JPH03114669A - ロボットによる溶接機制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は溶接ロボットに関し、とくに、ロボット制御装
置によって溶接機を制御する溶接機制御方式に関する。

従来の技術 アーク溶接においては、溶接開始時、まず、炭酸ガスを
流出させた後、溶接の立上りをスムーズにするために設
定されたアーク溶接中の溶接電圧。

ワイヤ送給速度（溶接電流）よりも高い溶接電圧及び速
いワイヤ送給速度にして溶接機を稼動するランイン処理
を行い、アークが発生すると設定したアーク溶接時の溶
接電圧、ワイヤ送給速度で溶接を行う。そして、溶接終
了時には溶接電圧、ワイヤ送給速度をただちに停止する
と溶接ビートにクレータ状の穴があくことから、溶接電
圧、ワイヤ送給速度を低下させ所定時間溶接を行うクレ
ータ処理を行った後、ワイヤ送給を停止し、適当な時間
電圧をかけてワイヤとワークが溶着するのを防止するバ
ーンバック処理を行っている。

従来から、公知の溶接ロボットにおいては、溶接時に、
ロボットの制御装置から溶接機に対し、溶接開始指令と
、設定したアーク溶接時における溶接電接、ワイヤ送給
速度を出力するのみで、溶接機側で上述したランイン処
理を行って溶接を開始する構成となっている。また、溶
接終了時も、ロボット制御装置から溶接機へ溶接停止指
令を出力し溶接電圧、ワイヤ送給速度の出力を停止する
のみで、溶接機側で上述したクレータ処理、バーンパッ
ク処理を行って溶接を停止する構成となっている。

発明が解決しようとする課題 上述したように、従来の溶接ロボットにおいては、ラン
イン処理、クレータ処理、バーンバック処理を溶接機側
で行っており、こ・れら処理を行うための各種パラメー
タ設定値を溶接機に設定しなければならず、ロボット制
御装置側の１ケ所でロボット動作をも含めて溶接動作に
係わるすべての事項を設定することができない。また、
溶接機側で上述したランイン処理、クレータ処理、バー
ンバック処理ができない簡単な溶接機においてはロボッ
トによる自動溶接ができないという欠点がある。

そこで、本発明の目的は、ロボットの制御装置側で溶接
に必要なすべてのパラメータの設定値を設定し、ロボッ
ト制御装置側で溶接機の溶接動作を制御できるロボット
による溶接制御方式を提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明においては、ロボット制御装置に予めプリフロー
時間、ランイン時間、ランイン時の溶接電圧とワイヤ送
給速度、クレータ時間、クレータ時の溶接電圧とワイヤ
送給速度、バーンバック時間、バーンバック時の電圧、
ボストフロー時間及びアーク溶接時の溶接電圧とワイヤ
送給速度を設定しておき、ロボット制御装置に教示プロ
グラム等より溶接指令が入力されるとロボット制御装置
は溶接機へガス信号を出力する。溶接機はこのガス信号
を受信するとガスを流出させる。そして、ロボット制御
装置は設定されたブリフロー時間経過後に設定されたラ
ンイン時の溶接電圧及びワイヤ送給速度を出力し、溶接
機は受信したランイン時の溶接５電圧、ワイヤ送給速度
で動作を開始しランイン処理を行う。アークが発生する
と溶接機はアーク発生信号をロボット制御装置へ出力・
し、ロボット制御装置はこの信号が入力されるとロボッ
トを動作開始させ、設定されたランイン時間が経過する
と、ロボット制御装置は設定されたアーク溶接時の溶接
電圧、ワイヤ送給速度を出力し、溶接機をアーク溶接時
の溶接電圧、ワイヤ送給速度で稼動させる。その後溶接
停止指令が入力されると、ロボット制御装置はロボット
の動作を停止させると共に溶接電圧、ワイヤ送給速度を
設定されたクレータ時の溶接電圧、ワイヤ送給速度に切
換えクレータ処理を行わせる。そして、設定されたクレ
ータ時間が経過すると、ロボット制御装置はワイヤ送給
速度出力を零にすると共に設定されたバーンバック時間
、溶接電圧をバーンバック電圧に切換えて出力し、溶接
機にバーンバック処理を行わせ、設定されたポストフロ
ー時間経過後にロボット制御装置はガス信号を停止して
溶接機からのガス流出を停止させ、溶接を終了する。

実施例 第１図は、本発明の一実施例を実施する溶接ロボットの
要部ブロック図である。

図中、符号１０は、ロボットを制御する数値制御装置等
の制御装置で、該制御装置１０はプロセッサ（以下、Ｃ
ＰＵという）１１を有し、該ｃｐＵｌｌに制御プログラ
ムを記憶するＲＯＭＩ２゜教示操作盤１４等により教示
されたロポッ）２０の動作の教示プログラムを記憶する
と共に各種演算に利用されるＲＡＭ１３．教示操作盤１
４．ＣＲＴ表示装置付き手動データ入力装置（ＣＲＴ／
ＭＤＩ）１５．　　ロボット２０の各軸のサーボモータ
のサーボ回路１８を制御する軸制御器１６、及び、イン
ターフェイス１７がバス１９で接続されている。また、
溶接機３０はインターフェイス１７を介して該ロボット
制御装置に接続されている。

なお、上記溶接ロボットの構成は従来がら公知のもので
あり、詳細は省略する。

ただ、溶接機３０は、ロボットの制御装置１゜から送ら
れてくる溶接電圧、ワイヤ送給速度に基いて、その溶接
電圧、ワイヤ送給速度で駆動するのみで溶接機自体では
ランイン処理やクレータ処理、バーンバック処理などの
制御を行わない簡単な溶接機である。

次に、溶接のための各種パラメータ設定について述べる
。

まず、ＣＲＴ／ＭＤ　Ｉ　１．５の画面をパラメータ設
定画面にし、ソフトキー“ヨウセラ”を押すと、ＣＲＴ
画面には第２図（ａ）に示すアーク溶接中の溶接電圧、
ワイヤ送給速度の設定画面となる。

なお、ワイヤ送給速度と溶接電流は所定の関係にあり、
溶接電流ＣＭＡがワイヤ送給速度となる。

そして、表示された溶接電圧ＣＭＶ、溶接電流（ワイヤ
送給速度）ＣＭＡの組合せのナンバーＮ０００〜Ｎ００
３の中から１つを選択し、そのナンバーを設定してソフ
トキー“”ＡＳ”を押すと、ＣＲＴ画面は第２図（ｂ）
の画面に変わる。なお、第２図（ａ）におけるフィード
バックの欄は実際に動作を開始したとき溶接機から送ら
れてくる溶接電圧、溶接電流を示すものである。

第２図（ｂ）の画面は、溶接開始時のランイン処理等の
パラメータ設定画面で、ナンバーＮ０ＯＯ〜Ｎ０Ｏ３に
プリフロー時間、ランイン時間。

ランイン時の溶接電圧ＣＭＶ、ランイン時の溶接電流（
ワイヤ送給速度）ＣＭＡの組合せが表示され、この中か
ら１つのナンバーを選択設定し、ソフトキー“ＣＲＡＴ
ＥＲ″を押すと、ＣＲＴ画面は第２図（ｃ）に変わる。

第２図（Ｃ）の画面はクレータ処理に関するパラメータ
の設定画面で、クレータ時間、クレータ時の溶接電圧Ｃ
ＭＶ、溶接電流（ワイヤ送給速度）ＣＭＡの組合せがＮ
０ＯＯ〜Ｎ０Ｏ３で表示され、その中から１つのナンバ
ーを選択入力し、クレータ処理のパラメータを設定し、
ソフトキー“ＢＢＣＫ”を押すと第２図（ｄ）に示す画
面に変わる。第２図（ｄ）の画面はバルンバック処理の
パラメータとポストフロー時間を設定する画面で、バー
ンバック時間とバーンバック時の溶接電圧ＣＭＶ及びポ
ストフロー時間の組合せがナンバーＮ０００〜Ｎ００３
で表示され、その中から１つのナンバーを選択入力する
ことによって、バーンバック処理のパラメータとポスト
フロー時間が設定される。

こうして、溶接動作に必要なすべてのパラメータが設定
される。

第３図は、溶接動作時のロボット制御装置の溶接機制御
処理のフローチャートで、第４図はこのときのタイミン
グチャートである。

ロボットを教示プログラムに基いて動作させ、教示プロ
グラムから溶接指令ＡＳが入力されると、ロボット制御
装置１０のＣＰＵＩＩはインターフェイス１７を介して
溶接機３０ヘガス信号ＷＤＯ２を出力し、タイマＴ１に
設定されたプリフロー時間（第２図（ｂ）参照）を設定
し、タイマＴ１゜をスタートさせる（ステップＳＬ）。

溶接機３０はこのガス信号ＷＤＯ２が入力されると、炭
酸ガスの流出を開始する（第４図参照）。一方、ＣＰＵ
１ｌはタイマＴ１がタイムアツプしたか否か判断し、タ
イムアツプすると溶接機３０に溶接開始指令ＷＤＯＩを
出力すると共に、設定されたランイン溶接電圧ＣＭＶ　
（第３図、第４図ではこの電圧をＣＭＶＲと記している
）、溶接電流（ワイヤ送給速度）ＣＭＡ　（第３図、第
４図ではこの値をＣＭＡＲと記している）を出力する。

そして、タイマＴ２に設定されたランイン時間をセット
しスタートさせる（ステップ８２〜Ｓ４）。第４図に示
すようにアーク溶接中の溶接電圧ＣＭＶ、溶接０ 電流（ワイヤ送給速度）ＣＭＡよりも高い電圧。

電流が出力されることとなり、溶接機３０はこのランイ
ン溶接電圧ＣＭＶＲと溶接電流（ワイヤ送給速度）ＣＭ
Ａｋで駆動されることとなる。そして、アークが発生す
ると溶接機３０はそれを検出し、制御装置１０にアーク
発生信号ＷＤ　Ｉ　２を出力し、制御装置１０のＣＰＵ
Ｉ　１はこのアーク発生信号ＷＤＩ２を検出するとロボ
ットの動作を開始させ、教示プログラムに従ってロボッ
トを駆動制御する（ステップＳ５，５６）（第４′図参
照）。

次に、ＣＰＵ１１はタイマＴ２がタイムアツプしたか否
か判断し、設定されたランイン時間が経過すると、溶接
電圧、溶接電流（ワイヤ送給速度）を設定されたアーク
溶接中の溶接電圧ＣＭＶ、溶接電流ＣＭＡに切換え（ス
テップＳ７．Ｓ８）、溶接機３０は以後切換えられた溶
接電圧ＡＭＶ。

溶接電流（ワイヤ送給速度）ＣＭＡで駆動する。

教示プログラムに従ってロボットが動作し、溶接が行わ
れ、溶接が終了し、教示プログラムから溶接停止指令Ａ
Ｅが読まれると（ステップＳ９）、１ ＣＰＵＩ　１はロボット動作を停止しくステップ５１０
）、溶接電圧、溶接電流を設定されたクレータ電圧（第
３図、第４図ではこのクレータ電圧をＣＭＶＣと記して
いる）、溶接電流（ワイヤ送給速度）（第３図、第４図
ではＣＭＡＣと記している）に切換え、タイマＴ３に設
定されたクレータ時間をセットし、該タイマＴ３をスタ
ートさせる（ステップ８１１，５１２）。

その結果、溶接機３０の溶接電圧、ワイヤ送給速度は第
４図にＣＭＶＣ，ＣＭＡＣとして示すように低下し、ク
レータ発生を防止する。

そして、ＣＰＵ１．１はタイマＴ３に設定したクレータ
時間がタイムアツプすると、溶接開始指令ＷＤＯＩをオ
フとし溶接電圧を設定されたバーンバック電圧ＣＭＶＢ
に切換え、溶接電流、すなわち、ワイヤ送給速度を「０
」にし、タイマＴ４に設定されたバーンバック時間をタ
イマＴ５に設定されたポストフロー時間をセットし、タ
イマＴ４゜Ｔ５をスタートさせる（ステップ８１３〜５
１５）。その結果、ワイヤとワーク間のアークは消滅し
、２ アーク発生信号ＷＤ　Ｉ　２は第４図に示すようにオフ
となる。また、バーンバック電圧は低いのでワイヤがワ
ークに溶着することを防止する。

次に、ＣＰＵ１１はタイマＴ６がタイムアツプしたか否
か判断し、設定されたバーンバック時間が経過し、タイ
マＴがタイムアツプすると、バーンバック電圧ＣＭＶＢ
を「０」にし、次に、タイマＴ５にセットされたポスト
フロー時間が経過したか否か判断し、経過したならば、
ガス信号ＷＤＯ２をオフにして炭酸ガスの流出を止め、
溶接を終了する。

発明の効果 本発明は、溶接機自体にランイン処理、バーンバック処
理等の制御を行う制御装置を有さない簡単な溶接機に対
しても、ロボット制御装置によってこの溶接機を制御し
て上述した処理をも可能として、ロボットによる自動溶
接ができるようにした。また、ロボット及び溶接機に対
する動作を１ケ所のロボット制御装置に対して行えば良
く、操作性が向上する。

３

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を実施する溶接ロボットの
構成ブロック図、第２図（ａ）〜（ｄ）は同実施例にお
ける溶接に関する各種パラメータの設定方法を説明する
説明図、第３図は同実施例における溶接処理のフローチ
ャート、第４図は同実施例におけるタイミングチャート
である。 １０・・・ロボットの制御装置、ＡＳ・・・溶接指令、
ＡＥ・・・溶接停止指令、ＷＤＯ２・・・ガス信号、Ｗ
ＤＯＩ・・・溶接開始指令、ＣＭＶ・・・溶接電圧、Ｃ
ＭＡ・・・溶接電流（ワイヤ送給速度）、ＷＤ　Ｉ　２
・・・アーク発生信号。 ４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロボット制御装置に予めプリフロー時間、ランイン時間
   、ランイン時の溶接電圧とワイヤ送給速度、クレータ時
   間、クレータ時の溶接電圧とワイヤ送給速度、バーンバ
   ック時間、バーンバック時の電圧、ポストフロー時間及
   びアーク溶接時の溶接電圧とワイヤ送給速度を設定して
   おき、ロボット制御装置に溶接指令が入力されると、ロ
   ボット制御装置は溶接機へガス信号を出力し溶接機から
   ガスを流出させ、設定されたプリフロー時間経過後に設
   定されたランイン時の溶接電圧及びワイヤ送給速度を出
   力して、溶接機をランイン時の溶接電圧、ワイヤ送給速
   度で稼動させると共に溶接機からアーク発生信号が入力
   されるとロボットを動作開始させ、設定されたランイン
   時間が経過すると、設定されたアーク溶接時の溶接電圧
   、ワイヤ送給速度を出力し、溶接機を通常の溶接電圧、
   ワイヤ送給速度で稼動させ、溶接停止指令が入力される
   とロボット制御装置はロボットの動作を停止させると共
   に溶接電圧、ワイヤ送給速度を設定されたクレータ時の
   溶接電圧、ワイヤ送給速度に切換え、設定されたクレー
   タ時間が経過するとワイヤ送給速度出力を零にすると共
   に設定されたバーンバック時間溶接電圧をバーンバック
   電圧に切換えて出力し、設定されたポストフロー時間経
   過後にガス信号を停止して溶接機からのガス流出を停止
   させることを特徴とするロボットによる溶接機制御方式
   。