JPH0328980B2 - - Google Patents

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JPH0328980B2
JPH0328980B2 JP6804187A JP6804187A JPH0328980B2 JP H0328980 B2 JPH0328980 B2 JP H0328980B2 JP 6804187 A JP6804187 A JP 6804187A JP 6804187 A JP6804187 A JP 6804187A JP H0328980 B2 JPH0328980 B2 JP H0328980B2
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JP
Japan
Prior art keywords
oscillation
welding torch
groove
welding
reversal
Prior art date
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Expired
Application number
JP6804187A
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English (en)
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JPS63235074A (ja
Inventor
Takaaki Ogasawara
Kenji Kasahara
Hiroki Saruta
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0328980B2 publication Critical patent/JPH0328980B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、溶接トーチを被溶接物の開先幅方
向に繰り返しオシレートさせながら溶接線に倣わ
せつつ移動させる開先倣い制御方法に関する。
〔従来の技術〕
溶接トーチを被溶接材の開先幅方向にオシレー
トさせて溶接を行う自動アーク溶接においては、
例えば、特公昭52−29973号公報や特公昭59−
15743号公報に示されているように、溶接トーチ
のオシレート端を自動的に検出して溶接トーチが
該オシレート端に到達する毎にモータの入力極性
を切替える等の手段によりオシレート方向を自動
的に反転させるようにしており、このオシレート
端、換言すればオシレート反転位置の自動検出に
は、開先面に対する溶接トーチの被溶接材板厚方
向の離間位置を常時検出し、この検出値をオシレ
ート反転のために設定されている基準値と比較し
て両者が一致した時のオシレート位置をオシレー
ト端とする検出方法が採用されている。
しかしながら、この従来の方法では、溶接トー
チがオシレート中に仮付ビード、フイラワイヤー
の不安定送給、溶融金属の波打ち等により、開先
端まで移動されないうちにオシレート反転条件が
成立し所望の開先端に達する前に反転してしまう
ことが起こるという問題があつた。
この問題を解決するために、例えば、特公昭60
−18270号公報に示される如く、オシレート反転
禁止域を設定する方法が提案されているが、この
従来のものでは反転禁止域が固定されているた
め、第5図及び第6図に示す如く溶接装置の進行
方向と溶接線の方向とにずれがある場合には(本
来、開先倣いはこのずれがある場合にこそ必要で
ある)、(1)溶接トーチが向つている開先端上の位
置を反転禁止域がカバーしてしまい、溶接トーチ
がこの開先端をこえて開先外へ出たのちに反転禁
止域から解放されたり、(2)逆に、例えば、仮付ビ
ードがある場合、反転禁止域がこの仮付ビード位
置をカバーできず、該位置に達する前に溶接トー
チが反転禁止域外に脱し、向つている開先端の相
当手前で反転条件が成立してしまうといつた問題
があつた。以下に、この従来のものの上記問題点
を第5図及び第6図について説明する。
第5図は上記(1)の場合を示しており、今、溶接
トーチが開先右端上の座標位置P1rからP2sに向か
うオシレート動作で倣い制御を行う場合、反転止
域は開先左端上の座標位置P1sから微少区間β1
前の位置とP1rとの間として設定される。ところ
が、図示のように溶接線と装置進行方向にずれが
あると、正しい反転位置Ppは上記反転禁止域に含
まれるため無視され反転禁止域を抜ける地点P2s
まで反転できず、図示のような変形した溶着ビー
ドが形成されてしまう。更に、開先の浅い場合に
は開先からはみ出て暴走してしまう恐れがある。
一方、P1sからP1rへ向かうオシレート動作で倣い
を行う場合、第6図に示すように反転禁止域は
P1rから微少区間β2手前の地点とP1sとの間として
設定される。ところが、図示のように溶接線と装
置進行方向にずれがあると、反転禁止域は開先中
央付近までしか設定されないことになり、開先中
の仮付ビード等の凹凸に反応し図示のような変形
した溶着ビードが形成されることになる。
この発明は上記した問題を解消するためになさ
れたもので、溶接装置の進行方向と溶接線方向と
の間にずれがあつても、溶接トーチの各オシレー
ト動作毎に適切なオシレート反転禁止域を設定す
ることができる開先倣い制御方法を得ることを目
的とする。
〔問題を解決するための手段〕
この発明は上記目的を達成するためになされた
もので、溶接トーチの各オシレート動作に対して
オシレート反転位置から開先幅方向所定区間にわ
たるオシレート反転禁止域を設定し、該オシレー
ト反転禁止域が、これから開始されるオシレート
動作と同方向に最新にオシレートされたオシレー
ト動作におけるオシレート幅に大きさが0以上で
1未満の係数を乗じた値に設定される構成とした
ものである。
〔作用〕 この発明では、各オシレート動作に対する反転
禁止域が開先端上の座標位置を原点として決定さ
れるので、反転禁止域が開先端上の位置をカバー
してしまつたり、逆に、反転禁止域が開先内の仮
付ビード部分をカバーできなかつたりするような
ことがなくなる。
〔発明の実施例〕
第1図は本発明の一実施例であるTIG溶接の開
先倣い制御方法を示す機構の溶接トーチ駆動系の
ブロツク図である。同図において、Aは被溶接
材、1は非消耗電極、2は溶接トーチである。溶
接トーチ2は、定アーク長の制御を行うため、機
械的伝達装置3を介しモータ4により上下方向
(図のZ軸方向)に駆動される。このモータ4の
軸には光学式パルス発生器5が連結され、該パル
ス発生器5の出力はモータドライバー6にフイー
ドバツクされる。モータドライバー6はフイード
バツクされたパルス発生器5の出力と位置設定信
号との偏差が無くなるようにモータ4を駆動して
溶接トーチ2の上下方向位置を制御する。溶接ト
ーチ2は、また、開先幅方向のオシレート動作を
行うため、機械的伝達装置7を介しモータ8によ
り、開先幅方向(図のY軸方向)に駆動される。
このモータ8の軸には光学式エンコーダ9が連結
され、このエンコーダ9はオシレート用モータ8
の回転量に応じた数のパルスを発生してモータド
ライバー10にフイードバツクする。このモータ
ドライバー10は上記フイードバツクされたエン
コーダ9の出力と、後述するオシレート駆動系制
御機構から入力されるオシレート目標位置および
速度の情報に応じてオシレート用モータ8を駆動
する。11は溶接トーチ2を溶接線に沿う方向
(X軸方向)に移動させるための移動機構であつ
て、モータ13、該モータ13に連結されたパル
ス発生器14、該パルス発生器14の出力をフイ
ードバツクされるモータドライバー15を有し、
モータ13の回転力は、レール11aに係合する
車輪に伝達される。
16はワイヤ送給チツプ、17はフイラワイヤ
ーであり、このフイラワイヤー17はワイヤ送給
モータ19により駆動される機械的伝達装置18
に非消耗電極1と開先K間に送給され、モータ1
9の回転量に応じた電圧を発生する速度検出器2
0の出力をモータ19を駆動するモータドライバ
ー21にフイードバツクし、これにより、ワイヤ
送給速度を制御する。
第2図は、上記したオシレート駆動系制御機構
を示したものである。図において、30は制御プ
ログラムを格納するためのROM及び後述する溶
接トーチ2のオシレート両側の端部停止位置Por
Posを記憶するためのRAMから構成されたメモリ
であり、このメモリ30は、バス35を介して溶
接トーチ2のオシレート駆動系を制御するCPU
31、カウンタ32並びに指令回路34に接続さ
れる。33はパルス処理回路であつて、オシレー
ト用モータ8の回転量に応じた数のパルスを発生
するエンコーダ9の出力を波形成形等所定のパル
ス処理を行つた後、カウンタ32に入力する。カ
ウンタ32は入力されたパルスの数を計数して溶
接トーチ2のオシレート両側の端部停止位置Por
Posを検出する。この端部停止位置Por、Posの情
報はバス35を通してCPU31が取り込み、メ
モリ30に記憶させる。
CPU31は、メモリ30に格納されたプログ
ラムにより制御され、入力された上記端部停止位
置Por、Posの情報に基づいて溶接トーチ2の目標
位置および速度をバス35および指令回路34を
介してドライバー10に指令する。
この構成においては、溶接トーチ2と被溶接材
Aの開先面Kの間を一定に維持する定アーク長制
御を行いつつ溶接トーチ2を開先面K内で開先幅
方向にオシレートさせながら溶接を行う。溶接ト
ーチ2のオシレート反転動作は、エンコーダ9の
出力パルスが開先底面の位置を基準とする被溶接
材Aの板厚方向の距離に対応するパルス数(基準
パルス数)に達したとき(この時、オシレート反
転条件が成立する)に行われる。開先K内の溶接
トーチ2のオシレート両側の端部停止位置の過去
一往復分、すなわち、溶接トーチ2の最新のオシ
レート両側の左右端部停止位置を順次更新しなが
らメモリ30に記憶する。このように、順次更新
しながら記憶するのは開先倣い制御を行つている
ために常時オシレート幅が変化しているためであ
る。
第3図は溶接トーチ2のオシレート両側の左右
位置を説明するためのオシレートパターン図を示
したもので、Pos、Porをそれぞれオシレート両側
のY軸座標位置を示す。ここで、添字nは整数で
あるオシレート回数であり、開先幅方向にオシレ
ートする溶接トーチ2の往復回数を表わし、一
方、添字sおよびrはそれぞれ溶接トーチ2のオ
シレートの左側および右側の位置を示す。また、
溶接トーチ2のオシレート右側すなわちr側の方
がオシレート左側すなわちs側に比較しY座標が
大きいものとする。すなわち、 Pos<Por ……(1) さらに、losrは溶接トーチ2がPosの座標位置か
らPorの座標位置に開先幅方向に移動するときの
座標上の距離であり、次の式で表される。
losr=Por−Pos ……(2) また、lorsは、溶接トーチ2がPorの座標位置か
らP(o+1)sの座標位置に開先幅方向に移動するとき
の座標上の距離であり、次式で表わされる。
lors=Por−P(o+1)s ……(3) 以下に、第4図a及びbを参照して反転禁止域
の設定について説明する。第4図aは溶接トーチ
2が開先端s側からr側へオシレートする場合
(右行)の反転禁止域の設定法を、第4図bは溶
接トーチ2が開先端r側からs側へオシレートす
る場合(左行)の反転禁止域の設定法を説明する
ための図である。上記右行の場合に、反転禁止域
を決定する原点となるのは溶接トーチ2の開先端
s側停止時のPos点であり、一方、左行の場合に、
反転禁止域を決定する原点となるのは溶接トーチ
2の開先端r側停止時のPor点である。
今、溶接トーチ2が座標位置P(o-1)rから距離
l(o-1)rsだけ離れた座標位置Posに移動した後、座
標位置Posから座標位置Porに移動して、この座標
位置Porに停止中であるとする(第4図b)。
CPU31は、メモリ30から座標P(o-1)r、Pos
読み込んで、オシレート幅l(o-1)rsを次式により演
算し、 l(o-1)rs=P(o-1)r−Pos ……(4) この演算値l(o-1)rsに、一定値αを乗じた値α×
l(o-1)rsを算出して(但し、αは0を越える1未満
の係数であり、本発明者等の実験によれば、0.8
程度が望ましい)、これを反転禁止域Lorとして設
定する。従つて、溶接トーチ2が座標位置Por
ら座標位置P(o+1)sに向かつて移動し始めたのち、
距離α×l(o-1)rsを移動するまでに、カウンタ32
がP(o+1)sを検出した場合でも、反転指令が発生し
ない。
なお、溶接トーチ2が右行する場合についても
同様である。
このように、本実施例では、反転禁止域を、溶
接トーチの左行オシレートに対しては開先右端座
標位置を原点として設定し、右行オシレートに対
しては開先左端座標位置を原点として設定するの
で、溶接装置の進行方向と溶接線方向とにずれが
あつても、溶接トーチが向つている開先端上の位
置を反転禁止域がカバーしてしまい、溶接トーチ
がこの開先端をこえて開先外へ生たのちに反転禁
止域から解放されたり、逆に、例えば、仮付ビー
ドがある場合、反転禁止域がこの仮付ビード位置
をカバーできず、該位置に達する前に溶接トーチ
が反転禁止域外に脱し、向つている開先端の相当
手前で反転条件が成立してしまうといつた従来の
問題点が確実に解消される。
なお、上記実施例におけるオシレート駆動制御
系は、CPUを中心としたデジタル回路構成とな
つているが、演算増幅器によるアナログ回路で構
成できることはいうまでもない。
なお、上記実施例では、TIGアーク溶接につい
て述べたが、本発明はMIG溶接、MAG溶接及び
CO2溶接等の他の溶接方法に適用して同様の効果
を得ることができる。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明した通り、反転禁止域を固
定ではなく開先左右端の座標位置に応じて変更さ
せるようにしたことにより、溶接線方向と溶接装
置の進行方向とにずれがある場合でも開先端を行
き過ぎた位置や開先端より手前で反転してしまう
といつたことがなくなるので、開先倣い制御の適
用範囲を著しく拡げることができる上、溶接装置
の性能を大幅に飛躍させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の開先倣い制御方法を実現す
るための溶接装置の一例を示すブロツク図、第2
図は上記溶接装置のオシレート駆動制御系を示す
ブロツク図、第3図は上記実施例のオシレートパ
ターン図、第4図a及びbは上記実施例における
反転禁止域設定法を説明するためのオシレートパ
ターン図、第5図は従来の反転禁止域を説明する
ためのオシレートパターン図、第6図は従来の問
題点を説明するためのオシレートパターン図であ
る。 1……非消耗電極、2……溶接トーチ、9……
エンコーダ、8……オシレート用モータ、17…
…フイラワイヤー。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 溶接トーチを被溶接物の開先幅方向に繰り返
    しオシレートさせながら溶接線に倣わせつつ移動
    させ、開先面に対する溶接トーチの反転位置に対
    応する検出値とオシレート反転のために設定され
    た基準値との比較に基づき溶接トーチの上記オシ
    レート動作を制御する開先倣い制御方法におい
    て、溶接トーチの各オシレート動作に対してオシ
    レート反転位置から開先幅方向所定区間にわたる
    オシレート反転禁止域を設定し、該オシレート反
    転禁止域が、これから開始されるオシレート動作
    と同方向に最新にオシレートされたオシレート動
    作におけるオシレート幅に大きさが0以上で1未
    満の係数を乗じた値に設定されることを特徴とす
    る開先倣い制御方法。
JP6804187A 1987-03-24 1987-03-24 開先倣い制御方法 Granted JPS63235074A (ja)

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JPS63235074A JPS63235074A (ja) 1988-09-30
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KR101726341B1 (ko) * 2015-10-05 2017-04-13 연세대학교 산학협력단 Pmu를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템 및 이의 운영 제어 방법

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