JP2020203308A - Control device, program, and robot control system - Google Patents

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JP2020203308A JP2019113390A JP2019113390A JP2020203308A JP 2020203308 A JP2020203308 A JP 2020203308A JP 2019113390 A JP2019113390 A JP 2019113390A JP 2019113390 A JP2019113390 A JP 2019113390A JP 2020203308 A JP2020203308 A JP 2020203308A
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真央 山本
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Abstract

To provide a control device that can enhance accuracy in determining an abnormality of welding, a program and a robot control system.SOLUTION: A control device comprises: a correction part that determines a corrected value to a command value of a welding parameter, using ranging data acquired from a laser sensor or groove information on an object to be welded based on image information acquired from a photographing device; an adjustment part that adjusts a threshold which is used for determining an abnormality of welding, using the corrected value; an abnormality determination part that determines an abnormality of welding, using the adjusted threshold and a measured value of the welding parameter; and an output part that outputs a determined result of the abnormality.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、制御装置、プログラム、及びロボット制御システムに関する。 The present invention relates to control devices, programs, and robot control systems.

従来、アーク溶接における溶接異常の検出方法として様々な方法が提案されている。例えば、特許文献1には、溶接電流や溶接電圧とは異なる物理量を推定することで、溶接電流や溶接電圧と比べてより適切な物理量の閾値を設定することが可能なアーク溶接品質判定システムが開示されている。また、特許文献2には、ワークの精度不良により溶接部に隙間がある等の開先情報に応じて、あらかじめ決定された溶接電流に増減させることが開示されている。 Conventionally, various methods have been proposed as a method for detecting welding abnormalities in arc welding. For example, Patent Document 1 describes an arc welding quality determination system capable of setting a more appropriate threshold of physical quantity as compared with welding current and welding voltage by estimating a physical quantity different from welding current and welding voltage. It is disclosed. Further, Patent Document 2 discloses that the welding current is increased or decreased to a predetermined welding current according to groove information such as a gap in a welded portion due to poor accuracy of the work.

特開2016−26877号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-26877 特開2009−6383号公報JP-A-2009-6383

特許文献1を含む従来技術では、正常時に計測された溶接電流や溶接電圧や物理量などの溶接パラメータの値を用いて閾値が設定される。この閾値は、一度設定されると、同じ溶接区間において毎回同じ閾値が用いられる。 In the prior art including Patent Document 1, the threshold value is set using the values of welding parameters such as the welding current, the welding voltage, and the physical quantity measured in the normal state. Once this threshold is set, the same threshold is used each time in the same weld section.

また、特許文献1に記載された技術では、開先情報に応じて溶接電流の指令値を適応的に変更し、適切な溶接電流値を設定しているが、溶接の異常判定の際には、上述した従来技術のように、一度設定された閾値がそのまま用いられている。したがって、適応的に溶接電流の指令値(電流指令値)が調整されるにもかかわらず、事前に設定された調整前の電流指令値に対する閾値がそのまま用いられるため、調整後の正常な溶接電流の計測値であっても、溶接異常と判定されてしまうことがある。 Further, in the technique described in Patent Document 1, the command value of the welding current is adaptively changed according to the groove information to set an appropriate welding current value, but when determining a welding abnormality, the welding current value is set. , As in the above-mentioned conventional technique, the threshold value once set is used as it is. Therefore, even though the welding current command value (current command value) is adaptively adjusted, the preset threshold value for the pre-adjustment current command value is used as it is, so that the adjusted normal welding current is used. Even if it is the measured value of, it may be determined that the welding is abnormal.

そこで、本発明は、溶接の異常判定の精度を向上させることができる制御装置、プログラム、及びロボット制御システムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a control device, a program, and a robot control system capable of improving the accuracy of welding abnormality determination.

本発明の一態様に係る制御装置は、レーザセンサから取得される測距データ又は撮像装置から取得される画像情報に基づく溶接対象の開先情報を用いて、溶接パラメータの指令値に対する補正値を決定する補正部と、前記補正値に基づいて、溶接の異常判定に用いる閾値を調整する調整部と、調整された前記閾値と、溶接パラメータの計測値とを用いて、溶接の異常判定を行う異常判定部と、前記異常判定の結果を出力する出力部と、を備える。 The control device according to one aspect of the present invention uses the groove information of the welding target based on the ranging data acquired from the laser sensor or the image information acquired from the imaging device to correct the command value of the welding parameter. Welding abnormality determination is performed using the correction unit to be determined, the adjustment unit that adjusts the threshold used for welding abnormality determination based on the correction value, the adjusted threshold value, and the measured value of the welding parameter. It includes an abnormality determination unit and an output unit that outputs the result of the abnormality determination.

この態様によれば、溶接パラメータの指令値に対して適応的に調整される補正値に対応して、溶接の異常判定に用いる閾値も適応的に調整されるため、調整後の溶接パラメータの指令値に適した閾値を用いて、溶接の異常判定を行うことが可能になり、溶接異常の判定精度を高めることが可能になる。 According to this aspect, the threshold value used for determining the welding abnormality is also adaptively adjusted in response to the correction value adaptively adjusted with respect to the command value of the welding parameter. Therefore, the command of the welding parameter after adjustment is performed. It is possible to determine welding abnormalities by using a threshold value suitable for the value, and it is possible to improve the accuracy of determining welding abnormalities.

上記態様において、溶接対象区間に対して、溶接の異常判定に用いる閾値が設定されているか否かを判定する事前判定部をさらに備え、前記閾値が設定されている区間であると判定された場合に、前記調整部により、溶接の異常判定に用いる閾値の調整処理を行うようにしてもよい。 In the above aspect, when the section to be welded is further provided with a pre-determination unit for determining whether or not a threshold value used for welding abnormality determination is set, and it is determined that the section is a section in which the threshold value is set. In addition, the adjusting unit may perform adjustment processing of the threshold value used for determining the abnormality of welding.

これにより、溶接対象区間には、事前に閾値が設定された区間と、閾値が設定されていない区間とがあるが、事前に閾値が設定された区間に対して、適応的に閾値を変更しつつ溶接の異常判定を行うため、溶接異常の判定精度を高めることが可能になる。 As a result, the welding target section includes a section in which the threshold value is set in advance and a section in which the threshold value is not set, but the threshold value is adaptively changed for the section in which the threshold value is set in advance. At the same time, since welding abnormality is determined, it is possible to improve the accuracy of welding abnormality determination.

上記態様において、補正部は、前記ワーク形状の異常に関するパラメータの各値と、当該各値に対応するそれぞれの補正値とが対応付けられた補正情報に基づいて、前記補正値を決定してもよい。例えば、ワーク形状の異常に関するパラメータとして、隙間や段差などを含み、それぞれのパラメータの値に対して、補正値が対応付けられた対応テーブル(補正情報)が用いられる。補正部は、開先情報に基づいて、このパラメータの値(例えば隙間や段差の値)を特定し、このパラメータの値に対応する補正値を、対応テーブルを参照して決定する。 In the above aspect, even if the correction unit determines the correction value based on the correction information in which each value of the parameter related to the abnormality of the work shape and each correction value corresponding to each value are associated with each other. Good. For example, a correspondence table (correction information) is used, which includes gaps, steps, and the like as parameters related to the abnormality of the work shape, and the correction values are associated with the values of the respective parameters. The correction unit specifies the value of this parameter (for example, the value of a gap or a step) based on the groove information, and determines the correction value corresponding to the value of this parameter with reference to the corresponding table.

これにより、溶接対象区間に発生し得るワーク形状の異常に対して、事前に補正値が設定され、ワーク形状の異常に応じて適切な補正値が用いられて溶接パラメータの指令値が決定されるため、溶接の精度を高めつつ、さらに、適応的に閾値を変更しつつ溶接の異常判定を行うため、溶接異常の判定精度を高めることが可能になる。 As a result, a correction value is set in advance for an abnormality in the work shape that may occur in the section to be welded, and an appropriate correction value is used according to the abnormality in the work shape to determine the command value of the welding parameter. Therefore, it is possible to improve the accuracy of welding abnormality determination because the welding abnormality is determined while improving the welding accuracy and the threshold value is adaptively changed.

本発明によれば、溶接異常の判定精度を高めることができる制御装置、プログラム、及びロボット制御システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a control device, a program, and a robot control system capable of improving the determination accuracy of welding abnormality.

実施形態に係るアーク溶接異常判定システムを備えたロボット制御システム1の概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the schematic structure of the robot control system 1 provided with the arc welding abnormality determination system which concerns on embodiment. 実施形態に係るアーク溶接異常の判定処理に用いられる溶接制御部213及び処理部214の機能の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the function of the welding control unit 213 and the processing unit 214 used for the arc welding abnormality determination processing which concerns on embodiment. 実施形態に係るワーク形状の正常又は異常を説明する図である。It is a figure explaining the normality or abnormality of the work shape which concerns on embodiment. 実施形態に係る所定の溶接区間における溶接電流と閾値との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the welding current and the threshold value in the predetermined welding section which concerns on embodiment. 実施形態に係る所定の溶接区間の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the predetermined welding section which concerns on embodiment. 実施形態に係るワーク形状が異常時の溶接電流に対する補正後の指令値の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the command value after correction with respect to the welding current when the work shape which concerns on embodiment are abnormal. 実施形態に係る隙間を示すギャップGと、溶接時刻との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the gap G which shows the gap which concerns on embodiment, and the welding time. 実施形態に係る隙間と補正値との関係を示すアダプティブ溶接条件テーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the adaptive welding condition table which shows the relationship between the gap and the correction value which concerns on embodiment. 実施形態に係る閾値の調整の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the adjustment of the threshold value which concerns on embodiment. 実施形態に係る異常判定手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the abnormality determination procedure which concerns on embodiment.

添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In each figure, those having the same reference numerals have the same or similar configurations.

<全体構成>
図1は、本発明の一実施形態に係るアーク溶接異常判定システムを備えたロボット制御システム1の概略構成の一例を示す図である。図1は、ロボット制御システム1の機能ブロックの一例を含む図でもある。ロボット制御システム1は、プログラム制御された多関節ロボットによってワークWにアーク溶接(以下、単に「溶接」とも称す。)を行うものである。ロボット制御システム1は、ロボット(例えばマニピュレータ)10と、ロボット制御装置20と、入出力端末30と、溶接電源等を含む溶接機40と、レーザセンサLSと、センサ制御装置15とを備える。ロボット制御装置20及びロボット10が、開示する「ロボット制御システム」の最小構成であるが、入出力端末30、溶接機40、レーザセンサLS、及びセンサ制御装置15の少なくとも1つを含んで「ロボット制御システム」を構成してもよい。なお、ロボット制御装置20及び入出力端末30は、互いに一体に構成されてもよいし、図1に示したように互いに別体で構成されてもよい。
<Overall configuration>
FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a robot control system 1 including an arc welding abnormality determination system according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is also a diagram including an example of a functional block of the robot control system 1. The robot control system 1 performs arc welding (hereinafter, also simply referred to as “welding”) on the work W by a program-controlled articulated robot. The robot control system 1 includes a robot (for example, a manipulator) 10, a robot control device 20, an input / output terminal 30, a welding machine 40 including a welding power supply, a laser sensor LS, and a sensor control device 15. The robot control device 20 and the robot 10 have a minimum configuration of the "robot control system" disclosed, but include at least one of an input / output terminal 30, a welding machine 40, a laser sensor LS, and a sensor control device 15. A "control system" may be configured. The robot control device 20 and the input / output terminal 30 may be integrally configured with each other, or may be separately configured with each other as shown in FIG.

ロボット制御システム1は、例えば、ロボット制御装置20と各種装置とを互いに接続する各種ケーブルを備え、ロボット制御装置20は各種装置と通信を行う。また、ロボット制御システム1は、後述の溶接ワイヤ14とワークWとの間に高電圧の溶接電圧Vsを供給するための電源ケーブル等も備える。 The robot control system 1 includes, for example, various cables for connecting the robot control device 20 and various devices to each other, and the robot control device 20 communicates with the various devices. The robot control system 1 also includes a power cable or the like for supplying a high-voltage welding voltage Vs between the welding wire 14 and the work W, which will be described later.

(ロボット10)
ロボット10は、ロボット制御装置20、入出力端末30および溶接機40による制御によってワークWにアーク溶接を行うものである。ロボット10は、サーボ制御部23により出力される移動命令により制御されるロボットモータ101を含む。このロボットモータ101の駆動により多関節アームの移動等が制御される。また、ロボット10は、多関節アームの先端に連結された溶接トーチ13と、多関節アーム等に固定されたワイヤ送給装置と、作業台11とを有している。
(Robot 10)
The robot 10 performs arc welding on the work W under the control of the robot control device 20, the input / output terminal 30, and the welding machine 40. The robot 10 includes a robot motor 101 controlled by a movement command output by the servo control unit 23. The movement of the articulated arm is controlled by driving the robot motor 101. Further, the robot 10 has a welding torch 13 connected to the tip of the articulated arm, a wire feeding device fixed to the articulated arm and the like, and a workbench 11.

多関節アームの一端(先端)が溶接トーチ13に連結されて、溶接トーチ13の先端には、溶加材としての溶接ワイヤ14が露出している。溶接トーチ13は、溶接ワイヤ14の先端とワークWとの間にアークを発生させ、そのアークの熱で溶接ワイヤ14およびワークWを溶融させることにより、ワークWに対してアーク溶接を行うものである。溶接トーチ13は、ケーブルに電気的に接続されたコンタクトチップ(図示せず)を有している。コンタクトチップ(以下、「チップ」とも称す。)は、ケーブルから供給される溶接電圧Vsを溶接ワイヤ14に供給するように構成される。なお、このコンタクトチップの消耗により、後述する溶接パラメータの計測値が、交換直後の計測値と比べて異なるように変動する。 One end (tip) of the articulated arm is connected to the welding torch 13, and the welding wire 14 as a filler material is exposed at the tip of the welding torch 13. The welding torch 13 generates an arc between the tip of the welding wire 14 and the work W, and melts the welding wire 14 and the work W with the heat of the arc to perform arc welding on the work W. is there. The welding torch 13 has a contact tip (not shown) electrically connected to the cable. The contact tip (hereinafter, also referred to as “chip”) is configured to supply the welding voltage Vs supplied from the cable to the welding wire 14. Due to the wear of the contact tip, the measured value of the welding parameter, which will be described later, fluctuates so as to be different from the measured value immediately after replacement.

(レーザセンサLS)
レーザセンサLSは、レーザの発光及び受光によりワークWの形状を計測する手段であり、例えばワークWまでの距離を測定する走査型のレーザセンサである。例えば、レーザセンサLSは、溶接トーチ13に搭載され、溶接トーチ13が溶接線に沿って進行する方向側における開先開放部位(すなわち、未溶接部位)の距離を測定する。レーザセンサLSは、レーザをワークWに向けて発光する発光部と、ワークWで反射したレーザを受光する受光部等(ともに図示しない)を備える。発光部により発光されたレーザは、ワークWで乱反射され、受光部で受光される。受光部は、例えばCCDラインセンサにより構成されており、受光量分布の重心位置からワークWまでの距離を測定する。
(Laser sensor LS)
The laser sensor LS is a means for measuring the shape of the work W by emitting and receiving light from the laser, and is, for example, a scanning type laser sensor for measuring the distance to the work W. For example, the laser sensor LS is mounted on the welding torch 13 and measures the distance of the open groove portion (that is, the unwelded portion) on the side in the direction in which the welding torch 13 travels along the welding line. The laser sensor LS includes a light emitting unit that emits light toward the work W, a light receiving unit that receives the laser reflected by the work W, and the like (both not shown). The laser emitted by the light emitting unit is diffusely reflected by the work W and received by the light receiving unit. The light receiving unit is composed of, for example, a CCD line sensor, and measures the distance from the position of the center of gravity of the light receiving amount distribution to the work W.

(センサ制御装置15)
センサ制御装置15は、レーザセンサLSを駆動制御し、溶接トーチ13の目標位置(目標座標)を求める過程で、測定される測距データ(距離情報)からギャップ量、開先面積、断面形状等の少なくとも1つを含む開先情報をリアルタイムで計算する。センサ制御装置15は、目標位置(目標座標)の送信と併せて、溶接継手の断面形状を含む開先情報もロボット制御装置20に送信する。なお、ここでいう開先情報は、溶接対象の母材間の形状情報を意味しており、必ずしも母材間に溝がなくてもよく、例えば、溝が無い突合せ溶接、隅肉溶接等の母材間の形状を含む情報である。センサ制御装置15では、溶接対象の形状不良を検知することができればよいため、母材間に溝がなくても、精度不良や母材の熱収縮などで母材間に生じたギャップ等の情報を開先情報に含めることにする。
(Sensor control device 15)
The sensor control device 15 drives and controls the laser sensor LS, and in the process of obtaining the target position (target coordinates) of the welding torch 13, the gap amount, groove area, cross-sectional shape, etc. from the distance measurement data (distance information) measured. Calculate the groove information including at least one of the above in real time. The sensor control device 15 transmits the groove information including the cross-sectional shape of the welded joint to the robot control device 20 as well as the transmission of the target position (target coordinates). The groove information referred to here means shape information between the base materials to be welded, and it is not always necessary that there are grooves between the base materials. For example, butt welding without grooves, fillet welding, etc. Information including the shape between the base materials. Since the sensor control device 15 only needs to be able to detect a shape defect of the welding target, information such as a gap generated between the base materials due to inaccuracies or heat shrinkage of the base material even if there is no groove between the base materials. Will be included in the destination information.

センサ制御装置15は、中央処理装置(CPU)や、各種の開先形状に応じて用意された複数の画像解析プログラムや、各種データを記憶するメモリ等を備えるコンピュータを含む。センサ制御装置15は、開先情報を取得する手段に相当する。センサ制御装置15は、画像解析により先の特徴点や物理量(開先に応じたギャップ量、開先角度、開先面積等)を含む開先情報を取得し、取得された特徴点をつなぎ合わせることにより溶接トーチ13の3次元軌道を生成する。 The sensor control device 15 includes a central processing unit (CPU), a plurality of image analysis programs prepared according to various groove shapes, a memory for storing various data, and the like. The sensor control device 15 corresponds to a means for acquiring groove information. The sensor control device 15 acquires groove information including the feature points and physical quantities (gap amount according to the groove, groove angle, groove area, etc.) by image analysis, and connects the acquired feature points. As a result, a three-dimensional trajectory of the welding torch 13 is generated.

生成された3次元軌道において、その接線ベクトルが進行方向ベクトルと定義される。センサ制御装置15は、開先情報(例えば特徴点)に対して、開先内にある特徴線を基準角度と定義して、基準角度に対する目標相対角度を与えることにより、進行方向ベクトルとあわせて、開先に対する溶接トーチ13の目標姿勢を生成する。ここで、レーザセンサLSより得られた測距データに基づく開先情報では、開先座標系に対する特徴点の位置・姿勢が計算される。そこで、ロボット制御装置20は、ロボット座標系における溶接トーチ13の現在座標を、センサ制御装置15に送信する。 In the generated three-dimensional orbit, the tangent vector is defined as the traveling direction vector. The sensor control device 15 defines the feature line in the groove as a reference angle for the groove information (for example, a feature point), and gives a target relative angle to the reference angle in combination with the traveling direction vector. , Generate a target orientation of the welding torch 13 with respect to the groove. Here, in the groove information based on the distance measurement data obtained from the laser sensor LS, the position / orientation of the feature point with respect to the groove coordinate system is calculated. Therefore, the robot control device 20 transmits the current coordinates of the welding torch 13 in the robot coordinate system to the sensor control device 15.

センサ制御装置15は、受信した溶接トーチ13のロボット座標系の現在座標、画像解析により取得された特徴点座標、予め付与されている速度(速度データ)により、ロボット座標系での目標位置(すなわち、目標座標)を演算し、ロボット制御装置20に送信する。 The sensor control device 15 uses the current coordinates of the robot coordinate system of the received welding torch 13, the feature point coordinates acquired by image analysis, and the speed (speed data) given in advance to determine the target position (that is, the target position) in the robot coordinate system. , Target coordinates) and send it to the robot control device 20.

ここで、レーザセンサLS及びセンサ制御装置15は、カメラなどの撮像装置及び撮像制御装置にそれぞれ置換されてもよい。本開示の技術においては、溶接対象区間において、これから溶接を行う先の開先情報が取得できればよいため、撮像装置において、開先部分を撮像し、撮像制御装置において画像解析を行うことで、センサ制御装置15と同様に、撮像制御装置は、開先情報を取得することが可能である。取得された開先情報はロボット制御装置20に送信される。 Here, the laser sensor LS and the sensor control device 15 may be replaced with an image pickup device such as a camera and an image pickup control device, respectively. In the technique of the present disclosure, since it is sufficient that the groove information of the welding destination can be acquired in the welding target section, the sensor is obtained by imaging the groove portion in the imaging device and performing image analysis in the imaging control device. Similar to the control device 15, the imaging control device can acquire the groove information. The acquired groove information is transmitted to the robot control device 20.

(ロボット制御装置20)
ロボット制御装置20では、溶接に用いられる教示データから生成した補間点を、受信した目標位置(目標座標)に置き換えて、ロボット10を動作させる。ここで、レーザセンサLSを用いたアダプティブ溶接機能では、ロボット制御装置20は、予め設定したアダプティブ溶接条件テーブルを参照し、開先情報に応じて溶接電源401に指令する溶接条件に含まれる溶接パラメータ(たとえば、溶接電流や溶接電圧)をリアルタイムに変更できる。例えば、開先情報としてのギャップ量Gに応じて溶接条件の1つである溶接電流を変化させるアダプティブ溶接条件テーブルが設定されている。この例では、ギャップ量Gに応じて、溶接電流Isがステップ変化したり、線形変化したりする。
(Robot control device 20)
The robot control device 20 operates the robot 10 by replacing the interpolation points generated from the teaching data used for welding with the received target positions (target coordinates). Here, in the adaptive welding function using the laser sensor LS, the robot control device 20 refers to the preset adaptive welding condition table, and the welding parameters included in the welding conditions commanded to the welding power source 401 according to the groove information. (For example, welding current and welding voltage) can be changed in real time. For example, an adaptive welding condition table that changes the welding current, which is one of the welding conditions, is set according to the gap amount G as the groove information. In this example, the welding current Is changes stepwise or linearly according to the gap amount G.

ロボット制御装置20は、上述したアダプティブ溶接機能を有する制御部21からの指示に従ってロボット10および溶接機40を制御する。ロボット制御装置20は、さらに、溶接パラメータの計測値を用いて溶接異常の閾値判定行う。上述したアダプティブ溶接処理や異常判定処理を行うため、ロボット制御装置20は、制御部21と、記憶部22と、サーボ制御部23とを含む。 The robot control device 20 controls the robot 10 and the welding machine 40 according to the instructions from the control unit 21 having the adaptive welding function described above. The robot control device 20 further determines the threshold value of the welding abnormality by using the measured values of the welding parameters. The robot control device 20 includes a control unit 21, a storage unit 22, and a servo control unit 23 in order to perform the adaptive welding process and the abnormality determination process described above.

記憶部22は、溶接条件記憶部22A、プログラム記憶部22B、及びサンプリングバッファ22Cを含み、各種プログラムや各種データファイルを記憶可能である。 The storage unit 22 includes a welding condition storage unit 22A, a program storage unit 22B, and a sampling buffer 22C, and can store various programs and various data files.

溶接条件記憶部22Aは、例えば、溶接電流Is、溶接電圧Vs、ワイヤ送給速度Vfおよび溶接速度Vwのそれぞれの設定値(指令値)、溶接異常の閾値判定に用いる閾値等が記憶される。また、溶接条件記憶部22Aは、上述したような、ワーク形状の異常に関するパラメータ(ギャップや段差など)の各値と、これらの値に対応する溶接パラメータ(溶接電流又は溶接電圧)の補正値とを対応付けたアダプティブ溶接条件テーブルを記憶してもよい。 The welding condition storage unit 22A stores, for example, the set values (command values) of the welding current Is, the welding voltage Vs, the wire feeding speed Vf, and the welding speed Vw, the threshold value used for determining the threshold value of the welding abnormality, and the like. Further, the welding condition storage unit 22A includes the respective values of the parameters (gap, step, etc.) related to the abnormality of the work shape as described above, and the correction values of the welding parameters (welding current or welding voltage) corresponding to these values. The adaptive welding condition table associated with the above may be stored.

プログラム記憶部22Bは、多関節アームの動作を制御する制御プログラムや、閾値判定に用いる判定プログラム等を記憶している。制御プログラムや判定プログラムは、例えば、ROM(read only memory)に格納されている。また、プログラム記憶部22Bは、ロボット10の溶接作業の手順が教示された1または複数の作業プログラムを記憶する。1または複数の作業プログラムは、例えば、ハードディスクに格納されている。 The program storage unit 22B stores a control program for controlling the operation of the articulated arm, a determination program used for threshold value determination, and the like. The control program and the determination program are stored in, for example, a ROM (read only memory). Further, the program storage unit 22B stores one or a plurality of work programs in which the procedure of the welding work of the robot 10 is taught. One or more work programs are stored, for example, on a hard disk.

サンプリングバッファ22Cは、判定プログラムが実行されることにより生成される各種データを記憶する。これらの各種データは、例えば、RAM(Random Access Memory)に格納される。 The sampling buffer 22C stores various data generated by executing the determination program. These various types of data are stored in, for example, a RAM (Random Access Memory).

各種データは、例えば、溶接時における溶接電流Isの計測値、溶接機40から得られる溶接電圧Vsの計測値、ワイヤ送給速度Vfの計測値、溶接速度Vwの計測値などの溶接パラメータの計測値である。 Various data include, for example, measurement of welding parameters such as a measurement value of welding current Is at the time of welding, a measurement value of welding voltage Vs obtained from the welding machine 40, a measurement value of wire feeding speed Vf, and a measurement value of welding speed Vw. The value.

サーボ制御部23は、ロボット10の各ロボットモータ101を制御するものである。サーボ制御部23は、作業プログラムに記載の移動命令と、ロボット10のエンコーダからの位置情報とに基づいて、ロボット10の各ロボットモータ101を制御する。移動命令には、例えば、移動開始命令、移動停止命令、作業経路(教示データ)、およびセンサ制御装置15から受信したロボット座標系での目標位置に基づくトーチ姿勢などが含まれ得る。また、サーボ制御部23は、ロボット10のエンコーダからの位置情報に基づいて溶接速度Vwを導出(計測)する。サーボ制御部23は、溶接速度Vwを制御部21に出力する。 The servo control unit 23 controls each robot motor 101 of the robot 10. The servo control unit 23 controls each robot motor 101 of the robot 10 based on the movement command described in the work program and the position information from the encoder of the robot 10. The movement command may include, for example, a movement start command, a movement stop command, a work path (teaching data), and a torch posture based on a target position in the robot coordinate system received from the sensor control device 15. Further, the servo control unit 23 derives (measures) the welding speed Vw based on the position information from the encoder of the robot 10. The servo control unit 23 outputs the welding speed Vw to the control unit 21.

制御部21は、入出力端末30から入力された作業指令に基づいて、作業プログラムやアーク溶接異常の判定プログラムを読み出し、その内容を解析する解析部211を有している。解析部211は、解析結果に基づいて、これらのプログラムに記載の指示に対応する命令通知を生成する。 The control unit 21 has an analysis unit 211 that reads out a work program and an arc welding abnormality determination program based on a work command input from the input / output terminal 30 and analyzes the contents thereof. The analysis unit 211 generates instruction notifications corresponding to the instructions described in these programs based on the analysis results.

制御部21は、解析部211で生成された命令通知の内容に応じて、移動命令や溶接命令を出力する実行部212を有している。実行部212は、例えば、溶接機40から入力されたモニタ情報(例えば、アーク発生通知)に応じて、異常判定プログラムに基づく監視を開始する通知(監視開始通知)を生成する。また、実行部212は、例えば、溶接距離に応じて、判定プログラムに基づく監視を終了する通知(監視終了通知)を生成してもよいし、レーザセンサLSからの測距データを用いて溶接終了位置を特定して、監視終了通知を生成するようにしてもよい。なお、溶接距離は、例えば、溶接速度Vw×アーク時間Atにより導出される。実行部212は、サーボ制御部23から入力された溶接速度Vwと、アーク発生通知を受け取ってからの時間(アーク時間)とを用いて溶接距離を導出する。 The control unit 21 has an execution unit 212 that outputs a movement command or a welding command according to the content of the command notification generated by the analysis unit 211. The execution unit 212 generates, for example, a notification (monitoring start notification) for starting monitoring based on the abnormality determination program in response to the monitor information (for example, arc generation notification) input from the welding machine 40. Further, the execution unit 212 may generate, for example, a notification (monitoring end notification) for ending monitoring based on the determination program according to the welding distance, or welding ends using the ranging data from the laser sensor LS. The position may be specified to generate a monitoring end notification. The welding distance is derived by, for example, the welding speed Vw × the arc time At. The execution unit 212 derives the welding distance using the welding speed Vw input from the servo control unit 23 and the time (arc time) after receiving the arc generation notification.

制御部21は、実行部212で生成された溶接命令に基づいて、溶接機40に電圧指令値及び電流指令値を出力する溶接制御部213を有している。溶接制御部213は、例えば、溶接命令とともに電圧指令値や電流指令値を溶接機40の溶接電源401に通知する。溶接制御部213は、図2を用いて説明するが、上述したとおり、アダプティブ溶接機能を有し、溶接対象の開先情報に応じて適応的に溶接パラメータの指令値(例えば電圧指令値や電流指令値)を補正する。溶接パラメータの指令値の補正に用いられた補正値は、処理部214に通知される。 The control unit 21 has a welding control unit 213 that outputs a voltage command value and a current command value to the welding machine 40 based on the welding command generated by the execution unit 212. For example, the welding control unit 213 notifies the welding power supply 401 of the welding machine 40 of the voltage command value and the current command value together with the welding command. Although the welding control unit 213 will be described with reference to FIG. 2, as described above, the welding control unit 213 has an adaptive welding function and adaptively responds to the groove information of the welding target with command values of welding parameters (for example, voltage command values and currents). (Command value) is corrected. The correction value used for correcting the command value of the welding parameter is notified to the processing unit 214.

制御部21は、実行部212からの監視開始通知に従って、アーク溶接の異常判定プログラムを実行する処理部214を有している。処理部214は、図2を用いて後述するが、サンプリングバッファ22Cに記憶された溶接パラメータの計測値と、閾値とを用いて溶接の異常判定を行う。閾値について、処理部214は、開先情報に応じて補正された溶接パラメータの値に応じて異常判定に用いる閾値を適宜調整する。よって、この調整された閾値を用いることで、溶接パラメータの指令値の補正を考慮した閾値判定が行われる。なお、処理部214は、異常判定に用いる閾値等は、溶接条件記憶部22Aから取得してもよい。 The control unit 21 has a processing unit 214 that executes an arc welding abnormality determination program in accordance with a monitoring start notification from the execution unit 212. As will be described later with reference to FIG. 2, the processing unit 214 determines the welding abnormality by using the measured value of the welding parameter stored in the sampling buffer 22C and the threshold value. Regarding the threshold value, the processing unit 214 appropriately adjusts the threshold value used for the abnormality determination according to the value of the welding parameter corrected according to the groove information. Therefore, by using this adjusted threshold value, the threshold value is determined in consideration of the correction of the command value of the welding parameter. The processing unit 214 may acquire the threshold value and the like used for the abnormality determination from the welding condition storage unit 22A.

制御部21は、溶接機40と通信をすることにより、溶接機40と同期をとり、例えば、アーク溶接の開始や終了、溶接電圧Vsの設定、または、ワイヤ送給速度Vfの設定を指示する。また、制御部21は、溶接機40にワイヤ送給装置の制御を指示し、溶接機40からワイヤ送給装置に対して溶接ワイヤ14を、例えば、アーク溶接の開始や終了、または、溶接電圧Vs等の設定を指示する。 By communicating with the welding machine 40, the control unit 21 synchronizes with the welding machine 40 and instructs, for example, the start and end of arc welding, the setting of the welding voltage Vs, or the setting of the wire feeding speed Vf. .. Further, the control unit 21 instructs the welding machine 40 to control the wire feeding device, and the welding machine 40 sends the welding wire 14 to the wire feeding device, for example, the start or end of arc welding, or the welding voltage. Instructs the setting of Vs and the like.

(入出力端末30)
入出力端末30は、作業者がロボット10の動作を教示する装置である。入出力端末30は、例えば、コンピュータ等であり、一般的なコンピュータに含まれる制御部、表示部、入力部、通信部および記憶部を有している。
(I / O terminal 30)
The input / output terminal 30 is a device in which an operator teaches the operation of the robot 10. The input / output terminal 30 is, for example, a computer or the like, and has a control unit, a display unit, an input unit, a communication unit, and a storage unit included in a general computer.

入出力端末30の表示部は、映像信号が入力されると、映像を表示する。例えば、アーク溶接の異常判定結果を示すグラフなどが表示される。入出力端末30の入力部は、作業者からの教示を受け付け、作業者の操作に応じて入力信号を生成し、制御部に出力する。入出力端末30の通信部は、ケーブルを介してロボット制御装置20と通信を行い、制御部からの作業指令を、ロボット制御装置20に送信する。また、この通信部は、ロボット制御装置20からの監視情報を受信して、制御部に出力する。入出力端末30の記憶部は、各種のモードで種々の表示や作業指示を可能にする教示プログラムを記憶する。教示プログラムは、例えば、ROMに格納されている。 The display unit of the input / output terminal 30 displays a video when a video signal is input. For example, a graph showing an abnormality determination result of arc welding is displayed. The input unit of the input / output terminal 30 receives the instruction from the operator, generates an input signal according to the operation of the operator, and outputs the input signal to the control unit. The communication unit of the input / output terminal 30 communicates with the robot control device 20 via a cable, and transmits a work command from the control unit to the robot control device 20. Further, this communication unit receives the monitoring information from the robot control device 20 and outputs it to the control unit. The storage unit of the input / output terminal 30 stores a teaching program that enables various displays and work instructions in various modes. The teaching program is stored in, for example, a ROM.

入出力端末30の制御部は、映像信号を生成し、表示部に出力すると共に、必要に応じて作業指令を生成し、通信部に出力する。制御部は、読み出した教示プログラムに従って映像信号を生成したり、必要に応じて作業指令を生成したりする。例えば、制御部は、通信部から監視情報を取得したときには、取得した監視情報を表示するための映像信号を生成する。 The control unit of the input / output terminal 30 generates a video signal and outputs it to the display unit, and also generates a work command as necessary and outputs it to the communication unit. The control unit generates a video signal according to the read teaching program, and generates a work command as needed. For example, when the control unit acquires the monitoring information from the communication unit, the control unit generates a video signal for displaying the acquired monitoring information.

(溶接機40)
溶接機40は、ロボット制御装置20による制御に基づいて、溶接電流Is、溶接電圧Vsおよびワイヤ送給速度Vf等を制御することにより、溶接ワイヤ14の先端とワークWとの間にアークを発生させる。溶接機40は、溶接電源401や、溶接監視部402等を有している。
(Welding machine 40)
The welding machine 40 generates an arc between the tip of the welding wire 14 and the work W by controlling the welding current Is, the welding voltage Vs, the wire feeding speed Vf, and the like based on the control by the robot control device 20. Let me. The welding machine 40 has a welding power supply 401, a welding monitoring unit 402, and the like.

溶接機40は、ロボット制御装置20からの溶接命令に基づいて、ワイヤ送給装置の動作を制御する。ロボット制御装置20からの溶接命令には、例えば、電圧指令、電流指令、ワイヤ送給の開始命令、ワイヤ送給の停止命令、およびワイヤ送給速度Vfの設定値などが含まれ得る。 The welding machine 40 controls the operation of the wire feeding device based on the welding command from the robot control device 20. The welding command from the robot control device 20 may include, for example, a voltage command, a current command, a wire feeding start command, a wire feeding stop command, a set value of the wire feeding speed Vf, and the like.

溶接電源401は、例えば、デジタルインバータ回路を有しており、外部から入力される商用電源(例えば3相200V)をインバータ制御回路によって高速応答で精密な溶接電流波形制御を行う。すなわち、溶接電源401は、溶接トーチ13とワークWとの間に高電圧の溶接電圧Vsを供給する。溶接電源401は、ロボット制御装置20からの電圧指令値及び電流指令値に従って、溶接電流Is及び溶接電圧Vsを制御する。ロボット制御装置20からの溶接命令には、例えば、アーク溶接の開始命令、アーク溶接の終了命令、電流指令に含まれる溶接電流Isの設定値、又は電圧指令に含まれる溶接電圧Vsの設定値などが含まれ得る。 The welding power supply 401 has, for example, a digital inverter circuit, and performs precise welding current waveform control with a high-speed response by using an inverter control circuit for a commercial power supply (for example, three-phase 200V) input from the outside. That is, the welding power supply 401 supplies a high voltage welding voltage Vs between the welding torch 13 and the work W. The welding power supply 401 controls the welding current Is and the welding voltage Vs according to the voltage command value and the current command value from the robot control device 20. The welding command from the robot control device 20 includes, for example, an arc welding start command, an arc welding end command, a set value of welding current Is included in the current command, a set value of welding voltage Vs included in the voltage command, and the like. Can be included.

溶接監視部402は、溶接トーチ13とワークWとの間に流れる溶接電流Isや、溶接トーチ13とワークWとの間の溶接電圧Vsを計測する。溶接監視部402は、溶接電流Isおよび溶接電圧Vsのそれぞれの計測値を、ロボット制御装置20のサンプリングバッファ22Cに出力する。また、溶接監視部402は、ワイヤ送給装置のモータから出力されたパルス(または、上記のパルスの代わる何らかの信号)に基づいて、ワイヤ送給速度Vfを計測し、ワイヤ送給速度Vfの計測値をロボット制御装置20のサンプリングバッファ22Cに出力する。 The welding monitoring unit 402 measures the welding current Is flowing between the welding torch 13 and the work W and the welding voltage Vs between the welding torch 13 and the work W. The welding monitoring unit 402 outputs the measured values of the welding current Is and the welding voltage Vs to the sampling buffer 22C of the robot control device 20. Further, the welding monitoring unit 402 measures the wire feeding speed Vf based on the pulse output from the motor of the wire feeding device (or some signal in place of the above pulse), and measures the wire feeding speed Vf. The value is output to the sampling buffer 22C of the robot control device 20.

(アーク溶接異常の判定処理)
図2は、実施形態に係るアーク溶接異常の判定処理に用いられる溶接制御部213及び処理部214の機能の一例を示すブロック図である。図2に示す例では、溶接制御部213は、指令値制御部302、形状判定部304、及び補正部306を含み、処理部214は、事前判定部352、調整部354、異常判定部356、及び出力部358を含む。
(Arc welding abnormality judgment processing)
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the functions of the welding control unit 213 and the processing unit 214 used for the arc welding abnormality determination process according to the embodiment. In the example shown in FIG. 2, the welding control unit 213 includes a command value control unit 302, a shape determination unit 304, and a correction unit 306, and the processing unit 214 includes a preliminary determination unit 352, an adjustment unit 354, and an abnormality determination unit 356. And the output unit 358 are included.

指令値制御部302は、溶接対象区間に対して、実行部212で生成された溶接命令に基づいて、溶接機40に出力する溶接パラメータの指令値を制御する。溶接パラメータの指令値は、例えば電圧指令値、電流指令値などである。また、指令値制御部302は、後述する補正部306により決定された補正値を用いて溶接パラメータの指令値を補正する。例えば、指令値制御部302は、元の指令値に補正値を加算することで、補正後の指令値を算出する。この場合、補正後の指令値が溶接機40に出力される。 The command value control unit 302 controls the command value of the welding parameter output to the welding machine 40 based on the welding command generated by the execution unit 212 with respect to the welding target section. The command value of the welding parameter is, for example, a voltage command value, a current command value, or the like. Further, the command value control unit 302 corrects the command value of the welding parameter by using the correction value determined by the correction unit 306 described later. For example, the command value control unit 302 calculates the corrected command value by adding the correction value to the original command value. In this case, the corrected command value is output to the welding machine 40.

形状判定部304は、レーザセンサLSから取得される測距データ又は撮像装置から取得される画像情報に基づく溶接対象の開先情報を用いて、ワーク形状の異常を判定する。ワーク形状の異常について、溶接継手に所定値以上のギャップや段差があれば、異常と判定される。これにより、異常と判定された場合にのみ、指令値に対する補正処理を実行することが可能になる。 The shape determination unit 304 determines an abnormality in the work shape by using the groove measurement data acquired from the laser sensor LS or the groove information of the welding target based on the image information acquired from the image pickup apparatus. Regarding the abnormality of the work shape, if there is a gap or step above a predetermined value in the welded joint, it is judged to be abnormal. As a result, it is possible to execute the correction process for the command value only when it is determined to be abnormal.

補正部306は、ワーク形状の異常が判定された場合に、異常の度合いに応じて、溶接パラメータの指令値に対する補正値を決定する。例えば、補正部306は、開先情報から補正値を算出する関数などを用いて、ギャップや段差などの開先情報の値に対応する補正値を取得することで、補正値を決定することが可能である。 When an abnormality in the work shape is determined, the correction unit 306 determines a correction value for the command value of the welding parameter according to the degree of the abnormality. For example, the correction unit 306 can determine the correction value by acquiring the correction value corresponding to the value of the groove information such as a gap or a step by using a function or the like that calculates the correction value from the groove information. It is possible.

なお、補正部306は、ワーク形状の異常判定をせずに、開先情報の値に応じて、アダプティブ溶接条件テーブルを参照し、ギャップや段差などの開先情報の値に対応する補正値を決定してもよい。これにより、ワーク形状の異常判定処理を省略することで、迅速な溶接処理を行うことができる。 The correction unit 306 refers to the adaptive welding condition table according to the value of the groove information without determining an abnormality in the work shape, and sets a correction value corresponding to the value of the groove information such as a gap or a step. You may decide. As a result, the welding process can be performed quickly by omitting the abnormality determination process of the work shape.

事前判定部352は、溶接対象区間に対して、溶接の異常判定に用いる閾値が設定されているか否かを判定してもよい。例えば、事前判定部352は、溶接作業前に溶接対象区間の特定情報などを取得することで、溶接異常の判定のための閾値が設定された判定区間であるか否かを判定する。事前判定部352は、判定結果を形状判定部304又は調整部354に出力する。 The pre-determination unit 352 may determine whether or not a threshold value used for welding abnormality determination is set for the welding target section. For example, the pre-determination unit 352 determines whether or not it is a determination section in which a threshold value for determining a welding abnormality is set by acquiring specific information of the welding target section or the like before the welding operation. The pre-determination unit 352 outputs the determination result to the shape determination unit 304 or the adjustment unit 354.

例えば、形状判定部304によりワーク形状の異常判定が行われる場合、事前判定部352により、溶接対象区間が、閾値が設定されている区間であると判定されると、形状判定部304は、ワーク形状の異常の判定処理を開始する。また、ワーク形状の異常判定を行わず、開先情報を用いて補正値が決定される場合、事前判定部352により、溶接対象区間が、閾値が設定されている区間であると判定されると、調整部354は、閾値の調整処理を開始する。 For example, when the shape determination unit 304 determines an abnormality in the work shape, if the advance determination unit 352 determines that the welding target section is a section in which a threshold value is set, the shape determination unit 304 uses the work. Start the process of determining the shape abnormality. Further, when the correction value is determined using the groove information without performing the abnormality determination of the work shape, it is determined by the pre-determination unit 352 that the welding target section is a section in which the threshold value is set. , The adjustment unit 354 starts the threshold adjustment process.

これにより、溶接対象区間には、事前に閾値が設定された区間と、閾値が設定されていない区間とがあるが、事前に閾値が設定された区間に対して、適応的に閾値を変更しつつ溶接の異常判定を行うため、溶接異常の判定精度を高めることが可能になる。 As a result, the welding target section includes a section in which the threshold value is set in advance and a section in which the threshold value is not set, but the threshold value is adaptively changed for the section in which the threshold value is set in advance. At the same time, since welding abnormality is determined, it is possible to improve the accuracy of welding abnormality determination.

調整部354は、補正部306により決定された補正値に基づいて、溶接の異常判定に用いる閾値を調整する。例えば、調整部354は、溶接をしながら適応的に補正される溶接パラメータの指令値の補正値を用いて、その時点で使用される閾値を調整する。より具体的には、溶接パラメータとして溶接電流を用いる場合、調整部354は、溶接区間のギャップが大きくなるにつれて、溶接電流の指令値を上げるための補正値が大きくなり、この補正値を、閾値にその都度加算することで補正値の調整を行う。 The adjusting unit 354 adjusts the threshold value used for determining the welding abnormality based on the correction value determined by the correction unit 306. For example, the adjusting unit 354 adjusts the threshold value used at that time by using the correction value of the command value of the welding parameter which is adaptively corrected while welding. More specifically, when the welding current is used as the welding parameter, the adjusting unit 354 increases the correction value for increasing the command value of the welding current as the gap in the welding section increases, and sets this correction value as a threshold value. The correction value is adjusted by adding to each time.

異常判定部356は、調整部354により調整された閾値と、閾値の調整に対応して計測された溶接パラメータの計測値とを用いて、アーク溶接の異常判定を行う。例えば、閾値として、上限閾値と下限閾値とがあれば、異常判定部356は、計測された溶接パラメータの計測値がこの上限閾値と下限閾値との間に含まれるか否かを判定する。異常判定部356は、判定結果が肯定であれば(計測値が上限閾値と下限閾値との間に含まれれば)、溶接異常なしと判定し、判定結果が否定であれば(計測値が上限閾値と下限閾値との間を逸脱すれば)、溶接異常ありと判定する。 The abnormality determination unit 356 determines an abnormality in arc welding by using the threshold value adjusted by the adjustment unit 354 and the measured value of the welding parameter measured corresponding to the adjustment of the threshold value. For example, if there is an upper limit threshold value and a lower limit threshold value as the threshold value, the abnormality determination unit 356 determines whether or not the measured value of the measured welding parameter is included between the upper limit threshold value and the lower limit threshold value. If the determination result is affirmative (if the measured value is included between the upper limit threshold value and the lower limit threshold value), the abnormality determination unit 356 determines that there is no welding abnormality, and if the determination result is negative (the measured value is the upper limit). If it deviates between the threshold value and the lower limit threshold value), it is determined that there is a welding abnormality.

出力部358は、異常判定部356による異常判定の結果を、例えば入出力端末30に出力する。また、出力部358は、異常判定の結果を示す結果情報を、予め設定された送信先に送信するようにしてもよい。 The output unit 358 outputs the result of the abnormality determination by the abnormality determination unit 356 to, for example, the input / output terminal 30. Further, the output unit 358 may transmit the result information indicating the result of the abnormality determination to a preset destination.

これにより、溶接パラメータの指令値に対して適応的に調整される補正値に対応して、溶接の異常判定に用いる閾値も適応的に調整されるため、調整後の溶接パラメータの指令値に適した閾値を用いて、溶接の異常判定を行うことが可能になり、溶接異常の判定精度を高めることが可能になる。 As a result, the threshold value used for determining welding abnormalities is also adaptively adjusted in response to the correction value adaptively adjusted to the command value of the welding parameter, so that it is suitable for the command value of the welded parameter after adjustment. It is possible to determine the welding abnormality by using the threshold value, and it is possible to improve the accuracy of determining the welding abnormality.

また、補正部306は、ワーク形状の異常に関するパラメータの各値と、この各値に対応するそれぞれの補正値とが対応付けられた補正情報に基づいて、補正値を決定してもよい。例えば、ワーク形状の異常に関するパラメータは、隙間や段差などのいずれかのパラメータを含み、それぞれのパラメータの値に対して、補正値が対応付けられたアダプティブ溶接条件テーブル(補正情報)が用いられる。補正部306は、開先情報に基づいて、このパラメータの値(例えば隙間や段差の値)を特定し、このパラメータの値に対応する補正値を、アダプティブ溶接条件テーブルを参照して決定する。 Further, the correction unit 306 may determine the correction value based on the correction information in which each value of the parameter related to the abnormality of the work shape and each correction value corresponding to each value are associated with each other. For example, an adaptive welding condition table (correction information) is used in which the parameters related to the abnormality of the work shape include any parameter such as a gap or a step, and the correction value is associated with the value of each parameter. The correction unit 306 specifies the value of this parameter (for example, the value of a gap or a step) based on the groove information, and determines the correction value corresponding to the value of this parameter with reference to the adaptive welding condition table.

これにより、溶接対象区間に発生し得るワーク形状の異常に対して、事前に補正値が設定され、ワーク形状の異常に応じて適切な補正値が用いられて溶接パラメータの指令値が決定されるため、溶接の精度を高めつつ、さらに、適応的に閾値を変更しつつ溶接の異常判定を行うため、溶接異常の判定精度を高めることが可能になる。 As a result, a correction value is set in advance for an abnormality in the work shape that may occur in the section to be welded, and an appropriate correction value is used according to the abnormality in the work shape to determine the command value of the welding parameter. Therefore, it is possible to improve the accuracy of welding abnormality determination because the welding abnormality is determined while improving the welding accuracy and the threshold value is adaptively changed.

なお、溶接パラメータの一例として、溶接電流を用いて説明したが、溶接電圧や送給負荷(=モータの定格電流/モータ電流×100)等の他のパラメータが用いられてもよい。また、溶接制御部213において指令値を出力する溶接パラメータと、溶接の異常判定に用いる溶接パラメータは異なっていてもよい。例えば、溶接制御部213は、溶接電流の指令値を出力するが、異常判定部356において使用される溶接パラメータは、送給負荷であってもよい。 Although the welding current has been described as an example of the welding parameters, other parameters such as the welding voltage and the feed load (= motor rated current / motor current × 100) may be used. Further, the welding parameter that outputs the command value in the welding control unit 213 and the welding parameter used for determining the welding abnormality may be different. For example, the welding control unit 213 outputs a command value of the welding current, but the welding parameter used in the abnormality determination unit 356 may be a feed load.

<具体例>
以下、図3から図9を用いて、開示された溶接異常の判定処理について説明する。以下に示す例では、溶接制御部213による制御対象、及び異常判定部356による判定対象は溶接電流であるとする。
<Specific example>
Hereinafter, the disclosed welding abnormality determination process will be described with reference to FIGS. 3 to 9. In the example shown below, it is assumed that the object controlled by the welding control unit 213 and the object determined by the abnormality determination unit 356 are the welding current.

図3は、実施形態に係るワーク形状の正常又は異常を説明する図である。図3(A)は、母材400同士の継手に隙間や段差がなく、ワーク形状が正常であることを示す。他方、図3(B)は、母材400同士の継手に隙間(ギャップ)があり、ワーク形状に異常があることを示す。なお、ギャップGは、徐々に大きくなる例を示すが、この例に限られない。 FIG. 3 is a diagram illustrating normality or abnormality of the work shape according to the embodiment. FIG. 3A shows that there are no gaps or steps in the joints between the base materials 400, and the work shape is normal. On the other hand, FIG. 3B shows that there is a gap in the joint between the base materials 400 and the work shape is abnormal. An example in which the gap G gradually increases is shown, but the gap G is not limited to this example.

図4は、実施形態に係る所定の溶接区間における溶接電流と閾値との関係の一例を示す図である。図4に示す例では、溶接電流Isは、所定の溶接区間において溶接開始から溶接終了までの溶接電流の変移(電流波形)を示す。また、溶接電流Isは、ワーク形状が正常時に、複数回の溶接時の溶接電流が計測され、その平均値を示してもよい。閾値Th1は、溶接電流の変移に対する上限閾値の変移(閾値波形)を示し、閾値Th2は、溶接電流の変移に対する下限閾値の変移を示す。 FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the welding current and the threshold value in the predetermined welding section according to the embodiment. In the example shown in FIG. 4, the welding current Is indicates the transition (current waveform) of the welding current from the start of welding to the end of welding in a predetermined welding section. Further, the welding current Is may indicate the average value of the welding currents measured a plurality of times when the work shape is normal. The threshold Th1 indicates the transition of the upper limit threshold value (threshold value waveform) with respect to the transition of the welding current, and the threshold value Th2 indicates the transition of the lower limit threshold value with respect to the transition of the welding current.

図5は、実施形態に係る所定の溶接区間の一例を示す図である。図5に示す例は、ワークWとして、2枚の母材400が互いに平行となるように、2枚の母材400の端部同士が互いに接触するように溶接ビード410が形成された例である。溶接監視部402は、図5に示すような溶接区間の溶接開始から溶接終了までの溶接パラメータを計測する。 FIG. 5 is a diagram showing an example of a predetermined welding section according to the embodiment. The example shown in FIG. 5 is an example in which the weld beads 410 are formed as the work W so that the two base materials 400 are parallel to each other and the ends of the two base materials 400 are in contact with each other. is there. The welding monitoring unit 402 measures the welding parameters from the start of welding to the end of welding in the welding section as shown in FIG.

図6は、実施形態に係るワーク形状が異常時の溶接電流に対する補正後の指令値の一例を示す図である。図7は、実施形態に係る隙間を示すギャップGと、溶接時刻との関係を示す図である。図8は、実施形態に係る隙間と変更量(補正値)との関係を示すアダプティブ溶接条件テーブルの一例を示す図である。上記図6〜8において、例えば、ワーク形状は、図3(B)に示すように、ギャップGが徐々に大きくなる形状異常があるとする。なお、図7に示す溶接時刻は、溶接開始からの距離でもよい。 FIG. 6 is a diagram showing an example of a command value after correction for a welding current when the work shape according to the embodiment is abnormal. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the gap G showing the gap according to the embodiment and the welding time. FIG. 8 is a diagram showing an example of an adaptive welding condition table showing the relationship between the gap and the change amount (correction value) according to the embodiment. In FIGS. 6 to 8, for example, it is assumed that the work shape has a shape abnormality in which the gap G gradually increases as shown in FIG. 3 (B). The welding time shown in FIG. 7 may be the distance from the start of welding.

この場合、図7に示すように、ある時刻において、開先情報から隙間が特定され、補正部306は、特定された隙間に基づき、図8に示す溶接条件テーブルを参照することで、補正値を決定する。例えば、隙間が5mmであれば、溶接電流の指令値に対する補正値は、3Aである。 In this case, as shown in FIG. 7, a gap is specified from the groove information at a certain time, and the correction unit 306 refers to the welding condition table shown in FIG. 8 based on the specified gap to correct the value. To determine. For example, if the gap is 5 mm, the correction value for the command value of the welding current is 3 A.

次に、指令値制御部302は、決定された補正値を用いて、溶接命令に含まれる溶接電流の指令値を補正する。例えば、指令値制御部302は、正又は負で表される補正値について、正であれば元々設定された指令値に補正値を加算し、負であれば元々設定された指令値から補正値を減算する。このようにして補正された、溶接開始から溶接終了までの溶接電流の指令値が、図6に示す電流波形Is2を表している。 Next, the command value control unit 302 corrects the command value of the welding current included in the welding command by using the determined correction value. For example, the command value control unit 302 adds a correction value to the originally set command value if it is positive, and if it is negative, the correction value is corrected from the originally set command value. Is subtracted. The command value of the welding current from the start of welding to the end of welding corrected in this way represents the current waveform Is2 shown in FIG.

図9は、実施形態に係る閾値の調整の一例を示す図である。図9に示す例では、溶接電流Is、上限閾値Th1、及び下限閾値Th2は、図3に示すものと同様であるため、同じ符号を付す。つまり、ワーク形状が正常時の溶接電流の計測値と、その計測値に対する上限閾値及び下限閾値を示す。 FIG. 9 is a diagram showing an example of adjusting the threshold value according to the embodiment. In the example shown in FIG. 9, the welding current Is, the upper limit threshold value Th1 and the lower limit threshold value Th2 are the same as those shown in FIG. 3, and therefore have the same reference numerals. That is, the measured value of the welding current when the work shape is normal, and the upper limit threshold value and the lower limit threshold value for the measured value are shown.

上限閾値Th3は、上限閾値Th1から補正値がその都度加算されて算出され、下限閾値Th4は、下限閾値Th2から補正値が加算されて算出される。なお、図8に示すアダプティブ溶接条件テーブルの補正値が負の値を示していれば、元の上限閾値及び下限閾値から補正値が減算される。 The upper limit threshold Th3 is calculated by adding a correction value from the upper limit threshold Th1 each time, and the lower limit threshold Th4 is calculated by adding a correction value from the lower limit threshold Th2. If the correction value in the adaptive welding condition table shown in FIG. 8 shows a negative value, the correction value is subtracted from the original upper limit threshold value and lower limit threshold value.

上述した具体例において、異常判定部356は、図6に示す補正後の溶接電流の計測値に対し、図9に示す同じ時刻の調整後の上限閾値Th3及び下限閾値Th4を用いて、溶接の異常判定を行う。これにより、適応的に補正される指令値に応じて、適応的に閾値を調整することで、補正された指令値に対する計測値の異常判定を適切に行うことが可能になる。 In the specific example described above, the abnormality determination unit 356 uses the adjusted upper limit threshold value Th3 and lower limit threshold value Th4 at the same time shown in FIG. 9 for the measured value of the corrected welding current shown in FIG. Make an abnormality judgment. As a result, by adaptively adjusting the threshold value according to the command value to be adaptively corrected, it becomes possible to appropriately determine the abnormality of the measured value with respect to the corrected command value.

<動作>
図10は、実施形態に係る異常判定手順の一例を示すフローチャートである。図10に示す例では、溶接パラメータの一例として溶接電流が用いられ、ワーク形状の異常を判定するためのパラメータとして隙間が用いられる。
<Operation>
FIG. 10 is a flowchart showing an example of the abnormality determination procedure according to the embodiment. In the example shown in FIG. 10, a welding current is used as an example of welding parameters, and a gap is used as a parameter for determining an abnormality in the work shape.

ステップS102で、事前判定部352は、これから溶接を行う対象区間が閾値判定を行う区間(判定区間)か否かを判定する。例えば、事前判定部352は、溶接作業前に対象区間の特定情報などを取得することで、溶接異常の判定のための閾値が設定された判定区間であるか否かを判定する。対象区間が判定区間であれば(ステップS102−YES)、処理はステップS104に進み、対象区間が判定区間でなければ(ステップS102−NO)、処理は終了する。 In step S102, the pre-determination unit 352 determines whether or not the target section to be welded from now on is a section (determination section) for which the threshold value is determined. For example, the pre-determination unit 352 determines whether or not it is a determination section in which a threshold value for determining a welding abnormality is set by acquiring specific information of the target section or the like before the welding operation. If the target section is a determination section (step S102-YES), the process proceeds to step S104, and if the target section is not a determination section (step S102-NO), the process ends.

ステップS104で、補正部306は、溶接部(溶接対象区間)の隙間に応じて、溶接電流の補正値(電流値)を決定する(例えば図8参照)。 In step S104, the correction unit 306 determines the correction value (current value) of the welding current according to the gap of the welded portion (welding target section) (see, for example, FIG. 8).

ステップS106で、調整部354は、決定された補正値に基づいて、閾値を調整する。閾値の調整の仕方は上述したとおり、例えば、上限閾値及び下限閾値に補正値が加算又は減算される。 In step S106, the adjusting unit 354 adjusts the threshold value based on the determined correction value. As described above, for example, the correction value is added or subtracted from the upper limit threshold value and the lower limit threshold value.

ステップS122で、異常判定部356は、溶接異常の閾値判定を行う。出力部310は、予め設定された相手先に判定結果を出力する。相手先は、例えば、入出力端末30や、所定の作業者の端末などである。 In step S122, the abnormality determination unit 356 determines the threshold value of the welding abnormality. The output unit 310 outputs the determination result to a preset destination. The other party is, for example, an input / output terminal 30 or a terminal of a predetermined worker.

上述した異常判定手順により、溶接パラメータの指令値に対して適応的に調整される補正値に対応して、溶接の異常判定に用いる閾値も適応的に調整されるため、調整後の溶接パラメータの指令値に適した閾値を用いて、溶接の異常判定を行うことが可能になり、溶接異常の判定精度を高めることが可能になる。 According to the above-mentioned abnormality determination procedure, the threshold value used for welding abnormality determination is also adaptively adjusted in response to the correction value adaptively adjusted with respect to the command value of the welding parameter. Welding abnormality can be determined by using a threshold value suitable for the command value, and the welding abnormality determination accuracy can be improved.

また、図9に示す各処理は、コンピュータにより実行される判定プログラムとして実装されてもよい。この判定プログラムは、ロボット制御装置20にインストールされたり、コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体(例えば非一時的な記憶媒体)に記憶されたりし、コンピュータの制御部(例えばプロセッサなど)により実行されることで、上記処理が実現されてもよい。 Further, each process shown in FIG. 9 may be implemented as a determination program executed by a computer. This determination program is installed in the robot control device 20, stored in a storage medium readable by a computer (for example, a non-temporary storage medium), and executed by a control unit (for example, a processor) of the computer. Then, the above processing may be realized.

また、ロボット制御装置20の制御部21内の各機能は、入出力端末30の制御部において機能するように構成されてもよい。この場合、サンプリングバッファ22Cは、ロボット制御装置20又は入出力端末30のいずれに含められてもよい。 Further, each function in the control unit 21 of the robot control device 20 may be configured to function in the control unit of the input / output terminal 30. In this case, the sampling buffer 22C may be included in either the robot control device 20 or the input / output terminal 30.

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。例えば、前述した各処理ステップは処理内容に矛盾を生じない範囲で任意に順番を変更し、または並列に実行することができる。 The embodiments described above are for facilitating the understanding of the present invention, and are not for limiting and interpreting the present invention. Each element included in the embodiment and its arrangement, material, condition, shape, size, etc. are not limited to those exemplified, and can be changed as appropriate. For example, the above-mentioned processing steps can be arbitrarily changed in order or executed in parallel as long as the processing contents do not conflict with each other.

1…ロボット制御システム、10…ロボット、11…作業台、13…溶接トーチ、14…溶接ワイヤ、15…センサ制御装置、20…ロボット制御装置、21、制御部、22…記憶部、30…入出力端末、40…溶接機、101…ロボットモータ、211…解析部、212…実行部、213…溶接制御部、214…処理部、302…指令値制御部、304…形状判定部、306…補正部、352…事前判定部、354…調整部、356…異常判定部、358…出力部、401…溶接電源、402…溶接監視部。 1 ... Robot control system, 10 ... Robot, 11 ... Worktable, 13 ... Welding torch, 14 ... Welding wire, 15 ... Sensor control device, 20 ... Robot control device, 21, Control unit, 22 ... Storage unit, 30 ... Output terminal, 40 ... Welding machine, 101 ... Robot motor, 211 ... Analysis unit, 212 ... Execution unit, 213 ... Welding control unit, 214 ... Processing unit, 302 ... Command value control unit, 304 ... Shape determination unit, 306 ... Correction Unit, 352 ... Preliminary determination unit, 354 ... Adjustment unit, 356 ... Abnormality determination unit, 358 ... Output unit, 401 ... Welding power supply, 402 ... Welding monitoring unit.

Claims (5)

レーザセンサから取得される測距データ又は撮像装置から取得される画像情報に基づく溶接対象の開先情報を用いて、溶接パラメータの指令値に対する補正値を決定する補正部と、
前記補正値に基づいて、溶接の異常判定に用いる閾値を調整する調整部と、
調整された前記閾値と、溶接パラメータの計測値とを用いて、溶接の異常判定を行う異常判定部と、
前記異常判定の結果を出力する出力部と
を備える制御装置。
A correction unit that determines the correction value for the command value of the welding parameter using the distance measurement data acquired from the laser sensor or the groove information of the welding target based on the image information acquired from the image pickup device.
An adjustment unit that adjusts the threshold value used for determining welding abnormalities based on the correction value, and
An abnormality determination unit that determines welding abnormalities using the adjusted threshold value and the measured values of welding parameters, and
A control device including an output unit that outputs the result of the abnormality determination.
溶接対象区間に対して、溶接の異常判定に用いる閾値が設定されているか否かを判定する事前判定部をさらに備え、
前記閾値が設定されている区間であると判定された場合に、前記調整部により、前記閾値の調整処理を行う、請求項1に記載の制御装置。
A pre-determination unit for determining whether or not a threshold value used for welding abnormality determination is set for the welding target section is further provided.
The control device according to claim 1, wherein when it is determined that the interval is a section in which the threshold value is set, the adjustment unit performs the threshold value adjustment process.
前記補正部は、
前記ワーク形状の異常に関するパラメータの各値と、当該各値に対応するそれぞれの補正値とが対応付けられた補正情報に基づいて、前記補正値を決定する、請求項1又は2に記載の制御装置。
The correction unit
The control according to claim 1 or 2, wherein the correction value is determined based on the correction information associated with each value of the parameter related to the abnormality of the work shape and each correction value corresponding to each value. apparatus.
コンピュータに、
レーザセンサから取得される測距データ又は撮像装置から取得される画像情報に基づく溶接対象の開先情報を用いて、溶接パラメータの指令値に対する補正値を決定するステップと、
前記補正値に基づいて、溶接の異常判定に用いる閾値を調整するステップと、
調整された前記閾値と、溶接パラメータの計測値とを用いて、溶接の異常判定を行うステップと、
前記異常判定の結果を出力するステップと
を実行させるプログラム。
On the computer
The step of determining the correction value for the command value of the welding parameter by using the groove information of the welding target based on the ranging data acquired from the laser sensor or the image information acquired from the imaging device, and
Based on the correction value, the step of adjusting the threshold value used for determining the welding abnormality and
A step of determining a welding abnormality using the adjusted threshold value and the measured value of the welding parameter, and
A program that executes a step that outputs the result of the abnormality determination.
ロボットと、前記ロボットを制御して溶接を実行させる制御装置を含むロボット制御システムであって、
前記制御装置は、
レーザセンサから取得される測距データ又は撮像装置から取得される画像情報に基づく溶接対象の開先情報を用いて、溶接パラメータの指令値に対する補正値を決定する補正部と、
前記補正値に基づいて、溶接の異常判定に用いる閾値を調整する調整部と、
調整された前記閾値と、溶接パラメータの計測値とを用いて、溶接の異常判定を行う異常判定部と、
前記異常判定の結果を出力する出力部と
を備えるロボット制御システム。
A robot control system including a robot and a control device that controls the robot to perform welding.
The control device is
A correction unit that determines the correction value for the command value of the welding parameter using the distance measurement data acquired from the laser sensor or the groove information of the welding target based on the image information acquired from the image pickup device.
An adjustment unit that adjusts the threshold value used for determining welding abnormalities based on the correction value, and
An abnormality determination unit that determines welding abnormalities using the adjusted threshold value and the measured values of welding parameters, and
A robot control system including an output unit that outputs the result of the abnormality determination.
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