JPH0994664A - 突合せ溶接装置 - Google Patents
突合せ溶接装置Info
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- JPH0994664A JPH0994664A JP25355195A JP25355195A JPH0994664A JP H0994664 A JPH0994664 A JP H0994664A JP 25355195 A JP25355195 A JP 25355195A JP 25355195 A JP25355195 A JP 25355195A JP H0994664 A JPH0994664 A JP H0994664A
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- torch
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の部材を自動的に連続して突合せ溶接す
る。 【解決手段】 突合せ溶接継手を有する複数の部材A、
B、Cの溶接線とは直角方向に移動可能な門型台車(G
軸)2と、該門型台車2上を溶接線方向に走行可能な溶
接走行軸台車(Z軸)3と、該溶接走行軸台車3上を溶
接線に直角方向に移動可能な横行軸(X1 軸)を有する
ブーム体5と、該ブーム体の先端に取付けられた溶接ヘ
ッド7とからなり、該溶接ヘッド7は溶接アークを高速
回転させる電極回転軸(R軸)を有する溶接トーチ9、
さらに、前記溶接トーチ9を開先幅方向に移動させる開
先倣い制御軸(X2 軸)14および前記溶接トーチ9を
高さ方向に移動させる溶接トーチ高さ制御軸(Y軸)1
7とを取付けてなることを特徴とする突合せ溶接装置。
る。 【解決手段】 突合せ溶接継手を有する複数の部材A、
B、Cの溶接線とは直角方向に移動可能な門型台車(G
軸)2と、該門型台車2上を溶接線方向に走行可能な溶
接走行軸台車(Z軸)3と、該溶接走行軸台車3上を溶
接線に直角方向に移動可能な横行軸(X1 軸)を有する
ブーム体5と、該ブーム体の先端に取付けられた溶接ヘ
ッド7とからなり、該溶接ヘッド7は溶接アークを高速
回転させる電極回転軸(R軸)を有する溶接トーチ9、
さらに、前記溶接トーチ9を開先幅方向に移動させる開
先倣い制御軸(X2 軸)14および前記溶接トーチ9を
高さ方向に移動させる溶接トーチ高さ制御軸(Y軸)1
7とを取付けてなることを特徴とする突合せ溶接装置。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の突合せ継手
の多層溶接を自動的に連続して行うことが可能な突合せ
溶接装置に関する。
の多層溶接を自動的に連続して行うことが可能な突合せ
溶接装置に関する。
【0002】
【従来の技術】建築、橋梁、造船等の製造においては、
板継ぎと呼ばれる部材相互の突合せ溶接を行う作業があ
る。
板継ぎと呼ばれる部材相互の突合せ溶接を行う作業があ
る。
【0003】従来、これら部材の突合せ溶接は、手溶接
か可搬式溶接機により行われていることが多い。
か可搬式溶接機により行われていることが多い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
手溶接では熟練を要する技能者が必要であるが昨今の技
能者不足で人員の確保が困難である。また、手溶接では
高電流が使用できないため溶接能率を上げることができ
ない。
手溶接では熟練を要する技能者が必要であるが昨今の技
能者不足で人員の確保が困難である。また、手溶接では
高電流が使用できないため溶接能率を上げることができ
ない。
【0005】可搬式溶接機は、前述の問題を少しは解決
するが、一継手毎に溶接機を移動しなければならないの
で、複数の部材を連続して突合せ溶接する場合には、可
搬式溶接機の横移動、セッティングに長時間を要し能率
が向上しない問題があった。
するが、一継手毎に溶接機を移動しなければならないの
で、複数の部材を連続して突合せ溶接する場合には、可
搬式溶接機の横移動、セッティングに長時間を要し能率
が向上しない問題があった。
【0006】本発明は、複数の突合せ継手の多層溶接を
自動的に連続して行うことを目的とする。
自動的に連続して行うことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決する第
一の手段は、突合せ溶接継手を有する複数の部材の溶接
線とは直角方向に移動可能な門型台車(G軸)と、該門
型台車上を溶接線方向に走行可能な溶接走行軸台車(Z
軸)と、該溶接走行軸台車上を溶接線に直角方向に移動
可能な横行軸(X1 軸)を有するブーム体と、該ブーム
体の先端に取付けられた溶接ヘッドとからなり、該溶接
ヘッドは溶接アークを高速回転させる電極回転軸(R
軸)を有する溶接トーチ、さらに、前記溶接トーチを開
先幅方向に移動させる開先倣い制御軸(X2 軸)および
前記溶接トーチを高さ方向に移動させる溶接トーチ高さ
制御軸(Y軸)とを取付けてなることを特徴とする突合
せ溶接装置である。
一の手段は、突合せ溶接継手を有する複数の部材の溶接
線とは直角方向に移動可能な門型台車(G軸)と、該門
型台車上を溶接線方向に走行可能な溶接走行軸台車(Z
軸)と、該溶接走行軸台車上を溶接線に直角方向に移動
可能な横行軸(X1 軸)を有するブーム体と、該ブーム
体の先端に取付けられた溶接ヘッドとからなり、該溶接
ヘッドは溶接アークを高速回転させる電極回転軸(R
軸)を有する溶接トーチ、さらに、前記溶接トーチを開
先幅方向に移動させる開先倣い制御軸(X2 軸)および
前記溶接トーチを高さ方向に移動させる溶接トーチ高さ
制御軸(Y軸)とを取付けてなることを特徴とする突合
せ溶接装置である。
【0008】複数の部材が水平に溶接定盤上に配材さ
れ、門型台車(G軸)は複数部材の両側部に設けられた
走行レール上を溶接線方向とは直角方向に走行し、溶接
位置近傍で停止する。
れ、門型台車(G軸)は複数部材の両側部に設けられた
走行レール上を溶接線方向とは直角方向に走行し、溶接
位置近傍で停止する。
【0009】前記門型台車には溶接線方向に走行する溶
接走行軸台車(Z軸)が搭載されており、該溶接走行軸
台車上には先端の溶接ヘッドを支持するブーム体(X1
軸)が設けられ、該ブーム体は溶接走行軸台車上を前記
門型台車と同一方向に走行し、溶接トーチの位置決めを
行う。
接走行軸台車(Z軸)が搭載されており、該溶接走行軸
台車上には先端の溶接ヘッドを支持するブーム体(X1
軸)が設けられ、該ブーム体は溶接走行軸台車上を前記
門型台車と同一方向に走行し、溶接トーチの位置決めを
行う。
【0010】前記ブーム体の先端の溶接ヘッドに設けら
れた溶接トーチは、電極回転軸(R軸)により溶接アー
クを高速回転させ、さらに、開先倣い制御軸(X2 軸)
で溶接線の倣いを行い、溶接トーチ高さ制御軸(Y軸)
により溶接電流のアーク長を一定制御する。
れた溶接トーチは、電極回転軸(R軸)により溶接アー
クを高速回転させ、さらに、開先倣い制御軸(X2 軸)
で溶接線の倣いを行い、溶接トーチ高さ制御軸(Y軸)
により溶接電流のアーク長を一定制御する。
【0011】前述の課題を解決する第二の手段は、高速
で回転するアークの回転の左側と右側でアーク電圧を比
較することにより開先倣い制御軸(X2 軸)により溶接
線倣い制御を行うアークセンサ開先倣い制御部と、溶接
電流を溶接電流基準値と比較することにより溶接トーチ
の高さ制御軸(Y軸)により溶接トーチ高さ制御を行う
アークセンサトーチ高さ制御部と、複数の部材の溶接継
手、板厚、材質、開先形状がプリセット可能で溶接の始
端および終端を教示する教示部と、あらかじめ部材の板
厚別、材質別、開先形状別に突合せ溶接施工条件を記憶
させた溶接条件データベースから、各溶接線毎に溶接施
工条件を読み出し出力する溶接施工条件制御部と、各軸
の位置決め制御機能を有し、かつ、教示された溶接線デ
ータに従い複数の溶接継手の突合せ溶接を連続して行う
シーケンス制御部と、からなることを特徴とする突合せ
溶接装置である。
で回転するアークの回転の左側と右側でアーク電圧を比
較することにより開先倣い制御軸(X2 軸)により溶接
線倣い制御を行うアークセンサ開先倣い制御部と、溶接
電流を溶接電流基準値と比較することにより溶接トーチ
の高さ制御軸(Y軸)により溶接トーチ高さ制御を行う
アークセンサトーチ高さ制御部と、複数の部材の溶接継
手、板厚、材質、開先形状がプリセット可能で溶接の始
端および終端を教示する教示部と、あらかじめ部材の板
厚別、材質別、開先形状別に突合せ溶接施工条件を記憶
させた溶接条件データベースから、各溶接線毎に溶接施
工条件を読み出し出力する溶接施工条件制御部と、各軸
の位置決め制御機能を有し、かつ、教示された溶接線デ
ータに従い複数の溶接継手の突合せ溶接を連続して行う
シーケンス制御部と、からなることを特徴とする突合せ
溶接装置である。
【0012】アークセンサ開先倣い制御部は、回転アー
クにより検出されるアーク電圧値の比較により溶接線の
倣いを行う。また、溶接電流値を溶接電流基準値と比較
することにより溶接トーチ高さの一定制御を行い、アー
ク長を一定とし溶接電流の安定化を図る。
クにより検出されるアーク電圧値の比較により溶接線の
倣いを行う。また、溶接電流値を溶接電流基準値と比較
することにより溶接トーチ高さの一定制御を行い、アー
ク長を一定とし溶接電流の安定化を図る。
【0013】溶接条件データベースは、複数部材の溶接
継手長さ、板厚、開先形状別に多層突合せ溶接を行うた
めのアーク電圧、溶接電流、アーク回転径、回転数、等
の溶接施工条件が記憶されている。
継手長さ、板厚、開先形状別に多層突合せ溶接を行うた
めのアーク電圧、溶接電流、アーク回転径、回転数、等
の溶接施工条件が記憶されている。
【0014】教示部は、各部材の溶接開始および溶接終
了点を入力する。入力は溶接作業にあたり、溶接ヘッド
をマニュアルで操作して教示する。また、教示部には複
数部材継手の材質、板厚、開先形状が入力されるように
なっている。
了点を入力する。入力は溶接作業にあたり、溶接ヘッド
をマニュアルで操作して教示する。また、教示部には複
数部材継手の材質、板厚、開先形状が入力されるように
なっている。
【0015】前述の課題を解決する第三の手段は、前述
の第一の手段および第二の手段を組合せた突合せ溶接装
置であり、前述の門型台車のG軸、該門型台車上を走行
する溶接走行軸台車のZ軸および該溶接走行軸台車上の
ブーム体を伸縮させるX1 軸およびその先端部に取付け
られた溶接ヘッドのX2 軸、R軸、Y軸が、アークセン
サ開先倣い制御部、アークセンサトーチ高さ制御部、教
示部、溶接条件制御部およびシーケンス制御部と密接に
リンクして多層突合せ溶接が自動的に行われる。
の第一の手段および第二の手段を組合せた突合せ溶接装
置であり、前述の門型台車のG軸、該門型台車上を走行
する溶接走行軸台車のZ軸および該溶接走行軸台車上の
ブーム体を伸縮させるX1 軸およびその先端部に取付け
られた溶接ヘッドのX2 軸、R軸、Y軸が、アークセン
サ開先倣い制御部、アークセンサトーチ高さ制御部、教
示部、溶接条件制御部およびシーケンス制御部と密接に
リンクして多層突合せ溶接が自動的に行われる。
【0016】本発明にかかる細幅部材突合せ溶接装置の
動作概略は、以下の順序で行われる。 配材完了、 各軸の退避後、手動インチング操作によりG軸をセッ
トする。 オペレータ操作(教示部、ペンダント)によりX
1 軸、Z軸(Y軸はアーク高さで固定)を操作し溶接始
終端他を教示する。 溶接はスケジュール運転で行われる。 複数部材溶接終了、溶接トーチ上方へ退避。 門型台車が走行し、次の複数溶接継手位置へ移動す
る。
動作概略は、以下の順序で行われる。 配材完了、 各軸の退避後、手動インチング操作によりG軸をセッ
トする。 オペレータ操作(教示部、ペンダント)によりX
1 軸、Z軸(Y軸はアーク高さで固定)を操作し溶接始
終端他を教示する。 溶接はスケジュール運転で行われる。 複数部材溶接終了、溶接トーチ上方へ退避。 門型台車が走行し、次の複数溶接継手位置へ移動す
る。
【0017】
【発明の実施の形態】図1は、本発明にかかる突合せ溶
接装置の斜視図で、複数の部材A、B、Cの長手方向両
側部に走行レール1・1′を配設する。
接装置の斜視図で、複数の部材A、B、Cの長手方向両
側部に走行レール1・1′を配設する。
【0018】2は該走行レール1・1′上を転動する門
型台車で、溶接線方向に対し直角方向に走行する転動軸
(G軸)を有し、該門型台車2の横桁2a・2b上には
溶接線方向に横行レール2c・2dが配設されている。
型台車で、溶接線方向に対し直角方向に走行する転動軸
(G軸)を有し、該門型台車2の横桁2a・2b上には
溶接線方向に横行レール2c・2dが配設されている。
【0019】3は前記横行レール2c・2d上を走行軸
(Z軸)で溶接線方向に走行する溶接走行軸台車で、該
溶接走行軸台車3上には部材の長手方向と溶接線に対し
直角方向に走行レール4が配設されており、該走行レー
ル4に沿ってブーム体5がX 1 軸モータ(図示せず)に
より溶接線と直角方向に移動可能に設けられ溶接トーチ
9の位置決めが行われる。尚、6は電源ケーブル、制御
ケーブル等を内蔵するケーブル集合体であり、A′・
B′・C′は各部材A、B、Cの溶接部であり、a・b
・cはタブ板である。
(Z軸)で溶接線方向に走行する溶接走行軸台車で、該
溶接走行軸台車3上には部材の長手方向と溶接線に対し
直角方向に走行レール4が配設されており、該走行レー
ル4に沿ってブーム体5がX 1 軸モータ(図示せず)に
より溶接線と直角方向に移動可能に設けられ溶接トーチ
9の位置決めが行われる。尚、6は電源ケーブル、制御
ケーブル等を内蔵するケーブル集合体であり、A′・
B′・C′は各部材A、B、Cの溶接部であり、a・b
・cはタブ板である。
【0020】7は前記ブーム体5の先端に取付けられた
溶接ヘッドで、該溶接ヘッド7は、溶接ワイヤケーブル
8内の溶接ワイヤを案内し高速回転させる溶接トーチ9
を有し、さらに、該溶接トーチ9を高速回転させるため
の溶接トーチ回転機構(R軸)および通電部を有する。
前記溶接ヘッド7は、高さ方向(Y軸)および部材Aの
開先幅方向(X2 軸)に移動可能に取付けられている。
尚、10は電源ボックス、11は制御ボックスである。
溶接ヘッドで、該溶接ヘッド7は、溶接ワイヤケーブル
8内の溶接ワイヤを案内し高速回転させる溶接トーチ9
を有し、さらに、該溶接トーチ9を高速回転させるため
の溶接トーチ回転機構(R軸)および通電部を有する。
前記溶接ヘッド7は、高さ方向(Y軸)および部材Aの
開先幅方向(X2 軸)に移動可能に取付けられている。
尚、10は電源ボックス、11は制御ボックスである。
【0021】図2は、前述のブーム体5の先端に取付け
られる溶接ヘッド7の側面図で、溶接トーチ支持ブロッ
ク12がブーム体5の先端部に取付けられており、該支
持ブロック12内のX2 軸制御モータ13によりX方向
(開先幅方向)にスライドするX2 軸14を有し、該X
2 軸14に高さ移動ブロック15が取付けられている。
られる溶接ヘッド7の側面図で、溶接トーチ支持ブロッ
ク12がブーム体5の先端部に取付けられており、該支
持ブロック12内のX2 軸制御モータ13によりX方向
(開先幅方向)にスライドするX2 軸14を有し、該X
2 軸14に高さ移動ブロック15が取付けられている。
【0022】前記高さ移動ブロック15にはY軸制御モ
ータ16およびY軸17が設けられている。さらに、Y
軸17には溶接トーチブロック18が螺合されており、
Y軸制御モータ16の駆動により溶接トーチブロック1
8の高さ制御が行われる。
ータ16およびY軸17が設けられている。さらに、Y
軸17には溶接トーチブロック18が螺合されており、
Y軸制御モータ16の駆動により溶接トーチブロック1
8の高さ制御が行われる。
【0023】溶接トーチブロック18には、溶接トーチ
9を高速で回転させるための回転モータ19(R軸)が
取付けられている。尚、前記X2 軸14を駆動すること
により溶接トーチ9を開先幅方向にアークを高速回転さ
せながら揺動させることも可能である。アークが揺動す
ることにより、開先壁面の融合および溶接ビード性状が
より改善される。
9を高速で回転させるための回転モータ19(R軸)が
取付けられている。尚、前記X2 軸14を駆動すること
により溶接トーチ9を開先幅方向にアークを高速回転さ
せながら揺動させることも可能である。アークが揺動す
ることにより、開先壁面の融合および溶接ビード性状が
より改善される。
【0024】図3は、高速回転アークによるアークセン
サ溶接線倣い制御の原理を示した概略図で、Cfはアー
ク回転の中心前方、Crは中心後方を示し、Rは回転の
右側、Lは回転の左側を示し、X2 は開先幅方向、Yは
高さ方向を示す。
サ溶接線倣い制御の原理を示した概略図で、Cfはアー
ク回転の中心前方、Crは中心後方を示し、Rは回転の
右側、Lは回転の左側を示し、X2 は開先幅方向、Yは
高さ方向を示す。
【0025】溶接トーチ9を高速回転させ電極のアーク
を溶接開先内で高速回転させるとアークの回転中心が開
先中心と一致している(ΔX2 =0)場合は、アーク電
圧波形は破線で示す形状となり、例えば、回転の中心前
方Cfでは左右の電圧積分値SR とSL は等しくなり差
分はゼロである。しかし、溶接トーチ9が開先中心線か
らずれ、アークの回転中心が開先中心から離れる(ΔX
2 ≠0)と、アーク電圧波形は実線で示す形状となり、
左右の電圧積分値SR とSL とに差分が発生する。該差
分をゼロとするように溶接トーチ9のX2 軸14を制御
して溶接トーチ9を開先幅方向に移動制御する。
を溶接開先内で高速回転させるとアークの回転中心が開
先中心と一致している(ΔX2 =0)場合は、アーク電
圧波形は破線で示す形状となり、例えば、回転の中心前
方Cfでは左右の電圧積分値SR とSL は等しくなり差
分はゼロである。しかし、溶接トーチ9が開先中心線か
らずれ、アークの回転中心が開先中心から離れる(ΔX
2 ≠0)と、アーク電圧波形は実線で示す形状となり、
左右の電圧積分値SR とSL とに差分が発生する。該差
分をゼロとするように溶接トーチ9のX2 軸14を制御
して溶接トーチ9を開先幅方向に移動制御する。
【0026】アーク電圧の値において積分値を採用する
理由は、瞬時値採用であるとノイズを検出した場合、誤
動作する可能性が高い。積分値であればノイズ比率が低
下するので誤動作をしない。
理由は、瞬時値採用であるとノイズを検出した場合、誤
動作する可能性が高い。積分値であればノイズ比率が低
下するので誤動作をしない。
【0027】図4は、前述の原理を用いて溶接線の自動
倣い制御を行うアークセンサ開先倣い制御回路およびア
ークセンサトーチ高さ制御回路のブロック図である。
倣い制御を行うアークセンサ開先倣い制御回路およびア
ークセンサトーチ高さ制御回路のブロック図である。
【0028】20はアーク電圧検出器、21はアークの
回転位置検出器、22は溶接電流検出器である。アーク
電圧検出器20で検出されたアーク電圧は、アークの回
転位置検出器21の信号を受けタイミングパルス発生器
23でタイミング信号によりアーク電圧を検出し、回転
の左側で検出したアーク電圧は左側積分器24(L)
に、また、回転の右側で検出したアーク電圧は右側積分
器25(R)で各々積分され、出力された左右の積分値
(SL )(SR )は比較器26でSL −SR の差分を検
出し、溶接トーチ9のX2 軸制御モータ13を制御しX
2 軸14で溶接トーチ9を開先中心に修正する。
回転位置検出器、22は溶接電流検出器である。アーク
電圧検出器20で検出されたアーク電圧は、アークの回
転位置検出器21の信号を受けタイミングパルス発生器
23でタイミング信号によりアーク電圧を検出し、回転
の左側で検出したアーク電圧は左側積分器24(L)
に、また、回転の右側で検出したアーク電圧は右側積分
器25(R)で各々積分され、出力された左右の積分値
(SL )(SR )は比較器26でSL −SR の差分を検
出し、溶接トーチ9のX2 軸制御モータ13を制御しX
2 軸14で溶接トーチ9を開先中心に修正する。
【0029】溶接電流検出器22の検出値(Ia )は比
較器27で基準溶接電流値設定器28の値(Io )と比
較され、Ia −1O の差分がアークの回転位置検出器2
1の信号を変換したタイミングパルス発生器23からの
同期信号によりアークの一回転毎に積分器29で積分さ
れ、値(ΔIa )を検出し、溶接トーチ9の高さ制御モ
ータ16を制御し、アーク長を一定制御する。当該アー
ク長の一定制御により溶接電流の安定を図る。
較器27で基準溶接電流値設定器28の値(Io )と比
較され、Ia −1O の差分がアークの回転位置検出器2
1の信号を変換したタイミングパルス発生器23からの
同期信号によりアークの一回転毎に積分器29で積分さ
れ、値(ΔIa )を検出し、溶接トーチ9の高さ制御モ
ータ16を制御し、アーク長を一定制御する。当該アー
ク長の一定制御により溶接電流の安定を図る。
【0030】以上が高速回転アークによる溶接線倣い制
御およびトーチ高さ一定制御であり、溶接ロボットにお
いては溶接トーチ9の溶接線追従のためのプログラムソ
フトが不要になり、溶接線を教示する作業も不要となる
利点がある。その他、アークを高速で回転させるとアー
ク力の分散作用により溶接ビード形状の改善が図られ
る。
御およびトーチ高さ一定制御であり、溶接ロボットにお
いては溶接トーチ9の溶接線追従のためのプログラムソ
フトが不要になり、溶接線を教示する作業も不要となる
利点がある。その他、アークを高速で回転させるとアー
ク力の分散作用により溶接ビード形状の改善が図られ
る。
【0031】また、アーク力の分散により単位面積当た
りの溶接電流が低下し、逆に言えば、低下した分だけ溶
接電流値をあげることができるので、高電流の使用が可
能となり溶着量が増加する。また、溶着量を一定とすれ
ば溶接速度を増大させることができるので、高能率の溶
接を行うことができる。
りの溶接電流が低下し、逆に言えば、低下した分だけ溶
接電流値をあげることができるので、高電流の使用が可
能となり溶着量が増加する。また、溶着量を一定とすれ
ば溶接速度を増大させることができるので、高能率の溶
接を行うことができる。
【0032】図5は、本発明にかかる突合せ溶接装置の
制御系統ブロック図である。11は門型台車2に搭載さ
れている制御ボックスで、走行軸G、溶接走行軸Z、お
よびX1 軸のモータドライバである。
制御系統ブロック図である。11は門型台車2に搭載さ
れている制御ボックスで、走行軸G、溶接走行軸Z、お
よびX1 軸のモータドライバである。
【0033】30は教示部であり、31は溶接加工条件
制御部である。該溶接加工条件制御部31は、計算機リ
ンクユニット31a、演算器31b、デジタル入出力ユ
ニット31cおよびアナログ入出力ユニット31d、と
から構成されている。
制御部である。該溶接加工条件制御部31は、計算機リ
ンクユニット31a、演算器31b、デジタル入出力ユ
ニット31cおよびアナログ入出力ユニット31d、と
から構成されている。
【0034】また、32はシーケンス制御部で、演算器
31b、デジタル入出力ユニット31c、アナログ入出
力ユニット31dは前記溶接加工条件制御部31と共用
されており、位置決め制御ユニット32′が追加構成さ
れている。
31b、デジタル入出力ユニット31c、アナログ入出
力ユニット31dは前記溶接加工条件制御部31と共用
されており、位置決め制御ユニット32′が追加構成さ
れている。
【0035】33は溶接のための各軸を制御する溶接軸
制御部であり、34は各軸ドライバである。
制御部であり、34は各軸ドライバである。
【0036】35はあらかじめ実験的に求められた多層
突合せ溶接施工条件を格納した溶接条件データベースで
あり、36は突合せ溶接装置の各軸部のモータを示す。
突合せ溶接施工条件を格納した溶接条件データベースで
あり、36は突合せ溶接装置の各軸部のモータを示す。
【0037】溶接開始までの順序は以下のとおりであ
る。門型台車2を部材の突合せ溶接位置近傍の固定した
い位置へ走行移動させ、固定する。
る。門型台車2を部材の突合せ溶接位置近傍の固定した
い位置へ走行移動させ、固定する。
【0038】前記門型台車2が固定されると、固定位置
信号を門型台車2の制御ボックス11を介して制御装置
へ送り、溶接制御が可の状態となる。
信号を門型台車2の制御ボックス11を介して制御装置
へ送り、溶接制御が可の状態となる。
【0039】次に、教示部30にて、材質/板厚を入力
すると演算器31bの記憶メモリに記憶される。同時
に、X1 、Z軸の操作により教示した溶接の始終端位置
も記憶される。このとき、溶接トーチ9はアークの発生
高さでY軸を固定して始終端の入力教示が行われる。
すると演算器31bの記憶メモリに記憶される。同時
に、X1 、Z軸の操作により教示した溶接の始終端位置
も記憶される。このとき、溶接トーチ9はアークの発生
高さでY軸を固定して始終端の入力教示が行われる。
【0040】溶接トーチ9のセット信号により、記憶し
た位置データをもとに、また、X1、Zについては位置
決めユニット32′を介して各軸ドライバ34へ送り、
X1、Z軸の各モータを駆動させブーム体5および溶接
トーチ9を移動させる。
た位置データをもとに、また、X1、Zについては位置
決めユニット32′を介して各軸ドライバ34へ送り、
X1、Z軸の各モータを駆動させブーム体5および溶接
トーチ9を移動させる。
【0041】Y軸は溶接軸制御部33を介してモータド
ライバ34へ指令を送り、Y軸モータを駆動させ溶接ト
ーチ9の高さセットが完了する。尚、X2 軸は、溶接線
倣い用であるので教示のときは、作動させない。
ライバ34へ指令を送り、Y軸モータを駆動させ溶接ト
ーチ9の高さセットが完了する。尚、X2 軸は、溶接線
倣い用であるので教示のときは、作動させない。
【0042】溶接開始ボタンにて溶接を開始すると、記
憶したデータをもとに溶接条件データベース35から諸
条件を呼出し、加工し出力する。
憶したデータをもとに溶接条件データベース35から諸
条件を呼出し、加工し出力する。
【0043】溶接中は、溶接軸制御部33へデジタルと
アナログの各データが送られ、各軸のモータを制御す
る。尚、溶接線の追従および溶接トーチ9の高さ制御は
前述のアークセンサ制御で述べたとおりである。
アナログの各データが送られ、各軸のモータを制御す
る。尚、溶接線の追従および溶接トーチ9の高さ制御は
前述のアークセンサ制御で述べたとおりである。
【0044】図6は、本発明にかかる溶接手順のフロー
チャート図である。手順のフローに従い説明する。
チャート図である。手順のフローに従い説明する。
【0045】(1)ワーク(部材)の材質・板厚入力 対話式(画面表示)の教示部にて、部材の材質および板
厚を入力する。
厚を入力する。
【0046】(2)ワーク始端入力 X1 、Z軸にて溶接トーチを手動にて移動させ、部材の
タブ板a位置の溶開始点を入力する。
タブ板a位置の溶開始点を入力する。
【0047】(3)ワーク終端入力 前記ワーク始端入力と同様の操作で部材のタブ板位置の
溶接終了点を入力する。終端入力後は、Y軸が駆動し溶
接トーチ9を高さ方向に自動退避させる。 複数の部材を突合せ溶接する場合は、前記(1)〜
(3)の操作を繰り返す。
溶接終了点を入力する。終端入力後は、Y軸が駆動し溶
接トーチ9を高さ方向に自動退避させる。 複数の部材を突合せ溶接する場合は、前記(1)〜
(3)の操作を繰り返す。
【0048】(4)教示完了 一部材の継手あるいは複数の部材の継手の溶接開始また
は終了位置の教示が完了する。尚、前記ワークの溶接始
終端入力は、実溶接作業と同様にY軸はアークの発生す
る高さで固定しておき、その状態で入力する。
は終了位置の教示が完了する。尚、前記ワークの溶接始
終端入力は、実溶接作業と同様にY軸はアークの発生す
る高さで固定しておき、その状態で入力する。
【0049】(5)溶接トーチセット 自動溶接開始のボタンを押すと、1番目の継手の溶接開
始位置へ自動で溶接トーチ9のセットが行われる。駆動
軸はX1 Y、Z軸である。
始位置へ自動で溶接トーチ9のセットが行われる。駆動
軸はX1 Y、Z軸である。
【0050】(6)溶接開始 溶接開始ボタンでアークが発生する。
【0051】(7)溶接中 ・溶接条件は、材質/板厚別溶接条件データベースから
呼出し、多層溶接を行う。(溶接条件データベースは材
質別/板厚別に多層溶接条件データを保持している。) ・溶接は、R、X2 、Y、Z軸を用いて行うが、アーク
センサ制御は、アークの回転軸(R軸)、溶接トーチ9
の溶接線の倣い制御軸(X2 )および溶接トーチ9の高
さ制御軸(Y軸)を用いて行われる。
呼出し、多層溶接を行う。(溶接条件データベースは材
質別/板厚別に多層溶接条件データを保持している。) ・溶接は、R、X2 、Y、Z軸を用いて行うが、アーク
センサ制御は、アークの回転軸(R軸)、溶接トーチ9
の溶接線の倣い制御軸(X2 )および溶接トーチ9の高
さ制御軸(Y軸)を用いて行われる。
【0052】複数の溶接継手を溶接する場合は、1番
目の溶接継手が溶接後、前述の教示に従い次の溶接継手
に自動的に溶接トーチ9が移動し、(5)〜(7)を繰
り返し溶接継手の数だけ溶接を行う。最終層の溶接線倣
いは、前層の倣いデータを記憶しておき、最終層で再生
することにより溶接トーチ9の倣いが行われる。溶接ト
ーチ9を揺動させた場合も同様である。
目の溶接継手が溶接後、前述の教示に従い次の溶接継手
に自動的に溶接トーチ9が移動し、(5)〜(7)を繰
り返し溶接継手の数だけ溶接を行う。最終層の溶接線倣
いは、前層の倣いデータを記憶しておき、最終層で再生
することにより溶接トーチ9の倣いが行われる。溶接ト
ーチ9を揺動させた場合も同様である。
【0053】(8)溶接終了 教示継手分の溶接が終了し、門型台車2が次の溶接継手
位置へ走行する。
位置へ走行する。
【0054】
【発明の効果】門型台車が突合せ溶接される部材の長手
方向に移動可能で、かつ、溶接方向に溶接走行軸台車が
移動可能に配置されているので、部材が複数置かれてい
ても装置の持ち運びがなく、人手を要しない。
方向に移動可能で、かつ、溶接方向に溶接走行軸台車が
移動可能に配置されているので、部材が複数置かれてい
ても装置の持ち運びがなく、人手を要しない。
【0055】また、部材がランダムに複数配置された状
態でも、各部材の溶接始端および終端を教示するのみで
連続して複数の部材が自動的に突合せ溶接が行われるの
で、特殊な技能を要することなく自動溶接することがで
きる。
態でも、各部材の溶接始端および終端を教示するのみで
連続して複数の部材が自動的に突合せ溶接が行われるの
で、特殊な技能を要することなく自動溶接することがで
きる。
【0056】アークセンサ開先倣い制御およびアークセ
ンサトーチ高さ制御により、溶接トーチの自動溶接線倣
いおよび溶接ビードの高さ制御が自動的に行われるの
で、溶接線倣いのための特別なプログラムソフトを必要
としないので、溶接装置のコストダウンが図れる。
ンサトーチ高さ制御により、溶接トーチの自動溶接線倣
いおよび溶接ビードの高さ制御が自動的に行われるの
で、溶接線倣いのための特別なプログラムソフトを必要
としないので、溶接装置のコストダウンが図れる。
【図1】本発明にかかる突合せ溶接装置の斜視図。
【図2】ブーム体の先端に取付けられる溶接ヘッドの側
面図。
面図。
【図3】高速回転アークによるアークセンサ開先倣い制
御およびアークセンサトーチ高さ制御の原理を示した概
略図。
御およびアークセンサトーチ高さ制御の原理を示した概
略図。
【図4】アークセンサ開先倣い制御およびアークセンサ
トーチ高さ制御回路ブロック図。
トーチ高さ制御回路ブロック図。
【図5】本発明にかかる突合せ溶接装置の制御ブロック
図。
図。
【図6】本発明にかかる溶接手順のフローチャート図。
1 走行レール 2 門型台車 3 溶接走行軸台車 4 走行レール 5 ブーム体 6 ケーブル集合体 7 溶接ヘッド 8 溶接ワイヤケーブル 9 溶接トーチ 10 電源ボックス 11 制御ボックス 12 溶接トーチ支持ブロック 13 X2 軸制御モータ 14 X2 軸 15 高さ移動ブロック 16 Y軸制御モータ 17 Y軸 18 溶接トーチブロック 19 回転モータ 20 アーク電圧検出器 21 回転位置検出器 22 溶接電流検出器 23 タイミングパルス発生器 24 左側積分器 25 右側積分器 26 比較器 27 比較器 28 基準溶接電流値設定器 29 積分器 30 教示部 31 溶接加工条件制御部 32 シーケンス制御部 33 溶接軸制御部 34 各軸ドライバ 35 溶接条件データベース 36 突合せ溶接装置各モータ
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 9/30 8315−4E B23K 9/30 (72)発明者 玉置 尚弘 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 高畑 清治 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内
Claims (3)
- 【請求項1】 突合せ溶接継手を有する複数の部材の溶
接線とは直角方向に移動可能な門型台車(G軸)と、該
門型台車上を溶接線方向に走行可能な溶接走行軸台車
(Z軸)と、該溶接走行軸台車上を溶接線に直角方向に
移動可能な横行軸(X1 軸)を有するブーム体と、該ブ
ーム体の先端に取付けられた溶接ヘッドとからなり、該
溶接ヘッドは溶接アークを高速回転させる電極回転軸
(R軸)を有する溶接トーチ、さらに、前記溶接トーチ
を開先幅方向に移動させる開先倣い制御軸(X2 軸)お
よび前記溶接トーチを高さ方向に移動させる溶接トーチ
高さ制御軸(Y軸)とを取付けてなることを特徴とする
突合せ溶接装置。 - 【請求項2】 高速で回転するアークの回転の左側と右
側でアーク電圧を比較することにより開先倣い制御軸
(X2 軸)により溶接線倣い制御を行うアークセンサ開
先倣い制御部と、溶接電流を溶接電流基準値と比較する
ことにより溶接トーチの高さ制御軸(Y軸)により溶接
トーチ高さ制御を行うアークセンサトーチ高さ制御部
と、複数の部材の溶接継手、板厚、材質、開先形状がプ
リセット可能で溶接の始端および終端を教示する教示部
と、あらかじめ部材の板厚別、材質別、開先形状別に突
合せ溶接施工条件を記憶させた溶接条件データベースか
ら、各溶接線毎に溶接施工条件を読み出し出力する溶接
施工条件制御部と、各軸の位置決め制御機能を有し、か
つ、教示された溶接線データに従い複数の溶接継手の突
合せ溶接を連続して行うシーケンス制御部と、からなる
ことを特徴とする突合せ溶接装置。 - 【請求項3】 突合せ溶接継手を有する複数の部材の溶
接線とは直角方向に移動可能な門型台車(G軸)と、該
門型台車上を溶接線方向に走行可能な溶接走行軸台車
(Z軸)と、該溶接走行軸台車上を溶接線に直角方向に
移動可能な横行軸(X1 軸)を有するブーム体と、該ブ
ーム体の先端に取付けられた溶接ヘッドとからなり、該
溶接ヘッドは溶接アークを高速回転させる電極回転軸
(R軸)を有する溶接トーチ、さらに、前記溶接トーチ
を開先幅方向に移動させる開先倣い制御軸(X2 軸)お
よび前記溶接トーチを高さ方向に移動させる溶接トーチ
高さ制御軸(Y軸)とを取付けてなり、高速で回転する
アークの回転の左側と右側でアーク電圧を比較すること
により開先倣い制御軸(X2 軸)により溶接線倣い制御
を行うアークセンサ開先倣い制御部と、溶接電流を溶接
電流基準値と比較することにより溶接トーチの高さ制御
軸(Y軸)により溶接トーチ高さ制御を行うアークセン
サトーチ高さ制御部と、複数の部材の溶接継手、板厚、
材質、開先形状がプリセット可能で溶接の始端および終
端を教示する教示部と、あらかじめ部材の板厚別、材質
別、開先形状別に突合せ溶接施工条件を記憶させた溶接
条件データベースから、各溶接線毎に溶接施工条件を読
み出し出力する溶接施工条件制御部と、各軸の位置決め
制御機能を有し、かつ、教示された溶接線データに従い
複数の溶接継手の突合せ溶接を連続して行うシーケンス
制御部と、からなることを特徴とする突合せ溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25355195A JPH0994664A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 突合せ溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25355195A JPH0994664A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 突合せ溶接装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0994664A true JPH0994664A (ja) | 1997-04-08 |
Family
ID=17252949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25355195A Pending JPH0994664A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 突合せ溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0994664A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002285316A (ja) * | 2001-03-28 | 2002-10-03 | Daihen Corp | 自動溶射方法 |
| KR101248128B1 (ko) * | 2012-11-16 | 2013-03-26 | 주식회사 윈텍오토메이션 | 초경합금용 핸들링장치 및 그 설치구조 |
-
1995
- 1995-09-29 JP JP25355195A patent/JPH0994664A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002285316A (ja) * | 2001-03-28 | 2002-10-03 | Daihen Corp | 自動溶射方法 |
| KR101248128B1 (ko) * | 2012-11-16 | 2013-03-26 | 주식회사 윈텍오토메이션 | 초경합금용 핸들링장치 및 그 설치구조 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010814 |