JPH0440113B2 - - Google Patents
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- JPH0440113B2 JPH0440113B2 JP63252937A JP25293788A JPH0440113B2 JP H0440113 B2 JPH0440113 B2 JP H0440113B2 JP 63252937 A JP63252937 A JP 63252937A JP 25293788 A JP25293788 A JP 25293788A JP H0440113 B2 JPH0440113 B2 JP H0440113B2
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- workpiece
- filler material
- wire
- welding
- continuous band
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- Expired - Lifetime
Links
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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
- B23K9/124—Circuits or methods for feeding welding wire
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はフイラー材料を加工片に溶接する方法
及び装置、特に、フイラー材料のバンドの加工片
上の位置への自動送給を制御する方法に関するも
のである。
及び装置、特に、フイラー材料のバンドの加工片
上の位置への自動送給を制御する方法に関するも
のである。
一般に、溶接技術においてフイラー材料（溶加
材）のバンド、代表的には、フイラー金属ワイヤ
（又は、“フイラーワイヤ”）を、熔融又は非熔融
電極と加工片との間に生じる電気アークの近くに
自動的に送給することは既知である。ある場合に
はフイラー材料のワイヤを電極とし、他の場合に
は個別の電極を用いる。電極アークの電流及び電
圧並びにフイラー材料の送給速度のような種々の
溶接パラメータをオペレータにより可調整として
適宜な溶接が行えるようにするのが重要である。
又、多くの用途において、加工片を電極に対し、
かつ、フイラー材料の送給に対し自動的に移動し
得るようにする。
材）のバンド、代表的には、フイラー金属ワイヤ
（又は、“フイラーワイヤ”）を、熔融又は非熔融
電極と加工片との間に生じる電気アークの近くに
自動的に送給することは既知である。ある場合に
はフイラー材料のワイヤを電極とし、他の場合に
は個別の電極を用いる。電極アークの電流及び電
圧並びにフイラー材料の送給速度のような種々の
溶接パラメータをオペレータにより可調整として
適宜な溶接が行えるようにするのが重要である。
又、多くの用途において、加工片を電極に対し、
かつ、フイラー材料の送給に対し自動的に移動し
得るようにする。
又、フイラー材料をアークの近くに送給する速
度を変化させて溶接処理を種々改善すると共に特
定の溶接位置の使用に対する融通性を得ることも
提案されている。例えば、クーパによる米国特許
第4159410号公報参照。このクーパの米国特許に
はフイラー材料をアークの近くに送給する装置の
種々の例が示されている。
度を変化させて溶接処理を種々改善すると共に特
定の溶接位置の使用に対する融通性を得ることも
提案されている。例えば、クーパによる米国特許
第4159410号公報参照。このクーパの米国特許に
はフイラー材料をアークの近くに送給する装置の
種々の例が示されている。
第１の例では、トーチ全体（即ち、電極及びそ
の支持構体並びにフイラーワイヤーをアークの近
くに案内するワイヤ案内）を加工片に対して往復
移動させるようにする。又、溶接機には順方向及
び逆方向に周期的に回転し得るフイラーワイヤ送
り駆動ローラを設け、正味の順方向回転を逆方向
回転よりも多くしてアークの近くへのワイヤの正
味の送給を行い得るようにする。
の支持構体並びにフイラーワイヤーをアークの近
くに案内するワイヤ案内）を加工片に対して往復
移動させるようにする。又、溶接機には順方向及
び逆方向に周期的に回転し得るフイラーワイヤ送
り駆動ローラを設け、正味の順方向回転を逆方向
回転よりも多くしてアークの近くへのワイヤの正
味の送給を行い得るようにする。
他の例では、アークの近くにワイヤを運ぶ可撓
性ワイヤ案内導管に、ワイヤを送給しながら送り
ローラを連続的に回転させるようにする。この導
管の端部を電極に対し往復動させてワイヤがアー
クに実際に送給される速度が変化し得るようにす
る。又、前述したクーパの特許ではアークに対す
る溶接電流の変化をフイラーワイヤの移動に同期
させることが記載されている。前記クーパの特許
の第５欄、第54−63行参照。
性ワイヤ案内導管に、ワイヤを送給しながら送り
ローラを連続的に回転させるようにする。この導
管の端部を電極に対し往復動させてワイヤがアー
クに実際に送給される速度が変化し得るようにす
る。又、前述したクーパの特許ではアークに対す
る溶接電流の変化をフイラーワイヤの移動に同期
させることが記載されている。前記クーパの特許
の第５欄、第54−63行参照。
本願人に譲渡されたフリードマン等の米国特許
第4019016号にはトーチ全体の位置を行うべき溶
接の中心線に対し前後に振動状態で移動するよう
にした溶接制御装置が記載されている。例えば、
２本のパイプを突合せ接合する必要がある場合に
はトーチを、継目を横切つて長手方向に前後に振
動するが、トーチ全体は継目を中心として低い速
度で円周方向に移動させてフイラー材料が、形成
すべき継日を横切つてジグザグパターンに堆積し
得るようにする。
第4019016号にはトーチ全体の位置を行うべき溶
接の中心線に対し前後に振動状態で移動するよう
にした溶接制御装置が記載されている。例えば、
２本のパイプを突合せ接合する必要がある場合に
はトーチを、継目を横切つて長手方向に前後に振
動するが、トーチ全体は継目を中心として低い速
度で円周方向に移動させてフイラー材料が、形成
すべき継日を横切つてジグザグパターンに堆積し
得るようにする。
前記フリードマン等の特許には溶接電流を、ト
ーチの移動に同期して前記継目を横切つて前後に
変化させることが記載されている。かようにし
て、溶接電流（従つて、供給される熱）は接合す
べき管の断面に対応し、適当な量の熱がこれに供
給されるようになる。又、フリードマン等の特許
には継目に対するトーチ全体の位置に従つてワイ
ヤの送り速度を自動的に制御すると共に電極に供
給される電流に比例する速度でフイラーワイヤを
送ることが示唆されている。第５欄、第31−45
頁、第10欄、第22−59頁参照。
ーチの移動に同期して前記継目を横切つて前後に
変化させることが記載されている。かようにし
て、溶接電流（従つて、供給される熱）は接合す
べき管の断面に対応し、適当な量の熱がこれに供
給されるようになる。又、フリードマン等の特許
には継目に対するトーチ全体の位置に従つてワイ
ヤの送り速度を自動的に制御すると共に電極に供
給される電流に比例する速度でフイラーワイヤを
送ることが示唆されている。第５欄、第31−45
頁、第10欄、第22−59頁参照。
更に、リスベツク等の米国特許第4441012号明
細書には溶接電流及び溶接アークにフイラー金属
を送給する速度を自動的に制御する装置の改良が
記載されている。このリスベツク等の特許によれ
ば、溶接電流及びワイヤ送り速度をパルス化して
フイラーワイヤの先端がアークによつて形成され
た溶湯プールに接触すると直ちに最大となるよう
にする。
細書には溶接電流及び溶接アークにフイラー金属
を送給する速度を自動的に制御する装置の改良が
記載されている。このリスベツク等の特許によれ
ば、溶接電流及びワイヤ送り速度をパルス化して
フイラーワイヤの先端がアークによつて形成され
た溶湯プールに接触すると直ちに最大となるよう
にする。
本発明者は、この一般の型の溶接システムにお
いて、フイラーワイヤ送給速度及び溶接電流の制
御に追加の適応性を加えるだけで更に改善を行う
ことができることを確かめた。特に、本発明者は
４つの部分より成るフイラーワイヤ送りサイクル
を確立することによつて更に改善を行い得ること
を確かめた。これらの４つの部分は、フイラーワ
イヤが熔融される速度でアーク内に送給されて加
工片に堆積される送り部分と、フイラーワイヤが
アークの近くから離される戻り部分と、フイラー
ワイヤがアークに進まず、又は、アークから戻ら
ない休止部分と、フイラーワイヤがその送り速度
よりも早い速度で送給される進み部分とを具え
る。この多重部分フイラーワイヤ送りサイクルを
設けることにより、特定の溶接作動のパラメータ
を規定する上でオペレータに充分な追加の適応性
を与えることができる。かかる追加の適応性は、
特に、タービンの羽根に追加のフイラー材料を溶
接するようなデリケートは溶接作動に対し極めて
有利である。
いて、フイラーワイヤ送給速度及び溶接電流の制
御に追加の適応性を加えるだけで更に改善を行う
ことができることを確かめた。特に、本発明者は
４つの部分より成るフイラーワイヤ送りサイクル
を確立することによつて更に改善を行い得ること
を確かめた。これらの４つの部分は、フイラーワ
イヤが熔融される速度でアーク内に送給されて加
工片に堆積される送り部分と、フイラーワイヤが
アークの近くから離される戻り部分と、フイラー
ワイヤがアークに進まず、又は、アークから戻ら
ない休止部分と、フイラーワイヤがその送り速度
よりも早い速度で送給される進み部分とを具え
る。この多重部分フイラーワイヤ送りサイクルを
設けることにより、特定の溶接作動のパラメータ
を規定する上でオペレータに充分な追加の適応性
を与えることができる。かかる追加の適応性は、
特に、タービンの羽根に追加のフイラー材料を溶
接するようなデリケートは溶接作動に対し極めて
有利である。
本発明による特定の利点は、フイラーワイヤが
正規の送り速度で熔融されない場合に、このフイ
ラーワイヤの形成領域への進み、及び形成領域か
らの戻りを迅速に行うか、又はこれを静止させ
る。これにより生じる利点は、フイラーワイヤの
所定の金属堆積に対するアークの“熔融”区域に
おける時間が簡単な送り／戻りサイクルにおける
場合よりも相対的に短くなることである。このサ
イクルの送り部分が過ぎると、フイラーワイヤは
その端部に“ボール”部が形成されるのを防止す
るに充分な距離に亘つて迅速に戻るようになる。
かかるボール部が形成されると、前述した特許に
記載されているように、溶接が不適当となる。本
発明によればかかるボール部が形成される時間を
短くすることができる。更に、前述したサイクル
の進み部分を迅速とすることによつて実際のワイ
ヤ熔融時間を長くし、効率をさらに向上させるこ
とができる。
正規の送り速度で熔融されない場合に、このフイ
ラーワイヤの形成領域への進み、及び形成領域か
らの戻りを迅速に行うか、又はこれを静止させ
る。これにより生じる利点は、フイラーワイヤの
所定の金属堆積に対するアークの“熔融”区域に
おける時間が簡単な送り／戻りサイクルにおける
場合よりも相対的に短くなることである。このサ
イクルの送り部分が過ぎると、フイラーワイヤは
その端部に“ボール”部が形成されるのを防止す
るに充分な距離に亘つて迅速に戻るようになる。
かかるボール部が形成されると、前述した特許に
記載されているように、溶接が不適当となる。本
発明によればかかるボール部が形成される時間を
短くすることができる。更に、前述したサイクル
の進み部分を迅速とすることによつて実際のワイ
ヤ熔融時間を長くし、効率をさらに向上させるこ
とができる。
図面につき本発明を説明する。
本発明による代表的なアーク溶接システムの
種々の構成素子を第１〜４図に示す。本例では、
電極１０及び加工片１３間に形成されるアーク１
１によつて熔融し得ないタングステン電極１０を
含むガスタングステンアーク溶接を例にとつて示
す。又、本発明では他の溶接処理を用いることも
できる。この例ではノズル９によつてアーク１１
に近く及び熔融金属１２のプールに周りに遮蔽ガ
スを送出して凝固溶接金属が熔融時に空気に曝さ
れるのを防止する。アーク１１には通常の溶接電
源１５によつて電力を供給し、この溶接電源を電
極１０の搬送コレツト８及び加工片１３間に接続
する。この溶接電源１５はパルス化溶接電源とす
るのが好適である。
種々の構成素子を第１〜４図に示す。本例では、
電極１０及び加工片１３間に形成されるアーク１
１によつて熔融し得ないタングステン電極１０を
含むガスタングステンアーク溶接を例にとつて示
す。又、本発明では他の溶接処理を用いることも
できる。この例ではノズル９によつてアーク１１
に近く及び熔融金属１２のプールに周りに遮蔽ガ
スを送出して凝固溶接金属が熔融時に空気に曝さ
れるのを防止する。アーク１１には通常の溶接電
源１５によつて電力を供給し、この溶接電源を電
極１０の搬送コレツト８及び加工片１３間に接続
する。この溶接電源１５はパルス化溶接電源とす
るのが好適である。
フイラー材料５のバンド、代表的にはフイラー
金属ワイヤはワイヤ送給スプール３からワイヤ駆
動ローラ４を経てワイヤ案内７に送給する。この
ワイヤ案内７は案内支持体６によつて支持する。
又、電極１０に対するワイヤ案内７の位置は操作
者によつて調整自在として、ワイヤ５の先端が熔
融プール１２内に入る時点を操作者が選択し得る
ようにする。
金属ワイヤはワイヤ送給スプール３からワイヤ駆
動ローラ４を経てワイヤ案内７に送給する。この
ワイヤ案内７は案内支持体６によつて支持する。
又、電極１０に対するワイヤ案内７の位置は操作
者によつて調整自在として、ワイヤ５の先端が熔
融プール１２内に入る時点を操作者が選択し得る
ようにする。
ワイヤ駆動ローラ４はワイヤ５と摩擦係合する
と共にワイヤ駆動モータ２によつて駆動し、この
駆動モータをワイヤ送りコントローラ１によつて
制御する。第１図に示すように、溶接電源１５に
よつて、例えば、ワイヤ５の動きを前記溶接電源
１５により供給される溶接電流のパルスに同期さ
せる必要がある場合には、同期信号esyをワイヤ
送りコントローラ１に供給する。
と共にワイヤ駆動モータ２によつて駆動し、この
駆動モータをワイヤ送りコントローラ１によつて
制御する。第１図に示すように、溶接電源１５に
よつて、例えば、ワイヤ５の動きを前記溶接電源
１５により供給される溶接電流のパルスに同期さ
せる必要がある場合には、同期信号esyをワイヤ
送りコントローラ１に供給する。
上述したように、第１図は溶接サイクルの休止
部分におけるワイヤ送給装置を示し、従つて、ワ
イヤ駆動ローラ４が静止していることを示すため
に矢印を第１図には示さない。
部分におけるワイヤ送給装置を示し、従つて、ワ
イヤ駆動ローラ４が静止していることを示すため
に矢印を第１図には示さない。
第２図は第１図と同様の断面を示すが、本例で
はワイヤ駆動ローラ４を相対的に迅速に回転させ
てワイヤ５がアーク１１の近くで熔融プール１２
内に進み得るようにする。ワイヤ送給スプール３
はこれに従つて回転する。これがため、第２図は
ワイヤ送りサイクルの“進み”部分を示し、この
部分中ワイヤはアーク１１の近くに迅速に進むよ
うになる。
はワイヤ駆動ローラ４を相対的に迅速に回転させ
てワイヤ５がアーク１１の近くで熔融プール１２
内に進み得るようにする。ワイヤ送給スプール３
はこれに従つて回転する。これがため、第２図は
ワイヤ送りサイクルの“進み”部分を示し、この
部分中ワイヤはアーク１１の近くに迅速に進むよ
うになる。
第３図は比較的低い“送り”速度でアークの近
くにワイヤ５を送給する場合を示す。フイラー材
料を加工片に堆積する必要のある速度に相当する
この送り速度は操作者によつて選択する。即ち、
この送り速度はフイラー材料がアークによつて実
際に熔融し、加工片に堆積される速度である。
くにワイヤ５を送給する場合を示す。フイラー材
料を加工片に堆積する必要のある速度に相当する
この送り速度は操作者によつて選択する。即ち、
この送り速度はフイラー材料がアークによつて実
際に熔融し、加工片に堆積される速度である。
第４図は、ワイヤ駆動ローラが第２及び３図に
示す方向とは逆の方向に駆動されてワイヤ５がア
ーク１１の近くから離される場合を示す。これ
は、溶接サイクルの送り部分の終わりにワイヤを
アークから迅速に離してワイヤの端部が、上述し
た特許の種々の箇所で述べられているように、堅
牢な溶接を得るのが困難となる“ボール”形状と
ならないようにする場合に行う。かかる“戻り”
作動で通常離されるワイヤの長さは、１インチ
（2.54cm）の数分の１となり、従つて、ワイヤを
送給スプール３に巻戻す必要はない。
示す方向とは逆の方向に駆動されてワイヤ５がア
ーク１１の近くから離される場合を示す。これ
は、溶接サイクルの送り部分の終わりにワイヤを
アークから迅速に離してワイヤの端部が、上述し
た特許の種々の箇所で述べられているように、堅
牢な溶接を得るのが困難となる“ボール”形状と
ならないようにする場合に行う。かかる“戻り”
作動で通常離されるワイヤの長さは、１インチ
（2.54cm）の数分の１となり、従つて、ワイヤを
送給スプール３に巻戻す必要はない。
溶接は溶接サイクルの種々の部分を繰り返し実
行することによつて達成される。
行することによつて達成される。
第５ａ図はワイヤ送りコントローラ１によつて
与えられるワイヤ速度指令信号を時間の関数とし
て示す。図中破線は第１図で述べたように零送り
速度、即ち、溶接サイクルの休止部分を示す。溶
接サイクルの休止期間TSの終りには、ワイヤ送
り速度指令信号は進み速度と称される比較的高い
正の速度に増大し、期間TAだけ持続されるよう
になる。期間TA中フイラーワイヤは比較的高い
速度でアークの近くに進むようになる。この期間
TAの終わりには熔融プールへのワイヤの送給速
度は送り速度に減少し、この速度が期間TF中継
続し、この期間中アークにより熔融され加工片に
堆積される速度でアークが熔融プールに送給され
るようになる。期間TFの終わりには、戻り期間
TRが開始し、この期間中大きさが進み速度に匹
敵する比較的高い負の速度でワイヤを溶接プール
から離すようにする。これによりワイヤの先端に
ボール部が形成されないようにする。戻り期間
TRの終わりには休止期間TSが再び開始し、この
期間中ワイヤ５は溶接プールに対し静止し得るよ
うにする。
与えられるワイヤ速度指令信号を時間の関数とし
て示す。図中破線は第１図で述べたように零送り
速度、即ち、溶接サイクルの休止部分を示す。溶
接サイクルの休止期間TSの終りには、ワイヤ送
り速度指令信号は進み速度と称される比較的高い
正の速度に増大し、期間TAだけ持続されるよう
になる。期間TA中フイラーワイヤは比較的高い
速度でアークの近くに進むようになる。この期間
TAの終わりには熔融プールへのワイヤの送給速
度は送り速度に減少し、この速度が期間TF中継
続し、この期間中アークにより熔融され加工片に
堆積される速度でアークが熔融プールに送給され
るようになる。期間TFの終わりには、戻り期間
TRが開始し、この期間中大きさが進み速度に匹
敵する比較的高い負の速度でワイヤを溶接プール
から離すようにする。これによりワイヤの先端に
ボール部が形成されないようにする。戻り期間
TRの終わりには休止期間TSが再び開始し、この
期間中ワイヤ５は溶接プールに対し静止し得るよ
うにする。
第５ｂ図は実際のワイヤ送り速度を時間の関数
として示す。この速度は第５ａ図のワイヤ速度指
令信号にその形状が類似する。この場合、送り速
度の種々の部分間の傾斜ラインは、溶接サイクル
の種々の部分間のワイヤの加速が瞬時的でないこ
とを示す。
として示す。この速度は第５ａ図のワイヤ速度指
令信号にその形状が類似する。この場合、送り速
度の種々の部分間の傾斜ラインは、溶接サイクル
の種々の部分間のワイヤの加速が瞬時的でないこ
とを示す。
最後に、第５ｃ図は任意の外部同期信号esyを
時間の関数として示す。この同期信号esyは溶接
電源１５からワイヤ送りコントローラ１に供給す
ることができる。代表的には、同期信号esyを用
いて第５ａ−５ｂ図のフイラーワイヤ送給サイク
ルをアーク１１に供給される電流の大きさの変化
に同期させるようにする。ワイヤ送り速度の変化
に対する電流変化の可能なパターンは本発明の要
旨を変更しない範囲内で広く変化させることがで
きる。
時間の関数として示す。この同期信号esyは溶接
電源１５からワイヤ送りコントローラ１に供給す
ることができる。代表的には、同期信号esyを用
いて第５ａ−５ｂ図のフイラーワイヤ送給サイク
ルをアーク１１に供給される電流の大きさの変化
に同期させるようにする。ワイヤ送り速度の変化
に対する電流変化の可能なパターンは本発明の要
旨を変更しない範囲内で広く変化させることがで
きる。
第６図は代表的なワイヤ送りコントローラ１の
ブロツク図を示す。本例ではワイヤ速度指令発生
器２０に、ワイヤの送り、進み及び戻りの種々の
速度、並びに、溶接サイクルの種々の期間TA、
TF、TR及びTSに関するユーザ可調整入力を供給
する。図面に示すように、このワイヤ速度指令発
生器２０には上述したように溶接電源１５から任
意の同期信号esyをも供給する。第５ａ図に示す
ように、ワイヤ速度指令信号はワイヤ速度指令発
生器２０によつて発生し、ワイヤ駆動モータコン
トローラ２２に供給し、これによりワイヤ駆動モ
ータ２を順次駆動するに必要な電流を供給する。
次いで、ワイヤ駆動モータ２によつて２４に示す
ように任意好適な手段で駆動ローラを駆動する。
又、任意の位置又は速度フイードバツクトランス
ジユーサ２６を設けることができ、これを用いて
ワイヤ速度指令発生器２０又はワイヤ駆動モータ
コントローラ２２に制御信号に対するモータ２の
応答に関する実際の情報を供給すると共に適当な
補正を行い得るようにする。
ブロツク図を示す。本例ではワイヤ速度指令発生
器２０に、ワイヤの送り、進み及び戻りの種々の
速度、並びに、溶接サイクルの種々の期間TA、
TF、TR及びTSに関するユーザ可調整入力を供給
する。図面に示すように、このワイヤ速度指令発
生器２０には上述したように溶接電源１５から任
意の同期信号esyをも供給する。第５ａ図に示す
ように、ワイヤ速度指令信号はワイヤ速度指令発
生器２０によつて発生し、ワイヤ駆動モータコン
トローラ２２に供給し、これによりワイヤ駆動モ
ータ２を順次駆動するに必要な電流を供給する。
次いで、ワイヤ駆動モータ２によつて２４に示す
ように任意好適な手段で駆動ローラを駆動する。
又、任意の位置又は速度フイードバツクトランス
ジユーサ２６を設けることができ、これを用いて
ワイヤ速度指令発生器２０又はワイヤ駆動モータ
コントローラ２２に制御信号に対するモータ２の
応答に関する実際の情報を供給すると共に適当な
補正を行い得るようにする。
第７図はワイヤ速度指令発生器２０の可能な一
例を線図的に示す。本例では４−位置スイツチS1
をタイミング発生器兼制御論理装置３０によつて
第５ａ図に示す溶接サイクルの４部分に関連する
４個の接点間を段歩的に駆動する。このスイツチ
S1は最初の３位置で、ワイヤモータコントローラ
２２に供給すべき進み、送り及び戻り速度信号を
夫々調整するポテンシヨメータ３２，３４及び３
６に接続する。第４番目の位置ではスイツチS1を
溶接サイクルの休止部分に相当させ、接地する。
タイミング発生器３０には、前述したように、溶
接サイクルの各部分の長さを規定するユーザ入力
及び任意の外部同期信号esyを供給する。又、ワ
イヤ送り速度を溶接電源１５によつて供給される
溶接電流のパルス以外のものに同期させる必要が
ある場合にはタイミング発生器制御装置３０に内
部／外部同期モード信号をも供給する。例えばか
かる信号は前記フリードマン等の特許に記載され
ているように、ワイヤ案内装置及び電極の全体を
加工片に対し振動するモータから取り出すことが
できる。
例を線図的に示す。本例では４−位置スイツチS1
をタイミング発生器兼制御論理装置３０によつて
第５ａ図に示す溶接サイクルの４部分に関連する
４個の接点間を段歩的に駆動する。このスイツチ
S1は最初の３位置で、ワイヤモータコントローラ
２２に供給すべき進み、送り及び戻り速度信号を
夫々調整するポテンシヨメータ３２，３４及び３
６に接続する。第４番目の位置ではスイツチS1を
溶接サイクルの休止部分に相当させ、接地する。
タイミング発生器３０には、前述したように、溶
接サイクルの各部分の長さを規定するユーザ入力
及び任意の外部同期信号esyを供給する。又、ワ
イヤ送り速度を溶接電源１５によつて供給される
溶接電流のパルス以外のものに同期させる必要が
ある場合にはタイミング発生器制御装置３０に内
部／外部同期モード信号をも供給する。例えばか
かる信号は前記フリードマン等の特許に記載され
ているように、ワイヤ案内装置及び電極の全体を
加工片に対し振動するモータから取り出すことが
できる。
第８図はワイヤ速度指令発生器２０の可能な他
の例を示す。本例ではコンピユータ又はデイジタ
ルコントローラ装置４０にユーザ可調整入力及び
任意の同期信号esyを供給する。又、このコンピ
ユータ又はデイジタルコントローラ装置４０には
図示のような実時間クロツク信号をも供給する。
このコンピユータ又はデイジタルコントローラ装
置４０によつてバイポーラデイジタル−アナログ
変換器４２に数Ｎを供給する。この数Ｎは任意の
時点における所望の送り速度を示す。基準電圧入
力を用いるバイポーラデイジタル−アナログ変換
器４２によつて数Ｎに関連するアナログワイヤ速
度指令信号をワイヤモータコントローラ２２に供
給する。このワイヤ速度はワイヤモータに供給す
べき順方向及び逆方向の信号に関連する正及び相
対的に負の値間で変化するため、デイジタル−ア
ナログ変換器４２は図示のようにバイポーラ型と
なる。コンピユータシステム４０はオペレータに
よつて代表的にはプログラムされ、溶接サイクル
の諸部分の関連する期間TA、TF、TR及びTSに対
する適宜の順序の数Ｎを発生する。例えば、コン
ピユータ４０によつて、期間TAに亘り進み速度
を表わす第１の数NA；期間TFに亘り送り速度を
表わす僅かに正の数NF；期間TRに亘り負の数−
NR；及び溶接サイクルの休止部分に相当する期
間TSに亘り零数を出力する。
の例を示す。本例ではコンピユータ又はデイジタ
ルコントローラ装置４０にユーザ可調整入力及び
任意の同期信号esyを供給する。又、このコンピ
ユータ又はデイジタルコントローラ装置４０には
図示のような実時間クロツク信号をも供給する。
このコンピユータ又はデイジタルコントローラ装
置４０によつてバイポーラデイジタル−アナログ
変換器４２に数Ｎを供給する。この数Ｎは任意の
時点における所望の送り速度を示す。基準電圧入
力を用いるバイポーラデイジタル−アナログ変換
器４２によつて数Ｎに関連するアナログワイヤ速
度指令信号をワイヤモータコントローラ２２に供
給する。このワイヤ速度はワイヤモータに供給す
べき順方向及び逆方向の信号に関連する正及び相
対的に負の値間で変化するため、デイジタル−ア
ナログ変換器４２は図示のようにバイポーラ型と
なる。コンピユータシステム４０はオペレータに
よつて代表的にはプログラムされ、溶接サイクル
の諸部分の関連する期間TA、TF、TR及びTSに対
する適宜の順序の数Ｎを発生する。例えば、コン
ピユータ４０によつて、期間TAに亘り進み速度
を表わす第１の数NA；期間TFに亘り送り速度を
表わす僅かに正の数NF；期間TRに亘り負の数−
NR；及び溶接サイクルの休止部分に相当する期
間TSに亘り零数を出力する。
第９図は本発明ワイヤ送給システムの全デイジ
タル化の例を示すと共に第１０図は第９図の装置
の理解に用いる信号を時間の関数として示す。本
例ではコンピユータシステム又はデイジタルコン
トローラ５０を用いてステツパモータコントロー
ラ５２を制御し、これにより制御信号を駆動ロー
ラ制御用のステツパワイヤ駆動モータ５４に供給
する。このステツパモータコントローラ５２は一
連のパルスe1（第１０ａ図）に応答してステツパ
モータ５４を駆動し、フイラーワイヤを一定の距
離だけ進めるようにする。従つて、パルスの速度
によつてワイヤの移動速度を制御する。
タル化の例を示すと共に第１０図は第９図の装置
の理解に用いる信号を時間の関数として示す。本
例ではコンピユータシステム又はデイジタルコン
トローラ５０を用いてステツパモータコントロー
ラ５２を制御し、これにより制御信号を駆動ロー
ラ制御用のステツパワイヤ駆動モータ５４に供給
する。このステツパモータコントローラ５２は一
連のパルスe1（第１０ａ図）に応答してステツパ
モータ５４を駆動し、フイラーワイヤを一定の距
離だけ進めるようにする。従つて、パルスの速度
によつてワイヤの移動速度を制御する。
パルス列e1をN1パルス比計数器５６によつて
ステツパモータコントローラ５２に供給する。こ
の計数器５６には溶接サイクルの各位置でワイヤ
を進める必要のある迅速性を示すコンピユータシ
ステムからの計数値N1を供給する。又、この計
数器５６にはスイツチ５８を経てクロツク信号源
からクロツク信号を供給し、これを用いて適宜の
一連のパルスe1をステツパモータに供給する。更
に、デイジタルコントローラによつて第１０ｃ図
に時間の関数として示す駆動方向信号e2をも発生
する。これは、パルスTA及びTFをTRから識別す
ること、即ち、供給されたパルスに応答してモー
タによりワイヤを進めるか又は戻すかを決めるこ
とを示す。
ステツパモータコントローラ５２に供給する。こ
の計数器５６には溶接サイクルの各位置でワイヤ
を進める必要のある迅速性を示すコンピユータシ
ステムからの計数値N1を供給する。又、この計
数器５６にはスイツチ５８を経てクロツク信号源
からクロツク信号を供給し、これを用いて適宜の
一連のパルスe1をステツパモータに供給する。更
に、デイジタルコントローラによつて第１０ｃ図
に時間の関数として示す駆動方向信号e2をも発生
する。これは、パルスTA及びTFをTRから識別す
ること、即ち、供給されたパルスに応答してモー
タによりワイヤを進めるか又は戻すかを決めるこ
とを示す。
第１０ａ図に示すように、パルスｅ１の送給速
度は所望の送り速度に比例する。これがため、比
較的高速のパルス列が期間TA中供給され、低速
のパルス列が期間TF中供給され、同様の高速の
パルス列が期間TR中供給され、期間TS中は駆動
パルスが供給されない。従つて、フイラーワイヤ
は、期間TA中迅速に駆動され、期間TF中中速で
駆動され、期間TR中戻され、期間TS中駆動され
ない。
度は所望の送り速度に比例する。これがため、比
較的高速のパルス列が期間TA中供給され、低速
のパルス列が期間TF中供給され、同様の高速の
パルス列が期間TR中供給され、期間TS中は駆動
パルスが供給されない。従つて、フイラーワイヤ
は、期間TA中迅速に駆動され、期間TF中中速で
駆動され、期間TR中戻され、期間TS中駆動され
ない。
任意のフイードバツクトランスジユーサ６０は
フイラーワイヤが進む距離を測定するために用い
ることができる。即ち、トランスジユーサ６０を
用いて他の計数器６２に距離信号を供給し、この
計数器によつて、コンピユータ５０から受けた距
離指令に従つて、ワイヤが進んだか、又は戻つた
かを示す信号e3（第１０ｂ図）を出力する。これ
がため、これがため、ユーザは時間インターバル
TA、TF及びTRを規定するよりも、むしろ、ワイ
ヤ送り及び戻り距離を直接制御することにより、
フイラーワイヤの送給を制御することができる。
期間TS中、コンピユータ５０によつてスイツチ
５８を制御して計数器５６からクロツク信号を遮
断して、期間TS中ワイヤが移動するのを防止し
得るようにする。
フイラーワイヤが進む距離を測定するために用い
ることができる。即ち、トランスジユーサ６０を
用いて他の計数器６２に距離信号を供給し、この
計数器によつて、コンピユータ５０から受けた距
離指令に従つて、ワイヤが進んだか、又は戻つた
かを示す信号e3（第１０ｂ図）を出力する。これ
がため、これがため、ユーザは時間インターバル
TA、TF及びTRを規定するよりも、むしろ、ワイ
ヤ送り及び戻り距離を直接制御することにより、
フイラーワイヤの送給を制御することができる。
期間TS中、コンピユータ５０によつてスイツチ
５８を制御して計数器５６からクロツク信号を遮
断して、期間TS中ワイヤが移動するのを防止し
得るようにする。
本発明は上述した例にのみ限定されるものでは
なく、要旨を変更しな範囲内で種々の変化を加え
ることができる。
なく、要旨を変更しな範囲内で種々の変化を加え
ることができる。
第１図は溶接サイクルの休止部分中における本
発明溶接装置の構成を示す部分断面側面図、第２
図は溶接サイクルの進み部分中における本発明溶
接装置の構成を示す部分断面側面図、第３図は溶
接サイクルの送り部分中における本発明溶接装置
の構成を示す部分断面側面図、第４図は溶接サイ
クルの戻り部分中における本発明溶接装置の構成
を示す部分断面側面図、第５ａ図は本発明装置の
作動、特にワイヤ速度指令信号を時間の関数とし
て示す特性図、第５ｂ図は本発明装置の作動、特
に実際のワイヤ送り速度を時間の関数として示す
特性図、第５ｃ図は本発明装置の作動、特に任意
の外部同期信号を時間の関数として示す特性図、
第６図は本発明ワイヤ送り制御システムの代表的
な素子を示すブロツク図、第７図は本発明による
ワイヤ送り速度制御指令を発生する装置の第１例
を示すブロツク図、第８図は本発明によるワイヤ
送り速度制御指令を発生する装置の第２例を示す
ブロツク図、第９図は本発明に従つてアークへの
ワイヤ送給速度を制御するデイジタルコントロー
ラを示すブロツク図、第１０図は第９図のデイジ
タルコントローラの動作を説明するための波形図
である。 １……ワイヤ送りコントローラ、２……ワイヤ
駆動モータ、３……ワイヤ送給スプール、４……
ワイヤ駆動ローラ、５……フイラー材料、６……
案内支持部、７……ワイヤ案内、８……コレツ
ト、９……ノズル、１０……タングステン電極、
１１……アーク、１２……熔融金属、１３……加
工片、１５……熔融電源、２０……ワイヤ速度指
令発生器、２２……ワイヤ駆動モータコントロー
ラ、２４……駆動ローラ、２６……速度フイード
バツクトランスジユーサ、３０……タイミング発
生器兼制御論理装置、３２，３４，４６……ポテ
ンシヨメータ、４０，５０……コンピユータシス
テム又はデイジタルコントローラ装置、４２……
バイポーラデイジタル−アナログ変換器、５２…
…ステツパモータコントローラ、５４……ステツ
パワイヤ駆動モータ、５６……％N1任意パルス
比計数器、６２……％N2任意距離計数器。
発明溶接装置の構成を示す部分断面側面図、第２
図は溶接サイクルの進み部分中における本発明溶
接装置の構成を示す部分断面側面図、第３図は溶
接サイクルの送り部分中における本発明溶接装置
の構成を示す部分断面側面図、第４図は溶接サイ
クルの戻り部分中における本発明溶接装置の構成
を示す部分断面側面図、第５ａ図は本発明装置の
作動、特にワイヤ速度指令信号を時間の関数とし
て示す特性図、第５ｂ図は本発明装置の作動、特
に実際のワイヤ送り速度を時間の関数として示す
特性図、第５ｃ図は本発明装置の作動、特に任意
の外部同期信号を時間の関数として示す特性図、
第６図は本発明ワイヤ送り制御システムの代表的
な素子を示すブロツク図、第７図は本発明による
ワイヤ送り速度制御指令を発生する装置の第１例
を示すブロツク図、第８図は本発明によるワイヤ
送り速度制御指令を発生する装置の第２例を示す
ブロツク図、第９図は本発明に従つてアークへの
ワイヤ送給速度を制御するデイジタルコントロー
ラを示すブロツク図、第１０図は第９図のデイジ
タルコントローラの動作を説明するための波形図
である。 １……ワイヤ送りコントローラ、２……ワイヤ
駆動モータ、３……ワイヤ送給スプール、４……
ワイヤ駆動ローラ、５……フイラー材料、６……
案内支持部、７……ワイヤ案内、８……コレツ
ト、９……ノズル、１０……タングステン電極、
１１……アーク、１２……熔融金属、１３……加
工片、１５……熔融電源、２０……ワイヤ速度指
令発生器、２２……ワイヤ駆動モータコントロー
ラ、２４……駆動ローラ、２６……速度フイード
バツクトランスジユーサ、３０……タイミング発
生器兼制御論理装置、３２，３４，４６……ポテ
ンシヨメータ、４０，５０……コンピユータシス
テム又はデイジタルコントローラ装置、４２……
バイポーラデイジタル−アナログ変換器、５２…
…ステツパモータコントローラ、５４……ステツ
パワイヤ駆動モータ、５６……％N1任意パルス
比計数器、６２……％N2任意距離計数器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 加工片の特定の溶接位置に熱を供給する手段
と、フイラー材料の連続バンドを前記加工片の溶
接位置の近くに可制御速度で送給する可制御フイ
ーダ手段と、前記フイラー材料の連続バンドを前
記加工片の溶接位置の近くに送給する速度を制御
するコントローラ手段とを具え、このコントロー
ラ手段は前記フイラー材料の送給の繰返しサイク
ルを規定する命令を受取るようにした加工片にフ
イラー材料を溶接する装置において、前記コント
ローラ手段を用いて、次の４部分、即ち、 送り部分、この部分中前記フイラー材料の連続
バンドを、これが熔融され加工片に堆積される送
り速度で前記溶接位置の近くに送給する； 戻り部分、この部分中前記フイラー材料の連続
バンドを溶接位置の近くから離す； 休止部分、この部分中前記フイラー材料の連続
バンドを溶接位置に対し主として静止させる； 進み部分、この部分中前記フイラー材料の連続
バンドを送り速度よりも早い速度で前記溶接位置
の近くに送給する； まで含む送給の繰返しサイクルを規定するように
したことを特徴とする加工片にフイラー材料を溶
接する装置。 ２ 前記フイラー材料の前記溶接位置への送給速
度の制御に同期して溶接位置の供給される熱の量
を変化させる手段を更に具えることを特徴とする
請求項１に記載の加工片にフイラー材料を溶接す
る装置。 ３ 前記加工片の溶接位置に熱を供給する手段を
前記加工片に対して移動させる手段を更に具える
ことを特徴とする請求項２に記載の加工片にフイ
ラー材料を溶接する装置。 ４ 前記移動手段によつて、前記熱を供給する手
段を所望の溶接パターンに関する一般的な振動経
路で動かすようにしたことを特徴とする請求項３
に記載の加工片にフイラー材料を溶接する装置。 ５ 前記加工片に供給する熱の量を前記熱の供給
手段の振動の動きに同期して変化させる手段を更
に具えるようにしたことを特徴とする請求項４に
記載の加工片にフイラー材料を溶接する装置。 ６ 加工片に連続バンドのフイラー材料を送給す
るに当たり、次の工程、即ち、 前記加工片の特定の溶接位置に熱を供給し、フ
イラー材料のバンドを熱が前記加工片に供給され
る溶接位置の近くに繰返しサイクルで制御可能に
進める工程を具え、 この繰返しサイクルは次の部分、即ち、 送り部分、この部分中前記フイラー材料の連続
バンドを、これが熔融され加工片に堆積される送
り速度で供給する； 戻り部分、この部分中前記フイラー材料の連続
バンドを加工片から離す； 休止部分、この部分中前記フイラー材料の連続
バンドを加工片に対し主として静止させる； 進み部分、この部分中前記フイラー材料の連続
バンドを送り速度よりも早い速度で送給する； を含むようにしたことを特徴とする連続バンドか
らフイラー材料を加工片に送給する方法。 ７ 熱を前記繰返しサイクルに同期して加工片に
供給する速度を変化させる工程を更に具えること
を特徴とする請求項６に記載の連続バンドのフイ
ラー材料を加工片に送供給する方法。 ８ 前記フイラー材料を加工片に堆積すべき特定
のパターンに従つて前記加工片に熱を供給する位
置を移動させる工程を更に具えることを特徴とす
る請求項７に記載の連続バンドのフイラー材料を
加工片に送給する方法。 ９ 熱を加工片に供給する位置は前記加工片の所
望の溶接パターンを中心として発振させるように
したことを特徴とする請求項８に記載の連続バン
ドのフイラー材料を加工片に送給する方法。 １０ 前記加工片に供給する熱の量を前記発振移
動に同期して変化させるようにしたことを特徴と
する請求項９に記載の連続バンドのフイラー材料
を加工片に送給する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/105,750 US4780594A (en) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | Method and apparatus for improved control of supply of filler material to a welding location |
| US105750 | 1987-10-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01154873A JPH01154873A (ja) | 1989-06-16 |
| JPH0440113B2 true JPH0440113B2 (ja) | 1992-07-01 |
Family
ID=22307580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63252937A Granted JPH01154873A (ja) | 1987-10-08 | 1988-10-08 | 加工片にフィラー材料を溶接する装置及びフィラー材料送給方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4780594A (ja) |
| EP (1) | EP0313232B1 (ja) |
| JP (1) | JPH01154873A (ja) |
| AT (1) | ATE74041T1 (ja) |
| DE (1) | DE3869548D1 (ja) |
| ES (1) | ES2030509T3 (ja) |
Families Citing this family (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0422580A (ja) * | 1990-05-15 | 1992-01-27 | Fanuc Ltd | ワイヤリトラクト制御方式 |
| US5538173A (en) * | 1995-01-10 | 1996-07-23 | Hummel; Jon C. | Expandable tool for holding aligning pipes to be welded |
| US5609291A (en) * | 1995-01-10 | 1997-03-11 | Hummel; Jon C. | Expandable tool for holding and aligning pipes to be welded |
| US6364971B1 (en) * | 2000-01-20 | 2002-04-02 | Electric Power Research Institute | Apparatus and method of repairing turbine blades |
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| WO2011013321A1 (ja) * | 2009-07-29 | 2011-02-03 | パナソニック株式会社 | アーク溶接方法およびアーク溶接装置 |
| WO2011024380A1 (ja) * | 2009-08-28 | 2011-03-03 | パナソニック株式会社 | アーク溶接方法およびアーク溶接装置 |
| WO2011064952A1 (ja) * | 2009-11-25 | 2011-06-03 | パナソニック株式会社 | 溶接方法および溶接装置 |
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| JP5871373B2 (ja) * | 2012-01-12 | 2016-03-01 | 株式会社ダイヘン | アーク溶接装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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