(57)【要約】【課題】溶接トーチ２の重量が増加して溶接トーチ２に作用するモーメントが大きくなっても、ショックセンサ２２が誤動作を起こさないアーク溶接システム２１を提供する。【解決手段】ロボット制御装置３１によって溶接ロボット１が制御され、ティーチペンダント３５から溶接ロボット１の動作がティーチングされ、溶接ロボット１の先端部に、ショックセンサ２２が設けられた溶接トーチ２が取り付けられたアーク溶接システム２１である。ティーチペンダント３５内の加圧力データ設定器３２によって、ショックセンサ２２のばね２３の加圧力データが設定される。ロボット制御装置３１内の駆動制御回路３４が、ばね加圧力データ設定器３２の出力信号を入力として駆動制御信号Ｓ１を出力する。駆動装置２５がショックセンサ２２に取り付けられて、駆動制御信号Ｓ１を入力としてばね２３の加圧力を調整する。【選択図】図１
2012200755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接ロボットと、
この溶接ロボットを制御するロボット制御装置と、
前記溶接ロボットの動作をティーチングするティーチペンダントと、
前記溶接ロボットの先端部に取り付けられ、ショックセンサが設けられた溶接トーチとを備えたアーク溶接システムにおいて、
ティーチペンダント内に設けられて、前記ショックセンサのばねの加圧力データが設定されるばね加圧力データ設定器と、
前記ロボット制御装置内に設けられて、前記ばね加圧力データ設定器の出力信号を入力として駆動制御信号を出力する駆動制御回路と、
前記ショックセンサに取り付けられて、前記駆動制御信号を入力として前記ばねの加圧力を調整する駆動装置と、
を備えたことを特徴とするアーク溶接システム。
【請求項２】
前記ロボット制御装置内に設けられて、溶接トーチの機種と前記ばねの加圧力との関係が保存された加圧力データベースを備え、
前記ばね加圧力データ設定器によって溶接トーチの機種が設定され、
前記駆動制御回路が、前記加圧力データ設定器の出力信号を入力として前記加圧力データベースから前記溶接トーチの機種に対応する前記ばねの加圧力を抽出して、前記駆動制御信号を出力することを特徴とする請求項１記載のアーク溶接システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ショックセンサが設けられた溶接トーチを、溶接ロボットの先端部に取り付けたアーク溶接システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、溶接の作業能率を向上させるために、溶接ロボットを用いて溶接を自動化することが広く行われている。図４は、多関節ロボットによる溶接ロボットを使用した一般的なアーク溶接システムの構成を示す図である。同図において、アーク溶接システム１１の溶接ロボット１の先端部に、溶接トーチ２が取り付けられ、ワイヤリール４に巻かれた溶接ワイヤ５が、溶接ロボット１に取り付けたワイヤ送給装置６によって一線式パワーケーブル３を通して溶接トーチ２に送給される。また、溶接用電源装置７から溶接トーチ２に電力が供給され、ガスボンベ８から溶接トーチ２にシールドガスが供給される。ティーチペンダント９からロボット制御装置１０に指令信号が入力され、このロボット制御装置１０からの制御信号が溶接ロボット１に入力されて、第１軸乃至第６軸から成る６つの軸を回転させて、溶接トーチ２の先端位置が制御される。同図において、括弧で示した符号は、後述する本発明のアーク溶接システムで使用する符号である。
【０００３】
図５は、従来技術のアーク溶接システムの溶接ロボットの先端部に取り付けられたショックセンサの構造を示す図である。同図において、溶接ロボット１の先端部にショックセンサ１２が取り付けられている。ショックセンサ１２のセンサボディ１３の基端部（Ｘ２方向）には図５に示した一線式パワーケーブル３の先端部が接続される。センサボディ１３の底部（Ｘ１方向）にはスイングシャフト１４の基端部（Ｘ２方向）が貫通されている。スイングシャフト１４の基端部には係止部１４ａが形成され、この係止部１４ａによってスイングシャフト１４は、センサボディ１３の軸芯部に沿って摺動可能に、かつセンサボディ１３の底部に対して揺動可能に支持されている。スイングシャフト１４の先端部（Ｘ１方向）には溶接トーチ２が取り付けられている。センサボディ１３の内部に円筒状の駒部材１５がセンサボディ１３の軸芯部に沿って摺動可能に収納されていて、この駒部材１５の内部には、駒部材１５をスイングシャフト１４側に付勢するばね１６が収納されている。
【０００４】
一線式パワーケーブル３にガイドされた溶接ワイヤ５は、センサボディ１３、駒部材１５、ばね１６及びスイングシャフト１４にそれぞれ設けられた貫通孔を通して溶接トーチ２に送給される。一線式パワーケーブル３によってセンサボディ１３に供給されたシールドガスは、駒部材１５及びスイングシャフト１４を通して溶接トーチ２に供給される。溶接トーチ２が物に当接して、スイングシャフト１４がばね１６の付勢力に抗して揺動又は摺動して駒部材１５を軸芯部に沿って移動させたときに、この移動がセンサボディ１３内に設けられたスイッチ１７によって検出される。これによって、非常停止信号がロボット制御装置１０へ送られ、溶接ロボット１を非常停止させることによって溶接トーチ２及び溶接ロボット１の損傷を防いでいる。また溶接トーチ２が物に当接したときに、ショックセンサ１２には、その当接による衝撃力がスイングシャフト１４及びばね１６によって吸収されるショックアブソーバの機能がある。（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１１２６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来技術のアーク溶接システム１１においては、工場出荷前に、溶接ロボット１の先端部に取り付けられる溶接トーチ２の重量に対応したショックセンサ１２のばね１６を選択して取り付けていた。そのために、工場出荷後に溶接作業者が溶接トーチ２をより重い溶接トーチ２に交換したり、レーザセンサ等を追加して取り付けたりした場合、ばね１６の加圧力が一定のために、溶接ロボット１を動作させたときに、溶接トーチ２に作用する力のモーメント（以下、モーメントという。）が大きくなってスイングシャフト１４が大きく振れることによって、ショックセンサ１２が誤動作を起こすときがあった。
【０００７】
本発明は、溶接トーチ２の重量が増加して溶接トーチ２に作用するモーメントが大きくなっても、ショックセンサが誤動作を起こすことがないアーク溶接システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、
溶接ロボットと、
この溶接ロボットを制御するロボット制御装置と、
前記溶接ロボットの動作をティーチングするティーチペンダントと、
前記溶接ロボットの先端部に取り付けられ、ショックセンサが設けられた溶接トーチとを備えたアーク溶接システムにおいて、
ティーチペンダント内に設けられて、前記ショックセンサのばねの加圧力データが設定されるばね加圧力データ設定器と、
前記ロボット制御装置内に設けられて、前記ばね加圧力データ設定器の出力信号を入力として駆動制御信号を出力する駆動制御回路と、
前記ショックセンサに取り付けられて、前記駆動制御信号を入力として前記ばねの加圧力を調整する駆動装置と、
を備えたことを特徴とするアーク溶接システムである。
【０００９】
請求項２の発明は、
前記ロボット制御装置内に設けられて、溶接トーチの機種と前記ばねの加圧力との関係が保存された加圧力データベースを備え、
前記ばね加圧力データ設定器によって溶接トーチの機種が設定され、
前記駆動制御回路が、前記加圧力データ設定器の出力信号を入力として前記加圧力データベースから前記溶接トーチの機種に対応する前記ばねの加圧力を抽出して、前記駆動制御信号を出力することを特徴とする請求項１記載のアーク溶接システムである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のアーク溶接システムは、工場出荷後に溶接作業者が溶接トーチ２をより重い溶接トーチ２に交換したり、レーザセンサ等を追加して取り付けたりした場合、ショックセンサ２２ばね２３の加圧力を、交換した溶接トーチ２やレーザセンサ等を追加したあとの重量に対応したばね２３の加圧力に調整することができる。従ってこの場合、溶接ロボット１を動作させたときに、溶接トーチ２に作用するモーメントが大きくなってスイングシャフト１４が大きく振れることによって、ショックセンサ１２が誤動作を起こすことがない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のアーク溶接システムの溶接ロボットの先端部に取り付けられたショックセンサの構造を示す図である。
【図２】本発明のアーク溶接システムの駆動装置を制御するためのブロック図である。
【図３】本発明のアーク溶接システムのショックセンサ内に設けられたばねの動作を説明する図である。
【図４】多関節ロボットによる溶接ロボットを使用した一般的なアーク溶接システムの構成を示す図である。
【図５】従来技術のアーク溶接システムの溶接ロボットの先端部に取り付けられたショックセンサの構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。図１は、本発明のアーク溶接システムの溶接ロボットの先端部に取り付けられたショックセンサの構造を示す図である。同図において、図５に示したアーク溶接システム２１の溶接ロボット１の先端部に取り付けられたショックセンサ２２のばね２３は、センサボディ２４内の駒部材１５に挿入されて、ばね２３の先端部（Ｘ１方向）が駒部材１５を介してスイングシャフトの係止部１４ａを押圧している。ばね２３の基端部（Ｘ２方向）には、ばね２３の長さを調整する駆動装置２５が取り付けられている。この駆動装置２５としては、例えば電動シリンダや、モータと変速ギヤと偏芯カムとからなるカム機構が使用される。
【００１３】
一線式パワーケーブル３内を挿通して来た溶接ワイヤ５の先端部がばね２３に挿入されるために、駆動装置２５は、溶接ワイヤ５の障害とならないように、ばね２３の軸芯部から外れた位置に設けられている。その他の機能は、図５に示した従来技術のアーク溶接システム１１の溶接ロボット１の先端部に設けられたショックセンサ１２の構造の同機能と同符号を付して、説明を省略する。
【００１４】
図２は、本発明のアーク溶接システムの駆動装置を制御するためのブロック図である。同図において、アーク溶接システム２１のティーチペンダント３５内に設けられたばね加圧力データ設定器３２によって、溶接トーチ２の機種やレーザセンサ等を追加するというデータが設定される。ロボット制御装置３１内に設けられた加圧力データベース３３には、溶接トーチ２の機種やレーザセンサ等を追加するというデータとばね２３の加圧力との関係が保存されている。ロボット制御装置３１内に設けられた駆動制御回路３４は、ばね加圧力データ設定器３２の出力信号を入力として、加圧力データベース３３から溶接トーチ２の機種やレーザセンサ等を追加するというデータに対応するばね２３の加圧力を抽出して、駆動制御信号Ｓ１を出力する。駆動装置２５は、駆動制御信号Ｓ１を入力として、ショックセンサ２２内に設けられたばね２３の長さを調整して加圧力を調整する。
【００１５】
以下、動作を説明する。溶接作業者が、溶接トーチ２を別の機種に交換したり、レーザセンサ等を追加したりしたあと、アーク溶接システム２１のティーチペンダント３５内に設けられたばね加圧力データ設定器３２によって、溶接トーチ２の機種やレーザセンサ等を追加するというデータを設定する。ロボット制御装置３１内に設けられた駆動制御回路３４は、ばね加圧力データ設定器３２の出力信号を入力として、加圧力データベース３３から溶接トーチ２の機種やレーザセンサ等を追加するというデータに対応するばね２３の加圧力を抽出して、駆動制御信号Ｓ１を出力する。駆動装置２５は、駆動制御信号Ｓ１を入力として、ショックセンサ２２内に設けられたばね２３の長さを調整して加圧力を調整する。
【００１６】
図３は、本発明のアーク溶接システムのショックセンサ内に設けられたばねの動作を説明する図であって、同図（Ａ）は、ばねの加圧力が大のときであり、同図（Ｂ）は、ばねの加圧力が小のときである。溶接トーチ２をより重い溶接トーチ２に交換したりして、溶接トーチ２に作用するモーメントが大になると、ショックセンサ２２が誤動作することがある。この誤動作を防ぐために、同図（Ａ）に示すように、駆動装置２５を駆動させて、ばね２３を圧縮させて自然の長さから予め定めた係数を掛けた長さまで圧縮して、ばね２３の加圧力を大に設定する。逆に、溶接トーチ２をより軽い溶接トーチ２に交換したりして、溶接トーチ２に作用するモーメントが小になると、ショックセンサ２２が誤動作することが少なくなるので、ショックセンサ２２の感度を上げるために、同図（Ｂ）に示すように、駆動装置２５を駆動させて、ばね２３の圧縮を小さくして自然の長さから予め定めた係数を掛けた長さまで伸ばして、ばね２３の加圧力を小に設定する。
【００１７】
この結果、工場出荷後に溶接作業者が溶接トーチ２をより重い溶接トーチ２に交換したり、レーザセンサ等を追加して取り付けたりした場合、ショックセンサ２２ばね２３の加圧力を、交換した溶接トーチ２やレーザセンサ等を追加したあとの重量に対応したばね２３の加圧力に調整することができる。従ってこの場合、溶接ロボット１を動作させたときに、溶接トーチ２に作用するモーメントが大きくなってスイングシャフト１４が大きく振れることによって、ショックセンサ１２が誤動作を起こすことがない。
【００１８】
上述した本発明のアーク溶接システム２１においては、ばね加圧力データ設定器３２によって、溶接トーチ２の機種やレーザセンサ等を追加するというデータを設定した。この代わりに、ばね加圧力データ設定器３２によっていくつかのばねの加圧力データを設定して、駆動制御回路がばね加圧力データ設定器３２の出力信号を入力として駆動制御信号を出力し、駆動装置が駆動制御信号を入力としてばねの加圧力を調整するようにしても良い。この場合、例えば、ばね２３の加圧力を実溶接時は第１のばねの加圧力に設定し、ティーチング時は第１のばねの加圧力よりも小さい第２のばねの加圧力に設定して、ティーチング時にショックセンサ２２の感度を高めても良い。
【００１９】
この結果、ティーチング時に、ショックセンサ２２のばね２３の加圧力を小さくして、ショックセンサ２２の感度を上げることで、より精度の高いティーチングを行うことができる。
【符号の説明】
【００２０】
１            溶接ロボット
２            溶接トーチ
３            一線式パワーケーブル
４            ワイヤリール
５            溶接ワイヤ
６            ワイヤ送給装置
７            溶接用電源装置
８            ガスボンベ
９            ティーチペンダント
１０            ロボット制御装置
１１            アーク溶接システム
１２            ショックセンサ
１３            センサボディ
１４            スイングシャフト
１４ａ            スイングシャフトの係止部
１５            駒部材
１６            ばね
１７            スイッチ
２１            アーク溶接システム
２２            ショックセンサ
２３            ばね
２４            センサボディ
２５            駆動装置
３１            ロボット制御装置
３２            加圧力データ設定器
３３            加圧力データベース
３４            駆動制御回路
３５            ティーチペンダント
Ｓ１            駆動制御信号
【図１】
2012200755.tif 000003
【図２】
2012200755.tif 000004
【図３】
2012200755.tif 000005
【図４】
2012200755.tif 000006
【図５】
2012200755.tif 000007