JP2012091197A5 - - Google Patents

Description

演算制御器２は、溶接トーチを溶接線に倣わせる際におけるアーク電圧または溶接電流からウィービングの端部における溶接トーチ１１とワーク５の開先壁との水平距離を示す開先壁距離に相当する値およびトーチ高さに相当する値をそれぞれ取得し、それぞれの目標値との差をそれぞれ演算し、開先壁距離に相当する値のその目標値からの偏差（開先壁距離偏差）とトーチ高さに相当する値のその目標値からの偏差（トーチ高さ偏差）とからアクチュエータのウィービング幅に関する操作量（すなわち、水平アクチュエータ１３の操作量）を演算するとともに、開先壁距離偏差とトーチ高さ偏差とからアクチュエータのトーチ高さに関する操作量（すなわち、垂直アクチュエータ１４の操作量）を演算する演算器２１として機能する。さらに、演算制御器２は、ウィービング幅に関する操作量およびトーチ高さに関する操作量に基づいて溶接装置１の各アクチュエータ１３，１４を制御する制御器２２として機能する。具体的には、本実施形態の制御器２２として機能する演算制御器２は、センサ４で検出された溶接電流又はアーク電圧に基づいて、溶接トーチ１１を溶接対象であるワーク５の開先５１の幅方向に所定のウィービング幅で周期的に移動させつつワーク５の開先５１の溶接線方向に所定のトーチ高さで移動させて、ワーク５の開先５１にビードを形成するように制御する。演算制御器２は、処理機能を有する限りどのような構成でもよく、例えばマイクロコントローラ、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）、論理回路等で構成されている。また、本実施形態においては１つの演算制御器２が演算器２１および制御器２２の何れとしても機能する構成として説明しているが、別個の制御器または演算器で構成されてもよい。

以上のように、本実施形態において、トーチ高さの操作量Δｚおよびウィービング幅の操作量Δｗに対し、それぞれ開先壁距離偏差ΔＰ_ｄおよびトーチ高さ偏差ΔＰ_ｈが影響する比率（以下、影響比率という）がワーク５の開先角度θに応じて設定されている。具体的には、影響比率は、上記式（７）および（８）における開先壁距離偏差ΔＰ_ｄおよびトーチ高さ偏差ΔＰ_ｈの重みを示す係数の絶対値として示される。ウィービング幅の操作量Δｗにおける開先壁距離偏差ΔＰ_ｄの影響比率は、δ_ｗｄ＝４であり、トーチ高さ偏差ΔＰ_ｈの影響比率は、δ_ｗｈ＝４ｔＫ _ｈ であり、その比（ΔＰ_ｈ／ΔＰ_ｄ）はδ_ｗ＝ｔＫ _ｈ となる。また、トーチ高さの操作量Δｚにおける開先壁距離偏差ΔＰ_ｄの影響比率は、δ_ｚｄ＝１／ｔであり、トーチ高さ偏差ΔＰ_ｈの影響比率は、δ_ｚｈ＝２Ｋ _ｈ であり、その比（ΔＰ_ｈ／ΔＰ_ｄ）はδ_ｚ＝２ｔＫ _ｈ となる。その結果、演算器２１は、当該開先角度θが大きいほど開先壁距離偏差の影響比率δ_ｗｄ，δ_ｚｄに対しトーチ高さ偏差の影響比率δ_ｗｈ，δ_ｚｈが相対的に大きくなるように（影響比率の比δ_ｗ，δ_ｚが大きくなるように）トーチ高さの操作量Δｚおよびウィービング幅の操作量Δｗを演算する。

図８に示すように、本実施例においては、溶接線倣いに関する水平位置およびトーチ高さ制御に関する鉛直位置ともに、溶接線の曲線を高性能に倣うことができた。特に、本実施例のワーク５の形状により、溶接の前半は、溶接線Ｌが上りとなり、溶接トーチは水平に動こうとするため、溶接トーチ１１とワーク５との相対距離が近づくことにより、図７（ｂ）に示すように、ウィービング幅が比較的小さくなっている。このことは図８（ａ）の前半部分における水平位置および振幅でも確認することができる。一方、溶接の後半は、溶接線Ｌが下りとなり、溶接トーチが水平に動こうとするため、溶接トーチ１１とワーク５との相対距離が離れることにより、図７（ｂ）に示すように、ウィービング幅が比較的大きくなっている。このことは図８（ａ）の後半部分における水平位置および振幅でも確認することができる。このように、ワーク５の形状に応じてアーク溶接が忠実に行われていることが示された。