JPH0342180A - アーク溶接制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は溶接ワイヤを用いてアーク溶接を行なうための
アーク溶接制御装置に％す、特にワイで送給モータを正
逆転する制御装置にｙする。

〔従来の技術〕

現在用いられている一般的な自動消耗電ＦＸ式ア一り溶
接機は第４図に示すように構成されている。

ロボットマニプレータ１にはロボットアーム２を介して
溶接トーチ３が取り付けられており、ロボットアーム２
にはワイヤ送給モータ４が設けられている。このワイヤ
送給モータ４は架台５上に載置された溶接機６からケー
ブル７を介して直接電圧が供給されて原動される。そし
てワイヤ送給モータは図示しないワイヤバックから溶接
ワイヤ８をくり出し、コンジェットチューブ９内を通っ
て溶接トーチ３に送給する。

また、溶接機６からは図示しない動カケープルを介して
ワイヤ８とワーク載置台１０の上のワーク１１との間に
電圧が印加され、溶接電流が供給されてアーク溶接が行
なわれる。さらに架台５上には制御装置１２が設けられ
ており、ロボットマニプレータ１の動作を制御するとと
もに、制御ケーブル１３を介して溶接融６に溶接開始終
了信号、溶ｖ　試Ｅ　、電流１シＪ御指令信号などが出
力される。

第５図に従来の溶接機６及び制御装置１２の回路構成を
示す。この溶接機６の回路はワイヤ送給モータ４の踵動
回路のみを抽出して示している。

制御装置１２からは溶接開始終了を指令する接点信号１
２１及び溶接′は流を設定する条件指令電圧信号１２２
が出力される。

溶接機６内では制御装置１２からインタフェイスリレー
（ＣＲＩ）　　１４が溶接開始終了信号を受は取り、こ
の（ＣＲＩ）　　１４がＯＮ、ＯＦＦすることにより、
整流ユニット１５で作られるワイヤ送給モータ４の電機
子電圧の印加用比電圧を速度制御ユニット１６及び５Ｃ
Ｒ１７によってチョッパ制御し、この電圧をモータ４に
印加することにより回転、停止及び速度制御を行なって
いる。

上記のように構成された従来の自動消耗＝ｈｙｖ式アー
ク溶接機においては、溶接終了信号が発せられてからワ
イヤ送給モータ４の回転が完全に停止するまでに若干の
時間がかかる。このため溶接機６が溶接終了信号を受は
取っても、なお幾分のワイヤ惰走が残り、溶接ワイヤ８
がワーク１１に溶着したり、トーチ３に設けられた図示
しないチップから溶接ワイヤ８が長く突出することがあ
る。

溶接ワイヤ８がワーク１１に溶着した状態でロボットに
よりトーチ３を移動させると、トーチ３またはロボット
手首に何等かの罐械的破損や変形が発生する危険性があ
る。また、ワイヤ突き出し長さが所定の長さより長くな
ると、ロボソトシこよりトーチ３が次の溶接開始点に移
動したときに溶接開始前に溶接ワイヤ８がワークと接触
し、はなはだしいときはトーチ３を突き上げてしまう。

また、溶接開始時に余分に突出した溶接ワイヤ８がはし
け飛んで溶接ビート部に残ったり、その結果その商品を
持つ作業者の手指に損傷を与えたりする危険があった。

この問題を解決するためには特開昭６０−２２１１７５
号公報に記載されたように、７８唆終了時にその溶接終
了信号を受けた後も所定の時間トーチとワーク間に溶接
電圧を印加してアーク全持続させ、溶接ワイヤが惰走し
てきてあアークの持続によって溶融させる方法が知られ
ている。

この処理方法をアンチスティックと称する。

このアンチスティック処理を行なうアークｉ８接のロボ
ット移動速度、溶接信号、ワイヤ送給モータ回転速度、
溶接電圧、溶接電流の変化を第６図に示す。図に示すよ
うにロボットの移動が停止し溶接信号がＯＦＦとなって
も、ワイヤ送給モータは若干時間回転を継続し、はぼそ
の時間幅において溶接電圧が印加されて溶接電流が流れ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記で述べた従来のアンチスティック処
理によると、第６図に示すように溶接信号がＯＦＦとな
った後トーチとワークとの間隔を所定の距離に保って所
定の時間ロボットによるトーチの走行を停止しておく必
要がある。もし溶接終了信号が発信された後に直ちにト
ーチを次の溶接開始点に９動させると、溶接ワイヤは溶
融されず突き出し畏さが長く残ってしまい、前述した問
題は解決されない、一般的シこアンチスティック処理の
ためにロボットの移動を停止して古く時間：よ０．３９
程度である。

また、上記のアンチスティック処理を行なっても必ずし
も溶接ワイヤのワークへの３著が完全には防止できず、
発生率は低いが溶着が起きることがある。このとき何等
かのチエツクをせずにそのままロボットが走行すると、
前述したようなＷｉｈｌｉ的破損などが発生する危険が
あるため、特にロボットシステムにおいては溶接終了信
号発信後溶着検出処理を行なうことが一般的である。

この検出処理はトーチとワークの間にＤ　Ｃ１２Ｖ程度
の電圧を印加し、電気抵抗がゼロに近ければ溶着が発生
していると判断することによって行なう、そして溶着を
検出したときはロボットの次のステップへのり動を停止
して作業者に保キを栗求する。この溶着検出処理にも溶
接終了信号発信後０．５秒乃至０．８秒程度の時間が必
要となる。

すなわち、ロボットシステムのアーク溶接においては、
溶接線上線あたり上記の０．５秒乃至０．８秒の停止時
間が発生する。そして例えば自力−屯部品２０デッド祭
用いてライン生産する一☆−今などシこは、一般に１つ
のプログラム当たり７容ゴ妾腺が工○゛Ｓをこえる場合
が多い。従ってロボノトヵ・１慴のワーク杢生産すると
きに、そのサイクルタイム内において少なくとも５秒以
上のロス時間が発生し、生産効率を低下させるという問
題があった。

一方、実際の設備装置においては、極力生産ラインのス
ペースを小さくし工場内敷地の有効利用を図り、同時に
作業者の歩行距離を短くしている。

このため第４図に示すように、溶接機６及び制御装置１
２を架台５上に配置する場合が多い。

この結果溶接機６とワイヤ送給モータ４とを接続するケ
ーブル７が長くなり、たとえば１０ｍ乃至３０ｍに及ぶ
ことがある。このためケーブル７の電気抵抗値が数Ω程
度となり、結果的にワイヤ送給モータ４への速度指令の
変化に対する応答性が鈍化し、速度制御性が悪くなると
いう問題もあった。

特に、第５図に示す従来の溶接機の速度制御方式による
と、リレーＣＲＩのバック接点を介して抵抗Ｒにモータ
４の回転により発生している逆起電力をエネルギ源とし
た逆方向電流を流し、これによって得られる自己制動ト
ルク、いわゆる発電制動トルクで溶接終了時のモータ停
止を行なっているためケーブル７が長いと電気抵抗、場
合によってはりアクタンス分が増大し、逆方向電流値が
低下する。この結果、ワイヤ送給モータ４を制動する制
動トルクが小さくなりワイヤ惰走時間が長くなる欠点が
あった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、溶接終了時
の溶接ワイヤのワークへの溶着を防止し、しかもロボッ
トシステムにおける溶接サイクルタイムを短縮すること
のできるアーク溶接制御装置を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は溶接ワイヤをワイ
ヤ送給モータにより溶接トーチに送給し。

該溶接ワイヤと被溶接部材との間に電圧を印加してアー
ク溶接を行なうためのアーク溶接制御装置において、溶
接終了の信号によって前記ワイヤ送給モータの回転方向
を瞬時に逆転させる逆転回路部を設けるとともに、前記
ワイヤ送給モータの開動回路部を該ワイヤ送給モータに
近接して設けたことを特徴としている。

〔作用〕

上記の構成によると、溶接終了時に瞬時にワイヤ送給モ
ータの回転方向が逆転するので、ワイヤ惰走を防止する
ことができ、この結果ロボットによる溶着検出処理が不
要となってロボットシステムのサイクルタイムを短縮す
ることができる。また、ワイヤ送給モータの駆動回路部
をこのワイヤ送給モータに接近して設置することにより
、モータ電機子回路に接続されるケーブル長を短縮する
ことができ、ケーブルの電気抵抗値を小さくして逆方向
値を大きくし、発電制動トルクを大きくできるので、さ
らにワイヤ惰走を防止することができる。

〔実施例〕

以下、本発明に係るアーク溶接制御装置の一実施例を図
面な参照して説明する。

第１図に本発明の一実施例を示す。不実施例の特徴は従
来の第５図に示す溶接機６内に内蔵されている速度制御
ユニット１６のうちワイヤ送給云−タ４に電圧を供給す
る電源回路部１０１のみを外部へ取り出し、ワイヤ送給
モータ４の邪動回路部をこのモータ４に近接して設ける
とともに、溶接終了時に瞬間的にモータ４を逆回転させ
る逆転回路部１０２を制御ユニット１０３内に設けた点
にある。

逆転回路部１０２には、溶接機６内のりレーＣＲＩのイ
ンターフェイスとなり正転回路を構成するリレーＣＲ２
と、逆転回路を構成させる条件用リレーＣＲ３と、溶接
信号受信時からの所定の時間ΔＴを設定する精密タイマ
Ｔと、この時間△Ｔ間のみＯＮとなり逆転回路を構成す
るリレーＣＲ４とが設けられている。

なお、正逆切換はリレーで行なう代りにトランジスタな
どのソリッドステート方式を用いて行なってもよい。

上記制御ユニット１０３内には従来の溶接機６丙；こ設
けられた整流二ニット１５か設けられている。そして上
記の機能を組み込んだモータ能動回路を有する制御ユニ
ット１０３をワイヤ送給モータ４のすぐ近傍に設置し、
モータ電機子回路に接続するケーブル７の長さを最少と
している。

一方、溶接機６内には電源回路部１０１及び辻度制御ユ
ニット１６の他に、逆転時に律度指令社圧を与えるため
の設定器１０４を有する指令切替ユニット１０５が追加
して設けられている。

次に、本実施例の動作を説明する。

第２図にロボット移動速度、溶接信号及びモータ回転速
度の時間経過に伴う変動を示し、第３図に各リレーＣＲ
Ｉ　、ＣＲ２、ＣＲ３、ＣＲ４のシーケンスを示す。リ
レーＣＲ４は溶接終了信号を受けた直後の所定の時間Δ
Ｔの間だけＯＮとなる。

またトーチが予めティーチングされた溶接終了点に到達
したことを確認すると溶接終了信号を出し、ロボットは
直ちに次のステップへ移動する。このときモータ４は所
定の時間△Ｔだけ直ちに逆転する。この逆転時の速７度
は設定器１０４で設定される。

本実施例によれば、溶接終了信号を受けると直ちにワイ
ヤ送給モータ４が一定時間逆転するので、ワイヤ惰走を
防止することができ、ワイヤ８の突き出しによるワーク
１１への溶着を防止し、ロボットなどの機械的破損や変
形の発生を防止することができる。またモータ電機子回
路がワイヤ送給モータ４に近接して設けられているので
、モータ停止時の制動トルクを大きくワイヤ隋走を抑え
ることができる。さらにロボットによる７容着険出処理
が不要となるので、コボソトシステムにおけるサイクル
タイムを短縮することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ロボットシステム
におけるアーク溶接制御装置に逆転回路部を設け、ワイ
ヤ送給モータの開動回路部をこのモータに近接して設け
たので、ワイヤ惰走によるワークへの溶着を防止し、装
置の破損や変形の発生を防止することができ、しかもロ
ボットシステムにおけるサイクルタイムを短縮すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の示す回路図、第２図は同じ
く動作シーケンス図、第３図は同じくリレーシーケンス
図、第４図は自動アーク溶接機の構成図、第５図は従来
のアーク溶接制御装置の回路図、第６図は同しく動作シ
ーケンス図である。 １・・・　ロボット、　　　　　３・・・溶接トーチ。 ４・・・ワイヤ送給モータ、８・・・溶接ワイヤ、１１
・・・ワーク（被溶接部材）、 １２・・・制御装置、 １０２・・・逆転回路部、 ↓０３・・・制御ユニット（耗勅回路部）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶接ワイヤをワイヤ送給モータにより溶接トーチ
   に送給し、該溶接ワイヤと被溶接部材との間に電圧を印
   加してアーク溶接を行なうためのアーク溶接制御装置に
   おいて、溶接終了の信号によって前記ワイヤ送給モータ
   の回転方向を瞬時に逆転させる逆転回路部を設けるとと
   もに、前記ワイヤ送給モータの駆動回路部を該ワイヤ送
   給モータに近接して設けたことを特徴とするアーク溶接
   制御装置。