JPH091337A - パイプ円周自動溶接装置のアーク中溶接線倣い制御方法 - Google Patents
パイプ円周自動溶接装置のアーク中溶接線倣い制御方法Info
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- JPH091337A JPH091337A JP17394595A JP17394595A JPH091337A JP H091337 A JPH091337 A JP H091337A JP 17394595 A JP17394595 A JP 17394595A JP 17394595 A JP17394595 A JP 17394595A JP H091337 A JPH091337 A JP H091337A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高周波パルスＡＭＧ溶接法によるパイプ円周
自動溶接装置の高速ウィービング制御において、溶接ト
ーチ位置に適応した溶接電流／電圧制御、パルス訛り防
止制御およびアーク電圧出力制御を行うためのアーク中
溶接線倣い制御方法を提供する。 【構成】 溶接アーク電流／アーク電圧制御回路に、そ
のフィードバック信号をＡ／Ｄコンバータ２０で変換し
そのデータをラッチする電流／電圧のラッチレジスタ１
（２２）を設け、トーチ位置制御にはサーボ回路の位置
フィードバックパルス信号の位置カウンタ値をラッチす
る位置データのラッチレジスタ２（２３）を設け、サン
プリングクロックをトリガーとして、それぞれの両レジ
スタに同タイミングでデータをラッチする回路構成と
し、各レジスタより得られる計測値を用いることによ
り、アーク中溶接線倣い制御、パルス訛り防止制御およ
びアーク電圧出力制御を行なう。
自動溶接装置の高速ウィービング制御において、溶接ト
ーチ位置に適応した溶接電流／電圧制御、パルス訛り防
止制御およびアーク電圧出力制御を行うためのアーク中
溶接線倣い制御方法を提供する。 【構成】 溶接アーク電流／アーク電圧制御回路に、そ
のフィードバック信号をＡ／Ｄコンバータ２０で変換し
そのデータをラッチする電流／電圧のラッチレジスタ１
（２２）を設け、トーチ位置制御にはサーボ回路の位置
フィードバックパルス信号の位置カウンタ値をラッチす
る位置データのラッチレジスタ２（２３）を設け、サン
プリングクロックをトリガーとして、それぞれの両レジ
スタに同タイミングでデータをラッチする回路構成と
し、各レジスタより得られる計測値を用いることによ
り、アーク中溶接線倣い制御、パルス訛り防止制御およ
びアーク電圧出力制御を行なう。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアーク中溶接線倣い制御
に係り、特に高速ウィービングの円周溶接をリアルタイ
ムに制御する自動アーク溶接に関する。
に係り、特に高速ウィービングの円周溶接をリアルタイ
ムに制御する自動アーク溶接に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のパイプ円周のアーク溶接のウィー
ビングについては、比較的低速のものはパルスモータに
より、また高速なものはサーボモータにより行われるの
が一般的である。アーク中溶接線倣いは溶接中の電流や
電圧を監視して、トーチをワークに対して位置的に倣う
ものである。これについては図10に示すようにＡ／Ｄコ
ンバータ（以下Ａ／Ｄ) により、電流や電圧を計測し、
ソフト処理により行うのが一般的である。
ビングについては、比較的低速のものはパルスモータに
より、また高速なものはサーボモータにより行われるの
が一般的である。アーク中溶接線倣いは溶接中の電流や
電圧を監視して、トーチをワークに対して位置的に倣う
ものである。これについては図10に示すようにＡ／Ｄコ
ンバータ（以下Ａ／Ｄ) により、電流や電圧を計測し、
ソフト処理により行うのが一般的である。
【０００３】円周溶接を行うものとして、特開昭63-183
776 、特公平7-12542 に記載されている日本鋼管製の全
姿勢溶接装置があるが、これはトーチを高速回転させて
アーク中溶接線倣いを行うもので、開先形状が狭開先で
高精度加工が必要であり、開先幅の広いワークに対して
の適用は難しい。開先部の溶接をリアルタイム制御によ
る自動アーク溶接法として、特開平4-284973があるが、
実際のメカ位置とサンプリング処理によるタイミングの
ずれについては解決されていない。
776 、特公平7-12542 に記載されている日本鋼管製の全
姿勢溶接装置があるが、これはトーチを高速回転させて
アーク中溶接線倣いを行うもので、開先形状が狭開先で
高精度加工が必要であり、開先幅の広いワークに対して
の適用は難しい。開先部の溶接をリアルタイム制御によ
る自動アーク溶接法として、特開平4-284973があるが、
実際のメカ位置とサンプリング処理によるタイミングの
ずれについては解決されていない。
【０００４】そこで最適な溶接を行うための「高速ウィ
ービング」と開先形状の機構的な誤差に対して、溶接電
流やアーク電圧を計測して、「倣い制御」を行うと共に
アーク出力電圧制御およびパルス訛り（パルス幅及びパ
ルス電流の波形のくずれ）防止制御を行うことが必要と
なる。
ービング」と開先形状の機構的な誤差に対して、溶接電
流やアーク電圧を計測して、「倣い制御」を行うと共に
アーク出力電圧制御およびパルス訛り（パルス幅及びパ
ルス電流の波形のくずれ）防止制御を行うことが必要と
なる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のパルスモータで
は、高速、高精度が不可能で、せいぜい数１０〜１００
kppsあり、またサーボモータによる制御では、図11に示
すようにサーボへの指令位置と実際のメカ位置に偏差
（ドループ）が生じるため、ウィービング指令のタイミ
ングを基に溶接電流／電圧の計測（Ａ／Ｄサンプリン
グ）をしても実際のメカ位置とＡ／Ｄサンプリングとの
タイミングがずれてしまう。更にウィービングの左端及
び右端での、電流や電圧の正確な測定ができないもので
あった。
は、高速、高精度が不可能で、せいぜい数１０〜１００
kppsあり、またサーボモータによる制御では、図11に示
すようにサーボへの指令位置と実際のメカ位置に偏差
（ドループ）が生じるため、ウィービング指令のタイミ
ングを基に溶接電流／電圧の計測（Ａ／Ｄサンプリン
グ）をしても実際のメカ位置とＡ／Ｄサンプリングとの
タイミングがずれてしまう。更にウィービングの左端及
び右端での、電流や電圧の正確な測定ができないもので
あった。
【０００６】パイプ開先内のアーク中溶接線倣いについ
ては「上下方向の倣い制御」（以下上下倣い）と「左右
方向の倣い制御」（以下左右倣い）の２つの要素からな
る。前者は、平均的は電流を監視すれば良く、Ａ／Ｄの
サンプリングも適当な平均化処理で十分である。後者に
ついては、ウィービングの左端と右端での電流の差分に
より、左右方向の位置を修正するため左と右の位置の各
々に対して電流を測定しなければならない。
ては「上下方向の倣い制御」（以下上下倣い）と「左右
方向の倣い制御」（以下左右倣い）の２つの要素からな
る。前者は、平均的は電流を監視すれば良く、Ａ／Ｄの
サンプリングも適当な平均化処理で十分である。後者に
ついては、ウィービングの左端と右端での電流の差分に
より、左右方向の位置を修正するため左と右の位置の各
々に対して電流を測定しなければならない。
【０００７】高速ウィービングにおいては、サーボへの
指令と実際のトーチ位置との差（ドループ）が大きくな
るため、指令のタイミングのみで、左と右を判断してＡ
／Ｄサンプリングをしても真の左側と右側の電流は得ら
れない。
指令と実際のトーチ位置との差（ドループ）が大きくな
るため、指令のタイミングのみで、左と右を判断してＡ
／Ｄサンプリングをしても真の左側と右側の電流は得ら
れない。
【０００８】以上の理由により、サーボモータによる高
速ウィービングに対して、左右倣いを正確に行うための
アーク中溶接線倣い制御方法とさらにアーク電圧の出力
制御およびパルス訛り防止制御を行う方法が必要であ
る。
速ウィービングに対して、左右倣いを正確に行うための
アーク中溶接線倣い制御方法とさらにアーク電圧の出力
制御およびパルス訛り防止制御を行う方法が必要であ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、溶接トーチを
溶接進行方向に対して直交する方向にウィービングさせ
ながらパルス溶接電流によって溶接するパイプの円周自
動溶接装置において、溶接電流やアーク電圧の制御回路
に電流／電圧のフィードバック信号をＡ／Ｄ変換してそ
のデータをラッチする電流／電圧データのラッチレジス
タ１を設け、またトーチ位置制御にはサーボ回路にエン
コ−ダからの位置フィ−ドバックパルス信号の位置カウ
ンタ値をラッチする位置データのラッチレジスタ２を設
け、サンプリングクロック信号をトリガーとしてレジス
タ１、レジスタ２にそれぞれの信号を同タイミング時に
ラッチさせ、そのラッチ信号を読み出すことにより、ト
ーチの位置に対応するアークの最適制御を行えるように
したものである。
溶接進行方向に対して直交する方向にウィービングさせ
ながらパルス溶接電流によって溶接するパイプの円周自
動溶接装置において、溶接電流やアーク電圧の制御回路
に電流／電圧のフィードバック信号をＡ／Ｄ変換してそ
のデータをラッチする電流／電圧データのラッチレジス
タ１を設け、またトーチ位置制御にはサーボ回路にエン
コ−ダからの位置フィ−ドバックパルス信号の位置カウ
ンタ値をラッチする位置データのラッチレジスタ２を設
け、サンプリングクロック信号をトリガーとしてレジス
タ１、レジスタ２にそれぞれの信号を同タイミング時に
ラッチさせ、そのラッチ信号を読み出すことにより、ト
ーチの位置に対応するアークの最適制御を行えるように
したものである。
【００１０】本発明は前記高速ウィービングにおけるウ
ィービング位置とアーク電流／電圧との同期サンプリン
グによるアーク中溶接線倣い制御を行うものである。即
ち高速ウィービングにおいて、左端と右端での溶接電流
／電圧を正確にリアルタイムに計測し高速、高精度なア
ーク中溶接線倣い制御を行うと共にアーク出力電圧制御
およびパルス訛り防止制御をするものである。
ィービング位置とアーク電流／電圧との同期サンプリン
グによるアーク中溶接線倣い制御を行うものである。即
ち高速ウィービングにおいて、左端と右端での溶接電流
／電圧を正確にリアルタイムに計測し高速、高精度なア
ーク中溶接線倣い制御を行うと共にアーク出力電圧制御
およびパルス訛り防止制御をするものである。
【００１１】
【作用】高速ウィービング制御におけるパイプ円周自動
溶接装置において、位置カウンタデータ及び溶接電流・
電圧Ａ／Ｄ変換データをサンプリングクロックを通じて
リアルタイムで完全同期させてラッチする回路を備えた
ことにより、トーチ位置に対するアーク中溶接線倣い制
御、アーク出力電圧制御およびパルス訛り防止制御を行
い、高速で高精度のパイプの円周自動溶接ができる。
溶接装置において、位置カウンタデータ及び溶接電流・
電圧Ａ／Ｄ変換データをサンプリングクロックを通じて
リアルタイムで完全同期させてラッチする回路を備えた
ことにより、トーチ位置に対するアーク中溶接線倣い制
御、アーク出力電圧制御およびパルス訛り防止制御を行
い、高速で高精度のパイプの円周自動溶接ができる。
【００１２】
【実施例】本発明の実施例を図１ないし図９にもとずい
て説明する。図１はパイプ円周自動溶接装置の構成図で
ある。図１により本発明に関する溶接装置のあらましに
ついて述べる。
て説明する。図１はパイプ円周自動溶接装置の構成図で
ある。図１により本発明に関する溶接装置のあらましに
ついて述べる。
【００１３】被溶接材パイプ１の接合部の開先２の部位
をパルスＭＡＧ自動溶接を行なうためパイプ外周にガイ
ドレール３を取付け、溶接トーチ４を維持する溶接ヘッ
ド５をガイドレール３に搭載し、ＮＣ制御により、パイ
プ１の開先部２を溶接トーチ４をウィービングしながら
パイプ１の全周にわたり走行し、溶接位置の補正は溶接
ワイヤ６をタッチセンサとし、溶接アークの制御はアー
ク中溶接線倣いにて補正を行ないながら、溶接を施行す
る。本溶接作業はガスパイプラインや原子力配管などの
現地作業などに適用するものでありパイプの外周を全周
にわたり走行しながら自動溶接を施行するので、溶接姿
勢は全姿勢溶接となるため刻々変化する溶接姿勢に対応
すると共に溶接欠陥のない均一なビードを得るための最
適な溶接条件で制御する必要がある。
をパルスＭＡＧ自動溶接を行なうためパイプ外周にガイ
ドレール３を取付け、溶接トーチ４を維持する溶接ヘッ
ド５をガイドレール３に搭載し、ＮＣ制御により、パイ
プ１の開先部２を溶接トーチ４をウィービングしながら
パイプ１の全周にわたり走行し、溶接位置の補正は溶接
ワイヤ６をタッチセンサとし、溶接アークの制御はアー
ク中溶接線倣いにて補正を行ないながら、溶接を施行す
る。本溶接作業はガスパイプラインや原子力配管などの
現地作業などに適用するものでありパイプの外周を全周
にわたり走行しながら自動溶接を施行するので、溶接姿
勢は全姿勢溶接となるため刻々変化する溶接姿勢に対応
すると共に溶接欠陥のない均一なビードを得るための最
適な溶接条件で制御する必要がある。
【００１４】この最適な自動溶接条件の制御プログラム
の作成とそれによる運転制御フローチャートを図２に示
す。パイプの外径、板厚、材質、開先形状などの設計値
を入力することにより、ロジックテーブル（溶接条件、
パラメータ、アルゴリズムおよびプログラム編成機能を
格納している）により多層自動溶接制御プログラムとし
て制御装置７により生成される。
の作成とそれによる運転制御フローチャートを図２に示
す。パイプの外径、板厚、材質、開先形状などの設計値
を入力することにより、ロジックテーブル（溶接条件、
パラメータ、アルゴリズムおよびプログラム編成機能を
格納している）により多層自動溶接制御プログラムとし
て制御装置７により生成される。
【００１５】溶接ヘッド５は、周方向（Ｘ軸），左右方
向（Ｙ軸），上下方向（Ｚ軸）にサーボ機構により駆動
される。制御装置７では溶接電源９から溶接電源とアー
ク電圧のモニター信号を受けとりＡ／Ｄ変換により計測
し、アーク中溶接線倣い制御を行う。なお図１の８はリ
モート操作ボックス、１０は送電ケ−ブル、１１は溶接
ワイヤ供給装置である。
向（Ｙ軸），上下方向（Ｚ軸）にサーボ機構により駆動
される。制御装置７では溶接電源９から溶接電源とアー
ク電圧のモニター信号を受けとりＡ／Ｄ変換により計測
し、アーク中溶接線倣い制御を行う。なお図１の８はリ
モート操作ボックス、１０は送電ケ−ブル、１１は溶接
ワイヤ供給装置である。
【００１６】まずアーク中溶接線倣いによるトーチ位置
の制御について述べる。図３は、開先内の溶接の様子で
ある。トーチ４を左右ウィービングさせる。開先２の中
央にトーチ４がある時は、左と右の検出電流は等しくな
るが、どちらかに片寄ると近い方の電流が大きく、遠い
方の電流が小さくなる。この差分を求めて、開先中央に
トーチの位置制御を行うのが、「左右倣い」である。こ
のトーチ制御回路図を図４に示す。
の制御について述べる。図３は、開先内の溶接の様子で
ある。トーチ４を左右ウィービングさせる。開先２の中
央にトーチ４がある時は、左と右の検出電流は等しくな
るが、どちらかに片寄ると近い方の電流が大きく、遠い
方の電流が小さくなる。この差分を求めて、開先中央に
トーチの位置制御を行うのが、「左右倣い」である。こ
のトーチ制御回路図を図４に示す。
【００１７】図５で本発明を説明する。電流信号と電圧
信号は、Ａ／Ｄコンバータ２０で変換され、サンプリン
グクロック２４のタイミングでレジスタ１（２２）にラ
ッチされる。またＹ軸位置フィードバックパルスは、位
置カウンタ２１でカウントして、同じタイミング（サン
プリングクロック２４）でレジスタ２（２３）にラッチ
される。図示しないが電圧についても同様な回路構成を
もっている。電流（電圧）データ２６と位置データ２７
は、完全に同期している。
信号は、Ａ／Ｄコンバータ２０で変換され、サンプリン
グクロック２４のタイミングでレジスタ１（２２）にラ
ッチされる。またＹ軸位置フィードバックパルスは、位
置カウンタ２１でカウントして、同じタイミング（サン
プリングクロック２４）でレジスタ２（２３）にラッチ
される。図示しないが電圧についても同様な回路構成を
もっている。電流（電圧）データ２６と位置データ２７
は、完全に同期している。
【００１８】図６でウィービング中の左右位置と検出電
流（電圧）の経過様子を時間の流れで示す。制御装置７
の内部的な左右指令位置３０と実際のメカ位置（トーチ
の位置）３１とでは、サーボ系のドループのため時間的
なずれが発生する。指令３０が左端になって、しばらく
して実際のメカ位置（トーチの位置）３１が左端に来る
（右も同様である）。３１と３２の黒丸は同期サンプリ
ングの様子を示している。このように「 実際のメカ位
置」 ３１と電流（電圧）を同期サンプリングして、メカ
位置３１の値から左端や右端または左側領域，右側領域
を判断して、そのタイミングでの電流（電圧）値を用い
ることにより、高速ウィービングにおいても正確なアー
ク中溶接線計測とアーク中溶接線倣いが可能となる。
流（電圧）の経過様子を時間の流れで示す。制御装置７
の内部的な左右指令位置３０と実際のメカ位置（トーチ
の位置）３１とでは、サーボ系のドループのため時間的
なずれが発生する。指令３０が左端になって、しばらく
して実際のメカ位置（トーチの位置）３１が左端に来る
（右も同様である）。３１と３２の黒丸は同期サンプリ
ングの様子を示している。このように「 実際のメカ位
置」 ３１と電流（電圧）を同期サンプリングして、メカ
位置３１の値から左端や右端または左側領域，右側領域
を判断して、そのタイミングでの電流（電圧）値を用い
ることにより、高速ウィービングにおいても正確なアー
ク中溶接線計測とアーク中溶接線倣いが可能となる。
【００１９】図８と図９を用いて、本発明の実施例の詳
細を説明する。回路構成は、図５に示したもので、サン
プリングのソフト処理について図８で説明する。サンプ
リングクロック（図５−２４）にてラッチされたデータ
（図５−２６，２７）は、ソフト処理により、リングバ
ッファ−（図８−４０）上に、位置データ（ＰＯＳI ）
と電流（電圧）デ−タ（ＡＤI ）の組で保存する。Ｉは
サンプリング毎の追番を示したものである。リングバッ
ファーは、最近のＮ組のデータを保存して、古いデータ
は捨てられる構造になっている。ウィービングの１周期
分の動作が完了した時点で、前回の１周期分のデータの
中から、ＰＯＳIの値を判別して「左側」「右側」の位
置データの組を選びだす。
細を説明する。回路構成は、図５に示したもので、サン
プリングのソフト処理について図８で説明する。サンプ
リングクロック（図５−２４）にてラッチされたデータ
（図５−２６，２７）は、ソフト処理により、リングバ
ッファ−（図８−４０）上に、位置データ（ＰＯＳI ）
と電流（電圧）デ−タ（ＡＤI ）の組で保存する。Ｉは
サンプリング毎の追番を示したものである。リングバッ
ファーは、最近のＮ組のデータを保存して、古いデータ
は捨てられる構造になっている。ウィービングの１周期
分の動作が完了した時点で、前回の１周期分のデータの
中から、ＰＯＳIの値を判別して「左側」「右側」の位
置データの組を選びだす。
【００２０】図８では、最も左側の４〜８組のデータと
最も右側の４〜８組のデータを選びだし、それからのＡ
ＤI の値を平均化して「左電流ＩL 」と「右電流ＩR 」
を作成している。平均化のための組数は「 ウィービング
周期」 とサンプリングクロックの周期の比（ｎ）から適
宣定めるものとする。「左側データ」と「右側データ」
を除いた残りのデータを平均して「平均電流Ｉａｖ」を
もとめる。
最も右側の４〜８組のデータを選びだし、それからのＡ
ＤI の値を平均化して「左電流ＩL 」と「右電流ＩR 」
を作成している。平均化のための組数は「 ウィービング
周期」 とサンプリングクロックの周期の比（ｎ）から適
宣定めるものとする。「左側データ」と「右側データ」
を除いた残りのデータを平均して「平均電流Ｉａｖ」を
もとめる。
【００２１】図９では図８のソフト処理で求めた「左電
流ＩL 」「 右電流ＩR 」「 平均電流IaV」の値から「左右
アーク中溶接線倣い」「上下アーク中溶接線倣い」をお
こなうアルゴリズムの例を示す。この例では、一般的な
Ｐ−Ｉ制御の方式を用いている。「左右ならい」ではＩ
L とＩR の差分をもとに、それの「比例ゲインＫＹP」
及び差分の積分に対する「積分ゲインＫＹI 」を乗じ
て、Ｙ軸の補正量（Ｙ補正）としている。
流ＩL 」「 右電流ＩR 」「 平均電流IaV」の値から「左右
アーク中溶接線倣い」「上下アーク中溶接線倣い」をお
こなうアルゴリズムの例を示す。この例では、一般的な
Ｐ−Ｉ制御の方式を用いている。「左右ならい」ではＩ
L とＩR の差分をもとに、それの「比例ゲインＫＹP」
及び差分の積分に対する「積分ゲインＫＹI 」を乗じ
て、Ｙ軸の補正量（Ｙ補正）としている。
【００２２】式５０； 「 上下ならい」 では、電流指令値（ＩＣＯＭ）と検出さ
れた平均値（IaV ）との差分をもとに、やはり同様にＰ
−Ｉ制御を行なっている。
れた平均値（IaV ）との差分をもとに、やはり同様にＰ
−Ｉ制御を行なっている。
【００２３】式５１； 各ゲイン（ＫＹP 、ＫＩI 、ＫＺP 、ＫＺI ）は、電流
値や各軸の位置指令の単位などの関係から、適当な値を
設定する必要がある。本制御装置（図１−７）では、こ
れらのゲインや制御アルゴリズムにおける各種定数を、
自由に設定し、記憶しておく手段を有している。
値や各軸の位置指令の単位などの関係から、適当な値を
設定する必要がある。本制御装置（図１−７）では、こ
れらのゲインや制御アルゴリズムにおける各種定数を、
自由に設定し、記憶しておく手段を有している。
【００２４】次にパルス訛り防止制御について述べる。
前述のようにパルス溶接電流をアーク中溶接線倣いに用
いて、ラッチによって得られたデータによるトーチ位置
の上下倣い中に、溶接ワイヤの突出長さが長くなるとア
ーク電圧降下し、パルス幅が長くパルス電流が低くなり
図７に示すようなパルス訛りが発生する。この状態でア
ーク中溶接線倣いを起動すると、ロジックが反転してい
る（トーチを上げる指令が出ている）ので、パルス訛り
が停められなくなる。従ってアーク中溶接線倣いを終了
させて、 指令電圧＜出力電圧＋パルス補正 指令電流＜出力電流＋パルス補正 のときトーチを下げて、パルス訛りを防止したのち、ア
ーク中溶接線倣いを起動する。トーチを下げる幅は０.
５mm／回である。
前述のようにパルス溶接電流をアーク中溶接線倣いに用
いて、ラッチによって得られたデータによるトーチ位置
の上下倣い中に、溶接ワイヤの突出長さが長くなるとア
ーク電圧降下し、パルス幅が長くパルス電流が低くなり
図７に示すようなパルス訛りが発生する。この状態でア
ーク中溶接線倣いを起動すると、ロジックが反転してい
る（トーチを上げる指令が出ている）ので、パルス訛り
が停められなくなる。従ってアーク中溶接線倣いを終了
させて、 指令電圧＜出力電圧＋パルス補正 指令電流＜出力電流＋パルス補正 のときトーチを下げて、パルス訛りを防止したのち、ア
ーク中溶接線倣いを起動する。トーチを下げる幅は０.
５mm／回である。
【００２５】つゞいてア−ク電圧出力制御について述べ
る。ラッチによって得られたデータからアーク電圧の出
力制御を行なう。アーク電圧サンプリングの周期は４ｍ
sec であり、６４回（256 ｍsec ）のサンプリングの平
均値とアーク出力電圧設定値とを比較し、０. ２Ｖの電
圧幅でアーク電圧の制御を行なう。例えばサンプリング
電圧の平均値がアーク出力設定電圧より低いときは、
０. ２Ｖ／回の出力電圧を増加し、これを繰返し電圧出
力設定値に近ずける。以上により高速ウィービング時に
おけるアーク中溶接線倣い制御を行ない得る。
る。ラッチによって得られたデータからアーク電圧の出
力制御を行なう。アーク電圧サンプリングの周期は４ｍ
sec であり、６４回（256 ｍsec ）のサンプリングの平
均値とアーク出力電圧設定値とを比較し、０. ２Ｖの電
圧幅でアーク電圧の制御を行なう。例えばサンプリング
電圧の平均値がアーク出力設定電圧より低いときは、
０. ２Ｖ／回の出力電圧を増加し、これを繰返し電圧出
力設定値に近ずける。以上により高速ウィービング時に
おけるアーク中溶接線倣い制御を行ない得る。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば下記の効果が得られる。 （１）サーボモータにより数１００ＫPPS の高速動作可
能（１P ＝１μｍ、４００ＫPPS ＝４００mm／sec ） （２）クロックで完全同期してサンプリングするため、
各サンプリングでの「位置」 「電流」 「電圧」は完全に
同時性がある。 （３）割込処理のため、リアルタイム（数ｍsec ） （４）実際のメカ位置を基に、左と右を判断してその時
点での「 電流」「電圧」 の値を使用出来る。高速ウィービ
ングでも正確かつリアルタイムに、左／右の 「電流」「電
圧」 の差分を基に倣い制御が行なえる。 （５）上記の「 電流」「電圧」 の値を基にしてパルス訛り
防止制御およびアーク電圧出力制御を行なえる。
能（１P ＝１μｍ、４００ＫPPS ＝４００mm／sec ） （２）クロックで完全同期してサンプリングするため、
各サンプリングでの「位置」 「電流」 「電圧」は完全に
同時性がある。 （３）割込処理のため、リアルタイム（数ｍsec ） （４）実際のメカ位置を基に、左と右を判断してその時
点での「 電流」「電圧」 の値を使用出来る。高速ウィービ
ングでも正確かつリアルタイムに、左／右の 「電流」「電
圧」 の差分を基に倣い制御が行なえる。 （５）上記の「 電流」「電圧」 の値を基にしてパルス訛り
防止制御およびアーク電圧出力制御を行なえる。
【図１】 本発明のパイプ円周自動溶接装置の構成図で
ある。
ある。
【図２】 本発明の全自動溶接フローチャート図であ
る。
る。
【図３】 本発明のトーチの開先部シミュレーション図
である。
である。
【図４】 本発明のトーチ制御回路図である。
【図５】 本発明の完全同期サンプリング回路構成図で
ある。
ある。
【図６】 本発明の完全同期サンプリングの動作の流れ
図である。
図である。
【図７】 パルス波形の訛りである。
【図８】 本発明のウィービング時のサンプリングによ
る電流測定である。
る電流測定である。
【図９】 本発明のアーク中溶接線倣い（電流測定）に
よるトーチ位置制御である。
よるトーチ位置制御である。
【図10】 従来の溶接電流／電圧値の計測読み出しであ
る。
る。
【図11】 従来のサーボ指令位置と実際メカの動きであ
る。
る。
１…パイプ ２…開先 ３…ガイドレール ４…溶接トーチ ５…溶接ヘッド ６…溶接ワイヤ ７…制御装置 ８…リモート操
作ボックス ９…溶接電源 １０…送電ケーブ
ル １１…ワイヤ供給装置 ２０…Ａ／Ｄコ
ンバータ ２１…位置カウンタ ２２…レジスタ
１ ２３…レジスタ２ ２４…サンプリ
ングクロック ２５…割込クロック ２６…電流（電
圧）データ ２７…位置データ ３０…指令位置 ３１…実際のメカ位置（トーチ位置） ３２…電流（電
圧）データ
作ボックス ９…溶接電源 １０…送電ケーブ
ル １１…ワイヤ供給装置 ２０…Ａ／Ｄコ
ンバータ ２１…位置カウンタ ２２…レジスタ
１ ２３…レジスタ２ ２４…サンプリ
ングクロック ２５…割込クロック ２６…電流（電
圧）データ ２７…位置データ ３０…指令位置 ３１…実際のメカ位置（トーチ位置） ３２…電流（電
圧）データ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 9/173 8315−4Ｅ Ｂ２３Ｋ 9/173 Ｃ (72)発明者 前田 謙一 茨城県常陸太田市天神林町1225−47
Claims (2)
- 【請求項１】 溶接トーチを溶接進行方向に対して直交
する方向にウィービングさせながらパルス溶接電流によ
って溶接するパイプの円周自動溶接装置において、溶接
電流やアーク電圧の制御回路にフィードバック信号をＡ
／Ｄ変換してそのデータをラッチする電流／電圧のラッ
チレジスタ１を設け、トーチ位置制御にはサーボ回路の
位置フィードバックパルス信号の位置カウンタ値をラッ
チする位置データのラッチレジスタ２を設け、サンプリ
ングクロック信号をトリガーとして両レジスタにそれぞ
れのデータを同タイミング時にラッチする回路構成と
し、同タイミングでラッチした位置データに即応して溶
接電流やアーク電圧を制御するアーク中溶接線倣い制御
方法。 - 【請求項２】 自動溶接制御プログラムによる自動運転
中に、請求項１の手段を用いてパルス訛り防止制御、ア
ーク電圧出力制御を行うプロセス制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17394595A JPH091337A (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | パイプ円周自動溶接装置のアーク中溶接線倣い制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17394595A JPH091337A (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | パイプ円周自動溶接装置のアーク中溶接線倣い制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH091337A true JPH091337A (ja) | 1997-01-07 |
Family
ID=15969986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17394595A Pending JPH091337A (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | パイプ円周自動溶接装置のアーク中溶接線倣い制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH091337A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002035938A (ja) * | 2000-07-31 | 2002-02-05 | Daihen Corp | アーク加工状態監視方法及びアーク加工電源装置 |
| JP2002239733A (ja) * | 2001-02-19 | 2002-08-28 | Chuo Motor Wheel Co Ltd | 溶接線の倣い判定装置と倣い制御装置 |
| JP2004130390A (ja) * | 2002-10-09 | 2004-04-30 | Illinois Tool Works Inc <Itw> | Ｃｖ制御式溶接方法および装置 |
| US20110108536A1 (en) * | 2009-11-06 | 2011-05-12 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho ( Kobe Steel Ltd) | Arc welding system, single arc welding system, and tandem arc welding system |
| CN102773588A (zh) * | 2012-08-04 | 2012-11-14 | 深圳市瑞凌实业股份有限公司 | 弧压跟踪脉冲埋弧焊控制方法、控制电路及焊机 |
| JP2018171653A (ja) * | 2017-03-30 | 2018-11-08 | リンカーン グローバル，インコーポレイテッド | ウィービング溶接の熱操作およびシーム追跡 |
-
1995
- 1995-06-19 JP JP17394595A patent/JPH091337A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101245017B1 (ko) * | 2009-11-06 | 2013-03-18 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 아크 용접 시스템, 싱글 아크 용접 시스템 및 탠덤 아크 용접 시스템 |
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