JP3449506B2 - アーク溶接ロボット制御方法及び装置 - Google Patents
アーク溶接ロボット制御方法及び装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アーク溶接ロボットが
溶接実行中に溶接状態を監視し、溶接不良品を検出する
アーク溶接ロボット制御方法及び装置に関する。
溶接実行中に溶接状態を監視し、溶接不良品を検出する
アーク溶接ロボット制御方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、アーク溶接においては、ロボット
が溶接を実行後、作業者がその都度溶接ワークを目視で
確認し、溶接不良品を検出している。また、溶接中の溶
接電流値・溶接電圧値を検出し、設定範囲内にあるかを
識別し、範囲外であった場合、警報を発する溶接監視装
置を用いて、溶接不良品を検出している。この方式に
は、特公平７−２２７５号公報がある。特公平７−２２
７５号公報では、アーク溶接機によるアーク溶接を監視
する装置において、溶接電流またはアーク電圧を検出す
る検出手段と、検出手段のアナログ出力信号を所定のサ
ンプリング周波数でディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
換器と、移動平均を求めるための演算期間及び移動ピッ
チを設定する演算期間及び移動ピッチ設定手段と、前記
溶接電流またはアーク電圧の移動平均値を監視するため
の監視値を設定する監視値設定手段と、前記溶接電流ま
たはアーク電圧の移動平均値を前記監視値を比較して溶
接状況ないし溶接結果を判定する判定手段と、前記判定
手段の判定結果を表示出力する判定出力手段とを具備す
ることを特徴とするアーク溶接モニタ装置が開示されて
いる。また、特公平５−５７０７０号公報には、短絡と
アークを繰り返して溶接が実施されるアーク溶接におい
て、１周期毎の短絡時間及びアーク時間を検出し、所定
時間内での、前記短絡時間の平均値あるいは標準偏差
（Ａ）及び前記アーク時間の平均値あるいは標準偏差
（Ｂ）を求め、溶接作業性を示す溶接指数（Ｙ）を、Ｙ
＝ａＡ＋ｂＢ＋ｃ（ａ，ｂ，ｃは定数）として計算し、
Ｙの値がほぼ最小値をとるとき適正に溶接が行われると
判定するアーク溶接の溶接性判定方法が開示されてい
る。
が溶接を実行後、作業者がその都度溶接ワークを目視で
確認し、溶接不良品を検出している。また、溶接中の溶
接電流値・溶接電圧値を検出し、設定範囲内にあるかを
識別し、範囲外であった場合、警報を発する溶接監視装
置を用いて、溶接不良品を検出している。この方式に
は、特公平７−２２７５号公報がある。特公平７−２２
７５号公報では、アーク溶接機によるアーク溶接を監視
する装置において、溶接電流またはアーク電圧を検出す
る検出手段と、検出手段のアナログ出力信号を所定のサ
ンプリング周波数でディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
換器と、移動平均を求めるための演算期間及び移動ピッ
チを設定する演算期間及び移動ピッチ設定手段と、前記
溶接電流またはアーク電圧の移動平均値を監視するため
の監視値を設定する監視値設定手段と、前記溶接電流ま
たはアーク電圧の移動平均値を前記監視値を比較して溶
接状況ないし溶接結果を判定する判定手段と、前記判定
手段の判定結果を表示出力する判定出力手段とを具備す
ることを特徴とするアーク溶接モニタ装置が開示されて
いる。また、特公平５−５７０７０号公報には、短絡と
アークを繰り返して溶接が実施されるアーク溶接におい
て、１周期毎の短絡時間及びアーク時間を検出し、所定
時間内での、前記短絡時間の平均値あるいは標準偏差
（Ａ）及び前記アーク時間の平均値あるいは標準偏差
（Ｂ）を求め、溶接作業性を示す溶接指数（Ｙ）を、Ｙ
＝ａＡ＋ｂＢ＋ｃ（ａ，ｂ，ｃは定数）として計算し、
Ｙの値がほぼ最小値をとるとき適正に溶接が行われると
判定するアーク溶接の溶接性判定方法が開示されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ロボッ
トが溶接実行後、作業者がその都度溶接ワークを目視で
確認する方法では、溶接実行後まで溶接良否がわから
ず、溶接長の長いワークにおいて溶接開始時に既に溶接
不良となった場合、その後の溶接実行時間分、無駄な時
間が生じる。また、溶接実行後に作業者が目視で溶接ワ
ークを確認しなければならず、溶接作業の工数が増え
る。また、特公平７−２２７５号公報に開示された発明
では、溶接実行時の短絡移行時・アーク移行時に拘わら
ず、溶接電流値・溶接電圧値が設定範囲内にあるかを識
別している。通常、ショートアーク溶接では、溶接の良
否に拘わらず、短絡時には膨大な短絡電流が流れるた
め、溶接電流・溶接電圧が範囲内にあるかだけの判断で
は、短絡による溶接電流・電圧の変動なのか、位置ずれ
等の外乱によるものなのか識別できず、結果として溶接
異常／正常が正しく識別できない。また、特公平５−５
７０７０号公報に開示された発明では、溶接指数を、短
絡時間の平均値あるいは標準偏差及びアーク時間の平均
値あるいは標準偏差に基づいて計算するものであるた
め、短絡／アーク時間の変化に現れる異常状態は識別で
きるが、この異常状態は現実的に希であるため、ほとん
どの異常状態では短絡時間、短絡電流値、アーク時間、
アーク電流値等のパラメータが複雑に関与しているた
め、異常状態が識別できない。また、前記手法では、短
絡／アーク時間のみで異常状態を識別しているため、芯
ずれ等のような溶接としては良好であるが溶接ワークに
関してみると欠陥品となるような溶接不良品を把握する
ことができないという問題があった。そこで、本発明が
解決すべき課題は、溶接実行中に溶接状態を監視し、溶
接現象が短絡移行時であるかアーク移行時であるかを識
別し、溶接異常を正確に検知し、また、溶接は良好であ
るが溶接ワークに関すると溶接欠陥品となるような芯ず
れ等の溶接不良品を検出することにある。
トが溶接実行後、作業者がその都度溶接ワークを目視で
確認する方法では、溶接実行後まで溶接良否がわから
ず、溶接長の長いワークにおいて溶接開始時に既に溶接
不良となった場合、その後の溶接実行時間分、無駄な時
間が生じる。また、溶接実行後に作業者が目視で溶接ワ
ークを確認しなければならず、溶接作業の工数が増え
る。また、特公平７−２２７５号公報に開示された発明
では、溶接実行時の短絡移行時・アーク移行時に拘わら
ず、溶接電流値・溶接電圧値が設定範囲内にあるかを識
別している。通常、ショートアーク溶接では、溶接の良
否に拘わらず、短絡時には膨大な短絡電流が流れるた
め、溶接電流・溶接電圧が範囲内にあるかだけの判断で
は、短絡による溶接電流・電圧の変動なのか、位置ずれ
等の外乱によるものなのか識別できず、結果として溶接
異常／正常が正しく識別できない。また、特公平５−５
７０７０号公報に開示された発明では、溶接指数を、短
絡時間の平均値あるいは標準偏差及びアーク時間の平均
値あるいは標準偏差に基づいて計算するものであるた
め、短絡／アーク時間の変化に現れる異常状態は識別で
きるが、この異常状態は現実的に希であるため、ほとん
どの異常状態では短絡時間、短絡電流値、アーク時間、
アーク電流値等のパラメータが複雑に関与しているた
め、異常状態が識別できない。また、前記手法では、短
絡／アーク時間のみで異常状態を識別しているため、芯
ずれ等のような溶接としては良好であるが溶接ワークに
関してみると欠陥品となるような溶接不良品を把握する
ことができないという問題があった。そこで、本発明が
解決すべき課題は、溶接実行中に溶接状態を監視し、溶
接現象が短絡移行時であるかアーク移行時であるかを識
別し、溶接異常を正確に検知し、また、溶接は良好であ
るが溶接ワークに関すると溶接欠陥品となるような芯ず
れ等の溶接不良品を検出することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明のアーク溶接用ロボット制御は、溶接電流を
検出する手段と、溶接電流がアーク移行時の設定電流範
囲内にある状態を検出する手段と、溶接電圧を検出する
手段と、溶接電圧が設定電圧しきい値以上である状態を
検出する手段と、溶接電流値と溶接電圧値を記憶装置に
保存する手段を有し、溶接実行時に溶接電流値・溶接電
圧値を検出し、溶接電圧が前記設定電圧しきい値以上の
場合にのみ、前記設定電流範囲内に溶接電流が存在する
かを識別し、前記設定電流範囲外の場合警報を発し、溶
接電流値・溶接電圧値を記憶装置に保存するものであ
る。
め、本発明のアーク溶接用ロボット制御は、溶接電流を
検出する手段と、溶接電流がアーク移行時の設定電流範
囲内にある状態を検出する手段と、溶接電圧を検出する
手段と、溶接電圧が設定電圧しきい値以上である状態を
検出する手段と、溶接電流値と溶接電圧値を記憶装置に
保存する手段を有し、溶接実行時に溶接電流値・溶接電
圧値を検出し、溶接電圧が前記設定電圧しきい値以上の
場合にのみ、前記設定電流範囲内に溶接電流が存在する
かを識別し、前記設定電流範囲外の場合警報を発し、溶
接電流値・溶接電圧値を記憶装置に保存するものであ
る。
【０００５】
【作用】上記第１の手段により、溶接現象が短絡時であ
るか、アーク移行時であるかを判別するので、最良な溶
接電流の比較を行い、溶接不良品の正確な検出が可能で
ある。また、第２及び第３の手段により、溶接現象を短
絡時とアーク移行時とについてミクロ的に捉えるので、
溶接現象の比較により、溶接不良品の正確な検出が可能
である。
るか、アーク移行時であるかを判別するので、最良な溶
接電流の比較を行い、溶接不良品の正確な検出が可能で
ある。また、第２及び第３の手段により、溶接現象を短
絡時とアーク移行時とについてミクロ的に捉えるので、
溶接現象の比較により、溶接不良品の正確な検出が可能
である。
【０００６】
【実施例】以下、図面により本発明の実施例としてアー
ク溶接ロボットの制御装置について説明する。図１は、
本発明を実施するためのシステムの例を示す概念ブロッ
ク図であり、１はロボット制御装置、２は溶接機であ
る。治具１２上で、トーチ３により溶接が行われる。そ
の時、溶接電流を電流検出器４で検出し、溶接電圧を電
圧検出器５で検出する。検出された溶接電流値・溶接電
圧値は、それぞれローパスフィルタ６、７で高周波成分
が除去され、Ａ／Ｄ変換器８、９により、ロボット制御
装置１に取り入れられる。取り入れられた溶接電流値・
溶接電圧値は、ロボット制御装置１内の演算器１０によ
り演算が行われ、記憶部１１に保存される。図２は、溶
接実行時の溶接電流波形、溶接電圧波形である。図３
は、本発明第１実施例の処理フローである。図２のよう
に、溶接現象は短絡時とアーク移行時が交互に現れ、短
絡時には溶接の良否に拘わらず、膨大な短絡電流が流れ
る。
ク溶接ロボットの制御装置について説明する。図１は、
本発明を実施するためのシステムの例を示す概念ブロッ
ク図であり、１はロボット制御装置、２は溶接機であ
る。治具１２上で、トーチ３により溶接が行われる。そ
の時、溶接電流を電流検出器４で検出し、溶接電圧を電
圧検出器５で検出する。検出された溶接電流値・溶接電
圧値は、それぞれローパスフィルタ６、７で高周波成分
が除去され、Ａ／Ｄ変換器８、９により、ロボット制御
装置１に取り入れられる。取り入れられた溶接電流値・
溶接電圧値は、ロボット制御装置１内の演算器１０によ
り演算が行われ、記憶部１１に保存される。図２は、溶
接実行時の溶接電流波形、溶接電圧波形である。図３
は、本発明第１実施例の処理フローである。図２のよう
に、溶接現象は短絡時とアーク移行時が交互に現れ、短
絡時には溶接の良否に拘わらず、膨大な短絡電流が流れ
る。
【０００７】溶接実行時に取り入れられた溶接電流値・
溶接電圧値は（ステップ１１０）、ロボット制御装置１
内の演算器１０により、溶接電圧値Ｖ1 が図２で示すし
きい値ＶL より大きいかを識別される（ステップ１２
０）。溶接電圧値Ｖ1 がしきい値ＶL より大きい場合、
図２で示すように溶接現象がアーク移行時であると認識
し、ロボット制御装置１内の演算器１０により溶接電流
値Ｉ1 が図２で示す設定範囲内（ＩL ≦Ｉ1 ≦ＩH ）に
あるかを識別する（ステップ１３０）。溶接電流値Ｉ1
が設定範囲外の場合（Ｉ1 ≦ＩL 、Ｉ1 ≧ＩH ）、警報
を発する（ステップ１４０）。
溶接電圧値は（ステップ１１０）、ロボット制御装置１
内の演算器１０により、溶接電圧値Ｖ1 が図２で示すし
きい値ＶL より大きいかを識別される（ステップ１２
０）。溶接電圧値Ｖ1 がしきい値ＶL より大きい場合、
図２で示すように溶接現象がアーク移行時であると認識
し、ロボット制御装置１内の演算器１０により溶接電流
値Ｉ1 が図２で示す設定範囲内（ＩL ≦Ｉ1 ≦ＩH ）に
あるかを識別する（ステップ１３０）。溶接電流値Ｉ1
が設定範囲外の場合（Ｉ1 ≦ＩL 、Ｉ1 ≧ＩH ）、警報
を発する（ステップ１４０）。
【０００８】図４は本発明の第２及び第３実施例を説明
するための溶接実行時の溶接電圧波形である。図５は本
発明の第２実施例の処理フローである。溶接実行時に取
り入れられた溶接電流値・溶接電圧値は（ステップ２１
０）、ロボット制御装置１内の演算器１０により、溶接
電圧値Ｖ1 が図４で示すしきい値ＶL より小さいかを識
別される（ステップ２２０）。溶接電圧値Ｖ1 がしきい
値ＶL より小さい場合、短絡時と認識し、短絡時間（溶
接電圧Ｖ1 が設定電圧しきい値より小さい時間）を測定
開始する（ステップ２３０）。溶接電圧Ｖ1 が設定電圧
しきい値ＶL 以上になった時、短絡時間の測定を終了
し、短絡時間が設定短絡時間内かを識別する（ステップ
２４０）。短絡時間が設定短絡時間以上場合、警報を発
する（ステップ２４０）。
するための溶接実行時の溶接電圧波形である。図５は本
発明の第２実施例の処理フローである。溶接実行時に取
り入れられた溶接電流値・溶接電圧値は（ステップ２１
０）、ロボット制御装置１内の演算器１０により、溶接
電圧値Ｖ1 が図４で示すしきい値ＶL より小さいかを識
別される（ステップ２２０）。溶接電圧値Ｖ1 がしきい
値ＶL より小さい場合、短絡時と認識し、短絡時間（溶
接電圧Ｖ1 が設定電圧しきい値より小さい時間）を測定
開始する（ステップ２３０）。溶接電圧Ｖ1 が設定電圧
しきい値ＶL 以上になった時、短絡時間の測定を終了
し、短絡時間が設定短絡時間内かを識別する（ステップ
２４０）。短絡時間が設定短絡時間以上場合、警報を発
する（ステップ２４０）。
【０００９】図６は本発明の第３実施例の処理フローで
ある。溶接実行時に取り入れられた溶接電流値・溶接電
圧値は（ステップ３１０）、ロボット制御装置１内の演
算器１０により、溶接電圧値Ｖ1 が図４で示すしきい値
ＶL 以下の場合、その持続時間（短絡時間）を計測する
（ステップ３２０）。溶接電圧値Ｖ1 がしきい値ＶL よ
り大きい場合、図４に示すように溶接現象がアーク移行
時と認識し、その持続時間（アーク移行時間）を計測す
る（ステップ３３０）。短絡時間ｔsi（ｉ＝１，２，・
・・ｎ）とアーク移行時間ｔai（ｉ＝１，２，・・・
ｎ）との比ｔsi／ｔaiが設定範囲内にあるかを識別し、
設定範囲外の場合、警報を発する（ステップ３４０）。
ある。溶接実行時に取り入れられた溶接電流値・溶接電
圧値は（ステップ３１０）、ロボット制御装置１内の演
算器１０により、溶接電圧値Ｖ1 が図４で示すしきい値
ＶL 以下の場合、その持続時間（短絡時間）を計測する
（ステップ３２０）。溶接電圧値Ｖ1 がしきい値ＶL よ
り大きい場合、図４に示すように溶接現象がアーク移行
時と認識し、その持続時間（アーク移行時間）を計測す
る（ステップ３３０）。短絡時間ｔsi（ｉ＝１，２，・
・・ｎ）とアーク移行時間ｔai（ｉ＝１，２，・・・
ｎ）との比ｔsi／ｔaiが設定範囲内にあるかを識別し、
設定範囲外の場合、警報を発する（ステップ３４０）。
【００１０】
【発明の効果】上述したように、本発明は、溶接現象を
短絡移行時であるか、アーク移行時であるかを認識し、
アーク移行時のみ溶接電流値の比較を行うか、あるいは
溶接現象を短絡時とアーク移行時とについてミクロに捉
えるので、溶接現象の比較により、正確な溶接状態が把
握でき、溶接不良を的確に捉えることができる。
短絡移行時であるか、アーク移行時であるかを認識し、
アーク移行時のみ溶接電流値の比較を行うか、あるいは
溶接現象を短絡時とアーク移行時とについてミクロに捉
えるので、溶接現象の比較により、正確な溶接状態が把
握でき、溶接不良を的確に捉えることができる。
【図１】 本発明を実施するためのシステムの例を示す
概念ブロック図である。
概念ブロック図である。
【図２】 溶接実行時の溶接電流、電圧波形図である。
【図３】 本発明の第１実施例の処理フロー図である。
【図４】 溶接実行時の溶接電圧の波形図である。
【図５】 本発明の第２実施例の処理フロー図である。
【図６】 本発明の第３実施例の処理フロー図である。
１ ロボット制御装置、２ 溶接機、３ トーチ、４
電流検出器、５ 電圧検出器、６，７ ローパスフィル
タ、８，９ Ａ／Ｄ変換器、１０ 範囲内チェック演算
器、１１ 記憶部
電流検出器、５ 電圧検出器、６，７ ローパスフィル
タ、８，９ Ａ／Ｄ変換器、１０ 範囲内チェック演算
器、１１ 記憶部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 中島 春樹
福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１
号 株式会社安川電機内
(56)参考文献 特開 平４−41077（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−156076（ＪＰ，Ａ)
特開 昭49−38856（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B23K 9/095 515
B23K 9/10
Claims (2)
- 【請求項１】 アーク溶接用ロボット制御方法におい
て、溶接電流を検出する手段と、溶接電流がアーク移行
時の設定電流範囲内にある状態を検出する手段と、溶接
電圧を検出する手段と、溶接電圧が設定電圧しきい値以
上である状態を検出する手段と、溶接電流値と溶接電圧
値を記憶装置に保存する手段を有し、溶接実行時に溶接
電流値・溶接電圧値を検出し、溶接電圧が前記設定電圧
しきい値以上の場合にのみ、前記設定電流範囲内に溶接
電流が存在するかを識別し、前記設定電流範囲外の場合
警報を発し、溶接電流値・溶接電圧値を記憶装置に保存
することを特徴とするアーク溶接ロボット制御方法。 - 【請求項２】 溶接電流を検出する手段と、溶接電流が
アーク移行時の設定電流範囲内にある状態を検出する手
段と、溶接電圧を検出する手段と、溶接電圧が設定電圧
しきい値以上である状態を検出する手段と、溶接電流値
と溶接電圧値を保存する記憶装置とを有するアーク溶接
用ロボット制御装置において、溶接実行時に検出された
溶接電流値・溶接電圧値に基づいて、溶接電圧が前記設
定電圧しきい値以上の場合にのみ、前記設定電流範囲内
に溶接電流が存在するかを識別し、前記設定電流範囲外
の場合警報を発する手段を備えたことを特徴とするアー
ク溶接ロボット制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07191195A JP3449506B2 (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | アーク溶接ロボット制御方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07191195A JP3449506B2 (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | アーク溶接ロボット制御方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08267244A JPH08267244A (ja) | 1996-10-15 |
| JP3449506B2 true JP3449506B2 (ja) | 2003-09-22 |
Family
ID=13474201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07191195A Expired - Fee Related JP3449506B2 (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | アーク溶接ロボット制御方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3449506B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4400714B2 (ja) * | 2003-11-20 | 2010-01-20 | 株式会社安川電機 | 溶接システム |
| JP2006247663A (ja) * | 2005-03-08 | 2006-09-21 | Chuo Motor Wheel Co Ltd | 溶接方法及び溶接装置 |
| CN111014895A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-04-17 | 郑州日产汽车有限公司 | 互联互通co2焊接控制系统 |
| CN112570854B (zh) * | 2020-11-27 | 2023-06-02 | 唐山松下产业机器有限公司 | 电焊机拉弧异常的保护方法和保护器以及电焊机 |
-
1995
- 1995-03-29 JP JP07191195A patent/JP3449506B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08267244A (ja) | 1996-10-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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