JP2002062130A - Method and apparatus for measurement of groove - Google Patents

Method and apparatus for measurement of groove

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JP2002062130A
JP2002062130A JP2000251815A JP2000251815A JP2002062130A JP 2002062130 A JP2002062130 A JP 2002062130A JP 2000251815 A JP2000251815 A JP 2000251815A JP 2000251815 A JP2000251815 A JP 2000251815A JP 2002062130 A JP2002062130 A JP 2002062130A
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groove
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measuring
welded
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JP2000251815A
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Sokichi Ogawa
宗吉 小川
Mikio Murakami
幹夫 村上
Yasuyuki Haruta
泰之 春田
Takashi Kuboyama
隆志 久保山
Satoru Yamasumi
覚 山角
Riyousuke Suzuki
亮祐 鈴木
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the reliability of measured data on a measuring sensor. SOLUTION: The measuring sensor which is attached to an articulated robot arm is arranged on a dot-sequential measuring line which is created on the basis of design data on a material to be welded. The shape of a groove which is changed at every lamination of a bead to the groove formed on the material to be wedled is measured. The expected value of the shape of a groove in a layer to be measured is calculated on the basis of the design data on the material to be wedled and on the basis of the measured data on a layer which is lower by one layer. The measured data is compared with the expected value, and the validity of the measured data is judged.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】 本発明は、被溶接材に形成
され長さ方向で複雑に変化する開先を多層盛りで自動溶
接する際に、ビードの積層ごとに計測した開先の形状の
計測データの信頼性および溶接品質の向上に係る技術分
野に属する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to measurement of the shape of a groove measured for each layer of beads when a groove formed on a material to be welded and changing in a complicated manner in the length direction is automatically welded by multi-layer welding. It belongs to the technical field related to improvement of data reliability and welding quality.

【0002】[0002]

【従来の技術】 従来、開先計測技術としては、例え
ば、特開平10−58139号公報に記載のものが知ら
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a groove measurement technique, for example, a technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-58139 is known.

【0003】この従来の開先計測技術は、多関節式のロ
ボットアームと、ロボットアームに取付けられ被溶接材
に形成された開先へのビードの積層ごとに変化した開先
の形状を計測する計測センサとを備えた装置を構成し、
被溶接材の設計データ(理想値)に基づいて作成された
点列状の計測線(溶接線)に多関節式のロボットアーム
に取付けられた計測センサを配置し、被溶接材に形成さ
れた開先へのビードの積層ごとに変化した開先の形状を
計測する。
This conventional groove measurement technique measures the shape of a groove that has changed with each lamination of a bead on a groove formed on a material to be welded attached to the robot arm and an articulated robot arm. Comprising a device with a measurement sensor,
A measurement sensor attached to an articulated robot arm is arranged on a point-sequential measurement line (welding line) created based on the design data (ideal value) of the workpiece to be formed on the workpiece. The shape of the groove changed for each layer of the bead on the groove is measured.

【0004】なお、計測センサの計測データは、ロボッ
トアームに取付けられた溶接トーチの実際に溶接作業を
行う溶接線の補正に利用される。
[0004] The measurement data of the measurement sensor is used for correcting a welding line on which a welding torch attached to the robot arm is actually welded.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】 前述の従来の開先計
測方法では、板材に管体を傾斜して突合わせた被溶接材
のように開先の形状が複雑に変化する場合、計測センサ
の計測データに計測誤差を含みやすく計測データの信頼
性が低くなってしまうという問題点がある。
According to the conventional groove measuring method described above, when the shape of the groove changes in a complicated manner, such as a material to be welded in which a pipe is inclined with a plate material, the measurement sensor is used. There is a problem that the measurement data tends to include a measurement error and the reliability of the measurement data is lowered.

【0006】本発明は、このような問題点を考慮してな
されたもので、計測センサの計測データの信頼性を高め
た開先計測方法と、この開先計測方法を実施するに好適
な開先計測装置とを提供することを課題とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and includes a groove measuring method for improving the reliability of measurement data of a measuring sensor, and a groove suitable for implementing the groove measuring method. An object of the present invention is to provide a measurement device ahead.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】 前述の課題を解決する
ため、本発明に係る開先計測方法は、次のような手段を
採用する。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, a groove measuring method according to the present invention employs the following means.

【0008】即ち、請求項1に記載のように、被溶接材
の設計データに基づいて作成された点列状の計測線に多
関節式のロボットアームに取付けられた計測センサを配
置し、被溶接材に形成された開先へのビードの積層ごと
に変化した開先の形状を計測する開先計測方法におい
て、被溶接材の設計データと1つ下層の計測データとか
ら計測する層の開先の形状の予想値を算出しておき、計
測した計測データと予想値とを比較して計測データの妥
当性を判定することを特徴とする。
That is, as described in claim 1, a measurement sensor attached to an articulated robot arm is arranged on a point-like measurement line created based on the design data of the material to be welded. In a groove measuring method for measuring a shape of a groove changed for each lamination of a bead on a groove formed in a welding material, the opening of a layer to be measured from design data of a material to be welded and measurement data of one layer below. The method is characterized in that the expected value of the shape is calculated in advance, and the measured data is compared with the expected value to determine the validity of the measured data.

【0009】この手段では、計測された計測データにつ
いて、理想値である設計データと下層の計測データから
算出された予想値と比較して妥当性を判定するため、計
測データの信頼性が高くなる。
In this means, the validity of the measured data is determined by comparing the measured data with the expected value calculated from the design data as the ideal value and the measured data in the lower layer, so that the reliability of the measured data is increased. .

【0010】また、請求項2に記載のように、被溶接材
の設計データに基づいて作成された点列状の計測線に多
関節式のロボットアームに取付けられた計測センサを配
置し、被溶接材に形成された開先へのビードの積層ごと
に変化した開先の形状を計測する開先計測方法におい
て、計測した計測データと1つ下層の計測データと計測
線の前の点の計測データとを比較して計測データの妥当
性を判定することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, a measurement sensor attached to an articulated robot arm is arranged on a point-sequential measurement line created based on the design data of the material to be welded. In a groove measurement method that measures the shape of a groove that changes every time a bead is stacked on a groove formed in a welding material, measured measurement data, measurement data of one layer below, and measurement of a point before a measurement line It is characterized in that the validity of the measurement data is determined by comparing the data with the data.

【0011】この手段では、計測された計測データにつ
いて、下層の計測データとその層の計測線の前の点との
実測値と比較して妥当性を判定するため、計測データの
信頼性が高くなる。
According to this means, the validity of the measured data is determined by comparing the measured data of the lower layer with the actually measured value of the point before the measurement line of the layer, so that the reliability of the measured data is high. Become.

【0012】また、請求項3に記載のように、請求項1
の開先計測方法における計測データの妥当性の判定と請
求項2の開先計測方法における計測データの妥当性の判
定との双方を実行することを特徴とする。
Further, as described in claim 3, claim 1
The determination of the validity of the measurement data in the groove measurement method of the present invention and the determination of the validity of the measurement data in the groove measurement method of the second aspect are executed.

【0013】この手段では、前述の請求項1,2の2系
統の判定が実行される。
In this means, the above-described two-system determination of claims 1 and 2 is executed.

【0014】また、請求項4に記載のように、請求項1
〜3のいずれかの開先計測方法において、計測データの
妥当性が否と判定された場合に、計測線のその点で開先
の形状の再度の計測を行うことを特徴とする。
Further, as described in claim 4, claim 1
In any of the groove measurement methods of any one of (1) to (3), when it is determined that the measurement data is not valid, the shape of the groove is measured again at that point on the measurement line.

【0015】この手段では、計測データの妥当性が否と
判定された場合に、正確な計測データを得るために再度
の計測が行われる。
In this means, when it is determined that the measurement data is not valid, another measurement is performed to obtain accurate measurement data.

【0016】また、請求項5に記載のように、少なくと
も1回の再度の計測によっても計測データの妥当性が否
と判定された場合に、当初の計測線と異なる位置に計測
センサを配置して開先の形状の再度の計測を行うことを
特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, when the validity of the measurement data is determined to be invalid by at least one re-measurement, the measurement sensor is arranged at a position different from the original measurement line. The shape of the groove is measured again.

【0017】この手段では、計測センサの配置を変更し
て再度の計測が行われる。
In this means, the arrangement of the measurement sensor is changed and the measurement is performed again.

【0018】さらに、前述の課題を解決するため、本発
明に係る開先計測装置は、次のような手段を採用する。
Further, in order to solve the above-mentioned problems, the groove measuring device according to the present invention employs the following means.

【0019】即ち、請求項6に記載のように、多関節式
のロボットアームと、ロボットアームに取付けられ被溶
接材に形成された開先へのビードの積層ごとに変化した
開先の形状を計測する計測センサとを備えた開先計測装
置において、ロボットアームの動作を制御するとともに
入力された被溶接材の設計データと計測センサの計測デ
ータとから上層の開先の形状の予想値を算出するロボッ
トコントローラと、計測センサの動作を制御するととも
にロボットコントローラから送信された予想値と計測セ
ンサの計測データとを比較して計測データの妥当性を判
定する計測センサコントローラとを備えてなる。
That is, as described in claim 6, an articulated robot arm and a groove shape changed for each lamination of a bead on a groove formed on a material to be welded attached to the robot arm. In a groove measuring device equipped with a measuring sensor to measure, it controls the operation of the robot arm and calculates the expected value of the shape of the groove in the upper layer from the input design data of the material to be welded and the measurement data of the measuring sensor. And a measurement sensor controller that controls the operation of the measurement sensor and compares the expected value transmitted from the robot controller with the measurement data of the measurement sensor to determine the validity of the measurement data.

【0020】この手段では、計測データの妥当性が計測
センサコントローラで判定される。
In this means, the validity of the measurement data is determined by the measurement sensor controller.

【0021】また、請求項7に記載のように、多関節式
のロボットアームと、ロボットアームに取付けられ被溶
接材に形成された開先へのビードの積層ごとに変化した
開先の形状を計測する計測センサとを備えた開先計測装
置において、計測センサの動作を制御する計測センサコ
ントローラと、ロボットアームの動作を制御するととも
に計測センサコントローラから送信された計測データと
先に送信された下層の計測データと先に送信された計測
線の前の点の計測データとを比較して計測データの妥当
性を判定するロボットコントローラとを備えてなる。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an articulated robot arm, and the shape of the groove which is changed every time a bead is stacked on the groove formed on the material to be welded attached to the robot arm. In a groove measuring device provided with a measuring sensor for measuring, a measuring sensor controller for controlling the operation of the measuring sensor, and controlling the operation of the robot arm and measuring data transmitted from the measuring sensor controller and the lower layer transmitted earlier. And a robot controller that compares the measurement data of the point before the measurement line with the previously transmitted measurement data to determine the validity of the measurement data.

【0022】この手段では、計測データの妥当性がロボ
ットコントローラで判定される。
In this means, the validity of the measurement data is determined by the robot controller.

【0023】また、請求項8に記載のように、請求項6
の開先計測装置における計測センサコントローラ,ロボ
ットコントローラと請求項7における計測センサコント
ローラ,ロボットコントローラとを組合わせたことを特
徴とする。
Also, as described in claim 8, claim 6
A combination of the measurement sensor controller and the robot controller in the groove measuring device of the present invention with the measurement sensor controller and the robot controller in the seventh aspect.

【0024】この手段では、計測データの妥当性が計測
センサコントローラ,ロボットコントローラの双方で判
定される。
In this means, the validity of the measurement data is determined by both the measurement sensor controller and the robot controller.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】 以下、本発明に係る開先計測方
法および装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
Embodiments of a groove measuring method and apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0026】まず、本発明に係る開先計測装置の実施の
形態の構成を説明する。
First, the configuration of an embodiment of a groove measuring device according to the present invention will be described.

【0027】この実施の形態では、図5に示すように、
被溶接材Aとして円筒Aaの端面に端板Abを傾斜して
突合わせて溶接するものを対象としている。被溶接材A
の開先Bは、図5,図6に示すような台形に近似した形
状が長さ方向で複雑に変化するようになっている。な
お、この被溶接材Aについては、床面等に据置きされ、
図5に格子線で示された上半部の溶接箇所Cを溶接した
後に反転して下半部の溶接箇所が溶接される溶接工程が
採られる。
In this embodiment, as shown in FIG.
It is intended to weld the material A to be welded by inclining and joining an end plate Ab to the end surface of the cylinder Aa. Material A to be welded
In the groove B, a shape approximate to a trapezoid as shown in FIGS. 5 and 6 changes in a complicated manner in the length direction. In addition, about this to-be-welded material A, it is laid on a floor surface etc.,
A welding process is performed in which the upper half welding portion C shown by the grid line in FIG. 5 is welded and then inverted and the lower half welding portion is welded.

【0028】この実施の形態は、図4に示すように、被
溶接材Aを跨ぐ門形の走行体1に後述の各部が搭載され
てなる。走行体1は、台車部1aに立設された脚部1b
に桁部1cを掛渡してなるもので、ラック付のレール等
の上を走行可能になっている。
In this embodiment, as shown in FIG. 4, each part described later is mounted on a gate-shaped traveling body 1 straddling a workpiece A to be welded. The traveling body 1 has a leg 1b erected on a carriage 1a.
, And can run on a rail with a rack or the like.

【0029】走行体1の桁部1cには、多関節式のロボ
ットアーム2が桁部1cの上下方向と桁部1cの長さ方
向とに移動可能に支持されている。ロボットアーム2
は、先端に溶接トーチ3,計測センサ4,スラグ除去ツ
ール5,その他のツールを交換取付け可能なツールチェ
ンジャーが備えられている。
An articulated robot arm 2 is supported on the girder 1c of the traveling body 1 so as to be movable in the vertical direction of the girder 1c and in the length direction of the girder 1c. Robot arm 2
Is provided with a welding torch 3, a measuring sensor 4, a slag removing tool 5, and a tool changer capable of replacing and mounting other tools at the tip.

【0030】溶接トーチ3は、被溶接材Aの開先Bを溶
接するもので、トーチボディ3aに対して先端のネック
部3bが交換可能になっている。トーチボディ3aに
は、走行体1の台車部1aに搭載された溶接電源,冷却
ポンプや走行体1の桁部1cにロボットアーム2と桁部
1cの長さ方向へ一体的に移動に搭載されたフィラワイ
ヤ供給部等の溶接トーチ駆動部6が接続されている。交
換用のネック部3bは、走行体1の脚部1bに支持され
たネック部レスト7に保管されている。
The welding torch 3 is for welding the groove B of the material A to be welded. The neck 3b at the tip of the welding torch 3 is replaceable with respect to the torch body 3a. On the torch body 3a, a welding power source mounted on the carriage 1a of the traveling body 1, a cooling pump, and the robot arm 2 and the beam 1c of the traveling body 1 are integrally mounted on the carriage 1 for moving in the longitudinal direction. A welding torch drive unit 6 such as a filler wire supply unit is connected. The replacement neck 3b is stored in a neck rest 7 supported by the leg 1b of the traveling body 1.

【0031】計測センサ4は、被溶接材Aの開先Bの形
状を計測するもので、同一の位置,姿勢で可動(揺動)
ミラー等によりスポットのレーザ光を複数の計測点に照
射して走査することができるようになっている。計測セ
ンサ4には、走行体1の桁部1cにロボットアーム2と
桁部1cの長さ方向へ一体的に移動可能に搭載された計
測センサコントローラ8が接続されている。
The measuring sensor 4 measures the shape of the groove B of the material A to be welded, and is movable (oscillating) at the same position and posture.
A plurality of measurement points can be scanned by irradiating a laser beam of a spot with a mirror or the like. The measurement sensor 4 is connected to a measurement sensor controller 8 mounted on the girder 1 c of the traveling body 1 so as to be integrally movable in the length direction of the robot arm 2 and the girder 1 c.

【0032】スラグ除去ツール5は、被溶接材Aの開先
Bに溶接により形成されたビードのスラグを除去するも
ので、エア圧でスラグを打圧駆動するタガネとエア圧で
スラグを払拭するノズルとを備えている。スラグ除去ツ
ール5には、走行体1の台車部1aに搭載されたエアコ
ンプレッサ等のスラグ除去ツール駆動部9が接続されて
いる。
The slag removing tool 5 removes slag of a bead formed by welding at the groove B of the material A to be welded, and wipes the slag with a slag that drives the slag by air pressure and air pressure. Nozzle. The slag removal tool 5 is connected to a slag removal tool drive unit 9 such as an air compressor mounted on the bogie unit 1 a of the traveling body 1.

【0033】これ等の溶接トーチ3,計測センサ4,ス
ラグ除去ツール5は、ロボットアーム2と走行体1の桁
部1cの長さ方向へ一体的に移動可能に支持されたアー
ム形のツールレスト10に並列して保管され、ロボット
アーム2の動作で自動交換されるようになっている。
The welding torch 3, the measuring sensor 4, and the slag removing tool 5 are an arm-shaped tool rest supported so as to be movable integrally with the robot arm 2 in the longitudinal direction of the girder 1c of the traveling body 1. 10 and are automatically replaced by the operation of the robot arm 2.

【0034】さらに、走行体1の桁部1cには、被溶接
材Aの概略の位置を確認するための監視用カメラ,照明
装置が搭載されている。また、ツールレスト10には、
フィラワイアの先端をカットし溶接トーチ3のネック部
3bのノズルを清掃するクリーニング機構11が取付け
られている。
Further, a monitoring camera and an illuminating device for confirming the approximate position of the workpiece A are mounted on the girder 1c of the traveling body 1. In addition, the tool rest 10
A cleaning mechanism 11 that cuts the tip of the filler wire and cleans the nozzle of the neck 3b of the welding torch 3 is attached.

【0035】前述の溶接トーチ駆動部6,スラグ除去ツ
ール駆動部9は、図3に示すように、ロボットアーム2
を駆動制御するロボットコントローラ12に接続されて
いる。また、前述の計測センサコントローラ8は、図3
に示すように、メインコントローラ13を介してロボッ
トコントローラ12に接続されている。
As shown in FIG. 3, the welding torch driving unit 6 and the slag removal tool driving unit 9
Is connected to a robot controller 12 that drives and controls Further, the above-described measurement sensor controller 8 is configured as shown in FIG.
As shown in (1), it is connected to the robot controller 12 via the main controller 13.

【0036】ロボットコントローラ12は、被溶接材A
の3次元のCADデータからなる被溶接材Aの大きさ,
形状や開先Bの形状や点列状の計測線(溶接線)の設計
データ14が入力され、被溶接材Aの現実の座標との間
で座標変換を行った後に、計測線での計測センサ4の位
置,姿勢が演算されるようになっている。従って、溶接
現場での点列状の計測線の個別の入力教示等の作業が省
略されるとともに、溶接現場で速やかに計測作業を開始
することができる。また、このロボットコントローラ1
2は、入力された設計データ14や計測センサコントロ
ーラ8からメインコントローラ13を介して送信された
計測データを記憶し1つ下層の計測データから計測され
る開先Bの形状の予想値を算出する機能と、記憶した計
測データとの対比で送信されてきたた計測データの妥当
性を判定する機能と、計測データに基づいて溶接線での
溶接トーチ3の位置,姿勢とウイービングの角度,周波
数等を演算する機能とを備えている。
The robot controller 12 controls the workpiece A
Of the material A to be welded consisting of three-dimensional CAD data of
The design data 14 of the shape, the shape of the groove B, and the measurement line (welding line) in the form of a point sequence is input, and after performing coordinate conversion between the actual coordinates of the material A to be welded, measurement using the measurement line is performed. The position and orientation of the sensor 4 are calculated. Therefore, work such as individual input teaching of a point-sequence-like measurement line at the welding site is omitted, and the measuring operation can be started immediately at the welding site. Also, this robot controller 1
Numeral 2 stores the input design data 14 and the measurement data transmitted from the measurement sensor controller 8 via the main controller 13 and calculates an expected value of the shape of the groove B measured from the measurement data of one lower layer. A function for determining the validity of the measurement data transmitted in comparison with the stored measurement data, and a position, posture, weaving angle, frequency, and the like of the welding torch 3 at the welding line based on the measurement data. And a function of calculating

【0037】なお、前述の計測センサコントローラ8
は、ロボットコントローラ12からメインコントローラ
13を介して送信された設計データ14と計測される開
先Bの形状の予想値とを記憶し、計測した計測データと
の対比で計測データの妥当性を判定する機能を備えてい
る。
The above-described measurement sensor controller 8
Stores the design data 14 transmitted from the robot controller 12 via the main controller 13 and the predicted value of the shape of the groove B to be measured, and judges the validity of the measured data by comparing the measured data with the measured data. It has the function to do.

【0038】次に、本発明に係る開先計測装置の実施の
形態の動作,操作に基づいて、本発明に係る開先計測方
法の実施の形態を説明する。
Next, an embodiment of a groove measuring method according to the present invention will be described based on the operation and operation of the embodiment of the groove measuring apparatus according to the present invention.

【0039】最初に、走行体1を走行させて被溶接材A
を跨ぐ格好にしておき、計測センサ4を取付けたロボッ
トアーム2を溶接箇所Cに最も近い位置に移動させる。
従って、被溶接材Aの大きさ,形状や開先Bの位置に対
応してロボットアーム2の適正な支持位置を調整するこ
とができるため、ロボットアーム2を効率的に動作させ
ることができる。
First, the traveling body 1 is caused to travel and the workpiece A
The robot arm 2 to which the measurement sensor 4 is attached is moved to a position closest to the welding point C.
Therefore, the appropriate support position of the robot arm 2 can be adjusted according to the size and shape of the workpiece A and the position of the groove B, so that the robot arm 2 can be operated efficiently.

【0040】続いて、ロボットアーム2の駆動によっ
て、計測センサ4が点列状の計測線で所定の位置,姿勢
により、被溶接材Aの開先Bの形状が計測される。この
計測では、予め被溶接材Aの開先Bの設計データ14か
ら計測に最も適した位置,姿勢が採られるため、開先B
の長さ方向で形状が複雑に変化しても、正確に実行され
る。この計測では、図6に示すようにな5つの計測点
a,b,c,d,eが考えられる。1つの計測点aは、
被溶接材Aの円筒Aaの端面の外側端点である。他の1
つの計測点bは、被溶接材Aの円筒Aaの端面とビード
Dとの界点である。他の1つの計測点cは、ビードDの
最も隆起した点である。他の1つの計測点dは、ビード
Dと被溶接材Aの端板Abとの界点である。残る1つの
計測点eは、前述の計測点aに対応する被溶接材Aの端
板Ab上の溶接目標点である。
Subsequently, by driving the robot arm 2, the shape of the groove B of the material A to be welded is measured by the measuring sensor 4 at a predetermined position and posture along a dotted line of measuring lines. In this measurement, the most suitable position and posture for the measurement are determined in advance from the design data 14 of the groove B of the material A to be welded.
Even if the shape changes complicatedly in the longitudinal direction, it is executed accurately. In this measurement, five measurement points a, b, c, d, and e as shown in FIG. 6 can be considered. One measurement point a is
This is the outer end point of the end surface of the cylinder Aa of the workpiece A. Another one
One measurement point b is a boundary point between the end face of the cylinder Aa of the workpiece A and the bead D. The other one of the measurement points c is the point of the bead D that is most raised. Another measurement point d is a boundary point between the bead D and the end plate Ab of the workpiece A. The remaining one measurement point e is a welding target point on the end plate Ab of the workpiece A corresponding to the above-described measurement point a.

【0041】この計測センサ4の計測データは、図1に
示すように、計測センサコントローラ8で記憶されてい
る設計データ14と計測される開先Bの形状の予想値と
の対比で妥当性が判定される。判定の結果は、メインコ
ントローラ13を介してロボットコントローラ12に送
信される。計測データの妥当性が否と判定された場合に
は、ロボットコントローラ12からメインコントローラ
13を介して計測センサコントローラ8に再度の計測を
指示する。そして、数回の再度の計測を行っても計測デ
ータの妥当性が否と判定された場合には、ロボットコン
トローラ12がロボットアーム2を駆動し計測センサ4
の位置,姿勢を変更して再度の計測を行う。なお、計測
センサ4の位置,姿勢を変更した数回の再度の計測でも
計測データの妥当性が否と判定された場合には、計測線
のその点での計測を断念して次の点での計測を行う。計
測不能であった点の被溶接材Aの開先Bの形状について
は、前後の点の開先Bの形状から演算される。
As shown in FIG. 1, the validity of the measurement data of the measurement sensor 4 is determined by comparing the design data 14 stored in the measurement sensor controller 8 with the expected value of the shape of the groove B to be measured. Is determined. The result of the determination is transmitted to the robot controller 12 via the main controller 13. When it is determined that the measurement data is not valid, the robot controller 12 instructs the measurement sensor controller 8 via the main controller 13 to perform measurement again. If it is determined that the measurement data is not valid even after performing the measurement several times again, the robot controller 12 drives the robot arm 2 and the measurement sensor 4
Change the position and orientation of and measure again. If it is determined that the validity of the measurement data is not valid even after several re-measurements in which the position and orientation of the measurement sensor 4 are changed, the measurement at that point on the measurement line is abandoned and the next point is used. Measurement. The shape of the groove B of the workpiece A at the point where measurement was impossible is calculated from the shapes of the groove B at the front and rear points.

【0042】なお、前述の計測に先行して、スラグ除去
ツール5をロボットアーム2に取付けて、溶接のビード
Dにより形成されたスラグを除去しておくと、計測セン
サ4の計測精度を高めることができる。
If the slag removal tool 5 is attached to the robot arm 2 to remove the slag formed by the welding bead D prior to the above-described measurement, the measurement accuracy of the measurement sensor 4 can be increased. Can be.

【0043】また、計測センサ4の計測データが送信さ
れたロボットコントローラ12では、図2に示すよう
に、計測データと1つ下層の計測データと計測線の前の
点の計測データとを比較して、計測データの妥当性を判
定する。なお、計測データの妥当性が否と判定された場
合には、前述と同様に再度の計測が行われる。
The robot controller 12 to which the measurement data of the measurement sensor 4 has been transmitted compares the measurement data with the measurement data of the immediately lower layer and the measurement data of the point before the measurement line as shown in FIG. To determine the validity of the measurement data. If it is determined that the measurement data is not valid, the measurement is performed again as described above.

【0044】この後、ロボットコントローラ12では、
妥当性が正と判定された計測データに基づいて、溶接線
(計測線とは必ずしも一致しない。)での溶接トーチ3
の位置,姿勢とウイービングの角度,周波数等が演算さ
れる。従って、計測誤差等の含まれない計測データに基
づいて溶接トーチ3が制御されることになる。
Thereafter, the robot controller 12
Welding torch 3 at the welding line (not necessarily coincident with the measurement line) based on the measurement data determined to be valid.
, The position, posture, weaving angle, frequency, etc. are calculated. Therefore, the welding torch 3 is controlled based on measurement data that does not include a measurement error or the like.

【0045】続いて、ロボットアーム2を駆動して溶接
作業が行われることになる。なお、開先Bの深さ等に対
応して、溶接トーチ3のネック部3bを交換することに
より、溶接トーチ3が開先Bに干渉することなくしかも
溶接部分のシールドを確保して溶接を行うことができ
る。
Subsequently, the robot arm 2 is driven to perform a welding operation. In addition, by replacing the neck portion 3b of the welding torch 3 in accordance with the depth of the groove B, etc., the welding torch 3 can be welded without interfering with the groove B and securing the shield of the welding portion. It can be carried out.

【0046】1つの層の溶接作業が終了した後には、次
の上層の溶接のために前述の開先Bの計測が行われる。
After the welding operation of one layer is completed, the above-described groove B is measured for welding the next upper layer.

【0047】[0047]

【発明の効果】 以上のように、本発明に係る開先計測
方法および装置は、計測された計測データについて、理
想値である設計データと下層の計測データから算出され
た予想値と比較し、または下層の計測データとその層の
計測線の前の点との実測値と比較して、妥当性を判定す
るため、計測データの信頼性が高くなり、また溶接品質
が向上する効果がある。
As described above, the groove measurement method and apparatus according to the present invention compares the measured data with the design data that is the ideal value and the expected value calculated from the lower layer measurement data, Alternatively, since the validity is determined by comparing the measured data of the lower layer with the actual measurement value of a point before the measurement line of the layer, the reliability of the measured data is increased, and the welding quality is improved.

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

【図1】 本発明に係る開先計測方法および装置の実施
の形態を示す制御ブロック図である。
FIG. 1 is a control block diagram showing an embodiment of a groove measuring method and apparatus according to the present invention.

【図2】 図1の他例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing another example of FIG.

【図3】 本発明に係る開先計測方法および装置の実施
の形態を示す制御構成図。
FIG. 3 is a control configuration diagram showing an embodiment of a groove measuring method and apparatus according to the present invention.

【図4】 図3の機械的構成図である。FIG. 4 is a mechanical configuration diagram of FIG. 3;

【図5】 本発明に係る開先計測方法および装置の実施
の形態の計測対象とした被溶接材の斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view of a material to be welded as a measurement target in the embodiment of the groove measuring method and apparatus according to the present invention.

【図6】 図5の要部(開先)の断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a main part (groove) of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 ロボットアーム 4 計測センサ 8 計測センサコントローラ 12 ロボットコントローラ 14 設計データ A 被溶接材 B 開先 C 溶接箇所 D ビード a,b,c,d,e 計測点 2 Robot arm 4 Measurement sensor 8 Measurement sensor controller 12 Robot controller 14 Design data A Material to be welded B Groove C Welding point D Bead a, b, c, d, e Measurement point

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 春田 泰之 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工業 株式会社野田工場内 (72)発明者 久保山 隆志 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工業 株式会社野田工場内 (72)発明者 山角 覚 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工業 株式会社野田工場内 (72)発明者 鈴木 亮祐 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工業 株式会社野田工場内 Fターム(参考) 2F069 AA63 BB40 DD16 DD30 GG04 GG07 GG39 GG62 GG72 GG74 JJ05 JJ26 MM04 3F059 AA05 BA03 DA03 DC07 DD11 DE03 DE08 FB12 FB16  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yasuyuki Haruta 118 Futatsuka Noda City, Chiba Prefecture Kawasaki Heavy Industries Noda Factory (72) Inventor Takashi Kuboyama 118 Futatsuka Noda City Chiba Prefecture Kawasaki Heavy Industries Noda Factory ( 72) Inventor Satoru Yamasumi 118 Futatsuka Noda-shi, Chiba Pref. Kawasaki Heavy Industries Noda Factory Co., Ltd. (72) Inventor Ryosuke 118 Futatsuka Noda-shi Chiba Pref. DD16 DD30 GG04 GG07 GG39 GG62 GG72 GG74 JJ05 JJ26 MM04 3F059 AA05 BA03 DA03 DC07 DD11 DE03 DE08 FB12 FB16

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被溶接材の設計データに基づいて作成さ
れた点列状の計測線に多関節式のロボットアームに取付
けられた計測センサを配置し、被溶接材に形成された開
先へのビードの積層ごとに変化した開先の形状を計測す
る開先計測方法において、被溶接材の設計データと1つ
下層の計測データとから計測する層の開先の形状の予想
値を算出しておき、計測した計測データと予想値とを比
較して計測データの妥当性を判定することを特徴とする
開先計測方法。
1. A measurement sensor attached to an articulated robot arm is arranged on a point-sequence-shaped measurement line created based on design data of a material to be welded, and the groove is formed on a groove formed on the material to be welded. In the groove measurement method for measuring the groove shape changed for each bead stack, an estimated value of the groove shape of the layer to be measured is calculated from the design data of the material to be welded and the measurement data of one layer below. In addition, a groove measurement method characterized in that measured data is compared with expected values to determine the validity of the measured data.
【請求項2】 被溶接材の設計データに基づいて作成さ
れた点列状の計測線に多関節式のロボットアームに取付
けられた計測センサを配置し、被溶接材に形成された開
先へのビードの積層ごとに変化した開先の形状を計測す
る開先計測方法において、計測した計測データと1つ下
層の計測データと計測線の前の点の計測データとを比較
して計測データの妥当性を判定することを特徴とする開
先計測方法。
2. A measurement sensor attached to an articulated robot arm is arranged on a measurement line in a point sequence formed based on design data of a material to be welded, and the groove is formed on a groove formed on the material to be welded. In the groove measurement method that measures the shape of the groove that has changed for each bead stack, the measured data is compared with the measurement data of the next lower layer and the measurement data of the point before the measurement line, and the measurement data A groove measuring method characterized by determining validity.
【請求項3】 請求項1の開先計測方法における計測デ
ータの妥当性の判定と請求項2の開先計測方法における
計測データの妥当性の判定との双方を実行することを特
徴とする開先計測方法。
3. The method according to claim 1, wherein both the determination of the validity of the measurement data in the groove measurement method of claim 1 and the determination of the validity of the measurement data in the groove measurement method of claim 2 are performed. Destination measurement method.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかの開先計測方法
において、計測データの妥当性が否と判定された場合
に、計測線のその点で開先の形状の再度の計測を行うこ
とを特徴とする開先計測方法。
4. The groove measuring method according to claim 1, wherein when it is determined that the measurement data is not valid, the shape of the groove is measured again at that point on the measurement line. A groove measuring method characterized in that:
【請求項5】 請求項4の開先計測方法において、少な
くとも1回の再度の計測によっても計測データの妥当性
が否と判定された場合に、当初の計測線と異なる位置に
計測センサを配置して開先の形状の再度の計測を行うこ
とを特徴とする開先計測方法。
5. The groove measuring method according to claim 4, wherein the measurement sensor is arranged at a position different from the original measurement line when the validity of the measurement data is determined to be invalid by at least one re-measurement. And measuring the shape of the groove again.
【請求項6】 多関節式のロボットアームと、ロボット
アームに取付けられ被溶接材に形成された開先へのビー
ドの積層ごとに変化した開先の形状を計測する計測セン
サとを備えた開先計測装置において、ロボットアームの
動作を制御するとともに入力された被溶接材の設計デー
タと計測センサの計測データとから上層の開先の形状の
予想値を算出するロボットコントローラと、計測センサ
の動作を制御するとともにロボットコントローラから送
信された予想値と計測センサの計測データとを比較して
計測データの妥当性を判定する計測センサコントローラ
とを備えてなる開先計測装置。
6. An opening provided with an articulated robot arm, and a measuring sensor for measuring a shape of a groove which is changed every time a bead is stacked on a groove formed on a material to be welded attached to the robot arm. The robot controller that controls the operation of the robot arm and calculates the expected value of the shape of the groove in the upper layer from the input design data of the workpiece and the measurement data of the measurement sensor, and the operation of the measurement sensor. And a measurement sensor controller for comparing the expected value transmitted from the robot controller with the measurement data of the measurement sensor to determine the validity of the measurement data.
【請求項7】 多関節式のロボットアームと、ロボット
アームに取付けられ被溶接材に形成された開先へのビー
ドの積層ごとに変化した開先の形状を計測する計測セン
サとを備えた開先計測装置において、計測センサの動作
を制御する計測センサコントローラと、ロボットアーム
の動作を制御するとともに計測センサコントローラから
送信された計測データと先に送信された下層の計測デー
タと先に送信された計測線の前の点の計測データとを比
較して計測データの妥当性を判定するロボットコントロ
ーラとを備えてなる開先計測装置。
7. An opening provided with an articulated robot arm, and a measurement sensor for measuring a shape of a groove which is changed every time a bead is stacked on a groove formed on a material to be welded attached to the robot arm. In the pre-measuring device, a measurement sensor controller that controls the operation of the measurement sensor, and controls the operation of the robot arm, and the measurement data transmitted from the measurement sensor controller and the measurement data of the lower layer transmitted earlier and the measurement data transmitted earlier A groove measuring device comprising: a robot controller that compares measured data at a point before a measuring line with the measured data to determine validity of the measured data.
【請求項8】 請求項6の開先計測装置における計測セ
ンサコントローラ,ロボットコントローラと請求項7に
おける計測センサコントローラ,ロボットコントローラ
とを組合わせたことを特徴とする開先計測装置。
8. A groove measuring device, wherein the measuring sensor controller and the robot controller in the groove measuring device according to claim 6 are combined with the measuring sensor controller and the robot controller according to claim 7.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101634541B (en) * 2009-07-27 2010-12-01 永济新时速电机电器有限责任公司 Detection method of armature stamping trough position degree
WO2015159820A1 (en) * 2014-04-14 2015-10-22 三菱重工業株式会社 Welded structure, laser welding method, and laser welding device

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