JP3075038B2 - Arc sensor - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、自動アーク溶接に有効
なアークセンサーに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an arc sensor effective for automatic arc welding.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、自動アーク溶接において、トーチ
を揺動動作や回転動作など周期運動させて、溶接電流の
変化から得られる信号により、トーチの中心軸線を常に
被溶接物の開先部の中央に位置させて溶接を行うアーク
センサーが広く適用されている。2. Description of the Related Art In recent years, in automatic arc welding, a torch is periodically moved such as a swinging operation or a rotating operation, and the center axis of the torch is constantly moved at a groove portion of a work to be welded by a signal obtained from a change in welding current. Arc sensors that perform welding by being positioned at the center are widely applied.
【０００３】トーチを周期運動させるアークセンサー制
御の具体的な従来方法としては、特公昭５３−１１５０
２号公報に開示され、現在広く実用されている。以下、
特公昭５３−１１５０２号公報に開示された従来のアー
クセンサー制御について図面を参照しながら説明する。As a specific conventional method of controlling an arc sensor for periodically moving a torch, Japanese Patent Publication No. 53-1150 is known.
No. 2 and widely used at present. Less than,
A conventional arc sensor control disclosed in Japanese Patent Publication No. 53-11502 will be described with reference to the drawings.
【０００４】図３（ａ）は従来のアークセンサー制御を
適用したアーク溶接の溶接状態を示す正面図である。図
において、１１，１１′は被溶接物、１２は開先でその
中央部を一点鎖線１３で表している。１４ａ，１４ｂ，
１４ｃは開先１２内に挿入された溶接チップであり、チ
ップから溶接ワイヤ１５ａ，１５ｂ，１５ｃが送り出さ
れ、溶接中は被溶接物との間でアーク１６ａ，１６ｂ，
１６ｃを発生させる。トーチ（図示せず）が周期運動す
るにつれ、トーチに固定されている溶接チップが１４ａ
から１４ｂ，１４ｃと動作し、１４ｂ，１４ａに戻る。FIG. 3A is a front view showing a welding state of arc welding to which conventional arc sensor control is applied. In the figure, reference numerals 11 and 11 ′ denote an object to be welded, and 12 denotes a groove. 14a, 14b,
Reference numeral 14c denotes a welding tip inserted into the groove 12, from which welding wires 15a, 15b, and 15c are sent out. During welding, arcs 16a, 16b, and 16 are formed between the welding tip and the workpiece.
16c is generated. As the torch (not shown) makes a periodic motion, the welding tip fixed to the torch 14a
From 14b and 14c, and return to 14b and 14a.
【０００５】以上のようなアーク溶接に適用されるアー
クセンサーについて図３（ａ）（ｂ）および図４（ａ）
（ｂ）を参照しながら説明する。図３（ａ）のように溶
接チップの周期運動の中心が開先１２の中央部１３を通
る場合には溶接電流は図４（ａ）に示すように変化す
る。溶接チップが１４ａの位置では図４（ａ）のｑの溶
接電流となり、１４ｂではｒ、１４ｃではｓ、また１４
ｂに戻るとＰ′、１４ａに戻るとｑ′の溶接電流にな
る。FIGS. 3 (a) and 3 (b) and 4 (a) show an arc sensor applied to arc welding as described above.
This will be described with reference to FIG. When the center of the periodic movement of the welding tip passes through the central portion 13 of the groove 12 as shown in FIG. 3A, the welding current changes as shown in FIG. When the welding tip is at the position 14a, the welding current becomes q in FIG. 4A, r at 14b, s at 14c, and 14 at
When returning to b, the welding current becomes P ', and when returning to 14a, the welding current becomes q'.
【０００６】次に、図３（ｂ）のように溶接チップの周
期運動の中心が開先１２の中央部１３からはずれている
場合には溶接電流は図４（ｂ）に示すように変化する。
図４（ｂ）は溶接チップの周期運動の中心が開先１２の
中央部１３から上にはずれている場合を示しており、下
にはずれている場合には図４（ｂ）の時間軸のｐをｒ、
ｑをｓ、ｒをｐ、ｓをｑと読み替えた状態となる。Next, when the center of the periodic movement of the welding tip is displaced from the central portion 13 of the groove 12 as shown in FIG. 3B, the welding current changes as shown in FIG. 4B. .
FIG. 4B shows a case where the center of the periodic movement of the welding tip is shifted upward from the central portion 13 of the groove 12, and when the center is shifted downward, the time axis of the time axis of FIG. p is r,
q is read as s, r is read as p, and s is read as q.
【０００７】この溶接電流をアークの上下１／２周期
（図４（ａ），図４（ｂ）のｐ−ｒ間とｒ−ｐ′間）ご
とに積分して、上下の積分値を比較することにより、周
期運動の中心が開先１２のどの位置にあるか検知でき、
これにより軌跡修正し、常に中央部１３に位置するよう
に制御可能となる。This welding current is integrated for each of the upper and lower half periods of the arc (between pr and rp 'in FIGS. 4A and 4B) and the upper and lower integrated values are compared. By doing, it is possible to detect at which position of the groove 12 the center of the periodic motion is located,
This makes it possible to correct the trajectory and control the trajectory so that it is always located at the central portion 13.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来のアークセンサーでは、被溶接物の板の間に図５に示
すようにギャップ２１がある継手などに適用した場合
に、以下のような問題が生じる。すなわち、このような
継手においては、溶接電流が上下１／２周期の積分値の
比較では、振動状態に陥りやすくなるという問題点があ
った。However, the above-mentioned conventional arc sensor has the following problems when applied to a joint having a gap 21 between the plates to be welded as shown in FIG. That is, in such a joint, there is a problem that the comparison of the integration value of the welding current in the upper and lower half cycles easily causes a vibration state.
【０００９】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、被溶接物の板の間にギャップがある継手などに適用
できるアークセンサーを提供することを目的とする。An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide an arc sensor applicable to a joint having a gap between plates of a workpiece.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のアークセンサーは、アークの周期運動の一周
期ごとに溶接電流から信号によりトーチと被溶接物との
相対位置を検出しながら溶接するアーク溶接に適用する
アークセンサーにおいて、溶接電流から得られる信号の
一周期内で溶接電流が最小である付近に欠落部を検出し
たとき、その信号の積分領域に欠落部が含まれないよう
に積分領域幅を制御する手段を備えたものであり、ある
いは周期運動における欠落部の位置により前記トーチと
被溶接物との相対位置を検出する手段を備え、前記欠落
部が周期運動の中心になるように制御するものである。In order to achieve this object, an arc sensor according to the present invention detects a relative position between a torch and an object to be welded by a signal from a welding current at each cycle of a periodic motion of an arc. In an arc sensor applied to arc welding to be welded, when a missing portion is detected near the minimum welding current in one cycle of a signal obtained from the welding current, the missing portion is not included in the integration area of the signal. Means for controlling the integration area width, or means for detecting the relative position between the torch and the workpiece based on the position of the missing part in the periodic motion ,
The part is controlled so that it becomes the center of the periodic motion .
【００１１】[0011]
【作用】この構成によって、被溶接物の板の間にギャッ
プと呼ばれる隙間がある継手などに適用した場合に、ト
ーチの中心軸が溶接電流から得られる信号に振動状態に
陥りやすくなるような異常な値を含むような点まではず
れたときでも、高性能のアークセンシングを実現でき
る。With this configuration, when applied to a joint having a gap called a gap between plates of an object to be welded, an abnormal value such that the center axis of the torch tends to vibrate into a signal obtained from the welding current. Even when the point including is deviated, high-performance arc sensing can be realized.
【００１２】[0012]
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１３】図１において、１，１′はそれぞれ被溶接
物で、水平重ね継手を形成している。２は前記被溶接物
１，１′間の隙間であるギャップ、３は溶接チップで、
トーチ（図示せず）に固定されている。５はワイヤで、
前記チップ３の中心部から送り出され、溶接中は被溶接
物１，１′との間にアークを発生させるとともに溶融
し、被溶接物１，１′を溶接する。そしてトーチ（図示
せず）がウィービングと呼ばれる周期運動するにつれ、
溶接チップ３の中心軸４は被溶接物１，１′上に投影線
６（ｐ−ｑ−ｒ−ｓ）を描く。In FIG. 1, reference numerals 1 and 1 'denote workpieces, respectively, forming a horizontal lap joint. 2 is a gap between the workpieces 1 and 1 ', 3 is a welding tip,
It is fixed to a torch (not shown). 5 is a wire,
It is sent out from the center of the tip 3, and during welding, an arc is generated between the tip 3 and the workpiece 1, 1 'and melted, and the workpiece 1, 1' is welded. And as the torch (not shown) makes a periodic movement called weaving,
The central axis 4 of the welding tip 3 draws a projection line 6 (pqrs) on the workpieces 1 and 1 '.
【００１４】以上のようなウィービングと呼ばれる周期
運動するアーク溶接についてその動作を図１，図２およ
び図４（ａ）（ｂ）を用いて説明する。なおこの実施例
ではトーチ姿勢は溶接チップ３が被溶接物１に対して４
５度の狙い角で溶接している。また、板厚３．２mmの被
溶接物に対しウィービングの振幅は溶接電流の変化をア
ークセンサーとして利用し得る値として４mmとしてい
る。The operation of the above-described arc welding, which is called "weaving" and moves periodically, will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 4 (a) and 4 (b). In this embodiment, the torch position is such that the welding tip 3 is 4
Weld at an angle of 5 degrees. The amplitude of the weaving is set to 4 mm for a 3.2 mm-thick workpiece to be used so that a change in welding current can be used as an arc sensor.
【００１５】被溶接物１，１′間にギャップがない場合
でウィービングの動作が被溶接物の上板と下板にバラン
スしているとき、溶接電流は図４（ａ）のように変化す
る。ギャップがなくウィービングの動作の中心が被溶接
物の上板に片寄るとき、溶接電流は図４（ｂ）のように
変化し、従来のアークセンサー制御によりウィービング
の動作の中心が下方に修正される。図１の溶接チップ３
の中心軸４が投影線６のｐにあるときの溶接電流が図４
のｐであり、ｑ，ｒ，ｓ，ｐ′もそれぞれ対応してい
る。When there is no gap between the workpieces 1 and 1 'and the weaving operation is balanced between the upper and lower plates of the workpiece, the welding current changes as shown in FIG. . When there is no gap and the center of the weaving operation is offset to the upper plate of the workpiece, the welding current changes as shown in FIG. 4B, and the center of the weaving operation is corrected downward by the conventional arc sensor control. . Welding tip 3 of FIG.
The welding current when the central axis 4 of FIG.
, And q, r, s, and p 'also correspond to each other.
【００１６】しかし、図１のように被溶接物１，１′に
ギャップ２があり、たとえばウィービングの動作中心が
上板にある場合、溶接電流は図２に示すようになり、一
周期内で２ヵ所溶接電流が最小である付近に欠落部Ｌが
できる（図２の８）。However, when there is a gap 2 in the workpieces 1 and 1 'as shown in FIG. 1 and the operation center of the weaving is on the upper plate, for example, the welding current becomes as shown in FIG. A missing portion L is formed near the location where the welding current is minimum at two locations (8 in FIG. 2).
【００１７】この欠落部Ｌは溶接チップ３の中心軸４が
被溶接物１，１′間のギャップ２を通るときに、溶接チ
ップ３と被溶接物１，１′との距離が長くなるために、
ギャップ２がないときは図２の点線のようになるとこ
ろ、図２の実線のようになる。このため、溶接電流をア
ークの上下１／２周期（図２ｐ−ｒ間とｒ−ｐ′間）ご
とに積分して、上下の積分値を比較し、従来のアークセ
ンシングを行うと、ｒ−ｐ′の積分値が小さくなり、不
必要に大きく軌跡の修正を行うので、ウィービングの動
作の中心が上板側にずれていた場合は大きく下板側に軌
跡修正し、また逆に大きく軌跡修正し、振動状態に陥
る。そこで、図２の欠落部Ｌのように溶接電流が最小で
ある付近に図１のようにギャップ２がない場合に比べて
欠落部Ｌを検出した場合は、図２の斜線のようにｐ−ｒ
間とｒ−ｐ′間の積分領域に欠落部が含まれないように
積分領域を狭くする。The distance L between the welding tip 3 and the workpieces 1 and 1 'becomes longer when the center axis 4 of the welding tip 3 passes through the gap 2 between the workpieces 1 and 1'. To
When there is no gap 2, it becomes as shown by the solid line in FIG. For this reason, the welding current is integrated for each of the upper and lower half periods of the arc (between pr and rp 'in FIG. 2), and the upper and lower integrated values are compared. Since the integral value of p 'becomes small and the locus is corrected unnecessarily large, if the center of the weaving operation is shifted to the upper plate side, the locus is largely corrected to the lower plate side, and conversely, the locus is largely corrected. Then, it falls into a vibration state. Therefore, when the missing portion L is detected as compared with the case where there is no gap 2 as shown in FIG. 1 near the minimum welding current like the missing portion L in FIG. r
The integration region is narrowed so that no missing portion is included in the integration region between and rp '.
【００１８】しかし、被溶接物１，１′間のギャップの
幅がウィービング振幅に近くなると、積分領域が著しく
狭くなり、正確に軌跡修正できなくなる。このような場
合は、逆にこの欠落部Ｌがウィービング動作の中心にな
るように制御する。However, when the width of the gap between the workpieces 1 and 1 'is close to the weaving amplitude, the integration area becomes extremely narrow, and the trajectory cannot be corrected accurately. In such a case, on the contrary, control is performed such that the missing portion L becomes the center of the weaving operation.
【００１９】以上のように本実施例によれば、アークの
周期運動の一周期ごとに溶接電流から得られる信号によ
りトーチと被溶接物１，１′との相対位置を検出しなが
ら溶接するアーク溶接に適用するアークセンサーにおい
て、前記溶接電流から得られる信号の一周期内で溶接電
流が最小である付近に欠落部Ｌを検出したとき信号の積
分領域に前記欠落部Ｌを含まないようにする、あるいは
欠落部Ｌが周期運動の中心になるように制御する手段に
よって、被溶接物１，１′の板の間にギャップ２がある
継手などに適用した場合に、欠落部Ｌが大きくても性能
のよいアークセンシングを実現できる。As described above, according to the present embodiment, the arc to be welded while detecting the relative position between the torch and the workpieces 1 and 1 'based on the signal obtained from the welding current for each period of the periodic movement of the arc. In an arc sensor applied to welding, when a missing portion L is detected in the vicinity of the minimum welding current within one cycle of a signal obtained from the welding current, the missing portion L is not included in the integration region of the signal. Alternatively, by applying means for controlling the missing portion L to be the center of the periodic motion, when applied to a joint or the like having a gap 2 between the plates of the workpieces 1 and 1 ', even if the missing portion L is large, the performance is improved. Good arc sensing can be realized.
【００２０】このように本実施例によるアークセンサー
は、溶接電流変化に現れる特異な欠落部Ｌにより発生す
る振動現象を除去する点で優れた効果が得られる。As described above, the arc sensor according to the present embodiment has an excellent effect in eliminating the vibration phenomenon caused by the peculiar missing portion L appearing in the change of the welding current.
【００２１】なお、被溶接物１，１′は水平重ね継手に
限定されるものではなく角継手などにも適用してもよ
い。The workpieces 1 and 1 'are not limited to horizontal lap joints, but may be applied to square joints and the like.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上のように本発明のアークセンサー
は、アークの周期運動の一周期ごとに溶接電流から得ら
れる信号によりトーチと被溶接物との相対位置を検出し
ながら溶接するアーク溶接に適用するアークセンサーに
おいて、前記溶接電流から得られる信号の一周期内で溶
接電流が最小である付近に欠落部を検出したとき信号の
積分領域に欠落部が含まれないようにする。あるいは欠
落部が周期運動の中心になるように制御することによっ
て、被溶接物の板の間にギャップがある継手などに適用
した場合にも、振動現象がおこらない優れたアークセン
シングが可能となる優れた効果を奏するものである。As described above, the arc sensor according to the present invention is applicable to arc welding in which welding is performed while detecting the relative position between the torch and the workpiece with a signal obtained from the welding current for each period of the periodic movement of the arc. In the applied arc sensor, when a missing portion is detected in the vicinity of the minimum welding current within one cycle of the signal obtained from the welding current, the missing portion is not included in the integration region of the signal. Alternatively, by controlling the missing part to be the center of the periodic motion, even when applied to a joint having a gap between the plates of the work to be welded, excellent arc sensing that does not cause a vibration phenomenon becomes possible. It is effective.
【図１】本発明の一実施例における水平重ね継手溶接に
適用するアークセンサーを示す斜視図FIG. 1 is a perspective view showing an arc sensor applied to horizontal lap joint welding according to one embodiment of the present invention.
【図２】図１の点ｐから点ｐ′の各点における溶接電流
の変化を示す図FIG. 2 is a diagram showing a change in welding current at each point from a point p to a point p ′ in FIG. 1;
【図３】（ａ）従来のウィービングによるアーク溶接で
ウィービング動作の中心軸線が開先の中央部に位置して
いる場合の溶接状態を示す側面図 （ｂ）同ウィービング動作の中心軸線が開先の中央部か
らはずれている場合の溶接状態を示す側面図FIG. 3 (a) is a side view showing a welding state when the central axis of the weaving operation is located at the center of the groove in conventional arc welding by weaving. (B) The central axis of the weaving operation is a groove. Side view showing the welding state when it is off the center of
【図４】（ａ）従来のウィービングによるアーク溶接で
ウィービング動作の中心軸線が開先の中央部に位置して
いる場合の溶接電流の変化を示す図 （ｂ）同ウィービング動作の中心軸線が開先の中央部に
位置している場合の溶接電流の変化を示す図FIG. 4 (a) is a diagram showing a change in welding current when the central axis of the weaving operation is located at the center of the groove in the conventional arc welding by weaving; and (b) the central axis of the same weaving operation is open. The figure which shows the change of the welding current when it is located in the center part of the point
【図５】被溶接物の間にギャップがある継手を示す側面
図FIG. 5 is a side view showing a joint having a gap between workpieces.
１，１′ 被溶接物 ３ 溶接チップ Ｌ 欠落部 1,1 'Workpiece 3 Welding tip L Missing part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 9/127 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B23K 9/127
Claims (2)
から得られる信号によりトーチと被溶接物との相対位置
を検出しながら溶接するアーク溶接に適用するアークセ
ンサーにおいて、前記溶接電流から得られる信号の一周
期内で溶接電流が最小である付近に欠落部を検出したと
き、前記信号の積分領域に前記欠落部が含まれないよう
に積分領域幅を制御する手段を備えたアークセンサー。An arc sensor applied to arc welding for welding while detecting a relative position between a torch and an object to be welded based on a signal obtained from a welding current in each cycle of a periodic motion of an arc. An arc sensor comprising: means for controlling a width of an integrated area so that an integrated area of the signal does not include the missing area when a missing area is detected in the vicinity of a minimum welding current within one cycle of the signal.
から得られる信号によりトーチと被溶接物との相対位置
を検出しながら溶接するアーク溶接に適用するアークセ
ンサーにおいて、前記溶接電流から得られる信号の一周
期内で溶接電流が最小である付近に欠落部を検出したと
き、周期運動における前記欠落部の位置により前記トー
チと被溶接物との相対位置を検出する手段を備え、前記
欠落部が周期運動の中心になるように制御するアークセ
ンサー。2. An arc sensor applied to arc welding for welding while detecting a relative position between a torch and an object to be welded based on a signal obtained from a welding current for each cycle of a periodic motion of an arc. When detecting a missing portion in the vicinity of the minimum welding current within one cycle of the signal to be provided , the device comprises means for detecting the relative position of the torch and the workpiece by the position of the missing portion in the periodic motion ,
An arc sensor that controls the missing part to be the center of periodic movement .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05236225A JP3075038B2 (en) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | Arc sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05236225A JP3075038B2 (en) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | Arc sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0788648A JPH0788648A (en) | 1995-04-04 |
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Family Applications (1)
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| JP05236225A Expired - Fee Related JP3075038B2 (en) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | Arc sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105728904B (en) * | 2016-05-12 | 2018-01-12 | 湘潭大学 | Swing arc space weld tracking based on MEMS sensor |
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1993
- 1993-09-22 JP JP05236225A patent/JP3075038B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH0788648A (en) | 1995-04-04 |
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