JPH1133724A - 溶接線倣い制御方法 - Google Patents
溶接線倣い制御方法Info
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- JPH1133724A JPH1133724A JP21420897A JP21420897A JPH1133724A JP H1133724 A JPH1133724 A JP H1133724A JP 21420897 A JP21420897 A JP 21420897A JP 21420897 A JP21420897 A JP 21420897A JP H1133724 A JPH1133724 A JP H1133724A
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- JP
- Japan
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- welding
- detection signal
- relationship
- torch
- displacement
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 センシング動作の過渡状態の検出溶接電流を
把握し、適正なセンシング不感帯領域を設定することが
できる制御方法を提供する。 【解決手段】 溶接開始点を溶接線から強制的に一方の
板側に任意の距離分をずらすとともに溶接終了点を溶接
線から強制的に他方の板側に任意の距離分をずらして溶
接線に対して交差するように溶接を行うように溶接トー
チ３を変化させ、前記検出信号と前記溶接トーチ３の開
先中心からの変位量の関係を演算し、その関係よりセン
シング不感帯領域を設定する。
把握し、適正なセンシング不感帯領域を設定することが
できる制御方法を提供する。 【解決手段】 溶接開始点を溶接線から強制的に一方の
板側に任意の距離分をずらすとともに溶接終了点を溶接
線から強制的に他方の板側に任意の距離分をずらして溶
接線に対して交差するように溶接を行うように溶接トー
チ３を変化させ、前記検出信号と前記溶接トーチ３の開
先中心からの変位量の関係を演算し、その関係よりセン
シング不感帯領域を設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、開先幅方向に溶接
トーチをウィービングさせてアーク長及びワイヤ突き出
し長の変化に伴う電気的変化を検出し、溶接トーチの中
心を溶接線に正しく倣わせる溶接線倣い制御方法に関す
るものである。
トーチをウィービングさせてアーク長及びワイヤ突き出
し長の変化に伴う電気的変化を検出し、溶接トーチの中
心を溶接線に正しく倣わせる溶接線倣い制御方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】溶接トーチの中心を溶接線に倣わせる制
御装置として、溶接トーチを開先幅方向にウィービング
させて、アーク長及びワイヤ突き出し長の変化に伴う電
気的変化を利用したアークセンサが広く使用されてい
る。これは、ウィービング両端での溶接電流の差等を求
めることにより、ウィービング中心を開先中心に一致す
るように修正を行うものである。ところが、アークセン
サはアーク溶接現象を利用したセンサであるため、溶接
施工上の問題がセンシング性能の問題となり、又、設定
するパラメータが非常に多く、アークセンサおよび溶接
に関して精通した熟練者でなければ適正な設定を行えな
いという問題がある。これを解決する従来の技術として
は、特公平４−１３０６６号公報がある。この発明は、
ウィービング中心を溶接開先に対する所望の関係位置か
ら強制的に適宜距離変位させて、溶接トーチを適宜回数
揺動させ、この間における所望の関係位置にあるときの
検出溶接電流値と強制的に変位させた位置での検出溶接
電流値とからゲイン係数を演算し、このゲイン係数を用
いてウィービング中心の溶接開先に対する所望の関係位
置からの変位を修正するための制御量を演算するもので
ある。図２に示すように、溶接線から適宜距離変位させ
てその状態で数回ウィービングさせ、次に変位距離を変
えてその状態で数回ウィービングさせる動作を繰り返し
継続する。変位距離は、順にｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４と
し、変位のない時に検出した開先幅方向のセンシング情
報Ｉａ（＝ＩL −ＩR ）と変位のある場合の開先幅方向
のセンシング情報Ｉａ１、Ｉａ２、Ｉａ３、Ｉａ４を求
め、各変位に対するゲイン計数Ｇを次式で求めている。 Ｇｉ＝（Ｉａ−Ｉａｉ）／ｄｉ （ｉ＝１，２，３，
４，…） このゲイン係数より求めた修正量を用いて、センシング
動作を行っている。以上述べたように、特公平４−１３
０６６号公報は、ずれに対して定常状態での溶接電流と
溶接トーチの開先中心からの変位量の関係を示したもの
である。
御装置として、溶接トーチを開先幅方向にウィービング
させて、アーク長及びワイヤ突き出し長の変化に伴う電
気的変化を利用したアークセンサが広く使用されてい
る。これは、ウィービング両端での溶接電流の差等を求
めることにより、ウィービング中心を開先中心に一致す
るように修正を行うものである。ところが、アークセン
サはアーク溶接現象を利用したセンサであるため、溶接
施工上の問題がセンシング性能の問題となり、又、設定
するパラメータが非常に多く、アークセンサおよび溶接
に関して精通した熟練者でなければ適正な設定を行えな
いという問題がある。これを解決する従来の技術として
は、特公平４−１３０６６号公報がある。この発明は、
ウィービング中心を溶接開先に対する所望の関係位置か
ら強制的に適宜距離変位させて、溶接トーチを適宜回数
揺動させ、この間における所望の関係位置にあるときの
検出溶接電流値と強制的に変位させた位置での検出溶接
電流値とからゲイン係数を演算し、このゲイン係数を用
いてウィービング中心の溶接開先に対する所望の関係位
置からの変位を修正するための制御量を演算するもので
ある。図２に示すように、溶接線から適宜距離変位させ
てその状態で数回ウィービングさせ、次に変位距離を変
えてその状態で数回ウィービングさせる動作を繰り返し
継続する。変位距離は、順にｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４と
し、変位のない時に検出した開先幅方向のセンシング情
報Ｉａ（＝ＩL −ＩR ）と変位のある場合の開先幅方向
のセンシング情報Ｉａ１、Ｉａ２、Ｉａ３、Ｉａ４を求
め、各変位に対するゲイン計数Ｇを次式で求めている。 Ｇｉ＝（Ｉａ−Ｉａｉ）／ｄｉ （ｉ＝１，２，３，
４，…） このゲイン係数より求めた修正量を用いて、センシング
動作を行っている。以上述べたように、特公平４−１３
０６６号公報は、ずれに対して定常状態での溶接電流と
溶接トーチの開先中心からの変位量の関係を示したもの
である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、特公平４−
１３０６６号公報は、ずれに対して定常状態の溶接電流
と溶接トーチの開先中心からの変位量の関係を示したも
のであり、実際にセンシングが行われるような修正動作
を伴った過度状態の溶接電流の変化を述べていない。こ
のため、実際にセンシング動作時の修正が行われた場
合、溶接電流の溶接トーチの開先中心からの変位量に対
する挙動が異なり、前記した修正量を用いた場合正常な
センシングが行えない場合がある。又、ＣＯ2 溶接など
のように溶滴の移行が極めて不安定な溶接においては、
溶接電流の脈動が大きく、溶接トーチの開先中心からの
変位量に対する溶接電流の関係が演算通りには得られな
い。即ち、主としてウィービング両端部で発生しやすい
短絡により、本来の溶接電流・溶接電圧と溶接トーチの
開先中心からの変位量の関係とは異なった現象となる。
更に、実際の溶接時には、教示された溶接線と実溶接線
との位置関係が突然崩れることはなく、ほとんどの場合
は除々に近づいたり、離れたりするのが一般的である。
このことを考えれば、開先中心（実溶接線）に近づいた
り、又は開先中心から離れたりする際の電流又は電圧と
溶接トーチの開先中心からの変位量の関係を求めてやら
ないと適正なセンシング動作が実現不可能となる。又、
特公平４−１３０６６号公報では、修正を行わない不感
帯領域の設定などが行われていない。そこで、本発明
は、センシング動作の過渡状態の検出溶接電流を把握
し、適正なセンシング不感帯領域を設定することができ
る制御方法を提供することを目的とするものである。
１３０６６号公報は、ずれに対して定常状態の溶接電流
と溶接トーチの開先中心からの変位量の関係を示したも
のであり、実際にセンシングが行われるような修正動作
を伴った過度状態の溶接電流の変化を述べていない。こ
のため、実際にセンシング動作時の修正が行われた場
合、溶接電流の溶接トーチの開先中心からの変位量に対
する挙動が異なり、前記した修正量を用いた場合正常な
センシングが行えない場合がある。又、ＣＯ2 溶接など
のように溶滴の移行が極めて不安定な溶接においては、
溶接電流の脈動が大きく、溶接トーチの開先中心からの
変位量に対する溶接電流の関係が演算通りには得られな
い。即ち、主としてウィービング両端部で発生しやすい
短絡により、本来の溶接電流・溶接電圧と溶接トーチの
開先中心からの変位量の関係とは異なった現象となる。
更に、実際の溶接時には、教示された溶接線と実溶接線
との位置関係が突然崩れることはなく、ほとんどの場合
は除々に近づいたり、離れたりするのが一般的である。
このことを考えれば、開先中心（実溶接線）に近づいた
り、又は開先中心から離れたりする際の電流又は電圧と
溶接トーチの開先中心からの変位量の関係を求めてやら
ないと適正なセンシング動作が実現不可能となる。又、
特公平４−１３０６６号公報では、修正を行わない不感
帯領域の設定などが行われていない。そこで、本発明
は、センシング動作の過渡状態の検出溶接電流を把握
し、適正なセンシング不感帯領域を設定することができ
る制御方法を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ため、本発明の請求項１は、溶接トーチを開先幅方向に
ウィービングさせてアーク長及びワイヤ突き出し長の変
化に伴う電気的変化を検出し、その検出信号より溶接ト
ーチを溶接線に倣わせる溶接線倣い制御方法において、
溶接開始点を前記溶接線から強制的に一方の板側に任意
の距離分をずらすとともに溶接終了点を前記溶接線から
強制的に他方の板側に任意の距離分をずらして溶接線に
対して交差するように溶接を行うように溶接トーチを変
化させ、前記検出信号と前記溶接トーチの開先中心から
の変位量の関係を演算し、その関係よりセンサシング不
感帯領域を設定することを特徴とするものである。本発
明の請求項２は、前記検出信号と溶接トーチの開先中心
からの変位量の関係を表示することを特徴とするもので
ある。本発明の請求項３は、前記検出信号を移動平均値
としたものである。本発明の請求項４は、前記検出信号
を溶接電流とするものである。本発明の請求項５は、前
記検出信号を溶接電圧とするものである。
ため、本発明の請求項１は、溶接トーチを開先幅方向に
ウィービングさせてアーク長及びワイヤ突き出し長の変
化に伴う電気的変化を検出し、その検出信号より溶接ト
ーチを溶接線に倣わせる溶接線倣い制御方法において、
溶接開始点を前記溶接線から強制的に一方の板側に任意
の距離分をずらすとともに溶接終了点を前記溶接線から
強制的に他方の板側に任意の距離分をずらして溶接線に
対して交差するように溶接を行うように溶接トーチを変
化させ、前記検出信号と前記溶接トーチの開先中心から
の変位量の関係を演算し、その関係よりセンサシング不
感帯領域を設定することを特徴とするものである。本発
明の請求項２は、前記検出信号と溶接トーチの開先中心
からの変位量の関係を表示することを特徴とするもので
ある。本発明の請求項３は、前記検出信号を移動平均値
としたものである。本発明の請求項４は、前記検出信号
を溶接電流とするものである。本発明の請求項５は、前
記検出信号を溶接電圧とするものである。
【０００５】上記請求項１により、溶接トーチの開先中
心からの変位量に対する溶接電流の関係、溶接電流のば
らつき具合、センシング動作の過渡状態の溶接電流の挙
動変化などが把握でき、適正な不感帯領域の設定が簡単
に行えるため、安定したセンシング動作が容易に実現す
る。請求項２により、視覚的に、溶接トーチの開先中心
からの変位量に対する溶接電流の関係、溶接電流のばら
つき具合、センシング動作の過渡状態の溶接電流の挙動
変化などが理解でき、センシングに伴う溶接現象の変化
が把握できる。請求項３により、溶接電流のばらつきが
大きい場合においても、溶接トーチの開先中心からの変
位量に対する溶接電流の関係、溶接電流のばらつき具
合、センシング動作の過渡状態の溶接電流の挙動変化な
どが把握できる。
心からの変位量に対する溶接電流の関係、溶接電流のば
らつき具合、センシング動作の過渡状態の溶接電流の挙
動変化などが把握でき、適正な不感帯領域の設定が簡単
に行えるため、安定したセンシング動作が容易に実現す
る。請求項２により、視覚的に、溶接トーチの開先中心
からの変位量に対する溶接電流の関係、溶接電流のばら
つき具合、センシング動作の過渡状態の溶接電流の挙動
変化などが理解でき、センシングに伴う溶接現象の変化
が把握できる。請求項３により、溶接電流のばらつきが
大きい場合においても、溶接トーチの開先中心からの変
位量に対する溶接電流の関係、溶接電流のばらつき具
合、センシング動作の過渡状態の溶接電流の挙動変化な
どが把握できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。図１は、本発明の方法を適用するシステ
ムの概要を表すものであり、１はロボット制御装置、２
は溶接機である。なお、トーチ３が取り付けられたロポ
ットアームの駆動制御部（ロボット制御装置１の中にあ
る）等は公知であり、本図では直接関係しないところは
省略している。トーチ３は、図示しない溶接ロボット等
に取り付けられ、ウィービング動作を行いながら、治具
１０上に置かれたワークを溶接する。その時、電流検出
器４、電圧検出器５により、電流、電圧値が検出され、
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によりディジタル値に変換さ
れ、ロボット制御装置１に取り入れられる。取り入れら
れたデータは、演算器１３内で各種演算が行われ、その
結果を基にトーチ３の中心が溶接線の中心に一致するよ
うに制御される。溶接ロボット等を使って図３に示す被
溶接物を溶接する場合、図中、点Ａを溶接開始点、点Ｂ
を溶接終了点として教示する。請求項１の制御装置で
は、溶接開始点を溶接線から強制的に一方の板側に任意
の距離分をずらし、溶接終了点を溶接線から強制的に他
方の板側に任意の距離分ずらし、溶接線に対して交差す
るように溶接を行うように溶接トーチを変化させる。一
例として、図３で、溶接開始点を点Ａから点Ｃに強制的
に変位させ、溶接終了点を点Ｂから点Ｄに強制的に変位
させ溶接を行う。図３では、この時のウィービング中心
の軌跡は線分ＣＤで表され、溶接トーチはウィービング
動作を行いながら点Ｃから点Ｄに向けて溶接を行ってい
く。この時のウィービング両端の溶接電流差の変化を図
４に示す。図４は、重ね継手、板厚３．２ｔ、ＣＯ2 溶
接での実験結果である。図からわかるように溶接電流の
ばらつきが大きく、溶接トーチの開先中心からの変位量
に対する溶接電流は比例したものとなっておらず、溶接
トーチの開先中心からの変位量に対する溶接電流の関係
が一概に定義できない。このような場合、得られた溶接
電流をもとにゲイン係数から修正量を決定する方法で
は、溶接トーチの開先中心からの変位量を適正に推測す
ることは困難であり、安定した修正を行うことができな
い。
いて説明する。図１は、本発明の方法を適用するシステ
ムの概要を表すものであり、１はロボット制御装置、２
は溶接機である。なお、トーチ３が取り付けられたロポ
ットアームの駆動制御部（ロボット制御装置１の中にあ
る）等は公知であり、本図では直接関係しないところは
省略している。トーチ３は、図示しない溶接ロボット等
に取り付けられ、ウィービング動作を行いながら、治具
１０上に置かれたワークを溶接する。その時、電流検出
器４、電圧検出器５により、電流、電圧値が検出され、
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によりディジタル値に変換さ
れ、ロボット制御装置１に取り入れられる。取り入れら
れたデータは、演算器１３内で各種演算が行われ、その
結果を基にトーチ３の中心が溶接線の中心に一致するよ
うに制御される。溶接ロボット等を使って図３に示す被
溶接物を溶接する場合、図中、点Ａを溶接開始点、点Ｂ
を溶接終了点として教示する。請求項１の制御装置で
は、溶接開始点を溶接線から強制的に一方の板側に任意
の距離分をずらし、溶接終了点を溶接線から強制的に他
方の板側に任意の距離分ずらし、溶接線に対して交差す
るように溶接を行うように溶接トーチを変化させる。一
例として、図３で、溶接開始点を点Ａから点Ｃに強制的
に変位させ、溶接終了点を点Ｂから点Ｄに強制的に変位
させ溶接を行う。図３では、この時のウィービング中心
の軌跡は線分ＣＤで表され、溶接トーチはウィービング
動作を行いながら点Ｃから点Ｄに向けて溶接を行ってい
く。この時のウィービング両端の溶接電流差の変化を図
４に示す。図４は、重ね継手、板厚３．２ｔ、ＣＯ2 溶
接での実験結果である。図からわかるように溶接電流の
ばらつきが大きく、溶接トーチの開先中心からの変位量
に対する溶接電流は比例したものとなっておらず、溶接
トーチの開先中心からの変位量に対する溶接電流の関係
が一概に定義できない。このような場合、得られた溶接
電流をもとにゲイン係数から修正量を決定する方法で
は、溶接トーチの開先中心からの変位量を適正に推測す
ることは困難であり、安定した修正を行うことができな
い。
【０００７】本発明は、図４のような関係が得られた場
合、修正を行わない不感帯領域を設定することで、ある
変位量以上ずれた場合に修正を行うものとしている。例
えば、センシング動作による溶接線からの変位量の許容
範囲を０．５ｍｍ以内と設定すると仮定すると、不感帯
領域を−２０Ａから２０Ａに設定すると無意味なセンシ
ング動作による蛇行が防止できる。
合、修正を行わない不感帯領域を設定することで、ある
変位量以上ずれた場合に修正を行うものとしている。例
えば、センシング動作による溶接線からの変位量の許容
範囲を０．５ｍｍ以内と設定すると仮定すると、不感帯
領域を−２０Ａから２０Ａに設定すると無意味なセンシ
ング動作による蛇行が防止できる。
【０００８】また、測定結果をモニタ装置１２に表示す
るものであり、軌跡位置検出器１１により検出された溶
接トーチ位置と、検出溶接電流および検出溶接電圧を図
４のように表示することで、溶接作業者のセンシングに
関しての理解が深まる。
るものであり、軌跡位置検出器１１により検出された溶
接トーチ位置と、検出溶接電流および検出溶接電圧を図
４のように表示することで、溶接作業者のセンシングに
関しての理解が深まる。
【０００９】また、検出溶接電流あるいは検出溶接電圧
に移動平均処理を行い、図４に示すような関係を求める
ものである。移動平均を行うことで、データのばらつき
がある程度抑えられ、溶接トーチの開先中心からの変位
量に対する溶接電流の関係の概略を把握可能となる。
に移動平均処理を行い、図４に示すような関係を求める
ものである。移動平均を行うことで、データのばらつき
がある程度抑えられ、溶接トーチの開先中心からの変位
量に対する溶接電流の関係の概略を把握可能となる。
【００１０】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば溶接開
始点を溶接線から強制的に一方の板側に任意の距離分ず
らし、溶接終了点を溶接線から強制的に他方の板側に任
意の距離分ずらし、溶接線に対して交差するように溶接
を行うことで、溶接トーチの開先中心からの変位量に対
する溶接電流の関係、溶接電流のばらつき具合、センシ
ング動作の過渡状態の溶接電流の挙動変化などを把握で
き、適正なセンシング不感帯領域の設定が簡単に行える
ため、安定したセンシング動作が容易に実現できる。
始点を溶接線から強制的に一方の板側に任意の距離分ず
らし、溶接終了点を溶接線から強制的に他方の板側に任
意の距離分ずらし、溶接線に対して交差するように溶接
を行うことで、溶接トーチの開先中心からの変位量に対
する溶接電流の関係、溶接電流のばらつき具合、センシ
ング動作の過渡状態の溶接電流の挙動変化などを把握で
き、適正なセンシング不感帯領域の設定が簡単に行える
ため、安定したセンシング動作が容易に実現できる。
【図１】本発明を実施するためのシステムの概要を示す
図である。
図である。
【図２】従来の制御方法の一例を示す図である。
【図３】本発明の制御方法の一例を示す図である。
【図４】本発明の制御方法による溶接トーチの開先中心
からの変位量と溶接電波形を示す図である。
からの変位量と溶接電波形を示す図である。
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…治具、１１…軌跡位
置検出器、１２…モニタ装置、１３…演算器
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…治具、１１…軌跡位
置検出器、１２…モニタ装置、１３…演算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守田 隆一 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 (5)
- 【請求項１】 溶接トーチを開先幅方向にウィービング
させてアーク長及びワイヤ突き出し長の変化に伴う電気
的変化を検出し、その検出信号より溶接トーチを溶接線
に倣わせる溶接線倣い制御方法において、 溶接開始点を前記溶接線から強制的に一方の板側に任意
の距離分をずらすとともに溶接終了点を前記溶接線から
強制的に他方の板側に任意の距離分をずらして溶接線に
対して交差するように溶接を行うように溶接トーチを変
化させ、 前記検出信号と前記溶接トーチの開先中心からの変位量
の関係を演算し、その関係よりセンシング不感帯領域を
設定することを特徴とする溶接線倣い制御方法。 - 【請求項２】 前記検出信号と溶接トーチの開先中心か
らの変位量の関係を表示することを特徴とする請求項１
記載の溶接線倣い制御方法。 - 【請求項３】 前記検出信号は移動平均値であることを
特徴とする請求項１または２記載の溶接線倣い制御方
法。 - 【請求項４】 前記検出信号は溶接電流である請求項
１、２、または３記載の溶接線倣い制御方法。 - 【請求項５】 前記検出信号は溶接電圧である請求項
１、２、または３記載の溶接線倣い制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21420897A JPH1133724A (ja) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | 溶接線倣い制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21420897A JPH1133724A (ja) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | 溶接線倣い制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1133724A true JPH1133724A (ja) | 1999-02-09 |
Family
ID=16652031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21420897A Pending JPH1133724A (ja) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | 溶接線倣い制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1133724A (ja) |
-
1997
- 1997-07-23 JP JP21420897A patent/JPH1133724A/ja active Pending
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