JP2014205154A - Control method for welding system and welding system - Google Patents

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一雅 吉間
Kazumasa Yoshima
一雅 吉間
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform automatic welding on a cylindrical body by achieving controlling elements that are necessary when performing welding such as welding speed and welding length, without requiring elements for actually measuring a diameter of the cylindrical body.SOLUTION: A welding system comprises: a pair of rotary rollers arranged at a predetermined interval; a motor for rotationally driving the rotary rollers; a cylindrical body placed on the rotary rollers; a manipulator having a welding torch for welding the cylindrical body; and a controller for performing control of the manipulator and the motor. The controller calculates rotational speed of the motor for rotating the cylindrical body at welding speed, on the basis of outer peripheral length of the rotary roller rotationally driven by the motor, a speed reduction ratio between the motor and the rotary roller rotationally driven by the motor and the preset welding speed. By rotating the motor at the rotational speed calculated by the controller, the cylindrical body is rotated at the preset welding speed, and the welding is performed by using the welding torch.

Description

本発明は、円筒または円柱状の対象物の概略円周上にある溶接線に対して溶接作業を行うに際して、円筒または円柱状の対象物をその中心線に概略沿った回転軸で回転させることによって、溶接トーチが対象溶接線上を相対的に移動している状態にして行う円筒または円柱状の対象物に対する溶接作業自動化のための溶接システムの制御方法および溶接システムに関する。   In the present invention, when a welding operation is performed on a welding line that is approximately on the circumference of a cylindrical or columnar object, the cylindrical or columnar object is rotated by a rotation axis that is approximately along the center line. The present invention relates to a welding system control method and welding system for automating a welding operation on a cylindrical or columnar object that is performed in a state where the welding torch is relatively moved on the target welding line.

タンクやパイプのような円筒状の対象物およびシャフトのような円柱状の対象物(以下、これらを総称して「円筒体」と呼ぶ)の周方向の溶接作業は、その円筒体を回転させながら行う場合がある。このような溶接作業には、回転軸が平行となるように配置されている1対ないし複数対の回転ローラーを所定の間隔で配置して構成された回転冶具に、上記円筒体を搭載して作業を行うことが多い。なお、この回転冶具は、一般に、「ターニングローラー」あるいは「ターニングロール」等と呼ばれている。   The circumferential welding operation of cylindrical objects such as tanks and pipes and columnar objects such as shafts (hereinafter collectively referred to as “cylindrical bodies”) involves rotating the cylindrical bodies. While doing so. In such welding work, the cylindrical body is mounted on a rotating jig configured by arranging a pair or plural pairs of rotating rollers arranged so that the rotation axes are parallel to each other at a predetermined interval. I often do work. This rotating jig is generally called a “turning roller” or a “turning roll”.

上記の1対ないし複数対の回転ローラーは、搭載された円筒体をその外周面で接触支持する。従って、上記1対ないし複数対の回転ローラーのうちの1つまたは複数の回転ローラーをモーターにより回転駆動すれば、回転ローラーから円筒体に回転を伝え、円筒体を回転させることができる。そして、溶接を行うための溶接トーチを、円筒体の外周または内周の円周面に保持すれば、上記機構で円筒体を回転させることにより、円筒体の周方向の溶接線に対して溶接トーチが相対的に移動する状態とすることができる。これにより、円筒体を回転させながら溶接作業を進めることができる。   The one or more pairs of rotating rollers contact and support the mounted cylindrical body on the outer peripheral surface thereof. Therefore, if one or a plurality of rotating rollers among the one or more pairs of rotating rollers is driven to rotate by a motor, the rotation can be transmitted from the rotating rollers to the cylindrical body, and the cylindrical body can be rotated. And if the welding torch for performing welding is held on the circumferential surface of the outer periphery or inner periphery of the cylindrical body, the cylindrical body is rotated by the above mechanism, thereby welding the circumferential welding line of the cylindrical body. The torch can be moved relatively. Thereby, welding work can be advanced, rotating a cylindrical body.

このような構成において、例えば円筒体の外周を周溶接しようとする場合、従来は、次のような手順で行っていた。まず、溶接しようとする円筒体の直径からその周の長さを求める。更に、駆動モーターに組み込まれている減速装置の減速比や回転ローラーの直径等から円筒体を1回転させるのに必要なモーターの回転数を求め、それをモーターの制御系統に入力する。これにより、溶接の開始後、円筒体がちょうど1回転あるいは数回転したと判断されるまでモーターが回転したときに、そのモーターを停止させるとともに溶接を停止するようにしていた。   In such a configuration, for example, when the outer periphery of a cylindrical body is to be circumferentially welded, conventionally, the procedure is as follows. First, the circumference length is obtained from the diameter of the cylinder to be welded. Further, the number of rotations of the motor necessary for one rotation of the cylindrical body is obtained from the reduction ratio of the reduction gear incorporated in the drive motor, the diameter of the rotating roller, and the like, and this is input to the motor control system. Thus, after the start of welding, when the motor rotates until it is determined that the cylindrical body has been rotated once or several times, the motor is stopped and the welding is stopped.

この方法により円筒体の周溶接を正確に行いたい場合、その都度、円筒体の直径を実測する必要がある。この実測の自動化を目指して、次のような方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   When it is desired to accurately perform circumferential welding of the cylindrical body by this method, it is necessary to measure the diameter of the cylindrical body each time. In order to automate this actual measurement, the following method has been proposed (for example, see Patent Document 1).

円筒体を支持する一対の回転ローラーのいずれからも離れた所定の位置に、円筒体の外周面に接触してその接触位置を検出する「位置スケール」を配置しておく。その位置スケールを円筒体の外周面に接触させた状態で、モーターにより一方の回転ローラーを回転駆動して円筒体を回転させるとともに、その円筒体の外周面近傍に配設されている溶接トーチを作動させて溶接を開始し、上述の位置スケールによる検出値と、一対のターニングローラーの中心位置およびその直径とに基づいて、円筒体の直径を演算する。更に、演算された直径から、円筒体を1回転させるのに要するモーターの必要回転数を算出し、溶接開始からそのときまでに計数されるモーターの累積回転数が、算出された必要回転数に所定の周溶接回数を掛けた値に達したときに、溶接を停止する。   A “position scale” that contacts the outer peripheral surface of the cylindrical body and detects the contact position is disposed at a predetermined position away from any of the pair of rotating rollers that support the cylindrical body. While the position scale is in contact with the outer peripheral surface of the cylindrical body, one of the rotating rollers is driven to rotate by the motor to rotate the cylindrical body, and a welding torch disposed near the outer peripheral surface of the cylindrical body is attached. The welding is started by actuating, and the diameter of the cylindrical body is calculated based on the detected value by the above-mentioned position scale, the center position of the pair of turning rollers and the diameter thereof. Furthermore, the required rotational speed of the motor required to rotate the cylindrical body once is calculated from the calculated diameter, and the cumulative rotational speed of the motor counted from the start of welding to that time is calculated as the required rotational speed. When reaching a value multiplied by a predetermined number of circumferential weldings, the welding is stopped.

溶接作業においては、溶接速度が溶接の結果を左右する重要な要素である。上記のようにして円筒体の直径が分かれば、周長を知ることができる。円筒体の周長は溶接線長であり、円筒体を1回転させるのに要するモーターの必要回転数と溶接線長とから、所望の溶接速度とするために必要な回転ローラーの回転速度を算出することができる。   In welding operations, the welding speed is an important factor that determines the result of the welding. If the diameter of the cylindrical body is known as described above, the circumference can be known. The circumference of the cylinder is the weld line length, and the rotation speed of the rotating roller required to obtain the desired welding speed is calculated from the required number of rotations of the motor and the weld line length required to rotate the cylinder once. can do.

特開平7−80640号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-80640

上記のような円筒体の溶接方法では、円筒体の外周面に接触してその接触位置を検出する「位置スケール」を配置しておくことにより、溶接速度のような溶接する上で必要となる制御要素を得ることができる。しかし、「位置スール」を用いるためには、少なくとも「位置スケール」および「位置スケールを円筒体に押し付けるための機構」が必要となる。   In the welding method of the cylindrical body as described above, a “position scale” that contacts the outer peripheral surface of the cylindrical body and detects the contact position is arranged, which is necessary for welding such as the welding speed. A control element can be obtained. However, at least a “position scale” and a “mechanism for pressing the position scale against the cylindrical body” are necessary in order to use the “position surreal”.

ここで、上記の説明でも分かるように、単に円筒体の円周を溶接するにあたって、円筒体を回転させながら溶接作業を行うためには、円筒体を搭載して回転させる1または複数対の回転ローラーと、円筒体の溶接線上に溶接トーチを配置するための機構があれば足りる。従って、「位置スケール」および「位置スケールを円筒体に押し付けるための機構」は、上記のような円筒体溶接方法を採用する上で、やむなく付加せざるを得なかった要素と言える。   Here, as can be seen from the above description, in order to perform the welding operation while rotating the cylindrical body when simply welding the circumference of the cylindrical body, one or a plurality of rotations for mounting and rotating the cylindrical body is performed. A roller and a mechanism for placing the welding torch on the welding line of the cylindrical body are sufficient. Therefore, it can be said that the “position scale” and “mechanism for pressing the position scale against the cylindrical body” are elements that must be added to adopt the cylindrical body welding method as described above.

実運用において、極力機構を減らして単純化することは、操作の簡便化のためだけでなく、故障要素を増やさないことによるメンテナンス性の向上のためにも望ましい。従って、従来のような「位置スケール」および「位置スケールを円筒体に押し付けるための機構」といった円筒体の直径を実測するためにやむなく付加する要素を一切必要とせず、それにも関わらず、溶接速度や溶接長といった溶接する上で必要となる制御要素を実現することができれば、実際の溶接工程で使用する上でメリットになると考えられる。   In actual operation, reducing and simplifying the mechanism as much as possible is desirable not only for easy operation but also for improving maintainability by not increasing the number of failure elements. Therefore, it does not require any additional elements to measure the diameter of the cylinder, such as the conventional “position scale” and “mechanism for pressing the position scale against the cylinder”. If control elements required for welding, such as welding length, can be realized, it will be advantageous for use in the actual welding process.

本発明は、このような円筒体に対する溶接の自動化に関する溶接システムの制御方法おおび溶接システムを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a welding system control method and a welding system related to automation of welding to such a cylindrical body.

上記課題を解決するために、本発明の溶接システムの制御方法は、所定の間隔をおいて回転軸が平行となるように配置されている1対ないし複数対の回転ローラーと、前記回転ローラーの1ないし複数を回転駆動するモーターと、前記回転ローラーに載置された円筒体と、前記円筒体を溶接するための溶接トーチを有するマニュピレータと、前記マニュピレータおよび前記モーターの制御を行うコントローラーとを備えた溶接システムの制御方法であって、前記コントローラーに、前記モーターにより回転駆動される前記回転ローラーの外周長または外周長を求めるための定数と、前記モーターと前記モーターにより回転駆動される前記回転ローラーとの間の減速比と、溶接速度とを設定するステップと、前記コントローラーが、前記回転ローラーの外周長と前記減速比と前記溶接速度に基づいて前記円筒体を前記溶接速度で回転するための前記モーターの回転速度を算出するステップと、前記コントローラーが算出した回転速度で前記モーターを回転させることにより前記円筒体を前記設定された溶接速度で回転させて前記溶接トーチを用いて溶接を行うステップと、を備えたものである。   In order to solve the above-described problem, a control method for a welding system according to the present invention includes a pair or a plurality of pairs of rotating rollers arranged so that the rotation axes are parallel to each other at a predetermined interval. A motor that rotationally drives one or more; a cylindrical body placed on the rotating roller; a manipulator having a welding torch for welding the cylindrical body; and a controller that controls the manipulator and the motor. A control method for a welding system, wherein the controller has a constant for obtaining an outer peripheral length or an outer peripheral length of the rotating roller rotated by the motor, and the rotating roller driven by the motor and the motor. Setting a reduction ratio and a welding speed between the controller and the controller. Calculating the rotation speed of the motor for rotating the cylindrical body at the welding speed based on the outer peripheral length of the rod, the reduction ratio, and the welding speed; and rotating the motor at the rotation speed calculated by the controller And rotating the cylindrical body at the set welding speed to perform welding using the welding torch.

また、本発明の溶接システムの制御方法は、上記に加えて、円筒体を設定された溶接速度で回転するためのモーターの回転速度は、2πに前記溶接速度を乗算し、これを前記モーターにより回転駆動される回転ローラーの外周長と前記モーターと前記モーターにより回転駆動される前記回転ローラーとの間の減速比との積により除算することで算出されるものである。   In addition to the above, the method for controlling the welding system of the present invention is such that the rotational speed of the motor for rotating the cylindrical body at a set welding speed is obtained by multiplying the welding speed by 2π, which is multiplied by the motor. It is calculated by dividing by the product of the outer peripheral length of the rotary roller that is rotationally driven and the reduction ratio between the motor and the rotary roller that is rotationally driven by the motor.

また、本発明の溶接システムは、所定の間隔をおいて回転軸が平行となるように配置されている1対ないし複数対の回転ローラーと、前記回転ローラーの1ないし複数を回転駆動するモーターと、前記回転ローラーに載置された円筒体と、前記円筒体を溶接するための溶接トーチを有するマニュピレータと、前記マニュピレータおよび前記モーターの制御を行うコントローラーとを備え、前記コントローラーは、前記モーターにより回転駆動される前記回転ローラーの外周長と、前記モーターと前記モーターにより回転駆動される前記回転ローラーとの間の減速比と、設定された溶接速度とに基づいて、前記円筒体を前記溶接速度で回転するための前記モーターの回転速度を算出し、前記コントローラーが算出した回転速度で前記モーターを回転させることにより前記円筒体を前記設定された溶接速度で回転させて前記溶接トーチを用いて溶接を行うものである。   Further, the welding system of the present invention includes a pair or a plurality of pairs of rotating rollers arranged so that the rotation axes are parallel to each other at a predetermined interval, and a motor that rotationally drives one or more of the rotating rollers. A cylinder mounted on the rotating roller; a manipulator having a welding torch for welding the cylinder; and a controller for controlling the manipulator and the motor, the controller being rotated by the motor Based on the outer peripheral length of the driven rotating roller, the reduction ratio between the motor and the rotating roller rotated by the motor, and the set welding speed, the cylindrical body is moved at the welding speed. Calculate the rotation speed of the motor for rotation, and rotate the motor at the rotation speed calculated by the controller. And it performs welding by using the welding torch the cylindrical body is rotated at the set welding speed by rolling.

また、本発明の溶接システムは、上記に加えて、円筒体を設定された溶接速度で回転するためのモーターの回転速度は、2πに前記溶接速度を乗算し、これを前記モーターにより回転駆動される回転ローラーの外周長と前記モーターと前記モーターにより回転駆動される前記回転ローラーとの間の減速比との積により除算することで算出されるものである。   In the welding system of the present invention, in addition to the above, the rotational speed of the motor for rotating the cylindrical body at the set welding speed is obtained by multiplying the welding speed by 2π, which is rotated by the motor. It is calculated by dividing by the product of the outer peripheral length of the rotating roller and the reduction ratio between the motor and the rotating roller driven to rotate by the motor.

以上のように、本発明によれば、従来のような「位置スケール」および「位置スケールを円筒体に押し付けるための機構」といった円筒体の直径を実測するためにやむなく付加する要素を一切必要とせず、溶接システムを自動化することができる。   As described above, according to the present invention, it is absolutely necessary to add an element that is unavoidably added to measure the diameter of the cylindrical body, such as the conventional “position scale” and “mechanism for pressing the position scale against the cylindrical body”. First, the welding system can be automated.

また、作業者が溶接条件の一つである溶接速度を設定することで、コントローラーにおいて、溶接速度で溶接を行うためのモーターの回転速度が決定される。そして、このモーターの回転速度でモーターを回転することで、設定された溶接速度で円筒体を回転させることができる。従って、作業者がモーターの回転速度を自ら設定する必要がなくなり、作業者にとって溶接に関する情報の設定が行い易く、間違いを犯し難くなり、作業者にとって利便性が高い。   Further, when the operator sets a welding speed which is one of the welding conditions, the controller determines the rotation speed of the motor for performing welding at the welding speed. And a cylindrical body can be rotated by the set welding speed by rotating a motor with the rotational speed of this motor. Therefore, it is not necessary for the operator to set the rotation speed of the motor himself, it is easy for the operator to set information on welding, and it is difficult to make mistakes, which is convenient for the operator.

その上、径の異なる円筒体が搭載されたとしても、回転ローラーに関する定数と設定された溶接速度に基づいて、この溶接速度で溶接するために回転ローラーの回転数を決定することができるので、設定された溶接速度による溶接を容易に行うことができる。   Moreover, even if cylinders with different diameters are mounted, the number of rotations of the rotating roller can be determined in order to weld at this welding speed based on the constant related to the rotating roller and the set welding speed. Welding at a set welding speed can be easily performed.

本発明の実施の形態における溶接システムの概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the welding system in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態1における対象とする向きが円周方向と一致している溶接線の例を示す図The figure which shows the example of the weld line in which the direction made into object in Embodiment 1 of this invention corresponds with the circumferential direction 本発明の実施の形態2における対象とする向きが円周方向と一致しない溶接線の例を示す図The figure which shows the example of the weld line from which the direction made into object in Embodiment 2 of this invention does not correspond with the circumferential direction 本発明の実施の形態3における対象とする円筒体の径が一定しない場合の例を示す図The figure which shows the example in case the diameter of the cylindrical body made into object in Embodiment 3 of this invention is not constant.

以下、本発明の実施の形態について、図1から図4を用いて説明する。なお、以下では、1対の回転ローラーの一方をモーターで回転駆動する例を説明する。しかし、本発明は、双方の回転ローラーをモーターによって回転駆動することを制限するものではない。また、双方の回転ローラーをモーターによって回転駆動する場合、双方の回転ローラーを駆動するモーターの同期を制御する必要が生じると考えられる。しかし、そのことは、本発明とは別の技術課題であり、以下では述べていない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following, an example in which one of a pair of rotating rollers is rotationally driven by a motor will be described. However, the present invention does not limit the rotation of both rotating rollers by a motor. Further, when both rotating rollers are driven to rotate by a motor, it is considered that it is necessary to control the synchronization of the motors that drive both rotating rollers. However, this is a technical problem different from the present invention and is not described below.

さらに、以下では、1対の回転ローラーを使用する例を示しているが、本発明は、2対以上の回転ローラーを使用することを制限するものでもない。使用する回転ローラーの数は、本発明には直接関係が無い。なお、円筒体が長くなれば複数個所で支えることが必要であり、その場合、複数対の回転ローラーが必要になるのは当然のことである。従って、そのことによって、本発明の実施を阻害することはない。   Furthermore, although the example which uses a pair of rotating roller is shown below, this invention does not restrict | limit using two or more rotating rollers. The number of rotating rollers used is not directly related to the present invention. In addition, if a cylindrical body becomes long, it will be necessary to support in several places, and it is natural that several pairs of rotating rollers are needed in that case. Therefore, it does not hinder the practice of the present invention.

(実施の形態1)
図1は、本実施の形態における溶接システムの概略構成を示す図である。図1において、溶接システムは、1対の回転ローラーである回転ローラー1aおよび回転ローラー1bと、モーター2と、円筒体3と、溶接トーチ4と、マニュピレータ5と、コントローラー6を備えている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a welding system in the present embodiment. In FIG. 1, the welding system includes a pair of rotating rollers 1 a and 1 b, a motor 2, a cylindrical body 3, a welding torch 4, a manipulator 5, and a controller 6.

1対の回転ローラーである回転ローラー1aと回転ローラー1bは、所定の間隔をおいて回転軸が平行となるように配置されている。回転ローラー1aと回転ローラー1bは、それらの外周面上に円筒体3を搭載している。回転ローラー1aの外周面と回転ローラー1bの外周面は、円筒体3の外周面と接触しており、回転ローラー1aと回転ローラー1bは、円筒体3を支持している。   The rotation roller 1a and the rotation roller 1b, which are a pair of rotation rollers, are arranged so that the rotation axes are parallel to each other at a predetermined interval. The rotating roller 1a and the rotating roller 1b have the cylindrical body 3 mounted on their outer peripheral surfaces. The outer peripheral surface of the rotating roller 1 a and the outer peripheral surface of the rotating roller 1 b are in contact with the outer peripheral surface of the cylindrical body 3, and the rotating roller 1 a and the rotating roller 1 b support the cylindrical body 3.

モーター2は、一方の回転ローラーである回転ローラー1aを回転駆動する。なお、図1では省略しているが、実際には、モーター2の回転駆動力は、減速機等の伝達機構を介して回転ローラー1aに伝わる。   The motor 2 rotationally drives the rotating roller 1a which is one rotating roller. Although omitted in FIG. 1, actually, the rotational driving force of the motor 2 is transmitted to the rotating roller 1a via a transmission mechanism such as a speed reducer.

円筒体3の外周と回転ローラー1aの外周とは接触している。従って、回転ローラー1aが回転すると、円筒体3も回転する。このとき、円筒体3の外周の周速は、回転ローラー1aの外周の周速と概ね一致する。ここで、概ねと記した理由は、円筒体3の外周と回転ローラー1aの外周との間には、若干のすべりがある可能性があるためである。ただし、溶接作業において、実用上このすべりの影響を無視できる。   The outer periphery of the cylindrical body 3 is in contact with the outer periphery of the rotating roller 1a. Therefore, when the rotating roller 1a rotates, the cylindrical body 3 also rotates. At this time, the peripheral speed of the outer periphery of the cylindrical body 3 substantially matches the peripheral speed of the outer periphery of the rotating roller 1a. Here, the reason described as “General” is that there is a possibility that there is a slight slip between the outer periphery of the cylindrical body 3 and the outer periphery of the rotating roller 1a. However, the effect of this slip can be ignored in the welding operation.

マニュピレータ5は、溶接トーチ4を搭載しており、円筒体3の外周上にある溶接線(図示せず)を溶接するための位置に溶接トーチ4を位置決めし、あるいは、溶接線に合わせて溶接トーチ4を移動させる。   The manipulator 5 is equipped with a welding torch 4, and positions the welding torch 4 at a position for welding a welding line (not shown) on the outer periphery of the cylindrical body 3, or welds in accordance with the welding line. Move the torch 4.

コントローラー6は、モーター2およびマニュピレータ5を構成する各関節を駆動する複数のモーター(図示していない)を駆動し、それらの動作を制御する。コントローラー6は、回転ローラー1aを、モーター2で駆動する外部軸装置として扱う。なお、ここでの外部軸装置という用語は、コントローラー6が制御するマニュピレータ5以外の外部軸装置を示している。すなわち、コントローラー6は、マニュピレータ5の他に、回転ローラー1aを外部軸装置として制御している。さらに、コントローラー6は、図示しない溶接機に対する制御も行う。   The controller 6 drives a plurality of motors (not shown) that drive the joints constituting the motor 2 and the manipulator 5 and controls their operations. The controller 6 handles the rotating roller 1 a as an external shaft device that is driven by the motor 2. The term external shaft device here indicates an external shaft device other than the manipulator 5 controlled by the controller 6. That is, the controller 6 controls the rotating roller 1a as an external shaft device in addition to the manipulator 5. Furthermore, the controller 6 also controls a welding machine (not shown).

一般に、マニュピレータ5や外部軸装置や溶接機等を用いて溶接作業を行うためには、予め、コントローラー6内にプログラムを用意しておく必要がある。マニュピレータ5や外部軸装置の動作を規定するにあたり、プログラムには、マニュピレータ5や外部軸装置の動作に応じて、その動作を構成する単位動作毎に、それぞれの動作位置を表すデータ(以下、位置データと呼ぶ)が登録してある。コントローラー6は、その登録された一連の位置データに従って、マニュピレータ5の各軸や外部軸装置を動かし、これにより所望の動作を実現する。なお、溶接作業を行うためのプログラムには、この他に、溶接条件の指定情報等が登録されている。ここで、溶接条件は、溶接電流、溶接電圧、溶接速度等で構成されている。なお、これらの溶接条件は、図示しない教示装置等により、コントローラー6に設定するようにしても良い。   Generally, in order to perform a welding operation using the manipulator 5, an external shaft device, a welding machine, or the like, it is necessary to prepare a program in the controller 6 in advance. In defining the operations of the manipulator 5 and the external shaft device, the program includes data representing the respective operation positions (hereinafter referred to as position) for each unit operation constituting the operation according to the operations of the manipulator 5 and the external shaft device. Data) is registered. The controller 6 moves each axis of the manipulator 5 and the external axis device according to the registered series of position data, thereby realizing a desired operation. In addition to this, designation information of welding conditions is registered in the program for performing the welding work. Here, the welding conditions include a welding current, a welding voltage, a welding speed, and the like. In addition, you may make it set these welding conditions to the controller 6 with the teaching apparatus etc. which are not shown in figure.

位置データとしてどのようなデータを使用するかについては、いろいろな方式がある。しかし、どの方式を使うにしても、根本にあるのは、マニュピレータ5の各軸や外部軸装置を駆動するモーターの回転位置である。ここで、回転位置とは、例えば次のように決めている。各軸のモーターには基準の状態があり、そのときの角度を基準角度とし、そこから何回転しているかを特定する回転量である。この回転量を以って回転位置とする。位置データは、このようなモーターの回転位置を表すデータまたはこれを加工して得られたデータで構成されている。   There are various types of data used as position data. However, no matter which method is used, the basis is the rotational position of the motor that drives each axis of the manipulator 5 and the external shaft device. Here, the rotation position is determined as follows, for example. The motor of each axis has a reference state, and the angle at that time is set as a reference angle, and this is an amount of rotation for specifying how many rotations there are. This rotation amount is used as a rotation position. The position data is composed of data representing the rotational position of such a motor or data obtained by processing it.

外部軸装置の回転ローラー1aを駆動するモーター2の回転位置を使って、次のように外部軸装置の回転ローラー1aの外周位置を表現することができる。回転ローラー1aの外周位置は、ある状態(例えば、モーター2が基準の状態にあるとき)を基準とし、そこからの回転ローラー1aの外周位置の変位を表しているものである。   Using the rotational position of the motor 2 that drives the rotating roller 1a of the external shaft device, the outer peripheral position of the rotating roller 1a of the external shaft device can be expressed as follows. The outer peripheral position of the rotating roller 1a represents a displacement of the outer peripheral position of the rotating roller 1a from a certain state (for example, when the motor 2 is in a reference state).

P=Wσr (式1)
ここで、Pは、回転ローラー1aの外周位置の変位[mm]である。Wは、回転ローラー1aの外周長[mm]である。σは、モーター2と回転ローラー1aとの間の減速比である。rは、モーター2の回転位置、つまり、モーター2の基準角度からの回転量[回転数]である。このように、回転ローラー1aの外周位置の変位(外周位置P)は、長さのディメンジョンを持った量で表すことができる。すなわち、(式1)は、モーター2の回転駆動によって当該回転ローラー1aの外周面の回転方向に生じる外から見た相対的な変位(外周位置P)と、回転ローラー1aを駆動するモーター2の回転位置r(回転量)との関係を規定している。
P = Wσr (Formula 1)
Here, P is the displacement [mm] of the outer peripheral position of the rotating roller 1a. W is the outer peripheral length [mm] of the rotating roller 1a. σ is a reduction ratio between the motor 2 and the rotating roller 1a. r is the rotation position of the motor 2, that is, the rotation amount [number of rotations] from the reference angle of the motor 2. Thus, the displacement (outer peripheral position P) of the outer peripheral position of the rotating roller 1a can be expressed by an amount having a length dimension. That is, (Equation 1) is the relative displacement (outer peripheral position P) seen from the outside generated in the rotational direction of the outer peripheral surface of the rotating roller 1a by the rotational driving of the motor 2, and the motor 2 that drives the rotating roller 1a. The relationship with the rotation position r (rotation amount) is defined.

プログラムに登録する外部軸装置の回転ローラー1aの位置としては、モーター2の回転位置rを用いてもかまわず、そこから計算した回転ローラー1aの外周位置Pを用いてもかまわず、その他の方式を用いてもかまわない。いずれの方式であっても、基になっているのはモーター2の回転位置rなので、(式1)により、回転ローラー1aの外周位置の変位(外周位置P)を求めることができる。なお、回転ローラー1aの外周長Wと、モーター2と回転ローラー1aとの間の減速比σは、機械として決まる固定値である。ここでは、説明していないが、これらの値を設定できる仕組みが用意されているものとする。例えば、図示しない教示装置等により、これらの値がコントローラー6に設定される。また、回転ローラー1aの外周長Wを直接設定せず、回転ローラー1aの外周長Wを求めるための定数を設定するようにしても良い。この場合の定数としては、例えば、回転ローラー1aの直径や半径が挙げられる。そして、設定された回転ローラー1aの直径や半径に基づいて、コントローラー6において回転ローラー1aの外周長Wが求められる。   As the position of the rotation roller 1a of the external shaft device registered in the program, the rotation position r of the motor 2 may be used, or the outer peripheral position P of the rotation roller 1a calculated therefrom may be used. May be used. In any method, the rotation position r of the motor 2 is the basis, so that the displacement (outer peripheral position P) of the outer peripheral position of the rotating roller 1a can be obtained from (Equation 1). The outer peripheral length W of the rotating roller 1a and the reduction ratio σ between the motor 2 and the rotating roller 1a are fixed values determined as a machine. Although not described here, it is assumed that a mechanism for setting these values is prepared. For example, these values are set in the controller 6 by a teaching device (not shown). Moreover, you may make it set the constant for calculating | requiring the outer peripheral length W of the rotating roller 1a, without setting the outer peripheral length W of the rotating roller 1a directly. Examples of the constant in this case include the diameter and radius of the rotating roller 1a. Based on the set diameter and radius of the rotating roller 1a, the controller 6 determines the outer peripheral length W of the rotating roller 1a.

図2は、円筒体3の外周上の溶接線の向きが、円周方向と一致している場合の例を示している。図2の場合、マニュピレータ5は、溶接トーチ4を溶接線上の溶接開始位置に位置決めした後は、溶接トーチ4を動かさなくても、溶接線上の溶接終了位置が溶接トーチ4の居る位置に到達するまで円筒体3を回転させるだけで、溶接トーチ4に対する円筒体3の外周の相対動作を実現し、それを溶接動作とすることができる。円筒体3の回転は、回転ローラー1aの回転が生み出している。円筒体3と溶接トーチ4との間の相対移動距離は、円筒体3の回転による円筒体3の外周の移動量であり、この間の回転ローラー1aの外周位置の変化量に相当する。すなわち、溶接開始時の回転ローラー1aの外周位置と溶接終了時の回転ローラー1aの外周位置との差が、溶接長であると言うことができる。   FIG. 2 shows an example in which the direction of the weld line on the outer periphery of the cylindrical body 3 coincides with the circumferential direction. In the case of FIG. 2, after positioning the welding torch 4 at the welding start position on the weld line, the manipulator 5 reaches the position where the welding torch 4 is located without moving the welding torch 4. By simply rotating the cylindrical body 3 to the right, the relative movement of the outer periphery of the cylindrical body 3 with respect to the welding torch 4 can be realized, and this can be used as a welding operation. The rotation of the cylindrical body 3 is generated by the rotation of the rotating roller 1a. The relative movement distance between the cylindrical body 3 and the welding torch 4 is the amount of movement of the outer periphery of the cylindrical body 3 due to the rotation of the cylindrical body 3, and corresponds to the amount of change in the outer peripheral position of the rotating roller 1a during this time. That is, it can be said that the difference between the outer peripheral position of the rotating roller 1a at the start of welding and the outer peripheral position of the rotating roller 1a at the end of welding is the welding length.

ここで、溶接トーチ4の先端から円筒体3の円周の接線方向の単位ベクトルaを導入すると、(式2)のように溶接動作を表す溶接ベクトルL1を求めることができる。   Here, when a unit vector a in the tangential direction of the circumference of the cylindrical body 3 is introduced from the tip of the welding torch 4, a welding vector L1 representing a welding operation can be obtained as in (Equation 2).

L1=(Pe1−Ps1)a (式2)
ここで、Pe1は、溶接終了時の回転ローラー1aの外周位置[mm](基準位置からの回転量)である。Ps1は、溶接開始時の回転ローラー1aの外周位置[mm]である。すなわち、(式2)は、回転ローラー1aの外周面の回転方向に生じる外から見た相対的な変位を表している。
L1 = (Pe1-Ps1) a (Formula 2)
Here, Pe1 is the outer peripheral position [mm] (rotation amount from the reference position) of the rotating roller 1a at the end of welding. Ps1 is the outer peripheral position [mm] of the rotating roller 1a at the start of welding. That is, (Equation 2) represents the relative displacement seen from the outside generated in the rotation direction of the outer peripheral surface of the rotating roller 1a.

そこで、(式1)と(式2)から、Pe1とPs1との差は、次のように求まる。   Therefore, from (Expression 1) and (Expression 2), the difference between Pe1 and Ps1 is obtained as follows.

(Pe1−Ps1)=Wσre1−Wσrs1=Wσ(re1−rs1) (式3)
ここで、re1は、溶接終了時のモーター2の回転位置(回転数)である。rs1は、溶接開始時のモーター2の回転位置(回転数)である。(式2)と(式3)は、溶接ベクトルL1の動作を行うためには、モーター2が(re1−rs1)の回転数の回転をしなければならないことを示している。逆に、モーター2が(re1−rs1)の回転数の回転をすれば、溶接ベクトルL1の溶接動作をすることができることを示している。溶接ベクトルL1は、言わば、方向を円周方向に固定された1次元ベクトルと言えるものである。本実施の形態1では、このベクトルの長さ、つまり、溶接長のみを使用する。なお、溶接開始時と溶接終了時のモーター2の回転位置は、コントローラー6により知ることができる。従って、溶接開始時と溶接終了時のモーター2の回転位置と、固定値である回転ローラー1aの外周長Wおよびモーター2と回転ローラー1aとの間の減速比σとから、(式2)と(式3)に基づき、溶接ベクトルL1の絶対値として溶接長を得ることができる。なお、円筒体3の溶接線上の溶接開始位置と溶接終了位置は、溶接を行う前に行うティーチングにより特定されている。
(Pe1-Ps1) = Wσre1-Wσrs1 = Wσ (re1-rs1) (Formula 3)
Here, re1 is the rotational position (number of rotations) of the motor 2 at the end of welding. rs1 is the rotational position (number of rotations) of the motor 2 at the start of welding. (Equation 2) and (Equation 3) indicate that the motor 2 must rotate at the number of revolutions of (re1-rs1) in order to perform the operation of the welding vector L1. Conversely, if the motor 2 rotates at (re1-rs1), the welding vector L1 can be welded. The welding vector L1 can be said to be a one-dimensional vector whose direction is fixed in the circumferential direction. In the first embodiment, only the length of this vector, that is, the weld length is used. Note that the rotational position of the motor 2 at the start and end of welding can be known by the controller 6. Therefore, from the rotational position of the motor 2 at the start and end of welding, the outer peripheral length W of the rotating roller 1a, which is a fixed value, and the reduction ratio σ between the motor 2 and the rotating roller 1a, (Equation 2) Based on (Expression 3), the weld length can be obtained as the absolute value of the weld vector L1. The welding start position and the welding end position on the weld line of the cylindrical body 3 are specified by teaching performed before welding.

プログラムの中で、溶接速度が指定されているとすると、溶接長つまり溶接ベクトルL1の絶対値と溶接速度とに基づいて、この間の所要時間を求めることができる。そして、動作に必要なモーター2の回転数と所要時間が決まれば、モーター2の回転速度が決まる。   If the welding speed is specified in the program, the required time between the welding length, that is, the absolute value of the welding vector L1 and the welding speed can be obtained. And if the rotation speed and required time of the motor 2 required for operation | movement are determined, the rotational speed of the motor 2 will be determined.

ω1=2π(re1−rs1)/T1 (式4)
T1=|L1|/v (式5)
ここで、ω1は、モーター2の回転速度[rad/s]である。T1は、所要時間[s]である。vは、プログラムが指定している溶接速度[mm/s]である。
ω1 = 2π (re1-rs1) / T1 (Formula 4)
T1 = | L1 | / v (Formula 5)
Here, ω1 is the rotational speed [rad / s] of the motor 2. T1 is the required time [s]. v is the welding speed [mm / s] specified by the program.

そして、(式1)から(式5)に基づき、(式4)は、以下の式となる。   Then, based on (Expression 1) to (Expression 5), (Expression 4) becomes the following expression.

ω1=2πv/Wσ (式6)
従って、コントローラー6は、モーター2の回転速度をモーター2の回転速度ω1に制御することで、所定の溶接速度vの溶接を行うことができることになる。すなわち、作業者が溶接条件の一つである溶接速度vを設定することで、コントローラー6において、溶接速度vで溶接を行うためのモーター2の回転速度ω1が(式6)に基づいて決定される。そして、このモーター2の回転速度ω1でモーター2を回転することで、設定された溶接速度vで円筒体3を回転させることができる。従って、作業者は、溶接作業では一般的でないモーター2の回転速度を自ら設定する必要がなくなり、溶接作業では一般的な溶接条件の1つである溶接速度を設定すればよく、作業者にとって利便性が高い。
ω1 = 2πv / Wσ (Formula 6)
Therefore, the controller 6 can perform welding at a predetermined welding speed v by controlling the rotational speed of the motor 2 to the rotational speed ω <b> 1 of the motor 2. That is, when the operator sets the welding speed v, which is one of the welding conditions, the controller 6 determines the rotational speed ω1 of the motor 2 for performing welding at the welding speed v based on (Expression 6). The Then, by rotating the motor 2 at the rotation speed ω1 of the motor 2, the cylindrical body 3 can be rotated at the set welding speed v. Therefore, it is not necessary for the operator to set the rotation speed of the motor 2 that is not common in welding work, and it is only necessary to set a welding speed, which is one of general welding conditions, in the welding work. High nature.

このように、回転ローラー1aを、コントローラー6が制御する外部軸装置とすることで、マニュピレータ5と同期してコントローラー6が同時に制御できる外部軸装置となる。そして、モーター2の回転駆動によって回転ローラー1aの外周面の回転方向に生じる外から見た相対的な変位と回転ローラー1aを駆動するモーター2の回転量との関係を規定する(式1)と、回転ローラー1aの外周面の回転方向に生じる外から見た相対的な変位を表す(式2)を使うことで、プログラムに登録されている溶接開始位置から溶接終了位置までの区間をプログラムで指定された溶接速度で溶接を行うことが可能となる。そして、溶接速度を使って回転ローラー1aを用いた円筒体3の溶接方法を自動化することができるようになる。   Thus, by setting the rotating roller 1 a as an external shaft device controlled by the controller 6, the external shaft device can be controlled simultaneously with the controller 6 in synchronization with the manipulator 5. And the relationship between the relative displacement seen from the outside produced in the rotation direction of the outer peripheral surface of the rotation roller 1a by the rotation drive of the motor 2 and the rotation amount of the motor 2 that drives the rotation roller 1a is defined (Equation 1) The section from the welding start position registered in the program to the welding end position can be programmed by using (Expression 2) that represents the relative displacement seen from the outside generated in the rotation direction of the outer peripheral surface of the rotating roller 1a. It becomes possible to perform welding at a specified welding speed. And the welding method of the cylindrical body 3 using the rotating roller 1a can be automated using the welding speed.

なお、ここでは、溶接開始から溶接終了までの2つの位置データが登録されている場合を元に説明した。しかし、それらの間に他の登録位置データがある場合は、隣り合う位置データ間ごとの区間に、ここまでの説明内容の方法を当てはめればよい。   Here, the description is based on the case where two position data from the start of welding to the end of welding are registered. However, if there is other registered position data between them, the method described above may be applied to the section between adjacent position data.

さらに、溶接開始から溶接終了までの間に、円筒体3が1回転することにより全周の溶接を行うこともあれば、1回転に満たず部分的な溶接を行う場合もある。あるいは、溶接開始から溶接終了までの間に、円筒体3が複数回転して多層溶接を行うこともありうる。この間で、位置データがいくつ登録されるかは任意であり、隣り合う位置データ間ごとの区間にここまでの説明内容の方法を当てはめればよい。   Further, during the period from the start of welding to the end of welding, the entire circumference of the cylinder 3 may be welded by one rotation, or the partial welding may be performed in less than one rotation. Alternatively, during the period from the start of welding to the end of welding, the cylindrical body 3 may be rotated a plurality of times to perform multilayer welding. During this period, how many pieces of position data are registered is arbitrary, and the method described above may be applied to a section for each piece of adjacent position data.

以上のように、本実施の形態によれば、従来のような「位置スケール」および「位置スケールを円筒体に押し付けるための機構」といった円筒体の直径を実測するためにやむなく付加する要素を必要とせず、溶接システムを自動化することができる。   As described above, according to the present embodiment, elements that are unavoidably added to measure the diameter of the cylindrical body, such as the conventional “position scale” and “mechanism for pressing the position scale against the cylindrical body”, are necessary. Instead, the welding system can be automated.

また、作業者が溶接条件の一つである溶接速度vを設定することで、コントローラー6において、溶接速度vで溶接を行うためのモーター2の回転速度ω1が決定される。そして、このモーター2の回転速度ω1でモーター2を回転することで、設定された溶接速度vで円筒体3を回転させることができる。従って、作業者がモーター2の回転速度を自ら設定する必要がなくなり、作業者にとって利便性が高い。   Further, when the operator sets the welding speed v which is one of the welding conditions, the controller 6 determines the rotational speed ω1 of the motor 2 for performing welding at the welding speed v. Then, by rotating the motor 2 at the rotation speed ω1 of the motor 2, the cylindrical body 3 can be rotated at the set welding speed v. Therefore, it is not necessary for the operator to set the rotation speed of the motor 2 himself, which is convenient for the operator.

(実施の形態2)
本実施の形態において、実施の形態1と同様の箇所については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図3は、円筒体3の外周上の溶接線が円周方向と一致しない場合を示している。図3の場合、円筒体3の回転だけでなく、円筒体3の回転に合わせて円筒体3の回転方向に対して直角方向に動く溶接線に合わせて、マニュピレータ5が溶接トーチ4を移動させる動作をプログラムに登録しておくことになる。これにより、溶接トーチ4の溶接線に沿った相対的移動を行うことができる。この相対移動の速度は、円筒体3の外周の周速とその直角方向へのマニュピレータ5の移動速度の合成として求めることができる。ここでも、溶接中のこの相対的な移動速度は溶接速度である。また、相対的な移動距離が溶接長となる。   FIG. 3 shows a case where the weld line on the outer periphery of the cylindrical body 3 does not coincide with the circumferential direction. In the case of FIG. 3, the manipulator 5 moves the welding torch 4 not only in accordance with the rotation of the cylindrical body 3 but also in accordance with a welding line that moves in a direction perpendicular to the rotational direction of the cylindrical body 3 in accordance with the rotation of the cylindrical body 3. The operation is registered in the program. Thereby, the relative movement along the welding line of the welding torch 4 can be performed. The speed of this relative movement can be obtained as a combination of the peripheral speed of the outer periphery of the cylindrical body 3 and the moving speed of the manipulator 5 in the direction perpendicular thereto. Again, this relative movement speed during welding is the welding speed. Further, the relative moving distance is the welding length.

L2=(Pe2−Ps2)a+(Xe2−Xs2) (式7)
(Pe2−Ps2)=Wσre2−Wσrs2=Wσ(re2−rs2) (式8)
ここで、aは、円周方向単位ベクトルである。L2は、溶接ベクトルである。Pe2は、溶接終了時の回転ローラー1aの外周位置である。Ps2は、溶接開始時の回転ローラー1aの外周位置である。Xe2は、溶接終了時のマニュピレータ5の持つ溶接トーチ4の位置ベクトルである。Xs2は、溶接開始時のマニュピレータ5の持つ溶接トーチ4の位置ベクトルである。re2は、溶接終了時のモーター2の回転位置である。rs2は、溶接開始時のモーター2の回転位置である。
L2 = (Pe2-Ps2) a + (Xe2-Xs2) (Formula 7)
(Pe2-Ps2) = Wσre2-Wσrs2 = Wσ (re2-rs2) (Equation 8)
Here, a is a circumferential unit vector. L2 is a welding vector. Pe2 is the outer peripheral position of the rotating roller 1a at the end of welding. Ps2 is the outer peripheral position of the rotating roller 1a at the start of welding. Xe2 is a position vector of the welding torch 4 of the manipulator 5 at the end of welding. Xs2 is a position vector of the welding torch 4 of the manipulator 5 at the start of welding. re2 is the rotational position of the motor 2 at the end of welding. rs2 is the rotational position of the motor 2 at the start of welding.

(式7)の第1項と(式8)は、実施の形態1に準じる。(式7)の第2項は、マニュピレータ5による溶接トーチ4の移動ベクトルである。溶接トーチ4の位置ベクトルは、プログラムに登録されたマニュピレータ5の位置データから算出することができる。なお、その算出方法は、本発明とは直接関係しない技術要素となるので、ここでは説明を省く。   The first term and (Expression 8) in (Expression 7) are the same as those in Embodiment 1. The second term of (Expression 7) is a movement vector of the welding torch 4 by the manipulator 5. The position vector of the welding torch 4 can be calculated from the position data of the manipulator 5 registered in the program. Note that the calculation method is a technical element not directly related to the present invention, and thus description thereof is omitted here.

実施の形態1と同じく、プログラムの中で指定されている溶接速度と、溶接長つまり溶接ベクトルL2の絶対値とから、この間の所要時間を求めることができる。動作に必要なモーター2の回転数と所要時間が決まれば、モーター2の回転速度が決まる。   Similar to the first embodiment, the required time can be obtained from the welding speed specified in the program and the welding length, that is, the absolute value of the welding vector L2. If the rotation speed and required time of the motor 2 necessary for the operation are determined, the rotation speed of the motor 2 is determined.

ω2=2π(re2−rs2)/T2 (式9)
T2=|L2|/v (式10)
ここで、ω2は、モーター2の回転速度[rad/s]である。T2は、所要時間[s]である。vは、プログラムが指定している溶接速度[mm/s]である。コントローラー6は、モーター2の回転速度をω2に制御することで、所定の溶接速度vの溶接を行うことができることになる。
ω2 = 2π (re2-rs2) / T2 (Formula 9)
T2 = | L2 | / v (Formula 10)
Here, ω2 is the rotational speed [rad / s] of the motor 2. T2 is the required time [s]. v is the welding speed [mm / s] specified by the program. The controller 6 can perform welding at a predetermined welding speed v by controlling the rotational speed of the motor 2 to ω2.

このように、回転ローラー1aをコントローラー6が制御する外部軸装置とすること、および、回転ローラー1aの外周長と減速比を固定値として持つことで、溶接トーチ4を固定して円筒体3のみを回転させて溶接する場合だけでなく、円筒体3の回転に合わせて、溶接トーチ4を移動させる場合でも、プログラムに登録されている溶接開始から溶接終了の区間をプログラムで指定された溶接速度で溶接を行うことが可能となる。そして、溶接速度を使って回転ローラー1aを用いた円筒体3の溶接方法を自動化することができるようになる。   Thus, only the cylindrical body 3 is fixed by fixing the welding torch 4 by making the rotating roller 1a an external shaft device controlled by the controller 6 and having the outer peripheral length and the reduction ratio of the rotating roller 1a as fixed values. In the case where the welding torch 4 is moved in accordance with the rotation of the cylindrical body 3 as well as in the case of welding by rotating the welding body, the welding speed specified in the program is determined from the welding start to the welding end registered in the program. It becomes possible to perform welding. And the welding method of the cylindrical body 3 using the rotating roller 1a can be automated using the welding speed.

なお、ここでも、溶接開始から溶接終了までの2つの位置データが登録されている場合を元に説明してきたが、それらの間に他の登録位置データがあるなら、隣り合う位置データ間ごとの区間にここまでの説明内容の方法を当てはめればよい。   Note that here, too, the explanation has been made based on the case where two position data from the start of welding to the end of welding are registered. The method described so far may be applied to the section.

(実施の形態3)
本実施の形態において、実施の形態1や実施の形態2と同様の箇所については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
(Embodiment 3)
In the present embodiment, the same parts as those in the first embodiment and the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

円筒体3は、真円とは限らない。いびつになっている場合も想定される。その場合、円筒体3のいびつさに合わせて溶接トーチ4を上下移動させなければならない。その上下移動の度合いは、タッチセンサ等のセンシング機能で予め計測することが考えられる。この場合、いびつさに合わせるためには、プログラムには、溶接開始から溶接終了までの2つの位置データの間に複数の位置データを登録しておき、その各々をセンシング機能で予め計測した計測量で個別に位置を補正することが考えられる。   The cylindrical body 3 is not necessarily a perfect circle. It is also assumed that it is distorted. In that case, the welding torch 4 must be moved up and down according to the irregularity of the cylindrical body 3. It is conceivable that the degree of vertical movement is measured in advance by a sensing function such as a touch sensor. In this case, in order to adjust to the irregularity, a plurality of position data is registered in the program between two position data from the start of welding to the end of welding, and each of them is measured by a sensing function. It is conceivable to correct the position individually.

図4は、円筒体3の径が一定となっていない場合を示している。円筒体3は、0度回転および360度回転させたところではD0のズレがあり、90度回転させたところではD1のズレがあり、180度回転させたところではD2のズレがあり、270度回転させたところではD3のズレがある様子を示している。   FIG. 4 shows a case where the diameter of the cylindrical body 3 is not constant. The cylindrical body 3 has a shift of D0 when rotated by 0 degrees and 360 degrees, a shift of D1 when rotated by 90 degrees, and a shift of D2 when rotated by 180 degrees, and 270 degrees. A state where there is a deviation of D3 is shown in the rotated position.

位置データをこの90度ごとに登録しているとすると、各々でセンシングを行い、D0からD3のズレを計測し、その結果を各々の位置データに反映して動作する。補正された位置データを使っての溶接動作は、実施の形態2に示した方法で行うことができる。   Assuming that the position data is registered every 90 degrees, sensing is performed at each position, the deviation from D0 to D3 is measured, and the result is reflected in each position data. The welding operation using the corrected position data can be performed by the method shown in the second embodiment.

(実施の形態4)
本実施の形態において、実施の形態1から実施の形態3と同様の箇所については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
(Embodiment 4)
In the present embodiment, the same portions as those in the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

マニュピレータ5によるウィービング溶接を行うためには、ウィービング動作ベクトルを生成する必要がある。ウィービング動作ベクトルを生成するためには、溶接線の方向が必要である。また、ウィービングのピッチまたはウィービングの周波数を制御するためには、溶接速度が必要である。実施の形態1や実施の形態2や実施の形態3で説明しているように、本発明においては、溶接線の方向が決まっており、溶接速度で円筒体3を回転させることができるので、マニュピレータ5にウィービング動作を行わせることが可能である。   In order to perform weaving welding by the manipulator 5, it is necessary to generate a weaving motion vector. In order to generate a weaving motion vector, the direction of the weld line is required. Further, in order to control the weaving pitch or the weaving frequency, a welding speed is required. As described in the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment, in the present invention, the direction of the weld line is determined, and the cylindrical body 3 can be rotated at the welding speed. It is possible to cause the manipulator 5 to perform a weaving operation.

なお、溶接線の方向および溶接速度を使ってどのようにウィービング動作を実現するかについては、公知の技術要素であるので、ここでの説明は省略する。   In addition, since it is a well-known technical element about how to implement | achieve a weaving operation | movement using the direction and welding speed of a weld line, description here is abbreviate | omitted.

本実施の形態によれば、図1に示す溶接システムにおいてもウィービングを行うことができるので、アークセンサによる位置の補正も行うことができるようになる。   According to the present embodiment, since the weaving can also be performed in the welding system shown in FIG. 1, the position correction by the arc sensor can also be performed.

(実施の形態5)
本実施の形態において、実施の形態1から実施の形態4と同様の箇所については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
(Embodiment 5)
In the present embodiment, the same parts as those in the first to fourth embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

マニュピレータ5には、溶接線方向を基準にして登録されている位置データをシフトする機能があり、頻繁に利用されている。当然、この機能を使うためには、溶接線方向が必要である。実施の形態1や実施の形態2や実施の形態3や実施の形態4で説明しているように、本発明においては、溶接線の方向が算出されているので、溶接線方向を基準にして登録されている位置データをシフトする機能を使うことが可能である。   The manipulator 5 has a function of shifting registered position data with reference to the weld line direction, and is frequently used. Of course, in order to use this function, the weld line direction is required. As described in the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, and the fourth embodiment, in the present invention, since the direction of the weld line is calculated, the weld line direction is used as a reference. It is possible to use a function for shifting registered position data.

なお、溶接線方向を基準にして登録されている位置データをどのようにシフトするかについては、公知の技術要素であるので、ここでの説明は省略する。   In addition, since it is a well-known technical element about how to shift the position data registered on the basis of the weld line direction, explanation here is omitted.

(実施の形態6)
本実施の形態において、実施の形態1から実施の形態5と同様の箇所については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
(Embodiment 6)
In the present embodiment, the same parts as those in the first to fifth embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

実施の形態1で説明した溶接速度は、円筒体3の外周の周速に相当する。そして、円筒体3の外周の周速は、回転ローラー1aの外周の周速である。回転ローラー1aの外周の周速とモーター2の回転速度の関係は次式で示すことができる。   The welding speed described in the first embodiment corresponds to the peripheral speed of the outer periphery of the cylindrical body 3. And the peripheral speed of the outer periphery of the cylindrical body 3 is a peripheral speed of the outer periphery of the rotating roller 1a. The relationship between the peripheral speed of the outer periphery of the rotating roller 1a and the rotational speed of the motor 2 can be expressed by the following equation.

v=Rω (式11)
ここで、vは、指定された溶接速度[mm/s]である。Rは、回転ローラー1aの半径[mm]である。ωは、モーター2の回転速度[rad/s]である。この式から、溶接速度を指定すれば、逆にモーター2の回転速度を算出することができる。回転ローラー1aの回転速度が分かれば、これを目標としてモーター2を制御することができる。なお、回転ローラー1aの半径Rは固定値であり、予め設定しておくものとする。
v = Rω (Formula 11)
Here, v is the designated welding speed [mm / s]. R is the radius [mm] of the rotating roller 1a. ω is the rotational speed [rad / s] of the motor 2. From this equation, if the welding speed is specified, the rotational speed of the motor 2 can be calculated. If the rotational speed of the rotating roller 1a is known, the motor 2 can be controlled with this as a target. The radius R of the rotating roller 1a is a fixed value and is set in advance.

これを利用すれば、所定の溶接速度で溶接を行う制御ができる。実施の形態1や実施の形態2や実施の形態3や実施の形態4や実施の形態5で説明したようなティーチングプレバック式の位置から位置への制御ではなく、操作している間溶接するといった専用機的な制御が可能になる。例えば、マニュピレータ5を用いず、何らかの冶具に溶接トーチ4を固定し、作業者が溶接の開始を指示すると円筒体3が回転して溶接を行い、作業者が溶接の停止を指示すると円筒体3の回転が停止して溶接を終了するような専用機的な制御も可能である。   By utilizing this, it is possible to control to perform welding at a predetermined welding speed. Welding while operating instead of the teaching pre-back type position-to-position control as described in the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, the fourth embodiment, or the fifth embodiment. It is possible to control such as a dedicated machine. For example, the welding torch 4 is fixed to some jig without using the manipulator 5, and when the operator instructs the start of welding, the cylindrical body 3 rotates to perform welding, and when the operator instructs the stop of the welding, the cylindrical body 3 It is also possible to perform a dedicated machine control in which the rotation of the steel stops and the welding ends.

本発明によれば、回転ローラーを用いた円筒体溶接方法を自動化するにあたって、作業者に回転ローラーの回転数や回転速度を意識させることなく、溶接にとって本来必要な溶接速度で溶接条件を指定できるので、径の異なる円筒体が搭載されたとしてもその溶接条件の適用を容易に行うことができ、円筒体を回転させながら溶接を行う溶接システムの制御方法および溶接システムとして産業上有用である。   According to the present invention, when automating a cylindrical body welding method using a rotating roller, welding conditions can be designated at a welding speed originally necessary for welding without making an operator aware of the number of rotations and the rotating speed of the rotating roller. Therefore, even if cylindrical bodies having different diameters are mounted, the welding conditions can be easily applied, and the present invention is industrially useful as a control method and welding system for a welding system that performs welding while rotating the cylindrical body.

1a 回転ローラー
1b 回転ローラー
2 モーター
3 円筒体
4 溶接トーチ
5 マニュピレータ
6 コントローラー
a 単位ベクトル
L 溶接ベクトル
L1 溶接ベクトル
L2 溶接ベクトル
P 外周位置
Pe1 外周位置
Ps1 外周位置
Pe2 外周位置
Ps2 外周位置
W 回転ローラー1aの外周長
R 回転ローラー1aの半径
σ モーター2と回転ローラー1aとの間の減速比
r モーター2の回転位置
re1 溶接終了時のモーター2の回転位置
rs1 溶接開始時のモーター2の回転位置
T1 所要時間
T2 所要時間
ω1 モーター2の回転速度
ω2 モーター2の回転速度
v 溶接速度
Xe2 位置ベクトル
Xs2 位置ベクトル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a Rotating roller 1b Rotating roller 2 Motor 3 Cylindrical body 4 Welding torch 5 Manipulator 6 Controller a Unit vector L Welding vector L1 Welding vector L2 Welding vector P Outer peripheral position Pe1 Outer position Ps1 Outer position Pe2 Outer position Ps2 Outer position W Peripheral length R Radius of rotating roller 1a σ Reduction ratio between motor 2 and rotating roller 1a r Rotating position of motor 2 re1 Rotating position of motor 2 at end of welding rs1 Rotating position of motor 2 at start of welding T1 Required time T2 Required time ω1 Motor 2 rotational speed ω2 Motor 2 rotational speed v Welding speed Xe2 Position vector Xs2 Position vector

Claims (4)

所定の間隔をおいて回転軸が平行となるように配置されている1対ないし複数対の回転ローラーと、前記回転ローラーの1ないし複数を回転駆動するモーターと、前記回転ローラーに載置された円筒体と、前記円筒体を溶接するための溶接トーチを有するマニュピレータと、前記マニュピレータおよび前記モーターの制御を行うコントローラーとを備えた溶接システムの制御方法であって、
前記コントローラーに、前記モーターにより回転駆動される前記回転ローラーの外周長または外周長を求めるための定数と、前記モーターと前記モーターにより回転駆動される前記回転ローラーとの間の減速比と、溶接速度とを設定するステップと、
前記コントローラーが、前記回転ローラーの外周長と前記減速比と前記溶接速度に基づいて前記円筒体を前記溶接速度で回転するための前記モーターの回転速度を算出するステップと、
前記コントローラーが算出した回転速度で前記モーターを回転させることにより前記円筒体を前記設定された溶接速度で回転させて前記溶接トーチを用いて溶接を行うステップと、
を備えた溶接システムの制御方法。
A pair or a plurality of pairs of rotating rollers arranged so that the rotation axes are parallel to each other at a predetermined interval, a motor that rotationally drives one or more of the rotating rollers, and a motor mounted on the rotating roller A control method of a welding system comprising a cylindrical body, a manipulator having a welding torch for welding the cylindrical body, and a controller for controlling the manipulator and the motor,
A constant for obtaining the outer peripheral length or outer peripheral length of the rotating roller rotated by the motor in the controller, a reduction ratio between the motor and the rotating roller rotated by the motor, and a welding speed A step for setting and
The controller calculating a rotational speed of the motor for rotating the cylindrical body at the welding speed based on an outer peripheral length of the rotating roller, the reduction ratio, and the welding speed;
Rotating the cylindrical body at the set welding speed by rotating the motor at the rotation speed calculated by the controller, and performing welding using the welding torch;
A method for controlling a welding system comprising:
円筒体を設定された溶接速度で回転するためのモーターの回転速度は、2πに前記溶接速度を乗算し、これを前記モーターにより回転駆動される回転ローラーの外周長と前記モーターと前記モーターにより回転駆動される前記回転ローラーとの間の減速比との積により除算することで算出される請求項1記載の溶接システムの制御方法。 The rotation speed of the motor for rotating the cylindrical body at a set welding speed is obtained by multiplying the welding speed by 2π, and rotating this by the outer peripheral length of a rotating roller driven by the motor, the motor and the motor. The method of controlling a welding system according to claim 1, wherein the method is calculated by dividing by a product of a reduction ratio with the driven rotating roller. 所定の間隔をおいて回転軸が平行となるように配置されている1対ないし複数対の回転ローラーと、
前記回転ローラーの1ないし複数を回転駆動するモーターと、
前記回転ローラーに載置された円筒体と、
前記円筒体を溶接するための溶接トーチを有するマニュピレータと、
前記マニュピレータおよび前記モーターの制御を行うコントローラーとを備え、
前記コントローラーは、前記モーターにより回転駆動される前記回転ローラーの外周長と、前記モーターと前記モーターにより回転駆動される前記回転ローラーとの間の減速比と、設定された溶接速度とに基づいて、前記円筒体を前記溶接速度で回転するための前記モーターの回転速度を算出し、
前記コントローラーが算出した回転速度で前記モーターを回転させることにより前記円筒体を前記設定された溶接速度で回転させて前記溶接トーチを用いて溶接を行う溶接システム。
A pair or a plurality of pairs of rotating rollers arranged so that the rotation axes are parallel to each other at a predetermined interval;
A motor that rotationally drives one or more of the rotating rollers;
A cylindrical body placed on the rotating roller;
A manipulator having a welding torch for welding the cylindrical body;
A controller for controlling the manipulator and the motor,
The controller is based on the outer peripheral length of the rotating roller rotated by the motor, the reduction ratio between the motor and the rotating roller rotated by the motor, and the set welding speed. Calculating the rotational speed of the motor for rotating the cylindrical body at the welding speed;
A welding system for performing welding using the welding torch by rotating the cylindrical body at the set welding speed by rotating the motor at a rotation speed calculated by the controller.
円筒体を設定された溶接速度で回転するためのモーターの回転速度は、2πに前記溶接速度を乗算し、これを前記モーターにより回転駆動される回転ローラーの外周長と前記モーターと前記モーターにより回転駆動される前記回転ローラーとの間の減速比との積により除算することで算出される請求項3記載の溶接システム。 The rotation speed of the motor for rotating the cylindrical body at a set welding speed is obtained by multiplying the welding speed by 2π, and rotating this by the outer peripheral length of a rotating roller driven by the motor, the motor and the motor. The welding system according to claim 3, wherein the welding system is calculated by dividing by a product of a reduction ratio with the driven rotating roller.
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