JP3758178B2 - 溶接線倣い制御装置 - Google Patents
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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開先幅方向に溶接トーチを揺動させ、揺動両端の電流差により溶接線に追従させる溶接線倣い装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶接線倣い装置としては、溶接トーチを開先幅方向に揺動させ、揺動両端の電流偏差又は電圧偏差を利用して、軌跡修正を行う方法が広く知られている。この基本原理は、揺動両端および揺動中央において図４に示すようにアーク長一定であるという前提に基づいている。すなわち、アークセンサの軌跡修正の情報として、ワイヤの突き出し長の変化による電気的変化を利用しているわけである。図３を用いて説明する。前述のように軌跡の開先幅方向の修正方法としては、揺動両端の電流ＩＬおよびＩＲの偏差すなわちＩＬ−ＩＲを修正情報源としている。図３（ｃ）に示すように、溶接トーチが溶接線に対して右方向にずれている場合は、ＩＲの値が大きくなる。すなわちＩＬ−ＩＲ＜０となり、これを検出して左方向に修正信号を出力する。又、逆に、図３（ｂ）に示すように、溶接トーチが溶接線方向に対して左方向にずれている場合は、ＩＬの値が大きくなる。すなわちＩＬ−ＩＲ＞０となり、これを検出して右方向に修正信号を出力する。開先高さ方向の修正方法としては、揺動中央の検出電流値ＩＣ、又は揺動両端の検出電流値の平均値（ＩＬ＋ＩＲ）／２が設定電流値より大きい場合、開先高さ上方向へ修正信号を出力する。逆に、揺動中央の検出電流値ＩＣ、又は揺動両端の検出電流値の平均値（ＩＬ＋ＩＲ）／２が設定電流値より小さい場合、開先高さ下方向へ修正信号を出力する。なお、図３（ａ）はずれていない場合を示すものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の検出方法では、アーク長一定という現象が成立していないと、位置ずれ量に対する電流変化量が極端に減少し誤検出したり、又、揺動両端で短絡が発生しやすくなるため、検出電流値は本来の位置ずれ量に対する電流変化量より大きな短絡電流の変化量が含まれるため、正しい修正情報が得られなくなる。一般に、アーク長一定になるのは、溶接トーチの揺動周波数が低速の場合であり、溶接機の自己制御特性によるものであるが、溶接トーチの揺動周波数が高速になると、溶接機の自己制御作用が作用しなくなり、アーク長一定ではなくなる。図５に示すように、溶接トーチを高速で揺動させるとアーク長一定の原理が成立しなくなり、ワイヤ突き出し長一定の関係になる。このため、揺動両端において短絡が生じやすくなり、そのため開先幅方向の軌跡修正情報源であるＩＬ−ＩＲの値が変動するため、誤修正の回数が多くなる。そこで、本発明では、揺動周波数が高速になっても確実に溶接線を倣うように制御できる装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明は、溶接トーチを開先幅方向に揺動させてアーク長およびワイヤ突き出し長の変化に伴う電気的変化を検出し、前記検出信号により溶接トーチを溶接線に倣わせる溶接倣い制御装置において、前記溶接トーチが揺動両端又は揺動中央に位置するとき信号を出力する手段と、前記出力信号を受けて前記溶接トーチが前記揺動中央を通過した後に溶接電圧を基準電圧から上昇させ、前記揺動端を通過した後に前記溶接電圧を前記基準電圧に戻す手段と、を設け、前記溶接電圧の上昇と戻しを前記溶接トーチを停止することなく揺動中に行うことを特徴とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施例を示す図である。溶接開始時において、指令電圧設定器１４により設定された電圧が指令電圧出力器９から溶接機１に対して出力される。又、同時に指令電流設定器１５により設定された指令電流が指令電流出力器１０から溶接機１に対して出力される。前記の条件にて溶接が開始され、溶接トーチ３と母材４間にアークが発生する。溶接線倣い装置は、図２に示すように溶接トーチ３を揺動させながら溶接を行っていく。又、溶接線倣い装置は、電流検出器５より検出されたデータをローパスフィルタ６により高周波成分を除去し、Ａ／Ｄ変換器７を通してロボット制御装置２内の演算部８に取り込み、データに基づいて溶接線倣いを行う。図２は溶接トーチ先端の動きとそのときの溶接指令電圧の時間変化を表したものである。揺動中央に溶接トーチ３がさしかかったとき、揺動信号発生器１１より信号が出力される。その信号を受けて、図２中のＡ点を溶接トーチ３が通過した時、予め補正指令電圧設定器１３により設定された補正指令電圧値を加算器１２で、基準指令電圧に加えて電圧を上昇させる。溶接トーチ３が揺動両端を通過した後、図２中のＢ点で溶接電圧指令値を基準指令電圧値に戻す。この制御方法により、図４のようなアーク長一定の制御が行え、安定した高精度の溶接線倣いができる。
【０００６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば揺動両端の電圧を上昇させることによりアーク長一定となり、高倣い精度の溶接線倣いが実現できる。又、揺動両端にて短絡発生が減少するため、スパッタの発生が少なくなり、溶接ビードのアンダカットを抑えることができ、溶接ビードの品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す図
【図２】本発明の作用説明図
【図３】アークセンサの修正原理を示す図
【図４】揺動周波数が低い場合の溶接状態（アーク長一定）を示す図
【図５】揺動周波数が高い場合の溶接状態を示す図
【符号の説明】
１：溶接機、２：ロボット制御装置、３：溶接トーチ、４：母材、５：電流検出器、６：ローパスフィルタ、７：Ａ／Ｄ変換器、８：演算部、９：指令電圧出力器、１０：指令電流出力器、１１：揺動信号発生器、１２：加算器、１３：補正指令電圧設定器、１４：指令電圧設定器、１５：指令電流設定器
【発明の属する技術分野】
本発明は、開先幅方向に溶接トーチを揺動させ、揺動両端の電流差により溶接線に追従させる溶接線倣い装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶接線倣い装置としては、溶接トーチを開先幅方向に揺動させ、揺動両端の電流偏差又は電圧偏差を利用して、軌跡修正を行う方法が広く知られている。この基本原理は、揺動両端および揺動中央において図４に示すようにアーク長一定であるという前提に基づいている。すなわち、アークセンサの軌跡修正の情報として、ワイヤの突き出し長の変化による電気的変化を利用しているわけである。図３を用いて説明する。前述のように軌跡の開先幅方向の修正方法としては、揺動両端の電流ＩＬおよびＩＲの偏差すなわちＩＬ−ＩＲを修正情報源としている。図３（ｃ）に示すように、溶接トーチが溶接線に対して右方向にずれている場合は、ＩＲの値が大きくなる。すなわちＩＬ−ＩＲ＜０となり、これを検出して左方向に修正信号を出力する。又、逆に、図３（ｂ）に示すように、溶接トーチが溶接線方向に対して左方向にずれている場合は、ＩＬの値が大きくなる。すなわちＩＬ−ＩＲ＞０となり、これを検出して右方向に修正信号を出力する。開先高さ方向の修正方法としては、揺動中央の検出電流値ＩＣ、又は揺動両端の検出電流値の平均値（ＩＬ＋ＩＲ）／２が設定電流値より大きい場合、開先高さ上方向へ修正信号を出力する。逆に、揺動中央の検出電流値ＩＣ、又は揺動両端の検出電流値の平均値（ＩＬ＋ＩＲ）／２が設定電流値より小さい場合、開先高さ下方向へ修正信号を出力する。なお、図３（ａ）はずれていない場合を示すものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の検出方法では、アーク長一定という現象が成立していないと、位置ずれ量に対する電流変化量が極端に減少し誤検出したり、又、揺動両端で短絡が発生しやすくなるため、検出電流値は本来の位置ずれ量に対する電流変化量より大きな短絡電流の変化量が含まれるため、正しい修正情報が得られなくなる。一般に、アーク長一定になるのは、溶接トーチの揺動周波数が低速の場合であり、溶接機の自己制御特性によるものであるが、溶接トーチの揺動周波数が高速になると、溶接機の自己制御作用が作用しなくなり、アーク長一定ではなくなる。図５に示すように、溶接トーチを高速で揺動させるとアーク長一定の原理が成立しなくなり、ワイヤ突き出し長一定の関係になる。このため、揺動両端において短絡が生じやすくなり、そのため開先幅方向の軌跡修正情報源であるＩＬ−ＩＲの値が変動するため、誤修正の回数が多くなる。そこで、本発明では、揺動周波数が高速になっても確実に溶接線を倣うように制御できる装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明は、溶接トーチを開先幅方向に揺動させてアーク長およびワイヤ突き出し長の変化に伴う電気的変化を検出し、前記検出信号により溶接トーチを溶接線に倣わせる溶接倣い制御装置において、前記溶接トーチが揺動両端又は揺動中央に位置するとき信号を出力する手段と、前記出力信号を受けて前記溶接トーチが前記揺動中央を通過した後に溶接電圧を基準電圧から上昇させ、前記揺動端を通過した後に前記溶接電圧を前記基準電圧に戻す手段と、を設け、前記溶接電圧の上昇と戻しを前記溶接トーチを停止することなく揺動中に行うことを特徴とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施例を示す図である。溶接開始時において、指令電圧設定器１４により設定された電圧が指令電圧出力器９から溶接機１に対して出力される。又、同時に指令電流設定器１５により設定された指令電流が指令電流出力器１０から溶接機１に対して出力される。前記の条件にて溶接が開始され、溶接トーチ３と母材４間にアークが発生する。溶接線倣い装置は、図２に示すように溶接トーチ３を揺動させながら溶接を行っていく。又、溶接線倣い装置は、電流検出器５より検出されたデータをローパスフィルタ６により高周波成分を除去し、Ａ／Ｄ変換器７を通してロボット制御装置２内の演算部８に取り込み、データに基づいて溶接線倣いを行う。図２は溶接トーチ先端の動きとそのときの溶接指令電圧の時間変化を表したものである。揺動中央に溶接トーチ３がさしかかったとき、揺動信号発生器１１より信号が出力される。その信号を受けて、図２中のＡ点を溶接トーチ３が通過した時、予め補正指令電圧設定器１３により設定された補正指令電圧値を加算器１２で、基準指令電圧に加えて電圧を上昇させる。溶接トーチ３が揺動両端を通過した後、図２中のＢ点で溶接電圧指令値を基準指令電圧値に戻す。この制御方法により、図４のようなアーク長一定の制御が行え、安定した高精度の溶接線倣いができる。
【０００６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば揺動両端の電圧を上昇させることによりアーク長一定となり、高倣い精度の溶接線倣いが実現できる。又、揺動両端にて短絡発生が減少するため、スパッタの発生が少なくなり、溶接ビードのアンダカットを抑えることができ、溶接ビードの品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す図
【図２】本発明の作用説明図
【図３】アークセンサの修正原理を示す図
【図４】揺動周波数が低い場合の溶接状態（アーク長一定）を示す図
【図５】揺動周波数が高い場合の溶接状態を示す図
【符号の説明】
１：溶接機、２：ロボット制御装置、３：溶接トーチ、４：母材、５：電流検出器、６：ローパスフィルタ、７：Ａ／Ｄ変換器、８：演算部、９：指令電圧出力器、１０：指令電流出力器、１１：揺動信号発生器、１２：加算器、１３：補正指令電圧設定器、１４：指令電圧設定器、１５：指令電流設定器
Claims (1)
- 溶接トーチを開先幅方向に揺動させてアーク長およびワイヤ突き出し長の変化に伴う電気的変化を検出し、前記検出信号により溶接トーチを溶接線に倣わせる溶接倣い制御装置において、
前記溶接トーチが揺動両端又は揺動中央に位置するとき信号を出力する手段と、
前記出力信号を受けて前記溶接トーチが前記揺動中央を通過した後に溶接電圧を基準電圧から上昇させ、前記揺動端を通過した後に前記溶接電圧を前記基準電圧に戻す手段と、を設け、前記溶接電圧の上昇と戻しを前記溶接トーチを停止することなく揺動中に行うことを特徴とする溶接線倣い制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09039196A JP3758178B2 (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 溶接線倣い制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09039196A JP3758178B2 (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 溶接線倣い制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09253856A JPH09253856A (ja) | 1997-09-30 |
| JP3758178B2 true JP3758178B2 (ja) | 2006-03-22 |
Family
ID=13997290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09039196A Expired - Fee Related JP3758178B2 (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 溶接線倣い制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3758178B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102430842A (zh) * | 2011-12-09 | 2012-05-02 | 浙江久立特材科技股份有限公司 | 焊管纵缝焊接实时跟踪装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4780570B2 (ja) * | 1998-09-04 | 2011-09-28 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | アーク溶接方法 |
-
1996
- 1996-03-19 JP JP09039196A patent/JP3758178B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102430842A (zh) * | 2011-12-09 | 2012-05-02 | 浙江久立特材科技股份有限公司 | 焊管纵缝焊接实时跟踪装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09253856A (ja) | 1997-09-30 |
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