JPS61123473A - センサ付自動溶接装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明はセンサ付自動溶接装置に関するものである。

従来の技術 従来のセンサ付自動溶接装置は、開先ワークの多層溶接
に際し、１層目の溶接前の開先位置と開先断面積全検出
するセンサを用い、そのセンサのセンシングデータを開
先ワークの溶接線位置と対応させて記憶しておき、１層
目だけでなくすべての層のトーチの倣い制御と溶接条件
の制御を行っていた。

センサとしては第２図に示すような接触式センサがよく
用いられた。すなわち開先ワーク１ｏの開先１１の位置
はａ−ラ型の接触センサ１４のローラの巾の中点（Ｐ点
）の溶接線をほぼ直角方向に横切る方向（Ｙ方向）の位
置として位置検出器１５より得られる。開先断面積Ｓは
、開先角度θが一定であるとして、接触センサ１４のロ
ーラ巾Ｗと接触センサ１４の位置検出器１６と接触セン
サ１６の位置検出器１７の板厚方向（Ｚ方向）の距離差
すなわち母材表面から接触子の最下端部まと計算により
求まる。

このようにして得られた開先位置全基に２層目以降はＹ
方向にいくらかのオフセット量をもたせるようにしてト
ーチの倣い制御全行い、断面積Ｓと余盛量の分音溶着さ
せるように各層の溶接条件（′溶接電流、溶接電圧、溶
接速度）を制御していた。

発明が解決しようとする問題点 １層目の溶接前の開先断面積ですべての層の溶接条件を
制御していたので、次に述べるような問題点があった。

（１）センシングを１回しかしないので、ワーク材質の
バラツキ等により制御しようとした溶着量と実際の溶着
量が異ってしまうと最終層の溶接後には大きな差となっ
た。

（２）１層目の溶接の前後では２層目以降の溶接の前後
と比べてワークの熱歪の影響がはるかに大きく、１層目
の溶接前の断面積？基にした溶接条件では適正な溶接が
できなかった。

（３）接触式センサでは、スパッタやごみ等の影響を受
けやすく断面積の検出精度が悪かった。また１層目の溶
接後の断面積の検出は一欝なかりた。

（４）１層目の溶接は裏波（裏側のビード形状）の制御
に重点全おかねばならないが、必ずしも検出断面積と溶
着量の関係が一定とならず、２層目以降の溶接条件の制
御が難しい。

問題点を解決するための手段 センサからのセンシングデータに基づいて溶接条件を制
御するセンサ付自動溶接装置において、断面積を検出す
る非接触式センサを用い、２層目以降で少くとも１層は
非接触センサで断面積を検出しかつそのセンシングデー
タに基づいて溶接条件を制御するようにＣＰＵが制御す
るようにプログラムしたＲＯＭ１前記センサ付自動溶接
装置の制御装置に設ける。

作用 多層溶接に際し、２層目以降で少くとも１層はその層の
溶接前の断面積を検出し、その断面積に基づいて溶接条
件を制御する。

２鳩目以降の溶接前に断面積を検出する層として最終層
を含み、最終層は検出した断面積分と余盛量分をあわせ
た分の溶着量となるように溶接条件を制御する。

実施例 １電極（トーチ）のサブマージの２層溶接の場合に本発
明のセンサ付自動溶接装置を適用する場合について述べ
る。

第１図において、トーチ３の前方に設けられた非接触式
センサ２にエリ、開先ワーク１ｏの開先１１に第３図に
示すように前層までのすなわち１層目の溶接ビード１２
のある状態の断面積１８を検出し、トーチ３がセノシン
グ点に来たうｃｐｔｒ・ＲＯＭ、ＲＡＭ等より構成され
る制御装置１によりその検出した断面積１８分と２層目
は最終層なので余盛量１９分を合せた溶着量となるよう
に溶接条件（溶接電流、溶接電圧、溶接速度）を制御す
る。

非接触式センサ２はセンサ取付ベース２ａによリセンサ
支持柱２ｂに取付られ、トーチ支持柱３ａに取付けられ
たトーチ３とともにセンサとトーチの機構５によって溶
接線である開先方向をほぼ直角方向に動作できる。フラ
ックス６はフラックス容器６ａからホース６ｂにより供
給する。ワイヤ８はワイヤリール８ａからトーチ３に供
給する。１３はフラックスにおおわれた溶接ピードであ
る。

溶接装置全体は台車４の車輪了によりレール９上を溶接
線方向に動く。

非接触式センサ２としてはスポット光を被測定物体に投
光しその物体上の光像ＩＰＳＤ（ポジション・センシテ
ィブ・デバイス）でとらえて三角測量の原理で位置検出
するものを用いれば溶接線をほぼ直角方向に横切るよう
に物体表面までの距離情報かえられるので溶接線をほぼ
直角方向に横切るように順次距離情報を得れば容易に断
面積が得られる。

もちろん１層目の溶接は非接触式センサ２によりトーチ
３の倣い制御と溶接条件の制御を行なう。

倣い制御は２層目以降も１層目の開先位置データに基づ
いて行なう。

浴着量は１層目は裏波（裏側のピード形状）が最適にな
るようにし、最終層は開先の断面積分と余盛量分を合わ
せた量とする。

３層以上の溶接を行う場合の１層目と最終層の溶着量は
、各層ごとの残りの開先の基準断面積量を決めて検出断
面積−基準断面積の量とするか検出断面積を残りの溶接
回数で割った量とする。

層の溶接前に断面積のセンシングだけ行って後からその
層の溶接を行ってもよく、多電極（トーチ）の場合も同
様に行なえることはもちろんである。

サブマージ溶接の他ＣＯ２やＭム、Ｇ溶接に適用でき、
溶接ワークも隅肉等の継手のあるものに対して適用でき
る。

センシング全行う層はあらかじめ制御装置１のＣＰＵ１
制御するプログラムとしていれておく。

発明の効果 （１）センシングを多数回行なうので、制御しようとし
た溶着量と実際の溶着量が異っても、センソングごとに
補正作用が働くので、最終層の溶接後の浴着量のずれが
小さい。

（２）熱歪の影響による開先断面積の変化に対応できる
。特に２層目以降の溶接前後の熱歪の影響は小さいが１
層目の溶接前後の熱歪の影響は大きいので、２層目以降
に検出した断面積に基づいて溶接条件の制御を行なうの
で正確な溶着量の制御ができる。特に最終層の溶接前の
断面積の検出に基づく場合は溶着量全正確に制御できる
。

（３）非接触センサではスパッタやごみの影響が小さい
。

（４）１層目と最終層全線いて、検出断面積から溶着量
が直に求まるので溶接条件の制御が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の傾施例のセンサ付自動溶接装置の斜視
図、第２図は従来の接触式センサを示す説明図、第３図
は開先の溶着ｉｔ示す説明図である。 １・・・・・・制御装置、２・・・・・・非接触式セン
サ、３・・・・・トー・チ（電極）、４・・・・・・台
車、５・・・・・・センサとトーチの機構、１０・・・
・・・開先ワーク、１１・・・・・・開先、１２・・・
・・・前層までの溶接ビード、１８・・・・・・検出断
面積、１９・・・・・・余盛量。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
ｌｒＩ！Ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶接線の情報を検知するセンサ、溶接用トーチを移動す
   る手段としての台車またはロボットハンド、及び制御装
   置を備え、前記センサからのセンシングデータに基づい
   て溶接条件を制御するセンサ付自動溶接装置であって、
   前記センサには多層溶接に際し断面積を検出する非接触
   式センサを用い２層目以降で少くとも１層はその層の溶
   接前の断面積を検出し、前記制御装置は前記断面積に基
   づいて溶接条件を設定可能とすると共に前記制御装置に
   より前記溶接用トーチを制御するセンサ付自動溶接装置
   。