JPH08206834A - 開先幅倣い方法 - Google Patents
開先幅倣い方法Info
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- JPH08206834A JPH08206834A JP3910695A JP3910695A JPH08206834A JP H08206834 A JPH08206834 A JP H08206834A JP 3910695 A JP3910695 A JP 3910695A JP 3910695 A JP3910695 A JP 3910695A JP H08206834 A JPH08206834 A JP H08206834A
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- welding
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- weaving
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- 238000009941 weaving Methods 0.000 claims abstract description 81
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- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 9
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Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶接品質の低下を防止できる開先幅倣い方法
を提供する。 【構成】 溶接開始点におけるルートギャップを検出
し、該ウィービング幅をルートギャップに対応するよう
に制御しながらウィービングを行う。この後、ウィービ
ング幅を増大させたときにルートギャップの増大を検出
し難いように補正される一方、ウィービング幅を減少さ
せたときにルートギャップの増大を検出し易いように補
正される基準値と、ウィービング時の電気量とを比較す
ることによって、ルートギャップの増減を検出し、該ル
ートギャップの増減に対応するようにウィービング幅を
制御して開先幅倣いを行う。
を提供する。 【構成】 溶接開始点におけるルートギャップを検出
し、該ウィービング幅をルートギャップに対応するよう
に制御しながらウィービングを行う。この後、ウィービ
ング幅を増大させたときにルートギャップの増大を検出
し難いように補正される一方、ウィービング幅を減少さ
せたときにルートギャップの増大を検出し易いように補
正される基準値と、ウィービング時の電気量とを比較す
ることによって、ルートギャップの増減を検出し、該ル
ートギャップの増減に対応するようにウィービング幅を
制御して開先幅倣いを行う。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ルートギャップの増減
に対応するようにウィービング幅を制御して開先幅倣い
を行う開先幅倣い方法に関するものである。
に対応するようにウィービング幅を制御して開先幅倣い
を行う開先幅倣い方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】アーク溶接により突き合わせ溶接や隅肉
溶接を行う際には、溶接金属を平坦に形成して内部欠陥
を少なくするため、通常、溶接電極を溶接線に対して左
右方向にウィービングさせながら溶接するウィービング
溶接が採用されるようになっている。
溶接を行う際には、溶接金属を平坦に形成して内部欠陥
を少なくするため、通常、溶接電極を溶接線に対して左
右方向にウィービングさせながら溶接するウィービング
溶接が採用されるようになっている。
【0003】上記のウィービング溶接は、アーク溶接ロ
ボットに対して予め溶接開始点、溶接終了点および溶接
条件(例えばウィービング幅や余盛り高さ、基準ルート
ギャップ等の開先情報)を教示しておき、これらの教示
データを再生してアーク溶接ロボットを作動させること
により実施されるようになっている。
ボットに対して予め溶接開始点、溶接終了点および溶接
条件(例えばウィービング幅や余盛り高さ、基準ルート
ギャップ等の開先情報)を教示しておき、これらの教示
データを再生してアーク溶接ロボットを作動させること
により実施されるようになっている。
【0004】ところで、開先の状態は、ワークの開先加
工や仮づけ精度のばらつき、溶接中の熱歪み等の要因に
より変動し、溶接の当初または途中から開先情報と一致
しないことが多く、開先情報を単に再生してウィービン
グ溶接しただけでは、余盛り高さを一定とした良好な溶
接品質を安定して得ることができない。従って、従来
は、例えば特開昭61−293675号公報に開示され
ているように、ウィービング両端でのアークの電気量
(電流・電圧)が所定の基準値となるようにウィービン
グ幅を制御する開先幅倣い方法によって、ウィービング
幅が開先状態の変動に対応して変更されるようになって
いる。
工や仮づけ精度のばらつき、溶接中の熱歪み等の要因に
より変動し、溶接の当初または途中から開先情報と一致
しないことが多く、開先情報を単に再生してウィービン
グ溶接しただけでは、余盛り高さを一定とした良好な溶
接品質を安定して得ることができない。従って、従来
は、例えば特開昭61−293675号公報に開示され
ているように、ウィービング両端でのアークの電気量
(電流・電圧)が所定の基準値となるようにウィービン
グ幅を制御する開先幅倣い方法によって、ウィービング
幅が開先状態の変動に対応して変更されるようになって
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の開先幅倣い方法では、図15(a)・(b)に示す
ように、溶接開始点における開先情報の基準ルートギャ
ップG0よりも実際のワーク51・51のルートギャッ
プG1の方が大きい場合、基準ルートギャップG0に対
応したウィービング幅がルートギャップG1に追従する
までに偏差が生じることになり、溶接開始点付近の領域
における溶接品質が低下したものになるという問題があ
る。
来の開先幅倣い方法では、図15(a)・(b)に示す
ように、溶接開始点における開先情報の基準ルートギャ
ップG0よりも実際のワーク51・51のルートギャッ
プG1の方が大きい場合、基準ルートギャップG0に対
応したウィービング幅がルートギャップG1に追従する
までに偏差が生じることになり、溶接開始点付近の領域
における溶接品質が低下したものになるという問題があ
る。
【0006】また、ウィービング幅をルートギャップに
追従させると、溶接品質に関係する余盛り高さが減少す
るという問題もある。そこで、ウィービング幅の変動に
応じて溶接速度を制御する方法を採用することによっ
て、余盛り高さを一定にすることが可能であるが、この
場合には、溶接速度の変化がルートギャップの検出に影
響して開先幅倣い制御が不安定になり、結果として溶接
途中の領域において溶接品質が低下するという問題があ
る。
追従させると、溶接品質に関係する余盛り高さが減少す
るという問題もある。そこで、ウィービング幅の変動に
応じて溶接速度を制御する方法を採用することによっ
て、余盛り高さを一定にすることが可能であるが、この
場合には、溶接速度の変化がルートギャップの検出に影
響して開先幅倣い制御が不安定になり、結果として溶接
途中の領域において溶接品質が低下するという問題があ
る。
【0007】即ち、図16(a)〜(c)に示すよう
に、ウィービング幅W1を増大させる際に、余盛り高さ
の減少を防止するように溶接速度を低下させると、アー
ク点が溶接プールの後方に位置して溶接トーチ53がA
位置からB位置に存在する状態となる。従って、B位置
においては、見かけのルートギャップが増大した状態と
なるため、ウィービング幅W1をさらに増大させること
になり、最悪の場合には、ウィービング幅の増大と溶接
速度の低下とが繰り返されることによって、溶接電極の
制御が発散することになる。
に、ウィービング幅W1を増大させる際に、余盛り高さ
の減少を防止するように溶接速度を低下させると、アー
ク点が溶接プールの後方に位置して溶接トーチ53がA
位置からB位置に存在する状態となる。従って、B位置
においては、見かけのルートギャップが増大した状態と
なるため、ウィービング幅W1をさらに増大させること
になり、最悪の場合には、ウィービング幅の増大と溶接
速度の低下とが繰り返されることによって、溶接電極の
制御が発散することになる。
【0008】そこで、特開平5−245636号公報に
は、余盛り高さとルートギャップとの関係を解析し、溶
接速度の変化がルートギャップの検出に影響しない範囲
を特定し、この範囲において開先幅倣い制御を行う方法
が開示されている。ところが、この場合には、ワークの
熱変形や仮付けミス等により上述の範囲を越えたときに
開先幅倣いが不安定になって溶接品質が低下するという
問題がある。
は、余盛り高さとルートギャップとの関係を解析し、溶
接速度の変化がルートギャップの検出に影響しない範囲
を特定し、この範囲において開先幅倣い制御を行う方法
が開示されている。ところが、この場合には、ワークの
熱変形や仮付けミス等により上述の範囲を越えたときに
開先幅倣いが不安定になって溶接品質が低下するという
問題がある。
【0009】従って、本発明は、溶接品質の低下を防止
することができる開先幅倣い方法を提供しようとするも
のである。
することができる開先幅倣い方法を提供しようとするも
のである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、請求項1の開先幅倣い方法は、溶接開始点における
ルートギャップを検出し、該ルートギャップに対応する
ウィービング幅とした後、該ウィービング幅をルートギ
ャップの増減に対応するように制御して開先幅倣いを行
うことを特徴としている。
に、請求項1の開先幅倣い方法は、溶接開始点における
ルートギャップを検出し、該ルートギャップに対応する
ウィービング幅とした後、該ウィービング幅をルートギ
ャップの増減に対応するように制御して開先幅倣いを行
うことを特徴としている。
【0011】また、請求項2の開先幅倣い方法は、ウィ
ービング時の電気量と基準値とを比較することによりル
ートギャップの増減を検出し、該ルートギャップの増減
に対応するようにウィービング幅を制御しながら余盛り
高さを一定に制御するものであり、上記基準値は、ウィ
ービング幅を増大させたときにルートギャップの増大を
検出し難いように補正される一方、ウィービング幅を減
少させたときにルートギャップの増大を検出し易いよう
に補正されることを特徴としている。
ービング時の電気量と基準値とを比較することによりル
ートギャップの増減を検出し、該ルートギャップの増減
に対応するようにウィービング幅を制御しながら余盛り
高さを一定に制御するものであり、上記基準値は、ウィ
ービング幅を増大させたときにルートギャップの増大を
検出し難いように補正される一方、ウィービング幅を減
少させたときにルートギャップの増大を検出し易いよう
に補正されることを特徴としている。
【0012】
【作用】請求項1の構成によれば、溶接開始点における
ルートギャップを検出し、このルートギャップに対応す
るウィービング幅とした後、開先幅倣いを行うようにな
っているため、溶接開始点におけるルートギャップが、
想定したルートギャップよりも大きなものであっても、
溶接開始点付近の領域における溶接品質の低下を防止す
ることが可能になっている。
ルートギャップを検出し、このルートギャップに対応す
るウィービング幅とした後、開先幅倣いを行うようにな
っているため、溶接開始点におけるルートギャップが、
想定したルートギャップよりも大きなものであっても、
溶接開始点付近の領域における溶接品質の低下を防止す
ることが可能になっている。
【0013】また、請求項2の構成によれば、ウィービ
ング幅を増大させたときにルートギャップの増大を検出
し難いように基準値が補正されるようになっているた
め、余盛り高さを一定に制御することにより見かけのル
ートギャップが増大した場合でも、この増大分を基準値
の補正により差し引くことが可能になり、結果として溶
接途中の領域における溶接品質の低下を防止することが
可能になっている。さらに、ワークの熱変形や仮付けミ
ス等によりルートギャップの増減が顕著になった場合で
も、基準値を基にしてルートギャップの増減を検出する
ため、開先幅倣いが不安定になって溶接品質が低下する
こともない。
ング幅を増大させたときにルートギャップの増大を検出
し難いように基準値が補正されるようになっているた
め、余盛り高さを一定に制御することにより見かけのル
ートギャップが増大した場合でも、この増大分を基準値
の補正により差し引くことが可能になり、結果として溶
接途中の領域における溶接品質の低下を防止することが
可能になっている。さらに、ワークの熱変形や仮付けミ
ス等によりルートギャップの増減が顕著になった場合で
も、基準値を基にしてルートギャップの増減を検出する
ため、開先幅倣いが不安定になって溶接品質が低下する
こともない。
【0014】
【実施例】本発明の一実施例を図1ないし図14を用い
て説明する。本実施例に係る開先幅倣い方法は、図2に
示すように、アーク溶接ロボット1がロボット制御盤2
により制御されながら溶接する際に実施されるようにな
っている。アーク溶接ロボット1は、基礎6に固設さ
れ、垂直軸廻りに旋回運動する旋回台と、旋回台に設け
られ、垂直面内において揺動運動する垂直アームと、垂
直アームの先端に設けられ、同一の垂直面内で揺動運動
する水平アームと、水平アームの先端に設けられ、溶接
トーチ3を保持する手首部とを有しており、溶接トーチ
3には、ワイヤ送給モータ7から溶接電極8が供給され
るようになっている。
て説明する。本実施例に係る開先幅倣い方法は、図2に
示すように、アーク溶接ロボット1がロボット制御盤2
により制御されながら溶接する際に実施されるようにな
っている。アーク溶接ロボット1は、基礎6に固設さ
れ、垂直軸廻りに旋回運動する旋回台と、旋回台に設け
られ、垂直面内において揺動運動する垂直アームと、垂
直アームの先端に設けられ、同一の垂直面内で揺動運動
する水平アームと、水平アームの先端に設けられ、溶接
トーチ3を保持する手首部とを有しており、溶接トーチ
3には、ワイヤ送給モータ7から溶接電極8が供給され
るようになっている。
【0015】また、ロボット制御盤2は、図3に示すよ
うに、姿勢制御部10と倣い制御部11とを有してお
り、姿勢制御部10は、教示データを記憶した教示デー
タ記憶部16と、ウィービング幅等の教示データに基づ
いて溶接トーチ3の位置を計算する位置計算部12と、
アーク溶接ロボット1に設けられた図示しないサーボモ
ータを駆動するサーボ制御部13と、溶接開始点のルー
トギャップを検出する開始点ギャップセンシング部17
とを備えている。
うに、姿勢制御部10と倣い制御部11とを有してお
り、姿勢制御部10は、教示データを記憶した教示デー
タ記憶部16と、ウィービング幅等の教示データに基づ
いて溶接トーチ3の位置を計算する位置計算部12と、
アーク溶接ロボット1に設けられた図示しないサーボモ
ータを駆動するサーボ制御部13と、溶接開始点のルー
トギャップを検出する開始点ギャップセンシング部17
とを備えている。
【0016】一方、倣い制御部11は、溶接電流をデジ
タル値の溶接電流値に変換するA/D変換部14と、溶
接電流値と位置計算部12からのウィービング端信号と
を基にしてウィービング幅を適正な幅へ変更させるよう
に修正指令信号を位置計算部12に送信する倣い計算部
15とを備えている。これにより、図2に示すように、
ロボット制御盤2は、ウィービング幅を溶接開始点のル
ートギャップに対応させた後、溶接開始点から溶接終了
点に至るまでルートギャップに応じた適正なウィービン
グ幅に変更しながらアーク溶接ロボット1の姿勢および
位置を制御して溶接を行わせるようになっている。
タル値の溶接電流値に変換するA/D変換部14と、溶
接電流値と位置計算部12からのウィービング端信号と
を基にしてウィービング幅を適正な幅へ変更させるよう
に修正指令信号を位置計算部12に送信する倣い計算部
15とを備えている。これにより、図2に示すように、
ロボット制御盤2は、ウィービング幅を溶接開始点のル
ートギャップに対応させた後、溶接開始点から溶接終了
点に至るまでルートギャップに応じた適正なウィービン
グ幅に変更しながらアーク溶接ロボット1の姿勢および
位置を制御して溶接を行わせるようになっている。
【0017】上記の構成において、アーク溶接ロボット
1の動作を通じて開先幅倣い方法について説明する。
1の動作を通じて開先幅倣い方法について説明する。
【0018】先ず、図4(a)・(b)のワーク9を溶
接すると想定した場合の教示動作を説明する。図5に示
すように、教示ペンダントによりアーク溶接ロボット1
が操作されることによって、溶接電極8が溶接開始点P
1に移動され、この位置が記憶されることになる(S
1)。この後、電流・電圧や基準溶接速度V0、ウィー
ビング周波数、基準ウィービング幅W0、基準ルートギ
ャップG0、余盛り高さHおよび開先角度θ等の溶接条
件が入力され(S2)、アークを発生させるアークON
命令が入力された後(S3)、溶接電極8が溶接終了点
P2に移動され、この位置が記憶されることになる(S
4)。そして、アークの発生を停止するアークOFF命
令が入力され(S5)、教示動作が終了されることにな
る。
接すると想定した場合の教示動作を説明する。図5に示
すように、教示ペンダントによりアーク溶接ロボット1
が操作されることによって、溶接電極8が溶接開始点P
1に移動され、この位置が記憶されることになる(S
1)。この後、電流・電圧や基準溶接速度V0、ウィー
ビング周波数、基準ウィービング幅W0、基準ルートギ
ャップG0、余盛り高さHおよび開先角度θ等の溶接条
件が入力され(S2)、アークを発生させるアークON
命令が入力された後(S3)、溶接電極8が溶接終了点
P2に移動され、この位置が記憶されることになる(S
4)。そして、アークの発生を停止するアークOFF命
令が入力され(S5)、教示動作が終了されることにな
る。
【0019】次に、再生動作を説明する。尚、実際のワ
ーク9は、図6(a)〜(c)に示すように、溶接開始
点P1から溶接終了点P2にかけて、教示時に想定した
ワークと同一の基準ルートギャップG0よりも広いルー
トギャップG1からルートギャップG2にテーパ状に拡
大していると仮定する。
ーク9は、図6(a)〜(c)に示すように、溶接開始
点P1から溶接終了点P2にかけて、教示時に想定した
ワークと同一の基準ルートギャップG0よりも広いルー
トギャップG1からルートギャップG2にテーパ状に拡
大していると仮定する。
【0020】先ず、図3に示すように、姿勢制御部10
の開始点ギャップセンシング部17および位置計算部1
2においてロボット制御処理が実行されることによっ
て、開始点ギャップセンシングが行われることになる。
即ち、図7および図8に示すように、溶接電極8の先端
が溶接開始点P1上方の所定の高さ距離D(2mm程
度)に位置決めされた後、溶接電極8が開先壁9aに当
接するまでA方向およびB方向に平行移動されることに
よって、移動距離GUが求められることになる。そし
て、移動距離GUと高さ距離DとがG=GU−2Dta
nθに代入されることによって、溶接開始点P1におけ
るルートギャップG1が求められることになる(S
8)。
の開始点ギャップセンシング部17および位置計算部1
2においてロボット制御処理が実行されることによっ
て、開始点ギャップセンシングが行われることになる。
即ち、図7および図8に示すように、溶接電極8の先端
が溶接開始点P1上方の所定の高さ距離D(2mm程
度)に位置決めされた後、溶接電極8が開先壁9aに当
接するまでA方向およびB方向に平行移動されることに
よって、移動距離GUが求められることになる。そし
て、移動距離GUと高さ距離DとがG=GU−2Dta
nθに代入されることによって、溶接開始点P1におけ
るルートギャップG1が求められることになる(S
8)。
【0021】この後、ルートギャップG1と基準ルート
ギャップG0とのギャップ差dwoが求められることに
なる(S9)。このギャップ差dwoは、基準ウィービ
ング幅W0に加算されることになり、図6(c)に示す
ように、基準ウィービング幅W0が溶接開始点P1のル
ートギャップG1に対応したウィービング幅W1に補正
されることになると共に、後述の余盛り高さ制御処理に
よりルートギャップG1に対応した溶接速度Vに補正さ
れることになる(S10)。
ギャップG0とのギャップ差dwoが求められることに
なる(S9)。このギャップ差dwoは、基準ウィービ
ング幅W0に加算されることになり、図6(c)に示す
ように、基準ウィービング幅W0が溶接開始点P1のル
ートギャップG1に対応したウィービング幅W1に補正
されることになると共に、後述の余盛り高さ制御処理に
よりルートギャップG1に対応した溶接速度Vに補正さ
れることになる(S10)。
【0022】次に、上記のウィービング幅W1および溶
接速度Vでもってウィービング動作が開始されると、溶
接電極8がウィービング動作の端部に位置しているか否
かが判定されることになる(S11)。溶接電極8が端
部に位置していないと判定された場合には、S16が実
行されることになり、現状のウィービング幅W1および
溶接速度Vを用いて軌跡演算により目標位置が求められ
た後(S16)、この目標位置がサーボ制御部13に出
力されることになる(S17)。
接速度Vでもってウィービング動作が開始されると、溶
接電極8がウィービング動作の端部に位置しているか否
かが判定されることになる(S11)。溶接電極8が端
部に位置していないと判定された場合には、S16が実
行されることになり、現状のウィービング幅W1および
溶接速度Vを用いて軌跡演算により目標位置が求められ
た後(S16)、この目標位置がサーボ制御部13に出
力されることになる(S17)。
【0023】一方、端部に位置していると判定された場
合には、図1にも示すように、端部の位置が溶接方向に
対して右端および左端のいずれであるかを示すウィービ
ング端信号が倣い制御部11に出力されることになる
(S12)。この後、倣い制御部11からの修正指令信
号dwが受信されたときに(S13)、修正指令信号d
wのデータ内容がW=W1+Σdwに代入されることに
よって、ウィービング幅Wに更新されることになる(S
14)。
合には、図1にも示すように、端部の位置が溶接方向に
対して右端および左端のいずれであるかを示すウィービ
ング端信号が倣い制御部11に出力されることになる
(S12)。この後、倣い制御部11からの修正指令信
号dwが受信されたときに(S13)、修正指令信号d
wのデータ内容がW=W1+Σdwに代入されることに
よって、ウィービング幅Wに更新されることになる(S
14)。
【0024】次に、余盛り高さ制御処理が実行され、現
在のルートギャップGに対応した溶接速度Vに補正され
ることになる(S15)。具体的には、図9に示すよう
に、ウィービング幅W・W1およびルートギャップG1
がG=G1+(W−W1)に代入されることによって、
現在のルートギャップGが計算されることになる(S2
1)。この後、図10に示すように、ルートギャップG
と余盛り高さHと開先角度θとを用いてルートギャップ
Gで形成される開先の断面積Sが求められ(S22)、
この断面積Sと教示時に想定した開先の基準断面積S0
と基準溶接速度V0とがV=V0×(S0/S)に代入
され、新たな溶接速度Vに補正されることになる(S2
3)。これにより、ルートギャップGが増大する程、開
先の断面積Sが増大するため、補正後の溶接速度Vが減
少されることになる。
在のルートギャップGに対応した溶接速度Vに補正され
ることになる(S15)。具体的には、図9に示すよう
に、ウィービング幅W・W1およびルートギャップG1
がG=G1+(W−W1)に代入されることによって、
現在のルートギャップGが計算されることになる(S2
1)。この後、図10に示すように、ルートギャップG
と余盛り高さHと開先角度θとを用いてルートギャップ
Gで形成される開先の断面積Sが求められ(S22)、
この断面積Sと教示時に想定した開先の基準断面積S0
と基準溶接速度V0とがV=V0×(S0/S)に代入
され、新たな溶接速度Vに補正されることになる(S2
3)。これにより、ルートギャップGが増大する程、開
先の断面積Sが増大するため、補正後の溶接速度Vが減
少されることになる。
【0025】溶接速度Vへの補正が終了すると、図8に
示すように、補正後の溶接速度Vとウィービング幅Wと
を用いて軌跡演算により目標位置が求められ(S1
6)、この目標位置がサーボ制御部13に出力されるこ
とになる(S17)。そして、姿勢制御部10は、上記
のロボット制御処理を溶接開始点P1から溶接終了点P
2まで繰り返し、再生動作を行うことになる。
示すように、補正後の溶接速度Vとウィービング幅Wと
を用いて軌跡演算により目標位置が求められ(S1
6)、この目標位置がサーボ制御部13に出力されるこ
とになる(S17)。そして、姿勢制御部10は、上記
のロボット制御処理を溶接開始点P1から溶接終了点P
2まで繰り返し、再生動作を行うことになる。
【0026】一方、図1に示すように、倣い制御部11
においては、姿勢制御部10がロボット制御処理を実行
している間、倣い計算部15が倣い制御処理を実行しな
がら姿勢制御部10からのウィービング端信号を待って
いる。
においては、姿勢制御部10がロボット制御処理を実行
している間、倣い計算部15が倣い制御処理を実行しな
がら姿勢制御部10からのウィービング端信号を待って
いる。
【0027】即ち、倣い計算部15においては、図11
に示すように、ウィービング端信号を受信したか否かが
判定されており(S31)、受信したと判定されるまで
S31が繰り返し実行されることになる。受信したと判
定された場合には、左端から右端に向かうウィービング
動作であるか否かが判定され(S32)、左端から右端
に向かっていると判定された場合には、図3のA/D変
換部14から溶接電流値が取り込まれ、この溶接電流値
が電流値IR1として記憶されると共に、現時点での最
小値が電流値IR2として記憶されることになる(S3
3)。一方、右端から左端に向かっていると判定された
場合には、溶接電流値が電流値IL1として記憶される
と共に、現時点での最小値が電流値IL2として記憶さ
れることになる(S34)。
に示すように、ウィービング端信号を受信したか否かが
判定されており(S31)、受信したと判定されるまで
S31が繰り返し実行されることになる。受信したと判
定された場合には、左端から右端に向かうウィービング
動作であるか否かが判定され(S32)、左端から右端
に向かっていると判定された場合には、図3のA/D変
換部14から溶接電流値が取り込まれ、この溶接電流値
が電流値IR1として記憶されると共に、現時点での最
小値が電流値IR2として記憶されることになる(S3
3)。一方、右端から左端に向かっていると判定された
場合には、溶接電流値が電流値IL1として記憶される
と共に、現時点での最小値が電流値IL2として記憶さ
れることになる(S34)。
【0028】この後、ウィービング端信号の入力の有無
により半周期が終了したか否かが判定され、半周期の終
了が確認されるまで上記のS32とS33またはS34
とが繰り返し実行されることになる。これにより、S3
5において半周期の終了が確認されたときには、右端へ
向かうウィービング動作であれば、右端の電流値IR1
と半周期間の最小値IR2とが検出されていることにな
る一方、左端へ向かうウィービング動作であれば、左端
の電流値IL1と半周期間の電流値IL2とが検出され
ていることになる(S35)。この後、最初の半周期で
あるか否かが判定され、最初の半周期である場合には、
上述のS31から再実行されることになる(S36)。
により半周期が終了したか否かが判定され、半周期の終
了が確認されるまで上記のS32とS33またはS34
とが繰り返し実行されることになる。これにより、S3
5において半周期の終了が確認されたときには、右端へ
向かうウィービング動作であれば、右端の電流値IR1
と半周期間の最小値IR2とが検出されていることにな
る一方、左端へ向かうウィービング動作であれば、左端
の電流値IL1と半周期間の電流値IL2とが検出され
ていることになる(S35)。この後、最初の半周期で
あるか否かが判定され、最初の半周期である場合には、
上述のS31から再実行されることになる(S36)。
【0029】一方、最初の半周期でない場合には、左右
の電流値IL1・IL2・IR1・IR2が揃った状態
となるため、それぞれの電流差(DELL・DELR)
が計算され(S37)、これらの電流差(DELL・D
ELR)と基準値Kとの比較によりルートギャップの増
減が判定されることになる。即ち、両電流差(DELL
・DELR)が基準値Kよりも大きいか否かが判定され
(S38)、両方とも大きいと判定された場合には、ル
ートギャップの減少により電流差(DELL・DEL
R)が増大したと認識され、ウィービング幅を所定量D
減少させるように修正指令信号(dw=−D)が形成さ
れることになる(S39)。
の電流値IL1・IL2・IR1・IR2が揃った状態
となるため、それぞれの電流差(DELL・DELR)
が計算され(S37)、これらの電流差(DELL・D
ELR)と基準値Kとの比較によりルートギャップの増
減が判定されることになる。即ち、両電流差(DELL
・DELR)が基準値Kよりも大きいか否かが判定され
(S38)、両方とも大きいと判定された場合には、ル
ートギャップの減少により電流差(DELL・DEL
R)が増大したと認識され、ウィービング幅を所定量D
減少させるように修正指令信号(dw=−D)が形成さ
れることになる(S39)。
【0030】一方、S38において、少なくとも一方が
基準値K以下であると判定された場合には、続いて両電
流差(DELL・DELR)が基準値Kよりも小さいか
否かが判定されることになる(S41)。そして、両方
とも小さいと判定された場合には、ルートギャップの増
大により電流差(DELL・DELR)が減少したと認
識され、ウィービング幅を所定量D増大させるように修
正指令信号(dw=+D)が形成されることになる(S
42)。また、S41において、少なくとも一方が小さ
いと判定された場合には、ルートギャップが変化してい
ないと認識され、現状のウィービング幅を維持するよう
に修正指令信号(dw=0)が形成されることになる
(S43)。
基準値K以下であると判定された場合には、続いて両電
流差(DELL・DELR)が基準値Kよりも小さいか
否かが判定されることになる(S41)。そして、両方
とも小さいと判定された場合には、ルートギャップの増
大により電流差(DELL・DELR)が減少したと認
識され、ウィービング幅を所定量D増大させるように修
正指令信号(dw=+D)が形成されることになる(S
42)。また、S41において、少なくとも一方が小さ
いと判定された場合には、ルートギャップが変化してい
ないと認識され、現状のウィービング幅を維持するよう
に修正指令信号(dw=0)が形成されることになる
(S43)。
【0031】尚、ウィービング幅を修正するための所定
量Dは、0.1mm〜1mm程度の一定値でも良く、ま
た、電流差(DELL・DELR)と基準値Kとの差
(DELR−K、DELL−K)に比例した値でも良
い。一般に、一定値とした所定量Dは、ルートギャップ
の変化がそれほどでなく、溶接条件的に溶接電流の変動
が大きく、倣い制御が比較的に不安定になりハンチング
の恐れがあるときに有効であり、比例させた所定量D
は、倣い制御が比較的に安定し、ルートギャップの変化
が大きいときに有効である。
量Dは、0.1mm〜1mm程度の一定値でも良く、ま
た、電流差(DELL・DELR)と基準値Kとの差
(DELR−K、DELL−K)に比例した値でも良
い。一般に、一定値とした所定量Dは、ルートギャップ
の変化がそれほどでなく、溶接条件的に溶接電流の変動
が大きく、倣い制御が比較的に不安定になりハンチング
の恐れがあるときに有効であり、比例させた所定量D
は、倣い制御が比較的に安定し、ルートギャップの変化
が大きいときに有効である。
【0032】この後、図1にも示すように、S39、S
42およびS43において形成された修正指令信号(d
w=−D、+Dまたは0)が姿勢制御部10に出力され
た後(S40)、基準値補正処理が実行されることにな
る(S44)。
42およびS43において形成された修正指令信号(d
w=−D、+Dまたは0)が姿勢制御部10に出力され
た後(S40)、基準値補正処理が実行されることにな
る(S44)。
【0033】基準値補正処理が実行されると、図12に
示すように、修正指令信号dwが“0”よりも大きい
(ウィービング幅を増大させた)か否かが判定されるこ
とになり(S51)、大きいと判定された場合には、現
在の基準値Kから基準値補正量dK(>0)を減算した
新たな基準値Kが求められることになる。一方、S51
において、大きくないと判定された場合には、修正指令
信号dwが“0”よりも小さい(ウィービング幅を減少
させた)か否かが判定されることになり(S53)、小
さいと判定された場合には、現在の基準値Kに基準値補
正量dK(>0)が加算されて新たな基準値Kが求めら
れることになる。また、S53において、小さくないと
判定された場合には、現在の基準値Kが新たな基準値K
とされることになる(S55)。
示すように、修正指令信号dwが“0”よりも大きい
(ウィービング幅を増大させた)か否かが判定されるこ
とになり(S51)、大きいと判定された場合には、現
在の基準値Kから基準値補正量dK(>0)を減算した
新たな基準値Kが求められることになる。一方、S51
において、大きくないと判定された場合には、修正指令
信号dwが“0”よりも小さい(ウィービング幅を減少
させた)か否かが判定されることになり(S53)、小
さいと判定された場合には、現在の基準値Kに基準値補
正量dK(>0)が加算されて新たな基準値Kが求めら
れることになる。また、S53において、小さくないと
判定された場合には、現在の基準値Kが新たな基準値K
とされることになる(S55)。
【0034】これにより、例えばウィービング幅を増大
させた場合、上述の図9の余盛り高さ制御処理において
示したように、溶接速度Vを減少させるため、アーク点
が溶融プールの後方へ位置し、従来においては、ルート
ギャップの変動を検出する際に、変動がない場合でもル
ートギャップの増加が検出し易くなって正しく判定する
ことが困難になっているが、本実施例においては、ウィ
ービング幅の増大時に基準値Kを所定量(基準値補正量
dK)減少させ、ルートギャップの増加を検出し難くく
しているため、ルートギャップの増加を正しく判定する
ことが可能になっている。
させた場合、上述の図9の余盛り高さ制御処理において
示したように、溶接速度Vを減少させるため、アーク点
が溶融プールの後方へ位置し、従来においては、ルート
ギャップの変動を検出する際に、変動がない場合でもル
ートギャップの増加が検出し易くなって正しく判定する
ことが困難になっているが、本実施例においては、ウィ
ービング幅の増大時に基準値Kを所定量(基準値補正量
dK)減少させ、ルートギャップの増加を検出し難くく
しているため、ルートギャップの増加を正しく判定する
ことが可能になっている。
【0035】尚、基準値補正量dKは、一定値であって
も、修正指令信号dwの大きさに比例した値であっても
良い。また、基準値Kの初期値は、予め設定した値であ
っても良いし、下記式に示すように、基準ウィービング
幅W0と基準ルートギャップG0との差に比例した値で
あっても良い。 基準電流値:K0=α×(W0−G0) α:溶接条件による定数(A/mm)
も、修正指令信号dwの大きさに比例した値であっても
良い。また、基準値Kの初期値は、予め設定した値であ
っても良いし、下記式に示すように、基準ウィービング
幅W0と基準ルートギャップG0との差に比例した値で
あっても良い。 基準電流値:K0=α×(W0−G0) α:溶接条件による定数(A/mm)
【0036】以上のように、本実施例の開先幅倣い方法
は、図6に示すように、溶接開始点P1におけるルート
ギャップG1を検出し、このルートギャップG1に対応
するウィービング幅W1とした後、開先幅倣いを行うよ
うになっている。
は、図6に示すように、溶接開始点P1におけるルート
ギャップG1を検出し、このルートギャップG1に対応
するウィービング幅W1とした後、開先幅倣いを行うよ
うになっている。
【0037】これにより、溶接開始点P1におけるルー
トギャップG1が基準ルートギャップG0よりも大きな
ものであっても、溶接開始点P1付近の領域における溶
接品質の低下を防止することが可能になっている。
トギャップG1が基準ルートギャップG0よりも大きな
ものであっても、溶接開始点P1付近の領域における溶
接品質の低下を防止することが可能になっている。
【0038】また、本実施例の開先幅倣い方法は、図1
2に示すように、ルートギャップの増減を検出する際に
使用される基準値Kが、ウィービング幅を増大(幅正補
正)させたときにルートギャップの増大を検出し難いよ
うに補正される一方、ウィービング幅を減少(幅負補
正)させたときにルートギャップの増大を検出し易いよ
うに補正されるようになっている。
2に示すように、ルートギャップの増減を検出する際に
使用される基準値Kが、ウィービング幅を増大(幅正補
正)させたときにルートギャップの増大を検出し難いよ
うに補正される一方、ウィービング幅を減少(幅負補
正)させたときにルートギャップの増大を検出し易いよ
うに補正されるようになっている。
【0039】これにより、ウィービング幅を増大させた
ときにルートギャップの増大を検出し難いように基準値
Kが補正されるようになっているため、余盛り高さを一
定に制御することにより見かけのルートギャップが増大
した場合でも、この増大分を基準値Kの補正により差し
引くことが可能になり、結果として溶接途中の領域にお
ける溶接品質の低下を防止することが可能になってい
る。さらに、ワークの熱変形や仮付けミス等によりルー
トギャップの増減が顕著になった場合でも、基準値Kを
基にしてルートギャップの増減を検出するため、開先幅
倣いが不安定になって溶接品質が低下することもない。
ときにルートギャップの増大を検出し難いように基準値
Kが補正されるようになっているため、余盛り高さを一
定に制御することにより見かけのルートギャップが増大
した場合でも、この増大分を基準値Kの補正により差し
引くことが可能になり、結果として溶接途中の領域にお
ける溶接品質の低下を防止することが可能になってい
る。さらに、ワークの熱変形や仮付けミス等によりルー
トギャップの増減が顕著になった場合でも、基準値Kを
基にしてルートギャップの増減を検出するため、開先幅
倣いが不安定になって溶接品質が低下することもない。
【0040】尚、本実施例においては、修正指令信号d
wによりウィービング幅の増減を判定して基準値Kを補
正するようになっているが、これに限定されることはな
い。即ち、図13および図14に示すように、姿勢制御
部10においてウィービング幅Wの増減に対応するよう
に補正された溶接速度Vを取り込み、この溶接速度Vと
教示時の基準値K0および基準溶接速度V0とをK=K
0×(V/V0)に代入することにより基準値Kを補正
するようになっていても良い。
wによりウィービング幅の増減を判定して基準値Kを補
正するようになっているが、これに限定されることはな
い。即ち、図13および図14に示すように、姿勢制御
部10においてウィービング幅Wの増減に対応するよう
に補正された溶接速度Vを取り込み、この溶接速度Vと
教示時の基準値K0および基準溶接速度V0とをK=K
0×(V/V0)に代入することにより基準値Kを補正
するようになっていても良い。
【0041】
【発明の効果】請求項1の発明は、以上のように、溶接
開始点におけるルートギャップを検出し、該ルートギャ
ップに対応するウィービング幅とした後、該ウィービン
グ幅をルートギャップの増減に対応するように制御して
開先幅倣いを行う構成である。
開始点におけるルートギャップを検出し、該ルートギャ
ップに対応するウィービング幅とした後、該ウィービン
グ幅をルートギャップの増減に対応するように制御して
開先幅倣いを行う構成である。
【0042】これにより、溶接開始点におけるルートギ
ャップが、想定したルートギャップよりも大きなもので
あっても、溶接開始点付近の領域における溶接品質の低
下を防止することが可能であるという効果を奏する。
ャップが、想定したルートギャップよりも大きなもので
あっても、溶接開始点付近の領域における溶接品質の低
下を防止することが可能であるという効果を奏する。
【0043】請求項2の発明は、ウィービング時の電気
量と基準値とを比較することによりルートギャップの増
減を検出し、該ルートギャップの増減に対応するように
ウィービング幅を制御しながら余盛り高さを一定に制御
するものであり、上記基準値は、ウィービング幅を増大
させたときにルートギャップの増大を検出し難いように
補正される一方、ウィービング幅を減少させたときにル
ートギャップの増大を検出し易いように補正される構成
である。
量と基準値とを比較することによりルートギャップの増
減を検出し、該ルートギャップの増減に対応するように
ウィービング幅を制御しながら余盛り高さを一定に制御
するものであり、上記基準値は、ウィービング幅を増大
させたときにルートギャップの増大を検出し難いように
補正される一方、ウィービング幅を減少させたときにル
ートギャップの増大を検出し易いように補正される構成
である。
【0044】これにより、ウィービング幅を増大させた
ときにルートギャップの増大を検出し難いように基準値
が補正されるようになっているため、余盛り高さを一定
に制御することにより見かけのルートギャップが増大し
た場合でも、この増大分を基準値の補正により差し引く
ことが可能になり、結果として溶接途中の領域における
溶接品質の低下を防止することが可能である。さらに、
ワークの熱変形や仮付けミス等によりルートギャップの
増減が顕著になった場合でも、基準値を基にしてルート
ギャップの増減を検出するため、開先幅倣いが不安定に
なって溶接品質が低下することもないという効果を奏す
る。
ときにルートギャップの増大を検出し難いように基準値
が補正されるようになっているため、余盛り高さを一定
に制御することにより見かけのルートギャップが増大し
た場合でも、この増大分を基準値の補正により差し引く
ことが可能になり、結果として溶接途中の領域における
溶接品質の低下を防止することが可能である。さらに、
ワークの熱変形や仮付けミス等によりルートギャップの
増減が顕著になった場合でも、基準値を基にしてルート
ギャップの増減を検出するため、開先幅倣いが不安定に
なって溶接品質が低下することもないという効果を奏す
る。
【図1】姿勢制御部および倣い制御部間における信号の
送信時期を示す説明図である。
送信時期を示す説明図である。
【図2】アーク溶接ロボットを作動させる制御系のブロ
ック図である。
ック図である。
【図3】姿勢制御部および倣い制御部のブロック図であ
る。
る。
【図4】教示時のワークの状態を示す説明図であり、
(a)は全体の説明図、(b)は溶接開始点P1におけ
る説明図である。
(a)は全体の説明図、(b)は溶接開始点P1におけ
る説明図である。
【図5】教示動作処理のフローチャートである。
【図6】実際のワークの状態を示す説明図であり、
(a)は全体の説明図、(b)は溶接開始点P1におけ
る説明図、(c)は溶接終了点P2における説明図であ
る。
(a)は全体の説明図、(b)は溶接開始点P1におけ
る説明図、(c)は溶接終了点P2における説明図であ
る。
【図7】溶接開始点P1における溶接トーチの動作を示
す説明図である。
す説明図である。
【図8】ロボット制御処理のフローチャートである。
【図9】余盛り高さ制御処理のフローチャートである。
【図10】開先断面の状態を示す説明図である。
【図11】倣い制御処理のフローチャートである。
【図12】基準値補正処理のフローチャートである。
【図13】姿勢制御部および倣い制御部間における信号
の送信時期を示す説明図である。
の送信時期を示す説明図である。
【図14】基準値補正処理のフローチャートである。
【図15】溶接電極の軌跡を示す説明図であり、(a)
は平面図、(b)は正面図である。
は平面図、(b)は正面図である。
【図16】溶接速度を変化させたときの溶接トーチの位
置を示す説明図であり、(a)は側面図、(b)はA位
置における正面図、(c)はB位置における正面図であ
る。
置を示す説明図であり、(a)は側面図、(b)はA位
置における正面図、(c)はB位置における正面図であ
る。
1 アーク溶接ロボット 2 ロボット制御盤 3 溶接トーチ 4 溶接電源 5 電流検出器 6 基礎 7 ワイヤ送給モータ 8 溶接電極 9 ワーク 10 姿勢制御部 11 倣い制御部 12 位置計算部 13 サーボ制御部 14 A/D変換部 15 倣い計算部 16 教示データ記憶部 17 開始点ギャップセンシング部
Claims (2)
- 【請求項1】 溶接開始点におけるルートギャップを検
出し、該ルートギャップに対応するウィービング幅とし
た後、該ウィービング幅をルートギャップの増減に対応
するように制御して開先幅倣いを行うことを特徴とする
開先幅倣い方法。 - 【請求項2】 ウィービング時の電気量と基準値とを比
較することによりルートギャップの増減を検出し、該ル
ートギャップの増減に対応するようにウィービング幅を
制御しながら余盛り高さを一定に制御する開先幅倣い方
法において、 上記基準値は、ウィービング幅を増大させたときにルー
トギャップの増大を検出し難いように補正される一方、
ウィービング幅を減少させたときにルートギャップの増
大を検出し易いように補正されることを特徴とする開先
幅倣い方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03910695A JP3243390B2 (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | 開先幅倣い方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03910695A JP3243390B2 (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | 開先幅倣い方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08206834A true JPH08206834A (ja) | 1996-08-13 |
| JP3243390B2 JP3243390B2 (ja) | 2002-01-07 |
Family
ID=12543827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03910695A Expired - Fee Related JP3243390B2 (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | 開先幅倣い方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3243390B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022092061A1 (ja) * | 2020-10-30 | 2022-05-05 | ファナック株式会社 | ロボット溶接システム |
-
1995
- 1995-02-02 JP JP03910695A patent/JP3243390B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022092061A1 (ja) * | 2020-10-30 | 2022-05-05 | ファナック株式会社 | ロボット溶接システム |
| JPWO2022092061A1 (ja) * | 2020-10-30 | 2022-05-05 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3243390B2 (ja) | 2002-01-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |