JPH062316B2 - 始端検出方法 - Google Patents
始端検出方法Info
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- JPH062316B2 JPH062316B2 JP59173021A JP17302184A JPH062316B2 JP H062316 B2 JPH062316 B2 JP H062316B2 JP 59173021 A JP59173021 A JP 59173021A JP 17302184 A JP17302184 A JP 17302184A JP H062316 B2 JPH062316 B2 JP H062316B2
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- JP
- Japan
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- welding
- work
- search
- welding torch
- wire
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は溶接ロボットによって溶接線を溶接する際に溶
接線の始端を自動的に検出する始端検出方法に関する。
接線の始端を自動的に検出する始端検出方法に関する。
一般に、溶接ロボットは、プログラムに従って溶接線を
溶接する際に、溶接トーチをサーチ開始点をサーチ動作
させ、溶接ワイヤとワークとの接触に基づいて該溶接線
の始端を自動的に検出する機能を有している。これは、
ワークのセッテイング誤差、仮付誤差、ワークのばらつ
き等によつて必ずしも溶接線とそのテイーチングデータ
とが一致しないため、少なくとも溶接線の始端を溶接開
始前に自動的に検出し、溶接開始位置を誤まらないよう
にするためである。なお、自動溶接が開始されると、溶
接線とテイーチングデータとの若干のずれはアークセン
サを用いた溶接線の倣い機能により自動修正される。
溶接する際に、溶接トーチをサーチ開始点をサーチ動作
させ、溶接ワイヤとワークとの接触に基づいて該溶接線
の始端を自動的に検出する機能を有している。これは、
ワークのセッテイング誤差、仮付誤差、ワークのばらつ
き等によつて必ずしも溶接線とそのテイーチングデータ
とが一致しないため、少なくとも溶接線の始端を溶接開
始前に自動的に検出し、溶接開始位置を誤まらないよう
にするためである。なお、自動溶接が開始されると、溶
接線とテイーチングデータとの若干のずれはアークセン
サを用いた溶接線の倣い機能により自動修正される。
ここで、始端検出時のサーチ例を説明する。
いま、第１図および第２図に示すように、溶接線１がＸ
軸方向と平行になるようにワーク２がセツテイングされ
た状態においてその溶接線１の始端を検出する場合に
は、まず第１図に示すようにワーク２の端面２ａを端面
サーチする。すなわち、サーチ開始点Ｐ１から溶接トー
チ３をＸ軸方向にサーチ動作させ、溶接ワイヤ４がワー
ク２に接触したことを電気的に検出して溶接トーチ３を
停止させる。次に、第２図に示すように溶接線１の水平
すみ肉サーチを実行する。すなわち、サーチ開始点Ｐ２
から溶接トーチ３をＺ軸方向にサーチ動作させ、溶接ワ
イヤ４がワーク２に接触すると溶接トーチ３を停止し、
その位置から一定量だけ溶接トーチ３を戻し、続いて溶
接トーチ３をＹ軸方向にサーチ動作させ、溶接ワイヤ４
がワーク２に接触すると溶接トーチ３を停止し、その位
置から所定方向に一定量だけ溶接トーチ３を移動させ
る。
軸方向と平行になるようにワーク２がセツテイングされ
た状態においてその溶接線１の始端を検出する場合に
は、まず第１図に示すようにワーク２の端面２ａを端面
サーチする。すなわち、サーチ開始点Ｐ１から溶接トー
チ３をＸ軸方向にサーチ動作させ、溶接ワイヤ４がワー
ク２に接触したことを電気的に検出して溶接トーチ３を
停止させる。次に、第２図に示すように溶接線１の水平
すみ肉サーチを実行する。すなわち、サーチ開始点Ｐ２
から溶接トーチ３をＺ軸方向にサーチ動作させ、溶接ワ
イヤ４がワーク２に接触すると溶接トーチ３を停止し、
その位置から一定量だけ溶接トーチ３を戻し、続いて溶
接トーチ３をＹ軸方向にサーチ動作させ、溶接ワイヤ４
がワーク２に接触すると溶接トーチ３を停止し、その位
置から所定方向に一定量だけ溶接トーチ３を移動させ
る。
しかし、かかる始端検出方法では、サーチ動作速度が速
いと、溶接ワイヤ４がワーク２に接触してもロボットは
直ちに停止することができず、第３図に示すようにワイ
ヤ４を曲げてしまうだけでなく、検出位置も実際の溶接
線検出位置からΔＹのずれを生じ、検出精度が悪くな
る。一方、サーチ動作速度が遅いと、始端検出のサイク
ルタイムが長くなり、作業効率が下がるといつた欠点が
あつた。
いと、溶接ワイヤ４がワーク２に接触してもロボットは
直ちに停止することができず、第３図に示すようにワイ
ヤ４を曲げてしまうだけでなく、検出位置も実際の溶接
線検出位置からΔＹのずれを生じ、検出精度が悪くな
る。一方、サーチ動作速度が遅いと、始端検出のサイク
ルタイムが長くなり、作業効率が下がるといつた欠点が
あつた。
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、短時間に、
かつ高精度で始端検出ができる始端検出方法を提供する
ことを目的とする。
かつ高精度で始端検出ができる始端検出方法を提供する
ことを目的とする。
本発明によれば、溶接トーチをワークに向けてサーチ動
作させ溶接ワイヤがワークに接触したとき該溶接トーチ
を停止させ、その後溶接トーチを前記サーチ速度よりも
遅い速度でかつ前記サーチ方向と逆方向に動作させ溶接
ワイヤが前記ワークから離間したとき該溶接トーチを停
止させ、その停止位置を始端位置として検出するように
している。
作させ溶接ワイヤがワークに接触したとき該溶接トーチ
を停止させ、その後溶接トーチを前記サーチ速度よりも
遅い速度でかつ前記サーチ方向と逆方向に動作させ溶接
ワイヤが前記ワークから離間したとき該溶接トーチを停
止させ、その停止位置を始端位置として検出するように
している。
上記方法により、サーチ速度を速くしても高精度の始端
検出ができ、始端検出のサイクルタイムの短縮化も図る
ことができる。
検出ができ、始端検出のサイクルタイムの短縮化も図る
ことができる。
以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。
第４図は本発明が適用される溶接ロボットのシステム構
成図で、溶接ロボットとしては他関節溶接ロボットに関
して示している。この溶接ロボットは、ロボット本体1
0、制御装置20、テイーチングボツクス30、条件変更ボ
ツクス40、溶接電源50、始端検出ユニット60等から構成
されている。
成図で、溶接ロボットとしては他関節溶接ロボットに関
して示している。この溶接ロボットは、ロボット本体1
0、制御装置20、テイーチングボツクス30、条件変更ボ
ツクス40、溶接電源50、始端検出ユニット60等から構成
されている。
ロボツト本体10は、Ｂ軸（手首曲げ）、Ｓ軸（手首回
転）を有する手首と、Ｘ軸（旋回）、Ｙ軸（下腕曲
げ）、Ｚ軸（上腕曲げ）を有する腕とからなり、制御装
置２０からの制御信号によつて各軸の移動制御等が行な
われる。
転）を有する手首と、Ｘ軸（旋回）、Ｙ軸（下腕曲
げ）、Ｚ軸（上腕曲げ）を有する腕とからなり、制御装
置２０からの制御信号によつて各軸の移動制御等が行な
われる。
第５図は第４図における制御装置２０および始端検出ユ
ニツト60等を詳細に示したブロツク図である。同図にお
いて、制御装置20のメモリ21には、ロボットを制御する
ために作成されたプログラム（始端検出専用プログラム
を含む）、テイーチングデータ、その他種々のデータが
記憶されている。中央処理装置（CPU）22は、メモリ21
からプログラム、テイーチングデータを読み出しロボッ
ト各軸の移動始指令値等を演算し、これを制御入出力装
置23を介して偏差カウンタ24に出力する。偏差カウンタ
24の他の入力にはエンコーダ11からＸ軸の移動距離、す
なわちＸ軸駆動用モータ12の回動量に応じた数のパルス
信号が加えられるようになつており、偏差カウンタ24は
２入力信号の偏差を示すカウント値をＤ／Ａコンバータ
25に出力する。Ｄ／Ａコンバータ25は入力するカウント
値をアナログ信号に変換し、これを増幅器26に加え、増
幅器26は入力するアナログ信号を増幅してＸ軸駆動用モ
ータ12に出力する。なお、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｓ軸およびＢ軸
についても上記Ｘ軸と同様に制御される。
ニツト60等を詳細に示したブロツク図である。同図にお
いて、制御装置20のメモリ21には、ロボットを制御する
ために作成されたプログラム（始端検出専用プログラム
を含む）、テイーチングデータ、その他種々のデータが
記憶されている。中央処理装置（CPU）22は、メモリ21
からプログラム、テイーチングデータを読み出しロボッ
ト各軸の移動始指令値等を演算し、これを制御入出力装
置23を介して偏差カウンタ24に出力する。偏差カウンタ
24の他の入力にはエンコーダ11からＸ軸の移動距離、す
なわちＸ軸駆動用モータ12の回動量に応じた数のパルス
信号が加えられるようになつており、偏差カウンタ24は
２入力信号の偏差を示すカウント値をＤ／Ａコンバータ
25に出力する。Ｄ／Ａコンバータ25は入力するカウント
値をアナログ信号に変換し、これを増幅器26に加え、増
幅器26は入力するアナログ信号を増幅してＸ軸駆動用モ
ータ12に出力する。なお、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｓ軸およびＢ軸
についても上記Ｘ軸と同様に制御される。
このようにして、溶接トーチ３は予めテイーチングされ
た通りに移動する。
た通りに移動する。
いま、溶接トーチ３が始端検出を行なう直前のサーチ開
始点にあり、その後本発明に係る始端検出方法による始
端検出専用プログラムに従つて始端検出を実行する場合
について説明する。
始点にあり、その後本発明に係る始端検出方法による始
端検出専用プログラムに従つて始端検出を実行する場合
について説明する。
まず、CPU22は始端検出ユニツト60のスイツチ61をオン
し、検出用電源（100Ｖ）62と溶接ワイヤ４とを電気的
に接続する。続いて、ＣＰＵ22は溶接トーチ３をサーチ
動作させる。このときの溶接トーチの移動速度は自由に
設定できるが、溶接ワイヤ４がワーク２に接触した時点
から停止をかけ、実際に停止するまでの移動によつて生
じる溶接ワイヤ４の変形が該ワイヤの弾性範囲内にある
ことが要求される。
し、検出用電源（100Ｖ）62と溶接ワイヤ４とを電気的
に接続する。続いて、ＣＰＵ22は溶接トーチ３をサーチ
動作させる。このときの溶接トーチの移動速度は自由に
設定できるが、溶接ワイヤ４がワーク２に接触した時点
から停止をかけ、実際に停止するまでの移動によつて生
じる溶接ワイヤ４の変形が該ワイヤの弾性範囲内にある
ことが要求される。
始端検出ユニツト６０の電圧検出回路63は、始端検出時
における溶接ワイヤ４とワーク２との電位差を検出する
もので、例えば接触時には０Ｖ、非接触時には100Ｖを
示す信号を比較器64およびゲート回路65に出力する。一
方、電圧設定器66は比較基準となる電圧値（例えば50
Ｖ）を示す信号を比較器64および68に出力している。比
較器64は２入力信号を比較し、基準電圧設定器66からの
信号が大きいとき、信号“１”を信号出力回路67に出力
する。
における溶接ワイヤ４とワーク２との電位差を検出する
もので、例えば接触時には０Ｖ、非接触時には100Ｖを
示す信号を比較器64およびゲート回路65に出力する。一
方、電圧設定器66は比較基準となる電圧値（例えば50
Ｖ）を示す信号を比較器64および68に出力している。比
較器64は２入力信号を比較し、基準電圧設定器66からの
信号が大きいとき、信号“１”を信号出力回路67に出力
する。
したがって、上記サーチ動作中に溶接ワイヤ４がワーク
２に接触すると、その接触時点でワイヤとワーク間の電
位差が０となり、比較器64からは信号“１”が信号出力
回路67に加わり、これにより信号出力回路67はタツチ信
号をCPU22に加えるととともに、ゲート回路65に加え
る。
２に接触すると、その接触時点でワイヤとワーク間の電
位差が０となり、比較器64からは信号“１”が信号出力
回路67に加わり、これにより信号出力回路67はタツチ信
号をCPU22に加えるととともに、ゲート回路65に加え
る。
CPU22は上記タツチ信号を入力すると、溶接トーチ３の
サーチ動作を停止させる。なお、溶接トーチ３は直ちに
停止することができず溶接ワイヤ４を曲げてしまうが、
この溶接ワイヤ４の曲がりは該ワイヤの弾性範囲内とな
るように、ワイヤ径、ワイヤの剛性等を考慮してサーチ
速度が設定されている。
サーチ動作を停止させる。なお、溶接トーチ３は直ちに
停止することができず溶接ワイヤ４を曲げてしまうが、
この溶接ワイヤ４の曲がりは該ワイヤの弾性範囲内とな
るように、ワイヤ径、ワイヤの剛性等を考慮してサーチ
速度が設定されている。
次に、CPU22は溶接トーチ３を前記サーチ速度よりも遅
い速度（例えばサーチ速度の５分の１程度）で前記サー
チ方向と逆方向に退避動作させる。これにより、溶接ワ
イヤ４の曲がりは徐々に小さくなり、曲がりがなくなる
と溶接ワイヤ４がワーク２から離れる。
い速度（例えばサーチ速度の５分の１程度）で前記サー
チ方向と逆方向に退避動作させる。これにより、溶接ワ
イヤ４の曲がりは徐々に小さくなり、曲がりがなくなる
と溶接ワイヤ４がワーク２から離れる。
ゲート回路65は信号出力回路67からタツチ信号が加えら
れると動作可能となり、電圧検出回路63からの信号を比
較器68に導く。比較器68はこの信号と基準電圧設定器66
からの信号とを比較し、電圧検出回路63からの信号が大
きいとき、信号“１”を信号出力回路69に出力する。
れると動作可能となり、電圧検出回路63からの信号を比
較器68に導く。比較器68はこの信号と基準電圧設定器66
からの信号とを比較し、電圧検出回路63からの信号が大
きいとき、信号“１”を信号出力回路69に出力する。
したがつて、上記溶接トーチ３の退避中に溶接ワイヤ４
がワーク２から離れると、その時点でワイヤとワーク間
の電位差が１００Ｖとなり、比較器68からは信号“１”
が信号出力回路69に加わり、これにより信号出力回路69
はワイヤの離間時点を示す信号をCPU22に加える。
がワーク２から離れると、その時点でワイヤとワーク間
の電位差が１００Ｖとなり、比較器68からは信号“１”
が信号出力回路69に加わり、これにより信号出力回路69
はワイヤの離間時点を示す信号をCPU22に加える。
CPU22は上記信号を入力すると、溶接トーチの退避動作
を停止させ、その停止位置を始端位置として現在位置カ
ウンタ27から読み取る。そして、この停止位置とテイー
チング時の位置との差を計算し、その差を補正データと
してメモリ21に格納する CPU22はこれらの作業が終了すると、スイツチ61をオフ
にし、始端検出専用プログラムから通常のプログラムへ
流れを戻す。
を停止させ、その停止位置を始端位置として現在位置カ
ウンタ27から読み取る。そして、この停止位置とテイー
チング時の位置との差を計算し、その差を補正データと
してメモリ21に格納する CPU22はこれらの作業が終了すると、スイツチ61をオフ
にし、始端検出専用プログラムから通常のプログラムへ
流れを戻す。
なお、本実施例では１方向サーチ（端面サーチ）につい
て説明したが、サーチの種類にはその他に溶接線の継手
形状により２方向サーチ（例えば水平すみ肉サーチ）、
特殊サーチ（ステイツキングサーチ）等があり、本発明
方法はいずれのサーチにおいても適用できるものであ
る。また、溶接ワイヤとワークとの接触非接触の検出
は、溶接ワイヤとワーク間の電位差から検出する他に、
溶接ワイヤとワーク間を流れる電流値によつて検出する
ようにしてもよい。
て説明したが、サーチの種類にはその他に溶接線の継手
形状により２方向サーチ（例えば水平すみ肉サーチ）、
特殊サーチ（ステイツキングサーチ）等があり、本発明
方法はいずれのサーチにおいても適用できるものであ
る。また、溶接ワイヤとワークとの接触非接触の検出
は、溶接ワイヤとワーク間の電位差から検出する他に、
溶接ワイヤとワーク間を流れる電流値によつて検出する
ようにしてもよい。
以上説明したように本発明によれば、サーチの精度向上
とサイクルタイムの短縮の両方を同時に可能とすること
ができる。特にサーシ精度では、溶接ワイヤの径により
ワイヤの剛性が異なるために従来方法では精度に問題が
あつたが、この発明方法により精度が向上するので、薄
板等の溶接においても正確な溶接開始位置を検出するこ
とができ、品質の良い溶接ができる。
とサイクルタイムの短縮の両方を同時に可能とすること
ができる。特にサーシ精度では、溶接ワイヤの径により
ワイヤの剛性が異なるために従来方法では精度に問題が
あつたが、この発明方法により精度が向上するので、薄
板等の溶接においても正確な溶接開始位置を検出するこ
とができ、品質の良い溶接ができる。
第１図および第２図はそれぞれ従来の溶接線の始端検出
時におけるサーチ動作の一例を示す図、第３図は従来の
始端検出方法の不具合を説明するために用いた図、第４
図は本発明が適用される溶接ロボツトのシステム構成
図、第５図は第４図の制御装置および始端検出ユニツト
を詳細に示したブロツク図である。 １…溶接線、２…ワーク、３…溶接トーチ、４…溶接ワ
イヤ、10…ロボツト本体、20…制御装置、22…中央処理
装置（CPU）、27…現在位置カウンタ、60…始端検出ユ
ニツト、62…検出用電源、62…電圧検出回路、64，68…
比較器、65…ゲート回路、66…基準電圧設定器、67，69
…信号出力回路。
時におけるサーチ動作の一例を示す図、第３図は従来の
始端検出方法の不具合を説明するために用いた図、第４
図は本発明が適用される溶接ロボツトのシステム構成
図、第５図は第４図の制御装置および始端検出ユニツト
を詳細に示したブロツク図である。 １…溶接線、２…ワーク、３…溶接トーチ、４…溶接ワ
イヤ、10…ロボツト本体、20…制御装置、22…中央処理
装置（CPU）、27…現在位置カウンタ、60…始端検出ユ
ニツト、62…検出用電源、62…電圧検出回路、64，68…
比較器、65…ゲート回路、66…基準電圧設定器、67，69
…信号出力回路。
Claims (3)
- 【請求項１】プログラムに従って溶接線を溶接する際
に、始端検出専用プログラムにより溶接トーチをサーチ
動作させ、溶接ワイヤとワークとの接触に基づいて該溶
接線の始端を検出する始端検出方法において、前記溶接
トーチを第１の速度でワークに向けてサーチ動作させ溶
接ワイヤがワークに接触したとき該溶接トーチを停止さ
せ、その後前記溶接トーチを前記第１の速度よりも遅い
第２の速度でかつ前記サーチ方向と逆方向に動作させ溶
接ワイヤが前記ワークから離間したとき該溶接トーチを
停止させ、その停止位置を始端位置として検出すること
を特徴とする始端検出方法。 - 【請求項２】前記溶接ワイヤとワークとの接触非接触の
検出は、溶接ワイヤに電圧を印加し、その印加した電圧
の電位変化により行なう特許請求の範囲第１項記載の始
端検出方法。 - 【請求項３】前記第２の速度は第１の速度の５分の１程
度である特許請求の範囲第(1)記載の始端検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59173021A JPH062316B2 (ja) | 1984-08-20 | 1984-08-20 | 始端検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59173021A JPH062316B2 (ja) | 1984-08-20 | 1984-08-20 | 始端検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6149785A JPS6149785A (ja) | 1986-03-11 |
| JPH062316B2 true JPH062316B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=15952735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59173021A Expired - Lifetime JPH062316B2 (ja) | 1984-08-20 | 1984-08-20 | 始端検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH062316B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11628575B2 (en) * | 2019-08-30 | 2023-04-18 | Fanuc Corporation | Robot controller and arc welding robot system |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62217107A (ja) * | 1986-03-19 | 1987-09-24 | Hitachi Seiki Co Ltd | 工作機械のワ−ク寸法計測装置 |
| CN112453646B (zh) * | 2020-12-07 | 2023-03-21 | 上海沪工焊接集团股份有限公司 | 一种寻位检测方法、装置、存储介质及电子设备 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5837505A (ja) * | 1981-08-29 | 1983-03-04 | Toshiba Mach Co Ltd | 計測方法および計測装置 |
| JPS5886983A (ja) * | 1981-11-19 | 1983-05-24 | Komatsu Ltd | 自動溶接ロボツトの溶接点検出方法 |
-
1984
- 1984-08-20 JP JP59173021A patent/JPH062316B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5837505A (ja) * | 1981-08-29 | 1983-03-04 | Toshiba Mach Co Ltd | 計測方法および計測装置 |
| JPS5886983A (ja) * | 1981-11-19 | 1983-05-24 | Komatsu Ltd | 自動溶接ロボツトの溶接点検出方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11628575B2 (en) * | 2019-08-30 | 2023-04-18 | Fanuc Corporation | Robot controller and arc welding robot system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6149785A (ja) | 1986-03-11 |
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