JPS60203364A - 自動溶接機 - Google Patents

自動溶接機

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Publication number
JPS60203364A
JPS60203364A JP5787584A JP5787584A JPS60203364A JP S60203364 A JPS60203364 A JP S60203364A JP 5787584 A JP5787584 A JP 5787584A JP 5787584 A JP5787584 A JP 5787584A JP S60203364 A JPS60203364 A JP S60203364A
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JP
Japan
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distance
welding
welded
magnetic
control device
Prior art date
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Pending
Application number
JP5787584A
Other languages
English (en)
Inventor
Masakazu Taki
正和 滝
Susumu Maeda
進 前田
Kenji Yoshizawa
憲治 吉沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS60203364A publication Critical patent/JPS60203364A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q35/00Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually
    • B23Q35/04Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually using a feeler or the like travelling along the outline of the pattern, model or drawing; Feelers, patterns, or models therefor
    • B23Q35/08Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work
    • B23Q35/12Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means
    • B23Q35/127Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means using non-mechanical sensing
    • B23Q35/13Sensing by using magnetic means
    • 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
    • B23K9/1272Geometry oriented, e.g. beam optical trading
    • B23K9/1276Using non-contact, electric or magnetic means, e.g. inductive means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (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】 〔発明の技術分野〕 この発明は自動溶接機、とくに溶接位置を前もって教示
しなくても溶接時に、溶接線をなす被溶接物間の屹ヤツ
プ(以下、溶接線ギャップと称する)から洩れる磁束分
布を測定し、溶接線を特定しながら溶接することかでき
る磁気検出型自動溶接機の磁気センサ部分に関するもの
である。
〔従来技術〕
従来の自動溶接機としては、溶接トーチが溶接線ギャッ
プに沿うように、前記溶接トーチを溶接方向と直交する
方向へ自動的に駆動しながら移動して溶接を行なう自動
溶接機が周知であり1例えば溶接線ギャップからの洩れ
磁束が溶接線ギャップの中心部において最大であること
に着目した磁気検出型自動溶接機が提案されている。
第1図はこのような先行技術による自動溶接機の要部を
示す斜視図である。
図においてレール(1)には台車(2)がX軸方向へ移
動自在に設けられている。上記台車(2)の側部には。
トーチ駆動機構(4)が設けられ、その先端に溶接トー
チ(3)が支持されており、この溶接トーチ(3)はX
Y、Zの各軸方向へ移動することができるように構成さ
れている。この溶接トーチ(3)には被溶接物(5)が
対向配置され、かつ溶接a(9)をなす溶接線ギヤツプ
Qlが形成されている。なお第1図は、溶接中の状態を
示しており、被溶接物(5)が熱歪みにより変形してい
ることを表わしている。そして上記溶接線ギヤツブ四を
倣いながら溶接を行なうために、被溶接物(5)にはセ
ンサ取付台(7)が近接配置されている。このセンサ取
付台(7)には、溶接線ギャップOIからの洩れ磁束を
検出する第1及び第2磁気センサ(6a)、 (61)
)が溶接線ギャップIIIに直交配置されているととも
に、被溶接物(5)と前記第1及び第2磁気七ンサ(6
a)、 (6b)の距離を検出する距離検出装置αBが
取付けられている。前記センサ取付台(7)は、前記距
離検出装置α1)からの信号に基づいて。
被溶接物(5)と第1及び第2磁気センサ(6a)、 
(6b)の距離を所定に保つ距離制御装置02に取付け
られている。前記距離制御装置O2は台車(2)の側部
に設けられた磁気センサ駆動機構(8)の先端に支持さ
れており、この磁気センサ駆動機構(8)は前記第1及
び第2磁気センサ(6a)、 (5b)による洩れ磁束
検出に基づいて溶接線ギャップ09の位置に対応する最
大洩れ磁束位置に応じて第1及び第2磁気センサ(6a
)。
(6b)を前記溶接方向と直交する方向へ駆動するよう
に構成されている。
以下、溶接線ギャップの検出原理について説明する。
通常の場合、溶接中においては、溶接トーチ(3)を流
れる電流の周囲には磁束が発生し、この磁束は被溶接物
(5)が鉄等の磁性体であれば、溶接線ギャップfII
中における磁束密度は高くなっており。
この溶接線ギャップlII中の磁束が外部に洩れ出て。
該溶接線ギヤツブ帥近傍の磁束を高めることとなる。第
2図は被溶接物(5)における磁束密度及び磁束の流れ
の状態を示す説明図であり1図から明らかなように溶接
線ギャップOIの中心線Cにおいて磁束密度が最大とな
ることが理解される。
又、被溶接物(5)と第1及び第2磁気センサ(6a)
(6b)の距離が近い場合は(イ)のように磁束密度の
変化が急峻になり1反対に距離が隔たれば磁束密度の変
化が(ロ)(ハ)の順になだらかになる。
従って、この磁束密度の最大点を次のようにして見い出
すことにより、溶接線ギャップ[11即ち溶接線(9)
を倣いながら溶接を行うことができる。すなわち、磁束
密度の最大点は第1及び第2の磁気センサ(sa)、 
(6b)により見い出され1例えば第1及び第2の磁気
センサ(Sa)、 (6b)のそれぞれの出力信号を比
較器で比較して、その差がゼロになる方向に、センサ移
動機構(8)でセンサ取付台(7)を移動させる。こう
すれば、第2図で示されるように磁束密度の最大点に第
1及び第2磁気センサ(6a)、 (6b)の中間点が
くるように駆動され、磁束密度の最大点を見い出すこと
ができる。そして、この磁束密度の最大点を溶接線(9
)の位置情報としてそのX。
Y座標を記憶しておき、この位置情報に従って溶接トー
チ(3)をトーチ駆動機構(4)にて駆動させることに
より、溶接トーチ(3)を溶接線(9)に沿わせながら
溶接を行うことができる。
次に距離検出装置aυの動作について説明する。
第3図は先行技術による自動溶接機の磁気センサ部分を
示す構成図で9図においてセンサ取付台(7)には第1
及び第2磁気センサ(6a)、 (6b)が取付られて
おり、前述した原理に基づき洩れ磁束α樽を検出し、溶
接線ギャップIIGを倣っている。第1の磁気センサ(
6a)側部に設けられた距離検出装置01)は。
低周波磁界発生器−に接続された送信コイル+13と。
低周波磁界a7)を検出し低周波磁界受信器(1Gに接
続された受信コイル04を備えている。距離検出装置+
l+1は送信コイルθ騰に被溶接物(5)が近づくと、
低周波磁界発生器(I!9で発生した低周波磁界aηに
より被溶接物(5)にうず電流が流れて交流磁界を生じ
、これが受信コイル04に作用することを利用したもの
である。
溶接を行なう場合まず、距離制御装置Q2を駆動させ第
1及び第2磁気センサ(6a)、 (61))と被溶接
物(5)の距離を所定の値に設定する。この距離は、た
とえば第2図に示す磁束密度が急峻に変化する距離に設
定され、この距離の値が初期設定置として距離制御装置
OX8に記憶される。この後に溶接が開始される。しば
らく溶接が行なわれると、第1図に示すように被溶接物
(5)がアーク溶接の熱歪みにより変形してくる。この
場合、被溶接物(5)と第1及び第2磁気センサ(6a
)、 (Sb)の距離に変化が生じ。
それにともなって受信コイル04で受信される低周波磁
界07′lが変動する。この低周波磁界tiDの変動は
低周波磁界受信器tiGで電気信号に変換され、距離制
御装置a■の制御信号として用いられる。距離制御装置
Q7Jは駆動モーター及び被溶接物と垂直に上下する駆
動機構よりなり、第1及び第2磁気セン −サ(6a)
、 (6b)と被溶接物(5)の距離が前記した初期設
定値より小さければ離れる方向に、逆に太きければ近づ
ける方向に動作する構成となっている。−したがって被
溶接物(5)が変形し、第1及び第2磁気センサ(6a
)、 (6b)との距離が変動した場合でも常に一定の
間隔に保たれる。
しかしながら、上記のような先行技術による自動溶接機
においては、第1及び第2磁気センサ(6a)。
(6b)が、磁気センサ駆動機構(8)により、Y軸と
平行に移動する構成になっている。したがって溶接中に
おいて、被溶接物(5)が熱歪みによりY軸方向に変形
した場合はたとえば第4図に示す状態になる。第4図は
先行技術による自動溶接機の部分構成図であり9図から
明らかなように、第1及び第2磁気センサ(6a)、 
(6b)は洩れ磁束0秒の最大位置を特定しているにも
かかわらず、第1及び第2磁気センサ(6a)、 (6
b)の中心線と、溶接線ギャップu1の中心点が一致せ
ず、ずれXが生じる。そしてずれXは、溶接線ギャップ
tlθの位置情報に含まれることになり、溶接トーチ(
3)を溶接線に沿わせる精度が悪くなる欠点があっだ〇 〔発明の概要〕 この発明は、上記のような欠点を除去するだめになされ
たもので、被溶接物と第1及び第2磁気センサとの距離
を検出する第1及び第2距離検出装置、これら第1及び
第2距離検出装置の出力信号がそれぞれ等しくなるよう
に第1及び第2磁気センサを回転させる回転装置ならび
に第1及び第2磁気七ンサと被溶接物との距離を所定に
する距離制御装置を設けることにより、倣い精度の良い
自動溶接機を提供することを目的としている。
〔発明の実施例J 以下、この発明の実施例を図について説明する。
第5図は、この発明の一実施例による自動溶接機の要部
を示す斜視図、第6図、第1図はこの発明の一実施例に
係る磁気センサ部分の構成図である。
なお第5図、第6図、第7図は、溶接中の状態を示して
おり、被溶接物(5)が熱歪みにより変形していること
を表わしている。図において、センサ取付台(7)には
、溶接線ギャップt11からの洩れ磁束を検出する第1
及び第2磁気センサ(6a)、 (6b)が溶接線ギャ
ップQ(1に直交配置されているとともに、被溶接物(
5)と前記第1及び第2磁気センサ(6a)、 (6b
)との距離を検出する第1及び第2距離検出装置(11
a)。
(1ib)が各磁気センサ(6a)、 (6b)に隣接
して取付けられている。またこのセンサ取付台(7)は
、前記第1及び第2距離検出装置(11a)、 (11
b)からの信号に基づいて、被溶接物(5)と第1及び
第2磁気センサ(6a)。
(6b)の距離を所定に保つ距離制御装置(13に固定
された回転装置翰の回転軸輪に取付けられている。
この回転装置@は前記第1及び第2距離検出装置(11
a)、 (iib)の出力信号がそれぞれ等しくなるよ
うに第1及び第2磁気センサ(6a)、 (6b)を回
転させ被溶接物(5)と第1及び第2磁気センサ(6a
)、 (6b)を平行に保つ働きをする。次に動作につ
いて説明する。
溶接を開始する前に距離制御装置03を駆動させ。
第1及び第2磁気センサ(6a)、 (6b)と被溶接
物(5)の距離を所定の直に設定゛「る。この距離は従
来例と同様に、第2図に示す磁束密度が急峻に変化する
距離に設定され、この距離の値が初期設定値として距離
制御装置0■に記憶される。この後に溶接を開始する。
しばらく溶接を行なうと被溶接物(5)に熱歪みが生じ
、たとえば第6図に示すようにY軸方向に変形し、第1
距離検出装置(11a)と被溶接物(5)が接近する。
第8図はこの発明の一実施例に係る回転装置の回路構成
図であり、この場合第8図において、第1及び第2距離
検出装置(11a)、 (ii’b)の出力信号a、b
の大きさは、a)bの関係になる。各々の出力信号a、
bは、差動増幅器Qυに接続され、aとbの差が増幅さ
れる。前記差動増幅器Qυの出力信号は1回転装置駆動
回路のをへて回転装置@に接続される。さらに回転装置
■の回転軸a!iは、センサ取付台(7)に固定され、
前記出力信号aとbが等しくなる方向に回転する。すな
わち。
第1及び第2磁気センサ(6a)、 (6b)は回転装
置■によって第6図の状態から、第1図に示す様に回転
し、被溶接物(5)と平行に対置される。
次に距離制御装置α3を駆動させて、被溶接物(5)と
第1及び第2磁気センナ(6a)、 (sb)の距離を
修正する。この場合距離制御装置Q2は、第1距離検出
装置(lla)の出力信号a(第2距離検出装置(11
b)の出力信号すでもよい)と、あらかじめ距離制御装
置IIzに記憶させておいた初期設定値が等しくなる様
に動作する。
そして最後に、前記した洩れ磁束検出原理に基づき、第
1及び第2磁気センナ(Sa)、 (sb)からの信号
Cとdを用いることにより、洩れ磁束α9の最大位置を
特定する。
尚、前述した一連の動作は溶接中に連続して周期的に行
なわれる。
以上の動作の後、ずれXを次のように補正する。
第1図において回転軸09の回転角度ZA OB==θ
をたとえばロータリポテンショメータ(図示しない)等
で電気信号に変換する。次に辺ACの長さを。
あらかじめ距離制御装置02に記憶されている。被溶接
物(5)と第1及び第2磁気センサ(Sa)、 (sb
)の距離から算出する。そしてAO*sinθをたとえ
ばマイクロコンピュータで計算することにより、ずれX
をめる。最後に前記第1及び第2磁気センサで検出した
洩れ磁束の最大位置に、前記ずれXを加算又は、減算す
ることにより、溶接線ギャップ(第7図のA)を特定し
、その位置情報に基づいて溶接を行なう。
なおこの発明の実施例による自動溶接機の動作を、被溶
接物(5)が溶接中に熱歪みが生じ変形した場合につい
てのみ説明した。しかしこの発明はこれに限らず、あら
かじめ被溶接物が変形している場合にも適用できること
はいうまでもない。また。
上記実施例では第1及び第2距離検出装置として磁気的
に距離を検出するものを用いたが、超音波距離計、ある
いは光距離計を用いてもよい。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、被溶接物と第1及び
第2磁気センサとの距離を検出する第1及び第2距離検
出装置、これら第1及び第2距離検出装置の出力信号が
それぞれ等しくなるように第1及び第2磁気セ/すを回
転させる回転装置。
ならびに第1及び第2磁気センサと被溶接物との距離を
所定にする距離制御装置を設けたので、溶接線の倣い精
度の高い自動溶接機が得られる効果かわる。
【図面の簡単な説明】
第1図は先行技術による自動浴接機の要部を示す斜視図
、第2図は被溶接物における磁束密度の大きさと、磁束
の流れの状態を示す説明図、第3図、第4図は先行技術
による自動溶接機の磁気センサ部分を示す構成図、第5
図はこの発明の一実施例による自動溶接機の要部を示す
斜視図、第6図、第7図はこの発明の一実施例に係る磁
気センサ部分を示す構成図、第8図はこの発明に係る回
転装置の動作を示す回路構成図である。 (5)・・被溶接物、 (Sa)・・・第1磁気センサ
、 (6b)・・・第2磁気センナ、(9)・・・溶接
線、[1ト・・ギャップ、(11a)・・・第1距離検
出装置、 (11b)・・・第2距離検出装置。 aa・・距離制御装置、aト・・洩れ磁束、■・・・回
転装置。 なお1図中、同一符号は同−又は相当部分を示す0 代理人大岩増雄

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 溶接線をなす被溶接物間のギャップから生ずる洩れ磁束
    を検出する第1及び第2磁気センサにより、上記溶接線
    を特定し、自動溶接を行うものにおいて、上記被溶接物
    と、上記第1及び第2磁気センサとの距離を検出する第
    1及び第2距離検出装置、これら第1及び第2距離検出
    装置の出力信号がそれぞれ等しくなるように、上記第1
    及び第2磁気センサを回転させる回転装置、ならびに上
    記第1及び第2磁気センナと上記被溶接物との距離を所
    定にする距離制御装置を備えたことを特徴とする自動溶
    接機。
JP5787584A 1984-03-26 1984-03-26 自動溶接機 Pending JPS60203364A (ja)

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JP5787584A JPS60203364A (ja) 1984-03-26 1984-03-26 自動溶接機

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JP5787584A JPS60203364A (ja) 1984-03-26 1984-03-26 自動溶接機

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JP (1) JPS60203364A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102848052A (zh) * 2012-09-26 2013-01-02 湘潭大学 磁控旋转电弧传感实时焊缝跟踪系统及方法
US10836131B2 (en) 2016-11-18 2020-11-17 Heraeus Electro-Nite International N.V. Convolute tube

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