(57)【要約】【課題】作業者が溶接品質を的確かつ容易に把握できる溶接システムを提供するものである。【解決手段】ロボット1と、ロボット1をプログラムに基づいて制御するロボット制御装置4と、ロボット1の動作情報を入力するペンダント6と、ロボットに接続したアーク溶接装置3とを備え、溶接を施工する溶接システムにおいて、溶接状態量を検出する溶接状態量検出部10と、溶接状態量を所定の範囲毎の頻度を算出して分布を作成する状態量分布作成部25と、状態量分布作成部25の結果を表示する表示部19とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットと、前記ロボットをプログラムに基づいて制御するロボット制御装置と、前記ロボットの動作情報を入力するペンダントと、前記ロボットに接続したアーク溶接装置とを備え、溶接を施工する溶接システムにおいて、
溶接状態量を検出する溶接状態量検出部と、
前記溶接状態量を所定の範囲毎の頻度を算出して分布を作成する状態量分布作成部と、
前記状態量分布作成部の結果を表示する表示部とを備えることを特徴とする溶接システム。
【請求項２】
前記状態量検出部の出力を所定周波数以下の成分のみ抽出するフィルタ部とを備え、
前記フィルタ部の出力を前記状態量分布作成部の入力とすることを特徴とする請求項１記載の溶接システム。
【請求項３】
前記表示部は、前記状態量分布作成部の頻度に応じて、濃淡階調または色階調を関連付けて表示することを特徴とする請求項１乃至請求項２記載の溶接システム。
【請求項４】
前記プログラムは、前記状態量分布作成部の結果を保存する命令を含むことを特徴とする請求項１乃至３記載の溶接システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットと溶接電源を組み合わせて溶接を施工する溶接システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の溶接システムを図７に示す。ロボット1には、溶接トーチ2が取り付けられ、溶接電流は溶接電源3からワイヤ送給装置7を経て、溶接トーチ2に供給される。ロボット制御装置4はインターフェースケーブル8を介して溶接電源3と接続されている。溶接電源3で検出された溶接電流値及び溶接電圧値などの実溶接条件は、インターフェースケーブル8を介してロボット制御装置4に伝えられる。ロボット制御装置4には、作業者がロボット1の動作情報等を入力するティーチペンダント6が接続されている。
そして、溶接中の少なくとも溶接電流を含む実溶接条件の平均値をティーチペンダントにアナログ表示される技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特許第３１０６８０２号公報（第２頁右列第４２行〜第３頁左列第３行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
以上に述べた従来のロボット制御装置の問題点は、溶接条件の平均値しか表示できず、実際の溶接品質については、平均値だけではなく、溶接電流値の分布が重要である。
例えば、図８に示すように溶接ワイヤ30は、当初は、トーチの先端に設けられたチップ31を介して給電点33で給電される。しかし、溶接の累積回数が増加する度に、給電点は磨耗するために、給電点33は、給電点32、給電点34のように複数の給電点でその給電する領域が広がる。つまり、給電点32で給電される場合には、溶接電流値は、低くなり、給電点34で給電される場合には、溶接電流値は高くなる。
このように磨耗した場合には、給電点が32、33、34とばらつく。これは、ワイヤ30の曲がりくせと、チップの磨耗に依存する。それゆえ、ロボットと溶接ワイヤの送給経路の変化により、給電点が変動し、溶接が乱れる。この場合、給電点32、33、34が均等な位置であり、また、各給電点で同じ確率で給電された場合には、溶接電流値の平均値は、給電点32で給電された場合と同じになる。つまり、給電点が変化すれば、溶接電流値は不安定となるが、溶接電流値の平均値は安定した値をとることになる。
よって、溶接電流値などの溶接状態量の平均値のみでは溶接品質を確認できない、という問題があった。
【０００４】
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、作業者が溶接品質を的確かつ容易に把握できる溶接システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１記載の溶接システムは、ロボットと、前記ロボットをプログラムに基づいて制御するロボット制御装置と、前記ロボットの動作情報を入力するペンダントと、前記ロボットに接続したアーク溶接装置とを備え、溶接を施工する溶接システムにおいて、溶接状態量を検出する溶接状態量検出部と、前記溶接状態量を所定の範囲毎の頻度を算出して分布を作成する状態量分布作成部と、前記状態量分布作成部の結果を表示する表示部とを備えることを特徴とするものである。
【０００６】
本発明の請求項２記載の溶接システムは、前記状態量検出部の出力を所定周波数以下の成分のみ抽出するフィルタ部とを備え、前記フィルタ部の出力を前記状態量分布作成部の入力とすることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の請求項３記載の溶接システムは、前記表示部は、前記状態量分布作成部の度数に応じて、濃淡階調または色階調を関連付けて表示することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の請求項４記載の溶接システムは、前記プログラムは、前記状態量分布作成部の結果を保存する命令を含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、溶接電流または溶接電圧等の溶接状態量の分布を統計的に把握できるため、作業者が溶接品質を的確かつ容易に把握できるという、格段の効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態として図１〜図７に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１に、実施例１のシステム構成図を示す。手先部に溶接トーチ2が設けれているロボット1は、ロボット制御装置4により制御されている。また、溶接電源3は、ロボット制御装置4の溶接指令に基づいて溶接を実行する。このとき、溶接電源3は、ロボット1のアーム上に取り付けられたワイヤ送給装置7へ送給速度指令を発し、溶接ワイヤを溶接トーチ2へ送給する。ペンダント6は、ロボット制御装置4にインターフェースケーブル5を介して接続されている。ペンダント6は、ロボット1を操作するために必要な入力部として操作キー、ロボットプログラムやロボットの状態などを表示する表示部19を備えている。また、ロボットを直ちに停止させる非常停止ボタンも備えている。また、操作者の安全を確保するために、デッドマンスイッチが、握り部に備え付けれている。
溶接電源3は、実際の溶接状態量を溶接状態量検出部10により検出する。溶接状態量検出部10は、溶接電流値を検出する溶接電流値検出部11、溶接電圧検出部12、ワイヤ送給速度検出部13を含んでいる。
【００１２】
実際の溶接作業の流れに沿って本実施例を説明する。教示時の作業を以下に説明する。作業者は、溶接作業を行うワーク100を載置台101に設置する。その後、溶接施工を行う溶接線を教示する。このとき、図２に示すように、溶接線の位置は、溶接開始命令ＡＲＣＯＮと溶接終了命令ＡＲＣＯＦではさまれるようにプログラムされている。また、溶接開始命令ＡＲＣＯＮには、溶接条件ＡＣ、ＡＶが付加され、ＡＣは設定電流値、ＡＶは設定電圧値を設定しておく。
図２に示したロボット1の移動命令は、ＭＯＶＪが関節補間、ＭＯＶＬが直線補間であり、目標点までの位置に各補間動作を行うように動作指令がされるものである。
このようにして、作成されたロボットプログラムは、プログラム格納領域16に格納されている。
【００１３】
上記のプログラムを実行する場合について、以下に説明する。この実行とは、プレイバック運転と教示モードでの確認運転を含む。起動信号が入信されると、プログラム実行部17は、プログラム格納領域16から指定されたプログラムを実行する。
その後、ＡＲＣＯＮ命令で設定されている溶接条件をロボット通信処理部15に出力する。溶接が実行されて溶接電流値、溶接電圧値、ワイヤ送給速度が、夫々溶接状態量検出部10にて検出される。また、溶接現象は、アーク開始時点からある一定時間は、溶接が安定しないため、アーク開始後、所定の時間を経過した後、状態検出部10の溶接状態量を取得する。溶接状態量検出部10は、溶接通信処理部14に溶接状態量を出力する。溶接通信処理部14は、ロボット制御装置4に接続されたインターフェースケーブル8を介して、ロボット通信処理部15に溶接状態量を送信する。
【００１４】
ロボット通信処理部15は、受信した溶接状態量を状態量分布作成部25に出力する。状態量分布作成部25では、溶接電流値を１Ａ毎に区分する。詳細は、図３に基づいて説明する。
図３(a)が現在の状態とする。図３（ｂ）では、例えば、２５５．６Ａの溶接電流値が検出されたとする。この場合２５５．０Ａ〜２５６．０Ａの範囲の階級の頻度が１つ増加する。
このようにして、状態量分布作成部25では、階級と頻度により、溶接電流値の分布を作成する。
【００１５】
状態量分布作成部25で作成された溶接電流値分布は、ペンダント処理部18に出力される。ペンダント処理部18は、ペンダント6の表示部19に図４に示すように電流値分布を表示する。縦軸の頻度については、全サンプリング数に対する割合（％）で表示してもよい。また、最も頻度の高い階級について、濃淡を濃く表示し、順に薄く表示することで、さらに、作業者にわかりやすくすることもできる。また、図４には、溶接電流値の例を表示したが、溶接電圧値、ワイヤ送給速度でも同様な表示をすることができる。
【実施例２】
【００１６】
本発明の実施例２を図５に示して説明する。本実施例では、実施例１と異なる部分についてのみ詳細に説明する。本実施例では、フィルタ部26をロボット制御装置4内に設けることである。
溶接状態量が溶接通信処理部14からインターフェースケーブル8を介してロボット通信処理部15に伝送される。この通信レートは、１ｋＨｚ〜１００Ｈｚ程度である。この周波数の溶接電流値は、非常に乱雑なデータが混入しており、データを解析する上では、有用なデータは得られない。
本実施例では、ロボット通信処理部15で受信したデータをフィルタ部26にてフィルタ処理を行う。フィルタ処理後の溶接状態量を状態量分布作成部25に出力する。
【００１７】
フィルタ部26のフィルタとしては、ＩＩＲ型の２次フィルタを用いる。例えば、バタワース型ローパスフィルタを施すことにより、遮断周波数以下の周波数成分を取り出すことが可能となる。
フィルタ部26では、サンプリング周波数をロボット通信処理部15の伝送レートとすると、１０００Ｈｚのサンプリング周波数で取得された溶接状態量を２０Ｈｚ程度の周波数で遮断する。溶接品質においては、さまざまな周波数が特定の溶接品質と関連していると言われており、目的に応じて、遮断周波数を変更することができる。
フィルタ部26の出力は、実施例１と同様に状態量分布作成部25に出力され、以下、実施例１と同様に処理される。
【実施例３】
【００１８】
本発明の実施例では、ロボットの命令により、溶接電流値を保存するものである。これは、図６に示すように、ＡＲＣＯＮ命令のオペランドにＳＡＶＥをつけることで実現する。このＳＡＶＥがあることで、状態量分布作成部で作成された電流値分布は、システムに予め設定された領域になるまで、ロボットプログラムの名称及び実行時間とともにロボット制御装置内の記憶領域に保存されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
ロボットと溶接電源を組み合わせて溶接を施工する溶接システムに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例１のシステム構成図
【図２】本発明の実施例１のロボットプログラム例
【図３】本発明の実施例１の電流値分布の説明図
【図４】本発明の実施例１の表示部の例
【図５】本発明の実施例２のシステム構成図
【図６】本発明の実施例３のロボットプログラム例
【図７】従来技術の構成図
【図８】従来技術の給電に関する説明図
【符号の説明】
【００２１】
1：ロボット
2：溶接トーチ
3：溶接電源
4：ロボット制御装置
6：ペンダント
7：ワイヤ送給装置
10：溶接状態量検出部
11：溶接電流検出部
12：溶接電圧検出部
13：ワイヤ送給速度検出部
19：表示部
25: 状態量分布作成部
【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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