JPS6360079A - Ｔｉｇ溶接に於けるア−ク倣い制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ＴＩＧ？Ｊ接に於けるアーク倣い制御装置に
関するものである。

［従来の技術］ ＴＩＧ自動溶接を施行する場合、アークを溶接線に沿っ
て進行させると共に開先形状に合致したオシレートをさ
せる、所謂アークの倣いを行わなければならない。

アークの倣いについて、アークを溶接線方向に進行させ
るについては、溶接台車を溶接線方向に走行させればよ
いが、オシレートについては開先壁に達した位置で正確
に反転させると共に開先底部と開先壁の境界部に発生し
ゃすい融合不良等を防止する工夫が必要である。

従来のＴｒＧアークの倣い方法としては、ト−チの上下
方向の制御をアーク電圧で行うことにより常にアーク長
を一定に保ちながら、トー。

チをオシレートすることにより開先壁を検知するものが
ある。

該方法は第５図、第６図（ａ）山）（Ｃバ小に示される
如く、電極ｌが開先壁２に近づくにつれ、アーク長を一
定に保とうとする制御が働くため、ａ２、ｂ２の点まで
オシレートされるとｂ分だけ電極が上方に変位する。こ
の変位量をポテンショメータ等により計測し、計測した
値が所定の値に達すると壁検知信号が発せられる。これ
らの状態は第６図〈Ｃ）（小で示される。

壁検知信号が発せられるとオシレートが停止すると共に
電流、電圧、ワイヤ送給が増大し、開先底部（或は前層
ビード表面）と開先壁の境界部の処理をしている。この
境界部処理を所定時間行うとオシレートは反転再開され
る（第６図（ω山）参照）。

上記作動が繰返されることにより倣いが行われる。

［発明が解決しようとする問題点コ 然し、従来のアーク倣い方法では開先底部（或は前層ビ
ード表面）と開先壁との境界線第５図で８１点、ｂ１点
を通過した後８２点、ｂ２点に達した時に開先壁と判断
し、この判断に基づいて溶接条件を切換えている為、適
正な位置での境界部処理か行われず、融合不良や開先壁
の溶けすぎ（アンダカット）か生じやすい欠点がある。

更に、本来アーク電圧制御（ＡＶＣ）に於いて上下方向
の移動速度、及びオシレート速度は最適溶接条件から決
定されるものである。従って、上記従来のアーク倣い方
法を実施するには開先角度が限定される。即ち、開先角
度が大きく上下方向の移動速度が大きい場合は電極が開
先壁を乗越えてしまい、開先角度に対してオシレート速
度が大きい場合は電極が開先壁に衝突してしまう。

本発明は上記実情に鑑み、境界部での融合不良処理が行
えると共に最適な溶接条件、最適な開先形状で溶接をし
得る様にしたＴＩＧアークの倣い制御装置を提供しよう
とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、オシレート速度を２段に設定するオシレート
速度設定器と、第１オシレート速度によるオシレートと
第２オシレート速度によるオシレートとの振幅率を設定
するオシレート振幅率設定器と、開先壁検出のアーク電
圧を設定する開先壁検出レベル設定器と、アーク電圧検
出器と、オシレート速度検出器と、トーチの位置検出器
とを具備し、前回のオシレート振幅に前記振幅率設定器
によって設定した比率を乗じた値だけオシレートされる
と、第２速度に切換えると共に開先壁検出レベル設定器
によって設定されたレベルとアーク電圧検出器との検出
結果を比較して開先壁を検出し、開先壁の検出によりオ
シレートを反転させる様構成したことを特徴とするもの
である。

［作　　　用］ オシレートする際前回のオシレート振幅を記憶しておき
該オシレート振幅に対する設定した割合については第１
速度で行い、次に第２速度に切換える。第２速度のオシ
レートを行っている状態でアーク電圧を監視し、アーク
電圧に所定のレベル変化があった場合に開先壁有の判定
をし、オシレートを反転させる。

［実　施　例］ 以下、図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。

第１図に於いてｌＯは第１オシレート速度設定器、１１
は第２オシレート速度設定器であり、側設定器１０．１
１をスイッチング回路■２を介して増幅器１３に接続す
る。該増幅器１３はオシレート駆動回路１４を介してオ
シレートモータ１５に接続する。又、１６は演算器であ
り、該演算器にはオシレート振幅設定器１７、オシレー
ト振幅比率設定器１８、振幅値記憶回路１９を接続する
。演算器１６で演算した結果は、前記オシレート駆動回
路１４に入力すると共にスイッチング回路１２、振幅値
記憶回路１９、開先壁判定回路２０に入力する。開先壁
判定回路２０には開先壁検出レベル設定器２１を接続す
ると共にアーク電圧検出器２２を増幅器２３を介して接
続する。該判定回路２０からの判定信号はオシレート反
転信号して前記オシレート駆動回路１４に入力する。

２４はトーチ上下動駆動用のＡＶＣモータであり、該モ
ータはＡＶＣ制御回路２５からの制御信号によりモータ
駆動回路２６を介して駆動される。

又、増幅器２３からの信号はＡＶＣ制御回路２５からの
信号に加えられる。

前記オシレートモータ１５にはパルスジェネレータ２７
、ポテンショメータ２８が設けられ、パルスジェネレー
タ２７からの信号は増幅器２９を介して前記増幅器１３
からの出力に加算され、ポテンショメータ２８からの出
力は増幅器３０を介して振幅値記憶回路１９へ入力され
る。

次に本装置の作動について説明する。

第１オシレート速度設定器１０によって最適溶接条件に
よって定まるオシレート速度ｖ１を設定し、第２オシレ
ート速度設定器１１によって開先形状に合せ後述する開
先壁２の判定をし得るオシレート速度ｖ２を設定する。

又、オシレート振幅設定器１７によって開先形状によっ
て決定される初期オシレート振幅値Ｃを設定し、オシレ
ート振幅比率設定器１８では全オシレート振幅に対して
前記オシレート速度ｖ１でオシレートする振幅の比率を
設定入力する。

本発明ではアーク電圧の変動によって開先壁を検知する
が、開先壁検出レベル設定器２１によって判断基準とな
る電圧レベルＶｓを設定する。

アークを発生させ、オシレート駆動回路１４によってオ
シレートモータ１５を駆動すると共にＡｖＣ制御回路２
５の信号を基にモータ駆動回路２６はＡＶＣモータ２４
を介してトーチの位置をコントロールする。アーク電圧
Ｖａはアーク電圧検出器２２によって検出され、増幅器
２３により所要のレベル迄増幅処理されてモータ駆動回
路２６へフィードバックされアーク電圧Ｖａが常に設定
された値となる様ＡＶＣモータ２４が制御される。

又、増幅された信号は開先壁判定回路２０へも入力され
、該回路２０でアーク電圧Ｖａと判断基準電圧Ｖｓとが
比較される。この比較は後述する如く壁検出開始信号が
あった以降のみ行われる。

オシレートは先ず第１オシレート速度設定器ＩＯによっ
て設定した速度ｖ１により行われ、速度ｖ１によりオシ
レートされる振幅（距離）は初期オシレート振幅値Ｃに
設定比率ηを乗じたちのηＣである。オシレート速度は
パルスジェネレータによって検出し、この検出結果を増
幅器２９によって増幅処理してオシレート駆動回路１４
ヘフイードバツクし、オシレートの実際の速度が設定し
た速度ｖ１となる様オシレートモータをコントロールす
る。又、オシレートの実際の動きはポテンショメータ２
８によって検出され、検出結果は増幅器３０を経て振幅
値記憶回路１９へ入力され、該記憶回路１９から更に演
算器１６へと入力される。演算器１６ではポテンショメ
ータ２８によって計測した電極の動き−と算出されたη
Ｃとを比較し、両者が一致するとオシレート切換信号を
発する。このオシレート切換信号によって、スイッチン
グ回路１２が作動し、駆動回路１４への設定オシレート
速度はｖ２が入力され、オシレートは速度がｖ２となる
様コントロールされる（以上第３図（ａ）参照）。

又、オシレート切換信号は図示しない溶接制御装置にも
出力され、第３同市〉（Ｃ）に示す如く溶接電流、ワイ
ヤ送給及びアーク電圧が増大され境界部処理が行われる
。

前記した様に開先壁判定回路２０はオシレート切換信号
によって開先壁検出作動が開始され、設定電圧ＶＳと検
出電圧Ｖａとの比較が行われる。

電極１が開先壁２に達すると電極ｌと溶接物３との距離
がＡＩ分だけ減少し、この減少分はアーク電圧のＡＶ減
少として現われる。ＡＶが所定の値を越えた時、開先壁
検出として判定され、検知信号がスイッチング回路１２
、オシレート駆動回路１４へ入力され、オシレート設定
速度はｖｌに復帰すると共にオシレート駆動回路１４は
オシレートモータ１５を逆方向に駆動せしめる。

更に、開先壁検知により開先壁判定回路２０の開先壁検
出作動が停止される。

検知信号は振幅値記憶回路１９にも人力され、該検知信
号の入力によってポテンショメータ２８の検出結果が記
憶回路１９内に取込まれ記憶される。記憶されたオシレ
ートＱＣＩ　は演算器１６に人力され初期振幅値Ｃに置
換される。

従って、次のオシレートはηＣ１に達した時に溶接条件
を変更する。斯くの如く基準となるオシレート振幅、オ
シレート振幅位置は前回のオシレートが基準となる。

尚、オシレートの速度制御は第３図（ａ）の如く、開先
壁検出の前後で低速ｖ２としてもよく、この時アーク電
圧は同図＋ｂ＋の如く電圧降下ＪＶが現われる。

上記した如く境界部の処理は境界に達する前から行われ
、融合不良が防止されると共に、又開先壁検出電圧を適
正に設定することにより開先壁に達すると速かに反転を
行うことができるので、開先壁部のアンダカットも防止
される。

又、開先底部の前層ビードに凹凸がありアーク電圧が変
動することがあるが、通常のオシレート中は壁検知判断
を行ってなく誤動作することはない。更に境界部処理時
間は、設定速度ｖ２及びオシレート切換用振幅比率を：
Ａ整することにより最適条件に選出することか可能であ
る。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、自由に開先角度を選定
できると共に開先境界部での融合不良、アンダカットを
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示すブロック図、第２図は
該実施例に於けるオシレート状態を示す説明図、第３図
（ａ）山）（Ｃ１（小は該実施例に於けるタイミングチ
ャート、第４図（ω山）は他の実施例に於けるタイミン
グチャート、第５図は従来のオシレート状態を示す説明
図、第６図（ａ）山）（Ｃ）（小は該従来例のタイミン
グチャートである。 ｌＯは第１オシレート速度検出器、１１は第２オシレー
ト速度検出器、１８は演算器、１８はオシレート振幅比
率設定器、２２はアーク電圧検出器、２７はパルスジェ
ネレータ、２８はポテンショメータを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）オシレート速度を２段に設定するオシレート速度設
   定器と、第１オシレート速度によるオシレートと第２オ
   シレート速度によるオシレートとの振幅率を設定するオ
   シレート振幅率設定器と、開先壁検出のアーク電圧を設
   定する開先壁検出レベル設定器と、アーク電圧検出器と
   、オシレート速度検出器と、トーチの位置検出器とを具
   備し、前回のオシレート振幅に前記振幅率設定器によっ
   て設定した比率を乗じた値だけオシレートされると、第
   ２速度に切換えると共に開先壁検出レベル設定器によっ
   て設定されたレベルとアーク電圧検出器との検出結果を
   比較して開先壁を検出し、開先壁の検出によりオシレー
   トを反転させる様構成したことを特徴とするＴＩＧ溶接
   に於けるアーク倣い制御装置。