JPH0747214B2 - Ｔｉｇ溶接に於けるアークの制御方法 - Google Patents
Ｔｉｇ溶接に於けるアークの制御方法Info
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- JPH0747214B2 JPH0747214B2 JP9365190A JP9365190A JPH0747214B2 JP H0747214 B2 JPH0747214 B2 JP H0747214B2 JP 9365190 A JP9365190 A JP 9365190A JP 9365190 A JP9365190 A JP 9365190A JP H0747214 B2 JPH0747214 B2 JP H0747214B2
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- welding
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、TIG溶接に於けるアークの制御方法に係わ
り、更に詳しくは瞬時にしかも正確に精度良くアークの
制御が自動的に行なうことができるTIG溶接に於けるア
ークの制御方法に関する。
り、更に詳しくは瞬時にしかも正確に精度良くアークの
制御が自動的に行なうことができるTIG溶接に於けるア
ークの制御方法に関する。
［従来の技術］ 周知の通り、アルミニウム等の熱伝導率の高い材料の突
合せ、重ね、あるいは隅肉溶接にはTIG溶接法が用いら
れている。そして、近来、生産性の向上や省エネルギー
の要求が高まり、上記TIG溶接法を用いて、高速に溶接
が行われる様になった。
合せ、重ね、あるいは隅肉溶接にはTIG溶接法が用いら
れている。そして、近来、生産性の向上や省エネルギー
の要求が高まり、上記TIG溶接法を用いて、高速に溶接
が行われる様になった。
しかし、高速でTIG溶接を行う際には溶接母材又は電極
を高速で移動させる必要があり、アークの周辺環境に変
化や慣性によってアークの状態がその時の溶接条件に合
った状態から外れてしまうという不具合が生じていた。
を高速で移動させる必要があり、アークの周辺環境に変
化や慣性によってアークの状態がその時の溶接条件に合
った状態から外れてしまうという不具合が生じていた。
そこで、上記アークのズレを補正する為に、本出願人は
先に、特開昭62−286674に於て、電極と一体的に移動す
る磁石の磁気を利用してアークを補正するものを提案し
た。上記、アークの補正は、アークの中心に対して点対
称的に配されたＮ極とＳ極の一対の磁石の磁気作用によ
り、アークを溶接部位に常時指向させる様にすることに
よって高速連続溶接時のアーク状態を最適な状態に保つ
ものであり、その制御は機械的に行われるものであっ
た。
先に、特開昭62−286674に於て、電極と一体的に移動す
る磁石の磁気を利用してアークを補正するものを提案し
た。上記、アークの補正は、アークの中心に対して点対
称的に配されたＮ極とＳ極の一対の磁石の磁気作用によ
り、アークを溶接部位に常時指向させる様にすることに
よって高速連続溶接時のアーク状態を最適な状態に保つ
ものであり、その制御は機械的に行われるものであっ
た。
上記従来の技術によると、高速溶接時のアークの状態を
最適な状態に保つ為の補正は可能であるものの、より積
極的にいろいろな溶接条件に応じてアークの状態を制御
しようとすると、上記一対の磁石を機械的に前後左右に
移動させたり、電極周りに回転させたりする必要があ
り、その対応に手間がかかると共に、溶接作業時の溶接
条件の細かな変化に対応させ様とした際には、一対の磁
石を機械的に移動させたり回転させたりする為に実際の
溶接条件の変化より遅れた制御となってしまい、溶接精
度を十分なものとすることができなかった。
最適な状態に保つ為の補正は可能であるものの、より積
極的にいろいろな溶接条件に応じてアークの状態を制御
しようとすると、上記一対の磁石を機械的に前後左右に
移動させたり、電極周りに回転させたりする必要があ
り、その対応に手間がかかると共に、溶接作業時の溶接
条件の細かな変化に対応させ様とした際には、一対の磁
石を機械的に移動させたり回転させたりする為に実際の
溶接条件の変化より遅れた制御となってしまい、溶接精
度を十分なものとすることができなかった。
よって本発明の目的とする所は、上述の如き従来の技術
の有する問題点を解決するものであってTIG溶接による
高速溶接時のアークの実際状態をその時の溶接条件に応
じた最適な基準状態とすることができ、しかもその制御
が瞬時にしかも正確に行われ、十分な溶接精度が得られ
るTIG溶接に於けるアークの自動制御方法を提供するこ
とにある。
の有する問題点を解決するものであってTIG溶接による
高速溶接時のアークの実際状態をその時の溶接条件に応
じた最適な基準状態とすることができ、しかもその制御
が瞬時にしかも正確に行われ、十分な溶接精度が得られ
るTIG溶接に於けるアークの自動制御方法を提供するこ
とにある。
上記目的を達成する為に本発明は次の技術的手段を有す
る。即ち、実施例に対応する添付図面に使用した符号を
用いて説明すると、非磁気性の溶接母材１を陽極、電極
棒３を陰極、もしくは非磁気性の溶接母材１を陰極、電
極棒３を陽極と成し、トーチ２の先端部のセラミックカ
ップ４の内部イナートガス吐出空間５からアークＡを包
む為のイナートガスＢを噴出させつつ上記電極棒３と母
材１との間に高周波電流を給電することによって発生さ
せた直流アークＡによって非磁気性の溶接母材１をTIG
溶接し、而も上記アークＡの状態を制御する為の制御手
段として、アークＡの中心に対して、対称的に配された
Ｎ極とＳ極の一対の磁石６の群を用いて行うTIG溶接に
於けるアークの制御方法に於て； 上記一対の磁石６の群は励磁、消磁可能な電磁コイル磁
石の群であって、アークＡから生ずる光を検出する為の
平面的に展開した座標ごとに配設されたアークの光学的
検出手段８によって、溶接時のアークＡの実際状態23′
を検出し、このアークＡの実際状態23′をアークＡの中
心と電極棒３の中心とが一致した状態に相当するアーク
の基準状態23と比較し、次いで、あらかじめ定められた
プログラムにより、上記一対の磁石６の群の各磁石６を
選択的に励磁、消磁させることによってアークＡの実際
状態23′を基準状態23に一致するように可変制御するよ
うにしたことを特徴とするTIG溶接に於けるアークの制
御方法である。
る。即ち、実施例に対応する添付図面に使用した符号を
用いて説明すると、非磁気性の溶接母材１を陽極、電極
棒３を陰極、もしくは非磁気性の溶接母材１を陰極、電
極棒３を陽極と成し、トーチ２の先端部のセラミックカ
ップ４の内部イナートガス吐出空間５からアークＡを包
む為のイナートガスＢを噴出させつつ上記電極棒３と母
材１との間に高周波電流を給電することによって発生さ
せた直流アークＡによって非磁気性の溶接母材１をTIG
溶接し、而も上記アークＡの状態を制御する為の制御手
段として、アークＡの中心に対して、対称的に配された
Ｎ極とＳ極の一対の磁石６の群を用いて行うTIG溶接に
於けるアークの制御方法に於て； 上記一対の磁石６の群は励磁、消磁可能な電磁コイル磁
石の群であって、アークＡから生ずる光を検出する為の
平面的に展開した座標ごとに配設されたアークの光学的
検出手段８によって、溶接時のアークＡの実際状態23′
を検出し、このアークＡの実際状態23′をアークＡの中
心と電極棒３の中心とが一致した状態に相当するアーク
の基準状態23と比較し、次いで、あらかじめ定められた
プログラムにより、上記一対の磁石６の群の各磁石６を
選択的に励磁、消磁させることによってアークＡの実際
状態23′を基準状態23に一致するように可変制御するよ
うにしたことを特徴とするTIG溶接に於けるアークの制
御方法である。
本発明は上記技術的手段胃り成るのでTIG溶接による高
速溶接時にアークＡの実際状態23′を平面的に展開した
座標ごとに配設された光学的検出手段８によって検出
し、その実際状態23′を、アークＡの中心と電極棒３の
中心とが一致した状態のアークＡの基準状態23と比較
し、あらかじめ定めたプムグラムによりアークＡの周囲
に設けられた電磁コイル磁石より成る一対の磁石６群の
各磁石６を選択的に励磁、消磁し又は磁界の強弱の調整
をさせてアークＡへの磁気作用を変化させることにより
アークＡの状態を基準状態23に一致できるよう制御す
る。
速溶接時にアークＡの実際状態23′を平面的に展開した
座標ごとに配設された光学的検出手段８によって検出
し、その実際状態23′を、アークＡの中心と電極棒３の
中心とが一致した状態のアークＡの基準状態23と比較
し、あらかじめ定めたプムグラムによりアークＡの周囲
に設けられた電磁コイル磁石より成る一対の磁石６群の
各磁石６を選択的に励磁、消磁し又は磁界の強弱の調整
をさせてアークＡへの磁気作用を変化させることにより
アークＡの状態を基準状態23に一致できるよう制御す
る。
以下、本発明の実施例を添付図面に基づき詳細に説明す
る。
る。
第１図〜第４図に示した様に本発明のTIG溶接装置は、
トーチ２、磁石取付座標盤７、光学的検出手段８より成
り、上記トーチ２は電極棒３と磁力の影響を受けにくい
セラミックカップ４、そしてそれらの間に形成されたイ
ナートガス吐出空間５を有し、電極棒３が陰極又は陽極
となる様、電源18の陰極側又は陽極側と電極棒３が接続
されており、溶接時には、上記イナートガス吐出空間５
よりアークＡを被包するためのイナートガスＢが吐出さ
れる。そして上記磁石取付座標盤７にはアークＡの周り
にＮ極とＳ極の一対の磁石６群が複数配設されており、
しかも上記一対の磁石６群は励磁、消磁可能で、しかも
極性および磁界の強弱を変えられる電磁コイル磁石であ
り、アークＡの状態に応じて極性と磁界の強弱が決めら
れ励磁、消磁させられる。そして上記、光学的検出手段
８は、上記磁石取付座標盤７の下方に配設された光ファ
イバー取付座標盤９と、上記光ファイバー取付座標盤９
に所定の座標配置（本実施例では同心円L1〜L4と上記同
心円を12等分する線分D1〜D12との交点を所定の座標と
した。）で設けられた光ファイバー取付穴21に配された
光ファイバー10、そして上記光ファイバー10に導入され
るアナログ量を電気量に変換する為のフォトセンサ11さ
らに上記電気量から高周波成分並びにノイズをカットす
る為のフォトカプラ12、そしてその信号を制御部13に入
出力させる為の入出力装置14と上記入出力装置14からの
信号を判断し、装置の制御を行う制御部13より成り溶接
時のアークＡの状態を検出するものであり、上記フォト
センサ11、フォトカプラ12、制御部13、入出力装置14は
TIG溶接時の高周波等を遮断するシールド19によって囲
まれており、ノイズによる装置の誤動作を防止してい
る。しかも上記光ファイバー10は光ファイバー取付穴21
に隙間22を残して配されているのでアークＡが生ずる光
の散乱光を防止できるものであり、より正確にアークＡ
の状態を検出できる。加えて、上記アークＡより生ずる
光は非常に強いので光ファイバーの先端に集光の為のレ
ンズ等を設ける必要がない。そして非磁気性の溶接母材
１は溶接時、電極棒３に対して図中矢印Ｍ方向に相対移
動し溶接されるものであり、しかも上記非磁気性の溶接
母材１及び電極棒３は各々が電源18と接続されている。
上記電源18は直流電源であって高周波電流をそれに重畳
させて給電できるものである。
トーチ２、磁石取付座標盤７、光学的検出手段８より成
り、上記トーチ２は電極棒３と磁力の影響を受けにくい
セラミックカップ４、そしてそれらの間に形成されたイ
ナートガス吐出空間５を有し、電極棒３が陰極又は陽極
となる様、電源18の陰極側又は陽極側と電極棒３が接続
されており、溶接時には、上記イナートガス吐出空間５
よりアークＡを被包するためのイナートガスＢが吐出さ
れる。そして上記磁石取付座標盤７にはアークＡの周り
にＮ極とＳ極の一対の磁石６群が複数配設されており、
しかも上記一対の磁石６群は励磁、消磁可能で、しかも
極性および磁界の強弱を変えられる電磁コイル磁石であ
り、アークＡの状態に応じて極性と磁界の強弱が決めら
れ励磁、消磁させられる。そして上記、光学的検出手段
８は、上記磁石取付座標盤７の下方に配設された光ファ
イバー取付座標盤９と、上記光ファイバー取付座標盤９
に所定の座標配置（本実施例では同心円L1〜L4と上記同
心円を12等分する線分D1〜D12との交点を所定の座標と
した。）で設けられた光ファイバー取付穴21に配された
光ファイバー10、そして上記光ファイバー10に導入され
るアナログ量を電気量に変換する為のフォトセンサ11さ
らに上記電気量から高周波成分並びにノイズをカットす
る為のフォトカプラ12、そしてその信号を制御部13に入
出力させる為の入出力装置14と上記入出力装置14からの
信号を判断し、装置の制御を行う制御部13より成り溶接
時のアークＡの状態を検出するものであり、上記フォト
センサ11、フォトカプラ12、制御部13、入出力装置14は
TIG溶接時の高周波等を遮断するシールド19によって囲
まれており、ノイズによる装置の誤動作を防止してい
る。しかも上記光ファイバー10は光ファイバー取付穴21
に隙間22を残して配されているのでアークＡが生ずる光
の散乱光を防止できるものであり、より正確にアークＡ
の状態を検出できる。加えて、上記アークＡより生ずる
光は非常に強いので光ファイバーの先端に集光の為のレ
ンズ等を設ける必要がない。そして非磁気性の溶接母材
１は溶接時、電極棒３に対して図中矢印Ｍ方向に相対移
動し溶接されるものであり、しかも上記非磁気性の溶接
母材１及び電極棒３は各々が電源18と接続されている。
上記電源18は直流電源であって高周波電流をそれに重畳
させて給電できるものである。
所で、上記励磁、消磁可能で、しかも極性および磁界の
強弱を変えられる電磁コイル磁石６群の制御について説
明する。
強弱を変えられる電磁コイル磁石６群の制御について説
明する。
アークＡの状態の内基準状態を定める。例えばアークＡ
の中心と電磁棒３の中心とが一致した状態のアークＡの
状態を基準状態23とする。他方非磁気性の溶接母材１が
移動した際の実際のアーク状態は上記基準状態23から外
れることがある。その状態をアークＡの実際状態23′と
する。そして溶接の際、実際状態23′のアークＡより生
ずる光が各光ファイバー10によって導入され、次いでフ
ォトセンサ11によってアナログ量に変換せしめられ、そ
れによって実際状態23′のアークＡの状態が制御部13に
入力されるものである。すると、制御部13に於いてアー
クＡの基準状態23と上記アークＡの実際状態23′を比較
し、偏差が認識される。その偏差値によってあらかじめ
定められたプログラムに従い制御部13のコントロールの
下、上記複数の電磁コイル磁石６群の選択的な励磁又は
消磁が行なわれると共に、極性の変化および磁界の強弱
制御が行なわれ、アークＡの実際状態23′が上記アーク
Ａの基準状態23に一致するよう制御されるものである。
この制御例の一例は後述する使用例で説明する。
の中心と電磁棒３の中心とが一致した状態のアークＡの
状態を基準状態23とする。他方非磁気性の溶接母材１が
移動した際の実際のアーク状態は上記基準状態23から外
れることがある。その状態をアークＡの実際状態23′と
する。そして溶接の際、実際状態23′のアークＡより生
ずる光が各光ファイバー10によって導入され、次いでフ
ォトセンサ11によってアナログ量に変換せしめられ、そ
れによって実際状態23′のアークＡの状態が制御部13に
入力されるものである。すると、制御部13に於いてアー
クＡの基準状態23と上記アークＡの実際状態23′を比較
し、偏差が認識される。その偏差値によってあらかじめ
定められたプログラムに従い制御部13のコントロールの
下、上記複数の電磁コイル磁石６群の選択的な励磁又は
消磁が行なわれると共に、極性の変化および磁界の強弱
制御が行なわれ、アークＡの実際状態23′が上記アーク
Ａの基準状態23に一致するよう制御されるものである。
この制御例の一例は後述する使用例で説明する。
次に上記構成に基づき使用例を説明する。
非磁気性の溶接母材１及び電極棒３に電源18から直流お
よび高周波電流を重畳給電することによって、上記の電
極棒３の先端20からアークＡを発生させ、非磁気性の溶
接母材１を溶接するものであり、この時、上記非磁気性
の溶接母材１を図中矢印Ｍ方向に移動させることによっ
て非磁気性の溶接母材１を連続的に溶接できるものであ
る。そして、上記トーチ２の先端のセラミックカップ４
の内部イナートガス吐出空間５からは、上記アークＡを
包み込む為のイナートガスＢが噴出されている。
よび高周波電流を重畳給電することによって、上記の電
極棒３の先端20からアークＡを発生させ、非磁気性の溶
接母材１を溶接するものであり、この時、上記非磁気性
の溶接母材１を図中矢印Ｍ方向に移動させることによっ
て非磁気性の溶接母材１を連続的に溶接できるものであ
る。そして、上記トーチ２の先端のセラミックカップ４
の内部イナートガス吐出空間５からは、上記アークＡを
包み込む為のイナートガスＢが噴出されている。
上記溶接動作に於て、非磁気性の溶接母材１が移動する
際に生ずるアークＡ周辺の状況変化によってアークＡ
は、その時の溶接条件に応じた基準とされる状態23（第
５図（Ａ）から外れた状態の実際状態23′（第５図
（Ｂ））となってしまう。この時、電極棒３の下方にア
ークＡを囲む様に設けられた光ファイバー取付座標盤９
に所定の座標配置（L1D1、L1D2、・・・LnDn）で設けら
れた各光ファイバー10によって、上記アークＡより生ず
る光を導入し、フォトセンサ11によって上記アークＡよ
り生ずる光のアナログ量を電気量に変換し、フォトカプ
ラ12を介することにより信号中の高周波成分及びノイズ
を取り除き、入出力装置14を経て、制御部13でアークＡ
の実際状態23′を認識する。即ち上記アークＡの実際状
態23′の認識はL1D1、〜LnDnの各位置から導入された各
アーク光の強度が、制御部13に入力され、各アーク光の
強弱を比較演算することによって実際状態23′のアーク
の中心の位置を求めることによって求められる。本実施
例ではアークＡの実際状態23′のアーク中心の位置24を
座標L2、D1で認識した場合を示した。そして、上記アー
クＡの基準状態23と実際状態23′の偏差に基づきアーク
Ａの制御が行なわれる。例えば、アークＡを基準の状態
23とする為に、上記外れた実際状態23′の中心の位置24
（L2、D1）と、アークＡの基準状態23の中心を結ぶ仮想
線分15を求め、上記仮想線分15に直交し、しかも上記ア
ークＡの基準状態23の中心を通る仮想線分16を求める。
そして上記仮想線分16に対応する位置に設けられた一対
の磁石６を励磁させることによってアークＡの周辺に磁
力線Ｃを生じさせ、その磁気作用によってアークＡを基
準状態23（第５図（Ｃ））にすることができる。この
時、一対の磁石６の極性及びその強さは、上記外れた位
置24の座標に応じてあらかじめ定められたプログラムに
基づいており、制御部13でSW1を切換えることによって
極性を制御し、SW2〜SW7の開閉により、励磁、消磁を行
い、電流の強さを変化させることにより、磁力線の制御
を行うものである。そして、上記動作を溶接母材１の溶
接中、常時自動的に行うことによりアークＡの状態を基
準状態に保つことが可能となり、よってより精度の良い
溶接が可能となると共にアークＡの制御が機械的動作を
必要とすることなく電気的な動作のみで行われるので制
御の遅れが生じにくい。さらに上記アークの制御を行う
プログラムは実際の溶接時の諸条件に応じた経験的な要
素を取り入れることが可能なのでより精度の良い溶接が
可能となるものである。
際に生ずるアークＡ周辺の状況変化によってアークＡ
は、その時の溶接条件に応じた基準とされる状態23（第
５図（Ａ）から外れた状態の実際状態23′（第５図
（Ｂ））となってしまう。この時、電極棒３の下方にア
ークＡを囲む様に設けられた光ファイバー取付座標盤９
に所定の座標配置（L1D1、L1D2、・・・LnDn）で設けら
れた各光ファイバー10によって、上記アークＡより生ず
る光を導入し、フォトセンサ11によって上記アークＡよ
り生ずる光のアナログ量を電気量に変換し、フォトカプ
ラ12を介することにより信号中の高周波成分及びノイズ
を取り除き、入出力装置14を経て、制御部13でアークＡ
の実際状態23′を認識する。即ち上記アークＡの実際状
態23′の認識はL1D1、〜LnDnの各位置から導入された各
アーク光の強度が、制御部13に入力され、各アーク光の
強弱を比較演算することによって実際状態23′のアーク
の中心の位置を求めることによって求められる。本実施
例ではアークＡの実際状態23′のアーク中心の位置24を
座標L2、D1で認識した場合を示した。そして、上記アー
クＡの基準状態23と実際状態23′の偏差に基づきアーク
Ａの制御が行なわれる。例えば、アークＡを基準の状態
23とする為に、上記外れた実際状態23′の中心の位置24
（L2、D1）と、アークＡの基準状態23の中心を結ぶ仮想
線分15を求め、上記仮想線分15に直交し、しかも上記ア
ークＡの基準状態23の中心を通る仮想線分16を求める。
そして上記仮想線分16に対応する位置に設けられた一対
の磁石６を励磁させることによってアークＡの周辺に磁
力線Ｃを生じさせ、その磁気作用によってアークＡを基
準状態23（第５図（Ｃ））にすることができる。この
時、一対の磁石６の極性及びその強さは、上記外れた位
置24の座標に応じてあらかじめ定められたプログラムに
基づいており、制御部13でSW1を切換えることによって
極性を制御し、SW2〜SW7の開閉により、励磁、消磁を行
い、電流の強さを変化させることにより、磁力線の制御
を行うものである。そして、上記動作を溶接母材１の溶
接中、常時自動的に行うことによりアークＡの状態を基
準状態に保つことが可能となり、よってより精度の良い
溶接が可能となると共にアークＡの制御が機械的動作を
必要とすることなく電気的な動作のみで行われるので制
御の遅れが生じにくい。さらに上記アークの制御を行う
プログラムは実際の溶接時の諸条件に応じた経験的な要
素を取り入れることが可能なのでより精度の良い溶接が
可能となるものである。
第６図はアークＡの実際状態23′の他の例で、この例の
場合も上述したと同様の制御が行なわれる。
場合も上述したと同様の制御が行なわれる。
以上詳述した如く、本発明によると次の様な効果を奏す
る。即ち請求項第１項によると、TIG溶接時のアークＡ
の実際状態の光学的検出手段８によって検出し、その時
のアークの実際状態に応じてアルゴリズム化されたプロ
グラムによってアークの周囲に設けられた一対の磁石群
を励磁、消磁させることによってアークに磁力線による
力を作用させ、アークの実際状態をアークの基準状態に
制御でき、しかもこの時、機械的動作を一切必要とせ
ず、電気的動作のみで制御が行われるので、アークの実
際状態の検出から制御までに要する時間が非常に少ない
ので精度よく溶接が可能となり、しかもあらかじめアル
ゴリズム化されたプログラムによって自動制御されるの
で、正確な制御が可能となると共に、いろいろな溶接条
件に応じて積極的な制御が可能となるTIG溶接に於ける
アークの制御手段を提供できる。そして請求項第２項に
よると、実際状態のアークの中心位置を検出し、その中
心位置とアークの基準状態の中心を通る仮想線分に対し
て直交し、上記アークの基準状態の中心を通る仮想線分
上に配された一対の磁石を励磁することによってアーク
の状態を基準状態に制御するものであるので、複雑な制
御を必要とすることなく良好な溶接精度を得ることがで
きるものである。しかも光学的検出手段として光ファイ
バー、フォトセンサ、フォトカプラ、入出力装置、制御
部を用いるので、光として取り込まれたアークの状態を
フォトセンサによって電気量として認識でき、しかもフ
ォトカプラによって高周波成分を取り除くことができる
ので、より正確なアークの状態の情報を得ることがで
き、溶接精度を向上させることができると共に光ファイ
バーを長くすることによって溶接部位から制御部等の精
密機器を遠ざけることができるので、より安全に制御が
行われるものである。さらに一対の磁石の極性および磁
界の強度を交互に変えることができるので、より広範囲
な制御が可能となるものである。
る。即ち請求項第１項によると、TIG溶接時のアークＡ
の実際状態の光学的検出手段８によって検出し、その時
のアークの実際状態に応じてアルゴリズム化されたプロ
グラムによってアークの周囲に設けられた一対の磁石群
を励磁、消磁させることによってアークに磁力線による
力を作用させ、アークの実際状態をアークの基準状態に
制御でき、しかもこの時、機械的動作を一切必要とせ
ず、電気的動作のみで制御が行われるので、アークの実
際状態の検出から制御までに要する時間が非常に少ない
ので精度よく溶接が可能となり、しかもあらかじめアル
ゴリズム化されたプログラムによって自動制御されるの
で、正確な制御が可能となると共に、いろいろな溶接条
件に応じて積極的な制御が可能となるTIG溶接に於ける
アークの制御手段を提供できる。そして請求項第２項に
よると、実際状態のアークの中心位置を検出し、その中
心位置とアークの基準状態の中心を通る仮想線分に対し
て直交し、上記アークの基準状態の中心を通る仮想線分
上に配された一対の磁石を励磁することによってアーク
の状態を基準状態に制御するものであるので、複雑な制
御を必要とすることなく良好な溶接精度を得ることがで
きるものである。しかも光学的検出手段として光ファイ
バー、フォトセンサ、フォトカプラ、入出力装置、制御
部を用いるので、光として取り込まれたアークの状態を
フォトセンサによって電気量として認識でき、しかもフ
ォトカプラによって高周波成分を取り除くことができる
ので、より正確なアークの状態の情報を得ることがで
き、溶接精度を向上させることができると共に光ファイ
バーを長くすることによって溶接部位から制御部等の精
密機器を遠ざけることができるので、より安全に制御が
行われるものである。さらに一対の磁石の極性および磁
界の強度を交互に変えることができるので、より広範囲
な制御が可能となるものである。
添付図面は本発明の実施例を示しており、第１図はTIG
溶接装置の要部の構成を示す断面図、第２図は第１図中
Ｘ−Ｘ′線に沿う平面図、第３図は第１図中Ｙ−Ｙ′線
に沿う平面図、第４図は光学的検出手段の構成を示す構
成図、第５図（Ａ）〜第５図（Ｃ）はアークの制御方法
を示し、第５図（Ａ）はアークの基準状態を示す図、第
５図（Ｂ）はアークの実際状態を示す図、第５図（Ｃ）
はアークの状態を制御した際の図を示し、第６図は別の
例を示した図である。 尚、図中符号 Ａ……アーク Ｂ……イナートガス Ｃ……磁力線 １……非磁気性の溶接母材 ２……トーチ ３……電極棒 ４……セラミックカップ ５……イナートガス吐出空間 ６……一対の磁石 ７……磁石取付座標盤 ８……光学的検出手段 ９……光ファイバー取付座標盤 10……光ファイバー 11……フォトセンサ 12……フォトカプラ 13……制御部 14……入出力装置 15,16……仮想線分 18A……溶接用電源 18B……励磁用電源 をそれぞれ示している。
溶接装置の要部の構成を示す断面図、第２図は第１図中
Ｘ−Ｘ′線に沿う平面図、第３図は第１図中Ｙ−Ｙ′線
に沿う平面図、第４図は光学的検出手段の構成を示す構
成図、第５図（Ａ）〜第５図（Ｃ）はアークの制御方法
を示し、第５図（Ａ）はアークの基準状態を示す図、第
５図（Ｂ）はアークの実際状態を示す図、第５図（Ｃ）
はアークの状態を制御した際の図を示し、第６図は別の
例を示した図である。 尚、図中符号 Ａ……アーク Ｂ……イナートガス Ｃ……磁力線 １……非磁気性の溶接母材 ２……トーチ ３……電極棒 ４……セラミックカップ ５……イナートガス吐出空間 ６……一対の磁石 ７……磁石取付座標盤 ８……光学的検出手段 ９……光ファイバー取付座標盤 10……光ファイバー 11……フォトセンサ 12……フォトカプラ 13……制御部 14……入出力装置 15,16……仮想線分 18A……溶接用電源 18B……励磁用電源 をそれぞれ示している。
Claims (2)
- 【請求項１】非磁気性の溶接母材１を陽極、電極棒３を
陰極、もしくは非磁気性の溶接母材１を陰極、電極棒３
を陽極と成し、トーチ２の先端部のセラミックカップ４
の内部イナートガス吐出空間５からアークＡを包む為の
イナートガスＢを噴出させつつ上記電極棒３と母材１と
の間に高周波電流を給電することによって発生させた直
流アークＡによって非磁気性の溶接母材１をTIG溶接
し、而も上記アークＡの状態を制御する為の制御手段と
して、アークＡの中心に対して、対称的に配されたＮ極
とＳ極の一対の磁石６の群を用いて行うTIG溶接に於け
るアークの制御方法に於て； 上記一対の磁石６の群は励磁、消磁可能な電磁コイル磁
石の群であって、アークＡから生ずる光を検出する為の
平面的に展開した座標ごとに配設されたアークの光学的
検出手段８によって、溶接時のアークＡの実際状態23′
を検出し、このアークＡの実際状態23′をアークＡの中
心と電極棒３の中心とが一致した状態に相当するアーク
の基準状態23と比較し、次いで、あらかじめ定められた
プログラムにより、上記一対の磁石６の群の各磁石６を
選択的に励磁、消磁させることによってアークＡの実際
状態23′を基準状態23に一致するように可変制御するよ
うにしたことを特徴とするTIG溶接に於けるアークの制
御方法。 - 【請求項２】上記アークＡの制御は、光学的検出手段８
によって実際状態23′のアークＡの中心24に相当する座
標を求め、その座標と基準状態23のアークＡの中心とを
結ぶ仮想線分15に対して直交し基準状態23のアークＡの
中心を通る仮想線分16上に配されている上記一対の磁石
６を励磁して行うことを特徴とする請求項第１項記載の
TIG溶接に於けるアークの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9365190A JPH0747214B2 (ja) | 1990-04-09 | 1990-04-09 | Ｔｉｇ溶接に於けるアークの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9365190A JPH0747214B2 (ja) | 1990-04-09 | 1990-04-09 | Ｔｉｇ溶接に於けるアークの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03291168A JPH03291168A (ja) | 1991-12-20 |
| JPH0747214B2 true JPH0747214B2 (ja) | 1995-05-24 |
Family
ID=14088283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9365190A Expired - Lifetime JPH0747214B2 (ja) | 1990-04-09 | 1990-04-09 | Ｔｉｇ溶接に於けるアークの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0747214B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114473139B (zh) * | 2022-01-28 | 2023-10-20 | 湘潭大学 | 旋转tig电弧焊缝曲面自适应控制方法及系统 |
| CN116423011B (zh) * | 2023-03-23 | 2025-05-30 | 湘潭大学 | 基于可编程点阵磁场的智能磁控电弧系统 |
-
1990
- 1990-04-09 JP JP9365190A patent/JPH0747214B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03291168A (ja) | 1991-12-20 |
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