JP2828985B2 - アーク長検出装置，アーク長検出方法，トーチ高さ制御装置，トーチ高さ制御方法，自動溶接装置並びに自動溶接方法 - Google Patents
アーク長検出装置，アーク長検出方法，トーチ高さ制御装置，トーチ高さ制御方法，自動溶接装置並びに自動溶接方法Info
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- JP2828985B2 JP2828985B2 JP63063378A JP6337888A JP2828985B2 JP 2828985 B2 JP2828985 B2 JP 2828985B2 JP 63063378 A JP63063378 A JP 63063378A JP 6337888 A JP6337888 A JP 6337888A JP 2828985 B2 JP2828985 B2 JP 2828985B2
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- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/095—Monitoring or automatic control of welding parameters
- B23K9/0956—Monitoring or automatic control of welding parameters using sensing means, e.g. optical
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/06—Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc
- B23K9/073—Stabilising the arc
- B23K9/0735—Stabilising of the arc length
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアーク長検出方法及び装置、トーチ高さ制御
方法及び装置、並びに自動溶接方法及び装置に係り、特
に定電圧特性或いは定電流特性等の溶接電源を用いて行
う自動溶接中においてトーチ高さ及び溶接条件（溶接電
流やアーク電圧等）の制御に好適なアーク長検出方法、
トーチ高さ制御方法及び溶接条件の制御方法並びにこれ
らに対応する装置に関する。
方法及び装置、並びに自動溶接方法及び装置に係り、特
に定電圧特性或いは定電流特性等の溶接電源を用いて行
う自動溶接中においてトーチ高さ及び溶接条件（溶接電
流やアーク電圧等）の制御に好適なアーク長検出方法、
トーチ高さ制御方法及び溶接条件の制御方法並びにこれ
らに対応する装置に関する。
従来、トーチ〜母材間距離（以下トーチ高さと称す）
の自動制御方法としては、例えば特開昭51−67242号公
報に記載のように、溶接トーチに一体となつて設けられ
た接触子を介してトーチ高さを検出する、いわゆる機械
的方法と、当該公報に記載のように溶接電流の変化に対
応して上下，各駆動用のリレーを制御してトーチ高さを
制御する電気的方法が提案されている。
の自動制御方法としては、例えば特開昭51−67242号公
報に記載のように、溶接トーチに一体となつて設けられ
た接触子を介してトーチ高さを検出する、いわゆる機械
的方法と、当該公報に記載のように溶接電流の変化に対
応して上下，各駆動用のリレーを制御してトーチ高さを
制御する電気的方法が提案されている。
上記従来技術において、機械的方法は接触子等の複雑
な機構をトーチ近傍に取付ける必要があるため、作業性
が低下するとともにスパツタ，熱などの溶接環境の影響
を受け性能低下が生じ易いという問題があつた。一方、
電気的方法は、例えば溶接現象を利用していることか
ら、前記機械的方法の欠点を除くことができる。しか
し、溶接現象は複雑な外乱を含み、溶接条件によつては
溶滴移行の形態が異なるので、信頼性の高いトナー高さ
の自動制御方法を実現するためには電気的に複雑な回路
となり、その結果コストが高くなり、実用に供し得ない
という欠点がある。
な機構をトーチ近傍に取付ける必要があるため、作業性
が低下するとともにスパツタ，熱などの溶接環境の影響
を受け性能低下が生じ易いという問題があつた。一方、
電気的方法は、例えば溶接現象を利用していることか
ら、前記機械的方法の欠点を除くことができる。しか
し、溶接現象は複雑な外乱を含み、溶接条件によつては
溶滴移行の形態が異なるので、信頼性の高いトナー高さ
の自動制御方法を実現するためには電気的に複雑な回路
となり、その結果コストが高くなり、実用に供し得ない
という欠点がある。
一方、溶接条件（溶接電流やアーク電圧等）の制御方
法としては、例えば特開昭61−14083号公報に記載のよ
うに、溶接部から発生する音（以下アーク音と称す）が
溶接現象と密接な関係にあることに着目し、アーク柱の
振動を例えばマイクロホンで検知して溶接部のシールド
状況をチエツクする溶接状況監視方法が提案されてい
る。
法としては、例えば特開昭61−14083号公報に記載のよ
うに、溶接部から発生する音（以下アーク音と称す）が
溶接現象と密接な関係にあることに着目し、アーク柱の
振動を例えばマイクロホンで検知して溶接部のシールド
状況をチエツクする溶接状況監視方法が提案されてい
る。
この方法は、シールドガスの乱れによつて生ずる極端
なアーク音の変動を検知するのには好適であるが、溶接
電流やアーク電圧が何らかの原因で設定値よりわずか変
動した場合、これを検知することが困難であるという問
題がある。これはアーク柱自体がノイズを多く含み、振
動していることから、溶接条件の適正判断がむずかしい
ためである。完全なる定電圧特性の電源を除き、一の垂
下特性の電源ではアーク長が変化するとこれに伴い溶接
電流及びアーク電圧が変動する。TIG溶接法等で用いる
電源は定電流特性であるので溶接電流は一定であるがア
ーク電圧が変動する。アーク電圧はアーク長にほぼ比例
するのでアーク長を検知できれば溶接条件の制御は可能
となる。さらに先の従来技術の例で示したトーチ高さの
制御も可能となる。
なアーク音の変動を検知するのには好適であるが、溶接
電流やアーク電圧が何らかの原因で設定値よりわずか変
動した場合、これを検知することが困難であるという問
題がある。これはアーク柱自体がノイズを多く含み、振
動していることから、溶接条件の適正判断がむずかしい
ためである。完全なる定電圧特性の電源を除き、一の垂
下特性の電源ではアーク長が変化するとこれに伴い溶接
電流及びアーク電圧が変動する。TIG溶接法等で用いる
電源は定電流特性であるので溶接電流は一定であるがア
ーク電圧が変動する。アーク電圧はアーク長にほぼ比例
するのでアーク長を検知できれば溶接条件の制御は可能
となる。さらに先の従来技術の例で示したトーチ高さの
制御も可能となる。
本発明は上記の点に鑑みて成されたものでありその目
的とするところは、アーク音に基づき、実用性に優れた
アーク長検出方法、トーチ高さ制御方法及び溶接条件の
制御方法並びにこれらに対応する装置を提供することに
ある。
的とするところは、アーク音に基づき、実用性に優れた
アーク長検出方法、トーチ高さ制御方法及び溶接条件の
制御方法並びにこれらに対応する装置を提供することに
ある。
上記目的は、アークに重畳信号を印加し、この重畳信
号の周波数に対応したアークの音圧レベルを用いてアー
ク長なりトーチ高さなりを検出或いは制御することによ
り達せられる。
号の周波数に対応したアークの音圧レベルを用いてアー
ク長なりトーチ高さなりを検出或いは制御することによ
り達せられる。
本発明に係るアーク長検出装置は、溶接アークに所定
信号を重畳する発振手段と，該発振手段にて発生する溶
接アーク音を検出する手段と，該溶接アーク音検出手段
からの出力信号に基づき前記所定信号の周波数に対応し
たアーク音圧レベルを抽出する手段と，該アーク音圧レ
ベル抽出手段から出力されるアーク音圧レベルと予め記
憶されたアーク長〜アーク音圧レベルの関係とからアー
ク長に対応した電気信号を出力する手段とを具備するこ
とを特徴とする。
信号を重畳する発振手段と，該発振手段にて発生する溶
接アーク音を検出する手段と，該溶接アーク音検出手段
からの出力信号に基づき前記所定信号の周波数に対応し
たアーク音圧レベルを抽出する手段と，該アーク音圧レ
ベル抽出手段から出力されるアーク音圧レベルと予め記
憶されたアーク長〜アーク音圧レベルの関係とからアー
ク長に対応した電気信号を出力する手段とを具備するこ
とを特徴とする。
本発明に係るアーク長検出方法は、溶接アークに所定
信号を重畳して発生する溶接アーク音から前記所定信号
の周波数に対応するアーク音圧レベルを求め、予め記憶
されたアーク長〜アーク音圧レベルの関係とに基づいて
前記アーク音圧レベルからアーク長に対応した電気信号
を出力することを特徴とする。
信号を重畳して発生する溶接アーク音から前記所定信号
の周波数に対応するアーク音圧レベルを求め、予め記憶
されたアーク長〜アーク音圧レベルの関係とに基づいて
前記アーク音圧レベルからアーク長に対応した電気信号
を出力することを特徴とする。
本発明に係るトーチ高さ制御装置は、上記のアーク長
検出装置から出力されるアーク長に対応した電気信号と
基準アーク長設定器より出力された電気信号とを比較す
る比較器と，該比較器から出力される偏差信号がゼロに
なるように溶接トーチを上下方向に駆動してトーチ高さ
を一定に制御するトーチ駆動装置とを具備することを特
徴とする。
検出装置から出力されるアーク長に対応した電気信号と
基準アーク長設定器より出力された電気信号とを比較す
る比較器と，該比較器から出力される偏差信号がゼロに
なるように溶接トーチを上下方向に駆動してトーチ高さ
を一定に制御するトーチ駆動装置とを具備することを特
徴とする。
また本発明に係るトーチ高さ制御装置の別構成のもの
は、溶接アークに所定信号を重畳する発振手段と，該発
振手段にて発生する溶接アーク音を検出する手段と，該
溶接アーク音検出手段からの出力信号に基づき前記所定
信号の周波数に対応したアーク音圧レベルを抽出する手
段と，該アーク音圧レベル抽出手段から出力されるアー
ク音圧レベル〜トーチ高さの関係とからトーチ〜母材間
距離を調整する手段とを具備することを特徴とする。
は、溶接アークに所定信号を重畳する発振手段と，該発
振手段にて発生する溶接アーク音を検出する手段と，該
溶接アーク音検出手段からの出力信号に基づき前記所定
信号の周波数に対応したアーク音圧レベルを抽出する手
段と，該アーク音圧レベル抽出手段から出力されるアー
ク音圧レベル〜トーチ高さの関係とからトーチ〜母材間
距離を調整する手段とを具備することを特徴とする。
本発明に係るトーチ高さ制御方法は、上記のアーク長
検出装置により出力されたアーク長に対応した電気信号
と基準アーク長設定器より出力された電気信号とを比較
し、この出力偏差信号がゼロとなるように溶接トーチを
上下方向に駆動させることを特徴とする。
検出装置により出力されたアーク長に対応した電気信号
と基準アーク長設定器より出力された電気信号とを比較
し、この出力偏差信号がゼロとなるように溶接トーチを
上下方向に駆動させることを特徴とする。
本発明に係るトーチ高さ制御方法の他の案は、溶接ア
ークに所定信号を重畳して発生する溶接アーク音から前
記信号の周波数に対応するアーク音圧レベルを求め、該
レベルと該レベル〜トーチ高さの関係とに基づいてトー
チ〜母材間距離を調整することを特徴とする。
ークに所定信号を重畳して発生する溶接アーク音から前
記信号の周波数に対応するアーク音圧レベルを求め、該
レベルと該レベル〜トーチ高さの関係とに基づいてトー
チ〜母材間距離を調整することを特徴とする。
本発明に係る自動溶接装置は、上記のアーク長検出装
置から出力されるアーク長に対応した電気信号と基準ア
ーク長設定器より出力された電気信号とを比較する比較
器と，該比較器から出力される偏差信号がゼロになるよ
うに溶接条件を制御する条件制御装置とを具備すること
を特徴とする。
置から出力されるアーク長に対応した電気信号と基準ア
ーク長設定器より出力された電気信号とを比較する比較
器と，該比較器から出力される偏差信号がゼロになるよ
うに溶接条件を制御する条件制御装置とを具備すること
を特徴とする。
本発明に係る自動溶接方法は、上記のアーク長検出方
法により出力されたアーク長に対応した電気信号と基準
アーク長設定器より出力された電気信号とを比較し、こ
の出力偏差信号がゼロとなるように溶接条件を制御する
ことを特徴とする。
法により出力されたアーク長に対応した電気信号と基準
アーク長設定器より出力された電気信号とを比較し、こ
の出力偏差信号がゼロとなるように溶接条件を制御する
ことを特徴とする。
電源としては定電圧または定電流特性のものが適す
る。
る。
重畳すべき所定信号は特に限定されないが、実用的に
は交流信号が好ましくその波形は所謂サインカーブ様に
限らず三角波、矩形波でも良い。また振幅・周波数を途
中変化させてもよい。
は交流信号が好ましくその波形は所謂サインカーブ様に
限らず三角波、矩形波でも良い。また振幅・周波数を途
中変化させてもよい。
記憶手段には、予めアーク長或いはトーチ高さとそれ
に対応したアーク高圧レベルとを記憶してある。
に対応したアーク高圧レベルとを記憶してある。
尚、溶接アーク音検出手段は内部または外部と短絡・
アークの判別手段を備え、アーク発生時のみ溶接アーク
音を抽出することが好ましい。
アークの判別手段を備え、アーク発生時のみ溶接アーク
音を抽出することが好ましい。
例えば、定電圧特性（一般にはわずか垂下特性）の電
源を用いて自動溶接を行う場合、アーク長はトーチ高
さ、ワイヤの送給変動或いは溶接条件により変動する。
またアーク音そのものも非常に多くの脈動を含むことが
実験で知られている。従つてアーク音自体を利用してト
ーチ高さを検出する方法はSN比が低く信頼性に劣る。し
かしアーク音は溶接アーク現象と密接な関係があるた
め、溶接の自動制御のための重要な検出要因として従来
から検討されてきている。本発明では、外部よりアーク
に重畳信号を印加することにより、SN比を高くでき、こ
の畳重信号の周波数に対応した音圧レベルがアーク長の
変化に対応することを実験で明らかにしたものである。
これによつて前記重畳信号の周波数音圧レベルに基づい
てアーク長を求め、得られたアーク長からトーチ高さ或
いは溶接条件の制御を実行することができる。
源を用いて自動溶接を行う場合、アーク長はトーチ高
さ、ワイヤの送給変動或いは溶接条件により変動する。
またアーク音そのものも非常に多くの脈動を含むことが
実験で知られている。従つてアーク音自体を利用してト
ーチ高さを検出する方法はSN比が低く信頼性に劣る。し
かしアーク音は溶接アーク現象と密接な関係があるた
め、溶接の自動制御のための重要な検出要因として従来
から検討されてきている。本発明では、外部よりアーク
に重畳信号を印加することにより、SN比を高くでき、こ
の畳重信号の周波数に対応した音圧レベルがアーク長の
変化に対応することを実験で明らかにしたものである。
これによつて前記重畳信号の周波数音圧レベルに基づい
てアーク長を求め、得られたアーク長からトーチ高さ或
いは溶接条件の制御を実行することができる。
以下、本発明の実施例を図面に従つて説明する。
本発明の一実施例に係るアーク長検出装置のブロツク
図を第１図に示す。
図を第１図に示す。
母材３にトーチ２のワイヤ４が対向し、ワイヤ４の先
端からアーク５が発生するよう、夫々に電源供給する溶
接電源１が電気的に接続されている。ｌはアーク長を示
す。溶接電源１には発振器６を接続する。一方、トーチ
２にはマイクロホン７を付設する。マイクロホン７の出
力端子に増幅器８を接続し、更にバンドパスフイルタ
９、整流器10、アーク長抽出器11を順次接続する。アー
ク長抽出器11の入力側にはアーク長・音圧レベルテーブ
ルも接続しておく。増幅器８、バンドパスフイルタ９、
整流器10、アーク長抽出器11及びアーク長・音圧レベル
テーブル12、更には発振器６及びマイクロホン７によつ
てアーク長検出装置が構成される。
端からアーク５が発生するよう、夫々に電源供給する溶
接電源１が電気的に接続されている。ｌはアーク長を示
す。溶接電源１には発振器６を接続する。一方、トーチ
２にはマイクロホン７を付設する。マイクロホン７の出
力端子に増幅器８を接続し、更にバンドパスフイルタ
９、整流器10、アーク長抽出器11を順次接続する。アー
ク長抽出器11の入力側にはアーク長・音圧レベルテーブ
ルも接続しておく。増幅器８、バンドパスフイルタ９、
整流器10、アーク長抽出器11及びアーク長・音圧レベル
テーブル12、更には発振器６及びマイクロホン７によつ
てアーク長検出装置が構成される。
溶接電源１はトーチ２及び母材３に電源を供給し、ワ
イヤ４と母材３間にアーク長ｌのアーク５を発生させ
る。発振器６の取付位置は本例に限定されないが、要す
るに一定周波数（例えば1KHz）の交流信号を発振しアー
ク５に重畳させる。
イヤ４と母材３間にアーク長ｌのアーク５を発生させ
る。発振器６の取付位置は本例に限定されないが、要す
るに一定周波数（例えば1KHz）の交流信号を発振しアー
ク５に重畳させる。
ところでマイクロホン７により抽出された音に応じた
電気信号は、増幅器８で増幅された後にバンドパスフイ
ルタ９に入力される。前記バンドパスフイルタ９では、
発振器６で設定した発振周波数に応じた周波数の電気信
号のみが通過し、整流器10を介してアーク長抽出器11に
出力される。アーク長抽出器11は、前記電気信号、具体
的には音圧レベルと、予め設けられたアーク長・音圧レ
ベルテーブル12とからアーク長ｌに対応した電気信号lS
を出力する。
電気信号は、増幅器８で増幅された後にバンドパスフイ
ルタ９に入力される。前記バンドパスフイルタ９では、
発振器６で設定した発振周波数に応じた周波数の電気信
号のみが通過し、整流器10を介してアーク長抽出器11に
出力される。アーク長抽出器11は、前記電気信号、具体
的には音圧レベルと、予め設けられたアーク長・音圧レ
ベルテーブル12とからアーク長ｌに対応した電気信号lS
を出力する。
次に、第２図から第７図を用いて、第１図で示したア
ーク長検出装置の動作原理について説明する。
ーク長検出装置の動作原理について説明する。
第２図はアークに重畳信号を印加しない時のアークの
発生状況を示した図である。同図に示すように一般には
アーク変動部14が生じる。第３図は、トーチと一体に設
けたマイクロホン７で測定したアーク音の音圧変化を時
間Ｔに対する音圧レベルＰの関係として示すもので、ア
ークの音圧レベルPAはΔPAの変動部分を有する。従つて
この変動部分がノイズとなり、トーチ高さに対応したア
ークの音圧レベルの変化を正確に求めることはできな
い。
発生状況を示した図である。同図に示すように一般には
アーク変動部14が生じる。第３図は、トーチと一体に設
けたマイクロホン７で測定したアーク音の音圧変化を時
間Ｔに対する音圧レベルＰの関係として示すもので、ア
ークの音圧レベルPAはΔPAの変動部分を有する。従つて
この変動部分がノイズとなり、トーチ高さに対応したア
ークの音圧レベルの変化を正確に求めることはできな
い。
第４図は、発振器６によりアーウに一定周波数の交流
信号（例えば正弦波）を重畳した場合のアークの発生状
況をモデル的に示した図であり、同図中（ａ）はアーク
長が設定値よりも長い場合、（ｂ）は設定値よりも短か
い場合を示す。第４図の点線で示すように、アーク５は
印加した重畳信号に同期して振動する。Pa,Pbはいずれ
もアークの音圧レベルを示し、la,lbはいずれもアーク
長を示す。
信号（例えば正弦波）を重畳した場合のアークの発生状
況をモデル的に示した図であり、同図中（ａ）はアーク
長が設定値よりも長い場合、（ｂ）は設定値よりも短か
い場合を示す。第４図の点線で示すように、アーク５は
印加した重畳信号に同期して振動する。Pa,Pbはいずれ
もアークの音圧レベルを示し、la,lbはいずれもアーク
長を示す。
この時の音圧レベルPa（アーク長ｌ＝la）及びPb（ア
ーク長ｌ＝lb）の変化を第５図に示す。
ーク長ｌ＝lb）の変化を第５図に示す。
第５図に示すように、音圧レベルＰはアーク長が長い
ほど大なる傾向を示している。これはアーク長の伸びに
よつてアークの拡がりが大きくなり、これに伴つて空中
を伝播する音圧のレベルが増加するためである。
ほど大なる傾向を示している。これはアーク長の伸びに
よつてアークの拡がりが大きくなり、これに伴つて空中
を伝播する音圧のレベルが増加するためである。
第６図はアークに重畳信号を印加した場合のアーク音
の周波数分布を示すものであり、ｓは重畳信号の周波
数、Ｐｓはこの周波数の音圧レベルを示す。第６図に
示すように重畳信号の周波数に対応して高い音圧レベル
のピークが見られ、第３図の変動部分ΔPAに対応するノ
イズ成分（Pa）を無視できる。
の周波数分布を示すものであり、ｓは重畳信号の周波
数、Ｐｓはこの周波数の音圧レベルを示す。第６図に
示すように重畳信号の周波数に対応して高い音圧レベル
のピークが見られ、第３図の変動部分ΔPAに対応するノ
イズ成分（Pa）を無視できる。
第７図はアーク長ｌと前記重畳信号の周波数ｓに対
応した音圧レベルＰｓの関係を示す。loはアーク長ｌ
の初期設定値であり、Poはこの時の重畳信号の周波数に
対応した音圧レベルを示す。すなわち第７図の関係を第
１図、アーク長・音圧テーブル12に記憶させておくこと
により、アーク長の検出が可能となる。
応した音圧レベルＰｓの関係を示す。loはアーク長ｌ
の初期設定値であり、Poはこの時の重畳信号の周波数に
対応した音圧レベルを示す。すなわち第７図の関係を第
１図、アーク長・音圧テーブル12に記憶させておくこと
により、アーク長の検出が可能となる。
第８図は、第１図の本発明のアーク長検出装置を用い
てトーチ高さを制御する一実施例のブロツク図である。
13はアーク長検出装置であり、求めたアーク長に対応す
る電気信号lsは比較器14に入力される。比較器14は基準
アーク長設定器15より出力された電気信号losと前記電
気信号lsより偏差信号ｅを算出し、モータ制御回路16は
前記偏差信号ｅが零になるようモータ17を上方向または
下方向に駆動し、アーク長ｌが設定長loになるようにト
ーチ高さExを制御することによつてトーチ高さを一定に
制御することができる。
てトーチ高さを制御する一実施例のブロツク図である。
13はアーク長検出装置であり、求めたアーク長に対応す
る電気信号lsは比較器14に入力される。比較器14は基準
アーク長設定器15より出力された電気信号losと前記電
気信号lsより偏差信号ｅを算出し、モータ制御回路16は
前記偏差信号ｅが零になるようモータ17を上方向または
下方向に駆動し、アーク長ｌが設定長loになるようにト
ーチ高さExを制御することによつてトーチ高さを一定に
制御することができる。
さらに図示はしないが、本発明の他の実施例として同
様にアーク長偏差信号ｅが零になるように溶接電流また
はアーク電圧等を制御する溶接条件の制御装置がある。
様にアーク長偏差信号ｅが零になるように溶接電流また
はアーク電圧等を制御する溶接条件の制御装置がある。
また、溶接電源は、定電圧特性の電源の他に、定電流
特性の電源等も含まれ同様の制御が実行できる。更にア
ークに重畳する交流信号は、第６図に示したように十分
なるアーク音圧レベルのピークが得られれば正弦波、短
形波、三角波等いずれの波形でも構わない。
特性の電源等も含まれ同様の制御が実行できる。更にア
ークに重畳する交流信号は、第６図に示したように十分
なるアーク音圧レベルのピークが得られれば正弦波、短
形波、三角波等いずれの波形でも構わない。
また前記第１実施例では発振器を用いてアークに重畳
信号を印加する場合について説明したがパルス溶接電源
など電源自体が具備している場合は特に電源の外部に設
ける必要はない。更に前記重畳信号は任意の時間のみ印
加される、いわゆる間欠的な重畳信号であつても構わな
い。
信号を印加する場合について説明したがパルス溶接電源
など電源自体が具備している場合は特に電源の外部に設
ける必要はない。更に前記重畳信号は任意の時間のみ印
加される、いわゆる間欠的な重畳信号であつても構わな
い。
また本発明の更に別の実施例（図示せず）としては、
例えばワイヤの短絡を伴う溶接電流域において短絡時及
びアーク発生時のノイズの影響を防止するため、第８図
において短絡・アーク検出回路を外部に設け、アーク発
生中にのみアーク音を検出する実施例がある。更に第８
図において溶接トーチの駆動に溶接ロボツトを用いる場
合、モータ制御回路16はロボツト制御回路に置き換える
ことができる。
例えばワイヤの短絡を伴う溶接電流域において短絡時及
びアーク発生時のノイズの影響を防止するため、第８図
において短絡・アーク検出回路を外部に設け、アーク発
生中にのみアーク音を検出する実施例がある。更に第８
図において溶接トーチの駆動に溶接ロボツトを用いる場
合、モータ制御回路16はロボツト制御回路に置き換える
ことができる。
更に他の実施例を第９図に示す。符号18は基準アーク
音圧レベル設定器であり、トーチ・母材間距離（設定
値）に対応した基準アーク音圧レベル信号を比較器14に
入れてある。Saはアーク音圧レベル信号であつて比較器
14にてSoとSaとを比較することになり、後の動作は第８
図の例と同様である。第10図は音圧レベル（基準値）と
トーチ〜母材間距離との関係を示す特性図である。従つ
て本例はアーク長の検出を要せず、所定の音圧レベルに
よつて直接に自動溶接を行うことが可能となる。
音圧レベル設定器であり、トーチ・母材間距離（設定
値）に対応した基準アーク音圧レベル信号を比較器14に
入れてある。Saはアーク音圧レベル信号であつて比較器
14にてSoとSaとを比較することになり、後の動作は第８
図の例と同様である。第10図は音圧レベル（基準値）と
トーチ〜母材間距離との関係を示す特性図である。従つ
て本例はアーク長の検出を要せず、所定の音圧レベルに
よつて直接に自動溶接を行うことが可能となる。
以上の例で共通しているのは、溶接アークに例えば所
定の周波数の交流信号を重畳し、この周波数に対応した
アーク音圧レベルのみを抽出していること、並びに短縮
及びアークの判別手段を備え、アーク発生時のみアーク
音圧レベルを抽出している。更に本発明の上記各実施例
では、通常のアーク柱の振動より大きな振動を有する交
流信号をアークに重畳させ、その重畳信号の周波数に対
応したアーク音圧レベルのみを抽出することでノイズ分
の影響を低減しているから、各制御は高精度に実現でき
る。
定の周波数の交流信号を重畳し、この周波数に対応した
アーク音圧レベルのみを抽出していること、並びに短縮
及びアークの判別手段を備え、アーク発生時のみアーク
音圧レベルを抽出している。更に本発明の上記各実施例
では、通常のアーク柱の振動より大きな振動を有する交
流信号をアークに重畳させ、その重畳信号の周波数に対
応したアーク音圧レベルのみを抽出することでノイズ分
の影響を低減しているから、各制御は高精度に実現でき
る。
以上説明したように本発明によれば、アーク現象のノ
イズの影響を受けにくく、簡便な方法でかつ高精度でア
ーク長検出トーチ高さ及び溶接条件の制御が実現でき
る。
イズの影響を受けにくく、簡便な方法でかつ高精度でア
ーク長検出トーチ高さ及び溶接条件の制御が実現でき
る。
第１図は本発明の一実施例に係るアーク長検出装置のブ
ロツク図、第２図，第４図は夫々第１図の装置例におけ
るトーチ近傍の部分拡大図、第３図は第２図の装置例に
おける時間〜音圧レベル特性図、第５図は第４図の装置
例における時間〜音圧レベル特性図、第６図は第１図の
装置例における周波数〜音圧レベル特性図、第７図は同
じくアーク長に対する音圧レベル特性図、第８図，第９
図は夫々本発明の実施例に係るトーチ高さ制御装置のブ
ロツク図、第10図は第９図の装置例における高圧レベル
〜トーチ高さの関係を示す特性図である。 ６……発振器、７……マイクロホン、８……増幅器、９
……バンドパスフイルタ、10……整流器、11……アーク
長抽出器、12……アーク長・音圧レベルテーブル、13…
…アーク長検出装置、14……比較器、15……基準アーク
長設定部、16……モータ制御回路。
ロツク図、第２図，第４図は夫々第１図の装置例におけ
るトーチ近傍の部分拡大図、第３図は第２図の装置例に
おける時間〜音圧レベル特性図、第５図は第４図の装置
例における時間〜音圧レベル特性図、第６図は第１図の
装置例における周波数〜音圧レベル特性図、第７図は同
じくアーク長に対する音圧レベル特性図、第８図，第９
図は夫々本発明の実施例に係るトーチ高さ制御装置のブ
ロツク図、第10図は第９図の装置例における高圧レベル
〜トーチ高さの関係を示す特性図である。 ６……発振器、７……マイクロホン、８……増幅器、９
……バンドパスフイルタ、10……整流器、11……アーク
長抽出器、12……アーク長・音圧レベルテーブル、13…
…アーク長検出装置、14……比較器、15……基準アーク
長設定部、16……モータ制御回路。
Claims (8)
- 【請求項１】溶接アークに所定信号を重畳する発振手段
と，該発振手段にて発生する溶接アーク音を検出する手
段と，該溶接アーク音検出手段からの出力信号に基づき
前記所定信号の周波数に対応したアーク音圧レベルを抽
出する手段と，該アーク音圧レベル抽出手段から出力さ
れるアーク音圧レベルと予め記憶されたアーク長〜アー
ク音圧レベルの関係とからアーク長に対応した電気信号
を出力する手段とを具備することを特徴とするアーク長
検出装置。 - 【請求項２】溶接アークに所定信号を重畳して発生する
溶接アーク音から前記所定信号の周波数に対応するアー
ク音圧レベルを求め、予め記憶されたアーク長〜アーク
音圧レベルの関係とに基づいて前記アーク音圧レベルか
らアーク長に対応した電気信号を出力することを特徴と
するアーク長検出方法。 - 【請求項３】請求項１のアーク長検出装置から出力され
るアーク長に対応した電気信号と基準アーク長設定器よ
り出力された電気信号とを比較する比較器と，該比較器
から出力される偏差信号がゼロになるように溶接トーチ
を上下方向に駆動してトーチ高さを一定に制御するトー
チ駆動装置とを具備することを特徴とするトーチ高さ制
御装置。 - 【請求項４】請求項２の方法により出力されたアーク長
に対応した電気信号と基準アーク長設定器より出力され
た電気信号とを比較し、この出力偏差信号がゼロとなる
ように溶接トーチを上下方向に駆動させることを特徴と
するトーチ高さ制御方法。 - 【請求項５】請求項１のアーク長検出装置から出力され
るアーク長に対応した電気信号と基準アーク長設定器よ
り出力された電気信号とを比較する比較器と，該比較器
から出力される偏差信号がゼロになるように溶接条件を
制御する条件制御装置とを具備することを特徴とする自
動溶接装置。 - 【請求項６】請求項２の方法により出力されたアーク長
に対応した電気信号と基準アーク長設定器より出力され
た電気信号とを比較し、この出力偏差信号がゼロとなる
ように溶接条件を制御することを特徴とする自動溶接方
法。 - 【請求項７】溶接アークに所定信号を重畳する発振手段
と，該発振手段にて発生する溶接アーク音を検出する手
段と，該溶接アーク音検出手段からの出力信号に基づき
前記所定信号の周波数に対応したアーク音圧レベルを抽
出する手段と，該アーク音圧レベル抽出手段から出力さ
れるアーク音圧レベル〜トーチ高さの関係とからトーチ
〜母材間距離を調整する手段とを具備することを特徴と
するトーチ高さ制御装置。 - 【請求項８】溶接アークに所定信号を重畳して発生する
溶接アーク音から前記信号の周波数に対応するアーク音
圧レベルを求め、該レベルと該レベル〜トーチ高さの関
係とに基づいてトーチ〜母材間距離を調整することを特
徴とするトーチ高さ制御方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63063378A JP2828985B2 (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | アーク長検出装置，アーク長検出方法，トーチ高さ制御装置，トーチ高さ制御方法，自動溶接装置並びに自動溶接方法 |
| EP89104737A EP0333195B1 (en) | 1988-03-18 | 1989-03-16 | Method and Apparatus for Automatic Welding Control |
| US07/324,555 US4943701A (en) | 1988-03-18 | 1989-03-16 | Apparatus for and method of detecting arc length, apparatus for and method of controlling welding torch height, and automatic welder and automatic welding method |
| DE89104737T DE68910712T2 (de) | 1988-03-18 | 1989-03-16 | Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Schweissbrennerregelung. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63063378A JP2828985B2 (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | アーク長検出装置，アーク長検出方法，トーチ高さ制御装置，トーチ高さ制御方法，自動溶接装置並びに自動溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01237076A JPH01237076A (ja) | 1989-09-21 |
| JP2828985B2 true JP2828985B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=13227574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63063378A Expired - Lifetime JP2828985B2 (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | アーク長検出装置，アーク長検出方法，トーチ高さ制御装置，トーチ高さ制御方法，自動溶接装置並びに自動溶接方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4943701A (ja) |
| EP (1) | EP0333195B1 (ja) |
| JP (1) | JP2828985B2 (ja) |
| DE (1) | DE68910712T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0478796B1 (en) * | 1990-04-17 | 1999-03-17 | Daihen Corporation | Mag arc-welding method and welding apparatus |
| FR2678191B1 (fr) * | 1991-06-28 | 1995-06-30 | Commissariat Energie Atomique | Machine de soudage asservie en penetration. |
| US5221825A (en) * | 1992-06-01 | 1993-06-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Sensing of gas metal arc welding process characteristics for welding process control |
| US5349156A (en) * | 1992-06-01 | 1994-09-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Sensing of gas metal arc welding process characteristics for welding process control |
| NL9400958A (nl) * | 1994-06-13 | 1996-01-02 | Univ Delft Tech | Laswerkwijze, en inrichting ten gebruike daarbij, en analysemethode voor het beoordelen van lassen. |
| JP4036960B2 (ja) * | 1998-03-31 | 2008-01-23 | 株式会社ダイヘン | 消耗電極パルス溶接のアーク長制御方法 |
| US6259059B1 (en) * | 1999-12-21 | 2001-07-10 | Lincoln Global, Inc. | Arc welder and torch for same |
| US6567759B2 (en) * | 2001-03-29 | 2003-05-20 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Motorized machine electrical system arc detection apparatus and methods |
| US6548784B2 (en) * | 2001-04-05 | 2003-04-15 | Illinois Tool Works Inc. | Controlled output for welding |
| US6750427B1 (en) * | 2002-11-27 | 2004-06-15 | Illinois Tool Works Inc | Controlled welding output with fused electrode detection |
| CN1978114B (zh) * | 2005-11-30 | 2011-03-16 | 陈大可 | 弧焊电源的电弧功率控制方法及装置 |
| JP5756298B2 (ja) * | 2011-01-27 | 2015-07-29 | 株式会社ダイヘン | 溶接用電源装置及び溶接機 |
| CN102357711A (zh) * | 2011-10-17 | 2012-02-22 | 无锡市南方电器制造有限公司 | 自动焊接机弧压自动调整装置 |
| CN102637235B (zh) * | 2012-05-02 | 2014-09-10 | 中国石油集团渤海石油装备制造有限公司 | 一种多丝埋弧焊数值模拟热源模型参数确定方法 |
| US20140255620A1 (en) * | 2013-03-06 | 2014-09-11 | Rolls-Royce Corporation | Sonic grain refinement of laser deposits |
| US20150129581A1 (en) | 2013-11-12 | 2015-05-14 | Lincoln Global, Inc. | System and method for pendant component for a welding system |
| US20150129582A1 (en) * | 2013-11-12 | 2015-05-14 | Lincoln Global, Inc. | System and method for automatic height adjustment of a torch |
| USD765111S1 (en) | 2014-06-24 | 2016-08-30 | Lincoln Global, Inc. | Display screen or portion thereof with graphical user interface |
| CN106529051B (zh) * | 2016-11-15 | 2019-02-19 | 河海大学常州校区 | 一种单丝埋弧焊数值模拟热源模型参数的确定方法 |
| CN106529047B (zh) * | 2016-11-15 | 2019-07-16 | 河海大学常州校区 | 一种串列双丝埋弧焊数值模拟热源模型的建模方法 |
| CN106363283B (zh) * | 2016-11-28 | 2018-11-09 | 河海大学常州校区 | 一种串列双丝埋弧焊数值模拟热源模型参数的确定方法 |
| DE102021104544A1 (de) | 2021-02-25 | 2022-08-25 | Audi Aktiengesellschaft | Fügesystem mit robotergeführtem Fügeprozessgerät sowie zugehöriges Betriebsverfahren für das Fügesystem |
| DE102021104540B4 (de) | 2021-02-25 | 2024-02-29 | Audi Aktiengesellschaft | Schweißsystem und Verfahren zum Betreiben des Schweißsystems |
| CN116727807A (zh) * | 2023-05-09 | 2023-09-12 | 广东开放大学（广东理工职业学院） | 基于电弧增材制造的焊枪高度动态调整方法、系统及介质 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5167242A (en) * | 1974-12-09 | 1976-06-10 | Nippon Kokan Kk | Bozai toochikankyorino jidoseigyohoho |
| NO145299C (no) * | 1979-12-06 | 1982-02-24 | Trallfa Nils Underhaug As | Fremgangsmaate og anordning ved lysbuesveising. |
| CA1154813A (fr) * | 1981-05-19 | 1983-10-04 | Michel Drouet | Mesure et controle acoustique de la longueur d'un arc electrique |
| JPS6114083A (ja) * | 1984-06-30 | 1986-01-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 溶接状況監視方法 |
| US4631385A (en) * | 1985-03-29 | 1986-12-23 | Dimetrics, Inc. | Automated position detectors and welding system utilizing same |
-
1988
- 1988-03-18 JP JP63063378A patent/JP2828985B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-03-16 DE DE89104737T patent/DE68910712T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-03-16 US US07/324,555 patent/US4943701A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-03-16 EP EP89104737A patent/EP0333195B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0333195A1 (en) | 1989-09-20 |
| DE68910712D1 (de) | 1993-12-23 |
| DE68910712T2 (de) | 1994-04-28 |
| JPH01237076A (ja) | 1989-09-21 |
| EP0333195B1 (en) | 1993-11-18 |
| US4943701A (en) | 1990-07-24 |
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