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JP2570015B2 - Method and apparatus for determining welding stability - Google Patents
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JP2570015B2 - Method and apparatus for determining welding stability - Google Patents

Method and apparatus for determining welding stability

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JP2570015B2
JP2570015B2 JP3217449A JP21744991A JP2570015B2 JP 2570015 B2 JP2570015 B2 JP 2570015B2 JP 3217449 A JP3217449 A JP 3217449A JP 21744991 A JP21744991 A JP 21744991A JP 2570015 B2 JP2570015 B2 JP 2570015B2
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雅智 村山
祐司 杉谷
信一郎 衛藤
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は高速回転アーク溶接法に
よって溶接継手に対して溶接を行っている場合に安定し
た溶接が行われているか否かを判断する溶接安定性の判
定方法及び装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for judging whether or not stable welding is performed when welding is performed on a welded joint by a high-speed rotating arc welding method. Things.

【0002】[0002]

【従来の技術】高速回転アーク溶接法によって溶接継手
に対して溶接を行なう場合、通常溶接線の自動追従のた
めにアークセンサによる開先倣い制御方法を採用してい
る。ここで、高速回転アーク溶接法とは電極ワイヤの先
端を偏心させておき、溶接トーチの電極ノズルを機械的
に回転させることによりアークを高速で回転させながら
溶接を行う方法である。またかかる開先倣い制御方法は
特開昭62−248571号公報等で公知であり、図4
を参照して説明すると、アーク電圧波形とアーク回転位
置(Cf,R,Cr,L)を検出し、溶接進行方向前方
のCf点を中心に、左右同一の位相角φ(5°≦φ≦9
0°)の範囲で、アーク電圧波形を積分し(SL ,SR
)、その差(SL −SR )が零になるように開先幅方
向(X軸)のトーチ位置ずれを修正するものである。ま
た、トーチ高さ方向(Y軸)については、アークの1回
転ごとに溶接電流波形の積分値が一定になるように制御
している。
2. Description of the Related Art When welding is performed on a weld joint by a high-speed rotating arc welding method, a groove tracking control method using an arc sensor is usually employed for automatically following a welding line. Here, the high-speed rotating arc welding method is a method in which the tip of an electrode wire is eccentric, and welding is performed while rotating the arc at a high speed by mechanically rotating an electrode nozzle of a welding torch. Such a groove following control method is known in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-248571 and the like.
, The arc voltage waveform and the arc rotation position (Cf, R, Cr, L) are detected, and the same phase angle φ (5 ° ≦ φ ≦ 9
0 °), the arc voltage waveform is integrated (SL, SR
), The torch position deviation in the groove width direction (X-axis) is corrected so that the difference (SL-SR) becomes zero. In the torch height direction (Y axis), control is performed so that the integral value of the welding current waveform is constant for each rotation of the arc.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】高速回転アーク溶接法
によって溶接を行なう場合には安定した溶接を行なうた
めにアークセンサによる開先倣い制御方法を採用してい
るが、次に述べる要因により溶接が不安定になることが
あった。例えば、ワイヤ送給経路がホコリやワイヤのカ
ス等によってつまったりした場合によるワイヤ送給速度
の変動、長時間にわたって溶接チップを使用することに
よって溶接チップが消耗し、ワイヤ通過孔が大きくなっ
て生じる溶接チップの通電点の変動、ガス流量不足、ガ
ス洩れ等によるシールドガス不良及びアーク電圧が低く
過ぎる等の溶接条件不良等であり、いわゆる外乱による
ものである。現状では溶接の安定性をモニタする方法は
なく、溶接の安定化対策として定期的にワイヤ送給経路
を清掃したりワイヤコンジットケーブルを交換したり、
溶接チップを交換したり、或いは溶接欠陥が生じてから
これらの対策を講じていた。
In the case of performing welding by a high-speed rotating arc welding method, a groove tracking control method using an arc sensor is employed to perform stable welding. Sometimes became unstable. For example, fluctuations in the wire feed speed due to the wire feed path being clogged by dust or wire debris, and the use of the welding tip for a long time causes the welding tip to be consumed and the wire passage hole to become large. Variations in the current-carrying point of the welding tip, insufficient gas flow rate, poor shielding gas due to gas leakage, and poor welding conditions such as too low arc voltage, etc., are caused by so-called disturbances. At present, there is no method to monitor the stability of welding, and as a measure to stabilize welding, it is necessary to periodically clean the wire feed path, replace wire conduit cables,
These countermeasures have been taken after the welding tip was replaced or a welding defect occurred.

【0004】また、アークセンサによる開先倣い制御方
法は溶接アーク自体をセンサとする方法であるから、当
然溶接アークが不安定な場合はその性能が低下する。従
って、アークセンサが正常に働いているか否か即ちアー
クセンサの適用性は溶接アークの安定度に大きく依存す
る。また、アークセンサの適用性を定量化する方法もな
いため、実験室におけるサンプル溶接テストではアーク
センサが適用できても、実際の適用現場では溶接条件が
不適性であったり、種々の外乱によってアークセンサが
適用できない場合があった。本発明はかかる問題点を解
決するためになされたもので、高速回転アーク溶接法に
よって溶接継手に対してアークセンサによる開先倣い制
御を行って溶接した場合に、溶接の安定度を定量化し、
それを監視して安定した溶接が行われているか否かを判
断できる溶接安定性の判定方法及び装置を得ることを目
的とする。
The groove tracking control method using an arc sensor is a method using the welding arc itself as a sensor. Therefore, if the welding arc is unstable, its performance is naturally deteriorated. Therefore, whether or not the arc sensor is working normally, that is, the applicability of the arc sensor largely depends on the stability of the welding arc. In addition, since there is no method for quantifying the applicability of the arc sensor, even if the arc sensor can be applied in the sample welding test in the laboratory, the welding conditions are not appropriate at the actual application site or the arc is affected by various disturbances. There were cases where the sensor could not be applied. The present invention has been made in order to solve such problems, when welding by performing groove tracking control by an arc sensor on a welded joint by a high-speed rotating arc welding method, to quantify the stability of welding,
It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for determining welding stability, which can monitor the result and determine whether stable welding is performed.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明に係る溶
接安定性の判定方法は、溶接トーチの電極ノズルに円運
動を与えてワイヤ先端に発生するアークを高速回転さ
せ、回転するアークのアーク電圧波形或いはアーク電流
波形とアーク回転位置を検出し、溶接進行方向前方の中
心点を中心に左右同一の位相角範囲でそれらの検出波形
を積分し、それらの積分した差が零になるように溶接ト
ーチを開先幅方向のトーチ位置ずれを修正するようにし
たアークセンサによる開先倣い制御を行いながら溶接す
る高速回転アーク溶接法において、溶接電流波形をアー
クの回転の1回転毎に積分し、得られた積分値のバラツ
キ量を所定の回数にわたって演算し、得られたバラツキ
量と所定の少なくとも1つのしきい値とを比較し、その
バラツキ量がしきい値を越えた時に溶接が不安定である
と判断するようにしたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided a method for determining welding stability, comprising the steps of: providing a circular motion to an electrode nozzle of a welding torch; rotating an arc generated at a wire tip at a high speed; The voltage waveform or arc current waveform and the arc rotation position are detected, and the detected waveforms are integrated in the same phase angle range on the left and right around the center point in the forward direction of welding so that the integrated difference becomes zero. In a high-speed rotating arc welding method in which a welding torch is welded while performing groove tracing control by an arc sensor that corrects a torch position deviation in a groove width direction, a welding current waveform is integrated for each rotation of the arc. Calculating a variation amount of the obtained integral value over a predetermined number of times, comparing the obtained variation amount with at least one predetermined threshold value, and determining the variation amount by a threshold. Welding when exceeded is that as determined to be unstable.

【0006】かかる溶接安定性の判定方法を実施する判
定装置は、高速回転アーク溶接法により溶接する溶接ト
ーチの溶接電流を検出する溶接電流検出器と、予め設定
した溶接電流基準値を出力する溶接電流基準値設定器
と、溶接電流検出器の検出した溶接電流と溶接電流基準
値設定器の溶接電流基準値との差を出力する差動アンプ
と、電極ノズルの回転位置を検出する回転位置検出器
と、差動アンプの出力信号を回転位置検出器の位置検出
信号に基づき電極ノズルの1回転毎に所定回転数だけ出
力させるゲート手段と、ゲート手段によって出力させら
れた1回転毎の出力信号を積分する積分器と、積分器に
よって積分された検出信号を1回転の間保持するサンプ
ルホールド回路と、サンプルホールド回路から出力され
た所定回転数における積分値から標準偏差を演算する標
準偏差演算回路と、標準偏差演算回路の演算した標準偏
差と所定の少なくとも1つのしきい値とを比較して溶接
不安定信号を出力する溶接安定判定回路とを備えて構成
されている。また、本発明に係るもう一つの溶接安定性
の判定方法は、溶接トーチの電極ノズルに円運動を与え
てワイヤ先端に発生するアークを高速回転させ、回転す
るアークのアーク電圧波形或いはアーク電流波形とアー
ク回転位置を検出し、溶接進行方向前方の中心点を中心
に左右同一の位相角範囲でそれらの検出波形を積分し、
それらの積分した差が零になるように溶接トーチを開先
幅方向のトーチ位置ずれを修正するようにしたアークセ
ンサによる開先倣い制御を行いながら溶接する高速回転
アーク溶接法において、アーク回転位置における溶接進
行方向前方点を中心として、左右5°以上180°以下
の所定の範囲内においてそれぞれアーク電圧波形を積分
し、得られた左右の積分値の差のバラツキ量を所定の回
数にわたって演算し、得られたバラツキ量と所定の少な
くとも1つのしきい値とを比較し、そのバラツキ量がし
きい値を越えた時に溶接が不安定であると判断するよう
にしている。
[0006] A determination apparatus for performing the method for determining welding stability includes a welding current detector that detects a welding current of a welding torch to be welded by a high-speed rotating arc welding method, and a welding current that outputs a preset welding current reference value. A current reference value setting device, a differential amplifier that outputs a difference between a welding current detected by the welding current detector and a welding current reference value of the welding current reference value setting device, and a rotation position detection that detects a rotation position of the electrode nozzle. Means for outputting an output signal of the differential amplifier by a predetermined number of revolutions per rotation of the electrode nozzle based on a position detection signal of the rotation position detector, and an output signal for each rotation outputted by the gate means , A sample-and-hold circuit for holding the detection signal integrated by the integrator for one rotation, and a predetermined rotation number output from the sample-and-hold circuit. A standard deviation calculation circuit for calculating a standard deviation from the minute value; and a welding stability determination circuit for comparing the standard deviation calculated by the standard deviation calculation circuit with at least one predetermined threshold value and outputting a welding instability signal. It is provided with. Another method for determining welding stability according to the present invention is to provide a circular motion to an electrode nozzle of a welding torch to rotate an arc generated at the tip of a wire at a high speed, and to obtain an arc voltage waveform or an arc current waveform of the rotating arc. And the arc rotation position are detected, and the detected waveforms are integrated in the same phase angle range on the left and right with the center point in front of the welding progress direction as the center,
In a high-speed rotary arc welding method in which a welding torch is welded while performing groove tracing control by an arc sensor that corrects a torch position shift in a groove width direction so that the integrated difference becomes zero, the arc rotation position is changed. The arc voltage waveforms are respectively integrated within a predetermined range of 5 ° or more and 180 ° or less with respect to the forward point in the welding progress direction in the above, and a variation amount of the difference between the obtained left and right integrated values is calculated for a predetermined number of times. Then, the obtained variation is compared with at least one predetermined threshold value, and when the variation amount exceeds the threshold value, it is determined that the welding is unstable.

【0007】かかる溶接安定性の判定方法を実施する判
定装置は、高速回転アーク溶接法により溶接する溶接ト
ーチの電極ノズルとワーク間のアーク電圧を検出するア
ーク電圧検出器と、電極ノズルの回転位置を検出する回
転位置検出器と、回転位置検出器の位置信号に基づいて
設定した2つの所定角度範囲におけるアーク電圧検出器
の検出信号を電極ノズルの1回転毎に所定回転数だけ出
力させるゲート手段と、ゲート手段によって出力された
1回転毎の2つの所定角度範囲における検出信号をそれ
ぞれ積分する2つの積分器と、各積分器によって積分さ
れた検出信号を一回転の間保持する2つのサンプルホー
ルド回路と、2つのサンプルホールド回路から出力され
た所定回転数における積分値の差を出力する差動アンプ
と、差動アンプから出力された積分値の差から標準偏差
を演算する標準偏差演算回路と、標準偏差演算回路の演
算した標準偏差と所定の少なくとも1つのしきい値とを
比較して溶接不安定信号を出力する溶接安定性判定回路
とを備えて構成されている。
An apparatus for determining the welding stability includes an arc voltage detector for detecting an arc voltage between an electrode nozzle and a workpiece of a welding torch to be welded by a high-speed rotating arc welding method, and a rotation position of the electrode nozzle. And a gate means for outputting a detection signal of the arc voltage detector in two predetermined angle ranges set based on the position signal of the rotation position detector by a predetermined number of rotations per one rotation of the electrode nozzle. And two integrators respectively integrating the detection signals output by the gate means in two predetermined angle ranges per rotation, and two sample-and-holds holding the detection signals integrated by each integrator for one rotation Circuit, a differential amplifier that outputs the difference between the integrated values at a predetermined number of revolutions output from the two sample and hold circuits, and a differential amplifier. A standard deviation calculating circuit for calculating a standard deviation from a difference between the output integrated values, and welding for outputting a welding unstable signal by comparing the standard deviation calculated by the standard deviation calculating circuit with at least one predetermined threshold value And a stability determination circuit.

【0008】更に、本発明に係る別のもう一つの溶接安
定性の判定方法は、溶接トーチの電極ノズルに円運動を
与えてワイヤ先端に発生するアークを高速回転させ、回
転するアークのアーク電圧波形或いはアーク電流波形と
アーク回転位置を検出し、溶接進行方向前方の中心点を
中心に左右同一の位相角範囲でそれらの検出波形を積分
し、それらの積分した差が零になるように溶接トーチを
開先幅方向のトーチ位置ずれを修正するようにしたアー
クセンサによる開先倣い制御を行いながら溶接する高速
回転アーク溶接法において、電極ノズルの1回転におけ
る所定角度範囲内で検出したアーク電圧を所定の短絡検
出レベル値と比較してそのアーク電圧が短絡検出レベル
値以下になったか否かを検出し、電極ノズルの全回転数
に対する前記所定角度範囲内でアーク電圧が短絡検出レ
ベル値以下になった検出回数と電極ノズルの全回転数と
の割合を演算して短絡発生率を求め、その短絡発生率と
所定の少なくとも1つのしきい値とを比較し、その短絡
発生率がしきい値を越えたときに溶接が不安定であると
判断するようにしている。
Further, another method of determining welding stability according to the present invention is to provide a method of making a circular motion to an electrode nozzle of a welding torch to rotate an arc generated at the tip of a wire at a high speed, and to set an arc voltage of the rotating arc. Detects the waveform or arc current waveform and the arc rotation position, integrates the detected waveforms in the same phase angle range on the left and right around the center point in front of the welding progress direction, and welds such that the integrated difference becomes zero. In a high-speed rotary arc welding method in which a torch is welded while performing groove tracking control using an arc sensor configured to correct a torch position deviation in a groove width direction, an arc voltage detected within a predetermined angle range in one rotation of an electrode nozzle. Is compared with a predetermined short-circuit detection level value to detect whether or not the arc voltage has become equal to or less than the short-circuit detection level value. Calculating the ratio of the number of detections in which the arc voltage has become equal to or less than the short-circuit detection level value to the total number of revolutions of the electrode nozzle within the temperature range to determine the short-circuit occurrence rate, and determining the short-circuit occurrence rate and at least one predetermined threshold value And when the short-circuit occurrence rate exceeds a threshold value, it is determined that the welding is unstable.

【0009】かかる溶接安定性の判定方法を実施する判
定装置は高速回転アーク溶接法により溶接する溶接トー
チの電極ノズルとワーク間のアーク電圧を検出するアー
ク電圧検出器と、予め設定した短絡検出レベル値を出力
する短絡検出レベル設定器と、電極ノズルの回転位置を
検出する回転位置検出器と、回転位置検出器の位置検出
信号に基づいて電極ノズルの1回転における所定角度範
囲内においてアーク電圧検出器の検出したアーク電圧が
短絡検出レベル設定器の短絡検出レベル値以下になった
か否かを検出する短絡判定回路と、電極ノズルの全回転
数に対する短絡判定回路が検出したアーク電圧が短絡検
出レベル値以下になった検出回数と電極ノズルの全回転
数との割合を演算して短絡発生率を求める短絡発生率演
算回路と、短絡発生率演算回路が演算した短絡発生率と
所定の少なくとも1つのしきい値とを比較して溶接不安
定信号を出力する溶接安定性判定回路とを備えて構成さ
れている。
[0010] A determination device for performing the method for determining welding stability includes an arc voltage detector for detecting an arc voltage between an electrode nozzle of a welding torch to be welded by a high-speed rotating arc welding method and a workpiece, and a preset short-circuit detection level. A short-circuit detection level setting device that outputs a value, a rotation position detector that detects the rotation position of the electrode nozzle, and an arc voltage detection within a predetermined angle range in one rotation of the electrode nozzle based on a position detection signal of the rotation position detector. A short-circuit detection circuit that detects whether the arc voltage detected by the heater is equal to or less than the short-circuit detection level value of the short-circuit detection level setting device, and an arc voltage detected by the short-circuit determination circuit for the entire number of revolutions of the electrode nozzle is a short circuit detection level. A short circuit occurrence calculation circuit for calculating the ratio of the number of times of detection below the value to the total number of revolutions of the electrode nozzle to obtain a short circuit occurrence rate; The rate calculation circuit is configured by a welding stability determination circuit for comparing the short circuit rate was calculated with the predetermined at least one threshold and outputs a welding unstable signal.

【0010】[0010]

【実施例】図1は本発明の一実施例である溶接安定性の
判定装置を示すブロック図である。図において、10は
溶接トーチと溶接継手との間に流れる溶接電流を検出す
る溶接電流検出器、11は溶接電流基準値Io を設定す
る溶接電流基準値設定器、12は溶接電流検出器10が
検出した溶接電流Ia と溶接電流基準値設定器11が設
定した溶接電流基準値Io の差を出力する差動アンプ、
13は差動アンプ12の出力側に設けられたゲート用ス
イッチ、14は溶接トーチの電極ノズルの回転位置を検
出するエンコーダ等の回転位置検出器、15は回転位置
検出器14の位置検出信号に基づいてゲート用スイッチ
13を開閉するスイッチ駆動回路で、ゲート用スイッチ
とでゲート手段を構成している。16は差動アンプ12
の出力側にゲート用スイッチ13を介して設けられた積
分器、17は積分器16によって積分された検出信号を
それぞれ1回転の間保持するサンプルホールド回路、1
8はサンプルホールド回路17から出力された所定回転
数における積分値から溶接電流に基づく標準偏差を演算
する標準偏差演算回路、19は標準偏差演算回路18の
演算した標準偏差と所定の2つのしきい値とを比較して
溶接不安定状態を示す2種類の不安定信号を出力する溶
接安定性判定回路、20は溶接安定性判定回路19が出
力した一方の溶接不安定信号に基づき溶接不安定状態を
知らせるアラームを出力する警報器、21は溶接安定性
判定回路19が出力したもう一方の溶接不安定信号に基
づき溶接停止指令を出力すると共に溶接停止指令を表示
する表示器である。
FIG. 1 is a block diagram showing an apparatus for determining welding stability according to one embodiment of the present invention. In the drawing, reference numeral 10 denotes a welding current detector for detecting a welding current flowing between a welding torch and a welding joint, 11 a welding current reference value setting device for setting a welding current reference value Io, and 12 a welding current detector 10. A differential amplifier for outputting a difference between the detected welding current Ia and the welding current reference value Io set by the welding current reference value setting device 11,
13 is a gate switch provided on the output side of the differential amplifier 12, 14 is a rotation position detector such as an encoder for detecting the rotation position of the electrode nozzle of the welding torch, and 15 is a position detection signal of the rotation position detector 14. A switch driving circuit that opens and closes the gate switch 13 based on the gate switch. 16 is a differential amplifier 12
An integrator provided on the output side of the device via a gate switch 13, a sample-and-hold circuit 17 for holding the detection signal integrated by the integrator 16 for one rotation, 1
Reference numeral 8 denotes a standard deviation calculating circuit for calculating a standard deviation based on the welding current from the integrated value at a predetermined number of revolutions output from the sample hold circuit 17, and 19 denotes a standard deviation calculated by the standard deviation calculating circuit 18 and two predetermined thresholds. The welding stability determination circuit 20 outputs two types of unstable signals indicating the welding unstable state by comparing the values with the values. Reference numeral 20 denotes a welding unstable state based on one of the welding unstable signals output from the welding stability determining circuit 19. Is an indicator that outputs a welding stop command based on the other welding instability signal output by the welding stability determination circuit 19 and displays the welding stop command.

【0011】次に、本発明方法を実施する溶接安定性の
判定装置の動作について説明する。溶接トーチの電極ノ
ズルが高速回転アーク溶接法によって溶接継手に対して
アークセンサによる開先倣い制御をしながら溶接を行っ
ているとき、溶接電流検出器10は電極ノズルの回転に
よって変化している溶接電流を検出し、差動アンプ12
では溶接電流基準値設定器11によって設定された溶接
電流基準値Io と溶接電流Ia との差を出力している。
かかる差を求めるようにしているのは、その後の信号処
理の分解能を高めるためである。また、回転位置検出器
14は回転している電極ノズルの回転位置を検出して位
置検出信号を出力している。そして、スイッチ駆動回路
15では差動アンプ12から出力されている差の信号の
うち、回転位置検出器14の位置検出信号に基づき予め
設定した電極ノズルの1回転である360°の角度範囲
の差の信号を積分器16に出力するようにゲート用スイ
ッチ13を開く駆動制御する。積分器16では360°
の角度範囲における差の信号を積分し、サンプルホール
ド回路17は積分器16によって積分された差の信号の
積分値△Iを標準偏差演算回路18に入力する。このよ
うに積分器16で積分するのは溶接電流波形にノイズが
あり、その影響を受けないようにするためである。標準
偏差演算回路18ではサンプルホールド回路17から出
力された例えば500回転分の積分値から標準偏差を次
式から演算する。なお、一本の溶接線の全線にわたった
回転数分であってもよい。
Next, the operation of the apparatus for judging the stability of welding for implementing the method of the present invention will be described. When the electrode nozzle of the welding torch is performing welding while performing groove tracking control with an arc sensor on a weld joint by a high-speed rotating arc welding method, the welding current detector 10 changes the welding caused by the rotation of the electrode nozzle. The current is detected and the differential amplifier 12
Outputs the difference between the welding current reference value Io set by the welding current reference value setting device 11 and the welding current Ia.
The reason for obtaining such a difference is to increase the resolution of subsequent signal processing. The rotation position detector 14 detects the rotation position of the rotating electrode nozzle and outputs a position detection signal. In the switch drive circuit 15, among the difference signals output from the differential amplifier 12, the difference in the 360 ° angle range that is one rotation of the electrode nozzle set in advance based on the position detection signal of the rotation position detector 14. Drive control to open the gate switch 13 so as to output the signal to the integrator 16. 360 ° in the integrator 16
The sample and hold circuit 17 inputs the integrated value ΔI of the difference signal integrated by the integrator 16 to the standard deviation calculation circuit 18. The reason why the integration is performed by the integrator 16 is to prevent the welding current waveform from being affected by noise. The standard deviation calculation circuit 18 calculates a standard deviation from the integrated value for, for example, 500 rotations output from the sample hold circuit 17 by the following equation. In addition, it may be the number of rotations over the entire welding line.

【0012】サンプルホールド回路17から出力された
一回転毎に積分器16によって積分された差の信号の積
分値を△Iとし、i番目(i回転目)の信号をxとす
ると、j番目からk番目までの信号xの標準偏差S
(データ数n=k−j+1となる)は次式で示される。
[0012] The integrated value of the sample-and-hold circuit 17 the difference signal integrated by the integrator 16 for every one rotation output from the △ and I, the i-th signal of the (i-th rotation) and x i, j-th Standard deviation S of the signal x i from the kth to the kth
(The number of data n = k−j + 1) is expressed by the following equation.

【数1】 従って、各回転毎に(x 2 ),xをそれぞれ積算し
ていけば簡単に求まる。しかる後は溶接安定性判断回路
19は標準偏差演算回18が演算した標準偏差Sと所定
の第1及び第2のしきい値s1 ,s2 とを比較し、その
標準偏差Sが第1のしきい値以上s1 のときに溶接が不
安定であることを示す第1の溶接不安定信号を出力す
る。その第1の溶接不安定信号が入力された警報器20
では溶接が不安定である旨を示すアラームを出力する。
また、標準偏差Sが第2のしきい値s2 以上のときには
溶接がより一層不安定であることを示す第2の溶接不安
定信号を出力する。その不安定信号が入力された表示器
21では溶接停止の旨の表示と共に溶接停止指令を出力
する。このように、例えば電極ノズル50〜5000回
転に対してそれぞれ電極ノズルの1回転の所定角度範囲
即ち1回転毎に検出した溶接電流と溶接電流基準値との
差の波形の積分値についての標準偏差を求め、その標準
偏差としきい値を比較することにより、溶接が不安定で
あるか否かについて判断できるのは、溶接が安定してい
れば電極ノズルの各回転毎の上記積分値は同じ値となっ
てバラツキが小さく、溶接が不安定であれば、電極ノズ
ルの各回転毎の上記積分値は違った値となってバラツキ
が大きくなることに着目したものである。従って、電極
ノズルの所定回転数に対する上記積分値の標準偏差Sを
求め、例えば溶接の安定と不安定との境界にある標準偏
差の値をしきい値として設定し、そのしきい値と標準偏
差Sとを比較して標準偏差Sがしきい値より大きければ
溶接不安定であると溶接電流に基くトーチ高さ制御の観
点から判断できることとなる。
(Equation 1) Thus, for each rotation (x i 2), obtained easy if we integrated respectively x i. Thereafter, the welding stability judging circuit 19 compares the standard deviation S calculated by the standard deviation calculating circuit 18 with predetermined first and second thresholds s 1 and s 2, and the standard deviation S becomes the first standard deviation. welding outputs a first weld unstable signal indicating that unstable when the above threshold s 1. Alarm 20 to which the first welding unstable signal is input
Then, an alarm indicating that the welding is unstable is output.
When the standard deviation S is equal to or greater than the second threshold value s2, the second welding instability signal indicating that welding is more unstable is output. The display 21 to which the unstable signal is input outputs a welding stop command together with a display indicating that welding is stopped. As described above, for example, the standard deviation of the integral value of the waveform of the difference between the welding current detected at every rotation of the electrode nozzle and the welding current reference value for each rotation of the electrode nozzle for 50 to 5000 rotations, ie, each rotation. By comparing the standard deviation with the threshold value, it can be determined whether or not the welding is unstable. If the welding is stable, the above integral value for each rotation of the electrode nozzle is the same value. When the variation is small and the welding is unstable, the above-mentioned integrated value for each rotation of the electrode nozzle becomes a different value and the variation becomes large. Therefore, the standard deviation S of the above-mentioned integral value with respect to the predetermined number of rotations of the electrode nozzle is determined, and for example, the value of the standard deviation at the boundary between stability and instability of welding is set as a threshold, and the threshold and the standard deviation are set. If the standard deviation S is larger than the threshold value in comparison with S, it can be determined that the welding is unstable from the viewpoint of the torch height control based on the welding current.

【0013】このように、高速回転アーク溶接法によっ
てアークセンサによる開先倣い制御を行って溶接継手に
溶接を行った場合に、溶接が不安定になったか否かを溶
接電流に基づくトーチ高さ制御の観点から溶接の安定度
を定量化して監視することによって判断できるため、溶
接欠陥の多発を防止することができる。なお、しきい値
を二つ設けたのは溶接の不安定状態を定量的にしかも段
階的に把握し、その段階に応じて適切な処置が講じられ
るようにするためである。
As described above, when the welding is performed on the weld joint by performing the groove scanning control using the arc sensor by the high-speed rotating arc welding method, it is determined whether the welding becomes unstable or not based on the torch height based on the welding current. Since the determination can be made by quantifying and monitoring the welding stability from the viewpoint of control, it is possible to prevent welding defects from occurring frequently. It should be noted that the two thresholds are provided in order to quantitatively and stepwise grasp the unstable state of welding and to take appropriate measures according to the step.

【0014】図2は本発明のもう一つの実施例である溶
接安定性の判定装置を示すブロック図である。図におい
て、30は溶接トーチと溶接継手間のアーク電圧を検出
するアーク電圧検出器、31はアーク電圧基準値Eo を
設定するアーク電圧基準値設定器、32はアーク電圧検
出器31が検出したアーク電圧Ea とアーク電圧基準値
設定器31が設定したアーク電圧基準値Eo の差を出力
する差動アンプ、33a,33bは差動アンプ12の出
力側に設けられたゲート用スイッチ、34は溶接トーチ
の電極ノズルの回転位置を検出するエンコーダ等の回転
位置検出器、35は回転位置検出器33の位置検出信号
に基づいてゲート用スイッチ33a,33bを開閉する
スイッチ駆動回路で、ゲート用スイッチ33a,33b
とでゲート手段を構成している。36a,36bは差動
アンプ32の出力側にゲート用スイッチ33a,33b
を介してそれぞれ設けられた積分器、37a,37bは
各積分器36a,36bによって積分された検出信号を
それぞれ1回転の間保持するサンプルホールド回路、3
8は2つのサンプルホールド回路37a,37bからそ
れぞれ出力された積分値の差を求める差動アンプ、39
は差動アンプ38から出力された所定回転数における積
分値の差から標準偏差を演算する標準偏差演算回路、4
0は標準偏差演算回路39の演算した標準偏差と所定の
2つのしきい値とを比較して溶接不安定状態を示す2種
類の溶接不安定信号を出力する溶接安定性判定回路、4
1は溶接安定性判定回路41が出力した一方の溶接不安
定信号に基づき溶接不安定状態を知らせるアラームを出
力する警報手段、42は溶接安定判別回路40が出力し
たもう一方の溶接不安定信号に基づき溶接停止指令を出
力すると共に溶接停止を表示する表示器である。
FIG. 2 is a block diagram showing an apparatus for determining welding stability according to another embodiment of the present invention. In the drawing, reference numeral 30 denotes an arc voltage detector for detecting an arc voltage between a welding torch and a weld joint, 31 denotes an arc voltage reference value setter for setting an arc voltage reference value Eo, and 32 denotes an arc detected by the arc voltage detector 31. A differential amplifier that outputs a difference between the voltage Ea and the arc voltage reference value Eo set by the arc voltage reference value setting unit 31, 33a and 33b are gate switches provided on the output side of the differential amplifier 12, and 34 is a welding torch. Reference numeral 35 denotes a rotation position detector such as an encoder that detects the rotation position of the electrode nozzle. Reference numeral 35 denotes a switch drive circuit that opens and closes the gate switches 33a and 33b based on the position detection signal of the rotation position detector 33. 33b
And gate means. 36a and 36b are gate switches 33a and 33b on the output side of the differential amplifier 32.
The sample and hold circuits 37a and 37b hold the detection signals integrated by the integrators 36a and 36b for one rotation, respectively.
Reference numeral 8 denotes a differential amplifier for calculating a difference between the integrated values output from the two sample-hold circuits 37a and 37b, 39
Is a standard deviation calculating circuit for calculating a standard deviation from a difference between integral values at a predetermined number of revolutions output from the differential amplifier 38;
0 is a welding stability determination circuit that compares the standard deviation calculated by the standard deviation calculation circuit 39 with two predetermined thresholds and outputs two types of welding instability signals indicating a welding instability state.
Reference numeral 1 denotes an alarm unit for outputting an alarm indicating an unstable welding state based on one of the welding instability signals output from the welding stability determination circuit 41, and reference numeral 42 denotes a signal for the other welding instability signal output from the welding stability determination circuit 40. It is a display that outputs a welding stop command and displays welding stop based on the command.

【0015】次に、もう一つの本発明方法を実施する溶
接安定性の判定装置の動作について説明する。溶接トー
チの電極ノズルが高速回転アーク溶接法によって溶接継
手に対してアークセンサによる開先倣い制御をしながら
溶接を行っているとき、アーク電圧検出器30は電極ノ
ズルの回転によって変化しているアーク電圧を検出し、
差動アンプ32ではアーク電圧基準値設定器31によっ
て設定されたアーク電圧基準値Eo とアーク電圧Ea と
の差を出力している。かかる差を求めるようにしている
のはその後の信号処理の分解能を高めるためである。ま
た、回転位置検出器34は回転している電極ノズルの回
転位置を検出して位置検出信号を出力している。そし
て、スイッチ駆動回路35では差動アンプ32が出力さ
れている差の信号のうち、回転位置検出器34の位置検
出信号に基づき予め設定したアーク回転位置における溶
接進行方向の前方点Cfを中心として右側であるR側の
例えば0°〜90°(Gを原点とし、R方向への角度
で、以下同様とする)である90°の角度範囲と左側で
あるL側の例えば270°〜0°である90°の角度範
囲の差の信号を積分器36a,36bにそれぞれ出力す
るようにゲート用スイッチ33a,33bを開く駆動制
御をする。積分器36aではR側の90°の角度範囲に
おける差の信号を積分し、積分器36bではL側の90
°の角度範囲における差の信号を積分し、サンプルホー
ルド回路37aは積分器36aによって積分された差の
信号の積分値を差動アンプ38に入力し、サンプホール
ド回路37bは積分器36bによって積分された差の信
号の積分値を差動アンプ38に入力する。このように積
分器36ba,36bで積分するのはアーク電圧波形に
ノイズがあり、その影響を受けないようにするためであ
る。差動アンプ38では積分器36aによる積分値S1
と積分値S2 の差△Sを求め、標準偏差演算回路39に
出力する。標準偏差演算回路39では差動アンプ38で
求めた積分値の差△Sについて例えば500回転分につ
いて標準偏差を演算する。
Next, the operation of the welding stability determining apparatus for carrying out another method of the present invention will be described. When the electrode nozzle of the welding torch is performing welding while performing groove tracking control with an arc sensor on a weld joint by a high-speed rotating arc welding method, the arc voltage detector 30 outputs an arc that is changed by the rotation of the electrode nozzle. Detect the voltage,
The differential amplifier 32 outputs the difference between the arc voltage reference value Eo set by the arc voltage reference value setting device 31 and the arc voltage Ea. The reason for obtaining such a difference is to increase the resolution of subsequent signal processing. The rotation position detector 34 detects the rotation position of the rotating electrode nozzle and outputs a position detection signal. Then, in the switch drive circuit 35, of the difference signals output from the differential amplifier 32, based on the forward point Cf in the welding progress direction at the arc rotation position set in advance based on the position detection signal of the rotation position detector 34, An angle range of 90 ° which is, for example, 0 ° to 90 ° on the right R side (G is the origin and an angle in the R direction, the same applies hereinafter) and a range of 270 ° to 0 ° which is the left L side, for example The driving control for opening the gate switches 33a and 33b is performed so that a signal having a difference of 90 ° in the angle range is output to the integrators 36a and 36b, respectively. The integrator 36a integrates the difference signal in the 90-degree angle range on the R side, and the integrator 36b integrates the signal on the L side 90 °.
The difference signal in the angle range of ° is integrated, the sample-and-hold circuit 37a inputs the integrated value of the difference signal integrated by the integrator 36a to the differential amplifier 38, and the sample-and-hold circuit 37b is integrated by the integrator 36b. The integrated value of the difference signal is input to the differential amplifier 38. The integration by the integrators 36ba and 36b is performed in order to prevent the arc voltage waveform from being affected by noise. In the differential amplifier 38, the integrated value S1 by the integrator 36a is obtained.
The difference ΔS between the calculated value and the integral value S2 is obtained and output to the standard deviation calculating circuit 39. The standard deviation calculating circuit 39 calculates the standard deviation of the difference ΔS of the integral value obtained by the differential amplifier 38 for, for example, 500 rotations.

【0016】しかる後は溶接安定性判定回路40は標準
偏差演算回路39が演算した標準偏差Sと所定の第1及
び第2のしきい値s1 ,s2 とを比較し、その標準偏差
Sが第1のしきい値s1 以上のときに溶接が不安定であ
ることを示す第1の溶接不安定信号を出力する。その第
1の溶接不安定信号が入力された警報器20では溶接が
不安定である旨を示すアラームを出力する。また、標準
偏差Sが第2のしきい値s2 以上のときには溶接がより
一層不安定であることを示す第2の溶接不安定信号を出
力する。その第2の不安定信号が入力された表示器42
では溶接停止の旨と共に溶接停止指令を出力する。この
実施例では、溶接が不安定であるか否かについて、アー
ク電圧に基づくアークセンサによる開先倣い制御の観点
から判断するようにしたものである。
Thereafter, the welding stability determination circuit 40 compares the standard deviation S calculated by the standard deviation calculation circuit 39 with predetermined first and second threshold values s 1 and s 2, and the standard deviation S There welded when the first threshold value s 1 or higher to output a first weld unstable signal indicating that unstable. The alarm 20 to which the first welding instability signal is input outputs an alarm indicating that welding is unstable. When the standard deviation S is equal to or greater than the second threshold value s2, the second welding instability signal indicating that welding is more unstable is output. The display 42 to which the second unstable signal is input
Then, a welding stop command is output together with the stop of welding. In this embodiment, whether or not welding is unstable is determined from the viewpoint of groove tracing control by an arc sensor based on an arc voltage.

【0017】図3は本発明の別のもう1つの実施例であ
る溶接安定性の判定装置を示すブロック図である。図に
おいて、50は溶接トーチと溶接継手とのアーク電圧を
検出するアーク電圧検出器、51はアーク電圧が短絡に
より低下した場合に短絡したかどうかのしきい値である
短絡検出レベル値を設定する短絡検出レベル検出器、5
2は溶接トーチの電極ノズルの回転位置を検出するエン
コーダ等の回転位置検出器、53は回転位置検出器52
の位置検出信号に基づいて電極ノズルの1回転における
角度範囲内においてアーク電圧検出器50の検出したア
ーク電圧が短絡検出レベル設定器51の短絡検出レベル
以下になったか否かを検出する短絡判定回路、54は電
極ノズルの全回転数に対する短絡判定回路53が検出し
たアーク電圧が短絡検出レベル値以下になった検出回数
と電極ノズルの全回転数との割合を演算して短絡発生率
を求める短絡発生率演算回路、55は短絡発生率演算回
路54が演算した短絡発生率と所定の2つのしきい値と
を比較して溶接不安定信号を出力する溶接安定性判定回
路、56は溶接安定性判定回路55が出力した一方の溶
接不安定信号に基づき溶接不安定状態を知らせるアラー
ムを出力する警報器、57は溶接安定性判定回路55が
出力したもう一方の溶接不安定信号に基づき溶接停止信
号を出力すると共に溶接停止を表示する表示器である。
FIG. 3 is a block diagram showing a welding stability determining apparatus according to another embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 50 denotes an arc voltage detector for detecting an arc voltage between a welding torch and a welding joint, and reference numeral 51 denotes a short-circuit detection level value which is a threshold value for determining whether or not a short circuit has occurred when the arc voltage has decreased due to a short circuit. Short-circuit detection level detector, 5
2 is a rotational position detector such as an encoder for detecting the rotational position of the electrode nozzle of the welding torch, 53 is a rotational position detector 52
Short-circuit determination circuit for detecting whether or not the arc voltage detected by the arc voltage detector 50 falls below the short-circuit detection level of the short-circuit detection level setting unit 51 within the angular range of one rotation of the electrode nozzle based on the position detection signal of And 54 are short circuits for calculating the ratio of the total number of rotations of the electrode nozzle to the ratio of the number of times that the arc voltage detected by the short circuit determination circuit 53 with respect to the total number of rotations of the electrode nozzle has fallen below the short circuit detection level value to obtain the short circuit occurrence rate. An occurrence rate calculation circuit 55 is a welding stability determination circuit that compares the short-circuit occurrence rate calculated by the short-circuit occurrence rate calculation circuit 54 with two predetermined thresholds and outputs a welding instability signal. An alarm device that outputs an alarm indicating an unstable welding state based on one of the welding instability signals output from the determination circuit 55, and 57 is the other output from the welding stability determination circuit 55 A display for displaying the welding stop and outputs a welding stop signal on the basis of the welding unstable signal.

【0018】次に、更にもう一つの本発明方法を実施す
る溶接安定性の判定装置の動作について説明する。溶接
トーチの電極ノズルが高速回転アーク溶接法によって溶
接継手に対してアークセンサによる開先倣い制御をしな
がら溶接を行っているとき、アーク電圧検出器30は電
極ノズルの回転によって変化しているアーク電圧を検出
して短絡判定回路53に出力している。また、回転位置
検出器52も位置検出信号を短絡判定回路53に出力し
ている。短絡判定回路53では回転位置検出器52の位
置検出信号に基づいて電極ノズルの1回転における角度
範囲内においてアーク電圧検出器50の検出したアーク
電圧が短絡検出レベル設定器51の設定した短絡検出レ
ベル値以下になったか否かを判断し、上記角度範囲内で
一度でもアーク電圧が短絡検出レベル値以下であるとき
には短絡発生信号を出力する。短絡発生率演算回路54
では電極ノズルの全回転数に対して短絡判定回路53が
出力した短絡発生信号の数と回転位置検出器52の位置
検出信号に基づいて算出した電極ノズルの全回転数との
割合を演算して短絡発生率Rs を求める。その短絡発生
率Rs は次式で示される 短絡発生率Rs (%)=[電極ノズルの全回転数におい
てアーク電圧が短絡検出レベル値以下となった回数/電
極ノズルの回転数]×100 溶接安定性判定回路55では、短絡発生率演算回路54
が演算した短絡発生率RS と所定の2つのしきい値
1 ,s2 を比較し、その短絡発生率RS が第1のしき
い値s1 、例えば50%以上のときに溶接が不安定であ
ることを示す溶接不安定信号を出力する。その不安定信
号が入力された警報器56では溶接が不安定である旨を
示すアラームを出力する。また、短絡発生率RS が第2
しきい値s2 、例えば70%以上のときには溶接がより
一層不安定であることを示す第2の不安定信号を出力す
る。その第2の不安定信号が入力された表示器57では
溶接停止の旨の表示と共に溶接停止指令を出力する。
Next, the operation of the welding stability judging device for implementing another method of the present invention will be described. When the electrode nozzle of the welding torch is performing welding while performing groove tracking control with an arc sensor on a weld joint by a high-speed rotating arc welding method, the arc voltage detector 30 outputs an arc that is changed by the rotation of the electrode nozzle. The voltage is detected and output to the short circuit determination circuit 53. The rotation position detector 52 also outputs a position detection signal to the short circuit determination circuit 53. In the short-circuit determination circuit 53, the arc voltage detected by the arc voltage detector 50 within the angular range of one rotation of the electrode nozzle based on the position detection signal of the rotation position detector 52 is used to set the short-circuit detection level set by the short-circuit detection level setting unit 51. It is determined whether or not the arc voltage has become equal to or less than the short-circuit detection level value. Short circuit occurrence rate calculation circuit 54
Then, the ratio of the number of short-circuit occurrence signals output by the short-circuit determination circuit 53 to the total number of rotations of the electrode nozzle calculated based on the position detection signal of the rotation position detector 52 is calculated with respect to the total number of rotations of the electrode nozzle. The short circuit occurrence rate Rs is determined. The short-circuit occurrence rate Rs is represented by the following equation. Short-circuit occurrence rate Rs (%) = [the number of times the arc voltage becomes equal to or less than the short-circuit detection level value at all the electrode nozzle rotation speeds / the rotation speed of the electrode nozzles] × 100 In the sex determination circuit 55, the short circuit occurrence rate calculation circuit 54
Is compared with two predetermined threshold values s 1 and s 2. When the short-circuit occurrence ratio RS is equal to or greater than a first threshold value s 1 , for example, 50%, welding is unstable. Is output indicating that the welding is unstable. The alarm 56 to which the unstable signal is input outputs an alarm indicating that welding is unstable. In addition, the short circuit occurrence rate RS is the second
When the threshold value is s 2 , for example, 70% or more, a second unstable signal indicating that welding is more unstable is output. The display 57 to which the second unstable signal is input outputs a welding stop command together with a display indicating that welding is stopped.

【0019】この実施例では溶接が不安定であるか否か
についてアーク電圧が短絡によって低下したか否かの観
点から判断するようにしたものである。この方法は特に
溶接電流が溶滴が短絡移行となる小電流領域の小電流で
溶接中に短絡が生じ易い場合については溶接安定性につ
いて有効な判断方法である。なお、図1及び図2に示す
実施例はいずれも溶接電流の大小に拘らず溶接の不安定
性を判断することができる。また、図1,図2及び図3
に示すいずれの実施例でも溶接安定性について定量的に
独立して判断できるものであるが、これらを組み合せ
て、いずれか一つについて溶接安定性が判断できれば、
他については判断をしないようにしてもよいことは勿論
である。また、上述したいずれの実施例もバラツキ量と
して標準偏差を用いているが、標準偏差以外のバラツキ
量を示すものを用いてもよいことはいうまでもない。更
に、標準偏差を所定回数の検出値から求めるようにして
いるが、一定時間における検出値から求めるようにして
もよい。
In this embodiment, it is determined whether or not the welding is unstable from the viewpoint of whether or not the arc voltage has decreased due to the short circuit. This method is an effective method for judging welding stability especially when short-circuiting easily occurs during welding with a small current in a small current region in which a droplet transfers to a short circuit in which a droplet transfers to a short circuit. 1 and 2, the instability of welding can be determined regardless of the magnitude of the welding current. Also, FIGS. 1, 2 and 3
In any of the examples shown in the above, it is possible to quantitatively independently determine the welding stability, but by combining these, if the welding stability can be determined for any one,
It goes without saying that the judgment may not be made for the others. Further, in all of the above-described embodiments, the standard deviation is used as the amount of variation, but it is needless to say that a value indicating the amount of variation other than the standard deviation may be used. Further, the standard deviation is obtained from the detection value of the predetermined number of times, but may be obtained from the detection value in a certain time.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、溶接トー
チの電極ノズルに円運動を与えてワイヤ先端に発生する
アークを高速回転させ、回転するアークのアーク電圧波
形或いはアーク電流波形とアーク回転位置を検出し、溶
接進行方向前方の中心点を中心に左右同一の位相角範囲
でそれらの検出波形を積分し、それらの積分した差が零
になるように溶接トーチを開先幅方向のトーチ位置ずれ
を修正するようにした高速回転アーク溶接法でワークに
対してアークセンサによる開先倣い制御をしながら溶接
を行っている場合に、溶接電流波形をアークの回転の1
回転毎に積分し、得られた積分値のバラツキ量を所定の
回数にわたって演算し、得られたバラツキ量と所定の少
なくとも1つのしきい値とを比較し、そのバラツキ量が
しきい値を越えた時に溶接が不安定であると判断する
か、或いはアーク回転位置における溶接進行方向前方点
を中心として、左右5°以上180°以下の所定範囲に
おいてそれぞれアーク電圧波形を積分し得られた左右の
積分値の差のバラツキ量を所定の回数にわたって演算
し、得られたバラツキ量と所定の少なくとも1つのしき
い値とを比較し、そのバラツキ量がしきい値を越えたと
きに溶接が不安定であると判断するか、或いは電極ノズ
ルの1回転における所定角度範囲内で検出したアーク電
圧を所定の短絡検出レベル値と比較してそのアーク電圧
が短絡検出レベル値以下になったか否かを検出し、電極
ノズルの全回転数に対する前記所定角度範囲内でアーク
電圧が短絡検出レベル値以下となった検出回数と電極ノ
ズルの全回転数との割合を演算して短絡発生率を求め、
その短絡発生率と所定の少なくとも1つのしきい値とを
比較し、その短絡発生率がしきい値を越えたときに溶接
が不安定であると判断するようにしたので、溶接中に溶
接の安定度を定量化して監視することができ、溶接欠陥
の多発を防止することができるという効果を有する。
As described above, the present invention applies a circular motion to the electrode nozzle of the welding torch to rotate the arc generated at the tip of the wire at a high speed, and the arc voltage waveform or the arc current waveform of the rotating arc and the arc rotation position. And the detected waveforms are integrated in the same phase angle range on the left and right centering on the center point in front of the welding progress direction, and the welding torch is positioned in the groove width direction so that the integrated difference becomes zero. When welding is performed while performing groove tracking control by an arc sensor on a workpiece by a high-speed rotating arc welding method for correcting misalignment, the welding current waveform is changed to one of arc rotation.
Integrate for each rotation, calculate the amount of variation of the obtained integrated value over a predetermined number of times, compare the obtained amount of variation with at least one predetermined threshold value, and determine that the amount of variation exceeds the threshold value. Is determined to be unstable when welding is performed, or the left and right arc voltage waveforms obtained by integrating the arc voltage waveforms within a predetermined range of 5 ° or more and 180 ° or less around the forward point of the welding progress direction at the arc rotation position. The variation of the difference between the integral values is calculated over a predetermined number of times, and the obtained variation is compared with at least one predetermined threshold value. When the variation exceeds the threshold value, welding becomes unstable. Or the arc voltage detected within a predetermined angle range in one rotation of the electrode nozzle is compared with a predetermined short-circuit detection level value, and the arc voltage is equal to or less than the short-circuit detection level value. Is detected, and the ratio between the number of detections in which the arc voltage is equal to or less than the short-circuit detection level value and the total number of rotations of the electrode nozzle within the predetermined angle range with respect to the total number of rotations of the electrode nozzle is calculated. Find the incidence,
The short-circuit occurrence rate is compared with at least one predetermined threshold value, and when the short-circuit occurrence rate exceeds the threshold value, it is determined that the welding is unstable. Stability can be quantified and monitored, and there is an effect that frequent occurrence of welding defects can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例である溶接安定性の判定装置
を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an apparatus for determining welding stability according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明のもう一つの実施例である溶接安定性の
判定装置を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a welding stability determination device according to another embodiment of the present invention.

【図3】本発明の別のもう一つの実施例である溶接安定
性の判定装置を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a welding stability determination device according to another embodiment of the present invention.

【図4】従来のアークセンサによる開先倣い制御方法を
示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a groove tracing control method using a conventional arc sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 溶接電流検出器 11 溶接電流基準値設定器 12 差動アンプ 13 ゲート用スイッチ(ゲート手段) 14 回転位置検出器 15 スイッチ駆動回路(ゲート手段) 16 積分器 17 サンプルホールド回路 18 標準偏差演算回路 19 溶接安定性判定回路 Reference Signs List 10 welding current detector 11 welding current reference value setting device 12 differential amplifier 13 gate switch (gate means) 14 rotation position detector 15 switch drive circuit (gate means) 16 integrator 17 sample hold circuit 18 standard deviation calculation circuit 19 Welding stability judgment circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−71178(JP,A) 特開 平3−18479(JP,A) 特開 昭62−248571(JP,A) 特開 昭61−71179(JP,A) 特開 平1−118176(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-61-71178 (JP, A) JP-A-3-18479 (JP, A) JP-A-62-248571 (JP, A) JP-A-61-248 71179 (JP, A) JP-A-1-118176 (JP, A)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 溶接トーチの電極ノズルに円運動を与え
てワイヤ先端に発生するアークを高速回転させ、回転す
るアークのアーク電圧波形或いはアーク電流波形とアー
ク回転位置を検出し、溶接進行方向前方の中心点を中心
に左右同一の位相角範囲でそれらの検出波形を積分し、
それらの積分した差が零になるように溶接トーチを開先
幅方向のトーチ位置ずれを修正するようにしたアークセ
ンサによる開先倣い制御を行いながら溶接する高速回転
アーク溶接法において、 溶接電流波形をアークの回転の1回転毎に積分し、得ら
れた積分値のバラツキ量を所定の回数にわたって演算
し、得られたバラツキ量と所定の少なくとも1つのしき
い値とを比較し、そのバラツキ量がしきい値を越えた時
に溶接が不安定であると判断することを特徴とする溶接
安定性の判定方法。
1. A circular motion is applied to an electrode nozzle of a welding torch.
To rotate the arc generated at the tip of the wire at high speed.
Arc voltage waveform or arc current waveform
The rotation position is detected, and the center point is in front of the welding progress direction.
The detected waveforms are integrated over the same phase angle range
Groove welding torch so that their integrated difference is zero
In a high-speed rotary arc welding method in which welding is performed while performing groove tracing control using an arc sensor configured to correct the displacement of the torch in the width direction , a welding current waveform is integrated for each rotation of the arc, and the obtained integration is obtained. The variation of the value is calculated for a predetermined number of times, and the obtained variation is compared with at least one predetermined threshold. When the variation exceeds the threshold, it is determined that welding is unstable. A method for determining welding stability.
【請求項2】 溶接トーチの電極ノズルに円運動を与え
てワイヤ先端に発生するアークを高速回転させ、回転す
るアークのアーク電圧波形或いはアーク電流波形とアー
ク回転位置を検出し、溶接進行方向前方の中心点を中心
に左右同一の位相角範囲でそれらの検出波形を積分し、
それらの積分した差が零になるように溶接トーチを開先
幅方向のトーチ位置ずれを修正するようにしたアークセ
ンサによる開先倣い制御を行いながら溶接する高速回転
アーク溶接法に実施される装置であって、 高速回転アーク溶接法により溶接する溶接トーチの溶接
電流を検出する溶接電流検出器と、予め設定した溶接電
流基準値を出力する溶接電流基準値設定器と、溶接電流
検出器の検出した溶接電流と溶接電流基準値設定器の溶
接電流基準値との差を出力する差動アンプと、電極ノズ
ルの回転位置を検出する回転位置検出器と、差動アンプ
の出力信号を回転位置検出器の位置検出信号に基づき電
極ノズルの1回転毎に所定回転数だけ出力させるゲート
手段と、ゲート手段によって出力させられた1回転毎の
出力信号を積分する積分器と、積分器によって積分され
た検出信号を1回転の間保持するサンプルホールド回路
と、サンプルホールド回路から出力された所定回転数に
おける積分値の標準偏差を演算する標準偏差演算回路
と、標準偏差演算回路の演算した標準偏差と所定の少な
くとも1つのしきい値とを比較して溶接不安定信号を出
力する溶接安定性判定回路とを備えてなることを特徴と
する溶接安定性の判定装置。
2. A circular motion is applied to an electrode nozzle of a welding torch.
To rotate the arc generated at the tip of the wire at high speed.
Arc voltage waveform or arc current waveform
The rotation position is detected, and the center point is in front of the welding progress direction.
The detected waveforms are integrated over the same phase angle range
Groove welding torch so that their integrated difference is zero
Apparatus used for high-speed rotary arc welding that performs welding while performing groove tracing control using an arc sensor that corrects misalignment of the torch in the width direction. A welding current detector for detecting current, a welding current reference value setting device for outputting a preset welding current reference value, a welding current detected by the welding current detector, and a welding current reference value for the welding current reference value setting device. Differential amplifier that outputs the difference between the two, a rotational position detector that detects the rotational position of the electrode nozzle, and an output signal of the differential amplifier that is rotated by a predetermined rotation every one rotation of the electrode nozzle based on the position detection signal of the rotational position detector. Gate means for outputting a number of signals, an integrator for integrating the output signal for each rotation outputted by the gate means, and a detection signal integrated by the integrator for one rotation. A sample and hold circuit, a standard deviation calculation circuit for calculating a standard deviation of an integrated value at a predetermined number of revolutions output from the sample and hold circuit, a standard deviation calculated by the standard deviation calculation circuit, and at least one predetermined threshold value. And a welding stability determination circuit that outputs a welding instability signal by comparing the two.
【請求項3】 溶接トーチの電極ノズルに円運動を与え
てワイヤ先端に発生するアークを高速回転させ、回転す
るアークのアーク電圧波形或いはアーク電流波形とアー
ク回転位置を検出し、溶接進行方向前方の中心点を中心
に左右同一の位相角範囲でそれらの検出波形を積分し、
それらの積分した差が零になるように溶接トーチを開先
幅方向のトーチ位置ずれを修正するようにしたアークセ
ンサによる開先倣い制御を行いながら溶接する高速回転
アーク溶接法において、 アーク回転位置における溶接進行方向前方点を中心とし
て、左右5°以上180°以下の所定の範囲内において
それぞれアーク電圧波形を積分し、得られた左右の積分
値の差のバラツキ量を所定の回数にわたって演算し、得
られたバラツキ量と所定の少なくとも1つのしきい値と
を比較し、そのバラツキ量がしきい値を越えた時に溶接
が不安定であると判断することを特徴とする溶接安定性
の判定方法。
3. A circular motion is applied to an electrode nozzle of a welding torch.
To rotate the arc generated at the tip of the wire at high speed.
Arc voltage waveform or arc current waveform
The rotation position is detected, and the center point is in front of the welding progress direction.
The detected waveforms are integrated over the same phase angle range
Groove welding torch so that their integrated difference is zero
In a high-speed rotary arc welding method in which welding is performed while performing groove tracing control by an arc sensor configured to correct a displacement of a torch position in a width direction , a left or right of 5 ° or more and 180 ° centered on a forward point in a welding traveling direction at an arc rotation position Each of the arc voltage waveforms is integrated within the following predetermined ranges, and the obtained variation amount of the difference between the left and right integrated values is calculated over a predetermined number of times, and the obtained variation amount and at least one threshold value are calculated. And determining that welding is unstable when the variation exceeds a threshold value.
【請求項4】 溶接トーチの電極ノズルに円運動を与え
てワイヤ先端に発生するアークを高速回転させ、回転す
るアークのアーク電圧波形或いはアーク電流波形とアー
ク回転位置を検出し、溶接進行方向前方の中心点を中心
に左右同一の位相角範囲でそれらの検出波形を積分し、
それらの積分した差が零になるように溶接トーチを開先
幅方向のトーチ位置ずれを修正するようにしたアークセ
ンサによる開先倣い制御を行いながら溶接する高速回転
アーク溶接法に実施される装置であって、 高速回転アーク溶接法により溶接する溶接トーチの電極
ノズルとワーク間のアーク電圧を検出する電圧検出器
と、電極ノズルの回転位置を検出する回転位置検出器
と、回転位置検出器の位置信号に基づいて設定した2つ
の所定角度範囲におけるアーク電圧検出器の検出信号を
電極ノズルの1回転毎に所定回転数だけ出力させるゲー
ト手段と、ゲート手段によって出力された1回転毎の2
つの所定角度範囲における検出信号をそれぞれ積分する
2つの積分器と、各積分器によって積分された検出信号
を1回転の間保持する2つのサンプルホールド回路と、
2つのサンプルホールド回路から出力された所定回転数
における積分値の差を出力する差動アンプと、差動アン
プから出力された積分値の差から標準偏差を演算する標
準偏差演算回路と、標準偏差演算回路の演算した標準偏
差と所定の少なくとも1つのしきい値とを比較して溶接
不安定信号を出力する溶接安定性判定回路とを備えてな
ることを特徴とする溶接安定性の判定装置。
4. A circular motion is applied to an electrode nozzle of a welding torch.
To rotate the arc generated at the tip of the wire at high speed.
Arc voltage waveform or arc current waveform
The rotation position is detected, and the center point is in front of the welding progress direction.
The detected waveforms are integrated over the same phase angle range
Groove welding torch so that their integrated difference is zero
Apparatus used for high-speed rotary arc welding that performs welding while performing groove contouring control by an arc sensor that corrects misalignment of the torch in the width direction. The welding torch electrode to be welded by high-speed rotary arc welding. A voltage detector that detects an arc voltage between the nozzle and the workpiece, a rotation position detector that detects the rotation position of the electrode nozzle, and an arc voltage detection in two predetermined angle ranges set based on a position signal of the rotation position detector. Means for outputting a detection signal of the detector by a predetermined number of revolutions for each rotation of the electrode nozzle, and two gates for each rotation output by the gate means.
Two integrators for respectively integrating detection signals in two predetermined angle ranges, two sample and hold circuits for holding the detection signals integrated by each integrator for one rotation,
A differential amplifier that outputs a difference between integrated values at a predetermined number of revolutions output from the two sample and hold circuits, a standard deviation calculation circuit that calculates a standard deviation from a difference between the integrated values output from the differential amplifier, and a standard deviation A welding stability determining circuit for comparing the standard deviation calculated by the calculating circuit with at least one predetermined threshold value and outputting a welding instability signal.
【請求項5】 溶接トーチの電極ノズルに円運動を与え
てワイヤ先端に発生するアークを高速回転させ、回転す
るアークのアーク電圧波形或いはアーク電流波形とアー
ク回転位置を検出し、溶接進行方向前方の中心点を中心
に左右同一の位相角範囲でそれらの検出波形を積分し、
それらの積分した差が零になるように溶接トーチを開先
幅方向のトーチ位置ずれを修正するようにしたアークセ
ンサによる開先倣い制御を行いながら溶接する高速回転
アーク溶接法において、 電極ノズルの1回転における所定角度範囲内で検出した
アーク電圧を所定の短絡検出レベル値と比較して、その
アーク電圧が短絡検出レベル値以下になったか否かを検
出し、電極ノズルの全回転数に対する前記所定角度範囲
内でアーク電圧が短絡検出レベル値以下になった検出回
数と電極ノズルの全回転数との割合を演算して短絡発生
率を求め、その短絡発生率と所定の少なくとも1つのし
きい値とを比較し、その短絡発生率がしきい値を越えた
ときに溶接が不安定であると判断するようにしたことを
特徴とする溶接安定性の判定方法。
5. A circular motion is applied to an electrode nozzle of a welding torch.
To rotate the arc generated at the tip of the wire at high speed.
Arc voltage waveform or arc current waveform
The rotation position is detected, and the center point is in front of the welding progress direction.
The detected waveforms are integrated over the same phase angle range
Groove welding torch so that their integrated difference is zero
In a high-speed rotating arc welding method in which welding is performed while performing groove tracing control using an arc sensor that corrects the displacement of the torch in the width direction, an arc voltage detected within a predetermined angle range in one rotation of the electrode nozzle is short-circuited for a predetermined time. Compared with the detection level value, it was detected whether or not the arc voltage was equal to or less than the short-circuit detection level value, and the arc voltage was equal to or less than the short-circuit detection level value within the predetermined angle range with respect to the entire number of revolutions of the electrode nozzle. The ratio of the number of detections to the total number of revolutions of the electrode nozzle is calculated to determine the short-circuit occurrence rate, and the short-circuit occurrence rate is compared with at least one predetermined threshold value. A method for determining welding stability, wherein it is determined that the welding is unstable when the welding is performed.
【請求項6】 溶接トーチの電極ノズルに円運動を与え
てワイヤ先端に発生するアークを高速回転させ、回転す
るアークのアーク電圧波形或いはアーク電流波形とアー
ク回転位置を検出し、溶接進行方向前方の中心点を中心
に左右同一の位相角範囲でそれらの検出波形を積分し、
それらの積分した差が零になるように溶接トーチを開先
幅方向のトーチ位置ずれを修正するようにしたアークセ
ンサによる開先倣い制御を行いながら溶接する高速回転
アーク溶接法に実施される装置であって、 高速回転アーク溶接法により溶接する溶接トーチの電極
ノズルとワーク間のアーク電圧を検出するアーク電圧検
出器と、予め設定した短絡検出レベル値を出力する短絡
検出レベル設定器と、電極ノズルの回転位置を検出する
回転位置検出器と、回転位置検出器の位置検出信号に基
づいて電極ノズルの1回転における所定角度範囲内にお
いてアーク電圧検出器の検出したアーク電圧が短絡検出
レベル設定器の短絡検出レベル値以下になったか否かを
検出する短絡判定回路と、電極ノズルの全回転数に対す
る短絡判定回路が検出したアーク電圧が短絡検出レベル
値以下になった検出回数と電極ノズルの全回転数との割
合を演算して短絡発生率を求める短絡発生率演算回路
と、短絡発生率演算回路が演算した短絡発生率と所定の
少なくとも1つのしきい値とを比較して溶接不安定信号
を出力する溶接安定性判定回路とを備えてなることを特
徴とする溶接安定性の判定装置。
6. A circular motion is applied to an electrode nozzle of a welding torch.
To rotate the arc generated at the tip of the wire at high speed.
Arc voltage waveform or arc current waveform
The rotation position is detected, and the center point is in front of the welding progress direction.
The detected waveforms are integrated over the same phase angle range
Groove welding torch so that their integrated difference is zero
Apparatus used for high-speed rotary arc welding that performs welding while performing groove contouring control by an arc sensor that corrects misalignment of the torch in the width direction. The welding torch electrode to be welded by high-speed rotary arc welding. An arc voltage detector for detecting an arc voltage between the nozzle and the workpiece, a short-circuit detection level setter for outputting a preset short-circuit detection level value, a rotation position detector for detecting the rotation position of the electrode nozzle, and a rotation position detection Short-circuit determination for detecting whether or not the arc voltage detected by the arc voltage detector falls below the short-circuit detection level value of the short-circuit detection level setting device within a predetermined angle range in one rotation of the electrode nozzle based on the position detection signal of the heater. Circuit and the number of times that the arc voltage detected by the short circuit determination circuit with respect to the total number of rotations of the electrode A short circuit occurrence calculating circuit for calculating the ratio of the short circuit occurrence by calculating the ratio to the total number of revolutions of the nozzle; and comparing the short circuit occurrence calculated by the short circuit occurrence calculation circuit with at least one predetermined threshold value to perform welding. A welding stability determination device, comprising: a welding stability determination circuit that outputs an unstable signal.
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