JPH08267244A - アーク溶接ロボット制御方法及び装置 - Google Patents

アーク溶接ロボット制御方法及び装置

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JPH08267244A
JPH08267244A JP7071911A JP7191195A JPH08267244A JP H08267244 A JPH08267244 A JP H08267244A JP 7071911 A JP7071911 A JP 7071911A JP 7191195 A JP7191195 A JP 7191195A JP H08267244 A JPH08267244 A JP H08267244A
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卓秀 平山
Ryuichi Morita
隆一 守田
Shinji Okumura
信治 奥村
Haruki Nakajima
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Abstract

(57)【要約】 【目的】溶接異常を正確に検知し、溶接は良好であるが
溶接ワークに関すると溶接欠陥品となるような芯ずれ等
の溶接不良品を検出する。 【構成】アーク溶接用ロボット制御方法において、溶接
電流を検出する手段4と、溶接電流が設定電流範囲内に
ある状態を検出する手段10と、溶接電圧を検出する手
段5と、溶接電圧が設定電圧しきい値以上である状態を
検出する手段10と、溶接電流値と溶接電圧値を記憶装
置11に保存する手段を有し、溶接実行時に溶接電流値
・溶接電圧値を検出し、溶接電圧が前記設定電圧しきい
値以上の場合、前記設定電流範囲内に溶接電流が存在す
るかを識別し、前記設定電流範囲外の場合警報を発し、
溶接電流値・溶接電圧値を記憶装置11に保存するアー
ク溶接ロボット制御方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アーク溶接ロボットが
溶接実行中に溶接状態を監視し、溶接不良品を検出する
アーク溶接ロボット制御方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、アーク溶接においては、ロボット
が溶接を実行後、作業者がその都度溶接ワークを目視で
確認し、溶接不良品を検出している。また、溶接中の溶
接電流値・溶接電圧値を検出し、設定範囲内にあるかを
識別し、範囲外であった場合、警報を発する溶接監視装
置を用いて、溶接不良品を検出している。この方式に
は、特公平7−2275号公報がある。特公平7−22
75号公報では、アーク溶接機によるアーク溶接を監視
する装置において、溶接電流またはアーク電圧を検出す
る検出手段と、検出手段のアナログ出力信号を所定のサ
ンプリング周波数でディジタル信号に変換するA/D変
換器と、移動平均を求めるための演算期間及び移動ピッ
チを設定する演算期間及び移動ピッチ設定手段と、前記
溶接電流またはアーク電圧の移動平均値を監視するため
の監視値を設定する監視値設定手段と、前記溶接電流ま
たはアーク電圧の移動平均値を前記監視値を比較して溶
接状況ないし溶接結果を判定する判定手段と、前記判定
手段の判定結果を表示出力する判定出力手段とを具備す
ることを特徴とするアーク溶接モニタ装置が開示されて
いる。また、特公平5−57070号公報には、短絡と
アークを繰り返して溶接が実施されるアーク溶接におい
て、1周期毎の短絡時間及びアーク時間を検出し、所定
時間内での、前記短絡時間の平均値あるいは標準偏差
(A)及び前記アーク時間の平均値あるいは標準偏差
(B)を求め、溶接作業性を示す溶接指数(Y)を、Y
=aA+bB+c(a,b,cは定数)として計算し、
Yの値がほぼ最小値をとるとき適正に溶接が行われると
判定するアーク溶接の溶接性判定方法が開示されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ロボッ
トが溶接実行後、作業者がその都度溶接ワークを目視で
確認する方法では、溶接実行後まで溶接良否がわから
ず、溶接長の長いワークにおいて溶接開始時に既に溶接
不良となった場合、その後の溶接実行時間分、無駄な時
間が生じる。また、溶接実行後に作業者が目視で溶接ワ
ークを確認しなければならず、溶接作業の工数が増え
る。また、特公平7−2275号公報に開示された発明
では、溶接実行時の短絡移行時・アーク移行時に拘わら
ず、溶接電流値・溶接電圧値が設定範囲内にあるかを識
別している。通常、ショートアーク溶接では、溶接の良
否に拘わらず、短絡時には膨大な短絡電流が流れるた
め、溶接電流・溶接電圧が範囲内にあるかだけの判断で
は、短絡による溶接電流・電圧の変動なのか、位置ずれ
等の外乱によるものなのか識別できず、結果として溶接
異常/正常が正しく識別できない。また、特公平5−5
7070号公報に開示された発明では、溶接指数を、短
絡時間の平均値あるいは標準偏差及びアーク時間の平均
値あるいは標準偏差に基づいて計算するものであるた
め、短絡/アーク時間の変化に現れる異常状態は識別で
きるが、この異常状態は現実的に希であるため、ほとん
どの異常状態では短絡時間、短絡電流値、アーク時間、
アーク電流値等のパラメータが複雑に関与しているた
め、異常状態が識別できない。また、前記手法では、短
絡/アーク時間のみで異常状態を識別しているため、芯
ずれ等のような溶接としては良好であるが溶接ワークに
関してみると欠陥品となるような溶接不良品を把握する
ことができないという問題があった。そこで、本発明が
解決すべき課題は、溶接実行中に溶接状態を監視し、溶
接現象が短絡移行時であるかアーク移行時であるかを識
別し、溶接異常を正確に検知し、また、溶接は良好であ
るが溶接ワークに関すると溶接欠陥品となるような芯ず
れ等の溶接不良品を検出することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第1のアーク溶接用ロボット制御方法は、
溶接電流を検出する手段と、溶接電流が設定電流範囲内
にある状態を検出する手段と、溶接電圧を検出する手段
と、溶接電圧が設定電圧しきい値以上である状態を検出
する手段と、溶接電流値と溶接電圧値を記憶装置に保存
する手段を有し、溶接実行時に溶接電流値・溶接電圧値
を検出し、溶接電圧が前記設定電圧しきい値以上の場
合、前記設定電流範囲内に溶接電流が存在するかを識別
し、前記設定電流範囲外の場合警報を発し、溶接電流値
・溶接電圧値を記憶装置に保存するものである。また、
本発明の第2のアーク溶接用ロボット制御方法は、溶接
電流を検出する手段と、溶接電圧を検出する手段と、溶
接電圧が設定電圧しきい値以下である状態を検出する手
段と、溶接電流値と溶接電圧値を記憶装置に保存する手
段を有し、溶接電圧が前記設定電圧しきい値以下の時間
である短絡時間を計測し、前記短絡時間が設定短絡時間
より大きい場合、警報を発し、溶接電流値・溶接電圧値
を記憶装置に保存するものである。さらに本発明の第3
のアーク溶接用ロボット制御方法は、溶接電流を検出す
る手段と、溶接電圧を検出する手段と、溶接電圧が設定
電圧しきい値以下である状態を検出する手段と、溶接電
流値と溶接電圧値を記憶装置に保存する手段を有し、あ
る区間、溶接電圧が前記設定電圧しきい値以下の時間で
ある短絡時間を計測し、溶接電圧が前記設定電圧しきい
値以上の時間であるアーク移行時間を計測し、前記短絡
時間と前記アーク移行時間との比が設定範囲外の場合、
警報を発し、溶接電流値・溶接電圧値を記憶装置に保存
するものである。
【0005】
【作用】上記第1の手段により、溶接現象が短絡時であ
るか、アーク移行時であるかを判別するので、最良な溶
接電流の比較を行い、溶接不良品の正確な検出が可能で
ある。また、第2及び第3の手段により、溶接現象を短
絡時とアーク移行時とについてミクロ的に捉えるので、
溶接現象の比較により、溶接不良品の正確な検出が可能
である。
【0006】
【実施例】以下、図面により本発明の実施例としてアー
ク溶接ロボットの制御装置について説明する。図1は、
本発明を実施するためのシステムの例を示す概念ブロッ
ク図であり、1はロボット制御装置、2は溶接機であ
る。治具12上で、トーチ3により溶接が行われる。そ
の時、溶接電流を電流検出器4で検出し、溶接電圧を電
圧検出器5で検出する。検出された溶接電流値・溶接電
圧値は、それぞれローパスフィルタ6、7で高周波成分
が除去され、A/D変換器8、9により、ロボット制御
装置1に取り入れられる。取り入れられた溶接電流値・
溶接電圧値は、ロボット制御装置1内の演算器10によ
り演算が行われ、記憶部11に保存される。図2は、溶
接実行時の溶接電流波形、溶接電圧波形である。図3
は、本発明第1実施例の処理フローである。図2のよう
に、溶接現象は短絡時とアーク移行時が交互に現れ、短
絡時には溶接の良否に拘わらず、膨大な短絡電流が流れ
る。
【0007】溶接実行時に取り入れられた溶接電流値・
溶接電圧値は(ステップ110)、ロボット制御装置1
内の演算器10により、溶接電圧値V1 が図2で示すし
きい値VL より大きいかを識別される(ステップ12
0)。溶接電圧値V1 がしきい値VL より大きい場合、
図2で示すように溶接現象がアーク移行時であると認識
し、ロボット制御装置1内の演算器10により溶接電流
値I1 が図2で示す設定範囲内(IL ≦I1 ≦IH )に
あるかを識別する(ステップ130)。溶接電流値I1
が設定範囲外の場合(I1 ≦IL 、I1 ≧IH )、警報
を発する(ステップ140)。
【0008】図4は本発明の第2及び第3実施例を説明
するための溶接実行時の溶接電圧波形である。図5は本
発明の第2実施例の処理フローである。溶接実行時に取
り入れられた溶接電流値・溶接電圧値は(ステップ21
0)、ロボット制御装置1内の演算器10により、溶接
電圧値V1 が図4で示すしきい値VL より小さいかを識
別される(ステップ220)。溶接電圧値V1 がしきい
値VL より小さい場合、短絡時と認識し、短絡時間(溶
接電圧V1 が設定電圧しきい値より小さい時間)を測定
開始する(ステップ230)。溶接電圧V1 が設定電圧
しきい値VL 以上になった時、短絡時間の測定を終了
し、短絡時間が設定短絡時間内かを識別する(ステップ
240)。短絡時間が設定短絡時間以上場合、警報を発
する(ステップ240)。
【0009】図6は本発明の第3実施例の処理フローで
ある。溶接実行時に取り入れられた溶接電流値・溶接電
圧値は(ステップ310)、ロボット制御装置1内の演
算器10により、溶接電圧値V1 が図4で示すしきい値
L 以下の場合、その持続時間(短絡時間)を計測する
(ステップ320)。溶接電圧値V1 がしきい値VL
り大きい場合、図4に示すように溶接現象がアーク移行
時と認識し、その持続時間(アーク移行時間)を計測す
る(ステップ330)。短絡時間tsi(i=1,2,・
・・n)とアーク移行時間tai(i=1,2,・・・
n)との比tsi/taiが設定範囲内にあるかを識別し、
設定範囲外の場合、警報を発する(ステップ340)。
【0010】
【発明の効果】上述したように、本発明は、溶接現象を
短絡移行時であるか、アーク移行時であるかを認識し、
アーク移行時のみ溶接電流値の比較を行うか、あるいは
溶接現象を短絡時とアーク移行時とについてミクロに捉
えるので、溶接現象の比較により、正確な溶接状態が把
握でき、溶接不良を的確に捉えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を実施するためのシステムの例を示す
概念ブロック図である。
【図2】 溶接実行時の溶接電流、電圧波形図である。
【図3】 本発明の第1実施例の処理フロー図である。
【図4】 溶接実行時の溶接電圧の波形図である。
【図5】 本発明の第2実施例の処理フロー図である。
【図6】 本発明の第3実施例の処理フロー図である。
【符号の説明】
1 ロボット制御装置、2 溶接機、3 トーチ、4
電流検出器、5 電圧検出器、6,7 ローパスフィル
タ、8,9 A/D変換器、10 範囲内チェック演算
器、11 記憶部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 春樹 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石2番1号 株式会社安川電機内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アーク溶接用ロボット制御方法におい
    て、溶接電流を検出する手段と、溶接電流が設定電流範
    囲内にある状態を検出する手段と、溶接電圧を検出する
    手段と、溶接電圧が設定電圧しきい値以上である状態を
    検出する手段と、溶接電流値と溶接電圧値を記憶装置に
    保存する手段を有し、溶接実行時に溶接電流値・溶接電
    圧値を検出し、溶接電圧が前記設定電圧しきい値以上の
    場合、前記設定電流範囲内に溶接電流が存在するかを識
    別し、前記設定電流範囲外の場合警報を発し、溶接電流
    値・溶接電圧値を記憶装置に保存することを特徴とする
    アーク溶接ロボット制御方法。
  2. 【請求項2】 溶接電流を検出する手段と、溶接電流が
    設定電流範囲内にある状態を検出する手段と、溶接電圧
    を検出する手段と、溶接電圧が設定電圧しきい値以上で
    ある状態を検出する手段と、溶接電流値と溶接電圧値を
    保存する記憶装置とを有するアーク溶接用ロボット制御
    装置において、溶接実行時に検出された溶接電流値・溶
    接電圧値に基づいて、溶接電圧が前記設定電圧しきい値
    以上の場合、前記設定電流範囲内に溶接電流が存在する
    かを識別し、前記設定電流範囲外の場合警報を発する手
    段を備えたことを特徴とするアーク溶接ロボット制御装
    置。
  3. 【請求項3】 アーク溶接用ロボットの制御方法におい
    て、溶接電流を検出する手段と、溶接電圧を検出する手
    段と、溶接電圧が設定電圧しきい値以下である状態を検
    出する手段と、溶接電流値と溶接電圧値を記憶装置に保
    存する手段を有し、溶接電圧が前記設定電圧しきい値以
    下の時間である短絡時間を計測し、前記短絡時間が設定
    短絡時間より大きい場合、警報を発し、溶接電流値・溶
    接電圧値を記憶装置に保存することを特徴とするアーク
    溶接ロボットの制御方法。
  4. 【請求項4】 溶接電流を検出する手段と、溶接電圧を
    検出する手段と、溶接電圧が設定電圧しきい値以下であ
    る状態を検出する手段と、溶接電流値と溶接電圧値を保
    存する記憶装置とを有するアーク溶接用ロボット制御装
    置において、溶接電圧が前記設定電圧しきい値以下の時
    間である短絡時間を計測し、前記短絡時間が設定短絡時
    間より大きい場合、警報を発する手段を備えたことを特
    徴とするアーク溶接ロボット制御装置。
  5. 【請求項5】 アーク溶接用ロボット制御方法におい
    て、溶接電流を検出する手段と、溶接電圧を検出する手
    段と、溶接電圧が設定電圧しきい値以下である状態を検
    出する手段と、溶接電流値と溶接電圧値を記憶装置に保
    存する手段を有し、ある区間、溶接電圧が前記設定電圧
    しきい値以下の時間である短絡時間を計測し、溶接電圧
    が前記設定電圧しきい値以上の時間であるアーク移行時
    間を計測し、前記短絡時間と前記アーク移行時間との比
    が設定範囲外の場合、警報を発し、溶接電流値・溶接電
    圧値を記憶装置に保存することを特徴とするアーク溶接
    ロボット制御方法。
  6. 【請求項6】 溶接電流を検出する手段と、溶接電圧を
    検出する手段と、溶接電圧が設定電圧しきい値以下であ
    る状態を検出する手段と、溶接電流値と溶接電圧値を保
    存する記憶装置とを有するアーク溶接用ロボット制御装
    置において、ある区間、溶接電圧が前記設定電圧しきい
    値以下の時間である短絡時間を計測し、溶接電圧が前記
    設定電圧しきい値以上の時間であるアーク移行時間を計
    測し、前記短絡時間と前記アーク移行時間との比が設定
    範囲外の場合、警報を発する手段を備えたことを特徴と
    するアーク溶接ロボット制御装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005144543A (ja) * 2003-11-20 2005-06-09 Yaskawa Electric Corp 溶接システム
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