JP2586128B2

JP2586128B2 - ロボットを用いた自動アーク溶接方法

Info

Publication number: JP2586128B2
Application number: JP1039127A
Authority: JP
Inventors: 清吾西川; 信治奥村; 幸雄三角
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 1989-02-17
Filing date: 1989-02-17
Publication date: 1997-02-26
Anticipated expiration: 2012-02-26
Also published as: JPH02217168A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はアーク溶接ロボットを使用し消耗性電極を用
いた自動アーク溶接方法に関する。

［従来の利用技術］アーク溶接ロボットを用いた自動アーク溶接方法にお
いて、溶接終了時の溶接ワイヤの溶着は、自動化を妨げ
る大きな問題であり、この溶着をアーク溶接ロボットが
回避するためには、溶接終了時に溶着を検出して、大き
な溶接電圧をかけ、溶着を自動的に解除する方法を行う
必要がある。

従来、この溶接終了時の溶着検出して大きな溶接電圧
をかけるのに以下の方法がとられている。

例えば、特開昭59−87983公報では、ロボットからの
溶接終了命令と同期してロボット側から溶着の検出電圧
をかけ、溶着して電圧がドロップするのを検出して溶接
部に向いて設けられた心線切断具を作動させる指令を出
している。また、特開昭59−92172公報では溶接終了時
溶接電流を遮断した後、溶接ワイヤとワークとの間に検
出電圧をかけ電流が流れた時には溶着と判断して溶接ワ
イヤに溶接電流程度の大きな電圧をかけるようにしてい
る。また、特開昭59−229288広報ではワイヤを送給する
ワイヤガイドの屈曲などによるワイヤガイド回転モータ
の電機子電流の値を検出し、その検出電流が増加するの
を利用して、ワイヤ送給状態を検出し、ワイヤの座屈や
送給低下時に溶接作業を停止させるようにしている。そ
の他、特開昭63−93476公報では溶接開始直後および溶
接中に溶接ワイヤが送給されており、かつ、イナートガ
スがあるにもかかわらず、アーク発生が停止した時に溶
着状態を検出し、溶着であれば溶着解除電流を供給して
溶着を解除している。また、溶接終了時にも同様に溶着
の検出を行い、溶着であれば溶着解除電流を供給して溶
着を解除している。

［発明が解決しようとする課題］以上述べたように溶着検出をして溶着を解除する方法
において、溶着を検出したときに心線切断具を動作させ
るものでは別個にカッタ装置を設ける必要があり、ワイ
ヤ送給モータの電機子電流を検出するものでは、通常の
溶接機のワイヤ送給モータには大きな減速機がついてい
るため、送給抵抗の変化に対する送給モータの電機子電
流の変化が小さく、ワイヤが屈曲して変化する送給抵抗
の変化を検出するのは非常に難しい。

また、溶接終了時に溶着検出装置から溶接ワイヤとワ
ークの間に電圧をかけ、電圧もしくは電流を検出して、
溶着を検出する方法は、溶着検出装置から電圧をかける
タイミングに問題がある。

すなわち、ロボットから溶接機に対し溶接終了信号を
出しても、溶接機はただちに溶接を終了するのではな
く、ワイヤのだそう分を燃えがらせたり、ワイヤの先端
形状を整えたりするために、コンマ数秒間、溶接電圧を
かけている。この時間は溶接終了時の状態により多少変
化するが、その間はアークが発生して、ワイヤが燃え上
がり、アークが切れると無負荷電圧がワイヤとワークの
間にかかる。

つまり、溶着検出のための電圧を、前記だそう時に溶
接電圧がかかっている状態でかけると、検出される電
圧、電流は溶接電圧、溶接電流の状態により安定せず、
確実な溶着検出を行うことはできない。

また、溶接電圧が無負荷になってから、溶着検出電圧
をかける方法を用いると、溶接電圧をかけ終るまで待つ
というコンマ数秒間の無駄時間が発生する。

また、溶接終了時溶接電流を遮断した後、検出電圧を
かける方法は、確実な溶着の検出を行うことができるけ
れども、溶接電流の遮断の確認後、溶着の検出の電圧を
かけて溶着の検出を行い、その結果に基づき、溶着であ
るならば高い溶接電圧をかけるという一連の作業を行わ
なくてはならないため、溶着検出、溶着解除に要する時
間が長くなり、コンマ数秒を争うロボットでの溶接作業
には適していない。

本発明は、以上の問題点を鑑みてなされたものであ
り、極力少ない時間で確実な溶着解除を行わせるととも
にロボットを安全に移動させることを目的とする。

［課題を解決するための手段］この目的を達成するため、本発明では、アーク溶接ロ
ボットを使用した自動アーク溶接において、溶接ワイヤ
とワークの間に溶着検出電圧をかけて溶着を検出するこ
とは行わず溶接終了時に溶接ワイヤに流れる溶接電流の
検出のみを行うことを第１の特徴としている。

このことは、溶接電流が流れている間は、アーク状
態、溶着状態という状態にかかわらず、ロボットが移動
してはいけない状態であり、特に、溶着状態の時のみロ
ボットを停止させる必要があるわけではないと言う観点
で行っており、このため溶接状態の溶着検出状態の区別
を行っておらず、したがって、溶着検出のタイミングに
ついて考慮する必要がなく、溶着検出用の電圧をかける
装置は必要としない。

また、溶着が有る無いにかかわらず、溶接機は溶接電
流が流れなくなった時点に同期して高い溶接電圧をかけ
るとともに、ロボット側で溶接ワイヤに電流が流れてい
ない時間をカウントし、連続してあらかじめ定めたカウ
ント値が得られるまでロボットが移動しないようにした
ことを第２の特徴としている。したがって、ワイヤの溶
着が発生すれば、溶着部のワイヤは高い電圧で吹き飛ば
され、溶接電流が流れる。ロボットのカウンタがリセッ
トされ、溶着が解除されると再びカウントを開始する。
このカウントにより、ロボットは溶接電流がある一定時
間流れなくなるまで移動せずそのポイントで待ち、一定
時間は電流が流れず溶着の恐れがなくなったのを確認し
て次のポイントに移動する。

このように、本発明では溶着を検出し、これに応じて
高い電圧をかけるように指令し、溶着解除を検出して電
圧を低下させるなどの、ロボット側と溶接機側との信号
のやり取りを行わないため、やり取りに関連する無駄時
間が発生しない。

なお、溶接終了後常に高い溶接電圧をかけて溶着を解
除するようにし、ロボットは溶接電流値でカウンタの同
期をとるようにしているため、チップそのものがワーク
につくような大きな溶着が発生して、大きな電圧をかけ
ても溶着が解除されない場合には、電流が流れ過ぎ、過
電流として溶接機が故障してしまうことがある。この場
合、溶接機の故障により、溶接電流が流れなくなったこ
とでカウントを開始し、溶着なしとしてロボットが移動
するため、本発明では、ロボットが移動する前に溶接機
が正常かどうかのチェックを行っている。そして、溶接
機が正常であれば、それ以降の溶接作業を行っても無意
味であるため、ロボットを停止させるようにしてある。

〔作用〕このように、本発明はロボットからの溶接終了信号に
よりワイヤのだそう分が終了し、溶接電流が流れなくな
った時から一定のカウントを行った後に、ロボットを移
動させるようにしてあるので、だそうの終了と同時に必
要な電圧をかけ、溶着の有無の解除を別個に検出するこ
となく溶接電流の検出のみによりロボットの移動可能な
時期を判定することができる。

［実施例］本発明を図に示すタイムチャートに基づき、具体的に
説明する。

第１図に溶着が発生しなかった場合のタイムチャート
を示す。ロボットからの溶接実行命令信号１がオフにな
ると、ワイヤ送給モータは送給を停止し、溶接電圧２は
ワイヤのだそう分を燃え上がらせたり、ワイヤの先端形
状を整えるための低い電圧に切り替わる。溶接電流は、
送給モータが停止しているため、だそう分が燃え上がる
まで流れてから停止する。溶接電流が止まると溶接電流
検出信号３はオンからオフに変わる。溶接電流検出信号
３がオフになると、溶接電圧２は溶着を生じても解除で
きるような高い電圧に切り替わると同時にロボットはカ
ウント４を開始する。

一定の時間以上連続して溶接電流検出信号がオフなら
ば、すでに溶着を生じない状態であるのでロボットの移
動を可能な状態にし、同時に溶接電圧２を無電圧にす
る。

そして、溶接機が正常であることを確認して、ロボッ
トは次の動作を開始する。

次に溶着が発生した場合のチャートを第２図に示す。

ロボットからの溶接実行命令信号１がオフになると、
ワイヤ送給モータは送給を停止し、溶接電圧２はワイヤ
のだそう分を燃え上がらせたり、ワイヤの先端形状を整
えるための低い電圧に切り替わる。溶接電流は、送給モ
ータが停止しているため、だそう分が燃え上がるまで流
れてから停止する。溶接電流が止まると溶接電流検出信
号３はオンからオフに変わる。溶接電流検出信号３がオ
フになると、溶接電圧２は溶着を生じても解除できるよ
うな高い電圧に切り替わると同時にロボットはカウント
４を開始する。カウント中に溶着が発生すれば、高い電
圧により瞬時に吹き飛ばされ、溶接電流が流れる。溶接
電流が流れると溶接電流検出信号３はオフからオンに変
わるため、ロボットは、カウントをクリアされる。高い
溶接電圧２により溶着が吹き飛ばされ、溶接電流が再び
停止すると、溶接電流検出信号３は、オンからオフに変
わる。

溶接電流検出信号３がオフになると、ロボットはカウ
ント４を開始する。一定の時間以上連続して溶接電流検
出信号がオフならば、溶着無しとしてロボットを移動可
能な状態にし、同時に溶接電圧２をゼロにする。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明においては、溶接電流を
検出して、溶接電流検出信号がオフになった時点に同期
して、高い溶接電圧をかけるとともに、前記オフ時間を
カウントして一定カウント値に達したときにロボットを
移動させるようにしているので、溶接終了後すぐの不安
定の時期に溶着検出電圧をかける必要がなく、安定した
溶着解除が行え、かつ、ロボットと溶接機との間に信号
のやり取りを行わないため、やり取りに関する無駄時間
を発生させない。

このことにより、コンマ数秒を争うロボットでの溶接
作業において、極力少ない時間で確実な溶着解除が行わ
れ、ロボットを溶着状態で移動させることを防止でき、
ロボットによる溶接作業を迅速確実に行い得るなどの効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明においての溶着が発生しなかった場合の
タイムチャート、第２図は溶着が発生した場合のタイム
チャートである。 1:ロボットからの溶接実行命令信号 2:溶接電圧、3:溶接電流検出信号 4:ロボットのカウント

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】消耗性電極である溶接ワイヤを有する溶接
機を備えたアーク溶接ロボットの溶接終了時に前記溶接
ワイヤの通電の有無を検出し一定時間通電の無いことを
確認した後、ロボットを次のポイントへ移動させるよう
にしたロボットを用いた自動アーク溶接方法において、前記溶接ワイヤに電流が流れなくなった時点に同期して
前記溶接機から大きな電圧を一定時間印加することを特
徴とするロボットを用いた自動アーク溶接方法
【請求項２】前記ロボットは前記溶接機が過電流等の異
常を起こしていないかのチェックを行い、異常を起こし
ていれば、ロボットの移動を停止することを特徴とする
請求項１記載のロボットを用いた自動アーク溶接方法。