JPS59215279A - ア−ク溶接方法 - Google Patents
ア−ク溶接方法Info
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- JPS59215279A JPS59215279A JP8953383A JP8953383A JPS59215279A JP S59215279 A JPS59215279 A JP S59215279A JP 8953383 A JP8953383 A JP 8953383A JP 8953383 A JP8953383 A JP 8953383A JP S59215279 A JPS59215279 A JP S59215279A
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- arc
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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
- B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
- B23K9/0216—Seam profiling, e.g. weaving, multilayer
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (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。
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、アーク溶接における溶接アーク自体なセン
サとして溶接線を自動的に追随するアーク溶接方法に関
するものである。
サとして溶接線を自動的に追随するアーク溶接方法に関
するものである。
従来、溶接アーク自体をセンサとして溶接線を自動的に
追随する装置は、例えば第１図に示すものがあった。図
においてｌは溶接トーチ、コはこの溶接トーチｌを支持
しかつ溶接線と直交する方向に溶接トーチｌを振動させ
るオシレーク、３はこのオシノータコを支持しかつオシ
レータコを溶接線と直交する方向に移動させる移動装置
、３ａと３ｂはこの移動装置３のそれぞれ駆動ねじ棒と
移動台、ｌは移動装置３の駆動モータ、５は溶接開先、
乙は消耗電極としての溶接ワイヤ、７は溶接ワーク、ざ
は溶接マーク、りは溶接ビード、ＩＯは溶接電流または
溶接電圧を表わす信号を検出するための分圧器、コｌは
オシレータコからのオシレート位置信号を受けて分圧器
ｌθで検出した溶接信号を溶接トーチｌの振動の半周期
毎に交互に振り分ける切換回路、：１２と２３はそれぞ
れ振動半周期毎の溶接信号の最下値または平均値を検出
して記憶保持する検出記憶回路１．Ｉｇはこれら検出記
憶回路２．２と２３からの出力を比較する差動増幅回路
１．２夕はこの差動増幅回路、２≠の出力が常に零にな
るように駆動モータグを制御するための駆動モータ制御
回路、６θは溶接電源、である。
追随する装置は、例えば第１図に示すものがあった。図
においてｌは溶接トーチ、コはこの溶接トーチｌを支持
しかつ溶接線と直交する方向に溶接トーチｌを振動させ
るオシレーク、３はこのオシノータコを支持しかつオシ
レータコを溶接線と直交する方向に移動させる移動装置
、３ａと３ｂはこの移動装置３のそれぞれ駆動ねじ棒と
移動台、ｌは移動装置３の駆動モータ、５は溶接開先、
乙は消耗電極としての溶接ワイヤ、７は溶接ワーク、ざ
は溶接マーク、りは溶接ビード、ＩＯは溶接電流または
溶接電圧を表わす信号を検出するための分圧器、コｌは
オシレータコからのオシレート位置信号を受けて分圧器
ｌθで検出した溶接信号を溶接トーチｌの振動の半周期
毎に交互に振り分ける切換回路、：１２と２３はそれぞ
れ振動半周期毎の溶接信号の最下値または平均値を検出
して記憶保持する検出記憶回路１．Ｉｇはこれら検出記
憶回路２．２と２３からの出力を比較する差動増幅回路
１．２夕はこの差動増幅回路、２≠の出力が常に零にな
るように駆動モータグを制御するための駆動モータ制御
回路、６θは溶接電源、である。
次に第１図の従来装置の動作を説明する。溶接トーチ／
をオシレータ２で溶接線と直交方向すなわち左、右に振
動させながら、溶接ワイヤ６を定速送給して溶接ワイヤ
６と溶接ワーク７との間に溶接アークｇを発生させ、こ
れにより溶接ピード９を形成して溶接ワーク７を接合す
る。この時。
をオシレータ２で溶接線と直交方向すなわち左、右に振
動させながら、溶接ワイヤ６を定速送給して溶接ワイヤ
６と溶接ワーク７との間に溶接アークｇを発生させ、こ
れにより溶接ピード９を形成して溶接ワーク７を接合す
る。この時。
溶接トーチｌの振動中心が正しい位置にある場合には、
振動左右の溶接電流は等しくなり、左側へづ゛れている
場合には振動左側の電流の方が大きくなり、逆に右側へ
ずれている場合には振動右側の溶接電流の方が大きくな
る。この原理を利用することＫより切換回路コｌは、オ
ンレータコからのオンレート位置信号を基にして分圧器
１０の検出した溶接信号を溶接トーチ振動の半周期毎に
検出記憶回路２２とコ３に交互に振り分けて出力し、検
出記憶回路、２２およびコ３は振り分けられた溶接信号
の半周期毎の最大値または平均値を検出して記憶保持し
、これらの検出記憶回路２２および一！３からの出力を
差動増幅器λグで減算することによって振動中心のずれ
に対応した信号が得られる。駆動モータ制御回路、２夕
はこのずれに対応した信号が常に零になるよ５に、ずれ
方向を判別して駆動モータダを制御することにより溶接
線の追随を行っていた。
振動左右の溶接電流は等しくなり、左側へづ゛れている
場合には振動左側の電流の方が大きくなり、逆に右側へ
ずれている場合には振動右側の溶接電流の方が大きくな
る。この原理を利用することＫより切換回路コｌは、オ
ンレータコからのオンレート位置信号を基にして分圧器
１０の検出した溶接信号を溶接トーチ振動の半周期毎に
検出記憶回路２２とコ３に交互に振り分けて出力し、検
出記憶回路、２２およびコ３は振り分けられた溶接信号
の半周期毎の最大値または平均値を検出して記憶保持し
、これらの検出記憶回路２２および一！３からの出力を
差動増幅器λグで減算することによって振動中心のずれ
に対応した信号が得られる。駆動モータ制御回路、２夕
はこのずれに対応した信号が常に零になるよ５に、ずれ
方向を判別して駆動モータダを制御することにより溶接
線の追随を行っていた。
従来のアーク溶接におけるアーク自体なセンサとした溶
接線自動追随装置は以上のように４１８成されているの
で、溶接トーチｌを機械的に振動させなければならず、
また溶接ヘッド部にオシレータλを設けなければならな
かった。このため装置が大型になって重くなってしまい
狭隘箇所の溶接に対しては大きな制約となるだけでなく
、これをアーク溶接ロボットに適用する場合には、溶接
方向に応じてオシレータコを回転制御させる力１、ロボ
ットの駆動軸のそれぞれの動作を合成して溶接トーチｌ
を振動させる必要があり、ロボットのオ隣成や制御が非
常に複雑になると℃・つた欠点もあった。
接線自動追随装置は以上のように４１８成されているの
で、溶接トーチｌを機械的に振動させなければならず、
また溶接ヘッド部にオシレータλを設けなければならな
かった。このため装置が大型になって重くなってしまい
狭隘箇所の溶接に対しては大きな制約となるだけでなく
、これをアーク溶接ロボットに適用する場合には、溶接
方向に応じてオシレータコを回転制御させる力１、ロボ
ットの駆動軸のそれぞれの動作を合成して溶接トーチｌ
を振動させる必要があり、ロボットのオ隣成や制御が非
常に複雑になると℃・つた欠点もあった。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するｔ
めになされたもので、溶接トーチｌを左右に振動させる
かわりに、溶接トーチの全体又番ま−・部を回転もＩ〜
くけ円運動させて溶接アークを回転運動させることによ
り、装置を小型・軽量化できかつ狭隘箇所の溶接部分へ
の適用範囲も拡大できるのもならず、溶接アークの振動
方向に起因する検出の方向性・指向性がないので、ロボ
ットへの適用に非常に優れ、溶接アーク自体をセンサと
した溶接線自動追随機能を具備したアーク溶接方法を提
供することを目的として（・る。
めになされたもので、溶接トーチｌを左右に振動させる
かわりに、溶接トーチの全体又番ま−・部を回転もＩ〜
くけ円運動させて溶接アークを回転運動させることによ
り、装置を小型・軽量化できかつ狭隘箇所の溶接部分へ
の適用範囲も拡大できるのもならず、溶接アークの振動
方向に起因する検出の方向性・指向性がないので、ロボ
ットへの適用に非常に優れ、溶接アーク自体をセンサと
した溶接線自動追随機能を具備したアーク溶接方法を提
供することを目的として（・る。
以下、この発明の一実施例を図に基づしＳで説明する。
第２図はこの発明の方法を実施した装置の構成を示し第
３図はこの発明で使用する回転オシレート装置の一例を
示し、そして第ｑ図はこの発明を実際に使用した場合の
給電チップと溶接ワイヤ先端位置および溶接アークの挙
動と溶融池との関係を模式的に示したものである。第５
図は溶接電流の変化と溶接ワイヤ端の位置との関係を示
し、第６図は第Ｓ図に示すような溶接電流の変化を表わ
す溶接信号を処理して倣い（ｌｉｆｔ御するための検出
処理制御装置の詳しいブロック図であり、そして第７図
は検出処理制御装置の動作を説明するためのタイミング
チャート図である。また、第５図は溶接電竿の変化と溶
接ワイヤ端の位置との関係を示し、そして第７図は溶接
電圧信号を用いた場合の検出処理制御装置の動作説明用
タイミングチャート図である。なお、第１図と同一部分
は同一符号を付けて説明を省略する。
３図はこの発明で使用する回転オシレート装置の一例を
示し、そして第ｑ図はこの発明を実際に使用した場合の
給電チップと溶接ワイヤ先端位置および溶接アークの挙
動と溶融池との関係を模式的に示したものである。第５
図は溶接電流の変化と溶接ワイヤ端の位置との関係を示
し、第６図は第Ｓ図に示すような溶接電流の変化を表わ
す溶接信号を処理して倣い（ｌｉｆｔ御するための検出
処理制御装置の詳しいブロック図であり、そして第７図
は検出処理制御装置の動作を説明するためのタイミング
チャート図である。また、第５図は溶接電竿の変化と溶
接ワイヤ端の位置との関係を示し、そして第７図は溶接
電圧信号を用いた場合の検出処理制御装置の動作説明用
タイミングチャート図である。なお、第１図と同一部分
は同一符号を付けて説明を省略する。
第、２図において、夕Ｏけ回転オシレート装置、Ｓ／は
この回転オシレート装置左Ｏに取付けられて回転可能な
回転オシレート用偏心溶接トーチであり、回転オシレー
ト装置ＳＯは移動装置３の駆動尤〕じ棒３９に螺合した
移動台、？ ｂ Ｋ ｌ’ｉ！ｉ１定されている。６１
は溶接電流または溶接電圧を表わす信号−′ｆ′なわち
溶接信号を検出処理して溶接開先Ｓと偏心溶接トーチｊ
ｔ／との位置ずれを検出し、このずれに対応した制御信
号を駆動モータ制御回路２Ｓへ出力し、これによりトー
チ位置を制御する検出処理制御装置である。
この回転オシレート装置左Ｏに取付けられて回転可能な
回転オシレート用偏心溶接トーチであり、回転オシレー
ト装置ＳＯは移動装置３の駆動尤〕じ棒３９に螺合した
移動台、？ ｂ Ｋ ｌ’ｉ！ｉ１定されている。６１
は溶接電流または溶接電圧を表わす信号−′ｆ′なわち
溶接信号を検出処理して溶接開先Ｓと偏心溶接トーチｊ
ｔ／との位置ずれを検出し、このずれに対応した制御信
号を駆動モータ制御回路２Ｓへ出力し、これによりトー
チ位置を制御する検出処理制御装置である。
第３図において、ＳＯａは回転オシレート装着５０の各
機能部品を取付けるための回転オシレート装置固定台−
ｇｉはこの固定台ｓ ｏａ：で取付けられた回転オシレ
ート用モーターｇ２は、偏心溶接ドーグ５／を回転可能
に固定台ＳＯａへ取付けるための回転軸受け、ｇｏはモ
ータｇ／の回転を偏心溶接トーチ３−／に伝達して回転
させるための歯車でおる。また、偏心溶接トープ５／が
回転させられる溶接ワイヤ乙の先端が円運動するように
、給電チップ１３はシールドノズルの中心より偏心して
偏心溶接１・−チ５１に設けられている。
機能部品を取付けるための回転オシレート装置固定台−
ｇｉはこの固定台ｓ ｏａ：で取付けられた回転オシレ
ート用モーターｇ２は、偏心溶接ドーグ５／を回転可能
に固定台ＳＯａへ取付けるための回転軸受け、ｇｏはモ
ータｇ／の回転を偏心溶接トーチ３−／に伝達して回転
させるための歯車でおる。また、偏心溶接トープ５／が
回転させられる溶接ワイヤ乙の先端が円運動するように
、給電チップ１３はシールドノズルの中心より偏心して
偏心溶接１・−チ５１に設けられている。
第６図は検出処理制御装置６／の構成を示すブロック図
で、３０と３１は分圧器ｌＯで検出した ・・・
溶接信号のノイズ分を除去するそねそれ第１．第一のロ
ーパスフィルタ、３３は溶接信号例えば溶接電流信号を
微分してその極小時にパルスを発生する第７微分処理回
路１、？ｑは、溶接電流信号を微分してその極大時にパ
ルスを発生する微分処理回路、ｌ／θは第１微分処理回
路？３からのパルスにより、第２＋ゴーパスフイルタ、
？ ／を通過した溶接電、７Ｌｖ、 ｅ 、Ｎ−をり方
向Ｗ切換える第１スイッチング回路、グｌ（士第、、７
問分処理回路、？グからのパルスと２１￥ｌスイッチン
グ回路ｑｏの動作状態と１（より、第、２ｒ７−パスフ
ィルタ、？／を辿鍋し六−溶接電流信号を、２方向に切
換える第２スイッチング回路である。＜ｔ ２とり、７
は溶接電流信号のｒ大値を検出して記憶保持するそれぞ
れ第１ 、 ｆｖ、 ２のピーク検出記憶回路、Ｓ、−
１とり３は溶接電流信号の栢小値を検出して計Ｉｔａ保
持するそれぞれ第３．第グのピーク検出記憶回路、ＳＳ
は第１ピーク検出＝ｐ憤回路ｑ〕の出力と第コピーク検
出記憶回路グ、？の出力とを比φｔゲ′、ＴＫする差動
憎幅２３、ダ６け第、？ピーク検出記憶回路夕βの出力
ど第ダビー〃検出記憶回路３、マの出力とのブ、小を比
較するコンパｉ／−夕である。、９ｇはこのコンパＬ／
−タｆ６の出力が負の場合ζ・τけ、差動増幅器りＳの
出力の符号を変換する符号変換回路である。
で、３０と３１は分圧器ｌＯで検出した ・・・
溶接信号のノイズ分を除去するそねそれ第１．第一のロ
ーパスフィルタ、３３は溶接信号例えば溶接電流信号を
微分してその極小時にパルスを発生する第７微分処理回
路１、？ｑは、溶接電流信号を微分してその極大時にパ
ルスを発生する微分処理回路、ｌ／θは第１微分処理回
路？３からのパルスにより、第２＋ゴーパスフイルタ、
？ ／を通過した溶接電、７Ｌｖ、 ｅ 、Ｎ−をり方
向Ｗ切換える第１スイッチング回路、グｌ（士第、、７
問分処理回路、？グからのパルスと２１￥ｌスイッチン
グ回路ｑｏの動作状態と１（より、第、２ｒ７−パスフ
ィルタ、？／を辿鍋し六−溶接電流信号を、２方向に切
換える第２スイッチング回路である。＜ｔ ２とり、７
は溶接電流信号のｒ大値を検出して記憶保持するそれぞ
れ第１ 、 ｆｖ、 ２のピーク検出記憶回路、Ｓ、−
１とり３は溶接電流信号の栢小値を検出して計Ｉｔａ保
持するそれぞれ第３．第グのピーク検出記憶回路、ＳＳ
は第１ピーク検出＝ｐ憤回路ｑ〕の出力と第コピーク検
出記憶回路グ、？の出力とを比φｔゲ′、ＴＫする差動
憎幅２３、ダ６け第、？ピーク検出記憶回路夕βの出力
ど第ダビー〃検出記憶回路３、マの出力とのブ、小を比
較するコンパｉ／−夕である。、９ｇはこのコンパＬ／
−タｆ６の出力が負の場合ζ・τけ、差動増幅器りＳの
出力の符号を変換する符号変換回路である。
従来の直線状のオシレートにかえて、第３図に示したよ
うな回転オシレート装置Ｓθを用いて溶接トーチ５１を
回転オシレートさせるようにしたので、溶接アークｇや
溶接ワイヤ先端の位置は第７図に示すように回転移動す
る。そしてこのとき溶接電流は溶接アークの回転位置に
よって変化し、こｆｌを溶接アークｇの回転周波数の数
倍程度のカットオフ周波数特性をもつ第２０−パスフイ
ルタ、？ ／にすることにより、第９図に示す溶融池９
ａ内前方Ｆ、右側Ｒ９後方Ｂ、左側りに対応して第、図
に示すような溶接電流波形が得られる。第ダ図を、■溶
接線ずれかない場合を示しており、ずれが生じた場合に
は、従来装置と同様にＬとＲの電流値に差が生じる。す
なわち、Ｌ方向にずれた場合にはＬ＞Ｒ１逆にＲ方向に
ずれた場合にはＬ＜Ｒとなる。また、アーク位置のＲ，
Ｌの判別のために、アーク位置が溶融池？ａの前方Ｆか
後方Ｂかに対応して溶接電流が変化し、しかも第５図に
示１ようにＦ＞Ｂとなることを利用して溶接電流変化よ
りＦ、Ｒの位置を検出し、これらの位置情報と溶接アー
クｇの回転方向とからＲ，Ｌ位置を決めることができる
。Ｆ、Ｂ、Ｒ，Ｌの位置検出のために溶接電流信号を第
７．第コの微分処理回路Ｊ 、７ 、 、？グで微分処
理するが、この時第Ｓ図に示すように細かな変動を含む
波形であると不必要なパルスが発生して正常な動作を阻
害する。この点を解決するために溶接アークｔの回転周
波数の十〜コ倍程度のカットカフ周波数をもつ第１ロー
バ理回路３３、第２微分処理回路３グで微分処理するこ
とによりそれぞれ確実にＦ、Ｂ、Ｒ，ＬＩＣ対応して第
７図Ｂの■、■のように規則的なパルスが得られる。こ
れらのアーク位置に対応したパルスを基準にしてＦとＢ
およびＲとＬの位置の識別および溶接電流の比較を行う
。詳しく云えば、第１微分処理回路３３から第７図Ａの
ＦまたはＢに対応して出力された第７図Ｂの（ａ）のパ
ルスによってｔｔ’ｙ’スイッチング回路グθ回路グツ
チングされ（その動作状態を第７図Ｂの（ｂ）および（
ｃ）に示す）、第２０−パスフイルタ、？／を通過した
溶接電流信号を第１．第２のピーク検出記憶回路グー、
１７３に第７図へのそれぞれＲ，Ｌの半周期毎に交互に
切換える。また、第２微分処理回路３１からＲまたは■
、に対応Ｉ−て出力された第７図Ｂの■のパルスをトリ
ガとしてかつ第１スイッチング回路ｑＯの動作状態とｌ
対ｌで対応するように〜第ニスイツチング回路＜／／は
スイッチングされる（その動作状態を第７図Ｂの■およ
び■に示す）。すなわち、第２スイツヂング回路ｑ２は
、第１スイッチング回路グθがｍ／ビーク検出記憶回路
タコ側にＯＮのときに第７図Ｂの■のパルスによって第
３ピーク検出記憶回路Ｓａ側がＯＮで第グビーク検出記
憶回路ｊ３側がＯＦＦとなるように、また第１スイッチ
ング回路ｑＯが第ユビーク検出記憶回路ｔＩＪ側にＯＮ
のときに第７図Ｂの■のパルスによ １つて第３ピ
ーク検出記憶回路３．２側がＯＦＦ’で第グビーク検出
記憶回路Ｓ３側がＯＮとなるように、スイッチングされ
る。その結果、第、２０−ハスフィルタ３／を通過した
溶接電流信号は第３．第ダのピーク検出記憶回路３；２
、 ｊ；３にそれぞれ半周期毎に交互に切換えられる
。そして第１．第コのピーク検出記憶回路グλ、ダ３は
溶接電流信号のそれぞれ半周期毎の最大値を検出するが
、第３゜第グのピーク検出記憶回路、タコ、り３は溶接
電流信号のそれぞれ半周期毎の極小値を検出し、その値
を検出周期終了時に記憶して次の検出終了までそれぞれ
保持しつづける。その後、差動増幅器付で最大値同士す
なわちタコどグ３の出方を比較することにより、左右（
Ｒ，Ｌ）のずれに応じた値が出力される。しかし、この
出方の極性が左右（Ｒ、Ｌ ）のずれ方向とは対応しな
いので、コンパレータＳ６で極小値同士すなわち！ｒ、
Ｚと！ｉ′３の出力を比較し、その出力の正負によって
、つまり昼の出力が負のときに符号変換回路ｓｇにおい
てＳ！ｒからの負の出力を正に変換し、これにより符号
変換回路ｒｇからの出力はずれ封とずれ方向に対応した
値として得らｔする。詳しく説明すれば、第７図Ｂのタ
イミングチャートに示すように最大値と徐小値の検出記
憶は交互にピーク検出記憶回路Ｆ 、２ 、４ｔ３ 、
！； 、７．およびｓ３にＲ−＋４２ 、 Ｂ−＋３
２゜Ｌ→’Ｉ 、？ 、 ’ｆ？ −＋ ５．７という
順に繰り返される。しかし、第１スイッチング回路ダ。
うな回転オシレート装置Ｓθを用いて溶接トーチ５１を
回転オシレートさせるようにしたので、溶接アークｇや
溶接ワイヤ先端の位置は第７図に示すように回転移動す
る。そしてこのとき溶接電流は溶接アークの回転位置に
よって変化し、こｆｌを溶接アークｇの回転周波数の数
倍程度のカットオフ周波数特性をもつ第２０−パスフイ
ルタ、？ ／にすることにより、第９図に示す溶融池９
ａ内前方Ｆ、右側Ｒ９後方Ｂ、左側りに対応して第、図
に示すような溶接電流波形が得られる。第ダ図を、■溶
接線ずれかない場合を示しており、ずれが生じた場合に
は、従来装置と同様にＬとＲの電流値に差が生じる。す
なわち、Ｌ方向にずれた場合にはＬ＞Ｒ１逆にＲ方向に
ずれた場合にはＬ＜Ｒとなる。また、アーク位置のＲ，
Ｌの判別のために、アーク位置が溶融池？ａの前方Ｆか
後方Ｂかに対応して溶接電流が変化し、しかも第５図に
示１ようにＦ＞Ｂとなることを利用して溶接電流変化よ
りＦ、Ｒの位置を検出し、これらの位置情報と溶接アー
クｇの回転方向とからＲ，Ｌ位置を決めることができる
。Ｆ、Ｂ、Ｒ，Ｌの位置検出のために溶接電流信号を第
７．第コの微分処理回路Ｊ 、７ 、 、？グで微分処
理するが、この時第Ｓ図に示すように細かな変動を含む
波形であると不必要なパルスが発生して正常な動作を阻
害する。この点を解決するために溶接アークｔの回転周
波数の十〜コ倍程度のカットカフ周波数をもつ第１ロー
バ理回路３３、第２微分処理回路３グで微分処理するこ
とによりそれぞれ確実にＦ、Ｂ、Ｒ，ＬＩＣ対応して第
７図Ｂの■、■のように規則的なパルスが得られる。こ
れらのアーク位置に対応したパルスを基準にしてＦとＢ
およびＲとＬの位置の識別および溶接電流の比較を行う
。詳しく云えば、第１微分処理回路３３から第７図Ａの
ＦまたはＢに対応して出力された第７図Ｂの（ａ）のパ
ルスによってｔｔ’ｙ’スイッチング回路グθ回路グツ
チングされ（その動作状態を第７図Ｂの（ｂ）および（
ｃ）に示す）、第２０−パスフイルタ、？／を通過した
溶接電流信号を第１．第２のピーク検出記憶回路グー、
１７３に第７図へのそれぞれＲ，Ｌの半周期毎に交互に
切換える。また、第２微分処理回路３１からＲまたは■
、に対応Ｉ−て出力された第７図Ｂの■のパルスをトリ
ガとしてかつ第１スイッチング回路ｑＯの動作状態とｌ
対ｌで対応するように〜第ニスイツチング回路＜／／は
スイッチングされる（その動作状態を第７図Ｂの■およ
び■に示す）。すなわち、第２スイツヂング回路ｑ２は
、第１スイッチング回路グθがｍ／ビーク検出記憶回路
タコ側にＯＮのときに第７図Ｂの■のパルスによって第
３ピーク検出記憶回路Ｓａ側がＯＮで第グビーク検出記
憶回路ｊ３側がＯＦＦとなるように、また第１スイッチ
ング回路ｑＯが第ユビーク検出記憶回路ｔＩＪ側にＯＮ
のときに第７図Ｂの■のパルスによ １つて第３ピ
ーク検出記憶回路３．２側がＯＦＦ’で第グビーク検出
記憶回路Ｓ３側がＯＮとなるように、スイッチングされ
る。その結果、第、２０−ハスフィルタ３／を通過した
溶接電流信号は第３．第ダのピーク検出記憶回路３；２
、 ｊ；３にそれぞれ半周期毎に交互に切換えられる
。そして第１．第コのピーク検出記憶回路グλ、ダ３は
溶接電流信号のそれぞれ半周期毎の最大値を検出するが
、第３゜第グのピーク検出記憶回路、タコ、り３は溶接
電流信号のそれぞれ半周期毎の極小値を検出し、その値
を検出周期終了時に記憶して次の検出終了までそれぞれ
保持しつづける。その後、差動増幅器付で最大値同士す
なわちタコどグ３の出方を比較することにより、左右（
Ｒ，Ｌ）のずれに応じた値が出力される。しかし、この
出方の極性が左右（Ｒ、Ｌ ）のずれ方向とは対応しな
いので、コンパレータＳ６で極小値同士すなわち！ｒ、
Ｚと！ｉ′３の出力を比較し、その出力の正負によって
、つまり昼の出力が負のときに符号変換回路ｓｇにおい
てＳ！ｒからの負の出力を正に変換し、これにより符号
変換回路ｒｇからの出力はずれ封とずれ方向に対応した
値として得らｔする。詳しく説明すれば、第７図Ｂのタ
イミングチャートに示すように最大値と徐小値の検出記
憶は交互にピーク検出記憶回路Ｆ 、２ 、４ｔ３ 、
！； 、７．およびｓ３にＲ−＋４２ 、 Ｂ−＋３
２゜Ｌ→’Ｉ 、？ 、 ’ｆ？ −＋ ５．７という
順に繰り返される。しかし、第１スイッチング回路ダ。
のスイッチングの仕方によってはＬ−＋ｌｌ ２ 、
Ｆ−＋、ｔ 、２ 、 Ｒ−）Ｆ ＋？。
Ｆ−＋、ｔ 、２ 、 Ｒ−）Ｆ ＋？。
Ｂ−＋夕３とい５順に逆転する。従って、溶接電流がＬ
側にずれたとすれば、すなわちＬ＞Ｒとすれば、Ｓりの
出力＝ ｇ 、２の出方 グ３の出方は、前者の場合角
であるが、後者の場合圧であって負がら正に逆転する。
側にずれたとすれば、すなわちＬ＞Ｒとすれば、Ｓりの
出力＝ ｇ 、２の出方 グ３の出方は、前者の場合角
であるが、後者の場合圧であって負がら正に逆転する。
同様に、ｓＡの出力−５，２の出力−５３の出力は、前
者の場合角であるが、後者の場合圧であって負がら正建
逆転する。そこで、符号変換回路５ｔにおいて、５Ａの
正負により、５′左の出力の符号変換を行えば、ずれ量
およびずれ方向に対応した出力が符号変換回路りｇから
得らねる。すなわら、この信号を駆動モータ制御回路、
２ｓに入力させてトーチ位置のずれを小さくする方向の
移動をさせることによって溶接線を追随するのである。
者の場合角であるが、後者の場合圧であって負がら正建
逆転する。そこで、符号変換回路５ｔにおいて、５Ａの
正負により、５′左の出力の符号変換を行えば、ずれ量
およびずれ方向に対応した出力が符号変換回路りｇから
得らねる。すなわら、この信号を駆動モータ制御回路、
２ｓに入力させてトーチ位置のずれを小さくする方向の
移動をさせることによって溶接線を追随するのである。
溶接信号として溶接電流信号の代りに溶接電圧信号を使
用することもできる。溶接電圧信号を使用する場合は、
溶接電流信号を使用した場合と全く逆である。つまり、
第に図に示す溶接電圧を第６図のｑ％ ｌローパスフィ
ルタ、？ｏＫ通すと、第９図Ａの溶接電圧信号が得られ
、Ｆ＜Ｂを利用してＦ、７’３０位置を検出するのであ
る。第１微分処理回路どしては微分した溶接電圧信号の
極大時（溶接電流信号の場合は極小時）にパルスを発生
するものを用い、また第２微分処理回路としては微分し
た溶接電圧信号の極小時にパルスを発生才ろものを用い
る。更に第１．第ａのピーク検出記憶回路とり、−Ｃは
溶接電圧信号の最小値（溶接直流信号の場合は最大値）
を検出し、て記憶保持するものを用い、第３．第グのピ
ーク検出記憶回路としては溶接電圧信号の最大値を記憶
保持するものを用いる。従って、第９図Ｂから明らかな
ように最小値と極大値の検出記憶はＲ→ｔＩ、！、Ｂ→
タノ、Ｌ→ＩＩ 、？ 、ｐ’−＋り３戊はＬ−＋グコ
、Ｆ→ダコ、Ｒ→グ３゜Ｂ→夕３という順に繰り返され
る。溶接電圧がＬ側ばずれてＴ、 ＞ Ｒとｔｃろと、
左Ｓの出力は前者の場合圧であるが後者の場合角であっ
て、正から負に逆転する。同様に９６の出力は前者の場
合圧であるが後者の場合角で、もって正から負に逆転す
る。
用することもできる。溶接電圧信号を使用する場合は、
溶接電流信号を使用した場合と全く逆である。つまり、
第に図に示す溶接電圧を第６図のｑ％ ｌローパスフィ
ルタ、？ｏＫ通すと、第９図Ａの溶接電圧信号が得られ
、Ｆ＜Ｂを利用してＦ、７’３０位置を検出するのであ
る。第１微分処理回路どしては微分した溶接電圧信号の
極大時（溶接電流信号の場合は極小時）にパルスを発生
するものを用い、また第２微分処理回路としては微分し
た溶接電圧信号の極小時にパルスを発生才ろものを用い
る。更に第１．第ａのピーク検出記憶回路とり、−Ｃは
溶接電圧信号の最小値（溶接直流信号の場合は最大値）
を検出し、て記憶保持するものを用い、第３．第グのピ
ーク検出記憶回路としては溶接電圧信号の最大値を記憶
保持するものを用いる。従って、第９図Ｂから明らかな
ように最小値と極大値の検出記憶はＲ→ｔＩ、！、Ｂ→
タノ、Ｌ→ＩＩ 、？ 、ｐ’−＋り３戊はＬ−＋グコ
、Ｆ→ダコ、Ｒ→グ３゜Ｂ→夕３という順に繰り返され
る。溶接電圧がＬ側ばずれてＴ、 ＞ Ｒとｔｃろと、
左Ｓの出力は前者の場合圧であるが後者の場合角であっ
て、正から負に逆転する。同様に９６の出力は前者の場
合圧であるが後者の場合角で、もって正から負に逆転す
る。
そこで、５Ａの正負により３３°の１１１力の符号変換
を行えば、ずれ旦およびずれ方向に対応した出力が省゛
号変挽回路ｔｇから得られる。
を行えば、ずれ旦およびずれ方向に対応した出力が省゛
号変挽回路ｔｇから得られる。
ノてお、上記実ｈｆＱ例では、溶接アークを回転運動さ
）灯るのに、給電チップの位置がシールドノズルの中心
より偏心した構造のものを使用し７たが、ロボットの各
駆動軸の動きを合成して動作させるなどの同様な回転運
動を溶接アークに与るようなものなら、どんノ１方法お
よび装置でもよい。また、上記実施例では消耗電極式溶
接方法の場合につい゛〔説明したが、非消耗電極式溶接
方法に適用しても上記実施例と同様の効果を奏する。
）灯るのに、給電チップの位置がシールドノズルの中心
より偏心した構造のものを使用し７たが、ロボットの各
駆動軸の動きを合成して動作させるなどの同様な回転運
動を溶接アークに与るようなものなら、どんノ１方法お
よび装置でもよい。また、上記実施例では消耗電極式溶
接方法の場合につい゛〔説明したが、非消耗電極式溶接
方法に適用しても上記実施例と同様の効果を奏する。
また２０−パスフィルタのかわりにバンドパスフィルタ
を用い、ピーク検出記憶回路のかわりに積分記憶回路を
用いても同様な効果を奏する。
を用い、ピーク検出記憶回路のかわりに積分記憶回路を
用いても同様な効果を奏する。
さらに、上記実施例では、信号処理をアナログで行った
が、ローパスフィルタを通したあとへ／Ｄ変換し、それ
からコンピュータによりディジタル処理し、これをＤ／
Ａ変換変換−モータ駆動制御モヨく、Ｄ ／ Ａ変換せ
ずに直接ステッピングモータなどを駆動制御しても同様
の効果を奏することはいうまでもない。
が、ローパスフィルタを通したあとへ／Ｄ変換し、それ
からコンピュータによりディジタル処理し、これをＤ／
Ａ変換変換−モータ駆動制御モヨく、Ｄ ／ Ａ変換せ
ずに直接ステッピングモータなどを駆動制御しても同様
の効果を奏することはいうまでもない。
以上のよ５に、この発明によれば溶接アークを回転運動
させ、溶接アークの回転に対応して規則的な変化をする
溶接信号の変化を処理してアーク位置を検出つるように
したので、機械的な位置検出装置が不用であり、装置が
軽量、小型かつ安価であるばかりか、アーク自体をセン
サとした精度の高い溶接線自動追随が可能であり、円状
のアーク運動を採用してワーク開先との絶対的なアーク
位置検出を行うようにしたので、検出の方向性、指向性
がなく、ロボットに簡単に搭載できるという効果がある
。
させ、溶接アークの回転に対応して規則的な変化をする
溶接信号の変化を処理してアーク位置を検出つるように
したので、機械的な位置検出装置が不用であり、装置が
軽量、小型かつ安価であるばかりか、アーク自体をセン
サとした精度の高い溶接線自動追随が可能であり、円状
のアーク運動を採用してワーク開先との絶対的なアーク
位置検出を行うようにしたので、検出の方向性、指向性
がなく、ロボットに簡単に搭載できるという効果がある
。
第１図は溶接アーク自体をセンサとして溶接線を自動的
に追随する従来の装置を示す構成図、第２図は溶接アー
ク自体“をセンサとして溶接線な自動的に追随するこの
発明の方法を実施した装置の構成図、第３図はこの発明
で使用される回転オシレート装置の一例を示す図、第９
図はこの発明を用いたとこの給電チップと溶接ワイヤ先
端位置および溶接アークと溶融池との関係を示す模式図
、第Ｓ図は溶接電流とアーク位置との関係を示す図卯、
４図は第２図に示した検出処理制御装置の詳しいブロッ
ク図、第７図は検出処理制御装置の動作を示すタイミン
グチャート図、第Ｓ図は溶接電圧とアーク位置との関係
を示す図、第９図は溶接電圧信号を用いた場合の検出処
理制御装置の動作説明用タイミングチャート図である。 ／−・溶接トーチ１，７・・移動装置、ｙ−・駆動子−
夕、Ａ・・消耗電極、７・・溶接ワーク、ｇ−・溶接ア
ーク、１７・・アーク回転方向。 、２Ｓ・・駆動モータ制御回路、３θ、３／・・ローパ
スフィルター３．３．３’ｌ・・微分処理回路。 ＶＯ，’ｌ／・・スイッチング回路、Ｖ−２，ｖ−３゜
、１コ、左３・・ピーク検出記憶回路、りθ・・回転オ
シレート装置、５／・・回転オシレート用偏心溶接トー
チ、３５・・差動増幅器、タロ・・コンパレータ、５ｇ
・・符号変換回路、６１・・検出処理制御装置、ｇ／・
・回転オシレート用モータ。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 焔１図 幣２図 旭３図 第４図 幣５図 革６図 １ 第７図 光８図 幣９図 の
に追随する従来の装置を示す構成図、第２図は溶接アー
ク自体“をセンサとして溶接線な自動的に追随するこの
発明の方法を実施した装置の構成図、第３図はこの発明
で使用される回転オシレート装置の一例を示す図、第９
図はこの発明を用いたとこの給電チップと溶接ワイヤ先
端位置および溶接アークと溶融池との関係を示す模式図
、第Ｓ図は溶接電流とアーク位置との関係を示す図卯、
４図は第２図に示した検出処理制御装置の詳しいブロッ
ク図、第７図は検出処理制御装置の動作を示すタイミン
グチャート図、第Ｓ図は溶接電圧とアーク位置との関係
を示す図、第９図は溶接電圧信号を用いた場合の検出処
理制御装置の動作説明用タイミングチャート図である。 ／−・溶接トーチ１，７・・移動装置、ｙ−・駆動子−
夕、Ａ・・消耗電極、７・・溶接ワーク、ｇ−・溶接ア
ーク、１７・・アーク回転方向。 、２Ｓ・・駆動モータ制御回路、３θ、３／・・ローパ
スフィルター３．３．３’ｌ・・微分処理回路。 ＶＯ，’ｌ／・・スイッチング回路、Ｖ−２，ｖ−３゜
、１コ、左３・・ピーク検出記憶回路、りθ・・回転オ
シレート装置、５／・・回転オシレート用偏心溶接トー
チ、３５・・差動増幅器、タロ・・コンパレータ、５ｇ
・・符号変換回路、６１・・検出処理制御装置、ｇ／・
・回転オシレート用モータ。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 焔１図 幣２図 旭３図 第４図 幣５図 革６図 １ 第７図 光８図 幣９図 の
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） 溶接トーチの全体または一部を回転もしくは
円運動させて溶接アークを回転運動させ、この回転運動
中の溶接電流または溶接電圧の変化を表わす溶接信号か
ら前記溶接アークの回転位置を識別し、溶接進行方向に
対する回転の左右それぞ、３溶接信号を比較してその左
右ずれを検出し、このずれが零となるよつＩｃ前記溶接
トーチの位置を制御して溶接線を追随することを特徴と
するアーク溶接方法。 （２）溶接トーチの全体または一部を回転もしくは円運
動させて溶接アークを回転運動させ、この回転運動中の
溶接電流または溶接電圧の変化を表わす溶接信号を取り
出し、この溶接信号を前記溶接アークの回転周波数程度
のカットオフ周波数特性を持つフィルタに通し、このフ
ィルタ通過後の前記溶接信号の第１所定値同士の比較か
ら前記第１所定値の発生位置が溶接進行方向の前部か後
部かを識別し、前記フィルタ通過後の前記溶接信号の第
２所定値同士の比較から前記第２所定値の発生位置が前
記溶接進行方向の左側か右側かを識別すると共に前記溶
接信号の左右ずれを検出し、このずれが零となるように
前記溶接トーチの位置を制御して溶接線を追随すること
を特徴とするアーク溶接方法。 （３）溶接信号が溶接電流信号であるときに、第１所定
値が前記溶接電流信号の極小値であり、第４所定値が前
記溶接電流信号の最大値である特許請求の範囲第コ項記
載のアーク溶接方法。 （り）溶接信号が溶接電圧信号があるときに、第１所定
値が前記溶接電圧信号の極大値であり、第２所定値が前
記溶接電圧信号の最小値である特許請求の範囲第一項記
載のアーク溶接方法。 （ｊ） 第一所定値が溶接アークの回転の左右半周期
毎に比較される特許請求の範囲第３項または第グ項記載
のアーク溶接方法。 （６）第１所定値および第２所定値が溶接信号の精分値
である特許請求の範囲第一項記載のアーク溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8953383A JPS59215279A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | ア−ク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8953383A JPS59215279A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | ア−ク溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59215279A true JPS59215279A (ja) | 1984-12-05 |
Family
ID=13973446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8953383A Pending JPS59215279A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | ア−ク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59215279A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6224869A (ja) * | 1985-07-26 | 1987-02-02 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | ２電極回転ア−ク隅肉溶接方法 |
| JPS6224870A (ja) * | 1985-07-26 | 1987-02-02 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 回転ア−ク隅肉溶接方法 |
| KR100357372B1 (ko) * | 2000-04-11 | 2002-10-18 | 삼성중공업 주식회사 | 회전아크 자동용접장치의 용접선 추적방법 |
-
1983
- 1983-05-20 JP JP8953383A patent/JPS59215279A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6224869A (ja) * | 1985-07-26 | 1987-02-02 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | ２電極回転ア−ク隅肉溶接方法 |
| JPS6224870A (ja) * | 1985-07-26 | 1987-02-02 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 回転ア−ク隅肉溶接方法 |
| JPH0377031B2 (ja) * | 1985-07-26 | 1991-12-09 | Nippon Kokan Kk | |
| JPH0379106B2 (ja) * | 1985-07-26 | 1991-12-17 | Nippon Kokan Kk | |
| KR100357372B1 (ko) * | 2000-04-11 | 2002-10-18 | 삼성중공업 주식회사 | 회전아크 자동용접장치의 용접선 추적방법 |
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