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JPS6137376A - 溶接線追従装置 - Google Patents

溶接線追従装置

Info

Publication number
JPS6137376A
JPS6137376A JP15763084A JP15763084A JPS6137376A JP S6137376 A JPS6137376 A JP S6137376A JP 15763084 A JP15763084 A JP 15763084A JP 15763084 A JP15763084 A JP 15763084A JP S6137376 A JPS6137376 A JP S6137376A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
welding
circuit
current
torch
reference value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP15763084A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Kawabata
川端 修
Yasuo Murakami
泰夫 村上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP15763084A priority Critical patent/JPS6137376A/ja
Publication of JPS6137376A publication Critical patent/JPS6137376A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/12Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/127Means for tracking lines during arc welding or cutting
    • B23K9/1272Geometry oriented, e.g. beam optical trading

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、自動溶接装置例えば溶接ロボット等におけ
る溶接線の追従装置に関するものである。
〔従来技術〕
従来、この種の装置として第1図に示すものがあった。
図において、(ル) 、 (/R)は矢印(勾で示した
溶接進行方向に対してそれぞれ左側、右側の被溶接物、
(3)は溶接線(被溶接物(/L)と(/R)を溶接し
ようとする箇所)、(りは溶接線(3)を接触検出する
検出用プローブ、(S)は制御装置、(6)は制御装置
(5)によって制御されるトーチ左右駆動部、(7)は
制御装置Cs)によって制御されるトーチ上下駆動部、
(ga) 、 (gb) 、 (gc)  は制御装置
(ヨンと検出用グローブ(す、トーチ左右駆動部(6)
、トーチ上下駆動部(7)とを結合する電気ケーブル、
(9)はウィービング装置、(lのは検出用プローブ、
(つとウィービング装置(9)を保持するホルダー、(
11)はウィービング装置t (9)に装着された溶接
トーチ、(//L) 、 (//R)はウィービング左
および右での溶接トーチの位置、(12)は消弧電極と
なる溶接ワイヤーである。なお、トーチ左右駆動部(6
)、トーチ上下駆動部(7)は溶接トーチ(11)が溶
接線(3)からずれた場合に溶接トーチ(11)を移動
させるための駆動手段である。
次に動作について説明する。被溶接物(/L)と(l′
R)を溶接! (J)に沿って溶接する場合、被溶接物
(ル) 、 (/R)の位置決め誤差、溶接中のアーク
熱等により被溶接物(/L)、(/R)に歪みが生じ、
溶接線(3)に対するトーチ(11)の狙い位置にずれ
が生ずる。このずれを検出用プローブ(り)で接触検出
する。
検出されたずれを表わすずれ信号は、電気ケーブル(、
g a )を通して制御装置(&)へ入力され、左右ま
たは上下のずれが判別される。その結果、制御装k(5
)はすれ修正信号をトーチ左右駆動部(6)、トーチ上
下駆動部(7)へそれぞれの電気ケーブル(ざb)、(
Iic)を通して送る。このすれ修正信号によってトー
チ左右駆動部(6)はウィービング装置(?)の左右方
向すなわち溶接トーチ(ll)のウィービング中心の左
右位置を修正し、またトーチ上下駆動部(ワ)は同様に
ウィービング装置lf[(q)の上下方向すなわち溶接
トーチ(11)の上下位置を修正する。
従来のこの種の装置は以上のように構成されているので
、検出用プローブの位置はアークの熱。
光、スパッタの影響をさげるため、アーク発生位置すな
わち溶接トーチより前方にとらなければならず、このた
め検出用プローブと溶接トーチとの位置の差により検出
精度が低下したり、遅延回路を必要としたり、また耐久
性も劣るなどの欠点があった。しかも、検出用プローブ
を必要とするため装置が複雑かつ高価なものとなる欠点
もあった。
〔発明の概要〕
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、溶接電流を検出して溶接線に対す
る上下、左右のずれを判別し、溶接トーチの位置を修正
することにより、検出用プローブが不要で、装置が簡単
かつ、J1屋化できるため狭隘な溶接部にも適用可能と
なり、さらにアーク溶接特有の熱、光、スパッタなどの
悪環境下でも精度よく安定に追従できる溶接線追従装置
を提供することを目的としている。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第2
図において、(21)はウィービング装置(9)に取付
けられて溶接トーチ(ll)の位置を検出しかつ位置検
出信号を出力するための位置検出器、(22)は溶接電
源、(:1.?a) 、 (JJb)は溶接電源(ココ
)から溶接トーチ(11)へ流す溶接電流の電流路、(
ユlI)は溶接電流を検出して溶接電流検出信号を出力
するための電流検出器、(,21)は電”工、。”は上
下ずれ検出回路(26)および増幅回路(,2〃)へ入
力される。上下ずれ検出回路(コロ)は電流信号”ID
C”と基準値発生回路(,2g)より出力される上限基
準値“IU”、下限基準値”ID”および位置検出器(
λl)より出力される位置検出信号の情報をもとに、溶
接線(3)と溶接トーチ(//)の上下方向のずれを検
出する。増幅回路(コク)はフィルター回路(コS)よ
り出力された電流信号“IDC”が入力され、その交流
成分を抽出。
増幅したものを“IAC”として出力する。(,29)
は左右すれ検出回路であって、交流成分の電流信号” 
IAC”、基準値発生回路(−ざ)より出力される左側
基準値”IL”、右側基準値”IR″、および位置検出
器(,2/)からの位置検出信号が入力され。
これらの情報をもとに溶接線(3)と溶接トーチ(//
)の左右方向のずれを検出する。(30)は判別回路で
あって、上下ずれ検出回路(26)および左右ずれ検出
回路(29)から出力される上下、左右のずれ検出信号
をもとに溶接トーチ(//)を修正すべく、修正方向、
修正量を判別し、駆動部制御回路(31)にずれ判別信
号を与える。駆動部制御回路(31)は左右駆動部(6
)または上下駆動部(7)にずれ修正信号を与え、ホル
ダー(/θ)を移動させることによりホルダー(10)
に保持されたいる溶接トーチ(/l)の位置を制御する
次に動作について説明する。第2図において、ウィービ
ング装置(9)により溶接トーチ(l/)を溶接線(3
)に対して直交する面内で左右にウィービング(溶接ト
ーチ(ti)の周期的な繰返し運動)させると、トーチ
側電極(図示せず)と被溶接物(/L)、(/R)との
距離が周期的に変化する。このため溶接電源(2,2)
の出力電流すなわち電流路(,23a) 、溶接トーチ
(//)、溶接ワイヤー(/λ)。
被溶接物(/L)、(/R)、電流路(コ3b)を通し
て流れる溶接電流が周期的に変化する。この溶接′電流
を電流検出器(,2ダ)で検出して溶接電流検出信号を
生じさせ、フィルター回路(2り)で溶接電流検出信号
の雑音成分を除去してその直流成分を生じさせる。フィ
ルター回路より出力される直流成分電流信号 IDC”
は上下ずれ検出回路(λ6)に入力される。上下ずれ検
出回路(FA)には、基準値発生回路(,2r)からの
上限基準値“IU”、下限基準摘”より2よび位置検出
器(コ/)によって検出される溶接トーチ(l/)の位
置検出信号が入力されており、これらの情報をもとに溶
接線(3)と溶接トーチ(/l)ての上下方向のずれを
検出している。この上下ずれ検出のアルゴリズムを第3
図に示す。
浴接電流”ro”に対して上限基準値工σ”、下限基準
値”ID”を基準値発生回路(2g)で設定し。
電流信号”IDC”と比較し、上限基準値”Iv”を越
えた霜、流成分の時間幅−TUI+および下限基準値l
lID”より少ない′i4L流成分の時間隔″TD”を
求め。
そnそれの時1b]幅の差によりすなわちTU −’r
D”によりずれ方向およびずれ童を求めている。第3図
(λ)に示すように”TU”−”TD゛のときは、すれ
なしんり溶接線(3)に対して右つィービング中溶接ト
ーチ(//)が近づくと溶接電流が増加するため、第3
図(bl K示すように’TU” > “°TD  と
なる。また溶接線(3)に対して左つィービング中溶接
トーチ(//)が離れると溶接電流が減少するため、第
3図(C)に示すように′TU”<”rD″ となる。
以上のようにウィービング7サイクル毎に上下ずれ検出
口jl15(26)によって得られたずれ検出信号は判
別回路(ao)vc大入力れる。
フィルター回路(2S)から出力された電流信号It 
:r Dcwは増幅回路(,27)にも入力されている
増幅回路(コア)は電流信号 IDC”から、ウィービ
ングによって生ずる電流の変化分のみ゛°゛工肛”を抽
出増幅して左右ずれ検出回路(29)に入力している。
左右ずれ検出回路(コブ)には基準値発生回路(−g)
からのウィービング右側基準値”IR”、ウィービング
左側基準値9工L″およはウィービング左右の溶接トー
チ(/l)の位置検出信号が入力されており、これらの
1ff報をもとに溶接線(3)と溶接トーチ(//)の
左右方向のすれを検出している。この左右ずれ検出のア
ルゴリズムを第り図に示す。
増幅回路(27)から出力された電流信号”IAC”は
ウービングの位置検出信号が右側<R1のとき、右側基
準値1工R”と比較され、右側基準値@ I R* *
越えた電流成分の時間幅”TR” を求める。同様に。
交流成分電流信号”IAC”はJウィービングの位置検
出信号が左側(L)のとき、左側基準値切TL”と比較
され、左側基準値”工L′を越えたMK酸成分時間%A
 ”TL”を求める。そしてそ幻ぞれの時間幅の差によ
りすなわち′TR”−l TLI″の値により、ずれの
方向およびずれ量を求めている。第9図(a)に示すよ
うに”TiN;TL″のときにけずわない、また溶接線
(3)に対して溶接トーチ(//)が右側にずれている
ときは第9図(blに示すようにTR> TLとなり。
溶接線(3)に対して溶接トーチ(/l)が左側にずれ
ているときは19図(顧に示すように1TR”< −I
TL”となる。
以上のようにウィービング/サイクル毎に、左右ずれ判
別回路(コ9)によって得られたずれ検出信号は判別回
路(3θ)(に入力されるJ判別回路C40)はライビ
ング/サイクル毎に入力される上下、左右のすれ検出信
号により、溶接線(3)と溶接トーチ(//)のずれ有
無の判別を行ない、ずれ有のときは溶接トーチ(li)
の位置を修正すべく、修正量を演算し、駆動部制御回路
(3/)にずれ判別信号を入力し、駆動部制御回路(3
/)を通して左右駆動部(6)または上下駆動部(7)
にずれ修正信号を与、溶接線(3)に対する溶接トーチ
(/l)の位置を修正している。
なお、上記実施例では左右のずれを検出する場合に右側
基準値”工R”、左側基準値”IL”を同一にした例を
示したが、左右異なった基準値を設定すれば、非対称溶
接開発や溶接線と溶接トーチの狙い位置をずらす必要が
ある場合などに有効である。また、上記実施例は下向突
合せ溶接の場合について説明したが、他の姿勢(横向、
立向、上向)の突合せ溶接および全姿勢のすみ肉溶接に
も同様に有効である。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、ウィービング中の溶
接電流を検出し、直流成分と交流成分に分離し、それぞ
れの電流成分と上下限基準値、左右側基準値とを比較し
1時間幅に変換し1時間幅の大小により、上下、左右の
ずれを判別するように構成したので、次のような効果が
ある。
/ 無接触で溶接線を検出できる。
ユ 装置が簡単、小型化、安価にでき、また狭隘な浴接
部にも適用できる。
3、 アーク溶接特有の熱、光、スノくツタなどの悪環
境下でも精度の低下や耐久性の低下がない。
久 アーク溶接特有のノイズや瞬間的変動の大きい溶接
電流でも、精度よく安定に溶接線の追従を行なうことが
出来る。
タ 非対称開先や溶接線とトーチ狙い位置をずらす必要
のある場合にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の溶接線追従装置の構成を示す斜視図、第
2図はこの発明による溶接線追従装置の一実施例を示す
ブロック図、第3図および第グ図はこの発明によるずれ
判別のアルゴリズムを示したもので、第3@は上下ずれ
判別そして第9図は左右ずれ判別の動作図である。 (/L)、(/R)・・被溶接物、(2)・・溶接進行
方向、(3)・・溶接線、(す・・検出用プロー7、(
S)・・制御装置、(6)・・トーチ左右駆動部、(7
)・・トーチ上下駆動部、(ga) 、 (gb) 、
 (gc)・・電気ケーブル、(9)・・ウェービング
装置、(10)φ・ホルダー、(tt) 、 (//L
) 、 (//R)・・溶接トーチ、(lコ)・・溶接
ワイヤー、(21)・・位置検出器、(,2,2)・・
溶接電源、(:t、?a)。 (ユ3b)−・電流路、(ユダ)・・電流検出器、(,
25)・・フィルター回路、(ユ6)・・上下ずれ検出
回路、(27)・・増幅回路、(,2g)・・基準値発
生回路、(ユq)・・左右すれ検出回路、(30)・・
判別回路、(31)・・駆動部制御回路。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す・ 罵1図 后3図       に4図 ゴーーー−[−m−f (C) TU<”[)l−−’j−14”/L    
      (C)TR<TLドーケ九す゛肛手続補正
書(自発) 昭和s9!11υ 6日

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)溶接トーチをウイービングさせながら溶接線を追
    従する装置において、前記溶接トーチに流れる溶接電流
    を検出して溶接電流検出信号を出力する電流検出器と、
    この電流検出器の出力側に接続され前記溶接電流検出信
    号の雑音成分を除去してその直流成分を出力するフィル
    ター回路と、このフィルター回路の出力側に接続され前
    記溶接トーチと前記溶接線の上下方向のずれを検出する
    上下ずれ検出回路と、前記フィルター回路の出力側に接
    続され前記溶接電流検出信号の交流成分を抽出、増幅す
    る増幅回路と、この増幅回路の出力側に接続され前記溶
    接トーチと前記溶接線の左右方向のずれを検出する左右
    ずれ検出回路と、前記上下ずれ検出回路、前記左右ずれ
    検出回路に対してそれぞれ上限および下限基準値、ウイ
    ービング左側および右側基準値を設定する基準値発生回
    路と、前記上下ずれ検出回路および前記左右ずれ検出回
    路の出力側に接続され上下、左右のずれを判別する判別
    回路と、この判別回路の出力側に接続されそのずれ判別
    信号により前記溶接トーチを移動させる駆動手段へずれ
    修正信号を送る駆動部制御回路とを備えたことを特徴と
    する溶接線追従装置。
  2. (2)溶接電流検出信号から直流成分を取り出し、ウイ
    ービング左右の位置検出信号に同期して上限基準値およ
    び下限基準値を設定し、前記上限基準値を越えた電流成
    分または前記下限基準値より少ない電流成分を溶接トー
    チの上下方向のずれを検出するために使用することを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の溶接線追従装置。
  3. (3)溶接電流検出信号から交流成分を抽出、増幅し、
    ウイービング左右の位置検出信号に同期して左側基準値
    および右側基準値を設定し、前記左側基準値を越えた電
    流成分または前記右側基準値を越えた電流成分を溶接ト
    ーチの左右方向のずれを検出するために使用することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の溶接線追従装置
  4. (4)上下および左右の基準値を越えた電流成分を時間
    幅に変換し、上下および左右の時間幅の差により、上下
    方向および左右方向のずれを検出することを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の溶接線追従装置。
  5. (5)溶接トーチの狙い位置を制御するためウイービン
    グ左右における基準値の設定値を変えることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の溶接線追従装置。
JP15763084A 1984-07-30 1984-07-30 溶接線追従装置 Pending JPS6137376A (ja)

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JP (1) JPS6137376A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102166752A (zh) * 2011-01-20 2011-08-31 天津大学 用于焊接机器人的人机交互方法和实施装置
US11235414B2 (en) * 2016-11-16 2022-02-01 Kobe Steel, Ltd. Method of detecting amount of discrepancy in arc tracking welding

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102166752A (zh) * 2011-01-20 2011-08-31 天津大学 用于焊接机器人的人机交互方法和实施装置
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