JPS60255271A - 多層溶接の制御方法 - Google Patents
多層溶接の制御方法Info
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- JPS60255271A JPS60255271A JP59109361A JP10936184A JPS60255271A JP S60255271 A JPS60255271 A JP S60255271A JP 59109361 A JP59109361 A JP 59109361A JP 10936184 A JP10936184 A JP 10936184A JP S60255271 A JPS60255271 A JP S60255271A
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- Japan
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- welding
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- electrode
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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
- B23K9/06—Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc
- B23K9/073—Stabilising the arc
-
- 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
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、消耗性電極又はフィラーワイヤを併用する非
消耗性電極によるアーク溶接方法によって溶接継手を多
層溶接する多層溶接の制御方法に関する。
消耗性電極によるアーク溶接方法によって溶接継手を多
層溶接する多層溶接の制御方法に関する。
比較的厚板の継手を溶接する場合には、第９図に示すよ
うな多層溶接が行なわれる。ここで図の溶接ビード３０
中に符号１．２ ・・・、１２．で示すｐ ｐ ものをパスと称し、１ｐ、 ２ｐ、 ６．〜４． 、５
．〜６ｐ、 ７．〜９． 、１０ｐ〜１２．を層と称す
る。すなわち、この図では第１層目および第２層目はそ
れぞれ１パスであ）、第６層目および４層目はそれぞれ
２バス、第５層目および６層目はそれぞれ６バスで施工
されている。このように開先角度のある継手では、層が
進行するにつれて各層での開先幅が増加するので、これ
に合せて各層のパス数を順次増加させていかなければな
らない。これは、１パスで施工可能な最大ビード幅が、
溶接継手性能の確保や溶接欠陥防止の面から制限されて
いるためである。
うな多層溶接が行なわれる。ここで図の溶接ビード３０
中に符号１．２ ・・・、１２．で示すｐ ｐ ものをパスと称し、１ｐ、 ２ｐ、 ６．〜４． 、５
．〜６ｐ、 ７．〜９． 、１０ｐ〜１２．を層と称す
る。すなわち、この図では第１層目および第２層目はそ
れぞれ１パスであ）、第６層目および４層目はそれぞれ
２バス、第５層目および６層目はそれぞれ６バスで施工
されている。このように開先角度のある継手では、層が
進行するにつれて各層での開先幅が増加するので、これ
に合せて各層のパス数を順次増加させていかなければな
らない。これは、１パスで施工可能な最大ビード幅が、
溶接継手性能の確保や溶接欠陥防止の面から制限されて
いるためである。
従来この各層での適正パス数の設定は、その層の溶接前
に、溶接作業者が目視あるいは何らかの計器を用いて、
その層の開先幅を測定して適正なパス数を定めたあと、
各パスでの溶接トーチのねらい位置を定めて溶接を行な
っていた。従って、このような方法で行なう限シ、多層
溶接を無人化して溶接の効率をあげることは不可能であ
った。
に、溶接作業者が目視あるいは何らかの計器を用いて、
その層の開先幅を測定して適正なパス数を定めたあと、
各パスでの溶接トーチのねらい位置を定めて溶接を行な
っていた。従って、このような方法で行なう限シ、多層
溶接を無人化して溶接の効率をあげることは不可能であ
った。
本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであり、消
耗性電極又はフィラーワイヤを併用する非消耗性電極に
よるアーク溶接方法によって溶接継手を多層溶接する場
合に、各層の溶接中に次層溶接での適正なパス数と、そ
のパスでの溶接トーチのねらい位置を自動的に設定する
ことにより、多層溶接をパスあるいは層ごとに中断させ
ることなく、自動的に連続して施工できるようにした多
層溶接の制御方法を提供するものである。
耗性電極又はフィラーワイヤを併用する非消耗性電極に
よるアーク溶接方法によって溶接継手を多層溶接する場
合に、各層の溶接中に次層溶接での適正なパス数と、そ
のパスでの溶接トーチのねらい位置を自動的に設定する
ことにより、多層溶接をパスあるいは層ごとに中断させ
ることなく、自動的に連続して施工できるようにした多
層溶接の制御方法を提供するものである。
本発明は、特公昭５７−３４６２号公報にて既に提示し
た発明、すなわち溶接アーク自身を開先の検出センサー
として利用した溶接トーチの開先ならい制御法を応用的
に利用することによってなされる。すなわち、本発明の
アーク溶接方法においては、溶接電源として直流もしく
は交流の定電流特性又は定電圧特性の電源が用いられ、
消耗性電極もしくはフィラーワイヤを併用する非消耗性
電極にて発生するアークのアーク電圧又は溶接電流を検
出し、この値が予め設定された基準値と常に等しくなる
ように、溶接電極の軸線方向（以下Ｙ軸と称する）移動
機構によって電極先端の位置を制御することによってア
ーク長が一定となるようにしつつ、上記電極を開先幅方
向（以下Ｘ軸と称す）に往復揺動させるアーク溶接方法
において、先ず、開先の第１層目の溶接においては、上
記揺動両側でのＸ軸方向の反転を、電極のＹ軸方向の変
位（ｅｙ ’）が予め定めた基準高さ位置（ｅｏ）に一
致したことを条件として行なわせ、この動作をくシ返す
ことによシ、電極端のアークを開先内の幅方向に往復揺
動させつつ、正確な開先ならいを行なわせる。ここで、
上記揺動の両端間の１つの期間を１サイクルとし、この
各サイクルにおける揺動のＸ軸方向の幅、すなわち揺動
幅（ＷＷ）と、揺動中心位置（Ｗｃ）と、さらに、溶接
進行方向の位置とを時々刻々と記憶していき、この記憶
動作を溶接継手の始端から終端まで連続して実行する。
た発明、すなわち溶接アーク自身を開先の検出センサー
として利用した溶接トーチの開先ならい制御法を応用的
に利用することによってなされる。すなわち、本発明の
アーク溶接方法においては、溶接電源として直流もしく
は交流の定電流特性又は定電圧特性の電源が用いられ、
消耗性電極もしくはフィラーワイヤを併用する非消耗性
電極にて発生するアークのアーク電圧又は溶接電流を検
出し、この値が予め設定された基準値と常に等しくなる
ように、溶接電極の軸線方向（以下Ｙ軸と称する）移動
機構によって電極先端の位置を制御することによってア
ーク長が一定となるようにしつつ、上記電極を開先幅方
向（以下Ｘ軸と称す）に往復揺動させるアーク溶接方法
において、先ず、開先の第１層目の溶接においては、上
記揺動両側でのＸ軸方向の反転を、電極のＹ軸方向の変
位（ｅｙ ’）が予め定めた基準高さ位置（ｅｏ）に一
致したことを条件として行なわせ、この動作をくシ返す
ことによシ、電極端のアークを開先内の幅方向に往復揺
動させつつ、正確な開先ならいを行なわせる。ここで、
上記揺動の両端間の１つの期間を１サイクルとし、この
各サイクルにおける揺動のＸ軸方向の幅、すなわち揺動
幅（ＷＷ）と、揺動中心位置（Ｗｃ）と、さらに、溶接
進行方向の位置とを時々刻々と記憶していき、この記憶
動作を溶接継手の始端から終端まで連続して実行する。
溶接が終端に達した時点で、上記の揺動各サイクルで記
憶した揺動幅（ＷＷ）の各位と、予め設定した揺動幅の
限界値（ＷＭＡｘ）とを比較して、Ｗｗ） ＷＭＡＸと
なる数Ｎをカウントし、この数Ｎを、別に予め定めた比
率α（α〈１）と上記の揺動の全サイクル数ｎとの積α
ｎと比較し、Ｎ＞αｎを榮件として、次層を１層２パス
法で溶接するものと判定する。
憶した揺動幅（ＷＷ）の各位と、予め設定した揺動幅の
限界値（ＷＭＡｘ）とを比較して、Ｗｗ） ＷＭＡＸと
なる数Ｎをカウントし、この数Ｎを、別に予め定めた比
率α（α〈１）と上記の揺動の全サイクル数ｎとの積α
ｎと比較し、Ｎ＞αｎを榮件として、次層を１層２パス
法で溶接するものと判定する。
次に、１層２パス法で溶接を行なう場合には、上記往復
揺動の一方の端部（例えば溶接の進行方向に対して左端
とする）を、前記初層溶接で記憶した揺動中心位置（Ｗ
ｏ）とし、もう一方の端部すなわち右端は、前記した電
極のＹ軸方向の変位（ｅＹ）が、所定値に達したことを
条件として定める。ここでいう所定値とは、初層溶接で
揺動の両端位置を定めるのに予め定めた基準純さ位置（
ｅｏ）に、この層数壕でのビード高さを加えた値に相当
する。この揺動動作を溶接線方向の進行に従ってくり返
すことによシ、電極先端のアークは、開先線のずれや開
先幅の変動に関係なく、常に揺動の左端を開先の中央に
、右端を開先の右側面に正確にならうことになる。
揺動の一方の端部（例えば溶接の進行方向に対して左端
とする）を、前記初層溶接で記憶した揺動中心位置（Ｗ
ｏ）とし、もう一方の端部すなわち右端は、前記した電
極のＹ軸方向の変位（ｅＹ）が、所定値に達したことを
条件として定める。ここでいう所定値とは、初層溶接で
揺動の両端位置を定めるのに予め定めた基準純さ位置（
ｅｏ）に、この層数壕でのビード高さを加えた値に相当
する。この揺動動作を溶接線方向の進行に従ってくり返
すことによシ、電極先端のアークは、開先線のずれや開
先幅の変動に関係なく、常に揺動の左端を開先の中央に
、右端を開先の右側面に正確にならうことになる。
もう一方の片側のパスでは、逆に、揺動の右端を前記の
Ｗｃとし、左端をＹ軸変位（ｅＹ）が前記の所定値に達
した位置とすることで同様なならい制御がなされる。こ
の場合にも、各揺動サイクルでの揺動幅を順次記憶して
おき、かくして一層２バスの溶接が完了した時点で、初
層溶接の場合と同様に、記憶した各揺動幅（Ｗｗ）が前
記ＷＭ、ｘを越えた数Ｎをカウントして、前記と同様に
Ｎとαｎとを比較して次層のパス数を決定していく。
Ｗｃとし、左端をＹ軸変位（ｅＹ）が前記の所定値に達
した位置とすることで同様なならい制御がなされる。こ
の場合にも、各揺動サイクルでの揺動幅を順次記憶して
おき、かくして一層２バスの溶接が完了した時点で、初
層溶接の場合と同様に、記憶した各揺動幅（Ｗｗ）が前
記ＷＭ、ｘを越えた数Ｎをカウントして、前記と同様に
Ｎとαｎとを比較して次層のパス数を決定していく。
以下に本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１図は本発明を実施するだめの溶接装量の主要構成の
概要を示す。被溶接母材１に対しその開先２に沿って移
動可能な溶接台車３に、高さ方向（Ｙ軸）と開先幅方向
（Ｙ軸）との両移動機構４ｙ 、４ｘを介して支持され
た溶接電極５を、開先内で幅方向に揺動させつつ、開先
線に沿って移動させ、同時にＹ軸方向にアーク長を一定
に制御する。このときの上記電極５のＸ軸方向の揺動に
おける変位ｅｘ１Ｙ軸方向の変位ｅＹおよび台車方向（
２軸）の変位ｅ２を検出器２０，２１．２２にてそれぞ
れ検出する。溶接電極５は、消耗電極でも非消耗電極で
も良く、電極５には被溶接母材１との間に溶接電源７が
接続される。この電源としては、溶接用途によって定電
圧特性又は定電流特性の直流もしくは交流の電源を使い
分けるものとする。８はアーク電圧検出器、９は溶接電
流検出器で、溶接電源の特性に応じていずれかの検出値
を上記Ｙ軸方向のアーク長制御に用いる。
概要を示す。被溶接母材１に対しその開先２に沿って移
動可能な溶接台車３に、高さ方向（Ｙ軸）と開先幅方向
（Ｙ軸）との両移動機構４ｙ 、４ｘを介して支持され
た溶接電極５を、開先内で幅方向に揺動させつつ、開先
線に沿って移動させ、同時にＹ軸方向にアーク長を一定
に制御する。このときの上記電極５のＸ軸方向の揺動に
おける変位ｅｘ１Ｙ軸方向の変位ｅＹおよび台車方向（
２軸）の変位ｅ２を検出器２０，２１．２２にてそれぞ
れ検出する。溶接電極５は、消耗電極でも非消耗電極で
も良く、電極５には被溶接母材１との間に溶接電源７が
接続される。この電源としては、溶接用途によって定電
圧特性又は定電流特性の直流もしくは交流の電源を使い
分けるものとする。８はアーク電圧検出器、９は溶接電
流検出器で、溶接電源の特性に応じていずれかの検出値
を上記Ｙ軸方向のアーク長制御に用いる。
この発明の基本となるのは、電極５により発生するアー
クの電圧８又は電流９が常に一定となるようにＹ軸方向
に電極５を移動させつつ、開先内の幅方向（Ｙ軸）に電
極５を揺動させ、そのときの電極のＹ軸およびＹ軸方向
の変位ｅｘ、ｅＹの変位から、揺動のＸ軸方向の反転位
置を制御して、正確なならい溶接を果たし、さらにその
時検出されるＸ軸変位ｅｘの大きさを判別することによ
シ、次層溶接の適正バス数を自動判定することにある。
クの電圧８又は電流９が常に一定となるようにＹ軸方向
に電極５を移動させつつ、開先内の幅方向（Ｙ軸）に電
極５を揺動させ、そのときの電極のＹ軸およびＹ軸方向
の変位ｅｘ、ｅＹの変位から、揺動のＸ軸方向の反転位
置を制御して、正確なならい溶接を果たし、さらにその
時検出されるＸ軸変位ｅｘの大きさを判別することによ
シ、次層溶接の適正バス数を自動判定することにある。
なお、上記Ｙ軸、Ｙ軸、２軸の移動はそれぞれモータｉ
ｏｘ 、 ｉｏｙ 、 １ｏｚでなされる。
ｏｘ 、 ｉｏｙ 、 １ｏｚでなされる。
第２図〜第４図は、これら６軸のモータ制御回路のブロ
ック図を示す。第２図は、Ｙ軸モータ１０Ｙの制御回路
であり、電源７が定電流電源の場合にはアーク電圧８を
、定電圧電源の場合には溶接電流９を差動増幅器１１に
入力する。以下の説明では溶接電流９を入力するものと
する。入力した溶接電流（Ｉ）は、設定電流値（工。）
１２と比較され、これらの差の値に比例した速度でモー
タ駆動制御器（ドライバ）１３がＹ軸モータ１０Ｙを駆
動する。この回路によって溶接電流Ｉは一定（Ｉｏ）に
保たれ、その結果、アーク長もしくは電極チップ先端と
アーク直下母材面との距離（エクステンション）が一定
に制御される。
ック図を示す。第２図は、Ｙ軸モータ１０Ｙの制御回路
であり、電源７が定電流電源の場合にはアーク電圧８を
、定電圧電源の場合には溶接電流９を差動増幅器１１に
入力する。以下の説明では溶接電流９を入力するものと
する。入力した溶接電流（Ｉ）は、設定電流値（工。）
１２と比較され、これらの差の値に比例した速度でモー
タ駆動制御器（ドライバ）１３がＹ軸モータ１０Ｙを駆
動する。この回路によって溶接電流Ｉは一定（Ｉｏ）に
保たれ、その結果、アーク長もしくは電極チップ先端と
アーク直下母材面との距離（エクステンション）が一定
に制御される。
第６図は、溶接台車モータ１ｏｚの駆動回路で、設定さ
れた速度設定値（Ｖｏ）１４をドライバ１５に入力して
モータ１ｏｚを駆動する。
れた速度設定値（Ｖｏ）１４をドライバ１５に入力して
モータ１ｏｚを駆動する。
第４図は、Ｘ軸モータ１０×２駆動回路で、設定された
揺動速度設定値（Ｖｘ）１８をドライバ１７に入力して
モータ１０Ｘが駆動されるが、揺動の反転位置は方向判
別器１６によって制御される。
揺動速度設定値（Ｖｘ）１８をドライバ１７に入力して
モータ１０Ｘが駆動されるが、揺動の反転位置は方向判
別器１６によって制御される。
方向判別器１６は、モータ１０Ｘの回転方向を切換える
作用をし、その動作は第５図に示す中央制御器、具体的
にはマイコンから入力される指令に従ってなされる。第
５図は、上記揺動方向の反転指令のだめの制御回路で、
マイコン１９には入力として、Ｘ軸方向変位ｅｘ、Ｙ軸
方向変位ｅｙ）Ｚ軸方向変位ｃ２さらに、Ｙ軸方向の反
転高さ設定値Ｈと、定揺動幅基準値Ｗ。が入力されてい
る。これらの入力データに基づいて、マイコン１９がＸ
軸モータ１０Ｘの回転方向反転位置を判定し７て、反転
指命信号を方向判別器１６に入力するものである。
作用をし、その動作は第５図に示す中央制御器、具体的
にはマイコンから入力される指令に従ってなされる。第
５図は、上記揺動方向の反転指令のだめの制御回路で、
マイコン１９には入力として、Ｘ軸方向変位ｅｘ、Ｙ軸
方向変位ｅｙ）Ｚ軸方向変位ｃ２さらに、Ｙ軸方向の反
転高さ設定値Ｈと、定揺動幅基準値Ｗ。が入力されてい
る。これらの入力データに基づいて、マイコン１９がＸ
軸モータ１０Ｘの回転方向反転位置を判定し７て、反転
指命信号を方向判別器１６に入力するものである。
以下に第５図の制御動作を具体的に説明する。
第６図は、開先の初層溶接を１層１バスで行なう場合を
示している。同図で太破線５ａで示すのが、揺動の１サ
イクルで描く電極先端の軌跡である。この場合、揺動の
Ｘ軸方向の反転位置は図のＬ点およびＲ点であり、これ
らのＹ軸方向の位置は、台車６の進行方向Ｚ軸の位置ｅ
２の全てにおいて一定高さ位置ｅ０になるように制御さ
れる。すなわち、電極５がＸ軸方向に移動中のＹ軸変位
６Ｙが開先の中央付近にあるときの値、すなわち・１の
最低値りを−たん記憶しておき、電極が開先斜面に達し
て、焚付・１が上昇して、予め設定したＹ軸方向の反転
高さＨだけ上昇したとき、すなわち・１が前記の・、と
Ｈとの和ｓ、＋Ｈに一致した時に電極５のＸ軸移動方向
を反転させてやる。従って、揺動の反転位置ｅ０は、・
、＋Ｈに等しい。
示している。同図で太破線５ａで示すのが、揺動の１サ
イクルで描く電極先端の軌跡である。この場合、揺動の
Ｘ軸方向の反転位置は図のＬ点およびＲ点であり、これ
らのＹ軸方向の位置は、台車６の進行方向Ｚ軸の位置ｅ
２の全てにおいて一定高さ位置ｅ０になるように制御さ
れる。すなわち、電極５がＸ軸方向に移動中のＹ軸変位
６Ｙが開先の中央付近にあるときの値、すなわち・１の
最低値りを−たん記憶しておき、電極が開先斜面に達し
て、焚付・１が上昇して、予め設定したＹ軸方向の反転
高さＨだけ上昇したとき、すなわち・１が前記の・、と
Ｈとの和ｓ、＋Ｈに一致した時に電極５のＸ軸移動方向
を反転させてやる。従って、揺動の反転位置ｅ０は、・
、＋Ｈに等しい。
反転位置・。の設定は、毎回の揺動サイクルで上記の制
御方法を行なうのではなく、その層の溶接の最初すなわ
ち第一回目の揺動サイクルの時に上記の制御方法でめた
ａｍ 十Ｈを記憶して、この値をｅ ｏ （＝ａ ｍ
＋ Ｈ）として、以后その層の溶接における反転位置と
して用いる。
御方法を行なうのではなく、その層の溶接の最初すなわ
ち第一回目の揺動サイクルの時に上記の制御方法でめた
ａｍ 十Ｈを記憶して、この値をｅ ｏ （＝ａ ｍ
＋ Ｈ）として、以后その層の溶接における反転位置と
して用いる。
以上の制御動作を溶接台車３の進行と共に続行するとと
により、正確な開先ならい溶接がはたされる。このとき
、その層での溶接継手の始端から終端までの揺動各サイ
クルでの揺動幅Ｗ７と揺動中心位置Ｗｃと、さらに２軸
位置を順次、マイコン１９に記憶する。その層の溶接が
完了して終端に達した時点で、マイコン１９は、記憶し
た全ての揺動幅の個数ｎのうち、予め設定した限界揺動
幅ＷＭＡｘを越えるものの数Ｎをカウントし、この数Ｎ
が全個数ｎの予め設定した比率αを越えるかどうかを判
定する（但しα〈１）。
により、正確な開先ならい溶接がはたされる。このとき
、その層での溶接継手の始端から終端までの揺動各サイ
クルでの揺動幅Ｗ７と揺動中心位置Ｗｃと、さらに２軸
位置を順次、マイコン１９に記憶する。その層の溶接が
完了して終端に達した時点で、マイコン１９は、記憶し
た全ての揺動幅の個数ｎのうち、予め設定した限界揺動
幅ＷＭＡｘを越えるものの数Ｎをカウントし、この数Ｎ
が全個数ｎの予め設定した比率αを越えるかどうかを判
定する（但しα〈１）。
Ｎ〈αｎならば、次層すなわち第２層目も１層１パスで
初層溶接と同様の制御方法をくシ返す。
初層溶接と同様の制御方法をくシ返す。
Ｎ〉αｎならば、次層は１層２パスであると判定する。
Ｎ〉αｎということは、その層の溶接において全揺動サ
イクル数ｎのうち多くが限界揺動幅ＷＭＡｘを越えてい
る。すなわち、次層を１パスで施工するには、さらに揺
動幅が増大するのは明らかで、パス数を１つ増やす必要
がある。
イクル数ｎのうち多くが限界揺動幅ＷＭＡｘを越えてい
る。すなわち、次層を１パスで施工するには、さらに揺
動幅が増大するのは明らかで、パス数を１つ増やす必要
がある。
第７図は、１層を２パスで溶接を行な５場合を示してい
る。同図の（イ）はその層の１パス目、（ロ）は２パス
目の状態で、それぞれ第６図と同様に揺動１サイクルで
の電極５の先端の揺動軌跡を太破線５ａで、その時形成
された溶接ビードを斜線部で示しである。この場合の揺
動の反転位置り点および８点の設定は、一方の端部はＹ
軸のｅ 点で、もう一方の端部は初層溶接で２軸の位置
と共に記憶しておいた揺動中心位置ｗｃ点、すなわち開
先の中央位置として行なう。すなわち、例えば先ず図の
（イ）で溶接を継手の始端から始めるとして、電極先端
のＸ軸位置を、初層で記憶しておいたｗｃを読み出すこ
とによＪ）、Ｌ点に設定した後、Ｙ軸をＲ側へ移動させ
る。電極が開先のＲ側斜面に達して、Ｙ軸方向に上昇し
て変位ａｙが・。に一致したときにＹ軸を反転させる。
る。同図の（イ）はその層の１パス目、（ロ）は２パス
目の状態で、それぞれ第６図と同様に揺動１サイクルで
の電極５の先端の揺動軌跡を太破線５ａで、その時形成
された溶接ビードを斜線部で示しである。この場合の揺
動の反転位置り点および８点の設定は、一方の端部はＹ
軸のｅ 点で、もう一方の端部は初層溶接で２軸の位置
と共に記憶しておいた揺動中心位置ｗｃ点、すなわち開
先の中央位置として行なう。すなわち、例えば先ず図の
（イ）で溶接を継手の始端から始めるとして、電極先端
のＸ軸位置を、初層で記憶しておいたｗｃを読み出すこ
とによＪ）、Ｌ点に設定した後、Ｙ軸をＲ側へ移動させ
る。電極が開先のＲ側斜面に達して、Ｙ軸方向に上昇し
て変位ａｙが・。に一致したときにＹ軸を反転させる。
・、は初層溶接と同様に設定する。すなわち、電極がＬ
点にあるときのａｙの値をｅ、とじて−たん記憶してお
き、これに設定値Ｈを加えた値・。（＝・、十Ｈ）を最
初の揺動サイクルでめて記憶して、その層の溶接におけ
る開先斜面側の反転位置として用いる。以上の制御動作
を溶接継手の始端から終端までくシ返し続行した後、も
う一方の片側のパスの溶接すなわち第７図の（ロ）を実
行する。この場合には、（イ）の場合に対して揺動の左
右の反転方法を逆にして、Ｌ側をｅ。
点にあるときのａｙの値をｅ、とじて−たん記憶してお
き、これに設定値Ｈを加えた値・。（＝・、十Ｈ）を最
初の揺動サイクルでめて記憶して、その層の溶接におけ
る開先斜面側の反転位置として用いる。以上の制御動作
を溶接継手の始端から終端までくシ返し続行した後、も
う一方の片側のパスの溶接すなわち第７図の（ロ）を実
行する。この場合には、（イ）の場合に対して揺動の左
右の反転方法を逆にして、Ｌ側をｅ。
点、Ｒ側を初層における揺動中心位置（ｗ）として行な
う。以上の制御動作で、１層２パスの溶接が果たされる
。この２つの溶接バスにおける揺動各サイクルの揺動幅
Ｗアを記憶しておき、その層の溶接完了時点で、初層と
同様に限界揺動幅ＷＭＡｘを越える数Ｎと前記αｎの大
小比較を行なって、Ｎ〉αｎとなったとき、次層の溶接
を３バスで施工すると自動判定する・ 第８図は、１層６パス法でのパス順と揺動制御法の一例
を示している。図の表示方法は、第６図および第７図と
同様である。バス順序は、例えば（イ）（ロ）（ハ）の
順に行なうものとする。同図の（イ）は開先中央部での
溶接を示し、前記した初層溶接で記憶しておいた揺動中
心位ｉｔＷを、このパスでの揺動中心となし、揺動幅は
、予じめ設定した一定の幅Ｗｏとする。但しＷ。＜ＷＭ
Ａ□とするのは当然である。
う。以上の制御動作で、１層２パスの溶接が果たされる
。この２つの溶接バスにおける揺動各サイクルの揺動幅
Ｗアを記憶しておき、その層の溶接完了時点で、初層と
同様に限界揺動幅ＷＭＡｘを越える数Ｎと前記αｎの大
小比較を行なって、Ｎ〉αｎとなったとき、次層の溶接
を３バスで施工すると自動判定する・ 第８図は、１層６パス法でのパス順と揺動制御法の一例
を示している。図の表示方法は、第６図および第７図と
同様である。バス順序は、例えば（イ）（ロ）（ハ）の
順に行なうものとする。同図の（イ）は開先中央部での
溶接を示し、前記した初層溶接で記憶しておいた揺動中
心位ｉｔＷを、このパスでの揺動中心となし、揺動幅は
、予じめ設定した一定の幅Ｗｏとする。但しＷ。＜ＷＭ
Ａ□とするのは当然である。
（ロ）、（ハ）はそれぞれ開先の左右側の溶接でありそ
れぞれの揺動の左右の反転位置は、一方は前駅と同じ制
御法によるｅ 点でありもう一方は、（ｆ）の溶接Ｗｏ
−ＴＷｏとする。
れぞれの揺動の左右の反転位置は、一方は前駅と同じ制
御法によるｅ 点でありもう一方は、（ｆ）の溶接Ｗｏ
−ＴＷｏとする。
以上の実施例は３パスまでの例であるが、本発明に係る
方法に従えば、溶接がさらに多パス、例えば、４パス、
５バス、６パス、・・・と増加しても同様に制御できる
ことはいうまでもない。
方法に従えば、溶接がさらに多パス、例えば、４パス、
５バス、６パス、・・・と増加しても同様に制御できる
ことはいうまでもない。
以上述べたように、本発明によれば、溶接アークを検出
センサーとして利用することにょシ開先の状態を把握し
て各層でのパス数と溶接トーチのならい位置を決めるよ
うにしたので、多層溶接をパスあるいは層ととに中断さ
せることなく、自動的に連続して施工できる、という優
れた効果が得られている。
センサーとして利用することにょシ開先の状態を把握し
て各層でのパス数と溶接トーチのならい位置を決めるよ
うにしたので、多層溶接をパスあるいは層ととに中断さ
せることなく、自動的に連続して施工できる、という優
れた効果が得られている。
第１図は本発明を実施するための溶接装置の主要構成の
概要を示した説明図、第２図はＹ軸モータの制御回路の
ブロック図、第６図は溶接台車モータの駆動回路のブロ
ック図、第４図はＸ軸モータの駆動回路のブロック図、
第５図は揺動方向の反転指令のための制御回路のブロッ
ク図、第６図は本発明において初層溶接を１層１バスで
行なう場合の説明図、第７図（イ）（ロ）は本発明にお
いて１層を２パスで溶接する場合の説明図、第８図（／
ｌ′ｌ（ロ）（ハ）は本発明において１層３パスで溶接
する場合の説明図、第９図は多層溶接の説明図である。 １・・・破溶接母材、２・・・開先、６・・・溶接台車
、４Ｘ、４Ｙ・・・移動機構、５・・・溶接電極、７・
・・溶接電源、１０Ｘ 、 １０Ｙ 、 １０ｚ−モー
タ。 代理人弁理士 木 村 三 朗 ０−ト Ｃ％、Ｉ Ｎ
概要を示した説明図、第２図はＹ軸モータの制御回路の
ブロック図、第６図は溶接台車モータの駆動回路のブロ
ック図、第４図はＸ軸モータの駆動回路のブロック図、
第５図は揺動方向の反転指令のための制御回路のブロッ
ク図、第６図は本発明において初層溶接を１層１バスで
行なう場合の説明図、第７図（イ）（ロ）は本発明にお
いて１層を２パスで溶接する場合の説明図、第８図（／
ｌ′ｌ（ロ）（ハ）は本発明において１層３パスで溶接
する場合の説明図、第９図は多層溶接の説明図である。 １・・・破溶接母材、２・・・開先、６・・・溶接台車
、４Ｘ、４Ｙ・・・移動機構、５・・・溶接電極、７・
・・溶接電源、１０Ｘ 、 １０Ｙ 、 １０ｚ−モー
タ。 代理人弁理士 木 村 三 朗 ０−ト Ｃ％、Ｉ Ｎ
Claims (3)
- （１）溶接電極を開先内で幅方向（Ｘ軸）に揺動させな
がら行なうアーク溶接方法で、予め設定された溶接電流
またはアーク電圧を一定に保持するように溶接電極の軸
線方向（Ｙ軸）の移動機構によって、電極の先端部の位
置を変化させ、これによりアーク長を一定となる制御動
作をおこなわせるアーク溶接方法により開先を多層溶接
する方法において； 初層の溶接では、前記電極の揺動のＸ軸方向の反転を、
電極が開先の側斜面に達した時に上昇する高さが予め設
定した一定値（ｅｏ’）に一致したことを条件として行
なわせつつ、１層１パス溶接を行ない、同時に、その層
での溶接継手の始端から終端までの揺動の全サイクルに
おける揺動幅（Ｗｗ）と、揺動中心位置（Ｗｃ）と、電
極の溶接継手線方向の位置（ｅ２）とを順次検出して記
憶しておき、その層の溶接が終端に達した時点で、前記
記憶した揺動幅の全個数ｎのうち、予め設定した限界揺
動幅ＷＭ□８より大なる揺動幅の数Ｎと、予め設定した
比率α（α〈１）と全個数ｎの積αｎとの大小関係を比
較して、Ｎ〈αｎならば次層も１層１パス溶接と判定し
て、上記の制御による溶接をく９返し、Ｎ〉αｎならば
、次層は１層２パス溶接と判定して、次層を１層２パス
で施工する多層溶接の制御方法。 - （２）溶接電極を開先内で幅方向（Ｘ軸）に揺動させな
がら行なうアーク溶接方法で、予め設定された溶接電流
またはアーク電圧を一定に保持するように溶接電極の軸
線方向（Ｙ軸）の移動機構によって、電極の先端部の位
置を変化させ、これによシアーク長を一定となる制御動
作をおこなわせるアーク溶接方法により開先を多層溶接
する方法において： １層を２パス溶接で施工する多層溶接において、前記電
極の揺動のＸ軸方向の反転を、一方の端部は電極が開先
の一方の斜面に達した時に上昇する高さが予め設定した
一定値（ｅｏ）に一致し７たことを条件として行なわせ
、もう一方の端部は、前記初層溶接時に記憶した揺動中
心位置（’Ｗ。）を、電極の溶接継手線方向の位置（ｅ
２）に対応して再生して、電極のＸ軸方向の位置（ｅｘ
）がＷ。に一致したことを条件として行なわせることに
よ９１層２バス溶接を実行し、同時に、その層の各パス
での溶接継手の始端から終端１での揺動の全サイクルに
おける揺動幅（ＷＷ）を順次検出して記憶しておき、そ
の層の溶接が終了した時点で、前記記憶した揺動幅の全
個数ｎのうち、予め設定した限界揺動幅（ＷＭＡＸ ）
より大なる揺動幅の数Ｎと、予め設定した比率α（α〈
１）と全個数ｎの積αｎの大小関係を比較して、Ｎ〈α
ｎならば次層も１層２パス溶接と判定して、上記の制御
による溶接をくり返し、Ｎ＞αｎならば次層は１層６パ
ス溶接と判定して、次層を１層３パスで施工する多層溶
接の制御方法。 - （３）溶接電極を開先内で幅方向（Ｘ軸）に揺動させな
がら行なうアーク溶接方法で、予め設定された溶接電流
またはアーク電圧を一定に保持するように溶接電極の軸
線方向（Ｙ軸）の移動機構によって、電極の先端部の位
置を変化させ、これによりアーク長を一定となる制御動
作をおこなわせるアーク溶接方法によシ開先を多層溶接
する方法において； １層を６パス以上の溶接で施工する多層溶接において、
そのパスが開先の斜面（壁面）より中央に位置する場合
には、前記した初層溶接時に記憶した揺動中心位置（Ｗ
ｃ）を電極の溶接継手線方向の位置（ｅ２）に対応して
再生して、この位置を基準として、予め設定した限界揺
動幅ＷＭＡＸより小である一定の揺動幅Ｗ。で揺動し、
開先の側斜面側のパスでは、揺動のＸ軸方向の反転を、
一方の端部は電極が開先の斜面に達して上昇する高さが
予め設定した一定値（ｅｏ）に一致したことを条件とし
、もう一方の端部は、揺動の各サイクルごとに予め記憶
しておいた、隣接する開先中央側のパスにおける手前側
の揺動端のＸ軸位置を電極の溶接継手線方向の位置に対
応して再生しておき、この位置にＸ軸位置が一致したこ
とを条件として行なわせることにより１層多パス溶接を
実行し、同時に、上記の開先の側斜面側のパスでの溶接
継手の始端から終端までの揺動の全サイクルにおける揺
動幅（Ｗｗ）を順次検出して記憶しておき、その層の溶
接終了時点で、前記記憶した揺動幅の全個数ｎのうち、
予め設定した限界揺動幅（ＷＭＡＸ）より犬なる揺動幅
の数Ｎと、予め設定した比率α（α〈１）と全個数ｎの
積αｎの大小関係を比較して、Ｎ〈αｎならば次層も同
じパス数で上記の制御による溶接をくり返り、、Ｎ＞α
ｎならば次層のパス数を１パス増して上記の制御に従っ
て溶接を実行する多層溶接の制御方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59109361A JPS60255271A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 多層溶接の制御方法 |
| US06/738,291 US4590355A (en) | 1984-05-31 | 1985-05-28 | Method of controlling multi-layer welding |
| CA000482586A CA1223046A (en) | 1984-05-31 | 1985-05-28 | Method of controlling multi-layer welding |
| EP85303777A EP0166535B1 (en) | 1984-05-31 | 1985-05-29 | Method of controlling multi-layer welding |
| DE8585303777T DE3560813D1 (en) | 1984-05-31 | 1985-05-29 | Method of controlling multi-layer welding |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59109361A JPS60255271A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 多層溶接の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60255271A true JPS60255271A (ja) | 1985-12-16 |
| JPH02154B2 JPH02154B2 (ja) | 1990-01-05 |
Family
ID=14508277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59109361A Granted JPS60255271A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 多層溶接の制御方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4590355A (ja) |
| EP (1) | EP0166535B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60255271A (ja) |
| CA (1) | CA1223046A (ja) |
| DE (1) | DE3560813D1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6289576A (ja) * | 1985-10-15 | 1987-04-24 | Kobe Steel Ltd | ア−ク溶接における開先倣い制御法 |
| JP2019209365A (ja) * | 2018-06-07 | 2019-12-12 | 株式会社Ihi | 溶接方法及び溶接装置 |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0512583B1 (en) * | 1986-03-20 | 1999-06-23 | Shin Meiwa Industry Co., Ltd. | Method of and apparatus for controlling a welding robot |
| US5014183A (en) * | 1988-10-31 | 1991-05-07 | Cincinnati Milacron, Inc. | Method and means for path offsets memorization and recall in a manipulator |
| SE8902963L (sv) * | 1989-09-11 | 1991-03-15 | Esab Ab | Saett vid automatisk flerstraengsvetsning |
| US5166495A (en) * | 1989-09-11 | 1992-11-24 | Esab Aktiebolag | Method and apparatus for automatic multi-run welding |
| US5552575A (en) * | 1994-07-15 | 1996-09-03 | Tufts University | Scan welding method and apparatus |
| SE515773C2 (sv) * | 1995-12-22 | 2001-10-08 | Esab Ab | Förfarande vid automatisk flerskiktssvetsning |
| IT1292205B1 (it) * | 1997-06-26 | 1999-01-25 | Saipem Spa | Procedimento di inseguimento automatico del cianfrino per la saldatura di testa di tubi e apparecchiatura per la realizzazione |
| US5986860A (en) * | 1998-02-19 | 1999-11-16 | Square D Company | Zone arc fault detection |
| US7136265B2 (en) * | 2001-10-17 | 2006-11-14 | Square D Company | Load recognition and series arc detection using bandpass filter signatures |
| US7068480B2 (en) * | 2001-10-17 | 2006-06-27 | Square D Company | Arc detection using load recognition, harmonic content and broadband noise |
| US7151656B2 (en) * | 2001-10-17 | 2006-12-19 | Square D Company | Arc fault circuit interrupter system |
| US7253637B2 (en) | 2005-09-13 | 2007-08-07 | Square D Company | Arc fault circuit interrupter system |
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| CN102615390B (zh) * | 2012-04-28 | 2013-12-25 | 湘潭大学 | 基于摆动电弧的多层多道焊焊缝跟踪系统及识别方法 |
| US9193002B2 (en) * | 2013-06-04 | 2015-11-24 | Caterpillar Inc. | Welding system implementing concurrent auto-dam fabrication |
| KR101622676B1 (ko) * | 2014-04-17 | 2016-05-20 | 대우조선해양 주식회사 | 수평 맞대기 이음 대용착 용접 장치 및 방법 |
| CN104028877B (zh) * | 2014-06-12 | 2016-12-07 | 湘潭大学 | 一种基于动态焊缝切线法的大曲率弯曲焊缝跟踪方法 |
Family Cites Families (6)
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|---|---|---|---|---|
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| JPS5419445A (en) * | 1977-07-14 | 1979-02-14 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Arc welding method |
| DE3160609D1 (en) * | 1980-01-24 | 1983-08-25 | Crutcher Resources | Center tracking welder unit with floating reference |
| JPS57109575A (en) * | 1980-12-27 | 1982-07-08 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Arc welding method |
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| US4491718A (en) * | 1982-05-20 | 1985-01-01 | Crc Welding Systems, Inc. | Template-matching adaptive control system for welding |
-
1984
- 1984-05-31 JP JP59109361A patent/JPS60255271A/ja active Granted
-
1985
- 1985-05-28 US US06/738,291 patent/US4590355A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-05-28 CA CA000482586A patent/CA1223046A/en not_active Expired
- 1985-05-29 EP EP85303777A patent/EP0166535B1/en not_active Expired
- 1985-05-29 DE DE8585303777T patent/DE3560813D1/de not_active Expired
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS6289576A (ja) * | 1985-10-15 | 1987-04-24 | Kobe Steel Ltd | ア−ク溶接における開先倣い制御法 |
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| JP2019209365A (ja) * | 2018-06-07 | 2019-12-12 | 株式会社Ihi | 溶接方法及び溶接装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3560813D1 (en) | 1987-12-03 |
| JPH02154B2 (ja) | 1990-01-05 |
| EP0166535A1 (en) | 1986-01-02 |
| EP0166535B1 (en) | 1987-10-28 |
| US4590355A (en) | 1986-05-20 |
| CA1223046A (en) | 1987-06-16 |
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