JPH1158007A - アーク溶接モニタ装置 - Google Patents

アーク溶接モニタ装置

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JPH1158007A
JPH1158007A JP9227274A JP22727497A JPH1158007A JP H1158007 A JPH1158007 A JP H1158007A JP 9227274 A JP9227274 A JP 9227274A JP 22727497 A JP22727497 A JP 22727497A JP H1158007 A JPH1158007 A JP H1158007A
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卓秀 平山
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信治 奥村
Keiichi Takaoka
佳市 高岡
Noriyuki Osawa
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロボットの動作軌跡、言いかえると、溶接ワ
ークの溶接線情報に対して、溶接電流、溶接電圧などの
検出データがどう対応しているか容易に把握できるアー
ク溶接モニタ装置を提供する。 【解決手段】 溶接電流および溶接電圧のうち少なくと
も一方を検出する手段４，５と、前記検出したデータを
保存する手段１４と、ロボットの動作軌跡を記憶する手
段１４と、前記手段で検出した溶接電流および溶接電圧
のうち少なくとも一方と、前記手段で記憶されたロボッ
トの動作軌跡をディスプレイ上で表示する手段１２とを
備え、そのディスプレイ上で表示された動作軌跡上で範
囲を設定してその範囲でのアーク溶接モニタ表示を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アーク溶接を監視
し、溶接品質の管理を行うアーク溶接モニタ装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、アーク溶接状態を監視するものと
しては、溶接中の溶接電流値・溶接電圧値を検出し、検
出データが予め設定された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が
ある。この方法には、特公平7-2275号公報がある。特公
平7-2275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、溶接電流又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およ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
備するアーク溶接モニタ装置が開示されている。この時
の、検出データの画面表示の一例を図３に示す。縦軸
は、溶接電流、溶接電圧、横軸は溶接時間を表してい
る。これは溶接時間に対する溶接電流、溶接電圧の変化
を示すグラフである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の溶接監
視装置を用いて溶接状態の監視した場合、図３に示すよ
うに溶接経過時間に対しての溶接電流および溶接電圧の
変化を捉えて溶接異常が発生したか認識できるが、ロボ
ットのどのプログラムを使用したのか、言いかえると、
どのような溶接ワークを溶接したのか把握することがで
きない。特に、アーク溶接ロボットを使用して複雑なワ
ークを溶接した場合、溶接監視装置により溶接異常を検
出しても、溶接ワークのどの位置でその異常が生じたの
か困難である。又、逆に、溶接ワークを観察して、溶接
不良を発見した場合、その時の溶接電流波形、溶接電圧
波形がどのような挙動であったのか解析したい場合があ
る。しかし、従来の溶接監視装置では、溶接ワークの選
択した範囲の溶接電流、溶接電圧データが、検出したデ
ータのどの部分を表しているのか不明瞭である。そこ
で、本発明は、ロボットの動作軌跡、言いかえると、溶
接ワークの溶接線情報に対して、溶接電流、溶接電圧な
どの検出データがどう対応しているか容易に把握できる
アーク溶接モニタ装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第１のアーク溶接モニタ装置は、アーク溶
接用ロボット制御装置において、溶接電流および溶接電
圧のうち少なくとも一方を検出する手段と、前記検出し
たデータを保存する手段と、ロボットの動作軌跡を記憶
する手段と、前記手段で検出した溶接電流および溶接電
圧のうち少なくとも一方と、前記手段で記憶されたロボ
ットの動作軌跡をディスプレイ上で表示する手段と、前
記検出したデータの前記ディスプレイ上で表示を行う範
囲を設定する手段とを、備えたことを特徴とするもので
ある。本発明の第２のアーク溶接モニタ装置は、前記検
出したデータの前記ディスプレイ上で表示を行う範囲を
設定する手段において、前記ディスプレイ上で表示され
たロボットの動作軌跡の部分を指定することにより設定
を行うことを特徴とするものである。本発明の第３のア
ーク溶接モニタ装置は、前記検出したデータの前記ディ
スプレイ上で表示を行う範囲を設定する手段において、
前記溶接電流又は溶接電圧のデータの範囲を指定するこ
とにより設定を行い、範囲設定箇所のロボットの動作軌
跡の部分をそれ以外の箇所とは異なる色で表示すること
を特徴とするものである。本発明の第４のアーク溶接モ
ニタ装置は、溶接異常判定条件設定手段と、前記溶接異
常判定条件設定手段により設定された条件と前記検出デ
ータを比較する比較器を有し、前記検出データを監視し
溶接異常判定を行って異常が発生した場合、溶接異常と
判断されたデータ範囲を動作軌跡上にそれ以外の範囲と
は異なる色を用いて表示することを特徴とするものであ
る。本発明の第５のアーク溶接モニタ装置は、前記検出
し、保存するデータは、溶接電流、溶接電圧以外に、各
種センサにより得られたデータであることを特徴とする
ものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施例
としてアーク溶接モニタ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、
３は図示していないロボットに取付けられたトーチ、１
２はモニタ装置である。以下、溶接実行と溶接電流・溶
接電圧の検出に関しての動作フローを説明する。母材１
０とトーチ３間に溶接機２より供給される電圧を印加す
ることにより、アークが発生し、トーチ３を運棒するこ
とで溶接ビードが形成される。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に入力されて高周波（ノイズ）成
分が除去され、Ａ／Ｄ変換器８、９により、ディジタル
値に変換されて、ロボット制御装置１内に取り入れられ
る。取り入れられた溶接電流値・溶接電圧値は、ＣＰＵ
１１により各種演算処理が施され、様々な溶接異常検出
アルゴリズムによりアーク状態の監視が行われる。又、
取り入れられた溶接電流値・溶接電圧値は、記憶部１４
に適宜保存される。ロボットの動作軌跡情報は、ロボッ
ト制御装置１内の軌跡位置検出部１３により取得され、
その情報は記憶部１４に保存される。
【０００６】第１の実施例では、記憶部１４に保存され
たロボット動作軌跡情報に基づき、モニタ装置１２のデ
ィスプレイ上にロボットの動作シミュレーションが行わ
れ、ロボット動作軌跡が表示される。又、同時に記憶部
１４に保存された溶接電流値・溶接電圧値が、モニタ装
置１２のディスプレイに表示される。これにより、溶接
電流、溶接電圧変化の観測だけでなく、溶接が行われた
ロボットの動作プログラムを確認でき、溶接ワークの溶
接線の形態を把握することができる。
【０００７】第２の実施例では、記憶部１４に保存され
たロボット動作軌跡情報に基づき、モニタ装置１２のデ
ィスプレイ上にロボットの動作シミュレーションが行わ
れ、ロボット動作軌跡が表示される。ロボットの動作軌
跡が表示されている時、ディスプレイ上で記憶部１４に
保存された溶接電流・溶接電圧データの画面表示範囲の
設定方法として、例えば、外部入力装置としてマウスを
使用する。検出データの変化を見たい動作軌跡の範囲
を、マウスによって指定することにより、その範囲の溶
接電流・溶接電圧データの内容が、モニタ装置１２のデ
ィスプレイ上に表示される。図４は、この時の画面表示
の一例を示している。図は、上段がロボットの動作軌跡
を表示しており、下段が溶接電流、溶接電圧の変化を表
示している。図中、ロボットの動作は、Ｓｔｅｐ１、Ｓ
ｔｅｐ２、Ｓｔｅｐ３、Ｓｔｅｐ４の順に動作し、Ｓｔ
ｅｐ１は溶接開始点、ｓｔｅｐ４は溶接終了点、Ｓｔｅ
ｐ２、Ｓｔｅｐ３は教示点を表す。ここで、Ｓｔｅｐ１
とＳｔｅｐ２間の太い線で描かれた範囲が、マウス等の
入力装置により選択された波形表示選択範囲を表す。こ
れにより、作業者は溶接ワークに対応した動作軌跡の範
囲を指定することで、容易に、溶接ワークの選択した箇
所の溶接電流・溶接電圧データの内容を把握できる。
【０００８】第３の実施例では、第２の実施例と同様、
記憶部１４に保存されたロボット動作軌跡情報に基づ
き、モニタ装置１２のディスプレイ上で動作シミュレー
ションが行われ、ロボット動作軌跡が表示される。又、
記憶部１４に保存された溶接電流・溶接電圧データもデ
ィスプレイ上に併せて表示される。ディスプレイ上に表
示された溶接電流・溶接電圧データのうち、ある範囲の
データが動作軌跡のどの部分に相当するのか把握したい
場合がある。そのような場合、例えば、溶接電流・溶接
電圧グラフ上にカーソルを表示し、それによりデータ範
囲を指定することにより、その範囲に相当する動作軌跡
箇所が、例えば、範囲外の色とは異なる色で表示され
て、溶接電流・溶接電圧データの選択範囲が動作軌跡の
どの箇所のデータであるか識別可能となる。図５は、こ
の時の画面表示の一例を示している。図は、上段がロボ
ットの動作軌跡を表示しており、下段が溶接電流、溶接
電圧の変化を表示している。図中、ロボットの動作は、
Ｓｔｅｐ１、Ｓｔｅｐ２、Ｓｔｅｐ３、Ｓｔｅｐ４の順
に動作し、Ｓｔｅｐ１は溶接開始点、ｓｔｅｐ４は溶接
終了点、Ｓｔｅｐ２、Ｓｔｅｐ３は教示点を表す。ここ
で、Ｓｔｅｐ１とＳｔｅｐ２間の太い線で描かれた範囲
が、図５下段のカーソルによって選択された範囲の溶接
電流・溶接電圧が得られた領域を表す。これにより、溶
接電流・溶接電圧データの挙動変化で、特異な箇所が見
つかった場合等、そのデータが動作軌跡すなわち溶接ワ
ークのどの部分であるのか容易に識別可能となる。
【０００９】第４の実施例は、第２および第３の実施例
にさらに、溶接異常判定処理部を追加し、溶接状態監視
を行う。溶接異常判定処理部の一実施例のブロック図を
第２図に示す。溶接異常の判定は、ロボット制御装置１
内にある溶接異常判定器２２によって行われる。溶接異
常判定器２２は、溶接異常判定条件設定器２４、比較器
２３、溶接異常判定結果出力器２５によって構成され
る。各種センサによって取得されたデータは、センサデ
ータ入力部２１に取り入れられる。取り込まれたデータ
は、比較器２３により、溶接異常判定条件設定器２４に
より予め設定された基準値と比較が行われる。もし、検
出データが前記基準値以内になければ、溶接異常判定結
果出力器２５により溶接異常発生情報を、記憶部１４に
保存する。又、同時に、異常が起こったとして外部警報
装置２６より外部に異常検出信号が出力される。なお、
溶接異常判定のアルゴリズムとしては、短絡回数、平均
溶接電流値、平均溶接電圧値などを利用すればよい。モ
ニタ装置１２での測定データの表示は、第２および第３
の実施例と同様、記憶部１４に保存されたロボット動作
軌跡情報に基づき、ディスプレイ上で動作シミュレーシ
ョンが行われ、ロボット動作軌跡が表示される。
【００１０】第５の実施例は、記憶部１４に保存された
溶接電流・溶接電圧データ等の各種データ、例えば、ワ
イヤ送給速度、ガス流量など、各種センサより得られる
情報についてもディスプレイ上に併せて表示するもので
ある。ディスプレイ上に表示された溶接電流・溶接電圧
データのうち、溶接異常と判定された箇所は、例えば、
正常な場合とは異なる色で表示される。又、動作軌跡に
ついても、溶接異常と判定された箇所は、正常な場合と
は異なる色で表示される。これにより、溶接電流・溶接
電圧データの挙動変化で、溶接異常と判定された箇所
が、そのデータのどの範囲であるか、又、動作軌跡すな
わち溶接ワークのどの部分であるのか容易に識別可能と
なる。
【０００９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、以
下のような効果がある。 溶接電流、溶接電圧データと、ロボット動作プログ
ラムが関連づけて記憶され、画面上に溶接電流、溶接電
圧変化だけでなく、溶接が行われたロボットの動作軌跡
が表示されるので、溶接電流、溶接電圧データがどの溶
接ワークに対応しているのか、又、溶接ワークの溶接線
がどのように教示されているのか、容易に把握すること
ができる。 画面上に表示された溶接電流、溶接電圧等のデータ
が、ロボットの動作軌跡のどの部分のデータ表示を行っ
ているのか確認ができるので、溶接状態の不安定な箇所
を特定し、溶接条件の変更およびロボットの溶接姿勢の
変更を行わなければならない箇所を把握でき、溶接品質
向上に貢献する。 溶接異常個所を特定できるので、溶接ワークの目視
による欠陥検出を実施する場合、溶接異常と判定された
箇所のみを行えばよい。 溶接ワークの指定した箇所の溶接電流、溶接電圧等
のデータの表示が行えるので、溶接欠陥箇所を目視によ
り発見した場合、その箇所の溶接電流、溶接電圧等の挙
動を把握することができ、アーク溶接現象の解明に役立
つ。 溶接電流、溶接電圧に限らず、例えば、ワイヤ送給
速度、ガス流量など、各種センサより得られる情報につ
いて監視可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すシステム概略図である。
【図２】本発明の実施例の溶接異常判定処理部の概略を
示す図である。
【図３】従来のアーク溶接モニタ装置によって、モニタ
上の画面に表示された溶接電流・溶接電圧の画面表示内
容である。
【図４】本発明のアーク溶接モニタ装置によって、モニ
タ上の画面に表示された溶接電流・溶接電圧・動作軌跡
の画面表示の一例である。
【図５】本発明のアーク溶接モニタ装置によって、モニ
タ上の画面に表示された溶接電流・溶接電圧・動作軌跡
の画面表示の一例である。
【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：ローパスフィルタ ７：ローパスフィルタ ８：Ａ／Ｄ変換器 ９：Ａ／Ｄ変換器 １０：母材 １１：ＣＰＵ １２：モニタ装置 １３：軌跡位置検出部 １４：記憶部 ２１：センサデータ入力部 ２２：溶接異常判定器 ２３：比較器 ２４：溶接異常判定条件設定器 ２５：溶接異常判定結果出力器 ２６：外部警報装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大沢 教之 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)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アーク溶接用ロボット制御装置のアーク
    溶接モニタ装置おいて、 溶接電流および溶接電圧のうち少なくとも一方を検出す
    る溶接電気信号検出手段と、 前記検出した溶接電気信号を保存するデータ保存手段
    と、 ロボットの動作軌跡を記憶する動作軌跡記憶手段と、 前記溶接電気信号検出手段で検出した溶接電流および溶
    接電圧のうち少なくとも一方と、前記動作軌跡記憶手段
    で記憶されたロボットの動作軌跡をディスプレイ上で表
    示する表示手段と、 前記表示を行う範囲を設定する表示範囲設定手段とを、
    備えたことを特徴とするアーク溶接モニタ装置。
  2. 【請求項２】 前記ディスプレイ上で表示されたロボッ
    トの動作軌跡の部分を指定することにより設定を行うも
    のである請求項１記載のアーク溶接モニタ装置。
  3. 【請求項３】 前記溶接電流又は溶接電圧のデータの範
    囲を指定することにより設定を行い、範囲設定箇所のロ
    ボットの動作軌跡の部分をそれ以外の箇所とは異なる色
    で表示するものである請求項１または２記載のアーク溶
    接モニタ装置。
  4. 【請求項４】 溶接異常判定条件設定手段と、前記溶接
    異常判定条件設定手段により設定された条件と前記検出
    データを比較する比較器を設け、前記検出データを監視
    し溶接異常判定を行って異常が発生した場合、溶接異常
    と判断されたデータ範囲を動作軌跡上にそれ以外の範囲
    とは異なる色を用いて表示することを特徴とする請求項
    １乃至３記載のアーク溶接モニタ装置。
  5. 【請求項５】 前記データ保存手段は、溶接電流・溶接
    電圧以外の、各種センサにより得られたデータも保存す
    るものであることを特徴とする請求項１乃至４記載のア
    ーク溶接モニタ装置。
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