JP2009190062A

JP2009190062A - 溶接ロボット装置、及び自動溶接方法

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Publication number: JP2009190062A
Application number: JP2008033596A
Authority: JP
Inventors: Kenji Sadahiro; 健次定廣
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2008-02-14
Filing date: 2008-02-14
Publication date: 2009-08-27

Abstract

【課題】溶接異常が発生して溶接作業が中断しても、溶接が中断した箇所から自動溶接を再開することができる溶接ロボット装置、及び自動溶接方法を提供する。
【解決手段】アームの先端に溶接トーチを備えた溶接ロボット装置で、複数の溶接継手を順次自動溶接する。溶接中に異常を検知すると、検知された異常が溶接異常要因を特定できる所定の異常であるか判定する。所定の異常であると判定すると、溶接作業を中断し、溶接異常が検知されて溶接作業が中断した溶接継手、この溶接継手において溶接が中断した溶接パスと溶接中断位置、及び中断した溶接パスの軌跡に関する溶接中断データを記憶する。そして、溶接トーチのノズルに付着した付着物を除去した後、溶接中断データから、中断した溶接ビード終端の位置を特定して、溶接ビード終端から再溶接を行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動溶接中に発生した異常を検知して溶接を中断した後に、溶接の中断位置から再溶接を行う溶接ロボット装置、及び自動溶接方法に関する。

溶接ロボットを用いた自動溶接時に発生した溶接異常に伴った作業員の労力の増加や、作業効率の低下を回避しようとする、自動溶接に関する発明が、特許文献１及び２に開示されている。

特許文献１には、自動溶接中にアーク切れが発生した場合にも、教示作業の複雑化を招くことなく、アーク切れの原因を解消することができるとする、溶接異常処理に関する発明が開示されている。この溶接異常処理方法は、自動溶接中にアーク切れが生じると、溶接トーチをアーク切れのまま所定の溶接線上を移動させ、予め教示された異常処理位置で溶接ワイヤ先端をカットして異常処置を行い、再び溶接線の始端から溶接する点に特徴がある。

また、特許文献２には、溶接異常の再発を未然に防ぐことにより、溶接異常箇所の補修にかかる作業量を低減できるとする、溶接ロボット装置の自動運転に関する発明が開示されている。この自動運転方法は、自動溶接中に異常が発生すると、一旦自動溶接を中断して溶接異常の発生原因を解消した後、溶接異常が発生した溶接継手を飛ばし、次の溶接継手から溶接を再開する点に特徴がある。

特開平６−３３５７７１号公報特開２００２−２９２４６８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明では、溶接始端部に形成されたスラグや、溶接途中の溶け落ち等により、再溶接時に溶接不良が発生する場合があった。また、鉄骨等の大きな部材の組み立ては、一般に多層盛溶接となるが、このような多層盛溶接を行う場合に特許文献１に記載の発明を用いると、途中まで形成された溶接ビード上にさらに新たな溶接を行うこととなり、作業効率が悪くなり、また溶接ビードが過大なものとなることがあった。

また、特許文献２に記載の発明では、溶接異常が発生した溶接ビードを見つけ、溶接ビードがどこまで形成されているか作業者が判断する必要がある。そのため、中断した溶接を続けて行うには、溶接ロボットを手動操作して溶接を行うか、あるいは作業者が手作業により溶接を行う必要があり、作業効率が悪かった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、溶接異常が発生して溶接作業が中断しても、溶接が中断した箇所から自動溶接を再開することができる溶接ロボット装置、及び自動溶接方法を提供することを目的とする。

本発明に係る溶接ロボット装置は、アームの先端に溶接トーチを備え、溶接対象であるワークに対し該アームを自在に動かして溶接を行う溶接ロボット装置であって、前記ワークの溶接中に発生した溶接異常を検知する溶接異常検知手段と、前記溶接異常検知手段により検知された前記溶接異常が、溶接異常を引き起こした要因を特定できる所定の異常であるか判定する溶接異常判定手段と、前記溶接異常が検知されると、溶接作業を中断する溶接中断手段と、中断した溶接に関するデータである溶接中断データを記憶する溶接データ記憶手段と、前記溶接データ記憶手段に記憶された前記溶接中断データから、中断した溶接ビードの終端を特定する溶接中断位置特定手段と、を備え、前記溶接中断位置特定手段により特定された前記溶接ビードの終端から再溶接を行うことを特徴とする。

前記溶接異常判定手段により、前記溶接異常が所定の異常であると判定されると、前記溶接トーチのノズルに付着した付着物を除去するノズル清掃装置をさらに備えてもよい。

また、前記溶接中断データは、溶接異常が検知された溶接未完了継手、該溶接未完了継手において溶接が中断した溶接パス、該溶接パスの終端位置、及び該溶接パスの軌跡に関するデータとしてもよい。

また、本発明に係る自動溶接方法は、アームの先端に溶接トーチを備え、溶接対象であるワークに対し該アームを自在に動かして複数の継手を溶接する自動溶接方法であって、前記ワークの継手を順次溶接し、溶接異常を検知すると溶接を中断し、中断した溶接に関するデータである溶接中断データを記憶し、前記溶接異常が検知された継手を飛ばして次の継手から溶接を行う一連の溶接作業を、全ての継手で実施するまで繰り返し、検知した溶接異常がある場合、作業者により溶接異常部の補修が行われた後、記憶した前記溶接中断データから溶接が中断した継手ごとに溶接ビード終端の位置を特定し、該溶接ビード終端から再溶接を行うことを特徴とする。

溶接異常を検知して溶接を中断した際に、該溶接異常が、溶接異常を引き起こした要因を特定できる所定の異常であるか判定し、前記溶接異常が所定の異常であると判定すると、前記溶接トーチのノズルに付着した付着物を除去するようにしてもよい。

本発明によれば、溶接異常が発生して溶接作業が中断しても、溶接が中断した箇所から自動溶接を再開することができるため、溶接作業の効率化を図れるとともに、良好な溶接ビードを形成することができる。

以下、本発明の溶接ロボット装置、及び自動溶接方法を実施するための最良の形態として、図１乃至図４を用いて詳細に説明する。

本発明の実施の形態に係る溶接ロボット装置１は、図１に示すように、溶接電源１０と、溶接対象のワーク（不図示）に溶接を行うロボット本体３０と、ロボット本体３０の手首部先端（不図示）に設けられた溶接トーチ１１と、溶接トーチ１１のノズルを清掃するノズル清掃装置２０と、これら各種装置を制御する溶接ロボット制御装置４０とから構成されている。なお、溶接ロボット装置１は、ワークの各溶接継手が、ロボット本体３０の動作範囲で適切な溶接姿勢となるようにポジショナやスライダ（移動装置）を備えてもよい。

溶接電源１０は、後述する溶接電源制御部８１から、溶接開始・終了指令や溶接電流・電圧の溶接条件指令等を受け、溶接電力を溶接トーチ１１に供給する。また、溶接電源１０は、溶接中の溶接電流を検知して、溶接電源制御部８１へ溶接電流検知信号（ＷＣＲ）を送信する。また、溶接電源１０はセンシング電源を兼用している。

溶接トーチ１１は、溶接電源１０から電力の供給を受け、ワークとの間でアークを発生する。溶接トーチ１１から繰出されるワイヤは、図示省略のワイヤ送給装置から供給される。また、アークをシールドする炭酸ガスは、図示省略の炭酸ガス供給装置から溶接トーチ１１に供給される。

ノズル清掃装置２０は、溶接トーチ１１のノズルに付着するスパッタ等を除去するための装置で、ロボット本体３０の動作範囲内に設置されている。ノズル清掃装置２０は、後述するノズル清掃装置制御部８２から、清掃開始・終了指令等を受け、溶接トーチ１１に付着したスパッタ等を除去する。

ロボット本体３０は、図示しないアームを備え、先端に取付けられた溶接トーチ１１の角度を自由に設定できるように、６つの自由度を持つ垂直多関節構造となっている。また、ロボット本体３０は、アームに所定の動作をさせる図示省略の直流モータと位置検出器を備えている。そしてロボット本体３０は、後述するロボット本体制御装置７０からの指令を受け、アームを動作し、溶接トーチ１１先端を後述する教示データに基づいて所定の動作をさせる。

ロボット制御装置４０は、演算処理装置５０と、記憶装置６０と、ロボット本体３０を制御するロボット本体制御装置７０と、溶接電源１０等の外部装置を制御する外部制御装置８０と、溶接異常時に外部装置の制御を行って溶接異常を検知する溶接異常検知制御部８３と、作業者が作業データを入力するための入力装置９０とから構成されている。

演算処理装置５０は、動作演算処理部５１と、異常演算処理部５２と、再実行演算処理部５３とから構成されている。

動作演算処理部５１は、入力装置９０からの指令や、後述する教示プログラム記憶部６１に記憶された教示プログラムから、ロボット本体３０が行う動作を得るための演算処理を行う。そして、得られた演算処理結果は、ロボット本体制御装置７０に送信され、ロボット本体制御装置７０は送信された演算処理結果を元に、ロボット本体３０を制御する。また、動作演算処理部５１は、入力装置９０からの指令、後述する教示プログラム記憶部６１に記憶された教示プログラムをから、溶接電源１０およびノズル清掃装置２０の動作を得るための演算処理をする。そして、得られた演算処理結果は、外部制御部８０に伝達され、外部制御部８０は伝達された演算処理結果を元に、溶接電源１０とノズル清掃装置２０とを制御する。具体的には、動作演算処理部５１は、教示プログラム記憶部６１に記憶された各教示プログラム内の溶接関連のデータを、後述する溶接電源制御部８１を介して、溶接電源１０の動作を制御する。また、動作演算処理部５１は、教示プログラム記憶部６１に記憶された各教示プログラム内のノズル清掃関連のデータを、後述するノズル清掃装置制御部８２を介して、ノズル清掃装置２０の動作を制御する。ここで、教示プログラムとは、ロボットの働きを記憶させたプログラムのことで、上記の教示プログラムには、実際に溶接を行うための溶接順序・姿勢・条件等のプログラムの他、ワーク位置や開先位置を検出するセンシングを実行するためのプログラム、異常発生後の退避プログラム、退避位置でのノズル清掃プログラムおよび退避位置からの逆行プログラムが含まれている。

また、動作演算処理部５１は、溶接異常が感知されると、異常演算処理部５２からの溶接中断指令を受け、ロボット本体制御装置７０を介してロボット本体３０の再生動作を一時中断させる演算処理を行う。そして、動作演算処理部５１は、後述する教示プログラム記憶部６１に記憶された異常発生後の退避プログラム、退避位置でのノズル清掃プログラム、退避位置からの逆行プログラム、および次の溶接継手の溶接を行うための動作プログラムの順に演算処理を行い、ロボット本体制御装置７０を介して、ロボット本体３０の再生動作を継続させる。また、動作演算処理部５１は、溶接作業が中断した溶接継手、及びこの溶接継手において中断した溶接パスと溶接中断位置とを検出し、また、溶接パスの軌跡に関するデータを、溶接異常検知制御部８３から受信する。そして、動作演算処理部５１は、このようにして得た溶接中断データを後述する溶接中断データ記憶部６３に送信する。また、動作演算処理部５１は、異常演算処理部５２からの再生動作終了の指令を受け、ロボット本体制御装置７０を介してロボット本体３０の再生動作を終了する。

また、動作演算処理部５１は、再実行演算処理部５３からの再実行処理指令を受け、ロボット本体制御装置７０を介して、ロボット本体３０の再溶接時の動作を得るための演算処理を実行する。また、動作演算処理部５１は、溶接電源制御部８１を介して、溶接電源１０の再溶接時の動作を得るための演算処理を実行する。

異常演算処理部５２は、後述の溶接異常検知制御部８３から各種異常検知信号を受け、ロボット本体３０の再生動作の溶接中断指令を動作演算処理部５１に出力する。また、異常演算処理部５２は、受信した各種異常検知信号が、後述するスキップ条件記憶部６２に記憶されたスキップ条件のうち、いずれか１つに合致するか判定演算する。そして、この判定演算の結果がスキップ条件と合致すれば、異常演算処理部５２は、動作演算処理部５１に、前述した溶接中断データを求める異常処理検出の指令を出力する。そして、異常演算処理部５２は、動作演算処理部５１から、溶接異常が発生した溶接線に続く溶接をすべき溶接線があるかの演算結果を受信するようになっている。なお、異常演算処理部５２は、スキップ条件に不合致の判定演算結果、および異常発生の溶接線に続く溶接線の無い演算結果を得ると、動作演算処理部５１に再生動作終了の指令を出力する。これは、スキップ条件と不合致の演算結果が得られた場合は、想定していない溶接異常が発生していたり、ノズルを清掃することで解決することできない溶接異常が発生している可能性があるからである。

再実行演算処理部５３は、溶接異常が発生した溶接継手の再溶接の際に、溶接中断データ記憶部６３に記憶された溶接中断データを元に、再実行処理指令を動作演算処理部５１に出力する。

記憶装置６０は、教示プログラム等を記憶する教示プログラム記憶部６１と、溶接異常時の溶接線をスキップする条件を記憶したスキップ条件記憶部６２と、溶接中断データを記憶した溶接中断データ記憶部６３とから構成されている。

教示プログラム記憶部６１は、作業者が入力装置９０で入力した作業対象である各ワークの教示プログラムを記憶している。また、教示プログラム記憶部６１は、異常発生後の退避プログラム、退避位置でのノズル清掃プログラム、および退避位置からの逆行プログラムを記憶している。

スキップ条件記憶部６２は、作業者が入力装置９０で入力したスキップ条件を記憶しており、例えば、後述する「溶接倣い異常」発生時でのスキップ条件である「溶接中」、後述する「ノズル接触異常」発生時でのスキップ条件である「溶接中」と「センシング中」、後述する「アーク異常」発生時でのスキップ条件である「溶接中」、および後述する「センシングエラー」発生時での「センシング中」を記憶するようになっている。このスキップ条件とは、溶接異常を発生させた原因を特定することができる溶接異常の条件であり、後述するように本実施形態では、溶接トーチ１１のノズルに過度に付着したスパッタ等に起因する溶接異常のことである。

溶接中断データ記憶部６３は、動作演算処理部５１が検出した、溶接作業が中断した溶接継手、及びこの溶接継手において中断した溶接パスと溶接中断位置とに関するデータと、溶接倣い異常検知制御部８４が検出した、中断した溶接パスの軌跡に関するデータとを記憶する。

ロボット本体制御装置７０は、動作演算処理部５１から送出される教示プログラムに基づく指令を受け、ロボット本体３０を制御する。また、動作演算処理部５１から送信される溶接中断指令により、ロボット本体３０の再生動作を一時中断するとともに、解除指令によりロボット本体３０の再生動作を継続制御する。また、動作演算処理部５１から送信される溶接異常部の再溶接の指令により、ロボット本体３０の再生動作を制御する。

外部制御装置８０は、溶接電源制御部８１と、ノズル清掃装置制御部８２とから構成されている。溶接電源制御部８１は、動作演算処理部５１からの教示プログラムに基づいた溶接電源１０の作動開始・中断指令により、溶接電源１０を作動・中断制御をするとともに、溶接電流、電圧データにより溶接トーチ１１に印加する溶接電流・電圧とワイヤ送給量とを制御する。

ノズル清掃装置制御部８２は、動作演算処理部５１からの教示プログラムに基づいたノズル清掃装置２０の作動開始・中断指令により、ノズル清掃装置２０を作動・中断制御する。

溶接異常検知制御部８３は、溶接倣い異常検知制御部８４と、ノズル接触検知制御部８５と、アーク異常検知制御部８６と、センシングエラー検知制御部８７とから構成されている。

溶接倣い異常検知制御部８４は、図示しないアークセンサから、溶接位置が溶接線から許容範囲異常に逸脱したときに送信される「溶接倣い異常」の信号を受けると、異常演算処理部５２に「溶接倣い異常」の発生信号を送信する。また、溶接倣い異常検知制御部８４は、異常演算処理部５２からの異常処理検出の指令により、溶接パスの軌跡等を検出し、動作演算処理部５１に出力する。

ノズル接触検知制御部８５は、図示しないノズル接触検知部から、ワークと溶接トーチ１１との接触を感知した「ノズル接触異常」の信号を受けると、異常演算処理部５２に「ノズル接触異常」の発生信号を送信する。この「ノズル接触異常」の発生原因は、センシング電源を兼用した溶接電源１０から電圧が印加された溶接トーチ１１とワークとの間で導通し、センシング電圧が低くなることによる。また、溶接トーチ１１がワークと接触したと誤検知してしまうこともあり、このようなことは、溶接トーチ１１への過度なスパッタ等の付着を原因とする。

アーク異常検知制御部８６は、溶接電源１０から送信される溶接電流検知信号（ＷＣＲ）をアーク異常設定時間内に受信しないと「アーク異常」と検知し、異常演算処理部５２に「アーク異常」の発生信号を送信する。この「アーク異常」は、溶接トーチ１１に付着したスパッタ等によってシールドガスの流れが阻害されること等に起因し、これにより、溶接開始時にアークが発生しなかったり、溶接中にアークが切れたりする。

センシングエラー検知制御部８７は、センシングにより溶接開始位置や開先位置を検出することができなかったり、ワークの位置ずれが想定以上であったりすると「センシングエラー」と検知し、異常演算処理部５２に「センシングエラー」の発生信号を送信する。この「センシングエラー」は、溶接トーチの図示しないワイヤ先端にスパッタが付着して通電性の悪化や、ワークの組立誤差等に起因する。

入力装置９０は、例えば、教示ペンダントであり、この入力装置９０により作業者がロボット本体３０の各アームの動作を入力できるようになっている。また、作業者は、前述したスキップ条件の入力設定、例えば、「溶接倣い異常」発生時でのスキップ条件である「溶接中」等を入力できるようになっている。

次に、上述した構成の溶接ロボット装置１の自動溶接方法を、図２乃至図４に示したフローチャートを参照して説明する。

図２に示すように、先ず、予め作業者により上述したスキップ対象とする溶接異常（溶接倣い異常、ノズル接触異常、アーク異常、センシングエラー等）を入力装置９０で設定する（Ｓ１１０）。なお、所望のスキップ条件が予め設定済みの場合には、Ｓ１１０を飛ばすことが可能である。

次に、複数の溶接継手からなるワークが所定位置にセットされると、ロボット本体３０を再生動作する教示プログラムが設定される（Ｓ１２０）。教示プログラムには、実際に溶接を行うための溶接順序・姿勢・条件等のプログラムの他、ワーク位置や開先位置を検出するセンシングを実行するためのプログラム、異常発生後の退避プログラム、退避位置でのノズル清掃プログラム、および退避位置からの逆行プログラムが含まれている。

続いて、作業者により溶接作業開始のスタート操作がされると、待機中のロボット本体３０は、動作演算処理部５１からの教示プログラムに基づいた指令により、最初の溶接開始位置をタッチセンシングで検出し、溶接を開始する（Ｓ１３０）。ロボット本体３０は、その他の溶接継手も順次タッチセンシグを行って、溶接開始位置を検出して溶接を行う。

Ｓ１３０により溶接が開始されると、溶接異常検知制御部８３は、溶接部に発生した異常を検知すると異常演算処理部５２に出力する（Ｓ１４０）。ここで溶接部の異常とは、上述した「溶接倣い異常」、「ノズル接触異常」、「アーク異常」、「センシングエラー」をいい、溶接異常検知制御部８３の各制御部は、これらの異常のいずれかを検知すると、異常演算処理部５２に異常が検知されたことを通知する。

Ｓ１４０において異常が検知されなければ（Ｓ１４０：Ｎｏ）、動作演算処理部５１は溶接終了までワークの溶接を継続する。そして動作演算処理部５１は、教示プログラムに基づいて溶接作業が終了したと判定すると（Ｓ１５０：Ｙｅｓ）、動作演算処理部５１からの溶接終了指令により、ロボット本体３０は溶接作業を終了する。また、動作演算処理部５１は、溶接電源制御部８１を介して溶接電源１０をオフして、溶接作業を終了する（Ｓ１６０）。

Ｓ１４０において溶接異常が検知されると（Ｓ１４０：Ｙｅｓ）、異常演算処理部５２は、溶接異常検知制御部８３から受信した異常が、スキップ条件のうち、いずれか１つに合致するか判定する（Ｓ１７０）。

Ｓ１７０において、検知された異常がスキップ条件に合致すると判定した場合（Ｓ１７０：Ｙｅｓ）、溶接異常処理を実行する（Ｓ１８０）。Ｓ１８０では、異常が発生した溶接継手の溶接を中断し、ロボット本体３０を退避させて溶接トーチ１１のノズルの清掃を行い、次の溶接継手の溶接を行う。なお、Ｓ１８０の詳細については後述する。

Ｓ１８０にて溶接異常処理が実行され、続いて、Ｓ１９０にて、動作演算処理部５１が、全ての溶接作業が終了したと判定すると（Ｓ１９０：Ｙｅｓ）、動作演算処理部５１からの溶接終了指令により、ロボット本体３０は溶接作業を終了し、溶接電源１０は電源をオフにして、溶接作業を終了する（Ｓ１６０）。

Ｓ１９０において、動作演算処理部５１が、溶接作業が終了していないと判定すると（Ｓ１９０：Ｎｏ）、処理をＳ１３０に戻す。

Ｓ１７０において、異常演算処理部５２が、検知された異常がスキップ条件に合致しないと判定した場合（Ｓ１７０：Ｎｏ）、異常演算処理部５２は再生動作中断の指令を動作演算処理部５１に出力する。そして、動作演算処理部５１は、溶接作業を中断する（Ｓ２００）。

次に、作業員により溶接ロボット装置１の点検が行われ、中断した教示プログラムを基に、再溶接が可能な状態であるか判断される。この時、再溶接が不可であると判断されると（Ｓ２１０：Ｎｏ）、動作演算処理部５１は、ロボット本体３０は溶接作業を終了し、溶接電源１０は電源をオフにして、溶接作業を終了する（Ｓ１６０）。

Ｓ２１０において、作業員が、中断した教示プログラムを基に再溶接が可能であると判断すると、作業員は、溶接ロボット装置１および溶接中断箇所に適切な補修を施し、再開する教示プログラムを設定し、再溶接可能との指示を入力装置９０に入力する。動作演算処理部５１は、再溶接可能との指示があると（Ｓ２１０：Ｙｅｓ）、処理をＳ１３０に戻し溶接作業を再開する。

次に、Ｓ１８０の溶接異常処理について図３を参照して説明する。Ｓ１７０にて、異常演算処理部５２が、検知された異常がスキップ条件に合致すると判定すると、動作演算処理部５１からの溶接中断指令により、ロボット本体３０は溶接作業を中断し、溶接電源１０は電源をオフにして、溶接作業を中断する（Ｓ１８１）。

続いて、動作演算処理部５１は、溶接作業が中断した溶接継手、及びこの溶接継手において溶接が中断した溶接パスと溶接中断位置とに関するデータを検出し、また、溶接パスの軌跡に関するデータを溶接倣い異常検知制御部８４から受信する。そして、動作演算処理部５１は、これらを溶接中断データとして送信し、溶接中断データ記憶部６３で記憶する（Ｓ１８２）。

次に、動作演算処理部５１は、教示プログラム記憶部６１に記憶された退避教示プログラムに従い、ロボット本体３０を退避させる（Ｓ１８３）。

続いて、動作演算処理部５１は、退避位置においてロボット本体３０を動作させ、教示プログラム記憶部６１に記憶されたノズル清掃プログラムに基づく指令により、溶接トーチ１１をノズル清掃装置２０の図示省略のノズル清掃位置に位置決めする。そして、動作演算処理部５１はノズル清掃装置制御部８２に指令を出し、溶接トーチ１１のノズル内に付着したスパッタ等を除去する（Ｓ１８４）。

次に、動作演算処理部５１は、教示プログラム記憶部６１に記憶された逆行プログラムに基づく指令により、ロボット本体３０をノズル清掃位置から退避位置へ復帰させる（Ｓ１８５）。

続いて、動作演算処理部５１は、溶接異常が発生した溶接継手をスキップして、次の溶接継手（次に溶接する予定だった溶接継手）を溶接箇所に設定する（Ｓ１８６）。以上のように、動作演算処理部５１は溶接異常処理（Ｓ１８０）を実行し、処理をＳ１９０に進める。

図２、図３に示した溶接処理が実行されて、溶接継手がスキップされると、溶接異常が検知された溶接継手では溶接が途中で中断した状態で、ワークの溶接作業が終了する。溶接が中断された溶接継手では、続けて作業者による補修作業が実施される。この補修作業は、溶接の中断位置（溶接ビードの終端）から再溶接を行っても溶接欠陥が発生することがないように、作業者の目視により溶接ビードの終端に発生したクレータ等を除去する。このように、溶接異常が発生した溶接継手の補修作業を行った後、図４に示す再溶接処理を実行する。

図４に示すように、先ず、再実行演算処理部５３は、溶接中断データ記憶部６３に記憶された溶接中断データを読み込む（Ｓ３１０）。

続いて、再実行演算処理部５３は、Ｓ３１０で読み込んだ溶接中断データから、再溶接処理を実行する教示プログラムを設定し、動作演算処理部５１に出力する（Ｓ３２０）。例えば、溶接中断データから、溶接が中断した溶接ビードの終端を特定し、この溶接ビードの終端から教示プログラムを実行する。

次に、動作演算処理部５１は、Ｓ３２０で設定された教示プログラムに基づき、溶接電源１０とロボット本体３０とを制御し、ロボット本体３０は、溶接が中断した溶接ビードの終端をタッチセンシングで検出し、溶接を開始する（Ｓ３３０）。

なお、図４に示した、これ以降のＳ３３０〜Ｓ４１０は、図２に示したＳ１３０〜Ｓ２１０のステップと同じであるため、詳細な説明は省略する。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る溶接ロボット装置、及び自動溶接方法は、溶接異常が検知されて溶接作業が中断した溶接継手、この溶接継手において溶接が中断した溶接パスと溶接中断位置、及び中断した溶接パスの軌跡をもとに、中断した溶接ビード終端を特定し、この溶接ビード終端から自動で再溶接を開始させることができる。また、溶接が中断した継手が複数ある場合にも、まとめて再溶接が可能である。このことは、特に鉄骨等の大きな部材の組み立て時のように、多層盛溶接を行う場合には、溶接作業の効率化を図れるとともに、良好な溶接ビードを形成することができる。

また、溶接異常を検知した際は、溶接作業を中断し、溶接トーチのノズルを清掃した上で、溶接を再開するようになっている。そのため、溶接トーチのノズルに付着したスパッタ等に起因した溶接異常の再発を、極力なくすことができる。これにより、ガウジング等の補修作業量を低減することができ、作業効率を高めることができる。

上述の実施の形態では、溶接トーチのノズルを清掃動作するノズル清掃装置について説明したが、使用したノズルを溶接トーチから取り外し、新品または清掃済みのノズルに交換するノズル清掃装置でも良い。

また上述の実施の形態では、作業者が各ワークの教示プログラムやスキップ条件等を入力装置９０によって教示する形態としたが、この入力装置９０に変えて別途コンピュータ等の例えばパソコンを利用したオフライン教示装置を用いた形態でも良い。

本発明の実施形態に係わる溶接ロボット装置、及び自動溶接方法の制御ブロック図である。溶接ロボット装置、及び自動溶接方法を説明するフローチャート図である。溶接異常が発生した際の処理を示したフローチャート図である。溶接異常部の再溶接処理を示したフローチャート図である。

符号の説明

１溶接ロボット装置
１０溶接電源
１１溶接トーチ
２０ノズル清掃装置
３０ロボット本体
４０溶接ロボット制御装置
５１動作演算処理部
５２異常演算処理部
５３再実行演算処理部
６０記憶装置
７０ロボット本体制御装置
８０外部制御装置
８４溶接倣い異常検知制御部
８５ノズル接触検知制御部
８６アーク異常検知制御部
８７センシングエラー検知制御部

Claims

アームの先端に溶接トーチを備え、溶接対象であるワークに対し該アームを自在に動かして溶接を行う溶接ロボット装置であって、
前記ワークの溶接中に発生した溶接異常を検知する溶接異常検知手段と、
前記溶接異常検知手段により検知された前記溶接異常が、溶接異常を引き起こした要因を特定できる所定の異常であるか判定する溶接異常判定手段と、
前記溶接異常が検知されると、溶接作業を中断する溶接中断手段と、
中断した溶接に関するデータである溶接中断データを記憶する溶接データ記憶手段と、
前記溶接データ記憶手段に記憶された前記溶接中断データから、中断した溶接ビードの終端を特定する溶接中断位置特定手段と、を備え、
前記溶接中断位置特定手段により特定された前記溶接ビードの終端から再溶接を行うことを特徴とする溶接ロボット装置。
前記溶接異常判定手段により、前記溶接異常が所定の異常であると判定されると、前記溶接トーチのノズルに付着した付着物を除去するノズル清掃装置をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の溶接ロボット装置。
前記溶接中断データは、溶接異常が検知された溶接未完了継手、該溶接未完了継手において溶接が中断した溶接パス、該溶接パスの終端位置、及び該溶接パスの軌跡に関するデータであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の溶接ロボット装置。
アームの先端に溶接トーチを備え、溶接対象であるワークに対し該アームを自在に動かして複数の継手を溶接する自動溶接方法であって、前記ワークの継手を順次溶接し、溶接異常を検知すると溶接を中断し、中断した溶接に関するデータである溶接中断データを記憶し、前記溶接異常が検知された継手を飛ばして次の継手から溶接を行う一連の溶接作業を、全ての継手で実施するまで繰り返し、検知した溶接異常がある場合、作業者により溶接異常部の補修が行われた後、記憶した前記溶接中断データから溶接が中断した継手ごとに溶接ビード終端の位置を特定し、該溶接ビード終端から再溶接を行うことを特徴とする自動溶接方法。
溶接異常を検知して溶接を中断した際に、該溶接異常が、溶接異常を引き起こした要因を特定できる所定の異常であるか判定し、前記溶接異常が所定の異常であると判定すると、前記溶接トーチのノズルに付着した付着物を除去することを特徴とする請求項４に記載の自動溶接方法。
前記溶接中断データは、溶接異常が検知された溶接未完了継手、該溶接未完了継手において溶接が中断した溶接パス、該溶接パスの終端位置、及び該溶接パスの軌跡に関するデータであることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の自動溶接方法。