(57)【要約】【課題】  溶接ロボットを使用した消耗電極アーク溶接において、溶接終了時の溶接ワイヤ先端部に付着するスラグを除去して良好なアークスタート性を確保する。【解決手段】  本発明は、溶接ワイヤ１が突出した溶接トーチ４を載置するマニピュレータＲＭと、このマニピュレータＲＭを動作制御するロボット制御装置ＲＣとを具備したアーク溶接ロボットにおいて、前記マニピュレータＲＭの動作範囲内に設置され溶接ワイヤ先端部を研磨する研磨装置６を備え、前記ロボット制御装置ＲＣは、溶接トーチ４を移動させて溶接ワイヤ先端部を前記研磨装置６の研磨部に接触させ、続いて溶接ワイヤ先端部を前記研磨装置６の研磨部とこすり合わせて研磨し、続いて溶接トーチ４を前記研磨装置６から退避させる動作制御を行う、アーク溶接ロボットである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接ワイヤが突出した溶接トーチを載置するマニピュレータと、このマニピュレータを動作制御するロボット制御装置とを具備したアーク溶接ロボットにおいて、
前記マニピュレータの動作範囲内に設置され溶接ワイヤ先端部を研磨する研磨装置を備え、
前記ロボット制御装置は、溶接トーチを移動させて溶接ワイヤ先端部を前記研磨装置の研磨部に接触させ、続いて溶接ワイヤ先端部を前記研磨装置の研磨部とこすり合わせて研磨し、続いて溶接トーチを前記研磨装置から退避させる動作制御を行う、ことを特徴とするアーク溶接ロボット。
【請求項２】
前記研磨装置の設定場所を、溶接開始前又は溶接終了後の溶接トーチの移動経路近傍とする、ことを特徴とする請求項１記載のアーク溶接ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消耗電極アーク溶接において溶接ワイヤ先端部に付着したスラグを除去して良好なアークスタート性を得るためのアーク溶接ロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は、消耗電極アーク溶接を行うための一般的なアーク溶接ロボットのシステム構成図である。ロボット制御装置ＲＣは、予め教示された作業プログラムを記憶し、この作業プログラムに従ってマニピュレータＲＭを動作制御する動作制御信号Ｍｃを出力すると共に、溶接電源ＰＳを起動する起動信号Ｓｔを出力する。溶接電源ＰＳは、この起動信号Ｓｔを入力として、アーク溶接のための溶接電圧Ｖｗ及び溶接電流Ｉｗを出力すると共に、ワイヤ送給モータＭを制御する送給制御信号Ｆｃを出力する。マニピュレータＲＭは、上記のワイヤ送給モータＭ及び溶接トーチ４を載置し、上記の動作制御信号Ｍｃに従って溶接トーチ４を移動させる。
【０００３】
溶接ワイヤ１は、上記のワイヤ送給モータＭによって溶接トーチ４内を送給されて、母材２との間でアーク３が発生し溶接が行われる。母材２は、導電性の治具５の上に固定される。
【０００４】
図６は、１回の溶接が終了したときの溶接ワイヤ先端部を示す図である。溶接トーチ４の先端から溶接ワイヤ１が突出しており、溶接ワイヤ先端部１ａには絶縁物のスラグ１ｂが付着している。スラグ１ｂは、もともとは溶接ワイヤ１の成分であったものが溶接終了時に溶接ワイヤ先端部１ａに凝集したものである。このスラグ１ｂの付着は、フラックス入りワイヤを使用するときに特に多くなる。
【０００５】
溶接ワイヤ先端部１ａにスラグ１ｂが付着した状態で次の溶接を開始する場合、スラグ１ｂは絶縁物であるためにスラグ１ｂの付着状態によってはアークが発生せずアークスタートに失敗することがある。また、アークは発生するが、同時に大粒のスパッタを飛散させることも生じる。したがって、アークスタート性を良好にするために、溶接ワイヤ先端部１ａのスラグ１ｂを除去する従来技術が種々開示されている。以下、これら従来技術について説明する。
【０００６】
［従来技術１（特許文献１）］
図７は、従来技術１のスラグ除去方法を示す図である。従来技術１は、溶接開始時に溶接トーチ４の先端から突出した溶接ワイヤ１の先端部１ａを母材２と接触させ、溶接トーチ４を左右に振動させることによって溶接ワイヤ先端部１ａと母材２とをこすり合わせてスラグ１ｂを除去するものである。
【０００７】
［従来技術２（特許文献２）］
図８は、従来技術２のスラグ除去方法を示す図である。従来技術２は、溶接終了ごとに、ワイヤカット装置によって溶接トーチ４から突出した溶接ワイヤ１を途中で切断するものである。これにより、スラグ１ｂの付着していない溶接ワイヤ先端部１ａとなるので、良好なアークスタート性が得られる。
【０００８】
【特許文献１】特開平４−１４３０７４号公報
【特許文献２】特開平７−２８４９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した従来技術１では、溶接ワイヤ先端部を母材とこすり合わせてスラグを除去する。しかし、母材表面は滑らかであるために、溶接ワイヤ先端部に凝集してこびり付いたスラグは一部しか除去されない。このために、従来技術１のスラグ除去方法では、アークスタート性は少ししか改善されない。
【００１０】
上述した従来技術２では、溶接ワイヤ先端部を切断してスラグを除去する。この方法によれば、スラグは完全に除去することができる。しかし、従来技術２では、溶接ワイヤ先端部をワイヤカット装置の切断機構部に精密に移動させて切断する必要があり、作業に時間がかかる。さらに、ワイヤカット装置は汎用の装置ではなく専用装置であるために高価である。さらに、切断された溶接ワイヤ先端部は廃棄物として処理する必要がある。
【００１１】
そこで、本発明では、上述した課題を解決することができるアーク溶接ロボットを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するために、第１の発明は、溶接ワイヤが突出した溶接トーチを載置するマニピュレータと、このマニピュレータを動作制御するロボット制御装置とを具備したアーク溶接ロボットにおいて、
前記マニピュレータの動作範囲内に設置され溶接ワイヤ先端部を研磨する研磨装置を備え、
前記ロボット制御装置は、溶接トーチを移動させて溶接ワイヤ先端部を前記研磨装置の研磨部に接触させ、続いて溶接ワイヤ先端部を前記研磨装置の研磨部とこすり合わせて研磨し、続いて溶接トーチを前記研磨装置から退避させる動作制御を行う、ことを特徴とするアーク溶接ロボットである。
【００１３】
また、第２の発明は、前記研磨装置の設定場所を、溶接開始前又は溶接終了後の溶接トーチの移動経路近傍とする、ことを特徴とする第１の発明記載のアーク溶接ロボットである。
【発明の効果】
【００１４】
上記第１の発明によれば、溶接ワイヤ先端部を研磨装置の研磨部とこすり合わせて研磨し、スラグを除去することができる。スラグは溶接ワイヤ先端部に凝集してこびり付いているが、研磨部とこすり合わせることでスラグを略完全に除去することができる。さらに、研磨するだけなので、作業時間も短く、廃棄物も生じない。さらに、研磨装置は汎用品を使用することができるので安価である。
【００１５】
上記第２の発明によれば、上述した第１の発明の効果に加えて以下の効果を奏する。すなわち、第２の発明では、研磨装置を溶接開始前の移動経路又は溶接終了後の移動経路の近傍に設置する。これにより、研磨処理を行うときに余分に溶接トーチを移動させる必要がなくなり、溶接工程のタクトタイムが長くなるのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
【００１７】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係るアーク溶接ロボットのシステム構成図である。同図において研磨装置６以外は、上述した図５と同一であるので説明は省略する。研磨装置６は、マニピュレータＲＭの動作範囲内に設置され、溶接ワイヤ先端部を研磨するための研磨部を有する。この研磨装置６としては、ベルトグラインダ、ヤスリ等を使用する。同図では、研磨装置６を母材２と近接する治具５上に設置した例である。
【００１８】
図２は、本発明の実施の形態１に係る溶接ワイヤ先端部のスラグ除去処理を示すフローチャートである。同図は、ロボット制御装置ＲＣによるマニピュレータＲＭ（溶接トーチ４）の動作制御を示す。予め教示された作業プログラムからの研磨指令によってフローチャートの処理が開始される。
【００１９】
ステップＳＴ１において、ロボット制御装置ＲＣは、溶接トーチ４を移動させて溶接ワイヤ先端部１ａを研磨装置６の研磨部に接触させる。このときに、溶接終了時の溶接トーチ４から突出した溶接ワイヤ１の長さ（ワイヤ突出長さ）は、溶接電源ＰＳによる一般的なアンチスチック制御により略同一であるので、溶接ワイヤ先端部が研磨装置６の研磨部に接触するように予め教示することがでる。より正確に接触させるために、溶接ワイヤによって慣用技術のタッチセンシングを行っても良い。その他、汎用品の距離センサ、接触センサ等を利用しても良い。
【００２０】
ステップＳＴ２において、ロボット制御装置ＲＣは、溶接ワイヤ先端部１ａを研磨装置６の研磨部とこすり合わせて研磨し、スラグ１ｂを除去する。上述したように、スラグ１ｂは溶接ワイヤ先端部１ａに凝集してこびり付いているが、研磨部とこすり合わせることでスラグ１ｂを略完全に除去することができる。また、研磨するだけなので、廃棄物も生じない。また、研磨装置６は汎用品を使用することができるので安価である。特に、ヤスリを使用すれば非常に安価である。
【００２１】
ステップＳＴ３において、ロボット制御装置ＲＣは、溶接トーチ４を研磨装置６から退避させて処理を終了する。
【００２２】
図３は、溶接ワイヤ先端部１ａのスラグ１ｂがベルトグラインダ６１によって研磨されて除去される様子を示す模式図である。溶接ワイヤ先端部１ａがベルトグラインダ６１の研磨部とこすり合わされて、スラグ１ｂが除去される。
【００２３】
［実施の形態２］
図４は、本発明の実施の形態２に係るアーク溶接ロボットにおいて、研磨装置の設置場所を示す溶接トーチの移動経路図である。溶接開始前に、溶接トーチを待機位置Ｈｐから溶接開始位置Ｓｐに移動させる。続いて、この溶接開始位置Ｓｐでアークスタートさせた後、母材２を溶接しながら溶接トーチを溶接終了位置ＥＰに移動させて溶接を終了する。続いて、溶接終了後に、溶接トーチを待機位置Ｈｐに移動させる。これにより１回の溶接処理が終了する。
【００２４】
同図において、研磨装置を溶接開始前の移動経路ＨＰ→Ｓｐ又は溶接終了後の移動経路Ｅｐ→Ｈｐの近傍に設置する。これにより、研磨処理を行うときに余分に溶接トーチを移動させる必要がなくなり、溶接工程のタクトタイムが長くなるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１に係るアーク溶接ロボットのシステム構成図である。
【図２】実施の形態１に係る溶接ワイヤ先端部のスラグ除去処理を示すフローチャートである。
【図３】実施の形態１において、溶接ワイヤ先端部１ａのスラグ１ｂがベルトグラインダ６１によって研磨されて除去される様子を示す模式図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るアーク溶接ロボットにおいて、研磨装置の設置場所を示す溶接トーチの移動経路図である。
【図５】従来技術において、消耗電極アーク溶接を行うための一般的なアーク溶接ロボットのシステム構成図である。
【図６】従来技術において、１回の溶接が終了したときの溶接ワイヤ先端部を示す図である。
【図７】従来技術１のスラグ除去方法を示す図である。
【図８】従来技術２のスラグ除去方法を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１            溶接ワイヤ
１ａ            溶接ワイヤ先端部
１ｂ            スラグ
２            母材
３            アーク
４            溶接トーチ
５            治具
６            研磨装置
６１            ベルトグラインダ
ＥＰ            溶接終了位置
Ｆｃ            送給制御信号
ＨＰ            待機位置
Ｉｗ            溶接電流
Ｍ            ワイヤ送給モータ
Ｍｃ            動作制御信号
ＰＳ            溶接電源
ＲＣ            ロボット制御装置
ＲＭ            マニピュレータ
Ｓｐ            溶接開始位置
Ｓｔ            起動信号
Ｖｗ            溶接電圧
【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】
2007175730.tif 000008
【図７】
2007175730.tif 000009
【図８】
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