JPH0557438A - 溶接安定性の判定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速回転アーク溶接法でアークセンサによる
開先倣い制御をしながら溶接を行った場合に溶接の安定
度を定量化し、それを監視して安定した溶接が行われて
いるか否かを判断できるようにすること。 【構成】 溶接電流波形をアークの回転の１回転毎に積
分し、得られた積分値のバラツキ量を所定の回数にわた
って演算し、得られたバラツキ量と所定の少なくとも一
つのしきい値とを比較し、そのバラツキ量がしきい値を
越えた時に溶接が不安定であると判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高速回転アーク溶接法に
よって溶接継手に対して溶接を行っている場合に安定し
た溶接が行われているか否かを判断する溶接安定性の判
定方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高速回転アーク溶接法によって溶接継手
に対して溶接を行なう場合、通常溶接線の自動追従のた
めにアークセンサによる開先倣い制御方法を採用してい
る。ここで、高速回転アーク溶接法とは電極ワイヤの先
端を偏心させておき、溶接トーチの電極ノズルを機械的
に回転させることによりアークを高速で回転させながら
溶接を行う方法である。またかかる開先倣い制御方法は
特開昭６２−２４８５７１号公報等で公知であり、図４
を参照して説明すると、アーク電圧波形とアーク回転位
置（Ｃｆ，Ｒ，Ｃｒ，Ｌ）を検出し、溶接進行方向前方
のＣｆ点を中心に、左右同一の位相角φ（５°≦φ≦９
０°）の範囲で、アーク電圧波形を積分し（ＳL ，ＳR
）、その差（ＳL −ＳR ）が零になるように開先幅方
向（Ｘ軸）のトーチ位置ずれを修正するものである。ま
た、トーチ高さ方向（Ｙ軸）については、アークの１回
転ごとに溶接電流波形の積分値が一定になるように制御
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】高速回転アーク溶接法
によって溶接を行なう場合には安定した溶接を行なうた
めにアークセンサによる開先倣い制御方法を採用してい
るが、次に述べる要因により溶接が不安定になることが
あった。例えば、ワイヤ送給経路がホコリやワイヤのカ
ス等によってつまったりした場合によるワイヤ送給速度
の変動、長時間にわたって溶接チップを使用することに
よって溶接チップが消耗し、ワイヤ通過孔が大きくなっ
て生じる溶接チップの通電点の変動、ガス流量不足、ガ
ス洩れ等によるシールドガス不良及びアーク電圧が低く
過ぎる等の溶接条件不良等であり、いわゆる外乱による
ものである。現状では溶接の安定性をモニタする方法は
なく、溶接の安定化対策として定期的にワイヤ送給経路
を清掃したりワイヤコンジットケーブルを交換したり、
溶接チップを交換したり、或いは溶接欠陥が生じてから
これらの対策を講じていた。

【０００４】また、アークセンサによる開先倣い制御方
法は溶接アーク自体をセンサとする方法であるから、当
然溶接アークが不安定な場合はその性能が低下する。従
って、アークセンサが正常に働いているか否か即ちアー
クセンサの適用性は溶接アークの安定度に大きく依存す
る。また、アークセンサの適用性を定量化する方法もな
いため、実験室におけるサンプル溶接テストではアーク
センサが適用できても、実際の適用現場では溶接条件が
不適性であったり、種々の外乱によってアークセンサが
適用できない場合があった。本発明はかかる問題点を解
決するためになされたもので、高速回転アーク溶接法に
よって溶接継手に対してアークセンサによる開先倣い制
御を行って溶接した場合に、溶接の安定度を定量化し、
それを監視して安定した溶接が行われているか否かを判
断できる溶接安定性の判定方法及び装置を得ることを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明に係る溶
接安定性の判定方法は、溶接トーチの電極ノズルに円運
動を与えてワイヤ先端に発生するアークを高速回転さ
せ、アークセンサによる開先倣い制御を行いながら溶接
する高速回転アーク溶接法において、溶接電流波形をア
ークの回転の１回転毎に積分し、得られた積分値のバラ
ツキ量を所定の回数にわたって演算し、得られたバラツ
キ量と所定の少なくとも１つのしきい値とを比較し、そ
のバラツキ量がしきい値を越えた時に溶接が不安定であ
ると判断するようにしたものである。

【０００６】かかる溶接安定性の判定方法を実施する判
定装置は、高速回転アーク溶接法により溶接する溶接ト
ーチの溶接電流を検出する溶接電流検出器と、予め設定
した溶接電流基準値を出力する溶接電流基準値設定器
と、溶接電流検出器の検出した溶接電流と溶接電流基準
値設定器の溶接電流基準値との差を出力する差動アンプ
と、電極ノズルの回転位置を検出する回転位置検出器
と、差動アンプの出力信号を回転位置検出器の位置検出
信号に基づき電極ノズルの１回転毎に所定回転数だけ出
力させるゲート手段と、ゲート手段によって出力させら
れた１回転毎の出力信号を積分する積分器と、積分器に
よって積分された検出信号を１回転の間保持するサンプ
ルホールド回路と、サンプルホールド回路から出力され
た所定回転数における積分値から標準偏差を演算する標
準偏差演算回路と、標準偏差演算回路の演算した標準偏
差と所定の少なくとも１つのしきい値とを比較して溶接
不安定信号を出力する溶接安定判定回路とを備えて構成
されている。また、本発明に係るもう一つの溶接安定性
の判定方法は、アーク回転位置における溶接進行方向前
方点を中心として、左右５°以上１８０°以下の所定の
範囲内においてそれぞれアーク電圧波形を積分し、得ら
れた左右の積分値の差のバラツキ量を所定の回数にわた
って演算し、得られたバラツキ量と所定の少なくとも１
つのしきい値とを比較し、そのバラツキ量がしきい値を
越えた時に溶接が不安定であると判断するようにしてい
る。

【０００７】かかる溶接安定性の判定方法を実施する判
定装置は、高速回転アーク溶接法により溶接する溶接ト
ーチの電極ノズルとワーク間のアーク電圧を検出するア
ーク電圧検出器と、電極ノズルの回転位置を検出する回
転位置検出器と、回転位置検出器の位置信号に基づいて
設定した２つの所定角度範囲におけるアーク電圧検出器
の検出信号を電極ノズルの１回転毎に所定回転数だけ出
力させるゲート手段と、ゲート手段によって出力された
１回転毎の２つの所定角度範囲における検出信号をそれ
ぞれ積分する２つの積分器と、各積分器によって積分さ
れた検出信号を一回転の間保持する２つのサンプルホー
ルド回路と、２つのサンプルホールド回路から出力され
た所定回転数における積分値の差を出力する差動アンプ
と、差動アンプから出力された積分値の差から標準偏差
を演算する標準偏差演算回路と、標準偏差演算回路の演
算した標準偏差と所定の少なくとも１つのしきい値とを
比較して溶接不安定信号を出力する溶接安定性判定回路
とを備えてなることを特徴とする溶接安定性の判定装
置。

【０００８】更に、本発明に係る別のもう一つの溶接安
定性の判定方法は、電極ノズルの１回転における所定角
度範囲内で検出したアーク電圧を所定の短絡検出レベル
値と比較してそのアーク電圧が短絡検出レベル値以下に
なったか否かを検出し、電極ノズルの全回転数に対する
前記所定角度範囲内でアーク電圧が短絡検出レベル値以
下になった検出回数と電極ノズルの全回転数との割合を
演算して短絡発生率を求め、その短絡発生率と所定の少
なくとも１つのしきい値とを比較し、その短絡発生率が
しきい値を越えたときに溶接が不安定であると判断する
ようにしている。

【０００９】かかる溶接安定性の判定方法を実施する判
定装置は高速回転アーク溶接法により溶接する溶接トー
チの電極ノズルとワーク間のアーク電圧を検出するアー
ク電圧検出器と、予め設定した短絡検出レベル値を出力
する短絡検出レベル設定器と、電極ノズルの回転位置を
検出する回転位置検出器と、回転位置検出器の位置検出
信号に基づいて電極ノズルの１回転における所定角度範
囲内においてアーク電圧検出器の検出したアーク電圧が
短絡検出レベル設定器の短絡検出レベル値以下になった
か否かを検出する短絡判定回路と、電極ノズルの全回転
数に対する短絡判定回路が検出したアーク電圧が短絡検
出レベル値以下になった検出回数と電極ノズルの全回転
数との割合を演算して短絡発生率を求める短絡発生率演
算回路と、短絡発生率演算回路が演算した短絡発生率と
所定の少なくとも１つのしきい値とを比較して溶接不安
定信号を出力する溶接安定性判定回路とを備えて構成さ
れている。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例である溶接安定性の
判定装置を示すブロック図である。図において、１０は
溶接トーチと溶接継手との間に流れる溶接電流を検出す
る溶接電流検出器、１１は溶接電流基準値Ｉo を設定す
る溶接電流基準値設定器、１２は溶接電流検出器１０が
検出した溶接電流Ｉa と溶接電流基準値設定器１１が設
定した溶接電流基準値Ｉo の差を出力する差動アンプ、
１３は差動アンプ１２の出力側に設けられたゲート用ス
イッチ、１４は溶接トーチの電極ノズルの回転位置を検
出するエンコーダ等の回転位置検出器、１５は回転位置
検出器１４の位置検出信号に基づいてゲート用スイッチ
１３を開閉するスイッチ駆動回路で、ゲート用スイッチ
とでゲート手段を構成している。１６は差動アンプ１２
の出力側にゲート用スイッチ１３を介して設けられた積
分器、１７は積分器１６によって積分された検出信号を
それぞれ１回転の間保持するサンプルホールド回路、１
８はサンプルホールド回路１７から出力された所定回転
数における積分値から溶接電流に基づく標準偏差を演算
する標準偏差演算回路、１９は標準偏差演算回路１８の
演算した標準偏差と所定の２つのしきい値とを比較して
溶接不安定状態を示す２種類の不安定信号を出力する溶
接安定性判定回路、２０は溶接安定性判定回路１９が出
力した一方の溶接不安定信号に基づき溶接不安定状態を
知らせるアラームを出力する警報器、２１は溶接安定性
判定回路１９が出力したもう一方の溶接不安定信号に基
づき溶接停止指令を出力すると共に溶接停止指令を表示
する表示器である。

【００１１】次に、本発明方法を実施する溶接安定性の
判定装置の動作について説明する。溶接トーチの電極ノ
ズルが高速回転アーク溶接法によって溶接継手に対して
アークセンサによる開先倣い制御をしながら溶接を行っ
ているとき、溶接電流検出器１０は電極ノズルの回転に
よって変化している溶接電流を検出し、差動アンプ１２
では溶接電流基準値設定器１１によって設定された溶接
電流基準値Ｉo と溶接電流Ｉa との差を出力している。
かかる差を求めるようにしているのは、その後の信号処
理の分解能を高めるためである。また、回転位置検出器
１４は回転している電極ノズルの回転位置を検出して位
置検出信号を出力している。そして、スイッチ駆動回路
１５では差動アンプ１２から出力されている差の信号の
うち、回転位置検出器１４の位置検出信号に基づき予め
設定した電極ノズルの１回転である３６０°の角度範囲
の差の信号を積分器１６に出力するようにゲート用スイ
ッチ１３を開く駆動制御する。積分器１６では３６０°
の角度範囲における差の信号を積分し、サンプルホール
ド回路１７は積分器１６によって積分された差の信号の
積分値△Ｉを標準偏差演算回路１８に入力する。このよ
うに積分器１６で積分するのは溶接電流波形にノイズが
あり、その影響を受けないようにするためである。標準
偏差演算回路１８ではサンプルホールド回路１７から出
力された例えば５００回転分の積分値から標準偏差を次
式から演算する。なお、一本の溶接線の全線にわたった
回転数分であってもよい。

【００１２】サンプルホールド回路１７から出力された
一回転毎に積分器１６によって積分された差の信号の積
分値を△Ｉとし、ｉ番目（ｉ回転目）の信号をｘ_ｉとす
ると、ｊ番目からｋ番目までの信号ｘ_ｉの標準偏差Ｓ
（データ数ｎ＝ｋ−ｊ＋１となる）は次式で示される。

【数１】 従って、各回転毎に（ｘ_ｉ ² ），ｘ_ｉをそれぞれ積算し
ていけば簡単に求まる。しかる後は溶接安定性判断回路
１９は標準偏差演算回１８が演算した標準偏差Ｓと所定
の第１及び第２のしきい値ｓ₁ ，ｓ₂ とを比較し、その
標準偏差Ｓが第１のしきい値以上ｓ₁ のときに溶接が不
安定であることを示す第１の溶接不安定信号を出力す
る。その第１の溶接不安定信号が入力された警報器２０
では溶接が不安定である旨を示すアラームを出力する。
また、標準偏差Ｓが第２のしきい値ｓ₂ 以上のときには
溶接がより一層不安定であることを示す第２の溶接不安
定信号を出力する。その不安定信号が入力された表示器
２１では溶接停止の旨の表示と共に溶接停止指令を出力
する。このように、例えば電極ノズル５０〜５０００回
転に対してそれぞれ電極ノズルの１回転の所定角度範囲
即ち１回転毎に検出した溶接電流と溶接電流基準値との
差の波形の積分値についての標準偏差を求め、その標準
偏差としきい値を比較することにより、溶接が不安定で
あるか否かについて判断できるのは、溶接が安定してい
れば電極ノズルの各回転毎の上記積分値は同じ値となっ
てバラツキが小さく、溶接が不安定であれば、電極ノズ
ルの各回転毎の上記積分値は違った値となってバラツキ
が大きくなることに着目したものである。従って、電極
ノズルの所定回転数に対する上記積分値の標準偏差Ｓを
求め、例えば溶接の安定と不安定との境界にある標準偏
差の値をしきい値として設定し、そのしきい値と標準偏
差Ｓとを比較して標準偏差Ｓがしきい値より大きければ
溶接不安定であると溶接電流に基くトーチ高さ制御の観
点から判断できることとなる。

【００１３】このように、高速回転アーク溶接法によっ
てアークセンサによる開先倣い制御を行って溶接継手に
溶接を行った場合に、溶接が不安定になったか否かを溶
接電流に基づくトーチ高さ制御の観点から溶接の安定度
を定量化して監視することによって判断できるため、溶
接欠陥の多発を防止することができる。なお、しきい値
を二つ設けたのは溶接の不安定状態を定量的にしかも段
階的に把握し、その段階に応じて適切な処置が講じられ
るようにするためである。

【００１４】図２は本発明のもう一つの実施例である溶
接安定性の判定装置を示すブロック図である。図におい
て、３０は溶接トーチと溶接継手間のアーク電圧を検出
するアーク電圧検出器、３１はアーク電圧基準値Ｅo を
設定するアーク電圧基準値設定器、３２はアーク電圧検
出器３１が検出したアーク電圧Ｅa とアーク電圧基準値
設定器３１が設定したアーク電圧基準値Ｅo の差を出力
する差動アンプ、３３ａ，３３ｂは差動アンプ１２の出
力側に設けられたゲート用スイッチ、３４は溶接トーチ
の電極ノズルの回転位置を検出するエンコーダ等の回転
位置検出器、３５は回転位置検出器３３の位置検出信号
に基づいてゲート用スイッチ３３ａ，３３ｂを開閉する
スイッチ駆動回路で、ゲート用スイッチ３３ａ，３３ｂ
とでゲート手段を構成している。３６ａ，３６ｂは差動
アンプ３２の出力側にゲート用スイッチ３３ａ，３３ｂ
を介してそれぞれ設けられた積分器、３７ａ，３７ｂは
各積分器３６ａ，３６ｂによって積分された検出信号を
それぞれ１回転の間保持するサンプルホールド回路、３
８は２つのサンプルホールド回路３７ａ，３７ｂからそ
れぞれ出力された積分値の差を求める差動アンプ、３９
は差動アンプ３８から出力された所定回転数における積
分値の差から標準偏差を演算する標準偏差演算回路、４
０は標準偏差演算回路３９の演算した標準偏差と所定の
２つのしきい値とを比較して溶接不安定状態を示す２種
類の溶接不安定信号を出力する溶接安定性判定回路、４
１は溶接安定性判定回路４１が出力した一方の溶接不安
定信号に基づき溶接不安定状態を知らせるアラームを出
力する警報手段、４２は溶接安定判別回路４０が出力し
たもう一方の溶接不安定信号に基づき溶接停止指令を出
力すると共に溶接停止を表示する表示器である。

【００１５】次に、もう一つの本発明方法を実施する溶
接安定性の判定装置の動作について説明する。溶接トー
チの電極ノズルが高速回転アーク溶接法によって溶接継
手に対してアークセンサによる開先倣い制御をしながら
溶接を行っているとき、アーク電圧検出器３０は電極ノ
ズルの回転によって変化しているアーク電圧を検出し、
差動アンプ３２ではアーク電圧基準値設定器３１によっ
て設定されたアーク電圧基準値Ｅo とアーク電圧Ｅa と
の差を出力している。かかる差を求めるようにしている
のはその後の信号処理の分解能を高めるためである。ま
た、回転位置検出器３４は回転している電極ノズルの回
転位置を検出して位置検出信号を出力している。そし
て、スイッチ駆動回路３５では差動アンプ３２が出力さ
れている差の信号のうち、回転位置検出器３４の位置検
出信号に基づき予め設定したアーク回転位置における溶
接進行方向の前方点Ｃｆを中心として右側であるＲ側の
例えば０°〜９０°（Ｇを原点とし、Ｒ方向への角度
で、以下同様とする）である９０°の角度範囲と左側で
あるＬ側の例えば２７０°〜０°である９０°の角度範
囲の差の信号を積分器３６ａ，３６ｂにそれぞれ出力す
るようにゲート用スイッチ３３ａ，３３ｂを開く駆動制
御をする。積分器３６ａではＲ側の９０°の角度範囲に
おける差の信号を積分し、積分器３６ｂではＬ側の９０
°の角度範囲における差の信号を積分し、サンプルホー
ルド回路３７ａは積分器３６ａによって積分された差の
信号の積分値を差動アンプ３８に入力し、サンプホール
ド回路３７ｂは積分器３６ｂによって積分された差の信
号の積分値を差動アンプ３８に入力する。このように積
分器３６ｂａ，３６ｂで積分するのはアーク電圧波形に
ノイズがあり、その影響を受けないようにするためであ
る。差動アンプ３８では積分器３６ａによる積分値Ｓ1
と積分値Ｓ2 の差△Ｓを求め、標準偏差演算回路３９に
出力する。標準偏差演算回路３９では差動アンプ３８で
求めた積分値の差△Ｓについて例えば５００回転分につ
いて標準偏差を演算する。

【００１６】しかる後は溶接安定性判定回路４０は標準
偏差演算回路３９が演算した標準偏差Ｓと所定の第１及
び第２のしきい値ｓ₁ ，ｓ₂ とを比較し、その標準偏差
Ｓが第１のしきい値ｓ₁ 以上のときに溶接が不安定であ
ることを示す第１の溶接不安定信号を出力する。その第
１の溶接不安定信号が入力された警報器２０では溶接が
不安定である旨を示すアラームを出力する。また、標準
偏差Ｓが第２のしきい値ｓ₂ 以上のときには溶接がより
一層不安定であることを示す第２の溶接不安定信号を出
力する。その第２の不安定信号が入力された表示器４２
では溶接停止の旨と共に溶接停止指令を出力する。この
実施例では、溶接が不安定であるか否かについて、アー
ク電圧に基づくアークセンサによる開先倣い制御の観点
から判断するようにしたものである。

【００１７】図３は本発明の別のもう１つの実施例であ
る溶接安定性の判定装置を示すブロック図である。図に
おいて、５０は溶接トーチと溶接継手とのアーク電圧を
検出するアーク電圧検出器、５１はアーク電圧が短絡に
より低下した場合に短絡したかどうかのしきい値である
短絡検出レベル値を設定する短絡検出レベル検出器、５
２は溶接トーチの電極ノズルの回転位置を検出するエン
コーダ等の回転位置検出器、５３は回転位置検出器５２
の位置検出信号に基づいて電極ノズルの１回転における
角度範囲内においてアーク電圧検出器５０の検出したア
ーク電圧が短絡検出レベル設定器５１の短絡検出レベル
以下になったか否かを検出する短絡判定回路、５４は電
極ノズルの全回転数に対する短絡判定回路５３が検出し
たアーク電圧が短絡検出レベル値以下になった検出回数
と電極ノズルの全回転数との割合を演算して短絡発生率
を求める短絡発生率演算回路、５５は短絡発生率演算回
路５４が演算した短絡発生率と所定の２つのしきい値と
を比較して溶接不安定信号を出力する溶接安定性判定回
路、５６は溶接安定性判定回路５５が出力した一方の溶
接不安定信号に基づき溶接不安定状態を知らせるアラー
ムを出力する警報器、５７は溶接安定性判定回路５５が
出力したもう一方の溶接不安定信号に基づき溶接停止信
号を出力すると共に溶接停止を表示する表示器である。

【００１８】次に、更にもう一つの本発明方法を実施す
る溶接安定性の判定装置の動作について説明する。溶接
トーチの電極ノズルが高速回転アーク溶接法によって溶
接継手に対してアークセンサによる開先倣い制御をしな
がら溶接を行っているとき、アーク電圧検出器３０は電
極ノズルの回転によって変化しているアーク電圧を検出
して短絡判定回路５３に出力している。また、回転位置
検出器５２も位置検出信号を短絡判定回路５３に出力し
ている。短絡判定回路５３では回転位置検出器５２の位
置検出信号に基づいて電極ノズルの１回転における角度
範囲内においてアーク電圧検出器５０の検出したアーク
電圧が短絡検出レベル設定器５１の設定した短絡検出レ
ベル値以下になったか否かを判断し、上記角度範囲内で
一度でもアーク電圧が短絡検出レベル値以下であるとき
には短絡発生信号を出力する。短絡発生率演算回路５４
では電極ノズルの全回転数に対して短絡判定回路５３が
出力した短絡発生信号の数と回転位置検出器５２の位置
検出信号に基づいて算出した電極ノズルの全回転数との
割合を演算して短絡発生率Ｒs を求める。その短絡発生
率Ｒs は次式で示される 短絡発生率Ｒs （％）＝［電極ノズルの全回転数におい
てアーク電圧が短絡検出レベル値以下となった回数／電
極ノズルの回転数］×１００ 溶接安定性判定回路５５では、短絡発生率演算回路５４
が演算した短絡発生率ＲS と所定の２つのしきい値
ｓ₁ ，ｓ₂ を比較し、その短絡発生率ＲS が第１のしき
い値ｓ₁ 、例えば５０％以上のときに溶接が不安定であ
ることを示す溶接不安定信号を出力する。その不安定信
号が入力された警報器５６では溶接が不安定である旨を
示すアラームを出力する。また、短絡発生率ＲS が第２
しきい値ｓ₂ 、例えば７０％以上のときには溶接がより
一層不安定であることを示す第２の不安定信号を出力す
る。その第２の不安定信号が入力された表示器５７では
溶接停止の旨の表示と共に溶接停止指令を出力する。

【００１９】この実施例では溶接が不安定であるか否か
についてアーク電圧が短絡によって低下したか否かの観
点から判断するようにしたものである。この方法は特に
溶接電流が溶滴が短絡移行となる小電流領域の小電流で
溶接中に短絡が生じ易い場合については溶接安定性につ
いて有効な判断方法である。なお、図１及び図２に示す
実施例はいずれも溶接電流の大小に拘らず溶接の不安定
性を判断することができる。また、図１，図２及び図３
に示すいずれの実施例でも溶接安定性について定量的に
独立して判断できるものであるが、これらを組み合せ
て、いずれか一つについて溶接安定性が判断できれば、
他については判断をしないようにしてもよいことは勿論
である。また、上述したいずれの実施例もバラツキ量と
して標準偏差を用いているが、標準偏差以外のバラツキ
量を示すものを用いてもよいことはいうまでもない。更
に、標準偏差を所定回数の検出値から求めるようにして
いるが、一定時間における検出値から求めるようにして
もよい。

【００２０】

【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、ワークに
対して高速回転アーク溶接法でアークセンサによる開先
倣い制御をしながら溶接を行っている場合に、溶接電流
波形をアークの回転の１回転毎に積分し、得られた積分
値のバラツキ量を所定の回数にわたって演算し、得られ
たバラツキ量と所定の少なくとも１つのしきい値とを比
較し、そのバラツキ量がしきい値を越えた時に溶接が不
安定であると判断するか、或いはアーク回転位置におけ
る溶接進行方向前方点を中心として、左右５°以上１８
０°以下の所定範囲においてそれぞれアーク電圧波形を
積分し得られた左右の積分値の差のバラツキ量を所定の
回数にわたって演算し、得られたバラツキ量と所定の少
なくとも１つのしきい値とを比較し、そのバラツキ量が
しきい値を越えたときに溶接が不安定であると判断する
か、或いは電極ノズルの１回転における所定角度範囲内
で検出したアーク電圧を所定の短絡検出レベル値と比較
してそのアーク電圧が短絡検出レベル値以下になったか
否かを検出し、電極ノズルの全回転数に対する前記所定
角度範囲内でアーク電圧が短絡検出レベル値以下となっ
た検出回数と電極ノズルの全回転数との割合を演算して
短絡発生率を求め、その短絡発生率と所定の少なくとも
１つのしきい値とを比較し、その短絡発生率がしきい値
を越えたときに溶接が不安定であると判断するようにし
たので、溶接中に溶接の安定度を定量化して監視するこ
とができ、溶接欠陥の多発を防止することができるとい
う効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である溶接安定性の判定装置
を示すブロック図である。

【図２】本発明のもう一つの実施例である溶接安定性の
判定装置を示すブロック図である。

【図３】本発明の別のもう一つの実施例である溶接安定
性の判定装置を示すブロック図である。

【図４】従来のアークセンサによる開先倣い制御方法を
示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 溶接電流検出器 １１ 溶接電流基準値設定器 １２ 差動アンプ １３ ゲート用スイッチ（ゲート手段） １４ 回転位置検出器 １５ スイッチ駆動回路（ゲート手段） １６ 積分器 １７ サンプルホールド回路 １８ 標準偏差演算回路 １９ 溶接安定性判定回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接トーチの電極ノズルに円運動を与え
   てワイヤ先端に発生するアークを高速回転させ、アーク
   センサによる開先倣い制御を行いながら溶接する高速回
   転アーク溶接法において、 溶接電流波形をアークの回転の１回転毎に積分し、得ら
   れた積分値のバラツキ量を所定の回数にわたって演算
   し、得られたバラツキ量と所定の少なくとも１つのしき
   い値とを比較し、そのバラツキ量がしきい値を越えた時
   に溶接が不安定であると判断することを特徴とする溶接
   安定性の判定方法。
2. 【請求項２】 高速回転アーク溶接法により溶接する溶
   接トーチの溶接電流を検出する溶接電流検出器と、予め
   設定した溶接電流基準値を出力する溶接電流基準値設定
   器と、溶接電流検出器の検出した溶接電流と溶接電流基
   準値設定器の溶接電流基準値との差を出力する差動アン
   プと、電極ノズルの回転位置を検出する回転位置検出器
   と、差動アンプの出力信号を回転位置検出器の位置検出
   信号に基づき電極ノズルの１回転毎に所定回転数だけ出
   力させるゲート手段と、ゲート手段によって出力させら
   れた１回転毎の出力信号を積分する積分器と、積分器に
   よって積分された検出信号を１回転の間保持するサンプ
   ルホールド回路と、サンプルホールド回路から出力され
   た所定回転数における積分値の標準偏差を演算する標準
   偏差演算回路と、標準偏差演算回路の演算した標準偏差
   と所定の少なくとも１つのしきい値とを比較して溶接不
   安定信号を出力する溶接安定性判定回路とを備えてなる
   ことを特徴とする溶接安定性の判定装置。
3. 【請求項３】 溶接トーチの電極ノズルに円運動を与え
   てワイヤ先端に発生するアークを高速回転させ、アーク
   センサによる開先倣い制御を行いながら溶接する高速回
   転アーク溶接法において、 アーク回転位置における溶接進行方向前方点を中心とし
   て、左右５°以上１８０°以下の所定の範囲内において
   それぞれアーク電圧波形を積分し、得られた左右の積分
   値の差のバラツキ量を所定の回数にわたって演算し、得
   られたバラツキ量と所定の少なくとも１つのしきい値と
   を比較し、そのバラツキ量がしきい値を越えた時に溶接
   が不安定であると判断することを特徴とする溶接安定性
   の判定方法。
4. 【請求項４】 高速回転アーク溶接法により溶接する溶
   接トーチの電極ノズルとワーク間のアーク電圧を検出す
   る電圧検出器と、電極ノズルの回転位置を検出する回転
   位置検出器と、回転位置検出器の位置信号に基づいて設
   定した２つの所定角度範囲におけるアーク電圧検出器の
   検出信号を電極ノズルの１回転毎に所定回転数だけ出力
   させるゲート手段と、ゲート手段によって出力された１
   回転毎の２つの所定角度範囲における検出信号をそれぞ
   れ積分する２つの積分器と、各積分器によって積分され
   た検出信号を１回転の間保持する２つのサンプルホール
   ド回路と、２つのサンプルホールド回路から出力された
   所定回転数における積分値の差を出力する差動アンプ
   と、差動アンプから出力された積分値の差から標準偏差
   を演算する標準偏差演算回路と、標準偏差演算回路の演
   算した標準偏差と所定の少なくとも１つのしきい値とを
   比較して溶接不安定信号を出力する溶接安定性判定回路
   とを備えてなることを特徴とする溶接安定性の判定装
   置。
5. 【請求項５】 溶接トーチの電極ノズルに円運動を与え
   てワイヤ先端に発生するアークを高速回転させ、アーク
   センサによる開先倣い制御を行いながら溶接する高速回
   転アーク溶接法において、 電極ノズルの１回転における所定角度範囲内で検出した
   アーク電圧を所定の短絡検出レベル値と比較して、その
   アーク電圧が短絡検出レベル値以下になったか否かを検
   出し、電極ノズルの全回転数に対する前記所定角度範囲
   内でアーク電圧が短絡検出レベル値以下になった検出回
   数と電極ノズルの全回転数との割合を演算して短絡発生
   率を求め、その短絡発生率と所定の少なくとも１つのし
   きい値とを比較し、その短絡発生率がしきい値を越えた
   ときに溶接が不安定であると判断するようにしたことを
   特徴とする溶接安定性の判定方法。
6. 【請求項６】 高速回転アーク溶接法により溶接する溶
   接トーチの電極ノズルとワーク間のアーク電圧を検出す
   るアーク電圧検出器と、予め設定した短絡検出レベル値
   を出力する短絡検出レベル設定器と、電極ノズルの回転
   位置を検出する回転位置検出器と、回転位置検出器の位
   置検出信号に基づいて電極ノズルの１回転における所定
   角度範囲内においてアーク電圧検出器の検出したアーク
   電圧が短絡検出レベル設定器の短絡検出レベル値以下に
   なったか否かを検出する短絡判定回路と、電極ノズルの
   全回転数に対する短絡判定回路が検出したアーク電圧が
   短絡検出レベル値以下になった検出回数と電極ノズルの
   全回転数との割合を演算して短絡発生率を求める短絡発
   生率演算回路と、短絡発生率演算回路が演算した短絡発
   生率と所定の少なくとも１つのしきい値とを比較して溶
   接不安定信号を出力する溶接安定性判定回路とを備えて
   なることを特徴とする溶接安定性の判定装置。