JPH11226732A - 自動溶接装置における溶接ワイヤ送給制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】溶接トーチの姿勢を変化させても、安定した溶
接を行うことができるようにした自動溶接装置における
溶接ワイヤ送給制御装置を提供する。 【解決手段】予め定められた作業内容を再生動作する多
関節型ロボット１を用いた自動溶接装置における溶接ワ
イヤ送給制御装置であって、前記多関節型ロボット１の
手首部２に取り付けられた溶接トーチ３と一体に支持さ
れ、前記溶接トーチ３の入口における溶接ワイヤ７の送
給速度を検出する送給速度検出器１１と、前記多関節型
ロボット１の手首部２の回転による溶接トーチ３の姿勢
変化に伴う溶接トーチ３と溶接ワイヤ７の相対速度の変
化を算出する演算手段１３と、前記溶接ワイヤ７の送給
速度および溶接トーチ３と溶接ワイヤ７の相対速度の変
化より、前記多関節型ロボット１の手首部２の回転期間
中における溶接ワイヤ７の送給速度を制御する制御装置
１２とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多関節型ロボット
を用いた自動溶接装置における溶接ワイヤ送給制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は、多関節型ロボットを用いた自動
溶接装置の一例を示す斜視図である。同図に示すよう
に、多関節型ロボット１の手首部２には溶接トーチ３が
取り付けられ、ティーチングボックス４に記憶された教
示内容に従って、ロボット制御盤５によりその位置と姿
勢が空間３軸で任意に制御される。

【０００３】ワイヤパック６から引き出された溶接ワイ
ヤ７は、多関節型ロボット１の前腕部に支持されたワイ
ヤ送給装置８で送り出され、溶接トーチ３を貫通してそ
の先端から突出する。ポジショナ９には、被溶接物１０
が載置され位置決めされている。

【０００４】なお、溶接ワイヤ７および被溶接物１０に
対する電力の供給と、ワイヤ送給装置８の駆動は、図示
しない溶接機によって行われる。

【０００５】このような自動溶接装置で、定電圧特性の
アーク溶接機を用いて溶接を行なった場合、溶接部のア
ーク長が変化すると溶接電流が増加または減少してアー
ク長を元に戻そうとする自己制御作用が働き、安定した
溶接作業を行うことができるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、多関節ロボッ
ト１の前腕に対し手首部２を旋回させた場合、ワイヤ送
給装置８と溶接トーチ３の間の距離が変わり、溶接ワイ
ヤ７の経路が変化するため、溶接トーチ３の先端からの
溶接ワイヤ７の突出量が変化する。

【０００７】そして、手首部２の旋回速度が早くなる
と、溶接機の自己制御作用では制御しきれなくなり、ア
ークが切れたり、溶接ワイヤ７が溶融池に突っ込むなど
の不具合が発生する。

【０００８】前記の事情に鑑み、本発明の目的は、多関
節ロボットを用いた自動溶接装置において、前腕部に対
して手首部を旋回させたときでも、溶接トーチの先端か
らの溶接ワイヤの突出量を一定に保つことができるよう
にした自動溶接装置における溶接ワイヤ送給制御装置を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明においては、予め定められた作業内容を再生
動作する多関節型ロボットを用いた自動溶接装置におけ
る溶接ワイヤ送給制御装置であって、前記多関節型ロボ
ットの手首部に取り付けられた溶接トーチと一体に支持
され、前記溶接トーチの入口における溶接ワイヤの送給
速度を検出する送給速度検出手段と、前記多関節型ロボ
ットの手首部の回転による溶接トーチの姿勢変化に伴う
溶接トーチと溶接ワイヤの相対速度の変化を算出する演
算手段と、前記溶接ワイヤの送給速度および溶接トーチ
と溶接ワイヤの相対速度の変化より、前記多関節型ロボ
ットの手首部の回転期間中における溶接ワイヤの送給速
度を制御する送給速度制御手段とを設けた。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明における自動溶接
装置における溶接ワイヤ送給制御装置の構成を示すブロ
ック線図である。

【００１１】同図において、図２と同じものは同じ符号
をつけて示してある。１１は速度検出器で、溶接トーチ
３の後端に固定されている。１２は制御装置で、ワイヤ
送給装置１２による溶接ワイヤ７の送給速度を制御す
る。１３は演算装置で、制御装置１２と速度検出器１１
に接続されている。

【００１２】このような構成で、溶接トーチ３が旋回し
ない通常の溶接時には、制御装置１２は、予め設定され
た溶接ワイヤ７の送給速度Ｖ１をワイヤ送給装置８に指
令して、溶接トーチ３に対する溶接ワイヤ７の送給を行
わせる。この時、演算装置１３には、制御装置１２から
予め設定された送給速度Ｖ１が印加され、速度検出器１
１から溶接ワイヤ７の送給速度Ｖ１に見合った検出結果
が印加される。

【００１３】溶接中に、多関節ロボット１の前腕部に対
して溶接トーチ３が旋回すると、ワイヤ送給装置８の出
口と溶接トーチ３の入口の間の溶接ワイヤの送給経路が
変化するために、溶接トーチ３と溶接ワイヤ７の間の相
対速度が変化する。この相対速度の変化は、速度検出器
１１で検出される溶接ワイヤ７の送給速度Ｖ２として演
算装置１３に印加される。

【００１４】演算装置１３では、ワイヤ送給装置８から
送給される溶接ワイヤ７の送給速度Ｖ１と溶接トーチ３
に送りこまれる溶接ワイヤ７の送給速度Ｖ２の速度差Ｖ
ａを Ｖａ＝Ｖ２−Ｖ１ で求め、溶接トーチ３の先端から突出する溶接ワイヤ７
の長さを一定に維持するための新たな送給速度Ｖｂを Ｖｂ＝Ｖ１−Ｖａ で求め、制御装置１２に新たな送給速度Ｖｂを指令す
る。

【００１５】制御装置１２は、演算装置１３から指令さ
れた送給速度Ｖｂに基づいてワイヤ送給装置８を駆動さ
せ、溶接ワイヤ７の送給速度Ｖ１を送給速度Ｖｂに切り
替える。この時にも、制御装置１２から演算装置１３に
は、予め設定された送給速度Ｖ１が印加されている。

【００１６】前記のような制御を行うことにより、溶接
トーチ３の旋回停止時には、速やかに速度検出器１１で
検出される溶接ワイヤ７の送給速度Ｖ２が、ワイヤ送給
装置８から送り出される溶接ワイヤ７の送給速度Ｖ１と
等しくなるように制御され、溶接トーチ３の先端からの
溶接ワイヤ７の突出量をほぼ一定に制御することができ
る。

【００１７】なお、上記の速度検出器１１としては、タ
コメータダイナモやパルスエンコーダ、溶接ワイヤ７を
挾持するローラに付設されたモータの逆起電圧を検出す
る逆起電圧検出器などを用いることができる。

【００１８】また、溶接ワイヤ７の送給速度の基準とし
て、ワイヤ送給装置８の出口に速度検出器１１と同じタ
イプの速度検出器を配置し、溶接トーチ３を旋回させな
い通常の溶接状態におけるワイヤ送給装置８の出口の溶
接ワイヤの送給速度を演算装置に記憶させ、この送給速
度を基準として制御するようにしてもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、予
め定められた作業内容を再生動作する多関節型ロボット
を用いた自動溶接装置における溶接ワイヤ送給制御装置
であって、前記多関節型ロボットの手首部に取り付けら
れた溶接トーチと一体に支持され、前記溶接トーチの入
口における溶接ワイヤの送給速度を検出する送給速度検
出手段と、前記多関節型ロボットの手首部の回転による
溶接トーチの姿勢変化に伴う溶接トーチと溶接ワイヤの
相対速度の変化を算出する演算手段と、前記溶接ワイヤ
の送給速度および溶接トーチと溶接ワイヤの相対速度の
変化より、前記多関節型ロボットの手首部の回転期間中
における溶接ワイヤの送給速度を制御する送給速度制御
手段とを設けたので、溶接トーチ先端から突出する溶接
ワイヤの突出量を一定に維持することができ、溶接トー
チの姿勢を変化させても、安定した溶接を行うことがで
きる。また、品質、信頼性の高い溶接を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における溶接ワイヤ送給制御装置の構成
を示すブロック線図。

【図２】多関節型ロボットを用いた自動溶接装置の一例
を示す斜視図。

【符号の説明】

１…多関節型ロボット、２…手首部、３…溶接トーチ、
７…溶接ワイヤ、１１…送給速度検出器、１２…制御装
置、１３…演算手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】予め定められた作業内容を再生動作する多
   関節型ロボットを用いた自動溶接装置における溶接ワイ
   ヤ送給制御装置であって、前記多関節型ロボットの手首
   部に取り付けられた溶接トーチと一体に支持され、前記
   溶接トーチの入口における溶接ワイヤの送給速度を検出
   する送給速度検出手段と、前記多関節型ロボットの手首
   部の回転による溶接トーチの姿勢変化に伴う溶接トーチ
   と溶接ワイヤの相対速度の変化を算出する演算手段と、
   前記溶接ワイヤの送給速度および溶接トーチと溶接ワイ
   ヤの相対速度の変化より、前記多関節型ロボットの手首
   部の回転期間中における溶接ワイヤの送給速度を制御す
   る送給速度制御手段とを設け、溶接トーチ先端から突出
   する溶接ワイヤの突出量を一定に維持するようにしたこ
   とを特徴とする自動溶接機における溶接ワイヤ送給制御
   装置。