JP5473064B2 - Arc welding equipment - Google Patents

Description

本発明は、ガスシールドアーク溶接を行うための改良されたアーク溶接装置に関するものである。   The present invention relates to an improved arc welding apparatus for performing gas shielded arc welding.

消耗電極式または非消耗電極式のガスシールドアーク溶接では、アークおよび溶融池に対して炭酸ガス、アルゴンガス等のシールドガスを噴出して大気から遮蔽し、大気が溶接雰囲気内に侵入することを防ぐ必要がある。シールドガスは、その流量が一定の許容範囲内に収まっていることが重要である。ガス流量が少ない場合は、大気が溶接雰囲気内に侵入することによってアークの状態が不安定になるために、ブローホールが発生したり、スパッタが大量に発生したりする。逆にガス流量が多すぎる場合は、乱流が発生するためにシールド不良となったり、溶け込み不足などが生じたりすることがある。この結果、溶接ビードの外観が悪化し、溶接不良となることがある。   In consumable electrode type or non-consumable electrode type gas shielded arc welding, shield gas such as carbon dioxide gas and argon gas is blown out to the arc and molten pool to shield it from the atmosphere, and the atmosphere enters the welding atmosphere. It is necessary to prevent. It is important that the flow rate of the shielding gas is within a certain allowable range. When the gas flow rate is small, the arc state becomes unstable due to the intrusion of the atmosphere into the welding atmosphere, so that blowholes are generated or a large amount of spatter is generated. Conversely, if the gas flow rate is too high, turbulent flow may occur, resulting in poor shielding or insufficient melting. As a result, the appearance of the weld bead may be deteriorated, resulting in poor welding.

電磁弁の開閉制御によってシールドガスを出力または停止する一般的なアーク溶接装置においては、電磁弁を開いた時、すなわち溶接を開始する際に必要なプリフロー処理中に、過大な流量のシールドガスが出力される。この現象を以下では突流と表現する。突流は、配管長、配管径、圧力、ガスＯＦＦ間隔時間、設定流量等によって、そのピーク流量および継続時間が異なるため、シールドガスの出力を開始してから流量が許容範囲に収まるまでの時間も異なる。以下に一例を示す。なお、上記したガスＯＦＦ間隔時間とは、シールドガスを停止してから次に出力開始するまでの間隔時間を意味する。   In a general arc welding apparatus that outputs or stops a shield gas by controlling the opening and closing of the solenoid valve, an excessive flow of shield gas is generated when the solenoid valve is opened, that is, during the preflow process required when starting welding. Is output. This phenomenon is expressed as rush current below. The peak flow and duration of the rush flow vary depending on the pipe length, pipe diameter, pressure, gas OFF interval time, set flow rate, etc., so the time from the start of shield gas output until the flow rate falls within the allowable range Different. An example is shown below. The gas OFF interval time described above means an interval time from when the shield gas is stopped until the next output is started.

図７は、シールドガスの突流の様子を説明するための図である。同図は、設定流量を１５リットル／分とした場合に、シールドガスの出力を開始してから、ガス流量が時間の経過とともにどのように変化するかを示している。横軸は、シールドガスの出力を開始してからの経過時間（以下では、ガスＯＮ経過時間という）であり、縦軸は、そのときのガス流量である。また、同図（ａ）はガスＯＦＦ間隔時間が４秒のときの流量変化を示している。同様に、同図（ｂ）は３秒、同図（ｃ）は２秒、同図（ｄ）は１秒、同図（ｅ）は０．５秒のときの流量変化をそれぞれ示している。同図に示すように、電磁弁を開いてしばらくの間は、突流によって過剰な流量のシールドガスが出力され、時間の経過とともに、ガス流量設定器で定められた設定流量（同図では１５リットル／分）に近づく。   FIG. 7 is a diagram for explaining a state of a rush of shielding gas. The figure shows how the gas flow rate changes with time after the shield gas output is started when the set flow rate is 15 liters / minute. The horizontal axis is the elapsed time after starting the output of the shield gas (hereinafter referred to as gas ON elapsed time), and the vertical axis is the gas flow rate at that time. FIG. 5A shows the flow rate change when the gas OFF interval time is 4 seconds. Similarly, FIG. 7B shows the flow rate change at 3 seconds, FIG. 10C shows 2 seconds, FIG. 10D shows 1 second, and FIG. 9E shows 0.5 seconds. . As shown in the figure, for a while after opening the solenoid valve, an excessive flow of shielding gas is output due to rush current, and with the passage of time, the set flow rate determined by the gas flow setter (15 liters in the figure). / Min).

上述したように、従来は、突流の発生により過剰な流量のシールドガスが噴出されるために、シールドガスが無駄に消費されてしまうという問題があった。この問題に対し、近年では、省エネルギー、エコロジー、経費削減等の観点から、シールドガスの消費量（以下では、単にガス消費量という）を節約したいという要望が非常に大きくなっている。   As described above, conventionally, since the shield gas having an excessive flow rate is ejected due to the generation of the rush current, the shield gas is consumed wastefully. In recent years, there has been a great demand for saving the shielding gas consumption (hereinafter simply referred to as gas consumption) from the viewpoints of energy saving, ecology, cost reduction, and the like.

上記問題を解決するための技術が、特許文献１および２に開示されている。特許文献１には、オリフィス等の機械的なガス流量制御手段を備えた溶接装置が開示されている（以下、従来技術１という）。特許文献２には、ガス流量制御手段としてマスフローコントローラを用いて、ガス流量を動的に制御するガス加工装置が開示されている（以下、従来技術２という）。従来技術１および２によれば、溶接開始部における突流を抑えるためのガス流量制御手段を備えることによって、ガス消費量を節約することができるという効果を奏している。   Techniques for solving the above problems are disclosed in Patent Documents 1 and 2. Patent Document 1 discloses a welding apparatus provided with a mechanical gas flow rate control means such as an orifice (hereinafter referred to as Prior Art 1). Patent Document 2 discloses a gas processing apparatus that dynamically controls a gas flow rate using a mass flow controller as a gas flow rate control means (hereinafter referred to as Prior Art 2). According to the prior arts 1 and 2, by providing the gas flow rate control means for suppressing the rush flow at the welding start portion, there is an effect that the gas consumption can be saved.

しかしながら、上記従来技術１および２では、ガス消費量を節約したことは理解できるものの、その節約効果を把握する術がない。すなわち、設備を導入することによって、例えば、どの程度の金額低減効果があったのかを容易に知ることができない。この点、特許文献３に、電力、ガス、油、水道等の各設備の使用状況をモニタする測定機器を備え、過去の実績値と比較することによってエネルギーの消費量あるいは金額を算出することができるエネルギーコントロールシステムが開示されている（以下、従来技術３という）。この従来技術３によれば、エネルギーの消費量または金額が算出されることによって、エネルギーの節約効果を把握することができるという効果を奏している。   However, although it can be understood that the prior arts 1 and 2 saved the gas consumption, there is no way to grasp the saving effect. That is, for example, it is not possible to easily know how much money has been reduced by introducing the equipment. In this regard, Patent Document 3 includes a measuring device that monitors the usage status of each facility such as electric power, gas, oil, and water, and can calculate energy consumption or amount of money by comparing with past performance values. An energy control system that can be used is disclosed (hereinafter referred to as Prior Art 3). According to this prior art 3, the energy saving effect can be grasped by calculating the energy consumption amount or the money amount.

上記した従来技術１〜３を総合すると以下のようになる。アーク溶接装置に、シールドガスの流量制御を行うためのガス流量制御手段（オリフィス等を用いた調整機構、動的制御が可能なマスフローコントローラ等）を導入することによって、ガス消費量を節約することができる。そして、ガス流量制御手段を導入したことによるシールドガスの節約効果（以下では、単に節約量という）を把握するためには、使用状況をモニタするためのガス流量測定器をさらに導入してガス消費量を測定し、ガス流量制御手段を導入する前の消費量と導入した後の消費量とを比較して節約量を算出すればよいことになる。しかしながら、従来技術を総合しても後述する課題を有している。   The above-described conventional techniques 1 to 3 are summarized as follows. Saving gas consumption by introducing gas flow control means (adjustment mechanism using orifices, mass flow controller capable of dynamic control, etc.) to control the flow rate of shield gas in the arc welding equipment Can do. And in order to grasp the saving effect of shielding gas (hereinafter simply referred to as saving amount) by introducing the gas flow rate control means, a gas flow measuring device for monitoring the usage status is further introduced and gas consumption is introduced. The amount of saving is calculated by measuring the amount and comparing the consumption before the introduction of the gas flow rate control means with the consumption after the introduction. However, even if the conventional techniques are combined, there are problems to be described later.

特開２００６−３２６６７７号公報JP 2006-326677 A 特開平８−２００６３４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 8-200434 特開２００３−５０６２６号公報JP 2003-50626 A

図８は、シールドガスの節約量の考え方について説明するための図である。同図は、上述した図７と同様に、設定流量を例えば１５リットル／分とした場合に、ガスＯＮ経過時間に応じてガス流量がどのように変化するかを示している。同図（ａ）において、波形Ｈａは、電磁弁１つのみでシールドガスの出力を行ったときのガス消費量（過去のガス消費量）の波形を示している。波形Ｈｂは、ガス流量制御手段として、上述した従来技術１の調整機構を導入したとき（現在のガス消費量）の波形を示している。斜線部で示した領域は、波形Ｈａおよび波形Ｈｂの各々の消費量（積分値）の差、すなわちシールドガスの節約量Ｇｓａである。   FIG. 8 is a diagram for explaining the concept of the amount of shielding gas saved. This figure shows how the gas flow rate changes according to the gas ON elapsed time when the set flow rate is, for example, 15 liters / minute, as in FIG. 7 described above. In FIG. 5A, a waveform Ha indicates a waveform of gas consumption (past gas consumption) when the shield gas is output with only one solenoid valve. A waveform Hb shows a waveform when the above-described adjustment mechanism of the related art 1 is introduced as the gas flow rate control means (current gas consumption). A region indicated by hatching is a difference in consumption (integrated value) between the waveform Ha and the waveform Hb, that is, a shield gas saving amount Gsa.

一方、同図（ｂ）において、波形Ｈａは同図（ａ）と同一である。波形Ｈｃは、ガス流量制御手段として、上述した従来技術２のマスフローコントローラによってガス流量が制御されたときの波形を示している。斜線部で示した領域は、波形Ｈａおよび波形Ｈｃの各々の消費量（積分値）の差、すなわちシールドガスの節約量Ｇｓｂである。   On the other hand, in FIG. 5B, the waveform Ha is the same as FIG. A waveform Hc indicates a waveform when the gas flow rate is controlled by the mass flow controller of the above-described related art 2 as the gas flow rate control means. A region indicated by hatching is a difference in consumption (integrated value) between the waveform Ha and the waveform Hc, that is, a shield gas saving amount Gsb.

シールドガスの節約量を把握するためには、過去のガス消費量（波形Ｈａ）と現在のガス消費量（波形Ｈｂまたは波形Ｈｃ）とを比較することが必要である。この比較を行うには、ガス流量測定器を用いて、ガス流量制御手段の導入前および導入後のそれぞれのガス消費量を計測する必要がある。このために、非常に工数の係る作業となってしまうという課題を有している。   In order to grasp the saving amount of shield gas, it is necessary to compare the past gas consumption (waveform Ha) and the current gas consumption (waveform Hb or waveform Hc). In order to make this comparison, it is necessary to measure the gas consumption before and after the introduction of the gas flow rate control means using a gas flow rate measuring device. For this reason, it has the subject that it will become the work | work which requires a man-hour very much.

また、上述した突流は、定常状態になるまでの過渡現象であるため、高精度のガス流量測定器を用いなければガス流量を測定することができない。高精度のガス流量測定器は高価であるために、導入することによりコストアップに繋がるという課題も有している。   Further, since the rush flow described above is a transient phenomenon until a steady state is reached, the gas flow rate cannot be measured unless a highly accurate gas flow measuring device is used. Since high-precision gas flow rate measuring instruments are expensive, there is a problem that introducing them leads to an increase in cost.

そこで、本発明は、ガス流量制御手段を導入した場合に得られるシールドガスの節約効果を、特別な測定機器を使用しなくても簡単に把握することができるアーク溶接装置を提供することを目的としている。   Therefore, an object of the present invention is to provide an arc welding apparatus that can easily grasp the saving effect of shielding gas obtained when a gas flow rate control means is introduced without using a special measuring instrument. It is said.

第１の発明は、
シールドガスの突流を抑制するためのガス流量制御手段を有し、外部からの信号入力または予め作成された教示データに基づいたタイミングでシールドガスの出力を開始または停止させるアーク溶接装置において、
シールドガスの出力開始から出力停止までのガスＯＮ経過時間および出力停止から出力開始までのガスＯＦＦ間隔時間を計測する計測手段と、
前記ガスＯＮ経過時間とシールドガスの節約量との関係を予め定めたガス節約量特性テーブルを、前記ガスＯＦＦ間隔時間毎に複数記憶した記憶手段と、
計測したガスＯＦＦ間隔時間に応じて複数のガス節約量特性テーブルの中からいずれか１つを選択するテーブル選択手段と、
選択したガス節約量特性テーブルに前記ガスＯＮ経過時間を入力し、シールドガスの１出力毎の節約量を算出するガス節約量算出手段と、
前記節約量を積算した節約効果値を算出する効果値算出手段と、
前記節約効果値を表示する表示手段と、
を備えたことを特徴とするアーク溶接装置である。 The first invention is
In an arc welding apparatus having a gas flow rate control means for suppressing a rush of shield gas, and starting or stopping the output of shield gas at a timing based on external signal input or pre-created teaching data,
Measuring means for measuring the gas ON elapsed time from the start of output of the shield gas to the output stop and the gas OFF interval time from the output stop to the start of output;
A storage unit that stores a plurality of gas saving amount characteristic tables in which a relationship between the gas ON elapsed time and the saving amount of shield gas is determined in advance for each gas OFF interval time;
Table selecting means for selecting one of a plurality of gas saving amount characteristic tables according to the measured gas OFF interval time;
A gas saving amount calculating means for inputting the gas ON elapsed time to the selected gas saving amount characteristic table and calculating a saving amount for each output of the shield gas;
Effect value calculating means for calculating a saving effect value obtained by integrating the saving amount;
Display means for displaying the saving effect value;
An arc welding apparatus comprising:

第２の発明は、前記選択手段は、計測したガスＯＦＦ間隔時間に応じたガス節約量特性テーブルが存在しない場合は、存在している複数のガス節約量特性テーブルを補間演算することにより新たなガス節約量特性テーブルを作成して選択することを特徴とする第１の発明に記載のアーク溶接装置である。   According to a second aspect of the present invention, when the gas saving amount characteristic table corresponding to the measured gas OFF interval time does not exist, the selection unit performs a new operation by interpolating a plurality of existing gas saving amount characteristic tables. The arc welding apparatus according to the first invention is characterized in that a gas saving amount characteristic table is created and selected.

第３の発明は、前記ガス流量制御手段は、外部からの信号入力によりシールドガスの出力、停止および流量調整を行うマスフローコントローラであることを特徴とする第２の発明に記載のアーク溶接装置である。   A third aspect of the invention is the arc welding apparatus according to the second aspect of the invention, wherein the gas flow rate control means is a mass flow controller that outputs, stops, and adjusts the flow rate of the shield gas by external signal input. is there.

第４の発明は、前記節約効果値は、前記節約量の積算値に予め定めたガス単価を乗じて得られる低減金額を含むことを特徴とする第１〜第３のいずれかの発明に記載のアーク溶接装置である。   According to a fourth aspect of the invention, in the first to third aspects, the saving effect value includes a reduction amount obtained by multiplying the integrated value of the saving amount by a predetermined gas unit price. Arc welding equipment.

第５の発明は、前記ガス単価は、前記教示データを作成するためのティーチペンダントによって変更可能であることを特徴とする第４の発明に記載のアーク溶接装置である。   A fifth invention is the arc welding apparatus according to the fourth invention, wherein the gas unit price can be changed by a teach pendant for creating the teaching data.

第１の発明によれば、シールドガスの出力開始から出力停止までのガスＯＮ経過時間および出力停止から出力開始までのガスＯＦＦ間隔時間を計測し、これらの時間とガス節約量特性テーブルとの関係に基づいてシールドガスの１出力毎の節約量を算出し、この節約量を積算した節約効果値を算出して表示手段に表示するようにしている。このことによって、ガス流量制御手段を導入した場合に得られるシールドガスの節約効果を、特別な測定機器を使用しなくても簡単に把握することができる。   According to the first invention, the gas ON elapsed time from the output start of the shield gas to the output stop and the gas OFF interval time from the output stop to the output start are measured, and the relationship between these times and the gas saving characteristic table The saving amount for each output of the shielding gas is calculated based on the above, and the saving effect value obtained by integrating the saving amount is calculated and displayed on the display means. This makes it possible to easily grasp the saving effect of the shielding gas obtained when the gas flow rate control means is introduced without using a special measuring instrument.

第２の発明によれば、計測したガスＯＦＦ間隔時間に応じたガス節約量特性テーブルが存在しない場合は、存在している複数のガス節約量特性テーブルを補間演算することにより新たなガス節約量特性テーブルを作成するようにしている。ガス節約量特性テーブルは、ガスＯＦＦ間隔時間のパターンに応じて予め作成しておくべきものであるため、節約量を精度良く算出するためには、ガスＯＦＦ間隔時間を相当数想定し、実験によって予め定めておく必要がある。第２の発明では、ガス節約量特性テーブルが存在しない場合は、すでに存在しているテーブルに基づいて新たなテーブルを作成するようにしてたことによって、ガス節約量特性テーブルを相当数記憶しておかなくても、第１の発明が奏する効果を発揮することができる。   According to the second invention, when there is no gas saving amount characteristic table corresponding to the measured gas OFF interval time, a new gas saving amount is obtained by performing interpolation calculation of the plurality of existing gas saving amount characteristic tables. A characteristic table is created. Since the gas saving amount characteristic table should be prepared in advance according to the pattern of the gas OFF interval time, in order to calculate the saving amount with high accuracy, a considerable number of gas OFF interval times are assumed and an experiment is performed. It is necessary to determine in advance. In the second invention, when there is no gas saving amount characteristic table, a new table is created based on the existing table, so that a considerable number of gas saving amount characteristic tables are stored. Even if not, the effect of the first invention can be exhibited.

第３の発明によれば、ガス流量制御手段として、外部からの信号入力によりシールドガスの出力、停止および流量調整を行うマスフローコントローラを用いるようにしている。オリフィス等の機構的な手段は、突流が小さくなるように抑制する効果を有しているものの、突流の発生自体を完全に抑制することはできない。また、ガス流量が所望値となるように制御することができない。これに対し、マスフローコントローラは、外部からの設定流量信号によって非常にきめ細やかな流量制御が可能となっている。第３の発明では、マスフローコントローラを用いるようにしたことによって、第１および第２の発明が奏する効果に加えて、より一層、シールドガスを節約することができる。   According to the third aspect of the invention, the mass flow controller that outputs, stops, and adjusts the flow rate of the shield gas by an external signal input is used as the gas flow rate control means. Although mechanical means such as an orifice has an effect of suppressing the turbulence, the turbulence itself cannot be completely suppressed. Further, the gas flow rate cannot be controlled to a desired value. On the other hand, the mass flow controller can control the flow rate very finely by a set flow rate signal from the outside. In the third invention, by using the mass flow controller, in addition to the effects produced by the first and second inventions, the shielding gas can be further saved.

第４の発明によれば、シールドガスの単位量あたりの金額であるガス単価を予め記憶しておき、算出した節約量の積算値にガス単価を乗ずることによって、低減金額を表示するようにしている。このことによって、第１〜第３の発明が奏する効果に加えて、シールドガスの節約による効果を金額によって把握することができる。   According to the fourth aspect of the invention, the gas unit price, which is the amount of money per unit amount of the shielding gas, is stored in advance, and the amount of reduction is displayed by multiplying the calculated integrated value of the saved amount by the gas unit price. Yes. Thereby, in addition to the effects produced by the first to third inventions, the effect of saving the shielding gas can be grasped by the amount of money.

第５の発明によれば、ガス単価をティーチペンダントによって変更可能としたことによって、第４の発明が奏する効果に加えて、ガス単価の変動に容易に対応することができる。   According to the fifth aspect, since the gas unit price can be changed by the teach pendant, in addition to the effect produced by the fourth aspect, it is possible to easily cope with the fluctuation of the gas unit price.

本発明の実施形態１に係るアーク溶接装置の構成図である。It is a block diagram of the arc welding apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明に係るロボットコントローラの内部構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the internal structure of the robot controller which concerns on this invention. ガス節約量特性テーブルの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of a gas saving amount characteristic table. シールドガスの出力開始処理の流れを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the flow of the output start process of shield gas. シールドガスの出力停止処理の流れを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the flow of the output stop process of shield gas. 本発明の実施形態２に係るアーク溶接装置の構成図である。It is a block diagram of the arc welding apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. ガスの突流の様子を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the mode of the rush of gas. シールドガスの節約量を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the saving amount of shielding gas.

発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.

［実施の形態１］
図１は、本発明に係るアーク溶接装置１の構成図である。同図に示すように、アーク溶接装置１は、マニピュレータ１４、ティーチペンダント１５、ロボットコントローラ１６および溶接電源３によって大略構成される。 [Embodiment 1]
FIG. 1 is a configuration diagram of an arc welding apparatus 1 according to the present invention. As shown in the figure, the arc welding apparatus 1 is roughly constituted by a manipulator 14, a teach pendant 15, a robot controller 16, and a welding power source 3.

同図において、マニピュレータ１４は、ワーク２に対してアーク溶接を自動で行うものであり、複数のアーム部および手首部と、これらを回転駆動するための複数のサーボモータ（いずれも図示せず）とによって構成されている。このマニピュレータ１４の上アームの先端部分には、溶接トーチ７が取り付けられている。溶接トーチ７は、ワイヤリール（図示せず）に巻回された直径１ｍｍ程度の溶接ワイヤ１３を、ワーク２上の教示された溶接線に導くためのものである。   In the figure, a manipulator 14 automatically performs arc welding on a workpiece 2, and includes a plurality of arm portions and a wrist portion, and a plurality of servo motors (not shown) for rotationally driving them. And is composed of. A welding torch 7 is attached to the tip of the upper arm of the manipulator 14. The welding torch 7 is for guiding a welding wire 13 having a diameter of about 1 mm wound around a wire reel (not shown) to a taught welding line on the workpiece 2.

ティーチペンダント１５は、溶接加工を行う区間の各教示点、溶接条件（溶接電流、溶接電圧溶接速度、ガス流量設定値等）を教示データＤｗとして入力したり、後述するガス節約量特性テーブルＧｔおよびガス単価Ｋｇ等を予め設定したりするためのものであり、これらはロボットコントローラ１６に入力される。また、ティーチペンダント１５の操作により、シールドガスの出力確認を行うこともできる。より具体的には、ティーチペンダント１５に備えられたガス確認ボタン（図示せず）を押下することにより、ガス出力操作信号Ｇｏがロボットコントローラ１６に入力される。また、このティーチペンダント１５は、表示手段としても機能するものであり、後述する節約効果値としての総節約量Ｇｓｔ、総低減金額Ｋｔおよび教示データ単位の節約量Ｇｓｐを表示することによって、オペレータに節約効果を知らしめる。   The teach pendant 15 inputs each teaching point and welding condition (welding current, welding voltage welding speed, gas flow rate setting value, etc.) of the section in which welding is performed as teaching data Dw, and a gas saving amount characteristic table Gt and For example, the gas unit price Kg is set in advance, and these are input to the robot controller 16. Further, the output of the shield gas can be confirmed by operating the teach pendant 15. More specifically, a gas output operation signal Go is input to the robot controller 16 by pressing a gas confirmation button (not shown) provided on the teach pendant 15. The teach pendant 15 also functions as a display means, and displays the total saving amount Gst, the total reduction amount Kt, and the saving amount Gsp in units of teaching data as a saving effect value, which will be described later, to the operator. Inform the saving effect.

ロボットコントローラ１６は、ティーチペンダント１５から入力された教示データＤｗを解釈し、解釈結果に基づいた所定のタイミングで、動作制御信号Ｍｃをマニピュレータ１４に出力する。同様に、溶接制御信号Ｗｓ、ガス出力信号Ｍｇおよびガス流量設定信号Ｍｓを溶接電源３に出力する。また、ティーチペンダント１５から入力されたガス出力操作信号Ｇｏに基づき、ガス出力信号Ｍｇを溶接電源３に出力する。ロボットコントローラ１６は、計測手段、記憶手段、テーブル選択手段、ガス節約量算出手段および効果値算出手段に相当する。   The robot controller 16 interprets the teaching data Dw input from the teach pendant 15 and outputs an operation control signal Mc to the manipulator 14 at a predetermined timing based on the interpretation result. Similarly, a welding control signal Ws, a gas output signal Mg, and a gas flow rate setting signal Ms are output to the welding power source 3. Further, a gas output signal Mg is output to the welding power source 3 based on the gas output operation signal Go input from the teach pendant 15. The robot controller 16 corresponds to measurement means, storage means, table selection means, gas saving amount calculation means, and effect value calculation means.

溶接電源３は、ロボットコントローラ１６からの溶接制御信号Ｗｓを入力として、溶接トーチ７とワーク２との間の電力供給を行う。さらに、ガス出力信号Ｍｇおよびガス流量設定信号Ｍｓを入力として、後述するマスフローコントローラ３１に対し、シールドガスを出力または停止させたり、シールドガスの流量を設定するための指令信号を出力する。   The welding power source 3 inputs the welding control signal Ws from the robot controller 16 and supplies power between the welding torch 7 and the workpiece 2. Further, with the gas output signal Mg and the gas flow rate setting signal Ms as inputs, a command signal for outputting or stopping the shield gas or setting the flow rate of the shield gas is output to the mass flow controller 31 described later.

マスフローコントローラ３１は、溶接電源３と接続されており、溶接電源３からの入力に応じて、シールドガスを出力または停止させる。また、予め設定されたガス流量設定値となるよう、ガスシリンダ３０から供給されるシールドガスの流量を調整する。   The mass flow controller 31 is connected to the welding power source 3 and outputs or stops the shielding gas in accordance with an input from the welding power source 3. Further, the flow rate of the shield gas supplied from the gas cylinder 30 is adjusted so that the gas flow rate setting value set in advance is obtained.

図２は、ロボットコントローラ１６の内部構成を示す機能ブロック図である。ロボットコントローラ１６は、マイクロコンピュータおよび各種メモリ等によって構成されており、より詳細には、主制御部２１、ハードディスク２２、軌道計画部２３、一時的な計算領域としてのＲＡＭ８、計時を行うためのタイマ９、バッファ２４、サーボ制御部２５、サーボ駆動部２６、現在位置監視部２７および溶接制御部２８を備えている。   FIG. 2 is a functional block diagram showing the internal configuration of the robot controller 16. The robot controller 16 includes a microcomputer, various memories, and the like. More specifically, the main controller 21, the hard disk 22, the trajectory planning unit 23, the RAM 8 as a temporary calculation area, and a timer for measuring time 9, a buffer 24, a servo control unit 25, a servo drive unit 26, a current position monitoring unit 27, and a welding control unit 28.

記憶手段としてのハードディスク２２は不揮発性メモリであり、教示データＤｗ、ガス節約量特性テーブルＧｔおよびガス単価Ｋｇが予め記憶されているとともに、算出した総節約量Ｇｓｔ、総低減金額Ｋｔおよび教示データ単位の節約量Ｇｓｐが記憶される。ガス節約量特性テーブルＧｔとは、シールドガスの出力開始から出力停止までのガスＯＮ経過時間と、シールドガスの節約量との関係が予め定められたデータのことであり、シールドガスの出力停止から出力開始までのガスＯＦＦ間隔時間毎にモデル化されて複数記憶されている。総節約量Ｇｓｔは、アーク溶接装置１全体におけるシールドガスの総節約量である。総低減金額Ｋｔは、上記総節約量Ｇｓｔを金額換算した値である。教示データ単位の節約量Ｇｓｐは、教示データＤｗ単位におけるシールドガスの節約量である。ガス節約量特性テーブルＧｔ、総節約量Ｇｓｔ、総低減金額Ｋｔおよび教示データ単位の節約量Ｇｓｐの詳細については後述する。   The hard disk 22 as a storage means is a non-volatile memory. The teaching data Dw, the gas saving amount characteristic table Gt, and the gas unit price Kg are stored in advance, and the calculated total saving amount Gst, the total reduction amount Kt, and the teaching data unit. Is stored. The gas saving amount characteristic table Gt is data in which the relationship between the gas ON elapsed time from the start of output of shield gas to the stop of output and the saving amount of shield gas is determined in advance. A plurality of models are stored for each gas OFF interval time until the start of output. The total saving amount Gst is a total saving amount of shielding gas in the entire arc welding apparatus 1. The total reduction amount Kt is a value obtained by converting the total saving amount Gst. The saved amount Gsp in the teaching data unit is a saving amount of the shield gas in the taught data Dw unit. Details of the gas saving amount characteristic table Gt, the total saving amount Gst, the total reduction amount Kt, and the saving amount Gsp in units of teaching data will be described later.

主制御部２１は、ハードディスク２２に格納されている教示データＤｗを教示ステップごとに読み出し、その内容を解析する。例えば、主制御部２１は、教示データＤｗに含まれている移動命令（座標、速度情報等のデータからなる）を読み出し、それを軌道計画部２３に通知する。さらに、ガス出力を開始および終了するタイミングを求めて、軌道計画部２３に通知する。   The main control unit 21 reads the teaching data Dw stored in the hard disk 22 for each teaching step and analyzes the contents. For example, the main control unit 21 reads a movement command (consisting of data such as coordinates and speed information) included in the teaching data Dw and notifies the trajectory planning unit 23 of the movement command. Further, the timing for starting and ending the gas output is obtained and notified to the trajectory planning unit 23.

また、主制御部２１は、節約効果値としての総節約量Ｇｓｔ、総低減金額Ｋｔおよび教示データ単位の節約量Ｇｓｐの算出処理を行ったり、これらを表示するための表示出力信号Ｄｃをティーチペンダント１５に出力したりする。   Further, the main control unit 21 performs processing for calculating the total saving amount Gst, the total reduction amount Kt, and the teaching data unit saving amount Gsp as the saving effect value, and displays the display output signal Dc for displaying them as a teach pendant. Or output to 15.

軌道計画部２３は、主制御部２１から送られる各種の移動命令をバッファ２４に格納するものである。この移動命令には、ガス出力・停止のタイミング等も付与されている。また、軌道計画部２３は、バッファ２４に格納された移動命令を読み出し、それに基づいて溶接トーチ７の軌道計画を立案して、マニピュレータ１４の各モータの回転角、回転速度等の情報をサーボ制御部２５に対して通知する。   The trajectory planning unit 23 stores various movement commands sent from the main control unit 21 in the buffer 24. This movement command is also given gas output / stop timing and the like. Further, the trajectory planning unit 23 reads out the movement command stored in the buffer 24, makes a trajectory plan for the welding torch 7 based on the command, and servo-controls information such as the rotation angle and rotation speed of each motor of the manipulator 14. Notify the unit 25.

バッファ２４は、いわゆる先入れ先出し（ＦＩＦＯ：first-in first-out）用のメモリからなり、軌道計画部２３から送られた移動命令を格納するものである。   The buffer 24 includes a so-called first-in first-out (FIFO) memory, and stores a movement command sent from the trajectory planning unit 23.

サーボ制御部２５は、軌道計画部２３から送られる軌道計画に基づいて、マニピュレータ１４の各モータを回転駆動すべく駆動信号をサーボ駆動部２６に送るものである。また、サーボ制御部２５は、図示しないエンコーダからの出力を取得して、現在位置監視部２７にその情報を送るものである。   The servo control unit 25 sends a drive signal to the servo drive unit 26 to rotationally drive each motor of the manipulator 14 based on the track plan sent from the track planning unit 23. The servo control unit 25 acquires an output from an encoder (not shown) and sends the information to the current position monitoring unit 27.

サーボ駆動部２６は、サーボ制御部２５からの指令に基づいて各モータに対して動作制御信号Ｍｃを出力するものである。   The servo drive unit 26 outputs an operation control signal Mc to each motor based on a command from the servo control unit 25.

現在位置監視部２７は、マニピュレータ１４の各モータに設けられた図示しないエンコーダからの検出信号により、溶接トーチ７の現在位置を監視するものである。   The current position monitoring unit 27 monitors the current position of the welding torch 7 based on a detection signal from an encoder (not shown) provided in each motor of the manipulator 14.

溶接制御部２８は、現在位置監視部２７からの各種命令を適切な処理タイミングで溶接電源３に出力することで、溶接トーチ７による溶接およびシールドガスの噴出を行わせるものである。より具体的には、溶接制御部２８は、現在位置監視部２７から指定された処理タイミングで溶接電源３に対してシールドガスを噴出させるために必要な、ガス出力信号Ｍｇおよびガス流量設定信号Ｍｓを出力する。また、溶接制御部２８は、現在位置監視部２７からの溶接制御命令に基づいて溶接電源３によって溶接が行われるための溶接制御信号Ｗｓを出力する。また、溶接制御部２８は、シールドガスの出力開始または出力停止のタイミングで、ガス節約量の算出に必要なガスＯＮ経過時間、ガスＯＦＦ間隔時間の計時を行うよう、タイマ９に指令する。   The welding control unit 28 outputs various commands from the current position monitoring unit 27 to the welding power source 3 at an appropriate processing timing, thereby causing welding by the welding torch 7 and ejection of shield gas. More specifically, the welding control unit 28 requires a gas output signal Mg and a gas flow rate setting signal Ms necessary for causing the welding power source 3 to eject the shielding gas at the processing timing specified by the current position monitoring unit 27. Is output. Further, the welding control unit 28 outputs a welding control signal Ws for performing welding by the welding power source 3 based on the welding control command from the current position monitoring unit 27. In addition, the welding control unit 28 instructs the timer 9 to measure the gas ON elapsed time and the gas OFF interval time necessary for calculating the gas saving amount at the timing of starting or stopping the output of the shield gas.

次に、アーク溶接装置１の動作について説明する。   Next, the operation of the arc welding apparatus 1 will be described.

ロボットコントローラ１６に起動信号が入力されると主制御部２１が教示データＤｗを解釈して軌道計画等の演算を行い、演算結果に基づいてマニピュレータ１４の各モータに動作制御信号Ｍｃを出力するとともに、溶接電源３に溶接制御信号Ｗｓ、ガス出力信号Ｍｇ、ガス流量設定信号Ｍｓ等を出力する。この結果、溶接トーチ７が溶接開始位置へ到達し、ガス流量設定値に応じたシールドガスが出力される。溶接を開始した後は、溶接終了位置まで溶接トーチ７を移動させてから溶接を終了し、アフターフロー制御を行ってシールドガスの出力を停止する。また、ティーチペンダント１５からガス出力操作信号Ｇｏが入力されたときは、溶接制御部２８がガス出力信号Ｍｇを溶接電源３に出力する。この結果、溶接トーチ７からシールドガスが出力される。ガス出力操作信号Ｇｏの入力が解除されたときは、ガス出力信号ＭｇをＯＦＦにする。この結果、シールドガスの出力が停止する。   When an activation signal is input to the robot controller 16, the main control unit 21 interprets the teaching data Dw, performs a trajectory plan or the like, and outputs an operation control signal Mc to each motor of the manipulator 14 based on the calculation result. The welding power source 3 outputs a welding control signal Ws, a gas output signal Mg, a gas flow rate setting signal Ms, and the like. As a result, the welding torch 7 reaches the welding start position, and a shield gas corresponding to the gas flow rate set value is output. After starting the welding, the welding torch 7 is moved to the welding end position, and then the welding is ended. Afterflow control is performed to stop the output of the shield gas. When the gas output operation signal Go is input from the teach pendant 15, the welding control unit 28 outputs the gas output signal Mg to the welding power source 3. As a result, shield gas is output from the welding torch 7. When the input of the gas output operation signal Go is canceled, the gas output signal Mg is turned off. As a result, the output of the shielding gas is stopped.

上述したように、本発明のアーク溶接装置１は、教示データＤｗに基づいた所定のタイミングでシールドガスの出力および停止を行う。また、ガス出力操作信号Ｇｏに基づいた任意のタイミングでシールドガスの出力および停止を行う。そして、本発明では、シールドガスの出力および停止の際に節約量の算出処理を行う。以下、節約量の算出方法について詳細に説明する。   As described above, the arc welding apparatus 1 of the present invention outputs and stops the shield gas at a predetermined timing based on the teaching data Dw. Further, the shield gas is output and stopped at an arbitrary timing based on the gas output operation signal Go. In the present invention, the saving amount is calculated when the shield gas is output and stopped. Hereinafter, a method for calculating the saving amount will be described in detail.

まず、ガス節約量特性テーブルＧｔについて説明する。ガス節約量特性テーブルＧｔは、ハードディスク２２に予め記憶されている。   First, the gas saving amount characteristic table Gt will be described. The gas saving amount characteristic table Gt is stored in the hard disk 22 in advance.

図３は、ガス節約量特性テーブルＧｔの一例を示すグラフである。ガス節約量特性テーブルＧｔは、図８で説明した波形Ｈａおよび波形Ｈｂ（あるいは、波形Ｈａおよび波形Ｈｃ）を各々積分して、その差分をガス節約量とみなし、ガスＯＮ経過時間を時間軸としてモデル化したものである。横軸はガスＯＮ経過時間［秒］を示し、縦軸はガスＯＮ経過時間に応じたガス節約量［リットル］を示している。   FIG. 3 is a graph showing an example of the gas saving amount characteristic table Gt. The gas saving amount characteristic table Gt integrates the waveform Ha and the waveform Hb (or the waveform Ha and the waveform Hc) described in FIG. 8, regards the difference as the gas saving amount, and sets the gas ON elapsed time as the time axis. Modeled. The horizontal axis represents the gas ON elapsed time [second], and the vertical axis represents the gas saving amount [liter] corresponding to the gas ON elapsed time.

同図において、波形Ｘａ〜Ｘｃは、ガスＯＦＦ間隔時間が１秒、２秒、４秒のときの波形をそれぞれ示している。すでに上述したが、ガス流量は、配管長、配管径、圧力、ガスＯＦＦ間隔時間、設定流量等によって、そのピーク流量および継続時間が異なる。より詳細には、図７で説明したように、突流時のピーク流量は、配管長、配管径、圧力の他、特にガスＯＦＦ間隔時間に大きく左右される。一方、突流の継続時間は、設定流量に大きく左右される。設定流量が小さい場合は、突流のピーク流量と設定流量の差が大きいため、収束までに時間がかかる（突流の継続時間が長くなる）。設定流量が大きい場合は、突流のピーク流量と設定流量の差が小さいため、収束時間は早くなる（突流の継続時間が短くなる）。すなわち、節約量は、ガスＯＦＦ間隔時間および設定流量に左右される。   In the figure, waveforms Xa to Xc respectively show waveforms when the gas OFF interval time is 1 second, 2 seconds, and 4 seconds. As described above, the gas flow rate differs depending on the pipe length, pipe diameter, pressure, gas OFF interval time, set flow rate, and the like. More specifically, as described with reference to FIG. 7, the peak flow rate at the time of rush depends greatly on the gas OFF interval time in addition to the pipe length, the pipe diameter, and the pressure. On the other hand, the duration of the rush depends greatly on the set flow rate. When the set flow rate is small, the difference between the peak flow rate of the rush flow and the set flow rate is large, so it takes time to converge (the continuation time of the rush flow becomes long). When the set flow rate is large, the difference between the peak flow rate of the rush flow and the set flow rate is small, so the convergence time is fast (the continuation time of the rush flow is short). That is, the saving amount depends on the gas OFF interval time and the set flow rate.

配管長、配管径および圧力は、溶接施工環境が変わらない限り、一定の定数として扱うことができる。さらに、マスフローコントローラ３１により設定流量を溶接部位に応じて変更しない場合は、設定流量をも定数として扱うことができる。すなわち、ガスＯＦＦ間隔時間のみを変数として取り扱うことができる。そこで、図３に示すように、ガス節約量特性テーブルＧｔを、変数であるガスＯＦＦ間隔時間毎に複数作成しておく。   The pipe length, pipe diameter, and pressure can be treated as constant constants as long as the welding environment does not change. Furthermore, when the set flow rate is not changed by the mass flow controller 31 according to the welding site, the set flow rate can also be handled as a constant. That is, only the gas OFF interval time can be handled as a variable. Therefore, as shown in FIG. 3, a plurality of gas saving amount characteristic tables Gt are created for each gas OFF interval time which is a variable.

マスフローコントローラ３１により設定流量を溶接部位に応じて変更する場合は、ガスＯＦＦ間隔時間および設定流量を変数として取り扱う。すなわち、ガスＯＦＦ間隔時間毎に複数作成したガス節約量特性テーブルＧｔのセットを、さらに設定流量毎に作成しておく。   When the set flow rate is changed by the mass flow controller 31 according to the welding site, the gas OFF interval time and the set flow rate are handled as variables. That is, a plurality of sets of gas saving amount characteristic tables Gt created for each gas OFF interval time are further created for each set flow rate.

上記ガスＯＦＦ間隔時間は、所定間隔（図示するように例えば１秒）刻みとし、さらには最大値を定めておくとよい。後述することになるが、ガス節約量を算出するための過程において、複数用意したガス節約量特性テーブルＧｔの中から、計測したガスＯＦＦ間隔時間に応じたいずれか１つを選択することになる。ガスＯＦＦ間隔時間を所定間隔刻みとし、この所定間隔毎にテーブル化しておくことによって、計測したガスＯＦＦ間隔時間に応じたテーブルが存在しない場合は、存在しているテーブルを補間演算することにより新たな作成することが可能となる。さらに、上記ガス節約量特性テーブルＧｔは、ティーチペンダント１５によって修正したり、溶接施工環境に応じて任意に作成することができるように構成しておくことが望ましい。   The gas OFF interval time is preferably set in increments of a predetermined interval (for example, 1 second as shown), and a maximum value is determined. As will be described later, in the process for calculating the gas saving amount, one of the prepared gas saving amount characteristic tables Gt is selected according to the measured gas OFF interval time. . By setting the gas OFF interval time in increments of a predetermined interval and creating a table for each predetermined interval, if there is no table corresponding to the measured gas OFF interval time, an interpolation calculation is performed on the existing table. Can be created. Furthermore, it is desirable that the gas saving amount characteristic table Gt be configured so that it can be corrected by the teach pendant 15 or arbitrarily created according to the welding construction environment.

次に、図４および図５を参照して、ガス節約量特性テーブルＧｔを使ってガス節約量を算出する処理について説明する。この処理はロボットコントローラ１６の上述した各部が行う。シールドガスの出力・停止制御は、教示データＤｗに基づくタイミング、またはティーチペンダント１５からのガス出力操作信号Ｇｏに基づくタイミングで実行されるものであるが、タイミングがどちらであっても、処理自体に大きな差異はない。したがって、以下では、上記タイミングを特に区別することなく説明する。   Next, with reference to FIGS. 4 and 5, a process for calculating the gas saving amount using the gas saving amount characteristic table Gt will be described. This process is performed by the above-described units of the robot controller 16. The shield gas output / stop control is executed at the timing based on the teaching data Dw or at the timing based on the gas output operation signal Go from the teach pendant 15. There is no big difference. Therefore, in the following, the timing will be described without particular distinction.

図４は、シールドガスの出力開始処理の流れを説明するためのフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart for explaining a flow of shield gas output start processing.

ステップＳ１１において、溶接制御部２８は、ガス出力信号Ｍｇを溶接電源３に出力する。このことによって、シールドガスの出力が開始される。   In step S <b> 11, the welding control unit 28 outputs a gas output signal Mg to the welding power source 3. As a result, the output of the shielding gas is started.

ステップＳ１２において、タイマ９によりガスＯＮ経過時間Ｔｏｎの計測を開始する。この計測は、後述するステップＳ２２（図５参照）でシールドガスの出力を停止するまで継続する。   In step S12, the timer 9 starts measuring the gas ON elapsed time Ton. This measurement is continued until the output of the shield gas is stopped in step S22 (see FIG. 5) described later.

ステップＳ１３において、タイマ９によるガスＯＦＦ間隔時間Ｔｉｎｔの計測を終了し、その値を取得してＲＡＭ８に記憶する。ガスＯＦＦ間隔時間Ｔｉｎｔの計測を終了する理由は、後述するステップＳ２５（図５参照）において、シールドガスの出力停止後にガスＯＦＦ間隔時間Ｔｉｎｔの計測が開始されているからである。   In step S <b> 13, the measurement of the gas OFF interval time Tint by the timer 9 is finished, the value is acquired and stored in the RAM 8. The reason for ending the measurement of the gas OFF interval time Tint is that the measurement of the gas OFF interval time Tint is started after the output of the shield gas is stopped in step S25 (see FIG. 5) described later.

以上の処理によって、ガス節約量の算出に必要なガスＯＦＦ間隔時間Ｔｉｎｔが取得される。   Through the above processing, the gas OFF interval time Tint necessary for calculating the gas saving amount is acquired.

図５は、シールドガスの出力停止処理の流れを説明するためのフローチャートである。この処理の中で、ガス節約量を算出する。   FIG. 5 is a flowchart for explaining the flow of the shield gas output stop process. In this process, a gas saving amount is calculated.

ステップＳ２１において、溶接制御部２８は、ガス出力信号ＭｇをＯＦＦにして溶接電源３に出力する。このことによって、シールドガスの出力が停止される。   In step S <b> 21, the welding control unit 28 turns off the gas output signal Mg and outputs it to the welding power source 3. As a result, the output of the shielding gas is stopped.

ステップＳ２２において、タイマ９によるガスＯＮ経過時間Ｔｏｎの計測を終了し、その値を取得してＲＡＭ８に記憶する。   In step S <b> 22, the measurement of the gas ON elapsed time Ton by the timer 9 is finished, and the value is acquired and stored in the RAM 8.

ステップＳ２３において、主制御部２１は、上記ステップＳ１３で取得したガスＯＦＦ間隔時間Ｔｉｎｔに応じて、複数のガス節約量特性テーブルＧｔの中から、いずれか１つを選択する。また、設定流量を溶接部位によって変更する場合は、予め設定されたガス流量設定値およびガスＯＦＦ間隔時間Ｔｉｎｔに応じて選択する。このとき、ガスＯＦＦ間隔時間Ｔｉｎｔまたはガス流量設定値に応じたテーブルが存在しない場合は、近接して存在しているテーブルを２つ選択し、補間演算することにより新たに作成して選択するようにすれば良い。   In step S23, the main control unit 21 selects one of the plurality of gas saving amount characteristic tables Gt according to the gas OFF interval time Tint acquired in step S13. Further, when changing the set flow rate depending on the welding site, the set flow rate is selected according to a preset gas flow rate set value and a gas OFF interval time Tint. At this time, if there is no table corresponding to the gas OFF interval time Tint or the gas flow rate setting value, two tables existing in close proximity are selected and newly created and selected by interpolation calculation. You can do it.

ステップＳ２４において、主制御部２１は、選択したガス節約量特性テーブルＧｔに、上記ステップＳ２２で取得したガスＯＮ経過時間Ｔｏｎを入力し、シールドガスの１出力毎の節約量Ｇｓを算出する。ここで、図３を再度参照して、シールドガスの１出力毎の節約量を算出する例を説明する。例えば、ガスＯＦＦ間隔時間Ｔｉｎｔが２．０秒であった場合は、図３の波形Ｘｂが選択される。そして、ステップＳ２２で取得したガスＯＮ経過時間Ｔｏｎが１．５秒であったときは、この値を横軸に入力し、波形Ｘｂとの交点を求めて縦軸のガス節約量を算出する。この例では、シールドガスの１出力毎の節約量Ｇｓは、０．３５リットルとなる。   In step S24, the main control unit 21 inputs the gas ON elapsed time Ton acquired in step S22 to the selected gas saving amount characteristic table Gt, and calculates the saving amount Gs for each output of the shield gas. Here, with reference to FIG. 3 again, an example of calculating the saving amount for each output of the shielding gas will be described. For example, when the gas OFF interval time Tint is 2.0 seconds, the waveform Xb in FIG. 3 is selected. Then, when the gas ON elapsed time Ton acquired in step S22 is 1.5 seconds, this value is input to the horizontal axis, the intersection with the waveform Xb is obtained, and the gas saving amount on the vertical axis is calculated. In this example, the saving amount Gs for each output of the shielding gas is 0.35 liters.

図５に戻り、ステップＳ２５において、ガスＯＦＦ間隔時間Ｔｉｎｔの計測を開始する。なお、このステップＳ２５と、上述したステップＳ２３〜Ｓ２４は、逆でも良い。   Returning to FIG. 5, in step S25, measurement of the gas OFF interval time Tint is started. Note that step S25 and steps S23 to S24 described above may be reversed.

ステップＳ２６において、シールドガスの出力が行われたのが、教示データの再生中であったか否かを判定する。Ｎｏの場合（すなわち、ティーチペンダント１５からのガス出力操作信号Ｇｏによるガス出力であった場合）は、ステップＳ２８に移行する。Ｙｅｓの場合は、ステップＳ２７に移行する。   In step S26, it is determined whether or not the teaching gas is being output because the teaching gas has been output. In the case of No (that is, gas output by the gas output operation signal Go from the teach pendant 15), the process proceeds to step S28. In the case of Yes, it transfers to step S27.

ステップＳ２７において、教示データ単位の節約量Ｇｓｐを更新する。すなわち、ステップＳ２４で算出したシールドガスの１出力毎の節約量Ｇｓを、現在の節約量Ｇｓｐに加算する。   In step S27, the saved amount Gsp of the teaching data unit is updated. That is, the saving amount Gs for each output of the shielding gas calculated in step S24 is added to the current saving amount Gsp.

ステップＳ２８において、シールドガスの総節約量を更新する。すなわち、ステップＳ２４で算出したシールドガスの１出力毎の節約量Ｇｓを、現在の総節約量Ｇｓｔに加算する。   In step S28, the total saving amount of shield gas is updated. That is, the saving amount Gs for each output of the shielding gas calculated in step S24 is added to the current total saving amount Gst.

ステップＳ２９において、シールドガスの総節約量Ｇｓｔを金額換算した総低減金額Ｋｔを更新する。すなわち、シールドガスの１出力毎の節約量Ｇｓにガス単価Ｋｇを乗算した値を、現在の総低減金額Ｋｔに加算する。   In step S29, the total reduction amount Kt obtained by converting the total saving amount Gst of the shield gas into an amount is updated. That is, a value obtained by multiplying the saving amount Gs for each output of the shielding gas by the gas unit price Kg is added to the current total reduction amount Kt.

以上の処理によって、シールドガスの節約量が算出される。この後は、算出した節約効果値（総節約量Ｇｓｔ、総低減金額Ｋｔおよび教示データ単位の節約量Ｇｓｐ）を、ティーチペンダント１５に出力表示する。出力表示するタイミングは、教示データＤｗの再生が完了したとき、またはオペレータによりティーチペンダント１５が操作されて節約効果値の表示要求があったとき、あるいはその両方のタイミングとすればよい。   Through the above processing, the amount of shielding gas saved is calculated. Thereafter, the calculated saving effect values (total saving amount Gst, total reduction amount Kt and teaching data unit saving amount Gsp) are output and displayed on the teach pendant 15. The output display timing may be set when the reproduction of the teaching data Dw is completed, when the teach pendant 15 is operated by the operator to request the display of the saving effect value, or both.

［実施の形態２］
次に、本発明の実施形態２について説明する。実施形態１との相違は、シールドガスの出力制御手段としてガス電磁弁１９を、ガス流量制御手段としてオリフィス等の調整機構を使用した点である。 [Embodiment 2]
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described. The difference from the first embodiment is that a gas electromagnetic valve 19 is used as the shield gas output control means, and an adjusting mechanism such as an orifice is used as the gas flow rate control means.

図６は、本発明の実施形態２に係るアーク溶接装置の構成図である。以下、実施形態１との相違部分について説明する。同図において、ガス電磁弁１９は、溶接電源３と接続されており、溶接電源３からの入力に応じて電磁弁を開閉作動する。溶接電源３は、ロボットコントローラ１６からのガス出力信号Ｍｇを入力として、ガス電磁弁１９に対し、シールドガスを出力または停止させるための指令信号を出力する。ガス流量制御手段に相当する調整機構２０は、例えば、従来技術２に開示されているオリフィス、チューブまたはチャンバ等である。   FIG. 6 is a configuration diagram of an arc welding apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described. In the figure, a gas solenoid valve 19 is connected to the welding power source 3 and opens and closes the solenoid valve in response to an input from the welding power source 3. The welding power source 3 receives the gas output signal Mg from the robot controller 16 and outputs a command signal for outputting or stopping the shield gas to the gas electromagnetic valve 19. The adjustment mechanism 20 corresponding to the gas flow rate control means is, for example, an orifice, a tube, or a chamber disclosed in the related art 2.

上記のように構成した実施形態２においても、実施形態１と同様に、シールドガスの節約量を算出することが可能である。すなわち、図８（ａ）で示した節約量Ｇｓａを算出するためのガス節約量特性テーブルＧｔを予め記憶しておき、シールドガスの出力開始時に図４で説明した処理を行い、出力停止時に図５で説明した処理を行うことによって、容易にシールドガスの節約量を算出し、オペレータに節約効果を知らしめることができる。   Also in the second embodiment configured as described above, similarly to the first embodiment, the saving amount of the shield gas can be calculated. That is, the gas saving amount characteristic table Gt for calculating the saving amount Gsa shown in FIG. 8A is stored in advance, and the processing described with reference to FIG. By performing the processing described in 5, it is possible to easily calculate the saving amount of the shielding gas and inform the operator of the saving effect.

以上説明したように、シールドガスの出力開始から出力停止までのガスＯＮ経過時間Ｔｏｎおよび出力停止から出力開始までのガスＯＦＦ間隔時間Ｔｉｎｔを計測し、これらの時間とガス節約量特性テーブルＧｔとの関係に基づいてシールドガスの１出力毎の節約量Ｇｓを算出し、この節約量を積算した節約効果値（総節約量Ｇｓｔ、総低減金額Ｋｔおよび教示データ単位の節約量Ｇｓｐ）を算出して、表示手段であるティーチペンダント１５に表示するようにしている。このことによって、ガス流量調整手段（マスフローコントローラ３１、調整機構２０等）を導入した場合に得られるシールドガスの節約効果を、特別な測定機器を使用しなくても簡単に把握することができる。   As described above, the gas ON elapsed time Ton from the output start of the shield gas to the output stop and the gas OFF interval time Tint from the output stop to the output start are measured, and these times and the gas saving amount characteristic table Gt are calculated. A saving amount Gs for each output of the shield gas is calculated based on the relationship, and a saving effect value (total saving amount Gst, total reduction amount Kt and saving amount Gsp in teaching data unit) obtained by integrating the saving amount is calculated. The information is displayed on the teach pendant 15 as a display means. As a result, the shielding gas saving effect obtained when the gas flow rate adjusting means (the mass flow controller 31, the adjusting mechanism 20, etc.) is introduced can be easily grasped without using a special measuring instrument.

また、ガス節約量特性テーブルＧｔは、ガスＯＦＦ間隔時間Ｔｉｎｔのパターンに応じて予め作成しておくべきものであるため、節約量を精度良く算出するためには、ガスＯＦＦ間隔時間Ｔｉｎｔを相当数想定し、実験によって予め定めておく必要がある。計測したガスＯＦＦ間隔時間Ｔｉｎｔに応じたガス節約量特性テーブルＧｔが存在しない場合は、存在している複数のガス節約量特性テーブルＧｔを補間演算することにより新たなガス節約量特性テーブルＧｔを作成するようにしている。このことによって、ガス節約量特性テーブルＧｔを相当数記憶しておかなくても、上記効果を発揮することができる。   Further, since the gas saving amount characteristic table Gt should be prepared in advance according to the pattern of the gas OFF interval time Tint, in order to calculate the saving amount with high accuracy, the gas OFF interval time Tint is a considerable number. It is assumed that it must be determined in advance through experiments. When the gas saving amount characteristic table Gt corresponding to the measured gas OFF interval time Tint does not exist, a new gas saving amount characteristic table Gt is created by performing an interpolation operation on the plurality of existing gas saving amount characteristic tables Gt. Like to do. As a result, the above-described effects can be exhibited without storing a considerable number of gas saving amount characteristic tables Gt.

また、実施形態１では、ガス流量制御手段として、外部からの信号入力によりシールドガスの出力、停止および流量調整を行うマスフローコントローラ３１を用いるようにしている。オリフィス等の機構的な手段は、突流が小さくなるように抑制する効果を有しているものの、突流自体の発生を完全に抑制することはできない。また、ガス流量が所望値となるように制御することができない。これに対し、マスフローコントローラ３１は、外部からの設定流量信号によって非常にきめ細やかな流量制御が可能となっている。すなわち、マスフローコントローラ３１を用いることによって、より一層、シールドガスを節約することができる。   In the first embodiment, the mass flow controller 31 that outputs, stops, and adjusts the flow rate of shield gas by external signal input is used as the gas flow rate control means. Although mechanical means such as an orifice have an effect of suppressing the turbulence, the generation of the turbulence itself cannot be completely suppressed. Further, the gas flow rate cannot be controlled to a desired value. On the other hand, the mass flow controller 31 can perform very fine flow rate control by a set flow rate signal from the outside. That is, by using the mass flow controller 31, the shielding gas can be further saved.

また、シールドガスの単位量あたりの金額であるガス単価Ｋｇを予め記憶しておき、算出した総節約量Ｇｓｔにガス単価Ｋｇを乗ずることによって、総低減金額Ｋｔを表示するようにしている。このことによって、シールドガスの節約による効果を金額によって把握することができる。   Further, the gas unit price Kg, which is the amount of money per unit amount of shield gas, is stored in advance, and the total reduction amount Kt is displayed by multiplying the calculated total saving amount Gst by the gas unit price Kg. As a result, the effect of saving the shielding gas can be grasped by the amount of money.

また、ガス単価Ｋｇをティーチペンダント１５によって変更可能としたことによって、ガス単価の変動に容易に対応することができる。   Further, since the gas unit price Kg can be changed by the teach pendant 15, it is possible to easily cope with the fluctuation of the gas unit price.

１ アーク溶接装置
２ ワーク
３ 溶接電源
７ 溶接トーチ
８ ＲＡＭ
９ タイマ
１３ 溶接ワイヤ
１４ マニピュレータ
１５ ティーチペンダント
１６ ロボットコントローラ
１９ ガス電磁弁
２０ 調整機構
２１ 主制御部
２２ ハードディスク
２３ 軌道計画部
２４ バッファ
２５ サーボ制御部
２６ サーボ駆動部
２７ 現在位置監視部
２８ 溶接制御部
３０ ガスシリンダ
３１ マスフローコントローラ
Ｄｃ 表示出力信号
Ｄｗ 教示データ
Ｇｏ ガス出力操作信号
Ｇｓ 節約量
Ｇｓａ 節約量
Ｇｓｂ 節約量
Ｇｓｐ 教示データ単位の節約量
Ｇｓｔ 総節約量
Ｇｔ ガス節約量特性テーブル
Ｈａ 波形
Ｈｂ 波形
Ｈｃ 波形
Ｈｃ 表示出力信号
Ｋｇ ガス単価
Ｋｔ 総低減金額
Ｍｃ 動作制御信号
Ｍｇ ガス出力信号
Ｍｓ ガス流量設定信号
Ｔｉｎｔ 間隔時間
Ｔｏｎ 経過時間
Ｗｓ 溶接制御信号
Ｘａ 波形
Ｘｂ 波形
Ｘｃ 波形 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Arc welding apparatus 2 Workpiece 3 Welding power supply 7 Welding torch 8 RAM
9 Timer 13 Welding wire 14 Manipulator 15 Teach pendant 16 Robot controller 19 Gas solenoid valve 20 Adjustment mechanism 21 Main control unit 22 Hard disk 23 Trajectory planning unit 24 Buffer 25 Servo control unit 26 Servo drive unit 27 Current position monitoring unit 28 Welding control unit 30 Gas cylinder 31 Mass flow controller Dc Display output signal Dw Teaching data Go Gas output operation signal Gs Saving amount Gsa Saving amount Gsb Saving amount Gsp Saving amount Gst of teaching data unit Total saving amount Gt Gas saving amount characteristic table Ha waveform Hb waveform Hc waveform Hc Display output signal Kg Gas unit price Kt Total reduction amount Mc Operation control signal Mg Gas output signal Ms Gas flow rate setting signal Tint Interval time Ton Elapsed time Ws Welding control signal Xa waveform Xb waveform Xc waveform

Claims (5)

シールドガスの突流を抑制するためのガス流量制御手段を有し、外部からの信号入力または予め作成された教示データに基づいたタイミングでシールドガスの出力を開始または停止させるアーク溶接装置において、
シールドガスの出力開始から出力停止までのガスＯＮ経過時間および出力停止から出力開始までのガスＯＦＦ間隔時間を計測する計測手段と、
前記ガスＯＮ経過時間とシールドガスの節約量との関係を予め定めたガス節約量特性テーブルを、前記ガスＯＦＦ間隔時間毎に複数記憶した記憶手段と、
計測したガスＯＦＦ間隔時間に応じて複数のガス節約量特性テーブルの中からいずれか１つを選択するテーブル選択手段と、
選択したガス節約量特性テーブルに前記ガスＯＮ経過時間を入力し、シールドガスの１出力毎の節約量を算出するガス節約量算出手段と、
前記節約量を積算した節約効果値を算出する効果値算出手段と、
前記節約効果値を表示する表示手段と、
を備えたことを特徴とするアーク溶接装置。 In an arc welding apparatus having a gas flow rate control means for suppressing a rush of shield gas, and starting or stopping the output of shield gas at a timing based on external signal input or pre-created teaching data,
Measuring means for measuring the gas ON elapsed time from the start of output of the shield gas to the output stop and the gas OFF interval time from the output stop to the start of output;
A storage unit that stores a plurality of gas saving amount characteristic tables in which a relationship between the gas ON elapsed time and the saving amount of shield gas is determined in advance for each gas OFF interval time;
Table selecting means for selecting one of a plurality of gas saving amount characteristic tables according to the measured gas OFF interval time;
A gas saving amount calculating means for inputting the gas ON elapsed time to the selected gas saving amount characteristic table and calculating a saving amount for each output of the shield gas;
Effect value calculating means for calculating a saving effect value obtained by integrating the saving amount;
Display means for displaying the saving effect value;
An arc welding apparatus comprising: 前記選択手段は、計測したガスＯＦＦ間隔時間に応じたガス節約量特性テーブルが存在しない場合は、存在している複数のガス節約量特性テーブルを補間演算することにより新たなガス節約量特性テーブルを作成して選択することを特徴とする請求項１記載のアーク溶接装置。   When the gas saving amount characteristic table corresponding to the measured gas OFF interval time does not exist, the selecting means interpolates a plurality of existing gas saving amount characteristic tables to obtain a new gas saving amount characteristic table. The arc welding apparatus according to claim 1, wherein the arc welding apparatus is created and selected. 前記ガス流量制御手段は、外部からの信号入力によりシールドガスの出力、停止および流量調整を行うマスフローコントローラであることを特徴とする請求項２記載のアーク溶接装置。   3. The arc welding apparatus according to claim 2, wherein the gas flow rate control means is a mass flow controller that outputs, stops, and adjusts the flow rate of the shielding gas by an external signal input. 前記節約効果値は、前記節約量の積算値に予め定めたガス単価を乗じて得られる低減金額を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアーク溶接装置。   4. The arc welding apparatus according to claim 1, wherein the saving effect value includes a reduction amount obtained by multiplying an integrated value of the saving amount by a predetermined gas unit price. 5. 前記ガス単価は、前記教示データを作成するためのティーチペンダントによって変更可能であることを特徴とする請求項４記載のアーク溶接装置。   The arc welding apparatus according to claim 4, wherein the gas unit price can be changed by a teach pendant for creating the teaching data.

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