昭和63年度 研究牽崖告：太労県ここ寒害或験場
すみ肉自動溶接システムの開発研究
（昭和63年度加速的技術開発支援事業成果報菖）
（総括）
機械部
横 山 栄 一
（溶接条件の変更に伴う過渡応答現象を考慮した高品質す
み肉溶接継手の自動化溶接技術の研究）
機械部 清 高 稔
池 松 克
江 藤 博
㈱上組大分支店 合 原 克
（溶接条件の変更に伴う過渡応答現象を考慮したパソ
ン
勝也明英コ
制御によるすみ肉自動溶接システムの開発）
電子部
小田原 幸 生
藤 井 謙二郎
葵エンジニアリング㈱大分工場 平 野 富美夫
倣い装置に溶接トーチを固定して，台車走行ですみ
肉溶接を行った。溶接トーチは前進法10）で，卜」ナ
角度（ウェブとトーチの角度）紆，チップー母材間
距離15mm，シールドガス（CO2）流量15∼1鵬1；／mi n
とし，ワイヤがフランジに接触したときのウェブと
ワイヤ先端の距離をねらい位置とした。溶接材料は9
溶接電流200Aに於いて￠1。2mmのVGW12，溶接電
流25（ト300Aに於いて￠1．2m
m
のVGW
l l ワイヤ
を9また供試材にSS41の板厚12mm，長さ400mmのも
のを⊥継手として使用した。表21に供試材の化学
成分及び機械的強さを示す。ビ」ド形状及び溶込み
形状は卿長L19脚長L2与溶込み圭）ユタ溶込み主）2き理
論ノド凰 余鼠 ピード断面積（過渡応答実験）と
してぅまた各特性値の測定はピード横断面を切断し9
エメリー研磨紙輔㈹又はパフ研磨で仕上げて，ナイ
タ」ルでマクロエッチしラ それを投影機で拡大して
正確にトレースした。またそのトレース画像を画像
処理機を用いてラ ビhド形状及び溶込み形状き ど」
ド断面積等♂J 各特性値を計測した諭鋸ト1ほその測
定要領を示す。 1，はじめに
溶接作業では溶接される材料にあらかじめ仮付け
を行っているが，本溶接の際にその箇所で何らかの
調整をしなければ溶込み不良，スラグ巻き込み等の
溶接欠陥や不手前いピードが発生する。そこで今回炭
酸ガス半自動法における溶接条件の変化に対するピ
ード形成の過渡応答実験を行い，ピード形状及び溶
込み形状を調査検討し，さらに仮付けど一ドを有す
る溶接継手において9 仮付けど山ド位置を検出し，
溶接電流率アーク電圧サ 溶接速度等の溶接条件をコ
ンビふ夕制御するすみ肉溶接自動システムの開発を
行った。
なおゥ本研究は国庫委託事業（中小企業事業巨＝∴／
29 県1／′ ／2）である佐伯中日杵地域加速的技術開
発支援事業の共通基盤的技術開発として実施され
／こ〇
2．溶接条件の変更に伴う過渡応答現象を考慮した
高品質すみ肉溶接継手都自動イヒ溶接技術の研究
2 1 実験方法
半自動溶接電源はぅ出力電流範囲亜∼350Åのイン
バーwタh電源を用いた。また母材に対するアース端
子は溶接進行方向前方に接続した。実験には不要因
子の混入を避け，正確さを期するために9 接触式の
昭和63年度 研究睾巨告 大分県工業書式験場
嚢2山王 供試財の化学成分及び機械的性質 角形にならない。その為き 溶接条件因子とピード形
状及び溶込み形状について基礎的に関係を求めた。
溶接電流200A，250Å，3むOAにおいて溶接因子の影
響を調べた。又各溶接電流に対するア山ク電圧の設
定に於いては，溶接可能条件内でピード形状が良好
で，スパッタの発生が少ない値を用いた。
溶接電流200Åにおける溶接速度と郡長ラ 潜込み9
理論ノド厚及び余盛の関係を図22∼4に，又ねら
い位置と榔長9 潜込み，理論ノド厚及び余盛の関係
を図25∼7に示す。ウェブ側の溶込みは溶接速度
の増加に伴って減少するが，フランジ側の溶込みは
血走である。文理論ノド厚と余盛についても溶接速
度の増加につれてラ 理論ノド厚の減少は認められる
が，余盛については9 溶接速度に関係なくほぼ一定
となっている。次にねらい位置の影響であるが，脚
長及び溶込みに顕著に影響を及ぼしている。又等脚
長のすみ肉ピードを得るためには，ねらい位置は0
∼1mmの問が適当である。
溶接電流250Aにおける溶接速度と各特性値の関
係を図2… 8へ10に？又ねらい位置と各特性値の関係
を図211∼13に示す。溶接速度は，溶接電流200A
と同様の傾向を示しているが，フランジ部分の溶込
みについて溶接速度の増加と伴に減少傾向が認めら
れる。ねらい位置についても溶接電流200Aと同傾向
であるが，等脚長を得るためのねらい位置として1
mm前後が最適である。
溶接電流300Aにおける溶接速度と各特性値の関
係を園214∼ユ6に予又ねらい位置と各特性値の関係
を図217∼19に示す。溶接電流250Aと同様の傾向
を示すがぅ ほぼ等脚長を得るためのすみ肉溶接ビ山
ドのねらし上位置として1∼2ml nが適する。
材 料 化 学 成 分 頂（ヲ占）
F ロ。i 6 喜〔う．27 を1．52 r l
図2Ⅶ1 ビ叩ド形状及び漬込み形状測定要領
2．2 結果
1）定常溶接実験
（Ⅰ）溶接条件因子とど一ド及び溶込み形状
水平すみ肉溶接の場合9 重力の影響により9 ピー
ド断面形状は下向きすみ肉のような単純な二等辺三
︻
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︵≡︶
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溶接電流200A ア仙ク電圧 21V ねらい位置 Omm
溶接電流200A
ア… ク竃往三 21もr
ねらい位置 伽nl
30 40 5り
溶接速度（cI n／111i I l ）
図2仙2 溶接速度と脚長の関係
30 皇0 50
溶接速度（cmノ／′ mi 王1）
昭和63年度 研究報告 大分県工業書式験場
［−
＝
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U
日日
︼︹ J r h J 6 5
坪諭ノド牢
ニ闘長1）1
± 脚長Ⅰ｝2
溶接電流2ご川A
r −／ソ電圧 24＼′
ねらい位遇 1mn〕 と、 余盛
溶接電流200A
一子7−ク電f 三三 2ユ1r
ねらい位置 Omm
つ︶
∩ノ′︼
︵喜︶
感状慧東壁﹂ヽ盛哲
軋＼℃＼＼
△＼＼＼＼＼≠一一「¶ ▼【△
︵≡︶
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）
4 5り
4
3 50
3n 40 50 溶接速度（cm／mi n）
ニう（） 4t ） 5（） 60
溶接速度（c汀ト′−−1i l l ）
図2−8 潜幸妾速度と脚長の関係
−潜込ふⅠ）1 ′±浮ぎ込ふⅠ）2
図2冊4 溶接速度と理論ノド厚及び余盛の関係
○¶ 脚長Ll △柳長L2
溶接電流200A
アーク電圧 21＼′r
溶接速度 4r ）（・m′′′111i I l
〆：二
￥こ… ≡ 溶
、．
・﹂
︵∈∈︶
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2
︵≡︶
屯想些
接電流25（1A
ク電圧 24＼′’
ねらい位眉 11れn】
30 40 50 6（J 溶接速度（nl l ′ ／111i l l ）
図2−9 溶接速度と溶込みの関係
ユ
ねらしゝ位置（mm）
図2−5 ねらい位置と脚長の関係
4．5り
‘ i
：〕5（）
3
三㌧ 珂＝
○1容込みPi △ 、∧溶込みf ）2
溶接電流2醐A
アーク電圧 封V 溶接速度 40ぐ軋′ ′ mm
○ 理論ノド厚 △皿∴余盛
溶接電流25t ）A
アーク竃〔仁 241r ねらいt 、′、′」茸 1mt ¶
︵
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域張急啓駆こ＼窯智
︵喜︶
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△へ
二i （） ⊥拍 5（） 6（1
溶接速度（用ぃ／ⅠⅥi l l ） ねらし1位置（mm）
図2−6 ねらい位置と溶込みの関係 図2鵬10 溶接速度と理論ノド厚及び余盛の関係
ノド厚 6・5（）
﹁
トL
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−
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l n U ︿′∈ E ︶
蟻亜古画囲﹂＼繕哲
捌長L】 」 掛f 、i ノ三
瀬ポ宴電わ徒㌘l ）ノ1
夕責任 24＼
、．′｝接墟璧 4り川I l l 】I l ⊂ト J ⊃−−叫」○
（う
i 零接電流200A ∈ ▼ ′′−ク電f I 二 2i ＼7
溶接射隻 40m′ 】11i I l 出三5▼5り
こ占i 、
、
≠
△ 叫叫叫−「かノーノーーーーー【−一一通
0 1
ねらい位置（mm）
、 て
∼いし、f 【「ピ」t l ？l ロー）
図2−11ねらい位置と脚長の関係 図2−7 ねらい位置と理論ノド厚及び余盛の関イ
昭和63年度 研究報告 大分県工業書式験場
ミ溶接電流こう00A
−）′一夕看ぎ三 28ヽ’ ′ね二八ソ」頂［］l †l m
＼
語込j イ1
溶セ㍉り）2
溶接電流250ノ1 ノ竃美三封斗 酒接速度」眈−11
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り
J
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︵
E
∈︶
寧華誓慧㌘二義諾
ぃ︰
垣
か
30 40 5（） 60 70 溶接速度（cnl ／／l Ⅵi I l ）
図2−16 溶接速度と理論ノド厚及び余盛の関係
（）
1 り
∼いゝ）し亘㍍責（l nm）
図2欄12 ねらい位置と溶込みの関係
4「／／／／／瓜＼＼ぺ≡こ芸霊ノド撃
＼
／r
三ド
○柳長Ll
∠㌧¶ ∧“脚長L2
溶接電流30りA アーク電圧 銅V 溶接速度 舶cm／mi 】1
へ
E
∈︶
城端告軽妙
L
ヽ窪密
溶接電流250A
アーク電H三 2417 溶接速度 4r ）cmI l l i I l
j ま′ ▲ ）い仁．▲ 〔置（m汀l ）
図2−17 ねらい位置と脚長の関係
ねらい位置（mm）
図2−一13 ねらい位置と理論ノド厚及び余盛の関係
〔つ 柳長Ll
U 潜込みPl ∠＼〉溶込みP2
溶接′ 電流300A アルク竃j E 2817
i 容接速度 4「）m′′ml −
ゝ㌔
接
。
町長L2
覇
4
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J
︵≡︶
攻想箪
電流300A
ク電圧 28＼′y l 侵′二置 1mm
4（1 5（） 6（） 7り 溶接速度（し、nl I l Ⅶ1〕
、
わらい位牒（mnり
図2−14 溶接速度と脚長の関係 図2−18 ねらい位置と溶込みの関係
ら2∵配ヨE層
確論ノド慣
へ ∠ゝG17
刀て景記
溶接電流二用（）ノA ア… 夕電圧 28＼T 溶緒凌聖 4加両11i 11
﹁
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r 〉7−フ戸E（1三 2机▼
ね〆ちし1呈置 1Tl 111l
＼＼／
1
ねレ1い位置（ml れ） 二うり 41） 51） 6（） 7り
溶接凄空（壷1′ ／Ⅰ川I l ）
図2−15 溶接速度と漬込みの関係 囲2】19 ねらい位置と理論ノド厚及び余盛の関係
昭和63年度 研究報告 大分県工業試験場
り互）仮付けピード上における定常溶接実験
仮付け部脚長約3mI nについて9溶接電流200Å，250
Åヲ300Aにおいて溶接速度を変化させて溶接した時
の溶接ピードの各特性値及び仮付け部ピードの溶融 についてホしたものが凶2〟20∼28である。文i 動こお
いて仮付け溶接が末溶融の物は黒く塗りつぶしてあ
る。
溶接電流の増加に従って，仮付け部を再溶融でき
る速度範囲が広がっている。又これを溶接入熱で換
散すると，溶接電流200Åの場合，6300J ／cm9溶接
電流250Aの場合，6000J ／cmで仮付け部再溶融が不
可能となっている。又溶才妾電流300Aにおいて溶接速
度70cm／mi r i では溶接入熟7200J ／cmで再溶融可能
であり，溶接入熱と関連が考えられる。
仮付け部脚長約4mについて，溶接電流250A，300
Aにおいて前記と同様の実験を行ったものが図2ワ
29∼34である。溶接電流250Aにおいて仮付け部を再
溶融する速度範囲が存在しない。又溶接電流300Åに
おいても再溶融できる速度範囲が30cm／／n血∼40
Cm／mi nと狭くなっている。次に仮付け部脚長約5
mmについて溶接電流300Åで同様切実験を行ったも
のを図2† 35∼37に示す。仮付け部を丙溶融させる範
囲は，仮付け部脚長約4mmとほぼ同様の速度範囲で
あった。
溶接電流300Aで仮付けピード脚長約3mmのもの
を溶接した時の溶接部の硬さ分布を図2ん38に予組織
写真を写真21に示す。
溶接電流250Aにおいて溶接速度40cm／mi nで仮
付けピードなしで溶接したものとぅ仮付けピード脚
長約4mmで仮付けピードが再溶融できていない物の
マクロ写真を写真2−2に示す。
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朝葵祭尋吐⊥＼轄惑
＼＼＼げ牒
、ノ脚長Lユ ＼、柳長L2
溶接電流2川）A ア血ク電上l 三 21V ′ さ1らい位置 伽m 仮付け脚長3．2mm
〔ノト ≡理論ノド摩 ニ、余盛
溶接電流2㈹A
アーク電圧 2］＼ノー
ねらい位二置す≡ （）mm
仮付廿郡長3．2n】1n
＼＼＼＼㌦
30 4「） 50
溶接速度（cm／／I l l i n）
図2−20 溶接速度と脚長の関係
30 40 50 溶接適度（cmノ／ノnl i I l ）
図2仙22 溶接速度と理論ノド厚及び余盛の関係
3
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′、＼ 溶．L込みP2
溶接電流200A
ア▼ 皿ク電J 」三 封V 孝よ・、ノい位置 （）Fn川 板材け斯慣∴L抽−−
こ：榔長Ll ＿ 柳責L2
溶接牒＝電路M
ア∴夕ノ乳t 2まV
ね・らい仁礪 1m−f ⊇
仮付け僻脹∴．2汀】m
㌔こ○
4〔）
ニう（） 5（1 溶接速度（し、恥1T血1）
図2w21溶接速度と漬込みの関係
30 4り 5（） 60
i 綱要速度（c肛′1〕1i 王1）
図2−23 溶接速度と脚長の関係
B召和63年度 研究報告 譲二分県工業喜或験場
ハトリ
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捺壷ぉ悪断こ＼絹埜
＼。一牒
＼。、＼
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一
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詐∴ギ声
ノよさ． らJ l 【川† 一
便付け郷㌫3」m
ノ上r ／∠−㌦
りL【∨〟， 一
：i り 川 5り 飢）
湾岸逐注 しCぎl ト11豆出
二封） 40 50 6り 溶接速度（川ノ111i l −）
7り
図2脚28 溶接速度と理論ノド厚及び余盛の関係
図2血24 溶接速度と漬込みの関係
＼
㌦
、■†
＼
7．5り
∈ 〔 二 ・
堵6・50
藍 6
5．5n
0
4 5〔）
′ 1f 里謡ノドギ
≦± ≡．父
溶接電流250A アーク電圧 錮V j ユr 、J い位違宣 1mm †反付け郡長3．2ml n
脚長壬ノ1
W相良L2
接′一芸浣2訓A −ツ電圧 封V
らい位置 I mm
けけ脚長421¶ nl
リ
J
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i
︵喜︺
墨壷告頭附こ＼窪酎
∩り
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1
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こ
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l
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〓
J
＿、 ′
ニう（） 4り 5‥ 60 溶接速度（（、I l l ／111i 両
図2−29 溶接速度と闘長の関係
30 4t j 5り 甜
溶接速度（cm／1Ⅵi 11）
図2−25 溶接速度と三哩論ノド厚及び余盛の関係
3．5り
、
2．50
こ 、
克1．5り
γ く〉
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（）5り
（J
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一く
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」 †
転
〔： 溶込みP】 ／二」溶込みP2
溶接電流25りA ア∴夕電ノ［24＼− れト、∴哺牒 1mロー 仮付け脚長▲ 呈．加】m
バ．5（）
i i
喜7．5り
1ソ 〔 ■
蜃軋馴
6
5．訓
）
† 溶接電流 300ノ1
アルク電圧 銅Ⅴ ねらい位置 11nm
仮付り卿た3．2n】m
隆＼＼＼＼＼√ノ＼
∵て＼心司
ニう（） ′ 川 5り 6り 7り 溶接速度 r 川′111i 11）
図2酬26 溶接速度と弼長の関係
：ミ〔i 40 5（） 6り 溶接速遁（cI l l l 11i l l ）
図2山30 溶接速度と漬込みの関係
卜
1
﹁ミヨヨ
r
l
ノ
︶
〓
J
溶接牒＝な告肘
∼′夕蛋〔］′一 241−
ぺよレ）い「一′さだ 1Fnn］
ナか」け牒暇‘′i 21れ川
﹁
二≡ヒ一翼菰㌻皇ギ帖一＼ノ準訝
＼
C＼＼て√へ、
溶接牒＝在訓肘
∴ク電圧三 2射 ヽ
車牒ユ1Ⅲ1
、へ五＼＼、＼廿／／武芸；f 、〕こ千野i i 三三二う2nl 】。
ニ用 4t ） こ川 （川
溶接連壊 しⅢレ／′111‖1）
7り ニうO Ll （） 5り
溶接速度（cI −1／】11） 6（j
図2−31溶接速度と理論ノド厚選び食感の関係
i 3
昭和63年度 研究幸辰告：大分県工業喜式験i 募
8∵汀 さ
7．5り
≡毒う．う＝
〓
J
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L
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＝
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J
L
ヽ
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j
⋮﹁
悪
馴 4t 1 5り （う（） 7り 、‘「予て音速度〔（二日l l l l i 11）
図2仙32 溶接速度と脚長の関係
ノr 、打込みイ∵ 甘1±ふi 〕2
こ㌻臥＼
侯付り崩」J くi ．2J すt nl
：川 川 5り 〔うし） 丁（） 溶接透美㍉わ11i l l i 】1ノ
図2州35 溶接速度と脚長の関係
∩り
←リ︼
〓り
1
∩り
こ
J
r
J
r
h
J
う′︼
l
ハ〓
盲三
′ぺづ庭
溶接牒＝充馴冊
、＼
満貫：血
﹂
1
ー▲ ▲
：相 川 う（） 6り 7（）
】チi 接「針空 し（二111′ノ11川1ノ
図2−33 溶接速度と溶込みの関係
ニう＝ 4（） 5（） 6‥ 7r ） 溶接連座㍉烏11′111i 11）
図2−36 溶接速度と漬込みの関係
叩論ノト芝 奈落
、／＝妾電ノ託 裾）A 「アーア電圧 28＼’
埋論ノド摩 ニ 余盛
＼∴豊崇器
＼
＼
︵喜︶
喋壷わ壁掛⊥＼窯諺
∵
∴∴∴
n
L
r
J
ハ＝り
一‖
i
L
︶
〓
J
一﹁り
4
1【れⅠれ
虹＼、廿／一過一虹＼＼＼洩三妄言：：j 説．2。川，
√／／／一△≠
／愈／諭 カま・、J しン位置 1mFn
簡引用廣4．8一門l 。
3り Y上り 50 醐 7り 掛磋通性（Cl l ト／J l l i Tl ）
図2−34 溶接速度と章里論ノド厚及び余盛の関係
：川 4〔 51） 6（）
瀞紛酎麦 汁【1ト111i n）
7（）
図2… 37 溶接速度と茸翌論ノド厚及び余盛の関係
昭和63年度 研究章臣告：大分県工業書式験場
㌔0叫＼○
3
メユリい泣f 墨 1nl m 溶接通せ 4り（二m′′I l l i I l 掛寸け脚長 32ⅠI l m
パ 〔） 川 1112 1：う i ソ 、j 4 5 6
距 配 しmmノ
図2劇38 溶接部の硬さ分布
熱影響部十母材（×1州）
溶接条件 溶接電流 300A ア山ク電圧 28V
溶接速度 40cl ¶ ノ／′ ノn−i r − ねらし〕位置 11nnl
写真2劇1すみ肉溶接部の組織写真
員召華ロ63年度 研究章巨資 誘こ分県工業書式馬食場
溶接電瀦二 ：魚用 アーク電照三 こHV
溶接速度＋4触町旬1血
ねらい位瀾1mm
仮付村長 4．2ⅠⅥI l l
溶接電流 250⊥ち
ア∴ク竃封⊥：狙も 溶接速度 三肌軋∴11盲11
＼√∫′】脊1mm ねりい… ⊥＿2【ユ
写真2血2 溶接部のマクロ写真
特性値の過渡的変化を回2ん47∼50に示す。やはり9
25（j Aから：猟）Aに増加した場合と同様にウェブ柳脚
長及び溶込み丈余盛について前記傾向が認められ
−′ てJ o
（可 溶接入熱弟減少
図25ト／54は溶接速度4（j cm／ノ′ ／／王mi l l で9一対55へ58は
溶接速度50cm／／／nl i 亘1で溶接電流3榊Aから250Aに減
少した時の特性値の過渡的変化を示す。
溶接入勲を増加した場合と同様に特性値の変化と
しては讐 溶接条件変更前の準定常状態から一端減少
し9 そけ後溶接条件変更後の準定常状態に向かって
変化するが，その変化後の準定常状態に達する前に
一端減少してっ 変化 後の準定常状態に弓蒙る。そして
この傾向は，ウェブ側脚長9 溶込み及び余盛にラ ま
た溶接速度しり速い50cnレノ／首11i 互1で明確圭認められる。
ビ」ド断面積の変化としては，溶接入熟を増加した
場合よりも早く変更ノ札以前で過渡的変化が現れてい
′ V_
溶接電流を25（1Aから計掛Åに減少した時針特性値
け過渡的濃化を図2 59∼62に示す。やはり前記の傾
≦亙がソニプ側脚長9 溶込み及び余盛に弗ユゴLている〔 2）過渡応答溶接実験
… “ 一つの準定常状態から次の準定常状態に達するま
でぅ ど山ド形状及び溶込み形状の遺憾的変化を調べ
た。ビード形状及び潜込み形状の特性値としては図
21の脚長，溶込み9理論ノド厚及び余盛ヲ ビ血ド
断面積を咽いた。
又う 溶接条件を変更する位置をC㌘とした。 r 丑 溶接電流（アーク電圧）を変更
川 溶接入熱の増加
巨Ⅰ2 39ヘノ42は溶接速度丞臓Ⅵ／／／／王11i i l でぅ 図2
4ニき／、46は溶接速度5（）（二軋／／111i ！てで溶接電流25（）Aから
駅軋Aに増加Lた時針特性値の過渡的変化を示す。余
盛については溶接変更ノ点前から変化が始まってし
るしつ その変化状態については余盛が変更ノ［烹前で軌少
を示し9 その後変更ノ責を中心に増加が始まり再び減
少を示し㌢ その後準定常状態に坐る現像を示す。こ
しノ′ 〕傾向は溶接速度が速い5触】1／／mi i l で顕著圭なって
いるのが認められる。落込みについても余盛と同様
で溶接条件変更前の準定常条件での溶込みから端
減少し今 次に条件変更に伴って増加するが号 次レ‘ 〕準
定常状態に達する前に−一度減少する傾向にある〔〕脚 長に／〕いてはチ ャニプ側胚膜に一j いて自∃′ ほ己ル傾向が
認められる。
次に溶接電流を2（枇曳か㌫盟偶に増加した場合の
昭和63年度 研究章匡告 大分県二工業言式琴挨ま易
仁
．
︵≡︶
N
J
眩蜃
1
5
4
︵篭︶
胆振妄こ∴
40 40 20 （） 20
溶接長（mm）
朝 20
∩ 20 40溶接長（nl m）
図2−42 溶接電流及びア叫ク電圧の変更に伴うど
… ド断面積の変化
闇上長I 一Ⅰ
郡長↓」
図2−39 溶接電流及びア皿ク電圧変更に伴う脚長
の変化．
売込み1−1 溶込J J ㌧
Cを）
ご‖
一↓士
︵喜︶
︷
J
冊¶覧
︵喜︶
J
︵一兎薫箪
∴。﹂
∵
二
∴
∴∴
︵≡︶
N
J
咤蚕
8
：10 20 0 20 溶接長（mm）
4り
4（） 2り 0 20 溶接長（mm）
購
図2−40 溶接電流及びアⅣク電圧変更に伴う溶込
みの変化
図2−43 溶接電流及びア鞘ク電圧変更に伴う脚長
の変化
苓プ± ′ 、Ⅰ〉l
l ）2
bl ￣
】11‖ −
︵喜︶
濯ル叩含真鍋こ＼堰憲吊
C㌣
盲∈一戸へ拉茂詔ぺ璧
︵≡し
N
㌫′ぺ想や
△
鞠イ
甜 2り （） 2り 4（j
溶接J 壱（nl m）
区ほ−41溶接電流及びア仙夕電圧変更に伴う理論
ノド厚及び食感の変化
図2−−舶 溶接電流及びアⅧク電圧変更に伴う漬込
みの変化
昭和63年度 研究報告 大分県二工業書式験場
6「
コ訓ノ1
2ハ▼
5り（、】1！I l l 川
1†1
、■ l ’
︵≡︶
璃楳嵩ま壁
L
＼無智
︵≡︶一︵−茂可菜”
∴
L
∴
∵二・＼
㌔cH）｛トC
40 20 n 20 40
溶接長（mm）
図2−45 溶接電流及びアーク電圧変更に伴う理論
ノド厚及び余盛の変化
- 10 〟2り 0 20 40
溶接長（mm）
図2−48 溶接電流及びア】ク電圧変更に伴う漬込
みの変化
︵∈∈︶唾壷缶褒妙
L
＼浩壁
0
5
︵モ〓警警警
T
∴
40 2（） 0 20 40 溶接長（mm）
図2−46 溶接電流及びア騨ク電圧の変更に伴うど
州ド断面積の変化
＝妾ノ戸岩滝紺A 掩護 ツ竃〔i ：2廿
25t 〉A
−ツ電圧2汗
40 20 0 20 4〔）
溶接艮（mm）
図2−49 溶接電流及びア山ク電圧変更に伴う理論
ノド厚及び余盛の変化
溶接電流25りノl
㍗毒※ 2（1＼■
こ唇梯速度こ批、nl ！11Ⅲ わ1い拉牒1†れm
）
ノ、ヴ㌔c㌔
（川
，1′ ゝ接超「望 8「鳥うい侵牒
ニり1−’”1c‡つ
≦
て’
Cf
6
∠1
卜
卜
○一08月qひ○
㌃
u
−∈︶
胚遍姦′﹂−︺
︵∈
E
︶
m
J
璧﹁茎
＼
︵≡︶
︷
J
此畠
訂△
☆㌔醜
た
（1 2n 4r ）
溶接主‡（mm）
0 20 4り
溶接長（mm）
図2… 47 溶接電流及びア帽ク電圧変更に伴う脚長
の変化
18
図2−50 溶接電流及びア血ク電圧の変更に伴うど
昭和63年度 研究季長告 二大分県工業書式験場
しⅠ） 」
O
qが∞㌔
○
∀○
嘲
こ
u
E
︶
駐垣簑′リー
1
ノ︺
盲∈︶
N
J
揖［罫
︺
U
G
U
︵≡︶
∵
J
艮云
庵
40 20 し） 20 40
溶接長（mm）
図2−54 溶接電流及びアーク電圧の変更に伴うど
■ ド断面積の変化
脚ユ；1−1
儲］f ミI J 2
4n 4t ） 20 0 20
溶接長（mm）
図2州51溶接電流及びア凹ク電圧変更に伴う脚長
の変化
溶ノ込ん1）】
溶込みⅠ）2
︵喜︶
l
丸茂瑠麓
盲
E
︶
m
︵
l
茂瑠故佃
︵≡︶
N
J
濾蜃
1
−
︵喜︶
︷
J
刷叫藍
¶ m4り ヤ∨、20 り 2ぐ） 40
溶接長（mm）
図2−55 溶接電流及びアuク電圧変更に伴う脚長
の変化
浴i 主ノゝPl 潜i ユみ1−2
溶接長（mm）
図2−52 溶接電流及びア仙ク電圧変更に伴う溶込
みの変化
CI ’
∫ ⊥ 1′．づ］T；川1
ね一ン一に帯1… ！【11
べ｝nひ○ 刀＼℃β 、0
︵
喜︶
繁萌告尋匪
L
＼藩蜜
︵≡︶
N
︵叫兎想籠冊
︹∈
E
し
︷丸茂薫笠
紳叫
舶
∴て 0 2（）
w4（） 20 0 20 40
溶接長（Fnm）
図2−53 溶接電流及びア凹ク電圧変更に伴う理論
ノド厚及び余盛の変化
溶接長（mm）
図2−56 溶接電流及びアⅦク電圧変更に伴う漬込
みの変化
昭和63年度 研究章艮告 大分県工業書式験i 易
「l ノ
「
・接∴琶言こ㌘川A ¶ ノー711ごハ 溶1音パ上程∴狛l ＝11＝ 仁い1し∵帯I mm
‥ ㌔・三論二㍍州A 肌クFi 】j 量 ノ1＼ ，／ナ操ノ塑一隻 抽r r l I l l I I
♪1 √律］1口m
日1
ご丁−‡電l ノLリうり1 ∴ ′√∫ 責 ぎ恭 一l j うぐ厄、1ⅠⅢ11
†ぎざI l l nm
︵≡︶
瑚〃
W
Y
、葺、嬰ノ千＼窯寮
C盲）
CP
ひ
？㌔平醐㌦
ト﹂
丁∵
∴﹂
≡﹂
N
︵て圧点麓
・●・−∴・一▲ト
り4り 2り
i ） 2（） 4r ）
溶接長（m†n）
′ 川 2∩ （） 2（〕 4（）
溶接長こmmJ
図2−57 溶接電流及びアーク電圧変更に伴う理論
ノド厚及び余盛の変化
図2−60 溶接電流及びアⅦク電圧変更に伴う溶込
みの変化
、L∫‡な屯′1L2訓1
7 ツ√… γ12ま＼
／すご宝達「去 川し・11
ソ〓
1
﹂璧置
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ト
︰
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／
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芸左速′r 〇 う＝川〕n】1−1
’7し［√】r l J †【†
八
川
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川しーす111t 【1
1mm 6「
CP
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︵≡︶
琴聖霊慧デ
∵遠謀
㌃≡︶
ぜ帯妄ノエ
・、
＿
4（） 仙20 （）
△
嘲ム軽
ミロ生
30
▼4り 2り 0 2（） 4（）
溶接長（mm）
図2−61溶接電流及びア帽ク電圧変更に伴う理論
ノドJ 享及び余盛の変化
20 4n
溶接長（m両
図2−58 溶接電流及びアーク電圧の変更に伴うど
仙ド断面積の変化
ヾr ；㌧ ■ 邑 ′L ノ帥A
∴ ．＼
．r r † 芹 堪「憲一 うー）し1111r l l 【r 11Ⅲ
ぶつ
㌔沌
CP
二≡﹁︶
整頓妄り一−︺
い
︵喜マ一∴十堵壷
ト
℃＼○一0℃ ｛ト0℃
∴‘ 斗j 十⊥ 」
4（） 2り （1 2〔） 1り
∼“40 2（j （） 20 40
溶接責（mI l ）
図2−62 溶接電流及びア剛ク電圧の変更に伴うど
… ド断面積の変化
溶接長（m汀】）
図2∬59 溶接電流及びアーク電圧変更に伴う脚長
の変化
昭和63年度 研究封貢告 大分県コニ業討消貴職
′
ニレ」ニヒ（ま，
レノ：宣′ 七′ t ごすべてしり矧黒か二〕ご与ユズ乙て」1ろニ
さ′ 書Lる、さγ▲ ノ：二根本的な叫明−∴ノし て黒勘言軒㌢ノ
潜鶴抽ノー）挙動観察がノよ、粟と思われる
ン1二他線応許世′ ；二′ を考慮、／ノ∵効果的フしトゲラム倒
図2 ニう9ヒ2封及び採は1ま1二2
「長6冊け用引妾ご∴、ごを得る「二かンりフこ7グラムキTJ ∴
′ ㌔もノ〕が図287である。
2．：； ニラ謂釦〕まと琉
l ）定常掛肴君掛二真言いてねレ1い是置がヒ ド形
状及び潜込み形1大に大きく影響を与える。
2）イ酢ナけピード上における定常溶接実験て：士9
本実験で用いた溶接電流では，仮付宮部の溶融溶魔
条件奉納三組云い仮付くナ脚長約3mmが凍ゴうであろ。
ニう）溶接条件変更時ノ左折後を通じた過渡止こ笛現象
は，溶接電流の変更及び溶敬重度じ）変更で認めろれ
るが9 溶接速度♭り効果が大きい√。すなわち溶接電流
変更て㌧㍉ 余盛とノド厚については変更ノ鼠以前かぺノ
変化Lているがぅ 脚長及ひ綴込みは矩著′ た変化とL
ては条件変更後ヒな−ノ「ている 。
溶接適度変更では，郡民◎溶込み◎余盛砂ノド厚信
ド断面積等〃特使傾が変軌．H以新」‘ か⊥1変化しノて
いろ。
射1宵靂電流（アーク電圧）及び溶接速度書J ニ溶
接条件変Ⅳ軌二伴う脚長◎溶込み琴余盛￠ノド厚翌ビ
、−‡ ∵、断面碩等こノ〕特性値の変化開始ぶは各特性′ 直によ
って異なる。
5）溶接ノ王室流J ）変更に際モノては，膏引妾妾吏碍ノ榊書‡
後に際して特性値し7）一次的な減少が認めレゝJ れろ。
6二｝ 過渡応答現象と定常溶接条件とを考慮して
で
選1な便付け部長ならば本港按に際してぅ 叶美しノ／汗
−ドブ糾たこ溶込みをヰ］‘ するご、ドを得る二
である。
7）溶接条件変更」二伴う壁り長㊥潜込み也ノド厚￠
？ご一ド断［酢積等Cリ各特性値紆変化開始ノキ及び終∵′ キ
が異なるため本実験で甘巨町長につ十てピード形状
が息患甘一になるように実験を行ったが？ノド摩を
含めた均一など」ド外観を今後作る必要がある。そ
いたふミ〕フランジとウェブに 対する溶着金属のな∵カ
キ考慮したナ㌧∵ク電力三のシ」ルドガ ス組成（MÅ㍍
溶接法）9ね′ 〕い付帯精度向i 二の検討がノと／要てある。
2＼溶接連皮／ごノi ，し吏
（ナ）1プざ投入熟〕り坪晶三
溶睾摘む徒刑けÅて 一1王ユニして匝∴㍉佑㌣＼輔は溶接速
写キ5ぐ付m′／／′ i l l i i l へこ貼二更11′′ 了11i ！1に，．、く’ 2 をさ7へ）7（j ぐ主催に
速度／王一醐c王11111呈11（）仙肌111i i l に軋ソさせた特じ）特
′ 卜H矩〕遇劇的変化をホーづ＝ 溶接電流キ変更させた塚 I i と
含ユノ柏主な 一次的′ な極小値をホす傾㌻ご一丁は瀬著こ二認め′ 予J
れ互いがヲ 杏里明雄につい∵道憎打頂かと息溶接電流
、ノり：な！蓬‡ ∴二比較してせ吏特上‡ よぎノかなり縮から発三三二を
し∴よ1二占∼J ごいる。しかま．ごモぼ漣続的な婆二化ヒノなノ）て
いる。
次に‡宇字音電流25りノ㌔において溶接連ノぎ如t ）cn巨′ ′ 1〕1i i l √−−′ 3f ）c111／／′ r l l hに変更させた教合び）特性惜しり過渡的変
化をホしたも甘か珂2 71√−＼−／74である。溶接電流二伸〕
Aと傾向は宣・であるが∴牢接速凄J 〕変更寿が少な
いためフランジ＼側部分び）溶込みについてけ過渡的度
化がスポット的なものとなっている。
叫 溶接入熟レ〕減少
ミ鞘昇竜流3一拍Aに於いて図2 75r 、78ミまi 容藷速度を
こう（）cl ¶ ／／／111i 汀＼′ 6（）c軋／／I l l i l l に？凶2 7∼トノ82出捌妾適度
▲眈r l し／nl h／＼ノ6触11／m諭」二増加させた場合じ）特性値
け過渡的変化をホす〔や∴ょり溶接速度を減少させた
侍と同様に溶履局詔証変更に比較して変更凋ヰJ l
もかノーごり前かレ1連続的に変化が始ま／）ている。
園283へ牒6ほ溶接電流25（）Aにおいて溶接速度を
こ胱！m′ ノ／汀I i 汀−／∠1（）cl †レ／／mi I l に増加させた時し′ 〕特性頒し′ 】
過渡的変化を示す。溶接電流こ300ノ1と何様の傾演ヰ′ J ミ
1一
／：J
音過渡的変化についてuつ考緊
溶接条件（溶接眉満」アーク電圧，溶接適度＝〕
変化図は図ニト3と閲3 9常圧寺川て成る。溶讃電
流を変更させた場合ヲ 変更時ノ鶴弥後〃変化は9 ウL
プ側聞J 島 洒i ムみ及び余盛に諏著に認められ9 そレア〕
変仁域〃長さは余盛において特に長く諾匪〕r 二）j Lる。
ニン∴二とは∴溶接条件の変化に対する溶融拙い変化
によるもしりで，溶融泡J り変化は余盛及びウェブ側脚
と考えらゴLる。／丈条件変 「に，満込みに影響してし、る
更前÷後レ津別三三値〔ノン▲次約な減少は，溶接電流の変更
に伴う−二；アーク硯芽レり変化と溶融池レ′ ）変化との直接又
は夏互作月汗二よるものてはないかと考えらオt る。溶
接電流変更によろ溶塵馳滋化は溶接速層変史に伴う
溶融池ユニリも小さいと考えレ〕れる。
昭和63年度 研究幸巨告 大分県工業言式験ゴ易
〓
J
r
J
︹′長じ
盲∈︶
璧垣遍﹂
j
︺
40 wm20 0 20 射）
溶接長（mm）
図2−63 溶接速度変更に伴う脚長の変化
1省長L与ト）
苫込ノブ、Ⅰ）2
∵射） 八2（） 0 2り 4n
溶接責（mm）
図2−66 溶接速度の変更に伴うど−ド断面積の変
化
町長1ノl 弾長寸∴
︵喜︶
T
︵︸帝烈箪
︵
t
≡
U
︶
N
、−庸宗せ
︵喜︶
N
︵一茂想整
︵喜︶
︻
J
押二等
到
朝 2り 0 20 4り
40 − 2（） り 20 40
溶接長（mm）
図2−64 溶接速度変更に伴う溶込みの変化
溶接長（m）
図2【67 溶接速度の変更に伴う脚長の変化
詠一左ふⅠ）1
ト1）
、キ接睾夏流∴刷け
㌢竃誉 燕守
ト 肯燕‡速＝普（川川上m汗
醐
CP
ノ 1′「滞 ユ【nl 罰
︵∈∈︶
頒布わ密陛﹂＼集計
′︼
︵
2
︶一︹山柁
q
藁冊
︵≡一
m
へ叫正副︹箪
△ ′
企☆△ 、公一△ ・△ Ⅵ
4（〕 2r ） 〔）
溶接長（i nm）
‘ 川 20 U
溶接長（ml n） 20
2〔1 4り
図2−65 溶接速度変更に伴う理論ノド厚及び余盛
の変化
22
昭和63年度 研究章崖告 大分県コニ葉書式験場
∼† い【一三）t 、† 〕2
6
25（1A 2j ＼
用仁［1r ）1i 王1
：？，う（〕▲ 三1
封V
l （I しm† 11‖ 1
∴
卜
F
ぎ
祥＼−由
司こ
1
1
宅
洋
㍍ 1‖ cp ㍍〔∴ゝ㍍悠ざ
竃霊
鳥肇壷
b
哀慕㌣エ＼潅醸
︵喜︶
︷ヘ一茂莞整
盲
u
ニ
m
l
叫柁づ紙”
r
J
40 20 （） 封） 胡
i （j 2し） 0 2り L主0
溶接長（m汀り
図2仙72 溶接速度の変更に伴う溶込みの変化
〔f i 論 キ1藍
溶接長（壷1）
図2N69 溶接速度の変更に伴う理論ノド厚及び余
盛の変化
いJ ㌃J i j 机 伸A り芸ノ電流二う冊Å
ノツ靂24＼
溶室き速り宣封山一I l l −l
りノ︺
︵喜︶
蛮立岩真壁
L
＼窯密
㌃
E
∈一璧恒墓′′一
1
︺
川 20 0 2り 」0
溶接責（血】）
図2−70 溶接速度の変更に伴うビmド断面積の愛
すと
野責⊥l
l 】］ノJ 三Ⅰ
40 2（） 0 20 40 溶接長（m汀l ）
図2−73 溶接速度の変更に伴う理論ノド厚及び余
盛の変化
CI 一
洋㍉採∵毎∵Tしリ5りA
乱吐2日
け1だ、三流ご訓J l
壱圭三 ム＝
▼卜
nバ1〕1I l
戸㈲∃喜… ≡‥‡−ニー【ごⅠ−血
0 ＝貴通 迂1（l し【
バγ ′人 1妻L】1［1汀
ぅ卜蜘
箋三
縄違憲≡∵∴
︵
E
∈︶
N
J
瑞壷
︵≡︶
t
J
刷器量
門別個
︻
．．．、、⊥〉
⊥」］山
0 釧 4（）
2〔）
拍 2り t ） 2（1 甜
溶接責（皿l ）
図2冊7ま 溶接速度の変更に伴う脚長の変化
溶接長（m汀】）
図2−74 溶接速度の変更に伴うビ00ド断面積の変
化
琵琶奉口63年度 研究率匡告：大分県工業言責験場
卜
r
r
︼書
﹁﹁り
8
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盲一鰹唇姦′
1
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︷、一堵墓
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︵≡︶
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J
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ト
5
5
40 20 20 40
（〕 20 4り
溶接長（mm） 溶接長（mm）
図2−75 溶接速度の変更に伴う脚長の変化 図2仙78 溶接速度の変更に伴うど叫ド断面積の変
化
珂≡三一ノ1 明号そL二
㌦上）2
こ柑（〕ノl
＼＼
‖
︵≡︶
t
︹︸攻点箕
盲︶
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﹁′∫
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t
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技監
41） 2（〕 （）
2〔） 4（）
溶接長（mm）
園2岬76；寄接速度の変更に伴う漬込みの変化
溶接長（mm）
図2… 79 溶接速度の変更に伴う脚長の変化
r て】主ごJ
∫ ！三 上
∫ 声に ノ 」
f ）「
しi j
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r
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︵≡︶
勒轡転据
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苦基ぃだ掛
＼浩替
∃く卜⋮
r
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m
︵叫ぺ
J
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r Y￡｝（｝0く｝○ ＼＿ノ
ー㌫正瑠簸
、
；
トや場末
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て十・ゝL＼！、
i i 」“ ざ百
。 」［LH⊥川W」ノ1 ⊥仙」⊥」¶ 爪… 」」」1
2（） 4r j
こ紺 2r ） （） 2り 4り
溶接畏（m田1）
園2珊77 溶接速度の変更に伴う葺竪論ノド厚及び余
盛の変化
24
（）
瀞鯨長 ぃ料
昭孝n63年度 研究草炭告 二大分県コニ業喜式験場
C壬’
I l
盲ニ︶
饉壷
b
塵外こ＼鳶討
盲
E
︶一錠正副増築
︵≡︶
N
︵−攻規整
40 20 0 2り 40 溶接長（m汀】1
40 一20 （）
溶接長（mm）
図2−84 溶接速度の変更に伴う漬込みの変化
図2−81溶接速度の変更に伴う：哩論ノド厚及び余
盛の変化
溶接電流3t ）りA
∨一夕電圧28＼’
葦
溶接竃t 充二う桝j A 17−ツ竃J 王2月V 清子簑速度6批1111Ⅲ11 ねド1い位置1mm
理論ノド牒 条盛 ∼学事寺妾宅流25り八
丁ーグ電圧2爪Y 溶接速度朝ビmI l l l I I CI 〕ねJ J い位置11月一口l
70 l ′ ゝ濠電流2訓A
〉㌢竃美≡ ㌻＝
l ′ナZ雲 怪ナ琵 30し【11I l l 川
ねちしイ′Fl ∼1m
︵喜︶
域壷
b
尋祉㌧一＼堰厄難
60
︵苧〓警讐警
T
∴
50
専P鞠○
3r ）
20 40
4（） （）
溶接長（nl m）
40 20 り 20 40 溶接長（mm）
図2−82 溶接速度の変更に伴うど皿ド断面積の変
化
図2冊85 溶接速度の変更に伴う理論ノド厚及び余
盛の変化
︵
篭︶
班廃転こ∴
﹂り︰﹁
︵∈
t
＝︶
﹁Ⅰ刷≡罫
4（〕 2（） （1 川 20 0 2り 4〔l
溶接長（l I l mノ
図2… 86 溶接速度の変更に伴うどⅦド断面積の変
化
25
20 40
溶接長（n】m）
昭奉ロ63年度 研究報告 大分呈果ユニ楽喜式等乗場
¶W
「
ヂし
完量料琵−
、、卜
掛隊長 い正
図2仙87 溶接条件変更のプログラム
写真3−i すみ肉自動溶接システム全体写真
3．溶接における過渡応答現象を考慮したすみ肉自
動溶接システムの開発
：う．1システムの概要
開発した「すみ肉自動溶接システム」は倣い機構
による正確なトーチ位置決めと仮付けピード検出に
より，溶接欠陥の発生し易い仮付け部において溶け
込みやピード形成等び〕過渡応答牒象を考慮して溶接
条件の変更調整を行い9 溶接品質や形状を制御でき
る特徴を持つ。
すみ肉自動溶接システムは溶接機に半自動溶接機
を使用し，自動化機構として溶接線に沿ったト血チ
の移動のために台車走行機構を，溶接億湖に対する
トーチ位置決め，仮付けピードの検出J 〕ために倣い
機構を使用し，パソコンにより制御情報を与えなが
ら， すみ肉自動潜凝コントロ←ラを介L，溶接条件
（溶接電流￠電圧・速度）の設定砂変￣更など給含白勺 な制御を行っている。
（試作システムの写真を写真3vi （一32に，仕
様を表31へ3ノ2に示す。）
3，2 個々の機能についての説明
用 溶接機
溶接機（マイコン魯インバータオート 350て、B）
は炭酸ガス。MAG溶接法のための自動溶接⑳ロボ
ット用直流溶接電源で9 電子リアクトル制御（説明
書による）でラ 小電流から大電流までi Ⅲ）％近い脚寺 アーク◎スタートが得られプ 従凍機と比べてスノヾッ
26
写真3や叩一2 すみ肉自動溶接システム制御部
タも少なく，小型￠軽量化されている。
すみ肉白動溶接システムでは溶接電流中電圧の設
定◎変更はすみ肉自動溶接コントローラ制御1・1i 路に
ト J 、一つている。
（溶接電流◎電圧と指令′ 亀旺の関係を図3ユに示
す。）
（2）トーチ走行機構
トーチ（台車卜走行機構は溶接線に二、1年テにトーチ
及び倣い機構（センサラ 位置決琉テーブル）を移動
させる働きをする。〉
台車J 〕構造は水平尊重商会方向の走行姿勢でも使
用可能な様にな二ノており∴動力伝達方式もヒニオ
ン ゐラック噛み合わせで，急激な速度変化に対して
もガタやスリップの心配が無い。また，速度制御は
精度や症諸引生を高めるためにモータ回転数をタコ◎
ジェネで検出してフィードバック制御をLている。
（台車走行速度と指令電圧の関係を図32，壬？車
昭和63年度 研究学匡貴 大分県工業試写会壕
機宙 巨皿チ走行機構⑳溶接倣い機構の仕様
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1′ き 寸法 Q 至㌃畳 Wl t 沌（r i ml ）xL1950こ口汀n）f ；（i （g）
21ラ、ソク9ギヤ モジニ】ノーし1．5，歯偏5（mm：
Ⅲi ；′ 亨接倣い機構
○ 倣十帯滞順㌍ギ＋ぐ型ぺしCl り51りり け［に
告封 1）溶接シー㌢ンス制桁
走行問姓ソ肯憬十膏
十倣い起動（押し／釦S＼＼▼）→セ雷引妾耶台け世釦SⅥT）→才一二′ 7㍗む走（タイマ）→甘辛車
血ク終端塵出→⑥非倣い溶接いトトり→てクしノ夕処埋ケせミ、子引き上げぺ諺高遠胤「キ（メ∴〟ト匂り二㌻一−ン）
21f ■丁東走千川」群 アイ」ドバック方式による速度制御（「可逆）
∴∵竃軌：ミラでド輔（虻 ヽr 2草鋸 〔クモr 土式）SI くこう川0ⅠノⅠ〕
1）移軌スト ロー ク］r ）り（mm）（移動速度2（〕「けmnレノ分〕）
2） 千 夕】）し1t 州（Ⅴ∴15（、＼㌔T） ニう）許容モーメント荷重 2r ）0 し転・色（、王11）
しノいそ （型式〕KC ニう
1）変 移横〔さi フ」￣ 弐 接触式プローブヒ光′ づご二糸（0／′ ／E変換）打紐み合わせ
封＋樟出い1二律上∈決め精蛙 ±（ト1（nl nl 二〉
表3−2 すみ肉自動溶接システム制御系の仕様
†＼「．㌻み「窄自動溶諸コントU−ラ
○ヰ圭一1終
1〕CPし：Z8りA ニッてトソクノ矧波数4（Ⅸ′ THz ）ノ〕
メモリ：く墨0九Ⅰ〉 8こ1（バイト），く民AA′ 1）2（：1くべで卜）
2）パソコンとレ〕インタ、一フェース：RS232C（シリアル通信）
ニり タイマ：2（チャンネル．）
（仮り郡横山と板材部浴凝滞拭ぃ終了J J 時間的ズレを調整）
。
二っ溶接葦：流電ノ王い卸間
1）1神卸信号出力範紙 し）へ／13．5（＼′ r 二）1こ255段階：〉
2）手某作パネル⊥u）アナt 了グ・メ、、夕に表示
3） メ」夕下のポリュ」ムによりL川％の微調整が可能
4）フォトカプラによる／u至‡カアイソレ一皿シ′ ゴニン
（二潤打溝」御装置とJ つインターフェース回路
1二）制御信号出力範囲（ト＼1いⅤ）ほ55段階）
2）撰作パネルj 二亡リ∵十ログ。メ、一夕に表′ j こ
こう）フォトカブラによる入．コカアイソレーション
ー′ 1：＞ “ 根付け検針′ ′ ，“ 仮付け溶接中′ ′ をランプにより表ホ
（ニニそJ り他
ユ） ト㌦ナ走行機構プ）走行適度の表示（操作パネル寸丑け十ログ。メー、夕）
21パソコンと1ニり通信状態の表示（受信，送信） 3、） てフィクリ㊤スイッチ，タイマ等〃窪ノ真入力端子
V＿ ハソコン （型式）上）Cr 9SOl 王〈X2（モト本電気隼式会社 製：〉
1）1モS232Cでンタ・フ工−、スによりす引勾甘覿溶接コントローラに接続
2） 〉7〔了グラム≡j ▲語 ベイシ＼ソク
1r I ．そ再他
こ）燕昭二電電源裳「昌三 （型」二5こ）1「し「‡J Si OnO壬i （㈱青嵐甘サイバネナノツク 製）
11′ ヾッツアップ時間1（〕（）％負荷 ′ 、1（kV’ A）約7川）（Ⅵり〕で8分間
2）抑）替え時間：4（111SeC㍉ せ丹督え電「‡ て：85（＼′ ’ ），とゴカ波形：方脈状
昭和63年度 研究幸匝告 大分県工業≡式験場
図3−1溶接電流。電圧と指令電圧の関係
、
．
h
−
0
1
指令電圧
0 . i O l り0 150 台車走行速度 VL
（）．L （秒）
図3仙2 台車走行速度と指令電圧の関係
（3）溶接倣い機構
溶接倣い機構（キロニー◎オートガイド）は倣い
センサからの信号により直交型スライド甲テーブル
によって卜」チを位置決めし，卜血チ連行機構（台
車）と連動して倣い動作を行う。制御装置には倣い
起動（ワークへの接近），トーチの引き上げの他，自
動溶接を行うための溶接シーケンス制御回路（詳細
は表31の互f 王参照）が組み込まれている。（写真3
3∼35参照）
キロニーやオ血トガイドは比例制御方式の倣い装
置でヲ センサ◎プローブ先端明変移が0．3（mm）まで
28
図3−3 台車走行速度の変更特性
は変移に比例してセンサ出力が±10（Ⅴ）まで変化
し，変移が0・3（I nm）を越えると全速（士i OV）が出
力される。位置決めは無負荷の場合で±（＝（mm）以
下の精度である。
仮付けピードの検出はセンサの出力が急激に変化
する状態を検知し，仮付けど山ドの始端が検出され
る0 この間，位置決め機構は作動がロックされ，仮
付けピードを倣わないようにしている。仮付けピー
ド終端はセンサ出力がピード始端を検出した時と同
昭和63年度 研究報告 大分県工業喜式毎食場
山 ド検出信号により仮付けピーmド始端い終端で溶凝
集件の変更㊤復帰を行う。こび〕！；乳 センサ。フ1コ山
ブが溶接の際明ア⊥クや溶融熱ジ）影響を受けないよ
うに卜←チ先端から約6n（mm）離して1俣り付けられ
ているので（写真ニト5参照），ブロープの倣ってい
る位置が溶接さj Lるまでに溶接速度によリ 3
∼10（秒）の遅れを生じる。そこで，2偶のタイ「7
を使用して溶接条件変更時期の調整を行っている。
その他，マイクロ。スイッチやタイマ等による外
部信号入力によっても溶接条件の変更ができるよう
にしている。
制御の詳細は，r 3．3−す¶ み肉自動溶接システムの
制御」で述べる。
（すみ肉自動溶接コントロ山ラの写真を写真36
に示す。）
写真3冊3 卜Ⅷチ位置決め用直交型スライド飽テ
【ブル
写真3】4 溶接倣い機構
写真3w6 すみ肉自動溶接コニ／卜E巨Ⅳラ
（5）パリコン
「2∴溶接条件の変更に伴う過渡席巻牒象を考慮
した高品質溶接継手の自動化溶接技術の研究」で得
たデータ等を基に警 指示脚最に対する溶接条件や仮
付け部溶接のための溶接条件変粟デ」夕をCRTに
表示しヶ すみ肉自動溶接システムにこれら紺青報を
与えている。
3．3 すみ肉自動溶接システムプ〕制御
（1けみ肉自動溶接コントひ一ラの回路
すみ肉自動溶接コントロ㌧山ラの回路はC㌘U周辺
回路，タイマ回路，パソコン。溶接機a倣い制御装
置との接続回路から成る。（ブロック区を図り4に
示す。）CPU周辺［可路ほ市販〟′ 〕ボードめてイコン（ワ
ンダーキット KBC80S）を利用し9 外部リセッ
29
写真3−5 すみ肉溶接における卜血テ￠倣いセン
サのセッティング
刷 すみ肉自動溶接コントローラ
すみ肉自動溶魔コントロ、¶ ラはパソコンから制御
陽報を受け取り，仮付けピードを待ったワ山ク♂）溶
昭和63年度 研究率鼓告：た分県二工業喜式験場
（ホスト，コンピュータ）
パソコン（PC−980且）
（すみ肉自動溶接コントローラ）
図3冊4 すみ肉自動溶接システム制御ブロック図
卜回路，CTC，8251等を付加した。これらの回路
「夏l を図35∼38に示す。
「溶接機との接続回路についての補足説明」
使用している溶接機は直流定電圧特性の電源で，
ワイヤ送給速度によって溶接電流を制御している。
ところが，溶接電流や電圧の変更を急激に行う際は
ワイヤ送給モータ（直流プリント。モ山夕）の回転
が安定するまでに最大0．5（秒）程度かかり，この間
〟〕溶接状態が不安定になる可能性があるので9 溶接
電流伊電圧の変更は積分回路を同い，1（秒）位の
時間をかけてゆるやかに変化させている。（溶接電
流。電圧変更の際の溶接機出力の変化の例をぎ妾！ニト9
に示す。）
溶接電流■ 電圧の設定はトーチの位置決め精度や
1ブーツと溶接機（¶ ）電極との間の電気抵抗，シー
ルド。ガス流量，卜山チ。チップの汚れ等に影響さ
れ，特に溶接電流はコンジット内の磨耗による抵抗
やワイヤ送給◎矯j t 機構のエクステンションによっ
ても変化する。溶接電流e電圧の設定では状況に応
じて微妙な調整が必＝要であり，試作システムではパ ソコンのデータによる設定に対して，制御パネル上
び〕微調整ポリュ血ムによる手動調整で±10（％）の
3（）
補正を行えるようにしている。
（2）すみ肉自動溶接システムの動作について
すみ肉自動溶接システムは自動溶接シーケンスの
中でワークの仮付けピード検出により，その箇所で
溶接電流。電圧。速度を変更し，溶接ピードレ〕品質
や形状の制御を行っている。
（作動フロー。 チ17山トを図310に示す。）
仮付けど一ドの検出ではスバッタ等の異物やノイ
ズのために短い周期（0．5秒以内）の仮付け検知が発
生するが，これらは，ノイズとしてすみ肉自動溶接
コントロ㌧】ラのマイコンにより識別を行っている。
（3）システムのノイズ対策
すみ肉自動溶接システムの電子回路（パソコン9
各種制御桓Ⅰ路）は溶接機電源ケ」プル及びア山ク発
生箇所から発生する高周波ノイズや電磁ノイズ幻影
響を強く受ける。このために9 制御用インタ山フェ
ースの主回路（マイコンCPU似）と溶接機電流￠
電圧制御回路及び台車走行速度制御胆】路とはアイソ
レーションを行い，また，電源や信号の入出力ケ」
プルにノイズ￠フィルタやフェライト◎どふズを使
用したり，入出力回路にフィルタを用いるなどして
