JPH0366991B2 - - Google Patents

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JPH0366991B2
JPH0366991B2 JP12254783A JP12254783A JPH0366991B2 JP H0366991 B2 JPH0366991 B2 JP H0366991B2 JP 12254783 A JP12254783 A JP 12254783A JP 12254783 A JP12254783 A JP 12254783A JP H0366991 B2 JPH0366991 B2 JP H0366991B2
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JP
Japan
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welding
angle
torch
curve
welding point
Prior art date
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Application number
JP12254783A
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Japanese (ja)
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JPS6015074A (en
Inventor
Takahiro Asano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinmaywa Industries Ltd
Original Assignee
Shin Meiva Industry Ltd
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Publication date
Application filed by Shin Meiva Industry Ltd filed Critical Shin Meiva Industry Ltd
Priority to JP12254783A priority Critical patent/JPS6015074A/en
Publication of JPS6015074A publication Critical patent/JPS6015074A/en
Publication of JPH0366991B2 publication Critical patent/JPH0366991B2/ja
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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
    • B23K9/02Seam welding; Backing means; Inserts

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Machine Tool Copy Controls (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、舵取機構を有する走行台車に少な
くとも左右動可能な移動体を支持し、その先端側
に溶接用トーチおよびならいセンサを装着したな
らい溶接装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] (Field of Industrial Application) This invention supports a moving body capable of at least left and right movement on a traveling carriage having a steering mechanism, and a welding torch and a profiling sensor are attached to the tip side of the moving body. This relates to profile welding equipment.

(従来技術) 前述ならい溶接装置で、曲線溶接線をならい溶
接する場合、前記移動体の左右方向位置制御や前
記舵取機構の舵取制御を実行するのみならず、前
記溶接線に対する前記溶接用トーチの角度を制御
しなければ、良好な溶接結果を得ることはできな
い。そのため従来では、前記ならいセンサとは別
に前記溶接線の方向を検出するためのセンサを追
加する必要がある。
(Prior Art) When the above-mentioned profile welding device performs profile welding on a curved weld line, it not only performs lateral position control of the movable body and steering control of the steering mechanism, but also performs the welding process on the weld line. Good welding results cannot be obtained without controlling the torch angle. Therefore, conventionally, it is necessary to add a sensor for detecting the direction of the weld line in addition to the profile sensor.

(解決しようとする課題) しかしながらならい溶接装置にセンサを数多く
設けることは好ましくない。とりわけ前記溶接用
トーチ近辺の構造が複雑となるし、スパツタの影
響も受け易い。
(Problem to be Solved) However, it is not preferable to provide a large number of sensors in a profile welding device. In particular, the structure near the welding torch becomes complicated and is susceptible to spatter.

(課題を解決するための手段) この発明は前述事情に鑑みてなされたものであ
り、舵取機構を有する走行台車と、この走行台車
に支持され、その走行台車の左右方向に移動可能
の移動体と、この移動体に支持され、その先端部
が溶接用トーチの支持部材であり、しかも該溶接
用トーチをその溶接点の位置を中心として垂直軸
まわりに回動可能の平行四辺形リンク機構と、前
記支持部材に支持した溶接線ならいセンサと、該
溶接線ならいセンサの出力により前記移動体を位
置制御して溶接線をならい溶接するべくした制御
装置とを備え、該制御装置には、前記走行台車の
現在の位置を基準とする現在の溶接点の位置およ
び過去の少なくとも2つの溶接点の位置の各位置
情報から、それら3点以上の位置を通る多次曲線
を求める手段と、前記現在の溶接点の位置または
前記多次曲線上で一定時間経過後に到達するであ
ろう次期溶接仮想点の位置における前記多次曲線
の接線を求める手段と、該接線に対して前記溶接
用トーチが最適角度となる方向を求める手段と、
該方向に対する現在の溶接用トーチの角度を求め
る手段とを含み、該角度に相当する量だけ前記平
行四辺形リンク機構を回動し、前記溶接用トーチ
の前記溶接線に対する角度を最適角度に保持する
べくしたことを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and includes a traveling bogie having a steering mechanism, and a movable vehicle that is supported by the traveling bogie and is movable in the left and right direction. a parallelogram link mechanism supported by the movable body, whose tip is a support member for a welding torch, and which is capable of rotating the welding torch around a vertical axis about the position of the welding point. a welding line tracing sensor supported on the support member; and a control device configured to control the position of the movable body to weld the welding line by tracing the welding line based on the output of the welding line tracing sensor, and the control device includes: Means for determining a multidimensional curve passing through three or more positions from each position information of the current welding point position and the past positions of at least two welding points based on the current position of the traveling truck; means for determining a tangent to the multidimensional curve at the current welding point position or the next virtual welding point position that will be reached after a certain period of time has elapsed on the multidimensional curve; means for determining the direction that provides the optimal angle;
and means for determining the current angle of the welding torch with respect to the direction, and rotating the parallelogram linkage by an amount corresponding to the angle to maintain the angle of the welding torch with respect to the welding line at an optimal angle. It is characterized by what one should do.

(作用) 前記ならいセンサの出力により前記移動体を左
右方向に位置制御する一方、前記走行台車の現在
の位置を基準とする現在の溶接点の位置および過
去の少なくとも2つの溶接点の位置の各位置情報
から、それら3点以上の位置を通る多次曲線を求
め、さらには現在の溶接点の位置または前記多次
曲線上で一定時間経過後に到達するであろう次期
溶接仮想点の位置における前記多次曲線の接線を
求め、さらにはまた該接線に対して前記溶接用ト
ーチが最適角度となる方向を求めるとともに、該
方向に対する現在の溶接用トーチの角度を求め、
該角度だけ前記溶接用トーチの前記溶接線に対す
る角度修正を行う。
(Function) While controlling the position of the movable body in the left-right direction by the output of the profiling sensor, the position of the current welding point and the position of at least two past welding points are controlled based on the current position of the traveling truck. From the position information, a multidimensional curve that passes through these three or more points is determined, and further, a multidimensional curve passing through the positions of three or more points is obtained, and further the multidimensional curve is calculated at the current welding point position or the next virtual welding point position that will be reached after a certain period of time on the multidimensional curve. Determining a tangent to the multidimensional curve, further determining a direction in which the welding torch is at an optimal angle with respect to the tangent, and determining the current angle of the welding torch with respect to the direction;
The angle of the welding torch with respect to the welding line is corrected by the angle.

(実施例) なおこの実施例では、全車輪を同時に同方向に
同一角度舵取り可能な走行台車に対して左右方向
移動可能に移動体を搭載するとともに、この移動
体にトーチ支持部材を垂直軸支し、さらにはトー
チ支持部材にすみ肉溶接線ならいセンサを設け
た、走行台車型のすみ肉ならい溶接装置として説
明するが、突合せならい溶接装置であつてもよ
い。その他例えば直角座標ロボツトの前後左右動
する腕にトーチ支持部材を垂直軸支したならい溶
接装置であつてもよく、この発明をこの実施の形
態に限定するものではない。
(Example) In this example, a movable body is mounted so as to be movable in the left and right directions on a traveling trolley that can steer all wheels simultaneously in the same direction and at the same angle, and a torch support member is vertically supported on this movable body. Although the present invention will be described as a traveling truck-type fillet welding device in which a fillet welding line tracing sensor is provided on the torch support member, it may also be a butt welding device. In addition, for example, a welding device may be used in which a torch support member is vertically supported on an arm of a rectangular coordinate robot that moves back and forth, and the present invention is not limited to this embodiment.

W1,W2は、それぞれワークであり、W1は水
平ワーク、W2は垂直ワークである。両ワーク
W1,W2は、第1図のように相互に位置決めされ
て予め仮付溶接が施されている。WL(WL1
WL2)は、両ワークW1,W2で形成され、90度に
屈折された溶接線(水平すみ肉溶接線)である。
W 1 and W 2 are workpieces, respectively, where W 1 is a horizontal workpiece and W 2 is a vertical workpiece. Both works
W 1 and W 2 are mutually positioned and tack welded in advance as shown in FIG. WL(WL 1 ,
WL 2 ) is a weld line (horizontal fillet weld line) formed by both workpieces W 1 and W 2 and bent at 90 degrees.

1は、平面形状がほぼ四辺形(実施例ではほぼ
正方形)の走行台車であり、計4個の車輪2が装
着されている。なお全車輪2は、台車1底部に取
付けた電動機M1により、チエーン3aおよびス
プロケツト3b,3cと、かさ歯車3d,3eと
からなる動力伝達機構3を介して同方向に駆動さ
れるべく構成されている。E1は、詳細を図示し
ていないが、車輪2に接続した車輪回転量検出用
エンコーダである。S1は、電動機M1およびエ
ンコーダE1を含むサーボ系である。
Reference numeral 1 denotes a traveling trolley whose planar shape is approximately quadrilateral (approximately square in the embodiment), and a total of four wheels 2 are mounted thereon. All wheels 2 are configured to be driven in the same direction by an electric motor M1 attached to the bottom of the truck 1 via a power transmission mechanism 3 consisting of a chain 3a, sprockets 3b, 3c, and bevel gears 3d, 3e. ing. Although E1 is not shown in detail, it is an encoder for detecting the amount of wheel rotation connected to the wheel 2. S1 is a servo system including an electric motor M1 and an encoder E1 .

4は、舵取機構であり、台車1底部に取付けた
電動機M2により、チエーン4aおよびスプロケ
ツト4b,4cを介して、全車輪2を同時に同方
向に同一角度舵取りし得るべく構成されている。
E2は、詳細を図示していないが機構4の舵取角
検出用エンコーダである。S2は、電動機M2
よびエンコーダE2を含むサーボ系である。
Reference numeral 4 denotes a steering mechanism, which is configured to be able to simultaneously steer all wheels 2 in the same direction and at the same angle via a chain 4a and sprockets 4b , 4c by an electric motor M2 attached to the bottom of the truck 1.
E 2 is a steering angle detection encoder of the mechanism 4, although its details are not shown. S2 is a servo system including electric motor M2 and encoder E2 .

5は、台車1の中央上部に垂直軸支5aされ、
電動機M3により回動する回動体である。E3は、
詳細を図示していないが、回動体5の回動角検出
用エンコーダである。S3は、電動機M3および
エンコーダE3を含むサーボ系である。5bは、
回動体5上部に固設した取手である。
5 is vertically supported 5a at the upper center of the trolley 1,
It is a rotating body rotated by electric motor M3 . E3 is
Although not shown in detail, it is an encoder for detecting the rotation angle of the rotating body 5. S3 is a servo system including electric motor M3 and encoder E3 . 5b is
This is a handle fixed to the upper part of the rotating body 5.

6は、回動体5に支持され、電動機M4により
水平方向に移動可能の移動体である。E4は、移
動体6の位置検出用エンコーダである。S4は、
電動機M4およびエンコーダE4を含むサーボ系で
ある。
6 is a movable body supported by the rotating body 5 and movable in the horizontal direction by an electric motor M4 . E4 is an encoder for detecting the position of the moving body 6. S4 is
This is a servo system including electric motor M4 and encoder E4 .

7は、移動体6に支持され、電動機M5により
上下に傾動可能の傾動部材である。E5は、部材
7の傾動角検出用エンコーダである。S5は、電
動機M5およびエンコーダE5を含むサーボ系であ
る。
7 is a tilting member supported by the movable body 6 and tiltable up and down by an electric motor M5 . E5 is an encoder for detecting the tilt angle of the member 7. S5 is a servo system including electric motor M5 and encoder E5 .

8は、部材7に垂直軸支され、電動機M6によ
り図示しない公知の平行四辺形リンク機構を介し
て軸8aを中心としてほぼ水平回動するべくした
溶接用トーチ支持部材である。E6は、部材8の
回動角検出用エンコーダである。S6は、電動機
M6およびエンコーダE6を含むサーボ系である。
Reference numeral 8 denotes a welding torch support member which is vertically supported by the member 7 and rotated approximately horizontally about a shaft 8a via a known parallelogram link mechanism (not shown) by an electric motor M6 . E6 is an encoder for detecting the rotation angle of the member 8. S6 is an electric motor
It is a servo system including M 6 and encoder E 6 .

SHは、部材8に支持され、溶接線WLの左右
方向ならいセンサ(実施例では接触式であるが非
接触式でもよい)であり、図示しないばねにより
突出付勢された接触子9と、この接触子9に連結
された差動トランスTR1とを含む。なおセンサ
SHは、予め設定したその基準出力値における接
触子9の突出位置において、軸8aが接触子9先
端を通過するように設定されている。また接触子
9の突出は、図示しないストツパにより制限され
ている。
SH is supported by the member 8 and is a left-right direction tracing sensor for the weld line WL (contact type in the embodiment, but a non-contact type may also be used), and includes a contactor 9 biased to project by a spring (not shown), and a differential transformer TR1 connected to the contactor 9. Furthermore, the sensor
SH is set such that the shaft 8a passes through the tip of the contact 9 at the protruding position of the contact 9 at a preset reference output value. Furthermore, the protrusion of the contactor 9 is limited by a stopper (not shown).

SVは、部材7に支持され、溶接線WLの上下
方向ならいセンサ(実施例では接触式であるが非
接触式でもよい)であり、図示しないばねにより
突出付勢された接触子10と、この接触子10に
連結された差動トランスTR2とを含む。なおセン
サSVは、予め設定したその基準出力値における
接触子10の突出位置において、部材7が水平位
置となるように設定されている。
SV is supported by the member 7 and is a vertical tracing sensor for the weld line WL (contact type in the embodiment, but a non-contact type may be used), and includes a contactor 10 protrudingly biased by a spring (not shown), and this sensor. and a differential transformer TR 2 connected to the contactor 10. Note that the sensor SV is set so that the member 7 is in a horizontal position at the protruding position of the contactor 10 at a preset reference output value.

Tは、部材8に取付けた溶接用トーチである。
トーチTの取付位置は、センサSH,SVの前記基
準出力値における接触子9,10の突出位置にお
いて、トーチTの溶接点の位置Pが、接触子9先
端下方で、かつ接触子10先端を通る水平面上に
位置するように設定されている。
T is a welding torch attached to the member 8.
The mounting position of the torch T is such that the welding point P of the torch T is below the tip of the contact 9 and above the tip of the contact 10 at the protruding position of the contacts 9 and 10 at the reference output values of the sensors SH and SV. It is set to be located on the horizontal plane that passes through it.

11は、信号ケーブル、動力ケーブル、トーチ
Tへの給電ケーブルなどを含むコンジツトケーブ
ルである。
11 is a conduit cable including a signal cable, a power cable, a power supply cable to the torch T, and the like.

SWは、台車1の各辺の側壁に2個ずつ(SW1
とSW2)計8個突設した垂直ワークW2検出セン
サ(実施例ではリミツトスイツチ)である。
There are two SWs on each side wall of the trolley 1 (SW 1
and SW 2 ), a total of eight vertical workpiece W 2 detection sensors (limit switches in the embodiment) are installed protrudingly.

Cは、中央処理装置CPUとメモリMEMを含む
コンピユータを主体とした制御装置である。制御
装置Cには、各サーボ系S1〜S6、操作盤
RB、溶接電源WS、トランスTR1,TR2、スイ
ツチSW1,SW2が、バスラインBLを介して接続
されている。
C is a control device mainly composed of a computer including a central processing unit CPU and a memory MEM. The control device C includes each servo system S1 to S6 and an operation panel.
RB, welding power source WS, transformers TR 1 , TR 2 , switches SW 1 , SW 2 are connected via bus line BL.

なお制御装置Cには、 現在の溶接点の位置Pi+1、および過去の2つ
の溶接点の位置(この実施例ではPi+1点より一
定時間t前の溶接点の位置Pi、およびさらにPiよ
り一定時間t前の溶接点の位置Pi−1)の実施例
では計3点の位置情報から、それら3位置Pi−
1,Pi,Pi+1を通る2次曲線R(実施例では放
物線であるが、その他円、楕円、双曲線でもよ
い)を求める手段(後述するステツプST11)と、
現在の溶接点の位置Pi+1または曲線R上の将来
の溶接点の位置Pi+2における曲線Rの接線方向
H1(実施例ではPi+1位置を通る接線方向)を求
める手段(後述するステツプST12)と、接線方
向H1に対してトーチTが最適角度となる方向H2
を求める手段(後述するステツプST13)と、そ
の方向H2に対する現在のトーチTの角度θを求
める手段(後述するステツプST14)と、この角
度θに相当する量だけリンク機構8を回動させ
て、トーチTの溶接線WLに対する角度を最適角
度に保持するべくした手段(後述するステツプ
ST15,ST16)とを含んでいる。
Note that the control device C stores the current welding point position Pi+1, the past two welding point positions (in this example, the welding point position Pi a certain time t before the Pi+1 point, and further a certain time t from Pi). In the example of the previous welding point position Pi-1), from the position information of a total of three points, those three positions Pi-
1, Pi, and Pi+1 (in the example, it is a parabola, but other shapes such as a circle, an ellipse, or a hyperbola may be used) (step ST 11 described later);
Tangent direction of curve R at current welding point position Pi+1 or future welding point position Pi+2 on curve R
H 1 (in the example, the tangential direction passing through the Pi+1 position) (step ST 12 described later), and the direction H 2 in which the torch T is at an optimal angle with respect to the tangential direction H 1
(Step ST 13 to be described later), means to determine the current angle θ of the torch T with respect to the direction H 2 (Step ST 14 to be described later), and the link mechanism 8 is rotated by an amount corresponding to this angle θ. The angle of the torch T with respect to the welding line WL is maintained at an optimum angle (steps described later).
ST 15 , ST 16 ).

なお曲線Rは、現在と過去との4点以上の溶接
点の位置を通る3次以上の曲線であつてもよい。
Note that the curve R may be a third-order or higher-order curve that passes through four or more current and past welding points.

さらにこの実施例の作用を、第4,5図を参照
しつつ第6図イ,ロのフローチヤートに基づいて
説明する。
Further, the operation of this embodiment will be explained based on the flowchart of FIGS. 6A and 6B with reference to FIGS. 4 and 5.

まずオペレータは、操作盤RBの図示しない電
源スイツチおよび原点位置決めスイツチをONに
する。
First, the operator turns on a power switch and a home positioning switch (not shown) on the operation panel RB.

このとき車輪2の舵取角は、全車輪2が前後方
向(第1図図示X方向)となる角度に、また回動
体5は、移動体6の移動方向が台車1に対して左
右方向(第1図図示Y方向)となる位置に、さら
には移動体6は、トランスTR1の出力値が予め設
定した基準出力値に一致する位置に、さらにはま
た部材7は、トランスTR2の出力値が予め設定し
た基準出力値に一致する位置に、さらにはまた部
材8は、X方向に対するトーチ角が最適となる位
置に、それぞれ原点位置決めされる。
At this time, the steering angle of the wheels 2 is such that all the wheels 2 are in the front-rear direction (the X direction shown in FIG. (Y direction shown in FIG . The origin of the member 8 is determined at a position where the value matches a preset reference output value, and furthermore at a position where the torch angle with respect to the X direction is optimal.

そしてオペレータは、取手5bを把持し、台車
1を持上げて、第1図のように、台車1をワーク
W1上に載せる。なおこの載せる位置は、溶接線
WL1の始端部(第1図において右下端部)近辺
が望ましい。
Then, the operator grasps the handle 5b, lifts the trolley 1, and moves the trolley 1 to the workpiece as shown in FIG.
Place it on W 1 . Note that this placement position is the welding line.
A location near the starting end of WL 1 (lower right end in Figure 1) is preferable.

このとき台車1の前後方向が溶接線WL1の方
向とほぼ一致するように、さらにはセンサSH,
SVの接触子9,10が、それぞれワークW1
W2に接触するように、スタート位置を決定して
おく。
At this time, the sensor SH ,
The contacts 9 and 10 of the SV are connected to the workpieces W 1 and 10 , respectively.
Determine the starting position so that it touches W 2 .

そこで操作盤RBの図示しないスタートスイツ
チをONにすると、 (ア) まず溶接電源WSをONにするべく指令が出
力される。(ステツプST1) (イ) また軸5a中心位置を原点Oiとし、舵取方
向をXi軸として、溶接点の位置Piの位置情報
がコンピユータCに取込まれる。(ステツプ
ST2) (ウ) さらには台車1を最初に設定した溶接速度で
前進(第1図においては左上進、第5図におい
ては上進)させるべく電動機M1に指令が出力
される。(ステツプST3) (エ) しかもセンサSHによる移動体6の左右方向
ならい制御、およびセンサSVによる傾動部材
7のならい制御も開始される。(ステツプST4) すなわちトランスTR1からの出力値と基準値
とをCPUで比較し、その差に応じた速度で、
その差がゼロとなるように、移動体6はワーク
W2から遠隔あるいは接近し、トーチTの溶接
線WL1に対する左右方向位置が制御され、ま
たトランスTR2からの出力値と基準値とを
CPUで比較し、その差に応じた速度で、その
差がゼロとなるように、部材7はワークW1
ら遠隔あるいは接近し、トーチTの溶接線
WL1に対する上下方向位置が制御される。
Then, when a start switch (not shown) on the operation panel RB is turned on, (a) a command is output to turn on the welding power source WS; (Step ST 1 ) (a) Also, the positional information of the welding point Pi is taken into the computer C, with the center position of the shaft 5a as the origin Oi and the steering direction as the Xi axis. (step
ST 2 ) (c) Furthermore, a command is output to the electric motor M 1 to move the cart 1 forward at the initially set welding speed (upward leftward in FIG. 1 and upward in FIG. 5). (Step ST 3 ) (d) Moreover, the horizontal direction tracing control of the movable body 6 by the sensor SH and the tracing control of the tilting member 7 by the sensor SV are also started. (Step ST 4 ) In other words, the CPU compares the output value from transformer TR 1 with the reference value, and at a speed corresponding to the difference,
The moving body 6 moves the workpiece so that the difference becomes zero.
Remotely or close to W 2 , the horizontal position of the torch T with respect to the welding line WL 1 is controlled, and the output value from the transformer TR 2 and the reference value are controlled.
The comparison is made by the CPU, and the member 7 is moved away from or close to the work W 1 at a speed corresponding to the difference, and the welding line of the torch T is moved so that the difference becomes zero.
The vertical position relative to WL 1 is controlled.

(オ) さらには台車1前辺のスイツチSW1,SW2
少なくとも一方から信号の出力があつたか否か
すなわち台車1が溶接線WL2を形成するワー
クW2に衝突してスイツチSW1がONになつた
か否か、スイツチSW2がONになつたか否か、
が判定される。(ステツプST5およびST6) (カ) そしてもしスイツチSW1,SW2のいずれから
も信号の出力がなければ、一定時間t(例えば
0.1秒)が経過したか否かが判定される。(ステ
ツプST7) この判定結果、もし時間tが経過していなけ
れば、ステツプST5にもどる。
(e) Furthermore, whether or not a signal is output from at least one of the switches SW 1 and SW 2 on the front side of the truck 1, that is, the truck 1 collides with the workpiece W 2 forming the welding line WL 2 and the switch SW 1 is activated. Whether it turned on or not, whether switch SW 2 turned on or not,
is determined. (Steps ST 5 and ST 6 ) (f) If there is no signal output from either switch SW 1 or SW 2 , a certain period of time t (e.g.
0.1 seconds) has elapsed. (Step ST7 ) As a result of this determination, if the time t has not elapsed, the process returns to step ST5 .

(キ) そして時間tが経過したならば、Piの位置情
報およびエンコーダE1,E2,E4の出力値から
現在の溶接点の位置Pi+1が演算され、そのPi
+1の位置情報がコンピユータCに取込まれ
る。(ステツプST8) (ク) さらにエンコーダE2出力値から現在の舵取
角度を演算し、その舵取方向をXi+1軸とし、
現在の垂直軸5a中心位置を原点Oi+1とす
る座標に置換される。(ステツプST9) (ケ) その置換された新たな座標系において、
PiPi+1位置が座標変換される。(ステツプ
ST10) (コ) さらにはPi−1,Pi,Pi+1位置を通る
2次曲線R(実施例では放物線)が求められる。
(ステツプST11) なお曲線Rは、Oi+1を原点、Xi+1方向
およびこれと直交するyi+1方向を座標軸とし
て求められる。
(g) When time t has elapsed, the current welding point position Pi+1 is calculated from the position information of Pi and the output values of encoders E 1 , E 2 , and E 4 , and that Pi
+1 position information is taken into computer C. (Step ST 8 ) (h) Furthermore, calculate the current steering angle from the encoder E 2 output value, set the steering direction as the Xi + 1 axis,
The coordinates are replaced with coordinates in which the current center position of the vertical axis 5a is the origin Oi+1. (Step ST 9 ) (e) In the replaced new coordinate system,
The coordinates of PiPi+1 position are transformed. (step
ST10 ) (j) Furthermore, a quadratic curve R (parabola in the embodiment) passing through the Pi-1, Pi, and Pi+1 positions is determined.
(Step ST 11 ) The curve R is obtained with Oi+1 as the origin, the Xi+1 direction, and the yi+1 direction perpendicular thereto as coordinate axes.

(サ) Pi+1位置を通る曲線Rの接線H1(法線
でもよい)を求める。(ステツプST12) (シ) ワークW1面上で、接線H1に対して最適
角度となるトーチTの方向H2を求める。(ステ
ツプST13) (ス) そのH2方向に対する現在のトーチT角
度θを演算する。(ステツプST14) (セ) さらにトーチ角度θを時間tを除算す
る。(ステツプST15) (ソ) そしてその除算値の速度でトーチTを軸
8aまわりに回動させるべく電動機M6に指令
が出力される。(ステツプST16) この(ソ)の結果、トーチTは溶接線WL1
に対して常に最適角度に制御されることにな
る。
(S) Find the tangent H 1 (or normal line) of the curve R passing through the Pi+1 position. (Step ST12 ) (C) Find the direction H2 of the torch T that is the optimal angle with respect to the tangent H1 on the first surface of the workpiece W. (Step ST13 ) (S) Calculate the current torch T angle θ with respect to the H2 direction. (Step ST14 ) (Se) Furthermore, the torch angle θ is divided by the time t. (Step ST15 ) (S) Then, a command is output to the electric motor M6 to rotate the torch T around the shaft 8a at a speed equal to the divided value. (Step ST 16 ) As a result of this (S), the torch T is at the welding line WL 1
The angle is always controlled to the optimum angle.

なお前述ステツプST11,ST12により、溶接
線WLの方向を求める手段PR1として構成され
ている。
Note that the steps ST 11 and ST 12 described above constitute a means PR 1 for determining the direction of the weld line WL.

(タ) さらに溶接速度と時間tとを乗算し、曲
線R上において、Pi+1位置から前記乗算値
(距離L1)だけ離なれた将来の溶接点の位置
(次期溶接仮想点の位置)Pi+2を演算する。
(ステツプST17) なおPi+2位置は、Pi+1位置を中心とする
半径L1の円と曲線Rとの交点としているが、
実質的に曲線R上での距離L1離なれた位置で
あつてもよい。
(T) Furthermore, multiply the welding speed by the time t to obtain the future welding point position (position of the next virtual welding point) Pi+2 on the curve R that is separated by the multiplication value (distance L 1 ) from the Pi+1 position. calculate.
(Step ST 17 ) The Pi+2 position is the intersection of the curve R and a circle with radius L 1 centered at the Pi+1 position.
The positions may be substantially separated by a distance L1 on the curve R.

(チ) さらにはPi+2位置から台車1の左右方
向かつ台車1側へ一定距離L2(予め設定した移
動体6の基準位置におけるトーチTの溶接点の
位置と垂直軸5a中心位置との距離)だけ離な
れた次期垂直軸5aの仮想点の位置Oi+2を
演算する。(ステツプST18) (ツ) さらにはOi+1とOi+2との間の距離
lを演算し、さらに距離lを時間tで除算す
る。(ステツプST19) (テ) 前述(ツ)の除算値の速度で、台車1を
走行させるべく電動機M1に指令が出力される。
(ステツプST20) この(テ)の結果、溶接線WLがカーブして
いても溶接速度が一定となるように車輪2の回
転速度が制御されることになる。
(H) Furthermore, a certain distance L 2 from the Pi+2 position to the left and right direction of the cart 1 and to the cart 1 side (distance between the welding point position of the torch T and the center position of the vertical axis 5a at the preset reference position of the moving body 6) The position Oi+2 of the virtual point of the next vertical axis 5a which is separated by the distance Oi+2 is calculated. (Step ST 18 ) (2) Furthermore, the distance l between Oi+1 and Oi+2 is calculated, and the distance l is further divided by the time t. (Step ST 19 ) (Te) A command is output to the electric motor M1 to make the bogie 1 run at the speed equal to the division value of (T) above.
(Step ST20 ) As a result of this (TE), the rotational speed of the wheel 2 is controlled so that the welding speed remains constant even if the welding line WL is curved.

(ト) 次にOi+1とOi+2とを通る直線H3
方向を求め、その直線H3のXi+1軸に対する
角度φを演算する。(ステツプST21) (ナ) 角度φを時間tで除算する。(ステツプ
ST22) (ニ) その除算値の速度で、全車輪2を舵取り
するべく電動機M2に指令が出力される。(ステ
ツプST23) この(ニ)の結果、台車1と溶接線WL1
の距離がほぼ一定となるように、車輪2は舵取
り制御されることになる。
(g) Next, find the direction of the straight line H3 passing through Oi+1 and Oi+2, and calculate the angle φ of the straight line H3 with respect to the Xi+1 axis. (Step ST 21 ) (Na) Divide the angle φ by the time t. (step
ST 22 ) (d) A command is output to the electric motor M 2 to steer all wheels 2 at the speed of the divided value. (Step ST23 ) As a result of (d), the wheels 2 are steered and controlled so that the distance between the truck 1 and the welding line WL1 is approximately constant.

(ヌ) そしてPiの位置情報はPi−1に、またPi
+1の位置情報はPiにそれぞれ置換される。
(ステツプST24) その後ステツプST5にもどり、前回同様のス
テツプを繰返し、結局溶接線WL1はならい溶
接されることになる。
(nu) Then, Pi's position information is transferred to Pi-1, and Pi's location information is transferred to Pi-1.
The position information of +1 is respectively replaced with Pi.
(Step ST 24 ) After that, the process returns to step ST 5 , and the same steps as the previous time are repeated, and in the end, welding line WL 1 is traced and welded.

(ネ) ところでステツプST5,ST6で、もしス
イツチSW1,SW2から信号が出力されたなら
ば、台車1の前辺が第5図のように溶接線
WL2を形成するワークW2に衝突したというこ
とであるので、台車1を停止させるべく電動機
M1に停止指令が出力される。(ステツプST25) (ノ) しかも回動体5を右回動させるべく電動
機M3にも指令が出力される。(ステツプST26) (ハ) そしてその右回動指令出力と同時に、エ
ンコーダE3によるカウントが開始される。(ス
テツプST27) (ヒ) そのカウント値がK値になつたか否かが
判定される。(ステツプST28) すなわち回動体5が一定角度αだけ右回動
し、トーチTが第5図2点鎖線T′位置(トー
チTの溶接点の位置が溶接線WL1とWL2との
屈折個所に一致した位置)に到達したかどうか
が判定される。
(N) By the way, if signals are output from switches SW 1 and SW 2 in steps ST 5 and ST 6 , the front side of truck 1 will be aligned with the weld line as shown in Fig. 5.
Since the collision occurred with workpiece W 2 that forms WL 2 , the electric motor is activated to stop truck 1.
A stop command is output to M1 . (Step ST 25 ) (n) Moreover, a command is also output to the electric motor M3 to rotate the rotating body 5 to the right. (Step ST26 ) (c) Simultaneously with the clockwise rotation command being output, counting by the encoder E3 is started. (Step ST27 ) (H) It is determined whether the count value has reached the K value. (Step ST 28 ) That is, the rotating body 5 rotates to the right by a certain angle α, and the torch T is positioned at the two- dot chain line T' in FIG . It is determined whether or not the location (matching the location) has been reached.

(フ) そしてカウント量がK値になれば、回動
体5を停止させるべく電動機M3に停止指令が
出力される。(ステツプST29) (ヘ) しかも電源WSをOFFにするべく指令が
出力される。(ステツプST30)よつて前述
(ネ)〜(ヘ)のステツプにより、溶接線WL
屈折個所近辺における溶接線WL1終端部のな
らい溶接が行なわれることになる。
(F) When the count reaches the K value, a stop command is output to the electric motor M3 to stop the rotating body 5. (Step ST 29 ) (f) Moreover, a command is output to turn off the power supply WS. (Step ST 30 ) Therefore, by following steps (N) to (F) above, weld line WL
Profile welding will be performed at the end of weld line WL 1 near the bending point.

前述説明は実施例であり、例えば前記溶接線
WL屈折個所近辺をならい溶接する必要がないな
ら、回動体5を廃してもよい。またワークW1
正確に水平であるなら、傾動部材7およびセンサ
SVを廃してもよい。さらには曲線Rは円やだ円
や双曲線であつてもよい。さらにはまた接線H1
はPi+2点を通る曲線Rの接線であつてもよい。
その他各構成の均等物との置換もこの発明の技術
範囲に含まれることはもちろんである。
The above description is an example, for example, the welding line
If there is no need to weld the area near the WL bending point, the rotating body 5 may be omitted. Also, if the workpiece W 1 is accurately horizontal, the tilting member 7 and the sensor
SV may be abolished. Furthermore, the curve R may be a circle, an ellipse, or a hyperbola. Furthermore, the tangent H 1
may be a tangent to the curve R passing through the point Pi+2.
It goes without saying that the technical scope of the present invention also includes the replacement of each component with equivalents.

(効果) この発明は前述したように、ならいセンサSH
の出力により移動体6を左右方向に位置制御しつ
つ、現在および過去の少なくとも計3点の溶接点
の位置情報からこれら3点を通る多次曲線Rを求
めるとともに、現在の溶接点の位置または多次曲
線R上で一定時間経過後に到達するであろう次期
溶接仮想点の位置における多次曲線Rの接線H1
を求め、この接線H1を溶接線WLの方向とみなし
て、これに対してトーチTを最適角度となるよう
に角度制御するべくしたものであるから、従来の
ように溶接線WLの方向を検出するためのセンサ
を別途設けなくて済み、構造簡単となる。またス
パツタの影響を配慮しなければならないうれいも
軽減される。
(Effect) As mentioned above, this invention has a profile sensor SH.
While controlling the position of the movable body 6 in the left-right direction by the output of Tangent line H 1 of the multidimensional curve R at the position of the next virtual welding point that will be reached after a certain period of time on the multidimensional curve R
This tangent line H1 is regarded as the direction of the welding line WL, and the torch T is angularly controlled so that it is at the optimum angle. There is no need to separately provide a sensor for detection, which simplifies the structure. It also reduces the burden of having to consider the effects of spatter.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図はいずれもこの発明ならい溶接装置の一実施
例を示し、第1図は全体斜視図、第2図は走行台
車の底面図、第3図は制御装置のブロツク図、第
4,5図は作用説明図、第6図イ,ロはフローチ
ヤートである。 図において、W1…水平ワーク、W2…垂直ワー
ク、WL(WL1,WL2)…溶接線、6…移動体、
8…溶接用トーチ支持部材、T…溶接用トーチ、
SH…溶接線ならいセンサ、C…制御装置、t…
一定時間、Pi+2…将来の溶接点の位置、Pi+1
…現在の溶接点の位置、Pi…現在より時間t前の
溶接点の位置、Pi−1…Pi位置より時間t前の溶
接点の位置、R…多次曲線(実施例では2次曲
線)、ST11…多次曲線Rを求める手段、ST12…Pi
+1位置を通る多次曲線Rの接線H1または法線
方向を求める手段、ST13…接線H1または法線方
向に対して最適角度となるトーチTの方向H2
求める手段、ST14…最適角度の方向H2に対する
現在のトーチTの角度θを演算する手段、ST15
…角度θを時間tで除算する手段、ST16…ステ
ツプST15の除算値で支持部材8を回動させるべ
く指令する手段、PR1…溶接線WLの方向を求め
る手段、である。
The drawings all show one embodiment of the pattern welding device of the present invention; Fig. 1 is an overall perspective view, Fig. 2 is a bottom view of the traveling truck, Fig. 3 is a block diagram of the control device, and Figs. 4 and 5 are Figure 6 A and B are flowcharts for explaining the operation. In the figure, W 1 ... horizontal workpiece, W 2 ... vertical workpiece, WL (WL 1 , WL 2 ) ... welding line, 6 ... moving object,
8... Welding torch support member, T... Welding torch,
SH...Welding line tracing sensor, C...Control device, t...
Fixed time, Pi+2...Future welding point position, Pi+1
...Current welding point position, Pi...Welding point position a time t before the current position, Pi-1...Welding point position a time t before the Pi position, R...Multidimensional curve (quadratic curve in the example) , ST 11 ...Means for determining the multidimensional curve R, ST 12 ...Pi
Means for determining the tangent H 1 or normal direction of the multidimensional curve R passing through the +1 position, ST 13 ... Means for determining the direction H 2 of the torch T that is the optimal angle with respect to the tangent H 1 or the normal direction, ST 14 ... Means for calculating the current angle θ of the torch T with respect to the direction H 2 of the optimal angle, ST 15
. . . means for dividing the angle θ by time t; ST 16 . . . means for instructing the support member 8 to rotate by the division value of step ST 15 ; PR 1 . . . means for determining the direction of the welding line WL.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 舵取機構を有する走行台車と、この走行台車
に支持され、その走行台車の左右方向に移動可能
の移動体と、この移動体に支持され、その先端部
が溶接用トーチの支持部材であり、しかも該溶接
用トーチをその溶接点の位置を中心として垂直軸
まわりに回動可能の平行四辺形リンク機構と前記
支持部材に支持した溶接線ならいセンサと、該溶
接線ならいセンサの出力により前記移動体を位置
制御して溶接線をならい溶接するべくした制御装
置とを備え、該制御装置には、前記走行台車の現
在の位置を基準とする現在の溶接点の位置および
過去の少なくとも2つの溶接点の位置の各位置情
報から、それら3点以上の位置を通る多次曲線を
求める手段と、前記現在の溶接点の位置または前
記多次曲線上で一定時間経過後に到達するであろ
う次期溶接仮想点の位置における前記多次曲線の
接線を求める手段と、該接線に対して前記溶接用
トーチが最適角度となる方向を求める手段と、該
方向に対する現在の溶接用トーチの角度を求める
手段とを含み、該角度に相当する量だけ前記平行
四辺形リンク機構を回動し、前記溶接用トーチの
前記溶接線に対する角度を最適角度に保持するべ
くしたことを特徴とする、ならい溶接装置。
1. A traveling truck having a steering mechanism, a moving body supported by the traveling truck and movable in the left-right direction of the traveling truck, and a moving body supported by the moving body, the tip of which is a support member for a welding torch. , and a parallelogram link mechanism capable of rotating the welding torch around a vertical axis around the position of the welding point, a weld line tracing sensor supported on the support member, and an output of the welding line tracing sensor. a control device configured to control the position of a movable body to follow a welding line and weld; Means for determining a multidimensional curve passing through three or more positions from each position information of the welding point position, and a means for calculating a multidimensional curve that passes through three or more positions from the position information of the welding point position, and a means for calculating the next welding point position that will be reached after a certain period of time has passed on the current welding point position or the multidimensional curve. means for determining a tangent to the polydimensional curve at the position of a virtual welding point; means for determining a direction in which the welding torch is at an optimal angle with respect to the tangent; and means for determining the current angle of the welding torch with respect to the direction. A profile welding device comprising: rotating the parallelogram link mechanism by an amount corresponding to the angle to maintain an angle of the welding torch with respect to the welding line at an optimum angle.
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