JPH01181975A - 溶接ロボットの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は溶接ワイヤを消耗性電極としてアーク溶接など
で溶接を自動的に行なう溶接ロボットの制御装置に係り
、特に前記溶接ワイヤの消費量を自動計測して溶接不良
の発生を防止する溶接ロボットの制御装置に関する。

〔従来の技術〕

アーク溶接などの溶接ワイヤを用いて行なう溶接におい
ては、溶接消費材として溶接ワイヤ、シールドガス、電
気エネルギなどが用いられる。これらのうち溶接ワイヤ
は全溶接消費材コスト中の約７０％を占め、ワイヤ消費
量を低減させることはコスト低減のための大きな要素と
なる。このワイヤ消費量を低減する手段としては、溶接
長を短くしない前提において基本的に品質を低下させな
い範囲で平均溶接電流を下げることが最も有効である。

このためには溶接条件の適正化を図る必要があり、その
結果を定量把握するためには１作業車位当りのワイヤ消
費量を知ることが必要−となる。

従来はワイヤ送給モータにより回転駆動され摩擦によっ
て溶接ワイヤを送給する送給ローラに作業者がポータプ
ル回転計を接触させ送給ローラの回転数を計測すること
により回転数Ｎ、送りローラ直径りからワイヤ送給長Ｉ
ｔ　３　ｆｉ　＝　ｙｃ　Ｄ　Ｎから計算して求めてい
た。

一方、溶接品質について考えると、アーク溶接の品質を
確保するためには溶接部位への溶接ワイヤの送給が正し
く行なわれることと、正しい溶接電流、電圧、特に溶接
電流が正しく印加されることとが必要である。従来から
後者については直流電流計、電圧計を目視によって監視
することによって行なわれていた。また平均溶接電流は
制御的に見れば溶接ワイヤの時間当りの送給長、すなわ
ち送給速度に支配されているためロボットの作業プログ
ラムのように一度決められた溶接作業手順においては、
ワイヤ送給長さの全長を溶接施工後に監視することで異
常が発生したか否かを知る目安になる。

また、この種のアーク溶接制御手段としては、特開昭５
５−３６０３６号公報、特開昭５５−１２６３７５号公
報、特開昭５７−６８２７８号公報にそれぞれ記載され
た提案が公知である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、ロボットを用いて溶接を行なう場合、前
述したように作業者がポータプル回転計を送給ローラに
接触させて送給ローラの回転数を計測することは、送給
モータがロボットのアーム上に設置されているため不可
能であった。このため現状では正確な計測がなされてい
ないという問題があった。

また、自動溶接ラインにおいて毎サイクル人間が直流電
流計を目視でチエツクして溶接電流を管理することも不
可能である。実際には溶接ワイヤのエクステンションの
変動、ワイヤ送給系の抵抗の増加、あるいは溶接電源自
体の機能低下などによっては所定の溶接電流が得られな
いという問題もあった。また前述したように溶接施工後
のワイヤ送給長さの全長を監視する手段では、異常の発
生を検知する時期が遅れる欠点があった。

一方、特開昭５５−３６０３６号公報に記載された提案
は、溶接電圧と基準電圧との差を積分してトーチ位置検
出器の出力電圧と比較することにより、その差に応じて
トーチを駆動して非消耗性電極アーり溶接装置の誤動作
を防止するものであり、溶接ワイヤを用いる溶接装置と
は異なる装置である。

また特開昭５５−１２６３７５号公報に記載された提案
は、溶接中の溶接電圧または溶接電流をしきい値と比較
し、しきい値を越える電圧または電流を積分して基準値
と比較することにより、狭開先の溶接中に発生するバー
ンバックを未然に検知できるようにしたものであり、溶
接ワイヤの消費量の自動計測については配慮されていな
かった。さらに特開昭５７−６８２７８号公報に記載さ
れた提案は、溶接ワイヤ送給モータの検出回転数をディ
ジタル化し、モータ回転数設定信号と比較・演算しモー
タ制御用サイリスタの点弧信号としてフィードバックす
ることにより、溶接ワイヤの送給を高い精度で制御させ
るものであり、この提案においても溶接ワイヤの消費量
の自動計測については配慮されていなかった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、溶接ワ
イヤの消費量を自動計測し溶接不良の発生を防止するこ
とのできる溶接ロボットの制御装置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〕

本発明は上記目的を達成するために、ワイヤ送給モータ
により回転駆動される送給ローラの回転数を検出する検
出手段と、該検出手段の出力を入力して前記回転数を計
数する計数手段及びワイヤ送給長を計算する演算手段と
、該演算手段による計算結果を１溶接線当り及び１０ボ
ット動作サイタル当りのそれぞれの総和で表示する表示
手段と、前記計算結果を比較判定するための基準となる
基準値を入力して記憶する記憶手段と、前記計算結果と
前記基準値とを比較演算し差異があらかじめ設定された
許容値以上になったときに警報信号を出力する警報出力
手段とを溶接ロボットの制御装置に設けて構成したもの
である。

〔作用〕

上記の構成によると、送給ローラの回転数を検出手段に
より検出し、この検出値により演算手段を介して作業単
位当りの溶接ワイヤの消費量を自〆 動計測し、同時に表示することもできる。同時に初期時
点で記憶手段により記憶された基準消費量と比較して、
前記自動計測された溶接ワイヤの消費量との間に設定さ
れた許容値以上の差があるときは、警報出力手段により
警報信号を出方して溶接品質に異常が発生したことを外
部に知らせることができる。

〔実施例〕

以下、本発明に係る溶接ロボットの制御装置の一実施例
を図面を参照して説明する。

第１図乃至第３図に本発明の一実施例を示す。

第１図において、ロボット台１にはマニプレータ２を介
して溶接トーチ３が移動可能に取り付けられている。こ
のロボット４は制御装置５により設定されたプログラム
に従って作動する。また前記マニプレータ２にはワイヤ
送給モータ６が取り付けられており、このワイヤ送給モ
ータ６の両側にはそれぞれ一端がワイヤパック７及び前
記溶接トーチ３に接続されたコンジットケーブル８，９
の他端が取り付けられており、ワイヤパック７からくり
出される溶接ワイヤ１０はコンジットケーブル８、ワイ
ヤ送給モータ６、コンジットケーブル９を通って溶接ト
ーチ３の先端から突出している。

そしてワイヤ送給モータ６に連結された１対の送給ロー
ラ１１，１２によって溶接ワイヤ１０が挾持駆動され、
図示せぬ治具上に取り付けられた被溶接部材上に送給さ
れるようになっている。またワイヤ送給モータ６は溶接
電源１３により制御される。

前記ワイヤ送給モータ６は第２図に示すように、減速機
付モータユニット１４と、減速機出力軸１５に固定され
た駆動側送給モータ１１と従動側送給ローラ１２とから
なっており、１対の送給ローラ１１，１２のそれぞれの
同軸上に設けられたギヤ１６．１７が噛合している。そ
して溶接ワイヤ１０は図示せぬバネで当接する方向に付
勢された送給ローラ１１，１２の間に挾持され、送給ロ
ーラ１１，１２が同期回転することにより送給される。

またギヤ１６の外周には歯頂部に近接して非接触型近接
スイッチ１８が設けられており、この近接スイッチ１８
がローラ回転量計測用センサとなっている。

第３図は本実施例によるロボット制御装置５を示すブロ
ック図であり、ＣＰＵ１９．ＲＯＭ２０゜ＲＡＭ２１．
インタフェース２２がデータバス２３で接続されてなっ
ている。またインタフェース２２には操作パネル２４．
デイスプレィ２５が接続されており上記の制御回路は公
知のものと同様である。

本実施例の特徴は前記インタフェース２２に、前記ロー
ラ回転量計測用センサである近接スイッチ１８からの出
力を受けてそのパルス数を数えるカウンタ２６を設けた
点にある。

次に本実施例の動作を説明する。生産開始直前の設備調
整最終時点、すなわち溶接施工条件の設定完了時点にお
いて、被溶接部材毎につくられるロボット作業プログラ
ムの１データとして、溶接線ごとのワイヤ送給量をＲＡ
Ｍ２１に記録する。

このときの条件として送給ローラ１１の軸芯から溶接ワ
イヤ１０の軸芯までの第２図に示す距離Ｒを、操作パネ
ルにより作業者がパラメータとじてインタフェース２２
に入力しておくことが必要である。このパラメータに応
じてＣＰＵ１９はワイヤ送給量りをＬ　＝　２　ＲＸ　
７ｃＸ　Ｎの式より計算する。

但しＮは送給ローラ１５の総回転数であり、カウンタ２
６から入力される。そしてこのワイヤ送給量りをＲＡＭ
２１に収納する。このワイヤ送給量りを正規値、すなわ
ち以降の生産時における良否判定の基準値とする。そし
てこのデータはデイスプレィ２３に表示される。

一方、生産時に図示しない溶接治具側からの１サイクル
起動信号を受けてロボットは溶接作業を開始する。１サ
イクルの溶接作業中にｍ個の溶接線があるとすると、各
溶接線のワイヤ送給量Ｌ１乃至Ｌ１を上記の式から計算
し、ＲＡＭ２１に一時記憶させる。そして前述した基準
値りとの比較計算を行なう。この結果あらかじめ経験値
力どによって決められ入力されている許容値ΔＬよりも
基準値りとの差が大きい場合、すなわちＬ１〜。−Ｌ〉
ΔＬの場合には、その溶接線の溶接終了時または１サイ
クルの溶接作業終了時に溶接異常の警報信号をデイスプ
レィ２５上及び外部へ発信する。

もちろん、生産時に溶接条件を意図的に変更するときに
は、上述の基準値を変更してＲＡＭ２１に入力しておか
なければならない。

本実施例によれば、溶接ロボット４のマニプレータ２に
取り付けられたワイヤ送給モータ６に、小型の近接スイ
ッチ１８を装着するだけで、送給ローラ１１の回転数が
検出でき、この検出値により計算されたワイヤ送給量の
データをデイスプレィ２５上に表示することによって、
作業者または管理者が被溶接部材１個当りに必要とされ
るワイヤ消費量を容易に確認することができる。また生
産時に実際に測定されたワイヤ送給量と基準値とを比較
計算を行ない、その差が許容値を越えたときは溶接異常
の警報信号が発せられるので溶接異常の監視機能を大幅
に向上することができる。

〔発明の効果〕

上述したように本発明によれば、溶接ロボットのワイヤ
送給用モータにより回転駆動される送給ローラの回転数
を検出してワイヤ送給量を計算し表示するとともに、初
めに設定された基準値と比較してその差が許容値を越え
ると警報が発信されるようにしたので、ワイヤ消費量を
容易に確認することができ、しかも溶接異常の監視機能
を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る溶接装置の一実施例を示す構成図
、第２図は第１図のワイヤ送給用モータを示す一部断面
側面図、第３図は本実施例によるロボット制御装置のブ
ロック図である。 ４・・・ロボット、　　５・・・制御装置、６・・・ワ
イヤ送給モータ、 １０・・・溶接ワイヤ、 １１、１２・・・送給ローラ、 １８・・・近接スイッチ（検出手段）、１９・・・ＣＰ
Ｕ　（演算手段）、 ２１・・・ＲＡＭ　（記憶手段）、 ２５・・・デイスプレィ（表示手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ワイヤ送給モータにより回転駆動される送給ロー
   ラの回転数を検出する検出手段と、該検出手段の出力を
   入力して前記回転数を計数する計数手段及びワイヤ送給
   長を計算する演算手段と、該演算手段による計算結果を
   １溶接線当り及び１ロボット動作サイクル当りのそれぞ
   れの総和で表示する表示手段と、前記計算結果を比較判
   定するための基準となる基準値を入力して記憶する記憶
   手段と、前記計算結果と前記基準値とを比較演算し差異
   があらかじめ設定された許容値以上になったときに警報
   信号を出力する警報出力手段とを具備したことを特徴と
   する溶接ロボットの制御装置。