JP5579541B2

JP5579541B2 - Welding method and automatic welding system in automatic welding system

Info

Publication number: JP5579541B2
Application number: JP2010194304A
Authority: JP
Inventors: 貴照船田; 将晃中岡; 優谷河
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2030-08-31
Also published as: JP2012051051A

Description

本発明は、レーザセンサ等の非接触式センサによって教示データを補正してからアーク溶接加工を行う自動溶接システムの溶接方法および自動溶接システムに関するものである。 The present invention relates to a welding method and an automatic welding system for an automatic welding system that performs arc welding after correcting teaching data with a non-contact sensor such as a laser sensor.

従来、被溶接物に対して溶接を行う際に、レーザ光、赤外線、超音波等を用いた非接触式センサにより被溶接物の位置や形状を検出し、溶接ロボットに正確な作業を行わせるようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, when welding an object to be welded, the position and shape of the object to be welded are detected by a non-contact sensor using laser light, infrared rays, ultrasonic waves, etc., and the welding robot is made to perform an accurate operation. Such a technique is known (for example, see Patent Document 1).

例えば、レーザ光を用いたレーザセンサを搭載したアーク溶接ロボット（以下では単に溶接ロボットという）の場合は、レーザセンサの発光部から被溶接物に対してレーザを照射し、その反射光を受光部で受光することにより、被溶接物までの距離を計測して被溶接物の位置や形状を検出するようにしている。また、このような溶接ロボットは、溶接を行う際に発生する火の粉（スパッタ、チリ等）や煙霧（ヒューム）がレーザセンサの発光部または受光部に付着して測距の機能が損なわれないように、保護ガラス等の遮蔽機構がレーザの光路上に配置されている。また、溶接加工中に発生する熱の影響で測距の機構が損なわれないように、レーザセンサ自身を冷却するための冷却機構も備わっている。 For example, in the case of an arc welding robot (hereinafter simply referred to as a welding robot) equipped with a laser sensor using laser light, a laser beam is emitted from the light emitting part of the laser sensor to the workpiece and the reflected light is received by the light receiving part. By receiving the light, the distance to the workpiece is measured and the position and shape of the workpiece are detected. In addition, such a welding robot does not impair the distance measuring function by causing sparks (spatter, dust, etc.) and fumes (fumes) generated during welding to adhere to the light emitting part or light receiving part of the laser sensor. In addition, a shielding mechanism such as protective glass is disposed on the optical path of the laser. Also, a cooling mechanism for cooling the laser sensor itself is provided so that the distance measuring mechanism is not damaged by the influence of heat generated during welding.

図１３は、上記したレーザセンサを溶接ロボットに搭載した、従来の自動溶接システム５１の構成図である。同図に示すように、自動溶接システム５１は、溶接ロボットＭＰ、ティーチペンダントＴＰ、ロボット制御装置ＲＣおよび溶接電源ＷＰによって大略構成される。 FIG. 13 is a configuration diagram of a conventional automatic welding system 51 in which the laser sensor described above is mounted on a welding robot. As shown in the figure, the automatic welding system 51 is roughly constituted by a welding robot MP, a teach pendant TP, a robot controller RC, and a welding power source WP.

同図において、溶接ロボットＭＰは、被溶接物Ｗに対してアーク溶接を自動で行うものであり、複数のアーム部および手首部と、これらを回転駆動するための複数のサーボモータ（いずれも図示せず）とによって構成されており、フロアＢに固定されている。溶接ロボットＭＰの上アームの先端部分には、溶接トーチＴおよびレーザセンサＬＳが取り付けられている。溶接トーチＴは、ワイヤリール（図示せず）に巻回された直径１ｍｍ程度の溶接ワイヤを、上アーム後部に搭載したワイヤ送給装置５２によって、被溶接物Ｗ上の教示された溶接線Ｗｓに導くためのものである。レーザセンサＬＳは、レーザの発光および受光により被溶接物Ｗまでの距離を測定する走査型のレーザセンサであり、溶接トーチＴに隣接して搭載される。レーザセンサＬＳは、レーザを被溶接物Ｗに向けて発光する発光部と、被溶接物Ｗで反射したレーザを受光する受光部等（ともに図示しない）を備える。発光部で発光されたレーザは、被溶接物Ｗで乱反射され、受光部で受光される。受光部は、例えばＣＣＤラインセンサ（ラインレーザセンサ）により構成されており、その視野範囲におけるレーザセンサＬＳから被溶接物Ｗまでの距離を測定するようにされている。 In the figure, a welding robot MP automatically performs arc welding on a workpiece W, and includes a plurality of arm portions and a wrist portion, and a plurality of servo motors for rotationally driving them (both shown in FIG. And is fixed to the floor B. A welding torch T and a laser sensor LS are attached to the tip of the upper arm of the welding robot MP. The welding torch T is a welding wire Ws taught on the workpiece W by a wire feeding device 52 on which a welding wire having a diameter of about 1 mm wound around a wire reel (not shown) is mounted on the rear portion of the upper arm. It is to lead to. The laser sensor LS is a scanning laser sensor that measures the distance to the workpiece W by emitting and receiving laser light, and is mounted adjacent to the welding torch T. The laser sensor LS includes a light emitting unit that emits a laser beam toward the workpiece W, a light receiving unit that receives the laser beam reflected by the workpiece W, and the like (both not shown). The laser emitted from the light emitting unit is irregularly reflected by the workpiece W and received by the light receiving unit. The light receiving unit is constituted by a CCD line sensor (line laser sensor), for example, and measures the distance from the laser sensor LS to the workpiece W in the visual field range.

ティーチペンダントＴＰは、溶接加工を行うための溶接線を定める教示点、溶接条件（溶接電流、溶接電圧、溶接速度等）を教示データとして入力するためのものであり、これらはロボット制御装置ＲＣに入力され、記憶される。溶接電源ＷＰは、ロボット制御装置ＲＣからの溶接制御信号を入力として、溶接トーチＴと被溶接物Ｗとの間の電力供給を行う。 The teach pendant TP is used to input teaching points for determining a welding line for performing welding and welding conditions (welding current, welding voltage, welding speed, etc.) as teaching data, and these are input to the robot controller RC. Input and memorize. The welding power supply WP supplies power between the welding torch T and the workpiece W with the welding control signal from the robot controller RC as an input.

ロボット制御装置ＲＣは、ティーチペンダントＴＰから入力された教示データを解釈し、解釈結果に基づいた所定のタイミングで、動作制御信号を溶接ロボットＭＰに出力する。同様に、溶接制御信号を溶接電源ＷＰに出力する。また、ロボット制御装置ＲＣは、レーザセンサＬＳを制御し、測定されるレーザセンサＬＳと被溶接物Ｗ間の距離（距離情報）に基づいて開先位置を検出する。 The robot controller RC interprets the teaching data input from the teach pendant TP, and outputs an operation control signal to the welding robot MP at a predetermined timing based on the interpretation result. Similarly, a welding control signal is output to the welding power source WP. Further, the robot controller RC controls the laser sensor LS and detects the groove position based on the distance (distance information) between the laser sensor LS and the workpiece W to be measured.

図１４は、図１３で示したＣ部を拡大した図であり、溶接ロボットＭＰの手首部に溶接トーチＴおよびレーザセンサＬＳを取り付けた状態を示している。同図に示すように、溶接ロボットＭＰの手首部フランジ面６１に、溶接トーチＴがブラケット６４を介して取り付けられている。レーザセンサＬＳは、溶接トーチＴの近傍に取り付けられている。より具体的には、レーザ照射方向が溶接ロボットＭＰのツール座標系のいずれかの軸と平行となるようにセンサヘッドが取り付けられている。保護プレート６３は、溶接中のスパッタ等の有害物質からレーザセンサＬＳを保護する遮蔽機構である。配管接続口６２は、外部から冷却水を供給するための図示しないホースが接続される。外部から供給される冷却水がレーザセンサＬＳ内を循環することによって、レーザセンサＬＳ自身が冷却され、溶接中の輻射熱から保護する。すなわち、レーザセンサＬＳは、冷却機構を有している。配管接続口６５は、外部からエアを供給するための図示しないホースが接続される。外部から供給されるエアがレーザセンサＬＳ内を循環し、外部へ放出されることにより、溶接中のヒュームを排除する。 FIG. 14 is an enlarged view of the portion C shown in FIG. 13 and shows a state in which the welding torch T and the laser sensor LS are attached to the wrist portion of the welding robot MP. As shown in the figure, a welding torch T is attached to the wrist flange surface 61 of the welding robot MP via a bracket 64. The laser sensor LS is attached in the vicinity of the welding torch T. More specifically, the sensor head is attached so that the laser irradiation direction is parallel to any axis of the tool coordinate system of the welding robot MP. The protection plate 63 is a shielding mechanism that protects the laser sensor LS from harmful substances such as spatter during welding. The pipe connection port 62 is connected to a hose (not shown) for supplying cooling water from the outside. The cooling water supplied from the outside circulates in the laser sensor LS, whereby the laser sensor LS itself is cooled and protected from radiant heat during welding. That is, the laser sensor LS has a cooling mechanism. The pipe connection port 65 is connected to a hose (not shown) for supplying air from the outside. Air supplied from the outside circulates in the laser sensor LS and is released to the outside, thereby eliminating fumes during welding.

特開２００７−２３７３１９号公報JP 2007-237319 A

上述したように、レーザセンサＬＳは溶接トーチＴの近傍に取り付けられているために、溶接中のヒューム、スパッタ、輻射熱等からレーザセンサＬＳを保護する必要がある。このための遮蔽機構や冷却機構が設けられているが、ヒューム、スパッタ、輻射熱等がレーザセンサＬＳに与える影響を完全に防止することはできない。したがって、長期間使用すると、溶接線の検出が不安定になったり、レーザセンサＬＳそのものの耐久性が損なわれたりするために、レーザセンサＬＳの信頼性を低下させることがある。このようなことがないようにするためには、点検や部品の交換等、保守作業を定期的に実施する必要がある。しかしながら、この保守作業は、いわゆる保守費用を増加させることになる。さらには、保守作業は生産を止めて行わなければならないために、生産性を低下させる要因にもなる。 As described above, since the laser sensor LS is attached in the vicinity of the welding torch T, it is necessary to protect the laser sensor LS from fumes, spatter, radiant heat, and the like during welding. Although a shielding mechanism and a cooling mechanism for this purpose are provided, the influence of fumes, sputtering, radiant heat, etc. on the laser sensor LS cannot be completely prevented. Therefore, when used for a long time, the detection of the weld line becomes unstable, or the durability of the laser sensor LS itself is impaired, so that the reliability of the laser sensor LS may be lowered. In order to prevent this from happening, it is necessary to periodically perform maintenance work such as inspection and replacement of parts. However, this maintenance work increases so-called maintenance costs. Furthermore, since the maintenance work must be performed after production is stopped, it also becomes a factor of reducing productivity.

また、遮蔽機構や冷却機構が設けられているために、図１３に示すように、溶接トーチ周りが非常にかさばってしまう。このため、狭小な領域に入り込んで溶接加工を行わなければならない場合は、教示や再生の際にレーザセンサＬＳが被溶接物Ｗまたは周辺治具等と干渉する恐れがある。干渉を避けるには、レーザセンサＬＳの取り付け位置を溶接線Ｗｓから遠ざけたり、溶接線Ｗｓから離れた地点を検出させたりするなどの方法が採用することが考えられるが、この場合は、検出精度が低下しまうために溶接品質を悪化させてしまう恐れがある。 In addition, since the shielding mechanism and the cooling mechanism are provided, the area around the welding torch becomes very bulky as shown in FIG. For this reason, when welding must be performed while entering a narrow area, the laser sensor LS may interfere with the workpiece W or the peripheral jig during teaching or reproduction. In order to avoid interference, it is conceivable to adopt a method such as moving the attachment position of the laser sensor LS away from the welding line Ws or detecting a point away from the welding line Ws. As a result, the welding quality may be deteriorated.

そこで、本発明は、溶接中の輻射熱、ヒューム、スパッタ等の劣悪な環境から、非接触式センサを保護し、非接触式センサの保守作業を極力必要ないようにして生産性を向上させることができる自動溶接システムにおける溶接方法および自動溶接システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention protects the non-contact type sensor from a poor environment such as radiant heat, fume, and sputtering during welding, and improves the productivity by minimizing the maintenance work of the non-contact type sensor. It is an object of the present invention to provide a welding method and an automatic welding system in an automatic welding system.

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、
非接触式センサによって被溶接物の溶接部位を検出し、検出結果に基づき、予め入力された教示データを補正し、溶接トーチにより溶接加工を行う自動溶接システムにおける溶接方法において、
前記溶接トーチまたは前記非接触式センサのいずれか一方を取り付けるためのツール着脱機構を有するマニピュレータと、前記溶接トーチを待避させるための第１ツールスタンドと、前記非接触式センサを待避させるための第２ツールスタンドと、を有し、
前記溶接トーチを前記第１ツールスタンドに待避させる一方、前記第２ツールスタンドから前記ツール着脱機構によって前記非接触式センサを取り付けるセンサ取付工程と、
前記非接触センサを取り付けた状態で前記教示データを入力する教示工程と、
前記教示データを再生し、前記非接触式センサによって前記溶接部位を検出して前記教示データを補正する補正工程と、
前記非接触式センサを前記第２ツールスタンドに待避させる一方、前記第１ツールスタンドから前記ツール着脱機構によって前記溶接トーチを取り付けるトーチ取付工程と、
前記溶接トーチを取り付けた状態で前記補正工程で補正された教示データを再生することにより溶接加工を行う加工工程と、
を含み、
前記第２ツールスタンドは、溶接加工時に発生する有害物質および輻射熱の影響を受けない位置に配置されたことを特徴とする自動溶接システムにおける溶接方法である。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1
In a welding method in an automatic welding system in which a welding part of a workpiece is detected by a non-contact type sensor, teaching data input in advance is corrected based on the detection result, and welding is performed by a welding torch.
A manipulator having a tool attaching / detaching mechanism for attaching either the welding torch or the non-contact sensor, a first tool stand for retracting the welding torch, and a first tool for retracting the non-contact sensor. 2 tool stands,
A sensor mounting step of retracting the welding torch from the first tool stand while mounting the non-contact sensor from the second tool stand by the tool attaching / detaching mechanism;
A teaching step of inputting the teaching data with the non-contact sensor attached;
A correction step of reproducing the teaching data, detecting the welding site by the non-contact sensor and correcting the teaching data;
A torch attachment step of retracting the non-contact sensor to the second tool stand, and attaching the welding torch from the first tool stand by the tool attaching / detaching mechanism;
A processing step of performing welding by reproducing the teaching data corrected in the correction step with the welding torch attached;
Including
The second tool stand is a welding method in an automatic welding system, wherein the second tool stand is arranged at a position not affected by harmful substances and radiant heat generated during welding .

請求項２の発明は、前記非接触式センサは、溶接加工時に発生する有害物質から自身を遮蔽するための遮蔽手段および輻射熱から保護するための冷却機構を有しないことを特徴とする請求項１記載の自動溶接システムにおける溶接方法である。 The invention according to claim 2 is characterized in that the non-contact sensor does not have a shielding means for shielding itself from harmful substances generated during welding and a cooling mechanism for protecting from radiant heat. It is a welding method in the described automatic welding system.

請求項３の発明は、
非接触式センサによって被溶接物の溶接部位を検出し、検出結果に基づき、予め入力された教示データを補正し、溶接トーチにより溶接加工を行う自動溶接システムにおいて、
前記溶接トーチまたは前記非接触式センサのいずれか一方を取り付けるためのツール着脱機構を有するマニピュレータと、
前記溶接トーチを待避させるための第１ツールスタンドと、
前記非接触式センサを待避させるための第２ツールスタンドと、
前記溶接トーチを前記第１ツールスタンドに待避させる一方、前記第２ツールスタンドから前記ツール着脱機構によって前記非接触式センサを取り付けるセンサ取付処理手段と、
前記非接触センサを取り付けた状態のときに前記教示データを作成処理する教示処理手段と、
前記教示データを再生し、前記非接触式センサによって前記溶接部位を検出して前記教示データを補正する補正手段と、
前記非接触式センサを前記第２ツールスタンドに待避させる一方、前記第１ツールスタンドから前記ツール着脱機構によって前記溶接トーチを取り付けるトーチ取付処理手段と、
前記溶接トーチを取り付けた状態のときに前記補正された教示データを再生することにより溶接加工を行う加工制御手段と、
を備え、
前記第２ツールスタンドは、溶接加工時に発生する有害物質および輻射熱の影響を受けない位置に配置されたことを特徴とする自動溶接システムである。 The invention of claim 3
In an automatic welding system that detects a welding part of an object to be welded by a non-contact type sensor, corrects teaching data inputted in advance based on the detection result, and performs welding by a welding torch.
A manipulator having a tool attaching / detaching mechanism for attaching either the welding torch or the non-contact sensor;
A first tool stand for retracting the welding torch;
A second tool stand for retracting the non-contact sensor;
Sensor attachment processing means for retracting the welding torch from the first tool stand while attaching the non-contact sensor from the second tool stand by the tool attaching / detaching mechanism;
Teaching processing means for creating and processing the teaching data when the non-contact sensor is attached;
Correction means for reproducing the teaching data, detecting the welding site by the non-contact sensor, and correcting the teaching data;
Torch attachment processing means for attaching the welding torch from the first tool stand by the tool attaching / detaching mechanism while retracting the non-contact sensor to the second tool stand;
Processing control means for performing welding by reproducing the corrected teaching data when the welding torch is attached;
Equipped with a,
The second tool stand is an automatic welding system characterized in that it is arranged at a position not affected by harmful substances and radiant heat generated during welding .

請求項４の発明は、前記非接触式センサは、溶接加工時に発生する有害物質から自身を遮蔽するための遮蔽手段および輻射熱から保護するための冷却機構を有しないことを特徴とする請求項３記載の自動溶接システムである。 The invention of claim 4, wherein the non-contact type sensor, according to claim 3, characterized in that does not have a cooling mechanism for protecting the shielding means and the radiation heat to shield themselves from hazardous substances generated during welding The automatic welding system described.

請求項５の発明は、前記溶接トーチを前記第１ツールスタンドに待避させるとともに前記第２ツールスタンドから前記ツール着脱機構によって前記非接触式センサを取り付けるための動作を定めた第１プリセット教示データ、および前記非接触式センサを前記第２ツールスタンドに待避させるとともに前記第１ツールスタンドから前記ツール着脱機構によって前記溶接トーチを取り付けるための動作を定めた第２プリセット教示データを記憶した記憶手段をさらに備え、
前記センサ取付処理手段は、前記第１プリセット教示データを再生することにより前記マニピュレータに前記非接触式センサを取り付け、前記トーチ取付処理手段は、前記第２プリセット教示データを再生することにより前記マニピュレータに前記溶接トーチを取り付けることを特徴とする請求項３または４に記載の自動溶接システムである。 The invention according to claim 5 is the first preset teaching data defining an operation for retracting the welding torch from the first tool stand and attaching the non-contact sensor from the second tool stand by the tool attaching / detaching mechanism, And storage means for storing second preset teaching data defining an operation for retracting the non-contact type sensor to the second tool stand and attaching the welding torch from the first tool stand by the tool attaching / detaching mechanism. Prepared,
The sensor attachment processing means attaches the non-contact sensor to the manipulator by reproducing the first preset teaching data, and the torch attachment processing means reproduces the second preset teaching data to the manipulator. The automatic welding system according to claim 3 or 4 , wherein the welding torch is attached.

請求項１の発明によれば、非接触式センサを溶接トーチの近傍に取り付けなくても、溶接加工ができるようにしたことによって、溶接中の輻射熱、ヒューム、スパッタ等の劣悪な環境から、非接触式センサを保護することができる。すなわち、非接触式センサに対する保守作業を極力必要ないようにしたことによって、生産性を向上させることができる。さらに、非接触式センサを待避させるツールスタンドを、溶接加工時に発生する有害物質および輻射熱の影響を受けない位置に配置するようにしたことによって、非接触式センサの劣化を防止することができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to perform welding without attaching a non-contact sensor in the vicinity of the welding torch. The contact sensor can be protected. In other words, productivity can be improved by minimizing the maintenance work for the non-contact sensor. Furthermore, the non-contact type sensor can be prevented from deteriorating by arranging the tool stand for retracting the non-contact type sensor at a position that is not affected by harmful substances and radiant heat generated during welding.

請求項２の発明によれば、非接触式センサとして、溶接加工時に発生する有害物質から自身を遮蔽するための遮蔽手段および輻射熱から保護するための冷却機構を有しないものを採用できるようにした。このようにすることによって、自動溶接システムを構築する際のコストを低減することができる。 According to the invention of claim 2, a non-contact type sensor that does not have a shielding means for shielding itself from harmful substances generated during welding and a cooling mechanism for protecting from radiant heat can be adopted. . By doing in this way, the cost at the time of constructing an automatic welding system can be reduced.

請求項３の発明によれば、非接触式センサを溶接トーチの近傍に取り付けなくても、溶接加工ができるようにしたことによって、溶接中の輻射熱、ヒューム、スパッタ等の劣悪な環境から、非接触式センサを保護することができる。すなわち、非接触式センサに対する保守作業を極力必要ないようにしたことによって、生産性を向上させることができる自動溶接システムを提供することができる。 According to the invention of claim 3 , since the welding process can be performed without attaching the non-contact sensor in the vicinity of the welding torch, the non-contact type sensor can be used from a poor environment such as radiant heat, fume, and spatter during welding. The contact sensor can be protected. That is, it is possible to provide an automatic welding system that can improve the productivity by minimizing the maintenance work for the non-contact type sensor.

請求項４の発明によれば、非接触式センサとして、溶接加工時に発生する有害物質から自身を遮蔽するための遮蔽手段および輻射熱から保護するための冷却機構を有しないものを採用できるようにした。このようにすることによって、構築時のコストを低減することができる自動溶接システムを提供することができる。 According to the invention of claim 4 , a non-contact type sensor that does not have a shielding means for shielding itself from harmful substances generated during welding and a cooling mechanism for protecting from radiant heat can be adopted. . By doing in this way, the automatic welding system which can reduce the cost at the time of construction can be provided.

請求項５の発明によれば、非接触式センサを取り付けるための動作を定めた第１プリセット教示データ、および溶接トーチを取り付けるための動作を定めた第２プリセット教示データを記憶しておき、非接触式センサまたは溶接トーチの取り付け作業を自動化するようにした。このようにすることによって、自動溶接システムにおける作業を、より一層、自動化することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the first preset teaching data that defines the operation for attaching the non-contact type sensor and the second preset teaching data that defines the operation for attaching the welding torch are stored. Installation of contact sensor or welding torch was automated. By doing in this way, the operation | work in an automatic welding system can be further automated.

本発明の実施形態１に係る自動溶接システムの一形態を示す構成図である。It is a lineblock diagram showing one form of an automatic welding system concerning Embodiment 1 of the present invention. 溶接ロボットの手首部にレーザセンサのみを取り付けた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which attached only the laser sensor to the wrist part of the welding robot. ツールスタンドに溶接トーチを待避させた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which made the tool stand evacuate the welding torch. 被溶接物に対する教示例を示す図である。It is a figure which shows the example of teaching with respect to a to-be-welded object. 本発明の実施形態１に係る自動溶接システムの別の形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows another form of the automatic welding system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 溶接ロボットの手首部に溶接トーチのみを取り付けた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which attached only the welding torch to the wrist part of the welding robot. ツールスタンドにレーザセンサを待避させた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which made the tool stand retract from a laser sensor. 本発明の実施形態１に係るロボット制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a robot control device concerning Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施形態１に係る自動溶接システム全体の処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of the whole automatic welding system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態２に係る自動溶接システムの構成図である。It is a block diagram of the automatic welding system which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態２に係るロボット制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the robot control apparatus concerning Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施形態２に係る自動溶接システム全体の処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of the whole automatic welding system which concerns on Embodiment 2 of this invention. 従来の自動溶接システムの構成図である。It is a block diagram of the conventional automatic welding system. 溶接ロボットの手首部に溶接トーチおよびレーザセンサを取り付けた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which attached the welding torch and the laser sensor to the wrist part of the welding robot.

発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施形態１に係る自動溶接システム１の一形態を示す構成図である。同図は、溶接ロボットＭＰにレーザセンサＬＳのみを取り付けたときの様子を示している。同図において、従来技術として示した図１３との相違は、溶接ロボットＭＰの手首部の機構、レーザセンサＬＳ、ツールスタンド１１、ツールスタンド１２およびロボット制御装置ＲＣである。その他は、図１３と同符号を付与した同一のものである。以下、従来技術との相違点を中心に説明する。 [Embodiment 1]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an automatic welding system 1 according to Embodiment 1 of the present invention. This figure shows a state when only the laser sensor LS is attached to the welding robot MP. In FIG. 13, the difference from FIG. 13 shown as the prior art is the wrist mechanism of the welding robot MP, the laser sensor LS, the tool stand 11, the tool stand 12, and the robot controller RC. Others are the same as those shown in FIG. Hereinafter, the difference from the prior art will be mainly described.

図２は、図１のＡ部を拡大したものであり、溶接ロボットＭＰの手首部にレーザセンサＬＳのみを取り付けた状態を示している。溶接ロボットＭＰの手首部フランジ面３に、ツール着脱機構４が備わっており、この機構によって溶接トーチＴまたはレーザセンサＬＳのいずれか一方を取り付けることが可能となっている。また、本発明においては、レーザセンサＬＳを再生時（アーク溶接時）に使用しないため、溶接加工時に発生する有害物質から自身を遮蔽するための遮蔽手段、輻射熱から保護するための冷却機構、ヒュームを排除する排除機構等を備える必要がない。この実施例では、同図に示すように、図１４で説明した保護プレート６３、冷却水供給用の配管接続口６２、エア供給用の配管接続口６５、および各配管接続口に接続されるホースを備えていないレーザセンサＬＳを採用している。 FIG. 2 is an enlarged view of part A of FIG. 1, and shows a state in which only the laser sensor LS is attached to the wrist of the welding robot MP. A tool attaching / detaching mechanism 4 is provided on the wrist flange surface 3 of the welding robot MP, and either the welding torch T or the laser sensor LS can be attached by this mechanism. In the present invention, since the laser sensor LS is not used during regeneration (arc welding), a shielding means for shielding itself from harmful substances generated during welding, a cooling mechanism for protecting from radiant heat, and a fume. It is not necessary to provide an exclusion mechanism or the like that eliminates. In this embodiment, as shown in the figure, the protection plate 63 described in FIG. 14, the piping connection port 62 for supplying cooling water, the piping connection port 65 for supplying air, and the hose connected to each piping connection port The laser sensor LS not equipped with is used.

なお、上記ツール着脱機構４は一般的に使用される公知のものでよく、エア等を駆動源としたロック機構が備わっており、手首部フランジ面３に容易に取り付けることができる。ロックの開閉動作は、後述するティーチペンダントＴＰからの操作信号、または、教示データに含まれる開閉信号によって制御される。 The tool attaching / detaching mechanism 4 may be a well-known one that is generally used. The tool attaching / detaching mechanism 4 includes a lock mechanism using air or the like as a drive source, and can be easily attached to the wrist flange surface 3. The opening / closing operation of the lock is controlled by an operation signal from a teach pendant TP, which will be described later, or an opening / closing signal included in the teaching data.

図１に戻り、ツールスタンド１１は、溶接ロボットＭＰの手首部にレーザセンサＬＳを取り付けているときに、溶接トーチＴを待避させるためのスタンドである。図３に示すように、ツールスタンド１１に溶接トーチＴを仮置きしておくことができる。ツールスタンド１１は、溶接ロボットＭＰの動作範囲内に配置しておく。再度図１に戻り、ツールスタンド１２は、溶接ロボットＭＰの手首部に溶接トーチＴを取り付けているときに、レーザセンサＬＳを待避させるためのスタンドである。このツールスタンド１２は、溶接ロボットＭＰの動作範囲内であって、且つ、溶接加工時に発生する有害物質および輻射熱の影響を受けない程度の位置に配置しておくとよい。 Returning to FIG. 1, the tool stand 11 is a stand for retracting the welding torch T when the laser sensor LS is attached to the wrist of the welding robot MP. As shown in FIG. 3, the welding torch T can be temporarily placed on the tool stand 11. The tool stand 11 is disposed within the operation range of the welding robot MP. Returning to FIG. 1 again, the tool stand 12 is a stand for retracting the laser sensor LS when the welding torch T is attached to the wrist of the welding robot MP. The tool stand 12 is preferably disposed at a position that is within the operating range of the welding robot MP and that is not affected by harmful substances and radiant heat generated during welding.

ロボット制御装置ＲＣは、ティーチペンダントＴＰから入力された教示データを解釈し、解釈結果に基づいて溶接ロボットＭＰ、溶接電源ＷＰおよびレーザセンサＬＳを制御するものである。このロボット制御装置ＲＣは、センサ取付処理手段、教示処理手段、補正手段、トーチ取付処理手段および加工制御手段に相当するものである。ロボット制御装置ＲＣの詳細については、後述する。 The robot controller RC interprets the teaching data input from the teach pendant TP and controls the welding robot MP, the welding power source WP, and the laser sensor LS based on the interpretation result. This robot controller RC corresponds to a sensor attachment processing means, a teaching processing means, a correction means, a torch attachment processing means, and a machining control means. Details of the robot controller RC will be described later.

図５は、本発明の実施形態１に係る自動溶接システム１の別の形態を示す構成図である。図１では、溶接ロボットＭＰにレーザセンサＬＳのみを取り付けたときの様子を示したが、同図では、溶接トーチＴのみを取り付けたときの様子を示している。図５のＢ部を拡大した図６に示すように、溶接トーチＴがツール着脱機構４によって溶接ロボットＭＰの手首部フランジ面３に取り付けられている。このとき、レーザセンサＬＳは、図７に示すように、ツールスタンド１２に仮置きされている。 FIG. 5 is a configuration diagram showing another form of the automatic welding system 1 according to the first embodiment of the present invention. Although FIG. 1 shows a state when only the laser sensor LS is attached to the welding robot MP, FIG. 1 shows a state when only the welding torch T is attached. As shown in FIG. 6 in which the portion B of FIG. 5 is enlarged, the welding torch T is attached to the wrist flange surface 3 of the welding robot MP by the tool attaching / detaching mechanism 4. At this time, the laser sensor LS is temporarily placed on the tool stand 12 as shown in FIG.

上述したように、自動溶接システム１は、溶接ロボットＭＰの手首部に備えたツール着脱機構４によって、溶接トーチＴまたはレーザセンサＬＳのいずれか一方が取り付けられるようになっている。また、溶接ロボットＭＰにレーザセンサＬＳが取り付けられているときはツールスタンド１１に溶接トーチＴを待避させ、溶接ロボットＭＰに溶接トーチＴが取り付けられているときはツールスタンド１２にレーザセンサＬＳを待避させることができるよう、構成されている。 As described above, in the automatic welding system 1, either the welding torch T or the laser sensor LS is attached by the tool attaching / detaching mechanism 4 provided on the wrist portion of the welding robot MP. When the laser sensor LS is attached to the welding robot MP, the welding torch T is retracted to the tool stand 11, and when the welding torch T is attached to the welding robot MP, the laser sensor LS is retracted to the tool stand 12. It is configured so that it can be made.

次に、ロボット制御装置ＲＣについて説明する。ロボット制御装置ＲＣは、センサ取付処理手段として機能し、溶接トーチＴをツールスタンド１１に待避させる一方、ツールスタンド１２からツール着脱機構４によってレーザセンサＬＳを取り付ける。また、教示処理手段として機能し、レーザセンサＬＳを取り付けた状態のときに教示データを作成処理する。また、補正手段として機能し、教示データを再生し、レーザセンサＬＳによって溶接部位を検出して教示データを補正する。また、トーチ取付処理手段として機能し、レーザセンサＬＳをツールスタンド１２に待避させる一方、ツールスタンド１１からツール着脱機構４によって溶接トーチＴを取り付ける。また、加工制御手段として機能し、溶接トーチＴを取り付けた状態のときに補正された教示データを再生することにより溶接加工を行う。 Next, the robot controller RC will be described. The robot controller RC functions as a sensor attachment processing means, and retracts the welding torch T from the tool stand 11 while attaching the laser sensor LS from the tool stand 12 by the tool attaching / detaching mechanism 4. Also, it functions as teaching processing means, and creates teaching data when the laser sensor LS is attached. Also, it functions as a correction means, reproduces teaching data, detects a welding site by the laser sensor LS, and corrects the teaching data. Further, it functions as a torch attachment processing means and retracts the laser sensor LS from the tool stand 12 while attaching the welding torch T from the tool stand 11 by the tool attaching / detaching mechanism 4. Further, it functions as a machining control means, and performs welding by reproducing the teaching data corrected when the welding torch T is attached.

図８は、ロボット制御装置ＲＣの機能ブロック図である。ロボット制御装置ＲＣは、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種メモリ等を含むマイクロコンピュータによって構成されている。ＴＰインターフェース２１は、上述したティーチペンダントＴＰを接続するためのものである。入出力インターフェース２２は、ロボット制御装置ＲＣに、教示データを再生するための起動信号等を与える上位コントローラＭＣからの信号線を接続するためのものである。センサインターフェース２３は、レーザセンサＬＳを接続するためのものである。 FIG. 8 is a functional block diagram of the robot controller RC. The robot control device RC is constituted by a microcomputer including a CPU, ROM, RAM, various memories and the like (not shown). The TP interface 21 is for connecting the above-described teach pendant TP. The input / output interface 22 is used to connect a signal line from the host controller MC that gives an activation signal or the like for reproducing the teaching data to the robot controller RC. The sensor interface 23 is for connecting the laser sensor LS.

ロボット制御装置ＲＣの図示しないＲＯＭには、各種処理を行うための制御ソフトウェアが記憶されている。本実施形態においては、同図に示すように、教示処理部２４、モード選択処理部２５、センサ制御部２７、補正部２８、解釈実行部３１、駆動指令部３２および溶接制御部３３の各処理部を備えている。これらの各処理は、図示しないＣＰＵに読み込まれて実行される。 Control software for performing various processes is stored in a ROM (not shown) of the robot controller RC. In the present embodiment, as shown in the figure, each processing of the teaching processing unit 24, the mode selection processing unit 25, the sensor control unit 27, the correction unit 28, the interpretation execution unit 31, the drive command unit 32, and the welding control unit 33. Department. Each of these processes is read and executed by a CPU (not shown).

教示処理部２４は、ティーチペンダントＴＰからの入力に応じ、教示点および各種命令を後述するハードディスク２９に記憶する処理を行う。解釈実行部３１は、ハードディスク２９に格納されている教示データＴｄを読み出してその内容を解析し、駆動指令部３２、溶接制御部３３、センサ制御部２７に各種制御信号を出力する。この結果、溶接ロボットＭＰが駆動制御されると共に、溶接制御信号が溶接電源ＷＰ出力されて所定のタイミングで溶接電力の供給、シールドガスの出力等の処理が行われる。 The teaching processing unit 24 performs processing for storing teaching points and various instructions in a hard disk 29 described later in response to an input from the teach pendant TP. The interpretation execution unit 31 reads the teaching data Td stored in the hard disk 29, analyzes the contents thereof, and outputs various control signals to the drive command unit 32, the welding control unit 33, and the sensor control unit 27. As a result, the welding robot MP is driven and controlled, and a welding control signal is output from the welding power source WP, and processing such as supplying welding power and outputting shield gas is performed at a predetermined timing.

センサ制御部２７は、解釈実行部３１からの制御信号に基づいて、レーザセンサＬＳを駆動制御する。この結果、レーザセンサＬＳは教示点の検出動作を行い、補正量をセンサ制御部２７を介して補正部２８に通知する。補正部２８は、通知された補正量を教示点の位置姿勢データに反映し、教示データＴｄ’としてハードディスク２９に記憶する。説明の便宜上、教示データＴｄを補正し、別の教示データＴｄ’として記憶しているが、本来は、教示データＴｄをそのまま上書きするのが望ましい。以下では、教示データＴｄ’を補正後の教示データＴｄ’とも呼ぶことがある。 The sensor control unit 27 drives and controls the laser sensor LS based on the control signal from the interpretation execution unit 31. As a result, the laser sensor LS performs a teaching point detection operation and notifies the correction unit 28 of the correction amount via the sensor control unit 27. The correction unit 28 reflects the notified correction amount on the position / orientation data of the teaching point and stores it in the hard disk 29 as teaching data Td ′. For convenience of explanation, the teaching data Td is corrected and stored as another teaching data Td ', but it is originally desirable to overwrite the teaching data Td as it is. Hereinafter, the teaching data Td ′ may be referred to as corrected teaching data Td ′.

記憶手段としてのハードディスク２９は不揮発性メモリであり、上述した教示データＴｄおよび補正後の教示データＴｄ’を記憶する。好ましくは、このハードディスク２９に、以下のプリセット教示データを記憶しておくと、さらに良い。１つは、溶接トーチＴをツールスタンド１１に待避させるとともに、ツールスタンド１２からツール着脱機構４によってレーザセンサＬＳを取り付けるための一連の動作を定めたセンサ取付用教示データＤ１である。もう１つは、レーザセンサＬＳをツールスタンド１２に待避させるとともに、ツールスタンド１１からツール着脱機構４によって溶接トーチＴを取り付けるための一連動作を定めたトーチ取付用教示用データＤ２である。 A hard disk 29 as a storage means is a non-volatile memory, and stores the above-described teaching data Td and corrected teaching data Td '. Preferably, it is better to store the following preset teaching data in the hard disk 29. One is teaching data D1 for attaching the sensor that retracts the welding torch T from the tool stand 11 and defines a series of operations for attaching the laser sensor LS from the tool stand 12 by the tool attaching / detaching mechanism 4. The other is teaching data D2 for attaching a torch that evacuates the laser sensor LS to the tool stand 12 and defines a series of operations for attaching the welding torch T from the tool stand 11 by the tool attaching / detaching mechanism 4.

次に、自動溶接システム１の作用について説明する。 Next, the operation of the automatic welding system 1 will be described.

図９は、本発明の実施形態１に係る自動溶接システム１全体の処理の流れを示すフローチャートである。以下では、溶接トーチＴが溶接ロボットＭＰに取り付けられた状態を初期状態とし、溶接ロボットＭＰにレーザセンサＬＳを取り付けて教示を行い、溶接トーチＴに持ち替えて溶接加工するまでの一連の流れについて説明する。 FIG. 9 is a flowchart showing a processing flow of the entire automatic welding system 1 according to the first embodiment of the present invention. In the following, a state in which the welding torch T is attached to the welding robot MP is assumed to be an initial state, a series of processes from the attachment to the welding torch T to the welding robot MP with the laser sensor LS being taught is explained. To do.

（１．センサ取付工程）
ステップＳ１において、溶接ロボットＭＰをティーチペンダントＴＰによってツールスタンド１１側に移動して、ツール着脱機構４のロックを解除し、溶接トーチＴをツールスタンド１１に待避させる。その後、溶接ロボットＭＰをティーチペンダントＴＰによってツールスタンド１２側に移動して、ツール着脱機構４のロックを作動させ、レーザセンサＬＳを溶接ロボットＭＰに取り付ける。このように、作業者による操作によって溶接トーチＴの待避およびレーザセンサＬＳの取り付けが可能であるが、好ましくは、上述したセンサ取付用教示データＤ１を再生することによって自動的に行うようにすると良い。 (1. Sensor mounting process)
In step S 1, the welding robot MP is moved to the tool stand 11 side by the teach pendant TP, the lock of the tool attaching / detaching mechanism 4 is released, and the welding torch T is retracted to the tool stand 11. Thereafter, the welding robot MP is moved to the tool stand 12 side by the teach pendant TP, the lock of the tool attaching / detaching mechanism 4 is operated, and the laser sensor LS is attached to the welding robot MP. As described above, the welding torch T can be retracted and the laser sensor LS can be attached by the operation of the operator. Preferably, the automatic operation is preferably performed by reproducing the above-described sensor attachment teaching data D1. .

（２．教示工程）
ステップＳ２において、レーザセンサＬＳを取り付けた状態で、ティーチペンダントＴＰからの入力に応じて教示データＴｄを作成し、ハードディスク２９に記憶する。より具体的には、図４に示すような被溶接物Ｗの場合、溶接線Ｗｓの開始点Ｐ１、中間点Ｐ２および終了点Ｐ３がそれぞれ検出可能な位置に、レーザセンサＬＳから発光されるレーザ光の視野範囲が入るよう移動してから、教示点Ｐ１’、Ｐ２’、Ｐ３’として入力する。図示しているように、教示点Ｐ１’、Ｐ２’、Ｐ３’は、本来の溶接線Ｗｓの位置から上方に離れた位置（レーザセンサＬＳによって測定可能な位置）に教示される。 (2. Teaching process)
In step S <b> 2, teaching data Td is created in response to an input from the teach pendant TP with the laser sensor LS attached, and stored in the hard disk 29. More specifically, in the case of the workpiece W as shown in FIG. 4, the laser emitted from the laser sensor LS at a position where the start point P1, the intermediate point P2, and the end point P3 of the weld line Ws can be detected. After moving so that the visual field range of light enters, the teaching points P1 ′, P2 ′, and P3 ′ are input. As shown in the drawing, the teaching points P1 ′, P2 ′, and P3 ′ are taught at positions (positions that can be measured by the laser sensor LS) that are separated upward from the original position of the welding line Ws.

（３．補正工程）
ステップＳ３において、作成した教示データＴｄを再生することによって、レーザセンサＬＳによって被溶接物Ｗの開先情報を検出し、教示データＴｄを補正する（教示データＴｄ’を作成する）。より具体的には、教示点Ｐ１’、Ｐ２’、Ｐ３’を含む教示データＴｄを再生することによって、レーザセンサＬＳの制御点が教示点Ｐ１’、Ｐ２’、Ｐ３’に各々到達したタイミングで、解釈実行部３１がセンサ制御部２７にレーザセンサＬＳの駆動信号を出力する。そして、レーザセンサＬＳによって各々の教示点において開先情報の検出動作が行われ、各教示点の補正量がセンサ制御部２７を介して補正部２８に通知される。補正部２８は、通知された補正量を教示点Ｐ１’、Ｐ２’、Ｐ３’の位置姿勢データに反映し、すなわち、溶接線Ｗｓの開始点Ｐ１、中間点Ｐ２および終了点Ｐ３に補正し、教示データＴｄ’としてハードディスク２９に記憶する。 (3. Correction process)
In step S3, by reproducing the created teaching data Td, the groove information of the workpiece W is detected by the laser sensor LS and the teaching data Td is corrected (teaching data Td ′ is created). More specifically, by reproducing the teaching data Td including the teaching points P1 ′, P2 ′, and P3 ′, the timing at which the control points of the laser sensor LS reach the teaching points P1 ′, P2 ′, and P3 ′, respectively. The interpretation execution unit 31 outputs a drive signal for the laser sensor LS to the sensor control unit 27. The laser sensor LS performs groove information detection operation at each teaching point, and the correction amount of each teaching point is notified to the correction unit 28 via the sensor control unit 27. The correction unit 28 reflects the notified correction amount in the position and orientation data of the teaching points P1 ′, P2 ′, and P3 ′, that is, corrects them to the start point P1, the intermediate point P2, and the end point P3 of the welding line Ws, The teaching data Td ′ is stored in the hard disk 29.

（４．トーチ取付工程）
ステップＳ４において、溶接ロボットＭＰをティーチペンダントＴＰによってツールスタンド１２側に移動して、ツール着脱機構４のロックを解除し、レーザセンサＬＳをツールスタンド１２に待避させる。その後、溶接ロボットＭＰをティーチペンダントＴＰによってツールスタンド１１側に移動して、ツール着脱機構４のロックを作動させ、溶接トーチＴを溶接ロボットＭＰに取り付ける。このように、作業者による操作によってレーザセンサＬＳの待避および溶接トーチＴの取り付けが可能であるが、好ましくは、上述したトーチ取付用教示データＤ２を再生することによって自動的に行うようにすると良い。 (4. Torch mounting process)
In step S4, the welding robot MP is moved to the tool stand 12 side by the teach pendant TP, the tool attaching / detaching mechanism 4 is unlocked, and the laser sensor LS is retracted to the tool stand 12. Thereafter, the welding robot MP is moved to the tool stand 11 side by the teach pendant TP, the lock of the tool attaching / detaching mechanism 4 is operated, and the welding torch T is attached to the welding robot MP. As described above, the laser sensor LS can be retracted and the welding torch T can be attached by the operator's operation. Preferably, the automatic operation is preferably performed by reproducing the above-described torch attachment teaching data D2. .

（５．加工工程）
ステップＳ５において、補正後の教示データＴｄ’を再生し、被溶接物Ｗに対して溶接加工を行う。より具体的には、解釈実行部３１が教示データＴｄ’を読み出してその内容を解析し、駆動指令部３２、溶接制御部３３に各種制御信号を出力する。この結果、溶接ロボットＭＰが駆動制御されると共に、溶接制御信号が溶接電源ＷＰ出力されて所定のタイミングで溶接電力の供給、シールドガスの出力等の処理が行われることによって、被溶接物Ｗに対して溶接加工が行われる。 (5. Machining process)
In step S5, the corrected teaching data Td ′ is reproduced, and the workpiece W is welded. More specifically, the interpretation execution unit 31 reads the teaching data Td ′, analyzes the contents thereof, and outputs various control signals to the drive command unit 32 and the welding control unit 33. As a result, the welding robot MP is driven and controlled, and a welding control signal is output from the welding power source WP, and processing such as supplying welding power and outputting shield gas is performed at a predetermined timing. On the other hand, welding is performed.

以上説明したように、レーザセンサＬＳを溶接トーチＴの近傍に取り付けなくても、溶接加工ができるようにしたことによって、溶接中の輻射熱、ヒューム、スパッタ等の劣悪な環境から、レーザセンサＬＳを保護することができる。すなわち、レーザセンサＬＳに対する保守作業を極力必要ないようにしたことによって、生産性を向上させることができる。また、溶接ロボットＭＰに取り付けるツールを、レーザセンサＬＳまたは溶接トーチＴのいずれか一方としたことによって、可搬重量の大きい溶接ロボットを採用する必要がない。一般的に、可搬重量の大きいロボットほど高価になるため、本願発明により、比較的安価な可搬重量の小さいロボットを採用できる。すなわち、自動溶接システムを構築する際のコストを低減することができる。 As described above, since the welding process can be performed without attaching the laser sensor LS in the vicinity of the welding torch T, the laser sensor LS can be removed from a poor environment such as radiant heat, fume, and sputtering during welding. Can be protected. That is, productivity can be improved by making maintenance work for the laser sensor LS unnecessary. Further, since the tool attached to the welding robot MP is either the laser sensor LS or the welding torch T, it is not necessary to employ a welding robot having a large portable weight. In general, since a robot with a larger portable weight is more expensive, a relatively cheap robot with a small portable weight can be employed according to the present invention. That is, the cost for constructing an automatic welding system can be reduced.

また、レーザセンサＬＳとして、溶接加工時に発生する有害物質から自身を遮蔽するための遮蔽手段および輻射熱から保護するための冷却機構を有しないものを採用できるようにした。このようにすることによって、自動溶接システムを構築する際のコストを低減することができる。 Further, as the laser sensor LS, a laser sensor that does not have a shielding means for shielding itself from harmful substances generated during welding and a cooling mechanism for protecting from radiant heat can be adopted. By doing in this way, the cost at the time of constructing an automatic welding system can be reduced.

また、レーザセンサＬＳを待避させるツールスタンド１２を、溶接加工時に発生する有害物質および輻射熱の影響を受けない位置に配置するようにしたことによって、レーザセンサＬＳの劣化を防止することができる。 In addition, since the tool stand 12 that retracts the laser sensor LS is disposed at a position that is not affected by harmful substances and radiant heat generated during welding, deterioration of the laser sensor LS can be prevented.

また、レーザセンサＬＳを取り付けるための動作を定めた第１プリセット教示データとしてのセンサ取付用教示データＤ１、および溶接トーチを取り付けるための動作を定めた第２プリセット教示データとしてのトーチ取付用教示データＤ２を記憶しておき、レーザセンサＬＳまたは溶接トーチの取り付け作業を自動化するようにした。このようにすることによって、自動溶接システムにおける作業を、より一層、自動化することができる。 Also, sensor mounting teaching data D1 as first preset teaching data that defines an operation for mounting the laser sensor LS, and torch mounting teaching data as second preset teaching data that defines an operation for mounting a welding torch. D2 is stored, and the mounting operation of the laser sensor LS or the welding torch is automated. By doing in this way, the operation | work in an automatic welding system can be further automated.

［実施の形態２］
以下、本発明の実施形態２について説明する。実施形態１との相違は、２台のロボットにレーザセンサＬＳおよび溶接トーチＴをそれぞれ取り付け、教示および補正はレーザセンサＬＳを取り付けたロボットで行い、溶接加工は溶接トーチＴを取り付けたロボットで行うように構成した点である。以下、実施形態１との相違部分について説明する。なお、本実施形態２では、レーザセンサＬＳを取り付けるロボットとして、６軸の垂直多関節型ロボットを採用しているが、これに代えて、センサ移載手段として、ロボット制御装置ＲＣによって制御される１軸の走行軸にレーザセンサＬＳを取り付けたものを採用してもよい。 [Embodiment 2]
Hereinafter, Embodiment 2 of the present invention will be described. The difference from the first embodiment is that the laser sensor LS and the welding torch T are attached to two robots, respectively, teaching and correction are performed by the robot having the laser sensor LS attached, and welding processing is performed by the robot having the welding torch T attached. It is the point comprised as follows. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described. In the second embodiment, a 6-axis vertical articulated robot is used as a robot to which the laser sensor LS is attached. Instead, the robot controller RC is used as a sensor transfer unit. You may employ | adopt what attached the laser sensor LS to the driving shaft of 1 axis | shaft.

図１０は、本発明の実施形態２に係る自動溶接システム１Ａの構成図である。センサロボットＭＰ１には、レーザセンサＬＳが取り付けられている。レーザセンサＬＳは、実施形態１と同様に、保護プレート６３、冷却水供給用の配管接続口６２、エア供給用の配管接続口６５、およびホースを備えていないものでよい。一方、溶接ロボットＭＰ２には、溶接トーチＴが取り付けられている。 FIG. 10 is a configuration diagram of an automatic welding system 1A according to Embodiment 2 of the present invention. A laser sensor LS is attached to the sensor robot MP1. Similarly to the first embodiment, the laser sensor LS may not include the protection plate 63, the piping connection port 62 for supplying cooling water, the piping connection port 65 for supplying air, and the hose. On the other hand, a welding torch T is attached to the welding robot MP2.

図１１は、本発明の実施形態２に係るロボット制御装置ＲＣの機能ブロック図である。実施形態１との相違は、ハードディスク２９および生成部２６である。ハードディスク２９には、センサロボットＭＰ１の動作を規定するための検出用教示データＴｄ１、溶接ロボットＭＰ２の動作を規定するための加工用教示データＴｄ２が記憶される。また、制御定数Ｐｍが予め記憶されている。この制御定数Ｐｍは、座標系関連パラメータや設置関係パラメータ等を含んでいる。座標系関連パラメータとは、両ロボットに各々固有の座標系である機械座標系や自動溶接システム１Ａに固有の座標系である絶対座標系の原点および軸方向を定めるためのパラメータ、座標変換のための同次変換行列を規定するパラメータ等を指す。また、設置関係パラメータとは、両ロボットの設置関係を定めるためのパラメータ等を指す。 FIG. 11 is a functional block diagram of the robot controller RC according to the second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is the hard disk 29 and the generation unit 26. The hard disk 29 stores detection teaching data Td1 for defining the operation of the sensor robot MP1, and machining teaching data Td2 for defining the operation of the welding robot MP2. A control constant Pm is stored in advance. The control constant Pm includes coordinate system related parameters, installation related parameters, and the like. The coordinate system related parameters are parameters for determining the origin and the axial direction of a mechanical coordinate system which is a unique coordinate system for both robots and an absolute coordinate system which is a unique coordinate system for the automatic welding system 1A. Indicates a parameter that defines a homogeneous transformation matrix of The installation-related parameter refers to a parameter for determining the installation relationship between both robots.

生成部２６は、センサロボットＭＰ１の動作を規定するために作成された検出用教示データＴｄ１がレーザセンサＬＳによって補正された後に、補正後の検出用教示データＴｄ１を、溶接ロボットＭＰ２の動作を規定するための加工用教示データＴｄ２に変換する処理を行う。 After the detection teaching data Td1 created to define the operation of the sensor robot MP1 is corrected by the laser sensor LS, the generation unit 26 uses the corrected detection teaching data Td1 to define the operation of the welding robot MP2. For converting to processing teaching data Td2 for processing.

図１２は、本発明の実施形態２に係る自動溶接システム１Ａ全体の処理の流れを示すフローチャートである。以下では、レーザセンサＬＳを取り付けたセンサロボットＭＰ１で教示を行い、教示結果を補正し、溶接トーチＴを取り付けた溶接ロボットＭＰ２で溶接加工するまでの一連の流れについて説明する。 FIG. 12 is a flowchart showing a processing flow of the entire automatic welding system 1A according to the second embodiment of the present invention. Hereinafter, a series of processes from teaching to the sensor robot MP1 with the laser sensor LS, correcting the teaching result, and welding with the welding robot MP2 with the welding torch T will be described.

（１．教示工程）
ステップＳ１１において、レーザセンサＬＳを取り付けたセンサロボットＭＰ１を移動させて、ティーチペンダントＴＰからの入力に応じて検出用教示データＴｄ１を作成し、ハードディスク２９に記憶する。このとき、教示する際の基準となる座標系は、上記した自動溶接システム１Ａを基準とした絶対座標系としておくことが望ましい。 (1. Teaching process)
In step S <b> 11, the sensor robot MP <b> 1 with the laser sensor LS attached is moved to create detection teaching data Td <b> 1 in response to an input from the teach pendant TP and store it in the hard disk 29. At this time, it is desirable that the reference coordinate system for teaching is an absolute coordinate system based on the automatic welding system 1A.

（２．補正工程）
ステップＳ１２において、検出用教示データＴｄ１を再生することによって、レーザセンサＬＳによって被溶接物Ｗの開先情報を検出し、検出用教示データＴｄ１を補正する。 (2. Correction process)
In step S12, by reproducing the detection teaching data Td1, the groove information of the workpiece W is detected by the laser sensor LS, and the detection teaching data Td1 is corrected.

（３．生成工程）
ステップＳ１３において、補正後の検出用教示データＴｄ１を、溶接ロボットＭＰ２の動作を規定する加工用教示データＴｄ２に変換する。すなわち、生成部２６が、補正後の検出用教示データＴｄ１を、制御定数Ｐｍに基づき、溶接ロボットＭＰ２の動作を規定するための加工用教示データＴｄ２に変換する。より具体的には、検出用教示データＴｄ１内ではセンサロボットＭＰ１のみを動作対象とするパラメータが教示されているが、このパラメータを書き換えて溶接ロボットＭＰ２が動作対象となるようにして、加工用教示データＴｄ２とする。各教示点の位置姿勢座標値については、以下のようにすればよい。すなわち、上記した絶対座標系で各教示点が記憶されている場合は、その位置姿勢座標値をそのまま用いて加工用教示データＴｄ２に含めればよい。絶対座標系で記憶されていない場合は、両ロボットの設置関係パラメータに基づいて位置姿勢座標値のシフト処理を行ってから、加工用教示データＴｄ２に含めればよい。シフト処理は、公知のものであるので、詳細については割愛する。 (3. Generation process)
In step S13, the corrected teaching data Td1 is converted into machining teaching data Td2 that defines the operation of the welding robot MP2. That is, the generation unit 26 converts the corrected teaching data Td1 into processing teaching data Td2 for defining the operation of the welding robot MP2 based on the control constant Pm. More specifically, in the teaching data for detection Td1, a parameter for teaching only the sensor robot MP1 is taught. However, by rewriting this parameter so that the welding robot MP2 becomes a candidate for operation, the teaching for machining is given. Let it be data Td2. The position / orientation coordinate value of each teaching point may be as follows. That is, when each teaching point is stored in the absolute coordinate system, the position / orientation coordinate value may be used as it is in the processing teaching data Td2. If it is not stored in the absolute coordinate system, the position / orientation coordinate value is shifted based on the installation-related parameters of both robots and then included in the processing teaching data Td2. Since the shift processing is a known one, details are omitted.

（４．加工工程）
ステップＳ１４において、加工用教示データＴｄ２を再生し、被溶接物Ｗに対して溶接加工を行う。 (4. Machining process)
In step S14, the processing teaching data Td2 is reproduced and the workpiece W is welded.

以上説明したように、実施形態２においては、２台のロボットにレーザセンサＬＳおよび溶接トーチＴをそれぞれ取り付け、教示および補正はレーザセンサＬＳを取り付けたロボットで行い、溶接加工は溶接トーチＴを取り付けたロボットで行うようにした。このようにすることによって、溶接中の輻射熱、ヒューム、スパッタ等の劣悪な環境から、レーザセンサＬＳを保護することができる。すなわち、レーザセンサＬＳに対する保守作業を極力必要ないようにしたことによって、生産性を向上させることができる。 As described above, in the second embodiment, the laser sensor LS and the welding torch T are attached to the two robots, respectively, teaching and correction are performed by the robot with the laser sensor LS attached, and welding is performed by attaching the welding torch T. I did it with a robot. By doing in this way, the laser sensor LS can be protected from inferior environments such as radiant heat, fume, and sputtering during welding. That is, productivity can be improved by making maintenance work for the laser sensor LS unnecessary.

１自動溶接システム（実施形態１）
１Ａ自動溶接システム（実施形態２）
３手首部フランジ面
４ツール着脱機構
１１ツールスタンド（第１ツールスタンド）
１２ツールスタンド（第２ツールスタンド）
２１インターフェース
２２入出力インターフェース
２３センサインターフェース
２４教示処理部
２５モード選択処理部
２６生成部
２７センサ制御部
２８補正部
２９ハードディスク
３１解釈実行部
３２駆動指令部
３３溶接制御部
５１自動溶接システム
５２ワイヤ送給装置
６１手首部フランジ面
６２配管接続口
６３保護プレート
６４ブラケット
６５配管接続口
Ｄ１センサ取付用教示データ
Ｄ２トーチ取付用教示データ
ＬＳレーザセンサ
ＭＣ上位コントローラ
ＭＰ溶接ロボット
ＭＰ１センサロボット
ＭＰ２溶接ロボット
Ｐ１開始点
Ｐ２中間点
Ｐ３終了点
Ｐｍ制御定数
ＲＣロボット制御装置
Ｔ溶接トーチ
Ｔｄ教示データ
Ｔｄ１検出用教示データ
Ｔｄ２加工用教示データ
ＴＰティーチペンダント
Ｗ被溶接物
ＷＰ溶接電源
Ｗｓ溶接線 1 Automatic welding system (Embodiment 1)
1A Automatic welding system (Embodiment 2)
3 Wrist flange surface 4 Tool attachment / detachment mechanism 11 Tool stand (first tool stand)
12 Tool stand (second tool stand)
21 interface 22 input / output interface 23 sensor interface 24 teaching processing unit 25 mode selection processing unit 26 generation unit 27 sensor control unit 28 correction unit 29 hard disk 31 interpretation execution unit 32 drive command unit 33 welding control unit 51 automatic welding system 52 wire feeding Device 61 Wrist flange surface 62 Piping connection port 63 Protection plate 64 Bracket 65 Piping connection port D1 Teaching data for sensor mounting D2 Teaching data for torch mounting LS Laser sensor MC Host controller MP Welding robot MP1 Sensor robot MP2 Welding robot P1 Starting point P2 Intermediate point P3 End point Pm Control constant RC Robot controller T Welding torch Td Teaching data Td1 Teaching data for detection Td2 Teaching pendant W Workpiece WP Welding power Ws Tangent

Claims

In a welding method in an automatic welding system in which a welding part of a workpiece is detected by a non-contact type sensor, teaching data input in advance is corrected based on the detection result, and welding is performed by a welding torch.
A manipulator having a tool attaching / detaching mechanism for attaching either the welding torch or the non-contact sensor, a first tool stand for retracting the welding torch, and a first tool for retracting the non-contact sensor. 2 tool stands,
A sensor mounting step of retracting the welding torch from the first tool stand while mounting the non-contact sensor from the second tool stand by the tool attaching / detaching mechanism;
A teaching step of inputting the teaching data with the non-contact sensor attached;
A correction step of reproducing the teaching data, detecting the welding site by the non-contact sensor and correcting the teaching data;
A torch attachment step of retracting the non-contact sensor to the second tool stand, and attaching the welding torch from the first tool stand by the tool attaching / detaching mechanism;
See containing and a processing step of performing welding by reproducing the teaching data corrected in the correction step in a state fitted with the welding torch,
The welding method in an automatic welding system, wherein the second tool stand is arranged at a position not affected by harmful substances and radiant heat generated during welding.

2. The welding in an automatic welding system according to claim 1, wherein the non-contact type sensor does not have a shielding means for shielding itself from harmful substances generated during welding and a cooling mechanism for protecting from radiant heat. Method.

In an automatic welding system that detects a welding part of an object to be welded by a non-contact type sensor, corrects teaching data inputted in advance based on the detection result, and performs welding by a welding torch.
A manipulator having a tool attaching / detaching mechanism for attaching either the welding torch or the non-contact sensor;
A first tool stand for retracting the welding torch;
A second tool stand for retracting the non-contact sensor;
Sensor attachment processing means for retracting the welding torch from the first tool stand while attaching the non-contact sensor from the second tool stand by the tool attaching / detaching mechanism;
Teaching processing means for creating and processing the teaching data when the non-contact sensor is attached;
Correction means for reproducing the teaching data, detecting the welding site by the non-contact sensor, and correcting the teaching data;
Torch attachment processing means for attaching the welding torch from the first tool stand by the tool attaching / detaching mechanism while retracting the non-contact sensor to the second tool stand;
Processing control means for performing welding by reproducing the corrected teaching data when the welding torch is attached;
With
The automatic welding system, wherein the second tool stand is disposed at a position not affected by harmful substances and radiant heat generated during welding.

4. The automatic welding system according to claim 3, wherein the non-contact type sensor does not have a shielding means for shielding itself from harmful substances generated during welding processing and a cooling mechanism for protecting from radiant heat.

First preset teaching data defining an operation for retracting the welding torch from the first tool stand and attaching the non-contact sensor from the second tool stand by the tool attaching / detaching mechanism, and the non-contact sensor. And further comprising storage means for storing second preset teaching data that defines an operation for retracting the second tool stand and attaching the welding torch from the first tool stand by the tool attaching / detaching mechanism,
The sensor attachment processing means attaches the non-contact sensor to the manipulator by reproducing the first preset teaching data, and the torch attachment processing means reproduces the second preset teaching data to the manipulator. The automatic welding system according to claim 3 or 4, wherein the welding torch is attached.