JPH064194B2 - アーク溶接ロボットによる溶接方法 - Google Patents
アーク溶接ロボットによる溶接方法Info
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- JPH064194B2 JPH064194B2 JP4519084A JP4519084A JPH064194B2 JP H064194 B2 JPH064194 B2 JP H064194B2 JP 4519084 A JP4519084 A JP 4519084A JP 4519084 A JP4519084 A JP 4519084A JP H064194 B2 JPH064194 B2 JP H064194B2
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- welding
- oscillating
- groove
- arc
- torch
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-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、消耗電極を使用し、オツシレート幅自動制御
法を適用したアーク溶接ロボットによる溶接方法に関す
るものである。
法を適用したアーク溶接ロボットによる溶接方法に関す
るものである。
消耗電極(ワイヤ)を使用するアーク溶接において、溶
接時のアーク長とワイヤ突出し長さとの和(以下、チツ
プ−被溶接物間距離と略記する。)のオツシレートによ
る変化から開先間隔の変化を検出し、それに応じてオツ
シレート幅を自動的に制御する方法は未だ見出されてい
ない。
接時のアーク長とワイヤ突出し長さとの和(以下、チツ
プ−被溶接物間距離と略記する。)のオツシレートによ
る変化から開先間隔の変化を検出し、それに応じてオツ
シレート幅を自動的に制御する方法は未だ見出されてい
ない。
本発明は上記実情に鑑み、ワイヤを使用するアーク溶接
において、溶接トーチの近傍に有形な検出子を装着する
ことなく溶接時の溶接条件を演算してオツシレート幅を
開先間隔の変化に応じて自動的に制御することのできる
アーク溶接ロボットを提供することを目的とする。かか
る目的を達成する本発明は、検出が容易で、かつ通常用
いる溶接条件を電気的な演算回路で処理することによ
り、ワイヤ突出し長さとアーク長との和(チツプ−被溶
接物間距離)を求め、トーチをオツシレートすることに
よりこの和(チツプ−被溶接物間距離)の変化から開先
間隔の変化を検出し、開先間隔の大小に応じて開先幅方
向および開先幅と直角方向の二次元的制御でオツシレー
ト幅を自動的に制御し、溶接欠陥がない健全な溶接継手
部を得ることをその要旨とする。
において、溶接トーチの近傍に有形な検出子を装着する
ことなく溶接時の溶接条件を演算してオツシレート幅を
開先間隔の変化に応じて自動的に制御することのできる
アーク溶接ロボットを提供することを目的とする。かか
る目的を達成する本発明は、検出が容易で、かつ通常用
いる溶接条件を電気的な演算回路で処理することによ
り、ワイヤ突出し長さとアーク長との和(チツプ−被溶
接物間距離)を求め、トーチをオツシレートすることに
よりこの和(チツプ−被溶接物間距離)の変化から開先
間隔の変化を検出し、開先間隔の大小に応じて開先幅方
向および開先幅と直角方向の二次元的制御でオツシレー
ト幅を自動的に制御し、溶接欠陥がない健全な溶接継手
部を得ることをその要旨とする。
以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。な
お、本発明に係る実施例の演算処理はアナログ演算器に
よつても勿論可能であるが本実施例ではデイジタル電算
機による処理の場合を示す。
お、本発明に係る実施例の演算処理はアナログ演算器に
よつても勿論可能であるが本実施例ではデイジタル電算
機による処理の場合を示す。
まずはじめに構成を説明する。第1図及び第2図におい
て、 1は、消耗電極用溶接トーチ、 2,3は、溶接トーチ1に回動および回転運動を与える
回動機構部でトーチ傾斜軸2と手首旋回軸3である。
て、 1は、消耗電極用溶接トーチ、 2,3は、溶接トーチ1に回動および回転運動を与える
回動機構部でトーチ傾斜軸2と手首旋回軸3である。
4は、トーチ傾斜軸2と手首旋回軸3とを保持してそれ
らにZ方向に運動を与えるZ方向移動軸である。
らにZ方向に運動を与えるZ方向移動軸である。
5は、Z方向移動軸4を保持して、それにY方向に運動
を与えるY方向移動軸である。
を与えるY方向移動軸である。
6は、Y方向移動軸5を保持して、それにX方向に運動
を与えるX方向移動軸である。
を与えるX方向移動軸である。
7は、遠隔操作盤10からの制御指令で電動駆動装置8
を介してトーチ傾斜軸2,手首旋回軸3,Z方向移動軸
4,Y方向移動軸5,X方向移動軸6の運動を制御する
制御装置である。
を介してトーチ傾斜軸2,手首旋回軸3,Z方向移動軸
4,Y方向移動軸5,X方向移動軸6の運動を制御する
制御装置である。
また、制御装置7は遠隔操作盤10からの制御指令でア
ーク溶接機9に作用して溶接電流(I:Ia,Ie)、溶接
電圧(V)、ワイヤ送給速度(v)等の溶接条件を制御
することができる。さらに、制御装置7のなかにはトー
チ位置を制御してオツシレート幅を溶接線の開先間隔の
変化に従つて自動的に変化させる演算機能および演算し
た開先間隔に応じて溶接速度を自動的に変化させる演算
機能も内蔵されている。上記の制御は手動でも、またあ
らかじめプログラムされた手順いわゆる自動のどちらで
も可能である。
ーク溶接機9に作用して溶接電流(I:Ia,Ie)、溶接
電圧(V)、ワイヤ送給速度(v)等の溶接条件を制御
することができる。さらに、制御装置7のなかにはトー
チ位置を制御してオツシレート幅を溶接線の開先間隔の
変化に従つて自動的に変化させる演算機能および演算し
た開先間隔に応じて溶接速度を自動的に変化させる演算
機能も内蔵されている。上記の制御は手動でも、またあ
らかじめプログラムされた手順いわゆる自動のどちらで
も可能である。
9は、ワイヤ13と被溶接材16との間にアーク14を
発生させ、溶接金属17を得るのに必要な電気エネルギ
を供給するための溶接, 45は、溶接電圧又は溶接電流などの溶接条件設定器, 11は、シールドノズルでありシールドガス15と共に
アーク14雰囲気および溶接金属17を大気からシール
ドする。
発生させ、溶接金属17を得るのに必要な電気エネルギ
を供給するための溶接, 45は、溶接電圧又は溶接電流などの溶接条件設定器, 11は、シールドノズルでありシールドガス15と共に
アーク14雰囲気および溶接金属17を大気からシール
ドする。
12は、ワイヤに給電するためのチツプ, 18は、裏当金、 19a,19bはコイル状に巻かれたワイヤ13を溶接
トーチ1内に送給するためのローラで、送給ローラ19
aはモータ21に機械的に給合されており、またモータ
21は駆動制御装置22によつて速度を制御されてお
り、これにより溶接電流または溶接電圧を、溶接条件設
定器45と共に調整する。
トーチ1内に送給するためのローラで、送給ローラ19
aはモータ21に機械的に給合されており、またモータ
21は駆動制御装置22によつて速度を制御されてお
り、これにより溶接電流または溶接電圧を、溶接条件設
定器45と共に調整する。
20は、アーク溶接機9の溶接トーチ1への給電部, 23は、シヤント等の溶接電流値検出器, 24はチツプ12と被溶接材16との間の電圧値を検出
する分圧器等の電圧値検出器, 25は、ローラ19bと機械的に給合されていて、エン
コーダ等のワイヤ送給速度(v)を検出するための、回
転量検出器, 26は、溶接ロボットの制御装置7からトーチ1のオツ
シレート位置信号(X方向の(w)とY方向の(wy))
を受け取る増幅器, 27は回転量検出器25からの信号を適当なレベルにす
るための増幅器, 28は、電圧値検出器24からの信号を適当なレベルに
するための増幅器, 29は、電流値検出器23の信号から溶接電流の平均値
に比例する信号を発生するための増幅器, 30は、電流値検出器23の信号から溶接電流の実効値
に比例する信号を発生するための増幅器, 31は、溶接トーチ1の被溶接物16からの距離、即ち
チツプ−被溶接物間距離L(=LE+LA)を設定するため
の設定器, 32,33,34,35,36,37は、26,27,
28,29,30,31のアナログ信号をデイジタル信
号に変換し、デイジタル電算機38に入力するためのA
/D(アナログ/デイジタル)変換器, 39は、電算機38からのデイジタル信号をアナログ信
号に変換するD/A(デイジタル/アナログ)変換器で
あり、溶接ロボツトのオツシレートを制御する制御装置
7へ増幅器42を通じて出力する。その信号はオツシレ
ート幅制御信号およびオツシレート速度制御信号であ
る。
する分圧器等の電圧値検出器, 25は、ローラ19bと機械的に給合されていて、エン
コーダ等のワイヤ送給速度(v)を検出するための、回
転量検出器, 26は、溶接ロボットの制御装置7からトーチ1のオツ
シレート位置信号(X方向の(w)とY方向の(wy))
を受け取る増幅器, 27は回転量検出器25からの信号を適当なレベルにす
るための増幅器, 28は、電圧値検出器24からの信号を適当なレベルに
するための増幅器, 29は、電流値検出器23の信号から溶接電流の平均値
に比例する信号を発生するための増幅器, 30は、電流値検出器23の信号から溶接電流の実効値
に比例する信号を発生するための増幅器, 31は、溶接トーチ1の被溶接物16からの距離、即ち
チツプ−被溶接物間距離L(=LE+LA)を設定するため
の設定器, 32,33,34,35,36,37は、26,27,
28,29,30,31のアナログ信号をデイジタル信
号に変換し、デイジタル電算機38に入力するためのA
/D(アナログ/デイジタル)変換器, 39は、電算機38からのデイジタル信号をアナログ信
号に変換するD/A(デイジタル/アナログ)変換器で
あり、溶接ロボツトのオツシレートを制御する制御装置
7へ増幅器42を通じて出力する。その信号はオツシレ
ート幅制御信号およびオツシレート速度制御信号であ
る。
40は、電算機38からのデイジタル信号をアナログ信
号に変換するD/Aであり、溶接線倣いを制御する制御
装置7へ増幅器43を通じて出力する。その信号は溶接
線の倣い信号である。
号に変換するD/Aであり、溶接線倣いを制御する制御
装置7へ増幅器43を通じて出力する。その信号は溶接
線の倣い信号である。
41は、電算機38からのデイジタル信号をアナログ信
号に変換するD/Aであり、トーチ高さを制御する制御
装置7へ増幅器44を通じて出力する。その信号はトー
チ高さ制御信号である。
号に変換するD/Aであり、トーチ高さを制御する制御
装置7へ増幅器44を通じて出力する。その信号はトー
チ高さ制御信号である。
次に動作を説明する。
(イ) 電流検出器23と増幅器29とによつて、溶接電
流の平均値Iaが、また電流検出器23と増幅器30とに
よつて溶接電流の実効値Ieが求められる。また、電圧値
検出器24と増幅器28とによつてチツプ12と被溶接
物16との間の電圧Vが求められる。さらに、回転量検
出器25と増幅器27とによつてワイヤ送給速度vが検
出される。
流の平均値Iaが、また電流検出器23と増幅器30とに
よつて溶接電流の実効値Ieが求められる。また、電圧値
検出器24と増幅器28とによつてチツプ12と被溶接
物16との間の電圧Vが求められる。さらに、回転量検
出器25と増幅器27とによつてワイヤ送給速度vが検
出される。
(ロ) これらのアナログ量はA/D変換器35,36,
34,33によつてデイジタル量に変換されてデイジタ
ル電算機38に加えられる。
34,33によつてデイジタル量に変換されてデイジタ
ル電算機38に加えられる。
(ハ) ここで記号を次のように定義する。
Ia:溶接電流の平均値, Ie:溶接電流の実効値, v:パイヤ送給速度, V:チツプ12と被溶接材16との間の電圧, LE:チツプ12の先端からアーク14までのワイヤ13
の長さ、いわゆるワイヤ突出し長さ, LA:ワイヤ13の先端から溶接金属17までの距離、い
わゆるアーク長, L:LEとLAとの和、即ちチツプ12の先端から溶接金属
17までの距離, VE:ワイヤ突出部に溶接電流Ia,Ieによつて生ずる電圧
降下, VA:VからVEを差引いた電圧、即ちアーク電圧、とする
と、上記諸量の間には近似的に次の関係がある。
の長さ、いわゆるワイヤ突出し長さ, LA:ワイヤ13の先端から溶接金属17までの距離、い
わゆるアーク長, L:LEとLAとの和、即ちチツプ12の先端から溶接金属
17までの距離, VE:ワイヤ突出部に溶接電流Ia,Ieによつて生ずる電圧
降下, VA:VからVEを差引いた電圧、即ちアーク電圧、とする
と、上記諸量の間には近似的に次の関係がある。
(但しk1,k2は定数 VE=f2(Ia,v,LE) =k3・Ia k4・LE k5・Vk6…第2式 (但しk3,k4,k5,k6は定数) VA=V−VE …第3式 (但しk7,k8,k9,k10は定数) L=LE+LA …第5式 第1式は参考文献1から、また第4式は参考文献2から
求められる。第2式の具体的な形は実験によつて求める
ことができる。第3式および第5式は第2図から自明で
ある。
求められる。第2式の具体的な形は実験によつて求める
ことができる。第3式および第5式は第2図から自明で
ある。
参 考 文 献 (1)溶接学会 溶接法委員会 1980年7月電流制御
アーク溶接に関する研究 (2)溶接アーク現象 増補版 産報 安藤公平他 (ニ) 従つて、第1式の関係をデイジタル電算機38に
プログラムしておき、溶接電流Ia,Ieとワイヤ送給速度
vとを与えると、ワイヤ突出し長さLEが求められる。
アーク溶接に関する研究 (2)溶接アーク現象 増補版 産報 安藤公平他 (ニ) 従つて、第1式の関係をデイジタル電算機38に
プログラムしておき、溶接電流Ia,Ieとワイヤ送給速度
vとを与えると、ワイヤ突出し長さLEが求められる。
(ホ) 第2式の関係をデイジタル電算機38にプログラ
ムしておき、溶接電流Ia、ワイヤ送給速度vおよび上
記(ニ)で得られたワイヤ突出し長さLEを与えるとワイヤ
突出し部の電圧降下VEが求められる。
ムしておき、溶接電流Ia、ワイヤ送給速度vおよび上
記(ニ)で得られたワイヤ突出し長さLEを与えるとワイヤ
突出し部の電圧降下VEが求められる。
(ヘ) 第3式の関係をデイジタル電算機38にプログラ
ムしておきチツプ12と被溶接物16との間の電圧、お
よび上記(ホ)で得られたワイヤ突出し部の電圧降下VEを
与えるとアーク電圧VAが求められる。
ムしておきチツプ12と被溶接物16との間の電圧、お
よび上記(ホ)で得られたワイヤ突出し部の電圧降下VEを
与えるとアーク電圧VAが求められる。
(ト) 第4式の関係をデイジタル電算機38にプログラ
ムしておき溶接電流Iaと上記(ヘ)で得られたアーク電
圧VAとを与えるとアーク長LAが求められる。
ムしておき溶接電流Iaと上記(ヘ)で得られたアーク電
圧VAとを与えるとアーク長LAが求められる。
(チ) 第5式の関係をデイジタル電算機38にプログラ
ムしておくと上記(ニ)で得られたワイヤ突出し長さLEと
上記(ト)で得られたアーク長LAとの和からチツプ12と
被溶接物16との距離Lが求められる。
ムしておくと上記(ニ)で得られたワイヤ突出し長さLEと
上記(ト)で得られたアーク長LAとの和からチツプ12と
被溶接物16との距離Lが求められる。
(リ) 上述のように、説明変数として溶接電流Ia,Ie、ワ
イヤ送給速度vおよびチツプ12と被溶接物16との間
の電圧Vを与えると第1式〜第5式からチツプ12と被
溶接物16との間の距離Lが目的変数として求められ
る。
イヤ送給速度vおよびチツプ12と被溶接物16との間
の電圧Vを与えると第1式〜第5式からチツプ12と被
溶接物16との間の距離Lが目的変数として求められ
る。
(ヌ) 第3図は溶接ロボツト制御装置7からのオツシレ
ート位置信号(振幅が最大になるタイミングおよび振幅
が零になるタイミング)を基に、即ちオツシレート振幅
がゼロを横切るタイミングを基準にして、それから一定
時間△t毎に、溶接電流Ia,Ie、ワイヤ送給速度v、チ
ツプ−被溶接物間電圧Vをサンプリングして前述のLを
演算した時のタイミング(これは等価的にオツシレート
振幅となる。何故ならばオツシレート速度は一定であ
り、かつサンプリング間隔も一定である。)とチツプ−
被溶接物間距離Lとの関係を、第2図に示したような被
溶接物16で形成されるV型突合せ開先内で溶接した場
合の1例を示す。本例ではデータIa,Ie,v,Vのサン
プリングは振幅のゼロクロス時から最大の往路のみで行
い復路では行わない場合を示す。
ート位置信号(振幅が最大になるタイミングおよび振幅
が零になるタイミング)を基に、即ちオツシレート振幅
がゼロを横切るタイミングを基準にして、それから一定
時間△t毎に、溶接電流Ia,Ie、ワイヤ送給速度v、チ
ツプ−被溶接物間電圧Vをサンプリングして前述のLを
演算した時のタイミング(これは等価的にオツシレート
振幅となる。何故ならばオツシレート速度は一定であ
り、かつサンプリング間隔も一定である。)とチツプ−
被溶接物間距離Lとの関係を、第2図に示したような被
溶接物16で形成されるV型突合せ開先内で溶接した場
合の1例を示す。本例ではデータIa,Ie,v,Vのサン
プリングは振幅のゼロクロス時から最大の往路のみで行
い復路では行わない場合を示す。
このように開先内でオツシレート溶接を行うとオツシレ
ート位置とそれに対応するチツプ−被溶接物間距離Lと
のグラフが得られる。
ート位置とそれに対応するチツプ−被溶接物間距離Lと
のグラフが得られる。
(ル) 第4図は、被溶接物16で形成される開先が変化
している状態を示すが、第5図および第6図は開先間隔
が異なる2つの開先でオツシレート溶接を行つた時のオ
ツシレート幅wとチツプ−被溶接物間距離Lとの関係を
模式図に示したものである。
している状態を示すが、第5図および第6図は開先間隔
が異なる2つの開先でオツシレート溶接を行つた時のオ
ツシレート幅wとチツプ−被溶接物間距離Lとの関係を
模式図に示したものである。
(ヲ)第4図は被溶接物16で形成される継手の開先間隔
が変化している状態を示すが、第5図および第6図は第
4図で示した開先の位置が異なる2つの断面で、オツシ
レートを2次元に行いつつ溶接を行つた時に、X方向の
オツシレート幅wとチツプ−被溶接物間距離Lの関係お
よびチツプ先端の軌跡46,47を示す。第5図は開先
間隔が小さく、第6図は開先間隔が大きい場合を示して
いるがいずれも、2次元のオツシレート軌跡(46,4
7に相当する)を開先の断面形状に近く選ぶとオツシレ
ート幅wとチツプ−被溶接物間距離Lとの関係において
チツプ−被溶接物間距離Lは平坦になる。
が変化している状態を示すが、第5図および第6図は第
4図で示した開先の位置が異なる2つの断面で、オツシ
レートを2次元に行いつつ溶接を行つた時に、X方向の
オツシレート幅wとチツプ−被溶接物間距離Lの関係お
よびチツプ先端の軌跡46,47を示す。第5図は開先
間隔が小さく、第6図は開先間隔が大きい場合を示して
いるがいずれも、2次元のオツシレート軌跡(46,4
7に相当する)を開先の断面形状に近く選ぶとオツシレ
ート幅wとチツプ−被溶接物間距離Lとの関係において
チツプ−被溶接物間距離Lは平坦になる。
(ワ) 第7図.および第8図は第5図および第6図に於
けるwとLとの関係とチツプ先端の軌跡46,47とに
注目し、Y方向のオツシレート高さをwyとする時に、X
方向のオツシレート幅wに対する(L−wy)を求めたも
のである。ここに、w1およびw3はX方向のオツシレート
幅,w2およびw4はwy=0である時wの幅であり、wy=0
に対して左右対称とする。
けるwとLとの関係とチツプ先端の軌跡46,47とに
注目し、Y方向のオツシレート高さをwyとする時に、X
方向のオツシレート幅wに対する(L−wy)を求めたも
のである。ここに、w1およびw3はX方向のオツシレート
幅,w2およびw4はwy=0である時wの幅であり、wy=0
に対して左右対称とする。
(カ) 第9図、および第10図は、被溶接物16で形成
されるV型突合せ継手において、2次元オツシレートに
よる溶接で前記(チ)で述べたwとL′1((L′1=L−
wy)とする)に注目すれば、オツシレート幅wが制御で
きることの説明図である。
されるV型突合せ継手において、2次元オツシレートに
よる溶接で前記(チ)で述べたwとL′1((L′1=L−
wy)とする)に注目すれば、オツシレート幅wが制御で
きることの説明図である。
ここでLe′はX方向のオツシレート幅wが小さい時の、
即ち開先中央付近でのL′の値である。γは演算によつ
て求めたL′の値が外乱による誤差のためバラツキを生
ずるので、この影響を除くために設けたパラメータすな
わちバラツキ除去パラメータである。Uはオツシレート
振幅を制御するために設けたパラメータすなわちオツシ
レート振幅制御パラメータである。
即ち開先中央付近でのL′の値である。γは演算によつ
て求めたL′の値が外乱による誤差のためバラツキを生
ずるので、この影響を除くために設けたパラメータすな
わちバラツキ除去パラメータである。Uはオツシレート
振幅を制御するために設けたパラメータすなわちオツシ
レート振幅制御パラメータである。
(ヨ) 第9図は、開先形状が不変の時にオツシレート振
幅制御パラメータUの設定値の大小によつて適正なX方
向のオツシレート幅wが変化することの説明図である。
幅制御パラメータUの設定値の大小によつて適正なX方
向のオツシレート幅wが変化することの説明図である。
ここで、バラツキ除去パラメータγおよびオツシレート
振幅制御パラメータUはあらかじめ実験によつて求めた
適正な値をデイジタル電算機38にパラメータとして設
定しておく。
振幅制御パラメータUはあらかじめ実験によつて求めた
適正な値をデイジタル電算機38にパラメータとして設
定しておく。
(タ) 溶接が開始されると、X方向のオツシレート振幅
の零タイミングを検出し、検出したらデータIa,Ie,
V,vをサンブリングしてLを第1式〜第5式に従つて
演算する。次のサンブリングタイムが来たら又データを
取込みLを計算するこの過程を数回繰返してその平均値
を求めておく。サンブリングの間隔は第3図で示した△
tである。
の零タイミングを検出し、検出したらデータIa,Ie,
V,vをサンブリングしてLを第1式〜第5式に従つて
演算する。次のサンブリングタイムが来たら又データを
取込みLを計算するこの過程を数回繰返してその平均値
を求めておく。サンブリングの間隔は第3図で示した△
tである。
(レ) その後は、△t毎にその時のデータIa,Ie,V,v
に基づくLを演算しL′と{L0′−(γ+U)}との大
小関係に注目する。もし、〔(L′)≧{L0′−(γ+
U)}〕ならば、さらに同じ方向にオツシレートを行
う。しかし、〔(L′)<{L0′−(γ+U)}〕の条
件が数回連続して成立すれば、オツシレート方向を反転
させる。
に基づくLを演算しL′と{L0′−(γ+U)}との大
小関係に注目する。もし、〔(L′)≧{L0′−(γ+
U)}〕ならば、さらに同じ方向にオツシレートを行
う。しかし、〔(L′)<{L0′−(γ+U)}〕の条
件が数回連続して成立すれば、オツシレート方向を反転
させる。
(ソ) 次はまた、(タ)で述べたオツシレート方向と反対方
向でのX方向のオツシレート振幅が零のタイミングを検
出し、以後(タ),(レ)で述べたシーケンスを繰返す。
向でのX方向のオツシレート振幅が零のタイミングを検
出し、以後(タ),(レ)で述べたシーケンスを繰返す。
(ツ) このようにすれば、γ,Uで設定されたパラメー
タ条件に従い適当な大きさでオツシレートが繰返し行わ
れる。
タ条件に従い適当な大きさでオツシレートが繰返し行わ
れる。
(ネ) ところで、第9図は開先形状が不変の場合に、U
をU1,U2(U1<U2)とした場合を示しているが、
〔(L′)<{L0′−(γ+U)}〕の条件を成立させ
るためには、U2の方がU1の場合よりも大きくX方向にオ
ツシレートさせなければならないことは第9図から自明
である。即ち、Uを調整することによつて、X方向のオ
ツシレート幅wを制御できる。U1<U2ならばw5<w6とな
る。ここに、w5はU1に対応するX方向のオツシレート
幅、w6はU2に対応するX方向のオツシレート幅である。
をU1,U2(U1<U2)とした場合を示しているが、
〔(L′)<{L0′−(γ+U)}〕の条件を成立させ
るためには、U2の方がU1の場合よりも大きくX方向にオ
ツシレートさせなければならないことは第9図から自明
である。即ち、Uを調整することによつて、X方向のオ
ツシレート幅wを制御できる。U1<U2ならばw5<w6とな
る。ここに、w5はU1に対応するX方向のオツシレート
幅、w6はU2に対応するX方向のオツシレート幅である。
オツシレートパターンの制御は、第7図および第8図に
於いて、X方向のオツシレート幅w2およびw4を制御する
ものとし、wymaxおよび(w2−w1),(w4−w3)は一定
とする。ここにwymaxはwyの最大値である。
於いて、X方向のオツシレート幅w2およびw4を制御する
ものとし、wymaxおよび(w2−w1),(w4−w3)は一定
とする。ここにwymaxはwyの最大値である。
(ナ) 第10図は、溶接途中で開先間隔が変化した時
に、Uを一定にしておけば、X方向のオツシレート幅が
適正値に制御できることの説明図である。
に、Uを一定にしておけば、X方向のオツシレート幅が
適正値に制御できることの説明図である。
(ラ) 動作の原理は、前記(タ)〜(ソ)と同一であるが、第
10図の場合はUを一定の値U3に設定したことである。
開先間隔が異なつている時に、Uが一定であると、開先
間隔が大きい場合(実線で示す)のオツシレート幅w7は
開先間隔が小さい場合(点線で示す)のオツシレート幅
w8よりも大きくなることは第10図から自明なことであ
る。即ち、Uに適正な値を選んで置くと、開先間隔の変
化によつて自動的にX方向のオツシレート幅wが制御さ
れる。
10図の場合はUを一定の値U3に設定したことである。
開先間隔が異なつている時に、Uが一定であると、開先
間隔が大きい場合(実線で示す)のオツシレート幅w7は
開先間隔が小さい場合(点線で示す)のオツシレート幅
w8よりも大きくなることは第10図から自明なことであ
る。即ち、Uに適正な値を選んで置くと、開先間隔の変
化によつて自動的にX方向のオツシレート幅wが制御さ
れる。
(ム) 以上、第9図から開先間隔が不変の場合X方向の
オツシレート幅wはUの設定値によつて制御できるこ
と。また、第10図に示した開先間隔が変化している時
適正なUを設定することによつてX方向のオツシレート
幅wが変化し、開先間隔の変化に適応する制御ができる
ことを説明した。
オツシレート幅wはUの設定値によつて制御できるこ
と。また、第10図に示した開先間隔が変化している時
適正なUを設定することによつてX方向のオツシレート
幅wが変化し、開先間隔の変化に適応する制御ができる
ことを説明した。
(ウ) 次に、第7図および第8図における(L′=L−
wy)の第3図に示したX方向オツシレートの1サイクル
の平均値Lm′は次のように演算することができる。
wy)の第3図に示したX方向オツシレートの1サイクル
の平均値Lm′は次のように演算することができる。
(ヰ) したがつて、設定器31の設定値Ldと上述(ウ)のL
m′とを比較して、もしLm′>Ldならば溶接ロボツトの
トーチ高さを制御する制御装置7へ(Lm′−Ld)に比例
する信号を出力しLm′=Ldになるまで溶接ロボツトの各
軸2,3,4,5,6を制御する。逆にLm′<Ldなら
ば、前述と同様にLm′=Ldになるまで溶接ロボツトの各
軸2,3,4,5,6を制御する。
m′とを比較して、もしLm′>Ldならば溶接ロボツトの
トーチ高さを制御する制御装置7へ(Lm′−Ld)に比例
する信号を出力しLm′=Ldになるまで溶接ロボツトの各
軸2,3,4,5,6を制御する。逆にLm′<Ldなら
ば、前述と同様にLm′=Ldになるまで溶接ロボツトの各
軸2,3,4,5,6を制御する。
(ノ) 前述(ム),(ウ)によつてLm′をLdの値に常に保持す
ることができる。
ることができる。
(オ) また、第7図および第8図における{L′(=L−
wy)}の第3図に示したオツシレートパターンにおい
て、縦軸L′の左側の総和 と右側の総和 との差△Dは であるが、△D≠0の時は、オツシレート中心軸と被溶
接物16で形成される開先の中心軸が不一致であること
を示している。即ち、△D>0であれば、オツシレート
中心軸は開先の中心軸よりも右側に存在し、逆に△D<
0ならばオツシレート中心軸は開先の中心軸よりも左側
に存在している。
wy)}の第3図に示したオツシレートパターンにおい
て、縦軸L′の左側の総和 と右側の総和 との差△Dは であるが、△D≠0の時は、オツシレート中心軸と被溶
接物16で形成される開先の中心軸が不一致であること
を示している。即ち、△D>0であれば、オツシレート
中心軸は開先の中心軸よりも右側に存在し、逆に△D<
0ならばオツシレート中心軸は開先の中心軸よりも左側
に存在している。
(ク) 従つて△D>0ならば溶接ロボツトの溶接線倣い
を制御する制御装置7へ△Dに比例する信号を出力し、
△D=0になるまで溶接ロボツトの各軸2,3,4,
5,6を制御する。逆に、△D<0ならば前述と同様に
△D=0になるまで溶接ロボツトの各軸2,3,4,
5,6を制御する。
を制御する制御装置7へ△Dに比例する信号を出力し、
△D=0になるまで溶接ロボツトの各軸2,3,4,
5,6を制御する。逆に、△D<0ならば前述と同様に
△D=0になるまで溶接ロボツトの各軸2,3,4,
5,6を制御する。
(ヤ) 上記(ム),(ク)によつて、オツシレート中心位置を
常に開先の中心位置に保持することができる。
常に開先の中心位置に保持することができる。
(マ) 以上で、本実施例によれば開先間隔が変動した場
合に、オツシレート幅がそれに適応することまた、トー
チ1と被溶接物16との距離が変化しても常にトーチ高
さLを設定値Ldに保持できること。さらに、溶接線が設
定位置からずれてもそれに自動追随できることを述べた
が、開先間隔が変動した場合ワイヤ送給速度vが一定で
(通常はこの状態である)、かつ溶接速度Sが一定であ
ればビード高さが変化する。
合に、オツシレート幅がそれに適応することまた、トー
チ1と被溶接物16との距離が変化しても常にトーチ高
さLを設定値Ldに保持できること。さらに、溶接線が設
定位置からずれてもそれに自動追随できることを述べた
が、開先間隔が変動した場合ワイヤ送給速度vが一定で
(通常はこの状態である)、かつ溶接速度Sが一定であ
ればビード高さが変化する。
(ケ) 従つて、第9図、および第10図に示すようにデ
イジタル電算機38はオツシレート幅w5,w6,w7,w8を
演算することができるので、オツシレート幅wの変化を
フイードバツクしてトーチ1の移動速度を制御してビー
ド高さが均一になるようにする。
イジタル電算機38はオツシレート幅w5,w6,w7,w8を
演算することができるので、オツシレート幅wの変化を
フイードバツクしてトーチ1の移動速度を制御してビー
ド高さが均一になるようにする。
(フ) 以上述べた操作はすべて電算機38のプログラム
で制御するものとする。
で制御するものとする。
以上実施例とともに具体的に説明したように本発明によ
れば、開先間隔の変動に対して自動的にオツシレート幅
を適応させ、かつ溶接線を自動的に追随することができ
るので欠陥のない溶接が実現でき、溶接ロボツトの信頼
性を向上させることができる。
れば、開先間隔の変動に対して自動的にオツシレート幅
を適応させ、かつ溶接線を自動的に追随することができ
るので欠陥のない溶接が実現でき、溶接ロボツトの信頼
性を向上させることができる。
第1図は本発明に係るアーク溶接ロボツトを示す構成
図、第2図は本発明に係る実施例の溶接回路及び演算処
理機構を示すブロツク図、第3図はオツシレートパター
ンとチツプ−被溶接物間距離Lの関係を示す特性図、第
4図は被溶接物を示す斜視図、第5図は第4図のV−V
断面における開先内でオツシレートした時のオツシレー
ト幅wに対するチツプ−被溶接物間距離Lの変化パター
ンを示す説明図、第6図は第4図のVI−VI断面における
開先内でオツシレートした時のオツシレート幅wに対す
るチツプ−被溶接物間距離Lの変化パターンを示す説明
図、第7図および第8図は2次元にオツシレートした時
に、板厚方向のオツシレート高さwyを加味したチツプ−
被溶接物間距離Lとオツシレート幅wの関係を示す説明
図、第9図および第10図は第7図および第8図のグラ
フと開先断面図との関係を示す説明図である。 図 面 中、 1は溶接トーチ、 2はビード傾斜軸、 3は手首旋回軸、 4,5,6は移動軸、 7は制御装置、 8は電動駆動装置、 9はアーク溶接機、 13はワイヤ、 16は被溶接物、 23は溶接電流検出器、 24は電圧値検出器、 25は回転量検出器、 31はチツプ−被溶接物間距離設定器、 38はデイジタル電算機、 45は溶接条件設定器である。
図、第2図は本発明に係る実施例の溶接回路及び演算処
理機構を示すブロツク図、第3図はオツシレートパター
ンとチツプ−被溶接物間距離Lの関係を示す特性図、第
4図は被溶接物を示す斜視図、第5図は第4図のV−V
断面における開先内でオツシレートした時のオツシレー
ト幅wに対するチツプ−被溶接物間距離Lの変化パター
ンを示す説明図、第6図は第4図のVI−VI断面における
開先内でオツシレートした時のオツシレート幅wに対す
るチツプ−被溶接物間距離Lの変化パターンを示す説明
図、第7図および第8図は2次元にオツシレートした時
に、板厚方向のオツシレート高さwyを加味したチツプ−
被溶接物間距離Lとオツシレート幅wの関係を示す説明
図、第9図および第10図は第7図および第8図のグラ
フと開先断面図との関係を示す説明図である。 図 面 中、 1は溶接トーチ、 2はビード傾斜軸、 3は手首旋回軸、 4,5,6は移動軸、 7は制御装置、 8は電動駆動装置、 9はアーク溶接機、 13はワイヤ、 16は被溶接物、 23は溶接電流検出器、 24は電圧値検出器、 25は回転量検出器、 31はチツプ−被溶接物間距離設定器、 38はデイジタル電算機、 45は溶接条件設定器である。
Claims (1)
- 【請求項1】三次元空間の所望な点に溶接トーチを移動
させることができる移動機構と、溶接トーチに所望の姿
をとらせる姿勢制御機構と、所要の溶接条件諸元を制御
する制御装置とを備え、消耗電極即ちワイヤを使用して
上記溶接トーチをオツシレートさせながら行うアーク溶
接ロボットによる溶接方法において、 溶接電流の平均値Ia及び実効値Ie,ワイヤ送給速度
v及びチップと被溶接物との間の電圧Vを検出し、上記
溶接電流の平均値Ia,実効値Ie、上記ワイヤ送給速
度vおよび上記電圧Vを演算することによってワイヤ突
出し長さLEとアーク長LAとの和LE+LA即ちチッ
プ−被溶接物間距離を求め、上記溶接トーチのオツシレ
ートによる上記チップ−被溶接物間距離LA+LEの変
化パターンから上記溶接トーチのオツシレート中心位置
と被溶接材で構成される継手の中心位置との偏差および
開先面を認知し、上記オツシレート中心位置と上記継手
の中心位置との相対位置が設定どおりになるように常に
上記溶接トーチの位置を開先幅方向および開先幅と直角
方向の二次元的制御によって制御してアーク点が溶接線
を自動的に倣うようにし、更に開先間隔の変化に応じて
オツシレート幅を自動調整すると共に溶接速度Sを制御
して開先間隔が変化しても常に一定のビード高さが得ら
れるようにすることを特徴とするアーク溶接ロボットに
よる溶接方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4519084A JPH064194B2 (ja) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | アーク溶接ロボットによる溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4519084A JPH064194B2 (ja) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | アーク溶接ロボットによる溶接方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60191668A JPS60191668A (ja) | 1985-09-30 |
JPH064194B2 true JPH064194B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
ID=12712343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4519084A Expired - Lifetime JPH064194B2 (ja) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | アーク溶接ロボットによる溶接方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH064194B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0441078A (ja) * | 1990-06-08 | 1992-02-12 | Japan Steel Works Ltd:The | 自動溶接方法及び自動溶接装置 |
JP2002144036A (ja) * | 2000-11-14 | 2002-05-21 | Daihen Corp | 溶接線倣い溶接用溶接電源装置 |
US10682717B2 (en) | 2013-10-22 | 2020-06-16 | Lincoln Global, Inc. | Systems and methods providing location feedback for additive manufacturing |
US9815135B2 (en) | 2013-10-22 | 2017-11-14 | Lincoln Global, Inc. | Systems and methods providing location feedback for additive manufacturing |
US11007594B2 (en) | 2013-10-22 | 2021-05-18 | Lincoln Global, Inc. | Systems and methods providing location feedback for additive manufacturing |
-
1984
- 1984-03-09 JP JP4519084A patent/JPH064194B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS60191668A (ja) | 1985-09-30 |
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