JP2007222883A - 溶接装置 - Google Patents

Abstract

【課題】溶接条件指令が変わると、溶接電流や溶接電圧のばらつき具合も変化するので、上下限値としての許容範囲値も変更または切り替えをする必要があるが、容易に切り替える手段がない。
【解決手段】本発明は、実溶接電流または実溶接電圧が、許容範囲外であるか否かを判定するとともに、アーク溶接条件監視のために上下限値としての許容範囲値を複数記憶し、切り替え可能とすることにより、溶接箇所ごとに許容範囲値を切り替えることが可能となり、溶接箇所ごとに溶接条件指令が変わり溶接電流や溶接電圧のばらつき具合が変化した場合でも、適切な許容範囲値に変更または切り替えをすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、溶接条件指令に対する実溶接電流および／または実溶接電圧が許容範囲外であるか否かを判定する溶接装置に関するものである。

アーク熱によって金属を溶融させて金属同士を融合する溶接においては、融合不良、すなわち、溶接割れや溶け落ちなどを防止する必要がある。近年、溶接を必要とする部品、例えば、自動車のマフラーやシートの溶接においては、その溶接品質向上と、次工程へ溶接不良品を流さない溶接品質保証が求められている。このような動向から、溶接のアーク状態をモニタリングし、溶接条件指令に対する実溶接電流および／または実溶接電圧が許容範囲外であるか否かを判定するアーク溶接ロボットが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図８は上記従来のアーク溶接ロボットを示しており、ロボット制御装置１１７と、溶接電源１１８と、ロボット操作に使用するティーチペンダント（ＴＰ）１０６と、ロボットマニピュレータ１１４等から構成される。

そして、ロボット制御装置１１７は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１、教示プログラムを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０２、ロボット制御ソフトウェアを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０３、ティーチペンダント１０６と通信するＴＰ通信部１０４、溶接電源１１８と通信するロボット通信部１０５、リレーなどのハードウェアを利用して外部装置への入出力処理を行う入出力部１０７等から構成される。

また、溶接電源１１８は、溶接電源のＣＰＵ１１０、ロボット制御装置１１７と通信する溶接電源通信部１１１、溶接電流や溶接電圧の実測値を計測する電流・電圧計測部１１２、溶接電流や溶接電圧を制御する溶接制御部１１３等から構成される。

また、１１５は溶接トーチであり、１１６は溶接される部材を示す。

以上のように構成されたアーク溶接ロボットについて、その動作を説明する。オペレータはティーチンペンダント１０６を操作しながらロボットマニピュレータ１１４を動作させて溶接トーチ１１５を所望の溶接位置へ動作させて教示操作を行う。教示プログラムはＲＡＭ１０２に記録される。教示プログラムには溶接開始点と溶接終了点が含まれ、溶接開始点には溶接電流指令値および溶接電圧指令値が登録される。

次に、ロボットを運転実行して溶接を行う場合には、オペレータはティーチペンダント１０６を操作して教示プログラムを選択し、運転起動操作を行う。運転起動すると、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０３に記憶されたロボット制御ソフトウェアに基づいて、ＲＡＭ１０２から教示プログラムを読み出しながらロボットマニピュレータ１１４を動作させる。そして、溶接開始点に登録された溶接電流指令値および溶接電圧指令値を実行すると、溶接電流指令値および溶接電圧指令値はロボット通信部１０５を経由して溶接電源１１８に送信される。

また、オペレータはティーチペンダント１０６を操作して、溶接条件指令に対する実溶接電流および／または実溶接電圧が許容範囲外であるか否かを判定するための許容範囲値を登録し、登録された許容範囲値はＲＡＭ１０２に記憶される。

溶接電源１１８は、ロボット制御装置１１７から送信された溶接電流指令値や溶接電圧指令値を溶接電源通信部１１１を経由して受信し、溶接動作を行う。ＣＰＵ１１０は受信した溶接電流指令値および溶接電圧指令値に基づき溶接制御部１１３に制御信号を伝達し、溶接制御部１１３は溶接電圧を印加するとともに、電流・電圧計測部１１２により計測された実溶接電流や実溶接電圧を使用して指令された溶接電流値や溶接電圧値となるように出力の制御を行う。また、電流・電圧計測部１１２により計測された実溶接電流や実溶接電圧の情報は、一定時間ごとに溶接電源通信部１１１を経由してロボット制御装置１１７に送信される。

ロボット制御装置１１７のＣＰＵ１０１は、溶接電源１１８から送信された実溶接電流や実溶接電圧を基に、溶接電流指令値と実溶接電流との差分、および、溶接電圧指令値と実溶接電圧との差分を求め、あらかじめオペレータにより登録されているＲＡＭ１０２に記憶された許容範囲値と比較する判定処理を行う。そして、許容範囲内であればそのまま溶接作業を継続する。一方、許容範囲外であれば入出力部１０７を経由して外部へ通知する。

このように、溶接条件指令に対する実溶接電流および／または実溶接電圧が許容範囲外であるか否かを判定することにより、溶接品質の維持や管理を行うものである。
特開平１１−１０４８３１号公報

しかし、上記した従来のアーク溶接ロボットは、アーク溶接条件監視のために上下限値として許容範囲値を設定することに際し、複数の許容範囲値を指定することができず、また、溶接箇所ごとに許容範囲値を切り替えることができないという課題を有していた。

溶接条件指令が変わると、溶接電流や溶接電圧のばらつき具合も変化するので、上下限値としての許容範囲値を変更または切り替える必要がある。例えば、１００Ａ（アンペア）で溶接する場合、正常な溶接であってもプラスマイナス５Ａ程度のばらつきが発生するので、上下限値としての許容範囲値をプラスマイナス１０Ａと指定し、このプラスマイナス１０Ａを超えれば外部へ通知するようにする必要がある。一方、２００Ａで溶接する場合、正常な溶接であってもプラスマイナス１０Ａ程度のばらつきは発生するので、上下限値としての許容範囲値をプラスマイナス２０Ａと指定し、このプラスマイナス２０Ａを超えれば外部へ通知するようにする必要がある。

このように、溶接条件を監視するに際し、溶接条件指令値により許容範囲値を切り替える必要がある。

本発明は、アーク溶接条件監視のために上下限値としての許容範囲値を複数記憶し、許容範囲値を切り替え可能とすることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の溶接装置は、実溶接電流および／または実溶接電圧の少なくとも一方を計測し、その値を入力する入力部と、前記入力部が入力した実溶接電流および／または実溶接電圧に対する許容範囲設定値を複数記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶されている許容範囲設定値を選択する選択部と、前記選択部で選択された許容範囲設定値を表示する表示部と、前記入力部が入力した実溶接電流および／または実溶接電圧と前記選択部により選択された許容範囲設定値とに基づいて前記入力部が入力した実溶接電流および／または実溶接電圧が許容範囲外であるか否かを判定する判定部とを備えたものである。

また、本発明の溶接装置は、溶接電源装置と、溶接トーチを保持するマニピュレータの制御および前記溶接電源装置に溶接条件指令を送信するロボット制御装置とを備えた溶接装置であって、前記ロボット制御装置は、実溶接電流または実溶接電圧の少なくとも一方を計測し、その値を入力する入力部と、前記入力部が入力した実溶接電流および／または実溶接電圧に対する許容範囲設定値を複数記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶されている許容範囲設定値を選択する選択部と、前記選択部で選択された許容範囲設定値を表示する表示部と、前記入力部が入力した実溶接電流および／または実溶接電圧と前記選択部により選択された許容範囲設定値とに基づいて前記入力部が入力した実溶接電流および／または実溶接電圧が許容範囲外であるか否かを判定する判定部とを備えたものである。

また、本発明の溶接装置は、ロボット制御装置はマニピュレータの制御を行う制御部を備え、選択部が前記制御部からの指令に基づいて記憶部に記憶されている複数の許容範囲設定値の中から許容範囲設定値を選択することで許容範囲外であるか否かを判定するための許容範囲設定値を切り換えるものである。

また、本発明の溶接装置は、外部装置との通信を行う通信部を備え、選択部が前記外部装置からの指令に基づいて記憶部に記憶されている複数の許容範囲設定値の中から許容範囲設定値を選択することで許容範囲外であるか否かを判定するための許容範囲設定値を切り換えるものである。

また、本発明の溶接装置は、外部装置との通信を行う通信部を備え、判定部による判定結果および／または選択部が選択した許容範囲設定値を前記外部装置に送信するものである。

また、本発明の溶接装置は、報知機能を有する報知部を備え、判定部の判定結果に基づいて報知を行うものである。

また、本発明の溶接装置は、入力部で入力した実溶接電流および／または実溶接電圧に基づいて短絡回数を算出する短絡回数算出部を備え、判定部は前記短絡回数算出部の算出結果と選択部により選択された許容範囲設定値とに基づいて短絡回数が許容範囲外であるか否かを判定するものである。

また、本発明の溶接装置は、入力部で入力した実溶接電流および／または実溶接電圧に基づいて瞬時アーク切れ時間を算出する瞬時アーク切れ時間算出部を備え、判定部は前記瞬時アーク切れ時間算出部の算出結果と選択部により選択された許容範囲設定値とに基づいて瞬時アーク切れ時間が許容範囲外であるか否かを判定するものである。

また、本発明の溶接装置は、判定項目の設定値を、直値と、溶接条件指令に対する増減値と、溶接条件指令に対する割合のうち少なくとも１つとしたものである。

また、本発明の溶接装置は、１つの判定項目に用いる許容範囲設定値の対をを同時に複数設定可能としたものである。

また、本発明の溶接装置は、判定部は異なる判定項目の論理積に基づいて入力部が入力した実溶接電流および／または実溶接電圧が許容範囲外であるか否かを判定するものである。

また、本発明の溶接装置は、判定部が許容範囲外と判定すると溶接を停止するものである。

以上のように、本発明は、実溶接電流または実溶接電圧が、許容範囲外であるか否かを判定するとともに、アーク溶接条件監視のために上下限値としての許容範囲値を複数記憶し、切り替え可能とすることにより、溶接箇所ごとに許容範囲値を切り替えることが可能となり、溶接箇所ごとに溶接条件指令が変わり溶接電流や溶接電圧のばらつき具合が変化した場合でも、適切な許容範囲値に変更または切り替えを行い、溶接状態を監視することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図１から図７を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１において、１は溶接装置である。この溶接装置１において、１７は図示しない商用電源から溶接電圧や溶接電流を生成する溶接電源部、１６は溶接電源部１７に対して溶接電圧や溶接電流に関する制御指令を行う制御部、１５は実際の溶接時における実溶接電流や実溶接電圧の少なくとも一方を計測する入力部、１１は制御部１６が指令する溶接条件指令値に対して実溶接電流や実溶接電圧が許容範囲外にあるか否かを判定する際の基となる許容範囲情報を複数記憶する記憶部、１３は記憶部１１に記憶されている複数の許容範囲情報の中から所望の許容範囲情報を選択するための選択部、１２は複数の許容範囲情報を表示するとともに選択部１３により選択された許容範囲情報を表示する表示部である。なお、選択部１３と表示部１２とから操作パネル２０が構成される。１４は入力部１５により入力した実溶接電流や実溶接電圧と選択部１３により選択された許容範囲情報とに基づいて、実溶接電流や実溶接電圧が許容範囲外にあるか否かを判定する判定部である。

また、１８は溶接される部材を示し、１９は溶接トーチを示す。

以上のように構成された溶接装置１について、その動作を説明する。

先ず、記憶部１１に記憶されている複数の許容範囲情報は、例えば、オペレータが操作パネル２０の選択部１３を操作することで、表示部１２に表示される。その一例を図２に示す。図２の表示部１２には、溶接電流および溶接電圧の許容範囲情報をペアとし、そのペアが複数表示される。次に、選択部１３により、表示部１２に表示されている複数の許容範囲情報の中から所望の許容範囲情報を選択する。次に、実際に溶接を行った場合の実溶接電流や実溶接電圧が入力部１５により計測し入力される。次に、選択部１３で選択された許容範囲情報と、入力部１５で入力された実溶接電流や実溶接電圧とを比較して、実溶接電流や実溶接電圧が許容範囲外にあるか否かを判定部１４により判定する。

例えば、制御部１６から指令される溶接指令電流が２００Ａ、溶接指令電圧が２０．０Ｖであり、選択部１３により選択されている許容範囲情報の内容が、電流：−１０Ａ〜＋１０Ａ、電圧：−１．０Ｖ〜＋１．０Ｖのときに、実溶接電流が２２０Ａ、実溶接電圧が２０．Ｖのときは、実溶接電流と溶接指令電流の差分が２０Ａであり、許容範囲−１０Ａ〜＋１０Ａを超えているので溶接電流は許容範囲外と判定される。また、実溶接電圧と溶接指令電圧の差分が０．０Ｖであり、許容範囲−１．０Ｖ〜＋１．０Ｖの範囲内にあるので溶接電圧は許容範囲内と判定される。

以上のように、実溶接電流または実溶接電圧が、許容範囲外であるか否かを判定するとともに、アーク溶接条件監視のために上下限値としての許容範囲値を複数記憶し、切り替え可能とすることにより、溶接箇所ごとに許容範囲値を切り替えることが可能となる。そして、溶接箇所ごとに溶接条件指令が変わり、実溶接電流や実溶接電圧のばらつき具合が変化する場合でも、適切な許容範囲値に変更または切り替えることができる。

（実施の形態２）
図３は溶接装置２の概略構成を示す図であり、この溶接装置２は、溶接電源装置３と、ロボット制御装置４等から構成される。

図３の溶接電源装置３において、２９は図示しない商用電源から溶接電圧や溶接電流を生成する溶接電源部、２８は溶接電源部２９に対して溶接電圧や溶接電流の制御指令を行う溶接制御部、２７は実際の溶接時における実溶接電流や実溶接電圧の少なくとも一方を計測して入力する入力部、２６はロボット制御装置４と通信を行い、入力部２７により入力した実溶接電流や実溶接電圧をロボット制御装置４に送信する等ロボット制御装置４と通信するための溶接電源通信部、３６は入力部２７が入力した情報に基づいて溶接アークにおける溶接ワイヤと溶接部材との短絡回数を算出する短絡回数算出部、３７は入力部２７が入力した情報に基づいて溶接アークにおける瞬間的なアーク切れを算出する瞬時アーク切れ時間算出部である。

また、図３のロボット制御装置４において、３３はロボット制御装置４全体の制御を行うロボット制御部、２１は後述するロボット制御部３３が指令する溶接条件指令値に対して、実溶接電流や実溶接電圧が許容範囲外にあるかどうかを判定する際の基となる許容範囲情報を複数記憶する記憶部、２３は記憶部２１に記憶されている複数の許容範囲情報の中から所望の許容範囲情報を選択するための選択部、２２は複数の許容範囲情報を表示するとともに選択部２３により選択された許容範囲情報を表示する表示部である。なお、表示部２２と選択部２３とから操作パネル４０が構成される。ここで、この操作パネル４０は、ロボット制御装置４に設けるようにしても良いし、従来技術で説明したように、ロボット制御装置４と接続する図示しないティーチペンダント（ＴＰ）を設け、このティーチペンダントに設けるようにしても良い。また、２５は溶接電源装置３と通信を行い実溶接電流や実溶接電圧等を溶接電源装置３より受信するロボット通信部、２４はロボット通信部２５より受信した実溶接電流や実溶接電圧と選択部２３により選択された許容範囲情報とに基づいて実溶接電流や実溶接電圧が許容範囲外にあるか否かを判定する判定部、３４は外部のＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）やシーケンサと通信を行うための外部通信部、３５はデジタル出力やランプブザーなどを用いて外部へ報知を行う報知部である。

また、図３において、３２は溶接される部材、３１は溶接トーチ、３０はマニピュレータを示す。

以上のように構成された溶接装置２について、その動作を説明する。

先ず、記憶部２１に記憶されている複数の許容範囲情報は、表示部２２に表示される。なお、その表示については、実施の形態１で説明した図２と同様である。また、複数の許容範囲情報は、例えば実験等により予め求めておくものであり、例えばオペレータが選択部２３を操作することで記憶部２１に記憶させておくものである。次に、選択部２３により表示部２２に表示されている複数の許容範囲情報の中から所望の許容範囲情報を選択する。次に、実際に溶接を行った場合の実溶接電流や実溶接電圧は、入力部２７により計測して入力され、溶接電源通信部２６およびロボット通信部２５を経由してロボット制御装置４の判定部２４に送信される。次に、判定部２４により、選択部２３で選択された許容範囲情報と、受信した実溶接電流や実溶接電圧とを比較して、実溶接電流や実溶接電圧が許容範囲外にあるか否かを判定する。なお、この判定方法は実施の形態１で説明したのと同様である。

以上のように、溶接トーチ３１を保持するマニピュレータ３０をロボット制御装置４により制御して溶接を行わせる場合であっても、アーク溶接条件監視のために上下限値としての許容範囲値を複数記憶し、実溶接電流または実溶接電圧が許容範囲外であるか否かを判定するとともに、アーク溶接条件監視のために上下限値としての許容範囲値を複数記憶し、切り替え可能とすることにより、溶接箇所ごとに許容範囲値を切り替えることが可能となる。そして、溶接箇所ごとに溶接条件指令が変わり、溶接電流や溶接電圧のばらつき具合が変化した場合でも、適切な許容範囲値に変更または切り替えることができる。

（実施の形態３）
本実施の形態において、実施の形態２と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態２と異なるのは、記憶部２１に記憶されている複数の許容範囲情報の中から所望の許容範囲情報を選択するに際し、ロボット制御部３３から選択部２３に指令を行って許容範囲情報を選択するようにした点である。

図３のロボット制御装置４において、ロボット制御部３３は、例えば後述するようにして、記憶部２１に記憶されている複数の許容範囲情報の中から所望の許容範囲情報を選択するように選択部２３に指令し、選択部２３は記憶部２１に記憶されている複数の許容範囲情報の中からロボット制御部３３より指令された許容範囲情報を選択する。

なお、ロボット制御部３３から選択部２３への指令方法については、マニピュレータ３０を動作させるために教示された図示しないＲＡＭに記憶された教示プログラム内に許容範囲情報選択命令として登録される。そして、この許容範囲情報選択命令が、運転起動時に実行されることより自動的に許容範囲情報が選択される。

以上のように、本実施の形態によれば、オペレータが手動で許容範囲情報を選択することなく、教示プログラム内の命令によって自動的に許容範囲情報を切り替えることができる。

（実施の形態４）
本実施の形態において、実施の形態２と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態２と異なるのは、記憶部２１に記憶されている複数の許容範囲情報の中から所望の許容範囲情報を選択するに際し、ロボット制御装置４の外部にある図示しない外部機器から選択部２３に指令を行って許容範囲情報を選択するようにした点である。

図３のロボット制御装置４において、図示しない外部通信部３４から外部通信部３４を介して所望の許容範囲情報を選択するように選択部２３に指令が送られ、選択部２３は記憶部２１に記憶されている複数の許容範囲情報の中から、外部機器により指令された許容範囲情報を選択する。

なお、外部通信部３４から選択部２３への指令方法については、外部機器の一例であるＰＣやシーケンサにより所望の許容範囲情報が選択される。

以上のように、本実施の形態によれば、オペレータが手動で許容範囲情報を選択することなく、外部のＰＣやシーケンサから許容範囲情報を切り替えることができる。

（実施の形態５）
本実施の形態において、実施の形態２と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態２と異なるのは、選択部２３により選択された許容範囲情報、および／または、実溶接電流または実溶接電圧が許容範囲外であるか否かを判定した結果を、外部通信部３４を通じて図示しない外部機器に対して通信可能とした点である。

図３において、選択部２３により選択された許容範囲情報、および／または、実溶接電流または実溶接電圧が許容範囲外であるか否かを判定した結果を、外部通信部３４を通じて外部のＰＣやシーケンサに送信することを可能とする。なお、このときの通信方式は、ＲＳ２３２Ｃなどのシリアル通信方式や、ＬＡＮなどに使用されるイーサネット（登録商標）通信など、方式は何でもよい。

（実施の形態６）
本実施の形態において、実施の形態２と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態２と異なるのは、選択部２３により選択された許容範囲情報に基づき、実溶接電流または実溶接電圧が許容範囲外であるか否かを判定した結果を報知可能とした点である。

図３において、選択部２３により選択された許容範囲情報に基づき、実溶接電流または実溶接電圧が許容範囲外であるか否かを判定した結果を、報知部３５を通じてデジタル出力やランプやブザーなどを用いて外部へ報知する。このようにすることにより、オペレータ等に判定結果を知らせることができる。

（実施の形態７）
本実施の形態において、実施の形態２と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態２と異なるのは、溶接中の短絡回数を算出し、この短絡回数が許容範囲外であるか否かを判定するようにした点である。

図３において、ロボット制御装置４の記憶部２１は、実短絡回数が許容範囲外にあるかどうかを判定する際の基となる許容範囲情報を複数記憶しておくものである。また、表示部２２は、複数の許容範囲情報を表示するとともに選択部２３により選択された許容範囲情報を表示するものである。その一例を図４に示す。図４の表示部２２には、短絡回数の許容範囲情報が複数表示されている。また、選択部２３は、記憶部２１に記憶されている複数の許容範囲情報の中から所望の許容範囲情報を選択するものである。

以上のように構成された溶接装置２について、その動作を説明する。

先ず、図４に示すように、表示部２２に短絡回数の許容範囲情報が複数表示される。次に、選択部２３により表示部２２に表示されている複数の許容範囲情報の中から所望の許容範囲情報を選択する。次に、実際に溶接を行った場合の短絡回数は、入力部２７により入力した実溶接電圧に基づいて短絡回数算出部３６により算出される。次に、判定部２４により、選択部２３で選択された許容範囲情報と、短絡回数算出部３６で算出された実短絡回数とを比較して、実短絡回数が許容範囲外にあるか否かを判定する。例えば、選択部２３により選択されている許容範囲情報の内容が、短絡回数：０回〜１００回のときに、実短絡回数が１２０回であるときは、許容範囲０回〜１００回を超えているので許容範囲外と判定される。

以上のように、実短絡回数が、許容範囲外であるか否かを判定するとともに、アーク溶接条件監視のために上下限値としての許容範囲値を複数記憶し、切り替え可能とすることにより、溶接箇所ごとに許容範囲値を切り替えることが可能となり、溶接箇所ごとに溶接条件指令が変わり短絡回数のばらつき具合が変化した場合でも、適切な許容範囲値に変更または切り替えることができる。

（実施の形態８）
本実施の形態において、実施の形態２と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態２と異なるのは、溶接における瞬時アーク切れ時間を算出し、この瞬時アーク切れ時間が許容範囲外であるか否かを判定するようにした点である。

図３において、ロボット制御装置４の記憶部２１は、瞬時アーク切れ時間が許容範囲外にあるかどうかを判定する際の基となる許容範囲情報を複数記憶しておくものである。また、表示部２２は、複数の許容範囲情報を表示するとともに選択部２３により選択された許容範囲情報を表示するものである。その一例を図４に示す。図４の表示部２２には、瞬時アーク切れ時間の許容範囲情報が複数表示される。また、選択部２３は、記憶部２１に記憶されている複数の許容範囲情報の中から所望の許容範囲情報を選択するものである。

以上のように構成された溶接装置２について、その動作を説明する。

先ず、図４に示すように、表示部２２に瞬時アーク切れ時間の許容範囲情報が複数表示される。次に、選択部２３により、表示部２２に表示されている複数の許容範囲情報の中から所望の許容範囲情報を選択する。次に、実際に溶接を行った場合の瞬時アーク時間は、入力部２７により入力した実溶接電流に基づいて、瞬時アーク切れ時間算出部３７により算出される。具体的には、アーク中の実溶接電流を監視し、所定のアーク電流を下回った時間を計測する。次に、判定部２４により、選択部２３で選択された許容範囲情報と、瞬時アーク切れ時間算出部３７で算出された実瞬時アーク切れ時間とを比較して、実瞬時アーク切れ時間が許容範囲外にあるか否かを判定する。例えば、選択部２３により選択されている許容範囲情報の内容が、瞬時アーク切れ時間：０．０秒〜０．１秒のときに、実瞬時アーク切れ時間が０．２秒のときは、許容範囲０．０秒〜０．１秒を超えているので許容範囲外と判定される。

以上のように、本実施の形態によれば、実瞬時アーク切れ時間が、許容範囲外であるか否かを判定するとともに、アーク溶接条件監視のために上下限値としての許容範囲値を複数記憶し、切り替え可能とすることにより、溶接箇所ごとに許容範囲値を切り替えることが可能となる。そして、溶接箇所ごとに溶接条件指令が変わり瞬時アーク切れ時間のばらつき具合が変化した場合でも、適切な許容範囲値も変更または切り替えことができる。

（実施の形態９）
本実施の形態において、実施の形態２と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態２と異なるのは、許容範囲値の設定値を、直値、あるいは溶接条件指令に対する増減値、あるいは溶接条件指令に対する割合とし、これらを選択可能とした点である。

許容範囲値の設定値を、直値と、溶接条件指令に対する増減値と、溶接条件指令に対する割合のうち少なくとも１つとする具体例について、図５を用いて説明する。なお、図５は表示部２２に表示される表示の一例を示している。

例えば、選択部２３により選択されている許容範囲情報の設定が直値であり、設定内容が電流：１９０Ａ〜２１０Ａである場合において、実溶接電流が２２０Ａのときは、実溶接電流が許容範囲１９０Ａ〜２１０Ａを超えているので許容範囲外と判定される。

また、選択部２３により選択されている許容範囲情報の設定が増減値であり、溶接指令電流が２００Ａであり、選択部２３により選択されている許容範囲情報の内容が、電流：−１０Ａ〜＋１０Ａの場合において、実溶接電流が２２０Ａのときは、実溶接電流と溶接指令電流の差分が２０Ａであり、許容範囲−１０Ａ〜＋１０Ａを超えているので許容範囲外と判定される。

また、選択部２３により選択されている許容範囲情報の設定が割合であり、溶接指令電流が２００Ａであり、選択部２３により選択されている許容範囲情報の内容が、電流：−１０％〜＋１０％の場合では、溶接指令電流が２００Ａに対し増減値−１０％〜＋１０％を乗じ、許容範囲設定値は、１８０Ａ〜２２０Ａとなる。そして、実溶接電流が２４０Ａの場合には、実溶接電流が許容範囲１８０Ａ〜２２０Ａを超えているので許容範囲外と判定される。

以上のように、本実施の形態によれば、許容範囲値の設定値を、直値と、溶接条件指令に対する増減値と、溶接条件指令に対する割合のうち少なくとも１つとするとともに、アーク溶接条件監視のために上下限値としての許容範囲値を複数記憶し、切り替え可能とすることにより、溶接箇所ごとに許容範囲値の設定方法を、直値と、溶接条件指令に対する増減値と、溶接条件指令に対する割合との３つのうちから切り替えることが可能となり、溶接箇所ごとに溶接条件指令が変わり溶接のばらつき具合が変化した場合でも、適切な許容範囲値も変更または切り替えることができる。

（実施の形態１０）
本実施の形態において、実施の形態２と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態２と異なるのは、１つの判定項目のうちの１つの設定値を複数段階設定可能とした点である。

１つの判定項目のうちの１つの設定値を複数段階設定可能とする具体例について、図６を用いて説明する。

例えば、図６に示すように、許容範囲情報の設定内容である第１段階が、電流：−５Ａ〜＋５Ａであり、第２段階が、電流：−１０Ａ〜＋１０Ａとなっているときに、溶接指令電流が２００Ａであり、実溶接電流が２０８Ａのときは、実溶接電流が第１段階の−５Ａ〜＋５Ａを超えているが、第２段階の−１０Ａ〜＋１０Ａを超えていないので、軽微な許容範囲逸脱と判定される。

次に、例えば、溶接指令電流が２００Ａであり、実溶接電流が２１２Ａのときは、実溶接電流が第１段階の−５Ａ〜＋５Ａを超えており、かつ、第２段階の−１０Ａ〜＋１０Ａを超えているので、重大な許容範囲逸脱と判定される。

なお、実施の形態６で説明したように、判定結果を報知する機能を有しており、軽微な許容範囲逸脱の場合と、重大な許容範囲逸脱の場合とで報知の内容を異なるようにしている。

以上のように、本実施の形態によれば、判定項目のうちの１つの設定値を複数段階設定可能としたので、軽微な許容範囲逸脱と、重大な許容範囲逸脱を区別することができ、また複数段階の許容範囲値を複数の許容範囲値の中から切り替え可能とすることにより、適切な許容範囲値も変更または切り替えることができる。

（実施の形態１１）
本実施の形態において、実施の形態２と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態２と異なるのは、判定部２４が異なる判定項目の論理積に基づいて入力部２７が入力した情報が許容範囲外であるか否かを判定するようにした点である。

判定部２４が異なる判定項目の論理積に基づいて入力部２７が入力した情報が許容範囲外であるか否かを判定する具体例について、図７を用いて説明する。

まず、記憶部２１に記憶されている複数の許容範囲情報は、表示部２２に表示される。その例を図７に示す。図７の表示部２２には、溶接電流および溶接電圧の許容範囲情報をペアとし、そのペアが複数表示される。また、電流と電圧との論理積に基づいて判定を行うかどうかを設定するＡＮＤ条件設定も表示される。

例えば、溶接指令電流が２００Ａ、溶接指令電圧が２０．０Ｖ、選択部２３により選択されている許容範囲情報の内容が、電流：−１０Ａ〜＋１０Ａ、電圧：−１．０Ｖ〜＋１．０Ｖ、そしてＡＮＤ条件が有効という許容範囲情報が選択されたときに、実溶接電流が２２０Ａ、実溶接電圧が２０．０Ｖのときは、実溶接電流と溶接指令電流の差分が２０Ａ、実溶接電圧と溶接指令電圧の差分が０．０Ｖであり、電流と電圧の両方ともが許容範囲外となっているわけではないので、許容範囲内であると判定される。

また、例えば、溶接指令電流が２００Ａ、溶接指令電圧が２０．０Ｖ、選択部２３により選択されている許容範囲情報の内容が、電流：−１０Ａ〜＋１０Ａ、電圧：−１．０Ｖ〜＋１．０Ｖ、そしてＡＮＤ条件が有効のときに、実溶接電流が２２０Ａ、実溶接電圧が２２．０Ｖのときには、実溶接電流と溶接指令電流の差分が２０Ａ、実溶接電圧と溶接指令電圧の差分が２．０Ｖであり、電流と電圧の両方が許容範囲外となっているので、許容範囲外であると判定される。

また、例えば、溶接指令電流が２００Ａ、溶接指令電圧が２０．０Ｖ、選択部２３により選択されている許容範囲情報の内容が、電流：−１０Ａ〜＋１０Ａ、電圧：−１．０Ｖ〜＋１．０Ｖ、ＡＮＤ条件無効のときに、実溶接電流が２２０Ａ、実溶接電圧が２０．Ｖのときは、実溶接電流と溶接指令電流の差分が２０Ａ、実溶接電圧と溶接指令電圧の差分が０．０Ｖであり、電流と電圧の両方が許容範囲外とはなっていないが、ＡＮＤ条件無効であり、電流が許容範囲外であるので許容範囲外であると判定される。

以上のように、本実施の形態によれば、判定部２４は異なる判定項目の論理積に基づいて入力部２７が入力した情報が許容範囲外であるか否かを判定するとともに、アーク溶接条件監視のために上下限値としての許容範囲値を複数記憶し、切り替え可能とすることにより、溶接箇所ごとに許容範囲値を切り替えることが可能となる。そして、溶接箇所ごとに溶接条件指令が変わり溶接電流、溶接電圧のばらつき具合が変化した場合でも、適切な許容範囲値に変更または切り替えることができる。

（実施の形態１２）
本実施の形態において、実施の形態２と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態２と異なるのは、判定部２４が許容範囲外と判定すると溶接を停止するようにした点である。

判定部２４が許容範囲外と判定すると溶接を停止する具体例について、図３を用いて説明する。

先ず、判定部２４により、選択部２３により選択された許容範囲情報と、溶接電源装置から受信した実溶接電流や実溶接電圧とを比較して、実溶接電流や実溶接電圧が許容範囲外であるか否かを判定する。なお、この判定方法は、実施の形態２の説明と同様である。

次に、判定部２４により判定された結果が許容範囲外であるときは、その判定結果がロボット制御部３３に通知され、ロボット制御部３３はマニピュレータ３０の動作を停止させるとともに、ロボット通信部２５を通じて溶接電源装置３に溶接停止指令を通知する。また、溶接電源装置３の溶接制御部２８は、溶接電源通信部２６を通じてロボット制御装置４から溶接停止指令を受信し、溶接電源部２９に対し溶接停止処理を行い、溶接が停止される。

以上のように、本実施の形態によれば、溶接トーチ３１を保持するマニピュレータ３０等を制御して溶接を行わせる場合であっても、アーク溶接条件監視のために上下限値としての許容範囲値を複数記憶し、実溶接電流または実溶接電圧が、許容範囲外であるか否かを判定するとともに、アーク溶接条件監視のために上下限値としての許容範囲値を複数記憶し、切り替え可能とすることにより、溶接箇所ごとに許容範囲値を切り替えることが可能となり、溶接箇所ごとに溶接条件指令が変わり溶接電流、溶接電圧のばらつき具体も変化した場合でも適切な許容範囲値に変更または切り替えをすることができる。そして、判定部２４が許容範囲外と判定した場合に溶接を停止させることで、品質の悪い溶接を行わないようにすることができる。

なお、上記した実施の形態１から１２に関し、必要に応じて各実施の形態を組み合わせた形態として実現するようにしても良い。

本発明の溶接装置は、実溶接電流または実溶接電圧が許容範囲外であるか否かを判定するとともに、アーク溶接条件監視のために上下限値としての許容範囲値を複数記憶し、切り替え可能とすることにより、溶接箇所ごとに許容範囲値を切り替えることが可能となり、溶接箇所ごとに溶接条件指令が変わり、溶接電流や溶接電圧のばらつき具合が変化した場合でも、適切な許容範囲値に変更または切り替えをすることができるので、溶接を必要とする部品、例えば、自動車のマフラーやシートの溶接における溶接品質向上および溶接品質保証などに有用である。

本発明の溶接装置の実施の形態１における全体構成を示す図 実施の形態１における表示部および選択部からなる操作パネルを示す図 本発明の溶接装置の実施の形態２から６および１２における全体構成を示す図 本発明の溶接装置の実施の形態７および実施の形態８における表示部を示す図 本発明の溶接装置の実施の形態９における表示部を示す図 本発明の溶接装置の実施の形態１０における表示部を示す図 本発明の溶接装置の実施の形態１１における表示部を示す図 従来のアーク溶接ロボットの制御装置におけるシステム構成を示す図

符号の説明

１ 溶接装置
２ 溶接装置
３ 溶接電源装置
４ ロボット制御装置
１１ 記憶部
１２ 表示部
１３ 選択部
１４ 判定部
１５ 入力部
１６ 制御部
１７ 溶接電源部
１８ 溶接部材
１９ 溶接トーチ
２０ 操作パネル
２１ 記憶部
２２ 表示部
２３ 選択部
２４ 判定部
２５ ロボット通信部
２６ 溶接電源通信部
２７ 入力部
２８ 溶接制御部
２９ 溶接電源部
３０ マニピュレータ
３１ 溶接トーチ
３２ 溶接部材
３３ ロボット制御部
３４ 外部通信部
３５ 報知部
３６ 短絡回数算出部
３７ 瞬時アーク切れ時間算出部
４０ 操作パネル

Claims (12)

1. 実溶接電流および／または実溶接電圧の少なくとも一方を計測し、その値を入力する入力部と、
   前記入力部が入力した実溶接電流および／または実溶接電圧に対する許容範囲設定値を複数記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶されている許容範囲設定値を選択する選択部と、
   前記選択部で選択された許容範囲設定値を表示する表示部と、
   前記入力部が入力した実溶接電流および／または実溶接電圧と前記選択部により選択された許容範囲設定値とに基づいて前記入力部が入力した実溶接電流および／または実溶接電圧が許容範囲外であるか否かを判定する判定部とを備えた溶接装置。
2. 溶接電源装置と、溶接トーチを保持するマニピュレータの制御および前記溶接電源装置に溶接条件指令を送信するロボット制御装置とを備えた溶接装置であって、
   前記ロボット制御装置は、
   実溶接電流または実溶接電圧の少なくとも一方を計測し、その値を入力する入力部と、
   前記入力部が入力した実溶接電流および／または実溶接電圧に対する許容範囲設定値を複数記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶されている許容範囲設定値を選択する選択部と、
   前記選択部で選択された許容範囲設定値を表示する表示部と、
   前記入力部が入力した実溶接電流および／または実溶接電圧と前記選択部により選択された許容範囲設定値とに基づいて前記入力部が入力した実溶接電流および／または実溶接電圧が許容範囲外であるか否かを判定する判定部とを備えた溶接装置。
3. ロボット制御装置はマニピュレータの制御を行う制御部を備え、選択部が前記制御部からの指令に基づいて記憶部に記憶されている複数の許容範囲設定値の中から許容範囲設定値を選択することで許容範囲外であるか否かを判定するための許容範囲設定値を切り換える請求項２に記載の溶接装置。
4. 外部装置との通信を行う通信部を備え、選択部が前記外部装置からの指令に基づいて記憶部に記憶されている複数の許容範囲設定値の中から許容範囲設定値を選択することで許容範囲外であるか否かを判定するための許容範囲設定値を切り換える請求項１から３のいずれか１項に記載の溶接装置。
5. 外部装置との通信を行う通信部を備え、判定部による判定結果および／または選択部が選択した許容範囲設定値を前記外部装置に送信する請求項１から４のいずれか１項に記載の溶接装置。
6. 報知機能を有する報知部を備え、判定部の判定結果に基づいて報知を行う請求項１から５のいずれか１項に記載の溶接装置。
7. 入力部で入力した実溶接電流および／または実溶接電圧に基づいて短絡回数を算出する短絡回数算出部を備え、判定部は前記短絡回数算出部の算出結果と選択部により選択された許容範囲設定値とに基づいて短絡回数が許容範囲外であるか否かを判定する請求項１から６のいずれか１項に記載の溶接装置。
8. 入力部で入力した実溶接電流および／または実溶接電圧に基づいて瞬時アーク切れ時間を算出する瞬時アーク切れ時間算出部を備え、判定部は前記瞬時アーク切れ時間算出部の算出結果と選択部により選択された許容範囲設定値とに基づいて瞬時アーク切れ時間が許容範囲外であるか否かを判定する請求項１から７のいずれか１項に記載の溶接装置。
9. 判定項目の設定値を、直値と、溶接条件指令に対する増減値と、溶接条件指令に対する割合のうち少なくとも１つとした請求項１から８のいずれか１項に記載の溶接装置。
10. １つの判定項目に用いる許容範囲設定値の対を同時に複数設定可能とした請求項１から１０のいずれか１項に記載の溶接装置。
11. 判定部は異なる判定項目の論理積に基づいて入力部が入力した実溶接電流および／または実溶接電圧が許容範囲外であるか否かを判定する請求項１から１０のいずれか１項に記載の溶接装置。
12. 判定部が許容範囲外と判定すると溶接を停止する請求項１から１１のいずれか１項に記載の溶接装置。

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