JPH067991B2 - Automatic welding equipment - Google Patents

Automatic welding equipment

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JPH067991B2
JPH067991B2 JP11147885A JP11147885A JPH067991B2 JP H067991 B2 JPH067991 B2 JP H067991B2 JP 11147885 A JP11147885 A JP 11147885A JP 11147885 A JP11147885 A JP 11147885A JP H067991 B2 JPH067991 B2 JP H067991B2
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JP
Japan
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welding
groove
state
detection device
torch
Prior art date
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JP11147885A
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信之 奥井
秀信 天野
敏夫 入沢
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IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、自動溶接装置に関するもので、詳しくは、開
先状態の変動にかかわらず、常に一定の溶け込み形状を
確保し、かつ、応力集中の少ない余盛形状を得るために
改良された新規構成の自動溶接装置に関するものであ
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an automatic welding apparatus, and more specifically, it constantly secures a constant penetration shape and stress concentration regardless of changes in the groove state. The present invention relates to an automatic welding device having a new structure improved in order to obtain a surplus shape having a small amount of heat.

「従来の技術」 例えば、LNG船のLNGタンク、あるいは鉄道橋等、
疲労設計が適用される溶接構造物では、溶接継ぎ手部の
品質を向上させ、強度上の信頼性を高めることから、応
力集中が起こりにくくなるように、溶接継ぎ手部の余盛
形状等を厳密にコントロールすることが、要求される。
"Prior art" For example, LNG tank of LNG ship, railway bridge, etc.
For welded structures to which fatigue design is applied, the quality of the welded joint is improved and the reliability in strength is increased.Therefore, the reinforced shape of the welded joint should be strictly controlled to prevent stress concentration. Control is required.

そこで、従来、疲労設計が適用される溶接構造物では、
前述の要求を満たすことから、溶接後に機械的な加工
(グラインダ加工等)で整形したり、ティグ・アーク溶
接で余盛止端部を再溶融したり、小ビードの溶接(ドレ
ッシングビード法という)をして形状を滑らかにすると
いう対策が採られてきた。
Therefore, conventionally, in the welded structure to which the fatigue design is applied,
Since it meets the above requirements, it is shaped by mechanical processing (grinding, etc.) after welding, re-melting of the extra toe by TIG arc welding, and welding of small beads (called dressing bead method) Measures have been taken to smooth the shape.

ところが、このような対策は、非常に作業性が悪く、得
策ではない。
However, such a measure is very poor in workability and is not a good idea.

一方、最近では、板材や管材の突き合わせ溶接で片側か
ら溶接する場合に、均一な裏ビードを得ることを目的と
して、開先状態の変化(断面積、ルートギャップなど)
を検出し、この開先状態の変化に対応して溶接条件を適
宣変更する自動溶接装置の提案や研究が多くなされるよ
うになった。
On the other hand, recently, changes in groove state (cross-sectional area, root gap, etc.) for the purpose of obtaining a uniform back bead when butt welding plate and pipe materials from one side
Therefore, many proposals and researches have been made on an automatic welding device that detects the occurrence of welding and appropriately changes the welding conditions in response to the change in the groove state.

「発明が解決しようとする問題点」 ところが、従来の自動溶接装置は、走行台車上に溶接ト
ーチを搭載し、溶接トーチの移動速度、ワイヤ供給速
度、電流等の溶接条件を調整可能にしているが、疲労設
計が適用される場合を考慮したものではなく、開先状態
の変化は作業者がみて把握し、それに応じて溶接条件を
変更しなければならなかった。また、これを一歩進め
て、開先状態の変化を開先センサを使って検出し、開先
状態の変化に対応して適宣自動的に溶接条件を変更する
自動溶接装置も研究されているが、これまでの技術で
は、種々の困難があった。
"Problems to be solved by the invention" However, in the conventional automatic welding device, a welding torch is mounted on the traveling carriage and the welding conditions such as the moving speed of the welding torch, the wire supply speed, and the current can be adjusted. However, the case where the fatigue design is applied was not taken into consideration, and the change in the groove state had to be grasped by the operator and the welding conditions had to be changed accordingly. In addition, taking this one step further, an automatic welding device that detects changes in the groove state using a groove sensor and automatically changes the welding conditions appropriately in response to changes in the groove state is also being researched. However, there have been various difficulties with the conventional techniques.

また、前述のように開先状態の変化に応じて溶接条件を
変えるようにした自動溶接装置によっても、溶接作業終
了後に検査してみると、部分的に、応力集中を避ける上
で適切とは言いがたい余盛形状となっている場合があ
り、このような不都合を見逃すことのないように、これ
までは、溶接作業終了後の検査が必須とされており、作
業性の低下や、品質の向上の点で、さらなる改善が望ま
れていた。
In addition, even with an automatic welding device that changes the welding conditions according to the change in the groove state as described above, it is not appropriate to partially avoid stress concentration when inspecting after the welding work. In some cases, the shape is too hard to say, so in order not to overlook this kind of inconvenience, it has been indispensable to inspect after welding work has been completed. Further improvement has been desired in terms of improvement of.

この発明は、前記事情に鑑みて提案されたもので溶接条
件により一層厳密にコントロールすることによって、開
先状態の変動にかかわらず、常に一定の溶け込み形状を
確保するとともに、応力集中の少ない余盛形状を得るこ
とができ、したがって、溶接継ぎ手の品質および強度上
の信頼性をより一層高めることができ、かつ、溶接作業
終了後に、溶接状態の検査等を特別に実施する必要がな
く、作業性を向上させる上でも優れた自動溶接装置を提
供することを目的とする。
The present invention has been proposed in view of the above circumstances, and by more strictly controlling the welding conditions, it is possible to always ensure a constant melted shape regardless of the change in the groove state, and to prevent stress concentration from occurring. It is possible to obtain the shape, and therefore the reliability of the quality and strength of the welded joint can be further improved, and there is no need to perform a special inspection of the welded state after the welding work is completed, and workability is improved. It is an object of the present invention to provide an excellent automatic welding device even in improving the welding cost.

「問題点を解決するための手段」 本発明の自動溶接装置は、溶接継ぎ手のビード形状パラ
メータと溶接条件パラメータについて重回帰解析を行っ
て究明した幾つかの理論、即ち、 応力集中係数に最も大きく影響を与える溶接部の止
端半径はフランク角との相関が強く、また、このフラン
ク角はビード高さとの相関が強く、結局、前記止端半径
は、溶接パラメータとして制御可能なビード高さに置き
換えることが可能であること、 ビード高さは、、単独のパラメータではなく、ビー
ド幅との相関が強く、応力集中係数を規定値内に収める
ためのビード形状パラメータとしては、これらビード高
さおよびビード幅の積である余盛の溶着断面積を制御す
ればよいこと、 単位時間における溶着量は溶接電流によって定まり、
一方溶着断面積は開先断面積と余盛断面積の和として求
められ、溶接速度は前記溶着断面積と溶着量の関数とし
て求められること、 等の理論に基づいて勘案されたもので、走行台車上に溶
接トーチを搭載し、溶接トーチの移動速度、該溶接トー
チへのワイヤ供給速度、ワイヤに印加する電流値等の溶
接条件を調整し得るようにした自動溶接機と、被溶接部
の開先状態を検出するとともに検出結果に応じた信号を
出力する開先検知装置と、前記溶接トーチの移動方向の
直後に配置した余盛検知センサーによって溶接状態を検
出するとともに、この検出結果を解析・評価して所定の
信号を出力する溶接状態検知装置と、前記開先検知装置
の出力信号によって前記自動溶接機のトーチ移動速度や
ワイヤに印加する電流値等の溶接条件を設定するととも
に、前記溶接状態検知装置の信号によって前記溶接条件
を補正する主制御装置とを備えることを必須としてい
る。
"Means for Solving Problems" The automatic welding apparatus of the present invention has several theories determined by performing multiple regression analysis on bead shape parameters and welding condition parameters of welding joints, that is, the stress concentration factor is the largest. The toe radius of the affected weld has a strong correlation with the flank angle, and this flank angle also has a strong correlation with the bead height, and as a result, the toe radius becomes a bead height that can be controlled as a welding parameter. The bead height is not a single parameter but has a strong correlation with the bead width, and the bead height and bead shape parameters for keeping the stress concentration factor within the specified value are the bead height and the bead width. It suffices to control the excess welding cross-section area, which is the product of the bead width, and the amount of welding per unit time is determined by the welding current.
On the other hand, the welding cross-sectional area is obtained as the sum of the groove cross-sectional area and the excess cross-sectional area, and the welding speed is obtained as a function of the welding cross-sectional area and the welding amount. A welding torch is mounted on a trolley, an automatic welding machine capable of adjusting welding conditions such as a moving speed of the welding torch, a wire supply speed to the welding torch, and a current value applied to the wire, and a portion to be welded. The welding state is detected by the groove detection device that detects the groove state and outputs a signal according to the detection result, and the excess state detection sensor that is arranged immediately after the moving direction of the welding torch, and analyzes this detection result.・ A welding state detection device that evaluates and outputs a predetermined signal, and sets welding conditions such as the torch movement speed of the automatic welding machine and the current value applied to the wire by the output signal of the groove detection device. At the same time, it is essential to include a main controller that corrects the welding conditions according to the signal from the welding state detection device.

「作用」 このように構成であると、開先状態によって設定された
溶接条件が溶接直後の溶接状態に応じてさらに補正され
るため、単に開先状態だけで溶接条件を設定した従来の
ものと比較して、より厳密に溶接条件をコントロールす
ることでき、開先状態の変動にかかわらず、常に一定の
溶き込み形状を確保し、かつ、応力集中の少ない余盛形
状を得ることが可能で、したがって、溶接継ぎ手の品質
および強度上の信頼性をより一層高めることができる。
[Operation] With such a configuration, the welding conditions set by the groove state are further corrected according to the welding state immediately after welding. In comparison, it is possible to control welding conditions more strictly, it is possible to always maintain a constant penetration shape regardless of changes in the groove state, and to obtain a surplus shape with less stress concentration. Therefore, the reliability of the quality and strength of the welded joint can be further enhanced.

また、前記溶接状態検知装置によって溶接作業時に順次
溶接状態が検査されてゆくため、溶接作業終了とほぼ同
時に溶接状態の検査作業も終了することになり、作業時
間を短縮して作業性を向上させることもできる。
Further, since the welding state is sequentially inspected during the welding work by the welding state detection device, the welding state inspection work is finished almost at the same time as the welding work is finished, and the work time is shortened and the workability is improved. You can also

「実施例」 以下、本発明に係る自動溶接装置の一実施例を図面に基
づいて説明する。
"Embodiment" Hereinafter, one embodiment of an automatic welding apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は一実施例の自動溶接装置1の斜視図を示してい
る。
FIG. 1 shows a perspective view of an automatic welding apparatus 1 of one embodiment.

この自動溶接装置1は、自動溶接機2、開先検知装置
3、溶接状態検知装置4、主制御装置5等から構成され
ている。
The automatic welding device 1 is composed of an automatic welding machine 2, a groove detection device 3, a welding state detection device 4, a main control device 5, and the like.

前記自動溶接機2は、レール6によって案内され走行速
度を調節可能な走行台車7に、溶接トーチ8や、溶接ワ
イヤ9を溶接トーチ8に自動的に供給するワイヤ送給装
置10を搭載して、走行台車7の走行速度を加減すること
によって溶接トーチ8の移動速度を設定するようにした
もので、前記溶接トーチ8は位置を調節可能に取り付け
られ、また、走行台車7とは別個に配置した電源11か
ら、電圧、電流を供給する構成にされている。
The automatic welding machine 2 has a traveling carriage 7 guided by a rail 6 and capable of adjusting traveling speed, and equipped with a welding torch 8 and a wire feeder 10 for automatically supplying a welding wire 9 to the welding torch 8. The traveling speed of the traveling carriage 7 is adjusted to set the moving speed of the welding torch 8. The welding torch 8 is attached so that its position can be adjusted, and is arranged separately from the traveling carriage 7. The power supply 11 supplies voltage and current.

前記開先検知装置3は、被溶接部の開先状態を検出し、
検出結果に応じた信号を出力するもので、第2図に示す
ように、前記溶接トーチ8の移動方向の直前に位置して
開先状態を検出する開先検知センサー3aと、該開先検知
センサー3aからの信号を受けて開先状態を読み取るとと
もに、読み取ったデータを分析し、この分析結果に応じ
た司令値を情報として出力する出力部3bとを具備してお
り、また、第1図に示すように、開先検知センサー3a
は、位置調節機構3cによって走行台車7に位置調整可能
に取り付けられている。前記開先検知センサー3aは、レ
ーザーダイオードと一次元半導体位置検出素子(PS
D)を組み合わせた非接触式のセンサーであり、例え
ば、被溶接部が、第3図に示すように、板材12・12相互
を開先を取って突き合わせ溶接する場合に、該開先検知
センサー3aの検出データが前記出力部3bに送られると、
直ちに、ルートギャップGが開先中心Cの位置、開先角
度α等が解析されるようになっている。
The groove detection device 3 detects the groove state of the welded portion,
A signal according to the detection result is output, and as shown in FIG. 2, a groove detection sensor 3a located immediately before the moving direction of the welding torch 8 for detecting the groove state, and the groove detection. It is provided with an output section 3b which receives a signal from the sensor 3a to read the groove state, analyzes the read data, and outputs a command value according to the analysis result as information, and FIG. As shown in, groove detection sensor 3a
Is attached to the traveling carriage 7 so that its position can be adjusted by the position adjusting mechanism 3c. The groove detecting sensor 3a includes a laser diode and a one-dimensional semiconductor position detecting element (PS
D) is a non-contact type sensor, and, for example, when the welded portion is a butt weld that takes a groove between the plate materials 12 and 12 as shown in FIG. 3, the groove detection sensor is used. When the detection data of 3a is sent to the output unit 3b,
Immediately, the position of the root gap G at the groove center C, the groove angle α, etc. are analyzed.

前記溶接状態検知装置4は、前記溶接トーチ8によって
溶接が完了した部分の溶接状を直ちに検出し、検出結果
に応じた信号を出力するもので、第2図に示すように、
前記溶接トーチ8の移動方向の直後に位置して溶接状態
を検出する余盛検知センサー4aと、該余盛検知センサー
4aからの信号を受けて溶接状態を読み取るとともに、読
み取ったデータを分析・評価し、この評価に応じた司令
値を情報として出力する評価出力部4bとを具備してお
り、また、第1図に示すように、前記余盛検知センサー
4aは、位置調節機構4cによって走行台車7に位置調節可
能に取り付けられている。前記余盛検知センサー4aは、
レーザーダイオードとCCDカメラを組み合わせた非接
触式のセンサーを用いて光波切断法によって溶接形状を
計測するものであり、例えば、溶接部が、第4図に示す
ように、板材12・12相互を開先を取って突き合わせ溶接
した場合に、該余盛検知センサー4aによって計測された
データが評価出力部4bに送られると、直ちに、ビード幅
W、ビード高さh、W/h等が解析されるようになってい
る。
The welding state detection device 4 immediately detects the welding state of the portion where welding is completed by the welding torch 8 and outputs a signal according to the detection result. As shown in FIG.
Excessive scale detection sensor 4a located immediately after the moving direction of the welding torch 8 to detect the welding state, and the extra scale detection sensor
The welding state is read in response to a signal from 4a, the read data is analyzed and evaluated, and an evaluation output section 4b that outputs a command value corresponding to this evaluation as information is provided, and FIG. As shown in,
The position 4a is attached to the traveling carriage 7 so that the position of the position adjusting mechanism 4c can be adjusted. The excess detection sensor 4a,
The welding shape is measured by a light wave cutting method using a non-contact type sensor that is a combination of a laser diode and a CCD camera. For example, as shown in FIG. When the data measured by the extra-height detection sensor 4a is sent to the evaluation output unit 4b when the butt welding is performed in advance, the bead width W, the bead height h, W / h, etc. are immediately analyzed. It is like this.

また、前記余盛検知センサー4aによる計測は、第5図
(A)に示すように、溶接部13に沿って指定したピッチP
毎に行なわれる。
In addition, the measurement by the excess detection sensor 4a is shown in FIG.
As shown in (A), the specified pitch P along the weld 13
It is done every time.

前記余盛検知センサー4aで計測される情報、すなわち、
第5図(B)に示すように、レーザーダイオードから溶接
部にレーザーを照射して得られる情報(光切断像のこと
で第5図(D)に示すような像)は、直ちに第5図(E)のよ
うな形状データに変換され、この形状データから、上記
ビード幅Wとビード高さおよびW/hだげが解析され、こ
の形状データはバブルメモリーに記録される。
Information measured by the excess detection sensor 4a, that is,
As shown in FIG. 5 (B), the information obtained by irradiating the laser from the laser diode to the welded portion (the image as shown in FIG. 5 (D) by the light section image) is immediately shown in FIG. (E) is converted into shape data, and the bead width W, bead height and W / h drop are analyzed from this shape data, and this shape data is recorded in the bubble memory.

溶接終了後バブルメモリーを解析装置(バブルリーダ
ー)にかけて、形状データ(ビード幅W、ビード高さ
h、フランク角θ、止端半径ρ)と応力集中係数Ktを
アウトアップし、合否が判定される。
After the welding is completed, the bubble memory is applied to an analyzer (bubble reader), and the shape data (the bead width W, the bead height h, the flank angle θ, the toe radius ρ) and the stress concentration coefficient Kt are output, and the pass / fail is determined. .

前記主制御装置5は、前述の各検知装置3・4から情報
を受けて、これらの情報に基づいて、前記自動溶接機2
の各部の動作を制御するもので、具体的には、溶接トー
チ8の自動倣い、および溶接動作の始動・停止等の動作
を制御する他に、溶接トーチ8の移動速度(即ち、走行
台車7の走行速度)やワイヤ9に印加する電流値等の溶
接条件の設定を行ない、さらに、設定した溶接条件およ
び各検知装置3・4の計測結果を適宣手段で表示する。
The main control device 5 receives information from the above-mentioned detection devices 3 and 4, and based on these information, the automatic welding machine 2
Of the welding torch 8, in addition to controlling operations such as automatic copying of the welding torch 8 and starting and stopping of the welding operation, specifically, the moving speed of the welding torch 8 (that is, the traveling carriage 7). Welding speed) and the current value applied to the wire 9 are set, and the set welding conditions and the measurement results of the detection devices 3 and 4 are displayed by an appropriate means.

このような主制御装置5の機能について、第2図に基づ
いて詳述すると、該主制御装置5は、開先状態、溶接電
流、溶接速度(トーチの移動速度)等の溶接条件のデー
タおよびプログラムをファイルした記憶回路5aと、前述
の検知装置3からの情報を前記記憶回路5aのデータやプ
ログラムに従って演算処理し、溶接状態が最適となる溶
接条件を算出するとともに、この算出した溶接条件をさ
らに前記検出装置4の情報によって補正する中央処理回
路5bと、各検知装置3・4の計測データや中央処理装置
5bの算出した溶接条件を表示するためのインターフェー
ス5cと、前記開先検知装置3の情報に基づいて溶接トー
チ8を被溶接部の開先中心Cに位置合わせしたりするた
めの位置制御用入出力回路5dと、前記中央処理回路5bの
算出した溶接条件で前記自動溶接機2の各部を動作させ
るための溶接条件入出力回路5eと、被溶接部の板厚や開
先形状、あるいは両面溶接か片面溶接か等の溶接の初期
条件をマニュアル入力するための入力部5f(第1図参
照)を備えており、機器への指令、速度指令、電流指
令、電圧指令等を出力するとともに、異常が検出されて
異常指令が入力された場合には、動作を停止するように
構成されている。
The function of the main controller 5 will be described in detail with reference to FIG. 2. The main controller 5 includes welding condition data such as a groove state, welding current, welding speed (moving speed of the torch), and the like. The storage circuit 5a storing the program and the information from the detection device 3 are arithmetically processed in accordance with the data and the program stored in the storage circuit 5a to calculate the welding condition that optimizes the welding state. Further, a central processing circuit 5b for correcting the information based on the information of the detection device 4, measurement data of each detection device 3 and 4 and a central processing device
An interface 5c for displaying the welding conditions calculated by 5b and a position control input for aligning the welding torch 8 with the groove center C of the welded portion based on the information of the groove detection device 3. An output circuit 5d, a welding condition input / output circuit 5e for operating each part of the automatic welding machine 2 under the welding conditions calculated by the central processing circuit 5b, a plate thickness or a groove shape of a welded part, or double-sided welding. It is equipped with an input section 5f (see Fig. 1) for manually inputting the initial conditions of welding, such as single-sided welding or the like, and outputs commands to equipment, speed commands, current commands, voltage commands, etc. Is detected and an abnormality command is input, the operation is stopped.

前記記憶回路5aへの溶接条件のファイルは、ルートギャ
ップGがゼロの時の適正溶接条件(継手部の応力集中係
数Ktを設定値以下に抑えることのできる溶接条件)
を、被溶接部の板厚の関数として入力しても良く、ま
た、前記板厚が1mm変化する毎に、対応する適正溶接条
件をマトリックス式に入力しておいても良い。
The welding condition file to the memory circuit 5a is a proper welding condition when the root gap G is zero (welding condition capable of suppressing the stress concentration coefficient Kt of the joint portion to a set value or less).
May be input as a function of the plate thickness of the welded portion, and each time the plate thickness changes by 1 mm, the corresponding appropriate welding condition may be input in a matrix formula.

以下、前記自動溶接装置1を用いて溶接する場合の動作
・順序等について、第6図に基づいて説明する。
The operation, sequence, etc. when welding is performed using the automatic welding device 1 will be described below with reference to FIG.

まず、作業開始にあたって、溶接準備作業を行う。この
準備作業には、走行台車7の位置合わせ、溶接機2の各
部の点検等が含まれる。
First, when starting the work, a welding preparation work is performed. This preparatory work includes alignment of the traveling carriage 7 and inspection of each part of the welding machine 2.

次に、溶接条件をセットする。この場合の溶接条件セッ
トは、主制御装置5の操作パネル上キイを操作して所定
の入力データS1をマニュアル入力することによって行
う。前記入力データS1は、被溶接部の板厚、開先形
状、両面溶接あるいは片面溶接等で、これらのデータが
入力されると、主制御装置5の記憶回路5aにファイルさ
れているデータから適正な溶接条件が選定され、セット
される。
Next, the welding conditions are set. The welding condition setting in this case is performed by operating the key on the operation panel of the main controller 5 and manually inputting the predetermined input data S1. The input data S1 is the plate thickness, groove shape, double-sided welding or single-sided welding of the welded part. When these data are input, the data stored in the memory circuit 5a of the main controller 5 is appropriate. Welding conditions are selected and set.

溶接条件がセットされたことを確認後、前記主制御装置
5の溶接開始ボタンを押すと、溶接開始となる。この溶
接開始のステップ(S2で示す)になると、開先検知装
置3が始動して、開先検知センサー3aの計測データによ
り、開先中心Cの位置やルートギャップGが検出され、
その情報が主制御装置5に送られる。開先中心Cの位置
やルートギャップGを検出すると、前記開先検知センサ
ー3aは動きを止める。一方、前記主制御装置5は、前記
開先検知装置3から送られた情報により、溶接トーチ8
が開先中心Cに位置決めされるように、所定の信号を溶
接機2に送るとともに、情報に応じた溶接条件を設定
し、該溶接条件が入力データS1によってセットされた
溶接条件と一致する場合には、S3で示す如く溶接機2
の各部へ開始信号を送り、また、セットされた溶接条件
と一致しない場合には、前記情報に基づいて溶接条件を
セットし直して、各部に開始信号を送る。
After confirming that the welding conditions have been set, pressing the welding start button of the main controller 5 starts welding. At this welding start step (indicated by S2), the groove detection device 3 is started, and the position of the groove center C and the root gap G are detected by the measurement data of the groove detection sensor 3a.
The information is sent to main controller 5. When the position of the groove center C and the root gap G are detected, the groove detection sensor 3a stops moving. On the other hand, the main controller 5 uses the information sent from the groove detector 3 to weld the torch 8
When a predetermined signal is sent to the welding machine 2 so that is positioned at the groove center C, welding conditions corresponding to the information are set, and the welding conditions match the welding conditions set by the input data S1. The welding machine 2 as shown in S3.
A start signal is sent to each of the parts, and when the welding conditions do not match the set welding conditions, the welding conditions are reset based on the information and the start signal is sent to each part.

そして、主制御装置5から各部に開始信号が送られて数
秒後に、シールドガスのプリフロー、ワイヤーの送給が
開始され、アーク発生が始まり、アーク発生後数秒後に
は、走行台車7が走行を始めて、溶接が実施されて行
く。
Then, a few seconds after the start signal is sent from the main control device 5 to each part, the pre-flow of the shield gas and the feeding of the wire are started, the arc starts to be generated, and a few seconds after the arc is generated, the traveling carriage 7 starts to travel. , Welding is carried out.

溶接実施中には、前記開先検知装置3は、被溶接部の開
先状態を計測してその情報を前記主制御装置5に送り、
主制御装置5は、その情報に基づいて所定の演算を行
い、S4に示す如く、開先状態の変動があればそれに応
じて溶接条件を設定し直して、溶接トーチ8が開先中心
Cに位置するように、また、溶け込み深さDが一定に保
たれ、かつ応力集中の少ない余盛形状が得られるよう
に、溶接機2の各部にその指令信号を出力する。この場
合に設定し直される溶接条件は、溶接電流や、溶接速度
(走行台車の走行速度)で、例えば、ルートギャップG
が標準よりも大きくなった場合には、溶接電流及び溶接
速度を小さくする。溶接電流及び溶接速度をこのように
制御することによって、溶け込み深さDを一定にするこ
とができ、また、ビード高さhおよびフランク角θ、止
端半径ρ等を一定に保つことができる。
During welding, the groove detector 3 measures the groove state of the welded portion and sends the information to the main controller 5,
The main controller 5 performs a predetermined calculation based on the information, and as shown in S4, if there is a change in the groove state, resets the welding conditions accordingly, and the welding torch 8 is set to the groove center C. The command signal is output to each part of the welding machine 2 so that the welding position is maintained and the penetration depth D is kept constant and a surplus shape with less stress concentration is obtained. The welding conditions reset in this case are welding current and welding speed (travel speed of the traveling carriage), for example, the route gap G.
Is higher than the standard, reduce the welding current and welding speed. By controlling the welding current and the welding speed in this way, the penetration depth D can be made constant, and the bead height h, the flank angle θ, the toe radius ρ, etc. can be kept constant.

一方、溶接が実施されるとほぼ同時、あるいは若干遅れ
て、前記溶接状態検知装置4が始動する。この溶接状態
検知装置4は、余盛検知センサー4aの計測したデータを
解析して、前述の如く、ビード幅W、ビード高さh、フ
ランク角θ、止端半径ρ等を求め、これらから、余盛形
状が設定した応力集中係数Ktを満足するかどうかを評
価し、また一方では、計測したデータをバブルメモリー
に記憶されるとともに、これらの情報を主制御装置5に
送る。主制御装置5は、これらの情報に基づいて、応力
集中係数Ktが設定値を満足にしない場合には、S5・
S6に示す如く変更信号が出され、Ktが設定値に近付
くように、溶接速度を増減するなどの二次的な溶接条件
の補正が行なわれる。
On the other hand, the welding state detection device 4 is started at approximately the same time as the welding is performed or at a slight delay. The welding state detection device 4 analyzes the data measured by the extra-height detection sensor 4a to obtain the bead width W, the bead height h, the flank angle θ, the toe radius ρ, and the like, as described above. It is evaluated whether the surplus shape satisfies the set stress concentration coefficient Kt. On the other hand, the measured data is stored in the bubble memory and the information is sent to the main controller 5. If the stress concentration coefficient Kt does not satisfy the set value, based on these pieces of information, the main controller 5 executes S5.
A change signal is issued as shown in S6, and secondary welding conditions such as increasing or decreasing the welding speed are corrected so that Kt approaches the set value.

前述の溶接状態の評価は、溶接速度に同期させて行うこ
とができ、指定距離(例えば、10mm、50mm、100mm等)
を単位として行われる。
The above-mentioned evaluation of the welding condition can be performed in synchronization with the welding speed, and the specified distance (for example, 10mm, 50mm, 100mm, etc.)
Is done in units.

溶接実施中に、台車のオーバーロードや、アーク切れ、
抜け落ち等の異常が発生して、主制御装置5に異常指令
が入力されると、S7に示すように、その異常信号によ
って溶接機2が停止される。異常指令がない場合には、
そのまま溶接作業が続行され、溶接線の終端に配置した
リミットスイッチ等によって一連の溶接作業が終了した
ことが検出されたら、S8・S9に示すように、主制御
装置5から溶接機2に停止信号が出され、溶接動作が停
止される。
During welding, truck overload, arc break,
When an abnormality such as falling out occurs and an abnormality command is input to the main control device 5, the welding machine 2 is stopped by the abnormality signal as shown in S7. If there is no abnormal command,
When the welding operation is continued as it is and it is detected that the series of welding operations are completed by the limit switch arranged at the end of the welding line, as shown in S8 and S9, the main controller 5 sends a stop signal to the welding machine 2. Is issued and the welding operation is stopped.

以上のように、前記自動溶接装置1においては、開先状
態によって設定された溶接条件が溶接直後の溶接状態に
応じてさらに補正されるため、単に開先状態だけで溶接
条件を設定した従来のものと比較して、より厳密に溶接
条件をコントロールすることができ、開先状態の変動に
かわらず、常に一定の溶け込み形状を確保し、かつ、応
力集中の少ない余盛形状を得ることが可能で、したがっ
て、溶接継ぎ手の品質および強度上の信頼性をより一層
高めることができる。
As described above, in the automatic welding apparatus 1, since the welding condition set by the groove state is further corrected according to the welding state immediately after welding, the conventional welding condition is set only by the groove state. Welding conditions can be controlled more rigorously compared with the ones, and it is possible to always obtain a constant penetration shape regardless of changes in the groove state and to obtain a surplus shape with less stress concentration. Therefore, the reliability of the quality and strength of the welded joint can be further improved.

また、前記溶接状態検知装置4によって溶接作業時に順
次溶接状態が検査されてゆくため、溶接作業終了とほぼ
同時に溶接状態の検査作業も終了することになり、作業
時間が短縮され、作業性が向上する。
Further, since the welding state is sequentially inspected by the welding state detection device 4 during the welding work, the welding state inspection work is finished almost at the same time as the welding work is finished, and the work time is shortened and the workability is improved. To do.

「発明の効果」 以上の説明で明らかなように、本発明の自動溶接装置に
あっては、開先状態によって設定された溶接条件が溶接
直後の溶接状態に応じてさらに補正されるため、単に開
先状態だけで溶接条件を設定した従来のものと比較し
て、より厳密に溶接条件をコントロールすることがで
き、開先状態の変動にかかわらず、常に一定の溶け込み
形状を確保し、かつ、応力集中の少ない余盛形状を得る
ことが可能で、したがって、溶接継ぎ手の品質および強
度上の信頼性をより一層高めることができる。
"Effects of the invention" As is clear from the above description, in the automatic welding apparatus of the present invention, the welding condition set by the groove state is further corrected according to the welding state immediately after welding, Welding conditions can be controlled more strictly compared to the conventional one in which welding conditions are set only in the groove state, and regardless of changes in the groove state, a constant penetration shape is always secured, and It is possible to obtain a surplus shape with less stress concentration, and therefore, the quality and strength reliability of the welded joint can be further enhanced.

また、前記溶接状態検知装置によって溶接作業時に順次
溶接状態が検査されてゆくため、溶接作業終了とほぼ同
時に溶接状態の検査作業も終了することになり、作業時
間を短縮して作業性を向上させることもできる。
Further, since the welding state is sequentially inspected during the welding work by the welding state detection device, the welding state inspection work is finished almost at the same time as the welding work is finished, and the work time is shortened and the workability is improved. You can also

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例の自動溶接装置の斜視図、第
2図は同ブロック図、第3図は被溶接部の説明図、第4
図は余盛形状の説明図、第5図(A)(B)(C)(D)
(E)はそれぞれ余盛検知装置による計測の説明図で、
そのうち第5図(C)は第5図(B)のC−C線に沿う矢視
図、第6図は前記一実施例の作業手順を説明するフロー
図である。 1……自動溶接装置、2……自動溶接機、3……開先検
知装置、3a……開先検知センサー、3b……出力部、4…
…溶接状態検知装置、4a……余盛検知センサー、4b……
評価出力部、5……主制御装置、5a……記憶回路、5b…
…中央処理回路、5c……インターフェース、5d……位置
制御用入出力回路、5e……溶接条件用入出力回路、5f…
…入力部、7……走行台車、8……溶接トーチ、9……
溶接ワイヤ、10……ワイヤ送給装置、11……電源、12…
…板材、13……溶接部、
FIG. 1 is a perspective view of an automatic welding apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram thereof, FIG. 3 is an explanatory view of a welded portion, and FIG.
The figure is an illustration of the extra-height shape, and Fig. 5 (A) (B) (C) (D)
(E) is an explanatory view of the measurement by the excess detection device,
Of these, FIG. 5 (C) is a view taken along the line CC of FIG. 5 (B), and FIG. 6 is a flow chart for explaining the work procedure of the one embodiment. 1 ... Automatic welding device, 2 ... Automatic welding machine, 3 ... Groove detection device, 3a ... Groove detection sensor, 3b ... Output part, 4 ...
… Welding condition detection device, 4a …… Extra scale detection sensor, 4b ……
Evaluation output unit, 5 ... Main controller, 5a ... Memory circuit, 5b ...
... Central processing circuit, 5c ... Interface, 5d ... Position control input / output circuit, 5e ... Welding condition input / output circuit, 5f ...
… Input section, 7 …… Truck, 8 …… Welding torch, 9 ……
Welding wire, 10 …… Wire feeder, 11 …… Power supply, 12…
… Plate material, 13… Welded part,

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 入沢 敏夫 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshio Irisawa 1 Shinshinakahara-cho, Isogo-ku, Yokohama, Kanagawa Ishi Kawashima Harima Heavy Industries Co., Ltd. Technical Research Institute

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】走行台車上に溶接トーチを搭載し、溶接ト
ーチの移動速度、該溶接トーチへのワイヤ供給速度、ワ
イヤに印加する電流値等の溶接条件を調整し得るように
した自動溶接機と、被溶接部の開先状態を検出するとと
もに検出結果に応じた信号を出力する開先検知装置と、
前記溶接トーチの移動方向の直後に配置した余盛検知セ
ンサーによって溶接状態を検出するとともに、この検出
結果を解析・評価して所定の信号を出力する溶接状態検
知装置と、前記開先検知装置の出力信号によって前記自
動溶接機のトーチ移動速度やワイヤに印加する電流値等
の溶接条件を設定するとともに、前記溶接状態検知装置
の信号によって前記溶接条件を補正する主制御装置とを
備えた自動溶接装置。
1. An automatic welding machine in which a welding torch is mounted on a traveling carriage, and welding conditions such as a moving speed of the welding torch, a wire feeding speed to the welding torch, and a current value applied to the wire can be adjusted. And a groove detection device that detects the groove state of the welded part and outputs a signal according to the detection result,
A welding state detection device that detects the welding state by a surplus detection sensor arranged immediately after the welding torch moving direction and outputs a predetermined signal by analyzing and evaluating the detection result, and the groove detection device. Automatic welding with a main controller that sets welding conditions such as a torch moving speed of the automatic welding machine and a current value applied to a wire by an output signal, and corrects the welding conditions by a signal of the welding state detection device apparatus.
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