JP5854645B2 - アーク溶接ロボット - Google Patents
アーク溶接ロボット Download PDFInfo
- Publication number
- JP5854645B2 JP5854645B2 JP2011121191A JP2011121191A JP5854645B2 JP 5854645 B2 JP5854645 B2 JP 5854645B2 JP 2011121191 A JP2011121191 A JP 2011121191A JP 2011121191 A JP2011121191 A JP 2011121191A JP 5854645 B2 JP5854645 B2 JP 5854645B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- time
- signal
- arc
- elapsed time
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims description 703
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 249
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 247
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 178
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 109
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 36
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 17
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 46
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 13
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005111 flow chemistry technique Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Arc Welding Control (AREA)
Description
時刻t1において、同図(B)に示すように、ロボット制御装置RCからガス出力信号Gsが出力され、いわゆるプリフロー処理が開始される。プリフロー処理は、マニピュレータMによって溶接トーチ4が溶接開始位置に到達して停止してから開始される場合もあるし、到達するまでに先行して開始される場合もある。溶接トーチ4が溶接開始位置に到達してからプリフロー処理を行う場合は、同図(G)に実線に示すように、時刻t1で溶接トーチ4は停止しているので、移動速度Spは「0」である。溶接開始位置に到達する前にプリフロー処理を行う場合は、同図(G)に点線で示すように、この期間中は減速しながら、時刻t2で停止させる。なお、プリフロー処理は、予め定められたプリフロー時間だけ(時刻t1〜t2の期間)行われる。
時刻t2において、同図(A)に示すように、ロボット制御装置RCから溶接信号StがHighレベルで出力される(開始を意味する)。このとき、同図(D)に示すように、送給速度設定信号Frはスローダウン送給速度となり、溶接ワイヤ1は遅いスローダウン送給速度Fiで送給される。同時に、同図(E)に示すように、溶接電源WPは出力を開始し、溶接電圧Vwは無負荷電圧となる。時刻t3において、溶接ワイヤ1が母材2に接触すると、アークが発生する。
時刻t3においてアークが発生すると、同図(C)に示すように、溶接電源WPからアーク確認信号Saが出力される(Highレベルに変化する)。同時に、同図(D)に示すように、送給速度設定信号Frは定常送給速度Fsとなり、溶接ワイヤ1の定常送給が開始される。また、同図(F)に示すように、定常送給に対応した定常溶接電流Isの通電が開始する。また、同図(G)に示すように、溶接トーチ4は溶接線に沿って、溶接速度Ssで移動を開始する。この定常溶接は、時刻t4までの期間、行われる。
時刻t4において、マニピュレータMが溶接終了位置に到達すると、同図(D)に示すように、送給速度設定信号Frはクレータ送給速度Feとなり、溶接ワイヤ1の送給がクレータ送給速度に変更される。また、同図(G)に示すように、移動速度Spは0となり、溶接トーチ4は溶接終了位置で停止する。そして、同図(E)および(F)に示すように、時刻t5までの間、クレータ溶接電圧Veおよびクレータ溶接電流Ieを通電することによりクレータ溶接が行われる。
時刻t5において、同図(E)に示すように、定常溶接電圧Vsよりも高い溶着解除電圧Vaが印加される。この処理は予め定められた溶着解除時間だけ行われる。この溶着解除処理により、溶接終了位置において溶接部位と溶接ワイヤ1とが溶着することを防止している。また、時刻t6までの期間、同図(B)に示すように、シールドガスの出力を継続するアフターフロー処理を行う。このアフターフロー処理により、溶接終了位置近傍の酸化や溶接割れを防止している。
(1)監視手段がロボット制御装置RCのみに設けられているために、監視手段がソフトウェアの不完全さにより正常動作しなくなると、異常監視が機能しなくなる恐れがある。
(2)指令パルス値の監視を行うにあたり、実際に溶接を開始するまで区間a(図13参照)においては、監視周期を区間bよりも長く設定している。しかしながら、実際にアーク溶接加工を行う上でよく使われるテクニックとして、溶接開始位置で溶接を開始した後に、アークが安定するのを待ったり溶け込みを確保したりすることを目的として、タイマ命令による待ち時間を入れた停止溶接期間を設けることがある。この停止溶接期間中は、従来技術では区間bに相当するため、マニピュレータMが停止したものとみなされてしまい、異常を誤検知することになる。
(3)図13の時刻t4〜t5の期間に示したように、溶接終了位置においてクレータ溶接を実行することがある。この期間は、従来技術では区間bに相当し、マニピュレータMの停止が短い監視周期で監視されるため、異常を誤検知することになる。
(4)従来技術において上記(2)および(3)の誤検知を回避するためには、監視周期を長く設定する必要がある。しかしながら、監視周期を長く設定すると、意図せずマニピュレータMが停止したままでアーク溶接が継続された場合、溶接を停止させるまでの時間が長くなり、監視機能の本来の目的を達成できない可能性がある。
(5)図13の時刻t5〜t6で示したように、通常、溶接終了時には、溶着解除処理が実行される。これらの処理は、ロボット制御装置RCからの溶接指令信号ではなく、溶接電源WP側が独自に処理を行っている。そして、これらの処理に要する実行時間は、溶接状態に依存して変化するため、異常監視を行うのであれば、状態に応じて適切な監視周期を設定する必要があるが、従来技術では考慮されていない。
溶接トーチを把持したマニピュレータと、予め作成された教示データに基づいて前記マニピュレータを駆動制御すると共にアーク溶接処理を行うための溶接指令信号を順次出力するロボット制御装置と、前記溶接指令信号に基づいて溶接制御および溶接電力の供給を行う溶接電源装置とを備えたアーク溶接ロボットにおいて、
前記ロボット制御装置は、前記アーク溶接処理に関連する処理時間を含む工程計画情報を前記溶接電源装置に出力する溶接指令生成手段と、前記溶接電源装置から入力される信号であって前記アーク溶接処理の現在状態を示す溶接状態信号および前記工程計画情報に基づいて前記アーク溶接処理の実行状態を監視する第1監視手段と、を備え、
前記溶接電源装置は、前記溶接制御を行うと共に前記現在状態に応じて前記溶接状態信号を前記ロボット制御装置に出力する溶接制御手段と、前記ロボット制御装置から入力される前記工程計画情報に基づいて前記アーク溶接処理の実行状態を監視する第2監視手段と、を備えたことを特徴とするアーク溶接ロボットである。
前記溶接トーチを停止した状態でのアーク溶接処理に際しては、
前記第1監視手段は、前記溶接指令生成手段によって前記処理時間を含む前記工程計画情報が出力されると、この出力時点からの経過時間である第1経過時間の計測を開始し、前記第1経過時間が前記処理時間に到達するまでの間に前記溶接電源装置から前記溶接指令信号に応じた前記溶接状態信号が入力されるか否かを監視し、入力されない場合は前記溶接電源装置に非常停止信号を出力し、
前記第2監視手段は、前記溶接制御手段によって前記アーク溶接処理が開始されると、この開始時点からの経過時間である第2経過時間の計測を開始し、この第2経過時間が前記処理時間に到達するまでの間に次の溶接指令信号が入力されるか否かを監視し、入力されない場合は、実行中のアーク溶接処理を中止することを特徴とする請求項1記載のアーク溶接ロボットである。
前記溶接指令生成手段は、前記処理時間に加えて、次工程で出力する予定の溶接指令信号を示す次工程指令を前記工程計画情報として出力し、
前記次の溶接指令信号は、前記次工程指令で示される溶接指令信号であることを特徴とする請求項2記載のアーク溶接ロボットである。
前記溶接制御手段は、処理中の前記アーク溶接処理に要する時間である実行完了時間を前記溶接状態信号に付与して出力し、
前記第1監視手段は、前記溶接制御手段から前記実行完了時間を含んだ前記溶接状態信号が入力されると、この入力時点からの経過時間である第3経過時間の計測を開始し、前記第3経過時間が前記実行完了時間に到達するまでの間に前記溶接電源装置から次の溶接状態信号が入力されるか否かを監視し、入力されない場合は前記溶接電源装置に非常停止信号を出力することを特徴とする請求項2または請求項3記載のアーク溶接ロボットである。
前記ロボット制御装置は、前記教示データに基づいて所定周期毎の前記溶接トーチの位置を算出する位置算出手段と、前記算出した位置に前記溶接トーチが到達したときに位置到達信号を出力する到達信号出力手段と、をさらに備えており、
前記溶接トーチを移動させながらの定常溶接中は、前記溶接制御手段は前記溶接状態信号としての溶接中信号を所定周期で出力し、
前記第1監視手段は、前記溶接中信号が前記所定周期毎に入力されるか否かを監視し、入力されない場合は前記溶接電源装置に非常停止信号を出力し、
前記第2監視手段は、前記位置到達信号が予め定めた到達信号待ち時間内に入力されるか否かを監視し、入力されない場合は前記定常溶接を停止することを特徴とする請求項1記載のアーク溶接ロボットである。
シールドガスの出力を予め定めたプリフロー時間だけ先行して開始するプリフロー処理時は、
前記溶接指令生成手段は、前記処理時間としての前記プリフロー時間を含むプリフロー開始信号を出力し、
前記第2監視手段は、前記溶接制御手段によって前記シールドガスの出力が開始されると、この開始時点からの経過時間である前記第2経過時間の計測を開始し、前記第2経過時間が前記プリフロー時間に到達するまでの間に前記ロボット制御装置からアークスタート信号が入力されるか否かを監視し、入力されない場合は、前記シールドガスの出力を停止することを特徴とする請求項1記載のアーク溶接ロボットである。
シールドガスの出力を予め定めたプリフロー時間だけ先行して開始するプリフロー処理時は、
前記溶接指令生成手段は、前記処理時間としての前記プリフロー時間および前記次工程指令としてのアークスタート指令を含むプリフロー開始信号を出力し、
前記第1監視手段は、前記プリフロー開始信号が出力されると、この出力時点からの経過時間である前記第1経過時間の計測を開始し、前記第1経過時間が前記プリフロー時間に到達するまでの間に前記溶接電源装置から前記溶接状態信号としてのプリフロー開始完了信号が入力されるか否かを監視し、前記プリフロー開始完了信号が入力されない場合は、前記溶接電源装置に非常停止信号を出力し、
前記第2監視手段は、前記プリフロー開始信号に基づいて前記シールドガスの出力が開始されると、この開始時点からの経過時間である前記第2経過時間の計測を開始し、前記第2経過時間が前記プリフロー時間に到達するまでの間に前記次工程指令で示されたアークスタート信号が入力されるか否かを監視し、入力されない場合は、前記シールドガスの出力を停止することを特徴とする請求項3記載のアーク溶接ロボットである。
アークを発生させるアークスタート処理時は、
前記溶接指令生成手段は、前記処理時間としてのアークスタート不良検出時間を含むアークスタート信号を出力し、
前記第1監視手段は、前記アークスタート信号が出力されると、この出力時点からの経過時間である前記第1経過時間の計測を開始し、前記第1経過時間が前記アークスタート不良検出時間に到達するまでの間に前記溶接電源装置から前記溶接状態信号が所定周期毎に入力されるか否かを監視し、入力されない場合は前記溶接電源装置に非常停止信号を出力し、
前記第2監視手段は、前記アークスタート信号に基づいて点弧処理が開始されると、前記点弧処理の開始時点からの経過時間である前記第2経過時間の計測を開始し、前記第2経過時間が前記アークスタート不良検出時間に到達するまでの間に前記次の溶接指令信号に代えてアークが発生するか否かを監視し、アークが発生しない場合は前記点弧処理を停止することを特徴とする請求項2記載のアーク溶接ロボットである。
溶接終端部を成形するクレータ処理時は、
前記溶接指令生成手段は、前記処理時間としてのクレータ溶接時間を含むクレータ溶接信号を出力し、
前記第2監視手段は、前記クレータ溶接信号に基づいて前記溶接電力の出力が変更されると、前記溶接電力の出力変更からの経過時間である前記第1経過時間を計測し、前記第1経過時間が前記クレータ溶接時間を越えても前記ロボット制御装置からアークエンド信号が入力されない場合は、前記クレータ溶接を停止することを特徴とする請求項1記載のアーク溶接ロボットである。
溶接終端部を成形するクレータ処理時は、
前記溶接指令生成手段は、前記処理時間としてのクレータ溶接時間および前記次工程指令としてのアークエンド指令を含むクレータ溶接信号を出力し、
前記第1監視手段は、前記クレータ溶接信号が出力されると、この出力時点からの経過時間である前記第1経過時間の計測を開始し、前記第1経過時間が前記クレータ溶接時間に到達するまでの間に前記溶接電源装置から前記溶接状態信号としてのクレータ溶接完了信号が入力されるか否かを監視し、入力されない場合は前記溶接電源装置に非常停止信号を出力し、
前記第2監視手段は、前記クレータ溶接信号に基づいて前記溶接電力の出力が変更されると、前記溶接電力の出力変更からの経過時間である前記第2経過時間を計測し、前記第2経過時間が前記クレータ溶接時間に到達するまでの間に前記次工程指令で示されたアークエンド信号が入力されるか否かを監視し、入力されない場合は前記クレータ溶接を停止することを特徴とする請求項3記載のアーク溶接ロボットである。
アークを停止させるアークエンド処理時は、
前記溶接指令生成手段は、前記処理時間としてのアークエンド待ち時間を含むアークエンド信号を出力し、
前記溶接制御手段は、前記アークエンド信号に基づいて消弧処理を開始したときは前記溶接状態信号としての消弧中信号および前記実行完了時間を出力し、次いで溶着解除処理に移行したときは前記溶接状態信号としての溶着解除中信号および前記実行完了時間を出力し、全てのアークエンド処理が完了したときは前記溶接状態信号としてのアークエンド完了信号を出力し、
前記第1監視手段は、前記アークエンド信号の出力時点からの経過時間である前記第1経過時間を計測し、
前記消弧中信号または前記溶着解除中が入力されないときは、前記第1経過時間が前記アークエンド待ち時間に到達するまでの間に前記アークエンド完了信号が入力されるか否かを監視し、入力されない場合は前記溶接電源装置に非常停止信号を出力し、
前記消弧中信号または前記溶着解除中信号が入力されたときは、前記第1経過時間の計測を中止して前記消弧中信号または前記溶着解除中信号の入力時点からの経過時間を前記第1経過時間として再計測を開始し、この再計測した前記第1経過時間が前記実行完了時間に到達するまでの間に次の溶接状態信号が入力されるか否かを監視し、入力されない場合は前記溶接電源装置に非常停止信号を出力し、
前記第2監視手段は、前記アークエンド信号に基づいて前記消弧処理が開始されると、処理開始時点からの経過時間である前記第2経過時間の計測を開始し、前記第2経過時間が前記アークエンド待ち時間に到達するまでの間に前記ロボット制御装置からシールドガス停止信号が入力されるか否かを監視し、入力されなかった場合は、前記ロボット制御装置に異常信号を出力することを特徴とする請求項4記載のアーク溶接ロボットである。
図1は、本発明に係るアーク溶接ロボットのシステム構成図である。同図において、ロボット制御装置RCは、ティーチペンダントTPによって予め作成された教示データTdに基づいて、マニピュレータMに配置された複数軸のサーボモータを動作制御するための動作制御信号Mcを出力する。また、溶接電源WPに溶接指令信号Ws(溶接信号St、ガス出力信号Gs、送給速度設定信号Fr、溶接電圧設定信号Vr等)および後述する位置到達信号Rsを出力する。溶接電源WPは、上記した各種信号を入力として、溶接電圧Vwおよび溶接電流Iwを供給したり、図示しないガスボンベを制御してシールドガスを出力したり、送給制御信号Fcを出力してワイヤ送給モータWMを回転駆動したりする。また、応答信号としてのアーク確認信号Saや、アーク溶接処理の現在状態を示す溶接状態信号Wcをロボット制御装置RCに出力する。マニピュレータMは、ワイヤ送給モータWM、溶接トーチ4等を載置し、溶接トーチ4の先端位置(以下、単にTCPと呼ぶ)を予め教示された教示データTdに沿って移動させる。溶接ワイヤ1は、ワイヤ送給モータWMによって溶接トーチ4内を通って送給されて、母材2との間でアーク3が発生して溶接が行われる。
時刻t1において、TCPが溶接開始位置に到達すると、同図(B)に示すように、ロボット制御装置RCからガス出力信号Gsが出力され、プリフロー処理が開始される。ガス出力信号Gsには、工程計画情報としてのプリフロー時間が含まれている。工程計画情報には、次の溶接処理で出力する予定の溶接指令信号を示す情報(次工程指令)を含めるようにすると、さらに良い。この処理段階での次工程指令とは、プリフロー処理の完了後に出力する予定の溶接信号Stのことである。なお、図13でも説明したように、プリフロー処理は、TCPが溶接開始位置で停止してから開始される場合もあるし、到達するまでに先行して開始される場合もある。本実施例では、TCPが溶接開始位置に到達してからプリフロー処理を行う場合を選択している。このため、同図(G)に示すように、時刻t1以降はTCPは停止している。
時刻t2において、同図(A)に示すように、ロボット制御装置RCから溶接信号StがHighレベルで出力される。溶接信号Stには、工程計画情報としてのアークスタート不良検出時間が含まれている。このとき、同図(D)に示すように、溶接ワイヤ1は遅いスローダウン送給速度Fiで送給され、時刻t3において溶接ワイヤ1が母材2に接触すると、アークが発生する。アークスタート不良検出時間内にアークが発生しなかった場合は、処理を停止する。
この期間は、溶接開始直後にアークを安定させるためにTCPをしばらく停止させる停止溶接期間として、溶接開始位置においてTCPを停止させるためのタイマ命令が教示されているものとする。時刻t3においてアークが発生すると、同図(C)に示すように、溶接電源WPからアーク確認信号Saが出力される(Highレベルに変化する)。同時に、同図(D)に示すように、溶接ワイヤ1は定常送給速度Fsで送給が開始される。そして、停止溶接は時刻t4までの期間、行われる。なお、図示していないが、時刻t3のタイミングでロボット制御装置RCから溶接電源WPへタイマ命令に付与されている停止時間が出力されている。停止時間の出力タイミングは、先行解釈により時刻t2のタイミングとしても良い。
時刻t4においてタイマ命令が解除されると、ロボット制御装置RCからの動作制御信号Mcにより、同図(G)に示すように、TCPは溶接速度Ssで移動を開始する。この定常溶接は、時刻t5までの期間、行われるものとする。
時刻t5において、TCPが溶接終了位置に到達すると、ロボット制御装置RCはクレータ溶接信号を出力する。クレータ溶接信号には、工程計画情報としてのクレータ溶接時間が含まれている。工程計画情報に、次工程指令としてのアークエンド信号を示す情報を含めるようにしても良い。このとき、同図(G)に示すようにTCPは溶接終了位置で停止する。また、同図(D)に示すように、溶接ワイヤ1の送給速度はクレータ送給速度Feとなる。そして、同図(E)および(F)に示すように、クレータ溶接電圧Veおよびクレータ溶接電流Ieを通電して、クレータ溶接が行われる。
時刻t6において、ロボット制御装置RCは、アークエンド信号を出力する(溶接信号StをLowレベルで出力する)。このとき、同図(D)に示すように、溶接ワイヤ1の送給が停止される。また、同図(E)および(F)に示すように、クレータ溶接電圧Veおよびクレータ溶接電流Ieについては、通電が所定時間だけ継続される。この処理は消弧処理(バーンバック)と呼ばれるものであり、溶接電源WPが自動的に処理を行う。消弧処理が終了した後は、同図(E)に示すように、定常溶接電圧Vsよりも高い溶着解除電圧Vaを印加する溶着解除処理を行う。これらの一連の溶接終了処理は、時刻t7まで行われる。
時刻t7において、ロボット制御装置RCは、アフターフロー時間を出力する。このことにより、同図(B)に示すように、時刻t8までの期間、シールドガスの出力を継続するアフターフロー処理が行われる。
まず、各溶接処理に先立ち、溶接指令生成部23が溶接指令信号Wsを出力する。このとき、工程計画情報としての溶接処理時間および次工程指令も合わせて出力される。溶接処理時間とは、上記したプリフロー時間やアークスタート不良検出時間である。また、次工程指令とは、次の溶接処理で出力する予定の溶接指令信号を示す情報である。次に、溶接監視部24が、溶接指令信号Wsの出力時点からの経過時間である第1経過時間の計測を開始する。そして、第1経過時間が上記溶接処理時間に到達するまでの間に溶接電源WPから溶接指令信号Wsに応じた溶接状態信号Wcが入力されるか否かを監視し、入力されない場合は溶接電源WPに非常停止信号を出力する。
一方、溶接電源WP側においては、溶接制御部43がロボット制御装置RCからの溶接指令信号Wsに基づいてアーク溶接処理を開始する。溶接監視部44は、アーク溶接処理の開始時点からの経過時間である第2経過時間の計測を開始し、この第2経過時間が上記溶接処理時間に到達するまでの間に次の溶接指令信号が入力されるか否かを監視し、入力されない場合は、実行中のアーク溶接処理を中止する。ここで、次の溶接指令信号とは、予め定められた溶接指令信号Wsでも良いし、ロボット制御装置RCから通知される次工程指令で示された溶接指令信号Wsでも良い。
ステップS11において、溶接指令生成部23はガス出力信号Gsを出力する。
ステップS12において、溶接監視部24は、ガス出力信号Gsに付与されているプリフロー時間を監視時間として設定する。同時に、ガス出力信号Gsの出力時点からの経過時間(第1経過時間)を計測開始する。
ステップS21において、溶接制御部43は、ロボット制御装置RCから通知された信号がガス出力信号Gsであるか否かを判定する。ガス出力信号Gsである場合は、ステップS22に移行する。ステップS22において、溶接制御部43は、ガスボンベのガス電磁弁を開制御して、シールドガスを噴出するプリフロー処理を開始する。ステップS23において、溶接制御部43は、溶接状態信号Wcとして、ガス出力開始完了信号を出力する。
・時刻t2〜t3の期間(アークスタート処理期間)
・時刻t3〜t4の期間(停止溶接処理期間)
・時刻t5〜t6の期間(クレータ処理期間)
・時刻t7〜t8の期間(アフターフロー処理期間)
次に、本発明の実施の形態2について説明する。実施の形態2では、アークスタート処理時(図3の時刻t2〜t3の期間)に、ロボット制御装置RCと溶接電源WPとで相互異常監視を行う。実施の形態1との相違は、溶接電源WPから溶接状態信号Wcを、アークスタート処理中における状態遷移(アーク未発生、ワイヤスローダウン中、アーク発生等)に応じて細分化して通知するようにし、この細分化された溶接状態信号Wcが所定周期毎に通知されるか否かを判定しつつ、通知されない場合は、溶接電源WPを非常停止させる点である。
次に、本発明の実施の形態3について説明する。実施の形態3では、停止溶接期間(図3の時刻t3〜t4の期間)に、ロボット制御装置RCと溶接電源WPとで相互異常監視を行う。実施の形態1との相違は、停止溶接期間では、停止溶接に先駆けてロボット制御装置RCから溶接電源WPに停止時間を通知し、溶接電源WPで停止時間を計時すると共に、停止時間を過ぎても次の溶接指令信号を受信しない場合は、溶接処理を停止する点である。
解釈実行部21によってタイマ命令が解釈された場合は、ステップS11において、溶接指令生成部23は、タイマ命令で定められている停止時間を溶接電源WPに出力する。このとき、停止時間に加えて、次の溶接指令信号Wsを示す次工程指令を同時に出力しても良い。
ステップS21において、溶接制御部43は、ロボット制御装置RCから通知された信号がタイマ命令に付与された停止時間であるか否かを判定する。停止時間である場合は、ステップS22に移行する。
次に、本発明の実施の形態4について説明する。実施の形態4では、TCPの移動中(図3の時刻t4〜t5の期間)に、ロボット制御装置RCと溶接電源WPとで相互異常監視を行う。
ステップS11において、溶接電源WPから通知される溶接状態信号Wcとしての溶接中信号を監視する周期である第1監視時間(例えば、0.1m秒等)を設定する。ステップS12において、前回受信からの経過時間を計測開始する。
ステップS21において、ロボット制御装置RCから通知される位置到達信号Rsを監視する周期である第2監視時間(例えば、0.1m秒等)を設定する。ステップS22において、前回受信からの経過時間を計測開始する。ステップS23において、ロボット制御装置RCから位置到達信号Rsが入力されたか否かを判定する。入力された場合は、正常にTCPが移動しているものと見なして、ステップS22に戻る。入力されない場合は、ステップ24に移行する。
次に、本発明の実施の形態5について説明する。実施の形態5では、クレータ溶接期間(図3の時刻t5〜t6の期間)に、ロボット制御装置RCと溶接電源WPとで相互異常監視を行う。
ステップS11において、溶接指令生成部23は、クレータ溶接信号を出力する。
ステップS12において、溶接監視部24は、クレータ溶接信号に付与されているクレータ溶接時間を監視時間として設定する。同時に、クレータ溶接信号の出力時点からの経過時間(第1経過時間)を計測開始する。
ステップS21において、溶接制御部43は、ロボット制御装置RCから通知された信号がクレータ溶接信号であるか否かを判定する。クレータ溶接信号である場合は、ステップS22に移行する。ステップS22において、溶接制御部43は、設定されているクレータ溶接条件値になるよう、溶接電流値および溶接電圧値を調整する。ステップS23において、溶接制御部43は、溶接状態信号Wcとして、クレータ溶接中信号を出力する。
次に、本発明の実施の形態6について説明する。実施の形態6では、アークエンド処理期間(図3の時刻t6〜t7の期間)に、ロボット制御装置RCと溶接電源WPとで相互異常監視を行う。アークエンド処理時の相互異常監視は、実施の形態1と同様の処理を適用しても良いが、この処理に加えて、溶接電源WPが溶接状態信号Wcを出力する際に、処理中のアークエンド処理(消弧処理および溶着解除処理)に要する時間である実行完了時間を出力するようにする。そして、ロボット制御装置RCは、実行完了時間を含んだ溶接状態信号Wcが入力されると、この入力時点からの経過時間である経過時間の計測を開始し、経過時間が実行完了時間に到達するまでの間に溶接電源WPから次の溶接状態信号Wcが入力されるか否かを監視し、入力されない場合は溶接電源WPに非常停止信号を出力するようにする。なお、上記した実行完了時間は、溶接電源WPの溶接制御部43において、溶接状態に応じた変数(状態依存変数)として自動的に算出される時間である。
ステップS21において、溶接制御部43は、ロボット制御装置RCから通知された溶接指令信号Wsおよび工程計画情報を受信したか否かを判定する。受信した場合は、ステップS22に移行する。ステップS22において、溶接制御部43は、必要なアーク溶接処理を行う(プリフロー開始信号であればプリフロー処理を開始する)。
2 母材
3 アーク
4 溶接トーチ
11 ROM
12 CPU
13 RAM
14 通信インターフェース部
15 駆動指令部
16 ハードディスク
17 タイマ
18 バス
21 解釈実行部
22 動作制御部
23 溶接指令生成部
24 溶接監視部
25 位置監視部
31 ROM
32 CPU
33 RAM
34 通信インターフェース部
35 電流・電圧検出部
36 ハードディスク
43 溶接制御部
44 溶接監視部
Fc 送給制御信号
Fe クレータ送給速度
Fi スローダウン送給速度
Fr 送給速度設定信号
Fs 定常送給速度
Gs ガス出力信号
Ie クレータ溶接電流
Is 定常溶接電流
Iw 溶接電流
M マニピュレータ
Mc 動作制御信号
RC ロボット制御装置
Rs 位置到達信号
Sa アーク確認信号
Sp 移動速度
Ss 溶接速度
St 溶接信号
Td 教示データ
TP ティーチペンダント
Va 溶着解除電圧
Ve クレータ溶接電圧
Vr 溶接電圧設定信号
Vs 定常溶接電圧
Vw 溶接電圧
Wc 溶接状態信号
WM ワイヤ送給モータ
WP 溶接電源
Ws 溶接指令信号
Claims (11)
- 溶接トーチを把持したマニピュレータと、予め作成された教示データに基づいて前記マニピュレータを駆動制御すると共にアーク溶接処理を行うための溶接指令信号を順次出力するロボット制御装置と、前記溶接指令信号に基づいて溶接制御および溶接電力の供給を行う溶接電源装置とを備えたアーク溶接ロボットにおいて、
前記ロボット制御装置は、前記アーク溶接処理に関連する処理時間を含む工程計画情報を前記溶接電源装置に出力する溶接指令生成手段と、前記溶接電源装置から入力される信号であって前記アーク溶接処理の現在状態を示す溶接状態信号および前記工程計画情報に基づいて前記アーク溶接処理の実行状態を監視する第1監視手段と、を備え、
前記溶接電源装置は、前記溶接制御を行うと共に前記現在状態に応じて前記溶接状態信号を前記ロボット制御装置に出力する溶接制御手段と、前記ロボット制御装置から入力される前記工程計画情報に基づいて前記アーク溶接処理の実行状態を監視する第2監視手段と、を備えたことを特徴とするアーク溶接ロボット。 - 前記溶接トーチを停止した状態でのアーク溶接処理に際しては、
前記第1監視手段は、前記溶接指令生成手段によって前記処理時間を含む前記工程計画情報が出力されると、この出力時点からの経過時間である第1経過時間の計測を開始し、前記第1経過時間が前記処理時間に到達するまでの間に前記溶接電源装置から前記溶接指令信号に応じた前記溶接状態信号が入力されるか否かを監視し、入力されない場合は前記溶接電源装置に非常停止信号を出力し、
前記第2監視手段は、前記溶接制御手段によって前記アーク溶接処理が開始されると、この開始時点からの経過時間である第2経過時間の計測を開始し、この第2経過時間が前記処理時間に到達するまでの間に次の溶接指令信号が入力されるか否かを監視し、入力されない場合は、実行中のアーク溶接処理を中止することを特徴とする請求項1記載のアーク溶接ロボット。 - 前記溶接指令生成手段は、前記処理時間に加えて、次工程で出力する予定の溶接指令信号を示す次工程指令を前記工程計画情報として出力し、
前記次の溶接指令信号は、前記次工程指令で示される溶接指令信号であることを特徴とする請求項2記載のアーク溶接ロボット。 - 前記溶接制御手段は、処理中の前記アーク溶接処理に要する時間である実行完了時間を前記溶接状態信号に付与して出力し、
前記第1監視手段は、前記溶接制御手段から前記実行完了時間を含んだ前記溶接状態信号が入力されると、この入力時点からの経過時間である第3経過時間の計測を開始し、前記第3経過時間が前記実行完了時間に到達するまでの間に前記溶接電源装置から次の溶接状態信号が入力されるか否かを監視し、入力されない場合は前記溶接電源装置に非常停止信号を出力することを特徴とする請求項2または請求項3記載のアーク溶接ロボット。 - 前記ロボット制御装置は、前記教示データに基づいて所定周期毎の前記溶接トーチの位置を算出する位置算出手段と、前記算出した位置に前記溶接トーチが到達したときに位置到達信号を出力する到達信号出力手段と、をさらに備えており、
前記溶接トーチを移動させながらの定常溶接中は、前記溶接制御手段は前記溶接状態信号としての溶接中信号を所定周期で出力し、
前記第1監視手段は、前記溶接中信号が前記所定周期毎に入力されるか否かを監視し、入力されない場合は前記溶接電源装置に非常停止信号を出力し、
前記第2監視手段は、前記位置到達信号が予め定めた到達信号待ち時間内に入力されるか否かを監視し、入力されない場合は前記定常溶接を停止することを特徴とする請求項1記載のアーク溶接ロボット。 - シールドガスの出力を予め定めたプリフロー時間だけ先行して開始するプリフロー処理時は、
前記溶接指令生成手段は、前記処理時間としての前記プリフロー時間を含むプリフロー開始信号を出力し、
前記第2監視手段は、前記溶接制御手段によって前記シールドガスの出力が開始されると、この開始時点からの経過時間である前記第2経過時間の計測を開始し、前記第2経過時間が前記プリフロー時間に到達するまでの間に前記ロボット制御装置からアークスタート信号が入力されるか否かを監視し、入力されない場合は、前記シールドガスの出力を停止することを特徴とする請求項1記載のアーク溶接ロボット。 - シールドガスの出力を予め定めたプリフロー時間だけ先行して開始するプリフロー処理時は、
前記溶接指令生成手段は、前記処理時間としての前記プリフロー時間および前記次工程指令としてのアークスタート指令を含むプリフロー開始信号を出力し、
前記第1監視手段は、前記プリフロー開始信号が出力されると、この出力時点からの経過時間である前記第1経過時間の計測を開始し、前記第1経過時間が前記プリフロー時間に到達するまでの間に前記溶接電源装置から前記溶接状態信号としてのプリフロー開始完了信号が入力されるか否かを監視し、前記プリフロー開始完了信号が入力されない場合は、前記溶接電源装置に非常停止信号を出力し、
前記第2監視手段は、前記プリフロー開始信号に基づいて前記シールドガスの出力が開始されると、この開始時点からの経過時間である前記第2経過時間の計測を開始し、前記第2経過時間が前記プリフロー時間に到達するまでの間に前記次工程指令で示されたアークスタート信号が入力されるか否かを監視し、入力されない場合は、前記シールドガスの出力を停止することを特徴とする請求項3記載のアーク溶接ロボット。 - アークを発生させるアークスタート処理時は、
前記溶接指令生成手段は、前記処理時間としてのアークスタート不良検出時間を含むアークスタート信号を出力し、
前記第1監視手段は、前記アークスタート信号が出力されると、この出力時点からの経過時間である前記第1経過時間の計測を開始し、前記第1経過時間が前記アークスタート不良検出時間に到達するまでの間に前記溶接電源装置から前記溶接状態信号が所定周期毎に入力されるか否かを監視し、入力されない場合は前記溶接電源装置に非常停止信号を出力し、
前記第2監視手段は、前記アークスタート信号に基づいて点弧処理が開始されると、前記点弧処理の開始時点からの経過時間である前記第2経過時間の計測を開始し、前記第2経過時間が前記アークスタート不良検出時間に到達するまでの間に前記次の溶接指令信号に代えてアークが発生するか否かを監視し、アークが発生しない場合は前記点弧処理を停止することを特徴とする請求項2記載のアーク溶接ロボット。 - 溶接終端部を成形するクレータ処理時は、
前記溶接指令生成手段は、前記処理時間としてのクレータ溶接時間を含むクレータ溶接信号を出力し、
前記第2監視手段は、前記クレータ溶接信号に基づいて前記溶接電力の出力が変更されると、前記溶接電力の出力変更からの経過時間である前記第1経過時間を計測し、前記第1経過時間が前記クレータ溶接時間を越えても前記ロボット制御装置からアークエンド信号が入力されない場合は、前記クレータ溶接を停止することを特徴とする請求項1記載のアーク溶接ロボット。 - 溶接終端部を成形するクレータ処理時は、
前記溶接指令生成手段は、前記処理時間としてのクレータ溶接時間および前記次工程指令としてのアークエンド指令を含むクレータ溶接信号を出力し、
前記第1監視手段は、前記クレータ溶接信号が出力されると、この出力時点からの経過時間である前記第1経過時間の計測を開始し、前記第1経過時間が前記クレータ溶接時間に到達するまでの間に前記溶接電源装置から前記溶接状態信号としてのクレータ溶接開始信号が入力されるか否かを監視し、入力されない場合は前記溶接電源装置に非常停止信号を出力し、
前記第2監視手段は、前記クレータ溶接信号に基づいて前記溶接電力の出力が変更されると、前記溶接電力の出力変更からの経過時間である前記第2経過時間を計測し、前記第2経過時間が前記クレータ溶接時間に到達するまでの間に前記次工程指令で示されたアークエンド信号が入力されるか否かを監視し、入力されない場合は前記クレータ溶接を停止することを特徴とする請求項3記載のアーク溶接ロボット。 - アークを停止させるアークエンド処理時は、
前記溶接指令生成手段は、前記処理時間としてのアークエンド待ち時間を含むアークエンド信号を出力し、
前記溶接制御手段は、前記アークエンド信号に基づいて消弧処理を開始したときは前記溶接状態信号としての消弧中信号および前記実行完了時間を出力し、次いで溶着解除処理に移行したときは前記溶接状態信号としての溶着解除中信号および前記実行完了時間を出力し、全てのアークエンド処理が完了したときは前記溶接状態信号としてのアークエンド完了信号を出力し、
前記第1監視手段は、前記アークエンド信号の出力時点からの経過時間である前記第1経過時間を計測し、
前記消弧中信号または前記溶着解除中が入力されないときは、前記第1経過時間が前記アークエンド待ち時間に到達するまでの間に前記アークエンド完了信号が入力されるか否かを監視し、入力されない場合は前記溶接電源装置に非常停止信号を出力し、
前記消弧中信号または前記溶着解除中信号が入力されたときは、前記第1経過時間の計測を中止して前記消弧中信号または前記溶着解除中信号の入力時点からの経過時間を前記第1経過時間として再計測を開始し、この再計測した前記第1経過時間が前記実行完了時間に到達するまでの間に次の溶接状態信号が入力されるか否かを監視し、入力されない場合は前記溶接電源装置に非常停止信号を出力し、
前記第2監視手段は、前記アークエンド信号に基づいて前記消弧処理が開始されると、処理開始時点からの経過時間である前記第2経過時間の計測を開始し、前記第2経過時間が前記アークエンド待ち時間に到達するまでの間に前記ロボット制御装置からシールドガス停止信号が入力されるか否かを監視し、入力されなかった場合は、前記ロボット制御装置に異常信号を出力することを特徴とする請求項4記載のアーク溶接ロボット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011121191A JP5854645B2 (ja) | 2011-05-31 | 2011-05-31 | アーク溶接ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011121191A JP5854645B2 (ja) | 2011-05-31 | 2011-05-31 | アーク溶接ロボット |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012245558A JP2012245558A (ja) | 2012-12-13 |
JP5854645B2 true JP5854645B2 (ja) | 2016-02-09 |
Family
ID=47466531
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011121191A Active JP5854645B2 (ja) | 2011-05-31 | 2011-05-31 | アーク溶接ロボット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5854645B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014128810A (ja) * | 2012-12-28 | 2014-07-10 | Daihen Corp | アーク溶接装置及びこれに用いられる送給機 |
JP6121260B2 (ja) * | 2013-06-21 | 2017-04-26 | 株式会社ダイヘン | アークスタート良否傾向提示装置 |
DE112021004355T5 (de) | 2020-10-13 | 2023-06-01 | Fanuc Corporation | LICHTBOGENSCHWEIßEN-ROBOTERSYSTEM |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3200825B2 (ja) * | 1993-03-17 | 2001-08-20 | 株式会社安川電機 | アーク溶接ロボットの制御方法及び装置 |
JPH0890234A (ja) * | 1994-09-21 | 1996-04-09 | Fanuc Ltd | アーク溶接ロボットにおけるアーク未発生時の制御方法 |
JP3472237B2 (ja) * | 2000-05-18 | 2003-12-02 | 株式会社小松製作所 | プラズマアークスポット溶接機 |
FI125409B (fi) * | 2009-06-12 | 2015-09-30 | Kemppi Oy | Moduuli hitsauslaitteen ohjaamiseksi, hitsauslaite, hitsausjärjestelmä, menetelmä hitsaajan opastamiseksi, hitsausmenetelmä sekä ohjelmistotuote |
US8354614B2 (en) * | 2009-09-25 | 2013-01-15 | Illinois Tool Works Inc. | Method to monitor the life of the contact tip in robotic or automatic GMAW |
-
2011
- 2011-05-31 JP JP2011121191A patent/JP5854645B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012245558A (ja) | 2012-12-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5799209B2 (ja) | レーザ溶接装置 | |
EP2826584B1 (en) | Arc welding control method and arc welding device | |
WO2011004586A1 (ja) | アーク溶接制御方法およびアーク溶接装置 | |
WO2012032703A1 (ja) | アーク溶接制御方法 | |
US9393636B2 (en) | Systems and methods to facilitate the starting and stopping of arc welding processes | |
WO2016093958A1 (en) | Welding system and method with reduced energy welding | |
EP3711890B1 (en) | Systems and methods to start arc welding | |
JP5854645B2 (ja) | アーク溶接ロボット | |
JP2015097045A (ja) | 非常停止時に工具及び被加工物を保護するモータ制御装置 | |
JP5761168B2 (ja) | アーク溶接用電源装置、アーク溶接システムおよびアーク溶接用電源装置の制御方法 | |
JP5974984B2 (ja) | アーク溶接装置、アーク溶接システム及びアーク溶接方法 | |
JP6287598B2 (ja) | アーク溶接システム、アーク溶接方法および溶接品の製造方法 | |
WO2008050513A1 (fr) | Dispositif automatique de soudage | |
CN107206527B (zh) | 用于tig启动的焊接类型电力供应装置 | |
CN110035860B (zh) | 用于具有改进的启动的焊接的方法和设备 | |
JP6019380B2 (ja) | アーク溶接制御方法およびアーク溶接装置 | |
JP4780146B2 (ja) | 溶接終了制御方法 | |
WO2024003970A1 (ja) | ロボット制御装置およびロボットシステム | |
JP4038043B2 (ja) | 自動溶接装置のアークスタート方法 | |
JP6174959B2 (ja) | プラズマアーク溶接システム | |
JP2586128B2 (ja) | ロボットを用いた自動アーク溶接方法 | |
JP2999054B2 (ja) | 溶接ロボットの制御方法 | |
JP2005074492A (ja) | 自動アーク溶接装置 | |
JP2023064324A (ja) | プラズマアークシステム | |
JP2005246425A (ja) | 溶接システムの制御方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140417 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150325 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150526 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150616 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151204 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151208 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5854645 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |