JP2824914B2 - 溶接ロボットの溶接トーチ制御方法 - Google Patents
溶接ロボットの溶接トーチ制御方法Info
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- JP2824914B2 JP2824914B2 JP1194216A JP19421689A JP2824914B2 JP 2824914 B2 JP2824914 B2 JP 2824914B2 JP 1194216 A JP1194216 A JP 1194216A JP 19421689 A JP19421689 A JP 19421689A JP 2824914 B2 JP2824914 B2 JP 2824914B2
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- welding
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば柱と梁との接合部に使用される仕口
コア等のごとき被溶接部材を自動溶接する溶接ロボット
の溶接トーチ制御方法に関するものである。
コア等のごとき被溶接部材を自動溶接する溶接ロボット
の溶接トーチ制御方法に関するものである。
［従来の技術］ 鉄骨構造物における仕口コアは、第３図及び第４図に
示すように、鉄骨柱とＨ形鋼等の鋼製梁との接合部に使
用されるものであり、図において、30は仕口コア、34は
鉄骨柱、36は鋼製梁である。
示すように、鉄骨柱とＨ形鋼等の鋼製梁との接合部に使
用されるものであり、図において、30は仕口コア、34は
鉄骨柱、36は鋼製梁である。
このような仕口コア30は、一般に四角形の角型コラム
31と、このコラム31の上下両端に溶接され、梁36からの
応力を伝達するためのダイヤフラム32とから構成されて
いる。コラム31とダイヤフラム32の継手は通常、突合せ
継手であり、その開先33の形状は第５図に示すようにレ
字型が普通である。このような開先33に多層盛溶接を行
って仕口コア30を製作する。なお、第５図において38は
バッキングである。
31と、このコラム31の上下両端に溶接され、梁36からの
応力を伝達するためのダイヤフラム32とから構成されて
いる。コラム31とダイヤフラム32の継手は通常、突合せ
継手であり、その開先33の形状は第５図に示すようにレ
字型が普通である。このような開先33に多層盛溶接を行
って仕口コア30を製作する。なお、第５図において38は
バッキングである。
仕口コア30の製作にあたっては、従来、多関節ロボッ
トが用いられている。従来の多関節ロボットは多関節の
アーム先端に溶接トーチを取り付けただけのものであ
り、溶接トーチの先端位置を制御しながら多層盛溶接を
行っている。この場合、溶接トーチの先端位置は各アー
ムの関節位置の制御によって行われるため、多関節ロボ
ットだけで多層盛溶接するときは、溶接前に積層の進行
に伴うロボットの動作点を各層毎にティーチングした
り、プログラムを作成する必要があった。例えば、第６
図（ａ），（ｂ）に示すように、仕口コア30の開先33を
全周積層溶接するときは、ロボットの動作点a,b,c,…,n
は積層数によって変化する（第１層〜第５層の各パスに
おける動作開始点はそれぞれa1,a2,…a51,a52となる）
ため、積層分だけティーチングしたり、プログラムを作
成しなければならないという不便がある。
トが用いられている。従来の多関節ロボットは多関節の
アーム先端に溶接トーチを取り付けただけのものであ
り、溶接トーチの先端位置を制御しながら多層盛溶接を
行っている。この場合、溶接トーチの先端位置は各アー
ムの関節位置の制御によって行われるため、多関節ロボ
ットだけで多層盛溶接するときは、溶接前に積層の進行
に伴うロボットの動作点を各層毎にティーチングした
り、プログラムを作成する必要があった。例えば、第６
図（ａ），（ｂ）に示すように、仕口コア30の開先33を
全周積層溶接するときは、ロボットの動作点a,b,c,…,n
は積層数によって変化する（第１層〜第５層の各パスに
おける動作開始点はそれぞれa1,a2,…a51,a52となる）
ため、積層分だけティーチングしたり、プログラムを作
成しなければならないという不便がある。
［発明が解決しようとする課題］ このように、従来の溶接ロボットでは被溶接部材の多
層盛溶接におけるティーチングまたはプログラムの作成
がきわめて煩雑になり、多大の時間がかかるという課題
があった。また、被溶接部材の機械加工精度があまり良
くない場合があり，このような場合，標準寸法に基づく
プログラムでは実物とのずれが大きいため、プログラム
の修正等に時間がかかったり、溶接結果も好ましくない
ことがあった。
層盛溶接におけるティーチングまたはプログラムの作成
がきわめて煩雑になり、多大の時間がかかるという課題
があった。また、被溶接部材の機械加工精度があまり良
くない場合があり，このような場合，標準寸法に基づく
プログラムでは実物とのずれが大きいため、プログラム
の修正等に時間がかかったり、溶接結果も好ましくない
ことがあった。
一方、アーク溶接における開先倣い制御として、揺動
反転式アークセンサを用いる技術は、例えば特開昭60−
255271号により知られている。このような揺動反転式ア
ークセンサを用いれば、溶接電流またはアーク電圧を検
出することにより自動的に開先倣いを行わせることがで
き、積層数の追加や１つの層におけるパス数の振り分け
なども自動的に行うことができる。
反転式アークセンサを用いる技術は、例えば特開昭60−
255271号により知られている。このような揺動反転式ア
ークセンサを用いれば、溶接電流またはアーク電圧を検
出することにより自動的に開先倣いを行わせることがで
き、積層数の追加や１つの層におけるパス数の振り分け
なども自動的に行うことができる。
そこで、本発明は、上記公報に記載された揺動反転式
アークセンサを用いることによりティーチングまたはプ
ログラムの作成が簡単にでき、高品質かつ良好なビード
形状が得られるようにした溶接ロボットの溶接トーチ制
御方法を提供することを目的とする。
アークセンサを用いることによりティーチングまたはプ
ログラムの作成が簡単にでき、高品質かつ良好なビード
形状が得られるようにした溶接ロボットの溶接トーチ制
御方法を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本発明に係る溶接ロボッ
トの溶接トーチ制御方法は、被溶接材を回転自在に支持
するポジショナと、該ポジショナの回転動作と同期して
動作するロボットと、該ロボットのアーム先端に開先の
幅方向（Ｘ軸）への移動を行うＸ軸移動機構及び開先の
高さ方向（Ｙ軸）への移動を行うＹ軸移動機構を介して
取り付けられた揺動反転式アークセンサ機能を有する溶
接トーチと、該溶接トーチにより自動送給される溶接ワ
イヤと、を備え、前記Ｘ軸移動機構により前記溶接トー
チを開先の幅方向に移動させながら前記Ｙ軸移動機構に
より前記溶接トーチを開先の高さ方向に移動させること
により所定の溶接作業を行うようにされた溶接ロボット
を有する溶接装置において、前記溶接ワイヤより発生す
るアークの電圧または溶接電流が常に一定となるように
前記Ｙ軸移動機構を制御するとともに、前記溶接ワイヤ
のＹ軸方向の変位が予め設定された規定値と一致したこ
とを条件としてＸ軸方向の反転位置を決定し、かつ、Ｘ
軸方向の変位に基づいて次層溶接時の適正パス数を決定
するようにしたことを特徴とするものである。
トの溶接トーチ制御方法は、被溶接材を回転自在に支持
するポジショナと、該ポジショナの回転動作と同期して
動作するロボットと、該ロボットのアーム先端に開先の
幅方向（Ｘ軸）への移動を行うＸ軸移動機構及び開先の
高さ方向（Ｙ軸）への移動を行うＹ軸移動機構を介して
取り付けられた揺動反転式アークセンサ機能を有する溶
接トーチと、該溶接トーチにより自動送給される溶接ワ
イヤと、を備え、前記Ｘ軸移動機構により前記溶接トー
チを開先の幅方向に移動させながら前記Ｙ軸移動機構に
より前記溶接トーチを開先の高さ方向に移動させること
により所定の溶接作業を行うようにされた溶接ロボット
を有する溶接装置において、前記溶接ワイヤより発生す
るアークの電圧または溶接電流が常に一定となるように
前記Ｙ軸移動機構を制御するとともに、前記溶接ワイヤ
のＹ軸方向の変位が予め設定された規定値と一致したこ
とを条件としてＸ軸方向の反転位置を決定し、かつ、Ｘ
軸方向の変位に基づいて次層溶接時の適正パス数を決定
するようにしたことを特徴とするものである。
［作用］ 本発明においては、溶接トーチの揺動反転式アークセ
ンサの機能により、溶接ワイヤより発生するアークの電
圧または溶接電流が常に一定となるようにＹ軸移動機構
を制御するとともに、溶接ワイヤのＹ軸方向の変位が予
め設定された規定値と一致したことを条件としてＸ軸方
向の反転位置を決定するので、開先幅（溶接幅）の変化
に対しても精度良く追従することができるため、被溶接
部材の寸法のバラツキが大きくてもその実開先を正確に
倣って多層の積層溶接をすることができる。したがっ
て、高品質の溶接ができ、ビード形状は平滑なものとな
る。さらに、この揺動反転式アークセンサの機能によ
り、Ｘ軸方向の変位に基づいて次層溶接時の適正パス数
を決定するので、溶接前におけるロホットの動作点は被
溶接材の標準寸法で作成される初層の一周分だけについ
てティーチングするか、またはプログラムを作成すれば
よい。
ンサの機能により、溶接ワイヤより発生するアークの電
圧または溶接電流が常に一定となるようにＹ軸移動機構
を制御するとともに、溶接ワイヤのＹ軸方向の変位が予
め設定された規定値と一致したことを条件としてＸ軸方
向の反転位置を決定するので、開先幅（溶接幅）の変化
に対しても精度良く追従することができるため、被溶接
部材の寸法のバラツキが大きくてもその実開先を正確に
倣って多層の積層溶接をすることができる。したがっ
て、高品質の溶接ができ、ビード形状は平滑なものとな
る。さらに、この揺動反転式アークセンサの機能によ
り、Ｘ軸方向の変位に基づいて次層溶接時の適正パス数
を決定するので、溶接前におけるロホットの動作点は被
溶接材の標準寸法で作成される初層の一周分だけについ
てティーチングするか、またはプログラムを作成すれば
よい。
［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図により説明する。第１図
はこの実施例による溶接ロボットの斜視図で、仕口コア
を自動溶接する場合について示してある。第２図は溶接
トーチ部分の構成図である。
はこの実施例による溶接ロボットの斜視図で、仕口コア
を自動溶接する場合について示してある。第２図は溶接
トーチ部分の構成図である。
第１図に示すように、本溶接ロボットは、多関節型の
ロボット10と、仕口コア30を取り付けロボット10と同期
して回転動作を行うポジショナ12とから構成されてい
る。
ロボット10と、仕口コア30を取り付けロボット10と同期
して回転動作を行うポジショナ12とから構成されてい
る。
ポジショナ12は、仕口コア30を水平に片持ち状に取り
付ける回転テーブル13を有し、この回転テーブル13によ
り仕口コア30を水平軸37の周りに所定角度（例えば90
゜）ごとに回転させる。この回転動作はロボット10の動
作に同期させて行う。
付ける回転テーブル13を有し、この回転テーブル13によ
り仕口コア30を水平軸37の周りに所定角度（例えば90
゜）ごとに回転させる。この回転動作はロボット10の動
作に同期させて行う。
第２図において、ロボット10は、アーム11の先端に取
り付けられる溶接トーチ１がＸ軸移動機構14とＹ軸移動
機構15を介して取り付けられるようになっている。Ｘ軸
移動機構14は溶接トーチ１をＹ軸移動機構15を介して開
先33の幅方向（Ｘ軸）に位置決めするものであり、Ｘ軸
モータ16とネジ機構17により行われるようになってい
る。Ｙ軸移動機構15は溶接トーチ１を開先33の高さ方向
（Ｙ軸）、すなわち溶接トーチ１の軸方向に位置決めす
るものであり、Ｙ軸モータ18とネジ機構19により行われ
るようになっている。溶接ワイヤ２はこの溶接トーチ１
に自動送給されるようになっている。
り付けられる溶接トーチ１がＸ軸移動機構14とＹ軸移動
機構15を介して取り付けられるようになっている。Ｘ軸
移動機構14は溶接トーチ１をＹ軸移動機構15を介して開
先33の幅方向（Ｘ軸）に位置決めするものであり、Ｘ軸
モータ16とネジ機構17により行われるようになってい
る。Ｙ軸移動機構15は溶接トーチ１を開先33の高さ方向
（Ｙ軸）、すなわち溶接トーチ１の軸方向に位置決めす
るものであり、Ｙ軸モータ18とネジ機構19により行われ
るようになっている。溶接ワイヤ２はこの溶接トーチ１
に自動送給されるようになっている。
図中、20は溶接電源で、定電圧電源または定電流電源
が用いられる。21はアーク電圧検出器、22は溶接電流検
出器で、溶接電源20の特性に応じていずれかの検出値を
Ｙ軸方向のアーク長制御に用いる。23はＸ軸変位eX検出
器、24はＹ軸変位eY検出器である。
が用いられる。21はアーク電圧検出器、22は溶接電流検
出器で、溶接電源20の特性に応じていずれかの検出値を
Ｙ軸方向のアーク長制御に用いる。23はＸ軸変位eX検出
器、24はＹ軸変位eY検出器である。
この実施例の揺動反転式アークセンサの機能について
説明する。
説明する。
ポジショナ12の回転テーブル13に水平に取り付けられ
た仕口コア30に対し、ロボット10の溶接トーチ１をＸ軸
移動機構14により開先33内で幅方向（Ｘ軸）に揺動させ
ながら、開先33に沿って移動させ、同時にＹ軸移動機構
15により開先33の高さ方向（Ｙ軸）にアーク長を一定に
制御する。この場合において、溶接ワイヤ２より発生す
るアークの電圧または溶接電流が常に一定となるように
Ｙ軸方向の移動を制御するとともに、揺動中検出される
溶接ワイヤ２のＸ軸及びＹ軸方向の変位eX,eYから、Ｙ
軸変位eYがあらかじめ設定された値eoに一致したことを
条件として揺動のＸ軸方向の反転位置を制御し、さらに
Ｘ軸変位eXの大きさを判別することにより、次層溶接時
の適正パス数を決定する。
た仕口コア30に対し、ロボット10の溶接トーチ１をＸ軸
移動機構14により開先33内で幅方向（Ｘ軸）に揺動させ
ながら、開先33に沿って移動させ、同時にＹ軸移動機構
15により開先33の高さ方向（Ｙ軸）にアーク長を一定に
制御する。この場合において、溶接ワイヤ２より発生す
るアークの電圧または溶接電流が常に一定となるように
Ｙ軸方向の移動を制御するとともに、揺動中検出される
溶接ワイヤ２のＸ軸及びＹ軸方向の変位eX,eYから、Ｙ
軸変位eYがあらかじめ設定された値eoに一致したことを
条件として揺動のＸ軸方向の反転位置を制御し、さらに
Ｘ軸変位eXの大きさを判別することにより、次層溶接時
の適正パス数を決定する。
また、アーク点が仕口コア30のコーナー部に到達した
時は回転テーブル13により仕口コア30を90゜回転させ、
同時にこの回転動作に同期させてロボット10を動作させ
る。すなわち、上記の揺動反転式アークセンサの作用下
で、アーク点が仕口コア30のコーナー部の始点に到達し
た時に回転を始め、90゜回転時にアーク点がコーナー部
の終点に到達するように溶接する。コーナー部の始点及
び終点の運動軌跡並びにその回転速度はわかっているの
で、コーナー部における溶接速度を適正なものに制御す
ることができる。
時は回転テーブル13により仕口コア30を90゜回転させ、
同時にこの回転動作に同期させてロボット10を動作させ
る。すなわち、上記の揺動反転式アークセンサの作用下
で、アーク点が仕口コア30のコーナー部の始点に到達し
た時に回転を始め、90゜回転時にアーク点がコーナー部
の終点に到達するように溶接する。コーナー部の始点及
び終点の運動軌跡並びにその回転速度はわかっているの
で、コーナー部における溶接速度を適正なものに制御す
ることができる。
以上のように、溶接時においては、揺動反転式アーク
センサの機能により各層について正確な開先倣いがで
き、仕口コア30の全周自動溶接が可能になる。また、開
先寸法が設計通りでない場合であっても正確な開先倣い
ができる。さらに、各層の適正パス数も自動的に決定さ
れるので、溶接欠陥のない優れた溶接ができ、またビー
ド形状が滑らかなものとなる。
センサの機能により各層について正確な開先倣いがで
き、仕口コア30の全周自動溶接が可能になる。また、開
先寸法が設計通りでない場合であっても正確な開先倣い
ができる。さらに、各層の適正パス数も自動的に決定さ
れるので、溶接欠陥のない優れた溶接ができ、またビー
ド形状が滑らかなものとなる。
したがって、このような騒動反転式アークセンサ機能
を持つものであるため、溶接前におけるロボット10の動
作点a,b,c,…は、標準的な仕口コア寸法（開先寸法）で
作成される初層の一周分についてだけティーチングする
か、またはプログラムを作成すればよいということにな
る。
を持つものであるため、溶接前におけるロボット10の動
作点a,b,c,…は、標準的な仕口コア寸法（開先寸法）で
作成される初層の一周分についてだけティーチングする
か、またはプログラムを作成すればよいということにな
る。
また、所定の積層回数を溶接したのち、さらに１パス
溶接を追加したいときも、ロボット10の動作点は同一の
一周分のものでよく、改めて動作点をティーチングした
り、プログラムを作成したりする必要はなく、追加溶接
することができる。
溶接を追加したいときも、ロボット10の動作点は同一の
一周分のものでよく、改めて動作点をティーチングした
り、プログラムを作成したりする必要はなく、追加溶接
することができる。
さらに、溶接中に揺動反転式アークセンサ機能により
層のパス数を自動判定し、２パスの振り分け溶接となっ
たときでも、同一動作点で一周多く動作するだけで対応
できる。
層のパス数を自動判定し、２パスの振り分け溶接となっ
たときでも、同一動作点で一周多く動作するだけで対応
できる。
なお、被溶接部材は上記実施例における仕口コアのご
とき角型部材に限らず、円筒部材やその他の異形部材で
あってもよいものである。
とき角型部材に限らず、円筒部材やその他の異形部材で
あってもよいものである。
［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、ロボットの動作点が標
準的な被溶接部材寸法で作成される初層の一周分につい
てのみティーチングし、またはプログラム作成すればよ
いので、ティーチンやプログラム作成がきわめて簡単に
なり、高品質かつ平滑なビード形状が得られるという効
果がある。
準的な被溶接部材寸法で作成される初層の一周分につい
てのみティーチングし、またはプログラム作成すればよ
いので、ティーチンやプログラム作成がきわめて簡単に
なり、高品質かつ平滑なビード形状が得られるという効
果がある。
第１図は本発明の溶接トーチ制御方法を実施するための
溶接ロボットの斜視図、第２図は溶接トーチ部分の構成
図、第３図は仕口コアの使用状態を示す図、第４図は仕
口コアの斜視図、第５図は仕口コアにおける開先の断面
図、第６図（ａ），（ｂ）はロボットの動作点の説明図
である。 １……溶接トーチ ２……溶接ワイヤ 10……ロボット 12……ポジショナ 13……回転テーブル 14……Ｘ軸移動機構 15……Ｙ軸移動機構 30……仕口コア 33……開先
溶接ロボットの斜視図、第２図は溶接トーチ部分の構成
図、第３図は仕口コアの使用状態を示す図、第４図は仕
口コアの斜視図、第５図は仕口コアにおける開先の断面
図、第６図（ａ），（ｂ）はロボットの動作点の説明図
である。 １……溶接トーチ ２……溶接ワイヤ 10……ロボット 12……ポジショナ 13……回転テーブル 14……Ｘ軸移動機構 15……Ｙ軸移動機構 30……仕口コア 33……開先
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 健一郎 富山県富山市石金20番地 株式会社不二 越内 (72)発明者 金山 秀明 富山県富山市石金20番地 株式会社不二 越内 (56)参考文献 特開 昭60−191672（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 9/12,9/127
Claims (1)
- 【請求項１】被溶接材を回転自在に支持するポジショナ
と、該ポジショナの回転動作と同期して動作するロボッ
トと、該ロボットのアーム先端に開先の幅方向（Ｘ軸）
への移動を行うＸ軸移動機構及び開先の高さ方向（Ｙ
軸）への移動を行うＹ軸移動機構を介して取り付けられ
た揺動反転式アークセンサ機能を有する溶接トーチと、
該溶接トーチにより自動送給される溶接ワイヤと、を備
え、前記Ｘ軸移動機構により前記溶接トーチを開先の幅
方向に移動させながら前記Ｙ軸移動機構により前記溶接
トーチを開先の高さ方向に移動させることにより所定の
溶接作業を行うようにされた溶接ロボットを有する溶接
装置において、 前記溶接ワイヤより発生するアークの電圧または溶接電
流が常に一定となるように前記Ｙ軸移動機構を制御する
とともに、前記溶接ワイヤのＹ軸方向の変位が予め設定
された規定値と一致したことを条件としてＸ軸方向の反
転位置を決定し、かつ、Ｘ軸方向の変位に基づいて次層
溶接時の適正パス数を決定するようにしたことを特徴と
する溶接ロボットの溶接トーチ制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1194216A JP2824914B2 (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | 溶接ロボットの溶接トーチ制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1194216A JP2824914B2 (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | 溶接ロボットの溶接トーチ制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0360866A JPH0360866A (ja) | 1991-03-15 |
| JP2824914B2 true JP2824914B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=16320887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1194216A Expired - Lifetime JP2824914B2 (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | 溶接ロボットの溶接トーチ制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2824914B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2838628B2 (ja) * | 1992-10-30 | 1998-12-16 | 株式会社小松製作所 | 鉄骨仕口部の自動溶接装置 |
| JP5188688B2 (ja) * | 2006-08-10 | 2013-04-24 | 東北鉄骨橋梁株式会社 | ボックス柱のダイアフラム溶接用開先構造 |
| DE102011080497A1 (de) * | 2011-08-05 | 2013-02-07 | Wobben Properties Gmbh | Umformverfahren zum Warmumformen eines Stahlblechs eines herzustellenden Rotorblattes einer Windenergieanlage |
| CN102873431A (zh) * | 2012-09-26 | 2013-01-16 | 安徽维德精密机电设备有限公司 | 一种组合式焊接机床 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH062318B2 (ja) * | 1984-03-13 | 1994-01-12 | 株式会社小松製作所 | 溶接ロボツトによる溶接方法 |
-
1989
- 1989-07-28 JP JP1194216A patent/JP2824914B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0360866A (ja) | 1991-03-15 |
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