JP2005316906A

JP2005316906A - 溶接ティーチング支援方法

Info

Publication number: JP2005316906A
Application number: JP2004136702A
Authority: JP
Inventors: Naoto Taguchi; 直人田口; Tsuneo Hagino; 常雄萩野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2004-04-30
Filing date: 2004-04-30
Publication date: 2005-11-10

Abstract

【課題】ワークデータから溶接経路および作業条件を自動的に設定する。
【解決手段】ワークに対する溶接線、溶接順序、各溶接線の溶接を担当する溶接ロボットを含む情報である溶接線パターンをデータベースから取得し（Ｓ１）、照合の対象となるワークの溶接線を当該溶接線パターンと照合させながら溶接経路を作成し（Ｓ２）、当該溶接経路に沿ってワークの溶接線に対する教示点を生成し（Ｓ３）、当該教示点におけるトーチの配置角度を設定し（Ｓ４）、当該トーチの配置角度とワークの物理的特性から溶接条件を設定する（Ｓ５）。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワークデータ（形状、板厚）から溶接経路および作業条件（トーチ角度、溶接条件）を自動的に設定できる溶接ティーチング支援方法に関する。

従来、ロボットの教示作業を効率的に行うため、設計部署においてＣＡＤデータからティーチングデータを作成し、作成したティーチングデータを現場のロボットに記憶させ、実際にロボットを動かしてそのティーチングデータを補正する、オフラインティーチングが行われている。

一般的なオフラインティーチングでは、作業者が、作業ポイントをＣＡＤデータ上のワークで一点一点指定し、それぞれの作業ポイントの使用ツールや作業条件を設定している。そのためオフラインティーチングも更なる効率化が求められている。

この効率化の要請により、下記特許文献１に記載されている発明は、ツールの仕様とワークの作業条件を参照し、自動的にそのツールの最適な作業条件の設定を可能にしている。この発明によれば、指定された作業ポイントにおける作業条件入力の作業工数が削減でき、その分オフラインティーチングが効率化される。
特開平１１−８５２４１号公報

ところが、上記引用文献１に記載されている発明をもってしても、ワークデータから溶接経路を自動的に作成したり、その溶接経路に基づいて自動的に作業条件を設定したりすることはできない。

本発明は、上記のような従来の要請に応えるために成されたものであり、ワークデータから溶接経路および作業条件を自動的に設定することができる溶接ティーチング支援方法の提供を目的とする。

上記の目的を達成するための本発明にかかる溶接ティーチング支援方法は、被溶接物に対する溶接線、溶接順序、各溶接線の溶接を担当するロボットを含む情報である溶接線パターンをデータベースから取得する段階と、照合の対象となる被溶接物の溶接線を当該溶接線パターンと照合させながら溶接経路を作成する段階と、当該溶接経路に沿って当該被溶接物の溶接線に対する教示点を生成する段階と、当該教示点におけるトーチの配置角度を設定する段階と、当該トーチの配置角度と前記被溶接物の物理的特性から溶接条件を設定する段階と、を含むことを特徴とする。

以上のような手順で溶接ティーチングの支援を行えば、ワークデータから溶接経路および作業条件を自動的に設定することができることができるようになる。

以下に、本発明にかかる溶接ティーチング支援方法を、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明に係る溶接ティーチング支援方法を実施するための装置の概略構成図である。この装置は、データベース１０、ワークデータ入力部２０、溶接経路作成部３０、教示点生成部４０、トーチ配置角度設定部５０、溶接条件設定部６０、ティーチングデータ作成部７０を備えている。

データベース１０は、被溶接物であるワークに対する溶接線、溶接順序、各溶接線の溶接を担当する溶接ロボットを含む情報である溶接線パターンを記憶している。溶接線パターンは、代表的なワークに対する溶接線の形、長さなどの情報と、各溶接線の溶接順序、それぞれの溶接線をどの溶接ロボットが担当するかのなどの情報から構成され、ワークの種類や溶接ロボットの配置状況毎に分類されて記憶されている。また、溶接電流、溶接電圧および溶接速度に関する溶接条件の情報もワークの板厚やトーチの種類毎に分類されて記憶されている。さらに溶接ロボットをどのように設置するのかを示した溶接ロボットの配置パターンも記憶されている。

ワークデータ入力部２０は、たとえばキーボードなどの入力装置を含む端末であり、ここからはワークの形状、材質、板厚などが作業者によって入力される。なお、データベース１０への溶接パターンの登録もこのワークデータ入力部２０を介して行われる。

溶接経路作成部３０は、照合の対象となるワークの溶接線をデータベース１０に記憶されている溶接線パターンと照合させながら溶接経路を作成する。溶接経路の作成手法としては２つの手法が用意されている。１つは、作業者の指示で作成された任意の大きさの円柱を登録されている溶接線に沿って動かしたときに照合の対象となるワークの溶接線がその円柱と干渉するか否かを判断することによって溶接経路を作成して行くものであり、もう１つは溶接を行う溶接ロボットの配置パターン（配置状況）に基づいて溶接の対象となるワークの溶接線を溶接ロボット毎に割り当てて行き、割り当てられた溶接線を溶接する場合のサイクルタイムや作業者が指定した順番に基づいて溶接経路を作成して行くものである。１つ目の作成手法は、照合の対象となる溶接線が連続している場合（大型ワークを溶接する場合）に用いると有効な手法であり、２つ目の手法は、溶接の対象となる溶接線がランダムに存在し不連続な場合（大型ワークに部品を溶接する場合）に用いると有効な手法である。

教示点生成部４０は、溶接経路作成部３０によって作成された溶接経路に沿って、ワークの溶接線に対する教示点を生成する。教示点は一定の距離ごと（たとえば直線の場合には１００ｍｍごとに）に設定されるが、溶接線が曲がっている場合には、その曲がり具合に応じて距離を狭めて設定される（たとえば曲線の場合には１５ｍｍごとに、曲率の大きい円弧の場合にはその円弧内に最低３点教示点を設定するなど）。

トーチ配置角度設定部５０は、教示点生成部４０によって生成された各教示点におけるワークの面形状を認識して第１のトーチ角度（トーチ角度Ａ）、第２のトーチ角度（トーチ角度Ｂ）およびトーチの回転方向を生成する。なお、トーチ角度Ｂは、ある教示点とその教示点の次の教示点との座標から求める。また、一連の溶接線において始点と終点の教示点に設定されたトーチ角度ＡまたはＢの差が一定値以下であればその始点と終点との間のすべての教示点のトーチ角度を同一のトーチ角度に設定し、一連の溶接線において始点と終点の教示点の座標が溶接の順番方向（進行方向）に高くなる上り溶接の場合にはその溶接の順番を逆にして溶接方向を反転して下り溶接に変更する。

溶接条件設定部６０は、トーチ配置角度設定部５０によって設定されたトーチの配置角度と溶接の対象となるワークの物理的特性（たとえば板厚）およびトーチのタイプから溶接電流、溶接電圧および溶接速度に関する情報をデータベース１０から取り出して溶接条件を教示点毎に設定する。

ティーチングデータ作成部７０は、教示点生成部４０で生成された教示点毎に溶接条件設定部６０で設定された溶接条件を設定してティーチングデータを作成する。作成されたティーチングデータは現場に配置されている溶接ロボットにダウンロードされる。

図２は、本発明に係る溶接ティーチング支援方法の手順を示すフローチャートである。本発明にかかる溶接ティーチング支援方法は概略次のような手順で行われる。

まず、溶接経路作成部３０は、データベース１０からこれから照合を行なおうとするワークに対応する溶接線パターンを取り出す。すなわち、そのワークに設定されている溶接線、溶接順序、各溶接線の溶接を担当する溶接ロボットなどに関する情報を取得する（Ｓ１）。

次に、溶接経路作成部３０は照合の対象となるワークの溶接線をデータベース１０から取得した溶接線パターンと照合させながら溶接経路を作成する。なお、このステップの詳細な処理は後で詳細に説明する（Ｓ２）。

そして、教示点生成部４０は、溶接経路作成部３０によって作成された溶接経路に沿ってワークの溶接線に対する教示点を生成する。つまり溶接ロボットが把持しているトーチの移動経路や溶接経路内において溶接を行う場所を設定する（Ｓ３）。

次に、トーチ配置角度設定部５０は、教示点生成部４０で設定された各教示点におけるトーチの配置角度を設定する。なお、このステップの詳細な処理も後で詳細に説明する（Ｓ４）。

そして最後に、溶接条件設定部６０はトーチの配置角度とワークの物理的特性から溶接条件を設定する。溶接条件はデータベース１０に記憶されているので、溶接条件設定部６０はワークの板厚に対応する溶接条件を取り出し、溶接電流、溶接電圧および溶接速度を教示点ごとに設定する（Ｓ５）。

本発明に係る溶接ティーチング支援方法の概略の手順は以上の通りであるが、次に、図３のサブルーチンフローチャートに基づいて上記Ｓ２の「溶接経路を作成」のステップの処理を詳細に説明する。

上記のように、溶接経路の作成手法としては２つの手法が用意されているが、このフローチャートに示す手法は、照合の対象となる溶接線が連続している場合に用いると有効な手法である。データベース１０には、たとえば図４Ａに示すような溶接パターンが登録されているものとし、照合の対象となるワークの溶接線は図４Ｂに示すようなものであったとする。溶接経路作成部３０は、登録されている溶接パターンと照合の対象となるワークの溶接線とを照合するが、図４Ｃのように溶接線の位置やサイズがずれていたのでは溶接線同士の照合をすることができないので、図５Ｄのように、登録されている方の溶接線の縮尺を変更しその溶接線を移動させて図５Ｅのようにおおよそ合致させる。

溶接線同士を合致させた状態の一部を模式的に示した図が図６である。図６において、太い実線で示されている溶接線Ａ、Ｂが登録されている溶接線パターンであり、細い実線で示されている溶接線ａ、ｂ、ｃが照合の対象となるワークの溶接線である。図３のフローチャートではこのようにほぼ一致する位置に配置された溶接線の照合を次のようにして行う。

まず、溶接経路作成部３０は、ワークデータ入力部２０から入力された半径および高さの円柱を作成する。たとえば、半径５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの円柱を作成する（Ｓ１１）。次に、図７Ａに示すように、取得した溶接線パターンの溶接線に円柱の重心を重ね、その円柱を溶接線上で図７Ａに示すように登録されている溶接順に（図示左側から右側に）移動させ、照合の対象となるワークの溶接線ａ、ｂ、ｃと円柱との干渉の有無を認識する（Ｓ１２）。

そして、円柱と干渉した照合の対象となるワークの溶接線に、溶接を担当する溶接ロボットを割り当てて順番を付ける。たとえば、図７Ｂに示すように、登録されている溶接線Ａには３号機の溶接ロボット（Ｒ０３）が１番目に溶接を行うこと（Ｒ０３−０１）が割り当てられており、登録されている溶接線Ｂには３号機の溶接ロボット（Ｒ０３）が２番目に溶接を行うこと（Ｒ０３−０２）が割り当てられているとすれば、円柱を溶接線Ａ、Ｂの始点から終点まで（図示左側から右側に）移動させ、円柱と最初に干渉することになる照合の対象となる溶接線ａには３号機の溶接ロボットが１番目に溶接を行うこと（Ｒ０３−０１）が割り当てられ、次に干渉することとなる溶接線ｂには３号機の溶接ロボットが２番目に溶接を行うこと（Ｒ０３−０２）が割り当てられ、さらにその次に干渉することとなる溶接線ｃには３号機の溶接ロボットが３番目に溶接を行うこと（Ｒ０３−０３）が割り当てられる。なお、溶接線ＡとＢとの間には実際には溶接経路は存在していないが、溶接線Ａの終点と溶接線Ｂの始点との間には図示点線で示されるような経路を仮に生成し、円柱をこの仮の経路上に移動させて干渉状態のチェックが行われる（Ｓ１３）。

以上までの処理が照合の対象となるすべての溶接線に対して行われ、それでも干渉しない溶接線が存在している場合には、作業者はワークデータ入力部２０からこの溶接線に手動による溶接ロボットの割り当てを行う（Ｓ１４）。そして、すべての溶接線に対して溶接ロボットの割り当てが終了するとすべての溶接線に対する溶接順序が更新される（Ｓ１５）。

図８に示したサブルーチンフローチャートは、上記Ｓ２の「溶接経路を作成」のステップの処理の詳細を説明するためのフローチャートである。このフローチャートに示す手法は、図３のフローチャートで示した手法とは異なり、溶接の対象となる溶接線がランダムに存在し不連続な場合に用いると有効な手法である。

溶接経路作成部３０は、データベース１０から現場における溶接ロボットの配置状況と合致する溶接ロボットの配置パターンを取得する。溶接ロボットの配置パターンとは、たとえば図９Ａ、Ｂに示すようなものである。図９Ａに示す配置パターンは溶接ロボットＲ０１とＲ０２の２台の溶接ロボットが並んで配置されているパターンである。また、図９Ｂに示す配置パターンは、溶接ロボットＲ０１からＲ０４の４台の溶接ロボットが図に示すように配置されているパターンである。作業者はデータベース１０に登録されている配置パターンの内、適切な配置パターンを呼び出して溶接経路作成部３０に提供する（Ｓ２１）。

次に、溶接経路作成部３０は、配置パターンに含まれる溶接ロボットの台数にしたがって溶接の対象となるワークの溶接線を複数の領域に分割する。たとえば、図９Ａに示すように溶接ロボットが２台配置されている場合には、溶接線が２つのパーテション（図において交差している太い実線）で４つの領域Ｐ１〜Ｐ４に分割される。また、図９Ｂに示すように溶接ロボットが３台以上配置されている場合には、溶接線が６つのパーテション（図において交差している太い実線）で１６の領域Ｐ１〜Ｐ１６に分割される。なお、これらのパーテションはワークデータ入力部２０から作業者が自由に動かすことができる（Ｓ２２）。

溶接経路作成部３０は、パーテションによって分割された溶接の対象となるワークの溶接線を領域ごとに溶接ロボットに割り当てる。たとえば、Ｐ１領域とＰ３領域を溶接ロボットＲ０１に割り当てたとすれば、Ｐ１領域とＰ３領域に存在するすべての溶接線が溶接ロボットＲ０１に割り当てられる。なお、パーテションに跨る溶接線は作業者がいずれかの溶接ロボットに割り当てる（Ｓ２３）。

そして、最後に溶接経路作成部３０は、各溶接ロボットに割り当てられたすべての溶接線に対して溶接経路を決定する。つまり溶接経路は溶接ロボット毎に決定されることになる（Ｓ２４）。

図１０は、図８に示したフローチャートのＳ２４のステップの「溶接経路を決定」する処理の詳細を示すフローチャートである。このフローチャートではサイクルタイムの短いものの中から溶接経路を選択している。

溶接経路作成部３０は、割り当てられた溶接線を効率的に溶接するための溶接経路を複数生成し、移動距離が短い溶接経路から順番にリスト表示する（Ｓ３１）。次に、作業者が、リスト表示された溶接経路の中から複数の溶接経路を選択する（Ｓ３２）。そして、選択した溶接経路で溶接する場合のサイクルタイムをシミュレーションによって演算する（Ｓ３３）。シミュレーションの結果、サイクルタイムの小さい順に溶接経路のリストが表示される（Ｓ３４）。作業者はリストの中から最適（最小）と思われる１つの溶接経路を選択する。この溶接経路は溶接ロボット毎に選択されて決定される（Ｓ３５）。

図１１は、図８に示したフローチャートのＳ２４のステップの「溶接経路を決定」する他の処理の詳細を示すフローチャートである。このフローチャートでは作業者が選択した２つの溶接線以外の溶接線の順番を自動的に決定している。

作業者は割り当てられた溶接線の内１番目に溶接するための溶接線を選択する。１番目の溶接線の始点は次のようにして決める。図１２に示すように、溶接線が平行ビード（±５度未満の傾きを有するビード）の場合には溶接ロボットに近い位置を始点とし、溶接線が下りビードの場合には始点位置は高い位置とする（Ｓ４１）。次に、２番目に溶接するための溶接線を選択する。２番目の溶接線の始点は、溶接線が平行ビードの場合には１番目の溶接線の終点に近い点を始点とし、溶接線が下りビードの場合には始点位置は高い位置とする（Ｓ４２）。次に、残りの溶接線の順番を付ける。３番目以降の溶接線は、残りの溶接線の中で直前に決めた溶接線の終点に最も近い始点を持つものを選択する（Ｓ４３）。なお、溶接ビードの始点と終点との距離は、図１２に示すように、平行ビードであればカレントなビードの始点から平行ビードの両端までの距離を調べることによって、下りビードの場合にはカレントな溶接線の終点から下りビードの始点までの距離を調べることによって求める。

以上の処理が終了しすべての溶接線が溶接ロボットに割り当てられ溶接の順番が決まると、各教示点におけるトーチの配置角度の設定が行われる。このトーチの配置角度の設定は図１３に示すフローチャートの手順で行われる。

図１３に示したサブルーチンフローチャートは、図２に示したＳ４の「トーチの配置角度を設定」のステップの処理の詳細を説明するためのフローチャートである。

トーチ配置角度設定部５０は、教示点生成部４０で設定された教示点の面形状を認識し図１４に示したようなトーチ角度Ａを生成する。トーチ角度Ａとは溶接時の部材とトーチとが成す角度をいう。たとえば、図１４に示すように、溶接される部材同士の配置関係がＡ１、Ａ３、Ａ４に示すパターンである場合にはトーチ角度Ａを４５度に、Ａ２に示すパターンである場合にはトーチ角度Ａを９０度に、Ａ５に示すパターンである場合にはトーチ角度Ａを８０度に、Ａ６に示すパターンである場合にはトーチ角度Ａを部材同士の配置角度の半分の角度に、それぞれ設定する（Ｓ５１）。次に、トーチ配置角度設定部５０は、ある教示点と次の教示点との座標から図１５に示したようなトーチ角度Ｂを作成する。トーチ角度Ｂとは溶接方向に対するトーチの角度をいう。たとえば、図１５に示すように、溶接する部材とトーチとの関係がＢ１に示すパターンである場合にはトーチ角度Ｂを１５度に、Ｂ２に示すパターンである場合にはトーチ角度Ｂを９０度に、Ｂ３に示すパターンである場合にはトーチ角度Ｂを７５度に、Ｂ４に示すパターンである場合にはトーチ角度Ｂを７５度に、Ｂ５に示すパターンである場合にはトーチ角度Ｂを９０度に、それぞれ設定する（Ｓ５２）。

トーチ配置角度設定部５０は、以上のステップで求めたトーチ角度ＡおよびＢを実現するためには、溶接ロボットの位置からトーチをどちらの方向に何度回転すればよいのかを演算する（Ｓ５３）。以上のＳ５１からＳ５３までのステップの処理はすべての教示点に対して行われる。

以上までの処理が終了し、すべての教示点に対してトーチ角度ＡとＢが設定されると、溶接線の始点から終点までに設定されたトーチ角度ＡまたはＢの差を演算し、その差が５度以内であれば、溶接線の始点から終点までの間で設定されたトーチ角度ＡまたはＢをすべて同一のトーチ角度に設定しなおす（Ｓ５４）。また、溶接の進行方向に溶接すると次第に高さを増す上り溶接となっているか否かを判断し、上り溶接となっている場合には溶接方向を反転して、下り溶接になるように溶接の順番を変更する（Ｓ５５）。

以上までの処理で、教示点、溶接順序を含む溶接経路が生成される。溶接経路の生成が終了すると、溶接ポイントにおける溶接条件の設定が図１６に示すフローチャートに示す手順で行われる。

溶接条件設定部６０は、以上の処理で設定されたトーチ角度に基づいてトーチのタイプを判別する。たとえば、トーチ角度が９０度に設定されている場合にはトーチタイプがＡ２であることがわかる。また、Ａ１、Ａ３、Ａ４のタイプは部材同士の配置を勘案して判別する（Ｓ６１）。次に、溶接条件設定部６０は、溶接の対象となるワークの板厚を判別する（Ｓ６２）。データベース１０には、図１７に示すように、ワークの板厚（１．２ｍｍ〜１２ｍｍ）やトーチの種類（Ａ１〜Ａ６）毎に溶接電流、溶接電圧および溶接速度に関する溶接条件の情報が記憶されているが、溶接条件設定部６０は、判別したトーチのタイプと板厚に基づいてデータベースを検索し、合致した溶接条件を取り出す。たとえば、トーチのタイプがＡ１で溶接の対象となる板厚が１．６ｍｍであったときには、データベース１０からトーチのタイプがＡ１で板厚が１．６ｍｍの溶接条件、すなわち、溶接電流のＭｉｎが９０Ａ、Ｍａｘが１２０Ａ、溶接電圧のＭｉｎが１８Ｖ、Ｍａｘが２０Ｖ、溶接速度のＭｉｎが５０ｃｍ／ｍｉｎ、Ｍａｘが６０ｃｍ／ｍｉｎを取り出す。なお、板厚が１．６ｍｍ未満の場合には、板厚１．２ｍｍの溶接条件を取り出し、板厚が１．６ｍｍ以上２．０ｍｍ未満の場合には板厚１．６ｍｍの溶接条件を取り出す。また溶接電流の基準値としては（溶接電流のＭａｘ＋溶接電流のＭｉｎ）／２を、溶接電圧の基準値としては（溶接電圧のＭａｘ＋溶接電圧のＭｉｎ）／２を、溶接速度の基準値としては（溶接速度のＭａｘ＋溶接速度のＭｉｎ）／２をそれぞれ用いる（Ｓ６３）。

以上のようにして、溶接経路および作業条件（トーチ角度、溶接条件）の設定が完了すると、次に、すべての溶接ロボットが一斉に動いている場合にトーチ同士が干渉するか否かを判断するための干渉確認を行う。干渉確認を行うに当たって溶接ロボットに優先順位を付しておく。

各溶接ロボットは与えられた溶接経路にしたがって動くが、万が一他の溶接ロボットと干渉した場合には、優先順位の低いほうのロボットを干渉位置から退避させる。退避の方法としては、干渉を回避するために干渉位置に入るタイミングを遅らせたり、溶接経路自体を変更したりすることが考えられる。溶接経路自体を変更する場合には、その溶接ロボットに既に設定されている溶接経路を再生成する必要ある。また、溶接経路が変更されたことによってトーチの配置角度と溶接条件の再設定も必要になる。

溶接経路などの設定が終了したら、仮付け（仮溶接）位置の設定が行われる。この仮付け位置の設定は概略次のような手順で行われる。溶接線の長さＬを始点と終点の直線とみなし、その直線の長さＬがあらかじめ設定されている距離Ａよりも短ければ仮付け位置の設定はしない。つまり仮溶接をしない。その直線の長さＬがあらかじめ設定されている距離の範囲内（Ａ＜Ｌ＜Ｂ）にある場合にはその直線の中点を仮付け位置として設定する。またその直線の長さＬがあらかじめ設定されている距離の範囲内（Ｂ＜Ｌ＜Ｃ）にある場合にはその直線の両端からたとえば１０ｍｍ内側の２点を仮付け位置として設定する。さらにその直線の長さＬがあらかじめ設定されている距離よりも（Ｃ＜Ｌ）長ければ、その直線の中点とその直線の両端からたとえば１０ｍｍ内側の２点の合計３点を仮付け位置として設定する。

以上のように、本発明の溶接ティーチング支援方法を用いると、ワークデータから溶接経路および作業条件を自動的に設定することができることができるようになり、溶接ティーチングを効率的に行うことができるようになる。

本発明は、ワークデータから溶接経路および作業条件を自動的に設定することができるので、溶接ティーチングを効率的に行うことができるようになり、溶接ロボットの分野において利用することができる。

本発明に係る溶接ティーチング支援方法を実施するための装置の概略構成図である。本発明に係る溶接ティーチング支援方法の手順を示すフローチャートである。図２に示したＳ２の「溶接経路を作成」のステップの処理のサブルーチンフローチャートである。登録されている溶接線パターンと照合の対象となる溶接線との照合処理の説明に供する図である。登録されている溶接線パターンと照合の対象となる溶接線との照合処理の説明に供する図である。登録されている溶接線パターンと照合の対象となる溶接線との照合処理の説明に供する図である。登録されている溶接線パターンと照合の対象となる溶接線との照合処理の説明に供する図である。図２に示したＳ２の「溶接経路を作成」のステップの他の処理のサブルーチンフローチャートである。各溶接ロボットに溶接線を割り当てる処理の説明に供する図である。図８に示したＳ２４の「溶接線の経路を決定する」処理のサブルーチンフローチャートである。図８に示したＳ２４の「溶接線の経路を決定する」他の処理のサブルーチンフローチャートである。溶接ビードの始点と終点および距離を求める処理の説明に供する図である。図２に示したＳ４の「トーチの配置角度を設定」のステップの処理のサブルーチンフローチャートである。トーチの配置角度の説明に供する図である。トーチの配置角度の説明に供する図である。図２に示したＳ５の「溶接条件を設定」のステップの処理のサブルーチンフローチャートである。溶接条件の一例を示す図である。

符号の説明

１０データベース、
２０ワークデータ入力部、
３０溶接経路作成部、
４０教示点生成部、
５０トーチ配置角度設定部、
６０溶接条件設定部、
７０ティーチングデータ作成部。

Claims

被溶接物に対する溶接線、溶接順序、各溶接線の溶接を担当する溶接ロボットを含む情報である溶接線パターンをデータベースから取得する段階と、
照合の対象となる被溶接物の溶接線を当該溶接線パターンと照合させながら溶接経路を作成する段階と、
当該溶接経路に沿って当該被溶接物の溶接線に対する教示点を生成する段階と、
当該教示点におけるトーチの配置角度を設定する段階と、
当該トーチの配置角度と前記被溶接物の物理的特性から溶接条件を設定する段階と、
を含むことを特徴とする溶接ティーチング支援方法。
前記溶接線パターンは、前記被溶接物の形状ごとに前記データベースに登録されていることを特徴とする請求項1に記載の溶接ティーチング支援方法。
前記溶接経路を作成する段階は、
指定された半径および高さの円柱を作成する段階と、
取得した溶接線パターンの溶接線に当該円柱の重心を重ね、前記円柱を当該溶接線上で前記溶接順序にしたがって移動させ、前記円柱と前記照合の対象となる被溶接物の溶接線との干渉の有無を認識する段階と、
前記円柱と干渉した前記照合の対象となる被溶接物の溶接線に、その溶接を担当する溶接ロボットを割り当てるとともに、その干渉順に順番を付ける段階と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の溶接ティーチング支援方法。
前記溶接経路を作成する段階は、
データベースから溶接ロボットの配置パターンを取得する段階と、
当該配置パターンに含まれる溶接ロボットの台数にしたがって溶接の対象となる被溶接物の溶接線を複数の領域に分割する段階と、
各溶接ロボットにそれぞれの領域に存在する溶接の対象となる被溶接物の溶接線を割り当てる段階と、
溶接ロボット毎に、割り当てられた溶接線に基づいて溶接経路を決定する段階と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の溶接ティーチング支援方法。
前記溶接経路を決定する段階は、
割り当てられた溶接線を溶接するために複数の溶接経路を生成する段階と、
生成された溶接経路で溶接を行う場合のサイクルタイムを演算する段階と、
サイクルタイムが最小の溶接経路を選択する段階と、
を有することを特徴とする請求項４に記載の溶接ティーチング支援方法。
前記溶接経路を決定する段階は、
割り当てられた溶接線のうち最初に溶接を行う溶接線を選択する段階と、
２番目に溶接を行う溶接線を選択する段階と、
３番目以降に溶接を行う溶接線を順番に選択する段階と、
を有することを特徴とする請求項４に記載の溶接ティーチング支援方法。
トーチの配置角度を設定する段階は、
生成された教示点における被溶接物の面形状を認識して第１のトーチ角度を生成する段階と、
当該教示点と次の教示点との座標から第２のトーチ角度を生成する段階と、
前記溶接ロボットの位置からトーチの回転方向を生成する段階と、
始点と終点の教示点に設定されたトーチ角度の差が一定値以下であれば始点と終点との間のすべての教示点のトーチ角度を同一のトーチ角度に設定する段階と、
溶接の進行方向に高くなる上り溶接の場合には溶接方向を反転して下り溶接に変更する段階と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の溶接ティーチング支援方法。
溶接条件を設定する段階は、
トーチのタイプを判別する段階と、
前記被溶接物の板厚を判別する段階と、
トーチのタイプと板厚に基づいて溶接電流、溶接電圧および溶接速度に関する情報をデータベースから取り出す段階と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の溶接ティーチング支援方法。
さらに、トーチの干渉確認を行う段階と、
干渉すると判断されたときに干渉を回避するための溶接経路を再生成する段階と
再生成された溶接経路に基づいてトーチの配置角度と溶接条件を再設定する段階と、
をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の溶接ティーチング支援方法。