JP2616633B2 - ビード端部の検出方法及び装置 - Google Patents
ビード端部の検出方法及び装置Info
- Publication number
- JP2616633B2 JP2616633B2 JP12064492A JP12064492A JP2616633B2 JP 2616633 B2 JP2616633 B2 JP 2616633B2 JP 12064492 A JP12064492 A JP 12064492A JP 12064492 A JP12064492 A JP 12064492A JP 2616633 B2 JP2616633 B2 JP 2616633B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arc
- welding
- bead
- bead end
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高速回転アーク溶接法
におけるビード端部の検出方法及び装置に関するもので
ある。
におけるビード端部の検出方法及び装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】高速回転アーク溶接法によって溶接継手
に対して溶接を行なう場合、通常、溶接線の自動追従の
ためにアークセンサによる開先倣い制御方法を採用して
いる。ここで、高速回転アーク溶接法とは電極ワイヤの
先端を偏心させておき、溶接トーチの電極ノズルを機械
的に回転させることによりアークを高速で回転させなが
ら溶接を行う方法である。また、かかる開先倣い制御方
法は、特開昭６２−２４８５７１号公報等で公知であ
り、図１２を参照し説明すると、アーク電圧波形とアー
ク回転位置（Ｃｆ，Ｒ，Ｃｒ，Ｌ）を検出し、溶接進行
方向前方のＣｆ点を中心に、左右同一の位相角φ（５°
≦φ＝９０°）の範囲で、アーク電圧波形を積分し（Ｓ
Ｌ，ＳＲ）、その差（ＳＬ−ＳＲ）が零になるように開
先幅方向（Ｘ軸）のトーチ位置を修正するものである。
また、トーチ高さ方向（Ｙ軸）については、アークの１
回転ごとに溶接電流波形の積分値が一定になるように制
御している。ところで、溶接継手の既設ビードと新設ビ
ードとのつなぎ部の溶接の品質を安定に確保するために
は溶接継手の既設ビード端位置を精度良く検出すること
が必要であった。
に対して溶接を行なう場合、通常、溶接線の自動追従の
ためにアークセンサによる開先倣い制御方法を採用して
いる。ここで、高速回転アーク溶接法とは電極ワイヤの
先端を偏心させておき、溶接トーチの電極ノズルを機械
的に回転させることによりアークを高速で回転させなが
ら溶接を行う方法である。また、かかる開先倣い制御方
法は、特開昭６２−２４８５７１号公報等で公知であ
り、図１２を参照し説明すると、アーク電圧波形とアー
ク回転位置（Ｃｆ，Ｒ，Ｃｒ，Ｌ）を検出し、溶接進行
方向前方のＣｆ点を中心に、左右同一の位相角φ（５°
≦φ＝９０°）の範囲で、アーク電圧波形を積分し（Ｓ
Ｌ，ＳＲ）、その差（ＳＬ−ＳＲ）が零になるように開
先幅方向（Ｘ軸）のトーチ位置を修正するものである。
また、トーチ高さ方向（Ｙ軸）については、アークの１
回転ごとに溶接電流波形の積分値が一定になるように制
御している。ところで、溶接継手の既設ビードと新設ビ
ードとのつなぎ部の溶接の品質を安定に確保するために
は溶接継手の既設ビード端位置を精度良く検出すること
が必要であった。
【０００３】従来、既設ビードと新設ビードのつなぎ処
理を行うためには、既設ビードの端部の位置をあらかじ
め教示しておき、新設ビードの溶接において溶接トーチ
がその位置に到達した時点で所定のつなぎ処理を行って
いた。
理を行うためには、既設ビードの端部の位置をあらかじ
め教示しておき、新設ビードの溶接において溶接トーチ
がその位置に到達した時点で所定のつなぎ処理を行って
いた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、既設ビ
ード端部の位置をあらかじめ教示しておいても、溶接中
の熱変形や部材の加工寸法精度の不良により、新設ビー
ドの溶接時にはその位置がズレていたり、既設ビードと
新設ビードの溶接を別々の溶接装置で行う場合には、各
溶接トーチの位置検出器の原点位置のズレにより教示位
置と実際の既設ビード５の端部位置とにズレが生じ、溶
接継手の既設ビード端と新設ビードとのつなぎ部の溶接
品質の確保が困難という問題点もあった。
ード端部の位置をあらかじめ教示しておいても、溶接中
の熱変形や部材の加工寸法精度の不良により、新設ビー
ドの溶接時にはその位置がズレていたり、既設ビードと
新設ビードの溶接を別々の溶接装置で行う場合には、各
溶接トーチの位置検出器の原点位置のズレにより教示位
置と実際の既設ビード５の端部位置とにズレが生じ、溶
接継手の既設ビード端と新設ビードとのつなぎ部の溶接
品質の確保が困難という問題点もあった。
【０００５】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたもので、溶接継手の既設ビード端と新設ビードと
のつなぎ部の良好な溶接品質を安定して確保できるビー
ド端部の検出方法及び装置を得ることを目的とする。
されたもので、溶接継手の既設ビード端と新設ビードと
のつなぎ部の良好な溶接品質を安定して確保できるビー
ド端部の検出方法及び装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係るビード端部
の検出装置は、高速回転アーク溶接法により溶接する溶
接トーチとワーク間のアーク電圧又は溶接電流を検出す
るアーク電圧検出器又は溶接電流検出器と、電極ノズル
の回転角度位置を検出する回転位置検出器と、アーク電
圧検出器又は溶接電流検出器の検出信号を積分する２つ
の積分器と、アークの回転の２つの所定角度範囲におい
てのみ上記積分器が積分するようにその駆動信号を回転
位置検出器の位置検出信号に基づいて出力するタイミン
グパルス発生器と、２つの積分器によって積分された検
出信号の積分値の差である偏差信号を求める第１差動ア
ンプと、第１差動アンプから出力された偏差信号の平均
値を演算する平均値演算器と、溶接トーチの既設ビード
端手前の所望移動距離の間だけ平均値演算器を動作させ
る駆動信号を出力するビード端検出制御タイミング指令
発生器と、第１差動アンプの偏差信号と平均値演算器の
平均値との差である差分出力値を求める第２差動アンプ
と、ビード端検出制御タイミング指令発生器の駆動信号
終了時点から第２差動アンプ差分出力値をアーク１回転
毎に積算して積算値を演算する積算器と、積算器の積算
値の所定回転数、所定時間或いは所定信号数当たりの変
化量と所定のしきい値とを比較し、その変化量が所定の
しきい値を越えた時に溶接トーチが既設ビード端にきた
ことを示すビード端検出信号を出力するビード端判定器
とを備えてなるものである。
の検出装置は、高速回転アーク溶接法により溶接する溶
接トーチとワーク間のアーク電圧又は溶接電流を検出す
るアーク電圧検出器又は溶接電流検出器と、電極ノズル
の回転角度位置を検出する回転位置検出器と、アーク電
圧検出器又は溶接電流検出器の検出信号を積分する２つ
の積分器と、アークの回転の２つの所定角度範囲におい
てのみ上記積分器が積分するようにその駆動信号を回転
位置検出器の位置検出信号に基づいて出力するタイミン
グパルス発生器と、２つの積分器によって積分された検
出信号の積分値の差である偏差信号を求める第１差動ア
ンプと、第１差動アンプから出力された偏差信号の平均
値を演算する平均値演算器と、溶接トーチの既設ビード
端手前の所望移動距離の間だけ平均値演算器を動作させ
る駆動信号を出力するビード端検出制御タイミング指令
発生器と、第１差動アンプの偏差信号と平均値演算器の
平均値との差である差分出力値を求める第２差動アンプ
と、ビード端検出制御タイミング指令発生器の駆動信号
終了時点から第２差動アンプ差分出力値をアーク１回転
毎に積算して積算値を演算する積算器と、積算器の積算
値の所定回転数、所定時間或いは所定信号数当たりの変
化量と所定のしきい値とを比較し、その変化量が所定の
しきい値を越えた時に溶接トーチが既設ビード端にきた
ことを示すビード端検出信号を出力するビード端判定器
とを備えてなるものである。
【０００７】
【作用】本発明においては、溶接トーチの電極ノズルの
先端に回転円運動を与えてワイヤ先端に発生するアーク
を高速回転させながら溶接する高速回転アーク溶接法に
よって溶接継手に溶接を行い、その溶接中のアーク電圧
または溶接電流とアークの回転位置とを検出し、アーク
の１回転毎にアーク回転位置の２つの所定角度範囲につ
いてアーク電圧波形または溶接電流波形を積分して、そ
の積分値の差である偏差信号をアーク１回転毎に演算
し、溶接トーチがビード端検出制御を始める位置に到達
した時点より、偏差信号と溶接トーチがビード端検出制
御を始まる位置より、所定距離手前の範囲であらかじめ
演算しておいた偏差信号の平均値との差をアーク１回転
毎に積算し、その積算値の所定回転数、所定時間或いは
所定信号数当りの変化量が所定のしきい値を越えた時に
溶接トーチが既設ビード端に到達したと判定して既設ビ
ードと新設ビードの所定のつなぎ処理を行うようにして
いる。
先端に回転円運動を与えてワイヤ先端に発生するアーク
を高速回転させながら溶接する高速回転アーク溶接法に
よって溶接継手に溶接を行い、その溶接中のアーク電圧
または溶接電流とアークの回転位置とを検出し、アーク
の１回転毎にアーク回転位置の２つの所定角度範囲につ
いてアーク電圧波形または溶接電流波形を積分して、そ
の積分値の差である偏差信号をアーク１回転毎に演算
し、溶接トーチがビード端検出制御を始める位置に到達
した時点より、偏差信号と溶接トーチがビード端検出制
御を始まる位置より、所定距離手前の範囲であらかじめ
演算しておいた偏差信号の平均値との差をアーク１回転
毎に積算し、その積算値の所定回転数、所定時間或いは
所定信号数当りの変化量が所定のしきい値を越えた時に
溶接トーチが既設ビード端に到達したと判定して既設ビ
ードと新設ビードの所定のつなぎ処理を行うようにして
いる。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の実施例であるビード端部の検
出装置を示すブロック図、図２は同ビード端部の検出装
置のビード端判定器の内部構成を示すブロック図、図３
は溶接継手と電極ノズルの位置関係を示す説明図、図４
は溶接継手に電極ノズルで溶接が行われている状態を示
す斜視図、図５は電極ノズルのワイヤの回転軌跡と積分
器で積分するアーク電圧のＣf 側とＣr 側の対象角度範
囲の様態を示す説明図、図６はビード端部の検出方法の
原理を示す説明図、図７は２つの所定角度範囲のアーク
電圧波形の積分値の差を示す波形図である。
出装置を示すブロック図、図２は同ビード端部の検出装
置のビード端判定器の内部構成を示すブロック図、図３
は溶接継手と電極ノズルの位置関係を示す説明図、図４
は溶接継手に電極ノズルで溶接が行われている状態を示
す斜視図、図５は電極ノズルのワイヤの回転軌跡と積分
器で積分するアーク電圧のＣf 側とＣr 側の対象角度範
囲の様態を示す説明図、図６はビード端部の検出方法の
原理を示す説明図、図７は２つの所定角度範囲のアーク
電圧波形の積分値の差を示す波形図である。
【０００９】図において、１は溶接継手であるＴ字形ワ
ーク、１ａはＴ字形ワーク１の下板、１ｂは立板、２は
下板２ａと立板１ｂとで形成される溶接線、３ａは電極
ノズル３の溶接ワイヤ、５はＴ字形ワーク１の溶接線２
に設けられた既設ビードである。
ーク、１ａはＴ字形ワーク１の下板、１ｂは立板、２は
下板２ａと立板１ｂとで形成される溶接線、３ａは電極
ノズル３の溶接ワイヤ、５はＴ字形ワーク１の溶接線２
に設けられた既設ビードである。
【００１０】１０は電極ノズル３の溶接ワイヤ３ａとワ
ーク１間のアーク電圧を検出するアーク電圧検出器、１
１は電極ノズル３の溶接ワイヤ３ａからワーク１に流れ
る溶接電流を検出する溶接電流検出器、１２はアーク電
圧検出器１０が検出したアーク電圧と溶接電流検出器１
１が検出した溶接電流とを切り換えて出力させる切換
器、１３ａ，１３ｂは切換器１２の出力側にそれぞれ設
けられた積分器、１４は溶接ワイヤ３ａの回転角度位置
を検出するエンコーダ等の回転位置検出器、１５は回転
位置検出器１４の検出信号に基づいて積分器１３ａ，１
３ｂを動作させる駆動信号を出力するタイミングパルス
発生器である。
ーク１間のアーク電圧を検出するアーク電圧検出器、１
１は電極ノズル３の溶接ワイヤ３ａからワーク１に流れ
る溶接電流を検出する溶接電流検出器、１２はアーク電
圧検出器１０が検出したアーク電圧と溶接電流検出器１
１が検出した溶接電流とを切り換えて出力させる切換
器、１３ａ，１３ｂは切換器１２の出力側にそれぞれ設
けられた積分器、１４は溶接ワイヤ３ａの回転角度位置
を検出するエンコーダ等の回転位置検出器、１５は回転
位置検出器１４の検出信号に基づいて積分器１３ａ，１
３ｂを動作させる駆動信号を出力するタイミングパルス
発生器である。
【００１１】１６は２つの積分器１３ａ，１３ｂからそ
れぞれ出力された積分値の差である偏差信号を求める第
１差動アンプである。１７は溶接トーチ３の溶接始端か
ら既設ビード端までの予め教示された移動距離のうちビ
ード端手前から一定移動距離だけ駆動信号を出力するビ
ード端検出制御タイミング指令発生器、１８はビード端
検出タイミング指令発生器１７の駆動信号に基づいて第
１差動アンプ１６から出力された偏差信号のビード端検
出制御を開始する地点から所定距離手前の範囲で平均値
を演算する平均値演算器、１９は第１差動アンプ１６の
偏差信号と平均値演算器１８の平均値との差である差分
出力値を求める第２差動アンプ、２０はビード端検出制
御タイミング指令発生器１７の駆動信号終了時点から第
２差動アンプ１９の差分出力値をアーク１回転毎に積算
して積算値を演算する積算器である。
れぞれ出力された積分値の差である偏差信号を求める第
１差動アンプである。１７は溶接トーチ３の溶接始端か
ら既設ビード端までの予め教示された移動距離のうちビ
ード端手前から一定移動距離だけ駆動信号を出力するビ
ード端検出制御タイミング指令発生器、１８はビード端
検出タイミング指令発生器１７の駆動信号に基づいて第
１差動アンプ１６から出力された偏差信号のビード端検
出制御を開始する地点から所定距離手前の範囲で平均値
を演算する平均値演算器、１９は第１差動アンプ１６の
偏差信号と平均値演算器１８の平均値との差である差分
出力値を求める第２差動アンプ、２０はビード端検出制
御タイミング指令発生器１７の駆動信号終了時点から第
２差動アンプ１９の差分出力値をアーク１回転毎に積算
して積算値を演算する積算器である。
【００１２】２１は積算器２０の積算値の所定時間当り
の変化量と所定のしきい値とを比較して電極ノズル３が
Ｔ字型ワーク１のビード端にきたことを示す終端検出信
号を出力するビード端判定器である。このビード端判定
器２１は積算器２０からの現在値の積算値からその一秒
前までの積算値の平均値（時刻Ｔ0 −ΔＴ／２からＴ0
＋ΔＴ／２までの積算値Σの平均値Σ）を求める平均値
演算器２２と、積算器２０の積算値と平均値演算器２２
の平均値との差である差分出力値を求める差動アンプ２
３と、差動アンプ２３の差分出力値としきい値設定器２
５が設定したしきい値とを比較してビード端検出信号を
出力する比較器２４とから構成されている。
の変化量と所定のしきい値とを比較して電極ノズル３が
Ｔ字型ワーク１のビード端にきたことを示す終端検出信
号を出力するビード端判定器である。このビード端判定
器２１は積算器２０からの現在値の積算値からその一秒
前までの積算値の平均値（時刻Ｔ0 −ΔＴ／２からＴ0
＋ΔＴ／２までの積算値Σの平均値Σ）を求める平均値
演算器２２と、積算器２０の積算値と平均値演算器２２
の平均値との差である差分出力値を求める差動アンプ２
３と、差動アンプ２３の差分出力値としきい値設定器２
５が設定したしきい値とを比較してビード端検出信号を
出力する比較器２４とから構成されている。
【００１３】まず、ビード端部の検出方法の原理につい
て図６に基づいて説明する。高速回転アーク溶接法によ
り、アークセンサによる開先倣い制御しながら、電極ノ
ズル３の溶接ワイヤ３ａがＴ字形ワーク１の溶接線２に
沿って溶接を行なっていく。このとき、アーク電圧検出
器１０が検出するアーク電圧は、図３に示すように回転
位置の変化に応じて溶接ワイヤ３ａとワーク１との距離
が変化するため、図６のＡに示すように溶接進行方向Ｗ
Ｄにおける回転の前方のＣf 点、後方のＣr 点で極大、
立板側のＲ点、下板側のＬ点で極小となる。
て図６に基づいて説明する。高速回転アーク溶接法によ
り、アークセンサによる開先倣い制御しながら、電極ノ
ズル３の溶接ワイヤ３ａがＴ字形ワーク１の溶接線２に
沿って溶接を行なっていく。このとき、アーク電圧検出
器１０が検出するアーク電圧は、図３に示すように回転
位置の変化に応じて溶接ワイヤ３ａとワーク１との距離
が変化するため、図６のＡに示すように溶接進行方向Ｗ
Ｄにおける回転の前方のＣf 点、後方のＣr 点で極大、
立板側のＲ点、下板側のＬ点で極小となる。
【００１４】そして、電極ノズル３が溶接継手における
既設ビード５の端部付近に差しかかると、アークの回転
の前方Ｃf 側から、アークは既設ビードに乗りあげるた
め図６のＢからＥに示すようにＣf 側の回転位置でのア
ーク電圧が次第に下降するが、Ｃr 側の回転位置でのア
ーク電圧は変化しない。従って、回転する電極ノズル３
のＣf 側とＣr 側のアーク電圧をそれぞれ検出し、両者
の電圧を比較すれば、電極ノズル３が既設ビード５の端
部に到達したことがわかる。そこで、Ｃf 側とＣr 側と
のアーク電圧を検出し、検出した電圧を比較してその差
を求め、その差をビード端が検出できるよう設定された
しきい値と比較することにより、電極ノズル３が既設ビ
ード５の端部にきたかどうかを判断して所定のつなぎ処
理を行うことができるという訳である。
既設ビード５の端部付近に差しかかると、アークの回転
の前方Ｃf 側から、アークは既設ビードに乗りあげるた
め図６のＢからＥに示すようにＣf 側の回転位置でのア
ーク電圧が次第に下降するが、Ｃr 側の回転位置でのア
ーク電圧は変化しない。従って、回転する電極ノズル３
のＣf 側とＣr 側のアーク電圧をそれぞれ検出し、両者
の電圧を比較すれば、電極ノズル３が既設ビード５の端
部に到達したことがわかる。そこで、Ｃf 側とＣr 側と
のアーク電圧を検出し、検出した電圧を比較してその差
を求め、その差をビード端が検出できるよう設定された
しきい値と比較することにより、電極ノズル３が既設ビ
ード５の端部にきたかどうかを判断して所定のつなぎ処
理を行うことができるという訳である。
【００１５】次に、上記のように構成されたビード端部
の検出装置の動作について説明する。まず、ビード端検
出が行なわれる高速回転アーク溶接法における具体例に
ついて述べる。アーク回転速度は１０Ｈｚ以上、アーク
回転直径Ｄは１〜６ｍｍ、溶接速度は１０〜３００ｃｍ
／分、溶接ワイヤ径０．６ｍｍ〜２．０ｍｍ、溶接電流
は１００〜１０００Ａである。
の検出装置の動作について説明する。まず、ビード端検
出が行なわれる高速回転アーク溶接法における具体例に
ついて述べる。アーク回転速度は１０Ｈｚ以上、アーク
回転直径Ｄは１〜６ｍｍ、溶接速度は１０〜３００ｃｍ
／分、溶接ワイヤ径０．６ｍｍ〜２．０ｍｍ、溶接電流
は１００〜１０００Ａである。
【００１６】電極ノズル３の溶接ワイヤ３ａが高速回転
アーク溶接法によってＴ字形ワーク１に対して溶接を行
なっているとき、切換器１２を例えばアーク電圧検出器
１０側に切り換え、アーク電圧検出器１０が検出した電
極ノズル３の回転によって変化しているアーク電圧を積
分器１３ａ，１３ｂに出力させる。また、回転位置検出
器１４は回転している電極ノズル３の回転位置を検出し
て位置検出信号を出力している。そして、アーク電圧検
出器１０から出力されている信号のうち、溶接進行方向
Ｗの前方側（以下Ｃf 側という）の例えば、図４に示す
ように３１５°〜４５°（Ｇを原点とし、Ｒ方向への角
度で、以下同様とする）である９０°の角度範囲Ｓ1 と
溶接進行方向Ｗの後方側（以下、Ｃr 側という）の例え
ば１３５°〜２２５°である９０°の角度範囲Ｓ2 の間
だけ積分器１３ａ，１３ｂが動作して積分するように駆
動信号をタイミングパルス発生器１５は回転位置検出器
１４の位置検出信号に基づいて積分器１３ａ，１３ｂに
それぞれ出力する。
アーク溶接法によってＴ字形ワーク１に対して溶接を行
なっているとき、切換器１２を例えばアーク電圧検出器
１０側に切り換え、アーク電圧検出器１０が検出した電
極ノズル３の回転によって変化しているアーク電圧を積
分器１３ａ，１３ｂに出力させる。また、回転位置検出
器１４は回転している電極ノズル３の回転位置を検出し
て位置検出信号を出力している。そして、アーク電圧検
出器１０から出力されている信号のうち、溶接進行方向
Ｗの前方側（以下Ｃf 側という）の例えば、図４に示す
ように３１５°〜４５°（Ｇを原点とし、Ｒ方向への角
度で、以下同様とする）である９０°の角度範囲Ｓ1 と
溶接進行方向Ｗの後方側（以下、Ｃr 側という）の例え
ば１３５°〜２２５°である９０°の角度範囲Ｓ2 の間
だけ積分器１３ａ，１３ｂが動作して積分するように駆
動信号をタイミングパルス発生器１５は回転位置検出器
１４の位置検出信号に基づいて積分器１３ａ，１３ｂに
それぞれ出力する。
【００１７】積分器１３ａではＣf 側の９０°の角度範
囲Ｓ1 の信号を積分し、積分器１３ｂではＣr 側９０℃
の角度範囲における信号を積分し、これら積分器１３
ａ，１３ｂによって積分された信号の積分値は第１差動
アンプ１６に入力される。このように、積分器１３ａ，
１３ｂで積分するのはアーク電圧波形にノイズがあり、
その影響を受けないようにするためである。
囲Ｓ1 の信号を積分し、積分器１３ｂではＣr 側９０℃
の角度範囲における信号を積分し、これら積分器１３
ａ，１３ｂによって積分された信号の積分値は第１差動
アンプ１６に入力される。このように、積分器１３ａ，
１３ｂで積分するのはアーク電圧波形にノイズがあり、
その影響を受けないようにするためである。
【００１８】第１差動アンプ１６では積分器１３ａによ
る積分値Ｓ1 と、積分器１３ｂによる積分値Ｓ2 の差で
ある偏差信号ΔＳを求めている。従って、偏差信号ΔＳ
としきい値Ｓ0 とを比較し、その偏差値ΔＳがしきい値
Ｓ0 を越えたときに電極ノズル３がＴ字形ワーク１既設
ビード５の端部にきたことを図７及び図９（ａ）に示す
ように検出することもできる。なお、図６中のＬはかか
る検出法の確認のために用意したレーザセンサによるビ
ード端検出の信号を示している。
る積分値Ｓ1 と、積分器１３ｂによる積分値Ｓ2 の差で
ある偏差信号ΔＳを求めている。従って、偏差信号ΔＳ
としきい値Ｓ0 とを比較し、その偏差値ΔＳがしきい値
Ｓ0 を越えたときに電極ノズル３がＴ字形ワーク１既設
ビード５の端部にきたことを図７及び図９（ａ）に示す
ように検出することもできる。なお、図６中のＬはかか
る検出法の確認のために用意したレーザセンサによるビ
ード端検出の信号を示している。
【００１９】しかし、第１差動アンプ１６から出力され
る偏差信号ΔＳはアークの乱れやワイヤ送給速度の変動
などの種々の要因によって図９の（ｉ）に示すようにそ
の偏差信号ΔＳの波形が乱れることがある。このため、
溶接継手のビード端以前でもその偏差信号ΔＳがしきい
値Ｓ0 を越えるために誤ってビード端検出されてしまう
場合が生じる。
る偏差信号ΔＳはアークの乱れやワイヤ送給速度の変動
などの種々の要因によって図９の（ｉ）に示すようにそ
の偏差信号ΔＳの波形が乱れることがある。このため、
溶接継手のビード端以前でもその偏差信号ΔＳがしきい
値Ｓ0 を越えるために誤ってビード端検出されてしまう
場合が生じる。
【００２０】そこで、この実施例ではかかる誤検出をな
くするために、次に述べる信号処理をしてビード端検出
するようにしている。まず、第１差動アンプ１６から出
力された偏差信号ΔＳに対して平均値演算器１８で溶接
継手のビード端手前における偏差信号の平均値を演算さ
せる。この平均値演算器１８による平均値の演算はビー
ド端検出制御タイミング指令発生器１７からの駆動信号
によって平均値演算器１８が動作させられることにより
行われる。
くするために、次に述べる信号処理をしてビード端検出
するようにしている。まず、第１差動アンプ１６から出
力された偏差信号ΔＳに対して平均値演算器１８で溶接
継手のビード端手前における偏差信号の平均値を演算さ
せる。この平均値演算器１８による平均値の演算はビー
ド端検出制御タイミング指令発生器１７からの駆動信号
によって平均値演算器１８が動作させられることにより
行われる。
【００２１】即ち、ビード端検出タイミング指令発生器
１７ではワーク１に対する図８に示す溶接トーチ３の溶
接始端Ａからビード端Ｄまでの予め教示された移動距離
のうち、例えば溶接継手ビード端手前のＢ位置から溶接
継手のビード端近傍位置Ｃまでの一定移動距離ｌS の間
だけ駆動信号を平均値演算器１８に出力する。従って、
平均値演算器１９は図９の（ｉ）に示すように一定移動
距離ｌS の間だけ動作して第１差動アンプ１６から出力
される偏差信号ΔＳの所定移動距離当りの平均値を演算
し、第２差動アンプ１９にその平均値を出力する。
１７ではワーク１に対する図８に示す溶接トーチ３の溶
接始端Ａからビード端Ｄまでの予め教示された移動距離
のうち、例えば溶接継手ビード端手前のＢ位置から溶接
継手のビード端近傍位置Ｃまでの一定移動距離ｌS の間
だけ駆動信号を平均値演算器１８に出力する。従って、
平均値演算器１９は図９の（ｉ）に示すように一定移動
距離ｌS の間だけ動作して第１差動アンプ１６から出力
される偏差信号ΔＳの所定移動距離当りの平均値を演算
し、第２差動アンプ１９にその平均値を出力する。
【００２２】第２差動アンプ１９では第１差動アンプ１
６から出力される偏差信号ΔＳと平均値演算器１８の偏
差信号の平均値との差を求め、その差である差分出力値
を積算器２０に出力する。積算器２０ではビード端検出
制御タイミング指令発生器１７の駆動信号を受け、その
駆動信号終了時点から第２差動アンプ１９の差分出力値
をアーク１回転毎に積算し、積算値を演算してビード端
判定器２１に出力する。ビード端判定器２１では積算器
２０が出力する積算値の所定時間当りの変化量Ｖを求
め、その変化量Ｖと所定のしきい値とを比較し、その変
化量Ｖが所定のしきい値を越えた時に電極ノズル３がＴ
字形ワーク１の既設ビード５の端部にきたことを示すビ
ード端検出信号を出力する。
６から出力される偏差信号ΔＳと平均値演算器１８の偏
差信号の平均値との差を求め、その差である差分出力値
を積算器２０に出力する。積算器２０ではビード端検出
制御タイミング指令発生器１７の駆動信号を受け、その
駆動信号終了時点から第２差動アンプ１９の差分出力値
をアーク１回転毎に積算し、積算値を演算してビード端
判定器２１に出力する。ビード端判定器２１では積算器
２０が出力する積算値の所定時間当りの変化量Ｖを求
め、その変化量Ｖと所定のしきい値とを比較し、その変
化量Ｖが所定のしきい値を越えた時に電極ノズル３がＴ
字形ワーク１の既設ビード５の端部にきたことを示すビ
ード端検出信号を出力する。
【００２３】ビード端判定器２１の動作を図２に基づき
更に詳細に説明すると、ビード端判定器２１における平
均値演算器２２では積算器２０からの出力Σの時刻Ｔ0
−ΔＴ／２から、Ｔ0 ＋ΔＴ／２までの平均値Σを求
め、その平均値Σを差動アンプ２３に出力している。差
動アンプ２３は積算器２０からの積算値Σと平均値演算
値２２の平均値Σとの差を求めて比較器２４にその差の
信号を出力しているが、これは積算器２０の積算値の所
定時間当りの変化量Ｖの演算方法の一例である。 ｛実施例 Ｔ0 ＝１、Δ１＝１秒｝
更に詳細に説明すると、ビード端判定器２１における平
均値演算器２２では積算器２０からの出力Σの時刻Ｔ0
−ΔＴ／２から、Ｔ0 ＋ΔＴ／２までの平均値Σを求
め、その平均値Σを差動アンプ２３に出力している。差
動アンプ２３は積算器２０からの積算値Σと平均値演算
値２２の平均値Σとの差を求めて比較器２４にその差の
信号を出力しているが、これは積算器２０の積算値の所
定時間当りの変化量Ｖの演算方法の一例である。 ｛実施例 Ｔ0 ＝１、Δ１＝１秒｝
【００２４】比較器２４では差動アンプ２３から出力さ
れた積算値の所定時間当りの変化量Ｖとしきい値設定器
２５によって設定された所定のしきい値とを比較し、そ
の差がしきい値を越えた時に電極ノズル３がＴ字形ワー
ク１の既設ビード５の端部にきたことを示すビード端検
出信号を出力する。従って、比較器２４から出力された
ビード端検出信号によって電極ノズル３が既設ビード５
の端部にきたことを高精度で検出することができる。な
お、しきい値設定器２４によるしきい値は積算器２０の
積算値Σの変化量Ｖが急峻に増大して終端位置にきたこ
とを示す値に設定されており、比較器２４は変化量Ｖが
しきい値を越えた瞬間にビード端と判定する。
れた積算値の所定時間当りの変化量Ｖとしきい値設定器
２５によって設定された所定のしきい値とを比較し、そ
の差がしきい値を越えた時に電極ノズル３がＴ字形ワー
ク１の既設ビード５の端部にきたことを示すビード端検
出信号を出力する。従って、比較器２４から出力された
ビード端検出信号によって電極ノズル３が既設ビード５
の端部にきたことを高精度で検出することができる。な
お、しきい値設定器２４によるしきい値は積算器２０の
積算値Σの変化量Ｖが急峻に増大して終端位置にきたこ
とを示す値に設定されており、比較器２４は変化量Ｖが
しきい値を越えた瞬間にビード端と判定する。
【００２５】このように、第１差動アンプ１６から出力
される偏差信号ΔＳから平均値演算器１８で平均値を求
め、第２差動アンプ１９で偏差信号と平均値との差を求
め、その差を積算器２０で加算させているのは、積算値
２０で積算させる最初の基準となる積算値を零レベルに
して偏差信号の変化を急峻な変化として捉えることがで
きるようにしてアーク乱れやワイヤ送給速度の変動等の
種々の要因によって生じる偏差信号の波形の乱れによる
影響を受けないようにしたものである。
される偏差信号ΔＳから平均値演算器１８で平均値を求
め、第２差動アンプ１９で偏差信号と平均値との差を求
め、その差を積算器２０で加算させているのは、積算値
２０で積算させる最初の基準となる積算値を零レベルに
して偏差信号の変化を急峻な変化として捉えることがで
きるようにしてアーク乱れやワイヤ送給速度の変動等の
種々の要因によって生じる偏差信号の波形の乱れによる
影響を受けないようにしたものである。
【００２６】また、積算器２０の積算値を直ちにしきい
値と比較してビード端検出せずに、その積算値の所定時
間当りの変化量をしきい値と比較してビード端検出する
ようにしたのは、既設ビードの端部において積算値が積
算中に急激に増加するため、積算値の急変点（変曲点）
を見つけることによりビード端判定をすれば、より確実
且つ高精度にビード端位置を検出することができるため
である。従って、溶接継手の既設ビード端と新設ビード
との良好な溶接品質を安定して確保することができる。
なお、積算値の変化量をその実施例では所定時間当りの
変化量として捉えるようにしているが、積算値の所定回
転数或いは所定信号数当りの変化量として捉えるように
してもビード端検出できることは勿論である。
値と比較してビード端検出せずに、その積算値の所定時
間当りの変化量をしきい値と比較してビード端検出する
ようにしたのは、既設ビードの端部において積算値が積
算中に急激に増加するため、積算値の急変点（変曲点）
を見つけることによりビード端判定をすれば、より確実
且つ高精度にビード端位置を検出することができるため
である。従って、溶接継手の既設ビード端と新設ビード
との良好な溶接品質を安定して確保することができる。
なお、積算値の変化量をその実施例では所定時間当りの
変化量として捉えるようにしているが、積算値の所定回
転数或いは所定信号数当りの変化量として捉えるように
してもビード端検出できることは勿論である。
【００２７】上記図５に示す実施例では、積分器１３
ａ，１３ｂで積分するアーク電圧の対象をＣf 側では３
１５°〜４５°である９０°の角度範囲Ｓ1 とし、Ｃr
側では１３５°〜２２５°である９０°の角度範囲Ｓ2
としているが、角度範囲は９０°に限られるものでな
く、５°以上〜１８０°以下であればビード端検出でき
ることはいうまでもない。
ａ，１３ｂで積分するアーク電圧の対象をＣf 側では３
１５°〜４５°である９０°の角度範囲Ｓ1 とし、Ｃr
側では１３５°〜２２５°である９０°の角度範囲Ｓ2
としているが、角度範囲は９０°に限られるものでな
く、５°以上〜１８０°以下であればビード端検出でき
ることはいうまでもない。
【００２８】更に上述した実施例ではアーク電圧検出器
１０によってアーク電圧を検出し、それを信号処理して
溶接継手のビード端を検出する説明をしたが、切換器１
２を溶接電流検出器１１側に切換えて溶接電流検出器１
１によって検出した溶接電流に対して上述した実施例と
同様に信号処理するようにしても溶接継手のビード端を
検出することができる。なお、アーク電圧ではＣf 位置
での電圧が減少するように対し、溶接電流では逆にＣr
側のＲ位置での電流が増大するという相違があるだけで
ある。
１０によってアーク電圧を検出し、それを信号処理して
溶接継手のビード端を検出する説明をしたが、切換器１
２を溶接電流検出器１１側に切換えて溶接電流検出器１
１によって検出した溶接電流に対して上述した実施例と
同様に信号処理するようにしても溶接継手のビード端を
検出することができる。なお、アーク電圧ではＣf 位置
での電圧が減少するように対し、溶接電流では逆にＣr
側のＲ位置での電流が増大するという相違があるだけで
ある。
【００２９】
【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、ワークに
対して高速回転アーク溶接法で溶接を行っている場合
に、溶接中のアーク電圧または溶接電流とアークの回転
位置とを検出し、アークの１回転毎にアーク回転位置の
２つの所定角度範囲についてアーク電圧波形または溶接
電流波形を積分して、その積分値の差である偏差信号を
アーク１回転毎に演算し、溶接トーチがビード端検出制
御を始める位置に到達した時点より、偏差信号と溶接ト
ーチがビード端検出制御を始まる位置より、所定距離手
前の範囲であらかじめ演算しておいた偏差信号の平均値
との差をアーク１回転毎に積算し、その積算値の所定回
転数、所定時間或いは所定信号数当りの変化量が所定の
しきい値を越えた時に溶接トーチが既設ビード端に到達
したと判定して既設ビードと新設ビードの所定のつなぎ
処理を行うようにしたので、溶接アーク自体がセンサの
役目を果たし、溶接による熱歪や収縮等の変型やワイヤ
の曲りグセ等の影響を受けず、しかもアーク乱れやワイ
ヤ送給速度の変動などの種々の要因によってアーク電圧
波形又は溶接電流波形自体が乱れた場合にも波形の乱れ
の影響を受けにくいように信号処理されるため、ビード
端を誤検出することなく、溶接過程で溶接継手のビード
端位置を確実且つ高精度に検出し、溶接継手の既設ビー
ドと新設ビードとビード継ぎ部の良好な溶接品質を安定
して確保できるという効果を有する。
対して高速回転アーク溶接法で溶接を行っている場合
に、溶接中のアーク電圧または溶接電流とアークの回転
位置とを検出し、アークの１回転毎にアーク回転位置の
２つの所定角度範囲についてアーク電圧波形または溶接
電流波形を積分して、その積分値の差である偏差信号を
アーク１回転毎に演算し、溶接トーチがビード端検出制
御を始める位置に到達した時点より、偏差信号と溶接ト
ーチがビード端検出制御を始まる位置より、所定距離手
前の範囲であらかじめ演算しておいた偏差信号の平均値
との差をアーク１回転毎に積算し、その積算値の所定回
転数、所定時間或いは所定信号数当りの変化量が所定の
しきい値を越えた時に溶接トーチが既設ビード端に到達
したと判定して既設ビードと新設ビードの所定のつなぎ
処理を行うようにしたので、溶接アーク自体がセンサの
役目を果たし、溶接による熱歪や収縮等の変型やワイヤ
の曲りグセ等の影響を受けず、しかもアーク乱れやワイ
ヤ送給速度の変動などの種々の要因によってアーク電圧
波形又は溶接電流波形自体が乱れた場合にも波形の乱れ
の影響を受けにくいように信号処理されるため、ビード
端を誤検出することなく、溶接過程で溶接継手のビード
端位置を確実且つ高精度に検出し、溶接継手の既設ビー
ドと新設ビードとビード継ぎ部の良好な溶接品質を安定
して確保できるという効果を有する。
【図１】本発明の一実施例であるビード端部の検出装置
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】同ビード端部の検出装置の変曲点判定器の内部
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図３】溶接継手と電極ノズルの関係を示す説明図であ
る。
る。
【図４】溶接継手に電極ノズルで溶接が行われている状
態を示す斜視図である。
態を示す斜視図である。
【図５】電極ノズルのワイヤの回転軌跡と積分器で積分
するアーク電圧のＣf 側とＣr側の対象角度範囲の様態
を示す説明図である。
するアーク電圧のＣf 側とＣr側の対象角度範囲の様態
を示す説明図である。
【図６】ビード端部の検出方法の原理を示す説明図であ
る。
る。
【図７】２つの所定角度範囲のアーク電圧波形の積分値
の差を示す信号の波形図である。
の差を示す信号の波形図である。
【図８】溶接継手に対するビード端部の検出装置の検出
手順を示す説明図である。
手順を示す説明図である。
【図９】ビード端部の検出装置の各部位における信号波
形を示す波形図である。
形を示す波形図である。
【図１０】従来のアークセンサによる開先倣い制御方法
を示す説明図である。
を示す説明図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 溶接トーチの電極ノズルの先端に回転円
運動を与えてワイヤ先端に発生するアークを高速回転さ
せながら溶接する高速回転アーク溶接法において、 溶接中のアーク電圧または溶接電流とアークの回転位置
とを検出し、アークの１回転毎にアーク回転位置の２つ
の所定角度範囲についてアーク電圧波形または溶接電流
波形を積分して、その積分値の差である偏差信号をアー
ク１回転毎に演算し、溶接トーチがビード端検出制御を
始める位置に到達した時点より、偏差信号と溶接トーチ
がビード端検出制御を始まる位置より、所定距離手前の
範囲であらかじめ演算しておいた偏差信号の平均値との
差をアーク１回転毎に積算し、その積算値の所定回転
数、所定時間或いは所定信号数当りの変化量が所定のし
きい値を越えた時に溶接トーチが既設ビード端に到達し
たと判定して既設ビードと新設ビードの所定のつなぎ処
理を行うようにしたことを特徴とするビード端部の検出
方法。 - 【請求項２】 高速回転アーク溶接法により溶接する溶
接トーチとワーク間のアーク電圧又は溶接電流を検出す
るアーク電圧検出器又は溶接電流検出器と、電極ノズル
の回転角度位置を検出する回転位置検出器と、アーク電
圧検出器又は溶接電流検出器の検出信号を積分する２つ
の積分器と、アークの回転の２つの所定角度範囲におい
てのみ上記積分器が積分するようにその駆動信号を回転
位置検出器の位置検出信号に基づいて出力するタイミン
グパルス発生器と、２つの積分器によって積分された検
出信号の積分値の差である偏差信号を求める第１差動ア
ンプと、第１差動アンプから出力された偏差信号の平均
値を演算する平均値演算器と、溶接トーチの既設ビード
端手前の所望移動距離の間だけ平均値演算器を動作させ
る駆動信号を出力するビード端検出制御タイミング指令
発生器と、第１差動アンプの偏差信号と平均値演算器の
平均値との差である差分出力値を求める第２差動アンプ
と、ビード端検出制御タイミング指令発生器の駆動信号
終了時点から第２差動アンプ差分出力値をアーク１回転
毎に積算して積算値を演算する積算器と、積算器の積算
値の所定回転数、所定時間或いは所定信号数当たりの変
化量と所定のしきい値とを比較し、その変化量が所定の
しきい値を越えた時に溶接トーチが既設ビード端にきた
ことを示すビード端検出信号を出力するビード端判定器
とを備えてなることを特徴とするビード端部の検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12064492A JP2616633B2 (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | ビード端部の検出方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12064492A JP2616633B2 (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | ビード端部の検出方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05318122A JPH05318122A (ja) | 1993-12-03 |
| JP2616633B2 true JP2616633B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=14791330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12064492A Expired - Lifetime JP2616633B2 (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | ビード端部の検出方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2616633B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100488756B1 (ko) * | 2002-07-24 | 2005-05-11 | 대우조선해양 주식회사 | 회전분할에 의한 용접로봇의 용접비드 및 끝단부 인식방법 |
-
1992
- 1992-05-13 JP JP12064492A patent/JP2616633B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05318122A (ja) | 1993-12-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6429404B1 (en) | Method and apparatus for determining seam tracking control of arc welding | |
| JP2616633B2 (ja) | ビード端部の検出方法及び装置 | |
| JP2611604B2 (ja) | 溶接継手終端部の検出方法及び装置 | |
| JP2699837B2 (ja) | 溶接継手始端部の検出方法及び装置 | |
| JP4854860B2 (ja) | 溶接線の倣い判定装置と倣い制御装置 | |
| JP5093189B2 (ja) | 溶接線倣い制御方法及び装置 | |
| JP3230476B2 (ja) | アーク溶接におけるルートギャップの検出方法 | |
| JPH07121458B2 (ja) | 溶接継手終端部の検出方法及び装置 | |
| JPH11883A (ja) | ロボット動作の自動教示方法、ロボットの軌跡修正方法および溶接ロボットの制御方法 | |
| JPH07121457B2 (ja) | 溶接継手終端部の検出方法及び装置 | |
| JPH07121456B2 (ja) | 溶接継手終端部の検出方法及び装置 | |
| JP3323935B2 (ja) | アークセンサ | |
| JP3209138B2 (ja) | 溶接条件適応制御方法 | |
| JP2909981B2 (ja) | 重ね継手の回転アーク溶接方法 | |
| JP3209139B2 (ja) | 溶接条件適応制御方法 | |
| JP3075038B2 (ja) | アークセンサー | |
| JPH0669626B2 (ja) | ショートアーク溶接における開先自動倣い制御方法 | |
| KR100432526B1 (ko) | 용접토치의 용접선 자동추적 및 충돌방지방법 | |
| JPH0698490B2 (ja) | 隅肉溶接におけるコーナー部検出方法 | |
| JP3248417B2 (ja) | アークセンサ装置 | |
| JPH09253857A (ja) | 溶接線倣い制御方法および装置 | |
| JPH0999369A (ja) | アークセンサ装置 | |
| JPH0671664B2 (ja) | 仮付ビ−ドの検出方法 | |
| JPH01148465A (ja) | 高速回転アークパルス隅肉溶接法 | |
| JPH0461754B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080311 Year of fee payment: 11 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080311 Year of fee payment: 11 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090311 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100311 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 14 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110311 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120311 Year of fee payment: 15 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130311 Year of fee payment: 16 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130311 Year of fee payment: 16 |