JPH0740047A - 自動溶接方法及び自動溶接装置 - Google Patents
自動溶接方法及び自動溶接装置Info
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- JPH0740047A JPH0740047A JP18411893A JP18411893A JPH0740047A JP H0740047 A JPH0740047 A JP H0740047A JP 18411893 A JP18411893 A JP 18411893A JP 18411893 A JP18411893 A JP 18411893A JP H0740047 A JPH0740047 A JP H0740047A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 自走式台車の舵を自動的に滑らかに制御する
ことにより自動溶接範囲を拡大向上させた自動溶接方法
及び装置を提供する。 【構成】 溶接トーチの移動方向に直交する面内におい
て溶接トーチを一定周期で揺動させて溶接電流の周波数
成分のうち溶接トーチの揺動周期と同一の周波数成分を
検出し、該周波数成分が小さくなるように前輪及び後輪
の舵を制御するようにした自動溶接方法及び自動溶接装
置。
ことにより自動溶接範囲を拡大向上させた自動溶接方法
及び装置を提供する。 【構成】 溶接トーチの移動方向に直交する面内におい
て溶接トーチを一定周期で揺動させて溶接電流の周波数
成分のうち溶接トーチの揺動周期と同一の周波数成分を
検出し、該周波数成分が小さくなるように前輪及び後輪
の舵を制御するようにした自動溶接方法及び自動溶接装
置。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は溶接トーチを溶接線に沿
って自動的に移動して溶接する自動溶接方法及び自動溶
接装置に関し、特に自走式台車の舵を自動的に滑らかに
制御することにより自動溶接範囲を向上させた自動溶接
方法及び自動溶接装置に関する。
って自動的に移動して溶接する自動溶接方法及び自動溶
接装置に関し、特に自走式台車の舵を自動的に滑らかに
制御することにより自動溶接範囲を向上させた自動溶接
方法及び自動溶接装置に関する。
【0002】
【従来の技術】本願出願人は先に操舵輪及び駆動輪を含
む複数の車輪で支持され自在に走行可能な走行台車上に
溶接トーチを溶接線と直交する縦方向(上下方向)に移
動する縦方向移動装置と溶接トーチを溶接線と直交する
横方向(左右方向)に移動する横方向移動装置とを設け
ると共に操舵輪を操作して前記走行台車の進行方向を変
更し、溶接トーチの移動方向を溶接線に接近または離間
する方向に修正する方向修正装置と前記横移動装置によ
る溶接トーチの位置調整の限界を検知して方向修正装置
を作動させる限界検知装置とを備えてなる自動溶接装置
を提案した。
む複数の車輪で支持され自在に走行可能な走行台車上に
溶接トーチを溶接線と直交する縦方向(上下方向)に移
動する縦方向移動装置と溶接トーチを溶接線と直交する
横方向(左右方向)に移動する横方向移動装置とを設け
ると共に操舵輪を操作して前記走行台車の進行方向を変
更し、溶接トーチの移動方向を溶接線に接近または離間
する方向に修正する方向修正装置と前記横移動装置によ
る溶接トーチの位置調整の限界を検知して方向修正装置
を作動させる限界検知装置とを備えてなる自動溶接装置
を提案した。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】然るに上記のような先
願の自動溶接装置では溶接トーチの横移動調整の限界点
に達しない限り方向修正装置は作動しない機構からなる
ため、溶接トーチの時々刻々の移動量に応じて走行台車
の進行方向を修正することができないため湾曲度の大き
いあるいは複雑な形状の溶接線の溶接には未だ不充分で
あり、溶接トーチの時々刻刻の変化に対応して自在に車
輪の舵を修正できるようにさらに改良することが望まれ
ていた。
願の自動溶接装置では溶接トーチの横移動調整の限界点
に達しない限り方向修正装置は作動しない機構からなる
ため、溶接トーチの時々刻々の移動量に応じて走行台車
の進行方向を修正することができないため湾曲度の大き
いあるいは複雑な形状の溶接線の溶接には未だ不充分で
あり、溶接トーチの時々刻刻の変化に対応して自在に車
輪の舵を修正できるようにさらに改良することが望まれ
ていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は前記の問題点を
改善した自動溶接方法及び自動溶接装置を提供しようと
するもので、その要旨は溶接部に沿って自動的に溶接ト
ーチを移動させて溶接を行なう自走式自動溶接方法にお
いて、溶接トーチを溶接線に直交する縦方向(上下方
向)に移動し得る縦方向移動装置と溶接トーチを溶接線
に直交する横方向に移動し得る横方向移動装置を具備し
た自動溶接装置を用いて溶接線方向に直交する面内にお
いて溶接トーチを一定周期で揺動させ、溶接電流の周波
数成分のうち溶接トーチの揺動周期と同一の周波数成分
及びその2倍周波数成分を検出すると共に1揺動期間中
の平均溶接電流値を検出し、検出した上記揺動周期と同
一の周波数成分が小さくなる方向に溶接トーチを横方向
移動させると共に走行台車の前輪及び後輪の舵を制御
し、上記のように検出した2倍周波数成分及び上記1揺
動期間中の平均溶接電流とそれらの初期値からの変化分
が小さくなる方向に溶接トーチを縦方向移動させること
を特徴とする自動溶接方法及び、溶接部に沿って自動的
に溶接トーチを移動させて溶接を行なう自動溶接装置に
おいて、溶接トーチを溶接線に直交する縦方向(上下方
向)に移動する縦移動装置と溶接トーチを溶接線に直交
する横方向(左右方向)に移動する横移動装置とを前輪
及び後輪を含む複数の車輪で支持され自在に走行可能な
走行台車上に設けてなり、溶接トーチの横移動装置の移
動量を減少させる方向に自動的に前輪及び後輪の舵を制
御する制御機構を設けたことを特徴とする自動溶接装置
にある。
改善した自動溶接方法及び自動溶接装置を提供しようと
するもので、その要旨は溶接部に沿って自動的に溶接ト
ーチを移動させて溶接を行なう自走式自動溶接方法にお
いて、溶接トーチを溶接線に直交する縦方向(上下方
向)に移動し得る縦方向移動装置と溶接トーチを溶接線
に直交する横方向に移動し得る横方向移動装置を具備し
た自動溶接装置を用いて溶接線方向に直交する面内にお
いて溶接トーチを一定周期で揺動させ、溶接電流の周波
数成分のうち溶接トーチの揺動周期と同一の周波数成分
及びその2倍周波数成分を検出すると共に1揺動期間中
の平均溶接電流値を検出し、検出した上記揺動周期と同
一の周波数成分が小さくなる方向に溶接トーチを横方向
移動させると共に走行台車の前輪及び後輪の舵を制御
し、上記のように検出した2倍周波数成分及び上記1揺
動期間中の平均溶接電流とそれらの初期値からの変化分
が小さくなる方向に溶接トーチを縦方向移動させること
を特徴とする自動溶接方法及び、溶接部に沿って自動的
に溶接トーチを移動させて溶接を行なう自動溶接装置に
おいて、溶接トーチを溶接線に直交する縦方向(上下方
向)に移動する縦移動装置と溶接トーチを溶接線に直交
する横方向(左右方向)に移動する横移動装置とを前輪
及び後輪を含む複数の車輪で支持され自在に走行可能な
走行台車上に設けてなり、溶接トーチの横移動装置の移
動量を減少させる方向に自動的に前輪及び後輪の舵を制
御する制御機構を設けたことを特徴とする自動溶接装置
にある。
【0005】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
【0006】図1は本発明の一例を示す斜視図であり、
第2図は本発明の実施例の要部である車輪と方向修正装
置との関連を示す斜視図であり、図3は本発明の自動溶
接装置の揺動装置の部分斜視図である。
第2図は本発明の実施例の要部である車輪と方向修正装
置との関連を示す斜視図であり、図3は本発明の自動溶
接装置の揺動装置の部分斜視図である。
【0007】本発明の自動溶接装置1はワイヤ送給装置
(図示せず)により送給される溶接ワイヤ2と被溶接材
Wとの間に溶接電源(図示せず)により電圧を印加して
アーク溶接するもので溶接トーチ3を溶接線Lに沿って
かつ上下間隔を一定に保持しながら自動的に移動して溶
接するようになっている。
(図示せず)により送給される溶接ワイヤ2と被溶接材
Wとの間に溶接電源(図示せず)により電圧を印加して
アーク溶接するもので溶接トーチ3を溶接線Lに沿って
かつ上下間隔を一定に保持しながら自動的に移動して溶
接するようになっている。
【0008】図1に示すように溶接トーチ3は揺動装置
4に取付けられており、揺動装置4により溶接線Lに直
交する面内を揺動するようになっている。
4に取付けられており、揺動装置4により溶接線Lに直
交する面内を揺動するようになっている。
【0009】揺動装置4は図3に示すように揺動レバー
5の下部側に設けられたトーチ保持板6に溶接トーチ3
をクランプ7で取付けるようになっている。揺動レバー
5は下部側が揺動装置本体8に枢着され、上部側に形成
された長溝9に揺動用駆動機構10の出力軸11に偏心
して取付けられたローラ12が係合され、揺動用駆動機
構10を作動することにより所定周期で揺動する。そし
て揺動装置本体8が水平サポート13により縦方向移動
装置14の上下スプライドプレート15に支持されてお
り、揺動装置4は上下スプライドプレート15と一体に
移動する。縦方向移動装置14は上下スプライドプレー
ト15が垂直サポート16に設けられた上下リニヤベア
リング17に上下動可能に案内支持され、縦移動用駆動
装置18に駆動連結されている。
5の下部側に設けられたトーチ保持板6に溶接トーチ3
をクランプ7で取付けるようになっている。揺動レバー
5は下部側が揺動装置本体8に枢着され、上部側に形成
された長溝9に揺動用駆動機構10の出力軸11に偏心
して取付けられたローラ12が係合され、揺動用駆動機
構10を作動することにより所定周期で揺動する。そし
て揺動装置本体8が水平サポート13により縦方向移動
装置14の上下スプライドプレート15に支持されてお
り、揺動装置4は上下スプライドプレート15と一体に
移動する。縦方向移動装置14は上下スプライドプレー
ト15が垂直サポート16に設けられた上下リニヤベア
リング17に上下動可能に案内支持され、縦移動用駆動
装置18に駆動連結されている。
【0010】該縦移動用駆動装置18は、溶接トーチ3
を一定周期で揺動させて溶接電流の周波数成分のうち溶
接トーチ3の揺動周期の2倍周波数成分及び1揺動期間
中の平均溶接電流値を検出し、溶接トーチ3と溶接線L
との上下間隔を検知し、これに基づいて縦移動モータ3
0aの駆動信号を出力し、上記間隔が一定となるように
上下スプライドプレート15を所定量移動制御するよう
になっており、垂直サポート16が横方向移動装置19
の横スライドプレート20に立設されており、縦方向移
動装置14は横スライドプレート20と一体的に移動す
るようになっている。横方向移動装置19は、横スライ
ドプレート20が走行台車22上に設置された横リニヤ
ベアリング23により左右方向に移動可能に案内支持さ
れ、横移動用駆動装置24に駆動連結されている。該横
移動用駆動装置24は、溶接トーチ3を一定周期で揺動
させて溶接電流の周波数成分のうち溶接トーチ3の揺動
周期と同一の周波数成分を検出し、溶接線Lに対する溶
接トーチ3の横方向の位置ずれを検知し、これに基づい
て横移動モータ30bの駆動信号を出力し、溶接トーチ
3をその揺動中心が溶接線Lの中心の直上に位置するよ
う横スライドプレート20を所定量移動制御する。
を一定周期で揺動させて溶接電流の周波数成分のうち溶
接トーチ3の揺動周期の2倍周波数成分及び1揺動期間
中の平均溶接電流値を検出し、溶接トーチ3と溶接線L
との上下間隔を検知し、これに基づいて縦移動モータ3
0aの駆動信号を出力し、上記間隔が一定となるように
上下スプライドプレート15を所定量移動制御するよう
になっており、垂直サポート16が横方向移動装置19
の横スライドプレート20に立設されており、縦方向移
動装置14は横スライドプレート20と一体的に移動す
るようになっている。横方向移動装置19は、横スライ
ドプレート20が走行台車22上に設置された横リニヤ
ベアリング23により左右方向に移動可能に案内支持さ
れ、横移動用駆動装置24に駆動連結されている。該横
移動用駆動装置24は、溶接トーチ3を一定周期で揺動
させて溶接電流の周波数成分のうち溶接トーチ3の揺動
周期と同一の周波数成分を検出し、溶接線Lに対する溶
接トーチ3の横方向の位置ずれを検知し、これに基づい
て横移動モータ30bの駆動信号を出力し、溶接トーチ
3をその揺動中心が溶接線Lの中心の直上に位置するよ
う横スライドプレート20を所定量移動制御する。
【0011】走行台車22は前方を左右一対の前輪27
で支持され、後方を左右一対の後輪28で支持され各車
輪27,28の車軸29,30をそれぞれ走行モータ4
0で駆動することにより自在に走行する。
で支持され、後方を左右一対の後輪28で支持され各車
輪27,28の車軸29,30をそれぞれ走行モータ4
0で駆動することにより自在に走行する。
【0012】前輪27は図4〜図6に示すように車軸2
9の両端部にクロスピン33で取付けられている。
9の両端部にクロスピン33で取付けられている。
【0013】前輪27の車軸29の各端部は二股状に形
成されており、この二股状の端部にクロスピン33の一
方の両端が滑動可能に差し込まれ、クロスピン33の他
方の両端に前輪27が滑動可能に差し込まれている。
成されており、この二股状の端部にクロスピン33の一
方の両端が滑動可能に差し込まれ、クロスピン33の他
方の両端に前輪27が滑動可能に差し込まれている。
【0014】これにより、前輪27はクロスピン33の
中心まわりに回転し、向きが可変となり、前輪27には
方向修正装置25が駆動連結されている。
中心まわりに回転し、向きが可変となり、前輪27には
方向修正装置25が駆動連結されている。
【0015】方向修正装置25は、各前輪27の側部に
プーリ34を一体的に取付け、この各プーリ34に操作
レバー35の一端を滑動可能に係合し、各操作レバー3
5の他端に形成された長溝36にラック付レバー37を
滑動可能にピン結合し、ラック付レバー37にピニヨン
38を結合して回転することによりラック付レバー37
を右方または左方に直線的に移動し、各操作レバー35
の一端とクロスピン33の中心を支点として前輪27を
揺動させる。各操作レバー35が揺動することにより各
前輪27をクロスピン33の中心のまわりに回転して向
きを調整し、これにより、走行台車22の進行方向を変
更し、溶接トーチ3の移動方向を修正するようになって
いる。
プーリ34を一体的に取付け、この各プーリ34に操作
レバー35の一端を滑動可能に係合し、各操作レバー3
5の他端に形成された長溝36にラック付レバー37を
滑動可能にピン結合し、ラック付レバー37にピニヨン
38を結合して回転することによりラック付レバー37
を右方または左方に直線的に移動し、各操作レバー35
の一端とクロスピン33の中心を支点として前輪27を
揺動させる。各操作レバー35が揺動することにより各
前輪27をクロスピン33の中心のまわりに回転して向
きを調整し、これにより、走行台車22の進行方向を変
更し、溶接トーチ3の移動方向を修正するようになって
いる。
【0016】方向修正用駆動機構39は溶接トーチ3を
一定周期で揺動させて溶接電流の周波数成分のうち溶接
トーチの揺動周期と同一の周波数成分が検出される都度
横移動装置19の作動と共に作動し、ピニヨン38を右
または左に所定量回転し各前輪27を所定の向きに調整
する。本発明では同様の機構を図2に示すように後輪2
8にも設けてあり、かくして前輪27と後輪28の両方
の向きを同時に調整できる。
一定周期で揺動させて溶接電流の周波数成分のうち溶接
トーチの揺動周期と同一の周波数成分が検出される都度
横移動装置19の作動と共に作動し、ピニヨン38を右
または左に所定量回転し各前輪27を所定の向きに調整
する。本発明では同様の機構を図2に示すように後輪2
8にも設けてあり、かくして前輪27と後輪28の両方
の向きを同時に調整できる。
【0017】次に、本発明の方法で検出される溶接トー
チの揺動周期と同一の周波数成分を溶接トーチ3の位置
ずれの大きさ及び方向との関係について説明する。
チの揺動周期と同一の周波数成分を溶接トーチ3の位置
ずれの大きさ及び方向との関係について説明する。
【0018】溶接トーチ3の位置ずれの大きさは溶接電
流の周波数成分のうち溶接トーチ3の揺動周期と同一の
周波数成分の大きさに対応し、方向は溶接電流の周波数
成分の位相の正逆関係によって決定できる。すなわち、
溶接電流は溶接ワイヤ2先端と被溶接材Wとの距離に対
応しており、溶接ワイヤ2先端と被溶接材Wとの距離が
小さいほど電流が増大する。例えば図7aに示すように
溶接トーチ3が溶接部から大きく位置ずれすると左側の
斜面Mはほとんど影響を与えず、右側の斜面Nのみとの
関係で溶接電流が決定される。したがって、1揺動周期
中に溶接トーチ3は斜面Nに1回最も接近し、また1回
最も遠ざかり、これに応じて1回だけ最大電流が得ら
れ、また1回だけ最小電流が流れる。このため溶接電流
は図7bに示すように変化する。この溶接電流の周期は
揺動周期と一致している。したがって溶接電流の溶接ト
ーチ3の揺動周波数と同一の周波数成分の大きさ(振
幅)は大きくなっている。
流の周波数成分のうち溶接トーチ3の揺動周期と同一の
周波数成分の大きさに対応し、方向は溶接電流の周波数
成分の位相の正逆関係によって決定できる。すなわち、
溶接電流は溶接ワイヤ2先端と被溶接材Wとの距離に対
応しており、溶接ワイヤ2先端と被溶接材Wとの距離が
小さいほど電流が増大する。例えば図7aに示すように
溶接トーチ3が溶接部から大きく位置ずれすると左側の
斜面Mはほとんど影響を与えず、右側の斜面Nのみとの
関係で溶接電流が決定される。したがって、1揺動周期
中に溶接トーチ3は斜面Nに1回最も接近し、また1回
最も遠ざかり、これに応じて1回だけ最大電流が得ら
れ、また1回だけ最小電流が流れる。このため溶接電流
は図7bに示すように変化する。この溶接電流の周期は
揺動周期と一致している。したがって溶接電流の溶接ト
ーチ3の揺動周波数と同一の周波数成分の大きさ(振
幅)は大きくなっている。
【0019】一方図8aに示すように溶接トーチ3の位
置ずれが比較的小さい場合には、斜面M側に揺動したと
きにもこれの影響を受ける。しかし斜面Mの影響の度合
いは、斜面Nの影響の度合いよりも小さい。したがって
図8bに示すように溶接電流は1揺動周期中に大小2つ
の山を生ずることになる。
置ずれが比較的小さい場合には、斜面M側に揺動したと
きにもこれの影響を受ける。しかし斜面Mの影響の度合
いは、斜面Nの影響の度合いよりも小さい。したがって
図8bに示すように溶接電流は1揺動周期中に大小2つ
の山を生ずることになる。
【0020】すなわち、溶接トーチ3の揺動周期と同一
の周波数成分とこれ以外の成分とを合成した電流波形が
得られる。このため、溶接トーチの揺動周期と同一の周
波数成分の度合いは相対的に小さくなっている。
の周波数成分とこれ以外の成分とを合成した電流波形が
得られる。このため、溶接トーチの揺動周期と同一の周
波数成分の度合いは相対的に小さくなっている。
【0021】さらに図9aに示すように、溶接トーチ3
のずれが全くない状態になると、1回の揺動ごとに斜面
Mと斜面Nとが同等の影響を与え、揺動周期と同一の周
波数成分は存在しないことになる。このように図7から
図9の状態に変化するにしたがって揺動周期と同一の周
波数成分が減少していく(換言すれば1回の揺動につい
て電流変化が1回発生する度合いが減少していく)。し
たがって、上述のように溶接電流の溶接トーチ3の揺動
周波数と同一の周波数成分の大きさ(振幅)は溶接トー
チ3の溶接部からの位置ずれの大きさに応じて増大して
いくことになる。
のずれが全くない状態になると、1回の揺動ごとに斜面
Mと斜面Nとが同等の影響を与え、揺動周期と同一の周
波数成分は存在しないことになる。このように図7から
図9の状態に変化するにしたがって揺動周期と同一の周
波数成分が減少していく(換言すれば1回の揺動につい
て電流変化が1回発生する度合いが減少していく)。し
たがって、上述のように溶接電流の溶接トーチ3の揺動
周波数と同一の周波数成分の大きさ(振幅)は溶接トー
チ3の溶接部からの位置ずれの大きさに応じて増大して
いくことになる。
【0022】また、溶接トーチ3のずれの方向によって
位相の正逆関係が相違することは図10a及びbと図1
1a及びbとを比較すれば明らかである。すなわちM面
とN面との影響度合いは溶接トーチ3のずれの方向によ
って全く逆となる。
位相の正逆関係が相違することは図10a及びbと図1
1a及びbとを比較すれば明らかである。すなわちM面
とN面との影響度合いは溶接トーチ3のずれの方向によ
って全く逆となる。
【0023】なお、同一のトーチ揺動に対して電流波形
の位相関係は正逆の関係(同位相または逆位相の関係す
なわち180度の位相差を持つ関係)になり、このため
に、電流の周波数成分のうちトーチ揺動周期と同一の周
波数成分の位相関係も正逆の関係になる。
の位相関係は正逆の関係(同位相または逆位相の関係す
なわち180度の位相差を持つ関係)になり、このため
に、電流の周波数成分のうちトーチ揺動周期と同一の周
波数成分の位相関係も正逆の関係になる。
【0024】以上のようにして溶接電流の周波数成分の
うち溶接トーチ3の揺動周期と同一の周波数成分の大き
さと位相の正逆関係とから溶接トーチ3の位置ずれの度
合いと方向とを求めた後、ずれの度合いに応じた量だけ
逆方向に溶接トーチ3を移動させることによって溶接ト
ーチ3の位置は溶接部の真上に接近するので、この操作
を繰り返して行なうことにより溶接トーチ3を溶接部の
真上に移動させ保持することが可能となると共に操舵モ
ータ20aへの駆動信号を出力し、前記揺動周期と同一
の周波数成分が小さくなるように方向修正用駆動機構3
9を駆動させ、ラック付レバー37をピニオン38で移
動せしめ方向修正装置25を作動させ、前輪27の向き
を変更することができる。同様に後輪28の向きも変更
することが可能である。
うち溶接トーチ3の揺動周期と同一の周波数成分の大き
さと位相の正逆関係とから溶接トーチ3の位置ずれの度
合いと方向とを求めた後、ずれの度合いに応じた量だけ
逆方向に溶接トーチ3を移動させることによって溶接ト
ーチ3の位置は溶接部の真上に接近するので、この操作
を繰り返して行なうことにより溶接トーチ3を溶接部の
真上に移動させ保持することが可能となると共に操舵モ
ータ20aへの駆動信号を出力し、前記揺動周期と同一
の周波数成分が小さくなるように方向修正用駆動機構3
9を駆動させ、ラック付レバー37をピニオン38で移
動せしめ方向修正装置25を作動させ、前輪27の向き
を変更することができる。同様に後輪28の向きも変更
することが可能である。
【0025】次に、本発明において検出される溶接電流
の周波数成分のうち2倍周波数成分及び1揺動期間中の
平均溶接電流値について説明する。
の周波数成分のうち2倍周波数成分及び1揺動期間中の
平均溶接電流値について説明する。
【0026】上記2倍周波数成分及び1揺動期間中の平
均溶接電流値は共に溶接トーチ3と溶接部との揺動中心
線軸方向(上下方向)の距離の大きさに応じて変化す
る。
均溶接電流値は共に溶接トーチ3と溶接部との揺動中心
線軸方向(上下方向)の距離の大きさに応じて変化す
る。
【0027】このことは次の説明で明らかである。
【0028】前述のように溶接電流は溶接ワイヤ2先端
と溶接部との距離に対応し溶接トーチ3の位置ずれがな
い状態(図9aの状態)においては、図9bのように1
揺動周期中に2つの山を生じ、これは2倍の揺動周波数
での周期に等しいので、山と谷の差の大きさ、すなわち
1揺動周期中の電流変化の大きさIb−Ia(またはI
c−Ia)は溶接電流の2倍周波数成分に対応する。
と溶接部との距離に対応し溶接トーチ3の位置ずれがな
い状態(図9aの状態)においては、図9bのように1
揺動周期中に2つの山を生じ、これは2倍の揺動周波数
での周期に等しいので、山と谷の差の大きさ、すなわち
1揺動周期中の電流変化の大きさIb−Ia(またはI
c−Ia)は溶接電流の2倍周波数成分に対応する。
【0029】なお、2倍周波数成分は溶接トーチ3の揺
動によってもたらされる電流変化のみに対応し、電流の
平均値には無関係である。
動によってもたらされる電流変化のみに対応し、電流の
平均値には無関係である。
【0030】いま溶接トーチ3が、図12aのように揺
動中心線軸方向のある初期位置に位置し、図12bのよ
うに電流波形を示しているものとすると、電流の平均値
はIm0であり、1揺動周期中の電流変化の大きさはI
b0−Ia0である。溶接中に溶接トーチ3が図13a
のように揺動中心線軸方向に沿って溶接部に近付く方向
にずれた場合(すなわち、上下方向位置Yが図12aの
Y0から図13aのY1に減少したとき)、電流の平均
値が図12bのIm0から図13のIm1に増加し、さ
らに1揺動周期中の電流変化の大きさもIb0−Ia0
からIb1−Ia1に増加する。
動中心線軸方向のある初期位置に位置し、図12bのよ
うに電流波形を示しているものとすると、電流の平均値
はIm0であり、1揺動周期中の電流変化の大きさはI
b0−Ia0である。溶接中に溶接トーチ3が図13a
のように揺動中心線軸方向に沿って溶接部に近付く方向
にずれた場合(すなわち、上下方向位置Yが図12aの
Y0から図13aのY1に減少したとき)、電流の平均
値が図12bのIm0から図13のIm1に増加し、さ
らに1揺動周期中の電流変化の大きさもIb0−Ia0
からIb1−Ia1に増加する。
【0031】逆に溶接トーチ3が溶接部から遠ざかる方
向にずれた場合上記説明とは反対に、電流の平均値は減
少し、さらに1揺動周期中の電流変化の大きさも減少す
る。これは次の理由による。
向にずれた場合上記説明とは反対に、電流の平均値は減
少し、さらに1揺動周期中の電流変化の大きさも減少す
る。これは次の理由による。
【0032】溶接電流は溶接ワイヤ先端と被溶接材Wと
の距離が近いほど大きくなるので、溶接トーチ3が溶接
部に近付くほど平均電流も大きくなる。また、同一の振
幅で溶接トーチ3を揺動させた場合、溶接トーチ3が溶
接部に近いほどワイヤ先端と被溶接材Wとの最接近距離
(揺動位置cまたはbでの斜面MまたはNへの距離)と
最離反距離(揺動位置aでの斜面MまたはNへの距離)
の差異が大きくなるので、電流変化の度合いも大きくな
る。
の距離が近いほど大きくなるので、溶接トーチ3が溶接
部に近付くほど平均電流も大きくなる。また、同一の振
幅で溶接トーチ3を揺動させた場合、溶接トーチ3が溶
接部に近いほどワイヤ先端と被溶接材Wとの最接近距離
(揺動位置cまたはbでの斜面MまたはNへの距離)と
最離反距離(揺動位置aでの斜面MまたはNへの距離)
の差異が大きくなるので、電流変化の度合いも大きくな
る。
【0033】以上説明したように溶接電流の2倍周波数
成分及び平均溶接電流は溶接トーチ3の上下方向位置Y
によって変化するので、2倍周波数成分及び平均溶接電
流をそれぞれ初期値(適正条件下で溶接開始した直後の
それぞれの値)からの変化分(増減)が小さくなるよう
に溶接トーチ3を揺動中心線軸方向(上下方向)に移動
すれば、溶接トーチ3の揺動中心軸方向の位置を一定に
保つことができる。
成分及び平均溶接電流は溶接トーチ3の上下方向位置Y
によって変化するので、2倍周波数成分及び平均溶接電
流をそれぞれ初期値(適正条件下で溶接開始した直後の
それぞれの値)からの変化分(増減)が小さくなるよう
に溶接トーチ3を揺動中心線軸方向(上下方向)に移動
すれば、溶接トーチ3の揺動中心軸方向の位置を一定に
保つことができる。
【0034】次に本発明の制御装置を図14に基づいて
説明する。
説明する。
【0035】図14は本発明の制御装置50の構成を示
す図である。
す図である。
【0036】溶接用電源がONされ、マイクロコンピュ
ータ51により溶接開始信号52が溶接電源64に伝達
されると溶接電源64より溶接ワイヤ送給装置62へ溶
接ワイヤ送給開始信号63が送られ、溶接ワイヤ2の送
給が開始され、同時に溶接電流検出器70で検出された
溶接電流は溶接電流信号71としてADコンバーター7
2へ送られ、変換された電流信号(デジタル)が73マ
イクロコンピュータ51へ送られ、該マイクロコンピュ
ータ51に内蔵されたメモリに記憶される。一方揺動位
置検出器40bからの揺動信号41bはADコンバータ
42bを通り、揺動信号(デジタル)43bとしてマイ
クロコンピュータ52に入力される。ここで揺動位置検
出器40bは1揺動周期につき1回出力するパルス状の
信号を検出するものである。該マイクロコンピュータ5
1は走行モータ駆動装置42、操舵モータ駆動装置22
a,22b、縦移動モータ駆動装置32a、横移動モー
タ駆動装置32b、揺動モータ駆動装置42aへそれぞ
れ駆動指令を与え、各駆動装置からの駆動信号に基づ
き、走行モータ40、操舵モータ20a,20b、縦移
動モータ30a、横移動モータ30b及び揺動モータ4
0aを駆動させる。
ータ51により溶接開始信号52が溶接電源64に伝達
されると溶接電源64より溶接ワイヤ送給装置62へ溶
接ワイヤ送給開始信号63が送られ、溶接ワイヤ2の送
給が開始され、同時に溶接電流検出器70で検出された
溶接電流は溶接電流信号71としてADコンバーター7
2へ送られ、変換された電流信号(デジタル)が73マ
イクロコンピュータ51へ送られ、該マイクロコンピュ
ータ51に内蔵されたメモリに記憶される。一方揺動位
置検出器40bからの揺動信号41bはADコンバータ
42bを通り、揺動信号(デジタル)43bとしてマイ
クロコンピュータ52に入力される。ここで揺動位置検
出器40bは1揺動周期につき1回出力するパルス状の
信号を検出するものである。該マイクロコンピュータ5
1は走行モータ駆動装置42、操舵モータ駆動装置22
a,22b、縦移動モータ駆動装置32a、横移動モー
タ駆動装置32b、揺動モータ駆動装置42aへそれぞ
れ駆動指令を与え、各駆動装置からの駆動信号に基づ
き、走行モータ40、操舵モータ20a,20b、縦移
動モータ30a、横移動モータ30b及び揺動モータ4
0aを駆動させる。
【0037】次に図15のフローチャートにより本発明
の自動溶接装置の制御方法を説明する。
の自動溶接装置の制御方法を説明する。
【0038】電源スイッチがONされ、スタートすると
走行台車22は走行を開始し(ステップ101)、溶接
トーチ3は揺動を開始する(ステップ102)。
走行台車22は走行を開始し(ステップ101)、溶接
トーチ3は揺動を開始する(ステップ102)。
【0039】次いでマイクロコンピュータ51のメモリ
内に溶接電流記憶場所の設定が行なわれる(ステップ1
03)。溶接トーチ3が揺動原点の位置にあるか否かが
チェックされ(ステップ104)、溶接トーチが揺動原
点にある場合は第1のメモリへの割込みが可能であり、
溶接電流が入力され(ステップ105,ステップ12
8)、溶接電流が記憶される(ステップ129)。外部
からの停止信号があると(ステップ106)割込みは不
可となり(ステップ123)溶接電流のメモリへの入力
は行なわれず、走行台車22の走行は停止し(ステップ
124)、かつ溶接トーチ3の揺動も停止し(ステップ
125)溶接作業は終了となる(ステップ126)。停
止信号がない場合は溶接トーチ3が揺動原点の位置にあ
るか否かのチェックが行なわれ(ステップ107)、溶
接トーチ3が揺動原点にある場合は割込みが不可とな
り、メモリへの入力は許されない(ステップ108)。
第2のメモリ内に溶接電流記憶場所が設定されると(ス
テップ109)、割込みが可能となり第2のメモリ内に
新たな溶接電流が記憶される(ステップ110,ステッ
プ129)。次いで先の第1のメモリ内の溶接電流記憶
場所の読出しが行なわれ(ステップ111)、周波数成
分、2倍周波数成分及び平均溶接電流の計算が行なわれ
(ステップ112〜114)、次いで横方向のずれの計
算が行なわれ(ステップ115)、走行台車22の方向
修正量である舵を切る量が計算され(ステップ116及
び117)、次いで縦方向のずれ量が計算され(ステッ
プ118)、横移動モータ30bへ駆動信号を出力し、
横方向移動装置19を横方向へ移動させ(ステップ11
9)、前輪27及び後輪28の操舵モータ20a,20
bへ駆動信号を出力し、方向修正装置25を作動させる
(ステップ120,121)。次いで縦移動モータ30
aへ駆動信号を出力し縦方向移動装置14を移動させる
(ステップ122)。このようにして溶接トーチ3の位
置及び走行台車22の方向が適切に調整される。
内に溶接電流記憶場所の設定が行なわれる(ステップ1
03)。溶接トーチ3が揺動原点の位置にあるか否かが
チェックされ(ステップ104)、溶接トーチが揺動原
点にある場合は第1のメモリへの割込みが可能であり、
溶接電流が入力され(ステップ105,ステップ12
8)、溶接電流が記憶される(ステップ129)。外部
からの停止信号があると(ステップ106)割込みは不
可となり(ステップ123)溶接電流のメモリへの入力
は行なわれず、走行台車22の走行は停止し(ステップ
124)、かつ溶接トーチ3の揺動も停止し(ステップ
125)溶接作業は終了となる(ステップ126)。停
止信号がない場合は溶接トーチ3が揺動原点の位置にあ
るか否かのチェックが行なわれ(ステップ107)、溶
接トーチ3が揺動原点にある場合は割込みが不可とな
り、メモリへの入力は許されない(ステップ108)。
第2のメモリ内に溶接電流記憶場所が設定されると(ス
テップ109)、割込みが可能となり第2のメモリ内に
新たな溶接電流が記憶される(ステップ110,ステッ
プ129)。次いで先の第1のメモリ内の溶接電流記憶
場所の読出しが行なわれ(ステップ111)、周波数成
分、2倍周波数成分及び平均溶接電流の計算が行なわれ
(ステップ112〜114)、次いで横方向のずれの計
算が行なわれ(ステップ115)、走行台車22の方向
修正量である舵を切る量が計算され(ステップ116及
び117)、次いで縦方向のずれ量が計算され(ステッ
プ118)、横移動モータ30bへ駆動信号を出力し、
横方向移動装置19を横方向へ移動させ(ステップ11
9)、前輪27及び後輪28の操舵モータ20a,20
bへ駆動信号を出力し、方向修正装置25を作動させる
(ステップ120,121)。次いで縦移動モータ30
aへ駆動信号を出力し縦方向移動装置14を移動させる
(ステップ122)。このようにして溶接トーチ3の位
置及び走行台車22の方向が適切に調整される。
【0040】そして調整が終ればステップ106に戻り
同様のステップが繰り返し行なわれる。
同様のステップが繰り返し行なわれる。
【0041】
【発明の効果】本発明は以上述べたように溶接トーチの
移動方向に直交する面内において溶接トーチを一定周期
で揺動させて検出した揺動周期と同一の周波数成分が小
さくなるように前輪及び後輪の舵を制御するようにした
ので、走行台車の進行方向を溶接トーチの時々刻々の変
化に応じて適切に修正することができ、湾曲度の大き
な、あるいは複雑な形状の溶接線の溶接も極めて円滑に
行なえるものである。
移動方向に直交する面内において溶接トーチを一定周期
で揺動させて検出した揺動周期と同一の周波数成分が小
さくなるように前輪及び後輪の舵を制御するようにした
ので、走行台車の進行方向を溶接トーチの時々刻々の変
化に応じて適切に修正することができ、湾曲度の大き
な、あるいは複雑な形状の溶接線の溶接も極めて円滑に
行なえるものである。
【図1】本発明の自動溶接装置の一例を示す斜視図
【図2】本発明の自動溶接装置の実施例の要部を示す斜
視図
視図
【図3】本発明の自動溶接装置の揺動装置の部分斜視図
【図4】本発明の要部である操舵輪と方向修正装置との
関連を示す断面図
関連を示す断面図
【図5】図4のI−I線に沿った断面図
【図6】図4のII−II矢視図
【図7】位置ずれが大きい場合の電流波形を示す図
【図8】位置ずれが小さい場合の電流波形を示す図
【図9】位置ずれがない場合の電流波形を示す図
【図10】右方向へ位置ずれした場合の電流波形を示す
図
図
【図11】左方向へ位置ずれした場合の電流波形を示す
図
図
【図12】溶接トーチが溶接部から離れている場合の揺
動周期中の電流波形を示す図
動周期中の電流波形を示す図
【図13】溶接トーチが溶接部に接近している場合の揺
動周期中の電流波形を示す図
動周期中の電流波形を示す図
【図14】本発明の自動溶接装置の制御装置の構成を示
す図
す図
【図15】制御方法のフローチャートを示す図
1 自動溶接装置 2 溶接ワイヤ 3 溶接トーチ 4 揺動装置 5 揺動レバー 6 トーチ保持板 7 クランプ 8 揺動装置本体 9 長溝 10 揺動用駆動機構 11 出力軸 12 ローラ 14 縦方向移動装置 19 横方向移動装置 20 横スライドプレート 20a 操舵モータ 21a 操舵モータ駆動信号 22 走行台車 22a 操舵モータ駆動装置 23 横リニアベアリング 23a 操舵モータの駆動指令 25 方向修正装置 27 前輪 28 後輪 30a 縦移動モータ 30b 横移動モータ 31a 縦移動モータ駆動信号 31b 横移動モータ駆動信号 32a 縦移動モータ駆動装置 32b 横移動モータ駆動装置 33a 縦移動モータ駆動指令 33b 横移動モータ駆動指令 37 ラック付きレバー 38 ピニヨン 39 方向修正用駆動機構 40 走行モータ 40a 揺動モータ 40b 揺動位置検出器 41 走行モータ駆動信号 41a 揺動モータ駆動信号 41b 揺動信号 42 走行モータ駆動装置 42a 揺動モータ駆動装置 42b ADコンバーター 43 走行モータ駆動指令 43a 揺動モータ駆動指令 43b 揺動信号(デジタル) 50 制御装置 51 マイクロコンピュータ 52 溶接開始信号 61 溶接トーチケーブル 62 溶接ワイヤ送給装置 63 送給開始信号 64 溶接電源 70 溶接電流検出器 71 溶接電流信号 72 ADコンバーター 73 電流信号(デジタル)
Claims (2)
- 【請求項1】 溶接部に沿って自動的に溶接トーチを移
動させて溶接を行なう自走式自動溶接方法において、溶
接トーチを溶接線に直交する縦方向(上下方向)に移動
し得る縦方向移動装置と溶接トーチを溶接線に直交する
横方向(左右方向)に移動し得る横方向移動装置とを具
備した自動溶接装置を用いて溶接線方向に直交する面内
において溶接トーチを一定周期で揺動させ、溶接電流の
周波数成分のうち溶接トーチの揺動周期と同一の周波数
成分及びその2倍周波数成分を検出すると共に1揺動期
間中の平均溶接電流値を検出し、検出した上記揺動周期
と同一の周波数成分が小さくなる方向に溶接トーチを横
方向移動させると共に走行台車の前輪及び後輪の舵を制
御し、上記のように検出した2倍周波数成分及び上記1
揺動期間中の平均溶接電流をそれらの初期値からの変化
分が小さくなる方向に溶接トーチを縦方向移動させるこ
とを特徴とする自動溶接方法。 - 【請求項2】 溶接部に沿って自動的に溶接トーチを移
動させて溶接を行なう自動溶接装置において、溶接トー
チを溶接線に直交する縦方向(上下方向)に移動する縦
移動装置と溶接トーチを溶接線に直交する横方向(左右
方向)に移動する横移動装置とを前輪及び後輪を含む複
数の車輪で支持され自在に走行可能な走行台車上に設け
てなり、溶接トーチの横移動装置の移動量を減少させる
方向に自動的に前輪及び後輪の舵を制御する制御機構を
設けたことを特徴とする自動溶接装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18411893A JPH0740047A (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | 自動溶接方法及び自動溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18411893A JPH0740047A (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | 自動溶接方法及び自動溶接装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0740047A true JPH0740047A (ja) | 1995-02-10 |
Family
ID=16147698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18411893A Pending JPH0740047A (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | 自動溶接方法及び自動溶接装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0740047A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002032611A1 (fr) | 2000-10-16 | 2002-04-25 | Kabushiki Kaisha Kokuho | Equipement de soudage de reproduction |
JP2004141876A (ja) * | 2001-05-02 | 2004-05-20 | Kokuho:Kk | 倣い溶接装置 |
US6917013B2 (en) * | 2000-10-16 | 2005-07-12 | Kabushiki Kaisha Kokuho | Copying welding equipment |
-
1993
- 1993-07-26 JP JP18411893A patent/JPH0740047A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002032611A1 (fr) | 2000-10-16 | 2002-04-25 | Kabushiki Kaisha Kokuho | Equipement de soudage de reproduction |
EP1327494A1 (en) * | 2000-10-16 | 2003-07-16 | Kabushiki Kaisha Kokuho | Copying welding equipment |
US6917013B2 (en) * | 2000-10-16 | 2005-07-12 | Kabushiki Kaisha Kokuho | Copying welding equipment |
EP1327494A4 (en) * | 2000-10-16 | 2008-01-02 | Kokuho Kk | REPRODUCTION WELDING EQUIPMENT |
JP2004141876A (ja) * | 2001-05-02 | 2004-05-20 | Kokuho:Kk | 倣い溶接装置 |
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