JPS5933075A - Method and apparatus for copying control of welding torch in direction of groove width - Google Patents

Method and apparatus for copying control of welding torch in direction of groove width

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Publication number
JPS5933075A
JPS5933075A JP14260682A JP14260682A JPS5933075A JP S5933075 A JPS5933075 A JP S5933075A JP 14260682 A JP14260682 A JP 14260682A JP 14260682 A JP14260682 A JP 14260682A JP S5933075 A JPS5933075 A JP S5933075A
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JP
Japan
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groove
welding torch
arc
width direction
image
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Pending
Application number
JP14260682A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayoshi Tahashi
太箸 孝善
Haruhiko Naya
名矢 治彦
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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Publication of JPS5933075A publication Critical patent/JPS5933075A/en
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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
    • B23K9/12Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/127Means for tracking lines during arc welding or cutting

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Copy Controls (AREA)

Abstract

PURPOSE:To control positionally a welding torch to the center of groove width with very accuracy, by substituting the change of quantity of arc light for the change of position of arc point and detecting the change of quantity of arc light. CONSTITUTION:When a welding torch 3 is moved along the longitudinal direction of a groove 2, an image 5 of groove at the arc point is always projected on a screen 4, and the change of quantity of light is detected by an image sensor 7. If the welding torch 3 moves out of the center of the groove 2, it is grasped at once by the sensor 7 as a change of quantity of electricity. The present position of the torch 3 at the groove 2 is counted and read in a memory. At the same time, it is calculated by a central processing unit and the result of calculation and initial value are compared. If the result of calculation is smaller, the torch 3 is at the center of the groove. If larger, the welding torch 3 is moved by rotating a motor.

Description

【発明の詳細な説明】 法及びその装置に係り、特にアーク点の位置の変化をア
ーク光量の変化に置き換え、このアーク光量の変化を検
知することによシ開先幅の中心位置に溶接トーチを極め
て正確に位置制御し得るようにした溶接トーチの開先幅
方向倣い制御力法及びその装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] It relates to a method and an apparatus thereof, in particular, it replaces a change in the position of the arc point with a change in the amount of arc light, and by detecting the change in the amount of arc light, the welding torch is placed at the center position of the groove width. The present invention relates to a welding torch welding torch groove width direction scanning control force method and its device, which enables very accurate position control of the welding torch.

従来、MHG、md,’TIG溶接等における溶接トー
チの開先幅方向倣 (1) 両開先壁面の影響による溶接アーク噴流の変化
を検知して制御する方法。
Conventional welding torch groove width direction tracing in MHG, md, 'TIG welding, etc. (1) A method of detecting and controlling changes in the welding arc jet due to the influence of both groove walls.

(2) 溶接・−チに変位検出器を設け、溶接トーチと
両開先壁晶との変+を検知して制御する方法。
(2) A method in which a displacement detector is provided on the welding torch to detect and control the displacement between the welding torch and both groove wall crystals.

(3)両開光の開口部に幕諭装置を取付け制御する方法
゜ などがあるが、次の様な欠点を有する、(1)の方法は
、開先壁面への溶け込みを良好にするため溶接ワイヤを
揺動させるが、この揺動の乱れ或いは開先幅の変化でア
ーク電流が不安定となり、屡々倣い不良を生じる。
(3) There is a method of attaching and controlling a curtain guard device to the opening of both openings, but it has the following drawbacks.The method of (1) requires welding in order to improve the penetration into the groove wall surface. Although the wire is oscillated, the arc current becomes unstable due to disturbances in this oscillation or changes in the groove width, often resulting in defective tracing.

(2)の方法は、予熱、後熱又は溶接アーク熱により溶
接1−チが200〜300℃にも達する高温となり、と
め熱に耐え拓る検出器がない。このため、1つの方法と
して、気体(薊えばンールドガス)を利用して、その気
体め流量変化、背圧変化を検知して制御することが考え
もれるが、気体の乱れによるガスシールド性の悪化を伴
なう。まだ、この検出器の特性が開先幅の大きさく開先
壁面と検出器のクリアランス量の変化)により変化する
In method (2), the temperature of the first weld reaches as high as 200 to 300° C. due to preheating, postheating, or welding arc heat, and there is no detector that can withstand the stop heat. For this reason, one possible method would be to use gas (in other words, unmolded gas) and detect and control changes in the flow rate and back pressure of the gas, but gas turbulence would worsen the gas shielding performance. accompanied by. However, the characteristics of this detector change depending on the width of the groove and the amount of clearance between the groove wall and the detector.

(3)の方法はアーク点での制量ができない。Method (3) cannot control the amount at the arc point.

このような従来の方法ではいずれも正確な幅方向の倣い
ができなかったが、特に狭開先溶接にあっては溶接士に
よるアーク点の監視および手操作が困難であり、このた
め既に確立されている縦方つの倣い制御のみでは成り立
たない狭興先溶接T法の実用化には、虐接1−チの開入
倣い制御方法の開発が切に望壕れていた。
None of these conventional methods were able to accurately trace in the width direction, but it was difficult for welders to monitor and manually operate the arc point, especially when welding narrow gaps. In order to put into practical use the T-method, which cannot be achieved by controlling only the longitudinal profile of the welding joint, the development of a method of controlling the open profile of the 1-chip welding joint is desperately needed.

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、開先
幅の変化や溶接]−チ熱による影響を受けない許りか、
アーク点々の制御が行!え、且つ簡扁できわめて洲精度
め幅方向の倣い制御ができる溶接1−チの開先幅方向倣
い制御方法及び装置を提供することを目曽とする、丑だ
、かかる制御方法及び装置を、開発することによって開
赤噴接自動化を実現し、もって済惨能率の向上、竺竺品
質の安定さらには、芳力化をはかることを目的とする゜
か力る目的を達成する々めに、本発明は次のように構成
したものである。一般に行なっているのと同様にして溶
接開先面をアークモニタ(投影機)のスクリーンに撮し
出し、スクリーン面に数例けた2個のイメージセンサの
光電変換素子で、ア−り光により撮し出嬶れている左右
幅方向の開先像の明暗を・ルス信号に変換し.この光電
変換により得られるやルス数をカウントして、左右のカ
ウント差を求め、このカウント差がアーク点の位置の変
位に置き換えられることを利用してカウント差が常に一
定になるように溶接トーチの開先幅方向の変位を修再す
るように構成したものである、以下、本発明の好適一実
施例を添附図面に従って説明する。
The present invention has been made in view of such circumstances, and is not affected by changes in groove width or welding heat.
Control the arc points! The object of the present invention is to provide a method and apparatus for controlling the width direction of a groove in a welded groove, which is simple and capable of controlling the width direction of a groove with extremely high precision. By developing this, we will realize the automation of red-spray welding, thereby improving processing efficiency, stabilizing the quality of the paper, and achieving the purpose of increasing the strength of paper. , the present invention is constructed as follows. The welding groove surface is photographed on the screen of an arc monitor (projector) in the same manner as in general practice, and the photoelectric conversion elements of two image sensors placed on the screen surface are used to capture the image using arc light. Converts the brightness of the groove image in the left and right width directions into a Luz signal. The welding torch is controlled so that the count difference is always constant by counting the number of pulses obtained by this photoelectric conversion and finding the difference in counts between the left and right sides. A preferred embodiment of the present invention, which is configured to correct displacement in the width direction of the groove, will be described below with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明力浩を実施するだめの装置の概要図であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus for carrying out the invention.

図示する如<、=般に使用される溶接機のアークモニタ
(投影機)1は、開先2に挿入した溶接トーチ3のアー
ク光を光源として(第2図参照)、スクリ−74二にア
ーク点における倒ヴした開先像5を撮し出すようべ構成
されて諭る。このスクリーン4の前面に、撮し出された
開先像5の左右、すなわち開先2を中心にして左右の母
材表面像6L、6Rから開先2中央臀至るまでの幅方向
の明暗の分布をそれぞれ電気信号として検出すべく2個
の独立した光電変換回路7が一体的に取り伺けられてい
る。この光電変換回路7は、例えばポトダイオードアレ
イ及びシフトレジスタから成る固体イメージセンサであ
って、左右幅方向の開先像5L、5Hの各点における光
量を、その各点に対応したホトダイオードがシフトレジ
スタのセンス信号により順次電気やルス信号として読み
取り、サンプリング検出するように構成されている゜第
3図に示す如く、イメージセンサIが取り伺けられたア
ークモニタ1は、走行する溶接1−チ3のチラノ8ない
しはアーク9を開先長手方向の前方で斜め上方から常に
監視し得るように、溶接トーチ3と一体的に連結されて
いる。従って、撮し出される溶接トーチ像3aのスクリ
ーン4土における絶対位置は、不変であり、スクリーン
4前面に取り付けたイメ−ノセンサ7との位置関係も同
じぐ不変となる。寸た、溶接トーチ3は図示しないモー
タと、とのモータによって回転する送すねじ10aとか
ら成る駆動機構10によシ開先幅方向に移動自在に設け
られている。したがって、この送りねじ10aの回転に
より.又は開先内の溶接1−チ3の幅方向変位により、
スクリ−ン4の開先像5は左右に動くととと橙る、メタ
リーン4土におけるこの左右の開先像5の大幅移動又は
開先幅の広狭に有効に対応させるだめには、上記2個の
イメージセンサ7は、撮し出される溶接1−チ像3aK
対し直交且つ一直線上に配置するとともに、相対抗する
一端部を可及的に接近させ、他端部がスクリーン4のフ
レーム11に丑で達する長さとすることが望ましい4.
尚、図中12は溶接ビー1.13は開先壁面、そして1
4はワイヤである、 第4図は、上記イメージセンサ7で検出された電気信号
の処理回路を概念的に示したブロック図である。クロッ
クツエネレータ15により、イメージセンサ7において
検出した電気信号を/ルス列として取り出し、この取り
出したパルス列を、別個に設けたカウンタ20により計
数し、この計数出力を制御回路17に送ってここで両カ
ウンタの差を求めるように構成したものである、さらに
詳しく示17だのが第5図のブロック図である。スター
ト信号により作動じ、完了信号により停止するり6ツク
ソ主ネレニタ15は同一クロックを送込べくか右のイメ
ージ七ジサ7T5,7RK共通接続されている。右のイ
メージセンサ7Rからは上記完了信号を取り出せるよう
にす不とともに、イメージセンサIRの検知出力を増大
すべくその出力に・杓レス増幅器18Rが接続遂れてい
る。とのパルス増幅器18Hの出力はSN比を良好とす
るための(J’−クホールド回路19nを介してRn□
Iカクンタ20Rに接続されヤいる1、とのR9j′カ
ウンタ20aは、ピニクボールド回路1”9ffi出力
がコンノぐレータ21Rに了め設定したスライスレベル
以」−のときコン・やレニタ21Rよりカウンタダート
信号をもらって・ぞルス数を計数し、カランタケ゛−1
信号が無いどきは計数を行なわないようになっている。
As shown in the figure, an arc monitor (projector) 1 of a commonly used welding machine uses arc light from a welding torch 3 inserted into a groove 2 as a light source (see Fig. 2), and a screen 74 2. It is configured to take a picture of the fallen groove image 5 at the arc point. In front of this screen 4, the left and right of the captured groove image 5, that is, the brightness and darkness in the width direction from the left and right base material surface images 6L, 6R with the groove 2 as the center to the center hip of the groove 2, are displayed. Two independent photoelectric conversion circuits 7 are integrated in order to detect each distribution as an electrical signal. This photoelectric conversion circuit 7 is a solid-state image sensor consisting of, for example, a photodiode array and a shift register, and the photodiode corresponding to each point is connected to a shift register to measure the amount of light at each point of the groove images 5L and 5H in the left and right width directions. As shown in Fig. 3, the arc monitor 1, to which the image sensor I is located, detects the moving welds 1-3. The welding torch 3 is integrally connected to the welding torch 3 so that the tyranno 8 or the arc 9 can be constantly monitored from diagonally above at the front in the longitudinal direction of the groove. Therefore, the absolute position of the photographed welding torch image 3a on the screen 4 remains unchanged, and the positional relationship with the image sensor 7 attached to the front surface of the screen 4 also remains unchanged. The welding torch 3 is provided movably in the groove width direction by a drive mechanism 10 comprising a motor (not shown) and a feed screw 10a rotated by the motor. Therefore, due to the rotation of this feed screw 10a. Or due to widthwise displacement of weld 1-3 within the groove,
The groove image 5 on the screen 4 turns orange when it moves from side to side.In order to effectively respond to the large movement of the left and right groove images 5 or the wide and narrow groove width in Metareen 4 soil, the above-mentioned 2. The image sensors 7 take images of welding 1-chi 3aK.
4. It is preferable that the opposing ends be arranged perpendicularly and on a straight line, with opposing ends as close as possible, and the other end long enough to reach the frame 11 of the screen 4.
In addition, 12 in the figure is the weld bead 1, 13 is the groove wall surface, and 1
4 is a wire. FIG. 4 is a block diagram conceptually showing a processing circuit for electrical signals detected by the image sensor 7. As shown in FIG. The clock generator 15 extracts the electrical signal detected by the image sensor 7 as a pulse train, the extracted pulse train is counted by a separately provided counter 20, and the counting output is sent to the control circuit 17 where both pulse trains are counted. The block diagram of FIG. 5 shows the configuration for determining the difference between the counters in more detail. The 6-trundle main unit 15, which is activated by a start signal and stopped by a completion signal, is commonly connected to the 7T5 and 7RK in the image on the right in order to send the same clock. In addition to being able to take out the completion signal from the right image sensor 7R, a dipless amplifier 18R is connected to the output of the image sensor IR in order to increase the detection output of the image sensor IR. The output of the pulse amplifier 18H is connected to the Rn
The R9j' counter 20a, which is connected to the I/R converter 20R, receives a counter dart signal from the converter 21R when the pinnikbold circuit 1'9ffi output is equal to or higher than the slice level set by the controller 21R.・Count the number of zorus, and make Karantake-1
Counting is not performed when there is no signal.

寸だ、一定時間経過後には上記スタート信号を出力する
ようになっている。一方、左のイメージセンサ7rの出
力も右のイメージセンサ7Rと同様に、パルス増幅器1
8L、ピークホールド回路19Lを介してLniカウン
タ20+に接続され、このLn+カウン720Lは上記
スライスレベルを共通の基準値とするコンぐレータ21
Lのカウンタダート信号により制御されるようになって
いる。計数されたRniカウンタ20R及びL。1カウ
ンタ2OLの出力は共に中央処理装置等の制御回路17
に入力され、ここで両カウンタ出力の差を検出するとと
もにこの検出値を常に二定に保つべく溶接トーチ3の福
方向の変位修正を行なう信号を出力するようになってい
る4、上記駆動機構10は、溶接トーチ3にこの変位修
正を行々うべく制御回路17に接続され、制御回路信号
出力が正のときモータに右回転を付与して溶接1−チ3
を左側へ移動し、信号出力が負のときは右側へ移動する
ように構成されている1、次に、以上の構成よりなる本
装置の作用を述べる。
After a certain amount of time has elapsed, the start signal is output. On the other hand, the output of the left image sensor 7r is also output from the pulse amplifier 1 similarly to the right image sensor 7R.
8L is connected to the Lni counter 20+ via the peak hold circuit 19L, and this Ln+ counter 720L is connected to the conglomerate 21 which uses the slice level as a common reference value.
It is controlled by the L counter dart signal. Counted Rni counters 20R and L. The outputs of 1 counter 2OL are both sent to a control circuit 17 such as a central processing unit.
4. The above-mentioned drive mechanism 10 is connected to a control circuit 17 to correct the displacement of the welding torch 3, and when the control circuit signal output is positive, it gives clockwise rotation to the motor and welds 1 to 3.
1. Next, the operation of this device having the above configuration will be described.

先ず、溶接トーチ3を開先幅の中心位置にセットする。First, the welding torch 3 is set at the center position of the groove width.

セット後、チップ8又はア→り9に焦点を合わせアーク
点付近の開先像5をアークモニタ1のスクリーン4の中
央に撮し出す。そして、以後の操作は第6図に示すフロ
ーチャートに従って行なう31本装置をやワーオンした
後、幅方向倣い制御を行なうか否かの判断をす)、YE
Sであると、制御回路17に内蔵されてい名メモリをす
べてりリアする1、続いて溶接トーチ3をセットしたと
きのアーク点における左右幅方向の開先像5の位置を後
述する如くパルスのカウント数Rn0及びLnoとして
検出し、制御回路11にてカウント数の差、anO−n
o=Poを求め、この差P。を初期値としてメモリに予
め記障させる3、また、メモリに指定されだ制御精度Δ
P0を読み込ませる。上記初期値Poハ両イメージセジ
サ7の中央に溶接トーチ3が撮し出さ扛るようにイメー
ジセンサ7を取り付けれはゼロとガる可能性もあるが、
左右を完全に等しくするのは困難であり、また必ずしも
中央にする必要はないので一般的には或る整数を示す。
After setting, the tip 8 or the arrow 9 is focused and a groove image 5 near the arc point is taken at the center of the screen 4 of the arc monitor 1. The subsequent operations are performed according to the flowchart shown in Figure 6.After turning on the device, it is determined whether or not to perform width direction scanning control.
If it is S, all memory built in the control circuit 17 is cleared 1, and then the position of the groove image 5 in the left and right width direction at the arc point when the welding torch 3 is set is determined by the pulse as described later. The count numbers Rn0 and Lno are detected, and the control circuit 11 detects the difference between the count numbers, anO-n.
Find o=Po and find this difference P. The control accuracy Δ is recorded in the memory as an initial value in advance.
Load P0. If the image sensor 7 is installed so that the welding torch 3 takes an image at the center of both image sensors 7, the above initial value Po may be zero.
It is difficult to make the left and right sides completely equal, and it is not always necessary to make them in the center, so a certain integer is generally indicated.

次に、溶接を行なうべぐ溶接1−チ3を開先2の長手方
向に渚つそ走行させる。どの場合、アークモータ1が溶
接トーチ3と一体に連結されているので、アーク点にお
ける開先像5は常時ス久す−74に撮し出され、イメー
ジセンサ7によりその光l変化が検出されている。今、
溶接トーチ3が開先2中心から外れ第7図に示すように
幾分左寄りに変位したとする。この変位は直ちにイメー
ジセンサ7において電気量の変化として杷捉される。こ
の杷捉は次のようになされる。第8図に便宜上イメージ
センサ7を5ビツト構成にした場合の模式的に示した開
先像5において、初期時ないし溶接トーチ3が開先幅の
中心位置にある時、アーク9は図<a)に示す如く開先
幅の中心に来る。開先像の明暗は、開先幅の中心が最も
明るく、中心よりも離れると幾分明るさが減少し、母材
表面6に至ってはアーク光が届かないので開先2に臨む
部分を除いては極端に暗い1、このだめ、旬材表面上に
位置する左右のイメージセンサ7のホトダイオードQ+
、Q2及びQsには、クロック信号が各ビットに入ると
、図(b)に示す如くほぼ値ゼロの暗電流が流n、逆に
開先壁面13を境にして開先内に位置するホトダイオー
ドQ4、Qsには負の大きな電流が流れるも、左右の明
暗は対象となる。
Next, the welding section 1-3 for welding is run in the longitudinal direction of the groove 2. In any case, since the arc motor 1 is integrally connected to the welding torch 3, the groove image 5 at the arc point is always taken at a time of -74, and the change in light is detected by the image sensor 7. ing. now,
Assume that the welding torch 3 is deviated from the center of the groove 2 and is displaced somewhat to the left as shown in FIG. This displacement is immediately captured by the image sensor 7 as a change in the amount of electricity. This trapping is done as follows. In the groove image 5 schematically shown in FIG. 8 when the image sensor 7 has a 5-bit configuration for convenience, at the initial stage or when the welding torch 3 is at the center position of the groove width, the arc 9 is ), it comes to the center of the groove width. The brightness of the groove image is the brightest at the center of the groove width, and the brightness decreases somewhat as you move away from the center, and the arc light does not reach the base material surface 6, so excluding the part facing the groove 2. 1. The photodiodes Q+ of the left and right image sensors 7 located on the surface of the wood are extremely dark.
, Q2, and Qs, when a clock signal enters each bit, a dark current of almost zero flows as shown in FIG. Although a large negative current flows through Q4 and Qs, the brightness and darkness of the left and right sides are symmetrical.

したがって最終的にRniカウンタ20R及びLniカ
ウンタ20■で言数されるイメージセンサ7のビット端
から開先壁面13までのカラン]値は共に3個となシ、
その差P。(p;)”oとなる、ところが、上述したよ
うに溶接1−チ3が左寄りに変位すると第9図に示す如
く左側の開先壁131がアーク9に近づくために左のイ
メーノセ/す71のホトグイオニドロ4は一転し暗電流
となり、右のイメージセンサ7RのホトダイオードQ3
は明電流に切換わり、もって溶接トーチ3の変位は電気
量の変化として把捉される。
Therefore, in the end, the values from the bit end of the image sensor 7 to the groove wall surface 13 counted by the Rni counter 20R and the Lni counter 20■ are both 3.
The difference is P. (p;)"o.However, as described above, when welding 1-3 moves to the left, the left groove wall 131 approaches the arc 9 as shown in FIG. The photodiode Q3 of the image sensor 7R on the right turns into a dark current.
is switched to a bright current, and the displacement of the welding torch 3 is thus grasped as a change in the amount of electricity.

かかる電気量はクロックツエネレータ15からのクロッ
ク信号によりQ+、Q2、・・・の順序で、イメージセ
ンサγから第10図b1.b2に示すぐル′列とし1取
り出される。力力るパルス列は増幅器18により増幅・
整形されてCI+02波形となシ、さらにピークホール
ド回路19によりdI+d2に示す如(SN比を高めた
幅広なパルスを得る。かかるピークホールド回路19出
力は、コンパレータ21の基準値であるスライスレベル
以上のときのみカウンタゲート信号el+e2が出るの
でLn1カウンタ201ではパルスを4個カウントし+
Rniカウンタ20Rは2個カウントする。スライスレ
ベル以下のパルスnl、nRは雑音として無視される。
The amount of electricity is transmitted from the image sensor γ to b1 in FIG. 10 in the order of Q+, Q2, . One row is taken out as shown in b2. The powerful pulse train is amplified by the amplifier 18.
The waveform is shaped into a CI+02 waveform, and the peak hold circuit 19 generates a wide pulse with a high signal-to-noise ratio as shown in dI+d2. Since the counter gate signal el+e2 is output only when the Ln1 counter 201 counts 4 pulses and +
The Rni counter 20R counts two. Pulses nl and nR below the slice level are ignored as noise.

このようにして、溶接トーチ3の開先2における現在位
置がカウントされ、メモリに読み込まれるとともに中央
処理装置17にてRni−Lni=Pi(2−4−一2
)なる演算が施される。続いて、先ず得られた演算結果
の大きさ1Pilと精度ΔPoを含めた初期値1pol
の大きさとの比較、IPil>1Pof+ΔPoを行な
う1演算結果の大きさlpHの方が小さければ、溶接ト
ーチ3は開先幅の中心位置にあるので幅方向位置の修正
は行なう必要はなくモータはオフとするも、逆であれば
、次に演算結果P1の正負を判断し溶接トーチ3の変位
方向を判別する。これは、Rniカウンタ20aとLn
iカウンタ20Lとのカウント出力差を求めるときに常
に一方から他方を差し引くように特定したことによシ、
右変位と左変位とでは符号が逆になるからである。上述
の例ではPi=−2であるから方向判別はNoとなり、
モータを左回転させて第7図に示す如く送りねじ(右ね
じ)10aをモータ側に引き寄せ、溶接トーチ3を右側
開先壁13Rに移動させる。この移動は、上述のイメー
ジセンサ7出力のカウントがスタート信号、完了信号の
繰り返しにより周期的に行なわれるので、誤差の比較が
Noになるまで行なわれる。方向判別が正であればモー
タを右回転させ同様に溶接トーチ3を左側開先壁131
に移動させる。
In this way, the current position of the welding torch 3 in the groove 2 is counted and read into the memory, and at the same time, in the central processing unit 17, Rni-Lni=Pi (2-4-12
) is performed. Next, first, the initial value 1pol including the size 1Pil of the obtained calculation result and the precision ΔPo
Comparison with the size of IPil>1Pof+ΔPo If the size lpH of the calculation result is smaller, the welding torch 3 is at the center position of the groove width, so there is no need to correct the position in the width direction and the motor is turned off. However, if it is the opposite, then the sign of the calculation result P1 is determined and the direction of displacement of the welding torch 3 is determined. This is the Rni counter 20a and Ln
By specifying that when calculating the count output difference with the i counter 20L, always subtract one from the other,
This is because the signs of rightward displacement and leftward displacement are opposite. In the above example, since Pi=-2, the direction determination is No.
The motor is rotated counterclockwise to draw the feed screw (right-hand screw) 10a toward the motor as shown in FIG. 7, and the welding torch 3 is moved to the right side groove wall 13R. This movement is performed until the error comparison becomes No because the count of the output of the image sensor 7 described above is performed periodically by repeating the start signal and the completion signal. If the direction determination is positive, the motor is rotated clockwise and the welding torch 3 is moved to the left side groove wall 131 in the same way.
move it to

更に、途中から開先幅が変動したとする、この場合、変
動後に有効に機能するイメージセンサ7のビット数が左
右において同じ数だけ増減するだけであるから初期値P
。の変更はない。また、溶接トーチ3の現在位置読込み
演算結果PiはPルス数の絶対値ではなく差値を求める
ものであるから、総体としてやルス数の増減があっても
中央処理装置17の出力に影響を与えることはなく、既
述のように溶接トーチ3の幅方向移動を行ない得る。
Furthermore, suppose that the groove width changes from the middle, in this case, the number of bits of the image sensor 7 that functions effectively after the change increases or decreases by the same number on the left and right, so the initial value P
. There are no changes. In addition, since the calculation result Pi of reading the current position of the welding torch 3 is a difference value rather than an absolute value of the number of P pulses, the output of the central processing unit 17 is not affected overall even if the number of pulses increases or decreases. The welding torch 3 can be moved in the width direction as described above.

従って、溶接トーチ3が走行中左右に揺れ動いてもその
開先幅方向変位は、溶接トーチ3及びアークモニタ1が
一体なので溶接トーチ像3aに対する開先像5の相対変
位として把握され、しかもこの相対変位はスクリーン4
に固定したイメージセンサ7により検出されて、常に開
先幅の中心位置に来るように修正され、その精度はイメ
ージセンサ7のビット数の増加により可及的に向上し、
また電気信号として溶接トーチの変位を検知・処理する
ので極めて迅速な幅方向倣い制御を行なうことができる
。また、アー?モニタ1←撮し出される開先像5はアー
ク光を晃源として吟るので、正確にアーク点における倣
い制御ができるとともに、溶接アーク電流等の代用特性
による4御ではなくスクリーン4に撮し出される開先壁
面13の位置を直接測定するので、溶接アーク電流の乱
れ等による影響を全く受けず、極めて安定した制御が可
能となる。また、ワ17を揺動させる方式Ω溶接機では
アークの揺動方向により開赤像が若干変動し、倣い制御
がかかるが、開先壁面め溶は込みを良好にする方向に溶
接トニチ3が移動することとなるので、むしろ竺結果を
得ろうととなる。
Therefore, even if the welding torch 3 swings from side to side while traveling, the displacement in the groove width direction is grasped as the relative displacement of the groove image 5 with respect to the welding torch image 3a because the welding torch 3 and the arc monitor 1 are integrated. Displacement is screen 4
It is detected by an image sensor 7 fixed to the groove, and is corrected so that it is always at the center position of the groove width, and its accuracy is improved as much as possible by increasing the number of bits of the image sensor 7.
Furthermore, since the displacement of the welding torch is detected and processed as an electric signal, extremely quick width direction scanning control can be performed. Also, ah? Monitor 1 ← Since the groove image 5 taken out uses arc light as the source, it is possible to accurately control tracing at the arc point, and it is also taken on screen 4 rather than on 4 images due to substitute characteristics such as welding arc current. Since the position of the exposed groove wall surface 13 is directly measured, it is completely unaffected by disturbances in the welding arc current, and extremely stable control is possible. In addition, in the Ω welding machine that oscillates the groove 17, the opening red image varies slightly depending on the direction of arc oscillation, and tracing control is required. Since it means moving, I would rather try to get the final result.

以上、要するに本発明によれば次のような優れた効果を
発揮する。
In summary, the present invention exhibits the following excellent effects.

(1)本方法によれば開先幅の変化や溶接1−チ熱によ
る影響を受けない許シが、アーク点での制御を行なうこ
とができるとともに、溶接時のアーク光を光源として開
先像をスクリーン二に撮し出すので開先壁面を境に明暗
のコントラストが極めて明瞭となり、開先壁面位置を正
確に検出することができる。しかも、この検出された開
先像の明暗を電気ぐルスとして検出し、そのパルスカウ
ント数の碑によって開先と溶接トーチとの相対位置を制
御するようにしたことにより、応答速度が速くかつ開先
幅の変動による影響を受けない、きわめて正確な開先幅
方向倣い制御を行なうことができ、特に狭開先溶接に有
効である。
(1) According to this method, the groove width is not affected by changes in groove width or welding heat, and control at the arc point can be performed, and the groove can be opened using the arc light during welding as a light source. Since the image is taken on the second screen, the contrast between light and dark at the groove wall surface becomes extremely clear, making it possible to accurately detect the groove wall surface position. Moreover, by detecting the brightness of the detected groove image as an electric pulse and controlling the relative position of the groove and the welding torch based on the pulse count, the response speed is fast and the opening speed is fast. Extremely accurate groove width direction tracing control can be performed that is not affected by variations in the groove width, and is particularly effective for narrow groove welding.

(2)また本装置によれげ、一般に使用されている溶接
機のアークモニタにイメージセンサ等の光電変換回路を
取付けるだけで、殆んど改良を加えることなく構成する
ことができるので装置を簡素化することができ、しかも
テレビモニタの走査線を利用して開先像を得る方法に比
較してきわめて安価に製造することができる。!、た、
イメージセンサ等の光電変換回路を2個用いるようにし
たことにより、幅広の開先にも適用することができる。
(2) This device also simplifies the device by simply attaching a photoelectric conversion circuit such as an image sensor to the arc monitor of a commonly used welding machine, with almost no modification required. Moreover, it can be manufactured at a much lower cost than the method of obtaining a groove image using the scanning line of a television monitor. ! ,Ta,
By using two photoelectric conversion circuits such as image sensors, the present invention can be applied to wide grooves.

(3) このように溶接トーチの品先倣い制御装置を開
発することたより自動溶接化が達成でき、もって溶接能
率〒向上ニ質の安定ならびに大幅な省力化がはかれる゜
(3) Automatic welding can be achieved through the development of a welding torch welding torch control device, which will improve welding efficiency, stabilize quality, and significantly save labor.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図は本発明に係る開先幅方向倣い制町装置の好適一実施
例を示すものであり、第1雫は愕成概念図、第2図は第
1図のA−A’線断面帥、第3図は本装置の構造概略正
面図、第4図は本装置の概略ブロック回路図、第5図は
本装置の詳細プロツク回路図、第6図は本装置のフロー
チャート、第7図は溶接トーチの変位及び制御説明図、
第8図は光電変換素子における初期状態の電気量分布を
示す説明図、第9図は同じく変位した状態の電気量分布
を示す説明図、第10図は第5図のタイミングチャート
である゜ 尚、図中1はアークモニタ、2は開先、3は溶接トーチ
、4はスクリーン、5は開先像、γはイメーノセンサ等
の光電変換回路、9はアーク、10は5駆動機構、13
は開先壁面、17は制御回路、20はカウンタである。 特糾出願人 石川島播磨重工業株式会社代理人 弁理士
  絹谷信雄
The figures show a preferred embodiment of the groove width direction profiling device according to the present invention, and the first drop is a conceptual diagram of the finished product, and the second figure is a cross-sectional diagram taken along line A-A' in Figure 1. Fig. 3 is a schematic front view of the structure of this device, Fig. 4 is a schematic block circuit diagram of this device, Fig. 5 is a detailed block circuit diagram of this device, Fig. 6 is a flow chart of this device, and Fig. 7 is a welding diagram. Torch displacement and control explanatory diagram,
Fig. 8 is an explanatory diagram showing the electricity quantity distribution in the initial state in the photoelectric conversion element, Fig. 9 is an explanatory diagram showing the electricity quantity distribution in the same displaced state, and Fig. 10 is a timing chart of Fig. 5. In the figure, 1 is an arc monitor, 2 is a groove, 3 is a welding torch, 4 is a screen, 5 is a groove image, γ is a photoelectric conversion circuit such as an image sensor, 9 is an arc, 10 is 5 a drive mechanism, 13
17 is a control circuit, and 20 is a counter. Special applicant: Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Agent: Patent attorney: Nobuo Kinutani

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)アークモニタのスクリーン上に溶接トーチのアー
ク光を光源とした開先像を開先の長手方向よシ撮し出し
、この撮し出された開先像の左右幅方向の明暗の分布を
それぞれ電気信号に変換し、との光電変換により得られ
るPルス数をカウントして左右開先像の溶接トーチに対
する位置を検出し、この検出した差が常に一定となるよ
うに溶接トーチの開先幅方向の変位を修正するようにし
たことを特徴とする溶接トーチの開先幅方向倣い制御方
法。
(1) A groove image is taken in the longitudinal direction of the groove using the arc light of the welding torch as the light source on the screen of the arc monitor, and the distribution of brightness and darkness in the left and right width directions of this photographed groove image The positions of the left and right groove images with respect to the welding torch are detected by converting them into electrical signals, and counting the number of P pulses obtained by photoelectric conversion between A method for controlling a welding torch to follow in the width direction of a groove, characterized in that displacement in the width direction of the tip is corrected.
(2)走行する溶接トーチと一体的に連結されアーク光
を光源としてアーク点における開先像を撮し出すアーク
モニタと、このアークモニタに撮し出された開先画像の
左右幅方向の明暗の分布をそれぞれ母ルス信号に変換す
る光電変換回路と、この各光電変換回路出力のパルスを
計数するカウンタと、両カウンタ出力の差を検出しこの
検出値を一定に保つべく溶接!−チの幅方向の変位修正
を行なう信号を出力する制御回路と、この制御回路の信
号により溶接トーチを幅方向に移動させる駆動機構とか
らなることを特徴とする溶接トーチの開先幅方向倣い制
御装置。
(2) An arc monitor that is integrally connected to the traveling welding torch and uses arc light as a light source to take a groove image at the arc point, and the brightness and darkness of the groove image taken by this arc monitor in the left and right width direction. A photoelectric conversion circuit that converts each distribution into a base pulse signal, a counter that counts the pulses of the output of each photoelectric conversion circuit, and a welded to detect the difference between the outputs of both counters and keep this detected value constant! - Welding torch groove width direction scanning characterized by comprising a control circuit that outputs a signal for correcting displacement in the width direction of the welding torch, and a drive mechanism that moves the welding torch in the width direction based on the signal from this control circuit. Control device.
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