JP3259617B2 - Automatic welding path determination system - Google Patents

Automatic welding path determination system

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JP3259617B2
JP3259617B2 JP32487195A JP32487195A JP3259617B2 JP 3259617 B2 JP3259617 B2 JP 3259617B2 JP 32487195 A JP32487195 A JP 32487195A JP 32487195 A JP32487195 A JP 32487195A JP 3259617 B2 JP3259617 B2 JP 3259617B2
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welding line
determining
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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    • Y02P90/02Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、造船、橋梁、鉄骨
などの重工業における溶接ロボットの適用に関するもの
であり、特に、多品種少量生産の複雑形状のワークに対
して複数の溶接ロボットを利用して組立を行う場合にお
いて、CAD/CAMシステムを利用した溶接ロボット
の動作プログラムの自動生成方法のうち、溶接経路の自
動生成に係る溶接経路決定システムに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the application of welding robots in heavy industries such as shipbuilding, bridges, steel frames, and the like. The present invention relates to a welding path determination system for automatically generating a welding path among methods for automatically generating an operation program of a welding robot using a CAD / CAM system when performing assembling.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、造船、橋梁、鉄骨などの重工業に
おける溶接ロボットの適用は、1ワークに対して1溶接
ロボットを適用するというシンプルな適用形態が取られ
ていた。このような適用形態においては、パソコンを利
用したオフラインプログラミング手法を用いて、現場で
の溶接ロボットを用いたティーチングをなくすることに
より、作業の効率化が図られてきた。しかしながら、こ
のような方法では、1ワークに対して複数台の溶接ロボ
ットを適用するという適用形態には、ティーチング時間
がかかりすぎるという点で、多品種少量の大型ワークの
溶接ロボットには適用困難であった。この問題を解決す
る方法として、本出願人の先行出願に係る特開平6−2
14625号にて開示された技術が利用されてきた。こ
れは、CADシステムの持つワーク形状情報と溶接設計
情報のみを利用して複数の溶接ロボットに対する動作プ
ログラムを一括で自動生成するものであり、ティーチン
グレスを可能とするものである。しかしながら、このシ
ステムにおいては、比較的単純なアルゴリズムにより溶
接経路が自動決定されており、また、その決定方法につ
いて詳細かつ明確に述べられているわけではない。
2. Description of the Related Art Conventionally, a welding robot in heavy industries such as shipbuilding, bridges and steel frames has been applied in a simple form in which one welding robot is applied to one work. In such an application, work efficiency has been improved by eliminating teaching using a welding robot at a site using an off-line programming method using a personal computer. However, such a method is difficult to apply to a welding robot for a large-sized workpiece with a large number of kinds and a small amount in that the teaching time is too long in an application mode in which a plurality of welding robots are applied to one workpiece. there were. As a method for solving this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No.
The technology disclosed in No. 14625 has been used. This automatically generates operation programs for a plurality of welding robots collectively using only the workpiece shape information and welding design information of the CAD system, and enables teaching-less. However, in this system, the welding path is automatically determined by a relatively simple algorithm, and the method of determining the welding path is not described in detail and clearly.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】対象とするワークが多
品種少量であり、3次元的な取付部材による狭隘部分を
多く含んだ複雑な形状をしたワークである場合には、単
純なアルゴリズムで溶接経路を自動決定することはでき
ない。特に、溶接品質と、作業能率を考慮した溶接方
向、溶接順序の決定となると、ロボットオペレータの経
験によるところが大きいため、コンピュータによる溶接
経路の自動決定は困難な課題であった。さらに、複数の
溶接ロボットが同時にひとつのワークの組立作業を協調
的に実施するような適用形態においては、溶接ロボット
相互の干渉を回避するため、いずれかの溶接ロボットが
制御上停止することになり、無駄時間を大幅に発生させ
る結果となる。このような溶接ロボット相互の干渉を回
避する溶接方向、溶接順序の決定が大きな課題であっ
た。
In the case where the target work is of a large variety and a small amount and is a work having a complicated shape including many narrow portions due to a three-dimensional mounting member, welding is performed by a simple algorithm. The route cannot be determined automatically. In particular, the determination of the welding direction and the welding sequence in consideration of the welding quality and work efficiency largely depends on the experience of the robot operator, so that the automatic determination of the welding path by the computer was a difficult task. Furthermore, in an application in which a plurality of welding robots simultaneously perform the assembly work of one work at the same time, one of the welding robots is stopped for control in order to avoid interference between the welding robots. As a result, a large amount of dead time is generated. Determining the welding direction and welding order to avoid such interference between welding robots has been a major issue.

【0004】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、複数の溶接ロボットを利用し
てワークの組立溶接を行う場合における、能率の良い、
溶接品質を十分に確保できる、溶接経路の自動決定シス
テムを提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has a high efficiency in assembling and welding a work using a plurality of welding robots.
It is an object of the present invention to provide an automatic welding path determination system that can sufficiently secure welding quality.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明に係る溶接経路の
自動決定システムは、ワーク上の複数の取付部材を複数
の溶接ロボットにより溶接するときの溶接経路を、CA
D/CAMシステムに登録されている部材形状情報と溶
接設計情報を基に決定するものにおいて、溶接線の生成
に必要なデータを前記CAD/CAMシステムより読み
込む溶接線データ読込み手段と、読み込まれた溶接線デ
ータを基に前記取付部材ごとに溶接方向を決定する溶接
方向決定手段と、前記取付部材ごとに溶接順序を決定す
る溶接順序決定手段と、前記により決定された溶接方向
および溶接順序を基に全ての取付部材の溶接経路を決定
する溶接経路決定手段と、決定された溶接経路のデータ
を前記CAD/CAMシステムに出力する溶接経路デー
タ出力手段と、を有し、前記溶接方向決定手段におい
て、前記取付部材に対する溶接方向を定めるとき、溶接
線の終端をアークセンサによる終端位置検出が可能な方
にすることを特徴とするものである。
According to the present invention, there is provided a system for automatically determining a welding path, wherein a plurality of mounting members on a workpiece are welded by a plurality of welding robots.
Welding line data reading means for reading data necessary for generating a welding line from the CAD / CAM system, wherein the data is determined based on the member shape information and welding design information registered in the D / CAM system; Welding direction determining means for determining a welding direction for each of the mounting members based on welding line data; welding order determining means for determining a welding order for each of the mounting members; and a welding direction and a welding order determined as described above. all have a welding path determining means for determining a welding path of the mounting member, a welding path data output means for outputting the data of the determined weld path to the CAD / CAM system, wherein the welding direction determining means smell
When determining the welding direction to the mounting member,
The end of the wire can be detected by the arc sensor.
It is characterized in that the.

【0006】ここで、溶接線の生成に必要なデータとい
うのは、例えば、各取付部材の部材タイプ、端部位置、
取付角度などの部材形状情報、および溶接方法、溶接姿
勢、脚長、開先データなどの溶接設計情報であり、ワー
クごとにCAD/CAMシステムのデータベースに登録
されていることが前提となっている。さらに、ワークが
複数の溶接ロボットの動作領域によって分割されること
を前提としており、上記溶接線データは、溶接ロボット
単位に登録されている。
Here, the data necessary for generating the welding line includes, for example, the member type, end position,
It is member shape information such as an attachment angle, and welding design information such as welding method, welding posture, leg length, groove data, and the like, and is premised on being registered in a CAD / CAM system database for each work. Further, it is assumed that the work is divided by the operation areas of a plurality of welding robots, and the welding line data is registered for each welding robot.

【0007】また、本発明においては、周知の高速回転
アーク溶接、アークセンサによる取付部材の端部位置検
出・溶接線自動倣い制御・ビード継ぎ等の技術を前提に
しているものであるから、溶接方向決定手段ではこれら
の技術を活用できるように所定のルールが定められてい
る。このルールとしては、例えば、溶接線の終端をアー
クセンサによる終端位置検出が可能な方に定めるという
ものである。また、溶接線が複数の溶接ロボットの動作
領域を定める領域分割線により分割されているような溶
接線、または取付部材に接続される別の取付部材によっ
て溶接線が分割されても、例えばスカラップ部を通して
ビード継ぎが可能な溶接線に対しては、溶接方向を同一
にして、ビード継ぎ部の溶接品質を確保するように定め
られている。さらに、原則として、取付部材に対して反
時計方向に向かう方向を溶接方向として定めている。
Further, the present invention is based on well-known techniques such as high-speed rotating arc welding, end position detection of an attachment member by an arc sensor, automatic profiling control of a welding line, and bead joining. In the direction determining means, predetermined rules are determined so that these techniques can be utilized. As this rule, for example, the end of the welding line is determined so that the end position can be detected by the arc sensor. Further, even if the welding line is divided by a region dividing line that defines an operation region of a plurality of welding robots, or the welding line is divided by another mounting member connected to the mounting member, for example, the scallop portion It is defined that the welding direction is the same for a welding line that can bead jointed through the joint, and the welding quality of the bead joint is ensured. Further, in principle, a direction toward the counterclockwise direction with respect to the mounting member is determined as a welding direction.

【0008】溶接順序決定手段では、例えば、開先や傾
き(倒れ)のある取付部材に対しては、開先加工されて
いる側あるいは取付角度の広角側を先に溶接するように
ルールが定められている。また、溶接順序は、原則とし
て、まず溶接開始点がその取付部材においてロボットシ
ステム座標原点に最も近い溶接線を含む面を決定し、つ
いで決定された面内における溶接線群のうち溶接開始点
がロボットシステム座標原点に最も近い溶接線を第1位
とする順序としている。これらの溶接方向、溶接順序の
原則的なルールは、溶接ロボット相互の干渉の発生が極
力少なくなるように考慮したものである。
In the welding order determining means, for example, for a mounting member having a groove or an inclination (falling), a rule is determined so that a side on which a groove is processed or a wide angle side of the mounting angle is welded first. Have been. In principle, the welding sequence is such that the welding start point first determines the surface including the welding line closest to the robot system coordinate origin in the mounting member, and then the welding start point of the welding line group within the determined surface is determined. The welding line closest to the robot system coordinate origin is ranked first. These basic rules of the welding direction and the welding order are designed to minimize the occurrence of interference between welding robots.

【0009】溶接経路決定手段では、上記により決定さ
れた溶接方向および溶接順序を基に所定のアルゴリズム
に従って全ての取付部材の溶接経路を決定する。溶接経
路決定手段は、溶接ロボットの相互の干渉を回避するた
めのインターロック領域を設定するインターロック領域
設定手段と、設定されたインターロック領域に含まれる
溶接線を選択する溶接線選択手段を有する構成とする。
さらに所定のアルゴリズムとして、インターロック領域
設定手段では、複数の溶接ロボットの動作領域を縦また
は横方向に3分割したとき、その右側または上側の領域
に一部分でも含まれる溶接線が最も多くなるように分割
方向を選択し、選択された分割方向による右側または上
側の領域をインターロック領域として設定するものと
し、溶接線選択手段では、選択された分割方向で溶接ロ
ボットの動作領域を3分割したとき、3つの領域にまた
がる溶接線群(LCR溶接線群)、2つの領域の一方ま
たは両方に含まれる溶接線群(LC溶接線群またはCR
溶接線群)を選択し、溶接経路決定手段において、LC
R溶接線群、LC溶接線群、CR溶接線群の順に溶接経
路を決定するものである。
The welding route determining means determines the welding routes of all the mounting members according to a predetermined algorithm based on the welding direction and the welding order determined as described above. The welding path determining means has an interlock area setting means for setting an interlock area for avoiding mutual interference of welding robots, and a welding line selecting means for selecting a welding line included in the set interlock area. Configuration.
Further, as a predetermined algorithm, the interlock area setting means may set the operation area of the plurality of welding robots such that, when the operation area is divided into three in the vertical or horizontal direction, the number of welding lines at least partially included in the area on the right side or the upper side. A division direction is selected, and a region on the right side or an upper side according to the selected division direction is set as an interlock region. When the welding line selecting unit divides the operation region of the welding robot into three in the selected division direction, Welding line group spanning three regions (LCR welding line group), welding line group included in one or both of two regions (LC welding line group or CR
Welding line group) and select LC
The welding path is determined in the order of the R welding line group, the LC welding line group, and the CR welding line group.

【0010】以上のような本発明の構成によれば、溶接
方向決定手段が、溶接線データ読込み手段によりCAD
/CAMシステムより読み込まれた溶接線データに基づ
いて、ワークの取付部材ごとに終端の方向を決定するの
で、その取付部材の両側に存在する溶接線の溶接方向が
決まる。溶接方向が決まると、次に溶接順序決定手段に
より取付部材ごとに溶接順序が決定される。そして、溶
接経路決定手段では、上記の各手段により決定された溶
接方向および溶接順序を基に、溶接ロボット相互の干渉
が少なくなるように、またエアカット時間の短縮等アー
クタイム率(実稼働率)が最大になるように全溶接ロボ
ットの動作経路(溶接経路)を決定することができる。
そして、このようにして決定された溶接経路データをC
AD/CAMシステムに出力し、そのデータに基づいて
溶接ロボットの動作プログラムを生成し、各溶接ロボッ
トにプログラムを送信し、溶接ロボットを動作させるの
である。
According to the configuration of the present invention as described above, the welding direction determining means is configured to perform the CAD by the welding line data reading means.
Based on the welding line data read from the / CAM system, the direction of the terminal end is determined for each mounting member of the work, so that the welding directions of the welding lines existing on both sides of the mounting member are determined. When the welding direction is determined, the welding order is determined for each mounting member by the welding order determining means. Then, the welding route determining means is configured to reduce the interference between the welding robots based on the welding direction and the welding order determined by each of the above means, to reduce the arc cut time such as shortening the air cut time (actual operating rate). ) Can be determined so as to maximize the operation path (welding path) of all the welding robots.
Then, the welding path data determined in this way is
It outputs to the AD / CAM system, generates an operation program of the welding robot based on the data, transmits the program to each welding robot, and operates the welding robot.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の一形態例に
係る溶接経路自動決定システムのブロック図である。図
において、10は溶接ロボットのCAD/CAMシステ
ム、11はCAD/CAMシステム10において、ロボ
ット溶接に必要な基本的な溶接線のデータを生成する溶
接線データ生成システムである。ここに例示する溶接経
路自動決定システム20は、CAD/CAMシステム1
0の溶接線データ生成システム11より、必要な溶接線
データを読み込む溶接線データ読込み手段21と、読み
込まれた溶接線データに基づいて取付部材ごとに溶接方
向を決定する溶接方向決定手段22と、取付部材ごとの
溶接順序を決定する溶接順序決定手段23と、決定され
た溶接方向、溶接順序を基にして、溶接ロボット相互の
停止時干渉の減少、エアカット時間の短縮等、溶接ロボ
ットのアークタイム率(実稼働率)が最大になるように
溶接ロボットの動作経路を決定する溶接経路決定手段2
4と、決定された溶接ロボット動作経路データを出力す
る溶接経路データ出力手段25とからなる。また、26
は溶接経路の表示手段で、手段22から手段25で決
定、もしくは出力されるデータを表示するものである。
出力手段25から出力される溶接経路データは、CAD
/CAMシステム10の溶接ロボット動作プログラム生
成システム12に送られ、ここで対象とするワークの全
ての溶接ロボットの動作プログラムが自動生成され、各
溶接ロボットに転送される。
FIG. 1 is a block diagram of a system for automatically determining a welding route according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 10 denotes a welding robot CAD / CAM system, and reference numeral 11 denotes a welding line data generation system that generates basic welding line data necessary for robot welding in the CAD / CAM system 10. The welding path automatic determination system 20 exemplified here is a CAD / CAM system 1
A welding line data reading unit 21 for reading necessary welding line data from the welding line data generation system 11 of 0, a welding direction determining unit 22 for determining a welding direction for each mounting member based on the read welding line data, Welding sequence determining means 23 for determining the welding sequence for each mounting member, and based on the determined welding direction and welding sequence, welding robot arcs such as reduction of interference between welding robots at the time of stoppage and reduction of air cut time. Welding path determination means 2 for determining the operation path of the welding robot so that the time rate (actual operation rate) is maximized.
And welding path data output means 25 for outputting the determined welding robot operation path data. Also, 26
Is a welding path display means for displaying data determined or output by the means 22 to 25.
The welding path data output from the output means 25 is CAD
The program is sent to the welding robot operation program generation system 12 of the / CAM system 10, where the operation programs of all the welding robots of the target work are automatically generated and transferred to each welding robot.

【0012】まず、対象となるワークの一例を図2に示
す。図2は溶接されるワークの平面図である。ワーク1
00は、開口部102を有するパネル(母材)101に
対して、複数の取付部材110を自動溶接して組立をす
る場合を想定している。200はワーク100をセット
するための定盤である。図3は定盤上でのワークの配置
例を示したものであり、通常2枚以上のワーク100が
組合わせて配置される。図4は、このようなワークに対
する複数の溶接ロボットを組合わせたロボット機構の概
要を例示したものであり、図4では、各6軸の多関節ロ
ボット300がそれぞれ3軸のスライド機構301、3
02、303に天吊り姿勢で配置され、合計9軸の移動
機構により、上下・前後・左右に移動できるようになっ
ている。このような溶接ロボット300が10台組合わ
されたロボット機構となっている。各溶接ロボット30
0の先端には、公知の高速回転アーク溶接が可能な溶接
トーチ1が取り付けられており、これも公知のアークセ
ンサにより取付部材の終端位置検出、ビード継ぎ部検
出、溶接線自動倣い制御が可能となっている。また、図
2に示すように、ワーク100に対して各溶接ロボット
の動作領域を画定する領域分割線311、312、31
3、314、315が縦横に設定されている。したがっ
て、取付部材の溶接線の中にはこれらの領域分割線によ
って分割されるものが出てくる。
First, an example of a target work is shown in FIG. FIG. 2 is a plan view of a workpiece to be welded. Work 1
No. 00 assumes a case in which a plurality of mounting members 110 are automatically welded to a panel (base material) 101 having an opening 102 and assembled. Reference numeral 200 denotes a surface plate for setting the work 100. FIG. 3 shows an example of the arrangement of the works on the surface plate. Usually, two or more works 100 are arranged in combination. FIG. 4 illustrates an outline of a robot mechanism combining a plurality of welding robots for such a workpiece. In FIG. 4, each of the six-axis articulated robots 300 includes three-axis slide mechanisms 301 and 3.
02 and 303 are arranged in a suspended state, and can be moved up and down, back and forth, and left and right by a moving mechanism having a total of nine axes. A robot mechanism in which ten such welding robots 300 are combined. Each welding robot 30
A known welding torch 1 capable of high-speed rotating arc welding is attached to the tip of the “0”, which also can detect the end position of the mounting member, bead joint detection, and automatically follow the welding line by a known arc sensor. It has become. Further, as shown in FIG. 2, region dividing lines 311, 312, 31 that define an operation region of each welding robot with respect to the workpiece 100.
3, 314 and 315 are set vertically and horizontally. Therefore, some of the welding lines of the mounting member are divided by these region dividing lines.

【0013】上記CAD/CAMシステム10のデータ
ベースには、部材形状情報(パネルの外形形状、取付部
材の種類・取付位置・断面形状等)と溶接設計情報(溶
接方法、溶接姿勢、開先の種類、開先形状、ギャップ、
脚長等)が格納されている。
The database of the CAD / CAM system 10 includes member shape information (outer shape of panel, type of mounting member, mounting position, cross-sectional shape, etc.) and welding design information (welding method, welding posture, type of groove). , Groove shape, gap,
Leg length, etc.) are stored.

【0014】以下、図1の各システムおよび手段につい
てさらに詳述する。
Hereinafter, each system and means of FIG. 1 will be described in more detail.

【0015】(1)溶接線データ生成システム 溶接線データ生成システム11は、上記のCAD/CA
Mシステム10のデータベースに登録されている部材形
状情報と溶接設計情報とを読み出して基本的な溶接線デ
ータを生成する。基本的な溶接線データとは、以下に示
すからのデータを指すものである。 溶接線の開始点、あるいは終了点となる点の位置デー
タ(X,Y,Z) 溶接線は取付部材の溶接部における板厚(または板幅)
分を見込んだ2本の線分であらわされる。溶接ロボット
とワークとの干渉がない場合には、取付部材の端部位置
が溶接開始点、または溶接終了点(これらの点を総称し
て「溶接端点」とも呼ぶ)となる。溶接ロボットとワー
クとの干渉が発生する場合には、干渉の発生点である取
付部材の中間部の位置が溶接開始点、または溶接終了点
となる。 溶接中間部の点の位置データ(X,Y,Z) 溶接中間部の点とは、溶接途中の干渉物を回避するため
や、溶接条件の変更、溶接方向の変更のための点であ
る。また、溶接線が上記領域分割線311〜315によ
って分割されるような場合には、その領域分割点(溶接
線と領域分割線との交点)を含む点である。 上記各溶接端点での干渉回避を考慮したトーチ角度
(α,β) ここに、αは、図5(a)に示すように、水平面に対す
る溶接トーチ1の垂直方向の傾き角度であり、βは、図
5(b)に示すように、取付部材110の法線111に
対する溶接トーチ1の水平方向の傾き角度である。これ
らの角度は、溶接ロボットとワークとの干渉回避処理に
より決定される。 上記各溶接端点における溶接点属性 溶接点属性とは、その溶接点が取付部材の端部の点か中
間部の点かの判断データ、さらに取付部材の中間部の点
の場合には、その点で溶接線が、溶接ロボットの領域分
割(領域分割線)によるビード継ぎなのか、あるいは干
渉によるビード継ぎなのかの判断データのことである。 取付部材の取付角度(δ) δは、図6に示すように、母材101に対する取付部材
110の傾き角度である。 取付部材の開先データ これは、図7に示すように、取付部材110に開先11
2がある場合の開先の種類、形状等のデータである。 以上が、基本的な溶接線のデータであるが、上記の各デ
ータは、CAD/CAMシステム10において、あらか
じめ登録されていることが前提となっている。
(1) Welding Line Data Generation System The welding line data generation system 11 uses the CAD / CA
It reads out the member shape information and the welding design information registered in the database of the M system 10 and generates basic welding line data. Basic welding line data refers to data from the following. Position data (X, Y, Z) of the start point or end point of the welding line The welding line is the thickness (or width) of the welding part of the mounting member
It is represented by two line segments that allow for minutes. When there is no interference between the welding robot and the workpiece, the end position of the mounting member is a welding start point or a welding end point (these points are collectively referred to as “welding end points”). When interference between the welding robot and the workpiece occurs, the position of the intermediate portion of the mounting member, which is the point of occurrence of the interference, is the welding start point or the welding end point. Position data (X, Y, Z) of the welding intermediate point The welding intermediate point is a point for avoiding interference during welding, changing welding conditions, and changing the welding direction. Further, when the welding line is divided by the above-mentioned region dividing lines 311 to 315, it is a point including the region dividing point (the intersection of the welding line and the region dividing line). Torch angle (α, β) considering interference avoidance at each welding end point Here, α is an inclination angle of welding torch 1 in a vertical direction with respect to a horizontal plane as shown in FIG. As shown in FIG. 5B, the horizontal inclination angle of the welding torch 1 with respect to a normal line 111 of the mounting member 110. These angles are determined by interference avoidance processing between the welding robot and the workpiece. The welding point attribute at each of the above welding end points is a determination data of whether the welding point is a point at the end of the mounting member or a point at the intermediate portion. Is the determination data of whether the welding line is a bead seam by area division (area division line) of the welding robot or a bead seam by interference. The attachment angle (δ) of the attachment member δ is the inclination angle of the attachment member 110 with respect to the base material 101 as shown in FIG. Groove data of the mounting member As shown in FIG.
This is data on the type, shape, etc. of the groove when there is 2. The above is the basic data of the welding line. It is premised that the above data are registered in the CAD / CAM system 10 in advance.

【0016】(2)溶接線データ読込み手段 溶接線データ読込み手段21は、取付部材110ごとに
上記からのデータを溶接線データ生成システム11
より読み込む。例えば、図8に示すように、干渉により
溶接が不連続になる場合など1部材に複数の溶接線が存
在することもあり得る。
(2) Welding line data reading means The welding line data reading means 21 outputs the data from the above for each mounting member 110 to the welding line data generation system 11.
Read more. For example, as shown in FIG. 8, a plurality of welding lines may be present in one member, for example, when welding is discontinuous due to interference.

【0017】(3)溶接方向決定手段 溶接方向決定手段22は、溶接線データ読込み手段21
により読み込まれた〜のデータを基に、取付部材1
10ごとに溶接方向を決定する。この溶接方向の決定の
ためのルールは、例えば次のようなものである。 ルールR1:アークセンサによる終端検出が可能な方が
溶接終了点(終端)となるような向きに溶接方向をと
る。終端検出センサ(アークセンサ)の許容範囲は、ト
ーチ角度βが±30°以内という制約があるので、溶接
線の端部でのトーチ角度βがこの範囲に入る側を溶接終
了点とする。例えば、図9(a)に示すように取付部材
110の片側が別の取付部材113に接続されているよ
うな場合、溶接トーチ1とワークとの干渉を回避するた
めに、トーチ角度βは取付部材113側で溶接線に対し
て大きく傾く(β>30°)。一方、反対側の端部は干
渉がないため、トーチ角度βは終端検出センサの許容範
囲内となる。よって、取付部材110に対しては取付部
材113側の端部が溶接開始点WS 、干渉のない側の端
部が溶接終了点WE となり、矢印で示したような向きに
溶接方向が決定される。一方、図9(b)に示すよう
に、取付部材110が取付部材113から十分に離れて
いる場合には、どちらを溶接開始点としてもよいが、こ
のような場合には、後述するルールR4を用いて取付部
材110に対して反時計回りの方向に溶接方向をとるこ
とにする。この場合、取付部材110の端部において回
し溶接が実施されることもある。回し溶接が実施された
ときは、溶接開始点と溶接終了点が一致する。さらに、
別の例として、取付部材の片側に複数の溶接線が存在す
る場合、例えば、図8に示すように、取付部材110が
別の取付部材114、115と接続されているような場
合、121、122、123の3本の溶接線(なお、以
下の説明の便宜上、溶接線と溶接方向を同時にあらわす
符号を用いている)が取付部材110の片側に存在す
る。このような場合には、溶接線121、溶接線123
は、上記のルールR1により、それぞれ時計方向と反時
計方向に溶接方向が分かれる。一方、溶接線122は、
両側とも終端検出センサの許容範囲外となるため、溶接
方向が定まらない。このような場合にも、後述するルー
ルR4を用いて取付部材110に対して反時計回りの方
向に溶接方向をとることにする。 ルールR2:溶接線の一方あるいは両方がビード継ぎと
なる場合には、溶接方向はロボットシステム座標原点に
近い側から遠い側へ向かう方向とする。これは、図10
に示すように、同一の溶接ロボット動作領域内でも、干
渉等により1本の溶接線が分割された場合などであっ
て、ビード継ぎ処理による溶接線121〜123の接続
が可能な場合において、溶接方向を一に規定すること
で、ビード継ぎ部141、142における溶接の重ね方
を一通りとすることにより溶接品質を安定化させるため
のものである。図10の例では、取付部材110に接続
される別の取付部材116、117にそれぞれスカラッ
プ部118を設けてあるので、このスカラップ部118
を通してビード継ぎが可能になっている。 ルールR3:溶接線の一方あるいは両方が溶接ロボット
の動作領域を定める領域分割線により分割されている場
合には、溶接線の溶接方向をロボットシステム座標原点
に近い側から遠い側へ向かう方向とする。これは、図1
1に示すように、1本の取付部材110が複数の溶接ロ
ボットの動作領域にまたがり、領域分割線311、31
2により両側の溶接線121〜123および溶接線12
4〜126が分割されているような場合において、溶接
方向を一方向に規定することで、領域分割点151、1
52でのビード継ぎ部の溶接品質を安定化させるための
ものである。 ルールR4:溶接方向が上記R1、R2のルールにおい
て一意に求まらない場合には、溶接線の溶接方向を反時
計回りに向かう方向とする。 以上のルールは、R3→R2→R1→R4の順に適用さ
れる。
(3) Welding direction determining means The welding direction determining means 22 comprises welding line data reading means 21
Mounting member 1 based on the data
The welding direction is determined for every 10. The rules for determining the welding direction are, for example, as follows. Rule R1: The welding direction is set so that the end that can be detected by the arc sensor is the welding end point (end). Since the allowable range of the end detection sensor (arc sensor) has a restriction that the torch angle β is within ± 30 °, the side where the torch angle β at the end of the welding line falls within this range is defined as the welding end point. For example, as shown in FIG. 9A, when one side of the mounting member 110 is connected to another mounting member 113, the torch angle β is set to be smaller in order to avoid interference between the welding torch 1 and the work. The member 113 is greatly inclined with respect to the welding line (β> 30 °). On the other hand, since the opposite end has no interference, the torch angle β is within the allowable range of the end detection sensor. Therefore, for the mounting member 110, the end on the mounting member 113 side is the welding start point W S , and the end on the side without interference is the welding end point W E , and the welding direction is determined in the direction indicated by the arrow. Is done. On the other hand, as shown in FIG. 9B, when the mounting member 110 is sufficiently separated from the mounting member 113, either of them may be set as the welding start point, but in such a case, a rule R4 described later is used. Is used to set the welding direction in a counterclockwise direction with respect to the mounting member 110. In this case, turning welding may be performed at the end of the mounting member 110. When turning welding is performed, the welding start point and the welding end point match. further,
As another example, when there are a plurality of welding lines on one side of the mounting member, for example, as shown in FIG. 8, when the mounting member 110 is connected to another mounting member 114, 115, 121, Three welding lines 122 and 123 (note that, for the sake of convenience in the following description, symbols that represent the welding line and the welding direction at the same time) are present on one side of the mounting member 110. In such a case, the welding line 121, the welding line 123
Is divided into clockwise and counterclockwise directions according to the above rule R1. On the other hand, the welding line 122
Since both sides are outside the allowable range of the terminal detection sensor, the welding direction is not determined. Also in such a case, the welding direction is set to the counterclockwise direction with respect to the mounting member 110 using the rule R4 described later. Rule R2: When one or both of the welding lines form a bead joint, the welding direction is a direction from the side closer to the robot system coordinate origin to the side farther from the origin. This is shown in FIG.
As shown in the figure, even when one welding line is divided due to interference or the like even in the same welding robot operation area, when the welding lines 121 to 123 can be connected by the bead joining process, welding is performed. By defining the direction as one, the welding quality at the bead joints 141 and 142 can be stabilized by making the welding overlap in one way. In the example of FIG. 10, the scallop portions 118 are provided on the other attachment members 116 and 117 connected to the attachment member 110, respectively.
The bead splicing is possible through. Rule R3: When one or both of the welding lines are divided by a region dividing line that defines the operation region of the welding robot, the welding direction of the welding line is set to a direction from a side closer to the robot system coordinate origin to a side farther away. . This is shown in FIG.
As shown in FIG. 1, one attachment member 110 extends over the operation area of a plurality of welding robots, and the area dividing lines 311, 31
2, welding lines 121 to 123 and welding lines 12 on both sides.
In the case where 4 to 126 are divided, by defining the welding direction in one direction, the region dividing points 151, 1
This is for stabilizing the weld quality of the bead joint at 52. Rule R4: When the welding direction is not uniquely determined by the rules of R1 and R2, the welding direction of the welding line is set to a direction going counterclockwise. The above rules are applied in the order of R3 → R2 → R1 → R4.

【0018】(4)溶接順序決定手段 溶接順序決定手段23は、取付部材110ごとに溶接順
序を決定する。そのための原則的なルールRaは以下の
とおりである。まず、溶接開始点がその取付部材におい
てロボットシステム座標原点に最も近い溶接線を含む面
を決定する。すなわち、その取付部材の表裏のどちら側
を先に溶接するかを決定する。先に溶接される溶接線を
含む面を決定するには、その面の法線ベクトルがロボッ
トシステム座標原点の方を向いているかどうかで決定す
る。例えば、図8において、ロボットシステム座標OX
Yを図示のようにとるとき、取付部材110の表面11
0aに垂直な法線ベクトルVaはロボットシステム座標
原点Oの方を向いている(法線ベクトルVaのX成分V
axとY成分Vayの和は−符号となるので原点Oの方
を向いている)。これに対して、取付部材110の裏面
110bに垂直な法線ベクトルVbはロボットシステム
座標原点Oと反対の方を向いている(法線ベクトルVb
のX成分VbxとY成分Vbyの和は+符号となるので
原点Oと反対の方向となる)。よって、その取付部材1
10に対してはその表面110aに含まれる溶接線を最
初に溶接する。次に、その面に含まれる溶接線群のうち
溶接開始点がロボットシステム座標原点Oに最も近い溶
接線を第1位として溶接を開始する。図8の例では、表
面110aに含まれる溶接線群121〜123のうち、
溶接開始点WS がロボットシステム座標原点Oに最も近
い溶接線は121の溶接線であるので、溶接線121が
最初に溶接される。よって、図8の例では、溶接順序
は、表面110aにおける溶接線121→溶接線122
→溶接線123→裏面110bの溶接線124の順序と
決定される。また、以下のルールが適用される。 ルールRb:開先のある側を先に溶接する。このルール
は、開先面にプライマーが塗布されている場合など、プ
ライマーによるブローホール等の欠陥発生を最小限に抑
えることができるためである。例えば、図7に示すよう
な取付部材の場合、開先112側(左側)の溶接線が先
に溶接される。
(4) Welding sequence determining means The welding sequence determining means 23 determines the welding sequence for each mounting member 110. The principle rule Ra for that is as follows. First, the surface including the welding line whose welding start point is closest to the robot system coordinate origin in the mounting member is determined. That is, it is determined which of the front and back sides of the mounting member is to be welded first. In order to determine the surface including the welding line to be welded first, it is determined whether or not the normal vector of the surface is directed to the robot system coordinate origin. For example, in FIG. 8, the robot system coordinates OX
When Y is taken as shown in FIG.
The normal vector Va perpendicular to 0a points toward the robot system coordinate origin O (the X component V of the normal vector Va).
Since the sum of ax and the Y component Vay becomes a minus sign, the sum is directed toward the origin O). On the other hand, a normal vector Vb perpendicular to the back surface 110b of the mounting member 110 faces the direction opposite to the robot system coordinate origin O (normal vector Vb).
(The sum of the X component Vbx and the Y component Vby is a plus sign, so that the direction is opposite to the origin O). Therefore, the mounting member 1
For 10, the welding line included in the surface 110a is first welded. Next, welding is started with the welding line whose welding start point is closest to the robot system coordinate origin O as the first place among the welding line group included in the surface. In the example of FIG. 8, among the welding line groups 121 to 123 included in the surface 110a,
Since the welding start point W S is the closest to the welding line on the robot system coordinate origin O is a weld line of 121, the weld line 121 is first welded. Therefore, in the example of FIG. 8, the welding order is the welding line 121 on the surface 110a → the welding line 122.
→ Welding line 123 → The order of the welding line 124 on the back surface 110b is determined. Also, the following rules apply. Rule Rb: The side with the groove is welded first. This rule is to minimize the occurrence of defects such as blowholes caused by the primer, such as when the groove is coated with a primer. For example, in the case of the attachment member as shown in FIG. 7, the welding line on the groove 112 side (left side) is welded first.

【0019】(5)溶接経路決定手段 溶接経路決定手段24は、上記で決定された取付部材ご
との溶接方向、溶接順序を基に、溶接ロボット相互の干
渉が極力少なくなるように、また、エアカット時間が極
力短くなるように、溶接経路を決定する。マルチロボッ
トの場合には、溶接ロボット相互の干渉を最小限にする
ことがアークタイム率向上のための重要な因子となる。
具体的な処理は、図12に示すように、干渉を回避する
ためのインターロック領域設定手段27、設定されたイ
ンターロック領域に含まれる溶接線を選択する溶接線選
択手段28、および選択された溶接線ごとの溶接経路を
求める溶接経路決定手段24からなる。溶接ロボット相
互の干渉を回避する方法としては、各溶接ロボットが上
記の各領域ごとにインターロック(同期)を取りながら
溶接することで、隣接領域に2台の溶接ロボットが同時
に侵入する確率を極力低く抑えている。
(5) Welding path determination means The welding path determination means 24 is designed to minimize the interference between welding robots based on the welding direction and welding order of each mounting member determined as described above, and to minimize air interference. The welding path is determined so that the cutting time is as short as possible. In the case of a multi-robot, minimizing interference between welding robots is an important factor for improving the arc time rate.
Specifically, as shown in FIG. 12, the interlock area setting means 27 for avoiding interference, the welding line selecting means 28 for selecting a welding line included in the set interlock area, and The welding path determining means 24 determines a welding path for each welding line. As a method of avoiding interference between the welding robots, the welding robots perform welding while taking an interlock (synchronization) for each of the above-described regions, thereby minimizing the probability that two welding robots will simultaneously enter adjacent regions. I keep it low.

【0020】(5-1) インターロック領域設定手段 干渉回避のためのインターロック領域の設定は、溶接ロ
ボットの動作領域に含まれる溶接線の本数に依存する。
このインターロック領域設定手段27では、図13に示
すような2つの分割方法の内、一部分でもR領域(その
溶接ロボットの動作領域内の右側または上側のインター
ロック領域)に含まれる溶接線が最も多くなるような分
割方法を選択する。(a)に示す方式は、左右の溶接ロ
ボットの干渉に着目して、各溶接ロボットの動作領域を
縦方向に3分割し、各々の右側のハッチされた部分をイ
ンターロック領域321、322、323、324とし
て設定するものである。一方、(b)に示す方式は、上
下の溶接ロボットの干渉に着目して、各溶接ロボットの
動作領域を横方向に3分割し、下側領域内の上部のハッ
チされた部分にインターロック領域325を設定するも
のである。溶接ロボットの動作領域の分割比率は通常等
しくされるが、ワークによっては異ならしめる場合もあ
る。図13の例では、(a)の方式に含まれる溶接線長
さが(b)の方式に含まれる溶接線長さより長くなるの
で、干渉問題の発生確率の多い(a)の方式が採用され
る。
(5-1) Interlock area setting means The setting of the interlock area for avoiding interference depends on the number of welding lines included in the operation area of the welding robot.
In the interlock area setting means 27, the welding line included in the R area (the right or upper interlock area in the operation area of the welding robot) is the most of the two division methods as shown in FIG. Choose a splitting method that will increase. In the method shown in (a), focusing on the interference between the left and right welding robots, the operation area of each welding robot is divided into three in the vertical direction, and the hatched portions on each right side are interlocked areas 321, 322, and 323. , 324. On the other hand, the method shown in (b) focuses on the interference between the upper and lower welding robots, divides the operating area of each welding robot into three parts in the horizontal direction, and interlocks the interlock area in the upper hatched part in the lower area. 325 is set. The division ratio of the operating region of the welding robot is usually equal, but may be different depending on the work. In the example of FIG. 13, since the welding line length included in the method (a) is longer than the welding line length included in the method (b), the method (a) having a high probability of occurrence of an interference problem is employed. You.

【0021】(5-2) 溶接線選択手段 溶接線選択手段28では、図14に示すように、溶接ロ
ボットの動作領域内に3つの領域を設け、領域ごとに溶
接線を分類する。具体的には、L、C、Rの3領域にま
たがる溶接線群(LCR溶接線群)と、L、Cの2領域
の一方または両方に含まれる溶接線群(LC溶接線群)
と、C、Rの2領域の一方または両方に含まれる溶接線
群(CR溶接線群)とに分類する。
(5-2) Welding line selection means As shown in FIG. 14, the welding line selection means 28 provides three areas in the operation area of the welding robot, and classifies the welding lines for each area. Specifically, a welding line group (LCR welding line group) extending over the three regions L, C, and R, and a welding line group (LC welding line group) included in one or both of the two regions L and C.
And a welding line group (CR welding line group) included in one or both of the two regions C and R.

【0022】(5-3) 溶接経路決定手段 溶接経路は、LCR溶接線群、LC溶接線群、CR溶接
線群の順に溶接経路を決定する。実際の溶接時には、溶
接ロボット群制御システムにより、各領域ごとにインタ
ーロックがとられることになる。また、各領域ごとの溶
接経路は、エアカットが極小となるように選択する。具
体的には、溶接開始点がロボットシステム座標原点に最
も近い取付部材からスタートし、その取付部材の最後の
溶接線の溶接終了点に最も近い溶接開始点を持つ別の取
付部材を選択することを繰り返す。
(5-3) Welding route determination means The welding route is determined in the order of the LCR welding line group, the LC welding line group, and the CR welding line group. At the time of actual welding, the interlock is taken for each area by the welding robot group control system. The welding path for each area is selected so that the air cut is minimized. Specifically, start from the mounting member whose welding start point is closest to the robot system coordinate origin, and select another mounting member with the welding start point closest to the welding end point of the last welding line of that mounting member. repeat.

【0023】溶接経路とインターロックの関係を図15
に示す。この図について説明すると、まず、ステップS
31のLCR溶接線群の溶接において、当該溶接ロボッ
トの動作領域内にLCR溶接線群が存在するかをチェッ
クする。LCR溶接線群が存在し、さらにその溶接ロボ
ットの左側に隣接する左側溶接ロボットにもLCR溶接
線群が存在する場合には、左側溶接ロボットの溶接完了
まで溶接を待つ(溶接を開始しない)。もし、左側溶接
ロボットがインターロック待ちならば、その左右の溶接
ロボット相互の干渉は発生しないので、当該溶接ロボッ
トの溶接を開始する。次に、当該溶接ロボットにLCR
溶接線群が存在せず、LC溶接線群が存在する場合に
は、左側溶接ロボットのLCR溶接線群の溶接が完了す
れば、当該溶接ロボットのLC溶接線群の溶接を開始す
る(ステップS32)。最後に、当該溶接ロボットにL
CR溶接線群もLC溶接線群も存在せず、CR溶接線群
が存在する場合には、右側溶接ロボットのLC溶接線群
の溶接が完了すれば、当該溶接ロボットのCR溶接線群
の溶接を開始する(ステップS33)。そして、各溶接
線群の溶接では、ロボットシステム座標原点に最も近い
溶接開始点を持つ取付部材から溶接を開始し、その取付
部材の最後の溶接線の溶接終了点から、その溶接終了点
に最も近い溶接開始点を持つ別の取付部材に移る。これ
によってエアカットが最小となる。
FIG. 15 shows the relationship between the welding path and the interlock.
Shown in Referring to this figure, first, step S
In the welding of the 31 LCR welding lines, it is checked whether the LCR welding lines exist in the operation area of the welding robot. If the LCR welding line group exists and the LCR welding line group also exists in the left welding robot adjacent to the left side of the welding robot, the welding is waited until the left welding robot completes welding (welding is not started). If the left welding robot is waiting for the interlock, no interference occurs between the left and right welding robots, and the welding of the welding robot is started. Next, LCR is given to the welding robot.
When the welding line group does not exist and the LC welding line group exists, when the welding of the LCR welding line group of the left welding robot is completed, the welding of the LC welding line group of the welding robot is started (step S32). ). Finally, the welding robot is given L
If neither the CR welding line group nor the LC welding line group exists, and the CR welding line group exists, the welding of the CR welding line group of the welding robot is completed when the welding of the LC welding line group of the right welding robot is completed. Is started (step S33). Then, in the welding of each welding line group, welding is started from a mounting member having a welding start point closest to the robot system coordinate origin, and from the welding end point of the last welding line of the mounting member to the welding end point most. Move to another mounting member with a closer welding start point. This minimizes air cut.

【0024】具体的な例として、図16の例で示す。ロ
ボットシステム座標原点Oを定盤200の左下隅にと
り、また、図13の(a)の方式に従ってL、C、R領
域を設定する。ワーク100に対する各溶接ロボットの
配置関係を図16のようにNo.1からNo.7で示
す。図中、WS はその溶接線の溶接開始点、WE はその
溶接線の溶接終了点、121〜132は溶接線、141
〜143はビード接続点、151〜164は領域分割
点、171〜179は取付部材のスカラップ部端点、3
11〜315は領域分割線である。
FIG. 16 shows a specific example. The origin O of the robot system coordinates is set at the lower left corner of the surface plate 200, and the L, C, and R regions are set according to the method shown in FIG. As shown in FIG. No. 1 to No. 7. In the figure, W S is the welding start point of the weld line, W E is welding end point of the weld line, 121 to 132 are weld line, 141
143 to bead connection points, 151 to 164 are area dividing points, 171 to 179 are scallop end points of the mounting member, 3
Numerals 11 to 315 denote area dividing lines.

【0025】まず、溶接ロボットNo.2では、LCR
溶接線群に含まれる溶接線は存在しない。次にLC溶接
線群にはB部材とC部材が含まれるので、溶接経路は、
ロボットシステム座標原点Oに近いB部材から、エアカ
ット最小のルールに基づき、反時計回りに溶接線12
1、溶接線122、その後C部材に移り、C部材の溶接
線123、溶接線124の順となる。最後にCR溶接線
群にはA部材とD部材の一部とE部材の一部が含まれ、
かつD部材にはE部材が接続されるので(なお、E部材
には図10に示したようなスカラップ部を設けてい
る)、ロボットシステム座標原点Oに近いA部材から、
反時計方向に、溶接線125、溶接線126、次にD部
材に移り、溶接線127(溶接開始点WS と領域分割点
151の区間)、溶接線128(溶接開始点WS とビー
ド接続点141の区間)、さらに溶接線129(ビード
接続点141と領域分割点152の区間)となり、その
後E部材の溶接線130(スカラップ部端点171と領
域分割点153の区間)、溶接線131(スカラップ部
端点172と領域分割点154の区間)の順に溶接経路
が設定される。
First, the welding robot No. In 2, the LCR
There is no welding line included in the welding line group. Next, since the B member and the C member are included in the LC welding line group, the welding path is
From the B member near the robot system coordinate origin O, the welding line 12 is rotated counterclockwise based on the rule of the minimum air cut.
1, the welding line 122, and then to the C member, the welding line 123 of the C member, and the welding line 124 in this order. Finally, the CR welding line group includes a part of the A member, a part of the D member, and a part of the E member,
In addition, since the E member is connected to the D member (the E member is provided with a scalloped portion as shown in FIG. 10), the A member close to the robot system coordinate origin O starts from the A member.
Counterclockwise, the weld line 125, the weld line 126, then passes to D member, (section of the welding start point W S domain decomposition point 151) the weld line 127, weld line 128 (weld start point W S and the bead connection A welding line 129 (a section between the bead connection point 141 and the area dividing point 152) and a welding line 130 (a section between the scallop end point 171 and the area dividing point 153) and a welding line 131 (a section between the bead connecting point 141 and the area dividing point 152). The welding path is set in the order of the scallop end point 172 and the area dividing point 154).

【0026】次に、溶接ロボットNo.1では、LCR
溶接線群に含まれる溶接線は存在しないが、LC溶接線
群にはD部材の残りの部分とこれに接続されるF部材が
含まれる(F部材には上記のようにスカラップ部を設け
ている場合である)。そこでまず、ロボットシステム座
標原点Oに近いD部材から、溶接線121(領域分割点
151とビード接続点142の区間)、溶接線122
(ビード接続点142と溶接終了点WE の区間)、溶接
線123(領域分割点152とビード接続点143の区
間)、溶接線124(ビード接続点143と溶接終了点
E の区間)のように溶接経路が設定され、その後F部
材の溶接線125(スカラップ部端点173と溶接終了
点WE の区間)、溶接線126(スカラップ部端点17
4と溶接終了点WE の区間)、ついでCR溶接線群にG
部材の一部とH部材が含まれるので(G部材にも同様に
スカラップ部を設けている場合である)、ロボットシス
テム座標原点Oに近いG部材から、溶接線127(スカ
ラップ部端点175と領域分割点155の区間)、溶接
線128(スカラップ部端点176と領域分割点156
との区間)となり、最後にH部材の溶接線129、13
0のように溶接経路が設定される。
Next, the welding robot No. In 1, the LCR
Although there is no welding line included in the welding line group, the LC welding line group includes the remaining portion of the D member and the F member connected thereto (the F member is provided with the scalloped portion as described above). If you have.) Therefore, first, from the D member close to the robot system coordinate origin O, the welding line 121 (section between the area dividing point 151 and the bead connection point 142), the welding line 122
(Section between the bead connection point 142 welding end point W E), the weld line 123 (section area division point 152 and the bead connecting point 143), the weld line 124 (section between the bead connection point 143 welding end point W E) welding path is set as (interval scalloped section end point 173 and the welding end point W E) then F welding line 125 of the member, the weld line 126 (scalloped section end point 17
4 a section of the welding end point W E), then G in CR weld line group
Since a part of the member and the H member are included (the case where the scallop portion is similarly provided in the G member), the welding line 127 (from the scallop end point 175 and the area Section 155), welding line 128 (scallop end point 176 and area division point 156)
), And finally, welding lines 129 and 13 of the H member.
A welding path is set as 0.

【0027】溶接ロボットNo.3では、LCR溶接線
群にG部材を含んでいるので、溶接経路は、溶接線12
1(領域分割点155と領域分割点157の区間)、溶
接線122(領域分割点156と領域分割点158の区
間)、溶接線123(部材接続点181と領域分割点1
58の区間)となり、次にLC溶接線群にI部材を含ん
でいるので、溶接線124、125となり、最後にCR
溶接線群にE部材の一部とJ部材が含まれるので、E部
材の溶接線126(領域分割点160と領域分割点16
2の区間)、溶接線127(領域分割点159と領域分
割点161の区間)、そしてJ部材の溶接線128(部
材接続点182と溶接終了点WE の区間)、溶接線12
9(部材接続点181と溶接終了点WE の区間)の順と
なる。以下、同様にして他の溶接ロボットの動作領域に
おける全ての取付部材に対して溶接線の溶接経路が図示
のように決定される。以上の結果を表にまとめると、表
1のようになる。
The welding robot No. In FIG. 3, since the G member is included in the LCR welding line group, the welding path is
1 (a section between the area dividing point 155 and the area dividing point 157), a welding line 122 (a section between the area dividing point 156 and the area dividing point 158), and a welding line 123 (a member connecting point 181 and the area dividing point 1).
58 section). Next, since the LC welding line group includes the I member, the welding lines become 124 and 125, and finally CR
Since a part of the E member and the J member are included in the welding line group, the welding line 126 of the E member (region division point 160 and region division point 16
2 sections), the section of the weld line 127 (section area division point 159 and the area dividing point 161), and the weld lines 128 of J member (member connecting point 182 and the welding end point W E), the weld line 12
9 the order of (section between member connection point 181 welding end point W E). Hereinafter, similarly, the welding path of the welding line is determined as shown in the drawing for all the mounting members in the operation area of the other welding robot. Table 1 summarizes the above results in a table.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】(6)溶接経路データ出力手段 溶接経路データ出力手段25は、上記のように決定され
た全取付部材の溶接経路データを溶接ロボット単位で出
力する。
(6) Welding path data output means The welding path data output means 25 outputs the welding path data of all the mounting members determined as described above for each welding robot.

【0030】なお、以上の説明では平面的な溶接線の溶
接経路について述べたが、取付部材同士を溶接する垂直
方向の溶接線は、平面における溶接が終了したのちに、
各溶接ロボットの動作領域において、ロボットシステム
座標原点に近い溶接線から、通常上進溶接で順番に溶接
される。
In the above description, the welding path of the planar welding line has been described. However, the vertical welding line for welding the mounting members is formed after the welding on the plane is completed.
In the operation area of each welding robot, welding is normally performed in ascending order from a welding line close to the robot system coordinate origin.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、どのよう
に複雑な形状を持つワークであっても、CAD/CAM
システムに登録されている部材形状情報と溶接設計情報
のみを利用して溶接経路を自動的に決定することがで
き、しかも複数の溶接ロボットの相互の干渉を回避しつ
つその適用を可能にしたものであるから、能率が良く、
溶接品質も十分に確保できている。したがって、多品種
少量、大型の複雑な形状をしたワークの自動溶接に大い
に威力を発揮する。
As described above, according to the present invention, CAD / CAM can be performed no matter how complicated a workpiece is.
A welding path can be automatically determined using only the member shape information and welding design information registered in the system, and its application is made possible while avoiding mutual interference of multiple welding robots. Therefore, efficiency is good,
Welding quality is also sufficiently ensured. Therefore, it is very effective for automatic welding of large-sized, small-quantity, large-sized and complicated-shaped workpieces.

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

【図1】本発明の溶接経路自動決定システムのブロック
図である。
FIG. 1 is a block diagram of an automatic welding route determination system according to the present invention.

【図2】ワークの一例を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an example of a work.

【図3】定盤へのワークの配置例を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing an example of arrangement of works on a surface plate.

【図4】複数の溶接ロボットからなるロボット機構の概
要図である。
FIG. 4 is a schematic diagram of a robot mechanism including a plurality of welding robots.

【図5】取付部材に対するトーチ角度の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a torch angle with respect to a mounting member.

【図6】取付部材の取付角度の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a mounting angle of a mounting member.

【図7】開先のある取付部材の説明図である。FIG. 7 is an explanatory view of a mounting member having a groove.

【図8】取付部材に複数の溶接線が存在する場合の説明
図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram in a case where a plurality of welding lines are present on a mounting member.

【図9】取付部材と別の取付部材との関係における溶接
終端の方向を示す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a direction of a welding end in a relationship between a mounting member and another mounting member.

【図10】複数の溶接線の接続が可能な場合を示す説明
図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a case where a plurality of welding lines can be connected.

【図11】溶接線が領域分割線により分割される場合を
示す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a case where a welding line is divided by a region dividing line.

【図12】溶接経路決定手段の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a welding route determination unit.

【図13】溶接ロボットの動作領域の分割方法を示す説
明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a method of dividing the operation area of the welding robot.

【図14】図13の分割方法による各領域の配置図であ
る。
FIG. 14 is an arrangement diagram of each area according to the division method of FIG. 13;

【図15】溶接経路とインターロックの関係を示す流れ
図である。
FIG. 15 is a flowchart showing a relationship between a welding path and an interlock.

【図16】ワークの溶接経路の説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram of a workpiece welding path.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 溶接トーチ 10 CAD/CAMシステム 11 溶接線データ生成システム 12 溶接ロボット動作プログラム生成システム 20 溶接経路自動決定システム 21 溶接線データ読込み手段 22 溶接方向決定手段 23 溶接順序決定手段 24 溶接経路決定手段 25 溶接経路データ出力手段 26 表示手段 27 インターロック領域設定手段 28 溶接線選択手段 100 ワーク 101 母材 110〜117 取付部材 121〜131 溶接線 300 溶接ロボット 311〜315 領域分割線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Welding torch 10 CAD / CAM system 11 Welding line data generation system 12 Welding robot operation program generation system 20 Welding path automatic determination system 21 Welding line data reading means 22 Welding direction determination means 23 Welding sequence determination means 24 Weld path determination means 25 Welding Route data output means 26 Display means 27 Interlock area setting means 28 Welding line selection means 100 Work 101 Base material 110-117 Mounting member 121-131 Welding line 300 Welding robot 311-315 Area division line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−214625(JP,A) 特開 平7−284932(JP,A) 特開 平8−286722(JP,A) 特開 平9−164483(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 9/127 B25J 9/18 G05B 19/4093 G05B 19/4097 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-6-214625 (JP, A) JP-A-7-284932 (JP, A) JP-A 8-286722 (JP, A) JP-A 9-208 164483 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B23K 9/127 B25J 9/18 G05B 19/4093 G05B 19/4097

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ワーク上の複数の取付部材を複数の溶接
ロボットにより溶接するときの溶接経路を、CAD/C
AMシステムに登録されている部材形状情報と溶接設計
情報を基に決定するものにおいて、 溶接線の生成に必要なデータを前記CAD/CAMシス
テムより読み込む溶接線データ読込み手段と、 読み込まれた溶接線データを基に前記取付部材ごとに溶
接方向を決定する溶接方向決定手段と、 前記取付部材ごとに溶接順序を決定する溶接順序決定手
段と、 前記により決定された溶接方向および溶接順序を基に全
ての取付部材の溶接経路を決定する溶接経路決定手段
と、 決定された溶接経路のデータを前記CAD/CAMシス
テムに出力する溶接経路データ出力手段と、を有し、前
記溶接方向決定手段において、前記取付部材に対する溶
接方向を定めるとき、溶接線の終端をアークセンサによ
る終端位置検出が可能な方にすることを特徴とする溶接
径路の自動決定システム。
A welding path for welding a plurality of mounting members on a workpiece by a plurality of welding robots is defined as CAD / C.
A welding line data reading means for reading data necessary for generating a welding line from the CAD / CAM system, based on the member shape information and the welding design information registered in the AM system; Welding direction determining means for determining a welding direction for each of the mounting members based on data; welding order determining means for determining a welding order for each of the mounting members; all based on the welding direction and the welding order determined by the above. has between welding path determining means for determining a welding path of the mounting member, a welding path data output means for outputting the data of the determined weld path to the CAD / CAM system, the front
In the welding direction determining means, the welding direction is determined.
When determining the tangent direction, the end of the welding line is
Welding capable of detecting the end position
Automatic route determination system.
【請求項2】 ワーク上の複数の取付部材を複数の溶接
ロボットにより溶接するときの溶接経路を、CAD/C
AMシステムに登録されている部材形状情報と溶接設計
情報を基に決定するものにおいて、 溶接線の生成に必要なデータを前記CAD/CAMシス
テムより読み込む溶接線データ読込み手段と、 読み込まれた溶接線データを基に前記取付部材ごとに溶
接方向を決定する溶接方向決定手段と、 前記取付部材ごとに溶接順序を決定する溶接順序決定手
段と、 前記により決定された溶接方向および溶接順序を基に全
ての取付部材の溶接経路を決定する溶接経路決定手段
と、 決定された溶接経路のデータを前記CAD/CAMシス
テムに出力する溶接経路データ出力手段と、を有し、前
記複数の溶接ロボットの動作領域を定める領域分割線に
よって分割される溶接線、または前記取付部材に接続さ
れる別の取付部材によって溶接線が分割されてもビード
継ぎが可能な溶接線に対しては、前記溶 接方向決定手段
において溶接方向を同一の方向に定めることを特徴とす
る溶接経路の自動決定システム。
2. A welding path for welding a plurality of mounting members on a workpiece by a plurality of welding robots is referred to as CAD / C.
A welding line data reading means for reading data necessary for generating a welding line from the CAD / CAM system, based on the member shape information and the welding design information registered in the AM system; Welding direction determining means for determining a welding direction for each of the mounting members based on data; welding order determining means for determining a welding order for each of the mounting members; all based on the welding direction and the welding order determined by the above. has between welding path determining means for determining a welding path of the mounting member, a welding path data output means for outputting the data of the determined weld path to the CAD / CAM system, the front
The area dividing line that defines the operation area of multiple welding robots
Therefore, the welding line is divided or connected to the mounting member.
Bead even if the welding line is split by another mounting member
For weld line capable of splicing, the welding direction determining means
Wherein the welding direction is determined in the same direction .
【請求項3】 前記溶接経路決定手段が、前記溶接ロボ
ットの相互の干渉を回避するためのインターロック領域
を設定するインターロック領域設定手段と、設定された
インターロック領域に含まれる溶接線を選択する溶接線
選択手段とを有することを特徴とする請求項1または2
記載の溶接経路の自動決定システム。
3. An interlock area setting means for setting an interlock area for avoiding mutual interference of the welding robots, and a welding line included in the set interlock area. 3. A welding line selecting means, comprising:
Automatic welding path determination system described .
【請求項4】 前記溶接順序決定手段において、前記取
付部材に対する溶接順序を定めるとき、まず溶接開始点
がその取付部材においてロボットシステム座標原点に最
も近い溶接線を含む面を決定し、ついで決定された面内
における溶接線群のうち溶接開始点がロボットシステム
座標原点に最も近い溶接線を第1位とする溶接順序とす
ることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の
接経路の自動決定システム。
4. When the welding order determining means determines a welding order for the mounting member, first, a surface including a welding line whose welding start point is closest to the origin of the robot system coordinates is determined on the mounting member. The welding sequence according to any one of claims 1 to 3, wherein the welding order in which the welding start point is closest to the robot system coordinate origin in the group of welding lines in the set surface is set to the first position. Automatic route determination system.
【請求項5】 前記インターロック領域設定手段は、前
記複数の溶接ロボットの動作領域を縦または横方向に3
分割したとき、その右側または上側の領域に一部分でも
含まれる溶接線が最も多くなるように分割方向を選択
し、選択された分割方向による前記右側または上側の領
域をインターロック領域として設定することを特徴とす
る請求項記載の溶接経路の自動決定システム。
5. The interlock area setting means sets an operation area of the plurality of welding robots in a vertical or horizontal direction.
When the division is performed, the division direction is selected such that the welding line included even in a part of the right or upper region is the largest, and the right or upper region according to the selected division direction is set as an interlock region. 4. The automatic welding route determination system according to claim 3, wherein:
【請求項6】 前記溶接線選択手段は、前記選択された
分割方向で前記溶接ロボットの動作領域を3分割したと
き、3つの領域にまたがる溶接線群(LCR溶接線
群)、2つの領域の一方または両方に含まれる溶接線群
(LC溶接線群またはCR溶接線群)を選択し、前記溶
接経路決定手段において、前記LCR溶接線群、前記L
C溶接線群、前記CR溶接線群の順に溶接経路を決定す
ることを特徴とする請求項記載の溶接経路の自動決定
システム。
6. The welding line selecting means, when the operating region of the welding robot is divided into three in the selected dividing direction, a welding line group (LCR welding line group) extending over three regions, and a welding line group extending over three regions. A welding line group (LC welding line group or CR welding line group) included in one or both is selected, and the LCR welding line group, the L
The welding path automatic determination system according to claim 5 , wherein the welding path is determined in the order of the C welding line group and the CR welding line group.
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