JPH0437475A - Supporting device for offline teaching of arc welding robot - Google Patents

Supporting device for offline teaching of arc welding robot

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JPH0437475A
JPH0437475A JP2144054A JP14405490A JPH0437475A JP H0437475 A JPH0437475 A JP H0437475A JP 2144054 A JP2144054 A JP 2144054A JP 14405490 A JP14405490 A JP 14405490A JP H0437475 A JPH0437475 A JP H0437475A
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JP
Japan
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welding
robot
information
arc welding
conditions
Prior art date
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Application number
JP2144054A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Kanayama
金山 秀明
Hisahiro Tamaoki
玉置 尚弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nachi Fujikoshi Corp
JFE Engineering Corp
Original Assignee
Nachi Fujikoshi Corp
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0437475A publication Critical patent/JPH0437475A/en
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Abstract

PURPOSE:To allow the teaching to an arc welding robot which constitutes a part of the constituting elements of an automatic arc welding device by having a work shape information inputting means, welding condition determining means, robot motion information determining means, and memory means. CONSTITUTION:The supporting device for offline teaching of the arc welding robot has the work shape information inputting means 1 which inputs the work shape information alpha, the welding condition determining means 2 which determines the welding conditions beta in accordance with the inputted work shape information alpha, the robot motion information determining means 3 which determines the robot motion information gamma in accordance with the welding conditions beta, and the memory means 5 which stores the robot motion information gamma, the welding conditions beta and the work shape information alpha. The source information on the shape, etc., of welding members is, therefore, inputted and all of the information necessary for the execution of automatic arc welding including not only the mechanical moving conditions, etc., of the arc welding robot 7 but the electrical conditions for regulating the arc welding conditions, etc., as well are automatically determined and teaching the arc welding robot 7 is possible.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アーク溶接用ロボットオフライン教示装置に
関する。特に、アーク溶接用ロボットオフライン教示装
置が、溶接部材の形状等の原始情報を入力されて、単に
産業用ロボットの機械的運動条件等だけでなく、アーク
溶接条件を規定する電気的条件等も含め、自動アーク溶
接の実行に必要なすべての情報を自動的に決定して、自
動アーク溶接装置の構成要素の一部をなす産業用ロボッ
ト(以下、アーク溶接用ロボットと云う。)に教示する
ことを可能にする改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a robot offline teaching device for arc welding. In particular, the arc welding robot offline teaching device receives input of original information such as the shape of the welding member, and includes not only the mechanical movement conditions of the industrial robot but also the electrical conditions that define the arc welding conditions. , to automatically determine all the information necessary to perform automatic arc welding and teach it to an industrial robot (hereinafter referred to as an arc welding robot) that forms a part of the components of automatic arc welding equipment. Regarding improvements that make it possible.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

対象物体の移動・姿勢変更等の機械的運動を自動的にな
す機能を有する産業用ロボットが、産業上利用されるよ
うになって久しい、そして、昨今は、この産業用ロボッ
トが、アーク溶接装置の構成ユニットとして活用されて
いる。
Industrial robots, which have the function of automatically performing mechanical movements such as moving and changing the posture of target objects, have been used in industry for a long time, and these days, these industrial robots are also used in arc welding equipment. It is used as a constituent unit.

ところで、産業用ロボットには、その産業用ロボットが
繰り返し実行する機械的運動の径路等を記憶する機能が
必須であるが、産業用ロボットに、その産業用ロボット
がなすべき機械的運動を記憶させるために、従来からロ
ボット教示装置が使用されていた。
By the way, it is essential for industrial robots to have a function to memorize the routes of mechanical movements that the industrial robot repeatedly executes. For this purpose, robot teaching devices have traditionally been used.

このロボット教示装置としては、歴史的には、産業用ロ
ボットがなすべき機械的運動を、実際に産業用ロボット
を操作しながら、産業用ロボットの記憶手段に記憶させ
る手動教示方式であったために、操作が複雑なばかりで
なく、教示に要する時間も長く、不便であった。
Historically, this robot teaching device used a manual teaching method in which mechanical movements to be performed by an industrial robot are stored in the storage means of the industrial robot while actually operating the industrial robot. Not only is the operation complicated, but it also takes a long time to teach, making it inconvenient.

そのため、産業用ロボットを実際に動作させる必要がな
いオフライン方式のロボット教示装置が開発されるに至
った。そして、このオフライン方式のロボット教示装置
は、アーク溶接用ロボットにも実用されている。
Therefore, an offline robot teaching device that does not require the actual operation of an industrial robot has been developed. This off-line type robot teaching device is also put into practical use for arc welding robots.

従来技術に係るオフライン方式のアーク溶接用ロボット
オフライン教示装置としては、例えば、ワーク形状等の
原始情報入力手段とロボットの機械的運動を画面上に表
示するロボット運動状態表示手段とを有し、上記の画面
上においてロボットの機械的運動をシミュレーションす
ることを可能とする装置(特開昭62−269205号
)や、産業用ロボットの制御装置からロボットプログラ
ムを磁気テープに移動記憶させる手段と、このプロクラ
ムを、磁気テープとパーソナルコンピュータとの相互間
を相互に転送するプログラムとを有する装置(特開昭6
2−63305号)等が知られている。
A conventional off-line robot offline teaching device for arc welding includes, for example, means for inputting original information such as the shape of a workpiece, and a robot motion state display means for displaying the mechanical motion of the robot on a screen. (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 62-269205) that makes it possible to simulate the mechanical motion of a robot on a screen, a means for moving and storing a robot program from an industrial robot control device onto a magnetic tape, and A device having a program for mutually transferring magnetic tape and a personal computer (Japanese Unexamined Patent Publication No. 6)
No. 2-63305) and the like are known.

要するに、従来技術に係るアーク溶接用ロボットオフラ
イン教示装置は、ワークの機械的移動手段としての産業
用ロボットに対する改良であり、第7図に示すように、
ワークの位置姿勢等を入力する位置姿勢情報入力手段1
3とワーク形状情報入力手段14とロボット/ワーク相
対位置情報入力手段15とシミュレーション手段16と
画像表示手段17とプログラム作成手段18とよりなり
、ロボットの経時的運動径路(アーク溶接作業における
溶接トーチとワークとの相対的経時的運動径路)を、産
業用ロボットに教示する装置である。たヌ゛、この従来
技術に係るアーク溶接用ロボットオフライン教示装置に
おけるシミュレーション手段16やプログラム作成手段
18は、シミュレーションをなし、または、プログラム
を作成するために使用される装置であり、それらの装置
自身が判断主体をなすものではなかった。
In short, the conventional arc welding robot offline teaching device is an improvement over industrial robots as a means of mechanically moving workpieces, and as shown in FIG.
Position/orientation information input means 1 for inputting the position/orientation of the workpiece, etc.
3, workpiece shape information input means 14, robot/workpiece relative position information input means 15, simulation means 16, image display means 17, and program creation means 18. This is a device that teaches an industrial robot the relative movement path with respect to a workpiece over time. Moreover, the simulation means 16 and the program creation means 18 in the arc welding robot offline teaching device according to the prior art are devices used to perform simulation or create programs, and these devices themselves was not the main decision-maker.

(発明が解決しようとする課題〕 ところが、アーク溶接作業等をなすにあたっては、溶接
部材の開先形状等に応答して規定される溶接条件例えば
溶接電圧・溶接電流・溶接速度等や、多層盛り溶接にお
ける積層数等多くの条件を決定する必要があるが、これ
らの条件は実際に溶接を実行してみないと決定しえない
場合もある等、単純には決定しえない性質を有する。そ
のため、アーク溶接をなすには熟練を必要とすることが
周知であり、従来技術に係るアーク溶接用ロボットオフ
ライン教示装置を使用しても、なお、アーク溶接技術の
熟練者でないかぎり、産業用ロボットによって駆動され
る自動アーク溶接装置を使用してアーク溶接を実行する
ことは困難である。そのため、従来技術に係るアーク溶
接用ロボットオフライン教示装置の機能は、アーク溶接
用ロボットを使用してなすアーク溶接の自動化の要請を
満たすには不十分であった。
(Problem to be Solved by the Invention) However, when performing arc welding work, etc., welding conditions such as welding voltage, welding current, welding speed, etc. that are specified in response to the groove shape of the welding member, etc., and the multilayer welding Although it is necessary to determine many conditions such as the number of laminated layers in welding, these conditions cannot be determined simply without actually performing the welding. Therefore, it is well known that skill is required to perform arc welding, and even if the conventional arc welding robot offline teaching device is used, unless the person is an expert in arc welding technology, industrial robot It is difficult to perform arc welding using an automatic arc welding device driven by a This was insufficient to meet the demands for welding automation.

本発明の目的は、上記の欠点を解消することにあり、溶
接部材の形状等の原始情報を入力されて、単にアーク溶
接用ロボットの機械的運動条件等だけでなく、アーク溶
接条件を規定する電気的条件等も含め、自動アーク溶接
の実行に必要なすべての情報を自動的に決定して、自動
アーク溶接装置の構成要素の一部をなすアーク溶接用ロ
ボットに教示することを可能にするアーク溶接用ロボッ
トオフライン教示支援装置を提供することにある。
The purpose of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks, and to provide a system in which original information such as the shape of a welding member is inputted to specify not only the mechanical movement conditions of an arc welding robot but also the arc welding conditions. It is possible to automatically determine all the information necessary to perform automatic arc welding, including electrical conditions, etc., and teach it to the arc welding robot that is part of the components of automatic arc welding equipment. An object of the present invention is to provide a robot offline teaching support device for arc welding.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記の目的は、下記の構成要素を有するアーク溶接用ロ
ボットオフライン教示支援装置(請求項[1]に対応)
によって達成される。
The above object is an arc welding robot offline teaching support device (corresponding to claim [1]) having the following components:
achieved by.

その構成要素は、 イ、ワーク形状情報を入力するワーク形状情報入力手段
(1)と、 口、この入力されたワーク形状情報(α)にもとづいて
、溶接条件(β)を決定する溶接条件決定手段(2)と
、 ハ、前記の溶接条件(β)にもとづいて、ロボットの運
動情報(γ)を決定するロボット運動情報決定手段(3
)と、 二、前記のロボットの運動情報Cr)と溶接条件(β)
とワーク形状情報(α)とを記憶する記憶手段(5)と である。
Its components are: (a) a workpiece shape information input means (1) for inputting workpiece shape information; and (b) welding condition determination for determining welding conditions (β) based on the input workpiece shape information (α). Means (2); C. Robot motion information determining means (3) for determining robot motion information (γ) based on the welding conditions (β).
), and 2. The above robot motion information Cr) and welding conditions (β)
and a storage means (5) for storing workpiece shape information (α).

上記の手段において、下記の実施態様がある。In the above means, there are the following embodiments.

第1の実施態様(請求項[2]に対応)においては、前
記のワーク形状情報(α)は、粗材形状(S)と、開先
角度(A)と、開先幅(G)と板厚(1)とを含む。
In the first embodiment (corresponding to claim [2]), the workpiece shape information (α) includes the rough material shape (S), the groove angle (A), and the groove width (G). Including plate thickness (1).

第2の実施態様(請求項[3]に対応)においては、前
記の溶接条件(β)は、板厚(1)に対応する積層数(
N)と、各層の溶接電圧(V、)・溶接電流(In)・
ビード高さ(h、)・溶接トーチのねらい方向(■工)
・溶接速度と、粗材形状(S) ・開先角度(A) ・
開先幅(G) ・板厚(1)を含み、前記の溶接条件決
定手段(2)は・、溶接情報記憶手段(2a)から情報
を検索し、その情報にもとづいて溶接条件(β)を計算
する溶接条件検索・計算手段(2b)である。
In the second embodiment (corresponding to claim [3]), the welding condition (β) is the number of laminated layers (1) corresponding to the plate thickness (1).
N), welding voltage (V, ), welding current (In), and welding current (In) for each layer.
Bead height (h,)/Aim direction of welding torch (■ machining)
・Welding speed and rough material shape (S) ・Bevel angle (A) ・
The welding condition determining means (2) searches for information from the welding information storage means (2a) and determines the welding conditions (β) based on the information, including the groove width (G) and plate thickness (1). This is a welding condition search/calculation means (2b) for calculating.

第3の実施態様(請求項[4]に対応)においては、前
記のロボットの運動情報(y)は、ロボットの動作位置
・適正溶接速度(V@、) ・溶接ワイヤ送給速度指令
電圧情報・溶接電圧指令電圧情報を含み、オフライン教
示装置が読み出し可能な形で記憶され、前記のロボット
運動情報決定手段(3)は、ロボット作業原点記憶手段
とワーク固定治具位置記憶手段と前記の溶接条件から座
標変換を含む計算を行うロボット運動情報計軍手段であ
る。
In the third embodiment (corresponding to claim [4]), the robot motion information (y) includes robot operating position/appropriate welding speed (V@,), welding wire feeding speed command voltage information - Contains welding voltage command voltage information and is stored in a format readable by the offline teaching device, and the robot movement information determining means (3) is configured to store the robot work origin storage means, the workpiece fixing jig position storage means, and the welding This is a robot motion information instrument that performs calculations including coordinate transformation from conditions.

なお、この実施態様において、前記のロボット運動情報
決定手段(3)は、ロボット運動情報記憶手段(3a)
から前記のロボット運動情報を検索するロボット運動情
報検索手段(3b)であると云うこともできる。
In this embodiment, the robot motion information determining means (3) is the robot motion information storage means (3a).
It can also be said that it is a robot motion information search means (3b) for searching the robot motion information from the robot motion information.

さらに、他の改変として、前記のロボット用溶接条件(
δ)は、ロボット作業原点、ワーク固定治具位置を含み
、前記のロボット用溶接条件決定手段(4)は、ロボッ
ト用溶接条件記憶手段(4a)から前記のロボット用溶
接条件(δ)を検索するロボット用溶接条件検索手段(
4b)であるアーク溶接用ロボットオフライン教示支援
装置も可能である。
Furthermore, as another modification, the above-mentioned robot welding conditions (
δ) includes the robot work origin and the workpiece fixing jig position, and the robot welding condition determining means (4) retrieves the robot welding condition (δ) from the robot welding condition storage means (4a). Welding condition search means for robots (
4b) is also possible.

〔作用] 本発明は、アーク溶接に使用される電圧・電流・溶接速
度・溶接トーチとワークとの相対的位置関係・多層盛り
溶接における積層数等の条件が、例えば粗材形状・開先
角度・開先幅・板厚等ワークの形状情報に応答して決定
されると云う自然法則を利用し、この自然法則にもとづ
く演夏処理等を電子計算機を使用して実行すること−し
たものである。
[Function] The present invention allows conditions such as the voltage, current, welding speed, relative positional relationship between the welding torch and the workpiece, and the number of laminated layers in multilayer welding to be used for arc welding, such as the shape of the rough material and the groove angle. - Utilizes natural laws that are determined in response to workpiece shape information such as groove width and plate thickness, and uses an electronic computer to perform processing such as summer reduction based on these natural laws. be.

よって、本発明に係るアーク溶接用ロボットオフライン
教示支援装置には、(イ)例えばワーク形状等と溶接条
件との関係を記憶する溶接情報記憶手段(2a)とこの
溶接情報記憶手段(2a)から溶接条件を検索し、その
情報にもとづいて溶接条件を計算する溶接条件検索・計
算手段(2b)等よりなる溶接条件決定手段(2)と、
(ロ)例えばワーク形状とロボットの運動との関係を記
憶するロボット運動情報記憶手段(3b)とこのロボッ
ト運動情報記憶手段(3b)からロボット運動情報を検
索するロボット運動情報検索手段(3a)等よりなるロ
ボット運動情報決定手段(3)と、(ハ)溶接条件とロ
ボット用溶接条件との関係を記憶するロボット用溶接条
件記憶手段(4b)とこのロボット用溶接条件記憶手段
(4b)からロボット用溶接条件を検索するロボット用
溶接条件検索手段(4a)等よりなるロボット用溶接条
件決定手段(4)とを備えておき、例えば、粗材形状(
S)と開先角度(A)と開先幅(G)と板厚(1)等を
含むワーク形状情報(α)を入力して、アーク溶接用ロ
ボットを使用してなすアーク溶接に必要なすべての情報
を一括作成することができ、これをアーク溶接用ロボッ
トに出力して、たゾちにアーク溶接用ロボットを使用し
てなすアーク溶接の実行が可能なようにしたものである
Therefore, the robot offline teaching support device for arc welding according to the present invention includes (a) a welding information storage means (2a) for storing, for example, the relationship between a workpiece shape, etc. and welding conditions; a welding condition determining means (2) comprising a welding condition search/calculation means (2b) for searching for welding conditions and calculating welding conditions based on the information;
(b) For example, a robot motion information storage means (3b) that stores the relationship between the workpiece shape and robot motion, a robot motion information search means (3a) that retrieves robot motion information from this robot motion information storage means (3b), etc. robot motion information determining means (3), (c) robot welding condition storage means (4b) for storing the relationship between welding conditions and robot welding conditions; robot welding condition determining means (4) consisting of a robot welding condition searching means (4a) for searching for welding conditions for use in a robot, for example, a rough material shape (
Enter the workpiece shape information (α) including S), groove angle (A), groove width (G), plate thickness (1), etc. to calculate the necessary information for arc welding using an arc welding robot. All information can be created at once, and this information can be output to an arc welding robot so that arc welding can be performed instantly using the arc welding robot.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照して、本発明の一実施例に係るアーク
溶接用ロボットオフライン教示支援装置について説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An arc welding robot offline teaching support device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図参照 図は本発明の一実施例に係るアーク溶接用ロボットオフ
ライン教示支援装置のクレーム対応図である。
The reference figure in FIG. 1 is a diagram corresponding to a complaint regarding an arc welding robot offline teaching support device according to an embodiment of the present invention.

図において、1はワーク形状情報人力手段であり、粗材
形状S、開先角度A、開先幅G、板厚を等のワーク形状
情報αを入力するに使用される。
In the figure, reference numeral 1 denotes a workpiece shape information manual means, which is used to input workpiece shape information α such as the rough material shape S, groove angle A, groove width G, plate thickness, etc.

2は溶接条件決定手段であり、ワーク形状情報αにもと
づいて、溶接条件βを決定する機能を有する。こ\で、
溶接条件βには、板厚りに対応する積層数Nと各層の電
圧■、・電流■、・ビード高さり、、・溶接トーチのね
らい方向Vwが含まれる。また、溶接条件決定手段2は
、溶接条件βを記憶する溶接情報記憶手段2aから溶接
条件βを検索する溶接条件検索・計算手段2bをもって
構成することができる。
Reference numeral 2 denotes welding condition determining means, which has a function of determining welding conditions β based on workpiece shape information α. Here,
The welding conditions β include the number N of laminated layers corresponding to the plate thickness, the voltage (2) of each layer, the current (2), the bead height, and the aiming direction Vw of the welding torch. Further, the welding condition determination means 2 can be configured with a welding condition search/calculation means 2b that searches for the welding condition β from the welding information storage means 2a that stores the welding condition β.

3はロボット運動情報決定手段であり、ワーク形状情報
αにもとづいて、ロボットの運動情報γを決定する機能
を有する。こ−で、ロボットの運動情報γには、適正溶
接速度V07、溶接ワイヤ送給速度(Vf、)等が含ま
れる。また、ロボット運動情報決定手段3は、ロボット
の運動情報Tを記憶手段ロボット運動情報記憶手段3a
からロボット運動情報を検索するロボット運動情報検索
手段3bをもって構成することができる。
Reference numeral 3 denotes robot motion information determining means, which has a function of determining robot motion information γ based on workpiece shape information α. Here, the motion information γ of the robot includes the appropriate welding speed V07, welding wire feeding speed (Vf, ), etc. Further, the robot motion information determining means 3 stores the robot motion information T in the robot motion information storage means 3a.
The robot motion information retrieval means 3b can be configured to search for robot motion information from the robot motion information.

4はロボット用溶接条件決定手段であり、溶接条件βに
もとづいてロボット用溶接条件δを決定する機能を有す
る。こ−で、ロボット用溶接条件δには、ロボット作業
原点、ワーク固定治具位置等が含まれる。また、ロボッ
ト用溶接条件決定手段4は、ロボット用溶接条件δを記
憶するロボット用溶接条件記憶手段4aからロボット用
溶接条件δを検索するロボット用溶接条件検索手段4b
をもって構成することができる。
Reference numeral 4 denotes robot welding condition determining means, which has a function of determining robot welding conditions δ based on welding conditions β. Here, the robot welding conditions δ include the robot work origin, the workpiece fixing jig position, and the like. Further, the robot welding condition determination means 4 includes a robot welding condition retrieval means 4b that searches for the robot welding condition δ from the robot welding condition storage means 4a that stores the robot welding condition δ.
It can be configured with

5は記憶手段であり、ロボット用溶接条件δとロボット
運動情報Tとを記憶する機能を有する。
Reference numeral 5 denotes a storage means, which has a function of storing robot welding conditions δ and robot movement information T.

6は出力手段であり、ロボット用溶接条件δとロボット
運動情報Tとをアーク溶接用ロボット7に向かって出力
する機能を有する。
Reference numeral 6 denotes an output means, which has a function of outputting robot welding conditions δ and robot motion information T to the arc welding robot 7.

次に、上記のアーク溶接用ロボットオフライン教示支援
装置の動作を、アーク溶接用ロボットによって作動され
るアーク溶接機の1例について、さらに詳細に説明する
Next, the operation of the above-mentioned arc welding robot offline teaching support device will be described in more detail with respect to an example of an arc welding machine operated by an arc welding robot.

第2図参照 図において、7はアーク溶接用ロボットであり、8はワ
ーク9(破線をもって示す、)を支持し、これを回転・
移動するポジショナ−であり、アーク溶接用ロボット7
とポジショナ−8との連係動作をもって、ワーク9の所
望の位置に溶接トーチを接触させる。10は溶接用電源
であり、1]は制御装置であり、12は電子計算機であ
り、アーク溶接用ロボットの制御指令発生手段と本発明
に係るアーク溶接用ロボットオフライン教示支援装置と
を構成する。
In the drawing shown in FIG. 2, 7 is an arc welding robot, 8 supports a workpiece 9 (indicated by a broken line), and rotates and rotates it.
A moving positioner, arc welding robot 7
The welding torch is brought into contact with a desired position on the workpiece 9 through a coordinated operation with the positioner 8 and the positioner 8. 10 is a welding power source, 1] is a control device, and 12 is an electronic computer, which constitute control command generation means for an arc welding robot and an offline teaching support device for an arc welding robot according to the present invention.

本発明に係るアーク溶接用ロボットオフライン教示支援
装置を使用して、アーク溶接用ロボット7に、アーク溶
接用ロボット7が実行すべき機械的運動を教示する。こ
の情報にしたがって、制御装置1]が溶接用電源10と
アーク溶接用ロボット7とポジショナ−8とに指令を発
し、この指令にもとづいて、溶接用電源IOとアーク溶
接用ロボット7とポジショナ−8とが動作して所望のア
ーク溶接が自動的に実行される。
The arc welding robot offline teaching support device according to the present invention is used to teach the arc welding robot 7 the mechanical movements that the arc welding robot 7 should perform. According to this information, the control device 1] issues a command to the welding power source 10, the arc welding robot 7, and the positioner 8, and based on this command, the welding power source IO, the arc welding robot 7, and the positioner 8 and the desired arc welding is automatically performed.

こ〜で、本発明が依拠する自然法則、すなわち、アーク
溶接における制御要素の決定規準について説明する。
Here, the natural law on which the present invention relies, that is, the criteria for determining control elements in arc welding will be explained.

ィ、アーク溶接用ロボットの溶接トーチの空間的座標値
の決定規準 ワーク9の粗材形状を、アーク溶接用ロボット7とポジ
ショナ−8との相対位置により座標変換(平行移動・回
転)することによりなされる、なお、この決定には、下
記の計算式が使用される。
B. Criteria for determining the spatial coordinate values of the welding torch of the arc welding robot By performing coordinate transformation (translation/rotation) on the rough material shape of the workpiece 9 according to the relative positions of the arc welding robot 7 and the positioner 8. The following calculation formula is used for this determination.

但し、 x、 、y、 、z、はロボット座標系における溶接位
置であり、 X、、Y、、Z、、θ8、θ7、θ、はロボットとポジ
ショナ−との相対位置であり、Xw、Yv、Z、は粗材
座標系における粗材の座標であり、 C(n、  θ)はロボット座標系のn軸を中心とする
θ度に対応する回転である。
However, x, , y, , z are the welding positions in the robot coordinate system, X, , Y, , Z, , θ8, θ7, θ are the relative positions between the robot and the positioner, and Xw, Yv , Z, are the coordinates of the raw material in the raw material coordinate system, and C(n, θ) is the rotation corresponding to θ degrees around the n-axis of the robot coordinate system.

口、ボジシッナーの回転角度の決定規準ボジシ四す−8
はワーク9のそれぞれの1辺に対し、特定の角度づ一回
転させることが一般である。
Criteria for determining the rotation angle of the mouth and body thinner - 8
Generally, each side of the workpiece 9 is rotated by a specific angle.

ハ、溶接トーチのねらい方向を示すベクトルの決定規準 原始情報として入力される溶接トーチのねらい方向ベク
トルを、アーク溶接用ロボット7とポジショナ−8との
相対位置により座標変換(回転)することにより求める
。この計算には、下記の計算式が使用される。
C. Determination criteria for the vector indicating the aiming direction of the welding torch The aiming direction vector of the welding torch, which is input as the original information, is determined by coordinate transformation (rotation) based on the relative positions of the arc welding robot 7 and the positioner 8. . The following calculation formula is used for this calculation.

Vr  −C(x、  θx )C(y、  θ、 )
  C(z。
Vr −C(x, θx)C(y, θ, )
C(z.

θ、)■1 但し、 ■、はロボット座標系における溶接トーチのねらい方向
ベクトル(トーチは1本の線ではないので、トーチのね
らいを表すベクトルは、Y方向とZ方向との2種がある
。)であり、C(n、  θ)はロボット座標系のn軸
を中心とするθ度に対応する回転であり、 Voは粗材座標系におけるねらい方向ベクトル(Y方向
とZ方向)である。
θ,)■1 However, ■ is the aiming direction vector of the welding torch in the robot coordinate system (since the torch is not a single line, there are two types of vectors that represent the aim of the torch: the Y direction and the Z direction. ), C(n, θ) is the rotation corresponding to θ degrees around the n-axis of the robot coordinate system, and Vo is the aiming direction vector (Y direction and Z direction) in the rough material coordinate system. .

二、ロボットの溶接トーチの移動等の速度の決定規準 ロボットの動作速度は溶接速度に等しいので、下記に示
す適正溶接速度を決定することにより決定する。適正溶
接速度の決定には下記の計算式が使用される。
2. Criteria for determining the speed of movement, etc. of the welding torch of the robot Since the operating speed of the robot is equal to the welding speed, it is determined by determining the appropriate welding speed shown below. The following formula is used to determine the appropriate welding speed.

但し、 ■、。は適正溶接速度であり、 ■、は各層における溶接ワイヤ送給速度であり、 nは積層数Nの各層であり、 dはワイヤ径であり、 h3は第N層のビード高さであり、 Aは開先角度であり、 G1は各層の開先幅である。however, ■,. is the appropriate welding speed, ■ is the welding wire feeding speed in each layer, n is each layer of lamination number N, d is the wire diameter, h3 is the bead height of the Nth layer, A is the bevel angle; G1 is the groove width of each layer.

なお、開先幅の夏山には下記の計算式が使用される。The following calculation formula is used for the groove width.

G1]−G (1+tan AXΣha−1)但し、Σ
hゎ−1は第1層から第(n−1)層までのビード高さ
の和である。
G1]-G (1+tan AXΣha-1) However, Σ
h-1 is the sum of bead heights from the first layer to the (n-1)th layer.

ホ、アーク溶接用電源10、アークセンサ制御装置等と
の間に信号を授受するために必要な情報の決定規準 溶接電流指令・溶接電圧指令は、ワークの板厚tにもと
づいて、積層数Nと各層nにおける溶接電流1.  ・
電圧■、・ビード高さり、を決定した後この溶接電流1
.・電圧■、にもとづいて決定する。
E. Criteria for determining the information necessary for transmitting and receiving signals between the arc welding power source 10, the arc sensor control device, etc. The welding current command and welding voltage command are based on the thickness t of the workpiece, the number of laminated layers N and welding current 1 in each layer n.・
After determining the voltage and bead height, this welding current 1
..・Determine based on the voltage ■.

本発明はマイクロコンピュータ応用技術であるから、上
記のクレーム対応図の構成要素をなす各機能素子の機能
を実現するフローチャートを下記に説明する。
Since the present invention is a microcomputer application technology, a flowchart for realizing the functions of each functional element forming the constituent elements of the above claim correspondence diagram will be described below.

A、溶接条件データベースの作成 溶接情報記憶手段2aをなす溶接条件データベースを予
め作成する。
A. Creation of welding condition database A welding condition database forming the welding information storage means 2a is created in advance.

第3図参照 板厚に応じた暦数・電流・電圧・ビード高さ・トーチね
らい方向■、・ワイヤ径d・アークセンサデータ・ロボ
ットデータ等を記憶している溶接条件データベースを作
成してお(。
Refer to Figure 3. Create a welding condition database that stores the calendar number, current, voltage, bead height, torch aiming direction, wire diameter d, arc sensor data, robot data, etc. according to the plate thickness. (.

B、ワーク固定治具位置データファイルの作成ロボット
運動情報記憶手段3aをなすワーク固定治具位置データ
ファイルを予め作成する。
B. Creation of workpiece fixing jig position data file A workpiece fixing jig position data file forming the robot motion information storage means 3a is created in advance.

第4図参照 ロボットとワーク(治具)との相対位置を記憶している
ワーク固定治具位置データファイルを作成しておく。
Refer to FIG. 4. A workpiece fixing jig position data file is created that stores the relative positions of the robot and the workpiece (jig).

C1溶接条件出力データベース(ワイヤ径を含む溶接情
報)の作成 ロボット用溶接条件記憶手段4aをなす溶接条件出力デ
ータベースを予め作成する。
C1 Creation of welding condition output database (welding information including wire diameter) A welding condition output database forming the robot welding condition storage means 4a is created in advance.

第5図参照 溶接条件データベースに含まれる溶接電流に応じた溶接
速度等を記憶している溶接条件出力データベースを作成
しておく。
Refer to FIG. 5 A welding condition output database is created in which welding speeds and the like corresponding to welding currents included in the welding condition database are stored.

D、アーク溶接用ロボットオフライン教示支援装置の動
作 本発明の実施例に係るアーク溶接用ロボットオフライン
教示支援装置の動作をフローチャートを参照して説明す
る。
D. Operation of robot offline teaching support device for arc welding The operation of the robot offline teaching support device for arc welding according to the embodiment of the present invention will be described with reference to flowcharts.

第6−1図参照 a、粗材形状Sと開先角度Aと開先幅Gと板厚tとを入
力する。
Refer to Fig. 6-1 a, input the rough material shape S, groove angle A, groove width G, and plate thickness t.

b、板厚tをキーワードとして、溶接条件データベース
から電圧・電流・ビード高さ等の溶接条件を検索して読
み出す。
Using b and plate thickness t as keywords, welding conditions such as voltage, current, and bead height are searched and read out from the welding condition database.

C2多層盛り溶接が必要な場合、第1層を指定する d6電流!、をキーワードとして、第n層のワイヤ給送
速度■1等を検索して読み出す。
If C2 multi-layer welding is required, d6 current to specify the first layer! , as a keyword, search for and read out the wire feeding speed ■1 etc. of the n-th layer.

e、第n層の開先幅G、を演算する。e, the groove width G of the n-th layer is calculated.

f、第n層の適正溶接速度vo7を演算する。f, calculate the appropriate welding speed vo7 for the n-th layer.

第6−2図参照 g、第n層の電圧・電流・ビード高さ・開先幅・適正速
度・アークセンサデータ・ロボットデータ等を含むデー
タファイルを作成する。
Refer to Figure 6-2 g. Create a data file containing the voltage, current, bead height, groove width, appropriate speed, arc sensor data, robot data, etc. of the nth layer.

h、第2層、第3層、・・・と金層に対するデータファ
イルが完成するまで、d−gの工程を逐次繰り返す。
h, the second layer, the third layer, and so on until the data file for the gold layer is completed. Steps d-g are successively repeated.

i、溶接作業データを読み込む。i. Load welding work data.

j、ワーク固定治具位置データ(X、、Y、、Z、、G
8、θア、θ、)を読み込む。
j, workpiece fixing jig position data (X,,Y,,Z,,G
8. Read θa, θ,).

k、粗材寸法にもとづいて、溶接位置(X、、Yw、Z
w)を読み込む。
k, the welding position (X, , Yw, Z
Load w).

第6−3図参照 1、算式 %式%) を使用してロボット位置を針算し、算式Vr”’g(V
ユ)を使用してトーチねらいベクトルを計算する。
Refer to Figure 6-3 1. Calculate the robot position using the formula %), and use the formula Vr"'g (V
Calculate the torch aim vector using

m、アークセンサデータ・ロボットデータをファンクシ
ョンとして作成する。
m. Create arc sensor data and robot data as functions.

n、各層の溶接に使用される電圧・電流を実現するファ
ンクシランを作成する。
n. Create funk silane that realizes the voltage and current used for welding each layer.

O,ロボットの機械的運動だけでなく、溶接作業の実行
に必要なすべての情報が経時的に記憶されているMDI
プログラムを作成する。
O. MDI in which not only the mechanical movements of the robot but also all the information necessary to perform the welding work are stored over time.
Create a program.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明せるとおり、本発明に係るアーク溶接用ロボッ
トオフライン教示支援装置は、ワーク形状情報(粗材形
状、開先角度、開先幅、板厚等)を入力するワーク形状
情報入力手段と、この入力されたワーク形状情報にもと
づいて、溶接条件(板厚に対応する積層数、各層の電圧
、電流、ビード高さ、溶接トーチのねらい方向、ワイヤ
径等)を決定する溶接条件決定手段(溶接情報記憶手段
から溶接条件を検索する溶接条件検索・計算手段等)と
、前記の入力されたワーク形状情報にもとづいて、ロボ
ットの運動情報(適正溶接速度、溶接ワイヤ送給速度等
)を決定するロボット運動情報決定手段(ロボット運動
情報記憶手段からロボット運動情報を検索するロボット
運動情報検索手段)と、前記の溶接条件にもとづいてロ
ボット用溶接条件(ロボット作業原点、ワーク固定治具
位置等)を決定するロボット用溶接条件決定手段(ロボ
ット用溶接条件記憶手段からロボット用溶接条件を検索
するロボット用溶接条件検索手段)と、ロボット用溶接
条件とロボット運動情報とをアーク溶接用ロボットに向
かって出力する出力手段とを有しているので、溶接部材
の形状等の原始情報を入力されて、単にアーク溶接用ロ
ボットの機械的運動条件等だけでなく、アーク溶接条件
を規定する電気的条件等も含め、自動アーク溶接の実行
に必要なすべての情報を自動的に決定して、自動アーク
溶接機の構成要素の一部をなすアーク溶接用ロボットに
教示することを可能にするアーク溶接用ロボットオフラ
イン教示支援装置を提供することができる。
As explained above, the arc welding robot offline teaching support device according to the present invention includes a workpiece shape information input means for inputting workpiece shape information (rough material shape, groove angle, groove width, plate thickness, etc.); Welding condition determining means (welding Determine robot motion information (appropriate welding speed, welding wire feeding speed, etc.) based on the welding condition search/calculation means that searches for welding conditions from the information storage means) and the input workpiece shape information. Robot motion information determination means (robot motion information retrieval means for retrieving robot motion information from robot motion information storage means) and robot welding conditions (robot work origin, workpiece fixing jig position, etc.) based on the above-mentioned welding conditions. A robot welding condition determining means to be determined (a robot welding condition search means for searching a robot welding condition from a robot welding condition storage means), a robot welding condition and robot motion information are output to the arc welding robot. Since it has an output means for inputting original information such as the shape of the welding part, it can output not only the mechanical movement conditions of the arc welding robot but also the electrical conditions that define the arc welding conditions. An offline arc welding robot that makes it possible to automatically determine and teach all the information necessary to perform automatic arc welding, including the A teaching support device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の実施例に係るアーク溶接用ロボット
オフライン教示支援装置のクレーム対応図である。 第2図は、本発明の実施例に係るアーク溶接用ロボット
オフライン教示支援装置が使用されるアーク溶接用ロボ
ットを構成するアーク溶接機の概略構成図である。 第3図は、本発明の実施例に係る溶接条件データベース
作成工程のフローチャートである。 第4図は、本発明の実施例に係るワーク固定治具位置デ
ータファイルの作成工程のフローチャートである。 第5図は、本発明の実施例に係る溶接条件出力データベ
ース工程のフローチャートである。 第6−1図・第6−2図・第6−3図は、本発明の実施
例に係るアーク溶接用ロボットオフライン教示支援装置
のフローチャートである。 第7図は、従来技術に係るアーク溶接用ロボットオフラ
イン教示支援装置の全体構成図である。 l ・ ・ 2 ・ ・ 2a ・ 2 b ・ 3 ・ ・ 3a ・ 3 b ・ 4 ・ ・ 4 a ・ 4 b ・ 5 ・ ・ 6 ・ ・ 7 ・ ・ 8 ・ ・ 9 ・ ・ 10・ ・ 1工・ ・ 12・ ・ ワーク形状情報入力手段、 溶接条件決定手段、 ・溶接情報記憶手段、 ・溶接条件検索・計算手段、 ロボット運動情報決定手段、 ・ロボット運動情報記憶手段、 ・ロボット運動情報検索手段、 ロボット用溶接条件決定手段、 ・ロボット用溶接条件記憶手段、 ・ロボット用溶接条件検索手段、 記憶手段、 出力手段、 アーク溶接用ロボット、 ボジシ町ナー ワーク、 アーク溶接用電源、 制御装置、 電子計算機、 13・ 14・ 15・ 16・ 17・ 18・ ・従来技術に係るアーク溶接用ロボットオフライン教示
支援装置の位置・姿勢情報入力手段、 ・従来技術に係るアーク溶接用ロボットオフライン教示
支援装置のワーク形状情報入力手段、 ・従来技術に係るアーク溶接用ロボットオフライン教示
支援装置のロボット/ワーク相対位置情報入力手段、 ・従来技術に係るアーク溶接用ロボットオフライン教示
支援装置のシミニレ−シラン手段、 ・従来技術に係るアーク溶接用ロボットオフライン教示
支援装置の画像表示手段、・従来技術に係るアーク溶接
用ロボットオフライン教示支援装置のプログラム作成手
段。
FIG. 1 is a diagram illustrating complaints regarding an arc welding robot offline teaching support device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an arc welding machine constituting an arc welding robot in which an arc welding robot offline teaching support device according to an embodiment of the present invention is used. FIG. 3 is a flowchart of a welding condition database creation process according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a flowchart of a process for creating a work fixing jig position data file according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a flowchart of a welding condition output database process according to an embodiment of the present invention. 6-1, 6-2, and 6-3 are flowcharts of the arc welding robot offline teaching support device according to the embodiment of the present invention. FIG. 7 is an overall configuration diagram of a conventional arc welding robot offline teaching support device. l ・ ・ 2 ・ ・ 2a ・ 2 b ・ 3 ・ ・ 3a ・ 3 b ・ 4 ・ ・ 4 a ・ 4 b ・ 5 ・ ・ 6 ・ ・ 7 ・ ・ 8 ・ ・ 9 ・ ・ 10 ・ 1 work ・12. Workpiece shape information input means, welding condition determination means, welding information storage means, welding condition search/calculation means, robot motion information determination means, robot motion information storage means, robot motion information retrieval means, for robots Welding condition determination means, - Welding condition storage means for robots, - Welding condition search means for robots, storage means, output means, robot for arc welding, Narwak, Bojishi town, power supply for arc welding, control device, electronic computer, 13/14・ 15 ・ 16 ・ 17 ・ 18 ・ ・Position/posture information input means of a robot offline teaching support device for arc welding according to the prior art, ・Workpiece shape information input means of a robot offline teaching support device for arc welding according to the prior art,・Robot/workpiece relative position information input means of a robot offline teaching support device for arc welding according to the prior art; ・Similar run means of a robot offline teaching support device for arc welding according to the conventional technology; ・A robot/workpiece relative position information input device of a robot offline teaching support device for arc welding according to the conventional technology; An image display means for a robot offline teaching support device; and a program creation means for a robot offline teaching support device for arc welding according to the prior art.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 [1]ワーク形状情報を入力するワーク形状情報入力手
段(1)と、 該入力されたワーク形状情報(α)にもとづいて、溶接
条件(β)を決定する溶接条件決定手段(2)と、 前記溶接条件(β)にもとづいて、ロボット運動情報(
γ)を決定するロボット運動情報決定手段(3)と、 該ロボット運動情報(γ)と前記溶接条件(β)とワー
ク形状情報(α)とを記憶する記憶手段(5)と を有することを特徴とするアーク溶接用ロボットオフラ
イン教示支援装置。 [2]前記ワーク形状情報(α)は、粗材形状(S)と
、開先角度(A)と、開先幅(G)と板厚(t)とを含
むことを特徴とする請求項[1]記載のアーク溶接用ロ
ボットオフライン教示支援装置。 [3]前記溶接条件(β)は、板厚(t)に対応する積
層数(N)と、各層の溶接電圧(V_n)・溶接電流(
I_n)・ビード高さ(h_n)・溶接トーチのねらい
方向(V_w)・溶接速度と、粗材形状(S)・開先角
度(A)・開先幅(G)・板厚(t)を含み、前記溶接
条件決定手段(2)は、溶接情報記憶手段(2a)から
情報を検索し、その情報にもとづいて溶接条件(β)を
計算する溶接条件検索・計算手段(2b)であることを
特徴とする請求項[1]記載のアーク溶接用ロボットオ
フライン教示支援装置。 [4]前記ロボット運動情報(γ)は、ロボットの動作
位置・適正溶接速度(V_o_n)・溶接ワイヤ送給速
度指令電圧情報・溶接電圧指令電圧情報を含み、オフラ
イン教示装置が読み出し可能な形で記憶され、前記ロボ
ット運動情報決定手段(3)は、ロボット作業原点記憶
手段とワーク固定治具位置記憶手段と前記溶接条件から
座標変換を含む計算を行うロボット運動情報計算手段で
あることを特徴とする請求項[1]記載のアーク溶接用
ロボットオフライン教示支援装置。
[Claims] [1] Workpiece shape information input means (1) for inputting workpiece shape information, and welding condition determination for determining welding conditions (β) based on the inputted workpiece shape information (α). Based on means (2) and the welding conditions (β), robot motion information (
γ), and a storage means (5) for storing the robot motion information (γ), the welding conditions (β), and the workpiece shape information (α). Features: Robot offline teaching support device for arc welding. [2] A claim characterized in that the workpiece shape information (α) includes a rough material shape (S), a groove angle (A), a groove width (G), and a plate thickness (t). [1] The arc welding robot offline teaching support device described in [1]. [3] The welding conditions (β) are the number of laminated layers (N) corresponding to the plate thickness (t), the welding voltage (V_n) and welding current (
I_n), bead height (h_n), welding torch aiming direction (V_w), welding speed, rough material shape (S), groove angle (A), groove width (G), plate thickness (t). and the welding condition determining means (2) is a welding condition retrieval/calculation means (2b) for retrieving information from the welding information storage means (2a) and calculating the welding conditions (β) based on the information. The arc welding robot offline teaching support device according to claim 1, characterized in that: [4] The robot motion information (γ) includes the robot's operating position, appropriate welding speed (V_o_n), welding wire feed speed command voltage information, and welding voltage command voltage information, and is in a form readable by an offline teaching device. The robot motion information determining means (3) is a robot motion information calculation means that performs calculations including coordinate transformation from the robot work origin storage means, the work fixing jig position storage means, and the welding conditions. The arc welding robot offline teaching support device according to claim [1].
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015104743A (en) * 2013-11-29 2015-06-08 株式会社神戸製鋼所 Welding condition search supporting system

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