CN109070255B - 焊接和施工条件设定系统、方法、程序以及焊接机器人系统 - Google Patents

Abstract

一种用于设定焊接机器人的焊接和施工条件的焊接和施工条件设定系统，控制装置遵循操作者的检索操作，从主条件数据和用户条件数据的至少一个中，提取与检索操作对应的施工条件信息的施工条件参数，从所述主条件数据和所述用户条件数据中的至少一个中，提取与提取出的施工条件参数相对应的焊接条件信息的焊接条件参数，并且，在提取出的焊接条件参数之中，计算作为对熔敷量或操作效率的至少一个进行评价的结果的评价项目，显示装置显示焊接条件参数的至少一个和评价项目。

Description

焊接和施工条件设定系统、方法、程序以及焊接机器人系统

技术领域

本发明涉及焊接机器人的焊接和施工条件设定系统，焊接和施工条件设定方法，焊接和施工条件设定程序以及焊接机器人系统。

背景技术

目前在各种工业领域中使用有机器人。为了使这样的工业用的机器人以适合规定操作的方式工作，一般来说，需要进行符合操作的工作示教操作。该示教操作，需要使机器人实际工作，并在观察工作之后进行，因此需要耗费劳力。

特别是焊接操作中，必须符合各施工条件而设定最佳的焊接条件，在施工条件、焊接条件的设定中，存在着大量的要素、参数、这些的组合，为了使条件最佳化而基于焊接操作的熟练者的经验设定，因此，对于焊接操作的初学者来说，需要花费过大的劳动力。

对于该机器人的示教操作的简化，在专利文献1中，提出有一种焊接条件设定方法，其根据预先存储在三维CAD中的由各种操作对象物和被操作对象机器构成的三维CAD数据，以及使用已登录的焊接条件数据库、求出操作部位所涉及的信息的焊接结果，进行用于操作的焊接条件的设定。本系统中，除了预先作为基本条件登录的基本焊接条件数据库以外，还拥有对由基于所生成的示教程序而执行的焊接结果进行了修正的焊接条件进行登录的实际焊接条件数据库，并能够检索作为实际的操作结果的焊接条件和作为基本条件的焊接条件这两者的数据库，因此能够自动设定与实际的操作相应的最佳的焊接条件，由此可通过操作时间的缩短和削减焊接成本来实现效率化、资源节约化。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本国特开2000－351070号公报

但是，在专利文献的发明中，在焊接条件等的焊接和施工条件的设定中需要三维CAD数据，需要关于CAD的知识。另外，难以定性地预测遵循所要求的焊接条件的目前的焊接会带来什么样的结果。例如，难以预测遵循焊接条件的焊接的焊道形状、熔敷量和焊接效率定性地带来什么样的结果，需要焊接条件熟练者的经验方面并没有改变。

发明内容

本发明涉及即使是对焊接操作不甚熟知的人，也可以容易地进行焊接和施工条件的设定的焊接和施工条件设定系统、焊接和施工条件设定方法、焊接和施工条件设定程序和使用它们的焊接机器人系统。

本发明是用于设定焊接机器人的焊接和施工条件的焊接和施工条件设定系统，该焊接和施工条件设定系统具备输入装置、显示装置、控制装置、数据库，所述数据库中，包含预先存储的主条件数据和在实际的焊接时登录的用户条件数据，所述主条件数据和所述用户条件数据分别包含作为焊接的前提的施工条件所涉及的施工条件信息和与所述施工条件相关联的焊接条件所涉及的焊接条件信息，所述输入装置接收操作者输入的至少是施工条件信息的检索操作，所述控制装置遵循操作者的检索操作，从所述主条件数据和所述用户条件数据的至少一个中，提取与检索操作对应的施工条件信息的施工条件参数，从所述主条件数据和所述用户条件数据的至少一个中，提取与所提取出的施工条件参数相对应的焊接条件信息的焊接条件参数，并且，在提取出的焊接条件参数之中，计算作为对熔敷量或操作效率的至少一个的结果进行评价的评价项目，所述显示装置显示焊接条件参数中的至少一个和所述评价项目。

作为本发明的一个实施方式，例如所述控制装置，将根据提取出的施工条件参数和焊接条件参数而计算出的焊接部分的焊接截面积与预先确定的阈值比较，或比较该焊接部分的焊接条件间的完成速度，由此阶段地表示所述熔敷量或所述操作效率相对应的所述评价项目。

作为本发明的一个实施方式，例如所述数据库具有由每个施工条件信息确定的焊接条件信息，所述控制装置基于提取出的施工条件参数和焊接条件参数，利用所述控制装置内含的绘画功能，绘制焊接部分的层叠图，所述显示装置显示绘制后的层叠图。

作为本发明的一个实施方式，例如所述控制装置，在提取出的施工条件参数和焊接条件参数之中，计算满足两个参数的组合的作为检索对象各个数的检索对象数，以所述两个参数为关键字的矩阵的形式，制成表示检索对象数的检索对象数表，所述显示装置显示所述检索对象数表，所述输入装置接收的、操作者选择的检索对象的检索对象数处于规定的值以下时，所述显示装置对于该检索对象，显示所述熔敷量或所述操作效率中的至少一个、以及所述评价项目。

作为本发明的一个实施方式，例如在检索操作的第一层级提取的两个参数是施工条件参数的接头形状和坡口形状，检索操作的第二层级中提取的两个参数是施工条件参数的焊脚长度和焊接姿势，在检索操作的第三层级中提取的两个参数是施工条件参数的坡口深度和坡口角度，在检索操作的第四层级中提取的两个参数是所述施工条件参数的钝边和焊接姿势，在检索操作的第五层级以后的层级提取的两个参数之中至少有一个是焊接条件参数。

作为本发明的一个实施方式，例如焊接条件是在焊接线上进行焊接的主焊接条件，所述控制装置检索与所述主焊接条件预关联，存储在所述数据库中的逐步退焊条件、起始侧条件、焊口条件、终端侧条件之中至少一个，可以附加于所述主焊接条件，关于所述逐步退焊条件、所述起始侧条件、所述焊口条件、所述终端侧条件之中不存在的条件，则所述输入装置接收操作者输入的条件，所述控制装置以该接收的条件制作附加的条件。

作为本发明的一个实施方式，例如所述控制装置遵循所述输入装置接收的操作者的检索操作，编辑所述层叠图，所述显示装置显示编辑后的所述层叠图。

本发明的焊接机器人系统包含上述的焊接和施工条件设定系统、和焊接机器人。

另外，本发明是用于设定焊接机器人的焊接和施工条件的焊接和施工条件设定方法，其中，数据库包含预先存储的主条件数据和在实际的焊接时登录的用户条件数据，所述主条件数据和所述用户条件数据分别包含作为焊接的前提的施工条件所涉及的施工条件信息和与所述施工条件相关联的焊接条件所涉及的焊接条件信息，接收操作者输入的施工条件信息的检索操作，遵循操作者的检索操作，从所述主条件数据和所述用户条件数据的至少一个之中，提取与检索操作相对应的施工条件信息的施工条件参数，从所述主条件数据和所述用户条件数据的至少一个之中，提取与提取出的施工条件信息相对应的焊接条件信息的焊接条件参数，在提取出的焊接条件参数之中，计算作为对熔敷量或操作效率的至少一个进行评价的结果的评价项目，显示焊接条件参数的至少一个和所述评价项目

用于使上述焊接和施工条件设定方法在处理机搭载的控制装置上运行的焊接和施工条件设定程序，也包含在本发明中。

根据本发明，即使是焊接操作的初学者，也可以容易地检索·设定恰当的焊接和施工条件，能够以高再现性实现精度高的焊接。

附图说明

图1是含有本发明的实施方式的焊接和施工条件设定系统的焊接机器人系统的概略构成图。

图2是机器人悬架式操纵台的正视图。

图3是用于说明施工条件的接头和焊接部分的放大图，(a)是レ型的T接头的例子，(b)是V型的切口(サーピン)的例子。

图4是表示焊接和施工条件设定系统运行的焊接和施工条件设定方法的全体步骤的流程图。

图5是表示第一层级的检索对象数表的图。

图6是表示第二层级的检索对象数表的图。

图7是表示检索对象清单的图。

图8是多层堆焊的层叠图。

图9是说明周边焊接条件的概念图。

图10是表示编辑层叠图的状态的图，(a)是表示编辑画面的图，(b)是表示编辑结果确认画面的图。

具体实施方式

以下，参照附图，对于本发明的实施的方式详细地加以说明。首先，在说明用于设定本发明的焊接机器人的焊接和施工条件的焊接和施工条件设定系统之前，先对于适用本发明的焊接机器人系统进行阐述。

如图1所示，焊接机器人系统1具有焊接机器人2、和例如作为示教器使用的具有机器人悬架式操纵台3的控制装置4。

焊接机器人2是垂直多关节型的6轴的工业用机器人，在设于其前端的凸缘部上安装有由焊接炬等构成的焊接工具6。该焊接机器人2也可以搭载于使焊接机器人2自身搭载并移动的滑台上。

控制装置4遵循预先示教的程序(示教程序)输出对于焊接机器人2的工作指示，从而控制焊接机器人2的工作。示教程序使用连接于控制装置4的机器人悬架式操纵台3制作。还有，示教程序的制作，例如也可以使用利用了个人电脑的离线示教系统。无论哪种情况，示教程序都是在焊接机器人2实际进行焊接操作之前被预先制作，指示焊接操作中的焊接机器人2的工作的程序。

如图2所示，在机器人悬架式操纵台3上，设有用于显示各种信息的画面部32(监视器部)，并且设有选择画面部32的信息、并用于检索焊接条件的操作按钮31、数字小键盘33。操作按钮31也作为操作焊接机器人2，或用于进行对于焊接机器人2的示教的输入按钮使用。

在此机器人悬架式操纵台3中，对于作为焊接条件记录的数据库，可以检索作为对象的焊接接头信息。具体来说，在控制装置4和与之相连的机器人悬架式操纵台3中保存有数据库，其针对焊丝(直径和规格)、使用的保护气体、焊接电源(脉冲、恒定电压)等的焊接诸元素相关的信息，接头种类、坡口形状、焊接姿势等的焊接接头坡口信息，记录有相应的焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊炬姿势、横向摆动等的焊接条件的过去实际成绩等。

使用该数据库，例如，在机器人悬架式操纵台3中，能够根据施工的接头、坡口形状、焊接姿势等的焊接接头信息，检索焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊炬姿势等的焊接条件，对于焊接机器人2设定检索的结果(焊接条件)。还有，本实施方式的数据库7，由设置在控制装置4的内部的存储装置(硬盘等)构筑，但也可以由经过网络而连接于控制装置4的服务器等构筑，数据库的位置、形式等没有特别限定。

以下，对于本发明的实施方式，即，用于设定焊接和施工条件的焊接和施工条件设定系统8进行说明。焊接和施工条件设定系统8具备数据库7、控制装置4、作为输入装置和显示装置发挥功能的机器人悬架式操纵台3。

焊接和施工条件设定系统8是用于设定焊接和施工条件的系统。历来焊接操作一般是熟练者根据经验设定符合目标的焊接操作的焊接和施工条件，实际上一边进行焊接一边进行评价。即使设定中使用计算机等的情况，也需要三维CAD数据的处理，需要专业性的知识。

通过使用本发明的系统，即使是对焊接操作不甚详解的人，也可以检索适合目标的焊接操作的焊接和施工条件，并加以选择，且容易进行基于对所选择的焊接和施工条件进行的焊接的评价。因此，无论是焊接的种类变化，或是操作者改变，都将能够得到再现性高的焊接结果。

机器人悬架式操纵台3，作为接收操作者使用操作按钮31和数字小键盘33输入的规定的检索操作的输入装置发挥功能，并且也作为通过画面部32显示规定的信息的显示装置发挥功能。

控制装置4具备用于信息处理的处理机和存储器，如上述这样，遵循预先示教(示教程序)输出对于焊接机器人2的工作指示，从而控制焊接机器人2的工作。此外进行信息处理的处理机搭载的控制装置4，遵循由机器人悬架式操纵台3输入的操作者的检索操作，从后述的数据库7中提取各种的信息，实施规定的处理，并输出到机器人悬架式操纵台3。在控制装置4的存储器中，存储有用于使控制装置4(的处理机)运行作为该处理的焊接和施工条件设定方法的程序。

数据库7是存储有焊接和施工条件的存储装置。在本实施方式中，数据库7作为焊接和施工条件而存储主条件数据、用户条件数据。主条件数据应该被称为基本条件数据，例如在代表性的焊接方法中，是含有从数据库7的构筑时便预存储的焊接条件信息和施工条件信息的数据，也包含存储有预关联的焊接诸元素信息(材料的特性数据)。另一方面，用户条件数据，除了基本的焊接条件信息和施工条件信息以外，还会分配个别的用户在实际的焊接时保存在控制装置4中的焊接条件和焊接诸元素信息，是登录新的施工条件信息(以后，称为“用户登录条件信息”)的条件数据。该用户条件数据就每位个别用户而言，用户登录条件信息各不相同，是该用户特有使用的条件数据。

在焊接和施工条件中，存在作为焊接前提的施工条件和与该施工条件相关联的焊接条件和焊接诸元素，以及由用户确立的用户登录条件。因此，主条件数据中，含有施工条件所涉及的施工条件信息和焊接条件所涉及的焊接条件信息与焊接诸元素信息，用户条件数据中，含有施工条件所涉及的施工条件信息和焊接条件所涉及的焊接条件信息与焊接诸元素信息、用户登录条件信息。施工条件信息是从进行焊接之前确定的施工条件所涉及的信息，主要是关于接头的形状等的信息。另一方面，焊接条件信息和焊接诸元素信息是焊接时应该遵循的焊接条件的信息，主要是焊接的方法·条件所涉及的信息。用户登录条件信息是将施工条件信息和用户任意设定的焊接条件一起登录的焊接和施工条件信息。施工条件信息、焊接条件信息、焊接诸元素信息、用户登录条件信息可列举以下这样的内容，但并非特别限定为以下内容。

施工条件信息：接头形状、焊脚长度、板厚、坡口形状、坡口深度、坡口形状、焊道形状、焊接姿势、其他

焊接条件信息：焊接电流、电弧电压、焊接速度、其他

焊接诸元素信息：焊丝(直径和规格)、使用的保护气体、焊接电源(脉冲、恒定电压)、其他

用户登录条件信息：用户在实际的焊接时保存在控制装置4中的条件和以施工条件为基础制作的接头形状、焊脚长度、板厚、坡口形状、坡口深度、坡口形状、焊道形状、焊接姿势、焊接电流、电弧电压、焊接速度、其他

图3是用于说明施工条件的接头和焊接部分的放大图，图3(a)表示在レ型的焊接部分W1焊接T接头F1、F2的例子，图3(b)表示在V型的焊接部分W2焊接切口(サーピン)F3、F4的例子。在图3(a)的例子中，能够得到接头形状为T接头，坡口形状为レ型这样的施工条件信息。在图3(b)的例子中，能够得到接头形状为切口，坡口形状为V型这样的施工条件信息。

图4是表示焊接和施工条件设定系统8实行的焊接和施工条件设定方法的整体的步骤的流程图。首先操作者由机器人悬架式操纵台3输入检索焊接和施工条件的检索区域(范围)。遵循输入操作，控制装置4设定检索区域范围(步骤S10)。在检索区域中，存在数据库7的1)所有数据(主条件数据和用户条件数据的全部)，2)主条件数据，3)用户条件数据。例如作为检索区域预先将1)所有数据作为预置默认值设定，如果未进行检索区域的设定操作，则也可以自动地将1)所有数据作为检索区域设定。另外，遵循操作者的输入操作，控制装置4也可以按照1)→2)→3)的顺序设定检索区域。

由步骤S10确定检索焊接和施工条件的检索区域后，控制装置4在检索操作的第一层级中，计算满足两个施工条件信息的各个施工条件参数的组合的检索对象的各自的数目，即检索对象数。在检索操作的第一层级中提取的两个参数，预定作为施工条件参数的接头形状和坡口形状。

即，在图5的例子中，作为两个施工条件信息而选择接头形状、坡口形状，计算满足各个施工条件参数的组合的检索对象的各自的数目。所谓施工条件参数，就是在各施工条件信息中表示具体的种类和数值等的参数。例如在接头形状这样的施工条件信息中，包含“T(接头)”、“角接”、“搭接”等的施工条件参数。另外，在坡口形状这样的施工条件信息中，包含“角焊缝”、“レ型”、“V型”等的施工条件参数。

此外，控制装置4再以两个施工条件信息作为关键字的矩阵的形式，制作图5所示这样的表示检索对象数的检索对象数表，机器人悬架式操纵台3显示含有该检索对象数表的检索画面，显示在画面部32上(步骤S20)。在图5中，满足“T(接头)”和“角焊缝”这两个参数的检索对象的数目是235。由于两个施工条件信息以矩阵的形式被显示，所以操作性提高。

接着，操作者在本案例中，使用机器人悬架式操纵台3，从图5的检索对象数表中，选择“T(接头)×角焊缝”这两个施工条件参数的组合(步骤S30)。对应这一选择，控制装置4在检索操作的第二层级中，计算满足两个施工条件信息的各个施工条件参数的组合的检索对象的各自的数目，即检索对象数。在检索操作的第二层级中提取的两个施工条件参数，预定作为焊脚长度和焊接姿势。

即，在图6的例子中，作为两个施工条件信息而选择焊脚长度、焊接姿势，计算满足各个施工条件参数的组合的检索对象的各自的数目。在焊脚长度这样的施工条件信息中，包含“3.0＊3.0”，“4.0＊4.0”，“4.5＊4.5”等的施工条件参数。另外，在焊接姿势这样的施工条件信息中，包含“向下”，“水平”，“水平2”等的施工条件参数。

此外，控制装置4再以两个施工条件信息作为关键字的矩阵的形式，制作图6所示这样的表示检索对象数的检索对象数表，机器人悬架式操纵台3显示含有该检索对象数表的检索画面，显示在画面部32中(步骤S40)。在图6中，满足“焊脚长度6.0＊6.0”和“向下”这两个参数的检索对象的数目是10。

在此，控制装置4判定操作者选择的作为施工条件参数的组合的检索对象的数目，即选择检索对象数R是否处于预定的规定的数目(值)n以下。例如预定的规定的数目为15。然后在图6中，操作者选择满足“焊脚长度6.0＊6.0”和“向下”这两个参数的检索对象时，选择检索对象数R是10。这种情况下，n≥R成立。满足该条件时(步骤S50；Yes)，控制装置4不是制作检索对象的数目，而是制作各别表示检索对象的内容的检索对象清单，机器人悬架式操纵台3将该检索对象清单在画面部32中显示(步骤S60)。图7表示检索对象清单的例子。

还有，在上述的例子中，在检索操作的第一层级，制作、显示图5所示的两个施工条件参数的检索对象数表(步骤S20)，再在作为其下位的层级的第二层级，制作、显示图6所示的两个施工条件参数的检索对象数表(步骤S40)。即，第一层级是接头形状×坡口形状的组合，第二层级是焊脚长度×焊接姿势的组合。本例中，在第一层级、第二层级之后，规定的数n≥选择检索对象数R成立(步骤S50；Yes)，因此显示图7的检索对象清单。但是，第二层级中选择的检索对象的数目，即选择检索对象数R依然大，规定的数n≥选择检索对象数R不成立时(步骤S50；No)，返回步骤S20，制作检索操作的第三层级以后的检索对象表。这时两个施工条件参数的组合可以任意，也可以制作由施工条件参数和焊接条件参数的组合构成的检索对象数表并显示。一般认为，优选截至第四层级左右确定施工条件参数的组合，例如以下的检索的层级构造。

第一层级：接头形状×坡口形状

第二层级：焊脚长度×焊接姿势

第三层级：坡口深度×坡口角度

第四层级：钝边×焊接姿势

第五层级：焊接电流×焊接速度

第六层级：焊接速度×焊接姿势

第七层级：焊接电流×焊接姿势

第八层级：焊接速度×线能量

即，优选在检索操作的第一层级提取的两个参数是施工条件参数的接头形状与坡口形状，在检索操作的第二层级提取的两个参数是施工条件参数的焊脚长度与焊接姿势，在检索操作的第三层级提取的两个参数是施工条件参数的坡口深度与坡口角度，在检索操作的第四层级提取的两个参数是施工条件参数的钝边与焊接姿势。

另外，在上述的层级构造中，优选截至第四层级是两个施工条件参数的组合，从第五层级开始为两个施工条件参数的组合。在第五层级以后的层级，优选提取的两个参数之中的至少一个是焊接条件参数。通过成为这样的层级构成，在各种焊接中，可以缩减到恰当的施工条件参数和焊接条件参数。但是，各层级的参数的组合没有特别限定。另外，各层级的顺序也没有特别限定。

如此，在规定的条件成立的阶段，画面从显示检索对象的数目的表(检索对象数表)转变为分别表示检索对象的清单(检索对象清单)，能够防止大量的检索对象显示在画面上，使检索容易。

但是，即使检索对象的数目多，如果操作者仍想要确认个别的检索对象的内容，也可以操作机器人悬架式操纵台3的规定的键，即使n≥R不成立(步骤S50；No)，也可以显示检索对象清单。即，不论n与R的大小关系，操作者通过操作机器人悬架式操纵台3的任意的键，也可以从图5和图6的检索对象数表直接转换成图7的检索对象清单的画面。

控制装置4在检索对象清单的制作时，再提取与提取出的施工条件参数相对应的焊接条件信息的焊接条件参数。在此所谓焊接条件参数，是在各焊接条件信息中表示具体的种类和数值等的参数。例如在图7的例子中，关于各检索对象No.1～4表示的是焊接条件信息，但完成速度(操作效率)是焊接条件参数的一个，由“48.0”、“46.0”、“45.0”等的具体的数值表示。另外，焊接截面积(熔敷量)也是焊接条件参数的一个，由“14.77”、“15.42”、“16.71”等的具体的数值表示。

机器人悬架式操纵台3显示检索对象清单，其包含每个检索对象中至少一个焊接条件参数、和控制装置4计算出的作为结果的评价项目。此外在检索对象清单所包含的焊接条件参数中，还包含与熔敷量或操作效率相关联的至少一个参数，图7的例子中包含与熔敷量相关联的(更详细的)“焊接截面积”，与操作效率相关联的(更详细的)“完成速度”的参数。在图7的例子中，No.1的检索对象的焊接条件参数中的“完成速度(操作效率)”为48.0，“电流”为330～330，“焊接截面积(熔敷量)”为14.77，“评价项目”为多/高。

在本实施方式中，控制装置4将根据提取的施工条件参数和焊接条件参数计算出的焊接部分的焊接截面积，与预先确定的阈值进行比较，由此阶段性地计算熔敷量对应的评价项目，机器人悬架式操纵台3显示该阶段性的评价项目。还有，在图7的检索对象清单中，可附加性地显示焊接部分的层叠图L(非必须)，从而能够在视觉上把握焊接截面积。如层叠图L的放大图所示，根据任意输入的焊接速度、焊接电流、焊丝直径、焊丝送给速度等的焊接条件参数计算出的焊接截面积A，和根据坡口形状和接头形状计算出的焊接截面积B，通过绘画功能作为层叠图显示，因此操作者能够还结合自己的视觉信息进行检索对象的评价。

焊接截面积A是如上所述地根据焊接条件参数(焊接速度、焊接电流、焊丝直径，焊丝送给速度等)计算出的截面积。另一方面，焊接截面积B是根据坡口形状和接头形状计算出的截面积，为相对于焊接截面积A而预先确定的阈值。焊接截面积A＝焊接截面积B成立时，焊接截面积A的焊接条件能够判断为良好的条件，能够设定评价项目。

焊接截面积A例如由如下方式求得。以下的要素为基本的条件。

·焊接速度V：V(cm/min)＝(V×10)/60(mm/sec)

·焊丝直径R(mm)

·焊丝供给速度S：S(m/min)＝(S×1000)/60(mm/sec)

·熔敷效率η：CO₂→0.95，Ar－CO₂→0.98)

根据以上，单位时间的熔敷量(体积)(mm³/sec)为(η×π×R²×S×1000)/60。而且，单位时间的每一焊层的焊接截面积(mm²)为(η×π×R²×S×1000)/60÷(V×10/60)＝(η×π×R²×S×100)/V。而后，作为总熔敷量的焊接截面积A，由焊接截面积A＝Σ(各焊层的焊接截面积)求得。

另一方面，焊接截面积B能够通过求出以绘画功能绘制出坡口形状和接头形状的平面图形的面积来计算。例如，接头形状是T接头，坡口形状是俯视下为直角三角形的角焊缝，直角三角形的正交的2条边的长度为S1、S2时，作为总截面积的焊接截面积B，根据焊接截面积B＝(S1×S2)/2求得。

例如由上述这样的方法求得的焊接截面积A为14.77mm²，焊接截面积B为18mm²时，两者的比为14.77/18×100＝82.0％(△18.0％)。该比是焊接截面积与预先确定的阈值的比较，为焊接截面积A的质量的目标，在图7的画面中也可以一并显示82.0％(或△18.0％)。

另外，控制装置4，在各检索对象间，即在各焊接条件间，通过比较根据提取出的施工条件参数和焊接条件参数计算出的焊接部分的完成速度，由此阶段性地计算操作效率所对应的评价项目，机器人悬架式操纵台3显示该阶段性的评价项目。阶段性的评价项目，例如有“高”＞“标准”＞“低”这样的3阶段评价的项目。完成速度中，在多个焊接条件之间进行比较，根据大的数字，能够评价为效率良好。例如，在图7的例子中，在评价为No.1(48cm/min)＞No.2(46cm/min)＞No.3＝No.4(45cm/min)之后，能够另行设定评价项目。

完成速度也可以将多层的焊接速度换算成单层的焊接速度，基于焊接条件的速度比较进行评价，如果D：焊接长度，T：全部焊层的焊接时间的合计，t：每层的焊接时间，则单层的换算焊接速度根据时间(t)＝距离(D)/速度(v)，通过如下方式求得，

D/T(单层的换算焊接速度)

＝D/(t1+t2…+tn)

＝D/(D/v1+D/v2+…+D/vn)

＝D/D(1/v1+1/v2+…+1/vn)

＝1/(1/v1+1/v2+…+1/vn)。

还有，检索对象清单的焊接条件参数中，例如包含以下这样的内容。控制装置4不限于焊接截面积和完成速度，也能够基于这些焊接条件参数计算评价项目。

1)焊层数(操作效率的一种)：在多层堆焊条件中比较焊层数进行选择(焊层数少＝焊接时间少)。

2)电流：基于最大·最小的电流、每层的电流选择接近预期的条件。

3)焊道形状的外观(熔敷量的一种)：阶段地计算作为熔敷量的一种的概念的焊道形状所对应的评价项目。阶段性的评价项目，例如在坡口形状的情况下，有“多”＞“稍多”＞“标准”＞“稍少”＞“少”这样的5阶段评价的项目。在角焊缝形状的情况下，有“大凸”＞“稍凸”＞“标准”＞“稍凹”＞“大凹”这样的5阶段评价的项目。

如上述这样各种焊接条件参数所涉及的评价由阶段性的评价项目的形式表示，因此即使对焊接操作不甚详解的操作者，也可以容易地进行评价。

还有，在图7的检索对象清单中，表示的是附加性显示有焊接部分的层叠图L的例子。该层叠图是在图8所示这样的接头F5、F6经焊接的焊接部分W3为多层堆焊时，可以由也示出了焊接的焊层(1、2、3、…15)的形式进行绘画显示。即，数据库在主条件数据和用户条件数据中，预先具有由每个施工条件信息确定的焊接条件信息。然后，控制装置4基于提取出的施工条件参数和焊接条件参数，如图7和图8这样以绘画功能绘制焊接部分的层叠图，机器人悬架式操纵台3将绘制的层叠图显示在画面部32。

另外，在图8的例子中，如果横向摆动条件被设定为焊接条件，则也能够绘制其信息。例如，在图8的双点划线的部分显示的要旨是，以单层计，相对于横向摆动基准面(焊炬方向)以左右2mm进行横向摆动。

看到上述检索对象清单的操作者，能够选择图7的检索对象清单之中的一个检索对象，作为关于主要的焊接部分的条件，即作为在焊接线上进行焊接的图9的主焊接条件(WM)使用(步骤S70)。还有，在一般的焊接中，对于主要的焊接部分会设有用于对其周边进行加强的周边焊接部分。而后，在检索对象的选择时，操作者可以预先对于主焊接条件施与关联，可以至少检索一个存储于数据库7中的用于周边焊接部分的周边焊接条件，并且可以附加于主焊接条件。另外，关于不存在的周边焊接条件，机器人悬架式操纵台3也可以接收操作者输入的条件(所述的主焊接或其他的周边焊接条件)，控制装置4以该接收到的条件制作附加的条件。通过这样的周边焊接条件的附加，能够将含有焊接线的主焊接条件的全部的焊接条件简单地设定在机器人的示教程序中，能够减轻操作者的焊接条件的制作操作负荷。如图9所示，周边焊接条件例如含有以下这样的条件。

·逐步退焊条件(BS)：决定焊接的开始位置时的条件。

·起始侧条件(WS)：主焊接的起始的条件。

·终端侧条件(WE)：主焊接的终端的条件。

·焊口条件(Cr)：防止焊接的凹陷时的条件。

另外，若操作者选择图7的检索对象清单之中的一个检索对象(步骤S70)，则对于所选择的检索对象，操作者也能够进行规定的编辑(步骤S80)。控制装置4遵循机器人悬架式操纵台3接收到的操作者的检索操作而编辑图7和图8的层叠图，将机器人悬架式操纵台3编辑经的层叠图显示在画面部32。例如，如图10所示，操作者编辑层叠图，在机器人悬架式操纵台3的画面部32，显示编辑操作。图10(a)是表示编辑画面的图，图10(b)是表示编辑结果确认画面的图，分别在机器人悬架式操纵台3的画面部32显示。

操作者在图10(a)的编辑画面中，可以编辑焊炬的目标位置(焊接移动左右·上下)和横摆振幅，另外，虽处于其他画面，但也可以编辑焊接电流和速度。即，是焊接条件(目标位置、横摆振幅、焊接电流·速度等)的编辑画面。还有，操作者能够从图7的检索对象清单的画面中选择焊接条件，确认上述的目标位置等的详情。

接着操作者在图10(b)的编辑结果确认画面中，就各焊层确认编辑内容。例如，能够确认由焊接电流·速度带来的截面积的数值、绘画和线能量。还有，操作者能够从图7的检索对象清单的画面中，选择焊接条件，确认图10(b)所示的各层的熔敷量(焊接截面积)和线能量等的详情。

通过显示焊接部分的层叠图，操作者对于基于选择到的检索对象的焊接的品质，可以一边在视觉上评价一边进行编辑。

最后，步骤S80的编辑操作之后，操作者对于焊接对象物，以实际焊接实施评价，并作为检索对象的条件保存，由此赋予所述保存的检索对象的条件以关联，将新制作或编辑的施工条件信息(施工条件参数)、焊接条件信息(焊接信息参数)，作为用户条件数据登录在数据库7中(步骤S90)。

本发明提供一种用于设定焊接机器人的焊接和施工条件的焊接和施工条件设定方法，并且还提供用于使这样的焊接和施工条件设定方法在计算机上运行的焊接和施工条件设定程序。如上述，该程序存储在未图示的控制装置4的存储器等之中，与控制装置4的处理机协调而实行一系列的工作，但存储地点、装置等没有特别限定。还有，该焊接和施工条件设定程序，与对于焊接机器人2进行工作指示的示教程序不同。

根据本发明，可包含预存储在数据库中的主条件数据和实际的焊接时登录的用户条件数据。遵循操作者的检索操作，从这些数据中，可提取施工条件信息和焊接条件信息的施工条件参数和焊接条件参数。控制装置计算作为对熔敷量或操作效率中的至少1个进行评价的结果的评价项目，显示装置显示焊接条件参数的至少一个和评价项目。因此即使是焊接操作的初学者，也能够容易地检索恰当的焊接和施工条件，且可以一边参照焊接条件参数中的至少一个和评价项目，一边设定恰当的焊接和施工条件，能够以高再现性实现高精度的焊接。

以上，使用实施的方式说明了本发明，但本发明的技术的范围不受上述实施的方式限定。可以不脱离本发明的精神和范围进行各种变更或采用替代方式，这对本领域技术人员来说很清楚。

本申请基于2016年4月18日申请的日本专利申请，专利申请2016－083049，其内容在此作为参照编入。

【符号的说明】

1 焊接机器人系统

2 焊接机器人

3 机器人悬架式操纵台(输入装置、显示装置)

4 控制装置

7 数据库

8 焊接和施工条件设定系统

Claims (10)

1.一种焊接和施工条件设定系统，是用于设定焊接机器人的焊接和施工条件的焊接和施工条件设定系统，其中，

该焊接和施工条件设定系统具备输入装置、显示装置、控制装置、和数据库，

所述数据库包含预存储的主条件数据和在实际的焊接时登录的用户条件数据，所述主条件数据和所述用户条件数据分别包含作为焊接的前提的施工条件所涉及的施工条件信息和与所述施工条件相关联的焊接条件所涉及的焊接条件信息，

所述输入装置接收操作者输入的至少施工条件信息的检索操作，

所述控制装置遵循操作者的检索操作，从所述主条件数据和所述用户条件数据中的至少一个中，提取与检索操作相对应的施工条件信息的施工条件参数，

从所述主条件数据和所述用户条件数据的至少一个中，提取与所提取出的施工条件参数相对应的焊接条件信息的焊接条件参数，并且，

在提取出的焊接条件参数之中，计算作为对熔敷量或操作效率的至少一个进行评价的结果的评价项目，

所述显示装置显示焊接条件参数中的至少一个和所述评价项目。

2.根据权利要求1所述的焊接和施工条件设定系统，其中，所述控制装置将根据提取出的施工条件参数和焊接条件参数计算出的焊接部分的焊接截面积与预先确定的阈值比较，或比较该焊接部分的焊接条件间的完成速度，由此阶段地表示所述熔敷量或所述操作效率相对应的所述评价项目。

3.根据权利要求1所述的焊接和施工条件设定系统，其中，所述数据库具有由每个施工条件信息确定的焊接条件信息，

所述控制装置基于提取出的施工条件参数和焊接条件参数，通过所述控制装置所包含的绘制功能来绘制焊接部分的层叠图，

所述显示装置显示绘制后的层叠图。

4.根据权利要求1所述的焊接和施工条件设定系统，其中，所述控制装置在提取出的施工条件参数和焊接条件参数之中，计算满足两个参数的组合的作为检索对象的各自的数目的检索对象数，

以将所述两个参数为关键字的矩阵的形式，制作表示检索对象数的检索对象数表，

所述显示装置显示所述检索对象数表，

所述显示装置在所述输入装置接收到的操作者所选择的检索对象的检索对象数处于规定的值以下时，对于该检索对象，显示所述熔敷量或所述操作效率中的至少一个和所述评价项目。

5.根据权利要求4所述的焊接和施工条件设定系统，其中，在检索操作的第一层级提取的两个参数是施工条件参数的接头形状和坡口形状，

在检索操作的第二层级提取的两个参数是施工条件参数的焊脚长度和焊接姿势，

在检索操作的第三层级提取的两个参数是施工条件参数的坡口深度和坡口角度，

在检索操作的第四层级提取的两个参数是所述施工条件参数的钝边和焊接姿势，

在检索操作的第五层级以后的层级提取的两个参数之中的至少一个是焊接条件参数。

6.根据权利要求1所述的焊接和施工条件设定系统，其中，焊接条件是在焊接线上进行焊接的主焊接条件，

所述控制装置检测与所述主焊接条件预关联，存储于所述数据库的逐步退焊条件、起始侧条件、焊口条件、终端侧条件之中的至少一个，可以附加于所述主焊接条件，

对于所述逐步退焊条件、所述起始侧条件、所述焊口条件、所述终端侧条件之中不存在的条件，所述输入装置接收操作者输入的条件，所述控制装置以该接收的条件制作附加的条件。

7.根据权利要求3所述的焊接和施工条件设定系统，其中，所述控制装置遵循所述输入装置接收的操作者的检索操作，编辑所述层叠图，

所述显示装置显示编辑后的所述层叠图。

8.一种焊接机器人系统，其中，包含权利要求1至7中任一项所述的焊接和施工条件设定系统、以及焊接机器人。

9.一种焊接和施工条件设定方法，是用于设定焊接机器人的焊接和施工条件的焊接和施工条件设定方法，其中，

数据库包含预存储的主条件数据和实际的焊接时登录的用户条件数据，所述主条件数据和所述用户条件数据分别包含作为焊接的前提的施工条件所涉及的施工条件信息和与所述施工条件相关联的焊接条件所涉及的焊接条件信息，

接收操作者输入的施工条件信息的检索操作，

遵循操作者的检索操作，从所述主条件数据和所述用户条件数据中的至少一个中，提取与检索操作对应的施工条件信息的施工条件参数，

从所述主条件数据和所述用户条件数据中的至少一个中，提取与所提取出的施工条件信息相对应的焊接条件信息的焊接条件参数，

在提取出的焊接条件参数之中，计算作为对熔敷量或操作效率的至少一个进行评价的结果的评价项目，

显示焊接条件参数中的至少一个和所述评价项目。

10.一种存储器，其存储有用于使权利要求9所述的焊接和施工条件设定方法在处理机搭载的控制装置上运行的焊接和施工条件设定程序。

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