JPS6178572A - 自動ア−ク溶接における位置ずれ検出方法 - 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１ 本発明は自動アーク溶接に１１月）る位置ずれ検出方法
、特に予め設定されたティーチング溶接ラインと実際の
溶接ラインとのＩＱＮずれを検出する方法の改良に関す
る。

Ｃ従来の技術１ 従来より、例えばティーチングプレイバック方式を採用
し、予め所定の溶接ラインをコンピュータ等にティーチ
ングする自動アーク溶接方法が周知であり、この溶接方
法によれば、設定されたティーチング溶接ラインに沿っ
てトーチを移動しワークの溶接を自動的に行うことがで
きることから、例えば自動車の溶接工程及びその他の大
量生産ラインにおける繰返し溶接に幅広く用いられてい
る。

ところで、このようなティーチング溶接ラインに沿った
アーク溶接を良好に行うためには、溶接の対象となるワ
ークの実際の溶接ラインが、予め定められたティーチン
グ溶接ラインと一致するようにワークを正確に位置決め
することが必要とされる。

しかし、実際上、ワークそのものの寸法誤差、アーク溶
接時の熱歪み、ワークを位置決めする冶具の誤差等に起
因して、ティーチング溶接ラインに対するワーク設置位
置の位置ずれが発生することは避けられｆｌこのように
してワークの位置ずれが発生すると、ワークに対する溶
接位置そのものがずれてしまい溶接不良、最恕の場合に
はワーク自体の溶接が全く行われなくなるという溶接欠
陥が発生する。

このため、従来このようなワーク設置位置の位Ｉｆｔ’
Ｌ検出方法として、ウィービング法が採用されている。

このウィービング法は、溶接ワイヤを溶接ラインと直交
する方向に所定振幅で交互に往１０走査させるウィービ
ングを行い、溶接ラインを日うようにしてワークのアー
ク溶接を行うものである。この方法によればウィービン
グ時における溶接電圧及び溶接電流の位相ヂれからワー
クの位置ずれを検出することができる。

［発明が解決しようとするｒｎ１題点］従来の問題点 ところで、このようなウィービング溶接は、単位距離当
りに発生する熱量が極めて大きい。これにもかかわらず
、従来のウィービング法によれば、溶接ラインを中心と
してその両方向に溶接ワイヤを所定振幅で交互に往復走
査しているため、ティーチング溶接ラインに沿って位置
決めされたー・対のワークの一方が薄板の場合にはこの
ウィービング時に発生する熱により薄板側のワークが溶
は落らてしまうという欠点があった。

特にこのようなウィービング法は、一方のワークが５〜
７ｍｇ＋以下の薄板の場合には、前述したワークの溶は
落ちが簡単に発生するために全く用いることができず、
その有効な対策が望まれていた。

また、このような従来のウィービング法によれば、ティ
ーチング溶接ラインに沿って常に一定振幅で溶接ワイヤ
を往復走査しているため、アーク溶接を行う一対のワー
クのうちいずれか一方の幅がウィービングの振幅を下回
った場合には、ウィービング時のアーク走査が該ワーク
の端部からその外側に外れてしまう。そして、アーク走
査がワークの端部を通過する際、実際の溶接ライン位置
と同様なアーク変化が発生し１、ワークの位置ずれを正
確に検出することができないという欠点があった。

発明の目的 本発明ｃｌこのような従来の課題に鑑み為された乙ので
あり、その目的は、アーク溶接される一対のワークいヂ
れか一方が薄板の場合でも該ワークとティーチング溶接
ラインとの位置ずれを正確に検出づることができ、しか
も前記一対のワークのいずれか一方の幅が狭い場合であ
ってらそのワークとティーチング溶接ラインとの位置ず
れを正確に検出する位置ずれ検出方法を提供することに
ある。

［問題点を解決するための手段］ 旬記目的を達成するため、本発明の方法は、一方のワー
ク表面と平行にかつティーチング溶接ラインと交差する
方向に溶接ワイヤの往復アーク走査を行い、該Ｕ復アー
ク走査を前記一方のワーク側から他方のワーク側へ順次
近接するように繰返して行う。

そして、この往復アーク走査時に発生するアークの変化
に基づき、ティーチング溶接ラインとワークの実際の溶
接ラインとのずれ幅を検出する。

［作用］ 従って、本発明の方法によれば、前記往復アーク走査を
厚板側のワークから薄板のワークへ順次近接するように
繰返して行うことにより、アーク溶接される一対のワー
クの一方が薄板の場合でも、薄板ワークの溶は落ちを引
き起すことなくワークの実際の溶接ラインとティーチン
グ溶接ラインとのずれ幅を正確に検出することができる
。

また、本発明の方法によれば、アーク溶接される一対の
ワークのうち片方の幅が極めて狭い場合であっても、一
方のワーク側からこの幅狭のワーク側へ前記往復アーク
走査を順次近接するように繰返して行うことにより、ワ
ークの実際の溶接ラインとティーチング溶接ラインとの
ずれ幅を正確に検出げることがでさる。

［実施例１ 次に本発明の好適な実施例を図面に基づき説明する。

第２図には本実施例にＪヌいて用いられる自動アーク溶
接技１εが示されでおり、実施例の装置は、溶接ロボッ
ト１０に設りられたアーム１２の先端にトーチ１４を取
１ｑ固定し、該トーチ１４をアーム１２の動作により三
次元的に移動可能に形成している。

＋Ｗｉ記溶接トーチ１４は、その先端がら溶接ワイヤ１
６が送給可能に形成されてＪ３す、溶接゛心源１８から
ワーク２０と溶接ワイヤ１６との間に所定の溶接電圧を
印加することにより、両者の間にアークを発生し、ワー
ク２０のアーク溶接を行っている。

このようなアーク溶接を行うと、溶接ワイヤ１６の先端
は順次消耗していくため、その消耗部に対応した長さの
溶接ワイヤ１６を順次補給づる必要がある。このため実
施例の装置にＪ５いては、溶接ワイヤ１６が予め所定ｌ
ドラム２２に巻装されており、このようにして巻装され
た溶接ワイヤ１６を送給モータ２４により消耗量に応じ
て順次連続的に供給している。

更に、実施例の装置は、ガスシールド用ボンベ２６内に
封入されたシールドガスをトーチ１４を介して溶接ワイ
ヤ１６の先端方向に向は噴出し、ワーク２０の溶接を良
好なものとしている。

また、実施例の装置は、前記アーク溶接に先立ってワー
ク２０の溶接ラインが予めティーチングされ、ティーチ
ング溶接ラインとしてロボットυ１１１１！Ｉ！！２８
内のメモリにプログラムされている。

そして、ロボット制御Ｉ盤２８は、図示しない冶具によ
りワーク２０が設置される毎に溶接ロボット１０をυ制
御しティーチング溶接ラインに沿って該ワーク２０の溶
接を行う。

第３図には、基本となる一方のワーク２０ａに対し他方
のワーク２０ｂが予め定められた所定のティーチング溶
接ライン２００に沿って位置決めされた場合が示されｒ
Ｊす、第２図に示り自動７−ク溶１８装ｒにより、ティ
ー１ング溶接２００に沿って７−り溶接を行うことによ
り、一方のワーク２０ａに他方のワーク２０ｂが確実に
アーク溶接されることになる。

ところで、図中鎖線で示すごとく基本となるワーク２Ｏ
ａ上において、他方のワーク２０ｂがティーチング溶接
ライン２００に対し所定のずれ幅ｄだけずれて位置決め
された場合には、予め設定されたティーチング溶接ライ
ン２００が実際の溶接ライン＋００とずれてしまい、両
ワーク２０ａ。

２０ｂのアーク溶接を行うことができないくなるという
問題がある。

第１図にはこのようなティーチング溶接ライン２００と
実際の溶接ライン１００とのずれ幅検出ｌＪ作が示され
ている。

本発明の特徴的１項は、一方のワーク２０ａ表面と平行
にかつティーチング溶接ライン２００と交差する方向に
溶接ワイヤ１６の往復アーク走査を行い、該ｆｆ復アー
ク走査を一方のワーク２０ａ側から他方のワーク２Ｏｂ
側へ順次近接Ｊるよう繰返して行うことにより、この際
発生Ｊる７−りの変化に基づきティーチング溶接ライン
２００と実際の溶接ライン１００とのずれ幅を検出する
ことにある。

本発明の方法においては、アーク溶接される一対のワー
ク２０ａ、２Ｃ１のうら、厚板側のワークを一方のワー
ク２０ａとして選択し、薄板側のワークを他方のワーク
２０ｂとして選択することが好ましく、このようにする
ことにより往復アーク走査により発生するアーク熱の薄
板側への影響を極めて小さくし、薄板側のワーク２０ｂ
が５〜７■の厚さしかない場合においても、亥薄板の溶
は落ちを発生することなく、ティーチング溶接ライン２
００と実際の溶接ライン１００とのずれ幅を検出するこ
とが可能となる。

実施例において、前述した溶接ワイｒ１６の往復アーク
走査は、ティーチング溶接ライン２００を始点として開
始され、第１図中矢印■、■、■。

■・・・で示すごとく一方のワーク２０ａ側からｆｌ！
！　ｉｒのワーク２Ｏｂ側へ順次近接するよう繰返して
行う。

ここにＪｊいて、該アーク走査がワーク２０ａの表面に
沿ってのみ行なわれている間は溶接ワイヤ１６の先端と
該ワーク２０ａとの距離は一定であるため、この電流れ
るアーク′ＲＦＲも一定のＶｉＩＣとなる。

これに対し、アーク走査が、一方のワーク２０ａの表面
から他方のワーク２０ｂの表面にさしかかると、溶接ワ
イヤ１６の先端が他方のワーク２ｏｂの表面に急激に接
近し、ワイヤ１６が余分に溶融する前に瞬間的にアーク
長さが短くなる。アーク部分はワイヤ自体に比べ抵抗値
が非常に高いため、このようにアーク長が短くなるとこ
の瞬間にはワイヤ１６とアーク長の合計抵抗値が大幅に
低下し、その結果アーク電流は急増する。

従って、本実施例のごとく往復アーク走査を矢印■、■
、■、■・・・と繰返して行うと、矢印■。

■に示すごとく、実際の溶接ライン１００を越え他方の
ワーク２０ｂのアーク走査が開始されると同時にそのア
ーク電流が急増し、従ってこのアーク電流の変化を検出
することにより実際の溶接ライン１００の位置を検出す
ることがで８″る。

なお、実施例においてはアークＴｉ流により実際の溶接
ライン１００の検出を行っているが、本発明はこれに限
らずアーク電圧の変化によっても同様にして実際の溶接
ライン１００の位署検出を行うことができる。

そして、このようにして検出された実際の溶接ライン１
００の位置と、予めプログラムされたティーチング溶接
ライン２００の位置と、かう、両溶接ライン１００，２
００のずれ幅ｄを検出することができる。

本実施例においては、このようなずれ幅検出動作の終了
を、例えば溶接ワイヤ１６の往復アーク走査１周期分の
時間下に対するアーク電流の変化時間ｔのν１合ｔ／Ｔ
又はアーク電流の変化の最大ｆｌｌＩρに基づぎ行い、
厚板側のワーク２０ａから薄板鋼のワーク２０ｂへ向け
た往復アーク走査の近接を終了する。

すなわち、アーク電流の変化時間の割合ｔ／Ｔを用いて
ずれ幅検出動作の終了を検出する場合には、予めアーク
走査が実際の溶接ライン１００を通過する際に発生する
ｔ／Ｔｔ−Ｍ準割合いとして設定しておき、往復アーク
走査が行なわれる亀にｔ／Ｔがこの基準割合を上回った
が否かを判別する。そして、基準割合を下回った場合に
はずれ幅検出動作が終了しないと判断し往復アーク走査
を薄板側ワーク２Ｏｂ側へ近接するように繰返す。

また、ｔ／Ｔが基準割合を上回った場合にはずれ幅検出
動作が終了したと判断し、往復アーク走査を薄板側ワー
ク２０ｂから離れるように繰返す。

このようにして、本実施例においては、往復アーク走査
を行うことにより発生するアーク熱の薄板側アーク２０
ｂへの影響を十分に低減し、Ａｖ板側（７）アーク２０
ｂが５〜１１ＩＩＩＩｌ以下の厚さしがない場合におい
ても溶は落らを発生することなく、ティーチング溶接と
実際の溶接ラインとのずれ幅ｄを検出することができる
。

また、位置ずれ検出動作の終了をアーク電流の最大値１
ｄに基づき検出する場合には、前述した場合と同様に予
め所定の基準アーク電流を設定しておき、測定されたＩ
ｐがその基準アーク電流を上回るか否かを判別し前述と
同様にして往復アーク走査の薄板側ワーク２０ｂへの近
接を制御すればよい。

そして、このようにして検出されたずれ幅に基づき、テ
ィーチング溶接ライン２００を実際の溶接ライン１００
と一致するように補正することにより、ワーク２０ａ、
２０ｂの設置位置の位置ずれにかかわりなくワーク２０
ａ、２０ｂを実際の溶接ライン１００に沿って確実にア
ーク溶接することが可能となる。

また、本発明の方法によれば、このような往復アーク走
査をワーク２０ａ、２０ｂの溶接ラインにそったアーク
溶接用の走査とベクトル的に組合せて、溶接ワイヤ１６
を溶接ラインに沿ってジグザグ状に往復アーク走査しテ
ィーチング溶接ライン２００と実際の溶接ライン１０ｏ
とのずれ幅ｄを検出することも可能である。

また、本発明の位置ずれ検出方法は、アーク溶接される
ワーク２０ａ、２０ｂのうら一方のワークがａｍの場合
に有効であるのみならず、これ以外にもこれら両ワーク
２０ａ、２０ｂのうち一方のワーク表面が狭い場合にお
いても有効である。

例えば第４図に示すごとく一方のワーク２０ａの表面に
対して他方のワーク２０ｂの表面が極めて狭い場合には
、溶接ワイヤ１６の往復アーク走査を一方のワーク２０
ａ表面と平行に行い、該一方のワーク２０ａ側から他方
のワーク２Ｏｂ側へ往復アーク走査を順次近接するよう
に繰返して行えばよい。

このようにすることにより、ワーク２０ｂの表面が狭い
１９合でも、アーク走査がワーク２０ｂの一部から外れ
ることがなく、ティーチング溶接ライン２００と実際の
溶接ライン１００とのｆれ幅を正確に検出することが可
能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、アーク溶接され
る一対のワークのいずれか−ｈが薄板の場合であっても
、またそのワーク表面が極めて狭い場合であってもティ
ーチング溶接ラインど実際の溶接ラインとのずれ幅を正
確に検出することが可能となり、この結果、ワーク設置
位置の位置ずれに起因する溶接欠陥の発生を未然に防止
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適な実施例を示す説明図、第２図は
本実施例に用いられるアーク溶接装置の説明図、 第３図はティーチング溶接ラインと実際の溶接ラインと
の位置関係を示す説明図、 第４図は本発明の他の実施例を示す説明図である。 １６　・・・　　溶接ワイヤ、 ２０ａ、２０ｂ　　・＝　　ワーク、 １００　　・・・　実際の溶接ライン、２００　・・・
　ティーチング溶接ライン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）予めプログラムされた所定のティーチング溶接ラ
   インに沿って一対のワークを位置決めし、溶接ワイヤを
   ティーチング溶接ラインに沿つて移動しワークのアーク
   溶接を行う自動アーク溶接方法において、 一方のワーク表面と平行にかつテイーチング溶接ライン
   と交差する方向に溶接ワイヤの往復アーク走査を行い、
   該往復アーク走査を一方のワーク側から他方のワーク側
   へ順次近接するように繰返し、この往復アーク走査時に
   発生するアークの変化に基づきティーチング溶接ライン
   と実際の溶接ラインとのずれ幅を検出することを特徴と
   する自動アーク溶接における位置ずれ検出方法。