JPH0141437B2 - - Google Patents
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- JPH0141437B2 JPH0141437B2 JP59108150A JP10815084A JPH0141437B2 JP H0141437 B2 JPH0141437 B2 JP H0141437B2 JP 59108150 A JP59108150 A JP 59108150A JP 10815084 A JP10815084 A JP 10815084A JP H0141437 B2 JPH0141437 B2 JP H0141437B2
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- welding
- groove
- electrode
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- cycle
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 24
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 20
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
- B23K9/0216—Seam profiling, e.g. weaving, multilayer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/09—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage
- B23K9/091—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage characterised by the circuits
- B23K9/092—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage characterised by the circuits characterised by the shape of the pulses produced
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/24—Features related to electrodes
- B23K9/28—Supporting devices for electrodes
- B23K9/30—Vibrating holders for electrodes
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、溶接継手部の溶接線方向に沿つて
進行する自動アーク溶接方法に関し、特に溶接ビ
ード高を均一の高さに制御するようにした溶接ビ
ード高さの自動制御方法に関する。
進行する自動アーク溶接方法に関し、特に溶接ビ
ード高を均一の高さに制御するようにした溶接ビ
ード高さの自動制御方法に関する。
自動溶接の無人化をはかるには、溶接中に時々
刻々と変化する開先線の２次元的なずれに対し
て、溶接トーチ位置を自動的に検知して位置修正
するための検知センサおよびそれによる溶接トー
チ位置調整機構が必要である。
刻々と変化する開先線の２次元的なずれに対し
て、溶接トーチ位置を自動的に検知して位置修正
するための検知センサおよびそれによる溶接トー
チ位置調整機構が必要である。
従来、このための検知センサーとして接触式セ
ンサーや電磁気光電方式の非接触式センサーなど
種々のセンサーが使用されている。しかしなが
ら、これらのセンサーは、溶接トーチの他に別体
としてのセンサーという固有の機器をトーチ近傍
に設けるものであるから、検知位置と溶接トーチ
位置の間に寸法的な制限から一定の間隔距離が必
要な為、正確な検出が行なえなかつたり、対象物
の寸法に限界があるなどの適用上の制約が多い。
ンサーや電磁気光電方式の非接触式センサーなど
種々のセンサーが使用されている。しかしなが
ら、これらのセンサーは、溶接トーチの他に別体
としてのセンサーという固有の機器をトーチ近傍
に設けるものであるから、検知位置と溶接トーチ
位置の間に寸法的な制限から一定の間隔距離が必
要な為、正確な検出が行なえなかつたり、対象物
の寸法に限界があるなどの適用上の制約が多い。
さらに溶接継手においては、開先幅、角度、な
どの形状変動がさけられず、従つてこれらの変動
を検出して溶接条件を自動制御する必要がある。
従来このための有益な検知センサーは皆無といつ
てもよく、わずかにITVを用いてアーク前方の
開先を撮像して開先幅を検出する方式が見られる
が、これとても開先表面の幅は検出できても、真
の開先断面は不明であり、いずれにしても検出位
置とアーク位置とのずれがあることから、検出精
度に限界があり、さらには前述の適用対象物の寸
法制約があるなどの欠点があり、実用化されるに
は到つていない。
どの形状変動がさけられず、従つてこれらの変動
を検出して溶接条件を自動制御する必要がある。
従来このための有益な検知センサーは皆無といつ
てもよく、わずかにITVを用いてアーク前方の
開先を撮像して開先幅を検出する方式が見られる
が、これとても開先表面の幅は検出できても、真
の開先断面は不明であり、いずれにしても検出位
置とアーク位置とのずれがあることから、検出精
度に限界があり、さらには前述の適用対象物の寸
法制約があるなどの欠点があり、実用化されるに
は到つていない。
このような状況にかんがみて発明者らは開先内
で揺動する溶接アーク自体をセンサーとして利用
し、別体としてのセンサーを用いることなく溶接
電極の位置を正確に開先内でならわせる方法を、
特公昭57−3462号公報で提案した。上記の方法
は、溶接トーチを開先線にならわせるだけでな
く、その時のトーチがえがく変位波形がアーク直
下での開先断面の情報をもたらすものとして有用
なものである。
で揺動する溶接アーク自体をセンサーとして利用
し、別体としてのセンサーを用いることなく溶接
電極の位置を正確に開先内でならわせる方法を、
特公昭57−3462号公報で提案した。上記の方法
は、溶接トーチを開先線にならわせるだけでな
く、その時のトーチがえがく変位波形がアーク直
下での開先断面の情報をもたらすものとして有用
なものである。
〔発明の目的〕
この発明は、開先位置や開先断面形状等の検出
を別体としてのセンサーを用いることなく、溶接
アーク自身の特性を利用することにより溶接アー
クをセンサーとなし、溶接トーチを開先線に正確
にならわせると同時に、開先形状をも検知して溶
接条件を自動制御し、開先状態の変動があつても
常に均一な所定高さの良好な溶接ビードが形成さ
れる溶接ビード高さの自動制御方法を提供するも
のである。
を別体としてのセンサーを用いることなく、溶接
アーク自身の特性を利用することにより溶接アー
クをセンサーとなし、溶接トーチを開先線に正確
にならわせると同時に、開先形状をも検知して溶
接条件を自動制御し、開先状態の変動があつても
常に均一な所定高さの良好な溶接ビードが形成さ
れる溶接ビード高さの自動制御方法を提供するも
のである。
この発明は、前記の特公昭57−3462号公報に示
される自動ならい制御法において得られるトーチ
の移動変位を用いて、開先の幅を検出して一定高
さの均一な溶接ビードが溶接継手全長にわたつて
得られるように溶接速度を自動的に制御する方法
である。すなわち、この発明のアーク溶接方法に
おいては、溶接電源として直流もしくは交流の定
電流特性又は直流の定電圧特性の電源が用いら
れ、あらかじめ設定された一定のアーク電圧また
は溶接電流を保持するように、溶接電極の軸線方
向（以下Ｙ軸と称する）移動機構によつて電極の
先端部と母材表面との間隔距離を変化させ、これ
によりアーク長を常に一定となる制御動作を行な
わせつつ、上記電極を開先の幅方向（以下Ｘ軸）
に移動させ、上記間隔距離があらかじめ設定され
た値に達したことを条件として上記Ｘ軸移動の方
向を逆転させ、以下この動作をくり返すことによ
り、電極端のアークを開先内の幅方向に往復揺動
させつつ、正確な開先ならいを行なわせかつ、母
材表面もしくは開先底部から上記往復揺動の両端
部までの高さ距離を常に一定に保持するアーク溶
接方法において、上記揺動の一方の端部からもう
一方の端部までの期間を１サイクルとし、この１
サイクル期間もしくはその整数倍サイクルの期間
で、揺動のＸ軸方向の幅すなわち揺動幅もしくは
その平均値を検出して記憶させ、これとあらかじ
め定めたビード高さの設定値とワイヤ送給速度と
により、揺動の次の１サイクルもしくはその整数
倍サイクルの期間の溶接速度をもとめて実行し、
以下この制御動作をくり返すことにより開先内で
の溶接ビードの高さを一定に保持できる溶接速度
の適応制御法を特徴とする。
される自動ならい制御法において得られるトーチ
の移動変位を用いて、開先の幅を検出して一定高
さの均一な溶接ビードが溶接継手全長にわたつて
得られるように溶接速度を自動的に制御する方法
である。すなわち、この発明のアーク溶接方法に
おいては、溶接電源として直流もしくは交流の定
電流特性又は直流の定電圧特性の電源が用いら
れ、あらかじめ設定された一定のアーク電圧また
は溶接電流を保持するように、溶接電極の軸線方
向（以下Ｙ軸と称する）移動機構によつて電極の
先端部と母材表面との間隔距離を変化させ、これ
によりアーク長を常に一定となる制御動作を行な
わせつつ、上記電極を開先の幅方向（以下Ｘ軸）
に移動させ、上記間隔距離があらかじめ設定され
た値に達したことを条件として上記Ｘ軸移動の方
向を逆転させ、以下この動作をくり返すことによ
り、電極端のアークを開先内の幅方向に往復揺動
させつつ、正確な開先ならいを行なわせかつ、母
材表面もしくは開先底部から上記往復揺動の両端
部までの高さ距離を常に一定に保持するアーク溶
接方法において、上記揺動の一方の端部からもう
一方の端部までの期間を１サイクルとし、この１
サイクル期間もしくはその整数倍サイクルの期間
で、揺動のＸ軸方向の幅すなわち揺動幅もしくは
その平均値を検出して記憶させ、これとあらかじ
め定めたビード高さの設定値とワイヤ送給速度と
により、揺動の次の１サイクルもしくはその整数
倍サイクルの期間の溶接速度をもとめて実行し、
以下この制御動作をくり返すことにより開先内で
の溶接ビードの高さを一定に保持できる溶接速度
の適応制御法を特徴とする。
この発明の実施例を以下に説明する。
第１図はこの発明を実施するための溶接装置の
主要構成を例示した説明図で、被溶接母材１に対
しその開先２に沿つて移動可能な溶接台車３に高
さ方向（Ｙ軸）と開先幅方向（Ｘ軸）との両移動
機構４Ｙ，４Ｘを介して支持された溶接電極５を
開先内で幅方向にオシレートさせつつ開先線方向
へ移動させ、同時にアーク長を一定に制御される
上記電極５のＹ軸方向の変位をポテンシヨメータ
等の変位計６Ｙで検出するようにしてある。また
上記電極５の開先幅方向の揺動におけるＸ軸方向
の変位もポテンシヨンメータ等の変位計６Ｘで検
出するようにしてある。上記溶接電極５は消耗電
極でも非消耗電極でもよい。電極５と母材１との
間には溶接電源７が接続され、この電源としては
溶接用途によつて定電流電源又は定電圧電源を使
い分けるものとする。尚、８はアーク電圧検出
器、９はアーク電流検出器で、制御の必要に応じ
て設けられるものである。この発明の制御方式の
基本となるのは電極５を開先２内で幅方向（Ｘ
軸）に往復揺動させ、同時に常にアーク長が一定
となるように高さ方向（Ｙ軸）に電極５を移動さ
せつつ行なう定アーク長制御揺動溶接であり、上
記Ｘ軸方向への電極５の揺動はＸ軸モータ１０Ｘ
で駆動される移動機構４Ｘにより行なわれ、また
Ｙ軸方向の移動制御はＹ軸モータ１０Ｙで駆動さ
れる移動機構４Ｙによつて行なわれる。図示の例
では電極５をＸ軸方向に移動可能に支持する移動
機構４ＸがＹ軸方向に移動可能に移動機構４Ｙに
支持され、この移動機構４Ｙが台車３に支持され
ているが、これらの支持関係はこれに限るもので
はない。
主要構成を例示した説明図で、被溶接母材１に対
しその開先２に沿つて移動可能な溶接台車３に高
さ方向（Ｙ軸）と開先幅方向（Ｘ軸）との両移動
機構４Ｙ，４Ｘを介して支持された溶接電極５を
開先内で幅方向にオシレートさせつつ開先線方向
へ移動させ、同時にアーク長を一定に制御される
上記電極５のＹ軸方向の変位をポテンシヨメータ
等の変位計６Ｙで検出するようにしてある。また
上記電極５の開先幅方向の揺動におけるＸ軸方向
の変位もポテンシヨンメータ等の変位計６Ｘで検
出するようにしてある。上記溶接電極５は消耗電
極でも非消耗電極でもよい。電極５と母材１との
間には溶接電源７が接続され、この電源としては
溶接用途によつて定電流電源又は定電圧電源を使
い分けるものとする。尚、８はアーク電圧検出
器、９はアーク電流検出器で、制御の必要に応じ
て設けられるものである。この発明の制御方式の
基本となるのは電極５を開先２内で幅方向（Ｘ
軸）に往復揺動させ、同時に常にアーク長が一定
となるように高さ方向（Ｙ軸）に電極５を移動さ
せつつ行なう定アーク長制御揺動溶接であり、上
記Ｘ軸方向への電極５の揺動はＸ軸モータ１０Ｘ
で駆動される移動機構４Ｘにより行なわれ、また
Ｙ軸方向の移動制御はＹ軸モータ１０Ｙで駆動さ
れる移動機構４Ｙによつて行なわれる。図示の例
では電極５をＸ軸方向に移動可能に支持する移動
機構４ＸがＹ軸方向に移動可能に移動機構４Ｙに
支持され、この移動機構４Ｙが台車３に支持され
ているが、これらの支持関係はこれに限るもので
はない。
第２図はＹ軸モータ１０Ｙによる定アーク長制
御の基本回路ブロツクで、電源７が定電流電源の
場合はアーク電圧検出器８からのアーク電圧を、
また電源７が定電圧電源の場合にはアーク電流検
出器９からのアーク電流を差動増幅器１１に入力
し、予じめ設定器１２に設定した基準値との差を
該増幅器１１から出力させて、この差出力に応じ
た速度でＹ軸モータ１０Ｙを駆動する駆動制御器
１３を設けてある。この回路によつてアーク電圧
又はアーク電流が一定に保たれ、アーク長が一定
となるものであり、電極５をＸ軸方向へ移動させ
るに伴つて電極先端が開先壁に沿つて移動するよ
うになる。
御の基本回路ブロツクで、電源７が定電流電源の
場合はアーク電圧検出器８からのアーク電圧を、
また電源７が定電圧電源の場合にはアーク電流検
出器９からのアーク電流を差動増幅器１１に入力
し、予じめ設定器１２に設定した基準値との差を
該増幅器１１から出力させて、この差出力に応じ
た速度でＹ軸モータ１０Ｙを駆動する駆動制御器
１３を設けてある。この回路によつてアーク電圧
又はアーク電流が一定に保たれ、アーク長が一定
となるものであり、電極５をＸ軸方向へ移動させ
るに伴つて電極先端が開先壁に沿つて移動するよ
うになる。
上記のＸ軸方向への電極の移動は第３図に示す
駆動制御回路によつて制御される。すなわち第３
図においてＸ軸モータ１０Ｘは予じめ設定器１４
で設定された速度で制御器１５を介して定速駆動
されるようになされており、制御器１５が切換パ
ルス発生器１６から信号を受けるたびにＸ軸モー
タ１０Ｘの回転方向が逆転するようになされてい
る。変位計６Ｙによつて検出した電極のＹ軸方向
の変位量（ey）は、予じめ設定されて記憶器１
７に記憶されている端部位置設定値（eo）とコ
ンパレータ１８によつて比較され、（ey）が
（eo）に等しくなるたびにコンパレータ１８から
出力される信号によつて上記切換パルス発生器１
６が制御器１５へ逆転指令信号を発するわけであ
る。
駆動制御回路によつて制御される。すなわち第３
図においてＸ軸モータ１０Ｘは予じめ設定器１４
で設定された速度で制御器１５を介して定速駆動
されるようになされており、制御器１５が切換パ
ルス発生器１６から信号を受けるたびにＸ軸モー
タ１０Ｘの回転方向が逆転するようになされてい
る。変位計６Ｙによつて検出した電極のＹ軸方向
の変位量（ey）は、予じめ設定されて記憶器１
７に記憶されている端部位置設定値（eo）とコ
ンパレータ１８によつて比較され、（ey）が
（eo）に等しくなるたびにコンパレータ１８から
出力される信号によつて上記切換パルス発生器１
６が制御器１５へ逆転指令信号を発するわけであ
る。
上記の第２図および第３図の制御系をもつた第
１図の装置による電極５の移動状態を第４図ａ
に、その時、形成される溶着金属と電極先端との
位置関係の例を第４図ｂに示してある。これらの
図において、符号５ａは電極先端の軌跡を示し、
１ａは母材表面、２ａは開先底面そして３０は溶
着金属を示すものとする。
１図の装置による電極５の移動状態を第４図ａ
に、その時、形成される溶着金属と電極先端との
位置関係の例を第４図ｂに示してある。これらの
図において、符号５ａは電極先端の軌跡を示し、
１ａは母材表面、２ａは開先底面そして３０は溶
着金属を示すものとする。
第４図ａにおいて、例えばまず電極５を開先の
端部イに設定する。このときのＹ軸変位を、eo
として記憶させておく。アークを発生させて、Ｘ
軸方向の移動を開始させると、上述の定アーク長
制御によつて、電極先端は図のイ→ロ→ハのよう
にほぼ開先壁面に沿つて移動して電極先端の軌跡
５ａが得られ、ハに達すると変位計６Ｙの出力
（ey）が再びepとなつて、第３図の制御回路動作
によりＸ軸の移動方向が逆転して以後この動作を
くり返すわけである。
端部イに設定する。このときのＹ軸変位を、eo
として記憶させておく。アークを発生させて、Ｘ
軸方向の移動を開始させると、上述の定アーク長
制御によつて、電極先端は図のイ→ロ→ハのよう
にほぼ開先壁面に沿つて移動して電極先端の軌跡
５ａが得られ、ハに達すると変位計６Ｙの出力
（ey）が再びepとなつて、第３図の制御回路動作
によりＸ軸の移動方向が逆転して以後この動作を
くり返すわけである。
ここで、揺動の一方の端部イ，ハから他方の端
部ハ，イまでの期間を揺動の１サイクルとする。
この制御法によれば、開先形状がどのように変化
しても、また開先中心が溶接台車の進行方向とず
れることがあつても、電極の先端は母材表面ある
いは開先底面から一定の距離を保つたまま常に開
先幅内で反転揺動をくり返すことになる。
部ハ，イまでの期間を揺動の１サイクルとする。
この制御法によれば、開先形状がどのように変化
しても、また開先中心が溶接台車の進行方向とず
れることがあつても、電極の先端は母材表面ある
いは開先底面から一定の距離を保つたまま常に開
先幅内で反転揺動をくり返すことになる。
上記揺動の１サイクルにおいて、Ｘ軸変位計よ
り検出できる揺動幅（Ww）は、揺動反転位置
（ep）点における開先幅Ｂと次式の関係にある。
り検出できる揺動幅（Ww）は、揺動反転位置
（ep）点における開先幅Ｂと次式の関係にある。
Ｂ＝Ww＋2ΔW ……(1)
(1)式において、ΔWは、揺動端部での電極先端
と開先壁面との距離であり、基本的には設定すべ
きアーク長にて定まる定数で、溶接電流とアーク
電圧の設定値が一定であれば開先幅が変動しても
一定で、これは実験でも確認されている。
と開先壁面との距離であり、基本的には設定すべ
きアーク長にて定まる定数で、溶接電流とアーク
電圧の設定値が一定であれば開先幅が変動しても
一定で、これは実験でも確認されている。
一方、この揺動１サイクルにおけるワイヤ送給
速度をVf、溶接速度をＶとし、形成された溶着
金属３０の断面積をＡとすると、これらの間には
次の関係があり Vf＝Ａ・Ｖ ……(2) ビード表面と上記揺動反転位置の距離を Δh（Δh＝ep−ｈ）、ビード高さをｈ、開先角度
をθとすれば、 Ａ＝｛（Ww＋2ΔW） −2Δh・tanθ−ｈ・tanθ｝ｈ ……(3) (3)式は、開先の深さあるいは板厚）と開先角度
θが一定であれば、開先幅の変動下においても常
に一定のビード高さを与える溶着金属の断面積Ａ
が、上記検出された揺動幅Wwの値にもとづいて、
計算によりもとまることを示している。
速度をVf、溶接速度をＶとし、形成された溶着
金属３０の断面積をＡとすると、これらの間には
次の関係があり Vf＝Ａ・Ｖ ……(2) ビード表面と上記揺動反転位置の距離を Δh（Δh＝ep−ｈ）、ビード高さをｈ、開先角度
をθとすれば、 Ａ＝｛（Ww＋2ΔW） −2Δh・tanθ−ｈ・tanθ｝ｈ ……(3) (3)式は、開先の深さあるいは板厚）と開先角度
θが一定であれば、開先幅の変動下においても常
に一定のビード高さを与える溶着金属の断面積Ａ
が、上記検出された揺動幅Wwの値にもとづいて、
計算によりもとまることを示している。
従つて、溶接前にあらかじめ、開先角度θ、所
望のビード高さｈ、溶接電流にて定まるワイヤ送
給速度Vfと、上記の定数ΔWをマイコン等の演算
装置に入力しておけば、上記揺動の１サイクルで
の揺動幅Wwから、適正な溶接速度Ｖが求まるこ
とになる。
望のビード高さｈ、溶接電流にて定まるワイヤ送
給速度Vfと、上記の定数ΔWをマイコン等の演算
装置に入力しておけば、上記揺動の１サイクルで
の揺動幅Wwから、適正な溶接速度Ｖが求まるこ
とになる。
次に、溶接速度の算出のさらに簡便な実施例を
説明する。一般に第４図ａ，ｂのような開先に限
らず、溶接速度、溶接電流、ワイヤ送給速度など
の溶接条件は、その開先形状に応じて予じめ初期
値として設定し、以後開先幅の変動状態をみなが
ら上記溶接条件を変更して行く。この方法に従つ
て、初期値としてのワイヤ送給速度をVfp、溶接
速度をVpとし、この条件で溶接を開始して、１
サイクルの揺動を行なうと、その時得られる溶着
金属の断面積Apは、 Ap＝Vfp／Vp ……(4) となる。また、揺動幅はWwpとする。次の揺動１
サイクルで開先幅が変動したとえば増加して揺動
幅がWwになつたとする。この場合一定のビード
高さｈを確保するためには、溶着断面積をΔA＝
Ａ−Apだけ増加させてやらなければならない。
すなわち前述の(3)式において、Wwを除く他の全
てのパラメータは定数であるから、 ΔA＝Ａ−Ap ＝（Ww−Wwp）ｈ ……(5) 故に、一定のビード高さｈを確保するための溶
接速度Ｖは(4)式と(5)式より次式で与えられる。
説明する。一般に第４図ａ，ｂのような開先に限
らず、溶接速度、溶接電流、ワイヤ送給速度など
の溶接条件は、その開先形状に応じて予じめ初期
値として設定し、以後開先幅の変動状態をみなが
ら上記溶接条件を変更して行く。この方法に従つ
て、初期値としてのワイヤ送給速度をVfp、溶接
速度をVpとし、この条件で溶接を開始して、１
サイクルの揺動を行なうと、その時得られる溶着
金属の断面積Apは、 Ap＝Vfp／Vp ……(4) となる。また、揺動幅はWwpとする。次の揺動１
サイクルで開先幅が変動したとえば増加して揺動
幅がWwになつたとする。この場合一定のビード
高さｈを確保するためには、溶着断面積をΔA＝
Ａ−Apだけ増加させてやらなければならない。
すなわち前述の(3)式において、Wwを除く他の全
てのパラメータは定数であるから、 ΔA＝Ａ−Ap ＝（Ww−Wwp）ｈ ……(5) 故に、一定のビード高さｈを確保するための溶
接速度Ｖは(4)式と(5)式より次式で与えられる。
Ｖ＝Vfp／Ａ＝Vfp／Ap＋ΔA
＝Vfp／Vfp／Vp＋（Ww−Wwp）ｈ ……(6)
(6)式を用いれば、開先幅の変動する開先におい
て、所望するビード高さｈを与えれば、溶接前に
定めた初期溶接速度Vpとワイヤ送給速度Vfpと、
各サイクル毎の揺動幅の検出値の変化分、すなわ
ちWw−Wwpから、次の揺動サイクルでの適正溶
接速度Ｖが計算でもとまる。
て、所望するビード高さｈを与えれば、溶接前に
定めた初期溶接速度Vpとワイヤ送給速度Vfpと、
各サイクル毎の揺動幅の検出値の変化分、すなわ
ちWw−Wwpから、次の揺動サイクルでの適正溶
接速度Ｖが計算でもとまる。
本方式は開先角度が一定であれば、もしくは大
幅に変化しなければその設定値に関係なく、適用
できるので、第４図ａ，ｂの開先形状に限らず、
例えば第５図のような非対称開先にも適用でき
る。また、第６図のように振りわけの溶接を行な
う場合においても、揺動の片端イのＸ軸位置を予
じめ設定しておくことにより適用できる。
幅に変化しなければその設定値に関係なく、適用
できるので、第４図ａ，ｂの開先形状に限らず、
例えば第５図のような非対称開先にも適用でき
る。また、第６図のように振りわけの溶接を行な
う場合においても、揺動の片端イのＸ軸位置を予
じめ設定しておくことにより適用できる。
(6)式にもとづきマイクロコンピユータで溶接速
度制御を行なつた場合の制御動作の流れ図の例を
第７図に示す。（ステツプ１）で、先ず所望する
溶接ビード高さｈ、溶接速度の初期値Vp、ワイ
ヤ送給速度の設定値Vfpをインプツトして記憶さ
せる。ステツプ２で先ずAp＝Vfp／Vpの計算を行
ないこれを記憶しておく。（ステツプ３）で溶接
を開始する。このときの揺動制御は、前記の第１
〜３図の機構および制御回路にもとづく。ステツ
プ４で１サイクルの揺動が終了したら、（ステツ
プ５）でそのときの揺動幅Wwpを検出して記憶す
る。同様に次の揺動サイクルに入り、（ステツプ
６）を経てステツプ７でWwを検出する。これま
での溶接速度はVpである。（ステツプ８）で
（Ww−Wwp）ｈを計算し、ステツプ９で、前記Ｖ
に関する(6)式にもとづいて溶接速度Ｖを計算す
る。（ステツプ10）で始めて適正溶接速度Ｖを実
行して次の揺動サイクルに入る。以後（ステツプ
７）→（ステツプ１）０の動作をくり返した後、
（ステツプ11）戸溶接を終了する。
度制御を行なつた場合の制御動作の流れ図の例を
第７図に示す。（ステツプ１）で、先ず所望する
溶接ビード高さｈ、溶接速度の初期値Vp、ワイ
ヤ送給速度の設定値Vfpをインプツトして記憶さ
せる。ステツプ２で先ずAp＝Vfp／Vpの計算を行
ないこれを記憶しておく。（ステツプ３）で溶接
を開始する。このときの揺動制御は、前記の第１
〜３図の機構および制御回路にもとづく。ステツ
プ４で１サイクルの揺動が終了したら、（ステツ
プ５）でそのときの揺動幅Wwpを検出して記憶す
る。同様に次の揺動サイクルに入り、（ステツプ
６）を経てステツプ７でWwを検出する。これま
での溶接速度はVpである。（ステツプ８）で
（Ww−Wwp）ｈを計算し、ステツプ９で、前記Ｖ
に関する(6)式にもとづいて溶接速度Ｖを計算す
る。（ステツプ10）で始めて適正溶接速度Ｖを実
行して次の揺動サイクルに入る。以後（ステツプ
７）→（ステツプ１）０の動作をくり返した後、
（ステツプ11）戸溶接を終了する。
以上、この発明の制御方法によれば、開先線の
ずれや開先幅の変動を別体としてのセンサーを用
いることなく、溶接アーク自身の特性を利用する
ことにより検出し、溶接トーチを開先線に正確に
ならわせると同時に、溶接トーチの揺動幅から、
一定高さの溶接ビードの得られる適正な溶接速度
を自動的に、揺動の１サイクルもしくはその整数
サイクル毎に制御することができる。
ずれや開先幅の変動を別体としてのセンサーを用
いることなく、溶接アーク自身の特性を利用する
ことにより検出し、溶接トーチを開先線に正確に
ならわせると同時に、溶接トーチの揺動幅から、
一定高さの溶接ビードの得られる適正な溶接速度
を自動的に、揺動の１サイクルもしくはその整数
サイクル毎に制御することができる。
第１図は本発明に係る方法を実施するための溶
接装置の主要構成を例示した説明図、第２図は前
記溶接装置のＹ軸モータによる定アーク長制御の
基本回路のブロツク図、第３図は前記溶接装置の
Ｘ軸モータの駆動制御回路のブロツク図、第４図
ａ，ｂは本発明の一実施例に係る方法を説明する
図、第５図及び第６図は本発明に係る方法の適用
対象となる他の開先形状の説明図、第７図は前記
実施例に係る方法の制御動作の流れ図である。 １……被溶接母材、２……開先、５……電極、
３０……溶着金属。なお図中同一符号は同一又は
相当部を示すものとする。
接装置の主要構成を例示した説明図、第２図は前
記溶接装置のＹ軸モータによる定アーク長制御の
基本回路のブロツク図、第３図は前記溶接装置の
Ｘ軸モータの駆動制御回路のブロツク図、第４図
ａ，ｂは本発明の一実施例に係る方法を説明する
図、第５図及び第６図は本発明に係る方法の適用
対象となる他の開先形状の説明図、第７図は前記
実施例に係る方法の制御動作の流れ図である。 １……被溶接母材、２……開先、５……電極、
３０……溶着金属。なお図中同一符号は同一又は
相当部を示すものとする。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 溶接電極を開先内で幅方向に往復揺動させな
がら行なうアーク溶接方法であつて、あらかじめ
設定された溶接電流又はアーク電圧を保持するよ
うに、溶接電極の軸線方向（Ｙ軸）移動機構によ
つて電極の先端部と母材表面との間隔距離を変化
させ、これによりアーク長を常に一定となる制御
動作を行なわせつつ、上記電極を開先の幅方向
（Ｘ軸）に移動させ、上記間隔距離があらかじめ
設定された値に達したことを条件としてＸ軸移動
の方向を逆転させ、以下この動作をくり返すこと
により電極先端のアークを開先内の幅方向に往復
揺動させつつ正確な開先ならいを行なわせ、か
つ、母材表面又は開先底部から上記往復揺動の両
端部までの高さ距離を常に一定に保持するアーク
溶接方法において； 上記揺動の一方の端部からもう一方の端部まで
の期間を１サイクルとし、この１サイクルの期間
の揺動のＸ軸方向の幅Wwを検出し、この値と、
所望ビード高さｈ、揺動端部位置の設定値epと、
開先角度θ、及び揺動端部での電極先端と開先壁
面とのＸ軸方向距離ΔWとから、揺動の１サイク
ルにおける溶着金属の断面積Ａを求め、この断面
積Ａとワイヤ送給速度Vfとから溶接速度Ｖを決
定し、この溶接速度Ｖを次の揺動１サイクルの期
間実行し、以下上記の制御をくり返すことを特徴
とした溶接ビード高さの自動制御方法。 ２ 溶接電極を開先内で幅方向に往復揺動させな
がら行なうアーク溶接方法であつて、あらかじめ
設定された溶接電流又はアーク電圧を保持するよ
うに、溶接電極の軸線方向（Ｙ軸）移動機構によ
つて電極の先端部と母材表面との間隔距離を変化
させ、これによりアーク長を常に一定となる制御
動作を行なわせつつ、上記電極を開先の幅方向
（Ｘ軸）に移動させ、上記間隔距離があらかじめ
設定された値に達したことを条件としてＸ軸移動
の方向を逆転させ、以下この動作をくり返すこと
により電極先端のアークを開先内の幅方向に往復
揺動させつつ正確な開先ならいを行なわせ、か
つ、母材表面又は開先底部から上記往復揺動の両
端部までの高さ距離を常に一定に保持するアーク
溶接方法において； 上記揺動の一方の端部からもう一方の端部まで
の期間を１サイクルとし、前回の１サイクルの期
間の揺動幅Wwpと、今回の１サイクルの期間の揺
動幅Wwを検出し、これらの値と、所望ビード高
さｈ、ワイヤ送給速度Vfp、及び溶接速度の初期
設定値Vpとを用いて、 Ｖ＝Vfp／Vfp／Vp＋（Ww−Wwp）ｈ の関係で溶接速度をもとめこの溶接速度Ｖを次の
揺動１サイクルで実行し、以下上記の動作をくり
返すことを特徴とした溶接ビード高さの自動制御
方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59108150A JPS60250877A (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | 溶接ビ−ド高さの自動制御方法 |
| SE8501443A SE503462C2 (sv) | 1984-05-28 | 1985-03-25 | Förfarande för automatisk reglering av höjden på en svetssträng |
| GB08507802A GB2159637B (en) | 1984-05-28 | 1985-03-26 | A method of automatically controlling height of a weld bead |
| CA000477533A CA1228649A (en) | 1984-05-28 | 1985-03-26 | Method of automatically controlling height of a weld bead |
| US06/716,654 US4608481A (en) | 1984-05-28 | 1985-03-27 | Method of automatically controlling height of a weld bead |
| DE19853511707 DE3511707A1 (de) | 1984-05-28 | 1985-03-29 | Verfahren zur automatischen steuerung der hoehe einer schweissraupe |
| FR8504774A FR2564765A1 (fr) | 1984-05-28 | 1985-03-29 | Procede de commande automatique de la hauteur d'un cordon de soudure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59108150A JPS60250877A (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | 溶接ビ−ド高さの自動制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60250877A JPS60250877A (ja) | 1985-12-11 |
| JPH0141437B2 true JPH0141437B2 (ja) | 1989-09-05 |
Family
ID=14477209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59108150A Granted JPS60250877A (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | 溶接ビ−ド高さの自動制御方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4608481A (ja) |
| JP (1) | JPS60250877A (ja) |
| CA (1) | CA1228649A (ja) |
| DE (1) | DE3511707A1 (ja) |
| FR (1) | FR2564765A1 (ja) |
| GB (1) | GB2159637B (ja) |
| SE (1) | SE503462C2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5166495A (en) * | 1989-09-11 | 1992-11-24 | Esab Aktiebolag | Method and apparatus for automatic multi-run welding |
| SE8902963L (sv) * | 1989-09-11 | 1991-03-15 | Esab Ab | Saett vid automatisk flerstraengsvetsning |
| KR0124988B1 (ko) * | 1994-09-28 | 1997-12-26 | 김준성 | 자동 용접기의 용접선 경로 보정방법 |
| US6284395B1 (en) | 1997-03-05 | 2001-09-04 | Corning Applied Technologies Corp. | Nitride based semiconductors and devices |
| US6011241A (en) * | 1998-02-25 | 2000-01-04 | Cybo Robots, Inc. | Method of adjusting weld parameters to compensate for process tolerances |
| US6297472B1 (en) | 1998-04-10 | 2001-10-02 | Aromatic Integrated Systems, Inc. | Welding system and method |
| US6909066B2 (en) * | 2003-07-30 | 2005-06-21 | Edison Welding Institute | Adaptive and synergic fill welding method and apparatus |
| US20100089888A1 (en) * | 2008-10-10 | 2010-04-15 | Caterpillar Inc. | Apparatuses and methods for welding and for improving fatigue life of a welded joint |
| US20130119040A1 (en) * | 2011-11-11 | 2013-05-16 | Lincoln Global, Inc. | System and method for adaptive fill welding using image capture |
| EP3623095A1 (de) * | 2018-09-17 | 2020-03-18 | FRONIUS INTERNATIONAL GmbH | Schweissgerät und schweissverfahren mit selbsteinstellender schweissdrahtvorschubgeschwindigkeit |
| US11305366B2 (en) | 2019-01-04 | 2022-04-19 | Lincoln Global, Inc. | Systems and methods providing dynamic bead spacing and weave fill in additive manufacturing |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE7807161L (sv) * | 1978-06-22 | 1979-12-23 | Inst Verkstadstek Forsk Ivf | Forfarande och anordning for att vid automatisk bagsvetsning adaptivt styra svetsintrengningen |
| JPS573462A (en) * | 1980-06-09 | 1982-01-08 | Sony Corp | Automatic answering telephone device |
| JPS57109575A (en) * | 1980-12-27 | 1982-07-08 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Arc welding method |
| JPS5835064A (ja) * | 1981-08-24 | 1983-03-01 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | ア−ク溶接法 |
| JPS58187263A (ja) * | 1982-04-26 | 1983-11-01 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | ア−ク溶接方法 |
| DE3269576D1 (en) * | 1982-05-07 | 1986-04-10 | Nippon Kokan Kk | Automatic arc-welding method |
| US4491718A (en) * | 1982-05-20 | 1985-01-01 | Crc Welding Systems, Inc. | Template-matching adaptive control system for welding |
| US4477713A (en) * | 1982-07-09 | 1984-10-16 | Crc Welding Systems, Inc. | Sidewall-matching adaptive control system for welding |
-
1984
- 1984-05-28 JP JP59108150A patent/JPS60250877A/ja active Granted
-
1985
- 1985-03-25 SE SE8501443A patent/SE503462C2/sv not_active IP Right Cessation
- 1985-03-26 CA CA000477533A patent/CA1228649A/en not_active Expired
- 1985-03-26 GB GB08507802A patent/GB2159637B/en not_active Expired
- 1985-03-27 US US06/716,654 patent/US4608481A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-03-29 FR FR8504774A patent/FR2564765A1/fr active Pending
- 1985-03-29 DE DE19853511707 patent/DE3511707A1/de active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB8507802D0 (en) | 1985-05-01 |
| DE3511707C2 (ja) | 1991-06-13 |
| GB2159637A (en) | 1985-12-04 |
| US4608481A (en) | 1986-08-26 |
| FR2564765A1 (fr) | 1985-11-29 |
| DE3511707A1 (de) | 1985-11-28 |
| JPS60250877A (ja) | 1985-12-11 |
| SE8501443D0 (sv) | 1985-03-25 |
| CA1228649A (en) | 1987-10-27 |
| SE8501443L (sv) | 1985-11-29 |
| SE503462C2 (sv) | 1996-06-17 |
| GB2159637B (en) | 1987-11-18 |
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