JP2007167945A

JP2007167945A - アーク溶接方法及びアーク溶接機並びにこのアーク溶接機に使用される溶接ワイヤ位置ズレ確認治具

Info

Publication number: JP2007167945A
Application number: JP2005373091A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Ito; 義典伊藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2005-12-26
Publication date: 2007-07-05

Abstract

【課題】ワークの溶接部位をアーク溶接する際、その溶接位置が位置ズレしているか否かを監視することのできるアーク溶接方法及びアーク溶接機並びにこのアーク溶接機に使用される溶接ワイヤ位置ズレ確認治具を提供する。
【解決手段】アーク溶接ロボット３のアーム２先端の溶接トーチ４を、ワークＷの溶接部位へ移動させてアーク溶接した後、溶接トーチ４の溶接ワイヤ７を位置ずれ確認治具５の所定部位に移動させて、溶接ワイヤ７が位置ずれ確認治具５の所定部位に移動された否かを判定する。この判定結果に基いて、溶接トーチ４によりワークＷの溶接部位がアーク溶接された際、溶接トーチ４が正常にワークＷの溶接部位に移動して、正常な位置にアーク溶接が施されたか否かを１サイクルの溶接工程で検証でき、全てのワークＷの溶接位置を監視することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワークの溶接部位をアーク溶接する際、その溶接位置が位置ズレしているか否かを監視することのできるアーク溶接方法及びアーク溶接機並びにこのアーク溶接機に使用される溶接ワイヤ位置ズレ確認治具に関するものである。

従来から、ティーチングプレイバック式のアーク溶接機によって、ワークの溶接部位をアーク溶接する際、その溶接部位の溶接品質を保証するために、溶接電流、電圧及び溶接速度等については、各モニターで監視して、異常値が確認できれば、異常表示されるようになっており、全ワークの溶接品質について、その品質保証が成されている。また、ワークの溶接部位へ位置ズレせずに正確にアーク溶接が施されているか否かについては、ビード部の外観により溶接位置を確認し、定期的にビード部を断面カットしてその溶接位置を確認している。
しかしながら、溶接位置を確認する方法として、ビード部の外観によって溶接位置を確認する方法では、ビード部の外観は溶接電流及び溶接電圧等で形状が変化してしまうために、正確な溶接位置を確認することは困難であり、さらに、定期的にビード部を断面カットして溶接位置を確認する方法では、ワーク全数の完全保証が困難となる。

そこで、アーク溶接監視方法及び装置の従来技術として、特許文献１には、溶接予定位置を照射するスリット光投光器と、その断面プロフィールを測定する断面形状測定用カメラと、溶接アーク及び溶着金属のプールを観察するアークカメラと、プロフィールとアーク画像とを合成する画像合成装置とを備え、リアルタイムで、ビード形状、開先形状、溶接ねらい位置など溶接周辺部の立体的情報を把握することのできるアーク溶接監視方法及び装置が開示されている。
特開平１０−６００６号公報

しかしながら、上述した特許文献１の発明では、アーク溶接をリアルタイムに監視するために、アークカメラ等複数の周辺機器を備える必要があり、コストアップの要因となる。
さらに、この特許文献１の発明では、アーク溶接時のスパッタやヒューム等によりカメラ等の周辺機器に悪影響を及ぼす可能性があり、アーク溶接の監視に対する信頼性が低下する。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ワークの溶接部位をアーク溶接する際、その溶接位置が位置ズレしているか否かを容易に監視することのできるアーク溶接方法及びアーク溶接機並びにこのアーク溶接機に使用される溶接ワイヤ位置ズレ確認治具を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載したアーク溶接方法の発明は、ティーチングプレイバック式のアーク溶接機によってアーク溶接するアーク溶接方法であって、該アーク溶接方法の１サイクルは、溶接トーチをワークの溶接部位に移動させて、前記ワークの溶接部位をアーク溶接するステップと、前記溶接トーチを溶接ワイヤ位置ズレ確認治具に移動させるステップと、前記溶接トーチから延出された溶接ワイヤが前記溶接ワイヤ位置ズレ確認治具の所定部位に移動されたか否かを判定するステップと、を含むことを特徴とするものである。

また、本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求項２に記載したアーク溶接機の発明は、ティーチングプレイバック式のアーク溶接機であって、溶接トーチから延出された溶接ワイヤの位置ズレを確認する溶接ワイヤ位置ズレ確認治具を備えることを特徴とするものである。

さらに、本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求項３に記載した溶接ワイヤ位置ズレ確認治具の発明は、請求項２に記載のアーク溶接機に使用される溶接ワイヤ位置ズレ確認治具であって、該溶接ワイヤ位置ズレ確認治具は、溶接トーチから延出された溶接ワイヤが挿入される挿通孔と、該挿通孔に臨むように配設され、前記溶接ワイヤが前記挿通孔に挿入されたか否かを検出する近接センサーと、を備えることを特徴とするものである。

従って、請求項１に記載したアーク溶接方法の発明では、ティーチングプレイバック方式で動作するアーク溶接機を駆動させると、そのアーム先端に取り付けられた溶接トーチがワークの溶接部位に移動されて、該溶接トーチによりワークの溶接部位がアーク溶接される。続いて、溶接トーチが溶接ワイヤ位置ズレ確認治具に移動されて、溶接トーチから延出された溶接ワイヤが溶接ワイヤ位置ズレ確認治具の所定部位に移動されたか否かが判定される。この判定結果に基いて、溶接トーチによりワークの溶接部位がアーク溶接された際、アーク溶接機のアームが正常に動作されたか否か、すなわち、溶接トーチの溶接ワイヤがワークの溶接部位に移動して、ワークの正常な位置にアーク溶接が施されたか否かが１サイクルの溶接工程で確認できるため、全てのワークの溶接位置を全数監視することができる。

また、請求項２に記載したアーク溶接機の発明では、ティーチングプレイバック方式で動作するアーク溶接機を駆動させると、そのアーム先端に取り付けられた溶接トーチによりワークの溶接部位がアーク溶接された後に、溶接トーチが溶接ワイヤ位置ズレ確認治具に移動されて、この溶接ワイヤ位置ズレ確認治具によって、溶接トーチから延出された溶接ワイヤが位置ズレしているか否かが確認される。このように溶接トーチの溶接ワイヤの位置ズレを確認することにより、溶接トーチによりワークの溶接部位がアーク溶接された際、アーク溶接機のアームが正常に動作されたか否か、すなわち、溶接トーチの溶接ワイヤがワークの溶接部位に移動して、ワークの正常な位置にアーク溶接が施されたか否かが１サイクルの溶接工程で確認でき、全てのワークの溶接位置を全数監視することができる。

さらに、請求項３に記載した溶接ワイヤ位置ズレ確認治具の発明では、溶接トーチの溶接ワイヤが挿通孔内に挿入されれば、近接センサーが反応して正常表示されて、アーク溶接機のアームが正常に動作されていると共に、溶接トーチの溶接ワイヤの移動（動作）が正常であることが解る。一方、溶接トーチの溶接ワイヤが挿通孔内に挿入されなければ、近接センサーは作動せず異常表示されて、アーク溶接機のアームの動作が異常であると共に、溶接トーチの溶接ワイヤの移動（動作）が異常であることが解る。

本発明によれば、ワークの溶接部位をアーク溶接する際、その溶接位置が位置ズレしているか否かを容易に監視することのできるアーク溶接方法及びアーク溶接機並びにこのアーク溶接機に使用される溶接ワイヤ位置ズレ確認治具を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図１〜図４に基いて詳細に説明する。
本発明の実施の形態に係るアーク溶接機１は、図１及び図２に示すように、溶接テーブル１４上に載置されたワークＷの溶接部位をアーク溶接するものであって、ティーチングプレイバック式で動作されるアーク溶接ロボット３と、該アーク溶接ロボット３のアーム２先端に取り付けられる溶接トーチ４によりワークＷの溶接部位をアーク溶接した後、溶接トーチ４が移動されて、ワークＷの溶接位置が位置ズレしているか否かを監視すべく溶接トーチ４から延出される溶接ワイヤ７の位置ズレを確認する溶接ワイヤ位置ズレ確認治具５とから構成されている。

アーク溶接ロボット３は、ティーチングプレイバック式で動作するもので、アーク溶接ロボット３には、ワークＷの溶接部位及びアーク溶接条件が予めティーチングされており、アーク溶接ロボット３にワークＷの溶接部位をアーク溶接するように指示が出されると、アーク溶接ロボット３のアーム２先端の溶接トーチ４がワークＷの溶接部位に移動して、該ワークＷの溶接部位が所定のアーク溶接条件にてアーク溶接される。
また、このアーク溶接ロボット３には、アーム２先端の溶接トーチ４によりワークＷの溶接部位がアーク溶接された後、溶接トーチ４から延出された溶接ワイヤ７が溶接ワイヤ位置ズレ確認治具５の所定部位に移動するようにティーチングされている。

溶接ワイヤ位置ズレ確認治具５は、図１に示すように、ワークＷに近接した位置に設置されている。この溶接ワイヤ位置ズレ確認治具５は、図１に示すように、上部に配設される円柱部８と、この円柱部８の下方に一体に連設され、上下方向に延びる棒状の支柱部９と、この支柱部９に一体に連設され、溶接テーブル１４の側方の床面に固定される板状のベース部１０とから構成されている。
溶接ワイヤ位置ズレ確認治具５の円柱部８には、図２に示すように、上面の略中央の位置から上下方向に延びる挿通孔１１が形成されている。この挿通孔１１の径Ａは、溶接トーチ４の溶接ワイヤ７が挿入可能であると共に、ワークＷの溶接位置の位置ズレの許容範囲から算出され、例えば略２ｍｍに設定されている。また、この円柱部８の周壁には、略水平方向に延びる貫通孔１２が形成されている。この貫通孔１２は、円柱部８の上面からの距離Ｂが、例えば略１２ｍｍの位置に形成されている。この貫通孔１２には、挿通孔１１に臨むように近接センサー１３が挿入されている。

次に、本発明の実施の形態に係るアーク溶接機１を使用したアーク溶接方法を説明する。
アーク溶接機１のアーク溶接ロボット３に、ワークＷの溶接部位をアーク溶接するように指示が出される。すると、アーク溶接ロボット３のアーム２が動作し、アーム２先端に取り付けられた溶接トーチ４が、ワークＷの溶接部位に移動されて、ワークＷの溶接部位が、所定のアーク溶接条件によりアーク溶接される。
続いて、アーク溶接ロボット３のアーム２が動作して、アーム２先端の溶接トーチ４から延出された溶接ワイヤ７が、溶接ワイヤ位置ズレ確認治具５の挿通孔１１内に移動する。
その後、溶接トーチ４は、元の位置に戻り、アーク溶接ロボット３によるアーク溶接工程の１サイクルが終了する。

そして、溶接トーチ４から延出された溶接ワイヤ７が、溶接ワイヤ位置ズレ確認治具５の挿通孔１１内に移動された際、図３に示すように、溶接トーチ４の溶接ワイヤ７が、溶接ワイヤ位置ズレ確認治具５の円柱部８の挿通孔１１内に挿入されれば、挿通孔１１内の溶接ワイヤ７に近接センサー１３が反応して正常表示されて、溶接ワイヤ７が溶接ワイヤ位置ズレ確認治具５の挿通孔１１内に正常に移動されたことを確認できる。これと同時に、溶接トーチ４によりワークＷの溶接部位が溶接された際、溶接トーチ４の溶接ワイヤ７が、ワークＷの溶接部位に移動して、ワークＷの正常な位置にアーク溶接が施されたことを確認できる。
一方、図４に示すように、溶接トーチ４の溶接ワイヤ７が、溶接ワイヤ位置ズレ確認治具５の円柱部８の挿通孔１１上縁の周辺に干渉して折れ曲がり、挿通孔１１内に挿入されなければ、近接センサー１３が作動せずに異常表示されて、溶接ワイヤ７が溶接ワイヤ位置ズレ確認治具５の挿通孔１１内に移動されていないことを確認できる。これと同時に、溶接トーチ４によりワークＷの溶接部位が溶接された際、溶接トーチ４の溶接ワイヤ７が、ワークＷの溶接部位とは異なった位置に移動してアーク溶接が施され、ワークＷの溶接位置が位置ズレしていることを確認できる。

このように、アーク溶接ロボット３のアーム２先端に取り付けた溶接トーチ４によりワークＷの溶接部位をアーク溶接した後、溶接トーチ４の移動（動作）を確認することにより、溶接トーチ４によりワークＷの溶接部位がアーク溶接された際、アーク溶接ロボット３のアーム２が正常に動作されたか否か、すなわち、アーム２先端の溶接トーチ４がワークＷの溶接部位に移動して、ワークＷの正常な位置にアーク溶接が施されたか否かを検証でき、ワークＷの溶接位置を１サイクルの溶接工程で確実に監視することができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、ワークＷに近接された位置に溶接ワイヤ位置ズレ確認治具５が設置されており、まず、アーク溶接ロボット３のアーム２先端の溶接トーチ４をワークＷの溶接部位へ移動させて、ワークＷの溶接部位をアーク溶接する。続いて、溶接トーチ４の溶接ワイヤ７を溶接ワイヤ位置ズレ確認治具５の挿通孔１１内に移動させて、溶接ワイヤ７が溶接ワイヤ位置ズレ確認治具５の挿通孔１１内に移動されたか否かを近接センサー１３により判定する。この判定結果に基いて、溶接トーチ４によりワークＷの溶接部位がアーク溶接された際、アーク溶接ロボット３のアーム２が正常に動作されたか否か、すなわち、アーム２先端の溶接トーチ４が正常にワークＷの溶接部位に移動して、ワークＷの正常な位置にアーク溶接が施されたか否かを１サイクルの溶接工程で検証でき、全てのワークＷの溶接位置を全溶接工程で監視することができる。
このように、本発明の実施の形態によれば、簡易な構成によって、従来のようにアーク溶接時のスパッタやヒューム等の影響を受けることなく、アーク溶接工程の１サイクル内で、ワークＷの溶接部位が位置ズレしているか否かを容易に監視することができるので、全てのワークＷの溶接位置の全数保証が可能となった。

図１は、本発明の実施の形態に係るアーク溶接機を示す図である。図２は、溶接ワイヤ位置ズレ確認治具の円柱部の断面図である。図３は、溶接ワイヤが溶接ワイヤ位置ズレ確認治具の挿通孔内に挿入された状態を示した図である。図４は、溶接ワイヤが溶接ワイヤ位置ズレ確認治具の挿通孔の上縁周辺に干渉して、挿通孔内に挿入されていない状態を示した図である。

符号の説明

１アーク溶接機，２アーム，３アーク溶接ロボット，４溶接トーチ，５溶接ワイヤ位置ズレ確認治具，７溶接ワイヤ，１１挿通孔，１３近接センサー，Ｗワーク

Claims

ティーチングプレイバック式のアーク溶接機によってアーク溶接するアーク溶接方法であって、
該アーク溶接方法の１サイクルは、溶接トーチをワークの溶接部位に移動させて、前記ワークの溶接部位をアーク溶接するステップと、前記溶接トーチを溶接ワイヤ位置ズレ確認治具に移動させるステップと、前記溶接トーチから延出された溶接ワイヤが前記溶接ワイヤ位置ズレ確認治具の所定部位に移動されたか否かを判定するステップと、を含むことを特徴とするアーク溶接方法。
ティーチングプレイバック式のアーク溶接機であって、
溶接トーチから延出された溶接ワイヤの位置ズレを確認する溶接ワイヤ位置ズレ確認治具を備えることを特徴とするアーク溶接機。
請求項２に記載のアーク溶接機に使用される溶接ワイヤ位置ズレ確認治具であって、
該溶接ワイヤ位置ズレ確認治具は、溶接トーチから延出された溶接ワイヤが挿入される挿通孔と、該挿通孔に臨むように配設され、前記溶接ワイヤが前記挿通孔に挿入されたか否かを検出する近接センサーと、を備えることを特徴とする溶接ワイヤ位置ズレ確認治具。