JPH0420711B2 - - Google Patents

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JPH0420711B2
JPH0420711B2 JP58182351A JP18235183A JPH0420711B2 JP H0420711 B2 JPH0420711 B2 JP H0420711B2 JP 58182351 A JP58182351 A JP 58182351A JP 18235183 A JP18235183 A JP 18235183A JP H0420711 B2 JPH0420711 B2 JP H0420711B2
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JP
Japan
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welding
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layer
welding torch
torch
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JP58182351A
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JPS6072677A (ja
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Keiichi Hokaku
Hiroshi Kondo
Masami Une
Kenji Saeki
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Shinmaywa Industries Ltd
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Shin Meiva Industry Ltd
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Publication date
Application filed by Shin Meiva Industry Ltd filed Critical Shin Meiva Industry Ltd
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Publication of JPS6072677A publication Critical patent/JPS6072677A/ja
Publication of JPH0420711B2 publication Critical patent/JPH0420711B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/02Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/0216Seam profiling, e.g. weaving, multilayer

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、消耗電極を供給する溶接トーチを
開先幅方向に揺動させながらアーク溶接を行い、
前記揺動中の溶接電流を検出して基準値と比較す
ることにより前記溶接トーチを溶接線に追従さ
せ、多層盛溶接する方法の改良に関するものであ
る。
(従来技術) 溶接トーチの揺動中の溶接電流を検出し、揺動
中心の左側と右側とを比較したり、予め実験等に
より設定した基準値と比較するなどにより、溶接
トーチに溶接線を追従させるようにした溶接線追
従方法はよく知られている。
また検出した溶接電流にはアーク現象、消耗電
極(溶接ワイヤ)の送給不均一によるノイズなど
による変動が含まれていることから、これらの影
響を少なくするため揺動の左右端近傍の検出溶接
電流の積分値を比較したり、あるいはまた揺動の
中心から左右への各半周期ずつについて溶接電流
または溶接電圧を検出して積分し、それらを比較
して溶接線を追従するものもよく知られている。
ところで第1図に示すような多層盛溶接におい
て2層目以後の溶接線追従に難があり、また多層
盛溶接について溶接線追従ができるようにしたも
のとしては特開昭58−112661号公報が、最終層の
溶接線追従ができるようにしたものとしては特開
昭58−35064号公報があるに過ぎない。
(解決しようとする課題) この発明は前述事情に鑑みてなされたものであ
り、溶接トーチの揺動中の溶接電流を検出しつつ
溶接トーチを溶接線に追従させる方法を多層盛溶
接においても利用し、2層目以後も溶接トーチの
開先幅方向位置修正を行つて、良好な溶接結果が
得られるようにした多層盛溶接方法を提供せんと
するものである。
(課題を解決するための手段および作用) この発明は、検出した溶接電流を比較するため
の基準値を、初層目の溶接プロセスの中で作成す
るとともに、該基準値作成後に連続して得られる
検出溶接電流に基く諸量を前記作成した基準値と
比較し、溶接トーチに対する制御量を演算、記憶
しておく。2層目以後は溶接時に前記制御量を読
み出し、これにより溶接トーチの開先幅方向位置
を修正して溶接線に追従させる。
前記基準値は次のようにして求める。すなわち
溶接トーチの揺動回数nを決定し、揺動の1/4周
期ごとの溶接電流の積分値をそれぞれAnL,A
(n+1)L,AnR,A(n+1)Rとし、 ΔALs=AnL−A(n+1)L ΔARs=AnR−A(n+1)R または ΔAs=1/2(ΔALs+ΔARs) または ΔAts=(AnR+A(n+1)R) −(AnL+A(n+1)L) の必要な諸量を求めるとともに、さらには前記揺
動回数分の各諸量の平均値を求めて、これを基準
値とする。
(実施例) 以下、この発明を、消耗電極を供給する溶接ト
ーチを産業用ロボツトRのエンドエフエクタとし
て使用し、水平V開先継手について揺動を伴つた
アーク溶接を行う実施例について図面を用いて説
明する。
第2図は構成を示すブロツク図であると共に下
向V開先継手への実施の模式状態を示す図であ
る。
第2図において 1は溶接電源であり、溶接トーチ2を介して消
耗電極(溶接ワイヤ)3とワーク4aとの間に電
圧を印加し、溶接電流を供給する。
2は溶接トーチであり、その中心に沿つて消耗
電極3が通過しており、図示しないチツプを通し
て消耗電極3に給電している。また、図示しない
ガスノズルを介してシールドガスを供給し、アー
ク部をシールドする。
3は消耗電極であり、溶接ワイヤでできてい
る。
そして図示しない送給装置により供給される。
4は開先であり、ワーク4aによりこの図では
下向V開先継手を形成している。
5は電流センサであり、溶接トーチ2、消耗電
極3を通して流れる電流を検出する。
6はローバスフイルタであり、溶接ワイヤ送給
の不均一等による溶接電流中のノイズを除去す
る。
7はA/Dコンバータであり、ローパスフイル
タ6の出力を入力し、デイジタルデータに変換す
る。
8は産業用ロボツトRとデータをやり取りする
第1ポートである。
9は溶接装置制御盤13および電流センサとデ
ータをやり取りする第2ポートである。
10はCPUであり、検出した溶接電流、溶接
装置制御盤で設定した溶接条件に関するデータ、
ロボツトRから得られる溶接姿勢、溶接トーチ2
が揺動の開始点にあるか到着点にあるか、アーク
センサ動作に対す要求などに関するデータを取り
込み、第3図、第4図、第6図および第7図のフ
ローチヤートに示すような演算等を行う。
11はROMであり、CPU10が行う演算のシ
ステムプログラムを格納している。
12はRAMであり、第4図、第6図および第
7図に示すフローチヤートの中での演算中におけ
るデータを格納する。
13は溶接装置制御盤であり、少なくとも溶接
電流、溶接ワイヤ径、シールドガスの種類につい
てデータを設定できる。
Rは産業用ロボツトであり、溶接トーチ2をエ
ンドエフエクタとして保持し、その位置を制御す
る。
また、第2図中、溶接トーチ2が位置から
位置へ移動するのをLEFT方向(L)とし、位
置から位置へ揺動するのをRIGHT方向(R)
とする。
第3図は検出した溶接電流を処理するための全
体的なデータ処理のフロー図である。第3図にお
いて、基準値を作成するため初層目における溶接
電流を検出し、そのための諸量を演算するサブル
ーチンをサンプルモードと言い、サンプルモード
で得られた基準値と初層目におけるその後に検出
した溶接電流から演算した諸量とを比較し、溶接
トーチ2を制御するための制御量を演算するサブ
ルーチンを実行モードと言う。また、実行モード
において演算し、記憶した制御量を読み出して2
層目以後の制御を行うサブルーチンをトレースモ
ードと言う。
第4図はサンプルモードのフロー図である。
第5図はサンプルモードにおいて基準値を作成
するため演算される諸量と溶接トーチ2の揺動経
路との関係などを示す模式図である。図中、4b
を溶接線、2aは揺動経路を示す。
第6図は実行モード(初層)のフロー図であ
る。
また、第7図はトレースモードのフロー図であ
る。
以下作用について説明する。
溶接装置制御盤13上で、溶接電流、溶接ワイ
ヤ径、シールドガスの種類が設定され、ロボツト
Rにおいて溶接姿勢が設定されると、これらの条
件を表すデータがCPU10に取り込まれ、テー
ブルと対照することにより、基準値を作成するた
めに溶接電流検出を行う揺動周期の回数が選定さ
れる。
ロボツトRにより溶接トーチ2は第5図aに示
す教示された溶接開始点1S1に位置され、ロボ
ツトRはアークセンサスタートすなわち溶接電流
検出を求める状態になつたものと判断される(ス
テツプS1)。更に、サンプルモードすなわち、
基準値作成を求める状態であると判断されると
(ステツプS2)、サンプルモード(ステツプS
3)が始まる。
溶接トーチ2は、第5図aの教示された正しい
溶接開始点1S1に位置決めされており、溶接開
始に伴い溶接トーチ2は第5図aの点1S1,2
R1,2S1,1R2,1S2,2R2,2S2
…の順に移動しながら溶接を行なつて行き、同時
に揺動開始点1S1〜到着点2R1間(LEFT方
向)、2S1〜1R2間(RIGHT方向)、1S2
〜2R2間(LEFT方向)…の順に溶接電流を検
出して行く。検出された溶接電流の状態の一例を
揺動開始点1S1〜到着点2R1および2S1〜
1R2間について示すと第5図bおよびcの通り
となる。LEFT方向の初めの1/4周期の溶接電流
の積分値をA1L、次の1/4周期のそれをA2L、
RIGHT方向の初めの1/4周期の溶接電流の積分
値をA1R、次の1/4周期のそれをA2Rとする
と、制御量を求めるための基準値を求めるため例
えば次の諸量が必要になる。
ΔALs=A1L−A2L ΔARs=A1R−A2R ここでΔALsおよびΔARsは揺動の半周期中に
おける揺動の開始点から中心までの1/4周期と中
心から到着点までの1/4周期の溶接電流の積分値
の差である。
前述の揺動過程で検出された溶接電流からは第
4図の通りにΔALs、ΔARsの平均値が演算され
て、基準値となり、RAM12に記憶される。そ
してロボツトRがトレースモードを求めていない
ときは(ステツプS4)実行モード(ステツプS
5)へ移行する。
実行モードにはいると、制御量記憶用ポインタ
が設定され(ステツプS51)、制御量の記憶が
可能になる。そして、サンプルモードのときと同
様にして開始点1Sm〜到着点2Rm間、2Sm〜
1Rm+1間において溶接電流が検出され(ステ
ツプS52)、これに基いて前述の基準値作成の
ための諸量と同様、制御量を求めるための諸量が
演算され、前述同様ΔAL、ΔARが求められる。
(ステツプS53)。そしてサンプルモードで得ら
れた基準値すなわちΔALs(平均)またはΔARs
(平均)と比較され、この間に偏差があれば、こ
の偏差をもつて制御量とされる(ステツプS5
4)。この制御量は、各半周期について全て
RAM12中に記憶される(ステツプS55) そして溶接トーチ2が1Rm+1〜1Sm+1
にある間に転送され(ステツプS56)、ロボツ
トRの図示しないアーム位置が移動し、初層目に
おける溶接トーチ2の揺動開始位置が1S′m+1
に修正される。このようなステツプはロボツトR
がアークセンサストツプを求めるまで繰返されて
初層目における実行モードが終り、ロボツトRが
トレースモードを求めていると判断されると、ト
レースモード(ステツプS6)にはいる。
トレースモードにはいると制御量記憶用ポイン
タが設定され(ステツプS61)、実行モード中
のステツプS55で記憶した制御量の読出しを可
能にする。そして、2層目を例にして説明する
と、多層盛溶接のプログラムにより、2層目の揺
動幅は初層目より大きく決められており、従つて
2層目の溶接開始点は1S′1となり、揺動経路も
2′aとなり、揺動経路中の揺動の開始点も1
S′m、2S′m…、到着点も1R′m、2R′m…とな
る(第5図参照)。溶接トーチが1R′m(初層目の
修正を行なつた溶接線方向位置に相当する位置)
に来るごとに、ロボツトRは到着点に来たことを
示すデータを発生する。CPU10はこのデータ
を取り込んで(ステツプS62)その取込回数を
カウントする(ステツプS63)ことによつて、
初層目に制御量を記憶したRAM12中のメモリ
セルのポインタを指定し、これにアクセスする
(ステツプS64)。ポインタの指定場所にデータ
があれば(ステツプS65)、CPU10はこの制
御量を取り込み(ステツプS66)、ロボツトR
に転送する。(ステツプS67)そして、ロボツ
トRの図示しないアーム位置が移動し、2層目に
おける溶接トーチ2の揺動開始点が1S″mに修正
される。そして、ロボツトRがアークセンサスト
ツプすなわち溶接電流検出を求めない状態でない
と判断されるかぎり(ステツプS68)、ステツ
プS62〜ステツプS67を繰り返す。3層目以
後の溶接を必要とする多層盛溶接においても、前
述同様初層目の制御量を読み出して溶接トーチ2
の開先幅方向位置が修正される。
以上の通り、多層盛溶接の初層目に行なつた溶
接トーチ2の開先幅方向位置修正の制御量によ
り、2層目以後の溶接における溶接トーチ2の開
先幅方向位置修正を行うことによつて2層目以
後、溶接トーチ2の揺動幅が異なる場合において
も溶接線追従を容易に行なうことができると言う
顕著な効果がある。
その他の実施例として、水平隅肉継手の多層盛
溶接にも実施できる。また第8図aおよびbのよ
うに、溶接プログラムにより2層目以後、溶接ト
ーチ2の揺動中心を溶接線からオフセツトしたも
のにおいても実施できる。また、前述ΔALs+
ARsの平均値や前述(AnL+A(n+1)L)と
(AnR+A(n+1)R)の差に対して基準値を
設け、これと比較することによつて得た初層目の
制御量を記憶しておき2層目以後に読み出して2
層目以後の溶接トーチ2の開先幅方向位置修正を
行うようにすることもできる。
(効果) この発明は前述したように、多層盛溶接の初層
目に行つた溶接トーチの開先幅方向位置修正の制
御量により、2層目以後の溶接トーチの開先幅方
向位置修正を行うようにしたので、溶接トーチの
揺動幅が異なる場合でも溶接線追従を容易に行い
得る。
また前述制御量は、初層目の溶接ブロセスの中
で作成した基準値と、該基準値作成後に連続して
得られる検出溶接電流に基く諸量との比較により
求めているので、予め実験により決定した基準値
と比較する場合のように、同一溶接条件であつて
も例えばワーク形状の若干の相違等によつて制御
量が一定し難いというれいも少ない。
さらには前述基準値は、溶接トーチの揺動1往
復における1/4周期ずつの溶接電流の積分値を予
め選定した揺動回数分求め、さらにこれらの値か
ら必要な諸量ΔALs、ΔARsまたはΔAsまたは
ΔAtsを求め、さらにはその平均値を求めること
により決定しているので、基準値が現実の溶接条
件に対して非常に正確で、溶接結果が良好とな
る。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明が関係する現象および実施例を
示すものであり、第1図は概要図、第2図はブロ
ツク図、第3図、第4図、第6図および第7図は
フロー図、第5図および第8図は模式図である。 第1図および第2図において2…溶接トーチ、
3…消耗電極、4…開先。第5図において4b…
溶接線。第6図においてステツプS45記憶手
段。第7図においてステツプS52,S53,S
54…位置指定手段、ステツプS56…データ取
込手段。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 消耗電極を供給する溶接トーチを開先幅方向
    に揺動させながらアーク溶接を行い、前記揺動中
    の溶接電流を検出して基準値と比較することによ
    り前記溶接トーチを溶接線に追従させ、多層盛溶
    接する方法において、 各種溶接条件ごとに前記基準値を作成するべ
    く、溶接電流を検出するための前記溶接トーチの
    揺動回数nを決定し、 初層溶接において前記揺動回数分検出した溶接
    電流に基き、揺動の1/4周期ごとの溶接電流の積
    分値をそれぞれAnL,A(n+1)L,AnR,A
    (n+1)Rとして、 ΔALs=AnL−A(n+1)L ΔARs=AnR−A(n+1)R または ΔAs=1/2(ΔALs+ΔARs) または ΔAts=(AnR+A(n+1)R) −(AnL+A(n+1)L) の必要な諸量を求め、 さらには前記揺動回数分の各諸量の平約値を求
    めてこれを基準値とし、 さらにはまた該基準値と、該基準値作成後に連
    続して得られる検出溶接電流に基いて演算した前
    記諸量とを比較して、前記溶接トーチに対する制
    御量を演算し、 該制御量により2層目以後の前記溶接トーチの
    開先幅方向位置を修正するべくした、前記多層盛
    溶接方法。
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