JPH05293655A - 自動溶接方法 - Google Patents

自動溶接方法

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JPH05293655A
JPH05293655A JP12433292A JP12433292A JPH05293655A JP H05293655 A JPH05293655 A JP H05293655A JP 12433292 A JP12433292 A JP 12433292A JP 12433292 A JP12433292 A JP 12433292A JP H05293655 A JPH05293655 A JP H05293655A
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JP
Japan
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welding
groove
detecting
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detecting means
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JP12433292A
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English (en)
Inventor
Iwao Shimizu
巖 清水
Hiroshi Tachikawa
博 立川
Norimitsu Baba
則光 馬場
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 レ字状又はK字状の開先部を容易に自動で溶
接でき、しかもその開先部の変化に応答性良く対応する
ことができる自動溶接方法を提供する 【構成】 溶接電流が平均値より予め定めた一定値以上
に大きくなったか否かを検知することにより開先部の開
先壁部を検知する。開先壁部を検知するまでは、溶接方
向に直角な方向(A点側からB点側)に進行して溶接を
行う。ティーチングデータに基づいて開先開放部の位置
を認識して記憶しているので、溶接トーチが開先開放部
に到達したか否かをこの記憶に基づき判断することによ
り開先部の開先開放部を検知する。開先開放部を検知す
るまでは、溶接方向に直角な方向(B点側からA点側)
に進行して溶接を行う。開先部の形状がたとえ急激に変
化している場合であっても、その変化に応じて、確実に
溶接を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、厚板の自動溶接方法に
関し、特に横向き姿勢のレ字状又はK字状の開先部を自
動で溶接する自動溶接方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、厚板の開先部、たとえば横向
き姿勢のレ字状の開先部を溶接する種々工夫がなされて
いる。図7は従来の横向き姿勢のレ字状の開先部を溶接
する方法の一例を示す図である。図7に示すように、従
来は、溶接トーチを溶接方向(図に垂直な方向)に移動
し、各溶接層を多数のパスにより溶接を行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の方法で
は、各溶接層を多数の小さなパスで溶接するので、パス
間欠陥が生じ易く、また開先倣い溶接が容易でなく、し
たがって自動化が極めて困難である。このため、かかる
形状の開先部の溶接は、従来は溶接ロボットを用いて
も、手動で行っているのが現状である。
【0004】また、従来の方法では、特に、開先部の形
状が途中で変動している場合に、その変化に応じて溶接
するためには、手動で行わざるを得なかった。
【0005】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、レ字状又はK字状の開先部を容易に自動で溶接
することができ、しかもその開先部の変化に応答性良く
対応することができる自動溶接方法を提供することを目
的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の自動溶接方法は、溶接継手部の開先形状を
指示して、溶接トーチの移動を制御することにより横向
き姿勢の開先部を溶接する自動溶接方法において、溶接
電流及び溶接電圧のうち一方又は双方の値が所定値に変
化することを検知する第1検知手段により前記開先部の
開先壁部を検知し、且つ前記開先部の開先開放部の位置
を検知する第2検知手段により前記開先開放部を検知
し、前記開先部の溶接を開始する開先壁部又は開先開放
部の始端から溶接方向に直角な方向に溶接トーチを移動
し、前記第1検知手段により前記開先壁部を検知した
後、又は第2検知手段により前記開先開放部を検知した
後は、その検知をする毎に、溶接トーチを溶接方向に移
動した後、検知前の移動方向とは逆方向に移動すること
により前記開先部の溶接を行うことを特徴とするもので
ある。
【0007】
【作用】本発明は前記の構成によって、第1検知手段に
より開先部の開先壁部を検知する。開先壁部を検知する
までは、溶接方向に直角な方向に進行して溶接を行うの
で、開先部の開先壁部の形状がたとえ急激に変化してい
る場合であっても、その変化に応じて、開先壁部まで確
実に溶接を行うことができる。また、第2検知手段によ
り開先部の開先開放部を検知する。開先開放部を検知す
るまでは、溶接方向に直角な方向に進行して溶接を行う
ので、開先部の開先開放部の形状がたとえ急激に変化し
ている場合であっても、その変化に応じて、開先開放部
まで確実に溶接を行うことができる。更に、溶接を開始
する始端から溶接方向に直角な方向に進行し、開先壁部
や開先開放部を検知する毎に、溶接トーチを溶接方向
に、例えば溶接幅と同じ距離だけ移動した後、検知前の
移動方向とは逆方向に移動することにより、ウィービン
グ軌跡が矩形波状となり、また各溶接層を一のパスで溶
接することができる。
【0008】
【実施例】以下に本発明の一実施例を図1乃至図4を参
照して説明する。図1は本発明の一実施例である自動溶
接方法を実施するための自動溶接装置の概略図である。
図1に示す自動溶接装置は、溶接機10と制御装置10
0とからなり、溶接機10はレール部11と、そのレー
ル部11に沿って移動自在に構成された台車部20と、
台車部20に設けられた伸縮自在な伸縮腕30を介して
取着された溶接トーチ支持部40と、溶接トーチ支持部
40によって支持された溶接トーチ50とを備える。
【0009】制御装置100は、モータMx により伸縮
腕30の伸縮を制御して溶接トーチ50のx軸方向にお
ける移動を調整するx軸方向移動制御部60と、モータ
yにより台車部20を移動することにより溶接トーチ
50のy軸方向(溶接方向)における移動を調整するy
軸方向移動制御部62と、モータMz により溶接トーチ
支持部40のz軸方向における移動を制御することによ
り溶接トーチ50のz軸方向における移動を調整するz
軸方向移動制御部64と、モータMr により溶接トーチ
50の姿勢を制御する姿勢制御部66と、装置全体を制
御する主制御部70と、溶接に必要なデータを記憶する
メモリ71及び共有メモリ72と、操作用のスイッチや
ティーチングデータを入力するための入力部等を有する
操作部80とを備える。尚、x,y,zは各々空間直行
座標軸を表している。また、74はI/Oポートであ
る。
【0010】図示しない溶接用ワイヤ供給装置によって
送られた溶接用のワイヤは、溶接トーチ50から送りだ
され、溶融されて開先部に積層される。図2、図3は、
横向き姿勢のレ字状の開先部を6層に分けて溶接する場
合を示している。一般に厚板のレ字状の開先部を溶接す
る場合には、このように多層溶接になる。
【0011】本実施例の方法で溶接するには、予め開先
部の始端のA、B、Cの3点をティーチングし、また終
端のD、E、Fの3点をティーチングして開先形状を認
識させる。これらの情報は操作部より入力する。また、
これらの情報の入力は手動で行ってもよいし、自動計測
して入力してもよい。主制御部70は、これらの情報に
基づいて、AD間、BE間、CF間を直線補完すること
により開先部の形状の変化を認識し、更に溶接方向、溶
接層数、溶接層の厚さを設定する。なお、開先部の始端
と終端とが曲線状に変化している場合には、その旨を指
示することにより、AD間、BE間、CF間を円弧補完
することも可能である。尚、図3では開先部を6層に分
けた例を示しているが、これは、開先部の形状に応じ
て、例えば10層以上に分けて溶接してもよい。また、
開先部の形状が一定の場合は、終端のD、E、Fはいず
れか一点のみをティーチングすれば足りる。
【0012】図4は本実施例の方法の手順を示す図であ
る。ステップS1で、上記のように設定したティーチン
グプログラムを呼び出し、溶接電流・溶接電圧・溶接速
度等の溶接条件を設定する。次に溶接トーチ50を溶接
の始端、本実施例では、A点に移動し(ステップS
2)、シールドガスを供給してアーク溶接を開始し、x
軸方向移動制御部60により溶接トーチ50を溶接方向
に直角な方向(x軸方向)、すなわちB点に向かって移
動する(ステップS3)。ステップS4では、実際に溶
接しているときの溶接電流の値を検知し、その値を積算
して平均値を算出する。一般に、開先部の中央部に比べ
て開先壁部では、溶接電流が大きくなるので、溶接電流
が前記の平均値より予め定めた一定値以上に大きくなっ
たか否かを検知する(ステップS5)。溶接電流が一定
値以上大きくなったことを検知しなければ、ステップS
4に戻って、x軸方向の溶接を続行し、検知すれば、ス
テップS6に移行する。
【0013】ステップS6で、溶接電流の大きくなった
位置が、予め入力した溶接の終端であるか否かを判断す
る。終端でなければ、y軸方向移動制御部62により溶
接トーチ50を溶接方向(y軸方向)に溶接幅の分だけ
ステップ状に移動し(ステップS7)、更にステップS
8で、x軸方向移動制御部60により、溶接方向に直角
な方向であってステップS3での移動方向とは逆の方向
に移動する。
【0014】次に、主制御部70は前述したティーチン
グに基づいて開先開放部の位置を認識して記憶している
ので、溶接トーチが開先開放部に到達したか否かを判断
する(ステップS9)。到達していなければ、ステップ
S8に戻って前述の方向に移動し、到達していれば、ス
テップS10に移行してy軸方向移動制御部62により
溶接トーチ50を溶接方向(y軸方向)に溶接幅の分だ
けステップ状に移動し、その位置が溶接の終端であるか
否かを判断する(ステップS11)。終端でなければ、
ステップS12でステップS3と同じ移動方向に溶接ト
ーチを移動して溶接を行い、以下、ステップS4からス
テップS12の動作を繰り返して開先部の溶接を行う。
【0015】そして、ステップS6で溶接電流の大きく
なった位置が、予め定めた終端であると判断したとき、
又はステップS11で終端と判断したときには、クレー
タ処理をした後、アークを止め、シールドガスを止め
(ステップS13)、待拠位置に移動する(ステップS
14)。ステップS15で次に溶接する層があるか否か
判断し、溶接する溶接層があれば、次の溶接層の溶接を
開始する始端に溶接トーチを移動し(ステップS1
6)、更にステップS3に戻って上記の手順を繰り返し
て次の溶接層の溶接を行う。また、ステップ15で次に
溶接する溶接層がなければ、溶接を終了する。
【0016】上記の本実施例の方法によれば、溶接電流
の値を検知することにより、開先壁部を検出して、溶接
の方向を変えているので、リアルタイムで溶接を制御す
ることができ、したがって開先部の開先壁部の形状が急
激に変化する場合でも、確実に開先壁部まで、自動で溶
接を行うことができる。
【0017】本発明者等は、25mm厚のSPV−50
Q鋼板を、1.6mmφの溶接ワイヤを用いて、シール
ドガスとしてCO2 ガスを25l/min流し、各溶接
層(各パス)の溶接条件を表1に示すように設定して、
自動溶接を行った結果、良好な溶接結果を得ることがで
きた。
【0018】
【表1】
【0019】本実施例の方法によれば、図2に示すよう
に、ウィービング軌跡が矩形波状となり、各溶接層を一
のパスにより溶接することができる。したがって、従来
の多層多パス溶接の方法に比べて、パス間に欠陥が出に
くくなり、しかも自動化が容易になる。
【0020】また、開先部の形状は、図5又は図6に示
すような形状であってよい。図5に示すように当て板2
00を設けて溶接する場合は、たとえば始端では、A、
B、B’、Cの4点をティーチングする。また図6に示
すK字状の開先部の場合、例えば始端では、A、B、
C、A’、B’、C’の6点をティーチングする。
【0021】なお、本発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、その要旨の範囲内で種々の変形が可能で
ある。例えば、上記の実施例では、溶接電流の値を検知
することにより、開先壁部の位置を検知していたが、溶
接電圧の値を検知するか、あるいは溶接電流と溶接電圧
の双方の値を同時に検知することにより、開先壁部の位
置を検知するようにしてもよい。
【0022】また、上記の実施例では、開先開放部は開
先部のティーチングデータに基づいて計算により検知し
たが、開先開放部は機械的センサ、画像処理装置、光レ
ーザセンサ等を用いて検知してもよい。更に、溶接トー
チが開先開放部にきたときには、溶接電流の値が中央部
の平均値よりも小さくなるので、たとえば溶接電流を検
知することにより、開先開放部の位置を検知してもよ
い。特に、第2パス以降では、前のパスの溶接ビードの
形状が開先開放部で傾斜するので、開先開放部の検知が
容易になる。したがって、第2パス以降のみ溶接電流の
値を検知することにより開先開放部を検知してもよい。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、前
記の構成にしたことにより、レ字状又はK字状の開先部
を溶接するときに、開先部の形状が急激に変化した場合
でも、応答性よく溶接を行うことができ、また各溶接層
を一パスで溶接するので、パス間の欠陥が生じにくい自
動溶接方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である自動溶接方法を実施す
るための自動溶接装置の概略図である。
【図2】本実施例の自動溶接方法によりレ字状の開先部
を溶接するときの状態を示す図である。
【図3】本実施例の自動溶接方法により溶接を行うレ字
状の開先部の正面図である。
【図4】本実施例の自動溶接方法の手順を示す図であ
る。
【図5】本実施例の自動溶接方法で溶接する開先部の他
の例を示す正面図である。
【図6】本実施例の自動溶接方法で溶接する開先部の他
の例を示す正面図である。
【図7】従来の自動溶接方法を説明するための図であ
る。
【符号の説明】
10 溶接機 50 溶接トーチ 60 x軸方向移動制御部 62 y軸方向移動制御部 64 z軸方向移動制御部 70 主制御部 80 操作部 100 制御装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶接継手部の開先形状を指示して、溶接
    トーチの移動を制御することにより横向き姿勢の開先部
    を溶接する自動溶接方法において、溶接電流及び溶接電
    圧のうち一方又は双方の値が所定値に変化するのを検知
    する第1検知手段により前記開先部の開先壁部を検知
    し、且つ前記開先部の開先開放部の位置を検知する第2
    検知手段により前記開先開放部を検知し、 前記開先部の溶接を開始する開先壁部又は開先開放部の
    始端から溶接方向に直角な方向に溶接トーチを移動し、
    前記第1検知手段により前記開先壁部を検知した後、又
    は第2検知手段により前記開先開放部を検知した後は、
    その検知をする毎に、溶接トーチを溶接方向に移動した
    後、検知前の移動方向とは逆方向に移動することにより
    前記開先部の溶接を行うことを特徴とする自動溶接方
    法。
  2. 【請求項2】 前記第2検知手段は、溶接開始位置の開
    先形状と溶接終了位置の開先形状のティーチングデータ
    に基づき途中を直線補完、又は曲線補完することにより
    前記開先部の開先開放部の位置を検知するものである請
    求項1記載の自動溶接方法。
  3. 【請求項3】 前記第2検知手段は、機械的センサ、画
    像処理装置又は光センサを用いて前記開先部の開先開放
    部の位置を検知するものである請求項1記載の自動溶接
    方法。
  4. 【請求項4】 前記第2検知手段は、溶接電流及び溶接
    電圧のうち一方又は双方の値が所定値に変化することを
    検知することにより前記開先部の開先開放部の位置を検
    知するものである請求項1記載の自動溶接方法。
JP12433292A 1992-04-17 1992-04-17 自動溶接方法 Withdrawn JPH05293655A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100238883B1 (ko) * 1996-12-31 2000-01-15 김덕중 아크 용접 장치의 에지 센싱 및 처리 방법

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Date Code Title Description
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Effective date: 19990706