JPS5987981A - オツシレ−ト幅自動制御法 - Google Patents

オツシレ−ト幅自動制御法

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JPS5987981A
JPS5987981A JP19777582A JP19777582A JPS5987981A JP S5987981 A JPS5987981 A JP S5987981A JP 19777582 A JP19777582 A JP 19777582A JP 19777582 A JP19777582 A JP 19777582A JP S5987981 A JPS5987981 A JP S5987981A
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JP
Japan
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width
welding
wire
groove
detected
Prior art date
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Pending
Application number
JP19777582A
Other languages
English (en)
Inventor
Eizo Ide
栄三 井手
Eisuke Sakai
堺 英輔
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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Publication date
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Priority to JP19777582A priority Critical patent/JPS5987981A/ja
Publication of JPS5987981A publication Critical patent/JPS5987981A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/0216—Seam profiling, e.g. weaving, multilayer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Arc Welding In General (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】 使用するアーク@接におけるオンシレート幅自動制御法
に関し,開先幅の変化に従いオソンレート幅および溶接
速度が自動的に変rヒするように企図したものである。
溶接線の開先幅が変fヒする場合は開先幅の変化に対応
して自動的にオンシレート幅およびの接速度全変化でき
れば欠陥のない浴接継手が(4Jちれるが、開先幅に対
する格別な検出子を用いることなくオンシレート幅およ
び@接速度全自動制御するアーク溶接ロボットは未だ出
現し一Cおらず.簡単且つ容易にオンシレ−1・幅およ
び溶接速度の自動制御ができる溶接ロボットの出現が望
せれている。
本発明は斯かる要望に応え、ワイヤを用いるアーク浴接
における溶接時の条件である応接電流及びワイヤ送給速
度を検出することにより、これらの値に基づいて開先幅
’t Ili出し、オソシシー1幅全自動制御するオン
シレート幅自動制御法全提供するものである。本発明の
原理は。
溶接1・−ヂをオンジレートした場合、ワイヤ突出し長
さは開先幅に応じたパターンで変[ヒすること、並びに
このワイヤ突出し長さはffJH電流■及びワイヤ送給
速度Vから求すること、に基ツ’< t+つまり、溶接
トーチをオンジレートしながら■及びマからLE k求
めると、 LEがオンジレートに応じて変化するので、
この変化パターンから開先幅を検知でき、この開先幅に
合わせてオンジレート幅および溶接速度全調整すれば良
い。
なお1本発明における演算処理はアナログ演算によって
も可能であるが、本願ではディジタル電算機による処理
の場合を示す。
以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する1、
第1図は本実施例を実現するアーク溶接ロボットの1%
に溶接条件検出系及び演算処理系を抽出して示すブロッ
ク線図である。同図に示すように、溶接トーチ1は溶接
用電源2とターミナル3企介してAにて接続されるとと
もに溶接トーチ1の先端部には中心にチップ4が取付け
られ、その外周にシールドガスを噴出させるシールドガ
スノズル5が取付けである。そして、溶接トーチ1の基
端部からリール6に巻かれたワイヤ7がワイヤ送給モー
タ8で駆動される送Vローラ9.9ai介して浴接トー
チ1の中心部を軸方向に挿通されてテンプ4先端部から
突き出している。このワイヤ7−、ワイヤ送給モータ8
の駆動制御電源10によってその送り速度が調整制御さ
れる。首だ、浴接トーチ1の基端部は駆動モータ11を
具えたオンシレーl−装@12に取付けられ、被溶接物
13の浴接線に対しオシレート装置するようになってい
る。j14は前記駆動モータ10を駆動させる制御電源
である。オンジレート装置12は駆動モータ15を具え
た上下移動装置16に数句けられ、上下移動装置16は
駆動モータ17を具えた左右移動装置J8に数句けられ
、これらによって被溶接物13に対するテンプ4先端の
位置を変えることができるようになっている。なお。
前記左右移動装置1Bは紙面に直角方向に移動し得る台
車(図示省略)に連結されているアーム19に支持され
ており、台車により溶接トーチ1及びその付属装置は浴
接線に沿って移動される。かくて、被浴接物13はワイ
ヤ7の先端部からシールドガス22にシールドされて被
m接物13に向かって発生するアーク20により浴接金
属21を介して溶接される。
この上2つな装#ヲ用いるガスシールド消耗電極式アー
ク溶接では、溶接電流■、ワイヤ送給速度V及びワイヤ
突出し長さLE 等の間には一定の関数関係があること
が実験的に得られている。
そこで、制御に必要な変数として、ワイヤ送給速度V及
び浴接電流■全検出する機構が上記装置に備えられてい
る。ワイヤ送給速度Vを検出する機構としては、ロータ
リエンコーダ等の回転微検出器22が送りローラ9aに
取付けてあり、この回転量検出器23からの信号を直流
電圧に、変換(−1適尚な大きさ乙するだめの変換増幅
器24及びアナログディジタル変換器(以下A/D変換
器とする)25を介してディジタル演算機して演算処理
を行なうディジタル演算機(以下、演算機とする)26
に入力される。また、溶接電流■を検出するため浴接用
電源2と被溶接物13との間にシャント等の電流値検出
器27が設けられ、その出力信号が増幅器28で平均溶
接電流IA に相当する適宜な大きさの信号に変換・増
幅されA/D変換器29を介して演算機26に入力され
るとともに、増幅器30で実効溶接電流Ig  に相当
する適当な大きさの4.!号に変換増幅されA/D変換
器31全介して演算機26に入力される。なお、この装
置では、溶接トーチ1がオシレートされるので、@接ト
ーチ1の位置が制御要素として必要であり、そのためオ
シレート装置12にはその瞬時のオシレート位置全検出
するオシレート位置検出器32が設けられ、その出力信
号が増幅器33及びA/D変換器34全介して演算機2
6に入力される。、寸た、演算機26には保持すべきチ
ップ・被m接物間距離の最小値LCを予め設定するため
の設定器35がA/■〕変換器36を介して設けである
。演算機26内には、上記入力要素群分もとに溶接トー
チ1の位置制御鼠を其出する回路が組込まれておV、そ
の出力である移動制御信号はディジタルアナログ変換器
(以下、D/A変換器とする)37を介して、前記アー
ム19を固着している台車の速度音制御する制御電源(
図示せず)に入力され、同時にオンジレート幅を狗、出
する回路も組込まれており、その出力であるオンジレー
ト幅制御イぎ号はD/A変換器38を介して、前記制御
電源14に入力される。
溶接に際し、回転量検出器23によってワイヤ送給速度
Vが、また電流値検出器27によって平均浴接電流IA
及び実効浴接電流II が検出される。
これらのアナログ量はA/D変換器25.29゜31に
よってデジタル量に変換され、演算機26に加えられる
。
ところで。
IAII平均溶接電流(At ■E:笑効浴接電流囚 V :ワイヤ送給速度C&Z/ s )とすると、上記
の諸量の間には近似的しこ次の関数関係がある。
LE  ” f+ (IA、IE*v)       
 ・・・・・lll上式(1)の関係は、社団法人溶接
学会のR+&法委員会による1980年7月発行の「電
流制イ卸゛アーク溶接に関する研死」中框5ページu2
1式からの如く$、甘る。
演算機26には上記の式(1)の関係ケプログラムしで
ある。従って、演算機26は仄のような演算を行う、、
@接電流゛工の平均m接電流1人 と実効溶接電流II
 とワイヤ送給速度V ’(r−A/l)変換器29,
31.25を・介して演算機26へ与えると、ワイヤ7
の突出し長さLg が式(11の演′nKよジ求められ
る。
今、第2し1のように開先幅が変(ヒする被@接I吻1
3’((考え乙1、第3図は第2図の1−1線断面図、
第4図は同(1−n線断面図である。J第3図の溶接個
T91の開先幅よりも第4図の浴接個所の開先幅の方が
大きい場合であり、第3図の開先内でオンジレートした
時のオソシレート幅WV?−ズ:jするT、Eの変fヒ
バターンは第5図の如くややシャープとなり、第4図の
開先内でオンジレートシたときのオンジレート幅Wに対
するLEの変1ヒバターンは第6図の如くブロードにな
る。
但111.開先の中心線とオンジレートの中心線が一致
している場合を示す。いずれの変化パターンの場合も、
チップ4と溶接金属21との間の最小距離Lcが設定さ
れると、オンジレート幅iJ:W+ (=Iw> −W
+  I ) 、 Wz(”1w−+−WBl)と定す
る3、そこで演j9−機26により、次のような制御を
行なわせる。。
(イ1 設定器35により最小値Lcの値を設定する。
(ロ) これにより、第3図に示す開先内を溶接トーチ
]がオンジレートしながら動く時、ワイヤ突出し、長さ
LEのオンジレートfヴWj wに74し7て描くパタ
ーンは前述の;+’2Iり第5図のようになるが、演算
機26のプログラムば−より5L E ” L cにな
れば溶接トー−f1のオンジレートする方向が反転する
ようにこの演p機26からD/A変換器4】全通じて制
御1!’コ糎14に指令を出す。
p′4  第4図は第3図に比較して開先幅が大きい場
合を示すものでp)るが、仲;と同様に開先内を溶接ト
ーチ1がオンジレートLながら動く時、 LEとWの描
くパターンは前述の通り第6図のようになる1、このと
きも(口1と同椅゛に。
LE=LCになれば溶接トーチ1のオンジレート方向が
反転するように波力7機26からD/A変換器38全通
じて制御電源14に指令を出す。
に) このようにして、最小値Lc によってオンジレ
ート幅を制御する。
一方、溶接速度が同じで開先幅が異なるとビ−ド高さが
異なる。即ち、第3図のHIと第4図の02と全比較す
ると、HI > ’H2になり、ビード荀tl?層する
に従って開先幅の速いによるビード高さの違いが顕著に
なる。そこでこれ金防ぐためt(Cす、開先幅に応じて
浴接速度を制御すればよい。本実施例では開先幅に相当
するオソシレート@を検出できるので、このオンシレー
ト幅にほぼ反比例するように溶接速度を制御すればよい
。即ち、第5図の△勘+ ” ! ’−怖1、および第
6図の△−2=IW4  W31v[−演p−機26で
求め、この△w1および△仮2にほぼ反比例するような
出力’t D/A変換器37を通じて1台車(図示せず
)の駆りノミ源に出力し、その電動様の速度を制御する
5、このように、開先幅に応じてオンシレート幅および
溶接速度を制御すれば、ビード高さが均一な無欠陥の浴
接継手部を得ることができる。
以上実施例とともに具体的に説明したように本発明によ
れば、格別な検出子を用いることなく?6接条件だけか
ら開先幅全検知り4、開先幅が変[ヒしても自動的にオ
ノシレート幅お上Ukl長速度が変(ヒして欠陥のない
浴接継手部が侍られる5、したがって硝度の高い無人1
ヒD従ができる。
【図面の簡単な説明】
第1(9)は本発明の実施例を実現するアーク浴接ロボ
ットの、特に浴接条件検出系及び演纜処理系を抽出して
示すブロック線図、第2図は開先幅が変1ヒする被溶接
物を示す斜視図、第3図は第2図中のL−1線断面図、
第4図は第2図中のII −1線断面図、第5図は第3
図の開先内においてオンシレート幅に対するチップと@
接金属との間の距離の変fヒパクーンのグラフ、第6し
1は第4図の開先内における第5図と同様のグラフであ
る。 図面中。 ■は溶接トーチ5 4はチップ、 7はワイヤ、 13は被浴接物。 20はアーク、 21は溶接金属 23は回転量検出器、 26 (ゴ演算千)36゜ 27け電流値検出器である。 ’rf Fl’ Li2 &T 人 三菱重工業株式会社 宅V イ(l!p  人 弁理士 光 石 士 部(他1名) 第3図 第5図 第6図 W3.      W4

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 三次元空間の任意な点へ溶接1・−チを移動することが
    できかつ必要な任意のトーチ姿勢をとることが可能であ
    るとともに消耗電極であるワイヤを使用して溶接トーチ
    をオンシレートさせながらアーク溶接を行なう場合にお
    いて、溶接電流(IA :平均電流、工E:実効電流)
    及びワイヤ送給速度(vl ヲそれぞれ検出する一方、
    予め定まる関係式に基づき上記の浴接電流CIA 、 
    Ii)及びワイヤ送給速度(vlの各位を一演算処理す
    ることによりワイヤ突出し長さくLE)’e求めるとと
    もに浴接トーチのオンシレートによる上記ワイヤ突出し
    長さLg の変化パターンから開先幅を検出し、検出さ
    れた開先幅に基づき浴接トーチ會移動させることにより
    浴接線の開先幅の変化に従いオンシレート幅および溶接
    速度を自動的に変fヒさせるようにしたことを特徴とす
    るオンシレート幅自動制御法。
JP19777582A 1982-11-12 1982-11-12 オツシレ−ト幅自動制御法 Pending JPS5987981A (ja)

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