JPS6317552B2

JPS6317552B2 -

Info

Publication number: JPS6317552B2
Application number: JP53097740A
Authority: JP
Inventors: Suteto Hasegawa; Kazuhiro Takenaka; Masanori Sugano; Kikuo Terayama; Toshihiko Okada
Original assignee: Toshiba Corp; Daihen Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Daihen Corp
Priority date: 1978-08-09
Filing date: 1978-08-09
Publication date: 1988-04-14
Also published as: JPS5524759A

Description

する除算器１２とを備えたアーク溶接揺動制御装置。

２溶接電圧検出回路３２または溶接電流検出回
路と、前記溶接電圧検出回路または溶接電流検出
回路の出力に応じて溶接トーチ高さまたは溶接電
極送給速度を調整して、溶接電圧または溶接電流
を一定に保つアーク電圧倣い制御回路と、前記溶
接電圧検出回路または溶接電流検出回路の出力の
開先端部における急激な信号の変化を検出する開
先端部検出回路３３と、前記開先端部検出回路の
出力信号により駆動方向を反転する溶接トーチ揺
動機構と、前記開先端部検出回路の出力信号によ
り開先幅を演算する開先幅演算回路と、前記開先
幅演算回路の出力信号に反比例した溶接速度を得
る溶接速度制御回路１３とからなるアーク溶接揺
動制御装置。

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］本発明は、溶接線を横切る方向に溶接トーチを
揺動させながら行うアーク溶接揺動制御装置の改
良に関するものである。

［従来の技術及び解決しようとする問題点］従来、溶接トーチを揺動させながら溶接を行う
場合、溶接線検出器を設けて、この検出器の出力
により溶接トーチを溶接線に倣わせる方法が行わ
れており、さらに開先幅を検出し開先幅に応じて
溶接トーチの揺動幅を決定する方法も提案されて
いる。

従来の第１の方法は、例えば第８図及び第９図
に示すように、開先幅がＷからW1＝kWに変化
したとき、溶接速度Ｓ及び揺動軌跡に追従したト
ーチの移動速度（以下、揺動速度Ｙという。）が
一定なので、揺動軌跡１周期の溶接長（以下、揺
動ピツチという。）は、ＰからＰ１に変化し、単
位面積あたりの溶着量もＤからＤ１に変化してし
まう欠点がある。すなわち、開先幅の変化にかか
わらず、揺動速度Ｙ及び溶接速度Ｓが一定であつ
て、トーチが開先幅Ｗを移動するに要する時間を
Ｔ１、その期間中の消耗電極の溶融量をＦ，溶接
長をＬ，トーチ移動による揺動面積をＭとする
と、単位面積あたりの溶着量Ｄは、Ｍ＝LW／２，T1＝Ｗ／Ｙ，Ｌ＝Ｓ・T1 Ｄ＝Ｆ／Ｍ＝2F／LW つぎに、開先幅がW1＝kWになつたときのそ
れぞれをＴ２，Ｆ１，Ｌ１，Ｍ１とすると、単位
面積あたりの溶着量Ｄ１は、 T2＝W1／Ｙ L1＝Ｓ・T2＝（W1／Ｗ）Ｌ＝kL F1＝（T2／T1）Ｆ＝（W1／Ｗ）Ｆ＝kF M1＝L1・W1／２＝kL・kW／２＝k²LW／２ D1＝F1／M1＝kF／（k²LW／２）＝2F／
LW・ｋ＝Ｄ／ｋとなり、開先幅ＷがＷ１＝kWに変化すると、単
位面積あたりの溶着量が１／ｋに減少してしま
う。

つぎに、従来の第２の方法は、例えば第８図及
び第１０図に示すように、開先幅の変化にかかわ
らず、溶接速度Ｓが一定であつて、開先幅Ｗのと
きの単位面積あたりの溶着量Ｄは、前述したよう
に、Ｄ＝２Ｆ／LWである。

つぎに、開先幅がｗ１＝kWになつたとき、揺
動速度Ｙ１をＷ１／Ｗに変化させると、揺動ピツ
チＰは同一であるが、従来の第１の方法と同様
に、単位面積あたりの溶着量がＤからＤ１に変化
してしまう欠点がある。すなわち、開先幅の変化
にかかわらず溶接速度が一定であつて、トーチが
開先幅ｗ１＝kWを移動するに要する時間をＴ３
その期間中の消耗電極の溶融量をＦ２、溶接長を
Ｌ２、トーチ移動による揺動面積をＭ２とする
と、単位面積あたりの溶着量Ｄ２は、 T3＝W1／Y1，Y1／Ｙ＝W1／Ｗ L2＝Ｓ・T3＝Ｌ（T3／T1）＝Ｌ F2＝（T3／T1）Ｆ M2＝L2・W1／２＝Ｌ・kW／２ D2＝F2／M2＝Ｆ／（kLW／２）＝2F／LWk＝Ｄ／ｋとなり、開先幅ＷがＷ１＝kWに変化すると、単
位面積あたりの溶着量が１／ｋに減少してしま
う。

［問題点を解決するための手段］第１の発明は、開先幅及び開先位置の変化を検
出する開先検出器８と、溶接トーチ６の揺動方向
の位置を検出してトーチ位置信号etを出力するト
ーチ位置検出器９と、開先検出器８に連動して開
先幅に対応した開先幅信号ewを出力する開先幅
信号発生器１１と、開先検出器８に連動して開先
位置の変化に対応した開先位置信号epを出力す
る開先位置信号発生器１０と、予め設定した周
期，振幅及び揺動軌跡に対応した波形信号を、開
先幅信号ewによつて補正して、その補正した波
形信号eoを発振する揺動波形信号発振器１と、
波形信号eoに開先位置信号epを加算して揺動中
心補正波形信号esを出力する加算器２と、揺動中
心補正波形信号esとトーチ位置信号etとを比較し
て波形信号esに追従させて溶接トーチの揺動・停
止及び揺動方向を指令するトーチ揺動波形信号
eyを溶接トーチ揺動用電動機Ｍ１に供給する比
較器３と、溶接トーチと被溶接物との相対移動速
度に対応した基準信号erと開先幅信号ewとを入
力として開先幅に対応した溶接速度信号soを、相
対移動用電動機Ｍ２に供給する除算器１２とを備
えたアーク溶接揺動制御装置を提供したものであ
る。

第２の発明は、溶接電圧検出回路３２または図
示していない溶接電流検出回路と、溶接電圧検出
回路または溶接電流検出回路の出力に応じて溶接
トーチ高さまたは溶接電極送給速度を調整して、
溶接電圧または溶接電流を一定に保つアーク電圧
倣い制御回路と、溶接電圧検出回路または溶接電
流検出回路の出力の開先端部における急激な信号
の変化を検出する開先端部検出回路３３と、開先
端部検出回路の出力信号により駆動方向を反転す
る溶接トーチ揺動機構と、開先端部検出回路の出
力信号により開先幅を演算する開先幅演算回路
と、開先幅演算回路の出力信号に反比例した溶接
速度を得る溶接速度制御回路１３とからなるアー
ク溶接揺動制御装置を提供したものである。

［実施例］（第１の発明）第１図は本発明の実施例を示す構成図である。
同図において、１はトーチの揺動軌跡、揺動幅、
揺動周期に対応する波形信号eoを出力する揺動
波形信号発振器であり、例えば、第１１図の信号
波形図に示すように、揺動幅に対応した振幅wo，
揺動速度Ｙに対応した立上り速度wo／２・ｔ１，
揺動停止時間に対応する時間（ｔ２―ｔ１）を設
定する。この揺動波形信号発振器１の振幅は後述
する開先幅信号発生器例えばポテンシヨメータ１
１の出力によつて補正される。２は加算器、３は
比較器であり後述する２つの入力信号の和または
差信号を出力する。４は比較器３の出力信号ey
を増幅して溶接トーチ揺動用電動機Ｍ１を駆動す
る増幅器である。６は溶接トーチであり、電動機
Ｍ１によつて溶接線を横切る方向に揺動される。
８は開先幅および開先位置の変化を検出する開先
検出器である。９は溶接トーチの揺動方向の位置
を検出してトーチ位置信号etを出力するトーチ位
置検出器であつて、例えばポテンシヨメータであ
り、また１０は開先検出器８に連動して開先位置
の変化に対応した開先位置信号epを出力する開
先位置信号発生器例えばポテンシヨメータ、１１
は開先検出器８に連動して開先幅に対応した開先
幅信号ewを出力する開先幅信号発生器例えばポ
テンシヨメータである。１２は除算器であり溶接
トーチと被溶接物との相対移動速度に対応した基
準信号erを開先幅信号ewで除算し、開先幅に対
応した溶接速度信号so＝er／ewを得る。１３は
溶接トーチを被溶接物７に対して溶接線方向に相
対移動させるための溶接速度制御回路であり、溶
接速度信号soに応じた速度で溶接トーチ・被溶接
物相対移動用電動機Ｍ２を回転させる。

ここで開先幅及び開先位置が一定、すなわち開
先位置信号ep及び開先幅信号ewが一定のときの
トーチの揺動動作原理について説明する。

トーチが第８図に示すように揺動幅Ｗの中央位
置Ａにあり、揺動波形信号eoが第１１図に示す
ように、時刻toの位置にあるとき、波形信号eo
が、時刻toの振幅Ｏの位置から時刻ｔ１の振幅
wo／２に向つて増加を開始すると、開先幅信号
ewが一定なので、揺動波形信号発振器１は最大
振幅wo／２の波形信号eoを出力する。開先位置
信号epも一定なので加算器２も最大振幅一定の
揺動中心補正波形信号esを出力する。この波形信
号esの振幅が増加すると、比較器３から出力され
るトーチ揺動波形信号eyが増幅器４を通じて揺
動用電動機Ｍ１に供給され、トーチは第８図に示
す揺動中心位置Ａから最大揺動幅の位置Ｂに向つ
て揺動を開始し、トーチの揺動位置に連動してイ
ーチ位置検出用ポテンシヨメータ９のトーチ位置
信号etも増加を続ける。波形信号eoが正の最大振
幅wo／２に達すると、トーチ位置信号etも最大
値に達し、信号ey＝es−etが零となり、トーチは
最大揺動幅Ｗの位置で停止する。時刻ｔ２が経過
すると、波形信号eoが正の最大振幅wo／２から
負の最大振幅―wo／２に向つて減少を開始する
と、信号ey＝et−esが発生して増幅器４を通じて
揺動用電動機Ｍ１に供給されるので、トーチは最
大揺動幅の位置Ｃから反対方向の最大揺動幅の位
置Ｅに向つて再び揺動を開始する。以下同様にし
て、開先位置信号ep，開先幅信号ew及び溶接速
度Ｓが一定である限り、トーチは揺動幅及び揺動
ピツチが一定の揺動軌跡を繰り返す。

（第２図の波形の説明）第１図の実施例の動作を第２図ｂ乃至ｇの波形
図を参考にして説明する。この実施例における被
溶接物の開先形状は第２図ａの如くであり、実線
で示した開先幅および点線で示した中心位置が図
のように変化するものとする。このとき発振器１
は開先幅信号発生器１１の開先幅信号ewが、第
２図ｂのように変化するにつれて、同図ｃに示す
波高値の波形信号eoを発生する。このとき、発
振器１の波形信号eoは、開先幅の変化によつて
第１１図から第１２図に示すように振幅及び周期
が変化する。この発振器１の波形信号eoと第２
図ｄに示す開先位置信号epとは加算器２で加算
されて、同図ｅに示す揺動中心補正波形信号esと
なる。この信号esは、比較器３によつて溶接トー
チ位置信号etと比較され、両出力が平衡するよう
に増幅器４を介して揺動用電動機Ｍ１を回転させ
てトーチを駆動させる。トーチは加算器の補正波
形信号esに追従して揺動する。このとき、発振器
１の出力信号は、第１１図及び第１２図に示すよ
うに発振波形の傾きwo／2tが一定であるので、
波形に追従するトーチの揺動速度Ｙは揺動幅にか
かわらず一定となる。また開先幅信号ewは、除
算器１２の入力端子にも供給され、基準信号erを
この開先幅信号ewで除して、第２図ｆに示すよ
うに、開先幅に逆比例した溶接速度信号so＝er／
ewを得る。この速度信号soは、溶接速度制御回
路１３に入力され、溶接速度は開先幅の狭いとこ
ろでは速く、開先幅の広いところでは遅くなる。
第２図ｇは、トーチの揺動軌跡を示す図であつ
て、揺動幅は開先幅に追従して変化している。

つぎに、本発明の溶接方法においては、開先幅
が変化しても単位面積たりの溶着量が一定に保つ
ことができることについて説明する。開先幅がＷ
のときは、第８図において説明したとおり、単位
面積あたりの溶着量Ｄは、Ｄ＝Ｆ／Ｍ＝２Ｆ／
Lwである。なお、トーチが開先幅Ｗを移動する
に要する時間Ｔ１はＷ／Ｙである。

つぎに、開先幅がｗ１＝kWに変化したとき、
揺動速度Ｙは一定値にしておき溶接速度Ｓ３を
（Ｗ／Ｗ１）Ｓに設定した場合、トーチが開先幅
Ｗ１を移動するに要する時間は、Ｔ４＝Ｗ１／
Ｙ、消耗電極の溶融量をＦ３，溶接長をＬ３，ト
ーチの移動による揺動面積をＭ３とすると単位面
積あたりの溶着量Ｄ３は、第１３図に示すとお
り、Ｙ＝Ｗ／T1＝W1／T4 T4＝（W1／Ｗ）・T1＝ｋ・T1 S3＝（Ｗ／W1）Ｓ＝Ｓ／ｋＬ＝Ｓ・T1 L3＝S3・T4＝（Ｓ／ｋ）・kT1＝Ｓ・T1＝Ｌ F3＝（T4／T1）Ｆ＝（W1／Ｗ）Ｆ＝kF M3＝L3・W1／２＝Ｌ・kW／２ D3＝F3／M3＝kF／（Ｌ・kW／２）＝2F／
LW＝Ｄとなり、開先幅がＷからＷ１に増加しても、単位
面積あたりの溶着量は変化しない。

（第３図の開先検出器の説明）第３図は第１図の実施例に用いる開先検出器の
例を示す図である。同図において、８０１は被溶
接物７，７の開先７０１の両肩部に当接する算盤
玉状の検出輪であり、検出輪８０１はガイドブロ
ツク８０４にて拘束されつつ図のＹ方向に移動自
在なガイドバー８０２に軸支され、バネ８０３に
よりＹ方向に付勢されている。１１は検出輪のＹ
方向の変位を電気信号に変換するポテンシヨメー
タであつて、その軸１１１がガイドバー８０２と
先端部にて継手８０５により支持されている。８
０６はガイドバー８０７，８０７により案内され
て図のＸ方向に移動自在のスライダーであり、こ
のスライダー８０６には前述のガイドバー８０２
を拘束するガイドブロツク８０４が支持されてい
る。１０は検出輪８０１のＸ方向の変化を電気信
号に変換するポテンシヨメータで、スライダー８
０６に軸１０１が支持されている。８０９はガイ
ドバー８０７を拘束するガイドブロツクであり溶
接トーチを搭載して定められた軌道上を走行する
台車１５に固定されている。８０８，８０８はス
ライダー８０６をＸ方向に付勢するためのバネで
ある。同図の装置において開先７０１の幅が変化
すると検出輪８０１が図のＹ方向に移動し、この
結果、ポテンシヨメータ１１の出力が増減して幅
が増減したことを示す。一方開先位置が蛇行した
ときは検出輪８０１が図のＸ方向に移動し、ポテ
ンシヨメータ１０の出力が増減して開先中心の変
位を示す。

第３図の開先検出器において、検出輪のＸ方向
の変位を検出して開先位置を知る例を示したが、
開先端部を検出する方法としては、この他に溶接
トーチとともに揺動する接触子を設けて開先肩部
にこの接触子が接触したことをリミツトスイツ
チ，近接スイツチその他の方法により検出して、
揺動方向を反転させるようにしてもよい。この場
合には、第３図の実施例における発振器１は、常
に一定勾配の時間的増加（または減少）をするよ
うにしておき、前述の開先端部検出信号により、
増加から減少へ（または減少から増加へ）切替え
るようにすればよい。さらに開先幅も、第２図の
検出輪のＸ方向の位置によるものではなく、上記
の開先端部検出信号が発生してから、つぎに他の
開先端に到達してこれを検知するまでの間の揺動
距離を、揺動時間を積算するか揺動軸の移動量を
積算するかして算出してもよい。

（第４図の開先検出器の説明）第４図は開先検出器の別の実施例を示す図であ
る。同図は先端を開先の両肩部に接触する２つの
接触子を有するハサミ状のリンク機構を有し、こ
のリンク機構の開き量にて開先幅を検知し、リン
ク機構の位置により開先位置を検知するものであ
る。同図ａは一部断面を含む正面図、同図ｂは側
面図である。同図において、１６，１６は先端を
開先の両肩部に接触しながら摺動する接触子、１
７，１７はスライダー２６の支点ピン２１に支承
されバネ１８にて常時外方に付勢されているハサ
ミ状のリンク機構である。リンク機構１７，１７
はさらに支点ピン１９を支持するスライダー２
８，ガイドバー２９にて図のＹ方向に伸縮自在に
支承されている。このリンク機構１７，１７の接
続ピン２０，２０にはポテンシヨメータ１１が取
付けられており、両接続ピンの間隔は電気信号に
変換され開先幅信号となる。さらにリンク機構１
７，１７を支持するスライダー２６はガイドバー
２７，２７によつて案内されて図のＸ方向に移動
自在に支持されている。このスライダー２６の移
動は検出器の框体３０に取付けられたラツク２５
およびスライダー２６に取付けられた回転形ポテ
ンシヨメータ１０の軸端のピニオンギヤ２４によ
り電気信号に変換され開先位置信号となる。この
検出器は第３図に示した検出器と同様に図示を省
略した溶接台車に支持されている。同図の検出器
を用いるとき、開先幅が広く（または狭く）なつ
たときは接触子１６，１６の間隔が広く（狭く）
なり、これに伴つてリンク機構１７，１７の接続
ピン２０，２０の間隔が狭く（または広く）な
り、接続ピン２０，２０の間隔を検出するポテン
シヨメータ１１の出力が増減する。また開先位置
が蛇行したときには、リンク機構１７，１７は支
点ピン１９，２１によつてスライダー２６に支持
されかつスライダー２６はガイドバー２７，２７
にてその移動方向が拘束されているから、開先位
置の変化によつてリンク機構１７，１７は図のＸ
方向に平行移動し、この移動量はラツク２５およ
びピニオンギヤ２４によつて回転角度に変換さ
れ、回転形ポテンシヨメータ１０の出力が増減す
る。

第３図および第４図の実施例においては、開先
位置および開先幅を電気信号に変換する手段とし
てポテンシヨメータを用いたが、この他に、差動
変圧器や変位量をパルス変換して発生パルス数を
計数するデイジタル位置検出器など公知の均等物
との置換が可能である。また開先幅，開先位置の
一方のみをこれら実施例のものを使用し、他方は
直接検出するリミツトスイツチなどを用いること
も可能である。

（第２の発明）開先幅および開先位置を機械的検出器により検
出する以外に、溶接電圧や溶接電流の変化を検出
して、開先端部を検知することも可能である。一
般に、アーク溶接において、定電流特性の溶接電
源を用いて非消耗電極式アーク溶接をするとき
は、電極高さを制御し、また消耗電極式アーク溶
接においては消耗電極ワイヤの送給速度を溶接電
圧によつて制御して、常に一定の溶接電圧を保つ
ように調整される。また定電圧特性の電源を用い
る場合には、ワイヤ送給速度を一定とし、アーク
の自己制御性によりアーク長が一定となり、これ
に伴い溶接電流も一定値となることを利用してい
る。このように、自動的に溶接電圧または溶接電
流が一定に保たれるように制御される溶接機にお
いても、溶接トーチを開先幅方向に揺動させると
きは、開先端部において被溶接物の形状が急変す
るため、制御系の応答遅れ時間に相当する間は、
溶接電圧または溶接電流に変化が現われる。

（第５図の説明）第５図はこのときの様子を示したもので、同図
ａは被溶接物の開先形状を示し、同図ｂは定電流
特性の電源を用いるときの溶接電圧の様子を示
し、同図ｃは定電圧特性の電源を用いるときの電
流の様子を示す。同図において、７，７は被溶接
物、７０１はＩ形に形成された開先部、７０２は
バツキングである。この開先部に対して、溶接ト
ーチ６が図の左右方向に揺動しながら溶接を行
う。このとき、トーチ６が開先７０１の端部に接
近するとアーク長が急に短くなり、同図ｂ，ｃに
t₁，t₂で示すように溶接電圧の低下、または溶接
電流の急増が発生する。この溶接状態の急変は、
前述の自動制御機能によつてすぐに修正される
が、この間には系統の応答遅れのため若干の時間
Δtを要する。したがつて、このΔt間の溶接電圧
または電流の変化を検出して、これを開先端到達
信号として利用し、溶接トーチ揺動幅を知ること
ができる。また第５図ｂ，ｃの時刻t₁からt₂の間
に、溶接トーチの移動する揺動距離を計算すれ
ば、開先幅を知ることができる。

（第６図の説明）第６図は、第２の発明の実施例を示す構成図で
あつて、非消耗電極を用いる装置が示されてい
る。同図において、溶接トーチ６と被溶接物７と
の間には定電流特性の溶接電源Ｓが接続されてい
る。溶接トーチ６と被溶接物７との間の電圧を、
溶接電圧検出回路３２によつて検出して電圧検出
信号eaを出力する。この電圧検出信号eaは、比
較器Comp１において、溶接トーチ高さに相当す
る基準電圧erlと比較され、増幅器Amp１で増幅
された後、差信号が零となるように溶接トーチ６
の高さを調整するためのトーチ高さ調整用電動機
Ｍ３を駆動する。この溶接電圧検出回路３２，比
較器Comp１，増幅器Amp１，電動機Ｍ３は溶接
電圧を一定に保持するための通称、アーク電圧倣
い制御回路を構成する。一方、溶接電圧検出回路
eaは、溶接電圧の急変を検出する開先端部検出
回路３３にも入力される。開先端部検出回路は、
溶接電圧の急変を検出するもので、例えば第７図
に示すように、ローパスフイルタ３９とこのロー
パスフイルタ３９の出力信号と電圧検出信号ea
とを比較し、両信号の差信号elを出力する比較器
Comp３と、この差信号ｅ１と基準信号er４とを
比較する比較器Comp４とからなる回路により入
力信号の変化量が一定量（基準信号er４）を超え
たときに信号を出力するものである。この場合、
比較器Comp３の入出力特性が一定の不感帯を有
するものであれば、比較器Comp４および基準信
号er４は省略できる。なお、基準信号er４または
比較器Comp３の不感帯は、開先内部におけるア
ーク電圧の変動分をカバーする値に選定すること
はもちろんである。このように開先端部検出回路
３３は、開先両端部で溶接電圧が急変したとき
に、第５図の△ｔの時間幅のパルス状出力を発生
する。この出力は、揺動方向切替回路３４に供給
される。揺動方向切替回路３４は、揺動速度設定
器３５の出力信号er３も供給され、開先端部検出
回路３３からの出力パルスが供給される度毎に、
設定信号er３の極性を反転して比較器Comp２に
極性の異なる設定信号を出力する。比較器Comp
２においては、溶接トーチ揺動用電動機Ｍ１の回
転数を検出する発電機TGからの出力efと揺動速
度設定器３５の出力信号er３とが比較され、両信
号の差が増幅器Amp２にて増幅されて、電動機
Ｍ１に供給され電動機Ｍ１は、信号efと信号er３
との差が減少する方向に回転する。その結果、溶
接トーチ６は、被溶接物７の開先７０１の中を図
のＸ方向に移動し、その速度は、揺動速度設定器
の出力信号er３に対応した一定速度となり、かつ
移動方向は開先端部に達する度毎に反転する揺動
動作を行う。

一方、開先端部検出回路３３の出力は、モノマ
ルチ３６および記憶回路３８にも供給される。モ
ノマルチ３６は、開先端部検出回路３３の出力パ
ルスを受けて一定時間幅の短形状パルスに波形変
換し、開先幅演算回路３７に演算開始信号として
供給する。開先幅演算回路３７は、例えば積分回
路であり、モノマルチ３６の出力パルスの立下り
信号によつてリセツトするとともに、溶接トーチ
揺動用電動機Ｍ１の回転速度を検出する発電機
TGの出力の積分を開始し、モノマルチ３６のつ
ぎの出力パルスの立上り信号で積分を停止するよ
うにしておく。この開先幅演算回路３７の出力
は、記憶回路８に入力されるが、記憶回路３８は
開先端部検出回路３３の出力パルスにより記憶内
容を書替えるように構成しておく。このように構
成することにより、記憶回路３８は、速度検出用
発電機TGの出力を第５図の時刻t₁からt₂までの
間に積分した開先幅演算回路３７の出力値を記憶
し、つぎの開先幅検出パルス信号がくるまでその
値を保持する。この積分値は発電機TGの出力が
溶接トーチ６の揺動速度に比例するから、この時
間積は、揺動距離即ち開先幅に相当する。この開
先幅信号は、除算器１２にて基準信号er２を除し
て溶接速度信号soとなり、溶接速度制御回路１３
を作動させ相対移動用電動機Ｍ２を開先幅に逆比
例した速度で回転させる。

第６図の実施例においては、溶接電圧を検出し
て溶接トーチ高さを一定に保つよう制御し、溶接
電圧の変化により開先端および開先幅を検知する
ようにして開先倣いを行うと同時に、溶接速度を
開先幅に逆比例して制御するようにしたので、溶
接線が３次元的変化をしても常に均一な溶け込み
および溶着ビードパターンが得られる。なお第６
図において、揺動方向の反転のみを開先端部検出
回路３３により行い、開先幅は第３図または第４
図において説明した検出器により検出するように
構成してもよい。

さらに、消耗電極式アーク溶接を、第６図に示
される実施例に適用することも可能であり、この
場合には、溶接トーチ高さは一定で、電動機Ｍ３
によつて電極ワイヤを送給するように変更すれば
よく、さらに定電圧形溶接電源を用いる消耗電極
式アーク溶接においては、電極ワイヤを必要な溶
接電流が得られる一定速度で送給し、溶接電圧の
かわりに溶接電流の変化を検出し、開先端部到達
信号として用いれば同様の効果が得られる。

［発明の効果］以上のように本発明によれば、開先に確実に溶
接トーチを倣わせて揺動溶接を行うことができる
とともに、溶接速度を開先幅に反比例した速度と
することにより、開先幅および開先位置の変化に
かかわらず、常に単位面積あたりの溶着量が一定
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の実施例を示す概略構成
図、第２は第１図の実施例の各部の波形を示す
図、第３図および第４図は開先検出器の実施例を
示す構造図、第５図は開先内を揺動しながら溶接
するときの電圧，電流波形の図、第６図は第２の
発明の実施例を示す概略構成図、第７図は第６図
の実施例に使用する開先端部検出回路の実施例を
示す構成図、第８図は開先幅がＷのときの揺動軌
跡を示す図、第９図及び第１０図は開先幅がｗ１
に変動したときの従来の第１及び第２の方法によ
る揺動軌跡を示す図、第１１図は開先幅がＷのと
きの波形信号、第１２図は開先幅がｗ１に変動し
たときの波形信号、第１３図は開先幅がｗ１に変
動したときの本発明の方法による揺動軌跡を示す
図である。１……揺動波形信号発振器、２……加算器、３
……比較器、６……溶接トーチ、７……被溶接
物、８……開先検出器、９……トーチ位置検出
器、１０……開先位置信号発生器、１１…開先幅
信号発生器、１２…除算器、１３……溶接速度制
御回路、Ｍ１……溶接トーチ揺動用電動機、Ｍ２
……溶接トーチ・被溶接物相対移動用電動機、３
３……開先端部検出回路、３７……開先幅演算回
路、eo……波形信号、et……トーチ位置信号、
ew……開先幅信号、ep……開先位置信号、es…
…揺動中心補正波形信号、ey……トーチ揺動波
形信号、so……溶接速度信号、er……溶接トーチ
と被溶接物との相対移動速度に対応した基準信
号、Ｗ……変動前の開先幅、Ｗ１……変動後の開
先幅（Ｗ１＝ｋ・Ｗ）、Ｌ……トーチが開先幅Ｗ
を移動したときの溶接長、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３……
トーチが開先幅Ｗ１を移動したときの溶接長、Ｍ
……トーチが開先幅Ｗを移動したときのトーチ揺
動面積、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３……トーチが開先幅ｗ
１を移動したときのトーチ揺動面積、Ｙ，ｙ１…
…揺動速度。

Claims

【特許請求の範囲】１開先幅及び開先位置の変化を検出する開先検
出器８と、溶接トーチ６の揺動方向の位置を検出
してトーチ位置信号etを出力するトーチ位置検出
器９と、前記開先検出器８に連動して開先幅に対応した
開先幅信号ewを出力する開先幅信号発生器１１
と、前記開先検出器８に連動して開先位置の変化
に対応した開先位置信号epを出力する開先位置
信号発生器１０と、予め設定した周期，振幅及び揺動軌跡に対応し
た波形信号を、前記開先幅信号ewによつて補正
して、その補正した波形信号eoを発振する揺動
波形信号発振器１と、前記波形信号eoに前記開先位置信号epを加算
して、揺動中心補正波形信号esを出力する加算器
２と、前記揺動中心補正波形信号esと前記トーチ位置
信号etとを比較して波形信号esに追従させて溶接
トーチの揺動・停止及び揺動方向を指令するトー
チ揺動波形信号eyを溶接トーチ揺動用電動機Ｍ
１に供給する比較器３と、溶接トーチと被溶接物
との相対移動速度に対応した基準信号erと前記開
先幅信号ewとを入力として開先幅に対応した溶
接速度信号soを前記相対移動用電動機Ｍ２に供給