JP2502642B2 - Automatic welding method with arc sensor - Google Patents
Automatic welding method with arc sensorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 アーク溶接工程の自動化を行なうには、アーク溶接ワ
ークの仮り付け誤差,作業台に固定する時の誤差,溶接
中に熱歪による誤差等を自動的に補正しなければならな
い。この目的に対しては、予め自動溶接機に教えられて
いる溶接線に対して、現実の継ぎ手の位置のずれを検出
する位置センサーが必要である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Industrial field In order to automate the arc welding process, it is necessary to automatically correct the temporary welding error of the arc welding work, the error when fixing it on the workbench, the error due to thermal strain during welding, etc. Must be corrected to. For this purpose, a position sensor that detects the actual displacement of the joint position with respect to the welding line, which has been taught to an automatic welding machine in advance, is required.
位置センサーとして種々のものが考案されているが、
溶接現象そのものをセンサーとして利用するアークセン
サーがその一つである。本発明はこの種のアークセンサ
ーによる自動溶接方法に関するものである。Various types of position sensors have been devised,
One of them is an arc sensor that uses the welding phenomenon itself as a sensor. The present invention relates to an automatic welding method using this type of arc sensor.
従来の技術 アーク溶接電源としては、定電圧特性の電源が最も一
般的である。この種の電源のアーク特性は、アーク長が
変化するとアーク電流,電圧が変化する。一方、溶接す
べき継ぎ手は何らかの形状変化を有しているので、この
形状変化によりアーク長が変化し、よって電流又は電圧
が変化する。従って、溶接電流又は溶接電圧を観測する
ことで、ワーク形状の変化が判る。2. Description of the Related Art As an arc welding power source, a power source having a constant voltage characteristic is the most common. Regarding the arc characteristics of this type of power source, the arc current and voltage change as the arc length changes. On the other hand, since the joint to be welded has some shape change, the arc length changes due to this shape change, and thus the current or voltage changes. Therefore, by observing the welding current or the welding voltage, the change in the work shape can be known.
以上がアークセンサーの原理であるが、現実は種々の
雑音成分があって、上記電流,電圧の変化が明確に得ら
れない場合がある。特に、ワークの形状変化の小さなも
の、例えば薄板の重ねワーク等がそれに該当する。また
溶接アーク現象自体が安定していないこと、例えば短絡
移行の多い電流領域で溶接しなければいけない場合等が
ある。図4に混合ガスによる比較的低電流域での溶接電
流と電圧を記録したものを示す。電圧が0Vに下っている
ヶ所は短絡が起っていることを示す。短絡が起こると電
流が大きく変化していることが分る。The above is the principle of the arc sensor. However, in reality, there are various noise components, and the above-mentioned changes in current and voltage may not be clearly obtained. Particularly, a work whose shape change is small, for example, a stacked work of thin plates, corresponds to that. Further, there are cases where the welding arc phenomenon itself is not stable, for example, welding may be necessary in a current region where there are many short circuit transitions. FIG. 4 shows a record of welding current and voltage in a relatively low current region by the mixed gas. A point where the voltage drops to 0V indicates that a short circuit has occurred. It can be seen that the current changes greatly when a short circuit occurs.
これに対し、従来は、回路または高速マイコンのソフ
トの工夫による雑音除去、ないしは溶接電源をセンサー
向きのものに作り変えてしまうという方法で対処してい
た。On the other hand, conventionally, it has been dealt with by removing noise by devising software of a circuit or a high-speed microcomputer, or by making a welding power source suitable for a sensor.
発明が解決しようとする問題点 上記説明したごとく、雑音成分の除去が要点となる
が、高速マイコンのソフトが複雑であったり、センサー
向きの溶接電源が必要であるという欠点があった。本発
明は、ウィービングの方法を工夫することで、元々雑音
の少ない溶接電流、または電圧を得るものである。Problems to be Solved by the Invention As described above, removal of noise components is essential, but there are drawbacks in that the software of the high-speed microcomputer is complicated and a welding power source suitable for sensors is required. The present invention is to obtain a welding current or voltage which originally has less noise by devising a weaving method.
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため、本発明は、ワークの継ぎ
手に沿った方向の運動と、円運動または多角形運動とを
合成した運動で溶接トーチの揺動を行ない、円運動また
は多角形運動をいくつかの位相に区分して各々異なった
電流,電圧または周速度等の溶接条件にて溶接すること
を特徴とする。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention oscillates a welding torch by a motion that is a combination of a motion along a joint of a workpiece and a circular motion or a polygonal motion. The circular motion or polygonal motion is divided into several phases, and welding is performed under different welding conditions such as different current, voltage or peripheral speed.
作用 上記手段により、溶接ビード形成方向に対し、先行す
る箇所をアーク現象の安定した電流状態でセンシング
し、その後、所要の溶接条件で溶接する。Action With the above means, the preceding portion in the welding bead forming direction is sensed in a current state where the arc phenomenon is stable, and then welding is performed under the required welding conditions.
センシングは安定した電流域であるから、変動成分の
少ない状態で形状変化に起因する電流の変化をとらえる
ことができる。Since the sensing is in a stable current range, it is possible to detect a change in current due to a shape change in a state where there are few fluctuation components.
実 施 例 以下、本発明の実施例について添付図面を参照して説
明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
第1図において、1はワーク、2は重ね継ぎ手の溶接
線、3はトーチ先端の軌跡である。第2図は溶接線方向
の動きを除いた場合のトーチ先端の軌跡を示し、4は溶
接線方向、5はトーチ先端の軌跡である。この第2図に
おいて、IとIIは2つに分けられた円運動の各々を表わ
す。第3図は溶接電流に対し、その変動割合を模式的に
示すものである。(a)は低電流域、(b),(c)と
右へ行くにつれて溶接電流は大きくなる。電流が小さく
なれば、溶接中に短絡が発生することから、溶接電流の
変動は一般には電流がある程度大きい方が少ない。これ
らのことを実測データを用いて詳しく説明する。In FIG. 1, 1 is the work, 2 is the welding line of the lap joint, and 3 is the trajectory of the torch tip. FIG. 2 shows the locus of the torch tip when movement in the welding line direction is removed, and 4 is the welding line direction and 5 is the locus of the torch tip. In FIG. 2, I and II represent each of the two circular motions. FIG. 3 schematically shows the variation ratio of the welding current. (A) is a low current region, and (b) and (c), the welding current increases toward the right. If the current becomes small, a short circuit will occur during welding. Therefore, the fluctuation of the welding current is generally small when the current is large to some extent. These will be described in detail using actual measurement data.
図4〜6は、Arが80%、CO2が20%の混合ガスで溶接
した場合の実際に流れる溶接電流、電圧を示す。溶接電
源への条件指示は図4が170A,18.5V、図5が225A,21.5
V、図6が280A,25.5Vである。電圧が0Vへ下る場合がワ
イヤと母材の短絡を示す。明らかに図4が一番多く図6
が一番少ない。電流の変化巾は図4で50〜300A、図5で
110〜430A、図6で170〜450Aである。変化の大きさの指
標として 変化巾/指示電流値 を求めれば、図4が1.5、図5が1.4、図6が1.0であ
り、図6の場合が一番変動が少ないと言える。4 to 6 show welding currents and voltages that actually flow when welding is performed with a mixed gas of 80% Ar and 20% CO 2 . The condition instruction to the welding power source is 170A, 18.5V in Fig. 4 and 225A, 21.5 in Fig. 5.
V, Fig. 6 is 280A, 25.5V. A voltage drop to 0V indicates a short circuit between the wire and the base metal. Obviously Figure 4 is the most numerous Figure 6
Is the least. The range of current change is 50 to 300 A in Fig. 4, and Fig. 5
110-430A, 170-450A in FIG. When the change width / indicating current value is obtained as an index of the magnitude of change, it is 1.5 in FIG. 4, 1.4 in FIG. 5 and 1.0 in FIG. 6, and it can be said that the case of FIG.
電流、電圧の変動が少ないとセンサーにとって好まし
いことを図7〜9で示す。これらの図はアークセンサー
出力の実験データである。横軸は溶接線からのズレ量を
示す。、縦軸はアークセンサーが出力する、溶接線の右
側での溶接電流値と左側での溶接電流値の差である。こ
の実験では継手の中心と横軸の変位の中心は、装置の都
合上厳密には一致していない。図中横軸に矢印で区間を
示しているのは溶接として良好な結果を与える範囲であ
る。図7〜9の各々の範囲で比較すれば明らかに図9は
図7と8に比べて、センサーとして良好であることが分
る。It is shown in FIG. These figures are experimental data of arc sensor output. The horizontal axis shows the amount of deviation from the welding line. The vertical axis represents the difference between the welding current value on the right side and the welding current value on the left side of the welding line output by the arc sensor. In this experiment, the center of the joint and the center of displacement of the horizontal axis do not exactly coincide with each other because of the device. In the figure, the abscissa indicates the section with an arrow in the range where good results are obtained as welding. By comparing the ranges of FIGS. 7 to 9, it is apparent that FIG. 9 is better as a sensor than FIGS. 7 and 8.
次に周速度について説明する。溶接線を横切る速度を
上げると溶接線の右側と左側の実電流の差は一般に大き
くなる。これを示すのが図10である。横軸はウィービン
グ周波数で縦軸は一回毎の差電流である。ウィービング
周波数を速くすれば、これに加えて単位時間当りの検出
回数が増えることによりセンサーの検出能力がさらに向
上する。Next, the peripheral speed will be described. As the speed across the weld line is increased, the difference between the actual currents on the right and left sides of the weld line generally increases. This is shown in FIG. The horizontal axis represents the weaving frequency, and the vertical axis represents the difference current for each time. If the weaving frequency is increased, in addition to this, the number of detections per unit time is increased, so that the detection capability of the sensor is further improved.
第2図に於てトーチ先端が円の領域IIを動いていると
き、すなわち、溶接ビード形成方向に対し、先行する領
域を、アーク現象の安定した電流状態で、またはトーチ
を速く動かすことでセンシングし、その後、領域Iを所
要の溶接条件で溶接する。この状態をウィービングのサ
イクルで繰り返す。In Fig. 2, when the torch tip is moving in the circular region II, that is, the region preceding the welding bead forming direction is sensed by a stable current state of the arc phenomenon or by moving the torch quickly. Then, the region I is welded under the required welding conditions. This state is repeated in the weaving cycle.
安定した電流域であるから、変動成分の少ない状態で
形状変化に起因する電流の変化を捕らえることができ
る。この時生成されるビードは、直後に適切な溶接条件
で生成されるビードで置き換えられるので何等問題無
い。これにより、望まれる溶接条件が電流電圧の変動の
大きい場合でも安定したセンシングができる。Since it is a stable current region, it is possible to capture the change in current due to the shape change in a state where there are few fluctuation components. The bead generated at this time is immediately replaced with the bead generated under appropriate welding conditions, so there is no problem. As a result, stable sensing can be performed even when the desired welding conditions are large variations in current and voltage.
領域Iの時の溶接条件は領域IIでの溶接条件を考慮し
た適切なものにする。一般にセンシングを行う位相区間
での溶接条件は、必要な溶接ビードを得る為の溶接条件
とは異なる。従って第2図の領域IとIIの位相巾は同一
でなく必要とする溶接条件の値によって一般には異なる
ものである。通常のウィービングパターンは短い直線移
動の組合せで実現されるので、2の位相巾の違いをウィ
ービングパターンの教示で実現するとすれば、多角形の
パターンを教示するのがよい。The welding conditions in the region I should be appropriate considering the welding conditions in the region II. Generally, the welding conditions in the phase section where the sensing is performed are different from the welding conditions for obtaining the necessary weld beads. Therefore, the phase widths of the regions I and II in FIG. 2 are not the same and generally differ depending on the required welding condition values. Since an ordinary weaving pattern is realized by a combination of short linear movements, it is preferable to teach a polygonal pattern if the difference in the two phase widths is realized by teaching the weaving pattern.
発明の効果 以上のように本発明によれば、センシングを行なわず
位相区間と行なわない位相区間を区別でき、センサーに
とって良好な溶接条件でセンシングができるので元々雑
音の少ない溶接電流または電圧を正確なセンシング情報
として得ることができる。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the present invention, it is possible to distinguish between a phase section in which no sensing is performed and a phase section in which no sensing is performed, and it is possible to perform sensing under favorable welding conditions for the sensor. It can be obtained as sensing information.
第1図は本発明の一実施例を示すアークセンサーによる
自動溶接方法におけるトーチ先端の軌跡を示す要部斜視
図、第2図は同トーチ先端の円運動の軌跡を示す要部平
面図、第3図は溶接電流に対するその変動割合を示す特
性図、第4図から第10図は実験データを示した図であ
る。 1……ワーク、2……溶接線、3……トーチ先端の軌
跡。FIG. 1 is a perspective view of a main part showing a locus of a torch tip in an automatic welding method using an arc sensor showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of a main part showing a locus of circular motion of the torch tip. FIG. 3 is a characteristic diagram showing the variation ratio with respect to the welding current, and FIGS. 4 to 10 are diagrams showing experimental data. 1 ... Work, 2 ... Weld line, 3 ... Torch tip locus.
Claims (1)
せ、アーク電流またはアーク電圧の変化を検出し、ワー
クの継ぎ手とアークの発生位置の関係を求めるアークセ
ンサーによる自動溶接方法において、前記溶接トーチの
揺動を行なわない場合の前記継ぎ手に沿った方向の運動
と、前記溶接トーチの先端の円または多角形方向の運動
とを合成した運動で前記溶接トーチの揺動を行ない、前
記円または多角形方向の運動をいくつかの位相に区分し
て各々異なった電流,電圧または周速度等の溶接条件に
て溶接することを特徴とするアークセンサーによる自動
溶接方法。1. An automatic welding method using an arc sensor, wherein a welding torch is oscillated in a direction traversing a welding line, a change in arc current or arc voltage is detected, and a relation between a joint of a work and an arc generation position is obtained. When the welding torch is not rocked, the welding torch is rocked by a motion that is a combination of the motion in the direction along the joint and the motion of the tip of the welding torch in the circle or polygon direction. Alternatively, an automatic welding method using an arc sensor, characterized in that the movement in the polygonal direction is divided into several phases and welding is performed under different welding conditions such as different current, voltage or peripheral speed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62316603A JP2502642B2 (en) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | Automatic welding method with arc sensor |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH01157778A JPH01157778A (en) | 1989-06-21 |
JP2502642B2 true JP2502642B2 (en) | 1996-05-29 |
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ID=18078912
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP62316603A Expired - Lifetime JP2502642B2 (en) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | Automatic welding method with arc sensor |
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JP (1) | JP2502642B2 (en) |
Families Citing this family (2)
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JP6904081B2 (en) | 2017-06-15 | 2021-07-14 | トヨタ自動車株式会社 | Laser welding method and laser welding equipment |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62279086A (en) * | 1986-05-29 | 1987-12-03 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Groove profiling method in lap welding |
-
1987
- 1987-12-15 JP JP62316603A patent/JP2502642B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS62279086A (en) * | 1986-05-29 | 1987-12-03 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Groove profiling method in lap welding |
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JPH01157778A (en) | 1989-06-21 |
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