(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接トーチ（１１）のコンタクトチップ（ＫＳ）と加工されるワークピース（Ｗ）との間の距離に対応する参照距離信号ｄを与える方法において、
（ａ）ワイヤ送給速度（ＶＤ）、溶接電圧（Ｕ）、及び溶接電流（Ｉ）のうちの少なくとも１つによって定義される所定の溶接特性（ＳＫＬにおける動作点（ＡＰ）、並びに溶接トーチ（１１）のコンタクトチップ（ＫＳ）と前記加工されるワークピース（Ｗ）との間のＣＴＷＤ距離を調整するステップ（Ｓ１）と、
（ｂ）前記溶接特性（ＳＫＬ）において設定された動作点（ＡＰ）について前記ＣＴＷＤ距離に依存する１つのパラメータ（Ｐ）の目標パラメータ値（ＰＳｏｌｌ）を読み出すか、又は判定するステップ（Ｓ２）と、
（ｃ）溶接工程の間に、ワイヤ送給速度（ＶＤ）、溶接電圧（Ｕ）、又は溶接電流（Ｉ）の現在の溶接パラメータのうちの少なくとも１つを測定することにより、前記ＣＴＷＤ距離に依存するパラメータ（Ｐ）の実パラメータ値（ＰＩｓｔ）を判定するステップ（Ｓ３）と、
（ｄ）判定された実パラメータ値（ＰＩｓｔ）を、前記パラメータ（Ｐ）の前記目標パラメータ値（ＰＳｏｌｌ）と、前記参照距離信号（ｄ）の所定の範囲にある出力値範囲の中間に位置する所定の参照値（Ｐｒｅｆ）との算出された差（ΔＰ）の関数として修正するステップ（Ｓ４）と、
（ｅ）修正された実パラメータ値（ＰＩｓｔ’）に対応する参照距離信号（ｄ）を溶接線倣い信号として出力するステップ（Ｓ５）であって、前記参照距離信号（ｄ）は前記溶接工程中にロボットアーム（９）に結合された前記溶接トーチ（１１）の位置を調節するためのロボット制御ユニット（８）に出力され、前記溶接トーチ（１１）の位置は、所望のＣＴＷＤ距離を維持するために、前記参照距離信号ｄの出力値が前記所定の参照値Ｐｒｅｆに変更されるように、ロボットアーム（９）によって修正される、参照距離信号（ｄ）を溶接線倣い信号として出力するステップ（Ｓ５）とを備える、方法。
【請求項２】
前記ＣＴＷＤ距離に依存するパラメータ（Ｐ）は、溶接電圧（Ｕ）、溶接電流（Ｉ）、ワイヤ送給速度（ＶＤ）、又はそれらから導出された変数である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＣＴＷＤ距離に依存するパラメータ（Ｐ）は、溶接抵抗（Ｒ）又は電気的溶接パワーである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記判定された実パラメータ値（ＰＩｓｔ）は、前記目標パラメータ値（ＰＳｏｌｌ）と参照値（Ｐｒｅｆ）との差（ΔＰ）を前記判定された実パラメータ値（ＰＩｓｔ）にオフセットとして加算することにより修正される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記判定された実パラメータ値（ＰＩｓｔ）は、前記判定された実パラメータ値（ＰＩｓｔ）に前記目標パラメータ値（ＰＳｏｌｌ）と前記参照値（Ｐｒｅｆ）との差（ΔＰ）の関数として判定される補正係数（ＫＦ）を乗算することにより修正される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記溶接電圧（Ｕ）及び溶接電流（Ｉ）は、前記溶接トーチ（１１）と、前記溶接トーチ（１１）に接続された溶接電力源（１２）とのうちの少なくとも１つに備えられたセンサを用いて測定される、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
溶接トーチ（１１）のコンタクトチップ（ＫＳ）と加工されるワークピース（Ｗ）との間の距離に対応する参照距離信号ｄを提供する装置であって、前記装置は、
ワイヤ送給速度（ＶＤ）、溶接電圧（Ｕ）、及び溶接電流（Ｉ）のうちの少なくとも１つによって定義される所定の溶接特性ＳＫＬにおける動作点（ＡＰ）を調整し、かつ前記溶接トーチ（１１）のコンタクトチップ（ＫＳ）と前記加工されるワークピース（Ｗ）との間のＣＴＷＤ距離を調整するための調整ユニット（２）と、
前記溶接特性（ＳＫＬ）において設定された動作点（ＡＰ）について、前記ＣＴＷＤ距離に依存する１つのパラメータ（Ｐ）の目標パラメータ値（ＰＳｏｌｌ）を判定するための目標値決定ユニット（３）と、
前記ワイヤ送給速度（ＶＤ）、溶接電圧（Ｕ）、及び溶接電流（Ｉ）のうちの少なくとも１つを溶接工程の間に測定することにより、前記ＣＴＷＤ距離に依存するパラメータＰの実パラメータ値（ＰＩｓｔ）を判定するための実際値判定ユニット（６）と、
前記判定された実パラメータ値（ＰＩｓｔ）を、前記パラメータ（Ｐ）の前記判定された目標パラメータ値（ＰＳｏｌｌ）と前記参照距離信号（ｄ）の出力値範囲の中間に位置する所定の参照値（Ｐｒｅｆ）との算出された差（ΔＰ）の関数として、自動的に修正するための修正ユニット（７）と、
前記修正ユニット（７）によって修正された実パラメータ値（ＰＩｓｔ）に対応する参照距離信号（ｄ）を出力するための出力インタフェースであって、前記出力インタフェースは前記参照距離信号（ｄ）を溶接線倣い信号としてロボット制御ユニット（８）に送信するために備えられており、前記ロボット制御ユニット（８）は、溶接工程中にロボットアーム（９）に結合された前記溶接トーチ（１１）の位置を受信した溶接線倣い信号の関数として制御し、前記溶接トーチ（１１）の位置は、所望のＣＴＷＤ距離を維持するために、前記参照距離信号（ｄ）の所定の範囲にある出力値が前記所定の参照値（Ｐｒｅｆ）に変更されるように、ロボットアーム（９）によって修正される、出力インタフェースとを備える、装置。
【請求項８】
前記修正ユニット（７）は、前記目標決定ユニット（３）によって決定された目標パラメータ値（ＰＳｏｌｌ）と所定の参照値（Ｐｒｅｆ）との算出された差（ΔＰ）を、前記実際値判定ユニット（６）によって判定された実パラメータ値（ＰＩｓｔ）にオフセット値として加算することによって、前記判定された実パラメータ値（ＰＩｓｔ）を修正する、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記修正ユニット（７）は、前記実パラメータ値Ｐ（Ｉｓｔ）に、前記目標値決定ユニット（３）によって決定された目標パラメータ値（ＰＳｏｌｌ）と所定の参照値（Ｐｒｅｆ）との差（ΔＰ）の関数として判定される補正係数（ＫＦ）を乗算することによって、前記判定された実パラメータ値（ＰＩｓｔ）を修正する、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記実際値判定ユニット（３）は、前記ＣＴＷＤ距離に依存するパラメータＰの実パラメータ値（ＰＩｓｔ）を感知するような方法で検出するセンサを有する、請求項７乃至９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記センサは、前記溶接トーチ（１１）及び前記溶接トーチ（１１）のうちの少なくとも１つに接続された溶接電力源（１２）に備えられている、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
ロボット制御ユニット（８）を備えた溶接装置（ＳＧ）であって、前記ロボット制御ユニット（８）は、前記溶接装置（ＳＧ）に接続されており、溶接工程中に溶接トーチ（１１）の位置を請求項７乃至１３のいずれか１項に記載の装置（１）によって提供される参照距離信号（ｄ）の関数として制御し、前記溶接トーチ（１１）はロボットアーム（９）によって移動され、加工されるワークピース（Ｗ）に対する前記ロボットアーム（９）の位置は、前記ロボット制御ユニット（８）によって、前記参照距離信号（ｄ）の関数として自動的に調節される、溶接装置（ＳＧ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工されるワークピースに対する溶接トーチの相対位置を制御するための参照距離信号を与える方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のアーク溶接装置は溶接トーチ又は溶接ヘッドを有しており、溶接トーチ又は溶接ヘッドの位置は、加工されるワークピース上に溶接線を生成するように調節されるか、又は追跡される。溶接トーチには溶接ワイヤ電極が供給され、溶接ワイヤ電極の先端部は溶接トーチから突出して、溶接工程中に溶接ワイヤ電極の先端部と加工されるワークピースとの間にアーク（電弧）が生じる。溶接工程中、溶接ワイヤ電極は、ワイヤ送給装置によって一定のワイヤ送給速度で連続的に供給され、溶接ワイヤ電極は溶接工程中にその先端部において溶融し消耗する。
【０００３】
図１は、絶縁ガイドＩＦによって包囲されたコンタクトパイプＫＲを備えた従来の溶接トーチＳＢの例を概略的に示している。溶接トーチＳＢのコンタクトパイプ又はコンタクトチップＫＳと加工されるワークピースＷとの間にはＣＴＷＤ距離（コンタクトチップ−ワーク間距離）が存在する。溶接トーチＳＢの下端において、溶接ワイヤ電極ＳＤＥは一定の突出し長さだけ絶縁筐体から視認可能に突出している。溶接トーチＳＢの下端縁と加工されるワークピースＷとの間の距離は、視認可能なＣＴＷＤ距離ＣＴＷＤ’をなす。図１では、溶接ワイヤ電極ＳＤＥの突出し長さＳＯＬ、及び突出した溶接ワイヤ電極ＳＤＥの先端部と加工されるワークピースＷとの間のアークＬＢのアーク長ＬＢＬが見られる。視認可能なＣＴＷＤ距離ＣＴＷＤ’は、図１で分かるように、突出し長さＳＯＬとアークのアーク長ＬＢＬとを含む。
【０００４】
溶接トーチＳＢはロボットアームに従来のように固定されており、ワークピースＷに相対した溶接トーチＳＢの位置は溶接線倣い制御信号によって制御又は調節される。従来の溶接装置では、溶接線倣い信号が参照されるが、設定した溶接パラメータを用いて最初に参照行程（ｒｅｆｅｒｅｎｚｆａｈｒｔ）が実施される。この参照行程にわたり、測定した信号レベルをロボットアームの高さ調節のための目標値として設定する。従来の手順の不都合な点は、溶接特性が変更されると、溶接線倣い信号を参照するための参照行程を新たに行なわなければならないということにある。さらに、従来の手順では、例えばワークピースが不正確に固定されるために、誤差が生じる場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明の目的は、倣い信号として用いることができ、かつ溶接特性の変更又は他の補正の場合にあっても溶接トーチのさらなる参照行程を必要としない参照距離信号を提供する方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１に記載の特徴を有する方法によって本発明により達成される。
第１態様では、本発明は、溶接トーチのコンタクトチップと加工されるワークピースとの間の距離に対応する参照距離信号を提供する方法を提供する。この方法は、少なくともワイヤ送給速度、溶接電圧及び溶接電流によって定義される所定の溶接特性における動作点、並びに溶接トーチのコンタクトチップと加工されるワークピースとの間のＣＴＷＤ距離を調整するステップと、
溶接特性において設定された動作点についてＣＴＷＤ距離に依存する少なくとも１つのパラメータの目標パラメータ値を読み出すか、又は判定するステップと、
ワイヤ送給速度、溶接電圧、又は溶接電流の現在の溶接パラメータのうちの少なくとも１つを測定することにより、ＣＴＷＤ距離に依存するパラメータの実パラメータ値を判定するステップと、
判定された実パラメータ値を目標パラメータ値と参照値との差の関数として修正するステップと、
修正された実パラメータ値に対応する参照距離信号を出力するステップとを含む。
【０００７】
本発明による方法の１つの可能な実施形態において、ＣＴＷＤ距離に依存するパラメータは、溶接電圧、溶接電流及び／又は溶接ワイヤ電極のワイヤ送給速度を含む。
本発明による方法のさらに可能な実施形態では、ＣＴＷＤ距離に依存するパラメータは、溶接電圧、溶接電流及び／又はワイヤ送給速度から導出された変数である。
【０００８】
本発明による方法の１つの可能な実施形態では、ＣＴＷＤ距離に依存するパラメータは、溶接電圧及び溶接電流から導出された変数に相当する抵抗である。
本発明による方法のさらに可能な実施形態では、ＣＴＷＤ距離に依存するパラメータは、溶接電圧及び溶接電流から導出された変数に相当する電力である。
【０００９】
本発明による方法のさらに可能な実施形態では、参照距離信号は、溶接工程中に溶接トーチの位置を調節するための制御ユニットに、倣い信号として出力される。
本発明による方法の１つの可能な実施形態において、判定された実パラメータ値は、目標パラメータ値と参照値との差を判定された実パラメータ値にオフセットとして加算することにより修正される。
【００１０】
本発明による方法のさらに可能な代替実施形態において、判定された実パラメータ値は、判定された実パラメータ値に目標パラメータ値と参照値との差の関数として判定された補正係数を乗算することにより修正される。
【００１１】
本発明による方法のさらに可能な実施形態において、溶接電圧及び溶接電流は、溶接トーチ及び／又は溶接トーチに接続された溶接電力源に備えられたセンサを用いて測定される。
【００１２】
さらなる態様において、本発明は、請求項８に記載の特徴を有する参照距離信号を提供する装置をさらに提供する。
従って本発明は、溶接トーチのコンタクトチップと加工されるワークピースとの間の距離に対応する参照距離信号を提供する装置を提供する。その装置は、少なくともワイヤ送給速度、溶接電圧及び溶接電流によって定義される所定の溶接特性における動作点を調整し、かつ溶接トーチのコンタクトチップと加工されるワークピースとの間のＣＴＷＤ距離を調整するための調整ユニットと、
溶接特性において設定された動作点についてＣＴＷＤ距離に依存する少なくとも１つのパラメータの目標パラメータ値を決定するための目標値決定ユニットと、
少なくともワイヤ送給速度、溶接電圧及び／又は溶接電流を測定することにより、ＣＴＷＤ距離に依存するパラメータの実パラメータ値を判定するための実際値判定ユニットと、
判定された実パラメータ値を判定された目標パラメータ値と所定の参照値との算出された差の関数として自動的に修正するための修正ユニットと、
修正ユニットによって修正された実パラメータ値に対応する参照距離信号を出力するための出力ユニットとを備える。
【００１３】
本発明による装置の１つの可能な実施形態において、出力ユニットは参照距離信号を倣い信号として制御ユニットに送信するためのインタフェースを有しており、制御ユニットは溶接工程中に溶接トーチの位置を倣い信号の関数として制御する。
【００１４】
本発明による装置のさらに可能な実施形態において、修正ユニットは、目標値決定ユニットによって決定された目標パラメータ値と参照値との算出された差を、実際値判定ユニットによって判定された実パラメータ値に、オフセット値として加算することによって、判定された実パラメータ値を修正する。
【００１５】
本発明による装置のさらに可能な代替実施形態において、修正ユニットは、実パラメータ値に目標値決定ユニットによって決定された目標パラメータ値と参照値との差の関数として判定される補正係数を乗算することによって、判定された実パラメータ値を修正する。
【００１６】
本発明による装置のさらに可能な実施形態において、実際値判定ユニットはＣＴＷＤ距離に依存するパラメータの実パラメータ値を感知するような方法で検出する（ｓｅｎｓｏｒｉｓｃｈ  ｅｒｆａｓｓｅｎ）センサを有する。
【００１７】
本発明による装置のさらに可能な実施形態において、センサは、溶接トーチ自体に、又は溶接トーチに接続された溶接電力源に備えられている。
さらなる態様において、本発明は請求項１４に記載の特徴を有する溶接トーチをさらに提供する。
【００１８】
従って本発明は、溶接工程中に溶接トーチの位置を参照距離信号の関数として制御する制御ユニットを備えた溶接装置を提供し、
その距離信号は本発明の第２態様による装置によって提供される。
【００１９】
溶接装置の１つの可能な実施形態において、溶接トーチはロボットアームによって移動され、加工されるワークピースに対するロボットアームの位置は、溶接装置の制御ユニットによって参照距離信号の関数として自動的に調節される。
【００２０】
下記において、参照距離信号を提供するための本発明による装置及び本発明による方法の可能な実施形態について、添付図面を参照しながらより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】加工されるワークピースからのＣＴＷＤ距離を有する溶接トーチの概略図。
【図２】溶接装置において参照距離信号を提供するための本発明による装置の可能な実施形態例を示すブロック図。
【図３】参照距離信号を提供するための本発明による装置を含む、本発明による溶接装置の実施形態例を示す図。
【図４】参照距離信号を提供するための本発明による方法の実施形態を示すフローチャート。
【図５】本発明による溶接装置に用いることができる溶接特性の例を示す図。
【図６】本発明による溶接装置に用いることができる溶接特性の例を示す図。
【図７】本発明による溶接装置に用いることができる溶接特性の例を示す図。
【図８】本発明による溶接装置に用いることができる溶接特性の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図２から分かるように、示した実施形態において、参照距離信号ｄを提供するための本発明による装置１は、複数の構成要素又はユニットを有する。示した実施形態では、装置１は、格納された溶接特性ＳＫＬにおける動作点ＡＰを調整するように機能する調整ユニット２を備える。格納された溶接特性ＳＫＬは、少なくとも、溶接ワイヤ電極ＳＤＥのワイヤ送給速度ＶＤにより、溶接電圧Ｕにより、及び溶接電流Ｉにより定義される。装置１の調整ユニット２はさらに、溶接トーチ１１のコンタクトチップと加工されるワークピースＷとの間のＣＴＷＤ距離を調整するように機能する。
【００２３】
装置１はさらに目標値決定ユニット３を備える。目標値決定ユニット３は、溶接特性ＳＫＬにおいて設定された動作点ＡＰについて、設定されたＣＴＷＤ距離に依存する少なくとも１つのパラメータＰの目標パラメータ値ＰＳｏｌｌを決定する。溶接特性ＳＫＬは、好適には目標値決定ユニット３がアクセスできるメモリユニット４に保存されている。ＣＴＷＤ距離に依存するパラメータＰは、例えば溶接抵抗Ｒであってもよい。さらに、ＣＴＷＤ距離に依存する溶接パラメータＰは、溶接電圧Ｕ、溶接電流、もしくはワイヤ送給速度ＶＤ、又はそれらから導出される電気溶接出力（ｅｌｅｋｔｒｉｓｃｈｅ  Ｓｃｈｗｅｉｓｓｌｅｉｓｔｕｎｇ）などの別の変数であってもよい。溶接特性ＳＫＬは特定のＣＴＷＤ距離に対して生成されたものであり、好適には溶接特性メモリ４に保存されている。使用者はまた、調整ユニット２を用いて、このＣＴＷＤ値を調整することもできる。使用者はＣＴＷＤ値を設定できるが、この場合、参照値は再算出されるか、又は顧客が顧客に既知である値に調節する（新しいＣＴＷＤ距離を用いたキャリブレーション行程）。
【００２４】
減算ユニット５（ＳＵＢ）は、図２に示すように、目標パラメータ値ＰＳｏｌｌとパラメータの参照値Ｐｒｅｆとの差を算出する。
装置１は、ＣＴＷＤ距離に依存する関連パラメータＰの実パラメータ値ＰＩｓｔを判定するための実際値判定ユニット６をさらに備える。これは、好適には、現在の溶接パラメータ、とりわけワイヤ送給速度ＶＤ、溶接電圧Ｕ、又は溶接電流Ｉのうちの少なくとも１つを測定することによって行われる。判定された現在のパラメータ値ＰＩｓｔは、図２に示すように、装置１の修正ユニット７に供給される。修正ユニット７は、判定された実パラメータ値ＰＩｓｔを、判定された目標パラメータ値ＰＳｏｌｌと所定の参照値Ｐｒｅｆとの算出されたパラメータ差ΔＰの関数として調整する。１つの可能な実施形態において、修正ユニット７は、目標決定ユニット３によって決定された目標パラメータ値ＰＳｏｌｌと参照値Ｐｒｅｆとの算出された差ΔＰを実際値判定ユニット６によって判定された実パラメータ値ＰＩｓｔにオフセットとして加算することによって、判定された実パラメータ値ＰＩｓｔを修正する。１つの可能な実施形態において、当該パラメータＰは溶接抵抗Ｒである。溶接抵抗Ｒは、溶接電圧Ｕ及び溶接電流Ｉに依存する変数である（Ｒ＝Ｕ／Ｉ）。よって、この実施形態では、判定された抵抗の実際値ＲＩｓｔは、目標抵抗と参照抵抗との差ΔＲを判定された実際の抵抗ＲＩｓｔにオフセットとして加算することによって修正される。
【００２５】
本発明による装置１の代替実施形態において、修正ユニット７は、実パラメータ値ＰＩｓｔに補正係数ＫＦを乗算することによって、判定された実パラメータ値ＰＩｓｔを修正する。この補正係数ＫＦは、好適には、目標値決定ユニット３によって決定された目標パラメータ値ＰＳｏｌｌと参照値Ｐｒｅｆとの算出された差ΔＰの関数として判定される。１つの可能な実施形態において、当該パラメータは溶接抵抗Ｒである。この実施形態では、溶接電圧Ｕ及び溶接電流Ｉから生じる判定された実際の抵抗ＲＩｓｔ又は即時測定された抵抗Ｒは、判定された実際の抵抗ＲＩｓｔ又は即時測定された抵抗Ｒに、目標抵抗値ＲＳｏｌｌと参照抵抗値Ｒｒｅｆの間の差ΔＲの関数として判定される補正係数ＫＦを乗算することにより修正される。
【００２６】
装置１は、図２に示すように、修正ユニット７によって修正された実パラメータ値ＰＩｓｔに対応する参照距離信号ｄを出力するための出力ユニットを有する。１つの可能な実施形態において、装置１の実際値判定ユニット６は、ＣＴＷＤ距離に依存するパラメータＰの実パラメータ値ＰＩｓｔを感知するような方法で検出するセンサを有する。１つの可能な実施形態において、これらのパラメータＰは、溶接電圧Ｕ、溶接電流Ｉ、及び／又は溶接ワイヤ電極１０のワイヤ送給速度ＶＤである。１つの可能な実施形態において、実際値判定ユニット６のセンサは、溶接装置の溶接トーチ１１及び／又は溶接装置の溶接トーチに接続された溶接電力源１２に備えられている。
【００２７】
１つの可能な実施形態において、装置１は参照距離信号ｄをロボット制御ユニット８に送信する。１つの可能な実施形態において、ロボット制御装置８は、溶接装置ＳＧの溶接トーチ１１を保持又は搭載するロボットアーム９の位置を制御する。溶接トーチ１１は、溶接トーチ１１に溶接電流Ｉを供給する溶接電力源１２に接続されている。図２に概略的に示すように、供給された溶接ワイヤ電極１０は溶接トーチ１１から突出し、溶接工程中に溶接ワイヤ電極１０と加工されるワークピースＷとの間でアークＬＢが形成される。
【００２８】
図３は、参照距離信号ｄを提供する装置１を含み得る溶接装置ＳＧの実施形態を示している。図３は、様々な溶接方法、とりわけＭＩＧ／ＭＡＧアーク溶接を実施するのに適した溶接システム又は溶接装置ＳＧを概略的に示している。溶接装置ＳＧは電源ユニット１３を備えた溶接電力源１２を有する。１つの可能な実施形態において、溶接電力源１２の制御ユニットは、保護ガス１６用の供給ライン１５内に配された制御弁１４を作動させることができる。保護ガス１６は、例えば、溶接装置ＳＧの保護ガス貯蔵部１７に貯蔵された二酸化炭素、ヘリウム又はアルゴンであってよい。溶接電力源１２の制御ユニットはさらにワイヤ送給装置１８を作動させる。溶接ワイヤ又は溶接ワイヤ電極１０は、ワイヤ案内ライン１９を通って、供給ドラム２０から供給される。
【００２９】
溶接ワイヤ電極１０とワークピースＷとの間にアークＬＢを確立するための電流Ｉは、溶接電力源１２の電源ユニットの溶接ライン２１を通って、溶接トーチ１１又は溶接トーチ１１に案内された溶接ワイヤ１０に供給され得る。溶接又は加工されるワークピースＷはまた、アークＬＢを介して電力回路を閉じることができるように、さらなる溶接ライン２２によって、溶接装置ＳＧ、具体的には溶接装置ＳＧの溶接電力源１２に接続され得る。溶接トーチ１１を冷却するために、冷却回路２３がさらに備えられていてもよい。
【００３０】
図３に示す実施形態において、装置１は、溶接装置ＳＧの溶接電力源１２のハウジング内に位置し、ライン２４を通じて参照距離信号又は倣い信号ｄをロボット制御ユニット８に送る。ロボット制御ユニット８は、溶接トーチ１１を搭載又は保持するロボットアーム９の位置又は垂直位置を、制御ライン２５を通じて制御信号ＣＴＲＬによって、倣い信号ｄの関数として制御する。
【００３１】
１つの可能な実施形態において、参照距離信号ｄを提供するための本発明による装置１は、図３に示すように、溶接電力源１２のハウジング内に位置する。提供された参照距離信号ｄは、溶接トーチ１１のコンタクトチップと加工されるワークピースＷとの間の距離に対応する。ロボット制御ユニット８は、ロボットアーム９を、ライン２４を通じて受信され、かつ参照距離信号ｄに対応する倣い信号の関数として、制御ライン２５を通じて制御する。ロボットアーム９は、図３に示すように溶接トーチ１１に機械的に結合されている。
【００３２】
溶接電力源１２はユーザインタフェースを有する。１つの可能な実施形態において、
本発明による装置１の調整ユニット２は、溶接電力源１２のユーザインタフェース２６に組み込まれている。ユーザインタフェース２６を通じて、使用者又は溶接者は、格納された溶接特性ＳＫＬにおける動作点ＡＰを調整するための選択肢を有する。動作点ＡＰは、様々なパラメータＰ、とりわけ溶接ワイヤ電極１０のワイヤ送給速度ＶＤ、溶接ワイヤ電極ＳＤＥの先端部と処理されるべきワークピースＷとの間の溶接電圧Ｕ、及び溶接トーチ１１に供給される溶接電流Ｉによって選択され得る。動作点ＡＰを選択するためのさらに可能なパラメータＰとしては、材料の厚さ、溶接パワー、溶接線の継ぎ目形状、理論喉厚、熱入力、溶接速度などが挙げられる。
【００３３】
図４は、参照距離信号ｄを提供するための本発明による方法の実施形態のフローチャートである。
第１ステップＳ１では、所定の溶接特性ＳＫＬにおける動作点ＡＰが調整される。これは、例えば溶接者又は使用者により、溶接電力源１２のユーザインタフェース２６によって行われる。溶接特性ＳＫＬは、好適には装置１の内部メモリ４に保存されている。
【００３４】
図５、図６、図７、及び図８は、例えば装置１のメモリ４に格納され得る様々な溶接特性ＳＫＬを示している。
図５は、様々な特性点ＣＰに対するワイヤ送給速度ＶＤをメートル毎分で示している。
【００３５】
図６は、様々な特性点ＣＰに対する溶接電流Ｉをアンペアで示している。
図７は、様々な特性点ＣＰに対する溶接電圧Ｕをボルトで示している。
図８は、様々な特性点ＣＰに対する材料厚をミリメートルで示している。
【００３６】
さらなるステップＳ２では、溶接特性ＳＫＬにおいて設定された動作点についてＣＴＷＤ距離に依存する少なくとも１つのパラメータＰの目標パラメータ値ＰＳｏｌｌが読み出されるか、又は判定される。１つの可能な実施形態において、これは、データメモリ４に保存されている例えば図５〜図８に示すような溶接特性ＳＫＬによって行われる。
【００３７】
さらなるステップＳ３では、ＣＴＷＤ距離に依存するパラメータＰの現在のパラメータ値ＰＩｓｔが、現在の溶接パラメータの少なくとも１つを測定することによって判定される。これらの溶接パラメータとしては、とりわけ溶接ワイヤ電極ＳＤＥのワイヤ送給速度ＶＤ、設定された溶接電圧Ｕ又は現在の溶接電圧Ｕ、及び現在流れている溶接電流Ｉが挙げられる。１つの可能な実施形態において、溶接パラメータＰのうちの一部又はすべては、当該パラメータＰの実パラメータ値ＰＩｓｔを判定するために、センサを用いて検出される。
【００３８】
さらなるステップＳ４では、判定された実パラメータ値ＰＩｓｔは、目標パラメータ値ＰＳｏｌｌと参照値との差の関数として、自動的に修正されるか、又は継続的に適合される。
【００３９】
さらなるステップＳ５では、ステップＳ４で修正されたパラメータの実際値ＰＩｓｔ’に対応する参照距離信号ｄが出力される。この状況において、１つの可能な実施形態では、参照距離信号ｄは対応するインタフェースを通じてロボット制御ユニット８に出力される。参照距離信号ｄは、溶接工程中に溶接トーチ１１の位置を調節するためのロボットアーム９に対する倣い制御信号として、ロボット制御ユニット８に出力される。
【００４０】
単純な例として本発明による方法の１つの可能な例示的実施形態を明確にするために、ＣＴＷＤ依存パラメータＰとしての抵抗Ｒについて、参照距離信号ｄは０〜５００ｍΩの出力値範囲を有すると仮定する。上下双方の距離偏差を表わすことができるように、例として、抵抗の参照値Ｐｒｅｆは、出力範囲の中間として、換言すると２５０ｍΩで、固定される。メモリユニット４に格納され、かつ溶接工程に対して選択された溶接特性ＳＫＬにおける現在の動作点ＡＰについて、目標抵抗値ＰＳｏｌｌは、例えば７０ｍΩと算出される。減算ユニット５によって算出された参照値Ｐｒｅｆと目標抵抗値ＰＳｏｌｌとの差ΔＰは、この場合１８０ｍΩとなり、１つの可能な実施形態では、修正ユニット７によって、現在の測定値から算出された例えば６０ｍΩである実際の抵抗値Ｒｉｓｔに加算される。これにより、参照距離信号ｄに対して２４０ｍΩの出力値が得られる。溶接トーチ１１の位置は、所望のＣＴＷＤ距離を維持するために、参照距離信号ｄの出力値が参照値Ｐｒｅｆに変化するように、ロボットアーム９によって修正され得る。
【符号の説明】
【００４１】
１…参照距離信号を提供する装置、２…調整ユニット、３…目標値決定ユニット、４…メモリユニット、５…減算ユニット（ＳＵＢ）、６…実際値判定ユニット、７…適合ユニット、８…ロボット制御ユニット、９…ロボットアーム、１０…溶接ワイヤ電極（ＳＤＥ）、１１…溶接トーチ、１２…溶接電力源、１３…電源ユニット、１４…制御弁、１５…供給ライン、１６…保護ガス、１７…保護ガス貯蔵部、１８…ワイヤ送給装置、１９…ワイヤ案内ライン、２０…供給ドラム、２１…溶接ライン、２２…溶接ライン、２３…冷却回路、２４…ライン、２５…制御ライン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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