JPH01210170A - アーク溶接方法 - 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 本発明はアークセンサを用いｔアーク溶接方法に関する
。

従来の技術 アーク溶接工程の自動化を行なうには、アーク溶接ワー
クの仮り付は誤差、前記ワークを作業台に固定するとき
の誤差、溶接中の熱歪による誤差などを自動的に補正し
なければならない。この目的に対しては、あらかじめ自
動溶接機に教えられている溶接線に対して、現在の継ぎ
手の位置のずれを検出する位置センサが必要である。

従来、位置センサとして種々のものが考案されているが
、その一つとして、溶接現型そのものをセンサとして利
用するアークセンサがある。

アーク溶接電源としては、定電圧特性の電源が最も一般
的である。この種の電源は、アーク長が変化するとアー
ク電流、電圧が変化するというアーク特性を有する。一
方、溶接すべき継ぎ手は何らかの形状変化を有している
ので、この形状変化にエリアーク長が変化し、よって電
流、！圧が変化する。したがって、これら溶接電流、溶
接電圧を観測することで、ワーク形状の変化が判る。

発明が解決しょうとする課題 以上がアークセンサの原理であるが、現実は種々の雑音
成分があって、上記電流、電圧の変化が明確に得られな
い場合がある。このことは、特にワークの形状変化の小
さな場合に生じやすく、念とえば薄板の重ねワークなど
がそれに該当する。

また溶接アーク現象自体が安定していないこと、たとえ
ば短絡移行の多い電流領域で溶接しなければいけない場
合などがあるという問題金有している。

そこで本発明はこのような間Ｍを解決し、雑音成分を確
実に除去でき、しかも安定状態でセンシングを行なえる
工うにすることを目的とする。

課題を解決するための手段 上記問題を解決する究め本発明は、溶接中に溶接線を横
切る方向に溶接トーチを揺動させて、溶接電流と溶接電
圧との少なくともいずれか一方の変化を検出することで
、ワークの継ぎ手とアークの発生位置との関係を求める
に際し、所定のアーク溶接施工条件のもとで溶接する溶
接工程と、ワーク形状と溶接電源から要求される所定の
検出条件のもとで溶接Ｍを検出する九めに動作するセン
シング工程とに区分けし、前記溶接線を検出するための
望ましいトーチの運動形陽、溶接電流、溶接電圧、溶接
速度および前記２つの工程のそれぞれの接続時間を判断
して決定し、これら２つの工程を適切な持続時間ごとに
交互に繰り返して追従溶接を行なうものである。

また本発明によれば、溶接工程では、溶接トーチは溶接
線を横切る方向の揺動を行なうことなく溶接線に沿って
動き、検出工程では、溶接トーチは前記揺動を行なうも
のである。

また本発明は、溶接工程から検出工程、あるいは逆に検
出工程から溶接工程に変化するときに、両工程において
互いに異なる溶接電流および溶接電圧を滑らかに変化さ
せる定めの移行工程を有するものである。

作用 この工うにすれば、浴接作業を要所要所で寸断し、その
間に溶接電流、溶接電圧による溶接線の検出すなわちセ
ンシングが行なわれる。すなわち、アークセンサによる
センシングはアークセンサが最もその性能全発揮するよ
うな条件下で、まｔアーク溶接は要求されている施工条
件を最も満足させる条件下で各々行なわれる。したがっ
て、いかなる溶接条件下でも安定しｔセンシングが行な
われる。

ｔｅ、工程を変化するときに、両工程において互いに異
なる溶接電流お工び溶接電圧を滑らかに変化させる定め
の移行工程を有する工うにすることに工す、２つのビー
ドの接続部がニジ滑らかになる。

実施例 第１図に、溶接電流を変数としたときの、この溶接電流
の変動成分の変化の状！Ｉを模式的に示す。

図から、低電流領域ａまｔは大電流領域としてのスプレ
ー領域Ｃでは、アーク現象が比較的安定しているのが判
る。逆に中電流領域としての短絡移行饋ｗｃｂでは、ア
ークの安定はあま９良くない。

本発明では溶接電流を小さく絞り、上記の低電流領ｖｔ
、ａをセンシングに用いる。もちろん、前記のように自
動的に求められる条件、まｔＦｓ、その条件の一部を、
操作者がそのつど教示しても良い。このようにすれば、
操作は少し煩雑になるが、代わりに自由に条件を設定で
きる。

第２図に、Ｔ字継ぎ手に応用しｔ本発明の具体例を示す
。他の継ぎ手についてもほとんど同じことが岡える。

第２図において、１は溶接ワークであり、溶接すべき線
２を有している。３は線２に沿ったアーり点軌跡で、こ
の継ぎ手に要求される溶接条件で移動させｔものである
。溶接されｔ結果、ビード６が形成される。

４はセンシング動作のｔめのアーク点軌跡である。形成
されたビード６から溶接進行方向に少し先行しｔ位置で
、従来のウィービングによるアークセンシング動作の基
本の１単位動作が行われる。

すなわち、溶接線２を横切る方向にアーク点が動かされ
る。このとき、溶接電流、溶接電圧を十分低くすること
で、最終的に要求されている溶接条件で得られるビート
６への影響は小さく、はとんど無視できるものとなる。

まｔ１低電流域であるカラ、安定しｔセンシングが行な
える。

センシングの１単位動作の後は、再ヒアーク点軌跡３の
場合と同一の条件で溶接を行なう。このときのアーク点
軌跡全５に示す。このとき、軌跡５の開始位置を軌跡３
の終了位置の十分近くに設定することで、２つのビード
をつなげることがでキル。２つのビードの接続部を工り
滑らかＩＣスルためには、軌跡３と４の境目、および軌
跡４と５の境目、つまり溶接部分とセンシング部分との
境目において゛、溶接条件を滑らかに変化させる移行工
程を備えたほうが良い場合もある。

以下１．これら溶接工程とセンシング工程とを交互に実
行すれば良い。通常ワークの厚みが薄くなれば、ワーク
の熱歪みも少ない。まｔワークのセツティング誤差も、
現実にはあまり大きいものではない。しｔがって、教示
軌跡とのずれを追従する能力は比較的押さえて、その変
わりに高速に溶接することが要求される場合が多い。す
べての区ｔｉｌｌ　？ウィービング溶接するときにアー
クセンシングする場合は、ウィービングで全体の溶接速
度が押さえられてしまうが、本発明では溶接部分とセン
シング部分の長さの比率は自由に設定できるので、あら
かじめ教示のときに指定してやれば、−般のウィービン
グ溶接工り速い直線溶接を活用できる。

この工うに本発明では、あらかじめ教示のときに溶接部
分とセンシング部分との比率を定めることで、追従能力
を重視するか、溶接速度を重視するかを、溶接条件と独
立して決定することがでる。

またアークセンサは溶接現象そのものを利用するので、
従来のウィービング溶接でアークセンシングを一緒に行
なう方法では、要求される溶接条件のもとでのセンサの
能力、安定性を微妙に調整し、Ｎ認する必要があったが
、本発明では溶接工程とセンシング工程とが完全に別れ
ているので、センシングが溶接条件に影博されることは
ない。

溶接およびセンシングのｔめの制御装置は、　ＣＰＵを
搭載しｔものであり、その構成は公知のものであるので
図示しない。メモリとして電池でバックアップされるＲ
ＡＭを持ち、このメモリに最適なセンシング条件、すな
わちアーク点の運動パターン。

溶接電流、溶接電圧、溶接速度を記憶する。さらに、こ
れらのセンシング条件と要求されている溶接条件と追従
能力とをバヲメーＩとして、溶接部分とセンシング部分
との比率を出力とするテープ／Ｌ”ｉ記憶させておく。

このテープ／Ｌ／’６用いることで、操作者は、センシ
ング条件と溶接条件との組み合わせを考慮しなくて良い
。すなわち、通常の溶接条件の教示と同様の操作を行な
うだけで良い。

発明の効果 以上述べた工うに本発明によると、溶接作業を要所要所
、で寸断し、その間に溶接線の検出を行なうものである
ため、次のＬうな効果が得られる。

■　アークセンサの追従能力と溶接速度の関係について
、従来より条件範囲が広がり、エリ高速な倣い溶接が可
能になる。

■　センシングの条件が溶接条件と切り離されるｔめ、
安定なセンシングが可能となる。

■　溶接はウィービングしなくて良い。

■　工程を変化させるときに、両工程において互いに異
なる溶接電流お工び溶接電圧を滑らかに変化させること
に工す％２つのビードの接続部をエリ滑らかなものとす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

例 図面は本発明の一実施、にもとづくアーク溶接方法を説
明するもので、第１図は溶接電流に対するその変動割合
を模式的に示す図、第２図は本発明の方法にエリ溶接さ
れる／Ｔ字継ぎ手ワークのビ−ドの部分を示す斜視図で
ある。 ３・・・低電流領域、２・・・溶接線、３．５・・・溶
接部分、４・・・センシング部分。 代理人　　　森　　本　　義　　弘 第１図 奇 ａ−低電流循域

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶接中に溶接線を横切る方向に溶接トーチを揺動さ
   せて、溶接電流と溶接電圧との少なくともいずれか一方
   の変化を検出することで、ワークの継ぎ手とアークの発
   生位置との関係を求めるに際し、所定のアーク溶接施工
   条件のもとで溶接する溶接工程と、ワーク形状と溶接電
   源から要求される所定の検出条件のもとで溶接線を検出
   するために動作するセンシング工程とに区分けし、前記
   溶接線を検出するための望ましいトーチの運動形態、溶
   接電流、溶接電圧、溶接速度および前記２つの工程のそ
   れぞれの持続時間を判断して決定し、これら２つの工程
   を適切な持続時間ごとに交互に繰り返して追従溶接を行
   なうアーク溶接方法。 ２、溶接工程では、溶接トーチは溶接線を横切る方向の
   揺動を行なうことなく溶接線に沿つて動き、検出工程で
   は、溶接トーチは前記揺動を行なう請求項１記載のアー
   ク溶接方法。 ３、溶接工程から検出工程、あるいは逆に検出工程から
   溶接工程に変化するときに、両工程において互いに異な
   る溶接電流および溶接電圧を滑らかに変化させるための
   移行工程を有した請求項１または請求項２記載のアーク
   溶接方法。