[发明专利]焊接条件自动设定装置

说明书

本发明涉及用来自动设定用于电弧焊的焊接条件的装置。

近来，用于诸如CO₂焊接，MAG焊接等电弧焊中的电弧焊电源的性能已经取得快速的进步，于是与以往的技术相比焊接条件能够易于设定，因而也就改进了焊接的质量。然而，由于焊接现象是一种多输入多输出系统的非线性现象，并受干扰的影响很大，故对这种现象还不是完全清楚的。于是，改进焊接电源的性能对于控制一定的微时间内的焊接电流、焊接电压等的波形以及对于稳定地保持电极之间的电弧是有用的。如此，在当前焊接条件还不可避免地依靠操作者的经验来设定。

作为焊接条件自动设定的技术，在日本专利未审公开No.59-159272中描述了一种方法，其中通过使用简单的关系表达式易于获得焊接的条件。

进而，在日本专利已审公开No.7-47209中描述了一种方法，该方法包括这样的步骤：存储多个焊接参数，根据多个生产规则逐一确定其他焊接参数并通过重复以上步骤对每一焊接通路确定焊接条件。在日本专利未审公开No.7-57436中还描述了一种方法，该方法包括步骤：把对应于设定的条件的焊接条件存储到数据库中，查找数据库中符合输入的设定条件的焊接条件，当焊接条件不出现在数据库中时，使用由中间网络构成的焊接条件数据估计部分估计焊接条件，并如果焊接的结果良好，则向数据库记录这种情形下的所有焊接条件。

很少有足够的焊接操作者在焊接现场，因而很多企业主张自动化的机器人化的焊接。这是由于技术高超的焊接操作者通常是年纪大的人，而对于一个新的焊接操作者要掌握焊接技术需要很多劳动和时间。然而，在简单地主张焊接的自动化和机器人化的情形下，由于掌握新的设备的问题及设定焊接条件的困难而增加了操作者所需工作，操作者熟练掌握确定焊接条件的设备和技术需要大量的劳动和时间，因而降低了操作效率。为了解决以上问题，必须易于设定操作，对于成为对象的焊缝的焊接条件甚至易于由初学者设定，并且收集的焊接信息必须易于作为绝对的信息存储。

然而，在以往的技术中，如日本专利未审公开No.59-159272中所述，有一种方法，其中使用焊接截面面积、焊接电流和焊接速度之间简单的关系表达式设定焊接条件。然而，多输入和多输出系统的非线性复杂的焊接现象是不能够只由焊接截面面积、焊接电流和焊接速度之间的关系表达式来表达的(焊接截面面积由于散射的飞溅物的影响和工件对象的姿态而不可能被均匀地确定)，于是不能获得高可靠性的焊接。又，如在日本专利已审公开No.7-47209中所述，为了设定焊接条件，必须从存储部分通过使用基于许多存储的焊接参数和参数之间对于参数寻找很多次直到焊接条件变为完全满足，由此而设定焊接条件。由于多个焊接参数和该焊接参数之间的相互关系可能是被独立存储的，故能够把每一个作为具有高度独立性的知识存储。然而，由于多个焊接参数和/或参数之间关系被校正和删除而使得用于确定焊接条件的过程中的条件改变，于是存在这样的问题，即所得到的焊接条件变为具有不可再现性的信息。又进而，如日本专利未审公开No.7-57436中所述，由于只有对应于设定条件的焊接条件被存储在数据库中，就存在这样的问题，即如果在检索的焊接条件下进行焊接，则不知道会获得什么样结果。如果对应的焊接条件没有记录在数据库中，由于数据估计部分估计焊接条件，且如果焊接的结果良好，则只能由焊接条件数据估计部分复制的焊接条件而不论焊接条件是否被改变也将记录到数据库中，并且冗长的数据包含在数据库中，于是问题在于产生了无用的数据并且降低了检索速度。

本发明要解决的第一个问题在于，如何提供一种用于设定焊接操作条件的方法和装置，该方法和装置能够易于用来甚至由初学者进行对于工作的设定和对于焊接对象的焊接条件的设定。

本发明要解决的第二个问题在于，如何提供一种用于自动地设定焊接条件的装置，该装置能够用来甚至易于由初学者对于工件的置位和焊接对象设定焊接条件，能够易于作为绝对信息存储收集的一系列焊接信息，并能够易于检索累积的信息。

本发明要解决的第三个问题在于，如何提供一种用于自动地设定焊接条件的装置，该装置进而能够在短的时间周期内检索累积的信息。

本发明要解决的第四个问题在于，如何提供一种能够易于被设定并能够获得高的焊接质量的设定焊接条件的方法。

以往为了获得理想的焊道形状和焊透的形状，诸如焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊炬靶的位置、焊炬靶的角度等等焊接条件必须基于由电弧焊方面熟练的工程技术人员经长时期积累的经验来确定。