JPH0426941B2 - - Google Patents
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- JPH0426941B2 JPH0426941B2 JP4835584A JP4835584A JPH0426941B2 JP H0426941 B2 JPH0426941 B2 JP H0426941B2 JP 4835584 A JP4835584 A JP 4835584A JP 4835584 A JP4835584 A JP 4835584A JP H0426941 B2 JPH0426941 B2 JP H0426941B2
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- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は溶接トーチまたは溶接ワイヤを揺動さ
せながら溶接する開先線倣い溶接に関するもので
ある。 〔従来技術〕 溶接ワイヤを揺動させる溶接において、揺動の
中心が開先の中心からずれている場合には不完全
な溶接となるので、揺動両端部において溶接電流
を積分して、両積分値が合致する方向に揺動中心
をずらして揺動中心を実質上開先中心に自動位置
決めすることが提案されている（たとえば特公昭
53−11502号公報および特開昭54−26261号公報）。
従来のこの種の開先倣い溶接においては、揺動の
右端と左端のそれぞれにおける溶接電流の積分値
を比較して右端の積分値が左端のそれより大きい
と揺動の中心が右側にずれていると見なし、その
逆のときには左側にずれていると見なして、それ
ぞれ揺動中心を左および右に移す。 また、本出願人は、揺動幅および揺動位置より
揺動の一方の折り返しと他方の折り返しを識別し
て溶接電流を折り返し点でサンプリングし、これ
らの溶接電流を比較して中心ずれを検出し、これ
に基づいて中心位置を調整する振り幅中心制御を
提案した（特開昭58−151965号公報）。 これら従来の溶接法では、溶接電流を高、低に
大きく変化させながら溶接を行なうことは、溶接
の安定性及び中心ずれ検出タイミングおよび調整
制御タイミングの関係から非常に難かしいとさ
れ、高、低に大きく変化させる場合には、溶接ア
ークをオペレータが目視で確認して手動操作によ
りトーチ位置を溶接シームに合せて行なつてい
た。しかし、溶接中常にアークを監視しなければ
ならず、これか大変な疲労をもたらすという問題
と、ビードが蛇行することがあるという問題があ
つた。 〔発明の目的〕 本発明は溶接電流を高、低に大きく変化させ、
しかも開先の中心に振動中心を合せて揺動させる
溶接をすべて自動で行なうことを目的とする。 〔発明の構成・作用〕 溶接電流を高、低に大きく変化させながら溶接
を行なう場合、アーク点が揺動の左、右端にある
ときにはアークの変動が小さく、左端から右端
に、またその逆に移動しているときにはアークの
変動を生じやすい。一方、高電流時には溶接電流
の変動が大きく低電流時には溶接電流の変動が少
なく安定性が高い。 ところで、溶接線が立向から上向で溶接姿勢が
立向、上向姿勢の溶接では、溶融金属がたれ落ち
るため、できるだけ低い電流で溶接しなければな
らない。しかし、低い溶接電流では、揺動溶接に
おいて開先両端での溶融金属の凝固速度が速く、
アーク力も弱くて溶込み不良を生ずる。従つて、
開先両端に到達してから高い溶接電流に切換える
必要があり、溶接電流可変溶接が実用されてい
る。 この溶接法において、溶接トーチを右端から左
端に、またその逆に移動させ、各端部では溶接ト
ーチを一時停止し、端部間の移動時は溶接金属の
たれ落ち防止のために低電流とし、各端部での停
止中に少くとも一時的に高電流とするのがよい。
このように溶接電流を高、低に切換える溶接によ
つて過酷な姿勢の溶接において十分な溶込みが得
られ、溶融金属のたれ落ちの防止ができる。この
ように電流を高、低に切換える電流変化とトーチ
移動、停止のタイミングは、揺動の両端でトーチ
が停止時に高電流とし、かつ低電流に切り換えて
から移動を開始するタイミングとするのがよい。 一方、揺動を行ない、揺動中心を自動調整する
場合、溶接電流をサンプリングする左、右端で溶
接電流の変動が激しいと、揺動中心検出にエラー
を生じやすい。 そこで本発明においては、左、右にアークを振
るための溶接トーチの左、右端部間の移動および
各端部での一時停止でなる揺動と溶接電流の低、
高電流変化とを同期させて、揺動中心位置検出の
ための溶接電流サンプリングは、揺動が左端に達
つしたときおよび右端に達つしたときでまだ低電
流のときに行ない、次に右端および左端に駆動す
る直前の停止中に高電流とする。これによれば、
揺動が左、右端に到達し所要のサンプリング等を
行なう間は溶接電流が低であり、その後の停止中
に溶接電流が高であり、他方端に向けて移動する
ときには低電流となる。 あるいは、低電流期間と高電流期間のタイミン
グを予め定める場合には、高電流期間を過ぎてか
ら反対側へ向けての揺動を開始し、他方端に到達
するとサンプリングを行なう如くに同期させる。 このような同期は、１つのタイミング信号を溶
接電流の高、低切換制御のパラメータとし、かつ
揺動制御のパラメータとすることにより容易に実
施できる。 溶接電流の高区間および溶接電流サンプリング
区間に中心ずれ調整が行なわれると、溶接電流が
変動し、検出がエラーになる確立が高いとか、溶
接ビードが悪くなる可能性が高い。そこで本発明
の好ましい実施例では、１往復の次の揺動半行程
であつて溶接電流の低区間を中心ずれ調整区間に
割り当てて、その区間では電流サンプリングをし
ない。 また、開先の幅が変動する場合、それに応じて
振り幅も自動調整するのが好ましく、振り幅を変
更するときには、溶接速度もそれに連動して自動
調整するのが好ましい。 そこで本出願の１つの発明では更に、揺動の
左、右端における溶接電流（左、右端最大値）サ
ンプリングの後、設定遅延時間の後の低電流区間
の溶接電流（左、右端遅延値）をもサンプリング
し、左端最大値と左端遅延値とを比較し、また右
端最大値と右端遅延値とを比較し、両比較結果で
揺動幅の広、狭を検出して揺動幅と溶接速度を自
動調整する。 これにより、揺動中心のみならず、揺動幅も自
動調整される。開先幅が変動した場合には必然的
にトーチの揺動幅や台車走行速度（溶接速度）を
変化させなければならず、従来は、近接スイツチ
を開先と直角方向に揺動させて幅検知したり溶接
後の余盛高さを接触式検知器等で検知したりして
開先幅を検知して揺動幅や台車速度を制御してい
たが、溶接トーチの前方又は後方に別途検出器を
取付けなければならないので、トーチ部分が大き
くなつたり複雑になつたりする。しかも溶接直下
を検出していない為精度が悪いなどの問題がある
が、上述の発明によれば、このような問題点が改
善する。 本出願のもう１つの発明においては更に、揺動
の左端と右端の少なくとも一方で、しかも低電流
区間で溶接電流をサンプリングして、この溶接電
流を設定値と比較してエクステンシヨンを調整す
る。エクステンシヨンの変更は溶接電流に変化を
もたらすので、前述の左、右端最大値および左、
右端遅延値のサンプリング時点を外す必要があ
る。そこで好ましい実施例では、中心調整時に同
時にエクステンシヨン調整を行なうタイミングを
定める。 連続固定電流溶接方法においては溶接電流を検
出してのエクステンシヨン方向自動制御技術は公
知であるが、溶接電流を高、低に変化させる溶接
についての、アークセンサ方式技術はない。接触
式検知器を母材面に当てエクステンシヨンとして
自動制御しているのが現状である。この方式は検
知器をトーチ部分に近づけることができない事
と、トーチ部分が複雑となる事等で倣い精度が悪
い欠点がある。しかし上述の本発明によれば、溶
接電流が低電流区間で比較的に安定しているの
で、精度の良いアークセンサ式エクステンシヨン
方向自動制御が行なわれる。 以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。 第１図に本発明を一態様で実施する装置の外観
を示し、第２ａ図に電気系統の構成概要を示し、
第２ｂ図に電気系統の一部の詳細を示し、第３図
に溶接電流と各部の制御タイミングを示す。 第１図を参照すると、レール７１上を走行する
台車７３は、減速機等を介して台車モータ５５で
駆動される。すなわち、台車モータ５５が、ラツ
ク７２に噛合つたピニオン（図示せず）を回転駆
動する。 台車７３上に調整台７４が、左右方向に移動可
能に搭載されており、この調整台７４はシーム倣
い移動モータ４９で左右駆動される。 オシレートモータ５は連結棒７５，７６を左右
方向に進退駆動する。連結棒７５，７６には揺動
板７７が固着されており、この揺動板７７に基台
８２を介して固着されたエクステンシヨンモータ
６３が、トーチホルダ８３を昇降駆動する。２が
トーチ、１が被溶接物である。８１はトーチ角度
調整ハンドル、８０はトーチ軌跡切換ボルトであ
る。ボルト８０で、トーチ２の全体が左右に揺れ
る平行移動モードの揺動と、先端のみが左右に揺
れる回動モードの揺動が選択設定される。 第２ａ図を参照する。溶接トーチ２と被溶接物
１の間に流れる電流、すなわち溶接電流は電流検
知器２２で検出され、増幅器２４で増幅されて波
形補正回路２３でなめらかに整形されてアナログ
スイツチ２５〜２８および演算増幅器５７に印加
される。アナログスイツチ２５〜２８は、それぞ
れタイミング信号Ａ〜Ｄでオン、オフ制御され
る。溶接電流Ｈ，Ｌ切換タイミング発生回路２１
が溶接電源２０とオシレート＆振幅制御回路７
に、低Ｌと高Ｈをそれぞれ所定の幅で交互に定周
期で指示するタイミングパルスを与える。 電源回路２０はタイミングパルスに同期して第
３図の最上段に示すように溶接電流を高Ｈ、低Ｌ
に切換える。一方オシレート＆振幅制御回路７は
タイミングパルスに同期して高Ｈから低Ｌに切換
わつた後に左右の一方から他方への移動を開始
し、加算器８の出力で定まる振幅で移動を停止し
次にタミングパルスが高Ｈから低Ｌになるまで停
止状態を維持する信号を発生してモータ付勢増幅
器６に与える。 すなわち、オシレート＆振幅制御回路７は第２
ｂ図に示すように、トーチ位置信号を発生するフ
イードバツクポテンシヨメータ４の実位置信号
と、標準振幅信号を発生する標準値設定ポテンシ
ヨメータ９の標準値信号にオシレート幅増減量設
定器１０で設定された補正値を演算増幅器８で加
算した目標値信号と、を比較器７a1，７a2で比較
し、実位置信号（正）が目標値信号（正）よりも
大きくなると（トーチ２が右端目標位置に達つす
ると）比較器７a1がＨを出力してフリツプフロツ
プ７ｂをセツトし、実位置信号（負）が目標値信
号の反転信号（負）よりも小さくなると（トーチ
２が左端目標位値に達つすると）比較器７a2がＨ
を出力してフリツプフロツプ７ｂをリセツトす
る。これにより、フリツプフロツプ７ｂのＱ出力
は、トーチ２が右端目標位置から左端目標位置に
達つするまでＨであり、出力は、トーチ２が左
端目標位置から右端目標位置に達つするまでＨで
ある。一方、トーチ２が左、右目標位置に達つし
たときにオアゲート７ｃを通してフリツプフロツ
プ７ｄがリセツトされ、このフリツプフロツプ７
ｄはタイミング回路２１の低電流指示パルスでセ
ツトされる。これにより、フリツプフロツプ７ｄ
のＱ出力は、低電流区間に入つてからトーチ２が
左、右目標位置に達つするまで（トーチオシレー
ト駆動期間）Ｈである。アンドゲート７e1はトー
チ２が右端から左端にオシレートしているときに
Ｈの信号を、アンドゲート７e2はトーチ２が左端
から右端にオシレートしているときにＨの信号を
発生する。アンドゲート７e1がＨを出力している
間フオトカプラ７f1が速度指示抵抗５６に正電圧
を印加し、これによりモータＭ２が正転してトー
チ２を右端から左端に駆動する。アンドゲート７
e2がＨを出力している間フオトカプラ７f2が抵抗
５６に負電圧を印加し、これによりモータＭ２が
逆転してトーチ２を左端から右端に駆動する。こ
れにより、溶接電流の高Ｈ、低Ｌ（第３図の最上
段）と揺動位置（第３図の第２段）とが同期関係
となつている。 加算器８には、標準振幅を設定する抵抗器９よ
り標準振幅値を示す電圧が与えられ、また揺動増
幅減量設定器１０より揺動幅調整量を示す電圧
（＋、−の両極性）が与えられ、加算器８が両者の
加算値（標準値＋調整値＝目標値）を示す電圧を
オシレート＆振幅制御回路７に与える。 なお揺動増幅減量設定器１０は、第２ｂ図に示
すように論理回路１０ａ、アツプダウンカウンタ
１０ｂおよびＤ／Ａコンバータ１０ｃを有してア
ツプ・ダウンカウント機能を有し、入力信号Ｈが
一度高レベルになると調整量出力を１単位量低く
した電圧に変更し、入力信号Ｇが一度高レベルに
なると調整量出力を１単位量高くした電圧に変更
する。出力電圧は＋から−に及び、信号Ｈが繰り
返し高レベルになると出力電圧は−となり、加算
器８の出力は実質上減算出力となる。 右端検出器１１と左端検出器１２は第２ｂ図に
示すように、端部検出点設定用の抵抗器１２ａ、
加算器１２ｂおよび比較器１１ｃ，１２ｃで構成
されており、加算器１２ｂが、加算器８の出力
（標準値＋調整値＝目標値）に検出点設定値を加
えた信号を発生する。比較器１１ｃはポテンシヨ
メータ４の実位置信号（正）が加算器８の出力
（正）よりも大きくなるとＨの右端到達信号（右
端端部パルス）を発生し、比較器１２ｃはポテン
シヨメータ４の実位置信号（負）が加算器８の出
力の反転信号（負）よりも小さくなるとＨの左端
到達信号（左端端部パルス）を発生する。 これらの端部パルスはオアゲート１４、アンド
ゲート１５，１６および分周回路１３に与えられ
る。オアゲート１４の出力でトリガされて遅延回
路Ｔ１が高レベルの出力を生じ、設定時間Ｔ１の
後に出力を低レベルに戻し、この出力がアンドゲ
ート１５，１６に印加されるので、アンドゲート
１５の出力Ａは揺動が右端に達つしたときにＴ１
の間高レベルとなる。アンドゲート１６の出力Ｂ
は揺動が左端に達つしたときにＴ１の間高レベル
となる。これらの信号ＡおよびＢがそれぞれ右端
最大値サンプリング指示信号および左端最大値サ
ンプリング指示信号である。 オアゲート１７がオアゲート１４と同じ信号を
発生し、これにより遅延回路Ｔ２がトリガされて
出力をＴ２の間高レベルとする。Ｔ２経過で低レ
ベルに戻るときに遅延回路Ｔ３がトリガされて出
力をＴ３の間高レベルとする。遅延回路Ｔ３の出
力はアンドゲート１８，１９に印加される。アン
ドゲート１８は、揺動が右端に達つしてからＴ２
の後に高レベルになり、それからＴ３後に低レベ
ルに戻る右端遅延値サンプリング指示信号Ｃを、
アンドゲート１９は、揺動が左端に達つしてから
T2後に高レベルになりそれからＴ３後に低レベ
ルに戻る左端遅延値サンプリング指示信号Ｄを発
生する。これらの信号を第３図の第３段および第
４段に示す。 一方、分周回路１３は、右端検出回路１１と左
端検出回路１２の出力をカウントし、カウント値
が３になると遅延回路Ｔ４，Ｔ５をトリガし、カ
ウント値が４になるとカウント値を１に再セツト
する分周動作を行なう。遅延回路Ｔ４の出力は、
これにより１往復の次の半行程を終了する毎にＴ
４の間高レベルとなる補正指示信号Ｅとなり、遅
延回路Ｔ６の出力はＥからＴ５の後にＴ６の間高
レベルとなるリセツト指示信号Ｆとなる。これら
の信号を第３図の第５段および第６段に示す。 アンドゲート１８，１９の出力Ｃ，Ｄがオアゲ
ート５９に与えられサンプルホールド回路５８に
サンプル指示信号として与えられる。したがつ
て、信号Ｃ，Ｄの区間、低溶接電流が摘出されて
サンプルホールド回路５８に保持される。 上述の信号Ａ〜Ｄのそれぞれがアナログスイツ
チ２５〜２８のそれぞれにオン指示信号として印
加される。その結果、アナログスイツチ２５〜２
８の出力はそれぞれピークホールド回路２９〜３
２に与えられ、与えている期間の最高電圧が回路
２９〜３２に保持される。 ピークホールド回路２９は、信号Ａのタイミン
グで溶接電流の信号Ａ区間の最大値をホールドす
る。つまり揺動の左端到達から信号Ａ区間の最大
値をホールドする。 ピークホールド回路３０は、信号Ｂのタイミン
グで溶接電流の信号Ｂ区間の最大値をホールドす
る。つまり揺動の左端到達から信号Ｂ区間の最大
値をホールドする。 ピークホールド回路３１は、信号Ｃのタイミン
グで溶接電流の信号Ｃ区間の最大値をホールドす
る。つまり揺動の右端到達からＴ２の遅れ後の信
号Ｃ区間の最大値をホールドする。 また、ピークホールド回路３２は、信号Ｄのタ
イミングで溶接電流の信号Ｄ区間の最大値をホー
ルドする。つまり揺動の左端到達からＴ２後の信
号Ｄ区間の最大値をホールドする。 第３図にタイミングを示すように、信号Ａ〜Ｄ
はすべて溶接電流の低電流区間に発生するので、
ピークホールド回路２９〜３２にホールドされる
電流は、溶接電流の低電流区間のものである。 この保持電圧は差動増幅器３３〜３５に与えら
れる。 差動増幅器３３にはピークホールド回路２９と
３０のホールド電圧が印加される。つまり、揺動
の右端到達から信号Ａ区間の最大値ａと揺動の左
端到達から信号Ｂ区間の最大値a′が入力される。
増幅器３３はａ−a′を示す電圧を出力する。 差動増幅器３４にはピークホールド回路２９と
３１のホールド電圧が印加される。つまり、揺動
の右端到達から信号Ａ区間の最大値ａと揺動の右
端到達からT2後の信号Ｃ区間の最大値ｂが入力
される。増幅器３４はａ−ｂを示す電圧を出力す
る。 差動増幅器３５にはピークホールド回路３０と
３２のホールド電圧が印加される。つまり、揺動
の左端到達から信号Ｂ区間の最大値a′と揺動の左
端到達からT2後の信号Ｄ区間の最大値b′が入力
される。増幅器３５はa′−b′を示す電圧を出力す
る。 これらの演算結果を示す電圧は、次の信号Ｅの
間（Ｔ４の間）、アナログスイツチ３６〜３８が
オンとされることにより、比較器４２〜４７に与
えられる。 比較器４２と４３は、電圧ａ−a′を抵抗３９で
設定された参照電圧と比較し、シーム倣いモータ
４９の正転、逆転、停止を指示するモータ制御信
号を発生する。電圧ａ−a′と比較器４２，４３の
出力との関係は次の第１表の通りである。
せながら溶接する開先線倣い溶接に関するもので
ある。 〔従来技術〕 溶接ワイヤを揺動させる溶接において、揺動の
中心が開先の中心からずれている場合には不完全
な溶接となるので、揺動両端部において溶接電流
を積分して、両積分値が合致する方向に揺動中心
をずらして揺動中心を実質上開先中心に自動位置
決めすることが提案されている（たとえば特公昭
53−11502号公報および特開昭54−26261号公報）。
従来のこの種の開先倣い溶接においては、揺動の
右端と左端のそれぞれにおける溶接電流の積分値
を比較して右端の積分値が左端のそれより大きい
と揺動の中心が右側にずれていると見なし、その
逆のときには左側にずれていると見なして、それ
ぞれ揺動中心を左および右に移す。 また、本出願人は、揺動幅および揺動位置より
揺動の一方の折り返しと他方の折り返しを識別し
て溶接電流を折り返し点でサンプリングし、これ
らの溶接電流を比較して中心ずれを検出し、これ
に基づいて中心位置を調整する振り幅中心制御を
提案した（特開昭58−151965号公報）。 これら従来の溶接法では、溶接電流を高、低に
大きく変化させながら溶接を行なうことは、溶接
の安定性及び中心ずれ検出タイミングおよび調整
制御タイミングの関係から非常に難かしいとさ
れ、高、低に大きく変化させる場合には、溶接ア
ークをオペレータが目視で確認して手動操作によ
りトーチ位置を溶接シームに合せて行なつてい
た。しかし、溶接中常にアークを監視しなければ
ならず、これか大変な疲労をもたらすという問題
と、ビードが蛇行することがあるという問題があ
つた。 〔発明の目的〕 本発明は溶接電流を高、低に大きく変化させ、
しかも開先の中心に振動中心を合せて揺動させる
溶接をすべて自動で行なうことを目的とする。 〔発明の構成・作用〕 溶接電流を高、低に大きく変化させながら溶接
を行なう場合、アーク点が揺動の左、右端にある
ときにはアークの変動が小さく、左端から右端
に、またその逆に移動しているときにはアークの
変動を生じやすい。一方、高電流時には溶接電流
の変動が大きく低電流時には溶接電流の変動が少
なく安定性が高い。 ところで、溶接線が立向から上向で溶接姿勢が
立向、上向姿勢の溶接では、溶融金属がたれ落ち
るため、できるだけ低い電流で溶接しなければな
らない。しかし、低い溶接電流では、揺動溶接に
おいて開先両端での溶融金属の凝固速度が速く、
アーク力も弱くて溶込み不良を生ずる。従つて、
開先両端に到達してから高い溶接電流に切換える
必要があり、溶接電流可変溶接が実用されてい
る。 この溶接法において、溶接トーチを右端から左
端に、またその逆に移動させ、各端部では溶接ト
ーチを一時停止し、端部間の移動時は溶接金属の
たれ落ち防止のために低電流とし、各端部での停
止中に少くとも一時的に高電流とするのがよい。
このように溶接電流を高、低に切換える溶接によ
つて過酷な姿勢の溶接において十分な溶込みが得
られ、溶融金属のたれ落ちの防止ができる。この
ように電流を高、低に切換える電流変化とトーチ
移動、停止のタイミングは、揺動の両端でトーチ
が停止時に高電流とし、かつ低電流に切り換えて
から移動を開始するタイミングとするのがよい。 一方、揺動を行ない、揺動中心を自動調整する
場合、溶接電流をサンプリングする左、右端で溶
接電流の変動が激しいと、揺動中心検出にエラー
を生じやすい。 そこで本発明においては、左、右にアークを振
るための溶接トーチの左、右端部間の移動および
各端部での一時停止でなる揺動と溶接電流の低、
高電流変化とを同期させて、揺動中心位置検出の
ための溶接電流サンプリングは、揺動が左端に達
つしたときおよび右端に達つしたときでまだ低電
流のときに行ない、次に右端および左端に駆動す
る直前の停止中に高電流とする。これによれば、
揺動が左、右端に到達し所要のサンプリング等を
行なう間は溶接電流が低であり、その後の停止中
に溶接電流が高であり、他方端に向けて移動する
ときには低電流となる。 あるいは、低電流期間と高電流期間のタイミン
グを予め定める場合には、高電流期間を過ぎてか
ら反対側へ向けての揺動を開始し、他方端に到達
するとサンプリングを行なう如くに同期させる。 このような同期は、１つのタイミング信号を溶
接電流の高、低切換制御のパラメータとし、かつ
揺動制御のパラメータとすることにより容易に実
施できる。 溶接電流の高区間および溶接電流サンプリング
区間に中心ずれ調整が行なわれると、溶接電流が
変動し、検出がエラーになる確立が高いとか、溶
接ビードが悪くなる可能性が高い。そこで本発明
の好ましい実施例では、１往復の次の揺動半行程
であつて溶接電流の低区間を中心ずれ調整区間に
割り当てて、その区間では電流サンプリングをし
ない。 また、開先の幅が変動する場合、それに応じて
振り幅も自動調整するのが好ましく、振り幅を変
更するときには、溶接速度もそれに連動して自動
調整するのが好ましい。 そこで本出願の１つの発明では更に、揺動の
左、右端における溶接電流（左、右端最大値）サ
ンプリングの後、設定遅延時間の後の低電流区間
の溶接電流（左、右端遅延値）をもサンプリング
し、左端最大値と左端遅延値とを比較し、また右
端最大値と右端遅延値とを比較し、両比較結果で
揺動幅の広、狭を検出して揺動幅と溶接速度を自
動調整する。 これにより、揺動中心のみならず、揺動幅も自
動調整される。開先幅が変動した場合には必然的
にトーチの揺動幅や台車走行速度（溶接速度）を
変化させなければならず、従来は、近接スイツチ
を開先と直角方向に揺動させて幅検知したり溶接
後の余盛高さを接触式検知器等で検知したりして
開先幅を検知して揺動幅や台車速度を制御してい
たが、溶接トーチの前方又は後方に別途検出器を
取付けなければならないので、トーチ部分が大き
くなつたり複雑になつたりする。しかも溶接直下
を検出していない為精度が悪いなどの問題がある
が、上述の発明によれば、このような問題点が改
善する。 本出願のもう１つの発明においては更に、揺動
の左端と右端の少なくとも一方で、しかも低電流
区間で溶接電流をサンプリングして、この溶接電
流を設定値と比較してエクステンシヨンを調整す
る。エクステンシヨンの変更は溶接電流に変化を
もたらすので、前述の左、右端最大値および左、
右端遅延値のサンプリング時点を外す必要があ
る。そこで好ましい実施例では、中心調整時に同
時にエクステンシヨン調整を行なうタイミングを
定める。 連続固定電流溶接方法においては溶接電流を検
出してのエクステンシヨン方向自動制御技術は公
知であるが、溶接電流を高、低に変化させる溶接
についての、アークセンサ方式技術はない。接触
式検知器を母材面に当てエクステンシヨンとして
自動制御しているのが現状である。この方式は検
知器をトーチ部分に近づけることができない事
と、トーチ部分が複雑となる事等で倣い精度が悪
い欠点がある。しかし上述の本発明によれば、溶
接電流が低電流区間で比較的に安定しているの
で、精度の良いアークセンサ式エクステンシヨン
方向自動制御が行なわれる。 以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。 第１図に本発明を一態様で実施する装置の外観
を示し、第２ａ図に電気系統の構成概要を示し、
第２ｂ図に電気系統の一部の詳細を示し、第３図
に溶接電流と各部の制御タイミングを示す。 第１図を参照すると、レール７１上を走行する
台車７３は、減速機等を介して台車モータ５５で
駆動される。すなわち、台車モータ５５が、ラツ
ク７２に噛合つたピニオン（図示せず）を回転駆
動する。 台車７３上に調整台７４が、左右方向に移動可
能に搭載されており、この調整台７４はシーム倣
い移動モータ４９で左右駆動される。 オシレートモータ５は連結棒７５，７６を左右
方向に進退駆動する。連結棒７５，７６には揺動
板７７が固着されており、この揺動板７７に基台
８２を介して固着されたエクステンシヨンモータ
６３が、トーチホルダ８３を昇降駆動する。２が
トーチ、１が被溶接物である。８１はトーチ角度
調整ハンドル、８０はトーチ軌跡切換ボルトであ
る。ボルト８０で、トーチ２の全体が左右に揺れ
る平行移動モードの揺動と、先端のみが左右に揺
れる回動モードの揺動が選択設定される。 第２ａ図を参照する。溶接トーチ２と被溶接物
１の間に流れる電流、すなわち溶接電流は電流検
知器２２で検出され、増幅器２４で増幅されて波
形補正回路２３でなめらかに整形されてアナログ
スイツチ２５〜２８および演算増幅器５７に印加
される。アナログスイツチ２５〜２８は、それぞ
れタイミング信号Ａ〜Ｄでオン、オフ制御され
る。溶接電流Ｈ，Ｌ切換タイミング発生回路２１
が溶接電源２０とオシレート＆振幅制御回路７
に、低Ｌと高Ｈをそれぞれ所定の幅で交互に定周
期で指示するタイミングパルスを与える。 電源回路２０はタイミングパルスに同期して第
３図の最上段に示すように溶接電流を高Ｈ、低Ｌ
に切換える。一方オシレート＆振幅制御回路７は
タイミングパルスに同期して高Ｈから低Ｌに切換
わつた後に左右の一方から他方への移動を開始
し、加算器８の出力で定まる振幅で移動を停止し
次にタミングパルスが高Ｈから低Ｌになるまで停
止状態を維持する信号を発生してモータ付勢増幅
器６に与える。 すなわち、オシレート＆振幅制御回路７は第２
ｂ図に示すように、トーチ位置信号を発生するフ
イードバツクポテンシヨメータ４の実位置信号
と、標準振幅信号を発生する標準値設定ポテンシ
ヨメータ９の標準値信号にオシレート幅増減量設
定器１０で設定された補正値を演算増幅器８で加
算した目標値信号と、を比較器７a1，７a2で比較
し、実位置信号（正）が目標値信号（正）よりも
大きくなると（トーチ２が右端目標位置に達つす
ると）比較器７a1がＨを出力してフリツプフロツ
プ７ｂをセツトし、実位置信号（負）が目標値信
号の反転信号（負）よりも小さくなると（トーチ
２が左端目標位値に達つすると）比較器７a2がＨ
を出力してフリツプフロツプ７ｂをリセツトす
る。これにより、フリツプフロツプ７ｂのＱ出力
は、トーチ２が右端目標位置から左端目標位置に
達つするまでＨであり、出力は、トーチ２が左
端目標位置から右端目標位置に達つするまでＨで
ある。一方、トーチ２が左、右目標位置に達つし
たときにオアゲート７ｃを通してフリツプフロツ
プ７ｄがリセツトされ、このフリツプフロツプ７
ｄはタイミング回路２１の低電流指示パルスでセ
ツトされる。これにより、フリツプフロツプ７ｄ
のＱ出力は、低電流区間に入つてからトーチ２が
左、右目標位置に達つするまで（トーチオシレー
ト駆動期間）Ｈである。アンドゲート７e1はトー
チ２が右端から左端にオシレートしているときに
Ｈの信号を、アンドゲート７e2はトーチ２が左端
から右端にオシレートしているときにＨの信号を
発生する。アンドゲート７e1がＨを出力している
間フオトカプラ７f1が速度指示抵抗５６に正電圧
を印加し、これによりモータＭ２が正転してトー
チ２を右端から左端に駆動する。アンドゲート７
e2がＨを出力している間フオトカプラ７f2が抵抗
５６に負電圧を印加し、これによりモータＭ２が
逆転してトーチ２を左端から右端に駆動する。こ
れにより、溶接電流の高Ｈ、低Ｌ（第３図の最上
段）と揺動位置（第３図の第２段）とが同期関係
となつている。 加算器８には、標準振幅を設定する抵抗器９よ
り標準振幅値を示す電圧が与えられ、また揺動増
幅減量設定器１０より揺動幅調整量を示す電圧
（＋、−の両極性）が与えられ、加算器８が両者の
加算値（標準値＋調整値＝目標値）を示す電圧を
オシレート＆振幅制御回路７に与える。 なお揺動増幅減量設定器１０は、第２ｂ図に示
すように論理回路１０ａ、アツプダウンカウンタ
１０ｂおよびＤ／Ａコンバータ１０ｃを有してア
ツプ・ダウンカウント機能を有し、入力信号Ｈが
一度高レベルになると調整量出力を１単位量低く
した電圧に変更し、入力信号Ｇが一度高レベルに
なると調整量出力を１単位量高くした電圧に変更
する。出力電圧は＋から−に及び、信号Ｈが繰り
返し高レベルになると出力電圧は−となり、加算
器８の出力は実質上減算出力となる。 右端検出器１１と左端検出器１２は第２ｂ図に
示すように、端部検出点設定用の抵抗器１２ａ、
加算器１２ｂおよび比較器１１ｃ，１２ｃで構成
されており、加算器１２ｂが、加算器８の出力
（標準値＋調整値＝目標値）に検出点設定値を加
えた信号を発生する。比較器１１ｃはポテンシヨ
メータ４の実位置信号（正）が加算器８の出力
（正）よりも大きくなるとＨの右端到達信号（右
端端部パルス）を発生し、比較器１２ｃはポテン
シヨメータ４の実位置信号（負）が加算器８の出
力の反転信号（負）よりも小さくなるとＨの左端
到達信号（左端端部パルス）を発生する。 これらの端部パルスはオアゲート１４、アンド
ゲート１５，１６および分周回路１３に与えられ
る。オアゲート１４の出力でトリガされて遅延回
路Ｔ１が高レベルの出力を生じ、設定時間Ｔ１の
後に出力を低レベルに戻し、この出力がアンドゲ
ート１５，１６に印加されるので、アンドゲート
１５の出力Ａは揺動が右端に達つしたときにＴ１
の間高レベルとなる。アンドゲート１６の出力Ｂ
は揺動が左端に達つしたときにＴ１の間高レベル
となる。これらの信号ＡおよびＢがそれぞれ右端
最大値サンプリング指示信号および左端最大値サ
ンプリング指示信号である。 オアゲート１７がオアゲート１４と同じ信号を
発生し、これにより遅延回路Ｔ２がトリガされて
出力をＴ２の間高レベルとする。Ｔ２経過で低レ
ベルに戻るときに遅延回路Ｔ３がトリガされて出
力をＴ３の間高レベルとする。遅延回路Ｔ３の出
力はアンドゲート１８，１９に印加される。アン
ドゲート１８は、揺動が右端に達つしてからＴ２
の後に高レベルになり、それからＴ３後に低レベ
ルに戻る右端遅延値サンプリング指示信号Ｃを、
アンドゲート１９は、揺動が左端に達つしてから
T2後に高レベルになりそれからＴ３後に低レベ
ルに戻る左端遅延値サンプリング指示信号Ｄを発
生する。これらの信号を第３図の第３段および第
４段に示す。 一方、分周回路１３は、右端検出回路１１と左
端検出回路１２の出力をカウントし、カウント値
が３になると遅延回路Ｔ４，Ｔ５をトリガし、カ
ウント値が４になるとカウント値を１に再セツト
する分周動作を行なう。遅延回路Ｔ４の出力は、
これにより１往復の次の半行程を終了する毎にＴ
４の間高レベルとなる補正指示信号Ｅとなり、遅
延回路Ｔ６の出力はＥからＴ５の後にＴ６の間高
レベルとなるリセツト指示信号Ｆとなる。これら
の信号を第３図の第５段および第６段に示す。 アンドゲート１８，１９の出力Ｃ，Ｄがオアゲ
ート５９に与えられサンプルホールド回路５８に
サンプル指示信号として与えられる。したがつ
て、信号Ｃ，Ｄの区間、低溶接電流が摘出されて
サンプルホールド回路５８に保持される。 上述の信号Ａ〜Ｄのそれぞれがアナログスイツ
チ２５〜２８のそれぞれにオン指示信号として印
加される。その結果、アナログスイツチ２５〜２
８の出力はそれぞれピークホールド回路２９〜３
２に与えられ、与えている期間の最高電圧が回路
２９〜３２に保持される。 ピークホールド回路２９は、信号Ａのタイミン
グで溶接電流の信号Ａ区間の最大値をホールドす
る。つまり揺動の左端到達から信号Ａ区間の最大
値をホールドする。 ピークホールド回路３０は、信号Ｂのタイミン
グで溶接電流の信号Ｂ区間の最大値をホールドす
る。つまり揺動の左端到達から信号Ｂ区間の最大
値をホールドする。 ピークホールド回路３１は、信号Ｃのタイミン
グで溶接電流の信号Ｃ区間の最大値をホールドす
る。つまり揺動の右端到達からＴ２の遅れ後の信
号Ｃ区間の最大値をホールドする。 また、ピークホールド回路３２は、信号Ｄのタ
イミングで溶接電流の信号Ｄ区間の最大値をホー
ルドする。つまり揺動の左端到達からＴ２後の信
号Ｄ区間の最大値をホールドする。 第３図にタイミングを示すように、信号Ａ〜Ｄ
はすべて溶接電流の低電流区間に発生するので、
ピークホールド回路２９〜３２にホールドされる
電流は、溶接電流の低電流区間のものである。 この保持電圧は差動増幅器３３〜３５に与えら
れる。 差動増幅器３３にはピークホールド回路２９と
３０のホールド電圧が印加される。つまり、揺動
の右端到達から信号Ａ区間の最大値ａと揺動の左
端到達から信号Ｂ区間の最大値a′が入力される。
増幅器３３はａ−a′を示す電圧を出力する。 差動増幅器３４にはピークホールド回路２９と
３１のホールド電圧が印加される。つまり、揺動
の右端到達から信号Ａ区間の最大値ａと揺動の右
端到達からT2後の信号Ｃ区間の最大値ｂが入力
される。増幅器３４はａ−ｂを示す電圧を出力す
る。 差動増幅器３５にはピークホールド回路３０と
３２のホールド電圧が印加される。つまり、揺動
の左端到達から信号Ｂ区間の最大値a′と揺動の左
端到達からT2後の信号Ｄ区間の最大値b′が入力
される。増幅器３５はa′−b′を示す電圧を出力す
る。 これらの演算結果を示す電圧は、次の信号Ｅの
間（Ｔ４の間）、アナログスイツチ３６〜３８が
オンとされることにより、比較器４２〜４７に与
えられる。 比較器４２と４３は、電圧ａ−a′を抵抗３９で
設定された参照電圧と比較し、シーム倣いモータ
４９の正転、逆転、停止を指示するモータ制御信
号を発生する。電圧ａ−a′と比較器４２，４３の
出力との関係は次の第１表の通りである。
【表】
範囲。
比較器４４と４５は、電圧ａ−ｂを抵抗４０で
設定された参照電圧と比較し、揺動幅アツプ、台
車速度ダウン指示信号Ｇを発生する。比較器４６
と４７は、電圧a′−b′を抵抗４１で設定された参
照電圧と比較し、揺動幅ダウン、台車速度アツプ
指示信号Ｈを発生する。電圧ａ−ｂ，a′−ｂと比
較器４４〜４７の出力との関係を次の第２表に示
す。
比較器４４と４５は、電圧ａ−ｂを抵抗４０で
設定された参照電圧と比較し、揺動幅アツプ、台
車速度ダウン指示信号Ｇを発生する。比較器４６
と４７は、電圧a′−b′を抵抗４１で設定された参
照電圧と比較し、揺動幅ダウン、台車速度アツプ
指示信号Ｈを発生する。電圧ａ−ｂ，a′−ｂと比
較器４４〜４７の出力との関係を次の第２表に示
す。
【表】
以上の通りであるので、本発明によれば、ビー
ト品質が一定となり欠陥がなくなる、開先加工及
び母材のセツトがラフでも高品質の溶接が可能で
ある、溶接機の設定が楽になる、一人で複数台の
溶接機を使用監視できる、等々の利点がもたらさ
れる。
ト品質が一定となり欠陥がなくなる、開先加工及
び母材のセツトがラフでも高品質の溶接が可能で
ある、溶接機の設定が楽になる、一人で複数台の
溶接機を使用監視できる、等々の利点がもたらさ
れる。
第１図は本発明を一態様で実施する溶接機の外
観を示す斜視図、第２ａ図は該溶接機の電気制御
系の構成概要を示すブロツク図、第２ｂ図は電気
制御系の一部の詳細を示すブロツク図、第３図は
溶接電流と信号サンプリングおよび制御のタイミ
ングを示すタイムチヤート、第４図は特定の制御
状態をもたらす溶接電流を示す波形図である。 １：被溶接物、２：溶接トーチ、３：ポテンシ
ヨメータ、４：ポテンシヨメータ、５：トーチオ
シレートモータ、７：オシレート＆振幅制御回
路、１０：揺動幅増幅量設定器、１１：右端検出
器、１２：左端検出器、Ｔ１〜Ｔ６：遅延回路、
２０：溶接電源回路、２１：タイミング発生器、
２２：電流検出器、２３：波形補正回路、２５〜
２８，３６〜３８，６２：アナログスイツチ、２
９〜３２：ピークホールド回路（記憶手段）、３
３〜３５：差動増幅器、４２〜４７：比較器、４
９：シーム倣い移動モータ、５１：台車速度増幅
量設定器、５５：台車モータ、５８：サンプルホ
ールド回路（記憶手段）、６３：エクステンシヨ
ンモータ、７１：レール、７２：ラツク、７３：
台車、７４：調整台、７５，７６：連結棒、７
７：揺動板、８０：トーチ軌跡切換ボルト、８
１：トーチ角度調整ハンドル、８２：基台、８
３：トーチホルダ。
観を示す斜視図、第２ａ図は該溶接機の電気制御
系の構成概要を示すブロツク図、第２ｂ図は電気
制御系の一部の詳細を示すブロツク図、第３図は
溶接電流と信号サンプリングおよび制御のタイミ
ングを示すタイムチヤート、第４図は特定の制御
状態をもたらす溶接電流を示す波形図である。 １：被溶接物、２：溶接トーチ、３：ポテンシ
ヨメータ、４：ポテンシヨメータ、５：トーチオ
シレートモータ、７：オシレート＆振幅制御回
路、１０：揺動幅増幅量設定器、１１：右端検出
器、１２：左端検出器、Ｔ１〜Ｔ６：遅延回路、
２０：溶接電源回路、２１：タイミング発生器、
２２：電流検出器、２３：波形補正回路、２５〜
２８，３６〜３８，６２：アナログスイツチ、２
９〜３２：ピークホールド回路（記憶手段）、３
３〜３５：差動増幅器、４２〜４７：比較器、４
９：シーム倣い移動モータ、５１：台車速度増幅
量設定器、５５：台車モータ、５８：サンプルホ
ールド回路（記憶手段）、６３：エクステンシヨ
ンモータ、７１：レール、７２：ラツク、７３：
台車、７４：調整台、７５，７６：連結棒、７
７：揺動板、８０：トーチ軌跡切換ボルト、８
１：トーチ角度調整ハンドル、８２：基台、８
３：トーチホルダ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 溶接進行方向に対して交叉する方向に溶接ト
ーチ先端を揺動させて開先の溶接を行なう消耗電
極式溶接において： 溶接トーチ先端を左から右にまたその逆に移動
させ左、右端で一時停止させる揺動の、該移動の
間は溶接電流が低く、一時停止中の、一端から他
端への移動直前に溶接電流が高くなるように、溶
接トーチ先端を移動、停止しかつ溶接電流を低、
高に切換え； 溶接トーチ先端の左端到達瞬時近傍の設定幅内
における低溶接電流の最大値である左端最大値お
よび右端到達瞬時近傍の設定幅内における低溶接
電流の最大値である右端最大値を記憶手段に記憶
し； 前記左端最大値と右端最大値を比較して比較結
果より溶接トーチの前記揺動の中心を、両最大値
が合致するように左端側又は右端側にずらす； ことを特徴とする開先倣い溶接制御方法。 ２ 溶接進行方向に対して交叉する方向に溶接ト
ーチ先端を揺動させて開先の溶接を行なう消耗電
極式溶接において： 溶接トーチ先端を左から右にまたその逆に移動
させ左、右端で一時停止させる揺動の、該移動の
間は溶接電流が低く、一時停止中の、一端から他
端への移動直前に溶接電流が高くなるように、溶
接トーチ先端を移動、停止しかつ溶接電流を低、
高に切換え； 溶接トーチの左端到達瞬時近傍の設定幅内にお
ける低溶接電流の最大値である左端最大値、右端
到達瞬時近傍の設定幅における低溶接電流の最大
値である右端最大値、左端到達瞬時近傍より設定
時間後の低溶接電流時の溶接電流値である左端遅
延値、および、右端到達瞬時近傍より設定時間後
の低溶接電流時の溶接電流値である右端遅延値を
記憶手段に記憶し； 前記左端最大値と右端最大値を比較して比較結
果より溶接トーチの前記揺動中心を両最大値が合
致するように左端側又は右端側にずらし； 左端最大値と左端遅延値とを比較しまた右端最
大値と右端遅延値とを比較して両比較結果により
溶接トーチの揺動幅と溶接進行速度を制御する； ことを特徴とする開先倣い溶接制御方法。 ３ 溶接進行方向に対して交叉する方向に溶接ト
ーチ先端を揺動させて開先の溶接を行なう消耗電
極式溶接において： 溶接トーチ先端を左から右にまたその逆に移動
させ左、右端で一時停止させる揺動の、該移動の
間は溶接電流が低く、一時停止中の、一端から他
端への移動直前に溶接電流が高くなるように、溶
接トーチ先端を移動、停止しかつ溶接電流を低、
高に切換え； 溶接トーチの左端到達瞬時近傍の設定幅内にお
ける低溶接電流の最大値である左端最大値、右端
到達瞬時近傍の設定幅における低溶接電流の最大
値である右端最大値、左端到達瞬時近傍より設定
時間後の低溶接電流時の溶接電流値である左端遅
延値、および、右端到達瞬時近傍より設定時間後
の低溶接電流時の溶接電流値である右端遅延値を
記憶手段に記憶し； 前記左端最大値と右端最大値を比較して比較結
果より溶接トーチの前記揺動中心を両最大値が合
致するように左端側又は右端側にずらし； 左端最大値と左端遅延値とを比較しまた右端最
大値と右端遅延値とを比較して両比較結果により
溶接トーチの揺動幅と溶接進行速度を制御し； 揺動の左、右端の少なくとも一方到達瞬時近傍
より設定時間後の低溶接電流時の溶接電流値を記
憶手段により記憶し、この記憶値を設定値と比較
し、比較結果よりエクステンシヨンを制御する； ことを特徴とする開先倣い溶接制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4835584A JPS60191669A (ja) | 1984-03-14 | 1984-03-14 | 開先倣い溶接制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4835584A JPS60191669A (ja) | 1984-03-14 | 1984-03-14 | 開先倣い溶接制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60191669A JPS60191669A (ja) | 1985-09-30 |
| JPH0426941B2 true JPH0426941B2 (ja) | 1992-05-08 |
Family
ID=12801049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4835584A Granted JPS60191669A (ja) | 1984-03-14 | 1984-03-14 | 開先倣い溶接制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60191669A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4714168B2 (ja) * | 2007-02-26 | 2011-06-29 | 株式会社アルファ | ドアハンドル装置 |
-
1984
- 1984-03-14 JP JP4835584A patent/JPS60191669A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60191669A (ja) | 1985-09-30 |
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