JP2912056B2 - 溶接トーチのウィービング制御方法 - Google Patents

溶接トーチのウィービング制御方法

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JP2912056B2
JP2912056B2 JP19192491A JP19192491A JP2912056B2 JP 2912056 B2 JP2912056 B2 JP 2912056B2 JP 19192491 A JP19192491 A JP 19192491A JP 19192491 A JP19192491 A JP 19192491A JP 2912056 B2 JP2912056 B2 JP 2912056B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶接ロボットのアーム
先端等に設けられた溶接トーチをウィービング制御する
方法に関し、特に、ウィービング幅を変更する際のウィ
ービング動作の改善をはかった制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は一般的なウィービング制御装置の
構成を示すブロック図で、この図6において、1は溶接
トーチ1aをウィービング動作させるためのウィービン
グ装置、2はウィービング装置1を駆動するサーボドラ
イバ、3はサーボドライバ2に対して速度指令を入力す
る速度指令発生装置である。
【0003】また、4は溶接トーチ1aのウィービング
位置をフィードバック信号として得るエンコーダフィー
ドバック信号処理装置、5は溶接トーチ1aの所定溶接
線に対するウィービング幅を設定するウィービング幅設
定器、6はウィービング周期を設定するウィービング周
期設定器、7はウィービング端停止時間を設定する端停
止時間設定器である。
【0004】そして、8は偏差指令計算装置で、この偏
差指令計算装置8が、各設定器5〜7により設定された
ウィービング幅,ウィービング周期,ウィービング端停
止時間と、エンコーダフィードバック信号処理装置4か
らの溶接トーチ1aのウィービング位置とに基づいて、
その時点での偏差を計算して速度指令発生装置3へ出力
する。
【0005】速度指令発生装置3は、偏差指令計算装置
8からの偏差に応じてサーボドライバ2に対する速度指
令を発生し、サーボドライバ2へ出力し、サーボドライ
バ2およびウィービング装置1により溶接トーチ1aが
ウィービング動作する。
【0006】ここで、溶接トーチ1aの目標位置をx
d(t)、エンコーダフィードバック信号処理装置4によっ
て測定された溶接トーチ1aの実際位置をx(t)とする
と、偏差指令Δxは、xd(t)−x(t)で表わされる。
【0007】そして、各設定器5〜7により設定される
ウィービング幅,ウィービング周期,ウィービング端停
止時間をそれぞれa,T,twとすると、目標位置x
d(t)は、一般的に次の各式〜で表わされる。
【0008】nT≦t<(T−2tw)/4+nT(n
=0,1,2,…)のとき
【0009】
【数1】
【0010】(T−2tw)/4+nT≦t<(T+2t
w)/4+nT(n=0,1,2,…)のとき xd(t)=a (T+2tw)/4+nT≦t<(3T−2tw)/4+n
T(n=0,1,2,…)のとき
【0011】
【数2】
【0012】(3T−2tw)/4+nT≦t<(3T+
2tw)/4+nT(n=0,1,2,…)のとき xd(t)=−a (3T+2tw)/4+nT≦t<(n+1)T(n=0,
1,2,…)のとき
【0013】
【数3】
【0014】例えば、T=1.5秒,tw=0.25秒の
ウィービングの最初の1周期分を考えると、ウィービン
グのための目標位置xd(t)は、次の各式(a)〜(f)で与
えられる。
【0015】(a)0≦t<0.25のとき xd(t)=(t/0.25)a (b)0.25≦t<0.5のとき xd(t)=a (c)0.5≦t<0.75のとき、および、(d)0.75
≦t<1.0 xd(t)=−(t−0.25)a/0.25+a =(3−t/0.25)a (e)1.0≦t<1.25のとき xd(t)=−a (f)1.25≦t<1.5のとき xd(t)=(t−1.25)a/0.25−a =(t/0.25−6)a
【0016】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
溶接トーチのウィービング制御方法では、そのウィービ
ング制御中にウィービング幅設定器5による設定値を変
更した場合、溶接トーチ1aのウィービング位置に関係
なく、その変更時点で直ちに新たな設定値に変更されて
しまう。
【0017】例えば、図7に示すように、前述の(a)も
しくは(d)の期間(図7では時刻t1)、つまり、溶接ト
ーチ1aが中心から片端へ向かう途中に、ウィービング
幅をaから2aに変更すると、溶接トーチ1aが急激に
幅の広くなる方向へ移動することになるため、その部分
だけビードが細くなってしまう。
【0018】逆に、前述の(c)もしくは(f)の期間、つ
まり、溶接トーチ1aが片端から中心へ向かう途中に、
ウィービング幅をaから2aに変更すると、溶接トーチ
1aが逆方向へ移動するため、その部分だけビードが太
くなってしまう。
【0019】このような現象は、ウィービング幅を2a
からaに変更する場合にも同様に生じるもので、例え
ば、図7には、時刻t2(溶接トーチ1aが中心から片端
へ向かう途中)にウィービング幅を2aからaに変更し
た場合が示されているが、この場合には、ビードが太く
なってしまう。
【0020】このように、溶接トーチ1aが急激にウィ
ービング幅を変更してしまうことにより、ビードが不均
一になり溶接施工上問題があった。
【0021】本発明は、このような課題を解決しようと
するもので、ウィービング幅変更に伴う急激なウィービ
ング動作をなくして、溶接施工性の改善をはかり均一な
ビードが得られるようにした溶接トーチのウィービング
制御方法を提供することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の溶接トーチのウィービング制御方法は、所
定溶接線に対するウィービング幅,ウィービング周期,
ウィービング端停止時間を予め設定し、これらのデータ
に基づき、前記所定溶接線を中心にして溶接トーチにウ
ィービング動作をさせるものにおいて、前記溶接トーチ
のウィービング動作中にウィービング幅を変更する場
合、ウィービング幅の変更指令が入力されてから前記溶
接トーチが前記所定溶接線に戻るまでは変更前のウィー
ビング幅でウィービング動作を行ない、前記溶接トーチ
が前記所定溶接線に到達した後にウィービング周期を変
更しないようにウィービング幅を変更することを特徴と
している。
【0023】
【作用】上述した本発明の溶接トーチのウィービング制
御方法では、ウィービング幅の変更指令が入力されてか
ら溶接トーチが所定溶接線に戻るまでは変更前のウィー
ビング幅でウィービング動作が行なわれ、溶接トーチが
所定溶接線に到達した後にウィービング幅が変更され
る。
【0024】つまり、溶接トーチがウィービング片端か
ら所定溶接線(中心)に向かう時にウィービング幅変更が
あれば、その変更は、次のウィービング片端へのウィー
ビング時に反映され、溶接トーチが所定溶接線からウィ
ービング片端へ向かう時にウィービング幅変更があれ
ば、再びウィービング中心(所定溶接線)に戻るまでウィ
ービング幅は変更されず、その次のウィービング片端へ
のウィービング時にその変更が反映される。
【0025】
【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明すると、図1〜図3は本発明の第1実施例としての溶
接トーチのウィービング制御方法について説明すると、
図1は本発明の方法を適用された装置の構成を示すブロ
ック図、図2はその動作を説明するためのフローチャー
ト、図3は本装置によるウィービング幅変更時の溶接ト
ーチのウィービング位置を示すグラフである。
【0026】なお、図中、既述の符号と同一の符号は同
一部分を示しているので、その説明は省略する。
【0027】図1において、8Aは偏差指令計算装置
で、この偏差指令計算装置8Aは、ウィービング幅設定
値読取変換部9,ウィービング幅変更判断部10,目標
位置計算部11,偏差計算部12,ウィービング幅設定
値記憶部13,ウィービング位置読取変換部15,ウィ
ービング周期読取変換部16およびウィービング端停止
時間読取変換部17から構成されている。
【0028】ここで、ウィービング幅設定値読取変換部
9,ウィービング位置読取変換部15,ウィービング周
期読取変換部16およびウィービング端停止時間読取変
換部17は、それぞれ、ウィービング幅設定器5,エン
コーダフィードバック信号処理装置4,ウィービング周
期設定器6およびウィービング端停止時間設定器7から
の設定値あるいは位置を読み取るためのものである。
【0029】また、目標位置計算部11は、従来と同様
に、各設定器5〜7からの設定値に基づいて、溶接トー
チ1aの目標位置xd(t)を計算するものであり、偏差計
算部12は、目標位置計算部11からの目標位置xd(t)
と、エンコーダフィードバック信号処理装置4からの実
際位置x(t)との偏差Δx=xd(t)−x(t)を計算するも
のである。
【0030】そして、本実施例では、本発明の方法を実
現すべく、ウィービング幅変更判断部10およびウィー
ビング幅設定値記憶部13が、ウィービング幅設定値読
取変換部9と目標位置計算部11との間に新たに介設さ
れている。
【0031】ウィービング幅設定値記憶部13は、ウィ
ービング幅設定器5からの設定値を記憶するもので、以
前からの設定値を記憶するデータバッファ14aと、新
たな設定値を記憶するデータバッファ14bとを有して
いる。
【0032】ウィービング幅変更判断部10は、図2に
より後述する判断処理フローを実行し、目標位置計算部
11で目標位置xd(t)の計算に使用するウィービング幅
を変更するか否かを、エンコーダフィードバック信号処
理装置4からの実際位置x(t)に基づいて判断するもの
である。
【0033】つまり、このウィービング幅変更判断部1
0は、ウィービング幅の変更指令が入力されてから溶接
トーチ1aが所定溶接線に戻るまでは、データバッファ
14aに格納された変更前のウィービング幅を目標位置
計算部11へ出力する一方、溶接トーチ1aが所定溶接
線に到達した後には、データバッファ14bに格納され
た新たなウィービング幅を目標位置計算部11へ出力す
るものである。
【0034】上述の構成により、溶接トーチ1aのウィ
ービング動作中にウィービング幅を変更する場合、図2
に示すように、ウィービング幅設定器5からウィービン
グ幅設定値読取変換部9を介して読み込まれたウィービ
ング幅設定値は、一旦、ウィービング幅設定値記憶部1
3のデータバッファ14bにデータBとして記憶される
(ステップA1)。
【0035】このとき、目標位置計算部11では、ウィ
ービング幅設定値記憶部13のデータバッファ14aに
記憶された以前からのウィービング幅設定値のデータA
に基づいて目標位置xd(t)の計算が行なわれ、溶接トー
チ1aのウィービング制御が行なわれている。
【0036】そして、ウィービング幅の設定変更指令
後、ウィービング幅変更判断部10において、データバ
ッファ14a,14bにそれぞれ記憶された以前のデー
タAと変更データBとを比較し(ステップA2)、A=B
であれば、データバッファ14aに記憶された以前のデ
ータAをウィービング幅設定値として目標位置計算部1
1へ出力する(ステップA5)。
【0037】一方、ステップA2の判断の結果、A≠B
であれば、エンコーダフィードバック信号処理装置4か
らの溶接トーチ1aの実際位置x(t)がウィービング中
心(所定溶接線)になったか否かを判断する(ステップA
3)。
【0038】溶接トーチ1aの実際位置x(t)がウィー
ビング中心になるまで、データバッファ14aに記憶さ
れた以前のデータAが、ウィービング幅設定値として目
標位置計算部11へ出力され、変更前のウィービング幅
でウィービング動作が行なわれ、溶接トーチ1aの実際
位置x(t)がウィービング中心になった時点で、データ
バッファ14bのデータBをデータバッファ14aのデ
ータAとして書き換えて(ステップA4)、変更されたウ
ィービング幅設定値が目標位置計算部11へ出力されウ
ィービング幅が変更される。
【0039】例えば、図3に示すように、溶接トーチ1
aが所定溶接線からウィービング片端へ向かっている時
点t1,t2に、それぞれ、aを2a、2aをaにするウ
ィービング幅変更があった場合、溶接トーチ1aが再び
ウィービング中心(所定溶接線)に戻るまでウィービング
幅は変更されず、その次のウィービング片端へのウィー
ビング時にその変更が実施される。
【0040】同様に、溶接トーチ1aがウィービング片
端から所定溶接線(中心)に向かう時にウィービング幅変
更があれば、その変更は、次のウィービング片端へのウ
ィービング時に反映される。
【0041】このように、本発明の第1実施例のウィー
ビング制御方法によれば、溶接トーチ1aのウィービン
グ動作中にウィービング幅変更指令が入力されても、そ
の変更は、図3にも示したように、次のウィービング片
端へのウィービング時まで実行されないので、ウィービ
ング幅変更に伴う急激なウィービング動作がなくなり、
溶接施工性が改善され均一なビードが得られるのであ
る。
【0042】図4,図5は本発明の第2実施例としての
溶接トーチのウィービング制御方法を示すもので、図4
は本発明の方法を適用された装置の構成を示すブロック
図、図5は第2実施例の動作を説明するためのフローチ
ャートである。
【0043】この第2実施例の装置も、第1実施例の装
置とほぼ同様に構成されているが、本実施例では、図4
に示すように、偏差指令計算装置8Bにおいて、ウィー
ビング幅設定値記憶部13には、データバッファ14a
に以前からの設定値のみを記憶する構成とし、ウィービ
ング幅設定器5からの変更設定値は、まず、直接、ウィ
ービング幅変更判断部10に取り込まれるようになって
いる。
【0044】このような構成により、本実施例では、溶
接トーチ1aのウィービング動作中にウィービング幅を
変更する場合、図5に示すように、ウィービング幅変更
判断部10において、変更後のウィービング幅設定値と
データバッファ14aに記憶された以前のデータAとを
比較し(ステップB1)、変更後のウィービング幅設定値
がAと等しければ、データバッファ14aに記憶された
以前のデータAをウィービング幅設定値として目標位置
計算部11へ出力する(ステップB4)。
【0045】一方、ステップB1の判断の結果、変更後
のウィービング幅設定値がAと異なれば、溶接トーチ1
aの実際位置x(t)がウィービング中心(所定溶接線)に
なったか否かを判断する(ステップB2)。
【0046】溶接トーチ1aの実際位置x(t)がウィー
ビング中心になるまで、データバッファ14aに記憶さ
れた以前のデータAが、ウィービング幅設定値として目
標位置計算部11へ出力され、変更前のウィービング幅
でウィービング動作が行なわれ、溶接トーチ1aの実際
位置x(t)がウィービング中心になった時点で、目標位
置計算部11へ直接入力されていたウィービング幅設定
値をデータバッファ14aのデータAとして書き換えて
(ステップB3)、変更されたウィービング幅設定値が目
標位置計算部11へ出力されウィービング幅が変更され
る。
【0047】このようにして、本発明の第2実施例のウ
ィービング制御方法によっても、第1実施例と同様の効
果が得られるほか、この第2実施例では、ウィービング
幅設定値記憶部13にデータバッファ14bをなくした
ことにより、ウィービング幅設定値をデータバッファ1
4bに格納する処理も不要となっている。
【0048】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の溶接トー
チのウィービング制御方法によれば、溶接トーチのウィ
ービング動作中にウィービング幅を変更する場合、ウィ
ービング幅の変更指令が入力されてから溶接トーチが所
定溶接線に戻るまでは変更前のウィービング幅でウィー
ビング動作を行ない、溶接トーチが所定溶接線に到達し
た後にウィービング幅を変更することにより、ウィービ
ング幅変更に伴う急激なウィービング動作がなくなり、
溶接施工性が改善され、ウィービング変更時にも常に均
一なビードが得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例としての溶接トーチのウィ
ービング制御方法を適用された装置の構成を示すブロッ
ク図である。
【図2】第1実施例の動作を説明するためのフローチャ
ートである。
【図3】第1実施例の装置によるウィービング幅変更時
の溶接トーチのウィービング位置を示すグラフである。
【図4】本発明の第2実施例としての溶接トーチのウィ
ービング制御方法を適用された装置の構成を示すブロッ
ク図である。
【図5】第2実施例の動作を説明するためのフローチャ
ートである。
【図6】一般的なウィービング制御装置の構成を示すブ
ロック図である。
【図7】従来のウィービング制御方法による課題を説明
すべく、ウィービング幅変更時の溶接トーチのウィービ
ング位置を示すグラフである。
【符号の説明】
1 ウィービング装置 1a 溶接トーチ 2 サーボモータ 3 速度指令発生装置 4 エンコーダフィードバック信号処理装置 5 ウィービング幅設定器 6 ウィービング周期設定器 7 ウィービング端停止時間設定器 8A,8B 偏差指令計算装置 9 ウィービング幅設定値読取変換部 10 ウィービング幅変更判断部 11 目標位置計算部 12 偏差計算部 13 ウィービング幅設定値記憶部 14a,14b データバッファ 15 ウィービング位置読取変換部 16 ウィービング周期読取変換部 17 ウィービング端停止時間読取変換部

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定溶接線に対するウィービング幅,ウ
    ィービング周期,ウィービング端停止時間を予め設定
    し、これらのデータに基づき、前記所定溶接線を中心に
    して溶接トーチにウィービング動作をさせるウィービン
    グ制御方法において、 前記溶接トーチのウィービング動作中にウィービング幅
    を変更する場合、ウィービング幅の変更指令が入力され
    てから前記溶接トーチが前記所定溶接線に戻るまでは変
    更前のウィービング幅でウィービング動作を行ない、前
    記溶接トーチが前記所定溶接線に到達した後にウィービ
    ング周期を変更しないようにウィービング幅を変更する
    ことを特徴とする溶接トーチのウィービング制御方法。
JP19192491A 1991-07-31 1991-07-31 溶接トーチのウィービング制御方法 Expired - Lifetime JP2912056B2 (ja)

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