JP2611604B2 - 溶接継手終端部の検出方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高速回転アーク溶接法
における溶接継手終端部の検出方法及び装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】高速回転アーク溶接法によって溶接継手
に対して溶接を行なう場合、通常、溶接線の自動追従の
ためにアークセンサによる開先倣い制御方法を採用して
いる。ここで、高速回転アーク溶接法とは電極ワイヤの
先端を偏心させておき、溶接トーチの電極ノズルを機械
的に回転させることによりアークを高速で回転させなが
ら溶接を行う方法である。また、かかる開先倣い制御方
法は、特開昭６２−２４８５７１号公報等で公知であ
り、図１２を参照し説明すると、アーク電圧波形とアー
ク回転位置（Ｃｆ，Ｒ，Ｃｒ，Ｌ）を検出し、溶接進行
方向前方のＣｆ点を中心に、左右同一の位相角φ（５°
≦φ＝９０°）の範囲で、アーク電圧波形を積分し（Ｓ
Ｌ，ＳＲ）、その差（ＳＬ−ＳＲ）が零になるように開
先幅方向（Ｘ軸）のトーチ位置を修正するものである。
また、トーチ高さ方向（Ｙ軸）については、アークの１
回転ごとに溶接電流波形の積分値が一定になるように制
御している。ところで、下板と立板とからなるＴ字形ワ
ークの溶接継手の終端部の品質を安定に確保するために
は溶接継手の終端位置を精度良く検出することが必要で
あった。

【０００３】従来は部材の図面寸法をそのまま溶接長と
して溶接装置に教示し、溶接開始点から溶接トーチが上
記溶接長だけ進行した地点を継手終端部としていた。

【０００４】図１３は従来のもう一つの溶接継手終端部
の検出方法を示す斜視図である。図において、１は溶接
継手であるＴ字形ワークで、下板１ａと立板１ｂとから
構成されている。２は下板１ａと立板１ｂとで形成され
る溶接線、３は溶接トーチの電極ノズルである。かかる
Ｔ字形ワーク１に対してその終端を検出する方法として
はワイヤタッチセンサを利用したものがある。ここにワ
イヤタッチセンサの原理とは溶接トーチのワイヤとワー
クとの間に電圧を印加し、ワイヤをワークに接近させて
いき、ワイヤがワークに接触した時に電圧が０となるこ
とによりその位置を検出する原理をいう。そして、この
ワイヤタッチセンサの原理を利用したワークの終端位置
を検出する方法は図１３に示すように、まず溶接トーチ
の電極ノズル３を立板１ｂの端部近傍位置に設定する
（この位置は、ワークの取付位置の誤差を考慮してあら
かじめ教示される）。次に、電極ノズル３を立板１ｂ及
び下板１ａに接触するまで移動させて立板１ｂ及び下板
１ａに対する電極ノズル３の補正量Δｘ，Δｙを確認
し、その後は電極ノズル３を溶接進行方向に立板１ｂの
終端を越えるまで移動させた後にΔｘ＋α（立板１ｂの
厚みｔの約半分の寸法）だけ移動させ、更に立板１ｂの
端部に接触するまで移動させてΔＺを求め、当初設定位
置から演算により立板１ｂの終端位置を検出する方法で
ある。

【０００５】図１４は従来の更にもう１つの溶接継手終
端部の検出方法を示す正面図である。この方法は、溶接
トーチの電極ノズル３の前方に磁気センサ４を配し、溶
接中、磁気センサ４がＴ字形ワーク１の終端にくると、
立板１ｂがなくなって磁気が変化することから、その変
化をとらえて終端を検出する方法である。なお、この方
法は磁気センサ４と電極ノズル３との間の距離だけ、遅
延制御して終端を算出するようにしている。また検出セ
ンサとしては他にレーザー光を利用したものなどがあ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような部材の図
面寸法を溶接長として教示する方法や、図１３に示す従
来の溶接継手終端部の検出方法では、溶接前に終端位置
を正確に検出していても、溶接による熱歪や収縮等の変
形や、さらには溶接ワイヤの曲グセにより、教示位置と
実際の部材の終端とにズレが生じ、終端部分の溶接品質
の確保が困難という問題点もあった。

【０００７】また、図１４に示す従来のもう１つの溶接
継手の終端部検出方法では電極ノズル３の近傍に磁気セ
ンサ４が配設されているから、電極ノズル３と磁気セン
サ４を結ぶ線上に溶接方向が制限されると共に電極ノズ
ル３のトーチ廻りが磁気センサ４があるために複雑とな
り、Ｔ字形ワークとの干渉も問題になり、適用範囲が限
定されるという問題点があった。

【０００８】更に、電極ノズル３の前方に磁気センサ４
が配設されて溶接アークの前方を検出することとなるか
ら、遅延制御を行う必要があり、そのため制御が繁雑に
なるという問題点があった。また、電極ノズル３と磁気
センサ４との位置関係を常に一定に保つ必要があること
から、電極ノズル３を交換する毎に補正しなければなら
ず補正作業が面倒であり、これらの作業分だけ溶接装置
の稼働率が低下し、しかもワイヤの曲がりグセ等にも対
応できないという問題点があった。

【０００９】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたもので、溶接継手の終端における良好な溶接品質
を安定して確保でき、溶接装置の稼働率を向上させ、特
別な検出器が不要であるため溶接トーチのトーチ廻りが
簡素となり、溶接方向の制約等もなくなって適用範囲が
制限されない溶接継手終端部の検出方法及び装置を得る
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る溶接継手終
端部の検出装置は、高速回転アーク溶接法により溶接す
る溶接トーチとワーク間のアーク電圧又は溶接電流を検
出するアーク電圧検出器又は溶接電流検出器と、電極ノ
ズルの回転角度位置を検出する回転位置検出器と、アー
ク電圧検出器又は溶接電流検出器の検出信号を積分する
２つの積分器と、アークの回転の２つの所定角度範囲に
おいてのみ積分器が積分するようにその駆動信号を回転
位置検出器の位置検出信号に基づいて出力するタイミン
グパルス発生器と、２つの積分器によって積分された検
出信号の積分値の差である偏差信号を求める第１差動ア
ンプと、第１差動アンプから出力された偏差信号の平均
値を演算する平均値演算器と、第１差動アンプの偏差信
号と平均値演算器の平均値との差である差分出力値を求
める第２差動アンプと、第２差動アンプ差分出力値をア
ーク１回転毎に積算して積算値を演算する積算器と、終
端検出制御を開始する地点から所定距離手前の範囲で平
均値演算器を動作させ、かつ終端検出制御を開始する地
点から積算器を動作させる終端検出制御タイミング指令
発生器と、積算器の積算値の所定回転数、所定時間或い
は所定信号数当たりの変化量と所定のしきい値とを比較
し、その変化量が所定のしきい値を越えた時に溶接トー
チが溶接継手終端にきたことを示す終端検出信号を出力
する終端判定器とを備えてなるものである。

【００１１】

【作用】本発明においては、溶接トーチの電極ノズルの
先端に回転円運動を与えてワイヤ先端に発生するアーク
を高速回転させながら溶接する高速回転アーク溶接法に
よって溶接継手にアークセンサによる開先ならい制御を
行いながら溶接を行い、その溶接中のアーク電圧または
溶接電流とアークの回転位置とを検出し、アークの１回
転毎にアーク回転位置の２つの所定角度範囲についてア
ーク電圧波形または溶接電流波形を積分して、その積分
値の差である偏差信号をアーク１回転毎に演算し、溶接
トーチが終端検出制御を始める位置に到達した時点よ
り、偏差信号と溶接トーチが終端検出制御を始める位置
より所定距離手前の範囲であらかじめ演算しておいた偏
差信号の平均値との差をアーク１回転毎に積算し、その
積算値の所定回転数、所定時間或いは所定信号数当りの
変化量が所定のしきい値を越えた時に溶接トーチが溶接
継手終端に到達したと判定して所定の端部処理を行うよ
うにしている。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の実施例である溶接継手終端部
の検出装置を示すブロック図、図２は同溶接継手終端部
の検出装置の終端判定器の内部構成を示すブロック図、
図３は溶接継手と電極ノズルの位置関係を示す説明図、
図４は溶接継手に電極ノズルで溶接が行われている状態
を示す斜視図、図５は電極ノズルのワイヤの回転軌跡と
積分器で積分するアーク電圧の下板側と立板側の対象角
度範囲の様態を示す説明図、図６は溶接継手終端部の検
出方法の原理を示す説明図、図７は２つの所定角度範囲
のアーク電圧波形の積分値の差を示す波形図である。

【００１３】図において、１は溶接継手であるＴ字形ワ
ーク、１ａはＴ字形ワーク１の下板、１ｂは立板、２は
下板２ａと立板１ｂとで形成される溶接線、３ａは電極
ノズル３の溶接ワイヤである。

【００１４】１０は電極ノズル３の溶接ワイヤ３ａとワ
ーク１間のアーク電圧を検出するアーク電圧検出器、１
１は電極ノズル３の溶接ワイヤ３ａからワーク１に流れ
る溶接電流を検出する溶接電流検出器、１２はアーク電
圧検出器１０が検出したアーク電圧と溶接電流検出器１
１が検出した溶接電流とを切り換えて出力させる切換
器、１３ａ，１３ｂは切換器１２の出力側にそれぞれ設
けられた積分器、１４は溶接ワイヤ３ａの回転角度位置
を検出するエンコーダ等の回転位置検出器、１５は回転
位置検出器１４の検出信号に基づいて積分器１３ａ，１
３ｂを動作させる駆動信号を出力するタイミングパルス
発生器。

【００１５】１６は２つの積分器１３ａ，１３ｂからそ
れぞれ出力された積分値の差である偏差信号を求める第
１差動アンプである。１７は終端検出制御を開始する地
点から所定距離手前の範囲で平均演算器を動作させ、か
つ終端検出制御を開始する地点から積算器を動作させる
終端検出制御タイミング指令発生器、１８は終端検出タ
イミング指令発生器１７の駆動信号に基づいて第１差動
アンプ１６から出力された偏差信号の終端検出制御を開
始する地点から所定距離手前の範囲での平均値を演算す
る平均値演算器、１９は第１差動アンプ１６の偏差信号
と平均値演算器１８の平均値との差である差分出力値を
求める第２差動アンプ、２０は終端検出制御タイミング
指令発生器１７の駆動信号出力時点から第２差動アンプ
１９の差分出力値をアーク１回転毎に積算して積算値を
演算する積算器である。

【００１６】２１は積算器２０の積算値の所定時間当り
の変化量と所定のしきい値とを比較して電極ノズル３が
Ｔ字型ワーク１の継手終端にきたことを示す終端検出信
号を出力する終端判定器である。この終端判定器２１は
積算器２０からの現在値の積算値からその一秒前までの
積算値の平均値（時刻Ｔ₀ −ΔＴ／２からＴ₀ ＋ΔＴ／
２までの積算値Σの平均値Σ）を求める平均値演算器２
２と、積算器２０の積算値と平均値演算器２２の平均値
との差である差分出力値を求める差動アンプ２３と、差
動アンプ２３の差分出力値としきい値設定器２５が設定
したしきい値とを比較して終端検出信号を出力する比較
器２４とから構成されている。

【００１７】まず、溶接継手終端部の検出方法の原理に
ついて図６に基づいて説明する。高速回転アーク溶接法
により、アークセンサによる開先倣い制御しながら、電
極ノズル３の溶接ワイヤ３ａがＴ字形ワーク１の溶接線
２に沿って溶接を行なっていく。このとき、アーク電圧
検出器１０が検出するアーク電圧は、図３に示すように
回転位置の変化に応じて溶接ワイヤ３ａとワーク１との
距離が変化するため、図６のＡに示すように溶接進行方
向ＷＤにおける回転の前方のＣf 点および後方のＣr 点
で極大、立板側のＲ点下板側のＬ点で極小となる。

【００１８】そして、電極ノズル３が溶接継手終端であ
る立板１ｂの終端部付近に差しかかると、立板１ｂがな
くなるため、図６のＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅに示すように立板側
（Ｒ側）の回転位置でのアーク電圧が次第に上昇する
が、下板側（Ｌ側）の回転位置でのアーク電圧は変化し
ない。従って、回転する電極ノズル３の立板側と下板側
のアーク電圧をそれぞれ検出し、両者の電圧を比較すれ
ば、電極ノズル３が立板１ｂの終端に到達したことがわ
かる。この様にすれば、電極ノズル３が立板１ｂの終端
にきたかどうかを判断して継手端部で所定の端部処理を
することができるという訳である。

【００１９】また、上記制御はアークセンサによる開先
ならい制御を同時に行うことにより、十分な検出精度が
得られる。

【００２０】次に、上記のように構成された溶接継手終
端部の検出装置の動作について説明する。まず、終端検
出が行なわれる高速回転アーク溶接法における具体例に
ついて述べる。アーク回転速度は１０Ｈｚ以上、アーク
回転直径Ｄは１〜６ｍｍ、溶接速度は１０〜３００ｃｍ
／分、溶接ワイヤ径０．６ｍｍ〜２．０ｍｍ、溶接電流
は１００〜１０００Ａである。

【００２１】電極ノズル３の溶接ワイヤ３ａが高速回転
アーク溶接法によってＴ字形ワーク１に対して溶接を行
なっているとき、切換器１２を例えばアーク電圧検出器
１０側に切り換え、アーク電圧検出器１０が検出した電
極ノズル３の回転によって変化しているアーク電圧を積
分器１３ａ，１３ｂに出力させる。また、回転位置検出
器１４は回転している電極ノズル３の回転位置を検出し
て位置検出信号を出力している。そして、アーク電圧検
出器１０から出力されている信号のうち、下板側の例え
ば、図４に示すように２２５°〜３１５°（Ｇを原点と
し、Ｒ方向への角度で、以下同様とする）である９０°
の角度範囲と立板側の例えば４５°〜１３５°である９
０°の角度範囲だけ積分器１３ａ，１３ｂが動作して積
分するように駆動信号をタイミングパルス発生器１５は
回転位置検出器１４の位置検出信号に基づいて積分器１
３ａ，１３ｂにそれぞれ出力する。

【００２２】積分器１３ａでは下板側の９０°の角度範
囲の信号を積分し、積分器１３ｂでは立板側９０℃の角
度範囲における信号を積分し、これら積分器１３ａ，１
３ｂによって積分された信号の積分値は第１差動アンプ
１６に入力される。このように、積分器１３ａ，１３ｂ
で積分するのはアーク電圧波形にノイズがあり、その影
響を受けないようにするためである。

【００２３】第１差動アンプ１６では積分器１３ａによ
る積分値Ｓ₁ と、積分器１３ｂによる積分値Ｓ₂ の差で
ある偏差信号ΔＳを求めている。従って、偏差信号ΔＳ
としきい値Ｓ₀ とを比較し、その偏差値ΔＳがしきい値
Ｓ₀ を越えたときに電極ノズル３がＴ字形ワーク１の立
板１ｂの終端にきたことを図７及び図９（ａ）に示すよ
うに検出することもできる。なお、図６中のＬはかかる
検出法の確認のために用意したレーザセンサによる終端
検出の信号を示している。

【００２４】しかし、第１差動アンプ１６から出力され
る偏差信号ΔＳはアークの乱れやワイヤ送給速度の変動
などの種々の要因によって図９の（ｉ）に示すようにそ
の偏差信号ΔＳの波形が乱れることがある。このため、
溶接継手の終端以前でもその偏差信号ΔＳがしきい値Ｓ
₀ を越えるために誤って終端検出されてしまう場合が生
じる。

【００２５】そこで、この実施例ではかかる誤検出をな
くするために、次に述べる信号処理をして終端検出する
ようにしている。まず、第１差動アンプ１６から出力さ
れた偏差信号ΔＳに対して平均値演算器１８で溶接継手
終端手前における偏差信号の平均値を演算させる。この
平均値演算器１８による平均値の演算は終端検出制御タ
イミング指令発生器１７からの駆動信号によって平均値
演算器１８が動作させられることにより行われる。

【００２６】即ち、終端検出タイミング指令発生器１７
ではワーク１に対する図８に示す溶接トーチ３の溶接始
端Ａから溶接終端Ｄまでの予め教示された移動距離のう
ち、例えば溶接継手終端手前のＢ位置から溶接継手終端
近傍位置Ｃまでの一定移動距離ｌ_S の間だけ駆動信号を
平均値演算器１８に出力する。従って、平均値演算器１
９は図９の（ｉ）に示すように一定移動距離ｌ_S の間だ
け動作して第１差動アンプ１６から出力される偏差信号
ΔＳの所定移動距離当りの平均値を演算し、第２差動ア
ンプ１９にその平均値を出力する。

【００２７】第２差動アンプ１９では第１差動アンプ１
６から出力される偏差信号ΔＳと平均値演算器１８の偏
差信号の平均値との差を求め、その差である差分出力値
を積算器２０に出力する。積算器２０では終端検出制御
タイミング指令発生器１７の駆動信号を受け、その駆動
信号終了時点から第２差動アンプ１９の差分出力値をア
ーク１回転毎に積算し、積算値を演算して終端判定器２
１に出力する。終端判定器２１では積算器２０が出力す
る積算値の所定時間当りの変化量Ｖを求め、その変化量
Ｖと所定のしきい値とを比較し、その変化量Ｖが所定の
しきい値を越えた時に電極ノズル３がＴ字形ワーク１の
立板１ｂの終端にきたことを示す終端検出信号を出力す
る。

【００２８】終端判定器２１の動作を図２に基づき更に
詳細に説明すると、変曲点判定器２１における平均値演
算器２２では積算器２０から出力Σの時刻Ｔ₀ −ＴΔ／
２からＴ₀ ＋ΔＴ／２までの平均値Σを求め、その平均
値Σを差動アンプ２３に出力している。差動アンプ２３
は積算器２０からの積算値Σと平均値演算値２２の平均
値Σとの差を求めて比較器２４にその差の信号を出力し
ているが、これは積算器２０の積算値の所定時間当りの
変化量の演算方法の一つである。（なお、Ｔ₀＝１秒、
ΔＴ＝１秒）

【００２９】比較器２４では差動アンプ２３から出力さ
れた積算値の所定時間当りの変化量Ｖとしきい値設定器
２５によって設定された所定のしきい値とを比較し、そ
の差がしきい値を越えた時に電極ノズル３がＴ字形ワー
ク１の立板１ｂの終端にきたことを示す終端検出信号を
出力する。従って、比較器２４から出力された終端検出
信号によって電極ノズル３が立板１ｂの終端にきたこと
を高精度で検出することができる。なお、しきい値設定
器２４によるしきい値は積算器２０の積算値Σの変化量
Ｖが急峻に増大して終端位置にきたことを示す値に設定
されており、比較器２４は変化量Ｖがしきい値を越えた
瞬間に終端と判定する。

【００３０】このように、第１差動アンプ１６から出力
される偏差信号ΔＳから平均値演算器１８で平均値を求
め、第２差動アンプ１９で偏差信号と平均値との差を求
め、その差を積算器２０で加算させているのは、積算値
２０で積算させる最初の基準となる積算値を零レベルに
して偏差信号の変化を急峻な変化として捉えることがで
きるようにしてアーク乱れやワイヤ送給遅れ等の種々の
要因によって生じる偏差信号の波形の乱れによる影響を
受けないようにしたものである。

【００３１】また、積算器２０の積算値を直ちにしきい
値と比較して終端検出せずに、その積算値の所定時間当
りの変化量をしきい値と比較して終端検出するようにし
たのは、継手終端において積算値が積算中に急激に増加
するため、積算値の急変点を見つけることにより終端判
定をすれば、より確実且つ高精度に終端位置を検出する
ことができるためである。従って、廻し溶接等が行われ
る継手終端で良好な溶接品質を安定して確保することが
できる。なお、積算値の変化量をその実施例では所定時
間当りの変化量として捉えるようにしているが、積算値
の所定回転数或いは所定信号数当りの変化量として捉え
るようにしても終端検出できることは勿論である。

【００３２】上記図５に示す実施例では、積分器１３
ａ，１３ｂで積分するアーク電圧の対象を下板側では２
２５°〜３１５°である９０°の角度範囲Ｓ₁ とし、立
板側では４５°〜１３５°である９０°の角度範囲Ｓ₂
としているが、図１０の（ｉ）に示すように、下板側で
２７０°〜３１５°である４５°の角度範囲Ｓ₁ とし、
立板側では４５°〜９０°である４５°の角度範囲Ｓ₂
とか、図１０の（ii）に示すように下板側で２７０°〜
０°である９０°の角度範囲Ｓ₁ とし、立板側では０°
〜９５°である９０°の角度範囲Ｓ₂ などとしても、終
端検出できることはいうまでもない。

【００３３】更に、上記実施例では積分器１３ａ，１３
ｂで積分するアーク電圧の対象を下板側の所定角度範囲
と立板側の所定角度範囲としているが、図１１の（ｉ）
に示すように立板側だけで０°〜４５°である４５°の
角度範囲Ｓ₁ と４５°〜９０°である４５°の角度範囲
Ｓ₂ とか、図１１の（ii）に示すように下板側と立板側
とを含む３１５°〜４５°である９０°の角度範囲Ｓ₁
と立板側で４５°〜１３５°である９０°の角度範囲Ｓ
₂ などとしても、十分に終端検出できることはいうまで
もない。なお、積分器１３ａ，１３ｂで積分するアーク
電圧の対象となる二つの角度範囲は図５、図１０及び図
１１に示す角度範囲に限られるものでなく、５°以上〜
１８０°以下であれば十分に終端検出できることは勿論
である。

【００３４】更に上述した実施例ではアーク電圧検出器
１０によってアーク電圧を検出し、それを信号処理して
溶接継手の終端を検出する説明をしたが、切換器１２を
溶接電流検出器１１側に切換えて溶接電流検出器１１に
よって検出した溶接電流に対して上述した実施例と同様
に信号処理するようにしても溶接継手の終端を検出する
ことができる。なお、アーク電圧ではＲ位置での電圧が
増大するように対し、溶接電流では逆に立板側のＲ位置
での電流が減少するという相違があるだけである。

【００３５】

【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、ワークに
対して高速回転アーク溶接法でアークセンサによる開先
ならい制御を行いながら溶接を行っている場合に、その
溶接中のアーク電圧または溶接電流とアークの回転位置
とを検出し、アークの１回転毎にアーク回転位置の２つ
の所定角度範囲についてアーク電圧波形または溶接電流
波形を積分して、その積分値の差である偏差信号をアー
ク１回転毎に演算し、溶接トーチが終端検出制御を始め
る位置に到達した時点より、偏差信号と溶接トーチが終
端検出制御を始める位置より所定距離手前の範囲であら
かじめ演算しておいた偏差信号の平均値との差をアーク
１回転毎に積算し、その積算値の所定回転数、所定時間
或いは所定信号数当りの変化量が所定のしきい値を越え
た時に溶接トーチが溶接継手終端に到達したと判定して
所定の端部処理を行うようにしたので、溶接アーク自体
がセンサの役目を果たし、溶接による熱歪や収縮等の変
型やワイヤの曲りグセ等の影響を受けず、しかもアーク
乱れやワイヤ送給速度の変動などの種々の要因によって
アーク電圧波形又は溶接電流波形自体が乱れた場合にも
波形の乱れの影響を受けにくいように信号処理されるた
め、終端を誤検出することなく、溶接過程で溶接継手の
終端位置を確実且つ高精度に検出し、継手終端部の良好
な溶接品質を安定して確保できるという効果を有する。

【００３６】また、溶接アーク自体がセンサとなるか
ら、従来のように磁気センサなどの特別な検出器が不要
であり、トーチ廻りが簡単に行え、ワークとの干渉の問
題や溶接方向の制約もなくなるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である溶接継手終端部の検出
装置を示すブロック図である。

【図２】同溶接継手終端部の検出装置の終端判定器の内
部構成を示すブロック図である。

【図３】溶接継手と電極ノズルの位置関係を示す説明図
である。

【図４】溶接継手に電極ノズルで溶接が行われている状
態を示す斜視図である。

【図５】電極ノズルのワイヤの回転軌跡と積分器で積分
するアーク電圧の下板側と立板側の対象角度範囲の様態
を示す説明図である。

【図６】溶接継手終端部の検出方法の原理を示す説明図
である。

【図７】２つの所定角度範囲のアーク電圧波形の積分値
の差を示す信号の波形図である。

【図８】溶接継手に対する溶接継手終端部の検出装置の
検出手順を示す説明図である。

【図９】溶接継手終端部の検出装置の各部位における信
号波形を示す波形図である。

【図１０】積分器で積分するアーク電圧の下板側と立板
側の対象角度範囲の態様を示す説明図である。

【図１１】積分器で積分するアーク電圧の主として立板
側の対象角度範囲の様態を示す説明図である。

【図１２】従来のアークセンサによる開先倣い制御方法
を示す説明図である。

【図１３】従来のもう一つの溶接継手終端部の検出方法
を示す斜視図である。

【図１４】従来の更にもう一つの溶接継手終端部の検出
方法を示す正面図である。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接トーチの電極ノズルの先端に回転円
   運動を与えてワイヤ先端に発生するアークを高速回転さ
   せながら溶接する高速回転アーク溶接法において、アー
   クセンサによる開先ならい制御を行いながら、溶接中の
   アーク電圧または溶接電流とアークの回転位置とを検出
   し、アークの１回転毎にアーク回転位置の２つの所定角
   度範囲についてアーク電圧波形または溶接電流波形を積
   分して、その積分値の差である偏差信号をアーク１回転
   毎に演算し、溶接トーチが終端検出制御を始める位置に
   到達した時点より、偏差信号と溶接トーチが終端検出制
   御を始める位置より所定距離手前の範囲であらかじめ演
   算しておいた偏差信号の平均値との差をアーク１回転毎
   に積算し、その積算値の所定回転数、所定時間或いは所
   定信号数当りの変化量が所定のしきい値を越えた時に溶
   接トーチが溶接継手終端に到達したと判定して所定の端
   部処理を行うようにしたことを特徴とする溶接継手終端
   部の検出方法。
2. 【請求項２】 高速回転アーク溶接法により溶接する溶
   接トーチとワーク間のアーク電圧又は溶接電流を検出す
   るアーク電圧検出器又は溶接電流検出器と、電極ノズル
   の回転角度位置を検出する回転位置検出器と、アーク電
   圧検出器又は溶接電流検出器の検出信号を積分する２つ
   の積分器と、アークの回転の２つの所定角度範囲におい
   てのみ積分器が積分するようにその駆動信号を回転位置
   検出器の位置検出信号に基づいて出力するタイミングパ
   ルス発生器と、２つの積分器によって積分された検出信
   号の積分値の差である偏差信号を求める第１差動アンプ
   と、第１差動アンプから出力された偏差信号の平均値を
   演算する平均値演算器と、第１差動アンプの偏差信号と
   平均値演算器の平均値との差である差分出力値を求める
   第２差動アンプと、第２差動アンプ差分出力値をアーク
   １回転毎に積算して積算値を演算する積算器と、終端検
   出制御を開始する地点から所定距離手前の範囲で平均値
   演算器を動作させ、かつ終端検出制御を開始する地点か
   ら積算器を動作させる終端検出制御タイミング指令発生
   器と、積算器の積算値の所定回転数、所定時間或いは所
   定信号数当たりの変化量と所定のしきい値とを比較し、
   その変化量が所定のしきい値を越えた時に溶接トーチが
   溶接継手終端にきたことを示す終端検出信号を出力する
   終端判定器とを備えてなることを特徴とする溶接継手終
   端部の検出装置。