JPS6156776A - 溶接パラメ−タ設定装置 - 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】 〔発明の技術分野） 水元用は、被溶接材の材質とその組合せ、溶接１１；１
先寸法、溶加材、および溶接電流、溶接速僚。

アーク電圧等のデータの入力ならびに保存Ｊ゛ること、
これらに対し必要とする検索項目に相当１°るデータを
検索することのできる溶接パラメータ設定装置に関する
。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

原子カプラントや化学プラント等においてｔよ、固定配
回された水平配管の溶接個所は非常に多く、溶接の自１
ＦＩＪ化の実用化に対１−る要求４．ｔきわめて強く、
従来より多くの固定管自動溶接装置がＵｎ光され、実用
化のための試験が行なわれている。

しかし、本来、溶接技術的立場から兄て、固定管の裏波
溶接は全姿勢溶接であり、その施工条件は容易には寄ら
れない。そこで、熟練した溶接技Ｏｕ者により、経験を
塁に、固定管自動溶接装置にお（プる条件選定作業が行
なわれるのが一般的である。

したがって、その条件選定方法あるいは施工条件決定に
至る経路は、主どして溶接技能者の経験に根ざした個人
的判断によるものであり、被溶接材の梢買の組合せが異
なった場合や、溶接開先寸法、溶加祠等が変更された場
合には、全く別の条１！選定作業が必要となる。

また、条件選定作業によって適正な施工条件が得られた
場合でも、適正と判断した技能者と別の技能者により実
施工が行なわれる場合は、個人的な判断基準が異なるた
めに、意図的に施工条件が変更されることがある。その
ため、条件選定作業に立合った溶接技術者が実施工にお
りる施工条件の正当性を確認することなく、実施工が進
行して！シまい、これが溶接部の損傷に至ることかあ・
た。

他方、近年急激に実用化が進んだ溶接ロボッ１−におい
ても、溶接施工のための溶接パラメータの選定は人為的
にイｊさ゛れている。この場合、軟鋼のＪ、うに特に溶
接Ｍｌｉエーヒの問題点のない月利や、十分な溶込みの
肖られる継手形状のどきは、その適正条件範囲が比較的
広いために、設定した溶接パラメータが最適でなくても
不具合は生じない。

しかし、被溶接材料がマルテンリ゛イト系ステンレス鋼
や、アルミニウム合金のように割れの感受性が高いある
いは気孔が生成し易い等溶接施工上の難易１隻がむづか
しい場合に、その適正条ＩＩｌ範囲は狭く、溶接パラメ
ータの選定は刊しくなる。

イして、ひとたび溶接技術化によってロボット溶接のた
めのパラメータの選定がロボッ１〜を用いてなされた場
合でも、後日、同じロボッｌ−により同じパラメータに
て溶接を行なっているにしかかわらず、溶込み不良や、
溶接割れのにうな不具合の生じるケースが多々ある。

これは、先に溶接パラメータを）パ定したさいの固定パ
ラメータが不明確であったことが原因どされる場合が多
い。たとえば、アルミニウム合金の全厚溶接継手をロボ
ット溶接Ｊ゛る場合、被溶接材。

溶接開先形状、溶加拐、シールドガス、溶接電流。

溶接速度、アーク電圧等の溶接パラメータは全く同一で
あるにも拘らず、従来適正としていた溶接パラメータで
は十分な溶込みがなされず、良好な全厚溶接継手が得ら
れないことがあった。それは、夏季中に選定した溶接パ
ラメータを冬季に用いた為に、アルミニウム合金の被溶
接材にお【プる溶接前の湿度つまり初期温度が２０℃以
上も下がってしまい、これが溶込み特性に悪影響を及ぼ
したものであった。

（発明の目的） ここにおいて本発明は、従来装置の難点を克服し、配管
自動溶接装置や溶接ロボットのごとき装置を用い／ｊ自
動溶接において、良好な溶接施工を行なうための溶接パ
ラメータ選定に対し、個人による判断の差をなくし、ま
た適正とする溶接パラメータのデータ群に対し、確認す
べき項目を明確にし、溶接パラメータの信頼性を高め再
現性を向上Ｊることのでさる溶接パラメータ設定装置を
提供ダることを、その目的とする。

〔発明の概要） 本発明は、上記目的を達成するＩＣめに、被溶接材の材
質とその組合せ、溶接開先寸法、溶加月、おにび溶接電
流、溶接速度、アーク電圧等のデータの入力、保存並び
に検索のできる溶接パラメータ設定装置において、 Ｊｏでに入力・保存されｌこデータのうちで、該当する
検索項目から外れないデータ全てを用いて溶接パラメー
タの特性を演算・出力するモードと、 該当する検索項目に対し項目が埋められていないデータ
群を出力するモードと、 パラメータの特性を出力するざいのデータのバラツキが
適正範囲を越えることを表示装置上に示ずモード を有する溶接パラメータ設定装置である。

〔発明の実施例〕

（実施例の構成） 本発明の一実施例における回路（Ｉ１１成を表わリブロ
ック図である。

溶接パラメータ１．９定装置１には、使用するモードの
選択や各種溶接パラメータの入力を行なうキーボード６
ど、使用するモードに従い適正溶接パラメータ４ｂデー
タの特性グラフ等を表示するＣＲＴ５及びプリンター７
と、入力データＡ９演痺結果を入出力Ｊ°るインターフ
ェースユニット４と、入力データの保存や演算を行なう
ための代数式を記憶づ′る記憶部３と、記憶部３からの
記憶内容を検索項目に従って読み出したり必要な代数演
痺を行なったりその結果をＣＲＴ　５やプリンター７に
出力したりり゛る中央処理装置（ＣＰＵ）２とが設けら
れている。

インターフェースユニット４内の補助インターフ１−ス
４ｄには、必要に応じて図示しないフロッピーディスク
ユニット等からなる副記憶部が接続され、記憶部３の記
憶台足が増加される。また、補助インターフェース４ｄ
を介して、図示しないへ− 曲の自動溶接装置のコントローラーを溶接パラメータ設
定装置１に直結することもできる。

（′実施例の作用） 次に、溶接パラメータの）バ定が特にｆｆ１ｌｌ　ｌ、
い固定管の裏波溶接の場合について、より興体的゛に説
明する。

ここでは、固定管自動溶接装ｚｊを用いて７汀接パラメ
一タ選定のための試行的丈Ｊ１のを行なう。

自動溶接装置の回路構成は第２図の１０ツク図で示され
る。

寸なりも、各姿勢にＩ３ける溶接パラメータ、たとえば
溶接電流や溶接速度などか溶Ｉ＆υＩ　１ｌｌｌ装防１
１に設りられている図示しないデンキー（Ｔｅｎｋｅｙ
）等により、溶接パラメータ設定部１１ａに入力される
。溶接パラメータ設定部１１ａに入力された各溶接パラ
メータは溶接パラメータ記憶部１１ｂに送られ、そこに
記憶される。

各姿勢ごとの溶接パラメータの入力が完了した俊、図示
しない自動運転起動ボタンを押Ｊ゛ことにＪ、って自動
溶接が開始される。

つまり、自動運転ボタンを押づ゛ことによって、溶接パ
ラメータ記憶部１１ｂ１．：記憶されている溶接パラメ
ータが、インターフェース１１ｃを介して、溶接電源１
３や溶接ヘッドの走行、溶加材の送給等を行なう駆動部
１２に対し目標１直として送られ、所期の溶接が実行さ
れる。そして、得られた溶接結果に対し良否の判定を行
ない、パラメータの選定を行なう。

しかしてこの実施例では、第１図に表わすように、溶接
パラメータの設定の手間を省くために、溶接制御２ＩＩ
装置１１に設定された溶接パラメータを、溶接バラメー
ク設定表罫１内のインターフェース４ｄを介して、記憶
部３のＲＡＭ３ｂにとり込むようにしている。

まず、溶接パラメータ設定装置１の電源をＯＮにして、
ＲＯｌｖｌ　３　ａ内に記憶されたメインプログラムを
起動さ「る。

メインプログラムのフローチト一トを第３図に示づ。そ
の詳細は順を追って逐次説明ダる。

スタート／１１してチャンネル選択４２によって、先ず
データ入力チャンネルが選択される。他のチせンネル４
４．４５は選択されない。

データ人カブＩ／ンネル４３において、第４図。

第５図に表わす固定パラメータを人力づる。、ただし、
データを採取していない項目についてはキーボード６上
の凹ギーを入力してＩ５　＜。！ことえば、気温を測定
していない場合は、気温の項目に「°図’ＣＩと入力す
る。

次に、可変パラメータを第１図に示すように溶接ａｉｌ
Ｊ　Ｉ２１１装置１１よりどり込／υで、第６図に表ね
りＣＲＴＳ上の表示１６内の相当する位置に表示する。

このようにして溶接パラメータを設定部、第２図に示す
固定管自動溶接装置により自動溶接を行なう。その結果
を再び溶接パラメータ設定装置１のキーボード６を用い
て第７図に表わづ゛ように、ＣＲＴ５上の表示１７に従
って入力する。

以上のようにして、溶接バラメーク選定のための実験に
よってｉｇ−られたデータの入力を終えた後、チャンネ
ル選択４２に戻る。

以上のデータ入力を６杆の被溶接（イの材質、　？＆接
聞先、溶加材笠について繰り返し実施する。

次に、特定の被溶接材の材質、溶接６ｉ′ｌ先、溶加側
等の組合−Ｕに対し、適合する溶接バラメークを１！１
７るためにはチｊｒンネル選沢４２によってデータ倹素
チセンネル４４を選択Ｊ°る。

これにＪ：って指示された検索項目に含まれる溶接バラ
メークの全であるいは良好な結果の得られたパラメータ
のみを、ＣＰＵ２により記憶部３から抽出して、第８図
に示ずようにＣＲＴ５上に表示づるか、あるい（よプリ
ンター７でプリントアウトＪ゛る。

しかし、データ検索ヂｐンネル４４では、実際に試験を
行なったパラメータの良否についてしか言及できない。

そこで、特定の材料、開先等の組合Ｕに対し高能・競１
ヒの要求から、ざらに溶着速度を増加させたい場合の溶
接パラメータは得られない。また、原子カプラントの場
合等溶接構造物の品質要求から、溶接部の溶込みの安定
性や欠陥生成の確率を極力抑える必要のある場合には、
さらにばらつきの少ない溶接パラメータの選定が重要と
なる。

このＪ、うにしてｊ゛−り倹素ブトンネル４４にＪｉい
て胃られた溶接パラメータをそのま・実施工に使用でさ
・ない場合あるいは使用できるか否か不明な場合は、再
びチ１１ンネル選択４２に戻る。５つども溶接パラメー
タを実施工に使用できる揚台はエンド４９となる。

次に、条件選定チＩｒンネル４５を選定りる。

必要どりる溶接バラメークがデータ検索チ１／ンネル４
４によってｅ７られだデータ群に見当らない場合、条件
選択チャンネル４５のモードＩ４６を選択ダる。

モードＩ４６において、１１０述の検索項目からはずれ
ない溶接パラメータをＣＰＬＩ２にＪ、り記憶部３から
抽出して記憶部内にて一時保存する。

たとえば、検索項目として溶接パラメータのうらからシ
ールドガス流がを１２ｆＪ　／ｍｉ口に固定した場合に
おいて、先にデータを入カザるざいにシールドガス流量
を設定していなかったとぎ（ロキーを入力１“る）のデ
ータ群をモードｉ４６にＬｊ′３いては検索項目からは
ずれないものとして取扱う。

このようにして抽出・保存されたデータに対し、キーボ
ード６より特定の指示を与えてパラメータの特性をＣＰ
ｔＪ２により演算し、これを記憶部３に送り、インター
フェース４ａまたは４ｃを介して、ＣＲＴ５上に表示す
るかまたはプリンター７でプリン１〜アウＩ〜する。特
定の指示とは、たとえばモードＩ４６において１９られ
たデータ群に対し、忠能率化の目的から溶着速度を増加
させるために、ワイヤ送給速度を増加させようとするケ
ースがある。そこで、キーボード６によりモードＩ４６
において得られたデータ群に対し、溶接電流とワイヤ送
給速度を指定りる。キーボード６ににる指示はインター
フェース４ｂを介してＣＰＵ２に達し、これを受ｔプて
ＣＰＵ２は記憶部３内のデータ群がら溶ノ＆電流どワイ
ヤ送給速度に相当ブ゛る値を１１１１出する。これらを
たとえば第９図に表わすようにＣＲＴＳ上にグラフ化し
て示し、かっＣＰＵ２により最小二葉法等の鵬械計篇手
法を用いて指定した溶接電流とワイヤ送給速度どの関係
を求め、これを記憶８１（３に一時保存する。ぞしてこ
れは第９図に示゛すＣＲＴ５上のグラフに瓜ね合せて表
示する。

これによって、実験によりデータの１ｑられていない高
溶着速度、すなわら高溶接電流域での電流１ｉｆｆが得
られる。続いて、キーボード６によって溶接電流とアー
ク電圧を指定Ｊ゛る。このようにして、高いワイヤ送給
速度に対するアーク電Ｌ［１直が１８られる。

一方、固定管の０′Ｐ４がアルミニウム合金のごとく低
融点を有する材料の場合、モードＩ４６による溶接パラ
メータ選定では問題が生じる。つまり、モードＩ４６で
は検索項目どしてキーボード６によって設定した溶接パ
ラメータのうらで、入力されていないパラメータ（先の
例ではシールドガス流口）があっても検索項目からはず
れないものとして取扱う。そのため、アルミニウム合金
のように溶融金属が低粘性で良好な裏波溶接の得られる
溶接パラメータの範囲が狭い場合には、七−ドエ４６に
おいて得た新たな電流値、電圧値のような溶接パラメー
タに対し、検索「１目が確実に全て埋められて得られｌ
こＦＩｌ妾パラメータであることを６１「認する必要が
ある。

そこで、条件選定チャンネル４５内で、キーボード６に
よりモードｌＩ４７を選択する。

モードＨ４７の指示はＣＰＵ２に達し、ＣＰＵ２はモー
ドエ４６において新たな溶接パラメータを選定するため
に用いたデータ群を記憶部３から抽出し、さらに検索項
目としてキーボード６により指定されている溶接パラメ
ータが、データなしくここではロキーがＯＮ＞として記
憶されているデータを抽出し、記憶部３内に一時保存し
て、インターフェース４ａあるいは４Ｃを介してＣＲＴ
５あるいはプリンター７に出力する。

以上のようにして示された未確認の溶接パラメータを含
んだデータ群に対し、作業者は指定した検索項目内で未
ム「認としていたパラメータに対し、検索項目として指
定した溶接パラメータ（先の例ではシールドガス流口）
の１直を、第２図に表ねづ。

１　　　自動溶接装置における溶接パラメータ設定部１
１ａに入力し、その結果を確認する。

この結果の良否がすでにモード１４６で得られている結
果に一一致する場合には、パラメータ副室作業を終了し
、実施工を開始する。

一方、溶接結果がモードＩ＝１６ぐ１′７られている結
果に一致しない場合は、ブートンネルｌ縁択４２に戻り
、データ人カチ＋ｌンネル４３にて背１うれたデータを
入力し、再度、条１’＋ｊＢ択チレンネル４５にてモー
ド、Ｔ４６を繰り返ザ。

さらに、アルミニウム合金からなる固定管にＪ′３いて
、その用途がウラン遠心弁開［器のように成用化の恐れ
のある場合、渥れ対策から求められる溶接品質は、きわ
めて高いものと４【る。

すなわち、多くの配管に対し、溶込み形状、気孔率、欠
陥率等の面から、ばらつきの少ない品品質な溶接が求め
られる。このような場合には、モードｉ４６で１りた新
しい溶接バラメークに対し、モード［４７における検索
項目の確認を行なった後、キーボード６によりモードＩ
４８を選択Ｊる。

モードＪ４８．の指示は、インターフェース４ｂを介し
てＣＰＵ２に達し、モードＴ４６で記憶部３内に一時保
存されてい、るデータ群に対し、ＣＰＵ２は再度モード
Ｉ４６で行＜ｒつｌζ特定のパラメータ間の特性を求め
る演算を行ない、そのさいのデータのばらつきを予め設
定された標準幅差のしきい値に対し比較し、ばらつきが
しきい値を越えないことを確認する。

モードエ４６に従って順にパラメータ間の特性を求める
演算を進め、モードＩ４６で実施した全組合せに対し、
ばらつぎのしきい値を越えずクリアした場合は、ＣＰＵ
２はＣＲＴ５上にＯＫを表示りる。これを受し」で作業
者はパラメータ選定Ｖ「業を柊え、実施工を開始する。

ところが、モードＩＩ［４８の演算途中でデータのばら
つきが、しきい値を越えた場合、ＣＲＴ５はＮＯを表示
する。

このとぎ、先にモードＩ４６で得た新たな溶接バラメー
クの信頼性は、モードｌｌＩ４８における信頼性基準を
満足しないので、モードＩＩＴ４８で対象とした溶接施
工には適用Ｕず、別途、検索項目とする溶接パラメータ
を確実に確認しつつ溶接試験を行なうパラメータ選定作
業を行ない、この溶接パラメータ設定装置によりデータ
検紮、データの特性表示１項目の確認、データの信頼性
チェックを行ない実施工に適用する。

（実施例の効果） 以上述べたこの実施例によれば、づでに１写られている
多くの溶接パラメータを、データの完全・不完全にかか
わらず、捨てることなく、６溶１ｇ品質要求レベルに合
せて有効に用いて、必要とする溶接パラメータの選定に
用いることかでさる。

また、溶接施工への１自能率化の要求のように品質要求
とは別次元の溶接パラメータ選定にλ・１しても、溶接
バラメーク）パ定作業を装置の判断にまかして、装置の
指示に従って行４ｉえばにいので、個人による判断の差
をイｆくすことかできる。

さらに、データの記入しれやブ１ツク忘れ等のため、不
完全なデータとみなされてし；Ｉ：　’）テークについ
ても、溶接パラメータ選定にイＩｆＡ活用で８るから、
溶度バラメーク選定のための実験が容易に４ｆる。

同様に、他の作業者とか、曲の環境に、１５いて（７な
われた実験から得た溶接パラメータ等で、記入されてい
ないデータの影畠が犬さい揚台には、それらを装置の指
示に従って削除することができ、この点でもデータの信
頼性が昌まる。このことはひいては選択した溶接パラメ
ータにより１′Ｉることのでさる溶接部の再現性を高め
る結果となる。

（（Ｉ！！の実施例） さぎの一実施例は配管自動溶接におりるパラノー９１式
定であったが、本発明はこれに限定するしのではなく、
溶接ロボットにお（プるパラメータ選定にＪ５いても適
用できる。この他の実ＩＭｌｌｌ１１は個人による判断
の斧をなくすことにより、溶接ロボッ１への位置再現性
を最大限に生かす溶接パラメータの設定が可能である。

〔発明のりＪ果〕

かくして本発明によれば、固定管自動溶接装置や、溶接
ロボットのような自動溶接装置において、被溶接材の材
質の組合せ、溶接開先寸法、溶加材等の与えられた溶接
パラメータに対し、必要とする溶接能率や溶接品質の範
囲で、効率的で良好な溶接施工を行なうためのｒ８１８
パラメ一タ選定を１１４１人の判断の差を＜Ｃ＜　Ｌ／
　（実施りることがて・さ、Ｊ、た、適正どする溶接パ
ラメータのデータ１１丁に対し、確認づ゛べき項目を明
確にし、溶接パラメータの信頼性を高め、再現性を向上
Ｊ−ることかできる。

したがって、実際の溶Ｉを施工にＪ３いても、１ｊこ；
り′・品質とも要求するレベルにマツチングさせること
ができ、高能率化にＪ：る工期類１ｊ　、高品質化によ
る手直しの激減に奇向ブるどころが人でｄりる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におりる回路（１４成を表わ
り゛ブロック図、第２図は自動溶接装置のブ１」ツタ図
、第３図はこの実施例におけるは能を示づフローヂＩＦ
　−１−１第４図・〜第８図はＣＲ１−の表示を示す説
明図、第９図は溶接電流とワイＮ７送給速瓜との関係を
表ねり特性図、第１０図は溶接電流とアーク電圧との関
係を示ず特性図である。 １・・・溶接パラメータ設定装置、２・・・中央処即装
置（ＣＰＵ）、３・・・記憶部（３ａはＲＯＭ、３ｂは
ＲＡＭ）、４・・・インターフェースユニット、５・・
・ＣＲＴ、６・・・キーボード、７・・・プリンター、
１１・・・溶接制御装置、１２・・・駆動部、１３・・
・溶接電源。 出願人代理人　　猪　　股　　　　消 兜１区 ｌ 第２図 メー ／ど　　　　　　　　　１．ｊ 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被溶接材の材質とその組合せ、溶接開先寸法、溶加
   材、および溶接電流、溶接速度、アーク電圧等のデータ
   の入力・保存ならびに検索のできる溶接パラメータ設定
   装置において、 すでに入力・保存されたデータのうちで、 該当する検索項目からはずれないデータ全てを用いて溶
   接パラメータの特性を演算し出力する演算出力機能手段
   と、 該当する検索項目に対し項目が埋められていないデータ
   群を出力する無検索出力機能手段と、溶接パラメータの
   特性を出力するさいのデータのばらつきが適正範囲を越
   えることを表示装置に示す適正範囲超過表示機能手段と を有することを特徴とする溶接パラメータ設定装置。 ２、インターフェースを介して自動溶接装置の制御部が
   接続された特許請求の範囲第１項記載の溶接パラメータ
   設定装置。