JPS5814055Y2 - ア−ク溶接用オシレ−ト装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、予め設定された波形のオシレート信号の振幅
を開先幅の変動に応じて制御しながら溶接用トーチをオ
シレートさせるアーク溶接用オシレート装置に関するも
のである。

従来、溶接用トーチをオシレートさせるために使用され
たカムその他の機械的な装置は、溶接中にオシレート幅
、オシレート速度、停止時間などを変更することが困難
であったため予め設定された周期、振幅等を有する波形
のオシレート信号及び開先幅の検出信号にしたがって溶
接トーチを一つの駆動機構により追値制御する電気的な
オシレート装置が開発された。

第１図は従来の電気的オシレート装置を示したもので、
同図において１は被溶接物、２は溶接用トーチ、３はト
ーチ２をオシレートさせるため予め定めたオシレート幅
、オシレート振幅、休止時間等に対応した波形のオシレ
ート信号Ｓ。

を出力するオシレート信号発生器である。

また４はオシレートの中心位置を予め設定するためのオ
シレート中心基準位置設定器であって、その出力信号Ｓ
１は後記する信号Ｓ３．Ｓ４とともに第１の加算器５に
人力される。

６は第１の加算器の出力信号と後記する逆極性の信号Ｓ
２とを入力とする第２の加算器であって、この第２の加
算器の出力信号は増幅器７を通してトーチ２をオレシー
トさせるための駆動機構８、例えば電動機Ｍ１に与えら
れる。

９はトーチ２の移動又は電動機の回転に連動してトーチ
の位置に対応した信号Ｓ２を加算器６に逆極性で与える
トーチ位置検出器、例えばポテンショメータである。

この場合ポテンショメータはその摺動子９ｂがトーチの
位置または電動機の回転に連動するように設けられてい
る。

１１はトーチ２を搭載した図示しない台車に取付けられ
て被溶接物の開先の中心位置を検出する開先中心検出器
で、この検出器は開先の中心に対応した信号Ｓ３を第１
の加算器５に与える。

１２は開先中心検出器１１と同様に台車に取付けられて
被溶接物の開先幅に対応した信号Ｓ４を出力する開先幅
検出器であって、オシレート信号発生器３が出力するオ
シレート信号の振幅を増減させることによりトーチ２の
オシレート幅を制御する。

上記オシレー１〜装置において、溶接開始前においては
、開先中心検出器１１及び開先幅検出器１２の摺動子は
それぞれ略中夫にあるものとし、これらの検出器が被溶
接物の開先を検出できるように台車を配置する。

このときオシレート中心基準位置設定器４によって、ト
ーチの中心すなわち電極先端が開先の中央に位置するよ
うに調整する。

次に図示しないスイッチによって、被溶接０７１と１−
−チ２との間に溶接電力を供給するとともにオシレート
信号発生器３から信号Ｓ。

を出力させて溶接を開始する。

この信号Ｓ。は開先幅検出器１２を通って信号Ｓ４とな
り、この信号Ｓ４は設定器４の出力信号Ｓ１及び開先中
心検出器１１の出力信号Ｓ３とともに第１の加算器５に
供給され、第１の加算器５の出力はさらに第２の加算器
６に供給される。

第１の加算器５の出力信号とトーチ位置検出器９の出力
信号Ｓ２との差の信号が第２の加算器６から出力され、
この差信号は増幅器７によって増幅された後駆動機構８
に供給される。

これによりトーチ２は開先の一端に向けて移動し、トー
チの移動に追従してトーチ位置検出器９が出力信号Ｓ２
を第２の加算器６に与える。

オシレー１へ信号発生器３からの出力信号Ｓ。

が一定値になると、信号Ｓ２が第１の加算器５からの出
力信号と略一致し、第２の加算器６の出力信号が略零と
なって１・−チは停止する。

次にオシレート信号発生器３の出力信号Ｓ。

か゛減少を開始すると、第１の加算器５の出力信号と信
号Ｓ２との差の前記と反対極性の信号か゛第２の加算器
６から出力される。

この出力信号は増幅器７を通して駆動機構８に供給され
、駆動機構８はトーチを前とは逆に開先の他端に向って
移動させる。

二のようにしてオシレート信す発生器３の出力信号Ｓ。

の波形にＮｔしてトーチがオシレートする。

ここで゛、開先幅が変ｆヒした場合、例えば開先幅が減
少した場合には、開先幅検出器１２の摺動子１２ｂか接
地側に移動する。

摺動子１２ ｂか接地側に駆動するとオシレート信号Ｓ
。

を分圧した信号Ｓ４の振幅か減少し、この信号Ｓ４が第
１の加算器５に供給されるのでトーチのオシレート幅は
減少する。

開先端が増加したときは上記と逆に開先幅検出器１２の
摺動子１２ ｂが端子１２ ａ側に移動するので、信号
Ｓ４の振幅が増加してオシレート幅が増加する。

また開先中心検出器１１は、開先の中心が台車の走行方
向からはずれたときに信号Ｓ３を出力し、この信号は第
１の加算器５．第２の加算器６及び増幅器７を通じて駆
動機構８に供給される。

これにより駆動機構８はオシレート動作に加えて１・−
チを移動させるので、トーチのオシレートの中心が開先
中心検出器１１に設定されている中心に追従する。

上記のように、１・−チを電気的信号によってオシレー
１へさせるためには、オシレート信号発生器３の出力信
号Ｓ。

（電圧信号）の振幅を制御する要素が必要であるが、こ
の要素として通常可変抵抗器が使用されているため、開
先幅の変化にオシレート幅を追従させるためには開先幅
の変化に応じて可変抵抗器の摺動子を機械的に変位させ
なければならず、開先幅の検出感度を高めることができ
なかった。

またこのように開先幅に応じて可変抵抗器の摺動子を変
位させる場合には、可変抵抗器を溶接部の近傍に配置す
る必要があり、遠隔制御を行なう場合にはオシレート信
号発生器からオシレート信号の振幅を変化させる可変抵
抗器までの距離が長くなるためオシレート信号にノイズ
が入り遠隔制御を確実に行うことができないという欠点
か゛あった。

−ｈ、このようなトーチをオシレー トさせるアク溶接
方法において、開先幅検出器１２が開先幅を検出する位
置とトーチが実際に溶接する位置とは離れている。

したがって、開先幅の変動が短距離ごとに変化する場合
には、検出器が通過して検出した開先幅に対応する信号
を記憶しておき、遅れてｌ・−チが検出位置と同じ位置
を通過するときに先に記憶した検出信号によりオシレー
ト幅を制御する必要がある。

また多層盛り溶接においては、先に溶接した層の溶着金
属のために最終層の開先幅の検出が困難であるので、最
終層以前に開先幅を検出して記憶させておき、最終層の
同じ位置で゛、記憶回路から開先幅に対応した信号を出
力してオシレート信号Ｓ。

の振幅を制御する必要がある。このような場合に第１図
の装置を用いるとすれば゛、開先幅に対応した信号を記
憶しておきその後にこの記憶した信号によりオシレート
信号Ｓ。

の振幅を制御しなければならない。

しかし記憶回路がら出力される信号は電圧信号であり、
このような電圧信号により同じ電圧信号であるオシレー
ト信号Ｓｏの振幅を制御することは難しいため、結局従
来は電気的オシレート制御に記憶操作機能をもたせるこ
とか困難で゛あった。

本考案は、検出した開先幅に対応した電圧信号またはこ
の検出した信号を記憶させた後に読み出した電圧信号を
抵抗値の変化に変換し、この抵抗値の変化に応じてオシ
レート信号（電圧信号）Ｓ。

の振幅を制御するアーク溶接用オシレート装置を提供し
たものである。

以下、図示の実施例により本考案のオシレート装置を説
明する。

第２図は本考案の一実施例を示したもので、同図におい
て第１図と同一部分には同一符号を付しである。

第１図の装置と異なるのは、オシレート信号発生器３と
開先幅検出器１２との間に電圧・抵抗値変換器２０が挿
入されている点である。

この変換器２０は、加算器２１と、増幅器２２ど、駆動
機構２３、例えばマイクロモータＭ２と、このマイクロ
モータに連動して信号を出力するポテンショメータ２４
とマイクロモータに連動して抵抗値が変化する可変抵抗
器２５とから構成される。

第２図の装置において、開先幅検出器１２を構成する可
変抵抗器の両端に一定電圧Ｖを供給し、開先幅の増減に
応して摺動端子１２ｂを移動させると、加算器２１に供
給する電圧が増加又は減少する。

この電圧とポテンショメータ２４の出力電圧との差の電
圧が増幅器２２に供給され、その出力電圧によりマイク
ロモータＭ２が駆動される。

これによりポテンショメータ２４の摺動子２４ ａが移
動し、二の出力電圧と開先幅検出器１２の出力電圧とが
一致したときに、加算器２１の出力電圧は略零となり、
マイクロモータＭ２が停止する。

一方、可変抵抗器２５の摺動端子２５ ｂは、マイクロ
モータＭ２と連動するので゛、マイクロモータＭ２の回
転にしたがってｉ１Ｔ変抵抗器２５の抵抗値が増加また
は減少する。

従ってオシレート信号発生器３から出力されるオシレー
ト信ＢＳ。

の振幅が調整され、振幅が調整された信号Ｓ４が第１の
加算器５に供給され、１〜−チのオシレー １−幅が制
御される。

その池の動作は第１図と同様で゛あるので゛、省略する
。

第３図に示した装置は、第２図に示した本考案の実施例
に記憶回路を付加したもので゛、前述したような記憶を
必要とする場合に、開先幅に対応した信号゛を記憶させ
るようにしたものである。

すなわち開先幅検出器１２の出力電圧を第１のＡ／Ｄ変
換器１３によりテ゛イジタル信号に変換して第１の記憶
回路１４に記憶させ、トーチが記憶した信号の位置に達
したときに、図示しない装置から出力された制御パルス
Ｐによって第１の記憶回路１４に記憶した信号をディジ
タル信号として出力させ、第１のＤ／Ａ変換器１５によ
って、アナログ電圧信号に変換して電圧−抵抗値変換器
２０に供給する。

以下の動作は第２図の場合と同様であるので省略する。

また第３図の装置において、開先中心を検出している場
合には、前述した開先幅に対応した信号をも記憶させる
。

すなわち、開先中心検出器１１の出力信号を第２のＡ／
Ｄ変換器１６によりディジタル信号に変換して第２の記
憶回路１７に記憶させ、トーチが記憶した信号の位置に
達したときに、図示しない装置から出力された制御パル
スＰによりその記憶した信号をテ゛イジタル信号として
出力させ、第２のＤ／Ａ変換器１８によりアナログ電圧
信号に変換して第１の加算器５に供給する。

その他の動作は第１図の場合と同様であるので省略する
。

尚上記各実施例では、開先幅を検出して開先幅に対応し
た電圧を出力する開光幅検出器として、可変抵抗器を利
用したものを示して説明したが、この開光幅検出器とし
ては差動変圧器等の高感度検出素子を用いることか゛で
゛きるのは勿論であり、高感度検出素子を用いた場合に
は開先幅の検出感度を高めることができる。

また開先幅の検出を電流または周波数等の電気信号とし
て検出しこｊしを開先幅に対応した電圧に変換するよう
にした開先幅検出器を用いることもで゛きる。

以上のように、本考案によれば、開先幅検出器の出力電
圧を抵抗値に変換する電圧・抵抗値変換器を設けたので
、開先幅の検出に差動変圧器その他の高感度検出素子を
用いることができ、開先幅の検出感度を高めることがで
きる。

また電圧・抵抗値変換器は溶接装置の近傍に配置する必
要がないので、オシレート信号発生器と電圧・抵抗値変
換器との間の距離を短くすることができ、オシレート信
号へのノイズの混入を防止して遠隔制御を確実に行なう
ことができる利点か゛ある。

更に、記憶回路の出力電圧信号によってもオシレート信
号の振幅を制御することが可能になるので、開先幅が細
かく変化するような場合でも適確にオシレート動作を行
なわせることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は、従来の電気的オシレート装置の接続図、第２
図は本考案の一実施例を示す接続図、第３図は本考案の
装置に記憶回路を付加した例を示す接続図である。 ２・・・・・・溶接用トーチ、３・・・・・・オシレー
ト信号発生器、８・・・・・・駆動機構、９・・・・・
・トーチ位置検出器、１２・・・・・・開先幅検出器、
２０・・・・・・電圧抵抗値変換器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 予め設定された波形のオシレート信号を出力するオシレ
   ート信号発生器と、開先幅を検出して開先幅に対応した
   電圧を出力する開先幅検出器と、前記開先幅検出器の出
   力電圧を該出力電圧に対応した抵抗値に変換する電圧・
   抵抗値変換器と、トーチのオシレート中の各位置に対応
   した信号を出力するトーチ位置検出器と、前記オシレー
   ト信号と振幅を前記電圧・抵抗値変換器によって得られ
   た前記抵抗値に応じて変化させた信号と前記トーチ位置
   検出器の出力信号との差の信号を入力としてトーチをオ
   シレートさせる駆動機構とを具備し、開先幅に対応させ
   てオシレート幅を変化させることを特徴とするアーク溶
   接用オシレート装置。