JP3836872B2 - ロボットアーク溶接のアークスタート制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、溶接ワイヤを被溶接物へ近づけて接触させた後に、反転して溶接ワイヤを被溶接物から離して初期アークを発生させ、再び溶接ワイヤを被溶接物へ近づける方向に送給して定常のアークへと移行させるロボットアーク溶接のアークスタート制御方法に関する。

溶接電源装置によって溶接電圧を印加して溶接ワイヤと被溶接物との間にアークを発生させると共に、溶接ロボットのマニュピュレータに取り付けられた溶接トーチを移動させて溶接する消耗電極式のロボットアーク溶接において、
溶接開始信号が外部から入力されると、マニュピュレータを移動させることによって溶接トーチを予め教示された溶接開始位置Ｓｐまで移動させた後に停止状態のままで、ワイヤ送給モータを正回転させて溶接ワイヤを被溶接物へ前進送給し、続けて溶接ワイヤが被溶接物に接触したことを判別するとワイヤ送給モータを逆回転させて溶接ワイヤを後退送給し、同時に小電流値の初期電流Ｉｓを通電し、続けて後退送給によって溶接ワイヤが被溶接物から離れて初期アークが発生すると溶接ワイヤを定常の送給速度Ｗｓで再び前進送給すると共に定常の溶接電流Ｉｃを通電し、同時に溶接トーチを上記の停止状態から予め教示された溶接方向への移動に切り換えることによって定常のアークに移行させるアークスタート制御方法が従来から知られている。以下、この従来技術のアークスタート制御方法について、図面を参照して説明する。

図１０は、従来技術のロボットアーク溶接装置の構成図である。以下、同図を参照して説明する。
ロボット制御装置ＲＣは、溶接開始信号Ｓｔが外部から入力されると、マニュピュレータＲＭの動作制御を行う動作制御信号Ｍｃを出力すると共に、図１１で後述する電圧設定信号Ｖｓ、定常の送給速度設定信号Ｗｓ及び出力開始信号Ｏｎによって形成されるインターフェース信号Ｉｆを溶接電源装置ＰＳへ送信する。
マニュピュレータＲＭは、ワイヤ送給モータＷＭ及び溶接トーチ４を搭載して、上記の動作制御信号Ｍｃに従って溶接トーチ４の先端位置（ＴＣＰ）を予め教示された動作軌跡に沿って移動させる。溶接ワイヤ１は、上記のワイヤ送給モータＷＭと上記の溶接トーチ４の本体との間をつなぐ長さ１．５［ｍ］程度のコイルライナ４ａの中を通って送給される。

溶接電源装置ＰＳは、上記のインターフェース信号Ｉｆを受信して、溶接トーチ４の先端に装着されたコンタクトチップを介して溶接ワイヤ１に溶接電圧Ｖｗを給電して、溶接ワイヤ１と被溶接物２との間にアーク３を発生させて溶接電流Ｉｗを通電する。同様に、この溶接電源装置ＰＳは、送給制御信号Ｆｃを出力して、上記のワイヤ送給モータＷＭの回転方向及び回転速度を制御する。溶接ワイヤ１の先端と被溶接物２との距離がワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗ［mm］であり、したがってこのワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗはアーク発生中はアーク長と同一になる。

図１１は、図１０で上述したロボット制御装置ＲＣ及び溶接電源装置ＰＳのブロック図である。以下、同図を参照して、各回路ブロックについて説明する。
ロボット制御装置ＲＣは、以下の回路ブロックから構成される。動作制御回路ＭＣは、溶接開始信号Ｓｔが入力されると、マニュピュレータＲＭを予め教示された動作軌跡に沿って移動させる動作制御信号ＭｃをマニュピュレータＲＭの各軸のモータへ出力する。同時に、この動作制御回路ＭＣは、電圧設定信号Ｖｓ、定常の送給速度設定信号Ｗｓ及び出力開始信号Ｏｎをロボットインターフェース回路ＩＦＲへ出力する。ロボットインターフェース回路ＩＦＲは、上記の３つの信号から形成されるインターフェース信号Ｉｆを溶接電源装置ＰＳへ送信する。

他方、溶接電源装置ＰＳは、以下の回路ブロックから構成される。電圧検出回路ＶＤは、溶接電圧Ｖｗを検出して、電圧検出信号Ｖｄを出力する。短絡／アーク判別回路ＳＡは、上記の電圧検出信号Ｖｄを入力として、溶接ワイヤと被溶接物との間が接触状態のときは短絡信号（Ｈｉｇｈレベル）を、アーク発生状態のときはアーク発生信号（Ｌｏｗレベル）を、短絡／アーク判別信号Ｓａとして出力する。遅延回路ＤＴは、初期アーク発生後に再び前進送給へと切り換えるタイミングを遅延するために、上記の短絡／アーク判別信号Ｓａが短絡信号からアーク発生信号に変化した時点から予め定めた遅延時間Ｔｄの間だけＨｉｇｈレベルとなる遅延信号Ｄｔを出力する。

溶接電源インターフェース回路ＩＦＰは、上記のインターフェース信号Ｉｆを受信して、電圧設定信号Ｖｓ、定常の送給速度設定信号Ｗｓ及び出力開始信号Ｏｎを出力する。正逆送給制御回路ＲＦＣは、上記の出力開始信号Ｏｎが入力（Ｈｉｇｈレベル）されると、溶接ワイヤを被溶接物へ前進送給し、続けて上記の短絡／アーク判別信号Ｓａが短絡信号になると溶接ワイヤを被溶接物から後退送給し、続けて上記の遅延信号ＤｔがＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルへ変化すると再び溶接ワイヤを被溶接物へ上記の定常の送給速度設定信号Ｗｓに相当する送給速度で前進送給するための送給制御信号Ｆｃを出力する。ワイヤ送給モータＷＭは、上記の送給制御信号Ｆｃに従って溶接ワイヤを前進送給又は後退送給する。

出力制御回路ＩＮＶは、商用電源（通常は３相２００Ｖ）を入力として、インバータ制御、サイリスタ位相制御等によって、アークを安定に維持するために適した溶接電圧及び溶接電流を出力する。この出力制御回路ＩＮＶは、上記の出力開始信号Ｏｎが入力された時点から上記の遅延信号ＤｔがＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルへ変化する時点までの間は予め定めた小電流値の初期電流Ｉｓを通電する定電流特性又は垂下特性を形成して出力し、それ以降は上記の定常の送給速度設定信号Ｗｓに対応した定常の溶接電流Ｉｃを通電するための上記の電圧設定信号Ｖｓに対応した定電圧特性を形成して出力する。

図１２は、図１１で上述したロボット制御装置ＲＣ及び溶接電源装置ＰＳの各信号のタイミングチャートである。同図（Ａ）は溶接開始信号Ｓｔの時間変化を示し、同図（Ｂ）は出力開始信号Ｏｎの時間変化を示し、同図（Ｃ）は送給制御信号Ｆｃの時間変化を示し、同図（Ｄ）は短絡／アーク判別信号Ｓａの時間変化を示し、同図（Ｅ）は遅延信号Ｄｔの時間変化を示し、同図（Ｆ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｇ）はワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗの時間変化を示し、同図（Ｈ１）〜（Ｈ５）は各時刻における溶接ワイヤ１の送給状態を示す。以下、同図を参照して説明する。

（１）時刻ｔ１〜ｔ２の期間
時刻ｔ１において、同図（Ａ）に示すように、溶接開始信号Ｓｔが外部から入力（Ｈｉｇｈレベル）されると、マニュピュレータに取り付けられた溶接トーチ４を移動させて、時刻ｔ２において溶接トーチ４は予め教示された溶接開始位置Ｓｐに到着して停止する。

（２）時刻ｔ２〜ｔ３の期間
時刻ｔ２において、溶接トーチ４が溶接開始位置Ｓｐに到着すると、同図（Ｂ）に示すように、前述した動作制御回路Ｍｃから出力開始信号Ｏｎが出力（Ｈｉｇｈレベル）される。これに応じて、同図（Ｃ）に示すように、送給制御信号Ｆｃは予め定めた正の値の初期送給速度設定値Ｗｉとなり、同図（Ｈ１）に示すように、溶接ワイヤ１は被溶接物２へ初期送給速度で前進送給される。なお、送給制御信号Ｆｃが正の値のときは前進送給となり、負の値のときは後退送給となる。同時に、前述した出力制御回路ＩＮＶは定電流特性又は垂下特性を形成して出力しているが、この期間中は溶接ワイヤ１と被溶接物２とは離れており無負荷状態にあるために、無負荷電圧が印加する。
また、時刻ｔ２〜ｔ３の期間中は、上記の前進送給によって、同図（Ｇ）に示すように、ワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗは徐々に短くなる。

（３）時刻ｔ３〜ｔ４の期間
時刻ｔ３において、同図（Ｈ２）に示すように、上記（２）項の前進送給によって溶接ワイヤ１が被溶接物２に接触すると、同図（Ｄ）に示すように、短絡／アーク判別信号Ｓａが短絡信号（Ｈｉｇｈレベル）に変化する。これに応じて、同図（Ｃ）に示すように、送給制御信号Ｆｃは予め定めた負の値の後退送給速度設定値Ｗｒとなり、溶接ワイヤ１は被溶接物２から後退送給速度で後退送給される。同時に、同図（Ｆ）に示すように、（２）項で上述した定電流特性又は垂下特性によって小電流値の初期電流Ｉｓが通電する。この初期電流Ｉｓの値は、数［Ａ］〜数十［Ａ］程度の小電流値に設定される。
また、時刻ｔ３〜ｔ４の期間中は、前述したワイヤ送給モータＷＭが正回転（前進送給）から逆回転（後退送給）へ反転するためのモータ応答遅れ時間が発生する。さらに、前述したコイルライナの曲がりによる遊び分を後退送給によってキャンセルするための遊び分応答遅れ時間も発生する。このために、この期間中は、溶接ワイヤ１と被溶接物２とは接触状態のままであり、同図（Ｇ）に示すように、ワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗは０［mm］のままである。

（４）時刻ｔ４〜ｔ５の期間
時刻ｔ４直後において、同図（Ｈ３）に示すように、上記（３）項の後退送給によって溶接ワイヤ１と被溶接物２とが離れると、上記の初期電流Ｉｓが通電する初期アーク３ａが発生する。また、初期アーク３ａが発生した時刻ｔ４から前述した遅延時間Ｔｄが経過する時刻ｔ５までの間は、同図（Ｅ）に示すように、遅延信号ＤｔはＨｉｇｈレベルのままである。そして、この間は、同図（Ｈ４）に示すように、上記の初期アーク発生状態３ａを維持したままで後退送給を継続する。したがって、同図（Ｇ）に示すように、ワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗは徐々に長くなる。

（５）時刻ｔ５以降の期間
時刻ｔ５において、同図（Ｅ）に示すように、遅延信号ＤｔがＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルへ変化すると、同図（Ｃ）に示すように、送給制御信号Ｆｃは正の値の定常の送給速度設定信号Ｗｓとなり、溶接ワイヤ１は被溶接物２へ定常の送給速度で再び前進送給される。同時に、前述した出力制御回路ＩＮＶは電圧設定信号Ｖｓに対応する定電圧特性を形成するので、図示しない溶接電圧は上記の電圧設定信号Ｖｓに相当する値となると共に、同図（Ｆ）に示すように、上記の定常の送給速度Ｗｓに対応した大電流値の定常の溶接電流Ｉｃが通電する。同時に、溶接トーチ４を停止状態から予め教示された溶接方向への移動に切り換える。

しかしながら、この時刻ｔ５においても、前述した時刻ｔ３〜ｔ４期間中と同様に、モータ応答遅れ時間及び遊び分応答遅れ時間が発生する（時刻ｔ５〜ｔ６）。したがって、同図（Ｇ）に示すように、ワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗは、時刻ｔ６において定常のアーク長に収束し、同図（Ｈ４）に示す時刻ｔ５の初期アーク３ａから同図（Ｈ５）に示す時刻ｔ６の定常のアーク３ｂへと移行する。

特開昭５６−６７８４号公報 特開昭５６−９０６２号公報

図１３は、従来技術の解決課題を説明するための前述した図１２に相当するタイミングチャートである。同図（Ａ）は溶接開始信号Ｓｔの時間変化を示し、同図（Ｂ）は出力開始信号Ｏｎの時間変化を示し、同図（Ｃ）は送給制御信号Ｆｃの時間変化を示し、同図（Ｄ）は短絡／アーク判別信号Ｓａの時間変化を示し、同図（Ｅ）は遅延信号Ｄｔの時間変化を示し、同図（Ｆ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｇ）はワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗの時間変化を示し、同図（Ｈ１）〜（Ｈ５）は各時刻における溶接ワイヤ１の送給状態を示す。同図において、時刻ｔ３〜ｔ４及び時刻ｔ５〜ｔ６以外の期間の動作は、前述した図１２のときと同様であるのでその説明は省略する。以下、同図の時刻ｔ３〜ｔ４及び時刻ｔ５〜ｔ６の両期間について、同図を参照して説明する。

（１）時刻ｔ３〜ｔ４の期間（第１の応答遅れ時間Ｔ１）
図１２の説明の項で前述したように、時刻ｔ３において、同図（Ｈ２）に示すように、溶接ワイヤ１と被溶接物２とが接触すると、同図（Ｄ）に示すように、短絡／アーク判別信号Ｓａが短絡信号（Ｈｉｇｈレベル）に変化して、溶接ワイヤ１は前進送給から反転して後退送給に切り換わる。このときに、図１１に示すワイヤ送給モータＷＭが、前進送給の正回転から後退送給の逆回転に切り換わるためのモータ応答遅れ時間が発生する。さらに、前述したように、ワイヤ送給モータＷＭと溶接トーチ本体とをつなぐコイルライナの曲がりによる遊び分を後退送給によってキャンセルするための遊び分応答遅れ時間が発生する。この遊び分応答遅れ時間は、コイルライナの長さ、種々の溶接姿勢に起因するコイルライナの曲がりの程度等によってその時間長さは大きく変化する。上記のモータ応答遅れ時間と遊び分応答遅れ時間とが加算されて第１の応答遅れ時間Ｔ１となる。
この第１の応答遅れ時間Ｔ１経過後の時刻ｔ４の直後において、同図（Ｈ３）に示すように、本来の後退送給によって溶接ワイヤ１と被溶接物２とが離れて初期アーク３ａが発生し、同図（Ｇ）に示すように、それ以降ワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗが徐々に長くなる。通常、上記の第１の応答遅れ時間Ｔ１は３００〜５００［ms］程度である。

（２）時刻ｔ５〜ｔ６の期間（第２の応答遅れ時間Ｔ２）
時刻ｔ５において、同図（Ｈ４）に示すように、初期アーク発生状態を維持したままで、同図（Ｅ）に示すように、遅延信号ＤｔがＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化すると、溶接ワイヤ１は後退送給から反転して前進送給に切り換わる。このときも上記（１）項と同様に、ワイヤ送給モータＷＭが後退送給の逆回転から前進送給の正回転に切り換わるためのモータ応答遅れ時間が発生する。さらに、コイルライナの曲がりによる遊び分を前進送給によってキャンセルするための遊び分応答遅れ時間が発生する。上記のモータ応答遅れ時間と遊び分応答遅れ時間とが加算されて第２の応答遅れ時間Ｔ２となる。通常、この第２の応答遅れ時間Ｔ２も３００〜５００［ms］程度である。

第１の解決課題は、以下のとおりである。上記の時刻ｔ５〜ｔ６の第２の応答遅れ時間Ｔ２期間中は、同図（Ｆ）に示すように、初期電流Ｉｓよりも大きな電流値の定常の溶接電流Ｉｃが通電しているが、他方、溶接ワイヤの送給速度は上記の応答遅れ時間によって定常値よりも小さな過渡的な値となっている。このために、定常の溶接電流Ｉｃによる溶融速度が過渡的な送給速度よりも大きくなるために、同図（Ｇ）に示すように、アーク長（ワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗ）が時刻ｔ５以後も長くなり、同図（Ｈ５）に示すように、過大なアーク長のアーク３ｃによって溶け落ち、ビード不良等の溶接欠陥が生じる。以下、この第１の解決課題を、応答遅れ時間中のアーク長増長による溶接不良という。

さらに、第２の解決課題は、以下のとおりである。上述した第１の応答遅れ時間Ｔ１と第２の応答遅れ時間Ｔ２との加算値の応答遅れ時間Ｔ１＋Ｔ２は、６００〜１０００［ms］となる。この不要な時間がアークスタート毎に必要となる。一般的に、機械部品、自動車部品等の溶接においては、数秒程度の短時間だけアークを発生させる溶接を多数個所行う場合が多い。このような短時間多数回溶接において、アークスタート毎に６００〜１０００［ms］も余分な時間が必要なことは、生産性が悪くなる。以下、この解決課題を、応答遅れ時間による生産性の低下という。

そこで、本発明では、上述した応答遅れ時間中のアーク長増長による溶接不良の発生を防止し、かつ、応答遅れ時間による生産性の低下も防止し、かつ、良好なアークスタートを実現することができるロボットアーク溶接のアークスタート制御方法を提供する。

上述した課題を解決するために、第１の発明は、溶接開始に際して、溶接ロボットのマニュピュレータに取り付けられた溶接トーチから送給される溶接ワイヤを被溶接物に一旦接触させた後に引き離し、この引き離しによって初期アークを発生させた後に定常アークへと移行させるロボットアーク溶接のアークスタート制御方法において、
前記溶接ワイヤの引き離しを、前記溶接トーチの後退移動によって行う、ことを特徴とするロボットアーク溶接のアークスタート制御方法である。

第２の発明は、前記溶接トーチの後退移動を、ワイヤ先端・被溶接物間距離が予め定めた後退距離設定値に達するまで行う、ことを特徴とする第１の発明記載のロボットアーク溶接のアークスタート制御方法である．

本発明のアークスタート制御方法では、溶接トーチの後退移動開始時の第１の応答遅れ時間Ｔ11及び溶接ワイヤの前進送給開始時の第２の応答遅れ時間Ｔ21を短縮することができるので、応答遅れ時間中のアーク長増長による溶接不良及び応答遅れ時間による生産性の低下を防止することができると共に、常に良好なアークスタートを行うことができる。
さらに、第２の発明では、上記の効果に加えて、最初に溶接トーチが溶接開始位置Ｓｐに到着したときのワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗが非常に短い場合又は接触している場合でも、適正な後退距離設定値Ｌｓに達するまで後退移動が継続されるので、後退距離が短いことによって生じる初期アークの不発生及び発生直後の消滅によるアークスタート不良を防止することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

本発明の実施の形態の一例は、図２に示すように、
同図（Ａ）に示すように、外部から溶接開始信号Ｓｔが入力されると、溶接トーチ４を予め教示された溶接開始位置Ｓｐに移動させて、
上記溶接開始位置Ｓｐに到達後（時刻ｔ２）は、上記溶接トーチ４を略溶接ワイヤの送給方向に移動させてワイヤ先端を被溶接物２に近づけていき、
同図（Ｄ）に示すように、ワイヤ先端が被溶接物２に接触したことを判別（時刻ｔ３）すると、予め定めた小電流値の初期電流Ｉｓを通電すると共に、上記溶接トーチ４を略溶接ワイヤの送給方向とは逆方向に移動させてワイヤ先端を被溶接物２から遠ざける後退移動を行い、
上記後退移動によってワイヤ先端と被溶接物２とが離れると（時刻ｔ４）、同図（Ｈ３）に示すように、上記初期電流Ｉｓが通電する初期アーク３ａが発生して、
上記初期アーク発生状態３ａを維持したままで上記後退移動を継続し、上記溶接トーチ４が上記溶接開始位置Ｓｐに復帰すると（時刻ｔ５）、上記後退移動から予め教示された溶接方向への移動に切り換えて、同時に溶接ワイヤ１の送給を開始すると共に、定常の溶接電流Ｉｃを通電することによって、同図（Ｈ４）に示す初期アーク発生状態３ａから同図（Ｈ５）に示す定常のアーク発生状態３ｂへと円滑に移行させるロボットアーク溶接のアークスタート制御方法である。

［実施例１］
実施例１の発明は、ロボットアーク溶接において、
（１）溶接開始信号が入力されると、溶接トーチを予め教示された溶接開始位置Ｓｐに移動させた後に、
（２）溶接トーチを略溶接ワイヤの送給方向に移動させてワイヤ先端を被溶接物に近づけていき、
（３）ワイヤ先端が被溶接物に接触すると、予め定めた小電流値の初期電流Ｉｓを通電すると共に、溶接トーチを略溶接ワイヤの送給方向とは逆方向に移動させてワイヤ先端を被溶接物から遠ざける後退移動を行い、
（４）上記後退移動によってワイヤ先端と被溶接物とが離れると、上記初期電流Ｉｓが通電する初期アークが発生して、上記初期アーク発生状態を維持したままで上記後退移動を継続して、
（５）溶接トーチが上記溶接開始位置Ｓｐに復帰すると、上記後退移動から予め教示された溶接方向への移動に切り換えて、同時に、溶接ワイヤの送給を開始すると共に定常の溶接電流Ｉｃを通電するアークスタート制御方法である。以下、実施例１の発明について、図面を参照して説明する。

図１は、実施例１のアークスタート制御方法を実施するためのロボット制御装置ＲＣ及び溶接電源装置ＰＳのブロック図である。同図において、前述した図１１と同一の回路ブロックには同一符号を付し、それらの説明は省略する。以下、点線で囲んだ図１１とは異なる回路ブロックである、動作同期動作制御回路ＳＭＣ、動作同期ロボットインターフェース回路ＳＩＦＲ、動作同期溶接電源インターフェース回路ＳＩＦＰ、動作同期送給制御回路ＳＦＣ及び動作同期出力制御回路ＳＩＮＶについて説明する。

動作同期動作制御回路ＳＭＣは、溶接開始信号Ｓｔが外部から入力されると、予め定めた電圧設定信号Ｖｓ及び定常の送給速度設定信号Ｗｓを出力すると共に、マニュピュレータＲＭ（溶接トーチ４）を溶接開始位置Ｓｐに移動させ、溶接開始位置Ｓｐに到着後すると、出力開始信号Ｏｎを出力すると共にマニュピュレータＲＭを略送給方向に移動させ、短絡／アーク判別信号Ｓａが短絡信号になると、マニュピュレータＲＭを後退移動させ、溶接開始位置Ｓｐに復帰すると、復帰信号Ｒｐを出力すると共にマニュピュレータＲＭを教示された溶接方向に移動させる動作制御信号Ｍｃを出力する。

動作同期ロボットインターフェース回路ＳＩＦＲは、上記の電圧設定信号Ｖｓ、定常の送給速度設定信号Ｗｓ、出力開始信号Ｏｎ、短絡／アーク判別信号Ｓａ及び復帰信号Ｒｐの５つの信号から形成されるインターフェース信号Ｉｆを溶接電源装置ＰＳとの間で通信する。

動作同期溶接電源インターフェース回路ＳＩＦＰは、上記の５つの信号から形成されるインターフェース信号Ｉｆをロボット制御装置ＲＣとの間で通信する。動作同期送給制御回路ＳＦＣは、上記の復帰信号Ｒｐが入力されると、上記の定常の送給速度設定信号Ｗｓに相当する送給速度で溶接ワイヤを前進送給する送給制御信号Ｆｃを出力する。動作同期出力制御回路ＳＩＮＶは、上記の出力開始信号Ｏｎが入力された時点から上記の復帰信号Ｒｐが入力される時点までの間は予め定めた小電流値の初期電流Ｉｓを通電する定電流特性又は垂下特性を形成して出力し、それ以降は上記の定常の送給速度設定信号Ｗｓに対応した定常の溶接電流Ｉｃを通電するための上記の電圧設定信号Ｖｓに対応した定電圧特性を形成して出力する。

図２は、図１で上述した実施例１のロボット制御装置ＲＣ及び溶接電源装置ＰＳの各信号のタイミングチャートである。同図（Ａ）は溶接開始信号Ｓｔの時間変化を示し、同図（Ｂ）は出力開始信号Ｏｎの時間変化を示し、同図（Ｃ）は送給制御信号Ｆｃの時間変化を示し、同図（Ｄ）は短絡／アーク判別信号Ｓａの時間変化を示し、同図（Ｅ）は復帰信号Ｒｐの時間変化を示し、同図（Ｆ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｇ）はワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗの時間変化を示し、同図（Ｈ１）〜（Ｈ５）は各時刻における溶接ワイヤ１の送給状態を示す。同図においては、前述した図１１（Ｅ）及び図１２（Ｅ）の遅延信号Ｄｔが復帰信号Ｒｐに代わっている。以下、同図を参照して説明する。

（１）時刻ｔ１〜ｔ２の期間
時刻ｔ１において、同図（Ａ）に示すように、溶接開始信号Ｓｔが外部から入力（Ｈｉｇｈレベル）されると、マニュピュレータに搭載された溶接トーチ４を移動させて、同図（Ｈ１）に示すように、時刻ｔ２において溶接トーチ４は予め教示された溶接開始位置Ｓｐへ到着して停止する。

（２）時刻ｔ２〜ｔ３の期間
時刻ｔ２において、溶接トーチ４が溶接開始位置Ｓｐに到着すると、同図（Ｂ）に示すように、前述した動作同期動作制御回路ＳＭＣから出力開始信号Ｏｎが出力（Ｈｉｇｈレベル）される。これに応じて、溶接ワイヤ１の送給を停止したままで、前述した動作同期出力制御回路ＳＩＮＶは定電流特性又は垂下特性を形成して出力するが、この期間中は溶接ワイヤ１と被溶接物２とは離れており無負荷状態にあるために、無負荷電圧が印加する。同時に、溶接トーチ４を略溶接ワイヤの送給方向に移動させてワイヤ先端を被溶接物２へ近づけていく。したがって、同図（Ｇ）に示すように、ワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗは徐々に短くなる。

（３）時刻ｔ３〜ｔ４の期間
時刻ｔ３において、同図（Ｈ２）に示すように、上記（２）項の溶接トーチ４の移動によってワイヤ先端が被溶接物２に接触すると、同図（Ｄ）に示すように、短絡／アーク判別信号Ｓａが短絡信号（Ｈｉｇｈレベル）に変化する。この変化に応じて、溶接トーチ４は略溶接ワイヤの送給方向とは逆方向に後退移動される。同時に、同図（Ｆ）に示すように、（２）項で上述した定電流特性又は垂下特性によって小電流値の初期電流Ｉｓが通電する。
また、時刻ｔ３〜ｔ４の期間中、溶接トーチ４は後退移動されているが、マニュピュレータのモータの応答遅れ時間による第１の応答遅れ時間Ｔ11によって、溶接ワイヤ１と被溶接物２とは接触状態のままである。したがって、同図（Ｇ）に示すように、ワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗは０［mm］のままである。しかしながら、上記の第１の応答遅れ時間Ｔ11は、図１３の説明の項で前述したモータ応答遅れ時間と遊び分応答遅れ時間の加算値である第１の応答遅れ時間Ｔ１よりも短い時間であり、通常、その値は１００［ms］以下程度である。

（４）時刻ｔ４〜ｔ５の期間
時刻ｔ４において、同図（Ｈ３）に示すように、上記（３）項の後退移動によって、ワイヤ先端と被溶接物２とが離れると、上記の初期電流Ｉｓが通電する初期アーク３ａが発生する。また、初期アーク３ａが発生した時刻ｔ４から溶接トーチ４が溶接開始位置Ｓｐに復帰する時刻ｔ５までの間は、上記の後退移動を継続する。したがって、同図（Ｇ）に示すように、ワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗは徐々に長くなる。

（５）時刻ｔ５以降の期間
時刻ｔ５において、上記（４）項の後退移動によって溶接トーチ４が溶接開始位置Ｓｐに復帰すると、同図（Ｅ）に示すように、復帰信号Ｒｐが出力（Ｈｉｇｈレベル）される。これに応じて、同図（Ｃ）に示すように、送給制御信号Ｆｃは正の値の定常の送給速度設定信号Ｗｓとなり、溶接ワイヤ１は被溶接物２へ前進送給される。同時に、前述した動作同期出力制御回路ＳＩＮＶは、電圧設定信号Ｖｓに対応する定電圧特性を形成するので、図示しない溶接電圧Ｖｗは上記の電圧設定信号Ｖｓに相当する値となると共に、同図（Ｆ）に示すように、上記の定常の送給速度Ｗｓに対応した大電流値の定常の溶接電流Ｉｃが通電する。同時に、溶接トーチ４は予め教示された溶接方向に移動を開始する。

時刻ｔ５において、溶接トーチ４を後退移動から溶接方向への移動に切り換えるためのマニュピュレータのモータの応答遅れ時間と、ワイヤ送給モータの応答遅れ時間とが発生する。しかしながら、マニュピュレータは移動方向が変化するだけであるので、これによる応答遅れ時間は短い。他方、ワイヤ送給モータは、従来技術のように逆回転から正回転への反転ではなく、正回転の開始のみであるので、これによる応答遅れ時間は短い。したがって、上記の加算値である本発明の第２の応答遅れ時間Ｔ21は、従来技術の第２の応答遅れ時間Ｔ２よりも短くなり、通常、その値は１００［ms］以下である。このために、時刻ｔ５〜ｔ６の短い期間Ｔ21の経過後に、同図（Ｈ４）に示す初期アーク３ａから同図（Ｈ５）に示す定常のアーク３ｂへと円滑に移行するので、前述した応答遅れ時間中のアーク長増長による溶接不良は発生しない。さらに、本発明の合計の応答遅れ時間Ｔ11＋Ｔ21は、従来技術の応答遅れ時間Ｔ１＋Ｔ２に比べて１／３〜１／５以下の時間であるので、応答遅れ時間による生産性の低下も防止することができる。

［実施例２］
実施例２の発明は、
（１）実施例１の発明における初期アーク発生状態を維持したままでの溶接トーチの後退移動によって、ワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗが予め定めた後退距離設定値Ｌｓに達すると、上記の後退移動から溶接開始位置Ｓｐへの復帰移動に切り換えて、同時に溶接ワイヤの送給を開始すると共に定常の溶接電流Ｉｃを通電し、
（２）溶接トーチが溶接開始位置Ｓｐに復帰すると、上記の復帰移動から予め教示された溶接方向への移動に切り換えるアークスタート制御方法である。以下、実施例２の発明について、図面を参照して説明する。

図３は、実施例２のアークスタート制御方法を実施するためのロボット制御装置ＲＣ及び溶接電源装置ＰＳのブロック図である。同図において、前述した図１と同一の回路ブロックには同一符号を付し、それらの説明は省略する。以下、点線で囲んだ図１とは異なる回路ブロックである、動作同期動作制御回路ＳＭＣ、動作同期ロボットインターフェース回路ＳＩＦＲ、動作同期溶接電源インターフェース回路ＳＩＦＰ、動作同期送給制御回路ＳＦＣ及び動作同期出力制御回路ＳＩＮＶについて説明する。

実施例２の動作同期動作制御回路ＳＭＣは、溶接開始信号Ｓｔが外部から入力されると、予め定めた電圧設定信号Ｖｓ及び定常の送給速度設定信号Ｗｓを出力すると共に、マニュピュレータＲＭ（溶接トーチ４）を溶接開始位置Ｓｐに移動させ、溶接開始位置Ｓｐに到着すると、出力開始信号Ｏｎを出力すると共にマニュピュレータＲＭを略送給方向に移動させ、短絡／アーク判別信号Ｓａが短絡信号になると、マニュピュレータＲＭを後退移動させ、実施例１とは異なり上記の後退移動によってワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗが予め定めた後退距離設定値Ｌｓに達すると、後退距離一致信号Ｌｐを出力すると共にマニュピュレータＲＭを上記の溶接開始位置Ｓｐに復帰移動させ、溶接開始位置Ｓｐに復帰後は教示された溶接方向に移動させる動作制御信号Ｍｃを出力する。

実施例２の動作同期ロボットインターフェース回路ＳＩＦＲは、上記の電圧設定信号Ｖｓ、定常の送給速度設定信号Ｗｓ、出力開始信号Ｏｎ、短絡／アーク判別信号Ｓａ及び実施例１とは異なる後退距離一致信号Ｌｐの５つの信号から形成されるインターフェース信号Ｉｆを溶接電源装置ＰＳとの間で通信する。

実施例２の動作同期溶接電源インターフェース回路ＳＩＦＰは、上記の５つの信号から形成されるインターフェース信号Ｉｆをロボット制御装置ＲＣとの間で通信する。実施例２の動作同期送給制御回路ＳＦＣは、上記の後退距離一致信号Ｌｐが入力されると、上記の定常の送給速度設定信号Ｗｓに相当する送給速度で溶接ワイヤを前進送給する送給制御信号Ｆｃを出力する。実施例２の動作同期出力制御回路ＳＩＮＶは、上記の出力開始信号Ｏｎが入力された時点から上記の後退距離一致信号Ｌｐが入力される時点までの間は予め定めた小電流値の初期電流Ｉｓを通電する定電流特性又は垂下特性を形成して出力し、それ以降は上記の定常の送給速度設定信号Ｗｓに対応した定常の溶接電流Ｉｃを通電するための上記の電圧設定信号Ｖｓに対応した定電圧特性を形成して出力する。

図４は、図３で上述した実施例２のロボット制御装置ＲＣ及び溶接電源装置ＰＳの各信号のタイミングチャートである。同図（Ａ）は溶接開始信号Ｓｔの時間変化を示し、同図（Ｂ）は出力開始信号Ｏｎの時間変化を示し、同図（Ｃ）は送給制御信号Ｆｃの時間変化を示し、同図（Ｄ）は短絡／アーク判別信号Ｓａの時間変化を示し、実施例１とは異なり同図（Ｅ）は後退距離一致信号Ｌｐの時間変化を示し、同図（Ｆ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｇ）はワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗの時間変化を示し、同図（Ｈ１）〜（Ｈ５）は各時刻における溶接ワイヤ１の送給状態を示す。同図においては、実施例２の独自の効果を示すために、溶接トーチ４が最初に溶接開始位置Ｓｐに到達したときのワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗが、約３［mm］未満又は０［mm］（接触）と非常に短い場合である。以下、同図を参照して説明する。

（１）時刻ｔ１〜ｔ２の期間
時刻ｔ１において、同図（Ａ）に示すように、溶接開始信号Ｓｔが外部から入力（Ｈｉｇｈレベル）されると、マニュピュレータに搭載された溶接トーチ４を移動させて、同図（Ｈ１）に示すように、時刻ｔ２において溶接トーチ４は予め教示された溶接開始位置Ｓｐへ到着して停止する。

（２）時刻ｔ２〜ｔ３の期間
時刻ｔ２において、溶接トーチ４が溶接開始位置Ｓｐに到着すると、同図（Ｂ）に示すように、前述した動作同期動作制御回路ＳＭＣから出力開始信号Ｏｎが出力（Ｈｉｇｈレベル）される。これに応じて、溶接ワイヤ１の送給を停止したままで、前述した動作同期出力制御回路ＳＩＮＶは定電流特性又は垂下特性を形成して出力するが、この期間中は溶接ワイヤ１と被溶接物２とは離れており無負荷状態にあるために、無負荷電圧が印加する。同時に、溶接トーチ４を略溶接ワイヤの送給方向に移動させてワイヤ先端を被溶接物２へ近づけていく。このとき、前述したように、時刻ｔ２のワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗは非常に短いために、同図（Ｇ）に示すように、短時間で０［mm］になる。

（３）時刻ｔ３〜ｔ４の期間
時刻ｔ３において、同図（Ｈ２）に示すように、上記（２）項の溶接トーチ４の移動によってワイヤ先端が被溶接物２に接触すると、同図（Ｄ）に示すように、短絡／アーク判別信号Ｓａが短絡信号（Ｈｉｇｈレベル）に変化する。この変化に応じて、溶接トーチ４は略溶接ワイヤの送給方向とは逆方向に後退移動される。同時に、同図（Ｆ）に示すように、（２）項で上述した定電流特性又は垂下特性によって小電流値の初期電流Ｉｓが通電する。
また、時刻ｔ３〜ｔ４の期間中、溶接トーチ４は後退移動されているが、マニュピュレータのモータの応答遅れ時間による第１の応答遅れ時間Ｔ11によって、溶接ワイヤ１と被溶接物２とは接触状態のままである。したがって、同図（Ｇ）に示すように、ワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗは０［mm］のままである。しかしながら、実施例１と同様に、上記の第１の応答遅れ時間Ｔ11は、図１３の説明の項で前述したモータ応答遅れ時間と遊び分応答遅れ時間の加算値である第１の応答遅れ時間Ｔ１よりも短い時間であり、通常、その値は１００［ms］以下程度である。

（４）時刻ｔ４〜ｔ５の期間
時刻ｔ４において、同図（Ｈ３）に示すように、上記（３）項の後退移動によってワイヤ先端と被溶接物２とが離れると、上記の初期電流Ｉｓが通電する初期アーク３ａが発生する。また、初期アーク３ａが発生した時刻ｔ４からワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗが予め定めた後退距離設定値Ｌｓに達する時刻ｔ５までの間は、上記の後退移動を継続する。したがって、同図（Ｇ）に示すように、ワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗは徐々に長くなり、時刻ｔ５において後退距離設定値Ｌｓと等しくなる。

（５）時刻ｔ５以降の期間
時刻ｔ５において、上記（４）項の後退移動によってワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗが後退距離設定値Ｌｓに達すると、同図（Ｅ）に示すように、後退距離一致信号Ｌｐが出力（Ｈｉｇｈレベル）される。これに応じて、同図（Ｃ）に示すように、送給制御信号Ｆｃは正の値の定常の送給速度設定信号Ｗｓとなり、溶接ワイヤ１は被溶接物２へ前進送給される。同時に、前述した動作同期出力制御回路ＳＩＮＶは電圧設定信号Ｖｓに対応する定電圧特性を形成するので、図示しない溶接電圧Ｖｗは上記の電圧設定信号Ｖｓに相当する値となると共に、同図（Ｆ）に示すように、上記の定常の送給速度Ｗｓに対応した大電流値の定常の溶接電流Ｉｃが通電する。同時に、溶接トーチ４を溶接開始位置Ｓｐへ復帰移動させ、時刻ｔ５１に復帰した後に予め教示された溶接方向に移動を開始する。

実施例１と同様に、時刻ｔ５において、溶接トーチ４を後退移動かた溶接開始位置Ｓｐへの復帰移動を経て溶接方向への移動に切り換えるためのマニュピュレータのモータの応答遅れ時間と、ワイヤ送給モータの応答遅れ時間とが発生する。しかしながら、マニュピュレータは移動方向が変化するだけであるので、これによるモータ応答遅れ時間は短い。他方、ワイヤ送給モータは、従来技術のように逆回転から正回転へと反転するのではなく、正回転の開始のみであるので、これによる応答遅れ時間は短い。したがって、上記の加算値である本発明の第２の応答遅れ時間Ｔ21は、従来技術の第２の応答遅れ時間Ｔ２よりも短くなり、通常、その値は１００［ms］以下である。このために、時刻ｔ５〜ｔ６の短い期間Ｔ21の経過後に、同図（Ｈ４）に示す初期アーク３ａから同図（Ｈ５）に示す定常のアーク３ｂへと円滑に移行するので、前述した応答遅れ時間中のアーク長増長による溶接不良は発生しない。さらに、本発明の合計の応答遅れ時間Ｔ11＋Ｔ21は、従来技術の応答遅れ時間Ｔ１＋Ｔ２に比べて１／３〜１／５以下の時間であるので、応答遅れ時間による生産性の低下も防止することができる。

さらに、実施例１では、後退移動は溶接開始位置Ｓｐに復帰するまで継続する。このために、最初に溶接開始位置Ｓｐに到着したときのワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗが非常に短い場合又は接触している場合には、適正な距離の後退移動を行うことができないために、初期アーク３ａが全く発生しない現象又は発生しても再接触によって消滅する現象が生じて、不良なアークスタートとなる場合がある。他方、実施例２では、最初に溶接開始位置Ｓｐに到着したときのワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗが非常に短い場合ても又は接触している場合ても、適正な後退距離設定値Ｌｓに達するまで確実に後退移動が継続されるので、上記のような問題は生じない。

［実施例３］
実施例３の発明は、上述した実施例２の発明における溶接ワイヤの送給開始及び定常の溶接電流Ｉｃの通電開始を、復帰移動によって溶接トーチが溶接開始位置Ｓｐに復帰した時点から行うアークスタート制御方法である。以下、実施例３の発明について、図面を参照して説明する。

実施例３のアークスタート制御方法を実施するためのロボット制御装置ＲＣ及び溶接電源装置ＰＳのブロック図は、前述した図１において動作同期動作制御回路ＳＭＣを以下のように変更した構成となり、それ以外は同一である。以下、実施例３の動作同期動作制御回路ＳＭＣについて説明する。
実施例３の動作同期動作制御回路ＳＭＣは、溶接開始信号Ｓｔが入力されると、予め定めた電圧設定信号Ｖｓ及び送給速度設定信号Ｗｓを出力すると共に、マニュピュレータＲＭ（溶接トーチ４）を溶接開始位置Ｓｐに移動させ、溶接開始位置Ｓｐに到着後すると、出力開始信号Ｏｎを出力すると共にマニュピュレータＲＭを略送給方向に移動させ、短絡／アーク判別信号Ｓａが短絡信号になると、マニュピュレータＲＭを後退移動させ、上記の後退移動によってワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗが予め定めた後退距離設定値Ｌｓに達すると、マニュピュレータＲＭを上記の溶接開始位置Ｓｐに復帰移動させ、溶接開始位置Ｓｐに復帰すると、復帰信号Ｒｐを出力すると共に、マニュピュレータを教示された溶接方向に移動させる動作制御信号Ｍｃを出力する。

図５は、上述した実施例３のロボット制御装置ＲＣ及び溶接電源装置ＰＳの各信号のタイミングチャートである。同図（Ａ）は溶接開始信号Ｓｔの時間変化を示し、同図（Ｂ）は出力開始信号Ｏｎの時間変化を示し、同図（Ｃ）は送給制御信号Ｆｃの時間変化を示し、同図（Ｄ）は短絡／アーク判別信号Ｓａの時間変化を示し、実施例２とは異なり同図（Ｅ）は復帰信号Ｒｐの時間変化を示し、同図（Ｆ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｇ）はワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗの時間変化を示し、同図（Ｈ１）〜（Ｈ５）は各時刻における溶接ワイヤ１の送給状態を示す。同図において、時刻ｔ５以前の動作は前述した図４のときと同様であるので、それらの期間の説明は省略する。以下、図４とは異なる時刻ｔ５以降の期間について説明する。

時刻ｔ５以降の期間
時刻ｔ５において、後退移動によってワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗが後退距離設定値Ｌｓに達すると、溶接トーチ４を溶接開始位置Ｓｐへ復帰移動させ、時刻ｔ５１において溶接開始位置Ｓｐに復帰すると、同図（Ｅ）に示すように、復帰信号Ｒｐが出力（Ｈｉｇｈレベル）される。これに応じて、同図（Ｃ）に示すように、送給制御信号Ｆｃは正の値の定常の送給速度設定信号Ｗｓとなり、溶接ワイヤ１は被溶接物２へ前進送給される。同時に、前述した動作同期出力制御回路ＳＩＮＶは、電圧設定信号Ｖｓに対応する定電圧特性を形成するので、図示しない溶接電圧Ｖｗは上記の電圧設定信号Ｖｓに相当する値となると共に、同図（Ｆ）に示すように、上記の定常の送給速度Ｗｓに対応した大電流値の定常の溶接電流Ｉｃが通電する。

［実施例４］
実施例４の発明は、実施例２の発明における復帰移動がワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗを短くする方向への移動であるときは、この復帰移動期間Ｔｂ中は定常の溶接電流Ｉｃよりも大きな電流値の移行電流Ｉb1を通電するアークスタート制御方法である。以下、実施例４の発明について、図面を参照して説明する。

図６は、実施例４のアークスタート制御方法を実施するためのロボット制御装置ＲＣ及び溶接電源装置ＰＳのブロック図である。同図において、前述した図３と同一の回路ブロックには同一符号を付し、それらの説明は省略する。以下、点線で囲んだ図３とは異なる回路ブロックである、動作同期動作制御回路ＳＭＣ、動作同期ロボットインターフェース回路ＳＩＦＲ、動作同期溶接電源インターフェース回路ＳＩＦＰ及び動作同期出力制御回路ＳＩＮＶについて説明する。

実施例４の動作同期動作制御回路ＳＭＣは、溶接開始信号Ｓｔが入力されると、予め定めた電圧設定信号Ｖｓ、定常の送給速度設定信号Ｗｓ及び実施例２にはない初期電流設定信号Ｉｓを出力すると共に、マニュピュレータＲＭ（溶接トーチ４）を溶接開始位置Ｓｐに移動させ、溶接開始位置Ｓｐに到着後すると、出力開始信号Ｏｎを出力すると共にマニュピュレータＲＭを略送給方向に移動させ、短絡／アーク判別信号Ｓａが短絡信号になると、マニュピュレータＲＭを後退移動させ、上記の後退移動によってワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗが予め定めた後退距離設定値Ｌｓに達すると、後退距離一致信号Ｌｐを出力すると共に、溶接開始位置Ｓｐへの復帰移動がワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗを短くする方向への移動であるときは上記の初期電流設定信号Ｉｓの値を予め定めた移行電流値Ｉｂに修正して出力し、同時にマニュピュレータＲＭを上記の溶接開始位置Ｓｐに復帰移動させ、溶接開始位置Ｓｐに復帰すると、復帰信号Ｒｐを出力し、それ以降はマニュピュレータＲＭを教示された溶接方向に移動させる動作制御信号Ｍｃを出力する。

実施例４の動作同期ロボットインターフェース回路ＳＩＦＲは、上記の電圧設定信号Ｖｓ、定常の送給速度設定信号Ｗｓ、出力開始信号Ｏｎ、短絡／アーク判別信号Ｓａ、後退距離一致信号Ｌｐ、実施例２とは異なる初期電流設定信号Ｉｓ及び復帰信号Ｒｐの７つの信号から形成されるインターフェース信号Ｉｆを溶接電源装置ＰＳとの間で通信する。

実施例４の動作同期溶接電源インターフェース回路ＳＩＦＰは、上記の７つの信号から形成されるインターフェース信号Ｉｆをロボット制御装置ＲＣとの間で通信する。実施例４の動作同期出力制御回路ＳＩＮＶは、上記の出力開始信号Ｏｎが入力された時点から上記の復帰信号Ｒｐが入力される時点までの間は上記の初期電流設定信号Ｉｓに相当する電流を通電する定電流特性又は垂下特性を形成して出力し、それ以降は上記の定常の送給速度設定信号Ｗｓに対応した定常の溶接電流Ｉｃを通電するための上記の電圧設定信号Ｖｓに対応した定電圧特性を形成して出力する。

図７は、上述した実施例４のロボット制御装置ＲＣ及び溶接電源装置ＰＳの各信号のタイミングチャートである。同図（Ａ）は溶接開始信号Ｓｔの時間変化を示し、同図（Ｂ）は出力開始信号Ｏｎの時間変化を示し、同図（Ｃ）は送給制御信号Ｆｃの時間変化を示し、同図（Ｄ）は短絡／アーク判別信号Ｓａの時間変化を示し、同図（Ｅ）は後退距離一致信号Ｌｐの時間変化を示し、実施例２とは異なり同図（Ｆ）は復帰信号Ｒｐの時間変化を示し、同図（Ｇ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｈ）はワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗの時間変化を示し、同図（Ｉ１）〜（Ｉ５）は各時刻における溶接ワイヤ１の送給状態を示す。同図において、時刻ｔ５以前の動作は前述した図４のときと同様であるので、それらの期間の説明は省略する。以下、図４とは異なる時刻ｔ５以降の期間について説明する。

時刻ｔ５以降の期間
時刻ｔ５において、後退移動によってワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗが後退距離設定値Ｌｓに達すると、同図（Ｅ）に示すように、後退距離一致信号Ｌｐが出力（Ｈｉｇｈレベル）される。これに応じて、同図（Ｃ）に示すように、送給制御信号Ｆｃは正の値の定常の送給速度設定信号Ｗｓとなり溶接ワイヤ１は被溶接物２へ前進送給されると共に、同図（Ｇ）に示すように、溶接電流Ｉｗは初期電流Ｉｓから移行電流Ｉb1へ変化する。同時に、溶接トーチ４を溶接開始位置Ｓｐへ復帰移動させ、時刻ｔ５１において溶接開始位置Ｓｐに復帰すると、同図（Ｆ）に示すように、復帰信号Ｒｐが出力（Ｈｉｇｈレベル）される。これに応じて、前述した動作同期出力制御回路ＳＩＮＶは電圧設定信号Ｖｓに対応する定電圧特性を形成するので、図示しない溶接電圧は上記の電圧設定信号Ｖｓに相当する値となると共に、同図（Ｇ）に示すように、上記の定常の送給速度Ｗｓに対応した大電流値の定常の溶接電流Ｉｃが通電する。

時刻ｔ５〜ｔ５１の復帰移動期間Ｔｂ中は、定常の送給速度Ｗｓによる前進送給及びワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗを短くする方向への復帰移動の加算によって、ワイヤ先端は定常の送給速度Ｗｓよりも速い速度で被溶接物に近づく。このために、定常の溶接電流Ｉｃよりも大きな値に予め定めた移行電流Ｉb2を通電することによって、ワイヤ先端が被溶接物へ突っ込んで接触し不良なアークスタートになることを防止することができる。

［実施例５］
実施例５の発明は、実施例２の発明における復帰移動がワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗを短くする方向への移動であるときは、上記の復帰移動期間Ｔｂ中は溶接ワイヤの送給を停止したままで復帰移動速度に対応して予め定めた移行電流Ｉb2を通電し、溶接トーチが溶接開始位置Ｓｐに復帰後は、溶接ワイヤの送給を開始すると共に定常の溶接電流Ｉｃを通電するアークスタート制御方法である。以下、実施例５の発明について、図面を参照して説明する。

図８は、実施例５のアークスタート制御方法を実施するためのロボット制御装置ＲＣ及び溶接電源装置ＰＳのブロック図である。同図において、前述した図６と同一の回路ブロックには同一符号を付し、それらの説明は省略する。以下、点線で囲んだ図６とは異なる回路ブロックである、動作同期送給制御回路ＳＦＣについて説明する。

実施例５の動作同期送給制御回路ＳＦＣは、復帰信号Ｒｐが入力されると、定常の送給速度設定信号Ｗｓに相当する送給速度で溶接ワイヤを前進送給する送給制御信号Ｆｃを出力する。

図９は、上述した実施例５のロボット制御装置ＲＣ及び溶接電源装置ＰＳの各信号のタイミングチャートである。同図（Ａ）は溶接開始信号Ｓｔの時間変化を示し、同図（Ｂ）は出力開始信号Ｏｎの時間変化を示し、同図（Ｃ）は送給制御信号Ｆｃの時間変化を示し、同図（Ｄ）は短絡／アーク判別信号Ｓａの時間変化を示し、同図（Ｅ）は後退距離一致信号Ｌｐの時間変化を示し、実施例２とは異なり同図（Ｆ）は復帰信号Ｒｐの時間変化を示し、同図（Ｇ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｈ）はワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗの時間変化を示し、同図（Ｉ１）〜（Ｉ５）は各時刻における溶接ワイヤ１の送給状態を示す。同図において、時刻ｔ５以前の動作は前述した図４のときと同様であるので、それらの期間の説明は省略する。以下、図４とは異なる時刻ｔ５以降の期間について説明する。

時刻ｔ５以降の期間
時刻ｔ５において、後退移動によってワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗが後退距離設定値Ｌｓに達すると、同図（Ｅ）に示すように、後退距離一致信号Ｌｐが出力（Ｈｉｇｈレベル）される。これに応じて、同図（Ｇ）に示すように、溶接電流Ｉｗは初期電流Ｉｓから移行電流Ｉb2へ変化する。同時に、溶接トーチ４を溶接開始位置Ｓｐへ復帰移動させ、時刻ｔ５１において溶接開始位置Ｓｐに復帰すると、同図（Ｆ）に示すように、復帰信号Ｒｐが出力（Ｈｉｇｈレベル）される。これに応じて、同図（Ｃ）に示すように、送給制御信号Ｆｃは正の値の定常の送給速度設定信号Ｗｓとなり、溶接ワイヤ１は被溶接物２へ前進送給されると共に、前述したように動作同期出力制御回路ＳＩＮＶは電圧設定信号Ｖｓに対応する定電圧特性を形成するので、図示しない溶接電圧は電圧設定信号Ｖｓに相当する値となり、同図（Ｇ）に示すように、上記の定送給速度Ｗｓに対応した大電流値の定常の溶接電流Ｉｃが通電する。

時刻ｔ５〜ｔ５１の復帰移動期間Ｔｂ中は、溶接ワイヤの送給は停止したままであるが、ワイヤ先端・被溶接物間距離Ｌｗを短くする方向への復帰移動によって、ワイヤ先端は被溶接物に近づく。このために、この復帰移動の速度に対応して予め定めた移行電流Ｉb2を通電することによって、ワイヤ先端が被溶接物へ突っ込んで接触し不良なアークスタートになることを防止することができる。

上述した実施例においては、溶接トーチの移動手段として溶接ロボットのマニュピュレータを使用する場合について説明した。しかし、略溶接ワイヤの送給方向の上下方向及び溶接方向の左右方向に、溶接トーチ又は被溶接物又はそれら両方を移動させることが可能な自動台車、ＮＣ加工機に使用されるＸ−Ｙテーブル等を使用して、本発明を実施することもできる。

実施例１のブロック図である。 実施例１の各信号のタイミングチャートである。 実施例２のブロック図である。 実施例２の各信号のタイミングチャートである。 実施例３の各信号のタイミングチャートである。 実施例４のブロック図である。 実施例４の各信号のタイミングチャートである。 実施例５のブロック図である。 実施例５の各信号のタイミングチャートである。 従来技術のロボットアーク溶接装置の構成図である。 従来装置のブロック図である。 従来装置の各信号のタイミングチャートである。 従来技術の解決課題を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１ 溶接ワイヤ
２ 被溶接物
３ アーク
３ａ 初期アーク（発生状態）
３ｂ 定常のアーク（発生状態）
３ｃ 過大なアーク長のアーク
４ 溶接トーチ
４ａ コイルライナ
ＤＴ 遅延回路
Ｄｔ 遅延信号
Ｆｃ 送給制御信号
Ｉｂ 移行電流
Ｉｆ インターフェース信号
ＩＦＰ 溶接電源インターフェース回路
ＩＦＲ ロボットインターフェース回路
ＩＮＶ 出力制御回路
Ｉｓ 初期電流（設定信号）
Ｉｗ 溶接電流
Ｌｐ 後退距離一致信号
Ｌｓ 後退距離設定値
Ｌｗ ワイヤ先端・被溶接物間距離
ＭＣ 動作制御回路
Ｍｃ 動作制御信号
Ｏｎ 出力開始信号
ＰＳ 溶接電源装置
ＲＣ ロボット制御装置
ＲＦＣ 正逆送給制御回路
ＲＭ マニュピュレータ
Ｒｐ 復帰信号
ＳＡ 短絡／アーク判別回路
Ｓａ 短絡／アーク判別信号
ＳＦＣ 動作同期送給制御回路
ＳＩＦＰ 動作同期溶接電源インターフェース回路
ＳＩＦＲ 動作同期ロボットインターフェース回路
ＳＩＮＶ 動作同期出力制御回路
ＳＭＣ 動作同期動作制御回路
Ｓｐ 溶接開始位置
Ｓｔ 溶接開始信号
Ｔ１、Ｔ11 第１の応答遅れ時間
Ｔ２、Ｔ21 第２の応答遅れ時間
Ｔｂ 復帰移動期間
Ｔｄ 遅延時間
ＶＤ 電圧検出回路
Ｖｄ 電圧検出信号
Ｖｓ 電圧設定信号
Ｖｗ 溶接電圧
Ｗｉ 初期送給速度設定値
ＷＭ ワイヤ送給モータ
Ｗｒ 後退送給速度設定値
Ｗｓ 定常の送給速度（設定信号）

Claims (2)

1. 溶接開始に際して、溶接ロボットのマニュピュレータに取り付けられた溶接トーチから送給される溶接ワイヤを被溶接物に一旦接触させた後に引き離し、この引き離しによって初期アークを発生させた後に定常アークへと移行させるロボットアーク溶接のアークスタート制御方法において、
   前記溶接ワイヤの引き離しを、前記溶接トーチの後退移動によって行う、ことを特徴とするロボットアーク溶接のアークスタート制御方法。
2. 前記溶接トーチの後退移動を、ワイヤ先端・被溶接物間距離が予め定めた後退距離設定値に達するまで行う、ことを特徴とする請求項１記載のロボットアーク溶接のアークスタート制御方法．
   
   

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