JP3257452B2 - 揺動高速回転アーク溶接方法および装置 - Google Patents
揺動高速回転アーク溶接方法および装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アークを高速で回
転させながら溶接トーチを開先幅方向に揺動させて溶接
を行う揺動高速回転アーク溶接方法および装置に関す
る。
転させながら溶接トーチを開先幅方向に揺動させて溶接
を行う揺動高速回転アーク溶接方法および装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】高速回転アーク溶接方法は、アークを高
速回転させながら溶接を行う方法であり、アークが分散
されるため、大電流が使用可能となり、大電流使用によ
り溶着量を増加させることができる。また、回転アーク
の溶接信号（アーク電圧または溶接電流）を検出するこ
とにより、開先倣い、溶着量制御、多層盛溶接等の数多
くの溶接制御を行うことが可能である。
速回転させながら溶接を行う方法であり、アークが分散
されるため、大電流が使用可能となり、大電流使用によ
り溶着量を増加させることができる。また、回転アーク
の溶接信号（アーク電圧または溶接電流）を検出するこ
とにより、開先倣い、溶着量制御、多層盛溶接等の数多
くの溶接制御を行うことが可能である。
【０００３】しかし、溶接中に開先幅（ギャップ）の変
動により開先幅が広がったり、開先幅の大きな部材の溶
接では、開先幅がアークの回転半径の上限より大きくな
り、開先部の充分な溶込みを得ることができない。
動により開先幅が広がったり、開先幅の大きな部材の溶
接では、開先幅がアークの回転半径の上限より大きくな
り、開先部の充分な溶込みを得ることができない。
【０００４】このような開先幅の大きな場合に対処する
方法として、特公平１ー３９８７４号公報が公知であ
る。
方法として、特公平１ー３９８７４号公報が公知であ
る。
【０００５】この公報に記載の高速回転アーク溶接方法
の開先倣い原理を図５（平面図）により説明すると、所
定の回転径ｒで高速回転するアークを開先幅方向に一定
の周期と振幅で揺動させながらアーク電圧または溶接電
流の波形を検出し、該波形を溶接進行方向（矢印方向）
に対して、前記回転の左側半周期と右側半周期に分割
し、開先中心に対して前記揺動の左側半周期について
は、前記回転の左側分割波形の面積ＳＬを、前記揺動の
右側半周期については、前記回転の右側分割波形の面積
ＳＲを、各々積分し、前記揺動の左側の積分値ＳＬと揺
動の右側の積分値ＳＲとを比較し、その差がゼロになる
ように前記揺動の中心位置を修正しながら溶接する方法
である。
の開先倣い原理を図５（平面図）により説明すると、所
定の回転径ｒで高速回転するアークを開先幅方向に一定
の周期と振幅で揺動させながらアーク電圧または溶接電
流の波形を検出し、該波形を溶接進行方向（矢印方向）
に対して、前記回転の左側半周期と右側半周期に分割
し、開先中心に対して前記揺動の左側半周期について
は、前記回転の左側分割波形の面積ＳＬを、前記揺動の
右側半周期については、前記回転の右側分割波形の面積
ＳＲを、各々積分し、前記揺動の左側の積分値ＳＬと揺
動の右側の積分値ＳＲとを比較し、その差がゼロになる
ように前記揺動の中心位置を修正しながら溶接する方法
である。
【０００６】つまり、アークを高速回転させながら、開
先中心を揺動の中心として所定の振幅で溶接トーチを揺
動させることで、開先幅がアークの回転径の上限を越え
ても、開先幅全体に高速回転アーク溶接方法が適用でき
るようにしたものである。
先中心を揺動の中心として所定の振幅で溶接トーチを揺
動させることで、開先幅がアークの回転径の上限を越え
ても、開先幅全体に高速回転アーク溶接方法が適用でき
るようにしたものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
特公平１ー３９８７４号公報に開示された従来技術は、
外乱によりアーク電圧または溶接電流の平均値が変動す
ると、アークセンサーとしての検出精度が低下し、実用
化が困難であった。
特公平１ー３９８７４号公報に開示された従来技術は、
外乱によりアーク電圧または溶接電流の平均値が変動す
ると、アークセンサーとしての検出精度が低下し、実用
化が困難であった。
【０００８】即ち、揺動の左半周期と右半周期で別個に
アーク電圧波形ＳＲ，ＳＬを検出する従来方式では、外
乱によりアーク電圧または溶接電流の平均値が増加する
と前記外乱の発生位置が揺動位置で異なる。即ち、揺動
の右半周期に溶接トーチが位置しているときに外乱が発
生すると、積分値ＳＲが変動し、揺動の左半周期の値Ｓ
Ｌは時間差の関係で外乱を検知しないので、揺動の左右
で値が異なり正常であるにも関わらず、開先壁１ａに接
近したごとく判断し、誤作動が生じる。
アーク電圧波形ＳＲ，ＳＬを検出する従来方式では、外
乱によりアーク電圧または溶接電流の平均値が増加する
と前記外乱の発生位置が揺動位置で異なる。即ち、揺動
の右半周期に溶接トーチが位置しているときに外乱が発
生すると、積分値ＳＲが変動し、揺動の左半周期の値Ｓ
Ｌは時間差の関係で外乱を検知しないので、揺動の左右
で値が異なり正常であるにも関わらず、開先壁１ａに接
近したごとく判断し、誤作動が生じる。
【０００９】従って、高速回転アーク溶接を揺動溶接と
して使用する場合の開先線追従が良好に行われない問題
があった。
して使用する場合の開先線追従が良好に行われない問題
があった。
【００１０】本発明は、前述の問題を解決し、高精度の
開先倣いが可能な揺動高速回転アーク溶接方法を目的と
する。
開先倣いが可能な揺動高速回転アーク溶接方法を目的と
する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決する第
一の手段は、アークを高速回転させながら溶接トーチを
開先幅方向に揺動させて溶接を行う揺動高速回転アーク
溶接方法において、（イ）アーク電圧または溶接電流の
波形を検出し、（ロ）アークの１回転毎に、前記波形
を、回転の左半周期の所定範囲および回転の右半周期の
所定の範囲でそれぞれ積分し、（ハ）前記回転の左半周
期の積分値（ＳＬ）と前記回転の右半周期の積分値（Ｓ
Ｒ）から、アーク回転の１回転毎の差分値（ＳＬ−Ｓ
Ｒ）を算出し、（ニ）前記揺動の１または２以上の周期
分の、前記差分値（ＳＬ−ＳＲ）の揺動の左側所定位置
毎の積算値Σ（ＳＬ−ＳＲ）＝ＶＬおよび揺動の右側所
定位置毎の積算値Σ（ＳＲ−ＳＬ）＝ＶＲを算出し、
（ホ）前記積算値ＶＬ−ＶＲの差を算出し、（ヘ）前記
積算値ＶＬ−ＶＲの差により溶接トーチの揺動中心が開
先中心線と一致するように溶接トーチを開先幅方向に移
動修正する、揺動高速回転アーク溶接方法である。
一の手段は、アークを高速回転させながら溶接トーチを
開先幅方向に揺動させて溶接を行う揺動高速回転アーク
溶接方法において、（イ）アーク電圧または溶接電流の
波形を検出し、（ロ）アークの１回転毎に、前記波形
を、回転の左半周期の所定範囲および回転の右半周期の
所定の範囲でそれぞれ積分し、（ハ）前記回転の左半周
期の積分値（ＳＬ）と前記回転の右半周期の積分値（Ｓ
Ｒ）から、アーク回転の１回転毎の差分値（ＳＬ−Ｓ
Ｒ）を算出し、（ニ）前記揺動の１または２以上の周期
分の、前記差分値（ＳＬ−ＳＲ）の揺動の左側所定位置
毎の積算値Σ（ＳＬ−ＳＲ）＝ＶＬおよび揺動の右側所
定位置毎の積算値Σ（ＳＲ−ＳＬ）＝ＶＲを算出し、
（ホ）前記積算値ＶＬ−ＶＲの差を算出し、（ヘ）前記
積算値ＶＬ−ＶＲの差により溶接トーチの揺動中心が開
先中心線と一致するように溶接トーチを開先幅方向に移
動修正する、揺動高速回転アーク溶接方法である。
【００１２】前述の課題を解決する第二の手段は、アー
クを高速回転させる手段と、溶接トーチを開先幅方向に
揺動させる手段を有する揺動高速回転アーク溶接装置に
おいて、（イ）アーク電圧または溶接電流の波形を検出
する手段と、（ロ）アークの１回転毎に、前記波形を、
回転の左半周期の所定範囲および回転の右半周期の所定
の範囲でそれぞれ積分する手段と、（ハ）前記回転の左
半周期の積分値（ＳＬ）と前記回転の右半周期の積分値
（ＳＲ）から、アーク回転の１回転毎の差分値（ＳＬ−
ＳＲ）を算出する手段と、（ニ）前記揺動の１または２
以上の周期分の、前記差分値（ＳＬ−ＳＲ）の揺動の左
側所定位置毎の積算値Σ（ＳＬ−ＳＲ）＝ＶＬおよび揺
動の右側所定位置毎の積算値Σ（ＳＲ−ＳＬ）＝ＶＲを
算出する手段と、（ホ）前記積算値ＶＬ−ＶＲの差を算
出する手段と、（ヘ）前記積算値ＶＬ−ＶＲの差により
溶接トーチの揺動中心が開先中心線と一致するように溶
接トーチを開先幅方向に移動修正する手段と、を有する
ことを特徴とする揺動高速回転アーク溶接装置である。
クを高速回転させる手段と、溶接トーチを開先幅方向に
揺動させる手段を有する揺動高速回転アーク溶接装置に
おいて、（イ）アーク電圧または溶接電流の波形を検出
する手段と、（ロ）アークの１回転毎に、前記波形を、
回転の左半周期の所定範囲および回転の右半周期の所定
の範囲でそれぞれ積分する手段と、（ハ）前記回転の左
半周期の積分値（ＳＬ）と前記回転の右半周期の積分値
（ＳＲ）から、アーク回転の１回転毎の差分値（ＳＬ−
ＳＲ）を算出する手段と、（ニ）前記揺動の１または２
以上の周期分の、前記差分値（ＳＬ−ＳＲ）の揺動の左
側所定位置毎の積算値Σ（ＳＬ−ＳＲ）＝ＶＬおよび揺
動の右側所定位置毎の積算値Σ（ＳＲ−ＳＬ）＝ＶＲを
算出する手段と、（ホ）前記積算値ＶＬ−ＶＲの差を算
出する手段と、（ヘ）前記積算値ＶＬ−ＶＲの差により
溶接トーチの揺動中心が開先中心線と一致するように溶
接トーチを開先幅方向に移動修正する手段と、を有する
ことを特徴とする揺動高速回転アーク溶接装置である。
【００１３】前述の第一、第二の手段によれば、アーク
を高速回転させながら開先内で溶接トーチを右側へ揺動
させ、アーク電圧または溶接電流の波形は、アーク回転
の半周期単位で検出され、開先の平坦な部分では、アー
ク回転の左半周期と右半周期の値がほぼ等しい関係にあ
るが、右側開先壁に接近すると、溶接ワイヤ（電極）先
端と右側開先壁の距離が接近するので、アーク長が短く
なり、アーク回転の右半周期の値は、アーク回転の左半
周期の値より低下し差が生じる。左側の開先壁に接近し
た場合は、前述と逆に、アーク回転の左半周期の値が低
下し、アーク回転の右半周期の値との間に差が生じる。
この現象により両側の開先壁の存在を知ることができ
る。
を高速回転させながら開先内で溶接トーチを右側へ揺動
させ、アーク電圧または溶接電流の波形は、アーク回転
の半周期単位で検出され、開先の平坦な部分では、アー
ク回転の左半周期と右半周期の値がほぼ等しい関係にあ
るが、右側開先壁に接近すると、溶接ワイヤ（電極）先
端と右側開先壁の距離が接近するので、アーク長が短く
なり、アーク回転の右半周期の値は、アーク回転の左半
周期の値より低下し差が生じる。左側の開先壁に接近し
た場合は、前述と逆に、アーク回転の左半周期の値が低
下し、アーク回転の右半周期の値との間に差が生じる。
この現象により両側の開先壁の存在を知ることができ
る。
【００１４】例えば、溶接信号をアーク電圧で説明すれ
ば、図１（開先断面図）および図２に示すごとく、開先
１の開先壁１ａに対し、溶接トーチが右側に揺動し、開
先壁１ａに接近すると、回転の右側に位置したときの溶
接ワイヤ２ａ（２）のアークａの長さは、回転の左側に
位置している溶接ワイヤ２ｂ（２）のアークｂの長さよ
り短くなり、図２に示すように、開先壁１ａに近い方で
検出されるアーク電圧値は、内方（溶接ワイヤ２ｂの回
転位置）より低下し、回転の右側半周期の値ＳＲと回転
の左側半周期の値ＳＬの関係は、ＳＬ＞ＳＲとなる。
ば、図１（開先断面図）および図２に示すごとく、開先
１の開先壁１ａに対し、溶接トーチが右側に揺動し、開
先壁１ａに接近すると、回転の右側に位置したときの溶
接ワイヤ２ａ（２）のアークａの長さは、回転の左側に
位置している溶接ワイヤ２ｂ（２）のアークｂの長さよ
り短くなり、図２に示すように、開先壁１ａに近い方で
検出されるアーク電圧値は、内方（溶接ワイヤ２ｂの回
転位置）より低下し、回転の右側半周期の値ＳＲと回転
の左側半周期の値ＳＬの関係は、ＳＬ＞ＳＲとなる。
【００１５】この（ＳＬ−ＳＲ）の差分値は、回転中心
と開先壁１ａとの距離ΔＸR （図１）が短くなると増加
するため、（ＳＬ−ＳＲ）の差が大となり、開先壁１ａ
の存在が検知できる。
と開先壁１ａとの距離ΔＸR （図１）が短くなると増加
するため、（ＳＬ−ＳＲ）の差が大となり、開先壁１ａ
の存在が検知できる。
【００１６】具体的には、アークの１回転毎に、前記ア
ーク電圧波形を、回転の左半周期の所定範囲および回転
の右半周期の所定の範囲でそれぞれ積分する。前記回転
の左半周期の積分値（ＳＬ）と前記回転の右半周期の積
分値（ＳＲ）から、溶接トーチ１回転毎の比較値（ＳＬ
−ＳＲ）を算出することにより、その回転位置でのズレ
量を検出することができる。もし、ズレていなければ、
（ＳＬ−ＳＲ）はゼロとなる。
ーク電圧波形を、回転の左半周期の所定範囲および回転
の右半周期の所定の範囲でそれぞれ積分する。前記回転
の左半周期の積分値（ＳＬ）と前記回転の右半周期の積
分値（ＳＲ）から、溶接トーチ１回転毎の比較値（ＳＬ
−ＳＲ）を算出することにより、その回転位置でのズレ
量を検出することができる。もし、ズレていなければ、
（ＳＬ−ＳＲ）はゼロとなる。
【００１７】そして、得られた比較値の所定時間のサン
プリング値を積分する。所定時間が１回転分の時間であ
れば、１回転毎のＳＬ−ＳＲとなる。
プリング値を積分する。所定時間が１回転分の時間であ
れば、１回転毎のＳＬ−ＳＲとなる。
【００１８】本発明では、溶接トーチは揺動しているた
め、当然、１回転毎に見るとズレているので、１揺動毎
のズレ量の積算が必要であり、そのため、前記得られた
ＳＬ−ＳＲの値を１揺動周期分積算し、時間移動を行な
って１揺動における揺動の右側と左側の積算値を比較し
て開先中心からの揺動中心のズレ量を算出する。
め、当然、１回転毎に見るとズレているので、１揺動毎
のズレ量の積算が必要であり、そのため、前記得られた
ＳＬ−ＳＲの値を１揺動周期分積算し、時間移動を行な
って１揺動における揺動の右側と左側の積算値を比較し
て開先中心からの揺動中心のズレ量を算出する。
【００１９】急激なズレ量の修正をさけるために、前記
１揺動周期毎の積算値をＮ揺動周期分の移動平均を行
う。Ｎ＝１ならば、１揺動周期毎の演算となる。
１揺動周期毎の積算値をＮ揺動周期分の移動平均を行
う。Ｎ＝１ならば、１揺動周期毎の演算となる。
【００２０】その後、Ｎ揺動周期分の演算値によって開
先中心からの揺動中心のズレを修正し、演算値がゼロで
あれば、当然、修正の制御は行われない。
先中心からの揺動中心のズレを修正し、演算値がゼロで
あれば、当然、修正の制御は行われない。
【００２１】また、アーク電圧変動等の急激な外乱が発
生した場合でも、常に、アーク回転の半周期単位で減算
（ＳＬ−ＳＲ）しながら検出するので、外乱分も回転の
周期内で減算されることになる。
生した場合でも、常に、アーク回転の半周期単位で減算
（ＳＬ−ＳＲ）しながら検出するので、外乱分も回転の
周期内で減算されることになる。
【００２２】よって、外乱によるの揺動制御の誤差動が
防止される。
防止される。
【００２３】
【発明の実施の形態】図３（ａ）は、本発明の揺動高速
回転アーク溶接方法の一実施の形態を説明する概略平面
図であり、図３（ｂ）は開先断面図を示したものであ
る。
回転アーク溶接方法の一実施の形態を説明する概略平面
図であり、図３（ｂ）は開先断面図を示したものであ
る。
【００２４】図３（ａ），（ｂ）において、１は開先
で、１ａ、１ｂは開先壁であり、２、２′は端部加工に
より前記開先１が形成された被溶接材、３は開先の中心
線で、４、５は開先１の壁縁線である。６は開先１内を
揺動する高速回転アークの回転中心の軌跡であり、溶接
トーチの軌跡でもある。７は、回転アークの回転軌跡で
ある。
で、１ａ、１ｂは開先壁であり、２、２′は端部加工に
より前記開先１が形成された被溶接材、３は開先の中心
線で、４、５は開先１の壁縁線である。６は開先１内を
揺動する高速回転アークの回転中心の軌跡であり、溶接
トーチの軌跡でもある。７は、回転アークの回転軌跡で
ある。
【００２５】以下、本発明はアーク電圧を検出する例で
説明する。ＳＬはアークの回転左側半周期におけるアー
ク電圧値の積分値であり、ＳＲはアークの回転右側半周
期におけるアーク電圧値の積分値である。
説明する。ＳＬはアークの回転左側半周期におけるアー
ク電圧値の積分値であり、ＳＲはアークの回転右側半周
期におけるアーク電圧値の積分値である。
【００２６】本発明は、高速回転するアークが、開先１
の右側（Ｒ）および左側（Ｌ）を揺動しながら溶接方向
に進行し、アークの回転および揺動につれアーク電圧の
波形を検出し、前記回転の左側半周期のアーク電圧積分
値ＳＬと前記回転の右側半周期のアーク電圧積分値ＳＲ
を連続して検出する。
の右側（Ｒ）および左側（Ｌ）を揺動しながら溶接方向
に進行し、アークの回転および揺動につれアーク電圧の
波形を検出し、前記回転の左側半周期のアーク電圧積分
値ＳＬと前記回転の右側半周期のアーク電圧積分値ＳＲ
を連続して検出する。
【００２７】図４は、本発明の揺動高速回転アーク溶接
方法を実施するための装置の実施の形態にかかる制御ブ
ロック図である。尚、アークの高速回転手段および溶接
トーチの揺動手段については、公知であるので、図示は
省略した。
方法を実施するための装置の実施の形態にかかる制御ブ
ロック図である。尚、アークの高速回転手段および溶接
トーチの揺動手段については、公知であるので、図示は
省略した。
【００２８】８はアーク電圧検出器、９はアークの回転
位置検出器（エンコーダ）であり、１０はアーク回転の
左側半周期のアーク電圧積分器、１１はアーク回転の右
側半周期のアーク電圧積分器である。
位置検出器（エンコーダ）であり、１０はアーク回転の
左側半周期のアーク電圧積分器、１１はアーク回転の右
側半周期のアーク電圧積分器である。
【００２９】１２はタイミングパルス発生器で、前記ア
ーク電圧検出器８のアーク電圧を、アークの回転位置検
出器９とタイミングパルス発生器１２のタイミングパル
スにより左側半周期のアーク電圧積分器１０および右側
半周期のアーク電圧積分器１１に取込み、比較器１３
で、回転の左側半周期のアーク電圧積分値ＳＬと回転の
右側半周期のアーク電圧積分値ＳＲとの比較（ＳＬ−Ｓ
Ｒ）を行う。
ーク電圧検出器８のアーク電圧を、アークの回転位置検
出器９とタイミングパルス発生器１２のタイミングパル
スにより左側半周期のアーク電圧積分器１０および右側
半周期のアーク電圧積分器１１に取込み、比較器１３
で、回転の左側半周期のアーク電圧積分値ＳＬと回転の
右側半周期のアーク電圧積分値ＳＲとの比較（ＳＬ−Ｓ
Ｒ）を行う。
【００３０】次に、１４は揺動左半周期積算器で、揺動
位置検出器１７からの溶接トーチの左端信号により、揺
動Ｎ回における揺動左半周期の（ＳＬ−ＳＲ）を揺動左
半周期積算器１４で積算し、Σ（ＳＬ−ＳＲ）＝ＶＬを
算出する。同様に、揺動Ｎ回における揺動右半周期の
（ＳＲ−ＳＬ）を揺動位置検出器１７からの溶接トーチ
の右端信号により、揺動右半周期積算器１５で積算し、
Σ（ＳＲ−ＳＬ）＝ＶＲを算出する。
位置検出器１７からの溶接トーチの左端信号により、揺
動Ｎ回における揺動左半周期の（ＳＬ−ＳＲ）を揺動左
半周期積算器１４で積算し、Σ（ＳＬ−ＳＲ）＝ＶＬを
算出する。同様に、揺動Ｎ回における揺動右半周期の
（ＳＲ−ＳＬ）を揺動位置検出器１７からの溶接トーチ
の右端信号により、揺動右半周期積算器１５で積算し、
Σ（ＳＲ−ＳＬ）＝ＶＲを算出する。
【００３１】前記揺動回数は１回以上であれば、任意に
設定するものとする。また、１６は溶接トーチの開先幅
方向の位置を検出するＸ軸位置検出器で、Ｘ軸位置検出
器１６の信号は、溶接トーチの揺動位置を検出する揺動
位置検出器１７に送信され、揺動位置検出器１７の信号
が、揺動左半周期積算器１４および揺動右半周期積算器
１５に送信され、揺動の左、右端を規定する。
設定するものとする。また、１６は溶接トーチの開先幅
方向の位置を検出するＸ軸位置検出器で、Ｘ軸位置検出
器１６の信号は、溶接トーチの揺動位置を検出する揺動
位置検出器１７に送信され、揺動位置検出器１７の信号
が、揺動左半周期積算器１４および揺動右半周期積算器
１５に送信され、揺動の左、右端を規定する。
【００３２】尚、揺動位置検出器１７はＸ軸揺動制御回
路１８の信号を受けて揺動位置を検出し、また、揺動位
置検出器１７で検出された左、右端の信号は、Ｘ軸揺動
制御回路１８に入力され制御信号として使用される。
路１８の信号を受けて揺動位置を検出し、また、揺動位
置検出器１７で検出された左、右端の信号は、Ｘ軸揺動
制御回路１８に入力され制御信号として使用される。
【００３３】次に、揺動左半周期積算器１４および揺動
右半周期積算器１５で積算された揺動左半周期の積算値
ＶＬと揺動右半周期積算値ＶＲのアーク電圧値は、比較
器１９で比較され、ＶＬ−ＶＲに差が生じれば、揺動中
心演算器２０へ出力され、揺動中心の制御信号が揺動中
心演算器２０から出力され、Ｘ軸揺動制御回路１８に入
力され、Ｘ軸揺動制御回路１８からの出力で、溶接トー
チを開先幅方向へ駆動するＸ軸駆動回路２１を経由して
Ｘ軸モータを制御し、溶接トーチの揺動中心を移動制御
し、開先１の中心線に揺動中心が一致するように修正さ
れる。
右半周期積算器１５で積算された揺動左半周期の積算値
ＶＬと揺動右半周期積算値ＶＲのアーク電圧値は、比較
器１９で比較され、ＶＬ−ＶＲに差が生じれば、揺動中
心演算器２０へ出力され、揺動中心の制御信号が揺動中
心演算器２０から出力され、Ｘ軸揺動制御回路１８に入
力され、Ｘ軸揺動制御回路１８からの出力で、溶接トー
チを開先幅方向へ駆動するＸ軸駆動回路２１を経由して
Ｘ軸モータを制御し、溶接トーチの揺動中心を移動制御
し、開先１の中心線に揺動中心が一致するように修正さ
れる。
【００３４】もし、前記ＶＬ−ＶＲの差の値がゼロであ
れば、揺動中心はそのままで溶接が続行される。
れば、揺動中心はそのままで溶接が続行される。
【００３５】本発明においては、外乱等によりアーク電
圧が変動した場合は、アーク回転の左、右半周期に同時
に検出されるので、ＳＬ−ＳＲの値が、外乱によりＳ
Ｌ′−ＳＲ′となっても、差分の絶対値は変動しない。
よって、外乱が発生しても、揺動中心の修正制御には、
何の支障も生じない。
圧が変動した場合は、アーク回転の左、右半周期に同時
に検出されるので、ＳＬ−ＳＲの値が、外乱によりＳ
Ｌ′−ＳＲ′となっても、差分の絶対値は変動しない。
よって、外乱が発生しても、揺動中心の修正制御には、
何の支障も生じない。
【００３６】本発明の実施例について、以下の溶接条件
で揺動高速回転アーク溶接を行い、応答性の良好な開先
倣いが行えた。
で揺動高速回転アーク溶接を行い、応答性の良好な開先
倣いが行えた。
【００３７】
被溶接材：ＳＭ４９０鋼材、長さ２５０ｍｍＬ×幅２０
０ｍｍ×板厚ｍｍ 開先形状：３０°Ｖ型開先、ギャップ６ｍｍ 溶接ワイヤ／シールドガス：１．６ｍｍΦ／ＣＯ2 １０
０％ 裏当材：フラックス 溶接条件：溶接電流３００Ａ，アーク電圧２８Ｖ，溶接
速度１５ｃｍ／分 回転・揺動条件：アーク回転数５０Ｈｚ，アーク回転直
径３ｍｍΦ、揺動幅５ｍｍ，揺動周期２Ｈｚ 制御定数： 一揺動周期Ｔ１＝５００ｍｓ，移動平均の数Ｎ＝５回 サンプリング時間Ｔ２＝２０ｍｓ
０ｍｍ×板厚ｍｍ 開先形状：３０°Ｖ型開先、ギャップ６ｍｍ 溶接ワイヤ／シールドガス：１．６ｍｍΦ／ＣＯ2 １０
０％ 裏当材：フラックス 溶接条件：溶接電流３００Ａ，アーク電圧２８Ｖ，溶接
速度１５ｃｍ／分 回転・揺動条件：アーク回転数５０Ｈｚ，アーク回転直
径３ｍｍΦ、揺動幅５ｍｍ，揺動周期２Ｈｚ 制御定数： 一揺動周期Ｔ１＝５００ｍｓ，移動平均の数Ｎ＝５回 サンプリング時間Ｔ２＝２０ｍｓ
【００３８】
【発明の効果】以上のとおり、本発明は、、外乱が発生
しても高精度の開先倣いが可能となり、高速回転アーク
を用いる溶接方法を、揺動方式の溶接方法まで、適用分
野を拡大することが可能となった。
しても高精度の開先倣いが可能となり、高速回転アーク
を用いる溶接方法を、揺動方式の溶接方法まで、適用分
野を拡大することが可能となった。
【図１】本発明にかかる揺動高速回転アーク溶接方法の
原理を示す開先断面図である。
原理を示す開先断面図である。
【図２】本発明にかかる揺動高速回転アーク溶接方法の
原理を示す溶接信号（アーク電圧）波形図である。
原理を示す溶接信号（アーク電圧）波形図である。
【図３】（ａ）は、本発明の揺動高速回転アーク溶接方
法の一実施の形態を説明する概略平面図である。（ｂ）
は開先断面図である。
法の一実施の形態を説明する概略平面図である。（ｂ）
は開先断面図である。
【図４】本発明の揺動高速回転アーク溶接方法を実施す
るための装置の実施の形態にかかる制御ブロック図であ
る。
るための装置の実施の形態にかかる制御ブロック図であ
る。
【図５】従来技術における溶接信号にサンプリング状態
を示す概略平面図である。
を示す概略平面図である。
１ 開先 １ａ 開先壁 １ｂ 開先壁 ２ 被溶接材 ２′被溶接材 ３ 開先中心線 ４ 開先壁縁線 ５ 開先壁縁線 ６ 揺動軌跡 ７ アーク回転軌跡 ８ アーク電圧検出器 ９ 回転位置検出器 １０ 左側積分器 １１ 右側積分器 １２ タイミングパルス発生器 １３ 比較器 １４ 揺動左半周期積算器 １５ 揺動右半周期積算器 １６ Ｘ軸位置検出器 １７ 揺動位置検出器 １８ Ｘ軸揺動制御回路 １９ 比較器 ２０ 揺動中心演算器 ２１ Ｘ軸駆動回路 ２２ Ｘ軸モータ ａ アーク ｂ アーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−47871（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−254979（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 9/127 B23K 9/022
Claims (2)
- 【請求項１】 アークを高速回転させながら溶接トーチ
を開先幅方向に揺動させて溶接を行う揺動高速回転アー
ク溶接方法において、（イ）アーク電圧または溶接電流
の波形を検出し、（ロ）アークの１回転毎に、前記波形
を、回転の左半周期の所定範囲および回転の右半周期の
所定の範囲でそれぞれ積分し、（ハ）前記回転の左半周
期の積分値（ＳＬ）と前記回転の右半周期の積分値（Ｓ
Ｒ）から、アーク回転の１回転毎の差分値（ＳＬ−Ｓ
Ｒ）を算出し、（ニ）前記揺動の１または２以上の周期
分の、前記差分値（ＳＬ−ＳＲ）の揺動の左側所定位置
毎の積算値Σ（ＳＬ−ＳＲ）＝ＶＬおよび揺動の右側所
定位置毎の積算値Σ（ＳＲ−ＳＬ）＝ＶＲを算出し、
（ホ）前記積算値ＶＬ−ＶＲの差を算出し、（ヘ）前記
積算値ＶＬ−ＶＲの差により溶接トーチの揺動中心が開
先中心線と一致するように溶接トーチを開先幅方向に移
動修正する、ことを特徴とする揺動高速回転アーク溶接
方法。 - 【請求項２】 アークを高速回転させる手段と、溶接ト
ーチを開先幅方向に揺動させる手段を有する揺動高速回
転アーク溶接装置において、（イ）アーク電圧または溶
接電流の波形を検出する手段と、（ロ）アークの１回転
毎に、前記波形を、回転の左半周期の所定範囲および回
転の右半周期の所定の範囲でそれぞれ積分する手段と、
（ハ）前記回転の左半周期の積分値（ＳＬ）と前記回転
の右半周期の積分値（ＳＲ）から、アーク回転の１回転
毎の差分値（ＳＬ−ＳＲ）を算出する手段と、（ニ）前
記揺動の１または２以上の周期分の、前記差分値（ＳＬ
−ＳＲ）の揺動の左側所定位置毎の積算値Σ（ＳＬ−Ｓ
Ｒ）＝ＶＬおよび揺動の右側所定位置毎の積算値Σ（Ｓ
Ｒ−ＳＬ）＝ＶＲを算出する手段と、（ホ）前記積算値
ＶＬ−ＶＲの差を算出する手段と、（ヘ）前記積算値Ｖ
Ｌ−ＶＲの差により溶接トーチの揺動中心が開先中心線
と一致するように溶接トーチを開先幅方向に移動修正す
る手段と、を有することを特徴とする揺動高速回転アー
ク溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14633897A JP3257452B2 (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 揺動高速回転アーク溶接方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14633897A JP3257452B2 (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 揺動高速回転アーク溶接方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10328834A JPH10328834A (ja) | 1998-12-15 |
| JP3257452B2 true JP3257452B2 (ja) | 2002-02-18 |
Family
ID=15405444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14633897A Expired - Fee Related JP3257452B2 (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 揺動高速回転アーク溶接方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3257452B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5498246B2 (ja) * | 2010-05-11 | 2014-05-21 | 株式会社神戸製鋼所 | タンデムアーク溶接システムを制御するロボットコントローラ、それを用いたアーク倣い制御方法およびタンデムアーク溶接システム |
-
1997
- 1997-06-04 JP JP14633897A patent/JP3257452B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10328834A (ja) | 1998-12-15 |
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