JPH0323071A - 自動溶接装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は自動溶接装置に関する。

（従来の技術） 近年、溶接機は自動化され、溶接トーチを数値制御で制
御可能とすると共に、トーチの動きをプログラムにより
コントロールするようになってきた。

従来、この種のプログラマプルな自動溶接装置にあって
は、トーチの移動に関し、いわゆる間接教示により位置
データを一点一点プログラムするか、または被溶接物（
ワーク）にトーチ先端を当てて直接教示していた。

例えば、直接教示において、ワークをクランプ装置にク
ランプさせた状態でトーチ先端を溶接部に当て、この点
をスポット溶接し、あるいは、この点から次の点までア
ーク溶接すると教示するが如くである。

ただし、ワークが立体物であり、溶接部が２つの面に股
がるような場合、一つの溶接部の溶接を終了し次の溶接
部に移行する際、トーチがワークに干渉すること１こな
るので、干渉防止のための迂回点をも設定しなければな
らない。間接教示にあっても同様である。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の如き従来よりの自動溶接装置にあ
っては、間接教示または直接教示により迂回点までも教
示しなければならない構成であったため、教示作業に手
間がかかり、作業効率が低下するという問題点があった
。

また、溶接せずにトーチを目的位置に移動するエアカッ
トでは、干渉物を意識しすらいため、教示を誤ってトー
チやワークを破損してしまうことがあるという問題点が
あった。

そこで、本発明は、迂回点を考慮することなく容易に教
示でき、かつトーチが干渉することなく効率よい溶接作
業を行うことができる自動溶接装置を提供することを目
的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記課題を解決するための本発明の自動溶接装置は、そ
の概要を第１図に示すように、立体的被溶接物Ｗの各溶
接部Ｓｌ，Ｓ２・・・に対し各溶接部Ｓ１．３２を順次
溶接すべく前記被溶接物Ｗの表面上に溶接トーチＴの移
動点を設定するトーチ移動点設定手段１と、設定された
トーチ移動点に基いて各溶接部Ｓｌ．Ｓ２を順次溶接実
行すべくトーチ移動経路を設定するトーチ経路設定手段
２と、該手段２で設定された済動経路に基いて順次目標
位置を定めつつ前記トーチＴを駆動するトーチ駆動手段
３と、エアカット時，次の溶接部への移動経路に関して
干渉防止のための迂回点Ｐを自動的に設定し前記トーチ
経路設定手段に与えるトーチ迂回点自動設定手段４を設
けたことを特徴とする。

（作用） 本発明の自動溶接装置では、トーチ移動点設定手段１で
設定された各溶接部の教示点に基いてトーチ経路設定手
段２で各溶接部または各溶接部間での移動経路を設定し
、トーチ駆動手段３でトーチＴを駆動する。また、各溶
接部３１，５２間の移動に関してはトーチ迂回点Ｐを自
動設定するトーチ迂回点自動設定手段４が作動され、立
体的ワークＷに対し、例えば、溶接面が異なる溶接部Ｓ
ｌ，Ｓ２となる間では、両溶接部Ｓｌ，Ｓ２を見通せる
位置Ｐに迂回点Ｐが定められ、トーチＴはこの迂回点Ｐ
を通過して次の溶接部へ移動される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明を実施した自動溶接機の斜視図である。

図示のように本例の自動溶接機５は、基台６上に立設さ
れた主ボスト７に上下（Ｚ）、左右（ＸＹ）、回転（θ
）自在のトーチＴを備えて成り、このトーチＴの前方側
には、ワークを上下動自在にクランプするワーククラン
プ装置８が備えられている。

ワーククランブ装置８とトーチＴとの間には、溶接開始
前にワーク位置を規定するための上下動自在の突き当て
９が設けられている。

また、前記基台６の隅部には副ポスト１ｏが設けられ、
この上部にアーム１１を介してペンダント式の操作ボッ
クス１２が姿勢調整可能に設けられている。さらに、こ
の副ポスト１０の一側面にはフック１３が設けられ、こ
れにハンドボックス１４を吊り下げ可能とされている。

前記操作ボックス１２にはＣＲＴ１５及び多数の操作キ
ー群（ＭＤＩパネル）１６が設けられ、これらを用いて
プログラム編集を始めとして各種操作が可能となってい
る。

前記ハンドルボックス１４は、携帯可能の操作ボックス
であり、溶接作業中に使用されるものである。

第３図は、上記自動溶接機５を制御する制御装置のブロ
ック図である。

制御装置は、メモリカード１７からデータ人力可能のマ
ザーボード１８と、これに接続されるプログラマブルコ
ントローラ（ＰＣ）１９を備えて成る。

前記ＰＣＩ９には、リレーボード２０と位置決め制御モ
ジュールＰＣＬ−Ｘ，Ｙ，Ｚが接続されている。各位置
決め制御モジュールＰＣＬ−ＸＹ，Ｚには各サーボアン
プーＸ，Ｙ，Ｚを介してエンコーダＥＸ，Ｅ”Ｔ’，Ｅ
Ｚ付のサーボモータＭＸ，ＭＹ，Ｍｚが接続されている
。Ｚ軸には軸を確実に固定するためのブレーキＢが設け
られている。

前記リレーボード２０は前記自動溶接機５の各種ソレノ
イドないしマグネットやセンサ類５ａとＭＤＩバネル１
６，ハンドボックス１４が接続され、また溶接電源２１
及び溶着検出部２２が接続されている。

リレーボード２０はこれら接続部とＰＣ１９との間で信
号授受を行うためのものであり、ＰＣＩ９は内部に組ま
れたプログラムにより、またはメモリカード１７ないし
前記マザーボード１８より人力された内容により、接続
部材を適宜作動させるものである。前記マザーボード１
８には前記ＣＲＴ１５が接続されている。

上記構成において、ＭＤＩパネル１６より、ワークＷの
溶接部の溶接位置が人力されると、マザーボード１８で
この位置を通るトーチ経路及び溶接電流を定めるプログ
ラムが設定され、サーボモータＭｘ，ＭＹ　，Ｍｚが駆
動され、溶接電源２１を介してトーチＴに所定の電流が
流される。

第４図はトーチ経路の決定方式を示すフローチャートで
ある。

まず、第５図に示すように、Ｃ　Ｒ　Ｔ　１．　５に表
示されるワークＷに対しＭＤＩパネル１６より、異なる
面にそれぞれ溶接部Ｓ３，Ｓ４が設定されたとする。

このとき、各溶接部Ｓ３，Ｓ４に関しては、同一面上の
溶接に関しては、トーチＴの移動に関してワークＷに干
渉することがないので、第１溶接点から第２溶接点への
移動に関してはワークＷからトーチＴを所定量だけ離し
て移動させるというように通常のプログラムによりトー
チ経路が定められるものである。

そこで、第５図において溶接部Ｓ３から、異なる面につ
いての溶接部Ｓ４に移行する際のトーチ経路を考える。

ステップ４０１では、ワーク項点２３を通る延長線２４
上で、Ｙ軸可動範囲のマイナス（一）端点にエアカット
時の迂回点Ｐを決定する。

この迂回点Ｐは、両溶接部Ｓ３，Ｓ４を見通せる位置で
あればよく、溶接部Ｓ３から干渉なしで移動できる位置
であり、かつ次の溶接部Ｓ４へ干渉なしで移動できる位
置である。

ステップ４０２では、エアカットについて、Ｙ軸の方向
がマイナス（＝）方向（ワークから離れる方向）ならば
、Ｙ次いでＸ，Ｚの順序でシーケンシャルに軸を移動さ
せる。

ステップ４０３では、エアカットについて、Ｙ軸の移動
方向がプラス（＋）方向（ワークに向う方向）ならば、
２に次いでＸ，Ｙの順序でシーケンシャルに軸を移動さ
せる。

ステップ４０１で迂回点ＰをＹ軸マイナス（一）端点に
定めたのは、本例の自動溶接機５では、Ｙ軸をワークに
対して接近・離反する方向に定めているからである。ま
た、各軸Ｘ，Ｙ，Ｚをシーケンシャルに順序立てて移動
させることとしたのは、トーチＴをワークＷに対して完
全に干渉させることなく動作させるためである。これら
シーケンンヤルな動作手順はワークＷとトーチＴの配置
関係により定められるものである。

以上により、本例では、第６図に示すように、対話画面
１５ａでワーク形状及び寸法並びに溶接部の溶接形態を
人力すると、第３図に示した制御装置２５によりトーチ
経路２６が算出され、操作ボックス１２またはハンドボ
ックス１４のスタート釦を押すと、このようにして作成
されたトーチ経路２６を元に自動運転が実行されるので
、トーチＴのワークＷに対する干渉を防止して効率のよ
い溶接作業が実行できる。このとき、制御装置２５が自
動的にトーチ経路を算出するので、作業者はワークの干
渉等を一切意識する必要がない。

上記実施例では、項点２３の延長線上に迂回点Ｐを求め
たが、迂回点Ｐはエアカット前後の溶接部を見通せる位
置ならどこでもよい。

また、装置の都合上、各軸をシーケンシャルに動作させ
たが、これに限定されるものでもない。

例えば、ワークの溶接部に対しトーチを法線方向に少し
だけ退避させ、しかる後３軸同時に動作させて迂回点Ｐ
に向かわせるようにしてよい。さらに、迂回点Ｐから次
の溶接部への移行に際しては、この溶接部の直近まで３
Ｉ由動作させ、次いでこの移動点を次の溶接開始点に連
続的に移行させるようにしてもよい。

また、上記実施例では干渉をワークＷに対するものとし
て説明したが、自動溶接機５の他の部材との干渉関係を
登録しておき、他の部材との関係での干渉を防止するよ
うにすることもできる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、適宜の
設計的変更を行うことにより、適宜の態様で実施し得る
ものである。

［発明の効果］ 以上の通り．．本発明は特許請求の範囲に記載の通りの
自動溶接装置であるので迂回点を考慮することなく容易
に教示でき、かつトーチが干渉することなく、効率よい
溶接作業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概要を示す図、第２図は本発明を実施
する自動溶接機の斜視図、第３図はその制御装置のブロ
ック図、第４図はトーチ経路設定方式のフローチャート
、第５図は迂回点の説明図、第６図はデータ処理方式の
説明図である。 １・・・トーチ移動点設定手段 ２・・・トーチ経路設定手段 ３・・・トーチ駆動手段 ４・・・トーチ迂回点自動設定手段 Ｔ・・・トーチ Ｗ・・・ワーク Ｐ・・・迂回点 Ｓｌ，Ｓ２・・・溶接部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）立体的被溶接物の各溶接部に対し各溶接部を順次
   溶接すべく前記被溶接物の表面上に溶接トーチの移動点
   を設定するトーチ移動点設定手段と、設定されたトーチ
   移動点に基いて各溶接部を順次溶接実行すべくトーチ移
   動経路を設定するトーチ経路設定手段と、該手段で設定
   された移動経路に基いて順次目標位置を定めつつ前記ト
   ーチを駆動するトーチ駆動手段と、エアカット時、次の
   溶接部への移動経路に関して干渉防止のための迂回点を
   自動的に設定し前記トーチ経路設定手段に与えるトーチ
   迂回点自動設定手段を設けたことを特徴とする自動溶接
   装置。
2. （２）請求項１に記載の自動溶接装置において、前記ト
   ーチ迂回点自動設定手段は、迂回点を、エアカット前の
   溶接終了点及び次の目標点を参照して両者の点を見通せ
   る位置に設定することを特徴とする自動溶接装置。
3. （３）請求項１に記載の自動溶接装置において、前記ト
   ーチ迂回点自動設定手段は、エアカット時に、次の目標
   点を参照して干渉有無を判別し干渉可能性があるときの
   み迂回点を設定することを特徴とする自動溶接装置。