JPH1085939A - Arc length control device - Google Patents
Arc length control deviceInfo
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- JPH1085939A JPH1085939A JP24290796A JP24290796A JPH1085939A JP H1085939 A JPH1085939 A JP H1085939A JP 24290796 A JP24290796 A JP 24290796A JP 24290796 A JP24290796 A JP 24290796A JP H1085939 A JPH1085939 A JP H1085939A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】開先内で非消耗電極1をウィービング、あるい
は揺動させる溶接装置のアーク長制御装置において、低
い周波数のウィービングや揺動中にも、母材4の凹凸な
どに対応して十分速くアーク長を制御し、母材4の溶融
状態を安定させること。
【解決手段】開先内で非消耗電極1をウィービング、あ
るいは揺動させる溶接装置のアーク長制御装置におい
て、ウィービングや揺動中の任意の位置のアーク電圧E
aを検出し、設定した適正アーク長となる基準アーク電
圧Egとの差を算出し、その差電圧dEを変数として求
められる距離dDだけ溶接トーチ3を移動さる。
(57) [Summary] In an arc length control device of a welding device for weaving or oscillating a non-consumable electrode 1 in a groove, unevenness of a base material 4 even during weaving or oscillating at a low frequency. And controlling the arc length sufficiently quickly to stabilize the molten state of the base material 4. In an arc length control device of a welding device for weaving or swinging a non-consumable electrode 1 in a groove, an arc voltage E at an arbitrary position during weaving or swinging.
a is detected, a difference from the reference arc voltage Eg having a set appropriate arc length is calculated, and the welding torch 3 is moved by a distance dD obtained by using the difference voltage dE as a variable.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は非消耗電極溶接のア
ーク長制御装置に係わり、溶接中のアーク長を制御する
アーク長制御装置、さらに該アーク長制御装置を搭載し
た非消耗電極アーク自動溶接装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an arc length control device for non-consumable electrode welding, an arc length control device for controlling an arc length during welding, and a non-consumable electrode arc automatic welding equipped with the arc length control device. Related to the device.
【0002】[0002]
【従来の技術】非消耗電極溶接では、通常アーク長と呼
ばれている非消耗電極先端と母材間の距離を一定に保ち
ながら溶接することが望ましい。従来の非消耗電極アー
ク自動溶接装置においては、溶接トーチをスライドベー
ス上に取り付けて置き、アーク長が変化するとアーク電
圧も変化することを利用し、該スライドベースを駆動し
てアーク電圧を一定にする制御が行われてきた。2. Description of the Related Art In non-consumable electrode welding, it is desirable to perform welding while maintaining a constant distance between the tip of the non-consumable electrode and a base material, which is usually called an arc length. In a conventional non-consumable electrode arc automatic welding apparatus, a welding torch is mounted on a slide base, and by utilizing that the arc voltage changes when the arc length changes, the slide base is driven to keep the arc voltage constant. Has been controlled.
【0003】この従来のアーク長制御装置の多くは、ア
ーク電圧とあらかじめ設定した適正アーク長となる基準
アーク電圧との差を検出し、その大小関係で一定の駆動
速度を持つスライドベースを上昇、下降または停止させ
るオン・オフ制御を行っていた。あるいは、アーク電圧
とあらかじめ設定した適正アーク長となる基準アーク電
圧との差を取り、その正負により移動方向を変え、また
電圧差の絶対値に比例してスライドベースの駆動速度を
大きくする比例制御を行っていた。いずれも、アーク電
圧を常時フィードバック的に差電圧を無くすように制御
するものであった。Many of the conventional arc length control devices detect a difference between an arc voltage and a reference arc voltage that is a predetermined appropriate arc length, and raises a slide base having a constant driving speed according to the magnitude relationship. On / off control to lower or stop was performed. Alternatively, proportional control that takes the difference between the arc voltage and a reference arc voltage that provides a predetermined appropriate arc length, changes the moving direction depending on the sign, and increases the drive speed of the slide base in proportion to the absolute value of the voltage difference Had gone. In each case, the arc voltage is always controlled in a feedback manner so as to eliminate the difference voltage.
【0004】即ち、測定したアーク電圧とあらかじめ設
定した適正アーク長となる基準アーク電圧との差を、現
在のアーク長と適正アーク長の距離差として把握し、1
回の制御でその距離差が0になるように溶接トーチを移
動するという概念は、従来のアーク長制御装置にはなか
った。That is, the difference between the measured arc voltage and a reference arc voltage that is a preset proper arc length is grasped as a distance difference between the current arc length and the proper arc length, and
The concept of moving the welding torch so that the distance difference becomes 0 in each control is not present in the conventional arc length control device.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】非消耗電極を開先内で
平行移動的に左右動(以下、ウィービングという)ある
いは捻転させて電極先端を左右動(以下、揺動という)
させる場合、V開先やI開先内では、非消耗電極が開先
中心近くにある場合と開先壁面近くにある場合とでは、
非消耗電極先端と母材間の距離、即ちアーク長が異な
り、アーク電圧が変化する。このような場合、従来のア
ーク長制御装置をそのまま用いると、ウィービングある
いは揺動に対応して常時スライドベースを駆動して溶接
トーチを上下させ、アーク電圧が一定になるように動作
しなければならない。このような動作が行われると、特
にI開先の開先壁面に電極が近づいた場合、アーク長が
極端に短くなるため、スライドベースが急激に上昇し
て、母材の溶融状態を不安定なものにし、溶接結果の悪
化原因となる。このような現象を防止するには、開先中
央部でのアーク長が一定になるよう制御しつつ、開先中
央部から外れた場合にも開先中央部の溶接トーチ高さを
保つことが必要になる。The non-consumable electrode is moved left and right (hereinafter referred to as weaving) or twisted in a groove so as to move the tip of the electrode horizontally (hereinafter referred to as swinging).
In the V groove and the I groove, when the non-consumable electrode is near the groove center and near the groove wall,
The distance between the tip of the non-consumable electrode and the base material, that is, the arc length is different, and the arc voltage changes. In such a case, if the conventional arc length control device is used as it is, it is necessary to operate the slide base at all times in response to weaving or swinging to raise and lower the welding torch, and to operate so that the arc voltage becomes constant. . When such an operation is performed, especially when the electrode approaches the groove wall of the groove I, the arc length becomes extremely short, so that the slide base rises rapidly and the molten state of the base material becomes unstable. In other words, it causes the welding result to deteriorate. In order to prevent such a phenomenon, it is necessary to maintain the height of the welding torch at the center of the groove even when the arc torch deviates from the center of the groove while controlling the arc length at the center of the groove to be constant. Will be needed.
【0006】このような動作を行うためには、非消耗電
極先端が開先中心近くにある場合と開先壁面近くにある
場合とそれぞれ区別してアーク電圧を検出して制御す
る。In order to perform such an operation, the arc voltage is detected and controlled separately for the case where the non-consumable electrode tip is near the groove center and the case where it is near the groove wall surface.
【0007】従来のアーク長制御装置を用い、開先中心
部でのアーク電圧だけを検出してアーク長制御を行う場
合、従来のスライドベースの駆動速度のままでは、例え
ば1〜3Hzなどのウイ−ビングあるいは揺動の場合に
は、次のアーク電圧検出が行われるまでの間にスライド
ベースが一方向に動き過ぎる結果,頻繁に上下動を繰り
返すハンチング状態を引き起こすので、結局スライドベ
ースの駆動速度を非常に遅くしなければならなかった。
しかし、スライドベースの駆動速度が遅い場合には、し
ばしば母材表面の凹凸に対応したアーク長制御が困難に
なり、非消耗電極が母材に接触・損傷し、母材の溶融状
態を不安定なものにし、溶接結果の悪化の原因となる。When the conventional arc length control device is used to detect only the arc voltage at the center of the groove and perform arc length control, the conventional slide base driving speed is maintained at, for example, 1 to 3 Hz. -In the case of bing or swinging, the slide base moves too much in one direction until the next arc voltage detection is performed, resulting in a hunting state in which the slide base repeatedly moves up and down. Had to be very slow.
However, when the drive speed of the slide base is low, it is often difficult to control the arc length corresponding to the unevenness of the surface of the base material, and the non-consumable electrode contacts and damages the base material, making the molten state of the base material unstable. In other words, it causes deterioration of welding results.
【0008】本発明の目的は、上記のような従来技術の
問題点を解決するために、任意の周波数で開先内をウィ
ービングあるいは揺動している場合でも、スライドベー
スの駆動速度を速くしたままで制御できるようにし、母
材の凹凸などに対応して十分速くアーク長を制御するア
ーク長制御装置及び非消耗電極アーク自動溶接装置を提
供することにある。An object of the present invention is to increase the driving speed of the slide base even when weaving or oscillating in a groove at an arbitrary frequency in order to solve the above-mentioned problems of the prior art. An object of the present invention is to provide an arc length control device and a non-consumable electrode arc automatic welding device which can be controlled as they are and control the arc length sufficiently quickly in response to irregularities of the base material.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的は、非消耗電極
アーク溶接装置のアーク長制御装置において、非消耗電
極を任意の周波数で開先内をウィービングあるいは揺動
しているとき、任意の電極位置でのみアーク電圧を検出
して、あらかじめ設定した適正アーク長となる基準アー
ク電圧との差電圧を算出し、該差電圧の正負で移動方向
を決め、また該差電圧を変数として、溶接トーチの移動
量を求め、該距離だけ溶接トーチを母材に対して上下方
向に移動することによって、アーク長が一定になるよう
制御することにより達成される。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an arc length control device for a non-consumable electrode arc welding apparatus, in which a non-consumable electrode is arbitrarily set at an arbitrary frequency while weaving or oscillating in a groove. An arc voltage is detected only at a position, a difference voltage from a reference arc voltage having a predetermined appropriate arc length is calculated, a moving direction is determined by the sign of the difference voltage, and the welding torch is used with the difference voltage as a variable. By moving the welding torch up and down with respect to the base material by the distance, the arc length is controlled to be constant.
【0010】本発明の装置は、非消耗電極を任意の周波
数で開先内をウィービングあるいは揺動しているとき、
該非消耗電極が開先内の任意の点にある時のアーク電圧
を検出して、あらかじめ設定した適正アーク長となる基
準アーク電圧との差を算出し、該差電圧の正負で移動方
向を決め、また差電圧を変数として求められる距離だけ
スライドベースを駆動させる。このため、低い周波数で
揺動やウィービングや揺動中にも、従来のアーク長制御
装置と同じ移動速度で溶接トーチを移動でき、母材の凹
凸などに対応して十分速くアーク長を制御できるので、
非消耗電極が母材に接触し溶接中断するような問題は発
生しない。[0010] The device of the present invention, when weaving or rocking the non-consumable electrode in the groove at an arbitrary frequency,
An arc voltage when the non-consumable electrode is at an arbitrary point in the groove is detected, a difference between the arc voltage and a reference arc voltage that is a preset appropriate arc length is calculated, and a moving direction is determined by the positive or negative of the difference voltage. Further, the slide base is driven by a distance obtained by using the difference voltage as a variable. For this reason, the welding torch can be moved at the same moving speed as the conventional arc length control device even during swinging, weaving and swinging at a low frequency, and the arc length can be controlled sufficiently quickly in response to irregularities of the base material. So
There is no problem that the non-consumable electrode contacts the base material and interrupts welding.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
従って説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0012】図1は、I開先2内で、非消耗電極1をウ
ィービングさせながら溶接した場合の概念図である。
(1)は従来のアーク長制御装置をそのまま用いた場合
であり、常時アーク電圧が一定になるように非消耗電極
1を動作するため、開先壁面に電極が近づいた場合のア
ーク長Lwが極端に短くなり、非消耗電極1が急激に上昇
して、母材の溶融状態を不安定なものにし、溶接結果の
悪化原因となる。このような現象を防止するために、開
先中央部でのアーク長Lcが一定になるよう制御しつつ、
開先中央部から外れた場合にも開先中央部の溶接トーチ
高さを保つようにしたのが(2)である。(2)の制御
を行うことにより、開先壁面に非消耗電極1が近づいた
場合に非消耗電極1が急激な上昇をせず、母材の溶融状
態を安定させることができる。FIG. 1 is a conceptual diagram showing a case where the non-consumable electrode 1 is welded in an I groove 2 while being weaved.
(1) is a case where the conventional arc length control device is used as it is. Since the non-consumable electrode 1 is operated so that the arc voltage is always constant, the arc length Lw when the electrode approaches the groove wall surface is reduced. It becomes extremely short, and the non-consumable electrode 1 rises rapidly, making the molten state of the base material unstable and causing deterioration of the welding result. In order to prevent such a phenomenon, while controlling the arc length Lc at the center of the groove to be constant,
(2) is to maintain the height of the welding torch at the center of the groove even when it comes off the center of the groove. By performing the control of (2), when the non-consumable electrode 1 approaches the groove wall surface, the non-consumable electrode 1 does not rise rapidly, and the molten state of the base material can be stabilized.
【0013】図2は、ウィービングしながら溶接してい
る時に、従来のアーク長制御装置を用い、開先中心部で
のアーク電圧だけを検出してアーク長制御を行う場合
と、本発明のアーク長制御装置を用いた場合のアーク長
制御の概念図である。溶接トーチ移動速度はどちらの場
合も5mm/秒であり、アーク電圧サンプリング周波数
は2Hz(ウィービング周波数は1Hz)、溶接速度は
1mm/秒の例である。開先底面の高さは溶接進行方向
に100mmで、高さが10mm減少する場合を例とし
ている。Wは溶接トーチのウィービング軌跡であり、ウ
ィービング振幅の中心となるCとの交点Pでアーク電圧
を検出する。開先底面高さに対応した理想的な溶接トー
チ高さの軌跡がR、従来のアーク長制御を行ったときの
溶接トーチ高さの軌跡がS、本発明のアーク長制御を行
ったときの溶接トーチ高さの軌跡がHである。FIG. 2 shows a case where the arc length control is performed by detecting only the arc voltage at the center of the groove by using the conventional arc length control device during welding while weaving, and the arc of the present invention. FIG. 4 is a conceptual diagram of arc length control when a length control device is used. The welding torch moving speed is 5 mm / sec in both cases, the arc voltage sampling frequency is 2 Hz (weaving frequency is 1 Hz), and the welding speed is 1 mm / sec. The height of the groove bottom is 100 mm in the welding progress direction, and the height is reduced by 10 mm as an example. W is a weaving locus of the welding torch, and an arc voltage is detected at an intersection P with C which is the center of the weaving amplitude. The locus of the ideal welding torch height corresponding to the groove bottom height is R, the locus of the welding torch height when the conventional arc length control is performed is S, and when the arc length control of the present invention is performed. The locus of the welding torch height is H.
【0014】従来のアーク長制御装置では、図示するよ
うにアーク電圧検出の間隔が長すぎて、スライドベース
が頻繁に上下動を繰り返すハンチング状態を引き起こ
す。一方、本発明のアーク長制御装置を用いれば、アー
ク電圧検出時の適正アーク長に不足した距離のみ十分に
速い移動速度で溶接トーチを下降させるため、ハンチン
グ状態を起こさずに開先底面高さに沿ったアーク長制御
ができる。In the conventional arc length control device, as shown in the figure, the interval of arc voltage detection is too long, causing a hunting state in which the slide base repeatedly moves up and down frequently. On the other hand, if the arc length control device of the present invention is used, the welding torch is lowered at a sufficiently high moving speed only for a distance short of the appropriate arc length at the time of arc voltage detection, so that the groove bottom height does not occur without causing a hunting state. The arc length can be controlled along the line.
【0015】なお、検出アーク電圧は、交点P前後の複
数検出して平均化したものを検出アーク電圧として使用
しても良い。The detected arc voltage may be obtained by averaging a plurality of detected arc voltages before and after the intersection P and use the detected arc voltage as the detected arc voltage.
【0016】図3は、ウィービングしながら溶接してい
る時に、従来のアーク長制御装置を用い、開先中心部で
のアーク電圧だけを検出してアーク長制御を行う場合
と、本発明のアーク長制御装置を用いた場合のアーク長
制御の概念図である。溶接トーチ移動速度は従来のアー
ク長制御装置の場合、図2のようなハンチングを防止す
るため0.5mm/秒とし、本発明のアーク長制御装置
の場合は図2の場合と同じ5mm/秒であり、アーク電
圧サンプリング周波数は2Hz(ウィービング周波数は
1Hz)、溶接速度は1mm/秒の例である。開先底面
の高さは溶接進行方向に100mmで、高さが100m
m減少する開先底面高さ変化の急激な場合を例としてい
る。Wは溶接トーチのウィービング軌跡であり、ウィー
ビング振幅の中心となるCとの交点Pでアーク電圧を検
出する。開先底面高さに対応した理想的な溶接トーチ高
さの軌跡がR、従来のアーク長制御を行ったときの溶接
トーチ高さの軌跡がJ、本発明のアーク長制御を行った
ときの溶接トーチ高さの軌跡がHである。FIG. 3 shows an arc length control using a conventional arc length control device during welding while weaving and detecting only the arc voltage at the center of the groove, and the arc of the present invention. FIG. 4 is a conceptual diagram of arc length control when a length control device is used. The moving speed of the welding torch is set to 0.5 mm / sec in the case of the conventional arc length control device to prevent hunting as shown in FIG. 2, and in the case of the arc length control device of the present invention, the same 5 mm / sec as in FIG. In this example, the arc voltage sampling frequency is 2 Hz (weaving frequency is 1 Hz), and the welding speed is 1 mm / sec. The height of the groove bottom is 100 mm in the welding direction and the height is 100 m
In this example, a sharp change in the groove bottom height that decreases by m is taken as an example. W is a weaving locus of the welding torch, and an arc voltage is detected at an intersection P with C which is the center of the weaving amplitude. The locus of the ideal welding torch height corresponding to the groove bottom height is R, the locus of the welding torch height when the conventional arc length control is performed is J, and when the arc length control of the present invention is performed. The locus of the welding torch height is H.
【0017】従来のアーク長制御装置では、図示するよ
うに溶接トーチ移動速度が遅すぎて、開先底面高さの変
化にアーク長制御が追従しきれない。一方、本発明のア
ーク長制御装置を用いれば、アーク電圧検出時の適正ア
ーク長に不足した距離のみ十分に速い移動速度で溶接ト
ーチを下降させるため、急激な変化に追従して 開先底
面高さに沿ったアーク長制御ができる。In the conventional arc length control device, as shown in the figure, the moving speed of the welding torch is too slow, and the arc length control cannot follow the change in the groove bottom height. On the other hand, if the arc length control device of the present invention is used, the welding torch is lowered at a sufficiently high moving speed only at a distance short of the appropriate arc length at the time of arc voltage detection. The arc length can be controlled along the length.
【0018】なお、検出アーク電圧は、交点P前後の複
数検出して平均化したものを検出アーク電圧として使用
しても良い。It should be noted that a plurality of detected arc voltages detected before and after the intersection P and averaged may be used as the detected arc voltages.
【0019】図4は、非消耗電極溶接の一つであるTI
G(タングステンイナートガス)アーク溶接における溶
接電流、タングステン電極先端と母材間の電圧(アーク
電圧)とタングステン電極先端と母材間距離(アーク
長)の関係を示す実験結果である。FIG. 4 shows TI which is one of non-consumable electrode welding.
It is an experimental result which shows the welding current in G (tungsten inert gas) arc welding, the voltage (arc voltage) between the tungsten electrode tip and the base material, and the distance (arc length) between the tungsten electrode tip and the base material.
【0020】母材の状態、シールドガス成分、電極組成
や電極径、電極先端形状などのいろいろな要因で変化す
るが、一般的には第4図の傾向がある。即ち、実用域で
は、(アーク長変化量)=(制御定数)×(アーク電圧
変化量)と表される。Although it varies depending on various factors such as the state of the base material, the shielding gas component, the electrode composition and the electrode diameter, and the shape of the electrode tip, there is generally the tendency shown in FIG. That is, in the practical range, (arc length change amount) = (control constant) × (arc voltage change amount).
【0021】したがって、測定したアーク電圧と適正な
アーク長となるアーク電圧の差が、“N”Vであれば、
測定時のアーク長が適正アーク長に対して、“α・N”
mm(αは制御定数)の差があると解釈し、溶接トーチ
を“α・N”mmだけ移動する制御を行うことで適正ア
ーク長にするようにしたのが本発明のアーク長制御装置
である。Therefore, if the difference between the measured arc voltage and the arc voltage that provides an appropriate arc length is “N” V,
The arc length at the time of measurement is “α · N”
mm (α is a control constant), it is interpreted that there is a difference, and by controlling the welding torch to move by “α · N” mm, the arc length is controlled appropriately by the arc length control device of the present invention. is there.
【0022】溶接トーチの移動手段は、移動距離を制御
できるものであれば良く、パルス列指令でのパルスモー
タドライブ、あるいはエンコーダなどのフィードバック
用検出器を備えたサーボモータドライブであっても良
い。The moving means of the welding torch is only required to be able to control the moving distance, and may be a pulse motor drive by a pulse train command or a servo motor drive having a feedback detector such as an encoder.
【0023】図5は、本発明のアーク長制御装置の制御
方法のフローチャートである。まず、測定時のアーク長
Daを適正アーク長Dgにするために必要な溶接トーチ
支持部移動量dDを算出する溶接トーチ支持部移動量算
出式dD=α・|dE|(|dE|はdEの絶対値、α
は定数)を設定、記憶させる。次に溶接中の非消耗電極
先端と母材間のアーク電圧Eaを抽出し、該アーク電圧
Eaと適正アーク長を保持したときのアーク電圧(基準
アーク電圧)Egの差電圧dEを算出する。算出した該
差電圧dEを前記溶接トーチ支持部移動量算出式dD=
α・|dE|に代入し、溶接トーチ支持部移動量dDを
算出する。次に差電圧dEの正負を判断し、 dE>β
ならば、溶接トーチ支持部移動軸を前記算出した溶接ト
ーチ支持部移動量dDだけ下降し、 dE<−βなら
ば、溶接トーチ支持部移動軸を前記算出した溶接トーチ
支持部移動量dDだけ上昇し、 dE>βでもなく、d
E<−βでもなければ(−β≦dE≦βならば)、溶接
トーチ支持部移動軸を駆動しない。その後、溶接終了か
否かの判断をして、溶接継続中ならば再度制御を行う。FIG. 5 is a flowchart of a control method of the arc length control device according to the present invention. First, a welding torch support moving amount calculation formula dD = α · | dE | (| dE | is dE to calculate a welding torch support moving amount dD necessary for setting the arc length Da at the time of measurement to the appropriate arc length Dg. The absolute value of α
Is a constant). Next, an arc voltage Ea between the tip of the non-consumable electrode during welding and the base material is extracted, and a difference voltage dE between the arc voltage Ea and an arc voltage (reference arc voltage) Eg when an appropriate arc length is maintained is calculated. The calculated difference voltage dE is calculated by using the welding torch support portion moving amount calculation formula dD =
α · | dE | to calculate the welding torch support portion movement amount dD. Next, it is determined whether the difference voltage dE is positive or negative. DE> β
If so, the welding torch support moving axis is lowered by the calculated welding torch moving distance dD. If dE <-β, the welding torch supporting section moving axis is raised by the calculated welding torch supporting moving distance dD. And dE> β, not d
If E <-β is not satisfied (if −β ≦ dE ≦ β), the welding torch support moving shaft is not driven. Thereafter, it is determined whether or not the welding is completed. If the welding is being continued, the control is performed again.
【0024】なお、βは制御の安定化を図るための不感
帯である。Β is a dead zone for stabilizing control.
【0025】図6は、本発明のアーク長制御装置を搭載
した非消耗電極アーク自動溶接装置のブロック図を示し
たものである。図示の非消耗電極アーク自動溶接装置
は、溶接トーチ3先端の非消耗電極1と母材4との間に
アーク5を発生する手段である溶接電源6と、溶接ワイ
ヤ7を順次送給する手段である溶接ワイヤ送給装置8
と、溶接ワイヤ送給ガイド9と溶接トーチ3を支持する
手段である溶接トーチ支持部10と、溶接トーチ支持部
10を上下に移動しアーク長を調整する手段である溶接
トーチ支持部移動ステージ11と、溶接トーチ支持部移
動ステージ11を制御する溶接トーチ支持部移動ステー
ジ制御装置12と、溶接トーチ支持部移動ステージ11
を搭載し、溶接進行方向に対して左右にウィービングす
る手段であるウィービングステージ13と、ウィービン
グステージ13を駆動制御するウィービングステージ制
御装置14と、ウィービングステージ13の位置情報を
抽出するウィービングステージ位置検出装置15と,溶
接トーチ3と溶接トーチ支持部移動ステージ11とウィ
ービングステージ13と溶接ワイヤ送給ガイド9を搭載
し溶接線方向に自走する手段である台車16と、該溶接
電源6よりアーク電圧Eaを検出する手段であるアーク
電圧検出装置17と、該アーク電圧Eaと適正アーク長
となる基準アーク電圧Egの差電圧dEを算出する手段
である差電圧算出装置18と、算出した該差電圧dEか
らアーク長が適正となる溶接トーチ支持部移動量dDを
算出する溶接トーチ支持部移動量算出装置19と、上記
各装置を統括制御する手段である統括制御装置20と、
を含んで構成されている。溶接電源6と台車16と溶接
ワイヤ送給装置8と溶接トーチ支持部移動ステージ制御
装置12と、ウィービングステージ制御装置14と,ウ
ィービングステージ位置検出装置15は統括制御装置2
0により同期して制御される。FIG. 6 is a block diagram showing a non-consumable electrode arc automatic welding apparatus equipped with the arc length control device of the present invention. The illustrated non-consumable electrode arc automatic welding apparatus sequentially supplies a welding power source 6 for generating an arc 5 between the non-consumable electrode 1 at the tip of the welding torch 3 and the base material 4 and a welding wire 7. Welding wire feeder 8
A welding torch support portion 10 for supporting the welding wire feeding guide 9 and the welding torch 3; and a welding torch support portion moving stage 11 for moving the welding torch support portion 10 up and down to adjust the arc length. Welding torch support moving stage control device 12 for controlling welding torch support moving stage 11, welding torch support moving stage 11
, A weaving stage 13 as a means for weaving to the left and right with respect to the welding progress direction, a weaving stage control device 14 for driving and controlling the weaving stage 13, and a weaving stage position detecting device for extracting position information of the weaving stage 13. 15, a bogie 16 mounted with a welding torch 3, a welding torch support moving section 11, a weaving stage 13, and a welding wire feeding guide 9, and a means for self-propelling in a welding line direction, and an arc voltage Ea from the welding power source 6. , A difference voltage calculator 18 as a means for calculating a difference voltage dE between the arc voltage Ea and a reference arc voltage Eg having an appropriate arc length, and a calculated difference voltage dE. Welding torch that calculates the welding torch support part movement amount dD at which the arc length becomes appropriate A support portion movement amount calculation device 19, the integrated control unit 20 is a unit that performs overall control of each device,
It is comprised including. The welding power source 6, the trolley 16, the welding wire feeding device 8, the welding torch support part moving stage control device 12, the weaving stage control device 14, and the weaving stage position detecting device 15 are integrated control device 2.
0 is synchronously controlled.
【0026】本実施例においては、溶接進行方向に対し
て左右に非消耗電極1を移動するウィービング溶接方法
を採用しているが、非消耗電極1の先端の揺動を行う溶
接方法であっても良い。また、統括制御装置20として
コンピュータが用いられているが、専用の演算制御装置
などを用いてもよい。さらに、溶接トーチ3と溶接トー
チ支持部移動ステージ11とウィービングステージ13
と溶接ワイヤ送給ガイド9を搭載し、溶接線方向に自走
する手段としては、台車16に限らず、ロボット、マニ
ピュレータなどでもよい。In this embodiment, the weaving welding method for moving the non-consumable electrode 1 to the left and right with respect to the welding progress direction is employed. Is also good. In addition, although a computer is used as the general control device 20, a dedicated arithmetic control device or the like may be used. Further, the welding torch 3, the welding torch support moving section 11 and the weaving stage 13
The means for mounting the welding wire feed guide 9 and running in the welding line direction is not limited to the bogie 16 but may be a robot, a manipulator, or the like.
【0027】上記構成の装置の動作を次に説明する。ま
ず、溶接する母材4上に台車16を設置する。次に統括
制御装置20が起動される。起動された統括制御装置2
0は溶接電源6を起動し、溶接トーチ3先端の非消耗電
極1と母材4間にアーク5を発生させる。統括制御装置
20はアーク5発生より所定の時間が経過したことを検
知し、溶接ワイヤ送給装置8を起動し、起動された溶接
ワイヤ送給装置8は溶接ワイヤ7の送給を開始する。統
括制御装置20は溶接ワイヤ7の送給の開始より所定の
時間が経過したことを検知し、台車16の走行を開始す
る。The operation of the apparatus having the above configuration will be described below. First, the carriage 16 is set on the base material 4 to be welded. Next, the overall control device 20 is activated. Activated general control device 2
0 activates the welding power source 6 to generate an arc 5 between the non-consumable electrode 1 at the tip of the welding torch 3 and the base material 4. The overall control device 20 detects that a predetermined time has elapsed since the occurrence of the arc 5, activates the welding wire feeding device 8, and the activated welding wire feeding device 8 starts feeding the welding wire 7. The overall control device 20 detects that a predetermined time has elapsed from the start of the supply of the welding wire 7 and starts running the carriage 16.
【0028】非消耗電極1と母材4間に発生したアーク
5の電圧(アーク電圧)は、母材4表面の凹凸により非
消耗電極1と母材4間の距離(アーク長)が変化する
と、電気抵抗が変化するためアーク長に比例して変化す
る。The voltage (arc voltage) of the arc 5 generated between the non-consumable electrode 1 and the base material 4 changes when the distance (arc length) between the non-consumable electrode 1 and the base material 4 changes due to irregularities on the surface of the base material 4. Since the electric resistance changes, the electric resistance changes in proportion to the arc length.
【0029】統括制御装置20はウィービングステージ
位置検出装置15よりウィービングステージ13の位置
情報を受信して、溶接トーチ3がウィービング振幅の所
定の位置にあることを検知したとき、アーク電圧検出装
置17に該アーク電圧Eaを検出を指令する。検出指令
を受けたアーク電圧検出装置17は該アーク電圧Eaを
検出し、差電圧算出装置18により基準アーク電圧Eg
との差電圧dEを算出する。算出した該差電圧dEから
適正アーク長となるのに必要な溶接トーチ支持部移動量
dDを溶接トーチ支持部移動量算出装置19により算出
する。算出した差電圧dEと溶接トーチ支持部移動量d
Dは統括制御装置20に送られる。統括制御装置20は
差電圧dEが正の場合は、アーク長が大きいと判断し
て、母材4に近づける方向に、負の場合は、アーク長が
小さいと判断して、母材4に遠ざける方向に、該溶接ト
ーチ支持部移動量dD、駆動する指令を溶接トーチ支持
部移動ステージ制御装置12に送る。駆動指令を受けた
溶接トーチ支持部移動ステージ制御装置12は溶接トー
チ支持部移動ステージ11を駆動させる。When the overall control device 20 receives the position information of the weaving stage 13 from the weaving stage position detecting device 15 and detects that the welding torch 3 is at a predetermined position of the weaving amplitude, the integrated control device 20 sends the information to the arc voltage detecting device 17. The detection of the arc voltage Ea is commanded. The arc voltage detecting device 17 that has received the detection command detects the arc voltage Ea, and the difference voltage calculating device 18 uses the reference arc voltage Eg.
Is calculated. From the calculated difference voltage dE, a welding torch support moving amount dD required to achieve an appropriate arc length is calculated by the welding torch support moving amount calculating device 19. The calculated difference voltage dE and the movement amount d of the welding torch support part
D is sent to the overall control device 20. When the difference voltage dE is positive, the overall control device 20 determines that the arc length is large. When the difference voltage dE is negative, the central control device 20 determines that the arc length is small. In the direction, the welding torch support moving amount dD and a driving command are sent to the welding torch support moving stage controller 12. Upon receiving the drive command, the welding torch support moving stage control device 12 drives the welding torch support moving stage 11.
【0030】なお、本実施例では検出したアーク電圧E
aが基準アーク電圧Egより大きい場合、差電圧dEが
正となり、小さい場合、負となるように差電圧算出式を
設定したが、それぞれ、逆となるように差電圧算出式を
設定しても良い。In this embodiment, the detected arc voltage E
When a is larger than the reference arc voltage Eg, the difference voltage dE is set to be positive, and when it is smaller, the difference voltage dE is set to be negative. good.
【0031】統括制御装置20は前述の処理を溶接終了
まで、繰り返し行い、母材4表面の凹凸に関わらず、溶
接中のアーク長を制御し、自動溶接を実現する。The overall control device 20 repeatedly performs the above-described processing until the end of welding, controls the arc length during welding regardless of the unevenness of the surface of the base material 4, and realizes automatic welding.
【0032】[0032]
【発明の効果】本発明によれば、非消耗電極をI開先あ
るいはV開先内でウィービングまたは揺動して行う非消
耗電極アーク溶接中の所定の位置でのみアーク電圧を検
出して、あらかじめ設定した適正アーク長となる基準ア
ーク電圧との差電圧を算出し、該差電圧を変数として、
溶接トーチの移動量を求め、該距離だけ溶接トーチを母
材に対して上下方向に移動することで、特に1〜3Hz
の低周波数で開先内をウィービングあるいは揺動してい
る場合でも、母材の凹凸などに対応して一回の制御でア
ーク長を適正値にすることができる。このため、従来の
方法ではI開先あるいはV開先内で発生する開先壁面付
近での急激なアーク長調整による母材の不安定な溶融状
態を解消し、非消耗電極が母材に接触して溶接を中断す
るような問題が発生せず、健全な溶接結果を実現するこ
とが出来る。According to the present invention, an arc voltage is detected only at a predetermined position during non-consumable electrode arc welding performed by weaving or swinging a non-consumable electrode within an I groove or a V groove. Calculate the difference voltage from the reference arc voltage that is a preset appropriate arc length, and using the difference voltage as a variable,
The amount of movement of the welding torch is obtained, and by moving the welding torch up and down with respect to the base material by the distance, in particular, 1 to 3 Hz
Even if the groove is weaved or oscillated at a low frequency, the arc length can be set to an appropriate value by a single control in response to the unevenness of the base material. For this reason, in the conventional method, the unstable melting state of the base material due to rapid arc length adjustment near the groove wall surface generated in the I groove or the V groove is eliminated, and the non-consumable electrode contacts the base material. As a result, a problem of interrupting welding does not occur, and a sound welding result can be realized.
【図1】I開先内で非消耗電極をウィービングさせなが
ら溶接した場合の概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram when welding is performed while weaving a non-consumable electrode within an I groove.
【図2】従来のアーク長制御装置と本発明のアーク長制
御装置のアーク長制御の概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram of arc length control of a conventional arc length control device and an arc length control device of the present invention.
【図3】従来のアーク長制御装置と本発明のアーク長制
御装置のアーク長制御の概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram of arc length control of a conventional arc length control device and an arc length control device of the present invention.
【図4】TIGアーク溶接における溶接電流とアーク電
圧とアーク長との関係を示す実験結果である。FIG. 4 is an experimental result showing a relationship among a welding current, an arc voltage, and an arc length in TIG arc welding.
【図5】本発明の一実施例のアーク長制御装置の制御方
法のフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart of a control method of the arc length control device according to one embodiment of the present invention.
【図6】本発明の一実施例のアーク長制御装置を搭載し
た非消耗電極アーク自動溶接装置のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of a non-consumable electrode arc automatic welding apparatus equipped with an arc length control device according to one embodiment of the present invention.
1…非消耗電極、2…I開先、3…溶接トーチ、4…母
材、5…アーク、7…溶接ワイヤ、16…台車、17…
アーク電圧検出装置、18…差電圧算出装置、19…溶
接トーチ支持部移動量算出装置、20…統括制御装置。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Non-consumable electrode, 2 ... I groove, 3 ... Welding torch, 4 ... Base material, 5 ... Arc, 7 ... Welding wire, 16 ... Dolly, 17 ...
Arc voltage detecting device, 18: Difference voltage calculating device, 19: Welding torch support part moving amount calculating device, 20: General control device.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細川 和孝 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 原 孝司 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 荒谷 雄 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 鈴木 和志 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 堀 勝義 広島県呉市宝町3番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内 (72)発明者 田桑 俊明 広島県呉市宝町6番9号 バブコック日立 株式会社呉工場内 (72)発明者 中澤 信雄 広島県呉市宝町3番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kazutaka Hosokawa 3-1-1, Sachimachi, Hitachi-shi, Ibaraki Pref. Hitachi, Ltd. Hitachi Plant (72) Koji Hara 3-1-1, Sachimachi, Hitachi-shi, Ibaraki No. 1 Inside Hitachi, Ltd.Hitachi Plant (72) Inventor Takeshi Araya 3-1-1 Sachimachi, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi, Ltd.Hitachi Plant (72) Inventor Kazushi Suzuki Hitachi City, Ibaraki Prefecture 3-1-1, Machi, Hitachi, Ltd.Hitachi Plant (72) Inventor Katsuyoshi Hori 3-36 Takaracho, Kure-shi, Hiroshima Prefecture Babcock Hitachi Kure Research Institute (72) Inventor Toshiaki Takuwa, Kure-shi, Hiroshima No. 6-9, Takara-cho, inside the Kure Factory of Babcock Hitachi Co., Ltd. (72) Nobuo Nakazawa, No. 3-36, Takaracho, Kure-shi, Hiroshima Prefecture
Claims (2)
アーク長制御装置において、該非消耗電極を保持する溶
接トーチを母材(被溶接材)に対して上下に移動する溶
接トーチ移動手段と、前記非消耗電極の先端と前記母材
の間の電圧(アーク電圧)を測定するアーク電圧測定手
段と、該アーク電圧測定手段により測定されたアーク電
圧とあらかじめ設定された適正アーク長となる基準アー
ク電圧の差を算出する差電圧算出手段と、該差電圧算出
手段により算出された差電圧を変数として前記溶接トー
チ移動手段の移動量を算出する移動量算出手段と、前記
溶接トーチ移動手段を駆動制御する駆動制御手段とを備
え、該駆動制御手段は前記溶接トーチ移動手段を前記移
動量算出手段より算出された移動量に基づいて上下に駆
動し、アーク長制御を行うように構成したアーク長制御
装置。1. An arc length control device for an arc welding apparatus using a non-consumable electrode, comprising: a welding torch moving means for vertically moving a welding torch holding the non-consumable electrode with respect to a base material (a material to be welded). An arc voltage measuring means for measuring a voltage (arc voltage) between the tip of the non-consumable electrode and the base material; and a reference for determining an arc voltage measured by the arc voltage measuring means and a predetermined appropriate arc length. A difference voltage calculation means for calculating a difference between arc voltages, a movement amount calculation means for calculating a movement amount of the welding torch movement means using the difference voltage calculated by the difference voltage calculation means as a variable, and the welding torch movement means. Drive control means for driving control, the drive control means driving the welding torch moving means up and down based on the movement amount calculated by the movement amount calculation means, and Configuration arc length control apparatus to perform.
たことを特徴とする非消耗電極アーク自動溶接装置。2. A non-consumable electrode arc automatic welding apparatus comprising the arc length control device according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24290796A JP3663259B2 (en) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | Arc length controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24290796A JP3663259B2 (en) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | Arc length controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1085939A true JPH1085939A (en) | 1998-04-07 |
| JP3663259B2 JP3663259B2 (en) | 2005-06-22 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24290796A Expired - Fee Related JP3663259B2 (en) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | Arc length controller |
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| JP (1) | JP3663259B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101122948B1 (en) * | 2008-11-20 | 2012-03-15 | 신사문 | A voltage sensing apparatus for arc |
| CN105033407A (en) * | 2015-07-24 | 2015-11-11 | 唐山松下产业机器有限公司 | Constant-current welding device and control method thereof |
-
1996
- 1996-09-13 JP JP24290796A patent/JP3663259B2/en not_active Expired - Fee Related
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| KR101122948B1 (en) * | 2008-11-20 | 2012-03-15 | 신사문 | A voltage sensing apparatus for arc |
| CN105033407A (en) * | 2015-07-24 | 2015-11-11 | 唐山松下产业机器有限公司 | Constant-current welding device and control method thereof |
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| JP3663259B2 (en) | 2005-06-22 |
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