JPH0825021B2 - 多層盛溶接ロボツトの制御装置 - Google Patents
多層盛溶接ロボツトの制御装置Info
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- JPH0825021B2 JPH0825021B2 JP62085098A JP8509887A JPH0825021B2 JP H0825021 B2 JPH0825021 B2 JP H0825021B2 JP 62085098 A JP62085098 A JP 62085098A JP 8509887 A JP8509887 A JP 8509887A JP H0825021 B2 JPH0825021 B2 JP H0825021B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は多層盛溶接ロボットの制御装置に係り、特
に、溶接条件設定の簡略化による溶接技術の脱技能化対
策に関する。
に、溶接条件設定の簡略化による溶接技術の脱技能化対
策に関する。
(従来の技術) 従来より、多層盛溶接を行う多層盛溶接ロボットの制
御装置として、例えば、特開昭59−50969号公報に開示
される如く、多層盛溶接の各パス毎に、溶接トーチの狙
い位置、溶接トーチの角度、溶接電流値、溶接電圧値、
溶接速度、ウィービング幅、停止時間、ウィービング周
波数、…等をすべて入力する方式、あるいは、例えば特
開昭60−37274号公報に開示される如く、多層盛溶接の
条件を設定すると、その条件に基づき1層目以降の多層
盛溶接を行うに必要な溶接電流値、溶接電圧値、溶接速
度などを自動的に演算して、その演算した値に応じて多
層盛溶接作業を制御しようとする方式が知られている。
御装置として、例えば、特開昭59−50969号公報に開示
される如く、多層盛溶接の各パス毎に、溶接トーチの狙
い位置、溶接トーチの角度、溶接電流値、溶接電圧値、
溶接速度、ウィービング幅、停止時間、ウィービング周
波数、…等をすべて入力する方式、あるいは、例えば特
開昭60−37274号公報に開示される如く、多層盛溶接の
条件を設定すると、その条件に基づき1層目以降の多層
盛溶接を行うに必要な溶接電流値、溶接電圧値、溶接速
度などを自動的に演算して、その演算した値に応じて多
層盛溶接作業を制御しようとする方式が知られている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記従来の方式のうち前者のもので
は、各層ごとの溶接条件を溶接作業者が入力する必要が
あるが、そのような作業条件を選定するには、豊富な経
験と熟練とを必要とし、簡易に使用できるところまで脱
技能化が進んでいないという問題がある。
は、各層ごとの溶接条件を溶接作業者が入力する必要が
あるが、そのような作業条件を選定するには、豊富な経
験と熟練とを必要とし、簡易に使用できるところまで脱
技能化が進んでいないという問題がある。
また、上記後者のものでは、上記のような問題を解決
しようとするものではあるが、多層盛溶接に必要な入力
されるべき基本条件として開先形状しか開示されておら
ず、しかも、具体的な演算手段の内容が開示されていな
いところから、実際に多層盛溶接作業の自動化を図るに
十分な機能を果たし得ないものである。
しようとするものではあるが、多層盛溶接に必要な入力
されるべき基本条件として開先形状しか開示されておら
ず、しかも、具体的な演算手段の内容が開示されていな
いところから、実際に多層盛溶接作業の自動化を図るに
十分な機能を果たし得ないものである。
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その
目的は、入力されるべき基本条件として多層盛溶接につ
いての経験をほとんど必要としない溶接パラメータを豊
富な実験データから決定し、該基本条件を入力すれば、
最適な溶接作業条件が決定されて溶接ロボットにより多
層盛溶接が自動的に行われるよう制御して多層盛溶接作
業の自動化と多層盛溶接作業条件決定の脱技能化とをは
かることにある。
目的は、入力されるべき基本条件として多層盛溶接につ
いての経験をほとんど必要としない溶接パラメータを豊
富な実験データから決定し、該基本条件を入力すれば、
最適な溶接作業条件が決定されて溶接ロボットにより多
層盛溶接が自動的に行われるよう制御して多層盛溶接作
業の自動化と多層盛溶接作業条件決定の脱技能化とをは
かることにある。
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するため本発明の第1の解決手段は、
第1図に示すように、被溶接体に複数のビード層を積層
する作業を自動的に行う多層盛溶接ロボットの制御装置
として、被溶接体の形状,種類、積層方式及び溶接電流
モードを基本条件として入力する基本条件入力手段(1
0)と、該基本条件の組み合わせに対する、多層盛溶接
の各パス毎のトーチ狙い位置、溶接電流値、溶接電圧
値、溶接速度およびウィービング条件等の溶接作業条件
の適正条件をあらかじめ設定して記憶する記憶手段(1
1)と、上記記憶手段(11)の記憶内容に基づいて、上
記基本条件入力手段(10)で入力された基本条件に適合
した上記溶接作業条件の適正条件を演算する演算手段
(12)と、該演算手段(12)で演算された溶接作業条件
の適正条件に基づいて多層盛溶接ロボットを制御する制
御手段(13)とを設ける構成としたものである。
第1図に示すように、被溶接体に複数のビード層を積層
する作業を自動的に行う多層盛溶接ロボットの制御装置
として、被溶接体の形状,種類、積層方式及び溶接電流
モードを基本条件として入力する基本条件入力手段(1
0)と、該基本条件の組み合わせに対する、多層盛溶接
の各パス毎のトーチ狙い位置、溶接電流値、溶接電圧
値、溶接速度およびウィービング条件等の溶接作業条件
の適正条件をあらかじめ設定して記憶する記憶手段(1
1)と、上記記憶手段(11)の記憶内容に基づいて、上
記基本条件入力手段(10)で入力された基本条件に適合
した上記溶接作業条件の適正条件を演算する演算手段
(12)と、該演算手段(12)で演算された溶接作業条件
の適正条件に基づいて多層盛溶接ロボットを制御する制
御手段(13)とを設ける構成としたものである。
本発明の第2の解決手段は、上記第1の解決手段に加
え、溶接中における既溶接部のビード層の厚さを検出す
るアークセンサと、上記アークセンサで検出される既溶
接部のビード層の厚さと上記演算手段(12)で演算され
た適正条件から定まるビード層の厚さとの差に応じて、
上記演算手段(12)で演算される適正条件を修正する条
件修正手段とをさらに設けたものである。
え、溶接中における既溶接部のビード層の厚さを検出す
るアークセンサと、上記アークセンサで検出される既溶
接部のビード層の厚さと上記演算手段(12)で演算され
た適正条件から定まるビード層の厚さとの差に応じて、
上記演算手段(12)で演算される適正条件を修正する条
件修正手段とをさらに設けたものである。
(作用) 以上の構成により、第1の発明では、多層盛溶接の作
業時、基本条件入力手段(10)から被溶接体の形状,種
類、積層方式及び溶接電流モードに関する基本条件が入
力されると、記憶手段(11)の記憶内容に基づいて、演
算手段(12)により多層盛溶接のトーチ狙い位置、溶接
電圧値、溶接速度、ウィービング条件などの標準溶接条
件の適正条件が演算され、該演算結果に応じて制御手段
(13)により多層盛溶接ロボットの動作が制御され、多
層盛溶接作業が自動的に行われる。
業時、基本条件入力手段(10)から被溶接体の形状,種
類、積層方式及び溶接電流モードに関する基本条件が入
力されると、記憶手段(11)の記憶内容に基づいて、演
算手段(12)により多層盛溶接のトーチ狙い位置、溶接
電圧値、溶接速度、ウィービング条件などの標準溶接条
件の適正条件が演算され、該演算結果に応じて制御手段
(13)により多層盛溶接ロボットの動作が制御され、多
層盛溶接作業が自動的に行われる。
そのとき、溶接作業者が入力しなければならない基本
条件はほとんど多層盛溶接作業についての経験と熟練と
を必要としないものに単純化,標準化されている。した
がって、多層盛溶接作業の自動化と溶接作業条件決定の
脱技能化とが実現されることになる。
条件はほとんど多層盛溶接作業についての経験と熟練と
を必要としないものに単純化,標準化されている。した
がって、多層盛溶接作業の自動化と溶接作業条件決定の
脱技能化とが実現されることになる。
第2の発明では、アークセンサで検出される既溶接部
のビード厚さが演算手段(12)で演算した適正条件によ
り定まる値からずれている場合、条件修正手段によって
演算手段(12)の演算結果が修正されるので、溶接作業
のバラツキによって生じうる誤差が是正され、特に適正
な溶接作業が行われることになる。
のビード厚さが演算手段(12)で演算した適正条件によ
り定まる値からずれている場合、条件修正手段によって
演算手段(12)の演算結果が修正されるので、溶接作業
のバラツキによって生じうる誤差が是正され、特に適正
な溶接作業が行われることになる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。第2
図および第3図は本発明の実施例に係る可搬走行型多層
盛溶接ロボットシステムの概略構成を示し、(1)はア
ーム部に溶接用トーチ(2)を有するロボット本体であ
って、該ロボット本体(1)はガイドレール(3)の上
をガイドレール(3)に沿って(T軸方向)往復摺動す
るとともに、アーム部は、上記ガイドレール(3)方向
(T軸方向)とは直交する水平方向(X軸方向)および
垂直方向(Z軸方向)に往復摺動し、さらに、上記トー
チ(2)はアーム部に対し水平軸(S軸)回りに回動
し、以上によって、上記トーチ(2)は互いに直交する
X、Z、T軸の位置および垂直軸との傾き角αが調節可
能になされている。
図および第3図は本発明の実施例に係る可搬走行型多層
盛溶接ロボットシステムの概略構成を示し、(1)はア
ーム部に溶接用トーチ(2)を有するロボット本体であ
って、該ロボット本体(1)はガイドレール(3)の上
をガイドレール(3)に沿って(T軸方向)往復摺動す
るとともに、アーム部は、上記ガイドレール(3)方向
(T軸方向)とは直交する水平方向(X軸方向)および
垂直方向(Z軸方向)に往復摺動し、さらに、上記トー
チ(2)はアーム部に対し水平軸(S軸)回りに回動
し、以上によって、上記トーチ(2)は互いに直交する
X、Z、T軸の位置および垂直軸との傾き角αが調節可
能になされている。
また、第2図において、(5)は装置全体の制御盤、
(6)はガスボンベ、冷却水源、電力電源等に接続され
たトーチ(2)の出力電源装置、(7)は上記出力電源
装置(6)にガスホース(C1)、冷却水ホース(C2)、
パワーケーブル(C3)、送給制御ケーブル(C4)等の配
線、配管類を介して接続されるとともに、それらの長さ
を調節し、さらに、それらを集約してなる一本のコンジ
ットケーブル(C0)を介して上記トーチ(2)と接続さ
れるワイヤ送給装置である。また、(C5)は上記制御盤
(5)とロボット本体(1)とを信号の授受可能に制御
するメイン制御ケーブル、(C6)は制御盤(5)と出力
電源装置(6)とを信号の授受可能に接続する信号線で
ある。
(6)はガスボンベ、冷却水源、電力電源等に接続され
たトーチ(2)の出力電源装置、(7)は上記出力電源
装置(6)にガスホース(C1)、冷却水ホース(C2)、
パワーケーブル(C3)、送給制御ケーブル(C4)等の配
線、配管類を介して接続されるとともに、それらの長さ
を調節し、さらに、それらを集約してなる一本のコンジ
ットケーブル(C0)を介して上記トーチ(2)と接続さ
れるワイヤ送給装置である。また、(C5)は上記制御盤
(5)とロボット本体(1)とを信号の授受可能に制御
するメイン制御ケーブル、(C6)は制御盤(5)と出力
電源装置(6)とを信号の授受可能に接続する信号線で
ある。
そして、上記制御盤(5)には装置全体の制御を行う
制御装置(8)が内蔵され、制御盤(5)のケーシング
上部の前面にはブラウン管よりなる表示装置(9)が設
けられており、さらに、制御盤(5)には遠隔操作によ
り制御盤(5)内部の制御装置(8)に指令信号を出力
するとともに、多層盛溶接を行うに必要な積層パス数の
単複選択、溶接電流値の選択、被溶接体の開先形状およ
び裏当の有無もしくは種類等の基本条件を入力する基本
条件入力手段としての教示ボックス(10)が信号線を介
して接続されている。
制御装置(8)が内蔵され、制御盤(5)のケーシング
上部の前面にはブラウン管よりなる表示装置(9)が設
けられており、さらに、制御盤(5)には遠隔操作によ
り制御盤(5)内部の制御装置(8)に指令信号を出力
するとともに、多層盛溶接を行うに必要な積層パス数の
単複選択、溶接電流値の選択、被溶接体の開先形状およ
び裏当の有無もしくは種類等の基本条件を入力する基本
条件入力手段としての教示ボックス(10)が信号線を介
して接続されている。
第1図は上記制御装置(8)の内部構成および外部の
各機器との信号接続を概略的に示し、(11)は上記教示
ボックス(10)から入力される多層盛溶接を行うに必要
な上記基本条件をパラメータとした「多層盛溶接の各パ
ス毎のトーチ狙い位置、溶接電流値、溶接電圧値、溶接
速度およびウィービング条件」等の溶接作業条件をあら
かじめ設定して記憶する記憶手段としてのROM、(12)
は上記教示ボックス(10)の指令に応じ、上記ROM(1
1)の記憶内容に基づいて、入力された基本条件に適合
する標準作業条件すなわち溶接の各パス毎の「多層盛溶
接の各パス毎のトーチ狙い位置、溶接電流値、溶接電圧
値、溶接速度およびウィービング条件」等を演算する演
算手段としての演算装置、(13)は該演算手段(12)で
演算された標準作業条件に基づいて多層盛溶接ロボット
を制御する制御手段としてのCPUである。そして、(1
5)は上記CPU(13)の制御信号を受けて、その内容を言
語信号に変換する信号変換装置であって、該信号変換装
置(15)により変換された言語信号に応じて、その内容
が上記表示装置(8)で表示されるようになされてい
る。
各機器との信号接続を概略的に示し、(11)は上記教示
ボックス(10)から入力される多層盛溶接を行うに必要
な上記基本条件をパラメータとした「多層盛溶接の各パ
ス毎のトーチ狙い位置、溶接電流値、溶接電圧値、溶接
速度およびウィービング条件」等の溶接作業条件をあら
かじめ設定して記憶する記憶手段としてのROM、(12)
は上記教示ボックス(10)の指令に応じ、上記ROM(1
1)の記憶内容に基づいて、入力された基本条件に適合
する標準作業条件すなわち溶接の各パス毎の「多層盛溶
接の各パス毎のトーチ狙い位置、溶接電流値、溶接電圧
値、溶接速度およびウィービング条件」等を演算する演
算手段としての演算装置、(13)は該演算手段(12)で
演算された標準作業条件に基づいて多層盛溶接ロボット
を制御する制御手段としてのCPUである。そして、(1
5)は上記CPU(13)の制御信号を受けて、その内容を言
語信号に変換する信号変換装置であって、該信号変換装
置(15)により変換された言語信号に応じて、その内容
が上記表示装置(8)で表示されるようになされてい
る。
なお、(14)は書き込まれた制御プログラム等を記憶
するRAMである。
するRAMである。
以下、予め上記ROM(11)に設定されている上記基本
条件をパラメータとした溶接作業条件の内容について説
明する。
条件をパラメータとした溶接作業条件の内容について説
明する。
まず、積層パス数として、第4図又は第5図に示す1
層1パス又は1層多パスの2種類の積層方式のうちいず
れかの選択、溶接電流値Aiとして高電流モードの電流値
AH、中電流モードの電流値AM、低電流モードの電流値AL
のいずれかの選択が行われる。また、被溶接体の開先形
状として、第6図〜第8図にそれぞれ示すレ型、V型お
よび水平隅肉の3種類の開先形状に応じて、レ型および
V型については板厚t、開先角度θ、ルートフェイス
R、ルートギャップGの値、水平隅肉については被溶接
体の脚長XおよびZの値が入力される。
層1パス又は1層多パスの2種類の積層方式のうちいず
れかの選択、溶接電流値Aiとして高電流モードの電流値
AH、中電流モードの電流値AM、低電流モードの電流値AL
のいずれかの選択が行われる。また、被溶接体の開先形
状として、第6図〜第8図にそれぞれ示すレ型、V型お
よび水平隅肉の3種類の開先形状に応じて、レ型および
V型については板厚t、開先角度θ、ルートフェイス
R、ルートギャップGの値、水平隅肉については被溶接
体の脚長XおよびZの値が入力される。
そして、上記ROM(11)には、選択された溶接電流値Ai
に対する溶接電圧値Vおよび溶接速度vの値が下記第1
表のように予め設定されている。
に対する溶接電圧値Vおよび溶接速度vの値が下記第1
表のように予め設定されている。
I.1層多パスの積層方式の時 溶接電圧Vおよび溶接速度vの値は、上記第1表にし
たがって決定される。なお、ウィービングは行わない。
たがって決定される。なお、ウィービングは行わない。
II.1層1パスの積層方式の時 溶接電圧値Vは上記第1表と同じ値に設定されてい
る。そして、溶接速度vは開先形状に応じて一義的に定
まる各層におけるウィービング幅Wnと溶接電流値Aiとの
関数として求められるように設定されている。すなわ
ち、 v=f(Ai,Wn) ただし、ウィービング幅Wnが大きくなるときには溶接
速度vが小さくなるように、すなわちウィービング幅Wn
が変化しても略一定のビード厚さΔT(後述)が得られ
るように設定されている。なお、ウィービング速度vwは
高電流モードの電流値AHおよび中電流モードの電流値AM
に対してはvw1、低電流モードの電流値ALに対してはvw2
とそれぞれ一定に定められている。
る。そして、溶接速度vは開先形状に応じて一義的に定
まる各層におけるウィービング幅Wnと溶接電流値Aiとの
関数として求められるように設定されている。すなわ
ち、 v=f(Ai,Wn) ただし、ウィービング幅Wnが大きくなるときには溶接
速度vが小さくなるように、すなわちウィービング幅Wn
が変化しても略一定のビード厚さΔT(後述)が得られ
るように設定されている。なお、ウィービング速度vwは
高電流モードの電流値AHおよび中電流モードの電流値AM
に対してはvw1、低電流モードの電流値ALに対してはvw2
とそれぞれ一定に定められている。
そして、上記によって、溶接電流値A、溶接電圧値
V、溶接速度vが定まると、単位長さ当りの溶着金属量
が定まるので、その結果から、被溶接体の各層を溶接し
たときのビード厚さΔT(第4図および第5図参照)が
求まることになり、その値が予めROM(11)に設定され
ている。
V、溶接速度vが定まると、単位長さ当りの溶着金属量
が定まるので、その結果から、被溶接体の各層を溶接し
たときのビード厚さΔT(第4図および第5図参照)が
求まることになり、その値が予めROM(11)に設定され
ている。
以上が多層盛溶接の一般的な作業条件であるが、多層
盛溶接を行うに当たっては、初層、中間層および最終の
仕上げ層に対して各々別個のプログラムに応じた作業条
件が設定されている。以下、説明する。
盛溶接を行うに当たっては、初層、中間層および最終の
仕上げ層に対して各々別個のプログラムに応じた作業条
件が設定されている。以下、説明する。
A.初層における作業条件 初層における作業条件は、被溶接体の開先形状のうち
のルートギャップGと、裏当の有無もしくはその種類に
対して以下のように一義的に設定されている。
のルートギャップGと、裏当の有無もしくはその種類に
対して以下のように一義的に設定されている。
(1)裏当がないとき V=V0 v=v0 1層1パスで溶接するが、ウィービングは行わない。
ここで、V=V0,v=v0は予め求められた初層溶接条件値
である。但し、G>G0(G0は上記V0,v0で溶け落ちない
最大のルートギャップ幅)では作業条件として不適当な
ためエラー表示がなされる。
ここで、V=V0,v=v0は予め求められた初層溶接条件値
である。但し、G>G0(G0は上記V0,v0で溶け落ちない
最大のルートギャップ幅)では作業条件として不適当な
ためエラー表示がなされる。
(2)裏当金(同種類の金属)の時 (a)G≦G1(G1はストレート溶接の時の標準ビード
幅)の時 上記第1表のV,vの値に従い、ウィービングは行わな
い。
幅)の時 上記第1表のV,vの値に従い、ウィービングは行わな
い。
(b)G1<G≦G2(G2はV,vに対応した最大ウィービン
グ幅)の時 上記1層1パス方式における(1)式の条件にしたが
って、ウィービングを行う。
グ幅)の時 上記1層1パス方式における(1)式の条件にしたが
って、ウィービングを行う。
ただし、G>G2ではエラー表示をする。
(3)裏当材(セラミック材料)の時 V=V2 v=v2 W=W2 の条件でウィービングを行なう。
ここで、V2,v2,W2は使用する裏当材に対して予め求
められた最適溶接条件である。ただし、G<G3およびG
>G4(G3,G4はそれぞれ使用する裏当材に対して予め求
められた最適なルートギャップ範囲の最小および最大
幅)では、エラー表示をする。
められた最適溶接条件である。ただし、G<G3およびG
>G4(G3,G4はそれぞれ使用する裏当材に対して予め求
められた最適なルートギャップ範囲の最小および最大
幅)では、エラー表示をする。
なお、既に一部溶接済みの被溶接体についても多層盛
溶接を行うことができ、そのときは、既溶接部分の幅E0
に応じて、以下のように作業条件が設定されている。
溶接を行うことができ、そのときは、既溶接部分の幅E0
に応じて、以下のように作業条件が設定されている。
(4)E0≦E1(E1はストレート溶接時の標準ビード幅)
の時 上記(2)の(a)と同じ条件が設定されている。
の時 上記(2)の(a)と同じ条件が設定されている。
(5)E1<E0≦E2(E2はウィービング溶接が可能な最大
幅)の時 上記(2)の(b)と同じ条件が設定されている。
幅)の時 上記(2)の(b)と同じ条件が設定されている。
(6)E>E2の時 エラー表示(溶接不可能) B.中間層における溶接条件 (イ)1層1パス積層方式による時 上記(1)式にしたがったウィービング条件に応じて
各層毎に多層盛溶接を行うように設定されている。
各層毎に多層盛溶接を行うように設定されている。
(ロ)1層多パス積層方式による時 第9図に示すように、中間n層目の溶接部分の幅を
En、各パス毎のX方向のシフト量をΔx、各層における
パス数をmとすると、m回のシフトによる溶接を行った
時、溶接部分の幅Enがシフト量ΔXで割り切れるとは希
であり、ほとんどの場合端数(余り)が生じる。この余
り(未溶接部分)と、壁面にアンダーカットが生じない
ように定められた定数Kとの差値rは下記(2)式で表
される。
En、各パス毎のX方向のシフト量をΔx、各層における
パス数をmとすると、m回のシフトによる溶接を行った
時、溶接部分の幅Enがシフト量ΔXで割り切れるとは希
であり、ほとんどの場合端数(余り)が生じる。この余
り(未溶接部分)と、壁面にアンダーカットが生じない
ように定められた定数Kとの差値rは下記(2)式で表
される。
r=(En−m・Δx)−K (2) ここに、Kは溶接を開始する位置と被溶接体の壁面と
の距離であって、壁面にアンダカット等が発生しないよ
うに求められた経験値である。また、上記シフト量Δx
は、電流条件により、高電流時には、ΔxH(高電流に対
応した標準ビード幅)、中電流時にはΔxM(中電流に対
応した標準ビード幅)、低電流時にはΔxL(低電流に対
応した標準ビード幅)に設定されている。
の距離であって、壁面にアンダカット等が発生しないよ
うに求められた経験値である。また、上記シフト量Δx
は、電流条件により、高電流時には、ΔxH(高電流に対
応した標準ビード幅)、中電流時にはΔxM(中電流に対
応した標準ビード幅)、低電流時にはΔxL(低電流に対
応した標準ビード幅)に設定されている。
そして、差値rの値に応じて、以下のように溶接処理
が行われるように設定されている。
が行われるように設定されている。
(a)−K<r<0の時 次の層の溶接に移行する。
(b)0≦r≦Δx−Kの時 (m+1)パス目の溶接を行う。
そのとき、トーチ(2)の傾き角αは、レ型および水
平隅肉についてはその開先形状に応じて定められてい
る。なお、V型の時には、トーチ(2)は垂直方向に立
てるように設定されている。
平隅肉についてはその開先形状に応じて定められてい
る。なお、V型の時には、トーチ(2)は垂直方向に立
てるように設定されている。
C.最終仕上げ層における溶接処理 第10図に示すように(但し、レ型開先形状の場合のみ
例示する)、開先上端の幅をE、既溶接部分の上面から
開先上端までの距離をdとすると、距離dの値に応じ
て、以下のように最終仕上げを行うように設定されてい
る(各開先形状について共通)。
例示する)、開先上端の幅をE、既溶接部分の上面から
開先上端までの距離をdとすると、距離dの値に応じ
て、以下のように最終仕上げを行うように設定されてい
る(各開先形状について共通)。
(1)1層1パス積層方式の時 (a)0<d<d1(d1は最終層の溶接条件に対する標準
ビード高さの50%程度の値)の時 (E−e)mmのウィービング幅で1パス溶接仕上げを
行う。ここで、eは最終仕上りビード形状を考慮した一
定値である。
ビード高さの50%程度の値)の時 (E−e)mmのウィービング幅で1パス溶接仕上げを
行う。ここで、eは最終仕上りビード形状を考慮した一
定値である。
(b)d1≦d≦d2(d2は最終層の溶接条件に対する標準
ビード高さの75%程度の値)の時 2パス仕上げによる。1パス目はその前のパスと同じ
ウィービング条件で溶接を行い、2パス目は1パス目よ
り所定値だけ広いウィービング幅で溶接を行う。
ビード高さの75%程度の値)の時 2パス仕上げによる。1パス目はその前のパスと同じ
ウィービング条件で溶接を行い、2パス目は1パス目よ
り所定値だけ広いウィービング幅で溶接を行う。
(c)d2≦d≦d3(但し、d3は次層のZ軸シフト量)の
時 2パス仕上げによる。1パス目は開先形状に基づく計
算値のウィービング幅Wnに応じて溶接を行い、2パス目
は1パス目より所定値だけ広いウィービング幅で溶接を
行う。
時 2パス仕上げによる。1パス目は開先形状に基づく計
算値のウィービング幅Wnに応じて溶接を行い、2パス目
は1パス目より所定値だけ広いウィービング幅で溶接を
行う。
(d)d>d3の時 d≦d3になるまで通常の条件で溶接を行い、その後、
上記(a)〜(c)のいずれかの場合に応じて上記設定
条件で溶接を行う。
上記(a)〜(c)のいずれかの場合に応じて上記設定
条件で溶接を行う。
(2)1層多パス積層方式の時 (a)d≦d1の時 溶接電流値にかかわらず1層仕上げを行う。
(b)d1≦d≦d3の時 溶接電流値に応じて、高電流値のときには溶接速度を
所定速度だけ下げて1層仕上げを行い、中電流値又は低
電流値の時には通常の条件で1層仕上げを行う。
所定速度だけ下げて1層仕上げを行い、中電流値又は低
電流値の時には通常の条件で1層仕上げを行う。
(c)d>d3の時 d≦d3になるまで通常の条件で溶接を行い、d≦d3に
なると、上記各条件(a)〜(b)に応じて1層仕上げ
を行う。
なると、上記各条件(a)〜(b)に応じて1層仕上げ
を行う。
なお、さらに、ユーザーの希望に応じて最終仕上げ後
さらに溶接して溶接部分を盛上げるいわゆる余盛を形成
できるようにもなされている。
さらに溶接して溶接部分を盛上げるいわゆる余盛を形成
できるようにもなされている。
そして、上記ROM(11)には、基本条件の組み合わせ
に対する,溶接作業条件の適正条件(適正値)があらか
じめ設定されている。
に対する,溶接作業条件の適正条件(適正値)があらか
じめ設定されている。
以上のように、予め多層盛溶接の作業条件を設定され
ているROM(11)の記憶内容に基づいて、多層盛溶接の
作業時、上記教示ボックス(10)から溶接の基本条件、
作業条件等が対話方式により入力されると、演算装置
(12)により多層盛溶接作業として最適と思われる標準
作業条件が演算される。次頁の第2表は、この演算結果
に基づき決定された溶接作業条件の適正値の例を示し、
この第2表の内容は後述のように表示装置(9)に表示
される。そして、この演算結果に応じてCPU(13)によ
りロボット本体(1)のX,Z,T軸方向に沿った運動と、
トーチ(2)の傾き角αとが制御されるとともに、トー
チ(2)の溶接出力が出力電源装置(6)を介して制御
され、溶接作業が行われる。
ているROM(11)の記憶内容に基づいて、多層盛溶接の
作業時、上記教示ボックス(10)から溶接の基本条件、
作業条件等が対話方式により入力されると、演算装置
(12)により多層盛溶接作業として最適と思われる標準
作業条件が演算される。次頁の第2表は、この演算結果
に基づき決定された溶接作業条件の適正値の例を示し、
この第2表の内容は後述のように表示装置(9)に表示
される。そして、この演算結果に応じてCPU(13)によ
りロボット本体(1)のX,Z,T軸方向に沿った運動と、
トーチ(2)の傾き角αとが制御されるとともに、トー
チ(2)の溶接出力が出力電源装置(6)を介して制御
され、溶接作業が行われる。
以下、その制御内容について、第11図のフローチャー
トに基づき説明する。
トに基づき説明する。
ステップS1で多層盛溶接作業を行うためのプログラム
を読み出すべきか否かを判別し、NOであればステップS2
で多層盛溶接を行う被溶接体の種類に従っていずれかの
開先形状を選択し、それぞれの開先形状に応じて、以下
のように基本条件の入力を行う。すなわち、V型の開先
形状を選択した場合、表示装置(9)の表示画面に示さ
れたV型開先形状(第7図参照)の各部位に対応する被
溶接体の実際の寸法および条件に応じて、ステップS3で
板厚tの値、ステップS4で開先角度αの値、ステップS5
でルートフェイスRの値、ステップS6でルートギャップ
Gの値、ステップS7で裏当材の有無、ステップS8で余盛
厚さhの値を上記教示ボックス(10)から設定する。一
方、ステップS2でレ型開先形状を選択した場合、表示画
面に示されたレ型開先形状(第6図参照)の各部位に対
応する被溶接体の実際の寸法および条件に応じて、ステ
ップS9〜S13で上記ステップS3〜S8と同様にして板厚
t、開先角度θ、ルートフェイスR、ルートギャップG
等の値および裏当材の有無を入力する。また、ステップ
S2で水平隅肉を選択した場合、ステップS14で表示画面
に示された水平隅肉開先形状(第8図参照)の各部位に
対応する被溶接体の脚長XおよびZの値を入力する。
を読み出すべきか否かを判別し、NOであればステップS2
で多層盛溶接を行う被溶接体の種類に従っていずれかの
開先形状を選択し、それぞれの開先形状に応じて、以下
のように基本条件の入力を行う。すなわち、V型の開先
形状を選択した場合、表示装置(9)の表示画面に示さ
れたV型開先形状(第7図参照)の各部位に対応する被
溶接体の実際の寸法および条件に応じて、ステップS3で
板厚tの値、ステップS4で開先角度αの値、ステップS5
でルートフェイスRの値、ステップS6でルートギャップ
Gの値、ステップS7で裏当材の有無、ステップS8で余盛
厚さhの値を上記教示ボックス(10)から設定する。一
方、ステップS2でレ型開先形状を選択した場合、表示画
面に示されたレ型開先形状(第6図参照)の各部位に対
応する被溶接体の実際の寸法および条件に応じて、ステ
ップS9〜S13で上記ステップS3〜S8と同様にして板厚
t、開先角度θ、ルートフェイスR、ルートギャップG
等の値および裏当材の有無を入力する。また、ステップ
S2で水平隅肉を選択した場合、ステップS14で表示画面
に示された水平隅肉開先形状(第8図参照)の各部位に
対応する被溶接体の脚長XおよびZの値を入力する。
以上により、被溶接体の開先形状等の条件の入力を終
了すると、ステップS15で既に一部溶接されたものを途
中から溶接する場合には表示画面の各開先形状(第6図
〜第8図)にしたがって既溶接幅E0を入力し、ステップ
S16で表示画面に示された溶接方法すなわち積層パス数
の単複2つの方式(第4図又は第5図参照)に基づき、
1層1パス積層方式又は1層多パス積層方式いずれかの
選択を行い、ステップS17で溶接方向として往復溶接又
は片道溶接のいずれかを選択し、ステップS18で使用電
流値として3つの値すなわち高電流値AH、中電流値AMお
よび低電流値ALのうちいずれかを選択する。
了すると、ステップS15で既に一部溶接されたものを途
中から溶接する場合には表示画面の各開先形状(第6図
〜第8図)にしたがって既溶接幅E0を入力し、ステップ
S16で表示画面に示された溶接方法すなわち積層パス数
の単複2つの方式(第4図又は第5図参照)に基づき、
1層1パス積層方式又は1層多パス積層方式いずれかの
選択を行い、ステップS17で溶接方向として往復溶接又
は片道溶接のいずれかを選択し、ステップS18で使用電
流値として3つの値すなわち高電流値AH、中電流値AMお
よび低電流値ALのうちいずれかを選択する。
以上ステップS1〜S18により多層盛溶接を行う為の基
本条件の入力を終了すると、制御装置(8)の内部で演
算装置(12)により、上記ROM(11)に予め設定されて
いる多層盛溶接のデータに基づき標準作業条件が演算さ
れ、ステップS19で推奨条件の一覧表として表示装置
(9)に表示される(上記第2表参照)。そして、特殊
な条件等があり、推奨条件を一部変更する必要があると
きには変更し、ステップS20で作業条件の決定が完了す
ると、ステップS21,S22,S23でRAM(14)に実際の溶接
線を教示、記憶させ、ステップS24,S25で上記教示デー
タと各溶接条件に関するデータとを関連付けるととも
に、これをロボット本体(1)側に転送し、ロボット本
体(1)側では、ステップS26,S27において上記で入力
された溶接作業条件、すなわち、多層盛溶接の初層、中
間層、最終仕上げ層における溶接電流値A、溶接電圧値
V、溶接速度v、積層パス方式の単複、ウィービング幅
Wn、トーチ(2)のX軸方向のシフト量Δx、ビード厚
さΔTに相当するZ軸方向へのシフト量などに基づいて
多層盛溶接が行われる。なお、この溶接に際しては、ス
テップS26でアークセンサ(アーク電流の変動によって
溶接部の上下方向への変位を検出する手段、図示せず)
によって、ビード表面位置の変化、すなわち前層までの
ビード厚さΔTの総計が検出され、演算装置(12)の演
算値からのずれがある場合には、上記溶接作業条件が自
動的に修正されるようになされている。
本条件の入力を終了すると、制御装置(8)の内部で演
算装置(12)により、上記ROM(11)に予め設定されて
いる多層盛溶接のデータに基づき標準作業条件が演算さ
れ、ステップS19で推奨条件の一覧表として表示装置
(9)に表示される(上記第2表参照)。そして、特殊
な条件等があり、推奨条件を一部変更する必要があると
きには変更し、ステップS20で作業条件の決定が完了す
ると、ステップS21,S22,S23でRAM(14)に実際の溶接
線を教示、記憶させ、ステップS24,S25で上記教示デー
タと各溶接条件に関するデータとを関連付けるととも
に、これをロボット本体(1)側に転送し、ロボット本
体(1)側では、ステップS26,S27において上記で入力
された溶接作業条件、すなわち、多層盛溶接の初層、中
間層、最終仕上げ層における溶接電流値A、溶接電圧値
V、溶接速度v、積層パス方式の単複、ウィービング幅
Wn、トーチ(2)のX軸方向のシフト量Δx、ビード厚
さΔTに相当するZ軸方向へのシフト量などに基づいて
多層盛溶接が行われる。なお、この溶接に際しては、ス
テップS26でアークセンサ(アーク電流の変動によって
溶接部の上下方向への変位を検出する手段、図示せず)
によって、ビード表面位置の変化、すなわち前層までの
ビード厚さΔTの総計が検出され、演算装置(12)の演
算値からのずれがある場合には、上記溶接作業条件が自
動的に修正されるようになされている。
一方、上記ステップS1において、すでに設定されたプ
ログラムを読出して多層盛溶接作業を行うべきYESの場
合には、ステップS1〜S18の基本条件の入力を省略し、
ステップS19に移行する。
ログラムを読出して多層盛溶接作業を行うべきYESの場
合には、ステップS1〜S18の基本条件の入力を省略し、
ステップS19に移行する。
したがって、上記実施例においては、溶接電流値A、
被溶接体の開先形状、積層パス数の単複の選択、裏当の
有無およびその種類を入力すれば、演算装置(12)によ
り、予めROM(11)に設定されている豊富な実験により
求められたデータに基づいて、多層盛溶接の標準作業条
件が演算される。そのとき、溶接作業者が判断しなけれ
ばならないパラメータは、積層パス方式と、溶接電流値
Aだけであって、しかもそれらのパラメータは数個の値
から選択すれば良いように単純化,標準化されているの
で、ほとんど多層盛溶接作業についての経験と熟練とを
必要としない。よって、多層盛溶接作業の自動化と溶接
作業条件決定の脱技能化とを図ることができる。
被溶接体の開先形状、積層パス数の単複の選択、裏当の
有無およびその種類を入力すれば、演算装置(12)によ
り、予めROM(11)に設定されている豊富な実験により
求められたデータに基づいて、多層盛溶接の標準作業条
件が演算される。そのとき、溶接作業者が判断しなけれ
ばならないパラメータは、積層パス方式と、溶接電流値
Aだけであって、しかもそれらのパラメータは数個の値
から選択すれば良いように単純化,標準化されているの
で、ほとんど多層盛溶接作業についての経験と熟練とを
必要としない。よって、多層盛溶接作業の自動化と溶接
作業条件決定の脱技能化とを図ることができる。
また、上記ROM(11)に設定されている作業条件の内
容は、豊富な実験データから求められたものであるの
で、多層盛溶接を行う前に予め溶接条件を求めるための
実験等は必要でなく、例えばその形状等について1個し
か溶接を行わないような少量の被溶接体に対しても自動
化を図ることができる。
容は、豊富な実験データから求められたものであるの
で、多層盛溶接を行う前に予め溶接条件を求めるための
実験等は必要でなく、例えばその形状等について1個し
か溶接を行わないような少量の被溶接体に対しても自動
化を図ることができる。
特に、上記実施例では、作業条件の決定時に対話方式
によって表示装置(9)の表示画面を見ながら、必要な
入力を行っていくので、入力のミスが少なくしかも入力
のための所要時間が短くて済むという利点を有する。
によって表示装置(9)の表示画面を見ながら、必要な
入力を行っていくので、入力のミスが少なくしかも入力
のための所要時間が短くて済むという利点を有する。
(発明の効果) 以上説明したように、第1の発明によれば、多層盛溶
接の積層パス数の単複選択、溶接電流値の選択および被
溶接体の開先形状等の基本条件を入力すれば、該基本条
件をパラメータとして予め設定されたデータに基づき溶
接作業条件の適正条件を演算して、該演算結果に応じて
多層盛溶接ロボットの制御を行うようにしたので、多層
盛溶接作業の自動化と溶接条件決定の脱技能化とを図る
ことができる。
接の積層パス数の単複選択、溶接電流値の選択および被
溶接体の開先形状等の基本条件を入力すれば、該基本条
件をパラメータとして予め設定されたデータに基づき溶
接作業条件の適正条件を演算して、該演算結果に応じて
多層盛溶接ロボットの制御を行うようにしたので、多層
盛溶接作業の自動化と溶接条件決定の脱技能化とを図る
ことができる。
第2の発明によれば、上記第1の発明に加えて、アー
クセンサで既溶接部のビード厚さを検出し、その値が適
正条件により定まる値からずれている場合には、演算結
果を修正するようにしたので、溶接作業のバラツキによ
って生じうる誤差の是正により、溶接作業の適正化を図
ることができる。
クセンサで既溶接部のビード厚さを検出し、その値が適
正条件により定まる値からずれている場合には、演算結
果を修正するようにしたので、溶接作業のバラツキによ
って生じうる誤差の是正により、溶接作業の適正化を図
ることができる。
図面は本発明の実施例を示し、第1図は多層盛溶接ロボ
ットの制御装置の内部構成図、第2図は多層盛溶接ロボ
ット装置の全体構成図、第3図はロボット本体のX−Z
面内の動作範囲を示す図、第4図および第5図はそれぞ
れ1層多パスおよび1層1パスの積層方式の説明図、第
6図〜第8図は被溶接体のレ型、V型、水平隅肉の開先
形状をそれぞれ示す図、第9図は1層多パス積層方式に
おける中間層の余り処理説明図、第10図は多層盛溶接仕
上げ層の溶接処理の説明図、第11図はCPUによる制御を
示すフローチャートである。 (10)…教示ボックス(基本条件入力手段)、(11)…
ROM(記憶手段) (12)…演算装置(演算手段)、(13)…CPU(制御手
段)。
ットの制御装置の内部構成図、第2図は多層盛溶接ロボ
ット装置の全体構成図、第3図はロボット本体のX−Z
面内の動作範囲を示す図、第4図および第5図はそれぞ
れ1層多パスおよび1層1パスの積層方式の説明図、第
6図〜第8図は被溶接体のレ型、V型、水平隅肉の開先
形状をそれぞれ示す図、第9図は1層多パス積層方式に
おける中間層の余り処理説明図、第10図は多層盛溶接仕
上げ層の溶接処理の説明図、第11図はCPUによる制御を
示すフローチャートである。 (10)…教示ボックス(基本条件入力手段)、(11)…
ROM(記憶手段) (12)…演算装置(演算手段)、(13)…CPU(制御手
段)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 車谷 圭一 大阪府摂津市西一津屋1番1号 ダイキン 工業株式会社淀川製作所内 (72)発明者 内田 典夫 兵庫県尼崎市扶桑町2丁目1番地 住金溶 接工業株式会社内 (72)発明者 中村 雅敏 兵庫県尼崎市扶桑町2丁目1番地 住金溶 接工業株式会社内 (72)発明者 秋谷 志織 兵庫県尼崎市扶桑町2丁目1番地 住金溶 接工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項1】被溶接体に複数のビード層を積層する作業
を自動的に行う多層盛溶接ロボットの制御装置であっ
て、 被溶接体の形状,種類、積層方式及び溶接電流モードを
基本条件として入力する基本条件入力手段(10)と、 該基本条件の組み合わせに対する、多層盛溶接の各パス
毎のトーチ狙い位置、溶接電流値、溶接電圧値、溶接速
度およびウィービング条件等の溶接作業条件の適正条件
をあらかじめ設定して記憶する記憶手段(11)と、 上記記憶手段(11)の記憶内容に基づいて、上記基本条
件入力手段(10)で入力された基本条件に適合した上記
溶接作業条件の適正条件を演算する演算手段(12)と、 該演算手段(12)で演算された溶接作業条件の適正条件
に基づいて多層盛溶接ロボットを制御する制御手段(1
3)と を備えていることを特徴とする多層盛溶接ロボットの制
御装置。 - 【請求項2】被溶接体に複数のビード層を積層する作業
を自動的に行う多層盛溶接ロボットの制御装置であっ
て、 被溶接体の形状,種類、積層方式及び溶接電流モードを
基本条件として入力する基本条件入力手段(10)と、 該基本条件の組み合わせに対する、多層盛溶接の各パス
毎のトーチ狙い位置、溶接電流値、溶接電圧値、溶接速
度およびウィービング条件等の溶接作業条件の適正条件
をあらかじめ設定して記憶する記憶手段(11)と、 上記記憶手段(11)の記憶内容に基づいて、上記基本条
件入力手段(10)で入力された基本条件に適合した上記
溶接作業条件の適正条件を演算する演算手段(12)と、 該演算手段(12)で演算された溶接作業条件の適正条件
に基づいて多層盛溶接ロボットを制御する制御手段(1
3)と、 溶接中における既溶接部のビード層の厚さを検出するア
ークセンサと、 上記アークセンサで検出される既溶接部のビード層の厚
さと上記演算手段(12)で演算された適正条件から定ま
るビード層の厚さとの差に応じて、上記演算手段(12)
で演算される適正条件を修正する条件修正手段と を備えていることを特徴とする多層盛溶接ロボットの制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62085098A JPH0825021B2 (ja) | 1987-04-07 | 1987-04-07 | 多層盛溶接ロボツトの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62085098A JPH0825021B2 (ja) | 1987-04-07 | 1987-04-07 | 多層盛溶接ロボツトの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63252671A JPS63252671A (ja) | 1988-10-19 |
| JPH0825021B2 true JPH0825021B2 (ja) | 1996-03-13 |
Family
ID=13849134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62085098A Expired - Fee Related JPH0825021B2 (ja) | 1987-04-07 | 1987-04-07 | 多層盛溶接ロボツトの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0825021B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0270384A (ja) * | 1988-09-02 | 1990-03-09 | Kawada Kogyo Kk | 多層盛り自動アーク溶接法 |
| JP6794596B2 (ja) * | 2016-07-04 | 2020-12-02 | 株式会社神戸製鋼所 | 下向き溶接における溶接条件作成方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5919076A (ja) * | 1982-07-23 | 1984-01-31 | Kawasaki Steel Corp | 多層盛り自動溶接方法 |
-
1987
- 1987-04-07 JP JP62085098A patent/JPH0825021B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63252671A (ja) | 1988-10-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |