JPH04237566A - Automatic welding device of corrugated panel - Google Patents
Automatic welding device of corrugated panelInfo
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Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は、コルゲートパネルと平
板との隅肉継手を自動的に溶接するコルゲートパネルの
自動溶接装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic corrugate panel welding apparatus for automatically welding a fillet joint between a corrugate panel and a flat plate.
【０００２】0002
【従来の技術】コルゲートパネルとは、パネル壁の強度
を増すために、図７に示すように波形に曲げ加工された
板のことである。一般的に、板厚ｔは１．２〜６．０ｍ
ｍであり、曲げ角度θは１５°〜８５°とされる。ここ
で、対象となる溶接部位は、図８，図９に示すようにコ
ルゲートパネル１００と平板１１０との隅肉継手であり
、図８のように下向き・上向きの溶接姿勢をとる場合と
、図９のように横向きの溶接姿勢をとる場合とがある。2. Description of the Related Art A corrugated panel is a board that is bent into a corrugated shape as shown in FIG. 7 in order to increase the strength of the panel wall. Generally, the plate thickness t is 1.2~6.0m
m, and the bending angle θ is 15° to 85°. Here, the target welding area is the fillet joint between the corrugated panel 100 and the flat plate 110 as shown in FIGS. There are cases where the welding position is horizontal as shown in 9.
【０００３】このようなコルゲートパネルの自動溶接装
置は今までのところみられない。[0003] Such automatic welding equipment for corrugated panels has not been seen so far.
【０００４】0004
【発明が解決しようとする課題】コルゲートパネルを良
好に溶接するためには、図７に示したようにコルゲート
パネル１００の位置に応じて、溶接トーチ１の狙い位置
と、トーチ角度、及び一定のビード幅が得られるように
溶接速度（溶接トーチの移動速度）を制御する必要があ
る。しかしながら、以下に述べる理由から、溶接の自動
化がきわめて困難であった。[Problems to be Solved by the Invention] In order to properly weld corrugated panels, it is necessary to adjust the aiming position of the welding torch 1, the torch angle, and a certain value depending on the position of the corrugated panel 100 as shown in FIG. It is necessary to control the welding speed (moving speed of the welding torch) so that the bead width is obtained. However, it has been extremely difficult to automate welding for the reasons described below.
【０００５】（１）コルゲートパネルの形状（例えば、
コルゲートピッチ；ｌ１ ，ｌｐ２ ，ｌ３ ，ｌ４
，コルゲート深さ；ｄ，コルゲート曲率；Ｒ１ ，Ｒ２
，Ｒ３ ，Ｒ４ 等）は、実際には曲げ加工の精度の
問題から均一でないため、コルゲートパネルの形状パタ
ーンをプリセットあるいはティーチングして自動溶接す
る方法では、良好な溶接品質を安定に得ることが事実上
不可能である。(1) Shape of corrugated panel (for example,
Corrugated pitch; l1, lp2, l3, l4
, corrugate depth; d, corrugate curvature; R1, R2
, R3, R4, etc.) are actually not uniform due to bending accuracy issues, so it is true that automatic welding by presetting or teaching the shape pattern of the corrugated panel can stably obtain good welding quality. above is impossible.
【０００６】（２）また、何らかのセンサーデバイスを
用いてワーク形状を検出することにより、溶接トーチの
狙い位置やトーチ角度を制御する方法を行ったとしても
、下記の理由により良好な溶接品質を安定に得ることは
事実上不可能である。(2) Furthermore, even if a method is used to control the aiming position and torch angle of the welding torch by detecting the shape of the workpiece using some kind of sensor device, good welding quality cannot be maintained stably for the following reasons. is virtually impossible to obtain.
【０００７】アークセンサー以外のセンサーではアーク
直下の情報をリアルタイムに検出できないので、センサ
ーの精度、センサーと溶接装置との相対位置の誤差、ワ
ークの熱変形、演算の精度、溶接ワイヤの曲がりグセな
どの外乱により、溶接トーチを溶接品質上許容できるよ
うな精度（具体的には０．５〜１．５ｍｍ程度）で溶接
線にならわせることは実際上不可能である。なお、図１
０は従来のアークセンサーの原理を示す説明図である。[0007] Since sensors other than the arc sensor cannot detect information directly under the arc in real time, there are various problems such as sensor accuracy, relative position error between the sensor and welding equipment, thermal deformation of the workpiece, calculation accuracy, bending of the welding wire, etc. Due to this disturbance, it is practically impossible to align the welding torch with the welding line with an accuracy that is acceptable in terms of welding quality (specifically, about 0.5 to 1.5 mm). Furthermore, Figure 1
0 is an explanatory diagram showing the principle of a conventional arc sensor.
【０００８】また、コルゲートパネルの板厚ｔは通常１
．６〜３．２ｍｍと薄いため、トーチの狙い位置のズレ
に対する裕度が小さいことも理由の一つにあげられる。[0008] Also, the thickness t of the corrugated panel is usually 1
．． One of the reasons for this is that since it is thin at 6 to 3.2 mm, there is little margin for misalignment of the torch's aiming position.
【０００９】（３）したがって、アーク直下の情報をリ
アルタイムに検出するアークセンサー方式の開先倣いが
望ましいが、コルゲートパネルのように溶接線が大きく
屈曲しているようなワークには、アークセンサーの倣い
性能だけでは十分に対応できない。(3) Therefore, it is desirable to use an arc sensor method for groove tracing, which detects information immediately below the arc in real time. Copying performance alone is not sufficient.
【００１０】（４）すなわち、コルゲートパネルを自動
溶接するためには、何らかのセンサーでワーク形状を大
まかに検出し、さらにアークセンサーによりより精密な
開先倣いを行う必要がある。(4) That is, in order to automatically weld corrugated panels, it is necessary to roughly detect the shape of the workpiece using some kind of sensor, and to perform more precise groove tracing using an arc sensor.
【００１１】本発明は、以上の見地から完成されたもの
で、コルゲートパネルを高精度に自動溶接することがで
きるコルゲートパネルの自動溶接装置を提供することを
目的とする。The present invention was completed in view of the above, and an object of the present invention is to provide an automatic corrugate panel welding device that can automatically weld corrugate panels with high precision.
【００１２】0012
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係るコルゲートパネルの自動溶接装置は、
ワーク（コルゲートパネル）の位置形状を検出する距離
検出センサーまたはワークの形状パターンをあらかじめ
設定するワーク形状設定手段と、溶接トーチと、溶接ト
ーチの溶接ワイヤの先端に円運動を与えるように溶接ト
ーチを高速度で回転させるトーチ回転機構と、溶接ワイ
ヤの先端（β軸）を中心に溶接トーチを回動させ、トー
チ角度を制御するβ軸回転機構と、アークセンサ−によ
り検出されるアーク電圧または溶接電流に基づきトーチ
高さ方向の送りを制御するｙ軸送り機構と、アークセン
サーにより検出されるアーク電圧または溶接電流に基づ
き開先幅方向の送りを制御するｘ軸送り機構と、距離検
出センサーまたはワーク形状設定手段からの位置信号に
基づきｘ軸と平行な方向に大きな送り量を与えるように
制御するＸ軸送り機構と、溶接進行方向（Ｚ軸）の移動
を制御する走行台車とを備えたものである。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, an automatic corrugate panel welding device according to the present invention has the following features:
A distance detection sensor that detects the position and shape of the workpiece (corrugated panel) or a workpiece shape setting means that presets the shape pattern of the workpiece, a welding torch, and a welding torch that applies circular motion to the tip of the welding wire of the welding torch. A torch rotation mechanism that rotates at high speed, a β-axis rotation mechanism that rotates the welding torch around the tip of the welding wire (β-axis) and controls the torch angle, and an arc voltage or welding that is detected by an arc sensor. A y-axis feed mechanism that controls the feed in the torch height direction based on the current, an x-axis feed mechanism that controls the feed in the groove width direction based on the arc voltage or welding current detected by the arc sensor, and a distance detection sensor or Equipped with an X-axis feed mechanism that controls to give a large feed amount in the direction parallel to the x-axis based on the position signal from the workpiece shape setting means, and a traveling trolley that controls movement in the welding progress direction (Z-axis). It is something.
【００１３】[0013]
【作用】本発明の自動溶接装置は、まず、溶接トーチを
高速度で回転させながら、距離検出センサーまたはワー
ク形状設定手段からの位置信号に基づきＸ軸送り機構に
大きな送り量を与え、溶接トーチの狙い位置をコルゲー
トパネルの屈曲した溶接線に粗倣いさせ、引き続きアー
クセンサーによるアーク直下の溶接電流またはアーク電
圧に基づきｘ軸送り機構及びｙ軸送り機構に微小な送り
量を与え、精密な開先倣い制御とトーチ高さ制御を行う
。[Operation] The automatic welding device of the present invention first rotates the welding torch at a high speed while giving a large feed amount to the X-axis feed mechanism based on the position signal from the distance detection sensor or the workpiece shape setting means. The target position is roughly traced to the bent welding line of the corrugated panel, and then a minute feed amount is given to the x-axis feed mechanism and y-axis feed mechanism based on the welding current or arc voltage directly under the arc by the arc sensor, and precise opening is performed. Performs trailing control and torch height control.
【００１４】また、距離検出センサーまたはワーク形状
設定手段からの位置信号に基づきβ軸回転機構を制御し
、溶接ワイヤ先端を中心に溶接トーチを回動させること
により、トーチ角度を制御する。トーチ角度は溶接線が
屈曲していてもある程度裕度があるため、距離検出セン
サーまたはワーク形状設定手段によるラフな制御で差し
支えない。Furthermore, the β-axis rotation mechanism is controlled based on the position signal from the distance detection sensor or the workpiece shape setting means, and the welding torch is rotated around the tip of the welding wire, thereby controlling the torch angle. Since the torch angle has some margin even if the welding line is bent, rough control using a distance detection sensor or workpiece shape setting means may be sufficient.
【００１５】溶接速度は、Ｘ軸、ｘ軸及びｙ軸の各方向
の移動速度を求めることにより一定に制御できる。The welding speed can be controlled to be constant by determining the moving speed in each direction of the X, x, and y axes.
【００１６】[0016]
【実施例】図１は本発明の一実施例を一部断面で示す正
面図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視図で、この自動溶接装
置の上方部分のみを示している。図３は図１のＢ−Ｂ線
断面図、図４は図１のＣ−Ｃ線断面図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a partially sectional front view of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view taken along the line A--A in FIG. 1, showing only the upper portion of this automatic welding apparatus. 3 is a sectional view taken along line B--B in FIG. 1, and FIG. 4 is a sectional view taken along line C--C in FIG.
【００１７】図に示すように、この自動溶接装置１０は
、ベース２００に敷設したレール２０１上を走行する走
行台車８上に溶接トーチ１と非接触式の距離検出センサ
ー２を装備した構成となっている。ここでは、この溶接
進行方向をＺ軸と呼ぶ。コルゲートパネルつまりワーク
１００はベース２００に設けた取付台２０２上にＺ軸と
平行に取り付けられている。取付台２０２はまた高さ調
節が可能な構成としてもよい。As shown in the figure, this automatic welding device 10 has a structure in which a welding torch 1 and a non-contact distance detection sensor 2 are mounted on a traveling trolley 8 that runs on a rail 201 laid on a base 200. ing. Here, this welding direction is referred to as the Z-axis. A corrugated panel, that is, a workpiece 100 is mounted on a mounting base 202 provided on a base 200 in parallel to the Z axis. Mount 202 may also be configured to be height adjustable.
【００１８】非接触式の距離検出センサー２は、例えば
レーザー式変位計からなるものであり、ワーク１００の
位置形状を検出し、溶接トーチ１の狙い位置を粗倣いさ
せるために設けられる。The non-contact type distance detection sensor 2 is composed of, for example, a laser type displacement meter, and is provided to detect the position and shape of the workpiece 100 and roughly trace the target position of the welding torch 1.
【００１９】溶接トーチ１はギヤ機構からなる回転機構
３を有し、溶接トーチ１をその中心軸（α軸）１１のま
わりに高速度で回転させることによって、溶接ワイヤ１
２の先端に円運動を与える。すなわち、溶接ワイヤ１２
の先端に発生するアーク１３を高速回転させる。アーク
１３を回転させる方式としては、偏心チップ方式（特公
昭６３−３９３４５号）と偏心回転機構式（特開昭６２
−１０４６８４号）とがあるが、ここでは前者の偏心チ
ップ方式で示されている。すなわち、溶接ワイヤ１２は
溶接トーチ１の中心を通り、先端の偏心チップ１４で偏
心せしめる方式である。アークの回転速度は通常、１０
Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下である。The welding torch 1 has a rotation mechanism 3 consisting of a gear mechanism, and by rotating the welding torch 1 at high speed around its central axis (α axis) 11, the welding wire 1 is rotated.
Give circular motion to the tip of 2. That is, welding wire 12
The arc 13 generated at the tip is rotated at high speed. Methods for rotating the arc 13 include the eccentric tip method (Japanese Patent Publication No. 63-39345) and the eccentric rotation mechanism method (Japanese Patent Publication No. 63-39345).
104684), but the former eccentric tip method is shown here. That is, the welding wire 12 passes through the center of the welding torch 1 and is made eccentric by the eccentric tip 14 at the tip. The rotational speed of the arc is usually 10
The frequency is Hz or more and 100Hz or less.
【００２０】溶接トーチ１の回転機構３は、α軸回転モ
ータ３１と、ギヤ機構３２とから主として構成され、ギ
ヤボックス３３で溶接トーチ１を図示しない軸受により
回転自在に支持している。The rotation mechanism 3 of the welding torch 1 is mainly composed of an α-axis rotation motor 31 and a gear mechanism 32, and the welding torch 1 is rotatably supported by a gear box 33 by a bearing (not shown).
【００２１】このギヤボックス３３の取付ベース３４に
トーチ角度βを制御するβ軸回転機構４が設けられてい
る。トーチ角度βは、図７において溶接位置における法
線と溶接トーチ１の中心軸とのなす角度であり、溶接ワ
イヤ１２の先端１５（この先端を通る軸をβ軸と呼ぶ）
を中心とする回転角で与えられる。溶接トーチ１の水平
面に対する角度φ（図１参照）は溶接中変更を要しない
ので、通常４５°近辺に固定されている。A β-axis rotation mechanism 4 for controlling the torch angle β is provided on the mounting base 34 of the gear box 33. The torch angle β is the angle between the normal line at the welding position and the central axis of the welding torch 1 in FIG.
It is given by the rotation angle around . The angle φ (see FIG. 1) of the welding torch 1 with respect to the horizontal plane does not need to be changed during welding, so it is usually fixed at around 45°.
【００２２】したがって、このβ軸回転機構４は、溶接
トーチ１を溶接ワイヤ１２の先端１５を中心に回転させ
るように、円弧状のラック４１が設けられ、溶接トーチ
１と平行に傾斜させて取付ベース３４の下面に固定され
たラック板４２と、ラック４１と噛み合うピニオン４３
と、ピニオン４３を回転駆動するβ軸回転モータ４４と
、ラック板４２の円弧運動をガイドするローラガイド機
構４５とから主として構成されている。ローラガイド機
構４５のガイドローラ４５ａは後述するｙ軸送り機構の
スライドベース上に複数個取り付けられており、ラック
板４２の下面に設けた円弧状のガイド板４５ｂの両側に
これらのガイドローラ４５ａを係合させている。Therefore, this β-axis rotation mechanism 4 is provided with an arcuate rack 41 so as to rotate the welding torch 1 around the tip 15 of the welding wire 12, and is installed at an angle parallel to the welding torch 1. A rack plate 42 fixed to the lower surface of the base 34 and a pinion 43 that meshes with the rack 41
, a β-axis rotation motor 44 that rotationally drives a pinion 43, and a roller guide mechanism 45 that guides the arcuate movement of the rack plate 42. A plurality of guide rollers 45a of the roller guide mechanism 45 are mounted on a slide base of a y-axis feeding mechanism, which will be described later. It is engaged.
【００２３】次に、トーチ高さ方向（ｙ軸）の制御をす
るため、ｙ軸送り機構５がβ軸回転機構４に連接されて
いる。このｙ軸送り機構５は、β軸回転機構４を支持す
るｙ軸スライドベース５１と、ｙ軸スライドベース５１
の送りネジ５２と、送りネジ５２を回転駆動するｙ軸回
転モータ５３と、ｙ軸スライドベース５１のスライドガ
イド機構５４とから主として構成されている。スライド
ガイド機構５４は図１では省略されている。送りネジ５
２と、ｙ軸回転モータ５３と、及びスライドガイド機構
５４はｙ軸スライドベース５１と平行に傾斜させた取付
ベース５５上に設けられており、ｙ軸スライドベース５
１の下面に設けたブロック５６の中央にボールネジから
なる送りネジ５２を結合した構成としている。また、図
３に示すように左右一対のガイド棒５４ａ，５４ｂがブ
ロック５６の両端部の孔に挿通され、ｙ軸スライドベー
ス５１を摺動自在に支持している。なお、スライドガイ
ド機構５４はアリとアリ溝等によって構成することもで
きる。トーチ高さは公知のＡＣＣ制御法により一定の高
さに制御している。Next, in order to control the torch height direction (y-axis), a y-axis feed mechanism 5 is connected to the β-axis rotation mechanism 4. This y-axis feed mechanism 5 includes a y-axis slide base 51 that supports the β-axis rotation mechanism 4, and a y-axis slide base 51 that supports the β-axis rotation mechanism 4.
, a y-axis rotation motor 53 for rotationally driving the feed screw 52 , and a slide guide mechanism 54 for the y-axis slide base 51 . The slide guide mechanism 54 is omitted in FIG. 1. Feed screw 5
2, the y-axis rotation motor 53, and the slide guide mechanism 54 are provided on a mounting base 55 tilted parallel to the y-axis slide base 51.
A feed screw 52 made of a ball screw is coupled to the center of a block 56 provided on the lower surface of the device. Further, as shown in FIG. 3, a pair of left and right guide rods 54a and 54b are inserted into holes at both ends of the block 56, and slidably support the y-axis slide base 51. Note that the slide guide mechanism 54 can also be configured with a dovetail, a dovetail groove, or the like. The torch height is controlled to a constant height by a known ACC control method.
【００２４】さらに、公知のアークセンサーにより開先
倣い制御をするため、Ｚ軸と直交する方向（ｘ軸）にｘ
軸送り機構６がｙ軸送り機構５に連接されている。ｘ軸
送り機構６は、上記取付ベース５５に連結した支持部材
５７の下部に水平に設けられており、ｙ軸送り機構５と
同様の構成である。すなわち、ｙ軸送り機構５を支持す
るｘ軸スライドベース６１と、ｘ軸スライドベース６１
の送りネジ６２と、送りネジ６２を回転駆動するｘ軸回
転モータ６３と、ｘ軸スライドベース６１のスライドガ
イド機構６４とから主として構成されている。送りネジ
６２と、ｘ軸回転モータ６３と、及びスライドガイド機
構６４は後述するＸ軸スライドベース上に設け、ｘ軸ス
ライドベース６１の下面に設けたブロック６５の中央に
送りネジ６２を結合するとともに、その両側に一対のガ
イド棒６４ａ，６４ｂを挿通してしている。このｘ軸送
り機構６はアークセンサーにより溶接トーチ１をｘ軸方
向に微小送りするものである。Furthermore, in order to perform groove tracing control using a known arc sensor,
An axis feed mechanism 6 is connected to the y-axis feed mechanism 5. The x-axis feed mechanism 6 is provided horizontally below the support member 57 connected to the mounting base 55, and has the same configuration as the y-axis feed mechanism 5. That is, the x-axis slide base 61 that supports the y-axis feed mechanism 5 and the x-axis slide base 61
, an x-axis rotation motor 63 for rotationally driving the feed screw 62 , and a slide guide mechanism 64 for the x-axis slide base 61 . The feed screw 62, the x-axis rotation motor 63, and the slide guide mechanism 64 are provided on the X-axis slide base, which will be described later. , a pair of guide rods 64a, 64b are inserted through both sides thereof. This x-axis feeding mechanism 6 is used to minutely feed the welding torch 1 in the x-axis direction using an arc sensor.
【００２５】ｘ軸送り機構６の下方にさらに大きな送り
量を与えるＸ軸送り機構７がｘ軸と平行に連接される。
Ｘ軸送り機構７は、ｘ軸送り機構６と同様の構成であり
、ただし送り量がｘ軸送り機構６のそれより大きくされ
る。距離検出センサー２による溶接トーチ１の粗倣いを
可能にするためである。Ｘ軸送り機構７は、Ｘ軸スライ
ドベース７１，送りネジ７２，Ｘ軸回転モータ７３，及
びスライドガイド機構７４から構成され、送りネジ７２
はＸ軸スライドベース７１の下面に設けたブロック７５
の中央にネジ結合し、その両側に一対のガイド棒７４ａ
，７４ｂを挿通している。このＸ軸送り機構７はＺ軸方
向に走行する走行台車８上に設けられている。An X-axis feed mechanism 7 that provides a larger feed amount is connected below the x-axis feed mechanism 6 in parallel to the x-axis. The X-axis feed mechanism 7 has the same configuration as the x-axis feed mechanism 6, but the feed amount is larger than that of the x-axis feed mechanism 6. This is to enable rough tracing of the welding torch 1 by the distance detection sensor 2. The X-axis feed mechanism 7 includes an X-axis slide base 71, a feed screw 72, an X-axis rotation motor 73, and a slide guide mechanism 74.
is a block 75 provided on the bottom surface of the X-axis slide base 71.
A pair of guide rods 74a are screwed to the center of the
, 74b are inserted. This X-axis feed mechanism 7 is provided on a traveling carriage 8 that travels in the Z-axis direction.
【００２６】走行台車８は、上記のレール２０１上を走
行する複数個の車輪８１と、車輪８１の軸を回転駆動す
るギヤ機構８２及びＺ軸回転モータ８３を備えている。
なお、上記の距離検出センサー２はＸ軸スライドベース
７１上に支柱２１で支持されている。The traveling carriage 8 includes a plurality of wheels 81 that travel on the above-mentioned rails 201, a gear mechanism 82 that rotationally drives the shaft of the wheels 81, and a Z-axis rotation motor 83. Note that the distance detection sensor 2 described above is supported by a support 21 on an X-axis slide base 71.
【００２７】次に、この実施例の動作を図５の制御ブロ
ック図を参照しながら説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained with reference to the control block diagram of FIG.
【００２８】Ａ．溶接トーチの狙い位置の制御（開先倣
い制御）
（１）粗倣い制御
まず、溶接トーチ１を回転機構３により高速度で回転さ
せながらワーク１００の屈曲した溶接線１０１に沿って
粗倣い制御する。この粗倣い制御は、距離検出センサ２
によりコルゲートパネルの位置形状を認識させることで
可能である。すなわち、距離検出センサー２からの位置
信号を制御装置９０に送り、制御装置９０でＸ軸回転モ
ータ７３を制御し、Ｘ軸送り機構７により大きな送り量
を与え、溶接トーチ１の狙い位置を大まかに制御する（
７Ａ）。A. Control of the target position of the welding torch (groove tracing control) (1) Rough tracing control First, while the welding torch 1 is rotated at high speed by the rotation mechanism 3, rough tracing control is performed along the curved welding line 101 of the workpiece 100. . This rough tracing control is performed by the distance detection sensor 2.
This is possible by recognizing the position and shape of the corrugated panel. That is, the position signal from the distance detection sensor 2 is sent to the control device 90, the control device 90 controls the X-axis rotary motor 73, gives a large feed amount to the X-axis feed mechanism 7, and roughly sets the target position of the welding torch 1. to control (
7A).
【００２９】（２）精密な制御
溶接トーチ１の狙い位置がおおよそ溶接線１０１の上に
位置決めされれば、その後は公知のアークセンサー９１
によりｘ軸つまり開先幅方向の位置ズレと、ｙ軸つまり
トーチ高さ方向の位置ズレを自動的に修正する。すなわ
ち、図１０に示すように、アーク回転位置検出センサー
（例えば、α軸回転モータ３１に取り付けたエンコーダ
など）９２によりアーク回転位置（Ｃｆ ，Ｒ，Ｃｒ，
Ｌ）を検出し、これらの位置検出信号を制御装置９０に
入力するとともに、アークセンサー９１によりアーク直
下におけるアーク電圧波形を検出して制御装置９０に入
力する。そして各波形についてＣｆ 点を中心に所定の
範囲の面積を積分し、その積分値ＳＬ ，ＳＲ が互い
に等しくなるように、制御装置９０によりｘ軸回転モー
タ６３を制御し、ｘ軸送り機構６に微小な送り量を与え
ることによって、精密な開先倣い制御６Ａができる。ま
た、トーチ高さ方向については、アークの１回転ごとに
溶接電流波形の面積が一定となるようにｙ軸回転モータ
５３を制御することにより、トーチ高さ制御５Ａを行っ
ている。(2) Precise control Once the target position of the welding torch 1 is positioned approximately above the welding line 101, the known arc sensor 91 is then used.
This automatically corrects the positional deviation in the x-axis, that is, the groove width direction, and the positional deviation in the y-axis, that is, the torch height direction. That is, as shown in FIG. 10, the arc rotation position (Cf, R, Cr,
L) and input these position detection signals to the control device 90. At the same time, the arc voltage waveform directly under the arc is detected by the arc sensor 91 and input to the control device 90. Then, for each waveform, the area of a predetermined range centered around point Cf is integrated, and the control device 90 controls the x-axis rotation motor 63 so that the integral values SL and SR are equal to each other, and the x-axis feed mechanism 6 By applying a minute feed amount, precise groove tracing control 6A can be performed. Further, in the torch height direction, torch height control 5A is performed by controlling the y-axis rotary motor 53 so that the area of the welding current waveform is constant for each rotation of the arc.
【００３０】Ｂ．溶接トーチのトーチ角度制御ワーク１
００の溶接線１０１は図７で示したように波形に屈曲し
ているので、それぞれの溶接部位に応じてトーチ角度β
を変更する必要がある。このトーチ角度βは、β軸回転
機構４によりラック板４２を溶接ワイヤ１２の先端１５
を中心に回動させることにより修正される。しかし、ト
ーチ角度βは、アークセンサー９１による開先倣い制御
が上述のように精度良く行われている場合、必ずしも常
に溶接線の法線方向に一致させる必要はなく、トーチ角
度βの裕度は大きいものである。そこで、距離検出セン
サー２からの位置情報によりラフな制御で差し支えない
。制御装置９０は、距離検出センサー２からの位置信号
を得てβ軸回転モータ４４を制御し、ラック板４２を介
して溶接トーチ１を溶接ワイヤ１２の先端１５を中心に
回動する。これによりトーチ角度制御４Ａができる。B. Welding torch torch angle control work 1
Since the welding line 101 of 00 is bent in a waveform as shown in FIG.
need to be changed. This torch angle β is determined by rotating the rack plate 42 to the tip 15 of the welding wire 12 by the β-axis rotation mechanism 4.
Corrected by rotating around . However, if the groove tracing control by the arc sensor 91 is performed with high precision as described above, the torch angle β does not necessarily have to always match the normal direction of the welding line, and the tolerance for the torch angle β is It's big. Therefore, rough control based on the position information from the distance detection sensor 2 may be used. The control device 90 receives the position signal from the distance detection sensor 2, controls the β-axis rotation motor 44, and rotates the welding torch 1 around the tip 15 of the welding wire 12 via the rack plate 42. This allows torch angle control 4A.
【００３１】Ｃ．溶接速度の制御
この自動溶接装置１０の制御軸を図６に示すように定義
する。すなわち、ｚ軸はコルゲートパネルの長手方向、
ｘ軸はコルゲートパネルの幅方向、そしてｙ軸はコルゲ
ートパネルの高さ方向とすると、溶接トーチ１のｘ軸方
向の移動速度は上記のＡ．（１），（２）の制御結果を
合成することにより求まる。これをＶｘとする。C. Control of Welding Speed The control axis of this automatic welding apparatus 10 is defined as shown in FIG. In other words, the z-axis is the longitudinal direction of the corrugated panel,
Assuming that the x-axis is the width direction of the corrugated panel and the y-axis is the height direction of the corrugated panel, the moving speed of the welding torch 1 in the x-axis direction is determined by the above A. It is determined by combining the control results of (1) and (2). Let this be Vx.
【００３２】対象のワーク１００により定まる溶接速度
の指令値をＶｏとすると、Ｖｚ＝（Ｖｏ２ −Ｖｘ２
）１／２ の式より定まる速度で溶接トーチ１をｚ軸方
向に移動すれば、常に一定の溶接速度が得られる。When the welding speed command value determined by the target workpiece 100 is Vo, Vz=(Vo2 −Vx2
)1/2 If the welding torch 1 is moved in the z-axis direction at a speed determined by the equation, a constant welding speed can be obtained at all times.
【００３３】なお、コルゲートパネルの溶接線がｙ軸方
向にも変動する場合には、
Ｖｚ＝（Ｖｏ２ −Ｖｘ２ −Ｖｙ２ ）１／２ とな
る。[0033] If the weld line of the corrugated panel also fluctuates in the y-axis direction, Vz = (Vo2 - Vx2 - Vy2) 1/2.
【００３４】なお、上記実施例では、溶接トーチの狙い
位置を粗倣い制御するのに非接触式の距離検出センサを
用いた場合について説明したが、かかるセンサは接触式
のものでもよく、またかかるセンサに代えて、コルゲー
トパネルの形状パターンをプリセットあるいはティーチ
ングするワーク形状設定手段を用いることもできる。ま
た、図１のβ軸回転機構４とｙ軸送り機構５の上下関係
を入れ替えることもできる。In the above embodiment, a non-contact type distance detection sensor was used to roughly control the aiming position of the welding torch, but such a sensor may also be a contact type sensor. Instead of the sensor, it is also possible to use a work shape setting means for presetting or teaching the shape pattern of the corrugated panel. Further, the vertical relationship between the β-axis rotating mechanism 4 and the y-axis feeding mechanism 5 in FIG. 1 can be switched.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、コルゲー
トパネルの屈曲した溶接線に対し、溶接トーチの狙い位
置を粗倣い制御をしたうえで、アークセンサーによる精
密な開先倣い制御とトーチ高さ制御を行うようにしたの
で、コルゲートパネルの溶接を高精度に行うことができ
る。As described above, according to the present invention, after roughly controlling the target position of the welding torch for the bent weld line of the corrugated panel, precise groove tracing control using the arc sensor and torch Since the height is controlled, corrugated panels can be welded with high precision.
【図１】本発明のコルゲートパネル自動溶接装置の一実
施例を一部断面で示す正面図である。FIG. 1 is a partially sectional front view showing an embodiment of an automatic corrugate panel welding apparatus of the present invention.
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視図で、自動溶接装置の上方
部分のみを示す図である。FIG. 2 is a view taken along line A-A in FIG. 1, showing only the upper part of the automatic welding device.
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along the line BB in FIG. 1;
【図４】図１のＣ−Ｃ線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line CC in FIG. 1;
【図５】上記自動溶接装置の制御装置のブロック図であ
る。FIG. 5 is a block diagram of a control device of the automatic welding device.
【図６】上記自動溶接装置の制御軸の定義を示す図であ
る。FIG. 6 is a diagram showing definitions of control axes of the automatic welding device.
【図７】コルゲートパネルの説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a corrugated panel.
【図８】本発明の対象となる下向き・上向きの溶接姿勢
を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing downward and upward welding postures to which the present invention is applied.
【図９】同じく横向きの溶接姿勢を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram similarly showing a horizontal welding posture.
【図１０】従来のアークセンサーの原理を示す説明図で
ある。FIG. 10 is an explanatory diagram showing the principle of a conventional arc sensor.
１ 溶接トーチ
２ 距離検出センサー
３ トーチ回転機構
４ β軸回転機構
５ ｙ軸送り機構
６ ｘ軸送り機構
７ Ｘ軸送り機構
８ 走行台車
１０ 自動溶接装置
１２ 溶接ワイヤ
９０ 制御装置
９１ アークセンサー
９２ アーク回転位置検出センサー
１００ ワーク（コルゲートパネル）１０１ 溶接
線
２００ ベース1 Welding torch 2 Distance detection sensor 3 Torch rotation mechanism 4 β-axis rotation mechanism 5 Y-axis feed mechanism 6 Position detection sensor 100 Work (corrugate panel) 101 Welding line 200 Base
Claims (1)
センサーまたはワークの形状パターンをあらかじめ設定
するワーク形状設定手段と、溶接トーチと、該溶接トー
チの溶接ワイヤの先端に円運動を与えるように該溶接ト
ーチを高速度で回転させるトーチ回転機構と、前記溶接
ワイヤの先端を中心に前記溶接トーチを回動させ、トー
チ角度を制御するβ軸回転機構と、アークセンサ−によ
り検出されるアーク電圧または溶接電流に基づきトーチ
高さ方向の送りを制御するｙ軸送り機構と、アークセン
サーにより検出されるアーク電圧または溶接電流に基づ
き開先幅方向の送りを制御するｘ軸送り機構と、前記距
離検出センサーまたはワーク形状設定手段からの位置信
号に基づきｘ軸と平行な方向に大きな送り量を与えるよ
うに制御するＸ軸送り機構と、溶接進行方向の移動を制
御する走行台車とを具備するコルゲートパネルの自動溶
接装置。1. A distance detection sensor for detecting the position and shape of a workpiece or a workpiece shape setting means for presetting a shape pattern of the workpiece; a welding torch; a torch rotation mechanism that rotates the welding torch at high speed; a β-axis rotation mechanism that rotates the welding torch around the tip of the welding wire to control the torch angle; and an arc voltage or a y-axis feed mechanism that controls the feed in the torch height direction based on the welding current; an x-axis feed mechanism that controls the feed in the groove width direction based on the arc voltage or welding current detected by the arc sensor; and the distance detection. A corrugated panel equipped with an X-axis feed mechanism that controls a large feed amount in a direction parallel to the x-axis based on a position signal from a sensor or a workpiece shape setting means, and a traveling carriage that controls movement in the welding direction. automatic welding equipment.
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1991
- 1991-01-21 JP JP3005218A patent/JP2518740B2/en not_active Expired - Fee Related
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