JPH0456714B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶接ロボツトにおける溶接トーチの駆
動制御方法に関する。

従来の溶接ロボツトは、溶接中に溶接トーチが
溶接対象ワークに衝突すると、溶接作業を停止す
るとともに、警告灯あるいはブザー等によつて作
業者に異常を知らせるように構成されている。し
たがつて、作業者は上記異常が知らされると、溶
接トーチを停止位置から手動操作によつて脱出さ
せ、溶接トーチの曲がり等のチエツクを行ない、
溶接トーチが正常であれば上記衝突原因を除去し
た上で再起動させるようにしていた。

すなわち、従来の溶接ロボツトは、上記異常が
発生した場合、溶接トーチの脱出方法が作業者に
任され、また溶接トーチのチエツクも作業者によ
る目視チエツクが行なわれているため、無人化、
省力化を図ることができなかつた。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、溶
接ロボツトの無人化、省力化を図つた溶接トーチ
の駆動制御方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、溶接中に溶接トーチが溶接対
象ワークに衝突したとき、溶接作業を停止させる
とともに衝突箇所から溶接トーチを自動的に脱出
させ、所定箇所に配設された溶接トーチ良否判定
手段に移動させ、ここで溶接トーチが正常である
と判定されると、次の溶接線の始端位置に溶接ト
ーチを自動的に移動させ、ここで溶接作業を自動
的に再開させるようにしている。

以下本発明を添付図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図は本発明に従つた溶接トーチの動作態様
を例示したものである。同図において、溶接対象
ワーク１は３本の溶接線２，３，４を有してい
る。なお、各溶接線の始端位置におけるテイーチ
ングポイントをそれぞれＰ１，Ｐ３，Ｐ５とし、
終端位置におけるテイーチングポイントをそれぞ
れＰ２，Ｐ４，Ｐ６とすると、溶接線２は線分
１Ｐ２、溶接線３は線分３４、溶接線４は線
分５６で表わすことができる。

この溶接対象ワーク１を囲む点ABCDEFGH
で示す領域内を便宜上ワークエリアWAとし、そ
れ以外の溶接トーチ５の移動可能領域をセイフテ
イエリアSAとする。また、セイフテイエリアSA
におけるチエツクポイントＣ１には、溶接トーチ
の良否を判定する溶接トーチ良否判定手段１０
（第２図）が設けられている。ここで、セイフテ
イエリアSAは、そのエリアSA内のセイフテイポ
イントＳ１，Ｓ２，Ｓ３とチエツクポイントＣ２
との間を溶接トーチ５が高速で移動する際に溶接
トーチ５とワーク１とが衝突することがない領域
である。また、セイフテイポイントＳ１，Ｓ２，
Ｓ３は、それぞれ溶接線２，３，４のテイーチン
グポイントＰ１，Ｐ３，Ｐ５に対応して設けられ
たセイフテイエリアSA内の点であり、それらの
ポイントＳ１，Ｓ２，Ｓ３は溶接トーチ５がそれ
らのポイントと上記テイーチングポイントとの間
を移動する際にワーク１に衝突しないようにテイ
ーチングされる。

本発明に係る制御方法は、第４図に示すフロー
チヤートに従つたプログラムを予め作成してお
き、上記ワーク１にトーチ５が衝突した場合にこ
のプログラムを実行させるようにしている。

以下、このプログラムの具体的な実行例を説明
する。

いま、たとえば溶接線３の溶接中に、溶接トー
チ５がワーク１のセツテイング誤差や仮付け誤差
等に起因してワーク１に衝突したとすると、直ち
に溶接作業を停止し、溶接トーチ５を衝突のあつ
た箇所から溶接方向とは逆の方向に溶接線３に沿
つて移動させる。溶接トーチ５が溶接線３の始端
位置Ｐ３に到達すると、この位置Ｐ３から該位置
Ｐ３に対応して予めテイーチングしたセイフテイ
ポイントＳ２に溶接トーチ５を移動させる。な
お、ここまでの溶接トーチ５の制御方式としては
補間による連続経路制御方式が採用される。

溶接トーチ５がセイフテイポイントＳ２に到達
すると、このセイフテイポイントＳ２からチエツ
クポイントＣ２にポイントツーポイント（TPT）
制御により高速で溶接トーチ５を移動させる。な
お、この移動中に、溶接トーチ５の姿勢も溶接ト
ーチのチエツクを行なうときの姿勢になるように
制御される。溶接トーチ５がチエツクポイントＣ
２に到達すると、更にチエツクポイントＣ１に移
動させ、このチエツクポイントＣ１に配設した溶
接トーチ良否判定手段１０によつて溶接トーチ５
の良否を判定する。

この溶接トーチ良否判定手段１０によつて溶接
トーチ５が正常であると判定されると、溶接トー
チ５をチエツクポイントＣ２に移動させ、続いて
衝突のあつた溶接線３の次の溶接線４の始端位置
Ｐ５に対応してテイーチングしたセイフテイポイ
ントＳ３に溶接トーチ５の姿勢を適宜変更させな
がら高速で移動させる（第１図）。

溶接トーチ５がセイフテイポイントＳ３に到達
すると、溶接線４の始端位置Ｐ５に移動させ、こ
の位置Ｐ５から溶接作業を再開させる。

このようなプログラムを作成しておけば、溶接
トーチが損傷しない程度の強さでワークに衝突し
た場合、自動的に次の溶接線から溶接作業を再開
することができる。

なお、溶接トーチ５を始端位置Ｐ５に移動させ
る際には、第３図に示すように位置Ｐ５の近傍の
位置Ｐ５′まで溶接トーチ５を移動させ、この位
置Ｐ５′から始端検出動作を実行させながら溶接
トーチ５を始端位置Ｐ５に移動させるようにする
とよい。第３図に示す始端検出動作は、位置Ｐ
５′から溶接トーチ５を水平方向にサーチ動作さ
せ、ワークと溶接ワイヤが接触したのち、所定量
だけ戻し、次に鉛直方向にサーチ動作させ、ワー
クと溶接ワイヤが接触したのち所定方向に所定量
だけ溶接トーチを移動させ溶接トーチ５を位置Ｐ
５に移動させるようにしている。

第２図は溶接トーチ良否判定手段１０の一例を
示す概略構成図である。この溶接トーチ良否判定
手段１０は、光源１１ｘ，１１ｙ，１１ｚ、レン
ズ１２ｘ，１２ｙ，１２ｚ、スリツト１３ｘ，１
３ｙ，１３ｚ、フオトセンサ１４xa，１４xb，
１４ya，１４yb，１４za，１４zbからなる３つ
の光学センサ１５，１６，１７および溶接トーチ
良否判定回路２０から構成されている。

各光学センサ１５，１６，１７は、それぞれ溶
接トーチ５のＸ，Ｙ，Ｚ方向の曲りあるいはずれ
をチエツクするもので、溶接トーチ５が正常の場
合には第２図に示すようにフオトセンサ１４xa，
１４ya，１４zaが受光せず、フオトセンサ１４
xb，１４yb，１４zbが受光する。なお、フオト
センサは受光時にハイレベル信号Ｈを出力し、不
受光時にローレベル信号Ｌを出力するものとす
る。

溶接トーチ良否判定回路２０は、フオトセンサ
１４xa，１４ya，１４zaの出力のオア条件をと
るオア回路２１、オア回路２１の出力を反転する
インバータ２２、フオトセンサ１４xb，１４yb，
１４zbの出力のアンド条件をとるアンド回路２
３、インバータ２２およびアンド回路２３の出力
のアンド条件をとるアンド回路２４から構成され
ている。したがつて、インバータ２２は、フオト
センサ１４xa，１４ya，１４zaがいずれもロー
レベル信号Ｌを出力しているときのみハイレベル
信号を出力し、アンド回路２３はフオトセンサ１
４xb，１４yb，１４zbがいずれもハイレベル信
号Ｈを出力しているときのみハイレベル信号Ｈを
出力する。アンド回路２４は２入力信号がともに
ハイレベル信号Ｈのとき、溶接トーチ５が正常で
あると判定し、コントローラ（図示せず）にハイ
レベル信号を出力する。

なお、本実施例では溶接対象ワークが複数の溶
接線を有する場合について説明したが、本発明は
複数の溶接対象ワークを順次自動溶接する場合に
おいても適用でき、この場合溶接トーチがワーク
に衝突し、かつ溶接トーチが正常であればそのワ
ーク（溶接線）を飛ばして次のワーク（溶接線）
に溶接トーチを移動させればよい。また、溶接ト
ーチ良否判定手段は本実施例のように光学センサ
を用いたものに限らず、例えばダイヤルゲージを
組み合わせたものでも実現できる。

以上説明したように本発明によれば、各溶接線
別にセイフテイポイントを設けることにより、溶
接トーチが溶接対象ワークに衝突した際に溶接ト
ーチを安全かつ短時間で脱出させることができ、
また溶接トーチが正常の場合には、衝突のあつた
溶接線の次の溶接線に安全かつ短時間で移動させ
ることができるため、溶接トーチが溶接対象ワー
クに衝突した場合においても適所に配設された溶
接トーチ良否判定手段で自動的に溶接トーチの曲
り等のチエツクを行ない、ここで溶接トーチが正
常であると判定された場合には衝突のあつた溶接
線の次の溶接線から溶接作業を再開することがで
きる。これにより、溶接トーチが溶接トーチに衝
突した場合における省力化を図ることができ、ま
た溶接ロボツトの稼動率の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による溶接トーチの動作の一実
施例を示す溶接トーチ動作図、第２図は本発明に
係る溶接トーチ良否判定手段の一例を示す概略構
成図、第３図は溶接線の始端検出方法の一例を示
す溶接トーチの動作図、第４図は本発明による溶
接トーチの駆動制御方法の一実施例を示すフロー
チヤートである。 １……溶接対象ワーク、２，３，４……溶接
線、５……溶接トーチ、１０……溶接トーチ良否
判定手段、１５，１６，１７……光学センサ、２
０……溶接トーチ良否判定回路、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
３……セイフテイポイント、Ｃ１，Ｃ２……チエ
ツクポイント。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の溶接線を順次自動溶接する溶接ロボツ
   トにおいて、溶接トーチの移動可能領域の適所に
   該溶接トーチの良否を判定する溶接トーチ良否判
   定手段を配設し、かつ前記複数の溶接線のうち任
   意の溶接線の溶接中において前記溶接トーチが溶
   接対象ワークに衝突したことが検出された場合
   に、溶接作業を停止して溶接トーチを該溶接線の
   始端位置まで逆方向に移動させ、続いて溶接トー
   チを前記始端位置から該始端位置に対応してテイ
   ーチングされるセイフテイポイントを経由して、
   前記溶接トーチ良否判定手段の判定位置に移動さ
   せ、つぎに前記溶接トーチ良否判定任意手段に溶
   接トーチが正常であるか否かを判定させ、正常で
   ある場合に溶接トーチを前記衝突のあつた溶接線
   の次の溶接線の始端位置に該始端位置に対応して
   テイーチングされるセイフテイポイントを経由し
   て移動させ、ここで溶接作業を再開させるという
   内容のプログラムを作成しておき、前記溶接線の
   テイーチングに際し、前記溶接トーチを各溶接線
   の始端位置から退避させるための前記セイフテイ
   ポイントをテイーチングし、溶接トーチが溶接対
   象ワークに衝突したときには前記プログラムにし
   たがつて溶接トーチを駆動制御することを特徴と
   する溶接トーチの駆動制御方法。 ２ 前記溶接トーチ良否判定手段は、前記溶接ト
   ーチの曲がり量が所定範囲内であれば正常な溶接
   トーチであると判定する特許請求の範囲第１項記
   載の溶接トーチの駆動制御方法。