JPS6333180A - Follow-up control method for groove of welding torch - Google Patents
Follow-up control method for groove of welding torchInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は磁気オシレート式ＴＩＧアーク溶接における
溶接トーチの開先追従制御方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for controlling groove tracking of a welding torch in magnetic oscillation type TIG arc welding.
第６図は磁気オシレート式ＴＩＧアーク溶接のための基
本構成を示したもので、１は母材、２は非消耗電極（タ
ングステン電極）、３はアーク、４は溶接ビードで・あ
り、溶接電流は母材１から電極２ヘアーク３を介して流
れる。５は磁気プローブであって、鉄心５Ａに励磁コイ
ル５Ｂを巻回してなり、溶融プールへ送給されるフィラ
ヮイヤ６が挿通されている。励磁コイル５Ｂには励磁電
源７から交番する励磁電流が供給される。この励磁電流
が図示実線矢印の向きに励磁コイル５Ｂに供給されると
発生する磁界がアーク３に作用して該アーク３は紙面の
表側へ偏向し、点線矢印の方向に供給されると紙面の裏
側へ偏向する。即ち、この方法による場合は、電極２を
オシレート駆動しなくても、励磁電流の向き（極性）を
切替えるだけでアーク３を開先幅方向ヘオシレートさせ
ることができるので、狭開先アーク溶接に好適な溶接方
法として知られている。Figure 6 shows the basic configuration for magnetic oscillation type TIG arc welding, where 1 is the base material, 2 is the non-consumable electrode (tungsten electrode), 3 is the arc, 4 is the weld bead, and the welding current is flows from the base material 1 via the electrode 2 hair arc 3. Reference numeral 5 denotes a magnetic probe, which is formed by winding an excitation coil 5B around an iron core 5A, through which a filament wire 6 to be fed to the molten pool is inserted. An alternating excitation current is supplied from an excitation power source 7 to the excitation coil 5B. When this excitation current is supplied to the excitation coil 5B in the direction of the solid line arrow in the figure, the generated magnetic field acts on the arc 3, causing the arc 3 to deflect toward the front side of the paper. Deflect to the back side. That is, this method is suitable for narrow gap arc welding because the arc 3 can be oscillated in the groove width direction simply by switching the direction (polarity) of the excitation current without oscillating the electrode 2. It is known as a welding method.
この方法による狭開先アーク溶接の自動化は、開先状態
に合わせて溶接トーチの開先幅方向位置および開先面高
さ位置を制御する開先自動追従制御を行うことにより実
現することができる。磁気オシレート方式アークｔ？！
接における開先自動追従制御としては、特開昭５２−１
５４５７号公軸に開示されたものがある。ここでは、ア
ークを開先の一方開先壁側にオシレートした時のアーク
電圧ＵＡと他方開先壁側ヘオシレートした時のアーク電
圧Ｕ、との差（Ｕａ Ｕｓ）が０になるように溶接ト
ーチを開先幅方向へ位置制御し、両アーク電圧の和（Ｕ
Ａ ＋Ｕｌ ）と目標値との偏差がＯになるように溶接
トーチを母材板厚方向に位置制御している。Automation of narrow gap arc welding using this method can be achieved by performing groove automatic follow-up control that controls the position of the welding torch in the groove width direction and the groove surface height position according to the groove condition. . Magnetic oscillation method arc t? !
For automatic groove follow-up control in contact, Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-1
There is one disclosed in No. 5457 Public Axis. Here, the welding torch is set so that the difference (Ua Us) between the arc voltage UA when the arc oscillates toward one groove wall side of the groove and the arc voltage U when the arc oscillates toward the other groove wall side becomes 0. The sum of both arc voltages (U
The position of the welding torch is controlled in the thickness direction of the base material so that the deviation between A + Ul ) and the target value becomes O.
この開先自動追従制御における開先幅方向へのトーチ位
置制御は、溶接トーチを開先幅中心に位置制御するもの
であるため、下向姿勢溶接の場合に好適であるが、溶接
姿勢が、例えば、横向きの横向姿勢溶接では不良溶接ビ
ードを生ぜしめるという問題がある。即ち、アークを開
先の下関先壁側へオシレートした時のアーク電圧値をｖ
、ｌ、上聞先壁側へオシレートした時のアーク電圧値を
ｖｖとすると、第７図（ａｌに示すように、電極が開先
幅（上下方向）の中心０に位置決めされた時にはアーク
電圧偏差（Ｖｘ Ｖｖ）はほぼ０になるが、その時の
溶接ビードは上聞先壁側へたれ落ちた不良ビードとなり
、第７図世）に示す如く、電極が開先幅中心０から上聞
先壁側へずれて（Ｖｖ−Ｖｙ）＜Ｏとなる状態では良好
な溶接ビードが得られる。これはアークは溶融プール上
をオシレートしており、この時のアーク電圧測定値と溶
融プールが凝固した溶接ビード形状との関係が溶融プー
ルの動きや重力等の影響を受けるためである。The torch position control in the groove width direction in automatic groove tracking control is suitable for downward position welding because the welding torch is positioned at the center of the groove width. For example, sideways welding in a horizontal position poses the problem of producing a defective weld bead. In other words, the arc voltage value when the arc is oscillated toward the lower wall of the groove is v
, l. Let vv be the arc voltage value when oscillating toward the tip wall side, as shown in Figure 7 (al), when the electrode is positioned at the center 0 of the groove width (vertical direction), the arc voltage The deviation (Vx Vv) becomes almost 0, but the weld bead at that time becomes a defective bead that hangs down toward the upper tip wall, and as shown in Figure 7), the electrode is moved from the groove width center 0 to the upper tip wall. A good weld bead can be obtained in a state where (Vv-Vy)<O with deviation to the side. This is because the arc oscillates over the molten pool, and the relationship between the measured arc voltage at this time and the shape of the weld bead formed by solidifying the molten pool is affected by the movement of the molten pool, gravity, etc.
また、母材板厚方向めトーチ位置の自動制御制御は、例
えば、アーク電圧検出値と基準電圧値とを常時監視して
両電圧値の偏差が無くなるように溶接トーチ位置を制御
する公知のアーク電圧制御法を採用することが簡便であ
るが、横向姿勢溶接では、前記２つのアーク電圧値ｖＸ
と ｖｖとが電数しないので、上記従来公知のアーク電
圧制御法による溶接トーチの位置制御を常時行わせると
・該位置制御がアーク電圧値Ｖ、１とＶＶとの偏差を打
ち消してトーチ開先幅方向の目標位置への位置決めがで
きなくなるという新たな問題が発生する。Furthermore, the automatic control of the torch position in the direction of the base material plate thickness is performed using, for example, a known arc welding torch position that constantly monitors the arc voltage detection value and the reference voltage value and controls the welding torch position so that there is no deviation between the two voltage values. Although it is convenient to adopt the voltage control method, in horizontal position welding, the above two arc voltage values vX
Since and vv are not electric numbers, if the position control of the welding torch is always performed using the conventionally known arc voltage control method described above, the position control cancels out the deviation between the arc voltage value V,1 and VV, and the torch tip is adjusted. A new problem arises in that positioning to the target position in the width direction becomes impossible.
この発明は上記問題を解消するためになされたもので、
開先の一方開先壁側へオシレートされた溶接アークのア
ーク電圧と他方開先壁側ヘオシレートされた溶接アーク
のアーク電圧とが、目的とする溶接ビード形状を得よう
とする時に電数しない場合でも、溶接トーチの母材板厚
方向への位置制御と開先幅方向への位置制御とをを実施
して、磁気オシレート式アーク溶接の自動化を実現する
ことができる溶接トーチの開先追従制御方法を提供する
ことを目的とする。This invention was made to solve the above problem.
When the arc voltage of the welding arc oscillated to one groove wall side of the groove and the arc voltage of the welding arc oscillated to the other groove wall side do not equal the voltage when trying to obtain the desired weld bead shape. However, groove tracking control of the welding torch can realize automation of magnetic oscillation type arc welding by controlling the position of the welding torch in the direction of the base material plate thickness and in the direction of the groove width. The purpose is to provide a method.
Ｃ問題を解決するための手段〕
この発明は上記目的を達成すため、開先の一方開先壁側
へオシレートされた溶接アークのアーク電圧検出値と他
方開先壁側ヘオシレートされた溶接アークのアーク電圧
検出値との偏差値が溶接姿勢に対応して予め設定された
許容幅を有する偏差目標値内に収れんするように溶接ト
ーチを開先幅方向に移動制御するとともに、開先壁例の
いずれか一方へ溶接アークがオシレートされた期間にお
けるアーク電圧検出値と基準電圧値との偏差値が無くな
るように溶接トーチを開先板厚方向に移動制御する構成
としたものである。Means for Solving Problem C] In order to achieve the above object, the present invention detects the detected arc voltage of the welding arc oscillated toward one side of the groove wall and the detected value of the welding arc oscillated toward the other side of the groove wall. The welding torch is controlled to move in the groove width direction so that the deviation value from the arc voltage detection value converges within the deviation target value having a preset allowable width corresponding to the welding posture, and the welding torch is controlled to move in the groove width direction. The welding torch is controlled to move in the groove plate thickness direction so that there is no deviation between the detected arc voltage value and the reference voltage value during the period in which the welding arc is oscillated in either direction.
（発明の実施例） 以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。(Example of the invention) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は横向き姿勢で厚板母材の狭開先溶接（多層溶接
）を行う自動溶接装置の１＠を概略構成図で示したもの
である０図において、ｌは母板、ＩＸは下関先壁、ＩＹ
は下関先壁、２は非消耗型ｌ！ｍ（以下、ｉ掻という）
、５は磁気プローブ、６はフィラーワイヤ、８は溶接ト
ーチである。９は台車レール、１０は溶接台車（紙面表
裏方向に台車レール９上を走行する）、１１は台車駆動
用モ−タ（Ｍｌ）、１２は前後軸スライダ、１３はこの
前後軸スライダを駆動するモータ（Ｍ２）、１４は上下
軸スライダ、１５はこの上下軸スライダを駆動するモー
タ（Ｍ３）である。前後軸スライダ１２、上下軸スライ
ダ１４はスライドベースに取付けられている。１６は定
電流特性を持つアーク溶接電源、１７は制御装置であっ
て、第２図に示す構成を有している。Figure 1 is a schematic configuration diagram of automatic welding equipment 1@ that performs narrow gap welding (multilayer welding) of thick plate base materials in a horizontal position. In Figure 0, l is the base plate and IX is the lower Front wall, IY
is the first wall of Shimonoseki, and 2 is the non-expendable type l! m (hereinafter referred to as i-kaki)
, 5 is a magnetic probe, 6 is a filler wire, and 8 is a welding torch. 9 is a bogie rail, 10 is a welding bogie (travels on the bogie rail 9 in the front and back directions in the paper), 11 is a bogie drive motor (Ml), 12 is a front-back axis slider, and 13 is a drive unit for driving this front-back axis slider. Motor (M2) 14 is a vertical axis slider, and 15 is a motor (M3) that drives this vertical axis slider. The longitudinal axis slider 12 and the vertical axis slider 14 are attached to a slide base. 16 is an arc welding power source having constant current characteristics, and 17 is a control device, which has the configuration shown in FIG.
第２図において、１８は台車駆動用モータ１１（Ｍｌ）
を駆動するサーボアンプ、１９は溶接速度（台車速度）
設定回路である。２０はアーク電圧検出回路であって、
母材１と電極２間のアーク電圧を負極性のアーク電圧（
ＶＡ）として検出してアーク電圧検出信号を送出する。In FIG. 2, 18 is the trolley drive motor 11 (Ml)
19 is the welding speed (truck speed)
This is a setting circuit. 20 is an arc voltage detection circuit,
The arc voltage between the base material 1 and the electrode 2 is the negative polarity arc voltage (
VA) and sends out an arc voltage detection signal.
２１は低域通過フィルタであって、アーク電圧検出回路
２０が送出するアーク電圧検出信号（−Ｖａ）が含む、
商用周波数に起因する高周波成分や磁気プローブ５に供
給される励磁電流ＩＦの極性反転に伴うノイズ成分を遮
断する。２２は加算増幅回路であって、アーク電圧信号
（−ＶＡ）が導かれ、アーク電圧（−ＶＡ）と基準電圧
ＥＲとの加算値（ＥＲＶＡ）をゲインＧ１で増幅して出
力する。21 is a low-pass filter, and the arc voltage detection signal (-Va) sent out by the arc voltage detection circuit 20 includes:
High frequency components caused by commercial frequencies and noise components caused by polarity reversal of the excitation current IF supplied to the magnetic probe 5 are blocked. Reference numeral 22 denotes a summing amplifier circuit to which the arc voltage signal (-VA) is guided, and amplifies the sum (ERVA) of the arc voltage (-VA) and the reference voltage ER by a gain G1 and outputs the amplified value.
２３はスイッチ（アナログスイッチ）であって、加算増
幅回路２２の出力線とグランドとの間に挿入されており
、後述する信号ｐ＋’ｙを受けてそのＨレベル時にオフ
される。２４はモータ１３ （Ｍ２）を駆動するための
サーボアンプであって、加算増幅回路２２の出力が導か
れる。以上２０〜２４により溶接トーチの母材板厚方向
自動位置制御系が構成されている。２５はトーチ前後位
置設定回路で溶接トーチ８を手動操作でインチングする
ために設けられている。A switch 23 (analog switch) is inserted between the output line of the summing amplifier circuit 22 and the ground, and is turned off when the signal p+'y, which will be described later, is at H level. 24 is a servo amplifier for driving the motor 13 (M2), to which the output of the summing amplifier circuit 22 is guided. The above 20 to 24 constitute an automatic position control system of the welding torch in the thickness direction of the base material. Reference numeral 25 denotes a torch longitudinal position setting circuit, which is provided for manually inching the welding torch 8.
２６は励磁電流信号作成回路であって、これが作成する
励磁電流信号Ｐ１は電力増幅回路２７とタイミング信号
作成回路２８に供給され、電力増幅器回路は励磁電流信
号Ｐ１を増幅して磁気プローブ５の励磁コイルに励磁電
流ＩＦを供給し、タイミング信号作成回路２８は第４図
に示す制御用のタイミング信号ｐｚ〜ｐ＋ｚ、Ｐ＋４、
Ｐ １ｓＳＰ ｌ？を作成する。26 is an excitation current signal generation circuit, and the excitation current signal P1 generated by this is supplied to a power amplifier circuit 27 and a timing signal generation circuit 28, and the power amplifier circuit amplifies the excitation current signal P1 to excite the magnetic probe 5. An excitation current IF is supplied to the coil, and the timing signal generation circuit 28 generates control timing signals pz~p+z, P+4,
P 1sSP l? Create.
２９は積分回路であって、低域通過フィルタ２１を通過
したアーク電圧検出信号（−Ｖａ）を取込んで、アーク
が下関先壁ＩＸ側ヘオシレートした時のアーク電圧（−
ＶＡ）を所定時間の間だけ積分し、また、上聞先壁ＩＹ
側ヘオシレートした時のアーク電圧（−ＶＡ）を上記所
定時間の間だけ積分する。この時、磁気プローブ５に供
給される励磁電流１．の極性反転に伴うアークのノイズ
成分を除去するために、積分動作開始点を極性反転時点
からほぼ時間ｔ、だけ遅らせる。、３ｏは第１のサンプ
ルホールド回路であって、アークが下関先壁ＩＸ側へ向
かってオシレートされた時の積分回路１９の出力ｖＸを
サンプルホールドする。３１は第２のサンプルホールド
回路であって、アークが上聞先壁ＩＹ側へ向かってオシ
レートされた時の積分回路２９の出力ｖＶをサンプルホ
ールドする。３２は差動増幅回路であって、アーク電圧
ＶにとＶＶの差（ＶＸ ＶＶ）を増幅する。Reference numeral 29 is an integrator circuit that takes in the arc voltage detection signal (-Va) that has passed through the low-pass filter 21 and calculates the arc voltage (-Va) when the arc is oscillated toward the lower wall IX side.
VA) is integrated for a predetermined time, and the upper wall IY
The arc voltage (-VA) at the time of side oscillation is integrated only for the predetermined time. At this time, the excitation current 1. supplied to the magnetic probe 5. In order to remove the noise component of the arc accompanying the polarity reversal, the integral operation start point is delayed by approximately time t from the polarity reversal point. , 3o is a first sample and hold circuit that samples and holds the output vX of the integrating circuit 19 when the arc is oscillated toward the lower wall IX. 31 is a second sample and hold circuit which samples and holds the output vV of the integrating circuit 29 when the arc is oscillated toward the top wall IY. A differential amplifier circuit 32 amplifies the difference between the arc voltage V and VV (VX VV).
３３は上下位置ずれ判別回路であって、第３図に示す如
き構成を有し、判別電圧ＥｕとＥＬ （両型圧ともに負
極性の電圧であって、Ｅｕ＞ＥＬなる関係にある）が設
定されており、゛この偏差目標値の許容幅を定める判別
電圧ＥＵとＥＬをそれぞれ上下限値とする偏差目標値Ｅ
ＵＬを有し、差動増幅回路３２の出力を受けて後述する
位置ずれ修正信号ＰＩ６を作成する。この偏差目標値Ｅ
ＩＩＬは、アーク電圧測定値と溶接ビード形状との関係
を予め実験的し決められる。３４はモータ１５（Ｍ３）
を駆動するためのサーボアンプであって、上記位置ずれ
修正信号Ｐ１６が導かれる。以上２９〜３４により溶接
トーチの開先輻方向自動位置制御系が構成されている。Reference numeral 33 denotes a vertical positional deviation determination circuit, which has a configuration as shown in FIG. ``The deviation target value E whose upper and lower limits are the discrimination voltages EU and EL that determine the allowable range of this deviation target value, respectively.
It has a UL and receives the output of the differential amplifier circuit 32 to generate a positional deviation correction signal PI6, which will be described later. This deviation target value E
IIL can be determined in advance by experimentally determining the relationship between the arc voltage measurement value and the weld bead shape. 34 is motor 15 (M3)
This is a servo amplifier for driving the above-mentioned positional deviation correction signal P16. The above 29 to 34 constitute an automatic position control system in the groove radius direction of the welding torch.
３５は上下位置設定器であって、溶接トーチ８を手動操
作でインチングするために用いられる。35 is a vertical position setting device, which is used to inching the welding torch 8 manually.
第３図において、ＣＰ＋ 、ＣＰＺはそれぞれ電圧比較
器、ＩＣ＋、ＩＣ２は３人カアンドゲート、ＩＣ３、Ｉ
Ｃ４は２人力オアゲート、ｒｃ、、ＩＣ６はカウンタで
あって、ＣＰ＋ 、ＩＣ＋ 、ＩＣｉおよびＩＣ，は下
関先方向への位置ずれ判別系を、ＣＰＺ 、Ｉ Ｃ２、
Ｉ ＣｓおよびＩＣ，は上聞先方向への位置ずれ判別系
をそれぞれ構成しており・カウンタＩＣｓは上聞先方向
への位置修正信号Ｙを、カウンタＩｃ６は下関先方向へ
の位置修正信号Ｘをそれぞれ作成する。Ｓｔ、Ｓｚはデ
ツプスイッチである。In Figure 3, CP+ and CPZ are voltage comparators, IC+ and IC2 are three-way gates, and IC3 and I
C4 is a two-man OR gate, rc, IC6 is a counter, CP+, IC+, ICi, and IC, are positional deviation determination systems toward the lower end, CPZ, IC2,
ICs and IC constitute a system for discriminating positional deviation in the direction of upper and lower ends. Counter ICs outputs a position correction signal Y in the direction of upper and lower ends, and counter Ic6 outputs a position correction signal X in the direction of lower and lower ends. Create each. St and Sz are depth switches.
次に、この装置の動作を説明する前に上記したタイミン
グ信号Ｐ２〜Ｐ１□、ＰＩ４、ＰＩ３、ＰＩ７について
説明しておく。Next, before explaining the operation of this device, the above-mentioned timing signals P2 to P1□, PI4, PI3, and PI7 will be explained.
第４図において、信号Ｐ、は、前記したように、励磁電
流信号作成回路２６が作成する励磁電流信号（矩形波交
番信号）であって、その正の期間でアーク３が下関先壁
ＩＸ側ヘオシレートされ、負の期間で土間先壁ＩＹ側ヘ
オシレートされる。In FIG. 4, the signal P is an excitation current signal (rectangular wave alternating signal) generated by the excitation current signal generation circuit 26 as described above, and in its positive period, the arc 3 is on the side of the Shimonoseki front wall IX. The earth floor front wall IY side is oscillated in a negative period.
タイミング信号作成回路２８はこの信号ＰＩを受けて前
記した制御用タイミング信号（以下、信号という）ｐｇ
〜ｐ＋ｚ、ｐｚ、Ｐ １５％ Ｐ １７を作成する。信
号Ｐ２は信号Ｐ、の正の同期する矩形波信号であって各
信号の基準となる。信号Ｐ、は信号Ｐｔの立上りに同期
して発生する細幅パルス、信号Ｐ４は信号Ｐｔの立下り
に同期して発生する細幅パルスであって、両信号Ｐ３、
Ｐ４は磁気プローブ５に供給される励磁電流１．の極性
反転タイミングを検出するためのものである。信号Ｐ、
は信号Ｐ、 、Ｐ４の立下りに同期して発生するパルス
であって、時間幅 ｔ、を有しており、この信号Ｐ５の
立下りに同期しである時間幅を有するパルス信号Ｐ、が
発生する。信号Ｐ、は信号Ｐ６を僅かに遅延させた信号
であって、その立上りが積分回路２９の積分動作を開始
させる積分動作指令となり、立下りがリセット指令とな
る。信号Ｐ。The timing signal generation circuit 28 receives this signal PI and generates the control timing signal (hereinafter referred to as signal) pg.
~p+z, pz, P 15% Create P 17. Signal P2 is a positive synchronized square wave signal of signal P, and serves as a reference for each signal. Signal P is a narrow pulse generated in synchronization with the rising edge of signal Pt, signal P4 is a narrow pulse generated in synchronization with the falling edge of signal Pt, and both signals P3,
P4 is the excitation current 1. supplied to the magnetic probe 5. This is to detect the timing of polarity reversal. signal P,
is a pulse generated in synchronization with the falling edge of the signal P, , P4 and has a time width t, and a pulse signal P, which is generated in synchronization with the falling edge of the signal P5 and has a time width t, is generated in synchronization with the falling edge of the signal P5. Occur. The signal P is a signal obtained by slightly delaying the signal P6, and its rising edge is an integral operation command for starting the integrating operation of the integrating circuit 29, and its falling edge is a reset command. Signal P.
は信号Ｐｈの奇数次に同期する信号であって、サンプル
ホールド回路３０のサンプル／ホールド指令として使用
され、信号Ｐ、は信号Ｐ、の偶数次に同期する信号であ
って、サンプルホールド回路３１のサンプル／ホールド
指令として使用される。is a signal that synchronizes with the odd numbered order of the signal Ph, and is used as a sample/hold command of the sample and hold circuit 30, and the signal P is a signal that synchronizes with the even numbered order of the signal P, and is used as a sample/hold command of the sample and hold circuit 31. Used as a sample/hold command.
信号Ｐ１゜は信号Ｐ、の立下りに同期して発生する細幅
のパルスであって、アンドゲートＩＣＩ とＩＣＺに供
給される。信号ｐＨは信号Ｐ３の奇数次に同期して発生
する細幅のパルスであって、これをクロック信号として
信号ｐ＋ｚが作成される。Signal P1° is a narrow pulse generated in synchronization with the falling edge of signal P, and is supplied to AND gates ICI and ICZ. The signal pH is a narrow pulse generated in synchronization with the odd-numbered order of the signal P3, and the signal p+z is created using this as a clock signal.
信号Ｐ、□はアークのオシレートに同期してオシレート
２周期毎にＨレベルとＬレベルを繰り返す広幅（時間幅
ｔ、ｌ）の矩形波信号であって、アンドゲートＩ Ｃ，
とＩＣ，に供給される。信号ＰＩ４は信号ｐＨを反転さ
せた信号であって、カウンタＩＣ５，ＩＣ，のロード端
子ＬＤに制御信号として供給され、また、信号ｐｔｓは
信号ｐＨを僅かに遅延させた信号であって、オアゲート
Ｉ Ｃ３、ＩＣ，を通してカウンタＩ Ｃｓ 、Ｉ Ｃ
ｂのクロック端子ＣＫに供給され、両信号ＰＬ４とｐｕ
ｓによりカウンタＩＣ，とＩＣ＆にＢＣＤ７の初期値が
プリセットされる。信号Ｐｌｆｆは位置ずれ検出パルス
、信号ＰＩ６はサーボアンプ３４に供給される前記した
位置ずれ修正信号である。信号ＰＩ７はスイッチ開閉指
令となる信号で、サンプルホールド指令となる信号Ｐ８
の立上りに同期してＨレベルとなり、磁気プローブ５に
供給される励磁電流ＩＦの極性反転タイミングを検出す
るための信号Ｐ４の立上り同期してＬレベルとなる。Signals P and □ are wide-width (time widths t and l) rectangular wave signals that repeat H level and L level every two oscillation cycles in synchronization with the arc oscillation rate, and are connected to AND gate IC,
and IC. The signal PI4 is a signal obtained by inverting the signal pH, and is supplied as a control signal to the load terminal LD of the counter IC5, IC, and the signal pts is a signal obtained by slightly delaying the signal pH, and is supplied to the OR gate I. Counter I Cs , I C through C3, IC,
b, and both signals PL4 and pu
The initial value of BCD7 is preset in counters IC and IC& by s. The signal Plff is a positional deviation detection pulse, and the signal PI6 is the above-mentioned positional deviation correction signal supplied to the servo amplifier 34. The signal PI7 is a switch open/close command, and the signal P8 is a sample hold command.
It goes to H level in synchronization with the rise of P4, and goes to L level in synchronization with the rise of signal P4 for detecting the polarity reversal timing of the excitation current IF supplied to the magnetic probe 5.
次に、この実施例の装置の動作を第２図、第３図および
第４図を参照してして説明する。Next, the operation of the apparatus of this embodiment will be explained with reference to FIGS. 2, 3, and 4.
母材板厚方向位置制御系における加算増幅回路２２の出
力Ａ＝Ｇ＋ （Ｅｘ−ＶＡ）はアナログスイッチ２３
が開路している間はサーボアンプ２４に供給されるので
１、信号ＰＩ？がＨレベルである期間、すなわち、アー
クが下関先壁ＬＸ側にオシレートされたオシレート期間
には、サーボアンプ２４は加算増幅回路２２の上記出力
Ａを受けて基準電圧Ｅ１１とアーク電圧ｖＡとの偏差が
０になるように溶接トーチ８を母材板厚方向位置を制御
する。信号ＰＩ？がＬレベルである期間、即ち、アーク
が上聞先壁ＩＹヘオシレートされている期間はアナログ
スイッチ２３は閉路してグランド電位がサーボアンプ２
４に供給されるので、溶接トーチ８の母材板厚方向位置
は変更されることなくそのまま維持される。The output A=G+ (Ex-VA) of the summing amplifier circuit 22 in the base material plate thickness direction position control system is output from the analog switch 23.
Since the signal is supplied to the servo amplifier 24 while the signal PI? is open, the signal PI? During the period when is at H level, that is, during the oscillation period when the arc is oscillated toward the lower wall LX side, the servo amplifier 24 receives the output A of the summing amplifier circuit 22 and calculates the deviation between the reference voltage E11 and the arc voltage vA. The position of the welding torch 8 in the thickness direction of the base metal plate is controlled so that the value becomes 0. Signal PI? During the period when is at the L level, that is, during the period when the arc is oscillated to the top and front wall IY, the analog switch 23 is closed and the ground potential is set to the servo amplifier 2.
4, the position of the welding torch 8 in the thickness direction of the base material remains unchanged.
サンプルホールド回路３０はアークが下関先壁ＩＸ側に
向かってオシレートされた時の期間ｔ２（（８号Ｐ７の
立上りから信号Ｐ、の立下りまで）のアーク電圧信号積
分値（前記、アーク電圧値ＶＸ）をホールドし、同様に
、サンプルホールド回路３１はアークが上聞先側ヘオシ
レートされた時（７）Ｘ１間ｔ ２ （信号Ｐ７の立
上りから信号Ｐ、の立下りまで）のアーク電圧信号積分
値（前記、アーク電圧値ｖｙ）をホールドし、差動増幅
回路３２がアーク電圧偏差Ｖｏ ＝Ｇｚ （ｖＸ
Ｖｖ ）（但し、Ｇ２ ニゲイン）を上下位置ずれ判別
回路３３に人力する。上下位置ずれ判別回路３３では、
電圧比較器ＣＰＩ、ＣＰ２が、■。＞ Ｅ ｕＯ時には
、それぞれ、Ｌレベル、Ｈレベルの出力を送出し、 ■
。＜ Ｅ ＬＯ時には、それぞれ、Ｈレベル、Ｌレベル
の出力を送出し、ＥＬ−≦−Ｖ ６ ＜ Ｅ ｕでは、
ともにＬレベルの出力を送出する。すなわち、電圧比較
器ＣＰ ｒは溶接トーチ８が下関先壁ＩＸ側へ位置ずれ
している場合にＨ出力を発生し、ＣＰＺは溶接トーチ８
が上聞先壁ＩＹ側へ位置ずれしている場合にＨ出力を発
生する。アンドゲートＩＣ−よ電圧比較器ＣＰ ＋の出
力がＨで、信号ＰＩ！が到来している場合に、オシレー
ト１周期毎に発生する信号ＰＩＧが到来すると位置ずれ
検出パルスである信号ＰＩ３を発生する。カウンタＩＣ
３は信号ＰＩ４とＰＩＳとによって前記のようにＢＯＤ
５にプリセットされ、信号Ｐ１□の存在期間ｔ３内に信
号Ｐｌ＋が２回到来して、内容がＢＯＤ５からＢＯＤ５
にカウントアツプすると上聞先方向への位置修正信号Ｙ
を送出する。同様に、アンドゲートＩＣ２は電圧比較器
ＣＰ２の出力がＨで、信号ＰＩ２が到来している場合に
、オシレート１周期毎に発生する信号Ｐ１゜が到来する
と信号Ｐ１３を発生し、カウンタＩＣ＆は信号Ｐ１４と
ＰＩＳとによってＢＯＤ５にプリセットされ、信号ＰＩ
Ｚの存在期間ｔ、内に信号ＰＩ３が２回到来して、内容
がＢＯＤ５からＢＯＤ５にカウントアツプすると下関先
方向への位置修正信号Ｘを送出する。即ち、オシレート
の連続する２周期の各周期とも同−開先側へ溶接トーチ
８が位置ずれしている場合に位置修正信号ＹもしくはＸ
がサーボアンプ３４に供給され、該サーボアンプ３４は
アーク電圧偏差ＶｏがＥ ｔ ＜ Ｖ Ｄ＜ Ｅ ｏの
範囲に収れんして上記位置修正信号ＸもしくはＹが消滅
するまでモータ１５を駆動して溶接トーチを開先幅中央
Ｏから所定量だけ下関先壁ＩＸ側へずれた位置（第５図
の位置Ｅ ｕ ”” Ｅ ｔの範囲内）へ位置制御する
。本実施例では、位置ずれ修正動作の周期はオシレート
周期の４周期毎となる。The sample and hold circuit 30 calculates the integrated value of the arc voltage signal (as described above, the arc voltage value Similarly, the sample and hold circuit 31 integrates the arc voltage signal between t2 (from the rising edge of signal P7 to the falling edge of signal P) during (7) The differential amplifier circuit 32 holds the arc voltage deviation Vo = Gz (vX
Vv) (however, G2 nigain) is manually input to the vertical positional deviation determination circuit 33. In the vertical positional deviation determination circuit 33,
The voltage comparators CPI and CP2 are ■. > At E uO, L level and H level outputs are sent out, respectively.
. <E When LO, H level and L level outputs are sent, respectively, and when EL-≦-V6<Eu,
Both output L level outputs. That is, the voltage comparator CPr generates an H output when the welding torch 8 is displaced toward the lower wall IX, and CPZ generates an H output when the welding torch 8 is displaced toward the lower wall IX
When the position is shifted toward the top wall IY side, an H output is generated. The output of the AND gate IC- and the voltage comparator CP+ is H, and the signal PI! When the signal PIG, which is generated every oscillation period, arrives, a signal PI3, which is a positional deviation detection pulse, is generated. counter IC
3 is BOD as described above by signals PI4 and PIS.
5, the signal Pl+ arrives twice within the existence period t3 of the signal P1□, and the contents change from BOD5 to BOD5.
When the count is up, a position correction signal Y is sent in the direction of the destination.
Send out. Similarly, when the output of voltage comparator CP2 is H and signal PI2 has arrived, AND gate IC2 generates signal P13 when signal P1°, which is generated every oscillation cycle, arrives, and counter IC& generates signal P13. Preset to BOD5 by P14 and PIS, signal PI
When the signal PI3 arrives twice within the existence period t of Z and the content counts up from BOD5 to BOD5, a position correction signal X is sent in the direction of the lower terminal. In other words, if the welding torch 8 is displaced toward the groove side, the position correction signal Y or
is supplied to the servo amplifier 34, and the servo amplifier 34 drives the motor 15 to perform welding until the arc voltage deviation Vo converges within the range of Et<VD<Eo and the position correction signal X or Y disappears. The torch is controlled to a position shifted from the center O of the groove width by a predetermined amount toward the lower wall IX (within the range of the position E u "" E t in FIG. 5). In this embodiment, the period of the positional deviation correction operation is every four oscillation periods.
このように、本実施例では、溶接トーチ８は開先幅の中
心０上位置制御されるのではなく、開先幅中心Ｏから下
側へずれた位置へ位置制御され、この時の偏差目標値Ｅ
ＵＬは溶融プールが凝固した時の溶接ビード形状を考慮
して定めであるので、第７図（ｂ）について説明したよ
うな良好な溶接ビードを得ることができ、さらに、この
偏差目標値Ｅｔ＋Ｌには、実用上、差し支えない許容範
囲を設定しであるので、誤判別を確実に防止して安定し
た溶接トーチの開先幅方向位置制御を行わせることがで
きる。As described above, in this embodiment, the welding torch 8 is not controlled to a position above the center 0 of the groove width, but is controlled to a position shifted downward from the center O of the groove width, and the deviation target at this time is value E
Since UL is determined by taking into account the shape of the weld bead when the molten pool solidifies, it is possible to obtain a good weld bead as explained in FIG. is set within a permissible range that does not cause any problems in practice, so that misjudgment can be reliably prevented and stable position control of the welding torch in the groove width direction can be performed.
しかも、本実施例では、溶接トーチの母材板厚方向の制
御は、アークが上聞先壁方向ヘオシレートされた場合に
のみ行われ、上聞先壁ＩＹ側へのオシレート期間には行
われないので、すなわち、アーク電圧制御は常時ではな
く開先壁例のいずれか一方へ溶接アークがオシレートさ
れた場合毎にかけられるので、前記したアーク電圧■８
と■７との偏差が打ち消されてトーチ開先幅方向への目
標位置への位置決めができなくなることを防止すること
ができ、溶接トーチの開先幅方向位置の自動制御に加う
るに、溶接トーチの母材板厚方向位置の安定した自動制
御を実現する
なお、上記実施例では、アークが下関先壁ＩＸ側ヘオシ
レートされた期間にアーク電圧制御をかけているが、ア
ークが上聞先壁ＩＹ側ヘオシレートされた期間にアーク
電圧制御をかけるようにしてもよい。Furthermore, in this embodiment, control of the welding torch in the direction of the base material plate thickness is performed only when the arc is oscillated toward the upper and lower walls, and is not performed during the oscillation period toward the upper and lower walls IY side. Therefore, arc voltage control is not applied all the time, but every time the welding arc is oscillated to one of the groove walls, so that the arc voltage
It is possible to prevent the deviation between Achieving stable automatic control of the position of the torch in the thickness direction of the base material.In the above embodiment, arc voltage control is applied during the period when the arc is oscillated to the lower wall IX side, but the arc is Arc voltage control may be applied during the oscillation period on the IY side.
なお、上記実施例では、上限値ＥＬｌ、下限値Ｅ、の値
をともに同極性の値としているが、これは横向姿勢溶接
の場合であって、室間姿勢溶接や下向姿勢溶接を行いた
い場合は、第５図に示すように、上限値をＥｕ＋（＞Ｏ
）、 下限値をＥＬＩ （＜０）とすればよい。また、
これらの値は、開先内で振り分は溶接を行う場合は、そ
の状態に対応して設定すればよい。In the above example, the upper limit value ELl and the lower limit value E are both values of the same polarity, but this is for horizontal position welding, and it is desired to perform indoor position welding or downward position welding. In this case, as shown in Fig. 5, the upper limit is set to Eu+(>O
), and the lower limit value may be set to ELI (<0). Also,
When performing distributed welding within the groove, these values may be set in accordance with the state.
この発明は以上説明した通り、磁界を作用させて溶接ア
ークを、両開先壁方向へ交互にオシレートさせた時に、
互いに方向の異なるアークのアーク電圧値相互の偏差値
と目的とする溶接ビード形状とを溶接姿勢に応じて対応
させるための偏差目標値を設定することで、各溶接姿勢
に適応した良好な溶接ビードが得られると同時に溶接ト
ーチの開先幅方向への自動位置制御が可能となる。さら
には、溶接トーチの板厚方向への位置制御は溶接アーク
が開先壁のいずれか一方側へオシレートされる期間は休
止するようにしたことにより、溶接トーチの板厚方向と
開先幅方向への自動位置制御を実現することが可能とな
る。As explained above, in this invention, when a magnetic field is applied to alternately oscillate the welding arc toward both groove walls,
By setting a deviation target value to match the deviation between the arc voltage values of arcs in different directions and the desired weld bead shape according to the welding posture, it is possible to produce a good weld bead that is adapted to each welding posture. At the same time, automatic position control of the welding torch in the groove width direction becomes possible. Furthermore, position control of the welding torch in the plate thickness direction is paused during the period when the welding arc is oscillated toward either side of the groove wall. This makes it possible to realize automatic position control.
第１図はこの発明の適用する溶接装置の１例を示す概略
構成図、第２図は上記実施例における制御装置のブロッ
ク図、第３図は上記実施例における要部の具体的回路図
、第４図は上記実施例の動作を説明するための波形タイ
ムチャート、第５図は上記実施例における各設定値のレ
ベルの１例を示す図、第６図は磁気オシレート式ＴＩＧ
溶接装置の基本構成図、第７図は溶接トーチ位置と溶接
ビードとの関係を示す図である。
２・−・非消耗電極、５−磁気プローブ、６−・−フィ
ラーワイヤ、８−溶接トーチ、２０−アーク電圧検出回
路、２２・・−加算増幅回路、２３−・−アナログスイ
ッチ、２６・・−励磁電流信号作成回路、２９・−積分
回路、３０．３１・・−サンプルホールド回路、３２−
差動増幅回路、３３−上下位置ずれ判別回路。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one example of a welding device to which the present invention is applied, FIG. 2 is a block diagram of a control device in the above embodiment, and FIG. 3 is a specific circuit diagram of main parts in the above embodiment. FIG. 4 is a waveform time chart for explaining the operation of the above embodiment, FIG. 5 is a diagram showing an example of the level of each setting value in the above embodiment, and FIG. 6 is a magnetic oscillation type TIG
FIG. 7, a basic configuration diagram of the welding device, is a diagram showing the relationship between the welding torch position and the weld bead. 2 - Non-consumable electrode, 5 - Magnetic probe, 6 - Filler wire, 8 - Welding torch, 20 - Arc voltage detection circuit, 22 - Addition amplifier circuit, 23 - Analog switch, 26 - - Excitation current signal generation circuit, 29 - Integrating circuit, 30.31... - Sample hold circuit, 32 -
Differential amplifier circuit, 33-vertical positional deviation determination circuit.
Claims (1)
トさせつつ溶接を進行させながら、溶接アークのアーク
電圧値を使用して溶接トーチを開先内の所望の位置に位
置制御する溶接トーチの開先追従制御方法において、開
先の一方開先壁側へオシレートされた溶接アークのアー
ク電圧検出値と他方開先壁側へオシレートされた溶接ア
ークのアーク電圧検出値との偏差値が溶接姿勢に対応し
て予め設定された許容幅を有する偏差目標値内に収れん
するように溶接トーチを開先幅方向に移動制御するとと
もに、開先壁側のいずれか一方へ溶接アークがオシレー
トされた期間におけるアーク電圧検出値と基準電圧値と
の偏差値が無くなるように溶接トーチを開先板厚方向に
移動制御することを特徴とする溶接トーチの開先追従制
御方法。The welding torch opening method uses the arc voltage value of the welding arc to control the position of the welding torch to a desired position within the groove while welding progresses while applying a magnetic field to oscillate the welding arc in the width direction of the groove. In the lead-following control method, the deviation value between the arc voltage detection value of the welding arc oscillated toward one groove wall side of the groove and the arc voltage detection value of the welding arc oscillated toward the other groove wall side is determined based on the welding posture. Correspondingly, the welding torch is controlled to move in the groove width direction so as to converge within the deviation target value with a preset allowable width, and the welding arc is oscillated toward either side of the groove wall. A welding torch groove follow-up control method characterized by controlling the welding torch to move in the groove plate thickness direction so that there is no deviation between a detected arc voltage value and a reference voltage value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17671486A JPS6333180A (en) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | Follow-up control method for groove of welding torch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17671486A JPS6333180A (en) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | Follow-up control method for groove of welding torch |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6333180A true JPS6333180A (en) | 1988-02-12 |
| JPH0335025B2 JPH0335025B2 (en) | 1991-05-24 |
Family
ID=16018476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17671486A Granted JPS6333180A (en) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | Follow-up control method for groove of welding torch |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6333180A (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS572428A (en) * | 1980-05-01 | 1982-01-07 | Gen Electric | Cooling air guide device for turbine |
| JPS60184471A (en) * | 1984-02-29 | 1985-09-19 | Mitsubishi Electric Corp | Follow up device for weld line |
-
1986
- 1986-07-29 JP JP17671486A patent/JPS6333180A/en active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS572428A (en) * | 1980-05-01 | 1982-01-07 | Gen Electric | Cooling air guide device for turbine |
| JPS60184471A (en) * | 1984-02-29 | 1985-09-19 | Mitsubishi Electric Corp | Follow up device for weld line |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0335025B2 (en) | 1991-05-24 |
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