JP4521845B2 - Automatic welding method and apparatus - Google Patents

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JP4521845B2 JP2000152763A JP2000152763A JP4521845B2 JP 4521845 B2 JP4521845 B2 JP 4521845B2 JP 2000152763 A JP2000152763 A JP 2000152763A JP 2000152763 A JP2000152763 A JP 2000152763A JP 4521845 B2 JP4521845 B2 JP 4521845B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接継手の断面形状を計測し、その計測結果に基づいて、溶接トーチの狙い位置と溶接条件を選択して溶接を行うようにした自動溶接方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
油圧ショベルなどの建設機械は大型化が進み、それら建設機械を構成するアーム、ブーム、バケットなどの構造物を構成する板厚が厚くなり、溶着量が増えるため、その溶接作業に多大な時間を要するようになってきた。
【0003】
たとえば、特開平8−108275号公報に開示されているように、被溶接物が管であれば、その端面を機械加工により高精度に加工して開先を形成し、自動溶接することも可能である。しかし、建設機械の構造物のように、直線と曲線が組み合わされた複雑な外形形状を持つ被溶接物の開先を機械加工により高精度に形成しようとすると機械加工のコストが高くなり、その加工コストを溶接施工のコストでは吸収しきれず、構造物のコストが増大することになる。
【0004】
このため、複雑形状をした大型の被溶接物の開先の加工には、機械加工に比べて加工精度は劣るが、加工コストを低く抑えることができるガス切断加工が採用されている。
【0005】
このような加工精度が劣る被溶接物の自動溶接を行う装置として、たとえば、図6に示すような自動溶接装置が提案されている。この自動溶接装置は、溶接ロボット1と、溶接ロボット1に支持された溶接トーチ2およびセンサ3と、溶接ロボット1を制御する制御装置4と、溶接部に所要の溶接電力を印加する溶接電源5と、センサ3を制御するセンサ制御装置6と、センサ3の出力に基づいて溶接部の断面形状を算出するデータ処理装置7で構成されている。
【0006】
そして、予め教示された経路に沿ってセンサ3を移動させるとともに、センサ3から被溶接物8までの距離を計測し、この距離データに基づいてデータ処理装置7で被溶接物8の溶接継手の断面形状を算出し、この断面形状に基づいて、溶接トーチ2の狙い位置と溶接条件を設定し、制御装置4で溶接ロボット1と溶接電源5を制御して溶接を行うようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の方法および装置においては、対象となる被溶接物8の溶接継手が単一の形状であるものを前提としており、複数種の溶接継手の形状に対応することは困難なことが多い。
【0008】
前記の事情に鑑み、本発明の目的は、被溶接物の溶接継手の形状に拘わらず、それぞれの形状に対応して溶接トーチの狙い位置および溶接条件(溶接電流、アーク電圧、溶接速度)を選択して溶接を行うことができるようにした自動溶接方法および装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本出願の請求項1に記載の発明は、溶接継手の溶接線に直交する断面形状を計測し、得られた溶接継手の断面形状データから溶接条件および溶接トーチの狙い位置を設定して溶接を行う自動溶接方法において、
予め、複数種の溶接継手の形状に対応する複数の処理ルーチンと、各溶接継手の形状毎に複数の溶接条件を記憶するデータテーブルを設定し、前記計測前に溶接継手の種別を選択し、時系列で入力される計測データを選択された処理ルーチンで演算して溶接継手の断面形状を算出し、得られた溶接継手の断面形状から溶接部のギャップの大きさ及びギャップ中心位置を求め、該溶接部のギャップの大きさ及びギャップ中心位置が予め設定した範囲か否かを判定し、予め設定した範囲と判定したとき、前記データテーブルに記憶した溶接条件により溶接するようにした。
【0010】
また、請求項2に記載の発明は、溶接継手の断面形状を計測する計測装置と、溶接継手の溶接を行う溶接トーチと、前記溶接トーチと計測装置とを支持し、予め教示された経路に沿って移動させる溶接ロボットと、前記計測装置の出力に基づいて溶接継手の断面形状を算出し、溶接トーチの狙い位置および溶接条件を算出するデータ処理装置と、該データ処理装置の出力に基づいて前記溶接ロボットを制御して溶接を行わせる制御装置とを備えた自動溶接装置において、予め、複数種の溶接継手の形状に対応する複数の処理ルーチンと各溶接継手の形状毎に複数の溶接条件を記憶するテーブルが設定されたデータ保管手段を設け、指定された溶接継手の形状に対応した前記処理ルーチンを選択し、時系列で入力される計測データを選択された処理ルーチンで演算して溶接継手の断面形状を算出し、得られた溶接継手の断面形状に基づいて溶接部のギャップの大きさ及びギャップ中心位置を求め、該溶接部のギャップの大きさ及びギャップ中心位置が予め設定した範囲か否かを判定し、予め設定した範囲と判定したとき、前記データテーブルに記憶した溶接条件により溶接を行うようにした。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1ないし図5は本発明の実施の形態を示すもので、図1は、本発明が対象とする溶接継手の形状の一部を例示する側面図、図2は、本発明による自動溶接装置の構成図、図3は、溶接継手の形状とセンシング種別番号の対応を示すテーブルの一例を示す図、図4は、溶接継手の形状に対応する溶接条件番号を選択するテーブルの一例を示す図、図5は、本発明による溶接方法を示すフローチャート、図6は、従来の自動溶接装置の構成図である。
【0012】
図1において、(a)は、突き合わせ継手で、1対の溶接母材8a、8bの端面をギャップGで突き合わせて溶接するものである。また、(b)は、すみ肉継手で、一方の溶接母材8aの上面に他方の溶接母材8bの端面をギャップGで突き合わせて溶接するものである。さらに、(c)は、フレア継手で、一方の溶接母材8aの折り曲げ部もしくはその近傍に、他方の溶接母材8bの端面を突き合わせて溶接するものである。
【0013】
これらの溶接継手の形状を計測する際には、センサ3を矢印方向に移動させて計測する。なお、各溶接継手のギャップGが小さい場合には、溶接トーチの狙い位置をギャップ中心位置Pに設定することにより良好な溶接を行うことができる。
【0014】
図2において、11は多関節型の溶接ロボット。12は溶接トーチで、溶接ロボット11の自由端に支持されている。13はセンサで、たとえば、レーザ変位計で構成され、溶接トーチ12と所定の間隔で溶接ロボット11の自由端に支持されている。
【0015】
14は制御装置で、溶接ロボット11の動作を制御し、溶接トーチ12およびセンサ13を予め教示された経路に沿って移動させるとともに、必要な信号を発信する。15は溶接電源で、溶接トーチ12と被溶接物との間に、制御装置14からの指令に対応する溶接電力を印加する。
【0016】
16はセンサ制御装置で、制御装置14からの指令に基づいてセンサ13のオン、オフ制御を行うとともに、センサ13の出力の中継を行う。17はデータ処理装置で、制御装置14からの位置信号とセンサ制御装置16で中継されたセンサ13の出力に基づいて溶接継手の断面形状を算出するとともに、算出された溶接継手の断面形状から溶接トーチ12の狙い位置および溶接条件を求める。
【0017】
18は被溶接物で、複数の溶接母材を接合して形成されている。この被溶接物18は、前記図1に示す各種の溶接継手や、さらに他の形状の溶接継手が形成されている。
【0018】
19はデータ保管装置で、図3に示すような、溶接継手の種類とその溶接継手に対応する処理ルーチン番号のテーブルと、図4に示すような、溶接継手と突き合わせ部のギャップの大きさに対応する溶接条件番号のテーブルが保管されている。
【0019】
20はデータ表示装置で、データ保管装置19に保管されているデータや、センサ13の計測データあるいは、データ処理装置17で算出された溶接継手の断面形状を必要に応じて表示する。21はデータ入力装置で、データ保管装置19に保管するデータの追加、変更などのための入力、溶接継手の形状の指定等を行う場合に用いられる。
【0020】
このような構成で、被溶接物の断面形状を計測し、溶接トーチの狙い位置および溶接条件を設定して自動溶接を行う手順を図5を用いて説明する。
【0021】
予め、被溶接物18の溶接経路、溶接継手の形状とその計測位置(たとえば、数10mm間隔で複数個所)を教示しておくとともに、溶接継手の形状に対応するセンシング種別番号を制御装置14内に記憶させておく。
【0022】
被溶接物18の溶接を行う場合、溶接母材8aと溶接母材8bが所定の位置に配置されると、制御装置14は、溶接ロボット11を動作させ、センサ13を計測開始位置へ移動させる(ステップS1)。
【0023】
センサ13が所定の位置に位置決めされると、教示時に入力された溶接継ぎ手の形状に対応するセンシング種別番号Njが、制御装置14からデータ処理装置17へ送信される(ステップS2)。
【0024】
データ処理装置17は、データ保管装置19に保管されている溶接継手の種類とセンシング種別番号のテーブル(図3参照)を参照し、該テーブル中に制御装置14から受信したセンシング種別番号Njが存在するか否かを判断する(ステップS3)。
【0025】
前記テーブルに、センシング種別番号Njが存在する場合には、制御装置14にセンシング種別番号Njが存在する旨を送信する。
【0026】
前記テーブルに前記センシング種別番号Njが存在しない場合、データ処理装置17は、制御装置14に継手種別設定エラーの旨を送信する。継手種別設定エラーの旨を受信した制御装置14は、溶接ロボット1の動作を停止させる(ステップS4)。
【0027】
センシング種別番号Njが存在する旨を送信を受けた制御装置14は、センサ制御装置16に計測指令を送信するとともに、溶接ロボット11を動作させ、センサ13を予め教示されたセンシング経路に沿って移動させる。計測指令を受けたセンサ制御装置16はセンサ13を計測状態にセットするとともに、所定の時間間隔でセンサ13の出力をデータ処理装置17へ送る。データ処理装置17は、センサ制御装置16から時系列で送られてくるセンサ13の出力から距離データを算出し、各計測位置毎に溶接継手の断面形状に相当する情報を生成する(ステップS5)。
【0028】
また、データ処理装置17は、内部にセットされている処理ルーチンを、センシング種別番号Njに対応する処理ルーチンに切り換える(ステップS6)。
【0029】
そして、切り換えられた処理ルーチンによりセンサ13の出力から生成された溶接継手の断面形状に相当する情報に基づき、各計測位置毎に溶接部のギャップGの大きさ、ギャップ中心位置Pを算出する(ステップS7)。
【0030】
算出された各計測位置毎のギャップGの大きさ、ギャップ中心位置Pを、予め設定された範囲と比較し、計測(もしくは被溶接物18の設置)が正常に行われたか否かを判断する(ステップS8)。
【0031】
計測が正常に行われていないと判断した場合、データ処理装置17は制御装置14に形状検出エラーの旨を送信する。形状検出エラーの旨を受信した制御装置14は、溶接ロボット1の動作を停止させる(ステップS9)。
【0032】
計測が正常に行われたと判断した場合には、データ処理装置17は、データ保管装置19に保管されている溶接継手形状とギャップGおよびそれに対応する溶接条件番号のテーブル(図4参照)から、各計測位置毎に算出された溶接部のギャップGがテーブルに設定されているギャップGの範囲内にあるか否かを判定する(ステップS10)。
【0033】
複数の計測位置におけるギャップGのうち、その何れか一つでもテーブルに設定されたギャップGを超える場合には、データ処理装置17は、制御装置14にギャップ範囲外エラーの旨を送信する。ギャップ範囲外エラーの旨を受信した制御装置14は、溶接ロボット11の動作を停止する(ステップS11)。
【0034】
全ての計測位置におけるギャップGがテーブルに設定されたギャップの範囲内にある場合には、データ処理装置17は、各計測位置におけるギャップ中心位置Pから溶接トーチ12の狙い位置を算出する(ステップS12)。
【0035】
データ処理装置17は、算出した各計測位置における溶接トーチ12の狙い位置およびギャップGに対応する溶接条件番号を制御装置14に送信する(ステップS13)。
【0036】
各計測位置における溶接トーチの狙い位置と溶接条件番号を受信した制御装置14は、溶接トーチ12の狙い位置により、予め教示されている溶接経路を補正するとともに、溶接ロボット11を動作させて、溶接トーチ12を補正された溶接経路の溶接開始位置へ移動させる。そして、制御装置14は、制御装置14の内部に格納された溶接番号と溶接条件のテーブルから、受信した溶接条件番号に対応する溶接条件を選択し、この溶接条件を溶接電源15に送信する。溶接電源15は、受信した溶接条件に基づき、溶接トーチ12と被溶接物18の間に溶接電力を印可する。同時に、制御装置14は、溶接ロボット11を動作させ、補正された溶接経路に沿って溶接開始位置から溶接終了位置まで溶接トーチ12を移動させて溶接を行う(ステップS14)。
【0037】
このとき、各計測位置で計測されたギャップGの大きさが異なっていても、それぞれの計測位置の前後で、それぞれ計測されたギャップの大きさに合わせて溶接条件を切り換えて溶接を行うことができ、ギャップの大きさに合わせた最適な溶接条件で溶接を行うことができる。
【0038】
なお、前記の実施の形態においては、センサ13と溶接トーチ12とを所定の間隔で溶接ロボット11の自由端に取り付けて使用する場合について説明したが、溶接トーチ12とセンサ13を着脱可能として、付け替える構成としても良いし、センサ13のみを着脱可能として、計測時のみセンサ13を取り付けるようにしてもよい。
【0039】
また、前記実施の形態において、制御装置14の内部に格納している溶接条件番号と溶接条件のテーブル、データ処理装置17の内部に格納している処理ルーチンなどは、データ保管手段19に格納し、必要に応じてデータ保管手段19から所要のデータを読み出してデータ処理装置17、制御装置14に送信するようにしてもよい。
【0040】
また、前記実施の形態におけるデータ保管手段19は、制御装置14あるいはデータ処理装置17内の記憶手段で構成することができる。
【0041】
また、前記実施の形態中のステップS6で行っているデータ処理装置17の処理ルーチンの切り換えは、ステップS3のセンシング種別番号の有無の判定とともに行うようにしてもよい。
【0042】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、それぞれの溶接継手の形状に適した処理ルーチンを選択して溶接継手の形状の算出する事ができ、溶接継手の形状、ギャップを考慮した溶接条件を選択して溶接を行うことができるので、溶接継手の形状に拘わらず、高品質な溶接を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が対象とする溶接継手の形状の一部を例示する側面図。
【図2】本発明による自動溶接装置の構成図。
【図3】溶接継手の形状とセンシング種別番号の対応を示すテーブルの一例を示す図。
【図4】溶接継手の形状に対応する溶接条件番号を選択するテーブルの一例を示す図。
【図5】本発明による溶接方法を示すフローチャート。
【図6】従来の自動溶接装置の構成図。
【符号の説明】
11…多関節型の溶接ロボット、12…溶接トーチ、13…センサ、14…制御装置、15…溶接電源、16…センサ制御装置、17…データ処理装置、18…被溶接物、19…データ保管装置、20…データ表示装置、21…データ入力装置。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic welding method and apparatus for measuring a cross-sectional shape of a welded joint and performing welding by selecting a target position of a welding torch and welding conditions based on the measurement result.
[0002]
[Prior art]
Construction machines such as hydraulic excavators are becoming larger in size, and the thickness of the plates that make up the structures such as arms, booms, and buckets that make up these construction machines increases and the amount of welding increases. It has become necessary.
[0003]
For example, as disclosed in JP-A-8-108275, if the work piece is a pipe, its end face can be machined with high precision to form a groove and automatically welded. It is. However, if a groove of a workpiece to be welded with a complicated outer shape that is a combination of straight lines and curves, such as a construction machine structure, is to be formed with high precision by machining, the machining cost increases. The processing cost cannot be absorbed by the welding construction cost, and the cost of the structure increases.
[0004]
For this reason, gas cutting which can keep processing cost low is adopted for processing of a groove of a large-sized workpiece having a complicated shape, although processing accuracy is inferior to machining.
[0005]
For example, an automatic welding apparatus as shown in FIG. 6 has been proposed as an apparatus for performing automatic welding of an object to be welded with inferior processing accuracy. This automatic welding apparatus includes a welding robot 1, a welding torch 2 and a sensor 3 supported by the welding robot 1, a control device 4 for controlling the welding robot 1, and a welding power source 5 that applies a required welding power to a welding portion. And a sensor control device 6 that controls the sensor 3 and a data processing device 7 that calculates the cross-sectional shape of the welded portion based on the output of the sensor 3.
[0006]
And while moving the sensor 3 along the path | route taught beforehand, the distance from the sensor 3 to the to-be-welded object 8 is measured, Based on this distance data, the data processor 7 of the welding joint of the to-be-welded object 8 is measured. A cross-sectional shape is calculated, a target position and welding conditions of the welding torch 2 are set based on the cross-sectional shape, and welding is performed by controlling the welding robot 1 and the welding power source 5 by the control device 4.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described method and apparatus are based on the premise that the weld joint of the workpiece 8 to be welded has a single shape, and it is often difficult to cope with the shapes of a plurality of types of weld joints. .
[0008]
In view of the above circumstances, the object of the present invention is to set the target position of the welding torch and welding conditions (welding current, arc voltage, welding speed) corresponding to each shape regardless of the shape of the welded joint of the workpiece. It is an object of the present invention to provide an automatic welding method and apparatus which can be selectively welded.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present application measures the cross-sectional shape orthogonal to the weld line of the welded joint, and determines the welding conditions and welding torch from the obtained cross-sectional shape data of the welded joint. In the automatic welding method that performs welding by setting the target position of
A plurality of processing routines corresponding to a plurality of types of welded joints and a data table storing a plurality of welding conditions for each welded joint shape are set in advance, and the type of the welded joint is selected before the measurement, Calculate the measurement data input in time series in the selected processing routine to calculate the cross-sectional shape of the welded joint, obtain the gap size and gap center position of the weld from the cross-sectional shape of the obtained welded joint , It was determined whether or not the gap size and the gap center position of the welded portion were in a preset range, and when it was determined to be a preset range, welding was performed according to the welding conditions stored in the data table.
[0010]
The invention according to claim 2 supports a measuring device for measuring the cross-sectional shape of the welded joint, a welding torch for welding the welded joint, the welding torch and the measuring device, and has a path taught in advance. A welding robot to be moved along, a cross-sectional shape of the weld joint based on the output of the measuring device, a data processing device for calculating a target position of the welding torch and welding conditions, and an output of the data processing device In an automatic welding apparatus including a control device that controls the welding robot to perform welding, a plurality of processing routines corresponding to a plurality of types of weld joint shapes and a plurality of welding conditions for each shape of the weld joints in advance. A data storage means in which a table for storing data is set is provided, the processing routine corresponding to the shape of the designated weld joint is selected, and the measurement data input in time series is selected. Calculated in service routine to calculate the cross-sectional shape of the welded joint, determine the size and the gap center of the gap of the welded portion based on the cross-sectional shape of the resulting welded joint, the size and the gap of the gap of the weld It is determined whether or not the center position is within a preset range, and when it is determined as a preset range, welding is performed according to the welding conditions stored in the data table.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 5 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a side view illustrating a part of the shape of a welded joint targeted by the present invention, and FIG. 2 is an automatic welding apparatus according to the present invention. FIG. 3 is a diagram showing an example of a table showing the correspondence between the shape of the welded joint and the sensing type number, and FIG. 4 is a diagram showing an example of a table for selecting the welding condition number corresponding to the shape of the welded joint. FIG. 5 is a flowchart showing a welding method according to the present invention, and FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional automatic welding apparatus.
[0012]
In FIG. 1, (a) is a butt joint, in which the end faces of a pair of welding base materials 8a and 8b are butted together with a gap G and welded. Moreover, (b) is a fillet joint, and the end surface of the other welding base material 8b is butted against the upper surface of one welding base material 8a with a gap G and welded. Furthermore, (c) is a flare joint, in which the end surface of the other welding base material 8b is abutted and welded to the bent portion of one welding base material 8a or the vicinity thereof.
[0013]
When measuring the shape of these welded joints, the sensor 3 is moved in the direction of the arrow. In addition, when the gap G of each weld joint is small, good welding can be performed by setting the target position of the welding torch to the gap center position P.
[0014]
In FIG. 2, 11 is an articulated welding robot. A welding torch 12 is supported at the free end of the welding robot 11. Reference numeral 13 denotes a sensor, which is composed of a laser displacement meter, for example, and is supported on the free end of the welding robot 11 at a predetermined interval from the welding torch 12.
[0015]
A control device 14 controls the operation of the welding robot 11 to move the welding torch 12 and the sensor 13 along a route taught in advance and to transmit necessary signals. A welding power source 15 applies a welding power corresponding to a command from the control device 14 between the welding torch 12 and the workpiece.
[0016]
Reference numeral 16 denotes a sensor control device that performs on / off control of the sensor 13 based on a command from the control device 14 and relays the output of the sensor 13. A data processing device 17 calculates the cross-sectional shape of the welded joint based on the position signal from the control device 14 and the output of the sensor 13 relayed by the sensor control device 16, and welds from the calculated cross-sectional shape of the welded joint. The target position and welding conditions of the torch 12 are obtained.
[0017]
Reference numeral 18 denotes an object to be welded, which is formed by joining a plurality of welding base materials. The welded object 18 is formed with various types of welded joints shown in FIG. 1 and other types of welded joints.
[0018]
Reference numeral 19 denotes a data storage device. As shown in FIG. 3, a table of types of welded joints and processing routine numbers corresponding to the welded joints, and a size of the gap between the welded joint and the butt portion as shown in FIG. A table of corresponding welding condition numbers is stored.
[0019]
A data display device 20 displays the data stored in the data storage device 19, the measurement data of the sensor 13, or the cross-sectional shape of the welded joint calculated by the data processing device 17 as necessary. Reference numeral 21 denotes a data input device, which is used when inputting data to be stored in the data storage device 19 for inputting or changing, designating the shape of a welded joint, or the like.
[0020]
The procedure for measuring the cross-sectional shape of the workpiece to be welded with such a configuration, setting the target position of the welding torch and the welding conditions, and performing automatic welding will be described with reference to FIG.
[0021]
In advance, the welding path of the workpiece 18, the shape of the welded joint and its measurement position (for example, a plurality of locations at intervals of several tens of mm) are taught, and the sensing type number corresponding to the shape of the welded joint is set in the control device 14. Remember me.
[0022]
When welding the workpiece 18, when the welding base material 8 a and the welding base material 8 b are arranged at predetermined positions, the control device 14 operates the welding robot 11 and moves the sensor 13 to the measurement start position. (Step S1).
[0023]
When the sensor 13 is positioned at a predetermined position, a sensing type number Nj corresponding to the shape of the weld joint input at the time of teaching is transmitted from the control device 14 to the data processing device 17 (step S2).
[0024]
The data processing device 17 refers to a table of welded joint types and sensing type numbers (see FIG. 3) stored in the data storage device 19, and the sensing type number Nj received from the control device 14 exists in the table. It is determined whether or not to perform (step S3).
[0025]
If the sensing type number Nj exists in the table, the control device 14 is notified that the sensing type number Nj exists.
[0026]
When the sensing type number Nj does not exist in the table, the data processing device 17 transmits a joint type setting error message to the control device 14. The control device 14 that has received the joint type setting error stops the operation of the welding robot 1 (step S4).
[0027]
The control device 14 that has received the notification that the sensing type number Nj is present transmits a measurement command to the sensor control device 16, operates the welding robot 11, and moves the sensor 13 along a pre-taught sensing path. Let Upon receiving the measurement command, the sensor control device 16 sets the sensor 13 in the measurement state and sends the output of the sensor 13 to the data processing device 17 at predetermined time intervals. The data processing device 17 calculates distance data from the output of the sensor 13 sent in time series from the sensor control device 16, and generates information corresponding to the cross-sectional shape of the welded joint for each measurement position (step S5). .
[0028]
Further, the data processing device 17 switches the processing routine set therein to the processing routine corresponding to the sensing type number Nj (step S6).
[0029]
Then, based on the information corresponding to the cross-sectional shape of the welded joint generated from the output of the sensor 13 by the switched processing routine, the size of the gap G of the weld and the gap center position P are calculated for each measurement position ( Step S7).
[0030]
The calculated size of the gap G for each measurement position and the gap center position P are compared with a preset range to determine whether the measurement (or the installation of the workpiece 18) has been performed normally. (Step S8).
[0031]
If it is determined that the measurement is not performed normally, the data processing device 17 transmits a shape detection error message to the control device 14. The control device 14 that has received the notification of the shape detection error stops the operation of the welding robot 1 (step S9).
[0032]
When it is determined that the measurement has been normally performed, the data processing device 17 determines from the table (see FIG. 4) of the weld joint shape and gap G stored in the data storage device 19 and the corresponding welding condition number. It is determined whether or not the gap G of the weld calculated for each measurement position is within the range of the gap G set in the table (step S10).
[0033]
If any one of the gaps G at a plurality of measurement positions exceeds the gap G set in the table, the data processing device 17 transmits a gap range error error message to the control device 14. The control device 14 that has received the error outside the gap range stops the operation of the welding robot 11 (step S11).
[0034]
If the gaps G at all measurement positions are within the gap range set in the table, the data processing device 17 calculates the target position of the welding torch 12 from the gap center position P at each measurement position (step S12). ).
[0035]
The data processing device 17 transmits the welding target number corresponding to the target position of the welding torch 12 and the gap G at each calculated measurement position to the control device 14 (step S13).
[0036]
The control device 14 that has received the target position of the welding torch and the welding condition number at each measurement position corrects the welding path taught in advance according to the target position of the welding torch 12 and operates the welding robot 11 to perform welding. The torch 12 is moved to the welding start position of the corrected welding path. Then, the control device 14 selects a welding condition corresponding to the received welding condition number from the welding number and welding condition table stored in the control device 14, and transmits the welding condition to the welding power source 15. The welding power source 15 applies welding power between the welding torch 12 and the workpiece 18 based on the received welding conditions. At the same time, the control device 14 operates the welding robot 11 to move the welding torch 12 from the welding start position to the welding end position along the corrected welding path (step S14).
[0037]
At this time, even if the size of the gap G measured at each measurement position is different, welding can be performed by switching the welding conditions according to the size of the measured gap before and after each measurement position. It is possible to perform welding under optimum welding conditions according to the gap size.
[0038]
In the above embodiment, the case where the sensor 13 and the welding torch 12 are used by being attached to the free end of the welding robot 11 at a predetermined interval has been described. However, the welding torch 12 and the sensor 13 can be attached and detached. It may be configured to be replaced, or only the sensor 13 may be detachable, and the sensor 13 may be attached only during measurement.
[0039]
In the embodiment, the welding condition number and the welding condition table stored in the control device 14, the processing routine stored in the data processing device 17, and the like are stored in the data storage unit 19. If necessary, necessary data may be read from the data storage unit 19 and transmitted to the data processing device 17 and the control device 14.
[0040]
In addition, the data storage unit 19 in the embodiment can be configured by a storage unit in the control device 14 or the data processing device 17.
[0041]
In addition, the switching of the processing routine of the data processing device 17 performed in step S6 in the embodiment may be performed together with the determination of the presence / absence of the sensing type number in step S3.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the processing routine suitable for the shape of each welded joint can be selected to calculate the shape of the welded joint, and the welding conditions considering the shape of the welded joint and the gap can be calculated. Since welding can be performed by selection, high-quality welding can be performed regardless of the shape of the weld joint.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view illustrating a part of the shape of a welded joint targeted by the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of an automatic welding apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a table showing correspondence between weld joint shapes and sensing type numbers.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a table for selecting a welding condition number corresponding to the shape of a weld joint.
FIG. 5 is a flowchart showing a welding method according to the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional automatic welding apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Articulated type welding robot, 12 ... Welding torch, 13 ... Sensor, 14 ... Control device, 15 ... Welding power supply, 16 ... Sensor control device, 17 ... Data processing device, 18 ... Object to be welded, 19 ... Data storage Device 20 ... Data display device 21 ... Data input device.

Claims (2)

溶接継手の溶接線に直交する断面形状を計測し、得られた溶接継手の断面形状データから溶接条件および溶接トーチの狙い位置を設定して溶接を行う自動溶接方法において、
予め、複数種の溶接継手の形状に対応する複数の処理ルーチンと、各溶接継手の形状毎に複数の溶接条件を記憶するデータテーブルを設定し、前記計測前に溶接継手の種別を選択し、時系列で入力される計測データを選択された処理ルーチンで演算して溶接継手の断面形状を算出し、得られた溶接継手の断面形状から溶接部のギャップの大きさ及びギャップ中心位置を求め、該溶接部のギャップの大きさ及びギャップ中心位置が予め設定した範囲か否かを判定し、予め設定した範囲と判定したとき、前記データテーブルに記憶した溶接条件により溶接することを特徴とする自動溶接方法。
In the automatic welding method of measuring the cross-sectional shape perpendicular to the weld line of the welded joint and performing welding by setting the welding conditions and the target position of the welding torch from the obtained cross-sectional shape data of the welded joint,
A plurality of processing routines corresponding to a plurality of types of welded joints and a data table storing a plurality of welding conditions for each welded joint shape are set in advance, and the type of the welded joint is selected before the measurement, Calculate the measurement data input in time series in the selected processing routine to calculate the cross-sectional shape of the welded joint, obtain the gap size and gap center position of the weld from the cross-sectional shape of the obtained welded joint , It is determined whether or not the gap size and the gap center position of the weld are within a preset range, and when it is determined as the preset range, welding is performed according to the welding conditions stored in the data table. Welding method.
溶接継手の断面形状を計測する計測装置と、溶接継手の溶接を行う溶接トーチと、前記溶接トーチと計測装置とを支持し、予め教示された経路に沿って移動させる溶接ロボットと、前記計測装置の出力に基づいて溶接継手の断面形状を算出し、溶接トーチの狙い位置および溶接条件を算出するデータ処理装置と、該データ処理装置の出力に基づいて前記溶接ロボットを制御して溶接を行わせる制御装置とを備えた自動溶接装置において、
予め、複数種の溶接継手の形状に対応する複数の処理ルーチンと各溶接継手の形状毎に複数の溶接条件を記憶するテーブルが設定されたデータ保管手段を設け、指定された溶接継手の形状に対応した前記処理ルーチンを選択し、時系列で入力される計測データを選択された処理ルーチンで演算して溶接継手の断面形状を算出し、得られた溶接継手の断面形状に基づいて溶接部のギャップの大きさ及びギャップ中心位置を求め、該溶接部のギャップの大きさ及びギャップ中心位置が予め設定した範囲か否かを判定し、予め設定した範囲と判定したとき、前記データテーブルに記憶した溶接条件により溶接を行うようにしたことを特徴とする自動溶接装置。
A measuring device for measuring a cross-sectional shape of a welded joint, a welding torch for welding a welded joint, a welding robot that supports the welding torch and the measuring device and moves along a previously taught path, and the measuring device The cross-sectional shape of the welded joint is calculated based on the output of the data, a data processing device that calculates the target position and welding conditions of the welding torch, and the welding robot is controlled based on the output of the data processing device to perform welding In an automatic welding device with a control device,
A data storage means in which a plurality of processing routines corresponding to a plurality of types of weld joint shapes and a table for storing a plurality of welding conditions for each shape of each weld joint is provided in advance, and the shape of the designated weld joint is set. The corresponding processing routine is selected, and the measurement data input in time series is calculated by the selected processing routine to calculate the cross-sectional shape of the welded joint. Based on the obtained cross-sectional shape of the welded joint , The gap size and the gap center position are obtained, and it is determined whether or not the gap size and the gap center position of the weld are within a preset range. When it is determined as the preset range, the gap is stored in the data table . An automatic welding apparatus characterized in that welding is performed according to welding conditions .
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