JPH02235575A - アーク溶接ロボットの制御方法 - Google Patents
アーク溶接ロボットの制御方法Info
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- JPH02235575A JPH02235575A JP5290389A JP5290389A JPH02235575A JP H02235575 A JPH02235575 A JP H02235575A JP 5290389 A JP5290389 A JP 5290389A JP 5290389 A JP5290389 A JP 5290389A JP H02235575 A JPH02235575 A JP H02235575A
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- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 86
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 238000009941 weaving Methods 0.000 claims abstract description 41
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 21
- 239000011324 bead Substances 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 2
- 101000760853 Enterobacteria phage T4 Thymidylate synthase Proteins 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は，溶接トーチを被溶接材の溶接線に沿うように
ウィービングさせてアーク溶接を行なうアーク溶接ロボ
ットの制御方法に関し、特に大型鉄骨構造物において立
向き溶接を行なう際に用いて好適のアーク溶接ロボット
の制御方法に関する。
ウィービングさせてアーク溶接を行なうアーク溶接ロボ
ットの制御方法に関し、特に大型鉄骨構造物において立
向き溶接を行なう際に用いて好適のアーク溶接ロボット
の制御方法に関する。
［従来の技術コ
一般に，アーク溶接ロボットでは、溶接の肉盛りを多く
付けるために、溶接トーチの先端は，溶接線に沿う運動
と、溶接線を横切る方向の断面内での一定パターンの運
動（即ちウィービング動作）とを同時に行ないながら、
アーク溶接を実行する場合が多い． 例えば、第７図に示すように、被溶接材２１ａ，２ｌｂ
からなる部材をその溶接線２１ｃに沿って溶接する場合
（水平すみ肉継手）、従来、溶接線２１ｃと、この溶接
線２１ｃに沿う１サイクル分のウィービングパターン（
点Ｐ１〜Ｐ．）をアーク溶接ロボットに教示し、これら
の教示データに基づいて、溶接区間内で繰り返しウィー
ビング動作を行なうためのロボットの運動軌跡を演算装
置にょり創生じ溶接トーチを移動制御する手段が用いら
れている（特開昭６３−２３５０７５号公報参照）．［
発明が解決しようとする課題］ ところで、例えば、第３図に示すように、被溶接材１ａ
，ｌｂの成す溶接線１ｃにおいて，溶接開始点と溶接終
了点とでギャップ幅が異なるような開先を溶接する場合
（レ形開先継手）、溶接線ＩＣに沿ってウィービング幅
を変化させなければならない．しかしながら、上述した
従来の制御手段では、溶接線１ｃに沿ってのウィービン
グ幅は一定になるため、従来手段は、第３図に示すよう
なギャップ幅が変化する開先の溶接に適用できない．ま
た、厚板等の溶接では一般的に複数パスによる多層盛溶
接を行なうことになるが、従来手段では、各パスごとに
１サイクル分のウィービングパターンを教示する必要が
あり、教示作業が繁雑になるという課題もある． 本発明は、これらの課題を解決しようとするもので、簡
単な教示作業で、開先ギャップ幅が変化してもそれに応
じてウィービング幅を変化させながら正確なウィービン
グ動作を行なえるようにして、高品質の溶接ビードを得
ることのできるアーク溶接ロボットの制御方法を提供す
ることを目的とする． ［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明のアーク溶接ロボッ
トの制御方法は、開先ギャップがある溶接線に溶接トー
チをウィービングさせてアーク溶接を行なう際の制御方
法であって、溶接始端側および溶接終端側における２つ
の被溶接材のギャップ位置を教示するとともに、各パス
ごとの台形ウィービングパターンの台形高さおよび台形
面角度，前記開先部の開先角度を予め与えておいてから
、これらのギャップ位置，台形高さ，台形面角度および
開先角度に基づき前記開先ギャップに対応した各パスご
との台形ウィービングパターンの軌跡を演算し、アーク
溶接ロボットを制御することを特徴としている． ［作 用］ 上述した本発明のアーク溶接ロボットの制御方法では、
溶接始端側および溶接終端側における２つの被溶接材の
ギャップ位置と、各パスごとの台形ウィービングパター
ンの台形高さおよび台形面角度と、開先部の開先角度と
が予め教示され、これらのデータに基づき、各パスごと
に開先ギャップに対応した台形ウィービングパターンの
軌跡が演算され、アーク溶接ロボットが制御されること
になる．従って、溶接線に沿いウィービング幅を変化さ
せることができるほか、多層盛溶接に際しては、溶接前
の１回の教示作業のみで各パスごとの台形ウィービング
パターンが設定される．【発明の実施例］ 以下、図面により本発明の一実施例としてのアーク溶接
ロボットの制御方法について説明すると、第１図はその
フローチャート，第２図は本実施例の方法を適用される
装置例を示すブロック図，、第３図はその被溶接材の開
先部における教示ポイントを示す斜視図、第４図は本実
施例における座標系を説明するための図，第５図は本実
施例における台形ウィービングパターンの軌跡の演算手
段を説明するための図、第６図は本実施例により演算さ
れた台形ウィービングパターンの軌跡を示す斜視図であ
る． まず、第２図により本実施例の方法を適用される装置に
ついて説明する．第２図において、２は溶接トーチ（図
示せず）を２つの被溶接材１ａ，１ｂ（第３図参照）相
互間の溶接線１ｃ（第３図参照）に沿うようにウィービ
ングさせてアーク溶接を行なうアーク溶接ロボット、３
は後述する溶接条件等の諸データを教示・入力するデー
タ入力装置、４はデータ入力装置３からのデータを受け
後述する演算手段に従って台形ウィービングパターンの
軌跡を演算しその演算結果に基づきアーク溶接ロボット
２を制御する制御装置である． さて，本実施例では，前述した装置を用いて、第３図に
示すような、被溶接材１ａ，ｌｂからなるレ型開先の立
向き溶接を行なう場合について説明する． まず、第３図に示すように、開先部の位置Ｔ．〜Ｔ，を
教示する（第１図のステップＳ１）．このとき、２つの
被溶接材１ａ，ｌｂのギャップ位置が、溶接線１ｃの始
端側（下側）の２点Ｔ，，Ｔ，（ギャップ幅ＧＬ）およ
び溶接線１ｃの終端側（上側）の２点Ｔ４− ＴＳ（ギ
ャップ幅Ｇυ）として教示される。
付けるために、溶接トーチの先端は，溶接線に沿う運動
と、溶接線を横切る方向の断面内での一定パターンの運
動（即ちウィービング動作）とを同時に行ないながら、
アーク溶接を実行する場合が多い． 例えば、第７図に示すように、被溶接材２１ａ，２ｌｂ
からなる部材をその溶接線２１ｃに沿って溶接する場合
（水平すみ肉継手）、従来、溶接線２１ｃと、この溶接
線２１ｃに沿う１サイクル分のウィービングパターン（
点Ｐ１〜Ｐ．）をアーク溶接ロボットに教示し、これら
の教示データに基づいて、溶接区間内で繰り返しウィー
ビング動作を行なうためのロボットの運動軌跡を演算装
置にょり創生じ溶接トーチを移動制御する手段が用いら
れている（特開昭６３−２３５０７５号公報参照）．［
発明が解決しようとする課題］ ところで、例えば、第３図に示すように、被溶接材１ａ
，ｌｂの成す溶接線１ｃにおいて，溶接開始点と溶接終
了点とでギャップ幅が異なるような開先を溶接する場合
（レ形開先継手）、溶接線ＩＣに沿ってウィービング幅
を変化させなければならない．しかしながら、上述した
従来の制御手段では、溶接線１ｃに沿ってのウィービン
グ幅は一定になるため、従来手段は、第３図に示すよう
なギャップ幅が変化する開先の溶接に適用できない．ま
た、厚板等の溶接では一般的に複数パスによる多層盛溶
接を行なうことになるが、従来手段では、各パスごとに
１サイクル分のウィービングパターンを教示する必要が
あり、教示作業が繁雑になるという課題もある． 本発明は、これらの課題を解決しようとするもので、簡
単な教示作業で、開先ギャップ幅が変化してもそれに応
じてウィービング幅を変化させながら正確なウィービン
グ動作を行なえるようにして、高品質の溶接ビードを得
ることのできるアーク溶接ロボットの制御方法を提供す
ることを目的とする． ［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明のアーク溶接ロボッ
トの制御方法は、開先ギャップがある溶接線に溶接トー
チをウィービングさせてアーク溶接を行なう際の制御方
法であって、溶接始端側および溶接終端側における２つ
の被溶接材のギャップ位置を教示するとともに、各パス
ごとの台形ウィービングパターンの台形高さおよび台形
面角度，前記開先部の開先角度を予め与えておいてから
、これらのギャップ位置，台形高さ，台形面角度および
開先角度に基づき前記開先ギャップに対応した各パスご
との台形ウィービングパターンの軌跡を演算し、アーク
溶接ロボットを制御することを特徴としている． ［作 用］ 上述した本発明のアーク溶接ロボットの制御方法では、
溶接始端側および溶接終端側における２つの被溶接材の
ギャップ位置と、各パスごとの台形ウィービングパター
ンの台形高さおよび台形面角度と、開先部の開先角度と
が予め教示され、これらのデータに基づき、各パスごと
に開先ギャップに対応した台形ウィービングパターンの
軌跡が演算され、アーク溶接ロボットが制御されること
になる．従って、溶接線に沿いウィービング幅を変化さ
せることができるほか、多層盛溶接に際しては、溶接前
の１回の教示作業のみで各パスごとの台形ウィービング
パターンが設定される．【発明の実施例］ 以下、図面により本発明の一実施例としてのアーク溶接
ロボットの制御方法について説明すると、第１図はその
フローチャート，第２図は本実施例の方法を適用される
装置例を示すブロック図，、第３図はその被溶接材の開
先部における教示ポイントを示す斜視図、第４図は本実
施例における座標系を説明するための図，第５図は本実
施例における台形ウィービングパターンの軌跡の演算手
段を説明するための図、第６図は本実施例により演算さ
れた台形ウィービングパターンの軌跡を示す斜視図であ
る． まず、第２図により本実施例の方法を適用される装置に
ついて説明する．第２図において、２は溶接トーチ（図
示せず）を２つの被溶接材１ａ，１ｂ（第３図参照）相
互間の溶接線１ｃ（第３図参照）に沿うようにウィービ
ングさせてアーク溶接を行なうアーク溶接ロボット、３
は後述する溶接条件等の諸データを教示・入力するデー
タ入力装置、４はデータ入力装置３からのデータを受け
後述する演算手段に従って台形ウィービングパターンの
軌跡を演算しその演算結果に基づきアーク溶接ロボット
２を制御する制御装置である． さて，本実施例では，前述した装置を用いて、第３図に
示すような、被溶接材１ａ，ｌｂからなるレ型開先の立
向き溶接を行なう場合について説明する． まず、第３図に示すように、開先部の位置Ｔ．〜Ｔ，を
教示する（第１図のステップＳ１）．このとき、２つの
被溶接材１ａ，ｌｂのギャップ位置が、溶接線１ｃの始
端側（下側）の２点Ｔ，，Ｔ，（ギャップ幅ＧＬ）およ
び溶接線１ｃの終端側（上側）の２点Ｔ４− ＴＳ（ギ
ャップ幅Ｇυ）として教示される。
なお、点Ｔ１， Ｔ，は被溶接材１ａと裏当材１ｄとの
交線上にあり、点Ｔ，，Ｔ４は被溶接材１ｂと真当材１
ｄとの交線上にあるほか、点Ｔ３は、被溶接材１ａの表
面上の一点で被溶接材１ａと真当材１ｄとの交線上にな
い点である． また、データ入力装置４により、各パスごとの台形ウィ
ービングパターンの台形高さＤｍおよび台形面角度θ，
開先部の開先角度αのほか、溶接速度，電流，電圧等の
種々の溶接条件が制御装置３に入力・設定される（第１
図のステップＳ２）。
交線上にあり、点Ｔ，，Ｔ４は被溶接材１ｂと真当材１
ｄとの交線上にあるほか、点Ｔ３は、被溶接材１ａの表
面上の一点で被溶接材１ａと真当材１ｄとの交線上にな
い点である． また、データ入力装置４により、各パスごとの台形ウィ
ービングパターンの台形高さＤｍおよび台形面角度θ，
開先部の開先角度αのほか、溶接速度，電流，電圧等の
種々の溶接条件が制御装置３に入力・設定される（第１
図のステップＳ２）。
ここで、第３，４図により、開先内で台形ウィービング
パターンの軌跡を描くために定義されるワーク座標系に
ついて説明する。まず，点Ｔエを原点とし、ベクトルＴ
，Ｔ，をＺκ軸、外積ベクトルＴ１Ｔ，ＸＴ１Ｔ．をＹ
Ｋ軸とする右手座標系（Ｘκ，ＹＫＩ ＺＫ）を定義す
る．そして、この右手座標系（ Ｘ ｘ ｒ ＹＫ＋
Ｚ Ｋ ）を，第４図ニ示すようｉｃＺＫ周’）にβ（
＝α／２）だけ回転した座標系（ Ｘ Ｄ ＋ Ｙ Ｄ
＊Ｚｏ）をワーク座標系とする。なお、立向き溶接で
は、開先角度αの２等分線を中心として等脚台形パター
ンでウィービングすることが溶接施工上最適とされるた
め、本実施例では、上述のように，右手座標系（ＸＫｔ
Ｙκ，Ｚκ）をβ（＝α／２）だけ回転させ、Ｘｏ軸が
開先角度αの２等分線に平行になるように座標系を定義
し、後述する演算の簡略化をはかっている。
パターンの軌跡を描くために定義されるワーク座標系に
ついて説明する。まず，点Ｔエを原点とし、ベクトルＴ
，Ｔ，をＺκ軸、外積ベクトルＴ１Ｔ，ＸＴ１Ｔ．をＹ
Ｋ軸とする右手座標系（Ｘκ，ＹＫＩ ＺＫ）を定義す
る．そして、この右手座標系（ Ｘ ｘ ｒ ＹＫ＋
Ｚ Ｋ ）を，第４図ニ示すようｉｃＺＫ周’）にβ（
＝α／２）だけ回転した座標系（ Ｘ Ｄ ＋ Ｙ Ｄ
＊Ｚｏ）をワーク座標系とする。なお、立向き溶接で
は、開先角度αの２等分線を中心として等脚台形パター
ンでウィービングすることが溶接施工上最適とされるた
め、本実施例では、上述のように，右手座標系（ＸＫｔ
Ｙκ，Ｚκ）をβ（＝α／２）だけ回転させ、Ｘｏ軸が
開先角度αの２等分線に平行になるように座標系を定義
し、後述する演算の簡略化をはかっている。
溶接トーチ先端の台形運動軌跡は、ステップＳ２で入力
された各種データに基づき座標系（ Ｘ ｏ ＋ＹＤ＋
Ｚｏ）で演算・創生され（第１図のステップＳ３；そ
の演算手段は第５図により後述する）、得られた各点が
、ロボット座標系（ＸＲＩ ＹＲ？ ＺＲ）の位置デー
タに座標変換され位置指令目標値として与えられ（第１
図のステップＳ４）、制御装置３により，アーク溶接ロ
ボット２がその溶接トーチを位置指令目標値位置決めす
るように制御される（第１図のステップＳ５）。このよ
うな制御は、全パス終了するまで行なわれる（第１図の
ステップＳ６）． 次に，溶接トーチ先端の台形ウィービングパターンの軌
跡の演算手段および座標変換手段について説明する． 第５図に示すように、各パスごとの台形高さをＤ１〜Ｄ
閣、溶接長をＬｚ（＝ｌＴエＴ５１）、１サイクルで上
昇すべきＺＤ方向の増分値をΔ２とする。
された各種データに基づき座標系（ Ｘ ｏ ＋ＹＤ＋
Ｚｏ）で演算・創生され（第１図のステップＳ３；そ
の演算手段は第５図により後述する）、得られた各点が
、ロボット座標系（ＸＲＩ ＹＲ？ ＺＲ）の位置デー
タに座標変換され位置指令目標値として与えられ（第１
図のステップＳ４）、制御装置３により，アーク溶接ロ
ボット２がその溶接トーチを位置指令目標値位置決めす
るように制御される（第１図のステップＳ５）。このよ
うな制御は、全パス終了するまで行なわれる（第１図の
ステップＳ６）． 次に，溶接トーチ先端の台形ウィービングパターンの軌
跡の演算手段および座標変換手段について説明する． 第５図に示すように、各パスごとの台形高さをＤ１〜Ｄ
閣、溶接長をＬｚ（＝ｌＴエＴ５１）、１サイクルで上
昇すべきＺＤ方向の増分値をΔ２とする。
また、原点Ｔ１からｍパス目の台形パターンの上辺まで
の高さをｈａとすると、 ｈｍ＝Ｇ１，−ｓｉｎβ＋ΣＤ１ となるほか，ｍパス目の台形パターンの上辺の延長線と
、被溶接材１ｂの下端，上端とが交わる点のＹＤ座標Ｙ
ＬＩＩ， ＹＬＩＩ１は、それぞれ、Ｙ１，ｍ＝Ｇし−
ｃｏｓβ ＋（ｈ ｗｒ− Ｇ１−ｓｉｎβ）−ｔａｎ
βＹυｍ＝Ｇυ０ｃｏｓβ ＋（ｈ鵬−ＧＵ＋Ｓｉｎβ
）φｔａｎβとなる．ここで、下側ギャップ幅Ｑ（，＝
ｌＴｔＴエ１、上側ギャップ幅Ｇυ” Ｉ Ｔ ４ Ｔ
＄ Ｉである．以上のような設定値に基づき，ｍパス
目の下からｉ番目の台形パターンの頂点Ｓエｍｉ， Ｓ
！＋ａｉ，？１ｍｉ， Ｓ４ｍｉの（Ｘ ｏ ｅ Ｙ
Ｄ ＋ Ｚ ｏ）座標はそれぞれ次式により演算される
。
の高さをｈａとすると、 ｈｍ＝Ｇ１，−ｓｉｎβ＋ΣＤ１ となるほか，ｍパス目の台形パターンの上辺の延長線と
、被溶接材１ｂの下端，上端とが交わる点のＹＤ座標Ｙ
ＬＩＩ， ＹＬＩＩ１は、それぞれ、Ｙ１，ｍ＝Ｇし−
ｃｏｓβ ＋（ｈ ｗｒ− Ｇ１−ｓｉｎβ）−ｔａｎ
βＹυｍ＝Ｇυ０ｃｏｓβ ＋（ｈ鵬−ＧＵ＋Ｓｉｎβ
）φｔａｎβとなる．ここで、下側ギャップ幅Ｑ（，＝
ｌＴｔＴエ１、上側ギャップ幅Ｇυ” Ｉ Ｔ ４ Ｔ
＄ Ｉである．以上のような設定値に基づき，ｍパス
目の下からｉ番目の台形パターンの頂点Ｓエｍｉ， Ｓ
！＋ａｉ，？１ｍｉ， Ｓ４ｍｉの（Ｘ ｏ ｅ Ｙ
Ｄ ＋ Ｚ ｏ）座標はそれぞれ次式により演算される
。
Ｓ■ｍｉ点
ＸＯ，＋ｍｉ＝ｈｍ
’ｆ Ｏ，ｍｉ＝ ＹＬｌｌ＋ （ＹＬｌｍ− ＹＬ＠
）｛Ｚｏｘｍｉ／ Ｌｚ）Ｚ ０１ｍｉ ＝ Ｚ ０４
ｍ，ｉ−１＋Δ２Ｓ２ｍｉ点 ＸＤ，ｍｉ＝ Ｘ０１ａ＋ｉ＋ Ｄａ Ｙ ０２ｍｉ＝ Ｙ Ｄｉｍｉ＋ Ｄｍ−ｔａｎβＺ■
ｚｍｉ＝ ＺＤ，＋＊ｉ − Ｄｍ−ｔａｎ ｏ
＋ Δ ２Ｓ■履ｉ点 Ｘ■，ｍｉ ＝ ＸＤｉｍｉ ＹＯ，ｍｉ＝ 一（ｈ＋ｉ＋Ｄｍ）・ｔａｎ βＺＤ）
ｍｉ＝ Ｚ■，＋ｉｉ＋ Δ ２Ｓ４鳳ｊ点 ｘ■，ｍｉ＝ ＸＤ１＋ｓｉ ＹＯ，ｍｉ＝ − ｈｍ＊ｔａｎ β Ｚ■，ｍｉ＝ ＺＯ，＊ｉ＋ Ｄｍ−ｔａｎ ｏ ＋Δ
２以上の演算を、制御装置３においてＺＤ１ｍｏ＝０
からＺＤ座標が溶接長Ｌｚに到達するまで行なえば、ワ
ーク座標系（ Ｘ ｏ ｅ Ｙ ｏ ＋ Ｚ ｏ ）で
の台形ウィービングパターンの軌跡が、第６図に実線で
示すように得られることになる． 上述のごとくワーク座標系（Ｘｏｅ ＹＤｙ Ｚｏ）に
て演算された台形ウィービングパターンの軌跡の座標は
、ロボット座標系（ＸＲＩ ＹＲｙ ＺＦｔ）へ次のよ
うにして座標変換される． ■（Ｘｏ＋ ＹＤｅ Ｚｏ）ｎ（Ｘｇ， ＹＫ＊ ＺＩ
Ｃ）■（ＸＫＰ ＹＫＩ Ｚｘ）−＋（ＸＲｗ
ＹＲ？ ＺＲ）二二で、Ω，ｍ，ｎはそれぞれロボッ
ト座標系（ＸＲｔ ＹＲｐ ＺＲ）ｔ’＋７）座標系（
ＸＫＩ ＹＫ？ ＺＫ）ノ各軸の方向余弦で、教示デー
タに基づき次式で求められる． マタ、ｘＴ，， ｙＴ．， ＺＴ，はロボット座標系（
Ｘ ＲｔＹＲｙ ＺＲ）における点Ｔエの座標である
．このようにして求めた（ Ｘ ｎ ｅ Ｙ Ｒ ｔ
Ｚ Ｒ）をアーク溶接ロボット２の位置制御目標値とし
て制御装置３に与えれば、ロボット２の溶接トーチ等の
工具先端は、第６図に示すように、ギャップをもつ被溶
接材１ａ，ｂの開先形状に沿った軌跡を描くように位置
決め制御される． なお、台形パターンの各頂点間は、ロボット２が本来も
っている直線補閏機能により直線的に移動するように制
御される．例えば、台形運動区間では、ロボット２の手
首角度は次式で補間される．Φ１＝のＬ＋（ｅＵ−のＬ
）・Ｚ Ｄ１／ Ｌｚここで．ＺＤｉは高さ，の１は高
さＺＤｉでの手首角度で２〜３の自由度をもつもの、の
しは点Ｔ１における手首角度、ＯＵは点Ｔ，における手
首角度である． このように、本実施例の方法によれば，教示された所定
のデータに基づき，各パスごとに開先ギャップに対応し
た台形ウィービングパターンの軌跡が演算されてアーク
溶接ロボット２が制御されるので、溶接線１ｃに沿いギ
ャップ位置に応じてウィービング幅を変化させることが
でき，正確なウィービング動作を行なえ高品質の溶接ビ
ード得られる．また、多層盛溶接に際しては、溶接前の
１回の教示作業のみで各パスごとの台形ウィービングパ
ターンが設定され、教示作業が極めて簡素化される． なお、上記実施例では、ギャップ位置を４点Ｔエ， Ｔ
，， Ｔ，， Ｔ，として教示しているが．Ｔ２，Ｔ．
を教示せずにギャップ幅ＧＬ，Ｇυをスケールで実測し
てデータ入力装［４から入力するようにしてもよい． また、上記実施例では、レ型開先の立向き溶接を行なう
場合について説明したが、本発明の方法は、これに限定
されるものではなく、他の種々の開先に上述と同様にし
て適用される． ［発明の効果ゴ 以上詳述したように，本発明のアーク溶接ロボットの制
御方法によれば、教示された所定のデータに基づき各パ
スごとに開先ギャップに対応した台形ウィービングパタ
ーンの軌跡を演算し、アーク溶接ロボットを制御するよ
うに構成したので、溶接線に沿いギャップ位置に応じて
ウィービング幅が変化・制御され、正確なウィービング
動作を行なえ品質良い溶接が行なえるほか、多層盛溶接
に際しては溶接前の１回の教示作業のみで各パスごとの
台形ウィービングパターンが設定され、教示作業を極め
て簡素化できる効果も得られる．
）｛Ｚｏｘｍｉ／ Ｌｚ）Ｚ ０１ｍｉ ＝ Ｚ ０４
ｍ，ｉ−１＋Δ２Ｓ２ｍｉ点 ＸＤ，ｍｉ＝ Ｘ０１ａ＋ｉ＋ Ｄａ Ｙ ０２ｍｉ＝ Ｙ Ｄｉｍｉ＋ Ｄｍ−ｔａｎβＺ■
ｚｍｉ＝ ＺＤ，＋＊ｉ − Ｄｍ−ｔａｎ ｏ
＋ Δ ２Ｓ■履ｉ点 Ｘ■，ｍｉ ＝ ＸＤｉｍｉ ＹＯ，ｍｉ＝ 一（ｈ＋ｉ＋Ｄｍ）・ｔａｎ βＺＤ）
ｍｉ＝ Ｚ■，＋ｉｉ＋ Δ ２Ｓ４鳳ｊ点 ｘ■，ｍｉ＝ ＸＤ１＋ｓｉ ＹＯ，ｍｉ＝ − ｈｍ＊ｔａｎ β Ｚ■，ｍｉ＝ ＺＯ，＊ｉ＋ Ｄｍ−ｔａｎ ｏ ＋Δ
２以上の演算を、制御装置３においてＺＤ１ｍｏ＝０
からＺＤ座標が溶接長Ｌｚに到達するまで行なえば、ワ
ーク座標系（ Ｘ ｏ ｅ Ｙ ｏ ＋ Ｚ ｏ ）で
の台形ウィービングパターンの軌跡が、第６図に実線で
示すように得られることになる． 上述のごとくワーク座標系（Ｘｏｅ ＹＤｙ Ｚｏ）に
て演算された台形ウィービングパターンの軌跡の座標は
、ロボット座標系（ＸＲＩ ＹＲｙ ＺＦｔ）へ次のよ
うにして座標変換される． ■（Ｘｏ＋ ＹＤｅ Ｚｏ）ｎ（Ｘｇ， ＹＫ＊ ＺＩ
Ｃ）■（ＸＫＰ ＹＫＩ Ｚｘ）−＋（ＸＲｗ
ＹＲ？ ＺＲ）二二で、Ω，ｍ，ｎはそれぞれロボッ
ト座標系（ＸＲｔ ＹＲｐ ＺＲ）ｔ’＋７）座標系（
ＸＫＩ ＹＫ？ ＺＫ）ノ各軸の方向余弦で、教示デー
タに基づき次式で求められる． マタ、ｘＴ，， ｙＴ．， ＺＴ，はロボット座標系（
Ｘ ＲｔＹＲｙ ＺＲ）における点Ｔエの座標である
．このようにして求めた（ Ｘ ｎ ｅ Ｙ Ｒ ｔ
Ｚ Ｒ）をアーク溶接ロボット２の位置制御目標値とし
て制御装置３に与えれば、ロボット２の溶接トーチ等の
工具先端は、第６図に示すように、ギャップをもつ被溶
接材１ａ，ｂの開先形状に沿った軌跡を描くように位置
決め制御される． なお、台形パターンの各頂点間は、ロボット２が本来も
っている直線補閏機能により直線的に移動するように制
御される．例えば、台形運動区間では、ロボット２の手
首角度は次式で補間される．Φ１＝のＬ＋（ｅＵ−のＬ
）・Ｚ Ｄ１／ Ｌｚここで．ＺＤｉは高さ，の１は高
さＺＤｉでの手首角度で２〜３の自由度をもつもの、の
しは点Ｔ１における手首角度、ＯＵは点Ｔ，における手
首角度である． このように、本実施例の方法によれば，教示された所定
のデータに基づき，各パスごとに開先ギャップに対応し
た台形ウィービングパターンの軌跡が演算されてアーク
溶接ロボット２が制御されるので、溶接線１ｃに沿いギ
ャップ位置に応じてウィービング幅を変化させることが
でき，正確なウィービング動作を行なえ高品質の溶接ビ
ード得られる．また、多層盛溶接に際しては、溶接前の
１回の教示作業のみで各パスごとの台形ウィービングパ
ターンが設定され、教示作業が極めて簡素化される． なお、上記実施例では、ギャップ位置を４点Ｔエ， Ｔ
，， Ｔ，， Ｔ，として教示しているが．Ｔ２，Ｔ．
を教示せずにギャップ幅ＧＬ，Ｇυをスケールで実測し
てデータ入力装［４から入力するようにしてもよい． また、上記実施例では、レ型開先の立向き溶接を行なう
場合について説明したが、本発明の方法は、これに限定
されるものではなく、他の種々の開先に上述と同様にし
て適用される． ［発明の効果ゴ 以上詳述したように，本発明のアーク溶接ロボットの制
御方法によれば、教示された所定のデータに基づき各パ
スごとに開先ギャップに対応した台形ウィービングパタ
ーンの軌跡を演算し、アーク溶接ロボットを制御するよ
うに構成したので、溶接線に沿いギャップ位置に応じて
ウィービング幅が変化・制御され、正確なウィービング
動作を行なえ品質良い溶接が行なえるほか、多層盛溶接
に際しては溶接前の１回の教示作業のみで各パスごとの
台形ウィービングパターンが設定され、教示作業を極め
て簡素化できる効果も得られる．
第１〜６図は本発明の一実施例としてのアーク溶接ロボ
ットの制御方法を示すもので、第１図はそのフローチャ
ート、第２図は本実施例の方法を適用される装置例を示
すブロック図、第３図はその被溶接材の開先部における
教示ポイントを示す斜視図、第４図は本実施例における
座標系を説明するための図、第５図は本実施例における
台形ウィービングパターンの軌跡の演算手段を説明する
ための図、第６図は本実施例により演算された台形ウィ
ービングパターンの軌跡を示す斜視図であり、第７図は
従来のアーク溶接ロボットの制御手段におけるウィービ
ング動作の教示作業を説明するための図である。 図において．ｌａ，ｌｂ一被溶接材、ＩＣ＝溶接線、１
ｄ−裏当材、２−アーク溶接ロボット、３一制御装置、
４−データ入力装置． 特許出願人 株式会社 神戸製鋼所
ットの制御方法を示すもので、第１図はそのフローチャ
ート、第２図は本実施例の方法を適用される装置例を示
すブロック図、第３図はその被溶接材の開先部における
教示ポイントを示す斜視図、第４図は本実施例における
座標系を説明するための図、第５図は本実施例における
台形ウィービングパターンの軌跡の演算手段を説明する
ための図、第６図は本実施例により演算された台形ウィ
ービングパターンの軌跡を示す斜視図であり、第７図は
従来のアーク溶接ロボットの制御手段におけるウィービ
ング動作の教示作業を説明するための図である。 図において．ｌａ，ｌｂ一被溶接材、ＩＣ＝溶接線、１
ｄ−裏当材、２−アーク溶接ロボット、３一制御装置、
４−データ入力装置． 特許出願人 株式会社 神戸製鋼所
Claims (1)
- ２つの被溶接材で形成される開先部に開先ギャップがあ
る溶接線に溶接トーチをウィービングさせて少なくとも
１パスでアーク溶接を行なうアーク溶接ロボットの制御
方法であって、前記溶接線の溶接始端側および溶接終端
側における前記２つの被溶接材のギャップ位置を教示す
るとともに、各パスごとの台形ウィービングパターンの
台形高さおよび台形面角度、前記開先部の開先角度を予
め与えておいてから、前記のギャップ位置、台形高さ、
台形面角度および開先角度に基づき前記開先ギャップに
対応した各パスごとの台形ウィービングパターンの軌跡
を演算し、アーク溶接ロボットを制御することを特徴と
するアーク溶接ロボットの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5290389A JPH02235575A (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | アーク溶接ロボットの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5290389A JPH02235575A (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | アーク溶接ロボットの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02235575A true JPH02235575A (ja) | 1990-09-18 |
| JPH0460747B2 JPH0460747B2 (ja) | 1992-09-28 |
Family
ID=12927803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5290389A Granted JPH02235575A (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | アーク溶接ロボットの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02235575A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4842948A (ja) * | 1971-10-08 | 1973-06-21 | ||
| JPS60184474A (ja) * | 1984-03-02 | 1985-09-19 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | 溶接ロボツト |
-
1989
- 1989-03-07 JP JP5290389A patent/JPH02235575A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4842948A (ja) * | 1971-10-08 | 1973-06-21 | ||
| JPS60184474A (ja) * | 1984-03-02 | 1985-09-19 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | 溶接ロボツト |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0460747B2 (ja) | 1992-09-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |