JPS5838669A - 溶接ア−ク位置制御装置 - Google Patents

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】 に溶接アークをモニタして溶接部と溶接トーチの左右位
置全制御する溶接アーク位置制御装置に関する。

開先溶接等の溶接では被溶接部材相互の溶接部に溶接金
属が浸入して溶着するように溝が設けである。溶接アー
クは母材へのとけ込みを良くするため左右にアークを振
りながら溶接トーチはこの溝即ち開先の中央に制御する
必要がある。

溶接アークが開先の中央から左右に偏位するとアーク電
流（又は電圧）が増減するから、このアーク電流をコン
ピュータで演算して前記溶接トーチの左右位置を制御す
ることが提案されている。然るに、この従来の方法では
前記アーク電流の増減から溶接アークが右又は左のいず
れに偏位しているか及び、偏位の量がどの程度であるか
を検出することが難かしく、且つ、検出精度が低くい等
の欠点を有している。

本発明の目的は溶接アークの開先に対する左右位置の制
御を高精度で行なえる溶接アーク位置制御装置を提供す
るにある。

本発明は溶接アークをモニタし、そのモニタに溶接アー
クの左右振れを判別するため、溶接トーチの中央に対し
て左右の相対位置に設けた１対の受光素子で、スクリン
に投射された溶接アークの映像をセンサし、夫々のセン
サ出力の大小にエフ、溶接アークの左右振れの判別を行
ない、制御のための演算回路に導びき溶接アーク位置を
制御するようなされたものである。

以下、本発明になる溶接アーク位置制御装置の一実施例
を図面と共に詳述する。

第１図と第２図において１は溶接アークモニタであり、
溶接アークモニタ１ｒｉ受光面２から溶接トーチ４の先
端に発生する溶接アーク５を受光しスクリーン３に溶接
アーク映像５′として撮像する。

スクリーン３には溶接母材７の開先６が開先映像６′と
して撮像されており、この開先映像６′の中央から左右
に対して等位置に受光素子８Ｌ及び８Ｒが装着されてい
る。溶接アークモニタ１は。溶接トーチ左右移動部１・
１に塔載され、溶接機本体を溶接母材７上に据置き、前
記溶接トーチ左右移動部１１に塔載された溶接トーチ４
の中央とスクリーン基線３ａと一致させて撮像されるよ
う溶接アークモニタ１または溶接トーチの左右位置を調
整する。すなわちスクリーン基線３ａに対して相対位置
にモニタされた溶接アークが左右に振れるようにする。

溶接トーチ４先端には溶接ワイヤ９が連溶接トーチ４は
溶接トーチ左右移動部１１の取付部ｔｔａに取付けられ
、溶接トーチ左右移動部１１が溶接トーチ制御部１２に
設けた移動機構により移動することにより、略左右に５
０朋移動する０又、垂直方向に対して３００闘程度、上
下に移動出来る。

第２図は第１図の溶接アーク位置制御装置のブロック図
である。３はスクリーンであり、８Ｌ　＋　８Ｒはスク
リーン３のスクリーン基線３ａに左右対象に設けられた
受光素子である。受光素子８ｙ　８ＲＨスクリーン３に
撮像された溶接アーク映像５′の光を受光し、光の強弱
に応じたセンサ信号を増巾器１３Ｌ及び１３Ｒに入力す
る。増巾器１３Ｌ及び１３Ｒはセンサ信号を受光素子８
Ｌ及び８Ｒから受け、これを電圧に変換してアナログデ
ジタル変換器１４Ｌ、　１４ａに出力する◎ アナログデジタル変換器１４Ｌ及び１４Ｒは入力された
電圧１ｉ−２進８桁にデジタル変換する。変換精度ｉｊ
　Ｏ，１ｗｒｔ／Ｃ対して１ステツプとしである。従っ
て２８で０〜２５５ステツプの検出が可能であり左右合
計して略５００ステツプ即ち前記溶接トーチ左右移動部
１１の最大移動中５０＋ｕに追従出来る。変換出力は８
ピット並列串力である。

アナログデジタル変換器１４Ｌ及び１４ａの８ピット並
列出力は演算器１５（Ｃ入力される。

演算器１５はアナログデジタル変換器１４ｔ、及び１４
Ｒからの夫々の８ビット並列出力を減算し減算結果をデ
ータレジスタ１６に入力する。データレジスタ１６は前
記演算結果を蓄積する。蓄積したデータはコンピュータ
１７により読出される。データが読出されるとデータレ
ジスタ１６の数値はｒＯＪ復帰され、再び演算器１５の
減算結果が入力される。

１８は溶接アーク電流検出器であり、溶接アーク電流を
検出する。溶接アーク電流は略３００Ａから３３ＯＡで
あり溶接トーチの先端と開先部の位置により３０ａ程度
の電流の増減がある。中央にあるときが電流値は最低と
なる。

１９Ｕアナログデジタル変換器であり、前記溶接アーク
電流横用器１８で検出された電流をコンピュータ１Ｔで
制御出来るようにデジタル変換する。変換は２進４桁で
ある。従って、前記３０Ａの変動が精度Ｉへ程度のステ
ップで検出可能である０２０はブイスジレイであり、コ
ンピュータ１７で読取られたデータレジスタ１６の数値
を表示する。表示は１０進３桁で精度は０．１　ｍｒｘ
表示周期Ｖｉ１秒単位である。

２１は左右移動信号器であり、コンピュータ１７からの
制御にエフデータレジスタ１６の数値に応じて左又は右
信号を創出する。創出された信号は溶接トーチ制御部１
２に送出され、溶接トーチ制御部１２に内蔵されたモー
タを廻転する。従ってこの廻転数に応じて溶接トーチ４
は左又は右に移動する。

２２はスクリーン調整器である。コンピュータ１ＴＴＩ
′ｉ溶接アーク電流検出器１Ｂから得た溶接アーク電流
の増減に関する情報をアナログデジタル変換器１９より
読取り、この読取ったデータに応じてスクリーン調整器
２２にスクリーン調整信号を送出する。スクリーン３は
この調整信号により開先映像６′とスクリーン基線３ａ
が一致するように制御される。尚溶接アーク電流検出器
１８を用いないときは単に光学的に開先映像６′とスク
リ−ン基線３ａが一致するよう調整してもよい。

コンピュータ１７は入出力装置として、データレジスタ
１６、アナログデジタル変換器１９、ディスプレイ２０
、左右移動信号器２１及びスクリーン調整器２２を有し
、溶接金属、被溶接部材及び溶接部の形状に係るデータ
、溶接トーチがＸ。

Ｙ、ｚ軸のどこにあるかを検出する為のデータ、及び前
記データにより溶接トーチを所定の進行方向に、所定の
速度に基き前進させるためのプログラムが設けである。

ここで、被溶接部材に溶接機を据置きスクリーン基線３
ａと開先映像６′を一致させ、溶接金属、被溶接部材及
び溶接部の形状等の溶接条件のデータをコンピュータ１
７Ｖｃ投入する。然る後に溶接全開始する。溶接トーチ
４の先端が開先中央部に当接していると、受光素子８Ｌ
及び８Ｒのセンサ信号は同一の大きさで′あるから増幅
器１３を及び１３Ｒ５並びにアナログデジタル変換器１
４Ｌ及び１４Ｒｔ介して演算器１５に入力される電圧は
等しいから演算器１５の出力は「０」で、演算器１５に
よる演算結果はデータレジスタ１６に送出され、偏差な
しとしてディスプレイ２０に表示される。又、コンピュ
ータ１１による左右移動信号器２１への左又は右信号の
創出は行なわれない。従って、溶接トーチ４は左右に移
動せず、溶接アークモニタ１と、溶接トーチ４を塔載し
た溶接機移動部がコンビニ〜り１７の指示により前進す
る。溶接アーク電流検出器１８の電流が増減したときは
、電流値の増減に応じてスクリーン基線３ａと開先映像
６′が一致するようスクリーン３が調整される。尚前記
電流の初期値が所定の数値とならないときは、前記溶接
条件のデータ及びスクリーン３のスクリーン基ａ３ａと
開先映像６′の位置を正しいものに修正すればよい。

溶接アーク５、溶接アーク映＠５′、開先６の中央部は
帰還ループを形成してロックされているから、溶接アー
ク５の先端が左又は右に偏位することがない。

本発明になる溶接アーク位置制御装置は溶接アークを撮
像する撮像手段と、この撮像手段で撮像された溶接アー
クの映像の強弱を検出するセンサとを設けた構成としで
あるため、溶接アークと開先部との位置を識別して数量
化出来る特長を有してやる。このため、゛前記識別結果
に基づき、溶接アークと溶接条件との間に帰還ループを
形成することが容゛易であり、精度の高い溶接が実施出
来る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の溶接アーク位置制御装置の一実施例の
概略図、第２図は第１図のブロック図でちる。 図中符号１は溶接アークモニタ、２Ｖｉ受光面、３はス
クリーン、３ａはスクリーン基線、４は溶接トーチ、４
′は溶接トーチ映像、５は溶接アーク、５′は溶接アー
ク映像、６は開先、６′は開先映像、ｋ、８Ｒは受光素
子、１３Ｌ、　１３Ｒは増＠器、１４Ｌ、　１４Ｒはア
ナログデジタル変換器である。 特　許　出　願　人　　石川島播磨重工業株式会社代理
人　弁理士　　絹　谷　信　雄

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶接アークの左右位置を制御する手段を備えた溶接アー
   ク位置制御装置において、前記溶接アークを撮像する撮
   像手段と、該撮像手段で撮像された前記溶接アークの映
   像の強弱を検出する検出手段とを具備し、該検出手段に
   よる検出結果に応じて溶接アークの左右位置を制御する
   よう構成したことを特徴とする溶接アーク位置制御装置
   。