JPH062318B2

JPH062318B2 - 溶接ロボツトによる溶接方法

Info

Publication number: JPH062318B2
Application number: JP4768584A
Authority: JP
Inventors: 栄棚橋; 信明木戸; 敏一堀田; 均中川; 康弘吉見
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1984-03-13
Filing date: 1984-03-13
Publication date: 1994-01-12
Anticipated expiration: 2009-01-12
Also published as: JPS60191672A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、ポジショナ作動させながら溶接ロボットによ
って多層盛溶接を行う方法に関する。

溶接ロボットは、第１図に例示するようなロボット本体
１とロボット制御装置２とを備え、上記ロボット本体１
の各軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｓ，Ｂ）を上記制御装置２でプロ
グラム制御することによって溶接トーチ３を移動させる
作用をなす。なお、溶接電源４は、上記ロボット制御装
置２の指令に基づいて溶接ワイヤ５に対する溶接電流と
溶接電圧の設定等を行うものである。

一方、上記ワークをロボット本体１に対して位置決めす
るポジショナは、同図に例示するようなポジショナ本体
６と、このポジショナ本体６の駆動源８，８′（サーボ
モータ等）を制御するポジショナ制御装置９とを備え、
上記ポジショナ本体６に配設された円盤状の支持具10，
11により上記ワークを挟持回転して該ワークの位置決め
を行う作用をなす。なお、このポジショナ本体６は一軸
構成であるが、ワークの形状によっては多軸構成のもの
も適用される。

上記ロボットは、ティーチングののち自動運転される
が、そのさい以下に示すような溶接線追従制御（倣い制
御）が実施される。

すなわち、第２図(b)に示す態様で溶接が行われている
さいに、たとえばワーク12（継手）のセッティング誤差
等によって第２図(a)に示す如く、トーチ３の中心線に
対しワーク12の溶接線13が右側にａだけずれた場合、あ
るいは同図(c)に示す如く左側にａ′だけずれた場合、
ウィービング両端でのアーク電流に差が生じるので、こ
の電流差をいわゆるアークセンサで検出して上記ずれの
大きさと方向を求め、上記ずれが無くなる方向にトーチ
３の位置を補正する。この結果、トーチ３が溶接線に倣
って移動される。

また、上記ティーチングデータに基づいて第３図(a)に
示す態様で溶接が行われている場合において、ワーク12
の溶接線13の高さが該ワークのセッティングずれ等によ
って同図(b)に示すように高さｂだけＺ軸方向にずれた
とすると、溶接電流が増加し該電流と予設定溶接電流と
の間に上記ずれの大きさに対応した電流偏差が生じる。
そこで上記アークセンサによりこの電流偏差を求めて同
図(c)に示すようにトーチ３を距離ｂだけＺ軸方向に移
動させる。

ところで、上記ポジショナ本体６によってたとえば第４
図に示すような円筒状ワーク14を固定支持し、その円周
溶接線15を上記ロボットによって溶接する場合、該ロボ
ットの機構上の制約から上記溶接線15の一部に対しての
溶接が困難となる。そこで従来、ロボットのトーチ３を
溶接線位置に固定させた状態で、前記ポジショナ本体の
支持具10，11を回転させるという方法が実施されている
が、その実施にさいし以下のような問題を生じていた。

すなわち従来の溶接ロボットのプログラムは、トーチ３
がティーチング時の移動軌跡に沿って移動されるときの
み前記アークセンサに基づく溶接追従制御を行うように
作成されている。したがって上記の方法は上記溶接線追
従制御を伴なわない状態、つまりトーチ３の位置が不変
な状態で実施され、そのため質の高い溶接結果が得られ
なかった。このため本出願人は、先願として溶接ロボッ
トに上記溶接線追従制御を付与した状態下で上記ポジシ
ョナを回動させて溶接を行うという方法を提案し、もっ
て問題点を解決した。

本発明は、この先願に係る方法を利用して、ポジショナ
を作動させながら良好な多層盛溶接を行うことができる
溶接ロボットによる溶接方法を提供しようとするもので
ある。

本発明では、この目的を達成するため、上記ワークの溶
接開始位置に上記トーチを位置決めしたのち、上記ロボ
ットに上記溶接線追従機能を付与した状態でポジショナ
を作動して溶接を実行し、かつこの溶接中における上記
トーチの追従軌跡をメモリ手段に記憶させ、該メモリ手
段の記憶内容を多層盛溶接時における上記トーチの位置
制御に使用するようにしている。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第４図に示したワーク14の溶接線15を前記ポジショナ本
体６の支持具10，11を回動させながら多層盛溶接する場
合において、本発明ではロボット制御プログラムを第５
図に例示するように作成している。

このようなプログラムを作成しておけば、第１図に示し
たロボット制御装置２が該プログラム中に示すロボット
言語の内容に対応して指令を前記ロボット本体２および
ポジショナ制御装置９に出力し、これによって下記する
態様で上記溶接線15の多層盛溶接が実行される。

すなわち、まず上記プログラムの行番号(1)の命令に従
って、前記トーチ３が第６図(a)に示す如く、予めティ
チングされた溶接開始位置Ｐ105に位置決めされる。つ
いで、行番号(2)の命令ＳＡＲＣ（スタートアーク）に
従って、同図(b)に示すようにトーチ３の先端よりアー
クが放出され、ついで行番号(3)の命令に従って第１図
に示したポジショナ本体９の回転軸の回動方向Ａおよび
該回転軸の回転速度Ｂ、つまり前記支持具１１の回転方
向とその回転速度が設定される。

そして行番号(4)の命令に従ってプログラムの流れが行
番号(10)に移行され、この行番号(10)の命令が実行され
る。すなわち、上記ポジショナが予めティーチングした
回転位置Ａ_ｎに向けて(3)の命令で指定した軸回転速度
で回転され、かつ、前記アークセンサによる溶接線追従
制御が行われる。

この結果、第６図(c)に示す如く、トーチ３がウィービ
ングしながら上記溶接線15をポジショナの回転速度で溶
接し、そのさいトーチ３は上記追従制御によりウィービ
ング中心が常に溶接線15に向けられるように位置補正さ
れる。また前記行番号(4)に“ＰＭＥＭＯ”（位置記
憶）という命令が記されていることから、この溶接中に
おいて上記ロボット制御装置２内のメモリにトーチ３の
追従軌跡が逐時記憶される。なお行番号(10)における命
令“ＳＥＮＣＥ”は、上記溶接線追従制御を行わせるこ
とを示唆している。

上記ポジショナが第６図(d)に示すＡ_ｎ点まで回転する
と、プログラムの流れが行番号(5)に移行して命令ＥＡ
ＲＣ（エンドアーク）が実行される。つまり、アークの
放出が停止されて１層目の溶接が終了する。

つぎに、行番号(6)のプログラム内容が実行される前に
トーチ３の先端を第７図に示した位置Ｐ105′に位置さ
せる処理が実行される。なお、この位置Ｐ105′は前記
一層目の溶接開始時におけるトーチ３の位置Ｐ105をワ
ーク14の長手方向および径方向に距離ｌ₁およびｌ₂だけ
各々シフトした位置であり、この位置は予め設定され
る。かかるトーチ３の移動が完了したのち、行番号(6)
の命令ＳＡＲＣ（スタートアーク）が実行されてトーチ
３よりアークが放出され、ついで行番号(7)の命令が実
行されてポジショナの回転方向Ａ′および回転速度Ｂ′
が新たに設定される。この実施例の場合、上記回転方向
Ａ′は一層目溶接時の回転方向Ａと同一となるが、回転
速度は２層目の溶接に適した速度に変更（Ｂ≠Ｂ′）さ
れることがある。

ついで行番号(8)の命令によりプログラムの流れが行番
号(10)に移行し、同番号の命令によってポジショナが回
転されて２層目の溶接が開始される。ところで上記行番
号(10)の命令は行番号(8)の命令ＰＬＡＹによって修飾
されている。この命令ＰＬＡＹは、第１層目の溶接時に
前記メモリにストアされたトーチ３の追従軌跡を用いて
該トーチ３の位置制御を行うことを示唆しており、した
がって上記２層目の溶接においては、上記メモリの内容
に第７図(a)に示したシフト量ｌ₁，ｌ₂を付加した位置
データによりトーチ３が制御される。

なお、上記ＰＬＡＹの命令下においては前記アークセン
サによる溶接線追従制御が行われない。また、上記２層
目の溶接中におけるトーチのウィービング幅、ウィービ
ング周期等はソフトによって指定することができる。さ
らに行番号(8)に示すAn′は、一層目におけるポジショ
ナの最終回動位置Ａｎを変化させることを意味してお
り、n＝n′とすれば一層目におけるポジショナの回動位
置Anと２層目におけるそれとが同じになる。

行番号(10)の命令によりポジショナが位置An′まで回動
すると、(9)の命令が実行されてアークの放出が止めら
れ、この時点で２層目の溶接が終了する。

なお、ワークの種類によっては第７図(b)に示すような
３層盛溶接を行う場合があるが、この場合も上記２層目
と同様な態様で実施することができる。

上述するように本発明においては、上記溶接線追従制御
をロボットに行わせながら第１層目の溶接を行ってい
る。そしてこの第１層目の溶接を行っている間にトーチ
の追従軌跡をメモリ手段に記憶させ、かつこのメモリ手
段の記憶内容を多層盛溶接時の上記トーチの位置制御に
用いるようにしている。したがって本発明によれば、ト
ーチと溶接線との位置ずれのない良品質の多層盛溶接結
果を得ることができる。

もちろん本発明は、円周溶接線の溶接に限定されず、ポ
ジション自体がＸ方向、ＸＹ方向またはＸＹＺ方向に移
動しうる機能を有している場合には、曲線または直線溶
接線の溶接に対しても適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶接ロボットとポジショナの一例を概念的に示
した斜視図、第２図および第３図は各々アークセンサに
よる溶接線追従制御の態様を示した概念図、第４図はポ
ジショナを回転させながら溶接を行う場合の態様を示し
た斜視図、第５図は本発明の方法を実施するための制御
プログラムの一例を示した図、第６図(a)〜(d)は本発明
に係る方法の実施態様を概念的に示した斜視図、第７図
(a)，(b)は各々多層盛溶接の態様を概念的に例示した断
面図である。１…ロボット本体、２…ロボット制御装置、３…溶接ト
ーチ、９…ポジショナ本体、10，11…支持具、12，14…
ワーク、15…溶接線。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶接トーチの位置とワークの溶接線位置と
のずれを検出し、その検出結果に基づいて上記ずれが無
くなる方向に上記トーチの位置を補正する溶接線追従制
御機能を備えた溶接ロボットにおいて、上記ワークの溶
接開始位置に上記トーチを位置決めしたのち、上記ロボ
ットに上記溶接線追従制御機能を付与した状態でボジシ
ョナを作動して上記ワークに対する一層目の溶接を実行
し、かつこの溶接中における上記トーチの追従軌跡をメ
モリ手段に記憶させ、該メモリ手段の記憶内容の多層盛
溶接時における上記トーチの位置制御に使用することを
特徴とする溶接ロボットによる溶接方法。