JPS61195782A - 溶接機自動制御装置 - 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ＭＩＧ溶接あるいはワイヤー供給式ＴＩＧ溶接
等に適用可能で、殊に溶接ロゲット等の自動機にとって
有効な溶接機自動制御装置に関し、特に最適溶接条件の
自動設定手段の改良に関する。

〔従来の技術〕

一般に、溶接ロアげット等の自動機によるＭＩＧ溶接等
において、所定の溶接品位を確保できかつ高速度で溶接
を行なうためには各種溶接条件を適正に設定してやる必
要がある。この場合、溶接ねらい位置の位置決めトラッ
キングや各種溶接条件値・母うメータの複雑な関連等を
考慮する必要がある。従来はこのような溶接条件の設定
を人為的に行なっていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

溶接条件を人為的に設定していた為、極めて多くの時間
と労力を必要とし、しかも設定された溶接条件は必らず
しも満足すべきものではなかった。特に人為的に設定さ
れた溶接条件値は、溶接電源等の機械の特性の相異等に
より、これを標準値として定めることは困難であり、そ
の都度設定し直す必要があった。したがって設定作業が
煩雑であった。なお通常は上記煩雑さを回避するために
、適正最高速溶接条件以下の比較的能率のよくない溶接
条件にて溶接を行なっているのが実情であった。

そこで本発明は溶接Ｏ〆ノト等の自動機によるＭＩＧ溶
接等において、適正な溶接条件を迅速かつ適確に設定で
き、所要品位の溶接を最高速度で行なうことのできる最
適溶接条件自動設定手段を備えだ溶接機自動制御装置を
提供することを目的とする。

〔問題点を解決するだめの手段〕

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
入熱量の指標である溶接電流と溶接電圧との積と、単位
長当りの溶着量を示す溶接速度に対するワイヤー送給速
度との関連が溶接品位に与える影響を予めワイヤー径。

脚長別に数式化し、これを例えば制御器内の処理ノログ
ラムとして設定しておく。一方、溶接電流および電圧、
ワイヤー送給速度、溶接速度等を初期設定し、少なくと
も溶接電流および電圧が所要のワイヤー径および脚長に
適合するように修正を行なう。そして溶接電流と電圧と
の積（入熱量）と溶接速度に対するワイヤー送給速度と
の比（単位長当りの溶着量）を演算により求め、その演
算結果を前記数式化された適正範囲と比較し、逸脱して
いるときは上記入熱量および溶着量を補正する。そして
演算結果が適正範囲内にあると判定されたとき、溶接速
度および溶接電流を画壇させ、最適高速溶接条件を設定
するようにしたことを特徴としている。

〔作用〕

初期設定された溶接条件の如何に拘らず、適正な所要の
溶接品位が得られる溶接条件が自動設定され、しかも上
記適正溶接条件を確保した状態で最高の溶接速度が得ら
れることになる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例の概要を示す斜視図である。

第１図において溶接トーチ１は口？ットアーム２の先端
に取付けられており、対象ワーク３の溶接線４に沿って
、ならい溶接を行なう如くその位置および姿勢を保持さ
れている。

溶接ワイヤー５は、ワイヤー格納ドラム６からガイドチ
ューブ７の中を通ってワイヤー送給装置８に導びかれ、
このワイヤー送給装置８の送給力により複合ケーブル９
を経由して溶接トーチ１に送られる。ワイヤー送給装置
８には送給ドラムエンコーダ１０が備えられており、送
り速度信号を信号ケーブル１１を介してコントローラ１
２にフィードバックされるものとなっている。

コントローラＩ２は制御線１３＊、１３ｂを介してロボ
ット本体１４と接続されており、ロボット本体Ｉ４の各
軸モータを駆動すると共に、各軸エンコーダからの信号
をフィードバックされるものとなっている。またコント
ローラ１２は別の制御線１５ｍ、１５ｂを介して溶接電
流。

電圧センサーを含む溶接電流・電圧制御ユニットＩ６と
接続されており、溶接電流および電圧の調整制御を行な
わせると共に、上記センサーからの信号をフィードバッ
クされるものとなっている。

コントローラ１２に隣接した位置に溶接電源１７が設置
されている。この電源Ｉ７の電源ケーブルＩ８は前記溶
接電流・（社）圧制御ユニット１６を経由し、さらにワ
イヤー送給装置８を経由し、複合ケーブル９を介して溶
接トーチ１と接続されている。

第２図は本実施例におけるコントローラ１２を中心とし
た制御系の構成を示すブロック図である。第２図におい
て破線で囲んだ部分が第１図のコントローラ１２の部分
である。図示の如くコントローラ１２は、ＲＯＭおよび
ＲＡＭを内蔵している中央演算制御装置ＣＰＵ２０を主
体として構成されており、入力インターフェース２１．
出力インターフェース２２　、　　Ａ／Ｄ変換器、９３
．Ｄ／Ａ変換・Ｐライパー２４．２５を備えたものとな
っている。

ロゲット本体１４内の各軸エンコーダ２６からのトーチ
移動速度を示す信号が入力インターフェース２１を介し
てＣＰＵ２０内へ取込まれると、このＣＰＵ２０内で所
定の比較判定および適合処理が行なわれ、しかるのち出
力インターフェース２２．Ｄ／に変換会ドライバー２４
を介してロゲット本体１４の各軸モータ２７へ駆動出力
が供給される。このため各軸モータ２７は適正な溶接速
度で駆動される。

同様に溶接電流・電圧制御ユニ、ト１６におけるセンサ
ー２８で検出された電流、電圧値信号が、Ａ／Ｄ変換器
２３によってディジタル化されたのち、入力インターフ
ェース２１を介してＣＰＵ２０内に取込寸れると、ＣＰ
Ｕ２０内で所定の比較判定および適合処理が行なわれ、
しかるのちＤ／Ａ変換・ドライバー２５を介して溶接電
流・電圧制御ユニット１６の調整器２９に調整出力が供
給される。このため調整器２９が作動し溶接電流および
溶接電圧を適正な値に調整制御する。

第３図は上記第２図に示す制御系の詳細な動作内容を示
す流れ図である。第３図に示すように、先ずステツｆｓ
ｏとして溶接条件である溶接電圧Ｖ、溶接電流工、ワイ
ヤー送給速度Ｆｆ。

溶接速度Ｆｗの初期設定を行ない、溶接を開始する。溶
接開始直後においてステツｆ３１として実時間にて第４
図に示すような溶接電流、電圧のチェックが行なわれる
。

第４図は使用ワイヤーの線径、９脚長および溶接姿勢な
どに対応して設定された電流・電圧チェックシステムを
図形化したものであり、電流■はｒｏと■１の間、電圧
ＶはｖＯとＶｌ（７）間のレンジ内に入っているか否か
、すなわち図中斜線を施した適正領域４０内に入ってい
るか否かがチェックされる。

第３図に説明を戻す。溶接電流、′電圧が適正領域４０
に入っていない場合には、ステップ、７２として自動的
に溶接電流工の漸増域等の補正処理が行なわれる。溶接
電流、電圧が適正なものである場合、ステツｆｓｓとし
て入熱量の指標であるＶＸＩ値および単位長当りの溶着
量を示すＦｆ／Ｆｗの演算が実時間にて行なわれる。次
いでステラｆ３４として演算された入熱量、溶着量が、
所要の溶接品位を満たし得るものか否かを示す相関レン
ジ内に入っているか否かを判定される。

第５図は所要の溶接品位が得られる入熱量（Ｖｘ））と
、単位長当、６ｏ溶着量（Ｆｒ７２ｗ）との相関レンジ
・チェックシステムを図形化したものである。すなわち
斜線を施した領域５０が溶接品位適正域であシ、左上領
域５ノが溶着量過多域であり、右下領域５２が入熱量過
多域である。このような許容溶接品位を示す適正範囲は
、制御系のＣＰＵ、？０内のＲＯＭあるいはＲ４間に予
め数式化されてグロダラム設定されている。

第３図に説明を戻す。入熱量、溶着量がチェックされた
結果、溶着量過多域５１内にあると判定されたときは、
溶接速度Ｆｗを漸増させ、入熱量過多域５２内にあると
判定されたときは溶接′電流Ｉを漸減させる等の処理が
ステラ７’、？５として行なわれる。また上記チェック
の結果、所定の適正な溶接品位が得られる適正域５０内
にあるものと判定されると、これが出力指令ＯＵＴとな
るが、同時にこの指令に基いてステツｆ　、？　６とし
て溶接速度Ｆｗおよび溶接電流Ｉの漸増処理が連続的に
行なわれる。その結果、第５図に示すように、溶接条件
は最適高速溶接条件５３に自動的に収束、適正化される
。

上記した処理グロダラムは、前述した適正範囲すなわち
予め検証された溶接適正品質条件を示す数式化されたデ
ータと共に、コントローラ１２のＲＯＭあるいはＲＡＭ
内に格納準備されている。　　゛ なお、本装置では溶接ならい機能として使われるアーク
センサー等に係る溶接電流■の変動すなわちアークの自
己制御機能も外乱として処理可能である。その方法とし
ては第３図にステ７ノ３０′として示すように、その情
報を入力させればよい。

このように本実施例によれば次のような作用効果を奏す
る。

（１）溶接電流および電圧、溶接速度等が初期設定され
た溶接条件の如何に拘らず所要の溶接品位が得られる適
正な条件に自動設定される。

（２）加えて所要の溶接品位が確保される範囲内で、最
高の溶接速度が得られることになシ、高能率の溶接が実
現される。

（３）アーク現象によって溶接線をならうアークセンサ
ー機能等と同居できるため、溶接ロデクト等の自動機に
効果的に適用可能となる。

なお本発明は前記一実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である
のは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したよう釦、本発明によれば初期設定した溶接
条件の如何に拘らず、所要の溶接品位が得られる適正な
溶接条件が自動設定され、しかも上記適正な溶接条件を
確保した状態で最高の溶接速度が得られることになる。

したがって溶接口ぜノド等の自動機によるＭＩＧ溶接等
において、適正な溶接条件を迅速かつ適確に設定でき、
所要品位の溶接を最高速度で行なうことのできる最適溶
接条件自動設定手段を備えた溶接機自動制御装置を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の一実施例を示す図で、第１図
は本装置の概要を示す斜視図、第２図はコントローラを
中心とした制御系の構成を示すブロック図、第３図は制
御系の詳細な動作内容を示す流れ図、第４図は溶接電流
・電圧チェックシステムを示す図、第５図は溶接品位と
入熱量、溶着量との相関チェックシステムを示す図であ
る。 １・・・溶接トーチ、２・・・ａｙフットーム、３・・
・対象ワーク、４・・・溶接線、５・・・溶接ワイヤー
、８・・ワイヤー送給装置、１２・・・コントローラ、
Ｉ６・・溶接電流・電圧制御ユニット、１７・・・溶接
電源、２６・・各軸エンコーダ、２７・・・各軸モータ
、２８・・溶接電流・電圧センサー、２９・・・溶接電
流・電圧調整器。 出願人復代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第４図 〇 一人熱量（ＶＸＩ） 手続補ｉ、Ｅ書 昭和６０．４・方５　臼 ′（需庁長官　　志賀　学　５ １、　　’ＩＶ、件の表示 特願昭６０−　３５６９４　号 ２、発明の名称 溶接機自動制御装置 ３、補正をするに 事件との関係　特許出願人 （６２０）三菱重工業株式会社 ４、復代　理　人 住所　東京都港区虎ノ門１４ｒ１２Ｇ番５号　第１７森
ピル５、自発補正 ６、補１１：、のス、１象 ＠細書全文 ７、補正の内容

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶接電流および電圧、溶接用ワイヤー送給速度、溶接速
   度等の溶接条件を初期設定する手段と、この手段にて初
   期設定された溶接条件のうち溶接電流、電圧が所要のワ
   イヤー径および脚長等に適合しているか否かを判定し非
   適合時に所要の溶接電流、電圧レベルに適合修正する手
   段と、この手段にて所要レベルに適合修正された溶接電
   流と溶接電圧との積（入熱量）と前記溶接速度に対する
   溶接用ワイヤー送給速度の比（単位長当りの溶着量）を
   演算する手段と、この手段による演算結果を予め数式化
   した許容溶接品位を示す適正範囲内にあるか否かを判定
   し適正範囲外であるときは入熱量および単位長当りの溶
   着量を補正する手段と、この手段による補正を含め前記
   演算結果が適正範囲内にあるとき溶接速度および溶接電
   流を漸増させ最適高速溶接条件を設定する手段とを具備
   したことを特徴とする溶接機自動制御装置。