説明

タンデムアーク溶接システムを制御するロボットコントローラ、それを用いたアーク倣い制御方法およびタンデムアーク溶接システム

【課題】アーク倣いを任意の回転中心で行った場合においても、先行極に位置ずれが発生せず、溶接欠陥が生じることのないタンデムアーク溶接システムを制御するロボットコントローラ、それを用いたアーク倣い制御方法およびタンデムアーク溶接システムを提供する。
【解決手段】タンデムアーク溶接システムを制御するロボットコントローラ8は、先行極処理部11aが算出した先行極変化量から左右および上下方向の位置ずれを補正する先行極補正量を算出する先行極補正部14aと、後行極処理部11bが算出した後行極変化量から回転方向の位置ずれを補正する後行極補正量を算出する後行極補正部14bと、先行極2aの位置ずれを補正する回転中心補正量を算出する回転ずれ補正制御処理部16と、ティーチング位置と倣い補正時における溶接トーチ2の回転中心の位置を補正するロボット軌跡計画処理部13と、を備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、V形、L形またはこれらに類似した開先を、ロボットを利用して2つの電極を備える溶接トーチを左右にウィービングさせながら、溶接線に倣って進行させてアーク溶接を行うタンデムアーク溶接システムを制御するロボットコントローラ、それを用いたアーク倣い制御方法およびタンデムアーク溶接システムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来のタンデムアーク溶接時のアーク倣いに関する先行技術としては、例えば特許文献1に記載されたような技術がある。この技術は、ウィービング1周期の間における先行極および後行極の電気的変化量から補正量を算出してアーク倣いを行なうものであり、後行極は先行極を中心として回転することでアーク倣いを行っていた。すなわち、従来のタンデムアーク溶接時のアーク倣いでは、後行極のアーク倣いは先行極トーチ周りに補正を行うものであり、回転中心、すなわちTCP(Tool Center Point)を先行極に設定する必要があった。
【0003】
ここで、溶接を行うロボットによるタンデムアーク溶接は、予め作業軌跡をティーチングし、記憶した軌跡を再生することで溶接作業を行なっている。この作業軌跡のティーチングは、前記したTCPを指定した上で行われる。タンデムアーク溶接システムにおいては、先行極のワイヤ先端位置や後行極のワイヤ先端位置よび極間位置が、予めロボットのフランジ面からの距離、角度として設定されており、状況に応じて変更が可能である。
【0004】
タンデムアーク溶接において、このTCPを先行極と後行極の中間に設定すると、運用面で優位となる場合がある。例えば図9に示すように、ロボットの動作方向を変更する場合である。図9(a)に示すように、TCPを先行極2aに設定してティーチングした場合において、ティーチング位置を変えずに動作方向を逆向きに変更すると、距離Sだけ端点が変化する。従って、溶接トーチと溶接構造物との干渉に繋がり、ティーチング位置の修正が必要となる。一方、図9(b)に示すように、TCPを先行極2aと後行極2bの中間に設定してティーチングした場合において、ティーチング位置を変えずに動作方向を逆向きに変更しても、端点は変化しない。従って、ティーチング位置の修正が少なくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2008−93670号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、例えば特許文献1に記載されたアーク倣いにおいて、TCPを先行極2aと後行極2bの中間等の先行極2a以外に設定すると、図10(a)に示すように、後行極2bのアーク倣いがTCPである先行極2aと後行極2bの中間を回転中心として回転し、同図に示すように、後行極2bのアーク倣いによって先行極2aの位置が変化する。このようにアーク溶接中に先行極2aの位置が変化すると、本来溶接すべき箇所を溶接しないため、溶け込み不良等の溶接欠陥に繋がる可能性があった。従って、特許文献1に記載されたアーク倣いにおいては、溶接欠陥の発生を極力防止するために、図10(b)に示すように、TCPを先行極2aに設定してティーチング位置を修正せざるを得なかった。
【0007】
本発明は、このような問題を解決すべく創案されたものであり、アーク倣いを先行極と後行極との間における任意の回転中心で行った場合においても先行極に位置ずれが発生せず、溶接欠陥が生じることのないアーク溶接を可能とするタンデムアーク溶接システムを制御するロボットコントローラ、それを用いたアーク倣い制御方法およびタンデムアーク溶接システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記課題を解決するために、本発明に係るタンデムアーク溶接システムを制御するロボットコントローラは、先行極および後行極が溶接線方向に所定の電極間距離を有して配置された溶接トーチと、先端に取り付けられた前記溶接トーチを溶接進行方向に対して左右にウィービングさせるロボットと、前記先行極および前記後行極に給電を行う溶接電源と、前記先行極および前記後行極のウィービング中における溶接電流および/または溶接電圧を検出する電流電圧検出器と、を備え、前記溶接線に倣ってアーク溶接を行うタンデムアーク溶接システムの前記溶接トーチの位置を制御するロボットコントローラであって、前記電流電圧検出器で検出された前記先行極の溶接電流および/または溶接電圧の電気的変化に基づいて、前記溶接線に対する前記溶接トーチのウィービング中心軌跡の左右方向および上下方向における位置ずれ量である先行極変化量を算出する先行極処理部と、前記先行極変化量に基づいて、前記ウィービング中心軌跡の左右方向および上下方向における位置ずれを補正するための先行極補正量を算出する先行極補正部と、前記電流電圧検出器で検出された前記後行極の溶接電流および/または溶接電圧の電気的変化に基づいて、前記溶接線に対する前記溶接トーチのウィービング中心軌跡の回転方向における位置ずれ量である後行極変化量を算出する後行極処理部と、前記後行極変化量に基づいて、前記ウィービング中心軌跡の回転方向における位置ずれを補正するための後行極補正量を算出する後行極補正部と、前記後行極補正量を用いて補正を行う前の前記先行極の位置と、前記後行極補正量を用いて補正を行った後の前記先行極の位置との差から、前記後行極補正量を用いて補正を行った場合における前記先行極の位置ずれ量を算出し、当該先行極の位置ずれ量に基づいて、前記先行極の位置ずれを補正するための回転中心補正量を算出する回転ずれ補正制御処理部と、前記先行極補正量および前記後行極補正量を加算または減算することで、前記アーク溶接を行う際に予め算出したティーチング軌跡のティーチング位置を補正するとともに、前記回転中心補正量を加算または減算することで、倣い補正時における前記溶接トーチの回転中心の位置を補正するロボット軌跡計画処理部と、を備える構成とする。
【0009】
このような構成を備えるロボットコントローラは、先行極補正部で算出される先行極補正量によって溶接トーチを溶接進行方向に対して左右方向および上下方向に制御するアーク倣いが行なわれ、後行極補正部で算出される後行極補正量によって溶接トーチを溶接進行方向に対して回転方向に制御するアーク倣いが行われ、かつ、回転ずれ補正制御処理部によって算出される回転中心補正量によって倣い補正時における溶接トーチの回転中心の位置を制御するアーク倣いが行なわれる。
【0010】
このように、先行極補正量および後行極補正量に加えて、回転中心補正量を用いて倣い補正時における溶接トーチの回転中心の位置を補正することで、後行極によるアーク倣い、すなわち後行極補正部で算出される後行極補正量による溶接トーチの回転方向の制御によって発生あるいは発生すると想定される先行極の位置ずれが補正される。従って、後行極によるアーク倣いを任意の回転中心で行った場合においても、先行極の位置ずれが生じない。
【0011】
また、前記課題を解決するために、本発明に係るアーク倣い制御方法は、溶接線に倣ってアーク溶接を行うタンデムアーク溶接システムの溶接トーチの位置を制御するロボットコントローラを用いたアーク倣い制御方法であって、前記溶接線に対するウィービング中心軌跡の左右方向および上下方向における位置ずれを検出し、前記溶接トーチの位置を溶接進行方向に対して左右方向および上下方向に制御することで当該位置ずれを補正する先行極制御工程と、前記溶接線に対するウィービング中心軌跡の回転方向における位置ずれを検出し、前記溶接トーチの位置を回転方向に制御することで当該位置ずれを補正する後行極制御工程と、前記後行極制御工程における前記後行極の補正によって生じる前記先行極の位置ずれを検出し、倣い補正時における前記溶接トーチの回転中心を制御することで当該位置ずれを補正する回転中心制御工程と、を行う手順とする。
【0012】
このような手順を行うアーク倣い制御方法は、溶接トーチを溶接進行方向に対して左右方向、上下方向および回転方向に制御するアーク倣いが行なわれるとともに、溶接トーチの回転中心の位置を制御するアーク倣いが行なわれる。従って、後行極によるアーク倣いを任意の回転中心で行った場合においても、先行極の位置ずれが生じない。
【0013】
また、本発明に係るアーク倣い制御方法は、前記先行極制御工程が、先行極処理部において、ウィービング1周期の間における溶接電流および/または溶接電圧の電気的変化から、前記溶接線に対するウィービング中心軌跡の左右方向における位置ずれを示す先行極第1変化量と、前記溶接線に対するウィービング中心軌跡の上下方向における位置ずれを示す先行極第2変化量と、を算出する先行極変化量算出工程と、先行極補正部において、前記先行極第1変化量に基づいて前記ウィービング中心軌跡の左右方向の位置ずれを補正するための先行極左右補正量を算出するとともに、前記先行極第2変化量に基づいて前記ウィービング中心軌跡の上下方向の位置ずれを補正するための先行極上下補正量を算出する先行極補正量算出工程と、を含み、前記後行極制御工程が、後行極処理部において、前記ウィービング1周期の間における溶接電流および/または溶接電圧の電気的変化から、前記溶接線に対するウィービング中心軌跡の位置ずれを示す後行極変化量を算出する後行極変化量算出工程と、後行極補正部において、前記後行極変化量に基づいて前記溶接線に対するウィービング中心軌跡の回転方向の位置ずれを補正するための後行極補正量を算出する後行極補正量算出工程と、を含み、前記回転中心制御工程が、回転ずれ補正制御処理部において、前記後行極補正量に基づいて、当該後行極補正量を用いて補正を行った場合における前記先行極の位置ずれを補正するための回転中心補正量を算出し、倣い補正時における前記溶接トーチの回転中心を制御することが好ましい。
【0014】
このような手順を行うアーク倣い制御方法は、先行極補正部で算出される先行極補正量によって溶接トーチを溶接進行方向に対して左右方向および上下方向に制御するアーク倣いが行なわれ、後行極補正部で算出される後行極補正量によって溶接トーチを溶接進行方向に対して回転方向に制御するアーク倣いが行われ、かつ、回転ずれ補正制御処理部によって算出される回転中心補正量によって溶接トーチの回転中心の位置を制御するアーク倣いが行なわれる。
【0015】
このように、先行極補正量および後行極補正量に加えて、回転中心補正量を用いて溶接トーチの回転中心を補正することで、後行極によるアーク倣い、すなわち後行極補正部で算出される後行極補正量による溶接トーチの回転方向の制御によって発生あるいは発生すると想定される先行極の位置ずれが補正される。従って、後行極によるアーク倣いを任意の回転中心で行った場合においても、先行極の位置ずれが生じない。
【0016】
また、本発明に係るアーク倣い制御方法は、前記回転中心制御工程が、先行極と倣い補正時における前記溶接トーチの回転中心との距離と、前記ロボットを基準とした溶接トーチの姿勢を示すトーチ姿勢情報とから、前記先行極の基準位置を算出する先行極基準位置算出工程と、前記先行極の基準位置と前記後行極補正量とから、当該後行極補正量を用いて補正を行う前の前記先行極の位置と、前記後行極補正量を用いて補正を行った後の前記先行極の位置との差を求めることで前記回転中心補正量を算出する回転中心補正量算出工程と、を含むことが好ましい。
【0017】
このような手順を行うアーク倣い制御方法は、先行極−回転中心間距離とトーチ姿勢情報と後行極補正量とを用いることで、後行極補正量による溶接トーチの回転方向の制御によって発生あるいは発生すると想定される先行極の位置ずれを補正するための回転中心補正量を容易に算出することができる。
【0018】
そして、前記課題を解決するために、本発明に係るタンデムアーク溶接システムは、溶接線に沿ってアーク溶接を行うタンデムアーク溶接システムであって、先行極および後行極が前記溶接線方向に所定の電極間距離を有して配置された溶接トーチと、先端に取り付けられた前記溶接トーチを溶接進行方向に対して左右にウィービングさせるロボットと、前記先行極および前記後行極に給電を行う溶接電源と、前記先行極および前記後行極のウィービング中における溶接電流および/または溶接電圧を検出する電流電圧検出器と、前記溶接トーチの位置を制御するロボットコントローラと、を備え、前記ロボットコントローラが、前記電流電圧検出器で検出された前記先行極の溶接電流および/または溶接電圧の電気的変化に基づいて、前記溶接線に対する前記溶接トーチのウィービング中心軌跡の左右方向および上下方向における位置ずれ量である先行極変化量を算出する先行極処理部と、前記先行極変化量に基づいて、前記ウィービング中心軌跡の左右方向および上下方向における位置ずれを補正するための先行極補正量を算出する先行極補正部と、前記電流電圧検出器で検出された前記後行極の溶接電流および/または溶接電圧の電気的変化に基づいて、前記溶接線に対する前記溶接トーチのウィービング中心軌跡の回転方向における位置ずれ量である後行極変化量を算出する後行極処理部と、前記後行極変化量に基づいて、前記ウィービング中心軌跡の回転方向における位置ずれを補正するための後行極補正量を算出する後行極補正部と、前記後行極補正量を用いて補正を行う前の前記先行極の位置と、前記後行極補正量を用いて補正を行った後の前記先行極の位置との差から、前記後行極補正量を用いて補正を行った場合における前記先行極の位置ずれ量を算出し、当該先行極の位置ずれ量に基づいて、前記先行極の位置ずれを補正するための回転中心補正量を算出する回転ずれ補正制御処理部と、前記先行極補正量および前記後行極補正量を加算または減算することで、前記アーク溶接を行う際に予め算出したティーチング軌跡のティーチング位置を補正するとともに、前記回転中心補正量を加算または減算することで、倣い補正時における前記溶接トーチの回転中心の位置を補正するロボット軌跡計画処理部と、を備える構成とする。
【0019】
このような構成を備えるタンデムアーク溶接システムは、ロボットコントローラの先行極補正部で算出される先行極補正量によって溶接トーチを溶接進行方向に対して左右方向および上下方向に制御するアーク倣いが行なわれ、ロボットコントローラの後行極補正部で算出される後行極補正量によって溶接トーチを溶接進行方向に対して回転方向に制御するアーク倣いが行われ、かつ、ロボットコントローラの回転ずれ補正制御処理部によって算出される回転中心補正量によって倣い補正時における溶接トーチの回転中心の位置を制御するアーク倣いが行なわれる。
【0020】
このように、先行極補正量および後行極補正量に加えて、回転中心補正量を用いて倣い補正時における溶接トーチの回転中心の位置を補正することで、後行極によるアーク倣い、すなわち後行極補正部で算出される後行極補正量による溶接トーチの回転方向の制御によって発生あるいは発生すると想定される先行極の位置ずれが補正される。従って、後行極によるアーク倣いを任意の回転中心で行った場合においても、先行極の位置ずれが生じない。
【発明の効果】
【0021】
本発明に係るロボットコントローラおよびタンデムアーク溶接システムによれば、アーク溶接時のアーク倣いを先行極と後行極との間における任意の回転中心で行った場合であっても、先行極に位置ずれが発生せず、先行極の位置ずれに起因する溶接欠陥を適切に防止することができる。また、本発明に係るアーク倣い制御方法によれば、前記した手順によって溶接トーチの左右方向、上下方向および回転方向の制御を行い、かつ、倣い補正時における溶接トーチの回転中心を制御することで、アーク溶接時のアーク倣いを先行極と後行極との間における任意の回転中心で行った場合における先行極の位置ずれを適切に修正可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】タンデムアーク溶接システムの一例を示す構成説明図である。
【図2】タンデムアーク溶接システムを制御する本発明に係るロボットコントローラのブロック図である。
【図3】タンデムアーク溶接システムの溶接トーチのウィービングの状態を示す説明図である。
【図4】本発明に係るロボットコントローラを用いたアーク倣いの状態を示す説明図である。
【図5】本発明に係るロボットコントローラを用いた左右方向のアーク倣いの状態を示す説明図である。
【図6】本発明に係るロボットコントローラを用いた回転方向のアーク倣いの状態を示す説明図である。
【図7】本発明に係るロボットコントローラを用いた回転中心補正量の具体的な算出手順の一例を示す図である。
【図8】本発明に係るロボットコントローラを用いたアーク倣い制御方法を説明する処理フロー図である。
【図9】タンデムアーク溶接において、ロボットの動作方向を変更する場合を示す模式図であって、(a)は、TCPを先行極に設定してティーチングした場合を示す図、(b)は、TCPを先行極と後行極の中間に設定してティーチングした場合を示す図、である。
【図10】タンデムアーク溶接における後行極のアーク倣いを示す模式図であって、(a)は、TCPを先行極と後行極の中間に設定した場合を示す図、(b)は、TCPを先行極に設定した場合を示す図、である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
<ロボットコントローラ>
以下、本発明の実施形態に係るタンデムアーク溶接システムを制御するロボットコントローラについて、図面を参照しながら詳細に説明する。まず、本発明に係るロボットコントローラを備えるタンデムアーク溶接システムは、2つの電極を溶接ワークの溶接進行方向に対して左右にウィービングしながら、溶接線に倣ってアーク溶接を行うシステムである。また、タンデムアーク溶接システムは、前記した図9(b)に示すように、ティーチング位置を変えずに動作方向を逆向きに変更してアーク溶接を行う場合もある。
【0024】
タンデムアーク溶接システム1は、図1に示すように、ロボットコントローラ8の他に、先行極2aと後行極2bとを備える溶接トーチ2と、ロボット3と、溶接電源4,5と、電流電圧検出器6,7と、主な構成として備えている。以下、各構成について説明する。
【0025】
溶接トーチ2は、その先端に溶接ワークWの溶接線方向の前方に配置される先行極2aと、先行極2aと所定の電極間距離(例えば、10〜30mm)を有して溶接線方向の後方に配置される後行極2bとを備えている。先行極2aおよび後行極2bは、消耗電極として作用し、溶接ワイヤ10a,10bを管状の先行極トーチおよび後行極トーチ(図示せず)の内部に挿通し、各トーチの先端から所定の突き出し長さ(例えば、20〜35mm)で突き出したものであることが好ましい。そして、溶接ワイヤ10a,10bは、送給モータ9a,9bから供給される。また、溶接ワイヤ10a,10bは、溶接ワークWの材質、溶接形態等によって、所定の組成を有するものを適宜選択し、例えば、所定量のC,Si,Mn,Ti,SおよびOを含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるものが使用される。
【0026】
溶接トーチ2は、シールドガスノズルを備えたものであってもよい。そして、シールドガスとしては、ガス組成が不活性ガスリッチのものが使用され、Ar+CO,Ar+He+O,Ar+He+CO等が挙げられる。
【0027】
ロボット3は、図3に示すように、その先端に溶接トーチ2を取り付け、その溶接トーチ2をアーク溶接の際に溶接進行方向に対して左右にウィービングさせるものである。ウィービングは、ロボット3の各軸を駆動して制御され、その制御は後記するロボットコントローラ8で行われる。
【0028】
溶接電源4,5は、先行極2a、後行極2bおよび溶接ワークWに電力を供給し、先行極2aと溶接ワークWとの間、および、後行極2bと溶接ワークWとの間にアークを発生させるものである。
【0029】
電流電圧検出器6,7は、先行極2aおよび後行極2bのウィービング中の所定の位置、例えば、ウィービング左端および右端での溶接状態量を検出するものである。ここで、溶接状態量とは、電流電圧検出器6,7で検出した先行極2aまたは後行極2bの溶接電流および/または溶接電圧のことを示している。なお、図1においては、電流電圧検出器6,7が溶接電源4,5の内部に備えられた例を記載したが、溶接電源4,5の外部に備えられたものであってもよい。
【0030】
ロボットコントローラ8は、タンデムアーク溶接システム1の溶接トーチ2の位置を制御するものであり、電流電圧検出器6,7で検出された溶接状態量に基づいて、ロボット3を介して溶接トーチ2の位置を制御するものである。ロボットコントローラ8は、具体的には、後記するように、先行極2aの溶接状態量の電気的変化から算出された補正量である先行極補正量を用いてウィービング中心軌跡の左右方向および上下方向の位置を補正し、後行極2bの溶接状態量の電気的変化から算出された補正量である後行極補正量を用いてウィービング中心軌跡の回転方向の位置を補正する。また、ロボットコントローラ8は、後記するように、後行極補正量等から算出した回転中心補正量を用いて倣い補正時における溶接トーチ2の回転中心を補正する。
【0031】
ロボットコントローラ8は、図2に示すように、先行極処理部11aと、先行極補正部14aと、後行極処理部11bと、後行極補正部14bと、設定値格納メモリ15と、回転ずれ補正制御処理部16と、アーク倣い制御処理部17と、を備えている。以下、各構成について説明する。
【0032】
先行極処理部11aは、電流電圧検出器6,7で検出された先行極2aの溶接状態量の電気的変化に基づいて、溶接線に対する溶接トーチ2のウィービング中心軌跡の左右方向および上下方向における位置ずれ量である先行極変化量を算出するものである。また、後行極処理部11bは、電流電圧検出器6,7で検出された後行極2bの溶接状態量の電気的変化に基づいて、溶接線に対する溶接トーチ2のウィービング中心軌跡の回転方向における位置ずれ量である後行極変化量を算出するものである。
【0033】
先行極処理部11aおよび後行極処理部11bでは、ロボット軌跡計画処理部13からのウィービング位置情報、例えば、ウィービング左端または右端であるか、または、右進ウィービングまたは左進ウィービングであるか等の位置情報を基に、その位置での電流電圧検出器6,7で検出された溶接状態量のデータから所定の算出方法で、例えば、後記する各位置での溶接状態量の差を算出する方法等で、溶接状態量の電気的変化を算出するものである。なお、ここでの溶接状態量の電気的変化量は、後記するように、溶接線に対するウィービング軌跡の位置ずれ量を示している。
【0034】
先行極補正部14aは、先行極処理部11aで算出された先行極変化量に基づいて、ウィービング中心軌跡の左右方向および上下方向における位置ずれを補正するための先行極補正量を算出するものである。また、後行極補正部14bは、後行極処理部11bで算出された後行極変化量に基づいて、ウィービング中心軌跡の回転方向における位置ずれを補正するための後行極補正量を算出するものである。
【0035】
先行極補正部14aおよび後行極補正部14bでは、先行極処理部11a、後行極処理部11bで算出された溶接状態量の電気的変化に基づいて、所定の算出方法で、例えば、後記する比例関係を利用して算出する方法、または、閾値を利用して算出する方法等で、溶接線に対するウィービング中心軌跡の左右方向、上下方向および回転方向の位置ずれを制御するための倣い補正量を算出する。具体的には、先行極補正部14aは先行極2aの倣い補正量である先行極補正量を、後行極補正部14bは後行極2bの倣い補正量である後行極補正量を、それぞれ算出する。そして、算出された各補正量は、図2に示すように、ロボット軌跡計画処理部13に送られる。また、前記した後行極補正部14bが算出した後行極補正量は、図2に示すように、回転ずれ補正制御処理部16に送られる。
【0036】
設定値格納メモリ15は、溶接トーチ2の先行極2aと、倣い補正時における溶接トーチ2の回転中心との間の距離である先行極−回転中心間距離を予め保存するものである。この先行極−回転中心間距離は、図2に示すように、回転ずれ補正制御処理部16に送られる。この先行極−回転中心間距離は、具体的には、溶接トーチ2の座標系であるツール座標系上における先行極2aから溶接トーチ2の回転中心までの距離をベクトルで表したデータである。
【0037】
回転ずれ補正制御処理部16は、前記した後行極補正量と、先行極−回転間距離と、トーチ姿勢情報と、から回転中心補正量、すなわちTCP補正量を算出するものである。ここで、トーチ姿勢情報とは、ロボット3を基準とした溶接トーチ2の姿勢を示す情報であり、具体的には、溶接トーチ2の座標系であるツール座標系から、ロボット3の座標系であるロボット座標系に座標系を変換するための回転行列である。このトーチ姿勢情報は、図2に示すように、後記するロボット軌跡計画処理部13から回転ずれ補正制御処理部16へと送られる。そして、回転ずれ補正制御処理部16において算出された回転中心補正量は、図2に示すように、ロボット軌跡計画処理部13に送られる。
【0038】
回転ずれ補正制御処理部16では、後行極補正量を用いて補正を行う前の先行極2aの位置と、後行極補正量を用いて補正を行った後の先行極2aの位置との差から、後行極補正量を用いて補正を行った場合における先行極2aの位置ずれ量を算出し、当該先行極2aの位置ずれ量に基づいて、先行極2aの位置ずれを補正するための回転中心補正量を算出する。ここで、回転中心補正量の具体的な算出手順については、後記する。
【0039】
アーク倣い制御処理部17は、タンデムアークシステムにおけるアーク倣いを制御するものである。アーク倣い制御処理部17は、前記したように、先行極処理部11a、後行極処理部11b、先行極補正部14a、後行極補正部14bを備えている。
【0040】
ロボット軌跡計画処理部13は、先行極補正部14aおよび後行極補正部14bから送られた先行極補正量および後行極補正量をそれぞれ加算または減算することで、ティーチングデータ部12から送られてくるティーチング位置データを補正するものである。ここで、ティーチング位置データとは、アーク溶接を行う際に予め算出したティーチング軌跡のティーチング位置を示すデータである。
【0041】
また、ロボット軌跡計画処理部13は、回転ずれ補正制御処理部16から送られた回転中心補正量を加算または減算することで、溶接トーチ2の回転中心データを補正する。ここで、回転中心データとは、倣い補正時における溶接トーチ2の回転中心の位置を示すデータである。
【0042】
ロボット軌跡計画処理部13は、これらの補正データをロボット3の各軸指令値としてロボット3のサーボドライバへ送り、図4〜図6に示すようにロボット3の先端に取り付けられた溶接トーチ2を溶接進行方向に対して左右方向、上下方向および回転方向に制御するとともに、図7に示すように、倣い補正時における溶接トーチ2の回転中心を制御する。
【0043】
ここで、本発明に係るタンデムアーク溶接システム1では、前記したウィービング中心軌跡の上下方向の位置ずれ補正に用いる溶接状態量としては、溶接電流を使用する。また、ウィービング中心軌跡の左右方向の位置ずれ補正に用いる溶接状態量としては、溶接電流または溶接電圧を使用する。その際、ウィービング周期に対して溶接電源4,5の定電圧制御の応答性が速い場合は溶接電流、遅い場合は溶接電圧を使用する。なお、溶接電流と溶接電圧の両者を使用する場合もある。
【0044】
<アーク倣い制御方法>
次に、本発明に係るロボットコントローラ8を用いたアーク倣い制御方法について、詳細に説明する。本発明に係るアーク倣い制御方法は、先行極制御工程と、後行極制御工程と、回転中心制御工程と、を含むものである。ここで、後行極制御工程と先行極制御工程と回転中心制御工程とは、それぞれ同時に行ってもよく、あるいはこの順番で行ってもよい。
【0045】
(1)先行極制御工程
先行極制御工程は、先行極変化量算出工程と、先行極補正量算出工程と、を含むことが好ましい。
先行極変化量算出工程では、前記した先行極処理部11aにおいて、ウィービング1周期の間における溶接状態量、すなわち溶接電流および/または溶接電圧の電気的変化から、溶接線に対するウィービング中心軌跡の左右方向における位置ずれを示す先行極第1変化量と、溶接線に対するウィービング中心軌跡の上下方向における位置ずれを示す先行極第2変化量と、を所定の算出方法で算出する。
【0046】
(先行極第1変化量の算出方法)
先行極第1変化量は、以下の2つの算出方法のいずれか1方の算出方法で算出することが好ましい。
第1の算出方法では、先行極第1変化量(dI_Lrl)は、下式(1)で表されるように、ウィービング左端で検出される先行極2aの左端溶接状態量(L_A)と、ウィービング右端で検出される先行極2aの右端溶接状態量(L_B)との差とする。
[dI_Lrl]=[L_B]−[L_A] ・・・(1)
【0047】
第2の算出方法では、先行極第1変化量(dI_Lrl)は、下式(2)で表されるように、第1溶接状態量差と第2溶接状態量差との差とする。そして、第1溶接状態量差は、ウィービング左端から右端に至る右進ウィービングrw(図3参照)期間の間に検出される先行極2aの右進最大溶接状態量(L_lmax)と、右進最小溶接状態量(L_lmin)との差で定義される。また、第2溶接状態量差は、ウィービング右端から左端に至る左進ウィービングlw(図3参照)期間の間に検出される先行極2aの左進最大溶接状態量(L_rmax)と、左進最小溶接状態量(L_rmin)との差で定義される。
[dI_Lrl]=([L_lmax]−[L_lmin])−([L_rmax]−[L_rmin]) ・・・(2)
【0048】
(先行極第2変化量の算出方法)
先行極第2変化量(dI_Lud)は、下式(3)の算出方法で算出することが好ましい。すなわち、溶接状態量が溶接電流値であり、ウィービング1周期の間に検出される先行極2aの平均溶接電流値と、あらかじめ設定された基準溶接電流値との差とする。下式(3)では、平均溶接電流値として、右進ウィービング期間および左進ウィービング期間の間に検出された最大溶接電流値および最小溶接電流値(L_lmax、L_lmin、L_rmax、L_rmin)の4点の溶接電流値の平均としたが、検出点数は4点に限定されず、倣いの精度、または情報処理時間の短縮を考慮して、検出点数を増減してもよい。
[dI_Lud]=[基準溶接電流値]−[平均溶接電流値] ・・・(3)
[平均溶接電流値]=([L_lmax]+[L_lmin]+[L_rmax]+[L_rmin])/4
【0049】
先行極補正量算出工程では、前記した先行極補正部14aにおいて、先行極第1変化量に基づいてウィービング中心軌跡の左右方向の位置ずれを補正するための先行極左右補正量を算出するとともに、先行極第2変化量に基づいてウィービング中心軌跡の上下方向の位置ずれを補正するための先行極上下補正量を所定の算出方法で算出する。
【0050】
(先行極左右補正量の算出方法)
先行極左右補正量(U_Lrl)は、前記式(1)または式(2)で算出された先行極第1変化量(dI_Lrl)に基づいて、下式(4)の算出方法で算出することが好ましい。ここで、(k_Lrl)は定数を表す。
[U_Lrl]=[k_Lrl]×[dI_Lrl] ・・・(4)
すなわち、先行極左右補正量(U_Lrl)として、先行極第1変化量(dI_Lrl)の大きさに比例したものを使用する。
【0051】
(先行極上下補正量の算出方法)
先行極上下補正量(U_Lud)は、前記式(3)で算出された先行極第2変化量(dI_Lud)に基づいて、下式(5)の算出方法で算出することが好ましい。ここで、(k_Lud)は定数を表す。
[U_Lud]=[k_Lud]×[dI_Lud] ・・・(5)
すなわち、先行極上下補正量(U_Lud)として、先行極第2変化量(dI_Lud)の大きさに比例したものを使用する。
【0052】
前記した式(4)、(5)で示された先行極左右補正量および先行極上下補正量の算出方法は、電先行極第1変化量および先行極第2変化量に比例した補正量の計算方法である。しかしながら、以下のように、比例項に加えて積算項([ki_Lrl]×Σ[dI_Lrl]、[ki_Lud]×Σ[dI_Lud])を加算してもよい。これにより、ウィービング中心軌跡の位置ずれ偏差をさらに小さくすることが可能となる。
[U_Lrl]=[k_Lrl]×[dI_Lrl]+[ki_Lrl]×Σ[dI_Lrl]
[U_Lud]=[k_Lud]×[dI_Lud]+[ki_Lud]×Σ[dI_Lud]
【0053】
そして、このようにして算出された先行極左右補正量および先行極上下補正量を用いてタンデムアーク溶接システム1の溶接トーチ2を溶接進行方向に対して左右方向および上下方向に制御する(図4、図5参照)。
【0054】
(2)後行極制御工程
後行極制御工程は、後行極変化量算出工程と、後行極補正量算出工程と、を含むことが好ましい。
後行極変化量算出工程では、前記した後行極処理部11bにおいて、ウィービング1周期の間における溶接状態量、すなわち溶接電流および/または溶接電圧の電気的変化から、溶接線に対するウィービング中心軌跡の回転方向の位置ずれを示す後行極変化量を所定の算出方法で算出する。
【0055】
(後行極変化量の算出方法)
後行極変化量は、以下の2つの算出方法のいずれか1方の算出方法で算出することが好ましい。
第1の算出方法では、後行極変化量(dI_Trl)は、下式(6)で表されるように、ウィービング左端で検出される後行極2bの左端溶接状態量(T_A)と、ウィービング右端で検出される後行極2bの右端溶接状態量(T_B)との差とする。
[dI_Trl]=[T_B]−[T_A] ・・・(6)
【0056】
第2の算出方法では、後行極変化量(dI_Trl)は、下式(7)で表されるように、第3溶接状態量差と第4溶接状態量差との差とする。そして、第3溶接状態量差は、ウィービング左端から右端に至る右進ウィービングrw(図3参照)期間の間に検出される先行極2aの右進最大溶接状態量(T_lmax)と、右進最小溶接状態量(T_lmin)との差で定義される。また、第4溶接状態量差は、ウィービング右端から左端に至る左進ウィービングlw(図3参照)期間の間に検出される先行極2aの左進最大溶接状態量(T_rmax)と、左進最小溶接状態量(T_rmin)との差で定義される。
[dI_Trl]=([T_lmax]−[T_lmin])−([T_rmax]−[T_rmin]) ・・・(7)
【0057】
後行極補正量算出工程では、前記した後行極補正部14bにおいて、後行極変化量に基づいて溶接線に対するウィービング中心軌跡の回転方向の位置ずれを補正するための後行極補正量を所定の算出方法で算出する。
【0058】
(後行極補正量の算出方法)
後行極補正量(U_Trl)は、以下の条件式(8)によって決定されることが好ましい。すなわち、上式(6)または上式(7)で算出された後行極変化量(dI_Trl)があらかじめ定めた閾値(±△I)を超えるまではゼロとし、後行極変化量(dI_Trl)が閾値(±△I)を超えた場合にあらかじめ定めた所定量(±△U)とする。
[条件式(8)]
[dI_Trl]>△Iの場合には、[U_Trl]=△Uとし、
−△I≦[dI_Trl]≦△Iの場合には、[U_Trl]=0とし、
[dI_Trl]<−△Iの場合には、[U_Trl]=−△Uとする。
【0059】
また、後行極補正量(U_Trl)を、先行極制御工程と同様な、後行極変化量(dI_Trl)の大きさに比例したものとして算出してもよい。すなわち、下式(9)で算出してもよい。ここで、[K_Trl]は定数である。
[U_Trl]=[k_Trl]×[dI_Trl] ・・・(9)
【0060】
そして、このようにして算出された後行極補正量を用いて溶接トーチ2を溶接進行方向に対して回転方向に制御する(図6参照)。なお、このような回転方向への制御は、溶接トーチ2における先行極2aと後行極2bとの間の任意の位置を回転中心として行われる。
【0061】
(3)回転中心制御工程
回転中心制御工程では、前記した回転ずれ補正制御処理部16において、後行極補正量に基づいて、後行極補正量を用いて補正を行った場合における先行極2aの位置ずれを補正するための回転中心補正量を算出し、倣い補正時における溶接トーチ2の回転中心を制御する(図7参照)。
【0062】
回転中心制御工程は、先行極基準位置算出工程と、回転中心補正量算出工程と、を含むことが好ましい。
先行極基準位置算出工程では、先行極2aと倣い補正時における溶接トーチ2の回転中心との距離と、ロボット3を基準とした溶接トーチ2の姿勢を示すトーチ姿勢情報とから、先行極2aの基準位置を算出する。
【0063】
また、回転中心補正量算出工程では、先行極2aの基準位置と後行極補正量とから、後行極補正量を用いて補正を行う前の先行極2aの位置と、後行極補正量を用いて補正を行った後の先行極2aの位置との差を求めることで回転中心補正量を算出する。
【0064】
(回転中心補正量の算出方法)
回転中心補正量(△tcp)は、より具体的には、以下の算出方法で算出することが好ましい。なお、以下の算出方法は、回転中心であるTCPを先行極2aと後行極2bとの中間に設定し、かつ、後行極補正量が同一平面状で回転する場合の算出方法である。
【0065】
まず、下式(10)によって、先行極2aから回転中心までのベクトルをツール座標系からロボット座標系に座標変換し、図7(a)に示すように、基準となる基準先行極位置ベクトル(n)を算出する。ここで、下式(10)中の()は、前記したトーチ姿勢情報であり、ツール座標系からロボット座標系に座標系を変換するための回転行列である。また、下式(10)中のベクトル(d)は、前記した先行極−回転中心間距離であり、ツール座標系上における先行極2aから溶接トーチ2の回転中心までのベクトルである。
【0066】
【数1】

【0067】
次に、下式(11)によって、基準先行極位置ベクトル(n)を、回転行列(Rα)によってθ(α,β=0,γ=0)回転させ、図7(b)に示すように、現在の先行極位置ベクトル(l)を算出する。なお、前記したθは、後行極倣い補正量の積算値(α:ロール、β:ピッチ、γ:ヨー)である。また、現在の先行極位置ベクトル(l)は、アーク溶接開始時の先行極2aの位置ベクトルである。
【0068】
【数2】

【0069】
次に、下式(12)によって、基準先行極位置ベクトル(n)を、回転行列(Rα+△α)によってθ+△θ(α+△α,β+△β=0,γ+△γ=0)回転させ、図7(c)に示すように、倣い補正後の先行極位置ベクトル(l’)を算出する。なお、前記した△θは、今回の後行極倣い補正量(△α:ロール、△β:ピッチ、△γ:ヨー)である。
【0070】
【数3】

【0071】
次に、下式(13)によって、現在の先行極位置ベクトル(l)と倣い補正後の先行極位置ベクトル(l’)との差をとり、図7(d)に示すように、回転中心補正量(△tcp)を算出する。なお、先行極位置ベクトル(l)は、後行極補正量を用いて補正を行う前の先行極2aの位置を、先行極位置ベクトル(l’)後行極補正量を用いて補正を行った後の先行極2aの位置を示している。
【0072】
【数4】

【0073】
次に、下式(14)によって、現在の回転中心(TCP)に回転中心補正量に回転中心補正量(△tcp)を加算し、図7(e)に示すように、目標回転中心(TCP’)を算出する。
【0074】
【数5】

【0075】
ここで、上式(10)〜(13)を用いた回転中心補正量(△tcp)の算出は、前記したロボットコントローラ8の回転ずれ補正制御処理部16において行われる。また、上式(14)を用いた目標回転中心(TCP’)の算出は、前記したロボットコントローラ8のロボット軌跡計画処理部13において行われる。
【0076】
次に、アーク倣い制御方法の処理フローについて、図1、図2、図7、図8を参照して説明する。なお、溶接状態量としては溶接電流を用い、ステップ1〜12(S1〜12)は先行極制御工程および後行極制御工程で同一とし、先行極制御工程と後行極制御工程と回転中心制御工程とを同時に行い、先行極第1変化量および後行極変化量の算出は第2の算出方法を使用し、先行極左右補正量および先行極上下補正量の算出は比例関係を用いた算出方法で行い、後行極補正量の算出は閾値を用いた算出方法で行い、回転中心補正量の算出は前記した算出方法で行う場合を例にとって説明する。
【0077】
(1)ステップ1〜6(S1〜6)では、先行極処理部11aおよび後行極処理部11bにおいて、電流電圧検出器6,7で検出された溶接状態量から、右進ウィービング期間の間の先行極2aおよび後行極2bにおける右進最大溶接状態量(L_lmax,T_lmax)および右進最小溶接状態量(L_lmin,T_lmin)を抽出する。なお、溶接状態量として溶接電流を用いているので、ウィービング左端で検出された先行極検出電流および後行極検出電流が右進最大溶接状態量(L_lmax,T_lmax)となる。
【0078】
(2)前記ステップと同様に、ステップ7〜11(S7〜11)では、電流電圧検出器6,7で検出された溶接状態量から、左進ウィービング期間の間の先行極2aおよび後行極2bにおける左進最大溶接状態量(L_rmax,T_rmax)および左進最小溶接状態量(L_rmin,T_rmin)を抽出する。なお、溶接状態量として溶接電流を用いているので、ウィービング右端で検出された先行極検出電流および後行極検出電流が左進最大溶接状態量(L_rmax,T_rmax)となる。
【0079】
(3)ステップ12(S12)では、先行極処理部11aおよび後行極処理部11bにおいて、右進最大溶接状態量(L_lmax,T_lmax)、右進最小溶接状態量(L_lmin、T_lmin)、左進最大溶接状態量(L_rmax,T_rmax)および左進最小溶接状態量(L_rmin、T_rmin)から、前記した式(2)を用いて先行極第1変化量(dI_Lrl)が算出され、前記した式(7)を用いて後行極変化量(dI_Trl)が算出される。また、溶接状態量を溶接電流値とし、右進最大溶接状態量(右進最大溶接電流値)(L_lmax,T_lmax)、右進最小溶接状態量(右進最小溶接電流値)(L_lmin,T_lmin)、左進最大溶接状態量(左進最大溶接電流値)(L_rmax,T_rmax)および左進最小溶接状態量(左進最小溶接電流値)(L_rmin,T_rmin)から平均溶接状態量(平均溶接電流値)を算出し、あらかじめ先行極処理部11aに格納されている基準溶接状態量(基準溶接電流値)とともに、前記した式(3)を用いて先行極第2変化量(dI_Lud)が算出される。
【0080】
そして、先行極補正部14aおよび後行極補正部14bにおいて、先行極第1変化量(dI_Lrl)から式(4)を用いて先行極左右補正量(U_Lrl)が算出され、先行極第2変化量(dI_Lud)から式(5)を用いて先行極上下補正量(U_Lud)が算出され、後行極変化量(dI_Trl)から条件式(8)を用いて後行極補正量(U_Trl)が算出される。
【0081】
(4)ステップ13(S13)では、回転ずれ補正制御処理部16において、後行極補正量と、先行極−回転間距離と、トーチ姿勢情報と、から式(10)〜(13)を用いて回転中心補正量(△tcp)が算出される。
【0082】
算出された補正量(U_Lrl,U_Lud,U_Trl,△tcp)をロボット軌跡計画処理部13を介してロボット3に送ることによって、溶接トーチ2を溶接進行方向に対して左右方向、上下方向および回転方向に制御するとともに、倣い補正時における溶接トーチ2の回転中心を制御するアーク倣いが実行される。そして、このようなアーク倣いをウィービング1周期単位で実行することによって、アーク倣い精度に優れ、溶接欠陥が生じることがないアーク溶接が可能となる。
【0083】
以上、本発明に係るタンデムアーク溶接システム1を制御するロボットコントローラ8およびそれを用いたアーク倣い制御方法について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。
【符号の説明】
【0084】
1 タンデムアーク溶接システム
2 溶接トーチ
2a 先行極
2b 後行極
3 ロボット
4,5 溶接電源
6,7 電流電圧検出器
8 ロボットコントローラ
9a,9b 送給モータ
10a,10b 溶接ワイヤ
11a 先行極処理部
11b 後行極処理部
12 ティーチングデータ部
13 ロボット軌跡計画処理部
14a 先行極補正部
14b 後行極補正部
15 設定値格納メモリ
16 回転ずれ補正制御処理部
17 アーク倣い制御処理部
W 溶接ワーク

【特許請求の範囲】
【請求項1】
先行極および後行極が溶接線方向に所定の電極間距離を有して配置された溶接トーチと、先端に取り付けられた前記溶接トーチを溶接進行方向に対して左右にウィービングさせるロボットと、前記先行極および前記後行極に給電を行う溶接電源と、前記先行極および前記後行極のウィービング中における溶接電流および/または溶接電圧を検出する電流電圧検出器と、を備え、前記溶接線に倣ってアーク溶接を行うタンデムアーク溶接システムの前記溶接トーチの位置を制御するロボットコントローラであって、
前記電流電圧検出器で検出された前記先行極の溶接電流および/または溶接電圧の電気的変化に基づいて、前記溶接線に対する前記溶接トーチのウィービング中心軌跡の左右方向および上下方向における位置ずれ量である先行極変化量を算出する先行極処理部と、
前記先行極変化量に基づいて、前記ウィービング中心軌跡の左右方向および上下方向における位置ずれを補正するための先行極補正量を算出する先行極補正部と、
前記電流電圧検出器で検出された前記後行極の溶接電流および/または溶接電圧の電気的変化に基づいて、前記溶接線に対する前記溶接トーチのウィービング中心軌跡の回転方向における位置ずれ量である後行極変化量を算出する後行極処理部と、
前記後行極変化量に基づいて、前記ウィービング中心軌跡の回転方向における位置ずれを補正するための後行極補正量を算出する後行極補正部と、
前記後行極補正量を用いて補正を行う前の前記先行極の位置と、前記後行極補正量を用いて補正を行った後の前記先行極の位置との差から、前記後行極補正量を用いて補正を行った場合における前記先行極の位置ずれ量を算出し、当該先行極の位置ずれ量に基づいて、前記先行極の位置ずれを補正するための回転中心補正量を算出する回転ずれ補正制御処理部と、
前記先行極補正量および前記後行極補正量を加算または減算することで、前記アーク溶接を行う際に予め算出したティーチング軌跡のティーチング位置を補正するとともに、前記回転中心補正量を加算または減算することで、倣い補正時における前記溶接トーチの回転中心の位置を補正するロボット軌跡計画処理部と、
を備えることを特徴とするロボットコントローラ。
【請求項2】
溶接線に倣ってアーク溶接を行うタンデムアーク溶接システムの溶接トーチの位置を制御するロボットコントローラを用いたアーク倣い制御方法であって、
前記溶接線に対するウィービング中心軌跡の左右方向および上下方向における位置ずれを検出し、前記溶接トーチの位置を溶接進行方向に対して左右方向および上下方向に制御することで当該位置ずれを補正する先行極制御工程と、
前記溶接線に対するウィービング中心軌跡の回転方向における位置ずれを検出し、前記溶接トーチの位置を回転方向に制御することで当該位置ずれを補正する後行極制御工程と、
前記後行極制御工程における前記後行極の補正によって生じる前記先行極の位置ずれを検出し、倣い補正時における前記溶接トーチの回転中心を制御することで当該位置ずれを補正する回転中心制御工程と、
を行うことを特徴とするアーク倣い制御方法。
【請求項3】
前記先行極制御工程は、
先行極処理部において、ウィービング1周期の間における溶接電流および/または溶接電圧の電気的変化から、前記溶接線に対するウィービング中心軌跡の左右方向における位置ずれを示す先行極第1変化量と、前記溶接線に対するウィービング中心軌跡の上下方向における位置ずれを示す先行極第2変化量と、を算出する先行極変化量算出工程と、
先行極補正部において、前記先行極第1変化量に基づいて前記ウィービング中心軌跡の左右方向の位置ずれを補正するための先行極左右補正量を算出するとともに、前記先行極第2変化量に基づいて前記ウィービング中心軌跡の上下方向の位置ずれを補正するための先行極上下補正量を算出する先行極補正量算出工程と、を含み、
前記後行極制御工程は、
後行極処理部において、前記ウィービング1周期の間における溶接電流および/または溶接電圧の電気的変化から、前記溶接線に対するウィービング中心軌跡の位置ずれを示す後行極変化量を算出する後行極変化量算出工程と、
後行極補正部において、前記後行極変化量に基づいて前記溶接線に対するウィービング中心軌跡の回転方向の位置ずれを補正するための後行極補正量を算出する後行極補正量算出工程と、を含み、
前記回転中心制御工程は、回転ずれ補正制御処理部において、前記後行極補正量に基づいて、当該後行極補正量を用いて補正を行った場合における前記先行極の位置ずれを補正するための回転中心補正量を算出し、倣い補正時における前記溶接トーチの回転中心を制御することを特徴とする請求項2に記載のアーク倣い制御方法。
【請求項4】
前記回転中心制御工程は、
先行極と倣い補正時における前記溶接トーチの回転中心との距離と、前記ロボットを基準とした溶接トーチの姿勢を示すトーチ姿勢情報とから、前記先行極の基準位置を算出する先行極基準位置算出工程と、
前記先行極の基準位置と前記後行極補正量とから、当該後行極補正量を用いて補正を行う前の前記先行極の位置と、前記後行極補正量を用いて補正を行った後の前記先行極の位置との差を求めることで前記回転中心補正量を算出する回転中心補正量算出工程と、
を含むことを特徴とする請求項3に記載のアーク倣い制御方法。
【請求項5】
溶接線に沿ってアーク溶接を行うタンデムアーク溶接システムであって、
先行極および後行極が前記溶接線方向に所定の電極間距離を有して配置された溶接トーチと、
先端に取り付けられた前記溶接トーチを溶接進行方向に対して左右にウィービングさせるロボットと、
前記先行極および前記後行極に給電を行う溶接電源と、
前記先行極および前記後行極のウィービング中における溶接電流および/または溶接電圧を検出する電流電圧検出器と、
前記溶接トーチの位置を制御するロボットコントローラと、を備え、
前記ロボットコントローラは、
前記電流電圧検出器で検出された前記先行極の溶接電流および/または溶接電圧の電気的変化に基づいて、前記溶接線に対する前記溶接トーチのウィービング中心軌跡の左右方向および上下方向における位置ずれ量である先行極変化量を算出する先行極処理部と、
前記先行極変化量に基づいて、前記ウィービング中心軌跡の左右方向および上下方向における位置ずれを補正するための先行極補正量を算出する先行極補正部と、
前記電流電圧検出器で検出された前記後行極の溶接電流および/または溶接電圧の電気的変化に基づいて、前記溶接線に対する前記溶接トーチのウィービング中心軌跡の回転方向における位置ずれ量である後行極変化量を算出する後行極処理部と、
前記後行極変化量に基づいて、前記ウィービング中心軌跡の回転方向における位置ずれを補正するための後行極補正量を算出する後行極補正部と、
前記後行極補正量を用いて補正を行う前の前記先行極の位置と、前記後行極補正量を用いて補正を行った後の前記先行極の位置との差から、前記後行極補正量を用いて補正を行った場合における前記先行極の位置ずれ量を算出し、当該先行極の位置ずれ量に基づいて、前記先行極の位置ずれを補正するための回転中心補正量を算出する回転ずれ補正制御処理部と、
前記先行極補正量および前記後行極補正量を加算または減算することで、前記アーク溶接を行う際に予め算出したティーチング軌跡のティーチング位置を補正するとともに、前記回転中心補正量を加算または減算することで、倣い補正時における前記溶接トーチの回転中心の位置を補正するロボット軌跡計画処理部と、
を備えることを特徴とするタンデムアーク溶接システム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2011−235316(P2011−235316A)
【公開日】平成23年11月24日(2011.11.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−109122(P2010−109122)
【出願日】平成22年5月11日(2010.5.11)
【出願人】(000001199)株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Fターム(参考)】