JPH05261545A - Control method for welding robot - Google Patents

Control method for welding robot

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JPH05261545A
JPH05261545A JP4143098A JP14309892A JPH05261545A JP H05261545 A JPH05261545 A JP H05261545A JP 4143098 A JP4143098 A JP 4143098A JP 14309892 A JP14309892 A JP 14309892A JP H05261545 A JPH05261545 A JP H05261545A
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welding
weaving
robot
point
equation
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Osamu Nio
理 仁尾
Toyoji Hamashima
豊治 浜島
Shinobu Sato
佐藤  忍
Shigemi Nohayashi
繁美 野林
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Yaskawa Electric Corp
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Yaskawa Electric Corp
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Abstract

PURPOSE:To perform automatic profile welding by the robot on complicated three-dimensional works by decreasing the welding speed and a welding current and increasing weaving frequency and the locus correction quantity when an actual welding starting point is deviated from a taught starting point. CONSTITUTION:Since the welding starting point P1 taught correctly on the work position is deviated above slantingly the works, there is no fillet weld part and the actual welding starting point comes on a metal plate. When the weaving welding profile is started on the point P1', it approaches in the resultant vector direction in the left direction and in the lower direction, namely, at an angle of zetamax of the fillet weld part so as to eliminate the current difference and maintain the welding current constant with a welding torch in the weaving direction on the metal plate as a reference and normal welding is started from a point P1''. The welding speed and a welding current value are extremely decreased, the weaving frequency is increased, the locus correction quantity is increased and zeta is increased. Accordingly, welding of the robot can be automated for works with inferior accuracy even though the work fitting position is deviated to some extent.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、多関節型アーク溶接ロ
ボットの溶接線倣い制御における制御方法に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control method in welding line tracing control of an articulated arc welding robot.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、消耗電極式アーク溶接機で図1
(a)に示すような隅肉溶接や、図1(b)に示すよう
なV開先溶接を行う場合、ウィービング運動する溶接ト
ーチ1を搭載した台車を開先線に沿って走行させている
が、台車がワークの開先線に沿って正しく走行しないと
きは溶接部2が偏って溶接される。この問題点を除去す
るため、溶接トーチ先端のウィービングの中心が、溶接
線から偏った場合、ウィービング両端における溶接電流
又は電圧が異なったものとなることを利用し、溶接トー
チ1を溶接線に対し、ウィービング方向に水平に移動さ
せるアクチュエータを設け、これを前記ウィービング両
端での検出値の差が0になるように制御して左右にずれ
のない溶接ビードが得られるようにし、またその検出値
が常に一定になるように垂直方向(消耗電極方向)にア
クチュエータを制御する溶接線自動追従倣い制御装置が
提案されている。この倣い方式を公知の円筒座標ロボッ
ト(cylindrical coordinates
robot)、極座標ロボット(polar coo
rdinates robot)、直角座標ロボット
(cartesian coordinates ro
bot)、多関節ロボット(articulated
robot)で実行する場合を考えると、例えば図2に
示すような構成のアーク溶接ロボットとなる。この図2
に示すものは多関節ロボットに前記方式を適用した場合
の一例を示すもので、ロボットの手首にウィービング装
置3と水平駆動アクチュエータ4、及び垂直駆動アクチ
ュエータ5を装備したものであるが、2軸のアクチュエ
ータとウィービング装置の合計3軸の駆動源がロボット
手首に装着されることになるため、その重量と大きさが
問題になる。即ち、作業ツールが重くなると、ロボット
手首への負担が大きくなり、手首の耐久性から好ましく
ないし、また作業ツールが大きくなると、狭い所へ入っ
て行わないため、溶接箇所の制約を受け、汎用性を損う
欠点がある。また、提案されている前記溶接線自動追従
倣い制御装置には、溶接ロボットに必要な以下の技術・
手段が何ら開示されていない。すなわち、手首角度(溶
接トーチ姿勢)制御や多数ブロックから成る被溶接物の
ブロック切替方法(曲り角検出方法)やワークずれのた
め、被溶接物の溶接開始点に溶接トーチが正しくセット
されないときの迅速な溶接開始点への接近方法や、間欠
的に与えられるウィービング両端での軌跡修正信号間の
3次元的溶接トーチ駆動方法が、この先行技術には何ら
示されておらず、汎用の3次元ワーク溶接倣いに使用で
きないという欠点がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a consumable electrode type arc welding machine has been used as shown in FIG.
When the fillet welding as shown in (a) and the V groove welding as shown in FIG. 1 (b) are performed, a dolly equipped with a welding torch 1 that makes a weaving motion is run along the groove line. However, when the carriage does not travel properly along the groove line of the work, the welded portion 2 is unevenly welded. In order to eliminate this problem, when the center of the weaving at the tip of the welding torch is deviated from the welding line, the welding current or voltage at both ends of the weaving is different, so that the welding torch 1 is different from the welding line. , An actuator that moves horizontally in the weaving direction is provided, and the actuator is controlled so that the difference between the detection values at the both ends of the weaving is 0 so that a weld bead that is not displaced from side to side can be obtained. There has been proposed a welding line automatic follow-up copying control device that controls an actuator in a vertical direction (consumable electrode direction) so that it is always constant. This copying method is based on known cylindrical coordinate robots (cylindrical coordinates).
robot), polar coordinate robot (polar coo)
rdinates robot, Cartesian coordinate robot
bot), articulated robot (articulated)
Considering the case of executing the robot, the arc welding robot has a configuration as shown in FIG. 2, for example. This Figure 2
Shown in FIG. 1 is an example of applying the above method to an articulated robot, which is equipped with a weaving device 3, a horizontal drive actuator 4, and a vertical drive actuator 5 on the wrist of the robot. Since a total of three drive sources of the actuator and the weaving device are mounted on the wrist of the robot, its weight and size become a problem. That is, if the work tool becomes heavy, the load on the robot wrist becomes large, which is not preferable from the durability of the wrist, and if the work tool becomes large, it does not go into a narrow place, so the welding place is restricted and versatility is high. There is a drawback that spoils. In addition, the proposed welding line automatic tracking copying control device has the following technology required for a welding robot:
No means is disclosed. In other words, if the welding torch is not set correctly at the welding start point of the work piece due to wrist angle (welding torch posture) control, block switching method (bending angle detection method) of the work piece consisting of multiple blocks, or work misalignment A method for approaching a special welding start point and a method for driving a three-dimensional welding torch between trajectory correction signals at both ends of the weaving which are intermittently given are not shown in this prior art, and a general-purpose three-dimensional work It has the drawback that it cannot be used for welding copying.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のよう
に、ロボットの手首に、ウィービング装置3、水平駆動
アクチュエータ4及び垂直駆動アクチュエータ5を装備
しなくとも、それらを装備した場合と同様の動作を行う
多関節型溶接ロボットを提供することができる制御方法
を得ることを目的とするものである。
The present invention is similar to the conventional case where the weaving device 3, the horizontal drive actuator 4 and the vertical drive actuator 5 are not provided on the wrist of the robot as in the conventional case. An object of the present invention is to obtain a control method capable of providing an articulated welding robot that operates.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は前記の目的を達
成するためになされたもので、ウィービング軸、水平軸
アクチュエータ及び、垂直軸アクチュエータの3軸動作
又は水平及び垂直軸アクチュエータの動作をロボットの
3次元運動を行なわせるための基本3軸又は基本3要素
で代行させ、ウィービング中心が予め教示されている軌
跡上またはその軌跡を3次元平行シフトした軌跡上を進
行するよう制御すると共に、ウィービング端に来る毎に
溶接電流または溶接電圧を検出し、前回のウィービング
端でのそれと比較し、その差があれば、その差をなくす
方向、すなわち、ウィービング中心(実際の溶接線)の
進行方向に対する左、右(ウィービング方向)と、前回
のウィービング端と今回のウィービング端での溶接電流
または溶接電圧の平均値をプリセットされている値と比
較し、その差があれば、その差をなくす方向、すなわち
ウィービング中心の進行方向に対する上,下(ウィービ
ング方向と直交する方向)とで規定される合成ベクトル
方向へウィービング中心をロボット基本3軸又は基本3
要素を制御することによりシフトさせ(修正制御)、ウ
ィービング中心と実際の溶接線の位置ずれを修正し、か
つ溶接電流又は溶接電圧を一定にすることによって適正
なるウィービング溶接を行なうと同時に複雑な3次元ワ
ークのロボットによる自動倣い溶接を可能とする多関節
型溶接ロボットの制御方法を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to achieve the above object, and a robot for performing three-axis operation of a weaving axis, a horizontal axis actuator, and a vertical axis actuator or an operation of the horizontal and vertical axis actuators. The basic three axes or the basic three elements for performing the three-dimensional movement of the robot are substituted, and the weaving center is controlled so as to travel on a previously taught locus or a locus obtained by three-dimensionally parallel shifting the locus, and weaving. Welding current or welding voltage is detected every time it comes to the edge, compared with that at the weaving edge of the previous time, and if there is a difference, it is the direction to eliminate that difference, that is, to the traveling direction of the weaving center (actual welding line). Left and right (weaving direction) and the welding current or welding voltage at the previous weaving end and this weaving end Comparing the mean value with the preset value, if there is a difference, the direction that eliminates the difference, that is, the direction of the composite vector defined by the upper and lower sides of the weaving center (direction orthogonal to the weaving direction) The weaving center is the robot's basic 3 axes or basic 3
By controlling the elements to shift (correction control), the positional deviation between the weaving center and the actual welding line is corrected, and proper weaving welding is performed by making the welding current or welding voltage constant and at the same time complicated 3 Provided is a control method for an articulated welding robot that enables automatic profile welding of a three-dimensional workpiece by a robot.

【0005】[0005]

【実施例】以下にその制御方法について更に図面を参照
しながら説明する。図3は本発明を実行するための多関
節型ティーチング・プレイバック・ロボットの一例を示
すもので、11が消耗電極式溶接トーチである。この溶
接ロボットは、土台12上に屈曲する2つのアーム1
3,14を具えた旋回体15を設け、アーム13の先端
に取付けられた溶接トーチ11はふり角度及びひねり角
度を駆動モータで変えられるようになっており、溶接ト
ーチ11のウィービングは、アーム13と14と旋回体
15を制御して行なわれる。周知のように、ティーチン
グ・プレイバック・ロボットは、図示しないティーチボ
ックスで2点を教示すると、直線補間によってその2点
間を結ぶ直線上を溶接トーチ11が移動する。従って、
図4に示すような曲線からなるワーク溶接線Rを追跡さ
せるような場合には、軌跡修正機能を持たないロボット
では多数の教示点を与えないと、適正な溶接を行なうこ
とができない。そこで、この発明ではおおまかにP
,Pの3教示点を与えるだけで、ワーク溶接線R
を追跡する制御方法を提供しようとするものである。こ
の実用的価値は、溶接開始前の教示作業を簡単化し、ロ
ボットの取扱を容易にすると共に、ワークの精度が悪い
場合でも適正な溶接が実行されることを可能とするもの
である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The control method will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 shows an example of a multi-joint type teaching / playback robot for carrying out the present invention, and 11 is a consumable electrode welding torch. This welding robot has two arms 1 that bend on a base 12.
The welding torch 11 attached to the tip of the arm 13 is provided with a revolving body 15 including the armatures 3 and 14, and the swinging angle and the twisting angle can be changed by a drive motor. And 14 and the revolving structure 15 are controlled. As is well known, when a teaching playback robot teaches two points with a teach box (not shown), the welding torch 11 moves on a straight line connecting the two points by linear interpolation. Therefore,
In the case of tracing a work welding line R having a curve as shown in FIG. 4, proper welding cannot be performed without giving a large number of teaching points to a robot having no trajectory correcting function. Therefore, in the present invention, roughly, P 1 ,
Only by giving 3 teaching points of P 2 and P 3 , the work welding line R
It is intended to provide a control method for tracking. This practical value simplifies the teaching work before the start of welding, facilitates the handling of the robot, and enables proper welding to be performed even when the accuracy of the work is poor.

【0006】先ず原理について説明する。ロボットの溶
接トーチ11の先端がワークの溶接線R上の軌跡を動く
ためには前述のずれ量検出のためのウィービング運動を
続け乍ら、溶接トーチのウィービング中心を常に溶接線
上に持って行うようにすればよい。そして、ウィービン
グ中心が溶接線R上をたどるためには、公知のセンサか
ら与えられるウィービング両端での軌跡修正信号に対応
した方向にウィービング中心を移動させ、その後、
First, the principle will be described. In order for the tip of the welding torch 11 of the robot to move along the locus of the workpiece on the welding line R, the weaving motion for detecting the deviation amount is continued, and the weaving center of the welding torch is always held on the welding line. You can do this. Then, in order for the weaving center to follow the welding line R, the weaving center is moved in a direction corresponding to a trajectory correction signal at both ends of the weaving provided by a known sensor, and then,

【0007】[0007]

【外1】 [Outer 1]

【0008】これら3つの動き、即ちウィービング運
動、ウィービング中心の軌跡修正、ティーチング軌跡の
3次元平行シフトされた軌跡上をウィービング中心が移
動する運動をロボット基本3軸又は基本3要素で実行さ
せ、ウィービング中心より等しい距離だけ溶接線に対し
左右にウィービングしながら両端での軌跡修正信号が与
えられると、その方向へウィービング中心を移動させ、
移動完了後は3次元平行シフトされた新たな軌跡上をウ
ィービング中心が移動、与えられないときにはもとの軌
跡上を移動しながら次の軌跡修正信号を持つ動作をくり
返し,P”に到達する。
These three movements, that is, weaving movement, correction of the locus of the weaving center, and movement of the weaving center on the locus of the teaching locus three-dimensionally parallel-shifted are executed by the robot basic three axes or basic three elements, and weaving is performed. When weaving to the left and right with respect to the weld line by the same distance from the center, when the trajectory correction signals at both ends are given, the weaving center is moved in that direction,
After the movement is completed, the weaving center moves on the new trajectory that is three-dimensionally parallel-shifted, and when it is not given, the weaving center moves on the original trajectory and repeats the operation with the next trajectory correction signal to reach P 2 ″. ..

【0009】[0009]

【外2】 [Outside 2]

【0010】せ乍ら追跡動作を行なわせればワーク溶接
線Rの追跡制御が実行されることになる。この平行シフ
ト方向の切換を行うための変曲点P”の検出は、曲り
角検出監視点P20を∠Pの補角側に定め、
溶接トーチ先端のウィービング中心との距離mを常に演
算し、その最小値よりある変動巾だけ大きくなった点を
検出すればP”が求めることが出来る。なおP20
∠Pの2等分線上に設定されることが望まし
い。このようにして追跡制御を行えば、従来法に比し、
極めてラフなティーチング(教示)で、適正なウィービ
ング溶接が実行され、溶接ロボットの運転操作に貢献す
るところ極めて大である。次に、ロボット基本3軸又は
基本3要素によるウィービング運動に関し図5に基づき
説明する。ロボット運転に先立って先ず、ウィービング
の方向、振巾、周波数等、倣い溶接上必要な条件をティ
ーチングする必要がある。前記教示点P,P間でQ
,Q,Qの3点を任意にティーチングすることに
より、ウィービングの方向と振巾を設定する。2点
,Qのみでは溶接線に対するウィービングする面
が決まらないため、点Qを設定するものである。
If the tracking operation is performed, the tracking control of the work welding line R is executed. To detect the inflection point P 2 ″ for switching the parallel shift direction, the bending angle detection monitoring point P 20 is set on the complementary angle side of ∠P 1 P 2 P 3 .
The distance m between the tip of the welding torch and the weaving center is constantly calculated, and P 2 ″ can be obtained by detecting a point that has become larger than the minimum value by a certain fluctuation range. Note that P 20 is ∠P 1 P 2 P It is desirable to set on the bisector of 3. If tracking control is performed in this way, compared to the conventional method,
Appropriate weaving welding is performed with extremely rough teaching, which is extremely large in contributing to the driving operation of the welding robot. Next, a weaving motion by the robot's three basic axes or three basic elements will be described with reference to FIG. Prior to robot operation, it is first necessary to teach the conditions necessary for copy welding, such as the weaving direction, amplitude and frequency. Q between the teaching points P 1 and P 2
The weaving direction and amplitude are set by arbitrarily teaching the three points 1 , Q 2 , and Q 3 . Since the weaving surface with respect to the welding line cannot be determined only by the two points Q 1 and Q 2 , the point Q 3 is set.

【0011】[0011]

【外3】 [Outside 3]

【0012】[0012]

【数1】 [Equation 1]

【0013】P,P,Q,Q,Qは教示され
た点であり、その座標値は判明しているので、α,β,
γ,α’,β’,γ’,λ,μ,νすなわちx
,z,は演算装置により簡単に求められる。 ウ
ィービング中心はHであるが、説明をわかりやすくする
ために、本記載事項中では、交点Wをウィービング中心
と仮称する。このウィービング中心Wが図4におけるP
から始まり、倣い動作をしながらP’点に到達する
ことになる。ロボットの手首に装着した溶接トーチ先
Since P 1 , P 2 , Q 1 , Q 2 , and Q 3 are the taught points, and their coordinate values are known, α, β,
γ, α ', β', γ ', λ, μ, ν or x W ,
y W and z W are easily obtained by the arithmetic device. Although the weaving center is H, the intersection W is tentatively referred to as the weaving center in the present description for the sake of easy understanding. This weaving center W is P in FIG.
Starting from 1 , the point P 2 'is reached while performing the copying operation. Welding torch tip attached to the wrist of the robot

【0014】[0014]

【外4】 [Outside 4]

【0015】こゝにいう基準クロックとは、一般にサー
ボクロックと称される信号で、図4に示す分周、立上り
微分回路37の出力信号である。その詳細は図18に関
する説明で後述するが、同図BRM(Binary R
ated Multiplier)の出力、即ちロボッ
トを構成している各軸の位置サーボへのパルス列信号と
しての位置サーボ指令が同図に示すクロックφとBRM
ビット数で決まる時間で払い出し完了となる周期を有す
るクロックのことである。そしてその周期を基準クロッ
ク周期と称する。この基準クロック周期内に各軸への次
の位置サーボ指令データ、即ち、同図に示すバッファ4
1への入力データが演算器31で演算される。なおこの
演算クロック周期は、通常数msに設定され、この基準
クロック周期毎にロボット各軸の移動量をインクリメン
タル演算し、きめの細いウィービング運動を行なわせる
ものである。ウィービング運動を行なわせるにあたり、
最初このKをK=1とし、基準クロック周期毎にK=K
+1となる値にKを増分させていく。こゝで、基準クロ
ック周期をC、ウィービング周波数をh、ウィービン
グ振巾の半分をjとすると、
The reference clock here is a signal generally called a servo clock, which is an output signal of the frequency dividing / rising differentiation circuit 37 shown in FIG. Although the details will be described later in the description regarding FIG. 18, the BRM (Binary R) in FIG.
The output of the aerated multi-layer), that is, the position servo command as a pulse train signal to the position servo of each axis forming the robot is the clock φ and the BRM shown in FIG.
A clock having a cycle in which payout is completed in a time determined by the number of bits. The cycle is called the reference clock cycle. Within this reference clock cycle, the next position servo command data for each axis, that is, the buffer 4 shown in FIG.
The input data to 1 is calculated by the calculator 31. The operation clock period is usually set to several ms, and the movement amount of each axis of the robot is incrementally calculated for each reference clock period to perform a fine-textured weaving motion. In carrying out the weaving exercise,
Initially, this K is set to K = 1, and K = K every reference clock cycle.
K is incremented to a value of +1. Here, if the reference clock period is C 0 , the weaving frequency is h, and half of the weaving amplitude is j,

【0016】[0016]

【数2】 [Equation 2]

【0017】[0017]

【外5】 [Outside 5]

【0018】[0018]

【数3】 [Equation 3]

【0019】で求められる。左右方向の方向余弦は前記
α,β,γとなる。図6は8通りの左右上下の修正ベク
トルを示す。
It is calculated by The left and right direction cosines are α, β and γ. FIG. 6 shows eight left, right, up, and down correction vectors.

【0020】[0020]

【外6】 [Outside 6]

【0021】[0021]

【数4】 [Equation 4]

【0022】となる。ウィービング中心、Wの修正なし
のときの進行方向はPに平行であり、その方向余
弦は前記(λ,μ,ν)となる。図7はウィービング中
心Wを(λ,μ,ν)の方向へγだけ移動させながら修
正させることを示す図である。合成された実際のWの修
正ベクトルδのx,y,z成分δx,δy,δzは次式
より求まる。
It becomes The traveling direction of the weaving center without modification of W is parallel to P 1 P 2 , and its direction cosine is (λ, μ, ν). FIG. 7 is a diagram showing that the weaving center W is corrected by moving by γ in the direction of (λ, μ, ν). The x, y, z components δx, δy, δz of the combined actual correction vector δ of W are obtained by the following equation.

【0023】[0023]

【数5】 [Equation 5]

【0024】指定された溶接速度Vを実現するために平
行移動モード時の基準クロック毎の移動量は
In order to realize the specified welding speed V, the movement amount for each reference clock in the parallel movement mode is

【0025】[0025]

【数6】 [Equation 6]

【0026】[0026]

【外7】 [Outside 7]

【0027】[0027]

【数7】 [Equation 7]

【0028】[0028]

【外8】 図7のベクトルδをたどる修正モードではr方向が指定
速度Vで制御されるのでr/Vなる時間にWはδだけ移
動する。よって基準クロック1回当りのδ方向への移動
量Xn1,yn1,Zn1
[Outside 8] In the correction mode in which the vector δ in FIG. 7 is followed, the r direction is controlled at the specified speed V, so W moves by δ at the time of r / V. Therefore, the movement amounts X n1 , y n1 , and Z n1 in the δ direction per one reference clock are

【0029】[0029]

【数8】 [Equation 8]

【0030】[0030]

【外9】 このδx1,δy1,δz1が修正モード終了時δx,
δy,δzと一致するように修正モードの最終回でその
差を補正する。
[Outside 9] When δ x1 , δ y1 , and δ z1 are at the end of the correction mode, δ x,
The difference is corrected in the final round of the correction mode so as to match δy and δz.

【0031】[0031]

【数9】 [Equation 9]

【0032】を基準クロック毎に求め、最小値を保存
し、WがPに近づくにつれ最小値が更新され、WがP
”点を過ぎるとDが最小値より大きくなる。WのP
”への進行につれて平均的には距離Dは小さくなっ
ていくが、修正モードでの修正ベクトルの出かたによっ
ては必ずしもミクロな意味でDは小さくなるとはかぎら
ない。このため現在までの最小値にある微小な変動巾を
持たせ、それを越えた点をそのブロックの終点とする。
この曲り角認識方法は、図4に示すようななだらかな曲
り角検出には有効であるが、急峻な直角コーナ等の曲り
角には適用できない。よって図13,図14で説明する
曲り角認識法と併用することになる。つぎにロボット手
首軸の制御について説明する。 手首姿勢は、溶接線に
沿いトーチ角、前進角が溶接上で決まるある変化巾内に
あるよう制御されねばならない。教示点P,P,P
点での手首姿勢は当然正しくティーチングされてい
る。Pへの溶接倣いの場合、手首ふり軸B、ひね
り軸TのP,P点での値をB,T,B,T
として、基準クロックC当りの増分量ΔB,ΔTは次
式より求められる。
Is calculated for each reference clock, the minimum value is stored, the minimum value is updated as W approaches P 2 , and W is P
After the 2 "point, D becomes larger than the minimum value. P 1 of W
The average distance D decreases as P 2 ″ progresses, but D does not necessarily decrease in a microscopic sense depending on how the correction vector is output in the correction mode. The minimum value has a small fluctuation range, and the point beyond that is the end point of the block.
This bend angle recognition method is effective for detecting a gentle bend angle as shown in FIG. 4, but cannot be applied to a bend angle such as a steep right-angled corner. Therefore, it can be used together with the turning angle recognition method described in FIGS. Next, the control of the robot wrist axis will be described. The wrist posture must be controlled so that the torch angle and the advancing angle along the welding line are within a certain variation range determined by welding. Teaching points P 1 , P 2 , P
The wrist postures at the three points are naturally taught correctly. In the case of welding copying to P 1 P 2 , the values at the points P 1 and P 2 of the wrist swing axis B and the twist axis T are B 1 , T 1 , B 2 , T 2
As a result, the increments ΔB and ΔT per reference clock C 0 are obtained by the following equation.

【0033】[0033]

【数10】 [Equation 10]

【0034】ブロックの終点P”でのB,TはB
と一般に等しくならないが、図4ではワークのずれ
が跨張して書かれているにすぎず、現実の対象ワークで
のP,P”点間の距離は小さいため、この差は何ら
実用上の支障にならない。従って溶接倣い中、常に適正
な溶接トーチ姿勢が保たれる。(1)式のX,Y,Z値
は制御点である溶接トーチ先端の値であるから、(1)
式を求めるために、ロボットの形態が直交形、多関節
形、円筒形、極座標形を問わず、メモリに格納されてい
るP,P,Q,Q,Qの各駆動軸座標データ
から直交座標への変換が必要となる。また(17)式、
(20)式で計算された時々刻々(基準クロック毎)の
溶接トーチのあるべき位置(X,Y,Z,B
)をロボットとして実現するために(17)式の解
,Y,Zをロボット基本3軸の駆動軸データに
逆変換しなければならない。ロボット手首軸データはB
,Tとなる。図3に示した実施例ロボットの基本3
軸、すなわち3要素の旋回体15アーム13,14はそ
れぞれ回転角φ,ψ,θで制御され、手首ふり軸、ひね
り軸は回転角B,Tで制御される。制御点Pは溶接トー
チ11の先端である。手首ふり軸回転中心より距離A、
ひねり軸回転中心より距離d離れた点Pがティーチング
された制御点であるから、その直交座標値は
B and T at the end point P 2 ″ of the block are B 2 ,
In general, it is not equal to T 2 , but in FIG. 4, the deviation of the work is only straddled and the distance between the P 2 and P 2 ″ points in the actual target work is small, so this difference is Therefore, the welding torch posture is always maintained during welding, because the X, Y, and Z values in equation (1) are the values at the tip of the welding torch, which is the control point. 1)
In order to obtain the formula, regardless of whether the robot has an orthogonal shape, an articulated shape, a cylindrical shape, or a polar coordinate shape, the drive axes of P 1 , P 2 , Q 1 , Q 2 , and Q 3 stored in the memory Conversion from coordinate data to Cartesian coordinates is required. Also, equation (17),
The position (X n , Y n , Z n , B n , Bn , where the welding torch should be, which is calculated every moment (every reference clock) by the equation (20),
In order to realize T n ) as a robot, the solutions X n , Y n , and Z n in Equation (17) must be inversely converted into drive axis data of the robot basic three axes. Robot wrist axis data is B
n and T n . Basic 3 of the embodiment robot shown in FIG.
The axes, that is, the three-element swing body 15 arms 13 and 14 are controlled by rotation angles φ, ψ, and θ, respectively, and the wrist swing axis and the twist axis are controlled by rotation angles B and T, respectively. The control point P is the tip of the welding torch 11. Distance A from the center of rotation of the wrist swing axis,
Since the point P, which is a distance d from the center of rotation of the twist axis, is a taught control point, its orthogonal coordinate value is

【0035】[0035]

【数11】 [Equation 11]

【0036】(21)式,(22)式はそれぞれのロボ
ット形態に応じ、夫々定義される。図8はウィービング
両端での溶接電圧、溶接電流等から上,下,左,右方向
へ一定量qだけ移動させるための軌跡修正信号を発生さ
せるセンサ回路部である。図5図で説明したQ
,Qがティーチングで与えられると、垂線の足H
の座標は求まり、それをx,y,zとすると、ウ
ィービングの現在値x,y,Z((6)式)より
現在の振巾j’が求まる。
The equations (21) and (22) are defined according to each robot form. FIG. 8 shows a sensor circuit section for generating a trajectory correction signal for moving a predetermined amount q upward, downward, leftward or rightward from the welding voltage or welding current at both ends of the weaving. Q 1 explained in FIG.
When Q 2 and Q 3 are given by teaching, foot H of the perpendicular line
The coordinates Motomari, it x h, y h, when a z h, the current value x k of the weaving, y k, Z k (( 6) type) current Fuhaba j 'is determined from.

【0037】[0037]

【数12】 [Equation 12]

【0038】このj’がjとなったときがウィービング
端であり、このときセンサ回路部へ測定開始指令が与え
られる。溶接トーチのウィービング中心が実際の溶接線
より溶接線方向に対し右にずれているときには“左”信
号が発生される。左にずれたときには“右”信号が発生
される。ウィービング両端の値の平均値がプリセットさ
れている値より大きいときには“上”信号が、小さいと
きには“下”信号が発生される。この上下左右信号は8
通りの組み合わせがある(図6参照)。図9にこゝで言
う上下左右の方向を示す。左右はウィービング方向で、
上下は溶接トーチ方向、すなわちワイヤ電極11aの出
てくる方向である。図10はウィービング教示パターン
の自動継続を説明するための図である。図において
,P,Pは図5同様ティーチング点、Q,Q
’,Qは図5と全く同じことを意味する。
When j'is j, it is the weaving end, and at this time, a measurement start command is given to the sensor circuit section. A "left" signal is generated when the weaving center of the welding torch is offset from the actual weld line to the right with respect to the weld line direction. If left, a "right" signal is generated. An "up" signal is generated when the average value of both ends of the weaving is larger than a preset value, and a "down" signal is generated when the average value is smaller than the preset value. This up / down / left / right signal is 8
There are street combinations (see Figure 6). Fig. 9 shows the up, down, left, and right directions. The left and right are weaving directions,
The upper and lower sides are the welding torch direction, that is, the direction in which the wire electrode 11a emerges. FIG. 10 is a diagram for explaining automatic continuation of the weaving teaching pattern. In the figure, P 1 , P 2 , and P 3 are teaching points, Q 1 and Q, as in FIG.
2 ', Q 3 means exactly the same thing as FIG.

【0039】[0039]

【外10】 [Outside 10]

【0040】[0040]

【数13】 [Equation 13]

【0041】[0041]

【外11】 [Outside 11]

【0042】り返しながらウィービングが適正な方向に
自動継続される。途中にウィービングをしないエアーカ
ットのブロックがあっても演算上は上記計算を続行する
のでエアーカット後の溶接線でもウィービング点Q
,Qのティーチングは不要である。換言すると、
,Q,Qのティーチングは1回で済む。ティー
チング点P,P間の同一ブロック内で、ティーチン
グされている軌跡と実際のワーク溶接線のずれ角ξ(図
11,図12参照)には溶接倣い上の制約がある。すな
わちウィービング周波数h(Hz)、溶接濃度V(mm
/min)、図6に示した軌跡修正量q(mm)、また
は√2q(mm)によりζの許容最大値ζmaxが決ま
る。
Weaving is automatically continued in an appropriate direction while returning. Even if there is an air-cut block that does not weave in the middle, the above calculation is continued in the calculation, so the weaving point Q 1 ,
Teaching of Q 2 and Q 3 is unnecessary. In other words,
Teaching of Q 1 , Q 2 and Q 3 can be done only once. Within the same block between the teaching points P 1 and P 2 , there is a restriction on the welding contour between the trajectory of teaching and the actual work welding line deviation angle ξ (see FIGS. 11 and 12). That is, weaving frequency h (Hz), welding concentration V (mm
/ Min), the locus correction amount q (mm) shown in FIG. 6, or √2q (mm) determines the allowable maximum value ζ max of ζ.

【0043】[0043]

【数14】 [Equation 14]

【0044】このζmax以下なら同一ブロック内での
溶接倣いが可能となり、本来曲り角とみなす必要はな
い。 しかし、こゝではζmax/2を同一ブロック内
の許容角度とする。今h=2Hz、q=0.7mm、V
=300mm/minではζmax≒30°となりζ
max/2≒15°と溶接自動化上の生産技術からみて
も15°もワークのバラツキがある被溶接物は一般に存
在しないことからしてζmax/2を採用することは妥
当といえる。図13は隅肉溶接における急峻な直角コー
ナ部での倣い溶接の挙動を示している。
If it is less than ζ max , welding copying can be performed in the same block, and it is not necessary to consider it as a bending angle. However, here, ζ max / 2 is set as an allowable angle within the same block. Now h = 2Hz, q = 0.7mm, V
= 300 mm / min, ζ max ≈ 30 ° and ζ
It can be said that the use of ζ max / 2 is appropriate because there is generally no workpiece to be welded with max / 2 ≈15 ° and a work variation of 15 ° even in view of welding automation. FIG. 13 shows the behavior of profile welding at a steep right-angled corner portion in fillet welding.

【0045】[0045]

【外12】 [Outside 12]

【0046】[0046]

【数15】 [Equation 15]

【0047】このξとηの平均値を溶接倣い中修正モー
ドの前後で毎回計算し、FIFOに順次記憶しておきF
IFO内の平均値がζmax/2以上でζmaxに近づ
いたとき図13点P”を曲り角と認識するようにす
る。こゝで図10で説明したようにウィービング方向が
切り替わりPに直角な方向となる。P”を始点
としP”’変位ベクトルだけPをシフトした点
’を終点とする直線を基準として次のブロックの倣
い溶接が始まる。
The average value of ξ and η is calculated each time before and after the welding copying correction mode, and is sequentially stored in the FIFO.
When the average value in the IFO approaches ζ max with ζ max / 2 or more, the point P 2 ″ in FIG. 13 is recognized as a turning angle. As described with reference to FIG. 10, the weaving direction is switched to P 2 P. 3 the direction perpendicular to the .P 2 "was used as a starting point P 2 P 2" profiling welding of the next block starts the 'displacement vector by P 3 P 3 point obtained by shifting the' as calculated in a straight line to the end point.

【0048】[0048]

【外13】 [Outside 13]

【0049】曲り角認識後のξ,ηの平均値もζmax
となるためこゝで曲り角の認識をしないためのインター
ロックは必要である。この場合P’→P”→
”’というようにオーバターンをすることになる
が、このオーバターンは必ずしも悪いとはいえない。即
ち、もともと鋭角コーナ部の溶接は難しく、アンダーカ
ットをなくすために、倣なしのロボットによる鋭角曲り
角のティーチングは、図15に示すように溶接線の外側
を曲る例が多い。図15は隅肉溶接でのティーチング位
置と溶接トーチ姿勢を上と横からみた図である。比較的
大きな溶接電流を使う隅肉溶接では、通常ウエブ側のア
ンダーカットを防ぐため、溶接トーチのねらい位置をフ
ランジ側にtだけずらして溶接する。そして、特にコー
ナ部では肉量が多くなるため、ウエブ側のアンダーカッ
トが生じやすいので、図示のようにコーナ部では溶接ト
ーチのねらい位置をtよりも大きくする。このことを考
えると、この曲り角認識法には妥当性があるといえる。
また図15に示すtなるオフセット量は、センサ回路部
の左右信号比較回路(図示せず)にバイアスをかけ、零
点をオフセットすれば本溶接倣いでも当然可能である。
図16,図17は、量産の場合にしばしば起る実際の溶
接開始点が、もともと溶接開始点としてティーチングさ
れていた点から大きくずれているときの溶接開始点サー
チ機能の説明図である。図16中、点線で示されたワー
ク位置で正しくティーチングされた溶接開始点Pが、
ワークが点線から実線の位置に斜め上方にずれたため隅
肉部がなく実際の溶接開始点は平板上になるので、その
点P’でウィービング溶接倣いを開始すると平板上を
図9で説明したウィービング方向(左右方向)に溶接ト
ーチ11を
The average value of ξ and η after the recognition of the turning angle is also ζ max
Therefore, an interlock is necessary to prevent the recognition of the corner. In this case P 2 '→ P 2 "→
But it will be an over-turn so that P 3 "', this over-turn is not necessarily bad. In other words, originally welding of sharp corners difficult, in order to eliminate an undercut, by the robot without mimic In the case of teaching with an acute angle, there are many examples of bending outside the welding line as shown in Fig. 15. Fig. 15 is a diagram showing the teaching position and the welding torch posture in fillet welding as seen from above and from the side. In fillet welding that uses welding current, the aim position of the welding torch is usually shifted to the flange side by t in order to prevent undercut on the web side, and since the amount of meat increases especially at the corners, the web side Since the undercut of the welding torch is likely to occur, the aim position of the welding torch is made larger than t at the corner as shown in the figure. It can be said that in 識法 there is validity.
Further, the offset amount of t shown in FIG. 15 can naturally be obtained by copying the main welding by biasing the left and right signal comparison circuit (not shown) of the sensor circuit unit and offsetting the zero point.
16 and 17 are explanatory views of the welding start point search function when the actual welding start point, which often occurs in mass production, deviates significantly from the point originally taught as the welding start point. In FIG. 16, the welding start point P 1 that is correctly taught at the work position indicated by the dotted line is
Since the work is the actual welding starting point is no fillet for displaced obliquely upward from a dotted line to the solid line position is on a flat plate, it has been described above flat when starting the copying weaving welding at the point P '1 in FIG. 9 Welding torch 11 in the weaving direction (left-right direction)

【0050】[0050]

【外14】 [Outside 14]

【0051】を基準とし、その電流差をなくし、しかも
溶接電流を一定にしようとして左方向、下方向の合成ベ
クトル方向すなわち隅肉部へ向ってζmaxなる角度で
近づきP”点より正常な溶接を始めることになる。長
さmを最小にし、しかもP’→P”への不要溶接
ピードが被溶接物に悪影響を与えないようにするため、
’→P”間は実際の溶接線(P”以降)と異な
るウィービング条件、溶接速度で溶接倣いを行なうよう
にする。すなわち、溶接速度Vと溶接電流値を極端に落
とし、ウィービング周波数hを上げ、軌跡修正量qを大
きくし、(26),(27)式のζmaxが大きくなる
ようにする。P”点の認識は、図13,図14で説明
した方法を準用すればよい。図17はワークが逆にずれ
たときの図であり、図16と全く同様に処理される。図
18は本発明の一実施例における演算器と2段バッファ
付きBRMで構成された溶接倣い制御器とロボット全体
の動作を統括するメインCPU(マイクロプロセッサ)
と、溶接電流指令切替スイッチ及び図8で説明したセン
サ回路部とのつなぎを示すブロック図である。演算器か
らのコマンド要求に対し、全体のロボット動作シーケン
ス上から溶接倣いを行なう場合には、メインCPU20
は図示しないティーチボックスで指定した倣うべきブロ
ックの始点P、終点Pと倣うべきブロックに続くつ
ぎのブロックの終点Pとウィービングパターン定義点
,Q,Qおよび距離監視点P20のロボット基
本3軸とロボット手首軸の原点からのパルス数、溶接速
度V、ウィービング周波数h、軌跡修正量qをメモリ
(図示せず)から読み出してレヂスタ21〜レヂスタ3
0にセットし、溶接倣い開始マクロコマンドを出力する
機能を有している。演算器31は、シーケンスコントロ
ーラ32、マイクロプログラムメモリ33、パイプライ
ンレヂスタ34、マルチプレクサ35、RALU(Re
gister and Arithmetic Log
ical Unit)36、レヂスタ21〜レヂスタ3
0、クロックφの分周、立ち上り微分回路37及び基準
クロック・アドレスゼネレータ38より構成される。シ
ーケンスコントローラ32はマイクロプログラムメモリ
33に格納されているマイクロインストラクションの実
行シーケンスを制御するアドレスコントローラである。
パイプラインレヂスタ34からの制御命令により種々の
アドレッシングとスタックコントロールを行なう。更に
詳しくいえば、現在実行中のアドレスのインクリメン
ト、マクロコマンドで指定されたアドレス選択、基準ク
ロックアドレスジェネレータ38で指定されたアドレス
選択、RALUスティタスを含めたテスト条件に応じた
条件ジャンプのときパイプラインレヂスタ34から与え
られるジャンプアドレスの選択、無条件ジャンプのとき
パイプラインレヂスタ34から与えられるジャンプアド
レスの選択、マイクロサブルーチンコール時のスタック
コントロール等を処理する部分である。
With reference to the above, the current difference is eliminated, and in order to make the welding current constant, the combined vector direction in the left direction and the downward direction, that is, toward the fillet, approaches at an angle of ζ max, and becomes normal from the point P 1 ″. Welding is started in order to minimize the length m 1 and to prevent the unnecessary welding ped from P 1 '→ P 1 ″ to adversely affect the work piece.
During P 1 ′ → P 1 ″, welding copying is performed under different weaving conditions and welding speeds from the actual welding line (after P 1 ″). That is, the welding speed V and the welding current value are extremely decreased, the weaving frequency h is increased, the locus correction amount q is increased, and ζ max in the equations (26) and (27) is increased. To recognize the P 1 ″ point, the method described with reference to FIGS. 13 and 14 may be applied mutatis mutandis. FIG. 17 is a diagram when the work is reversed, and is processed in exactly the same way as in FIG. Is a main CPU (microprocessor) for supervising the operation of the entire robot and a welding profile controller composed of a computing unit and a BRM with a two-stage buffer in one embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a connection between the welding current command changeover switch and the sensor circuit unit described in FIG. 8. In the case of performing welding copying from the entire robot operation sequence in response to a command request from a computing unit, the main CPU 20
Is the start point P 1 and end point P 2 of the block to be copied specified by the teach box (not shown), the end point P 3 of the block following the block to be copied, the weaving pattern defining points Q 1 , Q 2 , Q 3 and the distance monitoring point P. The number of pulses from the origin of the 20 robot basic 3 axes and the robot wrist axis, the welding speed V, the weaving frequency h, and the trajectory correction amount q are read from the memory (not shown), and the registers 21 to 3 are read.
It has a function of setting to 0 and outputting a welding copying start macro command. The arithmetic unit 31 includes a sequence controller 32, a micro program memory 33, a pipeline register 34, a multiplexer 35, and a RALU (Re
gister and Arithmetic Log
ical unit) 36, register 21 to register 3
0, frequency division of clock φ, rising differential circuit 37, and reference clock / address generator 38. The sequence controller 32 is an address controller that controls the execution sequence of microinstructions stored in the microprogram memory 33.
Various addressing and stack control are performed by a control instruction from the pipeline register 34. More specifically, the pipeline at the time of the address jump being executed, the address selection specified by the macro command, the address selection specified by the reference clock address generator 38, and the conditional jump according to the test condition including RALU status. This is a part for processing a jump address given from the register 34, a jump address given from the pipeline register 34 in the case of an unconditional jump, a stack control at the time of a micro subroutine call, and the like.

【0052】アドレッシングのための入力情報としては
CPUからのマクロコマンド、基準クロックアドレスジ
ェネレータ38の出力及びパイプラインレヂスタ34の
出力の3つがある。マイクロプログラムすなわちパイプ
ラインレヂスタ34の制御命令により、シーケンスコン
トローラ32がこの3つのうちどれを選ぶか、またはど
ちらも選ばずカレントアドレスのインクリメントを行な
うかが決まる。溶接倣い制御用には次の4つのマクロコ
マンドがある。 エアカット直後のアークスタートブロックであり、
しかも次のブロックとの曲り角認識を距離監視方式で行
う。 エアカット直後のアークスタートブロックであり、
しかも次のブロックとの曲り角認識を(ξ+η)/2角
度計算方式で行なう。 既に前回のブロックでアークスタートが出され溶接
を連続して行なうブロックで、次のブロックとの曲り角
認識を距離監視方式で行なう。 既に前回のブロックでアークスタートが出され、溶
接を連続して行なうブロックで、次のブロックとの曲り
角認識を(ξ+η)/2角度計算方式で行なう。 このマクロコマンドと基準クロックアドレスジェネレー
タ38の出力はハードウェア上からいえば、それぞれの
処理マイクロプログラムの先頭アドレスを示す形で与え
られる。これらがシーケンスコントローラに与えられて
いないときには、パイプラインレヂスタ34出力からの
ジャンプアドレス、サブルーチンコールアドレス、カレ
ントアドレスインクリメントが与えられる。マイクロプ
ログラムメモリ33は本演算器31の中枢部で、全ての
演算処理はこのマイクロプログラムの指令通りに実行さ
れる。パイプラインレヂスタ34はマイクロプログラム
メモリ33のバッファレヂスタで現在実行すべき演算用
マイクロインストラクションをRALU36へ出力する
とともに、次のマイクロアドレス決定のための制御命令
をシーケンスコントローラ32と、マルチプレクサ35
へ出力し、ジャンプアドレス、サブルーチンコールアド
レス、カレントアドレスインクリメントをシーケンスコ
ントローラ32へ出力する、また溶接倣い実行中のブロ
ックで曲り角が検出されたときには、次のブロックの座
標データを要求するコマンド要求をメインCPU20へ
出力する。
There are three types of input information for addressing: a macro command from the CPU, an output of the reference clock address generator 38, and an output of the pipeline register 34. The microprogram, that is, the control instruction of the pipeline register 34 determines which of the three, or the current controller increments the current address by the sequence controller 32. There are the following four macro commands for welding profile control. It is an arc start block immediately after air cut,
Moreover, the turning angle with the next block is recognized by the distance monitoring method. It is an arc start block immediately after air cut,
Moreover, the bending angle with the next block is recognized by the (ξ + η) / 2 angle calculation method. The arc start has already been issued in the previous block and the welding is continuously performed. The bend angle with the next block is recognized by the distance monitoring method. The arc start has already been issued in the previous block, and the welding angle is recognized continuously with the next block in the (ξ + η) / 2 angle calculation method. From the viewpoint of hardware, the output of the macro command and the reference clock address generator 38 is given in a form indicating the start address of each processing microprogram. When these are not given to the sequence controller, the jump address, the subroutine call address and the current address increment from the output of the pipeline register 34 are given. The micro program memory 33 is the central part of the arithmetic unit 31, and all arithmetic processing is executed according to the instructions of this micro program. The pipeline register 34 outputs to the RALU 36 the operation microinstruction currently to be executed by the buffer register of the microprogram memory 33, and outputs the control instruction for the next microaddress determination to the sequence controller 32 and the multiplexer 35.
To the sequence controller 32, and when a bend angle is detected in the block in which welding copying is being executed, the main command request is to request the coordinate data of the next block. Output to the CPU 20.

【0053】このパイプラインレヂスタ34は、2つの
信号パスを形成し、各々を並列に同時進行させ、マイク
ロサイクルタイムを短縮させ、演算の高速化をはかるた
めにある。すなわち、1つのパスはパイプラインレヂス
タ34→シーケンスコントローラ32→マイクロプログ
ラムメモリ33とつながるコントロール系のパス、今一
つはパイプラインレヂスタ34→RALU36の演算系
のパスで、この2つのパスを同じクロックサイクルの間
に並列に動作させるために、パイプラインレヂスタ34
が用意されている。クロックCPの立ち上り時には既に
コントロール系のパスで準備されたマイクロプログラム
の次の命令がパイプラインレヂスタ34の入力にあらわ
れているため、メモリフェッチ時間がゼロと等価な高速
動作が可能となる。マルチプレクサ35はパイプライン
レヂスタ34の制御命令に応じRALUスティタス,セ
ンサ部よりの軌跡修正信号の図6に示す8通りのテスト
条件をシーケンスコントローラ32へ与え、それぞれの
処理プログラムへの条件ジャンプを実行させるためのも
のである。RALU36は論理・算術演算ユニットとプ
ログラマブルレヂスタで構成され、マイクロプログラム
で規定された演算インストラクションを実行する。演算
結果である基準クロック毎のロボット各駆動軸の増分パ
ルス数がRALU36内の所定のレヂスタに格納され
る。レヂスタ21は始点P、レヂスタ22は終点
、レヂスタ23はP点、レヂスタ24はQ点、
レヂスタ25はQ点、レヂスタ26はQ点、レヂス
タ27はP20点のロボット基本3軸とロボット手首軸
の原点からのパルス数を格納するレヂスタである。レヂ
スタ28は倣い溶接速度Vを、レヂスタ29はウィービ
ング周波数hを、レヂスタ30は軌跡修正量qを格納す
るレヂスタである。バッファ41はロボット各駆動軸の
つぎの基準クロックで払い出すべき増分パルス数を格納
するレヂスタ、バッファ42は現在払い出し中の増分パ
ルス数を格納するレヂスタである。BRMはバッファ4
2に格納されているパルス数を基準クロック周期内に、
クロックφに同期したパルスとして均一一様に配分し、
基準クロック毎にバッファ転送用払い出し完了信号を出
力する。
This pipeline register 34 is for forming two signal paths, allowing them to proceed in parallel at the same time, shortening the micro cycle time, and speeding up the operation. That is, one path is a control system path connected to the pipeline register 34 → sequence controller 32 → microprogram memory 33, and another path is a pipeline system 34 → RALU 36 operation path. To operate in parallel during the same clock cycle, pipeline register 34
Is prepared. At the rise of the clock CP, the next instruction of the microprogram already prepared in the control system path appears at the input of the pipeline register 34, so that a high-speed operation equivalent to zero memory fetch time becomes possible. The multiplexer 35 gives the RALU status and the eight kinds of test conditions of the locus correction signal from the sensor unit shown in FIG. 6 to the sequence controller 32 according to the control command of the pipeline register 34, and makes a conditional jump to each processing program. It is meant to be executed. The RALU 36 is composed of a logic / arithmetic operation unit and a programmable register, and executes operation instructions defined by a microprogram. The number of increment pulses of each drive axis of the robot for each reference clock, which is the calculation result, is stored in a predetermined register in the RALU 36. Register 21 has start point P 1 , register 22 has end point P 2 , register 23 has P 3 point, register 24 has Q 1 point,
The register 25 is a Q 2 point, the register 26 is a Q 3 point, and the register 27 is a P 20 point. The basic 3 axes of the robot and the number of pulses from the origin of the robot wrist axis are stored in the register. The register 28 is a register that stores the profiling welding speed V, the register 29 stores the weaving frequency h, and the register 30 stores the trajectory correction amount q. The buffer 41 is a register for storing the number of incremental pulses to be paid out at the next reference clock of each drive axis of the robot, and the buffer 42 is a register for storing the number of incremental pulses currently being paid out. BRM is buffer 4
The number of pulses stored in 2 within the reference clock period,
Distribute evenly and uniformly as a pulse synchronized with clock φ,
A payout completion signal for buffer transfer is output for each reference clock.

【0054】分周、立ち上り微分回路はクロックφより
BRMのビット数だけ分周された基準クロックを作りそ
の立ち上りを微分する回路で、BRM払い出し完了信号
と基準クロックの同期をとるためのものである。溶接機
とセンサ回路部50への溶接電流指令はメインCPU2
0から与えられるが溶接開始点検出時には演算器出力に
より溶接電流指令切替スイッチ51が切替わり、固定値
を選択するし、溶接開始点が検出されると演算器出力に
よりメインCPU指令値側に切替わる。図19は、図1
8で説明したBRMから払い出される指令パルスにより
制御される多関節形ロボットの基本3軸(φ軸,θ軸,
ψ軸)と手首2軸(B軸,T軸)の位置サーボである。
溶接トーチ先端がウィービング運動をしながら溶接倣い
をするべく与えられた各軸指令パルスと各パルスゼネレ
ータ616,626,636,646,656からのフ
ィードバックパルスとの差が偏差カウンタ611,62
1,631,641,651から出力されD/A変換器
612,622,632,642,652を介してアナ
ログの速度指令がサーボアンプ613,623,63
3,643,653に夫々入力される。サーボアンプは
その速度指令とタコゼネレータ615,625,63
5,645,655の出力(検出速度)とを夫々比較
し、その差がなくなるように各駆動モータを制御する。
この位置サーボ系により、ロボットに装着された溶接ト
ーチ先端が指令パルス通りに追従し所望の溶接倣い動作
が行なわれる つぎに、図18に示した制御回路による溶接倣い制御動
作について説明する。演算器31は最初ウェイトルーチ
ンを実行している。シーケンスコントローラ32は、メ
インCPU20からマクロコマンドが与えられると、そ
のサービスプログラムの先頭アドレスを選択する制御命
令をパイプラインレヂスタ34から与えられながら、演
算器31がウェイトルーチンを実行するようアドレスコ
ントロールしている。このウェイトルーチンには基準ク
ロック分周回路37をリセットする命令が入っているた
め、基準クロックは発生しない。
The frequency dividing / rising differentiation circuit is a circuit for generating a reference clock divided by the number of BRM bits from the clock φ and differentiating its rising, and is for synchronizing the BRM payout completion signal and the reference clock. .. The welding current command to the welding machine and the sensor circuit section 50 is sent to the main CPU 2
Although it is given from 0, when the welding start point is detected, the welding current command changeover switch 51 is switched by the output of the calculator, and a fixed value is selected, and when the welding start point is detected, it is switched to the main CPU command value side by the output of the calculator. Change FIG. 19 shows FIG.
The basic 3 axes (φ axis, θ axis, of the articulated robot controlled by the command pulse issued from the BRM described in 8
Position servo of two axes (B axis, T axis) and wrist axis.
The difference between each axis command pulse given to make the welding profile while the tip of the welding torch makes a weaving motion and the feedback pulse from each pulse generator 616, 626, 636, 646, 656 is the deviation counter 611, 62.
1, 631, 641, 651 outputs analog speed commands via D / A converters 612, 622, 632, 642, 652 and servo amplifiers 613, 623, 63.
3, 643 and 653, respectively. The servo amplifier uses the speed command and tachogenerator 615, 625, 63.
The outputs (detection speeds) of 5, 645 and 655 are compared with each other, and each drive motor is controlled so that the difference is eliminated.
With this position servo system, the tip of the welding torch attached to the robot follows the command pulse to perform the desired welding copying operation. Next, the welding copying control operation by the control circuit shown in FIG. 18 will be described. The calculator 31 first executes a wait routine. When a macro command is given from the main CPU 20, the sequence controller 32 controls the address so that the arithmetic unit 31 executes a wait routine while being given a control instruction for selecting the start address of the service program from the pipeline register 34. is doing. Since the wait routine includes an instruction to reset the reference clock frequency dividing circuit 37, the reference clock is not generated.

【0055】[0055]

【外15】 [Outside 15]

【0056】メインCPU20が前記4つのマクロコマ
ンドのうち1ヶを出力するとそれぞれの対応するサービ
スマイクロプログラムの先頭アドレスが選択される。こ
の4通りのサービスプログラムは、溶接開始点検出を含
むブロックであるときには溶接開始点検出フラグ(図示
せず)を1にセットし、含まないブロックであるときに
は0にリセットし、曲り角検出が距離監視方式であると
きには、曲り角検出フラグ(図示せず)を1にセット
し、(ξ+η)/2計算方式であるときには曲り角検出
フラグを0にリセットした後溶接倣い処理プログラムN
#へエントリーするプログラムである。またこの4通り
のプログラムには基準クロック分周回路37のリセット
信号の解除命令が入っているため、分周回路37はクロ
ックφをカウントし始める。以後次の基準クロックアド
レスゼネレータ38よりの出力がくるまでシーケンスコ
ントローラ32は演算処理に必要なアドレッシングを行
なうよう動作する。では次にN#から始まる溶接倣い処
理プログラムについて説明しよう。アークスタート時の
ブロックから溶接倣いを始めるので、最初は溶接開始点
フラグは1になっている。よって正規の溶接開始点に溶
接倣い動作が到達する迄は、溶接速度V、ウィービング
周波数h、軌跡修正量qはレヂスタ28〜レヂスタ30
にセットされている値を使わずに、演算器内に固定値と
して記憶されている値を使う。また溶接機とセンサ回路
部50に与える溶接電流指令が固定値となるよう溶接電
流指令切替スイッチ51を演算器出力で切替える。
When the main CPU 20 outputs one of the four macro commands, the head address of the corresponding service microprogram is selected. These four service programs set a welding start point detection flag (not shown) to 1 when the block includes the welding start point detection and reset it to 0 when the block does not include the welding start point detection. If the method is a method, a bend angle detection flag (not shown) is set to 1, and if the method is a (ξ + η) / 2 calculation method, the bend angle detection flag is reset to 0.
It is a program to enter #. Further, since the four types of programs include an instruction to release the reset signal of the reference clock frequency dividing circuit 37, the frequency dividing circuit 37 starts counting the clock φ. After that, the sequence controller 32 operates so as to perform addressing necessary for arithmetic processing until the next output from the reference clock address generator 38 comes. Next, let us explain the welding profile processing program starting from N #. Since welding copying is started from the block at the time of arc start, the welding start point flag is set to 1 at first. Therefore, the welding speed V, the weaving frequency h, and the locus correction amount q are set to the register 28 to the register 30 until the welding copying operation reaches the regular welding start point.
Use the value stored as a fixed value in the calculator instead of using the value set in. Further, the welding current command changeover switch 51 is switched by the output of the calculator so that the welding current command given to the welding machine and the sensor circuit section 50 becomes a fixed value.

【0057】[0057]

【外16】 [Outside 16]

【0058】つぎに演算器内に固定値として記憶されて
いるhにより(4)式、(5)式を解く。また、固定値
Vにより(11)式を解く。また(2)式及び(3)式
を解き次いで(7)式を解く。P,Pの手首軸角度
より(19)式を解く。これ以降の処理プログラムが格
納されている先頭番地がM#であるとする。溶接倣いを
開始する最初の基準クロックでは、溶接トーチはまだウ
ィービング中心上に位置しているため軌跡修正信号は発
生しない。よって今の時点では(8)式〜(10)式、
(13)式、(14)式は関与せず演算器31は平行移
動モードの状態となる。一番最初の基準クロックではN
=1にして(6)式を解く。またK’=0であるから
(16)式よりK=1となる。(12)式、(15)
式、(7)式より(17)式のX,Y,Zを求め
る。(20)式よりB,Tを求める。
Next, the equations (4) and (5) are solved using h stored as a fixed value in the arithmetic unit. Further, the equation (11) is solved with the fixed value V. Further, the equations (2) and (3) are solved, and then the equation (7) is solved. Equation (19) is solved from the wrist axis angles of P 1 and P 2 . It is assumed that the head address where the processing programs thereafter are stored is M #. At the first reference clock for starting the welding contour, the trajectory correction signal is not generated because the welding torch is still located on the center of the weaving. Therefore, at this point in time, expressions (8) to (10) are
Equation (13) and equation (14) are not involved, and arithmetic unit 31 is in the parallel movement mode. N for the first reference clock
Set = 1 and solve equation (6). Since K '= 0, K = 1 from the equation (16). Expression (12), (15)
X n , Y n , and Z n of the equation (17) are obtained from the equation and the equation (7). Bn and Tn are calculated from the equation (20).

【0059】[0059]

【外17】 [Outside 17]

【0060】また曲り角検出フラグが1のときには(1
8)式を計算しその値をRALU内の所定のレヂスタに
セットし演算器31は待機する。この待機はメインCP
U20よりのマクロコマンドを待つウェイトルーチンと
は異なり、次の基準クロックアドレスゼネレータ出力M
#を待つルーチンであり、分周回路37のリセットは行
なわれない。以上の演算が終了するまでの時間以上に基
準クロック周期が長くなるようにクロックφとBRMビ
ット数を設定しているので、演算時間が間にあわないと
いうトラブルは発生しない。演算器31がM#を待つウ
ェイトルーチンを実行しているとき基準クロックが発生
すると同時にBRMより払い出し完了信号が出力され5
ヶのバッファ41に前記RALU36内の所定のレヂス
タからΔψ,Δθ,Δφ,ΔB,ΔTがそれぞれロード
され、バッファ42にはバッファ41の内容がロードさ
れる。初回の基準クロックではバッファ41がクリアさ
れたままであるため、バッファ42には0が入り、BR
Mによるパルス払い出しは行なわれない。この基準クロ
ックにより基準クロックアドレスジェネレータ38が作
動し、マイクロプログラムはM#から実行され始めN=
2にして(6)式を求める。前回の基準クロック時の
(23)式のj’がjになっていないため軌跡修正信号
は発生せず演算器は平行移動モードを継続する。よって
K’=0のままで、(16)式よりK=2となる。そこ
で(12)式、(15)式より(17)式のX
,Zを求める。また(20)式のB,Tを求
め、前回との差ΔB,ΔTをRALU内の所定のレヂス
タにセットする。このX,Y,ZとB,T
(22)式に代入しψ,θ,φを求め、前回との
差Δψ,Δθ,ΔφをRALU内の所定のレヂスタにセ
ットする。また(18)式を計算し、その値がRALU
内に格納されている前回の値より小さいことを確認して
その値を入れ換える。
When the turning angle detection flag is 1, (1
The formula 8) is calculated, the value is set in a predetermined register in the RALU, and the calculator 31 waits. This wait is the main CP
Unlike the wait routine that waits for a macro command from U20, the next reference clock address generator output M
This routine waits for #, and the frequency divider circuit 37 is not reset. Since the clock φ and the number of BRM bits are set so that the reference clock cycle becomes longer than the time until the above calculation is completed, the problem that the calculation time is not in time does not occur. When the arithmetic unit 31 is executing the wait routine waiting for M #, the reference clock is generated and at the same time the payout completion signal is output from the BRM.
.DELTA..phi., .DELTA..theta., .DELTA..phi., .DELTA.B, and .DELTA.T are loaded from the predetermined registers in the RALU 36 into the respective buffers 41, and the contents of the buffer 41 are loaded into the buffer 42. At the first reference clock, the buffer 41 remains cleared, so 0 is entered in the buffer 42 and BR
No pulse payout by M is performed. This reference clock causes the reference clock address generator 38 to operate, and the microprogram starts to execute from M # N =
Then, the equation (6) is obtained by setting the value to 2. Since j'in the equation (23) at the time of the last reference clock is not j, the trajectory correction signal is not generated and the arithmetic unit continues the parallel movement mode. Therefore, K '= 0, and K = 2 from the equation (16). Therefore, from equations (12) and (15), X n in equation (17),
Y n and Z n are calculated. Further, B n and T n in the equation (20) are obtained, and the differences ΔB and ΔT from the previous time are set in a predetermined register in the RALU. Substituting these X n , Y n , Z n and B n , T n into the equation (22) to obtain ψ n , θ n , and φ n , and calculating the differences Δψ, Δθ, and Δφ from the previous time in predetermined registers in the RALU. Set to. Also, the equation (18) is calculated, and the value is RALU.
Confirm that the value is smaller than the previous value stored in and replace the value.

【0061】その後演算器は待機し、次の基準クロック
アドレスゼネレータ出力M#を待つ。つぎの基準クロッ
クでバッファ42には前回のバッファ1の内容が入り、
バッファ41には今回のΔψ,Δθ,Δφ,ΔT,ΔB
がそれぞれロードされ、BRMにより各軸位置サーボへ
指令パルスが払い出される。この動作は(23)式にお
けるj’がjになるまでくり返えされる。j’=jとな
った時点で(15)式で求めたウィービング中にx
,zを記憶しておき、測定開始指令をセンサ回路
部50へ与え、次の基準クロックで演算器31は軌跡修
正モードに入る。すなわちセンサ回路部よりの上下左右
の軌跡修正信号をM#でテスト条件として受けとり、既
に計算済みのα,β,γ,λ,μ,νと演算器内に固定
値として記憶されているqと固定値γとにより(8)
式、(10)式、(13)式を解く。K’=1とおき
(14)式を解き、Kは前回の値のままで(15)式を
解いて求めたウィービング中心x,y,zをx’
,y’,z’として記憶しておく。N=K+K’
とおき(6)式を解く。(17)式の解X,Y,Z
を求める。B,Tを求め、Δψ,Δθ,Δφ,Δ
T,ΔBに変換しRALU内の所定のレヂスタにセット
し、BRMにより位置サーボ制御をする。また(18)
式を計算しその値を更新する。次に演算器は再度平行移
動モードに入り、基準クロックがくる毎にψ,θ
φ,T,Bを求め前回の基準クロック時との差Δ
ψ,Δθ,Δφ,ΔT,ΔBにより位置サーボ制御を行
なう。(18)式の計算も毎回行ない最小値を保存して
おく。
Thereafter, the arithmetic unit waits and waits for the next reference clock address generator output M #. At the next reference clock, the contents of the previous buffer 1 are stored in the buffer 42,
The buffer 41 has the current Δφ, Δθ, Δφ, ΔT, and ΔB.
Are loaded, and the command pulse is issued to each axis position servo by BRM. This operation is repeated until j'in Expression (23) becomes j. At the time of j ′ = j, x n ,
y n and z n are stored, a measurement start command is given to the sensor circuit unit 50, and the calculator 31 enters the locus correction mode at the next reference clock. That is, the vertical and horizontal locus correction signals from the sensor circuit unit are received as test conditions in M #, and α, β, γ, λ, μ, ν already calculated and q stored as a fixed value in the calculator. With a fixed value γ (8)
Equations (10) and (13) are solved. The equation (14) is solved with K ′ = 1, and the weaving centers x n , y n , and z n obtained by solving the equation (15) with K being the previous value are x ′.
n, y 'n, z' stored as n. N = K + K '
Toki (6) is solved. Solution of equation (17) X n , Y n , Z
Find n . B n and T n are calculated, and Δφ, Δθ, Δφ and Δ
Converted to T, ΔB, set in a predetermined register in RALU, and position servo controlled by BRM. Also (18)
Calculate the expression and update its value. Next, the computing unit enters the parallel movement mode again, and at each reference clock, ψ n , θ n ,
φ n , T n , B n are calculated and the difference from the previous reference clock Δ
Position servo control is performed using ψ, Δθ, Δφ, ΔT, and ΔB. Equation (18) is also calculated each time and the minimum value is saved.

【0062】[0062]

【外18】 [Outside 18]

【0063】また今回求めたx,y,zを前回値
と入れ替え記憶する。測定開始指令をセンサ回路部50
へ与え、次の基準クロックで演算器31は軌跡修正モー
ドに入る。センサ回路部50から軌跡修正信号に応じ
(8)式、(10)式、(13)式を解く、そしてK’
=2とおき(14)式を解き、Kは前回の基準クロック
時の値のままで(15)式を解いて求めたウィービング
中心x,y,zをx’,y’,z’とす
る。このx’,y’,z’と前回記憶した
x’,y’,z’(x’n−1,y’n−1
z’n−1となる)を結ぶ直線の方向余弦(a’,
b’,c’)をx’,y’,z’x’n−1
y’n−1,z’n−1の座標値から求め、既に求めて
いる方向余弦(λ,μ,ν)と(λ’,μ’,ν’)に
より(29)式のηを計算する。そのηの値FIFOメ
モリに記憶しておく。また今回求めたx’,y’,
’を前回値と入れ替え記憶する。N=K+K’とお
き(6)式を解く。(17)式の解X,Y,Z
求める。B,Tを求めΔψ,Δθ,Δφ,ΔT,Δ
Bに変換しRALU内所定のレヂスタにセットし、BR
Mにより位置サーボ制御をする。また(18)式を計算
しその値を更新する。これで修正モードは終り再度平行
移動モード⇒修正モード⇒平行移動モード…を繰り返え
す。この修正モードでの前後でFIFOメモリに記憶さ
れている(ξ+η)/2の平均値が(26)式または
(27)(27)式で計算されたζmaxの1/2以上
でζmaxに近づいているかどうか計算し、ζmax
近い値であるときには溶接開始点検出中であると認識
し、V,h,qをそのままの固定値で、溶接電流指令切
替スイッチ51も固定値側にしたまま溶接倣いを続行す
る。そして(ξ+η)/2の平均値がζmax/2以下
になったとき溶接開始点に到達したと判断し、溶接電流
指令切替スイッチ51がメインCPU20よりの溶接電
流指令値を選択するよう演算器出力を制御し、V,h,
qの値をレヂスタ28〜レヂスタ30の値に変更し、
(4),(5)式を解き基準クロック当りのウィービ
Further, the x n , y n , and z n obtained this time are replaced with the previous values and stored. The measurement start command is sent to the sensor circuit unit 50.
To the locus correction mode at the next reference clock. The equations (8), (10), and (13) are solved according to the trajectory correction signal from the sensor circuit unit 50, and K ′
= 2 and the equation (14) is solved, and the weaving centers x n , y n , and z n obtained by solving the equation (15) with K being the value at the time of the previous reference clock are x ′ n , y ′ n. , Z ′ n . The x 'n, y' n, z 'n and the previous memorized x' n, y 'n, z' n (x 'n-1, y' n-1,
direction cosine (a ', of a straight line connecting z'n -1 )
b ', c' and) x 'n, y' n , z 'n x' n-1,
y determined from 'n-1, z' coordinate value of n-1, already determined that the direction cosines (λ, μ, ν) and (λ ', μ', ν ') by (29) calculates a η of Formula To do. The value of η is stored in the FIFO memory. In addition, x n ', y n ',
Z n 'is replaced with the previous value and stored. Solve equation (6) with N = K + K '. The solutions X n , Y n , and Z n of the equation (17) are obtained. B n , T n are calculated and Δφ, Δθ, Δφ, ΔT, Δ
Convert it to B and set it in the prescribed register in RALU, then BR
Position servo control by M. Also, the equation (18) is calculated and the value is updated. This ends the correction mode and repeats the parallel movement mode ⇒ correction mode ⇒ parallel movement mode. The average value of (ξ + η) / 2 stored in the FIFO memory before and after this correction mode is ζ max when it is 1/2 or more of ζ max calculated by the equation (26) or (27) (27). Whether or not it is approaching is calculated, and when it is a value close to ζ max , it is recognized that the welding start point is being detected, V, h, q are fixed values as they are, and the welding current command changeover switch 51 is also set to the fixed value side. Continue the welding copying as it is. Then, when the average value of (ξ + η) / 2 becomes ζ max / 2 or less, it is determined that the welding start point has been reached, and the welding current command changeover switch 51 selects the welding current command value from the main CPU 20. Control output, V, h,
Change the value of q to the value of Register 28 to Register 30,
Weaving per reference clock by solving equations (4) and (5)

【0064】[0064]

【外19】 [Outside 19]

【0065】以降、曲り角検出フラグが1のときには
(18)式の最小値を更新していき、曲り角検出フラグ
が0のときにはξ,ηを順次FIFOに貯えておき、上
記溶接倣い動作を続行する。曲り角検出フラグが1のと
きには、(18)式の最小値がある変動巾以上になった
ときをそのブロックの終点とする。曲り角検出フラグが
0のときには、FIFOメモリ内の(ξ+η)/2の平
均値がζmax/2以上でζmaxに近づいたときをそ
のブロックの終点とする。曲り角検出が終ると、演算器
31は次のブロックでのウィービング方向を決め、前の
ブロックのウィービング振巾と等しい振巾になるように
ウィービングパタ
Thereafter, when the bending angle detection flag is 1, the minimum value of the equation (18) is updated, and when the bending angle detection flag is 0, ξ and η are sequentially stored in the FIFO and the above welding copying operation is continued. .. When the bend angle detection flag is 1, the end point of the block is set when the minimum value of the equation (18) exceeds a certain fluctuation range. When the bend angle detection flag is 0, the end point of the block is set when the average value of (ξ + η) / 2 in the FIFO memory is ζ max / 2 or more and approaches ζ max . After the detection of the turning angle, the calculator 31 determines the weaving direction in the next block, and sets the weaving pattern so that the weaving amplitude becomes equal to the weaving amplitude in the previous block.

【0066】[0066]

【外20】 [Outside 20]

【0067】その後演算器31からのコマンド要求に対
しメインCPU20は次ブロックの終点のロボット5軸
の原点からのパルス数をレヂスタ22にセットし、つぎ
のつぎのブロックの終点および次のブロックの距離監視
点のロボット5軸の原点からのパルス数をレヂスタ2
3、レヂスタ27にセットした後、前記マクロコマンド
を演算器31に与える。このマクロコマンドは溶接開始
点検出を含まない。
After that, in response to a command request from the arithmetic unit 31, the main CPU 20 sets the number of pulses from the origin of the robot 5 axis at the end point of the next block in the register 22, and the distance between the end point of the next block and the next block. The number of pulses from the origin of the robot 5 axis at the monitoring point
3. After setting in the register 27, the macro command is given to the arithmetic unit 31. This macro command does not include welding start point detection.

【0068】[0068]

【外21】 [Outside 21]

【0069】〔発明の効果〕以上説明したように、本実
施例による溶接倣いシステムは精度の悪いワークの溶接
の自動化を可能とするもので次のような長所をもってい
る。 (1) ロボット手首に溶接トーチ以外なにも装着され
ていないため、溶接トーチが入っていける所ならどんな
狭い所でも溶接倣いが可能である。 (2) ワーク精度が悪く実際のワーク溶接点がティー
チングされた点から大巾にずれていても高価なビジョン
システム等の形状認識装置がなくても溶接開始点を検出
できる。 (3) 形状認識装置がなくても、溶接倣いをしながら
円滑にどんな形状の曲り角をも適正な溶接が可能であ
る。またその曲り角がワークにより大巾にばらついても
適正な溶接が可能である。 (4) ウィービング周波数、溶接速度、軌跡修正量の
設定値で決まる溶接倣い角度以下のワーク溶接線は同一
ブロックに含めてよいため、最初のティーチング作業が
簡単で操作性が良い。 (5) ウィービングパターン自動継続機能があるため
最初の溶接ブロックにのみウィービングパターンを定義
する3点をティーチングするだけでよいのでティーチン
グ作業性が良い。 (6) 特別のセンサをロボット手首に装着するのでは
なく、アーク現象(溶接電流、溶接電圧)そのものから
センシング情報を得るため、非接触センサ、接触センサ
を問わず通常他のセンサでは問題になる“溶接時センサ
が邪魔になる”、“死角が存在する”、“溶接熱、スパ
ッター、ヒューム等による悪環境下での信頼性に弱点が
ある”等の欠点がない。 従って本発明によれば、精度の悪いワークでも、ワーク
取付位置が多少ずれたり、溶接線が波を打っているよう
な場合でもロボットによる溶接の自動化が可能となり、
溶接自動化に貢献するところが極めて大きいといえる。
[Advantages of the Invention] As described above, the welding copying system according to the present embodiment enables automation of welding of a work having poor accuracy and has the following advantages. (1) Nothing other than the welding torch is attached to the robot wrist, so welding can be performed in any narrow place where the welding torch can enter. (2) Even if the work accuracy is poor and the actual work welding point deviates greatly from the taught point, the welding start point can be detected without an expensive shape recognition device such as a vision system. (3) Even without a shape recognition device, it is possible to smoothly perform proper welding at any bending angle of any shape while following welding. Also, proper welding is possible even if the bending angle varies widely depending on the work. (4) Work welding lines having a welding profile angle equal to or less than the welding profile angle determined by the set values of the weaving frequency, the welding speed, and the locus correction amount may be included in the same block, so that the initial teaching work is easy and the operability is good. (5) Since the weaving pattern automatic continuation function is provided, it is only necessary to teach the three points that define the weaving pattern only in the first welding block, so the teaching workability is good. (6) Since the sensing information is obtained from the arc phenomenon (welding current, welding voltage) itself, rather than attaching a special sensor to the wrist of the robot, it is usually a problem with other sensors regardless of whether it is a non-contact sensor or a contact sensor. There are no drawbacks such as "the sensor gets in the way of welding", "there is a blind spot", and "there is a weak point in reliability under bad environment due to welding heat, spatter, fume, etc.". Therefore, according to the present invention, it is possible to automate welding by a robot even if the work has poor accuracy, the work mounting position is slightly displaced, or the welding line is wavy.
It can be said that it greatly contributes to the automation of welding.

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

【図1】ウィービング溶接の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of weaving welding.

【図2】従来のウィービング溶接方式を適用したアーク
溶接ロボットの斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of an arc welding robot to which a conventional weaving welding method is applied.

【図3】本発明を実施するためのアーク溶接ロボットの
斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view of an arc welding robot for carrying out the present invention.

【図4】本発明による倣い制御方式の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a copying control method according to the present invention.

【図5】ウィービング運動設定用教示点の説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory diagram of teaching points for setting a weaving motion.

【図6】修正ベクトル図である。FIG. 6 is a correction vector diagram.

【図7】修正ベクトル図である。FIG. 7 is a modified vector diagram.

【図8】センサ回路部の入出力信号の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of input / output signals of the sensor circuit unit.

【図9】溶接トーチの制御方向を示す図である。FIG. 9 is a view showing a control direction of a welding torch.

【図10】ウィービング教示パターンの自動継続を説明
するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining automatic continuation of a weaving teaching pattern.

【図11】ティーチング軌跡と実際の溶接線のずれ角を
説明するための図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining a deviation angle between a teaching locus and an actual welding line.

【図12】ティーチング軌跡と実際の溶接線のずれ角を
説明するための図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining a deviation angle between a teaching locus and an actual welding line.

【図13】隅肉溶接における急峻な直角コーナ部での倣
い溶接の挙動を示す説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing the behavior of profile welding at a steep right-angled corner portion in fillet welding.

【図14】図13の一部拡大説明図である。14 is a partially enlarged explanatory view of FIG.

【図15】隅肉溶接での教示点と溶接トーチ姿勢を示す
図である。
FIG. 15 is a diagram showing teaching points and welding torch postures in fillet welding.

【図16】実際の溶接開始点が教示点と相違する場合の
動作説明図である。
FIG. 16 is an operation explanatory diagram when the actual welding start point is different from the teaching point.

【図17】実際の溶接開始点が教示点と相違する場合の
動作説明図である。
FIG. 17 is an operation explanatory diagram when the actual welding start point is different from the teaching point.

【図18】実施例における制御回路のブロック図であ
る。
FIG. 18 is a block diagram of a control circuit in the example.

【図19】実施例におけるサーボ制御部のブロック図で
ある。
FIG. 19 is a block diagram of a servo control unit in the example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 溶接トーチ 12 土台 13 アーム 14 アーム 15 旋回体 11 Welding torch 12 Base 13 Arm 14 Arm 15 Revolving structure

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野林 繁美 福岡県北九州市八幡西区大字藤田2346番地 株式会社安川電機製作所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shigemi Nobayashi 2346 Fujita, Yawatanishi-ku, Kitakyushu, Fukuoka Prefecture Yasukawa Electric Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 溶接トーチ先端をウィービングさせ、教
示線に沿って移動させる多関節型溶接ロボットであっ
て、ウィービング両端での溶接電流又は溶接電圧を検出
し、その検出値の変化により被溶接物の実際の溶接線の
ずれを検知し、前記検出値から演算した軌跡修正信号に
よって溶接線に沿った溶接トーチ先端の移動軌跡を修正
するようにした多関節型溶接ロボットにおいて、 前記軌跡修正信号によってロボット基本3軸又は基本3
要素を制御することにより、前記溶接トーチ先端のウィ
ービング動作及びウィービング中心の軌跡の修正動作を
行うと共に、実際の溶接開始点が既に教示されている溶
接開始点よりずれているとき、実際の溶接線に到達する
までの溶接速度及び溶接電流を正規の値より極端に下げ
ウィービング周波数と軌跡修正量を正規の値より大きく
することを特徴とする多関節型溶接ロボットの制御方
法。
1. A multi-joint welding robot that weaves a welding torch tip and moves along a teaching line, wherein a welding current or a welding voltage at both ends of the weaving is detected, and the object to be welded is detected by a change in the detected value. In the articulated welding robot, which detects the actual deviation of the welding line and corrects the movement locus of the welding torch tip along the welding line by the locus correction signal calculated from the detected value, Robot basic 3 axes or basic 3
By controlling the elements, the weaving operation of the tip of the welding torch and the correction operation of the locus of the weaving center are performed, and when the actual welding start point deviates from the welding start point already taught, the actual welding line A method for controlling an articulated welding robot, characterized in that the welding speed and the welding current until reaching the limit are extremely reduced from the normal values and the weaving frequency and the trajectory correction amount are made larger than the normal values.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110899905A (en) * 2019-12-03 2020-03-24 天津工业大学 Arc additive manufacturing-based polygonal component sharp-angle path correction method
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