JPS5825874A - 溶接電極位置検出方法 - Google Patents

溶接電極位置検出方法

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JPS5825874A
JPS5825874A JP12505981A JP12505981A JPS5825874A JP S5825874 A JPS5825874 A JP S5825874A JP 12505981 A JP12505981 A JP 12505981A JP 12505981 A JP12505981 A JP 12505981A JP S5825874 A JPS5825874 A JP S5825874A
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JP
Japan
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tip
distance
welding
wire
electrode wire
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Pending
Application number
JP12505981A
Other languages
English (en)
Inventor
Eizo Ide
栄三 井手
Hiroshi Fujimura
藤村 浩史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP12505981A priority Critical patent/JPS5825874A/ja
Publication of JPS5825874A publication Critical patent/JPS5825874A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/02Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/0216Seam profiling, e.g. weaving, multilayer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は消耗電極式アーク溶接において、チップと被溶
接材との相対位置関係により溶接電極位置を検出する方
法に関する。
#!I接トーチ先端部のチップKIE極ワイヤ【送給し
ながら溶接する消耗電極式アーク溶接においては、溶接
技法上、溶接ワイヤ先端から被溶接材までの距離、溶接
ワイヤと被f#接材との角度、溶接ワイヤと溶接線(溶
接対象部の方向)との偏差、溶接ワイヤと溶接線との角
度等が溶接する際の重要な因子となる。し喪がって、溶
接品質を向上させる良めKは、前記の因子を最良の状I
IK保持しながら溶接する必要があるが、この因子を自
動的に検出して電極位置を検出する方法は現在なく、そ
の開発が強く望まれている。
本発ah、かかる要望に鑑みてなされたものて、消耗電
極式アーク溶接において、チップと被溶接材間の相対的
位置関係を検出することによシ溶接電極位置を検出する
とiう複雑な機構tl!せず、しかも、被溶接材に対し
て非接触的な方法を提供することを目的とする。かかる
目的を達成するための本発明の構成#i、電極ワイヤの
先at円運動させながら溶1jI!疎上【移動させ、該
円運動の各位置における溶接電流、S*電圧、電極ワイ
ヤ送給速度などの溶接条件のうち少くとも1つの瞬時値
あるいは変化量からチップと被溶接材との距離又は距離
の変化を求め、更に骸距離又は距離の変化と電極ワイヤ
の回転角との関係を演算処理することによって溶接線に
対する電極ワイヤの傾き、被溶接材に対する電極ワイヤ
の傾き及び溶接線からの電極ワイヤの偏差等を求めるこ
とにより溶接電極の位置を検出することを特徴とする。
以下、本発明を図面に示す一実施例に基づいて詳細に説
明する。
まず、溶接条件中の溶接電流、溶接電圧、電極ワイヤ送
給速度を検出し、これらを演算することによってチップ
と被溶接材との距離を求める方法を示す。このチップ−
被溶接材間の距離を求める場合の回路図は第1図に示さ
れるが、ノズル7の内部に設けられるとともに電極ワイ
ヤ2へ通電するチップ6と被溶接材3にFism電源l
がつながれている。前記電極ワイヤ2はモータ9によっ
て1転されるローラ8の働含で前記チップ6の中から被
溶接材3へ向かって供給される。該ローラ8には例えば
ロータリーエンコーダ等の回転量検出器lOが具えら詐
るとともに前記チップ6と前記被溶接材3との関KFi
例えばポテンショメータ等の溶接電圧検出器12がつな
がヰる一方、該被溶接材3とつながれた前記溶接電源l
の関には例えば分流器等の溶接電流検出器11が具えら
れる。なお、4はアーク、5は溶接金属、マは電極ワイ
ヤ送給速度、工#′i溶接電流、マはチップ6の先端か
ら電極ワイヤ2先端までの電圧(溶接電流XKよる電極
ワイヤ2の突出し部における電圧降下)vm!と宕拝吟
2の先端から被溶接材3までの電圧(アーク電圧)va
の和で求められる溶接電圧である。
チップ6からの電極ワイヤ2の突出し長さ”−1!は、
#接電流工と電極ワイヤ2の送給速度Vの関数で与えら
れるから、 LHl m fs (工、マ)     ・・轡■次に
電極ワイヤ2の突出し部における溶接電流工による電圧
降下’JXは、次式によって近似的に求めることができ
る。
’IX −fm (X、 Y、 L3z )   11
11@■実際のアーク電圧v1は、前述のようにテップ
・と被溶接材3との間の電圧Vから前配電圧降下Vlc
Xを引いたものであるから、 va冨マーview          ・・・■アー
ク長さilは溶接電流工とアーク電圧ちで表わされるか
ら、     − L1冨ts (工、V、)     ・−・のチップ6
と被溶接材3との距離りは L xx L11X+ Da       ・・・■こ
こで、前記0〜0式からLNX −11a t−求める
ことができるから、0式からIIt−求めることができ
る。第1図における電極ワイヤ2の送給速度マ、溶接電
流工、及びチップ6と被溶接材3との電圧マは計測する
ことができるので、0式からチップ6と被溶接材3との
距離を求めることがてきる。
第2図に1本発明に係る溶接電極′位置検出方法に使用
する溶*装置の概略図を示す、溶接装置全体は支持金具
16によって支持され、チップ6はP点を支点としてそ
の先端が回転し、61はその軌跡を示して−る。該チッ
プsrs繞するノズーIL−70上にはチップ6の先端
を円運動させる駆動装置13が設けられるとともに、該
駆動装置13を駆動させるモータ154!−前記チップ
6の回転角優會検出する回転角検出器14が駆動装置1
3の外側に設けられている。いま被溶接材3どうしが交
わる部分(角度9d′)の隅由溶at行なう場合にチッ
プ6を円運動させ、矢印19の方向へ溶接しながら移動
する場合を考えると、このときの1チツプ6書の軸線1
8の延長線と被溶接材3との交点I−1チップ6Iの先
端I関の距離りは請3図に示すように変化し、チップ6
1の軸線18と被溶接材3とが交わる点およびチップ6
先端の軌跡F120.21で示されるようになる。なお
%#は軸[17と前記軸1s18とのなす角度を示して
いる。
次に、チップ6が円運動する円の各位置(It転角−)
における距離りの値を前記0式から演算することによっ
て溶接118に対する電極ワイヤ2の傾き1(第2図を
X!面に投影した第12図参照)、被溶接材3に対する
電極ワイヤ2の傾きβ(第2図を工2面に投影した第8
図参照)、及び溶接線からの電極ワイヤ2の偏差値!(
第2図を17面に投影した第4図参照)を求める方法Y
tl12BAする。
第4図において、軸線17の延長と被溶接材3との交点
から!軸と2軸の交点までの距離!が!軸の方向に計測
されるときは正とし、2軸の方向に計測されるときは負
とすれば、K)O。
K=O,K(Oの夫々の場合に溶接ビードの断面図Fi
第5図〜第7図のようになる。次に%第8図においてK
 =x Q 、 II 葦一定としてβのみt変化させ
た場合には、II−flyβ飾シβ、。としたときの夫
々の溶接ビードの断面ti#9図〜第11図に示される
。また、第12図において、信の値は前進角といわれる
ものであシ、とnが便化すると溶接ピード形状、アーク
形状に変化會生じる。
いま、Xの値tt化させて−とI、f:演算て求めたも
のが!13図であるが、■の値がに@+に1sKm *
 Is(図示せず)のときに/=x−0となるd− 二つの回転角度の差t ”Ke s・Kl e ”l>
* # #z@  とすると、[=[@ なQのときK
は−KI 社W raaとなシ、Is>L>Oで一トリ
、 、 K、のときKは「〉mKz>mKz  となる
、tた、x−is(<o)のときKは・Kalf  と
なる0以上のように%Xと#にとは対応関係にあるので
、町の値Yr?*算によって求め名ことによって!の値
を求めることができる。なお、・z>tであれば[(Q
 、 #KW tであればに−Q 、 saK<冨であ
ればK)Oとなシ、ま九・に沙gはど!くくoになシ、
#K ((gはど!〉〉0になる。
次に!−〇、β詔/ raaで一定として1【変化させ
、演算により−と乙の関係を求め゛ると第14図のよう
Keゐ。同図に示されるように、gの値にかかわらず#
 war Q 、 πratの軸に対し3 てグラフは対称となる。とζろが−= T 、 T K
rs&の軸に対してFia z Qの時以外は対称とは
ならπ   3 ない。即ち−ζ2’ 2πratの軸に対しグラフが囲
む左右の面積、あるいij am =Q 、 t ra
dのときの乙の値を比較するととによってaの値を求め
ることができる。aの値が大きいほど一ロー!−1ra
aの軸に対する左右の面積差−太き2# 2 〈なり、m=O,πradのときのLの値の差も大きく
なる。
最後K K :0 、 t ) Oとしてβを変化させ
、演算によシ壷ともとの関係を求めると第15図のよう
になる。βx T yB改のときにグラフは−゛=O及
び−= t radの軸に対して対称となる。
言いかえるとβ= −!−ratの時はグラフと−;0
及び−=πradの軸で囲まれる上下の面積は勢π  
3 しく、@e−−tra&のときの乙の値も等し2′2 い。また、β笑−ralLであると前記上下の面積番 π    3 及び−=K ra(lのときの乙の値が異なる。
12 つまシβ) ’ ratのとき下の面積が上の面積よシ
も大きくなり、β(−ralLのときは上の面積が下の
面積よシも大きくなる。このようK @ xx Q及び
41 = K ratの軸とグラフで囲ま゛れる上下の
x      3 面積又は#=1と−−2πにおけるLの値を比較するこ
とKよりβの値を求めることができる。
以上のようにa、β、Kn、すべて演算により求めるこ
とができることになる。
以上、図面とともに詳細に説明し友ように、本発WAK
係る溶接電極位置検出方法によれば、電気的1機械的、
光学的などの検出機構あるいは検出素子を電極ワイヤ近
傍に設ける必要がないため、アーク溶!IK伴うスパッ
タ、熱などの影41を受けない。し九がって、検出精度
が良い。
また、被溶接材に対する電極ワイヤの相対的位置が検出
できるので溶接線の自動倣いなどに応用することができ
、溶接施行上極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
第1Fj4#i本発鴫に係る溶接電極位置検出方法を実
施するための回路図、第2図は本発明の一実施例を示す
説明図、第3WJは1Ii2WAにおける電極ワイヤの
軌跡図、第4図は第2図の11編への投影図、第5図〜
第1図は夫々第4図においてKO異なる値に対する溶接
ビードの断面図、第8図は第2図の!2面への投影図、
第9図〜第zza!IIは夫々第8図においてメの異な
る値に対する溶接ビードの断面図、第12図は第2!1
のIYlfへの投影図、第13図〜第15WJは夫夫に
、σ、声の値が異なる場合の−とLとの関係を示すグラ
フである。 図  面  中、 lは溶接電源、 2は電極ワイヤ、 3は被溶接材、 4#−iアーク、 SFi溶接金属、 6.61はチップ、 7はノズル、 8#iローラ、 9.15Fiモータ、 1Gは回転量検出器、 12は溶接電圧検出器、 13は駆動装置、 14は回転角検出器、 16tj支持金具、 17.18はチップの軸線、 20.21a軌跡である。 特許出願人 三菱重工業株式金社 復代理人 弁理士光石士部 (他1名) 第11図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電極ワイヤの先端を円運動させながら溶*m上會移動さ
    せ、鋏円運動の各位置におけるill接電流、溶接電圧
    、電極ワイヤ送給速度などの溶接条件のうち少くとも1
    つの瞬時値あるいは変化量からチップと被溶接材との距
    離又祉距離の変化を求め、更に該距離又は距離の変化と
    電極ワイヤの回転角との関係を演算処理するととによっ
    て溶接線に対する電極ワイヤの傾き、被溶接材に対する
    電極ワイヤの傾き及び溶接線からの電極ワイヤの偏差勢
    を求めることによ)溶接電極の位置を検出するととt特
    徴とする溶接電極位置検出方法。
JP12505981A 1981-08-10 1981-08-10 溶接電極位置検出方法 Pending JPS5825874A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60162086A (ja) * 1984-02-02 1985-08-23 Asahi Okuma Ind Co Ltd ダイヤフラムポンプによる流体圧送装置
GB2605474A (en) * 2021-03-31 2022-10-05 Takatori Seisakusho Co Ltd Not published

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5281040A (en) * 1975-12-29 1977-07-07 Komatsu Mfg Co Ltd Profile controlling device in automatic welding machine

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