JP2003094166A - 3次元薄肉継手の自動溶接方法 - Google Patents

3次元薄肉継手の自動溶接方法

Info

Publication number
JP2003094166A
JP2003094166A JP2001285404A JP2001285404A JP2003094166A JP 2003094166 A JP2003094166 A JP 2003094166A JP 2001285404 A JP2001285404 A JP 2001285404A JP 2001285404 A JP2001285404 A JP 2001285404A JP 2003094166 A JP2003094166 A JP 2003094166A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
welding
bead
welded
current
weld
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
JP2001285404A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Anmen
隆史 安面
Takashi Murozaki
隆 室崎
Satoshi Takada
高田  智
Keizo Joko
敬三 上甲
Tei Kawagoe
禎 川越
Takashi Suganuma
隆司 菅沼
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.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso 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 Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2001285404A priority Critical patent/JP2003094166A/ja
Publication of JP2003094166A publication Critical patent/JP2003094166A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Arc Welding Control (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 3次元の方向に形状が異なっている薄肉継手
を自動的に溶接する方法を提供する。 【解決手段】 本発明の自動溶接方法は、3次元形状の
薄肉継手を溶接する自動溶接方法であって、薄肉継手を
溶接する際に溶接ビードのビード幅を検出する工程と、
ビード幅を基にして溶接電極と被溶接部材との間に印加
する溶接電流の電流値を調整する工程とを採用する。上
記工程を採用することによって、溶接中の溶接電極の径
時変化、被溶接材料の材質変化、溶接材料の汚れ及び形
状による状態変化などの溶接時の条件変化に対応して、
安定した自動溶接方法が可能となった。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、3次元の方向に形
状が異なっている薄肉継手を自動的に溶接する方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】3次元の方向に形状が異なる継手を自動
的に溶接する従来の方法には、特公平7−47215号
がある。この従来の方法においては、一定の溶接条件の
基で3次元形状の継手の自動溶接が安定して実施するこ
とができる。しかしながら、この従来の3次元の継手溶
接方法では、1)溶接中の溶接電極の経時変化、2)被
溶接材料の材質変化、3)被溶接材料の形状及び汚れな
どの状態変化、4) 溶接溶融部からの溶融金属の落下と
溶接ビードの形状が凹んでしまう凹型不良との防止、な
どに即時対応して自動的に溶接を行うことは不可能であ
った。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記状況を
鑑み、3次元の薄肉継手の自動溶接方法において、溶接
中の溶接電極の経時変化、被溶接材料の材質変化、被溶
接材料の形状及び汚れなどの状態変化、及び溶接溶融部
からの溶融金属の落下と溶接ビードの形状が凹んでしま
う凹型不良との防止、などに即時対応して自動的に溶接
を行うことが可能である自動溶接方法を提供することを
目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の2次元の薄肉継手の自動溶接方法において
は、薄肉継手を溶接する際に溶接ビードのビード幅を検
出する工程と、ビード幅を基にして溶接電極と被溶接部
材との間に印加する溶接電流の電流値を調整する工程と
を採用する。
【0005】本発明においては、薄肉継手を溶接する際
に溶接ビードのビード幅を検出する工程を採用すること
によって、継手の溶接接合部分の溶融状況を検出するこ
とができ、さらに、ビード幅を基にして溶接電極と被溶
接部材との間に印加する溶接電流の電流値を調整する工
程を採用することにより、溶接電流のパルス列状電流の
調整ができ、それによって、測定したビード幅または次
のビード幅を調整することができ連続的に重なった溶接
ビードを形成することが可能となる。
【0006】さらに本発明においては、溶接ビードをC
CDカメラで撮像し、画像処理装置によって溶接ビード
の画像を処理して、溶接ビードのビード幅を検出するこ
とを採用したことによって、非常に短時間で溶接ビード
幅を検出することができるので、溶接電流がパルス列状
電流であっても任意のパルス電流を制御することが可能
となる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明は、上記工程を採用したこ
とにより、3次元方向に形状の相違する薄肉継手を自動
溶接する際に、上記1)溶接中の溶接電極の経時変化、
2)被溶接材料の材質変化、3)被溶接材料の形状及び
汚れなどの状態変化、及びこれらに加えて、4)溶接溶
融部からの溶融金属の落下と溶接ビードの形状が凹んで
しまう凹型不良との防止、5)溶接溶融部の裏面ビード
を連続的に安定した形状で存在させること、等に対応し
て溶接条件を安定させて薄肉継手を自動的に溶接するこ
とができる。
【0008】一般的に、溶接時の溶接溶融部への入熱量
Wは、W=vit=i2Rtで表される。ここで、vは
溶接電圧、iは溶接電流、Rは電気抵抗、及びtは溶接
時間を表す。したがって、被溶接材料の電気抵抗が変化
した場合には、溶接電流または溶接時間を変化させない
限り、被溶接材料に供給される入熱量は変化することに
なる。溶接部への入熱量Wを制御するために、従来技術
の自動溶接方法においては、上式における溶接時間tの
みを制御しているが、溶接電流iと溶接時間tとの双方
を制御することが可能である。上式においては、入熱量
Wは溶接電流iの二乗に比例しており、溶接電流iを制
御することによって、入熱量Wの制御をさらに精密且つ
安定に実施することが可能となる。
【0009】通常の自動溶接方法においては、一定電流
源を用いているために、被溶接材料の溶接条件の変化に
よるそれらの電気抵抗の変化に対しても、一定電流で時
間のみを変化させて被溶接材料に通電するように制御さ
れている。
【0010】溶接部の溶接ビードの大きさは被溶接材料
に供給される入熱量に比例する。そこで、上記1)溶接
中の溶接電極の経時変化、2)被溶接材料の材質変化、
及び3)被溶接材料の形状及び汚れなどの状態変化、に
対応した自動制御をするために、溶接部の溶接ビードの
幅を画像処理装置を用いて検出し、目標の溶接ビード幅
になるように溶接電流の値を制御する。すなわち上記
1)、2)及び3)に対応するために、溶接ビード幅が
目標とする幅より小さい場合、溶接電流の値を上昇させ
て通電することによって入熱量を増加させる。一方溶接
ビード幅が目標とする幅より大きい場合、溶接電流の値
を降下させて通電することによって入熱量を減少させ
る。
【0011】さらに、上記4)の溶接溶融部からの溶融
金属の落下と溶接ビードの形状が凹んでしまう凹型不良
を防止するためには、溶接金属の落下及び凹型不良が発
生する溶接ビードの幅の最大値を決定し、溶接ビードの
幅をそれらが発生する幅より小さな幅に制御することに
よって達成することができる。
【0012】また、上記5)の溶接溶融部の裏ビードが
連続的して安定した形状で存在させることに対応するた
めには、被溶接材料の溶接面の曲率に依存させて溶接ビ
ードの幅の最小値を定め、溶接ビードの幅をそれらが発
生する幅より小さな幅に制御することによって達成する
ことができる。
【0013】
【実施例】本発明の薄肉継手の自動溶接方法を以下に説
明する。図1に3次元方向に形状が変化する継手の溶接
部の部分斜視図を示す。図1に示すように、それぞれの
被溶接材1−1、1−2は、3次元方向にその形状が変
化する。溶接トーチ3の電極4から放射されるパルス列
状の電流によって、被溶接材料1−1、1−2の継手
は、一部分が重なり合って溶接ビード6−1、6−2、
6−3が連続的に形成されるように接合される。本発明
の自動溶接方法においては、溶接ビード6の形成状況を
CCD(電荷結合素子)カメラ2で撮像する。
【0014】また、このときの溶接ビードの溶け込み状
態を図2に示す。図2に示すように、溶接トーチ3側の
溶接面では、溶接アーク5が入射される部分すなわち表
面ビード幅W1が溶融される。一方、溶接トーチ3とは
反対側の面では、裏面ビード幅W2が溶融される。この
裏面ビード幅W2は、表面ビード幅W1より小さくなるの
で、特に3次元に形状が変化する継手の溶接にいては、
表面ビード幅W1だけでなく、裏面ビード幅W2が途切れ
ることなく連続するように溶接することが必要である。
【0015】本発明の自動溶接方法の概略図を図3に示
す。溶接トーチ3の電極から放射されるパルス列状の電
流によって溶融された溶融ビードは、CCDカメラ2で
撮像される。この撮像された画像が画像処理装置7に画
像入力される。画像処理された溶接ビード画像は制御装
置8に入力され、溶接電流を制御する場合は、溶接電源
9に入力して溶接トーチ3に流す電流を制御する。ま
た、被溶接材の3次元の形状変化に対応するために溶接
トーチ位置を制御する場合、ロボット10に制御信号を
送信して溶接トーチ3の位置制御を行う。
【0016】CCDカメラ2で撮像した画像を画像処理
装置7によってリアルタイムに把握して、次に溶接制御
装置8にフィードバックして溶接電源9の溶接電流を制
御することによって、溶接条件を安定化させることが可
能となる。画像処理装置7のフローチャートを図4に示
す。本発明の画像処理装置7においては、溶接スタート
AとともにCCDカメラ2で撮像された画像が画像入力
Bされて、溶接ビード幅検出Cがなされ、その後ビード
幅Dが所定の幅より大きいかまたは小さいかが判別され
る。ビード幅が小さい場合は電流増大Eが指令され、ビ
ード幅が大きい場合は電流減少Fが指令される。さら
に、溶接終了の可否が判断され、可の場合は溶接終了G
が指令され、その次のパルス列の溶接スタートAが開始
する。また、溶接終了Gが否の場合は画像入力Bに戻
る。
【0017】本発明の自動溶接方法においては、スロー
プダウン型のパルス列状の電流を用いる。図5に示す各
パルス列は、4本のパルス11−1、11−2、11−
3、11−4からなる。本発明においては、CCDカメ
ラ2で撮像した画像を画像処理装置にフィードバックし
て溶接電源の溶接電流を制御する場合、パルス列11の
第1のパルス11−1による溶接ビード幅を検出し、図
4に示すように、第1のパルス11−1の電流値を径時
変化で制御するか(この場合は電流を減少させてい
る)、または、次のパルス列11’の第1のパルスを径
時変化で制御することができる(この場合は電流を増大
させている)。さらに次のパルス列11”のように、一
定電流値で制御させることもできる。
【0018】本発明の3次元薄肉継手の自動溶接方法に
おいては、画像処理装置を用いて、溶接ビード幅を検出
しているので、溶接トーチと被溶接材の間に発生する溶
接アークの影響を回避するために、フィルタを通して撮
像するのが好ましい。また、本発明においては溶接ビー
ド幅の検出に画像処理装置を用いているが溶接ビードの
温度を測定する温度分布検出装置及び溶接ビードの高さ
を測定する変位量検出装置らによっても溶接ビード幅を
検出して制御することができる。
【0019】
【発明の効果】本発明の3次元薄肉継手の自動溶接方法
においては、従来技術の効果である入熱量を減少させ溶
融金属量を減少すること、及び裏面ビードを連続させて
存在させることに加えて、各パルス列の電流値を制御し
て溶接ビード幅を制御することにより、溶接中の溶接電
極の径時変化、被溶接材料の材質変化、溶接材料の汚れ
及び形状による状態変化などの溶接時の条件変化に対応
して、安定した自動溶接方法が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の薄肉継手の自動溶接方法にお
ける、3次元方向に形状が変化する継手の部分斜視図を
示す。
【図2】図2は、薄肉継手の溶接ビードの溶け込み状態
を示す部分断面図である。
【図3】図3は、本発明の自動溶接方法の概略を示す図
である。
【図4】図4は、本発明の画像処理装置のフローチャー
トを示す。
【図5】図5は、本発明の自動溶接方法におけるスロー
プダウン型のパルス列状の電流を模式的に示す図であ
る。
【符号の説明】
1…被溶接材 2…CCDカメラ 3…トーチ 4…電極 5…溶接アーク 6…溶接ビード 7…画像処理装置 8…制御装置 9…溶接電源 10…ロボット 11…パルス列
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高田 智 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 上甲 敬三 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 川越 禎 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 菅沼 隆司 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 4E082 AA08 BA04 EA06 EB11 EF07

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 3次元形状の薄肉継手を溶接する自動溶
    接方法であって、 前記薄肉継手を溶接する際に溶接ビードのビード幅を検
    出する工程と、 前記ビード幅を基にして溶接電極と被溶接部材との間に
    印加する溶接電流の電流値を調整する工程と、を特徴と
    する薄肉継手の自動溶接方法。
  2. 【請求項2】 前記溶接ビードをCCDカメラで撮像
    し、画像処理装置によって前記溶接ビードの画像を処理
    して、前記溶接ビードのビード幅を検出することを特徴
    とする請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記溶接電極と被溶接部材との間に印加
    する溶接電流が複数のパルス電流からなるパルス列状電
    流であり、検出されたビード幅をもとに前記パルス列状
    電流の第1のパルス電流を調整することを特徴とする請
    求項1または2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記溶接電極と被溶接部材との間に印加
    する溶接電流が複数のパルス電流からなるパルス列状電
    流であり、検出されたビード幅をもとに次のパルス列状
    電流の第1のパルス電流を調整することを特徴とする請
    求項1または2に記載の方法。
JP2001285404A 2001-09-19 2001-09-19 3次元薄肉継手の自動溶接方法 Pending JP2003094166A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001285404A JP2003094166A (ja) 2001-09-19 2001-09-19 3次元薄肉継手の自動溶接方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001285404A JP2003094166A (ja) 2001-09-19 2001-09-19 3次元薄肉継手の自動溶接方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003094166A true JP2003094166A (ja) 2003-04-02

Family

ID=19108556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001285404A Pending JP2003094166A (ja) 2001-09-19 2001-09-19 3次元薄肉継手の自動溶接方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003094166A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008246536A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Ihi Corp 溶接状況解析装置及び方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0615451A (ja) * 1992-06-30 1994-01-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 溶接ロボットシステム
JPH0747215B2 (ja) * 1989-10-26 1995-05-24 関西電力株式会社 薄肉波形継手のtig自動溶接方法
JPH10277740A (ja) * 1997-04-01 1998-10-20 Kobe Steel Ltd パルスアーク溶接装置
JP2001287029A (ja) * 2000-04-05 2001-10-16 Hitachi Cable Ltd 造管溶接方法及び造管溶接装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0747215B2 (ja) * 1989-10-26 1995-05-24 関西電力株式会社 薄肉波形継手のtig自動溶接方法
JPH0615451A (ja) * 1992-06-30 1994-01-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 溶接ロボットシステム
JPH10277740A (ja) * 1997-04-01 1998-10-20 Kobe Steel Ltd パルスアーク溶接装置
JP2001287029A (ja) * 2000-04-05 2001-10-16 Hitachi Cable Ltd 造管溶接方法及び造管溶接装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008246536A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Ihi Corp 溶接状況解析装置及び方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8110774B2 (en) Laser welding method and apparatus
US9604301B2 (en) Method to monitor and control weld penetration in gas tungsten welding and full-position pipe welding
JPH029538B2 (ja)
JP2001191187A (ja) 材料加工プロセスのプロセス・パラメータを測定する方法および装置
WO2020039948A1 (ja) 溶接制御装置、表示制御装置、溶接システム、溶接制御方法及びプログラム
CN111451607B (zh) 焊接工艺优化方法和焊接装置
US20230234153A1 (en) Method for defining welding parameters for a welding process on a workpiece and welding device for carrying out a welding process on a workpiece with defined welding parameters
JP2003094166A (ja) 3次元薄肉継手の自動溶接方法
CN108687425A (zh) 摆动焊接的热量操控和接缝追踪
WO2024089469A1 (en) Adaptive welding
JP2006281282A (ja) 溶接制御方法及び溶接装置
JP3463142B2 (ja) 溶接装置
JPH0550240A (ja) 自動溶接装置とその溶接条件制御方法
JPH1177307A (ja) 自動溶接方法及び自動溶接装置
JP2000351071A (ja) 自動溶接システム
Baheti Vision processing and control of robotic arc welding system
JPH08122051A (ja) スポット溶接部のナゲット測定方法
EP1013370A1 (en) Method of detecting root gap and arc welding method using the former
JPH11254031A (ja) 高周波造管方法
JP2504056B2 (ja) 電縫管溶接の入熱制御方法およびその装置
JPS63268573A (ja) 自動溶接機の経路補正方法とその装置
JP4701655B2 (ja) 溶接制御方法及び溶接装置
JP3720939B2 (ja) レーザー自動溶接装置と溶接方法
JPH0871750A (ja) 溶接装置
JPH05138354A (ja) 溶接自動倣い装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070928

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100126

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100128

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100601