JPH0538575A - 回転アーク溶接ロボツトシステム - Google Patents

回転アーク溶接ロボツトシステム

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JPH0538575A
JPH0538575A JP19520791A JP19520791A JPH0538575A JP H0538575 A JPH0538575 A JP H0538575A JP 19520791 A JP19520791 A JP 19520791A JP 19520791 A JP19520791 A JP 19520791A JP H0538575 A JPH0538575 A JP H0538575A
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arc welding
electromagnet
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理 高橋
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 アークを回転させて溶接を行う回転アーク溶
接ロボットシステムにおいて、機械的にアークを回転す
ることなくアークを回転させ、かつ溶接用トーチを小型
化しワークへの接近性を改善する。 【構成】 溶接電極7の周囲にn個(nは3以上の整
数)の電磁石9〜11を配設し、これらの電磁石9〜1
1にn相の交流電流を流し、溶接電極7周辺に回転する
合成磁界を発生させ、回転する合成磁界と溶接アークを
交差させ、合成磁界によりアークを曲げると同時にアー
クを回転させるようにアーク溶接用トーチを構成し、こ
のアーク溶接用トーチを多関節ロボットに搭載する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回転アーク溶接ロボッ
トシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】本発明に採用されている回転アーク溶接
方法の一実施例は特開昭55−133871号公報に開
示されている。
【0003】この回転アーク溶接方法によれば、アーク
高速で回転させながら溶接を行うことにより、溶接ビー
ドの平滑化、およびアークセンサを用いた溶接線の高速
倣いが可能となり、高電流・高速・高効率の溶接を実現
し、ロボットに溶接トーチを搭載して行う溶接工程の自
動化には非常に有効である。
【0004】従来はアークを高速で回転させるため、上
記特開昭55−133871号公報に開示されているよ
うに、機械的に溶接電極を回転させる方式が採用されて
いた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の回転アーク溶接
装置は、機械的に溶接電極を回転することにより、アー
クを回転させるものである。したがって、アーク溶接用
トーチ周辺にモータや歯車等の機構部品が必要になり、
ロボットアームに振動を与えると同時にアーク溶接用ト
ーチ自体が大きくなり、溶接ワークへの接近性を阻害す
るという問題点を有していた。
【0006】本発明は上記の問題点を解決しようとする
もので、機械的に溶接電極を回転させることなくアーク
を回転させ、かつ溶接用トーチを小型化し、ワークへの
接近性を改善した回転アーク溶接ロボットシステムを提
供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の回転アーク溶接ロボットシステムは、磁気に
よりアークが振られる現象(アークの磁気駆動と呼ばれ
る)を利用するもので、アーク溶接用トーチにおいて、
溶接電極の周囲にn極の電磁石を配置し、電磁石のコイ
ルにn相の交流電流を流して溶接電極周囲の磁界を回転
させることにより、溶接電極の中心軸の延長線の周りで
アークが回転するようにしたものである。
【0008】
【作用】上記の手段によれば、溶接電極の周囲に配設さ
れたn個(n極)の電磁石にn相の交流電流を流すこと
により、各電磁石は励磁され、それらの電磁石の合成さ
れた磁界の方向が回転する。アークは電磁石が作る合成
磁界と直角に交差するため、フレミング左手の法則に従
い磁界によって曲げられるが、合成磁界が回転している
ためアークが曲げられる方向も回転し、その結果アーク
は、溶接電極の中心軸の延長線の周りを回転することに
なる。
【0009】このような構成のアーク溶接用トーチをロ
ボットに搭載することにより、溶接ビートの平滑化とア
ークセンサを用いたときの溶接線の高速倣いが可能とな
り、高電流・高速・高効率の溶接を実現する。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。ま
ず本発明の回転アーク溶接ロボットシステムに使用する
アーク溶接用トーチの要部構成を図2に示す。図2に示
すアーク溶接用トーチは電磁石を3個(3極)とした例
を示している。図2において、6はトーチ本体、7は溶
接電極、8はコンタクトチップ、9は電磁石A、10は
電磁石B、11は電磁石Cである。これら3個の電磁
石、すなわち電磁石A9、電磁石B10および電磁石C
11のコイルには、それぞれ120度ずつ位相が異なる
3相の交流電流が供給されている。図3は電磁石A9、
電磁石B10および電磁石C11に供給される3相交流
の時間的変化を示している。
【0011】ここでは、各電磁石のコイルに+の電流が
流れたとき、電磁石の先端すなわち溶接電極側がN極と
なるものとして説明する。
【0012】図4は、図2において矢印で示した視方向
からトーチ本体6を見た図を示しており、図4のA〜C
はそれぞれ電磁石A9、電磁石B10および電磁石C1
1を示している。図3に示す3相交流の電流が各電磁石
に流れると、それぞれの電磁石は磁化され、電磁石A
9、電磁石B10および電磁石C11が作る合成磁界が
発生する。図4では、その合成磁界の時間変化を示して
おり、図4において白矢印が合成磁界の方向を表してい
る。電磁石A9、電磁石B10及び電磁石C11に流れ
る電流が図3に示す3相の交流であることから、合成磁
界の方向は時間とともに回転し、回転磁界を作る。図4
(a)は図3に示す時刻t1における合成磁界の方向を
示しており、同様に図4(b)は時刻t2の、図4
(c)は時刻t3の、図4(d)は時刻t4の、図4
(e)は時刻t5の、図4(f)は時刻t6における合
成磁界の方向を示している。
【0013】以上の説明から明らかなように、電磁石A
9、電磁石B10および電磁石C11が作る合成磁界は
時間とともに回転し、この回転する合成磁界が溶接電流
と交差する。溶接電流が図4において紙面の奥から手前
に流れると仮定すると、フレミング左手の法則により、
アークは図4の黒矢印で示された方向に力を受け、アー
クはその方向に曲げられる。上記の説明のように、合成
磁界は時間とともに回転しているので、回転する合成磁
界と交差するアークは曲げられる方向が回転するので、
結果としてアークは溶接電極7の中心軸の延長線の周り
を回転することになる。したがって、図2にその要部を
示すアーク溶接用トーチを用いることにより、回転アー
ク溶接を行うことができる。
【0014】次に、上記回転アーク溶接を行うアーク溶
接用トーチを6軸多関節ロボットに適用した実施例につ
いて説明する。図1に本発明の回転アーク溶接ロボット
システムの構成を示す。図1において、1はアーク溶接
用ロボット、2はロボット制御装置、3は回転アーク制
御装置、4はアーク溶接用トーチ、5はアーク溶接機で
ある。
【0015】このような構成の回転アーク溶接ロボット
システムにおいて、回転アーク制御装置3から3相交流
の電流がアーク溶接用トーチ4の3個(3極)の電磁石
(電磁石A9、電磁石B10および電磁石C11)に供
給され、3個の電磁石が作る磁界の合成磁界が回転し、
この合成磁界によって上述したように溶接アークが回転
する。また、回転アーク制御装置3では、アーク溶接用
トーチ4に配設された3個の電磁石に流れる電流の位相
および溶接電流の変化が検出され、アークセンサ方式の
溶接線倣い制御法に基づいた位置修正信号がロボット制
御装置2へ送られる。ロボット制御装置2では、回転ア
ーク制御装置3からの位置修正信号に基づき、アーク溶
接用ロボット1の軌跡制御を行い、溶接線倣いを実現し
ている。
【0016】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、回転アークを得るためのアーク溶接用トーチの
周辺の機構部品がなくなり、機械的動作部がアーク溶接
用トーチからなくなったことから、ロボットアームに与
える振動がなくなり、またアーク溶接用トーチが簡略化
・小型化・軽量化したことからロボットアームに対する
負荷が軽減され、さらにワークへの接近性が大幅に改善
され、ロボットによる作業性とロボットの耐久性が向上
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の回転アーク溶接ロボットシステムの一
実施例の構成を示すブロック図
【図2】本発明の回転アーク溶接ロボットシステムに使
用する溶接トーチの要部構成図
【図3】3個の電磁石に供給される3相交流電流の時間
変化を示す特性図
【図4】(a)は時刻t1における合成磁界とアークが
受ける力の方向を示す図 (b)は時刻t2における合成磁界とアークが受ける力
の方向を示す図 (c)は時刻t3における合成磁界とアークが受ける力
の方向を示す図 (d)は時刻t4における合成磁界とアークが受ける力
の方向を示す図 (e)は時刻t5における合成磁界とアークが受ける力
の方向を示す図 (f)は時刻t6における合成磁界とアークが受ける力
の方向を示す図
【符号の説明】
1 アーク溶接用ロボット 2 ロボット制御装置 4 アーク溶接用トーチ 5 アーク溶接機 7 溶接電極 9 電磁石A(電磁石) 10 電磁石B(電磁石) 11 電磁石C(電磁石)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アーク溶接用ロボットと、そのアーク溶接
    用ロボットを制御するロボット制御装置と、アーク溶接
    機と、アーク溶接用トーチとを有するアーク溶接ロボッ
    トシステムにおいて、前記アーク溶接用トーチには溶接
    電極の周囲にn極(nは3以上の整数)の電磁石を配置
    し、それらの電磁石のコイルにn相の交流電流を流して
    溶接電極周囲で磁界を回転させることにより、溶接電極
    の周りでアークが回転する回転アーク溶接ロボットシス
    テム。
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