JP3022183B2 - Corrugated Welding Method for Corrugated Laminated Plate Welding Robot - Google Patents
Corrugated Welding Method for Corrugated Laminated Plate Welding RobotInfo
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- JP3022183B2 JP3022183B2 JP6177354A JP17735494A JP3022183B2 JP 3022183 B2 JP3022183 B2 JP 3022183B2 JP 6177354 A JP6177354 A JP 6177354A JP 17735494 A JP17735494 A JP 17735494A JP 3022183 B2 JP3022183 B2 JP 3022183B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、コルゲート形状を有す
るメンブレン同士の溶接を行うコルゲート重ね板継ぎ用
溶接ロボットにおける溶接方法に関し、特にコルゲート
部の溶接を行う際の方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a welding method for a welding robot for connecting corrugated lap joints for welding membranes each having a corrugated shape, and more particularly to a method for welding a corrugated portion.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来コルゲート形状を有するメンブレン
同士の溶接には、形状認識用の接触式センサが用いら
れ、溶接トーチのトーチ角制御は倣い制御方式が採用さ
れている。このメンブレン同士の溶接に、従来用いられ
ていたTIG溶接法に比較して高速の溶接法であるプラ
ズマアーク溶接法などを適用した場合、コルゲート部に
おいて倣い制御方式で溶接トーチなどを動作させると、
トーチ角の変更が接触式センサのセンシングに追従しき
れず、溶接欠陥を生じ易くなっていた。そこで溶接トー
チに対してセンサを先行させ、溶接トーチが追従し易い
ようにした遅延制御方式が先に提案されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a contact type sensor for shape recognition is used for welding between corrugated membranes, and a torch angle control of a welding torch employs a copying control method. When a plasma arc welding method or the like, which is a high-speed welding method compared to the conventionally used TIG welding method, is applied to the welding between the membranes, when a welding torch or the like is operated by the copying control method in the corrugated portion,
The change of the torch angle could not follow the sensing of the contact type sensor, and it was easy to cause welding defects. Therefore, a delay control system has been proposed in which a sensor is provided ahead of the welding torch so that the welding torch can easily follow the welding torch.
【0003】次に、このセンサを先行させた遅延制御方
式を用い、高速のプラズマアーク溶接法に適用できるよ
うにした溶接ロボットについて説明する。図4はその概
略斜視図、図5はその概略平面図を示す。[0003] Next, a description will be given of a welding robot using a delay control system in which this sensor is advanced so as to be applicable to a high-speed plasma arc welding method. FIG. 4 is a schematic perspective view, and FIG. 5 is a schematic plan view.
【0004】図4、図5において、1,2はコルゲーシ
ョン形状を有するメンブレンで、平面部1A,2Aに所
定ピッチおきにコルゲーション形状部1B,2Bが形成
されている。このメンブレン1,2は、そのコルゲーシ
ョン形状部1B,2Bを上下方向で嵌合して縁部間を重
ねることによって、コルゲーション形状部1B,2Bの
方向に対して直交する方向に長いコルゲート重ね板継ぎ
部3が形成される。このコルゲート重ね板継ぎ部3にお
いて上位となるメンブレン2の縁端位置が溶接線4を形
成している。この溶接線4の上方には、溶接線4に沿っ
た方向に調整されたガイドレール10が配置され、この
ガイドレール10に支持案内されて、溶接線4に沿った
L方向に移動する溶接機本体11が設けられている。In FIGS. 4 and 5, reference numerals 1 and 2 denote corrugation-shaped membranes. Corrugation-shaped portions 1B and 2B are formed at predetermined pitches on plane portions 1A and 2A. The membranes 1 and 2 are formed by fitting the corrugation-shaped portions 1B and 2B in the up-down direction and overlapping the edges so that the corrugated laminated plate joints are long in the direction orthogonal to the direction of the corrugation-shaped portions 1B and 2B. The part 3 is formed. The edge position of the upper membrane 2 in the corrugated lap joint 3 forms a welding line 4. A guide rail 10 adjusted in a direction along the welding line 4 is disposed above the welding line 4, and the welding machine is supported and guided by the guide rail 10 and moves in the L direction along the welding line 4. A main body 11 is provided.
【0005】この溶接機本体11には、溶接トーチ12
が、溶接線4に対して直交する左右方向Wと上下方向H
とに移動自在で、かつトーチ先端部のアーク先端に位置
して左右方向Wに平行な水平軸16を中心とした円弧方
向Θに揺動自在に設けられている。ここで溶接トーチ1
2はプラズマアーク溶接方式が採用されている。さらに
溶接機本体11には、溶接トーチ12の左右方向W、上
下方向Hへの移動と円弧方向Θへの揺動とを制御する制
御装置13が設けられ、この制御装置13は遅延回路を
含む構成とされている。また溶接機本体11には、溶接
トーチ12より先行するトーチ移動方向前方位置に溶接
線のシームトラッキング計測用の視覚センサ14と、こ
の視覚センサ14の側方位置にコルゲーション形状計測
用のレーザ変位センサ15が配設されている。[0005] A welding torch 12 is attached to the welding machine body 11.
Is a horizontal direction W and a vertical direction H orthogonal to the welding line 4.
And is swingable in an arc direction と し た centered on a horizontal axis 16 parallel to the left-right direction W at the tip of the arc at the tip of the torch. Here welding torch 1
No. 2 employs a plasma arc welding method. Further, the welding machine body 11 is provided with a control device 13 for controlling the movement of the welding torch 12 in the horizontal direction W, the vertical direction H, and the swing in the arc direction Θ, and the control device 13 includes a delay circuit. It has a configuration. The welding machine body 11 also includes a visual sensor 14 for seam tracking measurement of a welding line at a position ahead of the welding torch 12 in the torch moving direction, and a laser displacement sensor for corrugation shape measurement at a side position of the visual sensor 14. 15 are provided.
【0006】上記構成の溶接ロボットにおいて、そのコ
ルゲート重ね板継ぎの溶接作業について説明する。ガイ
ドレール10を調整し、図5に示すように溶接機本体1
1に設けられた溶接トーチ12と視覚センサ14が溶接
線4の上方に位置するように設定する。このとき、レー
ザ変位センサ15は溶接線4上に位置しないが、コルゲ
ーション形状を認識するには支障はない。しかし、レー
ザ変位センサ15は溶接トーチ12より先行する位置に
設けることが必要である。そしてガイドレール10に案
内されて溶接機本体11を移動させることで、センサ1
4,15による計測を行いながら、所定の溶接速度で溶
接トーチ12による溶接線4のプラズマアーク溶接を行
う。このときレーザ変位センサ15はメンブレン2の表
面のセンシングを行い視覚センサ14は溶接線14のシ
ームトラッキングを行う。そしてセンサ14,15は先
行し、溶接トーチ12は後行するが、その遅れ分は制御
装置13に組み込まれた遅延回路によって、溶接トーチ
12の左右方向Wと上下方向Hの移動と、水平軸16を
中心とした円弧方向Θの揺動が時間遅れをもって制御さ
れる。[0006] A description will be given of the welding operation of the corrugated lap joint in the welding robot having the above configuration. The guide rail 10 is adjusted, and as shown in FIG.
1 is set so that the welding torch 12 and the visual sensor 14 are located above the welding line 4. At this time, the laser displacement sensor 15 is not located on the welding line 4, but there is no problem in recognizing the corrugation shape. However, the laser displacement sensor 15 needs to be provided at a position preceding the welding torch 12. By moving the welding machine main body 11 while being guided by the guide rail 10, the sensor 1
Plasma arc welding of the welding line 4 by the welding torch 12 is performed at a predetermined welding speed while performing the measurements by 4 and 15. At this time, the laser displacement sensor 15 senses the surface of the membrane 2 and the visual sensor 14 performs seam tracking of the welding line 14. The sensors 14 and 15 move ahead, and the welding torch 12 moves backward, but the delay is compensated for by the delay circuit incorporated in the control device 13 by the movement of the welding torch 12 in the horizontal direction W and the vertical direction H, The swing in the arc direction を around the center 16 is controlled with a time delay.
【0007】レーザ変位センサ15は、図6に示すよう
に、平面部2Aの前位平面範囲Aに対しては通常のセン
シングを行い、コルゲーション形状部2Bの立ち上がり
傾斜面範囲Bに対向すると、傾斜角度の存在によりレー
ザ変位センサ15は反射光を促えられないことになり計
測不可の状態になる。そしてレーザ変位センサ15が頂
部範囲Cに対向すると、頂部の平面状形状によって反射
光を促える状態に戻り、計測可能となる。以下同様に立
ち下がり傾斜面範囲Dに対向すると再び計測不可の状態
になり、平面板2Aの後位平面範囲aに対向すると計測
可能となる。このようなレーザ変位センサ15による計
測状態において、頂部範囲C中で計測された内の最も高
い位置にある点がコルゲーション形状部2Bの中心位置
を示す点である。ここで制御装置13には、コルゲーシ
ョン形状部2Bの形状があらかじめ与えられており、入
力された最高点の位置を基準点として、前記コルゲーシ
ョン形状部2Bの形状をもとに、ロボット制御用のソフ
トを起動する際に作成されるコルゲート部の溶接線4の
NCデータを作成し、所定の遅延時間後に、前記NCデ
ータで溶接トーチ12を動作させることにより、コルゲ
ーション形状部2Bにおける速度制御と上下方向Hへの
移動制御をすることができるとともに、水平軸16を中
心とした円弧方向Θへの揺動制御、すなわちトーチ角θ
の変更を制御することができる。As shown in FIG. 6, the laser displacement sensor 15 performs normal sensing on the front plane area A of the plane section 2A, and when facing the rising slope area B of the corrugation shape section 2B, the laser displacement sensor 15 tilts. Due to the presence of the angle, the laser displacement sensor 15 cannot prompt the reflected light, so that the measurement becomes impossible. When the laser displacement sensor 15 faces the top area C, the state returns to a state in which reflected light is encouraged by the planar shape of the top, and measurement becomes possible. In the same manner, the measurement becomes impossible again when facing the falling slope range D, and the measurement becomes possible when facing the rear plane range a of the flat plate 2A. In such a state of measurement by the laser displacement sensor 15, the point at the highest position measured in the top range C is a point indicating the center position of the corrugation shape portion 2B. Here, the shape of the corrugation shape portion 2B is given to the control device 13 in advance, and the robot control software is set on the basis of the shape of the corrugation shape portion 2B with the position of the input highest point as a reference point. The NC data of the welding line 4 of the corrugated portion created when starting up is operated, and after a predetermined delay time, the welding torch 12 is operated with the NC data, thereby controlling the speed in the corrugation shape portion 2B and the vertical direction. H, and the swing control in the arc direction と し た about the horizontal axis 16, that is, the torch angle θ
Change can be controlled.
【0008】また、視覚センサ14は、図7に示すよう
に、平面部1A,2Aに対する溶接線4の前位溶接線範
囲E対しては通常のシームトラッキングを行い、コルゲ
ーション形状部溶接線範囲Fに対向すると、その検出レ
ベルの上昇により視覚センサ14の視野から外れること
になり、計測不可の状態になる。この計測不可の状態は
コルゲーション形状部溶接線範囲Fに対向する全域であ
り、視覚センサ14が後位溶接線範囲eに対向すると再
び計測可能となる。このようにコルゲーション形状部溶
接線範囲Fの全域にわたって計測不可となるが、コルゲ
ーション形状部溶接線範囲Fとその近傍の両溶接線範囲
E,eとの間では、メンブレン2の縁端部はほぼ垂直面
内に位置するため、立ち上がり傾斜面範囲Bで計測され
た例えば起点の座標と立ち下がり傾斜面範囲Dで計測さ
れた例えば終点の座標とを結ぶ線の上方に、コルゲーシ
ョン形状部溶接線範囲Fにおける溶接線4をとること
で、溶接トーチ12の左右方向Wへの移動制御を行うこ
とができる。As shown in FIG. 7, the visual sensor 14 performs normal seam tracking on the front welding line range E of the welding line 4 with respect to the plane portions 1A and 2A, and performs a corrugation-shaped welding line range F. , The detection level is increased and the visual sensor 14 is out of the field of view, and the measurement becomes impossible. This non-measurable state is the entire region facing the corrugation-shaped portion welding line range F, and can be measured again when the visual sensor 14 faces the rear welding line range e. As described above, it is impossible to measure over the entire corrugation shape portion welding line range F. However, between the corrugation shape portion welding line range F and the two welding line ranges E and e in the vicinity thereof, the edge of the membrane 2 is almost equal. Since it is located in the vertical plane, the corrugation-shaped weld line range is located above a line connecting, for example, the coordinates of the starting point measured in the rising slope area B and the coordinates of the end point measured in the falling slope area D, for example. By taking the welding line 4 at F, the movement control of the welding torch 12 in the left-right direction W can be performed.
【0009】以上のように、上記構成の溶接ロボットに
おいては、センサを先行させる遅延制御方式を用い、コ
ルゲーション形状をあらかじめNCデータとして計算す
る方法を用いることにより、高速のプラズマアーク溶接
法に対しても溶接トーチを溶接線に十分に追従させるこ
とができる。次に、溶接トーチ12のコルゲート部にお
ける動作をさらに詳細な説明する。As described above, in the welding robot having the above-described configuration, the delay control method in which the sensor is advanced and the method of calculating the corrugation shape as NC data in advance are used. Also, the welding torch can sufficiently follow the welding line. Next, the operation of the welding torch 12 in the corrugated portion will be described in more detail.
【0010】コルゲーション形状は、図8に示すよう
に、頂部を形成するR1部、斜面部を形成するR2部、
立ち上がり裾野部および立ち下がり裾野部を形成するR
3部と、頂部中心から立ち上がり裾野部始点および立ち
下がり裾野部終点までの距離L、頂部の高さh、メンブ
レン厚さgとがそれぞれ用意されていて、連続する3つ
のR部の中心点およびそれらの連結点を計算することに
より得られる。このようにして得られた複数種類のコル
ゲーション形状はそれぞれ制御装置のメモリに記録され
る。レーザ変位センサのセンシングにより検出されたコ
ルゲーション形状部の最高点から、コルゲーション形状
のうちの1つを選び、この形状をもとに、ロボット制御
用のソフトを起動する際に作成されるコルゲート部のN
Cデータが作成される。As shown in FIG. 8, the corrugation shape includes an R1 portion forming a top portion, an R2 portion forming a slope portion,
R forming the rising and falling skirts
3 parts, the distance L from the center of the top to the starting point of the rising foot and the end of the falling foot, the height h of the top, and the thickness g of the membrane are provided, respectively, and the center points of three consecutive R parts and It is obtained by calculating those connection points. The plurality of types of corrugation shapes thus obtained are respectively recorded in the memory of the control device. One of the corrugation shapes is selected from the highest point of the corrugation shape detected by the sensing of the laser displacement sensor, and based on this shape, the corrugation portion created when the software for controlling the robot is started is created. N
C data is created.
【0011】次に、選択されたコルゲート部の形状から
行われるNCデータの計算方法について説明する。まず
図9(a)に示すように、平面座標上にある円弧とし
て、X軸データに対するY軸データをX軸単位幅毎に計
算する。そしてこの計算したX軸、Y軸のそれぞれの値
を、図9(b)に示すように、特定の速度(単位時間当
りの移動量)に応じて修正し、平面上で等間隔データを
作成する。ここで、○印は最初の計算で得たデータ、△
印は特定の一定速度で修正して得たデータを示し、平面
上で等間隔になっている。次に修正したデータにおい
て、図9(c)に示すように、それぞれのトーチ角θを
計算する。この修正したデータ(x1 y1 )〜(x3 y
3 )とトーチ角θ1 ,θ2 にもとづいて、ロボット制御
角のソフトを起動する際に作成されるコルゲート部のN
Cデータが作成される。そして、これに溶接トーチ高さ
が追従するように制御されるとともに、溶接線に対する
溶接速度およびトーチ角が一定になるように制御され
る。Next, a description will be given of a method of calculating the NC data based on the shape of the selected corrugated portion. First, as shown in FIG. 9A, the Y-axis data for the X-axis data is calculated for each X-axis unit width as an arc on the plane coordinates. Then, the calculated values of the X-axis and the Y-axis are corrected according to a specific speed (movement amount per unit time) as shown in FIG. I do. Here, ○ indicates the data obtained in the first calculation, Δ
Marks indicate data obtained by correcting at a specific constant speed, and are equally spaced on a plane. Next, as shown in FIG. 9C, the respective torch angles θ are calculated based on the corrected data. The corrected data (x 1 y 1 ) to (x 3 y
3 ) Based on the torch angles θ 1 and θ 2 , the N of the corrugated part created when the robot control angle software is started
C data is created. The welding torch height is controlled so as to follow this, and the welding speed and the torch angle with respect to the welding line are controlled to be constant.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】以上のように、あらか
じめ与えられたコルゲート部の形状から作成されたコル
ゲート部のNCデータにより、溶接速度および溶接線に
対するトーチ角が一定になるように制御する場合、次の
ような箇所で溶接欠陥が生じていた。 (1)溶接部の角度が急激に変化する箇所 (2)溶接による熱の残留があり、溶接ビードに悪影響
を及ぼすと考えられる箇所 (3)メンブレンの設置向きが変わることによって、他
の向きと溶接条件が異なる箇所 たとえば(1)の溶接部の角度が急激に変化する箇所と
しては、図10に示すように、溶接部の角度が急激に変
化するコルゲーション形状の立ち上がり裾野部20およ
び立ち下がり裾野部21のR部があり、この箇所ではト
ーチ角の急激な変化が行われるためトーチ角速度は早く
なり、溶接欠陥を生じていた。(2)の残留熱が集中す
るであろうと考えられる箇所としては、図10に示すよ
うに、曲率半径が小さく、溶接長に対して熱を発散させ
るところが平面部に比べて少ない部分である立ち上がり
裾野部20および立ち下がり裾野部21のR部があり、
また溶接トーチが同じ点を向きながら移動するため熱が
集中すると考えられるコルケーション形状の頂部22の
R部があり、矢張り溶接欠陥を生じ易い。As described above, in the case where the welding speed and the torch angle with respect to the welding line are controlled to be constant by the NC data of the corrugated portion created from the corrugated portion shape given in advance. However, welding defects occurred in the following places. (1) A place where the angle of the weld changes suddenly (2) A place where it is considered that heat remains due to welding and adversely affects the weld bead (3) By changing the installation direction of the membrane, Locations where welding conditions are different For example, as shown in FIG. 10, the locations where the angle of the welded portion rapidly changes include, as shown in FIG. There is an R portion of the portion 21, where the torch angle rapidly changes because the torch angle changes abruptly, causing a welding defect. As shown in FIG. 10, the location where the residual heat of (2) is likely to be concentrated has a small radius of curvature and radiates less heat with respect to the welding length than the flat portion. There is an R portion of the foot portion 20 and the falling foot portion 21,
In addition, since the welding torch moves while facing the same point, there is an R portion of the corrugated top 22 where heat is considered to be concentrated, and an arrowhead welding defect is likely to occur.
【0013】さらに、メンブレンの向きに関しては、図
11に示すように、底面メンブレン23、天井面メンブ
レン24、側面メンブレン25があり、(3)の溶接条
件が異なる箇所はトーチが底面メンブレン23に対して
下向き26、トーチが天井面メンブレン24に対して上
向き27、そしてトーチが側面メンブレン25に対して
垂直でかつ水平な横方向に移動する横向き28、あるい
は垂直でかつ上下の縦方向に移動する立方向き29があ
り、例えば立方向29において、コルゲーション形状の
頂部で溶湯がその自重によって下方に垂れることにより
溶接欠陥を生じる。Further, as for the orientation of the membrane, as shown in FIG. 11, there are a bottom membrane 23, a ceiling membrane 24, and a side membrane 25. , The torch moves upward and downward 27 relative to the ceiling membrane 24, and the torch moves horizontally and vertically and horizontally relative to the side membrane 25, or the cubic moves vertically and vertically in the vertical direction. There is a direction 29, for example, in the vertical direction 29, the molten metal hangs down by its own weight at the top of the corrugation shape, thereby causing welding defects.
【0014】本発明は、上記問題を解決するもので、コ
ルゲーション形状を有するメンブレン同士の溶接におい
て、コルゲート部を溶接する際に、溶接速度と溶接トー
チ角を適当に制御して良好な溶接ビードを得るコルゲー
ト重ね板継ぎ用溶接ロボットにおけるコルゲート部溶接
方法を提供することを目的とする。The present invention solves the above-mentioned problem. In welding between corrugated membranes, when welding a corrugated portion, a welding speed and a welding torch angle are appropriately controlled to obtain a good welding bead. It is an object of the present invention to provide a method for welding a corrugated portion in a welding robot for connecting a corrugated lap joint.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のコルゲート重ね板継ぎ用溶接ロボットにお
けるコルゲート部溶接方法は、溶接ロボットにセンサを
先行させる遅延制御方式を採用し、コルゲーション形状
をあらかじめNCデータとして計算して溶接するコルゲ
ート重ね板継ぎ用溶接ロボットにおけるコルゲート部溶
接方法であって、ロボット制御用のソフトが起動する際
に作成されるコルゲート部のNCデータに、溶接速度お
よび溶接トーチ角を任意に変化させるためのパラメータ
を加え、溶接部の角度が変化する箇所では、溶接トーチ
がその箇所に到達する手前から徐々にトーチ角を変化さ
せてトーチ角の変化を滑らかに行うようにし、残留熱が
集中する箇所では、溶接速度を速くして溶接線に対する
入熱を小さくするようにして、溶接速度および溶接トー
チ角を制御して良好なビードを得るようにしたものであ
る。また、メンブレンの取付け向きが変わることにより
溶接条件が異なる箇所では、溶湯が自重によって下方に
垂れるのを防ぐように溶接速度および溶接トーチ角を調
節して、溶接速度および溶接トーチ角を制御するように
したものである。 In order to solve the above-mentioned problems, a method of welding a corrugated portion in a welding robot for splicing corrugated lap joints according to the present invention employs a delay control system in which a sensor precedes a welding robot and employs a corrugation shape. Is a corrugated portion welding method for a corrugated lap joint welding robot that calculates and welds in advance NC data as NC data, and the welding speed and welding are added to the NC data of the corrugated portion created when the robot control software is started. A parameter for arbitrarily changing the torch angle is added.
Gradually changes the torch angle shortly before reaching the point.
To change the torch angle smoothly, and the residual heat
In places where concentration occurs, increase the welding speed to
Welding speed and welding toe
The bead angle is controlled to obtain a good bead.
You. Also, by changing the mounting direction of the membrane
In places where welding conditions are different, the molten metal may
Adjust the welding speed and welding torch angle to prevent dripping.
To control welding speed and welding torch angle
It was done.
【0016】[0016]
【作用】上記構成により、例えば溶接部の角度が急激に
変化するコルゲーション形状裾野部のR部においては、
溶接トーチがR部に到達する手前から、定められた最大
角速度の範囲内で徐々にトーチ角を変化させて、R部で
のトーチ角の変化を滑らかに行うようにしたり、曲率半
径が小さく、その溶接長に対し熱を発散させることが平
面部に比べて少ないコルゲーション形状裾野部のR部お
よび溶接トーチが同じ点を向きながら移動するため熱の
集中がおこり易いコルゲーション形状頂部のR部におい
ては、溶接速度を早くして溶接線に対する入熱を小さく
するようにしたり、メンブレンの取り付け向きが変わる
ことによってコルゲート部溶接線上での溶湯に自重のか
かり方が異なる部位においては、その自重によって溶湯
が下方に垂れるのを防ぐために溶接速度および溶接トー
チ角を調整するようにしたりすることにより、溶接時の
コルゲート部における溶接速度および溶接トーチ角を適
切に制御することができて、良好な溶接ビートを得るこ
とができる。According to the above configuration, for example, in the R portion of the corrugation-shaped foot portion where the angle of the welded portion changes rapidly,
Before the welding torch reaches the R portion, the torch angle is gradually changed within the range of the determined maximum angular velocity, so that the torch angle changes smoothly at the R portion, or the radius of curvature is small, The R portion of the corrugation-shaped foot portion that dissipates heat to the welding length less than the flat portion and the R portion of the corrugation-shaped top portion where the concentration of heat is likely to occur because the welding torch moves while facing the same point. In areas where the weight applied to the molten metal on the corrugated weld line differs by increasing the welding speed to reduce the heat input to the welding line, or by changing the membrane mounting direction, the molten metal is By adjusting the welding speed and welding torch angle to prevent dripping downward, To be able to properly control the welding speed and the welding torch angle that, it is possible to obtain a good weld bead.
【0017】[0017]
【実施例】以下本発明の一実施例について説明する。図
1は本発明の一実施例のコルゲート重ね板継ぎ用溶接ロ
ボットにおけるコルゲート部溶接方法を説明するフロー
図であり、その要部は、ロボット制御用のソフトが起動
する際に作成されるコルゲート部のNCデータにおい
て、以下の項目についてのパラメータを加え、溶接速度
および溶接トーチ角を変更することにある。 (1)溶接部の角度が急激に変化する箇所 (2)溶接による熱の残留がおこり、溶接ビードに悪影
響を及ぼすと考えられる箇所 (3)メンブレンの取り付け向きが変わることによっ
て、他の向きと溶接条件が異なる箇所 ここで、パラメータとは、欠陥の生じ易いコルゲート部
のR部などを溶接する際の、溶接速度および溶接トーチ
角を任意に変化させるための係数および定数である。An embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 is a flow chart for explaining a method of welding a corrugated portion in a welding robot for splicing a corrugated lap joint according to an embodiment of the present invention. The main part of the method is a corrugated portion created when software for controlling a robot is started. Is to change the welding speed and the welding torch angle by adding parameters for the following items. (1) A place where the angle of the weld changes suddenly. (2) A place where it is considered that heat remains due to welding and adversely affects the weld bead. (3) A change in the mounting direction of the membrane causes a change in the other direction. Here, the parameters are a coefficient and a constant for arbitrarily changing a welding speed and a welding torch angle when welding an R portion of a corrugated portion where defects easily occur.
【0018】図2は溶接部の角度が急激に変化する箇所
や溶接による熱の残留がおこる箇所における制御を説明
する図である。図2において、コルゲーション形状の立
ち上がり裾野部20のR部では、溶接トーチがR部に到
達する手前から徐々にトーチ角を変えており、これによ
り、立ち上がり裾野部20のR部におけるトーチ角の急
激な変化を回避して、滑らかな変化になるようにしてい
る。このときの角度変化は定められた最大角度の範囲内
で行われるように設定される。また、この立ち上がり裾
野部20のR部は曲率半径が小さく、溶接長に対して熱
の発散させるところが平面部に比べて小さい部分である
ので、この箇所での溶接速度を速くし、溶接線に対する
入熱を小さくしている。このことは、コルゲーション形
状の立ち下がり裾野部21のR部においても同じであ
る。さらにコルゲーション形状の頂部22のR部では、
溶接トーチが同じ点を向いながら移動するため熱が集中
する部分であるので、この箇所において少なくとも溶接
速度を早くして溶接線に対する入熱を小さくしている。
これらは、ロボット制御用のソフトが起動する際に作成
されるコルゲート部のNCデータにパラメータをく加え
ることによって行われる。このとき調整するパラメータ
は溶接速度、トーチ角、トーチ角速度であり、トーチ角
速度に関しては最大値を設定するが、溶接速度およびト
ーチ角については、例えば実験を繰り返し経験によって
設定される。これにより溶接時の溶接速度や溶接トーチ
角を適切に制御することができ、従来の溶接トーチの動
きによって生じていた溶接欠陥を未然に防ぐことができ
る。FIG. 2 is a diagram for explaining the control at a place where the angle of the welded portion changes suddenly or at a place where heat remains due to welding. In FIG. 2, at the R portion of the corrugation-shaped rising foot portion 20, the torch angle is gradually changed from before the welding torch reaches the R portion, whereby the torch angle at the R portion of the rising foot portion 20 is sharply increased. It avoids unusual changes and makes smooth changes. The angle change at this time is set to be performed within the range of the determined maximum angle. In addition, the radius of curvature of the R portion of the rising foot portion 20 is small, and the place where heat is dissipated with respect to the welding length is smaller than the flat portion. Therefore, the welding speed at this location is increased, and Heat input is reduced. This is the same in the R portion of the corrugated falling tail portion 21. Furthermore, at the R portion of the corrugated top 22,
Since the welding torch moves while pointing to the same point, heat is concentrated at this point, so that at this point at least the welding speed is increased to reduce the heat input to the welding line.
These operations are performed by adding parameters to the NC data of the corrugated section created when the robot control software is started. The parameters to be adjusted at this time are the welding speed, the torch angle, and the torch angular speed. The maximum value is set for the torch angular speed. This makes it possible to appropriately control the welding speed and the welding torch angle at the time of welding, and to prevent welding defects caused by the movement of the conventional welding torch.
【0019】図3はメンブレンの取り付け向きが変わる
ことによって、他の向きと溶接条件が異なる箇所の溶
接、特に立向き溶接における制御を説明する図である。
図3において、コルゲーション形状の頂部22において
は、溶湯がその自重によって下方に垂れる傾向にあるの
で、図に示すように、溶接トーチ角を少し傾けて斜め上
方に向かうように制御し、溶湯をアークにより押し上げ
るようにして溶接ビードが下方に垂れることを避ける。
この他に、メンブレンの取り付け向きは、図11に示す
ように、上向き、下向き、横向きがあり、立向きを含め
て、溶接トーチのトーチ角などの動きのパラメータをメ
ンブレンの向きごとに選定する。例えばその向きは自動
検出ではなく、ロボット制御装置に設けたロータリース
イッチなどで番号を選ぶことにより、手動でロボットに
指令し、動きのパラメータを向きごとに設定するように
する。FIG. 3 is a view for explaining control of welding in a location where welding conditions are different from other directions due to a change in the mounting direction of the membrane, particularly control in vertical welding.
In FIG. 3, the molten metal tends to hang downward due to its own weight at the corrugation-shaped top 22. Therefore, as shown in the figure, the welding torch angle is controlled to be slightly inclined and to move diagonally upward to arc the molten metal. To prevent the weld bead from sagging downward.
In addition, as shown in FIG. 11, the mounting direction of the membrane includes upward, downward, and sideways directions, and movement parameters such as the torch angle of the welding torch are selected for each direction of the membrane, including the upright position. For example, the direction is not automatically detected, but a number is selected by a rotary switch or the like provided in the robot control device, so that the robot is manually instructed to set a motion parameter for each direction.
【0020】[0020]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、溶接ロボ
ットにセンサを先行させる遅延制御方式を採用し、コル
ゲーション形状をあらかじめNCデータとして計算して
溶接するに際し、溶接部の角度が急激に変化する箇所や
溶接による熱の残留がおこり、溶接ビードに悪影響を及
ぼすと考えられる箇所、あるいはメンブレンの向きが変
わることによって、他の向きと溶接条件が異なる箇所な
どについて、溶接速度および溶接トーチ角を任意に変化
させるためのパラメータを、ロボット制御用のソフトが
起動する際に作成されるコルゲート部のNCデータに加
え、溶接時のコルゲート部における溶接速度および溶接
トーチ角を適切に制御することによって、良好な溶接ビ
ードを得ることができ、従来の溶接トーチの動きによっ
て生じていた溶接欠陥を未然に防ぐことができる。As described above, according to the present invention, a delay control system in which a sensor precedes a welding robot is employed, and when the corrugation shape is calculated as NC data in advance and the welding is performed, the angle of the welding portion is sharply increased. Welding speed and welding torch angle at locations that change, or that are considered to have an adverse effect on the weld bead due to residual heat due to welding, or where the orientation of the membrane changes and welding conditions differ from other directions. By changing the welding speed and welding torch angle in the corrugated part at the time of welding in addition to the NC data of the corrugated part created when the software for robot control is started. Good welding bead can be obtained, and the welding caused by the movement of the conventional welding torch Recessed can prevent.
【図1】本発明の一実施例のコルゲート重ね板継ぎ用溶
接ロボットにおけるコルゲート部溶接方法の要部フロー
図である。FIG. 1 is a main part flow chart of a method for welding a corrugated portion in a welding robot for splicing a corrugated lap according to an embodiment of the present invention.
【図2】同コルゲート部溶接方法において、溶接部の角
度が急激に変化する箇所や溶接による熱の残留がおこる
箇所における制御を説明する図である。FIG. 2 is a view for explaining control in a place where the angle of the welded portion changes rapidly and a place where heat remains due to welding in the corrugated part welding method.
【図3】同コルゲート部溶接方法において、メンブレン
の取り付け向きが変わることによって、他の向きと溶接
条件が異なる箇所の溶接で、特に立向き溶接における制
御を説明する図である。FIG. 3 is a view for explaining control in welding in a location where welding conditions are different from other directions by changing a mounting direction of a membrane in the corrugated portion welding method, particularly in vertical welding.
【図4】コルゲート重ね板継ぎ用溶接ロボットの概略斜
視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view of a welding robot for splicing corrugated lap joints.
【図5】同コルゲート重ね板継ぎ用溶接ロボットの概略
平面図である。FIG. 5 is a schematic plan view of the welding robot for splicing corrugated lap boards.
【図6】レーザ変位センサによる計測状態を説明する図
である。FIG. 6 is a diagram illustrating a measurement state by a laser displacement sensor.
【図7】視覚センサによる計測状態を説明する図であ
る。FIG. 7 is a diagram illustrating a measurement state by a visual sensor.
【図8】コルゲーション形状部の形状およびその要部寸
法を示す図である。FIG. 8 is a view showing a shape of a corrugation-shaped portion and dimensions of a main portion thereof.
【図9】コルゲーション形状部のNCデータの計算方法
を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a method of calculating NC data of a corrugation shape portion.
【図10】溶接部の角度が急激に変化する箇所と、溶接に
よる熱の残留がおこる箇所について説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a location where the angle of a weld changes rapidly and a location where heat remains due to welding.
【図11】メンブレンの取り付け向きを説明する図であ
る。FIG. 11 is a diagram illustrating a mounting direction of the membrane.
1,2 メンブレン 3 コルゲート重ね板部 4 溶接線 11 溶接線本体 12 溶接トーチ 13 制御部 14 視覚センサ 15 レーザ変位センサ 20 立ち上がり裾野部 21 立ち下がり裾野部22 頂部 1, 2 membrane 3 corrugated overlap plate 4 welding line 11 welding line main body 12 welding torch 13 control unit 14 visual sensor 15 laser displacement sensor 20 rising foot 21 falling foot 22 top
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮崎 建雄 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28 号 日立造船株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−183981(JP,A) 特開 平3−114671(JP,A) 特開 昭55−81085(JP,A) 特開 平6−238447(JP,A) 特開 昭62−38766(JP,A) 特開 昭59−229286(JP,A) 特開 昭60−130473(JP,A) 特開 昭60−261675(JP,A) 特開 昭56−45275(JP,A) 特開 昭56−74376(JP,A) 特開 昭62−137176(JP,A) 実開 平4−75672(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 9/127 B23K 9/095 B23K 9/12 B23K 10/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Tateo Miyazaki 5-3-28 Nishikujo, Konohana-ku, Osaka-shi, Japan Inside Hitachi Zosen Corporation (56) References JP-A-59-183981 (JP, A) JP-A-3-114671 (JP, A) JP-A-55-81085 (JP, A) JP-A-6-238447 (JP, A) JP-A-62-38766 (JP, A) JP-A-59-229286 (JP, A) JP, A) JP-A-60-130473 (JP, A) JP-A-60-261675 (JP, A) JP-A-56-45275 (JP, A) JP-A-56-74376 (JP, A) 62-137176 (JP, A) Japanese Utility Model Application Hei 4-75672 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B23K 9/127 B23K 9/095 B23K 9/12 B23K 10 / 00
Claims (2)
御方式を採用し、コルゲーション形状をあらかじめNC
データとして計算して溶接するコルゲート重ね板継ぎ用
溶接ロボットにおけるコルゲート部溶接方法であって、
ロボット制御用のソフトが起動する際に作成されるコル
ゲート部のNCデータに、溶接速度および溶接トーチ角
を任意に変化させるためのパラメータを加え、溶接部の
角度が変化する箇所では、溶接トーチがその箇所に到達
する手前から徐々にトーチ角を変化させてトーチ角の変
化を滑らかに行うようにし、残留熱が集中する箇所で
は、溶接速度を速くして溶接線に対する入熱を小さくす
るようにして、溶接速度および溶接トーチ角を制御する
ことを特徴とするコルゲート重ね板継ぎ用溶接ロボット
におけるコルゲート部溶接方法。1. A delay control system in which a sensor is placed ahead of a welding robot, and a corrugation shape is previously set to NC.
Corrugated part welding method in a corrugated lap joint welding robot that calculates and welds as data,
A parameter for arbitrarily changing the welding speed and the welding torch angle is added to the NC data of the corrugated part created when the software for controlling the robot is started , and
Where the angle changes, the welding torch reaches that point
Gradually change the torch angle from just before
The heat, and in places where residual heat is concentrated
Reduces the heat input to the welding line by increasing the welding speed.
Control welding speed and welding torch angle
A method for welding a corrugated portion in a welding robot for splicing corrugated lap boards.
り溶接条件が異なる箇所では、溶湯が自重によって下方
に垂れるのを防ぐように溶接速度および溶接トーチ角を
調節して、溶接速度および溶接トーチ角を制御すること
を特徴とする請求項1に記載のコルゲート重ね板継ぎ用
溶接ロボットにおけるコルゲート部溶接方法。 2. The method according to claim 1, wherein the mounting direction of the membrane is changed.
In places where welding conditions are different, the molten metal
Welding speed and welding torch angle to prevent dripping
Adjusting and controlling welding speed and welding torch angle
The corrugated lap joint according to claim 1, characterized in that:
Corrugation welding method for welding robot.
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NO952968A NO952968L (en) | 1994-07-29 | 1995-07-27 | Method of welding corrugated parts using a welding robot to form corrugated overlap joint |
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