JPS59107773A - 自動ア−ク溶接の倣い方法 - Google Patents

自動ア−ク溶接の倣い方法

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JPS59107773A
JPS59107773A JP21819082A JP21819082A JPS59107773A JP S59107773 A JPS59107773 A JP S59107773A JP 21819082 A JP21819082 A JP 21819082A JP 21819082 A JP21819082 A JP 21819082A JP S59107773 A JPS59107773 A JP S59107773A
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JP
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axis
groove
torch
welding
groove wall
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JP21819082A
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JPS6255476B2 (ja
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Koji Ishiwatari
石渡 幸二
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IHI Corp
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IHI Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/02Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/0216Seam profiling, e.g. weaving, multilayer

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Copy Controls (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

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】 この発明は開先のある自動アーク溶接において、浴接ト
ーチを開先に膚って自動的に倣わせるための装置に関す
る。
開先のある自動アーク溶接においては、開先壁に対する
電僅の接近状gを検出することにより、溶接トーチを開
先に浴って自動的に倣わせるようにしている。開先壁に
対する電極の接近状態な検出する方法として、従来開先
エツジ(開先壁の上端部をいう)を光学的手段あるいは
慶械的手段で検出して行なっていた。しかし、この方法
では検出位置と電極先端との距離が離れているので、開
先の深さや開先壁の角度によって補正が必侠となる欠点
があつ1こ。また別の方法として溶接電流、浴接電圧あ
るいはアーク光の強度等の変化を検出して行なう方法が
あった。しかし、これらの検出要素はンールドガマ等の
アーク現象の変化によっても憩が変動してし1うので、
この方法では開先壁に対する亀慣の接近状態を正確に検
出することかで@なかった。箇だ、浴接を行なう前の段
階ではアークが発生してないので倣い状態を#認するこ
とかで@な′D)つた。このたぬ、アークが発生して力
・らB後設定1直を調整しなげればならず、自動スター
トが行なえなかった。
この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、開先壁の
検出に補正が不安で、かつアーク現象の変化にかかわら
ず開先に沿って正確に倣わせることができ、更に、アー
クが発生していなくても機雇さぜることのできる自動ア
ーク浴接の倣い装置を提供しようとするものである。
この発明によれば溶接トーチの電極付近においてその左
右両側方に接触子をそれぞれ配し、これら各接触子と開
先壁との接触をそれぞれ検出することにより、開先壁に
対するぼ極の接近状1作を検出して開先に倣わせるよう
にしている。
以下、この発明の実施ト・lJを重付図面?参照して詳
しく説明する。
第1図はこの発明を適用した自@射接装置の機構部分を
示すものである。また、第2図はその側面図、第3図は
その正面図である。この浴接装置は、浴接トーチ1を母
材2の開先3に沼って矢印X方向に前進させるXs、左
右方向に移動させるY軸、上下方向に移動させるZ軸と
を具えている。
これら各軸については、それぞれ回転フィードバック付
駆動モータと位置検出器忙よる梢缶なフィードバックに
よるサーボ側御システムが成立っている。
台車4の両側[はX@を甫制御するための走行輪5が配
設されている。この走行輪5はモータ6により駆動され
ろ。台車4にはスクリュー7が配設されている。このス
クリュー7はY軸を制御するためのもので、モータ8に
より駆動される。スクリュー7にはスクリュー9が配設
されている。このスクリュー9はz軸を制御するための
もので、モータ1]により・i制御されろ。溶接トーチ
1は接欣1JIaを介してスクリュー9に取付けられて
いる。
浴接トーチIKは鉛直下方に向けてトーチノズル12が
配設されている。トーチノズル12の先端からは電極1
3が突出している。
台車4上にはワイヤリール14力項己設されており、そ
こ力゛・らフィラーワイヤ15が、送給モータI6によ
り、ローラ]7、コンジット18、ワイヤチップ19を
経て浴接方向前方から電極13の直下の浴融プール肋に
供給されている。ワイヤチップ19は溶接トーチlに成
句けられたワイヤチップホルダ2】に支持されている。
浴接トーチ1には2本のセンサプローブ25,26が、
その先端がフィラーワイヤ150両側に位置するように
配設されている。センサプローブ部、26は金属性の細
いワイヤででさており、母材2との闇に電圧が印加され
ている。し1こがって、自動浴接の過程において、母材
2とセンサシローブ5゜26間の電圧あるいは電流によ
り、センサシローブ5.26が開先壁3a、3bにタッ
チしたことを、演出すれば、電極13と開先壁3a、3
bとの接近状態を検出することかでさる。
なお、センサプローブ部、26は開先’43 a 。
3bとのタッチによr)曲りぐせがつかないように溶接
トーチ1との取付部付近において、コイル状に形成され
ている。贅た、両センサプローブ部。
260間にはそれらの間隔をA整するための間隔調整5
27が配設されている。この間隔調整器aは第4図に示
すように、くざび状の片で構成されたもので、ワイヤチ
ップホルダ2]に矢印A方向に移動自在に支持され、ネ
ジあKより固定されて、両センサプローブ6.26を過
亘の間隔に設定するように構成されている。センサプロ
ーブ5.26の電源および浴接電源、シールドガス等は
果合導管291J)ら供給される。
以上の浴接装置でオシレート法を用いた自@爵従を行な
うと6−は、X@により台車4を前進させながう、例え
ば第3図に示すように、浴接トーチ1をY軸で左方向に
移動させ、センサプローブ部が左開先壁3aにタッチし
たら、方向を反転して右方向に移動させ、センサシロー
ブ26が右開先壁3blCタツチしたら再び方向を反転
さぞて、以下これらの動作を繰り返せばよい。
第5図はセンサプローブ5,26と開先壁3m。
3bとのタッチを検出する回路の一例を示すものである
。第5図において、電源刃から供給される父流電圧は1
源トランス31を介してダイオードブリツ・り32で整
ぴtされ、正の電圧が抵抗R1を介して左センサシロー
ブ5に導かれ、負の電圧が抵抗R2を介して右センサプ
ローブ扉に導かれ、0電圧が抵抗R3、R4を介して母
材3に導ρ)れている。また、この軽泥された電圧がダ
イオードD1、先 発生ダイオードDfl、トランジスタQ1、抵抗R5の
回路と、抵抗R5、トランジスタQ2、発光ダイオード
Df2、ダイオードD20回路にそれぞれ印加されてい
る。発光ダイオードD、1 、 D、2にはフォトトラ
ンジスタQf1 、 Q、2がそれぞれ組合わさってい
る。トランジスタQl、Q2のペースには抵抗R3とR
4との接続点の電圧が抵抗R6を介して印v口されてい
る。したがって、左センサプローブδが左開先壁3aに
タッチすると、トランス;31→ダイオードブリツジ3
2→抵抗R1→圧センサプローブ→母材3→抵抗R3→
抵抗R4→トランス31の経路で電流が流れ、トランジ
スタQl、Q20ペース電位が正になって、トランジス
タQ1がオンし、発光ダイオードDf1が発光して、フ
ォトトランジスタQf1の出力33に電圧が刊・られる
壕1こ、石センサプローブ26が右開先壁3bにタッチ
すると、トランス31→抵抗R4→抵抗R3→母材3→
右センサシローブあ→抵抗R2→ダイオードブリッジ3
2の経路で電流が流れ、トランジスタQl、Q2のベー
ス電位が負になって、トランジスタQ2がオンし、発光
ダイオードD、2が発光して、フォトトランジスタQ、
2の出力34に電圧が得られる。したがって、出力端子
33,340屯圧を検出することVC,J:す、センサ
プローブ6.26と母材3とのタッチを成用することが
できる。
仄に、以上説明した心受装置により、オシレート法を用
いた自@溶齋を行なう場合の一例を説明する。ここで(
工、第6図に示すように、Y軸を右方向に移動させて(
■)、右開先壁3aに左センサプローブ5がタッチした
ことを検知したら、Y軸を停止する。次いでX@を前進
させるとともにY軸を補正して左開先壁3aK浴って移
動させ(■1所定距離(または所定時間)移動したら、
X軸を停止させるとともにY@を右方向に移動させる(
■)。そして、右開先壁3bに右センサプローブ26が
タッチしたことを恢知し1ころ、Y軸を停止し、X輔を
前進させるとともにY軸を補正して右開先壁3bに活っ
て移動させる(■)。所定距離(−または所定時間)移
動したら、X軸を停止させるとともにY軸を左方向に移
動させて(■へ以下上記の勤1乍を)繰返すようにして
いる。
第7図は以上の動作を実現するためのフローチャートで
ある。このフローを順を追って説明する。
(1)浴接を開始する前に電極13を開先3内にセツテ
ィングする。このとき、センサプローブ25゜26を用
いてアーク無しで倣い状態や各軸の動きを確認すること
かでさる。
(2)溶接スタート操作がなされると、Y@が左方向に
駆動される。
(3)7i、センサプローブ5が左開先壁3aにタッチ
すると、Y軸の移動を停止してX軸を前進させる。
(4)X軸を前進させているときは、左センサプローブ
5が左開先壁3aにタッチするかしないかという状態を
維持するように、Y軸を補正市制御する。すなわち、左
センサプローブ謳が左開先壁3aから離れた場合はY軸
を左方向(左開先ki3 aに近づく方向)に駆動し、
左開先壁3aにタッチした場合はY軸を右方向(左開先
壁3aIJ−ら離れる方向)に駆動する。これにより、
左開先壁3mが途中で曲っていても、これに倣わぜるこ
とができる。
f5)  X1iIItIの前進が所定時間(または所
定距離)行なわれたら、X軸を停止する。
(6)絖いてY軸を右方向に駆動する。
(7)石センサプローブがが右開先i3bにタッチする
と、Y軸の移動を停止してX@を前進させる。
(8)X@を前進させているときは、前記同様に右セン
サプローブ26が右開先壁3bにタッチするかしないか
という状態を維持するように、Y軸を補正制御する。す
なわち、石センサシロープ26が右開先壁3bから離れ
た場合はY軸を右方向(右開先壁3bに近づく方向)に
駆動し、右開先壁3bにタッチした場合はY軸を左方向
(右開先壁3bから離れる方向〕に駆IjaJする。
これにより、右開先i3bが途中で曲っていても、これ
に倣わせることができる。
(9)X軸の前進が所定時間(筐たは所定距離)行なわ
れたら、X@を停止する。
00)続いてY軸を左方向に移動して、以下上記の動作
を繰返すことにより、開先3に倣った浴接が実現される
第8図は左開先壁3aに沼ってX!即を前進させている
ときの状態(上記(4)の状態)を拡大して示したもの
である。左センサプローブ部が左開先壁3aにタッチし
たときは、Y軸は左開先壁3aから離れる方向に補正1
御され、左開先壁3aから離れたときはY軸は左開先壁
3aに近づく方向に補正制御される。この場合倣い速度
の設計条件として、 V )V x V  :  XI前の前進速度 v : Y軸の補正速度 として、例えば V  :  10〜15C1rL/分 v:3o〜80CrIL/分 とすればよい。また、倣い許容量は ΔYくΔX ΔY:Y軸の変化量 Δx : X@の変化量 とすればよい。丑だ、ハンチングを防止するためヒステ
リンスSyを1龍8度(オンからオフすると@1n、オ
フからオンするとき帆1 mm )設ければよい。
なお、上記実施例においてはオフレート法を用いた浴接
にこの発明をコ荊用し1こ場合について示したがオンレ
ートさぞない浴接にも適用することができる。1だ、こ
の発明はTIG@接以外のアーク溶接例えばMIG浴接
にも適用することができろ。
以上説明したように、この発明によれば、電極の側方に
配し定接触子と開先壁とのタッチにより、開先壁に対す
る成極の接近状態を検出するようにしたので、溶接直圧
、アーク光の強灸等により検出する方法に比べて、シー
ルドガス等のアーク現象の変動の影響かなく、正確に接
近状態の検出を行なうことかでさる。筐た、浴接を行な
う前のセツティング時にも機能させることができる。1
1こ、開先壁の検出位置と電極との位置が近いので、開
先壁の角度深さが変化しても構出位置の補正は不☆であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明を適用した自動浴接装置の機構部分の
一実施例を示f斜視図、第2図は第1図開先壁3a、3
bとのタッチを検出する回路の一実施例を示す図、第6
図はこの発明を利用した自動倣い浴接の軌跡を示す図、
第7図は第6図の浴接を行なうためのフローチャート、
第8図は第6図の側壁3aにおける市1ノ御を示す図で
ある。 1・・・溶接トーチ、2・・・母材、3・・・開先、3
a。 3b・・・開先壁、4・・・台車、13・・・電極、1
5・・・フィラーワイヤ、25.26・・・センサプロ
ーブ、27・・・間隔調整器。 第7図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 溶接トーチの四極付近においてその左右両側方VC配さ
    れて、当該屯・1曳とともに移動する2本の接触子と、
    当該各接触子と開先壁とのタッチを検出
JP21819082A 1982-12-13 1982-12-13 自動ア−ク溶接の倣い方法 Granted JPS59107773A (ja)

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JPS6255476B2 JPS6255476B2 (ja) 1987-11-19

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Cited By (3)

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