JPH04237566A - コルゲートパネルの自動溶接装置 - Google Patents
コルゲートパネルの自動溶接装置Info
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- JPH04237566A JPH04237566A JP521891A JP521891A JPH04237566A JP H04237566 A JPH04237566 A JP H04237566A JP 521891 A JP521891 A JP 521891A JP 521891 A JP521891 A JP 521891A JP H04237566 A JPH04237566 A JP H04237566A
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- welding
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- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 99
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
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- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
置は今までのところみられない。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
．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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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
。
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
。
【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。
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。
【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。
の移動速度を求めることにより一定に制御できる。
【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。
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。
【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。
、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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
ック図を参照しながら説明する。
【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）。
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）。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
向にも変動する場合には、 Ｖｚ＝（Ｖｏ２ −Ｖｘ２ −Ｖｙ２ ）１／２ とな
る。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
施例を一部断面で示す正面図である。
【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。
部分のみを示す図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】上記自動溶接装置の制御装置のブロック図であ
る。
る。
【図６】上記自動溶接装置の制御軸の定義を示す図であ
る。
る。
【図７】コルゲートパネルの説明図である。
【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。
を示す説明図である。
【図９】同じく横向きの溶接姿勢を示す説明図である。
【図１０】従来のアークセンサーの原理を示す説明図で
ある。
ある。
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
線 ２００ ベース
Claims (1)
- 【請求項１】 ワーク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、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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3005218A JP2518740B2 (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | コルゲ―トパネルの自動溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3005218A JP2518740B2 (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | コルゲ―トパネルの自動溶接装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04237566A true JPH04237566A (ja) | 1992-08-26 |
| JP2518740B2 JP2518740B2 (ja) | 1996-07-31 |
Family
ID=11605057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3005218A Expired - Fee Related JP2518740B2 (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | コルゲ―トパネルの自動溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2518740B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100442200B1 (ko) * | 2001-09-27 | 2004-07-30 | 우성기전산업 주식회사 | Ｌ형 자동용접 캐리지와 캐리지 용접제어방법 |
| KR100548230B1 (ko) * | 1998-12-30 | 2006-05-23 | 삼성중공업 주식회사 | 굴곡판재 용접장치 |
| JP2007090390A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Jfe Engineering Kk | 波形ウェブ桁の溶接方法 |
| KR100812424B1 (ko) * | 2007-07-03 | 2008-03-10 | 현대중공업 주식회사 | 멤브레인 형식 액화천연가스 운반선 화물창의 코너부 앵글피스 자동용접장치 |
| US9266198B1 (en) | 2014-09-05 | 2016-02-23 | Lincoln Global, Inc. | Cart for welding operation |
| CN105665885A (zh) * | 2016-04-07 | 2016-06-15 | 湘潭大学 | 一种自适应调节焊枪倾角的立焊焊缝跟踪***和方法 |
| CN105829003A (zh) * | 2013-12-12 | 2016-08-03 | 林肯环球股份有限公司 | 获得真实焊条速度的***和方法 |
| US9724789B2 (en) | 2013-12-06 | 2017-08-08 | Lincoln Global, Inc. | Mobile welding system |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101784238B1 (ko) * | 2017-05-15 | 2017-11-06 | 베스트에프에이 주식회사 | 용접기의 위빙장치 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5645275A (en) * | 1979-09-18 | 1981-04-24 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | Automatic tracing welding method of corrugation or the like |
| JPS6326275A (ja) * | 1986-07-21 | 1988-02-03 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | ４電極隅肉自動溶接装置 |
| JPH0191964A (ja) * | 1987-10-01 | 1989-04-11 | Nkk Corp | 高速回転アーク溶接方法 |
-
1991
- 1991-01-21 JP JP3005218A patent/JP2518740B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US9724789B2 (en) | 2013-12-06 | 2017-08-08 | Lincoln Global, Inc. | Mobile welding system |
| US10543572B2 (en) | 2013-12-06 | 2020-01-28 | Lincoln Global, Inc. | Mobile welding system |
| US11267083B2 (en) | 2013-12-06 | 2022-03-08 | Lincoln Global, Inc. | Mobile welding system |
| CN105829003A (zh) * | 2013-12-12 | 2016-08-03 | 林肯环球股份有限公司 | 获得真实焊条速度的***和方法 |
| US9266198B1 (en) | 2014-09-05 | 2016-02-23 | Lincoln Global, Inc. | Cart for welding operation |
| CN105665885A (zh) * | 2016-04-07 | 2016-06-15 | 湘潭大学 | 一种自适应调节焊枪倾角的立焊焊缝跟踪***和方法 |
| CN105665885B (zh) * | 2016-04-07 | 2018-05-25 | 湘潭大学 | 一种自适应调节焊枪倾角的立焊焊缝跟踪方法 |
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|---|---|
| JP2518740B2 (ja) | 1996-07-31 |
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