JPH0215878A

JPH0215878A - Ｔｉｇ溶接の品質安定化装置

Info

Publication number: JPH0215878A
Application number: JP16365688A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Nonami; 野波　侃志; Masumi Sawada; 沢田　真澄; Seiichi Sudo; 誠一須藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1988-06-30
Filing date: 1988-06-30
Publication date: 1990-01-19
Anticipated expiration: 2011-02-14
Also published as: JPH0813417B2

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ＴＩＧ溶接におけ゛る溶−接ビードの溶は込み
を一定とし、溶接品質を向上させ安定化するＴＩＧ溶接
の品質安定化装置に関する。

〔従来の技術〕

一対の被溶接部材を当接させ、その突合せ部に沿ってタ
ングステン電極などの非消耗性電極を走行させつつ該電
極と前記被溶接部材との間に溶接電源により電圧を印加
してＴＩＧ溶・接を行なうとき、溶接電流が適正でなか
ったり＝電極の走行線と被溶接部材の・突合せ部が一致
しない芯ずれが生ずると、溶接ビードの溶は込み不足が
発生して溶接品質が低下することがある。この溶接品質
の検査は従来は作業者が溶接された部材の裏ビードを目
視でチエツクして行なっていた。そしてこの裏ビードが
眼で見て良好になるように電流の調整やトーチの芯合わ
せを手作業で行な−うていた。

また、この種の溶接品質゛の検査手段としては、特開昭
５６−１０２３７５号公報に記載されたように、溶接部
の温度を測定してこの温度力を予め設定された温度にな
るように溶接入熱量を制御する溶接方法や特公昭５８−
４１１４７号公報及び特公昭５９−８４７２号公報にそ
れぞれ記載されたように、アーク溶接途上の通電波形を
矩形波に整形し、アーク切れに対応する波形変化の回数
を検出して、この回数により溶接不良信号を発するアー
ク溶接の良否判定装置及び方法などが公知である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来のようにＴＩＧ溶接時のビードの芯
ずれを目視によって検査することは困難であり、またビ
ードを見て溶は込み不足が発生しないように溶接電流を
調整するためには熟練が必要である。このため熟練して
いない作業者が芯ずれや溶接電流の調整を行なうと時間
ががかり、作業工数が増大するとともに溶接機の稼働率
が低下するという開運があった。また検査する作業者に
よって判断に差があり、ビードの溶は込みが一定せず安
定した溶接品質が得られない欠点もあった。

特に電極の損耗が激しい高電流による亜鉛メツキ鋼板の
溶接などにおいては１品質の検査や溶接電流の調整を頻
繁に行なわなければならず、工数の増大や稼働率の低下
が著しく、適正な電流調整が行なわれないための電極及
びその研磨コストが高くなるという問題もあった。

なお、前記各公報による提案はすべてＴＩＧ溶接におけ
る溶接ビードの芯ずれ及び溶接電流の自動調整について
は配慮されていなかった。

本発明は上記事情を鑑みてなされたもので、ＴＩＧ溶接
における溶接品質を自動的に安定させることのできるＴ
ＩＧ溶接の品質安定化装置を提供することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために、一対の被溶接部材
を当接させ、この接合部に沿って非消耗性電極を走行さ
せつつ該電極と前記被溶接部材との間に溶接電源により
電圧を印加してＴＩＧ溶接するときの品質安定化装置に
おいて、前記電極を保持するトーチのビード幅方向の位
置を調整するトーチ位置調整手段と、該ビードの高さ及
び芯ずれ量を計測する計測手段と、該ビードの高さ及び
芯ずれ量の管理限界値を記憶し、前記計測手段によって
計測された前記ビードの高さ及び芯ずれ量と比較判定し
て、それぞれが前記管理限界値内に入るように前記溶接
電流及び前記トーチ位置調整手段をフィードバック制御
する制御手段とを具備して構成したものである。

【作用〕

上記の構成によると、ＴＩＧ溶接時のビードの高さ及び
芯ずれ量を計測手段により計測し、これらの計測値をフ
ィードバック制御手段に入力し、この制御手段が記憶し
ているビード良否の管理限界値内に設定したフィードバ
ック値に達したときに溶接電源及びトーチ位置調整手段
をフィードバック制御して、それぞれ溶接電流及びトー
チ位置が管理限界値内になるように制御し、適正なビー
ド高さ及び芯ずれ量を得ることができる。

この結果ビードの溶は込みを一定とし溶接品質を向上さ
せることができる。

〔実施例〕

以下、本発明に係るＴＩＧ溶接の品質安定化装置の一実
施例を図面を参照して説明する。

第１図に本発明の一実施例を示す０図において、図示せ
ぬ溶接装置にはトーチ位置調整装置１を介してトーチ２
が支持されており１図示せぬワーク支持台上に載置され
た一対の被溶接部材３の突合せ部に沿って、前記トーチ
２がトーチ位置調整装置１とともに走行するようになっ
ている。このトーチ位置調整装置は第１のモータ４によ
って回転駆動される第１のボールネジ５と、この第１の
ボールネジ５に螺合しトーチ２を支持するトーチホルダ
６と、ボールネジ５の回転角を検出する第１のエンコー
ダ７とから構成されている。

そして、前記第１のモータ４はトーチ位置調整制御装置
８からの信号により駆動され、この第１のモータ４によ
り回転駆動された第１のボールネジ５の回転角は第１の
エンコーダ７により検出され、この検出信号が前記トー
チ位置調整制御装置８にフィードバックされて、前記ト
ーチ２を所定の位置に移動させるようになっている。

一方、これと別工程の検査工程には溶接された被溶接部
材３のビード９の高さ及び芯ずれ量を計測する計測装置
１０が設けられている。この計測袋Ｍ１０は第２のモー
タ１１によって回転駆動される第２のボールネジ１２と
、この第２のボールネジ１２に螺合する距離センサ１３
と、第２のボールネジ１２の回転角を検出する第２のエ
ンコーダ１４とから構成されている。そして第２のモー
タ１１の回転にって距離センサ１３が被溶接部材３に形
成されたビード９の幅方向に所定の範囲内で往復移動し
、かつ被溶接部材３がビード９の長さ方向に移動して、
距離センサ１３をビード９上で走査させて、図示せぬ検
査台上に裏ビード側を上にして載置された被溶接部材３
までの距離を測定するようになっている。

この計測装置１０は距離センサ１３によって被溶接部材
の面とビード９の最高高さまでのそれぞれ距離を測定し
、これらの距離信号をセンサコントローラ１５を介して
コンピュータ１６に送る。

また距離センサ１３が被溶接部材３の突合せ部とビード
９の最高高さを検出したときの、この距離センサ１３の
位置を第２のエンコーダ１４によって測定し、この位置
信号をコンピュータ１６に送る。

このコンピュータ１６は前記距離信号によってビード９
の高さを演算し、また前記位置信号によってビード９の
芯ずれ量を演算する。またコンピュータ１６にはこれら
のビード高さ及び芯ずれ量の管理限界値が予め入力され
ており、これらの管理限界値内で設定されたフィードバ
ック値に演算された前記ビード高さ及び芯ずれ量が達し
たときにフィードバック用シーケンサ１７に修正指令信
号を出力するようになっている。

そして、修正指令信号を受けたシーケンサ１７は、ビー
ド高さの修正指令信号については溶接電源１８に、芯ず
れ量の修正指令信号については前記トーチ位置調整制御
装置８に、それぞれ修正指令を出す、このようにして溶
接電流及びトーチ位置をフン−ドパツク制御して、常に
ビード高さ及び芯ずれ量が自動的に管理限界内に入るよ
うにしている。

次に、第１図乃至第３図を参照して具体的実施例につい
てその作用を説明する。第２図に自動車の足回りプレス
部品のブランク材をＴＩＧ溶接で接合して作る製造工程
の一例を示す。

搬送工程（ａ）において、３個の素材１９゜２０．２１
を図示せぬデイスタックフィーダにより溶接工程（ｂ）
に送り、この溶接工程（ｂ）で素材１９と２０との接合
部２２と素材２０と２１との接合部２３とを、それぞれ
ＴＩＧ溶接により突合せ溶接を行なう０次に検査工程（
ｃ）において、溶接されたブランク材２４を反転し、前
述した方法によって溶接ビード高さＨ及び芯ずれ量Ｓを
測定１、コンピュータ１６を介して溶接電源１８及びト
ーチ位置調整装置１をフィードバック制御して、自動的
にビード高さＨ及び芯ずれ量Ｓが管理限界内に入るよう
にする。

また、この検査工程（Ｑ）において前記各要素が管理限
界内に入っている良品と入っていない不良品とを選別し
て、積込工程（ｄ）においてこの判定結果を図示せぬ積
込装置に指令してそれぞれ良品パレット２５及び不良品
パレット２６へ積み込む。

次に、上記検査工程（ｃ）において用いられる品質管理
手段について説明する。

計測装置１０に設けられた距離センサ１３を被溶接部材
３のビード６の幅方向に走査させて、部材３及びビード
６の表面までの距離を計測し、同期しているエンコーダ
１４により距離センサ１３の位置を計測してコンピュー
タ１６に入力する。

これらの距離信号及び位置信号によりコしピユータ１６
においてビード高さＨ及び芯ずれ量Ｓが演算される。

これらのＨ，Ｓの値がそれぞれ第３図（ａ）。

（ｂ）に示す管理図の管理限界値２７．２８及び２９．
３０内に設定されたフィードバック値３１゜３２及び３
♀、３４に達し−たときに、フィードバック用シーケン
サ１７に修正指令が出力され、このシーケンサ１７から
それぞれ溶接電源１８・及びトーチ位置調整制御装置８
に修正指令が出力される。

そして、第３図（ａ）に示すようにブランク材毎のビー
ドの平均高さ３５が下限値３６に達した場合は溶接電源
１８に流れる溶接電流が所定量上昇するように制御する
。また第３図（ｂ）に示すように素材のロフトなどが変
わり素材長さが変化しビード芯ずれＳが上限値３７に達
したときに、所定量だけトーチ２をビード芯ずれ方向と
反対側に移動させるように制御する。

本実施例によれば、溶接電流とトーチ位置を電極の損耗
、素材接合部の寸法形状の変化などによって発生するビ
ード９の溶は込み深さの変動に応じて自動的にフィード
バック制御することにより、安定した溶接品質を確保す
ることができる。この結果電極交換回数が減少し、工具
コストと作業工数の低減を図ることができ、溶接装置の
稼働率を向上させることができる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明した本発明によれば、ＴＩＧ溶接におけ
るビードの高さ及び芯ずれ量を計測して、この計測値に
応じて溶接電源の電流及びトーチ位置をフィードバック
制御により修正するようにしたので、自動的に常に安定
した溶接品質を確保することができ、工具コスト及び作
業工数の低減と溶接装置の稼働率の向上とを図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るＴＩＧ溶接の品質安定化装置の一
実施例を示す構成図、第２図はＴＩＧ溶接の作業工程の
一例を示す平面図、第３図は本実施例に用いられる溶接
品質管理図である。１・・・　トーチ位置調整装置。２・・・　トーチ、３・・・被溶接部材、９・・・　ビード、１０・・・計測装置、１６・・・コンピュータ（制御手段）、１８・・・溶接
電源、２２．２３・・・接合部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一対の被溶接部材を当接させ、この接合部に沿っ
て非消耗性電極を走行させつつ該電極と前記被溶接部材
との間に溶接電源により電圧を印加してＴＩＧ溶接する
ときの品質安定化装置において、前記電極を保持するト
ーチのビード幅方向の位置を調整するトーチ位置調整手
段と、該ビードの高さ及び芯ずれ量を計測する計測手段
と、該ビードの高さ及び芯ずれ量の管理限界値を記憶し
、前記計測手段によって計測された前記ビードの高さ及
び芯ずれ量と比較判定して、それぞれ前記管理限界値内
に入るように前記溶接電流及び前記トーチ位置調整手段
をフィードバック制御する制御手段とを具備したことを
特徴とするＴＩＧ溶接の品質安定化装置。