JPH0687075A - 傾き制御溶接方法 - Google Patents

傾き制御溶接方法

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JPH0687075A
JPH0687075A JP26674492A JP26674492A JPH0687075A JP H0687075 A JPH0687075 A JP H0687075A JP 26674492 A JP26674492 A JP 26674492A JP 26674492 A JP26674492 A JP 26674492A JP H0687075 A JPH0687075 A JP H0687075A
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JP
Japan
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torch
welding
work
angles
angle
Prior art date
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Pending
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JP26674492A
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English (en)
Inventor
Hideto Nakatani
秀人 中谷
Minoru Yamada
実 山田
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワークに対するトーチの溶接姿勢及び溶接条
件を最適に保持し得るようオンライン式に制御する傾き
制御溶接方法を提供する。 【構成】 トーチ1の左右側面及び前面に備えた距離計
測センサ15,16,17によりトーチ1のワーク2に
対する距離を時々刻々計測し、その計測値に基づいて前
記トーチ1のワーク2に対する相対的な左右角及び前後
退角を夫々所定の角度に保持し得るよう制御すると共
に、前記トーチ1の頂部に備えたトーチ傾斜計測センサ
18によりトーチ1の左右の絶対角度と前後の絶対角度
を時々刻々計測し、その計測値に基づいてトーチ1の絶
対角度別の溶接条件のうちからトーチ1の絶対角度に応
じた最適な溶接条件を選定して制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、傾き制御溶接方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、溶接結果はワークに対するトー
チの姿勢により左右されることが多く、特に薄板等の溶
接を行う場合には前記トーチの姿勢による影響が大きく
なる為、基本的にはワークに対するトーチ角度が直角と
なるようトーチの姿勢を保持するようにしている。
【0003】又、前記ワークに対するトーチの相対的な
姿勢は良好に保持されたとしても、トーチ及びワークの
水平・鉛直を基準とした絶対角度が変われば、自ずから
最適な溶接条件、例えば溶接電流、アーク電圧、溶接速
度等も変わることになる為、これらの溶接条件をトーチ
及びワークの絶対角度に対応して変更する必要がある。
【0004】その為、従来では、三次元形状のワークに
対して溶接を行うような場合には、トーチがワークの溶
接部に対し常に直角な姿勢を保持して移動するよう前記
トーチに対し機械的に決められた作動をさせる装置を使
用し、該装置によりトーチが移動される軌道の各位置に
おいて、トーチの絶対角度により決まる最適な溶接条件
を予め予備実験等により求めておき、前記トーチの移動
に合わせて溶接条件をプログラム制御するようにしてい
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来手段では、トーチに対し機械的に決められた作動をさ
せると共に、決められた溶接条件のプログラム制御を行
っているにすぎず、変化するワーク側の形状に即応して
トーチの溶接姿勢及び溶接条件をオンライン式に制御す
るようにしたものではなかった為、溶接開始時における
トーチ側の位置決めや、溶接条件を変更するタイミング
が狂うと、良好な溶接結果が得られないという不具合が
あり、又、異なる形状のワークに対する汎用性もなかっ
た。
【0006】本発明は上述の実情に鑑みてなしたもの
で、ワークに対するトーチの溶接姿勢及び溶接条件を最
適に保持し得るようオンライン式に制御する傾き制御溶
接方法を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、トーチの少な
くとも三箇所に備えた距離計測センサによりトーチのワ
ークに対する距離を時々刻々計測し、その計測値に基づ
いて前記トーチのワークに対する相対的な左右角及び前
後退角を夫々所定の角度に保持し得るよう制御すると共
に、前記トーチの所要位置に備えたトーチ傾斜計測セン
サによりトーチの左右の絶対角度と前後の絶対角度を時
々刻々計測し、その計測値に基づいてトーチの絶対角度
に応じた最適な溶接条件を選定することを特徴とする傾
き制御溶接方法に係るものである。
【0008】
【作用】従って本発明では、各距離計測センサにより計
測された距離に基づいてトーチのワークに対する相対的
な左右角及び前後退角を時々刻々把握することができる
ので、前記各距離計測センサにより計測される距離が夫
々所定の距離となる、即ちトーチのワークに対する相対
的な左右角及び前後退角が夫々所定の最適角度に保持さ
れるようトーチの溶接姿勢を制御することによって、最
適なトーチの溶接姿勢をオンライン式に制御することが
可能となる。
【0009】又、トーチ傾斜計測センサにより計測され
たトーチの左右の絶対角度と前後の絶対角度に基づい
て、予め予備実験等により得られているトーチの絶対角
度別の溶接条件のうちから前記トーチの絶対角度に応じ
た最適な溶接条件を選定することによって、最適なトー
チの溶接条件をオンライン式に制御することが可能とな
る。
【0010】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。
【0011】図1〜図7は本発明の方法を実施する装置
の一例である。
【0012】図中1はトーチ、2はワークを示し、前記
トーチ1は図4〜図6に示すトーチ保持装置3により左
右方向(溶接進行方向に対し直角な方向)及び前後方向
(溶接進行方向に対し平行な方向)に傾斜可能に支持さ
れており、前記トーチ保持装置3自体は溶接進行方向に
走行する溶接台車25(図5参照)に支持されている。
【0013】前記トーチ保持装置3は、前記溶接台車2
5に支持アーム4を介して取付けられ且つ前後方向に向
け円弧形状をなす前後ガイドレール5と、該前後ガイド
レール5の左面に沿い摺動自在に係合された前後傾動サ
ポート6と、該前後傾動サポート6の上部に取付けられ
且つ前記前後ガイドレール5の右面に刻設されたギヤ歯
7に噛合するピニオン8を回転駆動し得る前後傾動モー
タ9と、前記前後傾動サポート6の下部に取付けられ且
つ左右方向に向け円弧形状をなす左右ガイドレール10
と、該左右ガイドレール10の後面に沿い摺動自在に係
合され且つ下部に前記トーチ1を取付けた左右傾動サポ
ート11と、該左右傾動サポート11の下部に取付けら
れ且つ前記左右ガイドレール10の前面に刻設されたギ
ヤ歯12に噛合するピニオン13を回転駆動し得る左右
傾動モータ14とにより構成されており、前記前後傾動
モータ9でピニオン8を回転駆動することにより、固定
の前後ガイドレール5に対し前後傾動サポート6、左右
ガイドレール10、左右傾動サポート11を前後方向に
傾動してトーチ1の前後退角を設定し、且つ前記左右傾
動モータ14でピニオン13を回転駆動することによ
り、左右ガイドレール10に対し左右傾動サポート11
を左右方向に傾動してトーチ1の左右角を設定し得るよ
うにしてある。
【0014】更に、図1〜図3に示すように、前記トー
チ1の左右側面及び前面には、ワーク2に対する距離を
計測し得る非接触式の距離計測センサ15,16,17
が夫々配設されており、前記トーチ1の頂部にはトーチ
1の左右方向及び前後方向の絶対角度を計測し得るトー
チ傾斜計測センサ18が配設されている。
【0015】又、図7に示すように、前記各距離計測セ
ンサ15,16,17とトーチ傾斜計測センサ18から
の検出信号19b,19c,19d及び19aは比較演
算回路20に入力されるようになっており、該比較演算
回路20では前記検出信号19b,19c,19d及び
19aに基づいて姿勢情報信号21が演算されて溶接制
御装置22に出力され、該溶接制御装置22では前記姿
勢情報信号21に基づいてトーチ保持装置3や溶接電源
23等の各種機器に制御信号24が出力されるようにな
っている。
【0016】而して、溶接時において各距離計測センサ
15,16,17によりワーク2に対する距離Lb,L
c,Ldが計測され、この計測値が検出信号19b,1
9c,19dとして比較演算回路20に取り込まれる
と、前記比較演算回路20では、トーチ1の左右側面に
ある距離計測センサ15,17からの検出信号19b,
19dに基づき距離Lb,Ldが比較されて両者の差が
演算されると共に、トーチ1の前面にある距離計測セン
サ16からの検出信号19cと前記距離計測センサ1
5,17からの検出信号19b,19dとに基づき、距
離Lcと前記距離Lb,Ldの平均値である(Lb+L
d)/2とが比較されて両者の差が演算され、これらの
計算結果が姿勢情報信号21として溶接制御装置22に
取り込まれる。
【0017】前記溶接制御装置22では、前記姿勢情報
信号21に基づいて各距離Lb,Lc,Ldが全て等し
くなるようトーチ保持装置3の左右傾動モータ14と前
後傾動モータ9を駆動する為の制御信号24が演算され
て出力される。
【0018】これによって、トーチ保持装置3の左右傾
動モータ14と前後傾動モータ9が夫々回転駆動される
と、各距離計測センサ15,16,17とワーク2との
距離Lb,Lc,Ldが等しくなり、ワーク2に対する
相対的なトーチ1の左右角αi、前後退角βiが夫々9
0゜(直角)に保持される。即ち、トーチ1が左右方向
において図2中のx位置からx’位置に傾動され、前後
方向において図3中のy位置からy’位置に傾動され
る。
【0019】又、トーチ1の頂部にあるトーチ傾斜計測
センサ18により計測されるトーチ1の左右の絶対角度
αaと前後の絶対角度βaは、検出信号19a及び姿勢
情報信号21として比較演算回路20を介し溶接制御装
置22に取り込まれ、該溶接制御装置22において予め
入力されているトーチ1の絶対角度別の溶接条件のうち
からトーチ1の絶対角度に応じた溶接電流、アーク電
圧、溶接速度等の最適な溶接条件が自動的に選定され、
該溶接制御装置22から溶接電源23等の各種機器に制
御信号24が出力されて前記選定された溶接条件に対応
した制御がなされる。
【0020】尚、前記比較演算回路20には、前記各距
離計測センサ15,16,17とトーチ傾斜計測センサ
18からの検出信号19b,19c,19d及び19a
が時々刻々と取り込まれ、姿勢情報信号21が溶接制御
装置22に向け常時フィードバックされることは勿論で
ある。
【0021】従って上記実施例によれば、ワーク2に対
するトーチ1の姿勢を時々刻々計測しながらトーチ1の
溶接姿勢を所定の最適角度に保持し得るようオンライン
式に制御し、且つトーチ1の絶対角度を時々刻々計測し
ながらその絶対角度に応じた最適な溶接条件をオンライ
ン式に制御することができる。
【0022】尚、本発明の傾き制御溶接方法は、上述の
実施例にのみ限定されるものではなく、以上の説明にお
いてはワークに対する相対的なトーチの姿勢を直角に保
持するよう述べたが、必要に応じて制御すべき目標角度
を直角以外の角度に設定しても良いこと、又、トーチに
備えられる距離計測センサは接触式のものでも良いこ
と、又、4個の距離計測センサをトーチの前後左右に十
字状に配置したり、3個の距離計測センサをトーチの左
右側と前側又は後側にL字状に配置しても良いこと、そ
の他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変
更を加え得ることは勿論である。
【0023】
【発明の効果】上記した本発明の傾き制御溶接方法によ
れば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【0024】(I)ワークに対するトーチの溶接姿勢及
び溶接条件を最適に保持し得るようオンライン式に制御
することができる。
【0025】(II)上記(I)により、溶接開始時に
おけるトーチ側の位置決めや、溶接条件を変更するタイ
ミングが狂うこと等により良好な溶接結果が得られなく
なるという不具合がなくなるので、特に三次元形状の薄
板の精密溶接等を行う場合に有用性が高い。
【0026】(III)上記(I)により、異なる形状
のワークに対しても汎用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す斜視図である。
【図2】図1のトーチ及びワークの正面図である。
【図3】図1のトーチ及びワークの側面図である。
【図4】本発明の一実施例におけるトーチ保持装置の正
面図である。
【図5】図4のV−V方向の矢視図である。
【図6】図5のVI−VI方向の矢視図である。
【図7】本発明の一実施例における制御系を示すフロー
シートである。
【符号の説明】
1 トーチ 2 ワーク 15 距離計測センサ 16 距離計測センサ 17 距離計測センサ 18 トーチ傾斜計測センサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トーチの少なくとも三箇所に備えた距離
    計測センサによりトーチのワークに対する距離を時々刻
    々計測し、その計測値に基づいて前記トーチのワークに
    対する相対的な左右角及び前後退角を夫々所定の角度に
    保持し得るよう制御すると共に、前記トーチの所要位置
    に備えたトーチ傾斜計測センサによりトーチの左右の絶
    対角度と前後の絶対角度を時々刻々計測し、その計測値
    に基づいてトーチの絶対角度に応じた最適な溶接条件を
    選定することを特徴とする傾き制御溶接方法。
JP26674492A 1992-09-09 1992-09-09 傾き制御溶接方法 Pending JPH0687075A (ja)

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