JPH05142B2 - - Google Patents

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JPH05142B2
JPH05142B2 JP60230632A JP23063285A JPH05142B2 JP H05142 B2 JPH05142 B2 JP H05142B2 JP 60230632 A JP60230632 A JP 60230632A JP 23063285 A JP23063285 A JP 23063285A JP H05142 B2 JPH05142 B2 JP H05142B2
Authority
JP
Japan
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oscillation
welding
width
speed
groove
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP60230632A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS6289571A (en
Inventor
Hitoshi Nagashima
Hiroki Saruta
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
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Publication of JPS6289571A publication Critical patent/JPS6289571A/en
Publication of JPH05142B2 publication Critical patent/JPH05142B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

産業上の利用分野 本発明は、アーク溶接法に関し、特にアークを
開先内でオシレートさせて倣い制御で行なう場合
の開先ギヤツプ変化に起因するビード高さの不均
一を補償制御する方法に関する。 従来の技術 定アーク長制御を行ないつつ、溶接トーチを開
先内で開先幅方向にオシレートさせながら、被溶
接材の溶接線、及び開先幅倣いを行なう溶接法と
して、特公昭52−29973号などがあるが、開先ギ
ヤツプが変化した場合、前述の溶接法で、溶接速
度、及びワイヤー送給量を一定にして溶接を行な
うと、ビード高さの変動を招き、多層わたつて溶
接したときに最終パスにおいてビード表面に高低
差が生じてしまう。従来はこのようなビードの高
低差を無くすために溶接作業者が最終パスの溶接
時にワイヤー送給量等の溶接条件を調整し、高低
差を無くす操作を行なつていた。これを自動化し
た方法としては、特開昭59−130683号、特開昭57
−109575号などがある。 発明が解決しようとする従来技術の問題点 前記2者の従来技術においては、オシレートの
半周期毎にトーチ高さの変位から導かれる開先断
面積の変化によりビード高さを一定に保つ制御を
行なつていた。一般に溶接速度を制御するサーボ
系には、溶接姿勢の変化などによる負荷変動に対
して、安定した溶接速度を保つために慣性の比較
的大きなモーターを使用する。そのため、頻繁に
速度変化をさせることは、不安定になり易く望ま
しくない。従来法では、オシレート半周期毎に制
御していたため、開先内の部分的な凸凹に敏感に
反応し、溶接速度が急変し制御がはずれる欠点が
あつた。また、第6図に示すように溶接線と溶接
機械の進行方向にノズルがあつた場合、第7図と
第8図に示すように、オシレート幅が一定である
にもかかわらず、溶接トーチの描く断面積は、
Snr≠Snlであるため、溶接速度をオシレート半
周期毎に変化させることになり速度制御が不安定
になり易かつた。また、制御の基準を常に前回の
値としているため、毎回の演算の誤差が蓄積され
長大溶接線を溶接する場合に誤差ができるという
欠点もあつた。さらにトーチの描く断面積を出す
ために、トーチの上下方向の位置偏差量を連続的
に積分する必要があり、検出部を複雑かつ高価な
アトログ系で構成せねばならず、それを制御演算
能力の高いマイクロプロセツサーにとり込むため
には、A/D変換器などの手段も必要となり、処
理能力の優れたマイクロプロセツサーを用いるに
は向かないという問題点があつた。 発明の目的 本発明は、上記の従来技術の問題を解消するた
めになされたもので、簡単な構成で安定したビー
ド高さ制御を行なう溶接法を提供することを目的
とする。 発明の構成 この発明の溶接法は、溶接トーチを開先幅方向
にオシレートさせながら被溶接材の溶接線、及び
開先幅倣いを行ない、オシレート幅を検知して該
オシレート幅によりビド高さを制御する自動溶接
におけるアーク溶接法において、 検知したn(nは自然数)回のオシレート幅の
平均値を演算用のオシレート幅laとし、基準オシ
レート幅l0、基準溶接速度をV0としたとき、(l0
÷la)×VV0にて求まる溶接速度Vaを次のn回の
オシレート期間の溶接速度とすることを特徴とす
る。 以下にこの発明を実施例について説明する。 本発明では、溶接トーチと被溶接材の開先面と
の間を一定に保つ定アーク長制御を行ないつつ、
溶接トーチを開先内で開先幅方向にオシレートさ
せながら溶接する溶接法において、溶接トーチの
オシレート反転動作を、定アーク長制御を行なう
駆動用モーターの回転量を検出する光学式パルス
ジエネレーターの出力パルス数が開先底面の位置
を基準とするある一定値に達したときオシレート
の反転動作を行なうとともに、開先両端部のオシ
レート動作停止位置を第3図に示すように、P1r,
P1s,…,(Pnr,Pnsとして、その成分のy軸
(溶接進行方向の軸)の値を記憶する。そして上
記記憶値を用いて以下のように演算をする。 まず(1)式により、l1r〜lnrを求め、(2)式により、
l1s〜lrsを求める。 lmr=Pms −Pmr(m=1,2,…,n) …(1) lms=Pms −P(m+1)r(m=1,2,…,n)
…(2) また、(3)式により、l1…lnを求める。 次に好ましい実施例においては、、(4)式により、
n回のオシレート幅の平均laを求める。 la=(om=1 lm)/n ……(4) ここで、nの値については、実験的には8〜12
回程度が好ましかつたが、開先ギヤツプの変動が
ゆるやかな場合には、nを増し、急な場合にはn
を減らせばよい。 一般に、アーク溶接における溶着ビード高さh
(cm)は、その開先形状が第4図aのようである
とすると、単位時間t(sec)に溶着金属で埋める
べき開先容積と、埋まるべき送給溶着金属の関係
により、(5)式が成立する。 V・t・h・(lu−h/tanθ)=W・t ……(5) V:溶接速度(cm/sec) W:ワイヤー送給量(cm3/sec) ここで、実際のオシレート幅lとluの関係は、
開先両端部にカツトを生じないような条件で溶接
を行なうために、l=lu−α(α>0)となり、
この電極先端の軌跡は第4図bのようになる。こ
のとき、ある程度、開先ギヤツプが広い場合に
は、第4図aの断面積Saは、lとhを2辺とし
た直方形で近似できる。この場合(5)式は(6)式のよ
うになる。 V・h・l=W ……(6) ここで、6式を変形すると7式が導かれる。 hW/V・l ……(7) (7)式よりビード高さhを一定に保つためには、
ワイヤー送給量Wを一定し、溶接速度Vをオシレ
ート幅lに逆比例させて変化させるか、溶接速度
Vを一定にし、ワイヤー送給量Wをオシレート幅
lに比例させて変化させればよいことがわかる。 したがつて、オシレート幅lからビード高さを
一定に制御する実際の方法としては、まず基準と
なるオシレート幅l0、溶接速度V0、ワイヤー送給
速度W0を設定する。この設定法としては、基準
値を直接設定する方法以外に、上記ビード高さ制
御を行なわずに溶接を行ない、オペレーターが適
当と判断した時点の各値を基準とする方法もあ
る。ここでは、まず一例としてワイヤー送給速度
を固定し、溶接速度を制御する方法を述べる。前
記laの演算を行なう時点(すなわち、n回のオシ
レートが終了した時点)で、下式(8)の演算を行な
い次のn回オシレートを行なう間の溶接速度
V′を決定する。 V′=l0/laV0 ……(8) この操作を続けることで、ビード高さを一定に
保つことができる。 次に、溶接速度を固定し、ワイヤー送給速度を
制御する方法を述べる。8式の代わりに9式の演
算をし、次のn回のオシレート動作の間のワイヤ
ー送給速度をW′を制御する操作を続ければよい。 W′=la/l0W0 ………(9) 以上の説明においては、オシレート幅の検知を
マイクロプロセツサーを含むデジタル制御系に組
み込み易いように、オシレート駆動モーターに直
結された光学式パルスジエネレーターの出力によ
つて行なうことができるが、ポテンシヨメーター
やタコジエネレーターの出力の積分値など他の位
置検出手段を用いても同様の制御系が構成でき
る。 ところで、前述の制御を行なう場合に開先ギヤ
ツプが5mm以上あるときは、ビード高さ一定制御
が実現できるが、ギヤツプが狭くなつた場合や、
開先角度θが変動する場合には、(6)式の近似が成
立しなくなるために、制御の精度が落ち誤差が生
じてくる。これを補正する方法を以下に述べる。 この方法は、(5)式から(6)式への近似を行なわず
に制御する方法である。すなわち、オシレート幅
の平均値laを(10)式のように補正し、la′を演算し、
このla′を(8)式、または9式のlaの代わりに用い
てV′またはW′を決定しビード高さを制御する方
法である。 la′=la+α−h/tanθ ……(10) α:オシレート幅とビード幅の差で第4図
bに示したもの。 (10)式において、αは、カツトが出ない適正な溶
接条件で溶接している限りは、一定値を用いるこ
とができる。実験によるとαは通常の溶接条件で
は約2mm程度である。またビード高さhは、(5)式
を解くことで演算できるため、θを入力すれば、
(10)式はβを定数として(11)式のように変形できる。 la′=la+β ……(11) このようにして求めたla′を前記laの代わりに
用いることで狭開先の場合においてもビード高さ
制御を精度よく実現できた。 また、一般に定アーク長制御を行なうサーボ系
は、ワイヤ溶触の不規則性、開先の溶融による崩
壊などの外乱に対して安定性を確保するために、
速応性を押さえてある。このため、サーボ系の周
波数応答の許容範囲の制限によりオシレート周波
数(単位時間のオシレート回数)は制限される。
この制限以上の周波数にすると、第5図aに示さ
れるように電極先端の軌跡が上方に上がり、オシ
レート幅l2が本来の開先によるオシレート幅l1
り増大し、制御が不能によるだけでなく、開先両
端でカツトを生じた溶接欠陥を生じる。このよう
に、開先が狭くなつた場合においても安定な制御
をする方法を以下に述べる。すなわち、前記la、
もしくはla′から速度をアーク長制御を行なうサ
ーボ系の周波数応答を越えない適正な値に自動的
にオシレート速度を設定する方法であ。この値
は、サーボ系の性能により異なるが、その一例を
掲げると表1のようになる。
INDUSTRIAL APPLICATION FIELD The present invention relates to an arc welding method, and more particularly to a method for compensating and controlling non-uniformity in bead height due to groove gap changes when performing arc welding by oscillating an arc within a groove and performing profile control. Prior Art Japanese Patent Publication No. 52-29973 was developed as a welding method that traces the weld line and groove width of the material to be welded while controlling the arc length and oscillating the welding torch in the groove width direction within the groove. However, when the groove gap changes, if welding is performed with the welding speed and wire feed rate constant using the above-mentioned welding method, the bead height will fluctuate, and welding across multiple layers may occur. Sometimes, height differences occur on the bead surface during the final pass. Conventionally, in order to eliminate such differences in bead height, a welding operator would adjust welding conditions such as wire feed rate during the final pass of welding to eliminate the differences in height. Examples of methods for automating this are JP-A-59-130683 and JP-A-57.
-109575 etc. Problems of the prior art to be solved by the invention In the above two prior art, the bead height is controlled to be kept constant by changing the groove cross-sectional area derived from the displacement of the torch height every half cycle of the oscillation. I was doing it. Generally, a servo system that controls welding speed uses a motor with relatively large inertia to maintain a stable welding speed against load fluctuations due to changes in welding posture. Therefore, frequent speed changes are undesirable because they tend to become unstable. In the conventional method, since control was performed every half cycle of the oscillation rate, the welding speed reacted sensitively to local unevenness within the groove, resulting in sudden changes in welding speed and loss of control. In addition, when the nozzle is located in the welding line and the direction in which the welding machine moves as shown in Figure 6, the welding torch will not move even though the oscillation width is constant as shown in Figures 7 and 8. The cross-sectional area to be drawn is
Since Snr≠Snl, the welding speed had to be changed every half cycle of the oscillation, making speed control likely to become unstable. In addition, since the control reference is always the previous value, errors in calculations each time are accumulated, resulting in errors when welding a long welding line. Furthermore, in order to obtain the cross-sectional area drawn by the torch, it is necessary to continuously integrate the amount of positional deviation of the torch in the vertical direction, and the detection section must be configured with a complex and expensive atrolog system, which requires control and computing power. In order to incorporate it into a microprocessor with high processing power, means such as an A/D converter were required, which caused the problem that it was not suitable for using a microprocessor with excellent processing power. OBJECTS OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art described above, and an object of the present invention is to provide a welding method that performs stable bead height control with a simple configuration. Structure of the Invention The welding method of the present invention traces the weld line and groove width of the material to be welded while oscillating the welding torch in the groove width direction, detects the oscillation width, and determines the bid height using the oscillation width. In the arc welding method for controlled automatic welding, when the average value of the detected oscillation widths n times (n is a natural number) is the oscillation width la for calculation, the reference oscillation width l 0 and the reference welding speed are V 0 , (l 0
It is characterized in that the welding speed Va found by ÷la)×VV 0 is set as the welding speed for the next n oscillation periods. This invention will be described below with reference to examples. In the present invention, while performing constant arc length control to maintain a constant distance between the welding torch and the groove surface of the welded material,
In a welding method in which the welding torch is oscillated in the groove width direction within the groove, an optical pulse generator detects the rotation amount of the drive motor that controls the oscillation rate reversal of the welding torch and constant arc length control. When the number of output pulses reaches a certain value based on the position of the bottom of the groove, the oscillation is reversed, and the oscillation stop position at both ends of the groove is set as P 1 r ,
As P 1 s,..., (Pnr, Pns, the values of the y-axis (axis in the direction of welding progress) of the components are stored.Then, using the above stored values, calculate as follows. First, equation (1) Find l 1 r ~ lnr, and use equation (2) to obtain
Find l 1 s~lrs. lmr=Pms −Pmr(m=1,2,…,n) …(1) lms=Pms−P(m+ 1 )r(m=1,2,…,n)
...(2) Also, l 1 ...ln is determined by equation (3). In the next preferred embodiment, according to equation (4),
Find the average la of n oscillation widths. la=( om=1 lm)/n...(4) Here, the value of n is experimentally determined to be 8 to 12.
However, if the groove gap fluctuates slowly, increase n, and if it fluctuates suddenly, n
All you have to do is reduce it. Generally, the weld bead height h in arc welding
Assuming that the groove shape is as shown in Figure 4a, (cm) is determined by the relationship between the groove volume to be filled with weld metal per unit time t (sec) and the fed weld metal to be filled. ) formula holds true. V・t・h・(lu−h/tanθ)=W・t……(5) V: Welding speed (cm/sec) W: Wire feed rate (cm 3 /sec) Here, the actual oscillation width The relationship between l and lu is
In order to perform welding under conditions that do not cause cuts at both ends of the groove, l = lu - α (α > 0),
The locus of this electrode tip is as shown in FIG. 4b. At this time, if the groove gap is wide to some extent, the cross-sectional area Sa in FIG. 4a can be approximated by a rectangular parallelepiped with two sides l and h. In this case, equation (5) becomes equation (6). V・h・l=W...(6) Here, by transforming the 6th equation, the 7th equation is derived. hW/V・l...(7) From formula (7), in order to keep the bead height h constant,
Either the wire feed rate W can be kept constant and the welding speed V can be varied in inverse proportion to the oscillation width l, or the welding speed V can be kept constant and the wire feed rate W can be varied in proportion to the oscillation width l. I understand that. Therefore, as a practical method for controlling the bead height to a constant value from the oscillation width l, first, the reference oscillation width l 0 , welding speed V 0 , and wire feeding speed W 0 are set. In addition to the method of directly setting the reference value, there is also a method of performing welding without performing the bead height control described above, and using each value at a time deemed appropriate by the operator as the reference. Here, as an example, a method will be described in which the wire feeding speed is fixed and the welding speed is controlled. At the time when calculating la (that is, when n oscillations are completed), calculate the following formula (8) to determine the welding speed during the next n oscillations.
Determine V′. V′=l 0 /laV 0 ……(8) By continuing this operation, the bead height can be kept constant. Next, a method of fixing the welding speed and controlling the wire feeding speed will be described. It is sufficient to calculate Equation 9 instead of Equation 8, and continue the operation to control the wire feeding speed W' during the next n oscillation operations. W′=la/l 0 W 0 ………(9) In the above explanation, an optical type Although this can be done using the output of a pulse generator, a similar control system can also be constructed using other position detection means such as a potentiometer or an integral value of the output of a tachogenerator. By the way, when performing the above-mentioned control, when the bevel gap is 5 mm or more, constant bead height control can be achieved, but when the gap becomes narrow,
When the groove angle θ varies, the approximation of equation (6) no longer holds true, resulting in decreased control accuracy and errors. A method for correcting this will be described below. This method is a method of controlling without approximating equation (5) to equation (6). That is, correct the average value la of the oscillation width as shown in equation (10), calculate la′,
This method uses la' in place of la in equation (8) or equation (9) to determine V' or W' and control the bead height. la'=la+α-h/tanθ...(10) α: Difference between oscillation width and bead width as shown in Figure 4b. In equation (10), a constant value can be used for α as long as welding is performed under appropriate welding conditions that do not cause cuts. According to experiments, α is about 2 mm under normal welding conditions. Also, the bead height h can be calculated by solving equation (5), so by inputting θ,
Equation (10) can be transformed into equation (11) with β as a constant. la′=la+β...(11) By using la′ obtained in this way in place of the above-mentioned la, bead height control could be achieved with high accuracy even in the case of a narrow groove. In addition, in general, servo systems that perform constant arc length control have a
It has a fast response. For this reason, the oscillation frequency (the number of oscillations per unit time) is limited by the permissible range of the frequency response of the servo system.
When the frequency exceeds this limit, the locus of the electrode tip rises upward as shown in Figure 5a, and the oscillation width l 2 becomes larger than the original oscillation width l 1 due to the groove, which is due only to the inability to control. This results in a welding defect with cuts at both ends of the groove. A method for stable control even when the groove becomes narrow in this way will be described below. That is, the la,
Alternatively, there is a method of automatically setting the oscillation speed from la' to an appropriate value that does not exceed the frequency response of the servo system that controls the arc length. This value varies depending on the performance of the servo system, but an example is shown in Table 1.

【表】 前記説明においてlaの求め方として、n回の平
均を求める方法のみを記したが、当然n回のうち
の最初のm回、ないしは偶数、奇数回のみの平均
を求める方法も考えられる。また、被溶接物の開
先が直線である場合には、往路もしくは復路のい
ずれか一方のオシレート幅で制御をすることも考
えられる。 上述の制御法は、MIG,MAG,TIG,CO2
いずれの溶接法においても適応できるが、ここで
は、TIG溶接における一実施例を説明する。 第1図は、本発明の一実施例の機構の全体のブ
ロツク図である。図において、Aは被溶接材で開
先Kに沿つて溶接される。1は、被溶接材Aとの
間でアークを発生する非消耗電極、2は溶接トー
チ、3は定アーク長制御を行なうために溶接トー
チ2を上下方向(図のZ軸方向)に駆動させるた
めのボールネジ、ラツクピニオンなどの機械的伝
達装置、4はZ軸用モーター、5はモーター4の
軸に直結された光学式パルスジエネレーターであ
り、パルスジエネレーター5の出力をモータード
ライバー6にフイードバツクし、溶接トーチ2の
Z軸方向の位置の制御を行なう。7は溶接トーチ
2のオシレート動作を行なうために図中Y軸方向
の駆動を行なう機械的伝達装置、8はオシレート
用のモーター、9は光学式エンコーダでモーター
8の回転量に応じた数のパルスを発生する。10
はドライバーである。11は溶接トーチ2を溶接
線に沿う方向Xに移動させる移動機構であり、こ
の移動機構11はモーター13を備えており、モ
ーター13の回転がギヤ等を含む機械的伝達手段
12に伝えられ、移動機構11はレール11aに
沿つて図上X方向に移動するようになつている。
14はモーター13の回転に応じて信号を出力す
るパルスジエネレーター、15はモーター13を
駆動するドライバーである。 以上3〜15の装置をもつて溶接トーチ2をX,
Y,Zの直交3軸方向に駆動させる。また、16
はワイヤー送給チツプ、17はフイラワイヤーで
あり、このフイラワイヤー17は機械的送給装置
18により非消耗電極1と開先K間のアーク中に
送給され、ビードを形成する。19はワイヤー送
給モーター、20はタコジーネレーターでワイヤ
ーモーター送給ドライバー21にその出力をフイ
ードバツクしワイヤー送給速度を制御する。 次に、本発明のモーター駆動を行なう部分の電
気系のブロツク構成図を第2図に示す。ここで第
1図と番号の同じ物は同じ装置である。第2図に
おいて、まず、定アーク長制御を行なう部分から
説明すると、22は溶接電源である。23は溶接
トーチ2と被溶接材A間の電圧を検出する電圧検
出器、24は基準アーク電圧設定器、25は差動
増幅器、26はPID補償を行なう制御要素、27
は制御要素26の速度指令アナログ出力電圧に比
例した周波数のパルス列を出力するV/F変換器
で、その出力でドライバー6によりモーター4を
回転して溶接トーチ2をZ軸方向に動かすことに
より定アーク長制御を行なう。また29はZ軸方
向のアツプダウンカウンターでパルスジエネレー
ター5から出力されるパルス列をカウントするこ
とで溶接トーチ2のZ軸方向の位置を、マイクロ
プロセツサ30に出力する。アツプダウンカウン
ター29の出力はマイクロプロセツサ30の中
で、オシレート反転位置を検出するのに用いられ
る。 マイクロプロセツサ30は、CPU、メモリー
などを含み、オシレート動作停止位置P1r,P1l,
…Pnr,Pns等の位置データやそれらの成分のY
軸上の値等の本発明の実行に必要な値の記憶およ
び(1)〜(10)式等の演算を行ない、X〜Z軸のモータ
ーとワイヤー送給モーターを駆動するための速度
指令を出力する。 X軸駆動系について説明すると、32は指令パ
ルス発生器であり、マイクロプロセツサー30か
ら出力されるデジタル量の速度指令と移動距離指
令に、それぞれ、パル衰スの周波数、パルスの総
数を比例させたパルス列を発生する。これによ
り、モーター13をドライバー15で駆動して溶
接トーチ2をX軸方向に動かす。 Y軸駆動系について説明すると、34は32と
同様な指令パルス発生器でドライバー10を介し
てモーター8を駆動して溶接トーチ2をY軸方向
に駆動させオシレート動作を行なう。また、33
は29と同様なアツプダウンカウンターであり、
溶接トーチ2のY軸方向の移動に応じてカウント
内容を増減する。このアツプダウンカウンター3
3の内容から、前記P1r,P1s,…,Pnr,Pns,
P(n+1)rの値をマイクロプロセツサー30が
読みとる。 最後に、ワイヤー送給系について説明すると、
35は、マイクロプロセツサー30から出力され
るデジタル量のワイヤー送給速度指令出力をアナ
ログ量に変換するD/A変換器で、この出力によ
り19〜21の装置を用いてフイラワイヤー17
の送給を行なう。 上述の実施例においては、オシレートの幅の検
知のみでビード高さの制御を行なうようにしたも
のであり、オシレート幅の検出手段としてオシレ
ート量で作動するパルス発生器からのパルスを数
えるアツプダウンカウンターの出力で所要のデー
タをマイクロプロセツサにとり込めるため、従来
必要であつた複雑なアナログ系とそのアナログ量
をデジタル量に変換する装置を必要としない。こ
のため、簡単かつ安価な装置構成でビード高さ制
御を行なうことができる。 また、オシレート量としてn回の平均をとるこ
とにより、開先の小凹凸に影響されず、かつ基準
を前回に求めず一定とすることで、誤差が蓄積さ
れることなく最大溶接線においても安定なビード
高さ制御ができる。 発明の効果 以上詳述したように、この発明は溶接トーチの
オシレート幅の検知のみでビード高さを制御する
ようにしたから開先内の部分的な凹凸に関係なく
ビード高さを制御でき、制御が容易になり、さら
にトーチの描く断面積を出すために、トーチの上
下方向の位置偏差量を連続的に積分することも不
要になり、検出部を複雑かつ高価なアナログ系で
構成することも不要となり、装置が簡単化でき
る。
[Table] In the above explanation, only the method of calculating the average of n times was described as a method of calculating la, but of course it is also possible to calculate the average of only the first m times out of n times, or only an even or odd number of times. . Furthermore, if the groove of the workpiece is a straight line, it may be possible to perform control using the oscillation width of either the forward or backward path. Although the above-mentioned control method can be applied to any of MIG, MAG, TIG, and CO 2 welding methods, an example for TIG welding will be described here. FIG. 1 is an overall block diagram of the mechanism of one embodiment of the present invention. In the figure, A indicates a material to be welded, which is to be welded along a groove K. 1 is a non-consumable electrode that generates an arc with the material to be welded A, 2 is a welding torch, and 3 is a welding torch 2 that is driven in the vertical direction (Z-axis direction in the figure) to perform constant arc length control. 4 is a Z-axis motor, 5 is an optical pulse generator directly connected to the axis of the motor 4, and the output of the pulse generator 5 is transferred to a motor driver 6. The position of the welding torch 2 in the Z-axis direction is controlled. 7 is a mechanical transmission device that drives the welding torch 2 in the Y-axis direction in order to oscillate the welding torch 2, 8 is a motor for oscillation, and 9 is an optical encoder that outputs a number of pulses according to the amount of rotation of the motor 8. occurs. 10
is the driver. Reference numeral 11 denotes a moving mechanism for moving the welding torch 2 in the direction The moving mechanism 11 is adapted to move in the X direction in the figure along the rail 11a.
14 is a pulse generator that outputs a signal according to the rotation of the motor 13, and 15 is a driver that drives the motor 13. With the above 3 to 15 devices, welding torch 2 is
Drive in three orthogonal directions of Y and Z. Also, 16
1 is a wire feeding tip, 17 is a filler wire, and this filler wire 17 is fed into the arc between the non-consumable electrode 1 and the groove K by a mechanical feeding device 18 to form a bead. 19 is a wire feed motor, and 20 is a tacho generator which feeds back its output to a wire motor feed driver 21 to control the wire feed speed. Next, FIG. 2 shows a block diagram of the electrical system for driving the motor of the present invention. Components with the same numbers as in FIG. 1 are the same devices. In FIG. 2, first, the part that performs constant arc length control will be explained. 22 is a welding power source. 23 is a voltage detector that detects the voltage between the welding torch 2 and the material to be welded A, 24 is a reference arc voltage setting device, 25 is a differential amplifier, 26 is a control element that performs PID compensation, 27
is a V/F converter that outputs a pulse train with a frequency proportional to the speed command analog output voltage of the control element 26, and the output is used to rotate the motor 4 using the driver 6 to move the welding torch 2 in the Z-axis direction. Performs arc length control. Further, 29 is an up-down counter in the Z-axis direction that counts the pulse train output from the pulse generator 5 and outputs the position of the welding torch 2 in the Z-axis direction to the microprocessor 30. The output of up-down counter 29 is used within microprocessor 30 to detect the oscillation reversal position. The microprocessor 30 includes a CPU, memory, etc., and has oscillation operation stop positions P 1 r, P 1 l,
...Position data such as Pnr, Pns, etc. and Y of those components
By storing the values necessary to carry out the present invention, such as values on the axes, and calculating equations (1) to (10), etc., the speed commands for driving the motors of the X to Z axes and the wire feeding motor are generated. Output. To explain the X-axis drive system, 32 is a command pulse generator, which proportionally adjusts the frequency of pulse attenuation and the total number of pulses to the digital speed command and movement distance command output from the microprocessor 30. generates a pulse train. As a result, the motor 13 is driven by the driver 15 to move the welding torch 2 in the X-axis direction. Regarding the Y-axis drive system, 34 is a command pulse generator similar to 32, which drives the motor 8 via the driver 10 to drive the welding torch 2 in the Y-axis direction to perform an oscillating operation. Also, 33
is an up-down counter similar to 29,
The count is increased or decreased in accordance with the movement of the welding torch 2 in the Y-axis direction. This updown counter 3
From the contents of 3, the above P 1 r, P 1 s,..., Pnr, Pns,
The microprocessor 30 reads the value of P(n+ 1 )r. Finally, I would like to explain about the wire feeding system.
35 is a D/A converter that converts the wire feed speed command output in digital quantity output from the microprocessor 30 into an analog quantity.
will be sent. In the above embodiment, the bead height is controlled only by detecting the oscillation width, and the means for detecting the oscillation width is an up-down counter that counts pulses from a pulse generator that operates based on the oscillation amount. Since the required data can be input into the microprocessor through the output of the microprocessor, there is no need for a complex analog system and a device for converting analog quantities into digital quantities, which were required in the past. Therefore, the bead height can be controlled with a simple and inexpensive device configuration. In addition, by taking the average of n times as the oscillation amount, it is not affected by small irregularities in the groove, and by keeping the reference constant without determining the previous value, it is stable even at the largest weld line without accumulating errors. Bead height control is possible. Effects of the Invention As detailed above, in this invention, the bead height is controlled only by detecting the oscillation width of the welding torch, so the bead height can be controlled regardless of the local unevenness within the groove. Control is easier, and it is no longer necessary to continuously integrate the vertical positional deviation of the torch in order to obtain the cross-sectional area drawn by the torch, and the detection section can be configured with a complicated and expensive analog system. This also eliminates the need for the device, which simplifies the device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例に用いられる溶接
装置のブロツク図、第2図は第1図の装置に用い
られる電気回路の回路図、第3図はオシレートの
一状態を示すグラフ、第4図a,bと第5図a,
bはそれぞれ開先部分の断面図、第6図はオシレ
ートの一状態を示すグラフ、第7図と第8図は第
6図のオシレートにおける溶接トーチが描く断面
積を示す断面図である。 K…開先、1…非消耗電極、2…溶接トーチ、
17…フイラワイヤ。
FIG. 1 is a block diagram of a welding device used in an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of an electric circuit used in the device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a graph showing one state of the oscillation rate. Figure 4 a, b and Figure 5 a,
6 is a graph showing one state of the oscillation, and FIGS. 7 and 8 are sectional views showing the cross-sectional area drawn by the welding torch in the oscillation of FIG. 6. K...Bevel, 1...Non-consumable electrode, 2...Welding torch,
17... Filler wire.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 溶接トーチを開先幅方向にオシレートさせな
がら被溶接材の溶接線、及び開先幅倣いを行な
い、オシレート幅を検知して該オシレート幅によ
りビード高さを制御する自動溶接におけるアーク
溶接法において、 検知したn(nは自然数)回のオシレート幅の
平均値を演算用のオシレート幅laとし、基準オシ
レート幅l0、基準溶接速度をV0としたとき、(l0
÷la)×V0にて求まる溶接速度Vaを次のn回のオ
シレート期間の溶接速度とすることを特徴とする
アーク溶接法。 2 オシレート行程の往路と復路のオシレート幅
の平均値を上記オシレート幅とする特許請求の範
囲第1項記載のアーク溶接法。 3 溶接速度を一定とし、基準ワイヤ送給量を
W0としたとき、(la÷l0)×W0にて求まるワイヤ
送給速度Waを次のn回のオシレート期間のワイ
ヤ送給速度とする特許請求の範囲第1項または第
2項に記載のアーク溶接法。 4 被溶接材の開先角度、及びビード高さをコン
トロールするパラメータから計算されるビード高
さの計算法により、補正した上記演算用のオシレ
ート幅laを用いて上記パラメータを制御する特許
請求の範囲第1項ないし第3項のいずれかに記載
のアーク溶接法。 5 オシレートする際のオシレート速度を上記演
算用のオシレート幅から定アーク長制御の応答に
適した値にする特許請求の範囲第1項ないし第4
項のいずれかに記載のアーク溶接法。
[Scope of Claims] 1. An automatic system that traces the welding line and groove width of the material to be welded while oscillating the welding torch in the groove width direction, detects the oscillation width, and controls the bead height based on the oscillation width. In the arc welding method for welding, the average value of the detected oscillation widths n times (n is a natural number) is the oscillation width la for calculation, the reference oscillation width l 0 and the reference welding speed are V 0 , (l 0
An arc welding method characterized in that the welding speed Va found by ÷la)×V 0 is set as the welding speed for the next n oscillation periods. 2. The arc welding method according to claim 1, wherein the oscillation width is an average value of the oscillation widths of the outward and return passes of the oscillation process. 3 The welding speed is kept constant and the standard wire feed rate is
When W 0 , the wire feeding speed Wa determined by (la÷l 0 )×W 0 is the wire feeding speed for the next n oscillation periods. Arc welding method described. 4 Claims that control the parameters using the oscillation width la for the calculations corrected by a bead height calculation method that is calculated from parameters that control the groove angle of the material to be welded and the bead height. The arc welding method according to any one of items 1 to 3. 5. Claims 1 to 4 set the oscillation speed during oscillation to a value suitable for the response of constant arc length control from the oscillation width for calculation.
The arc welding method described in any of paragraphs.
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