JPH0671664B2 - 仮付ビ−ドの検出方法 - Google Patents
仮付ビ−ドの検出方法Info
- Publication number
- JPH0671664B2 JPH0671664B2 JP22624586A JP22624586A JPH0671664B2 JP H0671664 B2 JPH0671664 B2 JP H0671664B2 JP 22624586 A JP22624586 A JP 22624586A JP 22624586 A JP22624586 A JP 22624586A JP H0671664 B2 JPH0671664 B2 JP H0671664B2
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- Japan
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- welding
- arc
- waveform
- temporary bead
- temporary
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- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は高速回転アーク溶接における仮付ビードの検
出方法に関する。
出方法に関する。
従来、例えば隅肉溶接等を行なう際には、開先部分を暫
定的に固定するために仮付溶接を行ない、仮付け溶接後
本溶接を行なつている。
定的に固定するために仮付溶接を行ない、仮付け溶接後
本溶接を行なつている。
隅肉溶接継手等の溶接線上の任意の位置に存在する仮付
ビードは、本溶接の溶込み深さやビード形状および脚長
などに悪影響を及ぼす。また、アークセンサによる開先
ならい制御はもちろんのこと、他の接触センサによる開
先ならい制御においても、開先ならいを乱す可能性があ
るという問題点があつた。
ビードは、本溶接の溶込み深さやビード形状および脚長
などに悪影響を及ぼす。また、アークセンサによる開先
ならい制御はもちろんのこと、他の接触センサによる開
先ならい制御においても、開先ならいを乱す可能性があ
るという問題点があつた。
この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
であり、高速回転アーク溶接において仮付ビードの存在
及びその大きさを非接触でリアルタイムに検出すること
ができる仮付ビードの検出方法を提案することを目的と
するものである。
であり、高速回転アーク溶接において仮付ビードの存在
及びその大きさを非接触でリアルタイムに検出すること
ができる仮付ビードの検出方法を提案することを目的と
するものである。
この発明に係る仮付ビードの検出方法は、電極を回転す
ることによりアークを高速回転しながら行なう高速回転
アーク溶接において、 イ上記回転する電極ノズルのアーク電圧波形又は溶接電
流波形を検出し、 ロ上記アーク電圧波形又は溶接電流波形を溶接進行方向
前方点Cf及び溶接進行方向後方点Crを中心にそれぞれ±
90度以下の範囲で一定角度±φｏで分割し ハ上記前方点Cf側に一定角度±φｏで分割したアーク電
圧波形又は溶接電流波形の作る面積Scfと、上記後方点C
r側に一定角度±φｏで分割したアーク電圧波形又は溶
接電流波形の作る面積Scrを演算し、 ニ上記面積の差Scf-Scrを演算し、この面積の差があら
かじめ定めた基準値に対して、ある値以上の差を生じた
とき、溶接アークが仮付ビード上にあると判断すること
を特徴とする。
ることによりアークを高速回転しながら行なう高速回転
アーク溶接において、 イ上記回転する電極ノズルのアーク電圧波形又は溶接電
流波形を検出し、 ロ上記アーク電圧波形又は溶接電流波形を溶接進行方向
前方点Cf及び溶接進行方向後方点Crを中心にそれぞれ±
90度以下の範囲で一定角度±φｏで分割し ハ上記前方点Cf側に一定角度±φｏで分割したアーク電
圧波形又は溶接電流波形の作る面積Scfと、上記後方点C
r側に一定角度±φｏで分割したアーク電圧波形又は溶
接電流波形の作る面積Scrを演算し、 ニ上記面積の差Scf-Scrを演算し、この面積の差があら
かじめ定めた基準値に対して、ある値以上の差を生じた
とき、溶接アークが仮付ビード上にあると判断すること
を特徴とする。
この発明においては、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仮付ビードを検出するか
ら、非接触かつリアルタイムで溶接線上の仮付ビードを
検出することができる。
溶接電流波形の変動に基いて仮付ビードを検出するか
ら、非接触かつリアルタイムで溶接線上の仮付ビードを
検出することができる。
第１図はこの発明の一実施例により溶接する隅肉溶接継
手を示し、１は下板、２は下板に立設した立板、３は開
先のルート４上に存在する仮付ビードである。
手を示し、１は下板、２は下板に立設した立板、３は開
先のルート４上に存在する仮付ビードである。
上記のように形成した継手を、第２図に示すように電極
ノズル５を不図示の回転モータにより溶接条件に適応し
た回転速度で矢印７の方向に回転し、ワイヤ先端のアー
ク６を高速回転しながら開先ルート４に沿つて溶接を行
なう。なお、第２図においてlaはアーク長である。
ノズル５を不図示の回転モータにより溶接条件に適応し
た回転速度で矢印７の方向に回転し、ワイヤ先端のアー
ク６を高速回転しながら開先ルート４に沿つて溶接を行
なう。なお、第２図においてlaはアーク長である。
第３図は第２図に示した電極５を回転軸線方向から見た
図であり、図においてCf,Cr,R,Lは電極ノズル５が回転
しているときのワイヤ６の位置を示し、Cfは溶接方向８
前方の電極５の位置、Ｒは溶接方向８に向つて90度右側
の電極５の位置、Ｌは90度左側の電極５の位置、Crは溶
接方向８に対して後方の電極５の位置を示す。またφは
溶接方向８に対する電極５の回転角を示す。
図であり、図においてCf,Cr,R,Lは電極ノズル５が回転
しているときのワイヤ６の位置を示し、Cfは溶接方向８
前方の電極５の位置、Ｒは溶接方向８に向つて90度右側
の電極５の位置、Ｌは90度左側の電極５の位置、Crは溶
接方向８に対して後方の電極５の位置を示す。またφは
溶接方向８に対する電極５の回転角を示す。
第４図は、開先ルート４上に仮付ビード３がない場合の
回転する電極５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の波形を示し、第５図はアークの位置に
対応して変化する溶接電流Ｉの波形を示す。第４図，第
５図に示すアーク電圧Ｅの波形と溶接電流Ｉの波形は上
下逆転した形状となる。なお、第５図に示した溶接電流
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
るが、第４図に示したアーク電圧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。
回転する電極５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の波形を示し、第５図はアークの位置に
対応して変化する溶接電流Ｉの波形を示す。第４図，第
５図に示すアーク電圧Ｅの波形と溶接電流Ｉの波形は上
下逆転した形状となる。なお、第５図に示した溶接電流
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
るが、第４図に示したアーク電圧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。
電極５を回転しながらアークを回転し隅肉溶接を行な
い、回転するアークが仮付ビード３上に乗り上げた瞬間
には、まず溶接進行方向前方点Cfにおいてアーク長laが
短かくなるため、第４図に示したアーク電圧波形Ｅは第
６図に示すように溶接進行方向前方点Cfで局部的にアー
ク電圧は減少する。したがつてこの電圧波形が前方点Cf
と後方点Crを中心とした一定角度±φｏで作る面積Scf
と面積Scrとの差Scf-Scrが仮付ビードのない場合の値
（基準値）に対してある値よりも小さくなつたとき溶接
アークが仮付ビードの始端上にあると判断する。ここで
一定角度φｏの範囲は90度以下の範囲とする。角度φｏ
の上限を90度としたのは面積Scfと面積Scrの重複をさけ
て精度をあげるためである。
い、回転するアークが仮付ビード３上に乗り上げた瞬間
には、まず溶接進行方向前方点Cfにおいてアーク長laが
短かくなるため、第４図に示したアーク電圧波形Ｅは第
６図に示すように溶接進行方向前方点Cfで局部的にアー
ク電圧は減少する。したがつてこの電圧波形が前方点Cf
と後方点Crを中心とした一定角度±φｏで作る面積Scf
と面積Scrとの差Scf-Scrが仮付ビードのない場合の値
（基準値）に対してある値よりも小さくなつたとき溶接
アークが仮付ビードの始端上にあると判断する。ここで
一定角度φｏの範囲は90度以下の範囲とする。角度φｏ
の上限を90度としたのは面積Scfと面積Scrの重複をさけ
て精度をあげるためである。
次に溶接が進行し、前方点Cf及び後方点Crの両点におい
てアークが仮付ビード３に乗り上げた状態では、アーク
電圧波形は前方点Cfおよび後方点Crにおいて局部的に減
少する。
てアークが仮付ビード３に乗り上げた状態では、アーク
電圧波形は前方点Cfおよび後方点Crにおいて局部的に減
少する。
さらに溶接が進行し、前方点Cfのアークが仮付ビード３
から外れると、アーク電圧波形の前方点Cfにおけるレベ
ルが上昇し、第７図に示すようになり、前方点Cf及び後
方点Crを中心とした一定角度±φｏで作る波形の面積Sc
fと面積Scrの差Scf-Scrは増加する。すなわち、この差S
cf-Scrが仮付ビードのない場合の値（基準値）に対して
ある値よりも大きくなつたときに、アークが仮付ビード
の終端に来たと判断する。
から外れると、アーク電圧波形の前方点Cfにおけるレベ
ルが上昇し、第７図に示すようになり、前方点Cf及び後
方点Crを中心とした一定角度±φｏで作る波形の面積Sc
fと面積Scrの差Scf-Scrは増加する。すなわち、この差S
cf-Scrが仮付ビードのない場合の値（基準値）に対して
ある値よりも大きくなつたときに、アークが仮付ビード
の終端に来たと判断する。
したがつて波形の面積ScfとScrの差を検出し、基準値と
比較することにより仮付ビード３の始端，終端位置を検
出することができる。
比較することにより仮付ビード３の始端，終端位置を検
出することができる。
また、前方点Cfのアークが仮付ビード３に乗り上げた状
態でのScf-Scrと仮付ビードのない場合の値（基準値）
との差は、仮付ビード３の脚長と良い相関関係がある。
したがつて前方点Cfのアークが仮付ビード３に乗り上げ
たときの面積差（Scf-Scr）と基準値との差を求めるこ
とにより仮付ビード３の大きさを検出することができ
る。
態でのScf-Scrと仮付ビードのない場合の値（基準値）
との差は、仮付ビード３の脚長と良い相関関係がある。
したがつて前方点Cfのアークが仮付ビード３に乗り上げ
たときの面積差（Scf-Scr）と基準値との差を求めるこ
とにより仮付ビード３の大きさを検出することができ
る。
上記仮付ビード検出方法を第８図に示した制御回路のブ
ロツク図に基づいて説明する。
ロツク図に基づいて説明する。
まず電圧検出器40でアーク電圧Ｅを検出し、この検出し
たアーク電圧Ｅを切換器41で溶接方向前方点Cf側と後方
点Cr側に分割する。切換器41によるアーク電圧Ｅの分割
のタイミングはスイツチング論理回路42からの指令信号
で行なう。スイツチング論理回路42は回転位置検出器43
で検出した電極５の回転角φと、あらかじめ定めた90度
以下の範囲の一定角度φｏを設定したφｏ設定器44の出
力φｏ例えば45度とを比較演算し、電極５の回転角が溶
接方向前方点Cfを中心に±φｏである区間の波形を切換
器41のｆ側から出力する。同様にして電極５の回転角が
溶接方向後方点Crを中心に±φｏである区間の波形を切
換器41のｒ側から出力する。切換器41のｆ側から出力さ
れた波形は積分器45で積分され、切換器41のｒ側から出
力された波形は積分器46で積分される。ｎ設定器57に
は、これらの積分の処理回数ｎが設定されており、二個
の積分器45,46はスイツチング論理回路42を介して出力
される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ScfおよびScrをそれぞれ記憶器47,48に出
力する。記憶器47,48はｎ回毎に積分器45,46から入力し
た信号ScfおよびScrの記憶保持を繰り返しながら信号Sc
fとScrを差動増幅器49に出力する。差動増幅器49ではこ
の信号の差Scf-Scrを求め、次段の差動増幅器50に出力
する。差動増幅器50では上記差信号Scf-Scrとあらかじ
め基準電圧設定器51に設定してある基準信号So（仮付ビ
ードのない場合のScf-Scrの値）の差ΔＳ＝（Scf-Scr）
‐Soを求め仮付ビード判別回路52に出力する。この差動
増幅器50で出力する信号ΔＳは第５図に示す仮付なしの
場合は零となる。なお、差動増幅器50で基準信号Soとの
差を求めるのは、第４図に示した電圧波形の形状は溶接
速度やトーチ角度によつて異なるので、波形の形状変化
を補正するためである。
たアーク電圧Ｅを切換器41で溶接方向前方点Cf側と後方
点Cr側に分割する。切換器41によるアーク電圧Ｅの分割
のタイミングはスイツチング論理回路42からの指令信号
で行なう。スイツチング論理回路42は回転位置検出器43
で検出した電極５の回転角φと、あらかじめ定めた90度
以下の範囲の一定角度φｏを設定したφｏ設定器44の出
力φｏ例えば45度とを比較演算し、電極５の回転角が溶
接方向前方点Cfを中心に±φｏである区間の波形を切換
器41のｆ側から出力する。同様にして電極５の回転角が
溶接方向後方点Crを中心に±φｏである区間の波形を切
換器41のｒ側から出力する。切換器41のｆ側から出力さ
れた波形は積分器45で積分され、切換器41のｒ側から出
力された波形は積分器46で積分される。ｎ設定器57に
は、これらの積分の処理回数ｎが設定されており、二個
の積分器45,46はスイツチング論理回路42を介して出力
される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ScfおよびScrをそれぞれ記憶器47,48に出
力する。記憶器47,48はｎ回毎に積分器45,46から入力し
た信号ScfおよびScrの記憶保持を繰り返しながら信号Sc
fとScrを差動増幅器49に出力する。差動増幅器49ではこ
の信号の差Scf-Scrを求め、次段の差動増幅器50に出力
する。差動増幅器50では上記差信号Scf-Scrとあらかじ
め基準電圧設定器51に設定してある基準信号So（仮付ビ
ードのない場合のScf-Scrの値）の差ΔＳ＝（Scf-Scr）
‐Soを求め仮付ビード判別回路52に出力する。この差動
増幅器50で出力する信号ΔＳは第５図に示す仮付なしの
場合は零となる。なお、差動増幅器50で基準信号Soとの
差を求めるのは、第４図に示した電圧波形の形状は溶接
速度やトーチ角度によつて異なるので、波形の形状変化
を補正するためである。
仮付ビード判別回路52では上記信号ΔＳと不感帯設定器
53に設定された不感帯のレベル信号S1とを比較し、ΔＳ
＋S1＜０となるとき、およびΔS-S1＞０となるときを判
断し、仮付ビードの存在を検出する。すなわちΔＳ＋S1
＜０のときが仮付ビード始端となり、ΔS-S1＞０のとき
が仮付ビード終端となる。なお不感帯のレベル信号S1を
設定するのはノイズの影響を除去するためである。
53に設定された不感帯のレベル信号S1とを比較し、ΔＳ
＋S1＜０となるとき、およびΔS-S1＞０となるときを判
断し、仮付ビードの存在を検出する。すなわちΔＳ＋S1
＜０のときが仮付ビード始端となり、ΔS-S1＞０のとき
が仮付ビード終端となる。なお不感帯のレベル信号S1を
設定するのはノイズの影響を除去するためである。
この仮付ビード判別回路52により仮付ビードの存在を検
出すると、ならい制御法をかえたり、溶接条件をかえて
仮付ビード上の溶接を行なう。
出すると、ならい制御法をかえたり、溶接条件をかえて
仮付ビード上の溶接を行なう。
一方仮付ビード判別回路52から出力する仮付ビード始端
検出信号は切換器54に入力され、切換器54に入力してい
る差動増幅器50からの信号ΔＳを仮付ビード始端検出直
後に仮付大きさ判別回路59に入力する。仮付大きさ判別
回路59は、この信号ΔＳにより仮付ビードの大きさを判
別し、この判別信号に応じて溶接条件の適応制御を行な
う。
検出信号は切換器54に入力され、切換器54に入力してい
る差動増幅器50からの信号ΔＳを仮付ビード始端検出直
後に仮付大きさ判別回路59に入力する。仮付大きさ判別
回路59は、この信号ΔＳにより仮付ビードの大きさを判
別し、この判別信号に応じて溶接条件の適応制御を行な
う。
なお、上記実施例ではアーク電圧波形を検出して仮付ビ
ードの存在およびその大きさを検出したが、第５図に示
す溶接電流波形を検出しても上記実施例と同様に仮付ビ
ードを検出することができる。
ードの存在およびその大きさを検出したが、第５図に示
す溶接電流波形を検出しても上記実施例と同様に仮付ビ
ードを検出することができる。
さらに上記実施例は隅肉溶接について説明したが、突合
溶接，狭開先溶接にも同様に適用することができる。
溶接，狭開先溶接にも同様に適用することができる。
この発明は以上説明したように、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仮付ビードの存
在およびその大きさを検出することができるから、非接
触かつリアルタイムで溶接線上の仮付ビードを検出する
ことができ最適制御を行なうことができる効果を有す
る。
波形または溶接電流波形の変動に基いて仮付ビードの存
在およびその大きさを検出することができるから、非接
触かつリアルタイムで溶接線上の仮付ビードを検出する
ことができ最適制御を行なうことができる効果を有す
る。
第１図はこの発明の実施例により溶接する隅肉溶接継手
の斜視図、第２図はこの発明の実施例の溶接部側面図、
第３図は上記実施例のワイヤ位置を示した説明図、第４
図はアーク電圧波形図、第５図は溶接電流波形図、第６
図は回転アークが仮付ビードに乗り上げたときのアーク
電圧波形図、第７図は回転アークが仮付ビードから外れ
るときのアーク電圧波形図、第８図は制御回路のブロツ
ク図である。 １……下板、２……立板、３……仮付ビード、４……開
先のルート、５……電極ノズル、６……ワイヤ。
の斜視図、第２図はこの発明の実施例の溶接部側面図、
第３図は上記実施例のワイヤ位置を示した説明図、第４
図はアーク電圧波形図、第５図は溶接電流波形図、第６
図は回転アークが仮付ビードに乗り上げたときのアーク
電圧波形図、第７図は回転アークが仮付ビードから外れ
るときのアーク電圧波形図、第８図は制御回路のブロツ
ク図である。 １……下板、２……立板、３……仮付ビード、４……開
先のルート、５……電極ノズル、６……ワイヤ。
Claims (1)
- 【請求項１】電極を回転することによりアークを高速回
転しながら行なう高速回転アーク溶接において、 イ上記回転する電極のアーク電圧波形又は溶接電流波形
を検出し、 ロ上記アーク電圧波形又は溶接電流波形を溶接進行方向
前方点Cf及び溶接進行方向後方点Crを中心にそれぞれ±
90度以下の範囲で一定角度±φｏで分割し ハ上記前方点Cf側に一定角度±φｏで分割したアーク電
圧波形又は溶接電流波形の作る面積Scfと、上記後方点C
r側に一定角度±φｏで分割したアーク電圧波形又は溶
接電流波形の作る面積Scrを演算し、 ニ上記面積の差Scf-Scrを演算し、この面積の差があら
かじめ定めた基準値に対してある値以上の差を生じたと
き溶接アークが仮付ビード上にあると判断することを特
徴とする仮付ビードの検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22624586A JPH0671664B2 (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | 仮付ビ−ドの検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22624586A JPH0671664B2 (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | 仮付ビ−ドの検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6384770A JPS6384770A (ja) | 1988-04-15 |
| JPH0671664B2 true JPH0671664B2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=16842168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22624586A Expired - Lifetime JPH0671664B2 (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | 仮付ビ−ドの検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0671664B2 (ja) |
-
1986
- 1986-09-26 JP JP22624586A patent/JPH0671664B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6384770A (ja) | 1988-04-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |