JP5202212B2 - 溶接ロボット - Google Patents

Description

本発明は、溶接ロボットに関し、詳しくは、溶接中にワイヤ切れの発生を予測することができる溶接ロボットに関する。

図３に示すように、従来から、アーク溶接ロボットでは、マニピュレータ１１０に設けたワイヤ送給装置１２０により、ワイヤリール１００又はペールパックからワイヤＷを引張り出すとともに、溶接トーチ１３０に送り出してワーク１４０に対して溶接を行っている。なお、ワイヤ送給装置１２０には１組または２組の駆動するローラ（送給ローラと加圧ローラと呼ばれるローラがそれぞれ１つずつで対をなし、１組となる。）が装備されており、ワイヤＷを前記ローラに挟み込み、その摩擦力でワイヤをはさんで引っ張り出す部分がある。なお、図３中、ＴＰはティーチペンダントである。

上記のようなアーク溶接ロボットでは、溶接途中で、ワイヤ切れになると、溶接作業及びワークを無駄にするため、ワイヤの残量を調べるために、作業者がワイヤリール１００又はペールパックの溶接ワイヤを見る必要があった。このような作業員によるワイヤリールに対する溶接ワイヤの残量確認作業をなくすために、溶接ワイヤの残量の表示を行う装置が提案されている（特許文献１及び特許文献２）。

特許文献１では、ワイヤ送給装置に備えられた送給ローラの回転計と、ワイヤスプール（前記ワイヤリールに相当）に備えられた回転計のそれぞれの回転信号を比較して、ワイヤ残量表示信号又はワイヤ送給停止信号を出力するようにしたアーク溶接機が提案されている。この場合、ワイヤ残量の算出は、送給ローラの回転数とワイヤスプールの回転数の比率に応じてワイヤの残量表示を行うようにしている。又、特許文献１では、前記比率が所定値になった場合、前記ワイヤ送給停止信号を出力するようにしている。

又、特許文献２では、ワイヤリールに巻回された溶接ワイヤの外周に押し付けローラを押し付け、該押し付けローラの回転量をエンコーダで検出し、エンコーダの検出信号をカウンタでカウントして、そのカウント値に基づいてワイヤ使用量を検出する検出手段を備えた溶接ワイヤ送給装置が提案されている。

上記特許文献１のアーク溶接機、又は特許文献２の溶接ワイヤ送給装置（以下、外部検出器という）と、多関節マニピュレータ及びロボット制御装置を組み合わせたいわゆるアーク溶接ロボットシステムでは、従来、上記外部検出器が出力する各種信号をロボット制御装置に入力する。そして、この各種信号の入力に応じてロボット制御装置が「ワイヤ残量不足」や、「ワイヤ切れ」等の状態を、生産ラインを統括する上位コントローラ等に報知するとともに、必要があればロボットを停止制御する。この報知により、作業者は溶接ワイヤの残量が不足したことを予め知ることができる。
特開平１０−１６６１４８号公報 特開平１０−１３７９３９号公報

上記の外部検出器が「ワイヤ残量不足」を検出した場合、特許文献２では、後どのくらい溶接ワイヤが持つのか、すなわち、後どのくらい溶接を継続できるのかは、作業者の判断に委ねられることが多い。

しかし、作業者が判断を誤って溶接を継続すれば、ほどなく、アーク溶接の施工中に「ワイヤ切れ」が発生することになる。この場合、ロボットを停止し（すなわち、アーク溶接を途中で中断し）、溶接ワイヤのリールパックを交換する必要がある。ロボットが単独でアーク溶接作業を行うような場合は、特に問題とならないが、複数のロボットが同時に稼働する生産ラインでは、１台のロボットのみを停止させることはできず、生産ライン上の全てのロボットを停止させる必要があるため、生産効率が悪化する虞がある。

本発明の目的は、予定溶接区間においてワイヤ切れが溶接中に発生することが予測されたとき、予定溶接区間の溶接を行う前に外部機器に警告をすることができ、生産中のラインを停止させることによる生産効率の低下を防止することができる溶接ロボットを提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、マニピュレータに設けられた溶接トーチに、ワイヤ供給源からワイヤを送給するワイヤ送給手段を備えた溶接ロボットにおいて、溶接区間の溶接終了毎に、溶接が終了した溶接区間迄の累積ワイヤ消費量を更新し、前記ワイヤ供給源が有していたワイヤの初期ワイヤ量と前記累積ワイヤ消費量に基づいてワイヤ残量値を算出するワイヤ残量値算出手段と、これから順に溶接を行う予定の第１、第２及び第３予定溶接区間のワイヤ消費量予測値を、該第１、第２及び第３予定溶接区間におけるそれぞれのワイヤ送給速度と溶接時間に基づいて算出するワイヤ消費量予測値算出手段と、前記ワイヤ残量値と前記第１、第２及び第３予定溶接区間のワイヤ消費量予測値とを順次比較する比較手段と、前記比較手段が、前記第１、第２及び第３予定溶接区間の内のいずれかの予定溶接区間の前記ワイヤ消費量予測値がワイヤ残量値よりも多いと判断した段階でその旨を報知制御する報知制御手段を備え、前記第１予定溶接区間が、既に溶接が終了した溶接区間の次に行われる溶接区間であり、予め定める複数の溶接区間において行う溶接作業を１サイクルとしたとき、前記第２予定溶接区間が、前記１サイクル中で既に溶接が終了した溶接区間を除いた該１サイクル中の残りの全ての溶接区間であり、予め定める複数の溶接区間において行う溶接作業を１サイクルとしたとき、前記第３予定溶接区間が、所定回のサイクルで溶接が実行される溶接区間であることを特徴とする溶接ロボットを要旨とするものである。

請求項１の発明によれば、ワイヤ残量値と、これから溶接が行われる予定溶接区間で消費すると予測される動的なワイヤ消費量予測値とに基づいて、該予定溶接区間におけるワイヤ切れが溶接中に発生することが予測されたとき、予定溶接区間の溶接を行う前に外部機器に警告をすることができる。この結果、生産中のラインを停止させることによる生産効率の低下を防止することができる。

また、請求項１の発明によれば、第１予定溶接区間を、既に溶接が終了した溶接区間の次に行われる溶接区間としたとき、この予定溶接区間におけるワイヤ切れが溶接中に発生することが予測されると、この段階で生産中のラインを停止させることによる生産効率の低下を防止することができる。

また、請求項１の発明によれば、予め定める複数の溶接区間において行う溶接作業を１サイクルとしたとき、前記第２予定溶接区間が、前記１サイクル中で既に溶接が終了した溶接区間を除いた該１サイクル中の残りの全ての溶接区間としたとき、この予定溶接区間におけるワイヤ切れが溶接中に発生することが予測されると、この段階で生産中のラインを停止させることによる生産効率の低下を防止することができる。

請求項１の発明によれば、予め定める複数の溶接区間において行う溶接作業を１サイクルとしたとき、前記第３予定溶接区間が、所定回のサイクルで溶接が実行される溶接区間としたとき、この予定溶接区間におけるワイヤ切れが溶接中に発生することが予測されると、この段階で生産中のラインを停止させることによる生産効率の低下を防止することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１、及び図２を参照して説明する。
図１（ａ）は、多関節ロボットであるアーク溶接を行う溶接ロボットのシステム図であり、図１（ｂ）は、システムの電気ブロック図である。

複数のアームからなるマニピュレータ１１端に設けられた手首部１２の先端に、溶接トーチ１３が取付けられている。ワイヤ供給源としてのワイヤリール１４に巻かれた溶接用のワイヤＷ（図１（ｂ）参照はコンジットパイプ１５に挿通されてマニピュレータ１１のショルダー部に取付けられたワイヤ送給手段としてのワイヤ送給装置１６によって溶接トーチ１３に送給される。

ワイヤＷはワイヤリール１４からワイヤ送給装置１６までは、コンジットパイプ１５によってガイドされ、ワイヤ送給装置１６から溶接トーチ１３までは、一線式パワーケーブル１８によってガイドされて送給される。そして、溶接電源装置１７から一線式パワーケーブル１８を介して溶接トーチ１３に電力が供給される。又、ティーチペンダント１９からロボット制御装置１０に指令信号が入力され、このロボット制御装置１０からの信号がマニピュレータ１１に入力されて、マニピュレータ１１の第１軸乃至第６軸から成る６つの軸を回転させて、溶接トーチ１３の先端位置が制御される。

次に、溶接ロボットの電気的構成を図１（ｂ）を参照して説明する。
ロボット制御装置１０は、ＣＰＵからなるシステムコントロール部１０ａ、ロボットの作業プログラムを格納する作業プログラム記憶部１０ｂ、マニピュレータ１１を制御するモーション制御部１０ｃ、溶接制御部１０ｄ、溶接電源装置１７と通信するための溶接電源インターフェイス１０ｅを備えている。作業プログラム記憶部１０ｂは例えば、ハードディスク等の書き込み読出し可能な記憶装置により構成されている。

本実施形態では、システムコントロール部１０ａは、ワイヤ残量値算出手段、ワイヤ消費量予測値算出手段、比較手段、及び報知制御手段に相当する。
ティーチペンダント１９を介して入力されたティーチングデータ、すなわち教示データは、システムコントロール部１０ａにより記憶部１０ｆに格納される。記憶部１０ｆは記憶手段に相当する。ティーチペンダント１９は、表示装置、キー、押しボタン等を備えており、ティーチペンダント１９は入力手段に相当する。前記ティーチングデータは、溶接区間を構成している複数の教示点の位置データを含む。ここで溶接区間とは、溶接開始を行う溶接開始点から溶接を終了する溶接終了点までの区間であり、この区間には、前記溶接開始点（教示点）、溶接終了点（教示点）、並びに溶接開始点・溶接終了点間に位置する１つ又は複数の教示点を含む。又、ここで、１サイクルとは予め定める単数の溶接区間にて行う溶接作業、又は予め定める複数の溶接区間において行う一連の溶接作業のことをいう。従って、複数サイクルの溶接作業を行う場合、前記１サイクルを構成する溶接区間において、複数回繰り返し溶接作業を行うことになる。

又、前記溶接区間毎に、溶接開始条件が教示データとして記憶部１０ｆに格納されている。溶接開始条件には、例えば、溶接区間毎に設定入力されるワイヤ送給速度ｄ、及び溶接速度ｅ２が含まれる。溶接開始条件は、当該の溶接区間において行われる溶接を、適切に行うための条件である。従って、溶接区間に応じてワイヤ送給速度ｄ、及び溶接速度ｅ２が設定入力されるため、他の溶接区間とは異なる値が設定されることもある。又、記憶部１０ｆに記憶される教示データとしては、各溶接区間に共通のデータとして、例えば、ワイヤ供給源としてのワイヤリール１４に装填されていた初期ワイヤ量ａ、及びワイヤ比重ｆが含まれる。なお、本実施形態では、初期ワイヤ量ａは、ワイヤの重量である。又、ワイヤ比重ｆはワイヤの単位長さ当たりの重さのことで、作業者により予め設定入力される。

前記モーション制御部１０ｃは、溶接区間毎に、教示された前記溶接開始条件の溶接速度となるように、前記作業プログラムに従ってマニピュレータ１１を制御する。
溶接電源装置１７は、ロボット制御装置１０の溶接電源インターフェイス１０ｅと通信を行う制御装置インターフェイス１７ａと、ティーチペンダント１９から入力されたワイヤＷの初期ワイヤ量ａ及び前記溶接開始条件等を記憶するＲＡＭ１７ｂ、電力増幅器２０を制御する溶接条件制御部１７ｃを備える。電力増幅器２０はＣＰＵからなる溶接条件制御部１７ｃにより制御されて溶接電流を溶接トーチ１３へ供給する。ＲＡＭ１７ｂは、電源断時にもデータが消失しないようにバックアップ機能を備えている。

又、溶接電源装置１７にはワイヤ送給制御装置３０が内蔵されている。溶接電源装置１７の溶接条件制御部１７ｃは、溶接区間毎に、その溶接区間の前記溶接開始条件であるワイヤ送給速度に応じた送給指令値をワイヤ送給制御装置３０へ出力する。ワイヤ送給制御装置３０はこの送給指令値に基づいて後述するワイヤ送給装置１６のモータ２２を回転制御する。

ワイヤ送給装置１６は、駆動ロール２４と加圧ロール２６を備え、加圧ロール２６が図示しないバネにより駆動ロール２４側へ常時付勢されてワイヤＷを両ロールに挟み込み、その摩擦力でワイヤＷをはさんでワイヤリール１４から引っ張り出すようにされている。駆動ロール２４は駆動源としてのモータ２２にて回転駆動される。

モータ２２は、エンコーダ付サーボモータで構成されている。そして、ワイヤ送給制御装置３０は、前記エンコーダからフィードバックされるパルスを用いてワイヤの送給量を測定するとともに送給時の速度を監視してフィードバック制御するとともに、モータ２２のモータ電流を検出することにより、送給系の負荷を監視する。

（実施形態の作用）
次に、上記した溶接ロボットの作用を図２のフローチャートを参照しながら説明する。図２は、ロボット制御装置１０のシステムコントロール部１０ａが作業プログラムを実行（すなわち、再生）するときのフローチャートである。

このフローチャートは、同図に示すように、ステップ（以下、Ｓという）１０〜Ｓ６０は、１サイクル中の各溶接区間で行われる処理であり、Ｓ６０で１サイクル分終了したと判定されると、Ｓ７０の処理が行われた後、さらに複数サイクル分、Ｓ１０〜Ｓ７０で同様の処理が行われた後、溶接作業を終了する。以下、フローチャートの各ステップを詳述する。

（Ｓ１０）
ここでは、最初この作業プログラムが開始されたとき以外は、後述するＳ６０からジャンプしたとき、すなわち、ある溶接区間の溶接が終了した後に、Ｓ１０の処理が行われる。

Ｓ１０では、システムコントロール部１０ａは、「残りの溶接区間全て」の後述するワイヤ消費量予測値を算出する。
ここで、残りの溶接区間とは、これから溶接を行う溶接区間（すなわち、予定溶接区間）をいう。この場合、本実施形態では、予定溶接区間としては、下記の（１）〜（３）の場合がある。

（１） 予定溶接区間として、既に溶接が行われた溶接区間の次に行われる溶接区間を指す場合。（なお、最初にこのＳ１０を実行する場合は、既に溶接が行われた溶接区間はないため、予定溶接区間は最初に溶接が実行される溶接区間を指す。）この予定溶接区間は第１予定溶接区間に相当する。
（２） 予定溶接区間として、１サイクルを構成する複数の溶接区間の中で、１サイクル中で既に溶接が終了した溶接区間を除いた、残りの溶接区間全てを指す場合。この予定溶接区間は第２予定溶接区間に相当する。

（３） 作業プログラムにより複数サイクルで溶接作業が行われる場合、１サイクル終了毎に、予定溶接区間として、次に溶接作業が行われる残りのサイクルをそれぞれ構成する溶接区間を指す場合。この予定溶接区間は第３予定溶接区間に相当する。

次に、ワイヤ消費量予測値の算出について説明する。
（ワイヤ消費量予測値の算出）
システムコントロール部１０ａは、上記（１）、及び（２）に応じて、累積ワイヤ消費量予測値を算出する。なお、（３）の場合の、ワイヤ消費量予測値の算出は、Ｓ７０で行われるので、後述する。

（１）の場合、システムコントロール部１０ａは、予定溶接区間の溶接開始条件である「ワイヤ送給速度ｄ」、及び「溶接速度ｅ２」、並びに溶接開始点、溶接終了点及びそれら両点間の教示点の位置データ、並びにワイヤ比重ｆを記憶部１０ｆから読出す。

そして、システムコントロール部１０ａはワイヤ消費量予測値Ｙ１を下記の式（Ａ）で算出する。
ワイヤ消費量予測値Ｙ１＝ワイヤ送給速度ｄ × 溶接時間ｅ × ワイヤ比重ｆ
……（Ａ）
なお、式（Ａ）中の溶接時間ｅについては、システムコントロール部１０ａは下記式（Ｂ）により算出する。

溶接時間ｅ＝溶接距離ｅ１÷溶接速度ｅ２ ……（Ｂ）
ここで、溶接距離ｅ１は、予定溶接区間内を構成している複数の教示点の位置データに基づいて算出される。すなわち、この溶接距離ｅ１は、当該予定溶接区間を構成している各教示点の位置データに基づき算出された、各教示点間の距離の合計値である。

（２）の場合、すなわち、予定溶接区間が、複数の溶接区間を含む場合は、システムコントロール部１０ａは、再生開始時に、作業プログラムの先行解釈を行う。そして、システムコントロール部１０ａは、１サイクルを構成する全ての溶接区間毎に、当該溶接区間の溶接距離と溶接速度に基づき溶接時間を算出し、該溶接時間と、当該溶接区間のワイヤ送給速度とワイヤ比重ｆに基づいて、溶接区間毎のワイヤ消費量予測値を算出する。そして、算出した溶接区間毎のワイヤ消費量予測値を合計することにより１サイクル分の全区間ワイヤ消費量ｇを算出する。

そして、下記式（Ｃ）により、残りの溶接区間におけるワイヤ消費量予測値Ｙ２をシステムコントロール部１０ａは算出する。
ワイヤ消費量予測値Ｙ２＝全区間ワイヤ消費量ｇ−累積ワイヤ消費量ｈ
……（Ｃ）
累積ワイヤ消費量ｈの算出は、後述するＳ５０において説明する。

（Ｓ２０）
Ｓ２０では、システムコントロール部１０ａは、予定溶接区間としての「次の溶接区間」におけるワイヤ消費量予測値Ｙ１とワイヤ残量値との比較判断を行う。すなわち、システムコントロール部１０ａは、ワイヤ残量値とＳ１０で算出したワイヤ消費量予測値Ｙ１の大小関係を判定する。なお、ワイヤ残量値の算出については後述する。

Ｓ２０において、ワイヤ残量値がワイヤ消費量予測値Ｙ１よりも大であるときは、Ｓ３０に移行する。ワイヤ残量値がワイヤ消費量予測値Ｙ１未満の場合、システムコントロール部１０ａは、Ｓ８０に移行する。

（Ｓ３０）
Ｓ３０では、システムコントロール部１０ａは、予定溶接区間として、１サイクル中で既に溶接が終了した溶接区間を除いた、「残りの溶接区間全て」におけるワイヤ消費量予測値Ｙ２とワイヤ残量値との比較判断を行う。すなわち、システムコントロール部１０ａは、ワイヤ残量値とＳ１０で算出したワイヤ消費量予測値Ｙ２の大小を判定する。

ワイヤ残量値がワイヤ消費量予測値Ｙ２よりも大であるときは、Ｓ４０に移行する。ワイヤ残量値がワイヤ消費量予測値Ｙ２未満の場合、システムコントロール部１０ａは、Ｓ８０に移行する。

（Ｓ４０）
Ｓ４０に移行すると、システムコントロール部１０ａは、次の溶接区間に対して、溶接を開始すべく、モーション制御部１０ｃ、溶接制御部１０ｄ、溶接電源装置１７を介して溶接作業処理を行わせる。これにより溶接作業が作業プログラムに従って実行される。

（Ｓ５０）
作業プログラムに従って当該溶接区間の溶接作業が行われ、Ｓ５０で、当該溶接区間における溶接作業が終了して溶接停止が行われると、ここで、システムコントロール部１０ａは、累積ワイヤ消費量ｈの更新（すなわち、算出）と、ワイヤ残量値の更新（すなわち、算出）を行う。

累積ワイヤ消費量ｈは、下記のように計算される。
ここで、累積ワイヤ消費量ｈは、溶接区間での溶接終了点で、溶接停止を行うことから、この溶接停止毎に今回ワイヤ消費量ｃを下式（Ｄ）により算出する。

今回ワイヤ消費量ｃ＝ワイヤ送給速度ｄ × 溶接時間ｅ × ワイヤ比重ｆ
……（Ｄ）
なお、溶接時間ｅは、前記式（Ｂ）と同様の式で算出されるが、前記式（Ｂ）では、溶接距離ｅ１は、予定溶接区間内を構成している複数の教示点の位置データに基づいて算出されるが、この場合の溶接距離ｅ１は、実際の溶接が行われた溶接区間内を構成している複数の教示点の位置データに基づいて算出される。すなわち、この溶接距離ｅ１は、実際に溶接が行われた溶接区間を構成している各教示点の位置データに基づき算出された、各教示点間の距離の合計値である。又、溶接速度ｅ２は、実際に行われた溶接区間の溶接速度が使用される。

ここで、算出した今回ワイヤ消費量ｃを、システムコントロール部１０ａは前の溶接区間までに積算した累積ワイヤ消費量に加算することにより、新たな累積ワイヤ消費量ｈとして更新する。なお、累積ワイヤ消費量ｈの初期値は０である。

次に、システムコントロール部１０ａは、更新した累積ワイヤ消費量ｈと初期ワイヤ量ａとに基づいて式（Ｅ）により、ワイヤ残量値の算出（すなわち、更新）を行う。
ワイヤ残量値＝初期ワイヤ量ａ−累積ワイヤ消費量ｈ ……（Ｅ）
システムコントロール部１０ａは、更新した累積ワイヤ消費量ｈ及び更新したワイヤ残量値を記憶部１０ｆに格納する。

（Ｓ６０）
Ｓ６０では、システムコントロール部１０ａは１サイクル分の再生が終了したか否かを判定し、１サイクル分の再生が終了していない場合は、Ｓ１０ジャンプし、１サイクル分の再生が終了している場合には、Ｓ７０に移行する。Ｓ６０で、１サイクル分が終了したと、システムコントロール部１０ａが判定すると、サイクルＮ回を１回分減算することにより更新し、記憶部１０ｆに格納する。サイクルＮ回の初期値は、作業プログラムにより行う総サイクル数である。

（Ｓ７０）
Ｓ７０では、システムコントロール部１０ａは、サイクルＮ回におけるワイヤ消費量予測値Ｙ３を次式（Ｆ）で算出する。

サイクルＮ回のワイヤ消費量予測値Ｙ３＝全区間ワイヤ消費量ｇ × Ｎ
……（Ｆ）
そして、システムコントロール部１０ａは、「サイクルＮ回」のワイヤ消費量予測値Ｙ３とワイヤ残量値との比較判断を行う。具体的には、更新されたワイヤ残量値と、予定溶接区間としてのサイクルＮ回のワイヤ消費量予測値Ｙ３の大小を判定する。

ワイヤ残量値がワイヤ消費量予測値Ｙ３よりも大であるときは、次のサイクルを再生すべく、Ｓ１０にジャンプする。この場合、ワイヤ残量値がサイクルＮ回を行うに十分あるとして、次のサイクル分の溶接作業を開始するのである。

ワイヤ残量値がワイヤ消費量予測値Ｙ３未満の場合、システムコントロール部１０ａは、Ｓ８０に移行して、警告出力を外部機器としてのティーチペンダント１９に出力して、このフローチャートを終了する。

なお、Ｓ６０において、Ｎが０となった場合、Ｓ７０のワイヤ消費量予測値Ｙ３の算出、及びワイヤ消費量予測値Ｙ３とワイヤ残量値との比較処理は行われず、このフローチャートを終了する。

（Ｓ８０）
Ｓ２０からＳ８０に移行した場合、システムコントロール部１０ａは、警告出力をティーチペンダント１９に出力して、このフローチャートを終了する。なお、ティーチペンダント１９は、Ｓ２０の処理により警告出力を受けると、表示装置にワイヤ残量値が、ワイヤ消費量予測値Ｙ１よりも少なく、次の溶接区間ではワイヤ切れが生ずることを警告する。

又、Ｓ３０からＳ８０に移行した場合、システムコントロール部１０ａは、警告出力をティーチペンダント１９に出力して、このフローチャートを終了する。なお、ティーチペンダント１９は、Ｓ３０の処理により警告出力を受けると、表示装置にワイヤ残量値が、ワイヤ消費量予測値Ｙ２よりも少なく、予定溶接区間として、１サイクル中で既に溶接が終了した溶接区間を除いた、「残りの溶接区間全て」のいずれかの溶接区間においてワイヤ切れが生ずることを警告する。

又、Ｓ７０からＳ８０に移行した場合、システムコントロール部１０ａは、警告出力をティーチペンダント１９に出力して、このフローチャートを終了する。なお、ティーチペンダント１９は、Ｓ７０の処理により警告出力を受けると、表示装置にワイヤ残量値が、ワイヤ消費量予測値Ｙ３よりも少なく、予定溶接区間として、サイクルＮ中においてワイヤ切れが生ずることを警告する。

さて、本実施形態によれば、以下のような特徴がある。
（１） 本実施形態の溶接ロボットは、溶接区間の溶接終了毎に、溶接が終了した溶接区間迄の累積ワイヤ消費量ｈを更新し、ワイヤリール１４（ワイヤ供給源）が有していたワイヤＷの初期ワイヤ量ａと累積ワイヤ消費量ｈに基づいてワイヤ残量値を算出するシステムコントロール部１０ａ（ワイヤ残量値算出手段）を備える。又、溶接ロボットは、これから溶接を行う予定溶接区間のワイヤ消費量予測値を、該予定溶接区間におけるワイヤ送給速度ｄと溶接時間ｅに基づいて算出するワイヤ消費量予測値算出手段としてシステムコントロール部１０ａを備える。さらに、溶接ロボットは、ワイヤ残量値とワイヤ消費量予測値とを比較する比較手段としてシステムコントロール部１０ａを備え、システムコントロール部１０ａは、前記ワイヤ消費量予測値がワイヤ残量値よりも多いと判断した場合にその旨を報知制御する報知制御手段として機能する。

この結果、本実施形態では、ワイヤ残量値と、これから溶接が行われる予定溶接区間で消費すると予測される動的なワイヤ消費量予測値とに基づいて、該予定溶接区間におけるワイヤ切れが溶接中に発生することが予測されたとき、予定溶接区間の溶接を行う前に外部機器としてのティーチペンダント１９に警告をすることができる。この結果、生産中のラインを停止させることによる生産効率の低下を防止することができる。

（２） 本実施形態の溶接ロボットでは、Ｓ２０において、予定溶接区間が、既に溶接が終了した溶接区間の次に行われる溶接区間であるとしていることから、この予定溶接区間におけるワイヤ切れが溶接中に発生することが予測されると、予定溶接区間の溶接を行う前にティーチペンダント１９に警告をすることができる。この結果、生産中のラインを停止させることによる生産効率の低下を防止することができる。

（３） 本実施形態の溶接ロボットでは、Ｓ３０において、予め定める複数の溶接区間において行う溶接作業を１サイクルとしたとき、予定溶接区間が、前記１サイクル中で既に溶接が終了した溶接区間を除いた該１サイクル中の残りの全ての溶接区間としている。この結果、この予定溶接区間におけるワイヤ切れが溶接中に発生することが予測されると、予定溶接区間の溶接を行う前にティーチペンダント１９にティーチペンダント１９に警告をすることができる。この結果、生産中のラインを停止させることによる生産効率の低下を防止することができる。

（４） 本実施形態では、Ｓ７０において、予め定める複数の溶接区間において行う溶接作業を１サイクルとしたとき、前記予定溶接区間が、所定回のサイクルで溶接が実行される溶接区間であるとしている。この結果、この予定溶接区間におけるワイヤ切れが溶接中に発生することが予測されると、予定溶接区間の溶接を行う前にティーチペンダント１９に警告をすることができる。この結果、生産中のラインを停止させることによる生産効率の低下を防止することができる。

なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 前記実施形態では、ワイヤ残量値、ワイヤ消費量予測値、今回ワイヤ消費量、初期ワイヤ量、累積ワイヤ消費量等は、ワイヤの重さとしたが、重さに限定されるものではなく、ワイヤ長さとしてもよい。この場合、前記実施形態においては、ワイヤ比重ｆが関係する式は、ワイヤ比重ｆを省略すればよい。

○ 前記実施形態において、溶接電源装置１７には外部、例えば上位のコンピュータシステムとの情報のやり取りができるネットワークインターフェースが設けられていてもよい。このようにすると、前記実施形態での警告信号の出力を外部機器としての上位のコンピュータシステムに出力することができ、生産ライン上の全てのロボットを停止させることがなくなる。

○ 前記実施形態では、ワイヤ供給源をワイヤリール１４としたが、ワイヤ供給源をペールパックとしてもよい。
○ 前記実施形態では、ロボット制御装置のシステムコントロール部１０ａをワイヤ残量値算出手段、ワイヤ消費量予測値算出手段、比較手段、及び報知制御手段とした。この代わりに、溶接電源装置１７側の溶接条件制御部１７ｃをワイヤ残量値算出手段、ワイヤ消費量予測値算出手段、比較手段、及び報知制御手段として機能させてもよい。

○ 前記実施形態では、報知制御手段としてのシステムコントロール部１０ａは、ティーチペンダント１９の表示装置に警告出力することにより該表示装置にて作業者にワイヤ切れを報知するようにしたが、溶接ロボットの近辺に配置される外部機器としての警告灯に警告出力して該警告灯をオン制御するようにしてもよい。この場合、前記実施形態のＳ２０、Ｓ３０、Ｓ７０において、それぞれ警告出力された場合、それぞれの警告内容に応じて、その警告内容を作業者がそれぞれ織別できるように警告灯を複数設けたり、或いは、点灯の仕方を変えてもよい。又、警告灯の代わりに外部機器としての音声報知器に換えても良い。

（ａ）は本発明を具体化した実施形態の溶接ロボットのシステム図、（ｂ）は、システムの電気ブロック図。 一実施形態のロボット制御装置が実行するフローチャート。 従来の溶接ロボットの電気ブロック図。

符号の説明

１０…ロボット制御装置、１１…マニピュレータ、
１０ａ…システムコントロール部（ワイヤ残量値算出手段、ワイヤ消費量予測値算出手段、比較手段、及び報知制御手段）、
１３…溶接トーチ、１４…ワイヤリール（ワイヤ供給源）、
１６…ワイヤ送給装置（ワイヤ送給手段）、
１７…溶接電源装置。

Claims (1)

1. マニピュレータに設けられた溶接トーチに、ワイヤ供給源からワイヤを送給するワイヤ送給手段を備えた溶接ロボットにおいて、
   溶接区間の溶接終了毎に、溶接が終了した溶接区間迄の累積ワイヤ消費量を更新し、前記ワイヤ供給源が有していたワイヤの初期ワイヤ量と前記累積ワイヤ消費量に基づいてワイヤ残量値を算出するワイヤ残量値算出手段と、
   これから順に溶接を行う予定の第１、第２及び第３予定溶接区間のワイヤ消費量予測値を、該第１、第２及び第３予定溶接区間におけるそれぞれのワイヤ送給速度と溶接時間に基づいて算出するワイヤ消費量予測値算出手段と、
   前記ワイヤ残量値と前記第１、第２及び第３予定溶接区間のワイヤ消費量予測値とを順次比較する比較手段と、
   前記比較手段が、前記第１、第２及び第３予定溶接区間の内のいずれかの予定溶接区間の前記ワイヤ消費量予測値がワイヤ残量値よりも多いと判断した段階でその旨を報知制御する報知制御手段を備え、
   前記第１予定溶接区間が、既に溶接が終了した溶接区間の次に行われる溶接区間であり、
   予め定める複数の溶接区間において行う溶接作業を１サイクルとしたとき、前記第２予定溶接区間が、前記１サイクル中で既に溶接が終了した溶接区間を除いた該１サイクル中の残りの全ての溶接区間であり、
   予め定める複数の溶接区間において行う溶接作業を１サイクルとしたとき、前記第３予定溶接区間が、所定回のサイクルで溶接が実行される溶接区間であることを特徴とする溶接ロボット。

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