JP2005322064A - Welding work device - Google Patents

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<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a welding work device capable of reducing a setting time and easily performing welding work by investigating a procedure of the welding work by a CG video. <P>SOLUTION: This welding work device has: an input part 15 inputting welding conditions of a work to be welded; respective axis motors 6-8 supporting the work, and driving a welding work table 1 rotatable around three axes of an X-axis, a Y-axis and a Z-axis; a display part 16 displaying the welding work procedure or the like; and a control part 17 controlling the respective axis motors and the display part 16 on the basis of input information from the input part 15. The many kinds of welding conditions such as a work shape stored in an information management part 18 are selected, the welding work procedure is graphically displayed on the display part 16 on the basis of its selected information to be confirmed, and the respective axis motors 6-8 are rotationally controlled such that a join line of the work is always directed toward a welding tool. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、管や棒等のワークの溶接作業を補助する溶接作業装置において、特に、溶接作業を簡単に行える溶接作業支援システムに関するものである。   The present invention relates to a welding work apparatus for assisting welding work of workpieces such as pipes and rods, and more particularly to a welding work support system that can easily perform welding work.

アルミ管やステンレス管などの複数の管同士の接合は、溶接、接着、圧着、ビス止め等の種々の方法が用いられる。特に、管同士を溶接してL字型、T字型、Y字型等の製品を得るには、溶接するワークの向きを何度も置き換えて作業をする必要がある。そのため、溶接の継ぎ目や溶接ガスによる変色が発生し、外観上の見栄えも悪くなるという問題があった。   Various methods such as welding, adhesion, pressure bonding, and screwing are used to join a plurality of tubes such as an aluminum tube and a stainless steel tube. In particular, in order to obtain an L-shaped product, a T-shaped product, a Y-shaped product, or the like by welding the tubes together, it is necessary to work by repeatedly changing the direction of the workpiece to be welded. For this reason, there is a problem that discoloration occurs due to welding seams and welding gas, and the appearance looks worse.

特許文献1には、被溶接物であるワークを溶接する準備段階として、まず、ワークを回転テーブルに載せ、これを一定速度で回転させながら、その動作を画像センサおよびレーザ変位計で読み取り、溶接経路を演算測定し、その測定結果に基づいて、回転テーブルと多関節ロボットの先端にある溶接トーチとを駆動制御する自動溶接装置が開示されている。
特開2002−103039号(段落0007〜0012、図2)
In Patent Document 1, as a preparatory stage for welding a workpiece that is a workpiece, first, the workpiece is placed on a rotary table, and the operation is read by an image sensor and a laser displacement meter while rotating the workpiece at a constant speed. An automatic welding apparatus is disclosed in which a path is calculated and measured, and a rotary table and a welding torch at the tip of an articulated robot are driven and controlled based on the measurement result.
JP 2002-103039 (paragraphs 0007 to 0012, FIG. 2)

しかしながら、特許文献1の自動溶接装置は、回転テーブルと多関節ロボットの2つの駆動対象を備えていることから、その振り分け制御動作が複雑になり、制御データ作りに時間を要することになる。また、溶接線の決定に画像センサおよびレーザ変位計を用い、かつ多関節ロボットを用いるため、高価な自動溶接装置になる。したがって、特許文献1に開示された自動溶接装置は、小ロット多品種の生産には向かず、このような小ロット多品種の生産に最適な溶接作業装置の出現が望まれているところである。   However, since the automatic welding apparatus of Patent Document 1 includes two driving targets, that is, a rotary table and an articulated robot, the distribution control operation becomes complicated, and it takes time to create control data. Further, since an image sensor and a laser displacement meter are used to determine the weld line and an articulated robot is used, an expensive automatic welding apparatus is obtained. Therefore, the automatic welding apparatus disclosed in Patent Document 1 is not suitable for the production of a large variety of small lots, and the appearance of a welding work apparatus that is optimal for the production of such a large variety of small lots is desired.

本発明は、上記に鑑み、簡単な構成によって溶接作業を支援でき、小ロット多品種生産に最適な溶接作業装置の提供を目的としている。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a welding work apparatus that can support welding work with a simple structure and is optimal for small-lot, multi-product production.

上記目的を達成するため、本発明は、溶接作業台としてワークを支持してX軸、Y軸およびZ軸の三軸周りに回転可能なものを提供する。具体的には、溶接作業台は、架台と、そのZ軸周りに回転する回転枠と、該回転枠の左右の支柱にY軸周りに回転する回転アームと、該回転アームに前記Y軸と直交するX軸の周りに回転するワーク支持台と、前記回転枠、回転アームおよびワーク支持台を互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸の三軸周りに回転駆動する駆動部とを備えたものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides a welding work table that supports a workpiece and can rotate around three axes of an X axis, a Y axis, and a Z axis. Specifically, the welding work table includes a gantry, a rotating frame that rotates around the Z axis, a rotating arm that rotates around the Y axis on the left and right columns of the rotating frame, and the Y axis on the rotating arm. A work support that rotates around an orthogonal X axis, and a drive unit that rotationally drives the rotary frame, the rotary arm, and the work support around the three axes of the X, Y, and Z axes that are orthogonal to each other. Is.

上記構成においては、ワークを支持する溶接作業台が三軸周りに回転するため、溶接具は所定の位置に固定した状態、すなわち、溶接具と溶接箇所との接点が固定した状態で、ワークを三次元に移動することができ、その制御は溶接作業台のみを駆動制御すればよい。このとき、溶接線の溶接状態によっては、溶接箇所と接する溶接具の接触角度を変化させて微調整するだけで良く、2つの駆動部を制御する特許文献1に比べて、制御が簡単になる。   In the above configuration, since the welding work table that supports the workpiece rotates around three axes, the welding tool is fixed at a predetermined position, i.e., the contact between the welding tool and the welding location is fixed. It is possible to move in three dimensions, and it is only necessary to drive and control the welding worktable. At this time, depending on the welding state of the weld line, it is only necessary to make fine adjustments by changing the contact angle of the welding tool in contact with the welded portion, and the control becomes easier compared to Patent Document 1 that controls the two drive units. .

この溶接作業台の支援システムは、溶接するワークの溶接条件を入力する入力部と、ワークを支持してX軸、Y軸およびZ軸の三軸周りに回転可能な溶接作業台を駆動する駆動部と、前記入力部からの入力情報に基づいて前記駆動部を制御する制御部とを備え、制御部は、前記入力部からの入力情報に応じて、予め記憶した情報管理部から、多種類のワーク形状等のワーク溶接条件を選択し、この選択した情報に基づいて前記駆動部の三軸回転条件を演算し、前記駆動部を回転制御することを特徴としている。   This welding work table support system has an input unit for inputting welding conditions of a work to be welded, and a drive that supports the work and drives a welding work table that can rotate around three axes of the X, Y, and Z axes. And a control unit that controls the drive unit based on input information from the input unit, and the control unit can select from various types of information management units stored in advance according to the input information from the input unit. A workpiece welding condition such as a workpiece shape is selected, a three-axis rotation condition of the drive unit is calculated based on the selected information, and the drive unit is rotationally controlled.

上記構成においては、多種類のワーク形状等の溶接条件を記憶しておき、この情報に基づいてワークの接合線に沿った溶接作業台の三軸回転角度などの回転条件を演算して、この演算結果に基づいて駆動部を制御するので、特許文献1のように、画像センサなどにより、その都度、溶接線や回転角度などを読み込み演算する必要がない。   In the above-described configuration, welding conditions such as various types of workpiece shapes are stored, and based on this information, the rotation conditions such as the three-axis rotation angle of the welding work table along the workpiece joining line are calculated, and this Since the drive unit is controlled based on the calculation result, it is not necessary to read and calculate a welding line, a rotation angle, or the like each time using an image sensor or the like as in Patent Document 1.

また、溶接具の位置情報も記憶しておくので、溶接具の位置に合せた駆動部の回転制御が可能となる。つまり、溶接具の位置を固定した状態で、溶接作業台の三軸駆動制御のみで、溶接線に沿って簡便に作業を行うことができる。この点は、溶接具を自動制御する場合でも、あるいは溶接作業者が手動で操作する場合も同様に行える。   Further, since the position information of the welding tool is also stored, it is possible to control the rotation of the driving unit in accordance with the position of the welding tool. That is, it is possible to simply perform the work along the weld line by only the three-axis drive control of the welding work table with the position of the welding tool fixed. This point can be similarly applied even when the welding tool is automatically controlled or when the welding operator manually operates the welding tool.

また、本発明では、溶接作業台の駆動状況を表示する表示部を備えることで、溶接作業台の回転状況を確認するモニタリング機能や溶接作業台を実際に駆動することなく、ワークの動きを模擬的に表示するシミュレーション機能を付与することができる。   In addition, in the present invention, by providing a display unit that displays the driving status of the welding work table, the monitoring function for confirming the rotation status of the welding work table and the movement of the workpiece are simulated without actually driving the welding work table. A simulation function for displaying the image can be added.

すなわち、制御部は、前記入力部からの入力情報に応じて前記情報管理部から選択したワーク溶接条件に基づいて、前記表示部に溶接作業台の駆動状況を表示することができる。この場合の駆動状況は、モニタリング機能とシミュレーション機能の両方を含むものである。   That is, the control unit can display the driving status of the welding work table on the display unit based on the workpiece welding condition selected from the information management unit according to the input information from the input unit. The driving situation in this case includes both a monitoring function and a simulation function.

また、制御部は、入力部からの修正入力情報に基づいて前記情報管理部から選択された溶接条件データを修正し、この修正データに基づいて前記駆動部または表示部を制御することができる。加えて、制御部は、前記入力部からの入力情報が前記情報管理部に記憶された溶接条件データに適合しないとき、入力部からの入力情報に基づいて新たな溶接条件を設定し、この溶接条件に基づいて前記駆動部または表示部を制御することができる。これにより、寸法などが異なるワークについても簡単に溶接作業を行うことができる。   The control unit can correct the welding condition data selected from the information management unit based on the correction input information from the input unit, and can control the drive unit or the display unit based on the correction data. In addition, when the input information from the input unit does not match the welding condition data stored in the information management unit, the control unit sets a new welding condition based on the input information from the input unit, and this welding The drive unit or the display unit can be controlled based on conditions. Thereby, it is possible to easily perform welding work on workpieces having different dimensions.

以上のとおり、本発明によると、情報管理部に記憶されたデータに基づいて、溶接作業台のみを駆動制御することにより、簡単な構成ながらも溶接作業を支援することができ、小ロット多品種生産に最適な溶接作業装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to support welding work with a simple configuration by controlling only the welding work table based on the data stored in the information management unit. It is possible to provide a welding apparatus that is optimal for production.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る溶接作業台の斜視図である。本実施形態の溶接作業台1は、架台2と、そのZ軸周りに回転する回転枠3と、該回転枠3の左右の支柱3aにY軸周りに回転する回転アーム4と、該回転アーム4に前記Y軸と直交するX軸の周りに回転するワーク支持台5と、前記回転枠3、回転アーム4およびワーク支持台5を互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸の三軸周りに回転駆動する駆動部6,7,8とを備えている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a welding workbench according to the present invention. The welding work table 1 of this embodiment includes a gantry 2, a rotating frame 3 that rotates around the Z axis, a rotating arm 4 that rotates around the Y axis on the left and right columns 3 a of the rotating frame 3, and the rotating arm 4, a work support base 5 that rotates around an X axis that is orthogonal to the Y axis, and the rotation frame 3, the rotation arm 4, and the work support base 5 around the X axis, the Y axis, and the Z axis that are orthogonal to each other. Are provided with drive units 6, 7 and 8 which are rotationally driven.

駆動部として、互いに直交するX,Y,Z軸において、X軸周りに回転するX軸モータ6、Y軸周りに回転するY軸モータ7、およびZ軸周りに回転するZ軸モータ8が用いられている。これら各軸モータ6〜8は、サーボモータ、ステッピングモータなどが用いられる。   As the driving unit, an X-axis motor 6 that rotates around the X-axis, a Y-axis motor 7 that rotates around the Y-axis, and a Z-axis motor 8 that rotates around the Z-axis are used in the X, Y, and Z axes orthogonal to each other. It has been. For each of the shaft motors 6 to 8, a servo motor, a stepping motor or the like is used.

架台2は、平板もしくは四角枠状のフレームから構成されており、床置き可能となっている。   The gantry 2 is composed of a flat plate or square frame, and can be placed on the floor.

回転枠3は、C型鋼、L型鋼、角パイプなどのフレーム材料から、左右一対の垂直方向の支柱3aと、該支柱3aの下部同士を連結する底フレーム3bとから上側開放のコの字形状に形成されている。   The rotating frame 3 is made of a frame material such as C-shaped steel, L-shaped steel, square pipe, etc., and has a U-shape that opens upward from a pair of left and right vertical columns 3a and a bottom frame 3b that connects the lower portions of the columns 3a. Is formed.

そして、架台2の中心部には、Z軸モータ8が設置され、このZ軸モータ8のモータ軸8aに底フレーム3bの中央部が連結され、回転枠3が縦軸(Z軸)周りに回転可能になっている。   A Z-axis motor 8 is installed at the center of the gantry 2, the central part of the bottom frame 3 b is connected to the motor shaft 8 a of the Z-axis motor 8, and the rotary frame 3 is rotated around the vertical axis (Z-axis). It can be rotated.

回転アーム4は、左右の支柱3aの上端間に差し渡された角パイプ等の部材から、Y軸に対して直交する左右一対のアーム部4aと、該アーム部4aの片側端部同士を連結する連結フレーム4bとから片側開放のコの字形状に形成されている。そして、一方のアーム部4aが左右横方向の横軸10に軸支され、他方のアーム部4aが支柱3aに取り付けられたY軸モータ7のモータ軸7aに連結され、回転アーム4がY軸周りに回転可能となっている。   The rotary arm 4 connects a pair of left and right arm portions 4a orthogonal to the Y axis and one end of the arm portion 4a from a member such as a square pipe passed between the upper ends of the left and right support columns 3a. It is formed in a U-shape that is open on one side from the connecting frame 4b. And one arm part 4a is pivotally supported by the horizontal axis 10 of the horizontal direction, and the other arm part 4a is connected with the motor shaft 7a of the Y-axis motor 7 attached to the support | pillar 3a, and the rotation arm 4 is the Y-axis. It can be rotated around.

ワーク支持台5は円盤状に形成され、連結フレーム4bに取り付けれたX軸モータ6のモータ軸6aに連結され、X軸周りに回転可能となっている。ワーク支持態様の好ましい実施形態としては、ワーク支持台5にワークを支持した際、ワーク11を構成する複数のアルミ管の中心線の交点が、X軸、Y軸およびZ軸が互いに交差する交点と一致するように、前記回転アーム4およびワーク支持台5の位置を設定するのが良い。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。   The work support 5 is formed in a disk shape, is connected to the motor shaft 6a of the X-axis motor 6 attached to the connection frame 4b, and is rotatable around the X axis. As a preferred embodiment of the workpiece support mode, when the workpiece is supported on the workpiece support 5, the intersection of the center lines of the plurality of aluminum tubes constituting the workpiece 11 is the intersection where the X axis, the Y axis and the Z axis intersect each other. It is preferable to set the positions of the rotary arm 4 and the work support 5 so as to coincide with each other. However, the present invention is not limited to this.

ワーク支持台5は、溶接するワーク11を支持するワーク取付部(図示略)を備えており、このワーク取付部はワークを支持しやすいように設定されている。例えば、アルミ管などのワーク11を支持する場合は、取付部は管内部に挿通可能な棒状に形成される。   The workpiece support 5 includes a workpiece attachment portion (not shown) that supports the workpiece 11 to be welded, and this workpiece attachment portion is set so as to easily support the workpiece. For example, when the workpiece 11 such as an aluminum pipe is supported, the attachment portion is formed in a rod shape that can be inserted into the pipe.

図2は図1の溶接作業台1に据付けられるワークの一例を示す。同図(a)はY型アルミ管の斜視図、同図(b)はT型アルミ管の斜視図、同図(c)はL型アルミ管の斜視図である。各々複数のアルミ管A,Bを接合して所定の製品形状が得られるようになっている。このアルミ管A,Bの接合部は、各製品形状によって異なる接合線形状となっている。この接合線に沿って溶接を行う場合であって、例えば、正面側に溶接具12を設置し、この溶接具12の位置を固定した状態で溶接を行う場合、夫々の製品に応じて溶接作業台1の各軸モータ6〜8の回転角を制御しなければならない。   FIG. 2 shows an example of a workpiece installed on the welding workbench 1 of FIG. 2A is a perspective view of a Y-type aluminum tube, FIG. 2B is a perspective view of a T-type aluminum tube, and FIG. 2C is a perspective view of an L-type aluminum tube. A plurality of aluminum pipes A and B are joined together to obtain a predetermined product shape. The joint portions of the aluminum pipes A and B have different joining line shapes depending on the product shapes. When welding is performed along this joining line, for example, when the welding tool 12 is installed on the front side and welding is performed with the position of the welding tool 12 fixed, welding work is performed according to each product. The rotation angle of each axis motor 6-8 of the stand 1 must be controlled.

この溶接作業台1の各軸モータ6〜8を駆動制御する制御機器12のハード構成は、図1に示すように、キーボード13やフットスイッチ14などの入力部15と、溶接作業台の駆動状況を表示するデスプレイなどの表示部16と、入力部15からの入力情報に基づいて表示部16および各軸モータ6〜8を制御する制御部17とを備えている。   As shown in FIG. 1, the hardware configuration of the control device 12 that drives and controls the motors 6 to 8 of the welding work table 1 includes the input unit 15 such as the keyboard 13 and the foot switch 14, and the driving status of the welding work table. And a display unit 16 such as a display for displaying the display, and a control unit 17 for controlling the display unit 16 and each of the shaft motors 6 to 8 based on input information from the input unit 15.

図3は図1に示す制御機器20のハード構成をさらに詳細に示す制御ブロック図である。図3に示すように、制御機器20は、溶接するワークの溶接条件を入力する入力部15と、ワーク11を支持してX軸、Y軸およびZ軸の三軸周りに回転可能な溶接作業台1を駆動するX軸モータ6、Y軸モータ7およびZ軸モータ8からなる駆動部と、前記入力部15からの入力情報に基づいて前記駆動部を制御する制御部17とを備えている。   FIG. 3 is a control block diagram showing the hardware configuration of the control device 20 shown in FIG. 1 in more detail. As shown in FIG. 3, the control device 20 supports an input unit 15 for inputting the welding conditions of the workpieces to be welded, and a welding operation that supports the workpiece 11 and can rotate around three axes of the X axis, the Y axis, and the Z axis. A drive unit including an X-axis motor 6, a Y-axis motor 7, and a Z-axis motor 8 that drives the table 1, and a control unit 17 that controls the drive unit based on input information from the input unit 15. .

入力部15は、キーボード13やフットスイッチ14を例示できる。これに限らず、マウスやその他の入力手段も含むことは勿論である。フットスイッチ14は、各軸モータ6〜8の駆動を開始させるためのスイッチとして用いられている。なお、このフットスイッチ14をアナログスイッチとして、その踏み込み量によって各軸モータの回転速度を変えるようにしてもよい。   Examples of the input unit 15 include a keyboard 13 and a foot switch 14. Of course, not only this but a mouse and other input means are included. The foot switch 14 is used as a switch for starting driving of the motors 6 to 8. The foot switch 14 may be an analog switch, and the rotational speed of each axis motor may be changed according to the amount of depression.

制御部17は、CPU、ROM、RAMを備えたマイクロコンピュータから構成され、ワークの溶接条件を演算する演算処理手段17aと、この演算結果に基づいて駆動部を制御する駆動制御手段17bと、同じく演算結果に基づいて表示部16を制御するCG制御手段17cとを有している。   The control unit 17 includes a microcomputer including a CPU, a ROM, and a RAM. The control unit 17a is similar to an arithmetic processing unit 17a that calculates a workpiece welding condition and a drive control unit 17b that controls the driving unit based on the calculation result. CG control means 17c for controlling the display unit 16 based on the calculation result.

演算処理手段17aでは、入力部15からの入力情報により、予め記憶した情報管理部18からワーク溶接条件を選択する選択機能と、選択されたワークの溶接条件を修正する修正機能と、新たなワーク形状を作成するティーチング機能と、さらに、上記各機能に基づいて各軸モータ6〜8の回転角を算出する機能とを有している。   In the arithmetic processing means 17a, a selection function for selecting a workpiece welding condition from the information management unit 18 stored in advance according to input information from the input unit 15, a correction function for correcting the welding condition of the selected workpiece, a new workpiece It has a teaching function for creating a shape and a function for calculating the rotation angle of each of the shaft motors 6 to 8 based on the above functions.

情報管理部18は、溶接条件を予め記憶しておく不揮発性のメモリであって、例えば、ROMやフラッシュメモリ、コンパクトディスク等である。記憶しておく情報としては、多種類のワーク形状、これに対応する溶接線情報、各ワークの溶接線に応じた駆動部の三軸回転情報、および溶接具の位置情報等の溶接条件が例示できる。   The information management unit 18 is a non-volatile memory that stores the welding conditions in advance, and is, for example, a ROM, a flash memory, a compact disk, or the like. Examples of information to be stored include various types of workpiece shapes, welding line information corresponding to the workpieces, welding conditions such as three-axis rotation information of the drive unit corresponding to the welding lines of each workpiece, and position information of the welding tool. it can.

ワーク形状は、例えば、図2に示すY型、T型、L型などである。このようなワーク形状においては、ワーク形状ごとに管同士の接合線(溶接線)の軌跡が決まるので、ワーク形状に対応させて溶接線情報を記憶しておく。また、接合する管径によっては溶接線の軌跡が異なるので、管径の規格に合せて記憶しておくのが好ましい。例えば、63φ、89φ、114φ、140φなどの管径情報を記憶しておく。   The workpiece shape is, for example, the Y-type, T-type, or L-type shown in FIG. In such a workpiece shape, since the trajectory of the joining line (welding line) between the tubes is determined for each workpiece shape, the welding line information is stored in correspondence with the workpiece shape. Further, since the trajectory of the weld line varies depending on the diameter of the pipe to be joined, it is preferable to store it in accordance with the standard of the pipe diameter. For example, pipe diameter information such as 63φ, 89φ, 114φ, and 140φ is stored.

溶接線軌跡情報が得られれば、X,Y,Zの三軸周りの回転角も演算できるので、この情報も記憶しておくことが好ましいが、ワーク形状および管径情報を記憶しておき、これらの情報を制御部17の演算処理手段17aにより演算処理して各軸モータ6〜8の回転角を算出するようにしてもよい。   If the weld line trajectory information is obtained, the rotation angles around the three axes of X, Y, and Z can also be calculated. Therefore, it is preferable to store this information as well, but the workpiece shape and pipe diameter information are stored, These pieces of information may be calculated by the calculation processing means 17a of the control unit 17 to calculate the rotation angles of the shaft motors 6 to 8.

さらに、溶接具12の位置情報も記憶しておく。溶接具12の位置により、前記三軸の回転角も変化するからである。作業者が手動で溶接する場合、溶接具12の位置情報は視線の位置としても活用することができるので、重要である。   Further, the position information of the welding tool 12 is also stored. This is because the rotation angle of the three axes also changes depending on the position of the welding tool 12. When the operator manually welds, the position information of the welding tool 12 can be utilized as the position of the line of sight, which is important.

また、情報管理部18は、制御部17の演算処理手段17aにより演算した溶接条件を格納することもできる。   The information management unit 18 can also store the welding conditions calculated by the calculation processing unit 17a of the control unit 17.

制御部17のCG制御手段17cは、演算処理手段17aにより算出された溶接条件に基づいてワークのCG(コンピュータ グラフィック)映像を作成する。作成したCG映像は、表示部16に出力される。CG制御手段17cでは、出力されたCG映像を溶接手順に沿って模擬的に回転させるシミュレーション機能や、ワークを実際に駆動している場合に、ワークの駆動状況に合せてワークの回転状況を確認表示するモニター機能とを発揮させることができる。   The CG control means 17c of the control unit 17 creates a CG (computer graphic) image of the workpiece based on the welding conditions calculated by the arithmetic processing means 17a. The created CG video is output to the display unit 16. In the CG control means 17c, a simulation function for simulating the output CG image in accordance with the welding procedure, and when the workpiece is actually driven, the rotation status of the workpiece is confirmed in accordance with the workpiece driving status. The monitor function to display can be exhibited.

ここで、溶接手順とは、ワークを溶接する際、使用者が溶接箇所を溶接できるようにワークを回転させる回転方向をいう。なお、CG映像の表示は、溶接作業を種々の角度から表示することができるようにするのが好ましい。例えば、ワーク11を溶接具12の位置あるいは使用者の目線位置に合せて表示する視点映像や、溶接作業台1を含む全体を表示する全体映像などが挙げられる。このような制御は、CG制御手段17cに格納された所定のプログラムにより実行される。   Here, the welding procedure refers to a rotation direction in which the workpiece is rotated so that the user can weld the welding portion when welding the workpiece. In addition, it is preferable that the display of the CG image enables the welding operation to be displayed from various angles. For example, a viewpoint image that displays the workpiece 11 in accordance with the position of the welding tool 12 or the position of the user's eyes, an entire image that displays the whole including the welding work table 1, and the like can be given. Such control is executed by a predetermined program stored in the CG control means 17c.

制御部17の駆動制御手段17bは、演算された三軸回転角情報に基づいてX軸モータ6、Y軸モータ7およびZ軸モータ8の回転を制御する。この制御は、ワーク11の溶接線が溶接具12の方向に向き、溶接線に沿って連続して溶接できるように、三軸(X,Y,Z)の各回転角や回転速度が各軸モータ6〜8に指示される。なお、この制御は、ワークの回転を連続して行う場合に限らず、途中で一時的に停止させる制御も含むものである。一時停止は、入力部15のフットスイッチ14やキーボード13からの指令を演算処理手段17aを介して受け、これによって行うことができる。   The drive control means 17b of the control unit 17 controls the rotation of the X-axis motor 6, the Y-axis motor 7, and the Z-axis motor 8 based on the calculated three-axis rotation angle information. In this control, the rotation angles and rotation speeds of the three axes (X, Y, Z) are adjusted so that the welding line of the workpiece 11 faces the welding tool 12 and can be continuously welded along the welding line. Instructed to motors 6-8. This control is not limited to the case where the workpiece is continuously rotated, but also includes a control for temporarily stopping the workpiece. The temporary stop can be performed by receiving a command from the foot switch 14 of the input unit 15 or the keyboard 13 via the arithmetic processing means 17a.

図4は図1に示す溶接支援システムを使った溶接作業手順を示すフローチャートである。この図に基づいて、溶接作業手順を説明する。   FIG. 4 is a flowchart showing a welding operation procedure using the welding support system shown in FIG. Based on this figure, a welding operation procedure will be described.

まず、使用者は、入力部15からの入力操作により、ワークの溶接条件を選択する。この操作は、例えば、表示部16上に表示された選択画面からワークの形状を選択することにより行われる。次に、抽出された基本情報に基づいて溶接するワーク11の寸法や使用者の位置を入力する。これら入力された溶接条件情報は、制御部17の演算処理手段17aで演算処理され、各軸モータ6,7,8の回転量が算出される。   First, the user selects a workpiece welding condition by an input operation from the input unit 15. This operation is performed, for example, by selecting the shape of the workpiece from the selection screen displayed on the display unit 16. Next, the dimensions of the workpiece 11 to be welded and the position of the user are input based on the extracted basic information. The input welding condition information is arithmetically processed by the arithmetic processing means 17a of the control unit 17, and the rotation amounts of the motors 6, 7, and 8 are calculated.

得られた回転量データは、CG制御手段17cおよび駆動制御手段17bを介して表示部16の表示制御および溶接作業台1の各軸モータ6〜8の駆動制御に利用される。   The obtained rotation amount data is used for display control of the display unit 16 and drive control of the motors 6 to 8 of the welding work table 1 via the CG control means 17c and the drive control means 17b.

表示部16の表示制御においては、CG制御手段17cによりワーク11のCG映像を作成し、表示部16に出力される。使用者は、表示部16に映し出されたワーク11のCG映像により溶接手順を検証する。例えば、入力部15のキー操作によりワークのCG映像を溶接作業手順に従って回転させるシミュレーション表示を行って溶接作業ができるか否かを検証する。   In the display control of the display unit 16, a CG image of the work 11 is created by the CG control unit 17 c and output to the display unit 16. The user verifies the welding procedure from the CG image of the workpiece 11 displayed on the display unit 16. For example, it is verified whether a welding operation can be performed by performing a simulation display in which a CG image of a workpiece is rotated in accordance with a welding operation procedure by a key operation of the input unit 15.

検証の結果、表示された溶接手順では溶接作業ができないと判断した場合、溶接条件を修正する。修正作業は入力部15から行い、再度、表示部にCG映像を表示する。   As a result of the verification, if it is determined that welding work cannot be performed by the displayed welding procedure, the welding conditions are corrected. The correction work is performed from the input unit 15, and the CG video is displayed again on the display unit.

CG映像でワーク11の溶接手順を確認し、良好ならば溶接手順を決定する。この決定は入力部15からのキーボード操作やフットスイッチ14からの入力により行う。   The welding procedure of the workpiece 11 is confirmed with a CG image, and if it is satisfactory, the welding procedure is determined. This determination is performed by keyboard operation from the input unit 15 or input from the foot switch 14.

入力部15からの出力は、演算処理手段17aを介して駆動制御手段17bに入力され、駆動制御手段17bから各軸モータ6〜8の回転制御信号が出力され、各軸モータ6〜8が駆動制御される。   The output from the input unit 15 is input to the drive control unit 17b via the arithmetic processing unit 17a, and the rotation control signals of the respective axis motors 6 to 8 are output from the drive control unit 17b to drive the respective axis motors 6 to 8. Be controlled.

このとき、駆動制御手段17bでは、まず、溶接作業台1のワーク支持台位置をそのワーク形状に合った初期位置に駆動させ、その後、得られた溶接作業手順に従って各軸モータ6〜8を駆動制御する。   At this time, the drive control means 17b first drives the work support base position of the welding work table 1 to an initial position that matches the work shape, and then drives the motors 6 to 8 according to the obtained welding work procedure. Control.

図4のフローはワーク支持台位置を初期位置に設定する制御動作を示している。また、同図のフローはワーク支持台を初期位置に駆動させた後、ワーク11をワーク支持台の取付部に固定する作業手順を示しているが、ワーク11の取付時期は、これに限定されるものではなく、作業開始と同時に設置するようにしてもよい。なお、ワーク11はワーク支持台に固定する前に、溶接箇所を点付け溶接等によって仮止めしておく。   The flow of FIG. 4 shows a control operation for setting the workpiece support base position to the initial position. In addition, the flow of FIG. 3 shows the work procedure for fixing the work 11 to the mounting portion of the work support after the work support is driven to the initial position. However, the work attachment time is limited to this. It may be installed simultaneously with the start of work. In addition, the workpiece | work 11 is temporarily fixed by spot welding etc. before fixing to a workpiece | work support stand.

ワークを初期位置まで回転させた後、例えば、フットスイッチ14をONすると、演算処理手段17aによって演算された溶接条件に従って駆動制御手段17bが各軸モータ6〜8に駆動信号を出力し、各軸モータ6〜8は、指令を受けた回転角に応じて駆動され、三次元の接合線を固定した溶接具12側に常に向いた状態に設定することができる。したがって、溶接具12は特別な回転動作を必要とせず、固定した状態で溶接作業を行うことができる。   For example, when the foot switch 14 is turned on after the workpiece is rotated to the initial position, the drive control means 17b outputs a drive signal to each of the axis motors 6 to 8 according to the welding condition calculated by the calculation processing means 17a. The motors 6 to 8 are driven according to the commanded rotation angle, and can be set to always face the welding tool 12 to which the three-dimensional joining line is fixed. Therefore, the welding tool 12 does not require a special rotation operation and can perform the welding work in a fixed state.

このように、ワークの溶接作業は、CG映像で確認した溶接手順でワークが回転され、常に接合線が溶接具に向いた状態に設定することができ、複雑な接合線であっても簡単かつ確実に溶接することができる。   In this way, the work welding work can be set in a state where the work is rotated by the welding procedure confirmed by the CG image and the joining line always faces the welding tool. It can be surely welded.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で修正・変更を加えることができるのは勿論である。例えば、上記実施形態においては、駆動部の構成としてモータを例示したが、これに限らず、各種流体圧シリンダや他の駆動手段であってもよいことは勿論である。また、各回転部材はモータのモータ軸に直結した例を示したが、減速機構を介して連結するようにしてもよい。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Of course, correction and a change can be added within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the motor is exemplified as the configuration of the drive unit. However, the present invention is not limited to this, and it is needless to say that various fluid pressure cylinders and other drive means may be used. Moreover, although each rotating member showed the example directly connected to the motor shaft of the motor, you may make it connect via a speed-reduction mechanism.

本発明の実施形態を示す溶接作業装置の全体構成図The whole block diagram of the welding operation equipment which shows the embodiment of the present invention (a)はY字型ワークの斜視図、(b)はT字型ワークの斜視図、(c)はL字型ワークの斜視図(A) is a perspective view of a Y-shaped workpiece, (b) is a perspective view of a T-shaped workpiece, and (c) is a perspective view of an L-shaped workpiece. 溶接作業台を制御する制御機器の制御ブロック図Control block diagram of the control equipment that controls the welding platform 溶接作業手順を示すフローチャートFlow chart showing welding procedure

符号の説明Explanation of symbols

1 溶接作業台
2 架台
3 回転枠
4 回転アーム
5 ワーク支持台
6 X軸モータ(駆動部)
7 Y軸モータ(駆動部)
8 Z軸モータ(駆動部)
10 横軸
11 ワーク
12 溶接具
13 キーボード
14 フットスイッチ
15 入力部
16 表示部
17 制御部
18 情報管理部
20 制御機器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Welding work stand 2 Base 3 Rotating frame 4 Rotating arm 5 Work support stand 6 X-axis motor (drive part)
7 Y-axis motor (drive unit)
8 Z-axis motor (drive unit)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Horizontal axis 11 Work 12 Welding tool 13 Keyboard 14 Foot switch 15 Input part 16 Display part 17 Control part 18 Information management part 20 Control apparatus

Claims (6)

溶接するワークの溶接条件を入力する入力部と、ワークを支持してX軸、Y軸およびZ軸の三軸周りに回転可能な溶接作業台を駆動する駆動部と、前記入力部からの入力情報に基づいて前記駆動部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記入力部からの入力情報に応じて、予め記憶した情報管理部から、多種類のワーク形状等のワーク溶接条件を選択し、この選択した情報に基づいて前記駆動部の三軸回転条件を演算し、前記駆動部を回転制御することを特徴とする溶接作業装置。
An input unit for inputting welding conditions of a workpiece to be welded, a driving unit for supporting a workpiece and driving a welding work table that can rotate around three axes of the X, Y, and Z axes, and an input from the input unit A control unit for controlling the drive unit based on information,
The control unit selects workpiece welding conditions such as various types of workpiece shapes from the information management unit stored in advance according to the input information from the input unit, and based on the selected information, the three of the drive units are selected. A welding work apparatus characterized by calculating a shaft rotation condition and controlling the rotation of the drive unit.
前記溶接作業台の駆動状況を表示する表示部を備え、
前記制御部は、前記入力部からの入力情報に応じて前記情報管理部から選択したワーク溶接条件に基づいて、前記表示部に溶接作業台の駆動状況を表示することを特徴とする請求項1に記載の溶接作業装置。
A display unit for displaying the driving status of the welding workbench;
The said control part displays the drive condition of a welding worktable on the said display part based on the workpiece welding conditions selected from the said information management part according to the input information from the said input part. The welding work apparatus as described in.
前記制御部は、前記情報管理部から選択したワーク溶接条件に基づいて、前記表示部に溶接作業台の駆動状況をシミュレート表示することを特徴とする請求項2に記載の溶接作業装置。 The welding operation apparatus according to claim 2, wherein the control unit simulates and displays a driving state of a welding work table on the display unit based on a workpiece welding condition selected from the information management unit. 前記制御部は、前記入力部からの修正入力情報に基づいて前記情報管理部から選択された溶接条件データを修正し、この修正データに基づいて前記駆動部または表示部を制御することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の溶接作業装置。 The control unit corrects welding condition data selected from the information management unit based on correction input information from the input unit, and controls the drive unit or display unit based on the correction data. The welding operation apparatus according to any one of claims 1 to 3. 前記制御部は、前記入力部からの入力情報が前記情報管理部に記憶された溶接条件データに適合しないとき、入力部からの入力情報に基づいて新たな溶接条件を設定し、この溶接条件に基づいて前記駆動部または表示部を制御することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の溶接作業装置。 When the input information from the input unit does not match the welding condition data stored in the information management unit, the control unit sets a new welding condition based on the input information from the input unit, and sets the welding condition to this welding condition. The welding device according to claim 1, wherein the driving unit or the display unit is controlled based on the welding unit. 前記溶接作業台は、架台と、そのZ軸周りに回転する回転枠と、該回転枠の左右の支柱にY軸周りに回転する回転アームと、該回転アームに前記Y軸と直交するX軸の周りに回転するワーク支持台と、前記回転枠、回転アームおよびワーク支持台を互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸の三軸周りに回転駆動する駆動部とを備えたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の溶接作業装置。
The welding work table includes a gantry, a rotating frame that rotates about the Z axis thereof, a rotating arm that rotates about the Y axis on the left and right columns of the rotating frame, and an X axis that is orthogonal to the Y axis on the rotating arm. And a drive unit that drives the rotary frame, the rotary arm, and the work support table to rotate about three axes of X, Y, and Z axes orthogonal to each other. The welding work apparatus according to any one of claims 1 to 5.
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