JPS6036862B2 - 自動溶接機の制御方法 - Google Patents

自動溶接機の制御方法

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JPS6036862B2
JPS6036862B2 JP2447182A JP2447182A JPS6036862B2 JP S6036862 B2 JPS6036862 B2 JP S6036862B2 JP 2447182 A JP2447182 A JP 2447182A JP 2447182 A JP2447182 A JP 2447182A JP S6036862 B2 JPS6036862 B2 JP S6036862B2
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JP
Japan
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torch
welding
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雅弘 上野
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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
    • B23K9/12Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/127Means for tracking lines during arc welding or cutting
    • B23K9/1272Geometry oriented, e.g. beam optical trading

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は自動溶接機の制御方法に係り、特にロボットを
用いた溶接機の寸法誤差、取付誤差に対する適応性を備
えた溶接機の制御方法に関する。
〔発明の背景〕第1図は工業用ロボットを用いた自動溶
接装置の1例で、1は工業用ロボット、2はそのアーム
、3はアーム2の先端に取付けたアーク溶接用のトーチ
、4は溶接ワイヤ、炭酸ガス等をトーチ3に導くための
コンジットである。
工業用ロボット1はアーム2の前後、上下、横方向に駆
動し、またアームーの先端にある手首を曲げる等の多自
由度を有する。5は被溶接物であるワークで、ポジショ
ナ6上に、固定、位置決めされている。
第2図はかかる目的に使用されるプレイバック方式の工
業用ロボットの制御装置のブロック図で、11〜13は
工業用ロボットの各軸に対応したサーボ装帯暦、14は
演算制御装置、15は記憶装置である。このような自動
溶接機における運転方法を簡単に説明すると、ティーチ
ング時には演算制御装置14を介して操作者はサーボ装
置11〜13に位置指令を与え、ロボットの各軸を駆動
して溶酸線に対応するトーチを位置決めし、その時の位
置データ記憶装置15に記憶させ、かかる手順で一連の
作業を覚え込ませる。プレイバック時には、演算制御装
置14は、記憶装置15内の位置データを逐次読出し、
補間演算等、処理を施してサーボ装置11〜13に位置
指令を与え、トーチ3を駆動したティーチされた一連の
作業を行なつ。このような自動熔接機においてトーチ3
の軌跡は、記憶装置15内の位置データに従って、工業
用ロボット1の精度内で忠実に再現される。
しかしながらワーク5上の作業すべき溶接線の位置は、
ポジショナ6の位置誤差、ポジション6へのワーク5の
取付誤差、ワーク5の寸法誤差等により、ティーチング
時と同一位置にあるとは限らない。このような熔接線の
位置誤差のまま自動溶接機で溶接をおこなうと実用に供
し得ない程度にまでその品質が低下する。特にその位置
ずれはいつも平行に位置ずれがおきているとは限らない
し、ワーク寸法にしてもそれぞれの部分で一様に誤差が
発生しているとは限らない。したがって任意の位置ずれ
、寸法誤差に対しても適切なチェック修正をおこなうこ
ととが望ましい。〔発明の目的〕 本発明の目的は前記従釆技術の欠点を改善し、任意の位
置誤差についても充分適応しうる作業精度のよいチェッ
ク制御をおこなうことができる制御方法を提供すること
にある。
〔発明の概要〕
被溶接材に対する一連の溶接作業を直線単位に複数に分
割するとともに該分割された直線作業単位に複数の点で
トーチ位置データをティーチして記憶し、プレイバック
時に該データを読み出しチェックライン(CL)に沿っ
てトーチを移動させ、該直線作業単位毎に二つのティー
チ点についてトーチに連動する位置検出手段により溶接
線に対応するトーチ位置を実測し、該二つの実測値を結
ぶ直線で当該直線分割溶鞍作業城のトーチ位置データを
補正して溶接をおこなうことに特徴がある。
〔発明の実施例〕
次に図面を用いて本発明を詳細に説明する。
第3図は溶接線検出手段の一例の説明図で、21,22
は溶接母村、23はトーチ、24,25は−対の母材検
出器で、両母材検出器24,25が、母材21,22に
対して最適位置であることを検出した時、トーチ23は
、母材21,22の接合部にある溶接線27に対して最
適位置になるように配置された溶接線検出器26を構成
している。したがって、この溶接線検出器26を用いて
ト−チ23を最適位置に位置決めし、その時のロポット
各軸の位置データを取込む事により、溶接線27のロボ
ット各軸に換算した位置データを実測することができる
。以後この各軸に換算した溶接線の位置データを単に溶
接線の位置データと呼ぶ。第4図は溶接線に対する作業
手順を示すもので、P6は空間のある範囲で定めたロボ
ットの原点で、溶接トーチ23がこの原点に位置決めさ
れた時、ロボットは原点にあるという意味である太線で
表わした溶接線WLIをティーチ点Pa,〜Pa6に対
応するトーチ位置データとしてロボットに記憶させ、別
にロボットには溶接作業の前後に退避点Pt,,Pらを
記憶させる。溶接作業は原点Poから出発して点Pt,
を通った後、ティーチ点Pa,〜Pa6で記憶した溶接
線WLIに対応するトーチ位置に沿ってトーチ23を動
かし溶接を行なう。ここでWLIを構成するPa,一P
a2,Pa2−Pa3,Pa3一Pa4,Pa4一Pa
5,Pa5−Pa6,は直線単位に分割された溶接作業
城(単位)である。
第5図で太線で示した溶接線WL2は、チェック点Pc
,.〜Pc2oとチェック点以外の点Pa,.〜Pa,
4に対応するトーチ位置データとしてティーチされ、別
に退避点Pt,.,Pt,2がティーチされている。こ
の場合にはまず記憶装置15内に記憶している溶接線W
L2の全ティーチ点Pc,.〜Pc幼,Pa,.〜Pa
,4の位置データから、溶接線WL2から一定の距離だ
け退避したチェック軌跡CLを算出し、まず最初は原点
Pooから出発してこのチェック軌跡CLに沿ってトー
チ23を移動させ、各直線溶接単位について、2点のチ
ェック点ごとに溶接線検出器26を用いて溶接線WL2
の位置データを実測する。しかしてPc,.′〜Pc2
o′のチェック軌跡CLの全てについてかかるチェック
作業が終ると退避点Pt,2を経て原点に戻る。ここで
各分割直線域ごとに二つのチェック点でチェック作業に
よって収集したチェック点Pc,.〜Pc2oの実測位
置データ記憶装置15に記憶しているチェック点Pc,
.〜Pc弧の位置データの代りに用いる。例えばPc,
.−Pc,2,Pc.3−Pc,4などのようにそれぞ
れ直線で結び、他の点について記憶している例えばPa
,.,Pa,2・・・などの点の位置デー外こ修正を加
える。このようにして溶接線WL2の位置を実測して溶
接すべきワークの該溶接線の位置とずれを修正する。そ
の後再びトーチ23を原点PooからPt,.,Pc,
.の順に動かし、正確に溶接線WL2をトレースしなが
ら溶接を行なう。第6図は上記した実測位置データによ
る溶援線の位置ずれ修正の方法を説明するための図で、
破線で示すWLtはティ−チングされている溶接線で、
チェック作業により実測したチェック点の位置はPc,
.″〜Pc2o″であったとすると、Pc,.″,Pc
,2″を結んで線分L,を求め、Pc,3′′,Pc,
4を結んで線分L2を求めるごとくして、実測位置デー
タから実際の溶接線WLa(実線)を求めることができ
る。第6図の点線と実線との比較から明らかなように、
必ずしも平行移動とは云えない取付誤差(例えば回転)
のような場合であっても、修正が可能である。
このように分割された直線上の2つのティーチ点につい
てトーチを用いて溶接線位置を実測して修正する。第7
図は、以上説明した制御方法のフロー図で、前記演算制
御装置14はこの順に従ってトーチによる位置検出作業
及び溶接作業を行なわせるものである。
即ち、ブロック28は、溶接トーチの位置が作業領域内
の予め決めた原点に戻っているかチェックするものであ
る。
フロック29は、記憶装置16から1作業単位のティー
チングデータ(第5図に示すティーチ線WL2で、各作
業単位は第9図bの通りである。
)を読み出すものである。フロック30は、ワークにチ
ェック点が有るか杏かを判断するもので、無い場合、即
ち第4図に示すワークについてはブロック38に工程を
進ませる。
しかし本発明では直線作業単位に必らずチェック点を設
けているので◎からブロック38に直接工程をすませる
ことはない。フロック31はチェック軌跡(第5図に示
すPc,,′〜Pc2o′)の位層デ−夕を算出するも
のである。
フロック32は、ブロック31で算出したチェック軌跡
に沿って、トーチを駆動させるものである。
フロック33はトーチが原点Pooから進んで所定の点
(例えばPt,.)に達した場合、それがチェック点か
否かを判断(この場合ブロック35に進む)するもので
ある。
尚、所定のチェック点については例えば第9図aの如く
情報が与えられる。ブロック34は、センサを用いて位
置データを実測するもので、この場合センサは第8図C
,の位置に置かれる。尚、C2は溶接時の相対位置を示
す。フロック35はワークの作業が1作業単位で完了し
たか否かを判断するものである。
ブロック36は、位置検査作業終了によって、トーチが
原点に復帰した状態をチェックするものである。
ブロック37は、実測位置データ(第6図に示すPc,
.″〜Pc沙″)を用いて、記憶装置15のティーチン
グデータ(WLa)を修正するものである。
フロック38は、ワークの溶接作業を行なわせるもので
ある。
フロック39は、溶接作業終了によって、ト−チが原点
に復帰した状態をチェックするものである。
このブロック28〜39の工程を演算制御装置14が行
ない−運のワーク作業を行なうものである。
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、ポジシ
ョナあるいはコンベア等ワークを取付ける台の位置決め
誤差、その台上へのワークの取付誤差、ワーク自身の寸
法誤差、あるいはロボットの位置決め誤差等の種々の要
因によって生じるティーチされている溶接線と、実際に
溶接施工を行なう溶接線との位置誤差を、溶接線検出手
段により作業単位の2点でチェック作業を行ない、溶接
線位置データを2点で実測した後、かかる実測位置デー
タをもとにトーチ位置データを修正し、正しく溶接線を
トレースし良質な溶接を施工することができる。
また、溶援作業を直線分割しているため、溶接ひずみに
対する影響が少なく、しかも、ティーチが簡単であり、
ティーチの不良に基づく事故を防ぐことができる。すな
わちロボットにティーチする経路は、チェック作業があ
る場合もない場合も全く同じである。また作業単位ごと
にプログラムを容易に修正することができる。〔発明の
効果〕本発明によれば、溶後線位置を直線単位に高精度
に修正し、溶接をおこなうことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は自動溶接機の1例を示す側面図、第2図は工業
用ロボットの制御装置ブロック図、第3図は溶接線検出
器、第4図,第5図,第6図は本発明による制御方式を
説明するための図、第7図a,bは本発明による制御方
式のフロー図、第8図はトーチの位置を示す図、第9図
はティーチングデータ及び作業単位を説明する図である
。 1・・・・・・工業用ロボット、2・・・・・・アーム
、3・・・・.・溶接トーチ、4・・・・・・コンジッ
ト、5・・・…ワ−ク、6・・・・・・ポジション、1
1〜13・・…・サーボ装置、14・・・・・・演算制
御装置、15・・・・・・記憶装置、21・・・・・・
母材、22…・・・母材、23・・・・・・溶接トーチ
、24・・・・・・母材検出器、25・・・・・・母材
検出器、26・・・・・・溶接線検出器、27…・・・
溶接線。 第1図第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 (仇1 渚ヮ図■ 第8図 第9図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 記憶装置に記憶されている溶接線対応のトーチ位置
    データに基づいてサーボ装置に位置指令信号を与え該ト
    ーチの位置制御をおこなう演算制御装置を備えプレイバ
    ツク方式により自動溶接をおこなう自動溶接機の制御方
    法において、 被溶接材に対する一連の溶接作業を直線
    単位に複数に分割するとともに該分割された直線作業単
    位に複数の点でトーチ位置データをテイーチ記憶し、
    プレイバツク時に該記憶装置から順次テイーチされたデ
    ータを読出し該テイーチされた位置データからあらかじ
    め定めた距離だけ退避したチエツクライン(CL)に沿
    つて該トーチを移動せしめ、 該直線作業単位毎に二つ
    のテイーチ点についてトーチに運動する位置検出手段に
    より溶接線対応の該トーチ位置を実測し、 該二つの検
    出値を結ぶ直線で当該分割直線溶接作業域のトーチ位置
    データを補正し、該補正されたトーチ位置データにより
    、溶接をおこなうことを特徴とする自動溶接機の制御方
    法。
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JPS61285506A (ja) * 1985-06-12 1986-12-16 Tokico Ltd 工業用ロボツトの教示点修正方法
JPS6233071A (ja) * 1985-08-01 1987-02-13 Honda Motor Co Ltd ミグブレイズ溶接方法
WO1991010531A1 (fr) * 1990-01-15 1991-07-25 Jury Sergeevich Titkov Procede de determination de l'emplacement d'un bord de feuille

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