JPH064193B2 - アーク溶接ロボットによる溶接方法 - Google Patents
アーク溶接ロボットによる溶接方法Info
- Publication number
- JPH064193B2 JPH064193B2 JP4518984A JP4518984A JPH064193B2 JP H064193 B2 JPH064193 B2 JP H064193B2 JP 4518984 A JP4518984 A JP 4518984A JP 4518984 A JP4518984 A JP 4518984A JP H064193 B2 JPH064193 B2 JP H064193B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- arc
- oscillating
- torch
- groove
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は消耗電極を使用し且つオツシレート幅自動制御
法を適用するアーク溶接ロボットによる溶接方法に関す
る。
法を適用するアーク溶接ロボットによる溶接方法に関す
る。
消耗電極（ワイヤ）を使用するアーク溶接において、溶
接時のアーク長とワイヤ突出し長との和（以下、チツプ
−被溶接物間距離と略記する。）のオツシレートによる
変化から開先間隔の変化を検出し、それに応じてオツシ
レート幅を自動的に制御する方法は未だ見出されていな
い。
接時のアーク長とワイヤ突出し長との和（以下、チツプ
−被溶接物間距離と略記する。）のオツシレートによる
変化から開先間隔の変化を検出し、それに応じてオツシ
レート幅を自動的に制御する方法は未だ見出されていな
い。
本発明は、上記現情に鑑み、ワイヤを使用し且つオツシ
レートさせながら溶接するアーク溶接において、溶接ト
ーチの近傍に有形な検出子を装着することなく溶接時の
溶接条件を演算してオツシレート幅を開先間隔の変化に
応じて自動的に制御することができるアーク溶接ロボツ
トを提供することを目的とする。
レートさせながら溶接するアーク溶接において、溶接ト
ーチの近傍に有形な検出子を装着することなく溶接時の
溶接条件を演算してオツシレート幅を開先間隔の変化に
応じて自動的に制御することができるアーク溶接ロボツ
トを提供することを目的とする。
かかる目的を達成する本発明の要旨は、検出が容易で、
かつ通常用いる溶接条件を電気的な演算回路で処理する
ことにより、ワイヤ突出し長さとアーク長との和（チツ
プ−被溶接物間距離）を求め、トーチをオツシレートす
ることによりこのチツプ−被溶接物間距離の変化から被
溶接物で構成される開先間隔を検出し開先間隔の大小に
応じてオツシレート幅を自動的に制御し溶接欠陥がない
健全な継手を得るようにアーク溶接ロボツトを構成した
点にある。
かつ通常用いる溶接条件を電気的な演算回路で処理する
ことにより、ワイヤ突出し長さとアーク長との和（チツ
プ−被溶接物間距離）を求め、トーチをオツシレートす
ることによりこのチツプ−被溶接物間距離の変化から被
溶接物で構成される開先間隔を検出し開先間隔の大小に
応じてオツシレート幅を自動的に制御し溶接欠陥がない
健全な継手を得るようにアーク溶接ロボツトを構成した
点にある。
本発明の演算処理はアナログ演算によつても勿論可能で
あるが、デイジタル電子計算機により処理する実施例を
以下に図面を参照しつつ説明する。
あるが、デイジタル電子計算機により処理する実施例を
以下に図面を参照しつつ説明する。
第１図はアーク溶接ロボツトの構成図である。
第２図は本発明に係る一実施例の溶接回路および演算処
理機構を示すブロツク図、 第３図は本発明の原理をオツシレートパターンとワイヤ
突出し長さＬＥ及びアーク長さＬＡの和すなわちチツプ
−被溶接物間距離Ｌ（＝ＬＥ＋ＬＡ）とで示すグラフ、 第４図は被溶接物の開先間隔が変化している状態を示す
図、 第５図は第４図のＶ−Ｖ断面と開先内でオツシレートし
た時のオツシレート幅Ｗに対するチツプ−被溶接物間距
離Ｌ（＝ＬＥ＋ＬＡ）の変化パターンを示す説明図、 第６図は第４図のVI−VI断面図と開先幅が第５図のそれ
よりも広い開先内でオツシレートした時のオツシレート
幅Ｗに対するチツプ−被溶接物間距離Ｌ（＝ＬＥ＋
ＬＡ）の変化パターンを示す説明図、 第７図，第８図は本発明に基づく原理の説明図である。
理機構を示すブロツク図、 第３図は本発明の原理をオツシレートパターンとワイヤ
突出し長さＬＥ及びアーク長さＬＡの和すなわちチツプ
−被溶接物間距離Ｌ（＝ＬＥ＋ＬＡ）とで示すグラフ、 第４図は被溶接物の開先間隔が変化している状態を示す
図、 第５図は第４図のＶ−Ｖ断面と開先内でオツシレートし
た時のオツシレート幅Ｗに対するチツプ−被溶接物間距
離Ｌ（＝ＬＥ＋ＬＡ）の変化パターンを示す説明図、 第６図は第４図のVI−VI断面図と開先幅が第５図のそれ
よりも広い開先内でオツシレートした時のオツシレート
幅Ｗに対するチツプ−被溶接物間距離Ｌ（＝ＬＥ＋
ＬＡ）の変化パターンを示す説明図、 第７図，第８図は本発明に基づく原理の説明図である。
まず第１図及び第２図において、 １は、消耗電極（ワイヤ）用の溶接トーチ。
２は、溶接トーチ１に回動運動を与える機構部のトーチ
傾斜軸。
傾斜軸。
３は、溶接トーチ１に回転運動を与える機構部の手首旋
回軸。
回軸。
４は、トーチ傾斜軸２と手首旋回軸３を保持してそれら
にＺ方向に運動を与えるＺ方向移動軸。
にＺ方向に運動を与えるＺ方向移動軸。
５は、Ｚ方向移動軸４を保持してこれにＹ方向に運動を
与えるＹ方向移動軸。
与えるＹ方向移動軸。
６は、Ｙ方向移動軸５を保持してこれにＸ方向に運動を
与えるＸ方向移動軸。
与えるＸ方向移動軸。
７は、制御装置であり、遠隔操作盤１０からの制御指令
により、電動駆動装置８を介してトーチ傾斜軸２，手首
旋回軸３，Ｚ方向移動軸４，Ｙ方向移動軸５及びＸ方向
移動軸６の運動を制御する。制御装置７はまた、遠隔操
作盤１０からの制御指令でアーク溶接機９に作用し、溶
接電流（平均値Ｉａ，実効値Ｉｅ），溶接電圧(V)，ワ
イヤ送給速度(v)などの溶接条件を制御することができ
るようになつている。更に、制御装置７にはトーチ位置
を制御してオツシレート幅を溶接線の開先間隔の変化に
従つて自動的に変化させる演算機能と、演算した開先間
隔に応じて溶接速度を自動的に変化させる演算機能も内
蔵されている。なお、上記の制御は手動でも、あるいは
予めプログラムされた手順（いわゆる自動）いずれも可
能である。
により、電動駆動装置８を介してトーチ傾斜軸２，手首
旋回軸３，Ｚ方向移動軸４，Ｙ方向移動軸５及びＸ方向
移動軸６の運動を制御する。制御装置７はまた、遠隔操
作盤１０からの制御指令でアーク溶接機９に作用し、溶
接電流（平均値Ｉａ，実効値Ｉｅ），溶接電圧(V)，ワ
イヤ送給速度(v)などの溶接条件を制御することができ
るようになつている。更に、制御装置７にはトーチ位置
を制御してオツシレート幅を溶接線の開先間隔の変化に
従つて自動的に変化させる演算機能と、演算した開先間
隔に応じて溶接速度を自動的に変化させる演算機能も内
蔵されている。なお、上記の制御は手動でも、あるいは
予めプログラムされた手順（いわゆる自動）いずれも可
能である。
９は、ワイヤ１３と被溶接物１６との間にアーク１４を
発生させ溶接金属１７を得るのに必要な電気エネルギを
供給するための溶接電源を有するアーク溶接機である。
発生させ溶接金属１７を得るのに必要な電気エネルギを
供給するための溶接電源を有するアーク溶接機である。
１１は、シールドノズルでシールドガス１５と共にアー
ク１４雰囲気および溶接金属17を大気からシールドす
る。
ク１４雰囲気および溶接金属17を大気からシールドす
る。
１２は、ワイヤ１３に給電するためのチツプ。
１８は、裏当金。
１９と１９′は、コイル状に巻かれたワイヤ１３を溶接
トーチ１内に送給するためのローラーで、送給ローラ１
９はモーター２１に機械的に結合されており、またモー
ター２１は駆動制御装置２２によつて速度を制御されて
いる。これにより溶接電流又は電圧を溶接条件設定器４
５と共に調整する。
トーチ１内に送給するためのローラーで、送給ローラ１
９はモーター２１に機械的に結合されており、またモー
ター２１は駆動制御装置２２によつて速度を制御されて
いる。これにより溶接電流又は電圧を溶接条件設定器４
５と共に調整する。
２０は、溶接電源９の溶接トーチ１に対する給電部であ
る。
る。
２３は、例えばシヤント等の電流値検出器であり、溶接
電流値を検出する。
電流値を検出する。
２４は、チツプ１２と被溶接物１６との間の電圧値を検
出する、例えば分圧器等の電圧値検出器。
出する、例えば分圧器等の電圧値検出器。
２５は、ローラ１９′と機械的に結合されていて、ワイ
ヤ送給速度を検出する例えばロータリエンコーダ等の回
転量検出器。
ヤ送給速度を検出する例えばロータリエンコーダ等の回
転量検出器。
２６は、溶接ロボツトの制御装置７からオツシレート位
置信号を受ける増幅器である。
置信号を受ける増幅器である。
２７は、回転検出器２５からの信号を適当なレベルにす
るための増幅器。
るための増幅器。
２８は、電圧値検出器２４からの信号を適当なレベルに
するための増幅器。
するための増幅器。
２９は、電流値検出器２３の信号から溶接電流の平均値
に比例する信号を発生するための増幅器。
に比例する信号を発生するための増幅器。
３０は、電流値検出器２３の信号から溶接電流の実効値
に比例する信号を発生するための増幅器。
に比例する信号を発生するための増幅器。
３１は、溶接トーチ１の被溶接物１６からの距離即ち、
チツプ−被溶接物間距離Ｌ（＝ＬＥ＋ＬＡ）を設定する
ための設定器。
チツプ−被溶接物間距離Ｌ（＝ＬＥ＋ＬＡ）を設定する
ための設定器。
３２，３３，３４，３５，３６，３７は、増幅器２６，
２７，２８，２９，３０及び設定器３１からのアナログ
信号をデイジタル信号に変換しデイジタル電子計算機
（以下、電算機と称す）３８に入力するためのＡ／Ｄ変
換器（アナログ−デイジタル変換器）。
２７，２８，２９，３０及び設定器３１からのアナログ
信号をデイジタル信号に変換しデイジタル電子計算機
（以下、電算機と称す）３８に入力するためのＡ／Ｄ変
換器（アナログ−デイジタル変換器）。
３９は、Ａ／Ｄ変換器（デイジタル−アナログ変換器で
あり、電算機３８からのデイジタル信号をアナログ信号
に変換し、溶接ロボツトのオツシレートを制御する制御
装置７へ増幅器４２を通じて出力する。その信号は、オ
ツシレート幅制御信号及びオツシレート速度制御信号で
ある。
あり、電算機３８からのデイジタル信号をアナログ信号
に変換し、溶接ロボツトのオツシレートを制御する制御
装置７へ増幅器４２を通じて出力する。その信号は、オ
ツシレート幅制御信号及びオツシレート速度制御信号で
ある。
４０は、Ａ／Ｄ変換器であり、電算機３８からのデイジ
タル信号をアナログ信号に変換し、溶接線倣いを制御す
る制御装置７へ増幅４３を通じて出力する。その信号は
溶接線倣い信号である。
タル信号をアナログ信号に変換し、溶接線倣いを制御す
る制御装置７へ増幅４３を通じて出力する。その信号は
溶接線倣い信号である。
４１は、Ａ／Ｄ変換器であり、電算機３８からのデイジ
タル信号をアナログ信号に変換し、トーチ高さを制御す
る制御装置７へ増幅器４４を通じて出力する。その信号
はトーチ高さ制御信号である。
タル信号をアナログ信号に変換し、トーチ高さを制御す
る制御装置７へ増幅器４４を通じて出力する。その信号
はトーチ高さ制御信号である。
４５は、溶接電圧や溶接電流などの溶接条件設定器であ
る。
る。
次に、第３図においては、△ｔはデータ（Ｉａ，Ｉｅ，
Ｖ，ｖ）のサンプリング間隔、ｉとｊはデータのサンプ
リング数である。
Ｖ，ｖ）のサンプリング間隔、ｉとｊはデータのサンプ
リング数である。
更に第５図〜第８図において、Ｗはオツシレート幅であ
る。
る。
更に第７図及び第８図において、Ｌ０はチツプ−被溶接
物間距離Ｌに関するパラメータ、Ｕとγは各々オツシレ
ート幅制御、バラツキ除去のパラメータである。
物間距離Ｌに関するパラメータ、Ｕとγは各々オツシレ
ート幅制御、バラツキ除去のパラメータである。
次に第２図〜第８図にて開先幅制御の実施例の作用を説
明する。
明する。
(イ) 電流検出器２３と増幅器２９によつて溶接電流の
平均値Ｉａが、また電流検出器２３と増幅器３０とによ
つて溶接電流の実効値Ｉｅが求められる。また、電圧検
出器２４と増幅器２８とによつてチツプ１２と被溶接物
１６との間の電圧Ｖが求められる。さらに、回転量検出
器２５と増幅器２７とによつてワイヤ送給速度ｖが検出
される。
平均値Ｉａが、また電流検出器２３と増幅器３０とによ
つて溶接電流の実効値Ｉｅが求められる。また、電圧検
出器２４と増幅器２８とによつてチツプ１２と被溶接物
１６との間の電圧Ｖが求められる。さらに、回転量検出
器２５と増幅器２７とによつてワイヤ送給速度ｖが検出
される。
(ロ) これらのアナログ量はＡ／Ｄ変換器３５，３６，
３４，３３によつてデイジタル量に変換されて、電算機
３８に加えられる。
３４，３３によつてデイジタル量に変換されて、電算機
３８に加えられる。
(ハ) ここで記号を次のように定義する。
Ｉａ：溶接電流の平均値 Ｉｅ：溶接電流の実効値 ｖ：ワイヤ送給速度 Ｖ：チツプ１２と被溶接物１６との間の電圧 ＬＥ：チツプ１２の先端からアーク１４までのワイヤ１
３の長さ、いわゆるワイヤ突出し長さ ＬＡ：ワイヤ１３の先端から溶接金属１７までの距離、
いわゆるアーク長 Ｌ：ＬＥとＬＡとの和、即ちチツプ１２の先端から溶接
金属１７までの距離 ＶＥ：ワイヤ突出部に溶接電流（Ｉａ，Ｉｅ）によつて
生ずる電圧降下 ＶＡ：ＶからＶＥを差し引いた電圧、即ちアーク電圧 このようにすると上記の諸量の間には近似的に次の関係
がある。
３の長さ、いわゆるワイヤ突出し長さ ＬＡ：ワイヤ１３の先端から溶接金属１７までの距離、
いわゆるアーク長 Ｌ：ＬＥとＬＡとの和、即ちチツプ１２の先端から溶接
金属１７までの距離 ＶＥ：ワイヤ突出部に溶接電流（Ｉａ，Ｉｅ）によつて
生ずる電圧降下 ＶＡ：ＶからＶＥを差し引いた電圧、即ちアーク電圧 このようにすると上記の諸量の間には近似的に次の関係
がある。
（但しｋ１，ｋ２は定数 ＶＥ＝ｆ２（Ｉａ，ｖ，ＬＥ） ＝ｋ３・Ｉa k4・ＬE k5・ｖｋ６ …第２式 （但しｋ３，ｋ４，ｋ５，ｋ６は定数） ＶＡ＝Ｖ−ＶＥ …第３式 （但しｋ７，ｋ８，ｋ９，ｋ１０は定数） Ｌ＝ＬＥ＋ＬＡ …第５式 第１式は参考文献１から、また第４式は参考文献２から
求められる。第２式の具体的な形は実験によつて求める
ことができる。第３式および第５式は第２図から自明で
ある。
求められる。第２式の具体的な形は実験によつて求める
ことができる。第３式および第５式は第２図から自明で
ある。
参考文献１：社団法人溶接学会、溶接法研究委員会 １９８０年７月 「電流制御アーク溶接に関する研究」 参考文献２：「溶接アーク現象＜増補版＞」 株式会社 産 報 著者 安藤弘平（他） (ニ) 従つて、第１式の関係を電算機３８にプログラム
しておき、ワイヤ送給速度ｖと溶接電流Ｉａ，Ｉｅを与
えるとワイヤ突出し長さＬＥが求められる。
しておき、ワイヤ送給速度ｖと溶接電流Ｉａ，Ｉｅを与
えるとワイヤ突出し長さＬＥが求められる。
(ホ) 第２式の関係を電算機３８にプログラムしてお
き、溶接電流Ｉａ、ワイヤ送給速度ｖおよび上記(ニ)で
得られたワイヤ突出し長さＬＥを与えるとワイヤ突出し
部の電圧降下ＶＥが求められる。
き、溶接電流Ｉａ、ワイヤ送給速度ｖおよび上記(ニ)で
得られたワイヤ突出し長さＬＥを与えるとワイヤ突出し
部の電圧降下ＶＥが求められる。
(ヘ) 第３式の関係を電算機３８にプログラムしておき
チツプ１２と被溶接物１６との間の電圧Ｖ、および上記
(ホ)で得られたワイヤ突出し部の電圧降下ＶＥを与える
とアーク電圧ＶＡが求められる。
チツプ１２と被溶接物１６との間の電圧Ｖ、および上記
(ホ)で得られたワイヤ突出し部の電圧降下ＶＥを与える
とアーク電圧ＶＡが求められる。
(ト) 第４式の関係を電算機３８にプログラムしてお
き、溶接電流Ｉａ，Ｉｅと上記(ヘ)で得られたアーク電
圧ＶＡとを与えるとアーク長ＬＡが求められる。
き、溶接電流Ｉａ，Ｉｅと上記(ヘ)で得られたアーク電
圧ＶＡとを与えるとアーク長ＬＡが求められる。
(チ) 第５式の関係を電算機３８にプログラムしておく
と上記(ニ)で得られたワイヤ突出し長さＬＥと上記(ト)で
得られたアーク長ＬＡとの和からチツプ１２と被溶接物
１６との距離Ｌが求められる。
と上記(ニ)で得られたワイヤ突出し長さＬＥと上記(ト)で
得られたアーク長ＬＡとの和からチツプ１２と被溶接物
１６との距離Ｌが求められる。
(リ) 上述のように、説明変数として溶接電流Ｉａ，Ｉ
ｅ、ワイヤ送給速度ｖおよびチツプ１２と被溶接物１６
との間の電圧Ｖを与えると第１式〜第５式からチツプ４
と被溶接物１６との間の距離Ｌが目的変数として求めら
れる。
ｅ、ワイヤ送給速度ｖおよびチツプ１２と被溶接物１６
との間の電圧Ｖを与えると第１式〜第５式からチツプ４
と被溶接物１６との間の距離Ｌが目的変数として求めら
れる。
(ヌ) 第３図は、溶接ロボツトの制御装置７からのオツ
シレート位置信号（振幅が最大になるタイミング及び振
幅が零になるタイミング）を基に、即ちオツシレート振
幅がゼロを横切るタイミングを基準にして、それから一
定時間△ｔ毎に、溶接電流Ｉａ，Ｉｅ、ワイヤ送給速度
ｖ、チツプ−被溶接物間電圧Ｖをサンプリングして前述
のチツプ−被溶接物間距離Ｌを演算した時のタイミング
（これは等価的にオツシレート振幅となる。何故ならば
オツシレート速度は一定でありかつ、サンプリング間隔
も一定である。）とチツプ−被溶接物間距離Ｌとの関係
を、第２図に示したようなＶ型突合せ開先内で溶接した
場合の１例を示す。但し、本例ではデーターＩａ，Ｉ
ｅ，ｖ，Ｖのサンプリングは振幅のゼロクロス時から最
大までの往路のみで行い復路では行わない場合を示す。
シレート位置信号（振幅が最大になるタイミング及び振
幅が零になるタイミング）を基に、即ちオツシレート振
幅がゼロを横切るタイミングを基準にして、それから一
定時間△ｔ毎に、溶接電流Ｉａ，Ｉｅ、ワイヤ送給速度
ｖ、チツプ−被溶接物間電圧Ｖをサンプリングして前述
のチツプ−被溶接物間距離Ｌを演算した時のタイミング
（これは等価的にオツシレート振幅となる。何故ならば
オツシレート速度は一定でありかつ、サンプリング間隔
も一定である。）とチツプ−被溶接物間距離Ｌとの関係
を、第２図に示したようなＶ型突合せ開先内で溶接した
場合の１例を示す。但し、本例ではデーターＩａ，Ｉ
ｅ，ｖ，Ｖのサンプリングは振幅のゼロクロス時から最
大までの往路のみで行い復路では行わない場合を示す。
このように開先内でオツシレート溶接を行うと、オツシ
レート位置とそれに対応するチツプ−被溶接物間距離Ｌ
とのグラフが得られる。
レート位置とそれに対応するチツプ−被溶接物間距離Ｌ
とのグラフが得られる。
(ル) 第４図は、被溶接物１６で形成される開先が変化
している状態を示すが、第５図および第６図は、開先間
隔が異なる２つの開先でオツシレート溶接を行つた時の
オツシレート幅Ｗとチツプ−被溶接物間距離Ｌとの関係
を模式図に示したものである。
している状態を示すが、第５図および第６図は、開先間
隔が異なる２つの開先でオツシレート溶接を行つた時の
オツシレート幅Ｗとチツプ−被溶接物間距離Ｌとの関係
を模式図に示したものである。
第５図は第６図に比べて開先間隔が小さい場合を示して
いるが、開先間隔が小さい場合は大きい場合に比較し、
小さいオツシレート振幅でチツプ−被溶接物間距離Ｌが
急速に減少するのが観察される。
いるが、開先間隔が小さい場合は大きい場合に比較し、
小さいオツシレート振幅でチツプ−被溶接物間距離Ｌが
急速に減少するのが観察される。
(ヲ) 第７図、第８図は、第５図と第６図の関係を定量
的に明らかにするために示した図である。
的に明らかにするために示した図である。
ここで、Ｌ０はオツシレート振幅が小さい時の即ち開先
中央付近でのチツプ−被溶接物間距離Ｌの値である。γ
は、演算によつて求めたＬの値にバラツキがあるので、
これを除くために設けたパラメータ即ちバラツキ除去パ
ラメータである。Ｕはオツシレート振幅を制御するため
に設けたパラメータ即ちオツシレート振幅制御パラメー
タである。
中央付近でのチツプ−被溶接物間距離Ｌの値である。γ
は、演算によつて求めたＬの値にバラツキがあるので、
これを除くために設けたパラメータ即ちバラツキ除去パ
ラメータである。Ｕはオツシレート振幅を制御するため
に設けたパラメータ即ちオツシレート振幅制御パラメー
タである。
(ワ) 第７図は、開先形状が一定の時にオツシレート幅
制御パラメータＵの設定値によつてオツシレート幅が変
化することを説明する図である。
制御パラメータＵの設定値によつてオツシレート幅が変
化することを説明する図である。
ここで、バラツキ除去パラメータγおよびオツシレート
幅制御パラメータＵはあらかじめ実験によつて求めた適
正な値を電算機３８にパラメータとして設定しておく。
以下、Ｌ，Ｌ０，γ，Ｕなどは符号のみで略記する。
幅制御パラメータＵはあらかじめ実験によつて求めた適
正な値を電算機３８にパラメータとして設定しておく。
以下、Ｌ，Ｌ０，γ，Ｕなどは符号のみで略記する。
(カ) 溶接が開始されると、オツシレート振幅の零タイ
ミングを待ち検出したら、データＩａ，Ｉｅ，Ｖ，ｖを
サンプリングしＬを第１式〜第５式に従つて演算する。
次に又データをサンプリングしＬを計算する。この過程
を数回繰返して、その平均値Ｌ０を求めておく。サンプ
リングの間隔は第３図で示した△ｔである。
ミングを待ち検出したら、データＩａ，Ｉｅ，Ｖ，ｖを
サンプリングしＬを第１式〜第５式に従つて演算する。
次に又データをサンプリングしＬを計算する。この過程
を数回繰返して、その平均値Ｌ０を求めておく。サンプ
リングの間隔は第３図で示した△ｔである。
(ヨ) その後は、△ｔ毎のサンプリングデータＩａ，Ｉ
ｅ，Ｖ，ｖに基づくＬを演算し、ＬとＬ０−（γ＋Ｕ）
との大小関係に注目する。もし、Ｌ≧Ｌ０−（γ＋Ｕ）
ならば、さらに同じ方向にオツシレートを行う。しか
し、Ｌ＜Ｌ０−（γ＋Ｕ）の条件が数回連続して成立す
れば、オツシレート方向を反転させる。
ｅ，Ｖ，ｖに基づくＬを演算し、ＬとＬ０−（γ＋Ｕ）
との大小関係に注目する。もし、Ｌ≧Ｌ０−（γ＋Ｕ）
ならば、さらに同じ方向にオツシレートを行う。しか
し、Ｌ＜Ｌ０−（γ＋Ｕ）の条件が数回連続して成立す
れば、オツシレート方向を反転させる。
(タ) 次の1/4サイクルはデータのサンプリングは行わ
ず、オツシレート振幅の零タイミングを待ち検出できた
ら、前述(カ)、(ヨ)で述べたシーケンスを繰返す。
ず、オツシレート振幅の零タイミングを待ち検出できた
ら、前述(カ)、(ヨ)で述べたシーケンスを繰返す。
(レ) このようにしておけば、γ，Ｕで設定されたパラ
メータ条件に従い、適当な大きさでオツシレート溶接が
繰返し行われる。
メータ条件に従い、適当な大きさでオツシレート溶接が
繰返し行われる。
(ソ) ところで、第７図は同一開先形状の場合に、パラ
メータＵをＵ１，Ｕ２（Ｕ１＜Ｕ２）とした場合の例を
示しているが、Ｌ＜Ｌ０−（γ＋Ｕ）の条件を成立する
ためにはＵ２の方がＵ１の場合よりも、大きくオツシレ
ートしなければならないことは第７図から自明である。
メータＵをＵ１，Ｕ２（Ｕ１＜Ｕ２）とした場合の例を
示しているが、Ｌ＜Ｌ０−（γ＋Ｕ）の条件を成立する
ためにはＵ２の方がＵ１の場合よりも、大きくオツシレ
ートしなければならないことは第７図から自明である。
即ち、Ｕを調整することによつてオツシレート幅Ｗを制
御できる。（Ｕ１＜Ｕ２ならばＷ１＜Ｗ２となる。） (ツ) 第８図は、開先間隔が変化した時にＵを調整する
ことによつてＷを制御できることを説明した図である。
御できる。（Ｕ１＜Ｕ２ならばＷ１＜Ｗ２となる。） (ツ) 第８図は、開先間隔が変化した時にＵを調整する
ことによつてＷを制御できることを説明した図である。
(ネ) 動作の原理は、前記(カ)，(ヨ)，(タ)，(レ)と全く同
一であるが、第８図の場合はＵを一定値Ｕ３に設定した
ことであり、この条件を満足させるためには、開先間隔
が大きい時のオツシレート幅Ｗ３は開先間隔が小さい時
のオツシレート幅Ｗ４よりも大きくなることは第８図か
ら自明である。
一であるが、第８図の場合はＵを一定値Ｕ３に設定した
ことであり、この条件を満足させるためには、開先間隔
が大きい時のオツシレート幅Ｗ３は開先間隔が小さい時
のオツシレート幅Ｗ４よりも大きくなることは第８図か
ら自明である。
(ナ) 以上述べてきたように、第７図から開先間隔が同
一の場合にオツシレート幅ＷはＵによつて制御できるこ
と、また開先間隔が変化している時は適正なＵを設定す
ることによつて開先間隔の変動に適応してオツシレート
幅Ｗが変化することを説明した。
一の場合にオツシレート幅ＷはＵによつて制御できるこ
と、また開先間隔が変化している時は適正なＵを設定す
ることによつて開先間隔の変動に適応してオツシレート
幅Ｗが変化することを説明した。
(ラ) 次に、第３図において、Ｌの１サイクルサンプリ
ング総和の平均Ｌｍは１サイクルのＬの平均値であり、
次のように演算することができる。
ング総和の平均Ｌｍは１サイクルのＬの平均値であり、
次のように演算することができる。
(ム) したがつて、設定器３１の設定値Ｌｄと上述(ラ)の
Ｌｍとを比較してもし、Ｌｍ＞Ｌｄならば、溶接ロボツ
トのトーチ高さを制御する制御装置７へＬｍ−Ｌｄに比
例する信号を出力しＬｍ＝Ｌｄになるまで溶接ロボツト
の各軸２，３，４，５，６を制御する。逆に、Ｌｍ＜Ｌ
ｄならば前述と同様にＬｍ＝Ｌｄになるまで溶接ロボツ
トの各軸２，３，４，５，６を制御する。
Ｌｍとを比較してもし、Ｌｍ＞Ｌｄならば、溶接ロボツ
トのトーチ高さを制御する制御装置７へＬｍ−Ｌｄに比
例する信号を出力しＬｍ＝Ｌｄになるまで溶接ロボツト
の各軸２，３，４，５，６を制御する。逆に、Ｌｍ＜Ｌ
ｄならば前述と同様にＬｍ＝Ｌｄになるまで溶接ロボツ
トの各軸２，３，４，５，６を制御する。
(ウ) 上記(ラ)，(ム)によつてＬをＬｄの値に常に保持す
ることができる。
ることができる。
(ヰ) また、第３図において、縦軸Ｌの左側のＬ 差を△Ｄとすると、 であるが、△Ｄ≠０の時はオツシレート中心軸と被溶接
物１６で形成される開先の中心軸とが不一致であること
を示している。即ち、△Ｄ＞０であれば、オツシレート
中心軸は開先の中心軸よりも右側に存在し、逆に、 △Ｄ＜０ならばオツシレート中心軸は開先の中心軸より
も左側に存在している。
物１６で形成される開先の中心軸とが不一致であること
を示している。即ち、△Ｄ＞０であれば、オツシレート
中心軸は開先の中心軸よりも右側に存在し、逆に、 △Ｄ＜０ならばオツシレート中心軸は開先の中心軸より
も左側に存在している。
(ノ) 従つて、△Ｄ＞０ならば溶接ロボツトの溶接線倣
いを制御する制御装置７へ△Ｄに比例する信号を出力
し、△Ｄ＝０になるまで、溶接ロボツトの各軸２，３，
４，５，６制御する。逆に、△Ｄ＜０ならば前述と同様
に△Ｄ＝０になるまで溶接ロボツトの各軸２，３，４，
５，６を制御する。
いを制御する制御装置７へ△Ｄに比例する信号を出力
し、△Ｄ＝０になるまで、溶接ロボツトの各軸２，３，
４，５，６制御する。逆に、△Ｄ＜０ならば前述と同様
に△Ｄ＝０になるまで溶接ロボツトの各軸２，３，４，
５，６を制御する。
(オ) 上記(ヰ)，(ノ)によつて、オツシレート中心位置を
常に開先の中心位置に保つことができる。
常に開先の中心位置に保つことができる。
(ク) 以上で、本実施例によれば、開先間隔が変動した
場合にオツシレート幅Ｗがそれに適応すること、また、
トーチ１と被溶接物１６との距離が変化しても常にトー
チ高さを設定値に保持できること、さらに、溶接線が変
化してもそれに自動追随できることを述べた。しかし開
先間隔が変動した場合、ワイヤ送給速度ｖが一定で（通
常この条件である）、かつ溶接速度Ｓが一定であれば、
ビード高さが変化する。
場合にオツシレート幅Ｗがそれに適応すること、また、
トーチ１と被溶接物１６との距離が変化しても常にトー
チ高さを設定値に保持できること、さらに、溶接線が変
化してもそれに自動追随できることを述べた。しかし開
先間隔が変動した場合、ワイヤ送給速度ｖが一定で（通
常この条件である）、かつ溶接速度Ｓが一定であれば、
ビード高さが変化する。
(ヤ) そこで、第７図、第８図に示すように電算機３８
はオツシレート幅Ｗを演算することができるので、Ｗの
値に応じてトーチの移動速度を制御して常にビード高さ
が均一になるようにする。
はオツシレート幅Ｗを演算することができるので、Ｗの
値に応じてトーチの移動速度を制御して常にビード高さ
が均一になるようにする。
以上実施例とともに具体的に説明したように本発明のア
ーク溶接ロボツトによれば、開先間隔の変動に対して自
動的にオツシレート幅を適応させ、か溶接線を自動的に
追随することができる。従つて溶接ロボツトの信頼性を
向上させることが出来る。
ーク溶接ロボツトによれば、開先間隔の変動に対して自
動的にオツシレート幅を適応させ、か溶接線を自動的に
追随することができる。従つて溶接ロボツトの信頼性を
向上させることが出来る。
第１図は本発明に係る一実施例のアーク溶接ロボツトの
斜視構成図、第２図は同実施例の溶接回路および演算処
理機構を示すブロツク図である。第３図は本発明の原理
を示すデータサンプリングのグラフ、第４図は被溶接物
を示す斜視図、第５図は第４図のＶ−Ｖ断面の開先内で
オツシレートした時のオツシレート幅Ｗに対するＬ（＝
ＬＥ＋ＬＡ）の変化パターンを示す説明図、第６図は第
４図のVI−VI断面の開先内でオツシレートした時のオツ
シレート幅Ｗに対するＬ（＝ＬＥ＋ＬＡ）の変化パター
ンを示す説明図、第７図及び第８図は本発明に基づく原
理を示す説明図である。 図面中、 １は溶接トーチ、 ２はトーチ傾斜軸、 ３は手首旋回軸、 ４はＺ方向移動軸、 ５はＹ方向移動軸、 ６はＸ方向移動軸、 ７は制御装置、 ８は電動駆動軸、 ９はアーク溶接機、 １０は遠隔操作盤、 １２はチツプ、 １３は消耗電極（ワイヤ）、 １６は被溶接物、 １７は溶接金属 ２３は溶接電流値検出器、 ２４は溶接電圧値検出器、 ２５は回転量検出器、 ２９は溶接電流の平均値を出力する増幅器、 ３０は溶接電流の実効値を出力する増幅器、 ３１はチツプ−被溶接物間距離の設定器、 ３８は電算機、 ４５は溶接条件設定器である。
斜視構成図、第２図は同実施例の溶接回路および演算処
理機構を示すブロツク図である。第３図は本発明の原理
を示すデータサンプリングのグラフ、第４図は被溶接物
を示す斜視図、第５図は第４図のＶ−Ｖ断面の開先内で
オツシレートした時のオツシレート幅Ｗに対するＬ（＝
ＬＥ＋ＬＡ）の変化パターンを示す説明図、第６図は第
４図のVI−VI断面の開先内でオツシレートした時のオツ
シレート幅Ｗに対するＬ（＝ＬＥ＋ＬＡ）の変化パター
ンを示す説明図、第７図及び第８図は本発明に基づく原
理を示す説明図である。 図面中、 １は溶接トーチ、 ２はトーチ傾斜軸、 ３は手首旋回軸、 ４はＺ方向移動軸、 ５はＹ方向移動軸、 ６はＸ方向移動軸、 ７は制御装置、 ８は電動駆動軸、 ９はアーク溶接機、 １０は遠隔操作盤、 １２はチツプ、 １３は消耗電極（ワイヤ）、 １６は被溶接物、 １７は溶接金属 ２３は溶接電流値検出器、 ２４は溶接電圧値検出器、 ２５は回転量検出器、 ２９は溶接電流の平均値を出力する増幅器、 ３０は溶接電流の実効値を出力する増幅器、 ３１はチツプ−被溶接物間距離の設定器、 ３８は電算機、 ４５は溶接条件設定器である。
Claims (1)
- 【請求項１】三次元空間の所望な点に溶接トーチを移動
させることができる移動機構と、溶接トーチに所望の姿
をとらせる姿勢制御機構と、所要の溶接条件諸元を制御
する制御装置とを備え、消耗電極即ちワイヤを使用して
上記溶接トーチをオツシレートさせながら行うアーク溶
接ロボットによる溶接方法において、 溶接電流の平均値Ｉａ及び実効値Ｉｅ，ワイヤ送給速度
ｖ，及びチップと被溶接物との間の電圧Ｖを検出し、上
記溶接電流の平均値Ｉａ，実効値Ｉｅ、上記ワイヤ送給
速度ｖおよび上記電圧Ｖを演算することによってワイヤ
突出し長さＬＥとアーク長ＬＡとの和ＬＥ＋ＬＡ即ちチ
ップ−被溶接物間距離を求め、上記溶接トーチのオツシ
レートによる上記チップ−被溶接物間距離ＬＡ＋ＬＥの
変化パターンから上記溶接トーチのオツシレート中心位
置と被溶接物によって構成される継手の中心位置との偏
差および開先面を認知し、上記オツシレート中心位置と
上記継手の中心位置との相対位置が設定どおりになるよ
うに常に上記溶接トーチを開先幅方向に位置制御してア
ーク点が溶接線を自動的に倣うようにし、開先間隔の変
化に応じてオツシレート幅を自動調整すると共に溶接速
度Ｓを制御して開先間隔が変化しても一定のビード高さ
が得られるようにしたことを特徴とするアーク溶接ロボ
ットによる溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4518984A JPH064193B2 (ja) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | アーク溶接ロボットによる溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4518984A JPH064193B2 (ja) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | アーク溶接ロボットによる溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60191667A JPS60191667A (ja) | 1985-09-30 |
| JPH064193B2 true JPH064193B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
ID=12712316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4518984A Expired - Lifetime JPH064193B2 (ja) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | アーク溶接ロボットによる溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH064193B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0647172B2 (ja) * | 1987-01-23 | 1994-06-22 | ファナック株式会社 | 自動溶接装置 |
-
1984
- 1984-03-09 JP JP4518984A patent/JPH064193B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60191667A (ja) | 1985-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0111110B1 (en) | Automatic weld line following method | |
| JPS6329627B2 (ja) | ||
| EP0066626A1 (en) | Rotating arc welding method | |
| US4302656A (en) | Controlling the operations of an electric arc welder | |
| JPH064194B2 (ja) | アーク溶接ロボットによる溶接方法 | |
| JPH064193B2 (ja) | アーク溶接ロボットによる溶接方法 | |
| JPS60250877A (ja) | 溶接ビ−ド高さの自動制御方法 | |
| JP4640908B2 (ja) | 溶接装置及び溶接方法 | |
| CN114682878A (zh) | 用于运行焊接机器人的具有焊缝跟踪的焊接方法 | |
| JPH0470117B2 (ja) | ||
| US5066847A (en) | Automatic welding machine path correction method | |
| JPS60118380A (ja) | オツシレ−ト幅自動制御法 | |
| JPS60118382A (ja) | オツシレ−ト幅自動制御法 | |
| JPH05253669A (ja) | 片面溶接方法 | |
| JPS6215317B2 (ja) | ||
| JPS60118379A (ja) | オツシレ−ト幅自動制御方法 | |
| JPS60118381A (ja) | オツシレ−ト幅自動制御法 | |
| JPH0112591B2 (ja) | ||
| JPS63295062A (ja) | 自動ア−ク溶接装置 | |
| JPH0459992B2 (ja) | ||
| JP2002045966A (ja) | 非消耗電極アーク溶接における開先倣い制御方法とその装置 | |
| JPS61242764A (ja) | 溶接線自動倣い方式 | |
| JPS60191665A (ja) | ア−ク溶接ロボツト | |
| JPS6345915B2 (ja) | ||
| JPS6317553B2 (ja) |