JPH0557443A - 溶接継手終端部の検出方法及び装置 - Google Patents
溶接継手終端部の検出方法及び装置Info
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- JPH0557443A JPH0557443A JP21744691A JP21744691A JPH0557443A JP H0557443 A JPH0557443 A JP H0557443A JP 21744691 A JP21744691 A JP 21744691A JP 21744691 A JP21744691 A JP 21744691A JP H0557443 A JPH0557443 A JP H0557443A
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Abstract
端における良好な溶接品質を安定して確保できるように
すること。 【構成】 高速回転アーク溶接法において、溶接中に検
出したアーク電圧又は溶接電流のうち、下板側と立板側
との2つの所定角度範囲におけるアーク電圧波形又は溶
接電流波形のそれぞれの積分値の差をしきい値と比較
し、その差がしきい値以上のときに溶接トーチが溶接継
手終端にきたと判断することにより、溶接終端部の位置
を高精度に検出し、所定の端部処理を行う。
Description
における溶接継手終端部の検出方法及び装置に関するも
のである。
に対して溶接を行う場合、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8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
≦90°)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。
ークの溶接継手の終端部の品質を安定に確保するために
は溶接継手の終端位置を精度良く検出することが必要で
あった。
接継手終端部の検出方法を示す斜視図である。図におい
て、1は溶接継手であるT字形ワークで、下板1aと立
板1bとから構成されている。2は下板1aと立板1b
とで形成される溶接線、3は溶接トーチの電極ノズルで
ある。
検出する方法としてはワイヤタッチセンサの原理を利用
したものがある。ここにワイヤタッチセンサの原理とは
溶接トーチのワイヤとワークとの間に無負荷電圧を印加
し、ワイヤをワークに接近させていき、ワイヤがワーク
に接触した時に電圧が0となることによりその接触を検
出する原理をいう。そして、このワイヤタッチセンサの
原理を利用したワークの終端位置を検出する方法は図9
に示すように、まず溶接トーチの電極ノズル3を立板1
bの端部近傍位置に設定する(この位置は、ワークの取
付位置の誤差を考慮してあらかじめ教示される)。次
に、電極ノズル3を立板1b及び下板1aに接触するま
で移動させて立板1b及び下板1aに対する電極ノズル
3の補正量Δx,Δyを確認し、その後は電極ノズル3
を溶接進行方向に立板1bの終端を越えるまで移動させ
た後にΔx+α(立板1bの厚みtの約半分の寸法)だ
け移動させ、更に立板1bの端部に接触するまで移動さ
せてΔZを求め、当初設定位置から演算により立板1b
の終端位置を検出する方法である。
の検出方法を示す正面図である。この方法は、溶接トー
チの電極ノズル3の前方に磁気センサ4を配し、溶接
中、磁気センサ4がT字形ワーク1の終端にくると、立
板1bがなくなって磁気が変化することから、その変化
をとらえて終端を検出する方法である。なお、この方法
は磁気センサ4と電極ノズル3との間の距離だけ、遅延
制御して終端を算出するようにしている。
す従来の溶接継手終端部の検出方法では、溶接前に予め
終端を検出するようにしているから、その終端を検出す
る工程の分だけ溶接装置の稼動率が下がるという問題点
があった。
いても、溶接による熱歪や収縮等の変型によってズレが
生じ、終端部分の溶接品質の確保が困難という問題点も
あった。
継手の終端部検出方法では電極ノズル3の近傍に磁気セ
ンサ4が配設されているから、電極ノズル3と磁気セン
サ4を結ぶ線上に溶接方向が制限されると共に電極ノズ
ル3のトーチ廻りが磁気センサ4があるために複雑とな
り、T字形ワーク1との干渉も問題になり、適用範囲が
限定されるという問題点があった。
が配設されて溶接アークの前方を検出することとなるか
ら、遅延制御を行う必要があり、そのため制御が繁雑に
なるという問題点があった。また、電極ノズル3と磁気
センサ4との位置関係を常に一定に保つ必要があること
から、電極ノズル3を交換する毎に補正しなければなら
ず補正作業が面倒であり、ワイヤの曲がりグセ等にも対
応できないという問題点があった。
されたもので、溶接装置の稼動率を向上させ、溶接継手
の終端における良好な溶接品質を安定して確保でき、特
別な検出器が不要であるため溶接トーチのトーチ廻りが
簡素となり、溶接方向の制約等もなくなって適用範囲が
制限されない溶接継手終端部の検出方法及び装置を得る
ことを目的とする。
接継手終端部の検出方法は、溶接トーチの電極ノズルの
先端に円運動を与えてワイヤ先端に発生するアークを高
速回転させながら溶接する高速回転アーク溶接法におい
て、溶接中にアーク電圧又は溶接電流を検出し、5°以
上180°以下の2つの所定角度範囲の電極ノズルの回
転位置におけるアーク電圧波形又は溶接電流波形のそれ
ぞれの積分値の差を所定のしきい値と比較し、前記差が
しきい値を越えたときに溶接トーチが溶接継手終端にき
たと判断して終端検出するようにしたものである。
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又は溶接電流を
検出するアーク電圧検出器又は溶接電流検出器と、電極
ノズルの回転角度位置を検出する回転位置検出器と、ア
ーク電圧検出器又は溶接電流検出器の検出信号のうち、
回転位置検出器の位置検出信号に基づいて設定した2つ
の所定角度範囲の電極ノズルの回転位置における検出信
号を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
れた検出信号をそれぞれ出力させる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それぞれ
出力された積分値の差を求め、所定のしきい値と比較し
て溶接トーチが溶接継手終端にきたことを示す終端検出
信号を出力する終端判定回路とを備えて構成されてい
る。
の検出装置を示すブロック図、図2は溶接継手と電極ノ
ズルの関係を示す説明図、図3は電極ノズルのワイヤの
回転位置を示す線図、図4は溶接継手終端部の検出方法
の原理を示す説明図である。
ーク、1aはT字形ワーク1の下板、1bは立板、2は
下板1aと立板1bとで形成される溶接線、3aは電極
ノズルのワイヤである。
間のアーク電圧を検出するアーク電圧検出器、11は基
準電圧Eoを設定し、出力する基準値設定器、12はア
ーク電圧検出器10のアーク電圧Eaと基準値設定器1
1の基準電圧Eoの差を出力する差動アンプ、13a,
13b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はワイヤ3aの回転角度位置を検出する
エンコーダ等の回転位置検出器、15は回転検出器13
の位置検出信号に基づいて、ゲート用スイッチ13a,
13bを開閉するスイッチ駆動回路で、ゲート用スイッ
チ13a,13bとでゲート手段を構成している。16
a,16bは差動アンプ12の出力側にゲート用スイッ
チ13a,13bを介してそれぞれ設けられた積分器、
17a,17bは各積分器16a,16bによって積分
された検出信号をそれぞれ出力させるサンプルホールド
回路、18は2つのサンプルホールド回路17a,17
b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、19は終端判定器で、差動アンプ18から出力され
た差と、しきい値設定器20によって設定された所定の
しきい値soとを比較して電極ノズルがT字形ワーク1
の溶接継手終端にきたことを示す終端検出信号を出力す
るものであり、差動アンプ18とで終端判定回路を構成
している。
ついて図4に基づいて説明する。
サによる開先倣い制御をしながら、電極ノズルのワイヤ
3aがT字形ワーク1の溶接線2に沿って溶接を行って
いく。このとき、アーク電圧検出器10が検出するアー
ク電圧は図2に示すように、回転位置の変化に応じて溶
接ワイヤ3aとワーク1との距離が変化するため図4の
Aに示すように規則的に変化している。
立板1bの端部付近に差しかかると立板1bがなくなる
ため、図4のB,Cに示すように立板側(R側)の回転
位置でのアーク電圧が次第に上昇するが、下板側(L
側)の回転位置でのアーク電圧は変化しない。そして、
電極ノズルが更に移動して図4のEに示すように立板1
bの端部を完全に越えると、立板側(R側)の回転位置
でのアーク電圧の上昇は最大となり、下板側(L側)の
回転位置でのアーク電圧はあまり変化しない。従って、
回転する電極ノズル3の立板側と下板側のアーク電圧を
それぞれ検出し、両者の電圧を比較すれば、電極ノズル
3が立板1bの終端にきていることがわかる。そこで、
立板側と、下板側とのアーク電圧を検出し、検出した電
圧を比較してその差を求め、その差を終端を検出できる
よう設定されたしきい値と比較することにより、電極ノ
ズルが立板1bの終端にきたかどうかを判断して終端を
検出することができるという訳である。この原理はアー
クセンサの原理を利用したものであり、開先倣い制御方
法により溶接を行っている場合にはかかる開先倣い制御
とは別にアーク電圧を検出して信号処理することによ
り、溶接継手の終端を検出するということになる。
部の検出装置の動作について説明する。
ク溶接法における実施例について述べる。
回転直径Dは1〜6mm、溶接速度Spは50m/分、溶
接ワイヤ径0.6mm〜2.0mm、溶接電流は100〜1
000Aである。
溶接法によってT字形ワーク1に対して溶接を行ってい
るとき、アーク電圧検出器10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12
では常時基準値設定器11によって設定された基準電圧
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
た下板側の例えば図5に示すように225°〜315°
(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°の角度範囲と立板側の例えば45°〜13
5°である90°の角度範囲の差の信号を積分器16a
と16bにそれぞれ出力するように、ゲート用スイッチ
13a,13bを開く駆動制御をする。積分器16aで
は下板側の90°の角度範囲における差の信号を積分
し、積分器16bでは立板側の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17aは積
分器16aによって積分された差の信号の積分値を差動
アンプ18に入力し、サンプルホールド回路17bは積
分器16bによって積分された差の信号の積分値を差動
アンプ18に入力する。このように積分器16a,16
b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18
では積分器16aによる積分値S1と積分器16bによ
る積分値S2の差Δs を求め、図5に示すような出力信
号Δs を終端判定器19に出力する。尚図5中のLは本
検出法の確認のために用意したレーザセンサによる終端
検出の信号を示している。終端判定器19では差動アン
プ18で求めた積分値の差Δs としきい値設定器20に
よって設定された所定のしきい値Soと比較し、その積
分値の差Δs がしきい値Soを越えた時電極ノズルがT
字形ワーク1の立板1bの終端にきたことを示す終端検
出信号を出力する。従って、終端判定器19から出力さ
れた終端検出信号によって電極ノズルが立板1bの終端
にきたことを高精度で検出することができる。なお、し
きい値設定器20によるしきい値Soは差動アンプ18
の出力信号Δs が次第に増大して終端位置にきたことを
示す値に設定されており、終端判定器19はΔs の値が
Soを越えた瞬間、あるいは所定回数だけSoを越えた
時に終端と判定する。
検出し、アーク電圧値を信号処理して立板1bの終端を
検出するようにしているため、溶接アーク自体がセンサ
の役目を果たし、溶接による熱歪や収縮等の変形やワイ
ヤの曲がりぐせ等の影響を受けず、溶接過程で溶接継手
の終端位置を高精度に検出することができる。従って、
継手終端の良好な溶接品質を安定して確保することがで
きる。
a,16bで積分するアーク電圧の対象を下板側では2
25°〜315°である90°の角度範囲とし、立板側
では45°〜135°である90°の角度範囲としてい
るが、図6の(i)に示すように、下板側で270°〜
315°である45°の角度範囲とし、立板側では45
°〜90°である45°の角度範囲とするか、図6の
(ii)に示すように下板側で225°〜270°であ
る45°の角度範囲S1とし、立板側では90°〜13
5°である45°の角度範囲S2としても、終端検出で
きることはいうまでもない。
bで積分するアーク電圧の対象を下板側の所定角度範囲
と立板側の所定角度範囲としているが、図7の(i)に
示すように立板側だけで0°〜45°である45°の角
度範囲と45°〜90°である45°の角度範囲とする
か、図7の(ii)に示すように下板側と立板側とを含
む320°〜85°である85°の角度範囲と立板側で
45°〜130°である85°の角度範囲としても、図
5や図6に示す対象範囲のものに比べて、アーク電圧の
差は終端部分で小さいものの十分に終端検出できること
はいうまでもない。なお、積分器16a,16bで積分
するアーク電圧の対象となる二つの角度範囲は図5乃至
図7に示す角度範囲に限られるものでなく、5°以上〜
180°以下であれば十分に終端検出できることは勿論
である。
圧を検出し、それを信号処理して溶接継手の終端を検出
しているが、溶接電流を検出し、それを上述した実施例
と同様に信号処理するようにしても溶接継手の終端を検
出できることはもちろんであり、アーク電圧では立板側
のR位置での電圧が増大するのに対し、溶接電流では逆
に立板側のR位置での電流が減少するという相違がある
だけである。
アーク溶接法における電極ノズルの回転条件及び溶接条
件は次の範囲でも適用できることはもちろんである。
回転直径Dは1mm〜6mm、溶接電流1aは100〜10
00Aである。
対して高速回転アーク溶接法で溶接を行っている場合
に、アーク電圧又は溶接電流を検出し、5°以上180
°以下の2つの所定角度範囲の電極ノズルの回転位置に
おけるアーク電圧波形又は溶接電流波形のそれぞれの積
分値の差を所定のしきい値と比較し、前記差がしきい値
以上のときに溶接トーチが溶接継手終端にきたと判断し
て終端検出するようにしたので、溶接アーク自体がセン
サの役目を果たし、溶接による熱歪や収縮等の変型やワ
イヤの曲がりぐせ等の影響を受けず、溶接過程で溶接継
手の終端位置を高精度に検出し、継手終端の良好な溶接
品質を安定して確保できるという効果を有する。
ら、従来のように磁気センサなどの特別な検出器が不要
であり、トーチ廻りが簡単に行え、ワークとの干渉の問
題や溶接方向の制約もなくなるという効果が得られる。
検出するようにしているから、従来行なわれていた溶接
前に終端を検出する工程がなくなって溶接装置の稼動率
が向上するという効果も有する。
装置を示すブロック図である。
る。
る。
である。
の差を示す信号の波形図である。
の対象角度範囲の態様を示す説明図である。
の対象角度範囲の態様を示す説明図である。
示す説明図である。
である。
を示す正面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 溶接トーチの電極ノズルの先端に円運動
を与えてワイヤ先端に発生するアークを高速回転させな
がら溶接する高速回転アーク溶接法において、 溶接中にアーク電圧又は溶接電流を検出し、5°以上1
80°以下の2つの所定角度範囲の電極ノズルの回転位
置におけるアーク電圧波形または溶接電流波形のそれぞ
れの積分値の差を所定のしきい値と比較し、前記差がし
きい値を越えた時に溶接トーチが溶接継手終端にきたと
判断して終端検出するようにしたことを特徴とする溶接
継手終端部の検出方法。 - 【請求項2】 高速回転アーク溶接法により溶接する溶
接トーチの電極ノズルとワーク間とのアーク電圧又は溶
接電流を検出するアーク電圧検出器又は溶接電流検出器
と、電極ノズルの回転角度位置を検出する回転位置検出
器と、アーク電圧検出器又は溶接電流検出器の検出信号
のうち、回転位置検出器の位置検出信号に基づいて設定
した2つの所定角度範囲の電極ノズルの回転位置におけ
る検出信号を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それぞれ出力させる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
それぞれ出力された積分値の差を求め、所定のしきい値
と比較して溶接トーチが溶接継手終端にきたことを示す
終端検出信号を出力する終端判定回路とを備えてなるこ
とを特徴とする溶接継手終端部の検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21744691A JPH07121456B2 (ja) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | 溶接継手終端部の検出方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21744691A JPH07121456B2 (ja) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | 溶接継手終端部の検出方法及び装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0557443A true JPH0557443A (ja) | 1993-03-09 |
JPH07121456B2 JPH07121456B2 (ja) | 1995-12-25 |
Family
ID=16704369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21744691A Expired - Lifetime JPH07121456B2 (ja) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | 溶接継手終端部の検出方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07121456B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100488756B1 (ko) * | 2002-07-24 | 2005-05-11 | 대우조선해양 주식회사 | 회전분할에 의한 용접로봇의 용접비드 및 끝단부 인식방법 |
-
1991
- 1991-08-28 JP JP21744691A patent/JPH07121456B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100488756B1 (ko) * | 2002-07-24 | 2005-05-11 | 대우조선해양 주식회사 | 회전분할에 의한 용접로봇의 용접비드 및 끝단부 인식방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07121456B2 (ja) | 1995-12-25 |
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