JP2518740B2 - コルゲ―トパネルの自動溶接装置 - Google Patents
コルゲ―トパネルの自動溶接装置Info
- Publication number
- JP2518740B2 JP2518740B2 JP3005218A JP521891A JP2518740B2 JP 2518740 B2 JP2518740 B2 JP 2518740B2 JP 3005218 A JP3005218 A JP 3005218A JP 521891 A JP521891 A JP 521891A JP 2518740 B2 JP2518740 B2 JP 2518740B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- axis
- torch
- arc
- controls
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コルゲートパネルと平
板との隅肉継手を自動的に溶接するコルゲートパネルの
自動溶接装置に関する。
板との隅肉継手を自動的に溶接するコルゲートパネルの
自動溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】コルゲートパネルとは、パネル壁の強度
を増すために、図７に示すように波形に曲げ加工された
板のことである。一般的に、板厚ｔは１．２〜６．０ｍ
ｍであり、曲げ角度θは１５°〜８５°とされる。ここ
で、対象となる溶接部位は、図８，図９に示すようにコ
ルゲートパネル１００と平板１１０との隅肉継手であ
り、図８のように下向き・上向きの溶接姿勢をとる場合
と、図９のように横向きの溶接姿勢をとる場合とがあ
る。
を増すために、図７に示すように波形に曲げ加工された
板のことである。一般的に、板厚ｔは１．２〜６．０ｍ
ｍであり、曲げ角度θは１５°〜８５°とされる。ここ
で、対象となる溶接部位は、図８，図９に示すようにコ
ルゲートパネル１００と平板１１０との隅肉継手であ
り、図８のように下向き・上向きの溶接姿勢をとる場合
と、図９のように横向きの溶接姿勢をとる場合とがあ
る。
【０００３】このようなコルゲートパネルの自動溶接装
置は今までのところみられない。
置は今までのところみられない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】コルゲートパネルを良
好に溶接するためには、図７に示したようにコルゲート
パネル１００の位置に応じて、溶接トーチ１の狙い位置
と、トーチ角度、及び一定のビード幅が得られるように
溶接速度（溶接トーチの移動速度）を制御する必要があ
る。しかしながら、以下に述べる理由から、溶接の自動
化がきわめて困難であった。
好に溶接するためには、図７に示したようにコルゲート
パネル１００の位置に応じて、溶接トーチ１の狙い位置
と、トーチ角度、及び一定のビード幅が得られるように
溶接速度（溶接トーチの移動速度）を制御する必要があ
る。しかしながら、以下に述べる理由から、溶接の自動
化がきわめて困難であった。
【０００５】（１）コルゲートパネルの形状（例えば、
コルゲートピッチ：ｌ1 ，ｌ 2 ，ｌ3，ｌ4 ，コルゲー
ト深さ：ｄ，コルゲート曲率：Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4
等）は、実際には曲げ加工の精度の問題から均一でない
ため、コルゲートパネルの形状パターンをプリセットあ
るいはティーチングして自動溶接する方法では、良好な
溶接品質を安定に得ることが事実上不可能である。
コルゲートピッチ：ｌ1 ，ｌ 2 ，ｌ3，ｌ4 ，コルゲー
ト深さ：ｄ，コルゲート曲率：Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4
等）は、実際には曲げ加工の精度の問題から均一でない
ため、コルゲートパネルの形状パターンをプリセットあ
るいはティーチングして自動溶接する方法では、良好な
溶接品質を安定に得ることが事実上不可能である。
【０００６】（２）また、何らかのセンサーデバイスを
用いてワーク形状を検出することにより、溶接トーチの
狙い位置やトーチ角度を制御する方法を行ったとして
も、下記の理由により良好な溶接品質を安定に得ること
は事実上不可能である。
用いてワーク形状を検出することにより、溶接トーチの
狙い位置やトーチ角度を制御する方法を行ったとして
も、下記の理由により良好な溶接品質を安定に得ること
は事実上不可能である。
【０００７】アークセンサー以外のセンサーではアーク
直下の情報をリアルタイムに検出できないので、センサ
ーの精度、センサーと溶接装置との相対位置の誤差、ワ
ークの熱変形、演算の精度、溶接ワイヤの曲がりグセな
どの外乱により、溶接トーチを溶接品質上許容できるよ
うな精度（具体的には０．５〜１．５ｍｍ程度）で溶接
線にならわせることは実際上不可能である。なお、図１
０は従来のアークセンサーの原理を示す説明図である。
直下の情報をリアルタイムに検出できないので、センサ
ーの精度、センサーと溶接装置との相対位置の誤差、ワ
ークの熱変形、演算の精度、溶接ワイヤの曲がりグセな
どの外乱により、溶接トーチを溶接品質上許容できるよ
うな精度（具体的には０．５〜１．５ｍｍ程度）で溶接
線にならわせることは実際上不可能である。なお、図１
０は従来のアークセンサーの原理を示す説明図である。
【０００８】また、コルゲートパネルの板厚ｔは通常
１．６〜３．２ｍｍと薄いため、トーチの狙い位置のズ
レに対する裕度が小さいことも理由の一つにあげられ
る。
１．６〜３．２ｍｍと薄いため、トーチの狙い位置のズ
レに対する裕度が小さいことも理由の一つにあげられ
る。
【０００９】（３）したがって、アーク直下の情報をリ
アルタイムに検出するアークセンサー方式の開先倣いが
望ましいが、コルゲートパネルのように溶接線が大きく
屈曲しているようなワークには、アークセンサーの倣い
性能だけでは十分に対応できない。
アルタイムに検出するアークセンサー方式の開先倣いが
望ましいが、コルゲートパネルのように溶接線が大きく
屈曲しているようなワークには、アークセンサーの倣い
性能だけでは十分に対応できない。
【００１０】（４）すなわち、コルゲートパネルを自動
溶接するためには、何らかのセンサーでワーク形状を大
まかに検出し、さらにアークセンサーによりより精密な
開先倣いを行う必要がある。
溶接するためには、何らかのセンサーでワーク形状を大
まかに検出し、さらにアークセンサーによりより精密な
開先倣いを行う必要がある。
【００１１】本発明は、以上の見地から完成されたもの
で、コルゲートパネルを高精度に自動溶接することがで
きるコルゲートパネルの自動溶接装置を提供することを
目的とする。
で、コルゲートパネルを高精度に自動溶接することがで
きるコルゲートパネルの自動溶接装置を提供することを
目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係るコルゲートパネルの自動溶接装置は、
ワーク（コルゲートパネル）の位置形状を検出する距離
検出センサーまたはワークの形状パターンをあらかじめ
設定するワーク形状設定手段と、溶接トーチと、溶接ト
ーチの溶接ワイヤの先端に円運動を与えるように溶接ト
ーチを高速度で回転させるトーチ回転機構と、前記溶接
トーチをそのトーチ軸と平行な傾斜した面内で回転する
回転部材で支持し、該回転部材により前記溶接ワイヤの
先端（β軸）を中心に前記溶接トーチをそのトーチ軸と
平行な面内で回動させ、トーチ角度を制御するβ軸回転
機構と、アークセンサーにより検出されるアーク電圧ま
たは溶接電流に基づきトーチ高さ方向の送りを制御する
ｙ軸送り機構と、アークセンサーにより検出されるアー
ク電圧または溶接電流に基づき開先幅方向の送りを制御
するｘ軸送り機構と、前記距離検出センサーまたはワー
ク形状設定手段からの位置信号に基づきｘ軸と平行な方
向に大きな送り量を与えるように制御するＸ軸送り機構
と、溶接進行方向の移動を制御する走行台車とを備えた
ものである。
め、本発明に係るコルゲートパネルの自動溶接装置は、
ワーク（コルゲートパネル）の位置形状を検出する距離
検出センサーまたはワークの形状パターンをあらかじめ
設定するワーク形状設定手段と、溶接トーチと、溶接ト
ーチの溶接ワイヤの先端に円運動を与えるように溶接ト
ーチを高速度で回転させるトーチ回転機構と、前記溶接
トーチをそのトーチ軸と平行な傾斜した面内で回転する
回転部材で支持し、該回転部材により前記溶接ワイヤの
先端（β軸）を中心に前記溶接トーチをそのトーチ軸と
平行な面内で回動させ、トーチ角度を制御するβ軸回転
機構と、アークセンサーにより検出されるアーク電圧ま
たは溶接電流に基づきトーチ高さ方向の送りを制御する
ｙ軸送り機構と、アークセンサーにより検出されるアー
ク電圧または溶接電流に基づき開先幅方向の送りを制御
するｘ軸送り機構と、前記距離検出センサーまたはワー
ク形状設定手段からの位置信号に基づきｘ軸と平行な方
向に大きな送り量を与えるように制御するＸ軸送り機構
と、溶接進行方向の移動を制御する走行台車とを備えた
ものである。
【００１３】
【作用】本発明の自動溶接装置は、まず、溶接トーチを
高速度で回転させながら、距離検出センサーまたはワー
ク形状設定手段からの位置信号に基づきＸ軸送り機構に
大きな送り量を与え、溶接トーチの狙い位置をコルゲー
トパネルの屈曲した溶接線に粗倣いさせ、引き続きアー
クセンサーによるアーク直下の溶接電流またはアーク電
圧に基づきｘ軸送り機構及びｙ軸送り機構に微小な送り
量を与え、精密な開先倣い制御とトーチ高さ制御を行
う。
高速度で回転させながら、距離検出センサーまたはワー
ク形状設定手段からの位置信号に基づきＸ軸送り機構に
大きな送り量を与え、溶接トーチの狙い位置をコルゲー
トパネルの屈曲した溶接線に粗倣いさせ、引き続きアー
クセンサーによるアーク直下の溶接電流またはアーク電
圧に基づきｘ軸送り機構及びｙ軸送り機構に微小な送り
量を与え、精密な開先倣い制御とトーチ高さ制御を行
う。
【００１４】また、距離検出センサーまたはワーク形状
設定手段からの位置信号に基づきβ軸回転機構を制御
し、溶接ワイヤ先端を中心に溶接トーチを回動させるこ
とにより、トーチ角度を制御する。トーチ角度は溶接線
が屈曲していてもある程度裕度があるため、距離検出セ
ンサーまたはワーク形状設定手段によるラフな制御で差
し支えない。
設定手段からの位置信号に基づきβ軸回転機構を制御
し、溶接ワイヤ先端を中心に溶接トーチを回動させるこ
とにより、トーチ角度を制御する。トーチ角度は溶接線
が屈曲していてもある程度裕度があるため、距離検出セ
ンサーまたはワーク形状設定手段によるラフな制御で差
し支えない。
【００１５】溶接速度は、Ｘ軸、ｘ軸及びｙ軸の各方向
の移動速度を求めることにより一定に制御できる。
の移動速度を求めることにより一定に制御できる。
【００１６】
【実施例】図１は本発明の一実施例を一部断面で示す正
面図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視図で、この自動溶接装
置の上方部分のみを示している。図３は図１のＢ−Ｂ線
断面図、図４は図１のＣ−Ｃ線断面図である。
面図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視図で、この自動溶接装
置の上方部分のみを示している。図３は図１のＢ−Ｂ線
断面図、図４は図１のＣ−Ｃ線断面図である。
【００１７】図に示すように、この自動溶接装置１０
は、ベース２００に敷設したレール２０１上を走行する
走行台車８上に溶接トーチ１と非接触式の距離検出セン
サー２を装備した構成となっている。ここでは、この溶
接進行方向をＺ軸と呼ぶ。コルゲートパネルつまりワー
ク１００はベース２００に設けた取付台２０２上にＺ軸
と平行に取り付けられている。取付台２０２はまた高さ
調節が可能な構成としてもよい。
は、ベース２００に敷設したレール２０１上を走行する
走行台車８上に溶接トーチ１と非接触式の距離検出セン
サー２を装備した構成となっている。ここでは、この溶
接進行方向をＺ軸と呼ぶ。コルゲートパネルつまりワー
ク１００はベース２００に設けた取付台２０２上にＺ軸
と平行に取り付けられている。取付台２０２はまた高さ
調節が可能な構成としてもよい。
【００１８】非接触式の距離検出センサー２は、例えば
レーザー式変位計からなるものであり、ワーク１００の
位置形状を検出し、溶接トーチ１の狙い位置を粗倣いさ
せるために設けられる。
レーザー式変位計からなるものであり、ワーク１００の
位置形状を検出し、溶接トーチ１の狙い位置を粗倣いさ
せるために設けられる。
【００１９】溶接トーチ１はギヤ機構からなる回転機構
３を有し、溶接トーチ１をその中心軸（α軸）１１のま
わりに高速度で回転させることによって、溶接ワイヤ１
２の先端に円運動を与える。すなわち、溶接ワイヤ１２
の先端に発生するアーク１３を高速回転させる。アーク
１３を回転させる方式としては、偏心チップ方式（特公
昭６３−３９３４５号）と偏心回転機構式（特開昭６２
−１０４６８４号）とがあるが、ここでは前者の偏心チ
ップ方式で示されている。すなわち、溶接ワイヤ１２は
溶接トーチ１の中心を通り、先端の偏心チップ１４で偏
心せしめる方式である。アークの回転速度は通常、１０
Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下である。
３を有し、溶接トーチ１をその中心軸（α軸）１１のま
わりに高速度で回転させることによって、溶接ワイヤ１
２の先端に円運動を与える。すなわち、溶接ワイヤ１２
の先端に発生するアーク１３を高速回転させる。アーク
１３を回転させる方式としては、偏心チップ方式（特公
昭６３−３９３４５号）と偏心回転機構式（特開昭６２
−１０４６８４号）とがあるが、ここでは前者の偏心チ
ップ方式で示されている。すなわち、溶接ワイヤ１２は
溶接トーチ１の中心を通り、先端の偏心チップ１４で偏
心せしめる方式である。アークの回転速度は通常、１０
Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下である。
【００２０】溶接トーチ１の回転機構３は、α軸回転モ
ータ３１と、ギヤ機構３２とから主として構成され、ギ
ヤボックス３３で溶接トーチ１を図示しない軸受により
回転自在に支持している。
ータ３１と、ギヤ機構３２とから主として構成され、ギ
ヤボックス３３で溶接トーチ１を図示しない軸受により
回転自在に支持している。
【００２１】このギヤボックス３３の取付ベース３４に
トーチ角度βを制御するβ軸回転機構４が設けられてい
る。トーチ角度βは、図７において溶接位置における法
線と溶接トーチ１の中心軸とのなす角度であり、溶接ワ
イヤ１２の先端１５（この先端を通る軸をβ軸と呼ぶ）
を中心とする回転角で与えられる。溶接トーチ１の水平
面に対する角度φ（図１参照）は溶接中変更を要しない
ので、通常４５°近辺に固定されている。
トーチ角度βを制御するβ軸回転機構４が設けられてい
る。トーチ角度βは、図７において溶接位置における法
線と溶接トーチ１の中心軸とのなす角度であり、溶接ワ
イヤ１２の先端１５（この先端を通る軸をβ軸と呼ぶ）
を中心とする回転角で与えられる。溶接トーチ１の水平
面に対する角度φ（図１参照）は溶接中変更を要しない
ので、通常４５°近辺に固定されている。
【００２２】したがって、このβ軸回転機構４は、溶接
トーチ１を溶接ワイヤ１２の先端１５を中心に回転させ
るように、円弧状のラック４１が設けられ、溶接トーチ
１と平行に傾斜させて取付ベース３４の下面に固定され
たラック板４２と、ラック４１と噛み合うピニオン４３
と、ピニオン４３を回転駆動するβ軸回転モータ４４
と、ラック板４２の円弧運動をガイドするローラガイド
機構４５とから主として構成されている。ローラガイド
機構４５のガイドローラ４５ａは後述するｙ軸送り機構
のスライドベース上に複数個取り付けられており、ラッ
ク板４２の下面に設けた円弧状のガイド板４５ｂの両側
にこれらのガイドローラ４５ａを係合させている。
トーチ１を溶接ワイヤ１２の先端１５を中心に回転させ
るように、円弧状のラック４１が設けられ、溶接トーチ
１と平行に傾斜させて取付ベース３４の下面に固定され
たラック板４２と、ラック４１と噛み合うピニオン４３
と、ピニオン４３を回転駆動するβ軸回転モータ４４
と、ラック板４２の円弧運動をガイドするローラガイド
機構４５とから主として構成されている。ローラガイド
機構４５のガイドローラ４５ａは後述するｙ軸送り機構
のスライドベース上に複数個取り付けられており、ラッ
ク板４２の下面に設けた円弧状のガイド板４５ｂの両側
にこれらのガイドローラ４５ａを係合させている。
【００２３】次に、トーチ高さ方向（ｙ軸）の制御をす
るため、ｙ軸送り機構５がβ軸回転機構４に連接されて
いる。このｙ軸送り機構５は、β軸回転機構４を支持す
るｙ軸スライドベース５１と、ｙ軸スライドベース５１
の送りネジ５２と、送りネジ５２を回転駆動するｙ軸回
転モータ５３と、ｙ軸スライドベース５１のスライドガ
イド機構５４とから主として構成されている。スライド
ガイド機構５４は図１では省略されている。送りネジ５
２と、ｙ軸回転モータ５３と、及びスライドガイド機構
５４はｙ軸スライドベース５１と平行に傾斜させた取付
ベース５５上に設けられており、ｙ軸スライドベース５
１の下面に設けたブロック５６の中央にボールネジから
なる送りネジ５２を結合した構成としている。また、図
３に示すように左右一対のガイド棒５４ａ，５４ｂがブ
ロック５６の両端部の孔に挿通され、ｙ軸スライドベー
ス５１を摺動自在に支持している。なお、スライドガイ
ド機構５４はアリとアリ溝等によって構成することもで
きる。トーチ高さは公知のＡＣＣ制御法により一定の高
さに制御している。
るため、ｙ軸送り機構５がβ軸回転機構４に連接されて
いる。このｙ軸送り機構５は、β軸回転機構４を支持す
るｙ軸スライドベース５１と、ｙ軸スライドベース５１
の送りネジ５２と、送りネジ５２を回転駆動するｙ軸回
転モータ５３と、ｙ軸スライドベース５１のスライドガ
イド機構５４とから主として構成されている。スライド
ガイド機構５４は図１では省略されている。送りネジ５
２と、ｙ軸回転モータ５３と、及びスライドガイド機構
５４はｙ軸スライドベース５１と平行に傾斜させた取付
ベース５５上に設けられており、ｙ軸スライドベース５
１の下面に設けたブロック５６の中央にボールネジから
なる送りネジ５２を結合した構成としている。また、図
３に示すように左右一対のガイド棒５４ａ，５４ｂがブ
ロック５６の両端部の孔に挿通され、ｙ軸スライドベー
ス５１を摺動自在に支持している。なお、スライドガイ
ド機構５４はアリとアリ溝等によって構成することもで
きる。トーチ高さは公知のＡＣＣ制御法により一定の高
さに制御している。
【００２４】さらに、公知のアークセンサーにより開先
倣い制御をするため、Ｚ軸と直交する方向（ｘ軸）にｘ
軸送り機構６がｙ軸送り機構５に連接されている。ｘ軸
送り機構６は、上記取付ベース５５に連結した支持部材
５７の下部に水平に設けられており、ｙ軸送り機構５と
同様の構成である。すなわち、ｙ軸送り機構５を支持す
るｘ軸スライドベース６１と、ｘ軸スライドベース６１
の送りネジ６２と、送りネジ６２を回転駆動するｘ軸回
転モータ６３と、ｘ軸スライドベース６１のスライドガ
イド機構６４とから主として構成されている。送りネジ
６２と、ｘ軸回転モータ６３と、及びスライドガイド機
構６４は後述するＸ軸スライドベース上に設け、ｘ軸ス
ライドベース６１の下面に設けたブロック６５の中央に
送りネジ６２を結合するとともに、その両側に一対のガ
イド棒６４ａ，６４ｂを挿通してしている。このｘ軸送
り機構６はアークセンサーにより溶接トーチ１をｘ軸方
向に微小送りするものである。
倣い制御をするため、Ｚ軸と直交する方向（ｘ軸）にｘ
軸送り機構６がｙ軸送り機構５に連接されている。ｘ軸
送り機構６は、上記取付ベース５５に連結した支持部材
５７の下部に水平に設けられており、ｙ軸送り機構５と
同様の構成である。すなわち、ｙ軸送り機構５を支持す
るｘ軸スライドベース６１と、ｘ軸スライドベース６１
の送りネジ６２と、送りネジ６２を回転駆動するｘ軸回
転モータ６３と、ｘ軸スライドベース６１のスライドガ
イド機構６４とから主として構成されている。送りネジ
６２と、ｘ軸回転モータ６３と、及びスライドガイド機
構６４は後述するＸ軸スライドベース上に設け、ｘ軸ス
ライドベース６１の下面に設けたブロック６５の中央に
送りネジ６２を結合するとともに、その両側に一対のガ
イド棒６４ａ，６４ｂを挿通してしている。このｘ軸送
り機構６はアークセンサーにより溶接トーチ１をｘ軸方
向に微小送りするものである。
【００２５】ｘ軸送り機構６の下方にさらに大きな送り
量を与えるＸ軸送り機構７がｘ軸と平行に連接される。
Ｘ軸送り機構７は、ｘ軸送り機構６と同様の構成であ
り、ただし送り量がｘ軸送り機構６のそれより大きくさ
れる。距離検出センサー２による溶接トーチ１の粗倣い
を可能にするためである。Ｘ軸送り機構７は、Ｘ軸スラ
イドベース７１，送りネジ７２，Ｘ軸回転モータ７３，
及びスライドガイド機構７４から構成され、送りネジ７
２はＸ軸スライドベース７１の下面に設けたブロック７
５の中央にネジ結合し、その両側に一対のガイド棒７４
ａ，７４ｂを挿通している。このＸ軸送り機構７はＺ軸
方向に走行する走行台車８上に設けられている。
量を与えるＸ軸送り機構７がｘ軸と平行に連接される。
Ｘ軸送り機構７は、ｘ軸送り機構６と同様の構成であ
り、ただし送り量がｘ軸送り機構６のそれより大きくさ
れる。距離検出センサー２による溶接トーチ１の粗倣い
を可能にするためである。Ｘ軸送り機構７は、Ｘ軸スラ
イドベース７１，送りネジ７２，Ｘ軸回転モータ７３，
及びスライドガイド機構７４から構成され、送りネジ７
２はＸ軸スライドベース７１の下面に設けたブロック７
５の中央にネジ結合し、その両側に一対のガイド棒７４
ａ，７４ｂを挿通している。このＸ軸送り機構７はＺ軸
方向に走行する走行台車８上に設けられている。
【００２６】走行台車８は、上記のレール２０１上を走
行する複数個の車輪８１と、車輪８１の軸を回転駆動す
るギヤ機構８２及びＺ軸回転モータ８３を備えている。
なお、上記の距離検出センサー２はＸ軸スライドベース
７１上に支柱２１で支持されている。
行する複数個の車輪８１と、車輪８１の軸を回転駆動す
るギヤ機構８２及びＺ軸回転モータ８３を備えている。
なお、上記の距離検出センサー２はＸ軸スライドベース
７１上に支柱２１で支持されている。
【００２７】次に、この実施例の動作を図５の制御ブロ
ック図を参照しながら説明する。
ック図を参照しながら説明する。
【００２８】Ａ．溶接トーチの狙い位置の制御（開先倣
い制御） （１）粗倣い制御 まず、溶接トーチ１を回転機構３により高速度で回転さ
せながらワーク１００の屈曲した溶接線１０１に沿って
粗倣い制御する。この粗倣い制御は、距離検出センサ２
によりコルゲートパネルの位置形状を認識させることで
可能である。すなわち、距離検出センサー２からの位置
信号を制御装置９０に送り、制御装置９０でＸ軸回転モ
ータ７３を制御し、Ｘ軸送り機構７により大きな送り量
を与え、溶接トーチ１の狙い位置を大まかに制御する
（７Ａ）。
い制御） （１）粗倣い制御 まず、溶接トーチ１を回転機構３により高速度で回転さ
せながらワーク１００の屈曲した溶接線１０１に沿って
粗倣い制御する。この粗倣い制御は、距離検出センサ２
によりコルゲートパネルの位置形状を認識させることで
可能である。すなわち、距離検出センサー２からの位置
信号を制御装置９０に送り、制御装置９０でＸ軸回転モ
ータ７３を制御し、Ｘ軸送り機構７により大きな送り量
を与え、溶接トーチ１の狙い位置を大まかに制御する
（７Ａ）。
【００２９】（２）精密な制御 溶接トーチ１の狙い位置がおおよそ溶接線１０１の上に
位置決めされれば、その後は公知のアークセンサー９１
によりｘ軸つまり開先幅方向の位置ズレと、ｙ軸つまり
トーチ高さ方向の位置ズレを自動的に修正する。すなわ
ち、図１０に示すように、アーク回転位置検出センサー
（例えば、α軸回転モータ３１に取り付けたエンコーダ
など）９２によりアーク回転位置（Ｃf ，Ｒ，Ｃr，
Ｌ）を検出し、これらの位置検出信号を制御装置９０に
入力するとともに、アークセンサー９１によりアーク直
下におけるアーク電圧波形を検出して制御装置９０に入
力する。そして各波形についてＣf 点を中心に所定の範
囲の面積を積分し、その積分値ＳL ，ＳR が互いに等し
くなるように、制御装置９０によりｘ軸回転モータ６３
を制御し、ｘ軸送り機構６に微小な送り量を与えること
によって、精密な開先倣い制御６Ａができる。また、ト
ーチ高さ方向については、アークの１回転ごとに溶接電
流波形の面積が一定となるようにｙ軸回転モータ５３を
制御することにより、トーチ高さ制御５Ａを行ってい
る。
位置決めされれば、その後は公知のアークセンサー９１
によりｘ軸つまり開先幅方向の位置ズレと、ｙ軸つまり
トーチ高さ方向の位置ズレを自動的に修正する。すなわ
ち、図１０に示すように、アーク回転位置検出センサー
（例えば、α軸回転モータ３１に取り付けたエンコーダ
など）９２によりアーク回転位置（Ｃf ，Ｒ，Ｃr，
Ｌ）を検出し、これらの位置検出信号を制御装置９０に
入力するとともに、アークセンサー９１によりアーク直
下におけるアーク電圧波形を検出して制御装置９０に入
力する。そして各波形についてＣf 点を中心に所定の範
囲の面積を積分し、その積分値ＳL ，ＳR が互いに等し
くなるように、制御装置９０によりｘ軸回転モータ６３
を制御し、ｘ軸送り機構６に微小な送り量を与えること
によって、精密な開先倣い制御６Ａができる。また、ト
ーチ高さ方向については、アークの１回転ごとに溶接電
流波形の面積が一定となるようにｙ軸回転モータ５３を
制御することにより、トーチ高さ制御５Ａを行ってい
る。
【００３０】Ｂ．溶接トーチのトーチ角度制御 ワーク１００の溶接線１０１は図７で示したように波形
に屈曲しているので、それぞれの溶接部位に応じてトー
チ角度βを変更する必要がある。このトーチ角度βは、
β軸回転機構４によりラック板４２を溶接ワイヤ１２の
先端１５を中心に回動させることにより修正される。し
かし、トーチ角度βは、アークセンサー９１による開先
倣い制御が上述のように精度良く行われている場合、必
ずしも常に溶接線の法線方向に一致させる必要はなく、
トーチ角度βの裕度は大きいものである。そこで、距離
検出センサー２からの位置情報によりラフな制御で差し
支えない。制御装置９０は、距離検出センサー２からの
位置信号を得てβ軸回転モータ４４を制御し、ラック板
４２を介して溶接トーチ１を溶接ワイヤ１２の先端１５
を中心に回動する。これによりトーチ角度制御４Ａがで
きる。
に屈曲しているので、それぞれの溶接部位に応じてトー
チ角度βを変更する必要がある。このトーチ角度βは、
β軸回転機構４によりラック板４２を溶接ワイヤ１２の
先端１５を中心に回動させることにより修正される。し
かし、トーチ角度βは、アークセンサー９１による開先
倣い制御が上述のように精度良く行われている場合、必
ずしも常に溶接線の法線方向に一致させる必要はなく、
トーチ角度βの裕度は大きいものである。そこで、距離
検出センサー２からの位置情報によりラフな制御で差し
支えない。制御装置９０は、距離検出センサー２からの
位置信号を得てβ軸回転モータ４４を制御し、ラック板
４２を介して溶接トーチ１を溶接ワイヤ１２の先端１５
を中心に回動する。これによりトーチ角度制御４Ａがで
きる。
【００３１】Ｃ．溶接速度の制御 この自動溶接装置１０の制御軸を図６に示すように定義
する。すなわち、ｚ軸はコルゲートパネルの長手方向、
ｘ軸はコルゲートパネルの幅方向、そしてｙ軸はコルゲ
ートパネルの高さ方向とすると、溶接トーチ１のｘ軸方
向の移動速度は上記のＡ．（１），（２）の制御結果を
合成することにより求まる。これをＶｘとする。
する。すなわち、ｚ軸はコルゲートパネルの長手方向、
ｘ軸はコルゲートパネルの幅方向、そしてｙ軸はコルゲ
ートパネルの高さ方向とすると、溶接トーチ１のｘ軸方
向の移動速度は上記のＡ．（１），（２）の制御結果を
合成することにより求まる。これをＶｘとする。
【００３２】対象のワーク１００により定まる溶接速度
の指令値をＶｏとすると、Ｖｚ＝（Ｖｏ2 −Ｖｘ2 ）
1/2 の式より定まる速度で溶接トーチ１をｚ軸方向に移
動すれば、常に一定の溶接速度が得られる。
の指令値をＶｏとすると、Ｖｚ＝（Ｖｏ2 −Ｖｘ2 ）
1/2 の式より定まる速度で溶接トーチ１をｚ軸方向に移
動すれば、常に一定の溶接速度が得られる。
【００３３】なお、コルゲートパネルの溶接線がｙ軸方
向にも変動する場合には、 Ｖｚ＝（Ｖｏ2 −Ｖｘ2 −Ｖｙ2 ）1/2 となる。
向にも変動する場合には、 Ｖｚ＝（Ｖｏ2 −Ｖｘ2 −Ｖｙ2 ）1/2 となる。
【００３４】なお、上記実施例では、溶接トーチの狙い
位置を粗倣い制御するのに非接触式の距離検出センサを
用いた場合について説明したが、かかるセンサは接触式
のものでもよく、またかかるセンサに代えて、コルゲー
トパネルの形状パターンをプリセットあるいはティーチ
ングするワーク形状設定手段を用いることもできる。ま
た、図１のβ軸回転機構４とｙ軸送り機構５の上下関係
を入れ替えることもできる。
位置を粗倣い制御するのに非接触式の距離検出センサを
用いた場合について説明したが、かかるセンサは接触式
のものでもよく、またかかるセンサに代えて、コルゲー
トパネルの形状パターンをプリセットあるいはティーチ
ングするワーク形状設定手段を用いることもできる。ま
た、図１のβ軸回転機構４とｙ軸送り機構５の上下関係
を入れ替えることもできる。
【００３５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、コルゲー
トパネルの屈曲した溶接線に対し、溶接トーチの狙い位
置を粗倣い制御をしたうえで、アークセンサーによる精
密な開先倣い制御とトーチ高さ制御を行うようにしたの
で、コルゲートパネルの溶接を高精度に行うことができ
る。
トパネルの屈曲した溶接線に対し、溶接トーチの狙い位
置を粗倣い制御をしたうえで、アークセンサーによる精
密な開先倣い制御とトーチ高さ制御を行うようにしたの
で、コルゲートパネルの溶接を高精度に行うことができ
る。
【図１】本発明のコルゲートパネル自動溶接装置の一実
施例を一部断面で示す正面図である。
施例を一部断面で示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視図で、自動溶接装置の上方
部分のみを示す図である。
部分のみを示す図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】上記自動溶接装置の制御装置のブロック図であ
る。
る。
【図６】上記自動溶接装置の制御軸の定義を示す図であ
る。
る。
【図７】コルゲートパネルの説明図である。
【図８】本発明の対象となる下向き・上向きの溶接姿勢
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図９】同じく横向きの溶接姿勢を示す説明図である。
【図１０】従来のアークセンサーの原理を示す説明図で
ある。
ある。
１ 溶接トーチ ２ 距離検出センサー ３ トーチ回転機構 ４ β軸回転機構 ５ ｙ軸送り機構 ６ ｘ軸送り機構 ７ Ｘ軸送り機構 ８ 走行台車 １０ 自動溶接装置 １２ 溶接ワイヤ ９０ 制御装置 ９１ アークセンサー ９２ アーク回転位置検出センサー １００ ワーク（コルゲートパネル） １０１ 溶接線 ２００ ベース
Claims (1)
- 【請求項１】 ワークの位置形状を検出する距離検出セ
ンサーまたはワークの形状パターンをあらかじめ設定す
るワーク形状設定手段と、溶接トーチと、該溶接トーチ
の溶接ワイヤの先端に円運動を与えるように該溶接トー
チを高速度で回転させるトーチ回転機構と、前記溶接ト
ーチをそのトーチ軸と平行な傾斜した面内で回転する回
転部材で支持し、該回転部材により前記溶接ワイヤの先
端を中心に前記溶接トーチを回動させ、トーチ角度を制
御するβ軸回転機構と、アークセンサーにより検出され
るアーク電圧または溶接電流に基づきトーチ高さ方向の
送りを制御するｙ軸送り機構と、アークセンサーにより
検出されるアーク電圧または溶接電流に基づき開先幅方
向の送りを制御するｘ軸送り機構と、前記距離検出セン
サーまたはワーク形状設定手段からの位置信号に基づき
ｘ軸と平行な方向に大きな送り量を与えるように制御す
るＸ軸送り機構と、溶接進行方向の移動を制御する走行
台車と、前記Ｘ軸、ｘ軸及びｙ軸の各方向の移動速度を
求めることにより溶接速度を一定に制御する溶接速度制
御手段とを具備するコルゲートパネルの自動溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3005218A JP2518740B2 (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | コルゲ―トパネルの自動溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3005218A JP2518740B2 (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | コルゲ―トパネルの自動溶接装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04237566A JPH04237566A (ja) | 1992-08-26 |
| JP2518740B2 true JP2518740B2 (ja) | 1996-07-31 |
Family
ID=11605057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3005218A Expired - Fee Related JP2518740B2 (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | コルゲ―トパネルの自動溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2518740B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101784238B1 (ko) * | 2017-05-15 | 2017-11-06 | 베스트에프에이 주식회사 | 용접기의 위빙장치 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100548230B1 (ko) * | 1998-12-30 | 2006-05-23 | 삼성중공업 주식회사 | 굴곡판재 용접장치 |
| KR100442200B1 (ko) * | 2001-09-27 | 2004-07-30 | 우성기전산업 주식회사 | Ｌ형 자동용접 캐리지와 캐리지 용접제어방법 |
| JP2007090390A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Jfe Engineering Kk | 波形ウェブ桁の溶接方法 |
| KR100812424B1 (ko) * | 2007-07-03 | 2008-03-10 | 현대중공업 주식회사 | 멤브레인 형식 액화천연가스 운반선 화물창의 코너부 앵글피스 자동용접장치 |
| US9724789B2 (en) | 2013-12-06 | 2017-08-08 | Lincoln Global, Inc. | Mobile welding system |
| US9962785B2 (en) * | 2013-12-12 | 2018-05-08 | Lincoln Global, Inc. | System and method for true electrode speed |
| US9266198B1 (en) | 2014-09-05 | 2016-02-23 | Lincoln Global, Inc. | Cart for welding operation |
| CN105665885B (zh) * | 2016-04-07 | 2018-05-25 | 湘潭大学 | 一种自适应调节焊枪倾角的立焊焊缝跟踪方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5645275A (en) * | 1979-09-18 | 1981-04-24 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | Automatic tracing welding method of corrugation or the like |
| JPH0673751B2 (ja) * | 1986-07-21 | 1994-09-21 | 日本鋼管株式会社 | ４電極隅肉自動溶接装置 |
| JPH0191964A (ja) * | 1987-10-01 | 1989-04-11 | Nkk Corp | 高速回転アーク溶接方法 |
-
1991
- 1991-01-21 JP JP3005218A patent/JP2518740B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101784238B1 (ko) * | 2017-05-15 | 2017-11-06 | 베스트에프에이 주식회사 | 용접기의 위빙장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04237566A (ja) | 1992-08-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1244528A (en) | Method and apparatus for tracking seam welds on pipes and the like | |
| EP0066626A1 (en) | Rotating arc welding method | |
| JP2518740B2 (ja) | コルゲ―トパネルの自動溶接装置 | |
| US4296306A (en) | Method of welding corrugated metallic materials | |
| JP3314706B2 (ja) | 摩擦溶接装置、溶接構造物 | |
| JP2002301579A (ja) | 摩擦溶接法及びその装置 | |
| EP0677353B1 (en) | Lattice welding robot and method for the lattice welding | |
| CN114206544A (zh) | 便携式焊接机器人的焊接控制方法、焊接控制装置、便携式焊接机器人以及焊接系统 | |
| JPH0740041A (ja) | ボックスフランジ溶接装置 | |
| JP3798931B2 (ja) | 自動溶接装置 | |
| EP0367850B1 (en) | Apparatus for automatically fillet-welding object to be welded comprising rectangular bottom plate and four side plates tack-welded substantially vertically to said bottom plate | |
| JPH0687075A (ja) | 傾き制御溶接方法 | |
| JPH07185815A (ja) | くら形溶接装置 | |
| JP2627006B2 (ja) | ロボットとワークとの相互距離制御方法およびそのための較正データ作成装置 | |
| JPH06155055A (ja) | レーザ加工機 | |
| JPS6313791B2 (ja) | ||
| JP3788659B2 (ja) | 非消耗式電極アーク溶接における開先倣い制御方法とそれを用いた溶接制御装置 | |
| JP3526528B2 (ja) | 開先倣いの片面溶接装置 | |
| JPH06126456A (ja) | ボックスフランジ溶接装置 | |
| JP2740002B2 (ja) | レーザ溶接方法およびその方法に用いるレーザ加工機 | |
| KR900010644Y1 (ko) | 센서를 이용한 필렛자동 용접장치 | |
| JP3183038B2 (ja) | 電極回転式非消耗電極アーク溶接における開先倣い方法及び開先倣い制御装置 | |
| JPH048144B2 (ja) | ||
| JP3526506B2 (ja) | 曲り板の片面溶接装置 | |
| JPH0581350B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |