JPH09182964A - アークセンサ - Google Patents
アークセンサInfo
- Publication number
- JPH09182964A JPH09182964A JP34401995A JP34401995A JPH09182964A JP H09182964 A JPH09182964 A JP H09182964A JP 34401995 A JP34401995 A JP 34401995A JP 34401995 A JP34401995 A JP 34401995A JP H09182964 A JPH09182964 A JP H09182964A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arc
- welding
- evaluation function
- deviation
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 80
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000009941 weaving Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 10
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 description 1
- 238000005493 welding type Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接条件に依存することなく溶接線からのア
ークのずれを精度よく検出できるアークセンサの提供。 【解決手段】 トーチのウィービング動作時に電圧検出
部４によりウィービング両端の各々で溶接電圧を検出す
る。演算装置７は両溶接電圧に基づきアークの位置を算
出し、そのアーク位置を事前に設定した評価関数に照ら
して溶接線からのアークのずれ量を求める。
ークのずれを精度よく検出できるアークセンサの提供。 【解決手段】 トーチのウィービング動作時に電圧検出
部４によりウィービング両端の各々で溶接電圧を検出す
る。演算装置７は両溶接電圧に基づきアークの位置を算
出し、そのアーク位置を事前に設定した評価関数に照ら
して溶接線からのアークのずれ量を求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アーク溶接法にお
いて溶接線からのアークのずれを検出するアークセンサ
に関する。
いて溶接線からのアークのずれを検出するアークセンサ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】アーク溶接法の一つとして溶極式ガスシ
ールドアーク溶接法が知られている。その溶極式ガスシ
ールドアーク溶接法は、シールドガスによって溶接箇所
の空気を排除した状態で、溶接ワイヤと母材との間にア
ークを発生させ、このアークによる熱で溶接ワイヤと母
材を溶融させるものである。アークを発生させるため
に、溶接ワイヤを保持した電極チップと母材との間に定
電圧の溶接電源が接続される。この場合、電極チップと
母材間の距離が変化すると、その変化量に応じて溶接電
流が変わるという特性をもつ。即ち、図４に示すよう
に、アーク長がＬ1 からＬ2 へと長くなると溶接電流は
Ｉ1 からＩ2 へと小さくなる。
ールドアーク溶接法が知られている。その溶極式ガスシ
ールドアーク溶接法は、シールドガスによって溶接箇所
の空気を排除した状態で、溶接ワイヤと母材との間にア
ークを発生させ、このアークによる熱で溶接ワイヤと母
材を溶融させるものである。アークを発生させるため
に、溶接ワイヤを保持した電極チップと母材との間に定
電圧の溶接電源が接続される。この場合、電極チップと
母材間の距離が変化すると、その変化量に応じて溶接電
流が変わるという特性をもつ。即ち、図４に示すよう
に、アーク長がＬ1 からＬ2 へと長くなると溶接電流は
Ｉ1 からＩ2 へと小さくなる。
【０００３】この点に鑑み、従来のアークセンサは、図
５に示すように、溶接トーチ１（あるいは溶接ワイヤ）
を母材２間で矢印で示すようにウィービング（揺動）ま
たは回転させつつ溶接電流を検出し、その際の溶接電流
の変化に基づいて溶接線からのアークのずれ量を検出し
ている。具体的には、溶接作業時に母材と溶接ワイヤと
の間でアークの発生と短絡とを繰り返す現象が起こるこ
とによる溶接電流の変化を利用している。なお図５
（ａ）は突き合わせ溶接の場合を示し、図５（ｂ）はす
み肉溶接の場合の溶接作業を示している。
５に示すように、溶接トーチ１（あるいは溶接ワイヤ）
を母材２間で矢印で示すようにウィービング（揺動）ま
たは回転させつつ溶接電流を検出し、その際の溶接電流
の変化に基づいて溶接線からのアークのずれ量を検出し
ている。具体的には、溶接作業時に母材と溶接ワイヤと
の間でアークの発生と短絡とを繰り返す現象が起こるこ
とによる溶接電流の変化を利用している。なお図５
（ａ）は突き合わせ溶接の場合を示し、図５（ｂ）はす
み肉溶接の場合の溶接作業を示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶接作
業時の溶接電流は図６（ａ）に示すように母材と溶接ワ
イヤとの短絡によって波形が大きくしかも比較的緩やか
に変化する。例えば、溶接電流は母材と溶接ワイヤとの
短絡があってもすぐには値が上がらず徐々に変化してい
き、また下がる場合も同様に徐々に下がる。このため、
突き合わせ溶接時には母材間の所謂ルートギャップ等に
より溶接線からのアークのずれ量を精度よく検出できな
いという欠点がある。
業時の溶接電流は図６（ａ）に示すように母材と溶接ワ
イヤとの短絡によって波形が大きくしかも比較的緩やか
に変化する。例えば、溶接電流は母材と溶接ワイヤとの
短絡があってもすぐには値が上がらず徐々に変化してい
き、また下がる場合も同様に徐々に下がる。このため、
突き合わせ溶接時には母材間の所謂ルートギャップ等に
より溶接線からのアークのずれ量を精度よく検出できな
いという欠点がある。
【０００５】またアーク長の変化は溶接対象によって異
なるため、溶接電流の変動差を正規化するのは難しく、
したがって各種のパラメータによって調整する必要があ
る。さらに溶接現象によって溶接電流の波形が異なるた
め、その調整も必要となる。
なるため、溶接電流の変動差を正規化するのは難しく、
したがって各種のパラメータによって調整する必要があ
る。さらに溶接現象によって溶接電流の波形が異なるた
め、その調整も必要となる。
【０００６】また、図４から分かるように、溶接電流が
高くなるほどアーク長の違いによる電流変化が小さくな
るため、高電流ではアークのずれ量の検出自体が困難に
なるという問題をもつ。
高くなるほどアーク長の違いによる電流変化が小さくな
るため、高電流ではアークのずれ量の検出自体が困難に
なるという問題をもつ。
【０００７】それ故に本発明の課題は、溶接条件に依存
することなく溶接線からのアークのずれを精度よく検出
できるアークセンサを提供することにある。
することなく溶接線からのアークのずれを精度よく検出
できるアークセンサを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、トーチ
のウィービング動作を伴ってアーク溶接を行う際の溶接
線からのアークのずれ量を検出するためのアークセンサ
において、前記ウィービング動作時にウィービング両端
の各々で溶接電圧を検出する電圧検出手段と、前記両溶
接電圧に基づきアークの位置を算出するアーク位置算出
手段と、評価関数を設定するための評価関数設定手段
と、前記アーク位置を前記評価関数に照らして溶接線か
らのアークのずれ量を求めるずれ量算出手段とを含むこ
とを特徴とするアークセンサが得られる。
のウィービング動作を伴ってアーク溶接を行う際の溶接
線からのアークのずれ量を検出するためのアークセンサ
において、前記ウィービング動作時にウィービング両端
の各々で溶接電圧を検出する電圧検出手段と、前記両溶
接電圧に基づきアークの位置を算出するアーク位置算出
手段と、評価関数を設定するための評価関数設定手段
と、前記アーク位置を前記評価関数に照らして溶接線か
らのアークのずれ量を求めるずれ量算出手段とを含むこ
とを特徴とするアークセンサが得られる。
【０００９】ここで前記アーク位置算出手段は、前記両
溶接電圧の積分差を求める手段と、前記積分差を積分時
間及び設定電圧で除して無次元化して前記アーク位置と
なす手段とを含むことは好ましい。
溶接電圧の積分差を求める手段と、前記積分差を積分時
間及び設定電圧で除して無次元化して前記アーク位置と
なす手段とを含むことは好ましい。
【００１０】また前記評価関数設定手段は前記評価関数
に前記アーク位置とは無関係の不感帯をもたせることが
好ましい。
に前記アーク位置とは無関係の不感帯をもたせることが
好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態によ
るアークセンサの概略説明図である。このアークセンサ
は、トーチのウィービング動作を伴ってアーク溶接を行
う溶極式ガスシールドアーク溶接機によってアーク溶接
を行う際の溶接線からのアークのずれ量を検出するもの
であり、溶接電源３に接続された電圧検出部４を備えて
いる。溶接電源３はアークを発生させるために電極チッ
プと母材との間に定電圧を与えるためのものである。電
圧検出部４はトーチのウィービング動作時にウィービン
グ左右両端で溶接電圧を左端電圧及び右端電圧として検
出するものである。溶接電流は図６（ａ）から分かるよ
うに母材と溶接ワイヤとの短絡によって波形が大きく左
右されるのに対し、溶接電圧は図６（ｂ）から分かるよ
うに短絡があった一瞬のみ波形が変わるだけなので、溶
接現象に関して安定であるといえる。
るアークセンサの概略説明図である。このアークセンサ
は、トーチのウィービング動作を伴ってアーク溶接を行
う溶極式ガスシールドアーク溶接機によってアーク溶接
を行う際の溶接線からのアークのずれ量を検出するもの
であり、溶接電源３に接続された電圧検出部４を備えて
いる。溶接電源３はアークを発生させるために電極チッ
プと母材との間に定電圧を与えるためのものである。電
圧検出部４はトーチのウィービング動作時にウィービン
グ左右両端で溶接電圧を左端電圧及び右端電圧として検
出するものである。溶接電流は図６（ａ）から分かるよ
うに母材と溶接ワイヤとの短絡によって波形が大きく左
右されるのに対し、溶接電圧は図６（ｂ）から分かるよ
うに短絡があった一瞬のみ波形が変わるだけなので、溶
接現象に関して安定であるといえる。
【００１２】左端電圧及び右端電圧はアイソレーション
アンプ５及びＡ／Ｄ変換器６を通してディジタル信号と
して演算装置７に入力される。またトーチを動かしてい
る自動機やロボット等のコントローラ８からトーチの位
置を示すトーチ位置信号が演算装置７に入力される。
アンプ５及びＡ／Ｄ変換器６を通してディジタル信号と
して演算装置７に入力される。またトーチを動かしてい
る自動機やロボット等のコントローラ８からトーチの位
置を示すトーチ位置信号が演算装置７に入力される。
【００１３】演算装置７は、左端電圧及び右端電圧を示
すディジタル信号とトーチ位置信号とに基づき、後述す
る所定の演算を行い、溶接線からのアークのずれ量を算
出し、このずれ量をコントローラ８に供給する。
すディジタル信号とトーチ位置信号とに基づき、後述す
る所定の演算を行い、溶接線からのアークのずれ量を算
出し、このずれ量をコントローラ８に供給する。
【００１４】次に演算装置７における演算について説明
する。
する。
【００１５】まずトーチ位置信号を参照して積分区間
（時間）Δｔを判断する。積分区間（時間）Δｔは、図
２（ａ）に示すようにウィービング動作に両端停止があ
る場合にはその停止時間とし、図２（ｂ）に示すように
ウィービング動作に両端停止がない場合にはウィービン
グ動作の両端近傍とする。
（時間）Δｔを判断する。積分区間（時間）Δｔは、図
２（ａ）に示すようにウィービング動作に両端停止があ
る場合にはその停止時間とし、図２（ｂ）に示すように
ウィービング動作に両端停止がない場合にはウィービン
グ動作の両端近傍とする。
【００１６】次に、ディジタル信号に基づき積分区間
（時間）Δｔで左端電圧Ｅｌ及び右端電圧Ｅｒを夫々を
積分して積分値を得、これらの積分値の差を算出し、さ
らにこれを積分区間（時間）Δｔ及び設定電圧Ｅ０で除
算する。この結果、積分区間（時間）Δｔや設定電圧Ｅ
０に依存しない無次元化された左右電圧積分差Ｅが算出
される。以上をまとめると下記数１式となる。
（時間）Δｔで左端電圧Ｅｌ及び右端電圧Ｅｒを夫々を
積分して積分値を得、これらの積分値の差を算出し、さ
らにこれを積分区間（時間）Δｔ及び設定電圧Ｅ０で除
算する。この結果、積分区間（時間）Δｔや設定電圧Ｅ
０に依存しない無次元化された左右電圧積分差Ｅが算出
される。以上をまとめると下記数１式となる。
【００１７】
【数１】 このとき演算装置７は、アークの位置を算出するアーク
位置算出装置として働く。
位置算出装置として働く。
【００１８】さらに、ノイズ等の影響をなくするため、
左右電圧積分差Ｅを公知の移動平均法等により平滑化処
理する。
左右電圧積分差Ｅを公知の移動平均法等により平滑化処
理する。
【００１９】そして演算装置７が評価関数設定装置とし
て働くことにより事前に設定された図３の評価関数を参
照して、溶接線からのアークのずれ量を算出する。この
とき演算装置７はずれ量算出手段として働く。なお評価
関数には必要に応じて不感帯−ａ〜ａを設け、微小範囲
でのばらついた動きを抑えることが好ましい。
て働くことにより事前に設定された図３の評価関数を参
照して、溶接線からのアークのずれ量を算出する。この
とき演算装置７はずれ量算出手段として働く。なお評価
関数には必要に応じて不感帯−ａ〜ａを設け、微小範囲
でのばらついた動きを抑えることが好ましい。
【００２０】このアークセンサは、突き合わせ溶接はも
とより、すみ肉溶接にも使用でき、精度よく溶接線から
のアークのずれを検出することができる。また無次元化
されているため、評価関数のパラメータを変えることな
く、各種の溶接条件にも対応することができる。また溶
接電圧は短絡があった一瞬のみ波形が変わるだけなの
で、溶接現象に関して安定であり、したがってどのよう
な溶接現象に関しても対応できる利点がある。
とより、すみ肉溶接にも使用でき、精度よく溶接線から
のアークのずれを検出することができる。また無次元化
されているため、評価関数のパラメータを変えることな
く、各種の溶接条件にも対応することができる。また溶
接電圧は短絡があった一瞬のみ波形が変わるだけなの
で、溶接現象に関して安定であり、したがってどのよう
な溶接現象に関しても対応できる利点がある。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
溶接条件に依存することなく溶接線からのアークのずれ
を精度よく検出できるアークセンサを提供することが可
能になる。
溶接条件に依存することなく溶接線からのアークのずれ
を精度よく検出できるアークセンサを提供することが可
能になる。
【図１】本発明の実施の一形態によるアークセンサの概
略説明図。
略説明図。
【図２】図１のアークセンサで使用される積分区間をウ
ィービング動作との関係で示した説明図。
ィービング動作との関係で示した説明図。
【図３】図１のアークセンサで使用される評価関数の説
明図。
明図。
【図４】定電圧特性溶接機におけるアークの動作点を示
すグラフ。
すグラフ。
【図５】一般的な溶接の形態を説明するための説明図。
【図６】溶接電流と溶接電圧を母材及び溶接ワイヤ間の
短絡との関係で示したグラフ。
短絡との関係で示したグラフ。
１ トーチ ２ 母材 ３ 溶接電源 ４ 電圧検出部 ５ アイソレーションアンプ ６ Ａ／Ｄ変換器 ７ 演算装置 ８ コントローラ
Claims (3)
- 【請求項１】 トーチのウィービング動作を伴ってアー
ク溶接を行う際の溶接線からのアークのずれ量を検出す
るためのアークセンサにおいて、前記ウィービング動作
時にウィービング両端の各々で溶接電圧を検出する電圧
検出手段と、前記両溶接電圧に基づきアークの位置を算
出するアーク位置算出手段と、評価関数を設定するため
の評価関数設定手段と、前記アーク位置を前記評価関数
に照らして溶接線からのアークのずれ量を求めるずれ量
算出手段とを含むことを特徴とするアークセンサ。 - 【請求項２】 前記アーク位置算出手段は、前記両溶接
電圧の積分差を求める手段と、前記積分差を積分時間及
び設定電圧で除して無次元化して前記アーク位置となす
手段とを含む請求項１記載のアークセンサ。 - 【請求項３】 前記評価関数設定手段は前記評価関数に
前記アーク位置とは無関係の不感帯をもたせている請求
項１又は２記載のアークセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34401995A JPH09182964A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | アークセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34401995A JPH09182964A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | アークセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09182964A true JPH09182964A (ja) | 1997-07-15 |
Family
ID=18366037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34401995A Pending JPH09182964A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | アークセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09182964A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017039144A (ja) * | 2015-08-19 | 2017-02-23 | 株式会社安川電機 | アーク溶接システムおよびアーク溶接方法 |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP34401995A patent/JPH09182964A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017039144A (ja) * | 2015-08-19 | 2017-02-23 | 株式会社安川電機 | アーク溶接システムおよびアーク溶接方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4418892B2 (ja) | 電気アーク溶接機及び溶接機の溶接工程をコントロールする方法 | |
| JP2828985B2 (ja) | アーク長検出装置，アーク長検出方法，トーチ高さ制御装置，トーチ高さ制御方法，自動溶接装置並びに自動溶接方法 | |
| JPS59206163A (ja) | ア−ク溶接機のア−ク長制御装置 | |
| KR20020083904A (ko) | 아크 용접 프로세스의 제어 방법 및 이를 이용하는 용접기 | |
| JPH08112673A (ja) | 自動溶接機の溶接経路の補正装置および方法 | |
| JP7191534B2 (ja) | ウィービング溶接の熱操作およびシーム追跡 | |
| JPS6117590B2 (ja) | ||
| JPH09182964A (ja) | アークセンサ | |
| JPH0550240A (ja) | 自動溶接装置とその溶接条件制御方法 | |
| JPH0470117B2 (ja) | ||
| JPS63268573A (ja) | 自動溶接機の経路補正方法とその装置 | |
| JP3209138B2 (ja) | 溶接条件適応制御方法 | |
| JPS6117591B2 (ja) | ||
| JP3230476B2 (ja) | アーク溶接におけるルートギャップの検出方法 | |
| JPH11267841A (ja) | アークセンサ | |
| JPH04224076A (ja) | キーホール式片面溶接方法 | |
| JPS6376762A (ja) | 自動溶接方法 | |
| JPH09253846A (ja) | 溶接装置の電気的特性の計測方法 | |
| JPS58168475A (ja) | ア−ク溶接方法 | |
| JP3758178B2 (ja) | 溶接線倣い制御装置 | |
| JP3075038B2 (ja) | アークセンサー | |
| KR19980013917A (ko) | 아크(arc)센서를 이용한 용접선 추종방법 | |
| JP2005241404A (ja) | 電気伝導率測定装置及びその制御方法 | |
| JPH0347679A (ja) | アーク溶接装置 | |
| JPH06104276B2 (ja) | 初層裏波溶接法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040714 |