JPH06312263A - アークセンサー - Google Patents
アークセンサーInfo
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- JPH06312263A JPH06312263A JP10237993A JP10237993A JPH06312263A JP H06312263 A JPH06312263 A JP H06312263A JP 10237993 A JP10237993 A JP 10237993A JP 10237993 A JP10237993 A JP 10237993A JP H06312263 A JPH06312263 A JP H06312263A
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- welding
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 板厚が回転直径のアークセンサーとして利用
し得る最小の値に近いかそれ以下であるような薄板の溶
接に適用できる感度の高いアークセンサーを提供する。 【構成】 アークの回転の一周期ごとに溶接電流または
アーク電圧から得られる信号によりノズル３と被溶接物
１，１’との相対位置を検出しながら溶接する回転アー
ク溶接において、前記溶接電流から得られる信号の逆湾
曲点を検出したとき、信号の積分領域に前記逆湾曲点が
含まれないように積分領域幅を狭くすることによって、
薄板の重ね継手などに適用した場合に、ノズル３の中心
軸が溶接電流またはアーク電圧から得られる信号にセン
サー感度を低下するような異常な値を含むような点まで
はずれたときにも、性能のよいアークセンサーを実現で
きる。
し得る最小の値に近いかそれ以下であるような薄板の溶
接に適用できる感度の高いアークセンサーを提供する。 【構成】 アークの回転の一周期ごとに溶接電流または
アーク電圧から得られる信号によりノズル３と被溶接物
１，１’との相対位置を検出しながら溶接する回転アー
ク溶接において、前記溶接電流から得られる信号の逆湾
曲点を検出したとき、信号の積分領域に前記逆湾曲点が
含まれないように積分領域幅を狭くすることによって、
薄板の重ね継手などに適用した場合に、ノズル３の中心
軸が溶接電流またはアーク電圧から得られる信号にセン
サー感度を低下するような異常な値を含むような点まで
はずれたときにも、性能のよいアークセンサーを実現で
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、薄板の自動アーク溶接
に有効なアークセンサーに関する。
に有効なアークセンサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動アーク溶接において回転アー
ク溶接法が、溶接における溶け込み形状の均一化、ビー
ド形状の平坦化等に効果を発揮する等の特徴を有するば
かりでなく、溶接電流またはアーク電圧の変化から得ら
れる信号により、ノズルの中心軸線を常に被溶接物の開
先部の中央に位置させて溶接を行うアークセンサー制御
に適しているところから、厚板の自動溶接に広く適用さ
れ始めている。
ク溶接法が、溶接における溶け込み形状の均一化、ビー
ド形状の平坦化等に効果を発揮する等の特徴を有するば
かりでなく、溶接電流またはアーク電圧の変化から得ら
れる信号により、ノズルの中心軸線を常に被溶接物の開
先部の中央に位置させて溶接を行うアークセンサー制御
に適しているところから、厚板の自動溶接に広く適用さ
れ始めている。
【０００３】回転アーク溶接におけるアークセンサー制
御の具体的な従来方法としては、特公昭６４−４８７５
号公報に開示され、現在広く実用されつつある。以下、
特公昭６４−４８７５号公報に開示された従来のアーク
センサー制御について図面を参照しながら説明する。
御の具体的な従来方法としては、特公昭６４−４８７５
号公報に開示され、現在広く実用されつつある。以下、
特公昭６４−４８７５号公報に開示された従来のアーク
センサー制御について図面を参照しながら説明する。
【０００４】図４（ａ）は従来のアークセンサー制御を
適用した回転アーク溶接の溶接状態を示す正面図であ
る。図において、１１，１１’は被溶接物、１２は開先
でその中央部を一点鎖線１８で表している。１３は開先
１２内に垂直に挿入されたノズルであり、電極１５の先
端を案内するチップ１９はノズル１３の中心軸１４から
偏心して取り付けられているので、ノズルを左回転させ
ながら溶接するとき、電極１５と被溶接物１１，１１’
との間に発生するアークは、図４（ｂ）に示すように開
先１２内で水平方向に順次点ｐ，ｑ，ｒおよびｓを通る
円運動を行う。
適用した回転アーク溶接の溶接状態を示す正面図であ
る。図において、１１，１１’は被溶接物、１２は開先
でその中央部を一点鎖線１８で表している。１３は開先
１２内に垂直に挿入されたノズルであり、電極１５の先
端を案内するチップ１９はノズル１３の中心軸１４から
偏心して取り付けられているので、ノズルを左回転させ
ながら溶接するとき、電極１５と被溶接物１１，１１’
との間に発生するアークは、図４（ｂ）に示すように開
先１２内で水平方向に順次点ｐ，ｑ，ｒおよびｓを通る
円運動を行う。
【０００５】以上のような回転アーク溶接に適用される
アークセンサー制御の方法について図５を参照しながら
説明する。ノズル１３の中心軸１４が開先１２の中央部
１８を通る場合には溶接電流は図５（ａ）に示すように
変化する。次に、ノズル１３の中心軸１４が開先１２の
中央部１８から左右いずれかにはずれている場合には溶
接電流は図５（ｂ）に示すように変化する。図５（ｂ）
の時間軸は、ノズル１３の中心軸１４が開先１２の中央
部１８から左にはずれている場合を示しており、右には
ずれている場合には図５（ｂ）の時間軸のｐをｒ，ｑを
ｓ，ｒをｐおよびｓをｑと読み替えた状態となる。この
溶接電流を回転アークの左右１／４周期（図５（ａ），
図５（ｂ）のｐ−ｑ間とｒ−ｓ間）ごとに積分して、左
右の積分値を比較することにより、ノズル１３の中心軸
１４が開先１２のどの位置にあるか検知でき、これによ
り常に中央部１８に位置するように制御可能となる。
アークセンサー制御の方法について図５を参照しながら
説明する。ノズル１３の中心軸１４が開先１２の中央部
１８を通る場合には溶接電流は図５（ａ）に示すように
変化する。次に、ノズル１３の中心軸１４が開先１２の
中央部１８から左右いずれかにはずれている場合には溶
接電流は図５（ｂ）に示すように変化する。図５（ｂ）
の時間軸は、ノズル１３の中心軸１４が開先１２の中央
部１８から左にはずれている場合を示しており、右には
ずれている場合には図５（ｂ）の時間軸のｐをｒ，ｑを
ｓ，ｒをｐおよびｓをｑと読み替えた状態となる。この
溶接電流を回転アークの左右１／４周期（図５（ａ），
図５（ｂ）のｐ−ｑ間とｒ−ｓ間）ごとに積分して、左
右の積分値を比較することにより、ノズル１３の中心軸
１４が開先１２のどの位置にあるか検知でき、これによ
り常に中央部１８に位置するように制御可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来のアークセンサーでは、被溶接物の板厚が、回転直径
のアークセンサーとして利用し得る最小の値に近いかそ
れ以下であるような薄板の重ね継手などに適用した場合
に、以下のような問題が生じる。すなわち、このような
継手においては、ノズルの中心軸が例えば図１における
点Ｅに位置した場合には左右１／４周期の積分値の比較
では、アークセンサー感度が低下するという問題点があ
った。
来のアークセンサーでは、被溶接物の板厚が、回転直径
のアークセンサーとして利用し得る最小の値に近いかそ
れ以下であるような薄板の重ね継手などに適用した場合
に、以下のような問題が生じる。すなわち、このような
継手においては、ノズルの中心軸が例えば図１における
点Ｅに位置した場合には左右１／４周期の積分値の比較
では、アークセンサー感度が低下するという問題点があ
った。
【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、薄板の重ね継手などに適用できるアークセンサーを
提供することを目的とする。
で、薄板の重ね継手などに適用できるアークセンサーを
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のアークセンサーは、アークの回転の一周期ご
とに溶接電流またはアーク電圧から得られる信号により
ノズルと被溶接物との相対位置を検出しながら溶接する
回転アーク溶接において、溶接電流またはアーク電圧か
ら得られる信号に逆湾曲点を検出したとき、その信号の
積分領域に逆湾曲点が含まれないように積分領域幅を制
御するものである。
に本発明のアークセンサーは、アークの回転の一周期ご
とに溶接電流またはアーク電圧から得られる信号により
ノズルと被溶接物との相対位置を検出しながら溶接する
回転アーク溶接において、溶接電流またはアーク電圧か
ら得られる信号に逆湾曲点を検出したとき、その信号の
積分領域に逆湾曲点が含まれないように積分領域幅を制
御するものである。
【０００９】
【作用】この方法によって、板厚が回転直径のアークセ
ンサーとして利用し得る最小の値に近いかそれ以下であ
るような薄板の重ね継手などに適用した場合に、ノズル
の中心軸が溶接電流またはアーク電圧から得られる信号
にセンサー感度を低下するような異常な値を含むような
点まではずれたときには、積分領域を狭くするから性能
のよいアークセンサーを実現できる。
ンサーとして利用し得る最小の値に近いかそれ以下であ
るような薄板の重ね継手などに適用した場合に、ノズル
の中心軸が溶接電流またはアーク電圧から得られる信号
にセンサー感度を低下するような異常な値を含むような
点まではずれたときには、積分領域を狭くするから性能
のよいアークセンサーを実現できる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００１１】図１において、１，１’は薄板被溶接物で
１は上板、１’は下板で水平重ね継手を形成している。
２は溶接線でトーチ（図示せず）の進行方向を矢印で示
している。３はトーチの先端に取り付けられているノズ
ルで、その中心軸４から偏心して取り付けられ電極５を
案内するチップ（図示せず）を有し、そのチップが中心
軸４の回りを回転して電極５と被溶接物１，１’の間に
回転アークを発生させる。６および６’はノズル３の中
心軸４が点Ｃまたは点Ｅを通るときの回転アークが描く
円軌道の被溶接物１，１’への投影線である。
１は上板、１’は下板で水平重ね継手を形成している。
２は溶接線でトーチ（図示せず）の進行方向を矢印で示
している。３はトーチの先端に取り付けられているノズ
ルで、その中心軸４から偏心して取り付けられ電極５を
案内するチップ（図示せず）を有し、そのチップが中心
軸４の回りを回転して電極５と被溶接物１，１’の間に
回転アークを発生させる。６および６’はノズル３の中
心軸４が点Ｃまたは点Ｅを通るときの回転アークが描く
円軌道の被溶接物１，１’への投影線である。
【００１２】以上のような回転アーク溶接方法について
その動作を図１および図２を用いて説明する。なおこの
実施例ではトーチ姿勢はノズル３が被溶接物１に対して
４５度の狙い角で溶接している。また、板厚ｔ１ｍｍの
被溶接物に対しアークの回転直径は溶接電流の変化をア
ークセンサーとして利用し得る値としてφ１．５ｍｍと
している。
その動作を図１および図２を用いて説明する。なおこの
実施例ではトーチ姿勢はノズル３が被溶接物１に対して
４５度の狙い角で溶接している。また、板厚ｔ１ｍｍの
被溶接物に対しアークの回転直径は溶接電流の変化をア
ークセンサーとして利用し得る値としてφ１．５ｍｍと
している。
【００１３】ノズル３の中心軸４が図１のＡ，Ｂ，Ｃ，
ＤおよびＥの各点にあるときの溶接電流はそれぞれ図２
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）および（ｅ）のように
変化する。点Ｃは溶接線２上にありトーチが正常な位置
にあることを示している。ノズル３の中心軸４が点Ａか
ら点Ｄの範囲ににあるときは、従来のアークセンサー制
御で溶接線２を正常に倣って溶接が進行する。ノズル３
の中心軸４が点Ｅにあるときは、回転アークの描く円軌
道の被溶接物１，１’への投影線６’は図１に示すよう
になりそのときの溶接電流は図２（ｅ）に示すように回
転アークが円軌道の点ｍおよび点ｎにおいて特異な湾曲
を示す。この湾曲はノズル３の中心軸４が正常な位置の
点Ｃの近傍の点Ｂや点Ｄをとおるときに見られる通常の
湾曲とは逆に溶接電流が増大する位相に現れる。図２
（ｅ）の破線は上板１の板厚がアークの回転直径に比し
十分厚いと仮定したときの溶接電流の変化を示したもの
であり、図から明らかなように実線の溶接電流変化は点
線の溶接電流変化に比しセンサーとしての感度を低下さ
せている。ノズル３の中心軸４が点Ｅからさらに上また
は左の方向にはずれるとこの感度低下は一層激しくな
る。そこで点ｍ，ｎにおいて見られる逆湾曲点が検出さ
れた場合には、積分領域に湾曲点が含まれないように積
分領域を狭くする。
ＤおよびＥの各点にあるときの溶接電流はそれぞれ図２
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）および（ｅ）のように
変化する。点Ｃは溶接線２上にありトーチが正常な位置
にあることを示している。ノズル３の中心軸４が点Ａか
ら点Ｄの範囲ににあるときは、従来のアークセンサー制
御で溶接線２を正常に倣って溶接が進行する。ノズル３
の中心軸４が点Ｅにあるときは、回転アークの描く円軌
道の被溶接物１，１’への投影線６’は図１に示すよう
になりそのときの溶接電流は図２（ｅ）に示すように回
転アークが円軌道の点ｍおよび点ｎにおいて特異な湾曲
を示す。この湾曲はノズル３の中心軸４が正常な位置の
点Ｃの近傍の点Ｂや点Ｄをとおるときに見られる通常の
湾曲とは逆に溶接電流が増大する位相に現れる。図２
（ｅ）の破線は上板１の板厚がアークの回転直径に比し
十分厚いと仮定したときの溶接電流の変化を示したもの
であり、図から明らかなように実線の溶接電流変化は点
線の溶接電流変化に比しセンサーとしての感度を低下さ
せている。ノズル３の中心軸４が点Ｅからさらに上また
は左の方向にはずれるとこの感度低下は一層激しくな
る。そこで点ｍ，ｎにおいて見られる逆湾曲点が検出さ
れた場合には、積分領域に湾曲点が含まれないように積
分領域を狭くする。
【００１４】以上のように本実施例によれば、アークの
回転の一周期ごとに溶接電流から得られる信号によりノ
ズルと被溶接物との相対位置を検出しながら溶接する回
転アーク溶接において、前記溶接電流から得られる信号
の逆湾曲点を検出したとき信号の積分領域に前記逆湾曲
点を含まないようにすることによって、板厚が回転直径
のアークセンサーとして利用し得る最小の値に近いか、
それ以下であるような薄板の重ね継手などに適用した場
合に、ノズルの中心軸が溶接電流から得られる信号にセ
ンサー感度を低下させるような異常な値を含むような点
まではずれたときにも、積分領域を狭くするから性能の
よいアークセンサーを実現できる。
回転の一周期ごとに溶接電流から得られる信号によりノ
ズルと被溶接物との相対位置を検出しながら溶接する回
転アーク溶接において、前記溶接電流から得られる信号
の逆湾曲点を検出したとき信号の積分領域に前記逆湾曲
点を含まないようにすることによって、板厚が回転直径
のアークセンサーとして利用し得る最小の値に近いか、
それ以下であるような薄板の重ね継手などに適用した場
合に、ノズルの中心軸が溶接電流から得られる信号にセ
ンサー感度を低下させるような異常な値を含むような点
まではずれたときにも、積分領域を狭くするから性能の
よいアークセンサーを実現できる。
【００１５】このように本実施例によるアークセンサー
は、溶接電流変化に現れる特異な逆湾曲による感度低下
を除去する点で優れた効果が得られる。
は、溶接電流変化に現れる特異な逆湾曲による感度低下
を除去する点で優れた効果が得られる。
【００１６】なお、本実施例においてアークセンサー信
号源として溶接電流を利用したが、アークセンサー信号
源としてアーク電圧を利用してもよい。また、被溶接物
は薄板の水平重ね継手に限定されるものではなく図３に
示すような角継手などにも適用してもよいことは言うま
でもない。
号源として溶接電流を利用したが、アークセンサー信号
源としてアーク電圧を利用してもよい。また、被溶接物
は薄板の水平重ね継手に限定されるものではなく図３に
示すような角継手などにも適用してもよいことは言うま
でもない。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明は、アークの回転の
一周期ごとに溶接電流またはアーク電圧から得られる信
号によりノズルと被溶接物との相対位置を検出しながら
溶接する回転アーク溶接において、前記溶接電流または
アーク電圧から得られる信号の逆湾曲点を検出したとき
信号の積分領域に前記逆湾曲点が含まれないようにする
ことによって、板厚が回転直径のアークセンサーとして
利用し得る最小の値に近いか、それ以下であるような薄
板の溶接に適用した場合に、ノズルの中心軸が溶接電流
またはアーク電圧から得られる信号にセンサー感度を低
下するような異常な値を含むような点まではずれたとき
にも、センサー感度が高い優れたアークセンサーを実現
するものである。
一周期ごとに溶接電流またはアーク電圧から得られる信
号によりノズルと被溶接物との相対位置を検出しながら
溶接する回転アーク溶接において、前記溶接電流または
アーク電圧から得られる信号の逆湾曲点を検出したとき
信号の積分領域に前記逆湾曲点が含まれないようにする
ことによって、板厚が回転直径のアークセンサーとして
利用し得る最小の値に近いか、それ以下であるような薄
板の溶接に適用した場合に、ノズルの中心軸が溶接電流
またはアーク電圧から得られる信号にセンサー感度を低
下するような異常な値を含むような点まではずれたとき
にも、センサー感度が高い優れたアークセンサーを実現
するものである。
【図１】本発明の一実施例における水平重ね継手溶接方
法を示す斜視図
法を示す斜視図
【図２】（ａ）から（ｅ）は本発明の一実施例における
水平重ね継手溶接方法のそれぞれ点Ａから点Ｅの各点に
おける溶接電流の変化を示す図
水平重ね継手溶接方法のそれぞれ点Ａから点Ｅの各点に
おける溶接電流の変化を示す図
【図３】本発明の一実施例における他の適用を説明する
継手形状図
継手形状図
【図４】（ａ）は従来の回転アーク溶接の溶接状態を示
す正面図 （ｂ）は従来の回転アーク溶接の円運動するアークの軌
跡を示す平面図
す正面図 （ｂ）は従来の回転アーク溶接の円運動するアークの軌
跡を示す平面図
【図５】（ａ）は従来の回転アーク溶接でノズルの中心
軸線が開先の中央部に位置している場合の溶接電流の変
化を示す図 （ｂ）は従来の回転アーク溶接でノズルの中心軸線が開
先の中央部からはずれている場合の溶接電流の変化を示
す図
軸線が開先の中央部に位置している場合の溶接電流の変
化を示す図 （ｂ）は従来の回転アーク溶接でノズルの中心軸線が開
先の中央部からはずれている場合の溶接電流の変化を示
す図
１，１’ 被溶接物 ３ ノズル ｍ，ｎ 逆湾曲点
Claims (1)
- 【請求項１】 アークの回転の一周期ごとに溶接電流ま
たはアーク電圧から得られる信号によりノズルと被溶接
物との相対位置を検出しながら溶接する回転アーク溶接
において、前記溶接電流またはアーク電圧から得られる
信号に逆湾曲点を検出したとき、前記信号の積分領域に
前記逆湾曲点が含まれないように積分領域幅を制御する
アークセンサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5102379A JP3039196B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | アークセンサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5102379A JP3039196B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | アークセンサー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06312263A true JPH06312263A (ja) | 1994-11-08 |
| JP3039196B2 JP3039196B2 (ja) | 2000-05-08 |
Family
ID=14325827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5102379A Expired - Fee Related JP3039196B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | アークセンサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3039196B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020066126A (ko) * | 2001-02-09 | 2002-08-14 | 현대중공업 주식회사 | 통계적 방법을 이용한 용접선 자동 추적용 아크센서 |
| CN105643062A (zh) * | 2016-04-08 | 2016-06-08 | 湘潭大学 | 基于旋转电弧的复杂曲面形状识别及焊枪位姿控制方法 |
| CN105750694A (zh) * | 2016-05-19 | 2016-07-13 | 湘潭大学 | 基于磁控旋转电弧传感的自寻路径复杂曲面堆焊方法 |
| CN109262114A (zh) * | 2018-09-21 | 2019-01-25 | 湘潭大学 | 一种用于锅炉管管焊的自定位焊缝跟踪装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102140966B1 (ko) * | 2020-05-26 | 2020-08-05 | (주)이너아이 | 용접부 비파괴 검사방법 |
-
1993
- 1993-04-28 JP JP5102379A patent/JP3039196B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020066126A (ko) * | 2001-02-09 | 2002-08-14 | 현대중공업 주식회사 | 통계적 방법을 이용한 용접선 자동 추적용 아크센서 |
| CN105643062A (zh) * | 2016-04-08 | 2016-06-08 | 湘潭大学 | 基于旋转电弧的复杂曲面形状识别及焊枪位姿控制方法 |
| CN105643062B (zh) * | 2016-04-08 | 2018-03-09 | 湘潭大学 | 基于旋转电弧的复杂曲面形状识别及焊枪位姿控制方法 |
| CN105750694A (zh) * | 2016-05-19 | 2016-07-13 | 湘潭大学 | 基于磁控旋转电弧传感的自寻路径复杂曲面堆焊方法 |
| CN105750694B (zh) * | 2016-05-19 | 2017-11-07 | 湘潭大学 | 基于磁控旋转电弧传感的自寻路径复杂曲面堆焊方法 |
| CN109262114A (zh) * | 2018-09-21 | 2019-01-25 | 湘潭大学 | 一种用于锅炉管管焊的自定位焊缝跟踪装置 |
| CN109262114B (zh) * | 2018-09-21 | 2022-01-25 | 湘潭大学 | 一种用于锅炉管管焊的自定位焊缝跟踪装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3039196B2 (ja) | 2000-05-08 |
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