JP2918415B2 - 自動溶接方法 - Google Patents
自動溶接方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、種々の形状のワ−ク
(被溶接物)どうしを溶接する自動溶接機や溶接ロボット
等に関するものである。
(被溶接物)どうしを溶接する自動溶接機や溶接ロボット
等に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術の自動溶接機や溶接ロボット
等による溶接を行なう際には、作業対象であるワ−ク
(被溶接物)相互間のギャップ、段差等の形状を検知し、
その検知結果に応じた溶接条件により溶接を実行するこ
とが行なわれているが、精密な溶接作業を行なうために
は、その作業対象であるワ−クの形状を正確に認識して
溶接条件を決定する必要がある。
等による溶接を行なう際には、作業対象であるワ−ク
(被溶接物)相互間のギャップ、段差等の形状を検知し、
その検知結果に応じた溶接条件により溶接を実行するこ
とが行なわれているが、精密な溶接作業を行なうために
は、その作業対象であるワ−クの形状を正確に認識して
溶接条件を決定する必要がある。
【０００３】そこで、従来、特開平３−３２４７０号公
報、特開平３−５２７７４号公報、特開平３−２０７５
７７号公報などには、光学式センサを用い作業ワ−クに
レ−ザ光等を照射することにより画像デ−タを得てか
ら、その画像デ−タに基づいてワ−クの形状を認識する
技術が開示されているほか、特開平３−１４２０６９号
公報などには、タッチセンサを用いてギャップを検出し
た後、そのギャップに応じた最適な溶接条件のもとで自
動溶接を行なう技術が開示されている。
報、特開平３−５２７７４号公報、特開平３−２０７５
７７号公報などには、光学式センサを用い作業ワ−クに
レ−ザ光等を照射することにより画像デ−タを得てか
ら、その画像デ−タに基づいてワ−クの形状を認識する
技術が開示されているほか、特開平３−１４２０６９号
公報などには、タッチセンサを用いてギャップを検出し
た後、そのギャップに応じた最適な溶接条件のもとで自
動溶接を行なう技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た光学式センサを用いる技術では、ワ−ク(被溶接物)相
互間のギャップや段差をセンサにより検出する手段は提
案されているが、検出後に具体的にどのように自動溶接
を行なうかについては検討されておらず、検出から自動
溶接を行なうまでの一連の作業が統括的に考えられな
い。
た光学式センサを用いる技術では、ワ−ク(被溶接物)相
互間のギャップや段差をセンサにより検出する手段は提
案されているが、検出後に具体的にどのように自動溶接
を行なうかについては検討されておらず、検出から自動
溶接を行なうまでの一連の作業が統括的に考えられな
い。
【０００５】また、タッチセンサを用いる技術では、タ
ッチセンサによるギャップ検出後に、そのギャップに応
じた最適な溶接条件のもとで自動溶接が行なわれるが、
その記載のみで具体的な自動溶接についての説明はな
い。また、タッチセンサを用いてワ−クとの接触により
形状を検出しているが、このようなセンシング手段では
故障や摩耗が多く、処理時間が長いなどの短所もある。
ッチセンサによるギャップ検出後に、そのギャップに応
じた最適な溶接条件のもとで自動溶接が行なわれるが、
その記載のみで具体的な自動溶接についての説明はな
い。また、タッチセンサを用いてワ−クとの接触により
形状を検出しているが、このようなセンシング手段では
故障や摩耗が多く、処理時間が長いなどの短所もある。
【０００６】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、被溶接物相互間の溶接部分の形状に
応じ常に最適な溶接条件で溶接を行なえるようにして、
高品質な製品を作成できるようにした自動溶接方法を提
供するこを目的とする。
になされたもので、被溶接物相互間の溶接部分の形状に
応じ常に最適な溶接条件で溶接を行なえるようにして、
高品質な製品を作成できるようにした自動溶接方法を提
供するこを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の自動溶接方法では、一対の被溶接物どうし
を自動溶接すべく、前記一対の被溶接物の表面位置を検
出する光学式位置検出手段と、当該光学式位置検出手段
の検出結果に基づいて前記一対の被溶接物どうしの溶接
部分の形状を解析して認識する解析処理手段と、前記一
対の被溶接物に対して溶接を施す溶接ロボットと、当該
溶接ロボットの作動を制御する制御手段とがそなえられ
るとともに、前記制御手段に、前記一対の被溶接物どう
しの溶接部分の各種形状に対応する各溶接条件と補正値
を所定ナンバ−を付して予め記憶する記憶手段がそなえ
られ、前記一対の被溶接物どうしの溶接部分について予
め教示を行なうことにより溶接予定線の始点および終点
の位置を求め、該溶接予定線の始点および終点を前記記
憶手段および解析処理手段に記憶させておき、前記溶接
ロボットによる再生作動時には、前記解析処理手段にお
いて、前記光学式位置検出手段の検出結果に基づき、前
記一対の被溶接物どうしの溶接部分の形状を解析した
後、該溶接部分の解析結果に基づいて前記一被溶接物の
溶接部に対向する端部位置を求め、該端部位置と教示時
の溶接予定線の始点および終点の位置とのズレ量をそれ
ぞれ求めるとともに、前記溶接予定線に対応する前記一
対の被溶接物どうしの溶接部分の形状を認識して該形状
に適した所定ナンバ−を決定してから、前記ズレ量およ
び前記所定ナンバ−を前記解析処理手段から前記制御手
段へ転送し、前記制御手段において、転送されてきた所
定ナンバ−に対応する補正値を前記記憶手段より読み出
し、該補正値、転送されてきたズレ量および前記記憶手
段に記憶された前記溶接予定線の始点および終点とに基
づいて前記再生作動時における実溶接線の始点および終
点の位置を求めるとともに、転送されてきた所定ナンバ
−に対応する溶接条件を前記記憶手段から読みだし、前
記実溶接線の始点および終点の位置と読み出された溶接
条件に基づいて前記一対の被溶接物どうしの溶接部分を
自動溶接することを特徴とする。
め、本発明の自動溶接方法では、一対の被溶接物どうし
を自動溶接すべく、前記一対の被溶接物の表面位置を検
出する光学式位置検出手段と、当該光学式位置検出手段
の検出結果に基づいて前記一対の被溶接物どうしの溶接
部分の形状を解析して認識する解析処理手段と、前記一
対の被溶接物に対して溶接を施す溶接ロボットと、当該
溶接ロボットの作動を制御する制御手段とがそなえられ
るとともに、前記制御手段に、前記一対の被溶接物どう
しの溶接部分の各種形状に対応する各溶接条件と補正値
を所定ナンバ−を付して予め記憶する記憶手段がそなえ
られ、前記一対の被溶接物どうしの溶接部分について予
め教示を行なうことにより溶接予定線の始点および終点
の位置を求め、該溶接予定線の始点および終点を前記記
憶手段および解析処理手段に記憶させておき、前記溶接
ロボットによる再生作動時には、前記解析処理手段にお
いて、前記光学式位置検出手段の検出結果に基づき、前
記一対の被溶接物どうしの溶接部分の形状を解析した
後、該溶接部分の解析結果に基づいて前記一被溶接物の
溶接部に対向する端部位置を求め、該端部位置と教示時
の溶接予定線の始点および終点の位置とのズレ量をそれ
ぞれ求めるとともに、前記溶接予定線に対応する前記一
対の被溶接物どうしの溶接部分の形状を認識して該形状
に適した所定ナンバ−を決定してから、前記ズレ量およ
び前記所定ナンバ−を前記解析処理手段から前記制御手
段へ転送し、前記制御手段において、転送されてきた所
定ナンバ−に対応する補正値を前記記憶手段より読み出
し、該補正値、転送されてきたズレ量および前記記憶手
段に記憶された前記溶接予定線の始点および終点とに基
づいて前記再生作動時における実溶接線の始点および終
点の位置を求めるとともに、転送されてきた所定ナンバ
−に対応する溶接条件を前記記憶手段から読みだし、前
記実溶接線の始点および終点の位置と読み出された溶接
条件に基づいて前記一対の被溶接物どうしの溶接部分を
自動溶接することを特徴とする。
【０００８】
【作用】上述した本発明の自動溶接方法では、光学式位
置検出手段の検出結果に基づいて、解析処理手段により
一の被溶接物の端部位置と教示時の溶接予定線の始点お
よび終点の位置のズレ量を求め、所定ナンバ−を転送す
る際にこのズレ量とともに制御手段に転送される。そし
て、制御手段により、転送されてきた所定ナンバ−に対
応する溶接条件および補正値が記憶手段から読み出さ
れ、読み出された補正値、転送されてきたズレ量および
教示時の溶接予定線の始点および終点の位置から実溶接
線の始点および終点の位置を求めるとともに溶接条件に
基づき溶接ロボットの作動が制御され、当該溶接部分が
自動溶接制御される。このため、解析処理手段の処理負
担も軽減される。
置検出手段の検出結果に基づいて、解析処理手段により
一の被溶接物の端部位置と教示時の溶接予定線の始点お
よび終点の位置のズレ量を求め、所定ナンバ−を転送す
る際にこのズレ量とともに制御手段に転送される。そし
て、制御手段により、転送されてきた所定ナンバ−に対
応する溶接条件および補正値が記憶手段から読み出さ
れ、読み出された補正値、転送されてきたズレ量および
教示時の溶接予定線の始点および終点の位置から実溶接
線の始点および終点の位置を求めるとともに溶接条件に
基づき溶接ロボットの作動が制御され、当該溶接部分が
自動溶接制御される。このため、解析処理手段の処理負
担も軽減される。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図６を参照
にして説明する。
にして説明する。
【００１０】図１は本実施例の自動溶接方法の手順を説
明するためのフロ−チャ−ト、図２はその方法を適用さ
れた装置の外観を模式的に示す斜視図、図３(a)〜(c)は
それぞれ本実施例の被溶接物を示す平面図、正面図およ
び側面図、図４は本実施例におけるセンシング作動を説
明するための模式的な斜視図、図５はコ形部材の寸法を
示す正面図、図６は溶接ロボットにより予め教示して求
められる溶接予定線の始点および終点の位置を示す斜視
図、図７は本実施例のコンピュ−タのメモリに記憶され
るワ−ク形状に応じた溶接予定線と所定ナンバ−とのテ
−ブル例を示す図、図８は本実施例のロボットコントロ
−ラのメモリに記憶される所定ナンバ−に応じた溶接条
件のテ−ブル例を示す図、図９は本実施例においてコン
ピュ−タからロボットコントロ−ラに転送されるデ−タ
例を示す図である。
明するためのフロ−チャ−ト、図２はその方法を適用さ
れた装置の外観を模式的に示す斜視図、図３(a)〜(c)は
それぞれ本実施例の被溶接物を示す平面図、正面図およ
び側面図、図４は本実施例におけるセンシング作動を説
明するための模式的な斜視図、図５はコ形部材の寸法を
示す正面図、図６は溶接ロボットにより予め教示して求
められる溶接予定線の始点および終点の位置を示す斜視
図、図７は本実施例のコンピュ−タのメモリに記憶され
るワ−ク形状に応じた溶接予定線と所定ナンバ−とのテ
−ブル例を示す図、図８は本実施例のロボットコントロ
−ラのメモリに記憶される所定ナンバ−に応じた溶接条
件のテ−ブル例を示す図、図９は本実施例においてコン
ピュ−タからロボットコントロ−ラに転送されるデ−タ
例を示す図である。
【００１１】図２、図３および図４において、１は角柱
状部材、２はコ形部材であって、所定位置に配置されて
いる。角柱状部材１はこの頂部に予めプレ−ト３がその
外周を溶接することにより取り付けられている。また、
コ形部材２は第１板状部分４と、この第１板上部４に略
直交する第２板状部５およびこの第２の板状部５に略直
交し第１板状部４に対向する第３板状部６とを有してな
る断面コ字形状が形成されており、角柱状部１とコ形部
材２とを相互に溶接する際に、角柱状部材１とコ形部材
２との間の後述する３本の溶接線７Ａ〜７Ｃの位置を検
出し、各溶接線７Ａ〜７Ｃについて自動溶接を行なうも
のである。なお、コ形部材２のコ字断面の寸法は、図５
に示す如く、全て公知であるものとする。
状部材、２はコ形部材であって、所定位置に配置されて
いる。角柱状部材１はこの頂部に予めプレ−ト３がその
外周を溶接することにより取り付けられている。また、
コ形部材２は第１板状部分４と、この第１板上部４に略
直交する第２板状部５およびこの第２の板状部５に略直
交し第１板状部４に対向する第３板状部６とを有してな
る断面コ字形状が形成されており、角柱状部１とコ形部
材２とを相互に溶接する際に、角柱状部材１とコ形部材
２との間の後述する３本の溶接線７Ａ〜７Ｃの位置を検
出し、各溶接線７Ａ〜７Ｃについて自動溶接を行なうも
のである。なお、コ形部材２のコ字断面の寸法は、図５
に示す如く、全て公知であるものとする。
【００１２】また、角柱状部材１およびコ形部材２は、
それぞれ、その外側平面１Ａ、２Ａをｙｚ平面に対し略
平行に配設されている(つまり溶接線７Ａ〜７Ｃはｙｚ
平面に略平行になっている)。そして、角柱状部材１の
外側平面１Ａに、この角部１Ｄに沿ってコ形部材２のコ
形断面端２Ａを対向隣接配設し、コ形部材２の第１板状
部４の外側面２Ｂおよび第２板状部５の外側面２Ｃとを
角柱状部材１の一外側平面１Ｂおよびこの一外側平面１
Ｂに直交する他外側平面１Ｃに対しそれぞれ略平行にし
て配設されている。
それぞれ、その外側平面１Ａ、２Ａをｙｚ平面に対し略
平行に配設されている(つまり溶接線７Ａ〜７Ｃはｙｚ
平面に略平行になっている)。そして、角柱状部材１の
外側平面１Ａに、この角部１Ｄに沿ってコ形部材２のコ
形断面端２Ａを対向隣接配設し、コ形部材２の第１板状
部４の外側面２Ｂおよび第２板状部５の外側面２Ｃとを
角柱状部材１の一外側平面１Ｂおよびこの一外側平面１
Ｂに直交する他外側平面１Ｃに対しそれぞれ略平行にし
て配設されている。
【００１３】１０は角柱状部材１およびコ形部材２の表
面位置を検出するための光学式位置センサであって、光
(例えば、レ−ザ光)を発光して両部材１、２の表面にス
ポット状に照射する発光部と、この発光部から照射され
た後に各部材１、２表面にて反射される反射光を受光す
る受光部とで構成されている。
面位置を検出するための光学式位置センサであって、光
(例えば、レ−ザ光)を発光して両部材１、２の表面にス
ポット状に照射する発光部と、この発光部から照射され
た後に各部材１、２表面にて反射される反射光を受光す
る受光部とで構成されている。
【００１４】そして、本実施例では、位置センサ１０
は、溶接用ロボット１１のア−ム先端に取り付けられて
おり、センシング作動時に図４に示すような所定位置に
移動されるようになっており、各位置において、図示し
ない駆動機構により駆動されてコ形部材２の各板状部分
４〜６の辺２ａ〜２ｃに交差する方向への検出線８に沿
ってセンシング作動するようになっている。
は、溶接用ロボット１１のア−ム先端に取り付けられて
おり、センシング作動時に図４に示すような所定位置に
移動されるようになっており、各位置において、図示し
ない駆動機構により駆動されてコ形部材２の各板状部分
４〜６の辺２ａ〜２ｃに交差する方向への検出線８に沿
ってセンシング作動するようになっている。
【００１５】なお、上記の駆動機構は、位置センサ１０
自体を全体的に駆動するものであってもよいし、また、
位置センサ１０内においてミラ−等を用い発光部からの
光の照射方向を変更するものであってもよい。また、位
置センサ１０からの光は、図２および図４に示すよう
に、コ形部材２のそれぞれの板状部４〜６の略直上から
照射され、上記駆動機構にて位置センサ１０を駆動する
ことにより、各板状部４〜６の表面位置が、各辺２ａ〜
２ｃに交差する方向への検出線８に沿って検出されるよ
うにされている。
自体を全体的に駆動するものであってもよいし、また、
位置センサ１０内においてミラ−等を用い発光部からの
光の照射方向を変更するものであってもよい。また、位
置センサ１０からの光は、図２および図４に示すよう
に、コ形部材２のそれぞれの板状部４〜６の略直上から
照射され、上記駆動機構にて位置センサ１０を駆動する
ことにより、各板状部４〜６の表面位置が、各辺２ａ〜
２ｃに交差する方向への検出線８に沿って検出されるよ
うにされている。
【００１６】これにより、位置センサ１０の受光部にて
得られた受光デ−タ(例えば光経路差デ−タ、反射光強
度等)に基づき、位置センサ１０とコ形部材２の各板状
部４〜６の表面との距離が得られ、コ形部材２の辺２ａ
〜２ｃ上の位置がエッジとして検出されるようになって
いる。本実施例では、上述のようなセンシング作動を図
４に示すように３回行なって、第１板状部分４の辺２ａ
上の２カ所の位置Ｐ1，Ｐ2、第２板状部分５の辺２ｂ上
の２カ所の位置Ｐ3，Ｐ4、第３板状部分６の辺２ｃ上の
１カ所の位置Ｐ5との計５カ所の位置を検出している。
得られた受光デ−タ(例えば光経路差デ−タ、反射光強
度等)に基づき、位置センサ１０とコ形部材２の各板状
部４〜６の表面との距離が得られ、コ形部材２の辺２ａ
〜２ｃ上の位置がエッジとして検出されるようになって
いる。本実施例では、上述のようなセンシング作動を図
４に示すように３回行なって、第１板状部分４の辺２ａ
上の２カ所の位置Ｐ1，Ｐ2、第２板状部分５の辺２ｂ上
の２カ所の位置Ｐ3，Ｐ4、第３板状部分６の辺２ｃ上の
１カ所の位置Ｐ5との計５カ所の位置を検出している。
【００１７】１５は位置センサ１０に接続されたコンピ
ュ−タであって、位置センサ１０による検出結果(位置
Ｐ1〜Ｐ5)，角柱状部材１の位置およびコ形部材２の各
板状部分４〜６の寸法，形状に基づいて、部材１、２か
らなる溶接部分の形状つまり部材１と部材２の各板状部
分との間のギャップを演算・検出(自動認識)するととも
に、コ形部材のコ形断面端２Ａの各辺２ａ〜２ｃの端部
位置ａ1，ａ2，ｂ1，ｂ2，ｃ1，ｃ2を演算するものであ
る。
ュ−タであって、位置センサ１０による検出結果(位置
Ｐ1〜Ｐ5)，角柱状部材１の位置およびコ形部材２の各
板状部分４〜６の寸法，形状に基づいて、部材１、２か
らなる溶接部分の形状つまり部材１と部材２の各板状部
分との間のギャップを演算・検出(自動認識)するととも
に、コ形部材のコ形断面端２Ａの各辺２ａ〜２ｃの端部
位置ａ1，ａ2，ｂ1，ｂ2，ｃ1，ｃ2を演算するものであ
る。
【００１８】また、コンピュ−タ１５のメモリには、角
柱状部材１の板厚．コ形部材２の板厚，部材１と２間の
ギャップおよび段差に応じて、所定ナンバ−が図７に示
すように各溶接予定線７ａ〜７ｃごとに格納されてい
る。
柱状部材１の板厚．コ形部材２の板厚，部材１と２間の
ギャップおよび段差に応じて、所定ナンバ−が図７に示
すように各溶接予定線７ａ〜７ｃごとに格納されてい
る。
【００１９】さらに、コンピュ−タ１５は、位置センサ
１０による検出結果に基づいて算出されたコ形部材２の
コ形断面２Ａの端部位置ａ1，ａ2，ｂ1，ｂ2，ｃ1，ｃ2
と、図６に示す如く、部材１，２どうしの溶接部分につ
いて予め教示(ティ−チング)を行なうことにより得られ
たメモリ−に格納された各溶接予定線７ａ〜７ｃの始点
(Ｑ1，Ｑ2，Ｑ3)および終点(Ｑ4，Ｑ5，Ｑ6)の位置との
ズレ量(Δｘａ1，Δｙａ1，Δｚａ1，…)を算出し、そ
のズレ量と、前記デ−タから読み出された所定ナンバ−
とを各溶接予定線ごとに図９に示すようなデ−タとして
ロボットコントロ−ラ２０に転送するものである。
１０による検出結果に基づいて算出されたコ形部材２の
コ形断面２Ａの端部位置ａ1，ａ2，ｂ1，ｂ2，ｃ1，ｃ2
と、図６に示す如く、部材１，２どうしの溶接部分につ
いて予め教示(ティ−チング)を行なうことにより得られ
たメモリ−に格納された各溶接予定線７ａ〜７ｃの始点
(Ｑ1，Ｑ2，Ｑ3)および終点(Ｑ4，Ｑ5，Ｑ6)の位置との
ズレ量(Δｘａ1，Δｙａ1，Δｚａ1，…)を算出し、そ
のズレ量と、前記デ−タから読み出された所定ナンバ−
とを各溶接予定線ごとに図９に示すようなデ−タとして
ロボットコントロ−ラ２０に転送するものである。
【００２０】ロボットコントロ−ラ２０は、部材１、２
に対して溶接を施す溶接ロボット１１および位置センサ
１０の作動を制御するもので、部材１、２の３種類の溶
接部分の形状(板厚，ギャップ)に対応する各種溶接条件
(溶接電流，溶接電圧，溶接速度、ト−チ姿勢デ−タの
後退角と傾き角）と補正値ａを所定ナンバ−を付して図
９に示すようなテ−ブルとして予め記憶する記憶手段
(図示ぜず)を有している。ここで、ト−チ姿勢デ−タで
ある後退角，倒れ角は、溶接ロボット１１のア−ム先端
に取り付けられるト−チ１１ａの溶接時姿勢を決定する
もので、それぞれ図３(b)、(c)に示すように規定されて
いる。また、補正値ａは、ギャップおよび段差に応じて
設定されるもので、コ形部材２のコ形端面２Ａからの実
際の各溶接線７Ａ〜７Ｃの位置を決めるものである。ま
た、上記記憶手段は、部材１、２どうしの３種類の溶接
部分について予め教示(ティ−チング)を行なうことによ
り得られた各溶接予定線７ａ〜７ｃの始点(Ｑ1，Ｑ2，
Ｑ3)および終点(Ｑ4，Ｑ5，Ｑ 6)の位置も予め格納され
ている。
に対して溶接を施す溶接ロボット１１および位置センサ
１０の作動を制御するもので、部材１、２の３種類の溶
接部分の形状(板厚，ギャップ)に対応する各種溶接条件
(溶接電流，溶接電圧，溶接速度、ト−チ姿勢デ−タの
後退角と傾き角）と補正値ａを所定ナンバ−を付して図
９に示すようなテ−ブルとして予め記憶する記憶手段
(図示ぜず)を有している。ここで、ト−チ姿勢デ−タで
ある後退角，倒れ角は、溶接ロボット１１のア−ム先端
に取り付けられるト−チ１１ａの溶接時姿勢を決定する
もので、それぞれ図３(b)、(c)に示すように規定されて
いる。また、補正値ａは、ギャップおよび段差に応じて
設定されるもので、コ形部材２のコ形端面２Ａからの実
際の各溶接線７Ａ〜７Ｃの位置を決めるものである。ま
た、上記記憶手段は、部材１、２どうしの３種類の溶接
部分について予め教示(ティ−チング)を行なうことによ
り得られた各溶接予定線７ａ〜７ｃの始点(Ｑ1，Ｑ2，
Ｑ3)および終点(Ｑ4，Ｑ5，Ｑ 6)の位置も予め格納され
ている。
【００２１】そして、このロボットコントロ−ラ２０
は、図８に示すようなデ−タをコンピュ−タ１５から受
け、そのデ−タ中の所定ナンバ−に対応する各溶接条件
と補正値ａを各溶接予定線７ａ〜７ｃごとに前記記憶手
段から読み出すとともに、各溶接予定線７ａ〜７ｃの始
点(Ｑ1，Ｑ2，Ｑ3)および終点(Ｑ4，Ｑ5，Ｑ6)と前記テ
−ブルから読み出された補正値ａとに基づいて、仮溶接
線の始点および終点の位置を演算し、この始点および終
点の位置にズレ量を加算することにより実際の溶接線７
Ａ〜７Ｃの始点(Ａ1，Ａ3，Ａ5)および終点(Ａ2，Ａ4，
Ａ6)の座標を算出し、読み出された溶接条件と、実際の
溶接線７Ａ〜７Ｃの始点および終点の座標，ト−チ１１
ａの後退角および倒れ角とに基づいて、溶接ロボット１
１の作動を制御し部材１、２どうしの３種類の溶接部分
を自動溶接制御するものである。
は、図８に示すようなデ−タをコンピュ−タ１５から受
け、そのデ−タ中の所定ナンバ−に対応する各溶接条件
と補正値ａを各溶接予定線７ａ〜７ｃごとに前記記憶手
段から読み出すとともに、各溶接予定線７ａ〜７ｃの始
点(Ｑ1，Ｑ2，Ｑ3)および終点(Ｑ4，Ｑ5，Ｑ6)と前記テ
−ブルから読み出された補正値ａとに基づいて、仮溶接
線の始点および終点の位置を演算し、この始点および終
点の位置にズレ量を加算することにより実際の溶接線７
Ａ〜７Ｃの始点(Ａ1，Ａ3，Ａ5)および終点(Ａ2，Ａ4，
Ａ6)の座標を算出し、読み出された溶接条件と、実際の
溶接線７Ａ〜７Ｃの始点および終点の座標，ト−チ１１
ａの後退角および倒れ角とに基づいて、溶接ロボット１
１の作動を制御し部材１、２どうしの３種類の溶接部分
を自動溶接制御するものである。
【００２２】なお、図７、図９に示すようなテ−ブルと
して記憶される溶接条件は、部材１、２の板厚、ギャッ
プ等の形状に応じて予め実験等により求められた最適の
ものである。
して記憶される溶接条件は、部材１、２の板厚、ギャッ
プ等の形状に応じて予め実験等により求められた最適の
ものである。
【００２３】次に、上述のごとく構成される本実施例の
措置による、部材１、２相互間の３種類の溶接線＊の自
動溶接制御プロセスを、図１により説明する。まず、本
実施例では、部材１、２どうしの３種類の溶接部分につ
いて予め教示(ティ−チング)を行なうことにより溶接予
定線７ａ〜７ｃの始点および終点の位置を求め、その溶
接予定線７ａ〜７ｃの始点および終点をコンピュ−タ１
５およびロボットコントロ−ラ２０の記憶手段に記憶さ
せておく。また、部材１、２の板厚をコンピュ−タ１５
に入力する。
措置による、部材１、２相互間の３種類の溶接線＊の自
動溶接制御プロセスを、図１により説明する。まず、本
実施例では、部材１、２どうしの３種類の溶接部分につ
いて予め教示(ティ−チング)を行なうことにより溶接予
定線７ａ〜７ｃの始点および終点の位置を求め、その溶
接予定線７ａ〜７ｃの始点および終点をコンピュ−タ１
５およびロボットコントロ−ラ２０の記憶手段に記憶さ
せておく。また、部材１、２の板厚をコンピュ−タ１５
に入力する。
【００２４】そして、溶接ロボット１１により位置セン
サ１０により、第１板状部分４、第２板状部分５および
第３板状部分６の順に、各板状部分４〜６の略直上方向
から、例えば図３に示すような５カ所に順次移動・配置
し、同様のセンシング作動を３回行なって、各板状部分
の各辺２ａ〜２ｄの５カ所の位置Ｐ1〜Ｐ5を検出する。
サ１０により、第１板状部分４、第２板状部分５および
第３板状部分６の順に、各板状部分４〜６の略直上方向
から、例えば図３に示すような５カ所に順次移動・配置
し、同様のセンシング作動を３回行なって、各板状部分
の各辺２ａ〜２ｄの５カ所の位置Ｐ1〜Ｐ5を検出する。
【００２５】そして、コンピュ−タ１５において、位置
センサ１０の検出結果である位置Ｐ 1〜Ｐ5のデ−タに基
づいて、コ形部材２の位置を求め、それらの位置から、
角柱状部材１とコ形部材２との間のギャップ、段差を各
溶接部分ごとに求めるとともに、２ａ上で検出された２
カ所の位置Ｐ1、Ｐ2を結んだ直線Ｌ1と、辺２ｂ上の位
置Ｐ3、Ｐ4を結んだ直線Ｌ2と、辺２ｄで検出された１
カ所の位置Ｐ5を通り直線Ｌ1に直交する直線Ｌ3との交
点位置を求める。そして、この交点位置は、第３板状部
分６の一端位置ｃ1であることから、その交点位置をコ
形部材２の各板状部分４〜６の寸法１1〜１3に基づい
て、コ形部材２の全端部位置ａ1，ａ2，ｂ1，ｂ2，
ｃ1，ｃ2を算出する。
センサ１０の検出結果である位置Ｐ 1〜Ｐ5のデ−タに基
づいて、コ形部材２の位置を求め、それらの位置から、
角柱状部材１とコ形部材２との間のギャップ、段差を各
溶接部分ごとに求めるとともに、２ａ上で検出された２
カ所の位置Ｐ1、Ｐ2を結んだ直線Ｌ1と、辺２ｂ上の位
置Ｐ3、Ｐ4を結んだ直線Ｌ2と、辺２ｄで検出された１
カ所の位置Ｐ5を通り直線Ｌ1に直交する直線Ｌ3との交
点位置を求める。そして、この交点位置は、第３板状部
分６の一端位置ｃ1であることから、その交点位置をコ
形部材２の各板状部分４〜６の寸法１1〜１3に基づい
て、コ形部材２の全端部位置ａ1，ａ2，ｂ1，ｂ2，
ｃ1，ｃ2を算出する。
【００２６】この後、コンピュ−タ１５においては、各
溶接部分ごとに、部材１、２の板厚と、端部位置ａ1，
ａ2，ｂ1，ｂ2，ｃ1，ｃ2におけるギャップ、段差とに
応じて、図７に示すテ−ブルから所定ナンバを読み出す
とともに、算出されたコ形部材２のコ形断面２Ａの端部
位置ａ1，ａ2，ｂ1，ｂ2，ｃ1，ｃ2と溶接予定線７ａ〜
７ｃの始点および終点の位置との各ズレ量を求め、これ
らのズレ量と、所定ナンバ−とが図９に示すようなデ−
タとしてコンピュ−タ１５からロボットコントロ−ラ２
０へ、各溶接部分ごとに転送される。
溶接部分ごとに、部材１、２の板厚と、端部位置ａ1，
ａ2，ｂ1，ｂ2，ｃ1，ｃ2におけるギャップ、段差とに
応じて、図７に示すテ−ブルから所定ナンバを読み出す
とともに、算出されたコ形部材２のコ形断面２Ａの端部
位置ａ1，ａ2，ｂ1，ｂ2，ｃ1，ｃ2と溶接予定線７ａ〜
７ｃの始点および終点の位置との各ズレ量を求め、これ
らのズレ量と、所定ナンバ−とが図９に示すようなデ−
タとしてコンピュ−タ１５からロボットコントロ−ラ２
０へ、各溶接部分ごとに転送される。
【００２７】図９に示すようなデ−タを受け取ったロボ
ットコントロ−ラ２０では、各溶接部分ごとに転送され
てきた所定ナンバ−に対応する補正値ａを図８に示すよ
うなテ−ブルから読み出して、この補正値ａと各溶接予
定線の始点(Ｑ1，Ｑ2，Ｑ3)および終点(Ｑ4，Ｑ5，Ｑ6)
とに基づいて、仮溶接線の始点および終点の位置を演算
し、この始点および終点の位置に転送されてきたズレ量
を加算することにより実際の溶接線７Ａ〜７Ｃの始点お
よび終点の位置を求めた後、所定ナンバ−に対応する溶
接条件を読み出し、実際の溶接線７Ａ〜７Ｃこの始点
(Ａ1，Ａ3，Ａ5)および終点(Ａ2，Ａ4，Ａ6)の位置まで
の自動溶接を、それぞれ所定ナンバで指定された最適な
溶接条件に基づいて行なわれる。
ットコントロ−ラ２０では、各溶接部分ごとに転送され
てきた所定ナンバ−に対応する補正値ａを図８に示すよ
うなテ−ブルから読み出して、この補正値ａと各溶接予
定線の始点(Ｑ1，Ｑ2，Ｑ3)および終点(Ｑ4，Ｑ5，Ｑ6)
とに基づいて、仮溶接線の始点および終点の位置を演算
し、この始点および終点の位置に転送されてきたズレ量
を加算することにより実際の溶接線７Ａ〜７Ｃの始点お
よび終点の位置を求めた後、所定ナンバ−に対応する溶
接条件を読み出し、実際の溶接線７Ａ〜７Ｃこの始点
(Ａ1，Ａ3，Ａ5)および終点(Ａ2，Ａ4，Ａ6)の位置まで
の自動溶接を、それぞれ所定ナンバで指定された最適な
溶接条件に基づいて行なわれる。
【００２８】このように本実施例の方法によれば、コ形
部材２の各板部分４〜６の各辺２ａ〜２ｃ上の５カ所の
位置(エッジ位置)を非接触で検出し、その検出結果に基
づいてコ形部材２の形状(ギャップ等)と各位置(Ｐ1〜Ｐ
5)とを正反射の影響を受けることなく得ることができ、
この各位置に基づいて算出された各端部位置(ａ1，
ａ 2，ｂ1，ｂ2，ｃ1，ｃ2)と溶接予定線の各位置とのズ
レ量を確実かつ正確に算出することができ、さらには、
そのズレ量と補正値から得られた実溶接線７Ａ〜７と、
部材１、２の溶接部分の形状に対応した適切な溶接条件
を選択することにより自動溶接するようになっているの
で、優れた品質の製品を作成することができる。
部材２の各板部分４〜６の各辺２ａ〜２ｃ上の５カ所の
位置(エッジ位置)を非接触で検出し、その検出結果に基
づいてコ形部材２の形状(ギャップ等)と各位置(Ｐ1〜Ｐ
5)とを正反射の影響を受けることなく得ることができ、
この各位置に基づいて算出された各端部位置(ａ1，
ａ 2，ｂ1，ｂ2，ｃ1，ｃ2)と溶接予定線の各位置とのズ
レ量を確実かつ正確に算出することができ、さらには、
そのズレ量と補正値から得られた実溶接線７Ａ〜７と、
部材１、２の溶接部分の形状に対応した適切な溶接条件
を選択することにより自動溶接するようになっているの
で、優れた品質の製品を作成することができる。
【００２９】また、本実施例では、溶接電流、溶接電
圧、溶接速度、倒れ角、後退角といった溶接条件は、予
め所定ナンバ−を付されてロボットコントロ−ラ２０側
の記憶手段に記憶されており、コンピュ−タ１５側から
は部材１、２の溶接部分の形状に対応した所定ナンバ−
を転送するだけで、最適な溶接条件を選択できるように
なっているので、コンピュ−タ１５からロボットコント
ロ−ラ２０へ転送すべきデ−タを所定ナンバ−とズレ量
とだけにすることができ、転送時間を短縮することがで
きる。
圧、溶接速度、倒れ角、後退角といった溶接条件は、予
め所定ナンバ−を付されてロボットコントロ−ラ２０側
の記憶手段に記憶されており、コンピュ−タ１５側から
は部材１、２の溶接部分の形状に対応した所定ナンバ−
を転送するだけで、最適な溶接条件を選択できるように
なっているので、コンピュ−タ１５からロボットコント
ロ−ラ２０へ転送すべきデ−タを所定ナンバ−とズレ量
とだけにすることができ、転送時間を短縮することがで
きる。
【００３０】さらに、多大な溶接条件のデ−タをすべて
コンピュ−タ１５側のメモリで格納する必要がなくな
り、コンピュ−タ１５側ではＲＯＭにソフトウエアを格
納することができる。また、コンピュ−タ１５のＲＯＭ
にソフトウエアを格納しても、ロボットコントロ−ラ２
０側で溶接条件を格納しているため、溶接条件を変更す
ることが容易にできる。
コンピュ−タ１５側のメモリで格納する必要がなくな
り、コンピュ−タ１５側ではＲＯＭにソフトウエアを格
納することができる。また、コンピュ−タ１５のＲＯＭ
にソフトウエアを格納しても、ロボットコントロ−ラ２
０側で溶接条件を格納しているため、溶接条件を変更す
ることが容易にできる。
【００３１】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、この発明の要旨を免脱しない範囲の設計変更
等があってもこの発明に含まれる。例えば、上記実施例
では、角柱部材１およびコ形部材２からなる継手に適用
した場合について説明したが、本発明の方法は、これに
限定されるものではなく、他の種手の継手にも上記実施
例と同様に適用され上記実施例と同様の作用効果が得ら
れる。
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、この発明の要旨を免脱しない範囲の設計変更
等があってもこの発明に含まれる。例えば、上記実施例
では、角柱部材１およびコ形部材２からなる継手に適用
した場合について説明したが、本発明の方法は、これに
限定されるものではなく、他の種手の継手にも上記実施
例と同様に適用され上記実施例と同様の作用効果が得ら
れる。
【００３２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の自動溶接
方法によれば、光学式位置検出手段の検出結果に基づい
て、解析処理手段により溶接部分の形状を解析して、そ
の解析結果に基づいて算出される各溶接部分の端部位置
と溶接予定線の始点および終点の位置とのズレ量と、溶
接部分の形状に適した情報として所定ナンバ−とを解析
処理手段から制御手段へ転送し、制御手段により、転送
されてきた所定ナンバ−に対応する溶接条件と補正値を
記憶手段から読み出し、この転送されてきたズレ量と補
正値に基づいて実溶接線を決定した後、溶接条件に基づ
き溶接ロボットの動作を制御して当該溶接部分を自動溶
接制御するように構成したので、溶接部分の形状が非接
触で検出され従来のような不具合が解消できるほか、自
動認識された溶接部分の形状に対応した最適な溶接条件
を選択でき、高水準な品質条件を満たす溶接を行なえ
る。また、解析処理手段の処理負担が軽減される。
方法によれば、光学式位置検出手段の検出結果に基づい
て、解析処理手段により溶接部分の形状を解析して、そ
の解析結果に基づいて算出される各溶接部分の端部位置
と溶接予定線の始点および終点の位置とのズレ量と、溶
接部分の形状に適した情報として所定ナンバ−とを解析
処理手段から制御手段へ転送し、制御手段により、転送
されてきた所定ナンバ−に対応する溶接条件と補正値を
記憶手段から読み出し、この転送されてきたズレ量と補
正値に基づいて実溶接線を決定した後、溶接条件に基づ
き溶接ロボットの動作を制御して当該溶接部分を自動溶
接制御するように構成したので、溶接部分の形状が非接
触で検出され従来のような不具合が解消できるほか、自
動認識された溶接部分の形状に対応した最適な溶接条件
を選択でき、高水準な品質条件を満たす溶接を行なえ
る。また、解析処理手段の処理負担が軽減される。
【００３３】また、溶接条件が予め所定ナンバ−を付さ
れて制御手段側に記憶手段に記憶されており、解析処理
手段側からは被溶接物の溶接部分の形状に対応した所定
ナンバ−とズレ量とを転送するだけで、最適な溶接条件
を選択できるようになっているので、解析処理手段から
制御手段へ転送すべきデ−タ量を少なくでき、転送時間
を短縮できる効果もある。
れて制御手段側に記憶手段に記憶されており、解析処理
手段側からは被溶接物の溶接部分の形状に対応した所定
ナンバ−とズレ量とを転送するだけで、最適な溶接条件
を選択できるようになっているので、解析処理手段から
制御手段へ転送すべきデ−タ量を少なくでき、転送時間
を短縮できる効果もある。
【図１】本発明の一実施例としての自動溶接方法の手順
を説明するためのフロ−チャト図である。
を説明するためのフロ−チャト図である。
【図２】本発明の一実施例としての自動溶接方法に適応
された装置の外観を模式的に示す斜視図である。
された装置の外観を模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例における被溶接物を示す平面
図、正面図および側面図である。
図、正面図および側面図である。
【図４】本発明の実施例におけるセンシング作動を説明
するための模式的な斜視図である。
するための模式的な斜視図である。
【図５】本発明の実施例におけるコ計部材の各寸法を示
す正面図である。
す正面図である。
【図６】本発明の実施例における溶接ロボットにより予
め教示して求められる溶接余生線の始点および終点の位
置を示す斜視図である。
め教示して求められる溶接余生線の始点および終点の位
置を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施例におけるコンピュ−タのメモリ
に記憶されるワ−ク形状に応じた溶接予定線と所定ナン
バ−とのテ−ブル例を示す図である。
に記憶されるワ−ク形状に応じた溶接予定線と所定ナン
バ−とのテ−ブル例を示す図である。
【図８】本発明の実施例におけるロボットコントロ−ラ
のメモリに記憶される所定ナンバ−に応じた溶接条件の
テ−ブル例を示す図である。
のメモリに記憶される所定ナンバ−に応じた溶接条件の
テ−ブル例を示す図である。
【図９】本発明の実施例におけるコンピュ−タからロボ
ットコントロ−ラに転送されるデ−タ例を示す図であ
る。
ットコントロ−ラに転送されるデ−タ例を示す図であ
る。
１ 角柱状部材 ２ コ形部材 ７ａ〜７ｃ 溶接予定線 ７Ａ〜７Ｃ 実溶接線 １０ 光学式位置センサ（光学式位置検出手
段） １１ 溶接ロボット １５ コンピュ−タ（解析処理手段） ２０ ロボットコントロ−ラ（制御手段）
段） １１ 溶接ロボット １５ コンピュ−タ（解析処理手段） ２０ ロボットコントロ−ラ（制御手段）
Claims (1)
- 【請求項１】 一対の被溶接物どうしを自動溶接すべ
く、前記一対の被溶接物の表面位置を検出する光学式位
置検出手段と、当該光学式位置検出手段の検出結果に基
づいて前記一対の被溶接物どうしの溶接部分の形状を解
析して認識する解析処理手段と、前記一対の被溶接物に
対して溶接を施す溶接ロボットと、当該溶接ロボットの
作動を制御する制御手段とがそなえられるとともに、 前記制御手段に、前記一対の被溶接物どうしの溶接部分
の各種形状に対応する各溶接条件と補正値を所定ナンバ
−を付して予め記憶する記憶手段がそなえられ、前記一
対の被溶接物どうしの溶接部分について予め教示を行な
うことにより溶接予定線の始点および終点の位置を求
め、該溶接予定線の始点および終点を前記記憶手段およ
び解析処理手段に記憶させておき、 前記溶接ロボットによる再生作動時には、前記解析処理
手段において、前記光学式位置検出手段の検出結果に基
づき、前記一対の被溶接物どうしの溶接部分の形状を解
析した後、該溶接部分の解析結果に基づいて前記一被溶
接物の溶接部に対向する端部位置を求め、該端部位置と
教示時の溶接予定線の始点および終点の位置とのズレ量
をそれぞれ求めるとともに、前記溶接予定線に対応する
前記一対の被溶接物どうしの溶接部分の形状を認識して
該形状に適した所定ナンバ−を決定してから、前記ズレ
量および前記所定ナンバ−を前記解析処理手段から前記
制御手段へ転送し、 前記制御手段において、転送されてきた所定ナンバ−に
対応する補正値を前記記憶手段より読み出し、該補正
値、転送されてきたズレ量および前記記憶手段に記憶さ
れた前記溶接予定線の始点および終点とに基づいて前記
再生作動時における実溶接線の始点および終点の位置を
求めるとともに、転送されてきた所定ナンバ−に対応す
る溶接条件を前記記憶手段から読みだし、前記実溶接線
の始点および終点の位置と読み出された溶接条件に基づ
いて前記一対の被溶接物どうしの溶接部分を自動溶接す
ることを特徴とする自動溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10148493A JP2918415B2 (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 自動溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10148493A JP2918415B2 (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 自動溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06304759A JPH06304759A (ja) | 1994-11-01 |
| JP2918415B2 true JP2918415B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=14301992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10148493A Expired - Lifetime JP2918415B2 (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 自動溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2918415B2 (ja) |
-
1993
- 1993-04-27 JP JP10148493A patent/JP2918415B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06304759A (ja) | 1994-11-01 |
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