JPH0461753B2 - - Google Patents
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- JPH0461753B2 JPH0461753B2 JP17394786A JP17394786A JPH0461753B2 JP H0461753 B2 JPH0461753 B2 JP H0461753B2 JP 17394786 A JP17394786 A JP 17394786A JP 17394786 A JP17394786 A JP 17394786A JP H0461753 B2 JPH0461753 B2 JP H0461753B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
- B23K9/127—Means for tracking lines during arc welding or cutting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は２電極を用いた高速回転アーク隅肉
溶接の開先ならい制御方法に関する。
溶接の開先ならい制御方法に関する。
電極ノズルを同心状に高速回転することによ
り、アークを回転する溶接方法によれば、アーク
の物理的効果が周辺に分散され、溶込の周辺分
散、偏平ビード（わん曲ビード）の形成あるいは
回転遠心力によるワイヤ溶融速度の向上などの利
点が得られ、特に厚板の狭開先溶接に用いられて
大きな効果を発揮する。
り、アークを回転する溶接方法によれば、アーク
の物理的効果が周辺に分散され、溶込の周辺分
散、偏平ビード（わん曲ビード）の形成あるいは
回転遠心力によるワイヤ溶融速度の向上などの利
点が得られ、特に厚板の狭開先溶接に用いられて
大きな効果を発揮する。
この高速回転アーク溶接方法を下向水平隅肉溶
接に適用する溶接方法が、高速回転アーク隅肉溶
接方法としてこの出願の出願人によつて提案され
ている（特願昭60−88732号）。
接に適用する溶接方法が、高速回転アーク隅肉溶
接方法としてこの出願の出願人によつて提案され
ている（特願昭60−88732号）。
第１３図は上記高速回転アーク隅肉溶接方法の
概要を示す斜視図であり、図において１は電極ノ
ズル、２は電極ノズル１を回転する回転モータ、
３は電極ノズル１の先端に備えた通電チツプの偏
心孔を通過するワイヤ、４はアーク、５は溶融
池、６は溶接ビード、７は下板、８は下板７に立
設した立板、９は開先のルートである。
概要を示す斜視図であり、図において１は電極ノ
ズル、２は電極ノズル１を回転する回転モータ、
３は電極ノズル１の先端に備えた通電チツプの偏
心孔を通過するワイヤ、４はアーク、５は溶融
池、６は溶接ビード、７は下板、８は下板７に立
設した立板、９は開先のルートである。
この高速回転アーク隅肉溶接方法においては、
回転モータ２により溶接電流、溶接速度に適応し
た回転数で電極ノズル１を回転することによりワ
イヤ３先端を回転させてアーク４を回転させなが
ら開先のルート９に沿つて下板７と立板８の溶接
を行ない、等脚長の溶接ビード６を形成してい
る。
回転モータ２により溶接電流、溶接速度に適応し
た回転数で電極ノズル１を回転することによりワ
イヤ３先端を回転させてアーク４を回転させなが
ら開先のルート９に沿つて下板７と立板８の溶接
を行ない、等脚長の溶接ビード６を形成してい
る。
上記高速回転アーク隅肉溶接方法においては、
適当な溶込深さを得るためワイヤ３の回転直径を
１mmから６mmの範囲としているため、単電極の溶
接では大脚長のビードを形成することは困難であ
る。したがつて大脚長のビードを高速で形成する
ために、開先線をはさんで等間隔に設けた先行電
極と後行電極を高速度で回転することが必要とな
る。
適当な溶込深さを得るためワイヤ３の回転直径を
１mmから６mmの範囲としているため、単電極の溶
接では大脚長のビードを形成することは困難であ
る。したがつて大脚長のビードを高速で形成する
ために、開先線をはさんで等間隔に設けた先行電
極と後行電極を高速度で回転することが必要とな
る。
この場合、先行電極と後行電極の開先線に対す
る位置がわづかでもずれると溶接欠陥が広範囲に
発生することになる。この溶接欠陥の発生を防止
するため先行電極と後行電極の自動ならいは不可
欠である。
る位置がわづかでもずれると溶接欠陥が広範囲に
発生することになる。この溶接欠陥の発生を防止
するため先行電極と後行電極の自動ならいは不可
欠である。
この発明はかかる要望に対処するためになされ
たものであり、なんらの検出器をも必要としない
で、回転するアークそのものの特性を利用して高
精度かつリアルタイムで、ならい制御を行なう２
電極隅肉溶接の開先ならい制御方法を提案するこ
とを目的とする。
たものであり、なんらの検出器をも必要としない
で、回転するアークそのものの特性を利用して高
精度かつリアルタイムで、ならい制御を行なう２
電極隅肉溶接の開先ならい制御方法を提案するこ
とを目的とする。
この発明に係る２電極隅肉溶接の開先ならい制
御方法は、 同一ならい機構によりトーチ位置が制御される
先行電極と後行電極を前後して配置するとともに
溶接線をはさんで一定間隔で設け、先行電極と後
行電極の各電極ノズルを、回転速度範囲はアーク
の回転による溶融池の固有振動数をNo（Hz）とす
ると、下限をNo（Hz）、上限を120（Hz）の範囲と
し、各電極ノズルのワイヤ先端の回転直径は１mm
から６mmの範囲としながら回転することによりア
ークを高速回転して行なう隅肉溶接において、 (イ) 上記回転する先行電極及び後行電極のアーク
電圧波形又は溶接電流波形を検出し、 (ロ) 上記先行電極の電圧波形又は電流波形を溶接
進行方向前方点Cfを基準に下板側へ180゜以下の
一定の角度φ1に分割し、 (ハ) 上記後行電極の電圧波形又は電流波形を溶接
進行方向前方点Cfを基準に立板側へ180゜以下の
一定角度φ1に分割し、 (ニ) 下板側に分割した先行電極の電圧波形又は電
流波形と上記一定の角度φ1で作る面積SL及び
立板側に分割した後行電極の電圧波形又は電流
波形と上記一定の角度φ1で作る面積SRを演算
し、 (ホ) 上記面積の差SL−SRを演算し、この差があら
かじめ定められた基準値と等しくなるように先
行電極と後行電極の位置を溶接線と直角方向に
修正し、 (ヘ) 上記先行電極と後行電極の電圧波形又は電流
波形を溶接進行方向前方点Cfを中心に180゜以下
の一定の角度φ2に分割し、 (ト) 先行電極と後行電極の各電圧波形又は電流波
形と上記一定の角度φ2で作る面積Sl，Stを演算
し、 (チ) 上記面積の和Sl＋Stを演算し、この和があら
かじめ定められた基準値と等しくなるように先
行電極と後行電極の高さを修正する ことを特徴とするものである。
御方法は、 同一ならい機構によりトーチ位置が制御される
先行電極と後行電極を前後して配置するとともに
溶接線をはさんで一定間隔で設け、先行電極と後
行電極の各電極ノズルを、回転速度範囲はアーク
の回転による溶融池の固有振動数をNo（Hz）とす
ると、下限をNo（Hz）、上限を120（Hz）の範囲と
し、各電極ノズルのワイヤ先端の回転直径は１mm
から６mmの範囲としながら回転することによりア
ークを高速回転して行なう隅肉溶接において、 (イ) 上記回転する先行電極及び後行電極のアーク
電圧波形又は溶接電流波形を検出し、 (ロ) 上記先行電極の電圧波形又は電流波形を溶接
進行方向前方点Cfを基準に下板側へ180゜以下の
一定の角度φ1に分割し、 (ハ) 上記後行電極の電圧波形又は電流波形を溶接
進行方向前方点Cfを基準に立板側へ180゜以下の
一定角度φ1に分割し、 (ニ) 下板側に分割した先行電極の電圧波形又は電
流波形と上記一定の角度φ1で作る面積SL及び
立板側に分割した後行電極の電圧波形又は電流
波形と上記一定の角度φ1で作る面積SRを演算
し、 (ホ) 上記面積の差SL−SRを演算し、この差があら
かじめ定められた基準値と等しくなるように先
行電極と後行電極の位置を溶接線と直角方向に
修正し、 (ヘ) 上記先行電極と後行電極の電圧波形又は電流
波形を溶接進行方向前方点Cfを中心に180゜以下
の一定の角度φ2に分割し、 (ト) 先行電極と後行電極の各電圧波形又は電流波
形と上記一定の角度φ2で作る面積Sl，Stを演算
し、 (チ) 上記面積の和Sl＋Stを演算し、この和があら
かじめ定められた基準値と等しくなるように先
行電極と後行電極の高さを修正する ことを特徴とするものである。
ここで、回転速度範囲を溶融池の固有振動数
No（Hz）〜120Hzとしたのは下記の理由による。
No（Hz）〜120Hzとしたのは下記の理由による。
すなわち、高速回転アーク溶接法では、ある特
定の回転速度において、溶接ビードが片方に偏向
するという現象がみられる。例えば、溶接電流Ｉ
＝300A、溶接速度ｖ＝25cm／minの狭開先溶接
では回転速度が７（Hz）のとき、この偏向現象が
最も顕著にみられる。ビードの偏向方向は、溶接
方向とアークの回転方向で定まり、アークの回転
方向を時計回りとすると、ビードは溶接方向の右
側に偏向する。
定の回転速度において、溶接ビードが片方に偏向
するという現象がみられる。例えば、溶接電流Ｉ
＝300A、溶接速度ｖ＝25cm／minの狭開先溶接
では回転速度が７（Hz）のとき、この偏向現象が
最も顕著にみられる。ビードの偏向方向は、溶接
方向とアークの回転方向で定まり、アークの回転
方向を時計回りとすると、ビードは溶接方向の右
側に偏向する。
このビードの偏向現象は、アークの回転により
溶融池にも回転振動が与えられていることを示し
ている。この溶融池の回転振動は高速度カメラに
よる観察でも確認されている。そして、アークに
より押し下げられた溶融池のくぼみは、アークが
右端（Ｒ）にあるときはクレータ前端にあり、ア
ークの回転方向の前方には大量の溶鋼のもり上が
りが認められ、一方アークが左端（Ｌ）にあると
きは、くぼみはクレータ後方になだらかに延びて
おり、アーク前方の溶鋼のもり上がりは少ない。
アークは溶融池の先端近傍にて回転しているため
である。したがつて、アーク直下の溶鋼層はＲ端
では厚く、Ｌ端では薄くなつており、このような
溶融池の非対称現象がアークの回転速度が溶融池
の固有振動数No（Hz）に一致したときに、最も顕
著に現れるものと考えられる。
溶融池にも回転振動が与えられていることを示し
ている。この溶融池の回転振動は高速度カメラに
よる観察でも確認されている。そして、アークに
より押し下げられた溶融池のくぼみは、アークが
右端（Ｒ）にあるときはクレータ前端にあり、ア
ークの回転方向の前方には大量の溶鋼のもり上が
りが認められ、一方アークが左端（Ｌ）にあると
きは、くぼみはクレータ後方になだらかに延びて
おり、アーク前方の溶鋼のもり上がりは少ない。
アークは溶融池の先端近傍にて回転しているため
である。したがつて、アーク直下の溶鋼層はＲ端
では厚く、Ｌ端では薄くなつており、このような
溶融池の非対称現象がアークの回転速度が溶融池
の固有振動数No（Hz）に一致したときに、最も顕
著に現れるものと考えられる。
この原理は水平隅肉溶接法でも同じであり、この
場合、溶鋼の重力ヘツドに抗して溶鋼を立板側へ
持ち上げるために、ビードの下垂れ現象を抑制
し、溶接欠陥のない良好な等脚長ビードが得られ
るのである。そして最もビードが立板側に偏向す
る回転速度Noは溶接速度の増加とともに増加す
るので、溶接速度のほうから上限を120（Hz）と定
めた。
場合、溶鋼の重力ヘツドに抗して溶鋼を立板側へ
持ち上げるために、ビードの下垂れ現象を抑制
し、溶接欠陥のない良好な等脚長ビードが得られ
るのである。そして最もビードが立板側に偏向す
る回転速度Noは溶接速度の増加とともに増加す
るので、溶接速度のほうから上限を120（Hz）と定
めた。
次に、アークの回転直径を１〜６mmとした理由
は、１mm未満では開先ならいに必要な信号が得ら
れないからであり、また６mmを超えると溶接アー
クの拡がりが溶接ビードの幅よりも大となり、ア
ンダーカツトが生じるからである。
は、１mm未満では開先ならいに必要な信号が得ら
れないからであり、また６mmを超えると溶接アー
クの拡がりが溶接ビードの幅よりも大となり、ア
ンダーカツトが生じるからである。
この発明は、隅肉溶接において大脚長ビードを
得るため、上記の回転速度とアーク回転直径でも
つて先行、後行の各アークを高速回転し、かつ、
(イ)〜(チ)の構成によつて、アーク自体をセンサとし
て応答性の良い高精度の開先ならい制御ができる
ものである。
得るため、上記の回転速度とアーク回転直径でも
つて先行、後行の各アークを高速回転し、かつ、
(イ)〜(チ)の構成によつて、アーク自体をセンサとし
て応答性の良い高精度の開先ならい制御ができる
ものである。
この発明においては、先行電極と後行電極の回
転するアークの電圧波形または溶接電流波形の変
動に基いて開先ならい制御を行なうから、応答性
の良い高精度な開先ならいを行なう。
転するアークの電圧波形または溶接電流波形の変
動に基いて開先ならい制御を行なうから、応答性
の良い高精度な開先ならいを行なう。
第１図はこの発明の一実施例に係る溶接装置を
示した概略構成図であり、図において１０Ｌは先
行電極、１０Ｔは先行電極１０Ｌと回転伝達機構
１１の軸線を隔てて一定間隔をおいて、かつ、先
行電極１０Ｌより後方に設けた後行電極であり、
先行電極１０Ｌ、後行電極１０Ｔは共に回転モー
タ２によつてＡ矢印の方向に回転する。
示した概略構成図であり、図において１０Ｌは先
行電極、１０Ｔは先行電極１０Ｌと回転伝達機構
１１の軸線を隔てて一定間隔をおいて、かつ、先
行電極１０Ｌより後方に設けた後行電極であり、
先行電極１０Ｌ、後行電極１０Ｔは共に回転モー
タ２によつてＡ矢印の方向に回転する。
１２は開先のルート９と直角方向であるＸ軸方
向に先行電極１０Ｌと後行電極１０Ｔを同時に修
正するＸ軸ならい機構、１３は先行電極１０Ｌと
後行電極１０Ｔの高さ方向であるＹ軸方向に両電
極１０Ｌ，１０Ｔを同時に修正するＹ軸ならい機
構、１４は制御装置、１５は先行電極１０Ｌと後
行電極１０Ｔに各々ワイヤを送給するワイヤフイ
ーダ、１６は台車である。なお、第１図はならい
軸が回転伝達機構１１の軸線方向と、その直交軸
方向に設けた場合を示す。
向に先行電極１０Ｌと後行電極１０Ｔを同時に修
正するＸ軸ならい機構、１３は先行電極１０Ｌと
後行電極１０Ｔの高さ方向であるＹ軸方向に両電
極１０Ｌ，１０Ｔを同時に修正するＹ軸ならい機
構、１４は制御装置、１５は先行電極１０Ｌと後
行電極１０Ｔに各々ワイヤを送給するワイヤフイ
ーダ、１６は台車である。なお、第１図はならい
軸が回転伝達機構１１の軸線方向と、その直交軸
方向に設けた場合を示す。
第２図ａ，ｂは上記のように構成した溶接装置
により隅肉溶接を行なうときのビードの形成状態
を示し、先行電極１０Ｌは下板７側にかたよつて
ビード１７を形成し、後行電極１０Ｔはこのビー
ド１７上の立板８側にビード１７に遅れてビード
１８を形成する。
により隅肉溶接を行なうときのビードの形成状態
を示し、先行電極１０Ｌは下板７側にかたよつて
ビード１７を形成し、後行電極１０Ｔはこのビー
ド１７上の立板８側にビード１７に遅れてビード
１８を形成する。
第３図はルート９から回転軸線１９がＸ軸方向
に距離X1ずれている先行電極１０Ｌ先端部を示
す側面図であり、溶接方向は紙面と垂直で、紙面
裏面から表面に向う方向である。第３図におい
て、laはアーク長さ、leはワイヤ突出長、Exは先
行電極１０Ｌと下板７間の距離である。Cf，Ｒ，
Ｌは先行電極１０Ｌが回転しているときのワイヤ
３の位置を示し、Cfは溶接方向前方のワイヤ３
の位置、Ｒは溶接方向に向つて90度右側、Ｌは左
側のワイヤ３の位置を示す。第４図は第３図に示
した先行電極１０Ｌを回転軸線１９方向から見た
図であり、Crは溶接方向２０に対して後方のワ
イヤ３の位置を示す。
に距離X1ずれている先行電極１０Ｌ先端部を示
す側面図であり、溶接方向は紙面と垂直で、紙面
裏面から表面に向う方向である。第３図におい
て、laはアーク長さ、leはワイヤ突出長、Exは先
行電極１０Ｌと下板７間の距離である。Cf，Ｒ，
Ｌは先行電極１０Ｌが回転しているときのワイヤ
３の位置を示し、Cfは溶接方向前方のワイヤ３
の位置、Ｒは溶接方向に向つて90度右側、Ｌは左
側のワイヤ３の位置を示す。第４図は第３図に示
した先行電極１０Ｌを回転軸線１９方向から見た
図であり、Crは溶接方向２０に対して後方のワ
イヤ３の位置を示す。
第３図、第４図に示すようにワイヤ３が先行電
極１０Ｌの回転軸線１９に対して偏心して設け
て、ワイヤ送給速度を一定のもとで先行電極１０
Ｌを回転軸線１９を中心にして回転すると、回転
時のワイヤ３の位置によりアーク長laが異なり、
先行電極１０Ｌと下板７間の距離Exが変化する。
距離Exが変化すると負荷特性が変化して溶接電
流Ｉやアーク電圧Ｅが変化する。この溶接電流
Ｉ、アーク電圧Ｅは溶接電源の特性によつて異な
る。なお、第４図においてＣは回転方向、θは回
転角、２０は溶接方向を示す。
極１０Ｌの回転軸線１９に対して偏心して設け
て、ワイヤ送給速度を一定のもとで先行電極１０
Ｌを回転軸線１９を中心にして回転すると、回転
時のワイヤ３の位置によりアーク長laが異なり、
先行電極１０Ｌと下板７間の距離Exが変化する。
距離Exが変化すると負荷特性が変化して溶接電
流Ｉやアーク電圧Ｅが変化する。この溶接電流
Ｉ、アーク電圧Ｅは溶接電源の特性によつて異な
る。なお、第４図においてＣは回転方向、θは回
転角、２０は溶接方向を示す。
第５図ａ，ｂは横軸に溶接電流Ｉを、縦軸にア
ーク電圧Ｅをとり距離Exの変化に応じた溶接電
流Ｉとアーク電圧Ｅの変化特性を示し、第５図ａ
は溶接電源の特性が定電圧特性、ｂは定電流特性
の場合である。第５図ａ，ｂにおいて３１は溶接
電源の出力特性曲線、３２は負荷特性曲線であ
り、距離Exの値Ex0，Ex1，Ex2に応じて図に示
すように、ほぼ平行に変化する。なお負荷特性曲
線３２はEx2＞Ex0＞Ex1の場合を示す。
ーク電圧Ｅをとり距離Exの変化に応じた溶接電
流Ｉとアーク電圧Ｅの変化特性を示し、第５図ａ
は溶接電源の特性が定電圧特性、ｂは定電流特性
の場合である。第５図ａ，ｂにおいて３１は溶接
電源の出力特性曲線、３２は負荷特性曲線であ
り、距離Exの値Ex0，Ex1，Ex2に応じて図に示
すように、ほぼ平行に変化する。なお負荷特性曲
線３２はEx2＞Ex0＞Ex1の場合を示す。
アークの動作点は出力特性曲線３１とそれぞれ
の負荷特性曲線３２との交点であり、その点での
溶接電流Ｉとアーク電圧Ｅが定まる。すなわち距
離ExがEx2，Ex0，Ex1と減少して行くとき、溶
接電流Ｉとアーク電圧ＥはそれぞれI2，E2，I0，
E0，I1，E1と変化する。なお図ｂに示した定電流
電源の場合はI0＝I1＝I2である。
の負荷特性曲線３２との交点であり、その点での
溶接電流Ｉとアーク電圧Ｅが定まる。すなわち距
離ExがEx2，Ex0，Ex1と減少して行くとき、溶
接電流Ｉとアーク電圧ＥはそれぞれI2，E2，I0，
E0，I1，E1と変化する。なお図ｂに示した定電流
電源の場合はI0＝I1＝I2である。
距離Exの変化による溶接電流Ｉあるいはアー
ク電圧Ｅの変化は距離Exの変化が大幅でなけれ
ば、距離Exと直線関係で変化する。第３図に示
すように先行電極１０Ｌが下板７に対して傾斜し
ている場合に、先行電極１０Ｌが回転するとワイ
ヤ３の位置に応じて距離Exは正弦波状に変化す
る。
ク電圧Ｅの変化は距離Exの変化が大幅でなけれ
ば、距離Exと直線関係で変化する。第３図に示
すように先行電極１０Ｌが下板７に対して傾斜し
ている場合に、先行電極１０Ｌが回転するとワイ
ヤ３の位置に応じて距離Exは正弦波状に変化す
る。
第６図ａ，ｂは回転する先行電極１０Ｌのワイ
ヤ３すなわちアークの位置に対応して変化するア
ーク電圧Ｅおよび溶接電流Ｉの波形を示す。図に
おいてａはアーク電圧Ｅの波形、ｂは溶接電流Ｉ
の波形であり、それぞれの波形は上下逆転した形
状となる。なお、図ｂに示した溶接電流Ｉの波形
は定電圧特性の溶接電源のみで得ることができ、
アーク電圧Ｅの波形は定電圧特性、定電流特性の
いずれの溶接電源においても得られることは第５
図ａ，ｂから明らかである。
ヤ３すなわちアークの位置に対応して変化するア
ーク電圧Ｅおよび溶接電流Ｉの波形を示す。図に
おいてａはアーク電圧Ｅの波形、ｂは溶接電流Ｉ
の波形であり、それぞれの波形は上下逆転した形
状となる。なお、図ｂに示した溶接電流Ｉの波形
は定電圧特性の溶接電源のみで得ることができ、
アーク電圧Ｅの波形は定電圧特性、定電流特性の
いずれの溶接電源においても得られることは第５
図ａ，ｂから明らかである。
第６図ａ，ｂにおいて、破線で示した波形は第
３図、第４図に示すように開先のルート９と先行
電極１０Ｌの回転軸線１９との間隔がX1の場合
を示し、実線で示した波形はルート９と回転軸線
１９との間隔がX1より大きい場合を示す。
３図、第４図に示すように開先のルート９と先行
電極１０Ｌの回転軸線１９との間隔がX1の場合
を示し、実線で示した波形はルート９と回転軸線
１９との間隔がX1より大きい場合を示す。
後行電極１０Ｔも立板８に対して上記先行電極
１０Ｌと同様な関係にあり、第７図ａ，ｂに示す
アーク電圧Ｅと溶接電流Ｉの波形を得る。第７図
ａ，ｂにおいても破線で示した波形は開先のルー
ト９と後行電極１０Ｔの回転軸線の間隔がX1の
場合、実線はこの間隔がX1より小さい場合を示
す。
１０Ｌと同様な関係にあり、第７図ａ，ｂに示す
アーク電圧Ｅと溶接電流Ｉの波形を得る。第７図
ａ，ｂにおいても破線で示した波形は開先のルー
ト９と後行電極１０Ｔの回転軸線の間隔がX1の
場合、実線はこの間隔がX1より小さい場合を示
す。
開先ルート９をはさんで設けた先行電極１０Ｌ
と後行電極１０Ｔの間隔は第１図に示すように一
定であるから、先行電極１０Ｌの回転軸線１９と
開先のルート９の間隔がX1よりΔXだけ大きくな
ると後行電極１０Ｔの回転軸線とルート間隔は
X1よりΔXだけ小となり、第６図ａ，ｂ及び第７
図ａ，ｂの実線で示すように、先行電極１０Ｌと
後行電極１０Ｔのアーク電圧波形又は溶接電流波
形のレベルが各々変化する。すなわち、この場合
先行電極１０Ｌのアーク電圧波形のレベルは低下
し、後行電極１０Ｔのアーク電圧波形のレベルは
高くなる。したがつて先行電極１０Ｌと後行電極
１０Ｔのアーク電圧波形あるいは溶接電圧波形の
レベルの変化量を検出し、修正することによりＸ
軸方向のずれ量ΔXを修正することができる。
と後行電極１０Ｔの間隔は第１図に示すように一
定であるから、先行電極１０Ｌの回転軸線１９と
開先のルート９の間隔がX1よりΔXだけ大きくな
ると後行電極１０Ｔの回転軸線とルート間隔は
X1よりΔXだけ小となり、第６図ａ，ｂ及び第７
図ａ，ｂの実線で示すように、先行電極１０Ｌと
後行電極１０Ｔのアーク電圧波形又は溶接電流波
形のレベルが各々変化する。すなわち、この場合
先行電極１０Ｌのアーク電圧波形のレベルは低下
し、後行電極１０Ｔのアーク電圧波形のレベルは
高くなる。したがつて先行電極１０Ｌと後行電極
１０Ｔのアーク電圧波形あるいは溶接電圧波形の
レベルの変化量を検出し、修正することによりＸ
軸方向のずれ量ΔXを修正することができる。
すなわち、第６図、第７図、第８図に示すよう
に先行電極１０Ｌの波形をCf点を基準として下
板７側であるＬ側に180゜以下の一定角度φ1の間だ
け取り出し、後行電極１０Ｔの波形をCf点を基
準として立板８側であるＲ側に180゜以下の一定角
度φ1の間だけ取り出し、この角度φ1間で作る波
形の面積SL，SRを求め、この面積の差SL−SRがあ
らかじめ定められた基準値Sx0と等しくなるよう
にＸ軸ならい機構１２によりＸ軸方向のずれ量
ΔXを修正する。
に先行電極１０Ｌの波形をCf点を基準として下
板７側であるＬ側に180゜以下の一定角度φ1の間だ
け取り出し、後行電極１０Ｔの波形をCf点を基
準として立板８側であるＲ側に180゜以下の一定角
度φ1の間だけ取り出し、この角度φ1間で作る波
形の面積SL，SRを求め、この面積の差SL−SRがあ
らかじめ定められた基準値Sx0と等しくなるよう
にＸ軸ならい機構１２によりＸ軸方向のずれ量
ΔXを修正する。
ここで波形の取り出し角度範囲を先行電極１０
Ｌは下板７側とし、後行電極１０Ｔは立板８側と
し、かつ角度範囲を180゜以内としたのは下板７あ
るいは立板８を検出し易いためである。
Ｌは下板７側とし、後行電極１０Ｔは立板８側と
し、かつ角度範囲を180゜以内としたのは下板７あ
るいは立板８を検出し易いためである。
次に先行電極１０Ｌと後行電極１０Ｔの高さ方
向すなわちＹ軸方向の距離制御について説明す
る。
向すなわちＹ軸方向の距離制御について説明す
る。
上記Ｘ軸方向のならいを前提として、先行電極
１０Ｌ、後行電極１０Ｔの位置が開先のルート９
からｙ軸方向にはなれるように距離ΔYだけずれ
ると、先行電極１０Ｌと後行電極１０Ｔのアーク
電圧波形のレベルは共に高くなり、溶接電流波形
のレベルは低くなる。そこで、第９図に示すよう
に先行電極１０Ｌと後行電極１０Ｔの波形を各々
Cf点を中心として一定角度φ2だけ取り出し、こ
の角度で作る波形の面積Sl，Stを求め、この面積
の和Sl＋Stがあらかじめ定められた基準値SY0と
等しくなるようにＹ軸ならい機構１３を制御し、
Ｙ軸方向のずれ量ΔYを修正する。ここで角度φ2
は180゜以下とする。
１０Ｌ、後行電極１０Ｔの位置が開先のルート９
からｙ軸方向にはなれるように距離ΔYだけずれ
ると、先行電極１０Ｌと後行電極１０Ｔのアーク
電圧波形のレベルは共に高くなり、溶接電流波形
のレベルは低くなる。そこで、第９図に示すよう
に先行電極１０Ｌと後行電極１０Ｔの波形を各々
Cf点を中心として一定角度φ2だけ取り出し、こ
の角度で作る波形の面積Sl，Stを求め、この面積
の和Sl＋Stがあらかじめ定められた基準値SY0と
等しくなるようにＹ軸ならい機構１３を制御し、
Ｙ軸方向のずれ量ΔYを修正する。ここで角度φ2
は180゜以下とする。
上記Ｘ軸方向のならい及びＹ軸方向のならいに
おいて基準値Sx0，SY0は先行電極１０Ｌと後行電
極１０Ｔの適正位置に対応してあらかじめ設定す
るが、電極の位置が適正位置であるときの波形の
面積の差SL−SRと和Sl＋Stの値を記憶保持してお
けば良い。
おいて基準値Sx0，SY0は先行電極１０Ｌと後行電
極１０Ｔの適正位置に対応してあらかじめ設定す
るが、電極の位置が適正位置であるときの波形の
面積の差SL−SRと和Sl＋Stの値を記憶保持してお
けば良い。
また面積の差Sx＝SL−SRと和SY＝Sl＋Stの値は
アークの回転の１回もしくは整数ｎ回の値とす
る。
アークの回転の１回もしくは整数ｎ回の値とす
る。
上記開先ならい制御方法を第１０図に示したＸ
軸方向のならい制御回路のブロツク図及び第１１
図に示したＹ軸方向のならい制御回路のブロツク
図に基づいて説明する。
軸方向のならい制御回路のブロツク図及び第１１
図に示したＹ軸方向のならい制御回路のブロツク
図に基づいて説明する。
まず電圧検出器５０Ｌ，５０Ｒで先行電極１０
Ｌと後行電極１０Ｔの各アーク電圧EL，ERを検
出する。この検出した先行電極１０Ｌのアーク電
圧ELをスイツチ５１ＬでＬ側の一定角度φ1だけ
取り出し、後行電極１０Ｔのアーク電圧ERをス
イツチ５１ＲでＲ側の一定角度φ1だけ取り出す。
スイツチ５１Ｌ，５１Ｒにおける角度φ1を取り
出すタイミングはスイツチング論理回路５２Ｌ，
５２Ｒからの指令信号で行なう。スイツチング論
理回路５２Ｌ，５２Ｒは回転位置検出器５３Ｌ，
５３Ｒで検出した先行電極１０Ｌと後行電極１０
Ｔの回転角と、あらかじめ定めた180゜以下の一定
の角度φ1を設定したφ1設定器５４Ｌ，５４Ｒの
出力φ1例えば90゜とを比較し指令信号として出力
する。
Ｌと後行電極１０Ｔの各アーク電圧EL，ERを検
出する。この検出した先行電極１０Ｌのアーク電
圧ELをスイツチ５１ＬでＬ側の一定角度φ1だけ
取り出し、後行電極１０Ｔのアーク電圧ERをス
イツチ５１ＲでＲ側の一定角度φ1だけ取り出す。
スイツチ５１Ｌ，５１Ｒにおける角度φ1を取り
出すタイミングはスイツチング論理回路５２Ｌ，
５２Ｒからの指令信号で行なう。スイツチング論
理回路５２Ｌ，５２Ｒは回転位置検出器５３Ｌ，
５３Ｒで検出した先行電極１０Ｌと後行電極１０
Ｔの回転角と、あらかじめ定めた180゜以下の一定
の角度φ1を設定したφ1設定器５４Ｌ，５４Ｒの
出力φ1例えば90゜とを比較し指令信号として出力
する。
スイツチ５１Ｌ，５１Ｒから出力された各アー
ク電圧は積分器５５Ｌ，５５Ｒで角度φ1間積分
される。ｎ設定器５６Ｌ，５６Ｒは、これらの積
分の処理回数ｎが設定されており、積分器５５
Ｌ，５５Ｒは各スイツチング論理回路５２Ｌ，５
２Ｒを介して出力されるｎにより、ｎ回分のアー
クの回転に対して波形積分を行ない、その出力SL
およびSRを記憶器５７Ｌ，，５７Ｒに出力する。
記憶器５７Ｌ，５７Ｒは積分器５５Ｌ，５５Ｒか
ら入力した信号SLおよびSRをｎ回毎に記憶・保持
を繰り返しながらSL，SRを差動増幅器５８に出力
する。差動増幅器５８はこの信号の差Sx＝SL−
SRを求め、この差Sxを後段の差動増幅器５９に
入力し、基準値設定器６０にあらかじめ設定され
た基準値Sx0と比較し、この差Sx−Sx0が零とな
るようにＸ軸モータ６１を駆動する。
ク電圧は積分器５５Ｌ，５５Ｒで角度φ1間積分
される。ｎ設定器５６Ｌ，５６Ｒは、これらの積
分の処理回数ｎが設定されており、積分器５５
Ｌ，５５Ｒは各スイツチング論理回路５２Ｌ，５
２Ｒを介して出力されるｎにより、ｎ回分のアー
クの回転に対して波形積分を行ない、その出力SL
およびSRを記憶器５７Ｌ，，５７Ｒに出力する。
記憶器５７Ｌ，５７Ｒは積分器５５Ｌ，５５Ｒか
ら入力した信号SLおよびSRをｎ回毎に記憶・保持
を繰り返しながらSL，SRを差動増幅器５８に出力
する。差動増幅器５８はこの信号の差Sx＝SL−
SRを求め、この差Sxを後段の差動増幅器５９に
入力し、基準値設定器６０にあらかじめ設定され
た基準値Sx0と比較し、この差Sx−Sx0が零とな
るようにＸ軸モータ６１を駆動する。
一方Ｙ軸方向のならい制御も第１１図に示すよ
うに電圧検出器５０Ｌ，５０Ｒで検出したアーク
電圧EL，ERをＸ軸方向ならい制御と同様にスイ
ツチ７１Ｌ，７１Ｔを介して積分器７５Ｌ，７５
Ｔに入力し、一定角度φ2間だけｎ回分積分し記
憶器に各積分値Sl，Stを保持する。このSl，Stを
加算器７８で加算しSY＝Sl＋Stを求め、この加算
値SYとあらかじめ基準値設定器８０に設定された
基準値SY0とを差動増幅器７９で比較し、この差
SY−SY0が零となるようにＹ軸モータ８１を駆動
し、Ｙ軸方向高さを制御する。
うに電圧検出器５０Ｌ，５０Ｒで検出したアーク
電圧EL，ERをＸ軸方向ならい制御と同様にスイ
ツチ７１Ｌ，７１Ｔを介して積分器７５Ｌ，７５
Ｔに入力し、一定角度φ2間だけｎ回分積分し記
憶器に各積分値Sl，Stを保持する。このSl，Stを
加算器７８で加算しSY＝Sl＋Stを求め、この加算
値SYとあらかじめ基準値設定器８０に設定された
基準値SY0とを差動増幅器７９で比較し、この差
SY−SY0が零となるようにＹ軸モータ８１を駆動
し、Ｙ軸方向高さを制御する。
なお、上記実施例では第１図に示すように、な
らい軸のＹ軸方向が各電極の回転軸線方向と一致
する場合について説明したが、第１２図に示すよ
うに、ならい軸が下板７に平行なＸ軸と、このＸ
軸に直交するＹ軸からなる場合、あるいは下板７
に平行なＸ軸と回転軸線方向のＹ軸からなる場合
であつても、上記実施例と同様に開先ならい制御
を行なうことができる。
らい軸のＹ軸方向が各電極の回転軸線方向と一致
する場合について説明したが、第１２図に示すよ
うに、ならい軸が下板７に平行なＸ軸と、このＸ
軸に直交するＹ軸からなる場合、あるいは下板７
に平行なＸ軸と回転軸線方向のＹ軸からなる場合
であつても、上記実施例と同様に開先ならい制御
を行なうことができる。
また、上記実施例の制御回路についてはアーク
電圧波形を検出する場合について説明したが、第
６図ｂ、第７図ｂに示す溶接電流波形を検出して
も上記実施例と同様に開先ならい制御を行なうこ
とができる。
電圧波形を検出する場合について説明したが、第
６図ｂ、第７図ｂに示す溶接電流波形を検出して
も上記実施例と同様に開先ならい制御を行なうこ
とができる。
この発明は以上説明したように回転する先行電
極と後行電極のアーク電圧波形又は溶接電流波形
を検出し、検出した波形に基づいて開先ならい制
御を行なうようにしたから、直接開先を検出する
検出器を不要とし、かつ高精度で大脚長のビード
を形成することができる。
極と後行電極のアーク電圧波形又は溶接電流波形
を検出し、検出した波形に基づいて開先ならい制
御を行なうようにしたから、直接開先を検出する
検出器を不要とし、かつ高精度で大脚長のビード
を形成することができる。
またアーク自体の位置により開先ならい制御を
行なうから、リアルタイムでアークの位置を修正
できる効果を有する。
行なうから、リアルタイムでアークの位置を修正
できる効果を有する。
第１図はこの発明の実施例に係る溶接装置を示
す概略構成図、第２図ａ，ｂは上記実施例により
形成されるビードの説明図を示し、ａは正面図、
ｂは側方から見た斜視図、第３図は上記実施例の
先行電極先端部を示す側面図、第４図は第３図に
示した先行電極の回転軸線方向から見たワイヤ配
置図、第５図ａ，ｂは溶接電源の特性を示し、ａ
は定電圧特性図、ｂは定電流特性図、第６図ａは
先行電極のアーク電圧波形図、ｂは先行電極の溶
接電流波形図、第７図ａは後行電極のアーク電圧
波形図、ｂは後行電極の溶接電流波形図、第８図
はＸ軸方向ならい制御の説明図、第９図はＹ軸方
向ならい制御の説明図、第１０図はＸ軸方向なら
い制御回路のブロツク図、第１１図はＹ軸方向な
らい制御回路のブロツク図、第１２図は他の実施
例を示す概略構成図、第１３図は高速回転アーク
隅肉溶接の概要を示す斜視図である。 ２…回転モータ、７…下板、８…立板、９…開
先のルート、１０Ｌ…先行電極、１０Ｔ…後行電
極、１２…Ｘ軸ならい機構、１３…Ｙ軸ならい機
構。
す概略構成図、第２図ａ，ｂは上記実施例により
形成されるビードの説明図を示し、ａは正面図、
ｂは側方から見た斜視図、第３図は上記実施例の
先行電極先端部を示す側面図、第４図は第３図に
示した先行電極の回転軸線方向から見たワイヤ配
置図、第５図ａ，ｂは溶接電源の特性を示し、ａ
は定電圧特性図、ｂは定電流特性図、第６図ａは
先行電極のアーク電圧波形図、ｂは先行電極の溶
接電流波形図、第７図ａは後行電極のアーク電圧
波形図、ｂは後行電極の溶接電流波形図、第８図
はＸ軸方向ならい制御の説明図、第９図はＹ軸方
向ならい制御の説明図、第１０図はＸ軸方向なら
い制御回路のブロツク図、第１１図はＹ軸方向な
らい制御回路のブロツク図、第１２図は他の実施
例を示す概略構成図、第１３図は高速回転アーク
隅肉溶接の概要を示す斜視図である。 ２…回転モータ、７…下板、８…立板、９…開
先のルート、１０Ｌ…先行電極、１０Ｔ…後行電
極、１２…Ｘ軸ならい機構、１３…Ｙ軸ならい機
構。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 同一開先ならい移動機構の下部に前後して配
置するとともに溶接線をはさんで一定間隔で取付
けた先行電極と後行電極の各電極ノズルを、回転
速度範囲はアークの回転による溶融池の固有振動
数をNo（Hz）とすると、下限をNo（Hz）、上限を
120（Hz）の範囲とし、各電極ノズルのワイヤ先端
の回転直径は１mmから６mmの範囲としながら回転
することによりアークを高速回転して行なう隅肉
溶接において、 (イ) 上記回転する先行電極及び後行電極のアーク
電圧波形又は溶接電流波形を検出し、 (ロ) 上記先行電極の電圧波形又は溶接電流波形を
溶接進行方向前方点Cfを基準に下板側へ180゜以
下の一定の角度φ１に分割し、 (ハ) 上記後行電極の電圧波形又は溶接電流波形を
溶接進行方向前方点Cfを基準に立板側へ180゜以
下の一定の角度φ１に分割し、 (ニ) 下板側に分割した先行電極の電圧波形又は溶
接電流波形と上記一定の角度φ１で作る面積
SL及び立板側に分割した後行電極の電圧波形
又は溶接電流波形と上記一定の角度φ１で作る
面積SRを演算し、 (ホ) 上記面積の差SL−SRを演算し、この差があ
らかじめ定められた基準値と等しくなるように
先行電極と後行電極の位置を溶接線と直角方向
に修正し、 (ヘ) 上記先行電極と後行電極の電圧波形又は溶接
電流波形を溶接進行方向前方点Cfを中心に180゜
以下の一定の角度φ２に分割し、 (ト) 先行電極と後行電極の各電圧波形又は溶接電
流波形と上記一定の角度φ２で作る面積Sl，St
を演算し、 (チ) 上記面積の和Sl＋Stを演算し、この和があら
かじめ定められた基準値と等しくなるように先
行電極と後行電極の高さを修正する ことを特徴とする２電極隅肉溶接の開先ならい制
御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17394786A JPS6333178A (ja) | 1986-07-25 | 1986-07-25 | ２電極隅肉溶接の開先ならい制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17394786A JPS6333178A (ja) | 1986-07-25 | 1986-07-25 | ２電極隅肉溶接の開先ならい制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6333178A JPS6333178A (ja) | 1988-02-12 |
| JPH0461753B2 true JPH0461753B2 (ja) | 1992-10-01 |
Family
ID=15970017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17394786A Granted JPS6333178A (ja) | 1986-07-25 | 1986-07-25 | ２電極隅肉溶接の開先ならい制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6333178A (ja) |
-
1986
- 1986-07-25 JP JP17394786A patent/JPS6333178A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6333178A (ja) | 1988-02-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |