JPH0947871A - 揺動高速回転アーク溶接方法 - Google Patents
揺動高速回転アーク溶接方法Info
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- JPH0947871A JPH0947871A JP20091395A JP20091395A JPH0947871A JP H0947871 A JPH0947871 A JP H0947871A JP 20091395 A JP20091395 A JP 20091395A JP 20091395 A JP20091395 A JP 20091395A JP H0947871 A JPH0947871 A JP H0947871A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 偏りビードをなくし、開先線の的確な倣いを
行い、また、溶接ビードの高さを一定とする高速回転ア
ーク溶接方法を提供する。 【解決手段】 揺動高速回転アーク溶接方法において、
溶接トーチの揺動の左半周期と右半周期でアークの回転
方向を逆転させ、左半周期においてのアーク回転の右側
範囲積分値と左側範囲積分値との差を検出し、該差が基
準値より大であれば揺動の左端の位置を内側に、該差が
基準値より小であれば揺動の左端の位置を外側に修正
し、また、右半周期においてもアーク回転の右側範囲積
分値と左側範囲積分値との差を検出し、同様に、溶接ト
ーチの揺動中心を制御する。さらに、前記の揺動中心制
御に付加して、揺動幅の値から溶着量の変化を求め、溶
接条件を制御して一定高さの溶接ビードを得る。
行い、また、溶接ビードの高さを一定とする高速回転ア
ーク溶接方法を提供する。 【解決手段】 揺動高速回転アーク溶接方法において、
溶接トーチの揺動の左半周期と右半周期でアークの回転
方向を逆転させ、左半周期においてのアーク回転の右側
範囲積分値と左側範囲積分値との差を検出し、該差が基
準値より大であれば揺動の左端の位置を内側に、該差が
基準値より小であれば揺動の左端の位置を外側に修正
し、また、右半周期においてもアーク回転の右側範囲積
分値と左側範囲積分値との差を検出し、同様に、溶接ト
ーチの揺動中心を制御する。さらに、前記の揺動中心制
御に付加して、揺動幅の値から溶着量の変化を求め、溶
接条件を制御して一定高さの溶接ビードを得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アークを高速回転
させながら溶接トーチを開先幅方向に揺動させて溶接を
行う揺動高速回転アーク溶接方法に関する。
させながら溶接トーチを開先幅方向に揺動させて溶接を
行う揺動高速回転アーク溶接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高速回転アーク溶接方法は、アークを所
定の半径で高速回転させながら溶接を行う方法であり、
アークが分散されるため、大電流で溶着量を増加させる
ことができる。その結果として、従来のウィービングに
よる溶接方法に比べて、溶接速度を格段に向上させるこ
とができる高能率の溶接方法である。
定の半径で高速回転させながら溶接を行う方法であり、
アークが分散されるため、大電流で溶着量を増加させる
ことができる。その結果として、従来のウィービングに
よる溶接方法に比べて、溶接速度を格段に向上させるこ
とができる高能率の溶接方法である。
【０００３】ただし、被溶接物の構造や開先加工の制約
等のために開先幅がアークの回転半径の上限より大きく
なった場合には、開先壁部での充分な溶け込みを得るこ
とができなくなるという問題がある。
等のために開先幅がアークの回転半径の上限より大きく
なった場合には、開先壁部での充分な溶け込みを得るこ
とができなくなるという問題がある。
【０００４】そのような開先幅の大きな場合に対処する
方法として、特公平１ー３９８７４号公報に記載された
方法がある。その方法は、同一方向に高速回転するアー
クを開先幅方向に一定の周期と振幅で揺動させるととも
に、アーク電圧または溶接電流の波形を検出し、該波形
を溶接進行方向に対して前記回転の左側半周期と右側半
周期に分割し、開先中心に対して前記揺動の左側半周期
については前記回転の左側分割波形の面積を、前記揺動
の右側半周期については前記回転の右側分割波形の面積
を各々積分して該積分値を比較し、その差が零になるよ
うに前記揺動の中心位置を修正しながら溶接する方法で
ある。つまり、アークを高速回転させながら、開先幅中
心を揺動の中心として所定の振幅で溶接トーチを揺動さ
せるようにすることで、開先幅が広い場合でも開先幅全
体に高速回転アーク溶接方法が適用できるようにしたも
のである。
方法として、特公平１ー３９８７４号公報に記載された
方法がある。その方法は、同一方向に高速回転するアー
クを開先幅方向に一定の周期と振幅で揺動させるととも
に、アーク電圧または溶接電流の波形を検出し、該波形
を溶接進行方向に対して前記回転の左側半周期と右側半
周期に分割し、開先中心に対して前記揺動の左側半周期
については前記回転の左側分割波形の面積を、前記揺動
の右側半周期については前記回転の右側分割波形の面積
を各々積分して該積分値を比較し、その差が零になるよ
うに前記揺動の中心位置を修正しながら溶接する方法で
ある。つまり、アークを高速回転させながら、開先幅中
心を揺動の中心として所定の振幅で溶接トーチを揺動さ
せるようにすることで、開先幅が広い場合でも開先幅全
体に高速回転アーク溶接方法が適用できるようにしたも
のである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】通常、同一方向にアー
クを高速回転させた場合には、溶接進行方向の右側の開
先壁面と左側で開先壁面とで、それぞれに接するアーク
の向きが異なるため、アークの回転による溶融金属の挙
動への影響に差異が生じ、溶接ビード表面形状や溶込み
形状が開先幅方向で左右非対称となる危険性を内在して
いる。
クを高速回転させた場合には、溶接進行方向の右側の開
先壁面と左側で開先壁面とで、それぞれに接するアーク
の向きが異なるため、アークの回転による溶融金属の挙
動への影響に差異が生じ、溶接ビード表面形状や溶込み
形状が開先幅方向で左右非対称となる危険性を内在して
いる。
【０００６】図６は、溶接ビードが左右非対称に偏った
現象を図示した断面図で、１および２は被溶接材、３は
開先、４は裏当材であり、５は前述の非対称に偏った溶
接ビードである。アークを右回転で回転させて溶接を行
うと、溶接進行方向の左側においては盛り上がり右側に
おいては押し下げられた形状の溶接ビードが形成され
る。
現象を図示した断面図で、１および２は被溶接材、３は
開先、４は裏当材であり、５は前述の非対称に偏った溶
接ビードである。アークを右回転で回転させて溶接を行
うと、溶接進行方向の左側においては盛り上がり右側に
おいては押し下げられた形状の溶接ビードが形成され
る。
【０００７】前述の特公平１ー３９８７４号公報に記載
された方法においては、同一方向にアークを高速回転さ
せながら、しかも開先幅方向に揺動することから、溶接
進行方向の左右での溶融金属の挙動への影響差が顕著に
なり、前述の溶接ビードが開先幅方向で左右非対称にな
りやすい。
された方法においては、同一方向にアークを高速回転さ
せながら、しかも開先幅方向に揺動することから、溶接
進行方向の左右での溶融金属の挙動への影響差が顕著に
なり、前述の溶接ビードが開先幅方向で左右非対称にな
りやすい。
【０００８】このような偏ったビードが形成されると、
図６における右側開先底部での融合不良が発生しやすく
なるという問題や、積層溶接においては開先底部が左右
非対称であるために、アーク電圧または溶接電流の波形
が左右対称とはならず、アークセンサーによる開先倣い
が良好に行われない問題がある。
図６における右側開先底部での融合不良が発生しやすく
なるという問題や、積層溶接においては開先底部が左右
非対称であるために、アーク電圧または溶接電流の波形
が左右対称とはならず、アークセンサーによる開先倣い
が良好に行われない問題がある。
【０００９】本発明は、前述のような問題を解決するた
めになされたものであり、開先幅が広い場合でも良好な
溶接ビードの形成ができる揺動高速回転アーク溶接方法
を提供するものである。
めになされたものであり、開先幅が広い場合でも良好な
溶接ビードの形成ができる揺動高速回転アーク溶接方法
を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決する第
一番目の手段は、アークを高速回転させながら溶接トー
チを開先幅方向に揺動させて溶接を行うにあたり、該揺
動の右半周期と左半周期でアークの回転方向を逆転させ
て溶接を行うとともに、アーク電圧または溶接電流の波
形を検出し、揺動の右半周期の所定区間で波形を回転の
左側半周期および右側半周期の所定範囲でそれぞれ積分
し、その積分値（ＳＬ）Ｒと（ＳＲ）Ｒとの差ΔＳR を
求め、該積分値の差ΔＳR があらかじめ設定された基準
値よりも大きい場合は次回の揺動における右端の位置を
内側に修正し、該積分値の差ΔＳ R があらかじめ設定さ
れた基準値よりも小さい場合は次回の揺動における右端
の位置を外側に修正するとともに、揺動の左半周期の所
定区間で波形を回転の右側半周期および左側半周期の所
定範囲でそれぞれ積分し、その積分値（ＳＲ）Ｌと（Ｓ
Ｌ）Ｌとの差ΔＳL を求め、該積分値の差ΔＳL があら
かじめ設定された基準値よりも大きい場合は次回の揺動
における左端の位置を内側に修正し、該積分値の差ΔＳ
L があらかじめ設定された基準値よりも小さい場合は次
回の揺動における左端の位置を外側に修正することを特
徴とする揺動高速回転アーク溶接方法である。
一番目の手段は、アークを高速回転させながら溶接トー
チを開先幅方向に揺動させて溶接を行うにあたり、該揺
動の右半周期と左半周期でアークの回転方向を逆転させ
て溶接を行うとともに、アーク電圧または溶接電流の波
形を検出し、揺動の右半周期の所定区間で波形を回転の
左側半周期および右側半周期の所定範囲でそれぞれ積分
し、その積分値（ＳＬ）Ｒと（ＳＲ）Ｒとの差ΔＳR を
求め、該積分値の差ΔＳR があらかじめ設定された基準
値よりも大きい場合は次回の揺動における右端の位置を
内側に修正し、該積分値の差ΔＳ R があらかじめ設定さ
れた基準値よりも小さい場合は次回の揺動における右端
の位置を外側に修正するとともに、揺動の左半周期の所
定区間で波形を回転の右側半周期および左側半周期の所
定範囲でそれぞれ積分し、その積分値（ＳＲ）Ｌと（Ｓ
Ｌ）Ｌとの差ΔＳL を求め、該積分値の差ΔＳL があら
かじめ設定された基準値よりも大きい場合は次回の揺動
における左端の位置を内側に修正し、該積分値の差ΔＳ
L があらかじめ設定された基準値よりも小さい場合は次
回の揺動における左端の位置を外側に修正することを特
徴とする揺動高速回転アーク溶接方法である。
【００１１】また、第２番目の手段は、前記の第１番目
の手段の揺動高速回転アーク溶接方法において、揺動の
右端位置および左端位置の修正により開先幅の変動量を
検出し、開先幅の変動量があっても一定のビード高さを
保つように溶接条件を制御することを特徴とする揺動高
速回転アーク溶接方法である。
の手段の揺動高速回転アーク溶接方法において、揺動の
右端位置および左端位置の修正により開先幅の変動量を
検出し、開先幅の変動量があっても一定のビード高さを
保つように溶接条件を制御することを特徴とする揺動高
速回転アーク溶接方法である。
【００１２】第一番目の発明においては、揺動の右半周
期と左半周期での回転方向が逆になることから、溶接進
行方向の右側の開先壁面と左側壁面で、それぞれに接す
るアークの進行が、ともに進行方向と同一か、またはと
もに溶接進行方向と逆の向きとなる。その結果、アーク
の回転による溶接金属の挙動への影響が溶接進行方向の
左右で差がなくなるので、溶接ビード表面形状→溶け込
み形状が開先幅方向で左右対称となる。
期と左半周期での回転方向が逆になることから、溶接進
行方向の右側の開先壁面と左側壁面で、それぞれに接す
るアークの進行が、ともに進行方向と同一か、またはと
もに溶接進行方向と逆の向きとなる。その結果、アーク
の回転による溶接金属の挙動への影響が溶接進行方向の
左右で差がなくなるので、溶接ビード表面形状→溶け込
み形状が開先幅方向で左右対称となる。
【００１３】溶接トーチが開先壁面に近づくと、開先壁
面側のアーク長が短くなりアーク電圧および溶接電流が
低下するので、アークの回転の開先中心側と開先壁面側
の積分値に差が生じる。そして、その差が基準値より大
きければ、溶接トーチが開先壁面に近づき過ぎているこ
とを意味するので、次回の揺動においては、揺動反転位
置を開先中心方向に修正し、その差が基準値より小さけ
れば、溶接トーチが開先壁面に遠ざかり過ぎていること
を意味するので、次回の揺動においては、揺動反転位置
を開先壁面方向に修正することで、たとえ、開先の加工
精度や溶接熱影響等で開先幅の変動や開先線の曲がりが
あっても、自動開先倣いの実施が可能となる。
面側のアーク長が短くなりアーク電圧および溶接電流が
低下するので、アークの回転の開先中心側と開先壁面側
の積分値に差が生じる。そして、その差が基準値より大
きければ、溶接トーチが開先壁面に近づき過ぎているこ
とを意味するので、次回の揺動においては、揺動反転位
置を開先中心方向に修正し、その差が基準値より小さけ
れば、溶接トーチが開先壁面に遠ざかり過ぎていること
を意味するので、次回の揺動においては、揺動反転位置
を開先壁面方向に修正することで、たとえ、開先の加工
精度や溶接熱影響等で開先幅の変動や開先線の曲がりが
あっても、自動開先倣いの実施が可能となる。
【００１４】また、開先幅の変動があっても、その変動
量を検出し溶接条件の調整により溶接ビード高さを一定
にできる。
量を検出し溶接条件の調整により溶接ビード高さを一定
にできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は、本発明にかかる揺動高速
回転アーク溶接方法の一実施例を説明する概略図で、
（イ）は平面図を、（ロ）は開先断面図を示したもので
ある。
回転アーク溶接方法の一実施例を説明する概略図で、
（イ）は平面図を、（ロ）は開先断面図を示したもので
ある。
【００１６】図１において、１、２は被溶接材、３は該
被溶接材１、２より形成された開先で、開先壁１ａ、２
ａを有する。
被溶接材１、２より形成された開先で、開先壁１ａ、２
ａを有する。
【００１７】６は開先３の中心線である。７、８は開先
３の壁縁線である。９は開先３内を揺動する高速回転ア
ークの回転中心の軌跡であり、溶接トーチの軌跡でもあ
る。
３の壁縁線である。９は開先３内を揺動する高速回転ア
ークの回転中心の軌跡であり、溶接トーチの軌跡でもあ
る。
【００１８】本発明の実施例では、回転アークの中心は
開先３の内を直線部Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ａの軌跡
となるように揺動する。そして、高速で回転するアーク
の回転方向は、開先３の右側（Ｒ）におけるＡ→Ｂ区間
では時計廻り（ＣＷ）とし、開先３の左側（Ｌ）におけ
るＤ→Ｅの区間では反時計廻り（ＣＣＷ）とする（矢視
方向）。
開先３の内を直線部Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ａの軌跡
となるように揺動する。そして、高速で回転するアーク
の回転方向は、開先３の右側（Ｒ）におけるＡ→Ｂ区間
では時計廻り（ＣＷ）とし、開先３の左側（Ｌ）におけ
るＤ→Ｅの区間では反時計廻り（ＣＣＷ）とする（矢視
方向）。
【００１９】また、アークの回転方向は、前述とは逆に
右側（Ｒ）の区間を反時計廻りとし、左側（Ｌ）の区間
を時計廻りとしても良く、要は、開先左壁面１ａ、開先
右壁面２ａに対しアークの回転方向が揺動の左右で対称
となればよい。
右側（Ｒ）の区間を反時計廻りとし、左側（Ｌ）の区間
を時計廻りとしても良く、要は、開先左壁面１ａ、開先
右壁面２ａに対しアークの回転方向が揺動の左右で対称
となればよい。
【００２０】図２は、本発明の実施例により得られた溶
接ビードＷの断面図で、左右対称な溶接ビードが得られ
ている。
接ビードＷの断面図で、左右対称な溶接ビードが得られ
ている。
【００２１】図３は、本発明の実施例における溶接トー
チの軌跡とアークの回転速度変化およびアーク電圧（ア
ーク電流）の積分区間を図示したものである。ここで、
横軸は時間変化を示すとともに、溶接進行方向位置を表
しており、揺動位置Ａ〜Ｆを記入してある。
チの軌跡とアークの回転速度変化およびアーク電圧（ア
ーク電流）の積分区間を図示したものである。ここで、
横軸は時間変化を示すとともに、溶接進行方向位置を表
しており、揺動位置Ａ〜Ｆを記入してある。
【００２２】図３（イ）は、アークの回転中心（溶接ト
ーチ）の軌跡を示した図である。縦軸は溶接トーチの移
動量を示しており、右側移動量を上に、左側移動量を下
に図示している。実施例として揺動パターンは、揺動幅
３ｍｍで、揺動の両端（Ａ→Ｂ、Ｄ→Ｅ）で、所定時間
溶接トーチの揺動を停止させている。
ーチ）の軌跡を示した図である。縦軸は溶接トーチの移
動量を示しており、右側移動量を上に、左側移動量を下
に図示している。実施例として揺動パターンは、揺動幅
３ｍｍで、揺動の両端（Ａ→Ｂ、Ｄ→Ｅ）で、所定時間
溶接トーチの揺動を停止させている。
【００２３】図３（ロ）は、アークの回転速度変化のタ
イミングチャートである。縦軸はアークの回転数を示し
ており、上に右回転を、下に左回転を表した。開先中心
ＣおよびＦ付近でアークの回転方向を逆転し、左、右の
開先壁Ａ→ＢおよびＤ→Ｅではアーク回転速度を５０Ｈ
ｚ一定にしている。
イミングチャートである。縦軸はアークの回転数を示し
ており、上に右回転を、下に左回転を表した。開先中心
ＣおよびＦ付近でアークの回転方向を逆転し、左、右の
開先壁Ａ→ＢおよびＤ→Ｅではアーク回転速度を５０Ｈ
ｚ一定にしている。
【００２４】図３（ハ）は、アーク電圧または溶接電流
を積分する区間を示しており、ハッチングしている個所
が積分区間である。揺動の右半周期ではＡ→Ｂ間の所定
区間で積分し、揺動の左半周期ではＤ→Ｅ間の所定区間
で積分する。
を積分する区間を示しており、ハッチングしている個所
が積分区間である。揺動の右半周期ではＡ→Ｂ間の所定
区間で積分し、揺動の左半周期ではＤ→Ｅ間の所定区間
で積分する。
【００２５】図４は、回転アークアーク電圧または溶接
電流の積分区間および積分範囲を示す図である。
電流の積分区間および積分範囲を示す図である。
【００２６】図４（イ）は、開先の概略平面図であり、
回転アークが開先右側壁縁線８に接近したＡ→Ｂ間の所
定区間で、図４（ロ）にハッチングで示すアークの回転
の左側の所定範囲と右側の所定範囲でアーク電圧をそれ
ぞれ積分し、その積分値（ＳＬ）Ｒと積分値（ＳＲ）Ｒ
との差ΔＳR を求める。同様に、回転アークが開先左側
壁縁線７に接近したＤ→Ｅ間の所定区間で、図４（ハ）
にハッチングで示すアークの回転の右側の所定範囲と左
側の所定範囲でアーク電圧をそれぞれ積分し、その積分
値（ＳＲ）Ｌと積分値（ＳＬ）Ｌとの差ΔＳL を求め
る。なお、Ｃf は回転アークの前部中心を、Ｃr は回転
アークの後部中心を示す。Ｌは左部、Ｒは右部を示して
いる。積分範囲は、５°から１８０°の任意の範囲で定
める。
回転アークが開先右側壁縁線８に接近したＡ→Ｂ間の所
定区間で、図４（ロ）にハッチングで示すアークの回転
の左側の所定範囲と右側の所定範囲でアーク電圧をそれ
ぞれ積分し、その積分値（ＳＬ）Ｒと積分値（ＳＲ）Ｒ
との差ΔＳR を求める。同様に、回転アークが開先左側
壁縁線７に接近したＤ→Ｅ間の所定区間で、図４（ハ）
にハッチングで示すアークの回転の右側の所定範囲と左
側の所定範囲でアーク電圧をそれぞれ積分し、その積分
値（ＳＲ）Ｌと積分値（ＳＬ）Ｌとの差ΔＳL を求め
る。なお、Ｃf は回転アークの前部中心を、Ｃr は回転
アークの後部中心を示す。Ｌは左部、Ｒは右部を示して
いる。積分範囲は、５°から１８０°の任意の範囲で定
める。
【００２７】そして、前記の積分値の差ΔＳR およびΔ
ＳL をそれぞれ基準値と比較することにより差が大であ
れば開先中心方向に、差が小であれば開先壁面方向にな
るように、次回の揺動において左右各々の溶接トーチ１
１の揺動中心を修正してやれば、溶接トーチ１１の自動
開先倣いが行え、開先幅の変動に対して揺動幅を適正に
調整することができる。
ＳL をそれぞれ基準値と比較することにより差が大であ
れば開先中心方向に、差が小であれば開先壁面方向にな
るように、次回の揺動において左右各々の溶接トーチ１
１の揺動中心を修正してやれば、溶接トーチ１１の自動
開先倣いが行え、開先幅の変動に対して揺動幅を適正に
調整することができる。
【００２８】また、開先幅の変動量が検出できるので、
溶着断面積の変化に対応するように溶接条件を調整する
ことにより、開先幅が変動しても溶接ビード高さを一定
に保つことができる。
溶着断面積の変化に対応するように溶接条件を調整する
ことにより、開先幅が変動しても溶接ビード高さを一定
に保つことができる。
【００２９】ここで、開先の変動幅Δｗは、揺動幅の変
動ΔＧと等しく、Δｗ＝Ｗ−Ｗｏ＝ΔＧ である。Ｗ：
検出開先幅、Ｗｏ：標準開先幅 よって、溶着断面積の変化量ΔＳＤは、溶着ビード高さ
をＨｏとするとΔＳＤ＝Δｗ×Ｈｏ＝ΔＧ×Ｈｏ とな
る。
動ΔＧと等しく、Δｗ＝Ｗ−Ｗｏ＝ΔＧ である。Ｗ：
検出開先幅、Ｗｏ：標準開先幅 よって、溶着断面積の変化量ΔＳＤは、溶着ビード高さ
をＨｏとするとΔＳＤ＝Δｗ×Ｈｏ＝ΔＧ×Ｈｏ とな
る。
【００３０】図５は、前述の本発明の実施例における制
御回路図である。図５において、１、２は被溶接材、３
は開先、４は裏当材、１０は溶接電源である。該溶接電
源１０からパワーケーブル１０ａおよびアースケーブル
１０ｂにより溶接トーチ１１および被溶接材２への通電
回路が形成されている。なお、１１′は溶接ワイヤ、１
２はアークである。
御回路図である。図５において、１、２は被溶接材、３
は開先、４は裏当材、１０は溶接電源である。該溶接電
源１０からパワーケーブル１０ａおよびアースケーブル
１０ｂにより溶接トーチ１１および被溶接材２への通電
回路が形成されている。なお、１１′は溶接ワイヤ、１
２はアークである。
【００３１】１３はアーク１２に高速回転を付与する回
転モータで、回転駆動部１４を介して溶接トーチ１１等
を高速で偏心回転させることによりアークの高速回転が
得られる。
転モータで、回転駆動部１４を介して溶接トーチ１１等
を高速で偏心回転させることによりアークの高速回転が
得られる。
【００３２】１５はアーク回転位置検出器でエンコーダ
等が使用される。１６は開先幅方向（Ｘ軸）に溶接トー
チ１１を駆動するためのＸ軸モータで、溶接トーチ１１
の開先幅方向の位置は、Ｘ軸位置検出器１７でＸ軸移動
量（Ｘｐ）として検出される。
等が使用される。１６は開先幅方向（Ｘ軸）に溶接トー
チ１１を駆動するためのＸ軸モータで、溶接トーチ１１
の開先幅方向の位置は、Ｘ軸位置検出器１７でＸ軸移動
量（Ｘｐ）として検出される。
【００３３】１８はＸ軸送り機構であり、Ｘ軸モータ１
６の駆動によりネジ軸１８ａおよび該ネジ軸１８ａに螺
合したアーム１９とから構成されている。以上の機構は
図示しない溶接台車に搭載されている。
６の駆動によりネジ軸１８ａおよび該ネジ軸１８ａに螺
合したアーム１９とから構成されている。以上の機構は
図示しない溶接台車に搭載されている。
【００３４】溶接トーチ１１の溶接ワイヤ１１′に溶接
電源１０からの通電によりアークを発生させ、Ｘ軸モー
タ１６と回転モータ１３により揺動高速回転アーク溶接
を開始すると、アーク電圧検出器２０により、溶接トー
チ１１と母材間のアーク電圧は、アーク回転位置検出器
２３からアークの回転位置タイミングおよび開先幅方向
のアークの回転中心位置（溶接トーチ１１の位置）の値
（Ｘｐ）がＸ軸位置検出器２４から出力するタイミング
で、揺動右半周期積分器２１および揺動左半周期積分器
２２に取り込まれ、各々左右半周期の（ＳＲ）Ｒと（Ｓ
Ｌ）Ｒおよび（ＳＬ）Ｌと（ＳＲ）Ｌを得る。
電源１０からの通電によりアークを発生させ、Ｘ軸モー
タ１６と回転モータ１３により揺動高速回転アーク溶接
を開始すると、アーク電圧検出器２０により、溶接トー
チ１１と母材間のアーク電圧は、アーク回転位置検出器
２３からアークの回転位置タイミングおよび開先幅方向
のアークの回転中心位置（溶接トーチ１１の位置）の値
（Ｘｐ）がＸ軸位置検出器２４から出力するタイミング
で、揺動右半周期積分器２１および揺動左半周期積分器
２２に取り込まれ、各々左右半周期の（ＳＲ）Ｒと（Ｓ
Ｌ）Ｒおよび（ＳＬ）Ｌと（ＳＲ）Ｌを得る。
【００３５】さらに、該Ｘ軸揺動制御回路２５には、揺
動の開始および停止の指令、揺動パターン指令（揺動速
度、揺動幅、開先両端停止時間）が与えられる。
動の開始および停止の指令、揺動パターン指令（揺動速
度、揺動幅、開先両端停止時間）が与えられる。
【００３６】前記揺動右半周期積分器２１および揺動左
半周期積分器２２に取り込まれたアーク電圧波形値は、
まず、右半周期におけるアーク回転の右側の積分値（Ｓ
Ｒ）Ｒと左側の積分値（ＳＬ）Ｒとに分けて出力され
る。
半周期積分器２２に取り込まれたアーク電圧波形値は、
まず、右半周期におけるアーク回転の右側の積分値（Ｓ
Ｒ）Ｒと左側の積分値（ＳＬ）Ｒとに分けて出力され
る。
【００３７】同じく、左半周期におけるアーク回転の左
側の積分値（ＳＬ）Ｌと右側の積分値（ＳＲ）Ｌとに分
けて出力される。
側の積分値（ＳＬ）Ｌと右側の積分値（ＳＲ）Ｌとに分
けて出力される。
【００３８】前記左右半周期におけるアーク回転の左右
側の積分値は、減算器２６、２７で（ＳＬ）Ｒ−（Ｓ
Ｒ）Ｒ＝ΔＳR および（ＳＲ）Ｌ−（ＳＬ）Ｌ＝ΔＳL
を得る。
側の積分値は、減算器２６、２７で（ＳＬ）Ｒ−（Ｓ
Ｒ）Ｒ＝ΔＳR および（ＳＲ）Ｌ−（ＳＬ）Ｌ＝ΔＳL
を得る。
【００３９】該左右の差積分値ΔＳR およびΔＳL は、
左右端設定演算器２８、２９で基準値設定器３０からの
基準値と比較され、もし、右半周期におけるΔＳR が基
準値より大である場合は、揺動の右端の位置を内側へ、
小である場合は外側へ次回の揺動で修正するべくＸ軸揺
動制御回路２５の指令およびＸ軸駆動回路３１を経由し
てＸ軸モータ１６により制御される。左半周期において
もΔＳL に対し同様の修正が行われる。
左右端設定演算器２８、２９で基準値設定器３０からの
基準値と比較され、もし、右半周期におけるΔＳR が基
準値より大である場合は、揺動の右端の位置を内側へ、
小である場合は外側へ次回の揺動で修正するべくＸ軸揺
動制御回路２５の指令およびＸ軸駆動回路３１を経由し
てＸ軸モータ１６により制御される。左半周期において
もΔＳL に対し同様の修正が行われる。
【００４０】前記Ｘ軸揺動制御回路２５から指令は、ト
ーチ回転制御回路３２およびトーチ回転駆動回路３３を
制御してアーク回転モータ１３に逆転指令を与える。ま
た、前記Ｘ軸揺動制御回路２５は、溶接トーチ１１の揺
動速度も制御しているので、速度指令としてＸ軸駆動回
路２８に指令される。
ーチ回転制御回路３２およびトーチ回転駆動回路３３を
制御してアーク回転モータ１３に逆転指令を与える。ま
た、前記Ｘ軸揺動制御回路２５は、溶接トーチ１１の揺
動速度も制御しているので、速度指令としてＸ軸駆動回
路２８に指令される。
【００４１】そして、溶接ビード高さを一定とする方法
として、溶接条件基準設定回路３４が設けられ、該溶接
条件基準設定回路３４からの基準揺動幅と前記Ｘ軸揺動
制御回路２５からのＸ軸揺動幅とが減算器３５で減算処
理され、揺動幅変化量ΔＧが出力される。揺動幅変化量
ΔＧは溶接条件適応制御演算回路３６で、基準溶接ビー
ド高さＨｏを乗じ、溶着断面積の変化量ΔＳＤを演算す
る。該変化量ΔＳＤは基準溶接速度の値と比較され、該
溶着断面積の変化量ΔＳＤに応じた溶接速度になるよう
に溶接制御装置３７に指令する。溶接速度の制御として
は、例えば、溶接台車（図示せず）の速度を、ギャップ
が大であれば遅く、また、ギャップが標準より狭くなっ
ていれば、速くして制御する。
として、溶接条件基準設定回路３４が設けられ、該溶接
条件基準設定回路３４からの基準揺動幅と前記Ｘ軸揺動
制御回路２５からのＸ軸揺動幅とが減算器３５で減算処
理され、揺動幅変化量ΔＧが出力される。揺動幅変化量
ΔＧは溶接条件適応制御演算回路３６で、基準溶接ビー
ド高さＨｏを乗じ、溶着断面積の変化量ΔＳＤを演算す
る。該変化量ΔＳＤは基準溶接速度の値と比較され、該
溶着断面積の変化量ΔＳＤに応じた溶接速度になるよう
に溶接制御装置３７に指令する。溶接速度の制御として
は、例えば、溶接台車（図示せず）の速度を、ギャップ
が大であれば遅く、また、ギャップが標準より狭くなっ
ていれば、速くして制御する。
【００４２】また、開先幅の変動に対する溶接ビードの
高さ制御の方法としては、溶接速度制御と溶接電流制御
と併用する方法と、溶接速度を一定とし溶接電流制御と
溶接ワイヤ送給制御と併用する方法でも可能である。
高さ制御の方法としては、溶接速度制御と溶接電流制御
と併用する方法と、溶接速度を一定とし溶接電流制御と
溶接ワイヤ送給制御と併用する方法でも可能である。
【００４３】なお、以上はアーク電圧を用いた場合につ
いて述べたが、溶接電流を用いても同様の効果を得るこ
とができる。
いて述べたが、溶接電流を用いても同様の効果を得るこ
とができる。
【００４４】
【発明の効果】高速回転アーク溶接方法で揺動を行うに
際し、開先の左右においてアークの回転方向を逆にする
ことにより、開先壁に対するアークの向きが統一される
ので、左右対称な溶接ビードが形成される。そして、ア
ーク電圧の積分値の左右比較方式により、開先倣いが自
動的に高精度に行うことができる。
際し、開先の左右においてアークの回転方向を逆にする
ことにより、開先壁に対するアークの向きが統一される
ので、左右対称な溶接ビードが形成される。そして、ア
ーク電圧の積分値の左右比較方式により、開先倣いが自
動的に高精度に行うことができる。
【００４５】さらに、開先幅の変動を検出して溶接条件
を制御するので、開先幅が変動しても常に一定高さの溶
接ビードで溶接を施工できる。
を制御するので、開先幅が変動しても常に一定高さの溶
接ビードで溶接を施工できる。
【図１】本発明の揺動高速回転アーク溶接方法の一実施
例を説明する概略図。
例を説明する概略図。
【図２】本発明の実施例による溶接ビードの断面図。
【図３】本発明の実施例における溶接トーチの軌跡とア
ークの回転速度およびアーク電圧（溶接電流）の積分区
間を示した図。
ークの回転速度およびアーク電圧（溶接電流）の積分区
間を示した図。
【図４】本発明の実施例におけるアーク電圧の積分区間
および積分範囲を示した図。
および積分範囲を示した図。
【図５】本発明の実施例における制御回路図。
【図６】従来技術で形成された溶接ビードを示す図。
１ 被溶接材 ２ 被溶接材 ３ 開先 ４ 裏当材 ５ 偏り溶接ビード ６ 開先中心 ７ 開先右側 ８ 開先左側 ９ 揺動軌跡 １０ 溶接電源 １１ 溶接トーチ １２ アーク １３ 回転モータ １４ 回転駆動部 １５ アーク回転位置検出器 １６ Ｘ軸モータ １７ Ｘ軸位置検出器 １８ Ｘ軸送り機構 １９ アーム ２０ アーク電圧検出器 ２１ 揺動右半周期積分器 ２２ 揺動左半周期積分器 ２３ アーク回転位置検出器 ２４ Ｘ軸位置検出器 ２５ Ｘ軸揺動制御回路 ２６ 減算器 ２７ 減算器 ２８ 左端設定演算器 ２９ 右端設定演算器 ３０ 基準器設定器 ３１ Ｘ軸駆動回路 ３２ トーチ回転制御回路 ３３ トーチ回転駆動回路 ３４ 溶接条件基準設定回路 ３５ 減算器 ３６ 溶接条件適応制御演算回路 ３７ 溶接制御回路
Claims (2)
- 【請求項１】アークを高速回転させながら溶接トーチを
開先幅方向に揺動させて溶接を行うにあたり、該揺動の
右半周期と左半周期でアークの回転方向を逆転させて溶
接を行うとともに、アーク電圧または溶接電流の波形を
検出し、揺動の右半周期の所定区間で波形を回転の左側
半周期および右側半周期の所定範囲でそれぞれ積分し、
その積分値（ＳＬ）Ｒと（ＳＲ）Ｒとの差ΔＳR を求
め、該積分値の差ΔＳRがあらかじめ設定された基準値
よりも大きい場合は次回の揺動における右端の位置を内
側に修正し、該積分値の差ΔＳR があらかじめ設定され
た基準値よりも小さい場合は次回の揺動における右端の
位置を外側に修正するとともに、揺動の左半周期の所定
区間で波形を回転の右側半周期および左側半周期の所定
範囲でそれぞれ積分し、その積分値（ＳＲ）Ｌと（Ｓ
Ｌ）Ｌとの差ΔＳL を求め、該積分値の差ΔＳL があら
かじめ設定された基準値よりも大きい場合は次回の揺動
における左端の位置を内側に修正し、該積分値の差ΔＳ
L があらかじめ設定された基準値よりも小さい場合は次
回の揺動における左端の位置を外側に修正することを特
徴とする揺動高速回転アーク溶接方法。 - 【請求項２】請求項１記載の揺動高速回転アーク溶接方
法において、揺動の右端位置および左端位置の修正によ
り開先幅の変動量を検出し、溶接ビード高さを一定に保
つように前記変動量に対応して溶接条件を制御すること
を特徴とする揺動高速回転アーク溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20091395A JP3189638B2 (ja) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | 揺動高速回転アーク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20091395A JP3189638B2 (ja) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | 揺動高速回転アーク溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0947871A true JPH0947871A (ja) | 1997-02-18 |
| JP3189638B2 JP3189638B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
ID=16432364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20091395A Expired - Fee Related JP3189638B2 (ja) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | 揺動高速回転アーク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3189638B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102240838A (zh) * | 2010-05-11 | 2011-11-16 | 株式会社神户制钢所 | 控制前后弧焊系统的机器人控制器、使用它的跟踪控制方法和前后弧焊系统 |
-
1995
- 1995-08-07 JP JP20091395A patent/JP3189638B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102240838A (zh) * | 2010-05-11 | 2011-11-16 | 株式会社神户制钢所 | 控制前后弧焊系统的机器人控制器、使用它的跟踪控制方法和前后弧焊系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3189638B2 (ja) | 2001-07-16 |
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