JPH0363468B2 - - Google Patents
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- JPH0363468B2 JPH0363468B2 JP25304884A JP25304884A JPH0363468B2 JP H0363468 B2 JPH0363468 B2 JP H0363468B2 JP 25304884 A JP25304884 A JP 25304884A JP 25304884 A JP25304884 A JP 25304884A JP H0363468 B2 JPH0363468 B2 JP H0363468B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
- B23K9/127—Means for tracking lines during arc welding or cutting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、溶接アークを溶接進行方向に対し直
角方向にウイービングさせることにより得られる
制御信号により溶接制御を行なう溶接制御装置に
関し、特に自動的に溶接終端部を検出する手段の
改良に関する。 〔従来の技術〕 従来、自動アーク溶接装置あるいはテイーチ・
プレイバツク型アーク溶接ロボツトを用いたアー
ク溶接において、被溶接部材の終端部に合せて溶
接を終了させる場合、あるいは被溶接部材の終端
部にて角巻（耳巻）溶接を行なう場合には、予め
上記溶接終端部の位置を人為操作あるいはテイー
チングにより設定しておき、この設定値に基づい
てアーク溶接を行なうものとなつていた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかるに前記溶接終端部の位置は、被溶接部材
の取付け誤差、寸法誤差あるいは溶接中の変形等
により設定値からずれてしまうおそれがあつた。
そうなると、溶接終端部にてアーク溶接が終了し
ないため正しい溶接結果が得られなくなり、品質
低下の原因になつていた。 そこで従来は、被溶接部材の取付け精度向上、
寸法精度向上あるいは溶接変形防止のための拘束
精度向上等の手段が講じられていたが、これらは
必要以上の精度を得るための加工工数増加に伴う
製造コスト上昇を招いていた。また溶接終端部位
置がずれる毎に位置設定操査あるいはテイーチン
グのやり直しを行なう手段もあるが、この手段で
は位置設定操作あるいはテイーチングのやり直し
のための作業量増加に伴う製造コスト上昇のみな
らず、溶接作業の自動化さらには無人化の障害と
なつていた。 一方、溶接トーチと被溶接部材との距離を制御
するために、アーク電流あるいはアーク電圧を制
御信号として利用する手段が従来から講じられて
いるが、この手段は識別度が低い上、ノイズ妨害
の影響を受けやすく、制御精度が大変悪いもので
ある。 そこで本発明は、溶接部材の取付け誤差、寸法
誤差あるいは溶接中の変形等があつても溶接終端
部を自動的にかつ高精度に検出でき、溶接作業の
自動化さらには無人化をはかり得、製造コストの
低減が可能な溶接制御装置を提供することを目的
とする。 〔問題点を解決するための手段〕 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、溶接アークのインピーダンスをイ
ンピーダンス検出手段により検出し、検出された
インピーダンスからウイービングの左端および右
端における前記溶接アークのインピーダンス瞬時
値を第１、第２のサンプリングホールド回路のサ
ンプリングホールドし、これら第１、第２のサン
プリングホールド回路にそれぞれサンプリングホ
ールドされた左端インピーダンス瞬時値と右端イ
ンピーダンス瞬時値との差信号を差信号検出手段
により検出し、検出された差信号の符号および大
きさを弁別手段により弁別し、弁別された差信号
の変化から前記溶接アークの溶接終端部通過を検
出するようにしたこと特徴としている。 〔作用〕 このような手段を講じたことにより、アーク電
流やアーク電圧よりも高い識別度を有するアーク
のインピーダンスから自動的に溶接終端部が検出
される。 〔実施例〕 第１図は本発明の一実施例の概略を示す図で、
消耗電極型ガスシールドアーク溶接によるすみ肉
溶接の状態を示している。図中１は溶接部材、２
は溶接トーチでありこれら溶接部材１および溶接
ローチ２には電源端子３ａ，３ｂに接続された電
源（不図示）から直流電圧が印加される。そこで
上記溶接トーチ２を一旦溶接部材１に接触させて
から引き離すことにより、溶接棒４からアーク５
が発生する。この状態で、前記溶接トーチ２をＺ
軸高さを一定に保ちＹ軸方向に一定振幅でウイー
ビングさせながら移動させることにより、すみ肉
溶接が行なわれる。またこのときのアーク電圧Ｅ
およびアーク電流Ｉが電圧検出器５および電流検
出器６にて常時検出され、後述する制御装置に与
えられることにより溶接終端部の位置が自動検出
されるものとなつている。 第２図は上記制御装置の構成を示すブロツク図
である。第２図において１１はインビーダンス演
算器であり、前記電圧検出器５および電流検出器
６から出力されたアーク電圧信号SEとアーク電
流信号SIとが供給され、アークのインピーダンス
Za、すなわち Za＝Ｅ／Ｉ ……(1) が演算されるものとなつている。 上記インピーダンス演算器１１から出力された
インピーダンス信号SZaは、ローパスフイルタ１
２を介して第１、第２のサンプリングホールド回
路（以下Ｓ／Ｈ回路と略称する）１３，１４に供
給される。上記第１のＳ／Ｈ回路１３は入力端子
１５から供給されるウイービング左端検出用パル
ス信号PLにより、前記溶接トーチ２のウイービ
ング左端におけるアークのインピーダンス瞬時値
ZLをサンプリングホールドするものであり、第２
のＳ／Ｈ回路１４は入力端子１６から供給される
ウイービング右端検出用パルス信号PRにより、
前記溶接トーチ２のウイービング右端における上
記インピーダンスZaの瞬時値ZRをサンプリング
ホールドするものである。 上記両Ｓ／Ｈ回路１３，１４から出力された左
端インピーダンズ瞬時値信号SZLと右端インピー
ダンス瞬時信号SZRとは差動増幅器１７に供給さ
れ、上記インピーダンス瞬時値ZLとZRとの差ZL−
ZRが演算されるものとなつている。上記差動増幅
器１７から出力される差信号SZＤは信号弁別器
１８に供給される。上記信号弁別器１８は、しき
い値設定器１９にて予め設定されたしきい値Ｌに
応じて前記差信号SZDの符号ならびに大きさを弁
別するものであり、弁別結果すなわち信号弁別器
１９の出力信号S0は出力端子２０から出力され、
この出力に基づいて溶接終端部が検出されるもの
となつている。 第３図ａ，ｂ，ｃは第２図におけるインピーダ
ンス演算器１１の具体例を示す回路図である。 第３図ａはアーク電圧Ｅとアーク電流Ｉとに基
づいて割算器２１および演算増幅器２２ａ，２２
ｂによりインピーダンスZaを演算する場合の回
路構成例を示している。なお図中VRは可変抵抗
器であり、COMは共通基線を示している。 上記割算器２１の基本演算機能は V0′＝10（Z′／X′） ……(2) である、ただし上式においてV0′は割算器出力
（商）、Z′は割算器入力（被除数）、X′は割算器入
力（除数）を示している。そこで上記基本的演算
機能を使用して割算器入力Z′にはＥ成分、X′には
Ｉ成分を入力し、割算器出力V0′としてZa＝Ｅ／
Ｉが算出されるように回路構成されている。なお
演算増幅器２２ａ，２２ｂは線形増幅器あるいは
符号反転器として作用し、可変抵抗器VRはＩ成
分およびＥ成分のレベル調整器として作用するも
のとなつている。 第３図ｂはアーク電圧Ｅとアーク電流Ｉとに基
づいて掛算器２３と演算増幅器２４ａ〜２４ｃと
によりインピーダンスZaを演算する場合の回路
構成例を示している。なお同図ａと同一のものに
ついては同一符号が付してある。 上記掛算器２３の基本的演算機能は V0＝（１／10）Ｘ・Ｙ ……(3) である。ただし上式においてV0は掛算器出力
（積）、Ｘは掛算器入力（被乗数）、Ｙは掛算器入
力（乗数）を示している。ここで上記基本的演算
機能を利用して、掛算器２３を演算増幅器２４ｃ
からなる負帰還回路に挿入し、総合的に割算器を
構成させてZa＝Ｅ／Ｉを算出する如く回路構成
されている。なお演算増幅器２４ａ〜２４ｃは線
形増幅器あるいは符号反転器として作用し、VR
はＩ成分およびＥ成分のレベル調節器として作用
するものとなつている。 第３図ｃはアーク電圧Ｅとアーク電流Ｉとに基
いてトランジスタ２５ａ〜２５ｃと演算増幅器２
６ａ〜２６ｆとによりイピーダンスZaを演算す
る場合の回路構成例を示している。なお同図ａ，
ｂと同一のものについては同一符号が付してあ
る。 同図ｃにおいては、上記トランジスタ２５ａ〜
２５ｃと演算増幅器２６ａ〜２６ｆとによる対数
変換・逆対数変換機能を利用してZa＝Ｅ／Ｉを
算出する如く回路構成されている。すなわち Za＝Ｅ／Ｉ＝e(logeE-logeI)……(4) ただしｅは自然対数の底である。 この場合、演算増幅器２６ａ〜２６ｆは線形増
幅器あるいは符号反転器さらにはトランジスタ２
５ａ〜２５ｃと共に対数・逆対数変換器として作
用し、VRはＩ成分およびＥ成分のレベル調節器
として作用するもとのなつている。 第４図ａ，ｂは第２図における第１、第２の
Ｓ／Ｈ回路１３，１４と差動増幅器１７との具体
例を示す回路図である。 第４図ａはインピーダンス演算器１１からロー
パスフイルタ１２を介して供給されたアークのイ
ンピーダンス信号SZaと、入力端子１５，１６か
ら供給されたウイービング左端、右端検出用パル
ス信号PL，PRを受けて、演算増幅器２７ａ，２
７ｂとFET２８とから構成された第１のＳ／Ｈ
回路１３と、演算増幅器２９ａ，２９ｂとFET
３０とから構成された第２のＳ／Ｈ回路１４によ
り、ウイービング左端および右端のインピーダン
ス瞬時値ZL，ZRをサンプリングホールドし、この
サンプリングホールドされた瞬時値ZL，ZRの差を
演算増幅器３１にて構成された差動増幅器１７で
求める如く回路構成したものである。なお図中
CHはホールドコンデンサを示している。 第４図ｂは同図ａと同様な信号を受けて、演算
増幅器２７ａ，２７ｂとANDゲート３２とから
構成された第１のＳ／Ｈ回路１３と、演算増幅器
２９ａ，２９ｂとANDゲート３３とから構成さ
れた第２のＳ／Ｈ回路１４とにより、ウイービン
グ左端および右端のインピーダンス瞬時値ZL，ZR
をサンプリングホールドし、このサンプリングホ
ールドされた瞬時値ZL，ZRの差を演算増幅器３１
にて構成された差動増幅器１７で求める如く回路
構成したものである。 第５図ａ，ｂは第２図における信号弁別器１８
としきい値設定器１９との具体的な構成を示す回
路図である。第５図ａは差動増幅器１７から供給
される差信号SZDを受けて、ZL−ZR＞０の場合と
ZL−ZR＜０の場合とに分け、可変抵抗器VR１，
VR２からなるしきい値設定器１９にて設定され
たしきい値Ｌにより、演算増幅器３４ａ，３４ｂ
にて構成された信号弁別器１８にて弁別を行な
い、ZL−ZR＞０の場合と、ZL−ZR＜０の場合とに
独立させて出力端子２０ａまたは２０ｂから出力
させる如く回路構成したものである。 第５図ｂは同図ａにける二つの独立出力信号を
ORゲート３５にて合成し、ZL−ZR＞０あるいは
ZL−ZR＜０のいずれであつても出力端子２０から
出力される如く回路構成したものである。 次に本実施例において、［１］アークのインピ
ーダンスZaの制御入力としての作用、［２］アー
クのインピーダンスZa弁別による溶接終端部検
出の作用、について説明する。 ［１］ アークのインピーダンスZaの制御入力
としての作用 本実施例ではアークの特性値としてのインピ
ーダンスZaを溶接トーチ・被溶接部材間距離
ｈの制御用入力信号として利用する。 第６図ａにおいて曲線Ａ１，Ａ２，Ａ３は一
般的な消耗電極型ガスシールドアーク溶接にお
ける電圧・電流特性曲線を示しており、曲線Ｂ
は溶接電源の外部特性曲線を示している。電
圧・電流特性曲線Ａ１は、同図ｂのＰに示す如
く溶接トーチ２と被溶接部材１との距離ｈがh0
の場合であり、電圧・電流特性曲線Ａ２は、同
図ｂのＱに示す如く距離ｈがh0＋△ｈの場合で
あり、電圧・電流特性曲線Ａ３は、同図ｂのＲ
に示す如く距離ｈがh0＋△ｈの場合である。第
６図ａから明らかなように、溶接トーチ・被溶
接部材間距離ｈがh0を中心に△ｈだけ上下に変
動すると、アーク電圧・電流特性曲線Ａ１〜Ａ
３はほぼ相似形のまま移動する。 また、Ｂで示すような定電圧特性に近い外部
特性を有する溶接電源によりアークを発生させ
ると、距離ｈ＝h0では交点PN、距離ｈ＝h0＋△
ｈでは交点PSで安定な通電が行なわれ、定常溶
接状態が得られる。すなわち、上記距離ｈの変
化に対応して動作点がPN、PL、PS等と移動し、
この移動に伴つてアーク電流Ｉおよびアーク電
圧Ｅが変動する。具体的には、距離ｈ＝h0から
ｈ＝h0＋△ｈに変化すると、アーク電流ＩはI0
からI0−△Ｉに変動し、アーク電圧ＥはE0から
E0＋△Ｅに変動する。また距離ｈ＝h0からｈ＝
h0−△ｈに変化すると、アーク電流ＩはI0から
０−△Ｉに変動し、アーク電圧ＥはE0からE0−
△Ｅに変動する。そこで従来はアーク電圧Ｅの
変動およびアーク電流Ｉの変動を利用して距離
ｈの目標値制御を行なつていた。特に、電流Ｉ
の変動量が電圧Ｅの変動量よりも大きいので、
電流Ｉの変動を利用したものが多く用いられて
おり、アークセンサはこの原理に立脚したもの
である。 一方、第６図ａにおいて破線で示す曲線Ｃ
１，Ｃ２，Ｃ３は、前記電圧・電流特性曲線Ａ
１，ａ２，Ａ３に対応する電流・インピーダン
ス特性曲線である。そして溶接トーチ・被溶接
部材間距離ｈ＝h0における動作点PN′、これに
対応するインピーダンスZaをZa0で表わし、上
記距離ｈ＝h0＋△ｈにおける動作点をPL′、こ
れに対応するインピーダンスZaをZa0＋△Zaで
表わし、上記距離ｈ＝h0＋△ｈにおける動作点
をPS′、これに対応するインピーダンスZaを
Za0＋△Zaで表わしている。 下表は上記距離ｈの変化に伴なうアーク電流
Ｉ、アーク電圧Ｅ、インピーダンスZaの変化
を示す表である。
角方向にウイービングさせることにより得られる
制御信号により溶接制御を行なう溶接制御装置に
関し、特に自動的に溶接終端部を検出する手段の
改良に関する。 〔従来の技術〕 従来、自動アーク溶接装置あるいはテイーチ・
プレイバツク型アーク溶接ロボツトを用いたアー
ク溶接において、被溶接部材の終端部に合せて溶
接を終了させる場合、あるいは被溶接部材の終端
部にて角巻（耳巻）溶接を行なう場合には、予め
上記溶接終端部の位置を人為操作あるいはテイー
チングにより設定しておき、この設定値に基づい
てアーク溶接を行なうものとなつていた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかるに前記溶接終端部の位置は、被溶接部材
の取付け誤差、寸法誤差あるいは溶接中の変形等
により設定値からずれてしまうおそれがあつた。
そうなると、溶接終端部にてアーク溶接が終了し
ないため正しい溶接結果が得られなくなり、品質
低下の原因になつていた。 そこで従来は、被溶接部材の取付け精度向上、
寸法精度向上あるいは溶接変形防止のための拘束
精度向上等の手段が講じられていたが、これらは
必要以上の精度を得るための加工工数増加に伴う
製造コスト上昇を招いていた。また溶接終端部位
置がずれる毎に位置設定操査あるいはテイーチン
グのやり直しを行なう手段もあるが、この手段で
は位置設定操作あるいはテイーチングのやり直し
のための作業量増加に伴う製造コスト上昇のみな
らず、溶接作業の自動化さらには無人化の障害と
なつていた。 一方、溶接トーチと被溶接部材との距離を制御
するために、アーク電流あるいはアーク電圧を制
御信号として利用する手段が従来から講じられて
いるが、この手段は識別度が低い上、ノイズ妨害
の影響を受けやすく、制御精度が大変悪いもので
ある。 そこで本発明は、溶接部材の取付け誤差、寸法
誤差あるいは溶接中の変形等があつても溶接終端
部を自動的にかつ高精度に検出でき、溶接作業の
自動化さらには無人化をはかり得、製造コストの
低減が可能な溶接制御装置を提供することを目的
とする。 〔問題点を解決するための手段〕 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、溶接アークのインピーダンスをイ
ンピーダンス検出手段により検出し、検出された
インピーダンスからウイービングの左端および右
端における前記溶接アークのインピーダンス瞬時
値を第１、第２のサンプリングホールド回路のサ
ンプリングホールドし、これら第１、第２のサン
プリングホールド回路にそれぞれサンプリングホ
ールドされた左端インピーダンス瞬時値と右端イ
ンピーダンス瞬時値との差信号を差信号検出手段
により検出し、検出された差信号の符号および大
きさを弁別手段により弁別し、弁別された差信号
の変化から前記溶接アークの溶接終端部通過を検
出するようにしたこと特徴としている。 〔作用〕 このような手段を講じたことにより、アーク電
流やアーク電圧よりも高い識別度を有するアーク
のインピーダンスから自動的に溶接終端部が検出
される。 〔実施例〕 第１図は本発明の一実施例の概略を示す図で、
消耗電極型ガスシールドアーク溶接によるすみ肉
溶接の状態を示している。図中１は溶接部材、２
は溶接トーチでありこれら溶接部材１および溶接
ローチ２には電源端子３ａ，３ｂに接続された電
源（不図示）から直流電圧が印加される。そこで
上記溶接トーチ２を一旦溶接部材１に接触させて
から引き離すことにより、溶接棒４からアーク５
が発生する。この状態で、前記溶接トーチ２をＺ
軸高さを一定に保ちＹ軸方向に一定振幅でウイー
ビングさせながら移動させることにより、すみ肉
溶接が行なわれる。またこのときのアーク電圧Ｅ
およびアーク電流Ｉが電圧検出器５および電流検
出器６にて常時検出され、後述する制御装置に与
えられることにより溶接終端部の位置が自動検出
されるものとなつている。 第２図は上記制御装置の構成を示すブロツク図
である。第２図において１１はインビーダンス演
算器であり、前記電圧検出器５および電流検出器
６から出力されたアーク電圧信号SEとアーク電
流信号SIとが供給され、アークのインピーダンス
Za、すなわち Za＝Ｅ／Ｉ ……(1) が演算されるものとなつている。 上記インピーダンス演算器１１から出力された
インピーダンス信号SZaは、ローパスフイルタ１
２を介して第１、第２のサンプリングホールド回
路（以下Ｓ／Ｈ回路と略称する）１３，１４に供
給される。上記第１のＳ／Ｈ回路１３は入力端子
１５から供給されるウイービング左端検出用パル
ス信号PLにより、前記溶接トーチ２のウイービ
ング左端におけるアークのインピーダンス瞬時値
ZLをサンプリングホールドするものであり、第２
のＳ／Ｈ回路１４は入力端子１６から供給される
ウイービング右端検出用パルス信号PRにより、
前記溶接トーチ２のウイービング右端における上
記インピーダンスZaの瞬時値ZRをサンプリング
ホールドするものである。 上記両Ｓ／Ｈ回路１３，１４から出力された左
端インピーダンズ瞬時値信号SZLと右端インピー
ダンス瞬時信号SZRとは差動増幅器１７に供給さ
れ、上記インピーダンス瞬時値ZLとZRとの差ZL−
ZRが演算されるものとなつている。上記差動増幅
器１７から出力される差信号SZＤは信号弁別器
１８に供給される。上記信号弁別器１８は、しき
い値設定器１９にて予め設定されたしきい値Ｌに
応じて前記差信号SZDの符号ならびに大きさを弁
別するものであり、弁別結果すなわち信号弁別器
１９の出力信号S0は出力端子２０から出力され、
この出力に基づいて溶接終端部が検出されるもの
となつている。 第３図ａ，ｂ，ｃは第２図におけるインピーダ
ンス演算器１１の具体例を示す回路図である。 第３図ａはアーク電圧Ｅとアーク電流Ｉとに基
づいて割算器２１および演算増幅器２２ａ，２２
ｂによりインピーダンスZaを演算する場合の回
路構成例を示している。なお図中VRは可変抵抗
器であり、COMは共通基線を示している。 上記割算器２１の基本演算機能は V0′＝10（Z′／X′） ……(2) である、ただし上式においてV0′は割算器出力
（商）、Z′は割算器入力（被除数）、X′は割算器入
力（除数）を示している。そこで上記基本的演算
機能を使用して割算器入力Z′にはＥ成分、X′には
Ｉ成分を入力し、割算器出力V0′としてZa＝Ｅ／
Ｉが算出されるように回路構成されている。なお
演算増幅器２２ａ，２２ｂは線形増幅器あるいは
符号反転器として作用し、可変抵抗器VRはＩ成
分およびＥ成分のレベル調整器として作用するも
のとなつている。 第３図ｂはアーク電圧Ｅとアーク電流Ｉとに基
づいて掛算器２３と演算増幅器２４ａ〜２４ｃと
によりインピーダンスZaを演算する場合の回路
構成例を示している。なお同図ａと同一のものに
ついては同一符号が付してある。 上記掛算器２３の基本的演算機能は V0＝（１／10）Ｘ・Ｙ ……(3) である。ただし上式においてV0は掛算器出力
（積）、Ｘは掛算器入力（被乗数）、Ｙは掛算器入
力（乗数）を示している。ここで上記基本的演算
機能を利用して、掛算器２３を演算増幅器２４ｃ
からなる負帰還回路に挿入し、総合的に割算器を
構成させてZa＝Ｅ／Ｉを算出する如く回路構成
されている。なお演算増幅器２４ａ〜２４ｃは線
形増幅器あるいは符号反転器として作用し、VR
はＩ成分およびＥ成分のレベル調節器として作用
するものとなつている。 第３図ｃはアーク電圧Ｅとアーク電流Ｉとに基
いてトランジスタ２５ａ〜２５ｃと演算増幅器２
６ａ〜２６ｆとによりイピーダンスZaを演算す
る場合の回路構成例を示している。なお同図ａ，
ｂと同一のものについては同一符号が付してあ
る。 同図ｃにおいては、上記トランジスタ２５ａ〜
２５ｃと演算増幅器２６ａ〜２６ｆとによる対数
変換・逆対数変換機能を利用してZa＝Ｅ／Ｉを
算出する如く回路構成されている。すなわち Za＝Ｅ／Ｉ＝e(logeE-logeI)……(4) ただしｅは自然対数の底である。 この場合、演算増幅器２６ａ〜２６ｆは線形増
幅器あるいは符号反転器さらにはトランジスタ２
５ａ〜２５ｃと共に対数・逆対数変換器として作
用し、VRはＩ成分およびＥ成分のレベル調節器
として作用するもとのなつている。 第４図ａ，ｂは第２図における第１、第２の
Ｓ／Ｈ回路１３，１４と差動増幅器１７との具体
例を示す回路図である。 第４図ａはインピーダンス演算器１１からロー
パスフイルタ１２を介して供給されたアークのイ
ンピーダンス信号SZaと、入力端子１５，１６か
ら供給されたウイービング左端、右端検出用パル
ス信号PL，PRを受けて、演算増幅器２７ａ，２
７ｂとFET２８とから構成された第１のＳ／Ｈ
回路１３と、演算増幅器２９ａ，２９ｂとFET
３０とから構成された第２のＳ／Ｈ回路１４によ
り、ウイービング左端および右端のインピーダン
ス瞬時値ZL，ZRをサンプリングホールドし、この
サンプリングホールドされた瞬時値ZL，ZRの差を
演算増幅器３１にて構成された差動増幅器１７で
求める如く回路構成したものである。なお図中
CHはホールドコンデンサを示している。 第４図ｂは同図ａと同様な信号を受けて、演算
増幅器２７ａ，２７ｂとANDゲート３２とから
構成された第１のＳ／Ｈ回路１３と、演算増幅器
２９ａ，２９ｂとANDゲート３３とから構成さ
れた第２のＳ／Ｈ回路１４とにより、ウイービン
グ左端および右端のインピーダンス瞬時値ZL，ZR
をサンプリングホールドし、このサンプリングホ
ールドされた瞬時値ZL，ZRの差を演算増幅器３１
にて構成された差動増幅器１７で求める如く回路
構成したものである。 第５図ａ，ｂは第２図における信号弁別器１８
としきい値設定器１９との具体的な構成を示す回
路図である。第５図ａは差動増幅器１７から供給
される差信号SZDを受けて、ZL−ZR＞０の場合と
ZL−ZR＜０の場合とに分け、可変抵抗器VR１，
VR２からなるしきい値設定器１９にて設定され
たしきい値Ｌにより、演算増幅器３４ａ，３４ｂ
にて構成された信号弁別器１８にて弁別を行な
い、ZL−ZR＞０の場合と、ZL−ZR＜０の場合とに
独立させて出力端子２０ａまたは２０ｂから出力
させる如く回路構成したものである。 第５図ｂは同図ａにける二つの独立出力信号を
ORゲート３５にて合成し、ZL−ZR＞０あるいは
ZL−ZR＜０のいずれであつても出力端子２０から
出力される如く回路構成したものである。 次に本実施例において、［１］アークのインピ
ーダンスZaの制御入力としての作用、［２］アー
クのインピーダンスZa弁別による溶接終端部検
出の作用、について説明する。 ［１］ アークのインピーダンスZaの制御入力
としての作用 本実施例ではアークの特性値としてのインピ
ーダンスZaを溶接トーチ・被溶接部材間距離
ｈの制御用入力信号として利用する。 第６図ａにおいて曲線Ａ１，Ａ２，Ａ３は一
般的な消耗電極型ガスシールドアーク溶接にお
ける電圧・電流特性曲線を示しており、曲線Ｂ
は溶接電源の外部特性曲線を示している。電
圧・電流特性曲線Ａ１は、同図ｂのＰに示す如
く溶接トーチ２と被溶接部材１との距離ｈがh0
の場合であり、電圧・電流特性曲線Ａ２は、同
図ｂのＱに示す如く距離ｈがh0＋△ｈの場合で
あり、電圧・電流特性曲線Ａ３は、同図ｂのＲ
に示す如く距離ｈがh0＋△ｈの場合である。第
６図ａから明らかなように、溶接トーチ・被溶
接部材間距離ｈがh0を中心に△ｈだけ上下に変
動すると、アーク電圧・電流特性曲線Ａ１〜Ａ
３はほぼ相似形のまま移動する。 また、Ｂで示すような定電圧特性に近い外部
特性を有する溶接電源によりアークを発生させ
ると、距離ｈ＝h0では交点PN、距離ｈ＝h0＋△
ｈでは交点PSで安定な通電が行なわれ、定常溶
接状態が得られる。すなわち、上記距離ｈの変
化に対応して動作点がPN、PL、PS等と移動し、
この移動に伴つてアーク電流Ｉおよびアーク電
圧Ｅが変動する。具体的には、距離ｈ＝h0から
ｈ＝h0＋△ｈに変化すると、アーク電流ＩはI0
からI0−△Ｉに変動し、アーク電圧ＥはE0から
E0＋△Ｅに変動する。また距離ｈ＝h0からｈ＝
h0−△ｈに変化すると、アーク電流ＩはI0から
０−△Ｉに変動し、アーク電圧ＥはE0からE0−
△Ｅに変動する。そこで従来はアーク電圧Ｅの
変動およびアーク電流Ｉの変動を利用して距離
ｈの目標値制御を行なつていた。特に、電流Ｉ
の変動量が電圧Ｅの変動量よりも大きいので、
電流Ｉの変動を利用したものが多く用いられて
おり、アークセンサはこの原理に立脚したもの
である。 一方、第６図ａにおいて破線で示す曲線Ｃ
１，Ｃ２，Ｃ３は、前記電圧・電流特性曲線Ａ
１，ａ２，Ａ３に対応する電流・インピーダン
ス特性曲線である。そして溶接トーチ・被溶接
部材間距離ｈ＝h0における動作点PN′、これに
対応するインピーダンスZaをZa0で表わし、上
記距離ｈ＝h0＋△ｈにおける動作点をPL′、こ
れに対応するインピーダンスZaをZa0＋△Zaで
表わし、上記距離ｈ＝h0＋△ｈにおける動作点
をPS′、これに対応するインピーダンスZaを
Za0＋△Zaで表わしている。 下表は上記距離ｈの変化に伴なうアーク電流
Ｉ、アーク電圧Ｅ、インピーダンスZaの変化
を示す表である。
【表】
【表】
上表から明らかなように、距離ｈがh0からh0
＋△ｈあるいはh0−△ｈに変化した場合、電流
変化率Ｉ／I0と電圧変化率Ｅ／E0とインピーダ
ンス変化率Za／Za0との関係は Ｅ／E0＜Ｉ／I0＜Za／Za0 となる。このことは距離ｈの目標値制御信号と
しては、電圧Ｅや電流Ｉよりもインピーダンス
Zaを用いた方が高い識別度を有していること
を表わしている。したがつて本実施例の如くイ
ンピーダンスZaを制御信号とすることにより、
制御の安定化および高精度化をはかり得る。 ところで、溶滴以降の安定化（スプレー化）
のために、アーク電流Ｉとして基準電流I0にパ
ルス状電流IPを重畳した電流を用いる場合があ
る。第７図に示すように電流ＩがI0からI0＋IP
に変化すると、電圧ＥはE0からE0＋EPに変化
し、動作点P0はPPに移動する。この場合、電
流Ｉ、電圧Ｅ、インピーダンスZaのいずれか
を制御信号として用いるかによつて入力信号中
に含まれるパルス波比率が異なる。 下表はアーク電流Ｉが、基準電流I0とパルス
電流IPとを重畳して構成される場合のアーク電
圧Ｅ、およびインピーダンスZaの変化と、そ
の変化率を示す表である。
＋△ｈあるいはh0−△ｈに変化した場合、電流
変化率Ｉ／I0と電圧変化率Ｅ／E0とインピーダ
ンス変化率Za／Za0との関係は Ｅ／E0＜Ｉ／I0＜Za／Za0 となる。このことは距離ｈの目標値制御信号と
しては、電圧Ｅや電流Ｉよりもインピーダンス
Zaを用いた方が高い識別度を有していること
を表わしている。したがつて本実施例の如くイ
ンピーダンスZaを制御信号とすることにより、
制御の安定化および高精度化をはかり得る。 ところで、溶滴以降の安定化（スプレー化）
のために、アーク電流Ｉとして基準電流I0にパ
ルス状電流IPを重畳した電流を用いる場合があ
る。第７図に示すように電流ＩがI0からI0＋IP
に変化すると、電圧ＥはE0からE0＋EPに変化
し、動作点P0はPPに移動する。この場合、電
流Ｉ、電圧Ｅ、インピーダンスZaのいずれか
を制御信号として用いるかによつて入力信号中
に含まれるパルス波比率が異なる。 下表はアーク電流Ｉが、基準電流I0とパルス
電流IPとを重畳して構成される場合のアーク電
圧Ｅ、およびインピーダンスZaの変化と、そ
の変化率を示す表である。
【表】
Claims (1)
- １ 溶接アークを溶接進行方向に対し直角方向に
ウイービングさせることにより得られる制御信号
により溶接制御を行なう溶接制御装置において、
前記溶接アークのインピーダンスを検出するイン
ピーダンス検出手段と、この手段により検出され
たインピーダンスから前記ウイービングの左端お
よび右端における前記溶接アークのインピーダン
ス瞬時値をサンプリングホールドする第１、第２
のサンプリングホールド回路と、これら第１、第
２のサンプリングホールド回路にそれぞれサンプ
リングホールドされた左端インピーダンス瞬時値
と右端インピーダンス瞬時値との差信号を検出す
る差信号検出手段と、この手段により検出された
差信号の符号および大きさを弁別する弁別手段
と、この弁別手段により弁別された差信号の変化
から前記溶接アークの溶接終端部通過を検出する
終端部検出手段とを具備したことを特徴とする溶
接制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25304884A JPS61132273A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 溶接制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25304884A JPS61132273A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 溶接制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61132273A JPS61132273A (ja) | 1986-06-19 |
| JPH0363468B2 true JPH0363468B2 (ja) | 1991-10-01 |
Family
ID=17245754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25304884A Granted JPS61132273A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 溶接制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61132273A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11137777B2 (en) * | 2018-10-15 | 2021-10-05 | Hapsmobile Inc. | Control apparatus, program, system and control method |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6285724B2 (ja) * | 2014-01-14 | 2018-02-28 | 株式会社アマダミヤチ | 接合方法及び接合装置 |
-
1984
- 1984-11-30 JP JP25304884A patent/JPS61132273A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11137777B2 (en) * | 2018-10-15 | 2021-10-05 | Hapsmobile Inc. | Control apparatus, program, system and control method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61132273A (ja) | 1986-06-19 |
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