JPH09295141A - 溶接用ワイヤ送給方法 - Google Patents

溶接用ワイヤ送給方法

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JPH09295141A
JPH09295141A JP8139692A JP13969296A JPH09295141A JP H09295141 A JPH09295141 A JP H09295141A JP 8139692 A JP8139692 A JP 8139692A JP 13969296 A JP13969296 A JP 13969296A JP H09295141 A JPH09295141 A JP H09295141A
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JP
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wire
wire feeding
feeding speed
welding
speed
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JP8139692A
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Takeshi Kato
剛 加藤
Hiroshi Koyama
汎司 小山
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンジットケーブルの屈曲や溶接用コンタク
トチップ詰まりによる溶接用ワイヤ送給不良を簡易に検
出することを目的とする。 【解決手段】 随時に設定したワイヤ送給速度を教示ワ
イヤ送給速度iとしてRAM(25)に記憶し、押出側
光学式センサ(20)から得られたワイヤ送給速度を押
出側ワイヤ送給速度Y1 としてRAM(25)に記憶
し、引出側光学式センサ(19)から得られたワイヤ送
給速度を引出側ワイヤ送給速度Y2 としてRAM(2
5)に記憶し、式0.90<(Y1 /i)<1.10と
0.95<(Y2 /i)<1.05を満足する場合、ワ
イヤ送給を行い、式を満足しない場合は警報を発し、ワ
イヤ送給を停止させる。

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
イヤ送給性判別方法に関する。
【0002】
【従来の技術】溶接用ワイヤ送給性異常を検出する従来
技術として特開平6−9764号が挙げられる。特開平
6−9764号では図5に示すように溶接用ワイヤ送給
機本体側の押出送給電動機7に設置されている回転式速
度計8と溶接トーチ10側の引出送給電動機9に設置さ
れている回転式速度計30を用い、押出送給電動機7側
の溶接用ワイヤ送給速度P1 と引出送給電動機9側の溶
接用ワイヤ送給速度P2をそれぞれ検出し、あらかじめ
設定された溶接用ワイヤ送給速度設定値P0 とを用い
[P2 −P1 >kまたはP2 −P1 <0]または[P0
−P1 >kまたはP0 −P1 <0]の少なくとも一方の
条件が発生した際(ただしkは正の定数)に送給異常と
判断して警報を発する検出および制御方法を採用してい
る。
【0003】しかし、上記の溶接用ワイヤ送給速度検出
手段はあくまで送給電動機の回転速度を検出する手段で
あって実際の溶接用ワイヤ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、押出側
送給ローラ4と溶接用ワイヤ3および引出側送給ローラ
13と溶接用ワイヤ3の間でスリップが生じる。そのた
め押出側送給電動機7および引出側送給電動機9の回転
速度が一定であってもワイヤの種類によりワイヤ送給速
度が変化していた。なお、図5において1はワイヤリー
ル、5は加圧ローラ、6は減速装置、11はコンジット
ケーブル、12は引出側加圧ローラ、14は母材、31
は減速装置である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のように接触式の
センサを用いてワイヤ送給速度を検出した場合、検出し
たワイヤ送給速度と実際のワイヤ送給速度の間で誤差が
生じていることが多い。本発明はこのような問題のない
溶接用ワイヤ送給方法を提供する。
【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、溶接用ワイヤの送給において、押出
側と引出側それぞれにワイヤ送給速度を直接測定する光
学式センサを設け、随時に設定したワイヤ送給速度を教
示ワイヤ送給速度iとしてRAM25に記憶し、前記押
出側光学式センサ20から得られたワイヤ送給速度を押
出側ワイヤ送給速度Y1 として前記RAM25に記憶
し、前記引出側光学式センサ19から得られたワイヤ送
給速度を引出側ワイヤ送給速度Y2 として前記RAM2
5に記憶し、下記式を満足する場合、ワイヤ送給を行
い、下記条件を満足しない場合は警報を発し、ワイヤ送
給を停止させることを特徴とする溶接用ワイヤ送給方法
である。 0.90<(Y1 /i)<1.10 0.95<(Y2 /i)<1.05
【0006】
【発明の実施の形態】発明者らは前記の問題点に鑑み、
非接触式の光学式センサを用いることにより送給ローラ
と溶接用ワイヤ間のスリップ等の理由による測定誤差を
押さえ、正確なワイヤ送給速度を検出する方法を試み
た。図1は本発明の方法を実施するための装置の概念
図、図2はこれの溶接トーチの部分の拡大図である。光
学式センサを取り付ける箇所として、押出側送給ローラ
4とコンジットケーブル11間に設置したものを押出側
光学式センサ20、溶接トーチ32内部の引出側ガイド
ローラ15付近に設置したものを引出側光学式センサ1
9とした。
【0007】上記のように光学式センサを押出側と引出
側の2カ所に設置したのは以下に述べる理由がある。ワ
イヤ送給不良を起こす主な原因として、コンタクトチッ
プ27のワイヤ送給口に溶接中に発生するスパッタやワ
イヤ表面のメッキ剥離物が付着することによりコンタク
トチップが詰まりワイヤ送給不良となる場合と、コンジ
ットケーブル11が屈曲することにより、コンジットケ
ーブル11内部において溶接用ワイヤ3とコンジットケ
ーブル11内面の接触抵抗が大きくなることの2つが挙
げられる。
【0008】例えば、コンタクトチップ詰まりによるワ
イヤ送給不良が発生した際、光学式センサが押出側のみ
にしか設置されていない場合、ワイヤ送給不良が発生し
た時点から押出側光学式センサ20が送給不良を検出す
るまでには若干のタイムラグが生じ、このタイムラグは
コンジットケーブル11長が長いほど大きくなる。しか
し、引出側に光学式センサが設置されていれば、コンジ
ットケーブル長に関わらず、コンタクトチップ詰まりに
よるワイヤ送給不良を即座に検出することができる。ま
た、押出側光学式センサ20と引出側光学式センサ19
の2カ所に設置し、押出側と引出側の2カ所のワイヤ送
給を測定・比較することによりコンジットケーブル11
内部の接触抵抗によるワイヤ送給不良を検出することが
できる。なお、図中16はトーチノズルであり、17は
レーザ発信器、18はイメージセンサであって、これら
により光学式センサを構成し、レーザドップラ法により
溶接ワイヤの速度を直接測定するようになっている。
【0009】以下、本発明の方法について説明する。随
時に、たとえば溶接開始前に入力装置26より希望する
溶接用ワイヤ3の送給速度を入力し、入力されたワイヤ
送給速度は教示ワイヤ送給速度iとしてRAM25内部
の所定の番地に記憶される。
【0010】溶接用ワイヤ送給機の押出側送給ローラ4
とコンジットケーブル11間に押出側光学式センサ20
が取り付けられている。また溶接トーチ32内部の溶接
用ワイヤ3の引出側ガイドローラ15付近には引出側光
学式センサ19が設置されている。
【0011】溶接用ワイヤ3の送給開始から送給速度が
安定するまでの任意の時間経過後、押出側光学式センサ
20が押出側ワイヤ送給速度の検出を開始し、ついで引
出側光学式センサ19が引出側ワイヤ送給速度の検出を
開始する。押出側光学式センサ20と引出側光学式セン
サ19は毎秒m(m≠0)回の割合でそれぞれ押出側ワ
イヤ送給速度、引出側ワイヤ送給速度を検出する。
【0012】押出側光学式センサ20で検出した押出側
ワイヤ送給速度をy1 (n)(ただし、n≠0)、引出
側光学式センサ19で検出した引出側ワイヤ送給速度を
2(n)(ただし、n≠0)としてRAM25内部の
所定の番地に記憶させる。CPU23はRAM25内部
の所定の番地に記憶させた押出側ワイヤ送給速度y
1(n)、引出側ワイヤ送給速度y2 (n)をそれぞれ
呼び出し、(1)式、(2)式を用い、平均押出側ワイ
ヤ送給速度Y1 (ただし、Y1 >0、Y1 ≠0)と平均
引出側ワイヤ送給速度(Y2 )(ただし、Y2 >0、Y
2 ≠0)を算出する。
【0013】
【数1】
【0014】
【数2】
【0015】CPU23は教示ワイヤ送給速度iに対す
る平均押出側ワイヤ送給速度Y1 の比と教示ワイヤ送給
速度に対する平均引出側ワイヤ送給速度Y2 との比がそ
れぞれ α<Y1 /i<β γ<Y2 /i<δ の範囲内ならば「溶接正常」とし、上記の範囲外の場合
は「溶接異常」とし、表示板24に「溶接停止」を表示
させ、押出側送給電動機7を停止させる。
【0016】この平均押出側ワイヤ送給速度Y1 と平均
引出側ワイヤ送給速度Y2 の範囲であるα、β、γ、δ
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。押出側光学式センサ20を押出側送給ローラ4とコ
ンジットケーブル11間に設置し、引出側光学式センサ
19を溶接トーチ32に設置し、溶接用ワイヤ3の押出
側ワイヤ送給速度y1 (n)と引出側ワイヤ送給速度y
2 (n)を1秒間に100個の割合で測定を行い、r=
10として平均押出側ワイヤ送給速度Y1 、平均引出側
ワイヤ送給速度Y2 を(1)式、(2)式に従い、CP
U23にて計算させた。
【0017】この平均押出側ワイヤ送給速度Y1 と平均
引出側ワイヤ送給速度Y2 について、教示ワイヤ送給速
度iを2.0m/minから18.0m/minまで
2.0m/min刻みで平均押出側ワイヤ送給速度Y1
と平均引出側ワイヤ送給速度Y2 を求めた結果を図3に
示す。図3の結果を見ると下記条件を満足するときワイ
ヤ送給が良好であることがわかる。 0.90<Y1 /i<1.10 0.95<Y2 /i<1.05
【0018】
【実施例】
本発明の実施例 図1および図2の装置を用いて以下の手順で溶接用ワイ
ヤの送給を行なった。 (1)引出側光学式センサ19を溶接用トーチ32内部
に設置した。 (2)押出側光学式センサ20を押出側送給ローラ4と
コンジットケーブル11間に設置した。
【0019】(3)溶接用ワイヤ3を送給開始させてか
ら溶接用ワイヤ送給速度が安定するまで5秒経過後、引
出側光学式センサ19、押出側光学式センサ20が引出
側ワイヤ送給速度y1 (n)と押出側ワイヤ送給速度y
2 (n)を毎秒100回の割合で検出を開始した。
【0020】(4)各光学式センサで検出した各ワイヤ
送給速度はRAM25に記憶され、CPU23によって
10個ずつの平均押出側ワイヤ送給速度Y1 と平均引出
側ワイヤ送給速度Y2 に計算された。
【0021】(5)CPU23にてRAM25の所定の
番地に記憶された教示ワイヤ送給速度iと平均押出側ワ
イヤ送給速度Y1 と平均引出側ワイヤ送給速度Y2 をそ
れぞれ比較した。
【0022】(6)CPU23にて教示ワイヤ送給速度
iと平均押出側ワイヤ送給速度Y1 および平均引出側ワ
イヤ送給速度Y2 の比を計算した結果、0.90<Y1
/i<1.10、および0.95<Y2 /i<1.05
ならば「ワイヤ送給良好」とし、ワイヤ送給を継続させ
た。
【0023】(7)CPU23にて教示ワイヤ送給速度
iと平均押出側ワイヤ送給速度Y1 および平均引出側ワ
イヤ送給速度Y2 の比を計算した結果、Y1 /i<0.
90、およびY2 /i<0.95になった場合、「ワイ
ヤ送給性異常」とし、押出側送給電動機7を停止させ、
表示板11に「コンジットケーブル11にて異常が発生
しました。」と表示させるようにした。
【0024】(8)CPU23にて教示ワイヤ送給速度
iと平均押出側ワイヤ送給速度Y1 および平均引出側ワ
イヤ送給速度Y2 の比を計算した結果、0.90<Y1
/i<1.10およびY2 /i<0.95になった場
合、「ワイヤ送給性異常」とし、押出側送給電動機7を
停止させ、表示板11に「コンタクトチップ27にて異
常が発生しました。」と表示させる。
【0025】(9)CPU23にて教示ワイヤ送給速度
iと平均押出側ワイヤ送給速度Y1 および平均引出側ワ
イヤ送給速度Y2 の比を計算した結果、Y1 /i>1.
10およびY2 /i>1.05になった場合、「ワイヤ
送給速度検出異常」とし、押出側送給電動機7を停止さ
せ、表示板11に「押出側光学式センサ20および引出
側光学式センサ19にて異常が発生しました。」と表示
させる。
【0026】比較例(特開平6−9764方法) 図5の装置を用いて以下の手順で溶接ワイヤの送給を行
なった。 (1)押出側送給電動機7および引出側送給電動機9に
回転式速度計8および30を設置した。 (2)押出側送給電動機7に設置した回転式速度計8で
検出したワイヤ送給速度を押出側ワイヤ送給速度p1
し、引出側送給電動機9に設置した回転式速度計8で検
出した引出側ワイヤ送給速度をp2 とした。
【0027】(3)送給速度設定値をp0 とした。 (4)溶接用ワイヤ3の送給を開始し、[p2 −p1
kまたはp2 −p1 <0]または[p0 −p1 >kまた
はp0 −p1 <0]の少なくとも一方が発生した場合
(ただし、kは正の定数)、「ワイヤ送給性異常」と判
断して警報を発生させた。
【0028】溶接実験による比較 標準となる溶接用ワイヤの送給速度測定方法は60秒間
溶接用ワイヤを送給させ、溶接用ワイヤ3のワイヤ長を
実測し、送給速度を算出した。評価方法は図4に示すよ
うにコンジットケーブル11を400mm径のループ状
に設置したものを「条件1」、コンジットケーブル11
を200mm径のループ状に設置したものを「条件2」
とし、60秒間連続的に溶接を行った。そして溶接中の
アーク切れの検出を行い、検出した場合は「検出」と
し、検出されない場合は「検出なし」とした。実施結果
として、表1に示すようにワイヤ送給において送給不良
ありの場合、本発明は必ず送給不良を検出することが可
能であり、検出漏れのある従来方法より検出精度が高い
ことがわかる。
【0029】
【表1】
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、コンジットケーブルの
屈曲や溶接用コンタクトチップ詰まりによる溶接用ワイ
ヤ送給不良を簡易に検出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を示す概念図
【図2】図1における溶接トーチの部分の拡大図
【図3】本発明方法の適正条件を示すグラフ
【図4】(a)、(b)はコンジットケーブルを屈曲さ
せた実験の説明図
【図5】従来の溶接用ワイヤ送給方法の概念図
【符号の説明】 1 ワイヤリール 3 溶接用ワイヤ 4 押出側送給ローラ 5 押出側加圧ローラ 6 減速装置 7 押出側送給電動機 8 回転式速度計 9 引出側送給電動機 10 溶接用トーチ(従来技術) 11 コンジットケーブル 12 引出側加圧ローラ 13 引出側送給ローラ 14 母材 15 引出側ガイドローラ 16 トーチノズル 17 レーザ発信器 18 イメージセンサ 19 引出側光学式センサ 20 押出側光学式センサ 21 引出側A/D変換器 22 押出側A/D変換器 23 CPU 24 表示板 25 RAM 26 入力装置 27 コンタクトチップ 30 回転式速度計 31 減速装置 32 溶接トーチ(本発明用)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶接用ワイヤの送給において、押出側と
    引出側それぞれにワイヤ送給速度を直接測定する光学式
    センサを設け、随時に設定したワイヤ送給速度を教示ワ
    イヤ送給速度iとしてRAM(25)に記憶し、前記押
    出側光学式センサ(20)から得られたワイヤ送給速度
    を押出側ワイヤ送給速度Y1 として前記RAM(25)
    に記憶し、前記引出側光学式センサ(19)から得られ
    たワイヤ送給速度を引出側ワイヤ送給速度Y2 として前
    記RAM(25)に記憶し、下記式を満足する場合、ワ
    イヤ送給を行い、下記条件を満足しない場合は警報を発
    し、ワイヤ送給を停止させることを特徴とする溶接用ワ
    イヤ送給方法。 0.90<(Y1 /i)<1.10 0.95<(Y2 /i)<1.05
JP8139692A 1996-05-10 1996-05-10 溶接用ワイヤ送給方法 Withdrawn JPH09295141A (ja)

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