JPS6329627B2 - - Google Patents
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- JPS6329627B2 JPS6329627B2 JP52080026A JP8002677A JPS6329627B2 JP S6329627 B2 JPS6329627 B2 JP S6329627B2 JP 52080026 A JP52080026 A JP 52080026A JP 8002677 A JP8002677 A JP 8002677A JP S6329627 B2 JPS6329627 B2 JP S6329627B2
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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
- B23K9/24—Features related to electrodes
- B23K9/28—Supporting devices for electrodes
- B23K9/30—Vibrating holders for electrodes
-
- 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
- B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
- B23K9/0216—Seam profiling, e.g. weaving, multilayer
-
- 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)
- Numerical Control (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、自動溶接の溶接径路の幅を制御する
ための装置に関するものである。
ための装置に関するものである。
互いに隣接する加工品たとえば平らな板材、管
材又はその他の環状物品の間に溶接継手を形成す
る際或いは又その他の多くの場合、とくに狭いす
きまに溶着金属を満たそうとする場合、高品質の
継手を作ろうとするならば所定の溶接機の移動径
路の幅を精密に制御しなければならない。
材又はその他の環状物品の間に溶接継手を形成す
る際或いは又その他の多くの場合、とくに狭いす
きまに溶着金属を満たそうとする場合、高品質の
継手を作ろうとするならば所定の溶接機の移動径
路の幅を精密に制御しなければならない。
なぜなら、アーク又は熱源がすきま側壁に近接
しすぎると側壁は深く切欠かれ又は刻み込まれ欠
陥部を生ずる。充分に近接しなければ、充てん金
属及び側壁の間の結合が弱く又は不適当になるか
らである。
しすぎると側壁は深く切欠かれ又は刻み込まれ欠
陥部を生ずる。充分に近接しなければ、充てん金
属及び側壁の間の結合が弱く又は不適当になるか
らである。
従つて本発明は溶接径路の幅を制御するための
装置を提供することを目的とする。
装置を提供することを目的とする。
本発明においては、平均溶接径路を横切つて往
復運動しこの径路に沿う予め定めた横方向限界位
置に対して接近離反するトーチを使用する。この
場合溶接電流はトーチが前記限界位置に接近する
と上昇し離反すると下降する。
復運動しこの径路に沿う予め定めた横方向限界位
置に対して接近離反するトーチを使用する。この
場合溶接電流はトーチが前記限界位置に接近する
と上昇し離反すると下降する。
本発明はこの現象を利用する。すなわち、アー
クを通つて流れる溶接電流の強さを、少なくとも
アークが前記限界位置に近接している時限の間、
検出する。検出した電流強さはトーチの横方向位
置を表わすパラメータとなる。従つて、アークが
横方向一方側の前記限界位置に近接している時限
の間に流れる溶接電流の強さを表わす検出信号
と、アークが横方向他方側の前記限界位置に近接
している時限の間に流れる溶接電流の強さを表わ
す検出信号とを加算すると、その合計信号はトー
チの往復運動振幅を表わすパラメータとなる。前
記合計信号を、基準値を表わす基準信号と比較し
することにより、トーチの前記往復運動振幅の過
大過小が検出される。検出結果に従つて振幅を調
整することによつて、溶接径路の幅を制御するこ
とが可能となる。
クを通つて流れる溶接電流の強さを、少なくとも
アークが前記限界位置に近接している時限の間、
検出する。検出した電流強さはトーチの横方向位
置を表わすパラメータとなる。従つて、アークが
横方向一方側の前記限界位置に近接している時限
の間に流れる溶接電流の強さを表わす検出信号
と、アークが横方向他方側の前記限界位置に近接
している時限の間に流れる溶接電流の強さを表わ
す検出信号とを加算すると、その合計信号はトー
チの往復運動振幅を表わすパラメータとなる。前
記合計信号を、基準値を表わす基準信号と比較し
することにより、トーチの前記往復運動振幅の過
大過小が検出される。検出結果に従つて振幅を調
整することによつて、溶接径路の幅を制御するこ
とが可能となる。
溶接針金は第4〜5図に関連して後述するよう
に任意適当な駆動装置によりトーチに送られアー
ク内に突出し溶融される。
に任意適当な駆動装置によりトーチに送られアー
ク内に突出し溶融される。
アーク溶接電流の強さは、トーチが溶接する壁
に近付くにつれて増加し、その増加の程度はトー
チが壁に近付く程大きくなるが、この現象につい
ては、以下の説明中で第6図に関連して詳細の述
べる。
に近付くにつれて増加し、その増加の程度はトー
チが壁に近付く程大きくなるが、この現象につい
ては、以下の説明中で第6図に関連して詳細の述
べる。
また、トーチの振幅を調整する具体的手段につ
いては、以下の説明中で第7図、第8図および第
10図に関連して詳細に述べる。
いては、以下の説明中で第7図、第8図および第
10図に関連して詳細に述べる。
以下本発明の実施例を添付図面について詳細に
説明する。
説明する。
第1A図は、オシロスコープ又は高速記録図表
に現われるように電気溶接電流に、とくに断続ア
ーク又は移動点付け(デイツプトランスフアー)
で溶接するときの電気アーク電流に認められる波
形の幾分圧縮した連続信号又はその群の一部を示
す。もとの信号S1は約100Aから600Aまで変る末
端値を持つ約240ないし250Aの直流アーク溶接電
流から誘導されるものである。当業界にはよく知
られているようにこれ等の広い変動は少くとも一
部は短いアーク又は移動点付けのアークの継続性
に基づく。この信号S1はそのままでは解析がむず
かしい波形をもつ。実際、第1A図に示した波形
は、その最高値及び最低値間の過程がなめらかで
ないので幾分理想化してあり、更に長い時間目盛
で拡大すると第1B図に示した波形となる。第1
B図に見られるように、電流の主な変化過程を示
す主波S1に多くの小さい変動fが重なつている。
標準的なアーク溶接作業の場合に、第1A図に示
した波形は約100msec間に、第1B図の波形は約
10msec間に見られる。
に現われるように電気溶接電流に、とくに断続ア
ーク又は移動点付け(デイツプトランスフアー)
で溶接するときの電気アーク電流に認められる波
形の幾分圧縮した連続信号又はその群の一部を示
す。もとの信号S1は約100Aから600Aまで変る末
端値を持つ約240ないし250Aの直流アーク溶接電
流から誘導されるものである。当業界にはよく知
られているようにこれ等の広い変動は少くとも一
部は短いアーク又は移動点付けのアークの継続性
に基づく。この信号S1はそのままでは解析がむず
かしい波形をもつ。実際、第1A図に示した波形
は、その最高値及び最低値間の過程がなめらかで
ないので幾分理想化してあり、更に長い時間目盛
で拡大すると第1B図に示した波形となる。第1
B図に見られるように、電流の主な変化過程を示
す主波S1に多くの小さい変動fが重なつている。
標準的なアーク溶接作業の場合に、第1A図に示
した波形は約100msec間に、第1B図の波形は約
10msec間に見られる。
第1A図の未処理データ波から高周波の変動f
を取除くために小振幅の交流電流信号を重ね、増
幅し、ろ波し、クリツプし、蓄積し又は処理す
る。この処理した信号S2を高度に圧縮した形で第
1C図に幾分理想的に表わしてある。第1C図の
波形は数secの時限を持ち一般にアーチ形の輪郭
hを持つ。このアーチ形は、溶接パラメータの変
動によつて生ずる相対的に極めて低い周波数のマ
スキング信号が重なつているためであるので、こ
れをろ波して取除く。
を取除くために小振幅の交流電流信号を重ね、増
幅し、ろ波し、クリツプし、蓄積し又は処理す
る。この処理した信号S2を高度に圧縮した形で第
1C図に幾分理想的に表わしてある。第1C図の
波形は数secの時限を持ち一般にアーチ形の輪郭
hを持つ。このアーチ形は、溶接パラメータの変
動によつて生ずる相対的に極めて低い周波数のマ
スキング信号が重なつているためであるので、こ
れをろ波して取除く。
第2A図ないし第2H図は第1C図の区間A―
Aに相当する処理信号を増幅し拡大して示したも
のであり、すべて同じ時間目盛又は横座標によ
る。
Aに相当する処理信号を増幅し拡大して示したも
のであり、すべて同じ時間目盛又は横座標によ
る。
第2A図の波形700は、ヘツドHが互に対向
する側壁OW,IW間の主径路に沿い移動する際
にヘツドHの往復動する溶接器具の正弦波形径路
を表わす。各側壁OW,IWは1回の溶接により
充てんしようとする又は少くとも部分的に充てん
しようとするすきまGの幅を仕切る。波形700
は、ヘツドHが加工品2,3間の主径路に沿い移
動する際に側部から側部までヘツドHを機械的に
往復動させることにより生ずる。又これは第4図
又は第5図にも明らかである。すきまGの側壁
IWは第2A図では内壁とし又側壁OWは外壁と
して示してある。理想的にはトーチ又はヘツドH
は各側壁に極めて近接するが通常各側壁に実際上
接触しない。すなわち電極は各側壁に密接に近接
する。針金Wが側壁に近接しすぎ又は押込まれる
と、側壁はえぐられきずが生ずる。針金Wがあま
り近接しなければ、溶着金属が側壁内に適正に溶
け込まなくて別の種類のきずが生ずる。
する側壁OW,IW間の主径路に沿い移動する際
にヘツドHの往復動する溶接器具の正弦波形径路
を表わす。各側壁OW,IWは1回の溶接により
充てんしようとする又は少くとも部分的に充てん
しようとするすきまGの幅を仕切る。波形700
は、ヘツドHが加工品2,3間の主径路に沿い移
動する際に側部から側部までヘツドHを機械的に
往復動させることにより生ずる。又これは第4図
又は第5図にも明らかである。すきまGの側壁
IWは第2A図では内壁とし又側壁OWは外壁と
して示してある。理想的にはトーチ又はヘツドH
は各側壁に極めて近接するが通常各側壁に実際上
接触しない。すなわち電極は各側壁に密接に近接
する。針金Wが側壁に近接しすぎ又は押込まれる
と、側壁はえぐられきずが生ずる。針金Wがあま
り近接しなければ、溶着金属が側壁内に適正に溶
け込まなくて別の種類のきずが生ずる。
第2A図(又第3図の上部参照)では正弦波形
移動の際のヘツドHの径路700は外側壁OWに
向い片寄つているように見える。ヘツドHは内側
壁IWにあまり近接しなくて、その移動径路又は
中心移動線は上方にすなわち内側に補正する必要
がある。点700BではヘツドHは内側壁IWに
対し充分に溶接しない。
移動の際のヘツドHの径路700は外側壁OWに
向い片寄つているように見える。ヘツドHは内側
壁IWにあまり近接しなくて、その移動径路又は
中心移動線は上方にすなわち内側に補正する必要
がある。点700BではヘツドHは内側壁IWに
対し充分に溶接しない。
図示の時間軸は第2図では拡大してある。実際
の溶接に当たりヘツドHは1/20inごとにたとえば
約0.30in(7.6mm)の幅のすきまGを横切る。すな
わち横方向揺動の各全サイクルに対し主軸に沿う
ヘツドHの移動はたとえば約0.10inすなわち2.54
mmである。移動割合の1例では揺動の回数は一般
に2ないし10なるべくは3ないし6往復サイク
ル/secの範囲である。
の溶接に当たりヘツドHは1/20inごとにたとえば
約0.30in(7.6mm)の幅のすきまGを横切る。すな
わち横方向揺動の各全サイクルに対し主軸に沿う
ヘツドHの移動はたとえば約0.10inすなわち2.54
mmである。移動割合の1例では揺動の回数は一般
に2ないし10なるべくは3ないし6往復サイク
ル/secの範囲である。
溶接アークの電流はヘツドHが側壁に近ずくの
に伴い幾分増すようになる。この増加はヘツドH
が近接するほど著しくなる。第2B図の波形70
2はこの増加をピーク値704,706を持つ各
別の信号として示す。各ピーク値は横方向の末端
アーク位置における(各側壁における)電流増加
例を表わす。各ピーク値704,406の間に、
アークがすきまGに交さする際に著しい電流増加
を表わさない谷すなわち零部705を示してあ
る。各ピーク値704,706の高さはΔIとし
て示してある。これは第1A図及び第1B図の未
処理信号S1では容易には認められない理想的信号
である。この信号はこれを認識し又は利用できる
前に隔離しなければならない。このことは、従来
の電子技術で一般に知られているろ波工程又はそ
の他の処理工程を使い後述の方法によつてでき
る。
に伴い幾分増すようになる。この増加はヘツドH
が近接するほど著しくなる。第2B図の波形70
2はこの増加をピーク値704,706を持つ各
別の信号として示す。各ピーク値は横方向の末端
アーク位置における(各側壁における)電流増加
例を表わす。各ピーク値704,406の間に、
アークがすきまGに交さする際に著しい電流増加
を表わさない谷すなわち零部705を示してあ
る。各ピーク値704,706の高さはΔIとし
て示してある。これは第1A図及び第1B図の未
処理信号S1では容易には認められない理想的信号
である。この信号はこれを認識し又は利用できる
前に隔離しなければならない。このことは、従来
の電子技術で一般に知られているろ波工程又はそ
の他の処理工程を使い後述の方法によつてでき
る。
波形702すなわちろ波信号は次の段階で増幅
し第2C図の波形710を生ずる。この増幅した
信号に関しては第2B図の増幅波のピーク値70
4,706に対応するピーク値714,716に
おいて第2D図に示すように機械的に調時したサ
ンプリング信号すなわち波形720を生じピーク
値714,716を第2A図のヘツドHの空間内
で各側壁IW,OWに関係的に各横方向位置に関
連させる。どちらの側壁でもヘツドHは瞬間的に
滞留し次で離れる。外側壁OWにおける時限信号
は波形720の負電圧信号722として示してあ
る。内側壁IWではこの時限信号は正信号724
として示してある。
し第2C図の波形710を生ずる。この増幅した
信号に関しては第2B図の増幅波のピーク値70
4,706に対応するピーク値714,716に
おいて第2D図に示すように機械的に調時したサ
ンプリング信号すなわち波形720を生じピーク
値714,716を第2A図のヘツドHの空間内
で各側壁IW,OWに関係的に各横方向位置に関
連させる。どちらの側壁でもヘツドHは瞬間的に
滞留し次で離れる。外側壁OWにおける時限信号
は波形720の負電圧信号722として示してあ
る。内側壁IWではこの時限信号は正信号724
として示してある。
増幅した各ピーク信号は、第2E図の信号73
0で示すように与えられた側の次の往復動まで保
持される。外側壁保持制御信号722は、これが
この側の前回の信号より大きい振幅を持つので図
示のような信号732に上昇する。信号732は
外側壁にもどるアークの全機械的往復動に対し記
憶される。信号732は第2C図のピーク値71
4を持つ。内側壁時限信号724はピーク値70
6又はピーク値716を第2E図の信号734に
示すように各別に保持する。異る値を持つ別の信
号724Aを次のサイクルで受けるとこの信号は
この内側壁に対する先行信号に取つて代る。これ
は径路すなわち信号731の部分736に示して
ある。この場合第2E図の線図はなお一層下降し
小さな絶対信号値を指示する。
0で示すように与えられた側の次の往復動まで保
持される。外側壁保持制御信号722は、これが
この側の前回の信号より大きい振幅を持つので図
示のような信号732に上昇する。信号732は
外側壁にもどるアークの全機械的往復動に対し記
憶される。信号732は第2C図のピーク値71
4を持つ。内側壁時限信号724はピーク値70
6又はピーク値716を第2E図の信号734に
示すように各別に保持する。異る値を持つ別の信
号724Aを次のサイクルで受けるとこの信号は
この内側壁に対する先行信号に取つて代る。これ
は径路すなわち信号731の部分736に示して
ある。この場合第2E図の線図はなお一層下降し
小さな絶対信号値を指示する。
次の工程では各信号732,734の差又は和
は、径路中心又はその幅の補正を定めるように適
当な比較演算又は加算演算により定める。心合わ
せ制御のために使う差は第2F図の線図740に
現われる。幅制御のために使う和は線図742で
示され所望の幅を表わす一定の基準信号と比較す
る。心合わせのためには各ピーク値すなわち信号
730又は信号734の間の差が負であれば機械
的の心合わせ装置又は調節装置(たとえば後述す
る装置の1つ)を動作させヘツドHを第2A図に
示すように外側壁に向い又は第4図或は第5図の
左方に動かす。この差が正であれば第2A図の内
側に向い上方に或は第4図、第5図等の右方に補
正を行う。このようにしてすきま内の初期の不整
合又は心合わせを必要に応じて補正する。
は、径路中心又はその幅の補正を定めるように適
当な比較演算又は加算演算により定める。心合わ
せ制御のために使う差は第2F図の線図740に
現われる。幅制御のために使う和は線図742で
示され所望の幅を表わす一定の基準信号と比較す
る。心合わせのためには各ピーク値すなわち信号
730又は信号734の間の差が負であれば機械
的の心合わせ装置又は調節装置(たとえば後述す
る装置の1つ)を動作させヘツドHを第2A図に
示すように外側壁に向い又は第4図或は第5図の
左方に動かす。この差が正であれば第2A図の内
側に向い上方に或は第4図、第5図等の右方に補
正を行う。このようにしてすきま内の初期の不整
合又は心合わせを必要に応じて補正する。
段形(オン・オフ)制御で心合わせするとき
は、基準が必要である。2つの信号732,73
4の和が越えると補正を必要とする値750(第
2G図)である0.8Vの基準値を越える場合には、
横送り又はヘツド心合わせの制御信号(+0.8V
の値以上)は心合わせ制御スイツチ信号を働かせ
ヘツドHを内側に動かす。前記の制御信号が−
0.8Vの値以下であれば外側への移動が生ずる。
図示してないが第2F図の幅指示信号742で同
じ種類の操作を行い幅制御装置を駆動することが
できる。
は、基準が必要である。2つの信号732,73
4の和が越えると補正を必要とする値750(第
2G図)である0.8Vの基準値を越える場合には、
横送り又はヘツド心合わせの制御信号(+0.8V
の値以上)は心合わせ制御スイツチ信号を働かせ
ヘツドHを内側に動かす。前記の制御信号が−
0.8Vの値以下であれば外側への移動が生ずる。
図示してないが第2F図の幅指示信号742で同
じ種類の操作を行い幅制御装置を駆動することが
できる。
第3図は前記した手順を実施する機械的装置及
び電子回路の組合わせの具体例を示す。すきまG
は前記した短い区分の波形700と共に両側壁
IW,OW間で上部に示してある。溶接ヘツドH
には発電機又は給電源760から導線761を経
て給電する。電源760の他方の導線762は加
工品2に位置763で接地してある。接地導線7
62に接続した分流器765は、絶えず変動する
値を持つ電流信号を生ずる。本来溶接電流は、ヘ
ツドHが各側壁に近ずくと上昇する。接地導線7
62のアーク電流に正比例する信号は先ずフイル
タ770を通過し第1A図及び第1B図の高周波
数成分を取除く。この場合第2B図の有意信号す
なわちピーク値704,706と共に、存在する
若干の一層低い周波数たとえば、アークの他の要
因により生ずる振幅h(第1C図の上向きの弓形)
を持つ前記した周波数が残る。存在するこの低周
波数成分及びその他の低周波数成分を除くよう
に、この信号は次に高周波フイルタ770から低
域フイルタすなわち交流リプル通過フイルタ77
1に送る。この場合第2B図の所望の信号すなわ
ち波形702が実質的に残る。波形702の信号
を増幅すると、前記したピーク値714,716
を持つ第2C図の信号すなわち波形710にな
る。
び電子回路の組合わせの具体例を示す。すきまG
は前記した短い区分の波形700と共に両側壁
IW,OW間で上部に示してある。溶接ヘツドH
には発電機又は給電源760から導線761を経
て給電する。電源760の他方の導線762は加
工品2に位置763で接地してある。接地導線7
62に接続した分流器765は、絶えず変動する
値を持つ電流信号を生ずる。本来溶接電流は、ヘ
ツドHが各側壁に近ずくと上昇する。接地導線7
62のアーク電流に正比例する信号は先ずフイル
タ770を通過し第1A図及び第1B図の高周波
数成分を取除く。この場合第2B図の有意信号す
なわちピーク値704,706と共に、存在する
若干の一層低い周波数たとえば、アークの他の要
因により生ずる振幅h(第1C図の上向きの弓形)
を持つ前記した周波数が残る。存在するこの低周
波数成分及びその他の低周波数成分を除くよう
に、この信号は次に高周波フイルタ770から低
域フイルタすなわち交流リプル通過フイルタ77
1に送る。この場合第2B図の所望の信号すなわ
ち波形702が実質的に残る。波形702の信号
を増幅すると、前記したピーク値714,716
を持つ第2C図の信号すなわち波形710にな
る。
信号波形710をすきまの側方のアーク位置に
関連させるようにコンミテータ形のサンプリング
装置を使い、調時信号を生じこの信号を、アーク
が側壁にあるか又は極めて側壁に近接する狭い時
間帯域に制限する。このコンミテータは、複数種
類の公知の構造のうちの任意のものでよいが、第
3図には交流リツプルフイルタ771の出力端子
から後述の他の結線に並列に接続した1対のマイ
クロスイツチ772,773から成るものとして
示してある。各マイクロスイツチ772,773
を適当な時間に開閉する装置は、回転カム板77
5から成つている。カム板775は適当な電動機
により横動機構又は揺動機構のサイクルと同期し
て駆動する。この機構はすきまGを横切つてヘツ
ドHを前後に動かす。カム板775はこのような
駆動装置に直接連結してある。カム板775は、
枢着腕部片778に取付けた従動部片777に作
用する突起776を備えている。枢着腕部片77
8は、ヘツドHの揺動の各半サイクル端に一方の
マイクロスイツチ772又は他方のマイクロスイ
ツチ773を交互に閉じるように配置してある。
関連させるようにコンミテータ形のサンプリング
装置を使い、調時信号を生じこの信号を、アーク
が側壁にあるか又は極めて側壁に近接する狭い時
間帯域に制限する。このコンミテータは、複数種
類の公知の構造のうちの任意のものでよいが、第
3図には交流リツプルフイルタ771の出力端子
から後述の他の結線に並列に接続した1対のマイ
クロスイツチ772,773から成るものとして
示してある。各マイクロスイツチ772,773
を適当な時間に開閉する装置は、回転カム板77
5から成つている。カム板775は適当な電動機
により横動機構又は揺動機構のサイクルと同期し
て駆動する。この機構はすきまGを横切つてヘツ
ドHを前後に動かす。カム板775はこのような
駆動装置に直接連結してある。カム板775は、
枢着腕部片778に取付けた従動部片777に作
用する突起776を備えている。枢着腕部片77
8は、ヘツドHの揺動の各半サイクル端に一方の
マイクロスイツチ772又は他方のマイクロスイ
ツチ773を交互に閉じるように配置してある。
各スイツチ772,773の他方の端子は、そ
れぞれ外側壁信号サンプル記憶装置又は保持単位
780と内側壁用保持単位781とに接続してあ
る。帯域フイルタ771からの他方の導線もまた
これ等の単位780,781に接続してある。各
サンプリングを行う持続時間は、第3図の上部に
外側壁に対しT1で内側壁に対しT2で示してある。
通常この持続時間は各側壁に対し360゜全部の揺動
サイクル又は往復動サイクルの約30゜ないし75゜な
るべくは約60゜にわたつて続く。これは又第2D
図及び第6図にも示してある。
れぞれ外側壁信号サンプル記憶装置又は保持単位
780と内側壁用保持単位781とに接続してあ
る。帯域フイルタ771からの他方の導線もまた
これ等の単位780,781に接続してある。各
サンプリングを行う持続時間は、第3図の上部に
外側壁に対しT1で内側壁に対しT2で示してある。
通常この持続時間は各側壁に対し360゜全部の揺動
サイクル又は往復動サイクルの約30゜ないし75゜な
るべくは約60゜にわたつて続く。これは又第2D
図及び第6図にも示してある。
すなわち外側壁における電流上昇又はピーク値
はこの装置に送られ第2C図のピーク値714で
示すように増幅し、そして内側壁のピーク値はピ
ーク値716で示すように増幅する。これ等の増
幅器は普通のもので第3図には示してない。単位
780に送る信号は第2E図のピーク値730に
保持され、そして内側壁の単位781の信号は前
記したようにピーク値信号731に保持される。
はこの装置に送られ第2C図のピーク値714で
示すように増幅し、そして内側壁のピーク値はピ
ーク値716で示すように増幅する。これ等の増
幅器は普通のもので第3図には示してない。単位
780に送る信号は第2E図のピーク値730に
保持され、そして内側壁の単位781の信号は前
記したようにピーク値信号731に保持される。
第3図に示すように各単位780,781の出
力は比較器784に送りもし存在する場合にその
差ΔIを定める。これは又第2B図にも示してあ
る。差ΔIは第3図に示すように第2の比較器7
86で一定の電圧源785からの標準の基準値と
比較し、これが基準値を越えると電動機を駆動す
る。第2の比較器786で出力ΔIが基準値Aよ
り高い値を持てば、心合わせ制御装置787への
出力により制御装置787を指示された方向に調
節する。この第2の出力が基準値Aより低けれ
ば、他方向に調節する。このようにしてヘツドH
は所定の移動径路に沿い心合わせした状態に保た
れる。踊り現象を防ぐように比較器786への電
圧源785の信号は零値として作用し、差が基準
値Aたとえば±0.8Vを越えなければ補正作用が
起らないようにしてある。このような制御を行う
装置は当業界にはよく知られているから詳しい説
明は省くことにする。
力は比較器784に送りもし存在する場合にその
差ΔIを定める。これは又第2B図にも示してあ
る。差ΔIは第3図に示すように第2の比較器7
86で一定の電圧源785からの標準の基準値と
比較し、これが基準値を越えると電動機を駆動す
る。第2の比較器786で出力ΔIが基準値Aよ
り高い値を持てば、心合わせ制御装置787への
出力により制御装置787を指示された方向に調
節する。この第2の出力が基準値Aより低けれ
ば、他方向に調節する。このようにしてヘツドH
は所定の移動径路に沿い心合わせした状態に保た
れる。踊り現象を防ぐように比較器786への電
圧源785の信号は零値として作用し、差が基準
値Aたとえば±0.8Vを越えなければ補正作用が
起らないようにしてある。このような制御を行う
装置は当業界にはよく知られているから詳しい説
明は省くことにする。
又各保持単位780,781に送る信号は幅制
御単位790に送る。制御単位790でこれ等の
信号は加算され第2F図の和ΣIが得られる。こ
のような加算を行う装置は当業界にはよく知ら
れ、比較器784内の減算器も同様様であり本説
明では述べないことにする。制御単位790の出
力は比較器792に送る。この出力は比較器79
2で、電位差計791により生ずる基準信号Bと
比較する。基準信号Bは、手動調節により所望の
電圧準位に設定され心合わせしたアークを各側壁
にどのように近接させるかを定める。基準信号B
の値は、異る材料、溶接条件及び継手構造に伴い
変えることができる。比較器792では和ΣIが
基準値Bを越えると幅制御装置793を比較器7
92の出力により駆動し径路を一層狭くする。こ
のためには任意適当な調節装置を使えばよい。
御単位790に送る。制御単位790でこれ等の
信号は加算され第2F図の和ΣIが得られる。こ
のような加算を行う装置は当業界にはよく知ら
れ、比較器784内の減算器も同様様であり本説
明では述べないことにする。制御単位790の出
力は比較器792に送る。この出力は比較器79
2で、電位差計791により生ずる基準信号Bと
比較する。基準信号Bは、手動調節により所望の
電圧準位に設定され心合わせしたアークを各側壁
にどのように近接させるかを定める。基準信号B
の値は、異る材料、溶接条件及び継手構造に伴い
変えることができる。比較器792では和ΣIが
基準値Bを越えると幅制御装置793を比較器7
92の出力により駆動し径路を一層狭くする。こ
のためには任意適当な調節装置を使えばよい。
機械的な心合わせ装置および幅調節装置の例は
第7〜10図に関連して後述する。
第7〜10図に関連して後述する。
第4図及び第5図には溶着金属を充てんしよう
とするすきまGの外側壁及び内側壁を仕切る互に
隣接する2個の加工品2,3を示してある。第4
図及び第5図において初期の作業で部分的な溶接
を前以つて行つてある。管接合の場合には初期の
内側溶着材Sと外側の第1の充てん材すなわち熱
い溶着剤Fとは形成してあるものとする。すきま
Gの残りの部分はなお充てんする。すきまGは、
これを適正に充てんし両方のすきま側壁に充分接
着するのにアークの横方向往復動を必要とするよ
うな幅を持つものとする。ヘツドHはすきまGに
沿い縦移動し又この移動の際にすきまGを横切つ
て往復動する。
とするすきまGの外側壁及び内側壁を仕切る互に
隣接する2個の加工品2,3を示してある。第4
図及び第5図において初期の作業で部分的な溶接
を前以つて行つてある。管接合の場合には初期の
内側溶着材Sと外側の第1の充てん材すなわち熱
い溶着剤Fとは形成してあるものとする。すきま
Gの残りの部分はなお充てんする。すきまGは、
これを適正に充てんし両方のすきま側壁に充分接
着するのにアークの横方向往復動を必要とするよ
うな幅を持つものとする。ヘツドHはすきまGに
沿い縦移動し又この移動の際にすきまGを横切つ
て往復動する。
すきまGは、或は大きい或は小さい竪方向側壁
7,8と頂部における外側の広がりすなわち斜切
部9,10とを持つように示してある。その他の
構造の継手を使つてもよい。
7,8と頂部における外側の広がりすなわち斜切
部9,10とを持つように示してある。その他の
構造の継手を使つてもよい。
伸長自在な公知の形状の充てん針金Wの電極を
熱源のアーク内に装入し溶融し各側壁7,8と下
側の熱い充てん材Fとに接着する。針金Wはリー
ル又はその他の供給源(図示してない)から任意
適当な針金駆動装置により送られヘツドHを通過
しアーク内に突出する。針金Wはこのアーク内で
溶融しすきまG内に溶着する。
熱源のアーク内に装入し溶融し各側壁7,8と下
側の熱い充てん材Fとに接着する。針金Wはリー
ル又はその他の供給源(図示してない)から任意
適当な針金駆動装置により送られヘツドHを通過
しアーク内に突出する。針金Wはこのアーク内で
溶融しすきまG内に溶着する。
第4図の場合にはトーチすなわちヘツドHは、
これがすきまGに沿つて移動する間に単純な並進
運動ですきまGを横切り前後に往復動する。破線
によりヘツドH及び針金Wを、実線で示すように
他方の側壁7に対するよりも外側壁すなわち右側
壁8に対し一層近接して停止する状態を示してあ
る。又ヘツドHはわずかに左方に調節する必要が
ある。第5図ではヘツドHはピボツトすなわち軸
線のまわりに角度方向に揺動し針金Wが一方の
側壁及び他方の側壁に向い鋭角を挾んで交互に突
出する。又ヘツドHは右方にわずかに変位して示
されそのすきまGに沿う移動の際に左側壁すなわ
ち内側壁に向い補正を必要とする。補正は第5図
の場合に、ヘツドHが左方にすなわち時計回りに
他方向におけるよりも一層揺動するように、揺動
限度を変えることにより補正を行う。しかしこの
補正を行うと、2つの側壁への針金の接近角度が
全く異りこの場合問題が生ずる。従つて移動径路
の心合わせは第4図又は第5図のどちらでも重要
である。又各場合における揺動の幅又は振幅は補
正を必要とする。本発明装置の重要部分は、前記
したように、すきまのアーク横動に関係的に適正
に調時した有意義な信号をアークから得て、アー
クがその適正な径路から離れすぎる前に所要の補
正の信号を送りその実施ができるようにする。
これがすきまGに沿つて移動する間に単純な並進
運動ですきまGを横切り前後に往復動する。破線
によりヘツドH及び針金Wを、実線で示すように
他方の側壁7に対するよりも外側壁すなわち右側
壁8に対し一層近接して停止する状態を示してあ
る。又ヘツドHはわずかに左方に調節する必要が
ある。第5図ではヘツドHはピボツトすなわち軸
線のまわりに角度方向に揺動し針金Wが一方の
側壁及び他方の側壁に向い鋭角を挾んで交互に突
出する。又ヘツドHは右方にわずかに変位して示
されそのすきまGに沿う移動の際に左側壁すなわ
ち内側壁に向い補正を必要とする。補正は第5図
の場合に、ヘツドHが左方にすなわち時計回りに
他方向におけるよりも一層揺動するように、揺動
限度を変えることにより補正を行う。しかしこの
補正を行うと、2つの側壁への針金の接近角度が
全く異りこの場合問題が生ずる。従つて移動径路
の心合わせは第4図又は第5図のどちらでも重要
である。又各場合における揺動の幅又は振幅は補
正を必要とする。本発明装置の重要部分は、前記
したように、すきまのアーク横動に関係的に適正
に調時した有意義な信号をアークから得て、アー
クがその適正な径路から離れすぎる前に所要の補
正の信号を送りその実施ができるようにする。
第6図はヘツドの移動及び横動の線図であり、
中間すきま位置から一方の側に又逆に中間すきま
位置までの半サイクルの径路を示す。全サイク
ルの残りの半サイクルは大体同様であるが簡略化
のために図示してない。ヘツド揺動サイクルで末
端の側部位置を零点とすると、ヘツドは270゜の全
サイクルで適正に中心を定めたときにすきま内の
中間点を通り90゜で中間すきま位置にもどる。こ
の間にヘツドは主径路に沿い移動している。径路
Yは前進移動速度と横方向揺動回数とによる。1
例では前進移動は約1ないし20c/sの回数の各
全往復動サイクルに対し約1/10inすなわち2.54mm
である。与えられた瞬間Aにおいてヘツドは曲線
Y上の位置Aにある。前記したようにヘツドが
側壁に近ずくに伴い、電流は曲線I0により示すよ
うに或る準位の平均値L1(アークが両側壁又は両
端の間で所望の往復回数で動いている間、第1A
図及び第1B図参照)から幾分高い準位の値L2
に増す。この接近が壁内まで続くと1例としてI0
はその約240ないし260Aの平均値L1から500A又
はそれ以上もの極めて高い準位の値L3に達する。
正規の場合に壁への接近に基づく上昇はこのよう
な極端な値よりはるかに低くたとえば平均値の1
ないし2%又はわずかに数Aである。
中間すきま位置から一方の側に又逆に中間すきま
位置までの半サイクルの径路を示す。全サイク
ルの残りの半サイクルは大体同様であるが簡略化
のために図示してない。ヘツド揺動サイクルで末
端の側部位置を零点とすると、ヘツドは270゜の全
サイクルで適正に中心を定めたときにすきま内の
中間点を通り90゜で中間すきま位置にもどる。こ
の間にヘツドは主径路に沿い移動している。径路
Yは前進移動速度と横方向揺動回数とによる。1
例では前進移動は約1ないし20c/sの回数の各
全往復動サイクルに対し約1/10inすなわち2.54mm
である。与えられた瞬間Aにおいてヘツドは曲線
Y上の位置Aにある。前記したようにヘツドが
側壁に近ずくに伴い、電流は曲線I0により示すよ
うに或る準位の平均値L1(アークが両側壁又は両
端の間で所望の往復回数で動いている間、第1A
図及び第1B図参照)から幾分高い準位の値L2
に増す。この接近が壁内まで続くと1例としてI0
はその約240ないし260Aの平均値L1から500A又
はそれ以上もの極めて高い準位の値L3に達する。
正規の場合に壁への接近に基づく上昇はこのよう
な極端な値よりはるかに低くたとえば平均値の1
ないし2%又はわずかに数Aである。
変化するがサイクルの約−30゜から+30゜までの
時限中に好適とする場合に、アークは壁の近くで
は滞留し向きを変える。第6図にI0で表わしたア
ークの電流はこの向き変え中に幾分上昇する。往
復曲線7はこの時限中に小さな長方形Rを経て図
示の径路に沿う。前記した手段により時間サンプ
ル信号が得られる。サンプリング時間は、側壁の
付近のアークの向き変え時間及び滞留時間に制限
される。この場合第2B図の信号ピーク値704
又はピーク値706が生ずる。
時限中に好適とする場合に、アークは壁の近くで
は滞留し向きを変える。第6図にI0で表わしたア
ークの電流はこの向き変え中に幾分上昇する。往
復曲線7はこの時限中に小さな長方形Rを経て図
示の径路に沿う。前記した手段により時間サンプ
ル信号が得られる。サンプリング時間は、側壁の
付近のアークの向き変え時間及び滞留時間に制限
される。この場合第2B図の信号ピーク値704
又はピーク値706が生ずる。
第2E図に関連して説明したように、信号73
2および734は各振動の横方向限界位置での最
大電流を示す。第6図に示した電流曲線を例にと
り、トーチが望まれる横方向限界位置に達したと
きに電流値がL2に達するとすると、適正な振幅
に対する信号732および734の合計値は2L2
である。この値は望まれる振幅に相当するもので
あるから、電位差計791により生ずる基準信号
Bを2L2にセツトする。もし振幅が大きすぎて溶
接電流が限界位置で値L3にまで増加したとする
と、信号732および134の合計値は2L3とな
り基準信号Bすなわち2L2を遥かに越えてしま
う。すると第3図に示した比較器792が作動し
て幅制御装置793が発動しトーチの振幅を小さ
くする制御を行う。
2および734は各振動の横方向限界位置での最
大電流を示す。第6図に示した電流曲線を例にと
り、トーチが望まれる横方向限界位置に達したと
きに電流値がL2に達するとすると、適正な振幅
に対する信号732および734の合計値は2L2
である。この値は望まれる振幅に相当するもので
あるから、電位差計791により生ずる基準信号
Bを2L2にセツトする。もし振幅が大きすぎて溶
接電流が限界位置で値L3にまで増加したとする
と、信号732および134の合計値は2L3とな
り基準信号Bすなわち2L2を遥かに越えてしま
う。すると第3図に示した比較器792が作動し
て幅制御装置793が発動しトーチの振幅を小さ
くする制御を行う。
この制御は、比較器792が示す検知された振
幅の過大または過小に従つて、幅制御装置793
が実際の振幅をより小さくしまたはより大きくす
る指示を発する、一種のフイードバツク制御であ
る。実際の振幅の調整は、実際に用いる溶接方式
に従つてその対象を適当に定めて行う。たとえば
後述する第7図に示した例ではターンバツクル5
0の調節により、第8図に示した例では可逆電動
機58の回転角度の調節により、そして第10図
に示した例では小形可逆電動機99の回転角度の
調節により、行うことができる。
幅の過大または過小に従つて、幅制御装置793
が実際の振幅をより小さくしまたはより大きくす
る指示を発する、一種のフイードバツク制御であ
る。実際の振幅の調整は、実際に用いる溶接方式
に従つてその対象を適当に定めて行う。たとえば
後述する第7図に示した例ではターンバツクル5
0の調節により、第8図に示した例では可逆電動
機58の回転角度の調節により、そして第10図
に示した例では小形可逆電動機99の回転角度の
調節により、行うことができる。
第7図は、加工品2,3間のすきまG1内でヘ
ツドH1を揺動させヘツドH1の中心線位置及び揺
動幅を共に所要に応じて補正する流体圧式機械的
装置を示す。針金Wは供給源21からヘツドH1
を経て送る。ヘツドH1はピボツト31により可
動架わく30に枢着してある。架わく30は、相
対的に固定の架台にすなわち溶接機をその主径路
に沿つて動かす移動往復台に取付けた流体圧シリ
ンダ32内のピストン34により左右に移動する
ことができる。図示してない適当なポンプにより
シリンダ32に対し流体を押込み又は押込み又は
押出しピストン34を右方又は左方に動かす。こ
のようにしてヘツドH1の中心線位置を調節する。
ツドH1を揺動させヘツドH1の中心線位置及び揺
動幅を共に所要に応じて補正する流体圧式機械的
装置を示す。針金Wは供給源21からヘツドH1
を経て送る。ヘツドH1はピボツト31により可
動架わく30に枢着してある。架わく30は、相
対的に固定の架台にすなわち溶接機をその主径路
に沿つて動かす移動往復台に取付けた流体圧シリ
ンダ32内のピストン34により左右に移動する
ことができる。図示してない適当なポンプにより
シリンダ32に対し流体を押込み又は押込み又は
押出しピストン34を右方又は左方に動かす。こ
のようにしてヘツドH1の中心線位置を調節する。
ヘツドH1をそのピボツト31のまわりに揺動
させるように、ピストン棒36は、ヘツドH1に
ピボツト31の上方の位置37で連結され、流体
圧シリンダ39内のピストン38により左右に動
かす。シリンダ39内の強いつる巻ばね部片40
により通常ピストン38を左方に付勢してある
が、左側の作動流体によりピストン38を右方に
押すときはばね部片40に打勝つことができる。
流体はシリンダ39に管路41を経て別の流体圧
シリンダ42から供給する。シリンダ42は、回
転自在な揺動板44により上下に往復動するよう
にした可動ピストン43を納めてある。ピストン
棒47の下部の従動部片46によりピストン43
が揺動板44の半回転中に上昇し流体をシリンダ
39に押込む。残りの半回転中にばね部片40に
より流体をシリンダ42内に押込みピストン43
を押下げる。揺動板44は、可動架わく30に固
定した電動機48により駆動する回転軸に枢着し
てある。揺動板44及びその軸の間のターンバツ
クル50により揺動板44の支持軸に関係的な角
度を変えてピストン43,38の行程を調節し揺
動の幅を所望に応じ変えることができる。
させるように、ピストン棒36は、ヘツドH1に
ピボツト31の上方の位置37で連結され、流体
圧シリンダ39内のピストン38により左右に動
かす。シリンダ39内の強いつる巻ばね部片40
により通常ピストン38を左方に付勢してある
が、左側の作動流体によりピストン38を右方に
押すときはばね部片40に打勝つことができる。
流体はシリンダ39に管路41を経て別の流体圧
シリンダ42から供給する。シリンダ42は、回
転自在な揺動板44により上下に往復動するよう
にした可動ピストン43を納めてある。ピストン
棒47の下部の従動部片46によりピストン43
が揺動板44の半回転中に上昇し流体をシリンダ
39に押込む。残りの半回転中にばね部片40に
より流体をシリンダ42内に押込みピストン43
を押下げる。揺動板44は、可動架わく30に固
定した電動機48により駆動する回転軸に枢着し
てある。揺動板44及びその軸の間のターンバツ
クル50により揺動板44の支持軸に関係的な角
度を変えてピストン43,38の行程を調節し揺
動の幅を所望に応じ変えることができる。
第8図は、揺動幅の調節だけできる一層簡単な
装置を示す。供給源55からの針金Wはヘツド
H2を経てアークに送る。ヘツドH2は、ピボツト
54により固定の支持体に枢着されラツク棒56
によりすきまG2を横切つて前後に揺動する。ラ
ツク棒56は、ヘツドH2にその固定へピボツト
の下方で枢着され、ピニオン57によりラツク棒
56にかみ合う可逆電動機58により前後に駆動
する。電動機58の回転の限度を変えることによ
り揺動幅と或る程度は移動の中心線とを調節する
ことができる。しかし心合わせ調節は第7図の構
造とは異つて各側壁に対する針金接近角の良好な
制御によつてできる。
装置を示す。供給源55からの針金Wはヘツド
H2を経てアークに送る。ヘツドH2は、ピボツト
54により固定の支持体に枢着されラツク棒56
によりすきまG2を横切つて前後に揺動する。ラ
ツク棒56は、ヘツドH2にその固定へピボツト
の下方で枢着され、ピニオン57によりラツク棒
56にかみ合う可逆電動機58により前後に駆動
する。電動機58の回転の限度を変えることによ
り揺動幅と或る程度は移動の中心線とを調節する
ことができる。しかし心合わせ調節は第7図の構
造とは異つて各側壁に対する針金接近角の良好な
制御によつてできる。
第9図は一方の壁の位置を示す。ヘツドH3は
比較的アークに近い低いピボツト位置すなわち軸
線88のまわりに枢動する。ピボツト位置が低い
ので壁86及び架台87に対する針金接近角は広
い限度間で調節することができる。この構造は又
V字形すきまの充てんにも使える。通常ヘツド
H3は2部品間の角度を2等分するように設定す
る。すきま幅の限度内でこの同じ特長は第4図、
第5図及びその他の装置にも適用できる。調節装
置は図示してないが第7図、第8図又は第10図
におけるような機構は第9図の装置にも使えるの
は明らかである。V字形すきまに対してはヘツド
H3は後述のように第9図から時計回りに位置を
2等分する適当なすきま角に傾ける。
比較的アークに近い低いピボツト位置すなわち軸
線88のまわりに枢動する。ピボツト位置が低い
ので壁86及び架台87に対する針金接近角は広
い限度間で調節することができる。この構造は又
V字形すきまの充てんにも使える。通常ヘツド
H3は2部品間の角度を2等分するように設定す
る。すきま幅の限度内でこの同じ特長は第4図、
第5図及びその他の装置にも適用できる。調節装
置は図示してないが第7図、第8図又は第10図
におけるような機構は第9図の装置にも使えるの
は明らかである。V字形すきまに対してはヘツド
H3は後述のように第9図から時計回りに位置を
2等分する適当なすきま角に傾ける。
第10図は、アークの中心線位置とヘツドの角
度位置とを制御する機械的装置と共にヘツドを揺
動させ揺動幅を変える装置を示す。溶接ヘツド
H4はすきまG4内で、揺動自在な支持体90に取
付けた瞬間的に固定のピボツトのまわりに揺動す
る。支持体90はその上縁に、ピニオン92の歯
とかみあうラツク歯を形成してある。ピニオン9
2は相対的に固定の主架わく89に取付けた間欠
可逆電動機91に固定してある。支持体90は、
これが左右に直線運動するように拘束して滑動自
在に取付けてある。支持体90を左右に動かすと
すきまG4内のヘツドH4の移動中心線位置を変え
る。腕部片96は、適当な電動機95により一方
向に連続駆動するクランク輪94に取付けたクラ
ンク93により左右に揺動する。リンク97によ
り腕部片96をヘツドH4に連結してある。リン
ク97の左端部は、腕部片96の竪方向みぞ穴内
で枢動するが高さを調節できる。このみぞ穴内で
リンク97の左端部を上下することによりヘツド
H4の揺動の行程を変えることができる。このよ
うな調節は、ねじ軸99Aを持ち支持体90の部
分98に枢着した小形の可逆電動機99によりで
きる。ねじ軸99Aはリンク97の穴内に枢動自
在に支えたナツト99Bに連関している。これ等
の手段によりヘツドH4の揺動幅の中心線調節が
後述のように容易にできる。
度位置とを制御する機械的装置と共にヘツドを揺
動させ揺動幅を変える装置を示す。溶接ヘツド
H4はすきまG4内で、揺動自在な支持体90に取
付けた瞬間的に固定のピボツトのまわりに揺動す
る。支持体90はその上縁に、ピニオン92の歯
とかみあうラツク歯を形成してある。ピニオン9
2は相対的に固定の主架わく89に取付けた間欠
可逆電動機91に固定してある。支持体90は、
これが左右に直線運動するように拘束して滑動自
在に取付けてある。支持体90を左右に動かすと
すきまG4内のヘツドH4の移動中心線位置を変え
る。腕部片96は、適当な電動機95により一方
向に連続駆動するクランク輪94に取付けたクラ
ンク93により左右に揺動する。リンク97によ
り腕部片96をヘツドH4に連結してある。リン
ク97の左端部は、腕部片96の竪方向みぞ穴内
で枢動するが高さを調節できる。このみぞ穴内で
リンク97の左端部を上下することによりヘツド
H4の揺動の行程を変えることができる。このよ
うな調節は、ねじ軸99Aを持ち支持体90の部
分98に枢着した小形の可逆電動機99によりで
きる。ねじ軸99Aはリンク97の穴内に枢動自
在に支えたナツト99Bに連関している。これ等
の手段によりヘツドH4の揺動幅の中心線調節が
後述のように容易にできる。
第14図は本発明の後述の別の特長を線図的に
示す。狭いすきまG5は互に隣接する加工品2A,
3Aの間に設けてある。加工品2A,3Aは互に
隣接する管材の端部又は互に並べた板材の縁部又
は多くの種類の加工品のうちの任意の種類のもの
でよい。すきまG5は、ヘツドH5の横方向揺動が
すきまG5を適正に充てんするのに実際上必要が
ないほどに狭い。しかしこの場合前記した場合と
同様にアークはそのすきまG5に沿う移動中に適
正に心合わせした状態に留まらなく溶接に欠陥を
生ずる。中心線の移動の精度を保つために、ヘツ
ドH5の径路の正確さに関連する制御信号が得ら
れるようにヘツドH5は軌跡800で示すように
極めて狭く揺動する。これ等の信号は前記したよ
うに横方向末端位置でサンプリングを行う。アー
クは極めて狭い横方向径路を経て横方向にゆるや
かに揺動し又は往復動し制御のために第2c図の
ピーク値714,716のような移動波形及びピ
ーク信号を生ずる。これ等の信号を適当に処理し
サンプリングを行うと、溶接ヘツドは前記したよ
うな適当な制御により第3図に示した適当な心合
わせ制御装置787により整合状態に保たれる。
示す。狭いすきまG5は互に隣接する加工品2A,
3Aの間に設けてある。加工品2A,3Aは互に
隣接する管材の端部又は互に並べた板材の縁部又
は多くの種類の加工品のうちの任意の種類のもの
でよい。すきまG5は、ヘツドH5の横方向揺動が
すきまG5を適正に充てんするのに実際上必要が
ないほどに狭い。しかしこの場合前記した場合と
同様にアークはそのすきまG5に沿う移動中に適
正に心合わせした状態に留まらなく溶接に欠陥を
生ずる。中心線の移動の精度を保つために、ヘツ
ドH5の径路の正確さに関連する制御信号が得ら
れるようにヘツドH5は軌跡800で示すように
極めて狭く揺動する。これ等の信号は前記したよ
うに横方向末端位置でサンプリングを行う。アー
クは極めて狭い横方向径路を経て横方向にゆるや
かに揺動し又は往復動し制御のために第2c図の
ピーク値714,716のような移動波形及びピ
ーク信号を生ずる。これ等の信号を適当に処理し
サンプリングを行うと、溶接ヘツドは前記したよ
うな適当な制御により第3図に示した適当な心合
わせ制御装置787により整合状態に保たれる。
第11図は第3図に示した装置の変型として交
番信号タイミング装置又はコンミユーテータ装置
を示す。2組の腕部片及び従動部片を設けない
で、単一カム101に2個の突起101A,10
1Bを形成し単一の腕部片を1サイクルに2回動
かす。各突起101A,101Bはその従動部片
102Aにより腕部片103Aを持上げスイツチ
104Aの接点を1回転ごとに2回閉じる。この
場合一方の側壁を他方の側壁から区別しようとす
れば回路に補助スイツチング装置を使う必要があ
るのはもちろんである。
番信号タイミング装置又はコンミユーテータ装置
を示す。2組の腕部片及び従動部片を設けない
で、単一カム101に2個の突起101A,10
1Bを形成し単一の腕部片を1サイクルに2回動
かす。各突起101A,101Bはその従動部片
102Aにより腕部片103Aを持上げスイツチ
104Aの接点を1回転ごとに2回閉じる。この
場合一方の側壁を他方の側壁から区別しようとす
れば回路に補助スイツチング装置を使う必要があ
るのはもちろんである。
第12図及び第13図は前記した信号を図表に
記録し又はオシロスコープに示す方法を線図的に
示す。これ等の信号は所望により直接使い米国特
許第3806694号明細書に示してあるような普通の
移動式溶接機の手動調節の際に作業者を案内する
ことができる。第12図では第1A図に示したよ
うな平均アーク電流S1が加熱往復動サイクルの大
部分にわたり全く定常状態にあるが、アークが各
側壁に近接するに伴い部分700A,700Bで
上昇する。しかし第12図では一方の側について
オシロスコープで反復しなければ一方の壁がどち
らの側壁であるか直接には明らかでない。第13
図では外側壁信号722(第2D図参照)は負で
示され内側壁信号724は正として示してある。
このような信号は普通のスイツチング信号により
得られる。この構造により、どちら側の壁を与え
られた瞬間に見ているかを図表又はオシログラム
から作業者が直接言うことが一層容易になる。
記録し又はオシロスコープに示す方法を線図的に
示す。これ等の信号は所望により直接使い米国特
許第3806694号明細書に示してあるような普通の
移動式溶接機の手動調節の際に作業者を案内する
ことができる。第12図では第1A図に示したよ
うな平均アーク電流S1が加熱往復動サイクルの大
部分にわたり全く定常状態にあるが、アークが各
側壁に近接するに伴い部分700A,700Bで
上昇する。しかし第12図では一方の側について
オシロスコープで反復しなければ一方の壁がどち
らの側壁であるか直接には明らかでない。第13
図では外側壁信号722(第2D図参照)は負で
示され内側壁信号724は正として示してある。
このような信号は普通のスイツチング信号により
得られる。この構造により、どちら側の壁を与え
られた瞬間に見ているかを図表又はオシログラム
から作業者が直接言うことが一層容易になる。
第12図及び第13図の場合と同様にオシログ
ラム又は記録軌跡は中心線又は幅の制御の手動調
節を行う際に作業者を案内するのに使える。又適
当な駆動制御装置を使うことにより自動制御のた
めに同じ信号を使えるのは明らかである。その、
複数の例はとくに第3図に示すようにすでに述べ
てある。
ラム又は記録軌跡は中心線又は幅の制御の手動調
節を行う際に作業者を案内するのに使える。又適
当な駆動制御装置を使うことにより自動制御のた
めに同じ信号を使えるのは明らかである。その、
複数の例はとくに第3図に示すようにすでに述べ
てある。
第15図は、作業者をその手動制御の際に案内
するように情報を展示する目視信号装置を示す。
この信号装置はその下部に3個のランプから成る
群を備えている。これ等のランプは、溶接機が適
正な中心線位置から離れる傾向を示す。上部では
3個のランプから成る別の群により揺動の幅を示
す。左側の赤色ランプ259は両側壁への接近が
近すぎることを示す。右側の赤色ランプ261
は、揺動の幅の狭すぎることを示す。中間の緑色
のランプ260は、幅の正しいことを示す。指針
を持つ計器262は、同様な情報を与え若干の場
合に各ランプを補助し又はその代りにもなる。下
部では右側赤色ランプ266及び左側の赤色ラン
プ264は右方及び左方に対する不正位置を示
し、又これ等のランプの間の緑色ランプ265は
移動径路が適正に心合わされていることを示す。
又指針を持つ計器267を使つてもよい。
するように情報を展示する目視信号装置を示す。
この信号装置はその下部に3個のランプから成る
群を備えている。これ等のランプは、溶接機が適
正な中心線位置から離れる傾向を示す。上部では
3個のランプから成る別の群により揺動の幅を示
す。左側の赤色ランプ259は両側壁への接近が
近すぎることを示す。右側の赤色ランプ261
は、揺動の幅の狭すぎることを示す。中間の緑色
のランプ260は、幅の正しいことを示す。指針
を持つ計器262は、同様な情報を与え若干の場
合に各ランプを補助し又はその代りにもなる。下
部では右側赤色ランプ266及び左側の赤色ラン
プ264は右方及び左方に対する不正位置を示
し、又これ等のランプの間の緑色ランプ265は
移動径路が適正に心合わされていることを示す。
又指針を持つ計器267を使つてもよい。
第16図では、各側壁に対し1列の5個のラン
プを持つ幾分異る構造を示してある。左側の群の
中間の緑色ランプ270は外側壁に関係的に正し
い溶接機位置を示す。各側の黄色のランプ27
1,272はそれぞれの方向における初期の不正
位置を示す。最も左側の赤色ランプ273及び最
も右側の赤色ランプ274は、すぐに修正しない
と欠陥部の生ずる著しい不整合又は不正位置を示
す。同様に右側では中間の緑色ランプ277と各
側の黄色ランプ276,278と各末端の赤色ラ
ンプ275,279とは右側壁すなわち内側壁に
おける各条件を示す。又計器281,282を加
えてもよい。制御装置からこれ等のランプへの結
線の詳細は本発明の範囲外である。
プを持つ幾分異る構造を示してある。左側の群の
中間の緑色ランプ270は外側壁に関係的に正し
い溶接機位置を示す。各側の黄色のランプ27
1,272はそれぞれの方向における初期の不正
位置を示す。最も左側の赤色ランプ273及び最
も右側の赤色ランプ274は、すぐに修正しない
と欠陥部の生ずる著しい不整合又は不正位置を示
す。同様に右側では中間の緑色ランプ277と各
側の黄色ランプ276,278と各末端の赤色ラ
ンプ275,279とは右側壁すなわち内側壁に
おける各条件を示す。又計器281,282を加
えてもよい。制御装置からこれ等のランプへの結
線の詳細は本発明の範囲外である。
第16図の構造は、各側壁における初期条件と
共に切実な条件をこれ等が主径路に沿う不整合又
は誤つた揺動幅のどちらにより生じても示す点で
若干の利点を持つ。
共に切実な条件をこれ等が主径路に沿う不整合又
は誤つた揺動幅のどちらにより生じても示す点で
若干の利点を持つ。
前記したように警報ランプ又は計器を使う目視
警報又は電子式オシログラム或は図表を直接観察
することにより得られる警報は、実際の補正作業
は手動で行うにしても補正を始めるために使うこ
とができる。又適当な自動機構を介し所要の補正
を実施するようにした光電池装置への入力として
目視信号を使つてもよい。
警報又は電子式オシログラム或は図表を直接観察
することにより得られる警報は、実際の補正作業
は手動で行うにしても補正を始めるために使うこ
とができる。又適当な自動機構を介し所要の補正
を実施するようにした光電池装置への入力として
目視信号を使つてもよい。
本明細書において『横方向限界位置』又は『側
壁位置』に近接している時限とは、アーク又は電
極が有意義の信号を与えるように壁又は構造体に
充分近接して移動する時限のことである。有用信
号は最も接近した精密な瞬間に必ずしも限るわけ
ではない。これ等の信号は、限定した持続時間す
なわち、第6図の小さな長方形の有限の幅に又は
第3図の上部にT1,T2で示したような大体の相
当時間に同等な全サイクルの一部を持つものとし
て線図的に考えられる。次に調時した『サンプル
信号』又は『転換信号』のような表現は、適当な
サンプリング装置により信号が得られる短い時間
又は連続サイクルの小部分のことである。これ等
のサンプリング装置は第3図又は第11図のカム
装置或は相当品でよい。信号は、これらが有意義
のときに取出され、壁又は隣接する若干の類似の
上向き或は外向きに突出する構造体において側方
の一時的な又は瞬間的な溶接機又は熱源の位置に
直接関連させることができる。このような限定し
た時限信号は第1A図及び第1B図に線図的に示
すように連続するアーク電流、電圧又は類似物を
表わす連続信号からは区別される。
壁位置』に近接している時限とは、アーク又は電
極が有意義の信号を与えるように壁又は構造体に
充分近接して移動する時限のことである。有用信
号は最も接近した精密な瞬間に必ずしも限るわけ
ではない。これ等の信号は、限定した持続時間す
なわち、第6図の小さな長方形の有限の幅に又は
第3図の上部にT1,T2で示したような大体の相
当時間に同等な全サイクルの一部を持つものとし
て線図的に考えられる。次に調時した『サンプル
信号』又は『転換信号』のような表現は、適当な
サンプリング装置により信号が得られる短い時間
又は連続サイクルの小部分のことである。これ等
のサンプリング装置は第3図又は第11図のカム
装置或は相当品でよい。信号は、これらが有意義
のときに取出され、壁又は隣接する若干の類似の
上向き或は外向きに突出する構造体において側方
の一時的な又は瞬間的な溶接機又は熱源の位置に
直接関連させることができる。このような限定し
た時限信号は第1A図及び第1B図に線図的に示
すように連続するアーク電流、電圧又は類似物を
表わす連続信号からは区別される。
側壁又は同等の上向きに突出する構造体に関係
的な側方溶接機位置に従つて変り連続信号又は搬
送信号を生ずるのに可変特性は、アーク電流には
全く限定されない。この特性が電気アーク又は相
当する熱源の側方位置に従つて可変であればこれ
は電圧、電力、光等でよい。
的な側方溶接機位置に従つて変り連続信号又は搬
送信号を生ずるのに可変特性は、アーク電流には
全く限定されない。この特性が電気アーク又は相
当する熱源の側方位置に従つて可変であればこれ
は電圧、電力、光等でよい。
『電気溶接』という用語は一般的に任意の電気
装置又は電子装置により溶接することを意味す
る。電極又その他の充てん材は、すきま又は継目
に溶着するために適当な熱源により溶融する。本
発明は、たとえばプラズマ噴流、電子ビーム、レ
ーザー等を使う種種の作業に応用し得る。とくに
本発明は、アークが所定の溶接径路に沿つて前進
する際に側方アーク位置に関連する信号を使いア
ーク溶接機の制御に応用し得る。このような径路
は直線形又は曲線形であつても規則正しくても不
規則でも、原理に差異はない。本発明はとくに管
路の周囲継手の溶接に応用し得る。しかし本発明
は一般に多くのその他の用途及び構造体に応用し
得る。
装置又は電子装置により溶接することを意味す
る。電極又その他の充てん材は、すきま又は継目
に溶着するために適当な熱源により溶融する。本
発明は、たとえばプラズマ噴流、電子ビーム、レ
ーザー等を使う種種の作業に応用し得る。とくに
本発明は、アークが所定の溶接径路に沿つて前進
する際に側方アーク位置に関連する信号を使いア
ーク溶接機の制御に応用し得る。このような径路
は直線形又は曲線形であつても規則正しくても不
規則でも、原理に差異はない。本発明はとくに管
路の周囲継手の溶接に応用し得る。しかし本発明
は一般に多くのその他の用途及び構造体に応用し
得る。
溶接又は類似の作業が1対の互に対向する側壁
間のすきまから識別され単一の側壁に沿つて進行
する場合には、前記した信号△Iは第3図の電位
差計791に設定した適当な値Bと比較する。こ
の信号が値Bを越えると、制御装置793を付勢
し移動の中心線を単一の壁から離れる向きに動か
すことができる。信号が設定値Bより低ければ、
制御装置793を駆動し中心線をこの壁に一層接
近させる。このようにして普通のすきま内の揺動
の幅又は振幅を制御する方法は、単一の突出壁に
沿う溶接機又はその他の機器の移動を制御するの
に使うことができる。
間のすきまから識別され単一の側壁に沿つて進行
する場合には、前記した信号△Iは第3図の電位
差計791に設定した適当な値Bと比較する。こ
の信号が値Bを越えると、制御装置793を付勢
し移動の中心線を単一の壁から離れる向きに動か
すことができる。信号が設定値Bより低ければ、
制御装置793を駆動し中心線をこの壁に一層接
近させる。このようにして普通のすきま内の揺動
の幅又は振幅を制御する方法は、単一の突出壁に
沿う溶接機又はその他の機器の移動を制御するの
に使うことができる。
以上本発明をその実施例について詳細に説明し
たが本発明はその精神を逸脱することなく種々の
変化変型を行ない得ることは云うまでもない。
たが本発明はその精神を逸脱することなく種々の
変化変型を行ない得ることは云うまでもない。
第1A図、第1B図及び第1C図は本発明の実
施に使う信号の線図、第2A図、第2B図、第2
C図、第2D図、第2E図、第2F図、第2G図
及第2H図は本発明で生成し、隔離し、サンプリ
ングを行い、使う、時間に関連した信号及び変更
信号の1連の比較線図である。第3図は本発明に
より適正な時刻に制御信号を得るのに使う電気部
品を備えた回路を持つ一部を線図的に示した機械
的構造部の斜視図である。第4図は充てんしよう
とする狭いすきまを含む溶接継手を、本発明によ
り形成するのに使う溶接機と共に示す横断面図、
第5図は第4図の変形例による第4図と同様な横
断面図である。第6図は本発明に使うデータを隔
離するために溶接機往復動の際に臨界点における
調時した信号サンプルを得る方法の線図である。
第7図は本発明による溶接機整合及び側方運動の
制御のための流体圧式機構を備えた装置を一部を
横断面にして示す正面図、第8図は本発明により
溶接を実施する更に簡単な機械的位置制御装置の
正面図、第9図はすきま壁に対する電極の更によ
い接近角が得られるように本発明により溶接ヘツ
ドをすみ部で比較的低い中心のまわりに往復動さ
せる状態を示す横断面図、第10図は溶接機アー
ク位置の調節及び制御を行う別の機械的装置の正
面図、第11図は本発明の変形例を使い溶接機で
特性信号から調時した信号又は信号要素を得る装
置の正面図である。第12図は本発明に関連する
若干の電気的特性及び信号特性を示す線図、第1
3図は第12図の変型の線図、第14図は本発明
の別の変形例を示す平面図である。第15図は本
発明により溶接の際作業者を案内するデータ表示
板の正面図、第16図は第15図の変型の正面図
である。
施に使う信号の線図、第2A図、第2B図、第2
C図、第2D図、第2E図、第2F図、第2G図
及第2H図は本発明で生成し、隔離し、サンプリ
ングを行い、使う、時間に関連した信号及び変更
信号の1連の比較線図である。第3図は本発明に
より適正な時刻に制御信号を得るのに使う電気部
品を備えた回路を持つ一部を線図的に示した機械
的構造部の斜視図である。第4図は充てんしよう
とする狭いすきまを含む溶接継手を、本発明によ
り形成するのに使う溶接機と共に示す横断面図、
第5図は第4図の変形例による第4図と同様な横
断面図である。第6図は本発明に使うデータを隔
離するために溶接機往復動の際に臨界点における
調時した信号サンプルを得る方法の線図である。
第7図は本発明による溶接機整合及び側方運動の
制御のための流体圧式機構を備えた装置を一部を
横断面にして示す正面図、第8図は本発明により
溶接を実施する更に簡単な機械的位置制御装置の
正面図、第9図はすきま壁に対する電極の更によ
い接近角が得られるように本発明により溶接ヘツ
ドをすみ部で比較的低い中心のまわりに往復動さ
せる状態を示す横断面図、第10図は溶接機アー
ク位置の調節及び制御を行う別の機械的装置の正
面図、第11図は本発明の変形例を使い溶接機で
特性信号から調時した信号又は信号要素を得る装
置の正面図である。第12図は本発明に関連する
若干の電気的特性及び信号特性を示す線図、第1
3図は第12図の変型の線図、第14図は本発明
の別の変形例を示す平面図である。第15図は本
発明により溶接の際作業者を案内するデータ表示
板の正面図、第16図は第15図の変型の正面図
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 平均溶接径路Gを横切つて往復運動しこの径
路に沿う予め定めた横方向限界位置IW,OWに
対して接近離反するトーチを使用して、トーチが
前記限界位置に接近すると溶接電流が上昇するよ
うな溶接を行うときの、溶接径路の幅を制御する
ための装置であつて、 (a) アークを通つて流れる溶接電流の強さを、少
なくともアークが前記限界位置に近接している
時限の間、検出する手段765,770〜77
3,775〜778,780,781と、 (b) アークが横方向一方側の前記限界位置に近接
している時限の間に流れる溶接電流の強さを表
わす検出信号と、アークが横方向他方側の前記
限界位置に近接している時限の間に流れる溶接
電流の強さを表わす検出信号とを加算し、合計
信号を発生する手段790と、 (c) 前記合計信号を、基準値を表わす基準信号と
比較する手段792と、 (d) 比較の結果に従つてトーチの前記往復運動の
振幅を調整する手段793と、 を含んで成る、前記溶接径路幅制御装置。 2 対向する側壁IW,OWの間のすきまGを横
切つて往復運動しつつこのすきまに沿つて移動す
る電気アーク溶接トーチHを使用して、前記すき
ま内に金属を溶着して両側壁を一体に接合する溶
接を行うときの、特許請求の範囲1に記載の溶接
径路幅制御装置であつて、 手段(a)として、アーク電流を、分流器765、
高周波フイルタ770および交流リプル通過フイ
ルタ771を経て取出し、その値をコンミテータ
形サンプリング装置772,773,775〜7
78により対向する側壁OW,IW位置において
検出し、そしてその値を各各記憶装置780,7
81に保持する手段を、 手段(b)として、対向する側壁IW,OW位置に
おいて発生した信号の振幅値を加算して合計信号
を発生する手段790を、 手段(c)として、前記合計信号を、基準信号と比
較する手段792を、 手段(d)として、比較の結果に従つて両側壁間の
トーチ往復運動振幅を調整する手段793を、含
んで成る、特許請求の範囲1に記載の溶接径路幅
制御装置。
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