JP2000042739A - 自動溶接方法 - Google Patents

自動溶接方法

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JP2000042739A JP11225946A JP22594699A JP2000042739A JP 2000042739 A JP2000042739 A JP 2000042739A JP 11225946 A JP11225946 A JP 11225946A JP 22594699 A JP22594699 A JP 22594699A JP 2000042739 A JP2000042739 A JP 2000042739A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶接予定線が閉路でない場合であっても、ア
ークを切らずに、溶接予定線の全区間を一度に溶接する
ことができる自動溶接方法を提供する。 【解決手段】 アークが発生するまでアークスタートを
重ねて実行し、溶接開始点でアークが発生せず、そこか
ら少し進行した段階でアークが発生した場合は、そこか
ら溶接開始点まで溶接トーチを逆行させ、再び溶接開始
点から溶接予定線に沿って進行さるステップを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は溶接トーチを溶接予
定線に沿って進行させる手段を有する自動溶接方法に関
するものである。特に溶接開始予定点でアークが生じな
いときのひとつの対策を提供するものである。
【0002】
【従来の技術】ワーク表面が酸化皮膜で覆われているよ
うな場合、溶接開始予定点においてアークが生じないこ
とがある。溶接トーチを溶接予定線に沿って動かし、溶
接開始予定点とは異なるポイントでアークが発生した場
合はそこが現実のアークスタートポイントとなる。その
アークスタートポイントから溶接終了予定点まで溶接は
可能であるが、溶接開始予定点からアークスタートポイ
ントまでの区間の溶接が未了となる。もしも、溶接終了
予定点が溶接開始予定点と一致し、溶接予定線が閉路状
となっているのであれば、溶接終了予定点(溶接開始予
定点)までの溶接に引き続いてそこからアークスタート
ポイントまでの溶接を実行すればよい。しかし、溶接予
定線が閉路状でない、たとえば直線の場合に困る。溶接
終了点でアークを切り、溶接未了であった溶接開始予定
点とアークスタートポイントとの間に溶接を改めて実行
しようとする折に再びアークが生じるかどうか不明であ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、溶接
予定線が閉路でない場合であっても、アークを切らず
に、溶接予定線の全区間を一度に溶接することができる
自動溶接方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明はアーク溶接用の
溶接トーチをワーク上における溶接開始予定点からそれ
を始点とする溶接予定線に沿って進行させるステップを
利用する。このステップはたとえばロボット本体を制御
する制御盤の中に仕組まれたプログラムで実行される。
本発明においては実際にアークが発生したかどうかを判
断するステップを有し、アークが発生しないときにはア
ークスタートを重ねて実行する。この実行はアークが現
に発生するまで繰返えされるが、規定の回数分だけ繰返
えし実行してもなおかつアークが生じないときは溶接不
能と判断するのがよい。溶接開始予定点でアークが発生
せず、そこから少し進行した段階でアークが発生した場
合はそこが実際のアークスタートポイントとなる。本発
明においてはアークスタートポイントから溶接開始予定
点までアークを維持したまま溶接トーチを逆に進行させ
るステップをもつ。このステップもまたロボット本体を
制御する制御盤のプログラムで実行されるが、溶接トー
チを順方向へ進行させるプログラムに代えて逆方向に進
行させるプログラムを実行するという点で差異がある。
本発明においてはアークを維持したまま溶接トーチを溶
接開始予定点から溶接予定線沿って再び進行させるステ
ップを備える。この再度の進行にともなって、溶接トー
チは溶接をしながら先のアークスタートポイントを越
え、溶接終了予定点まで進む。この結果、溶接開始点か
らアークスタートポイントまでの区間については二重に
溶接されるが、一たん発生したアークをまったく切らず
に予定の全区間にわたる溶接を実行するために、不所望
な溶接未了の区間が生じない。二重溶接の区間を少なく
するためにはアークスタートポイントにおいて、溶接終
了予定点まで進んでから戻った方がよいか、溶接開始予
定点に戻ってから再度進行した方がよいのか判断すべき
だが、実用上は戻る距離の方が小さいので、一律に後者
の方式に特定してかまわない。
【0005】
【発明の実施の形態】この実施例では図2、図3のよう
なロボットを使用する。そのロボット本体1000の手
首にアーク溶接用の溶接トーチ2000が取付けられ、
その位置と姿勢を制御する。この制御にはロボット本体
1000に配線された制御盤3000ないしはそれに付
属する教示用ペンダント3500が使われる。図4はア
ーク溶接の様子を示したものであって、溶接トーチ20
00はワーク4000上における溶接開始予定点Sに位
置決めされ、そこから溶接開始予定点Sを始点とする溶
接予定線lに沿って溶接終了予定点Eまで進む。また、
同時にアーク2500によるアーク溶接を実行する。か
かる動作は当該ワーク4000のために予め教示され、
制御盤3000のメモリに記憶されたプログラムに従
う。
【0006】図1はプログラムの要部とくにアークリト
ライ機能に関する部分を流れ図として示したものであ
る。以下、この流れに沿って説明する。ステップ10で
ロボット本体1000を駆動し、溶接トーチ2000を
位置決めする。ステップ11で位置決めされたその点が
溶接開始予定点Sとして登録されているかどうかをチェ
ックする。溶接開始予定点Sでなければステップ12の
通常動作へ移行し、アークリトライ機能を用いない。溶
接開始予定点Sであれば、ステップ13でリトライカウ
ンタNを−1にセットする。ステップ14で溶接条件を
パイロットアークの条件に設定する。このパイロットア
ークの条件とは該当ワークについての教示時に予め定め
た定格溶接条件のそれよりも、発生するアークを絞った
ものであって、そのアーク電圧と電流あるいはそのいず
れか一方を低目の値に設定する。また、これに見合うよ
うに溶接ワイヤの突出し量ないしは送給速度も、溶接ト
ーチ2000の移動速度も低目の値に設定される。ステ
ップ15で図外の溶接機にアークオンの指令を発給す
る。その後のステップ16で0.5秒だけ待ち、またリ
トライカウンタを1だけ進める。ステップ17でそのと
きの溶接トーチ2000の位置データを記憶する。必要
ならば、そのときの姿勢データも併せて記憶する。ステ
ップ18でアークアンサが返ってきたかどうかをチェッ
クする。先のステップ16で0.5秒だけ待ったのはア
ークアンサを溶接機からロボット制御盤3000に返す
に必要な時間を与えるためである。アークアンサは溶接
トーチ2000とワーク4000に電流が流れることに
よって発生する。アークアンサが返ってこないときは、
ステップ19でワイヤ送給信号を停止する。これは溶接
ワイヤの出し過ぎを防止するためである。ステップ20
でリトライカウンタの計数値Nが予め定めたNmaxを
越えたかどうか判定する。越えていなければステップ2
1で溶接トーチ2000を1サンプリング距離だけ進
め、以下ステップ14からの処理を繰り返す。1サンプ
リング距離とはサンプリング制御上の1単位の時間で進
む長さであり、1〜2mm程度である。
【0007】ステップ18でアークアンサが返ってきた
場合はステップ22へ進む。このステップ22で溶接条
件をもとの定格値に戻す。また、ステップ19で行った
ワイヤ送給信号のマスクも解除する。ステップ23でア
ークを維持したまま溶接トーチ2000をもとの溶接開
始予定点Sへ戻す。溶接開始点Sがアークスタートポイ
ントとなったときは戻りの長さは0となり実際には戻ら
ない。戻る際にアークを消さずに維持するのは、アーク
スタートの再失敗を防止するためである。ステップ23
ではステップ17において記憶している位置データをそ
の記憶の順番とは逆に読み出して使用する。これは戻り
の経路を改めて演算する手間を省くためである。次のス
テップ24でリトライカウンタNの累積値MをM=M+
Nとして求め、これを記憶する。常に1度のトライでア
ークスタートが行われるのであればリトライカウンタN
は0となり累積値カウンタMは歩進しない。アークスタ
ートの失敗がたび重なると、累積値カウンタMはどんど
ん歩進する。累積値カウンタMを0にリセットするステ
ップは図示していないが、累積値カウンタMの累積期間
はたとえば一日とする。その日の溶接作業開始時にリセ
ットし、その日の作業終了時に累積値カウンタMの累積
値Mをチェックする。このときの累積値が小さければそ
れほど問題はないが、これが大きいときは再教示等の溶
接作業そのものの見直しが必要となる。近い将来、後の
ステップ27におけるエラーの状況となり、作業が中断
するという不所望な事態が予見されるためである。ステ
ップ25では通常の溶接処理を実行する。これによっ
て、溶接トーチ2000を溶接開始予定点Sから溶接予
定線lに沿って溶接終了予定点Eまで進めつつ、予定の
アーク溶接を施行する。
【0008】ステップ20において用いる比較用定数N
maxはたとえば8である。リトライカウンタNは0か
ら歩進するが10回目の9になってもなおかつアークス
タートができないときは、溶接不能と判断し、その後の
リトライを打ち切る。この間、溶接トーチは10〜20
mm、溶接開始予定点Sから移動しているので、次のス
テップ26でその位置をもとに戻す。このときにもステ
ップ17で記憶してあった位置データを使用する。ステ
ップ27でロボット本体1000を止め、制御盤300
0の表示画面にアークスタートに失敗した旨のエラー表
示を行う。ここで、人手による修復を待つ。
【0009】図1のプログラムに沿った溶接トーチ20
00の動き等を例示したのが図5〜図9である。リトラ
イカウンタの計数値Nが0のときアークスタートに失敗
する。リトライカウンタNが1、2のときにも失敗す
る。リトライカウンタの計数値NがSとなったときに、
図5のようにアーク2500が生じれば、そこの位置が
アークスタートポイントASとなる。アークスタートポ
イントASから溶接トーチ2000を図6のように溶接
開始予定点Sへ戻す。この間も、アーク2500を維持
するため、ワーク4000に対する溶接がともなう。そ
の後、図7のように、溶接開始予定点Sからそれを始点
とする溶接予定線lに沿った溶接の処理を改めて実行す
る。溶接開始予定点SからアークスタートポイントAS
の区間は前後2回にわたって重複して溶接される。一
方、図8のようにリトライカウンタの計数値Nが9にな
ってもなおアークが生じないこともある。溶接ワイヤで
表面を削りながらのリトライでもなお駄目な場合であ
る。アークリトライのあり方としては溶接ワイヤを押付
けながら進める方法のほかに、毎回引き戻した溶接ワイ
ヤをその度ごとに改めて突出す方法が考えられるが、そ
のいずれも、表面の酸化皮膜を破壊し、中の導電面を露
出させることにねらいがある。図8の場合には溶接不能
と判断し、そのリトライカウンタN=9の位置から溶接
開始予定点Sにまで、溶接トーチ2000を図9のよう
に復帰させる。
【0010】図6において、アークスタートポイントA
Sから溶接開始予定点Sまで溶接トーチ2000を戻す
際にアーク2500を維持するが、もとよりこれは溶接
のためではない。したがって、アーク2500が立ち消
えしない限度で、アークをできるだけ絞ることが望まし
い。これは、たとえば図1のステップ22において、以
上の意図に沿った溶接条件に設定し、後のステップ25
で定格の溶接条件に復帰させればよい。
【0011】
【発明の効果】本発明はアークリトライによって生じた
アークを維持すること、そのまま溶接開始予定点へ溶接
トーチを戻すこと、そこから改めて溶接を開始するこ
と、等々を特徴とするものである。これによれば、溶接
予定線が閉路しない開かれたものであっても、溶接未了
の不所望な区間が生じないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る自動溶接装置の処理プログラムを
示す流れ図。
【図2】これに用いるロボットの本体の正面図。
【図3】その制御盤の正面図。
【図4】溶接進行状況を示す説明図。
【図5】図1中の各ステップにおける溶接トーチの動き
等を説明するための説明図。
【図6】図1中の各ステップにおける溶接トーチの動き
等を説明するための説明図。
【図7】図1中の各ステップにおける溶接トーチの動き
等を説明するための説明図。
【図8】図1中の各ステップにおける溶接トーチの動き
等を説明するための説明図。
【図9】図1中の各ステップにおける溶接トーチの動き
等を説明するための説明図。
【符号の説明】
1000 ロボット本体 2000 溶接トーチ 3000 制御盤 21 溶接トーチを進行させる手段 14〜15 アークスタートを実行する手段 23 溶接トーチを逆に進行させる手段 25 溶接トーチを再び進行させる手段
【手続補正書】
【提出日】平成11年8月30日(1999.8.3
0)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、産業用ロボッ
トの腕の先端に取り付けられた溶接トーチを、予め教示
された教示データにより動かし、それによってワークを
自動的に溶接する自動溶接方法において、基本的な手段
として、ロボットを溶接開始予定点に移動し、ロボット
が前記溶接開始予定点に到達するとアーク電圧またはア
ーク電流の一方を定格値以下とするパイロットアークの
条件のもとでアークオン指令を発給し、該パイロットア
ークの条件のもとでのアークオン指令の発給によっても
実際にアークの発生が無い場合にはロボットを前記溶接
開始予定点から移動させて、該パイロットアークの条件
のもとでのアークオン指令を発給するアークリトライを
重ねて実行し、前記アークリトライによりアークが発生
した場合に、当該アークが発生した位置からアークを維
持したままロボットを前記溶接開始予定点まで戻し、ロ
ボットが前記溶接開始予定点に到達した後にアーク電圧
及びアーク電流を定格値とする溶接条件のもとでロボッ
トを前記溶接開始予定点から前記溶接予定線に沿って進
行させる手段を備える。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】
【発明の効果】本発明はアークリトライによって生じた
アークを維持すること、そのまま溶接開始予定点へ溶接
トーチを戻すこと、そこから改めて溶接を開始するこ
と、等々を特徴とするものである。これによれば、溶接
予定線が閉路しない開かれたものであっても、溶接未了
の不所望な区間が生じないという効果がある。さらに、
パイロットアークの条件のもとでアークを発生させるの
で、溶接の品質を向上することができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 産業用ロボットの腕の先端に取り付けら
    れた溶接トーチを、予め教示された教示データにより動
    かし、それによってワークを自動的に溶接する自動溶接
    方法において、ロボットを溶接開始予定点に移動し、ロ
    ボットが前記溶接開始予定点に到達するとアーク電圧ま
    たはアーク電流の一方を定格値以下とするパイロットア
    ークの条件のもとでアークオン指令を発給し、該パイロ
    ットアークの条件のもとでのアークオン指令の発給によ
    っても実際にアークの発生が無い場合にはロボットを前
    記溶接開始予定点から移動させて、該パイロットアーク
    の条件のもとでのアークオン指令を発給するアークリト
    ライを重ねて実行し、前記アークリトライによりアーク
    が発生した場合に、当該アークが発生した位置からアー
    クを維持したままロボットを前記溶接開始予定点まで戻
    し、ロボットが前記溶接開始予定点に到達した後にアー
    ク電圧及びアーク電流を定格値とする溶接条件のもとで
    ロボットを前記溶接開始予定点から前記溶接予定線に沿
    って進行させることを特徴とする自動溶接方法。
  2. 【請求項2】 産業用ロボットの腕の先端に取り付けら
    れた溶接トーチを、予め教示された教示データにより動
    かし、それによってワークを溶接開始予定点から溶接予
    定線に沿って第1の溶接条件で自動的に溶接する自動溶
    接方法において、前記溶接トーチを溶接開始予定点に移
    動するステップと、該溶接開始予定点から前記溶接トー
    チを移動させアークリトライを実行するステップと、ア
    ークが発生した位置から前記第1の溶接条件のアーク電
    圧またはアーク電流の少なくとも一方を異ならしめた第
    2の溶接条件でアークを維持したまま前記溶接トーチを
    前記溶接開始予定点まで戻すステップと、前記溶接トー
    チが前記溶接開始予定点に到達した後は前記第1の溶接
    条件のもとで前記溶接トーチを前記溶接開始予定点から
    前記溶接予定線に沿って進行させるステップを備えたこ
    とを特徴とする自動溶接方法。
  3. 【請求項3】 産業用ロボットの腕の先端に取り付けら
    れた溶接トーチを、予め教示された教示データにより動
    かし、それによってワークを溶接開始予定点から前記溶
    接予定線に沿って第1設定手段で設定された溶接条件で
    自動的に溶接する自動溶接方法において、前記溶接トー
    チを溶接開始予定点に移動するステップと、該溶接開始
    予定点から前記溶接トーチを移動させアークリトライを
    実行するステップと、アークが発生した位置から前記第
    1設定手段で設定された溶接条件よりアークを絞った溶
    接条件に第2設定手段で設定しアークを維持したまま前
    記溶接トーチを前記溶接開始予定点まで戻すステップ
    と、前記溶接トーチが前記溶接開始予定点に到達した後
    は第1設定手段で設定した溶接条件のもとで前記溶接ト
    ーチを前記溶接開始予定点から前記溶接予定線に沿って
    進行させるステップを備えたことを特徴とする自動溶接
    方法。
  4. 【請求項4】 産業用ロボットの腕の先端に取り付けら
    れた溶接トーチを、予め教示された教示データにより動
    かし、それによってワークを自動的に溶接する自動溶接
    方法において、溶接トーチにアークが発生するまでアー
    ク発生のリトライを繰り返すステップと、溶接トーチの
    アークを維持したままで溶接開始予定点へ溶接トーチを
    戻すステップと、溶接開始予定点から改めて溶接を開始
    するステップを備えることを特徴とする自動溶接方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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