JPS6037160Y2 - 溶接用ロボツトの位置検出回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、記憶再生型溶接用ロボット（以下、ロボット
と称す。

）の位置修正を行なう際に使用される位置検出回路に関
する。

（考案の背景） 従来、多量の同一ワーク（被溶接物）にアーク溶接を施
す場合、ロボットを用いて行なうことは周知の技術であ
る。

この種のロボットでは、溶接トーチ（以下、トーチと称
す。

）のワークに対する位置並びに動作は予め人力或いは数
示装置によりティーチングされ、これをロボット制御盤
中の記憶回路にデジタル信号として記憶させておき、プ
レイバック時にこのデジタル信号に従ってトーチの位置
決め並びに動作をさせるようになっている。

ところが、同一ワークに同一の溶接を施こす場合であっ
ても、現実には各ワーク毎に組立誤差があり、また各ワ
ークを固定するために用られるポジショナ−のトーチに
対する位置決め誤差等を生ずる。

したがつて、この種のロボットでは、個々のワークに対
するロボットの相対的な位置をその都度検出して、その
検出信号に基いて自動的にロボット本体、或いはポジシ
ョナの位置を修正することにより、トーチのワークに対
する適正溶接位置を得ている。

そして、その検出手段とし、先に本出願人により出願し
ている特願昭５３−３２８９７号発明や、特願昭５４−
１５４４１号公報に記載の発明において、トーチの電極
をセンサとして利用する手段が提案されている。

これは、トーチのまわりに新たに検出器具を装着させな
いで済むという点において優れているが、例えば、特願
昭５４−１５４４１号発明では、位置検出する際に、溶
接用電源とは別に高圧の検出用電源を設け、その電源を
利用して行なうものであり、しかも検出時と溶接時とで
トーチの電極に対して印加する電圧を切換える手段が必
要となる点において、検出装置全体からそれば依然とし
て簡略化、小型化することは困難である。

（考案の目的） 本考案は、溶接用電源の無負荷時電圧を利用して位置検
出を行ない得るようにした構造簡単且つ安価な位置検出
回路を提供することを主たる目的とし、その他、溶接用
電源の無負荷時電圧が変化しても検出感度が低下しない
位置検出回路を提供することを目的とするものである。

（実施例の説明） 第１図はロボットの全体をブロック的に示している。

第１図において、１はワークでポジショナ２の上部定位
置に固定している。

第１図のワークは隅肉開先のものであるが、種々の開先
のものを固定することができる。

３はトーチ駆動機構で、所定のアーム３ａ及び手首機構
３ｂを介してトーチ４を保持している。

このトーチ駆動機構３はトーチ４をワーク１の溶接線方
向Ｘ（第１図中紙面に対する直交方向）に沿って移動さ
せ得るとともに、溶接線方向Ｘに対して直交する任意の
平面における水平方向Ｙおよび垂直方向Ｚに自在に移動
させることができる。

上記トーチ４には、溶接ワイヤー５をその送給手段、例
えば正逆転可能な送給モータ６により供給するようにし
ている。

溶接ワイヤー５の送給や該ワイヤー、即ちトーチ４の電
極に印加すべき電流・電圧、その溶接に必要な条件は溶
接機制御盤７で制御するようにしている。

８はロボット制御盤で、トーチ駆動装置３の駆動すなわ
ちトーチ４の移動を制御している。

このロボット制御盤８には、人力或いは教示装置により
予めティチングした空間座標系ＸＹＺにおけるトーチ４
の溶接位置並びに動作をデジタル信号として記憶させ、
再生時にこの記憶させた信号を取り出し、公知のサーボ
制御を行なって、トーチを駆動するものである。

また、トーチ４の電極の電気的短絡（アース）等を検出
する電気検知器９の検出信号をロボット制御盤８に入力
して、トーチを適正位置に修正駆動させるための演算処
理を行なわせている。

従って、ロボット制御盤８には、フロッピーディスクの
ような記憶装置やマイクロコンピュータが内蔵されてい
る。

１０は溶接電源装置で、ロボット制御盤８からの指令に
基いて制御され、トーチ４の電極に対して適切な電圧、
電流を印加するようにしている。

次に、第２図について本考案に係る位置検出回路の一実
施例を説明する。

１１は溶接電源装置１０の一次側回路を構成しており、
その端子Ｕ、Ｖ、Ｗには三相交流電源が接続されており
、マグネットスイッチ１２をオンすると、二次側回路１
３に電圧が発生する。

二次側回路１３には、図示のように主サイリスタ１４が
合計６個設けられており、三相全波整流を行なっている
。

１５はダイオード、１６は限流抵抗で、これらは直列に
接続さて、主サイリスタ１４を含む全ての主サイリスク
に各々対応して並列に接続されている。

これらダイオード１５、限流抵抗１６は本考案に欠くこ
とのできない重要な要素であり、検出時にはトーチ４の
電極に無負荷電圧を印加し、また溶接ワイヤー５とワー
ク１とが接触した際に、該ワイヤー５に微小の電流しか
流れないようにしている。

また、１７は主リレーで、常時はオフになっているが、
これがオンされると主サイリスタ１４が作動状態となり
、トーチ４の電極に陽極側回路１８を介して所要の溶接
電圧等が印加される。

１９は安全用リレーで、これをオフにすることにより陽
極側回路１８の電圧はｏｖとなり、例えばロボット休止
時に人間が溶接ワイヤー５等に直接触れる場合があって
も感電しないように配慮している。

２０はリレーで、このリレー２０は実際にアーク溶接が
開始すると同時にオンするものであり、従ってトーチの
電極に実際に溶接電流が流れていない時には、リレー２
０はオフの状態に保持されている。

このリレー２０が無いと、陽極側回路１８と陰極側回路
２５との間に接続された溶接時の保持電流を確保するた
めの抵抗２１や、電圧計２２、電流計２３があるので、
無負荷電圧が発生すると抵抗２１、電圧計２２、電流計
２３に電流が流れ、その電圧降下によりトーチ４の電極
には二次側回路１３で発生した無負荷電圧よりも小さい
電圧が印加されることになり、その結果電気検知器９の
検出感度が低下する恐れがある。

そのためにリレー２０を設けて、検出時にはこのリレー
２０をオフにすることにより、二次側回路１３に発生す
る無負荷電圧を低下させずにトーチ４の電極に印加させ
て、検出感度の安定化を図っている。

次に、他の実施例を第３図について説明する。

ここで、第２図と同一符号は同一物を指しているので説
明並びに図面は一部省略する。

２４はサイリスタで、第２図々示のダイオード１５に代
えて設けられており、これは市販の溶接電源装置によっ
ては、無負荷電圧の可変のものがあるので、その可変無
負荷電圧に追従して、検出時にトーチ４の電極に該電圧
を印加できるようにしたものである。

またサイリスタ２４の主リレー１７“は常時閉接点で、
また主サイリスタ１４の主リレー１７′は常時開接点と
なるようにされており、相互に反転したスイッチ動作が
行なわれる。

また１９′は安全用リレーで、これは図示のように２個
のリレーが同期してスイッチ動作が行なわれるようにさ
れている。

（考案の作用効果） 次に第４図は、トーチ４の電極に印加される電圧の変化
を示している。

先ず、一次側回路１１のグネットスイッチ１２をオンし
た状態から操作例を第２，４図に基いて説明する。

検出前には、安全用リレー１０はオフの状態にあり、ト
ーチ４の電極には電圧が印加されていない。

そこで所定のプログラムにより、位置検出開始の信号力
殆ボット制御盤８（第１図参照）より出力されると、安
全用リレー１９がオンして、トーチ４の電極には所定の
無負荷電圧（２０Ｖ〜７０Ｖ）が印加され、トーチ４或
いは溶接ワイヤー５、またはポジショナ２を動作させて
所定の位置検出を行なう。

この時、溶接ワイカー５の先端がワーク１に接触すると
トーチ４の電極には電気的変化が起り、即ち、該電極の
短絡を電気検知器９により検出して、その検出信号を前
記ロボット制御盤８に入力して位置修正制御を行なう。

第４図において、Ａ、 Ｂは溶接ワイヤー５の先端がワ
ーク１に接触した時点を示しているが、その時トーチ４
の電極には、限流抵抗１６を経た電流が流れるために、
短絡しても溶接が開始されることはない。

このようにして位置検出、修正操作が完了すると、次に
溶接開始信号が出力されて、主リレー１７がオンと共に
、供給モータ６（第１図参照）が駆動され、溶接ワイヤ
ー５が伸長し始める。

この時安全用リレー１９をオフにするが、これは例えば
溶接終了時にオフにしてもよい。

そして溶接ワイヤー５がワーク１に接触すると、リレー
２０がオンになると同時にアーク溶接が開始され、トー
チ４の電極に印加される電圧は図示のような傾向を示す
。

このようにして所定のプログラムにより溶接作業が完了
すると、主サイリスタ１７、リレー２０は自動的にオフ
となり、トーチ４の電極に印加される電圧はｏｖとなる
。

以上のように本考案によれば、検出時に溶接電源装置の
無負荷電圧を有効に利用して行なうものであるので、従
来のような検出用電源を新たに設ける必要はなく、更に
、溶接時と検出時とに対応させてトーチの電極に印加す
る電圧を切換えるスイッチも不要となり、全体として装
置が簡略化、小型化でき、また更に、検出時には、陽極
側回路と陰極側回路とを切り離すことにより、二次側回
路に発生する無負荷電圧を低下させることなくして安定
した検出感度を得ることができ、また更に安全用リレー
を設けることにより、ロボット休止時にはトーチの電極
に電圧を何ら印加させるものでないので安全に作業を行
ない得るという実用上大きい効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を実施するための溶接用ロボットのブロ
ック図、第２図は本考案の一実施例を示す回路図、第３
図は他の実施例を示す回路図、第４図は本考案の作用を
示す図である。 １・・・・・・ワーク、２・・・・・・ポジショナ、４
・・・・・・溶接トーチ、５・・・・・・溶接ワイヤー
、９・・・・・・電気検知器、１４・・・・・・主サイ
リスタ、１５・・・・・・ダイオード、１６・・・・・
・限流抵抗、２４・・・・・・サイリスタ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ワークと溶接トーチを具備するロボット本体とを相対的
   に位置制御するようにした記憶再生型の溶接用ロボット
   において、ダイオードまたはサイリスタと限流抵抗とを
   直列に継ぎ、これを前記トーチの電極に流れる溶接電流
   を制御する主サイリスタに並列させて接続する他、前記
   トーチの電極の通電状態を検出する電気検知器を設けて
   成る溶接用ロボットの位置検出回路。