JPH03285769A - 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
ボットの溶接トーチにセンシング電圧を印加し、この溶
接ｌ・−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］ 溶接ロボットが位置制御する溶接トーチに溶接電圧とは
異なる電圧（センシング電圧）を選択的に印加して溶接
位置情報に相応する継手形成部材端面（ワーク面）の位
置を検出し、教示したワーク面位置情報とその検出位置
との差（ズレ量）を、以後の教示位置データに反映する
センシング技術としては、特開昭５９−１４．４９１０
号公報に開示されたものがある。

このような技術では、センシング動作に際して、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
触する必要がある。

なお、その溶接トーチから突出するワイヤは、溶接ロボ
ット本体の水平アーム後部もしくはロボット本体の後部
に、別体として設置されたワイヤ送給装置から、溶接ロ
ボット本体の手首部に保持された溶接トーチへ、コンジ
ットケーブルを介して送られる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、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アームや手首部
の高速揺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、加えて、前溶接終了点でのワイヤの溶着を防
ぐワイヤの燃え」二かり処理のために、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生じる。

そこで、センシング動作を行なうたびに固定基準台を用
いて溶接１ヘーチからのワイヤ突出量を所定長さにする
突出量一定化作業を実行する技術（実開昭６２−５０８
７３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、センシング動作のたび
に突出量一定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、センシング動作前の溶接終了位置での処理を改
善し、常に所定突出長さ以上にワイヤを突出させ、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］ 」三周目的を達成するために、本発明の溶接ロボットの
ワーク面検出方法は、検出行程前の溶接線での溶接終了
位置でアークを持続しつつ溶接１ヘーチをその指向方向
へ所定量だけ引き上げて溶接を終了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１−のワーク面検出方法で
は、検出行程前の溶接線で溶接を終了する際に、その溶
接終了位置からアークを持続しなが一 ら溶接トーチがその指向方向へ所定量だけ引き上げられ
てから溶接が終了されるので、ワイヤの突出量が増加す
る。従って、次の検出行程を実行する時には、ワイヤの
突出量が増加して、エアカット空間での高速揺動時にワ
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ｈ、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、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ノ１−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ｌ−１の手首部１ａには。

溶接ｈ−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１へ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。

さて、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７ｂ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、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。

このようなワーク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ト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移動動作スイッ
チを押して、退避位置Ｐ。を位置設定した後、ワーク７
のズレが生じる方向と垂直なワーク面７ａに対向しその
想定ズレ量よりも太きく離れた位置Ｐ、をセンシング開
始教示ポイントとして、この位ＷＰ１にて溶接１−−チ
２を、第３図（ｂ）の溶接姿勢にして位置設定する。こ
のポイントＰ。、２３間はエアカット空間となる。

■位置決めが終了したら、センシング指令を入力・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
方向へ移動させ、このワーク面７　ａ　、Ｊ二のワーク
面検知教示ポイントＰ、に位置決めし、このポイントＰ
２を位置設定する。

■次に、溶接トーチ２がワーク７に衝突しない退避エア
カッ１〜ポイントＰ３に位置させ、このポイントＰ３を
位置設定する。

■このポイントＰ３から溶接開始位置Ｐ４まで溶接トー
チ２を移動させて溶接姿勢を確認した後、この位置Ｐ４
を位置設定するとともに、溶接条件。

溶接開始指令を設定・入力する。

■そして、溶接トーチ２を溶接終了箇所のＰ５へ移動し
て位置設定し、クレータ処理条件を設定・入力する。

■続いて、溶接１〜−チ２をその指向方向へワイヤ燃え
」；がり処理制御量以上で、使用アーク溶接ロボットの
ワイヤコンジットケーブル内の遊び量（実験値）だけ引
き上げ、その位置Ｐ、を位置設定するとともに、溶接終
了指令を設定・入力する。

■そして、溶接トーチ２を退避位置Ｐ７へ移動させて位
置設定し、教示作業を終了する。

上述の教示データに基づくロボット１の自動再生を、第
１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が退避位置Ｐｏに位置決めされる（ステップＳｔ）。

そして、再生動作が開始され、溶接トーチ２が、センシ
ング開始教示ポイントＰ□に到達すると（ステップＳ２
）、センシング開始指令により、溶接トーチ２にセンシ
ング電圧が印加され（ステップＳ３）、溶接トーチ２は
ポイントＰ２（ワーク面７ａ）方向へ移動しくステップ
Ｓ４）、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Ｓ５）。通電検出出力があるま
で、ステップＳ４による移動を続行し、溶接トーチ２か
ら突出したワイヤ９がワーク面７ａに接触した時点で通
電検出出力が得られ、溶接トーチ２がワーク面７ａＪ二
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Ｓ６）。

そして、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
と教示位置とのズレ量を演算しくステップＳ７）、この
差Δに基づいて、以降の教示ポイントＰ３〜Ｐ６（教示
した溶接位置情報）を修正する（ステップＳ８）。その
修正ポイントＰ４′〜Ｐ５′間（実際の溶接線区間）を
、設定さおだ溶接条件で溶接する（ステップＳ９）。

溶接トーチ２が、修正ポイントＰ５′　に到着したら、
設定したクレータ処理条件でクレータ処理を行なう（ス
テップ５１０）。そのクレータ処理条件のままで溶接ト
ーチ２が修正ポイントＰ６′　まで引き上げられ（ステ
ップ５１１）、その修正ポイントＰ６′で溶接が終了さ
れる（ステップ５１２）。

そして、退避位置Ｐ７へ溶接トーチ２が移動して再生動
作が終了する（ステップ５１３）。

このように、本実施例のワーク面検出方法によれば、ア
ーク長さを設定のクレータ処理条件の溶接電圧にて維持
・制御しつつ、溶接トーチ２を通常の溶接終了位置Ｐ５
よりもその指向方向へ引き上げるようにしたので、その
引き上げ量だけ自動的にワイヤ９の突出量が増加するこ
とになり、エアカット空間での高速揺動時にワイヤ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−走化作業を行なわず、
本実施例では、単に溶接終了時のワイヤ突出量増大制御
を行なう簡単な行程を追加しただけであるので、１サイ
クルタイム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、溶接終了時のポイントＰ、、Ｐ６間の溶接条件は
、アークが持続できるものであればよい。

しかも、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、検出行程前の溶接線での溶接終了位
置でアークを持続しつつ溶接トーチをその指向方向へ所
定量だけ引き上げて溶接を終了することにより、次のセ
ンシング動作前にはワイヤの突出量が増加しているので
、エアカット空間での高速揺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１〜
のワーク面検出方法を示すもので、第］図１ ２ 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−アーク溶接ロボツ１〜．１ａ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−ポジショナ、９−ワイヤ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 位置制御される溶接トーチに溶接電圧とは異なる電圧を
   印加させて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、前記ワーク面の教示位置と検出位置
   とのズレ量に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
   溶接線での溶接終了位置でアークを持続しつつ溶接トー
   チをその指向方向へ所定量だけ引き上げて溶接を終了す
   ることを特徴とする溶接ロボットのワーク面検出方法。