JPS59212171A - 自動溶接制御方法 - 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】 本発明は自動溶接制御方法に係り、特に各種自動溶接装
置ηに適用し得る自動溶接制御方法に門する。

各種構造物の溶接における従来の自動溶接法は９りえは
溶接ワイヤの送給、溶接トーチの溶接線方向への移動を
自動化したに過ぎないものであり、溶接対象の開先寸法
を検出認識して溶接トーチを溶接線と直角方向に正確に
６’Ｌ　ｔ＃決めすることは作業者に依存しているのが
実情である、７これは有効な開先幅、開先中心を検出で
きるセンサが出現していないためである。従来試みられ
た方法の一例を第１図について説明する。第１図（ａ）
は触針Ｎを被溶接材１，１′の開先内の左右方向に揺動
させ開先面へのタッチ信号でその時の揺動位置及び揺動
量を検出する方法であるが、この方法では揺動装置を特
別に要し、装置ｙｔが複雑となること、および開先部の
付着物或は細かな凹凸（例えば溶接スパッタリングの付
着せるもの）にも直接影響されるのみならず、（幾械部
分の著しい損耗やカフを伴ない常に安定した正確な倣い
が出来ないこと等の問題があった１゜また第１図（１）
）は上部にテレビカメラ等の画像センサＣを用いたもの
で、開先部の明度差から開先形状を撮影し画像処理によ
って開先中心を求めることが試みられているが、６４価
な設備ヲ゛浸し、開先幅の定量検出にはテレビカメラと
開先との相対的位置関係に高精度を要し現状では実用的
なものは完成されていないのが実情である。

本発明は上記の事情に鑑みて提案されたもので、その目
的とするところは上記の諸問題点を解消し、簡単且つ実
用的な方法で開先中心や開先幅を検出して溶接トーチの
位置およびウィービング量を自動的に制御し得る自動溶
接制御方法を提供するにある。

本発明による自動溶接制御方法は溶接トーチを装着した
駆動装置に少くとも一対の耐熱電磁式検出端群を溶接開
先内に配設されるように装着し、これらの各検出端から
互いに反対方向の各開先面までの距離に比例する各電気
出力を上記各検出端からそれぞれ出力させ、これらの出
力を主制卸装置に入力して合成演算することにより開先
中心および開先幅を検出して溶接トーチの位置およびウ
ィービング量を自動的に制御することを特徴とし、開先
面の凹凸、仕上程度、付着物、傾きならびに開先幅変化
等に影響されつ長寿命を保証し得る自動溶接制御方法を
得るものである。

本発明の一実施例を添付図面を参照して詳細に説明する
。

第２図は本発明による方法を実施するのに用いられる装
置のブロック構成を示す。第２図において１，１′は突
合せられた被溶接材で、ｇは開先を示す。２Ｌは左側用
（図に向って）検出端（センサ）、２ＰＬは右側用検出
端、３は高周波同軸ケーブル、４は高周波信号発生・補
正・検波出力部を有するセンサ出力調整器を示す。

これらは例えば第３図に示す詳、Ｍｌｌブロック線図に
図示の如く構成されている。第３図において４１は検出
端温度変化による抵抗変化検出回路、′ス？３ ４２は４１による抵抗変化対応゛徴゛小ｉＫ流′１に比
増幅回路、４３は４２の出力部こより駆動される可変容
量回路、４４は発振振幅線形補正回路、４５は発振回路
、４６は検波出力回路をそれぞれ示し、本構成による変
位検出装置は、耐熱セラミックス製検出端２Ｌ、２Ｂを
用い、小型検出端でも線形検出範囲が広く、且つ広い温
度範囲に亘り高精度に変位（距離）を検出する性能を有
するものである。又、一方の検出端２Ｌは主として左側
のみ検出感度を有し、他方の検出端２　Ｒ，は主として
右側にのみ検出感度を有する如く指向性を与えたもので
あって、これら両者相互間は物理的に結合され一対の検
出端群を構成している。またこれらの各検出端２Ｌと２
Ｒとを近接して配設する場合は相互干渉を防止するため
の電極シールド等を設ければよい。

第２図において上記各検出端２Ｌ、２’Ｒはそれぞれ溶
接線と直角方向に駆動装置５に装着されている。５１は
その駆動部、５２は駆動モータ、５３はサーボアンプで
ある。６は駆動部５１１こ結合したウィービング装置で
６１はその駆動部、６２は駆動モータ、６３はサーボア
ンプ、６４はポテンショメータ等のウィービング量検出
器である。７は溶接トーチで上記駆動部６１に装着され
ている。８は主制御　４Ａ６でセンサ出力調整器４のセ
ンサ出力をタイマスインチ８ノを介して、一方は加算器
８２を経て、ウィービング量検出器６４の出力と共に比
較器８．ノに入りその出力がサーボアンプ６３に接続さ
れ、他方は比較器８４を通して出力をサーボアンプ５３
に接続するようになされている。

次に本発明の一実施例の方法を上記装置を用いて説明す
る。

第４図はセンサ出力調整器４からのセンサ出力特性例を
示し、ｖＬ　は左側検出端２Ｌにより検出された対物距
離（変位）　Ｇ■、に対応する出力信号、ｖＲは右側検
出端２Ｒにより検出されたへ　に対応する出力信号であ
る。第５図のｖｗ　は加算器８２からの合成出力ＶＬ　
＋　Ｖ、であり、第５図のＷは開先ｇの幅であり、１は
検出端２Ｌ、：ｔＲの厚さの合計で、ｗ　＝　ｔのｌｌ
７ｖ〜■は０（ゼロ）でｗ　）　ｔの時（通常はこの状
態で使う）Ｗに比例してＶｗ　の出力が得られる。第６
図のＶ（３は比較器８４の出力ＶＬ　−ｖＲで、開先ｇ
　Ｏ）中心ｘ　＝　ＯでＶＣはＯ（ゼロ）、検出端２Ｌ
。

２Ｒが向って右側（Ｘ＞Ｏ）に寄れば■Ｌ＞ｖＲで■ｃ
は＋（プラス）、逆の場合（ｘくＯ）は−（マイナス）
のリニアな出力が得られる。

以上のような出力特性をタイマスイッチ８１で切換えれ
ば以下の作用が得られる。

（１）　　開先中心へのトーチ位置決め制御（開先倣い
制御）、上記のようにして得られた比較器８４の出力Ｖ
Ｃをサーボアンプ５３に入力すれば検出端ｚＬ、２Ｒの
開先壁からの距離がＧＬ　＝　ＧＲとなり、すなわち駆
動部５１が開先中心に位置した時ＶＣ＝ｏ（ゼロ）とな
り、これに装着されている溶接トーチ７が開先中心に常
に位置決め制御される。

（２）　　開先幅Ｗ検出によるウィービング量制御、上
記のようにして得られた７ｗ　とウィービング装置６に
取付けたウィービング量検出器６４の出力とを比較？５
８３で比較しその差をサーボアンプ６３に入力すればウ
ィービング量を閉ループで制御できる。なおウィービン
グ装置６は中点を有し左右に同等量対称に揺動するもの
で、。

かつあらかじめウィービング量検出器６４の出力値とＶ
Ｗとは相対的に調整しておくものである。

以上の如く本発明方法によれば次のような撮れた効果が
奏せられるものである。

（１）　　少くとも一対の検出端で簡単に開先幅の検出
によるウィービング量制御、開先倣い制Ｈｆ行なうこと
が出来るので溶接品質の安定化と無人運転を可能とし省
人化が図れる。

（２）　　板厚の大きな狭開先の自動溶接化が可能とな
る。例えば従来の狭開先アーク溶接方法及びその装置船
こついては、第７図のように消耗電極ワイヤ９を挟圧す
る一対の歯車形医給ローラＲ１およびＲ２の間隔Ｐをウ
ィービング装置に準じて制御すればウィービング岨に相
当１−る屈曲幅を同様に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ｔａ＋　ｅ　（ｂ）はそれぞれ従来の溶接制御方
法を説明するための要部の概略図、 第２図は本発明方法を実施するのに用いられる一実施例
の構成を示すブロック線図、第３図は第２図の一部の詳
細を示すブロック線図、 第４図〜第６図はそれぞれ本発明方法を説明するための
各特性図、 第７図は本発明方法を適用し得る一例を示す要部の概略
図である。 ！、１′・・・被溶接材、２Ｌ　、　２Ｂ・・・・検出
端、４・・センサ出力調整器、５・・・駆動装置、６・
・・ウィービング装置、７・・・溶接トーチ、８・・・
主制御装置、ｇ・・・開先。 出願人復代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 （ａ）　　　　　　　（ｂ） 第２４ 第３図 第５図 ／ 第６図 第７Ｎ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶接トーチを装着したＶ、動装置に少くとも一対の耐熱
   電磁式検出端群を溶接開先内に配設されるように装着し
   、これらの各検出端から互いに反対方向の各開先面まで
   の距離に比例する各電気出力を上記各検出端からそれぞ
   れ出力させ、これらの出力を生制御装置に入力して合成
   演算することにより開先中心および開先幅を検出して溶
   接トーチの位置およびウィービング量を自動的に制御す
   ることを特徴とする自動溶接制御方法。