JPH09285864A - 溶接用ワイヤ送給速度制御方法 - Google Patents

溶接用ワイヤ送給速度制御方法

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JPH09285864A
JPH09285864A JP12393396A JP12393396A JPH09285864A JP H09285864 A JPH09285864 A JP H09285864A JP 12393396 A JP12393396 A JP 12393396A JP 12393396 A JP12393396 A JP 12393396A JP H09285864 A JPH09285864 A JP H09285864A
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JP
Japan
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wire
speed
feeding speed
welding
wire feeding
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP12393396A
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English (en)
Inventor
Takeshi Kato
剛 加藤
Hiroshi Koyama
汎司 小山
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶接用ワイヤの表面性状や潤滑剤の変化に影
響を受けない溶接用ワイヤ送給速度制御方法を確立す
る。 【解決手段】 随時に設定した溶接用ワイヤ送給速度を
教示ワイヤ送給速度として記憶し、溶接中に溶接ワイヤ
の速度を直接検出する光学式センサから検出した溶接用
ワイヤ送給速度を比較ワイヤ送給速度とし、該教示ワイ
ヤ送給速度と該比較ワイヤ送給速度とを順次比較し、該
教示ワイヤ送給速度に対する該比較ワイヤ送給速度の比
が0.95から1.05の範囲となるように該比較ワイ
ヤ送給速度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は自動または半自動溶
接において適正な溶接条件で溶接を行うための溶接用ワ
イヤ送給速度制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】溶接用ワイヤ送給速度を検出する従来技
術として特開昭57−184582、特開昭63−17
0081が挙げられる。特開昭63−170081では
図2に示すように送給ローラ6と同軸上に取り付けられ
た歯車7、8を介して回転式速度計11が取りつけら
れ、送給ローラ6の回転速度を検出して、これを溶接ワ
イヤ送給速度とみなしている。しかし、上記の検出手段
はあくまで送給ローラ6の回転速度を検出するものであ
って、実際の溶接用ワイヤの送給ではワイヤの表面性状
やワイヤ表面に塗布された潤滑剤等の影響により、送給
ローラ6の回転速度がすなわち溶接用ワイヤ送給速度と
なることはない。なお図2において1はワイヤリール、
3はこれから繰り出された溶接用ワイヤ、4はワイヤの
曲げぐせを矯正するワイヤストレートナ、5は加圧ロー
ラ、9は送給電動機、10は減速機、12はコンジット
ケーブルである。コンジットケーブルの他端は図示しな
い溶接トーチに接続されている。
【0003】また、特開昭57−184582では、図
3に示すように送給ローラ6とコンジットケーブル12
間にさらに加圧ローラ13と検出ローラ14を設け、検
出ローラに回転式速度計15を結合し、回転式速度計1
1で得られた送給ローラ6の回転速度と回転式速度計1
5で得られた溶接用ワイヤ送給速度を比較し、あらかじ
め設定した溶接用ワイヤ送給速度に近い値になるように
送給電動機9の回転速度を増減させる制御方式を採用し
ている。しかしながら、特開昭57−184582の溶
接用ワイヤ送給速度制御方法も特開昭63−17008
1で述べられている方法と同様に接触式のワイヤ送給速
度検出方法であるため、実際の溶接用ワイヤ送給速度と
接触式のワイヤ送給速度検出方法で得られた溶接用ワイ
ヤ送給速度の値は異なる場合が多い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
従来技術の問題点に鑑み、溶接用ワイヤの表面性状や潤
滑剤の変化に影響を受けない溶接用ワイヤ送給速度制御
方法を確立することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであって、溶接用ワイヤ送給速度を制御する方
法において、随時に設定した溶接用ワイヤ送給速度を教
示ワイヤ送給速度として記憶し、溶接中に溶接ワイヤの
速度を直接検出する光学式センサから検出した溶接用ワ
イヤ送給速度を比較ワイヤ送給速度とし、該教示ワイヤ
送給速度と該比較ワイヤ送給速度とを順次比較し、該教
示ワイヤ送給速度に対する該比較ワイヤ送給速度の比が
0.95から1.05の範囲となるように該比較ワイヤ
送給速度を制御することを特徴とする溶接用ワイヤ送給
速度制御方法である。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明について説明する。
図1は本発明を実施するための装置の例を示す概念図で
あって、30はコンジットケーブル12に接続された溶
接用トーチ、31はノズルである。32は光学式センサ
であって、レーザ発信器33とイメージセンサ34によ
って構成されレーザドップラ法により溶接ワイヤの速度
を直接測定できるようになっている。35はガイドロー
ラであって、速度測定の障害になるワイヤの振動を防止
する。
【0007】図4は本発明における制御方法の例を示す
ブロック図である。制御装置は教示ワイヤ送給速度を入
力するための入力装置22と入力された教示ワイヤ送給
速度を記憶するためのRAM21、RAM21に記憶さ
れた教示ワイヤ送給速度に対応した送給ローラ6の回転
速度が記憶されているROM24、ROM24に記憶さ
れた送給ローラ6の回転速度を送給電動器9にアナログ
変換するためのD/A変換器21、溶接用ワイヤ送給速
度を検出するための光学式センサ32、光学式センサ3
2で検出された比較ワイヤ送給速度をデジタル変換する
ためのA/D変換器19、RAM21に記憶された教示
ワイヤ送給速度と比較ワイヤ送給速度を比較し、比較し
た結果に差があった場合、適正な溶接用ワイヤ送給速度
になるように送給電動機9に指令を行うためのCPU2
0で構成されている。
【0008】通常、溶接開始前に希望する溶接用ワイヤ
送給速度i(ただし、i>0)を入力装置22から入力
すると、入力された溶接用ワイヤ送給速度iは教示ワイ
ヤ送給速度iとしてRAM21内部の所定の番地にデー
タが記憶される。一方ROM24内部の所定の番地に
は、教示ワイヤ送給速度に対応した送給電動機9の回転
速度C(x)(ただし、x>0)が記憶されている。そ
こでCPU20は、RAM21に記憶された教示ワイヤ
送給速度iに対応した送給電動機9の回転速度C(i)
(ただし、C(i)>0)をROM24より呼び出し、
D/A変換器23を介して送給電動機9へ溶接用ワイヤ
送給開始指令を伝える。
【0009】送給電動機9の溶接用ワイヤ送給開始から
溶接用ワイヤの送給速度が安定するまでの1〜5秒間の
任意時間経過後、溶接用トーチ30に設置した光学式セ
ンサ32が溶接用ワイヤ3の送給速度検出を開始する。
光学式センサ32は毎秒m(m>0)回の範囲内で溶接
用ワイヤ3の送給速度y(n)(n>0)を計測し、1
回の計測毎にRAM21内部の所定の番地に記憶させ
る。CPU20はRAM21内部の所定の番地に記憶さ
れた溶接用3のワイヤ送給速度y(n)から数1に示す
計算式を用い、比較ワイヤ送給速度Yを算出する。
【0010】
【数1】
【0011】CPU20は教示ワイヤ送給速度iと比較
ワイヤ送給速度Yを比較した相関比Y/iがα<Y/i
<β(α>β、α>0、β>0)ならば、比較ワイヤ送
給速度Yは教示ワイヤ送給速度と等しいと見なし、送給
電動機9の回転速度をC(i)のまま溶接用ワイヤの送
給を行う。一方、教示ワイヤ送給速度iと比較ワイヤ送
給速度Yとの比Y/iがα>Y/iならば、送給電動機
9の回転速度C(i)をC(s)(s>i)に増加さ
せ、Y/i>βならば、送給電動機9の回転速度C
(i)をC(t)(t<i)に減少させる。
【0012】この教示ワイヤ速度iと比較ワイヤ送給速
度Yとの比Y/iの範囲であるαとβの基準値を決定す
るために次のような基礎実験を行った。溶接用トーチに
30に設置した光学式センサ32を用い、溶接用ワイヤ
3の溶接用ワイヤ送給速度y(n)を1秒間に100個
の割合で測定する。この溶接用ワイヤ送給速度の測定結
果を元に(1)式に従い、10個ずつのワイヤ送給速度
y(n)から(r=10)、比較ワイヤ送給速度Yを求
めた。この比較ワイヤ送給速度を2.0m/minから
18.0m/minまで2m/min刻みで比較ワイヤ
送給速度Yを求めた結果より各比較ワイヤ送給速度Yの
最大値と最小値を求めたものを表1に示す。
【0013】
【表1】
【0014】表1の結果はワイヤの送給速度がこのよう
な範囲で時間的に変動していることを示し、本発明にお
けるワイヤの速度を直接に測定する方法により始めて判
明したものである。この速度変動状態はワイヤの表面状
態や潤滑状態によっても変わる。しかし表1の範囲内の
変動であれば溶接上問題ない。したがって制御としては
比較ワイヤ送給速度Yが表1の変動の幅に入るようにす
ればよく、この範囲外になったときに始めて調節を行え
ばよい。表1より教示ワイヤ送給速度iと比較ワイヤ送
給速度Yから比Y/iの最小値αと最大値βを求めた結
果を表2に示す。表2の結果から、比Y/iの最大値β
は1.05、最小値αは0.95と定めた。
【0015】
【表2】
【0016】
【実施例】
本発明の実施例 図1および図4に示した装置を用いて以下の手順で溶接
用ワイヤの送給速度を測定した。
【0017】(1)入力装置22より教示ワイヤ送給速
度を入力するとともにROM24から教示ワイヤ送給速
度に対応した送給ローラ6の回転速度を呼び出し、RA
M21に記憶させた。
【0018】(2)溶接を開始させてから5秒経過後、
光学式センサ32が比較ワイヤ送給速度を毎秒100回
の割合で検出し、CPU20にて10個の比較ワイヤ送
給速度の平均値を計算し、該平均値を平均比較ワイヤ送
給速度としてRAM21に記憶させた。
【0019】(3)CPU20にてRAM21に記憶さ
せた教示ワイヤ送給速度と平均比較ワイヤ送給速度を呼
び出し、該教示ワイヤ送給速度に対する該平均比較ワイ
ヤ送給速度の割合が0.95から1.05の範囲内なら
ば「溶接用ワイヤ送給速度正常」とし、送給ローラ6の
回転速度は該教示ワイヤ送給速度に対応した回転速度に
て溶接を行った。一方、該教示ワイヤ送給速度に対する
該平均ワイヤ送給速度の割合が0.9から1.1の範囲
内に収まらない場合は送給ローラ6の回転速度を増減さ
せ、該教示ワイヤ速度に対する該平均ワイヤ送給速度の
割合を0.9から1.1の範囲内になるように調節し
た。
【0020】(4)入力装置22より入力する教示ワイ
ヤ送給速度を2.0m/minから18.0m/min
まで2.0m/min刻みで入力し、各教示ワイヤ送給
速度にて60秒間溶接用ワイヤ送給を行い、ワイヤ送給
速度を実測した。
【0021】比較例1(特開昭63−170081方
法) (1)図2のように送給ローラ6の回転速度に同期させ
た回転式速度計11を設置した。 (2)溶接用ワイヤ送給速度を回転速度計11で2.0
m/minから18.0m/minまで2.0m/mi
n刻みで確認しながら変化させ、各溶接用ワイヤ送給速
度にて60秒間溶接用ワイヤ送給を行い、ワイヤ送給速
度を実測した。
【0022】比較例2(特開昭57−184582方
法) (1)図3のように送給ローラ6とコンジットケーブル
12間に回転式速度計15を設置した。 (2)溶接用ワイヤ送給速度を回転速度計15で2.0
m/minから18.0m/minまで2.0m/mi
n刻みで確認しながら変化させ、各溶接用ワイヤ送給速
度にて60秒間溶接用ワイヤ送給を行い、ワイヤ送給速
度を実測した。
【0023】上記実施例、各比較例で標準となる溶接用
ワイヤ送給速度の実測方法は60秒間溶接用ワイヤを送
給した溶接用ワイヤ長を測定し、溶接用ワイヤ送給速度
を算出した。評価方法は、実施例および比較例ともに実
測した溶接用ワイヤ送給速度(実測値)と各方法で測定
した溶接用ワイヤ送給速度(測定値)の測定誤差が 0.95<(測定値/実測値)<1.05 ならば、溶接用ワイヤ送給速度制御良好とした。測定結
果を表3に示すが、本発明の送給速度制御方法が比較例
の従来方法に比べて優れていることがわかる。
【0024】
【表3】
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、溶接用ワイヤの送給速
度を光学的な方法で直接測定するため、希望する送給速
度に正確に制御することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するための装置の例を示す概念図
【図2】従来の溶接用ワイヤ送給速度検出方法の概念図
【図3】従来の溶接用ワイヤ送給速度検出方法の概念図
【図4】本発明における制御方法の例を示すブロック図
【符号の説明】
1 ワイヤリール 3 溶接用ワイヤ 4 ワイヤストレートナ 5 加圧ローラ 6 送給ローラ 7、8 歯車 9 送給電動機 10 減速機 11 回転式速度計 12 コンジットケーブル 13 加圧ローラ 14 検出ローラ 15 回転式速度計 19 A/D変換器 20 CPU 21 RAM 22 入力装置 23 D/A変換器 24 ROM 30 溶接用トーチ 31 ノズル 32 光学式センサ 33 レーザー発信器 34 イメージセンサ 35 ガイドローラ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶接用ワイヤ送給速度を制御する方法に
    おいて、随時に設定した溶接用ワイヤ送給速度を教示ワ
    イヤ送給速度として記憶し、溶接中に溶接ワイヤの速度
    を直接検出する光学式センサから検出した溶接用ワイヤ
    送給速度を比較ワイヤ送給速度とし、該教示ワイヤ送給
    速度と該比較ワイヤ送給速度とを順次比較し、該教示ワ
    イヤ送給速度に対する該比較ワイヤ送給速度の比が0.
    95から1.05の範囲となるように該比較ワイヤ送給
    速度を制御することを特徴とする溶接用ワイヤ送給速度
    制御方法。
JP12393396A 1996-04-23 1996-04-23 溶接用ワイヤ送給速度制御方法 Withdrawn JPH09285864A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1352698A1 (de) * 2002-04-12 2003-10-15 Mechafin AG Drahtvorschubvorrichtung für Schweissanlagen mit Einrichtung zum Messen der Drahtgeschwindigkeit
JP2004512180A (ja) * 2000-11-02 2004-04-22 フロニウス インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 溶接装置用の検出要素
US7495766B2 (en) 2006-06-22 2009-02-24 Linccln Global, Inc. Spectroscopic analysis technique for measuring the amount of surface material on wire
WO2012085631A1 (en) * 2010-12-23 2012-06-28 Lincoln Global, Inc. Wire feed speed monitoring apparatus and method and a wire winding system
JP2016038709A (ja) * 2014-08-07 2016-03-22 Jfeエンジニアリング株式会社 溶接システム及び溶接装置

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Effective date: 20030701