JPH0263684A

JPH0263684A - 溶接線倣い方法

Info

Publication number: JPH0263684A
Application number: JP21462088A
Authority: JP
Inventors: Eizo Ide; 栄三井手; Hiroshi Fujimura; 藤村　浩史
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1988-08-29
Filing date: 1988-08-29
Publication date: 1990-03-02

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、２枚の被溶接物の■形開先突合わせ継手の自
動溶接における溶接線倣い方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、２枚の被溶接物の突合わせ継手の自動溶接におい
ては、第７回正面図に示すように、被溶接物１．２の突
合わせ継手の開先３中に検出子２５を挿入してその検出
子２５の開先３′への当たシ具合によって開先３と検出
子２５の相対位置を検出し、その相対位置関係が設足さ
れた通９になるように検出子２５の位置を制御すること
によって、検出子２５と機械的如結合した溶接トーチが
常に溶接線を倣い追従するようにしている。

しかしながら、このような溶接線倣い方法は、検出子２
５の開先３への当たシ具合を検出するものであるため、
Ｕ形、Ｖ形、Ｊ形等の開先による突合わせ継手には有効
であるが、薄板の突合わせ継手に用いられる■形開先に
対しては、開先に傾斜面がないため適用することができ
ず、従って■形開先突合わせ継手における非接触式にし
て適確な溶接線倣い方法の開発が望まれている。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、このような事情に鑑みて提案されたもので、
■形開先突合わせ継手に対し非接触式にして適確な溶接
線の倣いを行うことができ、かつ開先の段違いも考慮し
て常に正確に開先中中心を倣うことができる溶接線倣い
方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明は、２枚の被溶接物の■形開先突合わ
せ継手溶接線を倣い進行する溶接トーチに先行して、上
記突合わせ継手の開先巾方向の中心位置に対する上記溶
接トーチの偏位を検出する磁気センサーと上記突合わせ
継手の段違い量を検出する磁気センサーとを配置し、上
記偏位検出磁気センサーの出力に応じて上記溶接トーチ
を開先中心に沿わせるとともに上記段違い量検出磁気セ
ンサーの出力に応じて溶接トーチを所定の高さに保持せ
しめ、かつ上記突合わせ継手に段違いがあるときは上記
段違い量検出磁気センサーの出力により上記偏位検出磁
気センサーの出力を修正することを特徴とする。

〔作用〕

本発明方法においては、■形開先の中方向中心に対する
溶接トーチの偏位を検出できる磁気センサーと、開先に
おける被溶接物の段違い量を検出できる磁気センサーと
を用いて、段違いがない場合は、前者により溶接トーチ
の開先中心倣いを行うとともに後者により溶接トーチ高
さ保持を図シ、かつ段違いがある場合は、前者の出力に
後者の出力を加味して段違いによる開先巾方向偏位出力
の誤差を修正して、常に正確な開先中心倣いを行わせる
とともに、丑た後者により溶接トーチ高さ保持を図る。

〔実施例〕

本発明溶接線倣い方法の一実施例を図面について説明す
ると、第１図は本発明方法を実施する装置を示す斜視図
、第２図は同上装置の制御システムを示す系統図、第３
図は開先巾方向偏位検出センサーと■形開先との相対関
係を示す斜視図、第４図は開先段違い検出センサーと■
形開先との相対関係を示す斜視図、第５図は開先巾方向
偏位と検出センサー出力との関係を示す線図、第６図は
開先段違い量と検出センサー出力との関係を示す線図で
ある。

まず第１図において、被溶接物１と被溶接物２とに■形
開先３の突合わせ継手が形成され、との■形開先乙に、
先端から突出した電極４に生ずるアーク５により溶接ビ
ード６を生成しながら溶接方向７へ進行する溶接トチ８
が対向している。この溶接トーチ８はその上部が溶接方
向７の前方へ屈曲したＬ字状の取付はアーム９に取付け
られ、取付アーム９の先端が、■形開先３巾方向へ動く
横スライダ−１０と、溶接トーチ８の軸線方向へ動く竪
スライダー１１とを介して支持アーム１２に連結支持さ
れ、この支持アーム１２は溶接方向７の方向へ走行する
図示せざる溶接台車等の自動溶接装置に連結されており
、横スライダー１０．竪スライダー１１には、第２図Ｋ
　示ｔ　モーター２３．モーター２４がそれぞれ内蔵さ
れている。

また横スライダ−１０に、溶接トーチ８の前方に位置す
る手動調整の竪スライダー１３゜更にその下部に手動調
整の横スライダ−１４がこの順に連結され、この横スラ
イダ−１４の下面に取付は杆１５が垂設され、その下端
に溶接方向７に沿って後方から、開先巾方向偏位検出用
の磁気センサー１６と開先段違い検出用の磁気センサー
１７とが配設されている。そしてこの磁気センサー１６
は第３図に示すように、その中心と■形開先乙の中心と
の偏位りに比例する信号を、第２図に示す検出装置１８
によって出力し、磁気センサー１７は第４図に示すよう
に、被溶接物１，２との距離の差ｈ２−ｈ、すなわち■
形開先３の段違い量に比例する信号を、第２図に示す検
出装置１９によって出力するものである。

しかしてこれらの検出装置１８．１９には第２図に示す
制御システムにおいて、制御装置２０が接続され、この
制御装置２０は前記モータ２３及びモーター２４の回転
方向及び回転量を調整する駆動装置２１及び駆動装置２
２に接続されている。

このような装置において、溶接トーチ８を溶接方向７の
方向へ■形開先３を倣い進行させながら、電極４の先端
からアーク５を出し溶接ビード６を生成するにあたシ、
横スライダ−１０によって溶接トーチ８の中心と■形開
先３の中心とが一致するように調整し、更に磁気センサ
ー１６の中心がＩ形開先乙の中心と一致するように横ス
ライダ−１４を調整する。

また竪スライダー１０によって溶接トーチ８の高さを、
溶接が安定に行えるように図示せざるコンタクトーチッ
プと■形開先３表面との距離が約１５〜２０１１ｊＩに
なるよう釦調整し、更に竪スライダー１３によって、磁
気センサー１６及び磁気センサー１７からＩ形開先３表
面までの距離Ｈ６を通常３〜１０龍に調整する。

このように溶接トーチ８．磁気センサー１６及び磁気セ
ンサー１７を設定したうえで、磁気センサー１６及び磁
気センサー１７による■形開先３のセンシングが行われ
るが、■形開先乙に、（１）段違いが生じていない場合
すなわち第４図においてｈｌ−ｈ２の場合と、（２１段
違いが生じている場合すなわち第４図においてｈ１Ｎｈ
２の場合とに分けて、そのセンシング態様を第５図及び
第６図を参照して以下詳細に説明する。

Ｃ１）ｈ１＝ｈ２の場合：制御装置２０から駆動装置２１への制御信号はに、・Δ
Ｄ（ここにに、は比例定数）とする。このとき、磁気セ
ンサー１６．検出装置１８、制御装置２０．駆動装置２
１及びモーター２３で構成される制御系は、ΔＤに変化
が生じたときΔＤが小さくなる方向へ帰還がかかつてい
る。また制御装置２０から駆動装置２２への制御信号は
に３−　（ｈｌ−Ｈｏ）　（ここにに５は比例定数、Ｈ
ｏはさきの設定値）とする。このとき、磁気センサー１
７．検出装置２２、制御装置２０．駆動装置２２及びモ
ーター２４で構成される制御系は、（ｈ、−Ｈｏ）Ｋ変
化が生じたとき（ｈｌ−Ｈｏ）が小さくなる方向へ帰還
がかかつている。

この結果、磁気センサー１６の中心はＩ形開先乙の中心
を常に追従し、更に磁気センサー１６及び磁気センサー
１７と■形開先３表面との距離は常にＨ６に保たれる。

従って、溶接トーチ８は■形開先３表面から適切な距離
に常に保持されるとともに、その中心はＩ形開先３の中
心を常に追従する。

【２）ｈ、Ｎａ３の場合：磁気センサー１６の中心と■形開先３の中心が一致して
いても、偏位ΔＤと出力Ｐとの関係は第５図の破線のよ
うに原点を通らず、磁気センサー１６の中心とＩ形開先
３の中心とがずれた状態で平衡する。従って、■形開先
３の段違い量（ｈ２−ｈｌ）によって駆動装置２１に対
する制御装置２０の出力信号を修正する必要がある。

ここで、段違い量（ｈ２−ｈ、）によって磁気センサー
１６と検出装置１８によって生ずる出力信号は、第６図
から次の（１）式で表わされるものとする。

Ｑ−に２・（ｈ２−ｈ、）　　　　　　　　　・・・（
１）（ここにに２は比例定数）次に第５図において、ｈ、Ｎａ２の場合の出力Ｐと偏位
ΔＤとの関係は、次の（２式で表わされるものとする。

Ｐ＝に、’（ΔＤ−ｄ）＝に１・ΔＤ−に、’・ｄ・−
・　（２１（ここにに１はり、Ｎａ２のときの比例定数）そこで、
ｒ２）式のに１・ｄと（１）式のに２・（ｈ２−ｈｌ）
が等しくなるように比例定数に１及びに２を選んでおく
と、出力Ｐと出力Ｑの和は、次の（３）式となって段違
いによる項は消去される。

Ｐ十Ｑ　＝　Ｋ、’　　（ΔＤ−ｄ）＋に２・（ｈ２−
ｈ、）Ｋ１・ΔＤ　［−、？　Ｋ１’・ｄ−に２・（ｈ
２−ｈ、）］・・・Ｃ３１従って、この演算操作を制御装置２０で行い駆動装置１
７への制御信号はに、・ΔＤとなるようにする。このと
き、磁気センサー１６゜検出装置１８．制御装置２０．
駆動装置２１及びモーター２３で構成される制御系は、
ΔＤに変化が生じたときΔＤが小さくなる方向へ帰還が
かかつている。

比例定数、Ｈｏは設定値）とする。このとき、磁気セン
サー１７．検出装置１９．制御装置２０、駆動装置２２
及びモーター２４で構成向へ帰還がかかつている。

この結果、磁気センサー１６の中心は、工形開先３に段
違いが生じていてもその中心を常に追従する。更に磁気
センサー１６及び磁気センサー１７と工形開先３表面と
の距離は常にＨ６に保たれる。かくして溶接トーチ８は
工形開先３表面から適切な距離に常に保持されるととも
に、その中心は工形開先３の中心を常に追従する。

〔発明の効果〕

要するに本発明によれば、２枚の被溶接物の工形開先突
合わせ継手溶接線を倣い進行する溶接トーチに先行して
、上記突合わせ継手の開先巾方向の中心位置に対する上
記溶接トーチの偏位を検出する磁気センサーと上記突合
わせ継手の段違い量を検出する磁気センサーとを配置し
、上記偏位検出磁気センサーの出力に応じて上記溶接ト
ーチを開先中心如沿わせるとともに上記段違い量検出磁
気センターの出力に応じて溶接トーチを所定の高さに保
持せしめ、かつ上記突合わせ継手に段違いがあるときは
上記段違い量検出磁気センターの出力により上記偏位検
出磁気センサーの出力を修正することにより、工形開先
突合わせ継手に対し非接触式にして適確な溶接線の倣い
を行うことができ、かつ開先の段違いも考慮して常に正
確に開先中中心を倣うことができる溶接線倣い方法を得
るから、本発明は産業上極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明溶接線倣い方法の一実施例における実施
装置を示す斜視図、第２図は同上装置の制御システムを
示す系統図、第３図は開先巾方向偏位検出センサーと工
形開先との相対関係を示す斜視図、第４図は開先段違い
検出センサーと工形開先との相対関係を示す斜視図、第
５図は開先巾方向偏位と検出センサー出力との関係を示
す線図、第６図は開先段違い量と検出センサー出力との
関係を示す線図である。第７図は従来の溶接線倣い方法における検出子を示す正
面図である。１．２・・・被溶接物、３・・・工形開先、４・・・電
極、５・・・アーク、６・・・溶接ビード、７・・・溶
接方向、８・・・溶接トーチ、９・・・取付はアーム、
１０・・・横スライダ−１１・・・竪スライダー１２・
・・支持アーム、１３・・・竪スライダー１４・・・横
スライダ−１５・・・取付は杆、１６・・・開先巾方向
偏位検出用磁気センサー　１７・・・段違い検出用磁気
センサー　１８　、１９　、、。検出装置、２０・・・制御装置、２１．２２・・・駆動
装置、２３．２４・・・モーター代理人　弁理士　塚　本　正　文

Claims

【特許請求の範囲】２枚の被溶接物のＩ形開先突合わせ継手溶接線を倣い進行する溶接トーチに先行して、上記突合わ
せ継手の開先巾方向の中心位置に対する上記溶接トーチ
の偏位を検出する磁気センサーと上記突合わせ継手の段
違い量を検出する磁気センサーとを配置し、上記偏位検
出磁気センサーの出力に応じて上記溶接トーチを開先中
心に沿わせるとともに上記段違い量検出磁気センサーの
出力に応じて溶接トーチを所定の高さに保持せしめ、か
つ上記突合わせ継手に段違いがあるときは上記段違い量
検出磁気センサーの出力により上記偏位検出磁気センサ
ーの出力を修正することを特徴とする溶接線倣い方法。