JPH0215880A - 溶接線検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アーク溶接における溶接線の検出方法に関す
る。

〔従来の技術〕

アーク溶接において、たとえば特開昭６２−３３０６４
号に示されるように、自動的にトーチを溶接線に倣わせ
るため、該１〜−チの直前をスリット光で照射またはビ
ーム光で走査して溶接線の位置を検出する方式が知られ
ている。この場合、従来は高輝度のアーク光の影響を避
けるため、１−−チと溶接線検出の光学系との間にアー
ク光を完全、厳密に遮光する機構を配置するのが一般的
であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術においては、トーチと溶接線検出光学系と
の間に配置する遮光機構が大がかりとなり、必然的にト
ーチと溶接線検出光学系との距離が増大して、トーチ直
前の溶接線の検出が困難で、トーチの動作や適用対象が
制限を受けるという問題があった。また、遮光機構はア
ーク光を完全、厳密に遮光する必要があるため、その保
守に多くの時間を必要とし′ていた。

なお、いわゆるパルス溶接では溶接が間欠的に行われる
ため、溶接の行われない期間を利用して溶接線を検出す
ることにより、遮光機構を簡単化することが可能である
が、これは連続溶接には適用できず、やはり適用対象が
制限を受ける。

本発明の目的は、アーク溶接において、アーク光を完全
、厳密に遮光することなく、従って、トーチと溶接線検
出光学系との間に配置する遮光機構は極め−て簡単なも
のでよく、シかもアーク光の影響がなくトーチ直前の溶
接線を正確に検出することができる溶接線検出方法を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、アーク溶接において、溶滴が溶接ワ、イヤと
母材との間を短絡する状態を検知し、該短絡状態の期間
に光切断線を撮像して溶接線を検出することを特徴とす
るものである。

〔作　用〕

一般にアーク溶接では、第５図に示すように。

微視的に観察すると、アークと短絡を交互に繰返して溶
接が進行しているものである。短絡移行状態のときアー
ク光が消える。従って、溶滴の短絡移行状態を検知し、
その瞬間に光切断線（輝線）を撮像することにより、ア
ーク光を完全、厳密に遮光する機構を設けなくとも、ア
ーク光の影響を受けずに溶接線の位置を正確に検出でき
る。

溶滴の短絡移行状態の検知は、例えばホトセンサを用い
、その出力が低下する状態（暗状態）を測定することで
容易に可能である。また、溶接電圧の低下、溶接電流の
増加からも溶滴の短絡移行状態を検知することができる
。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例について図面により説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成図を示したものである
。図において、トーチ１０は母材（被溶接物）１１の溶
接線１２に沿って矢印方向に移動し、溶接ワイヤ１３を
送り出しながら母材１１を溶接していく。このトーチと
一体的にホトセンサ１４、投光器１５、撮像装置（例え
ばＣＯＤシャッターカメラ）１６及びスパッタ防止用遮
光板１７が取付られている。

ホトセンサ１４は溶接中のアーク光を受光するためのも
のである。第５図に示した如く、溶接はアークと短絡を
交互に繰返して進行し、短絡移行状態のときアーク光が
消える。一般に短絡は５〜２０ｍ５ｅｃの間隔で発生す
る。第２図（ａ）はホトセンサ１４の出力を示したもの
で、低レベルが短絡移行状態（暗状態）に相当する。暗
状態検知回路１９はホトセンサ１４の出力を予め定めた
閾値と比較し、ホトセンサ出力が閾値より低レベルの期
間（短絡移行期間）を検出する。第２図（ｂ）は暗状態
検知回路１９の出力を示したもので、暗状態検知回路１
９はこの出力をトリガ信号として撮像装置１６及び画像
処理装置２０に供給する。

即ち、トリガ信号は溶滴が溶接ワイヤ１３と母材１１と
の間を短絡し、アーク光が消える期間ごとに発生する。

一方、溶接の進行中、投光器１５は１−−チ１０の直前
にスリット光を照射している。撮像装置１６は、暗状態
検知回路１９からトリガ信号の供給を受けるごとに、例
えばｌ／１０００〜１／２０００ｓｅｃの瞬間だけ投光
器１５の輝線（光切断線）１８を撮像し、その映像信号
を画像処理装置２０に与える。第２図（ｃ）は撮像装置
１６の撮像タイミング、第２図（ｄ）は映像信号の期間
を示したものである。

画像処理装置２０は、撮像装置１６から与えられる映像
信号を処理し、溶接線１２の位置を検出する。即ち、撮
像装置１６からは第６図のような画像が得られる。画像
処理装置２０において、この画像を処理することにより
、溶接線１２の位置を容易に検出することができる。ト
ーチ１０は、この検出された溶接線１２に追従制御され
るのであるが、この種の制御機構は周知であり、また、
本発明の主旨とは直接関係がないので、これ以上の説明
は省略する。

第１図の実施例において、撮像装置１６では、溶滴が溶
接ワイヤ１３と母材１１との間を短絡し、アーク光が消
える期間だけ、撮像が行われるため、遮光板１７として
は、投光器１５や撮像装置１６をスパッタから防止する
程度の簡単なものでよく、アーク光を完全、厳密に遮光
する必要はない。このようにしても、画像処理装置２０
では、アーク光の影響を受けずに溶接線１２の位置を正
確に検出することができる。

第１図の実施例は、ホトセンサ１４を用いて溶滴の短絡
移行状態を検知する構成例であったが、溶接電圧の低下
、溶接電流の増加からも短絡移行状態の検知が可能であ
る。

第３図は溶接電圧、溶接電流から短絡移行状態を検知す
る実施例の構成図である。溶接電源２１から溶接ワイヤ
１３に対し、コンタクトチップ２２を通して電圧、電流
が供給される。第４図（ａ）は溶接電圧の波形図で、低
レベルが短絡移行状態に相当する。電圧低下検知回路２
４は、この溶接電圧を入力し、それが予め定めた閾値以
下の時、トリガ信号を出力する。第４図（ｂ）に電圧低
下検知回路２４の出力を示す。第４図（ｃ）は溶接電流
の波形図で、溶接電圧とは逆に、高レベルが短絡移行状
態に相当する。電流上昇検知回路２５は、この溶接電流
を電流プローブ２３を通して入力し、それが予め定めた
閾値以上の時、トリガ信号を出・力する。第４図（ｄ）
に電流上昇検知回路２５の出力を示す。

上記電圧低下検知回路２４あるいは電流上昇検知回路２
５から出力されるトリガ信号を第１図の撮像装置１６に
与えることにより、撮像装置１６は、ホトセンサ１４を
用いる場合と同様に、溶滴が溶接ワイヤ１３と母材１１
との間を短絡し、アーク光が消える期間だけ、投光器１
５による母材１１上の輝線１８を撮像することができる
。

［発明の効果〕 以上の説明から明らかな如く、本発明によれば。

アーク光を完全、厳密に遮光しなくとも、アーク光の影
響を受けずにトーチ直前の溶接線を正確に検出すること
ができる。また、アーク光を完全、厳密に遮光する必要
がないため、遮光板はスパッタを防止する程度の極めて
簡単なものでよく、トーチの動作や適用対象の制限がな
くなり、保守も簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は第１図に
おける各部の信号波形図、第３図は本発明の他の実施例
の構成図、第４図は第３図における場合の信号波形図、
第５図はアーク溶接における溶滴移行現象を示す図、第
６図は撮像装置による光切断線の撮像画像を示す図であ
る。 １０・・・トーチ、　　１１・・・母材、　　１２・・
・溶接線、３・・・溶接ワイヤ、　　１４・・・ホトセ
ンサ、５・・・投光器、　　１６・・・撮像装置、７・
・・遮光板、　　１８・・・輝線（光切断線）、９・・
・暗状態検知回路、　２０・・・画像処理装置、１・・
・溶接電源、　２４・・・電圧低下検知回路、５・・・
電流上昇検知回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）アーク溶接において、溶滴が溶接ワイヤと母材と
   の間を短絡する状態を検知し、該短絡状態の期間に光切
   断線を撮像して溶接線を検出することを特徴とする溶接
   線検出方法。