JPS61226181A - 自動溶接傚い装置における傚い制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶接ロボット等の自動溶接倣い装置において
、溶接電流の大きさにより軌道修正信号を有効又は無効
として異常個所における誤った倣い動作をキャンセルす
る方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、消耗電極式アーク溶接機で第４図に示すような隅
肉溶接を行う場合、ウィービング運動する溶接トーチ１
を搭載した台車を開先線に沿って走行させているが、台
車がワーク２の開先線に沿って正しく走行しないときは
溶接部３が偏って溶接される。

この問題点を除去するため、溶接トーチ先端のウィービ
ングの中心が溶接線から偏った場合、ウィービング両端
における溶接電流又は電圧が異なったものとなることを
利用し、溶接トーチｌを溶接線に対し、ウィービング方
向に水平に移動させる揺動アクチュエータを設け、これ
を前記ウィービング両端での検出値の差が０になるよう
に制御して左右にずれのない溶接ビードが得られるよう
にし、またその検出値が常に一定になるように上下方向
（消耗電極方向）に上下駆動アクチュエータを制御する
溶接線自動追従倣い制御装置が提案されている。

第５図はこの溶接線自動追従倣い制御装置の構成を示す
ブロック図であり、１１は溶接ロボット、１２はロボッ
ト制御システム、１３は前記溶接ロボット１１に取り付
けられる溶接トーチ１によって溶接を行なう溶接機、１
４は溶接電流を検出する電流検出器、１５はこの電流検
出器１４により検出された溶接電流値により溶接ロボッ
ト１１に上下、左右方向の修正信号を発生するアーク・
センサーユニットである。

なお、この明細書及び図面において左右方向及び上下方
向とは、第４図に示すように、ウィービングの両方向及
び溶接トーチの中心軸線に沿う進退方向のことを言い、
それぞれ、Ｌ　（ＬＥＦＴ）。

Ｒ（且ＩＧＨＴ）、Ｕ　（旦Ｐ）、Ｄ（旦０ＷＮ）で表
すことにする。

また第６図はウィービング動作を行なう溶接トーチ先端
の軌跡を示したものであり、Ｐ　Ｌｌｌ　　Ｐ　ｔｘ・
・・はウィービングの左端点、Ｐ□、Ｐ□・・・はウィ
ービングの右端点、Ｐｃ１．Ｐｃ＠・・・はウィービン
グの中央点、Ｐ、は溶接開始点、Ｐ。

は溶接終了点である。

前記アーク・センサーユニット１５の詳細図が第７図で
ある。この図において、前記電流検出器１４により検出
された溶接電流値は、ローパスフィルタ２０により高調
渡分が除去され、これよりウィービングの左端点、右端
点及びウィービングの中央点における電流値がそれぞれ
サンプルホルダー２１．２２．２３によってサンプリン
グされる０次に左端点と右端点の電流サンプリング値の
偏差をとり、次の修正信号発生ブロックによって、ある
一定値以上の偏差があったときにその符号によりＬＲの
軌道修正信号を発生する。また、ウィービングの中央点
における電流サンプリング値は、電流指令値との偏差を
とって一定以上の偏差があったときにその符号によりＵ
Ｄの軌道修正信号を発生する。

このような構成の従来の溶接線自動追従倣い制御装置で
は、溶接ロボットにウィービング動作を行わせる場合、
アークセンサ側でウィービング両端での溶接電流差及び
ウィービング中央での溶接電流と設定電流との差により
、各々Ｌ、Ｒ，，Ｕ。

Ｄ方向における修正信号（これらをそれぞれＳＬ。

Ｓヮ、Ｓｕ、Ｓｓとする）を出力していたが、その際、
各々の偏差に対して定量的な情報が修正信号に反映され
ていない、従って、ある一定偏差以上ある場合について
は偏差の大小にかかわらず、同じ修正信号で同じ修正動
作を行なってしまう。

このことを、第８図に基づいて詳細に説明すると、第８
図（ａｌに示されているように、トーチ先端がＰＬｌと
Ｐ＋＋ｚ（ｉは１以上の整数）を両端とする左右方向の
ウィービング動作を行なったときに、同図中）に示すよ
うに溶接電流が変化したとすると、これをローパスフィ
ルタを通して検出電流ＩＬｉ。

Ｉｍｔ（同図ｔｃ＋　）が得られる。　Ｌ、　Ｒ方向の
修正信号は、ＬＲ方向の電流の基準値を■７とすると、
下記の電流比較により作られる。

この判定式において、（Ｉｔｉ−１□）−ΔＩ。

とすると、ΔＩＦくくＩＦ＋　　ΔＩＦ＞＞ＩＰのとき
も同様にＳＬ信号、Ｓ、信号を出力しており、これでは
、電流偏差の量に無関係で倣い動作を行なってしまうと
いう問題があワた。

この、ΔＩＦく（ＩＦ＋　　Δ■、〉〉夏、となる現象
は、溶接線上に仮付、隙間等の異常箇所があった場合に
現れ、溶接トーチ自体の軌跡のずれは無いのであるが、
この一時的な異常箇所について、上記の修正信号発生の
ための判定式による修正信号を用いて修正を行なえば、
溶接トーチはＬ方向及びＤ方向（またはＲ方向及びＵ方
向）に軌道修正され、本来の溶接線から離れることにな
る。従って、異常箇所での修正信号をを効として修正動
作を行うと本来の溶接線から離れてしまい、安定した倣
い動作を行うことができなくなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の方法では、溶接線上に仮付、隙間等の短区間の異
常箇所があって過大電流、過小電流が発生した場合にこ
れを軌道修正信号と判断してしまい、倣い動作が不安定
になる。

即ち、仮付箇所では一般的には過大電流となり、修正動
作はＵ方向に働き、本来の溶接線から離れ、仮付箇所を
通過後も装定区間離れた状態で溶接が行われ、溶接の溶
は込みが浅くなってしまう、また、隙間箇所では一般的
には過小電流となり、修正動作はＤ方向に働き、本来の
溶接線に突っ込むようになり、ワークに穴、溶は落ちが
発生する。

以上のように、仮付、隙間箇所近傍で溶接上著しく溶接
品質が劣化するとともに動作も不安定になる。

本発明は、このような従来の問題点を解決し、安定した
倣い動作を行わせることを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、アークセンサ側でリアルタイムにウィービン
グの両端の電流差及びウィービング中央での電流と設定
基準電流との偏差を見て、設定偏差以上、以下の検出の
場合は修正信号とともに偏差オーバー信号を出力させ、
コントローラ側で後者の信号をもとに修正信号を有効、
無効とすることを特徴とするものであり、これにより上
記問題点を解決したちのである。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

第１図は、本発明による修正信号発生ブロックを示すも
のであり、第７図のブロック２４と置き換えたものに相
当する。

本発明では、従来通り、隙間、仮付等がないワークに対
して、アークセンシング動作を任意回数実行して、その
際のウィービングの両端の偏差、ウィービング中央での
設定基準値との偏差について各々の平均をとり、最大偏
差δ、１０．δ′、□。

最小偏差δ、直１．δ′、直、を求める。

また、対象ワークに対して、教示された溶接線と実際の
溶接線のズレ量を割り出し、その時の偏差を求める（δ
１．δ′１）。

以上のδ□、、δ′、□、δ５ｉｌｌ＋　δ′、１の偏
差をセンシング区間中に任意に設定を行い、各々の偏差
以上、以下を検出して修正信号（Ｓ　Ｌ、　Ｓ　ｍ。

Ｓ　Ｌｌ＋　Ｓ　ｅ　）と共に、偏差オーバ信号（Ｕ　
Ｄ　ｕｒｖｔｍ。

Ｕ　Ｄ　ＬＯＭＩＥｌｌｂ　Ｌ　ＲＩＩＰＦ！ｍｌ　Ｌ
　ＲＬｏｕｔｍ　）をアークセンサ側で出力する。

第２図は、上記処理方法を示すタイムチャートであり、
（ａ）はトーチ先端の挙動を示しており、伽）はワーク
ずれのない場合の溶接電流、（Ｃ）は実際のワークでの
溶接電流を示している。

第２図（０）において、ＰＨ１点では最小基準値δ′３
よりも小さい溶接電流が見られる。この時、修正信号Ｓ
、が出力されるが、それと共に偏差オーバ信号Ｕ　Ｄ　
Ｌｏｕｔｍ　も出力される。

更に、ＰＩｌＪ点においては、最大基準値δ、よりも大
きい溶接電流が見られ、この時、修正信号ＳＬ及びＬＲ
ｕｐｖ。信号が出力される。

これらの信号をロボットコントローラ側で入信して、下
記の条件で処理を行う。

■偏差オーバ信号とは無関係で、修正信号のみで処理を
行う。

■偏差オーバ信号のいずれか入信していれば、その回の
修正信号、Ｓｏ　、　　Ｓｓ　、　　ＳＬ　、Ｓｍを無
視して倣い動作を行わない。

■偏差オーバ信号のＵＤＩＩＰ？。、ＵＤＬ＠□、のい
ずれか入信していれば、その回の修正信号Ｓｕ。

Ｓ９を無視して倣い動作を行う。

■偏差オーバ信号のＬ　ＲＩＩＰＦＥＩＩ　Ｌ　ＲＬ＠
ＩＩＩＥｍのいずれか入信していれば、その回の修正信
号ＳＬ。

Ｓ、を無視して倣い動作を行う。

■偏差オーバ信号のＵ　Ｄ　ＬＩＰＦＫＩＩ　Ｕ　Ｄ　
Ｌｏｗｔｍのいずれか入信していれば、その回の修正信
号Ｓｕ。

Ｓ、を無視し、Ｌ　ＲＩＩＰＦＥＩＩ　Ｌ　ＲＬｏｗｔ
ｍのいずれか入信していれば、その回の修正信号ＳＬ。

Ｓｌを無視して倣い動作を行う。

■偏差オーバ信号のＵＤＩＩＰＦ□又はＬＲＯＦＦＥＩ
が入信であれば、溶接条件を変更する。

１）１！流を下げる。又は ｉｉ）溶接速度を上げる。

■偏差オーバ信号のＵＤＬｏ、！ｌ又はＬ　ＲＬｏｗｔ
＋＋が入信であれば、溶接条件を変更する。

ｉ）電流を上げる。又は、 ｉｉ）溶接速度を下げる。又は、 ｉｉｉ　）電流を上げて、ウィービングの振幅を大きく
する。

以上、７つの処理があるが、これらはセンシング区間で
任意に選択可能である。

処理フローを第３図に示す、同図において、サブルーチ
ンＡにおける■〜■は上記の処理に対応するものである
。

〔発明の効果〕

上述したように本発明によれば下記の効果を奏する。

■溶接線上に隙間が存在した場合、偏差オーバ信号を用
いて隙間を認識して、隙間に入り込まずに溶は落ち、破
れ等のない安定した品質の溶接が可能となり、更に隙間
を埋めることも可能となる。

■溶接線上に仮付が存在した場合、仮付による誤った倣
い動作をせずに安定化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第り図は本発明の修正信号発生ブロックの構成を示すブ
ロック図、第２図は本発明における電流変化と修正信号
／偏差オーバ信号の関係を示すタイムチャート、第３図
は偏差検出における倣い動作の処理フローチャート、第
４図は本発明に係る倣い動作における修正方向成分を示
す説明図、第５図はアークセンサシステムのブロック図
、第６図はウィービング動作を行なう溶接トーチ先端の
軌跡を示す説明図、第７図は従来のアークセンサユニッ
トのブロック図、第８図は従来の修正信号発生方法を説
明するためのタイムチャートである。 １：溶接トーチ ２：溶接ワーク ３：溶接部 特許出願人　　株式会社安川電機製作所トコタ自動車株
式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶接トーチを、溶接線に対しウィービング方向に水
   平に移動させる揺動アクチュエータと、溶接トーチの中
   心軸線に対して前後駆動する上下駆動アクチュエータと
   を設け、前記ウィービング両端における溶接電流検出値
   の差が０になるように左右修正信号を出力して前記揺動
   アクチュエータのウィービングの中心位置を制御し、か
   つウィービング中心における溶接電流検出値と設定値の
   差が０となるように上下修正信号を出力して前記上下駆
   動アクチュエータにより溶接トーチの中心軸線方向の位
   置を制御する自動溶接倣い装置において、 溶接電流を検出するアークセンサ側でリアルタイムにウ
   ィービングの両端の電流差及びウィービング中央での電
   流と設定基準電流との偏差を見て設定偏差以上、以下の
   検出の場合は修正信号と共に偏差オーバ信号を出力させ
   て、コントローラ側で後者の信号をもとに修正信号を有
   効、無効とすることを特徴とする自動溶接倣い装置にお
   ける倣い動作のキャンセル方法。 ２、上記の偏差オーバ信号を用いて、設定偏差以上の場
   合はコントローラ側で溶接機側への電流指令を減少させ
   、以下であれば電流指令を増大させるようにした特許請
   求の範囲第１項記載の自動溶接倣い装置における倣い動
   作のキャンセル方法。 ３、上記の偏差オーバ信号を用いて、設定偏差以上では
   コントローラ側で揺動アクチュエータの速度を上昇して
   溶接速度を上昇させ、以下では溶接速度を下降させるよ
   うにした特許請求の範囲第１項記載の自動溶接倣い装置
   における倣い動作のキャンセル方法。