JP7437176B2 - Welding equipment and welding method - Google Patents
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Description
本開示は、溶接装置に関するものである。 The present disclosure relates to a welding device.
従来より、溶接トーチの先端を母材のコーナー部に沿って回転移動させる回し溶接が行われている。 Conventionally, rotary welding has been performed by rotating the tip of a welding torch along a corner of a base material.
回し溶接では、母材の直線部の溶接と同じく、母材のコーナー部においても可能な限り溶接ビード幅を一定に保つことが求められている。 In rotary welding, it is required to keep the weld bead width as constant as possible at the corner portions of the base material as well as when welding the straight portions of the base material.
したがって、溶接トーチの進行方向が変化する際の溶接電流や溶接トーチの移動速度を制御する方式が提案されている（特許文献１参照）。 Therefore, a method has been proposed for controlling the welding current and the moving speed of the welding torch when the direction of movement of the welding torch changes (see Patent Document 1).
一方、溶接ビードの品質の低下を抑制するために溶接線に対して溶接トーチを揺動するウィービング動作を実行する溶接装置が提案されている。 On the other hand, a welding device has been proposed that performs a weaving operation in which a welding torch is oscillated relative to a weld line in order to suppress deterioration in the quality of the weld bead.
この点で、従来の方式では、溶接装置によりウィービング動作を実行しながら回し溶接をする場合、溶接線を単純に母線に沿わせると、コーナー部における溶接ビードの形状（溶接品質の一つ）を整えるのに難があった。 In this regard, in the conventional method, when welding is performed while performing a weaving operation using a welding device, if the weld line is simply placed along the generatrix line, the shape of the weld bead at the corner (one of the weld quality) It was difficult to arrange it.
本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ウィービング動作を実行しながら回し溶接をする場合に、コーナー部における溶接品質を向上させることが可能な溶接装置および溶接方法を提供することである。 The present disclosure has been made in view of the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a welding device and a welding method that can improve welding quality at corner portions when performing rotation welding while performing a weaving operation. The goal is to provide the following.
本開示の溶接装置は、溶接処理を実行する溶接トーチと、溶接トーチを溶接線に対してウィービング動作させる駆動部と、コーナー部の溶接において、溶接トーチの位置に応じて溶接線の進行方向に対するウィービングの振幅方向を変化させるように駆動部に指示するコントローラとを備える。 The welding device of the present disclosure includes a welding torch that performs a welding process, a drive unit that weaves the welding torch with respect to the welding line, and a welding unit that performs a weaving operation with respect to the welding line in accordance with the position of the welding torch when welding a corner portion. and a controller that instructs the drive unit to change the amplitude direction of weaving.
本開示の溶接方法は、溶接処理を実行する溶接トーチを溶接線に対してウィービング動作させるステップと、コーナー部の溶接において、溶接トーチの位置に応じて溶接線の進行方向に対するウィービングの振幅方向を変化させるステップとを備える。 The welding method of the present disclosure includes a step of weaving a welding torch with respect to a welding line, and a step of weaving a welding torch with respect to a welding line, and controlling the amplitude direction of weaving with respect to the traveling direction of the welding line according to the position of the welding torch in welding a corner part. and a step of changing.
以上説明したように本開示の溶接装置および溶接方法によれば、ウィービング動作を実行しながら回し溶接をする場合に、コーナー部における溶接品質を向上させることが可能である。 As described above, according to the welding apparatus and welding method of the present disclosure, it is possible to improve the welding quality at the corner portion when performing rotation welding while performing the weaving operation.
実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰り返さない。 Embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same reference numerals are attached to the same or corresponding parts in the figures, and the description thereof will not be repeated.
＜溶接装置の全体構成＞
図１は、実施形態に基づく溶接装置１を説明する図である。
<Overall configuration of welding equipment>
FIG. 1 is a diagram illustrating a
図１を参照して、実施形態に基づく溶接装置１は、工場内の床面などに据え付けられた溶接ロボット２０と、溶接電源装置１３と、溶接制御装置１０と、ワイヤ送給装置４０と、溶接電流計測器５０とを備えている。ここで、溶接ロボット２０は、溶接ワイヤＷと部材１００との間に発生させたアーク放電による熱を利用して溶接を行うためのアーク溶接ロボットである。溶接ロボット２０は、各々が所定の方向に回動する複数の関節を介して連結された連結アーム２１と、連結アーム２１の先端部に取り付けられた溶接トーチ３０と、連結アーム２１を動作させて溶接トーチ３０を移動させるアクチュエータ２２とを備えた多関節型ロボットである。ワイヤ送給装置４０は、アーク溶接が行われる際に、所定の速度で溶接ワイヤＷを繰り出し、溶接トーチ３０に供給されるように構成されている。
Referring to FIG. 1, a
溶接制御装置１０は、溶接ロボット２０および溶接電源装置１３の動作制御を行うために設けられている。
溶接制御装置１０は、複数の機能ブロックを有する。具体的には、溶接制御装置１０は、溶接電源制御部１１と、溶接制御部１４と、記憶部６２と、ロボット動作制御部１５と、Ａ／Ｄ変換部１２と、設定部６４とを含む。
記憶部６２は、各種のプログラムおよびデータを記憶する。
設定部６４は、外部から入力されるパラメータおよびティーチング処理に従って溶接トーチ３０の軌跡を設定する。
The
The
溶接制御部１４は、記憶部６２に格納されているプログラムに基づいて溶接動作を実行する。溶接制御部１４は、記憶部６２に格納されている溶接条件および設定部６４で設定された軌跡に基づいて溶接動作を実行するために各部に対する各種指示を出力する。
The
溶接電源制御部１１は、溶接制御部１４からの指示に従って溶接電源装置１３に対して、アークを制御するための指令信号を出力する。指令信号は、溶接ワイヤＷの送給速度を規定する指令電流信号と、アークの両端間の電圧を規定する指令電圧信号とを含む。
The welding power
溶接電源装置１３は、溶接制御装置１０からの制御指令に基づいて所定の動作を行うように構成されている。
The welding
溶接電源装置１３は、ワイヤ送給装置４０から繰り出される溶接ワイヤＷの供給速度を制御する機能を有するとともに、給電ケーブルＣＢ（＋）およびＣＢ（－）を用いて溶接トーチ３０および部材１００間に所定の大きさの電力（入熱）を供給する機能を有している。具体的には、溶接電圧印加用の給電ケーブルＣＢ（＋）がワイヤ送給装置４０と接続され、給電ケーブルＣＢ（－）が部材１００と接続される。溶接電源装置１３は、溶接電源制御部１１からの指令信号に対応して調整された電力をワイヤ送給装置４０に出力して、溶接ワイヤＷと部材１００との間にアーク放電を発生させるように構成されている。
The welding
溶接電流計測器５０は、給電ケーブルＣＢ（－）側に設けられ、溶接動作が行われている際の溶接電流を計測する。溶接電流計測器５０は、計測結果を溶接制御装置１０にフィードバックする。Ａ／Ｄ変換部１２は、溶接電流計測器５０からのアナログ信号をデジタル信号に変換して、溶接制御部１４に出力する。
The welding
溶接電源制御部１１は、溶接制御部１４からの指示に従って溶接電源装置１３に対してワイヤ送給装置４０から繰り出される溶接ワイヤＷの供給速度を調整するための指令電流信号を出力する。指令電流信号は電流値を指令する。溶接ワイヤＷの供給速度は、指令の電流値により規定される。ワイヤ送給装置４０は、溶接電源装置１３からの指令電流信号に従って溶接ワイヤＷの供給速度を調整する。
Welding power
ロボット動作制御部１５は、溶接制御部１４からの指示に従ってアクチュエータ２２を制御する。ロボット動作制御部１５は、アクチュエータ２２に対して溶接トーチ３０を位置制御するための動作指令を出力する。アクチュエータ２２は、溶接制御装置１０から送信された動作指令に基づいて連結アーム２１および溶接トーチ３０を動作させ、溶接トーチ３０を所定の位置に動作させる。
Robot
なお、溶接電源制御部１１、溶接トーチ３０、アクチュエータ２２およびロボット動作制御部１５は、本開示の「溶接トーチ」、「駆動部」および「コントローラ」の一例である。
Note that the welding
＜回し溶接＞
図２は、実施形態に従う回し溶接について説明する図である。
<Rotary welding>
FIG. 2 is a diagram illustrating rotary welding according to the embodiment.
図２に示されるように、回し溶接は、部材１００Ａと部材１００Ｂとを溶接する際のコーナー部の溶接である。本例においては、コーナー部に沿う溶接線に従って溶接トーチ３０を移動させたことにより溶接ビード２００が形成される場合が示されている。溶接線は、ビード或いは溶接部を示す仮想の一つの線である。溶接線は、ウィ－ビング中心において溶接ワイヤＷの先端が動作すべき目標軌跡である。溶接線は、通常、被溶接個所である部材１００Ａと部材１００Ｂの境界線に一定の間隔で離れて沿う線である。
As shown in FIG. 2, round welding is welding of a corner portion when welding the
図３は、比較例として通常のウィービング動作で廻し溶接を実行する場合を説明する図である。 FIG. 3 is a diagram illustrating a case where rotary welding is performed using a normal weaving operation as a comparative example.
図３（Ａ）には、部材１００Ａと部材１００Ｂとを溶接する際のコーナー部の目標とする溶接ビード２００の形状が示されている。当該溶接ビード２００の形状は、部材１００Ａおよび部材１００Ｂの上から上視した場合が示されている。
FIG. 3(A) shows the shape of a
図３（Ｂ）には、目標とする溶接ビード２００を形成するために溶接トーチ３０の位置の軌跡を設定するティーチング処理を実行する場合が示されている。
FIG. 3B shows a case where a teaching process is executed to set the locus of the position of the
具体的には、複数のティーチング地点ＡＰを設定する。ティーチング地点間を結んだ線が溶接線３０２に設定される。本例においては、コーナー部における折れ曲がり点により溶接線３０２の方向が変化する場合が示されている。
Specifically, multiple teaching points AP are set. A line connecting the teaching points is set as a
図３（Ｃ）には、溶接線３０２に対してウィービング動作を実行する場合の溶接トーチ３０の軌跡が示されている。
FIG. 3C shows a trajectory of the
溶接トーチ３０は、溶接線３０２に対して垂直方向に揺動するとともに、所定の進行速度で進行するため波打った形状の軌跡となる。
The
溶接線３０２が変化する折れ曲がり点でウィービング動作の振幅方向は変化する。本例においては溶接線３０２が折れ曲がり点で９０°変化するためウィービング動作の振幅方向も折れ曲がり点で９０°変化する。
The amplitude direction of the weaving operation changes at the bending point where the
したがって、コーナー部の折れ曲がり点におけるウィービング動作の振幅方向の急峻な変化により溶接トーチ３０の軌跡が急峻に変化する。
Therefore, the locus of the
具体的には、コーナー部の折れ曲がり点付近のウィービング動作による溶接トーチ３０の軌跡の連続性が維持されなくなる。コーナー部の折れ曲がり点付近の周囲領域の一部において溶接トーチ３０が移動しない領域が生じる。
Specifically, the continuity of the trajectory of the
図３（Ｄ）には、コーナー部の溶接ビード２１０の形状が示されている。コーナー部の折れ曲がり点付近の周囲領域の一部において溶接トーチ３０が移動しない領域が生じるため、溶接ビード２１０が一部欠損した形状となる。したがって、コーナー部における溶接ビード２１０の形状は不均一となるため溶接品質が低下する可能性がある。
FIG. 3(D) shows the shape of the
図４は、実施形態に従うウィービング動作で廻し溶接を実行する場合を説明する図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating a case where rotary welding is performed by a weaving operation according to the embodiment.
図４（Ａ）には、部材１００Ａと部材１００Ｂとを溶接する際のコーナー部の目標とする溶接ビード２００の形状が示されている。当該溶接ビード２００の形状は、部材１００Ａおよび部材１００Ｂの上から上視した場合が示されている。
FIG. 4(A) shows the shape of a
図４（Ｂ）には、目標とする溶接ビード２００を形成するために溶接トーチ３０の位置の軌跡を設定するティーチング処理を実行する場合が示されている。
FIG. 4(B) shows a case where a teaching process is executed to set the locus of the position of the
具体的には、複数のティーチング地点ＡＰを設定する。ティーチング地点間を結んだ線が溶接線３０２に設定される。本例においては、コーナー部における折れ曲がり点により溶接線３０２の方向が変化する場合が示されている。
Specifically, multiple teaching points AP are set. A line connecting the teaching points is set as a
図４（Ｃ）には、溶接線３０２に対してウィービング動作を実行する場合の溶接トーチ３０の軌跡が示されている。
FIG. 4C shows a trajectory of the
溶接トーチ３０は、溶接線３０２に対して垂直方向に揺動するとともに、所定の進行速度で進行するため波打った形状の軌跡となる。
The
本例においては、溶接トーチ３０の位置は、溶接線に対して揺動するウィービング動作の基準点とする。
In this example, the position of the
実施形態においては、コーナー部の溶接において、溶接トーチ３０の位置に応じて溶接線３０２の進行方向に対するウィービングの振幅方向を変化させる。
In the embodiment, when welding a corner portion, the amplitude direction of weaving with respect to the advancing direction of the
具体的には、溶接線３０２の方向が変化する前の位置からコーナー部の溶接トーチ３０の位置に応じて溶接線３０２の進行方向に対する溶接トーチ３０のウィービングの振幅方向を徐々に変化させる。
Specifically, the amplitude direction of the weaving of the
一例として、溶接トーチ３０の位置がコーナー部の溶接線３０２の方向が変化する折れ曲がり点よりも前の位置から折れ曲がり点に移動するまでの所定区間の間に溶接線３０２の進行方向に対するウィービングの振幅方向を垂直方向から４５°傾斜するように徐々に変化させる。
As an example, the amplitude of weaving with respect to the advancing direction of the
そして、溶接トーチ３０の位置がコーナー部の溶接線３０２の方向が変化する折れ曲がり点から変化した後の位置に移動するまでの所定区間の間に溶接線３０２の進行方向に対するウィービングの振幅方向を垂直方向から４５°傾斜した位置から垂直方向となるように徐々に変化させる。
Then, during a predetermined period when the position of the
コーナー部の溶接線３０２の方向が変化する前の位置および溶接線３０２の方向が変化した後の位置において、溶接トーチ３０の位置に応じて溶接線３０２の進行方向に対するウィービングの振幅方向を徐々に変化させることにより、折れ曲がり点付近のウィービングの振幅方向の急峻な変化を抑制することが可能である。
At the position before the direction of the
これによりコーナー部の折れ曲がり点付近のウィービング動作による溶接トーチ３０の軌跡の連続性が維持される。したがって、コーナー部の折れ曲がり点付近の周囲領域全体において溶接トーチ３０が移動する。
This maintains the continuity of the trajectory of the
図４（Ｄ）には、コーナー部の溶接ビード２２０の形状が示されている。コーナー部の折れ曲がり点付近の周囲領域全体において溶接トーチ３０が移動するため、コーナー部における溶接ビードの形状は均一となるため溶接品質を維持することが可能となる。
FIG. 4(D) shows the shape of the
＜振幅調整＞
図５は、実施形態に従うコーナー部における溶接トーチ３０のウィービングの振幅調整について説明する図である。
<Amplitude adjustment>
FIG. 5 is a diagram illustrating amplitude adjustment of weaving of the
図５（Ａ）には、コーナー部における溶接トーチ３０のウィービングの振幅調整の例が示されている。
FIG. 5A shows an example of adjusting the amplitude of weaving of the
本例においては、溶接トーチ３０が溶接線３０２に対するティーチング地点ＡＰ０からティーチング地点ＡＰ1（折れ曲がり点）を経由してティーチング地点ＡＰ2に移動する場合が示されている。
In this example, a case is shown in which the
図５（Ｂ）には、コーナー部における溶接トーチ３０のウィービングの振幅変化を拡大した場合が示されている。
FIG. 5(B) shows an enlarged example of the amplitude change of weaving of the
ティーチング地点ＡＰ1を含むコーナー部においては、ウィービングの振幅を直線部の振幅よりも大きくする。 In the corner portion including the teaching point AP 1 , the amplitude of weaving is made larger than the amplitude in the straight portion.
溶接トーチ３０の位置に応じて溶接線３０２の進行方向に対するウィービングの振幅方向を徐々に変化させる。
The amplitude direction of weaving relative to the advancing direction of the
具体的には、溶接線３０２の進行方向に対するウィービングの振幅方向を垂直方向から傾斜した傾斜角度θに従ってウィービングの振幅を変化させる。
Specifically, the amplitude of the weaving is changed according to the inclination angle θ, which is an angle of inclination of the amplitude direction of the weaving with respect to the direction of movement of the
実施形態に従うコーナー部の溶接において、溶接トーチ３０の位置に応じて溶接線３０２に直交する方向の溶接トーチ３０のウィービングの振幅が直線部の溶接線３０２における溶接トーチ３０のウィービングの振幅と同じになるように設定する。
In welding the corner portion according to the embodiment, the amplitude of weaving of the
コーナー部の振幅Ａｍｐに対して、Ａｍｐ×ｃｏｓθが直線部の振幅Ａｍｐｓと等しくなるように設定する。 The amplitude Amp of the corner portion is set so that Amp×cos θ is equal to the amplitude Amps of the straight portion.
これにより、コーナー部の溶接において、ウィービングの振幅方向を垂直方向から傾斜させた場合であっても溶接ビードの幅を溶接線の進行方向に対して直線部と同じ幅に一定に維持することが可能となる。 This makes it possible to maintain the width of the weld bead constant to the same width as the straight part in the welding line progress direction even when the weaving amplitude direction is inclined from the vertical direction when welding a corner part. It becomes possible.
図６は、実施形態に従うコーナー部における溶接トーチ３０のウィービングの振幅変化を説明する概念図である。
FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a change in the amplitude of weaving of the
図６を参照して、本例においては、溶接トーチ３０がティーチング地点ＡＰ0からティーチング地点ＡＰ2に移動する場合のウィービングの振幅変化が示されている。
Referring to FIG. 6, in this example, a change in the amplitude of weaving is shown when welding
コーナー部において、溶接トーチ３０が折れ曲がり点であるティーチング地点ＡＰ1に近づくに従って直線部の振幅から徐々にウィービングの振幅が増加する。溶接トーチ３０のウィービングの振幅は、ティーチング地点ＡＰ1（折れ曲がり点）で最大になる。そして、溶接トーチ３０が折れ曲がり点であるティーチング地点ＡＰ1から遠ざかるに従ってウィービングの振幅が徐々に減少して、直線部の振幅と同じ振幅に戻る。
At the corner portion, as the
＜速度調整＞
図７は、実施形態に従うコーナー部における溶接トーチ３０の進行速度の調整について説明する図である。
<Speed adjustment>
FIG. 7 is a diagram illustrating adjustment of the advancing speed of the
図７を参照して、本例においては、溶接トーチ３０が溶接線３０２に対するティーチング地点ＡＰ0からティーチング地点ＡＰ1（折れ曲がり点）を経由してティーチング地点ＡＰ2に移動する場合の速度の変化が示されている。
Referring to FIG. 7, in this example, the change in speed when welding
実施形態に従うコーナー部の溶接において、溶接トーチ３０の進行速度を調整する。
一例として、ティーチング地点ＡＰ1を含むコーナー部においては、溶接トーチ３０の進行速度を直線部の進行速度よりも遅くする。
In welding the corner portion according to the embodiment, the advancing speed of the
As an example, in the corner portion including the teaching point AP 1 , the traveling speed of the
溶接トーチ３０の位置に応じて溶接線３０２の進行方向に対する溶接トーチ３０の進行速度を徐々に変化させる。溶接トーチ３０の位置は、溶接線に対して揺動するウィービング動作の基準点とする。
The advancing speed of the
コーナー部において、溶接トーチ３０の位置が折れ曲がり点であるティーチング地点ＡＰ1に近づくに従って、溶接トーチ３０の進行速度を直線部の進行速度から徐々に減少させる。溶接トーチ３０の進行速度は、ティーチング地点ＡＰ1（折れ曲がり点）で最小になる。そして、溶接トーチ３０の位置が折れ曲がり点であるティーチング地点ＡＰ1から遠ざかるに従って溶接トーチ３０の進行速度を徐々に増加させる。そして、溶接トーチ３０の進行速度は、直線部の溶接トーチ３０の進行速度に戻る。
In the corner portion, as the position of the
コーナー部の溶接においては溶接ビードの形状が変化するため、直線部の溶接と異なる溶接金属量を供給してもよい。 Since the shape of the weld bead changes when welding a corner portion, a different amount of weld metal may be supplied than when welding a straight portion.
この点で、コーナー部の外側の溶接においては、溶接ビードを形成する溶接金属がコーナー部の外側に円弧状に広がるため直線部の溶接よりも溶接金属量を増加させるようにしてもよい。具体的には、溶接トーチ３０の進行速度を直線部の溶接トーチ３０の進行速度よりも遅くすることにより溶接金属量を増加させることが可能である。
In this regard, in welding outside a corner part, the weld metal forming the weld bead spreads in an arc shape outside the corner part, so the amount of weld metal may be increased compared to welding a straight part. Specifically, it is possible to increase the amount of weld metal by making the advancing speed of the
一方で、コーナー部の内側の溶接においては、溶接ビードを形成する溶接金属がコーナー部の内側に溜まるため直線部の溶接よりも溶接金属量を減少させるようにしてもよい。具体的には、溶接トーチ３０の進行速度を直線部の溶接トーチ３０の進行速度よりも早くすることにより溶接金属量を減少させることが可能である。
On the other hand, in welding inside a corner part, the amount of weld metal forming a weld bead accumulates inside the corner part, so the amount of weld metal may be reduced more than in welding a straight part. Specifically, it is possible to reduce the amount of weld metal by making the advancing speed of the
＜ティーチング設定処理＞
図８は、実施形態に従うティーチング設定処理について説明する図である。
<Teaching setting process>
FIG. 8 is a diagram illustrating teaching setting processing according to the embodiment.
図８を参照して、本例においては、４つのティーチング地点が設定されている場合について説明する。具体的には、ティーチング地点ＡＰn-2と、ティーチング地点ＡＰn-1と、ティーチング地点ＡＰnと、ティーチング地点ＡＰn+1とを設定する。 With reference to FIG. 8, a case will be described in which four teaching points are set in this example. Specifically, a teaching point AP n-2 , a teaching point AP n-1 , a teaching point AP n , and a teaching point AP n+1 are set.
一例として、ｎは、２以上の任意の値である。ティーチング地点間を順番に結ぶことにより溶接線Ｌが設定される。 As an example, n is an arbitrary value of 2 or more. The welding line L is set by sequentially connecting the teaching points.
ティーチング地点ＡＰn-2とティーチング地点ＡＰn-1との間の溶接線Ｌｎ－１の区間を移動区間Ｍｎ－１とする。ティーチング地点ＡＰn-1とティーチング地点ＡＰnとの間の溶接線Ｌｎの区間を移動区間Ｍｎとする。ティーチング地点ＡＰnとティーチング地点ＡＰn+1との間の溶接線Ｌｎ＋１の区間を移動区間Ｍｎ＋１とする。
The section of welding line Ln-1 between teaching point AP n-2 and teaching point AP n-1 is defined as moving section Mn-1. The section of the welding line Ln between the teaching point AP n-1 and the teaching point AP n is defined as a moving section Mn. The section of welding line Ln +1 between teaching point AP n and teaching point
次に、移動区間における基準ベクトルを設定する。移動区間Ｍｎ－１における基準ベクトルＱｎ－１は、溶接線Ｌｎ－１に対して垂直なベクトルである。 Next, a reference vector for the moving section is set. Reference vector Qn-1 in movement section Mn-1 is a vector perpendicular to welding line Ln-1.
移動区間Ｍｎにおける基準ベクトルＱｎは、溶接線Ｌｎに対して垂直なベクトルである。 The reference vector Qn in the movement section Mn is a vector perpendicular to the welding line Ln.
移動区間Ｍｎ＋１における基準ベクトルＱｎ＋１は、溶接線Ｌｎ＋１に対して垂直なベクトルである。 Reference vector Qn+1 in moving section Mn+1 is a vector perpendicular to welding line Ln+1.
ある任意のティーチング地点ＡＰに対して隣接する移動区間Ｍの基準ベクトルＱ同士を比較する。隣接する移動区間Ｍの基準ベクトルＱ同士が同一である場合には、ある任意のティーチング地点ＡＰを介して隣接する移動区間Ｍは直線部を形成する。 Reference vectors Q of adjacent movement sections M for a certain arbitrary teaching point AP are compared. When the reference vectors Q of adjacent moving sections M are the same, the moving sections M adjacent to each other via a certain arbitrary teaching point AP form a straight line part.
一方、隣接する移動区間Ｍの基準ベクトルＱがそれぞれ異なる場合には、あるティーチング地点ＡＰは折れ曲がり点であり、隣接する移動区間Ｍは、当該ティーチング地点ＡＰを介してコーナー部を形成する。 On the other hand, when the reference vectors Q of adjacent moving sections M are different from each other, a certain teaching point AP is a turning point, and the adjacent moving sections M form a corner section via the teaching point AP.
隣接する移動区間Ｍの基準ベクトルＱ同士の角度がコーナー部の角度θとなる。コーナー部の角度θは、隣接する移動区間Ｍの進行方向の折れ曲がり角度と同じである。 The angle between the reference vectors Q of adjacent moving sections M becomes the angle θ of the corner portion. The angle θ of the corner portion is the same as the bending angle of the adjacent moving section M in the traveling direction.
本例においては、ティーチング地点ＡＰn-1において、隣接する移動区間Ｍｎ－１の基準ベクトルＱｎと移動区間Ｍｎの基準ベクトルＱｎとを比較した場合、基準ベクトル同士が異なる。したがって、移動区間Ｍｎ－１および移動区間Ｍｎは、ティーチング地点ＡＰn-1を介してコーナー部を形成する。 In this example, when comparing the reference vector Qn of the adjacent moving section Mn-1 and the reference vector Qn of the moving section Mn at the teaching point AP n-1 , the reference vectors are different. Therefore, the moving section Mn-1 and the moving section Mn form a corner portion via the teaching point AP n-1 .
ティーチング地点ＡＰがコーナー部を形成する場合に、隣接する移動区間Ｍは、ウィービングの振幅方向を補正する補正区間をそれぞれ有する。 When the teaching point AP forms a corner portion, the adjacent moving sections M each have a correction section for correcting the amplitude direction of weaving.
本例においては、移動区間の前半に補正する区間を補正前半区間に設定する。また、移動区間の後半に補正する区間を補正後半区間に設定する。 In this example, the section to be corrected in the first half of the movement section is set as the correction first half section. Further, the section to be corrected in the latter half of the movement section is set as the correction latter half section.
補正区間は、一例としてウィービングの振幅Ａｍｐを基準に設定する。
本例においては、コーナー部におけるティーチング地点ＡＰn-1から振幅Ａｍｐ前までの区間を移動区間Ｍｎ－１の補正後半区間に設定する。コーナー部におけるティーチング地点ＡＰn-1から振幅Ａｍｐ後までの区間を移動区間Ｍｎの補正前半区間に設定する。コーナー部におけるティーチング地点ＡＰnから振幅Ａｍｐ前までの区間を移動区間Ｍｎの補正後半区間に設定する。コーナー部におけるティーチング地点ＡＰnから振幅Ａｍｐ後までの区間を移動区間Ｍｎ＋１の補正前半区間に設定する。
The correction section is set based on the weaving amplitude Amp, for example.
In this example, the section from the teaching point AP n-1 in the corner section to before the amplitude Amp is set as the second half section of the correction of the moving section Mn-1. The section from the teaching point AP n-1 to after the amplitude Amp in the corner portion is set as the first half section of the correction of the moving section Mn. The section from the teaching point AP n to before the amplitude Amp in the corner portion is set as the correction latter half section of the moving section Mn. The section from the teaching point AP n to after the amplitude Amp in the corner section is set as the first half section of the correction of the movement section Mn+1.
補正区間において、溶接トーチ３０の位置に応じて溶接線の進行方向に対するウィービングの振幅方向を変化させる。
In the correction section, the amplitude direction of weaving with respect to the advancing direction of the welding line is changed according to the position of the
移動区間Ｍの補正後半区間において、溶接トーチ３０の位置に応じて溶接線の進行方向に対するウィービングの振幅方向を溶接線に対して垂直方向から徐々に変化させる。溶接トーチ３０の位置に応じて溶接線の進行方向に対するウィービングの振幅方向を垂直方向からコーナー部の角度θの１／２傾斜した方向に徐々に変化させる。
In the second half of the correction section of the moving section M, the amplitude direction of weaving with respect to the advancing direction of the welding line is gradually changed from the direction perpendicular to the welding line according to the position of the
次の移動区間Ｍの補正前半区間において、溶接トーチ３０の位置に応じて溶接線の進行方向に対するウィービングの振幅方向を溶接線に対してコーナー部の角度θの１／２傾斜した方向から徐々に変化させる。溶接トーチ３０の位置に応じて溶接線の進行方向に対するウィービングの振幅方向をコーナー部の角度θの１／２傾斜した方向から垂直方向に徐々に変化させる。
In the first half of the correction period of the next movement section M, the amplitude direction of weaving with respect to the advancing direction of the welding line is gradually changed from a direction inclined by 1/2 of the angle θ of the corner part with respect to the welding line, depending on the position of the
移動区間Ｍｎ－１の補正後半区間において、溶接トーチ３０の位置に応じて溶接線の進行方向に対するウィービングの振幅方向を垂直方向からコーナー部の角度θｎ－１の１／２傾斜した方向に徐々に変化させる。
In the second half of the correction period of the movement section Mn-1, the amplitude direction of weaving with respect to the advancing direction of the welding line is gradually changed from the vertical direction to a direction tilted by 1/2 of the corner angle θn-1 according to the position of the
移動区間Ｍｎの補正前半区間において、溶接トーチ３０の位置に応じて溶接線の進行方向に対するウィービングの振幅方向をコーナー部の角度θｎ－１の１／２傾斜した方向から垂直方向に徐々に変化させる。
In the first half of the correction period of the movement section Mn, the amplitude direction of weaving with respect to the advancing direction of the welding line is gradually changed from a direction inclined by 1/2 of the angle θn-1 of the corner portion to a vertical direction according to the position of the
移動区間Ｍｎの補正後半区間において、溶接トーチ３０の位置に応じて溶接線の進行方向に対するウィービングの振幅方向を垂直方向からコーナー部の角度θｎの１／２傾斜した方向に徐々に変化させる。
In the second half of the correction section of the movement section Mn, the amplitude direction of weaving with respect to the advancing direction of the welding line is gradually changed from the vertical direction to a direction inclined by 1/2 of the angle θn of the corner portion according to the position of the
移動区間Ｍｎ＋１の補正前半区間において、溶接トーチ３０の位置に応じて溶接線の進行方向に対するウィービングの振幅方向をコーナー部の角度θｎの１／２傾斜した方向から垂直方向に徐々に変化させる。
In the first half of the correction period of the movement section Mn+1, the amplitude direction of weaving with respect to the advancing direction of the welding line is gradually changed from a direction inclined by 1/2 of the angle θn of the corner portion to a vertical direction according to the position of the
コーナー部の溶接線の方向が変化する前の補正区間および溶接線の方向が変化した後の補正区間において、溶接トーチ３０の位置に応じて溶接線の進行方向に対する溶接トーチ３０のウィービングの振幅方向を徐々に変化させる。
In the correction section before the direction of the welding line at the corner part changes and in the correction section after the direction of the welding line changes, the amplitude direction of weaving of the
これにより、コーナー部のウィービング動作の振幅方向の急峻な変化が抑制される。図４で説明したようにコーナー部のウィービング動作による溶接トーチ３０の軌跡の連続性が維持される。コーナー部の周囲領域全体において溶接トーチ３０が移動するため、コーナー部における溶接ビードの形状は均一となるため溶接品質を維持することが可能となる。
This suppresses a steep change in the amplitude direction of the weaving operation at the corner portion. As explained in FIG. 4, the continuity of the trajectory of the
＜動作フロー＞
図９は、実施形態に従う溶接装置１の溶接ロボット２０の制御について説明するフロー図である。
<Operation flow>
FIG. 9 is a flow diagram illustrating control of the
図９を参照して、溶接装置１は、溶接トーチ３０の軌跡を設定するティーチング処理を実行する（ステップＳ２）。
Referring to FIG. 9,
具体的には、設定部６４は、後述するティーチング処理を実行する。
溶接装置１は、ティーチング処理で設定した溶接トーチ３０の軌跡に関する情報に基づいてロボット動作処理を実行する（ステップＳ４）。
Specifically, the setting
具体的には、ロボット動作制御部１５は、ティーチング処理で設定した溶接トーチ３０の軌跡に関する情報に基づいて後述するロボット動作処理を実行する。
Specifically, the robot
そして、処理を終了する（エンド）。
図１０は、実施形態に従うティーチング処理のサブフローを説明する図である。
Then, the process ends (end).
FIG. 10 is a diagram illustrating a subflow of the teaching process according to the embodiment.
図１０を参照して、設定部６４は、ティーチング地点ＡＰを設定する（ステップＳ１０）。具体的には、複数のティーチング地点ＡＰ（ＡＰ0，ＡＰ1，・・・，ＡＰn）を設定する。例えば、ユーザのデータ入力に基づいて複数のティーチング地点ＡＰ（ＡＰ0，ＡＰ1，・・・，ＡＰn）を設定してもよいし、いわゆるティーチングプレイバック方式を用いてティーチング地点ＡＰを設定してもよい。
Referring to FIG. 10, setting
次に、設定部６４は、溶接線Ｌを設定する（ステップＳ１１）。具体的には、複数のティーチング地点ＡＰ（ＡＰ0，ＡＰ1，・・・，ＡＰn）間を結んだ溶接線Ｌ（Ｌ１，・・・，Ｌｎ）を設定する。
Next, the setting
次に、設定部６４は、移動区間Ｍを設定する（ステップＳ１２）。具体的には、移動区間Ｍ（Ｍ１，・・・，Ｍｎ）を設定する。
Next, the setting
次に、設定部６４は、移動区間Ｍの基準ベクトルＱを設定する（ステップＳ１４）。具体的には、移動区間Ｍ（Ｍ１，・・・，Ｍｎ）にそれぞれ対応して溶接線Ｌ（Ｌ１，・・・，Ｌｎ）に対して垂直な基準ベクトルＱ（Ｑ１，・・・，Ｑｎ）を設定する。
Next, the setting
次に、設定部６４は、コーナー部の判定を実行する（ステップＳ１５）。具体的には、ある任意のティーチング地点ＡＰnに対して隣接する移動区間Ｍｎの基準ベクトルＱｎと移動区間Ｍｎ＋１の基準ベクトルＱｎ＋１とを比較する。ある任意のティーチング地点ＡＰnに対して隣接する移動区間Ｍｎの基準ベクトルＱｎと移動区間Ｍｎ＋１の基準ベクトルＱｎ＋１とを比較した場合に、隣接する移動区間Ｍの基準ベクトルＱ同士が同一である場合には、ティーチング地点ＡＰnを介して隣接する移動区間Ｍｎおよび移動区間Ｍｎ＋１は直線部を形成している。したがって、コーナー部は形成されていない。
Next, the setting
一方、ある任意のティーチング地点ＡＰnに対して隣接する移動区間Ｍｎの基準ベクトルＱｎと移動区間Ｍｎ＋１の基準ベクトルＱｎ＋１とを比較した場合に、隣接する移動区間Ｍの基準ベクトルＱ同士が異なる場合には、ティーチング地点ＡＰnを介して隣接する移動区間Ｍｎおよび移動区間Ｍｎ＋１はコーナー部を形成している。この場合、ティーチング地点ＡＰnがコーナー部を形成すると判定してコーナー部の角度θおよび補正区間を設定する。 On the other hand, when comparing the reference vector Qn of the adjacent moving section Mn and the reference vector Qn+1 of the moving section Mn+1 for a certain arbitrary teaching point AP n , if the reference vectors Q of the adjacent moving sections M are different from each other, , the moving section Mn and the moving section Mn+1 adjacent to each other via the teaching point AP n form a corner portion. In this case, it is determined that the teaching point AP n forms a corner, and the angle θ and correction section of the corner are set.
次に、設定部６４は、コーナー部の角度θを設定する（ステップＳ１６）。
具体的には、ある任意のティーチング地点ＡＰnがコーナー部を形成する場合、隣接する移動区間Ｍｎの基準ベクトルＱｎと移動区間Ｍｎ＋１の基準ベクトルＱｎ＋１との角度がコーナー部の角度θとなる。コーナー部の角度θは、隣接する移動区間Ｍｎと移動区間Ｍｎ＋１との進行方向の折れ曲がり角度と同じである。
Next, the setting
Specifically, when a certain arbitrary teaching point AP n forms a corner portion, the angle between the reference vector Qn of the adjacent movement section Mn and the reference vector Qn+1 of the movement section Mn+1 is the angle θ of the corner portion. The angle θ of the corner portion is the same as the bending angle in the traveling direction of the adjacent moving section Mn and moving section Mn+1.
次に、設定部６４は、補正区間を設定する（ステップＳ１８）。
具体的には、ある任意のティーチング地点ＡＰnがコーナー部を形成する場合、隣接する移動区間Ｍｎと移動区間Ｍｎ＋１とは、ウィービングの振幅方向を補正する補正区間をそれぞれ有する。
Next, the setting
Specifically, when a certain arbitrary teaching point AP n forms a corner part, the adjacent movement section Mn and movement section Mn+1 each have a correction section for correcting the amplitude direction of weaving.
移動区間Ｍの前半に補正する区間を補正前半区間に設定する。移動区間Ｍの後半に補正する区間を補正後半区間に設定する。補正区間は、一例としてウィービングの振幅Ａｍｐを基準に設定する。 The section to be corrected in the first half of the movement section M is set as the correction first half section. The section to be corrected in the latter half of the movement section M is set as the correction latter half section. The correction section is set based on the weaving amplitude Amp, for example.
そして、処理を終了する（リターン）。
設定部６４は、ティーチング処理により設定した溶接トーチ３０の軌跡に関する情報を溶接制御部１４に出力する。溶接制御部１４は、ロボット動作制御部１５に当該溶接トーチ３０の軌跡に関する情報を出力するとともに、記憶部６２に格納されているパラメータの初期値を読み出して、ロボット動作制御部１５に出力する。なお、設定部６４は、ティーチング処理により設定した溶接トーチ３０の軌跡に関する情報を記憶部６２に格納するようにしてもよい。そして、溶接制御部１４は、記憶部６２に格納されているパラメータとともに溶接トーチ３０の軌跡に関する情報をロボット動作制御部１５に出力するようにしてもよい。
Then, the process ends (return).
The setting
ロボット動作制御部１５は、溶接制御部１４からの指示に従って溶接処理の際にロボット動作処理を実行する。
The robot
図１１は、実施形態に従うロボット動作処理のサブフローを説明する図である。
図１１を参照して、ロボット動作制御部１５は、パラメータ初期値設定処理を実行する（ステップＳ２０）。パラメータ初期値設定処理の詳細については後述する。
FIG. 11 is a diagram illustrating a subflow of robot motion processing according to the embodiment.
Referring to FIG. 11, robot
次に、ロボット動作制御部１５は、移動区間Ｍｎの移動を開始する（ステップＳ２２）。
Next, the robot
次に、ロボット動作制御部１５は、溶接トーチ３０の位置Ｐｇが移動区間Ｍｎの補正前半区間であるか否かを判断する（ステップＳ２４）。溶接トーチ３０は、溶接線を基準にウィービングを実行する。溶接トーチ３０の位置Ｐｇは、移動区間Ｍｎの溶接線に対して揺動するウィービングの基準点である。本例においては、直線部において溶接トーチ３０の位置Ｐｇは、進行速度Ｓｐｄｓで移動区間Ｍｎの溶接線に対して進む。
Next, the robot
ステップＳ２４において、ロボット動作制御部１５は、溶接トーチ３０の位置Ｐｇが移動区間Ｍｎの補正前半区間であると判断した場合（ステップＳ２４においてＹＥＳ）には、移動区間Ｍｎの補正前半区間パラメータ算出処理を実行する（ステップＳ３６）。移動区間Ｍｎの補正前半区間パラメータ算出処理については後述する。そして、ステップＳ２８に進む。
In step S24, if the robot
次に、ロボット動作制御部１５は、溶接トーチ３０の位置Ｐｇが移動区間Ｍｎの補正前半区間でないと判断した場合（ステップＳ２４においてＮＯ）には、溶接トーチの位置Ｐｇが移動区間Ｍｎの補正後半区間であるか否かを判断する（ステップＳ２６）。
Next, if the robot
ステップＳ２６において、ロボット動作制御部１５は、溶接トーチ３０の位置Ｐｇが補正後半区間であると判断した場合（ステップＳ２６においてＹＥＳ）には、移動区間Ｍｎの補正後半区間パラメータ算出処理を実行する（ステップＳ３４）。移動区間Ｍｎの補正後半区間パラメータ算出処理については後述する。そして、ステップＳ２８に進む。
In step S26, if the robot
次に、ロボット動作制御部１５は、溶接トーチ３０の位置Ｐｇが補正後半区間で無いと判断した場合（ステップＳ２６においてＮＯ）には、ステップＳ２８に進む。
Next, if the robot
ステップＳ２８において、ロボット動作制御部１５は、各種パラメータに基づいてウィービング動作処理を実行する（ステップＳ２８）。ウィービング動作処理の詳細については後述する。
In step S28, the robot
次に、ロボット動作制御部１５は、移動区間Ｍｎの移動が完了したか否かを判断する（ステップＳ３０）。具体的には、溶接トーチ３０の位置Ｐｇがティーチング地点ＡＰn-1からティーチング地点ＡＰｎに移動したか否かを判断する。
Next, the robot
ステップＳ３０において、ロボット動作制御部１５は、移動区間Ｍｎの移動が完了したと判断した場合（ステップＳ３０においてＹＥＳ）には、次の移動区間があるか否かを判断する（ステップＳ３２）。
In step S30, if the robot
一方、ステップＳ３０において、ロボット動作制御部１５は、移動区間Ｍｎの移動が完了していないと判断した場合（ステップＳ３０においてＮＯ）には、ステップＳ２４に戻り、上記処理を移動区間Ｍｎの移動が完了するまで繰り返す。
On the other hand, in step S30, if the robot
次に、ステップＳ３２において、ロボット動作制御部１５は、次の移動区間があると判断した場合（ステップＳ３２においてＹＥＳ）には、ｎ＝ｎ＋１に設定する（ステップＳ３８）。
Next, in step S32, if the robot
そして、ステップＳ２２に戻り、次の移動区間Ｍｎの移動を開始する。
一方、ステップＳ３２において、次の移動区間が無いと判断した場合（ステップＳ３２においてＮＯ）には、処理を終了する（リターン）。
Then, the process returns to step S22, and movement in the next movement section Mn is started.
On the other hand, if it is determined in step S32 that there is no next moving section (NO in step S32), the process ends (return).
図１２は、実施形態に従うロボット動作制御部１５の移動区間Ｍｎのパラメータ初期値設定処理について説明するフロー図である。
FIG. 12 is a flow diagram illustrating the parameter initial value setting process for the movement section Mn of the robot
図１２を参照して、ロボット動作制御部１５は、一例として変数ｎを１に設定する（ステップＳ４２）。
Referring to FIG. 12, the robot
次に、ロボット動作制御部１５は、補正係数ｒ＝０に設定する（ステップＳ４４）。
次に、ロボット動作制御部１５は、傾斜角度θｒ＝０に設定する。
Next, the robot
Next, the robot
次に、ロボット動作制御部１５は、進行速度Ｓｐｄ＝Ｓｐｄｓに設定する。「Ｓｐｄｓ」は、一例として、溶接トーチ３０がウィービング動作する場合の直線部を移動する際に設定される進行速度の初期値である。
Next, the robot
次に、ロボット動作制御部１５は、ウィービングの振幅ＡｍｐをＡｍｐｓに設定する。「Ａｍｐｓ」は、一例として溶接トーチ３０がウィービングする場合の直線部を移動する際に設定されるウィービングの振幅の初期値である。
Next, the robot
そして、処理を終了する（リターン）。
図１３は、実施形態に従うロボット動作制御部１５の移動区間Ｍｎの補正前半区間パラメータ算出処理について説明するサブフロー図である。
Then, the process ends (return).
FIG. 13 is a subflow diagram illustrating a correction first half section parameter calculation process of the movement section Mn by the robot
図１３を参照して、ロボット動作制御部１５は、移動区間Ｍｎの補正前半区間の補正係数ｒの算出処理を実行する（ステップＳ５０）。補正前半区間の補正係数ｒは、０≦ｒ≦１である。
Referring to FIG. 13, the robot
ティーチング地点ＡＰn-1とティーチング地点ＡＰnとの間の移動区間Ｍｎにおける補正前半区間は、上述したようにティーチング地点ＡＰn-1とティーチング地点ＡＰnとの間の移動区間Ｍｎにおいて、コーナー部におけるティーチング地点ＡＰn-1から振幅Ａｍｐ後までの区間である。 The first half of the correction period in the movement section Mn between the teaching point AP n-1 and the teaching point AP n is, as described above, in the movement section Mn between the teaching point AP n-1 and the teaching point AP n . This is the section from the teaching point AP n-1 to after the amplitude Amp.
一例として、ｒ＝（１－（｜Ｐｇ－ＡＰn-1｜）／Ａｍｐs）として算出される。
Ｐｇは、移動区間Ｍｎの溶接線に対して揺動するウィービングの基準点である。
As an example, it is calculated as r=(1-(|Pg-AP n-1 |)/Amps).
Pg is a reference point for weaving that swings with respect to the weld line in the moving section Mn.
｜Ｐｇ－ＡＰn-1｜は、溶接トーチ３０のウィービングの基準点とティーチング地点ＡＰn-1との間の距離を示す。
|Pg-AP n-1 | indicates the distance between the weaving reference point of the
したがって、補正係数ｒは、移動区間Ｍｎの補正前半区間において、溶接トーチ３０のウィービングの基準点がティーチング地点ＡＰn-1にある場合には１となり、溶接トーチ３０のウィービングの基準点がティーチング地点ＡＰn-1から移動するに従って徐々に０に近づくことになる。補正係数ｒは、溶接トーチ３０のウィービングの基準点がティーチング地点ＡＰn-1から振幅Ａｍｐ進んだ場合に０になる。
Therefore, the correction coefficient r becomes 1 when the weaving reference point of the
次に、ロボット動作制御部１５は、移動区間Ｍｎの補正前半区間の進行速度Ｓｐｄの算出処理を実行する（ステップＳ５２）。
Next, the robot
一例として、Ｓｐｄ＝ｒ×（Ｓｐｄｓ×ｃｏｓ（θｒ）－Ｓｐｄｓ）＋Ｓｐｄｓとして算出される。 As an example, it is calculated as Spd=r×(Spds×cos(θr)−Spds)+Spds.
したがって、進行速度Ｓｐｄは、移動区間Ｍｎの補正前半区間において、溶接トーチ３０のウィービングの基準点がティーチング地点ＡＰn-1にある場合にはＳｐｄ＝Ｓｐｄｓ／√２となる。進行速度Ｓｐｄは、溶接トーチ３０のウィービングの基準点がティーチング地点ＡＰn-1から移動するに従って徐々に上昇する。進行速度Ｓｐｄは、溶接トーチ３０のウィービングの基準点がティーチング地点ＡＰn-1から振幅Ａｍｐ進んだ場合にＳｐｄ＝Ｓｐｄｓになる。
Therefore, the advancing speed Spd becomes Spd=Spds/√2 when the weaving reference point of the
次に、ロボット動作制御部１５は、移動区間Ｍｎの補正前半区間の基準ベクトルに対するウィービングの振幅方向の傾斜角度θｒの算出処理を実行する（ステップＳ５４）。
Next, the robot
一例として、θｒ＝ｒ×（－θｎ－１／２）として算出される。
したがって、基準ベクトルに対するウィービングの振幅方向の傾斜角度θｒは、移動区間Ｍｎの補正前半区間において、溶接トーチ３０のウィービングの基準点がティーチング地点ＡＰn-1にある場合には（－θｎ－１／２）となり、溶接トーチ３０のウィービングの基準点がティーチング地点ＡＰn-1から移動するに従って徐々に０に近づくことになる。基準ベクトルに対するウィービングの振幅方向の傾斜角度θｒは、溶接トーチ３０のウィービングの基準点がティーチング地点ＡＰn-1から振幅Ａｍｐ進んだ場合に０になる。
As an example, it is calculated as θr=r×(−θn−1/2).
Therefore, the inclination angle θr in the weaving amplitude direction with respect to the reference vector is (-θn- 1 / 2), and as the weaving reference point of the
次に、ロボット動作制御部１５は、移動区間Ｍｎの補正前半区間のウィービングの振幅Ａｍｐの算出処理を実行する（ステップＳ５８）。
Next, the robot
一例として、Ａｍｐ＝Ａｍｐｓ／ｃｏｓ（θｒ）として算出される。
したがって、ウィービングの振幅Ａｍｐは、移動区間Ｍｎの補正前半区間において、溶接トーチ３０のウィービングの基準点がティーチング地点ＡＰn-1にある場合にはＡｍｐｓ／ｃｏｓ（－θｎ－１／２）となる。ウィービングの振幅Ａｍｐは、溶接トーチ３０のウィービングの基準点がティーチング地点ＡＰn-1から移動するに従って徐々に小さくなる。ウィービングの振幅Ａｍｐは、溶接トーチ３０のウィービングの基準点がティーチング地点ＡＰn-1から振幅Ａｍｐ進んだ場合にＡｍｐ＝Ａｍｐｓになる。
As an example, it is calculated as Amp=Amps/cos(θr).
Therefore, the weaving amplitude Amp becomes Amps/cos (-θn-1/2) when the weaving reference point of the
そして、処理を終了する（リターン）。
移動区間Ｍｎの補正後半区間パラメータ算出処理についても移動区間Ｍｎの補正前半区間パラメータ算出処理と同様の方式に従って算出する。
Then, the process ends (return).
The corrected second half section parameter calculation process for the moving section Mn is also calculated according to the same method as the corrected first half section parameter calculation process for the moving section Mn.
図１４は、実施形態に従うロボット動作制御部１５の補正後半区間パラメータ算出処理について説明するサブフロー図である。
FIG. 14 is a subflow diagram illustrating the correction second half section parameter calculation process of the robot
図１４を参照して、ロボット動作制御部１５は、補正係数ｒの算出処理を実行する（ステップＳ６０）。補正後半区間の補正係数ｒは、０≦ｒ≦１である。
Referring to FIG. 14, the robot
ティーチング地点ＡＰn-1とティーチング地点ＡＰnとの間の移動区間Ｍｎにおける補正後半区間は、上述したようにティーチング地点ＡＰn-1とティーチング地点ＡＰnとの間の移動区間Ｍｎにおいて、コーナー部におけるティーチング地点ＡＰnから振幅Ａｍｐ前までの区間である。 The second half of the correction period in the movement section Mn between the teaching point AP n-1 and the teaching point AP n is, as described above, in the movement section Mn between the teaching point AP n-1 and the teaching point AP n . This is the section from the teaching point AP n to before the amplitude Amp.
一例として、ｒ＝（１－（｜ＡＰn－Ｐｇ｜）／Ａｍｐｓ）として算出される。
Ｐｇは、移動区間Ｍｎの溶接線に対して揺動するウィービングの基準点である。
As an example, it is calculated as r=(1-(|AP n -Pg|)/Amps).
Pg is a reference point for weaving that swings with respect to the weld line in the moving section Mn.
｜ＡＰn－Ｐｇ｜は、溶接トーチ３０のウィービングの基準点とティーチング地点ＡＰnとの間の距離を示す。
|AP n -Pg| indicates the distance between the weaving reference point of the
したがって、補正係数ｒは、移動区間Ｍｎの補正後半区間において、溶接トーチ３０のウィービングの基準点がティーチング地点ＡＰnから振幅Ａｍｐ前にある場合には０となり、溶接トーチ３０のウィービングの基準点がティーチング地点ＡＰnに近づくに従って徐々に１に近づくことになる。補正係数ｒは、溶接トーチ３０のウィービングの基準点がティーチング地点ＡＰnに進んだ場合に１になる。
Therefore, the correction coefficient r becomes 0 when the weaving reference point of the
次に、ロボット動作制御部１５は、移動区間Ｍｎの補正後半区間の進行速度Ｓｐｄの算出処理を実行する（ステップＳ６２）。
Next, the robot
一例として、Ｓｐｄ＝ｒ×（Ｓｐｄｓ×ｃｏｓ（θｒ）－Ｓｐｄｓ）＋Ｓｐｄｓとして算出される。 As an example, it is calculated as Spd=r×(Spds×cos(θr)−Spds)+Spds.
したがって、進行速度Ｓｐｄは、移動区間Ｍｎの補正後半区間において、溶接トーチ３０のウィービングの基準点がティーチング地点ＡＰnから振幅Ａｍｐ前にある場合にはＳｐｄｓとなる。進行速度Ｓｐｄは、溶接トーチ３０のウィービングの基準点がティーチング地点ＡＰnに近づくに従って徐々に減少する。進行速度Ｓｐｄは、溶接トーチ３０のウィービングの基準点がティーチング地点ＡＰnに進んだ場合にＳｐｄ＝Ｓｐｄｓ／√２になる。
Therefore, the advancing speed Spd becomes Spds when the weaving reference point of the
次に、ロボット動作制御部１５は、移動区間Ｍｎの補正後半区間の基準ベクトルに対するウィービングの振幅方向の傾斜角度θｒの算出処理を実行する（ステップＳ６４）。
Next, the robot
一例として、θｒ＝ｒ×（θｎ／２）として算出される。
したがって、基準ベクトルに対するウィービングの振幅方向の傾斜角度θｒは、移動区間Ｍｎの補正後半区間において、溶接トーチ３０のウィービングの基準点がティーチング地点ＡＰnから振幅Ａｍｐ前にある場合には０となり、溶接トーチ３０のウィービングの基準点がティーチング地点ＡＰnに近づくに従って徐々に大きくなる。基準ベクトルに対するウィービングの振幅方向の傾斜角度θｒは、溶接トーチ３０のウィービングの基準点がティーチング地点ＡＰnに進んだ場合にθｎ／２になる。
As an example, it is calculated as θr=r×(θn/2).
Therefore, the inclination angle θr in the weaving amplitude direction with respect to the reference vector becomes 0 when the weaving reference point of the
次に、ロボット動作制御部１５は、移動区間Ｍｎの補正後半区間のウィービングの振幅Ａｍｐの算出処理を実行する（ステップＳ６８）。
Next, the robot
一例として、Ａｍｐ＝Ａｍｐｓ／ｃｏｓ（θｒ）として算出される。
したがって、ウィービングの振幅Ａｍｐは、移動区間Ｍｎの補正後半区間において、溶接トーチ３０のウィービングの基準点がティーチング地点ＡＰnから振幅Ａｍｐ前にある場合にはＡｍｐｓとなる。ウィービングの振幅Ａｍｐは、溶接トーチ３０のウィービングの基準点がティーチング地点ＡＰnに近づくに従って徐々に大きくなる。ウィービングの振幅Ａｍｐは、溶接トーチ３０のウィービングの基準点がティーチング地点ＡＰnに進んだ場合にＡｍｐ＝Ａｍｐｓ／ｃｏｓ（θｎ／２）になる。
As an example, it is calculated as Amp=Amps/cos(θr).
Therefore, the weaving amplitude Amp becomes Amps when the weaving reference point of the
そして、処理を終了する（リターン）。
図１５は、実施形態に従うロボット動作制御部１５のウィービング動作処理について説明するサブフロー図である。
Then, the process ends (return).
FIG. 15 is a subflow diagram illustrating weaving motion processing by the robot
図１５を参照して、ロボット動作制御部１５は、移動区間Ｍｎのウィービングの振幅方向を設定する（ステップＳ７０）。
Referring to FIG. 15, robot
次に、ロボット動作制御部１５は、溶接トーチ３０を進行方向に進行速度Ｓｐｄで進ませながら設定されたウィービングの振幅方向に振幅Ａｍｐで揺動させる（ステップＳ７２）。
Next, the robot
そして、処理を終了する（リターン）。
ロボット動作制御部１５は、移動区間Ｍｎにおいて溶接トーチ３０のウィービングの基準点が補正前半区間および補正後半区間に無い場合には、初期値である傾斜角度θｒ＝０に従ってウィービングの振幅方向を設定する。
Then, the process ends (return).
If the weaving reference point of the
そして、ロボット動作制御部１５は、溶接トーチ３０を進行方向に初期値である進行速度Ｓｐｄｓで進ませながら設定されたウィービングの振幅方向に初期値である振幅Ａｍｐｓで揺動させるウィービング動作を実行する。
Then, the robot
ロボット動作制御部１５は、移動区間Ｍｎにおいて溶接トーチ３０のウィービングの基準点が補正前半区間および補正後半区間にある場合には、算出された傾斜角度θｒにウィービングの振幅方向を設定する。
If the weaving reference point of the
そして、ロボット動作制御部１５は、溶接トーチ３０を進行方向に算出された進行速度Ｓｐｄで進ませながら設定されたウィービングの振幅方向に振幅Ａｍｐで揺動させるウィービング動作を実行する。
Then, the robot
具体的には、移動区間Ｍｎの補正前半区間において、溶接トーチ３０の位置に応じて溶接線の進行方向に対するウィービングの振幅方向をコーナー部の角度θｎ－１の１／２傾斜した方向から垂直方向に徐々に変化させる。
Specifically, in the first half of the correction period of the movement section Mn, the amplitude direction of weaving with respect to the advancing direction of the welding line is changed from a direction inclined by 1/2 of the angle θn-1 of the corner portion to a vertical direction according to the position of the
移動区間Ｍｎの補正後半区間において、溶接トーチ３０の位置に応じて溶接線の進行方向に対するウィービングの振幅方向を垂直方向からコーナー部の角度θｎの１／２傾斜した方向に徐々に変化させる。
In the second half of the correction section of the movement section Mn, the amplitude direction of weaving with respect to the advancing direction of the welding line is gradually changed from the vertical direction to a direction inclined by 1/2 of the angle θn of the corner portion according to the position of the
これにより、コーナー部のウィービング動作の振幅方向の急峻な変化が抑制される。図４で説明したようにコーナー部のウィービング動作による溶接トーチ３０の軌跡の連続性が維持される。コーナー部の周囲領域全体において溶接トーチ３０が移動するため、コーナー部における溶接ビードの形状は均一となるため溶接品質を維持することが可能となる。
This suppresses a steep change in the amplitude direction of the weaving operation at the corner portion. As explained in FIG. 4, the continuity of the trajectory of the
なお、上記のフローにおいては、溶接トーチ３０の位置に応じて溶接線の進行方向に対するウィービングの振幅方向を変化させるとともに、進行速度および振幅を変化させる場合について説明したが、ウィービングの振幅方向のみを変化させて、進行速度Ｓｐｄおよび振幅Ａｍｐを初期値のまま変化させないようにしてもよい。また、ウィービングの振幅方向の変化とともに、進行速度Ｓｐｄおよび振幅Ａｍｐのいずれか一方とを組み合わせてコーナー部のウィービング動作を実行することも可能である。
In addition, in the above flow, a case has been described in which the amplitude direction of weaving is changed with respect to the advancing direction of the welding line according to the position of the
（その他の形態）
図１６は、実施形態に従う別の溶接例（その１）について説明する図である。
(Other forms)
FIG. 16 is a diagram illustrating another welding example (part 1) according to the embodiment.
図１６を参照して、部材１００Ａと部材１００Ｂとを溶接する際のコーナー部の溶接が示されており、多層盛の水平隅肉溶接の例が示されている。
Referring to FIG. 16, corner welding when welding
図１６（Ａ）は、１層目の部材１００Ａと部材１００Ｂとを溶接する際のコーナー部の溶接が示されており、溶接ビード２３０が形成されている。
FIG. 16A shows welding of a corner portion when welding the
図１６（Ｂ）は、２層目の部材１００Ａと部材１００Ｂとを溶接する際のコーナー部の溶接が示されており、溶接ビード２４０が形成されている。
FIG. 16(B) shows welding of a corner portion when welding the
図１６（Ｃ）は、３層目の部材１００Ａと部材１００Ｂとを溶接する際のコーナー部の溶接が示されており、溶接ビード２５０が形成されている。
FIG. 16C shows welding of a corner portion when welding the
当該多層盛の水平隅肉溶接を実行する場合にも上記の方式を適用することが可能であり、コーナー部における溶接品質を向上させることが可能である。 The above method can also be applied when performing horizontal fillet welding of the multilayer weld, and it is possible to improve the welding quality at the corner portion.
なお、３層に限られずさらに複数層の多層盛を実行する場合にも同様に適用可能である。 Note that the present invention is not limited to three layers, and is similarly applicable to the case of performing multi-layer stacking of a plurality of layers.
図１７は、実施形態に従うさらに別の溶接例（その２）について説明する図である。
図１７を参照して、部材１１０Ａと部材１１０Ｂと部材１１０Ｃとの間の開先を溶接する際のコーナー部の溶接が示されている。部材１１０Ａと部材１１０Ｂと部材１１０Ｃとの間の溝を埋める溶接であり、溶接ビード２６０が形成されている。
FIG. 17 is a diagram illustrating still another welding example (No. 2) according to the embodiment.
Referring to FIG. 17, corner welding is shown when welding the grooves between
当該開先の溶接を実行する場合にも上記の方式を適用することが可能であり、溝を埋める際のコーナー部における溶接品質を向上させることが可能である。 The above method can also be applied when welding the groove, and it is possible to improve the welding quality at the corner portion when filling the groove.
図１８は、実施形態に従うさらに別の溶接例（その３）について説明する図である。
図１８を参照して、部材１２０Ａと部材１２０Ｂと部材１２０Ｂと部材１２０Ｃとを溶接する際のコーナー部の溶接が示されている。部材１２０Ａと部材１２０Ｂとの部材のコーナー部の内側を溶接する場合が示されており、溶接ビード２７０が形成されている。
FIG. 18 is a diagram illustrating still another welding example (No. 3) according to the embodiment.
Referring to FIG. 18, welding of corner portions when welding
当該コーナー部の内側の溶接を実行する場合にも上記の方式を適用することが可能であり、コーナー部の内側における溶接品質を向上させることが可能である。 The above method can also be applied when performing welding on the inside of the corner, and it is possible to improve the welding quality on the inside of the corner.
なお、上記したように、コーナー部の内側の溶接においては、溶接ビードを形成する溶接金属がコーナー部の内側に溜まるため直線部の溶接よりも溶接金属量を減少させるようにしてもよい。したがって、コーナー部の内側の溶接においては、溶接トーチ３０の進行速度Ｓｐｄを直線部の溶接トーチ３０の進行速度Ｓｐｄｓよりも早くすることにより溶接金属量を減少させることが可能である。
As described above, when welding inside a corner part, the amount of weld metal forming the weld bead accumulates inside the corner part, so the amount of weld metal may be reduced compared to when welding a straight part. Therefore, in welding inside the corner part, it is possible to reduce the amount of weld metal by making the advancing speed Spd of the
なお、上記においては、補正区間は、一例としてウィービングの振幅Ａｍｐを基準に設定する場合について説明したが特にこれに限られる訳ではなく任意の値に設定することが可能である。一般的に溶接ビードの大きさに応じてコーナー部の大小も設定される。具体的には、溶接ビードが大きくなればなるほどコーナー部は大きくなり、小さい場合にはコーナー部は小さくなる。また、溶接ビードの大きさに基づいて振幅Ａｍｐが設定される。したがって、補正区間をウィービングの振幅Ａｍｐを基準に設定することによりコーナー部の大きさに比例した補正区間に適切に設定することが可能となる。 In addition, although the case where the correction interval is set based on the weaving amplitude Amp as an example has been described above, the correction interval is not particularly limited to this and can be set to any value. Generally, the size of the corner portion is also set depending on the size of the weld bead. Specifically, the larger the weld bead, the larger the corner portion, and the smaller the weld bead, the smaller the corner portion. Furthermore, the amplitude Amp is set based on the size of the weld bead. Therefore, by setting the correction section based on the weaving amplitude Amp, it is possible to appropriately set the correction section to be proportional to the size of the corner portion.
上記の実施形態においては、多関節型ロボットである溶接ロボット２０を用いてアーク溶接する方式について説明したが、溶接ロボット２０は、溶接トーチ３０をウィービング動作可能な駆動機構を有していればよく、特に多関節ロボットに限定されない。溶接ロボット２０は、三軸マニピュレータよりなる直交型ロボットであってもよい。
In the above embodiment, a method of arc welding using the
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present disclosure is indicated by the claims rather than the above description, and it is intended that all changes within the meaning and range equivalent to the claims are included.
１ 溶接装置、１０ 溶接制御装置、１１ 溶接電源制御部、１２ Ａ／Ｄ変換部、１３ 溶接電源装置、１４ 溶接制御部、１５ ロボット動作制御部、２０ 溶接ロボット、２１ 連結アーム、２２ アクチュエータ、３０ 溶接トーチ、４０ ワイヤ送給装置、５０ 溶接電流計測器、６２ 記憶部、６４ 設定部。 1 welding device, 10 welding control device, 11 welding power supply control section, 12 A/D conversion section, 13 welding power supply device, 14 welding control section, 15 robot operation control section, 20 welding robot, 21 connection arm, 22 actuator, 30 welding torch, 40 wire feeding device, 50 welding current measuring device, 62 storage section, 64 setting section.
Claims (5)
前記溶接トーチを溶接線に対してウィービング動作させる駆動部と、
コーナー部の溶接において、前記溶接トーチの位置に応じて前記溶接線の進行方向に対するウィービングの振幅方向を変化させるように前記駆動部に指示するコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記コーナー部の溶接において、前記溶接トーチの進行速度を調整するように前記駆動部に指示し、
前記コーナー部の内側の溶接において、前記溶接トーチの進行速度を直線部の溶接における前記溶接トーチの進行速度よりも速くする、溶接装置。 a welding torch for performing a welding process;
a drive unit that performs a weaving operation on the welding torch with respect to the welding line;
and a controller that instructs the drive unit to change the amplitude direction of weaving with respect to the advancing direction of the welding line according to the position of the welding torch in welding a corner part ,
The controller includes:
instructing the drive unit to adjust the advancing speed of the welding torch when welding the corner portion;
A welding device , in which the welding torch is moved at a faster speed when welding the inside of the corner portion than when welding the straight portion .
コーナー部の溶接において、前記溶接トーチの位置に応じて前記溶接線の進行方向に対するウィービングの振幅方向を変化させるステップと、
前記コーナー部の内側の溶接において、前記溶接トーチの進行速度を直線部の溶接における前記溶接トーチの進行速度よりも速くするステップとを備える、溶接方法。 Weaving a welding torch with respect to the welding line to perform the welding process;
In welding a corner portion, changing the amplitude direction of weaving with respect to the advancing direction of the welding line according to the position of the welding torch;
A welding method comprising the step of making the advancing speed of the welding torch faster in welding the inner side of the corner part than the advancing speed of the welding torch in welding the straight part .
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