JP7422337B2 - リペア溶接制御装置およびリペア溶接制御方法 - Google Patents
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Description
また、本開示は、プロセッサを備えたリペア溶接検査装置であって、前記プロセッサは、ワークの本溶接における不良箇所の範囲を示す情報であって、前記不良箇所の開始点を示す不良開始点情報と、前記不良箇所の終了点を示す不良終了点情報とを取得し、前記不良箇所の範囲をすべて含みかつ前記不良箇所の範囲より広い範囲がリペア溶接範囲となるように、前記不良開始点情報が示す位置から、溶接方向とは反対の方向に第1の所定の距離だけずれた第1の位置を、リペア溶接の開始点を示すリペア溶接開始点に、前記不良終了点情報が示す位置から、前記溶接方向に第2の所定の距離だけずれた第2の位置を、前記リペア溶接の終了点を示すリペア溶接終了点に決定し、前記第2の位置が、前記本溶接における溶接終了位置よりも、前記溶接方向にある場合、前記本溶接における溶接終了位置を、リペア溶接の為の溶接開始点と決定する、リペア溶接制御装置。を提供する。
また、本開示は、プロセッサを備えたリペア溶接検査装置であって、前記プロセッサは、ワークの本溶接における不良箇所の範囲を示す情報であって、前記不良箇所の開始点を示す不良開始点情報と、前記不良箇所の終了点を示す不良終了点情報と、を取得し、前記不良箇所の範囲をすべて含みかつ前記不良箇所の範囲より広い範囲がリペア溶接範囲となるように、前記不良開始点情報または前記不良終了点情報が示す位置から、前記本溶接における溶接ロボットの動作軌跡に沿ってずれた位置を、リペア溶接の開始点を示すリペア溶接開始点または前記リペア溶接の終了点を示すリペア溶接終了点と決定する、第1の決定モードと、前記不良開始点情報または前記不良終了点情報が示す位置から、前記本溶接における溶接線が描く図形の形状に沿ってずれた位置を、前記リペア溶接開始点または前記リペア溶接終了点と決定する、第2の決定モードと、前記不良開始点情報または前記不良終了点情報が示す位置から、前記本溶接における溶接線が描く図形の形状に沿ってずれた位置であって、前記本溶接における溶接ロボットの動作軌跡上の端点まで丸められた位置を、前記リペア溶接開始点または前記リペア溶接終了点と決定する、第3の決定モードのうちの、少なくとも1つ以上の決定モードに従って、前記リペア溶接開始点と前記リペア溶接終了点とを決定する、リペア溶接制御装置を提供する。
また、本開示は、プロセッサを備えた装置による、リペア溶接制御方法であって、前記プロセッサは、ワークの本溶接における不良箇所の範囲を示す情報であって、前記不良箇所の開始点を示す不良開始点情報と、前記不良箇所の終了点を示す不良終了点情報とを取得し、前記不良箇所の範囲をすべて含みかつ前記不良箇所の範囲より広い範囲がリペア溶接範囲となるように、前記不良開始点情報が示す位置から、溶接方向とは反対の方向に第1の所定の距離だけずれた第1の位置を、リペア溶接の開始点を示すリペア溶接開始点に、前記不良終了点情報が示す位置から、前記溶接方向に第2の所定の距離だけずれた第2の位置を、前記リペア溶接の終了点を示すリペア溶接終了点に決定し、前記第2の位置が、前記本溶接における溶接終了位置よりも、前記溶接方向にある場合、前記本溶接における溶接終了位置を、リペア溶接の為の溶接開始点と決定する、リペア溶接制御方法を提供する。
また、本開示は、プロセッサを備えた装置による、リペア溶接制御方法であって、前記プロセッサは、ワークの本溶接における不良箇所の範囲を示す情報であって、前記不良箇所の開始点を示す不良開始点情報と、前記不良箇所の終了点を示す不良終了点情報と、を取得し、前記不良箇所の範囲をすべて含みかつ前記不良箇所の範囲より広い範囲がリペア溶接範囲となるように、前記不良開始点情報または前記不良終了点情報が示す位置から、前記本溶接における溶接ロボットの動作軌跡に沿ってずれた位置を、リペア溶接の開始点を示すリペア溶接開始点または前記リペア溶接の終了点を示すリペア溶接終了点と決定する、第1の決定モードと、前記不良開始点情報または前記不良終了点情報が示す位置から、前記本溶接における溶接線が描く図形の形状に沿ってずれた位置を、前記リペア溶接開始点または前記リペア溶接終了点と決定する、第2の決定モードと、前記不良開始点情報または前記不良終了点情報が示す位置から、前記本溶接における溶接線が描く図形の形状に沿ってずれた位置であって、前記本溶接における溶接ロボットの動作軌跡上の端点まで丸められた位置を、前記リペア溶接開始点または前記リペア溶接終了点と決定する、第3の決定モードのうちの、少なくとも1つ以上の決定モードに従って、前記リペア溶接開始点と前記リペア溶接終了点とを決定する、リペア溶接制御方法を提供する。
特許文献1の技術は、外観検査装置により、本溶接を行った後の溶接箇所の形状良否判定を行うことが可能である。しかし、形状が良好で無かった場合に、再溶接(リペア溶接)によって修復を行い得るか否かを判定する可否判定や、修復の為の再溶接(リペア溶接)は、人間である溶接作業者が行っているのが現状である。
図2は、実施の形態1に係るロボットMCの制御に関するリペア溶接システム1000aの内部構成例を示す図である。なお、図2に示すロボットMCは、図1に示した本溶接ロボットMC1、検査ロボットMC2、およびリペア溶接ロボットMC3が一体となったロボットである。また、説明をわかりやすくするためにモニタMN1、インターフェースUI1、外部ストレージSTに関する構成を省略する。
ロボットMCは、ロボット制御装置2から受信された制御信号に基づいて、ワークWkに対して本溶接を行う。ロボットMCは、本溶接が行われた後のワークWkにおける溶接箇所の検査を実行する。また、ロボットMCは、ロボット制御装置2から受信された制御信号に基づいて、ワークWkの前記溶接箇所における、溶接不良箇所について、リペア溶接を行う。
次に、上位装置1について説明する。上位装置1は、ユーザ(作業者)による入力操作あるいはユーザ(作業者)によって予め設定された情報に基づいて、リペア溶接を実行するための制御信号を生成し、生成された制御信号をロボット制御装置2に送信する。上位装置1は、通信部10と、プロセッサ11と、メモリ12と、を含んで構成される。
次に、ロボット制御装置2について説明する。ロボット制御装置2は、上位装置1から受信された制御信号に基づいてマニピュレータ200、ワイヤ送給装置300、および溶接電源装置4のそれぞれを制御する。ロボット制御装置2は、通信部20と、プロセッサ21と、メモリ22とを含んで構成される。プロセッサ21は、プログラム編集部23aと、プログラム呼出部23bと、プログラム記憶部23cと、演算部24と、検査装置制御部25と、ロボット制御部26と、溶接電源制御部27と、を含んで構成される。
次に、検査装置3について説明する。検査装置3は、形状検出部500によって取得された溶接箇所ごとの溶接ビードの形状データに基づいて、ワークWkの溶接箇所を検査(判定)する。
図3は、実施の形態1に係るリペア溶接システム1000aによる補修線決定の動作手順例を示すフローチャートである。なお、このフローチャートは、図2に示したシステム構成に基づいている。なお、リペア溶接制御装置は検査装置3であり、補修線決定処理の処理主体は、検査装置3のプロセッサ31であるという前提で説明する。しかし、リペア溶接制御装置はロボット制御装置2であり、補修線決定処理の処理主体は、ロボット制御装置2のプロセッサ21であってもよい。なお、リペア溶接制御装置はこれら以外の装置であっても、後述の補修線決定処理を行い得ることがある。
検査装置3による検査の結果、溶接開始点Aから溶接終了点Bまでの間に、溶接不良箇所C-D(溶接不良開始点Cから、溶接不良終了点Dまで)が発見された場合、プロセッサ31は、リペア溶接を開始すべき溶接開始点をC’と決定する。これを言い換えると、プロセッサ31は、溶接不良開始点Cから、溶接箇所における溶接方向とは反対の方向(前方向)に第1のオフセット距離だけずれた(オフセットさせた)第1の位置(点C’)を、リペア溶接の為の溶接開始点と決定する。同様に、プロセッサ31は、リペア溶接を終了すべき溶接終了点をD’と決定する。すなわち、プロセッサ31は、溶接不良終了点Dから、前記溶接箇所における溶接方向と同じ方向に第2のオフセット距離だけずれた(オフセットさせた)第2の位置(点D’)を、前記リペア溶接の為の溶接終了点と決定する。
・点C’の位置が溶接可能な位置である場合、プロセッサ31は、点C’をリペア溶接の為の溶接開始点と決定する。
・点C’の位置が溶接可能な位置ではない場合、前記第1のオフセット距離を減じる。例えば、前記第1のオフセット距離を半分に減じて、点C’との点Cの間の中間地点を、リペア溶接の為の溶接開始点と決定する。
・点C’の位置が溶接可能な位置ではない場合、溶接開始点Aを、そのまま、リペア溶接の為の溶接開始点と決定する。
例えば以下の通りである。
・点D’の位置が溶接可能な位置である場合、プロセッサ31は、点D’をリペア溶接の為の溶接終了点と決定する。
・点D’の位置が溶接可能な位置ではない場合、前記第2のオフセット距離を減じる。例えば、前記第2のオフセット距離を半分に減じて、点D’との点Dの中間地点を、リペア溶接の為の溶接終了点と決定する。
・点D’の位置が溶接可能な位置ではない場合、溶接終了点Bを、そのまま、リペア溶接の為の溶接終了点と決定する。
また、検査装置3による検査の結果、溶接不良箇所G-H(溶接不良開始点Gから、溶接不良終了点Hまで)が発見されたとする。この溶接不良箇所G-Hは、溶接開始点Eをまたいでいる。この時、プロセッサ31は、リペア溶接を開始すべき溶接開始点をG’と決定する。すなわち、溶接不良開始点Gから、溶接箇所における溶接方向とは反対の方向に第1のオフセット距離だけずれた(オフセットさせた)第1の位置にある点G’を、リペア溶接の為の溶接開始点と決定する。同様に、プロセッサ31は、リペア溶接を終了すべき溶接終了点をH’と決定する。すなわち、溶接不良終了点Hから、溶接箇所における溶接方向と同じ方向に第2のオフセット距離だけずれた(オフセットさせた)第2の位置にある点H’を、リペア溶接の為の溶接終了点と決定する。
検査装置3による検査の結果、溶接不良箇所I-J(溶接不良開始点Iから、溶接不良終了点Jまで)と、溶接不良箇所G-H(溶接不良開始点Gから、溶接不良終了点Hまで)が発見されたとする。2つの不良箇所同士が近いため、溶接不良終了点Jと溶接不良開始点Gとが近接している。
以下、上述の実施の形態1の変形例を示す。実施の形態1においては、リペア溶接の為の溶接開始点が、溶接不良開始点から溶接線に沿って戻ったところ(溶接方向とは反対の方向にオフセットさせた位置)に位置決めされていた。また実施の形態1においては、リペア溶接の為の溶接終了点が、溶接不良終了点から溶接線に沿って進んだところ(溶接方向にオフセットさせた位置)に位置決めされていた。このように、リペア溶接の為の溶接開始点または溶接終了点を、溶接不良開始点または溶接不良終了点からずらす(オフセットさせる)と、本溶接における不良箇所の発生位置によっては、リペア溶接の為の溶接開始点または溶接終了点が元の溶接区間を超えてしまう場合がある。例えば、図4を参照して上述したように、溶接開始点の候補である点C’は、溶接開始点Aよりも前の位置にくることがある。また、溶接終了点の候補である点D’は、溶接終了点Bよりも後の位置にくることがある。さらに、上述のように、溶接は直線以外のパターン(曲線、立体的、等)でも行われ得る。すると、リペア溶接の為の溶接開始点または溶接終了点が元の溶接区間を超えてしまう場合に、当該溶接開始点または溶接終了点をどこに決定するのか、という新たな課題が生じる。この新たな課題に対する解決手段として、実施の形態1の変形例においては、溶接開始点または溶接終了点を決定するための、以下の3つの決定モードが選択的に用いられる。
・第2の決定モード:溶接不良開始点または溶接不良終了点から、本溶接における溶接線が描く図形の形状に沿ってずれた(オフセットさせた)位置を、リペア溶接の為の溶接開始点または溶接終了点と決定する。
・第3の決定モード:溶接不良開始点または溶接不良終了点から、本溶接における溶接線が描く図形の形状に沿ってずれた(オフセットさせた)位置であって、本溶接における溶接ロボットの動作軌跡上の端点まで丸められた位置を、リペア溶接の為の溶接開始点または溶接終了点と決定する。
図7Aは、第1の決定モードを示す概念図であり、図7Bは、第1の決定モードのユースケースを示す概念図である。以下、図7Aおよび図7Bに基づき、第1の決定モードについて詳述する。
図8Aは、第2の決定モードを示す概念図であり、図8Bは、第2の決定モードのユースケースを示す概念図である。以下、図8Aおよび図8Bに基づき、第2の決定モードについて詳述する。
図9Aは、第3の決定モードを示す概念図であり、図9Bは、第3の決定モードのユースケースを示す概念図である。以下、図9Aおよび図9Bに基づき、第3の決定モードについて詳述する。
変形例において、プロセッサ31は、上述の第1~第3の決定モードを選択的に用いて、リペア溶接の為の溶接開始点または溶接終了点を決定してよい。また、リペア溶接の為の溶接開始点の決定に用いる決定モードと、リペア溶接の為の溶接終了点の決定に用いる決定モードは、異なる決定モードであってよい。例えば、本溶接が行われたワークWkにおける、溶接不良開始点の近くに障害物があることを、リペア溶接システム1000(1000a)が備えるカメラ(図示省略)などによって検知した場合、プロセッサ31は第3の決定モードを選択して、リペア溶接の為の溶接開始点を決定してよい。一方、本溶接が行われたワークWkにおける、溶接不良終了点の近くに障害物が無い場合、プロセッサ31は第1または第2の決定モードを選択して、リペア溶接の為の溶接終了点を決定してよい。
2 ロボット制御装置
2a ロボット制御装置
2b ロボット制御装置
3 検査装置
4 溶接電源装置
10 通信部
11 プロセッサ
12 メモリ
13 セル制御部
20 通信部
21 プロセッサ
22 メモリ
23a プログラム編集部
23b プログラム呼出部
23c プログラム記憶部
24 演算部
25 検査装置制御部
26 ロボット制御部
27 溶接電源制御部
30 通信部
31 プロセッサ
32 メモリ
34 形状検出制御部
35 データ処理部
36 判定閾値記憶部
37 判定部
200 マニピュレータ
300 ワイヤ送給装置
301 溶接ワイヤ
400 溶接トーチ
500 形状検出部
1000 リペア溶接システム
1000a リペア溶接システム
MC ロボット
MC1 本溶接ロボット
MC2 検査ロボット
MC3 リペア溶接ロボット
MN1 モニタ
AP 端末装置
RB0 ロボット
ST 外部ストレージ
UI1 インターフェース
Wk ワーク
Claims (8)
- プロセッサを備えたリペア溶接検査装置であって、
前記プロセッサは、
ワークの本溶接における不良箇所の範囲を示す情報であって、前記不良箇所の開始点を示す不良開始点情報と、前記不良箇所の終了点を示す不良終了点情報とを取得し、
前記不良箇所の範囲をすべて含みかつ前記不良箇所の範囲より広い範囲がリペア溶接範囲となるように、前記不良開始点情報が示す位置から、溶接方向とは反対の方向に第1の所定の距離だけずれた第1の位置を、リペア溶接の開始点を示すリペア溶接開始点に、前記不良終了点情報が示す位置から、前記溶接方向に第2の所定の距離だけずれた第2の位置を、前記リペア溶接の終了点を示すリペア溶接終了点に決定し、
前記第1の位置が、前記本溶接における溶接開始位置よりも、前記溶接方向とは反対の方向にある場合、前記本溶接における溶接開始位置を、リペア溶接の為の溶接開始点と決定する、
リペア溶接制御装置。 - 前記プロセッサは、
前記第2の位置が、前記本溶接における溶接終了位置よりも、前記溶接方向にある場合、前記本溶接における溶接終了位置を、リペア溶接の為の溶接開始点と決定する、
請求項1に記載のリペア溶接制御装置。 - プロセッサを備えたリペア溶接検査装置であって、
前記プロセッサは、
ワークの本溶接における不良箇所の範囲を示す情報であって、前記不良箇所の開始点を示す不良開始点情報と、前記不良箇所の終了点を示す不良終了点情報とを取得し、
前記不良箇所の範囲をすべて含みかつ前記不良箇所の範囲より広い範囲がリペア溶接範囲となるように、前記不良開始点情報が示す位置から、溶接方向とは反対の方向に第1の所定の距離だけずれた第1の位置を、リペア溶接の開始点を示すリペア溶接開始点に、前記不良終了点情報が示す位置から、前記溶接方向に第2の所定の距離だけずれた第2の位置を、前記リペア溶接の終了点を示すリペア溶接終了点に決定し、
前記第2の位置が、前記本溶接における溶接終了位置よりも、前記溶接方向にある場合、前記本溶接における溶接終了位置を、リペア溶接の為の溶接開始点と決定する、
リペア溶接制御装置。 - 前記ワークの本溶接箇所の中に、第1の不良箇所と、第1の不良箇所より前記溶接方向に位置する第2の不良箇所とが存在する場合、
前記プロセッサは、少なくとも、前記第1の不良箇所の開始点を示す第1不良開始点情報と、前記第2の不良箇所の終了点を示す第2不良終了点情報と、を取得し、
前記第1不良開始点情報が示す位置から、前記溶接方向とは反対の方向に前記第1の所定の距離だけずれた位置を、前記リペア溶接開始点と決定し、
前記第2不良終了点情報が示す位置から、前記溶接方向に前記第2の所定の距離だけずれた位置を、前記リペア溶接終了点と決定する、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のリペア溶接制御装置。 - プロセッサを備えたリペア溶接検査装置であって、
前記プロセッサは、
ワークの本溶接における不良箇所の範囲を示す情報であって、前記不良箇所の開始点を示す不良開始点情報と、前記不良箇所の終了点を示す不良終了点情報と、を取得し、
前記不良箇所の範囲をすべて含みかつ前記不良箇所の範囲より広い範囲がリペア溶接範囲となるように、
前記不良開始点情報または前記不良終了点情報が示す位置から、前記本溶接における溶接ロボットの動作軌跡に沿ってずれた位置を、リペア溶接の開始点を示すリペア溶接開始点または前記リペア溶接の終了点を示すリペア溶接終了点と決定する、第1の決定モードと、
前記不良開始点情報または前記不良終了点情報が示す位置から、前記本溶接における溶接線が描く図形の形状に沿ってずれた位置を、前記リペア溶接開始点または前記リペア溶接終了点と決定する、第2の決定モードと、
前記不良開始点情報または前記不良終了点情報が示す位置から、前記本溶接における溶接線が描く図形の形状に沿ってずれた位置であって、前記本溶接における溶接ロボットの動作軌跡上の端点まで丸められた位置を、前記リペア溶接開始点または前記リペア溶接終了点と決定する、第3の決定モードのうちの、少なくとも1つ以上の決定モードに従って、前記リペア溶接開始点と前記リペア溶接終了点とを決定する、
リペア溶接制御装置。 - プロセッサを備えた装置による、リペア溶接制御方法であって、
前記プロセッサは、
ワークの本溶接における不良箇所の範囲を示す情報であって、前記不良箇所の開始点を示す不良開始点情報と、前記不良箇所の終了点を示す不良終了点情報とを取得し、
前記不良箇所の範囲をすべて含みかつ前記不良箇所の範囲より広い範囲がリペア溶接範囲となるように、前記不良開始点情報が示す位置から、溶接方向とは反対の方向に第1の所定の距離だけずれた第1の位置を、リペア溶接の開始点を示すリペア溶接開始点に、前記不良終了点情報が示す位置から、前記溶接方向に第2の所定の距離だけずれた第2の位置を、前記リペア溶接の終了点を示すリペア溶接終了点に決定し、
前記第1の位置が、前記本溶接における溶接開始位置よりも、前記溶接方向とは反対の方向にある場合、前記本溶接における溶接開始位置を、リペア溶接の為の溶接開始点と決定する、
リペア溶接制御方法。 - プロセッサを備えた装置による、リペア溶接制御方法であって、
前記プロセッサは、
ワークの本溶接における不良箇所の範囲を示す情報であって、前記不良箇所の開始点を示す不良開始点情報と、前記不良箇所の終了点を示す不良終了点情報とを取得し、
前記不良箇所の範囲をすべて含みかつ前記不良箇所の範囲より広い範囲がリペア溶接範囲となるように、前記不良開始点情報が示す位置から、溶接方向とは反対の方向に第1の所定の距離だけずれた第1の位置を、リペア溶接の開始点を示すリペア溶接開始点に、前記不良終了点情報が示す位置から、前記溶接方向に第2の所定の距離だけずれた第2の位置を、前記リペア溶接の終了点を示すリペア溶接終了点に決定し、
前記第2の位置が、前記本溶接における溶接終了位置よりも、前記溶接方向にある場合、前記本溶接における溶接終了位置を、リペア溶接の為の溶接開始点と決定する、
リペア溶接制御方法。 - プロセッサを備えた装置による、リペア溶接制御方法であって、
前記プロセッサは、
ワークの本溶接における不良箇所の範囲を示す情報であって、前記不良箇所の開始点を示す不良開始点情報と、前記不良箇所の終了点を示す不良終了点情報と、を取得し、
前記不良箇所の範囲をすべて含みかつ前記不良箇所の範囲より広い範囲がリペア溶接範囲となるように、
前記不良開始点情報または前記不良終了点情報が示す位置から、前記本溶接における溶接ロボットの動作軌跡に沿ってずれた位置を、リペア溶接の開始点を示すリペア溶接開始点または前記リペア溶接の終了点を示すリペア溶接終了点と決定する、第1の決定モードと、
前記不良開始点情報または前記不良終了点情報が示す位置から、前記本溶接における溶接線が描く図形の形状に沿ってずれた位置を、前記リペア溶接開始点または前記リペア溶接終了点と決定する、第2の決定モードと、
前記不良開始点情報または前記不良終了点情報が示す位置から、前記本溶接における溶接線が描く図形の形状に沿ってずれた位置であって、前記本溶接における溶接ロボットの動作軌跡上の端点まで丸められた位置を、前記リペア溶接開始点または前記リペア溶接終了点と決定する、第3の決定モードのうちの、少なくとも1つ以上の決定モードに従って、前記リペア溶接開始点と前記リペア溶接終了点とを決定する、
リペア溶接制御方法。
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