JPH0426944B2 - - Google Patents
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- JPH0426944B2 JPH0426944B2 JP24406987A JP24406987A JPH0426944B2 JP H0426944 B2 JPH0426944 B2 JP H0426944B2 JP 24406987 A JP24406987 A JP 24406987A JP 24406987 A JP24406987 A JP 24406987A JP H0426944 B2 JPH0426944 B2 JP H0426944B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- groove
- arc
- electrodes
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
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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
- B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
- B23K9/0216—Seam profiling, e.g. weaving, multilayer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は二電極連動高速回転アーク溶接法に
関するものである。
関するものである。
［従来の技術］
電極ノズルを回転軸心まわりに高速回転させ、
アークを回転させながら溶接を行う高速回転アー
ク溶接法によれば、アークの物理的効果が周辺に
分散され、溶け込みの形成、ビード形成等に顕著
な効果が得られる。従来、この高速回転アーク溶
接法を更に高能率で行う方法として、近接した二
本の溶接ワイヤを相互の平行関係を保持したまま
移動して溶接を行う二電極溶接法が採られてい
る。この二電極方法によれば、溶接速度が向上す
るとともに、比較的幅の広いビードを得られると
いう利点がある。
アークを回転させながら溶接を行う高速回転アー
ク溶接法によれば、アークの物理的効果が周辺に
分散され、溶け込みの形成、ビード形成等に顕著
な効果が得られる。従来、この高速回転アーク溶
接法を更に高能率で行う方法として、近接した二
本の溶接ワイヤを相互の平行関係を保持したまま
移動して溶接を行う二電極溶接法が採られてい
る。この二電極方法によれば、溶接速度が向上す
るとともに、比較的幅の広いビードを得られると
いう利点がある。
［発明が解決しようとする問題点］
上記のような従来の二電極高速回転アーク溶接
法は、高速度で実施することが多い故、アークの
ねらい位置が適正でないと溶接欠陥が高範囲に生
じるという問題点がある。従つて、アークの自動
ならい、即ち開先ならい制御が不可欠である。ま
た、一般に溶接部の開先幅は工作精度上必ずしも
一定ではなく、開先幅が所定幅より狭いとアーク
が母材上におよんでカツトを生じ、逆に開先幅が
広いと肉盛不足が生じるという問題点がある。
法は、高速度で実施することが多い故、アークの
ねらい位置が適正でないと溶接欠陥が高範囲に生
じるという問題点がある。従つて、アークの自動
ならい、即ち開先ならい制御が不可欠である。ま
た、一般に溶接部の開先幅は工作精度上必ずしも
一定ではなく、開先幅が所定幅より狭いとアーク
が母材上におよんでカツトを生じ、逆に開先幅が
広いと肉盛不足が生じるという問題点がある。
この発明は、かかる問題点を解決するためにな
されたものであり、開先ならい制御とともに、開
先幅に応じた適正な幅の溶接ビードを形成しうる
二電極連動高速回転アーク溶接法を得ることを目
標とする。
されたものであり、開先ならい制御とともに、開
先幅に応じた適正な幅の溶接ビードを形成しうる
二電極連動高速回転アーク溶接法を得ることを目
標とする。
［問題点を解決するための手段］
この発明に係る二電極連動高速回転アーク溶接
法は、溶接進行方向に向つて左側の第１の電極と
第２の電極とを開先中心部をはさんで一定の距離
間隔で設け、これら第１と第２の電極の各溶接ワ
イヤを各々の回転軸心のまわりに回転することに
より、アークを高速回転させながら溶接を行うに
際し、 (イ) 第１と第２の電極の前記回転アークのアーク
電圧または溶接電流を検出し、 (ロ) 前記回転による各々の前記溶接ワイヤの位置
のうち下式、 δLO＝δRO （但し、δLOは第１の溶接ワイヤ〜左開先壁ま
たは開先縁間の開先幅方向の水平距離、δROは
第２の溶接ワイヤ〜右開先壁または開先縁間の
開先幅方向の水平距離とする。） を満足する二点について、前記検出結果のアー
ク電圧または溶接電流の瞬時値を求め、 (ハ) 前記両瞬時値の差に対応した値を求め、 (ニ) この値が零となるように第１と第２の電極と
を一体的に開先の幅方向に位置修正し、 (ホ) 前記両瞬時値の和に対応する値を演算し、 (ヘ) この値と予め設定された基準値との偏差が無
くなるように、前記第１と第２の電極とを前記
一定の距離を保持しつつ、前記溶接進行方向に
向つて時計方向または反時計方向に連動して一
体的に回動させることにより上記問題点を解決
したものである。
法は、溶接進行方向に向つて左側の第１の電極と
第２の電極とを開先中心部をはさんで一定の距離
間隔で設け、これら第１と第２の電極の各溶接ワ
イヤを各々の回転軸心のまわりに回転することに
より、アークを高速回転させながら溶接を行うに
際し、 (イ) 第１と第２の電極の前記回転アークのアーク
電圧または溶接電流を検出し、 (ロ) 前記回転による各々の前記溶接ワイヤの位置
のうち下式、 δLO＝δRO （但し、δLOは第１の溶接ワイヤ〜左開先壁ま
たは開先縁間の開先幅方向の水平距離、δROは
第２の溶接ワイヤ〜右開先壁または開先縁間の
開先幅方向の水平距離とする。） を満足する二点について、前記検出結果のアー
ク電圧または溶接電流の瞬時値を求め、 (ハ) 前記両瞬時値の差に対応した値を求め、 (ニ) この値が零となるように第１と第２の電極と
を一体的に開先の幅方向に位置修正し、 (ホ) 前記両瞬時値の和に対応する値を演算し、 (ヘ) この値と予め設定された基準値との偏差が無
くなるように、前記第１と第２の電極とを前記
一定の距離を保持しつつ、前記溶接進行方向に
向つて時計方向または反時計方向に連動して一
体的に回動させることにより上記問題点を解決
したものである。
［作用］
回転アーク溶接においては、溶接ワイヤが回転
すると、回転による溶接ワイヤの位うに応じて溶
接ワイヤの先端と開先壁（以下の説明では、開先
壁とは特に断らない限り開先縁も含むものとす
る。）間の距離が異なるから、アーク長が変化す
る。例えば、溶接ワイヤが開先壁に接近するとア
ーク長が短くなり、開先壁から離れると元のアー
ク長に戻る。アーク長が変化すると負荷特性が変
化して溶接電流Ｉや電極と母材間の電圧Ｅ（アー
ク電圧Ｅ）も溶接ワイヤ〜開先壁間の距離に応じ
て規則的な変化を示す。
すると、回転による溶接ワイヤの位うに応じて溶
接ワイヤの先端と開先壁（以下の説明では、開先
壁とは特に断らない限り開先縁も含むものとす
る。）間の距離が異なるから、アーク長が変化す
る。例えば、溶接ワイヤが開先壁に接近するとア
ーク長が短くなり、開先壁から離れると元のアー
ク長に戻る。アーク長が変化すると負荷特性が変
化して溶接電流Ｉや電極と母材間の電圧Ｅ（アー
ク電圧Ｅ）も溶接ワイヤ〜開先壁間の距離に応じ
て規則的な変化を示す。
ここで、開先中心部をはさんで二電極を設け、
溶接中のアーク電圧Ｅまたは溶接電流Ｉを検出す
る場合を考える。溶接進行方向に対して左側の電
極を第１の電極、同様に右側の電極を第２の電極
とする。
溶接中のアーク電圧Ｅまたは溶接電流Ｉを検出す
る場合を考える。溶接進行方向に対して左側の電
極を第１の電極、同様に右側の電極を第２の電極
とする。
仮に、各アークの狙い位置が適正であれば、溶
接中の第１の溶接ワイヤの回転軸心〜左開先壁間
の距離δLと、第２の溶接ワイヤの回転軸心〜右開
先壁間の距離δRとは等しい。（δL＝δR）。
接中の第１の溶接ワイヤの回転軸心〜左開先壁間
の距離δLと、第２の溶接ワイヤの回転軸心〜右開
先壁間の距離δRとは等しい。（δL＝δR）。
この場合、各々の溶接ワイヤの位置〜開先壁間
の距離は溶接ワイヤの回転位置により異り、溶接
ワイヤの回転径をＤとすると、δL±Ｄ／２、δR±
Ｄ／２の範囲で変化する。
の距離は溶接ワイヤの回転位置により異り、溶接
ワイヤの回転径をＤとすると、δL±Ｄ／２、δR±
Ｄ／２の範囲で変化する。
このδL±Ｄ／２、δR±Ｄ／２を夫々δLO、δROと
する。即ちδLOは第１の溶接ワイヤ〜左開先壁間
の距離、δROは第２の溶接ワイヤ〜右開先壁間の
距離である。
する。即ちδLOは第１の溶接ワイヤ〜左開先壁間
の距離、δROは第２の溶接ワイヤ〜右開先壁間の
距離である。
これら、δLOとδROとが等しい（δLO＝δRO）位置
関係を満たす位置では各アークの検出値は上記の
アーク特性により一致する。
関係を満たす位置では各アークの検出値は上記の
アーク特性により一致する。
また、この場合の検出値の大きさは開先幅の大
きさに対応して異る値を採る。何故ならば、各ア
ークの狙い位置が適正な状態で開先幅の大きさが
変化すれば、δLOとδROの大きさはδLO＝δROの関係
を満足しつつ開先幅の大きさに対応して変化す
る。従つて、検出値の大きさもδLOとδROの大きさ
に対応して変化するからである。
きさに対応して異る値を採る。何故ならば、各ア
ークの狙い位置が適正な状態で開先幅の大きさが
変化すれば、δLOとδROの大きさはδLO＝δROの関係
を満足しつつ開先幅の大きさに対応して変化す
る。従つて、検出値の大きさもδLOとδROの大きさ
に対応して変化するからである。
この発明においては、かかるアーク特性に着目
し、狙い位置が正常な時に第１と第２の電極の回
転アークのアーク電圧または溶接電流が等しくな
る点を下式、 δLO＝δRO により予測設定し、この式を満足する二点のアー
ク電圧または溶接電流の瞬時値を検出し、この両
瞬時値の差に基いて開先幅方向のならい制御を行
うとともに、この両瞬時値の和に応じて第１と第
２の電極とを所定の極間距離を保持しつつ、溶接
進行方向に向つて時計方向または反時計方向に連
動して一体的に回動させ、開先幅方向に対して両
電極の中心軸間のなす角度（極間角度）を制御す
る。即ち、この両瞬時値の和が大きく（開先幅が
広く）なれば、それに対応して極間角度を小さく
し、両瞬時値の和が小さく（開先幅が狭く）なれ
ば、それに対応して極間角度を大きくすることに
より、溶接進行中の開先幅の変化に応じて極間角
度を可変制御するものである。
し、狙い位置が正常な時に第１と第２の電極の回
転アークのアーク電圧または溶接電流が等しくな
る点を下式、 δLO＝δRO により予測設定し、この式を満足する二点のアー
ク電圧または溶接電流の瞬時値を検出し、この両
瞬時値の差に基いて開先幅方向のならい制御を行
うとともに、この両瞬時値の和に応じて第１と第
２の電極とを所定の極間距離を保持しつつ、溶接
進行方向に向つて時計方向または反時計方向に連
動して一体的に回動させ、開先幅方向に対して両
電極の中心軸間のなす角度（極間角度）を制御す
る。即ち、この両瞬時値の和が大きく（開先幅が
広く）なれば、それに対応して極間角度を小さく
し、両瞬時値の和が小さく（開先幅が狭く）なれ
ば、それに対応して極間角度を大きくすることに
より、溶接進行中の開先幅の変化に応じて極間角
度を可変制御するものである。
［実施例］
以下、本発明の実施例について、添付図面を参
照して詳細に説明する。
照して詳細に説明する。
第１図はこの発明を実施するための溶接装置の
一例を示す概略断面図である。
一例を示す概略断面図である。
図に於て、溶接方向は紙面裏面から表面に向か
い、溶接方向に向つてＬ側（左側）の電極１と、
Ｒ側（右側）の電極２とは開先３の中心線４をは
さんで所定の極間距離ｌ（各電極１，２の中心軸
５，６間の距離）を持つて配置されるが、この極
間距離ｌは電極１と電極２の各々の溶接池が重な
らないような間隔とする。回転モータ７のシヤフ
ト８にはギヤ９が取付けられ、このギヤ９の回転
は電極１，２のギヤ１０，１１に伝達される。電
極１，２を支持する自動調心ベアリング１２，１
３は、ギヤ１０，１１の回転により電極１，２が
高速回転するようにギヤ１０，１１の中心から所
定の距離ｄだけ偏心して設けられている。
い、溶接方向に向つてＬ側（左側）の電極１と、
Ｒ側（右側）の電極２とは開先３の中心線４をは
さんで所定の極間距離ｌ（各電極１，２の中心軸
５，６間の距離）を持つて配置されるが、この極
間距離ｌは電極１と電極２の各々の溶接池が重な
らないような間隔とする。回転モータ７のシヤフ
ト８にはギヤ９が取付けられ、このギヤ９の回転
は電極１，２のギヤ１０，１１に伝達される。電
極１，２を支持する自動調心ベアリング１２，１
３は、ギヤ１０，１１の回転により電極１，２が
高速回転するようにギヤ１０，１１の中心から所
定の距離ｄだけ偏心して設けられている。
また、自動調心ベアリング１４，１５は回転す
る電極１，２の支点を成す。これら電極１，２の
上半部及び回転機構は、ギヤボツクス１６に収納
されている。このギヤボツクス１６は送り機構
（図示せず）に取付けられ、回転軸４を中心とし
て回転可能に設置されている。第１図に於てはギ
ヤボツクス１６の回転軸４は開先中心線４と一致
している場合を示す。尚、ギヤ１０，１１はベア
リング１７に支持され、電極１，２への給電は給
電端子１８，１９及び給電ケーブル２０，２１に
より行う。
る電極１，２の支点を成す。これら電極１，２の
上半部及び回転機構は、ギヤボツクス１６に収納
されている。このギヤボツクス１６は送り機構
（図示せず）に取付けられ、回転軸４を中心とし
て回転可能に設置されている。第１図に於てはギ
ヤボツクス１６の回転軸４は開先中心線４と一致
している場合を示す。尚、ギヤ１０，１１はベア
リング１７に支持され、電極１，２への給電は給
電端子１８，１９及び給電ケーブル２０，２１に
より行う。
回転モータ７の駆動によりギヤ９及びギヤ１
０，１１を介して各々の電極１，２の下端部が自
動調心ベアリング１４，１５を支点として回転運
動し、これにより電極１，２の下端から送り出さ
れる溶接ワイヤ２２，２３の先端及び溶接アーク
２４，２５は回転円運動を行う。ここで溶接ワイ
ヤ２２，２３の回転軸芯は電極１，２の中心軸
５，６と一致しているものとする。尚、回転する
溶接ワイヤ２２，２３先端の回転直径Ｄは距離ｈ
の大きさを調整することにより所望の大きさに設
定できる。
０，１１を介して各々の電極１，２の下端部が自
動調心ベアリング１４，１５を支点として回転運
動し、これにより電極１，２の下端から送り出さ
れる溶接ワイヤ２２，２３の先端及び溶接アーク
２４，２５は回転円運動を行う。ここで溶接ワイ
ヤ２２，２３の回転軸芯は電極１，２の中心軸
５，６と一致しているものとする。尚、回転する
溶接ワイヤ２２，２３先端の回転直径Ｄは距離ｈ
の大きさを調整することにより所望の大きさに設
定できる。
第２図ａは第１図に示した装置の上面図を示
す。図の如く、ギヤボツクス１６を矢印方向２６
または矢印方向２７へ回転することにより、電極
１，２は極間距離ｌを回転直径として、溶接進行
方向Ｚに向つて時計方向または反時計方向に連動
して一体的に回動する。尚、電極１，２の開先幅
方向（Ｘ軸方向）への移動はギヤボツクス１６を
変移させる送り機構（図示せず）により行う。ま
た、回転モータ７の駆動による電極１，２先端の
回転方向は、回転モータ７の回転方向２８に対し
て、電極２先端の回転方向２９は逆方向、電極１
先端の回転方向２８は同方向である。即ち、電極
１先端と電極２先端は互いに反対方向に回転す
る。この場合、電極１，２及び回転モータ７を第
２図ｂの如きに配置すると、両電極１，２は同方
向２９へ回転する。電極１，２及び回転モータ７
の配置の仕方により極間距離ｌを適宜に設定でき
る。
す。図の如く、ギヤボツクス１６を矢印方向２６
または矢印方向２７へ回転することにより、電極
１，２は極間距離ｌを回転直径として、溶接進行
方向Ｚに向つて時計方向または反時計方向に連動
して一体的に回動する。尚、電極１，２の開先幅
方向（Ｘ軸方向）への移動はギヤボツクス１６を
変移させる送り機構（図示せず）により行う。ま
た、回転モータ７の駆動による電極１，２先端の
回転方向は、回転モータ７の回転方向２８に対し
て、電極２先端の回転方向２９は逆方向、電極１
先端の回転方向２８は同方向である。即ち、電極
１先端と電極２先端は互いに反対方向に回転す
る。この場合、電極１，２及び回転モータ７を第
２図ｂの如きに配置すると、両電極１，２は同方
向２９へ回転する。電極１，２及び回転モータ７
の配置の仕方により極間距離ｌを適宜に設定でき
る。
第３図は第１図のように構成した装置による溶
接部を垂直上部方向から見た図である。
接部を垂直上部方向から見た図である。
図に於て、記号Cf、Cr、Ｒ、Ｌは回転している
時の溶接ワイヤ２２，２３の位置を示し、Cfは溶
接方向Ｚに対して前方、Crは溶接方向Ｚに対して
後方の溶接ワイヤ２２，２３の位置、Ｒは溶接方
向Ｚに向つて時計方向に90度右側、Ｌは溶接方向
Ｚに向つて反時計方向に90度左側の溶接ワイヤ２
２，２３の位置を示し、各々の記号の右下の添字
１、2は溶接ワイヤ２２と溶接ワイヤ２３の位置を
区別するためのもので、例えば、L1は溶接ワイ
ヤ２２の左開先縁３０に対する最接近点、R2は
溶接ワイヤ２３の右開先縁３１に対する最接近点
を示す。φは溶接方向Ｚに対する溶接ワイヤ２
２，２３の回転角、θは開先幅方向に対して各々
の溶接ワイヤ２２，２３の回転軸芯５，６間の成
す角度（極間角度）を示す。尚、アークの設定狙
い位置、即ち回転軸芯５，６の設定狙い位置は、
回転軸芯５〜左開先縁３０間の距離δLと回転軸芯
６〜右開先縁３１間の距離δRとが等しい位置とす
る。
時の溶接ワイヤ２２，２３の位置を示し、Cfは溶
接方向Ｚに対して前方、Crは溶接方向Ｚに対して
後方の溶接ワイヤ２２，２３の位置、Ｒは溶接方
向Ｚに向つて時計方向に90度右側、Ｌは溶接方向
Ｚに向つて反時計方向に90度左側の溶接ワイヤ２
２，２３の位置を示し、各々の記号の右下の添字
１、2は溶接ワイヤ２２と溶接ワイヤ２３の位置を
区別するためのもので、例えば、L1は溶接ワイ
ヤ２２の左開先縁３０に対する最接近点、R2は
溶接ワイヤ２３の右開先縁３１に対する最接近点
を示す。φは溶接方向Ｚに対する溶接ワイヤ２
２，２３の回転角、θは開先幅方向に対して各々
の溶接ワイヤ２２，２３の回転軸芯５，６間の成
す角度（極間角度）を示す。尚、アークの設定狙
い位置、即ち回転軸芯５，６の設定狙い位置は、
回転軸芯５〜左開先縁３０間の距離δLと回転軸芯
６〜右開先縁３１間の距離δRとが等しい位置とす
る。
第３図に示すように、ワイヤ送給速度一定のも
とで各溶接ワイヤ２２，２３が回転軸芯５，６を
中心として回転すると、回転時の溶接ワイヤ２
２，２３の位置によりワイヤ先端〜開先縁間の距
離が異り、アーク長が変化する。アーク長が変化
すると負荷特性が変化して溶接電流Ｉや電極と母
材間のアーク電圧Ｅが変化する。
とで各溶接ワイヤ２２，２３が回転軸芯５，６を
中心として回転すると、回転時の溶接ワイヤ２
２，２３の位置によりワイヤ先端〜開先縁間の距
離が異り、アーク長が変化する。アーク長が変化
すると負荷特性が変化して溶接電流Ｉや電極と母
材間のアーク電圧Ｅが変化する。
この溶接電流Ｉやアーク電圧Ｅの変化はワイヤ
先端〜開先縁間の距離に応じた規則的変化である
から、ワイヤ１６〜左開先縁２２間の距離δLOと、
ワイヤ１７〜右開先縁２３間の距離δROとが等し
い（δLO＝δRO）ワイヤ位置では溶接電流Ｉやアー
ク電圧Ｅの値も等しくなる。
先端〜開先縁間の距離に応じた規則的変化である
から、ワイヤ１６〜左開先縁２２間の距離δLOと、
ワイヤ１７〜右開先縁２３間の距離δROとが等し
い（δLO＝δRO）ワイヤ位置では溶接電流Ｉやアー
ク電圧Ｅの値も等しくなる。
従つて、δLO＝δROを満足する二点を測定基準位
置として設定し、この二点におけるアーク電圧Ｅ
または溶接電流Ｉの瞬時値を検出し、両瞬時値の
偏差を修正することにより開先幅方向（Ｘ軸方
向）の制御が行える。
置として設定し、この二点におけるアーク電圧Ｅ
または溶接電流Ｉの瞬時値を検出し、両瞬時値の
偏差を修正することにより開先幅方向（Ｘ軸方
向）の制御が行える。
（以下、ワイヤ１６のアーク電圧Ｅの瞬時値を
EPL、溶接電流Ｉの瞬時値IPL、同様にワイヤ１７
の瞬時値をEPR、IPRと記す。） ここで式、δLO＝δROを満足する測定基準点とし
ては、例えば、L1とR2、Cf1とCf2、Cr1とCr2、Cf1
とCr2など各種の組合せが考えられる。
EPL、溶接電流Ｉの瞬時値IPL、同様にワイヤ１７
の瞬時値をEPR、IPRと記す。） ここで式、δLO＝δROを満足する測定基準点とし
ては、例えば、L1とR2、Cf1とCf2、Cr1とCr2、Cf1
とCr2など各種の組合せが考えられる。
これらの測定基準点における両瞬時値の差EPL
−EPR（またはIPL−IPR）に対応した値を求め、こ
の値が零となるように電極１，２をＸ軸方向に位
置修正することにより、各々の回転軸芯５，６を
設定狙位置（δL＝δR）と一致させることができ
る。
−EPR（またはIPL−IPR）に対応した値を求め、こ
の値が零となるように電極１，２をＸ軸方向に位
置修正することにより、各々の回転軸芯５，６を
設定狙位置（δL＝δR）と一致させることができ
る。
次に極間角度θの制御について説明する。
本発明は、開先ならい制御とともに極間角度θ
の制御を行うものである。第１図に示したような
装置により溶接を行うと、形成される溶接スピー
ドのビード幅は第２図に示すL1〜R2間のＸ軸方
向の水平距離Ａ（以下、有効アーク径Ａと称する）
により決まる。この有効アーク径Ａは、アークの
回転半径をｒとすると、 Ａ＝lcosθ＋2r であるから、極間距離ｌとアークの回転径が一定
であつても、極間角度θの大きさを変化させるこ
とにより様々な値を採りうる。
の制御を行うものである。第１図に示したような
装置により溶接を行うと、形成される溶接スピー
ドのビード幅は第２図に示すL1〜R2間のＸ軸方
向の水平距離Ａ（以下、有効アーク径Ａと称する）
により決まる。この有効アーク径Ａは、アークの
回転半径をｒとすると、 Ａ＝lcosθ＋2r であるから、極間距離ｌとアークの回転径が一定
であつても、極間角度θの大きさを変化させるこ
とにより様々な値を採りうる。
従つて、極間角度θを開先幅に応じた有効アー
ク径Ａを得るように可変制御すれば、開先幅に応
じた適正な幅で溶接ビードを形成できる。 上記
の開先ならい制御により狙い位置が適正であれば
ワイヤ２２とワイヤ２３の測定基準点における瞬
時値は一致するが、その時の瞬時値の大きさはδ
（以下、δL＝δRの時は、δL、δRを共にδと記す）
の値により異る。このδの値は開先幅Ｇの大きさ
により決まるので、瞬時値の大きさから溶接進行
中の開先幅Ｇの変化を間接的に検出できる。例え
ば、開先幅Ｇが基準開先幅GOより小なる（Ｇ＜
GO）場合は、δも小さくなるので瞬時値も小さ
くなる。逆に開先幅Ｇが基準開先幅GOより大な
る（Ｇ＞GO）の場合、δも大きくなるので瞬時
値も大きくなる。
ク径Ａを得るように可変制御すれば、開先幅に応
じた適正な幅で溶接ビードを形成できる。 上記
の開先ならい制御により狙い位置が適正であれば
ワイヤ２２とワイヤ２３の測定基準点における瞬
時値は一致するが、その時の瞬時値の大きさはδ
（以下、δL＝δRの時は、δL、δRを共にδと記す）
の値により異る。このδの値は開先幅Ｇの大きさ
により決まるので、瞬時値の大きさから溶接進行
中の開先幅Ｇの変化を間接的に検出できる。例え
ば、開先幅Ｇが基準開先幅GOより小なる（Ｇ＜
GO）場合は、δも小さくなるので瞬時値も小さ
くなる。逆に開先幅Ｇが基準開先幅GOより大な
る（Ｇ＞GO）の場合、δも大きくなるので瞬時
値も大きくなる。
従つて瞬時値の検出結果に基き極間角度θを制
御すれば、開先幅Ｇに応じた適正なビード幅が得
られる。
御すれば、開先幅Ｇに応じた適正なビード幅が得
られる。
例えば、Ｇ＝GOの場合は、基準開先幅GOに応
じた適正な極間角度θ（基準極間角度θO）を保持
する。また、Ｇ＜GOの場合は、第４図の如く極
間距離ｌは一定として回転軸芯５，６を溶接方向
Ｚに対して時計方向（矢印２６方向）へ移動さ
せ、極間角度θを大きくし、有効アーク径Ａを短
くする。同様にＧ＞GOの時は反時計方向へ移動
させ、極間角度θを小さくし、有効アーク径Ａを
長くする。
じた適正な極間角度θ（基準極間角度θO）を保持
する。また、Ｇ＜GOの場合は、第４図の如く極
間距離ｌは一定として回転軸芯５，６を溶接方向
Ｚに対して時計方向（矢印２６方向）へ移動さ
せ、極間角度θを大きくし、有効アーク径Ａを短
くする。同様にＧ＞GOの時は反時計方向へ移動
させ、極間角度θを小さくし、有効アーク径Ａを
長くする。
具体的には、両アークの測定基準点における瞬
時値の和を求め、この両瞬時値の和と予め設定さ
れた基準値（電圧基準値EO、または電流基準値
IO）との偏差が無くなるように電極１，２を極間
距離ｌを回転直径として、溶接進行方向Ｚに対し
て時計方向または反時計方向に連動して一体的基
準値（EOまたはIO）は、基準極間角度θOに対応し
て予め設定するが、電極１，２が基準極間角度θO
にある時の上記瞬時値の和を記憶保持しておけば
良い。また、アーク電圧瞬時値の和EPTまたは溶
接電流瞬時値の和の値IPTはアークの回転の１回
もしくは整数ｎ回の値、即ち、 EPT＝o 〓n=1 （EPL＋EPR）、 IPT＝o 〓n=1 （IPL＋IPR とする。この整数ｎの最大は、一般にアークの毎
秒の回転数以下が適当である。
時値の和を求め、この両瞬時値の和と予め設定さ
れた基準値（電圧基準値EO、または電流基準値
IO）との偏差が無くなるように電極１，２を極間
距離ｌを回転直径として、溶接進行方向Ｚに対し
て時計方向または反時計方向に連動して一体的基
準値（EOまたはIO）は、基準極間角度θOに対応し
て予め設定するが、電極１，２が基準極間角度θO
にある時の上記瞬時値の和を記憶保持しておけば
良い。また、アーク電圧瞬時値の和EPTまたは溶
接電流瞬時値の和の値IPTはアークの回転の１回
もしくは整数ｎ回の値、即ち、 EPT＝o 〓n=1 （EPL＋EPR）、 IPT＝o 〓n=1 （IPL＋IPR とする。この整数ｎの最大は、一般にアークの毎
秒の回転数以下が適当である。
に回動させる。
上記のようにして開先ならい制御とともに、極
間角度θを制御することにより開先幅に応じた適
正なビード幅を形成できる。
間角度θを制御することにより開先幅に応じた適
正なビード幅を形成できる。
この発明に使用する制御ブロツクの一例を第５
図に示す。
図に示す。
Ｌ側（左側）電圧検出器３２（Ｒ側（右側）電
圧検出器３３）によりＬ側（Ｒ側）のアークのア
ーク電圧Ｅを検出し、このアーク電圧Ｅと基準電
圧設定器３４に予め設定してあるアーク電圧Ｅの
平均値（基準電圧EO）との差Ｅ−EOを差動増幅
器３５，３６で演算し、その値がスイツチ３７，
３８に与えられる。
圧検出器３３）によりＬ側（Ｒ側）のアークのア
ーク電圧Ｅを検出し、このアーク電圧Ｅと基準電
圧設定器３４に予め設定してあるアーク電圧Ｅの
平均値（基準電圧EO）との差Ｅ−EOを差動増幅
器３５，３６で演算し、その値がスイツチ３７，
３８に与えられる。
制御器３９はＬ側回転位置検出器４０（Ｒ側回
転位置検出器４１）で検出したワイヤ２２，２３
の回転位置と、予め測定基準位置を設定した測定
基準位置設定器４２の出力とを比較演算し、両者
が一致した時にスイツチ３７，３８に指令を与
え、スイツチ３７，３８は、この時のＥ−EOの
値、即ち測定基準位置の瞬時値に対応するEPL−
EO（EPR−EO）を出力する。
転位置検出器４１）で検出したワイヤ２２，２３
の回転位置と、予め測定基準位置を設定した測定
基準位置設定器４２の出力とを比較演算し、両者
が一致した時にスイツチ３７，３８に指令を与
え、スイツチ３７，３８は、この時のＥ−EOの
値、即ち測定基準位置の瞬時値に対応するEPL−
EO（EPR−EO）を出力する。
処理回数設定器４３には、単位測定回数として
設定したアークの回転数が処理回数ｎとして設定
されており、演算器４４，４５は制御器３９を介
して出力されるｎ回分のアークの回転に対してス
イツチ３７，３８の出力を加算し、そのｎ回分の
総和o 〓n=1 EPL、o 〓n=1 EPR を記憶器４６，４７に出力する。記憶器４６，４
７は演算器４４，４５から入力した信号をｎ回毎
（以下の説明ではｎ＝１として説明する。）に記憶
保持を繰り返しながら差動増幅器４８及び加算器
４９に出力する。差動増幅器４８では、この信号
の差EPL−EPRを求め、この値をＸ軸制御器５０に
入力してＸ軸モータ５１を駆動し、上記差EPL−
EPRが零になるように電極１，２を開先幅方向に
移動させる。
設定したアークの回転数が処理回数ｎとして設定
されており、演算器４４，４５は制御器３９を介
して出力されるｎ回分のアークの回転に対してス
イツチ３７，３８の出力を加算し、そのｎ回分の
総和o 〓n=1 EPL、o 〓n=1 EPR を記憶器４６，４７に出力する。記憶器４６，４
７は演算器４４，４５から入力した信号をｎ回毎
（以下の説明ではｎ＝１として説明する。）に記憶
保持を繰り返しながら差動増幅器４８及び加算器
４９に出力する。差動増幅器４８では、この信号
の差EPL−EPRを求め、この値をＸ軸制御器５０に
入力してＸ軸モータ５１を駆動し、上記差EPL−
EPRが零になるように電極１，２を開先幅方向に
移動させる。
一方、加算器４９では信号EPL−EPRが加算さ
れ、この加算値EPL＋EPRは差動増幅器５２の一方
の入力端に入力される。また記憶器５３に記憶保
持されてあるEPL＋EPRの初期値、即ち基準極間角
度θOに相当する値EPOが差動増幅器５２の他方の
入力端に入力し、差動増幅器５２で（EPL＋EPR）
−EPOが求められる。この値がθ軸制御器５４に
与えられ、θ軸モータ５５を駆動してギヤボツク
ス１６を回転させることにより電極１，２の極間
角度θを制御する。
れ、この加算値EPL＋EPRは差動増幅器５２の一方
の入力端に入力される。また記憶器５３に記憶保
持されてあるEPL＋EPRの初期値、即ち基準極間角
度θOに相当する値EPOが差動増幅器５２の他方の
入力端に入力し、差動増幅器５２で（EPL＋EPR）
−EPOが求められる。この値がθ軸制御器５４に
与えられ、θ軸モータ５５を駆動してギヤボツク
ス１６を回転させることにより電極１，２の極間
角度θを制御する。
尚、極間角度θの制御に用いた信号EPLとEPRは
簡単のためにＸ軸方向の制御に用いた信号EPLと
EPRと同一にしているが、必ずしも同一の回測定
基準位置における信号値に限られるものでない。
簡単のためにＸ軸方向の制御に用いた信号EPLと
EPRと同一にしているが、必ずしも同一の回測定
基準位置における信号値に限られるものでない。
また、上記実施例においては、アーク電圧を検
出して制御を行なう場合について説明したが、定
電圧特性の溶接電源を使用した場合には、溶接電
流を検出しても上記実施例と同様に開先ならい制
御及び極間角度制御を行なうことができる。
出して制御を行なう場合について説明したが、定
電圧特性の溶接電源を使用した場合には、溶接電
流を検出しても上記実施例と同様に開先ならい制
御及び極間角度制御を行なうことができる。
また、上記実施例における装置構成では、電極
１，２の中心軸と溶接ワイヤ２２，２３の回転軸
芯が一致するものとしたが、この構成に限るもの
ではなく、回転軸芯５〜回転軸芯６間の距離を所
定の極間距離ｌに保持できる構成であれば、電極
１，２の中心軸が溶接ワイヤ２２，２３の回転軸
芯と異る構成であつても良い。
１，２の中心軸と溶接ワイヤ２２，２３の回転軸
芯が一致するものとしたが、この構成に限るもの
ではなく、回転軸芯５〜回転軸芯６間の距離を所
定の極間距離ｌに保持できる構成であれば、電極
１，２の中心軸が溶接ワイヤ２２，２３の回転軸
芯と異る構成であつても良い。
［発明の効果］
この発明は以上説明した通り、二電極連動方式
高速回転アーク溶接に於て、回転アークのアーク
電圧または溶接電流の瞬時値を検出して、この検
出値に基づいて開先ならい制御を行うようにした
から、二電極方式のアーク溶接法でも直接開先を
検出する検出器を不要とし、且つ高精度で開先な
らいを行うことができる。
高速回転アーク溶接に於て、回転アークのアーク
電圧または溶接電流の瞬時値を検出して、この検
出値に基づいて開先ならい制御を行うようにした
から、二電極方式のアーク溶接法でも直接開先を
検出する検出器を不要とし、且つ高精度で開先な
らいを行うことができる。
また、前記両方の瞬時値の和に基いて極間の角
度の制御をも同時に行うようにしたから、溶接線
全領域に渡つて開先幅に応じた適正なビード幅が
得られるという効果がある。
度の制御をも同時に行うようにしたから、溶接線
全領域に渡つて開先幅に応じた適正なビード幅が
得られるという効果がある。
第１図はこの発明に使用する溶接装置の概略断
面、第２図ａ，ｂは上記装置の上面図、第３図及
び第４図は上記装置よる溶接部の上面図、第５図
は制御回路のブロツク図を示す。 図において、１，２は電極、３は開先、４は開
先３の中心線、５，６は回転軸芯（中心軸）、７
は回転モータ、８は回転モータ７のシヤフト、
９，１０，１１はギヤ、１２，１３，１４，１５
は自動調心ベアリング、１６はギヤボツクス、１
７はベアリング、１８，１９は給電端子、２０，
２１は給電ケーブル、２２，２３は溶接ワイヤ、
２３，２５はアーク、３２，３３はアーク電圧検
出器、３４は基準電圧設定器、３５，３６，４
８，５２は差動増幅器、３７，３８はスイツチ、
３９は制御器、４０，４１は回転位置検出器、４
２は測定基準位置設定器、４３は処理回数設定
器、４４，４５は演算器、４６，４７，５３は記
憶器、４９は加算器、５０はＸ軸制御器、５１は
Ｘ軸モータ、５４はθ軸制御器、５５はθ軸モー
タ、Ａは有効アーク径、Cf、Cr、Ｒ、Ｌは回転し
ている時のワイヤ位置、ｌは極間距離、SL、SRは
波形の成す面積、Ｚは溶接方向、δL、δRは回転軸
芯〜開先縁間の距離、θは極間角度、φは回転角
を示す。尚、各図中同一符号は同一または相当部
分を示す。
面、第２図ａ，ｂは上記装置の上面図、第３図及
び第４図は上記装置よる溶接部の上面図、第５図
は制御回路のブロツク図を示す。 図において、１，２は電極、３は開先、４は開
先３の中心線、５，６は回転軸芯（中心軸）、７
は回転モータ、８は回転モータ７のシヤフト、
９，１０，１１はギヤ、１２，１３，１４，１５
は自動調心ベアリング、１６はギヤボツクス、１
７はベアリング、１８，１９は給電端子、２０，
２１は給電ケーブル、２２，２３は溶接ワイヤ、
２３，２５はアーク、３２，３３はアーク電圧検
出器、３４は基準電圧設定器、３５，３６，４
８，５２は差動増幅器、３７，３８はスイツチ、
３９は制御器、４０，４１は回転位置検出器、４
２は測定基準位置設定器、４３は処理回数設定
器、４４，４５は演算器、４６，４７，５３は記
憶器、４９は加算器、５０はＸ軸制御器、５１は
Ｘ軸モータ、５４はθ軸制御器、５５はθ軸モー
タ、Ａは有効アーク径、Cf、Cr、Ｒ、Ｌは回転し
ている時のワイヤ位置、ｌは極間距離、SL、SRは
波形の成す面積、Ｚは溶接方向、δL、δRは回転軸
芯〜開先縁間の距離、θは極間角度、φは回転角
を示す。尚、各図中同一符号は同一または相当部
分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 溶接進行方向に向つて左側の第１の電極と第
２の電極とを開先中心部をはさんで一定の距離間
隔で設け、これら第１と第２の電極の各溶接ワイ
ヤを各々の回転軸芯まわりに回転することによ
り、アークを高速回転させながら溶接を行うに際
し、 (イ) 第１と第２の電極の前記回転アークのアーク
電圧または溶接電流を検出し、 (ロ) 前記回転による各々の前記溶接ワイヤの位置
のうち下式、 δLO＝δRO （但し、δLOは第１の溶接ワイヤ〜左開先壁ま
たは開先縁間の開先幅方向の水平距離、δROは
第２の溶接ワイヤ〜右開先壁または開先縁間の
開先幅方向の水平距離とする。） を満足する二点について、前記検出結果のアー
ク電圧または溶接電流の瞬時値を求め、 (ハ) 前記両瞬時値の差に対応した値を求め、 (ニ) この値が零となるように第１と第２の電極と
を一体的に開先の幅方向に位置修正し、 (ホ) 前記両瞬時値の和に対応する値を演算し、 (ヘ) この値と予め設定された基準値との偏差が無
くなるように、前記第１と第２の電極とを前記
一定の距離間隔を保持しつつ、前記溶接進行方
向に向つて時計方向または反時計方向に連動し
て一体的に回動させることを特徴とする二電極
連動高速回転アーク溶接法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24406987A JPS6487068A (en) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | High speed rotating arc welding method interlocking two-electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24406987A JPS6487068A (en) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | High speed rotating arc welding method interlocking two-electrode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6487068A JPS6487068A (en) | 1989-03-31 |
| JPH0426944B2 true JPH0426944B2 (ja) | 1992-05-08 |
Family
ID=17113271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24406987A Granted JPS6487068A (en) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | High speed rotating arc welding method interlocking two-electrode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6487068A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2934341B1 (fr) | 2008-07-28 | 2011-01-21 | Renault Sas | Dispositif de blocage de l'arbre de sortie d'un moteur de vehicule automobile. |
-
1987
- 1987-09-30 JP JP24406987A patent/JPS6487068A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6487068A (en) | 1989-03-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |