JPH0199779A - 溶接ロボットの溶接条件設定方法 - 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） この発明は、溶接条件として溶接電流および／また溶接
電圧をロボットに与える溶接ロボットの溶接条件設定方
法に関する。

（従来の技術とその問題点） 所定のワークに対して自動的に電気アーク溶接を行なう
従来の溶接ロボットにおいては、ロボットの制御装置か
ら溶接電源装置へ送る溶接条件指令値として、例えばＯ
〜２５５の範囲のデジタル値のうちのひとつを選択する
などの方法によって溶接条件を設定していた。ところが
、この制御装置からの指令値と溶接電源装置の溶接出力
（溶接電流、溶接電圧）の絶対値とは、デジタル／アナ
ログの相違、単位系の相違等があり、また互いに単純な
比例関係にないのが饅通である。従って、従来では、ま
ず、指令値と実際の溶接出力との関係をあらかじめ求め
て図表化しておく。そして、オペレータが上記図表（換
算図表）を参照して、溶接電源装置に発生させるべき所
望の溶接電流。

溶接電圧の絶対値に対応した制御装置の指令値を知り、
その指令値の値そのものをロボットの制御装置に入力し
て溶接条件を設定していた。第４図（ａ）、　（ｂ）は
、上記図表の例として、溶接電源装置の溶接電流Ｉ　、
溶接電圧ｖ、４の絶対値とそれぞれに対応した制御装置
の電流指令値Ｓ１．電圧指令値Ｓ　との関係曲線「　、
ｆ、を示したものでＶ　　　　　　　　　　　　　１ ある。

以上のような事情があるために、従来では、換算図表を
オペレータが肉眼で参照するという手作業が必要であっ
て、溶接条件の設定が煩雑であるという問題があった。

また、溶接条件の設定はワークの種類や溶接の態様が変
わるごとに行なわなければならないため、上記のような
換算図表の参照は比較的頻繁に行なわれる。したがって
、このような参照作業を繰返すときには、換算図表の読
誤りが生ずることもあり、溶接精度を必ずしも一定に保
ち得ないという問題もある。

さらに、第４図に示す関係曲線ｆ、ｆＶは、■ 溶接ロボットに使用する溶接電源装置の仕様、溶接ワイ
ヤの材質、ワイヤ径、炭酸ガスやＭＡＧ（Ａｒ　＋ＣＯ
２）等のシールドガスの種類、及び溶接電源装置からト
ーチまでのケーブル長さずなわらケーブルの抵抗値等の
使用条件により変化するという性質がある。このため、
このような使用条件が変わると、上記関係曲線ｆ、ｆｖ
は、た■ とえば第４図（ａ）、　（ｂ）に示す関係曲線ｆ　　’
、ｆ■ 、′のように変化する。したがって、換算図表の準備も
容易ではなく、これをロボット設置前に行なうとなると
、想定される多数の作業条件ごとに換算図表を準備しな
ければならない。また、ロボット設置後に換算図表を作
成するとしても、ロボットの特性を十分に理解した上で
作成作業を行なわねばならないため、適切な換算図表を
作成するためには、メーカー側の技術者の指導やユーザ
ー側の対応が必要となるという問題があった。

（発明の目的） この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、メーカーにもユーザーにも負担をかけること
なく、溶接条件の設定を簡単に精度よく行なうことので
きる溶接ロボットの溶接条件設定方法を提供することを
目的とする。

（目的を達成するための手段） 上述の目的を達成するため、この発明では、エンドエフ
ェクタとして溶接トーチを有するロボットに所定の溶接
作業を行なわせるにあたって、前記ロボットの制御装置
に溶接条件を入力することにより、前記溶接トーチに溶
接電力を供給する溶接電源装置の出力を設定するための
溶接ロボットの溶接条件設定方法において、前記ロボッ
トの使用条件と同一の条件下において前記ロボットを用
いたテストピースの溶接を行なうことにより、前記制御
装置から前記溶接電源装置に与えられる溶接条件指令値
と前記溶接電源装置から前記溶接トーチに与えられる実
際の溶接出力の絶対値との対応関係を求め、前記対応関
係を記述するデータを前記制御装置に与えることによっ
て、前記対応関係をテーブル化した換算テーブルを前記
制御装置内のメモリに予め記憶させた後、所望の溶接出
力の絶対値を前記制御装置への溶接条件入力値として入
力し、前記換算テーブルを用いて、前記溶接条件入力値
に対応した溶接条件指令値を前記制御装置内で求めると
ともに、求められた溶接条件指令値を前記制御装置から
＋）ｆｆ記溶接電源装置に与える。

（実施例） 第１図は、この発明を適用して溶接条件の設定を行なわ
せるべき溶接ロボットの一例を示す説明図である。図に
おいて、溶接ロボット１のトーチＴには溶接電源装置４
から溶接電流１１４および溶接電圧ＩＶで表現される溶
接出力Ｐが与えられ、これにより発生した電気アークに
よって、例えばポジショナ１０の回転治具１１上に設け
られたワークＷの溶接を行なう。この溶接にあたっては
、周知のようにガスの使用も行なわれるが、これは本発
明の特徴に関係しないため、ガス関係の系統は第１図中
には描かれていない。

溶接電源装置４．溶接ロボット１、トーチＴおよびポジ
ショナ１０はパスラインＢを介して制御装置２０内のコ
ンピュータ２と接続されており、コンピュータ２にはＣ
ＰＵ２１およびメモリ２２が設けられている。また、パ
スラインＢには、リモコンボックス３が接続されており
、オペレータはこのリモコンボックス３を現場で操作し
ながら溶接条件の設定やその他のティーチング、それに
実際の溶接作業に関する入出力をすることができるよう
になっている。

また、メモリ２２は、通常の自動溶接に必要とされるプ
ログラムやティーチングデータの記憶を行なうだＣプで
なく、溶接電源装置４に対して制御装置２０から与えら
れる溶接条件指令１ｉｔＩＳと、この溶接条件指令値Ｓ
に対して溶接電源装置４から溶接トーチＴへと供給され
る溶接出力Ｐの絶対値との関係を数値的に表現したテー
ブル（換算テーブル）を記憶できるようになっている。

さらに、ＣＰＬＩ２１は、リモコンボックス３から所望
の溶接出力Ｐの絶対値が入力された際に、上記換算テー
ブルに基いて、その絶対値に対応する溶接指令値を算出
する機能を有する。この機能を実現するためのプログラ
ムもまた、メモリ２２にあらかじめ記憶されている。

そこで、以下では、第２図を参照しつつ、この制御装置
２０を用いた溶接条件設定方法の手順を説明する。

まず、ステップＳ１において溶接ロボット１を設置し、
溶接ワイヤ、シールドガス等の使用条件を決定した後、
コンピュータ２からの溶接出力指令値Ｓと溶接電源装置
４からの実際の溶接出力の絶対値Ｐとの関係を調べるた
めに、上記使用条件と同一の条件下でテストピースに対
する溶接を行なう（ステップＳ２）。

これにあたっては、まず、オペレータが溶接電流Ｉ　お
よび溶接電圧■　の組合わせ（１，Ｖ−１４　　　　　
　　　讐ｉ 、−をひとつ選択する（ステップ５２ａ）。次に、リモ
コンボックス３に設けられた入カキ−３ｂを操作するこ
とにより、テストモードとする（ステップ５２ｂ）。こ
のテストモードでは、あらかじめ与えられている仮の溶
接条件指令値が制御装置２０内部で自動設定されるが、
この仮の指令値を外部入力として与えてもよい。いずれ
にしたち、これはあくまで仮のものであるから、その値
を決定するにあたっては特別の処理は必要としない。

テストモードでロボットの動作１をスタートさせると、
ロボット１は、あらかじめ設定されているプログラムに
従って、テストピースに対する溶接を開始する（ステッ
プ８２Ｃ）。このとき、入カキ−３ｂを操作しておくこ
とにより、表示画面３ａには、制御装置２０から溶接電
源装置４に与えられている溶接条件指令値Ｓ（Ｓ、Ｓｖ
）の値が表示されている。また、溶接電源装置４の表示
パネル４ａには、その時点での実際の溶接電流１、およ
び溶接電圧Ｖ。の値が表示されている。

一方、このようなテストモードでは、入カキ−３ｂの操
作によって溶接条件指令ｆｔｌ５の値を自在に変えるこ
とができるようになっている。そこで、オペレータは、
表示パネル４ａ上の溶接出力ｌ、４゜■　が所望の値！
　、■　・に一致するように、入’ｄ　　　　　　　ｗ
ｔ　　　Ｗ＋ ＋キー３ｂを操作する（ステップ５２ｄ）。そして、こ
のような一致が生じた時点で、リモコンボックス３の表
示画面３ａに現われている溶接条件指令＆Ｉｓ、ｓ　　
の値Ｓ１１．ＳＶｉをオペレータがＶ 読取り、マニュアル記録する（ステップ５２ｅ）。

以上のプロセスを、複数の溶接出力値Ｖ　　、Ｉｉ 、、（＋−１，２，・・・、ｎ：　　ｎ≧２）について
繰返す〈ステップ５２ｆ）。

このようにして、溶接電流Ｉ、ｌと電流指令値Ｓ１との
組合せＰ　　（１，３１）及び溶接電圧値Ｉ　　　　榊 ■、４と電圧指令値Ｓ、との組合せＰｖ　（Ｖ、、Ｓ、
）をそれぞれ複数個ずつ単面し、これらをリモコンボッ
クス３の入カキ−３ｂよりコンピュータ２に入力する。

マイクロコンピュータ２では、入力されたデータに棋い
て換算テーブルを作成し、それをメモリ２２に記憶させ
る。この換算テーブルは、電流値に関するＩ　　−３１
テーブルと、電圧値に関するＶ　　−Ｓｖテーブルとを
含んでいる。第３図（ａ）。

（ｂ）はこのようにして求められた換算テーブルの値を
グラフ上の座標点Ｐ１１〜Ｐ１ｏ、ＰＶ１〜Ｐｖｏとし
て示したものである。

以上の作業により、実際の溶接条件設定のための準備が
終了する。上記説明かられかるように、換算テーブルの
作成にはロボット１の特性に関する詳しい知識は必要と
されないため、従来技術のような煩雑性は解消されてい
る。

実際のワークＷへの溶接条件設定時には、オペレークは
溶接電源装置４に発生させるべき所望の溶接電流１　、
溶接電圧Ｖ、４の絶対値を入カキ−３ｂから入力すれば
よい（ステップ８３）。オペレータは所定のワークの形
状・構造に対して与えるべき溶接電流Ｉ　及び溶接電圧
Ｖ、Ｊの概略の絶賛 封鎖を経験によって知っていることが多いので、このよ
うに溶接条件を絶対値で入力するようにすれば、その設
定が容易で、しかしその後の補正も軽微でずむという利
点がある。この溶接条件の入力値に対して、コンピュー
タ２は、第３図（ａ）、　（ｂ）に示す絶対値テーブル
の点Ｐ１１〜ＰＩｎ及びＰｖ１〜Ｐ、。から、これらの
点の間を折線近似で直線補間して、対応する電流指令１
ｌｆｆＳ１及び電圧指令値Ｓ、を求める（ステップ８４
）。また、溶接部ｆ４の入力値が予め記憶した絶対値テ
ーブルにおける溶接電流１ｆｉｌ１４１〜Ｉ、。又は溶
接電圧値Ｖ。１〜Ｖ１４ｎの最大幀よりも大きい場合は
、直線的な外挿によりこれらの指令値を求めることとす
る。

このようにしてコンピュータ２で求めた電流指令値Ｓ１
と電圧指令値Ｓ、とは、パスラインＢを介して溶接電源
装置４に入力され、実際の溶接が実行されるが（ステッ
プＳ５）、溶接電源装置４からは第３図（ａ）及び（ｂ
）の関係に従って溶接電流Ｉ　、溶接電圧■。がロボッ
ト１のトーチＴに供給されるので、トーチＴに与えられ
る溶接条件は、オペレータがリモコンボックス３から入
力した溶接条件とよく一致し、精度の良い設定ができる
こととなる。特に、実際の使用条件と同一の条件で換算
テーブルを作成しているため、使用条件の相異による誤
差も生じない。なお、ロボット等の使用条件は頻繁に変
えるということは少ないため、換算テーブルの作成も最
小限の回数ですむ。

また、同一ワーク上で、溶接経路中の位置に応じて複数
の溶接条件を設定する場合にも、オペレータは当該溶接
部の形状・構造から判断した溶接電流Ｉ　、溶接電圧ｖ
、４の絶対値をリモコンボックス３から入力すればよい
ので、その設定が容易にできる。

更に、この実施例では、溶接電流Ｉ　、溶接部に 圧■、とそれぞれの指令値Ｓ、、Ｓ、の関係を示すデー
タＰ、Ｐ、を、複数の値の組合せによる■ 換算テーブルで記憶させることとしたので、これらの関
係が複雑な曲線で表わされるものであっても蓉易にその
関係を指定することができる。また、ロボットの設置条
件や使用条件に変更があった場合にも、変更俊に一度テ
ストピースを用いて換算テーブルを作成し直すことによ
り、その接の溶接条件の設定が容易にできる。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、たとえば次のような変形し可能である。

■　換算テーブルからの補間、外挿は直線（折線）補間
、直線外挿に限らず、所定の多項式等により補間、外挿
してもよい。

■　溶接電流Ｉ　と溶接電圧ｖ８をそれぞれの指令値Ｓ
、Ｓｖにより独立に設定する個別設定■ 方式に限らず、１つの指令値で溶接電流と溶接電圧両方
の設定を同時に行なう一元化設定方式を用いた溶接ロボ
ットにらこの発明は適用できる。

■　テストピースの溶接時における溶接電流の指令（ｉ
ｌｌｓ　　と絶対値１８及び溶接電圧の指令（ＩＩｌｌ
ｉＳ■ 、と絶対値■８の関係はテストピース溶接時にはメモ等
で記録しておぎ、後にリモコンボックス３から入力する
方式でなく、テストピース溶接時にコンピュータ２と溶
接電源装置４からそれぞれ指令＋ａＳ、Ｓ　　と絶対値
１．Ｖ、のデータを自ＴＶ　　　　　　　　　　Ｗ 動的にコンピュータ２のメモリ２２に記憶させてらよい
。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば、ロボットの制
御装置から溶接電源装置に与えられる指令値と、ｖａ記
溶接電源装置の出力の絶対値との換算テーブルを前記制
御装置のメモリに予め記憶させ、実際のワークに対する
溶接条件設定においては溶接電源装置の所望の出力の絶
対値を前記制御装置の入力として与えればよいので、溶
接条件の設定が筒中で精度よく行なえる。また、換算テ
ーブルの作成を、実際の使爪条件と同一の条件下での実
測に基いて行なっているため、精度の向上も大きい。そ
して、上記のような容易性があるために、メーカー側に
も、ユーザー側にも大きな負担をかけることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を溶接ロボットに適用した実施例を
示す説明図、 第２図は、実施例の手順を示すフローチャート、第３図
は、この発明の実施例にお番ノる溶接条件の絶対値と指
令値との関係を示す図、 第４図は、従来方法における溶接条件の絶対値と指令値
との関係を示す図である。 １・・・溶接ロボット、　　　２・・・コンピュータ、
３・・・リモコンボックス、４・・・溶接電源装置、１
０・・・ポジショナ、　　１１・・・回転治具、Ｂ・・
・パスライン、　　　Ｔ・・・トーチ、Ｗ・・・ワーク

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンドエフェクタとして溶接トーチを有するロボ
   ットに所定の溶接作業を行なわせるにあたって、前記ロ
   ボットの制御装置に溶接条件を入力することにより、前
   記溶接トーチに溶接電力を供給する溶接電源装置の出力
   を設定するための溶接ロボットの溶接条件設定方法であ
   つて、 前記ロボットの使用条件と同一の条件下において前記ロ
   ボットを用いたテストピースの溶接を行なうことにより
   、前記制御装置から前記溶接電源装置に与えられる溶接
   条件指令値と前記溶接電源装置から前記溶接トーチに与
   えられる実際の溶接出力の絶対値との対応関係を求め、 前記対応関係を記述するデータを前記制御装置に与える
   ことによって、前記対応関係をテーブル化した換算テー
   ブルを前記制御装置内のメモリに予め記憶させた後、 所望の溶接出力の絶対値を前記制御装置への溶接条件入
   力値として入力し、 前記換算テーブルを用いて、前記溶接条件入力値に対応
   した溶接条件指令値を前記制御装置内で求めるとともに
   、求められた溶接条件指令値を前記制御装置から前記溶
   接電源装置に与えることを特徴とする溶接ロボットの溶
   接条件設定方法。
2. （２）前記換算テーブルは、前記テストピースの溶接に
   より求めた前記溶接条件指令値と前記実際の溶接出力の
   絶対値との複数の組合せにより構成するとともに、前記
   溶接条件指令値は、前記換算テーブル内のデータの補間
   演算又は外挿演算により求められる、特許請求の範囲第
   １項記載の溶接ロボットの溶接条件設定方法。