉(zhuǎn)換為低頻率的小車移動同步脈沖Sxo(圖10)，并發(fā)給變換&延遲器98。
上下驅(qū)動控制器53dz是對z驅(qū)動機構的升降電動機53(脈沖電動機)步進驅(qū)動的脈沖驅(qū)動電路，它通過輸入、輸出接口96，根據(jù)變換&延遲器98給出的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)步數(shù)(dH圖10)進行升降電動機53的正轉(zhuǎn)步進驅(qū)動、反轉(zhuǎn)步進驅(qū)動。
左右驅(qū)動控制器52dx是對水平x驅(qū)動機構52的橫走電動機(脈沖電動機)步進驅(qū)動的脈沖驅(qū)動電路，它通過輸入、輸出接口96，根據(jù)變換&延遲器98給出的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)步數(shù)(dC圖10)進行橫走電動機的正轉(zhuǎn)步進驅(qū)動、反轉(zhuǎn)步進驅(qū)動。
第一焊炬的焊炬控制器71c通過輸入、輸出接口96響應坡口仿形控制器92的MPU93給出的啟動/停止信號，控制設置在地上的第一焊接電源向第一焊炬供給/停止焊接電力，并響應輸入、輸出接口96的D/A轉(zhuǎn)換器通過對變換&延遲器98給出的焊接目標電流數(shù)據(jù)1Ao模擬轉(zhuǎn)換而得到的目標電流信號，將第一焊接電源的電流輸出(焊接電流)控制為目標電流值1Ao。另外，還響應輸入、輸出接口96的D/A轉(zhuǎn)換器通過對變換&延遲器98給出的焊接目標電壓數(shù)據(jù)1Vo模擬轉(zhuǎn)換而得到的目標電壓信號，控制第一焊炬71向坡口送出的埋弧焊焊絲的進給速度，以使焊接控制器71c測得的焊接電壓(依賴于從焊炬向坡口的焊絲伸出長度)變?yōu)槟繕穗妷?Vo。
第二焊炬的焊接控制器74c、第三焊炬的焊接控制器76c、以及第四焊炬的焊接控制器78c的結構及功能與上述第一焊炬的焊接控制器71c相同，可在上述說明中將第一替換為第二～第四、將1Ao替換為2Ao～4Ao、并將1Vo替換為2Vo～4Vo。
碎焊絲供給控制器58c用輸入、輸出接口96的D/A轉(zhuǎn)換器通過對變換&延遲器98給出的焊接目標速度數(shù)據(jù)Vw模擬轉(zhuǎn)換而得到的焊接目標速度信號Vw來補正輸入、輸出接口96的D/A轉(zhuǎn)換器通過對變換&延遲器98給出的目標供給速度數(shù)據(jù)Vcw模擬轉(zhuǎn)換而得到的目標速度信號Vcw，并以補正值作為目標速度值來控制位于碎焊絲料斗59(圖6)下部的碎焊絲進給機構的進給電動機的旋轉(zhuǎn)速度，以使基于該電動機的碎焊絲進給速度變?yōu)槟繕怂俣戎怠Ｔ诒緦嵤├?，所述目標供給速度數(shù)據(jù)Vcw適用于小車3以標準焊接速度Vws行駛時的情況。因此，在達到焊接目標速度信號Vw的焊接速度時，以目標供給速度Vcw與補正系數(shù)Vw/Vws的積作為所述補正值。
焊劑供給控制器70c通過輸入、輸出接口96響應坡口仿形控制器92的MPU93給出的ON/OFF信號，驅(qū)動、停止位于焊劑料斗73(圖5)上的焊劑進給器。焊劑進給速度通過設定焊劑料斗73上的手動調(diào)整機構來確定。
焊劑回收控制器73c通過輸入、輸出接口96響應坡口仿形控制器92的MPU93給出的ON/OFF信號，驅(qū)動、停止位于粉塵回收機69(圖5)上的吸入送風機。吸入速度通過設定粉塵回收機69上的手動調(diào)整器來確定。
如圖8所示，在另一個輸入、輸出接口91上連接有操作板80、近程傳感器60a、60b、以及坡口檢測器97。近程傳感器60a、60b的表示有無大型板(焊接對象材料)的檢測信號通過輸入、輸出接口91付與坡口仿形控制器92的MPU93。如果有焊接起始輸入，那么MPU93便會使基臺4(小車3)從起始引板5s(圖19)的外側通過起始引板的上方，驅(qū)動其沿y方向在大型板5的上方移動，并以近程傳感器60a、60b都出現(xiàn)大型板存在的檢測信號時為基點，從此處適時地開始焊接。在焊接前進到大型板5的末端附近時，以傳感器60a、60b都出現(xiàn)大型板不存在的檢測信號時為基點，從此處適時地停止焊接。
圖9表示了坡口檢測頭54的拍攝界面的概要。坡口檢測器97取入坡口檢測頭54定周期地反復送出的如圖9所示的表示橫斷光線像的坡口拍攝圖像，利用圖像處理技術，加強橫斷光線像，進行直線處理，并進行細線化，利用基于三角法的運算處理，將圖像上的大型板表面的高度偏差dHi轉(zhuǎn)換成大型板5的高度偏差dH，將圖像上的大型板的厚度wTi轉(zhuǎn)換成大型板5的厚度wT，將圖像上的坡口間隙wGi轉(zhuǎn)換成實際的坡口間隙wG，并將相對于橫斷方向x的界面中心位置的間隙wGi的中心位置偏差dCi轉(zhuǎn)換成間隙wG相對于檢測頭54的橫斷方向x的位置偏差dC。即，計算出大型板5的高度偏差dH、厚度wT、以及坡口的間隙wG及位置偏差dC。對計算出的dH、wT、wG、dC的前幾次的計算值一邊進行舍去舊值加入新值的更新一邊保存，計算出平均值，并在舍去相對于該平均值的偏差過大的計算值后再次計算平均值，將其輸出給變換&延遲器98。坡口檢測器97在每次坡口檢測頭54將新的坡口拍攝圖像送入坡口檢測器97中時進行該處理。
另外，在具有顯示器的遠程終端、例如個人計算機與坡口檢測器54相連、且在該個人計算機上安裝有坡口檢測軟件(程序)時，坡口檢測器97可將坡口檢測頭54輸出的坡口拍攝圖像、以及計算出的高度偏差dH、厚度wT、間隙wG及位置偏差dC輸入個人計算機，通過個人計算機將它們顯示在顯示器上。利用個人計算機，可以進行坡口檢測頭54的拍攝條件以及坡口檢測器97的圖像處理條件及運算參數(shù)的調(diào)整。
圖10表示了變換&延遲器98的結構的概要。在坡口檢測器97輸出的高度偏差dH、厚度wT、間隙wG及位置偏差dC中，高度偏差dH及位置偏差dC鎖存(寫入、保存)在輸出鎖存器104的No.0鎖存中，它們通過接口96付與上下驅(qū)動控制器53dz及左右控制驅(qū)動器52dx。上下驅(qū)動控制器53dz向著使高度偏差dH變?yōu)?的方向以相當于dH的量步進驅(qū)動z驅(qū)動機構的升降電動機53。左右驅(qū)動控制器52dx向著位置偏差dC變?yōu)?的方向以相當于dC的量步進驅(qū)動水平x驅(qū)動機構52的橫走電動機。由此，基臺4被驅(qū)動，坡口檢測頭54的高度被維持在離開大型板5的表面的規(guī)定位置上，且拍攝視野中心被維持在坡口中心。不僅是坡口檢測頭54，碎焊絲散布裝置58及焊炬71、74、76以及焊劑散布噴嘴70、75及焊劑回收器77也由基臺4進行支撐，因此它們也同樣地位于離開大型板5表面的規(guī)定位置上并定位在坡口中心。這就是本實施例的坡口仿形。
大型板5的厚度數(shù)據(jù)wT及間隙數(shù)據(jù)wG作為地址指定數(shù)據(jù)付與由非易失性存儲器構成的對碎焊絲供給速度的變換表99，厚度數(shù)據(jù)wT又作為地址指定數(shù)據(jù)付與由非易失性存儲器構成的對焊接條件(焊接電流、電壓、速度)的變換表100。
適用本實施例的埋弧焊的坡口如圖19(b)所示，角度為40°，依賴于板厚(wT)和間隙(wG)的坡口截面積如表1中所示。相對于這種坡口截面積可形成良好的背面焊縫的碎焊絲高度要求如表2中所示，在大型板厚度wT對應的標準焊接速度Vws下，表示用于填充碎焊絲直到上述最佳碎焊絲高度的碎焊絲進給速度的進給速度數(shù)據(jù)Vcw與厚度值及間隙值對應地寫入變換表99中。變換表99將分配給坡口檢測器97給出的wT、wG的供給速度數(shù)據(jù)Vcw輸出給輸入鎖存器101。
(表1)對應于板厚和間隙的坡口截面積(mm2)

(表2)對應于板厚及電極數(shù)的焊接條件

另外，相對于使用的電極數(shù)，需要用于實現(xiàn)高品質(zhì)的單側埋弧焊的供給各焊炬的焊絲、焊接電流、焊接電壓、以及焊接速度。表2中表示了使用四個電極時的一例。在對焊接條件(焊接電流、電壓、速度)的變換表100中，具有適用于雙電極單側埋弧焊的雙電極用變換表、適用于三電極單側埋弧焊的三電極用變換表、以及適用于四電極單側埋弧焊的四電極用變換表。各變換表收納有與大型板5的厚度對應的焊接速度值Vw(焊接中的小車3的行駛速度)、以及針對所使用的各焊炬的焊接電流目標值Ao及焊接電壓目標值Vo，從與給出的電極數(shù)對應的變換表中，將與給出的厚度數(shù)據(jù)wT對應的焊接速度數(shù)據(jù)Vw、以及針對各焊炬的焊接電流目標值Ao及焊接電壓目標值Vo輸出給輸入鎖存器101。
在基臺4上可以安裝四個焊炬(L、T1、T2、T3)，在變換表100之后的數(shù)據(jù)傳輸線中，包括傳輸分別針對第一～第四焊炬的焊接電流目標數(shù)據(jù)1Ao～4Ao的數(shù)據(jù)傳輸線、傳輸分別針對第一～第四焊炬的焊接電壓目標數(shù)據(jù)1Vo～4Vo的數(shù)據(jù)傳輸線、傳輸焊接目標速度數(shù)據(jù)Vw的數(shù)據(jù)傳輸線、以及傳輸碎焊絲進給目標速度數(shù)據(jù)Vcw的數(shù)據(jù)傳輸線。
坡口檢測器97在定周期地反復輸出數(shù)據(jù)的同時將數(shù)據(jù)讀入有效期間信號Sdo輸出給讀寫控制器105。該有效期間信號Sdo的低平L表示數(shù)據(jù)讀入(輸出數(shù)據(jù)有效)，H表示數(shù)據(jù)無效。由微處理器(MPU)構成的讀寫控制器105在有效期間信號Sdo從H切換為L后經(jīng)過規(guī)定延遲時間后將鎖存指示信號付與輸入鎖存器101，并將由坡口檢測器97輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)由變換表99、100后變換得到的變換數(shù)據(jù)Vcw、Vw、1Ao～4Ao、以及1Vo～4Vo鎖存(更新保存)到輸入鎖存器101中。
讀寫控制器105對數(shù)據(jù)選擇器102的輸入選擇及延遲存儲器103的寫入/讀出進行控制，它將變換數(shù)據(jù)Vcw、Vw、1Ao～4Ao、以及1Vo～4Vo寫入延遲存儲器103中，并在寫入后經(jīng)過數(shù)秒的延遲時間后讀出，將它們鎖存到輸出鎖存器104中，通過輸入、輸出接口96分別將Vcw及Vw輸出給碎焊絲供給控制器58c、將Vw輸出給小車驅(qū)動控制器3dy、將1Ao及1Vo輸出給第一焊炬的焊接控制器71c、將2Ao及2Vo輸出給第二焊炬的焊接控制器74c、將3Ao及3Vo輸出給第三焊炬的焊接控制器76c、將4Ao及4Vo輸出給第四焊炬的焊接控制器78c。在本實施例中，延遲存儲器103由RAM構成。
坡口仿形控制器92的MPU93將操作人員從操作板80輸入并保存在操作板80內(nèi)的非易失性存儲器中的單側埋弧焊的焊炬構成數(shù)據(jù)中的電極數(shù)、以及分別與從坡口檢測頭54到碎焊絲散布裝置58的散布口的距離(Acw)、從坡口檢測頭54到第一焊炬71的焊絲前端的距離(Ad1)、從坡口檢測頭54到第二焊炬74的焊絲前端的距離(Ad2)、從坡口檢測頭54到第三焊炬76的焊絲前端的距離(Ad3)及從坡口檢測頭54到第四焊炬(T3)的焊絲前端的距離(Ad4)相當?shù)男≤囈苿油矫}沖Sxo的產(chǎn)生數(shù)Acw、Ad1～Ad4付與讀寫控制器105。
寫入延遲存儲器103的Vcw在寫入后，在產(chǎn)生Acw個小車移動同步脈沖Sxo時，讀寫控制器105將其從延遲存儲器103中讀出，鎖存到輸出鎖存器104的No.1中，并輸出給碎焊絲供給控制器58c。另外，Acw為從與坡口檢測頭54到碎焊絲散布裝置58的散布口的距離相當?shù)囊苿油矫}沖Sxo的產(chǎn)生數(shù)中減去從改變碎焊絲料斗59下部的碎焊絲進給機構的進給電極的目標速度值起到在碎焊絲散布裝置58的供給口處的碎焊絲供給速度變?yōu)楦淖兒蟮墓┙o速度值為止的延遲時間內(nèi)的移動同步脈沖Sxo的產(chǎn)生數(shù)而得到的值。
寫入延遲存儲器103的Vw、1Ao及1Vo在寫入后，在產(chǎn)生Ad1個小車移動同步脈沖Sxo時，讀寫控制器5將它們從延遲存儲器103中讀出，鎖存到輸出鎖存器104的No.2中，并分別將Vw輸出給小車驅(qū)動控制器3dy、將1Ao及1Vo輸出給第一焊炬的焊接控制器71c。寫入延遲存儲器103的2Ao及2Vo在寫入后，在產(chǎn)生Ad2個小車移動同步脈沖Sxo時，讀寫控制器5將它們延遲存儲器103中讀出，鎖存到輸出鎖存器104的No.3中，并輸出到第二焊炬的焊接控制器74c中。寫入延遲存儲器103的3Ao及3Vo在寫入后，在產(chǎn)生Ad3個小車移動同步脈沖Sxo時，讀寫控制器5將它們延遲存儲器103中讀出，鎖存到輸出鎖存器104的No.4中，并輸出到第三焊炬的焊接控制器76c中。另外，寫入延遲存儲器103的4Ao及4Vo在寫入后，在產(chǎn)生Ad4個小車移動同步脈沖Sxo時，讀寫控制器5將它們延遲存儲器103中讀出，鎖存到輸出鎖存器104的No.5中，并輸出到第四焊炬的焊接控制器78c中。
若將所述數(shù)據(jù)Vcw、Vw、1Ao～4Ao、以及1Vo～4Vo作為一個組，那么延遲存儲器103具有可寫入大于Ad4所能設定的最大值(從坡口檢測頭54到第四焊炬T3的焊絲的距離所能設定的最大值)的組數(shù)并將其讀出的存儲容量。讀寫控制器105在每來一個移動同步脈沖Sxo時對延遲存儲器103的全部數(shù)據(jù)組進行使寫入地址增加一個地址大小的地址上移，并在空出的最前端地址中寫入保存在輸入鎖存器101中的一組數(shù)據(jù)。在該地址上移中，讀出地址Ad4中的數(shù)據(jù)組，將其保存在讀寫控制器105內(nèi)部的寄存器中，在指定地址變?yōu)榈刂稟d4+1后，將該保存的數(shù)據(jù)組付與數(shù)據(jù)選擇器102的B輸入端，并從數(shù)據(jù)選擇器102輸出給延遲存儲器103，寫入地址Ad4+1中。即，使地址Ad4中的數(shù)據(jù)組的地址加1(上移一個地址的量)。對后面的地址Ad4-1中的數(shù)據(jù)組也進行相同的上移，接著依次進行地址上移，直到最前端地址中的數(shù)據(jù)組為止。接著，在最前端地址中寫入數(shù)據(jù)選擇器102的A輸入端的數(shù)據(jù)、即輸入鎖存器101保存的數(shù)據(jù)組。
這種地址上移和新數(shù)據(jù)組寫入在每來一個移動同步脈沖Sxo時進行，故在延遲存儲器103的地址Acw、Ad1～Ad4中有著進行了上述延遲的數(shù)據(jù)組，因此可以讀出延遲存儲器103的地址Acw、Ad1～Ad4中的數(shù)據(jù)組并得到進行了上述延遲的數(shù)據(jù)組。
圖11中表示了讀寫控制器105的數(shù)據(jù)輸入、輸出控制的概要。若操作人員的啟動指示(焊接啟動按鈕開啟)從操作板80通過輸入、輸出接口91付與坡口仿形控制器92的MPU93，那么在滿足埋弧焊的開始條件時，MPU93便會將啟動指示(Start)付與讀寫控制器105。讀寫控制器105響應該啟動指示，對有效期間信號Sdo的到來進行檢測(步驟S2～S5)，若有效期間信號Sdo的到來(信號Sdo從H到L的變化)沒有發(fā)生，則對小車移動同步脈沖Sxo的到來進行檢測(步驟S8～S11)。另外，下面將省去括號內(nèi)的“步驟”兩字而只標記步驟識別標記。
在有效期間信號Sdo的到來檢測(步驟S2～S5)中，若Sdo線的電壓電平從H(無效)切換為L(有效)，那么讀寫控制器105便會在寄存器FSdo(MPU的內(nèi)部存儲器)中寫入L(“0”)(S2～S4)，進行輸入數(shù)據(jù)的更新(S6，S7)。即，輸入數(shù)據(jù)dH、dC更新鎖存到輸出鎖存器104的No.0中(S6)，輸入數(shù)據(jù)wT、wG經(jīng)由變換表99、100變換得到的變換數(shù)據(jù)Vcw、Vw、1Ao～4Ao、1Vo～4Vo更新鎖存到輸入鎖存器101中(S7)。若Sdo線的電壓電平從L(有效)切換為H(無效)，則在寄存器FSdo中寫入H(“1”)(S5)，之后，在Sdo線的電壓電平從H(無效)切換為L(有效)之前，不進行輸入數(shù)據(jù)的更新。由此，與有效期間信號Sdo的脈沖(L)同步地進行輸入數(shù)據(jù)的更新、即坡口檢測器97的檢測數(shù)據(jù)的讀入。
在小車移動同步脈沖Sxo的到來檢測(步驟S8～S10)中，若Sxo脈沖信號線的電壓電平從H(無效)切換為L(有效)，那么讀寫控制器105便會在寄存器FSxo(MPU的內(nèi)部存儲器)中寫入L(“0”)(S8～S10)，進行延遲存儲器103的存儲數(shù)據(jù)的地址上移(S12)、輸入鎖存器101的數(shù)據(jù)對最前端地址中的寫入(S13)、以及地址Acw、Ad1～Ad4中的數(shù)據(jù)(延遲數(shù)據(jù))的讀出和輸出(S14)。若Sxo脈沖信號線的電壓電平從L(有效)切換為H(無效)，則在寄存器FSxo中寫入H(“1”)(S11)，之后，在Sxo脈沖信號線的電壓電平從H(無效)切換為L(有效)之前，不進行上述地址上移(S12)、輸入鎖存器101的數(shù)據(jù)對最前端地址中的寫入(S13)、以及地址Acw、Ad1～Ad4中的數(shù)據(jù)(延遲數(shù)據(jù))的讀出和輸出(S14)。由此，與小車移動同步脈沖Sxo(L)同步地進行數(shù)據(jù)的延遲處理及延遲數(shù)據(jù)輸出的更新、即對控制器58c、3dy、71c、74c及78c的目標值數(shù)據(jù)的更新。
若近程傳感器60a、60b都檢測不到大型板5，那么坡口仿形控制器92的MPU93便會進行末端停止控制，若末端停止處理完成，則將OFF指示付與控制器3dy及73c(圖8)，并將停止(Stop)指示付與讀寫控制器105。讀寫控制器105響應停止(Stop)指示，停止輸入數(shù)據(jù)讀入及輸出數(shù)據(jù)的更新，并對輸入鎖存器101、延遲存儲器103及輸出鎖存器104進行初始化(刪除數(shù)據(jù))，等待啟動指示。
再次參照圖8。在輸入、輸出接口96中具有根據(jù)操作人員的介入對變換&延遲器98的輸出數(shù)據(jù)進行調(diào)整(補正)的補正電路，操作人員從操作板80輸入的調(diào)整值或變更值通過坡口仿形控制器92付與輸入、輸出接口補正電路的補正值輸入端。由此，單側埋弧焊的實際焊接條件不只是由坡口檢測頭54及坡口檢測器97的坡口檢測特性以及變換表99及100的數(shù)據(jù)變換特性確定，還由來自操作板80的操作人員的介入來確定。但是，基于操作人員介入的焊接條件的補正、調(diào)整或變更與延遲無關，在操作人員介入時立即反映到焊接條件中。
圖12中表示了操作板80的操作盤面。盤面最上部的兩個“末端檢測”燈82中的“左”燈及“右”燈分別表示近程傳感器60b及60a檢測到/未檢測到大型板，在檢測到大型板的狀態(tài)下發(fā)綠光，在未檢測到大型板時熄滅。四個表83從左側起依次為第一～第四焊炬各自的焊接電流表。在它們右側的表是表示小車行駛速度(焊接速度)的速度表。在各表下側的圓形顯示按鈕84a、84b中的標記為D的按鈕是下降指示開關，標記為U的按鈕是上升指示開關，若按下它們，便可使顯示值下降或上升，從而改變目標值，由此，實際的焊接電流值或焊接速度便可下降或上升，從而使表的顯示改變。四個表85從左側起依次為第一～第四焊炬各自的焊接電壓表。在五個圓形顯示的按鈕87中的標記為“前”的按鈕是表示用手動指示向“前方”(焊接時的前進方向)驅(qū)動焊接小車3的前驅(qū)動指示開關，標記為“后”的按鈕是表示向后方驅(qū)動的開關，“?！卑粹o是指示小車驅(qū)動停止的開關?！案摺卑粹o指示高速驅(qū)動，“低”按鈕指示低速驅(qū)動。
在下方具有液晶觸摸屏81，在其左側具有三個按鈕86。其中一個是指示系統(tǒng)電源(控制系統(tǒng)電源)接通(ON)的“接通”按鈕開關，另一個是指示該電源切斷(OFF)的“切斷”按鈕開關，另外，“E”按鈕開關是緊急停止指示開關。液晶觸摸屏81右側的四個按鈕是指示焊劑回收的ON、OFF用的“起”、“?！卑粹o開關、以及指示焊劑散布的ON、OFF用的“起”、“?！卑粹o開關。在它們的右側具有焊接開始指示用的“起”按鈕開關及停止指示用的“?！卑粹o開關89。
在液晶觸摸屏81的背面?zhèn)染哂凶x取操作板80的輸入、控制操作板80上的指示燈(發(fā)光二極管)的CPU；存儲有該CPU的控制程序的ROM；在控制時用于進行數(shù)據(jù)的暫時存儲等的RAM；存儲液晶觸摸屏81的顯示數(shù)據(jù)的VRAM；以及與該VRAM相連、進行液晶觸摸屏81的顯示時刻控制及觸摸輸入檢測等的液晶顯示控制器LCDC等。在LCDC上連接有用背光燈進行照明的液晶觸摸屏81。在CPU上連接有驅(qū)動背光燈9的變換器、操作鍵(輸入開關)群的鍵矩陣、顯示LED的LED矩陣及驅(qū)動這些LED的LED驅(qū)動器等。另外，在連接有CPU的數(shù)據(jù)總線上連接有用于記錄焊接模式及初始設定值的非易失性RAM(NVRAM)。
在圖13～圖16中表示了液晶觸摸屏81所顯示的焊接條件確認用及設定用輸入界面的數(shù)例。另外，在圖13～圖16中的任何一個界面中，顯示數(shù)值“123”及“12”為顯示各種值的設定值或輸入值的部位，這些值是為了表示顯示部位(及輸入位置)而標記的，并非表示實際值。圖13(a)是單側埋弧焊的輸入初始界面。若操作人員觸摸該界面上的符合焊接對象大型板厚度的板厚(例如16mm)并觸摸“V形坡口”按鈕，那么液晶觸摸屏81的顯示便會變?yōu)閳D13(b)所示，表示指定板厚的V形坡口焊接用的標準焊接條件，在觸摸“Y形坡口”按鈕時，則變?yōu)閳D14(a)所示，表示指定板厚的Y形坡口焊接用的標準焊接條件。
若操作人員觸摸顯示焊接條件的界面上的“精加工條件”，那么液晶觸摸屏81的顯示會變?yōu)閳D14(b)所示，表示指定板厚的標準精加工條件。若操作人員觸摸焊接條件顯示界面上的“SULIT”按鈕和“機械條件No.1”按鈕，那么會變?yōu)閳D15(a)所示，表示對大型板焊接的末端進行“狹縫”處理的末端停止條件。在觸摸“CASCADE”按鈕和“機械條件No.1”時，變?yōu)閳D15(b)所示，表示對大型板焊接的末端進行“階梯形多層焊”處理的末端停止條件。若操作人員觸摸顯示界面上的“機械條件2”按鈕，那么在液晶觸摸屏81中會變?yōu)閳D16所示的焊炬距離等的輸入界面，該初始顯示值表示的是基準設定狀態(tài)下的距離L7～L13。在實際的焊炬距離等不是基準設定狀態(tài)下的距離時，操作人員在圖16所示的界面上輸入實際的設定距離。
上述各種輸入界面上的數(shù)值(但是，圖13(a)的板厚表除外)可通過操作人員的輸入而改變。在觸摸圖13(a)所示的界面上的特定板厚后，觸摸“V形坡口”或“Y形坡口”，從而顯示圖13(b)或圖14(a)所示的標準條件界面時，指定板厚的V形坡口或Y形坡口的標準焊接條件錄入坡口仿形控制器92中。之后，若操作人員需要通過輸入進行變更而觸摸界面上的輸入鍵“E”，那么坡口仿形控制器92中的錄入信息便變更為該界面上的顯示值(操作人員輸入值)。另外，坡口仿形控制器92基于錄入的焊炬距離等(圖16的L7～L13)計算出延遲讀出的地址值Acw、Ad1～Ad4，并將它們與電極數(shù)一起付與讀寫控制器105。
若按下操作板80的焊接啟動按鈕89，那么坡口仿形控制器92便會將錄入其中的焊接條件通過輸入、輸出接口96付與控制器3dy等，開始進行錄入焊接條件下的焊接。之后，在近程傳感器60a、60b都切換為檢測到大型板的狀態(tài)后，若小車3前進的距離大于從近程傳感器60a、60b到第四焊炬T3的距離(在使用四個電極時)，或大于從近程傳感器60a、60b到第三焊炬76的距離(在使用三個電極時)，或大于從近程傳感器60a、60b到第二焊炬74的距離(在使用雙電極時)，那么坡口仿形控制器92便會將輸入、輸出接口96切換為通過輸入、輸出接口96將變換&延遲器98的輸出輸出給控制器3dy等的仿形模式。在該仿形模式下，坡口仿形控制器92可根據(jù)操作板80的上升、下降開關84a、84b的開啟來增加、減小輸入、輸出接口96中施加在變換&延遲器98的輸出上的補正值。
若近程傳感器60a、60b都切換為未檢測到大型板的狀態(tài)，那么坡口仿形控制器92便會在之后的規(guī)定時刻進行末端停止條件下(圖15)的停止處理，終止焊接。
本發(fā)明的第二實施例的焊接裝置將上述第一實施例的變換&延遲器98換成了圖17所示的變換&延遲器98a。圖17所示的變換&延遲器98a在用延遲存儲器103對坡口檢測器97輸出的厚度數(shù)據(jù)wT及間隙數(shù)據(jù)wG進行延遲后，用變換表99、100將這些數(shù)據(jù)wT、wG轉(zhuǎn)換為碎焊絲供給速度Vcw、焊接速度Vw、目標焊接電流1Ao～4Ao、以及目標焊接電壓1Vo～4Vo。
圖18中表示了圖17所示的讀寫控制器105a的數(shù)據(jù)輸入、輸出控制的概要。若操作人員的啟動指示從操作板80通過輸入、輸出接口91付與坡口仿形控制器92的MPU93，那么在滿足埋弧焊的開始條件時，MPU93便會將啟動指示(Start)付與讀寫控制器105a。讀寫控制器105a響應該啟動指示，對有效期間信號Sdo的到來進行檢測(S2～S5)，若有效期間信號Sdo的到來(信號Sdo從H到L的變化)沒有發(fā)生，則對小車移動同步脈沖Sxo的到來進行檢測(S8～S11)。
有效期間信號Sdo的到來檢測(S2～S5)的內(nèi)容與圖11所示的第一實施例的相同。若有效期間信號Sdo到來，即若Sdo線的電壓電平從H(無效)切換為L(有效)，那么讀寫控制器105a便進行輸入數(shù)據(jù)的更新(S6、S7a)。即，輸入數(shù)據(jù)dH、dC更新鎖存到輸出鎖存器104的No.0中(S6)，輸入數(shù)據(jù)wT、wG更新鎖存到輸入鎖存器101中(S7a)。該輸入數(shù)據(jù)的更新在每次有效期間信號Sdo到來時進行。
小車移動同步脈沖Sxo的到來檢測(步驟S8～S10)的內(nèi)容也與圖11所示第一實施例的相同。若小車移動同步脈沖Sxo到來，即若Sxo脈沖信號線的電壓電平從H(無效)切換為L(有效)，那么讀寫控制器105a便會進行延遲存儲器103的存儲數(shù)據(jù)的地址上移(S12)、輸入鎖存器101的數(shù)據(jù)wT、wG對最前端地址中的寫入(S13a)、以及地址Acw、Ad1～Ad4中的數(shù)據(jù)(延遲數(shù)據(jù))wT、wG的讀出和向Vcw、Vw、1Ao～4Ao、1Vo～4Vo的轉(zhuǎn)換及輸出(S14a)。該處理在每次小車移動同步脈沖Sxo(L)到來時進行。其它的結構及功能與上述第一實施例的相同。
權利要求
1.一種坡口仿形電弧焊方法，一邊向焊接對象材料的坡口供給焊料、一邊使焊接電極自動地與所述坡口位置對準，并用所述焊接電極產(chǎn)生的電弧焊接所述坡口，其特征在于，檢測所述坡口在橫斷方向上的位置及間隙，將所述焊接電極驅(qū)動到與所述測得的位置相適的位置上，生成對應所述焊接對象材料的厚度及所述間隙的對坡口的焊料供給量信息，將所述焊料供給量信息保存在存儲構件中，與坡口長度方向上的焊接的進行關聯(lián)，在焊料供給口到達進行了所述檢測的坡口長度方向上的位置時，在焊料供給口向坡口供給的焊料的供給速度達到所述焊料供給量信息表示的供給速度的時刻，從所述存儲構件讀出所述焊料供給量信息，以所述讀出的焊料供給量信息表示的供給速度將焊料供給所述焊料供給口。
2.一種坡口仿形電弧焊方法，一邊向焊接對象材料的坡口供給焊料、一邊使焊接電極自動地與所述坡口位置對準，并用所述焊接電極產(chǎn)生的電弧焊接所述坡口，其特征在于，檢測所述焊接對象材料的厚度、坡口的橫斷方向上的位置及間隙，將所述焊接電極驅(qū)動到與所述測得的位置相適的位置上，生成對應所述測得的厚度及間隙的對坡口的焊料供給量信息，生成對應所述測得的厚度的焊接電流信息、電壓信息及焊接速度信息，將所述焊料供給量信息、焊接電流信息、電壓信息及焊接速度信息保存在存儲構件中，與坡口長度方向上的焊接的進行關聯(lián)，在焊料供給口到達進行了所述檢測的坡口長度方向上的位置時，在焊料供給口向坡口供給的焊料的供給速度達到所述焊料供給量信息表示的供給速度的第一時刻，從所述存儲構件讀出所述焊料供給量信息，與坡口長度方向上的焊接的進行關聯(lián)，在焊接電極到達進行了所述檢測的坡口長度方向上的位置時，在該焊接電極的焊接電流、電壓及焊接速度達到所述焊接電流信息、電壓信息及焊接速度信息表示的焊接電流、電壓及焊接速度的第二時刻，從所述存儲構件讀出所述焊接電流信息、電壓信息及焊接速度信息，以所述讀出的焊料供給量信息表示的供給速度將焊料供給所述焊料供給口，將所述焊接電極的焊接電流、電壓及焊接速度控制為所述讀出的焊接電流信息、電壓信息及焊接速度信息表示的焊接電流、電壓及焊接速度。
3.一種坡口仿形電弧焊方法，一邊向焊接對象材料的坡口供給焊料、一邊使焊接電極自動地與所述坡口位置對準，并用所述焊接電極產(chǎn)生的電弧焊接所述坡口，其特征在于，檢測所述坡口的橫斷方向上的位置及間隙，將所述焊接電極驅(qū)動到與所述測得的位置相適的位置上，將測得的間隙保存在存儲構件中，在與坡口長度方向上的焊接的進行關聯(lián)的規(guī)定時刻，從所述存儲構件讀出所述間隙，生成對應所述焊接對象材料的厚度及所述間隙的對坡口的焊料供給量信息，以所述讀出的焊料供給量信息表示的供給速度將焊料供給所述焊料供給口，所述規(guī)定時刻是指在焊料供給口到達進行了所述檢測的坡口長度方向上的位置時從焊料供給口向坡口供給的焊料的供給速度達到所述焊料供給量信息表示的供給速度的時刻。
4.一種坡口仿形電弧焊方法，一邊向焊接對象材料的坡口供給焊料、一邊使焊接電極自動地與所述坡口位置對準，并用所述焊接電極產(chǎn)生的電弧焊接所述坡口，其特征在于，檢測所述焊接對象材料的厚度、坡口的橫斷方向上的位置及間隙，將所述焊接電極驅(qū)動到與所述測得的位置相適的位置上，將測得的厚度及間隙保存在存儲構件中，在與坡口長度方向上的焊接的進行關聯(lián)的第一時刻，從所述存儲構件讀出所述厚度及間隙，生成對應所述讀出的厚度及間隙的對坡口的焊料供給量信息，以該焊料供給量信息表示的供給速度將焊料供給所述焊料供給口，在與坡口長度方向上的焊接的進行關聯(lián)的第二時刻，從所述存儲構件讀出所述厚度，生成對應該厚度的焊接電流信息、電壓信息及焊接速度信息，將所述焊接電極的焊接電流、電壓及焊接速度控制為該焊接電流信息、電壓信息及焊接速度信息表示的焊接電流、電壓及焊接速度，第一時刻是指在焊料供給口到達進行了所述檢測的坡口長度方向上的位置時從焊料供給口向坡口供給的焊料的供給速度達到所述焊料供給量信息表示的供給速度的時刻，第二時刻是指在焊接電極到達進行了所述檢測的坡口長度方向上的位置時所述焊接電極的焊接電流、電壓及焊接速度達到所述焊接電流信息、電壓信息及焊接速度信息表示的焊接電流、電壓及焊接速度的時刻。
5.如權利要求1至4中任一項所述的坡口仿形電弧焊方法，其特征在于，還檢測所述焊接對象材料的坡口面?zhèn)缺砻娴母叨?，并將所述焊接電極驅(qū)動到與測得的高度相適的高度。
6.如權利要求2或4所述的坡口仿形電弧焊方法，其特征在于，焊接電極在所述坡口長度方向上分布有多個，第二時刻包括針對各焊接電極的各時刻在內(nèi)。
7.一種坡口仿形電弧焊裝置，其特征在于，包括反復檢測焊接對象材料的坡口的橫斷方向x上的位置及間隙的坡口檢測構件；向所述坡口供給焊料的焊料供給構件；利用電弧焊接所述坡口的焊接電極；對所述坡口檢測構件、焊料供給構件及焊接電極予以保持的基臺；用于在坡口長度方向y及坡口橫斷方向x上驅(qū)動所述基臺的y驅(qū)動構件及x驅(qū)動構件；通過所述x驅(qū)動構件驅(qū)動所述基臺以使所述焊接電極對準與所述坡口檢測構件反復檢測的所述位置相適的位置的x驅(qū)動控制構件；生成對應所述焊接對象材料的厚度及所述間隙的對坡口的焊料供給量信息的焊料供給量信息生成構件；存儲構件；讀寫控制構件，其對應所述坡口檢測構件反復檢測的所述間隙將所述焊料供給量信息生成構件反復生成的焊料供給量信息按生成順序?qū)懭胨龃鎯嫾c利用所述y驅(qū)動構件進行的所述基臺在坡口長度方向y上的驅(qū)動關聯(lián)，在所述坡口檢測構件測得的坡口位置到達所述焊料供給構件的焊料供給位置時，所述讀寫控制構件在對坡口的焊料供給速度達到針對該坡口位置生成的所述焊料供給量信息表示的供給速度的時刻，從所述存儲構件讀出所述焊料供給量信息；以及以所述讀寫控制構件從所述存儲構件讀出的焊料供給量信息表示的供給速度通過所述焊料供給構件將焊料供給所述坡口的供給控制構件。
8.一種坡口仿形電弧焊裝置，其特征在于，包括反復檢測焊接對象材料的厚度、該焊接對象材料的坡口在橫斷方向x上的位置及間隙的坡口檢測構件；向所述坡口供給焊料的焊料供給構件；利用電弧焊接所述坡口的焊接電極；對所述坡口檢測構件、焊料供給構件及焊接電極予以保持的基臺；用于在坡口長度方向y及坡口橫斷方向x上驅(qū)動所述基臺的y驅(qū)動構件及x驅(qū)動構件；通過所述x驅(qū)動構件驅(qū)動所述基臺以使所述焊接電極對準與所述坡口檢測構件反復檢測的所述位置相適的位置的x驅(qū)動控制構件；生成對應所述坡口檢測構件測得的厚度及間隙的對坡口的焊料供給量信息的焊料供給量信息生成構件；生成對應所述測得的厚度的焊接電流信息、電壓信息及焊接速度的焊接信息生成構件；存儲構件；讀寫控制構件，其將所述焊料供給量信息、焊接電流信息、電壓信息及焊接速度信息寫入所述存儲構件，與坡口長度方向上的焊接的進行關聯(lián)，在焊料供給口達到進行了所述檢測的坡口長度方向上的位置時，所述讀寫控制構件在焊料供給口向坡口供給的焊料的供給速度達到所述焊料供給量信息表示的供給速度的第一時刻從所述存儲構件讀出所述焊料供給量信息，與坡口長度方向上的焊接的進行關聯(lián)，在焊接電極達到進行了所述檢測的坡口長度方向上的位置時，所述讀寫控制構件在該焊接電極的焊接電流、電壓及焊接速度達到所述焊接電流信息、電壓信息及焊接速度信息表示的焊接電流、電壓及焊接速度的第二時刻從所述存儲構件讀出所述焊接電流信息、電壓信息及焊接速度信息；以讀出的焊料供給量信息表示的供給速度通過所述焊料供給構件將焊料供給所述坡口的供給控制構件；以及將所述焊接電極的焊接電流、電壓及焊接速度控制為讀出的焊接電流信息、電壓信息及焊接速度信息表示的焊接電流、電壓及焊接速度的焊接控制構件。
9.一種坡口仿形電弧焊裝置，其特征在于，包括反復檢測焊接對象材料的坡口的橫斷方向x上的位置及間隙的坡口檢測構件；向所述坡口供給焊料的焊料供給構件；利用電弧焊接所述坡口的焊接電極；對所述坡口檢測構件、焊料供給構件及焊接電極予以保持的基臺；用于在坡口長度方向y及坡口橫斷方向x上驅(qū)動所述基臺的y驅(qū)動構件及x驅(qū)動構件；通過所述x驅(qū)動構件驅(qū)動所述基臺以使所述焊接電極對準與所述坡口檢測構件反復檢測的所述位置相適的位置的x驅(qū)動控制構件；存儲構件；讀寫控制構件，其將所述坡口檢測構件反復檢測的所述間隙按生成順序?qū)懭胨龃鎯嫾?，與利用所述y驅(qū)動構件進行的所述基臺在坡口長度方向y上的驅(qū)動關聯(lián)，所述讀寫控制構件在規(guī)定時刻從所述存儲構件讀出所述間隙；生成對應所述焊接對象材料的厚度及讀出的間隙的對坡口的焊料供給量信息的焊料供給量信息生成構件；以及以生成的焊料供給量信息表示的供給速度通過所述焊料供給構件將焊料供給所述坡口的供給控制構件，所述規(guī)定時刻是指在所述坡口檢測構件測得的各坡口位置達到所述焊料供給構件的焊料供給位置時對坡口的焊料供給速度達到針對各坡口位置生成的所述焊料供給量信息表示的供給速度的時刻。
10.一種坡口仿形電弧焊裝置，其特征在于，包括反復檢測焊接對象材料的厚度、該焊接對象材料的坡口的橫斷方向x上的位置及間隙的坡口檢測構件；向所述坡口供給焊料的焊料供給構件；利用電弧焊接所述坡口的焊接電極；對所述坡口檢測構件、焊料供給構件及焊接電極予以保持的基臺；用于在坡口長度方向y及坡口橫斷方向x上驅(qū)動所述基臺的y驅(qū)動構件及x驅(qū)動構件；通過所述x驅(qū)動構件驅(qū)動所述基臺以使所述焊接電極對準與所述坡口檢測構件反復檢測的所述位置相適的位置的x驅(qū)動控制構件；存儲構件；讀寫控制構件，其將所述坡口檢測構件反復檢測的所述厚度及間隙按生成順序?qū)懭胨龃鎯嫾?，與利用所述y驅(qū)動構件進行的所述基臺在坡口長度方向y上的驅(qū)動關聯(lián)，所述讀寫控制構件在第一時刻從所述存儲構件讀出所述厚度及間隙，在第二時刻從所述存儲構件讀出所述厚度；生成對應第一時刻讀出的厚度及間隙的對坡口的焊料供給量信息的焊料供給量信息生成構件；生成對應第二時刻讀出的厚度的焊接電流信息、電壓信息及焊接速度信息的焊接信息生成構件；以生成的焊料供給量信息表示的供給速度通過所述焊料供給構件將焊料供給所述坡口的供給控制構件；以及將所述焊接電極的焊接電流、電壓及焊接速度控制為生成的焊接電流信息、電壓信息及焊接速度信息表示的焊接電流、電壓及焊接速度的焊接控制構件，第一時刻是指在焊料供給口到達進行了所述檢測的坡口長度方向上的位置時從焊料供給口向坡口供給的焊料的供給速度達到所述焊料供給量信息表示的供給速度的時刻，第二時刻是指在焊接電極到達進行了所述檢測的坡口長度方向上的位置時所述焊接電極的焊接電流、電壓及焊接速度達到所述焊接電流信息、電壓信息及焊接速度信息表示的焊接電流、電壓及焊接速度的時刻。
11.如權利要求8或10所述的坡口仿形電弧焊裝置，其特征在于，所述焊接電極在所述坡口長度方向上分布有多個，第二時刻包括針對各焊接電極的各時刻在內(nèi)。
12.如權利要求7至11中任一項所述的坡口仿形電弧焊裝置，其特征在于，所述檢測構件還檢測所述焊接對象材料的坡口面?zhèn)缺砻娴母叨龋驴诜滦坞娀『秆b置還包括用于在所述坡口的深度方向z上驅(qū)動所述基臺的z驅(qū)動構件、以及通過所述z驅(qū)動構件驅(qū)動所述基臺以使所述焊接電極對準與測得的所述高度相適的位置的z驅(qū)動控制構件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可通過防止單側焊接的焊接缺陷、使背面焊縫的形狀變得穩(wěn)定來提高高速單側焊接的品質(zhì)并使其變得穩(wěn)定的坡口仿形電弧焊方法，一邊向坡口供給焊料、一邊使焊接電極(71、74、76)自動地與所述坡口位置對準，并用電弧焊接所述坡口，其特征在于，檢測坡口在橫斷方向(x)上的位置(dC)及間隙(wG)，將焊接電極驅(qū)動到位置(dC)上，生成對應厚度(wT)及間隙(wG)的焊料供給速度信息(Vcw)，將該焊料供給速度信息(Vcw)保存在存儲器(103)中，與坡口長度方向(y)上的焊接的進展關聯(lián)，在焊料供給口(58)到達檢測到坡口的位置時，在焊料供給口(58)的焊料供給速度達到焊料供給量信息(Vcw)表示的供給速度的時刻(Acw)，從存儲器(103)讀出焊料供給量信息(Vcw)(圖10、圖11)，以讀出的焊料供給量信息(Vcw)表示的供給速度將焊料供給焊料供給口(58)。
文檔編號B23K9/127GK101024258SQ20061014959
公開日2007年8月29日 申請日期2006年11月22日 優(yōu)先權日2006年2月23日
發(fā)明者上正三, 杉田良介, 中野優(yōu), 大山繁男 申請人:日鐵住金溶接工業(yè)株式會社