WO1989001381A1 - Weaving welding with welding robot - Google Patents

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WO1989001381A1
WO1989001381A1 PCT/JP1988/000819 JP8800819W WO8901381A1 WO 1989001381 A1 WO1989001381 A1 WO 1989001381A1 JP 8800819 W JP8800819 W JP 8800819W WO 8901381 A1 WO8901381 A1 WO 8901381A1
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welding
weaving
torch
center
wire
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PCT/JP1988/000819
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Inventor
Kenichi Toyoda
Nobutoshi Torii
Shigehiro Morikawa
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Fanuc Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/127—Means for tracking lines during arc welding or cutting

Definitions

  • the present invention is directed to a weaving welding method using a welding robot, in which a welding direction (weld line) can be corrected and controlled by using an arc sensor. ) Is a weaving welding method that enables suitable welding.
  • the mouth pot is operated along the predetermined trajectory to perform a required welding operation.
  • the actual operation locus of the welding torch that is, the welding locus
  • the welding locus is caused by a workpiece machining error, a workpiece setting error with respect to the robot, and thermal distortion during welding. Lines may deviate from the centerline of the destination.
  • the welding direction is corrected. That is, the protruding length of the wire 3 from the welding torch 1 moved along the groove center line within the groove of the work W and weaving around the groove center WC with the groove center WC as the swing center. Is automatically adjusted according to the weaving position of the welding torch. Then, the welding current that changes with the change in the wire protrusion length is not detected by the arc sensor. Then, based on the above detection result, it is determined whether or not the predetermined trajectory of welding torch 1 previously taught to the lopot to be aligned with the groove center line is deviated from the actual trajectory (welding line). The welding direction is automatically corrected according to the result of this determination.
  • reference numeral 2 is a contact chip for supplying electricity to the wire 3.
  • the left maximum amplitude position, the right maximum amplitude position (hereinafter referred to as the left end position ⁇ and the right end position, respectively) and the center position of the welding torch 1 in the weaving direction are TL, TR and TC, respectively.
  • the welding current value IL at the left end position TL becomes larger than the value IR at the right end position g.
  • the welding current value IR becomes larger than the value IL.
  • the welding currents IL and IR at the weaving end positions TL and TR are detected by an arc sensor, and the welding currents gT C are determined so that these welding currents coincide with each other.
  • the position of the welding torch 1 in the weaving direction is controlled to match the groove center WC. That is, the welding torch 1 is moved in the direction indicated by the arrow 5 in FIG. 10 and in the direction of the arrow 6 in FIG. 11 so that the weaving center position TC is aligned with the groove center WC. I have.
  • the integral value of the welding current between the weaving center position STC and the left end position ⁇ TL is calculated.
  • a method is known in which an arc sensor determines SL and an integrated value SR between the center position TC and the right end position gTR, and corrects the weaving center position TC of the welding torch 1 so that the two integrated values match.
  • a method is known in which an arc sensor determines SL and an integrated value SR between the center position TC and the right end position gTR, and corrects the weaving center position TC of the welding torch 1 so that the two integrated values match.
  • An object of the present invention is to provide a weaving welding method using a welding robot, which can suitably weld a work from a thin plate to a thick plate with the same weaving pattern.
  • the weaving welding method using a welding robot according to the present invention includes the following steps: (a) maintaining a predetermined projection length along a predetermined welding direction trajectory taught in advance to the robot; While moving the welding torch in the axial direction of the welding torch so that the tip of the wire moves along the wall surface of the workpiece, a series of points on the predetermined welding direction trajectory is used as a swing center while the predetermined welding direction is set. Weaving the welding torch in a direction crossing the trajectory; and (b) Detecting a change in welding current due to movement of the welding torch; and (c) correcting a welding direction of the welding torch according to the detected change in welding current.
  • weaving is performed while moving the welding torch on the work wall surface while maintaining the wire projection length substantially at the predetermined length, and the effective wire at the center of the weaving direction is obtained. Since the protruding length is made shorter than that at both ends in the weaving direction, it is possible to avoid insufficient penetration of the wire into the work due to a decrease in the welding current at the center part, and thus to achieve various thicknesses and Work of various leg lengths can be welded with the same weaving pattern and high quality.
  • FIG. 1 is a schematic front view in partial cross section showing a weaving welding method according to an embodiment of the present invention in a normal state in which the center position of the welding torch in the weaving direction coincides with the center of the groove.
  • the figure is the same as Fig. 1 showing the weaving center g shifted to the left from the groove center, and Fig. 3 is the weaving center g shifted to the right from the censor center.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the welding current and the eave position g in the state of FIG. 1
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the welding current and the state of FIG.
  • FIG. 6 is a graph similar to FIG. 4 which is linked to the state of FIG. 3, and FIG.
  • FIG. 7 is a weaving direction due to the presence of molten metal in the weaving welding method of the above embodiment.
  • Change in effective wire length FIG. 8 is a schematic front view of a partially cross-sectional view showing a modification of the trajectory path of the welding and torch, and FIG. 8 is a schematic view showing a workpiece having a corner point in a welding direction to which the weaving welding method of the above embodiment is applied.
  • 9 is a view similar to FIG. 1 showing a conventional weaving welding method
  • FIG. 10 is a view similar to FIG. 2 in the above conventional method
  • FIG. 11 is a view similar to FIG.
  • FIG. 12 is a graph showing a change in welding power related to the state of FIG. 9, and
  • FIG. 13 is a graph similar to FIG. A similar graph
  • FIG. 14 is a graph similar to FIG. 12 associated with the state of FIG. 11, and
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a weaving welding method according to the above embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic block
  • a workpiece W is composed of first and second workpiece halves to be joined to each other, and the two workpiece halves are robot coordinates set on a welding robot described later prior to welding work. It is set at a specified position in the system and at a specified angle to each other (hereinafter referred to as the included angle)
  • the joint surface of the two work halves hereinafter referred to as the weld torch 1 side of the joint surface
  • the side edge referred to as the groove centerline, extends perpendicular to the plane of the drawing.
  • the welding torch 1 attached to the wrist of the welding G-bot
  • the groove is moved along the groove center line of W and the groove center WC is set as the swing center, and forms a predetermined angle with the groove center line when viewed from the welding torch 1 side, that is, from above the work W. Weaving (rocking) in the cutting direction of the groove center line.
  • the weaving of the welding torch 1 is centered on the center position TC and has the left maximum amplitude position (hereinafter referred to as the left end position) TL and the right maximum amplitude position (hereinafter referred to as the right end position g).
  • welding torch 1 is transferred not only in the direction of the groove centerline and in the direction transverse to the groove centerline, but also in the direction of the welding torch axis. Then, in order to perform this welding torch movement, a predetermined welding torch locus including these three moving direction components is taught to the robot in advance.
  • the wire 3 as a consumable electrode is sent out to the work W as conventionally known so that the protrusion length of the wire 3 is maintained at a substantially predetermined value regardless of the weaving position g of the welding torch 1.
  • the molten metal 8 forming the weld bead exists at the welding work site. Therefore, the effective protrusion length of the wire 3 at the weaving center position TC of the welding torch 1 and the vicinity thereof is shorter than the effective protrusion length at the weaving both end position assignments TL and TR and the vicinity thereof.
  • the welding current when the welding torch 1 is at the center in the weaving direction is larger than the welding current when the welding torch 1 is at both ends, and the welding current at the center in the weaving direction, which occurs in the conventional method, decreases. Insufficiency of penetration of wire 3 into peak W due to this is alleviated.
  • the movement locus (weld line) of the welding torch 1 in the welding direction coincides with the predetermined welding direction locus taught to the robot.
  • the groove center WC of W and the center of weaving of welding torch 1 ⁇ TC match. That is, when the welding torch 1 is at the e-centering position gTC, the tip of the wire 3 is aligned with the groove center WC.
  • the welding torch 1 uses the torch moving position in the torch axis direction and the driving direction when the torch is at the center position gTC as the swing center, and the swing center (bending point) of the bracket.
  • the movement direction changes by the same angle as the groove angle, along the predetermined trajectory in the torch axis direction and the cross direction of the groove center line, that is, the tip of the wire 3 is separated by a predetermined distance from the wall surface of the workpiece W In this state, it moves almost parallel to the work wall.
  • the welding current takes the maximum value IC when the welding torch 1 is at the weaving center position gTC, the two end positions gT, and when the welding torch 1 is at TR, the minimum values IL and IR are equal to each other.
  • the period during which welding torch 1 moves from wefting left end position gTL to center position gTC or from center position TC to right end position TR (hereinafter, referred to as left and right weaving quarter quarters, respectively).
  • left and right weaving quarter quarters are equal to each other.
  • the welding current IR at the right end position TR of the weaving is larger than the welding current IL at the left end position TL.
  • the integrated value SR of the 1/4 period on the right side is larger than the integrated value SL of 1/4 period on the left side.
  • the robot control device g described later will be the case shown in FIG. And both Modify the welding direction so that the actual welding line shifts to the right until the welding currents IL and IR are equal to each other. If the detected welding current IR at the weaving right end position TR is larger than the detected welding current IL at the left end position TL, it is determined to be the case of Fig. 3 and the actual welding line is shifted to the left.
  • the welding direction was corrected according to the comparison results of the detected welding currents IL and IR at the ends of the weaving ends.
  • the current integrals SL and SR may be detected using arc sensors, and the welding direction may be corrected according to the comparison result between the two. That is, when the integral value SL of the left weaving 1/4 cycle is larger than the integral value SR of the right weaving 1/4 cycle, the welding torch 1 is shifted to the right until the integral values are equal to each other. When the integral SL is smaller than the integral SR, the welding torch 1 is shifted to the left.
  • the welding torch 1 was moved parallel to the workpiece wall as shown by the broken line in FIG. 7.
  • the welding torch 1 may be moved.
  • the change in welding current is small, and the actual melting from the groove center line is Sensitivity for tangent deviation may be insufficient.
  • the bending angle of the torch movement path at the weaving center position TC is set to an acute angle than the work groove angle, and the welding current at both ends ⁇ of the weaving is reduced to reduce the change in welding current.
  • the detection sensitivity may be improved by increasing the value.
  • the weaving welding method according to the above embodiment and the modified example is also applicable to a case where there is a corner point on the groove center line 11 of the work W as shown in FIG.
  • the robot is instructed at the welding start point P1 and the welding end point P2, the welding is performed along the groove center ⁇ 11 while correcting the welding direction.
  • reference symbol a indicates an angle of a corner point, and the corner angle is, for example, 26 degrees.
  • FIG. 15 illustrates a welding robot for carrying out the weaving welding method according to the above embodiment and the modified example.
  • the welding robot is basically configured in a conventionally known manner, that is, connected to the robot mechanism 10 including a wrist to which the welding torch 1 is attached and the welding torch 1.
  • An arc welding power source controller 20 and a control device 30 for controlling both are provided.
  • This control unit S30 is a central processing unit.
  • CPU 31 (Hereinafter referred to as CPU) 31 and ROM memories 32, 32 connected to the CPU 31 via the bus 39, respectively.
  • the welding robot operates as described with reference to FIGS. In other words, at the time of teaching to the robot, the robot is operated via the teaching operation ⁇ 34, and various parts of the robot (not shown) provided in various parts of the robot mechanism 10 are provided.
  • the detection data indicating the operation state of is stored in the RAM memory 33 via an input / output circuit (not shown). Then, at the time of welding, the CPU 31 reads the welding current via the welding machine interface 38 ⁇ that is, the CPU 31 also functions as an arc sensor.

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Description

明 細 害
溶接ロボッ ト によるウイ一ビング溶接方法
技 術 分 野
本発明は、 アークセンサを用いて溶接方向 （溶接線〉 を修正制御可能と した、 溶接ロボッ トによるウイ一ビン グ溶接方法に閭し、 特に、 各種板厚の被溶接物 （以下、 ワークという） を好適に溶接可能にしたウィービング溶 接方法に閬する。
背 景 技 術
ワークの溶接精度を向上させ、 また、 大きい脚長を得 るために、 消耗電極式アーク溶接において、 溶接ト ーチ を溶接線横断方向にウィービング （揺動） させるウイ一 ビング溶接方法が用いられている。 この溶接法において、 典型的には、 ワーク半部の接合面同士を互いに接合させ たワークを溶接ロボッ ト に対して所定の位置関係に配し た状態で、 ワーク接合面の延在方向 （以下、 開先中心線 という） に沿う複数の目標点における、 ロボッ トの、 溶 接ト ーチを把持したハン ドを含む各種作動部の作動状態 がロボッ トに予め教示ざれる （以下、 ロボッ トへの所定 軌跡の教示という）。 その後、 口ポッ トを'この所定軌跡 に沿って運転し、 所要の溶接作業を行う。 しかしながら、 ワーク加工誤差， ロボッ トに対するワークのセッティン グ誤差， 溶接中の熱歪み等に起因して、 ロボッ トを所定 軌跡に沿って運転した場合にも溶接ト ーチの実際の作動 軌跡すなわち溶接線が閲先中心線からずれることがある。 これを是正するため、 典型的には、 第 9図ないし第
1 1図に示すように、 溶接方向が修正される。 すなわち、 ワーク Wの開先内で開先中心線に沿って移動されかつ開 先中心 W Cを揺動中心として開先中心線横断方向にウイ 一ビングされる溶接トーチ 1からのワイヤ 3の突出長さ が、 溶接トーチのウィービング位 に応じて自動的に調 節される。 そして、 このウイャ突出長の変化に伴って変 化する溶接電流がアークセンサによって検出ざれる。 次 いで、 開先中心線に整合するように予めロポッ トに教示 しておいた溶接ト ーチ 1の所定軌跡と実際の軌跡 （溶接 線） とがずれているか否かを上記検出結果に基づ^て判 別し、 この判別結果に応じて溶接方向が自動的に修正さ れる。 図中、 参照符号 2はワイヤ 3への耠電を行うため のコンタク トチッブである。
次に、 溶接方向の修正制御についてさらに説明する。 ここで、 溶接ト ーチ 1のウィービング方向における左方 最大振幅位置， 右方最大振幅位置 （以下、 それぞれ左端 位萤および右端位置という） および中心位置をそれぞれ T L , T Rおよび T Cとする。 ウィービング中心位置
T Cが開先中心 W Cと一致している場合、 両端位瑟 T L， T Rにおけるワイヤ突出長が互いに同一に、 従って、 両 該位 gでの溶接電流 I L， I Rが第 1 2図に示すように 互いに同一となる。 一方、 第 1 0図または第 1 1図に示 す、 ウイ一ビング中心位置 T Cが閡先中心 W Cからずれ た状態では、 ウィービング両端位匿 T L， T Rにおける 溶接電流値 I L， I Rは互いに一致しなく なる。 例えば、 第 1 0図に示すように、 開先中心 WCに閬しウイ一ビン グ中心位 ST Cが左側にずれていると、 ウィービング左 端位置 T Lにおけるヮィャ突出長は右端位置 T Rにおけ るそれよ りも短くなり、 従って、 第 1 3図に示すように、 左端位萤 T Lでの溶接電流値 I Lは右端位 gでの値 I R よりも大き くなる。 反対に、 第 1 1図に示すように、 中 心位箧 T Cが右側にずれていると、 溶接電流値 I Rが値 I Lよ りも大き くなる。
そこで、 従来は、 ウィービング両端位匿 T L， T Rに おける溶接電流 I L， I Rをアークセンサでそれぞれ検 出し、 これら溶接電流が互いに一致するように、 換言す れば、 ウイ一ビング中心位 gT Cが開先中心 WCと整合 するように、 溶接ト ーチ 1のウィービング方向位置を制 御している。 すなわち、 第 1 0図の場合は矢印 5で示す 方向に、 第 1 1図の場合は矢印 6方向に溶接ト ーチ 1 を 移動させて、 ウィービング中心位置 T Cを開先中心 WC に整合させている。
また、 溶接ト ーチ位置を修正するために、 ウイ一ビン グ中心位 ST Cと左端位箧 T L間の溶接電流の積分値
S Lと、 中心位置 T Cと右端位 gT R間の積分値 S Rと をアークセンサで求め、 両該積分値が一致するように溶 接ト ーチ 1のウィービング中心位置 T Cを補正する方法 が知られている （例えば、 日本国特開昭 57-124574号公 報を参照）。 しかしながら、 上記従来法によれば、 薄板から厚板ま での溶接を同一のウィービングパターンで行うことが困 難である。 すなわち、 開先中心 W Cおよびその近傍では ワイヤ突出長の増大に伴つて溶接電流が小さくなるため、 ワークへのワイヤの溶込み不足が生じることがあり、 特 に、 厚板を溶接する場合にこの傾向が著しくなる。 そこ で、 ワークの板厚が厚くなるほどウイ一ビング速度を小 さくする必要がある。 - また、 特に薄板を溶接する場合に溶接作業部位におけ る溶融池および溶接ビー ドの形成に起因して、 溶接ト ー チのウィービングに伴うヮィャ突出長の有効変化量ひい ては溶接電流の変化量が小さくなり、 アークセンサによ る溶接電流検出感度が低下する。
発 明 の 開 示
本発明の目的は、 薄板から厚板までのワークを同一の ウィービングパターンで好適に溶接可能な、 溶接ロボッ トによるウィービング溶接方法を提供することにある。 上述の目的を達成するため、 本発明の、 溶接ロボッ ト によるウィービング溶接方法は、 （ a ) 予めロボッ トに 教示した所定の溶接方向軌跡に沦つて、 かつ、 実質的に 所定突出長に維持されたヮィャの先端がヮーク壁面に沿 つて移動するように溶接トーチの軸線方向に前記溶接ト ーチを移動させつつ前記所定の溶接方向軌跡上の一連の 点を揺動中心として該所定の溶接方向軌跡を横断する方 向に前記溶接ト ーチをウィービングさせる工程と、 （ b〉 前記溶接ト ーチの移動に伴う溶接電流の変化を検出する 工程と、 （ c ) 前記検出溶接電流変化に応じて前記溶接 ト ーチの溶接方向を修正する工程とを備える。
上述のように、 本発明によれば、 ワイヤ突出長を実質 的に所定長に維持した状態で溶接ト ーチをワーク壁面に 、つて移動させつつウィービングさせ、 ウィービング方 向中央部での有効ワイヤ突出長がウィービング方向両端 部におけるそれよ りも短くなるようにしたので、 当該中 央部での溶接電流の低下に起因するワイヤのワークへの 溶込み不足を回避でき、 もって、 各種板厚かつ各種脚長 のワークを同一のウィービングパターンでかつ高品質で 溶接できる。
図面の簡単な説明
第 1 図は本発明の一実施例によるウィービング溶接方 法を、 溶接ト ーチのウィービング方向中心位匿が開先中 心と合致する正常状態で示した一部横断面概略正面図、 第 2図はウイ一ビング中心位 gが開先中心から左側にず れた状態を示す第 1図と同様の図、 第 3図はウイ一ビン グ中心位 gが閲先中心から右側にずれた状態を示す第 1 図と同様の図、 第 4図は第 1図の状態での溶接電流とゥ イービング位 gとの閬係を示すグラフ、 第 5図は第 2図 の状態に関連する第 4図と同様のグラフ、 第 6図は第 3 図の状態に閬連する第 4図と同様のグラフ、 第 7図は上 記実施例のウィービング溶接方法での、 溶融金属の存在 によるウィービング方向におけるワイヤ有効突出長の変 化および溶接ト ーチの移軌経路の変形例を示す一部横断 面概略正面図、 第 8図は上記実施例のウィービング溶接 方法が適用される、 溶接方向にコーナ点を有するワーク を示す概略斜視図、 第 9図は従来のウィービング溶接方 法を示す第 1図と同様の図、 第 1 0図は上記従来法での 第 2図と同様の図、 第 1 1図は上記従来法での第 3図と 同様の図、 第 1 2図は第 9図の状態に関連する溶接電锍 変化を示すグラフ、 第 1 3図は第 1 0図の状態に関連す る第 1 2図と同様のグラフ、 第 1 4図は第 1 1図の状態 に閬連する第 1 2図と同様のグラフ、 および、 第 1 5図 は本発明の上記実施例によるウイ一ビング溶接方法を実 施するための溶接ロボッ トを例示する概略ブロック図で あ ¾ο
発明を実施するための最良の形態
第 1図を参照すると、 ワーク Wは、 互いに接合される べき第 1 および第 2のワーク半部よりなり、 両ワーク半 部は溶接作業に先立って後述する溶接ロボッ トに設定し たロボッ ト座標系において所定の位置にかつ互いに所定 の角度 （以下、 開先角度という〉 をなしてセッ トされて いる。 図において両ワーク半部の接合面 （以下、 接合面 の溶接ト ーチ 1側の側縁を開先中心線という〉 は紙面に 垂直に延びている。 参照符号 2および 3は、 溶接トーチ 1のコンタク トチップおよびワイヤを示す。
本実施例によるウイ一ビング溶接方法において、 溶接 Gボッ トの手首部に装着ざれた溶接ト ーチ 1は、 ワーク Wの開先中心線に沦つて移動されると共に開先中心 W C を揺動中心とし、 かつ、 溶接ト ーチ 1側すなわちワーク Wの上方から見たとき開先中心線と所定角度をなして開 先中心線模断方向にウィービング （揺動） される。 そし て、 この溶接ト ーチ 1のウィービングは、 中心位匿 T C を中心と しかつ左方最大振幅位置 （以下、 左端位置とい う） T Lと右方最大振幅位置 （以下、 右端位 gという） T Rとの間において行われ、 しかも、 コンタク トチッブ 2からのワイヤ 3の突出長と、 ワイヤ 3の先端と両ヮー ク半部の溶接ト ーチ側壁面との間の距離とを略一定に保 つた状態で行われる。 すなわち、 ワーク Wの横断面で見 た場合、 溶接ト ーチ 1 は、 該ト ーチがウィービング中心 位箧 T Cをとつたときのワイヤ 3の先端位瑟に対応する、 ト ーチ軸線方向および開先中心線横断方向における ト ー チ移動位置を屈曲点としてワーク Wの壁面に略平行に移 動する。 従って、 溶接ト ーチ 1 は、 開先中心線方向およ び開先中心線横断方向に加えて溶接ト -チ軸線方向にも 移勅する。 そして、 この溶接ト ーチ移動を行うため、 こ れら 3つの移動方向成分を含む所定の溶接ト ーチ軌跡が ロボッ ト に予め教示される。
溶接作業時、 溶接トーチ 1のウィービング位 gにかか わらずワイヤ 3の突出長を略所定値に維持するように、 消耗電極としてのワイヤ 3が従来公知の如く ワーク Wに 向けて送り出される。 その一方で、 第 7図に示すように、 溶接ビー ドを形成する溶融金属 8が溶接作業部位に存す るので、 溶接ト ーチ 1のウィービング中心位置 T Cおよ びその近傍におけるワイヤ 3の有効突出長は、 ウイ -ビ ング両端位蠹 T L , T Rおよびその近傍における有効突 出長よりも短くなる。 この結果、 溶接トーチ 1がウイ一 ビング方向中央部にあるときの溶接電流が、 両端部にあ るときの溶接電流よりも大きくなり、 従来法において発 生したウィービング方向中央部での溶接電流低下に起因 するワイヤ 3のヮーク Wへの溶込み不足が緩和される。
正常な溶接作業時、 第 1図に示すように、 溶接ト ーチ 1の溶接方向への移動軌跡 （溶接線） とロボッ トに教示 した所定の溶接方向軌跡とがー致し、 従って、 ヮ ク W の開先中心 W Cと溶接ト ーチ 1のウイ一ビング中心位箧 T Cとが整合する。 すなわち、 溶接トーチ 1がゥイービ ング中心位 g T Cにあるとき、 ワイヤ 3の先端は開先中 心 W Cに整合する。 この場合、 溶接トーチ 1 は、 該ト ー チが中心位 g T Cにあるときのト ーチ軸線方向およびゥ ィ一ビング方向における トーチ移動位置を揺動中心とし かっこの揺動中心 （屈曲点） で開先角度と同一角度だけ 移動方向が変わる、 ト ーチ軸線方向および開先中心線横 断方向における所定の軌跡に沿って、 すなわち、 ワイヤ 3先端がワーク Wの壁面と所定距離だけ離隔した状態で、 ワーク壁面に略平行に移動する。 そして、 第 4図に示す ように、 溶接電流は、 溶接トーチ 1がウィービング中心 位 g T Cにあるとき最大値 I Cをとり、 両端位 g Tし， T Rにあるとき互いに等しい最小値 I L， I Rをとる。 また、 溶接ト ーチ 1 がウィービング左端位 g T Lから中 心位 g T Cまでまたは中心位置 T Cから右端位置 T Rま で移動する期間 （以下、 それぞれ左側および右側ウイ一 ビング 1 / 4周期という） についての溶接電流の積分値 S L , S Rが互いに同一となる。
—方、 第 2図に示すように、 実際の溶接線が所定の溶 接方向軌跡から左側にずれている場合、 溶接ト ーチ 1が ウィービング左端位 g T Lをとるときワイヤ 3の先端と ワーク Wの壁面間距雜が短くなり、 また、 右端位 S T R をとるとき両者間距離が大きくなる。 この結果、 第 5図 に示すように、 ウィービング左端位置 T Lでの溶接電流 が右端位置 T Rでのそれよりも大きくなり、 また、 左側 ウィービング 1 4周期についての溶接電流積分値 S L が右側ウィービング 1 4周期についての積分値 S Rよ りも大き くなる。 また、 第 3図に示すように、 実際の溶 接線が所定軌跡から右側にずれている場合、 ウイ一ビン グ右端位置 T Rでの溶接電流 I Rが左端位置 T Lでの溶 接電流 I Lよりも大きく、 右側 1 / 4周期の積分値 S R が左側 1 ノ 4周期の積分値 S Lよ りも大き くなる。
上述のように、 実際の溶接線が所定軌跡からずれた場 合、 溶接ト ーチ 1 の揺動方向位置ひいては溶接方向が修 正ざれる。 すなわち、 後述のアークセンサにより検出し たウィービング左端位置 T Lでの溶接電流 I Lが右端位 置 T Rでの溶接電流 I Rよりも大きければ、 後述のロボ ッ トの制御裝 gは第 2図に示す場合であると判断し、 両 溶接電流 I L， I Rが互いに等しくなるまで、 実際の溶 接線が右側にシフ トするように溶接方向を修正する。 ま た、 ウイ一ビング右端位置 T Rでの検出溶接電流 I Rが 左端位置 T Lでの検出溶接電流 I Lよりも大きければ、 第 3図の場合であると判断して実際の溶接線が左側にシ フ トするように溶接方向を修正する。 この結果、 ワーク Wの製作誤差， ロボッ ト座標系におけるセッチイング誤 差または溶接中のワーク Wの熱歪等に起因して、 実際の 溶接線が開先中心線からずれた場合、 このずれが直ちに 修正され、 開先中心線に沿って溶接が行われる。
上記実施例ではウイ一ビング両端位瑟での検出溶接電 流 I L， I Rについての比較結果に応じて溶接方向を修 正したが、 これに代えて、 左側および右側ウィービング 1 / 4周期についての溶接電流積分値 S L， S Rをァー クセンサを用いて検出し、 両者についての比較結果に応 じて溶接方向を修正しても良い。 即ち、 左側ウイ一ビン グ 1 / 4周斯の積分値 S Lが右側ウィービング 1 / 4周 期の積分値 S Rよ りも大きいときには両積分値が互いに 等しくなるまで溶接トーチ 1を右側にシフ トさせ、 積分 値 S Lが積分値 S Rよりも小さいときには溶接ト ーチ 1 を左側にシフ ト させる。
また、 上記実施例では、 第 7図に破線で示すように、 溶接ト ーチ 1 をワーク壁面と平行に移動ざせたが、 この 場合、 溶接条件， 開先形状によってはト一チ移動に伴う 溶接電流変化が小さくなり、 開先中心線からの実際の溶 接線のずれについての検出感度が不十分になることがあ る。 斯かる場合には、 ウィービング中心位置 T Cでのト ーチ移動経路の屈曲角をワーク開先角度よ りも鋭角に設 定し、 ウィービング両端位萤での溶接電流を低減させて 溶接電流変化を增大させ、 検出感度を向上させるように しても良い。
上記実施例および変形例によるウイ一ビング溶接方法 は、 第 8図に示すように、 ワーク Wの開先中心線 1 1に コーナ点がある場合にも適用可能である。 この場合、 溶 接開始点 P 1および溶接終了点 P 2においてロボッ トへ の教示を行えば、 溶接方向を修正しつつ溶接が開先中心 鎵 1 1 に沿って実行される。 図中、 符号厶 aはコーナ点 の角度を示し、 該コーナ角度は例えば 26度である。
第 1 5図は上記実施例および変形例によるウイ一ビン グ溶接方法を実施するための溶接ロボッ ト を例示する。 溶接ロボッ トは、 基本的には従来公知のように構成され、 即ち、 溶接ト ーチ 1が装着される手首部を含むロボッ ト 機構部 1 0と、 溶接ト ーチ 1 に接統されたアーク溶接電 源コン ト ローラ 20と、 両者を制御するための制御装置 30とを備える。 この制御装 S3 0は、 中央処理装瑟
(以下、 C P Uという〉 3 1 と、 この C P U 3 1にバス 39を介してそれぞれ接統された R OMメモリ 32，
RAMメモリ 33， 教示操作盤 34， 軸制御器 36およ び溶接機インターフヱイス 38と、 軸制御器 36に接統 ざれロボッ ト機構部 1 0の各軸のサーボモータ （図示省 略） を駆動制御するためのサーポ回路 3 7とを含む。 溶接ロボッ ト は第 1図ないし第 8図を参照して説明し たように作動する。 付言すれば、 ロボッ トへの教示時、 教示操作狻 3 4を介してロボッ トが操作され、 ロボッ ト 機構部 1 0の各部に配設された各種センサ （図示省略） からの、 ロボッ ト各部の作動状態を表す検出データが図 示しない入出力回路を介して R A Mメモリ 3 3に記憶さ れる。 そして、 溶接時、 C P U 3 1により溶接機インタ 一フェイス 3 8を介して溶接電流が読み取られる《 すな わち、 C P U 3 1 はアークセンサとしても機能する。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . ( a ) 予めロボッ ト に教示した所定の溶接方向軌跡 に沿って、 かつ、 実質的に所定突出長に維持されたヮ ィャの先端がワーク壁面に沿って移動するように溶接 ト ーチの軸線方向に前記溶接ト ーチを移動させつつ前 記所定の溶接方向軌跡上の一連の点を揺動中心として 該所定の溶接方向軌跡を模断する方向に前記溶接ト ー チをウイ一ビングさせる工程と、
( b ) 前記溶接ト ーチの移動に伴う溶接電流の変化 を検出する工程と、
( c ) 前記検出溶接電流変化に応じて前記溶接ト一 チの溶接方向を修正する工程とを備える、 溶接ロボッ トによるウイ一ビング溶接方法。
2 . 前記工程 （ a ) において、 前記ワイヤの先端がヮー ク壁面に平行に移動するように前記溶接ト ーチを移動 させる請求の範囲第 1項記載の溶接ロボッ トによるゥ ィ一ビング溶接方法。
3 . 前記工程 （ a〉 において、 前記ワイヤの先端がヮー ク壁面がなす角度よりも鋭角な角度をなして前記所定 の溶接方向軌跡模断方向および前記ト ーチ軸線方向に 延びる所定のウィービング軌跡に 、つて移動するよう に、 前記溶接ト ーチを移動させる請求の範囲第 1項記 載の溶接ロボッ ト によるウイ一ビング溶接方法。
4. 前記工程 （ b ) において、 前記溶接ト ーチが前記所 定の溶接方向軌跡横断方向における一方の最大振幅位 置をとつたときの溶接電流と、 他方の最大振幅位置を とったときの溶接電流との偏差を、 前記溶接電流変化 として検出する請求の範囲第 1項， 第 2項または第 3 項記載の溶接ロボッ トによるウィービング溶接方法。
前記工程 （ b ) において、 前記溶接ト ーチの前記所 定の溶接方向軌跡横断方向での中心位 gに閬して一方 のウイ一ビング 1 Z 4周期における溶接電流積分値と、 他方のウイ一ビング 1 Z 4周斯における溶接電流積分 値との偏差を、 前記溶接電流変化として検出する請求 の範囲第 1項， 第 2項または第 3項記載の溶接ロボッ トによるウイ一ビング溶接方法。
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