JP6084498B2 - アーク溶接ロボット制御装置及びアーク溶接ロボット制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、アーク溶接ロボット制御装置及びアーク溶接ロボット制御方法に関するものである。

溶接ワイヤのスローダウン処理を溶接開始点ではなく溶接開始点に到達する前に先行して行うアーク溶接ロボット制御装置は、特許文献１及び特許文献２により公知である。
特許文献１では、溶接トーチが溶接開始点に到達する前に先行して溶接ワイヤのスローダウンを開始して、溶接開始時のワイヤ突き出し長まで予めワイヤを送給してからアークスタートを行うことにより、溶接開始点でのスローダウンの時間をできるだけ短くして無駄時間を削減するようにしている。

特許文献２では、溶接開始時の溶接ワイヤのスローダウンを、第１スローダウンでは早く行い、次の第２スローダウンでは遅く行うようにしている。このことにより、スローダウン時間を短くしつつ良好なアークスタート性を確保するようにしている。

特開平１０−２４４４８３号公報 特開２０１１−２００８６７号公報

しかしながら、特許文献１では、溶接トーチが溶接開始点に達する前に先行して溶接ワイヤのスローダウンを開始するタイミングを、自由に設定できるパラメータ（先行処理時間）として扱い、このパラメータをユーザがロボット制御装置に入力するようにしている。すなわち、スローダウンを開始するタイミングをユーザが実際に計測して求める必要があるために、多くの工数を必要とする。

また、特許文献１では、前記先行処理時間を溶接開始点毎に設定することができないため、複数の溶接開始点を有するアーク溶接プログラムでは、無駄時間を十分に省けなかったり、突き出し長が長くなりすぎてアークスタート性が悪化する場合がある。

また、ワイヤの送給経路上にはワイヤの遊びがある。この遊びはロボットの姿勢によって大きく異なる。そのため、特許文献２では、第１スローダウンに要する先行処理時間は溶接開始点毎に調整が必要となる。しかし、特許文献２では、第１スローダウン時間の調整方法については言及されていない。また、特許文献２では、溶接箇所が複数あると、溶接開始点毎に前記先行処理時間を調整するのに非常に手間がかかる。

本発明の目的は、アークスタートの際の無駄時間を省いて生産性を高めることができ、また、ワイヤの先行スローダウンを行ったとしても、良好なアークスタートを得ることができて溶接施工品質の向上を行うことができ、さらに、作業プログラムの教示時間の短縮を図ることができるアーク溶接ロボット制御装置及びアーク溶接ロボット制御方法を提供することにある。

上記問題点を解決するために、本発明のアーク溶接ロボット制御装置は、溶接トーチを溶接プログラムに従って移動させ、溶接ワイヤを母材と短絡させてアークを発生させるアーク溶接ロボット制御装置において、前記溶接トーチが溶接開始点に到達してから、溶接ワイヤと母材との短絡が発生する迄のアークスタート時間を記憶する第１記憶部と、前記溶接プログラムを試行動作モードで再生して、前記溶接トーチが前記溶接開始点に到達した状態で前記溶接ワイヤのスローダウンを行い、前記溶接ワイヤのスローダウン開始時点から前記溶接ワイヤが前記母材と接触して通電する時点までの試行スローダウン時間を計測する計測部と、
前記試行スローダウン時間を記憶する第２記憶部と、前記溶接プログラムを通常動作モードで再生して、前記試行スローダウン時間が前記アークスタート時間よりも長い場合、前記溶接トーチが前記溶接開始点に到達する以前に前記溶接ワイヤのスローダウンを開始させて、前記試行スローダウン時間内に前記アークスタート時間を含むように前記溶接トーチを前記溶接開始点に移動させる制御部を備えるものである。

また、前記溶接プログラムを試行動作モードで再生を行う試行動作モード制御部であって、前記溶接プログラムの実行ステップに溶接開始命令があるときに前記溶接トーチが前記溶接開始点に到達した状態で前記溶接ワイヤのスローダウンを開始させる試行動作モード制御部を備え、前記制御部は、前記溶接プログラムを通常動作モードで再生する際に、前記溶接開始命令がある実行ステップ以前の実行ステップであって、前記溶接トーチの移動命令がある実行ステップを探索してその移動命令による移動時間と、前記アークスタート時間と、前記試行スローダウン時間に基づいて、前記溶接ワイヤのスローダウンを開始すべき最適な実行ステップとを決定する解析部を備え、前記制御部は、前記解析部により決定した実行ステップで前記溶接ワイヤのスローダウンを開始させるようにしてもよい。

また、前記溶接プログラムには、溶接開始点が記述された複数の実行ステップを含み、前記アークスタート時間は、前記複数の溶接開始点に共通のアークスタート時間としてもよい。

また、前記溶接プログラムには、溶接開始点が記述された複数の実行ステップを含み、前記アークスタート時間は、溶接開始点毎に設定されて前記第１記憶部が記憶しているようにしてもよい。

また、前記計測部は、試行スローダウン時間の計測を複数回行って、その平均値を算出し、前記第２記憶部は、前記平均値の試行スローダウン時間を記憶し、前記溶接プログラムを通常動作モードで再生する際に、前記制御部は、前記平均値の試行スローダウン時間が前記アークスタート時間よりも長い場合、前記溶接トーチが前記溶接開始点に到達する以前に前記溶接ワイヤのスローダウンを開始させて、前記試行スローダウン時間内に前記アークスタート時間を含むように前記溶接トーチを前記溶接開始点に移動させるようにしてもよい。

また、本発明のアーク溶接ロボット制御方法は、溶接トーチを溶接プログラムに従って移動させ、溶接ワイヤを母材と短絡させてアークを発生させるアーク溶接ロボット制御方法において、前記溶接トーチが溶接開始点に到達してから溶接ワイヤと母材との短絡が発生する迄のアークスタート時間を第１記憶部に予め記憶する段階と、前記溶接プログラムを試行動作モードで再生して、前記溶接トーチが溶接開始点に到達した状態で前記溶接ワイヤのスローダウンを行い、前記溶接ワイヤのスローダウン開始時点から前記溶接ワイヤが前記母材と接触して通電する時点までの試行スローダウン時間を計測する段階と、前記溶接プログラムを通常動作モードで再生して、前記アークスタート時間よりも前記試行スローダウン時間が長い場合、前記溶接トーチが前記溶接開始点に到達する以前に前記溶接ワイヤのスローダウンを開始させて、前記試行スローダウン時間内に前記アークスタート時間を開始させるように前記溶接トーチを前記溶接開始点に移動させる段階を含むものである。

本発明によれば、アーク溶接の無駄時間を省いて生産性を高めることができ、また、溶接ワイヤの先行スローダウンを行ったとしても、良好なアークスタートを得ることができて溶接施工品質の向上を行うことができ、さらに、作業プログラムの教示時間の短縮を図ることができる。

一実施形態のアーク溶接ロボット制御装置を含む制御システムを示す構成図。 アーク溶接ロボット制御装置の内部構成を示す制御ブロック図。 アーク溶接ロボット制御装置の溶接制御部が試行動作モードで実行するフローチャート。 アーク溶接ロボット制御装置が実行するフローチャート。 アーク溶接ロボット制御装置が実行するフローチャート。 試行動作モード時のワイヤ送給速度とＴＣＰ速度のタイミングチャート。 通常動作モード時のワイヤ送給速度とＴＣＰ速度のタイミングチャート。

（１．実施形態の構成）
図１〜図７を参照して、本発明を具体化した一実施形態のアーク溶接ロボット制御装置（以下、単にロボット制御装置という）を含むアーク溶接ロボット制御システム及び溶接ロボットの制御方法を説明する。

図１、図２に示すようにアーク溶接ロボット制御システムは、フロアに設置されたマニピュレータ１０と、前記マニピュレータ１０を制御するロボット制御装置２０と、ロボット制御装置２０に通信ケーブルＬを介して接続された溶接電源装置３０とを備えている。

（マニピュレータ１０）
図１に示すように、マニピュレータ１０は、フロアに固定されるベース部材１１と、それに複数の軸を介して連結された複数のアーム１２と、各アーム１２を駆動する駆動モータ１６（図２参照）とによって構成されている。なお、図２で示す駆動モータ１６は、代表的に１つの駆動モータのみが図示されている。前記駆動モータ１６には、図示しないロータリエンコーダを備え、前記駆動モータ１６の現在位置の検出が可能である。

図１に示すようにマニピュレータ１０先端のアーム１２に設けられた手首部の先端には、母材であるワークＷに対してアーク溶接を行う溶接トーチ１４が取付けられている。マニピュレータ１０は、制御ケーブルを介してロボット制御装置２０に接続されている。

マニピュレータ１０の各アーム１２に設けられた前記駆動モータ１６は、ロボット制御装置２０からロボット制御ケーブルを介して送信される駆動信号によって回転駆動される。この各駆動モータ１６が回転駆動されることにより、マニピュレータ１０の各アーム１２が変位し、結果的に溶接トーチ１４が上下前後左右に移動可能としている。

溶接トーチ１４は、溶接ワイヤ１３をワークＷの所定の溶接位置に導く。溶接ワイヤ１３とワークＷには溶接電源装置３０からそれぞれ電圧印加用の電源ケーブルＬ１，Ｌ２が接続されており、溶接電源装置３０によって溶接ワイヤ１３の先端とワークＷとの間に高電圧を印加してアークを発生させ、そのアークの熱で溶接ワイヤ１３およびワークＷを溶融させることにより、ワークＷに対して溶接が施される。

（ロボット制御装置２０）
ロボット制御装置２０は、マニピュレータ１０の動作を制御するためのものである。ロボット制御装置２０は、予め記憶されている作業プログラム及び図示しない前記ロータリエンコーダからの検出信号による座標情報等に基づいて、マニピュレータ１０の各駆動モータ１６を駆動制御して、溶接トーチ１４を動作開始点から単数又は複数の溶接区間、前記溶接区間の溶接終了点から退避位置に移動させる。

図２に示すように、ロボット制御装置２０は、コンピュータ及びメモリ等によって構成されている。
すなわち、図２に示すように、ロボット制御装置２０は、制御ブロックで示すと、解析部２１、メモリ部２２、モーション制御部２３、スタック２４、サーボ制御部２５、サーボドライバ２６、溶接制御部２８及び溶接監視バッファ２７を含む。

メモリ部２２は、書き換え可能な記憶装置であって、マニピュレータ１０の動作が定められた作業プログラム等が格納されている。前記作業プログラムは、溶接プログラムに相当する。この作業プログラムは、溶接ロボットの一連の移動や動作等をある所定の単位動作ごとに区切って表した複数の教示ステップ（以下では、教示ステップを実行ステップということがある）から構成されている。例えば、教示ステップには、マニピュレータ１０の溶接トーチ１４を、あるポジション（教示点）から別のポジション（教示点）に移動させる移動命令等が記述される。また、教示ステップには、そのような移動命令とともに、溶接を開始させる溶接開始命令、或いは溶接終了命令等が記述されている。

また、ロボット制御装置２０は、図示しないティーチペンダント（教示装置）と接続されており、前記ティーチペンダントのモード切替の操作入力により、前記作業プログラムを試行動作モード又は通常動作モードのいずれかで再生することが可能である。

前記試行動作モード及び通常動作モードにおいて、解析部２１は、メモリ部２２に格納されている作業プログラムの教示ステップに含まれている軌道命令（座標情報、速度情報、動作命令等のデータからなる）を教示ステップ毎に順次読み出し、読み出した内容を解析して、それをモーション制御部２３に通知するものである。

モーション制御部２３は、スタック２４に格納された動作命令を読み出し、それに基づいて溶接トーチ１４の軌道計画を立案して、駆動モータ１６の回転角や回転速度等の情報をサーボ制御部２５に対して通知する。

前記スタック２４は、いわゆる先入れ先出し（ＦＩＦＯ：first-in first-out）用のメモリであり、解析部２１が解析した教示ステップ順に、解析部２１から送られた軌道命令を解析情報として格納するものである。

サーボ制御部２５は、駆動モータ１６を回転駆動すべく駆動信号をサーボドライバ２６に送るものである。サーボドライバ２６は、サーボ制御部２５からの指令に基づいて各駆動モータ１６に対して駆動指令を出力するものである。

溶接制御部２８は、モーション制御部２３からの溶接開始命令を受けた場合、溶接電源装置３０に対してワイヤ送給装置４０にスローダウン、及び通常送給を行わせるための制御信号を出力する。

溶接電源装置３０は、前記制御信号に基づいてワイヤ送給装置４０のスローダウン制御、通常送給制御を行う。
また、溶接制御部２８は、モーション制御部２３からの溶接に関する命令を受けて溶接用に電力制御を行うための制御信号を溶接電源装置３０に出力する。

溶接電源装置３０は、図示しない溶接電源を備えており、前記溶接用に電力制御を行うための制御信号に基づき、前記溶接電源によって溶接トーチ１４とワークＷ（母材）との間に高電圧が供給される。また、溶接電源装置３０は、溶接ワイヤ１３がワークＷと接触し、溶接トーチ１４がワークＷと短絡して溶接電流が流れたときには、電流通電信号ＷＣＲを溶接制御部２８に出力する。

図１に示すように、ワイヤ送給装置４０は、駆動ロール４１と加圧ロール４２を備え、加圧ロール４２が図示しないバネにより駆動ロール４１側へ常時付勢されて溶接ワイヤ１３を両ロールに挟み込み、その摩擦力で溶接ワイヤ１３をはさんで、図示しないワイヤリールから引っ張り出す正送給及び逆送給が可能にされている。駆動ロール４１は駆動源としてのモータ４３にて回転駆動される。

前記ロボット制御装置２０の溶接制御部２８は計測部に相当し、モーション制御部２３は制御部に相当する。メモリ部２２は、第１記憶部及び第２記憶部に相当する。また、溶接制御部２８は、試行動作モード制御部に相当する。

（２．実施形態の作用）
次に、図３〜図７を参照してアーク溶接ロボット制御システムの作用を説明する。
（試行動作モード）
オペレータは、図示しないティーチペンダントのモード切替の操作入力により、ロボット制御装置２０に対して試行動作モードを設定し、作業プログラムを再生する。なお、試行動作モードにおける溶接トーチ１４のロボットの動作制御については、従来と同様であるため、説明を省略する。

以下では、本実施形態における溶接制御部２８における処理について説明する。
図１に示すように、試行動作モードでは、ワークＷが載置された状態で、図３に示すフローチャートを溶接ロボット制御装置２０の溶接制御部２８が所定の制御周期で実行する。

（Ｓ１０） Ｓ１０では、溶接制御部２８は、モーション制御部２３からの命令を解釈する。
（Ｓ１２） Ｓ１２では、溶接制御部２８は、前記モーション制御部２３からの命令が溶接開始命令か否かを判定し、溶接開始命令である場合には、Ｓ１４に移行し、溶接開始命令でない場合には、Ｓ２２に移行する。

（Ｓ１４） Ｓ１４では、溶接制御部２８は、溶接電源装置３０に溶接開始命令（制御信号）を通知し、試行スローダウン時間Ｔas_tryの計測を開始する。ここで、前記溶接電源装置３０に溶接開始命令（制御信号）を通知した時点は、溶接ワイヤのスローダウン開始時点に相当する一例である。

前記溶接開始命令を受けた溶接電源装置３０は、前記溶接開始命令に基づいてワイヤ送給装置４０のモータ４３のスローダウン制御を行う。このスローダウン制御により、溶接ワイヤ１３は、通常送給制御のときの溶接時送給速度よりも遅いスローダウン速度で正送給される。また、溶接電源装置３０は、図示しない溶接電源により、溶接トーチ１４とワークＷとの間に高電圧を印加する。

（Ｓ１６） Ｓ１６では、溶接制御部２８は、溶接電源装置３０から電流通電信号ＷＣＲのオン入力があるまで待機し、電流通電信号ＷＣＲのオン入力があった場合，Ｓ１８に移行する。

（Ｓ１８） Ｓ１８では溶接制御部２８は、試行スローダウン時間Ｔas_tryの計測を終了し、Ｓ２０に移行する。
（Ｓ２０） Ｓ２０では溶接制御部２８は、溶接監視バッファ２７に計測した試行スローダウン時間Ｔas_tryと、作業プログラムの識別番号と、教示ステップ番号を登録して、このフローチャートを一旦終了する。

（Ｓ２２） Ｓ１２から移行したＳ２２では、溶接制御部２８は、対応する命令を実行し、このフローチャートを一旦終了する。
上記の試行動作モードでは、作業プログラムの教示ステップに溶接開始命令がある毎に、Ｓ１４〜Ｓ２０の処理が行われて、計測した試行スローダウン時間Ｔas_tryと、作業プログラムの識別番号と、教示ステップ番号が溶接監視バッファ２７に登録されることになる。

この試行動作モードが終了すると、前記溶接監視バッファ２７に登録した各試行スローダウン時間Ｔas_tryを、対応する作業プログラムの溶接開始命令が記述された該当教示ステップに記録する。

（通常動作モード）
次に、図４及び図５を参照して通常動作モードについて説明する。オペレータは、図示しないティーチペンダントのモード切替の操作入力により、ロボット制御装置２０に対して通常動作モードを設定し、作業プログラムを再生する。

図４は解析部２１が通常動作モードで実行するフローチャートである。
（Ｓ５０） Ｓ５０では、解析部２１は作業プログラムの１つの教示ステップを解析する。

（Ｓ５２） Ｓ５２では、解析部２１は、Ｓ５０で解析した教示ステップに溶接開始命令がある場合は、Ｓ５４に移行し、溶接開始命令がない場合は、Ｓ８０に移行する。
（Ｓ５４） Ｓ５４では、解析部２１は、作業プログラムの当該教示ステップに記述された試行スローダウン時間Ｔas_tryを読み出す。併せて、解析部２１は、ポインタをスタック２４の先頭に指定する。

（Ｓ５６） Ｓ５６では、解析部２１は、前記スタック２４において前記ポインタの指定する教示ステップの解析情報（軌道命令）を参照する。
（Ｓ５８） Ｓ５８では、解析部２１は、ポインタの指定する教示ステップの解析情報に移動命令があるか否かを判定し、移動命令がない場合はＳ６６にジャンプし、移動命令がある場合には、Ｓ６０に移行する。

（Ｓ６０） Ｓ６０では、解析部２１は、当該教示ステップの解析情報である前記移動命令、速度情報、及び座標情報に基づいて目的のポジション（教示点）までの移動時間Ｔmvを算出する。

（Ｓ６２） Ｓ６２では、解析部２１は、Ｔas_try−Ｔmvを演算して、その結果を新たな試行スローダウン時間Ｔas_tryとして更新する。
（Ｓ６４） Ｓ６４では、解析部２１は、Ｓ６２で更新した試行スローダウン時間Ｔas_tryがアークスタート時間Ｔasよりも長いか否かを判定し、アークスタート時間Ｔas＜試行スローダウン時間Ｔas_tryの場合は、Ｓ６６に移行し、そうでない場合には、Ｓ６８に移行する。アークスタート時間Ｔasは、ロボットが溶接開始点である教示点に到達した時点から電流通電信号ＷＣＲがオンするまでの時間である。アークスタート時間Ｔasはメモリ部２２に予め格納されている。

アークスタート時間Ｔasを設ける理由は下記の通りである。
ロボットが同一の溶接開始点に同一のアプローチを行ったとしても、溶接ワイヤ１３の送給経路上の溶接ワイヤ１３の遊び量は常に一定にはならない。仮にアークスタート時間Ｔasを０とした場合、送給経路上のワイヤ遊び量の差異によってロボットが溶接開始点前に溶接ワイヤ１３が母材のワークに接触してしまうと、アークスタート性に悪影響を与えることになる。これは、溶接ワイヤと母材の相対速度が、「溶接ワイヤのスローダウン速度」＋「ロボットの移動速度」となり、実質的に溶接ワイヤのスローダウン速度が速くなってしまうからである。このような状態を回避するために、アークスタート時間Ｔas（＞０）が設けられている。

また、ロボットが溶接開始点に高速でアプローチした場合、溶接開始点において溶接トーチ先端に残留振動が発生する場合がある。この溶接トーチ先端の残留振動もアークスタート性に悪影響を与える。そこで、アークスタート時間Ｔas（＞０）を設けることにより、アークスタート時間Ｔas内で前記残留振動が収束するための時間を確保する意味もある。本実施形態ではアークスタート時間Ｔasは、各溶接開始点に共通の値にしている。

（Ｓ６６） Ｓ６６では、解析部２１は、ポインタを１つ進めてスタック２４の次のステップを指定し、Ｓ５６に戻る。なお、Ｓ６４からＳ６６に移行した場合、試行スローダウン時間Ｔas_tryがアークスタート時間Ｔasよりも長いため、まだ前の教示ステップからスローダウンを開始できる可能性があるとして、ポインタを１つ進めてスタック２４の次のステップを指定しているのである。

（Ｓ６８） Ｓ６４からＳ６６に移行する場合は、アークスタート時間Ｔasよりも試行スローダウン時間Ｔas_tryが短い、または等しい場合であ。この場合は、Ｓ６８で、解析部２１は、ポインタの指定している教示ステップをスローダウン開始ステップに決定して、「スローダウン開始待ち時間Ｔsw＝移動時間Ｔmv−アークスタート時間Ｔas」を算出する。

（Ｓ７０） Ｓ７０では、解析部２１は、登録したスローダウン開始ステップとスローダウン開始待ち時間Ｔswをそれぞれをモーション制御部２３に通知する。
（Ｓ７２） Ｓ７２では、解析部２１は、カレントステップが指している溶接開始命令以降の教示ステップを解析する。

（Ｓ７４） Ｓ７４では、解析部２１は、溶接終了ステップまでの解析を終了した後、モーション制御部２３にスタック２４の解析情報を順に通知する。
（Ｓ７６） Ｓ７６では、解析部２１は、カレントステップを溶接終了命令がある教示ステップまで進めた後、Ｓ５０に戻る。

（Ｓ８０） Ｓ５２からＳ８０に以降した場合は、解析部２１は、解析情報をスタック２４に積み、Ｓ８２に移行する。
（Ｓ８２） Ｓ８２では、解析部２１は、カレントステップを進めて、Ｓ８４に移行する。

（Ｓ８４） Ｓ８４では、解析部２１は、進めたカレントステップが終了ステップか否かを判定し、カレントステップが終了ステップの場合は、このフローチャートを終了し、カレントステップが終了ステップの場合は、Ｓ５０に戻る。

次に、図５を参照して、モーション制御部２３の処理を説明する。図５は、モーション制御部２３が通常動作モードで実行するフローチャートであり、所定の制御周期で実行する。

（Ｓ１００） Ｓ１００では、モーション制御部２３は、解析部２１から通知された実行ステップを読み出す。
（Ｓ１０２） Ｓ１０２では、モーション制御部２３は、読み出した内容が移動命令であるか否かを判定し、移動命令でない命令の場合はＳ１１８に移行し、移動命令である場合はＳ１０４に移行する。

（Ｓ１０４） Ｓ１０４では、モーション制御部２３は、ロボットの移動命令を実行してＳ１０６に移行する。
（Ｓ１０６） Ｓ１０６では、モーション制御部２３は、当該実行ステップ（教示ステップ）がスローダウン開始ステップか否かを判定し、当該実行ステップがスローダウン開始ステップでない場合には、Ｓ１１４にジャンプし、当該実行ステップがスローダウン開始ステップである場合には、Ｓ１０８に移行する。

（Ｓ１０８） Ｓ１０８では、モーション制御部２３は、移動時間ｔの計測を開始する。
（Ｓ１１０） Ｓ１１０では、モーション制御部２３は、計測している移動時間ｔがスローダウン開始待ち時間Ｔswになるまで待機し、移動時間ｔがスローダウン開始待ち時間Ｔswを越えた場合、Ｓ１１２に移行する。

（Ｓ１１２） Ｓ１１２では、モーション制御部２３は、溶接制御部２８にスローダウン開始命令を通知する。前記スローダウン開始命令を受けた溶接電源装置３０は、ワイヤ送給装置４０のスローダウン制御を行う。このスローダウン制御により、溶接ワイヤ１３は、スローダウン速度で正送給される。

（Ｓ１１４） Ｓ１１４では、モーション制御部２３は、当該実行ステップにおけるロボットの移動が完了するまで待機し、完了した場合にはＳ１１６に移行する。
（Ｓ１１６） Ｓ１１６では、実行ステップを１つ進めて、一旦のこのフローチャートを終了する。

（Ｓ１１８） Ｓ１０２からＳ１０８に移行すると、移動命令以外の命令を実行してＳ１１６に移行する。従って、当該実行ステップに溶接開始命令がある場合には、モーション制御部２３は、溶接電源装置３０に溶接開始命令を通知する。この溶接開始命令により、溶接電源装置３０は、図示しない溶接電源により、溶接トーチ１４とワークＷとの間に高電圧を印加する。

次に、図６及び図７を参照して、上記フローチャートを使用した一例を説明する。
図６は、教示ステップＳｔｅｐ１で高速のＴＣＰ速度（速度情報）の移動命令があり、教示ステップＳｔｅｐ２で中速のＴＣＰ速度の移動命令があった後、教示ステップＳｔｅｐ３で溶接開始命令がある場合の作業プログラムを試行動作モードで実行した場合の例である。

図６に示す教示ステップＳｔｅｐ３で溶接開始命令があると（図３のＳ１２で「ＹＥＳ」）、溶接制御部２８は、溶接電源装置３０に溶接開始命令（制御信号）を通知し、試行スローダウン時間Ｔas_tryの計測を開始する。そして、アーク発生があって電流通電信号ＷＣＲがオンとなるまで、試行スローダウン時間Ｔas_tryの計測が継続する。この後、溶接制御部２８はワイヤ送給装置４０の通常送給制御を行って溶接ワイヤ１３を溶接時送給速度で正送給する。

図６に示すように、モーション制御部２３は、電流通電信号ＷＣＲのオン入力後は、ＴＣＰ速度を作業プログラムの溶接区間を規定する教示ステップに記述されている溶接速度でロボットを制御する。

図７は、図６で使用した前記作業プログラムを通常動作モードで実行した場合である。この例では、図４に示すＳ６８で教示ステップＳｔｅｐ１が、スローダウン開始ステップに決定されたものとする。

図７に示すように教示ステップＳｔｅｐ１に入ると、スローダウン開始待ち時間Ｔswが計測が開始され、スローダウン開始待ち時間Ｔswを経過すると、溶接電源装置３０がワイヤ送給装置４０のスローダウン制御を行う。その後、計測した試行スローダウン時間Ｔas_try内において、教示ステップＳｔｅｐ３で溶接開始命令があると、図示しない溶接電源により、溶接トーチ１４とワークＷとの間に高電圧が印加される。そして、試行スローダウン時間Ｔas_try経過後に、電流通電信号ＷＣＲがオンとなる。

図７に示すように、計測した試行スローダウン時間Ｔas_tryからアークスタート時間Ｔasを差し引いた先行スローダウン時間は、スローダウン制御が開始される時から教示ステップＳｔｅｐ３で溶接開始命令が出される時迄の時間である。この例では、先行スローダウン時間分をアーク溶接の無駄時間として省くことができる。

本実施形態によれば、下記の特徴がある。
（１） 本実施形態の溶接ロボット制御装置２０は、溶接トーチ１４が溶接開始点に到達してから、溶接ワイヤ１３とワークＷ（母材）との短絡が発生する迄のアークスタート時間Ｔasを記憶するメモリ部２２（第１記憶部）と、作業プログラム（溶接プログラム）を試行動作モードで再生するときに、溶接トーチ１４が溶接開始点に到達した状態で溶接ワイヤ１３のスローダウンを行い、溶接ワイヤ１３のスローダウン開始時点から溶接ワイヤ１３がワークＷ（母材）と接触して通電する時点までの試行スローダウン時間Ｔas_tryを計測する溶接制御部２８（計測部）を備える。前記メモリ部２２は、試行スローダウン時間Ｔas_tryを記憶する。

また、溶接ロボット制御装置２０は、前記作業プログラム（溶接プログラム）を通常動作モードで再生して、試行スローダウン時間Ｔas_tryがアークスタート時間Ｔasよりも長い場合、溶接トーチ１４が前記溶接開始点に到達する以前に溶接ワイヤ１３のスローダウンを開始させて、試行スローダウン時間Ｔas_try内にアークスタート時間Ｔasを含むように溶接トーチ１４を前記溶接開始点に移動させるモーション制御部２３（制御部）を備える。

この結果、本実施形態の溶接ロボット制御装置によれば、作業者が溶接開始点毎に調整しなくても、ロボットは、溶接開始点への到達に先行して溶接ワイヤのスローダウンを開始することができる。このため、無駄時間を省くことができ、生産性を高めることができる。また、溶接ワイヤの先行スローダウンを行ったとしても、アークスタート時間を確保しているため、良好なアークスタートを得ることができて溶接施工品質の向上を行うことができる。また、溶接開始点毎にどれだけ先行して溶接ワイヤのスローダウンを開始するかの値を自動的に取得することができるため、従来と異なり、溶接ワイヤのスローダウンを開始するタイミングをユーザが計測して求める必要がなく、作業プログラムの教示時間の短縮を図ることができる。

（２） 本実施形態の溶接ロボット制御装置２０は、作業プログラム（溶接プログラム）を試行動作モードで再生を行うとともに、前記作業プログラムの実行ステップに溶接開始命令があるときに溶接トーチ１４が溶接開始点に到達した状態で溶接ワイヤ１３のスローダウンを開始させる溶接制御部２８（試行動作モード制御部）を備える。

また、モーション制御部２３（制御部）は、作業プログラムを通常動作モードで再生する際に、溶接開始命令がある実行ステップ以前の実行ステップであって、溶接トーチ１４の移動命令がある実行ステップを探索してその移動命令による移動時間Ｔmvと、アークスタート時間Ｔasと、試行スローダウン時間Ｔas_tryに基づいて、溶接ワイヤ１３のスローダウンを開始すべき最適な実行ステップとを決定する解析部２１を備える。そして、モーション制御部２３（制御部）は、解析部２１により決定した実行ステップで溶接ワイヤ１３のスローダウンを開始させるようにしている。この結果、本実施形態の溶接ロボット制御装置は、スローダウンを開始すべき最適な実行ステップを決定することができて、前記（１）の効果を容易に実現することができる。

（３） 本実施形態の溶接ロボット制御装置２０では、作業プログラムには、溶接開始点が記述された複数の実行ステップを含み、アークスタート時間Ｔasは、前記複数の溶接開始点に共通のアークスタート時間としている。

この結果、溶接開始点が記述された複数の実行ステップに対して予め設定するアークスタート時間Ｔasの設定は単数で済み、アークスタート時間Ｔasの設定登録を簡単に行うことができる。

（４） 本実施形態のアーク溶接ロボット制御方法では、溶接トーチ１４が溶接開始点に到達してから溶接ワイヤ１３とワークＷ（母材）との短絡が発生する迄のアークスタート時間Ｔasをメモリ部２２に予め記憶するようにしている。

また、作業プログラムを試行動作モードで再生して、溶接トーチ１４が溶接開始点に到達した状態で溶接ワイヤ１３のスローダウンを行い、溶接ワイヤ１３のスローダウン開始時点から溶接ワイヤ１３がワークＷ（母材）と接触して通電する時点までの試行スローダウン時間Ｔas_tryを計測するようにしている。

さらに、作業プログラムを通常動作モードで再生して、アークスタート時間Ｔasよりも試行スローダウン時間Ｔas_tryが長い場合、溶接トーチ１４が前記溶接開始点に到達する以前に溶接ワイヤ１３のスローダウンを開始させて、試行スローダウン時間Ｔas_try内にアークスタート時間Ｔasを開始させるように溶接トーチ１４を前記溶接開始点に移動させるようにしている。この結果、本実施形態のアーク溶接ロボット制御方法は、アーク溶接の無駄時間を省いて生産性を高めることができ、また、溶接ワイヤの先行スローダウンを行ったとしても、アークスタート時間を確保しているため、良好なアークスタートを得ることができて溶接施工品質の向上を行うことができる。さらに、従来と異なり、溶接ワイヤのスローダウンを開始するタイミングをユーザが計測して求める必要がなく、自動的に、試行スローダウン時間を計測できるため作業プログラムの教示時間の短縮を図ることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、下記のように構成してもよい。
・ 前記実施形態では、アークスタート時間Ｔasは、各溶接開始点に共通の値にしたが、溶接開始点毎に異なるアークスタート時間Ｔasとしてもよい。この場合、溶接開始点（教示ステップ）毎のアークスタート時間Ｔasが、メモリ部２２にそれぞれ予め格納されているものとする。そして、図４のＳ６４では、当該溶接開始点のアークスタート時間Ｔasを使用して、Ｓ６２で更新された試行スローダウン時間Ｔas_tryと比較判定を行うようにする。

・ 前記実施形態では、図５のフローチャートのＳ１１２で、スローダウン開始命令を通知するようにした。これに代えて、Ｓ１１２で、溶接開始命令とスローダウン命令を溶接制御部２８に出すようにしてもよい。この場合、溶接制御部２８は、スローダウン開始命令に応じてスローダウンを即実行し、溶接開始命令については、試行スローダウン時間Ｔas_tryからアークスタート時間Ｔasを差し引いた時間である先行スローダウン時間経過後に、前記溶接開始命令に応じて図示しない溶接電源により、溶接トーチ１４とワークＷとの間に高電圧を印加する。なお、この場合、Ｓ１０２では、「移動命令」及び「溶接開始命令」について、「ＹＥＳ」と判定するようにする。

・ 前記実施形態では、試行スローダウン時間Ｔas_tryの計測を１回で行うようにしたが、試行動作モードにおいて溶接開始点毎に試行のスローダウンを行わせて、複数個の試行スローダウン時間をメモリ部２２に記憶した後、その平均値を試行スローダウン時間としてもよい。

・ なお、前記実施形態において、試行動作モード時に、アークスタートに失敗してしまった場合には、試行スローダウン時間が伸びて正しい値を取得できないことがある。このような場合に対応できるように、前記実施形態の構成に加えて、閾値以上に試行スローダウン時間が計測された際には、アークスタートが失敗したとして、その計測した試行スローダウン時間を溶接監視バッファ２７には登録しないようにする。この場合は、先行スローダウンを行うための時間算出は使用しないものとする。

・ 前記実施形態において、さらに、計測した試行スローダウン時間を先行スローダウン時間の計算に使用するかどうかを図示しないティーチペンダントで自由に設定できるようにしてもよい。

・ また、前記試行動作モード時に、前回溶接終了時の状態を参照することにより、例えば溶着が発生したり、異常が発生していた場合は試行スローダウン時間を計測しないようにしてもよい。例えば、前回溶接終了時には、溶接状態を監視する監視部を有するようにして、その監視結果によって、溶着が合ったり、他の異常があった場合には、それを履歴フラグ等により記録し、次の試行動作モード時に、その履歴フラグがある場合には、試行スローダウン時間を計測しないようにする。

・ 通常動作モード時に、実際の先行スローダウン時間とアークスタート時間を計測し、その結果で試行動作モードで算出された各値を補正してもよい。
例えば、下記の２例での使い方がある。

（１） 通常動作モードでの再生時、設定したアークスタート時間Ｔasよりも計測アークスタート時間が長いとき、又は短いときは実際のスローダウン時間（スローダウン開始からＷＣＲがオンするまで）を試行スローダウン時間として次回再生以降の通常再生時に使用する。

（２） 通常動作モードでの再生時、スローダウンを開始してからアーク発生までの時間を計測し、そのスローダウン時間が、試行スローダウン時間よりも長いとき、又は短いときは次回以降の先行スローダウンを行わないようにする。

１０…マニピュレータ、１３…溶接ワイヤ、１４…溶接トーチ、
２０…アーク溶接ロボット制御装置、
２２…メモリ部（第１記憶部、第２記憶部）、
２３…モーション制御部（制御部）、
２８…溶接制御部（試行動作モード制御部）、
２４…スタック、２７…溶接監視バッファ、３０…溶接電源装置、
４０…ワイヤ送給装置。

Claims (6)

1. 溶接トーチを溶接プログラムに従って移動させ、溶接ワイヤを母材と短絡させてアークを発生させるアーク溶接ロボット制御装置において、
   前記溶接トーチが溶接開始点に到達してから、溶接ワイヤと母材との短絡が発生する迄のアークスタート時間を記憶する第１記憶部と、
   前記溶接プログラムを試行動作モードで再生して、前記溶接トーチが前記溶接開始点に到達した状態で前記溶接ワイヤのスローダウンを行い、前記溶接ワイヤのスローダウン開始時点から前記溶接ワイヤが前記母材と接触して通電する時点までの試行スローダウン時間を計測する計測部と、
   前記試行スローダウン時間を記憶する第２記憶部と、
   前記溶接プログラムを通常動作モードで再生して、前記試行スローダウン時間が前記アークスタート時間よりも長い場合、前記溶接トーチが前記溶接開始点に到達する以前に前記溶接ワイヤのスローダウンを開始させて、前記試行スローダウン時間内に前記アークスタート時間を含むように前記溶接トーチを前記溶接開始点に移動させる制御部を備えたアーク溶接ロボット制御装置。
2. 前記溶接プログラムを試行動作モードで再生を行う試行動作モード制御部であって、前記溶接プログラムの実行ステップに溶接開始命令があるときに前記溶接トーチが前記溶接開始点に到達した状態で前記溶接ワイヤのスローダウンを開始させる試行動作モード制御部を備え、
   前記制御部は、前記溶接プログラムを通常動作モードで再生する際に、前記溶接開始命令がある実行ステップ以前の実行ステップであって、前記溶接トーチの移動命令がある実行ステップを探索してその移動命令による移動時間と、前記アークスタート時間と、前記試行スローダウン時間に基づいて、前記溶接ワイヤのスローダウンを開始すべき最適な実行ステップとを決定する解析部を備え、
   前記制御部は、前記解析部により決定した実行ステップで前記溶接ワイヤのスローダウンを開始させる請求項１に記載のアーク溶接ロボット制御装置。
3. 前記溶接プログラムには、溶接開始点が記述された複数の実行ステップを含み、
   前記アークスタート時間は、前記複数の溶接開始点に共通のアークスタート時間である請求項１または請求項２に記載のアーク溶接ロボット制御装置。
4. 前記溶接プログラムには、溶接開始点が記述された複数の実行ステップを含み、
   前記アークスタート時間は、溶接開始点毎に設定されて前記第１記憶部が記憶している請求項１または請求項２に記載のアーク溶接ロボット制御装置。
5. 前記計測部は、試行スローダウン時間の計測を複数回行って、その平均値を算出し、
   前記第２記憶部は、前記平均値の試行スローダウン時間を記憶し、
   前記溶接プログラムを通常動作モードで再生する際に、前記制御部は、前記平均値の試行スローダウン時間が前記アークスタート時間よりも長い場合、前記溶接トーチが前記溶接開始点に到達する以前に前記溶接ワイヤのスローダウンを開始させて、前記試行スローダウン時間内に前記アークスタート時間を含むように前記溶接トーチを前記溶接開始点に移動させる請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項に記載のアーク溶接ロボット制御装置。
6. 溶接トーチを溶接プログラムに従って移動させ、溶接ワイヤを母材と短絡させてアークを発生させるアーク溶接ロボット制御方法において、
   前記溶接トーチが溶接開始点に到達してから溶接ワイヤと母材との短絡が発生する迄のアークスタート時間を第１記憶部に予め記憶する段階と、
   前記溶接プログラムを試行動作モードで再生して、前記溶接トーチが溶接開始点に到達した状態で前記溶接ワイヤのスローダウンを行い、前記溶接ワイヤのスローダウン開始時点から前記溶接ワイヤが前記母材と接触して通電する時点までの試行スローダウン時間を計測する段階と、
   前記溶接プログラムを通常動作モードで再生して、前記アークスタート時間よりも前記試行スローダウン時間が長い場合、前記溶接トーチが前記溶接開始点に到達する以前に前記溶接ワイヤのスローダウンを開始させて、前記試行スローダウン時間内に前記アークスタート時間を開始させるように前記溶接トーチを前記溶接開始点に移動させる段階を含むアーク溶接ロボット制御方法。