JPS58188573A - 多層盛溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は予め教示された点を読み出しながら所定の経
路に沿って自動的に、かつ多層盛溶接を行なう多層盛溶
接方法に関する。

溶接電流信号の変化による溶接パスの倣い方式は、アー
ク溶接用ワイヤにコンタクトチップより一定市圧をかけ
た時に、チップから母材までの距離が長くなる程溶接電
流が低くなる現象を利用したもので、例えば第１図に示
すように、開先１００の中心から左右に同じ幅で溶接ト
ーチ１０１をウィービングさせたときの電流波形は第２
図のように々す、Ａ−Ｂ−Ａの山とＡ−Ｃ−Ａの山と同
じ形になっている。しかしながら溶接トーチが第３図の
ように左右いずれが一方にずれているときは、第４図の
ようにＡ−ＲＡの山はＡ−Ｃ−Ａの山より人きく、非対
称となる。このような場合には〜−Ｂ−Ａ間の平均電流
とＡ−Ｃ−Ａ間の平均電流を比較して、平均電流の小さ
い方向にトーチを位置修正する。平均電流の代りにＢ点
とＣ点のピーク電流を比較して位置修正してもよい。

しかしながら、多層盛溶接において、上述のような修正
を行なう場合、２層目では、第１層ビ−ド１０２の影響
により、電流波形が第６図に示すように非対称となる。

１層目ビードがフラットな場合には、右半分は平らにな
りピーク検出ができない。しだがって、２層目以降にお
いては、１層目におけるように単純に左右の電流波形を
比較する方法では溶接トーチの正確な位置判断は出来ず
、正確な倣いは出来ない。また２層以降で異なった判断
基準で判断するにしても、２，３．４層でそれぞれ波形
が異なり、まだ溶接条件によっても異るので、汎用性に
欠ける。

この発明は上述の欠点を除くためになされたものであっ
て、多層盛溶接において、第１層目の実際の溶接パスか
ら、各教示点の修正座標ならびに教示点の間にある中間
位置の座標を記憶しておき、２層目以後の溶接において
は、上記修正座標と中間位置の座標によって円弧補間を
行ない、その円弧の大きさに応じて溶接パスを決定する
ことにより正確な溶接を行なうようにした多層盛溶接方
法を提供することを目的とするものである。

以下にこの発明の−￥施例を図面とともに説明する。

第７図は溶接用ロボットを示し、ベース１は該ベース１
内に収納されたブレーキモータ（図示せず）によりθ１
方向に回動可能である。

ベース１上にはアーム手首駆動部２が設けられ、さらに
その上方には垂直アーム３が傾動可能に支持され、垂直
アーム３の上端には水平アーム４が支点５を介して、垂
直方向に回動可能に枢支され、水平アーム４の自由端に
は溶接トーチ６が回すノ可能に装着されている。水平ア
ーム４の後端はバネバランス機構７に連結されている。

アーム手首部Ｗ１部２内にはブレーキモータ（図、−■
′ζせず）とクラッチ（図示せず）が設けられ、ブレー
キモータと上記垂直アーム３の傾動機構はこのクラッチ
を介して連結されている。

また上記バネバランス機構７によって、垂直アーム３の
傾動角度θ２は停止時にその姿勢を保つようになってい
る。

第８図は制御装置を示しており、教示ボックス１１から
は、位置記憶指令、溶接開始／停止指令、溶接電流：溶
接電圧：溶接速度などの溶接条件、シールドガス　０Ｎ
１０ＦＦ、直線補間か円弧補間かの指令、多層溶接条件
等が演算装置１２に入力される。

また上記位置記憶指令が演算装置１２に入力されると、
垂直アーム３、水平アーム４等の各軸のエンコーダ位置
検出器１３から位置データθ１　。

θ２．・・・θ３が変換器１４を介して演算装置１２に
入力される。これらの入力データは教示データ位置デー
タ記憶装置１５に記憶される。

再生時には記憶装置１５から演算装置１２に入力され、
演算処理されて後変換器１６を介して、各アーム３，４
等を駆動するモータＭ１．Ｍ２．Ｍ３、Ｍ４．Ｍ５　を
制御する。

１７は倣いデータ記憶装置である。

１８は倣い装置で、演算装置１２がら溶接トーチのウィ
ービングの両端であ、ることを表わす信号の供給を受け
、そのウィービング端における溶接ワイヤ電流を検出し
て、正規のトーチ位置からずれている量を演算装置１２
に入力する。演算装置１２はそのずれ量を表わすデータ
をもとにして、教示ボックス１１から受ける位置データ
に上記ずれ量を加算して、補正された位置データを倣い
データ記憶装置１７に記憶させる。

なお１９け溶接電源である。

上記の装置において、第９図の点線が所望の溶接パスで
あり、第８図に示す制御装置には、点Ｐ１、　Ｐ　２　
、　Ｐ３　、　Ｐ　４　、　Ｐ５が教示されてい′るも
のとする。

各点Ｐ１　　ないしＰ５　の座標は教示ボックス１１か
ら演算装置１２に入力され、記憶装置１５に記憶される
。々お点Ｐ１からＰ３　ｉでは直線補間、Ｐ３からＰ５
　ｉでは円補間である旨も指示される。

なお多層盛溶接においては第１１図に示すように に各層における溶接パス”１　　＋　ａ２　ｔ　ａ３・
・・・・戸って行なうようにａｌと３２或いはａ３のシ
フト鼠ΔＰ　、ａｌ　とａ４のシフト量２ΔＰ等が教示
データ位置データ記憶装置に記憶されており、各シフｔ
−Ｉｔが各層溶接時に読み出される。

また演算装置１２には′箔１ｏ図に示されるプログツム
が記憶されている。

いま多層溶接を行なう場合において、１層目の溶接にお
いては教示点Ｐ１〜Ｐ５を倣いつつ溶接を行なう。この
間にステップＳ１から５５を経過して、センシング安定
時間が過ぎるとステップＳ８に移り、溶接トーチを教示
点Ｐ１　に送って、そこでウィービングを行ない、第１
図と第２図に説明した方法で溶接トーチ６の実際の位置
の座標Ｐ１′を検出して、ステップＳ８で記憶装置１５
にこの位置Ｐ１′を記憶する。

次に溶接トーチ６を次の教示点Ｐ２に送るが、ステップ
Ｓ９で溶接トーチ６がＰｌとＰ２の中間点ＰＳＩに達し
たことが検出されると、その中間点Ｐｓ１において、溶
接トーチ６の実際の位置ＰＳ１′を検出して、ステップ
５１０で記憶装置１５にこの位置ＰＳ１′を記憶する。

次に溶接トーチ６が教示点Ｐ２　に達して、ステップＳ
ｌｌでその旨が判定されると、ステップＳ１２で、教示
点Ｐ２での実際の位置Ｐ２Ｉが検出され、この位置Ｐ２
′が記憶装置１５に記憶される。ステップＳ１３では溶
接終了点か否かが判定される。

１層目の溶接終了点に達する迄、上記ステ゛ンプＳ９な
いし５１３をくり返して、教示点Ｐ５まで、各　教示点
ならびに各中間点における溶接トーチ６の実際の位置ｐ
Ｓ２／、　ｐ３１　、　ｐｓ３／、　ｐ　４１　、　ｐ
ｓ４／がそれぞれ検出され、記憶装置１５に記憶される
。

上記のようにして１層目の溶接が終ると、ステップ５１
４で、溶接アークを停止し、ステ・ンプ５１５に進み、
２層目の溶接、ａスのシフト量ΔＰを記憶装置１５から
読み出して、上記各ステ゛ンプによシ得られた修正位置
Ｐ１′、ＰＳ１′、Ｐ２′、ＰＳ２′・・・・・・にΔ
Ｐを加える演算をステップ５１６で行なう。上記２層［
１でのシフト量ΔＰを加算された修正値をＰｌ　２’　
−Ｐ５１２’−Ｐ２２’　、　ｌ’ｌ＋２２＝　−ト云
つ。コ（７）修正値１ｉ’ｔ　Ｐ１２’　、　ＰＳ１２
’、　Ｐ２２’、　ＰＳ２’−−−−−４ハ記憶装ｆｌ
　１７に、（己憶される。

ステップ５１７で上記した修正値を読み出す一方ステッ
プ５１８で、再びアークを発生させ、次にステップ５１
９でＰ１２’、　ＰＳ１２’、　Ｐ２２’を通る、円弧
補間を行ない、その円弧の半径ｒ１と中心０１　とを演
算により求める。

そしてステップ５２０にて、上記半径ｒ１が一定値Ｘよ
り大きいか小さいかを判定する。そしてｒｌ〉Ｘの場合
にはステップ５２１に進み、Ｐ１２′とＰＳ１２’間は
直線補間により溶接パスを決定して、溶接トーチ６をそ
の直線補間された溶接７Ｎ＋’スにしたがって移送する
。ＰＳ１２’、　Ｐ２２’間も同様である。（ステップ
５２３） もしｒｌ（Ｘであれば、ステップＳ２２に進み、ステッ
プ５１９により求められた円弧補間により得た溶接パス
にしたがって溶接トーチ６を移送する。

３層目の溶接は、前記２層目の場合と同様にして、ステ
ップＳ２６にて、Ｐ１′、ＰＳ１′、Ｐ２′・・・・・
・に３層目の溶接パスのシフト量２ΔＰが加えられ、そ
の修正値に対して円弧補間を行ない、２層目の溶接にお
けるステップＳ２０ないしＳ２３の操作が行なわれて、
所定の溶接パスが決定される。そして溶接トーチ６はそ
の決定された溶接パスにしたがって溶接を行なう。

なお」−記の動作において、各教示点の中間点は教示点
Ｐ１とＰ２．Ｐ２とＰ３・・・・・・等の２教示点間の
ソの点でもよいし、他の方法により決定されたものであ
ってもよい。

以」二詳述したように、この発明は複数の教示点を補間
することにより溶接パスを決定して、その溶接パスにし
たがって多層盛溶接を行なうようにした溶接方法におい
て、１層目の溶接における各教示点間の中間点での実測
位置を記憶しておき、２層目以後の溶接においては各教
示点と中間点の実測位置とから円弧補間を行ない、その
補間によって得られた円弧の半径の大小にしだがって直
線補間或いは円弧補間のいずれかによって溶接パスを決
定するようにしたから、実際のワークに即した溶接パス
が得られ、正確な倣い溶接を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶接電流による溶接パスの検出方法の一例を示
す断面図、第２図は第１図の検出方法によりイ（）られ
る電流波形の一例を示す波形図、第３図は第１図の検出
方法において溶接トーチが中心からずれた状態を示す断
面図、第４図は第３図の状態で得られる″電流波形を示
す波形図、第５図は第１図の検出方法において、多層盛
溶接時の状態を示す断面図、第６図は第５図の状態にお
ける電流波形を示す波形図、第７図はこの発明が適用さ
れる溶接装置の一実施例を示す正面図、第８図は第７図
の溶接装置に用いられる制御回路の要部を示す回路図、
第９図は溶接パスの一例を示す図、第１０図は本発明の
溶接方法の一実施例を示すフローチャート、第１１図は
多層盛溶接の一例を示す図である。 ３・・・・・・垂直アーム、　　４・・・・・・水平ア
ーム６・・・・・・溶接トーチ、 １１・・・・・・教示ボックス、１２・・・・・・演算
装置、１５・・・・・・教示データ位置データ記憶装置
、１７・・・・・・倣いデータ記憶装置、Ｐｌ、Ｐ２．
Ｐ３・・・・・・教示点、Ｐ５１　、　Ｐ５２・・・・
・・中間点特許出願人　株式会社　神戸製鋼所 代　理　人　弁理士　青　山　　葆　外２名第１図 第２図 第５図 二 第３図 第４図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の教示点を適宜な線によって補間することに
   より決定される溶接パスにしたがって多層盛溶接を行な
   う多層盛溶接において、１層目の溶接時には各教示点な
   らびに教示点の中間点において実際の溶接トーチ位置を
   記憶手段に記憶しておき、２層目以後の溶接時には上記
   記憶手段に記憶された、各教示点ならびに中間点の実測
   位置を所定のシフト量により修正し、修正された各教示
   点のうち、相隣る教示点ならびに両教示点の中間点にお
   ける修正位置によって円弧補間を行ない、補間された円
   弧の直径の大小によって、各修正位置を通る直線或いは
   上記補間された円弧のいずれかにより溶接パスを決定す
   ることを特徴とする多層盛溶接方法。