CN117836082A - 造型装置的控制方法、造型装置以及程序 - Google Patents

造型装置的控制方法、造型装置以及程序 Download PDF

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Abstract

校正焊炬的目标位置的造型装置的控制方法包括如下工序:取得预先准备的包括由母材或者熔敷焊道的至少一部分构成的定位指标体的形状在内的基准轮廓;利用安装于焊炬或者所述机械手的形状计测部计测定位指标体的形状而取得实际轮廓;将定位指标体的基准轮廓与实际轮廓比较,根据双方的定位指标体的位置偏移求出焊炬的目标位置的偏移量;以及输出用于与偏移量相应地校正焊炬的目标位置的机械手的动作校正指令。

Description

造型装置的控制方法、造型装置以及程序
技术领域
本发明涉及造型装置的控制方法、造型装置以及程序。
背景技术
已知有将使填充材料熔融以及凝固而得到的熔敷焊道层叠而对三维构造物进行造型的技术(参照专利文献1)。在专利文献1中公开有在使焊炬移动的同时制作具有复杂的三维自由曲面的造型物的情况下通过将焊炬的正下方的熔接面设为大致水平从而抑制因其曲面性而填充材料的熔滴从熔接面上流落的技术。据记载,由此,即使是复杂的三维自由形状,也能够在熔接面上可靠地形成熔敷焊道。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-275945号公报
发明内容
发明要解决的课题
如上述那样,在对复杂的形状进行层叠造型的情况下,造型物相对于焊炬的姿态在造型时进行各种变更。另外,焊炬的前端的目标位置的误差对造型的形状精度造成较大影响。因此,在使用焊接机器人进行层叠造型的情况下,若成为使焊炬倾斜的姿态,则可能因焊接机器人的精度而在焊炬的前端的目标位置产生误差。
例如,在图19A所示的驱动前的状态下,焊炬15的前端的目标位置T与针状的母材A的针前端一致。当从该状态起焊接机器人使焊炬15倾斜、旋转时,焊炬15成为在图19B中由实线示出的倾斜的姿态。倾斜的焊炬15的前端的目标位置Ta从母材A的针前端偏移,在目标位置产生误差Δd。这种误差因由焊炬15的旋转中心的机械误差带来的偏移、其他理由而产生。
另外,在图20A所示那样的伸出部、图20B所示那样的悬伸部等复杂的形状的造型中,使焊炬15向与已造型的部分相反一侧以角度θ倾斜,由此需要在将目标位置高精度地保持的同时形成熔敷焊道B。但是,当焊炬15倾斜时,可能在焊炬15的目标位置产生偏移。有时因这种焊炬15的目标位置的偏移而按照计划的高精度的造型变得困难。另外,作业者也能够操作焊接机器人而校正焊炬的目标位置,但这种基于目视观察的校正出于作业效率以及精度提高的观点是不优选的。
因此,本发明的目的在于提供不伴随着繁琐的作业就能够精度良好地校正目标位置的偏移的造型装置的控制方法、造型装置以及程序。
用于解决课题的方案
本发明由下述的结构构成。
(1)一种造型装置的控制方法,其在使用保持有焊炬的机械手将使供给到所述焊炬的填充材料熔融以及凝固而得到的熔敷焊道反复形成在母材上的造型装置中校正所述焊炬的目标位置,
其中,
所述造型装置的控制方法包括如下工序:
取得预先准备的包括由所述母材或者所述熔敷焊道的至少一部分构成的定位指标体的形状在内的基准轮廓;
利用安装于所述焊炬或者所述机械手的形状计测部计测所述定位指标体的形状而取得实际轮廓;
将所述定位指标体的所述基准轮廓与所述实际轮廓比较,并根据双方的所述定位指标体的位置偏移求出所述焊炬的目标位置的偏移量;以及
输出用于与所述偏移量相应地校正所述焊炬的目标位置的所述机械手的动作校正指令。
(2)一种造型装置,其使用保持有焊炬的机械手将使供给到所述焊炬的填充材料熔融以及凝固而得到的熔敷焊道反复形成在母材上,
其中,
所述造型装置具备控制部,所述控制部使用由所述母材或者所述熔敷焊道的至少一部分构成的定位指标体校正所述焊炬的目标位置,
所述控制部具备:
基准轮廓取得部,其取得预先准备的包括所述定位指标体的形状的基准轮廓;
实际轮廓取得部,其利用安装于所述焊炬或者所述机械手的形状计测部计测所述定位指标体的形状而取得实际轮廓;
偏移量计算部,其将所述定位指标体的所述基准轮廓与所述实际轮廓比较,并根据双方的所述定位指标体的位置偏移求出所述焊炬的目标位置的偏移量;以及
输出部,其输出用于与所述偏移量相应地校正所述焊炬的目标位置的所述机械手的动作校正指令。
(3)一种程序,其使计算机执行造型装置的控制方法的步骤,所述造型装置的控制方法在使用保持有焊炬的机械手将使供给到所述焊炬的填充材料熔融以及凝固而得到的熔敷焊道反复形成在母材上的造型装置中校正所述焊炬的目标位置,所述造型装置,
其中,
所述程序用于使计算机实现如下功能:
取得预先准备的包括由所述母材或者所述熔敷焊道的至少一部分构成的定位指标体的形状在内的基准轮廓;
利用安装于所述焊炬或者所述机械手的形状计测部计测所述定位指标体的形状而取得实际轮廓;
将所述定位指标体的所述基准轮廓与所述实际轮廓比较,并根据双方的所述定位指标体的位置偏移求出所述焊炬的目标位置的偏移量;以及
输出用于与所述偏移量相应地校正所述焊炬的目标位置的所述机械手的动作校正指令。
发明效果
根据本发明,不伴随着繁琐作业,就能够高精度地校正伴随着机械手以及焊炬的驱动的焊炬的目标位置的偏移,能够实施准确的造型。
附图说明
图1是制造造型物的层叠造型装置的整体结构图。
图2是控制部的功能框图。
图3是示意地示出焊炬以及形状计测部的结构的概要立体图。
图4是示出基于形状计测部所照射的激光的传感器计测视场与焊炬的目标位置的关系的说明图。
图5是示出层叠造型装置的控制方法的步骤的流程图。
图6A是示出由第一实施方式的造型装置进行的控制工序的图,且是示出变更焊炬的姿态前后的情形的工序说明图。
图6B是示出由第一实施方式的造型装置进行的控制工序的图,且是示出变更焊炬的姿态前后的情形的工序说明图。
图7是将包含图6的(B)所示的特征点以及目标位置的区域放大的说明图。
图8是示意地示出伴随着焊炬的旋转的目标位置的变化的说明图。
图9A是示出将实际轮廓近似为几何学形状的模型并提取模型的形状特征点的工序的工序说明图。
图9B是示出将实际轮廓近似为几何学形状的模型并提取模型的形状特征点的工序的工序说明图。
图10A是示出由第二实施方式的造型装置进行的控制工序的图,且是示出变更焊炬的姿态前后的情形的工序说明图。
图10B是示出由第二实施方式的造型装置进行的控制工序的图,且是示出变更焊炬的姿态前后的情形的工序说明图。
图11是将包含图10B所示的特征点以及目标位置含区域放大的说明图。
图12是示出传感器计测视场中的焊炬与母材以及层叠中途的熔敷焊道的关系的说明图。
图13是示出根据熔敷焊道的顶点与填充材料的前端位置的关系校正焊炬的目标位置的情形的说明图。
图14是示意地示出根据焊炬的目标位置的校正的有无的焊道形成道次的不同的说明图。
图15A是示出未进行目标位置的校正而使焊炬移动,并利用形状计测部检测出母材的特征点即角部的高度分布的结果的参考例的图表。
图15B是示出未进行目标位置的校正而使焊炬移动,并利用形状计测部检测出母材的特征点即角部的高度分布的结果的参考例的图表。
图16A是示出在校正目标位置的同时使焊炬移动,并利用形状计测部检测出母材的特征点即角部的高度分布的结果的图表。
图16B是示出在校正目标位置的同时使焊炬移动,并利用形状计测部检测出母材的特征点即角部的高度分布的结果的图表。
图17是示出图16所示的位置Pt1~Pt6的水平位置以及高度的校正量的变化的图表。
图18是示出在校正目标位置的同时沿着母材的角部形成熔敷焊道的情况下的焊道始端位置、焊道中间位置、焊道终端位置分别测定出与焊道长度方向正交的截面形状的结果的图表。
图19A是示出以往的焊炬与母材的关系的图,且是焊炬的驱动前的示意图。
图19B是示出以往的焊炬与母材的关系的图,且是焊炬的驱动后的示意图。
图20A是示出以往的对复杂的形状进行造型时的焊炬的状态的图,且是示出伸出部的造型时的情形的示意图。
图20B是示出以往的对复杂的形状进行造型时的焊炬的状态的图,且是示出悬伸部的造型时的情形的示意图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
(层叠造型装置的结构)
图1是制造造型物的层叠造型装置的整体结构图。
层叠造型装置(造型装置)100具备造型部11、以及控制造型部11的控制部13。
造型部11具备:焊接机器人17,其在前端轴具有焊炬15;机器人驱动部21,其驱动焊接机器人17;填充材料供给部23,其向焊炬15供给填充材料(焊丝)M;焊接电源部25,其供给焊接电流及焊接电压;以及形状计测部33,其计测形状。
(造型部)
焊接机器人17是多关节机器人,且在安装于机器人臂的前端轴的焊炬15的前端支承填充材料M。焊炬15的位置以及姿态能够根据来自机器人驱动部21的指令在机器人臂的自由度的范围内三维地任意设定。在机器人臂的前端轴也可以设置有使焊炬15进行摆动动作的摆动机构,对此未图示。
焊炬15是具有未图示的保护喷嘴并从保护喷嘴供给保护气体的气体保护电弧焊接用的焊炬。作为电弧焊接法,可以是覆盖电弧焊接或者二氧化碳气体电弧焊接等消耗电极式、TIG焊接或者等离子体电弧焊接等非消耗电极式中的任一个,根据制作的层叠造型物而适当选定。
例如,在消耗电极式的情况下,在保护喷嘴的内部配置导电嘴,被供给焊接电流的填充材料M保持于导电嘴。焊炬15在保持填充材料M的同时,在保护气体气氛下从填充材料M的前端产生电弧。
填充材料供给部23具备卷绕有填充材料M的卷盘29。填充材料M被从填充材料供给部23送向安装于机器人臂等的送出机构,并根据需要被利用送出机构在正反进给的同时向焊炬15进给。
作为填充材料M,能够使用所有市售的焊丝。例如,能够利用由软钢、高张力钢以及低温用钢用的MAG焊接以及MIG焊接实心焊丝(JIS Z 3312)、由软钢、高张力钢以及低温用钢用电弧焊接药芯焊丝(JIS Z 3313)等规定的焊丝。而且,能够根据所要求的特性而使用铝、铝合金、镍、镍基合金等的填充材料M。
机器人驱动部21驱动焊接机器人17而使焊炬15移动。另外,与焊炬15的移动的同时,被连续供给的填充材料M在来自焊接电源部25的焊接电流以及焊接电压的作用下熔融。
即,焊接机器人17是将在产生电弧的同时使线状的填充材料M熔融以及凝固的焊炬15保持于臂前端的机械手。在通过该机械手的驱动而使焊炬15移动的同时,利用电弧使被焊炬15连续进给的填充材料M熔融以及凝固,在作为母材的基座板27上形成作为填充材料M的熔融凝固体的熔敷焊道B。
形状计测部33安装于焊炬15或者比焊炬15靠根部侧的机械手,并能够使用照射激光并且取得被照射激光的物体的轮廓(表示外形形状的信息)的激光传感器。形状计测部33具有计测物体的轮廓的功能,但也可以利用激光以外的方法计测物体的轮廓,并不限定于激光传感器。
(控制部)
控制部13是包括输入输出部、存储部、以及运算部而构成的计算机装置,对此省略图示。
在输入输出部连接有焊接机器人17、焊接电源部25以及填充材料供给部23等。在存储部存储包括后述的驱动程序的各种信息。存储部由ROM、RAM等存储器、硬盘、SSD(SolidState Drive)等驱动器装置、CD、DVD、各种存储卡等存储介质所例示的存储器构成,能够进行各种信息的输入输出。与要制作的造型物相应的造型程序经由网络等通信线或者各种存储介质等而向控制部13输入。造型程序基于确定形成熔敷焊道B的焊道形成轨道以及焊接条件的层叠计划而制作,并由多个命令代码构成。
控制部13执行存储于存储部的造型程序,对焊接机器人17、填充材料供给部23以及焊接电源部25等进行驱动,形成与造型程序相应的熔敷焊道B。即,控制部13利用机器人驱动部21使焊接机器人17驱动,并沿着被造型程序设定的焊炬15的轨道(焊接轨道)使焊炬15移动,并且与设定的焊接条件相应地驱动填充材料供给部23以及焊接电源部25,利用电弧使焊炬15的前端的填充材料M熔融、凝固。如此,通过基于造型程序依次层叠熔敷焊道B,从而造型期望的三维形状的造型物30。
图2是控制部13的功能框图。
上述的控制部13具备后述详情的基准轮廓取得部35、实际轮廓取得部37、偏移量计算部39、以及输出部41。
(焊炬与形状计测部)
图3是示意地示出焊炬15以及形状计测部33的结构的概要立体图。
焊炬15在前述的焊接机器人17的作用下向箭头方向移动。与此同时,形状计测部33照射激光LB,对包括成为之后形成的熔敷焊道B的基底的基座板(母材)27等对象物的轮廓(外形形状)在内的信息进行计测。在已形成的熔敷焊道B存在于激光LB的照射区域的情况下,也对该熔敷焊道B的轮廓进行计测,对此未图示。
图4是示出基于形状计测部33所照射的激光LB的传感器计测视场F与焊炬的目标位置T的关系的说明图。
从形状计测部33照射的激光LB的照射范围成为计测对象物的轮廓的传感器计测视场F。对于焊炬15的目标位置T而言,为了使这里说明简单而设为从焊炬15突出的填充材料M的前端位置。形状计测部33以该填充材料M的前端与对象物的目标位置T一致的方式在传感器计测视场F内发现目标位置T,机器人驱动部21以使填充材料M的前端与目标位置T一致的方式驱动焊炬15。
(层叠造型装置的控制方法的概要)
图5是示出层叠造型装置100的控制方法的步骤的流程图。
层叠造型装置100使用保持有焊炬15的焊接机器人(机械手)17在母材上反复形成使供给到焊炬15的填充材料M熔融以及凝固得到的熔敷焊道B。控制部13以使用由母材或者熔敷焊道B的至少一部分构成的定位指标体将焊炬15的目标位置校正为正确的位置方式按照图5所示的流程图控制层叠造型装置100。
由控制部13进行的概要的控制动作具有接下来的S1~S4的步骤。
图2所示的基准轮廓取得部35取得预先准备的包括上述的定位指标体的形状的基准轮廓(S1)。
实际轮廓取得部37利用安装于焊炬15或者机械手的形状计测部33计测定位指标体的形状而取得实际轮廓(S2)。
而且,偏移量计算部39将定位指标体的基准轮廓与实际轮廓比较,并根据双方的定位指标体的位置偏移求出焊炬15的目标位置的偏移量(S3)。
之后,输出部41输出用于与偏移量相应地校正焊炬15的目标位置的、焊接机器人17的动作校正指令(S4)。
基准轮廓取得部35、实际轮廓取得部37、偏移量计算部39以及输出部41实现分别相当于上述的S1~S4的功能。这些各功能通过利用存储于控制部13的存储部的程序使作为计算机装置的控制部13进行动作从而实现。存储程序的存储部既可以包含在层叠造型装置100中,也可以存储于与层叠造型装置100分开的外部的服务器等。
控制部13通过上述的S1~S4的各工序,将预先准备的基准轮廓与由形状计测部33计测得到的实际轮廓比较,求出焊炬15的目标位置的偏移量,并生成校正焊炬15的目标位置的信号。由此,校正伴随着焊接机器人17以及焊炬15的驱动而产生的、焊炬15的目标位置的偏移,能够实施准确的造型。
以下,对作为上述的造型装置的控制方法的例子的第一实施方式以及第二实施方式进行说明。
在第一实施方式中,在焊接机器人17的驱动前以及驱动后使用由形状计测部33计测出的数据生成上述的基准轮廓以及实际轮廓。另一方面,在第二实施方式中,使用表示定位指标体的设计形状的信息生成基准轮廓。如此,各实施方式在基准轮廓的生成方法方面不同。
(第一实施方式)
图6A、图6B是示出由第一实施方式的造型装置进行的控制工序的图,且是示出变更焊炬15的姿态前后的情形的工序说明图。在以后的说明中,也将基座板27称作母材A。
图6A是将熔敷焊道B形成于目标位置前的状态,且是利用图1所示的焊接机器人17的驱动使焊炬15的姿态倾斜前的状态。焊炬15如由实线所示那样相对于母材A沿铅垂方向立起。将该状态的焊炬15的位置设为基准位置。
如图6A所示,在利用熔敷焊道B形成从柱部45向侧方伸出的伸出部47的情况下,焊炬15从顺畅的造型的观点出发,与维持向由实线示出的铅垂方向立起的状态相比,优选为如由虚线所示那样使焊炬15倾斜。
图6B是将利用焊接机器人17的驱动使焊炬15旋转移动后的状态坐标转换为在附图内焊炬15朝向上下方向而示出的说明图。实际的焊炬15如图6A所示那样从铅垂方向以角度θ倾斜,但为了校正处理的理解容易而将焊炬15作为基准来表示。在如此使焊炬15从铅垂方向倾斜的状态下,将接着熔敷焊道Bx之后预定形成的熔敷焊道的位置(由虚线表示)设定为目标位置。
然而,由于可能因利用焊接机器人17的驱动使焊炬15旋转时的旋转中心的机械式误差、其他理由而产生的位置偏移,焊炬15有时在旋转后从原本的形成熔敷焊道B的目标位置偏移。即,在图6A所示的焊炬15的旋转前确定的目标位置T0在由虚线示出的焊炬15的旋转后向目标位置T1偏移。因此,如图6B所示,目标位置T1相对于原本的目标位置T0从焊炬15的中心轴产生Δd1的偏移。这种偏移的产生原因大多难以判明,难以直接导出其量。
为了应对上述那样的现象,在本造型装置的控制方法中,使用由母材A或者熔敷焊道B的至少一部分构成的定位指标体进行目标位置的校正。定位指标体是在焊炬15的旋转前后将存在于形状计测部33的传感器计测视场F的、母材A与熔敷焊道B的至少一方或者双方的至少一部分的形状作为特征而提取的定位指标体。这里作为定位指标体,在图6A的状态下,使用形状计测部33计测出的任意的熔敷焊道BX。定位指标体既可以是一个或者多个熔敷焊道B其本身,也可以是仅熔敷焊道B的顶部等一部分。另外,定位指标体既可以是母材A其本身,也可以是母材A的角部等形状的一部分。
控制部13的基准轮廓取得部35在图6A的状态下取得包括定位指标体的形状的基准轮廓。基准轮廓是包括在由焊接机器人17的驱动进行的焊炬15的旋转前由形状计测部33计测出的定位指标体的特征点的位置信息的信息。即,基准轮廓包括与定位指标体的形状相关的信息,并且也包括从定位指标体提取的特征点(坐标)的位置信息。在图6A所示的情况下,将熔敷焊道BX的位于最大高度位置的顶点C0(弯曲的焊道上表面的最高位置)利用为特征点。特征点只要是对定位指标体的形状赋予特征的点即可,例如不仅是熔敷焊道BX的顶点C0,也可以是母材A的角部的顶点等其他部位。
如此,定位指标体以及基准轮廓在焊炬15的旋转前被准备。需要说明的是,这里示出的基准轮廓为熔敷焊道BX的形状的信息,但并不限定于此,例如,既可以是多个熔敷焊道B的形状,也可以是母材A的形状。
接下来,控制部13的实际轮廓取得部37驱动形状计测部33而如图6B所示那样计测存在于传感器计测视场F的熔敷焊道BX。实际轮廓取得部37取得定位指标体即熔敷焊道BX的实际轮廓。实际轮廓是指在利用焊接机器人17的驱动使焊炬15旋转了之后由形状计测部33计测的轮廓且是包括定位指标体的特征点的位置的信息。即,在定位指标体即熔敷焊道BX的轮廓中包括顶点C1,控制部13参照实际轮廓将顶点C1作为特征点而取得。在焊炬15的旋转的前后,顶点C0与顶点C1的位置关系当使焰炬前端位置为旋转轴并使顶点C1以与焊炬15的旋转角的量相应地绕图6B中的顺时针旋转时,与顶点C0一致。
然而,如上述那样,在焊炬15的旋转前后,有时在形状计测部33的目标位置产生偏移。在产生了偏移的情况下,特征点即顶点C0的位置与顶点C1的位置在焊炬15的旋转前后发生偏移。
图7是将包含图6B所示的特征点以及目标位置的区域放大的说明图。
焊炬15的旋转前后的焊炬15的目标位置的偏移量为目标位置T0与目标位置T1的偏移量Δd1。另一方面,焊炬15的旋转前后的两个特征点彼此的偏移量为顶点C0与使顶点C1以与焊炬15的旋转角的量相应地绕图7中的顺时针旋转得到的点的偏移量Δd2。只要不产生母材A或者熔敷焊道B的变形等特别现象,则Δd1与Δd2必然相等(Δd1=Δd2)。
焊炬15的旋转后的目标位置T1从旋转前的目标位置T0偏移。因此,以与产生的偏移量Δd的量相应地校正旋转后的焊炬15的目标位置T1即可,但目标位置T0与目标位置T1的偏移像机械误差那样难以预先掌握,且难以预测。
另一方面,旋转前后的两个特征点的偏移量Δd2能够容易地检测为单纯的坐标的偏移。因此,控制部13将定位指标体的基准轮廓与实际轮廓比较,并求出双方的定位指标体的位置偏移。由此,根据特征点彼此的偏移量求出难以直接求出的焊炬15的目标位置的偏移量Δd1。即,控制部13将基准轮廓中的特征点即顶点C0的位置信息与实际轮廓中的特征点即顶点C1的位置信息比较,导出定位指标体即熔敷焊道BX的偏移量Δd2。由于该偏移量Δd2和目标位置T0与目标位置T1的偏移量Δd1相等,因此控制部13能够根据偏移量Δd2间接求出偏移量Δd1
图8是示意地示出伴随着焊炬15的旋转的目标位置的变化的说明图。
这里,对于焊炬15而言,通过角度θ的旋转,焰炬前端的目标位置从位置T0移动到位置T1。将旋转前的焊炬15的坐标系设为(X,Y,Z),将旋转后的焊炬15的坐标系设为(x,y,z)。这里为了使说明简单,因此角度θ的旋转成为在Z-X面内的旋转,但实际上由焊炬15的旋转带来的目标位置的偏移可能在任意方向上产生。
控制部13使用以下例示的运算式(1)~(3)计算表示目标位置的偏移量的校正矢量K(Δxθ,Δyθ,Δzθ)。
[数学式1]
在上述中,
T0(X,Y,Z)为焊炬的旋转前的目标位置,
T1(x,y,z)为焊炬的旋转后的目标位置,
Δxθ、Δyθ、Δzθ为由焊炬的旋转(角度θ)带来的x方向、y方向、z方向的偏移量,
(cx0、cy0、cz0)表示与目标位置T0相同的坐标系(X,Y,Z)中的特征点c0的坐标,
(cx1、cy1、cz1)表示与目标位置T1相同的坐标系(x,y,z)中的特征点c1的坐标。
控制部13以使用求出的校正矢量K(Δxθ,Δyθ,Δzθ)将旋转后的焊炬15的目标位置T1返回至正确的目标位置T0的方式驱动焊接机器人17。由此,能够将旋转后的焊炬15的目标位置校正为正确的目标位置。
具体而言,控制部13的输出部41将用于使用如上述那样求出的校正矢量K(Δxθ,Δyθ,Δzθ)校正旋转后的焊炬15的目标位置的焊接机器人17的动作校正指令向图1所示的机器人驱动部21输出。
机器人驱动部21基于输入的动作校正指令驱动焊接机器人17,而以与偏移量相应的量将焊炬15的目标位置从目标位置T1校正为目标位置T0。该校正既可以通过在将焊炬15旋转驱动了之后驱动焊接机器人17而实施,也可以在旋转驱动后的接下来的焊炬15的动作时实施。另外,也可以对接下来使焊炬15移动时的移动目的地的坐标或者移动矢量进行修正。
由此,焊炬15能够朝向正确的目标位置供给填充材料M而进行准确的熔敷焊道的形成,能够进行高精度的层叠造型。在该情况下,不需要重新示教目标位置与母材A或者熔敷焊道B的位置关系。另外,在求出的偏移量为规定的阈值以下的情况下,并不一定需要实施校正,可以仅在偏移量超过阈值的情况下实施校正。
根据本实施方式,能够校正伴随着由焊接机器人17的驱动进行的焊炬15的旋转移动的目标位置的偏移,因此能够进行准确的层叠造型。特别是,能够将伴随着这种校正的造型合适地应用于要求目标位置的精密调整的悬伸形状等的造型。另外,特征点代表基准轮廓以及实际轮廓的信息,能够期待偏移校正中的鲁棒性的提高。
另外,控制部13可以根据在基准轮廓与实际轮廓中定义多种特征点并在各特征点的每个种类中将特征点彼此的位置偏移平均而得到的偏移量求出焊炬15的目标位置的校正矢量K。据此,能够将多个特征点的变化量平均而求出校正矢量K,能够期待偏移校正中的鲁棒性的提高。
图9A、图9B是示出将实际轮廓近似为几何学形状的模型,并提取模型的形状特征点的工序的工序说明图。
图9A是示出将具有圆形的外形形状的母材A或者熔敷焊道B的中心点提取为形状特征点的例子,图9B是将具有角部的母材A或者熔敷焊道B的角部的顶点提取为形状特征点的例子。
图9A例如是在具有圆形截面的圆棒的母材A的表面形成熔敷焊道B的例子。形状计测部33提取沿着圆棒的表面排列的多个点P,控制部13通过运算从这些多个点P中求出母材A的圆形的中心点C2,并将中心点C2设定为圆形模型的形状特征点。需要说明的是,形状特征点并不局限于中心点,可以是在母材A或者熔敷焊道B的与长度方向正交的截面中能根据几何学形状唯一导出的任意点。
图9B例如是在具有角部的板材那样的母材A的表面形成熔敷焊道B例子。形状计测部33提取沿着两个交叉的直线状的边排列的多个点P,控制部13通过运算从这些多个点P中求出母材A所具有的角部的顶点C3,并将角部的顶点C3设定为形状特征点。据此,即使在计测出的对象物的轮廓产生紊乱、偏差等的情况下,只要是角部的顶点,则容易确定位置,并能够容易并且适当地设定形状特征点。
如此,控制部13能够将由形状计测部33计测出的实际轮廓的全部或者一部分设定成近似为任意的几何学形状的模型的模型的形状特征点,以作为前述的特征点。在该情况下,能够减少计测出的实际轮廓的计测误差直接给特征点的位置带来的影响,计测精度提高。
需要说明的是,在形状计测部33为激光传感器的情况下,得到连续地计测对象物的形状而成的线状的轮廓,因此能够一次计测图9A以及图9B所示的点列,能够以高速进行准确的形状测定。
另外,可以在呈多列排列的熔敷焊道B彼此之间形成的多个谷部中的任一个谷部设定特征点。熔敷焊道B的与焊道长度方向正交的截面形状也可能存在根据焊接条件而成为梯形或者近似椭圆状的形状等不确定曲率的情况。在该情况下,通过将熔敷焊道B彼此之间的谷部设定为特征点,从而不论是哪种焊道截面形状,特征点的探索与设定都变得容易,能够简化运算处理。
(第二实施方式)
在上述的第一实施方式中,在由焊接机器人17的驱动进行的焊炬15的旋转前后,通过由形状计测部33进行的计测分别取得基准轮廓以及实际轮廓。在接下来说明的第二实施方式中,关于基准轮廓,不利用形状计测部33进行计测,而是从包含定位指标体的设计形状的设计信息中取得。
这里使用的设计信息是表示要制造的造型物的三维形状及母材的形状的形状数据(CAD数据等)、以及表示之后形成的熔敷焊道的形成道次、形成位置、焊道形状等的轨道计划等信息,且是在造型前预先准备的信息。当决定包含焊炬15的移动速度、填充材料M的进给速度、焊接电压、焊接电流等在内的焊接条件时,能够大致预测焊道形状等,能够在造型前预先作为设计信息而准备。由此,也能够进行应对母材的设置误差、倾斜、焊道形成时的熔敷焊道的下垂等不期望的误差要因的校正。
图10A、图10B是示出由第二实施方式的造型装置进行的控制工序的图,且是示出变更焊炬15的姿态前后的情形的工序说明图。
图10A示出在基于图3所示的形状计测部33的传感器计测视场F中确定出焊炬15供给填充材料M的目标位置T1的状态。图10B是使图10A的状态以母材A的水平垂直方向为基准而在附图内以角度θ旋转的说明图。
这里,将形状计测部33的传感器坐标系设为(Xc,Yc,Zc),将母材A的母材坐标系设为(XR,YR,ZR)。图10A、图10B使Yc轴与YR轴一致地示出状态。
具体而言,图10A将基于形状计测部33所照射的激光的检测坐标即传感器坐标系(Xc,Yc,Zc)作为基准而示出。图10B将决定母材A的三维方向的母材坐标系(XR,YR,ZR)作为基准而示出。母材A的角部形成于沿着母材坐标系(XR,YR,ZR)的XR方向的边与沿着ZR方向的边交叉的部分。
图10A、图10B是熔敷焊道的形成前的状态,在图10A中,形状计测部33将传感器计测视场F所含的母材A的角部包括在内地进行检测。即,图2所示的控制部13的实际轮廓取得部37在由焊接机器人的驱动进行的焊炬15的旋转后利用形状计测部33计测定位指标体即母材A的一部分的形状。而且,取得传感器计测视场F所含的实际轮廓PAR的信息。实际轮廓PAR所含的特征点这里设为母材A的角部的顶点C1
在图10B中利用虚线示出从母材A的设计信息中提取的基准轮廓PAS。基准轮廓PAS也包括母材A的角部的顶点C0。基准轮廓PAS被图2所示的基准轮廓取得部35从包括定位指标体即母材A的设计形状的设计信息取得。
在本实施方式中,也是由于伴随着焊炬15的旋转的位置误差等,实际轮廓PAR相对于基准轮廓PAS产生位置偏移。该位置偏移量由从基准轮廓PAS的顶点C0朝向实际轮廓PAR的顶点C1的校正矢量V表示。校正矢量V表示产生的位置偏移的大小以及方向。
图11是将包含图10B所示的特征点以及目标位置的区域放大的说明图。
校正矢量V相当于由虚线示出的基准轮廓PAS的特征点(顶点C0)与由实线示出的实际轮廓PAR的特征点(顶点C1)的位置偏移。图2所示的偏移量计算部39求出该校正矢量V,并将得到的校正矢量V的信息向输出部41发送。输出部41输出使用已输入的校正矢量V的信息校正焊炬15的目标位置的信号。
即,控制部13求出表示从实际轮廓PAR中的定位指标体、这里为母材A的特征点的位置即顶点C1到基准轮廓PAS中的定位指标体、这里为母材A的特征点的位置即顶点C0的方向以及长度的校正矢量V。而且,控制部13与该校正矢量V相应地输出用于校正实际轮廓PAR中的焊炬15的目标位置的动作校正指令。该校正矢量V是与第一实施方式的偏移量(校正矢量K)相同的概念的物理量。
控制部13将动作校正指令向机器人驱动部21输出,机器人驱动部21基于输入的动作校正指令,以与校正矢量V相应的量将焊炬15的目标位置从目标位置T1校正为目标位置T0。由此,焊炬15能够与求出的校正矢量V相应地在正确的目标位置配置焊炬15,能够进行准确的层叠造型。
根据本实施方式,能够也在应对母材的设置误差、倾斜、熔敷焊道的下垂等不期望的误差要因的同时,精密地进行目标位置的校正。另外,特征点代表基准轮廓PAs以及实际轮廓PAR的信息,能够期待偏移校正中的鲁棒性的提高。
上述是在形成初层的熔敷焊道时将熔敷焊道形成前的母材A设定为定位指标体的情况,但在初层的形成后能够将形成的熔敷焊道设定为定位指标体。
图12是示出传感器计测视场F中的焊炬15与母材A及层叠中途的熔敷焊道Bx的关系的说明图。
这里,将形成于母材A的熔敷焊道BX设为定位指标体,将熔敷焊道Bx的顶点C1设定为特征点。焊炬15以通过焊接机器人17的驱动从而目标位置成为T1的方式配置,但实际的焊炬15的位置从正确的目标位置T0偏移。
因此,与利用初层形成时的母材A上的特征点的情况相同地,控制部13的偏移量计算部39求出表示从实际轮廓PAR中的熔敷焊道BX的顶点C1到基准轮廓PAS(未图示)中的熔敷焊道BX的顶点C0的方向以及长度的校正矢量V。而且,输出部41输出用于与该校正矢量V相应地校正焊炬15的目标位置的动作校正指令。由此,能够将焊炬15的位置校正为正确的目标位置T0
接下来,对将成为目标位置的填充材料M的前端位置与设定的特征点建立关联并校正为正确的目标位置的例子进行说明。
图13是示出根据熔敷焊道B的顶点与填充材料M的前端位置的关系校正焊炬15的目标位置的情形的说明图。
如图13所示,在焊炬15的旋转后,焊炬15的目标位置T1从正确的目标位置T0偏移。因此,控制部13根据由形状计测部33计测出的实际轮廓求出特征点即熔敷焊道Bx的顶点C1,并求出目标位置T1与顶点C1的位置关系。具体而言,求出从顶点C1朝向目标位置T1的校正矢量Va。而且,根据预先准备的基准轮廓求出熔敷焊道Bx的顶点C0,并将从顶点C0移动了与校正矢量Va相应的量得到的位置设定为正确的目标位置T0
即使是这种方法,也能够将焊炬15的目标位置准确地校正为正确的目标位置T0。需要说明的是,前述的特征点既可以是母材A的角部或者熔敷焊道Bx的顶点,也可以是母材A或者熔敷焊道Bx的与长度方向正交的截面中的任意点。另外,特征点可以是将实际轮廓的全部或者一部分近似为几何学形状的模型而得到的模型的形状特征点。
图14是示意地示出根据焊炬的目标位置的校正的有无的焊道形成道次的不同的说明图。
考虑在使焊炬15按照轨道计划从目标位置P0起以Pb1、Pb2、Pb3、Pb4的顺序移动时母材A从焊炬15的移动方向倾斜的情况。此时,当不校正焊炬的目标位置而按照轨道计划移动时,熔敷焊道的形成位置逐渐远离母材A而无法进行适当的焊道形成。
因此,在使焊炬15向目标位置Pb1移动时,利用前述的方法校正其目标位置。由此,熔敷焊道在沿着母材A的适当的位置稳定地形成。即,在使焊炬15向目标位置Pb1移动时,将目标位置Pb1校正为位置Pa1。同样地,关于位置Pb2,也是反复校正为位置Pa2,使焊炬15从位置P0起以Pa1、Pa2、Pa3、Pa4的顺序移动。
如此,依次校正焊炬15的目标位置,从而能够使焊道形成道次沿着准确目标位置而在正确的位置形成熔敷焊道B。因此,能够将造型物高精度地造型。
在以上说明的各实施方式中,焊炬15的目标位置的校正可以仅在使熔敷焊道B形成于相对于母材A或者成为基底的已设的熔敷焊道B悬伸的位置的情况下实施。在该情况下,不需要将目标位置的校正处理在全部的区域中实施,能够抑制生产率的降低。另外,特别是仅在要求目标位置的精度的悬伸等部位实施目标位置的校正,从而能够平衡性良好地实施形状精度的确保与生产性的兼得。
实施例
图15A、15B是示出未进行目标位置的校正而使焊炬移动,并利用形状计测部检测出母材的特征点即角部的高度分布的结果的参考例的图表。
图15A表示包含沿着焊炬的移动方向的合计6个部位(位置Pt1、Pt2、Pt3、Pt4、Pt5、Pt6)的角部的区域的高度分布。另外,图15B将图15A的角部附近的区域CN的高度分布放大示出。
在不进行目标位置的校正的情况下,在母材的角部的位置如图15B所示那样具有偏差,在焊炬的移动的同时与母材的角部的距离发生变动。
图16A、16B是示出在校正目标位置的同时使焊炬移动,并利用形状计测部检测出母材的特征点即角部的高度分布的结果的图表。
图16A、图16B与图15A、图15B相同地示出沿着焊炬的移动方向的合计6个部位的角部的高度分布。当将图16B与图15B比较时,校正了目标位置的图16B的结果角部的移动变少。即,可知,通过校正目标位置,从而焊炬与母材的角部平行地移动。
图17是示出图16A、图16B所示的位置Pt1~Pt6的水平位置以及高度的校正量的变化的图表。
校正量随着从位置Pt1移动而变大,特别是在水平方向上校正量与移动距离成比例地变化,可知母材的角部与焊炬的移动方向倾斜。
图18是示出在校正目标位置的同时沿着母材的角部形成熔敷焊道的情况下的焊道始端位置、焊道中间位置、焊道终端位置分别测定出与焊道长度方向正交的截面形状的结果的图表。
通过校正焊炬的目标位置,从而形成的熔敷焊道的截面形状在焊道始端位置、焊道中间位置、焊道终端位置大致恒定。即,不论焊道位置如何,都能进行适当的焊道形成,能够以高形成精度得到造型物。
如此,本发明并不限定于上述的实施方式,将实施方式的各结构相互组合以及本领域技术人员基于说明书的记载和周知的技术进行变更、应用也是本发明所预定的,包含于要求保护的范围。
如以上那样,在本说明书中公开有接下来的事项。
(1)一种造型装置的控制方法,其在使用保持有焊炬的机械手将使供给到所述焊炬的填充材料熔融以及凝固而得到的熔敷焊道反复形成在母材上的造型装置中校正所述焊炬的目标位置,
其中,
所述造型装置的控制方法包括如下工序:
取得预先准备的包括由所述母材或者所述熔敷焊道的至少一部分构成的定位指标体的形状在内的基准轮廓;
利用安装于所述焊炬或者所述机械手的形状计测部计测所述定位指标体的形状而取得实际轮廓;
将所述定位指标体的所述基准轮廓与所述实际轮廓比较,并根据双方的所述定位指标体的位置偏移求出所述焊炬的目标位置的偏移量;以及
输出用于与所述偏移量相应地校正所述焊炬的目标位置的所述机械手的动作校正指令。
根据该造型装置的控制方法,将预先准备的基准轮廓与由形状计测部计测而得到的实际轮廓比较,求出焊炬的目标位置的偏移量,并能够与该偏移量相应地校正焊炬的目标位置。因此,能够校正伴随着焊接机器人以及焊炬的驱动的焊炬的目标位置的偏移而实施准确的造型。
(2)根据(1)所述的造型装置的控制方法,其中,
所述基准轮廓是包括在所述机械手的驱动前由所述形状计测部计测出的所述定位指标体的特征点的位置信息在内的信息,
所述实际轮廓是包括在驱动所述机械手而使所述焊炬旋转移动之后由所述形状计测部计测出的所述定位指标体的特征点的位置信息在内的信息。
根据该造型装置的控制方法,特征点代表基准轮廓以及实际轮廓的信息,能够期待偏移校正中的鲁棒性的提高。
(3)根据(2)所述的造型装置的控制方法,其中,
所述特征点是将由所述形状计测部计测出的所述实际轮廓的全部或者一部分近似为几何学形状的模型而得到的所述模型的形状特征点。
根据该造型装置的控制方法,特征点被设定为任意的几何学形状的模型的形状特征点,因此能够减少计测出的实际轮廓的计测误差给校正带来的影响。
(4)根据(2)或(3)所述的造型装置的控制方法,其中,
所述焊炬的目标位置的偏移量根据将所述基准轮廓与所述实际轮廓中的多种所述特征点彼此的位置偏移平均得到的量而求出。
根据该造型装置的控制方法,通过将多个特征点的变化量平均,从而能够期待偏移校正中的鲁棒性的提高。
(5)根据(2)~(4)中任一个所述的造型装置的控制方法,其中,
所述特征点包括在呈多列排列的所述熔敷焊道彼此之间形成的多个谷部中的任一个。
根据该造型装置的控制方法,将熔敷焊道彼此之间的谷部作为特征在点,从而不论焊道截面形状如何,都能够准确并且可靠地设定特征点。
(6)根据(2)~(4)中任一个所述的造型装置的控制方法,其中,
所述特征点是所述母材所具有的角部的顶点。
根据该造型装置的控制方法,即使在轮廓产生紊乱、偏差等的情况下,只要是母材的角部的顶点,就容易确定位置,也能够容易并且适当地设定特征点。
(7)根据(2)~(4)中任一个所述的造型装置的控制方法,其中,
所述特征点是所述熔敷焊道的与长度方向正交的截面中的顶点。
根据该造型装置的控制方法,通过提取熔敷焊道的最大高度位置即顶点,从而能够适当地设定特征点。
(8)根据(1)所述的造型装置的控制方法,其中,
所述基准轮廓是所述定位指标体的设计形状。
根据该造型装置的控制方法,也在应对母材的设置误差、倾斜、熔敷焊道的下垂等不期望的误差要因的同时,能够准确地进行目标位置的校正。
(9)根据(8)所述的造型装置的控制方法,其中,
在所述造型装置的控制方法中,
求出表示从所述实际轮廓中的所述定位指标体的特征点的位置到所述基准轮廓中的所述定位指标体的特征点的位置的方向以及长度的校正矢量,
输出用于与所述校正矢量相应地校正所述焊炬的目标位置的所述动作校正指令。
根据该造型装置的控制方法,使用通过实际轮廓与基准轮廓的比较而求出的校正矢量求出准确的目标位置。由此,能够以简单的运算求出焊炬的目标位置,能够使焊炬向该求出的准确的目标位置移动。
(10)根据(9)所述的造型装置的控制方法,其中,
所述特征点是所述母材所具有的角部的顶点。
根据该造型装置的控制方法,即使在轮廓产生紊乱、偏差等的情况下,只要是母材的角部的顶点,就容易确定位置,也能够容易并且适当地设定特征点。
(11)根据(9)所述的造型装置的控制方法,其中,
所述特征点是所述熔敷焊道的与长度方向正交的截面中的顶点。
根据该造型装置的控制方法,通过提取熔敷焊道的最大高度位置即顶点,从而能够适当地设定特征点。
(12)根据(9)所述的造型装置的控制方法,其中,
代替所述特征点,将从所述焊炬突出的所述填充材料的前端用作所述特征点。
根据该造型装置的控制方法,通过将形成熔敷焊道的填充材料M的前端设定于目标位置,从而能够进行更高精度的造型。
(13)根据(9)所述的造型装置的控制方法,其中,
所述特征点是将所述实际轮廓的全部或者一部分近似为几何学形状的模型而得到的所述模型的形状特征点。
根据该造型装置的控制方法,特征点被设定为任意的几何学形状的模型的形状特征点,因此能够减少计测出的实际轮廓的计测误差给校正带来的影响。
(14)根据(1)~(13)中任一个所述的造型装置的控制方法,其中,
仅在将所述熔敷焊道形成在相对于所述母材或者成为基底的已设的所述熔敷焊道成为悬伸的位置的情况下,实施所述焊炬的目标位置的校正。
根据该造型装置的控制方法,仅对特别是要求目标位置的精度的悬伸的部位实施校正,从而能够平衡性良好地实施形状精度的确保与生产性的兼得。
(15)一种造型装置,其使用保持有焊炬的机械手将使供给到所述焊炬的填充材料熔融以及凝固而得到的熔敷焊道反复形成在母材上,
其中,
所述造型装置具备控制部,所述控制部使用由所述母材或者所述熔敷焊道的至少一部分构成的定位指标体校正所述焊炬的目标位置,
所述控制部具备:
基准轮廓取得部,其取得预先准备的包括所述定位指标体的形状的基准轮廓;
实际轮廓取得部,其利用安装于所述焊炬或者所述机械手的形状计测部计测所述定位指标体的形状而取得实际轮廓;
偏移量计算部,其将所述定位指标体的所述基准轮廓与所述实际轮廓比较,并根据双方的所述定位指标体的位置偏移求出所述焊炬的目标位置的偏移量;以及
输出部,其输出用于与所述偏移量相应地校正所述焊炬的目标位置的所述机械手的动作校正指令。
根据该造型装置,将预先准备的基准轮廓与由形状计测部计测而得到的实际轮廓比较,求出焊炬的目标位置的偏移量,能够与该偏移量相应地校正焊炬的目标位置。因此,能够校正伴随着焊接机器人以及焊炬的驱动的焊炬的目标位置的偏移而实施准确的造型。
(16)根据(15)所述的造型装置,其中,
所述基准轮廓包括在所述机械手的驱动前由所述形状计测部计测出的所述定位指标体的特征点的位置信息,
所述实际轮廓包括在驱动所述机械手而使所述焊炬旋转移动之后由所述形状计测部计测出的所述定位指标体的特征点的位置信息。
根据该造型装置,特征点代表基准轮廓以及实际轮廓的信息,能够期待偏移校正中的鲁棒性的提高。
(17)根据(15)所述的造型装置,其中,
所述基准轮廓是所述定位指标体的设计形状。
根据该造型装置,也在应对母材的设置误差、倾斜、熔敷焊道的下垂等不期望的误差要因的同时,能够准确地进行目标位置的校正。
(18)一种程序,其使计算机执行造型装置的控制方法的步骤。所述造型装置的控制方法在使用保持有焊炬的机械手将使供给到所述焊炬的填充材料熔融以及凝固而得到的熔敷焊道反复形成在母材上的造型装置中校正所述焊炬的目标位置,
其中,
所述程序用于使计算机实现如下功能:
取得预先准备的包括由所述母材或者所述熔敷焊道的至少一部分构成的定位指标体的形状在内的基准轮廓;
利用安装于所述焊炬或者所述机械手的形状计测部计测所述定位指标体的形状而取得实际轮廓;
将所述定位指标体的所述基准轮廓与所述实际轮廓比较,并根据双方的所述定位指标体的位置偏移求出所述焊炬的目标位置的偏移量;以及
输出用于与所述偏移量相应地校正所述焊炬的目标位置的所述机械手的动作校正指令。
根据该程序,造型装置将预先准备的基准轮廓与由形状计测部计测而得到的实际轮廓比较,求出焊炬的目标位置的偏移量,并能够校正焊炬的目标位置。因此,能够校正伴随着焊接机器人以及焊炬的驱动的焊炬的目标位置的偏移而实施准确的造型。
(19)根据(18)所述的程序,其中,
所述基准轮廓包括在所述机械手的驱动前由所述形状计测部计测出的所述定位指标体的特征点的位置信息,
所述实际轮廓包括在驱动所述机械手而使所述焊炬旋转移动之后由所述形状计测部计测出的所述定位指标体的特征点的位置信息。
根据该程序,特征点代表基准轮廓以及实际轮廓的信息,能够期待偏移校正中的鲁棒性的提高。
(20)根据(18)所述的程序,其中,
所述基准轮廓是所述定位指标体的设计形状。
根据该程序,也在应对母材的设置误差、倾斜、熔敷焊道的下垂等不期望的误差要因的同时,准确地进行目标位置的校正。
需要说明的是,本申请基于2021年7月28日申请的日本专利申请(特愿2021-123590),其内容在本申请之中作为参照而被引用。
附图标记说明
11 造型部
13 控制部
15 焊炬
17 焊接机器人(机械手)
21 机器人驱动部
23 填充材料供给部
25 焊接电源部
27 基座板(母材)
29 卷盘
30 造型物
33 形状计测部
35 基准轮廓取得部
37 实际轮廓取得部
39 偏移量计算部
41 输出部
45 柱部
47 伸出部
100 层叠造型装置(造型装置)
A 母材
B、BX 熔敷焊道
C0、C1、C3 顶点(特征点)
C2 中心点(特征点)
F 传感器计测视场
LB 激光
M 填充材料(焊丝)。

Claims (24)

1.一种造型装置的控制方法,其在使用保持有焊炬的机械手将使供给到所述焊炬的填充材料熔融以及凝固而得到的熔敷焊道反复形成在母材上的造型装置中校正所述焊炬的目标位置,
其中,
所述造型装置的控制方法包括如下工序:
取得预先准备的包括由所述母材或者所述熔敷焊道的至少一部分构成的定位指标体的形状在内的基准轮廓;
利用安装于所述焊炬或者所述机械手的形状计测部计测所述定位指标体的形状而取得实际轮廓;
将所述定位指标体的所述基准轮廓与所述实际轮廓比较,并根据双方的所述定位指标体的位置偏移求出所述焊炬的目标位置的偏移量;以及
输出用于与所述偏移量相应地校正所述焊炬的目标位置的所述机械手的动作校正指令。
2.根据权利要求1所述的造型装置的控制方法,其中,
所述基准轮廓是包括在所述机械手的驱动前由所述形状计测部计测出的所述定位指标体的特征点的位置信息在内的信息,
所述实际轮廓是包括在驱动所述机械手而使所述焊炬旋转移动之后由所述形状计测部计测出的所述定位指标体的特征点的位置信息在内的信息。
3.根据权利要求2所述的造型装置的控制方法,其中,
所述特征点是将由所述形状计测部计测出的所述实际轮廓的全部或者一部分近似为几何学形状的模型而得到的所述模型的形状特征点。
4.根据权利要求2所述的造型装置的控制方法,其中,
所述焊炬的目标位置的偏移量根据将所述基准轮廓与所述实际轮廓中的多种所述特征点彼此的位置偏移平均得到的量而求出。
5.根据权利要求3所述的造型装置的控制方法,其中,
所述焊炬的目标位置的偏移量根据将所述基准轮廓与所述实际轮廓中的多种所述特征点彼此的位置偏移平均得到的量而求出。
6.根据权利要求2~5中任一项所述的造型装置的控制方法,其中,
所述特征点包括在呈多列排列的所述熔敷焊道彼此之间形成多个谷部中的任一个。
7.根据权利要求2~5中任一项所述的造型装置的控制方法,其中,
所述特征点是所述母材所具有的角部的顶点。
8.根据权利要求2~5中任一项所述的造型装置的控制方法,其中,
所述特征点是所述熔敷焊道的与长度方向正交的截面中的顶点。
9.根据权利要求1所述的造型装置的控制方法,其中,
所述基准轮廓是所述定位指标体的设计形状。
10.根据权利要求9所述的造型装置的控制方法,其中,
在所述造型装置的控制方法中,
求出表示从所述实际轮廓中的所述定位指标体的特征点的位置到所述基准轮廓中的所述定位指标体的特征点的位置的方向以及长度的校正矢量,
输出用于与所述校正矢量相应地校正所述焊炬的目标位置的所述动作校正指令。
11.根据权利要求10所述的造型装置的控制方法,其中,
所述特征点是所述母材所具有的角部的顶点。
12.根据权利要求10所述的造型装置的控制方法,其中,
所述特征点是所述熔敷焊道的与长度方向正交的截面中的顶点。
13.根据权利要求10所述的造型装置的控制方法,其中,
代替所述特征点,将从所述焊炬突出的所述填充材料的前端用作所述特征点。
14.根据权利要求10所述的造型装置的控制方法,其中,
所述特征点是将所述实际轮廓的全部或者一部分近似为几何学形状的模型而得到的所述模型的形状特征点。
15.根据权利要求1~5、9~14中任一项所述的造型装置的控制方法,其中,
仅在将所述熔敷焊道形成在相对于所述母材或者成为基底的已设的所述熔敷焊道成为悬伸的位置的情况下,实施所述焊炬的目标位置的校正。
16.根据权利要求6所述的造型装置的控制方法,其中,
仅在将所述熔敷焊道形成在相对于所述母材或者成为基底的已设的所述熔敷焊道成为悬伸的位置的情况下,实施所述焊炬的目标位置的校正。
17.根据权利要求7所述的造型装置的控制方法,其中,
仅在将所述熔敷焊道形成在相对于所述母材或者成为基底的已设的所述熔敷焊道成为悬伸的位置的情况下,实施所述焊炬的目标位置的校正。
18.根据权利要求8所述的造型装置的控制方法,其中,
仅在将所述熔敷焊道形成在相对于所述母材或者成为基底的已设的所述熔敷焊道成为悬伸的位置的情况下,实施所述焊炬的目标位置的校正。
19.一种造型装置,其使用保持有焊炬的机械手将使供给到所述焊炬的填充材料熔融以及凝固而得到的熔敷焊道反复形成在母材上,
其中,
所述造型装置具备控制部,所述控制部使用由所述母材或者所述熔敷焊道的至少一部分构成的定位指标体校正所述焊炬的目标位置,
所述控制部具备:
基准轮廓取得部,其取得预先准备的包括所述定位指标体的形状的基准轮廓;
实际轮廓取得部,其利用安装于所述焊炬或者所述机械手的形状计测部计测所述定位指标体的形状而取得实际轮廓;
偏移量计算部,其将所述定位指标体的所述基准轮廓与所述实际轮廓比较,并根据双方的所述定位指标体的位置偏移求出所述焊炬的目标位置的偏移量;以及
输出部,其输出用于与所述偏移量相应地校正所述焊炬的目标位置的所述机械手的动作校正指令。
20.根据权利要求19所述的造型装置,其中,
所述基准轮廓包括在所述机械手的驱动前由所述形状计测部计测出的所述定位指标体的特征点的位置信息,
所述实际轮廓包括在驱动所述机械手而使所述焊炬旋转移动之后由所述形状计测部计测出的所述定位指标体的特征点的位置信息。
21.根据权利要求19所述的造型装置,其中,
所述基准轮廓是所述定位指标体的设计形状。
22.一种程序,其使计算机执行造型装置的控制方法的步骤,所述造型装置的控制方法在使用保持有焊炬的机械手将使供给到所述焊炬的填充材料熔融以及凝固而得到的熔敷焊道反复形成在母材上的造型装置中校正所述焊炬的目标位置,
其中,
所述程序用于使计算机实现如下功能:
取得预先准备的包括由所述母材或者所述熔敷焊道的至少一部分构成的定位指标体的形状在内的基准轮廓;
利用安装于所述焊炬或者所述机械手的形状计测部计测所述定位指标体的形状而取得实际轮廓;
将所述定位指标体的所述基准轮廓与所述实际轮廓比较,并根据双方的所述定位指标体的位置偏移求出所述焊炬的目标位置的偏移量;以及
输出用于与所述偏移量相应地校正所述焊炬的目标位置的所述机械手的动作校正指令。
23.根据权利要求22所述的程序,其中,
所述基准轮廓包括在所述机械手的驱动前由所述形状计测部计测出的所述定位指标体的特征点的位置信息,
所述实际轮廓包括在驱动所述机械手而使所述焊炬旋转移动之后由所述形状计测部计测出的所述定位指标体的特征点的位置信息。
24.根据权利要求22所述的程序,其中,
所述基准轮廓是所述定位指标体的设计形状。
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