JPH11245035A - 溶接方法 - Google Patents
溶接方法Info
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- JPH11245035A JPH11245035A JP5071598A JP5071598A JPH11245035A JP H11245035 A JPH11245035 A JP H11245035A JP 5071598 A JP5071598 A JP 5071598A JP 5071598 A JP5071598 A JP 5071598A JP H11245035 A JPH11245035 A JP H11245035A
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- Japan
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- welding
- groove
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- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】精度の悪いガス切断で加工された開先であって
も、バッキング材を使用することなく、作業性を向上さ
せるとともに、安定した溶接品質を確保することができ
るようにした溶接方法を提供する。 【解決手段】予めティーチングされた溶接経路に沿って
開先の大きさおよびルートフェース長を検出し、予め設
定された溶接条件に適合しない個所を低電流で補修溶接
し、補修溶接した個所の開先の大きさを再検出し、溶接
経路の全ての位置で前記溶接条件に適合することを確認
した後、予めティーチングされた溶接経路にしたがっ
て、開先の大きさおよびルートフェース長に適合する溶
接条件を切り換えながら、開先内を一層溶接で平坦に埋
める。
も、バッキング材を使用することなく、作業性を向上さ
せるとともに、安定した溶接品質を確保することができ
るようにした溶接方法を提供する。 【解決手段】予めティーチングされた溶接経路に沿って
開先の大きさおよびルートフェース長を検出し、予め設
定された溶接条件に適合しない個所を低電流で補修溶接
し、補修溶接した個所の開先の大きさを再検出し、溶接
経路の全ての位置で前記溶接条件に適合することを確認
した後、予めティーチングされた溶接経路にしたがっ
て、開先の大きさおよびルートフェース長に適合する溶
接条件を切り換えながら、開先内を一層溶接で平坦に埋
める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば、パワー
ショベルのブームなどのような大型の構造物の溶接に好
適な溶接方法に関するものである。
ショベルのブームなどのような大型の構造物の溶接に好
適な溶接方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動溶接機で大型の構造物を溶接する場
合、作業性の面から一層の溶接でその開先をほぼ平坦に
埋める１パス溶接が採用されるようになってきた。ま
た、溶接部の開先は、一般にガス切断により加工するこ
とが多くなってきている。
合、作業性の面から一層の溶接でその開先をほぼ平坦に
埋める１パス溶接が採用されるようになってきた。ま
た、溶接部の開先は、一般にガス切断により加工するこ
とが多くなってきている。
【０００３】ガス切断による開先の加工は、比較的精度
が悪いため、溶接開始前に開先部のセンシングにより開
先内のギャップや断面積を検出して、その大きさに合わ
せるように溶接条件を選択して溶接しても、溶接部の溶
け落ちや溶接量不足などの不具合が発生し、補修溶接を
必要とすることがある。
が悪いため、溶接開始前に開先部のセンシングにより開
先内のギャップや断面積を検出して、その大きさに合わ
せるように溶接条件を選択して溶接しても、溶接部の溶
け落ちや溶接量不足などの不具合が発生し、補修溶接を
必要とすることがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このため、通常は、開
先の裏側にバッキング材を当て、溶接を行っているが、
バッキング材の加工や取付けなどの工数が増加して作業
性を低下させるだけでなく、バッキング材の重量がその
まま加算されるため、構造物の製品重量が大きくなる。
先の裏側にバッキング材を当て、溶接を行っているが、
バッキング材の加工や取付けなどの工数が増加して作業
性を低下させるだけでなく、バッキング材の重量がその
まま加算されるため、構造物の製品重量が大きくなる。
【０００５】上記の事情に鑑み、本発明の目的は、精度
の悪いガス切断で加工された開先であっても、バッキン
グ材を使用することなく、作業性を向上させるととも
に、安定した溶接品質を確保することができるようにし
た溶接方法を提供することにある。
の悪いガス切断で加工された開先であっても、バッキン
グ材を使用することなく、作業性を向上させるととも
に、安定した溶接品質を確保することができるようにし
た溶接方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、自動溶接により、開先内を一層
溶接で平坦に埋める溶接方法であって、予めティーチン
グされた溶接経路に沿って開先の大きさおよびルートフ
ェース長を検出し、予め設定された溶接条件に適合しな
い個所を低電流で補修溶接し、補修溶接した個所の開先
の大きさを再検出し、溶接経路の全ての位置で前記溶接
条件に適合することを確認した後、予めティーチングさ
れた溶接経路にしたがって、開先の大きさおよびルート
フェース長に適合する溶接条件を切り換えながら、開先
内を一層溶接で平坦に埋めるようにした。
め、本発明においては、自動溶接により、開先内を一層
溶接で平坦に埋める溶接方法であって、予めティーチン
グされた溶接経路に沿って開先の大きさおよびルートフ
ェース長を検出し、予め設定された溶接条件に適合しな
い個所を低電流で補修溶接し、補修溶接した個所の開先
の大きさを再検出し、溶接経路の全ての位置で前記溶接
条件に適合することを確認した後、予めティーチングさ
れた溶接経路にしたがって、開先の大きさおよびルート
フェース長に適合する溶接条件を切り換えながら、開先
内を一層溶接で平坦に埋めるようにした。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１ないし図７は本発明の実施の
形態を示すもので、図１は、本発明を実施するための溶
接機の構成を示す構成図、図２は、本発明の手順を示す
フローチャート、図３は、画像処理工程を示す工程図、
図４は、補修溶接後の光切断像を示す図、図５は、開先
の断面積の算出方法を示す説明図、図６は、溶接条件判
定テーブルの模式図、図７は、溶接量と溶接速度の関係
を示す特性図である。
に基づいて説明する。図１ないし図７は本発明の実施の
形態を示すもので、図１は、本発明を実施するための溶
接機の構成を示す構成図、図２は、本発明の手順を示す
フローチャート、図３は、画像処理工程を示す工程図、
図４は、補修溶接後の光切断像を示す図、図５は、開先
の断面積の算出方法を示す説明図、図６は、溶接条件判
定テーブルの模式図、図７は、溶接量と溶接速度の関係
を示す特性図である。
【０００８】図１において、１、２は被溶接物で、所定
の間隔で配置され、その対向面には開先３が形成されて
いる。４は移動部材で、図示しない位置検出手段を備え
た駆動手段により、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に移動させられる。
５は溶接トーチで、移動部材４に固定されている。６は
溶接ワイヤで、溶接トーチ５から溶接位置に向けて供給
される。
の間隔で配置され、その対向面には開先３が形成されて
いる。４は移動部材で、図示しない位置検出手段を備え
た駆動手段により、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に移動させられる。
５は溶接トーチで、移動部材４に固定されている。６は
溶接ワイヤで、溶接トーチ５から溶接位置に向けて供給
される。
【０００９】７は投光器で、前記移動部材４に固定さ
れ、投光制御回路８の指令により、開先３を跨ように被
溶接物１、２に光切断線９を投光する。１０はＣＣＤカ
メラで、前記移動部材４に固定され、受光制御回路１１
の指令により、前記光切断線９の反射光を受光する。
れ、投光制御回路８の指令により、開先３を跨ように被
溶接物１、２に光切断線９を投光する。１０はＣＣＤカ
メラで、前記移動部材４に固定され、受光制御回路１１
の指令により、前記光切断線９の反射光を受光する。
【００１０】１２は画像処理装置で、画像入力部１３
と、データ記憶部１４と、制御部１５と、演算処理部１
６および外部機器制御部１７とを備えている。１８は全
体制御装置で、そのメモリーの中に図６に示す溶接条件
テーブル１９と図７に示す特性を記憶している。２０は
溶接トーチ位置制御装置。２１は溶接電源装置である。
と、データ記憶部１４と、制御部１５と、演算処理部１
６および外部機器制御部１７とを備えている。１８は全
体制御装置で、そのメモリーの中に図６に示す溶接条件
テーブル１９と図７に示す特性を記憶している。２０は
溶接トーチ位置制御装置。２１は溶接電源装置である。
【００１１】前記の構成の溶接装置における動作を、図
２および図３ないし図７に基づいて説明する。
２および図３ないし図７に基づいて説明する。
【００１２】トーチ位置制御装置２０により駆動手段を
駆動させ、移動部材４を予めティーチングされた溶接開
始位置へ移動させる（ステップＳ１）。移動部材４をテ
ィーチングされた経路に沿って移動させる。この時、移
動部材４が一定量移動するごとに、投光制御回路８から
の指令により、投光器７が光切断線９を被溶接物１、２
に投射する。
駆動させ、移動部材４を予めティーチングされた溶接開
始位置へ移動させる（ステップＳ１）。移動部材４をテ
ィーチングされた経路に沿って移動させる。この時、移
動部材４が一定量移動するごとに、投光制御回路８から
の指令により、投光器７が光切断線９を被溶接物１、２
に投射する。
【００１３】被溶接物１、２条で反射された光切断線９
の像をＣＣＤカメラ１０で撮像し、受光制御回路１１を
介して画像処理装置１２の画像入力部１３に入力する
（ステップＳ２）。
の像をＣＣＤカメラ１０で撮像し、受光制御回路１１を
介して画像処理装置１２の画像入力部１３に入力する
（ステップＳ２）。
【００１４】演算処理部１６は、ＣＣＤカメラ１０の出
力を所定の閾値で２値化し、図３（Ａ）に示すような２
値化像を生成する。生成した２値化像のデータは、一旦
データ記憶部１４に記憶させる。演算処理部１６は、デ
ータ記憶部１４に記憶された２値化像のデータを呼出
し、像の幅方向の中心位置を求め、図３（Ｂ）に示すよ
うな細線化処理を行う（ステップＳ３）。
力を所定の閾値で２値化し、図３（Ａ）に示すような２
値化像を生成する。生成した２値化像のデータは、一旦
データ記憶部１４に記憶させる。演算処理部１６は、デ
ータ記憶部１４に記憶された２値化像のデータを呼出
し、像の幅方向の中心位置を求め、図３（Ｂ）に示すよ
うな細線化処理を行う（ステップＳ３）。
【００１５】演算処理部１６は、細線化処理した画像デ
ータを呼出し、データの始端の座標（Ｘａ、Ｙａ）と、
始端から適当な距離にあるｍ番目の点の座標（Ｘｍ、Ｙ
ｍ）から ｔａｎθ＝（Ｙｍ−Ｙａ）／（Ｘｍ−Ｘａ） を算出してθを求め、図３（Ｃ）に示すように、被溶接
物１、２の表面の光切断線がＸ軸と平行になるように画
像データ全体を−θだけ回転させる（ステップＳ４）。
ータを呼出し、データの始端の座標（Ｘａ、Ｙａ）と、
始端から適当な距離にあるｍ番目の点の座標（Ｘｍ、Ｙ
ｍ）から ｔａｎθ＝（Ｙｍ−Ｙａ）／（Ｘｍ−Ｘａ） を算出してθを求め、図３（Ｃ）に示すように、被溶接
物１、２の表面の光切断線がＸ軸と平行になるように画
像データ全体を−θだけ回転させる（ステップＳ４）。
【００１６】そして、演算処理部１６は、画像データの
始端ａ点の座標（Ｘａ、Ｙａ）を基準として、図３
（Ｄ）に示すように、特徴点ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆの座標
（Ｙｂ、Ｘｂ）（Ｙｃ、Ｘｃ）（Ｙｄ、Ｘｄ）（Ｙｅ、
Ｘｅ）（Ｙｆ、Ｘｆ）を求める（ステップＳ５）。
始端ａ点の座標（Ｘａ、Ｙａ）を基準として、図３
（Ｄ）に示すように、特徴点ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆの座標
（Ｙｂ、Ｘｂ）（Ｙｃ、Ｘｃ）（Ｙｄ、Ｘｄ）（Ｙｅ、
Ｘｅ）（Ｙｆ、Ｘｆ）を求める（ステップＳ５）。
【００１７】さらに、演算処理部１６は、前記各特徴点
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆの座標から被溶接物１、２によ
って形成された開先３の幅、深さ、ルートフェース長、
ギャップ、断面積などを算出する（ステップＳ６）。 開 先 幅 ＝Ｘｂ−Ｘｅ 深 さ ＝Ｙｂ−Ｙｃ または Ｙｅ−Ｙｄ ルートフェース長＝板厚−深さ ギ ャ ッ プ ＝Ｘｃ−Ｘｄ 断 面 積 ＝（開先幅＋ギャップ）×深さ／２＋
ギャップ×ルートフェース長 前記ステップＳ２からステップ６までの工程を、予めテ
ィーチングされた溶接終了位置まで繰り返し（ステップ
Ｓ７）、それらの結果をデータ記憶部１４に記憶させ
る。
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆの座標から被溶接物１、２によ
って形成された開先３の幅、深さ、ルートフェース長、
ギャップ、断面積などを算出する（ステップＳ６）。 開 先 幅 ＝Ｘｂ−Ｘｅ 深 さ ＝Ｙｂ−Ｙｃ または Ｙｅ−Ｙｄ ルートフェース長＝板厚−深さ ギ ャ ッ プ ＝Ｘｃ−Ｘｄ 断 面 積 ＝（開先幅＋ギャップ）×深さ／２＋
ギャップ×ルートフェース長 前記ステップＳ２からステップ６までの工程を、予めテ
ィーチングされた溶接終了位置まで繰り返し（ステップ
Ｓ７）、それらの結果をデータ記憶部１４に記憶させ
る。
【００１８】全ての検出点における検出が終了すると、
外部機器制御部１７は、データ記憶部１４に記憶された
検出結果を全体制御装置１８に送る。全体制御装置１８
は、各検出点における検出結果を、図７に基づいて、溶
接量（開先の断面積）から溶接速度を求め、その溶接速
度とギャップおよびルートフェース長に基づいて、図６
に示す溶接条件テーブルから適正な溶接の可否を判定す
る（ステップＳ８）。
外部機器制御部１７は、データ記憶部１４に記憶された
検出結果を全体制御装置１８に送る。全体制御装置１８
は、各検出点における検出結果を、図７に基づいて、溶
接量（開先の断面積）から溶接速度を求め、その溶接速
度とギャップおよびルートフェース長に基づいて、図６
に示す溶接条件テーブルから適正な溶接の可否を判定す
る（ステップＳ８）。
【００１９】もし、溶接に不適合な個所があれば、その
位置を低電流、高速度で補修溶接する（ステップＳ
９）。
位置を低電流、高速度で補修溶接する（ステップＳ
９）。
【００２０】補修溶接部について、前記ステップＳ２か
らステップＳ４を繰り返し、図４に示すような画像デー
タを抽出する。この画像データから、図５に示すよう
に、特徴点ｂ、ｅを結ぶ直線と開先を形成する各点の間
の画素数を求め、その画素数の総和に、所定の係数（１
画素当りの面積）を乗じて溶接面積を算出する（ステッ
プＳ１０）。
らステップＳ４を繰り返し、図４に示すような画像デー
タを抽出する。この画像データから、図５に示すよう
に、特徴点ｂ、ｅを結ぶ直線と開先を形成する各点の間
の画素数を求め、その画素数の総和に、所定の係数（１
画素当りの面積）を乗じて溶接面積を算出する（ステッ
プＳ１０）。
【００２１】補修溶接部について、前記ステップＳ８に
戻り適正な溶接が可能であるか否かを判定する。
戻り適正な溶接が可能であるか否かを判定する。
【００２２】被溶接物１、２の全ての検出点で、適正な
溶接が可能であることが確認された後、溶接条件テーブ
ルにしたがって溶接条件を切り換えながら本溶接を行う
（ステップＳ１１）。
溶接が可能であることが確認された後、溶接条件テーブ
ルにしたがって溶接条件を切り換えながら本溶接を行う
（ステップＳ１１）。
【００２３】前記のように、開先の断面積、ギャップ、
ルートフェース長を求め、溶接条件テーブルと比較して
溶接の適否を判定し、不適合部は補修溶接を行って本溶
接を行うようにしたので、寸法精度の悪いガス切断によ
って加工された開先であっても、バッキング材を使用せ
ずに、溶け落ちすることなく１パス溶接することがで
き、しかも、安定した溶接品質を維持することができ
る。
ルートフェース長を求め、溶接条件テーブルと比較して
溶接の適否を判定し、不適合部は補修溶接を行って本溶
接を行うようにしたので、寸法精度の悪いガス切断によ
って加工された開先であっても、バッキング材を使用せ
ずに、溶け落ちすることなく１パス溶接することがで
き、しかも、安定した溶接品質を維持することができ
る。
【００２４】
【発明の効果】自動溶接により、開先内を一層溶接で平
坦に埋める溶接方法であって、予めティーチングされた
溶接経路に沿って開先の大きさおよびルートフェース長
を検出し、予め設定された溶接条件に適合しない個所を
低電流で補修溶接し、補修溶接した個所の開先の大きさ
再検出し、溶接経路の全ての位置で前記溶接条件に適合
することを確認した後、予めティーチングされた溶接経
路にしたがって、開先の大きさおよびルートフェース長
に適合する溶接条件を切り換えながら、開先内を一層溶
接で平坦に埋めるようにしたので、寸法精度の悪いガス
切断によって加工された開先であっても、バッキング材
を使用せずに作業性を向上させ、溶け落ちすることなく
１パス溶接することができ、しかも、安定した溶接品質
を維持することができる。
坦に埋める溶接方法であって、予めティーチングされた
溶接経路に沿って開先の大きさおよびルートフェース長
を検出し、予め設定された溶接条件に適合しない個所を
低電流で補修溶接し、補修溶接した個所の開先の大きさ
再検出し、溶接経路の全ての位置で前記溶接条件に適合
することを確認した後、予めティーチングされた溶接経
路にしたがって、開先の大きさおよびルートフェース長
に適合する溶接条件を切り換えながら、開先内を一層溶
接で平坦に埋めるようにしたので、寸法精度の悪いガス
切断によって加工された開先であっても、バッキング材
を使用せずに作業性を向上させ、溶け落ちすることなく
１パス溶接することができ、しかも、安定した溶接品質
を維持することができる。
【図１】本発明を実施するための溶接機の構成を示す構
成図。
成図。
【図２】本発明の手順を示すフローチャート。
【図３】画像処理工程を示す工程図。
【図４】補修溶接後の光切断像を示す図。
【図５】開先の断面積の算出方法を示す説明図。
【図６】溶接条件判定テーブルの模式図。
【図７】溶接量と溶接速度の関係を示す特性図。
１、２…被溶接物、３…開先、４…移動部材、５…溶接
トーチ、６…溶接ワイヤ、７…投光器、８…投光制御回
路、９…光切断線、１０…ＣＣＤカメラ、１１…受光制
御回路、１２…画像処理装置、１３…画像入力部、１４
…データ記憶部、１５…制御部、１６…演算処理部、１
７…外部機器制御部、１８…全体制御装置、１９…溶接
条件テーブル、２０…溶接トーチ位置制御装置、２１…
溶接電源装置。
トーチ、６…溶接ワイヤ、７…投光器、８…投光制御回
路、９…光切断線、１０…ＣＣＤカメラ、１１…受光制
御回路、１２…画像処理装置、１３…画像入力部、１４
…データ記憶部、１５…制御部、１６…演算処理部、１
７…外部機器制御部、１８…全体制御装置、１９…溶接
条件テーブル、２０…溶接トーチ位置制御装置、２１…
溶接電源装置。
Claims (1)
- 【請求項１】自動溶接により、開先内を一層溶接で平坦
に埋める溶接方法であって、予めティーチングされた溶
接経路に沿って開先の大きさおよびルートフェース長を
検出し、予め設定された溶接条件に適合しない個所を低
電流で補修溶接し、補修溶接した個所の開先の大きさを
再検出し、溶接経路の全ての位置で前記溶接条件に適合
することを確認した後、予めティーチングされた溶接経
路にしたがって、開先の大きさおよびルートフェース長
に適合する溶接条件を切り換えながら、開先内を一層溶
接で平坦に埋めることを特徴とする溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5071598A JPH11245035A (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | 溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5071598A JPH11245035A (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | 溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11245035A true JPH11245035A (ja) | 1999-09-14 |
Family
ID=12866593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5071598A Pending JPH11245035A (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | 溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11245035A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100452340B1 (ko) * | 2001-08-13 | 2004-10-08 | 두산중공업 주식회사 | 스트립 토치 각도 제어에 따른 균일 비드폭 형성 제어장치 및 그 방법 |
| CN106141372A (zh) * | 2016-08-05 | 2016-11-23 | 武汉船用机械有限责任公司 | 坡口焊缝机器人横焊的多层多道焊接方法 |
| EP3747585A1 (de) * | 2019-06-04 | 2020-12-09 | SMF Friedlbinder GmbH | Verfahren zur automatischen steuerung eines metall-schweissprozesses |
| CN114985884A (zh) * | 2022-06-01 | 2022-09-02 | 中船黄埔文冲船舶有限公司 | 屏蔽数控切割坡口的方法 |
-
1998
- 1998-03-03 JP JP5071598A patent/JPH11245035A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100452340B1 (ko) * | 2001-08-13 | 2004-10-08 | 두산중공업 주식회사 | 스트립 토치 각도 제어에 따른 균일 비드폭 형성 제어장치 및 그 방법 |
| CN106141372A (zh) * | 2016-08-05 | 2016-11-23 | 武汉船用机械有限责任公司 | 坡口焊缝机器人横焊的多层多道焊接方法 |
| CN106141372B (zh) * | 2016-08-05 | 2019-02-05 | 武汉船用机械有限责任公司 | 坡口焊缝机器人横焊的多层多道焊接方法 |
| EP3747585A1 (de) * | 2019-06-04 | 2020-12-09 | SMF Friedlbinder GmbH | Verfahren zur automatischen steuerung eines metall-schweissprozesses |
| CN114985884A (zh) * | 2022-06-01 | 2022-09-02 | 中船黄埔文冲船舶有限公司 | 屏蔽数控切割坡口的方法 |
| CN114985884B (zh) * | 2022-06-01 | 2023-09-19 | 中船黄埔文冲船舶有限公司 | 屏蔽数控切割坡口的方法 |
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