JPS59120369A - 溶接線倣い制御方法および装置 - Google Patents
溶接線倣い制御方法および装置Info
- Publication number
- JPS59120369A JPS59120369A JP57226888A JP22688882A JPS59120369A JP S59120369 A JPS59120369 A JP S59120369A JP 57226888 A JP57226888 A JP 57226888A JP 22688882 A JP22688882 A JP 22688882A JP S59120369 A JPS59120369 A JP S59120369A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- weaving
- oscillation
- period
- frequency component
- Prior art date
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- Granted
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
- B23K9/127—Means for tracking lines during arc welding or cutting
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
この発明tま消耗電極を用いたライ−[−゛ンク゛溶接
法における溶接1・−手の制御方法および体筒f関し、
恭に消耗電極である溶接ワイヤーを流れる溶接電流の変
化によって溶接1−=7−を溶接線に沿って倣い制御を
する方法および装置に関するもσ)である。
法における溶接1・−手の制御方法および体筒f関し、
恭に消耗電極である溶接ワイヤーを流れる溶接電流の変
化によって溶接1−=7−を溶接線に沿って倣い制御を
する方法および装置に関するもσ)である。
従来からウィービング溶接法は消耗型(j式7−り溶接
法の一例として知られている。この方法は■開先を有し
た鋼板同志を突合せ溶則したり、壁面と壁面との交差部
を隅肉溶接したりする場イ干に広く用いられている溶接
法である。この+7 、(−’−ヒyング溶接法におい
ては、溶接1・−−′l−を周期的に揺動させることか
ら、このトーチの揺動用1υ1(7)左イjのピーク時
のm接電流を比較することによって1・−壬の揺動中心
全修止し、溶接線をll’f従する溶接線倣い制御技術
も知られでいZ)。
法の一例として知られている。この方法は■開先を有し
た鋼板同志を突合せ溶則したり、壁面と壁面との交差部
を隅肉溶接したりする場イ干に広く用いられている溶接
法である。この+7 、(−’−ヒyング溶接法におい
ては、溶接1・−−′l−を周期的に揺動させることか
ら、このトーチの揺動用1υ1(7)左イjのピーク時
のm接電流を比較することによって1・−壬の揺動中心
全修止し、溶接線をll’f従する溶接線倣い制御技術
も知られでいZ)。
この溶接線倣い制御技術を図面を参照L−C説明する。
第11沼C丁■開先を自しlこ鋼板1とIIの突合せ溶
接に1.−ばるライ−ピンク溶接法を示−「。溶接l・
−千′[゛ロ゛古P1.中心すしてV開先の先端を狙う
4に熊から左右に一定の振幅吉川!υj全f+Lで揺動
c o−A、−o−p−s−o・・・・)させられる。
接に1.−ばるライ−ピンク溶接法を示−「。溶接l・
−千′[゛ロ゛古P1.中心すしてV開先の先端を狙う
4に熊から左右に一定の振幅吉川!υj全f+Lで揺動
c o−A、−o−p−s−o・・・・)させられる。
このよθに溶接1− 4−′Pf揺動させた場合に、1
・−手の揺動Fの分化へXに応じで、溶接ワイヤーWを
流′i′L4〕溶接電流の′Ω)化△1−が生ずる(第
2図)。この際、溶接トーキ’r/にウィービング振幅
のピークであるAま、・よび■)の位置に来たときに、
溶接′電流変化のピーク’/lr現わ11.ることにな
るので、溶接電流変化の波形はウィービング揺動運動の
2倍周期となる。
・−手の揺動Fの分化へXに応じで、溶接ワイヤーWを
流′i′L4〕溶接電流の′Ω)化△1−が生ずる(第
2図)。この際、溶接トーキ’r/にウィービング振幅
のピークであるAま、・よび■)の位置に来たときに、
溶接′電流変化のピーク’/lr現わ11.ることにな
るので、溶接電流変化の波形はウィービング揺動運動の
2倍周期となる。
次に、溶q +、−壬′[゛のライ−ピング動作の中心
がV開先の先端ブ))らηだけずれた場合の浴接1・−
−f−Tのウィービング1辰幅」?よびそftVLC応
じ1G溶接電流の変化を第3図によって1況明する。今
、溶接!・、−−−F−’pがV開先の先端に向シ丁ら
れた状態0′とウィービング振幅の中心0との9位11
: 1 、l!−すると、そのウィービング振幅は第6
図−1;方の波形に示すように、第2図のそ1%を比較
して一]二方にlだけII仔工移動したものになる。こ
の際に溶接トーキ′PがAおよびBの位置にある場合に
溶接電流変化のピーク値;出ることは第2図の場合と同
じである7パ、溶接トーキ′Pから伸びた溶接“ワイヤ
ーWの先端と被溶接鋼板の■開先部との距離7Iζ相違
するために、ピークの出方に高低が生じる。つまり、A
の位置に対応する溶接電流は太き(、Bの位置に対応す
る溶接電流は小さくなる。また溶接電流の電化の各の部
分も、第2図に卦けるOの位置に対応する溶接電流値か
ら、第3図において溶接)−4−T九V開先の先端を狙
らO′の位置に偏移する。
がV開先の先端ブ))らηだけずれた場合の浴接1・−
−f−Tのウィービング1辰幅」?よびそftVLC応
じ1G溶接電流の変化を第3図によって1況明する。今
、溶接!・、−−−F−’pがV開先の先端に向シ丁ら
れた状態0′とウィービング振幅の中心0との9位11
: 1 、l!−すると、そのウィービング振幅は第6
図−1;方の波形に示すように、第2図のそ1%を比較
して一]二方にlだけII仔工移動したものになる。こ
の際に溶接トーキ′PがAおよびBの位置にある場合に
溶接電流変化のピーク値;出ることは第2図の場合と同
じである7パ、溶接トーキ′Pから伸びた溶接“ワイヤ
ーWの先端と被溶接鋼板の■開先部との距離7Iζ相違
するために、ピークの出方に高低が生じる。つまり、A
の位置に対応する溶接電流は太き(、Bの位置に対応す
る溶接電流は小さくなる。また溶接電流の電化の各の部
分も、第2図に卦けるOの位置に対応する溶接電流値か
ら、第3図において溶接)−4−T九V開先の先端を狙
らO′の位置に偏移する。
従来、このよろな溶接1−一壬′1゛の■開先先端から
の偏移全修正するために、AおよびBの位置に対応する
溶接電流のピーク時の大きさを比較したり、一定期間の
溶接電流値を積分したものを比較したりして溶接トーキ
Tの修正制御信号を尊−出するものy’i>知らt’し
ていた。
の偏移全修正するために、AおよびBの位置に対応する
溶接電流のピーク時の大きさを比較したり、一定期間の
溶接電流値を積分したものを比較したりして溶接トーキ
Tの修正制御信号を尊−出するものy’i>知らt’し
ていた。
このようにウィービングを用いた消耗電極式マーク溶接
において、溶接電流便化をとらえて、1・−羊の揺動中
心位置の制御を行なら方法は、1・−手位置検出用の特
別のセンサが不安になり、トーチまわりの構造だfit
中で、小旧化されて狭い所での溶接にも適用できるとい
′+和、げjだある。また、マーク現象によって生ずる
熱、光、スパッタ、ヒユーl−などの影響を受けないと
いう利6もある。
において、溶接電流便化をとらえて、1・−羊の揺動中
心位置の制御を行なら方法は、1・−手位置検出用の特
別のセンサが不安になり、トーチまわりの構造だfit
中で、小旧化されて狭い所での溶接にも適用できるとい
′+和、げjだある。また、マーク現象によって生ずる
熱、光、スパッタ、ヒユーl−などの影響を受けないと
いう利6もある。
しかしな≠ζらその反面、マーク現象は、被溶接物の表
面状態の変化により、影響を受けるほか、消1イ、電極
の熱による溶融と、その電流変化により、複雑な変化を
する。!7いう問題もある。
面状態の変化により、影響を受けるほか、消1イ、電極
の熱による溶融と、その電流変化により、複雑な変化を
する。!7いう問題もある。
マーク現象は一般的にショート7−りとスゲ1ノー−−
y−−りに大別される7バ、ショー暑・1−り状態では
、揺動周期よりはるかに短い周期で大きな電流ず化が起
る。つまり、ショート7−り状態に丸・いては、消耗電
極がフィーダにより供給されてワ、−りに接触すると短
絡電流が流れ、そnによって消耗電極が溶けで、ア・−
り電流が流れ、順次消耗電極が供給されるので次々と1
=の現象をくり返すこLlでよく知られている。この現
象は、30[f冗の比較的安定した周期で第4図に示す
ように激しく変化する。このた、47’) l−−−1
−の隅動周期1Cよる電流変化がとらえに(く、!1N
に、揺動に起因するピーク電流金とらえて制御すること
は不iif能にHい。
y−−りに大別される7バ、ショー暑・1−り状態では
、揺動周期よりはるかに短い周期で大きな電流ず化が起
る。つまり、ショート7−り状態に丸・いては、消耗電
極がフィーダにより供給されてワ、−りに接触すると短
絡電流が流れ、そnによって消耗電極が溶けで、ア・−
り電流が流れ、順次消耗電極が供給されるので次々と1
=の現象をくり返すこLlでよく知られている。この現
象は、30[f冗の比較的安定した周期で第4図に示す
ように激しく変化する。このた、47’) l−−−1
−の隅動周期1Cよる電流変化がとらえに(く、!1N
に、揺動に起因するピーク電流金とらえて制御すること
は不iif能にHい。
′+た、スプレー″Y−りでも、入電流においでは被溶
接物7パ人電流によって溶け、また溶けた+ワイヤーが
球状体となってV開先内にγを在するため、溶接中の■
7−りの表面7バ九味丸・び、例え溶接1・−4−を揺
動させても、ワーク表面と溶接1・−4−から伸びた溶
接ワイヤーW先端の距離71;変化しないので溶接電流
の変化も第2,5図で承したもののように周期的でな(
、極めて複雑なものでこ〕″1.全制御情報とすること
は困%[である。
接物7パ人電流によって溶け、また溶けた+ワイヤーが
球状体となってV開先内にγを在するため、溶接中の■
7−りの表面7バ九味丸・び、例え溶接1・−4−を揺
動させても、ワーク表面と溶接1・−4−から伸びた溶
接ワイヤーW先端の距離71;変化しないので溶接電流
の変化も第2,5図で承したもののように周期的でな(
、極めて複雑なものでこ〕″1.全制御情報とすること
は困%[である。
この発明は、l;、j[説明[7た従来技?、Ifの欠
点を克服するために開発されたものであり、複雑な溶接
電流変化の波形から特定の周波数成分のみ全取り出して
、そ11.を溶接1−−=7−の修正のため利用して追
従精度の高い溶接線倣い1,1挿11方法および装置全
提供すること全目的さするものである。
点を克服するために開発されたものであり、複雑な溶接
電流変化の波形から特定の周波数成分のみ全取り出して
、そ11.を溶接1−−=7−の修正のため利用して追
従精度の高い溶接線倣い1,1挿11方法および装置全
提供すること全目的さするものである。
上記目的を達成するために、この発明は消耗’it棒を
、一定の周期で揺動させながら溶接線に沿って被溶接物
を電気溶接1−るライ−ピング溶接に1、・いて、消耗
電極を流ハ、る溶接電流の変化の波形を周波数分析して
、−I浦[シ周明及びその1/2周期の周波数成分のみ
に着ト1して、揺動周期び)周波数成分を減少させるよ
うにウィービング動作全制御するようにしたものである
。
、一定の周期で揺動させながら溶接線に沿って被溶接物
を電気溶接1−るライ−ピング溶接に1、・いて、消耗
電極を流ハ、る溶接電流の変化の波形を周波数分析して
、−I浦[シ周明及びその1/2周期の周波数成分のみ
に着ト1して、揺動周期び)周波数成分を減少させるよ
うにウィービング動作全制御するようにしたものである
。
従来技術の項でも説明をしたよらに、水平隅肉。
開先きの溶接線は、2つの壁の会わせ部分にある。
その2つの壁に接近−するよつアーク溶接しなtzら揺
動するとき大局的には壁では電流は、極大になり、溶接
線附近では+i<小になる。
動するとき大局的には壁では電流は、極大になり、溶接
線附近では+i<小になる。
した71ζって、−周期揺動する間に2回のピークと2
同のg13i/+:ある。に記、2回のピークの高さを
等しく−pi”t、ば溶接線ば、揺動の中心に来ろこ々
は知られている。アーク現象は、祝着(で、変化が激し
いが、): iraの一周期iθνこ起る2回のピーク
にlt:月してそれを等しくしするたり)に、揺動周期
とその1/2周期に着目すること7パ特に意義がある。
同のg13i/+:ある。に記、2回のピークの高さを
等しく−pi”t、ば溶接線ば、揺動の中心に来ろこ々
は知られている。アーク現象は、祝着(で、変化が激し
いが、): iraの一周期iθνこ起る2回のピーク
にlt:月してそれを等しくしするたり)に、揺動周期
とその1/2周期に着目すること7パ特に意義がある。
そのために、この出願は消耗電極をウィービングさせな
がら溶接をする際に、消耗電極を流flる溶接電流の変
化を検出して溶接トー4−を溶接線に沿って倣い制御す
るものにおいて、L記検出された溶接電流の便化から、
ウィービング周期に等しい揺動周波数成分と、その1/
2周期に等しい2倍揺動周波数成分とを取り出し、その
周波数成分から計算さfl、た制御出力によってウィー
ビング動作の揺動中心の位置を修正するように構成した
溶接線倣い制御方法の発明に関するものである。
がら溶接をする際に、消耗電極を流flる溶接電流の変
化を検出して溶接トー4−を溶接線に沿って倣い制御す
るものにおいて、L記検出された溶接電流の便化から、
ウィービング周期に等しい揺動周波数成分と、その1/
2周期に等しい2倍揺動周波数成分とを取り出し、その
周波数成分から計算さfl、た制御出力によってウィー
ビング動作の揺動中心の位置を修正するように構成した
溶接線倣い制御方法の発明に関するものである。
さらにこの出願は、消耗電極である溶接ワイヤーを備え
た溶接1−一一千と、該溶接トーチを少くとも2方向に
移動可能に支持するためのトーチ支持手段と、該トーチ
支持手段を一ノjの方向にウィービング動作をさせるた
めの揺動手段と、該1一−−チ支持手段金溶接線に沿う
方向に移動させるための移動手段と、消耗電極を流れる
溶接電流の変化を検出するためのイ灸出手段と、該検出
手段゛による検出電流変fヒからウィービング周171
に等しい揺動周波数成分h、その1/2周期に等1−い
2倍揺動周波数成分とを取り出すためのフーリエ関数変
a手段み、該周関数変換手段からの出力を制御出力とし
て前記溶接l・−〜−1−のウィビシグ動作の揺動中心
イX′装置を修正するための制御手段とから構成される
溶接線倣い制仰り置の発明にも関するものである。
た溶接1−一一千と、該溶接トーチを少くとも2方向に
移動可能に支持するためのトーチ支持手段と、該トーチ
支持手段を一ノjの方向にウィービング動作をさせるた
めの揺動手段と、該1一−−チ支持手段金溶接線に沿う
方向に移動させるための移動手段と、消耗電極を流れる
溶接電流の変化を検出するためのイ灸出手段と、該検出
手段゛による検出電流変fヒからウィービング周171
に等しい揺動周波数成分h、その1/2周期に等1−い
2倍揺動周波数成分とを取り出すためのフーリエ関数変
a手段み、該周関数変換手段からの出力を制御出力とし
て前記溶接l・−〜−1−のウィビシグ動作の揺動中心
イX′装置を修正するための制御手段とから構成される
溶接線倣い制仰り置の発明にも関するものである。
この発明の基本的な考え方をさらに詳細に説明する。既
に従来技(l工の説明にむいて、ウィービング溶接動作
中の消耗電極の位置の電化による溶接電流の変化で、ウ
ィービング動作の揺動巾心九■開先先端に一致した場合
のもの71z第2図に示されている。これによって、第
3図に示したような、ウィービングの揺動中心7バV開
先先端に対してηだけ偏移した場合を考える。この時の
溶接電流は、第6図に卦ける消耗電極の移動量:X、、
X、、・・て71応する、第2図の状、熊にふ・ける溶
接電流1゜−Fl・・・を〉kめることによって?1)
られる。
に従来技(l工の説明にむいて、ウィービング溶接動作
中の消耗電極の位置の電化による溶接電流の変化で、ウ
ィービング動作の揺動巾心九■開先先端に一致した場合
のもの71z第2図に示されている。これによって、第
3図に示したような、ウィービングの揺動中心7バV開
先先端に対してηだけ偏移した場合を考える。この時の
溶接電流は、第6図に卦ける消耗電極の移動量:X、、
X、、・・て71応する、第2図の状、熊にふ・ける溶
接電流1゜−Fl・・・を〉kめることによって?1)
られる。
このようにして得らf’した第3図にj♂ける溶接電流
ず化の波1円は、第21閾に示すよりな溶接′電流変化
の波11・aの周波数成分(ウィービンウ動作の揺動周
期の1/2周1.(Ji VC等1−い。前Vドの2倍
揺動周波数成分)と、それの1/2の周波数成分(ウィ
ービング動作の揺動周期に等しい。1j11述の揺動周
波数成分)との合成波とI、で近似されることがわかる
。
ず化の波1円は、第21閾に示すよりな溶接′電流変化
の波11・aの周波数成分(ウィービンウ動作の揺動周
期の1/2周1.(Ji VC等1−い。前Vドの2倍
揺動周波数成分)と、それの1/2の周波数成分(ウィ
ービング動作の揺動周期に等しい。1j11述の揺動周
波数成分)との合成波とI、で近似されることがわかる
。
これらのことから、ウィービンク動作の揺動巾心九V開
先先端に一致している場r)には、溶接電流変化の波)
h v、rウィービンフ周!すjの1/2周1す1に等
しい2倍揺動周波数成分から成るもので、ウィービング
動作の揺動中心がV開先先端から偏移した場合には、上
d1〕2倍揺動周波数成分と、その1/2の周波数(2
倍の周期)のウィービンゲ周期に等しい揺動周波数成分
との合成波きなるこき力2判明[7た。従って、溶接電
流便化の波形から、揺動周波数成分と2倍揺動周波数成
分とを取り出し、溶接電流q化の波JKから揺動周波数
成分がtぐ1つて、2倍揺動周波数成分が)1f1署に
なるようにウィービング動作の揺動中心の位置を制御す
ればm接線にd)つた溶接1・−千の倣い制m睦ζ1名
成出東ること一7I:理解できる。
先先端に一致している場r)には、溶接電流変化の波)
h v、rウィービンフ周!すjの1/2周1す1に等
しい2倍揺動周波数成分から成るもので、ウィービング
動作の揺動中心がV開先先端から偏移した場合には、上
d1〕2倍揺動周波数成分と、その1/2の周波数(2
倍の周期)のウィービンゲ周期に等しい揺動周波数成分
との合成波きなるこき力2判明[7た。従って、溶接電
流便化の波形から、揺動周波数成分と2倍揺動周波数成
分とを取り出し、溶接電流q化の波JKから揺動周波数
成分がtぐ1つて、2倍揺動周波数成分が)1f1署に
なるようにウィービング動作の揺動中心の位置を制御す
ればm接線にd)つた溶接1・−千の倣い制m睦ζ1名
成出東ること一7I:理解できる。
さらVこ、この出願の発明VC,L)′−ける−1つの
〃fましい実施態様として、ウィービング!1σrf+
の揺動中心の位置全ft′cf’、F、するたぬに出力
される制御出力は、ウィービング動作の揺動波ノドが!
1!「定の状態になったときに出力さi%るよつに構成
することlr:′Cきろ。
〃fましい実施態様として、ウィービング!1σrf+
の揺動中心の位置全ft′cf’、F、するたぬに出力
される制御出力は、ウィービング動作の揺動波ノドが!
1!「定の状態になったときに出力さi%るよつに構成
することlr:′Cきろ。
また、さらにこの出羅jの発明の別の々fましい実Ml
]態様としで、ウィービング動作の揺動波庇は所望のu
M幅Aを有したifE弦波であり、1該ウィ−、ピンク
動作によって生ずる溶接7W流の変化力)ら取1゛)出
された揺動周波数成分の+7+像ν;1)1であり、か
つ2倍揺動周波数成分の振幅がI)、であるとすると、
−1→AD τ・工りに紀: l;で制御出力7バ出力されることが
できる。また、ウィービング動作の揺動波ハ乏は、周期
を異にする2種11J、−にの正弦波群より成った正弦
波とすることもできる。
]態様としで、ウィービング動作の揺動波庇は所望のu
M幅Aを有したifE弦波であり、1該ウィ−、ピンク
動作によって生ずる溶接7W流の変化力)ら取1゛)出
された揺動周波数成分の+7+像ν;1)1であり、か
つ2倍揺動周波数成分の振幅がI)、であるとすると、
−1→AD τ・工りに紀: l;で制御出力7バ出力されることが
できる。また、ウィービング動作の揺動波ハ乏は、周期
を異にする2種11J、−にの正弦波群より成った正弦
波とすることもできる。
以ド、本発明の実施例について図面全参照1−ながらさ
らに詳細1に説明する。第5図671、本発明を11 実施するためσ)自動溶接装置であり具体的には直交+
F20ボット全fTIいた自動溶18’、−!−置であ
る。ここvcも・いて′[゛眞1アーク浴接し−羊、2
は先端部にm接トー壬′I′全支持し、[)II後方向
(図中X方向)に移動?iJ能にされた前後軸、3ばそ
の前後1IIII12をXJj向に移動させるための!
駆動子− トル、4上記前後軸2を支持し、それを−1
−下方向(図rl+ ニア、)i向)に移動ti■能に
した−1−F軸、5ばその1−下軸AをZJi向に移動
させるための駆動子−トル、6はロボット1全体を溶接
方向に移動させる11−前軸、70溶接機宙源、8は溶
接ワイーV−送給モー トル、9け溶接ワイヤーリール
、10汀溶接ワイヤー、■および11は被溶接材である
。
らに詳細1に説明する。第5図671、本発明を11 実施するためσ)自動溶接装置であり具体的には直交+
F20ボット全fTIいた自動溶18’、−!−置であ
る。ここvcも・いて′[゛眞1アーク浴接し−羊、2
は先端部にm接トー壬′I′全支持し、[)II後方向
(図中X方向)に移動?iJ能にされた前後軸、3ばそ
の前後1IIII12をXJj向に移動させるための!
駆動子− トル、4上記前後軸2を支持し、それを−1
−下方向(図rl+ ニア、)i向)に移動ti■能に
した−1−F軸、5ばその1−下軸AをZJi向に移動
させるための駆動子−トル、6はロボット1全体を溶接
方向に移動させる11−前軸、70溶接機宙源、8は溶
接ワイーV−送給モー トル、9け溶接ワイヤーリール
、10汀溶接ワイヤー、■および11は被溶接材である
。
この自動溶接装置は、被溶接(AIと11をV開先突合
せ溶接するもので、図面に直方した方向に伸びている溶
接線vclyつて、ロボ・ソト1が疋行輔6−にを走行
しながら溶接)−−−F−’I?fXノi向にウィービ
ングさせつつ溶接をしてい(ものである。この自躬1溶
接V・−置に用いた[1ボッl−は的交J12のものが
図示さ11ている7パ、これは曲座標1じロホ゛月・で
あつでも関節屁ロボツ)・であってもよい。
せ溶接するもので、図面に直方した方向に伸びている溶
接線vclyつて、ロボ・ソト1が疋行輔6−にを走行
しながら溶接)−−−F−’I?fXノi向にウィービ
ングさせつつ溶接をしてい(ものである。この自躬1溶
接V・−置に用いた[1ボッl−は的交J12のものが
図示さ11ている7パ、これは曲座標1じロホ゛月・で
あつでも関節屁ロボツ)・であってもよい。
次に、第5図に示し1ζ1目υ1溶接装置全制御するた
めの制省11回路のブロヅ幻゛×ノを第6図に示す。
めの制省11回路のブロヅ幻゛×ノを第6図に示す。
第6図にも・いて3は第5国の111J後りq11十−
暑・ル、5けl111じ(土ド輔−七−トル、7は溶(
葛、機市源全示−1−013は溶接電流検出゛を置で、
−j′−夕溶接時の?五凄磯電源の穿化をとらえてH+
(挿11信号にするための装置である。1[は、−7,
−+1工関数案゛換器(It’IF’T ’l’7’1
aa、のΔ/1〕書換器、14k)の周波数解1斤器
、1A(!のスペクトル出力8によりなっている。こt
Lによ7・いてスペクトル出力器14(シば、揺動周波
数1ii分、2倍揺動周波数成分、定数成分全そitぞ
几のυ1lJjli装置に分配出力する。このよらなツ
ー リエ関数変換器は従来から公知のものであり、これ
全そのまま利用してもよい。15は、揺動周波数成分1
.)/A塵換器、16ば2倍揺動周波数成分I)/ A
f換’1.7iT、 ’)Jl、ぞtL :t:”
Ii” ’I’ I A p4c7) スペクトル出力
器14Cから出力を受υす、信号例lil!器に出力−
しるためD / A変換全行/i:ら。ここにふ・いで
揺動周波数成分とは、前+4さしたよ1νこ、溶接′M
流の周期的電化の巾に含まね、でいる溶接)・−−Lの
ウィービングの揺!jσノ中心?+:V開先先端からス
レることによって発生する周波数[J見分であり、2倍
揺動周波数成分とは、に記揺1助周波数1戊分を2倍し
た周期の周波数1戊分てあり1「常なウィービング運動
に、1り因して発生するものである。
暑・ル、5けl111じ(土ド輔−七−トル、7は溶(
葛、機市源全示−1−013は溶接電流検出゛を置で、
−j′−夕溶接時の?五凄磯電源の穿化をとらえてH+
(挿11信号にするための装置である。1[は、−7,
−+1工関数案゛換器(It’IF’T ’l’7’1
aa、のΔ/1〕書換器、14k)の周波数解1斤器
、1A(!のスペクトル出力8によりなっている。こt
Lによ7・いてスペクトル出力器14(シば、揺動周波
数1ii分、2倍揺動周波数成分、定数成分全そitぞ
几のυ1lJjli装置に分配出力する。このよらなツ
ー リエ関数変換器は従来から公知のものであり、これ
全そのまま利用してもよい。15は、揺動周波数成分1
.)/A塵換器、16ば2倍揺動周波数成分I)/ A
f換’1.7iT、 ’)Jl、ぞtL :t:”
Ii” ’I’ I A p4c7) スペクトル出力
器14Cから出力を受υす、信号例lil!器に出力−
しるためD / A変換全行/i:ら。ここにふ・いで
揺動周波数成分とは、前+4さしたよ1νこ、溶接′M
流の周期的電化の巾に含まね、でいる溶接)・−−Lの
ウィービングの揺!jσノ中心?+:V開先先端からス
レることによって発生する周波数[J見分であり、2倍
揺動周波数成分とは、に記揺1助周波数1戊分を2倍し
た周期の周波数1戊分てあり1「常なウィービング運動
に、1り因して発生するものである。
1)は、信号文ル埋器で、揺動周波数成分1)/A寿・
換2(15と2倍揺動周波数成分[)/’A’!;換器
16にの出力比をとり、揺動に対し2で信号゛を出力す
る。
換2(15と2倍揺動周波数成分[)/’A’!;換器
16にの出力比をとり、揺動に対し2で信号゛を出力す
る。
171:1.は前記揺動周波数成分吉2倍揺勅周波数成
分とを比較する比較器であり、171)けこの比nlQ
藩17)1からの出力に応じて適当な制@1僧すを発生
する信−号制御卸し、置である。
分とを比較する比較器であり、171)けこの比nlQ
藩17)1からの出力に応じて適当な制@1僧すを発生
する信−号制御卸し、置である。
18に゛信号rMI御装置17F)プハらのi+1ll
ktt+信号に応じて前後輔千−トル3に制御1指令全
り、える第1−り−一ボ制御装置である。19け揺動指
令装置で第1(J−’−’−−ボ訓御装置18に揺動指
令をケ、えて前後軸モー1−ル6を揺動させる々ともに
、スペクトル器14Gを制御して揺動周波数と2倍揺り
υ1周波数を指令する。捷た、信号処理器17を11−
制御して、信−弓.ll(I司1装置り7F)だ出力す
るタイミングを指令する。
ktt+信号に応じて前後輔千−トル3に制御1指令全
り、える第1−り−一ボ制御装置である。19け揺動指
令装置で第1(J−’−’−−ボ訓御装置18に揺動指
令をケ、えて前後軸モー1−ル6を揺動させる々ともに
、スペクトル器14Gを制御して揺動周波数と2倍揺り
υ1周波数を指令する。捷た、信号処理器17を11−
制御して、信−弓.ll(I司1装置り7F)だ出力す
るタイミングを指令する。
2 [J I,:↓(、’: 、’P IJ T 、こ
の白り如答接1λ;1斤の溶接作業内容を記′ト(〒1
〜た記″iα装置を内蔵しで、揺動指令装置19 IL
’C揺動波1昆♀指令し、第1ザ−ボiIII制御装置
18に作業イ☆置.作業律J9.作業加り中度全指令し
で制旬lし、かつ、第1−リーボ制飼装置187に信号
処理器1]の出力指令を演′σするための指令を?イな
ら。
の白り如答接1λ;1斤の溶接作業内容を記′ト(〒1
〜た記″iα装置を内蔵しで、揺動指令装置19 IL
’C揺動波1昆♀指令し、第1ザ−ボiIII制御装置
18に作業イ☆置.作業律J9.作業加り中度全指令し
で制旬lし、かつ、第1−リーボ制飼装置187に信号
処理器1]の出力指令を演′σするための指令を?イな
ら。
21は、定数成分1)/A刃・換器で、定数成分設定器
22の設定イ111と比較して、−、lz下軸モー ト
ル5の上下ノーj面位置の制御を行なら。すなわち、溶
接?電流の定数成分だ、設定器22での設宇値ど等しく
なるよう、消耗電極10のクーツI 、 11よりの高
さをイIIl嘩Jして、そil.′!r−所定のilA
に制御する。
22の設定イ111と比較して、−、lz下軸モー ト
ル5の上下ノーj面位置の制御を行なら。すなわち、溶
接?電流の定数成分だ、設定器22での設宇値ど等しく
なるよう、消耗電極10のクーツI 、 11よりの高
さをイIIl嘩Jして、そil.′!r−所定のilA
に制御する。
24け第2廿−ポ制御装置で、第1ザ・−ボ制a装置と
同様に、C P +.J 2 0より作業位置,作業速
度.作業加速I痣の指令を受けて、−1−下軸モー用・
ル5を制御する。
同様に、C P +.J 2 0より作業位置,作業速
度.作業加速I痣の指令を受けて、−1−下軸モー用・
ル5を制御する。
次に、第6図に示した本発明の制御位置における周波数
解析のやりJ八ふ・よびその理論的根拠全以ドで貝.体
的かつ詳細に説明する。
解析のやりJ八ふ・よびその理論的根拠全以ドで貝.体
的かつ詳細に説明する。
今、第5図において消耗電極10の位置のウィービング
揺動中心からの1維をXとし、その揺動[11心がワー
クI 、 IIのV開先先端11をif組Ω“溶接線(
図面に垂泊り1面)よりもηだけずれているとし、ウィ
ービングの揺動振幅をA1その揺動関数を時間の関数と
じてW (t)とすると(ただし1 ’W(’t)1≦
1)、 x=A−W(t)十η
(1)である。ざらにW(↑,)として左右対称な周
期的+ffi動関数全関数ぶものとし、その周期を■゛
とすると、w ( t+T/z ’)−=−W(t.)
(2)である。
揺動中心からの1維をXとし、その揺動[11心がワー
クI 、 IIのV開先先端11をif組Ω“溶接線(
図面に垂泊り1面)よりもηだけずれているとし、ウィ
ービングの揺動振幅をA1その揺動関数を時間の関数と
じてW (t)とすると(ただし1 ’W(’t)1≦
1)、 x=A−W(t)十η
(1)である。ざらにW(↑,)として左右対称な周
期的+ffi動関数全関数ぶものとし、その周期を■゛
とすると、w ( t+T/z ’)−=−W(t.)
(2)である。
また、第7図のウィービング溶接時の■開先部分の略図
において、溶接1− −4−から伸びた消耗電極10の
先端の■開先先端からの距#lをi。とすると、ウィー
ビングにおけるX軸方向の偏移汀XTあるから、その消
耗電極10のV開先側面からの高さhI″i、Xの関数
で表わすことtzできる。
において、溶接1− −4−から伸びた消耗電極10の
先端の■開先先端からの距#lをi。とすると、ウィー
ビングにおけるX軸方向の偏移汀XTあるから、その消
耗電極10のV開先側面からの高さhI″i、Xの関数
で表わすことtzできる。
この七への溶接型7&Iは、このhの一次関数として表
わされることが実験によって明らかにされた。
わされることが実験によって明らかにされた。
I −−ah+b (4)こ
こにおいて、a.b4オ正の定数である。
こにおいて、a.b4オ正の定数である。
(]、) 、 (s) 、 (4)を用いろこさにより
、溶接電流■は時刻tの関数として I (t)= − a ( f ( AW(t)+η)
+zo )+b吉表わすことができる。
、溶接電流■は時刻tの関数として I (t)= − a ( f ( AW(t)+η)
+zo )+b吉表わすことができる。
これをフーリエ変換すると下記のようになる。
ここにおいて、Jは任童の実数である(比例定数は簡単
のためにはぶり)、、今、揺動周波数のn倍の成分を考
える。
のためにはぶり)、、今、揺動周波数のn倍の成分を考
える。
ここで、式(2)の性質を用いるこ吉により、となる。
ただし ω−2に/’T’、 ここで浄fcx、>=
z(”yAう7 乙=Aれ俄f(AW(t、)+’C)
;3 (W<t>+e) tq)古なり
、これを匂のまわりにプーラ展開A−ると、00)の頂
側積分を行なうと とするとCm、nは揺動関数W(t)によって定まる定
数である。
z(”yAう7 乙=Aれ俄f(AW(t、)+’C)
;3 (W<t>+e) tq)古なり
、これを匂のまわりにプーラ展開A−ると、00)の頂
側積分を行なうと とするとCm、nは揺動関数W(t)によって定まる定
数である。
(]1)において
とすると
C−(rtw)= ;1ΣC朔Dm <tgr
η50 CT(?Lω) は、数値積分で求y)られる値である
。
η50 CT(?Lω) は、数値積分で求y)られる値である
。
G、ff) tし、C,、、をマトソ、7フス Mに
するとG = M I) (+6)こ
れにより、代数的手法によって T)=M cTor) が求められ、る。
するとG = M I) (+6)こ
れにより、代数的手法によって T)=M cTor) が求められ、る。
グが求められる。
すなわち、揺動関数W(tlを適切jこ選び、溶接電流
をM動関数の一^]数として表1)せば、フーリエ賓換
と、演算とにより第3図の揺動中心のずれYを求めるこ
吉ができろ、。
をM動関数の一^]数として表1)せば、フーリエ賓換
と、演算とにより第3図の揺動中心のずれYを求めるこ
吉ができろ、。
ダを求めて、これを検出値志してχ方向の修正値として
指令してやれば、自動溶接装置はトーチを溶接線上に位
置決めするこ、LJ)iできる1、例えば χ−A=LJJt+7 W(t)=A^ωt とすれば(BはOでない実数) U5ノより となり実数?、すなわち第6図の第19− ボR,+制
御装置斤1Bの出力≠ζ決定さ1する。この式(2G’
)Vこ(2W)が複素数として求捷ろため、グ自1fは
実数となる。
指令してやれば、自動溶接装置はトーチを溶接線上に位
置決めするこ、LJ)iできる1、例えば χ−A=LJJt+7 W(t)=A^ωt とすれば(BはOでない実数) U5ノより となり実数?、すなわち第6図の第19− ボR,+制
御装置斤1Bの出力≠ζ決定さ1する。この式(2G’
)Vこ(2W)が複素数として求捷ろため、グ自1fは
実数となる。
この発明は以1−のように構成したことにより、従来の
溶接電流のピークを検知しで倣い制御]をするJi法と
比較すると、実際の複!11な電流穿化の波形であって
も溶接線に利して精度の高い追従だ達成さfE−るもの
である。
溶接電流のピークを検知しで倣い制御]をするJi法と
比較すると、実際の複!11な電流穿化の波形であって
も溶接線に利して精度の高い追従だ達成さfE−るもの
である。
第1図は■開先を有したウィービング溶接び婦す1;四
囲、第2.3図は第1図に/j1すよらなウィービング
溶接を行った際の論理的なウィービング揺動運動と溶接
電流の変化との関係を示した波形図、第4図は実際の溶
接電流の変化を軍した波形図、第5図は本発明の方法を
実施するための自動溶接装置を示す概略図、第6図は本
発明の装置を制御するための制御回路のブロック図、第
7図は本発°23゜ 明の1.(木的考え方を説明するためのJ+!明図四囲
る。 1・・自動溶接ロボツ1−110・・・消耗型(載′I
゛・・溶接1・−壬、14−・・フーリエ関数変換器、
17−・・信吋処111j器。 24゜ 凍 4 図 FでT寵W亡■ 電圧 7 凍 5 回 第7凹 )′ 手続補正書(カ氏) 昭和57年特許願第、721.?8 号発明の名称 務J’lt 珠R□ ’ HWpr)ft、hJ v:
”% L補正をする者 if旧5[)陣イ 特許出願人 名 称 □51))株式会!t: E]
立 製 作 所代 理 人 補正の対象
囲、第2.3図は第1図に/j1すよらなウィービング
溶接を行った際の論理的なウィービング揺動運動と溶接
電流の変化との関係を示した波形図、第4図は実際の溶
接電流の変化を軍した波形図、第5図は本発明の方法を
実施するための自動溶接装置を示す概略図、第6図は本
発明の装置を制御するための制御回路のブロック図、第
7図は本発°23゜ 明の1.(木的考え方を説明するためのJ+!明図四囲
る。 1・・自動溶接ロボツ1−110・・・消耗型(載′I
゛・・溶接1・−壬、14−・・フーリエ関数変換器、
17−・・信吋処111j器。 24゜ 凍 4 図 FでT寵W亡■ 電圧 7 凍 5 回 第7凹 )′ 手続補正書(カ氏) 昭和57年特許願第、721.?8 号発明の名称 務J’lt 珠R□ ’ HWpr)ft、hJ v:
”% L補正をする者 if旧5[)陣イ 特許出願人 名 称 □51))株式会!t: E]
立 製 作 所代 理 人 補正の対象
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 消耗電極をウィービングさせな7?zら溶接をする
際に、消耗??j極を流1する溶接電流の変化を検出し
て溶接1・−千を溶接線に沿って倣い制御するものにも
・いて、−」二記検出された溶接電流のす化から、ウィ
ービング周期に等1−い揺動周波数成分と、その1/2
周期に等しい2倍揺動周波数成分とを取り出し、その周
波数成分から計算された制御出力によってウィービング
動作の揺動「11心の位置を修1Fすることを特徴とす
る溶接線倣い制御方法。 2 ウィービング動作の揺動中心の位+iを修正するた
めVこ出力される制御1出力ば、ウィービング動作の揺
動波形が特定の状、態になったときに出力されるように
したことを特徴とする特許請求の範囲@1項記載の溶接
線倣い制御方法。 ろ ウィービング動翼の揺動波形は所望の振幅へを有し
た正弦波であり、該ウィービング動作によって生ずる溶
接電流の変化から取り出された揺動周波数成分の複素振
幅7ノ印1であり、プハっ2倍揺動周波数成分の複素振
幅i’ir I) sであると一シーると、′円像とす
る!19許請求の範囲第1項もしくけ第2 nfに記l
賎さね、た溶接線(IIい1111嘩11方法。 4 ウィービング動作の揺動波形は、周期を毘にする2
i!II旬、−」二の正弦波群より成った1「弦波であ
ることを特徴とする特許 接線倣い制御方法。 5 消耗′IVI′@である溶接ワイA1=をイrif
tえた溶接1・一.壬に1該溶接トー壬を少(kも2ノ
i向に移動可能に支持するための1−=f一支持千段b
1該}m−4〜支持千段を一方の方向にウィービング動
作をさせるための揺動手段と、該トー壬支持千段を溶接
線に沿ら方向に移動させるための移動手段き、消耗電極
を流れる溶接電流の変化を検出するための検出手段と、
13検出手段による検出電流変{eからウィービング周
期に等しい揺動周波数成分と、その1/2周期に等しい
2倍揺動JM波数成分と′f:取り出すためのフーリエ
関数変換手段と、該関数変換手1役からの出力をHII
11mll出力として111記溶接1・−4−のライビ
ング動作の揺動中心イ装置全修止するための制御手段と
から成ることを!)“r徴と−する溶接線倣い制御装置
。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57226888A JPS59120369A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 溶接線倣い制御方法および装置 |
US06/565,199 US4556777A (en) | 1982-12-27 | 1983-12-23 | Method and apparatus for welding line tracer control |
EP83113125A EP0112579B1 (en) | 1982-12-27 | 1983-12-27 | Method and apparatus for welding line tracer control |
DE8383113125T DE3376964D1 (en) | 1982-12-27 | 1983-12-27 | Method and apparatus for welding line tracer control |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57226888A JPS59120369A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 溶接線倣い制御方法および装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59120369A true JPS59120369A (ja) | 1984-07-11 |
JPH0258031B2 JPH0258031B2 (ja) | 1990-12-06 |
Family
ID=16852149
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57226888A Granted JPS59120369A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 溶接線倣い制御方法および装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4556777A (ja) |
EP (1) | EP0112579B1 (ja) |
JP (1) | JPS59120369A (ja) |
DE (1) | DE3376964D1 (ja) |
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JP5538181B2 (ja) * | 2010-10-26 | 2014-07-02 | 川崎重工業株式会社 | アーク溶接の制御システムおよび制御方法 |
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JP6735697B2 (ja) * | 2017-03-13 | 2020-08-05 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶接状態判定システム及び溶接状態判定方法 |
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-
1982
- 1982-12-27 JP JP57226888A patent/JPS59120369A/ja active Granted
-
1983
- 1983-12-23 US US06/565,199 patent/US4556777A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-12-27 DE DE8383113125T patent/DE3376964D1/de not_active Expired
- 1983-12-27 EP EP83113125A patent/EP0112579B1/en not_active Expired
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