JPS63144868A - ア−ク溶接方法 - 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、１蛎によるアーク溶接方法に係り、特に溶接
トーチを溶接予鐘に沿って、予め設定きれた移動距離お
よび移動速度で進行させるために好適なアーク溶接方法
に関する。

〔従来の技術〕

自動による従来のアーク溶接技術では、アークスタート
ポイントへの浴接トーチの移動を１サンプリング距離だ
け進めるため、ティーチデータによって、移動距離およ
び移動速度が一定ではなかった。このため、ワイヤを引
きすることによって、ワーク表面を覆っている酸化皮膜
を取る場合に、溶接トーチの移動距離が少ないため、効
果がないことがあった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来技術では、前述のごとく、アークスタートポイント
への溶接トーチの移動を１サンプリング距離だけ進める
ようにしているため、ティーチデータによって、移動距
離および移動速度が一定ではなかった。

その結果、従来技術では溶接ワイヤを引きすって、ワー
ク表面を後っている酸化皮膜を取り除くことができない
場合が生じる問題があった。

本発明の目的は、前記従来技術の問題を解決し、アーク
スタートポイントへの溶接トーチの移動を、予め設定き
れた移動距離および移動速度で行い、アーク溶接の信頼
性の向上を図シ得るアーク浴接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コ 上記目的は、溶接トーチをワーク上における溶接開始予
定点から、この溶接開始予定点を始点とする溶接予定線
に沿って予め決められた移動距離および移動速度により
進行させるステップ゛と、類１記溶接トーチの進行途上
においてアークスタートを１ねて実行するステップと、
アークが実際に発生したアークスタートポイントから溶
接開始予定点までアーク・を維持したまで溶接トーチを
逆に進行させるステップと、アークを維持した１１溶接
トーチを溶接開始予定点から溶接予定線に沿って再び進
行させるステップとを備えていることにより、達成され
る。

〔作用〕

本発明では、予めロボットに教示されている溶接開始予
定点と溶接終了予定点よりなる溶接予定線のベクトル力
回を算出し、予め設定されている移動距離と合わせて、
アークスタートポイントの各ベクトル成分を算出するこ
とによシ、アークスタートポイントの位置データを自動
的に作成し、ロボットの次に進むべきポイントとする。

これによシ、アークスタートポイントへの溶接トーチの
移動を、予め設定された移動距離および移動速度に基づ
いて進行させ得るので、確実にワーク表面の酸化皮膜を
取り除いて、アークスタートを行うことができる。した
がって、アーク溶接の信頼性を向上きせることかできる
。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

この実施例では、第２図および第３図に示すようなロボ
ットを使用する。

そのロボットは、ロボット本体１００と、これの手首に
取り付けられたアーク溶接用の溶接トーチ２００とを有
し、この溶接トーチ２００の位置と姿勢を制御するよう
になっている。

前記溶接トーチ２００の制御には、ロボット本体】００
に配線された制御ｗｔ３００と、これに杓属する教示用
ペンダント３５０とが使われる。

第４図は、アーク溶接の進行状況を示す説明図である。

前記溶接トーチ２００は、ワーク４００上における溶接
開始予定点Ｓに位置決めされ、そζから溶接予定点Ｓを
始点とする溶接予定線ｔに沿って溶接終了予定点Ｅまで
進む。また、同時にアーク２５０によるアーク溶接を実
行する。かかる動作は、肖該ワーク４００のために予め
教示されかつ制御盤３００のメモリに記憶された処理プ
ログラム忙従う。

第１図は、処理プログラムの要＆特にアークＩＪ　）ラ
イ機能に関する部分の流れ図である。以下、この流れ図
に沿って説明する。

ステップ１０でロボット本体１００を駆動し、浴接トー
チ２００を位置決めする。

ステップ】】で位置決めされたその点が溶接開始予定点
Ｓとして登録されてｂるか、どうかをナエツクする。溶
接開始予定点Ｓでなけれは、ステップ】２の通常動作へ
移行し、アークＩＪ　）ラ−１檄能を用いない。溶接開
始予定点Ｓであれば、ステップ】３でリトライカウンタ
Ｎを−ＩＫセットする。

ステップ１４で溶接条件をパイロットアークの条件に設
定する。このパイロットアークの条件とは、当該ワーク
４００についての教示時に予め定めた定格溶接条件のそ
れよシも、発生するアークを絞ったものであって、その
アーク電圧または電流を低目の値に設定する。また、こ
れに見合うように溶接ワイヤの突き出し量−送給速度や
、溶接トーチ２００の移動速度も低目の値に設定する。

ステップ１５で図示省略の溶接機忙アークオンの指令を
発給する。

その後のステップ】６で０．５秒だけ待ち、１だリトラ
イカウンタを１だけ進める。ステップ１７でそのときの
溶接トーチ２００の位置データを記憶する。必要ならは
、そのときの姿勢データも併せて記憶する。

ステップ１８でアークアンサが返ってきたか、どうかを
チェックする。先のステップ１６で０．５秒だけ待った
のは、アークアンサを溶接機から返すために必要な時間
を与えるためである。アークアンサが返ってとないとき
は、ステップ】９でワイヤ送給信号を停止する。これは
溶接ワイヤの出し過ぎを防止するためである。

ステップ２０でリトライカウンタＮが予め定めたＮｍａ
ｘを超えたか、どうかを判定する。超えていなければ、
ステップ２】で次のアークスタートポイントの位置デー
タを計算し、溶接トーチ２００を移動させる。計算式は
、後に述べる。

ステップ】８でアークアンサが返ってきた場合はステッ
プ２２へ進む。このステップ２２で溶接条件をもとの定
格値に戻す。また、ステップ１９で行ったワイヤ送給信
号のマスクも解除する。

ステップ２３でアーク２５０を維持したテ１浴接トーチ
２００をもとの溶接開始予定点Ｓへ戻す。

溶接開始予定点Ｓがアークスタートポイントとなったと
きは、戻りの長さはＯとなり、実際には戻らない。戻る
際にアーク２５０を消さすに維持するのは、アークスタ
ートの再失敗を防止するためである。

ステップ２３では、ステップ１７において記憶している
位置データをその記憶の順番とは逆に読み出して使用す
る。これは、戻シの経路を改めて演算する手間を省くた
めである。

次のステップ２４でリトライカウンタＮの累積値ＭをＭ
＝Ｍ＋Ｎとして求め、これを記憶する。

常に１度のトライでアークスタートが行われるのであれ
は、リトライカウンタＮは０となり、累積値カウンタは
歩進しない。アークスタートの失敗かたび重なると、累
積値カウンタはどんどん歩進する。累積値カウンタを０
にリセットするステップは図示していないが、累積値カ
ウンタの累積期間はたとえは１日とする。その日の溶接
作業開始時にリセットし、その日の作業終了時に累積値
カウンタの累積値Ｍをチェックする。このときの累積値
Ｍが小さければそれほど問題はないが、これが大きいと
きは再教示叫の浴接作条そのものの見直しが必要となる
。近い将来、後のステップ２７におけるエラーの状況と
なシ、作業が中断するという不本意な事態が予見される
ためである。

ステップ２５では、通常の溶接処理を実行する。

これによって、溶接トーチ２００を溶接終了予定点日か
ら溶接予定線ｔに沿って溶接終了予定点Ｅまで進めつつ
、予定のアーク溶接を施行する。

ステップ２０において用いる比較用足数Ｎ　ｍａｘは、
たとえば８である。リトライカウンタＮは、０から歩進
するが、】Ｏ回目の９になってもなおかつアークスター
トができないときは溶接不能と判断し、その後のりトラ
イを打ち切る。この間、溶接トーチ２００は予め設定さ
れた移動距離のリトライカウンタＮの回数分、溶接開始
予定点Ｓがら移動しているので、次のステップ２６でそ
の位置をもとに戻す。このときにもステップ１７で記憶
してあった位置データを使用する。

ステップ２７でロボット本体】００を止め、制御盤３０
０の表示画面にアークスタートに失敗した旨のエラー光
示を行う。ここで、人手による修復を待つ。

次に、第５図〜第９図は第】図に示す処理グロダラムの
各ステップにおける溶接トーチの勉き等を示す説明図で
ある。

リトライカウンタＮかＯのときのアークスタートに失敗
し、さらにリトライカウンタＮが１．　２のときにも失
敗し、リトライカウンタＮがＳとなったときに、第５図
に示すようなアーク２５０が生ビたとすれば、そこの位
置がアークスタートポイントＡｓとなる。

ここで、アークスタートポイントＡｓから溶接トーチ２
００を第６図に示すように、溶接開始予定点Ｓへ戻す。

この間もアーク２５０を維持するため、ワーク４００に
対する溶接が伴う。

その後、ｗ、７図に示すように、溶接開始予定点Ｓから
それを始点とする溶接予定線ｔに沿った溶接の処理を改
めて実行する。溶接開始予定点Ｓからアークスタートポ
イントＡｓの区間は前後２回にわたって重複して溶接き
れる。

一方、第８図に示すように、リトライカウンタＮが９に
なってもなおアーク２５０が生じないことがある。とれ
は、浴接ワイヤでワーク表面をハＩＪシながらのりトラ
イでもなお駄目な場合である。

アークリトライのあり方としては、浴接ワイヤを押し付
けながら進める方法のほかに、毎同引き戻した浴接ワイ
ヤをその度ごとに改めて突き出す方法が考えられるが、
そのいずれもワーク狭面の酸化皮膜を破壊し、ワーク中
の導電面を露出させることにねらいがある。この第８図
に示すような場合には、溶接不能と判断し、そのリトラ
イカウンタＮ＝９の位置から溶接開始予定点Ｓまで、第
９図に示すように、溶接トーチ２００を復帰させる。

詠６図において、アークスタートポイントＡｓから溶接
開始予定点Ｓまで浴接トーチ２００を戻す際にアーク２
５０を維持するが、もとよシこれは溶接のためではない
。アークスタートポイントＡｓから溶接開始予定点Ｓま
で溶接トーチ２００を戻すときは、アーク２５０が立ち
消えしない限度で、アーク２５０をできるだけ絞ること
が望ましい。これは、たとえは第１図のステップ２２に
おいて、以上説明した意図に沿った溶接条件に仮足し、
後のステップ２５で定格の溶接条件に復帰させれはよ−
。

次に、アークスタートポイントの計算式を示す。

第１０図は、アークスタートポイントの位置を算出する
ためのベクトル図である。

この第１θ図よシ、７−クスタートポイントＲ（ｘｔｙ
ｔｚ）へのベクトルＥは、 Ｒ＝　（（Ｌ　−Δｔ　）　ｇ　＋Δｔｚ　）／Ｌ＝　
（１−Δｔ／１：、　）　Ｂ　＋△ｔ／Ｌ＠Ｘ　　・（
Ｆ）ここで、 ｔ＝Δｔ／Ｌ とすると、 ｔｔ＝ｓ＋ｔ（１−８） また、 ””　　（Ｘｔ−”ｔ）”（７ｔ−ｙ＋）”（ｚｔ　−
ｚ□）２　　　　　　　　　・・・・・・・・・（３）
以上によシ、アークスタートポイントＲの位置は、溶接
開始予定点の位置アークと、溶接終了予定点の位置アー
クと、予め設定これた移動距離△ｔよシ求めることがで
きる。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によれば、溶接トーチをワーク上に
おける溶接開始予定点から、この溶接開始予定点を始点
とする溶接予定線に沿って予め決められた移動距離およ
び移動速度によシ進行させるステップと、前記溶接トー
チの進行途上においてアークスタートを重ねて実行する
ステップと、アークが実際に発生したアークスタートポ
イントから溶接開始予定点までアークを維持した１１溶
接トーチを逆に進行させるステップと、アークを維持し
たまで溶接トーチを溶接開始予定点から溶接予定線に沿
って再び進行させるステップとを備エテおシ、アークス
タートポイントへの溶接トーチの移動を、予め設定され
た移動距離およびｈｍ速度で行うことができるので、ア
ーク浴接の信頼性の向上を図ｂｈる効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示すプログラムを示す流れ
図、第２図は本発明の実施に用いるロボットの正面図、
第３図はロボットの制御盤と教示ペンダントを示す正面
図、第４図はアーク溶接の進行状況を示す説明図、第５
図〜第９図は第１図の処理プログラムの各ステップにお
ける溶接トーチの動き等を説明するための説明図、第１
０図はアークスタートポイントの位置を算出するための
ベクトル図である。 １００・・・ロボット本体、２００・・・溶接トーチ、
２５０・・・アーク、３００・・・制御盤、４００・・
・ワーク、２】・・・溶接トーチを進行させるステップ
、１４〜】５・・・アークスタートを実行するステップ
、２３・・・溶接トーチを逆に進行させるステップ、２
５・・・溶接トーチを再び進行させるステップ代理人　
　弁理士　小　　川　　勝　　勇名１図 第２０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶接トーチをワーク上における溶接開始予定点から
   、この溶接開始予定点を始点とする溶接予定線に沿つて
   予め決められた移動距離および移動速度により進行させ
   るステップと、前記溶接トーチの進行途上においてアー
   クスタートを重ねて実行するステップと、アークが実際
   に発生したアークスタートポイントから溶接開始予定点
   までアークを維持したまま溶接トーチを逆に進行させる
   ステップと、アークを維持したまま溶接トーチを溶接開
   始予定点から溶接予定線に沿つて再び進行させるステッ
   プとを備えていることを特徴とするアーク溶接方法。 ２、前記アークスタート実行の回数を記録し、このアー
   ク実行回数値が規定値に達するまで、アークスタートを
   重ねて実行することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のアーク溶接方法。 ３、前記溶接トーチが溶接開始予定点からアークスター
   トポイントまで進行する進行途上において記憶した位置
   データを用い、アークスタートポイントから溶接開始予
   定点まで溶接トーチを逆に進行させることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のアーク溶接方法。 ４、前記アークスタート実行回数を累積して記憶するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のアーク溶接
   方法。 ５、アーク電圧、またはアーク電流の一方を定格値以下
   とするパイロットアークの条件のもとでアークスタート
   を重ねて実行することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のアーク溶接方法。