JP2016106032A - アーク溶接制御方法およびアーク溶接装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の自動溶接装置において、１つの溶接電流値に対して１つの溶接条件が決まり、ある溶接部位に対しては良好な溶接が可能であるが、同じ溶接電流値で他の溶接部位を溶接しようとすると、良好な溶接が困難な場合もある。【解決手段】溶接用トーチが設けられたアーク溶接ロボットを用いて溶接を行うアーク溶接制御方法であって、第１の溶接部位を溶接するステップと、前記第１の溶接部位の溶接に引き続いて第２の溶接部位を溶接するステップと、を備え、前記第１の溶接部位の溶接は第１の溶接電流波形データで行い、前記第２の溶接部位の溶接は第２の溶接電流波形データで行い、複数の溶接電流波形データテーブルの中から、使用する溶接電流波形データテーブルを切り替えることで、前記第１の溶接電流波形データから前記第２の溶接電流波形データに溶接電流波形データを切り替える。【選択図】図１

Description

本発明は、アーク溶接ロボット等を用いて行われるアーク溶接のアーク溶接制御方法およびアーク溶接装置に関する。

アーク溶接ロボットを使用した溶接において、生産性向上を目的とした溶接の高品質化は、常に求められ続けている。高品質な溶接を実現するための１つの方法は、溶接部位に適した溶接条件で溶接することである。しかし、溶接部位の材質や継手形状は多種多様であり、また、それらが組み合わさって１つとなった母材を溶接しなければならないケースも珍しくない。そのようなケースに対して、溶接部位に適した溶接条件による溶接を実現するためには、複数の溶接部位に対応した溶接条件を予め用意し、溶接部位によって適切なものを選択して切り替えながら溶接できる溶接制御方法が必須となる。

従来の自動溶接装置として、溶接条件記憶部に複数の溶接条件を記憶させておき、例えば、指令された溶接電流値に基づいて複数の溶接条件の中から１つの溶接条件を選択し、溶接を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−３０７５６９号公報

従来の自動溶接装置では、例えば指令された溶接電流値に基づいて１つの溶接条件が決まり、この決定された溶接条件で溶接を行うことが可能であり、溶接条件の設定が簡便となり、利便性が高い。

しかしながら、１つの溶接電流値に対して１つの溶接条件が決まり、ある溶接部位に対しては良好な溶接が可能であるが、同じ溶接電流値で他の溶接部位を溶接しようとすると、良好な溶接が困難な場合もある。このように、従来の自動溶接装置では、１つの溶接電流値に対して１つの溶接条件を決定することができるが、決定された溶接条件で、種々の溶接部位の溶接を良好に行うことが難しいといった課題がある。

上記課題を解決するために、本発明のアーク溶接制御方法は、溶接用トーチが設けられたアーク溶接ロボットを用いて溶接を行うアーク溶接制御方法であって、第１の溶接部位を溶接するステップと、前記第１の溶接部位の溶接に引き続いて第２の溶接部位を溶接するステップと、を備え、前記第１の溶接部位の溶接は第１の溶接電流波形データで行い、前記第２の溶接部位の溶接は第２の溶接電流波形データで行い、複数の溶接電流波形データテーブルの中から、使用する溶接電流波形データテーブルを切り替えることで、前記第１の溶接電流波形データから前記第２の溶接電流波形データに溶接電流波形データを切り替えるものである。

また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、第１の溶接部位を溶接するステップに引き続いてアークをオフすることなく第２の溶接部位を溶接するステップを行うものである。

また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、第１の溶接電流波形データと第２の溶接電流波形データは、設定電流に対応付けられており、同一の設定電流に対して前記第１の溶接電流波形データと前記第２の溶接電流波形データとは異なる溶接電流波形データであり、第１の溶接部位と第２の溶接部位とを、同一の設定電流で、かつ、異なる溶接電流波形データで溶接を行うものである。

また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、溶接電流波形データは、ピーク電流と、ベース電流と、周波数と、短絡電流の増加傾きの少なくとも１つを含むものである。

また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、アーク溶接用ロボットに設けられた溶接用トーチが、溶接線上にあり第１の溶接部位と第２の溶接部位との境目の位置に設けられた教示点に移動したときに、溶接電流波形データを、第１の溶接電流波形データから第２の溶接電流波形データに切り替えるものである。

また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、アーク溶接用ロボットに設けられた溶接用トーチが、溶接線上にあり第１の溶接部位と第２の溶接部位との境目の位置に設けられた教示点に移動したときに、前記アーク溶接ロボットは、前記溶接用トーチの移動を所定期間前記教示点の位置で停止するものである。

また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、アーク溶接用ロボットに設けられた溶接用トーチが、溶接線上にあり第１の溶接部位と第２の溶接部位のとの境目の位置に設けられた教示点に移動してから所定期間の間は、前記アーク溶接ロボットは、前記溶接用トーチの移動速度を前記第２の溶接部位を溶接する定常溶接時の速度よりも低い速度にするものである。

また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、アーク溶接用ロボットに設けられた溶接用トーチが、溶接線上にあり第１の溶接部位と第２の溶接部位との境目の位置に設けられた教示点に移動すると、前記アーク溶接ロボットは、前記溶接用トーチの移動速度を、前記第１の溶接部位を溶接していた速度から、前記第２の溶接部位を溶接する定常溶接時の速度に向けて、連続的または段階的に変化させるものである。

また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、第１の溶接電流波形データから第２の溶接電流波形データに溶接電流波形データを切り替える際、前記第１の溶接電流波形データの値から前記第２の溶接電流波形データの値への変更を、連続的または段階的に行うものである。

また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、第１の溶接部位と第２の溶接部位とは、継手形状が異なる、あるいは、材質が異なる、あるいは、板厚が異なるものである。

また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、第１の溶接部位と第２の溶接部位は、表面処理が行われた鋼板により構成されるものである。

また、本発明のアーク溶接制御装置は、溶接電源装置と、溶接用トーチが設けられたマニピュレータと、教示プログラムに基づいて前記マニピュレータの動作を制御する制御装置とを備えたアーク溶接装置であって、第１の溶接部位を溶接するための第１の溶接電流波形データテーブルと第２の溶接部位を溶接するための第２の溶接電流波形データテーブルとを記憶した記憶部と、前記教示プログラムに基づいて前記記憶部の記憶内容の中から１つの溶接電流波形データテーブルを選択する選択部と、前記選択部が選択した溶接電流波形データテーブルに基づく溶接電流波形となるように溶接出力を制御する出力制御部と、を備え、前記第１の溶接部位の溶接に引き続いてアークをオフすることなく前記第２の溶接部位の溶接を行い、前記第１の溶接部位の溶接は第１の溶接電流波形データテーブルに基づいて行い、前記第２の溶接部位の溶接は溶接電流波形データテーブルを前記第１の溶接電流波形データテーブルから第２の溶接電流波形データテーブルに切り替えて行うものである。

以上のように、本発明は、複数の溶接電流波形データテーブルを切り替えて溶接を行うことにより、継手形状、材質、板厚などが異なる複数の溶接部位に対して、アークオフすることなく連続的に溶接を行うことができる。

本発明の実施の形態１におけるアーク溶接制御方法の実行のプロセスを示す図 本発明の実施の形態１における溶接電流波形データテーブルの概要を示す図 （ａ）本発明の実施の形態１における溶接電流波形データが第１の溶接電流波形データから第２の溶接電流波形データに連続的に切り替わるプロセスを示す図（ｂ）本発明の実施の形態１における溶接電流波形データが第１の溶接条件から第２の溶接条件に段階的に切り替わるプロセスを示す図 （ａ）本発明の実施の形態１における溶接用トーチの第１の移動速度から第２の移動速度に切り替わる際に移動速度をゼロとするプロセスを示す図（ｂ）本発明の実施の形態１における溶接用トーチの第１の移動速度から第２の移動速度に切り替わる際に移動速度を低減するプロセスを示す図（ｃ）本発明の実施の形態１における溶接用トーチの第１の移動速度から第２の移動速度に連続的に切り替わるプロセスを示す図（ｄ）本発明の実施の形態１における溶接用トーチの第１の移動速度から第２の移動速度に段階的に切り替わるプロセスを示す図 本発明の実施の形態１におけるアーク溶接装置の概略構成を示す図 本発明の実施の形態１における溶接電流の切り替わりの例を示す図

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について、図１から図６を用いて説明する。

図１は、本実施の形態１におけるアーク溶接制御方法の実行のプロセスを説明するための図である。図２は、本実施の形態１における溶接電流波形データテーブルの概要を示す図である。図３は、本実施の形態１における第１の溶接電流波形データが第２の溶接電流波形データに切り替わるプロセスを示す図であり、図３（ａ）は連続的に切り替わるプロセスを示しており、図３（ｂ）は段階的に切り替わるプロセスを示している。

図４は、本実施の形態１における溶接用トーチの移動速度が第１の移動速度から第２の移動速度に切り替わるプロセスを示す図である。図４（ａ）は、所定期間切り替え位置で停止した後に切り替わるプロセスを示している。図４（ｂ）は、切り替え位置に移動した後に第２の溶接部位を溶接する定常溶接時の速度よりも低い速度に一度切り替わるプロセスを示している。図４（ｃ）は、連続的に切り替わるプロセスを示している。図４（ｄ）は、段階的に切り替わるプロセスを示している。

図５は本実施の形態１におけるアーク溶接制御法を実行するアーク溶接装置の概略構成を示す図である。図６は本実施の形態１における溶接電流の切り替わりの例を示す図である。

図１において、溶接用トーチ１は、アーク溶接ロボットに取り付けられたアーク溶接を行うためのトーチである。第１の溶接部位２は、連続して溶接される溶接部位である。第２の溶接部位３は、連続して溶接される溶接部位である。また、第１の溶接部位２から第２の溶接部位３へも連続して溶接される。

図２において、第１の溶接電流波形データテーブル４は、第１の溶接部位２を溶接するための溶接電流波形データテーブルである。第２の溶接電流波形データテーブル５は、第２の溶接部位３を溶接するための溶接電流波形データテーブルである。

図１において、教示点Ａは、溶接開始のための教示点である。教示点Ｂは、溶接電流波形データテーブルの切り替えを行うための教示点である。教示点Ｃは、溶接終了のための教示点である。なお、第１の溶接電流波形データテーブル４と第２の溶接電流波形データテーブル５は、例えば、ピーク電流とベース電流と周波数と短絡電流の増加傾きの少なくとも１つを含んだ溶接電流波形データ（溶接電流波形の形状）を有し、各溶接電流波形データは後述する設定電流に対応付けられたものである。

そして、第１の溶接部位２と第２の溶接部位３とは、継手形状が異なる、または、材質が異なる、または、板厚が異なる、あるいはこれらの複合である。第１の溶接電流波形データテーブル４は、第１の溶接部位２を溶接することに適した溶接電流波形データ（ピーク電流またはベース電流または周波数または短絡電流の増加傾きまたはそれらの内の複数等）を含んでいる。第２の溶接電流波形データテーブル５は、第２の溶接部位３を溶接することに適した溶接電流波形データ（ピーク電流またはベース電流または周波数または短絡電流の増加傾きまたはそれらの内の複数等）を含んでいる。なお、教示点Ｂは、第１の溶接部位２と第２の溶接部位３との境目でもある。

図２に、溶接電流波形データテーブルの概要を示す。なお、溶接電流波形データとしては、ピーク電流やベース電流や周波数や短絡電流の増加傾き等が含まれるが、図２では、設定電流に基づいてピーク電流が決定される例を示している。例えば、第１の溶接部位２を溶接するための第１の溶接電流波形データテーブル４に、後述する教示プログラムに基づいて設定電流ａが与えられたときには、第１の溶接部位２を設定電流ａで溶接するのに適したピーク電流Ｘを得ることができる。また、同様に、設定電流ａとは異なる設定電流ｂが与えられたときには、ピーク電流Ｙを得ることができる。また、同様に、設定電流ａや設定電流ｂとは異なる設定電流ｃが与えられたときには、ピーク電流Ｚを得ることができる。

一方、第２の溶接部位３を溶接するための第２の溶接電流波形データテーブル５に設定電流ａが与えられたときには、第２の溶接部位３を設定電流ａで溶接するのに適したピーク電流αを得ることができる。また、同様に、設定電流ｂが与えられたときには、ピーク電流βを得ることができる。また、同様に、設定電流ｃが与えられたときには、ピーク電流γを得ることができる。

このように、同じ設定電流が与えられた場合でも、第１の溶接電流波形データテーブル４と第２の溶接電流波形データテーブル５とでは、得られるピーク電流が異なる。すなわち、同じ設定電流でも、溶接電流波形形状が異なることになる。

なお、溶接電流波形データテーブルに与えられるものは、設定電流に限らず、設定電圧やワイヤ送給速度などでもよく、溶接電流波形データテーブルから得られるものは、ピーク電流に限らず、ベース電流や周波数、短絡電流の増加傾きなどでもよい。

図１について、その動作を説明する。なお、図１は、１つの母材において形状等が異なる溶接部位が複数ある場合の例を示している。溶接用トーチ１が第１の溶接部位２を溶接するために教示点Ａから教示点Ｂまで移動するとき、その間の溶接は、第１の溶接電流波形データテーブル４により得られた溶接電流波形データによって行われる。そして、溶接用トーチ１が教示点Ｂに到達したとき、教示プログラムに基づいて、使用する溶接電流波形データテーブルは、第１の溶接電流波形データテーブル４から第２の溶接電流波形データテーブル５へと切り替わる。なお、後述するいくつかのプロセスにより、溶接電流波形データの値は、連続的または段階的に、第１の溶接電流波形データテーブル４から得られた溶接電流波形データの値から、第２の溶接電流波形データテーブル５から得られた溶接電流波形データの値に切り替えられる。同時に、溶接用トーチ１の移動速度は、後述するいくつかのプロセスにより、第１の溶接部位２を溶接していた速度から、第２の溶接部位３を溶接する定常溶接時の速度に切り替えられる。溶接用トーチ１が第２の溶接部位３を溶接するために教示点Ｂから教示点Ｃまで移動するとき、その間の溶接は、第２の溶接電流波形データテーブル５より得られた溶接電流波形データにより行われる。そして、教示点Ａから教示点Ｃまでの間は、溶接部位が第１の溶接部位２から第２の溶接部位３に変わっても、アークは一度もＯＦＦすることなく溶接を継続する。

ここで、図３を用いて、ピーク電流等の溶接電流波形データの値を切り替えるプロセスの例について説明する。なお、図３では、溶接電流波形データの値として、ピーク電流の値を例にして説明する。また、図３において、時刻ＴＡは溶接用トーチ１が教示点Ａに到達した時刻を示しており、時刻ＴＢは溶接用トーチ１が教示点Ｂに到達した時刻を示しており、時刻ＴＣは溶接用トーチ１が教示点Ｃに到達した時刻を示している。

図３（ａ）において、第１のピーク電流値６は、第１の溶接部位２を溶接するために第１の溶接電流波形データテーブル４から得られた値である。第２のピーク電流値７は、第２の溶接部位３を溶接するために第２の溶接電流波形データテーブル５から得られた値である。そして、ピーク電流の第１の時間変化８は、第１のピーク電流値６から第２のピーク電流値７までのピーク電流の連続的な時間変化の例を示している。

図３（ｂ）において、第１のピーク電流値６は、第１の溶接部位２を溶接するために第１の溶接電流波形データテーブル４から得られた値である。第２のピーク電流値７は、第２の溶接部位３を溶接するために第２の溶接電流波形データテーブル５から得られた値である。そして、ピーク電流の第２の時間変化９は、第１のピーク電流値６から第２のピーク電流値７までのピーク電流の段階的な時間変化の例を示している。

図３（ａ）について、そのプロセスを説明する。ピーク電流値は、第１の溶接部位２の溶接が開始される時刻ＴＡから、第１の溶接部位２と第２の溶接部位３の境目に到達した時刻ＴＢまでの期間は、第１のピーク電流値６となる。時刻ＴＢ以降は、第１のピーク電流値６を開始値とし、第２のピーク電流値７を目標値として、時間を変数とする任意の関数（たとえば、一次関数）に従って連続的に増加あるいは減少する。そして、目標値に到達した後は、第２の溶接部位３の溶接が終了する時刻ＴＣまでのピーク電流値は、第２のピーク電流値７となる。なお、第２のピーク電流値７は、第２の溶接部位３を溶接する際の定常溶接のピーク電流値である。そして、ピーク電流値を連続的に変化させることで、ピーク電流値を安定的に変化させることができる。

図３（ｂ）の場合には、ピーク電流値は、第１の溶接部位２の溶接が開始される時刻ＴＡから、第１の溶接部位２と第２の溶接部位３の境目に到達した時刻ＴＢまでの期間は、第１のピーク電流値６となる。時刻ＴＢ以降は、第１のピーク電流値６を開始値とし、第２のピーク電流値７を目標値として、ある任意の回数だけ段階的に増加あるいは減少する。そして、目標値に到達した後は、第２の溶接部位３の溶接が終了する時刻ＴＣまでのピーク電流値は、第２のピーク電流値７となる。そして、ピーク電流値を段階的に変化させることで、ピーク電流値を安定的に変化させることができる。

次に、図４を用いて、溶接用トーチ１の移動速度を切り替えるプロセスの例について説明する。なお、移動速度は、例えば教示プログラムによって決まるものである。

図４（ａ）において、第１の移動速度１０は、第１の溶接部位２を溶接するときの溶接用トーチ１の先端の移動速度である。第２の移動速度１１は、第２の溶接部位３を溶接するときの溶接用トーチ１の先端の移動速度である。移動速度の第３の時間変化１２は、第１の移動速度１０から第２の移動速度１１までの移動速度の時間変化を示している。

図４（ｂ）において、第１の移動速度１０は、第１の溶接部位２を溶接するときの溶接用トーチ１の先端の移動速度である。第３の移動速度１３は、第２の溶接部位３を溶接するときの、第２の移動速度１１よりも低い溶接用トーチ１の先端の移動速度であり、移動速度の第４の時間変化１４は、第１の移動速度１０から第３の移動速度１３までの移動速度の時間変化を示している。

図４（ｃ）において、第１の移動速度１０は、第１の溶接部位２を溶接するときの溶接用トーチ１の先端の移動速度である。第２の移動速度１１は、第２の溶接部位３を溶接するときの溶接用トーチ１の先端の移動速度である。移動速度の第５の時間変化１５は、第１の移動速度１０から第２の移動速度１１までの移動速度の時間変化を示している。

図４（ｄ）において、第１の移動速度１０は、第１の溶接部位２を溶接するときの溶接用トーチ１の先端の移動速度である。第２の移動速度１１は、第２の溶接部位３を溶接するときの溶接用トーチ１の先端の移動速度である。移動速度の第６の時間変化１６は、第１の移動速度１０から第２の移動速度１１までの移動速度の時間変化を示している。

図４（ａ）について、そのプロセスを説明する。溶接用トーチ１の先端の移動速度は、第１の溶接部位２の溶接が開始される時刻ＴＡから第１の溶接部位２と第２の溶接部位３の境目に到達した時刻ＴＢまでの期間は、第１の移動速度１０となる。時刻ＴＢ以降は、溶接電流波形データの時間変化が終了するまでの時間ＴＸの間は移動速度がゼロ、すなわち、停止状態となる。時間ＴＸ経過後から第２の溶接部位３の溶接が終了する時刻ＴＣまでの移動速度は、第２の移動速度１１となる。なお、時間ＴＸの間、移動速度をゼロとすることで、第１の溶接部位２と第２の溶接部位３との境目の溶接を良好に行うことができる。

図４（ｂ）の場合、時刻ＴＢから時間ＴＸが経過するまでの間の移動速度は、時間ＴＸ経過後から第２の溶接部位３の溶接が終了する時刻ＴＣまでの第３の移動速度１３よりも低い移動速度である第４の時間変化１４となる。なお、時間ＴＸの間、移動速度を低減することで、第１の溶接部位２と第２の溶接部位３との境目の溶接を良好に行うことができる。

図４（ｃ）の場合、時刻ＴＢから時間ＴＸが経過するまでの間、移動速度は、第１の移動速度１０を開始値とし、第２の移動速度１１を目標値として、時間を変数とする任意の関数（たとえば、一次関数）に従って連続的に増加あるいは減少する。なお、移動速度を連続的に変化させることで、第１の溶接部位２と第２の溶接部位３との境目の溶接を良好に行いつつ、タクトの増加を抑制することができる。

図４（ｄ）の場合、時刻ＴＢから時間ＴＸが経過するまでの間、移動速度は、第１の移動速度１０を開始値とし、第２の移動速度１１を目標値として、ある任意の回数だけ段階的に増加あるいは減少する。なお、移動速度を段階的に変化させることで、第１の溶接部位２と第２の溶接部位３との境目の溶接を良好に行いつつ、タクトの増加を抑制することができる。

次に、図５を用いて、本実施の形態１のアーク溶接装置について説明する。アーク溶接装置は、溶接電源装置１９と、溶接用トーチ１が設けられたマニピュレータ１８と、マニピュレータ１８の動作を制御するロボット制御装置１７と、マニピュレータ１８の操作や溶接に関する設定電流の設定等を行うためのティーチングペンダント２３を備えている。なお、ロボット制御装置１７と溶接電源装置１９とは、種々の情報のやりとりを行う。

図５において、作業者は、ティーチングペンダント２３を用いて溶接に関する設定電流を設定する。ロボット制御装置１７は、溶接用トーチ１が取り付けられたマニピュレータ１８の動作を、教示プログラムに基づいて制御する。溶接電源装置１９は、第１の溶接電流波形データテーブル４と第２の溶接電流波形データテーブル５を記憶した記憶部２０と、マニピュレータ１８を動作させるための教示プログラムに基づいて記憶部２０から溶接電流波形データテーブルを選択して取り出す選択部２１と、取り出した溶接電流波形データテーブルに基づいて、溶接用トーチ１の溶接出力を制御する出力制御部２２とを備えている。

なお、教示プログラムは、ロボット制御装置１７に予め記憶されるものである。また、教示プログラムは、教示点と溶接電流波形データテーブルとの関係を対応付けて保持している。従って、選択部２１は、教示プログラムに基づいて認識することができる教示点に対応した溶接電流波形データテーブルを選択する。また、出力制御部２２は、ティーチングペンダント２３を用いて設定された設定電流と、選択部２１が選択した溶接電流波形データテーブルに基づいて、例えばピーク電流やベース電流等の溶接電流波形データを得て、この得た溶接電流波形データに基づいて溶接出力の制御を行う。

図５について、その動作を説明する。ロボット制御装置１７は、予め作成されて記憶された教示プログラムに基づいてマニピュレータ１８の動作を制御する。マニピュレータ１８に取り付けられた溶接用トーチ１の先端が第１の溶接部位２の教示点Ａに移動すると、溶接電源装置１９の選択部２１は、記憶部２０から第１の溶接電流波形データテーブル４を選択して取り出し、出力制御部２２へそれを伝える。

なお、溶接電源装置１９は、教示プログラムに基づいて、溶接用トーチ１の先端が第１の溶接部位２の教示点Ａに移動してきたことを認識することができる。また、教示点Ａと第１の溶接電流波形データテーブル４とが対応付けられて教示プログラムに格納されており、教示点Ｂと第２の溶接電流波形データテーブル５とが対応付けられて教示プログラムに格納されており、選択部２１は、溶接用トーチ１の先端が教示点Ａに到達すると、記憶部２０から第１の溶接電流波形データテーブル４を選択する。

出力制御部２２は、設定電流と第１の溶接電流波形データテーブル４とに基づいた溶接出力を溶接用トーチ１に伝える。そして、マニピュレータ１８は、ロボット制御装置１７により動作が制御され、溶接用トーチ１は、溶接電源装置１９からの溶接出力により第１の溶接部位２を溶接する。

その後、溶接用トーチ１の先端が第１の溶接部位２と第２の溶接部位３との境目である溶接線上の教示点Ｂに到達すると、溶接電源装置１９の選択部２１は、記憶部２０から第２の溶接電流波形データテーブル５を選択して取り出し、出力制御部２２へそれを伝える。出力制御部２２は、設定電流と第２の溶接電流波形データテーブル５とに基づいた溶接出力を溶接用トーチ１に伝える。そして、マニピュレータ１８は、ロボット制御装置１７により動作が制御され、溶接用トーチ１は、溶接電源装置１９からの溶接出力により第２の溶接部位３を溶接する。

なお、溶接部位および溶接電流波形データテーブルは、２つ以上であってもよく、溶接部位ごとに溶接電流波形データテーブルは用意されるものである。

以上のように、本実施の形態１のアーク溶接制御方法およびアーク溶接装置によれば、例えば、継手形状や材質や板厚などが異なる複数の溶接部位に対して、複数の溶接電流波形データテーブルを切り替える、また、ピーク電流等の溶接電流波形データを連続的または段階的に切り替え、同時に、溶接用トーチ１の移動速度を連続的または段階的に切り替え、アークオフすることなく、複数の溶接部位を連続して溶接することができる。

なお、アークオフせず複数の溶接部位を連続して溶接することで、タクトの増加を抑制することができる。その理由は、アークオフするということは、アークスタート処理およびアークエンド処理を繰り返し行わなければならない。アークスタート処理およびアークエンド処理の時間は、生産タクトの中で占める割合が非常に高く、ロスが大きい。従って、継手形状や材質や板厚などが異なる部位が多い場合、アークオフせずに複数の溶接部位を連続して溶接できることは、非常にメリットが大きい。

また、図６に、本実施の形態１における溶接電流の切り替わりの例を示す。図６は、パルス溶接の例を示しており、第１の溶接電流波形データテーブル４に基づく溶接電流波形から、第２の溶接電流波形データテーブル５に基づく溶接電流波形へ、連続的に変化する例を示している。

また、図５において、図３で示した溶接用トーチ１の移動速度の制御は、ロボット制御装置１７によって行われる。そして、図５において、図４で示したピーク電流値等の溶接電流波形データの制御は、溶接電源装置１９によって行われる。

なお、本実施の形態１において、第１の溶接部位２と第２の溶接部位３とは、例えば亜鉛メッキ鋼板のように表面処理が行われた鋼板であってもよい。

亜鉛メッキ鋼板の溶接において、継ぎ手ルート部から溶接時に発生する亜鉛蒸気を抜け易くするため、短絡開放時にパルス電流を印加して、溶融池である溶融金属を溶接進行方向に対して後方に押しのけることが有効である。しかし、第１の溶接部位２として重ね継手の亜鉛メッキ鋼板を用い、第２の溶接部位３としてＴ継手の亜鉛メッキ鋼板を用い、これらを連続して溶接する場合、重ね継手に適した溶接電流波形データでＴ継手の溶接も行うと、Ｔ継手で穴あきや溶け落ちが発生する。従って、重ね継手とＴ継手とで設定電流を一定とする場合でも、重ね継手とＴ継手とでは溶接電流波形パラメータ（溶接電流波形データ）を変更する必要がある。

本実施の形態１では、溶接部位に応じて溶接電流波形データを切り替え、アークオフすることなくことなる溶接部位を続けて溶接することができ、穴あけや溶け落ち等を生じることなく良好に亜鉛メッキ鋼板の溶接を行うことができる。

本発明のアーク溶接制御方法およびアーク溶接装置は、複数の溶接電流波形データテーブルを有し、複数の溶接電流波形データテーブルを切り替えることにより、継手形状や材質や板厚などが異なる複数の溶接部位に対して、アークオフすることなく連続的に溶接を行うことができ、例えばアーク溶接用ロボットを用いたアーク溶接制御方法およびアーク溶接装置として産業上有用である。

１ 溶接用トーチ
２ 第１の溶接部位
３ 第２の溶接部位
４ 第１の溶接電流波形データテーブル
５ 第２の溶接電流波形データテーブル
６ 第１のピーク電流値
７ 第２のピーク電流値
８ 第１の時間変化
９ 第２の時間変化
１０ 第１の移動速度
１１ 第２の移動速度
１２ 第３の時間変化
１３ 第３の移動速度
１４ 第４の時間変化
１５ 第５の時間変化
１６ 第６の時間変化
１７ ロボット制御装置
１８ マニピュレータ
１９ 溶接電源装置
２０ 記憶部
２１ 選択部
２２ 出力制御部
２３ ティーチングペンダント

Claims (12)

1. 溶接用トーチが設けられたアーク溶接ロボットを用いて溶接を行うアーク溶接制御方法であって、
   第１の溶接部位を溶接するステップと、前記第１の溶接部位の溶接に引き続いて第２の溶接部位を溶接するステップと、を備え、
   前記第１の溶接部位の溶接は第１の溶接電流波形データで行い、前記第２の溶接部位の溶接は第２の溶接電流波形データで行い、複数の溶接電流波形データテーブルの中から、使用する溶接電流波形データテーブルを切り替えることで、前記第１の溶接電流波形データから前記第２の溶接電流波形データに溶接電流波形データを切り替えるアーク溶接制御方法。
2. 第１の溶接部位を溶接するステップに引き続いてアークをオフすることなく第２の溶接部位を溶接するステップを行う請求項１記載のアーク溶接制御方法。
3. 第１の溶接電流波形データと第２の溶接電流波形データは、設定電流に対応付けられており、同一の設定電流に対して前記第１の溶接電流波形データと前記第２の溶接電流波形データとは異なる溶接電流波形データであり、第１の溶接部位と第２の溶接部位とを、同一の設定電流で、かつ、異なる溶接電流波形データで溶接を行う請求項１または２記載のアーク溶接制御方法。
4. 溶接電流波形データは、ピーク電流と、ベース電流と、周波数と、短絡電流の増加傾きの少なくとも１つを含む請求項１から３のいずれか１項に記載のアーク溶接制御方法。
5. アーク溶接用ロボットに設けられた溶接用トーチが、溶接線上にあり第１の溶接部位と第２の溶接部位との境目の位置に設けられた教示点に移動したときに、溶接電流波形データを、第１の溶接電流波形データから第２の溶接電流波形データに切り替える請求項１から４のいずれか１項に記載のアーク溶接制御方法。
6. アーク溶接用ロボットに設けられた溶接用トーチが、溶接線上にあり第１の溶接部位と第２の溶接部位との境目の位置に設けられた教示点に移動したときに、前記アーク溶接ロボットは、前記溶接用トーチの移動を所定期間前記教示点の位置で停止する請求項５記載のアーク溶接制御方法。
7. アーク溶接用ロボットに設けられた溶接用トーチが、溶接線上にあり第１の溶接部位と第２の溶接部位のとの境目の位置に設けられた教示点に移動してから所定期間の間は、前記アーク溶接ロボットは、前記溶接用トーチの移動速度を前記第２の溶接部位を溶接する定常溶接時の速度よりも低い速度にする請求項５記載のアーク溶接制御方法。
8. アーク溶接用ロボットに設けられた溶接用トーチが、溶接線上にあり第１の溶接部位と第２の溶接部位との境目の位置に設けられた教示点に移動すると、前記アーク溶接ロボットは、前記溶接用トーチの移動速度を、前記第１の溶接部位を溶接していた速度から、前記第２の溶接部位を溶接する定常溶接時の速度に向けて、連続的または段階的に変化させる請求項５記載のアーク溶接制御方法。
9. 第１の溶接電流波形データから第２の溶接電流波形データに溶接電流波形データを切り替える際、前記第１の溶接電流波形データの値から前記第２の溶接電流波形データの値への変更を、連続的または段階的に行う請求項１から８のいずれか１項に記載のアーク溶接制御方法。
10. 第１の溶接部位と第２の溶接部位とは、継手形状が異なる、あるいは、材質が異なる、あるいは、板厚が異なる請求項１から９のいずれか１項に記載のアーク溶接制御方法。
11. 第１の溶接部位と第２の溶接部位は、表面処理が行われた鋼板により構成される請求項１から１０のいずれか１項に記載のアーク溶接制御方法。
12. 溶接電源装置と、溶接用トーチが設けられたマニピュレータと、教示プログラムに基づいて前記マニピュレータの動作を制御する制御装置とを備えたアーク溶接装置であって、
    第１の溶接部位を溶接するための第１の溶接電流波形データテーブルと第２の溶接部位を溶接するための第２の溶接電流波形データテーブルとを記憶した記憶部と、
    前記教示プログラムに基づいて前記記憶部の記憶内容の中から１つの溶接電流波形データテーブルを選択する選択部と、
    前記選択部が選択した溶接電流波形データテーブルに基づく溶接電流波形となるように溶接出力を制御する出力制御部と、を備え、
    前記第１の溶接部位の溶接に引き続いてアークをオフすることなく前記第２の溶接部位の溶接を行い、前記第１の溶接部位の溶接は第１の溶接電流波形データテーブルに基づいて行い、前記第２の溶接部位の溶接は溶接電流波形データテーブルを前記第１の溶接電流波形データテーブルから第２の溶接電流波形データテーブルに切り替えて行うアーク溶接装置。

Images