JPS63268573A - 自動溶接機の経路補正方法とその装置 - 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、溶接トーチを溶接線に対して左右にウィービ
ングしつつ溶接を行う自動溶接機の経路補正方法とその
装置に関する。

（従来の技術） アーク溶接機はワイヤと溶接部材との間に電圧を印加し
てワイヤ先端よりアークを発生せしめると共に、ワイヤ
を順次少量ずつ繰り出しながらワイヤ先端を溶接通路に
沿って移動させて溶接するようにしている。第６図はか
かるアーク溶接機の概略図である。同図においてＷＲは
ワイヤで、該ワイヤＷＲは繰り出しローラＦＲより矢印
方向に少量ずつ繰り出され、案内部材ＧＢを経由して、
トーチＴＣの先端より突出し、その先端が溶接部材ＷＫ
の表面より所定量離れた位置にあるようにフィード量が
制限されている。該ワイヤＷＲと溶接部材ＷＫとの間に
電圧を印加せしめる溶接電源ｐｓは、所定の周期で継続
する高電圧を発生し、そのプラス側を案内部材ＧＢを介
してワイヤＷＲに加え、マイナス側は溶接部材ＷＫに接
続されている。なお、前記トーチＴＣ内には図示しない
ガス供給部からＣＯ２ガスが供給され、このＣＯ２ガス
を溶接部に噴出しつつ溶接を行うことにより、溶接部分
の酸化を防ぐようになっている。

このように構成されたアーク溶接機は図示しないガス供
給部よりＣＯ２ガスを供給しつつ、ワイヤＷＲを少量ず
つ繰り出しながら溶接電源ｐｓより高電圧を継続的に発
生すると、ワイヤ先端よりアークが発生し、ワイヤ及び
溶接部分が溶け、溶融部分を一体に溶接する。そして、
最近はかかる溶接作業をロボットにより自動的に行なわ
せるようになってきている。即ち、溶接機のトーチＴＣ
をロボットにより把持させ、該ロボットをしてトーチ（
ワイヤ先端）を溶接通路に沿って移動させ、溶接部分の
溶接を行なっている。

ところで、第４図に示すように溶接線ＣＴに対して左右
にウィービングさせる場合、ロボットの制御装置は左右
の端点等を教示そされた開始点、終了点及び振幅、周波
数から計算してトーチＴＣを穆勤せしめる。しかしなが
ら、溶接部材の加工精度が異っている場合や取付位置が
ずれた場合には、ロボットが前記教示点に基づいてトー
チＴＣを移動させると、溶接部材の所定個所に正確に溶
接を行うことができない。そこで、従来は第５図に示す
ように、溶接電流の積分値を監視しておき、第４図のＰ
、ｌＮＰｂに対応する１サイクル中で左に振った場合の
積分値と右側に振りた場合の積分値の差が規定値以上に
なったとき、その積分値を参照値と比較して、経路補正
を行うようにした方式を採用している。

（発明が解決しようとする問題点） このような溶接電流の積分値に基づいて経路を補正して
い〈従来の方式では、規定値の取り方により補正量の大
小が決定され、実際に最適補正量を得るためには、規定
値をいろいろと変化させて試行を繰り返す必要があフた
。つまり、補正量が大きすぎると、溶接経路からはづれ
たり、実際の溶接線が蛇行し、逆に補正量が小さすぎる
と、ワーク形状の変化に追従できないなどの問題点があ
った。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、アーク電
流によるセンシング時の応答性を改善して、トーチのウ
ィービング経路をなめらかに補正できる自動溶接機の経
路補正方法とその装置を提供することを目的にしている
。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、溶接用のトーチを溶接線に対して左右
にウィービングしつつ溶接を行う自動溶接機の経路補正
方法において、与えられた溶接線に対してウィービング
するトーチの半サイクル毎の溶接電流の積分値を演算す
るステップと、補正方向を決定するステップと、補正方
向に応じて前記積分値に基づく演算を行なって補正量を
決定するステップと、決定された補正量に所定の係数を
掛けて前記トーチのウィービング経路を補正するステッ
プとを有することを特徴とする自動溶接機の経路補正方
法が提供でき、この方法を実現するため、溶接部材を溶
、接するトーチと、該トーチに電流を供給する溶接電源
と、該溶接電源からト一チに供給される溶接電流を検出
する電流検出手段と、ウィービング時に前記電流検出手
段により溶接電源からトーチに供給される溶接電流の積
分値を検出せしめる手段と、前記トーチのウィービング
の半サイクル毎の補正方向と補正量とを決定する手段と
を具備してなることを特徴とする自動溶接機の経路補正
装置を提供できる。

（作用） 本発明の自動溶接機の経路補正方法とその装置では、溶
接トーチのウィービング量をその半サイクル単位で補正
し、かつ積分値の相対的な変化量あるいは基準値に対す
る絶対的な変化量によって決定される補正量に、更に所
定の係数を掛けて前記トーチのウィービング経路を補正
するようにしている。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に従って詳細に説明する
。

第１図は、本発明が通用される自動溶接機の一例を示す
概略構成図である。

図において、ロボットのアーム１にトーチ取付具２に支
持されたトーチ３を固定する。トーチ３内には溶接ワイ
ヤ４が配設され、ワイヤリール５から繰出され、母材１
２の溶接線１３に対する突出長さが調整される。また、
通電チップ６、切換スイッチ７、検出用電源８、溶接用
電源９、電流検出器１０は、制御装置１１により制御さ
れる。

溶接前には、切換スイッチ７を検出用電源側に投入して
おき、ワイヤ先端がワークに接触したときの短絡電流を
電流検出器１０により検出して、そのときのトーチの位
置からワークの位置を算出する。

溶接を開始するときには、切換スイッチフを溶接用電源
側９に投入し、次に説明するように、溶接電流の検出に
よりトーチのウィービング経路を補正する。

第２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の詳細な説明図
である。本発明においては、第２図（ａ）のｐｔ　ＮＰ
２間の半サイクルにおいて経路補正を行なうものであり
、同図（ｂ）のように、ＰＩＮＰ２の半サイクルの溶接
電流Ａをサンプリングする時間先１〜ｔ２で得られた積
分値を、（（ｔ＋　＋ｔ、）／２）の時点で比較する。

図におしくて、ｔｏ　＝　（（ｔ＋−１−ｔ２）／２）
に設定し、ｔ１〜ｔｏ間の積分値Ｓ１と、ｔｏ〜ｔ２間
の積分値Ｓ２とを比較し、積分値の小さい方に補正をか
ける。

このときの補正量Ｔ、は、 ”ｒｔ　＝Ｉ　　（Ｓ２／Ｓｌ　）−１ｌｘΔ１・・・
（１）但し、Δ１は係数とする。

また、第２図（Ｃ）は、補正方向を示す説明図であり、
図示のようにウィービング平面に対して矢印ｐの方向に
経路の補正が行なわれる。

第３図（ａ）、（ｂ）は、ウィービング平面に対して上
下方向に経路の補正を行なう例の説明図である。

第３図（ａ）に示すように、サンプリング時間化１〜ｔ
２間の半サイクルの積分値の基準値Ｓ３を予め設定して
おき、実際の溶接時の積分値５４＝ｓ、＋ｓ、’　を求
める。次に、補正量Ｔ２を、Ｔ２　−　１　　（Ｓ４　
　／Ｓｓ　　）　　−１ｌ　　ｘΔ２　・・・　（２）
として演算する。但し、Δ２は係数とする。

このときの補正方向は、第３図（ｂ）に示すようにウィ
ービング平面に対して上下方向のｑ方向とする。

このように、第２図（ａ）〜（Ｃ）、第３図（ａ）、（
ｂ）に説明した経路補正は応答性が良好で、円滑な補正
が実現できる。

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明の
精神から逸れないかぎりで、種々の異なる実施例は容易
に構成できるから、本発明は前記特許請求の範囲におい
て記載した限定以外、特定の実施例に制約されるもので
はない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば次のような効果が
得られる。

（１）溶接電流の半サイクルの補正のため応答性が良好
となる。

（２）積分値の変化が小さいときには補正量は小さく、
変化が大きいときには補正量を大きくしているので、全
体としては円滑な補正が行なえる。

（３）補正量の設定に幅ができ、上記した係数Δ１．Δ
２の設定が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される自動溶接機の一例を示す概
略構成図、第２図（ａ）〜（Ｃ）、第３図（ａ）、（ｂ
）は説明図、第４図、第５図は従来例の説明図、第６図
はアーク溶接機の概略構成図である。 １・・・ロボットのアーム、２・・・トーチ取付具、３
・・・トーチ、４・・・溶接ワイヤ、５・・・ワイヤリ
ール、６・・・通電チップ、７・・・切換スイッチ、８
・・・検出用電源、９・・・溶接用電源、１０・・・電
流検出器、１１・・・制御装置、１２・・・母材、１３
・・・溶接線。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶接用のトーチを溶接線に対して左右にウィービ
   ングしつつ溶接を行う自動溶接機の経路補正方法におい
   て、与えられた溶接線に対してウィービングするトーチ
   の半サイクル毎の溶接電流の積分値を演算するステップ
   と、補正方向を決定するステップと、補正方向に応じて
   前記積分値に基づく演算を行なって補正量を決定するス
   テップと、決定された補正量に所定の係数を掛けて前記
   トーチのウイービング経路を補正するステップとを有す
   ることを特徴とする自動溶接機の経路補正方法。
2. （２）溶接用のトーチを溶接線に対して左右にウィービ
   ングしながら溶接を行う自動溶接機の経路補正方式にお
   いて、前記半サイクルを２等分してそれぞれの溶接電流
   の積分値を算出し、該積分値を比較して小さい側でのウ
   ィービング端点の位置をワークに近づける方向に補正を
   行なうことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記
   載の自動溶接機の経路補正方法。
3. （３）溶接用のトーチを溶接線に対して左右にウィービ
   ングしながら溶接を行う自動溶接機の経路補正方式にお
   いて、前記半サイクルの溶接電流の積分値の基準値を記
   憶し、該基準値に対する積分値の増減に応じてウィービ
   ング平面とワークとの距離を増減する方向に補正を行な
   うことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項又は第（
   ２）項に記載の自動溶接機の経路補正方法。
4. （４）溶接部材を溶接するトーチと、該トーチに電流を
   供給する溶接電源と、該溶接電源からトーチに供給され
   る溶接電流を検出する電流検出手段と、ウィービング時
   に前記電流検出手段により溶接電源からトーチに供給さ
   れる溶接電流の積分値を検出せしめる手段と、前記トー
   チのウィービングの半サイクル毎の補正方向と補正量と
   を決定する手段とを具備してなることを特徴とする自動
   溶接機の経路補正装置。