JPH06214625A - Automatic generation system for operation program of welding robot - Google Patents
Automatic generation system for operation program of welding robotInfo
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- JPH06214625A JPH06214625A JP5005578A JP557893A JPH06214625A JP H06214625 A JPH06214625 A JP H06214625A JP 5005578 A JP5005578 A JP 5005578A JP 557893 A JP557893 A JP 557893A JP H06214625 A JPH06214625 A JP H06214625A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ひとつのワークに対し
て複数台の溶接ロボットが作業を行う場合における溶接
ロボットデータを自動的に生成するシステムに関し、特
にティーチングレスCAD・CAMシステムにより橋梁
パネル等の自動溶接を可能にする溶接ロボット動作プロ
グラムの自動生成システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system for automatically generating welding robot data when a plurality of welding robots perform work on one work, and particularly to a bridge panel by a teachingless CAD / CAM system. The present invention relates to an automatic generation system for a welding robot operation program that enables automatic welding of a welding robot.
【0002】[0002]
【従来の技術】溶接ロボット等の産業用ロボットの作業
プログラムの教示作業は、従来、生産ラインのロボット
に対してその動作をティーチングすることにより行われ
てきた。近年は、このような教示方法に代わり、生産ラ
インとは別のところでロボットの教示作業が行えるオフ
ラインティーチングシステムが開発され(特開昭62−
108314号、特開平2−262986号、特開平3
−109608号等)、ロボットの稼動率の向上、教示
作業の簡易化が図られるようになってきた。2. Description of the Related Art Teaching work of a work program for an industrial robot such as a welding robot has conventionally been performed by teaching its operation to a robot on a production line. In recent years, instead of such a teaching method, an off-line teaching system has been developed which can teach the robot at a place different from the production line (Japanese Patent Laid-Open No. 62-62).
108314, JP-A-2-262986, JP-A-3
-109608, etc.), the operation rate of the robot can be improved and teaching work can be simplified.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
オフラインティーチングシステムにおいても、オペレー
タがCRTに向かいながら何らかの作業を行うものが一
般的であり、この方式では、オペレータの介在が不可欠
となるため省人化を阻む一因となっている。さらに、ひ
とつのワークに対して複数台のロボットが動作するよう
な場合においては、オフラインティーチングシステムそ
のものが適用できないのが現状である。前記特開昭62
−108314号公報に示す技術の場合でも、ひとつの
ワークに対する各ロボットの動作領域を相互に重複しな
いように定めているものであるから、結局は、それぞれ
のワークに対してそれぞれのロボットの動作プログラム
をオフラインティーチングするものとあまり変わりない
ものである。However, even in the above-mentioned offline teaching system, it is common for the operator to perform some work while heading to the CRT. In this method, the intervention of the operator is indispensable, which saves labor. It is one of the factors that hinder the change. Further, in the case where a plurality of robots operate for one work, the offline teaching system itself cannot be applied at present. The above-mentioned JP-A-62
Even in the case of the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 108314, the motion areas of the robots for one work are determined so as not to overlap with each other. It is not much different from offline teaching.
【0004】一方、橋梁パネル等の製作のように対象ワ
ークが非常に大きく、かつ同一部材がほとんどない重工
業の分野においては、従来の一般的なオフラインティー
チングシステムでは生産設計工程での作業時間が膨大と
なり、事実上使用できないものである。On the other hand, in the field of heavy industry where the target work is very large and there are almost no identical members, such as the production of bridge panels, the work time in the production design process is enormous with the conventional general offline teaching system. And is virtually unusable.
【0005】本発明は、このような現状に鑑み、ティー
チング作業の大幅な省力化を達成できる溶接ロボット動
作プログラムの自動生成システムを提供することを目的
とする。In view of the above situation, it is an object of the present invention to provide an automatic generation system for a welding robot operation program capable of achieving a significant labor saving in teaching work.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、ひとつのワー
クに対して複数台の溶接ロボットが作業を行う場合にお
いて、ワークの形状情報と溶接設計情報のみを利用し
て、溶接ロボットの動作プログラムを自動生成するシス
テムとすることで、前記課題を解決したものである。す
なわち、本発明の特徴とする構成は、ワークの形状情報
と溶接設計情報を入力するワーク情報入力手段と、この
入力されたワーク形状に基づいて溶接線を決定する溶接
線決定手段と、前記溶接線とワークとの干渉をチェック
して、溶接ロボットとワークとの干渉を回避する干渉回
避手段と、前記溶接線を複数のロボット動作領域に分割
する動作領域分割手段と、前記ロボット動作領域ごとに
前記溶接線の動作順序を決定する溶接順序決定手段と、
前記溶接線を構成する溶接点に対して動作パターンを決
定する動作パターン決定手段と、からなるものである。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, when a plurality of welding robots perform work on one work, the operation program of the welding robot is used by using only the work shape information and the welding design information. The above problem is solved by using a system for automatically generating. That is, the configuration that characterizes the present invention is a work information input means for inputting work shape information and welding design information, a welding line determination means for determining a welding line based on the input work shape, and the welding. Interference avoidance means for checking the interference between the welding line and the work and avoiding the interference between the welding robot and the work, operation area dividing means for dividing the welding line into a plurality of robot operation areas, and each robot operation area Welding sequence determining means for determining the operation sequence of the welding line,
And a motion pattern determining means for determining a motion pattern with respect to a welding point forming the welding line.
【0007】ここで、ワーク形状情報は、対象とするワ
ークの幾何情報であり、具体的には、パネルの外形形状
や取付部材の取付線の位置情報、取付部材の形状・断面
形状などである。さらに、対象ワークが複数のパネルか
ら構成されている場合には、その突合せ線の位置情報も
含まれる。また、各取付部材に対する溶接設計情報は、
水平隅肉溶接、開先溶接、突合せ溶接などの溶接方法、
隅肉脚長、開先形状などの溶接設計条件である。これら
の情報はCADシステムに定義されていることが前提と
なっている。Here, the work shape information is geometric information of the target work, and more specifically, the outer shape of the panel, the position information of the mounting line of the mounting member, the shape / cross-sectional shape of the mounting member, and the like. . Further, when the target work is composed of a plurality of panels, the position information of the butt line is also included. Also, the welding design information for each mounting member is
Welding methods such as horizontal fillet welding, groove welding, butt welding,
Welding design conditions such as fillet leg length and groove shape. It is assumed that these pieces of information are defined in the CAD system.
【0008】[0008]
【作用】本自動溶接システムでは、ワークの形状情報を
取り込み、溶接ロボットの稼動エリア内の適切な位置に
ワークを配置する。そして、ワークの取付線情報をもと
に溶接線の溶接開始点及び溶接終了点となる両端点を定
義する。さらに、溶接線の交差部分で、溶接ロボットモ
デルとしてあらかじめ定義されているロボット形状デー
タとワークの形状情報のうちの取付部材の形状情報とを
用いてロボットとワークとの干渉チェックを行い、干渉
が発生した場合には、干渉部分に干渉を回避するための
点を新たに定義する。以上の点で構成される溶接線に対
して、ロボットの動作範囲内にあるかどうかをチェック
して、どのロボットがどの溶接線を溶接するかを定義す
る。ここで、複数のロボットにまたがる溶接線に対して
は、それぞれの動作範囲で溶接線を分割するために、境
界線と溶接線の交点に新たに2つの点を定義する。この
処理により、全ての溶接線がそれぞれのロボットに割り
付けられる。In this automatic welding system, the shape information of the work is taken in and the work is placed at an appropriate position in the operation area of the welding robot. Then, based on the work attachment line information, both end points serving as the welding start point and welding end point of the welding line are defined. In addition, at the intersection of the welding lines, the robot shape data pre-defined as a welding robot model and the shape information of the mounting member of the shape information of the work are used to check the interference between the robot and the work, and the interference is detected. When it occurs, a point for avoiding interference is newly defined in the interference part. With respect to the welding line constituted by the above points, it is checked whether or not it is within the operation range of the robot, and which robot welds which welding line. Here, with respect to a welding line that extends over a plurality of robots, two points are newly defined at the intersection of the boundary line and the welding line in order to divide the welding line in each operation range. By this processing, all welding lines are assigned to each robot.
【0009】次に、各ロボットにおける溶接順序を、無
駄時間が最小になるように定義する。さらに、溶接線の
各点において、その点が前記の定義のうちのどの種類の
点かという属性情報とその点での形状的な属性情報を用
いて、最適な動作パターンを選択する。以上の処理によ
り生成されたロボット情報を用いて、ロボットの動作プ
ログラムを自動生成し、複数台のロボットを動作させる
ことができる。Next, the welding sequence of each robot is defined so that the dead time is minimized. Further, at each point of the welding line, the optimum operation pattern is selected using the attribute information indicating what kind of point the point is, and the geometrical attribute information at that point. Using the robot information generated by the above processing, a robot operation program can be automatically generated and a plurality of robots can be operated.
【0010】[0010]
【実施例】以下、本発明の一実施例を橋梁パネルの場合
を例にとり図により説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings in the case of a bridge panel.
【0011】(1)パネル製作ラインの管理システム 箱桁橋梁パネルの製作ラインはウエブパネルとフランジ
パネルの独立したラインを並行に設置したもので、ウエ
ブパネル、フランジパネルの両ラインは、図1に示すよ
うな集中制御室のコンピュータ類によって集中管理され
ている。(1) Panel production line management system The box girder bridge panel production line is a parallel installation of independent lines of a web panel and a flange panel. Both lines of the web panel and the flange panel are shown in FIG. Centrally managed by the computers in the central control room as shown.
【0012】図1において、10はCAD・CAMシス
テムからなるホストコンピュータ、1はウエブライン制
御用コンピュータ、2はフランジライン制御用コンピュ
ータ、3は前記3機種のコンピュータ相互間のデータの
送受を制御するデータコントロールコンピュータであ
る。また、ウエブラインには仮付け装置110,溶接装
置120,歪取り装置130,孔明装置140,仕上げ
装置150が配置されており、各装置はウエブラインコ
ントローラ4によってシーケンス制御されている。5は
溶接装置120のFAコンピュータ、6は孔明装置14
0のFAコンピュータである。また、フランジラインに
も板継ぎ装置160,仮付け装置170,溶接装置18
0,歪取り装置190,孔明装置200,仕上げ装置2
10が配置されており、これらの各装置はフランジライ
ンコントローラ7によってシーケンス制御されている。
8は溶接装置180のFAコンピュータ、9は孔明装置
200のFAコンピュータである。In FIG. 1, 10 is a host computer consisting of a CAD / CAM system, 1 is a web line control computer, 2 is a flange line control computer, and 3 is control of data transmission / reception between the three types of computers. It is a data control computer. Further, a tacking device 110, a welding device 120, a strain removing device 130, a drilling device 140, and a finishing device 150 are arranged on the web line, and each device is sequence-controlled by the web line controller 4. 5 is an FA computer of the welding device 120, 6 is a drilling device 14
0 FA computer. In addition, the plate line joining device 160, the tacking device 170, and the welding device 18 are also attached to the flange line.
0, distortion removing device 190, drilling device 200, finishing device 2
10 are arranged, and these devices are sequence-controlled by the flange line controller 7.
Reference numeral 8 is an FA computer of the welding device 180, and 9 is an FA computer of the drilling device 200.
【0013】集中管理される情報は、ロボットの動作を
制御するためのCAD・CAM情報と、各装置のシーケ
ンス、稼動状況監視などの生産管理情報である。なお、
ここでは、主として前記溶接ロボットシステムを稼動さ
せるための動作プログラムの自動生成システムについて
述べる。The information that is centrally managed is CAD / CAM information for controlling the operation of the robot, and production management information such as the sequence of each device and the monitoring of operating conditions. In addition,
Here, an automatic generation system of an operation program for operating the welding robot system will be mainly described.
【0014】(2)対象パネル まず、本発明の対象ワークとなるウエブパネル、フラン
ジパネルの代表的な構成例をそれぞれ図9,図10に示
す。標準的なパネルサイズは両パネル共、幅3m,長さ
12mとなっている。ウエブパネル100は、図9に示
すようにウエブプレート102に縦横に垂直スティフナ
103,水平スティフナ104を複数本取り付けたもの
で、各スティフナ端部は回し溶接を行う。フランジパネ
ル101は、図10に示すようにフランジプレート10
5の長さ方向に複数本の縦リブ106を取り付けたもの
で、水抜穴やダイヤフラム取付位置などで溶接線が不連
続となることもある。(2) Target Panel First, typical configuration examples of a web panel and a flange panel which are the target works of the present invention are shown in FIGS. 9 and 10, respectively. The standard panel size for both panels is 3 m wide and 12 m long. As shown in FIG. 9, the web panel 100 is formed by attaching a plurality of vertical stiffeners 103 and horizontal stiffeners 104 to a web plate 102 in the vertical and horizontal directions, and the end portions of the respective stiffeners are rotated and welded. The flange panel 101 includes a flange plate 10 as shown in FIG.
Since a plurality of vertical ribs 106 are attached in the lengthwise direction of 5, the welding line may become discontinuous at the drain hole, the diaphragm attachment position, or the like.
【0015】(3)ウエブパネルの自動溶接装置 図11にウエブパネルの自動溶接装置120の概要を示
す。本自動溶接装置120は、門型の固定フレーム12
1上に外部軸としての横行軸122を備えた多関節溶接
ロボット123を天吊り姿勢でウエブプレートの長さ方
向に8台、2m間隔で設置したものである。この溶接ロ
ボット123は6軸の多関節ロボットのアーム先端に公
知の高速回転アーク溶接トーチ124を取り付けたもの
で、アークセンサによる溶接線自動倣い機能、部材終端
検出機能、及びビード継ぎ部検出機能を備えている。そ
して、各ロボット123が2mピッチの分担領域を同時
に溶接することで、パネルの大きさに拘らず溶接作業時
間をほぼ一定にすることができる。また、隣接するロボ
ット相互では、後述する溶接順序の適正化とロボットの
干渉チェック機能により、ロボット同士の衝突を回避す
るようになっている。(3) Automatic Welding Device for Web Panels FIG. 11 shows an outline of an automatic welding device 120 for web panels. The automatic welding apparatus 120 includes a gate-shaped fixed frame 12
1 is a multi-joint welding robot 123 having a transverse shaft 122 as an external shaft, which is installed in a ceiling-suspended position in the length direction of the web plate at eight units at intervals of 2 m. This welding robot 123 has a known high-speed rotating arc welding torch 124 attached to the arm tip of a 6-axis articulated robot, and has a welding line automatic copying function by an arc sensor, a member end detecting function, and a bead joint detecting function. I have it. Then, each robot 123 simultaneously welds the 2 m pitch shared region, so that the welding work time can be made substantially constant regardless of the size of the panel. Further, between adjacent robots, collisions between the robots are avoided by optimizing a welding sequence and a robot interference checking function described later.
【0016】(4)フランジパネルの自動溶接装置 図12にフランジパネルの自動溶接装置180の概要を
示す。本自動溶接装置180は、走行ガントリー181
上に外部軸として3式の横行軸182を備え、各々の横
行軸182には前記ロボット123と同様の構成からな
る多関節溶接ロボット183が2台ずつ天吊り姿勢で設
置されている。縦リブ106の溶接は各横行軸上の2台
の溶接ロボット183が縦リブ106の両側を溶接トー
チ184が対向する配置で同時溶接し、1回のガントリ
ー走行で3本の縦リブ106を溶接することができる。
また、水抜穴やダイヤフラム取付位置等の溶接線不連続
部に対して、各々のロボット183が個別にアークを消
弧、再点弧し、一定速度のガントリー走行中に断続溶接
を行うことができる。(4) Flange Panel Automatic Welding Device FIG. 12 shows an outline of the flange panel automatic welding device 180. The automatic welding device 180 is provided with a traveling gantry 181.
Three traverse shafts 182 are provided on the top as external shafts, and each of the traverse shafts 182 is provided with two articulated welding robots 183 having the same configuration as the robot 123 in a suspended state. To weld the vertical ribs 106, two welding robots 183 on each transverse axis simultaneously weld the both sides of the vertical ribs 106 with the welding torches 184 facing each other, and weld three vertical ribs 106 in one gantry run. can do.
Further, each of the robots 183 can individually extinguish and re-ignite an arc with respect to a weld line discontinuous portion such as a drain hole or a diaphragm mounting position, and intermittent welding can be performed during traveling at a constant speed gantry. .
【0017】(5)ティーチングレスCAD・CAMシ
ステム 図2は図1中の溶接システムにおける溶接ロボットの動
作データを自動生成するティーチングレスCAD・CA
Mシステムの概要を示したものである。図2において、
11はホストコンピュータ10のワーク情報データベー
スで、ワーク形状情報とワーク溶接設計情報が格納され
ている。12はこれらのワーク情報を取り出し、ロボッ
トの動作プログラムを自動生成するロボット動作プログ
ラム自動生成システムである。13は生成されたロボッ
ト動作プログラムを格納するロボットデータベースであ
る。生成されるプログラムは、動作パターン、位置情
報、及び溶接情報を動作順にならべたものである。ここ
までの処理をホストコンピュータ10で行う。(5) Teachingless CAD / CAM system FIG. 2 is a teachingless CAD / CA system for automatically generating operation data of the welding robot in the welding system shown in FIG.
It shows an outline of the M system. In FIG.
A work information database 11 of the host computer 10 stores work shape information and work welding design information. Reference numeral 12 denotes a robot operation program automatic generation system that takes out the work information and automatically generates a robot operation program. A robot database 13 stores the generated robot operation program. The generated program is an operation pattern, position information, and welding information arranged in order of operation. The processing up to this point is performed by the host computer 10.
【0018】次に、以下の処理は工場のFAコンピュー
タ5または8が行う処理で、ロボットデータをもとに、
FAコンピュータ5または8は、動作パターンデータベ
ース14と溶接条件データベース15から必要な情報を
取り出し、ロボットデータ処理システム16がロボット
動作データに変換し、各溶接ロボット123,183に
そのデータを転送する。Next, the following processing is performed by the factory FA computer 5 or 8 and, based on the robot data,
The FA computer 5 or 8 retrieves necessary information from the operation pattern database 14 and the welding condition database 15, the robot data processing system 16 converts the information into robot operation data, and transfers the data to the welding robots 123 and 183.
【0019】以下、ホストコンピュータ10で行うロボ
ット動作プログラム自動生成処理に関してその詳細を述
べる。前記ワーク形状情報には、パネルの外形形状、取
付線の位置情報、取付部材の形状・断面形状などが定義
されている。対象ワークが複数のパネルから構成されて
いる場合には、その突合せ線の位置情報も含まれる。さ
らに、各取付部材に対する溶接設計情報として、水平隅
肉溶接、開先溶接、突合せ溶接などの溶接方法、隅肉脚
長、開先形状などの溶接設計条件が定義されている。こ
れらの情報はCADシステムに定義されていることを前
提としている。図3にデータベース11に登録されるべ
きワーク情報の一例を示す。各々のパネルの名称ごと
に、材料属性、表面属性、形状属性、補剛部材属性、溶
接属性の各項目について指定値を登録する。The details of the robot operation program automatic generation processing performed by the host computer 10 will be described below. In the work shape information, the outer shape of the panel, the position information of the mounting line, the shape / cross-sectional shape of the mounting member, etc. are defined. When the target work is composed of a plurality of panels, the position information of the butt line is also included. Further, as welding design information for each mounting member, welding methods such as horizontal fillet welding, groove welding, butt welding, and welding design conditions such as fillet leg length and groove shape are defined. It is assumed that these pieces of information are defined in the CAD system. FIG. 3 shows an example of work information to be registered in the database 11. Designated values are registered for each item of material attribute, surface attribute, shape attribute, stiffening member attribute, and welding attribute for each panel name.
【0020】以下、ウエブパネルの水平隅肉溶接の場合
を例にとり、説明する。図4は前記ロボット動作プログ
ラム自動生成システム12の処理の流れと処理内容を示
したものであり、図5は本システム全体の流れ図であ
る。The case of horizontal fillet welding of a web panel will be described below as an example. FIG. 4 shows the processing flow and processing contents of the robot operation program automatic generation system 12, and FIG. 5 is a flowchart of the entire system.
【0021】A.ワーク情報入力処理(ステップS1) まず、本システムのワーク情報入力手段21では、対象
とする前記ワーク情報をホストコンピュータ10のデー
タベース11からシステム内のロボットデータベース1
3に取り込む。なお、図4において、31は対象パネル
100の取付線で、次に述べるように一方の溶接線とも
なっている。32は板継ぎの突合せ線である。A. Work Information Input Process (Step S1) First, in the work information input means 21 of the present system, the target work information is transferred from the database 11 of the host computer 10 to the robot database 1 in the system.
Take in 3. In FIG. 4, reference numeral 31 denotes a mounting line of the target panel 100, which also serves as one welding line as described below. Reference numeral 32 is a butt line of a plate joint.
【0022】B.溶接線決定処理(ステップS2) 次に、溶接線決定手段22では、ワーク情報のうちの取
付線の位置情報を取り出し、溶接線を定義する。取付線
は1本の線で定義されていることが一般的であり、取付
線に対して、取付部材の板厚分離れた位置に取付線31
と平行に線33を生成し、これら2本の線31,33が
溶接線として定義される。この取付線は、直線でも曲線
でもよい。以上の処理で、ワークに対する溶接線31,
33が定義され、それぞれの溶接線の両端に点35,3
6が生成される。この点35,36を端点として定義す
る。すなわち、この端点35,36は溶接開始点または
溶接終了点を意味する。曲線の場合には、図6に示すよ
うに線分を何等分かするような位置にも点37を生成す
る。この点37を曲率中間点として定義する。B. Welding Line Determining Process (Step S2) Next, the welding line determining means 22 extracts the position information of the attachment line from the work information and defines the welding line. The mounting line is generally defined by one line, and the mounting line 31 is located at a position separated from the mounting line by the plate thickness of the mounting member.
A line 33 is generated in parallel with, and these two lines 31, 33 are defined as a welding line. This attachment line may be straight or curved. With the above processing, the welding line 31,
33 is defined, and points 35 and 3 are provided at both ends of each welding line.
6 is generated. The points 35 and 36 are defined as end points. That is, the end points 35 and 36 mean a welding start point or a welding end point. In the case of a curve, a point 37 is also generated at a position where the line segment is divided as shown in FIG. This point 37 is defined as the midpoint of curvature.
【0023】C.干渉回避処理(ステップS3) ワークとロボットとの干渉を回避するための干渉回避手
段23では、まず、溶接の対象となる取付部材とロボッ
トとの干渉をチェックする。対象部材が形鋼などの場合
には、溶接可能なトーチ姿勢をとることができない場合
がある。そこでまず、標準の溶接姿勢(例えば、トーチ
角度45°)で干渉のチェックを行い、干渉する場合に
は、トーチ姿勢を特定の範囲内で変化させる。この範囲
とは、溶接上の品質が維持できる姿勢範囲のことであ
る。図7の(A)にトーチ姿勢の変化による干渉チェッ
クの方法を示してある。トーチ姿勢の変化で干渉が回避
できない場合には、溶接不可能な溶接線として、ロボッ
ト溶接の対象から外す。以上が、溶接対象となる取付部
材とロボットとの干渉回避処理である。C. Interference Avoidance Process (Step S3) The interference avoidance means 23 for avoiding interference between the work and the robot first checks the interference between the attachment member to be welded and the robot. When the target member is a shaped steel or the like, it may not be possible to adopt a weldable torch posture. Therefore, first, the interference is checked in a standard welding posture (for example, a torch angle of 45 °), and in the case of interference, the torch posture is changed within a specific range. This range is an attitude range in which welding quality can be maintained. FIG. 7A shows a method of checking interference by changing the torch posture. If the interference cannot be avoided due to the change in the torch posture, it is excluded from the robot welding target as a welding line that cannot be welded. The above is the interference avoidance processing between the attachment member to be welded and the robot.
【0024】次に、対象部材に近接する取付部材とロボ
ットとの干渉チェックを行う。まず、干渉のおそれのあ
る部分を求める。ひとつとして、全溶接線に対して、溶
接線どうしの交差点を求める。これは、2つの溶接線の
交差部分では干渉が発生しやすいためである。また、溶
接線と溶接線が近接する場合にも干渉が発生しやすい。
この距離は、図7の(B)に示すように、一方の溶接線
33から一定距離離れた位置にその溶接線と平行な線分
37,38を生成し、その線分が他の線分39と交差し
た場合にその交点40,41から溶接線33に下ろした
垂線の位置が候補となる点である。このようにして求め
られた各点42,43において、溶接ロボットとワーク
との干渉をチェックする。干渉が発生した場合には、そ
の位置でのトーチ姿勢を変化させて干渉が回避できるか
をチェックする。干渉が回避できた場合には、干渉回避
中間点43としてその点を定義する。ただし、トーチ姿
勢には溶接上の制約があるので特定の範囲内でしか変化
させることができない。トーチ姿勢を変化させても干渉
が回避できない場合には、干渉しない位置まで、溶接線
に沿って点を移動させ、その点を干渉発生点42として
定義する。この干渉発生点42で溶接は不連続とならざ
るを得ないので、本来の溶接線は、この干渉発生点によ
って溶接残しが発生することとなる。Next, an interference check is performed between the robot and the mounting member that is close to the target member. First, a part that may cause interference is obtained. For one thing, the intersection of the welding lines is calculated for all the welding lines. This is because interference easily occurs at the intersection of two welding lines. Further, interference easily occurs even when the welding line and the welding line are close to each other.
As shown in (B) of FIG. 7, this distance generates line segments 37 and 38 parallel to the welding line 33 at a position separated from the one welding line 33 by a certain distance, and the line segment is the other line segment. When it intersects with 39, the position of the perpendicular drawn from the intersections 40 and 41 to the welding line 33 is a candidate point. The interference between the welding robot and the workpiece is checked at each of the points 42 and 43 thus obtained. When interference occurs, the torch posture at that position is changed to check whether the interference can be avoided. When the interference can be avoided, that point is defined as the interference avoidance intermediate point 43. However, since the torch posture has a restriction on welding, it can be changed only within a specific range. If the interference cannot be avoided even if the torch posture is changed, a point is moved along the welding line to a position where the interference does not occur, and the point is defined as the interference occurrence point 42. Since the welding must be discontinuous at this interference generation point 42, the original welding line causes a welding residue due to this interference generation point.
【0025】D.動作領域分割処理(ステップS4) 動作領域分割手段24では、各溶接線を複数のロボット
に割り当てる。ここでは、複数の溶接ロボットがそれぞ
れ隣接して配置されており、対象となるワークの溶接を
複数のロボットで行うことを前提としている。具体的に
は、特定のロボットの動作範囲内にある溶接線をそのロ
ボットの溶接線として定義する。ただし、ひとつの溶接
線が複数のロボットの動作範囲にまたがることがある。
例えば図8に示すように、水平溶接線31,33が複数
のロボットの動作範囲にまたがる場合である。この場合
には、1台のロボットで連続的に溶接できないので、溶
接線31,33を分割する。処理としては、溶接線3
1,33と領域の境界線(領域分割線)44との交差部
分に点45,46を発生させ、その点45,46を領域
分割点として定義する。また、ひとつの溶接線47が複
数の溶接線の領域内に完全に入り、どちらのロボットで
も溶接可能なときには、作業の平準化の目的で、トータ
ル溶接長の小さいロボットで溶接させることとする。D. Motion Region Dividing Process (Step S4) The motion region dividing means 24 assigns each welding line to a plurality of robots. Here, it is premised that a plurality of welding robots are arranged adjacent to each other and a plurality of robots perform welding of a target work. Specifically, a welding line within the operating range of a specific robot is defined as the welding line of that robot. However, one welding line may span the operating range of multiple robots.
For example, as shown in FIG. 8, it is a case where the horizontal welding lines 31 and 33 straddle the operation range of a plurality of robots. In this case, since one robot cannot continuously weld, the welding lines 31 and 33 are divided. As processing, welding line 3
Points 45 and 46 are generated at the intersections of 1 and 33 and the boundary line (region dividing line) 44 of the region, and the points 45 and 46 are defined as the region dividing points. Further, when one welding line 47 completely enters the region of a plurality of welding lines and welding can be performed by either robot, welding is performed by a robot having a small total welding length for the purpose of leveling the work.
【0026】E.溶接順序決定処理(ステップS5) 溶接順序決定手段25では、ロボットの動作範囲内にあ
る溶接線の溶接順序を定義する。基本的には、エアカッ
ト時間が最小になるような順序を選択するのであるが、
複数のロボットが隣接する溶接システムでは、ロボット
同士の干渉回避を最優先に考えなければならない。ここ
では、干渉を回避する目的で、動作領域の境界に干渉の
恐れのある干渉領域を設定する。左右のロボットに隣接
するロボットでは、ロボットの左右に干渉領域を設け
る。溶接の順序は、左側の干渉領域にある溶接線、中央
部分の干渉のない領域にある溶接線、右側の干渉領域に
ある溶接線の順に溶接する。具体的には、まず、左側の
干渉範囲内に溶接線の一部が含まれる溶接線群の溶接順
序を定義する。その後、干渉のない中央部の溶接線群内
の溶接順序を定義する。そして、最後に右側の干渉範囲
にある溶接線群の溶接順序を定義する。ここで、各溶接
線の溶接方向は反時計方向を基本としているが、領域分
割された溶接線に対しては、ビード重ね溶接上の制約か
ら常に左から右に溶接方向を定義している。このような
処理において、ロボット相互の干渉を最小限にすること
ができるが、完全には回避できない。そこで、上記の3
つの部分においてロボット相互のインターロックをと
り、ロボットの制御機能として、ロボット相互の干渉を
回避している。具体的には、右隣のロボットがそのロボ
ットの左側の干渉範囲内にある溶接線の溶接を完了する
まで、左側の干渉領域の溶接を開始しないようにインタ
ーロックをとることで干渉を回避している。E. Welding Order Determining Process (Step S5) The welding order determining means 25 defines the welding order of welding lines within the robot motion range. Basically, select the order that minimizes the air cut time,
In a welding system in which a plurality of robots are adjacent to each other, the avoidance of interference between the robots must be a top priority. Here, for the purpose of avoiding interference, an interference area having a risk of interference is set at the boundary of the operation area. For robots adjacent to the left and right robots, interference areas are provided on the left and right sides of the robot. The welding sequence is as follows: the welding line in the left interference region, the welding line in the center-free region, and the welding line in the right interference region. Specifically, first, the welding order of the welding line group including a part of the welding line in the interference range on the left side is defined. After that, the welding sequence in the weld line group of the central portion without interference is defined. Finally, the welding order of the welding line group in the right interference range is defined. Here, the welding direction of each welding line is basically a counterclockwise direction, but for the region-divided welding line, the welding direction is always defined from left to right due to restrictions on bead lap welding. In such a process, mutual interference between robots can be minimized, but it cannot be completely avoided. Therefore, the above 3
Interlocking of the robots is done in one part, and the interference of the robots is avoided as a control function of the robots. Specifically, avoid the interference by taking an interlock so that the robot on the right side will not start welding on the left interference area until the welding line within the interference area on the left side of the robot is completed. ing.
【0027】F.動作パターン決定処理(ステップS
6) 動作パターン決定手段26では、ここまでの各処理で溶
接線に対して定義された全ての点に対して、その点の近
傍での動作パターンをあらかじめ選択する。まず、溶接
開始点となる端点に対してはアプローチの動作パターン
を選択する。この動作パターンの選択時には、溶接しよ
うとする取付部材の断面形状と近接部材との位置関係を
もとにパターンを選択する。溶接開始点でのタッチセン
シングのパターンに関しては、取付部材の断面形状と近
接部材との位置関係の他に取付部材の端部形状も考慮し
てパターンを選択する。溶接開始点での端部溶接のパタ
ーンに対しては、取付部材の端部形状をもとに選択す
る。溶接開始点が干渉発生点の場合には、さらに、干渉
する部材があることも考慮してパターンを選択する。溶
接開始点が領域分割点である場合にも、そのことを考慮
したパターンを選択する。次に、溶接中間点に対して、
曲率中間点であれば、円弧補間を行うようなパターンを
選択する。干渉回避中間点であれば、トーチ姿勢を変化
させるパターンを選択する。最後に、溶接終了点に関し
ても、溶接開始点と同様の処理を行うことで動作パター
ンを選択する。F. Operation pattern determination process (step S
6) The motion pattern determining means 26 selects, in advance, a motion pattern in the vicinity of each of the points defined for the welding line in each process up to this point. First, an approach operation pattern is selected for the end point that is the welding start point. When selecting this operation pattern, the pattern is selected based on the positional relationship between the cross-sectional shape of the attachment member to be welded and the adjacent member. As for the touch sensing pattern at the welding start point, the pattern is selected in consideration of the positional relationship between the cross-sectional shape of the mounting member and the adjacent member, as well as the end shape of the mounting member. The end welding pattern at the welding start point is selected based on the end shape of the mounting member. When the welding start point is the interference occurrence point, the pattern is selected in consideration of the fact that there is an interfering member. Even when the welding start point is the area dividing point, a pattern that takes this into consideration is selected. Next, for the welding midpoint,
If it is the middle point of curvature, a pattern for performing circular interpolation is selected. If it is the interference avoidance intermediate point, a pattern for changing the torch posture is selected. Finally, with respect to the welding end point, the operation pattern is selected by performing the same processing as the welding start point.
【0028】次に、図5のロボットデータ処理システム
では以下の処理を行う。 G.ロボットデータ変換処理(ステップS7) ロボットデータ変換手段では、前記データをもとに、動
作パターンデータベースから動作パターンに対応した動
作プログラムを取り出し、溶接線に定義されている溶接
設計情報をもとに、動作プログラムに対して、溶接条件
を割り付ける。Next, the robot data processing system of FIG. 5 performs the following processing. G. Robot data conversion processing (step S7) In the robot data conversion means, an operation program corresponding to the operation pattern is retrieved from the operation pattern database based on the data, and based on the welding design information defined in the welding line, Allocate welding conditions to the operation program.
【0029】H.ロボットデータ転送処理(ステップS
8) 以上の処理によって、ロボットの動作プログラムが生成
されるので、必要に応じて、ロボットの実行データに変
換し、各ロボット制御装置30にデータを転送する。こ
れら一連の処理により、複数台のロボットが動作可能な
動作プログラムが自動的に生成され、ロボットが動作可
能となる。H. Robot data transfer process (step S
8) Since the robot operation program is generated by the above processing, it is converted into robot execution data and the data is transferred to each robot control device 30 as needed. Through a series of these processes, an operation program capable of operating a plurality of robots is automatically generated, and the robots can operate.
【0030】なお、本発明は、前述した橋梁パネルの製
作に限らず、造船ブロックの小組立パネルなどにも適用
することができるものである。The present invention can be applied not only to the above-described bridge panel fabrication but also to a subassembly panel of a shipbuilding block or the like.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、複数のロ
ボットが同一のワークに対して溶接を行うような溶接ロ
ボットシステムにおいて、取付部材の位置情報を含むワ
ークの形状情報と取付部材に対する溶接設計情報さえあ
れば、オペレータを介在することなく、複数のロボット
に対する動作データを自動的に生成することができ、多
品種少量部材を対象とした溶接ロボットシステムを運用
する際に、ティーチング作業の大幅な削減が計れる。As described above, according to the present invention, in a welding robot system in which a plurality of robots weld the same work, the shape information of the work including the position information of the mounting member and the mounting member are attached. As long as there is welding design information, it is possible to automatically generate motion data for multiple robots without the intervention of an operator. When operating a welding robot system for high-mix low-volume parts, teaching work can be performed. Significant reduction can be achieved.
【図1】本発明の一実施例を示す集中管理システムの概
要図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a centralized management system showing an embodiment of the present invention.
【図2】実施例における溶接ロボットシステムの概要図
である。FIG. 2 is a schematic diagram of a welding robot system according to an embodiment.
【図3】ワーク情報の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of work information.
【図4】本システムの処理の流れと処理内容を示す説明
図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a processing flow and processing contents of the present system.
【図5】本システム全体の流れ図である。FIG. 5 is a flowchart of the entire system.
【図6】曲線の溶接線を生成する場合の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram when a curved welding line is generated.
【図7】干渉回避処理の内容を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing the content of interference avoidance processing.
【図8】動作領域分割処理の内容を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing the contents of an operation area division process.
【図9】代表的なウエブパネルの斜視図である。FIG. 9 is a perspective view of a representative web panel.
【図10】代表的なフランジパネルの斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of a representative flange panel.
【図11】ウエブパネルの自動溶接装置の概要を示す正
面図である。FIG. 11 is a front view showing an outline of an automatic welding device for a web panel.
【図12】フランジパネルの自動溶接装置の概要を示す
正面図である。FIG. 12 is a front view showing an outline of an automatic welding device for a flange panel.
10 ホストコンピュータ 11 ワーク情報データベース 12 ロボット動作プログラム自動生成システム 13 ロボットデータベース 14 動作パターンデータベース 15 溶接条件データベース 16 ロボットデータ処理システム 21 ワーク情報入力手段 22 溶接線決定手段 23 干渉回避手段 24 動作領域分割手段 25 溶接順序決定手段 26 動作パターン決定手段 30 ロボット制御装置 31 取付線(溶接線) 32 突合せ線 33 溶接線 35,36 端点(溶接開始点・終了点) 37 曲率中間点 42 干渉発生点 43 干渉回避中間点 44 領域分割線 45,46 領域分割点 100 ウエブパネル 101 フランジパネル 123,183 溶接ロボット 10 Host Computer 11 Work Information Database 12 Robot Motion Program Automatic Generation System 13 Robot Database 14 Motion Pattern Database 15 Welding Condition Database 16 Robot Data Processing System 21 Work Information Input Means 22 Welding Line Determining Means 23 Interference Avoiding Means 24 Motion Area Dividing Means 25 Welding sequence determining means 26 Motion pattern determining means 30 Robot controller 31 Attachment line (welding line) 32 Butt line 33 Welding line 35, 36 End point (welding start point / end point) 37 Curvature intermediate point 42 Interference occurrence point 43 Interference avoidance intermediate Point 44 Area dividing line 45,46 Area dividing point 100 Web panel 101 Flange panel 123,183 Welding robot
Claims (1)
入力するワーク情報入力手段と、 入力されたワーク形状に基づいて溶接線を決定する溶接
線決定手段と、 前記溶接線とワークとの干渉をチェックして溶接ロボッ
トとワークとの干渉を回避する干渉回避手段と、 前記溶接線を複数のロボット動作領域に分割する動作領
域分割手段と、 前記ロボット動作領域ごとに前記溶接線の動作順序を決
定する溶接順序決定手段と、 前記溶接線を構成する溶接点に対して動作パターンを決
定する動作パターン決定手段と、を有する溶接ロボット
動作プログラムの自動生成システム。1. A work information input means for inputting work shape information and work welding design information, a weld line determination means for determining a weld line based on the input work shape, and an interference between the weld line and the work. An interference avoiding means for checking and avoiding interference between the welding robot and the work, an operation area dividing means for dividing the welding line into a plurality of robot operation areas, and an operation sequence of the welding line is determined for each robot operating area. A welding robot operation program automatic generation system, comprising: a welding sequence determining means for performing the operation; and an operation pattern determining means for determining an operation pattern with respect to a welding point forming the welding line.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107206540A (en) * | 2015-02-05 | 2017-09-26 | 本田技研工业株式会社 | Robot Selection method and Robot Selection equipment |
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1993
- 1993-01-18 JP JP5005578A patent/JP2910471B2/en not_active Expired - Fee Related
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