WO2021182243A1 - ロボット制御装置 - Google Patents

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WO2021182243A1
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welding
robot
supply device
power supply
unit
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PCT/JP2021/008203
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English (en)
French (fr)
Inventor
茂夫 吉田
岩山　貴敏
康広 内藤
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ファナック株式会社
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Publication date
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Priority to DE112021001503.6T priority patent/DE112021001503T5/de
Priority to CN202180016465.4A priority patent/CN115151366B/zh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/085—Force or torque sensors
    • 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
    • B23K9/126—Controlling the spatial relationship between the work and the gas torch
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1674—Programme controls characterised by safety, monitoring, diagnostic
    • 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 a robot control device that controls the operation of a robot.
  • robots which can perform various tasks in collaboration with humans without a safety fence
  • robots have a contact stop function that stops the operation when an external force exceeding a certain level is detected (see, for example, Patent Document 1).
  • a robot for arc welding may receive an external force when performing an operation required for the work of arc welding.
  • the external force generated at the start of arc welding includes an external force that does not pose a safety problem in the robot.
  • the reaction force received from the work due to the contact of the welded wire during the retry operation described later can be considered.
  • the robot receives an external force exceeding a certain level, so that the contact stop function may be activated to stop the work.
  • contact false detection the detection of an external force above a certain level by contact that is considered to have no safety problem.
  • An object of the present invention is to provide a robot control device capable of suppressing work stoppage due to false contact detection.
  • One aspect of the present disclosure is a robot control device that controls a robot that performs welding with contact with an object to be welded, and when it is detected that the robot receives an external force equal to or higher than a threshold value, the robot operates.
  • the robot control device includes a detection sensitivity adjusting unit that reduces the sensitivity of detecting an external force in the operation stop unit.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a robot system 1 including the robot control device 50 of the first embodiment.
  • FIG. 1 schematically shows the overall configuration of the robot system 1, and the arrangement, shape, connection form, etc. of each part are different from those of the actual system.
  • the robot system 1 includes a robot 10, a welding power supply device 20, a welding wire supply device 30, a gas supply device 40, and a robot control device 50.
  • the robot 10 is an arc welding robot (collaborative robot) that performs arc welding on the work W.
  • the operation of the robot 10 is controlled by the robot control device 50 (described later).
  • a structure composed of a plurality of arms and joints is collectively referred to as an "arm portion 11".
  • a welding torch 12 for generating an arc discharge with the work (work piece) W is provided at the tip of the arm portion 11.
  • the welding wire 31 is supplied to the welding torch 12 from the welding wire supply device 30 (described later), and gas is supplied from the gas supply device 40 (described later).
  • the welding torch 12 is supplied with a current and a voltage for arc welding from the welding power supply device 20 (described later).
  • the welding power supply device 20 determines whether or not an arc discharge has occurred based on the output values of the current and voltage supplied to the welding torch 12, and if the arc discharge occurs, the arc discharge has occurred. Is transmitted to the robot control device 50.
  • the robot 10 includes a force detection unit 13.
  • the force detection unit 13 is a device that detects an external force (force or torque) acting on the robot 10. As shown in FIG. 1, the force detecting unit 13 is provided on a base 14 that supports the arm unit 11. The external force acting on the base 14 corresponds to the external force acting on the robot 10. The force detection unit 13 transmits the magnitude of the external force acting on the robot 10 to the robot control device 50 as a detection value.
  • the welding power supply device 20 is a device that supplies the current and voltage for arc welding to the welding torch 12 (robot 10) based on the welding start signal notified from the robot control device 50.
  • the output values of the current and the voltage supplied from the welding power supply device 20 to the welding torch 12 are set based on the command values notified from the robot control device 50. Further, the welding power supply device 20 detects that an arc discharge has occurred between the welding torch 12 and the work W by an internal circuit, and notifies the robot control device 50 that the arc welding start process is in progress. It has a function.
  • the welding wire supply device 30 is a device that supplies the welding wire 31 to the welding torch 12 based on an instruction from the robot control device 50.
  • An instruction to supply the welding wire 31 to the welding torch 12 is transmitted from the robot control device 50 (instruction unit 52) to the welding wire supply device 30 via the welding power supply device 20.
  • the welding wire 31 is supplied to the welding wire supply device 30 from a wire supply source (not shown) such as a wire drum.
  • the supply amount of the welding wire 31 supplied from the welding wire supply device 30 to the welding torch 12 is set based on the command value notified from the robot control device 50.
  • the gas supply device 40 is a device that supplies gas (shielded gas) to the welding torch 12 based on an instruction from the robot control device 50.
  • An instruction to supply gas to the welding torch 12 is transmitted from the robot control device 50 (instruction unit 52) to the gas supply device 40 via the welding power supply device 20.
  • the robot control device 50 is composed of a processor unit including a processor, a ROM, a RAM, and the like.
  • the processor (CPU) reads and executes a system program, an application program (for example, a contact false detection suppression program described later), etc. stored in the ROM, and cooperates with each hardware to perform functions of each part described later.
  • the RAM stores, for example, position information, command values, detection values, threshold values, and the like as data used for processor calculations.
  • the robot control device 50 includes a control unit 51, an instruction unit 52, an operation stop unit 53, and a detection sensitivity adjustment unit 54.
  • the control unit 51 integrally controls the operation of the arm unit 11 of the robot 10 and the operation of arc welding.
  • servomotors (not shown) mounted on each part of the arm part 11 are controlled based on a command from the control part 51.
  • the welding torch 12 provided at the tip of the arm portion 11 can move to the welding start position of the work W, or move along the surface of the work W in a predetermined direction and at a predetermined speed.
  • the instruction unit 52 executes the instructions or notifications shown in the following (A) to (D) to each device as the start processing of arc welding.
  • the instructions or notifications (A) to (D) are carried out in this order at the time of the start processing of arc welding. Note that (A) to (D) are examples of main instructions or notifications to be performed at the start processing of arc welding, and are not limited thereto.
  • the gas supply device 40 is instructed to supply gas via the welding power supply device 20.
  • (B) Notify the welding wire supply device 30 of the command value regarding the supply amount of the welding wire 31.
  • (C) At the start of arc welding, the welding power supply device 20 is notified of the command value of the current, voltage or wire supply speed.
  • (D) At the start of arc welding, the welding power supply device 20 is notified of the welding start signal.
  • the control unit 51 may perform a part or all of the above instructions and notifications by the instruction unit 52.
  • the operation stop unit 53 stops the operation of the robot 10 by the contact stop function. Specifically, the operation stop unit 53 compares the detection value (magnitude of the external force received by the robot 10) transmitted from the force detection unit 13 with a preset threshold value, and the detected value exceeds the threshold value. If so, it is determined that the robot 10 has received an external force equal to or higher than the threshold value, and the operation of the robot 10 is stopped. Note that "determining" that the robot 10 has received an external force equal to or higher than the threshold value means that the operation stop unit 53 has "detected" that the robot 10 has received an external force equal to or higher than the threshold value.
  • the threshold value is changed by a sensitivity reduction instruction transmitted from the detection sensitivity adjustment unit 54 (described later).
  • the operation stop unit 53 executes control to change the threshold value from the normal value to a preset value. Further, the operation stop unit 53 executes control to return the threshold value to the normal value when the sensitivity reduction release instruction is transmitted from the detection sensitivity adjustment unit 54.
  • the detection sensitivity adjusting unit 54 lowers the sensitivity of detecting an external force in the operation stop unit 53 from the time when the indicating unit 52 instructs the welding power supply device 20 to start arc welding until a predetermined standby time elapses. Perform control to make it. Specifically, the detection sensitivity adjustment unit 54 transmits a sensitivity reduction instruction to the operation stop unit 53 when the instruction unit 52 instructs the welding power supply device 20 to start arc welding. Further, the detection sensitivity adjustment unit 54 transmits a sensitivity reduction release instruction to the operation stop unit 53 when a predetermined standby time has elapsed.
  • the “predetermined standby time” means the arc discharge based on the notification from the welding power supply device 20 from the time when the indicating unit 52 instructs the welding power supply device 20 to start arc welding. It means until the time when the occurrence is recognized.
  • "the time when the indicating unit 52 instructs the welding power supply device 20 to start arc welding” is described above as the start processing of arc welding by the indicating unit 52 (A) to (A). It is any one of the instructions or notifications in D).
  • the indicating unit 52 notifies the welding power supply device 20 of the start of arc welding at the time point of "notifying the welding power supply device 20 of the welding start signal at the start of arc welding" shown in (D) above. It will be explained as the point of instruction.
  • the time point at which the generation of the arc discharge is recognized based on the notification from the welding power supply device 20 means that the detection sensitivity adjusting unit 54 generates an arc discharge from the welding power supply device 20.
  • the notification is received, or when the detection sensitivity adjusting unit 54 determines that an arc discharge has occurred based on the output value of the current, voltage, or wire supply speed supplied from the welding power supply device 20 to the welding torch 12. Is one of.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of a contact false detection suppression program executed by the robot control device 50.
  • the detection sensitivity adjusting unit 54 determines whether or not the indicating unit 52 has instructed the welding power supply device 20 to start welding. In the present embodiment, when the indicating unit 52 notifies the welding power supply device 20 of the welding start signal at the start of arc welding, the detection sensitivity adjusting unit 54 notifies the welding power supply device 20 of the start of welding. Judge as instructed.
  • step S101 when the detection sensitivity adjusting unit 54 determines that the indicating unit 52 has instructed the welding power supply device 20 to start welding, the process proceeds to step S102. On the other hand, in step S101, if the detection sensitivity adjusting unit 54 determines that the indicating unit 52 has not instructed the welding power supply device 20 to start welding, the process returns to step S101.
  • step S102 step S101: YES
  • the detection sensitivity adjusting unit 54 transmits a sensitivity reduction instruction to the operation stop unit 53.
  • the operation stop unit 53 changes the threshold level to a preset value.
  • step S103 the detection sensitivity adjusting unit 54 determines whether or not the occurrence of arc discharge has been recognized. In the present embodiment, the detection sensitivity adjusting unit 54 determines that the occurrence of the arc discharge has been recognized when the notification of the occurrence of the arc discharge is received from the welding power supply device 20.
  • step S103 If it is determined in step S103 that the detection sensitivity adjusting unit 54 has recognized the occurrence of an arc discharge, the process proceeds to step S104. On the other hand, if it is determined in step S103 that the detection sensitivity adjusting unit 54 does not recognize the occurrence of the arc discharge, the process returns to step S103.
  • step S104 (step S103: YES), the detection sensitivity adjusting unit 54 transmits a sensitivity reduction release instruction to the operation stop unit 53.
  • the operation stop unit 53 that has received the sensitivity reduction release instruction returns the threshold value to the normal value.
  • the indicator 52 causes the welding power supply device 20 to start welding. From the time when the instruction is given until the notification from the welding power supply device 20 that the arc discharge is generated is received, the contact stop function of the operation stop unit 53 becomes difficult to work. Therefore, according to the robot control device 50 of the first embodiment, when the arc discharge does not occur at the start of welding, even if the retry operation is performed, it is possible to suppress the stoppage of the work due to the false contact detection.
  • the robot control device 50 of the first embodiment when the instruction unit 52 notifies the welding power supply device 20 of the welding start signal at the start of arc welding, the robot 10 instructs the welding power supply device 20 to start arc welding. Since it is determined that the welding has been performed, the start of welding by the robot 10 can be determined more accurately. Further, the robot control device 50 of the first embodiment determines that the instruction unit 52 has recognized the occurrence of the arc discharge when the instruction unit 52 receives a notification from the welding power supply device 20 notifying the occurrence of the arc discharge. Therefore, the occurrence of an arc discharge between the welding torch 12 and the work W can be determined more accurately.
  • the robot control device 50 of the first embodiment it is possible to more accurately set a section in which the contact stop function of the robot 10 is difficult to work. Further, by limiting the section in which the contact stop function of the robot 10 becomes difficult to work during the start processing of arc welding, the section in which the contact stop function of the robot 10 becomes difficult to work can be minimized.
  • the robot control device 50A of the second embodiment has a different function of the detection sensitivity adjusting unit 54A from that of the first embodiment.
  • the robot control device 50A of the second embodiment other configurations are the same as those of the first embodiment. Therefore, FIG. 1 of the first embodiment is incorporated in the description of the second embodiment. Further, in the description of the second embodiment, the same reference numerals as those of the first embodiment are used for the members and the like equivalent to those of the first embodiment, and duplicate description is omitted.
  • the detection sensitivity adjusting unit 54A (robot control device 50A) of the second embodiment is preset by the robot 10 in the direction of welding from the start position of arc welding by the robot 10 (welding start position P1 described later).
  • the sensitivity of detecting an external force at the operation stop unit 53 is lowered until the movement is performed by a distance. Since the detection sensitivity adjusting unit 54A shares data with the control unit 51 regarding the position where the robot 10 (welding torch 12) starts arc welding, the welding progress direction, the welding distance, and the like, the arc welding by the robot 10 is performed.
  • the start position, the direction of arc welding, and the welding distance can be recognized.
  • the detection sensitivity adjusting unit 54A transmits a sensitivity reduction instruction to the operation stop unit 53 when the robot 10 reaches the position where arc welding is started. Further, the detection sensitivity adjusting unit 54A is sensitive to the operation stop unit 53 when the robot 10 moves a preset distance and reaches a predetermined position, or when the robot 10 recognizes the occurrence of an arc discharge. Send a drop release instruction.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing a retry operation by the scratch start function.
  • the scratch start function is a function that promotes the generation of arc discharge by moving the surface of the work W so as to rub against the tip of the welding wire 31 when the arc discharge does not occur at the start of arc welding.
  • the welding torch 12 is separated by a predetermined distance L in the arrow direction P1a. The operation of moving to is repeated until an arc discharge occurs.
  • the position P1a is set to a distance L shorter than the welding end position P2 from the welding start position P1.
  • the robot 10 temporarily returns the welding torch 12 to the welding start position P1 and is the original welding section from that position. Perform arc welding from P1 to P2.
  • the contact stop function may be activated and the work may be stopped when the robot receives an external force exceeding a certain level.
  • the detection sensitivity adjusting unit 54A of the second embodiment applies an external force at the operation stop unit 53 from the welding start position P1 by the robot 10 until the robot 10 moves a preset distance in the welding progress direction. Decrease the sensitivity to detect.
  • the "preset distance” is set to a distance longer (or the same) than the distance between P1-P1a and shorter than the distance between P1-P2 shown in FIG.
  • the welding torch 12 robot 10 moves at the welding speed, but the moving speed of arc welding is not so fast (for example, about 2 m / min).
  • the moving distance set by the scratch start function is about 20 mm at the longest, so it is considered that even if the contact stop function is difficult to work, it is unlikely to cause a safety problem.
  • the robot control device 50A of the second embodiment even when the scratch start function is executed as a retry operation, until the robot 10 moves a preset distance from the welding start position P1 in the welding traveling direction. During that time, the contact stop function of the operation stop unit 53 becomes difficult to work. Therefore, according to the robot control device 50A of the second embodiment, when the arc discharge does not occur at the start of welding, even if the retry operation is performed, it is possible to suppress the stoppage of the work due to the false contact detection.
  • the state in which the contact stop function is difficult to operate may continue for a longer time than expected. ..
  • the contact stop function operates normally, so that the safety can be further improved.
  • the instruction unit 52 instructs the welding power supply device 20 to start arc welding, and one of the instructions or notifications (A) to (D) described above is used. bottom.
  • the indicator 52 instructed the welding power supply device 20 to start arc welding at the time when the correction time was added or subtracted to any one of the instructions or notifications (A) to (D). It may be a time point. That is, the time when the indicating unit 52 instructs the welding power supply device 20 to start arc welding may be changed in time.
  • the correction time is, for example, ⁇ 0.5 seconds.
  • the time when the indicator 52 receives a notification from the welding power supply device 20 notifying the occurrence of an arc discharge when the indicator 52 recognizes the occurrence of an arc discharge based on the notification from the welding power supply device 20, the time when the indicator 52 receives a notification from the welding power supply device 20 notifying the occurrence of an arc discharge.
  • the detection sensitivity adjusting unit 54 determines that an arc discharge has occurred based on the output values of the current and the voltage supplied from the welding power supply device 20 to the welding torch 12.
  • the time point at which the correction time is added to any of the above time points may be set as the time point at which the robot 10 recognizes the occurrence of arc discharge based on the notification from the welding power supply device 20.
  • the correction time is, for example, +1 second.
  • the function of the detection sensitivity adjusting unit 54 of the first embodiment may be combined with the function of the detection sensitivity adjusting unit 54A of the second embodiment.
  • the operation stop unit occurs when the robot 10 moves a preset distance from the welding start position P1 toward the welding progress direction. Since the contact stop function of 53 works, the safety can be further improved.
  • Robot system 10: Robot, 11: Arm part, 12: Welding torch, 13: Force detection part
  • 20 Welding power supply device
  • 30 Welding wire supply device
  • 31 Welding wire
  • 40 Gas supply device
  • 51 Control unit
  • 52 Indicator unit
  • 53 Operation stop unit

Abstract

接触誤検出による作業の停止を抑制できるロボット制御装置を提供すること。　被溶接物に対して接触を伴う溶接を行うロボットを制御するロボット制御装置であって、前記ロボットが閾値以上の外力を受けたことを検知した場合、前記ロボットの動作を停止させる動作停止部と、溶接の開始を溶接用電源装置に指示する指示部と、前記指示部が溶接の開始を溶接用電源装置に指示した時点から、所定の待機時間が経過するまでの間、前記動作停止部において外力を検知する感度を低下させる検知感度調整部と、を備える。

Description

ロボット制御装置
　本発明は、ロボットの動作を制御するロボット制御装置に関する。
　近年、製造業の分野において、安全柵無しで人と協働して各種の作業を行うことができる、いわゆる協働ロボット（以下、「ロボット」ともいう）が普及しつつある。この種のロボットの多くは、安全のため、一定以上の外力を検出した場合に動作を停止させる接触停止機能を備えている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１６－１１７１４１号公報
　アーク溶接用のロボットでは、アーク溶接の作業に必要な動作を実行した際に外力を受けることがある。アーク溶接の開始時に生じる外力の中には、ロボットにおいて安全上の問題にはなりにくい外力も含まれる。例えば、アーク放電がスムーズに行われずにワイヤを供給し続けている間、後述するリトライ動作の間に、溶接ワイヤの接触によってワークから受ける反力が考えられる。しかし、安全上の問題はなくても、ロボットは、一定以上の外力を受けるため、接触停止機能が働いて作業が停止することがある。
　以下、安全上の問題はないと考えられる接触により、一定以上の外力が検出されることを「接触誤検出」という。
　本発明の目的は、接触誤検出による作業の停止を抑制できるロボット制御装置を提供することにある。
　本開示の一態様は、被溶接物に対して接触を伴う溶接を行うロボットを制御するロボット制御装置であって、前記ロボットが閾値以上の外力を受けたことを検知した場合、前記ロボットの動作を停止させる動作停止部と、溶接の開始を溶接用電源装置に指示する指示部と、前記指示部が溶接の開始を溶接用電源装置に指示した時点から、所定の待機時間が経過するまでの間、前記動作停止部において外力を検知する感度を低下させる検知感度調整部と、を備えるロボット制御装置である。
　本発明によれば、接触誤検出による作業の停止を抑制できるロボット制御装置を提供できる。
第１実施形態のロボット制御装置５０を備えたロボットシステム１の全体構成図である。 ロボット制御装置５０において実行される接触誤検出抑制プログラムの処理手順を示すフローチャートである。 スクラッチスタート機能によるリトライ動作を示す概念図である。
　以下、本発明に係るロボット制御装置の実施形態について説明する。
　本明細書に添付した図面は、いずれも模式図であり、理解しやすさ等を考慮して、各部の形状、縮尺、縦横の寸法比等を、実物から変更又は誇張している。
（第１実施形態）
　図１は、第１実施形態のロボット制御装置５０を備えたロボットシステム１の全体構成図である。図１は、ロボットシステム１の全体構成を模式的に示しており、各部の配置、形状、接続形態等は、実システムとは異なる。
　図１に示すように、ロボットシステム１は、ロボット１０、溶接用電源装置２０、溶接ワイヤ供給装置３０、ガス供給装置４０及びロボット制御装置５０を備えている。
　ロボット１０は、ワークＷに対してアーク溶接を行うアーク溶接用のロボット（協働ロボット）である。ロボット１０の動作は、ロボット制御装置５０（後述）により制御される。
　本実施形態では、ロボット１０において、複数のアームと関節部からなる構造体を「アーム部１１」と総称する。アーム部１１の先端には、ワーク（被溶接物）Ｗとの間でアーク放電を発生させる溶接トーチ１２が設けられている。溶接トーチ１２には、溶接ワイヤ供給装置３０（後述）から溶接ワイヤ３１が供給されると共に、ガス供給装置４０（後述）からガスが供給される。
　また、溶接トーチ１２には、溶接用電源装置２０（後述）からアーク溶接のための電流及び電圧が供給される。溶接用電源装置２０（後述）は、溶接トーチ１２へ供給する電流及び電圧の出力値に基づいてアーク放電が発生したか否かを判断し、アーク放電が発生した場合、アーク放電が発生したことを知らせる通知をロボット制御装置５０へ送信する。
　ロボット１０は、力検出部１３を備えている。力検出部１３は、ロボット１０に作用する外力（力又はトルク）を検出する装置である。図１に示すように、力検出部１３は、アーム部１１を支持する基台１４に設けられている。基台１４に作用する外力は、ロボット１０に作用する外力に相当する。力検出部１３は、ロボット１０に作用した外力の大きさは、ロボット制御装置５０に検出値として送信される。
　溶接用電源装置２０は、ロボット制御装置５０から通知される溶接起動信号に基づいて、アーク溶接のための電流及び電圧を溶接トーチ１２（ロボット１０）に供給する装置である。溶接用電源装置２０から溶接トーチ１２に供給される電流及び電圧の出力値は、ロボット制御装置５０から通知される指令値に基づいて設定される。また、溶接用電源装置２０は、溶接トーチ１２とワークＷとの間にアーク放電が発生したことを内部回路により検出して、アーク溶接の開始処理中であることをロボット制御装置５０に通知する機能を備えている。
　溶接ワイヤ供給装置３０は、ロボット制御装置５０からの指示に基づいて、溶接トーチ１２に溶接ワイヤ３１を供給する装置である。溶接トーチ１２に溶接ワイヤ３１を供給する指示は、ロボット制御装置５０（指示部５２）から溶接用電源装置２０を介して溶接ワイヤ供給装置３０に送信される。溶接ワイヤ供給装置３０には、ワイヤドラム等のワイヤ供給源（不図示）から溶接ワイヤ３１が供給される。溶接ワイヤ供給装置３０から溶接トーチ１２に供給される溶接ワイヤ３１の供給量は、ロボット制御装置５０から通知される指令値に基づいて設定される。
　ガス供給装置４０は、ロボット制御装置５０からの指示に基づいて、溶接トーチ１２にガス（シールドガス）を供給する装置である。溶接トーチ１２にガスを供給する指示は、ロボット制御装置５０（指示部５２）から溶接用電源装置２０を介してガス供給装置４０に送信される。
　ロボット制御装置５０は、プロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むプロセッサユニットにより構成される。プロセッサ（ＣＰＵ）は、ＲＯＭに格納されたシステムプログラム、アプリケーションプログラム（例えば、後述する接触誤検出抑制プログラム）等を読み出して実行することにより、各ハードウェアと協働して、後述する各部の機能を実現する。ＲＡＭには、プロセッサの演算に使用されるデータとして、例えば、位置情報、指令値、検出値、閾値等が記憶される。
　図１に示すように、ロボット制御装置５０は、制御部５１、指示部５２、動作停止部５３、検知感度調整部５４を備えている。
　制御部５１は、ロボット１０のアーム部１１の動作及びアーク溶接の動作を統合的に制御する。ロボット１０において、アーム部１１の各部に装着されたサーボモータ（不図示）は、制御部５１からの指令に基づいて制御される。この制御により、アーム部１１の先端に設けられた溶接トーチ１２は、ワークＷの溶接開始位置に移動したり、ワークＷの表面に沿って所定の方向に、所定の速度で移動したりできる。
　指示部５２は、アーク溶接の開始処理として、以下の（Ａ）～（Ｄ）に示す指示又は通知を各装置に対して実施する。（Ａ）～（Ｄ）の指示又は通知は、アーク溶接の開始処理の際に、この順で実施される。なお、（Ａ）～（Ｄ）は、アーク溶接の開始処理の際に実施される主要な指示又は通知の一例であり、これらに限定されない。
（Ａ）アーク溶接の開始時に、溶接用電源装置２０を介してガス供給装置４０にガスの供給を指示する。
（Ｂ）溶接ワイヤ供給装置３０に溶接ワイヤ３１の供給量に関する指令値を通知する。
（Ｃ）アーク溶接の開始時に、溶接用電源装置２０に電流、電圧又はワイヤ供給速度の指令値を通知する。
（Ｄ）アーク溶接の開始時に、溶接用電源装置２０に溶接起動信号を通知する。
　なお、指示部５２による上記指示、通知の一部又は全部を、制御部５１で実施してもよい。
　動作停止部５３は、ロボット１０が閾値以上の外力を受けたことを検知した場合、接触停止機能によりロボット１０の動作を停止させる。具体的には、動作停止部５３は、力検出部１３から送信された検出値（ロボット１０が受けた外力の大きさ）と、予め設定された閾値とを比較し、検出値が閾値を超えた場合、ロボット１０が閾値以上の外力を受けたと判定して、ロボット１０の動作を停止させる。なお、ロボット１０が閾値以上の外力を受けたと「判定」することは、動作停止部５３において、ロボット１０が閾値以上の外力を受けたことを「検知」したことを意味する。動作停止部５３において、上記閾値は、検知感度調整部５４（後述）から送信される感度低下指示により変更される。動作停止部５３は、検知感度調整部５４から感度低下指示が送信されると、閾値を通常値から予め設定された値に変更する制御を実行する。また、動作停止部５３は、検知感度調整部５４から感度低下解除指示が送信されると、閾値を通常値に戻す制御を実行する。
　検知感度調整部５４は、指示部５２がアーク溶接の開始を溶接用電源装置２０に指示した時点から、所定の待機時間が経過するまでの間、動作停止部５３において外力を検知する感度を低下させる制御を実行する。具体的には、検知感度調整部５４は、指示部５２がアーク溶接の開始を溶接用電源装置２０に指示した時点で、動作停止部５３に感度低下指示を送信する。また、検知感度調整部５４は、所定の待機時間が経過した時点で、動作停止部５３に感度低下解除指示を送信する。
　これにより、指示部５２がアーク溶接の開始を溶接用電源装置２０に指示した時点から、所定の待機時間が経過するまでの間、動作停止部５３において外力を検知する感度を低下させることができる。なお、「外力を検知する感度を低下させる」とは、動作停止部５３において、検出値と比較する閾値を通常よりも大きくすることを意味する。閾値を通常よりも大きくすることにより、例えば、ロボット１０がアーク溶接の開始処理中に各種の動作を実行した際、動作停止部５３において外力を受けたと判定されにくくなる。
　検知感度調整部５４において、「所定の待機時間」とは、指示部５２がアーク溶接の開始を溶接用電源装置２０に指示した時点から、溶接用電源装置２０からの通知に基づいてアーク放電の発生を認識する時点までをいう。
　検知感度調整部５４において、「指示部５２がアーク溶接の開始を溶接用電源装置２０に指示した時点」とは、指示部５２がアーク溶接の開始処理として、先に説明した（Ａ）～（Ｄ）の指示又は通知のうちのいずれか１つである。本実施形態では、上記（Ｄ）に示す「アーク溶接の開始時に、溶接用電源装置２０に溶接起動信号を通知する」の時点を、指示部５２がアーク溶接の開始を溶接用電源装置２０に指示した時点として説明する。
　また、検知感度調整部５４において、「溶接用電源装置２０からの通知に基づいてアーク放電の発生を認識する時点」とは、検知感度調整部５４が溶接用電源装置２０からアーク放電の発生を知らせる通知を受け取った時点、又は、検知感度調整部５４が溶接用電源装置２０から溶接トーチ１２に供給される電流、電圧又はワイヤ供給速度の出力値に基づいてアーク放電が発生したと判断した時点のいずれかである。
　次に、本実施形態のロボット制御装置５０において、接触誤検出によるロボット１０の停止を抑制する処理の具体例について説明する。図２は、ロボット制御装置５０において実行される接触誤検出抑制プログラムの処理手順を示すフローチャートである。
　図２に示すステップＳ１０１において、検知感度調整部５４（ロボット制御装置５０）は、指示部５２が溶接の開始を溶接用電源装置２０に指示したか否かを判定する。本実施形態において、検知感度調整部５４は、指示部５２がアーク溶接の開始時に溶接用電源装置２０に溶接起動信号を通知した場合に、指示部５２が溶接の開始を溶接用電源装置２０に指示したと判定する。
　ステップＳ１０１において、検知感度調整部５４により、指示部５２が溶接の開始を溶接用電源装置２０に指示したと判定された場合、処理はステップＳ１０２へ移行する。一方、ステップＳ１０１において、検知感度調整部５４により、指示部５２が溶接の開始を溶接用電源装置２０に指示していないと判定された場合、処理はステップＳ１０１へ戻る。
　ステップＳ１０２（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）において、検知感度調整部５４は、動作停止部５３に感度低下指示を送信する。感度低下指示を受信した動作停止部５３は、閾値のレベルを予め設定された値に変更する。これにより、例えば、ロボット１０がアーク溶接の開始処理中に各種の動作を実行した際、動作停止部５３において外力を受けたと判定されにくくなる。これにより、アーク溶接の開始時において、接触停止機能が働きにくくなる。
　ステップＳ１０３において、検知感度調整部５４は、アーク放電の発生を認識したか否かを判定する。本実施形態において、検知感度調整部５４は、溶接用電源装置２０からアーク放電の発生を知らせる通知を受け取った場合に、アーク放電の発生を認識したと判定する。
　ステップＳ１０３において、検知感度調整部５４により、アーク放電の発生を認識したと判定された場合、処理はステップＳ１０４へ移行する。一方、ステップＳ１０３において、検知感度調整部５４により、アーク放電の発生を認識していないと判定された場合、処理はステップＳ１０３へ戻る。
　ステップＳ１０４（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）において、検知感度調整部５４は、動作停止部５３に感度低下解除指示を送信する。感度低下解除指示を受信した動作停止部５３は、閾値を通常値に戻す。これにより、ロボット１０が一定以上の外力を受けた場合、動作停止部５３の接触停止機能が正常に働いて、ロボット１０の動作が停止する。ステップＳ１０４の処理が実行されると、本フローチャートの処理は、終了する。
　上述した第１実施形態のロボット制御装置５０によれば、溶接の開始時にアーク放電の発生を促すためのリトライ動作が実施された場合でも、指示部５２が溶接の開始を溶接用電源装置２０に指示してから、溶接用電源装置２０からアーク放電の発生を知らせる通知を受け取るまでの間、動作停止部５３の接触停止機能が働きにくくなる。そのため、第１実施形態のロボット制御装置５０によれば、溶接の開始時にアーク放電が発生しなかった場合に、リトライ動作が実施されても、接触誤検出による作業の停止を抑制できる。
　第１実施形態のロボット制御装置５０は、指示部５２がアーク溶接の開始時に溶接用電源装置２０に溶接起動信号を通知した時点において、ロボット１０がアーク溶接の開始を溶接用電源装置２０に指示したと判定するため、ロボット１０による溶接の開始をより正確に判定できる。また、第１実施形態のロボット制御装置５０は、指示部５２が溶接用電源装置２０からアーク放電の発生を知らせる通知を受け取った時点において、指示部５２がアーク放電の発生を認識したと判定するため、溶接トーチ１２とワークＷとの間におけるアーク放電の発生をより正確に判定できる。したがって、第１実施形態のロボット制御装置５０によれば、ロボット１０の接触停止機能が働きにくくなる区間をより正確に設定できる。また、ロボット１０の接触停止機能が働きにくくなる区間を、アーク溶接の開始処理中に限定することにより、ロボット１０の接触停止機能が働きにくくなる区間を必要最小限にできる。
（第２実施形態）
　第２実施形態のロボット制御装置５０Ａは、検知感度調整部５４Ａの機能が第１実施形態と相違する。第２実施形態のロボット制御装置５０Ａにおいて、その他の構成は、第１実施形態と同じである。そのため、第２実施形態の説明には、第１実施形態の図１を援用する。また、第２実施形態の説明において、第１実施形態と同等の部材等には、第１実施形態と同一の符号を用いて、重複する説明を省略する。
　第２実施形態の検知感度調整部５４Ａ（ロボット制御装置５０Ａ）は、ロボット１０によるアーク溶接の開始位置（後述する溶接開始位置Ｐ１）から、ロボット１０が溶接の進行方向に向けて予め設定された距離を移動するまでの間、動作停止部５３において外力を検知する感度を低下させる。検知感度調整部５４Ａは、ロボット１０（溶接トーチ１２）がアーク溶接を開始する位置、溶接の進行方向、溶接する距離等に関するデータを制御部５１と共有しているため、ロボット１０によるアーク溶接の開始位置、アーク溶接の進行方向、溶接する距離を認識できる。
　第２実施形態において、検知感度調整部５４Ａは、ロボット１０がアーク溶接を開始する位置に達した時点で、動作停止部５３に感度低下指示を送信する。また、検知感度調整部５４Ａは、ロボット１０が予め設定された距離を移動して所定の位置に達した時点、又は、ロボット１０がアーク放電の発生を認識した時点で、動作停止部５３に感度低下解除指示を送信する。
　ここで、アーク放電が発生しない場合に実施されるリトライ動作の一例について説明する。図３は、スクラッチスタート機能によるリトライ動作を示す概念図である。スクラッチスタート機能は、アーク溶接の開始時にアーク放電が発生しなかった場合、溶接ワイヤ３１の先端でワークＷの表面を擦るように移動させることにより、アーク放電の発生を促す機能である。
　スクラッチスタート機能では、図３に示すように、溶接開始位置Ｐ１において、溶接ワイヤ３１の先端をワークＷの表面に押し付けた状態で、溶接トーチ１２を矢印方向に所定の距離Ｌだけ離れた位置Ｐ１ａまで移動させる動作が、アーク放電の発生するまで繰り返される。位置Ｐ１ａは、溶接開始位置Ｐ１から溶接終了位置Ｐ２よりも短い距離Ｌに設定される。溶接トーチ１２がワークＷの表面を擦るように移動している間にアーク放電が発生した場合、ロボット１０は、溶接トーチ１２を溶接開始位置Ｐ１まで一旦戻し、その位置から本来の溶接区間であるＰ１からＰ２までのアーク溶接を実行する。
　スクラッチスタート機能により溶接トーチ１２がワークＷの表面を擦るように移動した場合でも、溶接トーチ１２から溶接ワイヤ３１が送り出された際に、ロボット１０に一定以上の外力が検出されることがある。そのため、スクラッチスタート機能を実施した場合も、ロボットが一定以上の外力を受けることにより、接触停止機能が働いて作業が停止することがある。
　第２実施形態の検知感度調整部５４Ａは、ロボット１０による溶接開始位置Ｐ１から、ロボット１０が溶接の進行方向に向けて予め設定された距離を移動するまでの間、動作停止部５３において外力を検知する感度を低下させる。ここで、「予め設定された距離」は、図３に示すＰ１－Ｐ１ａ間よりも長く（又は同じ）、且つ、Ｐ１－Ｐ２間よりも短い距離に設定される。スクラッチスタート機能が実施された場合、溶接トーチ１２（ロボット１０）は溶接速度で移動するが、アーク溶接の移動速度は、それほど速くない（例えば、２ｍ／分程度）。通常、スクラッチスタート機能で設定される移動距離は、長くても２０ｍｍ程度であるため、接触停止機能を働きにくくしても安全上の問題にはなりにくいと考えられる。
　第２実施形態のロボット制御装置５０Ａによれば、リトライ動作としてスクラッチスタート機能が実施された場合でも、溶接開始位置Ｐ１からロボット１０が溶接の進行方向に向けて予め設定された距離を移動するまでの間、動作停止部５３の接触停止機能が働きにくくなる。そのため、第２実施形態のロボット制御装置５０Ａによれば、溶接の開始時にアーク放電が発生しなかった場合に、リトライ動作が実施されても、接触誤検出による作業の停止を抑制できる。
　また、第１実施形態のロボット制御装置５０では、例えば、検知感度調整部５４がアーク放電の発生した時点を誤認識した場合、接触停止機能が働きにくい状態が想定よりも長く続く可能性がある。これに対して、第２実施形態のロボット制御装置５０Ａでは、ロボット１０が予め設定された距離を移動した後には、接触停止機能が正常に動作するため、安全性をより向上させることができる。
　以上、本開示の第１及び第２実施形態（以下、単に「実施形態」ともいう）について説明したが、本開示は、前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本開示の技術的範囲内に含まれる。また、実施形態に記載した効果は、本開示から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、実施形態に記載したものに限定されない。なお、上述の実施形態及び後述する変形形態は、適宜に組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。
（変形形態）
　実施形態では、動作停止部５３の接触停止機能を働きにくくするため、外力を検知する感度を低下させる（閾値を大きくする）例について説明したが、接触停止機能を働かせないようにしてもよい。例えば、動作停止部５３において、ロボット１０に設けられた力検出部１３による外力（力又はトルク）の検知を無効としてもよい。
　実施形態では、指示部５２がアーク溶接の開始を溶接用電源装置２０に指示した時点として、先に説明した（Ａ）～（Ｄ）の指示又は通知のうちのいずれか１つとする例について説明した。この他、（Ａ）～（Ｄ）の指示又は通知のうちのいずれか１つに、補正時間を加算又は減算した時点を、指示部５２がアーク溶接の開始を溶接用電源装置２０に指示した時点としてもよい。すなわち、指示部５２がアーク溶接の開始を溶接用電源装置２０に指示した時点は、時間的に前後してもよい。補正時間は、例えば、±０．５秒である。
　実施形態では、指示部５２が溶接用電源装置２０からの通知に基づいてアーク放電の発生を認識する時点として、指示部５２が溶接用電源装置２０からアーク放電の発生を知らせる通知を受け取った時点、又は、検知感度調整部５４が溶接用電源装置２０から溶接トーチ１２に供給される電流及び電圧の出力値に基づいてアーク放電が発生したと判断した時点のいずれかとする例について説明した。この他、上記いずれかの時点に、補正時間を加算した時点を、ロボット１０が溶接用電源装置２０からの通知に基づいてアーク放電の発生を認識する時点としてもよい。補正時間は、例えば、＋１秒である。
　第１実施形態の検知感度調整部５４の機能に、第２実施形態の検知感度調整部５４Ａの機能を組み合わせてもよい。これにより、検知感度調整部５４がアーク放電の発生した時点を誤認識した場合でも、溶接開始位置Ｐ１からロボット１０が溶接の進行方向に向けて予め設定された距離を移動した時点で動作停止部５３の接触停止機能が働くため、安全性をより向上させることができる。
　１：ロボットシステム、１０：ロボット、１１：アーム部、１２：溶接トーチ、１３：力検出部、２０：溶接用電源装置、３０：溶接ワイヤ供給装置、３１：溶接ワイヤ、４０：ガス供給装置、５０（５０Ａ）：ロボット制御装置、５１：制御部、５２：指示部、５３：動作停止部、５４（５４Ａ）：検知感度調整部

Claims (8)

  1. 　被溶接物に対して接触を伴う溶接を行うロボットを制御するロボット制御装置であって、
    　前記ロボットが閾値以上の外力を受けたことを検知した場合、前記ロボットの動作を停止させる動作停止部と、
    　溶接の開始を溶接用電源装置に指示する指示部と、
    　前記指示部が溶接の開始を溶接用電源装置に指示した時点から、所定の待機時間が経過するまでの間、前記動作停止部において外力を検知する感度を低下させる検知感度調整部と、
    を備えるロボット制御装置。
  2. 　前記検知感度調整部は、
    　前記指示部が溶接の開始を前記溶接用電源装置に指示した時点から、前記溶接用電源装置からの通知に基づいてアーク放電の発生を認識する時点までを、前記所定の待機時間とする、請求項１に記載のロボット制御装置。
  3. 　前記検知感度調整部は、
    　前記指示部がガス供給装置にガスの供給を指示した時点、
    　前記指示部が溶接ワイヤ供給装置に溶接ワイヤの供給を指示した時点、
    　前記指示部が前記溶接用電源装置に電流、電圧又はワイヤ供給速度の指令値を通知した時点、
    　前記指示部が前記溶接用電源装置に溶接起動信号を通知した時点、
    のいずれか１つを、前記指示部が溶接の開始を前記溶接用電源装置に指示した時点とする、請求項２に記載のロボット制御装置。
  4. 　前記検知感度調整部は、
    　前記指示部がガス供給装置にガスの供給を指示した時点、
    　前記指示部が溶接ワイヤ供給装置に溶接ワイヤの供給を指示した時点、
    　前記指示部が前記溶接用電源装置に電流、電圧又はワイヤ供給速度の指令値を通知した時点、
    　前記指示部が前記溶接用電源装置に溶接起動信号を通知した時点、
    のいずれか１つに、補正時間を加算又は減算した時点を、前記指示部が溶接の開始を前記溶接用電源装置に指示した時点とする、請求項３に記載のロボット制御装置。
  5. 　前記検知感度調整部は、
    　前記溶接用電源装置からアーク放電の発生を知らせる通知を受け取った時点、
    　前記溶接用電源装置から前記ロボットに供給される電流及び電圧の出力値に基づいてアーク放電が発生したと判断した時点、
    のいずれか１つを、アーク放電の発生を認識する時点とする、請求項２に記載のロボット制御装置。
  6. 　前記検知感度調整部は、
    　前記溶接用電源装置からアーク放電の発生を知らせる通知を受け取った時点、
    　前記溶接用電源装置から前記ロボットに供給される電流及び電圧の出力値に基づいてアーク放電が発生したと判断した時点、
    のいずれか１つに、補正時間を加算した時点を、アーク放電の発生を認識する時点とする、請求項５に記載のロボット制御装置。
  7. 　前記検知感度調整部は、
    　前記溶接用電源装置から溶接の開始処理中であることが通知されている間を、前記所定の待機時間とする、請求項１に記載のロボット制御装置。
  8. 　被溶接物に対して接触を伴う溶接を行うロボットの動作を制御するロボット制御装置であって、
    　前記ロボットが閾値以上の外力を受けたことを検知した場合、前記ロボットの動作を停止させる動作停止部と、
    　前記ロボットによる溶接の開始位置から、前記ロボットが溶接の進行方向に向けて予め設定された距離を移動するまでの間、前記動作停止部において外力を検知する感度を低下させる検知感度調整部と、
    を備えるロボット制御装置。
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