(57)【要約】  フィラーワイヤ（ＦＷ）の送給を行うワイヤ送給装置（２５）と、フィラーワイヤを溶接位置へ案内するガイドノズル（２７）の近傍に設けられ、フィラーワイヤの送給を行うサブ送給装置（２９）と、ワイヤ送給装置とサブ送給装置との間に設けられ、フィラーワイヤを案内するガイドチューブ（３７）と、を備えた溶接ロボット（１）における溶接方法であって、フィラーワイヤの送給方向（Ｆ）へのガイドチューブの微動を検知した際に、ワイヤ送給装置の駆動状態を停止または低速駆動に制御する工程と、ガイドチューブの戻りを検知した際に、ワイヤ送給装置の駆動状態を元の駆動状態に復帰させる工程と、をサブ送給装置によるフィラーワイヤの送給を継続して行っている間に行う、溶接方法。
2020026750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィラーワイヤの送給を行うワイヤ送給装置と、
前記フィラーワイヤを溶接位置へ案内するガイドノズルの近傍に設けられ、前記フィラーワイヤの送給を行うサブ送給装置と、
前記ワイヤ送給装置と前記サブ送給装置との間に設けられ、前記フィラーワイヤを案内するガイドチューブと、
を備えた溶接ロボットにおける溶接方法であって、
前記フィラーワイヤの送給方向への前記ガイドチューブの微動を検知した際に、前記ワイヤ送給装置の駆動状態を停止または低速駆動に制御する工程と、
前記ガイドチューブの戻りを検知した際に、前記ワイヤ送給装置の駆動状態を元の駆動状態に復帰させる工程と、
を前記サブ送給装置による前記フィラーワイヤの送給を継続して行っている間に行う、溶接方法。
【請求項２】
前記ワイヤ送給装置の駆動状態が前記停止であるか前記低速駆動であるかに関わりなく、前記サブ送給装置は、予め設定された所定の送給速度でもって前記フィラーワイヤの送給を継続して行う、請求項１に記載の溶接方法。
【請求項３】
フィラーワイヤの送給を行うワイヤ送給装置と、
前記フィラーワイヤを溶接位置へ案内するガイドノズルの近傍に設けられ、前記フィラーワイヤの送給を行うサブ送給装置と、
前記ワイヤ送給装置と前記サブ送給装置との間に設けられ、前記フィラーワイヤを案内するガイドチューブと、
前記フィラーワイヤの送給方向への前記ガイドチューブの微動と、前記ガイドチューブの戻りとを検出する微動検出器と、
前記微動検出器によって前記微動を検出した際に、前記ワイヤ送給装置の駆動状態を停止または低速駆動に制御し、前記微動検出器によって前記ガイドチューブの戻りを検知した際に、前記ワイヤ送給装置の駆動状態を元の駆動状態に復帰させる制御装置と、
を備えた溶接ロボット。
【請求項４】
前記微動検出器が前記ワイヤ送給装置に設けられた、請求項３に記載の溶接ロボット。
【請求項５】
前記微動検出器が、
前記ワイヤ送給装置のケーシングに取付け自在なベース部材と、
複数の弾性部材によって前記ベース部材側へ付勢された可動部材と、
前記可動部材に前記ガイドチューブを接続固定するチューブ接続具と、
前記ベース部材に対する前記可動部材の変位を検出するセンサと、
を備えた、請求項３または４に記載の溶接ロボット。
【請求項６】
前記センサが前記可動部材の周囲に複数設けられた、請求項５に記載の溶接ロボット。
【請求項７】
前記制御装置は、所定個数の前記センサが前記変位を検出した際は、前記ワイヤ送給装置の駆動状態を前記低速駆動にし、前記所定個数よりも多い個数の前記センサが前記変位を検出した際は、前記ワイヤ送給装置の駆動を停止する、請求項５または６に記載の溶接ロボット。
【請求項８】
前記制御装置は、前記ワイヤ送給装置の駆動状態が前記停止であるか前記低速駆動であるかに関わりなく、前記サブ送給装置は、予め設定された所定の送給速度でもって前記フィラーワイヤの送給を継続して行う、請求項３〜７のいずれか一項に記載の溶接ロボット。
【請求項９】
前記制御装置は、前記元の駆動状態における前記フィラーワイヤの送給速度に予め定められた減速比率を乗じた送給速度を前記低速駆動における前記フィラーワイヤの送給速度とする、請求項３〜８のいずれか一項に記載の溶接ロボット。
【請求項１０】
前記減速比率は、少なくとも前記フィラーワイヤの材質及び直径に基づいて定められる、請求項９に記載の溶接ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接ロボットにおける溶接方法及び溶接ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
溶接ロボットの一例として、レーザ溶接ロボットがある。レーザ溶接ロボットは、レーザ光の照射位置へフィラーワイヤを案内するガイドチューブ（フレキシブルコンジット）を備えている。ガイドチューブの先端側には、フィラーワイヤを溶接位置へ向けて案内するガイドノズルが設けられている。特許文献１〜３は、関連する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特開平６−８７０７３号公報
【特許文献２】日本国特開平７−２４５７２号公報
【特許文献３】日本国特開２０１８−２７５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
溶接ロボットにおいて、フィラーワイヤを送給するワイヤ送給装置に接続されたガイドチューブ（フレキシブルコンジット）には、フィラーワイヤを滑らかに案内しつつ、ロボットアーム等の動きに追従でき、曲がり癖等が付かないことが要望される。ガイドチューブには、鋼線を螺旋状に形成した下巻線と、下巻線の内部に設けられた樹脂製のライナーチューブと、下巻線を被覆する樹脂コーティングとを備えた３重構造を有するものがある。【０００５】
上記ガイドチューブでは、フィラーワイヤを案内する際にライナーチューブの内周面にフィラーワイヤが接触することで、フィラーワイヤの送給方向にライナーチューブが移動し、下巻線とライナーチューブとの間にずれが生じることがある。そして、フィラーワイヤの送給が過剰になり、ライナーチューブが大きく移動すれば、ガイドチューブに損傷が生じる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、フィラーワイヤの送給を行うワイヤ送給装置と、前記フィラーワイヤを溶接位置へ案内するガイドノズルの近傍に設けられ、前記フィラーワイヤの送給を行うサブ送給装置と、前記ワイヤ送給装置と前記サブ送給装置との間に設けられ、前記フィラーワイヤを案内するガイドチューブと、を備えた溶接ロボットにおける溶接方法であって、前記フィラーワイヤの送給方向への前記ガイドチューブの微動を検知した際に、前記ワイヤ送給装置の駆動状態を停止または低速駆動に制御する工程と、前記ガイドチューブの戻りを検知した際に、前記ワイヤ送給装置の駆動状態を元の駆動状態に復帰させる工程と、を前記サブ送給装置による前記フィラーワイヤの送給を継続して行っている間に行う、溶接方法である。【０００７】
本発明の他の態様は、フィラーワイヤの送給を行うワイヤ送給装置と、前記フィラーワイヤを溶接位置へ案内するガイドノズルの近傍に設けられ、前記フィラーワイヤの送給を行うサブ送給装置と、前記ワイヤ送給装置と前記サブ送給装置との間に設けられ、前記フィラーワイヤを案内するガイドチューブと、前記フィラーワイヤの送給方向への前記ガイドチューブの微動と、前記ガイドチューブの戻りとを検出する微動検出器と、前記微動検出器によって前記微動を検出した際に、前記ワイヤ送給装置の駆動状態を停止または低速駆動に制御し、前記微動検出器によって前記ガイドチューブの戻りを検知した際に、前記ワイヤ送給装置の駆動状態を元の駆動状態に復帰させる制御装置と、を備えた溶接ロボットである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係る溶接ロボットの全体構成を概念的、概略的に示す図である。
【図２】図２は、微動検出器の構成を示す一部断面図である。
【図３】図３は、微動検出器の外観図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢印ＩＩＩＢの方向からみた矢視図である。
【図４】図４は、実施形態の動作を概略的に説明する図であり、（Ａ）はワイヤ送給装置及びサブ送給装置のフィラーワイヤの送給速度が略等しい場合、（Ｂ）はワイヤ送給装置の送給速度がサブ送給装置の送給速度より大きい場合をそれぞれ示す。また、（Ｃ）はガイドチューブの微動が生じた状態、（Ｄ）はガイドチューブの微動が解消した状態をそれぞれ示す。
【図５】図５は、実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図６】図６は、ガイドチューブの別形態の構成を概略的に示す一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１に示すように、実施形態に係る溶接ロボット１は、例えばレーザ溶接ロボットである。溶接ロボット１は、ベースフレーム３を備えている。ベースフレーム３上には、水平に旋回自在な旋回台５が設けられている。旋回台５は、サーボモータ（図示省略）を適宜に制御することにより、水平に旋回することができる。旋回台５には、第１アーム７の基端部側が、水平な軸心回りに矢印Ａ方向に揺動自在に支持されている。
【００１０】
第１アーム７の先端部には、第２アーム９の基端部側が、水平な軸心回りに矢印Ｂ方向に揺動自在に支持されている。第２アーム９は、その軸心回りに矢印Ｃ方向に回動自在である。第２アーム９の先端部には、レーザ加工ヘッド１１を備えた第３アーム１３の基端部側が、矢印Ｄ方向に揺動自在に支持されている。レーザ加工ヘッド１１には、エンドエフェクタ１５が設けられている。エンドエフェクタ１５は、光ファイバー１７を介して、例えばファイバーレーザ発振器等のレーザ発振器１９に接続されている。レーザ加工ヘッド１１内には、レーザ光ＬＢを集光する集光レンズ２１が設けられている。
【００１１】
溶接ロボット１には、集光レンズ２１によるレーザ光の集光位置、即ち、ワークＷの溶接位置へフィラーワイヤＦＷを送給するための構成が設けられている。溶接ロボット１の適宜位置には、フィラーワイヤＦＷを巻いたワイヤリール２３や、フィラーワイヤＦＷの送給を行うワイヤ送給装置２５が設けられている。
【００１２】
溶接ロボット１には、ワイヤ送給装置２５によって送給されたフィラーワイヤＦＷを溶接位置へ案内するガイドノズル２７が設けられている。ガイドノズル２７より上流側でガイドノズル２７に近接する位置には、フィラーワイヤＦＷのガイドノズル２７内への送給を補助するサブ送給装置２９が設けられている。
【００１３】
ワイヤ送給装置２５のケーシング３１内には、フィラーワイヤＦＷの送給を行う複数対のピンチローラ３３が回転自在に設けられている。サブ送給装置２９のケーシング３５内には、フィラーワイヤＦＷをガイドノズル２７に送給するピンチローラ３６が回転自在に設けられている。ワイヤ送給装置２５のピンチローラ３３と、サブ送給装置２９のピンチローラ３６とは、それぞれ別個のモータにより、互いに同期して回転駆動される。
【００１４】
ワイヤ送給装置２５とサブ送給装置２９との間には、ワイヤ送給装置２５の出口から送給（送出）されるフィラーワイヤＦＷをサブ送給装置２９の入口へ案内するガイドチューブ３７が設けられている。即ち、ガイドチューブ３７に対し、フィラーワイヤＦＷの送給方向Ｆの上流側にワイヤ送給装置２５が設けられ、送給方向Ｆの下流側にサブ送給装置２９が設けられている。
【００１５】
ワイヤ送給装置２５のピンチローラ３３と、サブ送給装置２９のピンチローラ３６とは、ワイヤ送給装置２５におけるフィラーワイヤＦＷの送給速度と、サブ送給装置２９におけるフィラーワイヤＦＷの送給速度とが互いに等しくなるように同期回転される。送給速度とは、単位時間当たりのフィラーワイヤＦＷの送給量［ｍ／ｍｉｎ］である。しかし、ワイヤ送給装置２５とサブ送給装置２９との間に送給速度の誤差が生じると、以下の現象によりガイドチューブ３７が損傷する可能性がある。
【００１６】
即ち、ワイヤ送給装置２５の送給速度がサブ送給装置２９の送給速度よりも大きい場合には、送給速度の誤差が、ワイヤ送給装置２５とサブ送給装置２９との間にフィラーワイヤＦＷの余剰長さとして蓄積していく。ガイドチューブ３７内に位置するフィラーワイヤＦＷの長さが過剰になると、フィラーワイヤＦＷがガイドチューブ３７内で湾曲してこれを内側から押圧するようになり、ガイドチューブ３７を損傷する可能性がある。
【００１７】
本実施形態では、ワイヤ送給装置２５によるフィラーワイヤＦＷの送給速度がサブ送給装置２９の送給速度よりも大きくなったことを検出して、ガイドチューブ３７の損傷を防止する機構が設けられている。
【００１８】
即ち、ワイヤ送給装置２５のケーシング３１に、微動検出器３９が設けられている。微動検出器３９は、フィラーワイヤＦＷの送給方向Ｆへのガイドチューブ３７の微動を検出する。「微動」とは、ワイヤ送給装置２５に対するガイドチューブ３７の相対的な位置または姿勢（角度など）が、図２に示す正規の位置及び姿勢から変位することを言う。微動検出器３９には、図１に示すように制御装置４１が接続されている。制御装置４１は、ガイドチューブ３７の微動を検出した際に、ワイヤ送給装置２５の駆動状態（以下「駆動モード」とも言う）を「停止」に制御するか、或いは、予め設定した「低速駆動」に制御する。「停止」では、ワイヤ送給装置２５の駆動を予め設定した所定時間だけ停止する。所定時間、即ち停止時間は、特に限定されないが、例えば０．１［ｓｅｃ］である。駆動の停止は、連続的な停止であっても断続的な停止であってもよい。また、「低速駆動」とは、次の条件Ａを満たすようにワイヤ送給装置２５を駆動することを言う。条件Ａとは、ワイヤ送給装置２５の送給速度が、サブ送給装置２９の送給速度よりも小さく、かつ、「微動」が検出されないときのワイヤ送給装置２５の送給速度よりも小さくなることである。制御装置４１は、例えば、ＣＰＵ（中央処理演算部）、記憶部、及び入出力部を備えた汎用のマイクロコンピュータから構成できる。
【００１９】
微動検出器３９は、図２に示すように、ワイヤ送給装置２５のケーシング３１にボルト等の固定具４５によって取付け自在な筒状のベース部材４７を備えている。ベース部材４７は、フランジ部４７Ｆを備えており、フランジ部４７Ｆには、複数のコイルスプリング等の弾性部材４９によってベース部材４７側へ付勢された筒状の可動部材５１が設けられている。なお、弾性部材４９は、ベース部材４７に螺着したボルト４９Ｂによって圧縮変形された状態で保持され、可動部材５１をベース部材４７側へ付勢している。
【００２０】
可動部材５１には、ガイドチューブ３７の端部を可動部材５１に接続するためのチューブ接続具５３が設けられている。チューブ接続具５３は、例えばコレットチャックと同様の構成を有し、可動部材５１に螺着した筒状のコレット５３Ａを備えると共に、コレット５３Ａを締付自在なナットのごとき締付具５３Ｂを備えている。
【００２１】
微動検出器３９にガイドチューブ３７を接続する際は、ガイドチューブ３７の端部をチューブ接続具５３に挿通すると共にベース部材４７内に挿通する。そして、ガイドチューブ３７の端面をピンチローラ３３から送出されるフィラーワイヤＦＷに対応する位置に調整して、チューブ接続具５３を締付けることにより、ガイドチューブ３７を可動部材５１に一体的に接続する。
【００２２】
ワイヤ送給装置２５が、ガイドチューブ３７内へフィラーワイヤＦＷを送給（送出）すると、フィラーワイヤＦＷは、ガイドチューブ３７の内周面に接触して、ガイドチューブ３７をフィラーワイヤＦＷの送給方向Ｆに押圧する。従って、可動部材５１は、ガイドチューブ３７によって送給方向Ｆに移動させられる傾向にある。ここで、可動部材５１を送給方向Ｆに移動させようとする力（スラスト）が、弾性部材４９の付勢力よりも大きくなると、可動部材５１は、ベース部材４７から離れるように移動（変位）する。可動部材５１には、可動部材５１がベース部材４７から離れるように変位したことを検出するためのセンサ５５が設けられている。微動検出器３９は、このような簡易な構成により微動を検出することができる。
【００２３】
センサ５５は、例えばリミットスイッチ、近接センサなど適宜のセンサから構成できる。センサ５５は、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、可動部材５１の周囲に周方向に等間隔に設けられてもよい。ところで、ロボットアーム７，９，１３が動作することによって、ガイドチューブ３７内へ送出されるフィラーワイヤＦＷが、ガイドチューブ３７内で捩れたり湾曲したりすることがある。そして、この捩れ、湾曲等によってフィラーワイヤＦＷからガイドチューブ３７の内周面に加わる力が、ガイドチューブ３７の軸直交方向において釣り合わなくなり、可動部材５１に曲げモーメントが加わることがある。この場合は、可動部材５１がベース部材４７に対して僅かに傾斜し得る。即ち、ベース部材４７に対する可動部材５１の姿勢（角度）が変位し得る。本実施形態では、可動部材５１の周囲に複数のセンサ５５を備えているので、可動部材５１の周方向の一部分がベース部材４７から離間するように傾斜したこと（変位）を、少なくともいずれか１個のセンサ５５により検知（検出）することができる。即ち、傾斜方向に関わりなく、可動部材５１の傾斜を検出することができる。
【００２４】
なお、センサ５５は、ベース部材４７側及び可動部材５１側のいずれか一方または両方に備えてもよい。
【００２５】
ワイヤ送給装置２５及びサブ送給装置２９によるフィラーワイヤＦＷの送給速度が略等しい場合には、図４（Ａ）に示すように、ガイドチューブ３７内のフィラーワイヤＦＷの長さは、適正な長さに保持される。しかしながら、ワイヤ送給装置２５による送給速度がサブ送給装置２９の送給速度よりも大きい場合には、ガイドチューブ３７内のフィラーワイヤＦＷの長さは、次第にガイドチューブ３７の長さよりも長くなる。
【００２６】
やがて、ガイドチューブ３７内のフィラーワイヤＦＷは、図４（Ｂ）に示すように、サブ送給装置２９とワイヤ送給装置２５との間で湾曲して、ガイドチューブ３７の内面に接触することになる。さらに湾曲が大きくなると、フィラーワイヤＦＷは、その送給方向Ｆにガイドチューブ３７を押圧するようになる。押圧力（スラスト）が弾性部材４９の付勢力よりも大きくなると、図４（Ｃ）に誇張して示すように、可動部材５１は送給方向Ｆへ移動させられる。即ち、可動部材５１は、ケーシング３１に固定したベース部材４７から僅かに離隔される。
【００２７】
可動部材５１がベース部材４７から離隔すると、例えば複数のセンサ５５の全てがＯＮ作動して、離隔を検知（検出）する。なお、ロボットアーム７，９，１３の位置、姿勢によっては、可動部材５１の周方向の一部分がベース部材４７から離れるように、可動部材５１がベース部材４７に対して傾斜することがある。この場合でも、可動部材５１の周囲に設けられた複数のセンサ５５のうち少なくとも１個がＯＮ作動する。
【００２８】
センサ５５がＯＮ作動して可動部材５１の変位が検出されると、センサ５５の検出信号は、制御装置４１に入力される。検出信号が制御装置４１に入力されると、制御装置４１は、図５に示すように、ステップＳ１においてワイヤ送給装置２５の駆動を停止するか、或いは、ワイヤ送給装置２５の駆動状態を、予め設定された低速駆動に制御する。
【００２９】
この際、サブ送給装置２９の駆動は停止することなく、フィラーワイヤＦＷの送給を継続して行う。従って、ガイドチューブ３７内のフィラーワイヤＦＷは、サブ送給装置２９によって下流側から引っ張られる。これにより、図４（Ｄ）に示すように、フィラーワイヤＦＷの湾曲及びガイドチューブ３７への接触が解消され、これらに起因するガイドチューブ３７に対する送給方向Ｆへの押圧が解消される。このため、ガイドチューブ３７は、ワイヤ送給装置２５に対して元の状態、即ち「微動」が検出されない正規の位置及び姿勢に戻り、センサ５５がＯＦＦ作動する。弾性部材４９は、このガイドチューブ３７の正規の位置及び姿勢への戻りを補助する。
【００３０】
そして、制御装置４１は、ステップＳ２において、検出信号がＯＦＦになったか否かの判定を行う。ステップＳ２においてＹＥＳの場合には、制御装置４１は、ステップＳ３に移行して、ワイヤ送給装置２５の駆動状態を「元の駆動状態」に復帰させる。「元の駆動状態」とは、「微動」が検出されないときの駆動状態或いは駆動モードであり、例えば、ワイヤ送給装置２５の送給速度とサブ送給装置２９の送給速度とが等しくなるような駆動モードである。そして、制御装置４１は、ワイヤ送給装置２５の駆動状態を元の駆動状態に復帰させた後、処理を終了する。ステップＳ２においてＮＯの場合には、制御装置４１は、ステップＳ４において、ステップＳ１の処理開始後に予め設定した所定時間が経過したか否かの判定を行う。ステップＳ４においてＮＯの場合には、処理はステップＳ２に戻る。ステップＳ４においてＹＥＳの場合には、制御装置４１は、ステップＳ５において、異常状態が発生したことを作業者に報知し、処理を終了させる。そして、再びセンサ５５から微動の検出信号が入力されると、制御装置４１は、ステップＳ１から処理を再開する。これにより、制御装置４１は、微動を検出した際にワイヤ送給装置２５の駆動状態を停止または低速駆動に制御することと、ガイドチューブ３７の戻りを検知した際にワイヤ送給装置２５の駆動状態を元の駆動状態に復帰することとを交互に繰り返すことができる。
【００３１】
上述の通り、溶接ロボット１の制御装置４１は、上記微動が検出されている間は、サブ送給装置２９によるフィラーワイヤＦＷの送給を継続しつつ、ワイヤ送給装置２５の駆動を停止するか、或いは駆動状態を低速駆動に制御する。そして、当該微動が検出されなくなったとき、ワイヤ送給装置２５の駆動状態を元の駆動状態に復帰させる。
【００３２】
なお、上記微動が検出されてから次に検出されなくなるまでの間、即ち、ワイヤ送給装置２５の駆動状態が停止或いは低速駆動に制御されている間のワイヤ送給装置２５及びサブ送給装置２９の各々の送給速度は、上記条件Ａを満たす限り特に限定されない。また、サブ送給装置２９は、ワイヤ送給装置２５の駆動停止または低速駆動に関わりなく、予め設定された所定の送給速度でもってフィラーワイヤＦＷの送給を継続して行ってもよい。これにより、微動が生じた場合でも、フィラーワイヤＦＷを溶接位置に連続的に送給して、溶接を継続することができる。
【００３３】
また、低速駆動におけるワイヤ送給装置２５の送給速度は、元の駆動状態における送給速度に予め設定した減速比率を乗じた送給速度に設定してもよい。ここで、元の駆動状態における送給速度は、ワークＷに対するレーザ加工ヘッド１１の移動速度、即ち、溶接速度［ｍｍ／ｍｉｎ］に応じて定められており、溶接速度は、母材の板厚、材質、溶接継手形状などの溶接加工条件に応じて定められている。
【００３４】
減速比率は、フィラーワイヤＦＷの材質、直径等のフィラー情報に応じて設定することができる。例えば、減速比率は、フィラーワイヤＦＷの材質がアルミニウムであり、直径が０．２［ｍｍ］である場合は、８０［％］に設定できる。また、フィラーワイヤＦＷの材質がステンレス鋼（ＳＵＳ）であり、直径が０．３［ｍｍ］である場合は、５０［％］に設定できる。制御装置４１は、フィラー情報から減速比率を演算により求めてもよいし、マップから求めてもよい。
【００３５】
元の駆動状態における送給速度に減速比率を乗じたものを低速駆動における送給速度とすることで、低速駆動における送給速度を元の駆動状態の溶接速度に適合した送給速度とすることができる。また、上記のように減速比率を少なくともフィラーワイヤＦＷの材質及び直径に基づいて設定することで、より溶接加工条件に適した減速を行うことができる。なお、設定された減速比率は、作業者が適宜設定変更可能にするとよい。これにより、溶接加工条件や溶接速度に変更が生じた場合でも、作業者が変更後の条件に適したフィラーワイヤＦＷの送給速度を適時に設定することができる。
【００３６】
また、溶接ロボット１の制御装置４１は、サブ送給装置２９によるフィラーワイヤＦＷの送給を継続して行っている際に、ワイヤ送給装置２５の駆動状態を停止或いは低速駆動へ制御することと、元の駆動状態に復帰させることとを交互に繰り返してもよい。交互に繰り返すことで、ワイヤ送給装置２５とサブ送給装置２９との間に送給速度の誤差が存在する場合でも、溶接位置へのフィラーワイヤＦＷの供給を連続的に継続することができる。なお、制御装置４１は、ワイヤ送給装置２５の駆動を停止した後に続けて低速駆動に制御してもよいし、低速駆動に制御した後に続けて停止に制御してもよい。即ち、制御装置４１は、ワイヤ送給装置２５の駆動状態を停止に制御することと、低速駆動に制御することとを交互に繰り返してもよい。これにより、ガイドチューブ３７内のフィラーワイヤＦＷに付与される引張り力の大きさを時間的に変化させることで、フィラーワイヤＦＷのガイドチューブ３７への接触、押圧等をより効率的に解消することができる。
【００３７】
上記の通り、本実施形態では、ワイヤ送給装置２５がフィラーワイヤＦＷの送給を行っている際に、フィラーワイヤＦＷが、ガイドチューブ３７の内周面に接触してこれを送給方向Ｆに押進すると、微動検出器３９がガイドチューブ３７の微動を検出する。そして、ガイドチューブ３７の微動が検出されると、ワイヤ送給装置２５の駆動を停止するか、或いは、ワイヤ送給装置２５の駆動状態を低速駆動に制御する。この際、ガイドノズル２７側に設けられたサブ送給装置２９が継続して動作することで、フィラーワイヤＦＷは下流側から引っ張られ、ガイドチューブ３７の内周面への接触が解消され、押進も解消される。
【００３８】
従って、フィラーワイヤＦＷがガイドチューブ３７の内周面に接触して押進することに起因するガイドチューブ３７の損傷が防止される。具体的には、例えば、ガイドチューブ３７のライナーチューブの内周面にフィラーワイヤＦＷが接触することで、送給方向Ｆにライナーチューブが移動して、下巻線とライナーチューブとの間にずれが生じること等を防止することができる。これにより、フィラーワイヤＦＷの送給が過剰になり、ライナーチューブが大きく移動して、ガイドチューブ３７に損傷が生じること、を防止することができる。本実施形態によれば、溶接ロボットによる溶接を長時間継続して良好に行い得るものである。
【００３９】
微動検出器３９は、上記の通り、ワイヤ送給装置２５に設けられてもよい。ガイドチューブ３７に対してフィラーワイヤＦＷの送給方向Ｆに作用するスラストは、下流側よりも上流側で大きくなる傾向にある。微動検出器３９は、ガイドチューブ３７の上流側に位置するワイヤ送給装置２５に設けられているので、より効率的に微動を検出することができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、センサ５５を可動部材５１の周囲に複数備えている。従って、複数のセンサ５５のうち少なくとも１個が送給方向Ｆへの変位を検出した際はワイヤ送給装置２５の駆動状態を低速駆動にし、複数のセンサ５５の全てが送給方向Ｆへの変位を検出した際は駆動を停止することが可能である。このように、検出された変位の形態または大きさに応じてワイヤ送給装置２５の駆動モードを変更することで、フィラーワイヤＦＷのガイドチューブ３７への接触、押圧等をより効率的に解消することができる。なお、変位を検出したセンサ５５の個数とワイヤ送給装置２５の駆動モードとの関係は、上記に限らない。即ち、所定個数（例えば１個）のセンサ５５が変位を検出した際にワイヤ送給装置２５の駆動状態を低速駆動にし、当該所定個数よりも多い個数（例えば２個）のセンサ５５が変位を検出した際にワイヤ送給装置２５の駆動を停止するようにしてもよい。
【００４１】
ガイドチューブ３７の強度向上を図るために、ガイドチューブ３７の下巻線を太くすることも考えられるが、この場合、ガイドチューブ３７の重量が増大し、柔軟性も低下する恐れがある。そこで、図６に示すように、ガイドチューブ３７を例えばナイロンチューブ等の樹脂製チューブ６１に挿通し、ガイドチューブ３７の両端部に一体的に設けられた銅パイプ５７の外周面と、チューブ６１の両端部の内周面とを接着剤５９で一体的に接着してもよい。
【００４２】
図６の構成によれば、ガイドチューブ３７に掛かる負荷をチューブ６１とガイドチューブ３７とで分担することができるので、ガイドチューブ３７の引張強度の向上を図ることができる。従って、ワイヤ送給装置２５の送給速度がサブ送給装置２９の送給速度よりも大きいことに起因するガイドチューブ３７の損傷を抑制することができる。
【００４３】
以上、いくつかの実施形態について説明したが、各実施形態は、本開示の理解を容易にするために記載された単なる例示に過ぎない。本開示の技術的範囲は、上記実施形態で開示した具体的な技術事項に限らず、そこから容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。  
【００４４】
本出願は、２０１８年８月２日に出願された日本国特許願第２０１８−１４５９６５号に基づく優先権を主張しており、この出願の全内容が参照により本明細書に組み込まれる。
【符号の説明】
【００４５】
１  溶接ロボット
２５  ワイヤ送給装置
２７  ガイドノズル
２９  サブ送給装置
３７  ガイドチューブ
３９  微動検出器
４１  制御装置
４７  ベース部材
４９  弾性部材
５１  可動部材
５３  チューブ接続具
５５  センサ
Ｆ    送給方向
ＦＷ  フィラーワイヤ
【図１】
2020026750.tif 000003
【図２】
2020026750.tif 000004
【図３】
2020026750.tif 000005
【図４】
2020026750.tif 000006
【図５】
2020026750.tif 000007
【図６】
2020026750.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和2年2月14日(2020.2.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィラーワイヤの送給を行うワイヤ送給装置と、
前記フィラーワイヤを溶接位置へ案内するガイドノズルの近傍に設けられ、前記フィラーワイヤの送給を行うサブ送給装置と、
前記ワイヤ送給装置と前記サブ送給装置との間に設けられ、前記フィラーワイヤを案内するガイドチューブと、
前記ワイヤ送給装置側に付勢された可動部材に前記ガイドチューブを接続固定するチューブ接続具と、
前記可動部材の周囲に等間隔に複数設けられ、前記ワイヤ送給装置に対する前記可動部材の変位を検出するセンサと、
を備えた溶接ロボットにおける溶接方法であって、
前記ガイドチューブが前記フィラーワイヤの送給方向へ微動した際、前記ワイヤ送給装置に対する前記可動部材の姿勢が変位し、前記可動部材の周方向の一部分が前記ワイヤ送給装置から離間するように傾斜したことを前記センサの少なくともいずれか１個により検知し、前記可動部材５１の傾斜を検出することにより前記ガイドチューブの微動を検出する工程と、
前記フィラーワイヤの送給方向への前記ガイドチューブの前記微動を検知した際に、前記ワイヤ送給装置の駆動状態を停止または低速駆動に制御する工程と、及び
前記ガイドチューブの戻りを検知した際に、前記ワイヤ送給装置の駆動状態を元の駆動状態に復帰させる工程と、
を前記サブ送給装置による前記フィラーワイヤの送給を継続して行っている間に行うことを特徴とする溶接方法。
【請求項２】
前記ワイヤ送給装置の駆動状態が前記停止であるか前記低速駆動であるかに関わりなく、前記サブ送給装置は、予め設定された所定の送給速度でもって前記フィラーワイヤの送給を継続して行うことを特徴とする、請求項１に記載の溶接方法。
【請求項３】
フィラーワイヤの送給を行うワイヤ送給装置と、
前記フィラーワイヤを溶接位置へ案内するガイドノズルの近傍に設けられ、前記フィラーワイヤの送給を行うサブ送給装置と、
前記ワイヤ送給装置と前記サブ送給装置との間に設けられ、前記フィラーワイヤを案内するガイドチューブと、
前記フィラーワイヤの送給方向への前記ガイドチューブの微動と、前記ガイドチューブの戻りとを検出する微動検出器と、
前記微動検出器によって前記微動を検出した際に、前記ワイヤ送給装置の駆動状態を停止または低速駆動に制御し、前記微動検出器によって前記ガイドチューブの戻りを検知した際に、前記ワイヤ送給装置の駆動状態を元の駆動状態に復帰させる制御装置と、
を備えた溶接ロボットであって、
前記微動検出器が、
前記ワイヤ送給装置のケーシングに取付け自在なベース部材と、
複数の弾性部材によって前記ベース部材側へ付勢された可動部材と、
前記可動部材に前記ガイドチューブを接続固定するチューブ接続具と、
前記可動部材の周囲に等間隔に複数設けられ、前記ベース部材に対する前記可動部材の変位を検出するセンサと、
を備えたことを特徴とする溶接ロボット。
【請求項４】
前記微動検出器が前記ワイヤ送給装置に設けられたことを特徴とする、請求項３に記載の溶接ロボット。
【請求項５】
前記制御装置は、所定個数の前記センサが前記変位を検出した際は、前記ワイヤ送給装置の駆動状態を前記低速駆動にし、前記所定個数よりも多い個数の前記センサが前記変位を検出した際は、前記ワイヤ送給装置の駆動を停止することを特徴とする、請求項３に記載の溶接ロボット。
【請求項６】
前記制御装置は、前記ワイヤ送給装置の駆動状態が前記停止であるか前記低速駆動であるかに関わりなく、前記サブ送給装置は、予め設定された所定の送給速度でもって前記フィラーワイヤの送給を継続して行うことを特徴とする、請求項３に記載の溶接ロボット。
【請求項７】
前記制御装置は、前記元の駆動状態における前記フィラーワイヤの送給速度に予め定められた減速比率を乗じた送給速度を前記低速駆動における前記フィラーワイヤの送給速度とすることを特徴とする、請求項３に記載の溶接ロボット。
【請求項８】
前記減速比率は、少なくとも前記フィラーワイヤの材質及び直径に基づいて定められることを特徴とする、請求項７に記載の溶接ロボット。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
請求項１に記載の発明にあっては、フィラーワイヤの送給を行うワイヤ送給装置と、前記フィラーワイヤを溶接位置へ案内するガイドノズルの近傍に設けられ、前記フィラーワイヤの送給を行うサブ送給装置と、前記ワイヤ送給装置と前記サブ送給装置との間に設けられ、前記フィラーワイヤを案内するガイドチューブと、前記ワイヤ送給装置側に付勢された可動部材に前記ガイドチューブを接続固定するチューブ接続具と、前記可動部材の周囲に等間隔に複数設けられ、前記ワイヤ送給装置に対する前記可動部材の変位を検出するセンサと、を備えた溶接ロボットにおける溶接方法であって、前記ガイドチューブが前記フィラーワイヤの送給方向へ微動した際、前記ワイヤ送給装置に対する前記可動部材の姿勢が変位し、前記可動部材の周方向の一部分が前記ワイヤ送給装置から離間するように傾斜したことを前記センサの少なくともいずれか１個により検知し、前記可動部材５１の傾斜を検出することにより前記ガイドチューブの微動を検出する工程と、前記フィラーワイヤの送給方向への前記ガイドチューブの前記微動を検知した際に、前記ワイヤ送給装置の駆動状態を停止または低速駆動に制御する工程と、及び前記ガイドチューブの戻りを検知した際に、前記ワイヤ送給装置の駆動状態を元の駆動状態に復帰させる工程と、を前記サブ送給装置による前記フィラーワイヤの送給を継続して行っている間に行うことを特徴とする溶接方法である。
請求項２に記載の発明にあっては、前記ワイヤ送給装置の駆動状態が前記停止であるか前記低速駆動であるかに関わりなく、前記サブ送給装置は、予め設定された所定の送給速度でもって前記フィラーワイヤの送給を継続して行うことを特徴とする、請求項１に記載の溶接方法である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
請求項３に記載の発明にあっては、フィラーワイヤの送給を行うワイヤ送給装置と、前記フィラーワイヤを溶接位置へ案内するガイドノズルの近傍に設けられ、前記フィラーワイヤの送給を行うサブ送給装置と、前記ワイヤ送給装置と前記サブ送給装置との間に設けられ、前記フィラーワイヤを案内するガイドチューブと、前記フィラーワイヤの送給方向への前記ガイドチューブの微動と、前記ガイドチューブの戻りとを検出する微動検出器と、  前記微動検出器によって前記微動を検出した際に、前記ワイヤ送給装置の駆動状態を停止または低速駆動に制御し、前記微動検出器によって前記ガイドチューブの戻りを検知した際に、前記ワイヤ送給装置の駆動状態を元の駆動状態に復帰させる制御装置と、を備えた溶接ロボットであって、前記微動検出器が、前記ワイヤ送給装置のケーシングに取付け自在なベース部材と、複数の弾性部材によって前記ベース部材側へ付勢された可動部材と、 前記可動部材に前記ガイドチューブを接続固定するチューブ接続具と、前記可動部材の周囲に等間隔に複数設けられ、前記ベース部材に対する前記可動部材の変位を検出するセンサと、を備えたことを特徴とする溶接ロボットである。
請求項４に記載の発明にあっては、前記微動検出器が前記ワイヤ送給装置に設けられたことを特徴とする、請求項３に記載の溶接ロボットである。
請求項５に記載の発明にあっては、前記制御装置は、所定個数の前記センサが前記変位を検出した際は、前記ワイヤ送給装置の駆動状態を前記低速駆動にし、前記所定個数よりも多い個数の前記センサが前記変位を検出した際は、前記ワイヤ送給装置の駆動を停止することを特徴とする、請求項３に記載の溶接ロボットである。
請求項６に記載の発明にあっては、前記制御装置は、前記ワイヤ送給装置の駆動状態が前記停止であるか前記低速駆動であるかに関わりなく、前記サブ送給装置は、予め設定された所定の送給速度でもって前記フィラーワイヤの送給を継続して行うことを特徴とする、請求項３に記載の溶接ロボットである。
請求項７に記載の発明にあっては、前記制御装置は、前記元の駆動状態における前記フィラーワイヤの送給速度に予め定められた減速比率を乗じた送給速度を前記低速駆動における前記フィラーワイヤの送給速度とすることを特徴とする、請求項３に記載の溶接ロボットである。
請求項８に記載の発明にあっては、前記減速比率は、少なくとも前記フィラーワイヤの材質及び直径に基づいて定められることを特徴とする、請求項７に記載の溶接ロボットである。
【国際調査報告】
2020026750.tif 000009
2020026750.tif 000010