(57)【要約】【課題】多関節ロボットを用いて高品質な溶接を実現するロボット溶接制御装置を提供する。【解決手段】先端に溶接トーチ９を装着できるロボット１０と、ロボット１０を制御するロボット制御装置と、ワイヤ２１を格納するワイヤ格納部１と、溶接トーチ９にワイヤ２１を送給するワイヤ送給装置８と、ワイヤ２１と母材の間に電力を供給する溶接電源とを備え、溶接トーチ９を教示された溶接線に基づいて移動させ溶接を行うロボット溶接制御装置において、ワイヤ格納部１からワイヤ送給装置８までのワイヤ２１の送給経路長を調整する伸縮部４と、ワイヤ送給装置８とは別体であってワイヤ２１の送給を補助するモータ１５を有するアシストワイヤ送給装置装置２を備え、アシストワイヤ送給装置装置２は、伸縮部４の出力に基づいてモータ１５を制御する。【選択図】図１
2006326679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に溶接トーチを装着できるロボットと、前記ロボットを制御するロボット制御装置と、ワイヤを格納するワイヤ格納部と、前記溶接トーチに前記ワイヤを送給するワイヤ送給装置と、前記ワイヤと母材の間に電力を供給する溶接電源とを備え、前記溶接トーチを教示された溶接線に基づいて移動させ溶接を行うロボット溶接制御装置において、
前記ワイヤ格納部から前記ワイヤ送給装置までの前記ワイヤの送給経路長を調整する伸縮部と、
前記ワイヤ送給装置とは別体であって前記ワイヤの送給を補助するモータを有するアシストワイヤ送給装置とを備え、
前記アシストワイヤ送給装置は、前記伸縮部の出力に基づいて前記モータを制御することを特徴とするロボット溶接制御装置。
【請求項２】
前記伸縮部は、前記ワイヤの送給方向に沿って伸縮動作するスライダと、前記スライダの伸縮状態を検出するセンサを備え、前記センサによる検出結果を前記アシストワイヤ送給装置への指令として出力することを特徴とする請求項１記載のロボット溶接制御装置。
【請求項３】
前記伸縮部は、前記ワイヤの送給経路長が所定の送給経路長より短い場合に、前記アシストワイヤ送給装置へ前記モータの駆動指令を出力することを特徴とする請求項１記載のロボット溶接制御装置。
【請求項４】
前記伸縮部は、前記ワイヤの送給経路長が所定の送給経路長より長い場合に、前記アシストワイヤ送給装置へ前記モータの停止指令を出力することを特徴とする請求項１記載のロボット溶接制御装置。
【請求項５】
前記アシストワイヤ送給装置は、前記ワイヤ送給装置の最大ワイヤ送給速度以上の速度で前記ワイヤを送給することを特徴とする請求項１記載のロボット溶接制御装置。
【請求項６】
前記モータはブレーキ回路に接続され、前記伸縮部が前記モータの停止指令を出力すると、前記ブレーキ回路が作動して前記モータは急停止することを特徴とする請求項１記載のロボット溶接制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットを動作させて溶接を行うロボット溶接制御装置に係わり、特にワイヤ送給経路長を調整する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多関節ロボットを用いた溶接に適用するワイヤ送給装置の従来例を図７に示す。
多関節溶接ロボット１０の先端アームに、溶接トーチ９とプルローラとプルモータとからなる第１の送給装置５２を取り付ける。また、ロボット１０のアーム上にプッシュローラとプッシュモータとからなる第２の送給装置５８を取り付ける。
さらに、ロボット１０の近傍にスタンド５を立て、これにワイヤリール１を取り付ける。ワイヤリール１から第２の送給装置５８により引き出されたワイヤをコンジットケーブル７によって第１の送給装置５２に導くという構成になっている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２４６４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、以上に述べた従来の溶接用ワイヤ供給装置は、モータ制御回路５３にて第１の送給装置５８および第２の送給装置５２を同期制御する必要があり、システムが複雑になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、システムを複雑にすることなくワイヤ送給を適切に行い、高品質な溶接を実現するロボット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】
【０００６】
上記問題を解決するため、本発明は次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、先端に溶接トーチを装着できるロボットと、前記ロボットを制御するロボット制御装置と、ワイヤを格納するワイヤ格納部と、前記溶接トーチに前記ワイヤを送給するワイヤ送給装置と、前記ワイヤと母材の間に電力を供給する溶接電源とを備え、前記溶接トーチを教示された溶接線に基づいて移動させ溶接を行うロボット溶接制御装置において、前記ワイヤ格納部から前記ワイヤ送給装置までの前記ワイヤの送給経路長を調整する伸縮部と、前記ワイヤ送給装置とは別体であって前記ワイヤの送給を補助するモータを有するアシストワイヤ送給装置とを備え、前記アシストワイヤ送給装置は、前記伸縮部の出力に基づいて前記モータを制御することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記伸縮部は、前記ワイヤの送給方向に沿って伸縮動作するスライダと、前記スライダの伸縮状態を検出するセンサを備え、前記センサによる検出結果を前記アシストワイヤ送給装置への指令として出力することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、前記伸縮部は、前記ワイヤの送給経路長が所定の送給経路長より短い場合に、前記アシストワイヤ送給装置へ前記モータの駆動指令を出力することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、前記伸縮部は、前記ワイヤの送給経路長が所定の送給経路長より長い場合に、前記アシストワイヤ送給装置へ前記モータの停止指令を出力することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、前記アシストワイヤ送給装置は、前記ワイヤ送給装置の最大ワイヤ送給速度以上の速度で前記ワイヤを送給することを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、前記モータはブレーキ回路に接続され、前記伸縮部が前記モータの停止指令を出力すると、前記ブレーキ回路が作動して前記モータは急停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ワイヤ送給を適切に制御して確実にアークを発生させ、その後もアークを安定させることができるので速やかに溶接本条件への移行を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１４】
本発明の第１実施例を図１〜図３に基づいて説明する。図１は本発明に係わるロボット溶接制御装置を適用した溶接用多関節ロボットシステムの構成図であり、図２は伸縮部４およびその周辺装置の断面図であり、図３はアシストワイヤ送給装置２内のモータの制御回路の構成を示す図である。
【００１５】
図１において、１０は多関節ロボットであって、位置および姿勢の６自由度以上の制御量を図示しないロボット制御装置により制御される。多関節ロボット１０のアーム先端にはメインワイヤ送給装置８が搭載されている。さらに先端部にはトーチ９が取り付けられている。図示しない溶接電源は、このメインワイヤ送給装置８が備えるモータを制御する送給駆動部を備える。
本発明は、図７に示した従来のワイヤ送給装置に加え、メインワイヤ送給装置８とアシストワイヤ送給装置２との間に伸縮部４を新たに設けたことを特徴とする。
さらに、図７に示した従来のワイヤ送給装置と比較して、制御ボックス３はメインワイヤ送給装置８を制御する必要がなく、アシストワイヤ送給装置２との同期制御を行わずに
適切なワイヤ送給を行うことができる。
【００１６】
図２に示すように、伸縮部４はフレーム３５と、ワイヤ２１が通るワイヤガイド３３と、その外側に設けられ、伸縮動作するスライダ３０と、そのスライダ３０の固定端を規制するストッパ３６と、スライダ３０をストッパ３６に押し当てる方向に力が働くバネ３１と、スライダ３０を支えるリニアガイド３４と、フレーム３５内に設定されたスライダ３０の伸縮状態検出用のセンサ３２とから構成される。
【００１７】
フレーム３５の一端には、アシストワイヤ送給装置２に連結するためのアダプタ３７が取り付けられている。またフレーム３５の他端には、メインワイヤ送給装置８へワイヤ２１を送るコンジットケーブル７を取り付けるためのネジ溝が加工されている。
また、アシストワイヤ送給装置２にはワイヤ送給用のローラ２０とローラ２０を駆動するモータ１５、およびモータ１５を制御する制御部５０が組み込まれている。ただし図２においてはモータ１５および制御部５０は図示されていない。
【００１８】
図３は、アシストワイヤ送給装置２内のモータ１５の動作模式図であり、制御部５０は伸縮部４内のセンサ３２のＯＮ／ＯＦＦによりモータ１５を制御する。
モータ制御部５０は、アシストワイヤ送給装置２が、既知のメインワイヤ送給装置８によるワイヤ２１の最大送給速度以上の一定速度でワイヤ２１を送給するよう速度制御を行い、モータ１５へ指令を出す。
【００１９】
以下、本発明による具体的なワイヤ送給について説明を行う。
制御ボックス３の図示しない主電源をＯＮすると、伸縮部４内のスライダ３０がバネ３１の伸びようとする力に押されてストッパ３６とリニアガイド３４が接触する方向にある場合、センサ３２がＯＮ状態となり、モータ制御部５０の指令によってアシストワイヤ送給装置２に組み込まれたモータ１５が回転し、ローラ２０によりワイヤ２１が伸縮部４方向へ送り出される。
ワイヤ２１が送り出されると、伸縮部４内のスライダ３０がバネ３１を縮ませる方向にスライドし、スライダ３０のスライド量が一定量を超え、センサ３２がＯＦＦしたところで、モータ制御部５０によってアシストワイヤ送給装置２内のモータ１５への回転指令がＯＦＦされる。このときバネ２１の伸力によりスライダ３０が縮む方向に、すなわちワイヤ２１がメインワイヤ送給装置８側へ押し出される方向に力を保持したまま静止状態となる。
【００２０】
図示しない溶接電源は、ロボット制御装置からの指令を受けてメインワイヤ送給装置８が備える図示しないモータに起動指令を出力する。メインワイヤ送給装置８がワイヤ送給を開始すると、伸縮部４内のバネ３１が伸びようとする力により、ワイヤ２１にメインワイヤ送給装置８方向へ押し出そうとする力が働き、メインワイヤ送給装置８からスムーズにワイヤ２１が引き出される。その後ワイヤ２１が引き出され続けると、スライダ３０はストッパ３６がリニアガイド３４とぶつかる方向（伸縮部４が縮む方向）へとスライドし、センサ３２がＯＮ状態となり、モータ制御部５０の指令によってアシストワイヤ送給装置２内のモータ１５が回転し、ローラ２０によりワイヤ２１が伸縮部４方向へ送り出される。前述のように、アシストワイヤ送給装置２のワイヤ２１の送給速度はメインワイヤ送給装置８の送給速度より大きく設定されているので、その後スライダ３０は伸縮部４内のバネ２１を縮ませる方向にスライドし、スライダ３０のスライド量が一定量を超えセンサ３２がＯＦＦしたところでモータ制御部５０によってアシストワイヤ送給装置２内のモータ１５への回転指令がＯＦＦされる。
メインワイヤ送給装置８が送給を継続している場合、スライダ３０は再びストッパ３６がリニアガイド３４とぶつかる方向（伸縮部４が縮む方向）へとスライドし、センサ３２がＯＮ状態となり、モータ制御部５０の指令によってアシストワイヤ送給装置２内のモータ１５が回転し、ローラ２０によりワイヤ２１が伸縮部４方向へ送り出される。以降この動作が繰り返される。
このようにしてメインワイヤ送給装置８に対し常に適切なワイヤ送給を行うことができる。
【実施例２】
【００２１】
本発明の第２の実施例を図４に基づいて説明する。図４は本発明に係るロボット溶接制御装置を適用した溶接用多関節ロボットシステムの構成図であり、前述の図１と同じ部分には同一の符号を使用している。
本実施例の溶接用多関節ロボットシステムは、図４に示すようにメインワイヤ送給装置８を多関節ロボット１０のアーム上に設けたことを特徴とする。その他の構成については第１実施例と同じであるため、説明を省略する。
本実施例によると、メインワイヤ送給装置８を多関節ロボット１０のアーム上に設けることにより過般重量の小さいロボットであっても適用できるという効果がある。
【実施例３】
【００２２】
本発明の第３の実施例を図５に基づいて説明する。図５は本発明に係るロボット溶接制御装置を適用した溶接用多関節ロボットシステムの構成図であり、前述の図１と同じ部分には同一の符号を使用している。
本実施例の溶接用多関節ロボットシステムは、伸縮部４をロボット１０のアーム上等、第１実施例よりもメインワイヤ送給装置８近くに設けたことを特徴とする。その他の構成については第１実施例と同じであるため、説明を省略する。
本実施例によると、伸縮部４を第１実施例よりもメインワイヤ送給装置８近くに設けることによりアシスト効果が高まりメインワイヤ送給装置８を小型化できるという効果がある。
【実施例４】
【００２３】
本発明の第３の実施例を図６に基づいて説明する。図６は、アシストワイヤ送給装置２内のアシストワイヤ送給装置用モータ１５とその制御部５０内の回路図であり、前述の図３と同じ部分には同一の符号を使用している。
本実施例のモータ制御部５０は、その制御回路にブレーキ回路用スイッチ６２を設けたことを特徴とする。以下本発明による具体的なモータ制御について説明を行う。
制御ボックス３の図示しない主電源をＯＮすると、伸縮部４内のスライダ３０がバネ３１の伸びようとする力に押されてストッパ３６とリニアガイド３４が接触する方向にある場合、センサ３２がＯＮ状態となり、メイン回路用スイッチ６１がＯＮし、アシストワイヤ送給装置２内のモータ１５が回転し、ローラ２０によりワイヤ２１が伸縮部４方向へ送り出される。
ワイヤ２１が送り出されると、伸縮部４内のスライダ３０がバネ３１を縮ませる方向にスライドし、スライダ３０のスライド量が一定量を超え、センサ３２がＯＦＦしたところで、メイン回路用スイッチ６１がＯＦＦし、アシストワイヤ送給装置２内のモータ１５への回転指令がＯＦＦされる。同時に、ブレーキ回路用スイッチ６２をＯＮさせ、モータ１５が惰性で回転することにより発電される電力をモータ１５へ戻すことにより逆転の力が働きモータ１５は急停止する。以降、第１実施例と同様にこの動作が繰り返される。
本発明によると、アシストワイヤ送給装置用モータ１５の惰走量を減らすことが可能となるため、伸縮部４を第１実施例より小型化できるという効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、多関節ロボットを用いた溶接制御装置に広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施例におけるシステム構成図
【図２】伸縮部およびその周辺装置の断面図
【図３】アシストワイヤ送給装置用モータの動作模式図
【図４】本発明の第２実施例におけるシステム構成図
【図５】本発明の第３実施例におけるシステム構成図
【図６】本発明の第４実施例におけるモータ制御部内の回路図
【図７】従来のワイヤ送給装置によるシステム構成図
【符号の説明】
【００２６】
１  ワイヤリール
２  アシストワイヤ送給装置
３  制御ボックス
４  伸縮部
５  ケーブルスタンド
６  ケーブルクランプ
７  コンジットケーブル
８  メインワイヤ送給装置
９  トーチ
１０  多関節ロボット
１２  中間アーム
１５  アシストワイヤ送給装置用モータ
２０  ローラ
２１  ワイヤ
３０  スライダ
３１  バネ
３２  センサ
３３  ワイヤガイド
３４  リニアガイド
３５  フレーム
３６  ストッパ
３７  アダプタ
５０  モータ制御部
５２  第１のワイヤ送給装置
５３  モータ制御回路
５８  第２のワイヤ送給装置
６１  メイン回路用スイッチ
６２  ブレーキ回路用スイッチ
６３  ブレーキ回路
【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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