JPH0699277A - 隅肉継手のロボットによるツイン溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ツインアーク溶接を行う場合にアークの発生
ズレをなくして一対の隅肉溶接継手に対して廻し溶接を
可能にすると共に溶接終端部に溶接の不揃いも生じさせ
ないこと。 【構成】 一対の隅肉溶接継手に対する溶接開始時には
多関節アーク溶接ロボットの溶接電流のオン・オフを行
うトーチスイッチをオン後一定時間経過してから各多関
節アーク溶接ロボットを溶接線方向に同期移動させてツ
インアーク溶接を開始する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は造船や橋梁パネルの一対
の隅肉溶接継手に対して２台の多関節アーク溶接ロボッ
トと共通の外部同期制御軸によりその両側を同一溶接条
件で同時に溶接を行う隅肉継手のロボットによるツイン
溶接方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、造船や橋梁パネルの一対の隅肉
溶接継手に対してそれぞれを同一の溶接条件で溶接（こ
れをツイン溶接と呼ぶ）を行う場合、例えば６軸の多関
節アーク溶接ロボットを２台、１組として用い、各多関
節アーク溶接ロボットのそれぞれに各隅肉溶接継手上を
移動させる独立の外部制御軸を持たせ、各隅肉溶接継手
に対して完全な同期はとらずに、それぞれ単独に溶接を
行う方法が採られていた。

【０００３】しかし、かかる方法では共通の外部制御軸
を持たないため、外部制御軸が２組必要となって製作コ
ストが高くなり、また、装置のスペ−ス、動作範囲も狭
くなるという問題があった。

【０００４】そこで、２台の６軸の多関節アーク溶接ロ
ボットに対して共通の外部制御軸を持ったものが考えら
れるに至った。しかし、例えば共通外部制御軸の軸数を
３軸、溶接ロボットを各６軸とすると、これらの合計１
５軸を同期制御するロボットコントローラが必要とな
り、かかる１５軸を同期制御するロボットコントローラ
を新規に設計しなけばならず、コスト高となるものであ
った。このため、汎用のロボットコントローラを２台用
意し、一方の多関節アーク溶接ロボットに対しては共通
の外部制御軸をも制御する９軸のロボットコントローラ
を用い、他方の多関節アーク溶接ロボットに対しては６
軸のロボットコントローラを用い、その６軸のロボット
コントローラは９軸のロボットコントローラから外部制
御軸の３軸の位置情報をもらうことにより、２つのロボ
ットコントローラで２台の多関節アーク溶接ロボットを
同期制御して、一対の隅肉溶接継手に対してアーク溶接
を行う方法が現在では採られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の制御方法では、
ト−チスイッチをオンした後、ア−ク発生を検出するま
で、溶接ロボットはその位置で待機する方式が採用され
ているが、ト−チスイッチのオンからア−ク発生までの
時間は、ワイヤの突き出し長さやワイヤの送り速度、ワ
イヤ表面状況の違いにより、バラツキが発生し、２台の
溶接ロボットが外部制御軸を共有する場合、完全な同期
がとれないため、ト−チ運棒が不連続となり、ビ−ドの
不揃いや欠陥の発生が避けられないという問題があっ
た。更に、溶接終了時にもアーク発生の開始のズレに伴
い終端部にも溶接の不揃いが生じるという問題点があっ
た。

【０００６】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたもので、一対の隅肉溶接継手にツイン溶接を行う
場合に溶接開始時にアークの発生ズレをなくし、一対の
隅肉溶接継手に対して廻し溶接も可能とすると共に溶接
終了時に溶接の不揃いも生じさせない隅肉継手のロボッ
トによるツイン溶接方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る隅肉継手の
ロボットによるツイン溶接方法は、２台の多関節アーク
溶接ロボットを溶接線方向に移動可能な共通の外部制御
軸に取り付け、継手始端溶接開始時には各多関節アーク
溶接ロボットの溶接電源のオン・オフを行うトーチスイ
ッチをオン後、一定時間経過してから所定の継手始端溶
接動作を開始するようにしたものである。

【０００８】

【作用】本発明においては、一対の隅肉溶接継手に対す
る溶接開始時には各多関節アーク溶接ロボットの溶接電
源のオン・オフを行うトーチスイッチをオン後、一定時
間経過してから所定の継手始端溶接動作を開始するよう
にしたから、一対の隅肉溶接継手に対する溶接開始時の
各多関節アーク溶接ロボットが移動を始める場合にはト
ーチスイッチがオンしてから一定時間経過しているため
にアークが共に発生しており、一対の隅肉溶接継手の溶
接開始部分に溶接ズレが生じることはない。また、溶接
終了時にも、終端部に溶接の不揃いが生じることもな
い。

【０００９】

【実施例】図１は本発明方法を実施している状態を示す
断面図、図２は本発明方法を実施している状態を示す斜
視図、図３は始端廻し溶接動作を示す説明図、図４はツ
イン溶接において溶接ト−チをシフトさせた状態の説明
図である。

【００１０】図において、１は下板、２は下板１上に立
設させられた立板、３は下板１と立板２とで形成される
一対の隅肉溶接継手に形成された溶接ビ−ドである。１
０は下板１上に跨設された門型の制御軸支持フレーム、
１１は制御軸支持フレーム１０の水平フレーム上面に設
けられた案内レール、１２は制御軸支持フレーム１０の
水平フレーム上をその長さ方向に案内レール１１に案内
されて移動する３軸の外部制御軸である。この外部制御
軸１２は制御軸支持フレーム１０の長さ方向（Ｘ軸方
向）に移動するＸ軸１３と、Ｘ軸１３と直交する方向
（Ｙ軸方向）に移動するＹ軸１４と、Ｙ軸１４の両端部
に設けられ、上下方向（Ｚ軸方向）移動する一対のＺ軸
１５とから構成されている。１６は外部制御軸１２の一
対のＹ軸１５にそれぞれ取り付けられた６軸の多関節ア
ーク溶接ロボット、１７は多関節アーク溶接ロボット１
６のア−ム先端、１８はア−ム１７に取り付けられた溶
接トーチ、２０は溶接ワイヤである。また、アークセン
サ等による溶接トーチ１８の開先倣い制御はロボットの
多関節軸により行うことができる。

【００１１】次に、本発明方法について説明する。ま
ず、一対の隅肉溶接継手の端部から溶接を開始する場合
について図３及び図４を参照して説明する。まず始め
に、外部制御軸１２と各溶接ロボット１６の多関節軸に
より、各溶接トーチ１８の溶接ワイヤ２０の先端が、所
定の始端廻し溶接動作の開始点（図３のＡ，Ａ´位置）
にくるようにそれぞれセットする。次に、溶接トーチ１
８の溶接電源（図示省略）へのトーチスイッチ（図示省
略）をオンした後、正常な溶接においてア−ク発生が行
われるのに必要な時間以上の所定時間だけ溶接ト−チ１
８をその位置で停止させ、所定時間経過後、ア−クの発
生を検出し、ア−クが発生していれば、所定の始端廻し
溶接動作を行い、動作の最終点（図３のＣ，Ｃ´位置）
まで溶接ト−チを移動させる。したがって、２組の溶接
ト−チ１８のア−ク発生のタイミング（ト−チスイッチ
のオンからア−ク発生検出までの時間）にズレがあって
も、始端廻し溶接の同期をとることが出来る。また、始
端廻し溶接動作（Ａ，Ａ´位置からＣ，Ｃ´位置）まで
の間は外部制御軸１２は停止している。なお、上記所定
時間経過後、ア−クの発生を確認した時、ア−クが発生
していなければ、ア−クスタ−ト不良と判定して溶接を
停止させる。

【００１２】上記制御方法により、二つの溶接ワイヤ２
０が図３に示すＣ、Ｃ´位置に同時に到達したら、各多
関節アーク溶接ロボット１６は溶接トーチ１８を溶接方
向に停止させ、今度は外部制御軸１２のＸ軸１３を溶接
線方向に沿って移動させて一対の隅肉溶接継手３の両側
のツイン溶接を行う。かかるツイン溶接により溶接が進
行して各溶接トーチ１８即ち溶接ワイヤ２０が立板２の
終端付近まできたら、立板２の終端の所定距離手前、例
えば終端の５０ｍｍ手前で外部制御軸１２の移動を停止
させ、継手終端部における終端廻し溶接動作に入る。終
端廻し溶接動作は、外部制御軸１２を停止させた状態で
各々の多関節アーク溶接ロボット１６の各軸動作により
終端廻し溶接をそれぞれ独立して行う。

【００１３】次に、ツイン溶接において、２本の溶接ト
−チを溶接進行方向にシフトさせる場合（図４に示す）
について図５及び図６を参照して説明する。この場合の
溶接ト−チＬ（先行）とＴ（後行）の始端廻し溶接の動
作を図５に示す。この場合、溶接ト−チＬのト−チスイ
ッチのオンのタイミングと溶接ト−チＴのト−チスイッ
チのオンのタイミングは、各始端廻し動作の最終点ＣL
位置およびＣT 位置に溶接ト−チＬおよびＴが同時に到
達するように時間差を設ける。各始端廻し動作において
は、図３の動作と同じく動作の開始点、即ち図５のＡL
およびＡT 位置において、溶接電源へのト−チスイッチ
をオンした後、所定時間だけ溶接ト−チをその位置で停
止させ、所定時間経過後、ア−クの発生を確認し、ア−
クが発生していれば、所定の始端廻し溶接動作を行う。
また、各始端廻し溶接動作は、外部制御軸を停止させ、
各溶接ロボットの多関節軸により行う。溶接ト−チＬ，
Ｔが同時に始端廻し動作の最終点ＣL 位置およびＣT 位
置に到達すると、各溶接ロボットのア−ムは溶接進行方
向には移動せず、共通外部制御軸により溶接方向にロボ
ットを移動させながら、ツイン溶接を行う。

【００１４】次に、溶接ト−チＬおよびＴの終端廻し溶
接の動作を図６に示す。上述の制御により、各溶接ト−
チＬ，Ｔは同時に終端廻し溶接動作の開始点ＤL,ＤT に
到達する。この時点で、共通外部制御軸は停止し、終端
廻し溶接動作は、各ロボットのア−ムによりそれぞれ独
立して行う。なお、始端および終端廻し溶接を行わない
場合は、図７および図８に示すような動作を行うことに
より、溶接残しを揃えることができる。また、図３、図
５、図６、図７、図８では簡単のために、溶接ト−チの
位置を数ポイントしか示していないが、実際の溶接では
徐々に溶接条件を本溶接条件に移行させるなどの細かな
制御を行っているため、始端及び終端廻し溶接の動作点
の数は多くなることがある。

【００１５】上述した実施例では、外部制御軸１２は共
通なものとして一つであるため、２台を一組とする多関
節アーク溶接ロボット１６，１６からなる溶接装置の製
作コストは安価で済む。また、上述した実施例では、下
板１と立板２とで形成される一対の隅肉溶接継手３とし
ているが、重ね継手や開先を有する継手のツイン溶接に
ついても適用できることはいうまでもない。

【００１６】

【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、隅肉溶接
継手のツイン溶接において、継手始端部の溶接開始時
に、溶接電源へのトーチスイッチをオンした後、所定時
間だけ溶接ト−チをその位置で停止させ、所定時間経過
後アークの発生を確認し、ア−クが発生していれば、所
定の始端廻し溶接動作を行うことにより、ト−チスイッ
チのオンからア−ク発生までの時間のバラツキを吸収す
ることにより、共通の外部制御軸に取り付けた２台のア
−ク溶接ロボットの溶接動作を同期させることにより、
不連続なト−チ運棒によるビ−ドの不揃いや欠陥の発生
のない良好な溶接品質を得ることができるという効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施している状態を示す断面図で
ある。

【図２】本発明方法を実施している状態を示す斜視図で
ある。

【図３】始端廻し溶接動作を示す説明図である。

【図４】ツイン溶接において溶接ト−チをシフトさせた
状態の説明図である。

【図５】溶接ト−チをシフトさせた場合の始端廻し溶接
動作を示す説明図である。

【図６】溶接ト−チをシフトさせた場合の終端廻し溶接
動作を示す説明図である。

【図７】溶接ト−チをシフトさせた場合の始端廻しを行
わない溶接動作を示す説明図である。

【図８】溶接ト−チをシフトさせた場合の終端廻しを行
わない溶接動作を示す説明図である。

【符号の説明】

３ 隅肉溶接ビ−ド １２ 外部制御軸 １６ 多関節アーク溶接ロボット １８ 溶接トーチ ２０ 溶接ワイヤ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２台の多関節アーク溶接ロボットを溶接
   線方向に移動可能な共通の外部制御軸に取り付け、一対
   の隅肉溶接継手の両側を２台のロボットにより同一の溶
   接条件で同時に溶接する場合に、継手始端部領域、即ち
   溶接を開始し、始端廻し溶接を行い、本溶接条件に徐々
   に移行する領域と、継手終端部領域、即ち本溶接条件か
   ら終端廻し溶接条件に徐々に移行し、終端廻し溶接を行
   い、溶接を停止する領域は、共通外部制御軸は停止さ
   せ、それぞれのロボット単独の動作により、始端及び終
   端廻し溶接を行い、継手中間部領域、即ち継手始端部の
   動作完了から継手終端部の動作開始までの領域は、それ
   ぞれの溶接ロボットのア−ムは溶接進行方向には移動せ
   ず、共通外部制御軸により溶接方向にロボットを移動さ
   せながら、一本の隅肉継手の両側を同時に溶接する隅肉
   継手のロボットによるツイン溶接方法において、 継手始端部の溶接においては、２台のロボットの動作を
   同期させるために、溶接電源へのトーチスイッチをオン
   した後、正常な溶接においてア−ク発生が行われるのに
   必要な時間以上の所定時間だけ溶接ト−チをその位置で
   停止させ、所定時間経過後、ア−クの発生を確認し、ア
   −クが発生していれば、所定の始端廻し溶接動作を行う
   ようにしたことを特徴とする隅肉継手のロボットによる
   ツイン溶接方法。