JPS60210366A - 溶接機の自動制御装置 - Google Patents
溶接機の自動制御装置Info
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- JPS60210366A JPS60210366A JP6672584A JP6672584A JPS60210366A JP S60210366 A JPS60210366 A JP S60210366A JP 6672584 A JP6672584 A JP 6672584A JP 6672584 A JP6672584 A JP 6672584A JP S60210366 A JPS60210366 A JP S60210366A
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- welding torch
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- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
- 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
【発明の詳細な説明】
(イ)技術分野
本発明は、溶接機の自動制御装置面に関するものである
。
。
(ロ)従来技術
溶接部の形状に沿って溶接トーチを自動的に走行させて
溶接を行なう場合、溶接部を検出するために1機械的な
接触を利用する方法、テレビカメラ等の視覚装置を利用
する方法、−溶接中の電圧、電流、音、磁気等め物理現
象の変化を利用する方法等が使用される。物理現象の変
化を利用する方法の内で溶接中の電圧ヌは電流の変化を
利用する方法には、溶接トーチの周囲に特別の装置を設
置する必要がないという利点がある。第1図に溶接電流
の変化を利用して溶接部の検出を行なう場合の溶接トー
チ及び溶接部を示す。被溶接物10及び12の接触面端
部がアーク溶接すべき溶接部14である。溶接トーチ1
6は、溶接部14の上方に配置され、紙面に直交する方
向へ移動して溶接部14の溶接を行なう。その際、溶接
トーチ16は溶−接トーチ16の移動方向に対して直交
する面(紙面に平行な面)内で揺動させられる。溶接中
の溶接電流の測定を行ない、揺動終点A及びBにおける
電流値が常に等しくなるように溶接トーチ16をX方向
又はY方向に移動する。こうすることによって溶接トー
チ16の揺動中心位置Cは溶接部14の真上の位置に保
持される。この方法は、被溶接物lO及び12が溶接部
14を通る垂直面に関して幾何学的に対称であるため、
溶接トーチ16の揺動中心位置Cが上記垂直面内にあれ
ば揺動終点A及びBにおける溶接電流は等しくなるはず
であるという考え方に基づいている。
溶接を行なう場合、溶接部を検出するために1機械的な
接触を利用する方法、テレビカメラ等の視覚装置を利用
する方法、−溶接中の電圧、電流、音、磁気等め物理現
象の変化を利用する方法等が使用される。物理現象の変
化を利用する方法の内で溶接中の電圧ヌは電流の変化を
利用する方法には、溶接トーチの周囲に特別の装置を設
置する必要がないという利点がある。第1図に溶接電流
の変化を利用して溶接部の検出を行なう場合の溶接トー
チ及び溶接部を示す。被溶接物10及び12の接触面端
部がアーク溶接すべき溶接部14である。溶接トーチ1
6は、溶接部14の上方に配置され、紙面に直交する方
向へ移動して溶接部14の溶接を行なう。その際、溶接
トーチ16は溶−接トーチ16の移動方向に対して直交
する面(紙面に平行な面)内で揺動させられる。溶接中
の溶接電流の測定を行ない、揺動終点A及びBにおける
電流値が常に等しくなるように溶接トーチ16をX方向
又はY方向に移動する。こうすることによって溶接トー
チ16の揺動中心位置Cは溶接部14の真上の位置に保
持される。この方法は、被溶接物lO及び12が溶接部
14を通る垂直面に関して幾何学的に対称であるため、
溶接トーチ16の揺動中心位置Cが上記垂直面内にあれ
ば揺動終点A及びBにおける溶接電流は等しくなるはず
であるという考え方に基づいている。
しかし、上記のような従来の方法では、あらゆる溶接条
件において溶接部を確実に検出し、これに沿って精度よ
く自動的に溶接を行なうことは困難であった。なぜなら
ば、アーク溶接は不安定な放電現象を利用したものであ
り、溶接中は溶滴の落下、ワイヤの曲り、ワイヤ送給速
度の変動、仮付部の存在等の種々の条件が変化し、実際
には溶接電流は例えば第2図に示すように極めて複雑に
変化し、揺動終点における溶接電流の差異と溶接トーチ
16の溶接部14からのずれとの間の関連が常に明確で
あるわけでないからである。従って、第1図に示すよう
な溶接トーチ16を真」二に向けるいわゆる下向き溶接
法など、溶接電流の変化と溶接トーチ16のずれとの間
の関連が比較的明確な溶接条件下においては、上記のよ
うな従来の方法によっても自動溶接を行なうことができ
るか、上記特定の溶接条件以外の場合には溶接1・−チ
16を確実に溶接部14に沿わせて移動させることが困
難であった。
件において溶接部を確実に検出し、これに沿って精度よ
く自動的に溶接を行なうことは困難であった。なぜなら
ば、アーク溶接は不安定な放電現象を利用したものであ
り、溶接中は溶滴の落下、ワイヤの曲り、ワイヤ送給速
度の変動、仮付部の存在等の種々の条件が変化し、実際
には溶接電流は例えば第2図に示すように極めて複雑に
変化し、揺動終点における溶接電流の差異と溶接トーチ
16の溶接部14からのずれとの間の関連が常に明確で
あるわけでないからである。従って、第1図に示すよう
な溶接トーチ16を真」二に向けるいわゆる下向き溶接
法など、溶接電流の変化と溶接トーチ16のずれとの間
の関連が比較的明確な溶接条件下においては、上記のよ
うな従来の方法によっても自動溶接を行なうことができ
るか、上記特定の溶接条件以外の場合には溶接1・−チ
16を確実に溶接部14に沿わせて移動させることが困
難であった。
(ハ)発明の目的
本発明は、溶滴の落下、ワイヤの曲り、ワイヤ送給速度
の変動、仮付部の有無等の条件の変化にg#饗されるこ
となく、確実に溶接部を検出して自動的に溶接を行なう
ことができる溶接機の自動制御装置を得ることを目的と
している。
の変動、仮付部の有無等の条件の変化にg#饗されるこ
となく、確実に溶接部を検出して自動的に溶接を行なう
ことができる溶接機の自動制御装置を得ることを目的と
している。
(ニ)発明の構成
本発明は、溶接トーチを所定周波数で揺動させたときの
−f8接電流の所定周波数の成分(所定周波数のスペク
トル)の変化に基づいて溶接トーチと溶接部との間の位
置ずれを検知することにより上記目的を達成する。すな
わち、本発明による溶接機の自動制御装置は、溶接トー
チと、溶接トーチを揺動させる揺動装置と、揺動装置を
溶接トーチの揺動方向に移動可能な横方向移動装置と、
揺動装置を溶接トーチの揺動面と直交する方向に移動可
能な縦方向移動装置と、溶接トーチにワイヤを送給する
ワイヤ送給装置と、ワイヤに溶接電流を供給する溶接電
源と、を有する溶接機に適用されるものであり、第9図
に示すように、溶接電源の電流を検出する電流検出器と
、溶接トーチが所定の揺動位置にあるときに信号を出力
する揺動位置検出器と、電流検出器及び揺動位置検出器
からの信号に基づいて溶接電流を所定時間毎に測定し溶
接トーチの揺動周期と一致する周波数成分又はその高調
波成分を抽出する周波数成分抽出手段と、周波数成分抽
出手段の出力値に応じて横方向移動装置を所定方向へ所
定量作動させる信号を発生する作動指令手段と、を有し
ている。
−f8接電流の所定周波数の成分(所定周波数のスペク
トル)の変化に基づいて溶接トーチと溶接部との間の位
置ずれを検知することにより上記目的を達成する。すな
わち、本発明による溶接機の自動制御装置は、溶接トー
チと、溶接トーチを揺動させる揺動装置と、揺動装置を
溶接トーチの揺動方向に移動可能な横方向移動装置と、
揺動装置を溶接トーチの揺動面と直交する方向に移動可
能な縦方向移動装置と、溶接トーチにワイヤを送給する
ワイヤ送給装置と、ワイヤに溶接電流を供給する溶接電
源と、を有する溶接機に適用されるものであり、第9図
に示すように、溶接電源の電流を検出する電流検出器と
、溶接トーチが所定の揺動位置にあるときに信号を出力
する揺動位置検出器と、電流検出器及び揺動位置検出器
からの信号に基づいて溶接電流を所定時間毎に測定し溶
接トーチの揺動周期と一致する周波数成分又はその高調
波成分を抽出する周波数成分抽出手段と、周波数成分抽
出手段の出力値に応じて横方向移動装置を所定方向へ所
定量作動させる信号を発生する作動指令手段と、を有し
ている。
上記のような構成によって、溶接トーチの位置ずれが検
出可能であるのは次のような原理による。すなわち、溶
接電流の周波数成分のうち溶接トーチの揺動周波数と同
一の周波数成分の大きさは、溶接トーチの溶接部からの
位置ずれの大きさに応じて変化する。一方、溶滴の落下
、ワイヤの曲り、ワイヤ送給速度の変動、板付部の有無
等の条件の変化による影響は、これらの周波数成分が溶
接トーチの揺動周波数と異なるため、溶接トーチの揺動
周波数と同一の周波数成分の大きさにほとんど影響を与
えない、従って、溶接トーチの揺動周波数と同一の周波
数成分又はその高調波成分のみを検出し、その大きさが
小さくなるように溶接トーチを移動すれば、上記のよう
な溶接条件の変動によって影響されることなく溶接トー
チの位置を溶接部に一致させることができる。なお、溶
接トーチの移動方向は溶接トーチの揺動に対する周:*
a酸成分位相の正逆を利用して決定する。
出可能であるのは次のような原理による。すなわち、溶
接電流の周波数成分のうち溶接トーチの揺動周波数と同
一の周波数成分の大きさは、溶接トーチの溶接部からの
位置ずれの大きさに応じて変化する。一方、溶滴の落下
、ワイヤの曲り、ワイヤ送給速度の変動、板付部の有無
等の条件の変化による影響は、これらの周波数成分が溶
接トーチの揺動周波数と異なるため、溶接トーチの揺動
周波数と同一の周波数成分の大きさにほとんど影響を与
えない、従って、溶接トーチの揺動周波数と同一の周波
数成分又はその高調波成分のみを検出し、その大きさが
小さくなるように溶接トーチを移動すれば、上記のよう
な溶接条件の変動によって影響されることなく溶接トー
チの位置を溶接部に一致させることができる。なお、溶
接トーチの移動方向は溶接トーチの揺動に対する周:*
a酸成分位相の正逆を利用して決定する。
(ホ)実施例
以下、本発明の実施例を添付図面の第3〜8図に基づい
て説明する。
て説明する。
第3図に本発明による自動溶接装置を示す。これは下向
き隅肉溶接に本発明を適用した実施例である。溶接トー
チ20は揺動装置22によって摺動可能に支持されてい
る。揺動装置22は溶接トーチ20を一定周期で揺動さ
せることができる。
き隅肉溶接に本発明を適用した実施例である。溶接トー
チ20は揺動装置22によって摺動可能に支持されてい
る。揺動装置22は溶接トーチ20を一定周期で揺動さ
せることができる。
溶接トーチ20にはワイヤ送給装置24からワイヤ26
が送給可能である。揺動装置22は横方向移動装置28
と支持部材30を介して連結されている。横方向移動装
M28はモータ28aを有しており、このモータ28a
を作動させることにより支持部材30を第3図中で水平
方向に移動させることができる。すなわち、モータ28
aを駆動することにより、揺動装置22及びこれに支持
された溶接トーチ20を水平方向に移動させることがテ
キる。モータ28aはパルスモータであり、入力される
正転用又は逆転用パルスに応じて正転又は逆転する。横
方向移動装置28は、フレーム32上に軸受34及び3
6を介して水平方向(紙面に直交する方向)に移動可能
に支持された走行台38上に設けられている。なお、走
行台38を駆動する駆動装置は図示を省略しである。こ
の走行台38及び駆動装置が縦方向移動装置を構成する
。走行台38を移動させることにより、溶接トーチ20
を紙面に直交する方向に移動させることができる。被溶
接物40及び42は台44上に設置される。被溶接物4
0及び42の接触面端部が溶接すべき溶接部46である
。ワイヤ送給装置24及び台44はそれぞれ給電線47
及び48によって溶接電源50と接続されている。溶接
電源50には電流検出器52が設けられており、電流検
出器52からの信号54は制御装置56に入力される。
が送給可能である。揺動装置22は横方向移動装置28
と支持部材30を介して連結されている。横方向移動装
M28はモータ28aを有しており、このモータ28a
を作動させることにより支持部材30を第3図中で水平
方向に移動させることができる。すなわち、モータ28
aを駆動することにより、揺動装置22及びこれに支持
された溶接トーチ20を水平方向に移動させることがテ
キる。モータ28aはパルスモータであり、入力される
正転用又は逆転用パルスに応じて正転又は逆転する。横
方向移動装置28は、フレーム32上に軸受34及び3
6を介して水平方向(紙面に直交する方向)に移動可能
に支持された走行台38上に設けられている。なお、走
行台38を駆動する駆動装置は図示を省略しである。こ
の走行台38及び駆動装置が縦方向移動装置を構成する
。走行台38を移動させることにより、溶接トーチ20
を紙面に直交する方向に移動させることができる。被溶
接物40及び42は台44上に設置される。被溶接物4
0及び42の接触面端部が溶接すべき溶接部46である
。ワイヤ送給装置24及び台44はそれぞれ給電線47
及び48によって溶接電源50と接続されている。溶接
電源50には電流検出器52が設けられており、電流検
出器52からの信号54は制御装置56に入力される。
電流検出器52は例えばホール素子を利用した磁気的電
流検出器又はシャント抵抗器であり、溶接電流に比例し
た信号54を発生する。制御装置56には揺動装置22
に設けられた揺動位置検出器60からの信号64も入力
される。揺動位置検出器60は溶接トーチ20が揺動中
心位置を1方向から通過するときに(すなわち、l揺動
周期に付き1回)、パルス状の信号64を発生するもの
であり、例えば溶接トーチ20と連動するスリット機構
及び光電スイッチによって構成することができる。制御
装置56はモータ28aへ回転量及び回転方向を指令す
る信号66を出力することができる。制御装置56の構
成を第4図にブロック図として示す。制御装置56には
、電流検出器52からの信号54及び揺動位置検出器6
0からの信号64が入力される。制御装置56は、AD
変換器70、マイクロプロセッサ72、記憶器74、及
び駆動信号出力部76を有している。
流検出器又はシャント抵抗器であり、溶接電流に比例し
た信号54を発生する。制御装置56には揺動装置22
に設けられた揺動位置検出器60からの信号64も入力
される。揺動位置検出器60は溶接トーチ20が揺動中
心位置を1方向から通過するときに(すなわち、l揺動
周期に付き1回)、パルス状の信号64を発生するもの
であり、例えば溶接トーチ20と連動するスリット機構
及び光電スイッチによって構成することができる。制御
装置56はモータ28aへ回転量及び回転方向を指令す
る信号66を出力することができる。制御装置56の構
成を第4図にブロック図として示す。制御装置56には
、電流検出器52からの信号54及び揺動位置検出器6
0からの信号64が入力される。制御装置56は、AD
変換器70、マイクロプロセッサ72、記憶器74、及
び駆動信号出力部76を有している。
AD変換器70は、電流検出器52からのアナログ信号
54をデジタル信号8ρに変換する。マイクロプロセッ
サ(中央処理装置CPU)72は、記憶器74に格納し
であるプログラムに基づいて、信号の読み込み、演算、
信号の出力等の制御を行ない、後述のような機能を達成
する。記憶器74にはマイクロプロセッサ72を作動さ
せるプログラム及び演算に必要なデータが格納してあれ
る。駆動信号出力部7611、マイクロプロセッサ72
からの信号82に応してモータ28aを所定量だけ所定
方向に駆動するパルス信号66を出力する。
54をデジタル信号8ρに変換する。マイクロプロセッ
サ(中央処理装置CPU)72は、記憶器74に格納し
であるプログラムに基づいて、信号の読み込み、演算、
信号の出力等の制御を行ない、後述のような機能を達成
する。記憶器74にはマイクロプロセッサ72を作動さ
せるプログラム及び演算に必要なデータが格納してあれ
る。駆動信号出力部7611、マイクロプロセッサ72
からの信号82に応してモータ28aを所定量だけ所定
方向に駆動するパルス信号66を出力する。
次にこの実施例の作用について説明する。第3及び4図
に示す装置により次のようにして溶接が行なわれる。溶
接トーチ20は、揺動装置22によって紙面に平行な平
面内で揺動しつつ走行台38によって紙面に直交する方
向に移動し、第5図に示す溶接部46をアーク溶接する
。溶接トーチ20が溶接部46の真上を通過するように
、制御装置56からの信号66によってモータ28aが
回転し、溶接トーチ20は水平方向に移動される。制御
装置56は、揺動位置検出器60からのパルス状の信号
64及び電流検出器52からの信号54に基づいて、第
8図に示すフローチャートの手順に従ってモータ28a
に出力する信号66を決定する。まず、揺動位置検出器
60からの信号64がオン、となることを検出すること
により、#接トーチ20が最初に揺動中心位置を1方向
から通過することを検出しくステップ102)、これを
検出すると同時にAD変換器70からの信号80を読み
込み、記憶器74に記憶させる(ステップ104)、次
いで、微小時間ΔT(例えば、揺動周期のl/100の
時間)のアイドル時間を置いて(ステップ106)、溶
接トーチ20が揺動中心位置にあるかどうかを判断しく
ステフプ108)、揺動中心位置に復帰していない場合
にはステ、プ104にもどって微小時間ΔT後の14号
80を読み込み、記憶器74に記憶させる。
に示す装置により次のようにして溶接が行なわれる。溶
接トーチ20は、揺動装置22によって紙面に平行な平
面内で揺動しつつ走行台38によって紙面に直交する方
向に移動し、第5図に示す溶接部46をアーク溶接する
。溶接トーチ20が溶接部46の真上を通過するように
、制御装置56からの信号66によってモータ28aが
回転し、溶接トーチ20は水平方向に移動される。制御
装置56は、揺動位置検出器60からのパルス状の信号
64及び電流検出器52からの信号54に基づいて、第
8図に示すフローチャートの手順に従ってモータ28a
に出力する信号66を決定する。まず、揺動位置検出器
60からの信号64がオン、となることを検出すること
により、#接トーチ20が最初に揺動中心位置を1方向
から通過することを検出しくステップ102)、これを
検出すると同時にAD変換器70からの信号80を読み
込み、記憶器74に記憶させる(ステップ104)、次
いで、微小時間ΔT(例えば、揺動周期のl/100の
時間)のアイドル時間を置いて(ステップ106)、溶
接トーチ20が揺動中心位置にあるかどうかを判断しく
ステフプ108)、揺動中心位置に復帰していない場合
にはステ、プ104にもどって微小時間ΔT後の14号
80を読み込み、記憶器74に記憶させる。
この信号80の読み込み及び記憶は溶接トーチ20が揺
動中心位置に復帰するまで(すなわち、揺動位置検出器
60から信号64がオンとなるまで)繰り返される。す
なわち、l揺動周期間に信号80が61時間毎に100
回測定され、データA、、Az・・・A、として記憶さ
れる。l揺動周期が終了してトーチ20が揺動中心位置
にもどると、ステ・ンプ110に進み、次式にフ卜す@
算を行なう。
動中心位置に復帰するまで(すなわち、揺動位置検出器
60から信号64がオンとなるまで)繰り返される。す
なわち、l揺動周期間に信号80が61時間毎に100
回測定され、データA、、Az・・・A、として記憶さ
れる。l揺動周期が終了してトーチ20が揺動中心位置
にもどると、ステ・ンプ110に進み、次式にフ卜す@
算を行なう。
s= H=(Ai * s t n (2πi/N)
)At・・・信号80の測定データ N・・・中Aiのデータ数 (」二側ではN= l OO) この演算結果Sは、電流検出器52からの信号54に含
まれる周波数成分のうち溶接トーチ20の揺動周期と一
致する周波数成分のみを抽出したものとなっている。従
、って、Sの値の大きさは溶接1・−チ20の揺動周波
数の周波数成分の大きさに略比例し、またSの値の正負
は揺動に対する周波数成分の位相の正逆に一致している
。すなわち、]二記演算によって溶接電流中に含まれる
多くの周波数成分のうち溶接トーチ20の揺動周期と同
一の周波数成分及び位相の正逆が算出される。この関係
を図面によって示すと第5〜7図に示すようになる。す
なわち、第5図に示すように、溶接トーチ20の溶接部
46からの水平方向への位置ずれをXとし、また溶接電
流の周波数成分のうち溶接トーチ20の揺動周波数と同
一の周波数成分の大きさを2とすれば、Xと2との関係
は第6図に示すようになる。すなわち、Xの絶対値の増
大に伴なって2の伯も増大する。また、第7図に示すよ
うに、溶接トーチ20のずれの方向(すなわち、Xの値
の正負)に応じて位相が逆転する。これによって溶接ト
ーチ20のずれの方向を検知することかできる。」−記
のようなSの値に基づいて、Sの値に比例した作動指令
信号りが演算される(ステップ112)。ここで比例係
数は、使用するモータ28aの回転特性によって異なる
が、大きくすればトーチ位置修正の応答性が良くなり、
逆に小さくすれば安定性か増す傾向を考慮して適宜決定
される。この作動指令信号りが信号82として駆動信号
出力部76に入力される。駆動信号出力部76は、入力
された信号82の大きさ及び正負に応じて所定数の正転
用又は逆転用パルスを信号66としてモータ28aに出
力する(ステップ114)。次いでリターンし、上記と
同様のルーチンが繰り返し実行される。従って、溶接ト
ーチ20の揺動周期毎に溶接トーチ20の水平方向位置
が調節されることとなる。なお、本実施例のフローチャ
ート(第8図)は、ステップl10→114が、ステフ
プ104→108における信号80の定期的な読み込み
に影響を及ぼさないように十分に高速に実行されること
を前提にしているものであるが、ステップ104→10
8の実行と、ステップ110.114の実行とを同時に
並行して行なうし−わゆる並列処理を行なえば上記前提
は不要である。
)At・・・信号80の測定データ N・・・中Aiのデータ数 (」二側ではN= l OO) この演算結果Sは、電流検出器52からの信号54に含
まれる周波数成分のうち溶接トーチ20の揺動周期と一
致する周波数成分のみを抽出したものとなっている。従
、って、Sの値の大きさは溶接1・−チ20の揺動周波
数の周波数成分の大きさに略比例し、またSの値の正負
は揺動に対する周波数成分の位相の正逆に一致している
。すなわち、]二記演算によって溶接電流中に含まれる
多くの周波数成分のうち溶接トーチ20の揺動周期と同
一の周波数成分及び位相の正逆が算出される。この関係
を図面によって示すと第5〜7図に示すようになる。す
なわち、第5図に示すように、溶接トーチ20の溶接部
46からの水平方向への位置ずれをXとし、また溶接電
流の周波数成分のうち溶接トーチ20の揺動周波数と同
一の周波数成分の大きさを2とすれば、Xと2との関係
は第6図に示すようになる。すなわち、Xの絶対値の増
大に伴なって2の伯も増大する。また、第7図に示すよ
うに、溶接トーチ20のずれの方向(すなわち、Xの値
の正負)に応じて位相が逆転する。これによって溶接ト
ーチ20のずれの方向を検知することかできる。」−記
のようなSの値に基づいて、Sの値に比例した作動指令
信号りが演算される(ステップ112)。ここで比例係
数は、使用するモータ28aの回転特性によって異なる
が、大きくすればトーチ位置修正の応答性が良くなり、
逆に小さくすれば安定性か増す傾向を考慮して適宜決定
される。この作動指令信号りが信号82として駆動信号
出力部76に入力される。駆動信号出力部76は、入力
された信号82の大きさ及び正負に応じて所定数の正転
用又は逆転用パルスを信号66としてモータ28aに出
力する(ステップ114)。次いでリターンし、上記と
同様のルーチンが繰り返し実行される。従って、溶接ト
ーチ20の揺動周期毎に溶接トーチ20の水平方向位置
が調節されることとなる。なお、本実施例のフローチャ
ート(第8図)は、ステップl10→114が、ステフ
プ104→108における信号80の定期的な読み込み
に影響を及ぼさないように十分に高速に実行されること
を前提にしているものであるが、ステップ104→10
8の実行と、ステップ110.114の実行とを同時に
並行して行なうし−わゆる並列処理を行なえば上記前提
は不要である。
上記のような制御装置1f56の作用によって溶接トー
チ20は、常に溶接部46の真上に位置するように制御
される。例えば、溶接トーチ2oの位置が溶接部46の
真上位置からずれた場合、溶接電流中に含まれる周波数
成分のうち溶接トーチ20の揺動周期と同一の周波数成
分は大きくなる(第6図参照)が、駆動信号出力部76
からの信号66はこれを小さくする方向にモータ28a
を回転させる。モータ28aの回転方向は信号82の正
負に応じて決定され、溶接トーチ2oは溶接P146の
真上位置に移動される。溶接トーチ2゜が溶接部46の
真上に位置している場合には、溶接電流中に含まれる周
波数成分のうち溶接トーチ20の揺動周期と同一の周波
数成分は極めて小さくなるので、モータ28aはほとん
ど回転せず溶接トーチ20も移動しない、上記のように
して、溶接トーチ20の位置は揺動の1周期毎に溶接部
46の真上にくるように制御され、溶接トーチ20は溶
接中常に溶接部46の真上に保持され、走行台38の移
動によって溶接が行なわれる。溶接中には、溶滴の落下
、ワイヤの曲り、ワイヤ送給速度の変動、ワイヤの溶は
方の不均一、板付部の有無等の条件の変動を生ずるが、
これらの変動の周波数成分は溶接トーチ20の揺動周波
数の周波数成分とは相違しており、溶接トーチの揺動周
期と同一の周波数成分に対してはほとんど影響を与えな
い。従って、上記のような溶接条件の変動にもかかわら
ず、溶接トーチ20は確実に溶接部46の真上に保持さ
れる。
チ20は、常に溶接部46の真上に位置するように制御
される。例えば、溶接トーチ2oの位置が溶接部46の
真上位置からずれた場合、溶接電流中に含まれる周波数
成分のうち溶接トーチ20の揺動周期と同一の周波数成
分は大きくなる(第6図参照)が、駆動信号出力部76
からの信号66はこれを小さくする方向にモータ28a
を回転させる。モータ28aの回転方向は信号82の正
負に応じて決定され、溶接トーチ2oは溶接P146の
真上位置に移動される。溶接トーチ2゜が溶接部46の
真上に位置している場合には、溶接電流中に含まれる周
波数成分のうち溶接トーチ20の揺動周期と同一の周波
数成分は極めて小さくなるので、モータ28aはほとん
ど回転せず溶接トーチ20も移動しない、上記のように
して、溶接トーチ20の位置は揺動の1周期毎に溶接部
46の真上にくるように制御され、溶接トーチ20は溶
接中常に溶接部46の真上に保持され、走行台38の移
動によって溶接が行なわれる。溶接中には、溶滴の落下
、ワイヤの曲り、ワイヤ送給速度の変動、ワイヤの溶は
方の不均一、板付部の有無等の条件の変動を生ずるが、
これらの変動の周波数成分は溶接トーチ20の揺動周波
数の周波数成分とは相違しており、溶接トーチの揺動周
期と同一の周波数成分に対してはほとんど影響を与えな
い。従って、上記のような溶接条件の変動にもかかわら
ず、溶接トーチ20は確実に溶接部46の真上に保持さ
れる。
なお、上記実施例では溶接トーチの揺動周期と同一の周
波数成分を検出するようにしたが、この周波数の2倍、
4倍等の高調波成分を検出することによっても同一の作
用・効果を得ることができる。
波数成分を検出するようにしたが、この周波数の2倍、
4倍等の高調波成分を検出することによっても同一の作
用・効果を得ることができる。
また、上記実施例では、揺動装置22の位置はパルスモ
ータによって制御するようにしたが、例えばポテンショ
メータを用いて揺動装置22の移動量を検出し、このフ
ィードバック信号とマイクロプロセッサ72からの信号
82とを駆動信号出力部(例えばサーボアンプ)に入力
し、これによってモータ(サーボモータ)を駆動するよ
うにしてもよい。
ータによって制御するようにしたが、例えばポテンショ
メータを用いて揺動装置22の移動量を検出し、このフ
ィードバック信号とマイクロプロセッサ72からの信号
82とを駆動信号出力部(例えばサーボアンプ)に入力
し、これによってモータ(サーボモータ)を駆動するよ
うにしてもよい。
(へ)発明の詳細
な説明してきたように、本発明による自動溶接装置は、
溶接電流を検出する電流検出器と、溶接トーチが所定の
揺動位置にあるときに信号を出力する揺動位置検出器と
、電流検出器及び揺動位置検出器からの信号に基づいて
溶接電流を所定時間毎に測定し溶接トーチの揺動周期と
一致する周波数成分又はその高調波成分を抽出する周波
数成分抽出手段と、周波数成分抽出手段の出力値に応し
て横方向移動装置を所定方向へ所定量作動させる信号を
発生する作動指令手段と、を有するので、溶接中の溶滴
の落下、ワイヤの曲り、ワイヤ送給速度の変動、ワイヤ
の溶は方の不均一、仮利部の有無等に影響されることな
く、溶接部に沿って溶接トーチを移動させることができ
、下向き隅肉溶接法のみならずその他の溶接法であって
も所望どおり確実にアーク溶接を行なうことかできる。
溶接電流を検出する電流検出器と、溶接トーチが所定の
揺動位置にあるときに信号を出力する揺動位置検出器と
、電流検出器及び揺動位置検出器からの信号に基づいて
溶接電流を所定時間毎に測定し溶接トーチの揺動周期と
一致する周波数成分又はその高調波成分を抽出する周波
数成分抽出手段と、周波数成分抽出手段の出力値に応し
て横方向移動装置を所定方向へ所定量作動させる信号を
発生する作動指令手段と、を有するので、溶接中の溶滴
の落下、ワイヤの曲り、ワイヤ送給速度の変動、ワイヤ
の溶は方の不均一、仮利部の有無等に影響されることな
く、溶接部に沿って溶接トーチを移動させることができ
、下向き隅肉溶接法のみならずその他の溶接法であって
も所望どおり確実にアーク溶接を行なうことかできる。
第1図は従来の溶接機における溶接トーチ及び溶接部を
示す図、第2図は揺動位置に対する溶接電流の変化を示
す線図、第3図は本発明を適用する溶接機を示す図J第
4図は本発明による自動制御装置をブロック図として示
す図、第5図は位置ずれした状態の溶接トーチを示す図
、第6図は位置ずれ量と周波数成分電流値との関係を示
す線図、第7図は位置すれと位相との関係を示す線図、
第8図は制御装置のフローチャートを示す図、第9図は
本発明の各構成要素間の関係を示す図である。 20争・・溶接トーチ、22−・・揺動装置、24・・
嶋ワイヤ送給装置、°26Φ・・ワイヤ、28・・・横
方向移動装置、28ae =・モータ、30・Φ・支持
部材、32・−φフレーム、34.36・・・軸受、3
8・・・走行台、40.42・・・被溶接部材、44・
・・台、46・・e溶接部、47.48Φ・佛給電線、
50・・・溶接電源、52・・・電流検出器、54,6
4.66・・・信号、56・・・制御装置、60・・・
揺動位置検出器、70・・・AD変換器。 72・・・マイクロプロセッサ、74・・・記憶器、7
6・・・駆動信号出力部、80.82・・・信号。 特許出願人 株式会社日木製鋼所 代理人 弁 理 士 宮 内 利 行 第1日 第2図 揺動位置 第3図 第4図 6 L、、 、 、 」
示す図、第2図は揺動位置に対する溶接電流の変化を示
す線図、第3図は本発明を適用する溶接機を示す図J第
4図は本発明による自動制御装置をブロック図として示
す図、第5図は位置ずれした状態の溶接トーチを示す図
、第6図は位置ずれ量と周波数成分電流値との関係を示
す線図、第7図は位置すれと位相との関係を示す線図、
第8図は制御装置のフローチャートを示す図、第9図は
本発明の各構成要素間の関係を示す図である。 20争・・溶接トーチ、22−・・揺動装置、24・・
嶋ワイヤ送給装置、°26Φ・・ワイヤ、28・・・横
方向移動装置、28ae =・モータ、30・Φ・支持
部材、32・−φフレーム、34.36・・・軸受、3
8・・・走行台、40.42・・・被溶接部材、44・
・・台、46・・e溶接部、47.48Φ・佛給電線、
50・・・溶接電源、52・・・電流検出器、54,6
4.66・・・信号、56・・・制御装置、60・・・
揺動位置検出器、70・・・AD変換器。 72・・・マイクロプロセッサ、74・・・記憶器、7
6・・・駆動信号出力部、80.82・・・信号。 特許出願人 株式会社日木製鋼所 代理人 弁 理 士 宮 内 利 行 第1日 第2図 揺動位置 第3図 第4図 6 L、、 、 、 」
Claims (1)
- 溶接トーチと、溶接トーチを揺動させる揺動装置と、拝
動装鎖を溶接トーチの揺動方向に移動=r能な横方向移
動装置と 揺動装置を溶接トーチの揺動面と直交する方
向に移動可能な縦方向移動装置と、溶接トーチにワイヤ
を送給するワイヤ送給装置と、ワイヤに溶接電流を供給
する溶接電源と、を有する溶接機の自動制御装置におい
て、溶接電流を検出する電流検出器と、溶接!・−チが
所定の揺動位置にあるときに信号を出力する揺動位置検
出器と、電流検出器及び揺動位置検出器からの信号に基
づいて溶接電流を所定時間毎に測定し溶接トーチの揺動
周期と一致する周波数成分又はその高調波成分を抽出す
る周波数成分抽出手段と、周波数成分抽出手段の出力値
に応じて横方向移動装置を所定方向へ所定量作動させる
信号を発生する作動指令手段と、を有することを特徴と
する溶接機の自動制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6672584A JPS60210366A (ja) | 1984-04-05 | 1984-04-05 | 溶接機の自動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6672584A JPS60210366A (ja) | 1984-04-05 | 1984-04-05 | 溶接機の自動制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60210366A true JPS60210366A (ja) | 1985-10-22 |
JPH0378188B2 JPH0378188B2 (ja) | 1991-12-12 |
Family
ID=13324160
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6672584A Granted JPS60210366A (ja) | 1984-04-05 | 1984-04-05 | 溶接機の自動制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60210366A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0284270A (ja) * | 1988-09-21 | 1990-03-26 | Japan Steel Works Ltd:The | 溶接機の自動制御装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59120369A (ja) * | 1982-12-27 | 1984-07-11 | Hitachi Ltd | 溶接線倣い制御方法および装置 |
-
1984
- 1984-04-05 JP JP6672584A patent/JPS60210366A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59120369A (ja) * | 1982-12-27 | 1984-07-11 | Hitachi Ltd | 溶接線倣い制御方法および装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0284270A (ja) * | 1988-09-21 | 1990-03-26 | Japan Steel Works Ltd:The | 溶接機の自動制御装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0378188B2 (ja) | 1991-12-12 |
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