JPH0655272A - 消耗電極式アーク溶接方法 - Google Patents

消耗電極式アーク溶接方法

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JPH0655272A
JPH0655272A JP21115992A JP21115992A JPH0655272A JP H0655272 A JPH0655272 A JP H0655272A JP 21115992 A JP21115992 A JP 21115992A JP 21115992 A JP21115992 A JP 21115992A JP H0655272 A JPH0655272 A JP H0655272A
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恭秀 永浜
Masayuki Shigeyoshi
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、V形,L形またはこれらに類似した
形の開先内にて溶接トーチを左右にウィービングさせな
がら溶接線に沿って進行させ溶接を行なう消耗電極式ア
ーク溶接方法に関し、溶接トーチ位置修正量を可変とし
て、蛇行ビードを生じさせることなく溶接線の追従性の
向上をはかることを目的とする。 【構成】そこで、溶接電流に基づき所定周期で検知され
た溶接トーチの溶接線に対する修正方向が溶接線に対す
る一方側である場合には、+Kを方向対応変更量uとし
て設定し、その修正方向が反対方向である場合には、−
Kを方向対応変更量uとして設定し、溶接トーチのウィ
ービング中心と溶接線とが一致している場合には、0を
方向対応変更量uとして設定し、今回を含む過去所定回
の修正方向についての方向対応変更量uをすべて加算し
たものを、溶接トーチの溶接線に対する今回修正量Uと
することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、V形,L形またはこれ
らに類似した形の開先内にて溶接トーチを左右にウィー
ビングさせながら溶接線に沿って進行させ溶接を行なう
消耗電極式アーク溶接方法に関し、特に溶接トーチを溶
接線に正しく倣わせる溶接線自動倣い制御を用いたアー
ク溶接方法に関する。
【0002】
【従来の技術】溶接線の自動倣い制御に際しては、例え
ば、図7に示すようなV形開先内にて溶接トーチ1を左
右(左端をL、右端をR、ウィービング中心をOとして
図示する)にウィービングさせた場合のワイヤ突き出し
長さと溶接電流との関係を利用することが一般的に行な
われている。この種の方法としては、例えば特開昭61
−144272号公報等に開示された技術がある。
【0003】この従来技術では、図8(a),(b)に示す
ようにウィービング中心と溶接線とが一致している場合
の溶接電流波形と、図9(a),(b)および図10(a),
(b)に示すように、ウィービング中心と溶接線とが一致
していない場合の溶接電流波形とが異なることを利用し
ている。
【0004】つまり、ウィービング左右方向の倣いで
は、L端からR端までの行程中の最大電流値IL1と最
小電流値IL2との差ΔIL=IL1−IL2、および、
R端からL端までの行程中の最大電流値IR1と最小電
流値IR2との差ΔIR=IR1−IR2が、図8(a),
(b)に示す状態ではΔIL=ΔIR、図9(a),(b)に
示す状態ではΔIL>ΔIR、図10(a),(b)に示す
状態でΔIL<ΔIRとなることを用いている。
【0005】従って、ΔIL>ΔIRとなれば図9
(a),(b)に示すような左ずれ状態であるので、溶接ト
ーチ1を右方向へ予め決められた一定量Kだけ位置修正
を行なう一方、ΔIL<ΔIRとなれば図10(a),
(b)に示すような右ずれ状態であるので、溶接トーチ1
を左方向へ前記一定量Kだけ位置修正を行なう。このよ
うな修正動作をウィービング半周期毎に行ない、溶接ト
ーチ1のウィービング中心を溶接線に自動的に倣わせて
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
消耗電極式アーク溶接方法では、1回の溶接トーチ位置
修正量が一定量Kに固定されているため、倣い追従範囲
に限界があり、目標溶接線が急激に変化するような場合
やウィービング中心と溶接線とが大きくずれた場合など
には、速やかに追従できない。また、追従範囲を広げる
ために1回の修正量Kの値を極端に大きくすれば蛇行ビ
ードを生じるなどの課題もあった。
【0007】本発明は、このような課題を解決しようと
するもので、溶接トーチ位置修正量を可変として、蛇行
ビードを生じさせることなく溶接線の追従性の向上をは
かった消耗電極式アーク溶接方法を提供することを目的
とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の消耗電極式アーク溶接方法は、溶接トーチ
を周期的にウィービングさせながら検出した溶接電流に
基づいて、前記溶接トーチの溶接線に対する位置を修正
して該溶接線に倣いつつ溶接を行なうものにおいて、前
記溶接電流に基づき所定周期で検知された前記溶接トー
チの前記溶接線に対する修正方向に応じて、その修正
方向が前記溶接線に対する一方側である場合には、正の
一定量を方向対応変更量として設定し、その修正方向
が前記溶接線に対する他方側である場合には、前記正の
一定修正量と同じ大きさの負の一定量を方向対応変更量
として設定し、前記溶接トーチのウィービング中心と
前記溶接線とが一致した修正方向が0の場合には、0を
方向対応変更量として設定し、今回を含む過去所定回の
修正方向についての前記方向対応変更量をすべて加算し
たものを、前記溶接トーチの前記溶接線に対する今回修
正量とし、該今回修正量だけ前記溶接トーチの位置を移
動することを特徴している。
【0009】
【作用】上述した本発明の消耗電極式アーク溶接方法で
は、溶接トーチの溶接線に対する今回修正量が、今回を
含む過去所定回の修正方向についての方向対応変更量の
和になり可変となるため、倣い追従範囲が大きくなるほ
か、誤った倣い信号が発生しても和により平均化され誤
った倣い信号の影響を抑制できる。
【0010】
【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
消耗電極式アーク溶接方法について説明すると、図1は
その修正量決定手順を説明するためのフローチャート、
図2はその溶接トーチ位置修正手順を説明するためのフ
ローチャート、図3は本実施例の方法を適用されるアー
ク溶接装置を示すブロック図、図4は本実施例の方法を
適用した場合について前々回,前回,今回の修正方向に
対応する今回修正量が具体的にどのようになるのかを示
すテーブル、図5,図6は本実施例の方法を適用した場
合の溶接線追従性を示すグラフである。
【0011】まず、図3により本実施例の方法を適用さ
れるアーク溶接装置について説明すると、この図3にお
いて、1は溶接トーチ、2はV形開先部2aを有するワ
ーク、3はアーム先端部に溶接トーチ1を装着されこの
溶接トーチ1の位置を制御しながらワーク2に対する溶
接を実行する多関節型のアーク溶接ロボット、4はこの
アーク溶接ロボット3の動作を制御するためのロボット
制御盤である。
【0012】このロボット制御盤4は、V形開先部2a
内にて溶接トーチ1を左右にウィービング動作させるた
めの演算を行ない、その演算結果に基づいてアーク溶接
ロボット3の各アームを駆動制御し、所定のウィービン
グ周波数で溶接トーチ1を揺動駆動するものである。
【0013】また、5はアーク溶接用の電力を供給する
ための溶接電源、6はこの溶接電源5に取り付けられた
シャントであり、このシャント6から溶接電流が検出さ
れるようになっている。シャント6から検出された溶接
電流は、ロボット制御盤4内のA/D変換器によりディ
ジタル変換され、その溶接電流ディジタル値と、ウィー
ビング動作に用いるウィービング端を示す端信号とに基
づき、ロボット制御盤4により、図1,図2にて後述す
るフローチャートに従って、溶接トーチ1の位置修正方
向および1回の修正量が演算されアーク溶接ロボット3
へ出力される。これにより、溶接トーチ1を周期的にウ
ィービングさせながら検出した溶接電流に基づいて溶接
トーチ1の溶接線に対する位置が修正され、その溶接線
に倣いつつ溶接が行なわれるようになっている。
【0014】図3に示すごとく構成された装置により、
本実施例では、図1および図2に示すフローチャートに
従い、次のようにして溶接トーチ1を溶接線に正しく倣
わせる溶接線自動倣い制御が行なわれる。
【0015】まず、図2により、基本的な溶接トーチ位
置修正手順について説明すると、溶接トーチ1がL端か
らR端への移行区間中であるか否かを判定し(ステップ
S1)、該移行区間中である場合には、その移行区間中
の最大電流値IL1および最小電流値IL2をサンプリン
グする一方(ステップS2)、上記移行区間中でない場合
つまり溶接トーチ1がR端からL端への移行区間中であ
る場合には、その移行区間中の最大電流値IR1および
最小電流値IR2をサンプリングする(ステップS3)。
【0016】ウィービング周期の半周期を終了し且つ最
初の半周期でないと判定された場合(ステップS4,S
5)、L端からR端までの行程中の最大電流値IL1と最
小電流値IL2との差ΔIL=IL1−IL2、および、
R端からL端までの行程中の最大電流値IR1と最小電
流値IR2との差ΔIR=IR1−IR2を算出する(ステ
ップS6)。なお、少なくとも1周期分の行程を終了し
なければ、ステップS6以降の演算処理に必要な4つの
電流値IL1,IL2,IR1,IR2得られないため、ス
テップS4,S5による判定処理が行なわれている。
【0017】これらの差ΔIL,ΔIRを算出した後、
図1にて後述する修正量決定処理によって今回修正方向
および今回修正量が決定され(ステップS7)、これらの
今回修正方向および今回修正量に基づいた制御指令をア
ーク溶接ロボット3へ出力することにより(ステップS
8)、今回修正量だけ今回修正方向へ溶接トーチ1が移
動し、溶接トーチ1のウィービング中心を溶接線に自動
的に倣わせている。
【0018】次に、図1により、上述したステップS7
で行なわれる本実施例の修正量決定処理手順について説
明すると、まず、ステップS6にて算出された差ΔIL
とΔIRとを比較し(ステップA1)、その大小関係がΔ
IL>ΔIR,ΔIL=ΔIR,ΔIL<ΔIRのいず
れであるかを判断する。
【0019】ΔIL>ΔIRである場合には、修正方向
が溶接線に対して右方向(R端方向)であり、予め設定
された正の一定量+K(mm)を、方向対応変更量uと
して設定し(ステップA2)、ΔIL=ΔIRである場合
には、溶接トーチ1のウィービング中心位置と溶接線位
置とが一致しており、0を方向対応変更量uとして設定
し(ステップA3)、ΔIL<ΔIRである場合には、修
正方向が溶接線に対して左方向(L端方向)であり、負の
一定量−K(mm)を方向対応変更量uとして設定する(ス
テップA4)。
【0020】そして、本実施例では、所定周期で得られ
る今回の方向対応変更量uを、過去2回分、つまり、前
回の方向対応変更量uOLD1と前々回の方向対応変更量u
OLD2とに加算したものを、溶接トーチ1の溶接線に対す
る今回修正量Uとして算出する(ステップA5)。
【0021】図1にて上述した本実施例の修正量決定処
理手順による具体的な修正量決定結果の例を図4に示
す。ただし、図4中、前々回,前回,今回の修正方向の
欄に記載されるLは修正方向が左方向つまりu=−Kの
場合であり、0はu=0の場合であり、Rは修正方向が
右方向つまりu=+Kの場合であり、修正量の欄に記載
されたΔL,ΔRはそれぞれ−K,+Kに対応する。
【0022】また、図1にて上述した本実施例の修正量
決定処理を、溶接線位置が図5に3種類の直線で示すご
とく徐々にずれていく場合と、溶接線位置が図6に3種
類の直線で示すごとくステップ状にずれた場合とのそれ
ぞれに適用した際の溶接線追従性を各図に示す。図5,
図6のそれぞれに示された階段状のラインが、本実施例
の方法を適用した場合についての、溶接線位置に対する
ウィービング中心位置を示している。また、図11,図
12に、図5,図6に示した溶接線に従来法を適用た場
合の追従性を示しているが、これらの図11,図12と
本実施例を適用した図5,図6とを比較しても明らかな
ように、本実施例によれば、溶接線が徐々にずれて行く
場合に安定して追従できるだけでなく、特に、溶接線が
ステップ状にずれた場合の追従性が大幅に改善される。
【0023】このように、本実施例の消耗電極式アーク
溶接方法によれば、溶接トーチ1の溶接線に対する今回
修正量Uが、今回の修正方向についての方向対応変更量
uおよび過去2回の修正方向についての方向対応変更量
OLD1,uOLD2の和になり可変となるため、倣い追従範
囲が大きくなり、蛇行ビードを生じさせることなく溶接
線の追従性が大幅に向上するほか、誤った倣い信号が発
生しても和により平均化され誤った倣い信号の影響を大
幅に抑制できる。
【0024】なお、上記実施例では、今回の方向対応変
更量uと過去2回の方向対応変更量uOLD1,uOLD2との
和を今回修正量Uとしているが、本発明は、これに限定
されるものではなく、今回の方向対応変更量uと過去3
回以上の方向対応変更量とをすべて加算して今回修正量
Uとしてもよい。
【0025】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の消耗電極
式アーク溶接方法によれば、溶接トーチの溶接線に対す
る今回修正量を、今回を含む過去所定回の修正方向につ
いての方向対応変更量の和になり可変となるため、倣い
追従範囲が大きくなり、蛇行ビードを生じさせることな
く溶接線の追従性が大幅に向上するほか、誤った倣い信
号が発生しても和により平均化され誤った倣い信号の影
響を大幅に抑制できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例としての消耗電極式アーク溶
接方法における修正量決定手順を説明するためのフロー
チャートである。
【図2】本実施例の溶接トーチ位置修正手順を説明する
ためのフローチャートである。
【図3】本実施例の方法を適用されるアーク溶接装置を
示すブロック図である。
【図4】本実施例の方法を適用した場合について前々
回,前回,今回の修正方向に対応する今回修正量が具体
的にどのようになるのかを示すテーブルである。
【図5】本実施例の方法を適用した場合の溶接線追従性
を示すグラフである。
【図6】本実施例の方法を適用した場合の溶接線追従性
を示すグラフである。
【図7】一般的なV形開先と溶接トーチとを示す模式図
である。
【図8】(a)はウィービング中心と溶接線とが一致して
いる場合のV形開先内における溶接トーチの配置状態を
示す模式図、(b)は(a)に示す状態での溶接電流波形を
示すグラフである。
【図9】(a)はウィービング中心が溶接線よりも左側へ
ずれている場合のV形開先内における溶接トーチの配置
状態を示す模式図、(b)は(a)に示す状態での溶接電流
波形を示すグラフである。
【図10】(a)はウィービング中心が溶接線よりも右側
へずれている場合のV形開先内における溶接トーチの配
置状態を示す模式図、(b)は(a)に示す状態での溶接電
流波形を示すグラフである。
【図11】従来法を適用した場合の溶接線追従性を示す
グラフである。
【図12】従来法を適用した場合の溶接線追従性を示す
グラフである。
【符号の説明】
1 溶接トーチ 2 ワーク 2a V形開先部 3 アーク溶接ロボット 4 ロボット制御盤 5 溶接電源 6 シャント

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶接トーチを周期的にウィービングさせ
    ながら検出した溶接電流に基づいて、前記溶接トーチの
    溶接線に対する位置を修正して該溶接線に倣いつつ溶接
    を行なう消耗電極式アーク溶接方法において、 前記溶接電流に基づき所定周期で検知された前記溶接ト
    ーチの前記溶接線に対する修正方向に応じて、その修正
    方向が前記溶接線に対する一方側である場合には正の一
    定量を方向対応変更量として設定し、その修正方向が前
    記溶接線に対する他方側である場合には前記正の一定修
    正量と同じ大きさの負の一定量を方向対応変更量として
    設定し、前記溶接トーチのウィービング中心と前記溶接
    線とが一致した修正方向が0の場合には0を方向対応変
    更量として設定し、 今回を含む過去所定回の修正方向についての前記方向対
    応変更量をすべて加算したものを、前記溶接トーチの前
    記溶接線に対する今回修正量とし、該今回修正量だけ前
    記溶接トーチの位置を移動することを特徴とする消耗電
    極式アーク溶接方法。
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