JP2002045966A - 非消耗電極アーク溶接における開先倣い制御方法とその装置 - Google Patents
非消耗電極アーク溶接における開先倣い制御方法とその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】開先内の溶融金属の形態が左右で異なる場合
や、磁気吹きなどによるアークの偏向が生じた場合等の
左右揺動停止時のアーク電圧が左右対称となっていない
場合の非消耗電極アーク溶接であっても、精度の高い自
動開先中心倣い制御を行うことができる溶接制御方法と
その装置を提供する。 【解決手段】開先中心倣い制御を行う自動溶接制御方法
において、溶接トーチの開先内での左右揺動停止時にお
ける左右のアーク電圧差を求める過程と、あらかじめ、
開先内で左右揺動停止時におけるアーク電圧の測定を規
定回数繰り返えして、左と右のアーク電圧の平均値を求
め、その平均値の差を左右のアーク基準電圧差ととして
溶接制御装置内に保存する過程と、溶接トーチの左右の
アーク電圧差と、溶接制御装置内に保存した左右のアー
ク基準電圧差とを比較して、その大小関係から、溶接ト
ーチの左右の位置の調整を行う開先倣い制御方法とす
る。
や、磁気吹きなどによるアークの偏向が生じた場合等の
左右揺動停止時のアーク電圧が左右対称となっていない
場合の非消耗電極アーク溶接であっても、精度の高い自
動開先中心倣い制御を行うことができる溶接制御方法と
その装置を提供する。 【解決手段】開先中心倣い制御を行う自動溶接制御方法
において、溶接トーチの開先内での左右揺動停止時にお
ける左右のアーク電圧差を求める過程と、あらかじめ、
開先内で左右揺動停止時におけるアーク電圧の測定を規
定回数繰り返えして、左と右のアーク電圧の平均値を求
め、その平均値の差を左右のアーク基準電圧差ととして
溶接制御装置内に保存する過程と、溶接トーチの左右の
アーク電圧差と、溶接制御装置内に保存した左右のアー
ク基準電圧差とを比較して、その大小関係から、溶接ト
ーチの左右の位置の調整を行う開先倣い制御方法とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はパイプ（伝熱管等）
などの突き合わせ溶接に係わり、さらに詳しくは非消耗
電極アーク溶接におけるアーク電圧を利用した開先中心
倣い制御方法およびそれを実施する溶接制御装置に関す
る。
などの突き合わせ溶接に係わり、さらに詳しくは非消耗
電極アーク溶接におけるアーク電圧を利用した開先中心
倣い制御方法およびそれを実施する溶接制御装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】非消耗電極式自動溶接装置を用いて、パ
イプなどの突き合わせ多層盛り溶接を行うためには、開
先中心線と溶接トーチ位置のずれによる開先壁の融合不
良、ワイヤの溶け残りなどの溶接欠陥発生の防止、ある
いは開先壁と電極の接触によるスパーク防止のために、
開先中心線への溶接トーチの追従を精度良く行わなけれ
ばならない。
イプなどの突き合わせ多層盛り溶接を行うためには、開
先中心線と溶接トーチ位置のずれによる開先壁の融合不
良、ワイヤの溶け残りなどの溶接欠陥発生の防止、ある
いは開先壁と電極の接触によるスパーク防止のために、
開先中心線への溶接トーチの追従を精度良く行わなけれ
ばならない。
【０００３】溶接の無人・無監視化のために、本出願人
は、非消耗電極アーク溶接法において溶接トーチの位置
調整を行う非消耗式電極アーク溶接法における開先倣い
制御方法およびその装置を、特開平１０−３２８８３２
号公報において提案している。この非消耗式電極アーク
溶接法における開先倣い制御方法は、図５に示すよう
に、開先１４内で、非消耗電極であるタングステン電極
１０および電極ブロック（溶接トーチ）９を往復移動さ
せて、開先１４内の左右両端における溶接トーチ停止時
の左アーク電圧ＶＬ、右アーク電圧ＶＲを検出して、Ｖ
Ｌ＝ＶＲとなるように溶接トーチの左右位置調整を行う
開先中心の倣い制御方法およびそれを実施する装置であ
る。
は、非消耗電極アーク溶接法において溶接トーチの位置
調整を行う非消耗式電極アーク溶接法における開先倣い
制御方法およびその装置を、特開平１０−３２８８３２
号公報において提案している。この非消耗式電極アーク
溶接法における開先倣い制御方法は、図５に示すよう
に、開先１４内で、非消耗電極であるタングステン電極
１０および電極ブロック（溶接トーチ）９を往復移動さ
せて、開先１４内の左右両端における溶接トーチ停止時
の左アーク電圧ＶＬ、右アーク電圧ＶＲを検出して、Ｖ
Ｌ＝ＶＲとなるように溶接トーチの左右位置調整を行う
開先中心の倣い制御方法およびそれを実施する装置であ
る。
【０００４】しかし、この方法では、溶接トーチ９が開
先中心にあるとき、左右揺動停止時のアークが左右対称
形となっていることが前提であるため、開先１４の表面
の溶融金属１３の状態が左右で異なる場合や、磁気吹き
などによるアークの偏向が生じた場合には、精度の良い
開先中心倣い制御が行えないという問題がある。
先中心にあるとき、左右揺動停止時のアークが左右対称
形となっていることが前提であるため、開先１４の表面
の溶融金属１３の状態が左右で異なる場合や、磁気吹き
などによるアークの偏向が生じた場合には、精度の良い
開先中心倣い制御が行えないという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の開先中心倣
い制御方法は、左右揺動停止時のアークが同程度の集中
性を持ち、かつそのアークによる溶融金属の状態が左右
で等しくなくてはならない。そのため、以下に示すよう
な場合には精度のよい開先中心倣い制御が行えないとい
う問題がある。
い制御方法は、左右揺動停止時のアークが同程度の集中
性を持ち、かつそのアークによる溶融金属の状態が左右
で等しくなくてはならない。そのため、以下に示すよう
な場合には精度のよい開先中心倣い制御が行えないとい
う問題がある。
【０００６】まず、図６に示すように、開先１４を形成
し、パイプ３の突き合わせ溶接を行う場合、左右のパイ
プ３の大きさや、材質などが異なる場合には、左右のパ
イプ３における熱の発散や溶融金属の流動性が異なり、
したがって溶融金属の大きさ、および表面形状が異なっ
てくる。
し、パイプ３の突き合わせ溶接を行う場合、左右のパイ
プ３の大きさや、材質などが異なる場合には、左右のパ
イプ３における熱の発散や溶融金属の流動性が異なり、
したがって溶融金属の大きさ、および表面形状が異なっ
てくる。
【０００７】また、溶融プール（溶融金属）１３の表面
形状によっては、タングステン電極１０によるアークの
集中性が異なってくるため、図７に示すように、溶接ト
ーチ（電極ブロック）９が開先中心にある場合でも、左
右揺動停止時の左アーク電圧ＶＬと、右アーク電圧ＶＲ
との間に差が生じ、例えば図７に示すように、ＶＬ＞Ｖ
Ｒとなり、左右アーク電圧差ΔＶＮ＝ＶＬ−ＶＲが生じ
る。
形状によっては、タングステン電極１０によるアークの
集中性が異なってくるため、図７に示すように、溶接ト
ーチ（電極ブロック）９が開先中心にある場合でも、左
右揺動停止時の左アーク電圧ＶＬと、右アーク電圧ＶＲ
との間に差が生じ、例えば図７に示すように、ＶＬ＞Ｖ
Ｒとなり、左右アーク電圧差ΔＶＮ＝ＶＬ−ＶＲが生じ
る。
【０００８】次に、図８に示すごとく、磁気吹きなどに
よりアークが偏向した場合にも、左右でアークが対称と
ならず、図７の場合と同様に、溶接トーチ（電極ブロッ
ク）９が開先１４の中心にある場合でも、左右揺動停止
時の左アーク電圧ＶＬと右アーク電圧ＶＲとの間に差が
生じ、例えば図８に示すように、ＶＬ＞ＶＲとなり、左
右アーク電圧差がΔＶＮ＝ＶＬ−ＶＲが生じる。
よりアークが偏向した場合にも、左右でアークが対称と
ならず、図７の場合と同様に、溶接トーチ（電極ブロッ
ク）９が開先１４の中心にある場合でも、左右揺動停止
時の左アーク電圧ＶＬと右アーク電圧ＶＲとの間に差が
生じ、例えば図８に示すように、ＶＬ＞ＶＲとなり、左
右アーク電圧差がΔＶＮ＝ＶＬ−ＶＲが生じる。
【０００９】以上のような場合には、アーク長に比例す
るアーク電圧は左右で異なり、従来の左右揺動停止時の
アーク電圧の差を０とする制御方法では、溶接トーチを
開先中心位置からずれた位置へと制御することになり、
溶接中は作業者による開先中心への溶接トーチの位置調
節が常に必要となってくる。
るアーク電圧は左右で異なり、従来の左右揺動停止時の
アーク電圧の差を０とする制御方法では、溶接トーチを
開先中心位置からずれた位置へと制御することになり、
溶接中は作業者による開先中心への溶接トーチの位置調
節が常に必要となってくる。
【００１０】本発明の目的は、上記従来技術における問
題点を解消し、特殊な状況下で溶接トーチが開先中心に
あるとき、左右揺動停止時のアーク電圧が左右対称形と
なっていない場合、例えば、開先表面の溶融金属の形態
が左右で異なる場合や、磁気吹きなどによるアークの偏
向が生じた場合の非消耗電極アーク溶接であっても、精
度の高い自動開先中心倣い制御を行うことができる非消
耗電極アーク溶接における開先倣い制御方法およびその
装置を提供することにある。
題点を解消し、特殊な状況下で溶接トーチが開先中心に
あるとき、左右揺動停止時のアーク電圧が左右対称形と
なっていない場合、例えば、開先表面の溶融金属の形態
が左右で異なる場合や、磁気吹きなどによるアークの偏
向が生じた場合の非消耗電極アーク溶接であっても、精
度の高い自動開先中心倣い制御を行うことができる非消
耗電極アーク溶接における開先倣い制御方法およびその
装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は特許請求の範囲に記載のような構成とする
ものである。すなわち、請求項１に記載のように、溶接
電源、溶接制御装置、溶接トーチの揺動機構および上
下、左右位置調整機構とを少なくとも備えた非消耗電極
自動アーク溶接装置を用いて、開先中心倣い制御を行う
自動溶接制御方法であって、上記溶接トーチの開先内で
の左右揺動停止時における左と右のアーク電圧を測定し
て、左右のアーク電圧差を求める過程と、あらかじめ、
開先内での左右揺動停止時におけるアーク電圧の測定
を、規定回数繰り返すことにより、左と右のアーク電圧
の平均値を算出し、該左右のアーク電圧の平均値の差
を、左右のアーク基準電圧差として、上記溶接制御装置
内に保存する過程と、上記溶接トーチの左右のアーク電
圧差と、上記溶接制御装置内に保存した左右のアーク基
準電圧差とを比較して、その大小関係から、上記溶接ト
ーチの左右位置の調整を行う非消耗電極アーク溶接にお
ける開先倣い制御方法とするものである。
に、本発明は特許請求の範囲に記載のような構成とする
ものである。すなわち、請求項１に記載のように、溶接
電源、溶接制御装置、溶接トーチの揺動機構および上
下、左右位置調整機構とを少なくとも備えた非消耗電極
自動アーク溶接装置を用いて、開先中心倣い制御を行う
自動溶接制御方法であって、上記溶接トーチの開先内で
の左右揺動停止時における左と右のアーク電圧を測定し
て、左右のアーク電圧差を求める過程と、あらかじめ、
開先内での左右揺動停止時におけるアーク電圧の測定
を、規定回数繰り返すことにより、左と右のアーク電圧
の平均値を算出し、該左右のアーク電圧の平均値の差
を、左右のアーク基準電圧差として、上記溶接制御装置
内に保存する過程と、上記溶接トーチの左右のアーク電
圧差と、上記溶接制御装置内に保存した左右のアーク基
準電圧差とを比較して、その大小関係から、上記溶接ト
ーチの左右位置の調整を行う非消耗電極アーク溶接にお
ける開先倣い制御方法とするものである。
【００１２】また、請求項２に記載のように、溶接電
源、溶接制御装置、溶接トーチの揺動機構および上下、
左右位置調整機構とを少なくとも備えた開先中心倣い制
御を行う非消耗電極自動アーク溶接装置であって、溶接
トーチの開先内での左右揺動停止時における左と右のア
ーク電圧を測定して、左右のアーク電圧差を算出する手
段と、あらかじめ、開先内での左右揺動停止時における
アーク電圧の測定を、規定回数繰り返して、左と右のア
ーク電圧の平均値を算出し、該左右のアーク電圧平均値
の差を、左右のアーク基準電圧差として、上記溶接制御
装置内に保存する手段と、上記溶接トーチの左右のアー
ク電圧差と、上記溶接制御装置内に保存した左右のアー
ク基準電圧差とを比較演算する手段と、上記左右のアー
ク電圧差と上記左右のアーク基準電圧差との大小関係か
ら上記溶接トーチの左右位置の調整を行う手段を具備す
る非消耗電極アーク溶接における開先倣い制御装置とす
るものである。
源、溶接制御装置、溶接トーチの揺動機構および上下、
左右位置調整機構とを少なくとも備えた開先中心倣い制
御を行う非消耗電極自動アーク溶接装置であって、溶接
トーチの開先内での左右揺動停止時における左と右のア
ーク電圧を測定して、左右のアーク電圧差を算出する手
段と、あらかじめ、開先内での左右揺動停止時における
アーク電圧の測定を、規定回数繰り返して、左と右のア
ーク電圧の平均値を算出し、該左右のアーク電圧平均値
の差を、左右のアーク基準電圧差として、上記溶接制御
装置内に保存する手段と、上記溶接トーチの左右のアー
ク電圧差と、上記溶接制御装置内に保存した左右のアー
ク基準電圧差とを比較演算する手段と、上記左右のアー
ク電圧差と上記左右のアーク基準電圧差との大小関係か
ら上記溶接トーチの左右位置の調整を行う手段を具備す
る非消耗電極アーク溶接における開先倣い制御装置とす
るものである。
【００１３】従来のアーク電圧を利用した開先中心倣い
制御方法において、開先中心からずれた位置で溶接制御
が行われる場合、図７、図８に示すように、開先中心に
溶接トーチが位置しているときに検出したアーク電圧
は、左右でアーク電圧差ΔＶＮ＝ＶＬ−ＶＲが生じてい
る。本発明は、この左右アーク電圧差ΔＶＮは、パイプ
の大きさと材質、もしくはアークの偏向状態によって一
定であることから、溶接トーチが開先中心に位置する場
合の左右揺動停止時のアーク電圧差ΔＶＮを制御目標と
し、溶接トーチの位置制御を行うことによって本発明の
課題を解決するものである。
制御方法において、開先中心からずれた位置で溶接制御
が行われる場合、図７、図８に示すように、開先中心に
溶接トーチが位置しているときに検出したアーク電圧
は、左右でアーク電圧差ΔＶＮ＝ＶＬ−ＶＲが生じてい
る。本発明は、この左右アーク電圧差ΔＶＮは、パイプ
の大きさと材質、もしくはアークの偏向状態によって一
定であることから、溶接トーチが開先中心に位置する場
合の左右揺動停止時のアーク電圧差ΔＶＮを制御目標と
し、溶接トーチの位置制御を行うことによって本発明の
課題を解決するものである。
【００１４】本発明の開先中心倣い制御を用いたパイプ
等の突き合わせ溶接において、図３の本発明のアーク電
圧を利用した開先中心倣い制御方法のフローチャートに
示すように、一度、作業者が溶接トーチの位置の調節を
行えば、以後の溶接における溶接トーチの位置制御をア
ークの状態に適応して、アーク電圧の制御のみで、精度
良く、かつ自動溶接することができる特徴がある。
等の突き合わせ溶接において、図３の本発明のアーク電
圧を利用した開先中心倣い制御方法のフローチャートに
示すように、一度、作業者が溶接トーチの位置の調節を
行えば、以後の溶接における溶接トーチの位置制御をア
ークの状態に適応して、アーク電圧の制御のみで、精度
良く、かつ自動溶接することができる特徴がある。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は、本発明によるアーク電圧
を利用した開先中心倣い制御方法を実施する装置の構成
の一例を示す模式図である。図１において、１は溶接制
御装置、２は溶接電源、３は被溶接材料であるパイプ、
４はパイプを回転させるためのターニングローラ、５は
溶接トーチ駆動部を支持するためのマニプレータ、６は
溶接トーチの左右移動ユニット、７は溶接トーチの上下
移動ユニット、８は溶接トーチの揺動ユニット、９は電
極ブロック（溶接トーチ）、１０は非消耗式電極である
タングステン電極、１１はアーク電流用パワーケーブ
ル、１２はアースケーブルである。
を利用した開先中心倣い制御方法を実施する装置の構成
の一例を示す模式図である。図１において、１は溶接制
御装置、２は溶接電源、３は被溶接材料であるパイプ、
４はパイプを回転させるためのターニングローラ、５は
溶接トーチ駆動部を支持するためのマニプレータ、６は
溶接トーチの左右移動ユニット、７は溶接トーチの上下
移動ユニット、８は溶接トーチの揺動ユニット、９は電
極ブロック（溶接トーチ）、１０は非消耗式電極である
タングステン電極、１１はアーク電流用パワーケーブ
ル、１２はアースケーブルである。
【００１６】溶接トーチ駆動方法は、図示していない
が、非消耗式電極であるタングステン電極１０を、約１
５度程度、傾斜させて電極ブロック９に取り付ける。こ
の電極ブロック９は、給電パイプを介して、揺動ユニッ
ト８の機構部である揺動用プーリと揺動ブロックに取り
付けられている。揺動用プーリは、揺動用モータに直結
された揺動用プーリと、揺動位置検出用ロータリーエン
コーダに直結された回転位置検出用プーリと、ベルトを
介して連結されており、精密な回転位置の検出が可能な
構造となっている。この機構部はすべて揺動ユニット８
に納められており、揺動ユニット８は、ネジ加工を施し
たサポートを介して、上下移動ユニット７に固定されて
いる。上下移動ユニット７は、ネジ加工を施したサポー
トにより、左右移動ユニット６に固定されている。この
サポートは、揺動用モータと直結したギヤに噛み合うギ
ヤと直結された送りネジに取り付けられており、モータ
の回転によって送りネジを回転させ、サポートがスライ
ドする構造となっている。さらに、ギヤに噛み合うよう
にロータリーエンコーダと直結されたギヤが取り付けら
れており、サポートの移動量を精密に制御できる構造と
なっている。上記駆動用モータへの電圧は、溶接制御装
置１内のモータドライバにより与えられ、ロータリーエ
ンコーダからのパルス信号は、溶接制御装置１内のカウ
ンタＩＣに入力され、ＣＰＵが通信によりパルス数を読
み取っている。
が、非消耗式電極であるタングステン電極１０を、約１
５度程度、傾斜させて電極ブロック９に取り付ける。こ
の電極ブロック９は、給電パイプを介して、揺動ユニッ
ト８の機構部である揺動用プーリと揺動ブロックに取り
付けられている。揺動用プーリは、揺動用モータに直結
された揺動用プーリと、揺動位置検出用ロータリーエン
コーダに直結された回転位置検出用プーリと、ベルトを
介して連結されており、精密な回転位置の検出が可能な
構造となっている。この機構部はすべて揺動ユニット８
に納められており、揺動ユニット８は、ネジ加工を施し
たサポートを介して、上下移動ユニット７に固定されて
いる。上下移動ユニット７は、ネジ加工を施したサポー
トにより、左右移動ユニット６に固定されている。この
サポートは、揺動用モータと直結したギヤに噛み合うギ
ヤと直結された送りネジに取り付けられており、モータ
の回転によって送りネジを回転させ、サポートがスライ
ドする構造となっている。さらに、ギヤに噛み合うよう
にロータリーエンコーダと直結されたギヤが取り付けら
れており、サポートの移動量を精密に制御できる構造と
なっている。上記駆動用モータへの電圧は、溶接制御装
置１内のモータドライバにより与えられ、ロータリーエ
ンコーダからのパルス信号は、溶接制御装置１内のカウ
ンタＩＣに入力され、ＣＰＵが通信によりパルス数を読
み取っている。
【００１７】図２に、本発明のアーク電圧を利用した開
先中心倣い制御装置におけるアーク電圧測定回路の一例
を示す。図において、アーク電圧をローパスフィルタ１
５を通して、波形整形後、抵抗１６、１７で分圧して、
オペアンプ１８で増幅することにより電圧を調整する。
次に、回路保護のための絶縁アンプ１９を通して、Ａ／
Ｄコンバータ２０でデジタル信号に変換し、Ａ／Ｄ変換
された信号をＣＰＵが読み取ることにより、アーク電圧
の測定を行っている。これらの回路により、タングステ
ン電極１０の左右揺動停止時の左アーク電圧ＶＬ、ある
いは右アーク電圧ＶＲの測定を行い、左右アーク電圧差
ΔＶＮ＝ＶＬ−ＶＲを算出する。また、左右揺動停止時
の左アーク電圧ＶＬの測定、および左右揺動停止時の右
アーク電圧ＶＲの測定を、規定回数（２〜５回程度）行
って、左、右のアーク平均電圧Ｖ ＬＡ、ＶＲＡを算出
し、この左、右のアーク平均電圧差ＶＬＡ−ＶＲＡか
ら、基準電圧差ＶＮ＝ＶＬＡ−ＶＲＡを算出し、上記左
右アーク電圧差ΔＶＮと上記基準電圧差ＶＮとを比較し
て、その大小関係から、溶接トーチの左右の位置を調整
し、開先中心倣い制御を行う溶接方法とするものであ
る。
先中心倣い制御装置におけるアーク電圧測定回路の一例
を示す。図において、アーク電圧をローパスフィルタ１
５を通して、波形整形後、抵抗１６、１７で分圧して、
オペアンプ１８で増幅することにより電圧を調整する。
次に、回路保護のための絶縁アンプ１９を通して、Ａ／
Ｄコンバータ２０でデジタル信号に変換し、Ａ／Ｄ変換
された信号をＣＰＵが読み取ることにより、アーク電圧
の測定を行っている。これらの回路により、タングステ
ン電極１０の左右揺動停止時の左アーク電圧ＶＬ、ある
いは右アーク電圧ＶＲの測定を行い、左右アーク電圧差
ΔＶＮ＝ＶＬ−ＶＲを算出する。また、左右揺動停止時
の左アーク電圧ＶＬの測定、および左右揺動停止時の右
アーク電圧ＶＲの測定を、規定回数（２〜５回程度）行
って、左、右のアーク平均電圧Ｖ ＬＡ、ＶＲＡを算出
し、この左、右のアーク平均電圧差ＶＬＡ−ＶＲＡか
ら、基準電圧差ＶＮ＝ＶＬＡ−ＶＲＡを算出し、上記左
右アーク電圧差ΔＶＮと上記基準電圧差ＶＮとを比較し
て、その大小関係から、溶接トーチの左右の位置を調整
し、開先中心倣い制御を行う溶接方法とするものであ
る。
【００１８】図３に、本発明のアーク電圧を利用した開
先中心倣い制御方法のフローチャートを示す。まず、Ｓ
１において、作業者による溶接トーチの位置調整が行わ
れたかどうかを判定する。位置の調整が行われていれ
ば、揺動停止の判定Ｓ２、電圧のサンプリングＳ４、Ｓ
５において、左アーク電圧ＶＬと右アーク電圧ＶＲのサ
ンプリングを規定回数（数回、２〜５回程度）繰り返し
て行い、Ｓ７、Ｓ８において、その左平均電圧ＶＬＡと
右平均電圧ＶＲＡを算出する。このＶＬＡとＶＲ Ａとの
電圧差を、左右の基準電圧差ＶＮ＝ＶＬＡ−ＶＲＡとし
て、溶接制御装置の内部に記憶させ保存する。
先中心倣い制御方法のフローチャートを示す。まず、Ｓ
１において、作業者による溶接トーチの位置調整が行わ
れたかどうかを判定する。位置の調整が行われていれ
ば、揺動停止の判定Ｓ２、電圧のサンプリングＳ４、Ｓ
５において、左アーク電圧ＶＬと右アーク電圧ＶＲのサ
ンプリングを規定回数（数回、２〜５回程度）繰り返し
て行い、Ｓ７、Ｓ８において、その左平均電圧ＶＬＡと
右平均電圧ＶＲＡを算出する。このＶＬＡとＶＲ Ａとの
電圧差を、左右の基準電圧差ＶＮ＝ＶＬＡ−ＶＲＡとし
て、溶接制御装置の内部に記憶させ保存する。
【００１９】Ｓ１の判定において、位置の調整が行われ
ていなければ、揺動停止の判定Ｓ９により揺動停止の判
定を行い、Ｓ１０、Ｓ１２において、左、右揺動停止時
の電圧ＶＬ、ＶＲを検出する。Ｓ１２において左揺動停
止時の電圧測定後、Ｓ１３の判定において右揺動停止時
の電圧が測定されていれば、Ｓ１４において左右揺動停
止時の左アーク電圧ＶＬと右アーク電圧ＶＲの差から左
右電圧差ΔＶＮを計算し、Ｓ１５において左右電圧差Δ
ＶＮから上記の基準電圧差ＶＮを引き、その値が正であ
れば、Ｓ１６において溶接トーチを左側へ、負であれ
ば、Ｓ１７において溶接トーチを右側へ移動させる。こ
の実施の形態の効果は、一度作業者がトーチ位置の調節
を行えば、以後の溶接における溶接トーチ位置制御をア
ークの状態に適応して、精度良く、自動制御できること
が挙げられる。
ていなければ、揺動停止の判定Ｓ９により揺動停止の判
定を行い、Ｓ１０、Ｓ１２において、左、右揺動停止時
の電圧ＶＬ、ＶＲを検出する。Ｓ１２において左揺動停
止時の電圧測定後、Ｓ１３の判定において右揺動停止時
の電圧が測定されていれば、Ｓ１４において左右揺動停
止時の左アーク電圧ＶＬと右アーク電圧ＶＲの差から左
右電圧差ΔＶＮを計算し、Ｓ１５において左右電圧差Δ
ＶＮから上記の基準電圧差ＶＮを引き、その値が正であ
れば、Ｓ１６において溶接トーチを左側へ、負であれ
ば、Ｓ１７において溶接トーチを右側へ移動させる。こ
の実施の形態の効果は、一度作業者がトーチ位置の調節
を行えば、以後の溶接における溶接トーチ位置制御をア
ークの状態に適応して、精度良く、自動制御できること
が挙げられる。
【００２０】図４（ａ）は、比較例として例示した開先
内の左右両端における溶接トーチ停止時の電圧測定サイ
クル中にトーチ上下制御を行った際のトーチの倣い結果
を示すグラフであり、図４（ｂ）は、本実施の形態にお
けるアーク電圧を利用した開先中心倣い制御を行った場
合のトーチの倣い結果を示すグラフであり、本発明の制
御方法によれば開先線の変化に精度良く追従する開先中
心倣い制御を行うことができることを示している。
内の左右両端における溶接トーチ停止時の電圧測定サイ
クル中にトーチ上下制御を行った際のトーチの倣い結果
を示すグラフであり、図４（ｂ）は、本実施の形態にお
けるアーク電圧を利用した開先中心倣い制御を行った場
合のトーチの倣い結果を示すグラフであり、本発明の制
御方法によれば開先線の変化に精度良く追従する開先中
心倣い制御を行うことができることを示している。
【００２１】
【発明の効果】本発明の非消耗電極アーク溶接における
アーク電圧を利用した開先中心倣い制御方法によれば、
開先表面の溶融金属の状態で左右のアーク長が異なる場
合や、磁気吹きなどによるアークの偏向が生じて左右の
アーク長が異なった場合においても、開先中心に精度良
く追従する開先中心倣い制御を自動で実施できる効果が
ある。
アーク電圧を利用した開先中心倣い制御方法によれば、
開先表面の溶融金属の状態で左右のアーク長が異なる場
合や、磁気吹きなどによるアークの偏向が生じて左右の
アーク長が異なった場合においても、開先中心に精度良
く追従する開先中心倣い制御を自動で実施できる効果が
ある。
【図１】本発明の実施の形態で例示したアーク電圧を利
用した開先中心倣い制御方法を実施する装置の構成の一
例を示す模式図。
用した開先中心倣い制御方法を実施する装置の構成の一
例を示す模式図。
【図２】本発明の実施の形態で例示したアーク電圧を利
用した開先中心倣い制御方法を実施する装置のアーク電
圧測定回路の一例を示す模式図。
用した開先中心倣い制御方法を実施する装置のアーク電
圧測定回路の一例を示す模式図。
【図３】本発明の実施の形態で例示したアーク電圧を利
用した開先中心倣い制御方法のフローチャートを示す
図。
用した開先中心倣い制御方法のフローチャートを示す
図。
【図４】本発明の実施の形態で例示したアーク電圧を利
用した開先中心倣い制御におけるトーチの倣い結果を示
すグラフ（ｂ）と、比較例として例示した開先内の左右
両端における溶接トーチ停止時の電圧測定サイクル中に
トーチ上下制御を行った際のトーチの倣い結果を示すグ
ラフ（ａ）。
用した開先中心倣い制御におけるトーチの倣い結果を示
すグラフ（ｂ）と、比較例として例示した開先内の左右
両端における溶接トーチ停止時の電圧測定サイクル中に
トーチ上下制御を行った際のトーチの倣い結果を示すグ
ラフ（ａ）。
【図５】アーク電圧を利用した開先中心倣い制御方法を
実施する装置の開先内でのタングステン電極の軌跡を示
す模式図。
実施する装置の開先内でのタングステン電極の軌跡を示
す模式図。
【図６】パイプ等の突き合わせ溶接における開先部の形
状の一例を示す模式図。
状の一例を示す模式図。
【図７】図６に示すパイプ等の突き合わせ溶接の場合の
左右揺動停止時の溶融金属の状態とアーク長の比較を示
す模式図。
左右揺動停止時の溶融金属の状態とアーク長の比較を示
す模式図。
【図８】アークが偏向した場合の左右揺動停止時のアー
ク長の比較を示す模式図。
ク長の比較を示す模式図。
１…溶接制御装置 ２…溶接電源 ３…パイプ ４…ターニングローラ ５…マニプレータ ６…左右移動ユニット ７…上下移動ユニット ８…揺動ユニット ９…電極ブロック（溶接トーチ） １０…タングステン電極 １１…パワーケーブル １２…アースケーブル １３…溶融金属 １４…開先 １５…ローパスフィルタ １６…抵抗 １７…抵抗 １８…オペアンプ １９…絶縁アンプ ２０…Ａ／Ｄコンバータ ＶＬ…左アーク電圧 ＶＲ…右アーク電圧 ΔＶＮ…左右アーク電圧差（ΔＶＮ＝ＶＬ−ＶＲ） ＶＬＡ…左アーク平均電圧 ＶＲＡ…右アーク平均電圧 ＶＮ…左右アーク基準電圧差（ＶＮ＝ＶＬＡ−ＶＲＡ）
Claims (2)
- 【請求項１】溶接電源、溶接制御装置、溶接トーチの揺
動機構および上下、左右位置調整機構とを少なくとも備
えた非消耗電極自動アーク溶接装置を用いて、開先中心
倣い制御を行う自動溶接制御方法であって、 上記溶接トーチの開先内での左右揺動停止時における左
と右のアーク電圧を測定して、左右のアーク電圧差を求
める過程と、 あらかじめ、開先内での左右揺動停止時におけるアーク
電圧の測定を、規定回数繰り返すことにより、左と右の
アーク電圧の平均値を算出し、該左右のアーク電圧の平
均値の差を、左右のアーク基準電圧差として、上記溶接
制御装置内に保存する過程と、 上記溶接トーチの左右のアーク電圧差と、上記溶接制御
装置内に保存した左右のアーク基準電圧差とを比較し
て、その大小関係から、上記溶接トーチの左右位置の調
整を行うことを特徴とする非消耗電極アーク溶接におけ
る開先倣い制御方法。 - 【請求項２】溶接電源、溶接制御装置、溶接トーチの揺
動機構および上下、左右位置調整機構とを少なくとも備
えた開先中心倣い制御を行う非消耗電極自動アーク溶接
装置であって、 溶接トーチの開先内での左右揺動停止時における左と右
のアーク電圧を測定して、左右のアーク電圧差を算出す
る手段と、 あらかじめ、開先内での左右揺動停止時におけるアーク
電圧の測定を、規定回数繰り返して、左と右のアーク電
圧の平均値を算出し、該左右のアーク電圧平均値の差
を、左右のアーク基準電圧差として、上記溶接制御装置
内に保存する手段と、 上記溶接トーチの左右のアーク電圧差と、上記溶接制御
装置内に保存した左右のアーク基準電圧差とを比較演算
する手段と、 上記左右のアーク電圧差と上記左右のアーク基準電圧差
との大小関係から上記溶接トーチの左右位置の調整を行
う手段を具備することを特徴とする非消耗電極アーク溶
接における開先倣い制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000238352A JP2002045966A (ja) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | 非消耗電極アーク溶接における開先倣い制御方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000238352A JP2002045966A (ja) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | 非消耗電極アーク溶接における開先倣い制御方法とその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002045966A true JP2002045966A (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=18730062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000238352A Pending JP2002045966A (ja) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | 非消耗電極アーク溶接における開先倣い制御方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002045966A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105817735A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-08-03 | 湘潭大学 | 一种具有焊缝跟踪功能的磁致应变焊接摆动器 |
| CN108213658A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-06-29 | 中国核工业第五建设有限公司 | 一种打底焊接方法 |
-
2000
- 2000-08-07 JP JP2000238352A patent/JP2002045966A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105817735A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-08-03 | 湘潭大学 | 一种具有焊缝跟踪功能的磁致应变焊接摆动器 |
| CN108213658A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-06-29 | 中国核工业第五建设有限公司 | 一种打底焊接方法 |
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