JPH0459072B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶接ロボツトのアーク電流異常による
一時停止発生後の自動処理方法に関する。

この種の溶接ロボツトとしては、第１図に示す
ような構成のものがある。この溶接ロボツトは、
溶接トーチ１を具備し、この溶接トーチ１の姿勢
を制御する回動軸Ｓおよび回動軸Ｂ（第２図ａお
よびｂ参照）を有する手首部２と、横送りＸ、水
平Ｙ、垂直Ｚの直交座標系の腕部３とからなるロ
ボツト本体、溶接ロボツト制御装置４、テイーチ
ングボツクス５、溶接電流供給装置６および溶接
ワイヤボツクス７から構成されている。

かかる溶接ロボツトによつて、ワークを溶接す
る場合、所望の溶接品質を得るために、ワークの
厚板、脚長等に応じた所定のアーク電流を流す必
要がある。

通常、溶接中に上記所定のアーク電流を保持す
るために、溶接トーチ１とワークとの間、すなわ
ちワイヤ突出長Ｌ（第３図）を一定に保つように
軸制御がなされている。しかしながら、テイーチ
ングした溶接線と実際の溶接線との誤差、その他
種々の影響によりワイヤ突出長Ｌが大きく変化
し、その結果、第４図に示すワイヤ突出長Ｌとア
ーク電流との関係を示すグラフからも明らかなよ
うに、アーク電流値が許容範囲を越えてしまうこ
とがある。

ワイヤ突出長が短くなりすぎてアーク電流が最
大許容電流以上になると、溶けた鉄による輻射熱
によりトーチ、ノズル等を溶かすおそれがあり、
またワーク対しても突き抜けを起こすおそれがあ
り、一方、ワイヤ突出長が長くなりすぎて最小許
容電流以下になると、溶接中に溶接箇所をガスシ
ールドしているが、このガスシールドの効果が弱
くなり、外気に溶接箇所が触れるためにワークの
溶接品質が劣化する（プローホール）。

したがつて、従来は上記理由により、アーク電
流値が許容範囲を越えると、一時停止するように
なつている。そして、再起動するには、オペレー
タが適切な処理をした後に一時停止解除ボタンを
操作する必要があり、オペレータの負担が増大
し、ロボツトの無人化運転の妨げとなつていた。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、
アーク電流が最大許容電流を越えて一時停止した
場合に、自動的にその原因を除去し再起動させる
ことができるアーク電流異常による父時停止発生
後の自動処理方法を提供することを目的とする。

この発明によれば、アーク電流が最大許容電流
を越えて一時停止した場合を検出し、このときに
溶接トーチの向いている方向に該溶接トーチを所
定量だけ後退させ、その後、後退位置における位
置データに基づき自動的に再起動させることによ
り上記目的を達成するようにしている。

以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説明
する。

第５図は本発明に係るアーク電流異常による一
時停止発生後の自動処理方法の一実施例を示すフ
ローチヤートである。同図において、溶接を開始
させるためには、まず溶接線の始端検出等の溶接
開始準備を行ない（図示せず）、その後溶接線の
始端位置より溶接を開始する。この溶接中には、
テイーチングデータによる移動指令および倣い制
御等により溶接トーチ１が実際の溶接線に沿うよ
うにロボツト各軸を移動制御し、そしてアーク電
流値が正常か否か、即ちアーク電流値が予め設定
した許容範囲内にあるか否かを常時監視する。

アーク電流値が正常である場合には、溶接線が
まだあるか否かを判断し、溶接線がなくなるまで
上記溶接を続行し、溶接線終端位置で溶接を終了
する。アーク電流値が異常である場合には、一時
停止し、その後本発明に係る処理を実行する。

アーク電流値が異常となつて一時停止する場合
としては、アーク電流値が最小許容電流値以下と
なる場合と最大許容電流値以上となる場合がある
ため、まずアーク電流値の異常がいずれの場合か
を判定する。

アーク電流値が最小許容電流値以下の場合は、
アークとトーチ間が離れすぎ、ガスシールドの効
果が弱くなつているので、溶接品質が悪くなつて
いる場合があり、したがつてこの場合はそのまま
再起動させずにCRTデイスプレイ上に最小許容
電流以下になつたことを表示し、一時停止状態の
ままオペレータによる処理を待つ。なお、これは
従来通りである。

アーク電流値が最大許容電流値以上の場合は、
予め準備されている処理機能に基づき溶接トーチ
をトーチが向いている方向に所定量だけ後退さ
せ、トーチをワークから遠ざけたのち（１点鎖線
で囲んだ処理をしたのち、）自動的に再起動させ
る。

いま、第６図に示すようにテイーチング点P_iと
P_i+1との間を溶接中に、位置P_i′でアーク電流値
が最大許容電流値以上になつた場合について説明
する。なお、上記テイーチング点P_iに関するＸ、
Ｙ、Ｚ軸および回動軸Ｓ、Ｂのテイーチングデー
タを（X_i、Y_i、Z_i、θ_S、θ_B）とし、同様にテイー
チング点P_i+1に関するテイーチングテータを
（X_i+1、Y_i+1、Z_i+1、θ_S、θ_B）とする。すなわち、
これらのテイーチングデータからも明らかなよう
に、テイーチング点P_i、P_i+1間の溶接トーチの移
動に際して溶接トーチの姿勢の変更はないものと
する。

さて、位置P_i′でアーク電流値が最大許容電流
値以上になつた場合、上述したように溶接ロボツ
トを一時停止し、溶接トーチ１をトーチの向いて
いる方向に所定量△Ｌだけ後退させる。

ここで、第７図を参照して溶接トーチ１を所定
量△Ｌだけ後退させる方法について説明する。溶
接トーチ１を溶接トーチ１の向いている方向に移
動させるためには、直交３軸を同時に駆動し、各
軸Ｘ、Ｙ、Ｚの移動量がそれぞれ△Ｘ、△Ｙ、△
Ｚとなればよい。ここで、位置P_i′と位置Ｑとの
距離を△Ｌとし、手首部２のＳ軸およびＢ軸の角
度をそれぞれθ_Sおよびθ_Bとすると、各軸Ｘ、Ｙ、
Ｚの移動量△Ｘ、△Ｙ、△Ｚは、 △Ｘ＝△Lsinθ_Bsinθ_S △Ｙ＝△Lsinθ_Bcosθ_S △Ｚ＝△Lcosθ_B ……(1) となる。

したがつて、上記第(1)式で演算した各軸Ｘ、
Ｙ、Ｚの移動量△Ｘ、△Ｙ、△Ｚだけ後退させる
ことにより、溶接トーチ１をトーチの向いている
方向に所定量△Ｌだけ後退させることができる。
なお、トーチとワークとの干渉を回避するため
に、矢印Ａ方向に後退させるためには、各軸Ｘ、
Ｙ、Ｚの速度比が前記第(1)式の右辺の比を満足す
るようにすればよい。

このようにして、トーチ後退量△Ｌを読み出し
（第５図）、単位時間当りの移動量を算出し、各軸
にその指令値を出力して各軸を同時制御する。そ
して、トーチ後退量が△Ｌに達するとその移動を
停止する。

次に、上記溶接トーチ１の後退位置から自動的
に再起動させる。この場合、後退位置における位
置データとテイーチング点P_i+1のテイーチングデ
ータに基づいて移動指令を計算し、その後の溶接
中における溶接トーチ１の移動を制御する。

なお、トーチ後退量△Ｌを例えば、３mm、５
mm、７mmとそれぞれ異なる値を設定しておき、ア
ーク電流値が最大許容電流値を越えて一時停止し
た回数に応じてそれぞれ異なる値だけ後退させる
ようにしてもよい。

以上説明したように本発明によれば、溶接中に
アーク電流値が最大許容電流値以上となつて一時
停止した場合に、アーク電流を減少させるために
溶接トーチをワークから遠ざけ、その後自動的に
再起動を行なうため、オペレータの操作の低減を
図ることができ、ロボツトの無人化運転を可能に
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用される溶接ロボツトの
一例を示すシステム構成図、第２図ａおよびｂは
それぞれ溶接ロボツトの手首部の平面図および側
面図、第３図はワイヤ突出長を定義するために用
いた図、第４図はワイヤ突出長とアーク電流との
関係を示すグラフ、第５図は本発明に係るアーク
電流異常による一時停止発生後の自動処理方法の
一実施例を示すフローチヤート、第６図はテイー
チング点P_i、p_i+1間の溶接中にアーク電流異常が
発生した場合の説明図、第７図は溶接トーチを溶
接トーチの向いている方向に移動させる方法を説
明するために用いた図である。 １……溶接トーチ、２……手首部、３……腕
部、４……溶接ロボツト制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶接トーチの姿勢を制御する回動軸を有する
   手首部と、前記手首部の位置を移動制御する複数
   軸を有する腕部とからなり、溶接中にアーク電流
   値が許容範囲外になると一時停止する溶接ロボツ
   トにおいて、予め一時停止時における溶接トーチ
   の姿勢に基づき、溶接トーチの向いている方向に
   該溶接トーチを所定量だけ後退させる処理機能を
   準備し、溶接中にアーク電流値が最大許容電流値
   を超えて一時停止した場合を検出し、このとき前
   記準備した処理を実行させ、その実行後における
   前記各軸の位置データに基づきその後退位置から
   自動的に再起動させることを特徴とするアーク電
   流異常による一時停止発生後の自動処理方法。