JPH0538579A - 自動アーク溶接における溶接線ならい装置 - Google Patents

自動アーク溶接における溶接線ならい装置

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JPH0538579A
JPH0538579A JP3214788A JP21478891A JPH0538579A JP H0538579 A JPH0538579 A JP H0538579A JP 3214788 A JP3214788 A JP 3214788A JP 21478891 A JP21478891 A JP 21478891A JP H0538579 A JPH0538579 A JP H0538579A
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JP
Japan
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welding
bridge circuit
joint
misalignment
torch
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Application number
JP3214788A
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English (en)
Inventor
Masatoshi Seki
正俊 関
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPH0538579A publication Critical patent/JPH0538579A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶接線の心ずれを容易かつ正確に検出できる
ようにし、もって耐久信頼性の向上とコスト低減とを図
る。 【構成】 二つの被溶接部1,1の継手2の両側から二
本の引出し線11,12 を引出し、この二本の引出し線11,1
2 を含むホイートストンブリッジ回路13を形成し、この
ホイートストンブリッジ回路13に不平衡電流または不平
衡電圧を換出する検出手段15〜17を設け、該検出手段の
信号をコントローラ19へ入力して、コントローラ19によ
り溶接トーチ4を支持するトーチ保持機構3内のアクチ
ュエータ3bを制御して溶接線の心ずれを修正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動アーク溶接におい
て溶接トーチの溶接線からのずれを修正する溶接線なら
い装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、マグ溶接(MAG溶接)により
二枚の板部材を自動で突き合せ溶接する場合は、図5お
よび図6に示すように、二枚の板部材1,1の突き合せ
部(継手)2の上方にトーチ保持機構3にて支持して溶
接トーチ4を配置し、ワイヤ給送手段(図示略)により
溶接トーチ4の先端に送られる電極ワイヤ5を溶接電源
6のプラス端子6aに電気的に接続すると共に、二枚の
板部材1から延ばした共通のアース線7を溶接電源6の
マイナス端子6bに電気的に接続する。そして、電極ワ
イヤ4に溶接電源から電力を供給して電極ワイヤ5の先
端と継手2との間にアーク8を飛ばし、続いて電極ワイ
ヤ5を所定量ずつ溶接トーチ4の先端に送りつゝトーチ
保持機構3内の走行用モータ3aの作動により溶接トー
チ1を継手2に沿って矢印A(図3)のように移動させ
ると、二枚の板部材1,1は連続に接合されるようにな
る。なお、この溶接に際しては、溶接トーチ4を通じて
その先端にアルゴンガスと炭酸ガスとの混合ガスからな
るシールドガス9を供給し、アーク8を安定させるよう
にしている。
【0003】ところで、上記自動MAG溶接において
は、継手2の加工精度、溶接トーチ4の前方における電
極ワイヤ5の曲り、アーク2の磁気吹きなどの要因によ
り、図5に示すように、理想の溶接線Bに対して実際の
溶接線B´が変位する、いわゆる心ずれが発生する。そ
こで従来は、この心ずれを防止するため、例えば溶接ト
ーチ4にカメラを取付け、このカメラで撮影した画像信
号を画像処理して心ずれ量δ(図5)を検出し、この検
出結果にもとづいてトーチ保持機構3内の補正用モータ
3b(図4)を制御し、理想の溶接線(こゝでは溶接ビ
ードとして示す)Bからの心ずれを修正する対策、ある
いは電極ワイヤ5の突出し量によってアーク電圧が変化
することに着目し、図6および図7に示すように、二枚
の板部材1の継手2に開先2aを設け、定アーク長制御
を採用して溶接トーチ4をこの開先2aの幅方向に揺動
させ、電極ワイヤ5の突出し長さL0 ,L1 の変化の周
期性を電圧計10で測定したアーク電圧から求めて、一
定の周期性が得られるように前記補正用モータ3bの作
動を制御する対策が採られていた(例えば、「アーク溶
接におけるセンシングと制御」社団法人溶接学会 溶接
法研究委員会編 1990PI−16〜I−25参照)。なお、
図7は図4に示した態様を電気回路的に示したもので、
aは溶接ワイヤ5およびアーク8の抵抗、bは継手2の
接触抵抗、cはアース線7の抵抗をそれぞれ表してい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の心ずれ防止対策によれば、前者(カメラによ
る)の場合は、溶接光や溶接煙により光学系(レンズ)
が汚染されるため、頻繁に保全作業を行わなければなら
ず、高価な画像処理装置の使用と相まってコスト的な負
担が大きくなり、その上、カメラの取付位置の誤差が心
ずれの検出精度に影響して信頼性に劣るという問題があ
った。また後者(溶接トーチの揺動)の場合は、継手2
の開先2aの左右形状差(加工精度)がアーク電圧の周
期性に影響を与えるところから検出精度に問題があり、
さらには開先2aの加工や揺動機構の付加設置にコスト
がかかるという問題があった。
【0005】本発明は、上記従来の問題を解決すること
を課題としてなされたもので、その目的とするところ
は、実際の溶接線の心ずれを容易かつ正確に検出でき、
もって耐久信頼性の向上とコスト低減とに大きく寄与す
る自動アーク溶接における溶接線ならい装置を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、継手と溶接電源に結ぶ配線端とを一方の対
向接点とし、かつ前記継手の両側から引出した二本の引
出し線の途中を他方の対向接点とするホイートストンブ
リッジ回路を設け、該ホイートストンブリッジ回路の前
記他方の対向接点の間に、該ホイートストンブリッジ回
路の不平衡電流または不平衡電圧を検出する検出手段を
介装し、かつ該電流検出手段からの信号にもとづいてト
ーチ保持機構内のアクチュエータを制御し溶接線の心ず
れを修正する制御手段を設けたことを特徴とする。
【0007】
【作用】上記のように構成した自動アーク溶接における
溶接線ならい装置においては、実際の溶接線が理想の溶
接線からずれると、継手の接触抵抗が二本の引出し線側
で変化し、これに伴ってホイートストンブリッジ回路の
不平衡電流、電圧が変化するので、この電気的変化の大
きさ及び方向を検出することにより心ずれ量とずれ方向
とを把握できる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面にもとづい
て説明する。
【0009】図1および図2は、本発明にかゝる溶接線
ならい装置の一実施例を示したものである。なお、本実
施例は前記MAG溶接に適用したもので、前出の図4お
よび図7に示した部分と同一部分には同一符号を付し、
こゝではその説明を省略する。本実施例においては、被
溶接物である二枚の板部材1,1の継手2の両側から二
本の引出し線11,12を引出すと共に、この二本の引出し
線11,12を含むホイートストンブリッジ回路(以下、単
にブリッジ回路という)13を形成している。すなわち、
このブリッジ回路13は、継手2と溶接電源6のマイナス
端子6bに接続された配線14の一端14aとを一方の対向
接点とし、かつ前記二本の引出し線11,12の途中11a,
11bを他方の対向接点として構成されている。しかし
て、このブリッジ回路13の他方の対向接点11a,11bの
間には電流計15と抵抗16を有する電圧計17とが介装され
ている。また、片方の引出し線12で、その接点12aより
継手2側となる部分には可変抵抗18が介装されている。
この可変抵抗18はブリッジ回路14を平衡状態とするため
のもので、後述する初期設定時に使用される。
【0010】一方、上記ブリッジ回路13とは別にコント
ローラ19が設けられ、前記電圧計17およびトーチ保持機
構3内の補正用モータ(アクチュエータ)3bと信号線
20a,20bにより接続されている。このコントローラ19
は、電圧計17からの信号にもとづいて前記トーチ保持機
構3内の補正用モータ3bを制御する機能を有してお
り、この制御により実際の溶接線の理想の溶接線からの
ずれが修正されるようになる。なお、図2中、c1 ,c
2 は接点11aにより分割された引出し線11の抵抗を、d
1 ,d2 は接点12aにより分割された引出し線12の抵抗
をそれぞれ表している。
【0011】上記のように構成した溶接線ならい装置を
用いて溶接を行うには、先ず理想の溶接線B(図5参
照)上に溶接トーチ4を位置決めして電極ワイヤ5の先
端と継手2との間にアーク8を飛ばし、これと同時に可
変抵抗18を電流計15がゼロを指すように調整して、ブリ
ッジ回路13を平衡状態とする。続いて、電極ワイヤ5を
所定量ずつ溶接トーチ4の先端に送りつゝトーチ保持機
構3内の走行用モータ3aの作動により溶接トーチ1を
継手2に沿って移動させる。この時、実際の溶接線に心
ずれが発生すると、継手2の接点は継手接触抵抗bのb
1 側またはb2 側(図2)へ移動し、ブリッジ回路13の
平衡がくずれて、その接点11aと12a間に不平衡電流が
流れる。すなわち、アーク8がb1 側へ移動した時は、
引出し線12側の抵抗が大きくなるので電流が接点11aか
ら12a側へ流れ、アーク8がb2 側へ移動した時は、引
出し線11側の抵抗が大きくなるので電流が接点12aから
11a側へ流れるようになる。
【0012】上記不平衡電流の大きさは実際の溶接線の
心ずれ量に比例し、かつ不平衡電流の方向は心ずれ方向
を表しており、したがって、電流計15により検出した電
流値から心ずれ量と方向とを把握できることとなる。本
実施例においては、この電流値を抵抗16によって電圧
(不公平電圧)に変換し、この電圧を電圧計17で検出し
てコントローラ19へ送出するようにしている。コントロ
ーラ19は、電圧計17からの信号にもとづいてブリッジ回
路13を平衡状態とするのに必要な制御量を演算すると共
に、この制御量に見合う制御信号をトーチ保持機構3内
の走行用モータ3aへ送出し、この結果、溶接トーチ4
が継手2の左または右方向へ移動して心ずれが修正され
る。
【0013】なお、上記実施例において、ブリッジ回路
13に可変抵抗18を介装して、溶接開始時に該ブリッジ回
路13を平衡状態としたが、この可変抵抗18は省略するこ
とができる。この場合は、最初に溶接トーチ4を位置決
めしてアーク8を飛ばした時の不平衡電圧を基準値とし
てこれをコントローラ19に記憶させ、心ずれを起こした
時の不平衡電圧を前記基準値と比較して、その差分より
制御量を決定すれば良い。また、上記実施例において、
電圧計17で検出したブリッジ回路13の不平衡電圧にもと
づいて制御量を決定するようにしたが、この電圧による
ことなく電流計15で検出した電流値にもとづいて補正量
を決定するようにしても良い。また、本考案の適用対象
は、上記MAG溶接に限定されないことはもちろんで、
汎用のティグ(TIG)溶接、ミグ(MIG)溶接を始
め、他のアーク溶接にてきる。さらに、その場合の極性
も任意であり、電極をマイナス極、被溶接物をプラス極
とする溶接にも適用できる。
【0014】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
かゝる自動アーク溶接における溶接線ならい装置によれ
ば、継手の両側から引出した二つの引出し線を含むホイ
ートストンブリッジ回路を形成するという簡単な構成に
より、特に継手に開先を設けたり、溶接トーチを揺動さ
せることなく、容易かつ正確に心ずれを検出でき、耐久
信頼性の著しい向上はもとより、製作およびランニング
コストの大幅な低減を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかゝる自動アーク溶接における溶接線
ならい装置を示す模式図である。
【図2】本溶接線ならい装置を含む自動アーク溶接機構
の回路図である。
【図3】自動アーク溶接の一般的な実施態様を示す斜視
図である。
【図4】従来の自動アーク溶接機構を示す模式図であ
る。
【図5】自動アーク溶接における不具合例を示す模式図
である。
【図6】従来の溶接線ならい装置を含む自動アーク溶接
機構の模式図である。
【図7】従来の溶接線ならい装置を含む自動アーク溶接
機構の回路図である。
【符号の説明】
1 板部材(被溶接物) 2 継手 3 トーチ保持機構 3b 補正用モータ(アクチュウエータ) 4 溶接トーチ 5 電極ワイヤ 6 溶接電源 11 引出し線 11a 接点 12 引出し線 12a 接点 13 ホイートストンブリッジ 14a 接点 15 電流計 16 抵抗 17 電圧計 18 可変抵抗 19 コントローラ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 継手と溶接電源に結ぶ配線端とを一方の
    対向接点とし、かつ前記継手の両側から引出した二本の
    引出し線の途中を他方の対向接点とするホイートストン
    ブリッジ回路を設け、該ホイートストンブリッジ回路の
    前記他方の対向接点の間に、該ホイートストンブリッジ
    回路の不平衡電流または不平衡電圧を検出する検出手段
    を介装し、かつ該検出手段からの信号にもとづいてトー
    チ保持機構内のアクチュエータを制御し溶接線の心ずれ
    を修正する制御手段を設けたことを特徴とする自動アー
    ク溶接における溶接線ならい装置。
JP3214788A 1991-07-31 1991-07-31 自動アーク溶接における溶接線ならい装置 Pending JPH0538579A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015089552A (ja) * 2013-11-05 2015-05-11 株式会社ジェイテクト アーク溶接装置及びアーク溶接方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015089552A (ja) * 2013-11-05 2015-05-11 株式会社ジェイテクト アーク溶接装置及びアーク溶接方法

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