JPH0671662B2 - ト−チ角度制御方法 - Google Patents
ト−チ角度制御方法Info
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- JPH0671662B2 JPH0671662B2 JP22624286A JP22624286A JPH0671662B2 JP H0671662 B2 JPH0671662 B2 JP H0671662B2 JP 22624286 A JP22624286 A JP 22624286A JP 22624286 A JP22624286 A JP 22624286A JP H0671662 B2 JPH0671662 B2 JP H0671662B2
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- torch
- waveform
- arc
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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
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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)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、屈曲する溶接線に沿って行なう高速回転ア
ーク隅肉溶接のトーチ角度制御方法に関する。
ーク隅肉溶接のトーチ角度制御方法に関する。
従来、Ｔ継手，かど継手等の隅肉溶接を自動で行なう場
合は、例えばアークセンサによる開先倣いにより溶接電
極を開先ルートに追従させて行なっている。
合は、例えばアークセンサによる開先倣いにより溶接電
極を開先ルートに追従させて行なっている。
従来、例えば第11図に示すように下板１と立板２の溶接
線３が左に屈曲している溶接継手において、溶接トーチ
４を溶接線３に沿って矢印５の方向に移動しながら自動
溶接する場合、溶接トーチ４が屈曲点６を通過する前は
溶接トーチ４を溶接線３に対して直角をなしているが、
溶接トーチ４が屈曲点６を通過した後は溶接トーチ４は
溶接線３に対し後退角θをとる。このように溶接線３が
屈曲しているため溶接トーチ４のトーチ角度が変化する
と、開先ならいを行なっていてもビード形状が不連続と
なったり溶込み深さが変化し溶接不良となる問題点があ
った。
線３が左に屈曲している溶接継手において、溶接トーチ
４を溶接線３に沿って矢印５の方向に移動しながら自動
溶接する場合、溶接トーチ４が屈曲点６を通過する前は
溶接トーチ４を溶接線３に対して直角をなしているが、
溶接トーチ４が屈曲点６を通過した後は溶接トーチ４は
溶接線３に対し後退角θをとる。このように溶接線３が
屈曲しているため溶接トーチ４のトーチ角度が変化する
と、開先ならいを行なっていてもビード形状が不連続と
なったり溶込み深さが変化し溶接不良となる問題点があ
った。
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、屈曲している溶接線に対して自動でトーチ角
度を修正することができるトーチ角度制御方法を提案す
ることを目的とするものである。
のであり、屈曲している溶接線に対して自動でトーチ角
度を修正することができるトーチ角度制御方法を提案す
ることを目的とするものである。
この発明に係るトーチ角度制御方法は、アークを高速回
転させながら屈曲する溶接線に沿って行なう隅肉溶接に
おいて、 （イ）上記回転するアークのアーク電圧波形又は溶接電
流波形を検出し、 （ロ）上記アーク電圧波形又は溶接電流波形を溶接進行
方向前方点Cf及び溶接進行方向後方点Crを中心に±2.5
度から±90度の範囲で一定角度±φｏで分割し、 （ハ）上記前方点Cf側に一定角度±φｏで作るアーク電
圧波形又は溶接電流波形の面積Scfと、上記後方点Cr側
に一定角度±φｏで作るアーク電圧波形又は溶接電流波
形の面積Scrを演算し、 （ニ）上記面積の差Scf-Scrを演算し、この面積の差が
あらかじめ定めた基準値より変化する量を検出し、 （ホ）上記変化する量に応じてトーチ角度を変化させる
ことを特徴とする。
転させながら屈曲する溶接線に沿って行なう隅肉溶接に
おいて、 （イ）上記回転するアークのアーク電圧波形又は溶接電
流波形を検出し、 （ロ）上記アーク電圧波形又は溶接電流波形を溶接進行
方向前方点Cf及び溶接進行方向後方点Crを中心に±2.5
度から±90度の範囲で一定角度±φｏで分割し、 （ハ）上記前方点Cf側に一定角度±φｏで作るアーク電
圧波形又は溶接電流波形の面積Scfと、上記後方点Cr側
に一定角度±φｏで作るアーク電圧波形又は溶接電流波
形の面積Scrを演算し、 （ニ）上記面積の差Scf-Scrを演算し、この面積の差が
あらかじめ定めた基準値より変化する量を検出し、 （ホ）上記変化する量に応じてトーチ角度を変化させる
ことを特徴とする。
この発明においては、溶接線に対するトーチ角度が変動
すると、回転するアークの電圧波形又は溶接電流波形が
変動することから、溶接中のアーク電圧波形又は溶接電
流波形の変動を検出し、この変動に基づいて溶接線が屈
曲しているときのトーチ角度の修正を行なう。
すると、回転するアークの電圧波形又は溶接電流波形が
変動することから、溶接中のアーク電圧波形又は溶接電
流波形の変動を検出し、この変動に基づいて溶接線が屈
曲しているときのトーチ角度の修正を行なう。
第１図はこの発明の一実施例により隅肉溶接する場合の
説明図であり、図において１は下板、２は下板１に立設
した立板、３は溶接線、４は溶接トーチである。
説明図であり、図において１は下板、２は下板１に立設
した立板、３は溶接線、４は溶接トーチである。
溶接トーチ４は不図示の回転モータにより溶接電流，溶
接速度に適応した回転速度で矢印７の方向に回転して、
溶接トーチ４先端の通電チップの偏心孔を通過するワイ
ヤ８を回転することによりアーク９を高速回転しながら
溶接線３に沿って溶接を行なう。なお、第１図におい
て、溶接進行方向は紙面と垂直で紙面裏面から表面に向
かう方向であり、laはアーク長、leはワイヤ突出長、Ex
は溶接トーチ４と母材間の距離である。
接速度に適応した回転速度で矢印７の方向に回転して、
溶接トーチ４先端の通電チップの偏心孔を通過するワイ
ヤ８を回転することによりアーク９を高速回転しながら
溶接線３に沿って溶接を行なう。なお、第１図におい
て、溶接進行方向は紙面と垂直で紙面裏面から表面に向
かう方向であり、laはアーク長、leはワイヤ突出長、Ex
は溶接トーチ４と母材間の距離である。
第２図は第１図に示した溶接トーチ４を回転軸線10方向
から見た説明図であり、図においてCf,Cr,R,Lは溶接ト
ーチ４が回転しているときのワイヤ８の位置を示し、Cf
は溶接進行方向５前方のワイヤ８の位置、Ｒは溶接進行
方向５に向って90度右側のワイヤ８の位置、Ｌは90度左
側のワイヤ８の位置、Crは溶接進行方向に対して後方の
ワイヤ８の位置をそれぞれ示す。またφは溶接進行方向
５に対するワイヤ８の回転角を示す。
から見た説明図であり、図においてCf,Cr,R,Lは溶接ト
ーチ４が回転しているときのワイヤ８の位置を示し、Cf
は溶接進行方向５前方のワイヤ８の位置、Ｒは溶接進行
方向５に向って90度右側のワイヤ８の位置、Ｌは90度左
側のワイヤ８の位置、Crは溶接進行方向に対して後方の
ワイヤ８の位置をそれぞれ示す。またφは溶接進行方向
５に対するワイヤ８の回転角を示す。
第１図，第２図に示すようにワイヤ送給速度を一定のも
とで溶接トーチ４を回転すると、回転時のワイヤ６の位
置により溶接トーチ４と母材間の距離Exが異なりアーク
長laが変化する。アーク長laが変化すると負荷特性が変
化して溶接電流Ｉやアーク電圧Ｅが変化する。このアー
ク長laの変化による溶接電流Ｉあるいはアーク電圧Ｅの
変化は距離Exの変化が大幅でなければ、距離Exの変化と
直線関係で変化する。第１図に示すように隅肉溶接にお
いて溶接トーチ４が回転すると、ワイヤ８の位置に応じ
て距離Exは正弦波を基準形として変化するから、溶接電
流I,アーク電圧Ｅもワイヤ８の位置に対応して正弦波を
基準形として変化する。なお、この関係は消耗電極のみ
ならず非消耗電極でも成立する。
とで溶接トーチ４を回転すると、回転時のワイヤ６の位
置により溶接トーチ４と母材間の距離Exが異なりアーク
長laが変化する。アーク長laが変化すると負荷特性が変
化して溶接電流Ｉやアーク電圧Ｅが変化する。このアー
ク長laの変化による溶接電流Ｉあるいはアーク電圧Ｅの
変化は距離Exの変化が大幅でなければ、距離Exの変化と
直線関係で変化する。第１図に示すように隅肉溶接にお
いて溶接トーチ４が回転すると、ワイヤ８の位置に応じ
て距離Exは正弦波を基準形として変化するから、溶接電
流I,アーク電圧Ｅもワイヤ８の位置に対応して正弦波を
基準形として変化する。なお、この関係は消耗電極のみ
ならず非消耗電極でも成立する。
第３図（ａ），（ｂ）は、第４図に示すように溶接トー
チが溶接線３に対し直角のときの回転するワイヤ８すな
わちアークの位置に対応して変化するアーク電圧Ｅおよ
び溶接電流Ｉの波形を示す。第３図において（ａ）にア
ーク電圧Ｅの波形、（ｂ）は溶接電流Ｉの波形であり、
それぞれの波形は上下逆転した形状となる。なお、溶接
電流Ｉの波形は定電圧特性の溶接電源のみで得ることが
でき、アーク電圧Ｅの波形は定電圧特性，定電流特性の
いずれの溶接電源でも得ることができる。
チが溶接線３に対し直角のときの回転するワイヤ８すな
わちアークの位置に対応して変化するアーク電圧Ｅおよ
び溶接電流Ｉの波形を示す。第３図において（ａ）にア
ーク電圧Ｅの波形、（ｂ）は溶接電流Ｉの波形であり、
それぞれの波形は上下逆転した形状となる。なお、溶接
電流Ｉの波形は定電圧特性の溶接電源のみで得ることが
でき、アーク電圧Ｅの波形は定電圧特性，定電流特性の
いずれの溶接電源でも得ることができる。
第４図に示すように溶接トーチ４が溶接線３に対して直
角のときは、溶接進行方向５に対するワイヤ８の前方位
置Cf及び後方位置Crを中心とした波形は第３図（ａ），
（ｂ）に示すように、ほぼ同一形状の波形となる。
角のときは、溶接進行方向５に対するワイヤ８の前方位
置Cf及び後方位置Crを中心とした波形は第３図（ａ），
（ｂ）に示すように、ほぼ同一形状の波形となる。
しかし、第５図に示すように溶接トーチ４が溶接進行方
向５に対して後方に傾き、前進角θをとるときにはワイ
ヤ８の前方位置Cfにおけるアークlaは後方位置Crにおけ
るアーク長laより長くなり、アーク電圧波形は第６図に
示すように前方位置Cfの電圧レベルが後方位置Crの電圧
レベルより高い波形となる。逆に第７図に示すように溶
接トーチ４が溶接進行方向５に対して前方に傾き後退角
θをとるときには前方位置Cfにおけるアーク長laが後方
位置Crにおけるアーク長laより短くなり、アーク電圧波
形も第８図に示すように前方位置Cfの電圧レベルが後方
位置Crの電圧レベルより低い波形となる。
向５に対して後方に傾き、前進角θをとるときにはワイ
ヤ８の前方位置Cfにおけるアークlaは後方位置Crにおけ
るアーク長laより長くなり、アーク電圧波形は第６図に
示すように前方位置Cfの電圧レベルが後方位置Crの電圧
レベルより高い波形となる。逆に第７図に示すように溶
接トーチ４が溶接進行方向５に対して前方に傾き後退角
θをとるときには前方位置Cfにおけるアーク長laが後方
位置Crにおけるアーク長laより短くなり、アーク電圧波
形も第８図に示すように前方位置Cfの電圧レベルが後方
位置Crの電圧レベルより低い波形となる。
したがって上記アーク電圧波形の変化を検出することに
より、第９図に示すように溶接線３が左に屈曲している
溶接継手において、溶接トーチ４が屈曲点６を通過した
後のトーチ角度の変化及びその変化量を検出・修正する
ことができる。すなわち、アーク電圧波形をCf点及びCr
点を中心として溶接方向に対して各々左右に一定角度φ
ｏで分割し、この角度φｏ間で作る波形の面積Scf,Scr
を求め、面積Scfと面積Scrの差によりトーチ角度を修正
することができる。
より、第９図に示すように溶接線３が左に屈曲している
溶接継手において、溶接トーチ４が屈曲点６を通過した
後のトーチ角度の変化及びその変化量を検出・修正する
ことができる。すなわち、アーク電圧波形をCf点及びCr
点を中心として溶接方向に対して各々左右に一定角度φ
ｏで分割し、この角度φｏ間で作る波形の面積Scf,Scr
を求め、面積Scfと面積Scrの差によりトーチ角度を修正
することができる。
ここで一定角度φｏは2.5度から90度とする。角度φｏ
を2.5度以上としたのは角度φｏが2.5度未満となると波
形にのるノイズの影響を受け易くなるからである。
を2.5度以上としたのは角度φｏが2.5度未満となると波
形にのるノイズの影響を受け易くなるからである。
上記トーチ角度制御方法を、第９図に示すように溶接線
３が屈曲した溶接継手を台車11上に載置した溶接トーチ
４により自動溶接する場合を第10図に示した制御回路の
ブロック図に基いて説明する。なお第９図において12は
溶接トーチ４を矢印13方向に回転する電動機である。
３が屈曲した溶接継手を台車11上に載置した溶接トーチ
４により自動溶接する場合を第10図に示した制御回路の
ブロック図に基いて説明する。なお第９図において12は
溶接トーチ４を矢印13方向に回転する電動機である。
まず電圧検出器40でアーク電圧Ｅを検出し、この検出し
た電圧Ｅを切換器41で溶接方向前方点Cf側と後方点Cr側
に分割する。切換器41によるアーク電圧Ｅの分割のタイ
ミングはスイッチング論理回路42からの指令信号で行な
う。スイッチング論理回路42は回転位置検出器43で検出
したワイヤ８の回転角中と、あらかじめ定めた2.5度か
ら90度の範囲の一定角度φｏを設定したφｏ設定器44の
出力φｏ例えば45度とを比較演算し、ワイヤ８の回転角
が溶接進行方向前方点Cfを中心に±φｏである区間の波
形を切換器41のｆ側から出力する。同様にしてワイヤ６
の回転角が溶接進行方向後方点Crを中心に±φｏである
区間の波形を切換器41のｒ側から出力する。切換器41の
ｆ側から出力された波形は積分器45で積分され、切換器
41のｒ側から出力された波形は積分器46で積分される。
ｎ設定器53には、これらの積分の処理回数ｎが設定され
ており、二個の積分器45,46はスイッチング論理回路42
を介して出力されるｎ回分のアークの回転に対して波形
積分を行ない、その出力ScfおよびScrをそれぞれ記憶器
47,48に出力する。記憶器47,48はｎ回毎に積分器45,46
から入力した信号ScfおよびScrの記憶保持を繰り返しな
がら信号ScfとScrを差動増幅器49に出力する。差動増幅
器49ではこの信号の差Scf-Scrを求め、次段の差動増幅
器50に出力する。差動増幅器50では上記差信号Scf-Scr
とあらかじめ基準電圧設定器51に設定してある適正トー
チ角度のときの基準値Soとの差ΔＳ＝（Scf-Scr）‐So
を求めトーチ回転手段52に出力する。なお、基準値Soは
溶接トーチ４が溶接線３に対して垂直のときは零とな
る。
た電圧Ｅを切換器41で溶接方向前方点Cf側と後方点Cr側
に分割する。切換器41によるアーク電圧Ｅの分割のタイ
ミングはスイッチング論理回路42からの指令信号で行な
う。スイッチング論理回路42は回転位置検出器43で検出
したワイヤ８の回転角中と、あらかじめ定めた2.5度か
ら90度の範囲の一定角度φｏを設定したφｏ設定器44の
出力φｏ例えば45度とを比較演算し、ワイヤ８の回転角
が溶接進行方向前方点Cfを中心に±φｏである区間の波
形を切換器41のｆ側から出力する。同様にしてワイヤ６
の回転角が溶接進行方向後方点Crを中心に±φｏである
区間の波形を切換器41のｒ側から出力する。切換器41の
ｆ側から出力された波形は積分器45で積分され、切換器
41のｒ側から出力された波形は積分器46で積分される。
ｎ設定器53には、これらの積分の処理回数ｎが設定され
ており、二個の積分器45,46はスイッチング論理回路42
を介して出力されるｎ回分のアークの回転に対して波形
積分を行ない、その出力ScfおよびScrをそれぞれ記憶器
47,48に出力する。記憶器47,48はｎ回毎に積分器45,46
から入力した信号ScfおよびScrの記憶保持を繰り返しな
がら信号ScfとScrを差動増幅器49に出力する。差動増幅
器49ではこの信号の差Scf-Scrを求め、次段の差動増幅
器50に出力する。差動増幅器50では上記差信号Scf-Scr
とあらかじめ基準電圧設定器51に設定してある適正トー
チ角度のときの基準値Soとの差ΔＳ＝（Scf-Scr）‐So
を求めトーチ回転手段52に出力する。なお、基準値Soは
溶接トーチ４が溶接線３に対して垂直のときは零とな
る。
トーチ回転手段52では上記信号ΔＳの正負を判断し、こ
の正負の信号及び信号ΔＳの値に応じて第９図に示した
電動機12を回転して溶接トーチ４を回転し、溶接トーチ
４のトーチ角度を適正トーチ角度にする。
の正負の信号及び信号ΔＳの値に応じて第９図に示した
電動機12を回転して溶接トーチ４を回転し、溶接トーチ
４のトーチ角度を適正トーチ角度にする。
なお、上記実施例ではアーク電圧波形を検出してトーチ
角度を制御する場合を示したが、第３図（ｂ）に示す溶
接電流波形を検出しても上記実施例と同様にトーチ角度
を制御することができる。
角度を制御する場合を示したが、第３図（ｂ）に示す溶
接電流波形を検出しても上記実施例と同様にトーチ角度
を制御することができる。
この発明は以上説明したように、回転するアークの電圧
波形または溶接電流波形の変動に基いて、溶接線が屈曲
しているときのトーチ角度を修正するから、溶接線の屈
曲点におけるビード形状の不連続を防止することができ
る。さらに溶接線が屈曲していても常に適正トーチ角度
で溶接することができるから一定の溶込み深さを確保す
ることができ、溶接線全長にわたり良好なビードを形成
することができる効果を有する。
波形または溶接電流波形の変動に基いて、溶接線が屈曲
しているときのトーチ角度を修正するから、溶接線の屈
曲点におけるビード形状の不連続を防止することができ
る。さらに溶接線が屈曲していても常に適正トーチ角度
で溶接することができるから一定の溶込み深さを確保す
ることができ、溶接線全長にわたり良好なビードを形成
することができる効果を有する。
第１図は、この発明の実施例の溶接部側面図、第２図は
上記実施例のワイヤ位置を示す説明図、第３図（ａ）は
アーク電圧波形図、第３図（ｂ）は溶接電流波形図、第
４図，第５図及び第７図は溶接線に対する溶接トーチ位
置の説明図、第６図，第８図はアーク電圧波形図、第９
図は、この発明の実施例の説明図、第10図は上記実施例
の制御回路のブロッ図、第11図は従来方法を示す説明図
である。 １……下板、２……立板、３……溶接線、４……溶接ト
ーチ、８……ワイヤ。
上記実施例のワイヤ位置を示す説明図、第３図（ａ）は
アーク電圧波形図、第３図（ｂ）は溶接電流波形図、第
４図，第５図及び第７図は溶接線に対する溶接トーチ位
置の説明図、第６図，第８図はアーク電圧波形図、第９
図は、この発明の実施例の説明図、第10図は上記実施例
の制御回路のブロッ図、第11図は従来方法を示す説明図
である。 １……下板、２……立板、３……溶接線、４……溶接ト
ーチ、８……ワイヤ。
Claims (2)
- 【請求項１】アークを高速回転させながら屈曲する溶接
線に沿って行なう隅肉溶接において、 （イ）上記回転するアークのアーク電圧波形又は溶接電
流波形を検出し、 （ロ）上記アーク電圧波形又は溶接電流波形を溶接進行
方向前方点Cf及び溶接進行方向後方点Crを中心に±2.5
度から±90度の範囲で一定角度±φｏで分割し、 （ハ）上記前方点Cf側に一定角度±φｏで作るアーク電
圧波形又は溶接電流波形の面積Scfと、上記後方点Cr側
に一定角度±φｏで作るアーク電圧波形又は溶接電流波
形の面積Scrを演算し、 （ニ）上記面積の差Scf-Scrを演算し、この面積の差が
あらかじめ定めた基準値より変化する量を検出し、 （ホ）上記変化する量に応じてトーチ角度を変化させる
ことを特徴とするトーチ角度制御方法。 - 【請求項２】あらかじめ定めた基準値が適正トーチ角度
のときのアーク電圧波形又は溶接電流波形の面積の差Se
f-Scrである特許請求の範囲第１項記載のトーチ角度制
御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22624286A JPH0671662B2 (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | ト−チ角度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22624286A JPH0671662B2 (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | ト−チ角度制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6380977A JPS6380977A (ja) | 1988-04-11 |
| JPH0671662B2 true JPH0671662B2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=16842121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22624286A Expired - Lifetime JPH0671662B2 (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | ト−チ角度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0671662B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100535899B1 (ko) * | 2001-02-19 | 2005-12-09 | 히다치 겡키 가부시키 가이샤 | 용접 방법 및 용접 장치 |
-
1986
- 1986-09-26 JP JP22624286A patent/JPH0671662B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6380977A (ja) | 1988-04-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |