JPS61132273A - 溶接制御装置 - Google Patents
溶接制御装置Info
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- JPS61132273A JPS61132273A JP25304884A JP25304884A JPS61132273A JP S61132273 A JPS61132273 A JP S61132273A JP 25304884 A JP25304884 A JP 25304884A JP 25304884 A JP25304884 A JP 25304884A JP S61132273 A JPS61132273 A JP S61132273A
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- JP
- Japan
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- welding
- arc
- impedance
- signal
- current
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- Granted
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Classifications
-
- 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
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
- B23K9/127—Means for tracking lines during arc welding or cutting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、溶接アークを溶接進行方向に対し直角方向に
ウィービングさせることにより得られる制御信号により
溶接制御を行なう溶接制御装置に関し、特に自動的に溶
接終端部を検出する手段の改良に関する。
ウィービングさせることにより得られる制御信号により
溶接制御を行なう溶接制御装置に関し、特に自動的に溶
接終端部を検出する手段の改良に関する。
従来、自動アーク溶接装置あるいはティーチ・プレイバ
ック型アーク溶接ロボットを用いたアーク溶接において
、被溶接部材の終端部に合せて溶接を終了させる場合、
あるいは被溶接部材の終端部にて角巻(耳巻)溶接を行
なう場合には、予め上記溶接終端部の位置を人為操作あ
るいはティーチングにより設定しておき、この設定値に
基いてアーク溶接を行なうものとなっていた。
ック型アーク溶接ロボットを用いたアーク溶接において
、被溶接部材の終端部に合せて溶接を終了させる場合、
あるいは被溶接部材の終端部にて角巻(耳巻)溶接を行
なう場合には、予め上記溶接終端部の位置を人為操作あ
るいはティーチングにより設定しておき、この設定値に
基いてアーク溶接を行なうものとなっていた。
しかるに前記溶接終端部の位置は、被溶接部材の取付は
誤差2寸法誤差あるいは溶接中の変形等により設定値か
らずれてしまうおそれがあった。
誤差2寸法誤差あるいは溶接中の変形等により設定値か
らずれてしまうおそれがあった。
そうなると、溶接終端部にてアーク溶接が終了しないた
め正しい溶接結果が得られなくなり、品質低下の原因に
なっていた。
め正しい溶接結果が得られなくなり、品質低下の原因に
なっていた。
そこで従来は、被溶接部材の取付は精度向上。
寸法精度向上あるいは溶接変形防止のための拘束精度面
上等の手段が講じられていたが、これらは必要以上の精
度を得るための加エエ敗増加に伴う製造コスト上昇を招
いていた。また溶接終端部位置がずれる毎に位置設定操
作あるいはティーチングのやり直しを行なう手段もある
が、この手段では位置設定操作あるいはティーチングの
やり直しのための作業量増加に伴う製造コスト上昇のみ
ならず、溶接作業の自動化ざらには無人化の障害となっ
ていた。
上等の手段が講じられていたが、これらは必要以上の精
度を得るための加エエ敗増加に伴う製造コスト上昇を招
いていた。また溶接終端部位置がずれる毎に位置設定操
作あるいはティーチングのやり直しを行なう手段もある
が、この手段では位置設定操作あるいはティーチングの
やり直しのための作業量増加に伴う製造コスト上昇のみ
ならず、溶接作業の自動化ざらには無人化の障害となっ
ていた。
一方、溶接トーチと被溶接部材との距離を制御するため
に、アーク電流あるいはアーク電圧を制御信号として利
用する手段が従来から講じられているが、この手段は識
別度が低い上、ノイズ妨害の影響を受けやすく、制御精
度が大変悪いものである。
に、アーク電流あるいはアーク電圧を制御信号として利
用する手段が従来から講じられているが、この手段は識
別度が低い上、ノイズ妨害の影響を受けやすく、制御精
度が大変悪いものである。
そこで本発明は、被溶接部材の取付は誤差1寸法誤差あ
るいは溶接中の変形等があっても溶接終端部を自動的に
かつ高精度に検出でき、溶接作業の自動化ざらには無人
化をはかり得、製造コストの低減が可能な溶接制御装置
を提供することを目的とする。
るいは溶接中の変形等があっても溶接終端部を自動的に
かつ高精度に検出でき、溶接作業の自動化ざらには無人
化をはかり得、製造コストの低減が可能な溶接制御装置
を提供することを目的とする。
本発明は上記問題点を解決し目的を達成するために次の
ような手段を講じたことを特徴としている。すなわち、
溶接アークのインピーダンスをインピーダンス検出手段
により検出し、検出されたインピーダンスからウィービ
ングの左端および右端における前記溶接アークのインピ
ーダンス瞬時値を第1.第2のサンプリングホールド回
路にサンプリングホールドし、これら第1.第2のサン
プリングホールド回路にそれぞれサンプリングホールド
された左端インピーダンス瞬時値と右端インピーダンス
瞬時値との差信号を差信号検出手段により検出し、検出
された差信号の符号および大きさを弁別手段により弁別
し、弁別された差信号の変化から前記溶接アークの溶接
終端部通過を検出するようにしたことを特徴としている
。
ような手段を講じたことを特徴としている。すなわち、
溶接アークのインピーダンスをインピーダンス検出手段
により検出し、検出されたインピーダンスからウィービ
ングの左端および右端における前記溶接アークのインピ
ーダンス瞬時値を第1.第2のサンプリングホールド回
路にサンプリングホールドし、これら第1.第2のサン
プリングホールド回路にそれぞれサンプリングホールド
された左端インピーダンス瞬時値と右端インピーダンス
瞬時値との差信号を差信号検出手段により検出し、検出
された差信号の符号および大きさを弁別手段により弁別
し、弁別された差信号の変化から前記溶接アークの溶接
終端部通過を検出するようにしたことを特徴としている
。
このような手段を講じたことにより、アーク電流やアー
ク電圧よりも高い識別度を有するアークのインピーダン
スから自動的に溶接終端部が検出される。
ク電圧よりも高い識別度を有するアークのインピーダン
スから自動的に溶接終端部が検出される。
第1図は本発明の一実施例の概略を示す図で、消耗電極
型ガスシールドアーク溶接によるすみ肉溶接の状態を示
している。図中1は溶接部材、2は溶接トーチであり、
これら溶接部材1および溶接トーチ2には電源端子3a
、3bに接続された電源(不図示)から直流電圧が印加
される。そこで上記溶接トーチ2を一旦溶接部材1に接
触させてから引き離すことにより、溶接環4からアーク
5が発生する。この状態で、前記溶接トーチ2をZ軸高
ざを一定に保ちY軸方向に一定振幅でウィービングさせ
ながら移動させることにより、すみ肉溶接が行なわれる
。またこのときのアーク電圧Eおよびアーク電流■が電
圧検出器5および電流検出器6にて常時検出され、後述
する制御装置に与えられることにより溶接終端部の位置
が自助検出されるものとなっている。
型ガスシールドアーク溶接によるすみ肉溶接の状態を示
している。図中1は溶接部材、2は溶接トーチであり、
これら溶接部材1および溶接トーチ2には電源端子3a
、3bに接続された電源(不図示)から直流電圧が印加
される。そこで上記溶接トーチ2を一旦溶接部材1に接
触させてから引き離すことにより、溶接環4からアーク
5が発生する。この状態で、前記溶接トーチ2をZ軸高
ざを一定に保ちY軸方向に一定振幅でウィービングさせ
ながら移動させることにより、すみ肉溶接が行なわれる
。またこのときのアーク電圧Eおよびアーク電流■が電
圧検出器5および電流検出器6にて常時検出され、後述
する制御装置に与えられることにより溶接終端部の位置
が自助検出されるものとなっている。
第2図は上記制御装置の構成を示すブロック図である。
第2図において11はインピーダンス演算器であり、前
記電圧検出器5I3よび電流検出器6から出力されたア
ーク電圧信号SEとアーク電流信号SIとが供給され、
アークのインピーダンスZa1すなわち Za−E/I ・・・(
1)が演算されるものとなっている。
記電圧検出器5I3よび電流検出器6から出力されたア
ーク電圧信号SEとアーク電流信号SIとが供給され、
アークのインピーダンスZa1すなわち Za−E/I ・・・(
1)が演算されるものとなっている。
上記インピーダンス演綽器11から出力されたインピー
ダンス信号SZaは、ローパスフィルタ12を介して第
1.第2のサンプリングホールド回路(以下S/8回路
と略称す、る)13.14に供給される。上記第1のS
/H回路13は入力端子15から供給されるウィービン
グ左端検出用パルス信号PLにより、前記溶接トーチ2
のウィービング左端におけるアークのインピーダンス瞬
時値ZLをサンプリングホールドするものであり、第2
のS/H回路14は入力端子16から供給されるウィー
ビング右端検出用パルス信号PRにより、前記溶接トー
チ2のウィービング右端における上記インピーダンスZ
aの瞬時値ZRをサンプリングホールドするものである
。
ダンス信号SZaは、ローパスフィルタ12を介して第
1.第2のサンプリングホールド回路(以下S/8回路
と略称す、る)13.14に供給される。上記第1のS
/H回路13は入力端子15から供給されるウィービン
グ左端検出用パルス信号PLにより、前記溶接トーチ2
のウィービング左端におけるアークのインピーダンス瞬
時値ZLをサンプリングホールドするものであり、第2
のS/H回路14は入力端子16から供給されるウィー
ビング右端検出用パルス信号PRにより、前記溶接トー
チ2のウィービング右端における上記インピーダンスZ
aの瞬時値ZRをサンプリングホールドするものである
。
上記両S/H回路13.14から出力された左端インピ
ーダンス瞬時値信号SZLと右端インピーダンス瞬時値
信号SZRとは差動増幅器17に供給され、上記インピ
ーダンス瞬時値ZLとZRとの差Zt、−ZRが演算さ
れるものとなっている。
ーダンス瞬時値信号SZLと右端インピーダンス瞬時値
信号SZRとは差動増幅器17に供給され、上記インピ
ーダンス瞬時値ZLとZRとの差Zt、−ZRが演算さ
れるものとなっている。
上記差動増幅器17から出力される差信号SZ。
は信号弁別器18に供給される。上記信号弁別器18は
、しきい値設定器19にて予め設定されたしきい値りに
応じて前記差信号SZoの符号ならびに大きざを弁別す
るものであり、弁別結果すなわち信号弁別器1つの出力
信号Saは出力端子20から出力され、この出力に基い
て溶接終端部が検出されるものとなっている。
、しきい値設定器19にて予め設定されたしきい値りに
応じて前記差信号SZoの符号ならびに大きざを弁別す
るものであり、弁別結果すなわち信号弁別器1つの出力
信号Saは出力端子20から出力され、この出力に基い
て溶接終端部が検出されるものとなっている。
第3図(a)(b)(c)は第2図におけるインピーダ
ンス演算器11の具体例を示す回路図である。
ンス演算器11の具体例を示す回路図である。
第3図(a)はアーク電圧Eとアーク電流Iとに基いて
割算器21および演算増幅器22a、22bによりイン
ピーダンスZaを演算する場合の回路構成例を示してい
る。なお図中VRは可変抵抗器であり、COMは共通基
線を示している。
割算器21および演算増幅器22a、22bによりイン
ピーダンスZaを演算する場合の回路構成例を示してい
る。なお図中VRは可変抵抗器であり、COMは共通基
線を示している。
上記割算器21の基本的演算機能は
VO’ = 10 (Z’ /X’ )
−(2)である。ただし上式においてVa’ は割算器
出力(商)、2′は割算器人力(被除数ン、X’は割算
器人力(除数ンを示している。そこで上記基本的演算機
能を利用して割陣器入力2′にはE成分。
−(2)である。ただし上式においてVa’ は割算器
出力(商)、2′は割算器人力(被除数ン、X’は割算
器人力(除数ンを示している。そこで上記基本的演算機
能を利用して割陣器入力2′にはE成分。
X′には■成分を入力し、割算器出力VO’ としてZ
a−E/Iが算出されるように回路構成されている。な
お演算増幅器22a、22bは線形増幅器あるいは符号
反転器として作用し、可変抵抗器VRは■成分およびE
成分のレベル調整器として作用するものとなっている。
a−E/Iが算出されるように回路構成されている。な
お演算増幅器22a、22bは線形増幅器あるいは符号
反転器として作用し、可変抵抗器VRは■成分およびE
成分のレベル調整器として作用するものとなっている。
第3図(b)はアーク電圧Eとアーク電流Iとに基いて
掛算器23と演算増幅器24a〜24Gとによりインビ
ーダイスZaを演算する場合の回路構成例を示している
。なお同図(a)と同一のものについては同一符号が付
しである。
掛算器23と演算増幅器24a〜24Gとによりインビ
ーダイスZaを演算する場合の回路構成例を示している
。なお同図(a)と同一のものについては同一符号が付
しである。
上記掛算器23の基本的演算機能は
Va = (1/10)X−Y −(3
である。ただし上式においてVnは掛算器出力(積)、
Xは掛算器人力(被乗数)、Yは掛算器人力(乗数)を
示している。そこで上記基本的演算機能を利用して、掛
算器23を演算増幅器24Cからなる負帰還回路に挿入
し、総合的に割算器を構成させてZa=E/Iを算出す
る如く回路構成されている。なお演算増幅器24a〜2
4Cは線形増幅器あるいは符号反転器として作用し、V
RはI成分およびE成分のレベル調節器として作用する
ものとなっている。
である。ただし上式においてVnは掛算器出力(積)、
Xは掛算器人力(被乗数)、Yは掛算器人力(乗数)を
示している。そこで上記基本的演算機能を利用して、掛
算器23を演算増幅器24Cからなる負帰還回路に挿入
し、総合的に割算器を構成させてZa=E/Iを算出す
る如く回路構成されている。なお演算増幅器24a〜2
4Cは線形増幅器あるいは符号反転器として作用し、V
RはI成分およびE成分のレベル調節器として作用する
ものとなっている。
第3図(C)はアーク電圧Eとアーク電流Iとに基いて
トランジスタ25a〜25cと演算増幅器26a〜26
fとによりインビーダイスzaを演算する場合の回路構
成例を示している。なお同図(a)(b)と同一のもの
については同一符号が付しである。
トランジスタ25a〜25cと演算増幅器26a〜26
fとによりインビーダイスzaを演算する場合の回路構
成例を示している。なお同図(a)(b)と同一のもの
については同一符号が付しである。
同図(C)においては、上記トランジスタ25a〜25
cと演算増幅器268〜26fとによる対数変換・逆対
数変換機能を利用してZa=E/Iを算出する如く回路
構成されている。すなわちZ a −E / I =
e”′g″M−1og″1)・(4]ただしeは自然対
数の底である。
cと演算増幅器268〜26fとによる対数変換・逆対
数変換機能を利用してZa=E/Iを算出する如く回路
構成されている。すなわちZ a −E / I =
e”′g″M−1og″1)・(4]ただしeは自然対
数の底である。
この場合、演算増幅器26a〜26fは線形増幅器ある
いは符号反転器さらにはトランジスタ25a〜25Cと
共に対数・逆対数変換器として作用し、VRはI成分お
よびE成分のレベル調節器として作用するものとなって
いる。
いは符号反転器さらにはトランジスタ25a〜25Cと
共に対数・逆対数変換器として作用し、VRはI成分お
よびE成分のレベル調節器として作用するものとなって
いる。
第4図(a>(b)は第2図における第1.第2のS/
H回路13.14と差動増幅器17との具体例を示す回
路図である。
H回路13.14と差動増幅器17との具体例を示す回
路図である。
第4図(a)はインピーダンス演算器11からローパス
フィルタ12を介して供給されたアークのインピーダン
ス信号SZaと、入力端子15゜16から供給されたウ
ィービング左端、右端検出用パルス信号PL、PRを受
けて、演算増幅器27a、27bとFET28とから構
成された第1のS/H回路13と、演算増幅器29a、
29bとFET30とから構成された第2のS/H回路
14とにより、ウィービング左端および右端のインピー
ダンス瞬時値ZL、ZRをサンプリングホールドし、こ
のサンプリングホールドされた瞬時値ZL、ZRの差を
演算増幅器31にて構成された差動増幅器17で求める
如く回路構成したものである。なお図中CHはホールド
コンデンサを示している。
フィルタ12を介して供給されたアークのインピーダン
ス信号SZaと、入力端子15゜16から供給されたウ
ィービング左端、右端検出用パルス信号PL、PRを受
けて、演算増幅器27a、27bとFET28とから構
成された第1のS/H回路13と、演算増幅器29a、
29bとFET30とから構成された第2のS/H回路
14とにより、ウィービング左端および右端のインピー
ダンス瞬時値ZL、ZRをサンプリングホールドし、こ
のサンプリングホールドされた瞬時値ZL、ZRの差を
演算増幅器31にて構成された差動増幅器17で求める
如く回路構成したものである。なお図中CHはホールド
コンデンサを示している。
第4図(1′1)は同図(a)と同様な信号を受けて、
演算増幅器27a、27bとANDゲート32とから構
成された第1のS/H回路13と、演算増幅器29a、
29bとANDゲート33とから構成された第2のS/
H回路14とにより、ウィービング左端および右端のイ
ンピーダンス瞬時値Zt、、ZRをサンプリングホール
ドし、このサンプリングホールドされた瞬時値ZL、Z
Rの差を演算増幅器31にて構成された差動増幅器17
で求める如く回路構成したものである。
演算増幅器27a、27bとANDゲート32とから構
成された第1のS/H回路13と、演算増幅器29a、
29bとANDゲート33とから構成された第2のS/
H回路14とにより、ウィービング左端および右端のイ
ンピーダンス瞬時値Zt、、ZRをサンプリングホール
ドし、このサンプリングホールドされた瞬時値ZL、Z
Rの差を演算増幅器31にて構成された差動増幅器17
で求める如く回路構成したものである。
第5図(a)(b)は第2図における信号弁別器18と
しきい値設定器19との具体的な構成を示す回路図であ
る。第5図(a)は差動増幅器17から供給される差信
号SZDを受けて、Zt、 −ZR>Oの場合とZt、
−ZR<Oの場合とに分け、可変抵抗器VR1,VR2
からなるしきい値設定器19にて設定されたしきい値し
により、演算層幅器34a、34bにて構成された信号
弁別器18にて弁別を行ない、Zt、−ZR>Qの場合
と、ZL−ZR<Qの場合とに独立させて出力端子20
aまたは20bから出力させる如く回路構成したもので
ある。
しきい値設定器19との具体的な構成を示す回路図であ
る。第5図(a)は差動増幅器17から供給される差信
号SZDを受けて、Zt、 −ZR>Oの場合とZt、
−ZR<Oの場合とに分け、可変抵抗器VR1,VR2
からなるしきい値設定器19にて設定されたしきい値し
により、演算層幅器34a、34bにて構成された信号
弁別器18にて弁別を行ない、Zt、−ZR>Qの場合
と、ZL−ZR<Qの場合とに独立させて出力端子20
aまたは20bから出力させる如く回路構成したもので
ある。
第5図(1))は同図(a)における二つの独立出力信
号をORゲート35にて合成し、ZL−ZR>0あるい
はZL−ZR<Qのいずれであっても出力端子20から
出力される如く回路構成したものである。
号をORゲート35にて合成し、ZL−ZR>0あるい
はZL−ZR<Qのいずれであっても出力端子20から
出力される如く回路構成したものである。
次に本実施例において、[1]アークのインピーダンス
Zaの制御入力としての作用、[2]アークのインピー
ダンス瞬時値別による溶接終端部検出の作用、について
説明する。
Zaの制御入力としての作用、[2]アークのインピー
ダンス瞬時値別による溶接終端部検出の作用、について
説明する。
[1]アークのインピーダンスzaの制御入力としての
作用 本実施例ではアークの特性値としてのインピーダンスZ
aを溶接トーチ・被溶接部材間距離りの制御用入力信号
として利用する。
作用 本実施例ではアークの特性値としてのインピーダンスZ
aを溶接トーチ・被溶接部材間距離りの制御用入力信号
として利用する。
第6図(a)において曲線A1.A2.A3は一般的な
消耗電極型ガスシールドアーク溶接における電圧・電流
特性曲線を示しており、曲線Bは溶接電源の外部特性曲
線を示している。電圧・電流特性曲線A1は、同図(b
)のPに示す如く溶接トーチ2と被溶接部材1との距離
りが1口の場合であり、電圧・電流特性曲線A2は、同
図(b)のQに示す如く距離りがり、+Δhの場合であ
り、電圧・電流特性曲線A3は、同図(b>のRに示す
如く距l!1IIhがha−Δhの場合である。第6図
(a)から明らかなように、溶接トーチ・被溶接部材間
距離りがり、を中心にΔhだけ上下に変動すると、アー
ク電圧・電流特性曲線A1〜A3はほぼ相似形のまま移
動する。
消耗電極型ガスシールドアーク溶接における電圧・電流
特性曲線を示しており、曲線Bは溶接電源の外部特性曲
線を示している。電圧・電流特性曲線A1は、同図(b
)のPに示す如く溶接トーチ2と被溶接部材1との距離
りが1口の場合であり、電圧・電流特性曲線A2は、同
図(b)のQに示す如く距離りがり、+Δhの場合であ
り、電圧・電流特性曲線A3は、同図(b>のRに示す
如く距l!1IIhがha−Δhの場合である。第6図
(a)から明らかなように、溶接トーチ・被溶接部材間
距離りがり、を中心にΔhだけ上下に変動すると、アー
ク電圧・電流特性曲線A1〜A3はほぼ相似形のまま移
動する。
また、Bで示すような定電圧特性に近い外部特性を有す
る溶接電源によりアークを発生させると、距離h−ha
では交点PN、距離h−ha+Δhでは交点PL、距離
h−ha−Δhでは交点Ps。
る溶接電源によりアークを発生させると、距離h−ha
では交点PN、距離h−ha+Δhでは交点PL、距離
h−ha−Δhでは交点Ps。
で安定な通電が行なわれ、定常溶接状態が得られる。す
なわち、上記距離りの変化に対応して動作点がPN、P
L、P8等と移動し、この移動に伴ってアーク電流Iお
よびアーク電圧Eが変動する。
なわち、上記距離りの変化に対応して動作点がPN、P
L、P8等と移動し、この移動に伴ってアーク電流Iお
よびアーク電圧Eが変動する。
具体的には、距1h−h、からh=h、+Δhに変化す
ると、アーク電流IはIOからIo−ΔIに変動し、ア
ーク電圧EはEaからEQ+ΔEに変動する。また距離
h=h、からh−h、−Δhに変化すると、アーク電流
IはIoからIn+Δ■に変動し、アーク電圧EはEQ
か・らEO−ΔEに変動する。そこで従来はアーク電圧
Eの変動およびアーク電流Iの変動を利用して距離りの
目標値制郭を行なっていた。特に、電流Iの変vJ最が
電圧Eの変動量よりも大きいので、電流Iの変動を利用
したものが多く用いられており、アークセンサはこの原
理に立脚したものである。
ると、アーク電流IはIOからIo−ΔIに変動し、ア
ーク電圧EはEaからEQ+ΔEに変動する。また距離
h=h、からh−h、−Δhに変化すると、アーク電流
IはIoからIn+Δ■に変動し、アーク電圧EはEQ
か・らEO−ΔEに変動する。そこで従来はアーク電圧
Eの変動およびアーク電流Iの変動を利用して距離りの
目標値制郭を行なっていた。特に、電流Iの変vJ最が
電圧Eの変動量よりも大きいので、電流Iの変動を利用
したものが多く用いられており、アークセンサはこの原
理に立脚したものである。
一方、第6図<a)において破線で示す曲線C1、C2
,C3は、前記電圧・電流特性面aA1゜a2.A3に
対応する電流・インピーダンス特性曲線である。そして
溶接トーチ・被溶接部材間路1h=hOにおける動作点
をPN’、これに対応するインピーダンスZaをZaa
で表わし、上記距離h=ha+Δhにおける動作点をP
t、’、これに対応するインピーダンスlaをZao+
ΔZaで表わし、上記距離h=h、−Δhにおける動作
点をPs’、これに対応するインピーダンスZaをZa
a−ΔZaで表わしている。
,C3は、前記電圧・電流特性面aA1゜a2.A3に
対応する電流・インピーダンス特性曲線である。そして
溶接トーチ・被溶接部材間路1h=hOにおける動作点
をPN’、これに対応するインピーダンスZaをZaa
で表わし、上記距離h=ha+Δhにおける動作点をP
t、’、これに対応するインピーダンスlaをZao+
ΔZaで表わし、上記距離h=h、−Δhにおける動作
点をPs’、これに対応するインピーダンスZaをZa
a−ΔZaで表わしている。
下表は上記路mhの変化に伴うアーク電流I。
アーク電圧E、インピーダンスZaの変化を示す表であ
る。
る。
上表から明らかなように、距離りがhoからり、+Δh
あるいはho−Δhに変化した場合、電流変化率1/I
nと電圧変化率E/EOとインピーダンス変化率Za/
Zaaとの関係はE/E、J<1/10 <Za/Za
aとなる。このことは距離りの目標値制御信号としては
、電圧Eや電流lよりもインピーダンスZaを用いた方
が高い識別度を有していることを表わしている。したが
って本実施例の如くインピーダンスZaを制御信号とす
ることにより、制御の安定化および高精度化をはかり得
る。
あるいはho−Δhに変化した場合、電流変化率1/I
nと電圧変化率E/EOとインピーダンス変化率Za/
Zaaとの関係はE/E、J<1/10 <Za/Za
aとなる。このことは距離りの目標値制御信号としては
、電圧Eや電流lよりもインピーダンスZaを用いた方
が高い識別度を有していることを表わしている。したが
って本実施例の如くインピーダンスZaを制御信号とす
ることにより、制御の安定化および高精度化をはかり得
る。
ところで、溶滴移行の安定化(スプレー化)のために、
アーク電流Iとして基準電流1oにパルス状電流1pを
重畳した電流を用いる場合がある。
アーク電流Iとして基準電流1oにパルス状電流1pを
重畳した電流を用いる場合がある。
第7図に示すように′R流IがIoからto+Ipに変
化すると、電圧EはEQからEo+Epに変化し、動作
点PaはPpに移動する。この場合、電流1.M圧E、
インピーダンスZaのいずれかを制御信号として用いる
かによって入力信号中に含まれるパルス波比率が異なる
。
化すると、電圧EはEQからEo+Epに変化し、動作
点PaはPpに移動する。この場合、電流1.M圧E、
インピーダンスZaのいずれかを制御信号として用いる
かによって入力信号中に含まれるパルス波比率が異なる
。
下表はアーク電流■が、基準電流1a とパルス電流I
pとを重畳して構成される場合のアーク電圧E、および
インピーダンスZaの変化と、その鍾化率を示す表であ
る。
pとを重畳して構成される場合のアーク電圧E、および
インピーダンスZaの変化と、その鍾化率を示す表であ
る。
上表から明らかなように、電流IがInからIa+Ip
に変化したときの電流変化率1/Iaと電圧変化率E/
EOとインピーダンス変化率2a/Zaaとを比較する
と、インピーダンス変化率Za/Zaaが最も1に近い
値となる。このことは、インピーダンスzaを制御信号
として用いることにより、電流中に鋭いパルス電流が重
畳されていても、入力信号中のパルス比率が小さくなる
ことを表わしている。したがってインピーダンスzaを
制御信号とすることにより、制御精度の向上ならびに安
定化をはかることができる。
に変化したときの電流変化率1/Iaと電圧変化率E/
EOとインピーダンス変化率2a/Zaaとを比較する
と、インピーダンス変化率Za/Zaaが最も1に近い
値となる。このことは、インピーダンスzaを制御信号
として用いることにより、電流中に鋭いパルス電流が重
畳されていても、入力信号中のパルス比率が小さくなる
ことを表わしている。したがってインピーダンスzaを
制御信号とすることにより、制御精度の向上ならびに安
定化をはかることができる。
[2コアークのインピーダンス演算器別による溶接最終
端検出の作用 第8図(a)(b)(c)は消耗電極型ガスシールドア
ーク溶接によるすみ肉溶接の状態を示す図で、同図(a
)は通常のすみ・肉溶接の場合、同図(b)は溶接終端
部にて立板が欠如した場合、同図(C)は溶接終端部に
て下根が欠如した場合、をそれぞれ示している。
端検出の作用 第8図(a)(b)(c)は消耗電極型ガスシールドア
ーク溶接によるすみ肉溶接の状態を示す図で、同図(a
)は通常のすみ・肉溶接の場合、同図(b)は溶接終端
部にて立板が欠如した場合、同図(C)は溶接終端部に
て下根が欠如した場合、をそれぞれ示している。
同図(a)の場合、インピーダンス演算器11から出力
されるインピーダンス信号SZaは第9図(a>の■で
示すような波形となる。したがって、第9図(b)に示
すようなウィービング左端検出用パルス信号PLおよび
ウィービング右端検出用パルス信号PRによりサンプリ
ングされたインピーダンス瞬時値ZL、ZRは、 ZL岬ZR なる関係を有する。そのため、上記瞬時値zL。
されるインピーダンス信号SZaは第9図(a>の■で
示すような波形となる。したがって、第9図(b)に示
すようなウィービング左端検出用パルス信号PLおよび
ウィービング右端検出用パルス信号PRによりサンプリ
ングされたインピーダンス瞬時値ZL、ZRは、 ZL岬ZR なる関係を有する。そのため、上記瞬時値zL。
ZRの差信号SZoは第9図(C)の■に示すようにな
る。かくして、上記差信号SZoはしきい値りよりも低
レベルのため、出力端子2oからの出力はない。
る。かくして、上記差信号SZoはしきい値りよりも低
レベルのため、出力端子2oからの出力はない。
同図(b)の場合、アークのインピーダンス信号SZa
は第9図(a)の■で示すような波形となる。したがっ
て、第9図(b)に示すようなウィービング左端検出用
パルス信号PLおよびウィービング右端検出用パルス信
号PRによりサンプリングされたインピーダンス瞬時値
ZL、ZRは、ZL<ZR なる関係を有する。そのため、上記瞬時値ZL。
は第9図(a)の■で示すような波形となる。したがっ
て、第9図(b)に示すようなウィービング左端検出用
パルス信号PLおよびウィービング右端検出用パルス信
号PRによりサンプリングされたインピーダンス瞬時値
ZL、ZRは、ZL<ZR なる関係を有する。そのため、上記瞬時値ZL。
ZRの差信号SZoは第9図(C)の■で示すようにな
る。かくして、上記差信号SZoはしきい値Sよりも高
レベルであるので、出力端子20からは時点t2にて第
9図(d)の■で示すような出力がある。その結果、こ
の出力に基いて溶接アークの立板が欠如された溶接終端
部の通過が検出される。なお第9図(d)の■において
、実線は第5図(a)に示す信号弁別器18を用いた場
合の出力であり、破線は第5図(b)に示す信号弁別器
18を用いた場合の出力である。
る。かくして、上記差信号SZoはしきい値Sよりも高
レベルであるので、出力端子20からは時点t2にて第
9図(d)の■で示すような出力がある。その結果、こ
の出力に基いて溶接アークの立板が欠如された溶接終端
部の通過が検出される。なお第9図(d)の■において
、実線は第5図(a)に示す信号弁別器18を用いた場
合の出力であり、破線は第5図(b)に示す信号弁別器
18を用いた場合の出力である。
同図(C)の場合、アークのインピーダンス信号Sza
は第9図(a)の■で示すような波形となる。したがっ
て、第9図(b)に示すようなウィービング左端検出用
パルス信号PLおよびウィービング右端検出用パルス信
号PRによりサンプリングされたインピーダンス瞬時値
ZL、、ZRは、ZL>ZR なる関係を有する。そのため、上記瞬時値ZL。
は第9図(a)の■で示すような波形となる。したがっ
て、第9図(b)に示すようなウィービング左端検出用
パルス信号PLおよびウィービング右端検出用パルス信
号PRによりサンプリングされたインピーダンス瞬時値
ZL、、ZRは、ZL>ZR なる関係を有する。そのため、上記瞬時値ZL。
ZRの差信号SZoは第9図(C)の■で示すようにな
る。かくして、上記差信号SZoはしきい値Sよりも高
レベルであるので、出力端子20がらは時点t3にてM
9図(d>の■で示すような出力がある。その結果、こ
の出力に基いて溶接アークの下板が欠如された溶接終端
部の通過が検出される。なおこの場合は第5図(a)(
b)のどちらの弁別器を用いても出力は同様である。
る。かくして、上記差信号SZoはしきい値Sよりも高
レベルであるので、出力端子20がらは時点t3にてM
9図(d>の■で示すような出力がある。その結果、こ
の出力に基いて溶接アークの下板が欠如された溶接終端
部の通過が検出される。なおこの場合は第5図(a)(
b)のどちらの弁別器を用いても出力は同様である。
かくして本実施例によれば、次のような効果を奏する。
(1)溶接制御のための入力信号としてアークのインピ
ーダンス信号SZaを用いたので、アーク電流■あるい
はアーク電圧Eを単独にIbIJIlI信号として用い
るよりも、検出感度が向上する上、ノイズ妨害が低減さ
れる。
ーダンス信号SZaを用いたので、アーク電流■あるい
はアーク電圧Eを単独にIbIJIlI信号として用い
るよりも、検出感度が向上する上、ノイズ妨害が低減さ
れる。
(′2アークの電気的特性を制御信号として用いるので
、溶接トーチ2の周辺に何らの付加物も不要となる。
、溶接トーチ2の周辺に何らの付加物も不要となる。
(aアークのインピーダンスZaはアーク電圧Eをアー
ク電流Iで除した量であり、簡単かつ低コストな演算手
段により得られるので、安定度の高い制御が容易に実現
できる。
ク電流Iで除した量であり、簡単かつ低コストな演算手
段により得られるので、安定度の高い制御が容易に実現
できる。
(4)溶接電源の種類や特性、ケーブルの長さ、溶接条
件にあまり左右されずに安定した制御を行なうことがで
きる。
件にあまり左右されずに安定した制御を行なうことがで
きる。
■溶接ワイヤの種類、シールドガスの種類が変化しても
、弁別用のしきい値を微調整するだけで、容易に対応で
きる。
、弁別用のしきい値を微調整するだけで、容易に対応で
きる。
(6)制御ll装置の主要部分は簡単なアナログ回路で
構成されているので、低コストで実現できる上、操作や
保守も容易である。
構成されているので、低コストで実現できる上、操作や
保守も容易である。
(7)既存の自動アーク溶接装置あるいはアーク溶接ロ
ボットに対し、はとんど改造修正することなく実装でき
る。
ボットに対し、はとんど改造修正することなく実装でき
る。
(8)溶接関連設備の自動化、ロボット化による省人化
の実現に有効である。
の実現に有効である。
(9)溶接ロボットあるいは自動溶接装置の機能向上。
コスト低減により、市場競争率が強化される。
以上詳述したように本発明は、溶接アークのインピーダ
ンスをインピーダンス検出手段により検出し、検出され
たインピーダンスからウィービングの左端および右端に
おける前記溶接アークのインピーダンス瞬時値を第1.
第2のサンプリングホールド回路にサンプリングホール
ドし、これら第1.第2のサンプリングホールド回路に
それぞれサンプリングホールドされた左端インピーダン
ス瞬時値と右端インピーダンス瞬時値との差信号を差信
号検出手段により検出し、検出された差信号の符号およ
び大きさを弁別手段により弁別し、弁別された差信号の
変化から前記溶接アークの溶接終端部通過を検出するよ
うにしたものである。
ンスをインピーダンス検出手段により検出し、検出され
たインピーダンスからウィービングの左端および右端に
おける前記溶接アークのインピーダンス瞬時値を第1.
第2のサンプリングホールド回路にサンプリングホール
ドし、これら第1.第2のサンプリングホールド回路に
それぞれサンプリングホールドされた左端インピーダン
ス瞬時値と右端インピーダンス瞬時値との差信号を差信
号検出手段により検出し、検出された差信号の符号およ
び大きさを弁別手段により弁別し、弁別された差信号の
変化から前記溶接アークの溶接終端部通過を検出するよ
うにしたものである。
したがって本発明によれば、アーク電流やアーク電圧よ
りも高い識別度を有するアークのインピーダンスから自
動的に溶接終端部が検出されるので、被溶接部材の取付
は誤差1寸法誤差あるいは溶接中の変形等があっても溶
接終端部を自動的にかつ高精度に検出でき、溶接作業の
自動化ざらには無人化をはかり得、製造コストの低減が
可能な溶接開園装置を提供できる。
りも高い識別度を有するアークのインピーダンスから自
動的に溶接終端部が検出されるので、被溶接部材の取付
は誤差1寸法誤差あるいは溶接中の変形等があっても溶
接終端部を自動的にかつ高精度に検出でき、溶接作業の
自動化ざらには無人化をはかり得、製造コストの低減が
可能な溶接開園装置を提供できる。
第1図〜第5図(a>(b)は本発明の〜実施例の構成
を示す図で、第1図は消耗電極型ガスシールドアーク溶
接の状態図、第2図は制御装置の構成を示すブロック図
、第3図(a)〜(C)はインピーダンス演算器の具体
的な回路構成図、第4図(a)(b)は第1.第2のS
/8回路と差動増幅器との具体的な回路構成図、第5図
(a)(b)は信号判別器としきい値設定器との具体的
な回路構成図である。第6図(a)(b)〜第9図(a
)〜(d)は同実施例の作用を説明すうための図である
。 1・・・被溶接部材、2・・・溶接トーチ、6・・・電
圧検出器、7・・・電流検出器、11・・・インピーダ
ンス演算器、12・・・ローパスフィルタ、13.14
・・・第1、第2のS/8回路、17・・・差動増幅器
、18・・・信号弁別器、19・・・しきい値設定器、
21・・・割算器、22a、22b・・−演算増幅器、
23・・・乗算器、24a〜24C・・・演算増幅器、
25a〜25C・・・トランジスタ、26a〜26f・
・・演算、増幅器、27a、27b、、29a、29b
、31・=演算増幅器、28.30・・・FET、32
.33・・・ANDゲート、34a、34b・・・演算
増幅器、35・・・ORゲート。 出願人復代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第4図 (b) 第5図 第7図 第8図 (a) 第9図 (a) (C) (d)
を示す図で、第1図は消耗電極型ガスシールドアーク溶
接の状態図、第2図は制御装置の構成を示すブロック図
、第3図(a)〜(C)はインピーダンス演算器の具体
的な回路構成図、第4図(a)(b)は第1.第2のS
/8回路と差動増幅器との具体的な回路構成図、第5図
(a)(b)は信号判別器としきい値設定器との具体的
な回路構成図である。第6図(a)(b)〜第9図(a
)〜(d)は同実施例の作用を説明すうための図である
。 1・・・被溶接部材、2・・・溶接トーチ、6・・・電
圧検出器、7・・・電流検出器、11・・・インピーダ
ンス演算器、12・・・ローパスフィルタ、13.14
・・・第1、第2のS/8回路、17・・・差動増幅器
、18・・・信号弁別器、19・・・しきい値設定器、
21・・・割算器、22a、22b・・−演算増幅器、
23・・・乗算器、24a〜24C・・・演算増幅器、
25a〜25C・・・トランジスタ、26a〜26f・
・・演算、増幅器、27a、27b、、29a、29b
、31・=演算増幅器、28.30・・・FET、32
.33・・・ANDゲート、34a、34b・・・演算
増幅器、35・・・ORゲート。 出願人復代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第4図 (b) 第5図 第7図 第8図 (a) 第9図 (a) (C) (d)
Claims (1)
- 溶接アークを溶接進行方向に対し直角方向にウィービン
グさせることにより得られる制御信号により溶接制御を
行なう溶接制御装置において、前記溶接アークのインピ
ーダンスを検出するインピーダンス検出手段と、この手
段により検出されたインピーダンスから前記ウィービン
グの左端および右端における前記溶接アークのインピー
ダンス瞬時値をサンプリングホールドする第1、第2の
サンプリングホールド回路と、これら第1、第2のサン
プリングホールド回路にそれぞれサンプリングホールド
された左端インピーダンス瞬時値と右端インピーダンス
瞬時値との差信号を検出する差信号検出手段と、この手
段により検出された差信号の符号および大きさを弁別す
る弁別手段と、この弁別手段により弁別された差信号の
変化から前記溶接アークの溶接終端部通過を検出する終
端部検出手段とを具備したことを特徴とする溶接制御装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25304884A JPS61132273A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 溶接制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25304884A JPS61132273A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 溶接制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61132273A true JPS61132273A (ja) | 1986-06-19 |
JPH0363468B2 JPH0363468B2 (ja) | 1991-10-01 |
Family
ID=17245754
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25304884A Granted JPS61132273A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 溶接制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61132273A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015131318A (ja) * | 2014-01-14 | 2015-07-23 | 株式会社アマダミヤチ | 接合方法及び接合装置 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6663468B1 (ja) * | 2018-10-15 | 2020-03-11 | Hapsモバイル株式会社 | 制御装置、プログラム、システム及び制御方法 |
-
1984
- 1984-11-30 JP JP25304884A patent/JPS61132273A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015131318A (ja) * | 2014-01-14 | 2015-07-23 | 株式会社アマダミヤチ | 接合方法及び接合装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0363468B2 (ja) | 1991-10-01 |
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