JPH02154B2 - - Google Patents
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- JPH02154B2 JPH02154B2 JP59109361A JP10936184A JPH02154B2 JP H02154 B2 JPH02154 B2 JP H02154B2 JP 59109361 A JP59109361 A JP 59109361A JP 10936184 A JP10936184 A JP 10936184A JP H02154 B2 JPH02154 B2 JP H02154B2
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- welding
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- electrode
- oscillation
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- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 118
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 32
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
- B23K9/0216—Seam profiling, e.g. weaving, multilayer
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、消耗性電極又はフイラーワイヤを併
用する非消耗性電極によるアーク溶接方法によつ
て溶接継手を多層溶接する多層溶接の制御方法に
関する。
用する非消耗性電極によるアーク溶接方法によつ
て溶接継手を多層溶接する多層溶接の制御方法に
関する。
比較的厚板の継手を溶接する場合には、第９図
に示すような多層溶接が行なわれる。ここで図の
溶接ビード３０中に符号１p，２p…，１２pで示
すものをパスと称し、１p，２p，３p〜４p，５p〜
６p，７p〜９p，１０p〜１２pを層と称する。すな
わち、この図では第１層目および第２層目はそれ
ぞれ１パスであり、第３層目および４層目はそれ
ぞれ２パス、第５層目および６層目はそれぞれ３
パスで施工されている。このように開先角度のあ
る継手では、層が進行するにつれて各層での開先
幅が増加するので、これに合わせて各層のパス数
を順次増加させていかなければならない。これ
は、１パスで施工可能な最大ビート幅が、溶接継
手性能の確保や溶接欠陥防止の面から制限されて
いるためである。
に示すような多層溶接が行なわれる。ここで図の
溶接ビード３０中に符号１p，２p…，１２pで示
すものをパスと称し、１p，２p，３p〜４p，５p〜
６p，７p〜９p，１０p〜１２pを層と称する。すな
わち、この図では第１層目および第２層目はそれ
ぞれ１パスであり、第３層目および４層目はそれ
ぞれ２パス、第５層目および６層目はそれぞれ３
パスで施工されている。このように開先角度のあ
る継手では、層が進行するにつれて各層での開先
幅が増加するので、これに合わせて各層のパス数
を順次増加させていかなければならない。これ
は、１パスで施工可能な最大ビート幅が、溶接継
手性能の確保や溶接欠陥防止の面から制限されて
いるためである。
従来この各層での適正パス数の設定は、その層
の溶接前に、溶接作業者が目視であるいは何らか
の計器を用いて、その層の開先幅を測定して適正
なパス数を定めたあと、各パスでの溶接トーチの
ねらい位置を定めて溶接を行なつていた。従つ
て、このような方法で行なう限り、多層溶接を無
人化して溶接の効率をあげることは不可能であつ
た。
の溶接前に、溶接作業者が目視であるいは何らか
の計器を用いて、その層の開先幅を測定して適正
なパス数を定めたあと、各パスでの溶接トーチの
ねらい位置を定めて溶接を行なつていた。従つ
て、このような方法で行なう限り、多層溶接を無
人化して溶接の効率をあげることは不可能であつ
た。
本発明は、かかる状況に鑑みてなされたもので
あり、消耗性電極又はフイラーワイヤを併用する
非消耗性電極によるアーク溶接方法によつて溶接
継手を多層溶接する場合に、各層の溶接中に次層
溶接での適正なパス数と、そのパスでの溶接トー
チのねらい位置を自動的に設定することにより、
多層溶接をパスあるは層ごとに中断させることな
く、自動的に連続して施工できるようにした多層
溶接の制御方法を提供するものである。
あり、消耗性電極又はフイラーワイヤを併用する
非消耗性電極によるアーク溶接方法によつて溶接
継手を多層溶接する場合に、各層の溶接中に次層
溶接での適正なパス数と、そのパスでの溶接トー
チのねらい位置を自動的に設定することにより、
多層溶接をパスあるは層ごとに中断させることな
く、自動的に連続して施工できるようにした多層
溶接の制御方法を提供するものである。
本発明は、特公昭57−3462号公報にて既に提示
した発明、すなわち溶接アーク自身を開先の検出
センサーとして利用した溶接トーチの開先のなら
い制御法を応用的に利用することによつてなされ
る。すなわち、本発明のアーク溶接方法において
は、溶接電源として直流もしくは交流の定電流特
性又は定電圧特性の電源が用いられ、消耗性電極
もしくはフイラーワイヤを併用する非消耗性電極
にて発生するアークのアーク電圧又は溶接電流を
検出し、この値が予め設定された基準値と常に等
しくなるように、溶接電極の軸線方向（以下Ｙ軸
と称する）移動機構によつて電極先端の位置を制
御することによつてアーク長が一定となるように
しつつ、上記電極を開先幅方向（以下Ｘ軸と称
す）に往複揺動させるアーク溶接方法において、
先ず、開先の第１層目の溶接においては、上記揺
動両端でのＸ軸方向の反転を、電極のＹ軸方向の
変位eyが予め定めた基準高さ位置epに一致したこ
とを条件として行なわせ、この動作をくり返すこ
とにより、電極端のアークを開先内の幅方向に往
復揺動させつつ、正確な開先ならいを行なわせ
る。ここで、上記揺動の両端間の１つの期間を１
サイクルとし、この各サイクルにおける揺動のＸ
軸方向の幅、すなわち揺動幅Wwと、開先中心位
置Wcと、さらに、溶接進行方向の位置とを時々
刻々と記憶していき、この記憶動作を溶接継手の
始端から終端まで連続して実行する。
した発明、すなわち溶接アーク自身を開先の検出
センサーとして利用した溶接トーチの開先のなら
い制御法を応用的に利用することによつてなされ
る。すなわち、本発明のアーク溶接方法において
は、溶接電源として直流もしくは交流の定電流特
性又は定電圧特性の電源が用いられ、消耗性電極
もしくはフイラーワイヤを併用する非消耗性電極
にて発生するアークのアーク電圧又は溶接電流を
検出し、この値が予め設定された基準値と常に等
しくなるように、溶接電極の軸線方向（以下Ｙ軸
と称する）移動機構によつて電極先端の位置を制
御することによつてアーク長が一定となるように
しつつ、上記電極を開先幅方向（以下Ｘ軸と称
す）に往複揺動させるアーク溶接方法において、
先ず、開先の第１層目の溶接においては、上記揺
動両端でのＸ軸方向の反転を、電極のＹ軸方向の
変位eyが予め定めた基準高さ位置epに一致したこ
とを条件として行なわせ、この動作をくり返すこ
とにより、電極端のアークを開先内の幅方向に往
復揺動させつつ、正確な開先ならいを行なわせ
る。ここで、上記揺動の両端間の１つの期間を１
サイクルとし、この各サイクルにおける揺動のＸ
軸方向の幅、すなわち揺動幅Wwと、開先中心位
置Wcと、さらに、溶接進行方向の位置とを時々
刻々と記憶していき、この記憶動作を溶接継手の
始端から終端まで連続して実行する。
溶接が終端に達した時点で、上記の揺動各サイ
クルで記憶した揺動幅Wwの各値と、予め設定揺
動幅の限界値WMAXとを比較してWw＜WMAXとな
る数Ｎをカウントし、この数Ｎを、別の予め定め
た設定比率α（α＜１）と上記の揺動の全サイク
ル数ｎとの積αnを比較し、Ｎ＜αnを条件としし
て、次層を１層２パス法で溶接するものと判定す
る。
クルで記憶した揺動幅Wwの各値と、予め設定揺
動幅の限界値WMAXとを比較してWw＜WMAXとな
る数Ｎをカウントし、この数Ｎを、別の予め定め
た設定比率α（α＜１）と上記の揺動の全サイク
ル数ｎとの積αnを比較し、Ｎ＜αnを条件としし
て、次層を１層２パス法で溶接するものと判定す
る。
次に、１層２パス法で溶接を行なう場合には、
上記往複揺動の一方の端部（例えば溶接の進行方
向に対して左端とする）を、前記初層溶接で記憶
した開先中心位置Wcとし、もう一方の端部すな
わち右端は、前記した電極のＹ軸方向の変位ey
が、所定値に達したことを条件として定める。こ
こでいう所定値とは、初層溶接で揺動の両端位置
を定めるのに予め定めた基準高さ位置epに、この
層数までのビート高さを加えた値に相当する。こ
の揺動動作を溶接線方向の進行に従つてくり返す
ことにより、電極先端のアークは、開先線のずれ
や開先幅を変動に関係なく、常に揺動の左端を開
先の中央に、右端を開先の右側面に正確にならう
ことになる。
上記往複揺動の一方の端部（例えば溶接の進行方
向に対して左端とする）を、前記初層溶接で記憶
した開先中心位置Wcとし、もう一方の端部すな
わち右端は、前記した電極のＹ軸方向の変位ey
が、所定値に達したことを条件として定める。こ
こでいう所定値とは、初層溶接で揺動の両端位置
を定めるのに予め定めた基準高さ位置epに、この
層数までのビート高さを加えた値に相当する。こ
の揺動動作を溶接線方向の進行に従つてくり返す
ことにより、電極先端のアークは、開先線のずれ
や開先幅を変動に関係なく、常に揺動の左端を開
先の中央に、右端を開先の右側面に正確にならう
ことになる。
もう一方の片側のパスでは、逆に、揺動の右端
を前記のWcとし、左端をＹ軸変位eyが前記の所
定値に達した位置とすることで同様なならい制御
がなされる。この場合にも、各揺動サイクルでの
揺動幅を順次記憶しておき、かくして１層２パス
の溶接が完了した時点で、初層溶接の場合と同様
に、記憶した各揺動幅Wwが前記WMAXを越えた数
Ｎをカウントして、前記と同様にＮとαnとを比
較して次層のパス数を決定していく。
を前記のWcとし、左端をＹ軸変位eyが前記の所
定値に達した位置とすることで同様なならい制御
がなされる。この場合にも、各揺動サイクルでの
揺動幅を順次記憶しておき、かくして１層２パス
の溶接が完了した時点で、初層溶接の場合と同様
に、記憶した各揺動幅Wwが前記WMAXを越えた数
Ｎをカウントして、前記と同様にＮとαnとを比
較して次層のパス数を決定していく。
以下に本発明の実施例を図面に用いて説明す
る。
る。
第１図は本発明を実施する溶接装置の主要構成
の概要を示す。被溶接母材１に対しその開側２に
沿つて移動可能な溶接台車３に、高さ方向（Ｙ
軸）と開先幅方向（Ｘ軸）との両移動機構４Ｙ，
４Ｘを介して支持された溶接電極５を、開先内で
幅方向に揺動させつつ、開先線に沿つて移動さ
せ、同時にＹ軸方向にアーク長を一定に制御す
る。このときの上記電極５のＸ軸方向の揺動にお
ける変位ex、Ｙ軸方向の変位eyおよび台車方向
（Ｚ軸）の変位ezを検出器２０，２１，２２にて
それぞれ検出する。溶接電極５は、消耗電極でも
非消耗電極でも良く、電極５には被溶接母材１と
の間に溶接電源７が接続される。この電源として
は、溶接用途によつて定電圧特性又は定電流特性
の直流もしくは交流の電源を使い分けるものとす
る。８はアーク電圧検出器、９は溶接電流検出器
で、溶接電源の特性に応じていずれかの検出値を
上記Ｙ軸方向のアーク長制御に用いる。
の概要を示す。被溶接母材１に対しその開側２に
沿つて移動可能な溶接台車３に、高さ方向（Ｙ
軸）と開先幅方向（Ｘ軸）との両移動機構４Ｙ，
４Ｘを介して支持された溶接電極５を、開先内で
幅方向に揺動させつつ、開先線に沿つて移動さ
せ、同時にＹ軸方向にアーク長を一定に制御す
る。このときの上記電極５のＸ軸方向の揺動にお
ける変位ex、Ｙ軸方向の変位eyおよび台車方向
（Ｚ軸）の変位ezを検出器２０，２１，２２にて
それぞれ検出する。溶接電極５は、消耗電極でも
非消耗電極でも良く、電極５には被溶接母材１と
の間に溶接電源７が接続される。この電源として
は、溶接用途によつて定電圧特性又は定電流特性
の直流もしくは交流の電源を使い分けるものとす
る。８はアーク電圧検出器、９は溶接電流検出器
で、溶接電源の特性に応じていずれかの検出値を
上記Ｙ軸方向のアーク長制御に用いる。
この発明の基本となるのは、電極５により発生
するアークの電圧８又は電流９が常に一定となる
ようにＹ軸方向に電極５を移動させつつ、開先内
の幅方向（Ｘ軸）に電極５を揺動させ、そのとき
の電極のＸ軸およびＹ軸方向の変位ex，eyの変位
から、揺動のＸ軸方向の反転位置を制御して、正
確なならい溶接を果たし、さらにその時検出され
るＸ軸変位exの大きさを判別することにより、次
層溶接の適正パスを自動判定することにある。な
お、上記Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動はそれぞれモー
タ１０Ｘ，１０Ｙ，１０Ｚでなされる。
するアークの電圧８又は電流９が常に一定となる
ようにＹ軸方向に電極５を移動させつつ、開先内
の幅方向（Ｘ軸）に電極５を揺動させ、そのとき
の電極のＸ軸およびＹ軸方向の変位ex，eyの変位
から、揺動のＸ軸方向の反転位置を制御して、正
確なならい溶接を果たし、さらにその時検出され
るＸ軸変位exの大きさを判別することにより、次
層溶接の適正パスを自動判定することにある。な
お、上記Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動はそれぞれモー
タ１０Ｘ，１０Ｙ，１０Ｚでなされる。
第２図〜第４図は、これら３軸のモータ制御回
路のブロツク図を示す。第２図は、Ｙ軸モータ１
０Ｙの制御回路であり、電源７が定電流電源の場
合にはアーク電圧８を、定電圧電源の場合には溶
接電流９を差動増幅器１１に入力する。以下の説
明では溶接電流９を入力するものとする。入力し
た溶接電流（）は、設定電流値（Ip）１２と比
較され、これら差の値に比例した速度でモータ駆
動制御器（ドライバ）１３がＹ軸モータ１０Ｙを
駆動する。この回路によつて溶接電流は一定
ｐ）に保たれ、その結果、アーク長もしくは電極
チツプ先端とアーク直下母材面との距離（エクス
テンシヨン）が一定に制御される。
路のブロツク図を示す。第２図は、Ｙ軸モータ１
０Ｙの制御回路であり、電源７が定電流電源の場
合にはアーク電圧８を、定電圧電源の場合には溶
接電流９を差動増幅器１１に入力する。以下の説
明では溶接電流９を入力するものとする。入力し
た溶接電流（）は、設定電流値（Ip）１２と比
較され、これら差の値に比例した速度でモータ駆
動制御器（ドライバ）１３がＹ軸モータ１０Ｙを
駆動する。この回路によつて溶接電流は一定
ｐ）に保たれ、その結果、アーク長もしくは電極
チツプ先端とアーク直下母材面との距離（エクス
テンシヨン）が一定に制御される。
第３図は、溶接台車モータ１０Ｚの駆動回路
で、設定された速度設定値（Vp）１４をドライ
バ１５に入力してモータ１０Ｚを駆動する。
で、設定された速度設定値（Vp）１４をドライ
バ１５に入力してモータ１０Ｚを駆動する。
第４図は、Ｘ軸モータ１０×２駆動回路で、設
定された揺動速度設定値Vx１８をドライバ１７
に入力してモータ１０Ｘが駆動されるが、揺動の
反転位置は方向判別器１６によつて制御される。
方向判別器１６は、モータ１０Ｘの回転方向を切
換える作用をし、その動作は第５図に示す中央制
御器、具体的にはマイコンから入力される指令に
従つてなされる。第５図は、上記揺動方向の反転
指令のための制御回路で、マイコン１９には入力
として、Ｘ軸方向変位ex、Ｙ軸方向変位ey、Ｚ軸
方向変位ezさらに、Ｙ軸方向の反転高さ設定値Ｈ
と、定揺動幅基準値Wpが入力されている。これ
らの入力データに基づいて、マイコン１９がＸ軸
モータ１０Ｘの回転方向反転位置を判定して、反
転指令信号を方向判別器１６に入力するものであ
る。以下に第５図に制御動作を具体的に説明す
る。
定された揺動速度設定値Vx１８をドライバ１７
に入力してモータ１０Ｘが駆動されるが、揺動の
反転位置は方向判別器１６によつて制御される。
方向判別器１６は、モータ１０Ｘの回転方向を切
換える作用をし、その動作は第５図に示す中央制
御器、具体的にはマイコンから入力される指令に
従つてなされる。第５図は、上記揺動方向の反転
指令のための制御回路で、マイコン１９には入力
として、Ｘ軸方向変位ex、Ｙ軸方向変位ey、Ｚ軸
方向変位ezさらに、Ｙ軸方向の反転高さ設定値Ｈ
と、定揺動幅基準値Wpが入力されている。これ
らの入力データに基づいて、マイコン１９がＸ軸
モータ１０Ｘの回転方向反転位置を判定して、反
転指令信号を方向判別器１６に入力するものであ
る。以下に第５図に制御動作を具体的に説明す
る。
第６図は、開先の初層溶接を１層１パスで行な
う場合を示している。同図で太破線５ａで示すの
が、揺動の１サイクルで描く電極先端の軌跡であ
る。この場合、揺動のＸ軸方向の反転位置は図の
Ｌ点およびＲ点であり、これらのＹ軸方向の位置
は、台車３の進行方向Ｚ軸の位置ezの全てにおい
て一定高さ位置ezになるように制御される。すな
わち、電極５がＹ軸方向に移動中Ｙ軸変位eyが開
先の中央付近にあるときの値、すなわちeyの最低
値eBを一たん記憶しておき、電極が開先面に達し
て、変位eyが上昇して、予め設定したＹ軸方向の
反転高さＨだけ上昇したとき、すなわちeyが前記
のeBとＨとの和eB＋Ｈに一致した時に電極５のＸ
軸移動方向を反転させてやる。従つて、揺動の反
転位置epは、eB＋Ｈに等しい。
う場合を示している。同図で太破線５ａで示すの
が、揺動の１サイクルで描く電極先端の軌跡であ
る。この場合、揺動のＸ軸方向の反転位置は図の
Ｌ点およびＲ点であり、これらのＹ軸方向の位置
は、台車３の進行方向Ｚ軸の位置ezの全てにおい
て一定高さ位置ezになるように制御される。すな
わち、電極５がＹ軸方向に移動中Ｙ軸変位eyが開
先の中央付近にあるときの値、すなわちeyの最低
値eBを一たん記憶しておき、電極が開先面に達し
て、変位eyが上昇して、予め設定したＹ軸方向の
反転高さＨだけ上昇したとき、すなわちeyが前記
のeBとＨとの和eB＋Ｈに一致した時に電極５のＸ
軸移動方向を反転させてやる。従つて、揺動の反
転位置epは、eB＋Ｈに等しい。
反転位置epの設定は、毎回の揺動サイクルで上
記の制御方法を行なうのではなく、その層の溶接
の最初すなわち第一回目のサイクルの時に上記の
制御方法で求めたeB＋Ｈを記憶して、この値をep
（＝eB＋Ｈ）として、以后その層の溶接における
反転位置として用いる。
記の制御方法を行なうのではなく、その層の溶接
の最初すなわち第一回目のサイクルの時に上記の
制御方法で求めたeB＋Ｈを記憶して、この値をep
（＝eB＋Ｈ）として、以后その層の溶接における
反転位置として用いる。
以上の制御動作を溶接台車３の進行と共に続行
することにより、正確な開先ならい溶接がはたさ
れる。このとき、その層での溶接継手の始端から
終端までの揺動各サイクルでの揺動幅Wwと開先
中心位置Wcと、さらにＺ軸位置を順次、マイコ
ン１９に記憶する。その層の溶接が完了して終端
に達した時点で、マイコン１９は、記憶した全て
の揺動幅の個数ｎのうち、予め設定した限界揺動
幅WMAXを越えるものの数Ｎをカウントし、この
数Ｎが全個数ｎの予め設定した比率αを越えるか
どうかを判定する（但しα＜１）。
することにより、正確な開先ならい溶接がはたさ
れる。このとき、その層での溶接継手の始端から
終端までの揺動各サイクルでの揺動幅Wwと開先
中心位置Wcと、さらにＺ軸位置を順次、マイコ
ン１９に記憶する。その層の溶接が完了して終端
に達した時点で、マイコン１９は、記憶した全て
の揺動幅の個数ｎのうち、予め設定した限界揺動
幅WMAXを越えるものの数Ｎをカウントし、この
数Ｎが全個数ｎの予め設定した比率αを越えるか
どうかを判定する（但しα＜１）。
Ｎ＜αnならば、次層すなわち第２層目も１層
１パスで初層溶接と同様の制御方法をくり返す。
１パスで初層溶接と同様の制御方法をくり返す。
Ｎ＜αnならば、次層は１層２パスであると判
定する。Ｎ＜αnということは、その層の溶接に
おいて全揺動サイクル数ｎのうち多くが限界揺動
幅WMAXを越えている。すなわち、次層を１パス
で施工するには、さらに揺動幅が増大するのは明
らかで、パス数を１つ増やす必要がある。
定する。Ｎ＜αnということは、その層の溶接に
おいて全揺動サイクル数ｎのうち多くが限界揺動
幅WMAXを越えている。すなわち、次層を１パス
で施工するには、さらに揺動幅が増大するのは明
らかで、パス数を１つ増やす必要がある。
第７図は、１層を２パスで溶接を行なう場合を
示している。同図のイはその層の１パス目、ロは
２パス目の状態で、それぞれ第６図と同様に揺動
１サイクルでの電極５の先端の揺動軌跡を太破線
５ａで、その時形成された溶接ビードを斜線部で
示してある。この場合の揺動の反転位置Ｌ点およ
びＲ点の設定は、一方の端部はＹ軸のep点で、も
う一方の端部は初層溶接でＺ軸の位置と共に記憶
しておいた開先中心位置Wc点、すなわち開先の
中央位置として行なう。すなわち、例えば先ず図
のイで溶接を継手の始端から始めるとして、電極
先端のＸ軸位置を、初層で記憶ししておいたWc
を続み出すことにより、Ｌ点に設定した後、Ｘ軸
をＲ側へ移動させる。電極が開先のＲ側斜面に達
して、Ｙ軸方向に上昇して変位eyがepに一致した
ときＸ軸を反転させる。eBは初層溶接と同様に設
定する。すなわち、電極がＬ点にあるときのeyの
値をeBとして一たん記憶しておき、これに設定値
Ｈを加えた値ep（＝eB＋Ｈ）を最初の揺動サイク
ルで求めて記憶して、その層の溶接における開先
斜面側の反転位置として用いる。以上の制御動作
を溶接継手の始端から終端までくり返し続行した
後、もう一方の片側のパスの溶接すなわち第７図
のロを実行する。この場合には、イの場合に対し
て揺動の左右の反転方法を逆にして、Ｌ側をep
点、Ｒ側に初層における開先中心位置Wcとして
行なう。以上の制御動作で、１層２パスの溶接が
果たされる。この２つの溶接パスにおける揺動各
サイクルの揺動幅Wwを記憶しておき、その層の
溶接完了時点で、初層と同様に限界揺動幅WMAX
を越える数Ｎと前記αnの大小比較を行なつて、
Ｎ＜αnとなつたとき、次層の溶接を３パスで施
工すると自動判定する。
示している。同図のイはその層の１パス目、ロは
２パス目の状態で、それぞれ第６図と同様に揺動
１サイクルでの電極５の先端の揺動軌跡を太破線
５ａで、その時形成された溶接ビードを斜線部で
示してある。この場合の揺動の反転位置Ｌ点およ
びＲ点の設定は、一方の端部はＹ軸のep点で、も
う一方の端部は初層溶接でＺ軸の位置と共に記憶
しておいた開先中心位置Wc点、すなわち開先の
中央位置として行なう。すなわち、例えば先ず図
のイで溶接を継手の始端から始めるとして、電極
先端のＸ軸位置を、初層で記憶ししておいたWc
を続み出すことにより、Ｌ点に設定した後、Ｘ軸
をＲ側へ移動させる。電極が開先のＲ側斜面に達
して、Ｙ軸方向に上昇して変位eyがepに一致した
ときＸ軸を反転させる。eBは初層溶接と同様に設
定する。すなわち、電極がＬ点にあるときのeyの
値をeBとして一たん記憶しておき、これに設定値
Ｈを加えた値ep（＝eB＋Ｈ）を最初の揺動サイク
ルで求めて記憶して、その層の溶接における開先
斜面側の反転位置として用いる。以上の制御動作
を溶接継手の始端から終端までくり返し続行した
後、もう一方の片側のパスの溶接すなわち第７図
のロを実行する。この場合には、イの場合に対し
て揺動の左右の反転方法を逆にして、Ｌ側をep
点、Ｒ側に初層における開先中心位置Wcとして
行なう。以上の制御動作で、１層２パスの溶接が
果たされる。この２つの溶接パスにおける揺動各
サイクルの揺動幅Wwを記憶しておき、その層の
溶接完了時点で、初層と同様に限界揺動幅WMAX
を越える数Ｎと前記αnの大小比較を行なつて、
Ｎ＜αnとなつたとき、次層の溶接を３パスで施
工すると自動判定する。
第８図は、１層３パス法でのパス順と揺動制御
法の一例を示している。図の表示方法は、第６図
および第７図と同様である。パス順次は、例えば
イ，ロ，ハの順に行なうものとする。同図のイは
開先中央部での溶接を示し、前記した初層溶接で
記憶しておいた開先中心位置Wcを、このパスで
の揺動中心となし、揺動幅は、予じめ設定した一
定の幅Wpとする但しWp＜WMAXとするのは当然
である。ロ，ハはそれぞれ開先の左右側の溶接で
ありそれぞれの揺動の左右の反転位置は、一方は
前記と同じ制御法によるep点でありもう一方は、
イの溶接での左右の揺動端、すなわちWc＋１／２ Wp、Wc−１／２Wpとする。
法の一例を示している。図の表示方法は、第６図
および第７図と同様である。パス順次は、例えば
イ，ロ，ハの順に行なうものとする。同図のイは
開先中央部での溶接を示し、前記した初層溶接で
記憶しておいた開先中心位置Wcを、このパスで
の揺動中心となし、揺動幅は、予じめ設定した一
定の幅Wpとする但しWp＜WMAXとするのは当然
である。ロ，ハはそれぞれ開先の左右側の溶接で
ありそれぞれの揺動の左右の反転位置は、一方は
前記と同じ制御法によるep点でありもう一方は、
イの溶接での左右の揺動端、すなわちWc＋１／２ Wp、Wc−１／２Wpとする。
以上の実施例は３パスまでの例であるが、本発
明に係る方法に例えば、溶接がさらに多パス、例
えば、４パス、５パス、６パス、…と増加しても
同様に制御できることはいうまでもない。
明に係る方法に例えば、溶接がさらに多パス、例
えば、４パス、５パス、６パス、…と増加しても
同様に制御できることはいうまでもない。
以上述べたように、本発明によれば、溶接アー
クを検出センサーとして利用することにより開先
の状態を把持して各層でのパス数と溶接トーチの
ならい位置を決めるようにしたので、多層溶接を
パスあるいは層ごとに中断させることなく、自動
的に連続して施工できる、という優れた効果が得
られている。
クを検出センサーとして利用することにより開先
の状態を把持して各層でのパス数と溶接トーチの
ならい位置を決めるようにしたので、多層溶接を
パスあるいは層ごとに中断させることなく、自動
的に連続して施工できる、という優れた効果が得
られている。
第１図は本発明を実施するための溶接装置の主
要構成の概要を示した説明図、第２図はＹ軸モー
タの制御回路のブロツク図、第３図は溶接台車モ
ータの駆動回路のブロツク図、第４図はＸ軸モー
タの駆動回路のブロツク図、第５図は揺動方向の
反転指令のための制御回路のブロツク図、第６図
は本発明において初層溶接を１層１パスで行なう
場合の説明図、第７図イ，ロは本発明において１
層を２パスで溶接する場合の説明図、第８図イ，
ロ，ハは本発明において１層３パスで溶接する場
合の説明図、第９図は多層溶接の説明図である。 １……被溶接母材、２……開先、３……溶接台
車、４Ｘ，４Ｙ……移動機構、５……溶接電極、
７……溶接電源、１０Ｘ，１０Ｙ，１０Ｚ……モ
ータ。
要構成の概要を示した説明図、第２図はＹ軸モー
タの制御回路のブロツク図、第３図は溶接台車モ
ータの駆動回路のブロツク図、第４図はＸ軸モー
タの駆動回路のブロツク図、第５図は揺動方向の
反転指令のための制御回路のブロツク図、第６図
は本発明において初層溶接を１層１パスで行なう
場合の説明図、第７図イ，ロは本発明において１
層を２パスで溶接する場合の説明図、第８図イ，
ロ，ハは本発明において１層３パスで溶接する場
合の説明図、第９図は多層溶接の説明図である。 １……被溶接母材、２……開先、３……溶接台
車、４Ｘ，４Ｙ……移動機構、５……溶接電極、
７……溶接電源、１０Ｘ，１０Ｙ，１０Ｚ……モ
ータ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 溶接電極を開先内で幅方向（Ｘ軸）に揺動さ
せながら行なうアーク溶接方法で、予め設定され
た溶接電流またはアーク電圧を一定に保持するよ
うに溶接電極の軸線方向（Ｙ軸）の移動機構によ
つて、電極の先端部の位置を変化させ、これによ
りアーク長を一定となる制御動作をおこなわせる
アーク溶接方法により開先を多層溶接する方法に
おいて； 初層の溶接では、前記電極の揺動のＸ軸方向の
反転を、電極が開先の両斜面に達した時に上昇す
る高さが予め設定した一定値epに一致したことを
条件として行なわせつつ、１層１パス溶接を行な
い、同時に、その層での溶接継手の始端から終端
までの揺動の各サイクルにおいて揺動幅Wwを順
次検出して記憶しておき、その層の溶接が終端に
達した時点で、前記記憶した揺動幅の全個数ｎの
うち、予め設定した限界揺動幅WMAXより大なる
揺動幅の数Ｎと、予め設定した比率α（α＜１）
と全個数ｎの積α・ｎとの大小関係を比較して、
Ｎ＜α・ｎならば次層も１層１パス溶接と判定し
て、上記の制御による溶接をくり返し、Ｎ＜α・
ｎならば次層は１層２パス溶接と判定して、次層
を１層２パスで施工する多層溶接の制御方法。 ２ 溶接電極を開先内で幅方向（Ｘ軸）に揺動さ
せながら行なうアーク溶接方法で、予め設定され
た溶接電流またはアーク電圧を一定に保持するよ
うに溶接電極の軸線方向（Ｙ軸）の移動機構によ
つて、電極の先端部の位置を変化させ、これによ
りアーク長を一定となる制御動作をおこなわせる
アーク溶接方法により開先を多層溶接する方法に
おいて； 初層の溶接において、前記電極の揺動Ｘ軸方向
の反転を、電極が開先の両斜面に達した時に上昇
する高さが予め設定した一定値epに一致したこと
を条件として行なわせつつ、１層１パス溶接を行
なつた際に、その層での溶接継手の始端から終端
までの揺動の各サイクルにおいて揺動幅Wwを順
次検出し、この揺動幅Wwに基づいて溶接継手線
方向の位置ezに対応した開先中心位置Wcを求め
ておき、 第２層目以降の層を２パス溶接で施工する際
に、前記電極の揺動のＸ軸方向の反転を、一方の
端部は電極が開先の一方の斜面に達した時に上昇
する高さが予め設定した一定値epに一致したこと
を条件として行なわせ、もう一方の端部は、前記
開先中心位置Wcを電極の溶接継手線方向の位置
ezに対応して再生して、電極のＸ軸方向の位置ex
が前記開先中心位置Wcに一致したことを条件と
して行なわせることにより１層２パス溶接を実行
し、同時に、その層の各パスでの溶接継手の始端
から終端までの揺動の各サイクルにおいて揺動幅
Wwを順次検出して記憶しておき、その層の溶接
が終了した時点で、前記記憶した揺動幅の全個数
ｎのうち、予め設定した限界揺動幅WMAXより大
なる揺動幅の数Ｎと、予め設定した比率α（α＜
１）と全個数ｎの積α・ｎの大小関係を比較し
て、Ｎ＜α・ｎならば次層も１層２パス溶接と判
定して、上記の制御による溶接をくり返し、Ｎ＞
α・ｎならば次層は１層３パス溶接と判定して、
次層を１層３パスで施工する多層溶接の制御方
法。 ３ 溶接電極を開先内で幅方向（Ｘ軸）に揺動さ
せながら行なうアーク溶接方法で、予め設定され
た溶接電流またはアーク電圧を一定に保持するよ
うに溶接電極の軸線方向（Ｙ軸）の移動機構によ
つて、電極の先端部の位置を変化させ、これによ
りアーク長を一定となる制御動作をおこなわせる
アーク溶接方法により開先を多層溶接する方法に
おいて； 初層の溶接において、前記電極の揺動のＸ軸方
向の反転を、電極が開先の両斜面に達した時に上
昇する高さが予め設定した一定値epに一致したこ
とを条件として行なわせつつ、１層１パス溶接を
行なつた際に、その層での溶接継手の始端から終
端までの揺動の各サイクルにおいて揺動幅Wwを
順次検出し、この揺動幅Wwに基づいて溶接継手
線方向の位置ezに対応した開先中心位置Wcを求
めておき、 第３層目以降の層を３パス以上の溶接で施工す
る際に、そのパスが開先の斜面（壁面）より中央
に位置する場合には、前記開先中心位置Wcを電
極の溶接継手線方向の位置ezに対応して再生し
て、この位置を基準として、予め設定した限界揺
動幅WMAXより小である一定の揺動幅Wpで揺動し
て１パス以上の中央部のパスを形成し、開先の両
斜面側のパスでは、揺動のＸ軸方向の反転を、一
方の端部は電極が開先の斜面に達して上昇する高
さが予め設定した一定値epに一致したことを条件
とし、もう一方の端部は、揺動の各サイクルごと
に予め記憶しておいた、隣接する開先中央側のパ
スにおける手前側の揺動端のＸ軸位置を電極の溶
接継手線方向の位置に対応して再生しておき、こ
の位置にＸ軸位置が一致したことを条件として行
なわせることにより１層多パス溶接を実行し、同
時に、上記の開先の両斜面側のパスでの溶接継手
の始端から終端までの揺動の各サイクルにおいて
揺動幅Wwを順次検出して記憶しておき、その層
の溶接終了時点で、前記記憶した揺動幅の全個数
ｎのうち、予め設定した限界揺動幅WMAXより大
なる揺動幅の数Ｎと、予め設定した比率α（α＜
１）と全個数ｎの積α・ｎの大小関係を比較し
て、Ｎ＜α・ｎならば次層も同じパス数で上記の
制御による溶接をくり返し、Ｎ＞α・ｎならば次
層のパス数を１パス増して上記の制御に従つて溶
接を実行する多層溶接の制御方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59109361A JPS60255271A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 多層溶接の制御方法 |
| US06/738,291 US4590355A (en) | 1984-05-31 | 1985-05-28 | Method of controlling multi-layer welding |
| CA000482586A CA1223046A (en) | 1984-05-31 | 1985-05-28 | Method of controlling multi-layer welding |
| DE8585303777T DE3560813D1 (en) | 1984-05-31 | 1985-05-29 | Method of controlling multi-layer welding |
| EP85303777A EP0166535B1 (en) | 1984-05-31 | 1985-05-29 | Method of controlling multi-layer welding |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59109361A JPS60255271A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 多層溶接の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60255271A JPS60255271A (ja) | 1985-12-16 |
| JPH02154B2 true JPH02154B2 (ja) | 1990-01-05 |
Family
ID=14508277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59109361A Granted JPS60255271A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 多層溶接の制御方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4590355A (ja) |
| EP (1) | EP0166535B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60255271A (ja) |
| CA (1) | CA1223046A (ja) |
| DE (1) | DE3560813D1 (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6289576A (ja) * | 1985-10-15 | 1987-04-24 | Kobe Steel Ltd | ア−ク溶接における開先倣い制御法 |
| EP0266424B1 (en) * | 1986-03-20 | 1995-12-06 | Shin Meiwa Industry Co., Ltd. | Method and apparatus for controlling welding robot |
| US5014183A (en) * | 1988-10-31 | 1991-05-07 | Cincinnati Milacron, Inc. | Method and means for path offsets memorization and recall in a manipulator |
| US5166495A (en) * | 1989-09-11 | 1992-11-24 | Esab Aktiebolag | Method and apparatus for automatic multi-run welding |
| SE8902963L (sv) * | 1989-09-11 | 1991-03-15 | Esab Ab | Saett vid automatisk flerstraengsvetsning |
| US5552575A (en) * | 1994-07-15 | 1996-09-03 | Tufts University | Scan welding method and apparatus |
| SE515773C2 (sv) * | 1995-12-22 | 2001-10-08 | Esab Ab | Förfarande vid automatisk flerskiktssvetsning |
| IT1292205B1 (it) * | 1997-06-26 | 1999-01-25 | Saipem Spa | Procedimento di inseguimento automatico del cianfrino per la saldatura di testa di tubi e apparecchiatura per la realizzazione |
| US5986860A (en) * | 1998-02-19 | 1999-11-16 | Square D Company | Zone arc fault detection |
| US7136265B2 (en) * | 2001-10-17 | 2006-11-14 | Square D Company | Load recognition and series arc detection using bandpass filter signatures |
| US7151656B2 (en) * | 2001-10-17 | 2006-12-19 | Square D Company | Arc fault circuit interrupter system |
| US7068480B2 (en) * | 2001-10-17 | 2006-06-27 | Square D Company | Arc detection using load recognition, harmonic content and broadband noise |
| US7253637B2 (en) | 2005-09-13 | 2007-08-07 | Square D Company | Arc fault circuit interrupter system |
| US8278587B2 (en) * | 2008-02-11 | 2012-10-02 | Adaptive Intelligent Systems, LLC | Systems and methods to modify gas metal arc welding and its variants |
| CN102615390B (zh) * | 2012-04-28 | 2013-12-25 | 湘潭大学 | 基于摆动电弧的多层多道焊焊缝跟踪系统及识别方法 |
| US9193002B2 (en) * | 2013-06-04 | 2015-11-24 | Caterpillar Inc. | Welding system implementing concurrent auto-dam fabrication |
| KR101622676B1 (ko) * | 2014-04-17 | 2016-05-20 | 대우조선해양 주식회사 | 수평 맞대기 이음 대용착 용접 장치 및 방법 |
| CN104028877B (zh) * | 2014-06-12 | 2016-12-07 | 湘潭大学 | 一种基于动态焊缝切线法的大曲率弯曲焊缝跟踪方法 |
| JP2019209365A (ja) * | 2018-06-07 | 2019-12-12 | 株式会社Ihi | 溶接方法及び溶接装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4350868A (en) * | 1975-07-14 | 1982-09-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Follow-up control apparatus for controlling the movement of a welding weaving device |
| JPS5419445A (en) * | 1977-07-14 | 1979-02-14 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Arc welding method |
| DE3160609D1 (en) * | 1980-01-24 | 1983-08-25 | Crutcher Resources | Center tracking welder unit with floating reference |
| JPS57109575A (en) * | 1980-12-27 | 1982-07-08 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Arc welding method |
| US4508953A (en) * | 1982-04-27 | 1985-04-02 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Method of multi-layer welding |
| US4491718A (en) * | 1982-05-20 | 1985-01-01 | Crc Welding Systems, Inc. | Template-matching adaptive control system for welding |
-
1984
- 1984-05-31 JP JP59109361A patent/JPS60255271A/ja active Granted
-
1985
- 1985-05-28 US US06/738,291 patent/US4590355A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-05-28 CA CA000482586A patent/CA1223046A/en not_active Expired
- 1985-05-29 EP EP85303777A patent/EP0166535B1/en not_active Expired
- 1985-05-29 DE DE8585303777T patent/DE3560813D1/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1223046A (en) | 1987-06-16 |
| DE3560813D1 (en) | 1987-12-03 |
| JPS60255271A (ja) | 1985-12-16 |
| EP0166535B1 (en) | 1987-10-28 |
| EP0166535A1 (en) | 1986-01-02 |
| US4590355A (en) | 1986-05-20 |
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