JP2613739B2 - Position detecting method and device by wire touch sensing - Google Patents

Position detecting method and device by wire touch sensing

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JP2613739B2
JP2613739B2 JP20808293A JP20808293A JP2613739B2 JP 2613739 B2 JP2613739 B2 JP 2613739B2 JP 20808293 A JP20808293 A JP 20808293A JP 20808293 A JP20808293 A JP 20808293A JP 2613739 B2 JP2613739 B2 JP 2613739B2
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bending
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robot
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正次 武市
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光生 佐藤
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はアーク溶接ロボットを使
用して行なう溶接に係り、溶接トーチから一定の長さで
突出させた溶接ワイヤ(以下、単にワイヤともいう。)
を利用して溶接対象物の位置を検出(以下、ワイヤタッ
チセンシングともいう。)する場合において、突き出し
たワイヤの曲り癖に起因して生ずる検出位置のずれを補
正して真の位置を求めることのできるワイヤタッチセン
シング方法および装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to welding performed using an arc welding robot, and a welding wire (hereinafter, also simply referred to as a wire) protruding from a welding torch by a predetermined length.
In the case of detecting the position of the welding target using the above (hereinafter, also referred to as wire touch sensing), it is necessary to correct the deviation of the detected position caused by the bending habit of the protruding wire and obtain the true position. The present invention relates to a wire touch sensing method and device that can be used.

【0002】[0002]

【従来の技術】アーク溶接ロボットを使用して溶接構造
物を溶接する際に、ワイヤタッチセンシングによって溶
接位置を検出する方法がある。この方法は所定の長さに
カットしたワイヤに或る電圧を加えておき、ワイヤの先
端が溶接対象物に接触した時の信号をロボットに伝える
もので、その際にワイヤが真直であれば問題ないが、通
常ワイヤはリールに巻かれたり、ペール缶にフープ状態
にあるものを直線状に矯正しながら引き出して使用する
ため、一般にワイヤ突き出し長さが20mmの場合ワイ
ヤの直径と同じ値程度の曲がりを生ずる。
2. Description of the Related Art When welding a welded structure using an arc welding robot, there is a method of detecting a welding position by wire touch sensing. In this method, a certain voltage is applied to a wire cut to a predetermined length, and a signal is transmitted to the robot when the tip of the wire comes into contact with an object to be welded. If the wire is straight at this time, there is no problem. However, since the wire is usually wound on a reel or pulled out while using a hoop in a pail while straightening it, it is generally the same value as the wire diameter when the wire protrusion length is 20 mm. Causes bending.

【0003】従って上記のワイヤタッチセンシングによ
って得た溶接位置を、ワイヤの曲がり分だけ補正して正
しい溶接対象物の位置を知る必要があるが、その一つの
手段として例えば、特開平3−94979号公報に光学
式位置検出装置とワイヤ接触式位置検出装置とを組み合
わせてワイヤの曲がりを検出・補正する方法が開示され
ている。図5は上記公報に記載された溶接位置検出装置
の光学式位置検出部の検出原理を示す斜視図である。
Accordingly, it is necessary to correct the welding position obtained by the wire touch sensing described above by the amount of bending of the wire to know the correct position of the welding target. One of the means is disclosed in, for example, JP-A-3-94979. The publication discloses a method of detecting and correcting the bending of a wire by combining an optical position detecting device and a wire contact type position detecting device. FIG. 5 is a perspective view showing the detection principle of the optical position detection unit of the welding position detection device described in the above publication.

【0004】同図において、溶接トーチ51は、先端部
の電極部58を被溶接部材54とその板面に立てられた
被溶接材55とが交接する部分で形成される開先部に対
向させ、この電極部58から繰り出される溶接ワイヤ5
9と開先部57間に電気アークを発生させる。支持体6
0は溶接トーチ51の軸心に対して回動自在に取付けら
れ、投光手段52から線状集光光線61を被溶接部材5
4,55の開先部のアーク点57に先行するアーク点近
傍位置に照射している。
In FIG. 1, a welding torch 51 has an electrode portion 58 at a distal end thereof opposed to a groove formed at a portion where a member 54 to be welded and a material 55 to be welded standing on a plate surface thereof intersect. , The welding wire 5 fed from the electrode portion 58
An electric arc is generated between the groove 9 and the groove 57. Support 6
Numeral 0 designates a rotatable attachment with respect to the axis of the welding torch 51, and a linear condensed light beam 61 from the light projecting means 52.
Irradiation is performed at a position near the arc point preceding the arc point 57 at the groove portion of 4, 55.

【0005】上記構成において、溶接開始点で、ワイヤ
接触式位置装置により溶接ワイヤを被溶接材に接触させ
て溶接位置の座標を検出し、つぎに一定の距離だけ溶接
トーチを溶接ロボットにより位置制御して溶接進行方向
と逆に移動して光学式位置検出装置を溶接開始点にセッ
トする。
[0005] In the above configuration, at the welding start point, the welding wire is brought into contact with the material to be welded by a wire contact type position device to detect the coordinates of the welding position, and then the welding torch is controlled by a welding robot for a fixed distance. Then, the optical position detecting device is moved in the direction opposite to the welding traveling direction to set the optical position detecting device at the welding start point.

【0006】光学式位置検出装置は、溶接トーチ先端か
ら一定の距離(前記溶接ワイヤの突き出し長さ)の点を
原点としたロボット座標系における開先位置の3次元情
報を得る。溶接ワイヤが溶接トーチ軸方向に真直ぐに出
た場合に、ワイヤ接触式位置検出装置により検出した溶
接位置の座標と光学式位置検出装置により検出した溶接
位置の座標が一致するように前記両座標系を設定するの
で、もし両座標の検出結果に差があると測定されれば、
その差がワイヤの曲がり量であるとするものである。
The optical position detecting device obtains three-dimensional information of a groove position in a robot coordinate system having a point at a fixed distance from the tip of the welding torch (the protrusion length of the welding wire) as an origin. When the welding wire comes straight out in the welding torch axis direction, the two coordinate systems are set so that the coordinates of the welding position detected by the wire contact type position detecting device and the coordinates of the welding position detected by the optical position detecting device coincide. So, if it is measured that there is a difference between the two coordinate detection results,
It is assumed that the difference is the amount of bending of the wire.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術においては、次のような課題を有するものであっ
た。 連続して複数の部材を溶接する場合、毎回ワイヤは
さまざまな方向にばらつき、そのままタッチセンシング
による位置検出を行った場合、曲がりによる誤差を含ん
だ位置を検出するため検出するワークの位置精度が悪く
なって、溶接品質に悪影響を及ぼす。
However, the above-mentioned prior art has the following problems. When continuously welding a plurality of members, the wire fluctuates in various directions each time, and when position detection is performed by touch sensing as it is, a position including an error due to bending is detected, so that the position accuracy of the detected workpiece is poor. Adversely affect welding quality.

【0008】 溶接開始位置は3次元の内2次元は自
動的に測定し得るが、残り1次元(トーチの進行方向)
はトーチをセットする必要があり、セッティングに時間
を要するとともに十分な精度が得られない可能性がある
こと。 ワイヤの曲がり量および溶接位置を測定するのに、
レーザスリット光を利用した光学式位置検出装置による
測定値と、ワイヤによる接触式位置検出装置による測定
値とを併用していることから、測定方法と測定位置の差
による誤差とずれが常に存在すること。
[0008] The welding start position can be automatically measured in two of the three dimensions, but the remaining one dimension (the traveling direction of the torch)
It is necessary to set a torch, it takes time to set and there is a possibility that sufficient accuracy cannot be obtained. To measure the amount of wire bending and welding position,
Since the values measured by the optical position detecting device using the laser slit light and the values measured by the contact position detecting device using a wire are used together, there are always errors and deviations due to the difference between the measuring method and the measuring position. thing.

【0009】 直線状の隅肉溶接にしか適用し得ない
こと。 実際に溶接を行なう溶接対象物を利用してワイヤの
曲がり量を測定し、それに基いてトーチの位置を補正す
ることから、溶接対象物を設置してから溶接開始までに
時間を要すること。 アークで高温となる近傍に投受光器等のセンサを溶
接トーチに設ける必要があるため複雑となり、信頼性が
低下する虞れがある。狭い位置或いは周囲に障害物存在
する場合等のセンシングには不適当であるほか、溶接開
始後のワイヤ曲がり方向はさまざまな方向に変化するた
め、これを逐一検知・補正することは困難である等の課
題を有していた。
It can be applied only to straight fillet welding. Since the amount of bending of the wire is measured using an object to be actually welded and the position of the torch is corrected based on the measured amount, it takes time from the installation of the object to the start of welding. Since it is necessary to provide a sensor such as a light emitter / receiver in the welding torch near the area where the temperature becomes high due to the arc, the welding torch is complicated, and there is a possibility that the reliability is reduced. In addition to being unsuitable for sensing when there is an obstacle in a narrow position or around it, it is difficult to detect and correct this one by one because the wire bending direction after welding starts changes in various directions. Had the problem of.

【0010】本願発明はこのような課題を解消するため
になされたもので、被溶接物の溶接位置をワイヤタッチ
センシングによって検出する際、簡潔な構成によってワ
イヤタッチセンシング時のワイヤ曲がり癖量を高い精度
で検出して溶接対象物の検出装置およびその方法を提供
することを目的としている。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and when detecting the welding position of an object to be welded by wire touch sensing, a simple configuration increases the wire bending habit during wire touch sensing. It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for detecting a welding object by detecting with high accuracy.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的は前記特許請
求の範囲に記載されたワイヤタッチセンシングによる位
置検出方法およびその装置によって達成される。すなわ
ち (1)アーク溶接ロボットの固定台上に取り付けられた
基準ゲージと、溶接時の突き出し長さの溶接用ワイヤを
装着したワイヤチップと同じ長さを有して直線状に形成
されたダミーチップの先端で前記基準ゲージの基準位置
を検出する手段と、溶接トーチから一定の突き出し長さ
で溶接ワイヤを突出させ、該溶接ワイヤの先端で前記基
準ゲージの基準位置を検出する手段と、それぞれ求めら
れた検出位置データから溶接ワイヤの曲がり癖量を推定
補正する手段とを有して成り、前記溶接ワイヤの曲がり
癖量によりロボット座標系の位置補正を行うものである
ワイヤタッチセンシングによる位置検出装置。 (2)アーク溶接ロボットの固定台上に取り付けられた
基準ゲージを溶接トーチに取り付けたダミーチップの先
端でセンシングしてその位置をロボット座標系のX,
Y,Z成分として求め、次いで溶接トーチから一定の突
き出し長さで突き出した溶接ワイヤの先端で前記基準ゲ
ージをセンシングしてその位置をロボット座標系のX,
Y,Z成分として求め、上記ふたつのセンシングによっ
て得られた位置データの差異をワイヤの曲がり癖量の補
正値としてロボット座標系の6成分中にツール変換さ
せ、ワイヤタッチセンシングによる検出対象物の検出位
置を補正するワイヤタッチセンシングによる位置検出方
法。 である。以下本発明の作用等について、実施例に基づい
て説明する。
The above object is attained by a method and an apparatus for detecting a position by wire touch sensing described in the claims. That is, (1) a dummy tip formed linearly having the same length as a wire tip on which a welding wire having a protrusion length at the time of welding is mounted, on a reference gauge mounted on a fixed base of an arc welding robot. Means for detecting the reference position of the reference gauge at the tip of the welding wire, and means for detecting the reference position of the reference gauge at the tip of the welding wire by projecting the welding wire from the welding torch with a constant protrusion length. Means for estimating and correcting the amount of bending of the welding wire from the detected detection position data, and performing position correction in the robot coordinate system based on the amount of bending of the welding wire. . (2) The reference gauge mounted on the fixed base of the arc welding robot is sensed by the tip of the dummy chip mounted on the welding torch, and the position is detected by X, in the robot coordinate system.
The reference gauge is sensed at the tip of a welding wire protruding from the welding torch at a constant protruding length, and its position is determined as X, Y in the robot coordinate system.
The difference between the position data obtained by the above two sensings is converted into a tool as a correction value of the amount of bending habit of the wire into six components of the robot coordinate system. Position detection method using wire touch sensing to correct the position. It is. Hereinafter, the operation and the like of the present invention will be described based on examples.

【0012】[0012]

【実施例】本発明に基づく一実施例として、アーク溶接
ロボットを使用して母管に枝管を溶接する場合について
説明する。図1〜4は本実施例を説明する図で、図1は
曲がったワイヤを取り付けたワイヤチップとダミーチッ
プによってセンシングした際の各チップの位置関係を説
明する図、図2はダミーチップを使用して基準ゲージの
基準位置をセンシングする際の手順を説明する図、図3
は基準ゲージの概略斜視図、図4は母管と枝管との溶接
部の斜視図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As an embodiment according to the present invention, a case where a branch pipe is welded to a main pipe using an arc welding robot will be described. 1 to 4 are diagrams for explaining the present embodiment. FIG. 1 is a diagram for explaining the positional relationship between each chip when sensing with a wire chip to which a bent wire is attached and a dummy chip. FIG. 2 uses a dummy chip. For explaining the procedure for sensing the reference position of the reference gauge by using FIG.
Is a schematic perspective view of a reference gauge, and FIG. 4 is a perspective view of a welded portion between a main pipe and a branch pipe.

【0013】まずワイヤに給電するためのチップにワイ
ヤの突き出し長さと同じ長さだけの通電性の真直の棒状
物を取り付けてダミーチップ1を形成させ、該ダミーチ
ップ1によって基準ゲージ6に基づいて基準ゲージ基準
位置13の検出を行なう。
First, a dummy chip 1 is formed by attaching a conductive straight rod having the same length as the protruding length of the wire to a chip for feeding power to the wire. The reference gauge reference position 13 is detected.

【0014】図3に基準ゲージ6の一例を示す。同図に
おいて基準ゲージ6は鋼等によって形成され台14上に
取り付けられている。該基準ゲージ6をアーク溶接ロボ
ットの固定台上に取り付けたのち、まず基準ゲージ6の
軸と垂直方向の位置7からダミーチップ1を基準ゲージ
6側に押し出し、その先端が基準ゲージ6と接触した点
A10の座標を求める。
FIG. 3 shows an example of the reference gauge 6. In the figure, a reference gauge 6 is formed of steel or the like and is mounted on a table 14. After mounting the reference gauge 6 on the fixed base of the arc welding robot, first, the dummy chip 1 was pushed out toward the reference gauge 6 from a position 7 perpendicular to the axis of the reference gauge 6, and the tip contacted the reference gauge 6. The coordinates of the point A10 are obtained.

【0015】次に基準ゲージ6を引き込み、基準ゲージ
6の軸を挟んだ反対側の十分離れた位置まで水平に移動
し、ダミーチップ1を点A10に接触した時と同じスト
ロークだけ押し出す(図2におけるダミーチップの位置
8)。
Next, the reference gauge 6 is pulled in, moved horizontally to a position sufficiently distant on the opposite side of the axis of the reference gauge 6, and pushed out the dummy chip 1 by the same stroke as when it came into contact with the point A10 (FIG. 2). 8).

【0016】押し出したストロークを維持した状態でダ
ミーチップ1を基準ゲージ6の方向に移動させ、ダミー
チップ1の先端が基準ゲージ6に接触した点B11の座
標を求める。点A10と点B11とは、ダミーチップ1
の突き出し量が等しいから、基準ゲージ6の中心は点A
10と点B11の二等分線上の位置となる。
The dummy chip 1 is moved in the direction of the reference gauge 6 while maintaining the extruded stroke, and the coordinates of the point B11 at which the tip of the dummy chip 1 contacts the reference gauge 6 are obtained. The points A10 and B11 are the dummy chip 1
Of the reference gauge 6 is equal to the point A
This is a position on the bisector of 10 and the point B11.

【0017】さらに、この二等分線上を、基準ゲージ6
の表面を目指してダミーチップを移動させて治具表面と
接触した点、基準ゲージ6の中心線上の表面の点が求ま
るから、ダミーチップ1をその中心線上の表面に沿って
下方に移動させダミーチップ1の先端が台14に接触す
る点を求める。この点を図3に示す基準位置13とし、
図1におけるCALP22値とする。
Further, on the bisector, the reference gauge 6
The point at which the dummy chip is moved toward the surface of the jig and the point on the surface of the reference gauge 6 on the center line is determined. The point at which the tip of the chip 1 contacts the table 14 is determined. This point is referred to as a reference position 13 shown in FIG.
The CALP22 value in FIG. 1 is used.

【0018】次にダミーチップ1を取り外して通常のワ
イヤチップ2にに交換し、ワイヤを突き出してワイヤ長
さがダミーチップ1と同じ長さになるように切断したの
ち、前記ダミーチップ1による基準位置測定時と同じプ
ログラムを走らせて、基準ゲージ6の基準位置13の座
標を求め、その点を図1におけるCALG0とする。
Next, the dummy chip 1 is removed and replaced with a normal wire chip 2, the wires are protruded and cut so that the wire length becomes the same as the dummy chip 1. By running the same program as in the position measurement, the coordinates of the reference position 13 of the reference gauge 6 are obtained, and that point is set as CALG0 in FIG.

【0019】ワイヤの曲がり癖がなければCALP22
とCALG0は同じ値になる筈であるが、異なればその
差がワイヤの曲がり癖量となる。ワイヤの曲がり癖量
は、ロボット座標系のX,Y,Z成分にて求める。すな
わち図1においてワイヤの曲がり癖量をHOSEI値と
して求め、溶接トーチのツール変換を行なってワイヤに
よって測定された基準の位置の移動を行なわせる。すな
わち、ツール変換値 (XT ,YT ,ZT ,OT ,AT ,TT ) に対してワイヤの曲がり癖量を加えたツール変換値は、 (XT +ΔX, YT +ΔY,ZT +ΔZ, OT ,AT
T ) となる。
If there is no bending tendency of the wire, CALP22
And CALG0 should be the same value, but if they are different, the difference will be the amount of bending habit of the wire. The bending habit amount of the wire is obtained by the X, Y, and Z components of the robot coordinate system. That is, in FIG. 1, the bending habit amount of the wire is obtained as the HOSEI value, and the tool is converted into a welding torch to move the reference position measured by the wire. That is, the tool conversion value obtained by adding the wire bending habit to the tool conversion value (X T , Y T , Z T , O T , A T , T T ) is (X T + ΔX, Y T + ΔY, Z T + ΔZ, O T, A T,
T T ).

【0020】このようにして求めたワイヤの曲がり癖量
を利用して実際にロボットによる溶接を行なう場合につ
いて説明する。図4に示すような母管15に枝管16を
溶接によって接合する場合、まず母管15に枝管16を
仮付けしたのち溶接トーチから規定長さだけ突き出した
ワイヤ先端で、前述の検出要領に基づいて基準位置17
をセンシングする。該センシング時には予めツール変換
値を補正してあるから枝管16の溶接部の基準位置17
は正しく検知される。このあとツール変換値を補正前の
状態に戻し、次いで溶接プログラムに従って枝管16は
母管15にロボットによって自動的に溶接される。
A case will be described in which welding is actually performed by a robot using the amount of bending of the wire thus obtained. When the branch pipe 16 is joined to the mother pipe 15 as shown in FIG. 4 by welding, first, the branch pipe 16 is temporarily attached to the mother pipe 15 and then the wire tip protruding from the welding torch by a specified length is used to detect the above-described detection procedure. Reference position 17 based on
Sensing. Since the tool conversion value has been corrected in advance at the time of the sensing, the reference position 17 of the welded portion of the branch pipe 16 is determined.
Is detected correctly. Thereafter, the tool conversion value is returned to the state before correction, and then the branch pipe 16 is automatically welded to the mother pipe 15 by a robot according to a welding program.

【0021】上記の溶接が完了した時点で、予め設定し
たプログラムに基づいて次に溶接を行う枝管16の位置
までロボット及びワイヤカッタ付きノズルクリーナを搭
載した走行装置を移動させる。次にワイヤを突き出し、
ワイヤの先端部をカットしてワイヤの長さがダミーチッ
プ1と同じ長さになるようにするとともに先端部の酸化
皮膜部を除去し、予めダミーチップ1によって検出され
て基準位置を登録済の基準ゲージ6の基準位置13をセ
ンシングしてワイヤの曲がり癖量を求める。
When the above welding is completed, the traveling device equipped with the robot and the nozzle cleaner with the wire cutter is moved to the position of the branch pipe 16 where the welding is to be performed next, based on a preset program. Next, stick out the wire,
The tip of the wire is cut so that the length of the wire is the same as that of the dummy chip 1 and the oxide film portion at the tip is removed, and the reference position detected and registered in advance by the dummy chip 1 is registered. By sensing the reference position 13 of the reference gauge 6, the amount of bending habit of the wire is obtained.

【0022】次いでツール変換値を曲がり癖量分補正
し、それに基づいて枝管16の基準位置をセンシングし
て枝管16の真の位置を求め、ツール変換値を補正前の
状態に戻し、枝管16の真の位置に基づいて枝管16を
母管15にロボットによって自動的に溶接する。以降、
上記手順を繰り返して全ての枝管16の母管15への溶
接を完了させる。
Next, the tool conversion value is corrected by the amount of the bending habit, based on which the reference position of the branch pipe 16 is sensed to determine the true position of the branch pipe 16, and the tool conversion value is returned to the state before correction. The branch pipe 16 is automatically welded to the mother pipe 15 by a robot based on the true position of the pipe 16. Or later,
The above procedure is repeated to complete the welding of all the branch pipes 16 to the mother pipe 15.

【0023】溶接ワイヤの曲がりは常に一定のものでは
なく、溶接中にもさまざまに変化し、その値の予測、検
知をはじめ、その曲がりの発生を防止することは困難で
あるから、溶接開始時点のワイヤタッチセンシングに基
づいて溶接対象物の位置を決めて溶接を実施した場合に
はかえって溶接精度の低下を招く。
Since the bending of the welding wire is not always constant and changes variously during welding, it is difficult to predict and detect the value and to prevent the occurrence of the bending. In the case where the position of the object to be welded is determined based on the wire touch sensing and the welding is performed, the welding accuracy is rather reduced.

【0024】また通常の溶接においては、溶接対象物が
真の位置にあれば、溶接開始後のワイヤの曲がりが溶接
の品質に及ぼす影響は微小で無視し得るから、本願発明
においては溶接対象物の真の位置の検知を目的としてい
る。
In ordinary welding, if the object to be welded is at a true position, the effect of the bending of the wire after the start of welding on the quality of welding is negligible and can be neglected. The purpose is to detect the true position of the.

【0025】本願発明によれば、上記のほかトーチネッ
クの曲げ部等に起因する、溶接中に殆ど変化しないと見
做されるワイヤの曲がり癖を補正することにより、連続
して均一かつ高品質の製品を得ることが可能になる。
According to the present invention, in addition to the above, by correcting the bending habit of the wire which is considered to be hardly changed during welding due to the bent portion of the torch neck or the like, the uniform and high quality can be continuously obtained. Products can be obtained.

【0026】その一方で、溶接チップ内面給電部分の磨
耗に起因するワイヤの曲がり癖量変化に対しても、溶接
対象が変わる度にその都度基準ゲージのセンシングを行
なわせ、その時点でのワイヤの曲がりのデータを取り込
んでツール変換を行うことにより、的確に中間フォロー
及び補正を行い精度よく溶接を行い得る。
On the other hand, with respect to the change in the bending tendency of the wire caused by the wear of the power supply portion on the inner surface of the welding tip, the sensing of the reference gauge is performed each time the welding target changes, and the wire of the wire at that time is sensed. By taking in the bending data and performing tool conversion, intermediate follow-up and correction can be performed accurately and welding can be performed accurately.

【0027】また、予めダミーチップによって検知させ
て登録してある基準ゲージの位置を基準とし、溶接対象
物の位置まで走行装置を移動して溶接ワイヤをカットし
た時点で該溶接ワイヤによって前記固定された基準ゲー
ジの検知を行い、得られたワイヤの曲がり癖量に基づい
てツール変換を行わせるものであることにより、従来の
方法に較べてツール変換に要する時間を顕著に短縮させ
得る。
Further, when the traveling device is moved to the position of the object to be welded and the welding wire is cut with reference to the position of the reference gauge previously detected and registered by the dummy chip, the welding wire is fixed by the welding wire. Since the tool gauge is detected based on the obtained reference gauge and the tool conversion is performed based on the obtained bending tendency of the wire, the time required for tool conversion can be significantly reduced as compared with the conventional method.

【0028】本願発明者等は上記の構成と方法に基づい
てワイヤタッチセンシング時のワイヤ曲がり癖量の補正
機能を実験的に確認した。表1に試験装置、表2に試験
方法の概要を示す。
The present inventors have experimentally confirmed the function of correcting the amount of wire bending habit during wire touch sensing based on the above-described configuration and method. Table 1 shows the test equipment, and Table 2 shows the outline of the test method.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】[0030]

【表2】 [Table 2]

【0031】表3〜表5は試験結果を示すもので、表3
はセンシング対象管台の基準位置の較正、表4はワイヤ
曲がり癖量の一例、また表5はワイヤ曲がり癖量補正機
能の追跡性を、それぞれX,Y,Zの3成分について、
平均値と分散とを求めたものである。
Tables 3 to 5 show the test results.
Is the calibration of the reference position of the nozzle to be sensed, Table 4 shows an example of the amount of wire bending habit, and Table 5 shows the traceability of the wire bending habit amount correction function, for three components of X, Y, and Z, respectively.
The average and variance were obtained.

【0032】[0032]

【表3】 [Table 3]

【0033】[0033]

【表4】 [Table 4]

【0034】[0034]

【表5】 [Table 5]

【0035】上記試験の結果から下記の諸点が確認され
た。 (1)センシング対象管台の基準位置の較正結果から、
一般に言われるX±3Sから判断すると、ロボットの位
置繰り返し精度(±0.2mm)の1.5倍程度の誤差
発生が予測されること。 (2)センシング対象管台の基準位置の較正値の平均値
をもとに、強制的に付けたワイヤーの曲がり癖に対する
補正機能の追跡性を評価すると、曲がり癖の1/4〜1
/5倍程度の違いに入っており良好な追跡性能であると
見なされること。
From the results of the above test, the following points were confirmed. (1) From the calibration result of the reference position of the sensing target nozzle,
Judging from the generally referred to X ± 3S, an error of about 1.5 times the robot position repeatability (± 0.2 mm) is expected. (2) Based on the average value of the calibration values at the reference position of the nozzle to be sensed, when the traceability of the correction function for the bending habit of the forcibly attached wire is evaluated, it is 1/4 to 1 of the bending habit.
It should be considered that the tracking performance is good because of the difference of about / 5 times.

【0036】[0036]

【発明の効果】このように本願発明によれば、上記実施
例において説明したように下記に示す効果を奏する。 ワイヤによるセンシング機能と、ダミーチップおよ
び基準ゲージという簡潔な治具とによって、ワイヤに曲
がりがある場合にも正確に位置を検知することが可能に
なる。 最初にダミーチップによって基準ゲージの基準位置
を検知して登録し、それ以降は溶接トーチから突き出し
た溶接ワイヤによって該基準ゲージの基準位置を検知し
て前記登録基準ゲージの基準位置と対比してワイヤの曲
がり量を測定し、それに基づいてワイヤタッチセンシン
グによって溶接対象物の真の位置を検知し得ることか
ら、一連の溶接対象物の位置検知に要する時間と、ひい
ては溶接に要する時間を著しく短縮し得る。 本発明に基いて測定して得たワイヤの曲がり癖量を
ロボットの6成分中にツール変換させることにより、ト
ーチをどの方向に向けてセンシングしても先に測定して
求めたワイヤの曲がり癖量を必らず反映させて、補正を
行なわせることが可能になる。 ダミーチップによるセンシングも、ワイヤによるセ
ンシングも、いずれもタッチセンシングによるものであ
るから、測定方法の差に起因する誤差を生ずることな
く、信頼性および精度の高い測定結果が得られる。 ワイヤを切断する度に変化するワイヤの曲がり癖量
を補正し得る。 被溶接部材を溶接する姿勢と同じ姿勢でセンシング
して位置の補正を行い得る。 アークで高温となるトーチの近傍にセンシングのた
めの特別な装置を設ける必要がない。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained as described in the above embodiment. The sensing function using a wire and the simple jig such as a dummy chip and a reference gauge make it possible to accurately detect the position even when the wire is bent. First, the reference position of the reference gauge is detected and registered by the dummy chip, and thereafter, the reference position of the reference gauge is detected by the welding wire protruding from the welding torch, and the wire is compared with the reference position of the registered reference gauge. Since the true position of the welding object can be detected by wire touch sensing based on the measurement of the amount of bending of the welding object, the time required for detecting the position of a series of welding objects and, consequently, the time required for welding can be significantly reduced. obtain. By converting the amount of bending of the wire obtained by the measurement according to the present invention into the six components of the robot, the bending of the wire measured and obtained in advance regardless of the direction in which the torch is sensed is determined. It is possible to make the correction by reflecting the amount without fail. Since both the sensing by the dummy chip and the sensing by the wire are based on touch sensing, a highly reliable and accurate measurement result can be obtained without causing an error due to a difference in measurement method. The bending habit amount of the wire, which changes every time the wire is cut, can be corrected. The position can be corrected by sensing in the same posture as the posture for welding the member to be welded. There is no need to provide a special device for sensing near the torch, which is heated by the arc.

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

【図1】ダミーチップとワイヤとによってセンシングし
た時の各チップの位置関係を説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a positional relationship between chips when sensing is performed by a dummy chip and a wire.

【図2】ダミーチップを使用して基準ゲージの基準位置
をセンシングする際の手順を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a procedure for sensing a reference position of a reference gauge using a dummy chip.

【図3】基準ゲージの概略斜視図である。FIG. 3 is a schematic perspective view of a reference gauge.

【図4】母管と枝管との溶接部の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a welded portion between a mother pipe and a branch pipe.

【図5】従来技術の例である。FIG. 5 is an example of the prior art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ダミーチップ 2 ワイヤチップ 3 曲がったワイヤ 5 ツール変換値内に登録されたダミーチップ 6 基準ゲージ 7,8,9 ダミーチップの位置 10 点A 11 点B 12 基準ゲージの中心位置 13 基準ゲージ基準位置 14 台 15 母管 16 枝管 17 基準位置 CALP22 基準ゲージ基準位置 CALG0 ワイヤによって測定した基準ゲージ基準
位置 HOSEI ワイヤの曲がり癖量 51 溶接トーチ 52 投光手段 53 受光手段 54,55 被溶接材 57 開先部 58 電極部 59 溶接ワイヤ 60 支持体 61 線状集光光線
Reference Signs List 1 dummy chip 2 wire chip 3 bent wire 5 dummy chip registered in tool conversion value 6 reference gauge 7, 8, 9 position of dummy chip 10 point A 11 point B 12 center position of reference gauge 13 reference gauge reference position 14 units 15 mother pipe 16 branch pipe 17 reference position CALP22 reference gauge reference position CALG0 reference gauge reference position measured by wire HOSEI wire bending habit 51 welding torch 52 light emitting means 53 light receiving means 54, 55 welded material 57 groove Part 58 electrode part 59 welding wire 60 support body 61 linear condensed light beam

フロントページの続き (72)発明者 武市 正次 千葉県千葉市中央区新浜町1番地 川崎 重工業株式会社千葉工場内 (72)発明者 伊藤 千秋 千葉県千葉市中央区新浜町1番地 川崎 重工業株式会社千葉工場内 (72)発明者 米本 臣吾 千葉県千葉市中央区新浜町1番地 川崎 重工業株式会社千葉工場内 (72)発明者 佐藤 光生 千葉県千葉市中央区新浜町1番地 川崎 重工業株式会社千葉工場内 (72)発明者 周崎 光夫 千葉県千葉市中央区新浜町1番地 川崎 重工業株式会社千葉工場内 (56)参考文献 特開 平3−94979(JP,A) 特開 昭54−163750(JP,A) 特開 昭60−261676(JP,A) 実開 昭62−25066(JP,U) 特公 平4−61750(JP,B2) 特公 平3−21044(JP,B2) 実公 平3−20048(JP,Y2) 実公 昭51−50815(JP,Y2)Continued on the front page (72) Inventor Shoji Takeichi 1 Shinhama-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Chiba Plant (72) Inventor Chiaki Ito 1 Shinhama-cho, Chuo-ku, Chiba, Chiba Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Chiba Factory (72) Inventor Shingo Yonemoto 1 Shinhama-cho, Chuo-ku, Chiba City, Chiba Prefecture Kawasaki Heavy Industries, Ltd.Chiba Factory (72) Inventor Mitsuo Sato 1, Shinhama-cho, Chuo-ku, Chiba City, Chiba Prefecture Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Inside the factory (72) Inventor Mitsuo Suzaki 1st place, Shinhama-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Chiba factory (56) References JP-A-3-94979 (JP, A) JP-A-54-163750 ( JP, A) JP-A-60-261676 (JP, A) JP-A 62-25066 (JP, U) JP 4-61750 (JP, B2) JP-B 3-21044 (JP, B2) Hei 3-20048 (JP, Y2) Jikken Sho 51-50815 (JP, Y2)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 アーク溶接ロボットを使用した溶接であ
って、 アーク溶接ロボットの固定台上に取り付けられた基準ゲ
ージと、 溶接時の突き出し長さの溶接用ワイヤを装着したワイヤ
チップと同じ長さを有して直線状に形成されたダミーチ
ップの先端で前記基準ゲージの基準位置を検出する手段
と、 溶接トーチから一定の突き出し長さで溶接ワイヤを突出
させ、該溶接ワイヤの先端で前記基準ゲージの基準位置
を検出する手段と、 それぞれ求められた検出位置データから溶接ワイヤの曲
がり癖量を推定補正する手段とを有して成り、前記溶接
ワイヤの曲がり癖量によりロボット座標系の位置補正を
行うことを特徴とするワイヤタッチセンシングによる位
置検出装置。
1. A welding using an arc welding robot, the same length as a reference gauge mounted on a fixed base of the arc welding robot, and a wire tip having a welding wire with a projection length at the time of welding. Means for detecting a reference position of the reference gauge at the tip of a linearly formed dummy tip having: a welding wire protruding from the welding torch with a constant protrusion length, and the reference at the tip of the welding wire. Means for detecting the reference position of the gauge, and means for estimating and correcting the amount of bending of the welding wire from the detected position data obtained, and correcting the position of the robot coordinate system by the amount of bending of the welding wire. A position detection device based on wire touch sensing.
【請求項2】 アーク溶接ロボットの固定台上に取り付
けられた基準ゲージを溶接トーチに取り付けたダミーチ
ップの先端でセンシングしてその位置をロボット座標系
のX,Y,Z成分として求め、 次いで溶接トーチから一定の突き出し長さで突き出した
溶接ワイヤの先端で前記基準ゲージをセンシングしてそ
の位置をロボット座標系のX,Y,Z成分として求め、 上記ふたつのセンシングによって得られた位置データの
差異をワイヤの曲がり癖量の補正値としてロボット座標
系の6成分中にツール変換させ、ワイヤタッチセンシン
グによる検出対象物の検出位置を補正することを特徴と
するワイヤタッチセンシングによる位置検出方法。
2. A reference gauge mounted on a fixed base of an arc welding robot is sensed at a tip of a dummy chip mounted on a welding torch, and its position is obtained as X, Y, Z components of a robot coordinate system. The reference gauge is sensed at the tip of a welding wire protruding from the torch with a constant protrusion length, and its position is obtained as the X, Y, Z components of the robot coordinate system. The difference between the position data obtained by the above two sensings A tool conversion into six components of a robot coordinate system as a correction value of the amount of bending of the wire, thereby correcting the detection position of a detection target by wire touch sensing.
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