JPS5829577A - 溶接ロボツトの制御装置 - Google Patents

溶接ロボツトの制御装置

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JPS5829577A
JPS5829577A JP12649281A JP12649281A JPS5829577A JP S5829577 A JPS5829577 A JP S5829577A JP 12649281 A JP12649281 A JP 12649281A JP 12649281 A JP12649281 A JP 12649281A JP S5829577 A JPS5829577 A JP S5829577A
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JP
Japan
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welding
teaching
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robot
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JP12649281A
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English (en)
Inventor
Kenichi Doi
研一 土井
Shunji Mori
俊二 森
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/10Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は溶接ロボットの制御装置、特にティーチング
・プレイバック方式による溶接ロボットシステムに使用
されるものに関する。
一般にこの種の溶接口がットのシステムは、第1図に示
すように、制御装置10、ティーチングボックス18、
ロボット本体20、溶接電源22、ワイヤ送給装置24
、外部治具26、溶接トーチ28、溶接ケーブル32等
によって構成される。
制御装置10は、表示装置12、条件入力用キーボード
スイッチ14および機械操作盤16を備える。ティーチ
ングがツクス18は、この上に付設されたスイッチによ
シロボット本体20の各アーム(後述する)を所望の位
置に移mbさせた後、その位置データを制御装置■0の
記憶部に記憶させる。溶接電源22、外部治具26は何
れも制御装置10によ多制御される。捷だ、ワイヤ送給
装置24は溶接電源22により制御される。伺部治具2
6には被溶接物すなわち溶接ワーク30が取9つけられ
る。溶接トーチ28は、ロボット本体20の先端に取シ
つけられる。また、トーチ28はロボット本体20の第
47−ム58(後述・′する)を構成している。
第2図は上記ロボット本体20の関節機構の座標系を示
す。その機構は、第2図に示すように第1、第2.笛3
.第4.第5の5つの関節42゜441 46.48.
50および第1.第2.第3゜第4の4つのアーム52
,54,56.58により構成される。各関節42〜5
0はモータにより駆動され、減速機を経て減速駆動され
る。各関節42〜50の移動量はモータ直結の位置検出
器によシ検出され、制御される。第2図において、トー
チ28である第4アーム58の先端の位置は、図示のX
−Y−Z軸による直交座標系においてf(xp  y+
  Z )で表わされると同時に、各アーム長11〜1
4と、 各関節の回転角01〜θ5によシf (/’1
.12.13.14.、θ1,02.θ3.θ4.θ5
)でも表わされる。
さて、第1図および第2図で示されるような多関節形テ
ィーチング・プレイバック方式のロアドツトにおいては
、ロボットの動作モードにティーチングモードとプレイ
バックモード(自動運転)の2通シがある。ティーチン
グモードでは、先ずティーチングボックス18上の手動
操作スイッチによシ各アーム52〜58を動作させ、ト
ーチ28先端の位置を溶接ワーク30近辺の希望の位置
にもってきて、トーチ28の姿勢を所定の溶接姿勢に定
める。次いでティーチングボックス18上の記録スイッ
チを押すことによル、その位置情報(X、  Y、  
z )と姿勢情報(θ4.θ5)を制御装置10の教示
データ記憶部に記憶させる。以下順次、ティーチングし
たい点へ各アームを移!l771させながら、同様の操
作で教示して行く。このようにして位置の教示が終った
ら、各点について溶接条件(溶接電圧、溶接へ1L流、
1−−チ移動連yi+:など)を条件入力キーボードス
イッチ14・や表示装置12などを用いて教示して行く
。ティーチングが終ると、ロボットシステムはプレイバ
ックモートニ切換わシ、機械操作盤16内の自動起動ス
イッチを押すと、教示された点から点へと教示さrした
溶接条件で順次自動的に運動する。
以上のように構成され、動作するティーチング・プレイ
バックロボットシステムにおいて、トーチ先端の位置デ
ータは、直線補間されたシ、人間の感覚に合わせるため
、X、Y、Zの直交座標系で教示データ記憶部に記憶さ
れている。一方ロボット本体20は、第2図に示すよう
に、5自由度を持つ関節座標系を有しており、アーム長
!1〜14は固定長として扱つC、トーチ28先端の位
置は各関節部の回転角(θ1〜θ5)で示される。従っ
て、口づ?ツ)・本体20の運動を制御するためには、
制御プログラムに、関節座標系と直女座ね系とを変換す
る座標変換式が必要になる。5自由度の関節形ロン」?
ツトにおいては、前記の座標変換式よシIJIJ節座標
から直交座標への変換を行なっている。
X= −rmD 1 (l j ainθ2+72at
nθ3−4−13ainθ4)十14(8]nθloo
[lθ4蕉θ5+(2)θ1ainθ5)Y==ooo
θ1(Flainθ2+12thθ3+135mθ4)
−14(oosθlcxMθ4(2)θ5−画θ1ai
nθ5)Z=11cmθ2+126DBθ3+13or
rgθ4+14tnθ4(2)θ5従来は、アーム長1
1〜14については定数として考え、このためにロボッ
ト本体20の機械加工精度、組立精度を高めて、アーム
長が予め定められた定数にできるだけ近ずくようにしな
ければ々らなかった。例えば、/1=630. 12=
3oo(am)になるように機械加工し、組立・調整し
なければならなかった。また、溶接電源22についても
、溶接の用途によ多仕様の異なるものを使っている。例
えば、定格溶接電流が15OA。
30OA、500Aなどである。−刃保護機能には、溶
接電源22の過電流を検出する機能があり、各定格値に
対して各々過電流か否かをモニターしている。例えば1
50Aの定格の溶接機に対しては、150Aよシ大きい
電流が流れると過電流番報を出している。そして従来は
、各仕様値に対して個別に過電流値を設定していた。
以上のように、従来の溶接ロボット制御装置においては
、ロボットシステムを構成する機器の仕様値(アーム長
や定格溶接電流など)が異なる毎に個別に定数を使用し
ていたので、制御プログラムが複雑になシ、容易に定数
を変更できないなどの欠点を有していた。また、定数に
合わせるために、機械加工精度、組立寸法精度等を高く
とる必要があるなどの欠点があった。
この発明は前述した従来の課題に鑑みてなされたもので
あシ、その目的は、ロボットシステムな構成する各機器
の仕様値をパラメータ化し、仕様値の変更に対して容易
に対処できる溶接ロボットの制御装置を提供することに
ある。
上記目的を達成するために、この発明は、溶接口、IP
ノットステムを制御する制御装置において、システム構
成品の仕様値が異なる部分のみパラメータとして記憶す
るノ(ラメータ記憶部と、該パラメータ記憶部に記憶さ
れた定数を使用して上記溶接口11?ットシステムを制
御する制御部とを有することを特徴とする。
以下、図面に基づいてこの発明の好適な実施例を説り1
する。なお、以下の説明では従来と共通する部分につい
ては説明を省略し、主に特徴的事項について説明する。
第3図はこの発明による溶接口は?ットの制御装置の一
実施例を示す。同図に示す制御装置10は、中央処理装
置(C!PU)62、制御プログラム64.1教示デ一
タ記憶部66、パラメータ記憶部68、共通母線70、
入出力制御部72、ノやラメータ設定スイッチ74、デ
ィスプレイバッファ76、および機器制御部78を有す
る。ここで従来と異なる点は、ノぞラメータ記憶部68
とパラメータ設定スイッチ74を設け、さらに制御プロ
グラム記憶部64内にキーインされたパラメータの数値
をパラメータ記憶部68に記憶させ、かつ必要に応じて
パラメータの数値をパラメータ記憶部68から読み取る
パラメータ制御プログラムを内臓させた点である。パラ
メータ設定スイッチ74は条件入力キーボードスイッチ
14上に設定されている。
以上のように構成された制御装置aにおいて、中央処理
装置62は、制御プログラムと教示データに基づき、順
次ティーティング・プレイバックの処理を実行する。制
御プログラムを処理・実行中に、ロボットシステムを制
御するだめのパラメータの数値が必要になると、中央処
理装置62は、ノ七うメーク制御プログラムによシ、パ
ラメータ記憶部68の内容を読みに行って、数値を読み
取ってからシステム制御プログラムを処理・実行する。
第4図は実際にノ七うメータが記憶されている状態を模
式的に示しだもので、・9ラメータP1は溶接電圧の上
限値、P2はピーク電流とベース電流の2通シの電流を
有する種類の溶接機におけるピーク溶接電流上限値、P
3はベース溶接電流の上限値、P4はワイヤ送給速度の
上限値、P5〜P8は口がット本体のアーム長、P9は
溶接機の種類である。
今例えば、制御プログラム記憶部64に記憶された座標
変換プログラムを処理すると、アーム長71〜14の数
値が必要になってくるので、中央処理装置62はパラメ
ータ記憶部68にパラメータP5〜P8を読み増多に行
き、11=630゜12=800. 13=140. 
14=300を読み取シ、座標変換の演算では各々63
0s800y140.300という数値を使う。また、
実際のアーム長が11−620になれば、パラメータ記
憶部にP5=620と入力することによシ、これ以降の
処理においては11に数値620を使って演算し、座標
(x、y、z)の値を求めてトーチ−する処理プログラ
ムを処理・実行する場合、接続される溶接機の種類が5
0OA定格であれば、P 2=500とパラメータ記憶
部68に入力しておくことによセ、IPが500Aを越
えた場合にのみ過電流訃報を出す。
第5図はパラメータ表示画面を示したものである。この
画面はキーが−ドスイッチ14内のieラメータ設定ス
イッチ74を押せば表示される。この画面を使ってパラ
メータを設定するためには、先ず誤操作を防ぐためにキ
ーとなる暗証番号を文字” KEY”の後に続くカッコ
内にキーインした後、パラメータの数値をキーが一ドス
イッチ14内の数字キースイッチを使ってキーインし、
入力スイッチを押すことによシ・?ラメータ記憶部6B
に記憶させる。パラメータ記憶部68に、例えばバッテ
リバックアップ付の工Cメモリ(いわゆるRAM)や、
コアメモリ、ワイヤメモリ、バブルメモリなどのような
任意に書込みできるメモリを使ウド、ロボットのユーザ
ーがそのパラメータを設定することができる。ユーザー
側でのノヤラメー夕設定を可能にすれば、トーチや溶接
電源をユーザーが変えることも可能であシ、かつトーチ
が治具などに衝突して、多少寸法が変わったとしても、
その変化後の寸法を実測してパラメータを入れ直せば、
その−1:ま使えるという利点がある。
なお、上記実施例ではロボットユーザーが任意にパラメ
ータを変更できるように説明しだが、ノクラメータ記憶
部48に読み出し専用メモリ(いわゆるROM)を使っ
て、客先で任意にパラメータ変更できないようにしても
よい。このようにすれば、ユーザーが誤ってパラメータ
を変更することを防止できる。
以上のように、この発明によれば、ロ、Hpットシステ
ムを構成する各機器の仕様値をパラメータにしたことに
xシ、制御装置に汎用性を持たせることができ、またロ
デット本体の機構加工精度が多少悪かったり、トーチな
どが曲ったシしても、精度よく位置決めができるという
利点や、構成機器
【図面の簡単な説明】
第1図はティーチング・プレイバック方式のアーク溶接
ロンピットのシステム構成の一例を示す図、第2図はロ
yl?ット本体の関節座標系を示す図、第3図はこの発
明による制御装置aの一実ハ′1例を示すブロック図、
第4図はパラメータ記憶部の模式図、第5図は・ぐラメ
ータ表示画面の一例を示す図である。 各図中同一部材には同一符号を付し、IOは制御装置、
12は表示装置、14は条件入力用キーyl”−ドスイ
ッチ、16は後tl)A操作器、18はティーチング+
l−ツクス、20は口がット本体、22は溶接電源、2
4はワイヤ送給装置、26は外部治具、28は溶接1・
−チ、30け溶接ワーク、32はケーブル、42,44
,46,48,50は第1、第2.第3.第4.第5関
節、52.54゜56.58は第1.第2.第3.第4
アーム、62は中央処理装置、64は制御プログラム記
憶部、66は教示データ記憶部、68はパラメータ記憶
部、70d共通母線、72は入出力制御部、74はie
ラメータ設定スイッチ、76は表示データバッファ、7
8は機器制御部である。 代理人  弁理士 葛 野 信 − (ほか1名)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  溶接ロピットシステムを制御する制御装置に
    おいて、システム構成品の仕様値が異なる部分のみパラ
    メータとして記憶するパラメータ記憶部と、該パラメー
    タ記憶部に記憶された定数を使用して上記溶接口がット
    システムを制御する制御部とを有することを特徴とする
    溶接口がットの制御装置。
JP12649281A 1981-08-12 1981-08-12 溶接ロボツトの制御装置 Pending JPS5829577A (ja)

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