WO2006006518A1 - アーク溶接ロボット - Google Patents

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WO2006006518A1
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Tatsuya Ikeda
Kei Aimi
Yasushi Mukai
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K9/095—Monitoring or automatic control of welding parameters
    • B23K9/0953—Monitoring or automatic control of welding parameters using computing means
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    • B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/126—Controlling the spatial relationship between the work and the gas torch
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45104—Lasrobot, welding robot

Definitions

  • the present invention relates to an arc welding robot having a data measurement function for managing welding quality in a welding process.
  • Fig. 9 shows a configuration diagram when measurement is performed using a conventional general-purpose measuring device.
  • 126 is a welding wire that serves as a consumable electrode for welding
  • 123 is a feed motor for feeding the welding wire
  • 124 is a welding torch that guides the welding wire 126 and serves as a welding output electrode
  • 125 Is a welded member to be welded
  • 121 is a welding output for controlling the welding output and feed motor 123
  • Z feed motor controller
  • 1001 is a general-purpose measuring device for detecting the current and voltage of the welding output. is there.
  • a general-purpose measurement logger was connected to analyze welding phenomena in the micro time domain or to measure changes in welding output in the macro time domain. Waveform data was collected and displayed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 5-6216 (FIG. 1)
  • an object of the present invention is to provide an arc welding robot having a function of collecting data necessary for welding quality control.
  • the arc welding robot of the present invention operates in a predetermined operation pattern according to an operation program taught in advance, and welds an object to be welded under predetermined welding conditions set in advance in each predetermined period in the operation pattern.
  • An arc welding robot that performs the operation program A storage means is provided for storing at least one of the program name, welding location, and measurement data at the time of execution as history information.
  • the arc welding robot of the present invention operates in a predetermined operation pattern by an operation program taught in advance, and the workpiece is welded under predetermined welding conditions set in advance in each predetermined period in the operation pattern.
  • An arc welding robot that welds at least a storage means for storing measurement data as history information, wherein the measurement data includes a welding current command value, a welding current output average value, a welding voltage command during a predetermined period. Value, welding voltage output average value, wire feed speed, number of shorts, feed motor current, and welder data.
  • the arc welding robot of the present invention operates in a predetermined operation pattern by an operation program taught in advance, and the workpiece is welded under predetermined welding conditions set in advance in each predetermined period in the operation pattern.
  • An arc welding robot that welds at least a storage means for storing measurement data as history information, wherein the measurement data includes a welding current output average value, a welding voltage output average value, and a number of short circuits during a predetermined period. And a determination result for determining whether at least one of the feeding motor currents is within a predetermined range.
  • the arc welding robot of the present invention operates in a predetermined operation pattern by an operation program taught in advance, and the workpiece is welded under predetermined welding conditions set in advance in each predetermined period in the operation pattern.
  • An arc welding robot for welding comprising: storage means for storing at least one of the program name, welding location, and measurement data when the operation program is executed as history information, and the storage means stores the history information Timing can be selected from when all welding conditions are changed or when an abnormality occurs.
  • the arc welding robot of the present invention operates in a predetermined operation pattern by an operation program taught in advance, and the workpiece is welded under predetermined welding conditions set in advance in each predetermined period in the operation pattern.
  • An arc welding robot for welding comprising a storage means for storing at least one of the program name, welding location, and measurement data when executing the operation program as history information, and storing the stored history information in an external memory. It was possible to transfer.
  • the invention's effect [0017] Since the present invention has means for storing history information related to welding, it is possible to collect data necessary for welding quality control at low cost and with high accuracy without adding a special measuring instrument. .
  • FIG. 1 the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • FIG. 1 the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • FIG. 1 (a) shows the configuration of an industrial robot that realizes the present invention.
  • 101 is a manipulator
  • 124 is a welding torch
  • 102 is a control device for controlling the entire robot
  • 108 Is a teach pendant for operating the manipulator and control device
  • 109 is an external memory that can store operation programs and setting data taught by the operator
  • 103 is a CPU that controls the control device itself
  • 104 is welding control
  • the welding section 105 stores the controller software for reading and operating by the CPU
  • ROM is the read-only memory
  • 106 stores the operation program and setting data taught by the operator
  • writes and RAM 107 which is a readable memory
  • FIG. 126 is a welding wire that serves as a consumable electrode for welding
  • 123 is a feeding motor for feeding the welding wire 126
  • 124 is a welding torch that guides the welding wire and serves as an electrode for welding output
  • 125 is welding.
  • 121 a welding output Z feed motor control unit 121 for controlling the welding output and feed motor 123
  • a current Z voltage detection unit 122 for detecting the current and voltage of the welding output.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the operation program
  • 207 indicates the program name of this operation program.
  • 201 is a robot motion command
  • MOVE is a command to move the manipulator, and can specify linear motion, circular motion, and the like. Note that this is not particularly distinguished here.
  • 202 is a teaching point name and corresponds to a welding point in a portion where welding is performed. The name of the teaching point name can be set freely, but here, Pl and P2 are used as examples.
  • 203 indicates the moving speed when moving the manipulator. Min or 3. OOmZmin is specified, and in the idle section where welding is not performed, a speed close to the maximum speed is often specified.
  • 401, 403, and 404 are welding condition commands, which are designated as welding conditions for termination processing before, during and after welding. In the example of 401, the current command value is 120A (ampere) and the voltage command value is 18.0V (volt).
  • 205 and 206 are instructions for turning the welding gas ONZOFF.
  • a gas valve (not shown) is opened and welding gas is supplied.
  • the gas is turned OFF, the gas valve is closed and welding is performed. Gas supply is stopped.
  • Reference numerals 402 and 405 are commands for turning on the arc.
  • a welding output is output by the welding output Z feed motor control unit 121 shown in FIG.
  • the welding output Z feed motor control unit 121 drives the feed motor 123 to feed the welding wire 126 toward the welding member 125.
  • a short-circuit current flows. Thereafter, the short-circuit and arc are repeated, so that the weld becomes hot and is joined by metal melting.
  • the number of short-circuits when short-circuiting and arcing repeats is one of the factors in welding quality control.
  • the process 302 is executed in the flow of FIG. 3, and subsequently the history process of the process 303 is executed.
  • the welding voltage output average value, wire feed speed, number of short circuits, feed motor current, and welder are recorded in RAM 106 in FIG. This recording process is performed by the CPU 103 in FIG.
  • FIG. 4 shows an example of a format recorded at this time.
  • the number 1 part in FIG. 4 shows the history information when the welding condition instruction 401 in FIG. ProgOOOl.prg is recorded and the teaching point name is P2.
  • the welding conditions for the teaching point name P 2 are recorded continuously, and the current command value 120A (ampere) commanded by the welding condition command 401 in Fig. 2 is recorded as the welding current command value.
  • the voltage command value is commanded by the welding condition command 401 in Fig. 2, and the voltage command value 18.0V (volt) is recorded.
  • the actual welding current value 122A (ampere) detected by the current Z voltage detector 122 in FIG. 1 is recorded as the welding current output average value, and the current Z voltage detector 122 in FIG.
  • the actual welding voltage value detected 18. IV (volt) is recorded as the welding voltage output average value.
  • the wire feed speed value of 2.8m Zmin at the welding output Z feed motor controller 121 in Fig. 1 is recorded as the wire feed speed, and is detected by the current Z voltage detector 122 in Fig. 1.
  • the short circuit count value of 80 is recorded as the short circuit count
  • the feed motor current value in the welding output Z feed motor controller 121 in Fig. 1 is recorded as the feed motor current. . Since no welder is generated, “none” is recorded.
  • the program name is recorded as ProgOOOl.prg, and the welding point (teaching point name) P3 is recorded.
  • 140 A is recorded in the welding current command value commanded by the welding condition command 403 in FIG. 2
  • the voltage command value commanded by the command is recorded in the welding voltage command value. 20. 0V (volts) is recorded.
  • each value is detected by the current Z voltage detector 122 and welding output Z feed motor controller 121 in Fig. 1, and the welding current output average value is the actual value.
  • the welding current value 140A (ampere) is recorded, the welding voltage output average value is recorded as the actual welding voltage value 21.0V (volt), the wire feeding speed is recorded as the wire feeding speed value 3. OmZmin, The actual number of short-circuits is recorded as 100, the feed motor current is recorded as 2.5A (ampere), and the welder generates V ⁇ . Is recorded.
  • arc 304 is determined to be OFF in process 304 in the process flow of FIG.
  • Each process in the process flow of FIG. 3 is performed by the CPU 103 of FIG. [0030] Every time the welding condition command is executed, that is, the welding condition is changed in this way, the operation program name, welding location (teaching point name), welding current command value, welding current output average value, welding voltage command value, Record the welding voltage output average value, wire feed speed, number of shorts, feed motor current, and welder in RAM106 in Fig. 1. That is, it is possible to realize an arc welding robot including a storage unit that stores at least one of the program name, welding location, and measurement data when the operation program is executed as history information.
  • the predetermined welding current range of 602 is set when the welding current output average value exceeds the range of ⁇ 10A (ampere) relative to the welding current command value. It is determined that the predetermined range has been deviated. An example of this determination is shown in Figs. 6 (a) and 6 (b).
  • the welding current command value is 120A (ampere)
  • the upper and lower limit values of the allowable output current value are ⁇ 10A (ampere) as set by 602 in Fig. 5. ).
  • the detected welding current output average value is 131 A (ampere)
  • FIGS. 6 (a) and 6 (b) indicate the same history. The same applies to the following figures.
  • the detection of the welding current output is performed by the current Z voltage detection unit 122 in FIG. 1, and the CPU 103 determines whether or not the predetermined range is escaped.
  • the number of short circuits 604 on the setting screen in FIG. 5 when the number of short circuits exceeds the range of 70 to 140, it is determined that the number of short circuits has deviated from the predetermined range.
  • An example of this determination is shown in Figs. 6 (a) and 6 (b).
  • the number of short circuits is 60, so it is determined that the allowable range has been exceeded, and the history of "Yes" in the number of short circuits remains in Fig. 6 (b). .
  • the number of short circuits is detected by the current Z voltage detection unit 122 in FIG. 1, and the CPU 103 determines whether or not the predetermined range has been exceeded.
  • the function for determining whether or not the predetermined range is set in advance as described above cannot be realized by a general-purpose measuring instrument, but in the present embodiment, the program name, welding location, and measurement data at the time of executing the operation program are used.
  • a storage means for storing at least one of them as history information is provided, and at least one of the welding data output average value, welding voltage output average value, number of short circuits, and feed motor current is preset for the measurement data during a predetermined period.
  • reference numeral 601 denotes a history timing setting display section.
  • the timing for saving history information is set to either when all welding conditions are changed or when an abnormality occurs.
  • the history timing setting display section 601 indicates the selection state.
  • Fig. 7 shows an example when all welding conditions are changed as the history timing setting.
  • FIGS. 8 (a) and 8 (b) show examples when the occurrence of an abnormality is selected as the history timing setting.
  • the history of number 1 in Fig. 8 (a) it is determined that the welding current output average value has deviated from the specified range as the history of teaching point P2, and there is a current deviation in number 1 in Fig. 8 (b). And history is left.
  • the timing at which the storage means saves history information can be selected from when all welding conditions are changed or when an abnormality occurs, thereby selecting when all welding conditions are changed. If it is possible to calculate the ratio of the number of abnormalities to the total number of welds, and when selecting the time of abnormality, only the number of abnormalities can be counted and the number of data to be recorded is Since it is less than when selecting, data can be saved and processed easily.
  • reference numeral 606 denotes a history saving button.
  • the saved history information is transferred to the external memory. That is, by selecting the history storage button 606, the history information recorded in the RAM 106 in FIG. 1 is transmitted to the external memory 109 via the CPU 103 and the teach pendant 108, and recorded in the external memory 109. Is done.
  • the external memory 109 is sold on the market! /, Such as a memory card or a flexible disk, and any medium can be used.
  • the history information recorded in the external memory can be retrieved by a worker using the robot or an administrator who manages the entire production line with a personal computer, etc., and commercially available spreadsheet software, etc. With this, statistical processing and graph display can be performed.
  • the present invention is an arc welding robot that operates in a predetermined operation pattern according to an operation program taught in advance and welds an object to be welded under a predetermined welding condition according to the operation pattern.
  • FIG. 1 (a) Configuration diagram of arc welding robot according to embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a processing flow of the arc welding robot in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing a first example of history information.
  • FIG. 7 (a) The first diagram in the history information example when the history timing setting is when all welding conditions are changed
  • FIG. 8 (a) First diagram in the history information example when the history timing setting is abnormal.

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Abstract

　溶接した部材の目視検査により溶接品質管理には限界があり、また汎用計測器を使用した溶接品質管理でも十分なデータ収集ができず、またコスト増加となる。 　本発明のアーク溶接ロボットは、予め教示された動作プログラムによって所定の動作パターンで動作し、前記動作パターンに応じて所定の溶接条件で被溶接物を溶接するアーク溶接ロボットであって、前記動作プログラム実行時のプログラム名、溶接箇所、計測データのうち少なくとも１つを履歴情報として保存する保存手段を備えることにより、特別な計測器を付加することなく溶接品質管理に必要な溶接に関するデータを安価にかつ高精度に収集することができる。

Description

明 細 書
アーク溶接ロボット
技術分野
[0001] 本発明は、溶接工程における溶接品質の管理を行うためのデータ計測機能を有する アーク溶接ロボットに関するものである。
背景技術
[0002] 従来、自動車業界や建設業界における品質管理とは、「不満ではない」という意味 の品質管理の意味合いが多くを占めていたが、近年の品質管理の概念は「魅力的な 満足」「お客様力 選ばれる品質」「会社として生き残るための品質」という品質管理 にシフトしている。この品質管理の徹底に伴い、溶接を必要とする部品における溶接 品質管理の必要性も高まっている。従来の溶接品質の管理方法としては、溶接した 部材の目視検査や、電流計測や電圧計測を行いその結果をログする機能を有する 汎用計測口ガー器を溶接ケーブルに接続し、そのログ結果を解析 Z管理することに より溶接品質管理を行っている。
[0003] ここで従来よりある汎用計測口ガー器を使用して計測した時の構成図を図 9に示す 。図 9において、 126は溶接する際の消耗電極となる溶接ワイヤ、 123は溶接ワイヤ を送給するための送給モータ、 124は溶接ワイヤ 126をガイドし、溶接出力の電極と なる溶接トーチ、 125は溶接される溶接部材、 121は溶接出力および送給モータ 12 3を制御するための溶接出力 Z送給モータ制御部、 1001は溶接出力の電流および 電圧を検出するための汎用計測口ガー器である。
[0004] 目視検査では、溶接構造物の重大な事故となる可能性がある溶接の割れ、形状不 良などが発見されるが、汎用計測口ガー器により電流計測や電圧計測を行うことによ り、溶接工程における溶接状態を連続的に記録することで、異常な電流値、電圧値と なっているかどうかを検査し、目視検査では発見できない異常を検出することができ る。
[0005] また、従来の溶接工程を記録する例としては、溶接工程における各作業毎の所要 時間およびサイクルタイムを測定して表示することにより、作業者自身が測定すること なしに、サイクルタイムを短縮するためのデータ計測を行う方法が提案されている（特 許文献 1参照)。
[0006] あるいはその他の従来例としては、ミクロな時間領域での溶接現象を解析するため や、マクロな時間領域での溶接出力の変化を計測するために、従来は汎用計測ロガ 一器を接続し波形データの収集、表示を行っていた。
特許文献 1 :特開平 5— 6216号公報（図 1)
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] し力しながら、溶接した部材の目視検査は全数検査を行うことは難しぐ一方抜き取 り検査を行った場合には、偶発的な不良や溶接抜けなどを防止することはできない。
[0008] また汎用計測口ガー器により電流計測や電圧計測を行うことにより、溶接工程にお ける溶接状態を連続的に記録する場合では、指令値と実際の出力値との差違を判 定する機能はなぐ記録したデータを人間が検査して溶接が異常かどうかを判定する 必要があり、また検査したい溶接工程のすべてに高価な汎用計測口ガー器を準備す ることもコストがかかることとなり、また溶接にすべての溶接現象を汎用計測口ガー器 では計測することができな 、。
[0009] また、特許文献 1のような溶接工程における各作業毎の所要時間およびサイクルタ ィムを測定して表示する方法では、溶接部材の良否判定は行えな 、。
[0010] さらに、溶接現象を解析するためや、溶接出力の変化を計測するために、汎用計 測口ガー器を接続する必要があり、工場内のすべての溶接工程に接続することはコ ストが増え、また計測器の結線に手間がかかる。また溶接現象における短絡回数は 汎用計測口ガー器では計測が不可能である。
[0011] 本発明は、上記従来の課題を鑑み、溶接品質管理に必要なデータを収集する機 能を有するアーク溶接ロボットを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0012] 本発明のアーク溶接ロボットは、予め教示された動作プログラムによって所定の動 作パターンで動作し、前記動作パターン中の各所定期間に予め設定された所定の 溶接条件で被溶接物を溶接するアーク溶接ロボットであって、前記動作プログラム実 行時のプログラム名、溶接箇所、計測データのうち少なくとも 1つを履歴情報として保 存する保存手段を備える。
[0013] また、本発明のアーク溶接ロボットは、予め教示された動作プログラムによって所定 の動作パターンで動作し、前記動作パターン中の各所定期間に予め設定された所 定の溶接条件で被溶接物を溶接するアーク溶接ロボットであって、少なくとも計測デ ータを履歴情報として保存する保存手段を備え、前記計測データは、所定期間中の 、溶接電流指令値、溶接電流出力平均値、溶接電圧指令値、溶接電圧出力平均値 、ワイヤ送給速度、短絡回数、送給モータ電流、および溶接工ラーデータのうち少な くとも 1つを含む。
[0014] また、本発明のアーク溶接ロボットは、予め教示された動作プログラムによって所定 の動作パターンで動作し、前記動作パターン中の各所定期間に予め設定された所 定の溶接条件で被溶接物を溶接するアーク溶接ロボットであって、少なくとも計測デ ータを履歴情報として保存する保存手段を備え、前記計測データは、所定期間中の 、溶接電流出力平均値、溶接電圧出力平均値、短絡回数、送給モータ電流のうち少 なくとも 1つが予め設定した所定範囲かどうかを判定した判定結果を含む。
[0015] また、本発明のアーク溶接ロボットは、予め教示された動作プログラムによって所定 の動作パターンで動作し、前記動作パターン中の各所定期間に予め設定された所 定の溶接条件で被溶接物を溶接するアーク溶接ロボットであって、前記動作プロダラ ム実行時のプログラム名、溶接箇所、計測データのうち少なくとも 1つを履歴情報とし て保存する保存手段を備え、保存手段が履歴情報を保存するタイミングは、すべて の溶接条件変更時または異常発生時のいずれかから選択可能とした。
[0016] また、本発明のアーク溶接ロボットは、予め教示された動作プログラムによって所定 の動作パターンで動作し、前記動作パターン中の各所定期間に予め設定された所 定の溶接条件で被溶接物を溶接するアーク溶接ロボットであって、前記動作プロダラ ム実行時のプログラム名、溶接箇所、計測データのうち少なくとも 1つを履歴情報とし て保存する保存手段を備え、保存した履歴情報を外部メモリに転送することを可能と した。
発明の効果 [0017] 本発明では、溶接に関する履歴情報を保存する手段を有するので、特別な計測器 を付加することなく安価にかつ高精度に溶接品質管理に必要なデータを収集するこ とを可能とする。
発明を実施するための最良の形態
[0018] (実施の形態 1)
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図 1から図 5を用いて説明す る。
[0019] 図 1の（a)は本発明を実現する産業用ロボットの構成を示しており、 101はマ-ピュ レータ、 124は溶接トーチ、 102はロボット全体を制御するための制御装置、 108は マニピュレータおよび制御装置を操作するためのティーチペンダント、 109は作業者 が教示した動作プログラムや設定データを保存することのできる外部メモリ、 103は制 御装置自体の制御を行う CPU、 104は溶接制御を行うために溶接部、 105は CPU が解釈し動作するための制御装置ソフトウェアを格納し読み出し専用のメモリである R OM、 106は作業者が教示した動作プログラムや設定データを格納し書き込みおよ び読み出し可能なメモリである RAM、 107はマニピュレータを駆動するための駆動 部である。
[0020] 次に溶接部 104の内部構成を図 1の (b)に示す。 126は溶接する際の消耗電極と なる溶接ワイヤ、 123は溶接ワイヤ 126を送給するための送給モータ、 124は溶接ヮ ィャをガイドし、溶接出力の電極となる溶接トーチ、 125は溶接される溶接部材、 121 は溶接出力および送給モータ 123を制御するための溶接出力 Z送給モータ制御部 、 122は溶接出力の電流および電圧を検出するための電流 Z電圧検出部である。
[0021] 次に動作プログラムの例を図 2を用いて説明する。図 2は動作プログラムの実施例 を示す図であり、 207はこの動作プログラムのプログラム名を示す。また、 201はロボ ットの動作命令であり「MOVE」はマニピュレータを移動させる命令であり、直線動作 、円弧動作などを指定することができる。なお、ここでは特にその区別しないものとす る。また 202は教示点名であり溶接を行う部分では溶接箇所に相当する。なお教示 点名の名称は自由に設定できるがここでは例として Pl、 P2と表記する。また 203は、 マ-ュピユレータを移動させる際の移動速度を示すもので、溶接区間では 0. 30m/ minないし 3. OOmZmin程度が指定され、溶接を行わない空走区間では最高速度 に近い速度が指定されることが多い。さらに 401、 403、 404は溶接条件命令であり、 溶接開始前、溶接中、溶接終了の終端処理の溶接条件として指定される。なお 401 の例では電流指令値が 120A (アンペア）、電圧指令値が 18. 0V (ボルト）を示して いる。
[0022] さらに 205、 206は溶接ガスを ONZOFFするための命令であり、ガス ONすると、 ガスバルブ（図示せず）が開状態となり溶接ガスが供給され、ガス OFFすると、ガスバ ルブが閉状態となり溶接ガスの供給が停止される。また 402、 405はアーク ONZOF Fするための命令であり、アーク ONすると図 1 (b)に示す溶接出力 Z送給モータ制 御部 121により溶接出力が出力されて溶接ワイヤ 126と溶接部材 125との間に電圧 付加されると同時に、溶接出力 Z送給モータ制御部 121により送給モータ 123が駆 動されて溶接ワイヤ 126が溶接部材 125に向けて送給される。そして溶接ワイヤ 126 が溶接部材 125と接触すると短絡電流が流れ、同時にヒューズ効果により短絡が切 れて高熱のアークが発生する。以降、短絡とアークが繰り返すことにより溶接部が高 熱状態となり金属溶融により接合される。また短絡とアークが繰り返す際の短絡回数 は溶接品質管理を行う上でのひとつの要素となる。
[0023] 次に動作プログラム実行時のプログラム名、溶接箇所、計測データのうち少なくとも 1つを履歴情報として保存する手段について、図 2から図 4を用いて説明する。
[0024] 図 2の動作プログラムの例において、 402のアーク ONZOFFするための命令が実 行されると、図 3の処理フローにおいて、アーク ON実行の処理 301が実行される。
[0025] 次に、図 2の 403の溶接条件命令 2が実行されると、図 3のフローにおいて、処理 3 02が実行され、続いて処理 303の履歴処理が実行される。そして処理 303の履歴処 理では、図 2の 403の溶接条件命令が実行されるまでの、動作プログラム名 207、教 示点名 202、溶接電流指令値、溶接電流出力平均値、溶接電圧指令値、溶接電圧 出力平均値、ワイヤ送給速度、短絡回数、送給モータ電流、および溶接工ラーが図 1 の RAM 106に記録される。この記録処理は図 1の CPU103が行う。
[0026] この時の記録されるフォーマット例を図 4に示す。ここで図 4の番号 1の部分が、図 2 の 401の溶接条件命令が実行されたときの履歴情報を示しており、プログラム名とし て ProgOOOl. prgが記録され、教示点名は P2が記録されている。さらに教示点名 P 2の時の溶接条件が続いて記録されており、溶接電流指令値は、図 2の 401の溶接 条件命令にて指令されている電流指令値 120A (アンペア）が記録され、溶接電圧指 令値は図 2の 401の溶接条件命令にて指令されて 、る電圧指令値 18. 0V (ボルト） が記録されている。
[0027] さらに、図 1の電流 Z電圧検出部 122にて検出された実際の溶接電流値 122A (ァ ンペア）が溶接電流出力平均値として記録され、図 1の電流 Z電圧検出部 122にて 検出された実際の溶接電圧値 18. IV (ボルト）が溶接電圧出力平均値として記録さ れる。また、図 1の溶接出力 Z送給モータ制御部 121でのワイヤ送給速度値 2. 8m Zminがワイヤ送給速度として記録され、図 1の電流 Z電圧検出部 122にて検出さ れた実際の短絡回数値 80回が短絡回数として記録され、図 1の溶接出力 Z送給モ ータ制御部 121での送給モータ電流値 2. OA (アンペア）が送給モータ電流として記 録される。そして、溶接工ラーは発生していないので「なし」が記録される。
[0028] 次に図 4の番号 2の部分力 図 2の 404の溶接条件命令が実行されたときの履歴情 報を示す。これも図 4の番号 1の時と同様、プログラム名は ProgOOOl. prgが記録さ れ、溶接箇所 (教示点名） P3が記録される。そして以降も同様にして、図 2の 403の 溶接条件命令で指令されている溶接電流指令値には 140A (アンペア）が記録され、 溶接電圧指令値には同命令で指令されている電圧指令値 20. 0V (ボルト）が記録さ れる。また溶接箇所 (教示点名） P2の時と同様、図 1の電流 Z電圧検出部 122およ び溶接出力 Z送給モータ制御部 121によって各値が検出され、溶接電流出力平均 値は、実際の溶接電流値 140A (アンペア）が記録され、溶接電圧出力平均値は実 際の溶接電圧値 21. 0V (ボルト）が記録され、ワイヤ送給速度はワイヤ送給速度値 3 . OmZminが記録され、短絡回数は実際の短絡回数値 100回が記録され、送給モ ータ電流は送給モータ電流値 2. 5A (アンペア）が記録され、溶接工ラーは発生して Vヽな 、ので「なし」が記録されて 、る。
[0029] 次に図 2の 405のアーク ONZOFFするための命令が実行されると、図 3の処理フ ローにおいて、処理 304でアーク OFFと判定され溶接終了する。なお図 3の処理フロ 一における各処理は図 1の CPU103が行う。 [0030] このように溶接条件命令の実行すなわち溶接条件の変更を行うたびに、動作プロ グラム名、溶接箇所 (教示点名）、溶接電流指令値、溶接電流出力平均値、溶接電 圧指令値、溶接電圧出力平均値、ワイヤ送給速度、短絡回数、送給モータ電流、お よび溶接工ラーを図 1の RAM106に記録する。すなわち、動作プログラム実行時の プログラム名、溶接箇所、計測データのうち少なくとも 1つを履歴情報として保存する 保存手段を備えるアーク溶接ロボットを実現することができる。
次に、所定期間中の、溶接電流出力平均値、溶接電圧出力平均値、短絡回数、送 給モータ電流のうち少なくとも 1つが予め設定した所定範囲力どうかを判定するため の設定を行う設定画面の例を図 5に示す。
[0031] 図 5の設定画面において、たとえば 602の溶接電流の所定範囲設定は、溶接電流 出力平均値が溶接電流指令値に対して ± 10A (アンペア）の範囲を超えたときに溶 接電流が所定範囲を逸脱したと判定するものである。その判定の例を図 6 (a) (b)に 示す。
図 6 (a)の番号 1の履歴では、溶接電流指令値が 120A (アンペア）であり、許容され る出力電流値の上下限界値は図 5の 602で設定しているように ± 10A (アンペア）で ある。これに対し、検出した溶接電流出力平均値が 131A (アンペア)であるので、許 容できる所定範囲を逸脱したと判定し、図 6 (b)に示すように電流逸脱の欄に「あり」と 履歴が示される。
なお、図 6 (a) (b)における共通の番号は同一の履歴を示す。以降の図においても同 様である。
[0032] さらに溶接電流出力の検出は図 1の電流 Z電圧検出部 122で行い、所定範囲を逸 脱したかどうかの判定は CPU103が行う。
[0033] 同様に、図 5の設定画面の 603の溶接電圧の所定範囲設定では、溶接電圧出力 平均値が溶接電圧指令値に対して ± 1. OV (ボルト）の範囲を超えたときに溶接電圧 が許容できる所定範囲を逸脱したと判定する。その判定の例を図 6 (a) (b)に示す。 図 6 (a)の番号 2の履歴では、溶接電圧指令値が 20. OV (ボルト）であり、溶接電圧 出力平均値が 22. 2V (ボルト)であるので、所定範囲を逸脱したと判定し、図 6 (b)の 番号 2に電圧逸脱が「あり」の履歴が残る。なお溶接電圧出力の検出は図 1の電流 Z 電圧検出部 122で行い、所定範囲を逸脱したかどうかの判定は CPU103が行う。
[0034] 同様に、図 5の設定画面の 604の短絡回数の所定範囲設定では、短絡回数が 70 回から 140回の範囲を超えたときに短絡回数が所定範囲を逸脱したと判定する。そ の判定の例を図 6 (a) (b)に示す。図 6 (a)の番号 3の履歴では、短絡回数が 60回で あるので、許容する所定範囲を逸脱したと判定し、図 6 (b)に短絡回数が「あり」の履 歴が残される。なお短絡回数の検出は図 1の電流 Z電圧検出部 122で行い、所定範 囲を逸脱したかの判定は CPU103が行う。
[0035] また、図 5の設定画面の 605のモータ電流の所定範囲設定では、モータ電流が 3.
OA (アンペア）以上となったときにモータ電流が所定範囲を逸脱したと判定する。そ の判定の例を図 6 (a) (b)に示す。図 6 (a)の番号 4の履歴では、モータ電流が 3. 1A (アンペア）であるので、所定範囲を逸脱したと判定し、図 6 (b)にモータ電流が「あり」 の履歴が残される。なおモータ電流の検出は図 1の溶接出力 Z送給モータ制御部 1 21で行い、所定範囲を逸脱したかの判定は CPU103が行う。
[0036] 以上のような予め設定した所定範囲かどうかを判定する機能は、汎用的な計測器 では実現できないが、本実施の形態において、動作プログラム実行時のプログラム名 、溶接箇所、計測データのうち少なくとも 1つを履歴情報として保存する保存手段を 備え、計測データは、所定期間中の、溶接電流出力平均値、溶接電圧出力平均値、 短絡回数、送給モータ電流のうち少なくとも 1つが予め設定した所定範囲かどうかを 判定した判定結果を含むアーク溶接ロボットを実現することにより、異常な結果となつ た箇所だけを抽出することができる。
[0037] また、図 5の設定画面において 601は履歴タイミング設定表示部を示し、本実施の 形態においては、履歴情報を保存するタイミングを、すべての溶接条件変更時また は異常発生時のいずれかから選択可能とすることができるようにしており、履歴タイミ ング設定表示部 601でその選択状態を示すようにしている。
[0038] ここで履歴タイミング設定としてすベての溶接条件変更時を選択したときの例を図 7
(a) (b)に示す。図 7 (a)の番号 1の履歴では、教示点 P2での履歴として、溶接電流 出力平均値が所定範囲を逸脱したと判定し、図 7 (b)で電流逸脱が「あり」の履歴が 残される。また番号 2の履歴では、教示点 P3での履歴として、溶接電圧出力平均値 が所定範囲を逸脱したと判定し、図 7 (b)で電圧逸脱が「あり」の履歴が残される。次 に図 7 (a)の番号 3および 4の履歴では、教示点 P4の履歴として、所定範囲の逸脱も しておらず、溶接工ラーも発生していないが、履歴タイミング設定としてすベての溶接 条件変更時を選択しているので履歴が残される。次に番号 5および 6の履歴では、教 示点 P6および P7の履歴として、所定範囲の逸脱は発生していないが、溶接工ラー が発生して 、るので履歴が残されて 、る。
[0039] 次に履歴タイミング設定として異常発生時を選択したときの例を図 8 (a) (b)に示す 。図 8 (a)の番号 1の履歴では、教示点 P2の履歴として、溶接電流出力平均値が所 定範囲を逸脱したと判定し、図 8 (b)の番号 1に電流逸脱が「あり」と履歴が残される。
[0040] また番号 2の履歴では、教示点 P3での履歴として、溶接電圧出力平均値が所定範 囲を逸脱したと判定し、電圧逸脱が「あり」と履歴が残される。次に教示点 P4および P 5の履歴として、所定範囲の逸脱もしておらず、溶接工ラーも発生しておらず、履歴タ イミング設定として異常発生時を選択して 、るので図 8 (a) (b)とも履歴が残されな!/、
[0041] 次に番号 3および 4の履歴では、教示点 P6および P7の履歴として、所定範囲の逸 脱は発生していないが、溶接工ラーが発生しているので履歴が残される。また、番号 4の履歴では、教示点 P7の履歴として、所定範囲の逸脱は発生していないが、溶接 エラーが発生して 、るので履歴が残されて！/、る。
[0042] 以上のように、保存手段が履歴情報を保存するタイミングは、すべての溶接条件変 更時または異常発生時のいずれかから選択可能とすることにより、すべての溶接条 件変更時を選択したときは、全溶接数に対する異常発生数の割合を算出することが 可能であり、また異常発生時を選択したときは、異常発生数のみをカウントすることが できるとともに履歴するデータ数が全溶接を選択したときより少なくなるため、データ の保存、加工などが容易となる。
[0043] また、図 5の設定画面において 606は履歴保存ボタンであり、このボタンの選択によ り、保存した履歴情報を外部メモリに転送する。すなわち、この履歴保存ボタン 606を 選択することにより、図 1の RAM106に記録されている履歴情報が CPU103および ティーチペンダント 108を経由して外部メモリ 109に送信され、外部メモリ 109に記録 される。この外部メモリ 109は巿販されて!/、るメモリカードやフレキシブルディスクなど であり特別に媒体は問わない。
[0044] このようにすることで、ロボットを使用する作業者や、生産ライン全体を管理する管 理者などが外部メモリに記録された履歴情報をパソコンなどで取り出し、市販の表計 算ソフトウェアなどで統計処理やグラフ表示などを行うことが可能となる。
産業上の利用可能性
[0045] 本発明は、予め教示された動作プログラムによって所定の動作パターンで動作し、 前記動作パターンに応じて所定の溶接条件で被溶接物を溶接するアーク溶接ロボッ トであって、前記動作プログラム実行時のプログラム名、溶接箇所、計測データのうち 少なくとも 1つを履歴情報として保存する保存手段を備えるアーク溶接ロボットを実現 することにより、溶接品質管理に必要なデータを収集することができ、自動車業界や 建設業界における溶接品質管理などに有用である。
図面の簡単な説明
[0046] [図 1(a)]本発明の実施の形態 1におけるアーク溶接ロボットの構成図
[図 1(b)]溶接部の内部構成を示す図
[図 2]動作プログラムの実施例を示す図
[図 3]本発明の実施の形態 1におけるアーク溶接ロボットの処理フローを示す図
[図 4]履歴情報の第 1の実施例を示す図
[図 5]設定画面の実施例を示す図
[図 6(a)]履歴情報の第 2の実施例における第 1の図
[図 6(b)]履歴情報の第 2の実施例における第 2の図
[図 7(a)]履歴タイミング設定がすべての溶接条件変更時のときの履歴情報の実施例 における第 1の図
[図 7(b)]同第 2の図
[図 8(a)]履歴タイミング設定が異常発生時のときの履歴情報の実施例における第 1の 図
[図 8(b)]同第 2の図
[図 9]従来よりある汎用計測口ガー器を使用して計測した時の構成図 符号の説明
106 外部メモリ（RAM) 109 外部メモリ
202 溶接箇所 (教示点名) 207 動作プログラム名 606 履歴保存ボタン

Claims

請求の範囲
[1] 予め教示された動作プログラムによって所定の動作パターンで動作し、前記動作パ ターン中の各所定期間に予め設定された所定の溶接条件で被溶接物を溶接するァ ーク溶接ロボットであって、前記動作プログラム実行時のプログラム名、溶接箇所、計 測データのうち少なくとも 1つを履歴情報として保存する保存手段を備えるアーク溶 接ロボット。
[2] 予め教示された動作プログラムによって所定の動作パターンで動作し、前記動作パ ターン中の各所定期間に予め設定された所定の溶接条件で被溶接物を溶接するァ ーク溶接ロボットであって、少なくとも計測データを履歴情報として保存する保存手段 を備え、前記計測データは、所定期間中の、溶接電流指令値、溶接電流出力平均 値、溶接電圧指令値、溶接電圧出力平均値、ワイヤ送給速度、短絡回数、送給モー タ電流、および溶接工ラーデータのうち少なくとも 1つを含むアーク溶接ロボット。
[3] 予め教示された動作プログラムによって所定の動作パターンで動作し、前記動作パ ターン中の各所定期間に予め設定された所定の溶接条件で被溶接物を溶接するァ ーク溶接ロボットであって、少なくとも計測データを履歴情報として保存する保存手段 を備え、前記計測データは、所定期間中の、溶接電流出力平均値、溶接電圧出力 平均値、短絡回数、送給モータ電流のうち少なくとも 1つが予め設定した所定範囲か どうかを判定した判定結果を含むアーク溶接ロボット。
[4] 予め教示された動作プログラムによって所定の動作パターンで動作し、前記動作パ ターン中の各所定期間に予め設定された所定の溶接条件で被溶接物を溶接するァ ーク溶接ロボットであって、前記動作プログラム実行時のプログラム名、溶接箇所、計 測データのうち少なくとも 1つを履歴情報として保存する保存手段を備え、保存手段 が履歴情報を保存するタイミングは、すべての溶接条件変更時または異常発生時の V、ずれかから選択可能としたアーク溶接ロボット。
[5] 予め教示された動作プログラムによって所定の動作パターンで動作し、前記動作パ ターン中の各所定期間に予め設定された所定の溶接条件で被溶接物を溶接するァ ーク溶接ロボットであって、前記動作プログラム実行時のプログラム名、溶接箇所、計 測データのうち少なくとも 1つを履歴情報として保存する保存手段を備え、保存した 履歴情報を外部メモリに転送することを可能としたアーク溶接ロボット。
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