JP7046226B2 - Automatic welding system, manufacturing method of elevator car room parts, and automatic welding method - Google Patents

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Description

この発明は、溶接対象ワークの溶接を行う自動溶接システム、エレベーターかご室部品の製造方法、および自動溶接方法に関するものである。 The present invention relates to an automatic welding system for welding a workpiece to be welded, a method for manufacturing an elevator car chamber part, and an automatic welding method.

従来の自動溶接システムとしては、被溶接物の形状、取り付け位置等の情報を含むCAD(Computer-Aided Design)データから、CAM(Computer-Aided Manufactureing)システムによって生成されたNC(Numerical Control)データを、カメラ等のセンサによる被溶接物の設置位置に関する測定結果によって補正するシステムが知られている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。 As a conventional automatic welding system, NC (Numerical Control) data generated by a CAM (Computer-Aided Manufacturing) system is obtained from CAD (Computer-Aided Design) data including information such as the shape and mounting position of an object to be welded. , A system that corrects by the measurement result regarding the installation position of the object to be welded by a sensor such as a camera is known (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特開2002-336994号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-336994 特開平7-230310号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-23310

このような自動溶接システムにあっては、各ワークの溶接位置情報が記載されているCADデータを用意する必要がある。しかしながら、例えば、エレベーターのパネル形状部材のような、客先の要求仕様によって寸法および溶接位置が変化する場合には、それぞれの仕様に対してCADデータを用意する必要がある。従って、従来の自動溶接システムを適用する際には、手間がかかる問題がある。 In such an automatic welding system, it is necessary to prepare CAD data in which welding position information of each work is described. However, when the dimensions and welding position change depending on the specifications required by the customer, such as the panel shape member of an elevator, it is necessary to prepare CAD data for each specification. Therefore, when applying the conventional automatic welding system, there is a problem that it takes time and effort.

また、カメラ等のセンサによって溶接位置をセンシングして溶接する方法を、溶接点が多く、データ量が膨大になる大型構造物のような製品に対して適用する際には、センシングを長時間行う必要があり、生産性が向上しない問題がある。 In addition, when applying the method of sensing the welding position with a sensor such as a camera and welding to a product such as a large structure with many welding points and a huge amount of data, sensing is performed for a long time. There is a problem that it is necessary and productivity does not improve.

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、客先の要求仕様によってワーク寸法および溶接位置が変化する場合にも、各要求仕様に対応するCADデータを用意する必要なしに、種々の溶接対象ワークの溶接に対する作業性を向上させることのできる自動溶接システム、エレベーターかご室部品の製造方法、および自動溶接方法を得ることを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and even when the work size and the welding position change depending on the required specifications of the customer, CAD data corresponding to each required specification is prepared. It is an object of the present invention to obtain an automatic welding system, a method for manufacturing elevator cage parts, and an automatic welding method capable of improving the workability for welding of various workpieces to be welded without need.

この発明に係る自動溶接システムは、溶接対象ワークの図面番号と、溶接対象ワークの溶接位置を算出するために必要な寸法データとが関連付けられて記憶されているデータ記憶部溶接対象ワークの溶接位置を算出する算出部、溶接対象ワークの溶接位置を撮影可能なカメラカメラによる撮影結果から求めた溶接対象ワークの実際の設置位置と、算出部によって算出された溶接位置から求めた溶接対象ワークの正規の設置位置とを比較し、正規の設置位置と実際の設置位置との差である設置誤差量を算出する画像処理装置、および算出部により算出された溶接位置を溶接する溶接機を備え、図面番号に対応する標準の図面は、寸法データから溶接位置に関する図面変数を導出するための計算式を含み、算出部は、データ記憶部から出力される図面番号に対応する図面変数および寸法データに基づいて溶接対象ワークの溶接位置を算出し、画像処理装置で算出された設置誤差量に基づいて溶接位置を再計算することで修正後の溶接位置を算出し、修正後の溶接位置に基づいて溶接機に溶接対象ワークの溶接を実行させるものである。
また、本発明に係るエレベーターかご室部品の製造方法は、本発明に係る自動溶接システムを使用した、エレベーターかご室部品の製造方法であって、溶接対象ワークは、エレベーターかご室部品である床板、天井、かごの戸またはかご室壁のいずれかである、ものである。
さらに、本発明に係る自動溶接方法は、データ記憶部から出力される図面番号および寸法データに基づいて、溶接位置に関する図面変数を導出するための計算式を用いて溶接対象ワークの溶接位置を算出する工程と、溶接対象ワークの溶接位置を撮影可能なカメラによる撮影結果から求めた溶接対象ワークの実際の設置位置と、算出された溶接位置から求めた溶接対象ワークの正規の設置位置とを比較し、正規の設置位置と実際の設置位置との差である設置誤差量を算出する工程と、算出された設置誤差量に基づいて溶接位置を再計算することで修正後の溶接位置を算出する工程と、修正後の溶接位置に基づいて溶接機に溶接対象ワークの溶接を実行させる溶接工程とを備えるものである。
In the automatic welding system according to the present invention, the data storage unit and the welding of the work to be welded are stored in association with the drawing number of the work to be welded and the dimensional data necessary for calculating the welding position of the work to be welded. A calculation unit that calculates the position, a camera that can shoot the welding position of the work to be welded, an actual installation position of the work to be welded obtained from the shooting results by the camera , and the work to be welded obtained from the welding position calculated by the calculation unit . Equipped with an image processing device that compares the regular installation position and calculates the amount of installation error, which is the difference between the regular installation position and the actual installation position, and a welding machine that welds the welding position calculated by the calculation unit . , The standard drawing corresponding to the drawing number includes a calculation formula for deriving the drawing variable related to the welding position from the dimensional data, and the calculation unit is a drawing variable and dimensional data corresponding to the drawing number output from the data storage unit. The welding position of the work to be welded is calculated based on the above, and the welding position after correction is calculated by recalculating the welding position based on the installation error amount calculated by the image processing device, and based on the welding position after correction. The welding machine is made to perform welding of the work to be welded.
Further, the method for manufacturing an elevator car room part according to the present invention is a method for manufacturing an elevator car room part using the automatic welding system according to the present invention, and the work to be welded is a floor plate which is an elevator car room part. It is either the ceiling, the door of the car, or the wall of the car room.
Further, in the automatic welding method according to the present invention, the welding position of the work to be welded is calculated using a calculation formula for deriving drawing variables related to the welding position based on the drawing number and dimensional data output from the data storage unit. Comparison between the actual installation position of the work to be welded obtained from the shooting result by a camera capable of photographing the welding position of the work to be welded and the regular installation position of the work to be welded obtained from the calculated welding position. Then, the corrected welding position is calculated by recalculating the welding position based on the process of calculating the installation error amount, which is the difference between the regular installation position and the actual installation position, and the calculated installation error amount. It includes a process and a welding process in which a welding machine executes welding of the work to be welded based on the welded position after correction.

この発明に係る自動溶接システムによれば、客先の要求仕様によってワーク寸法および溶接位置が変化する場合にも、各要求仕様に対応するCADデータを用意する必要なしに、種々の溶接対象ワークに対する溶接の作業性を向上させることのできる自動溶接システム、エレベーターかご室部品の製造方法、および自動溶接方法を得ることができる。 According to the automatic welding system according to the present invention, even when the work size and the welding position change depending on the required specifications of the customer, it is not necessary to prepare the CAD data corresponding to each required specification, and the work to be welded can be subjected to various works. It is possible to obtain an automatic welding system, a method for manufacturing elevator cage parts, and an automatic welding method that can improve the workability of welding.

本発明の実施の形態1による溶接方法により製造されるエレベーターかご室の斜視図である。It is a perspective view of the elevator car room manufactured by the welding method according to Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による溶接方法により製造されるエレベーターかご室の構成要素の説明図である。It is explanatory drawing of the component of the elevator car chamber manufactured by the welding method by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る自動溶接システムの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the automatic welding system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1において、溶接ロボットのリーチ範囲を拡大させるための別の構成を示した概略図である。It is a schematic diagram which showed another structure for expanding the reach range of the welding robot in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による自動溶接システムにおいて、各構成要素間での情報のやり取りを示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the exchange of information between each component in the automatic welding system by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る自動溶接システムによる一連の溶接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 the series of welding processing by the automatic welding system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による図面番号に関連付けられている計算式の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the calculation formula associated with the drawing number by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による溶接対象ワークの具体例を示した概略図である。It is a schematic diagram which showed the specific example of the work to be welded by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による補強部材の寸法、設置位置、および溶接位置に関する計算式の具体例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the specific example of the calculation formula about the dimension, the installation position, and the welding position of the reinforcing member according to Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による補強部材の寸法、設置位置、および溶接位置に関する計算式の具体例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the specific example of the calculation formula about the dimension, the installation position, and the welding position of the reinforcing member according to Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による溶接対象ワークの平面図である。It is a top view of the work to be welded according to Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による溶接対象ワークの正面図である。It is a front view of the work to be welded according to Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による溶接指示の一部を抜粋した説明図である。It is explanatory drawing which excerpted a part of the welding instruction by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1によるカメラの撮影画像の模式図である。It is a schematic diagram of the image taken by the camera by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による溶接位置補正方法の説明図である。It is explanatory drawing of the welding position correction method by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2による突合せ溶接の模式図である。It is a schematic diagram of the butt welding according to Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3による溶接条件の説明図である。It is explanatory drawing of the welding condition by Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3による詳細な溶接条件の説明図である。It is explanatory drawing of the detailed welding condition by Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4によるクランプ治具の斜視図である。It is a perspective view of the clamp jig according to Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4による溶接位置とクランプ位置の対応を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the correspondence of the welding position and the clamp position by Embodiment 4 of this invention.

以下、本発明に係る自動溶接システム、エレベーターかご室部品の製造方法、および自動溶接方法の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of the automatic welding system, the method for manufacturing elevator car chamber parts, and the automatic welding method according to the present invention will be described with reference to the drawings.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1による製造方法により製造されるエレベーターかご室400の斜視図である。また、図2は、本発明の実施の形態1による溶接方法により製造されるエレベーターかご室の構成要素の説明図である。図1および図2に示すように、かご室400は、天井401、かごの戸402、かご室壁403および床板404を組み合わせて構成されている。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a perspective view of an elevator car chamber 400 manufactured by the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention. Further, FIG. 2 is an explanatory diagram of components of an elevator car chamber manufactured by the welding method according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 1 and 2, the car room 400 is composed of a combination of a ceiling 401, a car door 402, a car room wall 403, and a floor plate 404.

図3は、本発明の実施の形態1に係る自動溶接システムの全体構成を示す図である。本実施の形態1に係る自動溶接システムは、データ記憶部としてのサーバー10、算出部としてのコンピュータ20、画像処理装置30、および溶接機100を備えて構成されている。そして、本実施の形態1に係る自動溶接システムは、溶接ステージ300に搭載された溶接対象ワーク200の溶接を行う。 FIG. 3 is a diagram showing the overall configuration of the automatic welding system according to the first embodiment of the present invention. The automatic welding system according to the first embodiment includes a server 10 as a data storage unit, a computer 20 as a calculation unit, an image processing device 30, and a welding machine 100. Then, the automatic welding system according to the first embodiment welds the work to be welded 200 mounted on the welding stage 300.

サーバー10と接続されているコンピュータ20には、溶接対象ワーク200の溶接位置を算出するためのソフトウェアがインストールされている。コンピュータ20は、算出した溶接位置に基づいて、溶接機100に溶接対象ワーク200の溶接を実行させる。 Software for calculating the welding position of the work 200 to be welded is installed in the computer 20 connected to the server 10. The computer 20 causes the welding machine 100 to perform welding of the work to be welded 200 based on the calculated welding position.

溶接機100は、ロボットとしての溶接ロボット110、および制御装置としてのロボット制御装置140を含んで構成されている。溶接ロボット110の腕に相当するマニピュレーター111の先端部には、溶接トーチ120およびカメラ31が取り付けられている。マニピュレーター111としては、6軸の駆動軸を有するものが用いられている。なお、他の構成例として、7軸のマニピュレーター、または3軸~5軸のマニピュレーターを用いることも可能である。 The welding machine 100 includes a welding robot 110 as a robot and a robot control device 140 as a control device. A welding torch 120 and a camera 31 are attached to the tip of the manipulator 111 corresponding to the arm of the welding robot 110. As the manipulator 111, a manipulator having 6 drive shafts is used. As another configuration example, a 7-axis manipulator or a 3-axis to 5-axis manipulator can also be used.

溶接ロボット110は、可動ステージ130に設置されている。溶接ロボット110、溶接トーチ120、可動ステージ130およびカメラ31の位置制御および動作制御は、ロボット制御装置140によって行われる。ロボット制御装置140は、コンピュータ20および画像処理装置30に接続されている。 The welding robot 110 is installed on the movable stage 130. The position control and motion control of the welding robot 110, the welding torch 120, the movable stage 130, and the camera 31 are performed by the robot control device 140. The robot control device 140 is connected to the computer 20 and the image processing device 30.

カメラ31は、画像処理装置30と接続されている。カメラ31は、溶接対象ワーク200を撮影可能であり、撮影した画像は、撮影結果として画像処理装置30に出力される。画像処理装置30は、画像から点群および輪郭の情報を取得し、画像に写る溶接対象ワーク200の2次元の位置または3次元の位置、および溶接対象ワーク200の姿勢を検出することができる。このような位置検出および姿勢検出の方法としては、それぞれ、任意の手法を用いることができる。 The camera 31 is connected to the image processing device 30. The camera 31 can photograph the work 200 to be welded, and the photographed image is output to the image processing device 30 as a shooting result. The image processing device 30 can acquire information on the point cloud and contour from the image, and can detect the two-dimensional position or the three-dimensional position of the work to be welded 200 and the posture of the work to be welded 200 appearing in the image. As such a method of position detection and posture detection, any method can be used.

溶接ロボット110は、溶接トーチ120により溶接対象ワーク200を溶接することが可能な配置、およびカメラ31により溶接対象ワーク200の溶接位置を撮影することが可能な配置となるように、設置されている。 The welding robot 110 is installed so as to be arranged so that the work to be welded 200 can be welded by the welding torch 120 and the welding position of the work to be welded 200 can be photographed by the camera 31. ..

ここで、溶接対象ワーク200がエレベーターを構成する部品である場合を想定する。この場合、溶接対象ワーク200は、1辺が最大で数mある大型構造物であり、通常の溶接ロボット110のリーチ範囲では、溶接対象ワーク200の全体を溶接することができない。 Here, it is assumed that the work 200 to be welded is a component constituting an elevator. In this case, the work to be welded 200 is a large structure having a maximum side of several meters, and the entire work to be welded 200 cannot be welded within the reach range of the normal welding robot 110.

そこで、図3では、紙面に垂直な方向に溶接ロボット110全体を移動可能な可動ステージ130上に溶接ロボット110が設置されている。このような構成により、溶接ロボット110のリーチ範囲を拡大させ、溶接対象ワーク200全体を溶接トーチ120によって溶接することが可能となる。 Therefore, in FIG. 3, the welding robot 110 is installed on a movable stage 130 that can move the entire welding robot 110 in a direction perpendicular to the paper surface. With such a configuration, the reach range of the welding robot 110 can be expanded, and the entire work to be welded 200 can be welded by the welding torch 120.

また、図4は、本発明の実施の形態1において、溶接ロボット110のリーチ範囲を拡大させるための別の構成を示した概略図である。図4に示すように、水平2方向に移動できる天井クレーンと同様の移動ができる構造体131に溶接ロボット110を吊り下げることで、さらに大型の溶接対象ワーク200を溶接することが可能となる。 Further, FIG. 4 is a schematic view showing another configuration for expanding the reach range of the welding robot 110 in the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, by suspending the welding robot 110 on a structure 131 that can move in the same manner as an overhead crane that can move in two horizontal directions, a larger work to be welded 200 can be welded.

次に、本実施の形態1に係る自動溶接システムによる自動溶接の一連の流れについて、図5および図6を用いて説明する。図5は、本発明の実施の形態1による自動溶接システムにおいて、各構成要素間での情報のやり取りを示す概略図である。図5では、サーバー10、溶接位置計算ソフトが実装されたコンピュータ20、カメラ31と接続された画像処理装置30、および溶接機100の各構成要素が示されている。これらの構成要素は、有線ケーブルまたは無線電波などで接続されている。この結果、本実施の形態1に係る自動溶接システムには、ローカルネットワークが構築されている。 Next, a series of flow of automatic welding by the automatic welding system according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a schematic diagram showing the exchange of information between each component in the automatic welding system according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 shows each component of a server 10, a computer 20 equipped with welding position calculation software, an image processing device 30 connected to a camera 31, and a welding machine 100. These components are connected by a wired cable, a wireless radio wave, or the like. As a result, a local network has been constructed in the automatic welding system according to the first embodiment.

図6は、本発明の実施の形態1に係る自動溶接システムによる一連の溶接処理の流れを示すフローチャートである。以下、図5に示す各構成要素間での情報のやり取り、および図6に示すフローチャートに従って、本実施の形態1における溶接の動作手順について説明する。 FIG. 6 is a flowchart showing a flow of a series of welding processes by the automatic welding system according to the first embodiment of the present invention. Hereinafter, the welding operation procedure in the first embodiment will be described according to the exchange of information between the components shown in FIG. 5 and the flowchart shown in FIG.

まず、ステップS601において、溶接対象ワーク200を特定するための注文番号が、バーコードリーダーにより読み取られる。そして、読み取られた注文番号は、サーバー10に送信される。 First, in step S601, the order number for specifying the work to be welded 200 is read by the barcode reader. Then, the read order number is transmitted to the server 10.

サーバー10には、注文番号と、注文番号に対応する溶接対象ワーク200の図面番号と、溶接対象ワーク200の溶接位置を算出するために必要な寸法データとが、関連付けられて記憶されている。以下の説明では、溶接位置を算出するために必要な寸法データとして、溶接対象ワーク200の縦寸法および横寸法がサーバー10に格納されているものとする。 The server 10 stores the order number, the drawing number of the work to be welded 200 corresponding to the order number, and the dimensional data necessary for calculating the welding position of the work to be welded 200 in association with each other. In the following description, it is assumed that the vertical dimension and the horizontal dimension of the work to be welded 200 are stored in the server 10 as the dimensional data necessary for calculating the welding position.

バーコードリーダーからサーバー10に注文番号が送信された後、ステップS602において、サーバー10は、注文番号の入力結果に応じて、図面番号と、寸法データとしての縦寸法および横寸法とを抽出する。さらに、ステップS603において、サーバー10は、抽出した図面番号、縦寸法、および横寸法をコンピュータ20に送信する。 After the order number is transmitted from the barcode reader to the server 10, in step S602, the server 10 extracts the drawing number and the vertical dimension and the horizontal dimension as the dimension data according to the input result of the order number. Further, in step S603, the server 10 transmits the extracted drawing number, the vertical dimension, and the horizontal dimension to the computer 20.

コンピュータ20には、各図面番号に応じて、縦寸法および横寸法のデータから溶接位置を算出するための計算式が、溶接位置計算ソフトとしてインストールされている。すなわち、溶接位置計算ソフトにおいて、溶接位置の計算に必要なパラメータは、溶接対象ワーク200の縦寸法および横寸法である。従って、ステップS604において、コンピュータ20は、サーバー10から受信した縦寸法および横寸法を、図面番号に対応した計算式に代入することで、溶接対象ワーク200の溶接位置を算出することができる。 A calculation formula for calculating the welding position from the data of the vertical dimension and the horizontal dimension is installed in the computer 20 as the welding position calculation software according to each drawing number. That is, in the welding position calculation software, the parameters required for the calculation of the welding position are the vertical dimension and the horizontal dimension of the work to be welded 200. Therefore, in step S604, the computer 20 can calculate the welding position of the work to be welded 200 by substituting the vertical dimension and the horizontal dimension received from the server 10 into the calculation formula corresponding to the drawing number.

次に、ステップS605において、コンピュータ20は、算出した溶接位置の情報を含む移動指令をロボット制御装置140に送信し、ロボット制御装置140は、マニピュレーター111を稼働させ、カメラ31を使って溶接位置を撮影する。次に、ステップS606において、画像処理装置30は、カメラ31が撮影した画像データを取得する。さらに、画像処理装置30は、溶接対象ワーク200の正規の設置位置と実際の設置位置との差である設置誤差量を算出する。 Next, in step S605, the computer 20 transmits a movement command including the calculated welding position information to the robot control device 140, and the robot control device 140 operates the manipulator 111 and uses the camera 31 to determine the welding position. Take a picture. Next, in step S606, the image processing device 30 acquires the image data taken by the camera 31. Further, the image processing device 30 calculates the amount of installation error, which is the difference between the regular installation position of the work to be welded 200 and the actual installation position.

ここで、画像処理装置30は、コンピュータ20によって算出された溶接位置に基づいて、溶接対象ワーク200が本来設置されるべき位置を正規の設置位置として算出できる。また、画像処理装置30は、カメラ31から取得した画像データを画像処理することで、溶接対象ワーク200が実際に設置されている位置を実際の設置位置として算出できる。そして、画像処理装置30は、正規の設置位置と実際の設置位置との差として算出した設置誤差量をコンピュータ20に送信する。 Here, the image processing apparatus 30 can calculate the position where the work to be welded 200 should be originally installed as the regular installation position based on the welding position calculated by the computer 20. Further, the image processing device 30 can calculate the position where the work to be welded 200 is actually installed as the actual installation position by performing image processing on the image data acquired from the camera 31. Then, the image processing device 30 transmits to the computer 20 the amount of installation error calculated as the difference between the regular installation position and the actual installation position.

次に、ステップS607において、コンピュータ20は、設置誤差量と、あらかじめ規定されている許容誤差量とを比較する。そして、コンピュータ20は、設置誤差量が許容誤差量以下に収まっているか否かを判定し、収まっている場合には、次のステップS608に進む。 Next, in step S607, the computer 20 compares the installation error amount with the predetermined permissible error amount. Then, the computer 20 determines whether or not the installation error amount is within the allowable error amount, and if it is within the allowable error amount, proceeds to the next step S608.

一方、設置誤差量が許容誤差量を超えている場合には、コンピュータ20は、エラーを報知し、オペレーターに対して正しい位置に溶接対象ワーク200を移動させるように促す。 On the other hand, when the installation error amount exceeds the permissible error amount, the computer 20 notifies the error and prompts the operator to move the work to be welded 200 to the correct position.

ステップS608に進んだ場合には、コンピュータ20は、画像処理装置30で算出された設置誤差量に基づいて溶接位置を再計算することで修正後の溶接位置を算出する。すなわち、コンピュータ20は、設置誤差量を考慮してオフセットした溶接位置を、修正後の溶接位置として再計算する。 When the process proceeds to step S608, the computer 20 calculates the corrected welding position by recalculating the welding position based on the installation error amount calculated by the image processing device 30. That is, the computer 20 recalculates the weld position offset in consideration of the installation error amount as the corrected welding position.

最後に、ステップS609において、コンピュータ20は、再計算した修正後の溶接位置を、ロボット制御装置140に送信し、溶接ロボット110による自動溶接を開始させる。 Finally, in step S609, the computer 20 transmits the recalculated corrected welding position to the robot control device 140, and starts automatic welding by the welding robot 110.

次に、図6に示した各ステップの詳細について、図7~図16を参照しながら説明する。まず、ステップS601~ステップS603について、詳細を説明する。図7は、本発明の実施の形態1による図面番号に関連付けられている計算式の関係を示す図である。図7に示された図面番号A~Cは、溶接対象ワーク200の標準となる図面である。標準となる図面データは、コンピュータ20の記憶装置内に保存されている。図7に示すように、溶接対象ワーク200は、その種類によって複数の図面番号が与えられている。 Next, the details of each step shown in FIG. 6 will be described with reference to FIGS. 7 to 16. First, details of steps S601 to S603 will be described. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the calculation formulas associated with the drawing numbers according to the first embodiment of the present invention. The drawings Nos. A to C shown in FIG. 7 are standard drawings of the work 200 to be welded. The standard drawing data is stored in the storage device of the computer 20. As shown in FIG. 7, the work 200 to be welded is given a plurality of drawing numbers depending on the type.

そして、それぞれの図面において、補強部材に関する補強長さ、補強本数、補強間ピッチ、および溶接位置に関するそれぞれの計算式が与えられている。この図7に示すような、図面番号と関連付けられたそれぞれの計算式は、コンピュータ20内に、溶接位置計算ソフトとして格納されている。 Then, in each drawing, each calculation formula regarding the reinforcement length, the number of reinforcements, the pitch between reinforcements, and the welding position regarding the reinforcement member is given. As shown in FIG. 7, each calculation formula associated with the drawing number is stored in the computer 20 as welding position calculation software.

これらの計算式のパラメータは、溶接対象ワーク200の縦寸法および横寸法によって規定されている。従って、コンピュータ20は、溶接対象ワーク200に関する図面番号、縦寸法、および横寸法が分かれば、溶接位置を算出することができる。従って、補強部材の溶接位置に関する情報をコンピュータ20に入力する必要がない。または、寸法データ及び溶接位置を反映させたCADデータを、変化する客先の要求仕様毎に作成する必要がない。 The parameters of these formulas are defined by the vertical and horizontal dimensions of the workpiece 200 to be welded. Therefore, the computer 20 can calculate the welding position if the drawing number, the vertical dimension, and the horizontal dimension regarding the work to be welded 200 are known. Therefore, it is not necessary to input the information regarding the welding position of the reinforcing member to the computer 20. Alternatively, it is not necessary to create CAD data that reflects the dimensional data and the welding position for each changing customer's required specifications.

上述したように、溶接対象ワーク200に対応する図面番号、縦寸法、および横寸法は、注文番号と関連付けられて、サーバー10に保存されている。従って、例えば製造ラインのトラッキングに使用しているバーコード等を読み取ることで注文番号を取得し、読み取った注文番号をサーバー10で照合させることで、コンピュータ20は、溶接対象ワーク200に対応する図面番号、縦寸法、および横寸法を取得することができる。 As described above, the drawing number, the vertical dimension, and the horizontal dimension corresponding to the work to be welded 200 are stored in the server 10 in association with the order number. Therefore, for example, by reading the bar code or the like used for tracking the production line to acquire the order number and collating the read order number with the server 10, the computer 20 has a drawing corresponding to the work 200 to be welded. You can get numbers, vertical dimensions, and horizontal dimensions.

もちろん、注文番号の取得方法としては、バーコードを読み取る以外の他の公知の方法でもよく、バーコード以外のトラッキングコードを利用してもよい。 Of course, as a method of acquiring the order number, a known method other than reading the barcode may be used, or a tracking code other than the barcode may be used.

次に、図6のステップS604について、詳細を説明する。図8は、本発明の実施の形態1による溶接対象ワーク200の具体例を示した概略図である。ここでは、図8に示す溶接対象ワーク200を例に、補強部材202を意匠パネル201に溶接する場合について、溶接位置を計算する方法を説明する。なお、意匠パネル201および補強部材202は、溶接対象ワーク200に相当する。 Next, the details of step S604 of FIG. 6 will be described. FIG. 8 is a schematic view showing a specific example of the work to be welded 200 according to the first embodiment of the present invention. Here, a method of calculating the welding position will be described in the case where the reinforcing member 202 is welded to the design panel 201, using the work to be welded 200 shown in FIG. 8 as an example. The design panel 201 and the reinforcing member 202 correspond to the work 200 to be welded.

図7を用いて説明したように、図面には補強部材202の溶接位置に関する寸法を変数として、計算式が指示されている。この計算式は、溶接位置計算ソフトとして格納されている。図9および図10は、本発明の実施の形態1による補強部材202の寸法、設置位置、および溶接位置に関する計算式の具体例を示した説明図である。溶接位置計算ソフトとして格納されている計算式は、例えば、図9および図10のようなものが挙げられる。 As described with reference to FIG. 7, the calculation formula is instructed in the drawing with the dimension relating to the welding position of the reinforcing member 202 as a variable. This calculation formula is stored as welding position calculation software. 9 and 10 are explanatory views showing specific examples of calculation formulas relating to the dimensions, installation position, and welding position of the reinforcing member 202 according to the first embodiment of the present invention. Examples of the calculation formula stored as the welding position calculation software include those shown in FIGS. 9 and 10.

図9に例示した計算式は、補強部材の長さ、溶接数が図面変数Zとなっており、意匠パネル201の縦寸法Aで記述されている。また、図10に示すように、補強部材202の個数N、補強部材202間のピッチ長Qも図面変数となっており、意匠パネル201の横寸法Bで記述されている。 In the calculation formula exemplified in FIG. 9, the length of the reinforcing member and the number of welds are the drawing variables Z, and are described by the vertical dimension A of the design panel 201. Further, as shown in FIG. 10, the number N of the reinforcing members 202 and the pitch length Q between the reinforcing members 202 are also drawing variables, and are described by the horizontal dimension B of the design panel 201.

図11は、本発明の実施の形態1による溶接対象ワーク200の平面図である。また、図12は、本発明の実施の形態1による溶接対象ワーク200の正面図である。図13は、本発明の実施の形態1による溶接指示の一部を抜粋した説明図である。これは、隅肉溶接と呼ばれる溶接記号になる。図面矢印先端部の補強板と化粧板の境界部分を溶接するものである。図13に示した溶接記号における数字の具体的な意味は、手前側脚長3mm、溶接長50mm、溶接数Z3箇所、ピッチ200mm、というものである。なお、ここでの例としては、図9の図面変数と溶接数がリンクしている。 FIG. 11 is a plan view of the work to be welded 200 according to the first embodiment of the present invention. Further, FIG. 12 is a front view of the work to be welded 200 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 13 is an explanatory diagram excerpting a part of the welding instruction according to the first embodiment of the present invention. This becomes a welding symbol called fillet welding. The boundary between the reinforcing plate and the decorative plate at the tip of the arrow in the drawing is welded. The specific meanings of the numbers in the welding symbols shown in FIG. 13 are that the front leg length is 3 mm, the welding length is 50 mm, the number of welds is Z3, and the pitch is 200 mm. As an example here, the drawing variable in FIG. 9 and the number of welds are linked.

コンピュータ20は、図9および図10に示した計算式から、補強部材202の長さ、溶接数、補強部材202の個数N、補強部材202間のピッチ長Qを導出することができる。この結果、コンピュータ20は、図11および図12に示す図面寸法を定めることができ、溶接位置を決定することができる。 The computer 20 can derive the length of the reinforcing member 202, the number of welds, the number N of the reinforcing members 202, and the pitch length Q between the reinforcing members 202 from the calculation formulas shown in FIGS. 9 and 10. As a result, the computer 20 can determine the drawing dimensions shown in FIGS. 11 and 12 and determine the welding position.

次に、図6のステップS605~ステップS607について、詳細を説明する。ここでは、図11における意匠パネル201および補強部材202(a)を溶接対象ワーク200とした場合を例に、説明する。 Next, the details of steps S605 to S607 of FIG. 6 will be described. Here, the case where the design panel 201 and the reinforcing member 202 (a) in FIG. 11 are used as the work to be welded 200 will be described as an example.

図11に示すように、意匠パネル201の左下隅部を原点Oとし、横方向をx軸、縦方向をy軸に設定する。次に、補強部材202(a)の左下部Gおよび左上部Hをカメラ31で撮影する。ここで、原点Oに対して、左下部Gの正規のxy座標は、G(a,b)であり、左上部Hの正規のxy座標はH(a,b+Z1)である。 As shown in FIG. 11, the lower left corner of the design panel 201 is set as the origin O, the horizontal direction is set as the x-axis, and the vertical direction is set as the y-axis. Next, the lower left G and the upper left H of the reinforcing member 202 (a) are photographed by the camera 31. Here, with respect to the origin O, the regular xy coordinates of the lower left G are G (a, b), and the regular xy coordinates of the upper left H are H (a, b + Z1).

図14は、本発明の実施の形態1によるカメラ31の撮影画像の模式図である。具体的には、図14(a)は、左下部Gを撮像した画像を示しており、図14(b)は、左上部Hを撮像した画像を示している。画像処理装置30は、図14に示すような、カメラ31により撮影された画像を取得する。画像処理装置30は、取得した画像に基づいて、意匠パネル201および補強部材202(a)についてエッジ抽出処理を実行することで輪郭を求める。その後、画像処理装置30は、補強部材202(a)の左下部Gおよび左上部Hの座標を求める。 FIG. 14 is a schematic view of a photographed image of the camera 31 according to the first embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 14 (a) shows an image in which the lower left portion G is imaged, and FIG. 14 (b) shows an image in which the upper left portion H is imaged. The image processing device 30 acquires an image taken by the camera 31 as shown in FIG. The image processing apparatus 30 obtains contours by executing edge extraction processing on the design panel 201 and the reinforcing member 202 (a) based on the acquired image. After that, the image processing device 30 obtains the coordinates of the lower left G and the upper left H of the reinforcing member 202 (a).

画像処理装置30は、コンピュータ20によって計算式から算出された位置座標G(a,b)、H(a,b+Z1)を正規の設置位置として取得する。また、画像処理装置30は、カメラ31で取得した画像に対して上述した画像処理を施すことで、図14に示したように、位置座標G(a+δa,b+δb)、H(a+δa’,b+Z1+δb’)を実際の設置位置として算出する。 The image processing apparatus 30 acquires the position coordinates G (a, b) and H (a, b + Z1) calculated from the calculation formula by the computer 20 as regular installation positions. Further, the image processing device 30 performs the above-mentioned image processing on the image acquired by the camera 31, and as shown in FIG. 14, the position coordinates G (a + δa, b + δb), H (a + δa', b + Z1 + δb' ) Is calculated as the actual installation position.

従って、画像処理装置30は、正規の設置位置である位置座標G(a,b)、H(a,b+Z1)と、実際の設置位置である位置座標G(a+δa,b+δb)、H(a+δa’,b+Z1+δb’)との差を求めることで、δa、δb、δa’、δb’を設置誤差量として特定することができる。これら設置誤差量が、許容誤差量を超えている場合には、エラー終了させる。 Therefore, the image processing apparatus 30 has the position coordinates G (a, b) and H (a, b + Z1) which are the regular installation positions and the position coordinates G (a + δa, b + δb) and H (a + δa') which are the actual installation positions. , B + Z1 + δb'), δa, δb, δa', δb'can be specified as the installation error amount. If the amount of these installation errors exceeds the allowable error amount, the error is terminated.

同様に、画像処理装置30は、補強部材202(b)、202(c)、202(d),202(e)の左下部および左上部をカメラ31で撮影した画像に基づいて、それぞれの補強部材202の設置誤差量を算出し、設置誤差量が許容誤差量を超えているか否かを判定する。なお、エラー判定する場合には、どの補強部材について設置位置が許容誤差量を超えているか合わせて報知させることで、オペレーターが必要な措置を素早く実施できる。また、エラー判定およびエラー発生に伴う報知処理は、設置誤差量を受信したコンピュータ20側で実施することができる。 Similarly, the image processing device 30 reinforces each of the lower left and upper left portions of the reinforcing members 202 (b), 202 (c), 202 (d), and 202 (e) based on the images taken by the camera 31. The amount of installation error of the member 202 is calculated, and it is determined whether or not the amount of installation error exceeds the allowable error amount. When determining an error, the operator can quickly take necessary measures by notifying which reinforcing member the installation position exceeds the permissible error amount. Further, the error determination and the notification processing associated with the occurrence of an error can be performed on the computer 20 side that has received the installation error amount.

最後に、図6のステップS608およびステップS609について、詳細を説明する。図15は、本発明の実施の形態1による溶接位置補正方法の説明図である。例えば、図15に示すように、補強部材202が、2点鎖線で示した正規の設置位置からずれて、実線で示した実際の設置位置に設置されていた場合について、設置誤差量に基づいて修正後の溶接位置を算出する方法を説明する。 Finally, step S608 and step S609 of FIG. 6 will be described in detail. FIG. 15 is an explanatory diagram of a welding position correction method according to the first embodiment of the present invention. For example, as shown in FIG. 15, when the reinforcing member 202 is installed at the actual installation position shown by the solid line, deviating from the regular installation position shown by the two-dot chain line, based on the amount of installation error. A method of calculating the welded position after correction will be described.

まず、画像処理装置30は、ステップS606で算出した設置誤差量δa、δb、δa’、δb’を、コンピュータ20に送信する。コンピュータ20は、受信した設置誤差量から、溶接トーチ120の軌跡を、次の計算式に従い、再計算することで、修正後の溶接位置を算出する。 First, the image processing apparatus 30 transmits the installation error amounts δa, δb, δa', δb'calculated in step S606 to the computer 20. The computer 20 calculates the corrected welding position by recalculating the trajectory of the welding torch 120 from the received installation error amount according to the following formula.

Figure 0007046226000001
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溶接開始点と溶接終了点は、直線状になっている。そこで、コンピュータ20は、これら2点の位置から直線補完することで、設置誤差量を考慮した溶接線を作成することができる。従って、コンピュータ20は、溶接途中の位置がカメラ31の死角になっている場合でも、溶接位置を補完することができる。コンピュータ20は、他の補強部材202の溶接線についても同様に求めることができる。従って、コンピュータ20は、これらのデータをロボット制御装置140に送信することで、ロボット制御装置140に溶接ロボット110による溶接対象ワーク200の溶接を実行させることができる。 The welding start point and the welding end point are linear. Therefore, the computer 20 can create a welding line in consideration of the amount of installation error by linearly complementing the positions of these two points. Therefore, the computer 20 can supplement the welding position even when the position during welding is the blind spot of the camera 31. The computer 20 can similarly determine the weld lines of the other reinforcing members 202. Therefore, by transmitting these data to the robot control device 140, the computer 20 can cause the robot control device 140 to perform welding of the work to be welded 200 by the welding robot 110.

以上のように、実施の形態1によれば、実際の溶接に先立って、カメラを用いて溶接位置を撮影し、撮影結果を用いて画像処理装置により溶接対象ワークの設置誤差量を算出することにより、図面番号および寸法データに基づくオフライン教示によって得られた溶接トーチの位置、軌跡データを補正することができる。その結果、個々のワークの設置誤差、およびワーク自体が持つばらつきに対処することができ、溶接精度の向上を図ることができる。 As described above, according to the first embodiment, prior to the actual welding, the welding position is photographed by using a camera, and the installation error amount of the work to be welded is calculated by the image processing device using the photographed result. Therefore, the position and locus data of the welding torch obtained by the offline teaching based on the drawing number and the dimensional data can be corrected. As a result, it is possible to deal with the installation error of each work and the variation of the work itself, and it is possible to improve the welding accuracy.

また、補強部材の溶接位置を計算式によって自動的に算出することができる構成を備えている。このため、溶接位置にあらかじめマーキングする必要がなく、また、オペレーターが手動で溶接位置を入力する必要もない。従って、溶接ミスを減らすことができるとともに、オペレーターが不要になることで、作業性が向上するとともに人件費を削減できるメリットがある。 In addition, it has a configuration in which the welding position of the reinforcing member can be automatically calculated by a calculation formula. Therefore, it is not necessary to mark the welding position in advance, and it is not necessary for the operator to manually input the welding position. Therefore, it is possible to reduce welding mistakes, and by eliminating the need for an operator, there is an advantage that workability can be improved and labor costs can be reduced.

したがって、本実施の形態1に係る自動溶接システムは、例えば、エレベーターのパネル形状部材のように、客先の要求仕様によってワーク寸法および溶接位置が変化する場合にも、容易に適用することができる。 Therefore, the automatic welding system according to the first embodiment can be easily applied even when the work size and the welding position change depending on the specifications required by the customer, such as the panel shape member of an elevator. ..

実施の形態2.
先の実施の形態1においては、溶接開始点と溶接終了点の2点について、カメラ31を用いて撮影し、撮影した2点を用いて溶接位置の補正を行う方式について説明した。しかしながら、補正に使用する点数は、2点には限定されず、3点以上に増やしてもよい。そこで、本実施の形態2では、3点以上の認識結果に基づいて溶接位置の補正処理を行う場合について説明する。
Embodiment 2.
In the first embodiment, a method has been described in which two points, a welding start point and a welding end point, are photographed by using a camera 31 and the welding position is corrected by using the two photographed points. However, the number of points used for correction is not limited to two points, and may be increased to three or more points. Therefore, in the second embodiment, a case where the welding position correction process is performed based on the recognition results of three or more points will be described.

図16は、本発明の実施の形態2による突合せ溶接の模式図である。例えば、図16に示すような、溶接部材210(a)と溶接部材210(b)とをレーザー122を用いて突合せ溶接する場合には、3点以上の認識結果に基づいて溶接位置の補正処理を行う効果が発揮される。 FIG. 16 is a schematic view of butt welding according to the second embodiment of the present invention. For example, when the welded member 210 (a) and the welded member 210 (b) are butt-welded using the laser 122 as shown in FIG. 16, the welding position is corrected based on the recognition results of three or more points. The effect of performing

光学ヘッド121から照射されるレーザー122を、溶接部材210(a)と溶接部材210(b)との境界部211に照射して溶接する場合を考える。この場合、レーザー122の焦点径が小さく、レーザー122の焦点が境界部211からずれると、溶接強度が大幅に低下し、ずれ幅が大きい場合には、溶接できなくなる。従って、レーザー122の焦点位置を精度よく境界部211に追従させる必要がある。そのような場合は、補正に用いる認識箇所を3点以上に増やすことにより、溶接位置の精度を向上させることができる。 Consider a case where the laser 122 emitted from the optical head 121 irradiates the boundary portion 211 between the welding member 210 (a) and the welding member 210 (b) to perform welding. In this case, if the focal diameter of the laser 122 is small and the focal point of the laser 122 deviates from the boundary portion 211, the welding strength is significantly reduced, and if the deviating width is large, welding cannot be performed. Therefore, it is necessary to accurately follow the focal position of the laser 122 to the boundary portion 211. In such a case, the accuracy of the welding position can be improved by increasing the number of recognition points used for correction to three or more points.

実施の形態3.
上記の各実施の形態1、2では、カメラ31を用いて溶接対象ワーク200の実際の設置位置を求める場合について説明した。しかしながら、カメラ31以外にも、レーザセンサ、超音波センサ、接触式の距離センサなどを用いて、溶接対象ワーク200の実際の設置位置を求めるようにしてもよい。また、カメラ31、あるいは上述したセンサは、溶接対象ワーク200の実際の設置位置に関する情報を取得できればよく、必ずしも溶接ロボット110に搭載される必要はない。
Embodiment 3.
In the above-mentioned first and second embodiments, the case where the actual installation position of the work 200 to be welded is obtained by using the camera 31 has been described. However, in addition to the camera 31, a laser sensor, an ultrasonic sensor, a contact-type distance sensor, or the like may be used to determine the actual installation position of the work to be welded 200. Further, the camera 31 or the above-mentioned sensor only needs to be able to acquire information on the actual installation position of the work 200 to be welded, and does not necessarily have to be mounted on the welding robot 110.

また、上記の実施の形態1、2では、アーク溶接作業およびレーザー溶接作業を適用対象とする場合について説明した。しかしながら、他の作業ロボットを適用対象とすることも可能である。 Further, in the above-described first and second embodiments, the case where the arc welding work and the laser welding work are applied has been described. However, it is also possible to apply other working robots.

例えば、溶接トーチ120の代わりに溶接電極をロボットに装着し、スポット溶接を行う用途に適用してもよい。他にも、溶接トーチ120の代わりにグラインダーをロボットに装着し、バリ取りに使用する、あるいは溶接ビードを除去する用途に適用するようにしてもよい。 For example, instead of the welding torch 120, a welding electrode may be attached to the robot and applied to an application for spot welding. Alternatively, a grinder may be attached to the robot instead of the weld torch 120 and used for deburring or for removing weld beads.

また、適用対象となるワークは、エレベーターの溶接対象部品に限るわけではなく、ワークの外径形状から溶接位置が計算式によって定まるワークであれば、どのようなワークでも適用対象とすることができる。特に、多品種少量生産品に対して本発明に係るシステム構成を適用することで、大きな効果を実現できる。 Further, the work to be applied is not limited to the parts to be welded of the elevator, and any work can be applied as long as the work whose welding position is determined by the calculation formula from the outer diameter shape of the work. .. In particular, by applying the system configuration according to the present invention to a high-mix low-volume product, a great effect can be realized.

また、実施の形態1~3では、図面番号および寸法データから溶接対象ワークの溶接位置を算出するために、計算式を用いる場合について説明した。しかしながら、計算式の代わりに、図面番号および寸法データをパラメータとする関数、あるいは図面番号および寸法データをパラメータとするテーブルを用いて、溶接対象ワークの溶接位置を算出する構成を採用することも可能である。 Further, in the first to third embodiments, a case where a calculation formula is used to calculate the welding position of the work to be welded from the drawing number and the dimensional data has been described. However, instead of the calculation formula, it is also possible to adopt a configuration in which the welding position of the work to be welded is calculated by using a function with drawing numbers and dimensional data as parameters or a table with drawing numbers and dimensional data as parameters. Is.

また、図面番号および寸法データに加え、溶接対象ワークの材料および板厚のデータをサーバー10からコンピュータ20に送信することで、溶接条件を自動的に選択することができる。 Further, the welding conditions can be automatically selected by transmitting the data of the material and the plate thickness of the work to be welded from the server 10 to the computer 20 in addition to the drawing number and the dimensional data.

図17は、本発明の実施の形態3による溶接条件の説明図である。また、図18は、本発明の実施の形態3による詳細な溶接条件の説明図である。具体的には、図17および図18に示すように、あらかじめ用意しておいた材料および板厚に対応した溶接条件が自動的に選択され、溶接が行われる。これにより、客先仕様により、材料種類および板厚が変更された場合でも、適用することができる。 FIG. 17 is an explanatory diagram of welding conditions according to the third embodiment of the present invention. Further, FIG. 18 is an explanatory diagram of detailed welding conditions according to the third embodiment of the present invention. Specifically, as shown in FIGS. 17 and 18, welding conditions corresponding to the materials and plate thickness prepared in advance are automatically selected and welding is performed. This makes it possible to apply even if the material type and plate thickness are changed according to the customer's specifications.

実施の形態4.
図19は、本発明の実施の形態4によるクランプ治具の斜視図である。溶接対象ワークのクランプ治具301は、ステージ302、梁303、およびクランプ部304から構成されている。コンピュータ20内に、図面番号および寸法データをパラメータとするクランプ位置計算式を用意しておくことで、溶接対象ワークの寸法および設置位置によって、クランプ位置を自動的に調整することができる。
Embodiment 4.
FIG. 19 is a perspective view of the clamp jig according to the fourth embodiment of the present invention. The clamp jig 301 of the work to be welded is composed of a stage 302, a beam 303, and a clamp portion 304. By preparing a clamp position calculation formula with drawing numbers and dimensional data as parameters in the computer 20, the clamp position can be automatically adjusted according to the dimensions and installation position of the work to be welded.

これにより、溶接前のクランプ位置調整工程を自動化することができる。クランプ治具301のクランプ部304は、例えば、エアシリンダーで構成されており、溶接対象ワークを押し付けることでクランプが行われる。梁303およびクランプ部304は、x軸方向及びy軸方向に移動できるように、例えば、ボールネジとリニアガイドで構成されている。 This makes it possible to automate the clamp position adjusting process before welding. The clamp portion 304 of the clamp jig 301 is composed of, for example, an air cylinder, and is clamped by pressing a work to be welded. The beam 303 and the clamp portion 304 are composed of, for example, a ball screw and a linear guide so as to be movable in the x-axis direction and the y-axis direction.

図20は、本発明の実施の形態4による溶接位置とクランプ位置の対応を示した説明図である。図20に示すように、コンピュータ20で計算した溶接位置に最も近い箇所を常にクランプするように、クランプ部304の位置を自動的に移動させることで、意匠パネル201と補強部材202の隙間を最小限にすることができ、溶接品質を向上させることができる。 FIG. 20 is an explanatory diagram showing the correspondence between the welding position and the clamp position according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 20, the gap between the design panel 201 and the reinforcing member 202 is minimized by automatically moving the position of the clamp portion 304 so as to always clamp the portion closest to the welding position calculated by the computer 20. It can be limited and the welding quality can be improved.

10 サーバー、20 コンピュータ、30 画像処理装置、31 カメラ、100 溶接機、 110 溶接ロボット、111 マニピュレーター、120 溶接トーチ、130 可動ステージ、140 ロボット制御装置、200 溶接対象ワーク、201 意匠パネル、202 補強部材、301 クランプ治具、302 ステージ、303 梁、304 クランプ部、305 トーチ、400 かご室、401 天井、402 かごの戸、403 かご室壁、404 床板。 10 servers, 20 computers, 30 image processing equipment, 31 cameras, 100 welding machines, 110 welding robots, 111 manipulators, 120 welding torch, 130 movable stages, 140 robot control devices, 200 workpieces to be welded, 201 design panels, 202 reinforcement members. , 301 Clamp jig, 302 stage, 303 beam, 304 clamp part, 305 torch, 400 car room, 401 ceiling, 402 car door, 403 car room wall, 404 floor board.

Claims (12)

溶接対象ワークの図面番号と、前記溶接対象ワークの溶接位置を算出するために必要な寸法データとが関連付けられて記憶されているデータ記憶部、
前記溶接対象ワークの溶接位置を算出する算出部、
前記溶接対象ワークの前記溶接位置を撮影可能なカメラ、
前記カメラによる撮影結果から求めた前記溶接対象ワークの実際の設置位置と、前記算出部によって算出された前記溶接位置から求めた前記溶接対象ワークの正規の設置位置とを比較し、前記正規の設置位置と前記実際の設置位置との差である設置誤差量を算出する画像処理装置、および
前記算出部により算出された前記溶接位置を溶接する溶接機
を備え、
前記図面番号に対応する標準の図面は、寸法データから溶接位置に関する図面変数を導出するための計算式を含み、
前記算出部は、
前記データ記憶部から出力される前記図面番号に対応する前記図面変数および前記寸法データに基づいて前記溶接対象ワークの前記溶接位置を算出し、
前記画像処理装置で算出された前記設置誤差量に基づいて前記溶接位置を再計算することで修正後の溶接位置を算出し、
前記修正後の溶接位置に基づいて前記溶接機に前記溶接対象ワークの溶接を実行させる
自動溶接システム。
A data storage unit that stores the drawing number of the work to be welded and the dimensional data necessary for calculating the welding position of the work to be welded in association with each other.
A calculation unit that calculates the welding position of the work to be welded.
A camera capable of photographing the welding position of the work to be welded,
The actual installation position of the work to be welded obtained from the shooting result by the camera is compared with the regular installation position of the work to be welded obtained from the welding position calculated by the calculation unit, and the regular installation is performed. It is equipped with an image processing device that calculates the amount of installation error, which is the difference between the position and the actual installation position, and a welding machine that welds the welding position calculated by the calculation unit.
The standard drawing corresponding to the drawing number includes a formula for deriving drawing variables for the weld position from the dimensional data.
The calculation unit
The welding position of the work to be welded is calculated based on the drawing variables corresponding to the drawing numbers and the dimensional data output from the data storage unit.
The corrected welding position is calculated by recalculating the welding position based on the installation error amount calculated by the image processing device.
An automatic welding system that causes the welding machine to perform welding of the work to be welded based on the corrected welding position.
前記溶接対象ワークは、第一部材と複数の第二部材とを溶接して構成されるものであり、The work to be welded is formed by welding a first member and a plurality of second members.
前記図面変数は、前記第二部材の長さ、前記第二部材の個数、前記第二部材の溶接数、および前記第二部材間のピッチ長のいずれかを含むThe drawing variables include any one of the length of the second member, the number of the second members, the number of welds of the second member, and the pitch length between the second members.
請求項1に記載の自動溶接システム。The automatic welding system according to claim 1.
前記設置誤差量は、前記第一部材の座標および前記第二部材の座標から算出されるThe installation error amount is calculated from the coordinates of the first member and the coordinates of the second member.
請求項2に記載の自動溶接システム。 The automatic welding system according to claim 2.
前記第一部材は、パネル部材であり、The first member is a panel member.
前記第二部材は、補強部材であるThe second member is a reinforcing member.
請求項2または3に記載の自動溶接システム。The automatic welding system according to claim 2 or 3.
前記画像処理装置は、それぞれの前記補強部材の設置誤差量を算出し、前記設置誤差量が許容誤差量を超えているか否かを判定するThe image processing device calculates the installation error amount of each of the reinforcing members, and determines whether or not the installation error amount exceeds the permissible error amount.
請求項4に記載の自動溶接システム。The automatic welding system according to claim 4.
前記データ記憶部は、前記溶接対象ワークの材料データが記憶されており、前記算出部は、前記材料データに基づいて前記溶接対象ワークの溶接条件を決定する請求項1から5のいずれか1項に記載の自動溶接システム。 The data storage unit stores material data of the work to be welded, and the calculation unit determines the welding conditions of the work to be welded based on the material data . Any one of claims 1 to 5. The automatic welding system described in. 前記溶接機は、
先端部に溶接トーチが装着され、少なくとも3つの駆動軸を有するロボット、および
前記算出部から受信した前記修正後の溶接位置に基づいて前記ロボットの位置制御を行うことで、前記溶接対象ワークの溶接を実行させる制御装置
を有する請求項1から6のいずれか1項に記載の自動溶接システム。
The welding machine
Welding of the work to be welded is performed by controlling the position of the robot based on the robot having at least three drive shafts and the modified welding position received from the calculation unit and the welding torch mounted on the tip portion. The automatic welding system according to any one of claims 1 to 6, further comprising a control device for executing the above.
前記溶接機は、前記ロボットが設置され、ロボット全体を移動可能な可動ステージをさらに有し、
前記制御装置は、前記算出部から受信した前記修正後の溶接位置に基づいて前記ロボットおよび前記可動ステージの位置制御を行うことで、前記溶接対象ワークの溶接を実行させる
請求項に記載の自動溶接システム。
The welder further comprises a movable stage on which the robot is installed and capable of moving the entire robot.
The automatic according to claim 7 , wherein the control device controls the positions of the robot and the movable stage based on the corrected welding position received from the calculation unit to execute welding of the work to be welded. Welding system.
前記カメラは、前記ロボットに搭載されており、
前記算出部は、前記溶接位置を撮影可能な位置に前記ロボットを移動させるための移動指令を前記制御装置に対して出力し、
前記制御装置は、前記移動指令に基づいて前記ロボットの位置制御を行い、前記カメラにより前記溶接位置を撮影させ、
前記画像処理装置は、前記ロボットに搭載された前記カメラによる前記溶接位置に関する撮影結果を用いて、前記設置誤差量を算出する
請求項またはに記載の自動溶接システム。
The camera is mounted on the robot and
The calculation unit outputs a movement command for moving the robot to a position where the welding position can be photographed, and outputs a movement command to the control device.
The control device controls the position of the robot based on the movement command, and causes the camera to photograph the welding position.
The automatic welding system according to claim 7 or 8 , wherein the image processing device calculates the amount of installation error by using the shooting result of the welding position by the camera mounted on the robot.
前記カメラは、前記溶接位置に含まれる溶接開始点および溶接終了点の2点を撮影し、
前記画像処理装置は、前記溶接開始点に関する撮影結果、および前記溶接終了点に関する撮影結果に基づいて前記設置誤差量を算出する
請求項1からのいずれか1項に記載の自動溶接システム。
The camera captures two points, a welding start point and a welding end point, included in the welding position.
The automatic welding system according to any one of claims 1 to 9 , wherein the image processing device calculates the installation error amount based on the imaging result regarding the welding start point and the imaging result regarding the welding end point.
請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の自動溶接システムを使用した、エレベーターかご室部品の製造方法であって、
前記溶接対象ワークは、エレベーターかご室部品である床板、天井、かごの戸またはかご室壁のいずれかである、
エレベーターかご室部品の製造方法。
A method for manufacturing an elevator car chamber part using the automatic welding system according to any one of claims 1 to 10 .
The work to be welded is either a floor plate, a ceiling, a car door, or a car room wall, which are elevator car room parts.
How to manufacture elevator car room parts.
データ記憶部から出力される図面番号および寸法データに基づいて、溶接位置に関する図面変数を導出するための計算式を用いて溶接対象ワークの溶接位置を算出する工程と、
前記溶接対象ワークの前記溶接位置を撮影可能なカメラによる撮影結果から求めた前記溶接対象ワークの実際の設置位置と、算出された前記溶接位置から求めた前記溶接対象ワークの正規の設置位置とを比較し、前記正規の設置位置と前記実際の設置位置との差である設置誤差量を算出する工程と、
算出された前記設置誤差量に基づいて前記溶接位置を再計算することで修正後の溶接位置を算出する工程と、
前記修正後の溶接位置に基づいて溶接機に前記溶接対象ワークの溶接を実行させる溶接工程と
を備える自動溶接方法。
A process of calculating the welding position of the work to be welded using a calculation formula for deriving drawing variables related to the welding position based on the drawing number and dimensional data output from the data storage unit.
The actual installation position of the welding target work obtained from the shooting result by a camera capable of photographing the welding position of the welding target work, and the regular installation position of the welding target work obtained from the calculated welding position. The process of comparing and calculating the amount of installation error, which is the difference between the regular installation position and the actual installation position,
A process of calculating the corrected welding position by recalculating the welding position based on the calculated installation error amount, and
An automatic welding method comprising a welding step of causing a welding machine to perform welding of the work to be welded based on the corrected welding position.
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