JP2011206829A - 溶接ロボットのワイヤ突出長調整方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
溶接ワイヤの切断作業を行うことなく、ワイヤタッチセンサ使用時に溶接ワイヤ突出長を標準ワイヤ突出長に調整することができるようにして、溶接作業の効率を向上させる。
【解決手段】
ワイヤタッチセンサによってワークの位置を検出するに際して、溶接トーチ先端の移動を停止した状態で溶接電流が検出される。そして、この検出した溶接電流値と、溶接トーチ先端からワークまでの距離が標準ワイヤ突出長になるときの溶接電流値との差分に基づいて、溶接トーチ先端からワークまでの距離を標準ワイヤ突出長にするために必要な溶接トーチの移動距離が求められる。そして、この求められた移動距離だけ溶接トーチが移動されて、溶接トーチ先端からワークまでの距離が標準ワイヤ突出長にされる。そして、この状態で溶接トーチ先端から溶接ワイヤがワークに突き当たるまで送り出されることにより、ワイヤ突出長が標準ワイヤ突出長に調整される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ワイヤタッチセンサによってワークの位置を検出するに際して、溶接トーチ先端から突出された溶接ワイヤのワイヤ突出長を標準ワイヤ突出長に調整する作業が行われる溶接ロボットのワイヤ突出長調整方法溶接ロボットの制御装置に関するものである。

溶接加工の分野では、アーク溶接加工が広く普及している。溶接ロボットは、溶接トーチ先端に溶接トーチ側の電極（コンタクトチップ）が設けられ、溶接トーチ側電極とワークとの間に印加されるアーク電圧に応じたアーク長さのアークを生成しつつ溶接トーチを溶接線に沿って移動させてワークを溶接加工する。

溶接ロボットを用いてワークの溶接作業を行う場合には、１回の溶接作業ごとにタッチセンサを用いてワークの位置が検出される。これは、予め教示しておかれた溶接開始時のワークの位置と実際の溶接開始時のワークの位置とがずれており、その位置ずれを補正するためである。たとえば、溶接開始時に溶接トーチ先端からワークまでの距離がタッチセンサにより検出され、その検出した実際の距離が、教示しておいた距離とずれていれば、そのずれを補正するように溶接トーチがワークに近づく方向あるいはワークから遠ざかる方向に移動される。

タッチセンサでは、つぎのようにしてワークの位置（溶接トーチ先端からワークまでの距離）が検出される。すなわち、溶接トーチ側電極とワークとの間に電圧を印加しつつ、溶接ロボットのアームを作動させて溶接トーチをワークに近づく方向に移動させ、溶接トーチ先端の溶接トーチ側電極から突出された溶接ワイヤをワークに接触させる。溶接ワイヤがワークに接触したことは、溶接トーチ先端の溶接トーチ側電極とワークとが短絡したことをもって検出される。これにより移動開始時の溶接トーチ先端の位置と、溶接ワイヤがワークに接触したときの溶接トーチ先端の位置を計測することができ、両位置の差から、溶接トーチ先端からワークまでの距離が求められる。なお、溶接トーチ先端の位置は、ロボットの各軸の回転角を変換することにより求められる。

タッチセンサ使用時には、溶接トーチ先端から突き出される溶接ワイヤの突出長を一定の長さ、つまり標準ワイヤ突出長に調整する必要がある。これは、溶接ワイヤの突出長が標準ワイヤ突出長になっている条件の下でタッチセンサによる計測が行われるからであり、溶接ワイヤ突出長が標準ワイヤ突出長からずれていると、タッチセンサによる計測値に誤差が生じるからである。

しかし、溶接終了時点で溶接ワイヤの突出長は、ばらついており、標準ワイヤ突出長からずれている。よって、そのままの状態で次回の溶接作業のためにタッチセンサを使用するとワークの検出位置に誤差が生じることになる。

そこで、従来にあっては、下記特許文献１、２、３にみられるように、１回の溶接作業が終了する毎に、溶接ワイヤを溶接トーチ先端から標準ワイヤ突出長以上となる長さまで送り出し、ワイヤ切断装置（ワイヤカッタ）で溶接ワイヤを切断して、溶接ワイヤ突出長を標準ワイヤ突出長に調整するようにしている。

特開平７−２３２２７１号公報 特開平７−２８４９３５号公報 特開平１１−５８０１２号公報

しかし、溶接ワイヤの切断作業には、多大な動作時間を要する。しかも溶接する継ぎ手が多数あるなどしてワイヤタッチセンサによるワーク位置検出を繰り返し行なう場合には、溶接ワイヤの切断作業を繰り返し行う必要があることになり、溶接ワイヤの切断作業に要する動作時間は膨大なものとなり、溶接作業の効率が低下する。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、溶接ワイヤの切断作業を行うことなく、ワイヤタッチセンサ使用時に溶接ワイヤ突出長を標準ワイヤ突出長に調整することができるようにして、溶接作業の効率を向上させることを課題とするものである。

第１発明は、
ワイヤタッチセンサによってワークの位置を検出するに際して、溶接トーチ先端から突出された溶接ワイヤのワイヤ突出長を標準ワイヤ突出長に調整する作業が行われる溶接ロボットのワイヤ突出長調整方法であって、
ワイヤタッチセンサによってワークの位置を検出するに際して、
溶接トーチ先端の移動を停止した状態で溶接電流を検出し、
この検出した溶接電流値と、溶接トーチ先端からワークまでの距離が前記標準ワイヤ突出長になるときの溶接電流値との差分に基づいて、溶接トーチ先端からワークまでの距離を前記標準ワイヤ突出長にするために必要な溶接トーチの移動距離を求め、
この求められた移動距離だけ溶接トーチを移動させて、溶接トーチ先端からワークまでの距離を前記標準ワイヤ突出長にし、
この状態で溶接トーチ先端から溶接ワイヤをワークに突き当たるまで送り出すことにより、
ワイヤ突出長を前記標準ワイヤ突出長に調整すること
を特徴とする。

第２発明は、第１発明において、
溶接作業終了時のクレータ処理中に溶接電流を検出すること
を特徴とする。

第３発明は、第１発明において、
溶接作業終了時のクレータ処理中に溶接電流をサンプリングして溶接電流の平均値を求め、この求められた溶接電流の平均値と、溶接トーチ先端からワークまでの距離が前記標準ワイヤ突出長になるときの溶接電流値との差分に基づいて、溶接トーチ先端からワークまでの距離を前記標準ワイヤ突出長にするために必要な溶接トーチの移動距離を求めること
を特徴とする。

第４発明は、
ワイヤタッチセンサによってワークの位置を検出するに際して、溶接トーチ先端から突出された溶接ワイヤのワイヤ突出長を標準ワイヤ突出長に調整する作業が行われる溶接ロボットのワイヤ突出長調整装置において、
溶接ロボットを駆動して溶接トーチを移動させる溶接トーチ移動手段と、
溶接トーチ側の電極とワークからなる溶接電極間に電圧を印加する電圧印加手段と、
溶接電流を検出する溶接電流検出手段と、
溶接ワイヤを溶接トーチ先端から送り出す溶接ワイヤ送給手段と、
これら溶接トーチ移動手段と、電圧印加手段と、溶接電流検出手段と、溶接ワイヤ送給手段とを制御する制御手段と
が備えられ、当該制御手段は、
ワイヤタッチセンサによってワークの位置を検出するに際して、
溶接トーチ先端の移動を停止した状態で溶接電流を検出し、
この検出した溶接電流値と、溶接トーチ先端からワークまでの距離が前記標準ワイヤ突出長になるときの溶接電流値との差分に基づいて、溶接トーチ先端からワークまでの距離を前記標準ワイヤ突出長にするために必要な溶接トーチの移動距離を求め、
この求められた移動距離だけ溶接トーチを移動させて、溶接トーチ先端からワークまでの距離を前記標準ワイヤ突出長にし、
この状態で溶接トーチ先端から溶接ワイヤをワークに突き当たるまで送り出すことにより、
ワイヤ突出長を前記標準ワイヤ突出長に調整する
制御を行なうこと
を特徴とする。

第５発明は、第１発明において、
溶接トーチ側の電極に電圧が印加された状態で、溶接トーチ先端から溶接ワイヤを送り出し、溶接トーチ側の電極とワークとが短絡した時点で溶接ワイヤがワークに突き当たったと判断して、溶接ワイヤの送給を停止すること
を特徴とする。

第６発明は、
ワイヤタッチセンサによってワークの位置を検出するに際して、溶接トーチ先端から突出された溶接ワイヤのワイヤ突出長を標準ワイヤ突出長に調整する作業が行われる溶接ロボットのワイヤ突出長調整方法であって、
ワイヤタッチセンサによってワークの位置を検出するに際して、
溶接ワイヤを少なくとも溶接トーチ先端から突出しないように溶接トーチ内に引き込み、
この状態で溶接トーチ先端がワークに突き当たるまで溶接トーチをワークに向けて移動させ、
溶接トーチ先端がワークに突き当たった位置から、溶接トーチ先端とワークとの距離が前記標準ワイヤ突出長になるまで溶接トーチをワークから遠ざかる方向に移動させ、
この移動位置で溶接トーチ先端から溶接ワイヤをワークに突き当たるまで送り出すことにより、
ワイヤ突出長を前記標準ワイヤ突出長に調整すること
を特徴とする。

本発明によれば、溶接ワイヤの切断作業を行うことなく、ワイヤタッチセンサ使用時に溶接ワイヤ突出長を標準ワイヤ突出長に調整することができる。この結果、溶接作業の効率が向上する。

図１（ａ）は、実施例の溶接ロボットの制御装置を示した図で、図１（ｂ）は、溶接トーチ先端の断面を拡大して示した図である。 図２は、コントローラの内部の構成を示す機能ブロック図である。 図３は、クレータ処理時作業プログラムの処理手順をフローチャートで示した図である。 図４は、クレータ処理を示す斜視図である。 図５は、溶接トーチ側電極とワーク間の距離とクレータ処理時の溶接電流値との関係を示す図で、記憶部に記憶される距離・溶接電流値データの内容を示した図である。 図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、クレータ処理時作業プログラム実行時の溶接ロボットの動きを時系列で示した図である。 図７は、溶接作業中の時間と溶接電流の関係を示した図である。 図８は、別実施例の処理手順をフローチャートにて示した図である。 図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）は、別実施例の溶接ロボットの動きを時系列で示した図である。

以下、図面を参照して本発明に係る溶接ロボットのワイヤ突出長調整方法および装置の実施の形態について説明する。

なお、実施形態では、溶接ロボットとして、アーク溶接作業を行う溶接ロボットを想定する。

図１は、実施例の溶接ロボットの制御装置を示している。図２は、溶接トーチ先端の断面を拡大して示している。

図１に示すように、溶接ロボットの制御装置は、溶接トーチ１７の先端１７ａが溶接線Ｌに沿って移動するように各軸１〜６が駆動される溶接ロボット１０と、溶接ロボット１０に電力を供給して溶接ワイヤ２１を送給させるとともに溶接電極間に電圧を印加する溶接電源装置２０と、入力データに応じて溶接ロボット１０の各軸１〜６を駆動するための駆動指令を生成して、生成された駆動指令を溶接ロボット１０に送り、溶接ロボット１０の各軸を制御するとともに溶接電源装置２０を介して溶接ワイヤ２１の送給および溶接電極間の電圧を制御するコントローラ３０とを備えて構成される。

溶接ロボット１０は、アーム１０ａを有しており、このアーム１０ａの先端には、溶接トーチ１７が取り付けられている。溶接ロボット１０には、溶接ワイヤ送給装置１８が設けられている。溶接ロボット１０の外部には、溶接ワイヤ送り出し部９０が備えられている。

溶接ワイヤ送給装置１８および溶接ワイヤ送り出し部９０は、溶接ワイヤ２１を溶接トーチ先端１７ａから送り出す溶接ワイヤ送給手段を構成する。

溶接ワイヤ送り出し部９０には、溶接ワイヤ２１がリール状に収容されている。溶接ワイヤ送給装置１８は、コントローラ３０から溶接電源装置２０を介して与えられるワイヤ送り速度指令に応じてワイヤ送りモータが駆動されることで、溶接ワイヤ送り出し部９０から溶接ワイヤ２１を繰り出し、溶接トーチ１７の先端の溶接トーチ側電極（コンタクトチップ）１７ｂに送給する。溶接トーチ側電極１７ｂとワークＷは、「溶接電極」を構成する。

溶接電源装置２０は、溶接トーチ側電極１７ｂとワークＷとの間に電圧を印加する電圧印加手段を構成する。

溶接電極間には、コントローラ３０から溶接電源装置２０を介して与えられる電圧指令によって電圧が印加される。これにより溶接トーチ先端１７ａとワークＷとの間にアーク放電が発生し、アーク放電により発生する熱によってワークＷの接合部（継手）が加熱、溶融されるとともに溶加材としての溶接ワイヤ２１が加熱、溶融され、溶接ワイヤ２１が溶接金属となってワークＷの接合部が接合される。

溶接ロボット１０は、各軸１、２、３、４、５、６を有した６軸の作業ロボットであり、駆動部１９を備えている。第１軸１、第２軸２、第３軸３が基本３軸であり、第４軸４、第５軸５、第６軸６が手首３軸である。駆動部１９は、サーボアンプ、ロボット用モータを含んで構成されている。

駆動部１９は、溶接ロボット１０を駆動して溶接トーチ１７を移動させる溶接トーチ移動手段を構成する。

駆動部１９は、コントローラ３０から与えられる各軸角度毎の駆動指令に応じて各軸１、２、３、４、５、６を駆動する。各軸１、２、３、４、５、６が駆動されることにより溶接トーチ１７の先端１７ａの座標位置Ｐおよびトーチ姿勢角が変化される。

図２は、コントローラ３０の内部の構成を示す機能ブロック図である。

コントローラ３０は、図２に示すように、ティーチングデータ入力部３１と、記憶部３２と、演算部３３と、溶接電源データ入力部３４と、出力部３５を含んで構成されている。

ティーチングデータ入力部３１は、ティーチング操作盤３１ａを含んで構成されている。ティーチング操作盤３１ａがオペレータによって操作されることにより、教示データおよび後述する距離・溶接電流値データ（図５）が入力される。教示データは、溶接ロボット１０の作業プログラムを作成するために必要なデータであり、教示データに基づいて作業プログラムが作成される。作業プログラムは、溶接ロボット１０の移動命令と作業命令からなる。作業プログラムは、後述する「クレータ処理時作業プログラム」を含んでいる。

本実施例では、図示しないワイヤタッチセンサにてワークＷの位置を検出して溶接トーチ１７の高さを調整し、図４に示すように、、溶接開始点Ｐsから溶接を開始して溶接線Ｌに沿って溶接終了点Ｐeまで溶接トーチ１７を移動させて、最後に溶接トーチ１７の移動を停止した状態でクレータ（窪み）処理を行うまでの一連の作業を「溶接作業」というものとする。１回の溶接作業が終了すると、次回の溶接作業が行われる。「クレータ処理時作業プログラム」には、溶接作業終了時にクレータ処理が行われるときの移動命令および作業命令と、溶接作業終了後次回の溶接作業開始までの移動命令および作業命令が記述されている。

図２において記憶部３２には、溶接ロボット１０の作業プログラムおよび距離・溶接電流値データ（図５）が記憶される。

溶接電源装置２０は、電流センサ２２および溶接ワイヤ短絡検出回路２３を含んで構成されている。

溶接電源装置２０は、溶接電流Ｉを検出する溶接電流検出手段を構成する。

電流センサ２２は、溶接電流Ｉを検出する。溶接ワイヤ短絡検出回路２３は、電流センサ２２で短絡電流を検出することによって、溶接トーチ側電極１７ｂとワークＷとが短絡したこと、つまり溶接ワイヤ２１とワークＷが短絡したこと（以下、溶接ワイヤ短絡という）を検出する。

溶接電流値Ｉと溶接ワイヤ短絡検出回路２３の検出結果は、溶接電源データ入力部３４に入力される。

出力部３５は、指令値計算部３５ａを備えている。指令値計算部３５ａは、作業プログラムに基づいて、溶接ワイヤ２１のワイヤ送り速度および溶接トーチ側電極１７ｂとワークＷとの間の電圧値を計算する。そして、出力部３５は、計算したワイヤ送り速度および電圧値をそれぞれワイヤ送り速度指令および電圧指令として、溶接電源装置２０に出力する。

演算部３３は、軌跡演算部３３ａと、各軸角度変換部３３ｂとを含んで構成されている。

軌跡演算部３３ａでは、作業プログラムに基づいて、溶接トーチ先端１７ａが移動すべき逐次の移動目標位置Ｐおよび目標トーチ姿勢角が演算される。

各軸角度変換部３３ｂでは、溶接ロボット１０の溶接トーチ１７の先端１７ａの逐次の移動目標位置Ｐ、目標トーチ姿勢角が溶接ロボット各軸１、２、３、４、５、６の角度Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６にそれぞれ変換される。そして溶接ロボット各軸１、２、３、４、５、６をそれぞれ目標角度Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６に変化させるための駆動指令が生成されて、駆動指令が溶接ロボット１０の駆動部１９のサーボアンプに出力される。

演算部３３では、記憶部３２に記憶された溶接電流値データ（図５）と、溶接電源データ入力部３４より入力された溶接電流値Ｉおよび溶接ワイヤ短絡検出回路２３の検出結果とに基づいて、図３に示す処理手順にて「クレータ処理時作業プログラム」を実行する。

すなわち、コントローラ３０は、溶接トーチ移動手段と、電圧印加手段と、溶接電流検出手段と、溶接ワイヤ送給手段とを制御する制御手段を構成し、「クレータ処理時作業プログラム」に記述された移動命令と作業命令にしたがい溶接ロボット１０を制御する。

以下、クレータ処理時作業プログラム実行時の処理内容について説明する。

図４は、クレータ処理を示す斜視図である。

図４では、溶接ロボット１０によって、母材となる両ワーク（両板材）Ｗ１、Ｗ２を水平すみ肉溶接によって接合してＴ継ぎ手の構造物を製作する様子を例示している。溶接トーチ１７の先端１７ａが、両ワーク（両板材）Ｗ１、Ｗ２の接合部に対応する溶接線Ｌの方向に沿って溶接開始点Ｐsから溶接終了点Ｐeまで移動することで、ビードが形成される。溶接終了点Ｐeでは、溶接トーチ１７の溶接線Ｌ方向への移動が停止された状態で、クレータ（窪み）を埋めるクレータ処理が行われる。クレータ処理は、所定時間Ｔだけ行われる。溶接トーチ１７移動時に比較して低い溶接電流値で、所定時間Ｔだけ溶接ワイヤ２１およびワークＷが溶融されることで窪みが埋められる。これは高い溶接電流値で処理を行うと、クレータ割れが起きるおそれがあるからである。クレータ処理が終了すると、溶融池が凝固されて窪みが埋められた状態となる。

図４中で溶接トーチ先端１７ａが溶接終了点Ｐe上で停止しているときの溶融池と溶接トーチ先端１７ａとの距離が、「クレータ処理時の溶接トーチ先端１７ａからワークＷ（Ｗ１、Ｗ２）までの距離Ｅ」となる。

図５は、溶接トーチ先端１７ａとワークＷ間の距離Ｅとクレータ処理時の溶接電流Ｉとの関係を示した図であり、記憶部３２に記憶される距離・溶接電流値データの内容を示している。図５において横軸が、溶接トーチ先端１７ａとワークＷ間の距離Ｅであり、縦軸が溶接電流値Ｉである。

距離Ｅと溶接電流値Ｉとの間には、図５および下記（１）式で示すように、距離Ｅに比例して溶接電流値Ｉが低下するという関係が成立する。

Ｉ＝α・Ｅ＋β …（１）
距離Ｅが標準ワイヤ突出長Ｅstdになるときの溶接電流値Ｉは、Ｉstd（＝α・Ｅstd＋β）であるものとする。

標準ワイヤ突出長Ｅstdと、標準ワイヤ突出長Ｅstdに対応する溶接電流値Ｉstdは、定数（固定値）として与えられ、記憶部３２に記憶されておかれる。

コントローラ３０では、図３に示す処理手順にてクレータ処理時作業プログラムが実行される。

図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、クレータ処理時作業プログラム実行時の溶接ロボット１０の動きを時系列で示す。以下、図３と図６を併せ参照して説明する。

（溶接電流Ｉの検出処理）
まず、溶接トーチ先端１７ａの移動を停止した状態で溶接電流Ｉを検出する。

本実施例では、溶接作業終了時のクレータ処理中に溶接電流Ｉが検出される。

図７は、溶接作業中の経過時間と溶接電流Ｉの関係を示す。クレータ処理は、所定時間Ｔをかけて比較的低い溶接電流値で行われる。

クレータ処理中は、溶接トーチ先端１７ａは静止しており、溶接トーチ先端１７ａからワークＷまでの距離が安定している。したがって、溶接電流Ｉおよび溶接電流Ｉから得られる距離Ｅを精度よく算出することができる。

溶接作業終了時のクレータ処理中に溶接電流Ｉを所定時間Ｔ（たとえば１秒）の間、所定の周期で（たとえば１ｍｓｅｃごとに）サンプリングして溶接電流Ｉの平均値Ｉａが求められる。

すなわち、所定の周期ごとに溶接電流Ｉを取り込み（ステップ１０１）、取り込んだ溶接電流値Ｉを下記（２）式、
ΣＩk （Ｋ＝１、２…Ｍ；ただし、Ｍは、溶接電流取り込み回数）
にて積算する処理（ステップ１０２）を、クレータ処理が終了するまで繰り返す（ステップ１０３）。

クレータ処理が終了するまで、溶接電流ＩがＭ回取り込まれて、溶接電流値Ｉの積算処理が終了すると（ステップ１０３の判断ＹＥＳ）、つぎに、下記（３）式、
Ｉａ＝（ΣＩk）／Ｍ …（３）
により、クレータ処理中の溶接電流Ｉの平均値Ｉａが算出される（ステップ１０４；図６（ａ））。

（溶接トーチ１７の移動距離ΔＥの算出処理）
つぎに、算出された溶接電流Ｉの平均値Ｉaと、溶接トーチ先端１７ａからワークＷまでの距離Ｅが標準ワイヤ突出長Ｅstdになるときの溶接電流値Ｉstd（＝α・Ｅstd＋β）との差分に基づいて、溶接トーチ先端１７ａからワークＷまでの距離Ｅを標準ワイヤ突出長Ｅstdにするために必要な溶接トーチ１７の移動距離ΔＥが求められる。

すなわち、記憶部３２に記憶されている（１）式（Ｉ＝α・Ｅ＋β）および標準ワイヤ突出長Ｅstdになるときの溶接電流値Ｉstd（＝α・Ｅstd＋β）と、上記ステップ１０４で算出されたクレータ処理中の溶接電流Ｉの平均値Ｉａとに基づいて、下記（４）式、
ΔＥ＝{Ｉa−（α・Ｅstd＋β）}／α …（４）
により、溶接トーチ１７の移動距離ΔＥが算出される（ステップ１０５）。

（溶接トーチ１７の移動処理）
つぎに、クレータ処理終了後、つまり溶接作業終了後に、ステップ１０５で算出された移動距離ΔＥだけ溶接トーチ１７が移動される。この場合、溶接ロボット１０の各軸１〜６が駆動されて溶接トーチ１７が当該溶接トーチ１７の長手方向に移動される。これにより溶接トーチ先端１７ａがワークＷに近づく方向あるいはワークＷから遠ざかる方向に移動されて、溶接トーチ先端１７ａからワークＷまでの距離Ｅが標準ワイヤ突出長Ｅstdにされる（ステップ１０６；図６（ｂ））。

（溶接ワイヤ１７の送り出し処理）
つぎに、図６（ｃ）に示すように、溶接トーチ先端１７ａからワークＷまでの距離Ｅが標準ワイヤ突出長Ｅstdになっている状態で、溶接トーチ先端１７ａから溶接ワイヤ２１が送り出される。この場合、溶接電極間に電圧が印加された状態で、溶接トーチ先端１７ａから溶接ワイヤ２１が送り出される（ステップ１０７）。

（ワイヤ突出長を標準ワイヤ突出長Ｅstdに調整する処理）
つぎに、図６（ｄ）に示すように、溶接トーチ先端１７ａから溶接ワイヤ２１がワークＷに突き当たるまで送り出され、ワイヤ突出長が標準ワイヤ突出長Ｅstdに調整される。

すなわち、溶接電極間に電圧が印加された状態で溶接トーチ先端１７ａから溶接ワイヤ２１が送り出されている間、溶接ワイヤ２１がワークＷと短絡したか否かが判断される（ステップ１０８）。

溶接ワイヤ２１がワークＷと短絡したと判断されると（ステップ１０８の判断ＹＥＳ）、その時点で溶接ワイヤ２１がワークＷに突き当たったと判断されて、溶接ワイヤ２１の送給が停止される。これによりワイヤ突出長が標準ワイヤ突出長Ｅstdになる（ステップ１０９）。

以後、溶接ワイヤ２１の突出長が標準ワイヤ突出長Ｅstdになっている状態でタッチセンサによるワークＷの位置計測が行われ、次回の溶接作業が行われる。

以上のように本実施例によれば、溶接ワイヤ２１の切断作業を行うことなく、ワイヤタッチセンサ使用時に溶接ワイヤ突出長を標準ワイヤ突出長Ｅstdに調整することができる。この結果、溶接作業の効率が向上する。

なお、上述した実施例では、溶接電流Ｉの検出を、クレータ処理中に行うようにしているが、これは一例であり、溶接トーチ先端１７ａの移動を停止した状態で溶接電流Ｉを検出できるのであれば、クレータ処理中以外であってもよい。たとえばクレータ処理終了後、ワイヤタッチセンサの使用直前に、図３に示す溶接電流Ｉを検出するなどの一連の処理を実行してもよい。

つぎに別の実施例について説明する。

図８は、別実施例の処理手順をフローチャートにて示す。

図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）は、別実施例の溶接ロボット１０の動きを時系列で示す。以下、図８と図９を併せ参照して説明する。

（溶接ワイヤ２１の引き込み処理）
図９（ａ）に示すように、溶接ワイヤ２１を溶接トーチ先端１７ａから突出しないように溶接トーチ１７内に引き込む。溶接ワイヤ２１の引き込みは、溶接ワイヤ送給手段（溶接ワイヤ送給装置１８および溶接ワイヤ送り出し部９０）を送り出し側とは反対方向に作動させることにより行う。溶接ワイヤ２１は、少なくとも溶接トーチ先端１７ａから突出しないように溶接トーチ１７内に引き込まれる（ステップ２０１；図９（ｂ））。

（溶接トーチ１７のワークＷ側への移動処理）
つぎに、溶接ロボット１０の各軸１〜６が駆動されて、溶接トーチ先端１７ａがワークＷに近づく方向に移動される。この場合、溶接電極間に電圧が印加された状態で、溶接トーチ先端１７ａが移動される（ステップ２０２；図９（ｃ））。

（溶接トーチ１７の突き当て処理）
溶接電極間に電圧が印加された状態で溶接トーチ先端１７ａが移動されている間、溶接トーチ側電極１７ｂがワークＷと短絡したか否かが判断される（ステップ２０３）。

溶接トーチ側電極１７ｂがワークＷと短絡したと判断されると（ステップ２０３の判断ＹＥＳ）、その時点で溶接トーチ先端１７ａがワークＷに突き当たったと判断されて、溶接トーチ先端１７ａの移動が停止される（ステップ２０４；図９（ｄ））。

（溶接トーチ１７のワークＷから離れる側への移動処理）
つぎに、溶接ロボット１０の各軸１〜６が駆動されて、溶接トーチ先端１７ａがワークＷから遠ざかる方向に移動される（ステップ２０５；図９（ｅ））。この場合、溶接トーチ先端１７ａとワークＷとの距離Ｅが標準ワイヤ突出長Ｅstdになるまで溶接トーチ１７が移動され、距離Ｅが標準ワイヤ突出長Ｅstdに達すると、溶接トーチ１７の移動が停止される（ステップ２０６；図９（ｆ））。

（溶接ワイヤ１７の送り出し処理）
つぎに、図９（ｇ）に示すように、溶接トーチ先端１７ａからワークＷまでの距離Ｅが標準ワイヤ突出長Ｅstdになっている状態で、溶接トーチ先端１７ａから溶接ワイヤ２１が送り出される。この場合、溶接電極間に電圧が印加された状態で、溶接トーチ先端１７ａから溶接ワイヤ２１が送り出される（ステップ２０７）。

（ワイヤ突出長を標準ワイヤ突出長Ｅstdに調整する処理）
つぎに、図９（ｈ）に示すように、溶接トーチ先端１７ａから溶接ワイヤ２１がワークＷに突き当たるまで送り出され、ワイヤ突出長が標準ワイヤ突出長Ｅstdに調整される。

すなわち、溶接電極間に電圧が印加された状態で溶接トーチ先端１７ａから溶接ワイヤ２１が送り出されている間、溶接ワイヤ２１がワークＷと短絡したか否かが判断される（ステップ２０８）。

溶接ワイヤ２１がワークＷと短絡したと判断されると（ステップ２０８の判断ＹＥＳ）、その時点で溶接ワイヤ２１がワークＷに突き当たったと判断されて、溶接ワイヤ２１の送給が停止される。これによりワイヤ突出長が標準ワイヤ突出長Ｅstdになる（ステップ２０９）。

以後、溶接ワイヤ２１の突出長が標準ワイヤ突出長Ｅstdになっている状態でタッチセンサによるワークＷの位置計測が行われ、次回の溶接作業が行われる。

以上のように別実施例によっても、溶接ワイヤ２１の切断作業を行うことなく、ワイヤタッチセンサ使用時に溶接ワイヤ突出長を標準ワイヤ突出長Ｅstdに調整することができる。この結果、溶接作業の効率が向上する。

なお、上述した別の実施例においても、図８に示す一連の処理をワイヤタッチセンサによってワークＷの位置を検出する際に行えばよい。たとえば、ワイヤタッチセンサの使用直前に、図８に示す一連の処理を実行することができる。

上述した各実施例では、溶接トーチ先端１７ａあるいは溶接ワイヤ２１がワークＷに突き当たったことを、電流センサ２２で短絡電流が検出されることをもって、判断しているが、これはあくまでも一例であり、ショックセンサなどを設け、溶接トーチ先端１７ａあるいは溶接ワイヤ２１がワークＷに突き当たったときの加速度などを検出することで、溶接トーチ先端１７ａあるいは溶接ワイヤ２１がワークＷに突き当たったと判断してもよい。

１０ 溶接ロボット、１７ 溶接トーチ、１７ａ 溶接トーチ先端、１７ｂ 溶接トーチ側電極、３０ コントローラ、Ｗ ワーク

Claims (6)

1. ワイヤタッチセンサによってワークの位置を検出するに際して、溶接トーチ先端から突出された溶接ワイヤのワイヤ突出長を標準ワイヤ突出長に調整する作業が行われる溶接ロボットのワイヤ突出長調整方法であって、
   ワイヤタッチセンサによってワークの位置を検出するに際して、
   溶接トーチ先端の移動を停止した状態で溶接電流を検出し、
   この検出した溶接電流値と、溶接トーチ先端からワークまでの距離が前記標準ワイヤ突出長になるときの溶接電流値との差分に基づいて、溶接トーチ先端からワークまでの距離を前記標準ワイヤ突出長にするために必要な溶接トーチの移動距離を求め、
   この求められた移動距離だけ溶接トーチを移動させて、溶接トーチ先端からワークまでの距離を前記標準ワイヤ突出長にし、
   この状態で溶接トーチ先端から溶接ワイヤをワークに突き当たるまで送り出すことにより、
   ワイヤ突出長を前記標準ワイヤ突出長に調整すること
   を特徴とする溶接ロボットのワイヤ突出長調整方法。
2. 溶接作業終了時のクレータ処理中に溶接電流を検出すること
   を特徴とする請求項１記載の溶接ロボットのワイヤ突出長調整方法。
3. 溶接作業終了時のクレータ処理中に溶接電流をサンプリングして溶接電流の平均値を求め、この求められた溶接電流の平均値と、溶接トーチ先端からワークまでの距離が前記標準ワイヤ突出長になるときの溶接電流値との差分に基づいて、溶接トーチ先端からワークまでの距離を前記標準ワイヤ突出長にするために必要な溶接トーチの移動距離を求めること
   を特徴とする請求項１記載の溶接ロボットのワイヤ突出長調整方法。
4. ワイヤタッチセンサによってワークの位置を検出するに際して、溶接トーチ先端から突出された溶接ワイヤのワイヤ突出長を標準ワイヤ突出長に調整する作業が行われる溶接ロボットのワイヤ突出長調整装置において、
   溶接ロボットを駆動して溶接トーチを移動させる溶接トーチ移動手段と、
   溶接トーチ側の電極とワークからなる溶接電極間に電圧を印加する電圧印加手段と、
   溶接電流を検出する溶接電流検出手段と、
   溶接ワイヤを溶接トーチ先端から送り出す溶接ワイヤ送給手段と、
   これら溶接トーチ移動手段と、電圧印加手段と、溶接電流検出手段と、溶接ワイヤ送給手段とを制御する制御手段と
   が備えられ、当該制御手段は、
   ワイヤタッチセンサによってワークの位置を検出するに際して、
   溶接トーチ先端の移動を停止した状態で溶接電流を検出し、
   この検出した溶接電流値と、溶接トーチ先端からワークまでの距離が前記標準ワイヤ突出長になるときの溶接電流値との差分に基づいて、溶接トーチ先端からワークまでの距離を前記標準ワイヤ突出長にするために必要な溶接トーチの移動距離を求め、
   この求められた移動距離だけ溶接トーチを移動させて、溶接トーチ先端からワークまでの距離を前記標準ワイヤ突出長にし、
   この状態で溶接トーチ先端から溶接ワイヤをワークに突き当たるまで送り出すことにより、
   ワイヤ突出長を前記標準ワイヤ突出長に調整する
   制御を行なうこと
   を特徴とする溶接ロボットのワイヤ突出長調整装置。
5. 溶接電極間に電圧が印加された状態で、溶接トーチ先端から溶接ワイヤを送り出し、溶接トーチ側の電極がワークと短絡した時点で溶接ワイヤがワークに突き当たったと判断して、溶接ワイヤの送給を停止すること
   を特徴とする請求項４記載の溶接ロボットのワイヤ突出長調整装置。
6. ワイヤタッチセンサによってワークの位置を検出するに際して、溶接トーチ先端から突出された溶接ワイヤのワイヤ突出長を標準ワイヤ突出長に調整する作業が行われる溶接ロボットのワイヤ突出長調整方法であって、
   ワイヤタッチセンサによってワークの位置を検出するに際して、
   溶接ワイヤを少なくとも溶接トーチ先端から突出しないように溶接トーチ内に引き込み、
   この状態で溶接トーチ先端がワークに突き当たるまで溶接トーチをワークに向けて移動させ、
   溶接トーチ先端がワークに突き当たった位置から、溶接トーチ先端とワークとの距離が前記標準ワイヤ突出長になるまで溶接トーチをワークから遠ざかる方向に移動させ、
   この移動位置で溶接トーチ先端から溶接ワイヤをワークに突き当たるまで送り出すことにより、
   ワイヤ突出長を前記標準ワイヤ突出長に調整すること
   を特徴とする溶接ロボットのワイヤ突出長調整方法。

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