JPH03110068A - 溶接ロボットのワーク面検出方法 - 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］ 本発明は、予め教示した作業内容を再生動作する溶接ロ
ボッ１への溶接トーチにセンシング電圧を印加し、この
溶接１−−チにより溶接対象のワーク面を検出する方法
に関する。

［従来の技術］ 溶接ロボン！・が位「制御する溶接１−−チに溶接電圧
とは異なる電圧（センシング電圧）を印加して溶接対象
ワーク面の位置を検出しその検出位置と教示時の位置と
のズレ量を検出するセンシング技術どしては、従来、溶
接位置情報に相応する継手形成部材端面個所（ワーク面
）を検出し、予め教示した溶接位置情報を修正するもの
がある（特開昭５９＝１４４９ｉＯ号公報）。

このような技術では、センシング動作に際して、溶接１
・−チに送給されこの溶接トーチから突出されたワイヤ
の側面が、必ずワーク面に接触する必要があり、接触し
なかった場合には、ワーク面を検出できずエラー処理が
行なわれる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、溶接トーチは、溶接ロボット本体の手首部に保
持されており、溶接ロボット本体のアームの揺動に加え
て手首部の揺動が加わり、ワイヤ送給装置と溶接トーチ
との間のコンジットケーブル内のワイヤの遊びに起因し
て、溶接ロボットのエアカット空間での高速移動時にワ
イヤがコンジットケーブル内に引き込まれたり、あるい
は、前溶接終了点でのワイヤの燃え上がりのために、い
ざセンシング動作を行なう際に溶接トーチからのワイヤ
突出量が少なくなってセンシングを行なえなくなる場合
があった。

そこで、固定基準台を用いて溶接トーチからのワイヤ突
出量を所定長さにする突出量−走化作業をセンシング動
作を行なうたびに実行する技術（実開昭６２−５０８７
３号公報参照）や、該技術を実施した後に溶接トーチ内
でワイヤを固定する技術（特開昭６０−２２３６６３号
公報参照）が提案されている。

しかしながら、前者の技術では、溶接作業中にセンシン
グ動作のたびに突出量−走化作業を行なうので、１つの
ワークの溶接完了時間（サイクルタイム）が長くなり、
溶接ロボットの稼動率が低下してしまう、特に溶接線が
多いワークでは、センシング動作も多くなるので、溶接
完了時間が大幅に遅くなる。

また、後者の技術では、前者の技術と同様の課題が生じ
るほか、ワイヤを固定するために特殊な溶接トーチが必
要になるなどの課題がある。

本発明は、上述のような課題を解消するためになされた
もので、溶接完了時間を長くすることなく確実にセンシ
ングを行なえるようにして、溶接ロボットの稼動率の向
上をも実現した、溶接ロボットのワーク面検出方法を提
供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために１本発明の溶接ロボットのワ
ーク面検出方法は、ワーク面検出行程前のエアカット空
間を教示した教示点で、ワイヤを突出させる行程を実行
することを特徴としている。

［作　　　用］ 上述した本発明の溶接ロボットのワーク面検出方法では
、溶接作業内容の教示時に、ワーク面検出行程前のエア
カット空間の教示点で、ワイヤを突出させる行程が教示
されているので、再生時には、センシング動作を行なう
前に、自動的にワイヤの突出量が増加する。これにより
、エアカット空間での高速移動時にワイヤがコンジット
ケーブル内に引き込まれても、溶接トーチからのワイヤ
突出量が少なくなってセンシング不能になるのを確実に
防止することができる。

［発明の実施例］ 以下、図面により本発明の一実施例としての溶接ロボッ
トのワーク面検出方法について説明すると、第１図はそ
の手順を説明するためのフローチャート、第２図は本実
施例の方法の適用を受けるアーク溶接ロボットを示す斜
視図、第３図（ａ）。

（ｂ）は溶接トーチの移動状態および溶接対象ワークを
説明するための図である。

まず１本実施例について説明するに先立ち、第２図によ
り本実施例に適用されるアーク溶接ロボットの構成を説
明する。第２図に示すように、多関節型のアーク溶接ロ
ボット１の手首部１ａには。

溶接トーチ２が取り付けられその位置と姿勢が制御され
るようになっている。この制御は、ロボット制御盤３も
しくはこのロボット制御盤３に付属するティーチングボ
ックス４にて行なわれる。また、溶接トーチ２には、ワ
イヤ９〔第３図（ｂ）参照〕が供給され、溶接を実行す
る溶接条件に従い溶接トーチ２から送給される。

そして、溶接電源６は、溶接トーチ２をセンサとして用
いるべく、溶接トーチ２とワーク７との間に溶接電圧と
センシング電圧とを選択的に印加できるようになってお
り、ワイヤ９とワーク７との接触による通電状態は、ロ
ボット制御盤３内の通電検出手段（図示せず）によって
検知される。なお、ワーク７は、ポジショナ８により溶
接ロボット１に対して姿勢制御される。

なお、アーク溶接ロボット１によるワーク７への溶接作
業は、予めその溶接作業内容を教示（ティーチング）し
ておき、ロボット制御盤３の記憶装置に記憶されたプロ
グラムに従って再生動作される。

また、本実施例では、後述するごとく溶接トーチ２から
ワイヤ９を突出させる行程をエアカット空間の教示点で
実行するので、アーク溶接ロボッ１・１としては、■ワ
イヤインチング機能を有し教示点でワイヤインチング指
令を設定できるもの（インチング速度が可変であれば遅
い速度を設定する）や、■溶接開始指令を出力するもの
（溶接開始指令出力後でアークの出る前に自動的にワイ
ヤを送り出す機能を有している）などを用いる。

さて２本実施例では、第３図（ａ）に示すようなワーク
７について、このワーク７のワーク面７ａを検出してか
ら溶接線７ｈに沿って隅肉溶接を行なう場合について説
明する。なお、本実施例では、ワーク７のポジショナ８
への取付時に５ワーク７の長手方向へのズレ以外は生じ
ないものとする。

このようなワ・−り７の溶接線７ｂに沿って溶接作業を
行なう際には、まず、その作業内容を予め教示した後、
その教示内容に従ってロボッ（−１が再生動作を行なう
。その教示は、ティーチングボックス４の操作によって
溶接トーチ２とワーク７とを相対的に位置制御し、例え
ば次のような手順■−・■に沿って行なわれる。なお、
第３図（ａ）。

（ｂ）において、破線は教示時のワーク７の位置を示し
、実線は実際の再生動作時におけるワーク７の位置を示
している。

■ティーチングボックス４のロボット１を移動させる動
作スイッチを押して、退避位［Ｐ　ｎ　髪ｉＪ定した後
、ワーク７のズレが生ｔＣる方向と垂直なワーク面７ａ
に対向しその想定ズレ員よりも大きく離れた位ＭＰ、を
センシング開始教示ポイントとして５．′：の位置Ｐ、
に溶接トーチ２を位置決めする８このポイントｐＨｒ　
ｐａ龍はエアカット空間となる。

■位置決めが終了したら、ワイヤ９の突出指令とセンシ
ング指令とを入力・設定する。

■動作スイッチを押して溶接トーチ２をワーク面７ａの
方向へ８励さぜ、このワーク面７ａ上のワーク面検知教
示ポイントＰ、に位「決めし、このポイントＰ３を記憶
する。

■溶接１・・−チ２に衝突しない方向へ退避させエアカ
ットポインｌ−ｐ、に位置決めし、このポイン１−Ｐ、
を記憶さ１するとともに、センシング指令解除を設定・
入力する。

■このポイン［’　Ｐ　、Ｉから溶接開始位ｔ’ｔ　Ｐ
　４まで溶接トーチ２を移動さぜ位置決めした後、この
位［Ｐ　４を記憶させるとともに、溶接条件、溶接開始
指令を設定・入力する。

■溶接１−−チ２を溶接終了位置Ｐ５へ移動して位置決
めしこれを記憶させたならば、り１ノ一タ処理条件さら
に溶接終了指令を設定・入力してから、退避位Ｈｐ　ｅ
へ移動させて位置決めしこれを記憶させて、教示作業を
終了する。

上述のごとく教示を行なった後にロボット１を自動再生
することにより行なわれる５本発明の一実施例としての
ワーク面検出方法を、第１８図により説明する。

まず始めに、ティーチングデータに基づいて溶接トーチ
２を教示した退避位置Ｐ。に位置決めする（ステップＳ
１）、そして、再生動作が開始さｊ１４゜溶接トーチ２
が、センシング開始教示ポイントＰ１に到達すると（ス
テップ８２）、ワイヤインチング指令もしくは溶接開始
指令を用いて、第３図（ｂ）に示すように、溶接１・−
チ２からワイヤ９を適当量突出させる（ステップ８３）
。

この後、センシング開始指令により、溶接ト−チ２にセ
ンシング電圧が印加され（ステップ＄４）、溶接１・−
ヂ２はポインｂ　ｐ　ｓ　（ワーク面７ａ）方向へ８動
しくステップＳ５）、この間に通電検出手段からの通電
検出出力の有無を判別する（ステップ＄６）。通電検出
出力があるまで、ステップＳ５による移動を続行し、そ
の出力が得られた時点で、溶接トーチ２から突出したワ
イヤ９がワーク面７ａに接触し、溶接１・−チ２がワー
ク面７ａ上の実際の検知ポイントＰ２′に到達したこと
が検知される（ステップ５７）８ モして２この実際の検知ポイントＰ２′　とワーク面検
知教示ポイントＰ、との差Δつまりワーク面の検出位置
と教示位改とのズレ景を演算しくステップＳ８）、この
差Δに基づいて、以降の教示ポインｌ−Ｐ、〜Ｐバ教示
した溶接位置情報）を修正し、修正ポイントに溶接１−
−チ２を再生移動させる（ステップＳ９）。

このように１本実施例のワーク面検出方法によれば、ワ
ーク面７ａを検出する行程（ステップ８４〜８７）前の
エアカット空間の教示点（ポイントＰ工）で、ワイヤ９
が突出され（ステップＳ３）、センシング動作を行なう
前に、自動的にワイヤ９の突出量が増加するので、エア
カット空間での高速移動時にワイヤ９がコンジットケー
ブル内に引き込まれても、溶接トーチ２からのワイヤ突
出量が少なくなってセンシング不能になるのを確実に防
止できる。このとき、従来のごとくセンシング動作ごと
に煩雑な突出量−窯化作業を行なわず、本実施例では、
単にワイヤ９を突出させるだけという簡単な行程を追加
しただけであるので、溶接完了時間を長くすることなく
確実にセンシングが行なわれ、溶接ロボット１の稼動率
が大幅に向上する利点もある。

なお、上記実施例では、第３図（ａ）に示すようなワー
ク７を溶接する場合について説明したが、本発明の方法
は、これに限定されるものではなく、他の種々の継手や
複数の溶接線をもつワークにも同様に適用され、溶接ト
ーチ２によるセンシング動作を行なう際にその前行程と
してワイヤ９の突出行程をそなえられることで、上記実
施例と同様の効果が得られる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の溶接ロボットのワーク面
検出方法によれば、ワーク面検出行程前のエアカット空
間の教示点でワイヤを突出させる行程を実行し、センシ
ング動作を行なう前に、自動的にワイヤの突出量を増加
させるので、エアカット空間での高速移動時にワイヤが
コンジットケーブル内に引き込まれたり、あるいは、前
溶接終了点でワイヤが燃え上がったりしても、センシン
グ不能になるのを確実に防止でき、溶接ロボットの稼動
率を大幅に向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明の一実施例としての溶接ロボットの
ワーク面検出方法を示すもので、第１図はその手順を説
明するためのフローチャート、第２図は本実施例の方法
の適用を受けるアーク溶接ロボットを示す斜視図、第３
図（ａ）、（ｂ）は溶接トーチの移動状態を説明するた
めの図である。 図において、１−アーク溶接ロボット、ｌａ−手首部、
２−溶接トーチ、３−ロボット制御盤、４−ティーチン
グボックス、６−溶接電源、７−ワーク、７ａ−ワーク
面、７ｂ−溶接線、８−ボジシミナ、９−ワイヤ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶接ロボットにおいて位置制御される溶接トーチから突
   出したワイヤに溶接電圧とは異なる電圧を印加させて教
   示した溶接位置情報に相当するワーク面を検出する検出
   行程を実行し、前記ワーク面の検出位置と教示位置との
   ズレ量に基づいて教示した溶接位置情報を修正する溶接
   ロボットのワーク面検出方法であって、上記検出行程前
   のエアカット空間を教示した教示点で、上記ワイヤを突
   出させる行程を実行することを特徴とする溶接ロボット
   のワーク面検出方法。