JPH0890234A - アーク溶接ロボットにおけるアーク未発生時の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アーク未発生時のリトライ動作を改良して、
アーク発生効率を向上させること。 【構成】 予め設定されたリトライ条件の下で、溶接ト
ーチを支持したロボットの動作プログラム再生運転を実
行する。ロボットを初期位置から、ワークＷ上の溶接開
始点Ｐ1 近傍のイチ［２］（Ｑ0 ）へ移動させる。ロボ
ット制御装置はアーク発生指令を出力し、アーク検出信
号を待つ。指定された待ち時間内にアーク検出信号が得
られた場合には、通常通りロボットを移動させて所定区
間の溶接を実行する。もし、待ち時間内にアーク検出信
号が得られなかった場合にはリトライ動作を開始する。
リトライ動作開始後は、経路Ｑ0 →Ｑ- →Ｑ+ →Ｑ0 →
・・・を辿るようロボット移動を継続させる。但し、リ
トライ動作実行中にアーク検出信号が得られた場合に
は、リトライ動作は中止され、通常のロボット移動が開
始される。設定されたリトライ回数（例：３回）が消化
されるまでアーク検出信号が得られなかった場合には、
アラーム信号を生成し、オペレータに報知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、ロボットにアーク溶
接用のトーチを搭載して溶接対象物に対するアーク溶接
作業を行なう際の制御方法に関し、特に、アーク未発生
現象の生起時に適切なリトライ動作を行なってアーク発
生効率を向上させる為の制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アーク溶接用のトーチを搭載したロボッ
ト（適宜、「アーク溶接ロボット」と言う。）を用いて
対象物に対するアーク溶接作業を行う際に、アーク未発
生現象が生じることがある。即ち、溶接用の電圧を供給
しながら溶接トーチを要溶接箇所に近接させても、正常
にアーク放電が開始されないことがある。アーク放電が
開始されていない状態でロボットを溶接線に沿って経路
移動させても、目的とする溶接作業が実行されないこと
は明らかである。

【０００３】このような事態を避ける為には、アーク未
発生現象が生じた時になんらかの方法によってアークの
発生を促し、アークを発生させてからロボットを溶接線
に沿って移動させる必要がある。このアークの発生を促
す為の動作は、一般にリトライ動作と呼ばれている。従
来より次のようなリトライ動作が知られている。

【０００４】（１）溶接開始時にアークが発生しなかっ
た場合に、溶接ワイヤの先端で溶接ワークの面上を引き
掻くことで、アーク未発生現象の原因となるスラグ等を
取り除いてアークの発生を促す方法。リトライ動作は、
通常、図１に示されているような経路動作を溶接トーチ
２を支持したロボット（アーム先端部１のみ図示）に行
なわせる方式で実行される。

【０００５】即ち、溶接ワイヤ３の先端４をワークＷの
表面に押し付けた状態でロボットを矢印で示したように
溶接開始点Ｐ1 からＰ'1まで移動させる動作をアークが
発生するまで繰り返す。アークが発生した時点でロボッ
トを一旦溶接開始点Ｐ1 まで戻し、要溶接区間Ｐ1 〜Ｐ
2 の溶接を実行する。

【０００６】（２）図２に示したように、ワイヤ供給機
５を用いて溶接ワイヤ３を出し入れすることによって、
ワークＷの表面に対する接近と離隔を繰り返すことでア
ークの発生を促す方法。溶接ワイヤ３の出し入れによる
リトライ動作は、通常、溶接開始点Ｐ1 に向かって溶接
ワイヤ３の先端４を接近させる動作（溶接ワイヤ３の送
り出し）と、接近点（ワークＷ面に接触させても良い）
から離隔させる動作（溶接ワーヤ３の引き上げ）を繰り
返す方式で実行される。リトライ動作が行なわれている
間、溶接トーチ２を支持したロボット（アーム先端部
１）自体は不動に保たれる。

【０００７】アークが発生した時点で、必要に応じて溶
接ワイヤ３の出し入れ調整を行い、更にロボットをＰ1
からＰ2 まで移動させ、要溶接区間Ｐ1 〜Ｐ2 の溶接を
実行する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】アーク発生効率の向上
は、アーク溶接システムを自動化する上で現在最も大き
な問題となっている課題である。この課題を解決する為
に、上記例示したような種々の試みがなされているが、
満足すべき結果が得られていないのが実状である。

【０００９】例えば、上記（１）の方法（図１参照）で
は、ロボットが移動中にもワイヤが供給される為、ロボ
ットが移動しているにも拘らずワイヤ先端が殆ど移動し
ない現象が発生し易い。このようなワイヤ先端の滞留現
象が発生すると、ワーク面を引き掻く動作が行なわれな
いので、当然、アーク発生を促す作用が弱くなる。

【００１０】また、上記（２）の方法（図２参照）で
は、ワイヤ供給機からの溶接ワイヤの出し入れに際して
ワイヤのたるみが発生し易く、ワイヤ先端がワーク面に
対して適正な接近／離隔運動を行なうようにワイヤ供給
機の制御を行なうことが困難であるという問題がある。
即ち、この方式には、リトライ機能の性能が、その機能
の中で制御する外部機器の性能によって左右されてしま
う為に、システムが本来有している能力が十分に生かさ
れていない欠点がある。

【００１１】

【問題点を解決するための手段】本願発明は、上記問題
点を解決する為に、アーク溶接ロボットにおけるアーク
未発生時の制御方法を提案したものである。この制御方
法は、その基本構成として、アーク溶接ロボットに支持
された溶接トーチにアーク未発生現象が生じた際のリト
ライ動作に関する条件を設定する段階と、前記ロボット
を制御する溶接トーチに溶接用の電力を供給する手段に
アーク発生指令を与える段階と、該アーク発生指令が与
えられた後にアーク発生を継続的に検出する段階と、前
記アーク発生の検出状況に基づいてアーク未発生現象の
発生を判定する段階と、アーク未発生現象の発生が判定
された場合に前記設定された条件に従ってリトライ動作
を開始させる段階、を含んでいる。

【００１２】そして、前記リトライ動作には、ロボット
に溶接対象物に対する接近運動と離間運動を交番的に行
なわせるロボット動作が含まれている。

【００１３】前記リトライ動作に関する条件として、好
ましくは、前記リトライ動作時のロボットの接近運動と
離間運動に関する距離、移動速度、及び制限回数を指定
する内容が含まれる。また、前記制限回数消化までアー
ク発生が検出されなかった場合には、アラーム信号を生
成することが更に好ましい。

【００１４】

【作用】本願発明によれば、溶接作業に先だって予めリ
トライ動作の内容を規定する条件設定が、例えば画面入
力によって行なわれる。リトライ動作に、ロボットに溶
接対象物に対する接近運動と離間運動を交番的に行なわ
せるロボット動作が含まれることが本願発明の基本的な
特徴である。

【００１５】従って、リトライ動作に関する条件として
設定される内容は、この交番的な接近運動／離間運動の
運動内容を規定するパラメータを指定する形式で行なう
ことが出来る。典型的には、接近運動と離間運動におけ
る移動距離、移動速度、及び制限回数を指定する内容が
含まれる。また、前記制限回数消化までアーク発生が検
出されなかった場合には、アラーム信号を生成すること
により、オペレータにアーク発生の不成功を報知し、以
後の適切な処置を促すことが出来る。

【００１６】本願発明の方法は、溶接ワイヤ供給機のよ
うな外部機器の動作によってリトライ動作を達成するの
ではなく、ロボット自身によってリトライ動作が実行さ
れるので、リトライ動作が正確且つ確実に行なわれ、そ
の結果、アーク発生効率が向上する。

【００１７】

【実施例】図３は、本願発明を実施する際に利用される
溶接ロボットシステム全体の構成を要部ブロック図で例
示し、更に、本実施例におけるロボットの教示経路を溶
接トーチ周辺部とともに記したものである。同図におい
て、符号１０はロボット制御装置で、マイクロプロセッ
サを含む中央演算処理装置（以下、ＣＰＵという。）１
１を備えている。ＣＰＵ１１にはＲＯＭからなるメモリ
１２、ＲＡＭからなるメモリ１３、不揮発性メモリ１
４、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）１５を備えた教示操作
盤１６、サーボ回路１８を経てロボット本体ＲＢに接続
されたロボット軸制御部１７、溶接ワイヤ供給機５と溶
接電源部６に接続された汎用インターフェイス（Ｉ／
Ｆ）１９が各々バスラインＢＬを介して接続されてい
る。

【００１８】ロボット本体ＲＢのアーム先端部１には、
溶接トーチ２が取り付けられている。溶接トーチ２に
は、溶接ワイヤ供給機５から溶接ワイヤ３が供給される
ととともに、溶接電源部６からは溶接電圧／電流が供給
される。溶接ワイヤ供給機５及び溶接接電源部６は周知
の構造と機能を有するもので、各々ロボット制御装置１
０からの指令を受けて動作する。溶接ワイヤ３の送り出
しは、溶接ワイヤ供給機５に内蔵された給送モータ（図
示省略）によって行われる。

【００１９】また、溶接電源部６は、ロボット制御装置
１０からのアーク開始指令を受けて溶接トーチ２へ溶接
電圧／電流を供給する一方、アークが実際に発生したこ
とを内部の検出回路で検出し、ロボット制御装置１０に
伝達する機能を有している。溶接電源部６のこのような
機能は周知であり、詳しい説明は省略する。なお、符号
４はワイヤ先端を表わし、符号Ｐ1 ，Ｐ2 は各々溶接開
始点と溶接終了点を表わしている。

【００２０】ＲＯＭ１２には、ＣＰＵ１１がロボット本
体１、溶接ワイヤ供給機５、溶接源部６及びロボット制
御装置１０自身の制御を行なう為の各種のプログラムが
格納される。ＲＡＭ１３はデ−タの一時記憶や演算の為
に利用されるメモリである。不揮発性メモリ１４には、
各種パラメータ設定値や溶接ロボットシステムの動作プ
ログラムが入力／格納される。

【００２１】ここでは、動作プログラムとして、図４に
示したものが作成され、不揮発性メモリ１４に位置デー
タと共に格納済みであるものとする。図３中に示した
「イチ［１］」〜「イチ［４］」は、この動作プログラ
ムにおける教示位置［１］〜［４］に対応している。従
って、次に説明するトライ動作を別にすれば、ロボット
の移動経路は、イチ［１］→イチ［２］→イチ［３］→
イチ［４］となる。

【００２２】更に、溶接トーチ２の先端（溶接ワイヤ３
の先端４）を原点（ツール先端点：ＴＣＰ）とするツー
ル座標系が、図示された座標軸の向きを以て設定されて
いるものとする。ツール座標系のＺ軸は、溶接トーチ２
の先端から基部に向かう方向に一致し、Ｘ軸の方向は、
溶接開始点Ｐ1 から溶接終了点Ｐ2 に向かう向きと１８
０度異なっている。Ｙ軸方向は、図上で垂直に手前側を
向いている。

【００２３】本実施例における以上の事項は、従来の溶
接ロボットシステムの構成、機能あるいは座標系設定条
件等について基本的に変わるところはない。しかしなが
ら、本実施例では、本願発明の特徴を反映して次の準備
が更になされている。

【００２４】（１）図５に示したようなリトライ条件設
定画面を教示操作盤１６に付設されたＬＣＤ１５の画面
上に表示させ、画面入力されたリトライ条件を不揮発性
メモリ１４に記憶させる為のプログラム及び関連設定値
がＲＯＭ１２あるいは不揮発性メモリ１４に格納されて
いること。

【００２５】（２）設定されたリトライ条件に従って、
リトライ動作を実行させる為のプログラム（図７〜図１
０にフローチャートを記載）が、不揮発性メモリ１４に
関連設定値と共に格納されていること。なお、この関連
設定値には、図７〜図１０に記したフローチャートにお
ける諸フラグ値（初期値）が含まれる。

【００２６】以上の前提の下で、アーク未発生時にはリ
トライ動作を行なう溶接作業の実行手順と処理内容につ
いて、以下順を追って説明する。

【００２７】先ず、教示操作盤１６を操作し、図５に示
したリトライ条件設定画面を教示操作盤１６に付設され
たＬＣＤ１５の画面上に表示させる。ここでは、リトラ
イ動作時におけるロボットの往復運動として図６に示し
たものを実行させる条件設定を、図５に示した画面で実
行する。

【００２８】図６に示したように、ロボットのリトライ
動作の開始点Ｑ0 は、図４に示した動作プログラム中で
イチ［２］で教示した点とする。イチ［２］は、ワーク
Ｗ上の溶接開始点Ｐ1 の直上近傍位置として教示されて
いる点である。リトライ動作開始後、リトライ動作継続
中のロボット移動経路は次のように定める。

【００２９】リトライ動作開始点Ｑ0 から先ず、溶接開
始点Ｐ1 に接近（場合によっては一致）した近接点Ｑ-
へ向い（接近移動）、近接点Ｑ- でＵターンしてリトラ
イ動作開始点Ｑ0 を通り遠隔点Ｑ+ まで移動する（離隔
移動）。遠隔点Ｑ+ から、リトライ動作開始点Ｑ0 を通
過し、再度近接点Ｑ- へ向う。以下、近接点Ｑ- でＵタ
ーンして同様の移動を最大で３回繰り返す。

【００３０】即ち、リトライ動作中にアークが発生せ
ず、リトライ動作が最後まで継続された場合のロボット
移動経路は、（Ｑ0 →Ｑ- →Ｑ+ ）→（Ｑ+ →Ｑ- →Ｑ
+ ）→（Ｑ+ →Ｑ- →Ｑ+ ）となる。なお、ここでは、
（）内の行程を１ストロークとして数えるものとする。
また、Ｑ0 Ｑ- ＝Ｑ0 Ｑ+ の長さをストローク長と呼ぶ
こととし、数値としては２ｍｍを設定することとする。
更に、往復運動についてのロボット移動速度（指令値）
を６０ｍｍ／ｓｅｃに設定することとする。

【００３１】図５には、以上のリトライ条件を設定する
画面入力内容が表示された状態が描かれている。図５に
示した画面において、１行目の「ストロークチョウ（ｍ
ｍ）」は、ロボットのリトライ動作におけるリトライ動
作開始点からの移動範囲をｍｍ単位で表わしており、上
記設定を希望するリトライ条件に合わせて、２ｍｍが画
面入力される。

【００３２】同様に、２行目の「リトライ回数」は、ロ
ボットのリトライ動作における往復運動の制限回数を表
わしており、３回が設定される。更に、３行目の「リト
ライソクド（ｍｍ／ｓｅｃ）」は、ロボットのリトライ
動作における往復運動の速度指令値を表わしており、６
０ｍｍ／ｓｅｃが設定される。

【００３３】図５に示した画面で設定されたリトライ条
件の下で、図４に示した動作プログラムの再生運転を行
なった場合の動作の概要を列記すれば次のようになる。

【００３４】１．ロボットは、イチ［１］からイチ
［２］へ、各軸移動の運動形式で移動する。

【００３５】２．ロボットがイチ［２］（＝Ｑ0 ）へ到
達後、ロボット制御装置１０はアーク発生指令を溶接電
源部２０に出力し、溶接電源部２０からアーク検出信号
が送られて来るのを待つ態勢に入る。

【００３６】３．指定された待ち時間内にアーク検出信
号がロボット制御装置１０に送られて来なかった場合に
は、リトライ動作を開始する。但し、指定された待ち時
間内にアーク検出信号がロボット制御装置１０に送られ
て来た場合には、通常通りロボットをイチ［３］へ移動
させながら、Ｐ1 〜Ｐ2 の溶接を実行し、更にイチ
［４］へロボットを退避させて１作業サイクルを終了す
る。

【００３７】４．リトライ動作開始後は、ツール先端点
（ＴＣＰ）が、上述したリトライ動作時の経路Ｑ0 →Ｑ
- →Ｑ+ →Ｑ- →Ｑ+ ・・・を辿るようロボット移動を
継続させる。この動作は、上記設定されたリトライ回数
（ここでは３回）が消化されるまで続行される。但し、
リトライ動作実行中にアーク検出信号がロボット制御装
置１０に送られて来た場合には、直ちにリトライ動作は
中止され、イチ［３］へ向かう移動を開始する。イチ
［３］へ移動する過程で、Ｐ1 〜Ｐ2 の溶接が実行され
る。更にイチ［４］へロボットを退避させて１作業サイ
クルを終了する。

【００３８】５．上記設定されたリトライ回数（ここで
は３回）が消化されるまでアーク検出信号がロボット制
御装置１０に送られて来なかった場合には、溶接開始を
断念して適宜アラーム信号を生成し、オペレータにＬＣ
Ｄ１５の画面、アラームブザー（図３中図示省略）等で
報知する。

【００３９】以上１．〜５．の態様でシステムを動作さ
せる為の処理内容の概要を図７〜図１０のフローチャー
トに示した。図７は、メインループ、図８はアーク命令
ループ、図９はリトライ実行ループ、そして図１０はリ
トライ動作中のアーク検出入力信号確認ループの各処理
の概要を各々表わしている。

【００４０】先ず、行完了フラグＦ１の初期値Ｆ１＝１
の状態でメインループの処理（図７）を開始させ、ステ
ップＭ１で行完了フラグＦ１＝１を確認する。そして、
行完了フラグＦ１を０に反転した上で（ステップＭ
２）、動作プログラム（図４参照）を１行読み込む（ス
テップＭ３）。読み込まれた行の命令文のカテゴリをス
テップＭ４〜ステップＭ６で判別する。

【００４１】第１行は、イチ［１］への移動命令である
から、ステップＭ４からステップＭ７へ進み、ロボット
をイチ［１］へ移動させる。移動が完了したら、行完了
フラグＦ１を０から１に反転させた上で（ステップＭ
９）、ステップＭ１へ戻る。そして、再びステップＭ
１、ステップＭ２を経てステップＭ３へ進み、動作プロ
グラムの次の１行（第２行）を読み込む。第２行は、イ
チ［２］への移動命令であるから、ステップＭ４からス
テップＭ７へ進み、ロボットをイチ［２］（図６ではＱ
0 ）へ移動させる。以下、前回同様にステップＭ９、ス
テップＭ１、ステップＭ２を経て、ステップＭ３へ進
み、動作プログラムの次の１行（第３行）を読み込む。

【００４２】今度は、アーク命令が読み込まれているの
で、ステップＭ５からステップＭ８へ進み、図８に記さ
れたアーク命令ループの処理（※Ａ）を実行する。アー
ク命令ループの処理では、先ず、アーク命令完了フラグ
Ｆ２をＦ２＝０に初期設定する（ステップＡ１）。そし
て、アーク命令がアーク開始命令であるか否かが判断さ
れる（ステップＡ２）。ここでは、動作プログラムの第
３行のアーク開始命令が読み込まれているので、ステッ
プＡ２からステップＡ３、ステップＡ４へ順次進み、ア
ーク発生信号ＷＤＯ１をオン状態とすると共に減算タイ
マーに予め定められた適当な待ち時間に相当する正の値
をセットする。

【００４３】アーク発生信号ＷＤＯ１がオン状態にされ
ると、溶接電源部２０から溶接トーチ２とワークＷの間
にアークを発生させる為の電圧が供給される。ステップ
Ａ４に続くステップＡ５は、アークの発生を確認するス
テップである。即ち、ステップＡ５では、アーク検出信
号がロボット制御装置１０に出力されるとオン状態とな
るアーク検出入力信号ＷＤＩ２のオン／オフ状態が確認
される。

【００４４】アークが発生するまではアーク検出入力信
号ＷＤＩ２はオフ状態であるから、ステップＡ５からス
テップＡ６へ進む。ステップＡ６では、ステップＡ４で
セットされた待ち時間の残余がステップＡ４でセットし
たタイマーの値で確認される。第１回目のステップＡ６
では、タイマー値はセットされた値のままであるから、
ステップＡ６からステップＡ７へ進む。ステップＡ７で
タイマー値を１減算したならばステップＡ５に戻り、ア
ーク検出入力信号ＷＤＩ２のオン／オフ状態を再度チェ
ックする。

【００４５】以下、ステップＡ５でアーク検出入力信号
ＷＤＩ２のオン状態が確認されるか、ステップＡ６でタ
イマーの値が０以下であることが確認されるまで、ステ
ップＡ５〜ステップＡ７が短い周期で繰り返される。

【００４６】以下、前者の場合（リトライ動作なし）と
後者の場合（リトライ動作実行）に分けて説明を行なう
こととする。 ＜予定された待ち時間内にアークが発生した場合＞この
場合には、その直後のステップＡ５でイエスの判断がな
され、ステップＡ９へ進んでアーク命令完了フラグＦ２
がＦ２＝１に反転される。次いで、ステップＡ１２でＦ
２＝１を確認した上で、メインループのステップＭ９へ
戻る（ステップＡ１３）。

【００４７】メインループのステップＭ９で行完了フラ
グＦ１を０から１に反転し、ステップＭ１へ戻る。そし
て、再びステップＭ１、ステップＭ２を経てステップＭ
３へ進み、動作プログラムの次の１行（第４行）を読み
込む。

【００４８】第４行は、イチ［３］への移動命令である
から、ステップＭ４からステップＭ７へ進み、ロボット
をイチ［２］からイチ［３］（溶接終了点Ｐ2 に対応し
た教示点）へ向けて移動させる。この過程で、アークが
発生している溶接トーチ２によって区間Ｐ1 〜Ｐ2 の間
の溶接が遂行される。

【００４９】次いで、ステップＭ９、ステップＭ１、ス
テップＭ２を経て、ステップＭ３へ再度進み、動作プロ
グラムの次の１行（第５行）を読み込む。

【００５０】第５行はアーク命令なので、ステップＭ５
からステップＭ８へ進み、図８に記されたアーク命令ル
ープの処理（※Ａ）に再度進む。先ず、アーク命令完了
フラグＦ２をＦ２＝０に初期設定し（ステップＡ１）、
アーク命令がアーク開始命令であるか否かが判断される
（ステップＡ２）。今度は、アーク終了命令が読み込ま
れているので、ステップＡ２からステップＡ１０、ステ
ップＡ１１へ順次進み、アーク発生信号ＷＤＯ１をオフ
状態とすると共にアーク命令完了フラグＦ２をＦ２＝１
に反転させる。

【００５１】次いで、ステップＡ１２でアーク命令完了
フラグＦ２＝１を確認した上でメインループのステップ
Ｍ９へ戻る。

【００５２】メインループのステップＭ９で行完了フラ
グＦ１を０から１に反転し、ステップＭ１へ戻る。そし
て、再びステップＭ１、ステップＭ２を経てステップＭ
３へ進み、動作プログラムの次の１行（第６行）を読み
込む。

【００５３】第６行は、イチ［４］への移動命令である
から、ステップＭ４からステップＭ７へ進み、ロボット
をイチ［３］からイチ［４］へ向けて移動させる。移動
が完了すると、ステップＭ９、ステップＭ１、ステップ
Ｍ２を経て、ステップＭ３へ再度進み、動作プログラム
の最終命令である「オワリ」が読み込まれる。従って、
ステップＭ４から、ステップＭ５、ステップＭ６を経て
処理が終了される。

【００５４】このように、予定された待ち時間内にアー
クが発生した場合には、リトライ動作は実行されず、再
生運転によって区間Ｐ1 Ｐ2 間の溶接作業が通常通りに
遂行される。

【００５５】＜予定された待ち時間内にアークが発生し
なかった場合＞この場合には、ステップＡ５でアーク検
出入力信号ＷＤＩ２のオン状態が確認されことなく、ス
テップＡ６でタイマーの値が０以下であるとの判断がな
され、ステップＡ６からステップＡ８へ進み、リトライ
実行ループ（※Ｂ）の処理が開始される。この時点にお
けるロボット位置（ツール先端点の位置）は言うまでも
なく、イチ［２］（図６中のＱ0 ）である。

【００５６】リトライ実行ループの処理（図９参照）で
は、先ず、リトライ完了フラグＦ３をＦ３＝０に初期設
定し（ステップＢ１）、次いで、リトライカウンタ値を
図５のリトライ条件設定画面で指定された回数を表わす
値（ここでは３）にセットする（ステップＢ２）。

【００５７】続くステップＢ３では、ロボットの往復運
動の行程を表わすインクリメンタル量を図５のリトライ
条件設定画面で指定されたストローク長（ここでは２ｍ
ｍ）を表わす値×（−１）にセットする。そして、ロボ
ットの往復運動の復路行程の完了を表わす復路完了フラ
グＦ４をＦ４＝０に初期設定する。この状態で、インク
リメンタル量を利用したインクリメンタル動作（ワーク
Ｗへの近接／離隔運動）が、アーク検出入力信号ＷＤＩ
２のオン／オフ状態を監視しながら実行される。その為
の処理ループ（※Ｃ）の概要は、図１０に記されてい
る。

【００５８】ステップＣ１では、インクリメンタル量で
指定されたＺ軸方向距離のロボット移動が開始される。
ロボットがリトライ動作開始点Ｑ0 から始動する段階で
は、ステップＢ３で、−２ｍｍのインクリメンタル量が
セットされているから、ロボットは、位置Ｑ0 から−Ｚ
軸方向に沿って近接点Ｑ- に向かって移動を開始する。
ロボット移動の為の処理（ステップＣ１）とアーク検出
入力信号の監視の為の処理（ステップＣ２以下は、短周
期で繰り返される。

【００５９】即ち、ステップＣ１に次いで、ステップＣ
２が実行され、アーク検出入力信号ＷＤＩ２のオン／オ
フ状態が確認される。

【００６０】以下、設定されたリトライ制限回数（ここ
では３回）以内にアーク開始に成功した場合と、不成功
に終わった場合に分けて説明する。便宜上、後者の場合
から説明する。

【００６１】［リトライ制限回数（３回）以内にアーク
開始がなされない場合］このケースでは、ロボットはス
テップＣ１の繰り返しを通してリトライ動作（ワークＷ
に対する接近／離間動作）を継続する一方、アーク検出
入力信号ＷＤＩ２はオフのままである。従って、ステッ
プＣ２における判断結果は毎回ノーである。ここでは、
リトライ動作開始時のロボットの移動方向は−Ｚ軸方向
であるから、ロボットは近接点Ｑ- を目標点として移動
する。

【００６２】ロボットは近接点Ｑ- に到達すると、ステ
ップＣ３でイエスの判断が初めてなされ、※Ｂのループ
のステップＢ６へ戻る（ステップＣ５）。

【００６３】この時、リトライ完了フラグＦ３はＦ３＝
０、復路完了フラグＦ４はＦ４＝０のままであるから、
ステップＢ６からステップＢ７、ステップＢ８へ進む。
ステップＢ８では、インクリメンタル量として設定され
たストローク長の２倍（ここでは、４ｍｍ）が設定され
る。更に、復路完了フラグの値を１に反転した上でステ
ップＢ５に進み、※Ｃのループへ戻る。

【００６４】※Ｃのループの処理は前回と同様である
が、今度はインクリメンタル量がストローク長の２倍
（４ｍｍ）に設定されているので、ロボットの移動方向
は近接点Ｑ- から遠隔点Ｑ+ へ向けて移動する。この過
程でアーク開始が検出されなければ、ステップＣ１→ス
テップＣ２→ステップＣ３→ステップＣ１・・の処理サ
イクルが繰り返され、ロボットはやがて離隔点Ｑ+ へ到
達する。

【００６５】ステップＣ５へ進んで、※Ｂのループのス
テップＢ６へ戻るが、今度は、リトライ完了Ｆ３はＦ３
＝０、復路完了フラグＦ４はＦ４＝１である。従って、
ステップＢ６にの続くステップＢ７の判断はイエスとな
り、ステップＢ１０へ進む。ステップＢ１０では、イン
クリメンタル量として設定されたストローク長の２倍を
符号反転したもの（ここでは、−４ｍｍ）が設定され
る。更に、リトライカウンタの値を１減算してから（ス
テップＢ１１）、リトライカウンタの値が０以下になっ
ていないか否かチェックする。

【００６６】リトライカウンタの初期設定値が３である
から、この時点におけるリトライカウンタ値は２で、ス
テップＢ１２の判断はノーである。そこで、再びステッ
プＢ４に戻り、復路完了フラグＦ４をＦ４をＦ４＝０に
反転した上で、ステップＢ５へ進み、※Ｃのループへ戻
る。

【００６７】※Ｃのループの処理は前回あるいは前々回
と同様であるが、今度はインクリメンタル量がストロー
ク長の２倍×−１（−４ｍｍ）に設定されているので、
ロボットの移動方向は遠隔点Ｑ+ から近接点Ｑ- へ向け
て移動する。この過程でアーク開始が検出されなけれ
ば、ステップＣ１→ステップＣ２→ステップＣ３→ステ
ップＣ１・・の処理サイクルが繰り返し、ロボットはや
がて近接点Ｑ- へ到達し、ステップＣ５へ進んで、※Ｂ
のループのステップＢ６へ再び戻る。

【００６８】以下、アーク開始検出検出入力がない限
り、同様に※Ｃと※Ｂのループが繰り返される。この過
程でロボットが※ＢのループのステップＢ１１を１回経
る毎にリトライカウンタ値が１づつ減算されて行く。ロ
ボットがリトライ開始点Ｑ0 から往復運動を開始し、Ｑ
0 →Ｑ- →Ｑ+ →Ｑ- →Ｑ+ →Ｑ- →Ｑ+ の経路を辿っ
た時点で、ステップＣ３からステップＣ５に進み、※Ｂ
のループへ戻ると、リトライ動作の続行が中止される。
即ち、ステップＢ６、ステップＢ７、ステップＢ１０を
経て、ステップＢ１１でリトライカウンタ値が１から０
に更新される。すると、続くステップＢ１２で初めてイ
エスの判断がなされ、ステップＢ１３へ進み、アラーム
信号が生成される。また、溶接電源のオフ、ロボットの
ブレーキ作動等必要な処理を行なった上でシステムの動
作と処理が停止される。

【００６９】［リトライ制限回数（３回）以内にアーク
開始がなされた場合］ロボットが、リトライ動作開始
後、且つ制限回数のリトライ動作を消化する前のいずれ
かの時点でアークが発生すると、直ちにアーク検出入力
信号ＷＤＩ２がオン状態となる。従って、その直後にお
けるステップＣ２における判断結果はイエスとなる。

【００７０】すると、ステップＣ４の処理が初めて実行
され、リトライ完了フラグＦ３はＦ３＝１に反転され
る。この状態でステップＣ５で※Ｂのループのステップ
Ｂ６へ戻ると、ステップＢ６における判断は当然イエス
となる。そこで、ステップＢ６からステップＢ１４へ進
み、※ＡのループのステップＡ９へ戻る。

【００７１】ステップＡ９では、アーク命令完了フラグ
Ｆ２がＦ２＝１に反転される。次いで、ステップＡ１２
でＦ２＝１を確認した上で、メインループのステップＭ
９へ戻る（ステップＡ１３）。

【００７２】メインループのステップＭ９で行完了フラ
グＦ１を０から１に反転し、ステップＭ１へ戻る。そし
て、再びステップＭ１、ステップＭ２を経てステップＭ
３へ進み、動作プログラムの次の１行（第４行）を読み
込む。

【００７３】第４行は、イチ［３］への移動命令である
から、ステップＭ４からステップＭ７へ進み、ロボット
をアークが発生した位置からイチ［３］に向けて移動さ
せる処理が開始される。但し、アークの検出遅れ、ＣＰ
Ｕ処理周期等の要因で若干のタイムラグがあるので、一
般には、アーク発生後も僅かではあるがロボットはリト
ライ動作を続行する可能性がある。

【００７４】以下の動作は、先に説明した「＜予定され
た待ち時間内にアークが発生した場合＞」の場合とほぼ
同様である。即ち、ロボットがアーク発生点からイチ
［３］へ向かって移動する過程で、アークが発生してい
る溶接トーチ２によって区間Ｐ1 〜Ｐ2 の間の溶接が遂
行される。

【００７５】次いで、ステップＭ９（行完了フラグＦ１
をＦ１＝１に反転）、ステップＭ１（Ｆ１値のチェッ
ク）、ステップＭ２（Ｆ１＝０に反転）を経て、ステッ
プＭ３へ再度進み、動作プログラムの次の１行（第５
行）を読み込む。

【００７６】第５行はアーク命令なので、ステップＭ５
からステップＭ８へ進み、アーク命令ループの処理（※
Ａ）に再度進む。アーク命令完了フラグＦ２をＦ２＝０
に初期設定し（ステップＡ１）、アーク命令がアーク開
始命令であるか否かが判断される（ステップＡ２）。今
度は、アーク終了命令が読み込まれているので、ステッ
プＡ２からステップＡ１０、ステップＡ１１へ順次進
み、アーク発生信号ＷＤＯ１をオフ状態とすると共にア
ーク命令完了フラグＦ２をＦ２＝１に反転させる。

【００７７】次いで、ステップＡ１２でアーク命令完了
フラグＦ２＝１を確認した上でメインループのステップ
Ｍ９へ戻る。

【００７８】メインループのステップＭ９で行完了フラ
グＦ１を０から１に反転し、ステップＭ１へ戻る。そし
て、再びステップＭ１、ステップＭ２を経てステップＭ
３へ進み、動作プログラムの次の１行（第６行）を読み
込む。

【００７９】第６行は、イチ［４］への移動命令である
から、ステップＭ４からステップＭ７へ進み、ロボット
をイチ［３］からイチ［４］へ向けて移動させる。移動
が完了すると、ステップＭ９、ステップＭ１、ステップ
Ｍ２を経て、ステップＭ３へ再度進み、動作プログラム
の最終命令である「オワリ」が読み込まれる。従って、
ステップＭ４から、ステップＭ５、ステップＭ６を経て
処理が終了される。

【００８０】このように、リトライ動作中にアークが発
生した場合にも、予定された待ち時間内にアークが発生
した場合と同様に、再生運転によって区間Ｐ1 Ｐ2 間の
溶接作業が遂行される。

【００８１】なお、上記実施例における変形として、リ
トライ中止時後の移動経路として、アーク検出信号を受
けた位置からイチ［３］へ移動する経路に直接入らず
に、一旦、イチ［２］あるいは他の適当な位置へロボッ
トを戻してからイチ［３］へ向かわせる経路を採用する
ことも考えられる。また、リトライ動作時の往復経路に
は種々のバイエーションが可能である。例えば、リトラ
イ動作開始位置Ｑ0 を遠隔点として、近接点Ｑ- との間
の往復運動を設定する方式としても良い。この場合の経
路は、Ｑ0 →Ｑ- →Ｑ0 →Ｑ- →・・・となる。

【００８２】

【発明の効果】本願発明によれば、溶接ワイヤ供給機の
ような外部機器の動作によってリトライ動作を達成する
のではなく、ロボット自身によってリトライ動作が実行
されるので、リトライ動作が正確且つ確実に行なわれ、
その結果、アーク発生効率が向上する。また、リトライ
動作の条件がロボット自身の運動内容を指定する形で行
なわれるので、リトライ動作の内容を状況に応じて柔軟
且つ正確に設定することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のリトライ動作の１つの例について説明す
る図である。

【図２】従来のリトライ動作の他の１つの例について説
明する図である。

【図３】本願発明を実施する際に利用される溶接ロボッ
トシステム全体の構成を要部ブロック図で例示し、更
に、本実施例におけるロボットの教示経路を溶接トーチ
周辺部とともに記したものである。

【図４】本実施例において作成されるプログラムの内容
を記した図である。

【図５】本実施例におけるリトライ条件設定画面を表わ
した図である。

【図６】本実施例におけるリトライ動作時のロボットの
運動内容にたういて説明する為の図である。

【図７】本実施例におけるメインループの処理の概要を
表わしたフローチャートである。

【図８】本実施例におけるアーク命令ループ（※Ａ）の
処理の概要を表わしたフローチャートである。

【図９】本実施例におけるリトライ実行ループ（※Ｂ）
の処理の概要を表わしたフローチャートである。

【図１０】本実施例におけるリトライ動作中のアーク検
出入力信号確認ループ（※Ｃ）の処理の概要を表わした
フローチャートである。

【符号の説明】

１ ロボットアーム先端部 ２ 溶接トーチ ３ 溶接ワイヤ ４ 溶接ワイヤ先端（ツール先端点） ５ 溶接ワイヤ供給機 １０ ロボット制御装置 １１ ＣＰＵ １２ メモリ（ＲＯＭ） １３ メモリ（ＲＡＭ） １４ 不揮発性メモリ １５ 液晶ディスプレイ（ＬＣＤ） １６ 教示操作盤 １７ ロボット軸制御器 １８ サーボ回路 １９ 汎用インターフェイス ＢＬ バス Ｐ1 溶接開始点 Ｐ2 溶接終了点 Ｑ0 リトライ動作開始点 Ｑ- 近接点 Ｑ+ 離隔点 ＲＢ ロボット Ｗ ワーク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アーク溶接ロボットに支持された溶接ト
   ーチにアーク未発生現象が生じた際のリトライ動作に関
   する条件を設定する段階と、 前記ロボットを制御する溶接トーチに溶接用の電力を供
   給する手段にアーク発生指令を与える段階と、 該アーク発生指令が与えられた後にアーク発生を継続的
   に検出する段階と、 前記アーク発生の検出状況に基づいてアーク未発生現象
   の発生を判定する段階と、 アーク未発生現象の発生が判定された場合に前記設定さ
   れた条件に従ってリトライ動作を開始させる段階とを含
   み、 前記リトライ動作には、ロボットに溶接対象物に対する
   接近運動と離間運動を交番的に行なわせるロボット動作
   が含まれていることを特徴とするアーク溶接ロボットに
   おけるアーク未発生時の制御方法。
2. 【請求項２】 前記リトライ動作に関する条件には、前
   記リトライ動作時のロボットの接近運動と離間運動に関
   する移動距離、移動速度、及び運動制限回数を指定する
   内容が含まれていることを特徴とする請求項１に記載さ
   れたアーク溶接ロボットにおけるアーク未発生時の制御
   方法。
3. 【請求項３】 前記リトライ動作に関する条件には、前
   記リトライ動作時のロボットの接近運動と離間運動に関
   する移動距離、移動速度、及び運動制限回数を指定する
   内容が含まれており、前記制限回数消化までアーク発生
   が検出されなかった場合には、アラーム信号が生成され
   ることを特徴とする請求項１に記載されたアーク溶接ロ
   ボットにおけるアーク未発生時の制御方法。