JPS61266184A - 矩形ウイ−ビング倣い溶接法 - Google Patents
矩形ウイ−ビング倣い溶接法Info
- Publication number
- JPS61266184A JPS61266184A JP10796085A JP10796085A JPS61266184A JP S61266184 A JPS61266184 A JP S61266184A JP 10796085 A JP10796085 A JP 10796085A JP 10796085 A JP10796085 A JP 10796085A JP S61266184 A JPS61266184 A JP S61266184A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- torch
- groove
- weaving
- rectangular
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- 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
(産業上の利用分野)
この発明は比較的幅の広い開先であっても自動的に溶接
することのできる矩形ウィービング倣い溶接法に関し、
特に積層溶接に好適なものである。 〔従来の技術〕 溶接すべぎ母材の板厚が厚く間先深さが深い場合には、
従来から積層溶接が行なわれるどどもに、溶接作業能率
向上のため溶接i〜−ヂをウィービングしながら1層1
パスで溶接することが行なわれている。 例えば、第9図に示すように、■型間光1で開先角度θ
が60度程度と大きいものを溶接する場合には、溶接1
〜−ヂを、第10図に示すように、斜め前方への移動a
、bと両端部での前進Cとを組合せた台形状にウィービ
ングさせるようにしている。 〔発明が解決しJ:うとする問題点〕 ところが、積層溶接によって開先の断面で、溶接幅はW
+△Wと変化づ−る(第9図(a))。この変化は、開
先線の加工や蛇行熱変形等によっても生ずる(第9図(
b))。 このため溶接トーチを台形状にウィービングしながら変
化した溶接幅W十△Wに対応さけ前進Cの出を一定とし
て溶接すると、ビードピッチPは溶接幅Wの変化に対応
して増加しP+ΔPになる。 このため、溶接+−−ヂの軌跡の幅部進方向と左右斜め
方向で異なってしまい融合不良2が生じてしj:う。 したがって、溶Jg I−〜ブの横行速度と前進速度と
を変えて融合不良が生じないJ、うに制御しなりればな
らず、自動溶接が勤しい。 一方、自動溶接を行なうためには、開先の断面形状の変
化による溶接幅Wを検出したり、溶接線方向への開先の
蛇行等を検出する必要がある。 このため従来のTIG溶接法では、溶接用4.Jと電極
との間のアーク電圧の変化を倣い(1)号として利用す
ることが行なわれているが、アーク特11Iより電流に
よってアーク電圧は大幅に変化りる。 そのためこのアーク電圧を利用して倣い溶接することは
勤しい。 さらに、従来の台形状のウィービング法では、溶接トー
チを溶接母材に対し垂直に保持したまま溶接を行なう溶
接姿勢を採るため、開先の両端壁での溶込み不良が生じ
やすいという問題もある。 この発明は上記従来技術に基づく溶接1ヘーヂのウィー
ビング形状ヤ)溶接1〜−ヂの姿勢および倣いセンサー
の問題を解消し、自動溶接を行なうことのできる矩形ウ
ィービング倣い溶接法の程1ノ(を目的とづ−るちので
ある。 〔問題点を解決するための手段〕 かかる目的を達成するこの発明は、溶接線方向に走行移
動でき、これど直交する方向に平行移動できるとともに
電極先端を中心に回転できる制御軸をもつ溶接1〜−ヂ
と、電l!近傍の溶接線を挟む両側に開先位置を倣う倣
いセンサーを設け、この倣いセン→jの信号に基づき溶
接1〜−ブを開先形状に沿って矩形にウィービングさせ
ると同時に溶接トーチの姿勢を予め定めた複数の溶接姿
勢T−ドに切嘗えながら倣い溶接するようにしたことを
特徴どするものである。 (作用) 溶接1〜−ヂを溶接線方向への走行移動とこれど直交づ
る方向への平行移動とを組合せて、平行移動の際には走
行を行なわない矩形にウィービングして溶接幅の変化に
よる融合不良の発生を防1にし、溶接j〜−ヂをさらに
電極先端を中心に溶接線ど直交する平面内で回転できる
J:うにし、溶接1−−ヂの姿勢をウィービングにとも
なって開先面に垂直な平行移動と回転移動との組合l!
ないしはそれぞれの単独移動により構成される溶接姿勢
モードを通信°選択して開先両端壁での溶込み不良を防
+Lし、さらに、電極の両側に設置プだ倣いセンサの信
号を用いることで倣い溶接を可能どするものである。 〔実施例〕 以下この発明の一実施例を図面を参照しながら具体的に
説明する。 この発明の矩形ウィービング倣い溶接法が適用される自
動溶接装置の一例
することのできる矩形ウィービング倣い溶接法に関し、
特に積層溶接に好適なものである。 〔従来の技術〕 溶接すべぎ母材の板厚が厚く間先深さが深い場合には、
従来から積層溶接が行なわれるどどもに、溶接作業能率
向上のため溶接i〜−ヂをウィービングしながら1層1
パスで溶接することが行なわれている。 例えば、第9図に示すように、■型間光1で開先角度θ
が60度程度と大きいものを溶接する場合には、溶接1
〜−ヂを、第10図に示すように、斜め前方への移動a
、bと両端部での前進Cとを組合せた台形状にウィービ
ングさせるようにしている。 〔発明が解決しJ:うとする問題点〕 ところが、積層溶接によって開先の断面で、溶接幅はW
+△Wと変化づ−る(第9図(a))。この変化は、開
先線の加工や蛇行熱変形等によっても生ずる(第9図(
b))。 このため溶接トーチを台形状にウィービングしながら変
化した溶接幅W十△Wに対応さけ前進Cの出を一定とし
て溶接すると、ビードピッチPは溶接幅Wの変化に対応
して増加しP+ΔPになる。 このため、溶接+−−ヂの軌跡の幅部進方向と左右斜め
方向で異なってしまい融合不良2が生じてしj:う。 したがって、溶Jg I−〜ブの横行速度と前進速度と
を変えて融合不良が生じないJ、うに制御しなりればな
らず、自動溶接が勤しい。 一方、自動溶接を行なうためには、開先の断面形状の変
化による溶接幅Wを検出したり、溶接線方向への開先の
蛇行等を検出する必要がある。 このため従来のTIG溶接法では、溶接用4.Jと電極
との間のアーク電圧の変化を倣い(1)号として利用す
ることが行なわれているが、アーク特11Iより電流に
よってアーク電圧は大幅に変化りる。 そのためこのアーク電圧を利用して倣い溶接することは
勤しい。 さらに、従来の台形状のウィービング法では、溶接トー
チを溶接母材に対し垂直に保持したまま溶接を行なう溶
接姿勢を採るため、開先の両端壁での溶込み不良が生じ
やすいという問題もある。 この発明は上記従来技術に基づく溶接1ヘーヂのウィー
ビング形状ヤ)溶接1〜−ヂの姿勢および倣いセンサー
の問題を解消し、自動溶接を行なうことのできる矩形ウ
ィービング倣い溶接法の程1ノ(を目的とづ−るちので
ある。 〔問題点を解決するための手段〕 かかる目的を達成するこの発明は、溶接線方向に走行移
動でき、これど直交する方向に平行移動できるとともに
電極先端を中心に回転できる制御軸をもつ溶接1〜−ヂ
と、電l!近傍の溶接線を挟む両側に開先位置を倣う倣
いセンサーを設け、この倣いセン→jの信号に基づき溶
接1〜−ブを開先形状に沿って矩形にウィービングさせ
ると同時に溶接トーチの姿勢を予め定めた複数の溶接姿
勢T−ドに切嘗えながら倣い溶接するようにしたことを
特徴どするものである。 (作用) 溶接1〜−ヂを溶接線方向への走行移動とこれど直交づ
る方向への平行移動とを組合せて、平行移動の際には走
行を行なわない矩形にウィービングして溶接幅の変化に
よる融合不良の発生を防1にし、溶接j〜−ヂをさらに
電極先端を中心に溶接線ど直交する平面内で回転できる
J:うにし、溶接1−−ヂの姿勢をウィービングにとも
なって開先面に垂直な平行移動と回転移動との組合l!
ないしはそれぞれの単独移動により構成される溶接姿勢
モードを通信°選択して開先両端壁での溶込み不良を防
+Lし、さらに、電極の両側に設置プだ倣いセンサの信
号を用いることで倣い溶接を可能どするものである。 〔実施例〕 以下この発明の一実施例を図面を参照しながら具体的に
説明する。 この発明の矩形ウィービング倣い溶接法が適用される自
動溶接装置の一例
【ユ、第1図に示すように、溶接線り
方向に沿って敷設された専用レール10上を自走する溶
接台車11を備え、この溶接台車11に上下動機構12
を介して溶接線1−に直交する平行移動機構13が設り
られ、この平行移動機構13を介して溶接線しに直交す
る平面内で電極11!Iの先端を中心として回転づ−る
回転機構15がgQ TJられでその先端部に溶接1〜
−ヂ16が取付【ノてあり、溶接1−−ヂ16は4軸の
制御が行なわれる。 この溶接1〜−ヂ16の溶接線1−を挟む両側には、そ
れぞれ倣いセンサ17,18が数句けられ、その先端が
電極14の近傍の溶接用材に接触するj;うになってい
る。 J:た、溶接トーチ1Gの電極14の先端には、溶接ワ
イヤ送給機構19を介して溶接ワイヤ20が送給できる
ようになっている。 これら各機構は直線状ないしは円弧状のラックとピニオ
ンどザーボモータ等や送りねじ(歿構等周知の機構で構
成してあり、図示しない制御装置で制御される。 このような自動溶接装置の基本動作は、溶接トーチ16
を、第2図に示すように、矩形にウィービングづること
と、これと組合せて行なわれる溶接1−−チ16の姿勢
を、第3図(a)に示すように、垂直のまま平行移動す
ること、同図(b)に示すように、電極先端を中心に回
転移動することおJ:び同図(C)に示すJ:うに、平
行移動と回転移動とを同時に行なう合成移動することで
構成されている。 このJ:うな基本動作を切t4えながら自動溶接リ−る
のに必要不可欠な倣いレン(Ji7,18おJ:びその
信号検出回路例は、第4図おJ、び第5図に示すように
構成されている。 すなわち、倣いセンサ−17,18は、金属製の細いワ
イヤで作られており、溶接r’3 ’tA 3との間に
電圧が印加されている。 したがって、自動倣い溶接中において、溶接用材3と倣
いセンサ17.18間の電圧あるいは電流にJ:す、倣
いセン4)17.18が開先壁1a。 1bにタッチしたことを検出すれば電極14と開先壁1
a、1bどの接近状態を検出することができる。 この倣いセンサ17.18と開先壁1a、1bとのタッ
チを検出する回路は、例えば第5図に示すJ:うに、電
源21から供給される交流電圧が電源1ヘランス22を
介してダイオードブリッジ23で整流され、正の電圧が
抵抗R1を介して左の倣いセンサ17に導びかれ、負の
電圧が抵抗R2を介して右の倣いセンサ18に導びかれ
、ゼロ電圧が抵抗R3,R4を介して溶接用材3に導ひ
かれている。 また、この整流された電圧がダイオードD1゜発光グイ
オードDf1,1〜ランジスタQ1.抵抗R5の回路と
、抵抗R5,1〜ランジスタQ2.発光ダイオードDf
2.ダイオードD2の回路にそれぞれ印加されており、
発光ダイオードDf1゜r)f2にはぞれぞれフォトト
ランジスタQf1゜Qf2が組合せである。 ざらに、1〜ランジスタQ1.Q2のベースには、抵抗
R3とR4どの接続点の電圧が抵抗R6を介して印加さ
れる」:うにしである。 したがって、左の倣いセン’J−17が左の開先壁1a
にタッチするど、トランス22→ダイオードブリツジ2
3→抵抗R1→左の倣いセン(J−17→溶接f!1月
3→抵抗R3→抵抗R4→トランス22の経路で電流が
流れ、トランジスタQ1.Q2のベース電位が正になっ
て、1〜ランジスタQ1がオンとなり、発光ダイオード
Df1が発光して、)A1〜1ヘランジスタQf1の出
力2/Iにタッチ信号片が寄られる。 また、右の倣いセンサ18が右の開先壁1bにタッチす
ると、1〜ランス22→抵抗R/l→抵抗R3→溶接f
l 4J 3→右の倣いセン勺18→抵抗R2→ダイオ
ードブリッジ23の経路で電流が流れ、1−ランジスタ
Q1.Q2のベース電位が負になって、1〜ランジスタ
Q2がオンどなり、発光ダイオードDr2が発光して、
フA1〜1〜ランジスタQ、2の出力25にタッチ信号
有が得られる。 そこで、出力端子24,25のタッチ信号を検出するこ
とにJ:す、倣いセンサ17,18ど溶接ffl 4f
l 3とのタッチを検知することができるのである。 次に、このにうな2つの倣いセンサ゛17,18を用い
て溶接]・−チ16を矩形に自動ウィービングする基本
動作について、第6図および第7図を参照して説明する
。 第6図には、矩形オシレート法による平面上での1〜−
ヂ軌跡を示す。 にず、溶接1〜−ヂ16を平行移動機構13にj:り右
方向に移動ざ1(a>、右の開先壁1bに右の倣いセン
サ18がタップしたことを検知したら、平行移動機構1
3を停止する。次いで、溶接台車11を前進さ−けると
ともに平行移動n tlFJl 3を補正して右の開先
壁1bに沿って前進させ(C)、所定距l1il+、
(または所定時間)移動したら、前進を停止ざl゛ると
同時に平行移動機構13により左方向に溶接I〜−ヂ1
6を移動させる(b)。 そして、左の開先壁1aに左の倣いセンサ17がタッチ
したことを検知したら、平行移動機構13を停止し、溶
接台車11を前進させるとともに平行移動機構13を補
正して左の開先壁1aに沿って移動さぜ(d)、所定距
1ift(または所定時間)移動したら、前進を停止さ
せるど同時に平行移動機構13を右方向に移動させて(
a)、以下上記の動作を繰り返すようにする。 このような一連の動作(a→c−+b→d)を実現する
ためのフローチャートが第7図であり、順を追って説明
する。 (1) 溶接台車11等を所定の位置に設置するとと
もに溶接トーチ16および倣いセンIt−17゜18を
開先1内に位置させる等の準備が完成したのち、溶接ス
ター1へ操作2Gがなされると、平行移動機構13にj
:り溶接1−−チ1Gが右方向に駆動される(27)。 (2) 右の倣いセンサ18が右の開先壁1bにタッ
チする(28)と、平行移動が停止され、溶接台車11
を前進ざぜる( 30 ) 、。 (3) この溶接台車11を前進ざじているとぎ(C
)は、右の倣いセンサ18が右の開先壁1bにタッチす
るかしないかという状態を維持するよう平行移動i構1
3を補正制御する(32へ・35)。 すなわち、右の倣いセンサ18が右の開先壁1bから離
れた場合は、平行移動機構13で溶接トーチ16を右方
向(右の開先壁1bに近づく方向)に駆動し、右の開先
壁1bにタッチした場合は、逆に左方向に駆動する。こ
うすることににす、右の開先壁1bが途中で曲っていて
も、この曲がりに倣いながら溶接することができる。 (4) 溶接台車11の前進が所定時間(または所定
距離)行なわれたら、これを停由する(36)。 (5) 続いて、平行移動11)M13により溶接1
〜−ヂ16を左方向に駆動する(37)。 (6) 左の倣いレノ1ノ17が左の開先壁1aにク
ッヂすると、平行移動1幾1til 13を停止して溶
接台車11を前進さ氾る(41)。 (7) 溶接台車11を前進させているときは、上記
(3)と同様に左の倣いセンサ17が左の開先壁1aに
タッチするかしないかという状態を維持するように平行
移動機構13を制御し補正する(42〜45)。 すなわち、左の倣いセンサ17が左の開先壁1aから離
れた場合は、平行移動機構13を左方向(左の開先壁1
aに近づく方向)に駆動し、左の開先壁1aにタッチし
た場合は、平行移動機構13を右方向に駆動する。こう
することにより、左の開先壁1aが途中で曲がっていて
も、この曲がりに倣いながら溶接することができる。 (8) 溶接台車11の前進が所定時間(または所定
距1!t)行なわれたら、これを停止する(46)。 (9) 続いて、平行移動機構13により溶接トーチ
16を右方向に移動(27)して、以下上記の動作を繰
り返すことにより、開先1に倣った矩形ウィービングに
にる自動溶接が実現される。 すなわち、開先1の溶接幅Wが積層数や溶接変形等でW
+ΔWに変化した場合や溶接線りが曲がったり蛇行した
場合にもこれに倣って矩形ウィービングによる自動溶接
ができる。 次に、矩形ウィービング中の溶接1−−チ16の姿勢を
制御し、積層状態等に対応して初層から最上層まで自動
溶接するのに必要な3つの溶接姿勢モードについて、第
8図に示す制御シーケンスにより説明する。 (^) 片壁倣い平行移動モード この片壁倣い平行移動モードでは、溶接トーチ16は、
第3図(a)に示すように、溶接母材3に対し垂直に保
持した状態とされるとともに、制御装置内に組込まれた
2つのタイマT1.T2により、溶接台車11が前進中
の時間T1の間は溶接電流■を低い値11に保持(例え
ばT 1= 0.5sec。 T1= 10OA )する一方、溶接台車11が停止中
の時間T の間は溶接電流Iを高い値12に保持(例え
ばT −0,5sec 、 l 2 =250八)
(こし、これらT、T2をもう−1III合lて矩形ウ
ィービングに対応させる。なd3、図中、Δ丁はタイマ
T1の切替時の遅れ時間である。 この平行移動モードを使用することにより、初層の突合
せ開先の自動溶接等が可能となり、溶接台車11の走行
中は2つの倣いセンサ17.18のうち、いずれか一方
を選択スイッチの切替え等で選択しながら片方の開先壁
1a又は1bの倣い走行を行なう。 また、溶接トーチ16の先端の電極14を溶接母材3の
表面から一定の距離に保持するためアーク電圧制御方式
(AVC>が採用され、上下動機構12を制御するよう
になっている。 (B) 片壁倣い回転移動モード この片壁倣い回転移動上−ドでは、溶接1〜−ヂ16を
、第3図(1))に示すにうに、先端を中心に左右に回
転さゼ扇形に移動づることを基本どJるものであり、矩
形ウィービングに対応した1つのスアージ■〜■C4t
、1成されている。 ステージ■は回転機4i1715にJ、り溶接トーチ1
Gが右に回転して設定した1〜−ブ角にjヱ田るまで゛
の状態である。 ステージ■は、1〜−ヂ角が右設定舶に達した状gであ
り、このステージ■で′タイマT1が仔力き、T1時間
に達したどきにステージ■になる。 ス−7−ジ■は、ステージ■と反対のノを方向に溶接1
〜−チ16を回転機構15で傾【フ、左設定値の1〜−
ヂ角に達するまでの状態である。 ステージ■は、トーチ角が左設定値に達した状態であり
、このステージ■でタイマT2が働き、T2時間に達し
!ζどき、ステージ■に戻り、以後繰り返す。 また、この片壁倣い回転移動子−ドでは、2つの倣いセ
ン’J17,18を選択スイッチで切昌えて一方の倣い
センサ17(または18)だけで倣い溶接を行ない溶接
幅Wは予め設定した値どして溶接するので、溶接線1−
は曲がったり蛇行してもかまわないが、溶接幅Wは少な
くとも一層溶接中は一定である場合に使用する。 そして、上記片壁倣い平行移動モードの場合と胃なり、
溶接1−−チ1Gが傾いた場合にも開先壁1a(または
1b)の倣い精度を向上させるため溶接トーチ16を左
に傾りた時には、右の倣いセンサ18を動作させるよう
にしている。 (c) 両壁倣い合成移動モード この両壁倣い合成移動モードでは、溶接トーチ16を、
第3図(C)に示すJ:うに、平行移動と回転移動とを
相合せた合成移動をさせ、しかも溶接トーチ16の先端
の電極14は常に開先1の表面から一定の距離に保った
状態とするものであり、矩形ウィービングに対応した4
つのステージ■〜■で構成されている。 ステージ■は、溶接トーチ1Gを平行移動機構13によ
り右方向に平行移動すると同時に、回転1jlt横15
により溶接1−一層16の先端が石壁側を向<、lう傾
け、右の倣いセンサ18が右の開先壁1bを検1」1す
るまで駆動リ−る。このステージ■では走行は停止した
状態どしである。 ステージ■は、右の倣いレンザ18が右の開先壁1bを
検知し、平行移動機構13および回転(幾!:i 15
をその位置で停由した状態である。このステージ■でタ
インT が働ぎ、T1時間に達したどぎにステージ■に
なる。なお、図中、ΔT 4;にステージ■からステー
ジ■に切替わるどぎの走行開始までのわずかな遅れ時間
である。 ステージ■は、溶接トーチ16を平行移動機構13にJ
こり左方向に平行移動すると同時に、回転In、構15
ににり溶接1−一層16の先端が左壁側を向くよう傾り
、左の倣いセンサ−17が左の開先壁1aを検出するま
で駆動する。このステージ■でもステージ■と同様、走
行は停止した状態どする。 ステージ■は、左の倣いセンv17が左の開先壁1aを
検知し、平行移動機構13および回転機構15をその位
置で停止しlc状態である。このステーラ■の長さ、す
なわち溶接トーチ16の前進はタイマ下 の設定時間T
2で定められ、わずかな遅れ時間Δ丁の後に走行が開始
されるJ:うになっている。 そして、このタイマT の設定時間T2に達するど、ス
テージ■に戻り、以後繰り返す。 なお、ステージ■および■で溶接1〜−チ16の前進を
わずかに行なわせて斜めに移動ざlても良いが、ステー
ジ■の軌跡とステージ■の軌跡とが平行になるよう、例
えば、ステージ■で前進させたら、これど対応する分だ
けステージ■で後退さゼて矩形ウィービングを保持する
ようにすることが好ましい。 また、溶接電流Iや溶接ワイヤの供給fnFは、両壁倣
い合成移動モードの各ステージ■〜■に対応して図示の
如く制御される。 このような両壁倣い合成移動モードにJ:れば、溶接幅
Wが溶接線り方向に変化し、W十ΔWになる部分があっ
てもこれに倣って自動溶接ができ、積層溶接に広く適用
できる。 以上のような3つの溶接姿勢モード(A)。 (B)、(C)を既に説明した矩形ウィービングと組合
せることにより、開先形状が直線状でなく、溶接幅Wが
変化しても初層から最上層まで全てを自動溶接すること
ができるのである。 (発明の効果〕 以上実施例とともに具体的に説明し1cようにこの発明
によれば、溶接1ヘーヂを矩形にウィービングするど同
時に溶接トーチの姿勢を予め設定した複数の溶接姿勢モ
ードに従って切替えながら、溶接1〜−ヂの両側に設【
プた倣いセンサにJ:る自動倣いを行なうようにしたの
で、開先の角度ヤ】深さ、あるいは溶接線の蛇行や溶接
幅の変化があって−bこれらに対応して自動倣い溶接が
できる。 すなわち、溶接トーチの両側に倣いセンサを配置したの
で、電極近傍の開先線を遅れ時間をともなうことなく倣
うことが可能どなった。 また、溶接トーチの溶接姿勢モードを複数設定し、これ
を切替えながら溶接するので、開先の形状に対応した溶
接姿勢モードにより、従来、放置溶接が困ff1llで
あった初層の自動溶接もでき、全層の放置溶接が可能ど
なった。 さらに、溶接1ヘーチの移動動作のひとつに、先端を中
心にした回転移動があるので、開先内での溶接1−−ヂ
の角度を大ぎく変えることができ、開先壁面の溶込みが
大きく、溶接品質を向上することができる。 また、溶接1〜−チを矩形にウィービングするので、溶
接幅が変化しても平行移動速度や走行速度を変えること
なく対応でき、しかも、融合不良が生じることがない。 さらに、溶接トーチの移動動作のひどつに平行移動と先
端を中心とした回転移動とを組合せた合成移動があり、
この場合には、常に溶接1〜−ヂを開先表面から一定の
距離に保つことができ、電極の開先内でのねらい位置が
安定し、溶接準備等が容易となる。 また、TTG溶接はもとより、MTG溶接やサブマージ
溶接にも適用でき、汎用性に優れた溶接法である。
方向に沿って敷設された専用レール10上を自走する溶
接台車11を備え、この溶接台車11に上下動機構12
を介して溶接線1−に直交する平行移動機構13が設り
られ、この平行移動機構13を介して溶接線しに直交す
る平面内で電極11!Iの先端を中心として回転づ−る
回転機構15がgQ TJられでその先端部に溶接1〜
−ヂ16が取付【ノてあり、溶接1−−ヂ16は4軸の
制御が行なわれる。 この溶接1〜−ヂ16の溶接線1−を挟む両側には、そ
れぞれ倣いセンサ17,18が数句けられ、その先端が
電極14の近傍の溶接用材に接触するj;うになってい
る。 J:た、溶接トーチ1Gの電極14の先端には、溶接ワ
イヤ送給機構19を介して溶接ワイヤ20が送給できる
ようになっている。 これら各機構は直線状ないしは円弧状のラックとピニオ
ンどザーボモータ等や送りねじ(歿構等周知の機構で構
成してあり、図示しない制御装置で制御される。 このような自動溶接装置の基本動作は、溶接トーチ16
を、第2図に示すように、矩形にウィービングづること
と、これと組合せて行なわれる溶接1−−チ16の姿勢
を、第3図(a)に示すように、垂直のまま平行移動す
ること、同図(b)に示すように、電極先端を中心に回
転移動することおJ:び同図(C)に示すJ:うに、平
行移動と回転移動とを同時に行なう合成移動することで
構成されている。 このJ:うな基本動作を切t4えながら自動溶接リ−る
のに必要不可欠な倣いレン(Ji7,18おJ:びその
信号検出回路例は、第4図おJ、び第5図に示すように
構成されている。 すなわち、倣いセンサ−17,18は、金属製の細いワ
イヤで作られており、溶接r’3 ’tA 3との間に
電圧が印加されている。 したがって、自動倣い溶接中において、溶接用材3と倣
いセンサ17.18間の電圧あるいは電流にJ:す、倣
いセン4)17.18が開先壁1a。 1bにタッチしたことを検出すれば電極14と開先壁1
a、1bどの接近状態を検出することができる。 この倣いセンサ17.18と開先壁1a、1bとのタッ
チを検出する回路は、例えば第5図に示すJ:うに、電
源21から供給される交流電圧が電源1ヘランス22を
介してダイオードブリッジ23で整流され、正の電圧が
抵抗R1を介して左の倣いセンサ17に導びかれ、負の
電圧が抵抗R2を介して右の倣いセンサ18に導びかれ
、ゼロ電圧が抵抗R3,R4を介して溶接用材3に導ひ
かれている。 また、この整流された電圧がダイオードD1゜発光グイ
オードDf1,1〜ランジスタQ1.抵抗R5の回路と
、抵抗R5,1〜ランジスタQ2.発光ダイオードDf
2.ダイオードD2の回路にそれぞれ印加されており、
発光ダイオードDf1゜r)f2にはぞれぞれフォトト
ランジスタQf1゜Qf2が組合せである。 ざらに、1〜ランジスタQ1.Q2のベースには、抵抗
R3とR4どの接続点の電圧が抵抗R6を介して印加さ
れる」:うにしである。 したがって、左の倣いセン’J−17が左の開先壁1a
にタッチするど、トランス22→ダイオードブリツジ2
3→抵抗R1→左の倣いセン(J−17→溶接f!1月
3→抵抗R3→抵抗R4→トランス22の経路で電流が
流れ、トランジスタQ1.Q2のベース電位が正になっ
て、1〜ランジスタQ1がオンとなり、発光ダイオード
Df1が発光して、)A1〜1ヘランジスタQf1の出
力2/Iにタッチ信号片が寄られる。 また、右の倣いセンサ18が右の開先壁1bにタッチす
ると、1〜ランス22→抵抗R/l→抵抗R3→溶接f
l 4J 3→右の倣いセン勺18→抵抗R2→ダイオ
ードブリッジ23の経路で電流が流れ、1−ランジスタ
Q1.Q2のベース電位が負になって、1〜ランジスタ
Q2がオンどなり、発光ダイオードDr2が発光して、
フA1〜1〜ランジスタQ、2の出力25にタッチ信号
有が得られる。 そこで、出力端子24,25のタッチ信号を検出するこ
とにJ:す、倣いセンサ17,18ど溶接ffl 4f
l 3とのタッチを検知することができるのである。 次に、このにうな2つの倣いセンサ゛17,18を用い
て溶接]・−チ16を矩形に自動ウィービングする基本
動作について、第6図および第7図を参照して説明する
。 第6図には、矩形オシレート法による平面上での1〜−
ヂ軌跡を示す。 にず、溶接1〜−ヂ16を平行移動機構13にj:り右
方向に移動ざ1(a>、右の開先壁1bに右の倣いセン
サ18がタップしたことを検知したら、平行移動機構1
3を停止する。次いで、溶接台車11を前進さ−けると
ともに平行移動n tlFJl 3を補正して右の開先
壁1bに沿って前進させ(C)、所定距l1il+、
(または所定時間)移動したら、前進を停止ざl゛ると
同時に平行移動機構13により左方向に溶接I〜−ヂ1
6を移動させる(b)。 そして、左の開先壁1aに左の倣いセンサ17がタッチ
したことを検知したら、平行移動機構13を停止し、溶
接台車11を前進させるとともに平行移動機構13を補
正して左の開先壁1aに沿って移動さぜ(d)、所定距
1ift(または所定時間)移動したら、前進を停止さ
せるど同時に平行移動機構13を右方向に移動させて(
a)、以下上記の動作を繰り返すようにする。 このような一連の動作(a→c−+b→d)を実現する
ためのフローチャートが第7図であり、順を追って説明
する。 (1) 溶接台車11等を所定の位置に設置するとと
もに溶接トーチ16および倣いセンIt−17゜18を
開先1内に位置させる等の準備が完成したのち、溶接ス
ター1へ操作2Gがなされると、平行移動機構13にj
:り溶接1−−チ1Gが右方向に駆動される(27)。 (2) 右の倣いセンサ18が右の開先壁1bにタッ
チする(28)と、平行移動が停止され、溶接台車11
を前進ざぜる( 30 ) 、。 (3) この溶接台車11を前進ざじているとぎ(C
)は、右の倣いセンサ18が右の開先壁1bにタッチす
るかしないかという状態を維持するよう平行移動i構1
3を補正制御する(32へ・35)。 すなわち、右の倣いセンサ18が右の開先壁1bから離
れた場合は、平行移動機構13で溶接トーチ16を右方
向(右の開先壁1bに近づく方向)に駆動し、右の開先
壁1bにタッチした場合は、逆に左方向に駆動する。こ
うすることににす、右の開先壁1bが途中で曲っていて
も、この曲がりに倣いながら溶接することができる。 (4) 溶接台車11の前進が所定時間(または所定
距離)行なわれたら、これを停由する(36)。 (5) 続いて、平行移動11)M13により溶接1
〜−ヂ16を左方向に駆動する(37)。 (6) 左の倣いレノ1ノ17が左の開先壁1aにク
ッヂすると、平行移動1幾1til 13を停止して溶
接台車11を前進さ氾る(41)。 (7) 溶接台車11を前進させているときは、上記
(3)と同様に左の倣いセンサ17が左の開先壁1aに
タッチするかしないかという状態を維持するように平行
移動機構13を制御し補正する(42〜45)。 すなわち、左の倣いセンサ17が左の開先壁1aから離
れた場合は、平行移動機構13を左方向(左の開先壁1
aに近づく方向)に駆動し、左の開先壁1aにタッチし
た場合は、平行移動機構13を右方向に駆動する。こう
することにより、左の開先壁1aが途中で曲がっていて
も、この曲がりに倣いながら溶接することができる。 (8) 溶接台車11の前進が所定時間(または所定
距1!t)行なわれたら、これを停止する(46)。 (9) 続いて、平行移動機構13により溶接トーチ
16を右方向に移動(27)して、以下上記の動作を繰
り返すことにより、開先1に倣った矩形ウィービングに
にる自動溶接が実現される。 すなわち、開先1の溶接幅Wが積層数や溶接変形等でW
+ΔWに変化した場合や溶接線りが曲がったり蛇行した
場合にもこれに倣って矩形ウィービングによる自動溶接
ができる。 次に、矩形ウィービング中の溶接1−−チ16の姿勢を
制御し、積層状態等に対応して初層から最上層まで自動
溶接するのに必要な3つの溶接姿勢モードについて、第
8図に示す制御シーケンスにより説明する。 (^) 片壁倣い平行移動モード この片壁倣い平行移動モードでは、溶接トーチ16は、
第3図(a)に示すように、溶接母材3に対し垂直に保
持した状態とされるとともに、制御装置内に組込まれた
2つのタイマT1.T2により、溶接台車11が前進中
の時間T1の間は溶接電流■を低い値11に保持(例え
ばT 1= 0.5sec。 T1= 10OA )する一方、溶接台車11が停止中
の時間T の間は溶接電流Iを高い値12に保持(例え
ばT −0,5sec 、 l 2 =250八)
(こし、これらT、T2をもう−1III合lて矩形ウ
ィービングに対応させる。なd3、図中、Δ丁はタイマ
T1の切替時の遅れ時間である。 この平行移動モードを使用することにより、初層の突合
せ開先の自動溶接等が可能となり、溶接台車11の走行
中は2つの倣いセンサ17.18のうち、いずれか一方
を選択スイッチの切替え等で選択しながら片方の開先壁
1a又は1bの倣い走行を行なう。 また、溶接トーチ16の先端の電極14を溶接母材3の
表面から一定の距離に保持するためアーク電圧制御方式
(AVC>が採用され、上下動機構12を制御するよう
になっている。 (B) 片壁倣い回転移動モード この片壁倣い回転移動上−ドでは、溶接1〜−ヂ16を
、第3図(1))に示すにうに、先端を中心に左右に回
転さゼ扇形に移動づることを基本どJるものであり、矩
形ウィービングに対応した1つのスアージ■〜■C4t
、1成されている。 ステージ■は回転機4i1715にJ、り溶接トーチ1
Gが右に回転して設定した1〜−ブ角にjヱ田るまで゛
の状態である。 ステージ■は、1〜−ヂ角が右設定舶に達した状gであ
り、このステージ■で′タイマT1が仔力き、T1時間
に達したどきにステージ■になる。 ス−7−ジ■は、ステージ■と反対のノを方向に溶接1
〜−チ16を回転機構15で傾【フ、左設定値の1〜−
ヂ角に達するまでの状態である。 ステージ■は、トーチ角が左設定値に達した状態であり
、このステージ■でタイマT2が働き、T2時間に達し
!ζどき、ステージ■に戻り、以後繰り返す。 また、この片壁倣い回転移動子−ドでは、2つの倣いセ
ン’J17,18を選択スイッチで切昌えて一方の倣い
センサ17(または18)だけで倣い溶接を行ない溶接
幅Wは予め設定した値どして溶接するので、溶接線1−
は曲がったり蛇行してもかまわないが、溶接幅Wは少な
くとも一層溶接中は一定である場合に使用する。 そして、上記片壁倣い平行移動モードの場合と胃なり、
溶接1−−チ1Gが傾いた場合にも開先壁1a(または
1b)の倣い精度を向上させるため溶接トーチ16を左
に傾りた時には、右の倣いセンサ18を動作させるよう
にしている。 (c) 両壁倣い合成移動モード この両壁倣い合成移動モードでは、溶接トーチ16を、
第3図(C)に示すJ:うに、平行移動と回転移動とを
相合せた合成移動をさせ、しかも溶接トーチ16の先端
の電極14は常に開先1の表面から一定の距離に保った
状態とするものであり、矩形ウィービングに対応した4
つのステージ■〜■で構成されている。 ステージ■は、溶接トーチ1Gを平行移動機構13によ
り右方向に平行移動すると同時に、回転1jlt横15
により溶接1−一層16の先端が石壁側を向<、lう傾
け、右の倣いセンサ18が右の開先壁1bを検1」1す
るまで駆動リ−る。このステージ■では走行は停止した
状態どしである。 ステージ■は、右の倣いレンザ18が右の開先壁1bを
検知し、平行移動機構13および回転(幾!:i 15
をその位置で停由した状態である。このステージ■でタ
インT が働ぎ、T1時間に達したどぎにステージ■に
なる。なお、図中、ΔT 4;にステージ■からステー
ジ■に切替わるどぎの走行開始までのわずかな遅れ時間
である。 ステージ■は、溶接トーチ16を平行移動機構13にJ
こり左方向に平行移動すると同時に、回転In、構15
ににり溶接1−一層16の先端が左壁側を向くよう傾り
、左の倣いセンサ−17が左の開先壁1aを検出するま
で駆動する。このステージ■でもステージ■と同様、走
行は停止した状態どする。 ステージ■は、左の倣いセンv17が左の開先壁1aを
検知し、平行移動機構13および回転機構15をその位
置で停止しlc状態である。このステーラ■の長さ、す
なわち溶接トーチ16の前進はタイマ下 の設定時間T
2で定められ、わずかな遅れ時間Δ丁の後に走行が開始
されるJ:うになっている。 そして、このタイマT の設定時間T2に達するど、ス
テージ■に戻り、以後繰り返す。 なお、ステージ■および■で溶接1〜−チ16の前進を
わずかに行なわせて斜めに移動ざlても良いが、ステー
ジ■の軌跡とステージ■の軌跡とが平行になるよう、例
えば、ステージ■で前進させたら、これど対応する分だ
けステージ■で後退さゼて矩形ウィービングを保持する
ようにすることが好ましい。 また、溶接電流Iや溶接ワイヤの供給fnFは、両壁倣
い合成移動モードの各ステージ■〜■に対応して図示の
如く制御される。 このような両壁倣い合成移動モードにJ:れば、溶接幅
Wが溶接線り方向に変化し、W十ΔWになる部分があっ
てもこれに倣って自動溶接ができ、積層溶接に広く適用
できる。 以上のような3つの溶接姿勢モード(A)。 (B)、(C)を既に説明した矩形ウィービングと組合
せることにより、開先形状が直線状でなく、溶接幅Wが
変化しても初層から最上層まで全てを自動溶接すること
ができるのである。 (発明の効果〕 以上実施例とともに具体的に説明し1cようにこの発明
によれば、溶接1ヘーヂを矩形にウィービングするど同
時に溶接トーチの姿勢を予め設定した複数の溶接姿勢モ
ードに従って切替えながら、溶接1〜−ヂの両側に設【
プた倣いセンサにJ:る自動倣いを行なうようにしたの
で、開先の角度ヤ】深さ、あるいは溶接線の蛇行や溶接
幅の変化があって−bこれらに対応して自動倣い溶接が
できる。 すなわち、溶接トーチの両側に倣いセンサを配置したの
で、電極近傍の開先線を遅れ時間をともなうことなく倣
うことが可能どなった。 また、溶接トーチの溶接姿勢モードを複数設定し、これ
を切替えながら溶接するので、開先の形状に対応した溶
接姿勢モードにより、従来、放置溶接が困ff1llで
あった初層の自動溶接もでき、全層の放置溶接が可能ど
なった。 さらに、溶接1ヘーチの移動動作のひとつに、先端を中
心にした回転移動があるので、開先内での溶接1−−ヂ
の角度を大ぎく変えることができ、開先壁面の溶込みが
大きく、溶接品質を向上することができる。 また、溶接1〜−チを矩形にウィービングするので、溶
接幅が変化しても平行移動速度や走行速度を変えること
なく対応でき、しかも、融合不良が生じることがない。 さらに、溶接トーチの移動動作のひどつに平行移動と先
端を中心とした回転移動とを組合せた合成移動があり、
この場合には、常に溶接1〜−ヂを開先表面から一定の
距離に保つことができ、電極の開先内でのねらい位置が
安定し、溶接準備等が容易となる。 また、TTG溶接はもとより、MTG溶接やサブマージ
溶接にも適用でき、汎用性に優れた溶接法である。
第1図〜第8図はこの発明の矩形ウィービング倣い溶接
法の一実施例にかかり、第1図はこの溶接法を用いた自
動溶接装置の概略構成図、第2図および第3図はそれぞ
れ基本動作の説明図、第4図おにび第5図は倣いセンサ
の斜視図おJ:びそののフローチャート、第8図は溶接
姿勢モードの制御シーケンスの説明図、第9図(a)、
(b)はそれぞれ溶接対象の一例の説明図、第10図
は従来のウィービングの説明図である。 1・・・開先、ia、lb・・・左右の開先壁、11・
・・溶接台車、12・・・上下動機構、13・・・平行
移動機構、14・・・電極、15・・・回転機構、16
・・・溶接1−一チ、17.18・・・左右の倣いセン
サ、19・・・溶接ワイヤ送給機構、20・・・溶接ワ
イヤ。 20L 1
法の一実施例にかかり、第1図はこの溶接法を用いた自
動溶接装置の概略構成図、第2図および第3図はそれぞ
れ基本動作の説明図、第4図おにび第5図は倣いセンサ
の斜視図おJ:びそののフローチャート、第8図は溶接
姿勢モードの制御シーケンスの説明図、第9図(a)、
(b)はそれぞれ溶接対象の一例の説明図、第10図
は従来のウィービングの説明図である。 1・・・開先、ia、lb・・・左右の開先壁、11・
・・溶接台車、12・・・上下動機構、13・・・平行
移動機構、14・・・電極、15・・・回転機構、16
・・・溶接1−一チ、17.18・・・左右の倣いセン
サ、19・・・溶接ワイヤ送給機構、20・・・溶接ワ
イヤ。 20L 1
Claims (1)
- 溶接線方向に走行移動でき、これと直交する方向に平行
移動できるとともに電極先端を中心に回転できる溶接ト
ーチの電極近傍の溶接線を挟む両側に開先形状を倣う倣
いセンサを設け、この倣いセンサの信号に基づき溶接ト
ーチを開先形状に沿って矩形にウィービングさせると同
時に溶接トーチの姿勢を予め定めた複数の溶接姿勢モー
ドに切替えながら倣い溶接するようにしたことを特徴と
する矩形ウィービング倣い溶接法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10796085A JPS61266184A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 矩形ウイ−ビング倣い溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10796085A JPS61266184A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 矩形ウイ−ビング倣い溶接法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61266184A true JPS61266184A (ja) | 1986-11-25 |
JPH0426939B2 JPH0426939B2 (ja) | 1992-05-08 |
Family
ID=14472424
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10796085A Granted JPS61266184A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 矩形ウイ−ビング倣い溶接法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61266184A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008105101A (ja) * | 2006-10-23 | 2008-05-08 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 溶接ロボット |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59107773A (ja) * | 1982-12-13 | 1984-06-22 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 自動ア−ク溶接の倣い方法 |
-
1985
- 1985-05-20 JP JP10796085A patent/JPS61266184A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59107773A (ja) * | 1982-12-13 | 1984-06-22 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 自動ア−ク溶接の倣い方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008105101A (ja) * | 2006-10-23 | 2008-05-08 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 溶接ロボット |
JP4725486B2 (ja) * | 2006-10-23 | 2011-07-13 | 日立建機株式会社 | 溶接ロボット |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0426939B2 (ja) | 1992-05-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101486123B (zh) | 焊接机器人 | |
US4008384A (en) | Welding apparatus | |
US6909066B2 (en) | Adaptive and synergic fill welding method and apparatus | |
TWI735215B (zh) | 可搬式熔接機器人之熔接控制方法、熔接控制裝置、可搬式熔接機器人及熔接系統 | |
CA1150780A (en) | Programmed welding machine with weld head speed override | |
JP2904247B2 (ja) | コルゲート重ね板継ぎ用の溶接ロボット | |
JPS61266184A (ja) | 矩形ウイ−ビング倣い溶接法 | |
SE503462C2 (sv) | Förfarande för automatisk reglering av höjden på en svetssträng | |
US4491266A (en) | Multi-layer padding welding method | |
JPH0813433B2 (ja) | 自動加工装置 | |
JPS60170576A (ja) | 溶接部品の自動位置決めシステム | |
JPH06270B2 (ja) | パイプの片面初層溶接方法 | |
JPH1177306A (ja) | 自動溶接装置 | |
JPS6255476B2 (ja) | ||
JPH0433546B2 (ja) | ||
JP2905801B2 (ja) | アーク溶接装置 | |
JP3478659B2 (ja) | 溶接装置 | |
JPS6289576A (ja) | ア−ク溶接における開先倣い制御法 | |
JPS61100805A (ja) | ロボツトの位置ズレ補正装置 | |
JP2719203B2 (ja) | 溶接ロボットの教示方法 | |
JP2000317632A (ja) | 溶接線倣い装置 | |
JPH05161971A (ja) | スパイラル鋼管の内面溶接方法と装置 | |
JPH01278971A (ja) | 自動溶接装置の溶接スタート制御方法 | |
JPS6225475B2 (ja) | ||
JPH01249268A (ja) | 自動溶接装置のワーク検知方法 |