JPS63248575A - Oscillating arc welding method and oscillating device - Google Patents

Oscillating arc welding method and oscillating device

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JPS63248575A
JPS63248575A JP8298987A JP8298987A JPS63248575A JP S63248575 A JPS63248575 A JP S63248575A JP 8298987 A JP8298987 A JP 8298987A JP 8298987 A JP8298987 A JP 8298987A JP S63248575 A JPS63248575 A JP S63248575A
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swing
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藤山 裕久
Shigeo Kimura
茂雄 木村
Toshio Aoki
俊雄 青木
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/02Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/0216Seam profiling, e.g. weaving, multilayer

Abstract

PURPOSE:To obtain a sound welded joint by providing a fixed section from both edges of oscillation to its central side and making the travel speed in the oscillating direction in said section to the preset constant speed to profile a groove line stably with the high accuracy. CONSTITUTION:A speed changing point (a) at the left side is stored in a position setter 14 by a position selection signal 21 from a command circuit 17 and when a welding torch 27 is moved to the left and conforms to the speed changing point (a) at the left side, a pulse signal is outputted to the command circuit 17. A left end (b) of the oscillation is stored in the position setter 14 by the position selection signal 21 from the circuit 17 and a speed changing signal 22 is outputted to a speed changeover apparatus 18 and a constant speed signal is transmitted to a motor controller 16. The controller 16 outputs a left-handed control signal to a motor 20 and when the torch 27 is moved to the left at the speed by a constant speed setter 13 and conforms to the left and (b), a speed changing point (c) at the left side is stored and a right-handed signal is outputted from the controller 16 and the oscillation is reversed. When the speed changing point (c) at the left side conforms to the torch position, the right-handed signal is outputted to the motor 20 by a speed changeover signal from the circuit 17.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、アーク現象を利用して溶接アークの揺動を制
御することにより、開先倣い制御を行う自動アーク溶接
法の特に揺動アーク溶接法および自動アーク溶接用揺動
装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention is directed to an automatic arc welding method that performs groove tracing control by controlling the oscillation of the welding arc using arc phenomena, particularly in the oscillating arc welding process. This invention relates to a welding method and a rocking device for automatic arc welding.

(従来の技術) 自動溶接においては、溶接線と溶接トーチをつねに一定
の位置関係に高精度に保持する必要があり、従来から種
々の溶接線倣い制御法が提案されている。特別な検出器
を必要としない方法として、揺動装置と組み合わせてア
ークを揺動しアーク現象を利用した開先倣い制御法が種
々提案されている。
(Prior Art) In automatic welding, it is necessary to always maintain a welding line and a welding torch in a constant positional relationship with high precision, and various welding line tracing control methods have been proposed in the past. As a method that does not require a special detector, various groove tracing control methods have been proposed in which the arc is oscillated in combination with a oscillating device and the arc phenomenon is utilized.

一般に、揺動機構としては、溶接全書第6巻[溶融溶接
機器J (P]48〜150)のウィービング溶接には
、クランク軸を回転させリンク機構により支点を中心に
溶接トーチを揺動する方法が代表的な機構として広く知
られている。
In general, for weaving welding in Welding Encyclopedia Vol. 6 [Fused Welding Equipment J (P) 48-150], the swing mechanism is a method in which the crankshaft is rotated and the welding torch is swung around a fulcrum by a link mechanism. is widely known as a typical mechanism.

また溶接アーク現象を利用した方法としては、特開昭5
8−176076号公報で、溶接トーチを溶接進行方向
の幅方向に平行に往復運動させ、揺動の中心での検出信
号と揺動の端部における検出信号の差が基準値と一致す
るように制御する揺動幅制御方法が提案されている。ま
た特公昭57−3462号公報では、アーク電圧を一定
に保持するよう溶接トーチを上下し母材表面からの距離
を変化させ、該溶接トーチを溶接進行方向の幅方向に平
行に往復運動させ、溶接トーチの上下方向の変位高さが
所定の設定値に等しくなるたびに幅方向の往復運動の方
向変換を行う等速反転揺動が提案されている。
In addition, as a method using the welding arc phenomenon, JP-A No. 5
In Japanese Patent No. 8-176076, the welding torch is reciprocated in parallel to the width direction of the welding progress direction so that the difference between the detection signal at the center of the oscillation and the detection signal at the end of the oscillation matches a reference value. A swing width control method has been proposed. Further, in Japanese Patent Publication No. 57-3462, the welding torch is moved up and down to change the distance from the base metal surface so as to keep the arc voltage constant, and the welding torch is reciprocated in parallel to the width direction of the welding progress direction. A constant velocity reversal oscillation has been proposed in which the direction of the reciprocating movement in the width direction is changed every time the vertical displacement height of the welding torch becomes equal to a predetermined set value.

しかし、ここで検出しようとする溶接電流または溶接電
圧の変化は、一般にチップ・母材間の距離の変化により
変動しているものと考えられていたが、実際には第3図
に示すように溶接ワイヤの先端が右または左の開先壁面
28に近付く過程、つまりチップ・母材間距離が短くな
る過程では、アーク長の変化に対してワイヤ突き出し長
の変化が遅れるためアーク長が短くなり溶接電流は大き
く溶接電圧は低くなる。又揺動の両端で揺動を反転し第
4図に示すように右または左の開先壁面゛28から遠ざ
かる過程、即ちチップ・母材間距離が長くなる過程では
逆にアーク長が長くなり溶接電流は小さく溶接電圧は高
くなるため、揺動の両端近傍での溶接電流は第5図、溶
接電圧は第6図のように変化する。従って、開先内でア
ークを揺動する時の溶接電流および溶接電圧は第7図の
ようになる。
However, the changes in the welding current or welding voltage that we are trying to detect here were generally thought to fluctuate due to changes in the distance between the tip and the base metal, but in reality, as shown in Figure 3, In the process in which the tip of the welding wire approaches the right or left groove wall surface 28, that is, in the process in which the distance between the tip and the base metal becomes shorter, the arc length becomes shorter because the change in the wire protrusion length lags behind the change in the arc length. The welding current is high and the welding voltage is low. In addition, in the process of reversing the oscillation at both ends of the oscillation and moving away from the right or left groove wall surface 28 as shown in Fig. 4, that is, in the process of increasing the distance between the chip and the base metal, the arc length becomes longer. Since the welding current is small and the welding voltage is high, the welding current changes near both ends of the swing as shown in FIG. 5, and the welding voltage changes as shown in FIG. 6. Therefore, the welding current and welding voltage when the arc is oscillated within the groove are as shown in FIG.

この現象を利用して発明者等は、特願昭1i0−249
958号で第7図(ロ)の溶接電流と揺動位置によって
描かれる図形の面積り、Rの検出による開先倣い制御法
を提案した。しかし、このように揺動の両端近傍におけ
る溶接電流および溶接電圧の変化はチップ・母材間距離
の変化だけでなく、該チップ・母材間距離の変化速度の
双方によるものであり、この揺動の両端近傍でのチップ
・母材間距離の変化速度は揺動方向への移動速度の影響
を受ける。即ち、溶接電流および溶接電圧の変化量は一
定の揺動周期のもとで揺動幅を広げるか、または一定の
揺動幅のもとで揺動回数を増加し揺動幅方向の移動速度
を速くすると第8図に示すように増加する。このため、
特に揺動両端における溶接電流または溶接電圧の変化量
により、開先幅を検知し開先幅に揺動幅を追従させる開
先幅倣い制御においては、第9図に示すごとく揺動幅が
最適値より狭くなり、開先コーナ一部に融合不良の欠陥
を生ずる。
Taking advantage of this phenomenon, the inventors published patent application No. 1i0-249
In No. 958, we proposed a groove tracing control method by detecting the area and R of the figure drawn by the welding current and swing position shown in Figure 7 (b). However, the changes in welding current and welding voltage near both ends of the oscillation are due not only to changes in the tip-to-base metal distance but also to the rate of change in the tip-to-base metal distance, and this oscillation The speed of change in the distance between the chip and the base material near both ends of the motion is affected by the speed of movement in the swing direction. In other words, the amount of change in the welding current and welding voltage can be changed by increasing the oscillation width under a constant oscillation period, or by increasing the number of oscillations under a constant oscillation width and changing the movement speed in the oscillation width direction. When speeding up, the amount increases as shown in FIG. For this reason,
Especially in groove width tracing control, which detects the groove width based on the amount of change in the welding current or welding voltage at both ends of the swing and follows the swing width to the groove width, the swing width is optimal as shown in Figure 9. The groove becomes narrower than the specified value, causing defects due to poor fusion at some of the groove corners.

また逆に、揺動幅方向の移動速度を遅くすると溶接電流
および溶接電圧の変化量は第10図のように減少するた
め、揺動幅は第11図のように最適値より広くなり、ア
ークによって開先壁面が掘られ、開先壁面にアンダーカ
ットを生じ次のパスで融合不良やスラグ巻き込みの欠陥
を生ずる原因となる。
Conversely, if the movement speed in the oscillation width direction is slowed down, the amount of change in welding current and welding voltage will decrease as shown in Figure 10, so the oscillation width will become wider than the optimum value as shown in Figure 11, and the arc This excavates the groove wall surface, causing an undercut on the groove wall surface, which causes defects such as poor fusion and slag entrainment in the next pass.

従って特に揺動の両端近傍での溶接電流または溶接電圧
変化を検知し、その結果により揺動中心位置や揺動幅を
逐一修正する溶接線倣い制御を用いる自動溶接では、検
出結果が揺動幅や揺動回数の変更に伴う揺動方向への移
動速度変動の影響を受けないように、揺動方向への移動
速度を一定に保持する必要がある。
Therefore, in automatic welding that uses welding line tracing control, which detects welding current or welding voltage changes near both ends of the oscillation and corrects the oscillation center position and oscillation width point by point based on the results, the detection result is the oscillation width. It is necessary to keep the moving speed in the swinging direction constant so as not to be affected by fluctuations in the moving speed in the swinging direction due to changes in the number of swings or changes in the number of swings.

しかし、前記のいずれの方法においても揺動の溶接電流
および溶接電圧の変動への影響に対する考慮がなされて
おらず、前記のいずれの揺動方法においても揺動幅およ
び揺動回数を変更する為には、揺動幅方向の移動速度を
変化させねばならず、揺動条件を自由に選択できないと
言う欠点がある。従って、特に揺動の両端近傍での溶接
電流または溶接電圧変化を検知する溶接線倣い制御を用
いる自動溶接では、従来の揺動方法では安定した高鯖度
の開先線倣いが困難であり、健全な溶接継ぎ手を得るこ
とができないと言う問題点がある。
However, none of the above methods takes into account the effect of oscillation on fluctuations in welding current and welding voltage. This method has the disadvantage that the moving speed in the swing width direction must be changed, and the swing conditions cannot be freely selected. Therefore, in automatic welding that uses welding line tracing control that detects changes in welding current or welding voltage near both ends of the oscillation, it is difficult to consistently follow the groove line with a high degree of machining using the conventional oscillation method. There is a problem that a sound weld joint cannot be obtained.

(発明が解決しようとする問題点) 本発明は溶接アーク現象を利用した開先倣い制御方法で
の問題点であった、溶接トーチの揺動に起因する検出信
号のバラツキによる制御の不安定を解決し、溶接トーチ
の正確な位置決めが可能な揺動アーク溶接法、および安
定した検出信号が得られるアーク溶接用揺動装置を提供
するものである。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention solves the instability of control due to variations in detection signals caused by swinging of the welding torch, which was a problem with the groove tracing control method using the welding arc phenomenon. The object of the present invention is to provide an oscillating arc welding method that solves the above problems and allows accurate positioning of a welding torch, and an oscillating device for arc welding that allows stable detection signals to be obtained.

(問題点を解決するための手段) 本発明の要旨は、溶接トーチを開先幅方向に往復運動さ
せ揺動の両端近傍における溶接電流または溶接電圧の変
動を検知し揺動中心位置を修正しながら溶接線に沿って
溶接を行う揺動アーク溶接法において、揺動の両端部か
ら中央側に定められた区間を設け、該区間における揺動
方向への溶接トーチの移動速度を常にあらかじめ設定さ
れた一定速度で行うことを特徴とする揺動アーク溶接法
、および、 アーク現象を利用して溶接アークの揺動を制御するアー
ク溶接用揺動装置において、溶接トーチを開先幅方向に
揺動するトーチ揺動機構、揺動幅方向の溶接トーチの位
置を検出する揺動位置検出器、揺動の中心位置を設定す
る揺動中心位置設定器、揺動回数を設定する揺動回数設
定器、揺動の幅を設定する揺動幅設定器、定速区間の基
準幅を設定する定速区間基準幅設定器、該揺動幅設定器
および該定速区間基準幅設定器からの信号により定速区
間幅を判定する判定器、該揺動中心位置設定器、該揺動
幅設定器、該揺動回数設定器および該判定器からの信号
により揺動両端の位置、左右の揺動速度変更点および速
度可変区間の揺動速度を演算する演算器、該演算器の演
算結果によりそれぞれを別々に設定する左端設定器、左
速度変更点設定器、右速度変更点設定器、右端設定器お
よび可変速度設定器、速度変更信号および位置選択信号
を出力する司令回路、該司令回路からの位置選択信号に
より該左端設定器、該左速度変更点設定器、該右速度変
更点設定器および該右端設定器のいずれか1つからの信
号を位、置設定器に伝達する位置選択器、該位置選択器
または該揺動中心位置設定器からの位置信号を記憶する
位置設定器、定速区間の速度を設定する定速度設定器、
該司令回路からの速度変更信号により該定速度設定器お
よび該可変速度設定器からの信号を切り換える速度切り
換え器、該速度切り換え器からの速度信号により該トー
チ揺動機構の揺動モータの回転速度および該揺動位置検
出器と該位置設定器からの位置信号を比較演算した結果
により揺動モータの回転方向を制御する制御信号および
該司令回路を起動するパルス信号を出力するモータコン
トローラからなることを特徴とする揺動装置にある。
(Means for Solving Problems) The gist of the present invention is to reciprocate the welding torch in the groove width direction, detect fluctuations in the welding current or welding voltage near both ends of the swing, and correct the swing center position. In the oscillating arc welding method, in which welding is performed along the welding line, a predetermined section is provided from both ends of the oscillation toward the center, and the moving speed of the welding torch in the oscillation direction in this section is always set in advance. In the oscillating arc welding method, which is characterized by performing the welding at a constant speed, and in the arc welding oscillation device that controls the oscillation of the welding arc using arc phenomena, the welding torch oscillates in the groove width direction. A torch swinging mechanism that detects the position of the welding torch in the swinging width direction, a swinging position detector that detects the position of the welding torch in the swinging width direction, a swinging center position setting device that sets the center position of swinging, and a swinging number setting device that sets the number of swinging times. , an oscillation width setting device that sets the oscillation width, a constant speed section reference width setting device that sets the reference width of the constant speed section, and signals from the oscillation width setting device and the constant speed section reference width setting device. A determiner for determining the constant speed section width, the swing center position setter, the swing width setter, the swing number setter, and the signals from the determiner to determine the positions of both swing ends and the left and right swing speeds. A calculator that calculates the change point and the swing speed of the speed variable section, a left end setter that sets each separately according to the calculation results of the calculator, a left speed change point setter, a right speed change point setter, and a right end setter. and a variable speed setter, a command circuit that outputs a speed change signal and a position selection signal, and a position selection signal from the command circuit that outputs the left end setter, the left speed change point setter, the right speed change point setter, and the A position selector that transmits a signal from any one of the right end setters to the position setter, a position setter that stores the position signal from the position selector or the swing center position setter, and a constant speed section. constant speed setting device to set the speed of
A speed switcher that switches signals from the constant speed setter and the variable speed setter in response to a speed change signal from the command circuit, and a rotational speed of the swing motor of the torch swing mechanism based on the speed signal from the speed switcher. and a motor controller that outputs a control signal for controlling the rotational direction of the swing motor and a pulse signal for activating the command circuit based on the result of comparing and calculating the position signals from the swing position detector and the position setting device. The rocking device is characterized by:

以下に実施例を示す図を基に本発明を詳述する。The present invention will be described in detail below based on figures showing examples.

(作用) 第1図は本発明による揺動軌跡および検出信号波形の関
係を示す波形図、第2図は本発明の揺動装置のブロック
図を示したもので、揺動中心位置設定器3からは揺動中
心位置信号が演算器7および位置設定器14に出力され
ている。演算器7は揺動中心位置設定器3からの揺動中
心位置信号、揺動幅設定器4からの揺動幅信号および判
定器6からの定速区間幅信号により揺動両端の位置、左
右の揺動速度変更点および速度可変区間の揺動速度を演
算し、それぞれ、左端設定器8、右端設定器9、左速度
変更点設定器10、右速度変更点設定器11および可変
速度設定器12に伝達される。該演算結果に基づき左端
設定器8からは揺動の左端、右端設定器9からは揺動の
右端、左速度変更点設定器10からは左側の速度変更点
、右速度変更点設定器11からは右側の速度変更点の位
置信号が出力される。可変速度設定器12からは該演算
結果に基づき可変速度区間における揺動速度信号が、定
速度設定器13からは定速区間における揺動速度信号が
出力される。
(Function) Fig. 1 is a waveform diagram showing the relationship between the swing locus and the detection signal waveform according to the present invention, and Fig. 2 is a block diagram of the swing device according to the present invention. From there, a swing center position signal is output to the calculator 7 and the position setting device 14. The calculator 7 uses the swing center position signal from the swing center position setter 3, the swing width signal from the swing width setter 4, and the constant speed section width signal from the determiner 6 to determine the positions of both ends of the swing, left and right. The oscillation speed change point and the oscillation speed of the speed variable section are calculated, and the left end setter 8, right end setter 9, left speed change point setter 10, right speed change point setter 11, and variable speed setter are calculated. 12. Based on the calculation results, the left end setter 8 sets the left end of the swing, the right end setter 9 sets the right end of the swing, the left speed change point setter 10 sets the left speed change point, and the right speed change point setter 11 sets the left end of the swing. The position signal of the speed change point on the right side is output. Based on the calculation result, the variable speed setter 12 outputs a swing speed signal in the variable speed section, and the constant speed setter 13 outputs a swing speed signal in the constant speed section.

トーチ揺動機構1にはアーム25を介してトーチホルダ
26に溶接トーチ27が取り付けられ、揺動モータ20
によって開先幅方向(左右)に揺動される。
A welding torch 27 is attached to a torch holder 26 via an arm 25 in the torch swing mechanism 1, and a swing motor 20
is swung in the groove width direction (left and right) by

揺動位置検出器2は、揺動モータ20に取り付けたパル
スジェネレータとアップダウンカウンタで構成し、揺動
モータ20の回転によりパルスジェネレータの出力パル
スをアップダウンカウンタでカウントし、溶接トーチ2
7の揺動方向の位置信号としてモータコントローラ】6
に出力する。モータコントローラ16は、位置設定器1
4からの出力信号と該溶接トーチ位置信号を比較し、そ
の結果、溶接トーチ27が設定位置より左にあるときは
右行信号を、また右にあるとき左行信号を、また同時に
速度切替器18から出力された速度信号により揺動モー
タ20の速度制御信号を、揺動モータ20に出力する。
The swing position detector 2 is composed of a pulse generator attached to the swing motor 20 and an up/down counter, and the up/down counter counts output pulses of the pulse generator as the swing motor 20 rotates, and the welding torch 2
Motor controller as a position signal in the swing direction of 7]6
Output to. The motor controller 16 is the position setting device 1
The output signal from the welding torch 27 is compared with the welding torch position signal, and as a result, when the welding torch 27 is to the left of the set position, a rightward signal is generated, and when it is to the right, a leftward signal is generated. A speed control signal for the swing motor 20 is output to the swing motor 20 based on the speed signal output from the swing motor 18 .

揺動モータ20はモータコントローラ16からの制御信
号により回転し、揺動機構1は溶接トーチ27を開先幅
方向に移動する。位置設定器14からの出力信号と該溶
接トーチ位置信号を比較し、その結果が一致したときは
、溶接モータ20への制御信号は出力されず、司令回路
17にパルス信号が出力され、該指令回路17を起動す
る。
The swing motor 20 is rotated by a control signal from the motor controller 16, and the swing mechanism 1 moves the welding torch 27 in the groove width direction. The output signal from the position setting device 14 and the welding torch position signal are compared, and when the results match, a control signal to the welding motor 20 is not output, but a pulse signal is output to the command circuit 17, and the command Activate circuit 17.

司令回路17は、位置選択信号を1度の動作で1つずつ
、左側の速度変更点(a)→揺動の左端(b)→左側の
速度変更点(C)→右側の速度変更点(d)→揺動の右
端(e)→右側の速度変更点(f)→左側の速度変更点
(al)の順で位置選択器15に出力する。位置選択器
15は位置選択信号21によって左端設定器8からの揺
動の左端、右端設定器9からの揺動の右端、左速度変更
点設定器10からの左側の速度変更点、右速度変更点設
定器11からの右側の速度変更点の位置信号から1つだ
けを選択し位置設定器14へ伝達する。位置設定器14
はこの新しい位置信号を記憶しモータコントローラ16
に新しい位置信号を出力する。このため溶接トーチ位置
と位置設定器14からの位置信号は異なり、モータコン
トローラ16からは揺動モータ20に制御信号か出力さ
れ、溶接トーチ27は左側の速度変更点(a)→揺動の
左端(b)→左側の速度変更点(C)→右側の速度変更
点(d)→揺動の右端(e)→右側の速度変更点(f)
→左側の速度変更点(al)の順で順次移動する。
The command circuit 17 sends the position selection signal one by one in one operation, from the left speed change point (a) → the left end of the swing (b) → the left speed change point (C) → the right speed change point ( d) -> right end of swing (e) -> right speed change point (f) -> left speed change point (al) in the order of output to the position selector 15. The position selector 15 selects the left end of the swing from the left end setter 8, the right end of the swing from the right end setter 9, the left speed change point from the left speed change point setter 10, and the right speed change according to the position selection signal 21. Only one of the position signals of the speed change point on the right side from the point setter 11 is selected and transmitted to the position setter 14. Position setting device 14
stores this new position signal and sends the motor controller 16
Outputs a new position signal to. Therefore, the welding torch position and the position signal from the position setter 14 are different, and the motor controller 16 outputs a control signal to the swing motor 20, and the welding torch 27 moves from the left speed change point (a) to the left end of swing. (b) → Speed change point on the left side (C) → Speed change point on the right side (d) → Right end of swing (e) → Speed change point on the right side (f)
→Move sequentially in the order of speed change points (al) on the left.

また、司令回路17からは各速度変更点で速度切替信号
22が出力され、速度切替器18によって速度信号が切
替えられ、速度変更点(a、d)では定速度設定器13
からの定速度信号が、速度変更点(c、f)では可変速
度設定器12からの可変速度信号がモータコントローラ
16に伝達される。
Further, the command circuit 17 outputs a speed switching signal 22 at each speed change point, the speed switch 18 switches the speed signal, and at the speed change points (a, d), the constant speed setting device 13
At speed change points (c, f), a variable speed signal from the variable speed setter 12 is transmitted to the motor controller 16.

即ち、司令回路17からの位置選択信号21により位置
選択器15を経て位置設定器14に左側の速度変更点(
a)が記憶されており、溶接トーチ27が左へ移動して
溶接トーチ位置が左側の速度変更点(a)と一致すると
、モータコントローラ16からの揺動モータ20への制
御信号の出力は停止し、同時に司令回路17にパルス信
号が出力される。該司令回路17からの位置選択信号2
1により位置選択器15を経て位置設定器14に揺動の
左端(b)が記憶され、同時に速度変更信号22が速度
切替器18に出力され定速度信号がモータコントローラ
16に伝達される。
That is, in response to the position selection signal 21 from the command circuit 17, the left speed change point (
a) is stored, and when the welding torch 27 moves to the left and the welding torch position matches the speed change point (a) on the left side, the output of the control signal from the motor controller 16 to the swing motor 20 stops. At the same time, a pulse signal is output to the command circuit 17. Position selection signal 2 from the command circuit 17
1, the left end (b) of the swing is stored in the position setter 14 via the position selector 15, and at the same time a speed change signal 22 is output to the speed switch 18 and a constant speed signal is transmitted to the motor controller 16.

モータコントローラ16は定速度による左行制御信号を
モータ20に出力し、溶接トーチ27は定速度設定器1
3によって与えられた移動速度で左へ移動する。次に溶
接トーチ位置が揺動の左端(b)と一致すると前記と同
様に位置設定器14には左側の速度変更点(C)が記憶
され、出力される位置信号と溶接トーチ位置は一致せず
、モータコントローラ16からは右行の制御信号が出力
され揺動は反転される。更に左側の速度変更点(C)と
溶接トーチ位置が一致すると、位置設定器14には右側
の速度変更点(d)が記憶され同時に司令回路17から
速度切替信号が出力され、可変速度設定器12で設定さ
れた速度信号が伝達され、モータコントローラ16から
は可変速度設定器12で設定された速度での右行信号が
揺動モータ20に出力される。以上のように順次繰り返
される。
The motor controller 16 outputs a constant speed leftward control signal to the motor 20, and the welding torch 27 outputs a constant speed leftward control signal to the motor 20.
Move to the left with the movement speed given by 3. Next, when the welding torch position matches the left end of the swing (b), the left speed change point (C) is stored in the position setting device 14 in the same way as above, and the output position signal and welding torch position do not match. First, a rightward control signal is output from the motor controller 16, and the oscillation is reversed. Furthermore, when the speed change point (C) on the left side matches the welding torch position, the speed change point (d) on the right side is stored in the position setting device 14, and at the same time, a speed switching signal is output from the command circuit 17, and the variable speed setting device 14 outputs a speed change signal. The speed signal set at variable speed setter 12 is transmitted, and the motor controller 16 outputs a rightward signal at the speed set at variable speed setter 12 to swing motor 20. The above steps are repeated in sequence.

従って左側の速度変更点(a)→揺動の左端(b)→左
側の速度変更点(C)および右側の速度変更点(d)→
揺動の右端(e)→右側の速度変更点(f)の揺動速度
は定速度設定器13で設定した一定の速度となり、また
モータコントローラ16からパルス信号が出力されてか
ら再び揺動モータ20に制御信号が出力されるまでの時
間は約50μSeC,と極めて短時間で処理されており
揺動は間断なく行われ、第1図に示す揺動軌跡が得られ
る。
Therefore, left speed change point (a) → left end of swing (b) → left speed change point (C) and right speed change point (d) →
The oscillation speed from the right end of oscillation (e) to the speed change point (f) on the right side becomes the constant speed set by the constant speed setting device 13, and after a pulse signal is output from the motor controller 16, the oscillation motor starts again. The time it takes for the control signal to be outputted to the controller 20 is approximately 50 .mu.SeC, which is an extremely short period of time, and the oscillation is performed without interruption, resulting in the oscillation locus shown in FIG.

ここで判定器6からの定速区間幅信号が揺動幅設定器4
で設定された揺動幅の172より大きいときには、左側
の速度変更点(c)→右側の速度変更点(d)および右
側の速度変更点(f)→左側の速度変更点(a、)の速
度可変区間が存在できなくなり、揺動回数が固定されて
しまう。そこで本発明の装置ではこの問題を解決するた
めに判定器6は、定速区間基準幅設定器5で設定された
定速区間の基準幅と揺動幅設定器4で設定された揺動幅
の174の幅とを比較し、いずれか狭い方の幅信号が定
速幅信号として演算器7に伝達される。即ち常に左側の
速度変更点(a)→揺動の左端(b)→左側の速度変更
点(C)および右側の速度変更点(d)→揺動の右端(
e)→右側の速度変更点(f)の定速区間の幅を揺動幅
の174以下とすることで、揺動幅が狭い領域において
も左側の速度変更点(a)→揺動の左端(b)→左側の
速度変更点(C)および右側の速度変更点(d)→揺動
の右端(e)→右側の速度変更点(f)の定速区間を確
保しながら揺動回数を変更可能にしている。
Here, the constant speed section width signal from the determiner 6 is transmitted to the oscillation width setting device 4.
When the swing width is larger than 172, the left speed change point (c) → right speed change point (d) and the right speed change point (f) → left speed change point (a,) There is no longer a variable speed section, and the number of swings is fixed. Therefore, in order to solve this problem in the apparatus of the present invention, the determiner 6 uses the reference width of the constant speed section set by the constant speed section reference width setting device 5 and the swing width set by the swing width setting device 4. 174, and the narrower width signal is transmitted to the arithmetic unit 7 as a constant speed width signal. That is, the left speed change point (a) → left end of swing (b) → left speed change point (C) and right speed change point (d) → right end of swing (
e) → By setting the width of the constant speed section at the speed change point (f) on the right side to 174 or less of the swing width, even in an area where the swing width is narrow, the speed change point on the left side (a) → the left end of the swing (b) → The speed change point on the left (C) and the speed change point on the right (d) → The right end of the swing (e) → The number of swings while ensuring the constant speed section at the speed change point on the right (f) It is changeable.

また揺動を行わないときは揺動中心位置設定器3から出
力される揺動の中心位置信号が位置設定器14に出力さ
れ、司令回路17は起動されない。従って溶接トーチ2
7は揺動中心位置に保持される。
Further, when no rocking is performed, the rocking center position signal output from the rocking center position setting device 3 is output to the position setting device 14, and the command circuit 17 is not activated. Therefore welding torch 2
7 is held at the swing center position.

揺動中心位置設定器3の揺動の中心、揺動幅設定器4の
揺動幅および揺動回数設定器19の揺動回数は、開先倣
い制御回路(図示せず)からの倣い信号によって変更さ
れる。該3つの設定値の内いずれかが変更されると、演
算器7により揺動両端の位置、左右の揺動速度変更点お
よび速度可変区間の揺動速度を演算し、それぞれ、左端
設定器8、右端設定器9、左速度変更点設定器10、右
速度変更点設定器11および可変速度設定器12の設定
値を更新し揺動位置を修正する。
The center of oscillation of the oscillation center position setter 3, the oscillation width of the oscillation width setting device 4, and the number of oscillations of the oscillation number setting device 19 are determined by a copying signal from a groove copying control circuit (not shown). changed by When any of the three set values is changed, the calculator 7 calculates the positions of both swinging ends, the right and left swinging speed change points, and the swinging speed of the variable speed section, and the left end setting device 8 , the set values of the right end setter 9, left speed change point setter 10, right speed change point setter 11, and variable speed setter 12 are updated to correct the swing position.

なお、揺動機構1は走行方向と直行する開先幅方向に走
行台車29に取り付けられ、溶接トーチ27を揺動方向
に100mm移動ができる。また、走行台車29は開先
と概ね平行に設置したレール30に取り付け、溶接トー
チ1を開先の中心に位置させ溶接を開始する。溶接開始
と同時に開先幅方向への揺動とレール30上を走行台車
29が移動を開始する。
The swinging mechanism 1 is attached to the traveling carriage 29 in the groove width direction perpendicular to the running direction, and can move the welding torch 27 by 100 mm in the swinging direction. Further, the traveling carriage 29 is attached to a rail 30 installed approximately parallel to the groove, and the welding torch 1 is positioned at the center of the groove to start welding. Simultaneously with the start of welding, the carriage 29 starts swinging in the groove width direction and moving on the rail 30.

このときの、揺動軌跡は、第1図に示すととく揺動幅、
揺動回数の変化に対しては、左側の速度変更点(C)→
右側の速度変更点(d)および右側の速度変更点(f)
→左側の速度変更点(a、)の速度可変区間での揺動幅
方向の溶接トーチ27の移動速度が変化するだけで、揺
動両端に設定された左側の速度変更点(a)→揺動の左
端(b)→左側の速度変更点(C)および右側の速度変
更点(d)→揺動の右端(e)→右側の速度変更点(f
)の定速区間での揺動幅方向の溶接トーチ27の移動速
度は揺動幅、揺動回数の変化に関係なく、一定であるた
め、開先壁面によるチップ・Iり材間距離の変化量か一
定となる。即ち、溶接電流波形は揺動両端の左側の速度
変更点(a)→揺動の左端(b)→左側の速度変更点(
C)および右側の速度変更点(d)→揺動の右端(e)
→右側の速度変更点(f)の定速区間では揺動幅、揺動
回数の変化に影響されることなく一定の信号波形を得る
ことができる。
At this time, the oscillation locus is shown in Fig. 1, in particular the oscillation width,
For changes in the number of oscillations, change the speed at the left speed change point (C) →
Speed change point on the right side (d) and speed change point on the right side (f)
→ Only the moving speed of the welding torch 27 in the swing width direction in the speed variable section of the left speed change point (a,) changes. Left end of movement (b) → Left speed change point (C) and right speed change point (d) → Right end of swing (e) → Right speed change point (f
) The moving speed of the welding torch 27 in the swing width direction in the constant speed section of The amount will be constant. In other words, the welding current waveform changes from the speed change point on the left side of both ends of the swing (a) → the left end of the swing (b) → the speed change point on the left side (
C) and speed change point on the right side (d) → right end of swing (e)
→In the constant speed section at the speed change point (f) on the right side, a constant signal waveform can be obtained without being affected by changes in the swing width or the number of swings.

従って、溶接電流および溶接電圧は揺動端部と開先壁面
との位置関係の変動のみによって変化するため、揺動の
変化に関係なく倣い制御回路(図示せず)による、高精
度の開先壁面の位置検出を可能にして、追従精度の高い
開先倣い制御を可能にし、良好な溶接結果を得ることが
できた。なお、検出信号に溶接電圧を用いても溶接電流
と同様の結果を得ることができる。
Therefore, since the welding current and welding voltage change only due to changes in the positional relationship between the swinging end and the groove wall surface, a high-precision groove control circuit (not shown) can be used regardless of swinging changes. By making it possible to detect the position of the wall surface, we were able to perform groove tracing control with high tracking accuracy, and were able to obtain good welding results. Note that the same results as the welding current can be obtained even if the welding voltage is used as the detection signal.

(発明の効果) 以上のように本発明によれば、揺動両端における揺動軌
跡が常に一定であるため、揺動両端近傍における溶接電
流および溶接電圧の変化は、時間に対しても、揺動位置
に対しても常に一定条件となるため、アークの揺動によ
る開先壁面のアーク現象を利用したあらゆるセンシング
技術に応用で工 9 き、しかも高精度の検出を可能にした。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, since the swing locus at both ends of the swing is always constant, changes in welding current and welding voltage near both ends of the swing change with respect to time. Since the condition is always constant for the moving position, it can be applied to all kinds of sensing technology that utilizes the arc phenomenon on the groove wall surface due to the swinging of the arc, and has made it possible to achieve highly accurate detection.

また、アークを揺動し溶接電流または溶接電圧の変化に
より開先壁面を検知し、開先位置を認識し、揺動中心お
よび揺動幅を最適位置に保持しようとする溶接方法にお
いて、揺動条件の変更に伴う、揺動幅方向のアークの移
動速度変化による検出誤差を防止するという開先倣い制
御の根本問題を解決し高精度の開先倣い制御を実用化し
たことにより、健全な溶接を安定して得ることができる
など、工業上優れた効果がもたらされる。
In addition, in a welding method in which the arc is oscillated and the groove wall surface is detected by changes in the welding current or welding voltage, the groove position is recognized and the oscillation center and oscillation width are maintained at the optimal position. By solving the fundamental problem of groove tracing control, which is preventing detection errors due to changes in the moving speed of the arc in the oscillation width direction due to changes in conditions, and by putting high-precision groove tracing control into practical use, we have achieved sound welding. It brings about excellent industrial effects, such as being able to stably obtain .

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明による揺動軌跡および検出信号波形を示
す波形図、第2図は本発明の揺動装置のブロック図、第
3〜7図は揺動アークと開先壁面の関係および溶接電流
、溶接電圧の関係を示す説明図、第8〜11図は揺動軌
跡と検出信号の関係を示す説明図である。 1・・・トーチ揺動機構、2・・・揺動位置検出器、3
・・・揺動中心位置設定器、4・・・揺動幅設定器、5
・・・定速区間基準幅設定器、6・・・判定器、7・・
・演算器、8・・・左端設定器、9・・・右端設定器、
10・・・左速度変更点設定器、11・・・右速度変更
点設定器、12・・・可変速度設定器、13−・・定速
度設定器、14・・・位置設定器、15・・・位置選択
器、】6・・・モータコントローラ、17・・・司令回
路、18・・・速度切替器、] 9−・・揺動回数設定
器、20・・・揺動モータ、21・・・位置選択信号、
22・・・速度変更信号、23・・・パルス信号、24
・・・速度信号、25・・・アーム、26・・・トーチ
ホルダ、27・・・溶接トーチ、28・・・開先壁面、
29・・・走行台車、30・・・レール。
[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a waveform diagram showing the swing locus and detection signal waveform according to the present invention, Fig. 2 is a block diagram of the swing device of the present invention, and Figs. FIGS. 8 to 11 are explanatory diagrams showing the relationship between the groove wall surface, welding current, and welding voltage, and FIGS. 8 to 11 are explanatory diagrams showing the relationship between the swing locus and the detection signal. 1... Torch swing mechanism, 2... Rocking position detector, 3
... Oscillation center position setter, 4... Oscillation width setting device, 5
・・・Constant speed section reference width setter, 6... Judgment device, 7...
・Arithmetic unit, 8...Left end setting device, 9...Right end setting device,
10... Left speed change point setter, 11... Right speed change point setter, 12... Variable speed setter, 13-... Constant speed setter, 14... Position setter, 15.・・Position selector,】6・・Motor controller, 17・・Command circuit, 18・・Speed switch, ] 9・・・Swing number setting device, 20・・・Swing motor, 21・・Position selection signal,
22... Speed change signal, 23... Pulse signal, 24
... Speed signal, 25 ... Arm, 26 ... Torch holder, 27 ... Welding torch, 28 ... Groove wall surface,
29...Traveling trolley, 30...Rail.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)溶接トーチを開先幅方向に往復運動させ揺動の両
端近傍における溶接電流または溶接電圧の変動を検知し
揺動中心位置を修正しながら溶接線に沿って溶接を行う
揺動アーク溶接法において、揺動の両端部から中央側に
定められた区間を設け、該区間における揺動方向への移
動速度が常にあらかじめ設定された一定速度であること
を特徴とする揺動アーク溶接法。
(1) Oscillating arc welding in which the welding torch is reciprocated in the groove width direction, detecting fluctuations in welding current or welding voltage near both ends of the oscillation, and welding along the welding line while correcting the oscillation center position. An oscillating arc welding method characterized in that a section is provided from both ends of the oscillation toward the center, and the speed of movement in the oscillation direction in the section is always a preset constant speed.
(2)アーク現象を利用して溶接アークの揺動を制御す
るアーク溶接用揺動装置において、 溶接トーチを開先幅方向に揺動するトーチ揺動機構、 揺動幅方向の溶接トーチの位置を検出する揺動位置検出
器、 揺動の中心位置を設定する揺動中心位置設定器、 揺動回数を設定する揺動回数設定器、 揺動の幅を設定する揺動幅設定器、 定速区間の基準幅を設定する定速区間基準幅設定器、 該揺動幅設定器および該定速区間基準幅設定器からの信
号により定速区間幅を判定する判定器、該揺動中心位置
設定器、該揺動幅設定器、該揺動回数設定器および該判
定器からの信号により揺動両端の位置、左右の揺動速度
変更点および速度可変区間の揺動速度を演算する演算器
、 該演算器の演算結果によりそれぞれを別々に設定する左
端設定器、左速度変更点設定器、右速度変更点設定器、
右端設定器および可変速度設定器、 速度変更信号および位置選択信号を出力する司令回路、 該司令回路からの位置選択信号により該左端設定器、該
左速度変更点設定器、該右速度変更点設定器および該右
端設定器のいずれか1つからの信号を位置設定器に伝達
する位置選択器、 該位置選択器または該揺動中心位置設定器からの位置信
号を記憶する位置設定器、 定速区間の速度を設定する定速度設定器、 該司令回路からの速度変更信号により該定速度設定器お
よび該可変速度設定器からの信号を切り替える速度切替
器、 該速度切替器からの速度信号により該トーチ揺動機構の
揺動モータの回転速度および該揺動位置検出器と該位置
検出器からの位置信号を比較演算した結果により揺動モ
ータの回転方向を制御する制御信号および該司令回路を
起動するパルス信号を出力するモータコントローラ、 からなることを特徴とする揺動装置。
(2) In an arc welding oscillation device that controls the oscillation of the welding arc using arc phenomena, a torch oscillation mechanism that oscillates the welding torch in the groove width direction, and a position of the welding torch in the oscillation width direction. oscillation position detector to detect the oscillation center position, oscillation center position setter to set the oscillation center position, oscillation number setting device to set the number of oscillations, oscillation width setting device to set the oscillation width, A constant speed section reference width setter that sets a reference width of the speed section, a determiner that determines the constant speed section width based on signals from the swing width setter and the constant speed section reference width setter, and the swing center position. A computing unit that calculates the positions of both ends of the swing, left and right swing speed change points, and the swing speed of the variable speed section based on the signals from the setting device, the swing width setting device, the swing number setting device, and the determining device. , a left end setting device, a left speed change point setting device, a right speed change point setting device, each of which is set separately according to the calculation result of the calculation unit;
A right end setter and a variable speed setter, a command circuit that outputs a speed change signal and a position selection signal, and a position selection signal from the command circuit to set the left end setter, the left speed change point setter, and the right speed change point. a position selector that transmits a signal from any one of the position selector and the right end setter to the position setter, a position setter that stores the position signal from the position selector or the swing center position setter, and a constant speed. a constant speed setter that sets the speed of the section; a speed switch that switches signals from the constant speed setter and the variable speed setter in response to a speed change signal from the command circuit; A control signal for controlling the rotational direction of the swing motor and the command circuit are activated based on the result of comparing and calculating the rotational speed of the swing motor of the torch swing mechanism and the position signals from the swing position detector and the position detector. A rocking device comprising: a motor controller that outputs a pulse signal to generate a pulse signal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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