JPH06269941A - アーク溶接ロボットの制御方法及び装置 - Google Patents

アーク溶接ロボットの制御方法及び装置

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JPH06269941A
JPH06269941A JP5084198A JP8419893A JPH06269941A JP H06269941 A JPH06269941 A JP H06269941A JP 5084198 A JP5084198 A JP 5084198A JP 8419893 A JP8419893 A JP 8419893A JP H06269941 A JPH06269941 A JP H06269941A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】アーク溶接ロボットで溶接異常(未溶接区間の
存在)が検出できるようにする。 【構成】アーク電流(または電圧)が基準電流(または
電圧)を越えた時間を測定することにより溶接区間毎の
アーク発生時間を得て、これと溶接動作によって定まる
所定時間と比較し、アーク発生時間が少ない場合は溶接
異常と判定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、本来溶接すべき区間に
未溶接が発生したことを判定できるようにしたアーク溶
接ロボットの制御方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】アーク溶接の作業を行う産業用ロボット
において、ロボットは予め教示された軌跡上を教示され
た速度で動作し、教示された溶接開始点で溶接条件(電
流・電圧等)を溶接機に指令し、溶接開始を指令する
と、溶接が開始され、以後溶接終了指令が来るまで、指
定された溶接条件になるように溶接機は制御し、それ以
外(軌跡制御・I/O制御)はロボット側で制御され、
即ち溶接条件変更要求が来れば溶接機へ指令し、溶接終
了要求が来れば溶接機へ溶接終了指令を指令し、停止要
求が来るまでロボットは動作するのが一般的である。と
ころが、ロボットで溶接作業が正常に教示された内容で
行われているかどうか常に監視していないと未溶接や溶
接不良が発生してしまい、溶接された生産物に重大欠陥
を及ぼすことになるため、様々な監視機能がロボットに
装備されている。たとえば、溶接開始点では、確実にア
ークが発生してから、ロボットが動作するようにロボッ
ト側または、溶接機側で電極とワーク母材間に流れる電
流を検出し、設定された電流値以上になった(アーク発
生)ことを確認してからロボットを動作開始している。
また、溶接途中では、同様に電極とワーク母材間の電流
が設定された電流値以下になるとアーク未発生(アーク
切れ)を検出したり、溶接用ワイヤの残量検出を行い、
異常が発生した場合、ロボットを停止させ、ロボットの
オペレータに異常を知らせて、要因解除後、再度溶接継
続をさせることで溶接不良・未溶接を防止している。ま
た、本出願人が先に提案した特願平4−221970、
特願平4−304951では、溶接開始点や溶接途中区
間でアーク発生ミスやアーク切れが発生してもロボット
が停止することなく、開始点では、ロボット自信が再溶
接を試みたり、溶接途中では、ロボット自信がアークが
途切れた位置まで戻り再溶接をすることで、未溶接区間
をなくすと共に、ロボットを連続動作させることができ
るようになった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前者は、溶接の異常に
ついて検出はでき、オペレータが要因を解除後再スター
ト操作を行えば溶接作業は継続可能となる。ところが、
オペレータが再スタート操作を誤って行ったり、要因が
解除できずに溶接を切って再スタートを行ったりする
と、作業対象ワーク内に確実に未溶接箇所を発生させて
しまう。また、後者は、前者の人為的誤操作を防ぐため
の手段として有効だが、ただし、溶接異常が発生し、自
動的に再溶接動作を行った結果、どうしても溶接異常の
要因が解除できなくて、ロボットが停止した場合、前者
と同様に作業対象ワーク内に確実に未溶接箇所を発生さ
せてしまう。したがって、本発明は、溶接異常が発生
し、オペレータの人為的誤操作が発生しても、溶接作業
対象ワーク内に未溶接区間を発生させない制御方法及び
装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の発明は、
アーク溶接用ロボットにおいて、アーク電流もしくはア
ーク電圧が所定値以上の通電状態を検出することにより
アーク発生を検出し、そのアーク発生のアーク発生指令
が出てから継続時間を単位溶接作業毎に測定し、その測
定値が予め設定した指定時間より不足する場合は溶接異
常とすることを特徴とするアーク溶接ロボットの制御方
法である。本発明の第2の発明は、アーク溶接用ロボッ
トにおいて、アーク電流もしくはアーク電圧が所定値以
上の通電状態を検出することによりアーク発生を検出す
る手段と、アーク発生監視開始要求を発する手段と、前
記アーク発生監視開始要求を受けてアーク発生時間を計
測して記憶する手段と、アーク発生許容時間を記憶する
手段と、アーク発生監視結果出力要求を発する手段と、
前記アーク発生監視結果出力要求を受けて前記アーク発
生許容時間と前記計測したアーク発生時間とを比較して
前記計測したアーク発生時間の方が短い場合に溶接異常
と判定する手段と、を備えたことを特徴とするアーク溶
接ロボットの制御装置である。
【0005】
【作用】溶接中、溶接電流または電圧を検出しながら、
設定値以上になった時間を積算し、設定された時間と1
サイクルの溶接終了後比較するため、ロボットが正常に
溶接を行ったかどうかが、即座に判定できる。もし正常
でなければ、警報を発し、ロボットを停止させる(ロボ
ットは停止させないようにしてもよい)。さらに、警報
(溶接異常信号)は、外部装置へ出力してもよく、溶接
異常が発生したワークを差別化し後工程への情報伝達が
でき、手直し工程等への搬送も可能となる。また、異常
状態の経歴もロボット制御盤内に残る。
【0006】
【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としてア
ーク溶接ロボットの制御装置について説明する。図1
は、本発明を実施するためのシステムの例を示す概念ブ
ロック図であり、1はロボット本体、2は溶接機、3は
ロボット制御装置である。ロボット本体1は、図示しな
い教示操作箱から設定された教示位置記憶部4の教示位
置を参照し、ロボット動作プログラム記憶部12に記憶
されているロボット動作プログラムに基づき、ロボット
動作制御部5によって駆動制御される。溶接機2のアー
クのオン・オフは、アーク制御部6から制御される。7
は、アーク電流検出器(またはアーク電圧検出器)で、
そこで得られた電流検出信号(または電流検出信号)を
8へ供給する。8は図示しない教示操作箱から予め設定
された基準電流Is(または基準電圧)より大きけれ
ば、アークが発生しているもの判定するアーク発生信号
検出器である。9は、図示しない教示操作箱から設定さ
れるアーク発生許容時間(Ts)を記憶するアーク発生
許容時間記憶部で、アーク発生許容時間(Ts)は、各
溶接線の溶接時間を基に設定しておくものである。10
は、アーク発生時間計測開始要求Aを受け取ってから、
8から出力されたアーク発生信号Bがオンしている時間
を計測するアーク発生時間計測器であり、再度アーク発
生時間計測開始要求があれば、アーク発生計測時間(T
g)はリセットされ、そのつど0から計時されるもので
ある。11は、アーク発生監視結果出力要求Cを受け取
ると、10で計測されたアーク発生計測時間(Tg)と
9で記憶されていたアーク発生許容時間(Ts)を比較
するアーク発生時間比較器である。13はロボット動作
停止選択部で、図示しない教示操作箱から溶接異常検出
の際、アラーム(結果出力)だけにするかロボットも停
止させるかを選択するものである。なお、アーク発生時
間計測開始要求とアーク発生監視結果出力要求は、教示
操作箱を用いて人手により出力するようにしても良い
が、ロボット動作制御部5から出力されるようにした方
がより実用的である。具体的には、その2つの要求に対
応する命令を規定しておき、ロボット動作プログラム中
の所定の位置(ステップ)に動作教示時に組み込んでお
けば、所定の動作区間でのアーク発生時間の計測とアー
ク発生監視結果出力が自動的に実行される。
【0007】以下、図4は、本実施例を説明するための
フローチャートで、補足説明のために本発明の溶接正常
時の処理概念図を図2、溶接異常時の処理概念図を図3
に示し、これに従い説明していく。図2に示すように、
溶接区間が溶接開始点・中間点1・中間点2・終了点で
教示してある場合を例に取って、以下説明する。まず、
図2に示すようにこの溶接区間の溶接時間を各ステップ
間のアーク発生計測時間t1、t2、t3の合計であ
り、この合計時間をこの溶接時間のアーク発生許容時間
(Ts)とする。ここで得られたアーク発生許容時間
(Ts)をもとに、図3に示すように、溶接途中で溶接
異常が発生し、何等かの要因で、溶接されずに動作が継
続された場合は、この溶接区間のアーク発生計測時間
は、t1、t2、t4の合計時間となり、アーク発生許
容時間(Ts)より短くなり、未溶接区間が発生したこ
とが認識できる。
【0008】図4の本発明のフローチャートについて説
明する。アーク発生監視開始要求を発行されると、アー
ク発生監視が開始され、まずそれまでのアーク発生時間
をゼロクリアする。アーク発生監視結果出力要求が発行
されるまで、アーク発生時間を積算する。アーク発生監
視結果出力要求が発行されると、予め設定されたアーク
発生許容時間(Ts)とそれまでのアーク発生時間とを
比較し、アーク発生時間(Tg)の方がアーク発生許容
時間(Ts)より大きければ、未溶接することなく正常
に溶接が行われたものとして認識し処理を終了する。と
ころが、逆にアーク発生時間(Tg)の方がアーク発生
許容時間(Ts)より小さければ、未溶接が発生してい
るものとして認識する。未溶接を認識したら、次に、ロ
ボットを停止するかどうかの指定によって、ロボット停
止指定がなければ、未溶接発生のメッセージを発行し、
外部機器へ異常を出力し、処理を終了する。また、ロボ
ット停止指定があれば、更にロボット停止要求を発行し
処理を終了する。
【0009】なお、本出願人が先に提案した特願平4−
221970などでは、アーク切れが発生した場合等
に、教示とは逆方向に溶接することがあり得るが、この
ような場合に、教示とは逆方向の溶接時間をアーク発生
計測時間に算入するとおかしくなる。そこで、このよう
な教示とは逆方向に溶接することがあり得るケースに
は、次に示す本発明の他の実施例を適用する。すなわ
ち、アーク発生計測時間については、アーク電流もしく
はアーク電圧が所定値以上の通電状態を検出し、かつ、
ロボットの動作方向が教示した溶接方向に移動している
状態にあるときのみ計測するようにするのである。ロボ
ット動作制御部ではロボットの動きを常時把握している
ので、そのデータとアーク発生信号Bとを組み合わせれ
ば容易に実施できる。
【0010】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、アー
ク溶接ロボットで溶接を行った際、溶接中に仮に溶接異
常が発生したり、何等か要因で停止したりし、その際オ
ペレータが誤った位置からロボットを再継続動作させて
も、常にロボットが未溶接区間があるかどうか確実に検
出すると共に経歴が残るため、誤操作や不可抗力による
未溶接ワークを後工程へ流すことなく、溶接生産物をロ
ボットが製作できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図
【図2】本発明の溶接正常時の処理概念図
【図3】本発明の溶接異常時の処理概念図
【図4】本実施例を説明するためのフローチャート
【符号の説明】
7 アーク電流(電圧)検出器 8 アーク発生信号検出器 9 アーク発生許容時間記憶部 10 アーク発生時間計測器 11 アーク発生時間比較器 12 ロボット動作プログラム記憶部 13 ロボット動作停止選択部 A アーク発生時間計測開始要求信号 B アーク発生信号 C アーク発生監視結果出力要求信号

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アーク溶接用ロボットにおいて、アーク
    電流もしくはアーク電圧が所定値以上の通電状態を検出
    することによりアーク発生を検出し、そのアーク発生の
    アーク発生指令が出てから継続時間を単位溶接作業毎に
    測定し、その測定値が予め設定した指定時間より不足す
    る場合は溶接異常とすることを特徴とするアーク溶接ロ
    ボットの制御方法。
  2. 【請求項2】 アーク溶接用ロボットにおいて、アーク
    電流もしくはアーク電圧が所定値以上の通電状態を検出
    することによりアーク発生を検出する手段と、アーク発
    生監視開始要求を発する手段と、前記アーク発生監視開
    始要求を受けてアーク発生時間を計測し積算記憶する手
    段と、アーク発生許容時間を記憶する手段と、アーク発
    生監視結果出力要求を発する手段と、前記アーク発生監
    視結果出力要求を受けて前記アーク発生許容時間と前記
    積算記憶したアーク発生時間とを比較して前記積算記憶
    したアーク発生時間の方が短い場合に溶接異常と判定す
    る手段と、を備えたことを特徴とするアーク溶接ロボッ
    トの制御装置。
  3. 【請求項3】 アーク発生監視開始要求を発する手段
    と、アーク発生監視結果出力要求を発する手段とは、ロ
    ボット動作プログラム中に前記2つの要求指令を組み込
    んでおくことにより、そのロボット動作プログラムを読
    み出して実行するロボット動作制御手段から発せられる
    ようにしたことを特徴とする請求項2記載のアーク溶接
    ロボットの制御装置。
  4. 【請求項4】 溶接異常と判定された場合、警報を発し
    てロボットを停止させる手段、もしくは、警報のみを発
    しロボットは停止させないようにする手段を設けたこと
    を特徴とする請求項2または3記載のアーク溶接ロボッ
    トの制御装置。
  5. 【請求項5】 溶接異常と判定された場合、警報を発し
    てロボットを停止させる手段、警報を発してロボットは
    停止させないようにする手段、および前2者のいずれか
    を選択する手段を設けたことを特徴とする請求項2また
    は3記載のアーク溶接ロボットの制御装置。
  6. 【請求項6】 アーク発生時間の計測は、アーク電流も
    しくはアーク電圧が所定値以上の通電状態を検出し、か
    つ、ロボットの動作方向が教示した溶接方向に移動して
    いる状態にあるときのみ計測するようにしたことを特徴
    とする請求項1記載のアーク溶接ロボットの制御方法。
  7. 【請求項7】 アーク発生時間の計測は、アーク電流も
    しくはアーク電圧が所定値以上の通電状態を検出し、か
    つ、ロボットの動作方向が教示した溶接方向に移動して
    いる状態にあるときのみ計測するようにしたことを特徴
    とする請求項2乃至5記載のアーク溶接ロボットの制御
    装置。
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