JPH0635060B2 - Position control device for welding robot - Google Patents

Position control device for welding robot

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JPH0635060B2
JPH0635060B2 JP31694587A JP31694587A JPH0635060B2 JP H0635060 B2 JPH0635060 B2 JP H0635060B2 JP 31694587 A JP31694587 A JP 31694587A JP 31694587 A JP31694587 A JP 31694587A JP H0635060 B2 JPH0635060 B2 JP H0635060B2
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welding
welding robot
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distance
robot
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建雄 宮崎
剛 坂井
良人 三原
茂雄 茂木
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、船殻ブロツク等の升目状大型鋼構造物等の
ように、水平母材と,周面を形成する垂直母材との溶接
部の溶接に適用される溶接ロボツトの位置を制御する溶
接ロボツトの位置制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to welding of a horizontal base material and a vertical base material forming a peripheral surface, such as a grid-shaped large steel structure such as a ship hull block. The present invention relates to a welding robot position control device for controlling the position of a welding robot applied to welding a welded portion.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、ロボツトはアームの長さによりその動作範囲が
決定されるため、対象ワークの大きさや種類に応じ、最
適のアーム長さのロボツトを選定し、あるいは門型プレ
ーサ,マニピユレータあるいはポジシヨナなどの周辺装
置を組み合わせた装置型ロボツトを用いることが通常行
なわれている。
Generally, the operating range of a robot is determined by the length of the arm, so the robot with the optimum arm length is selected according to the size and type of the target work, or a peripheral device such as a gate type placer, manipulator or positioner. It is common practice to use a device type robot in which the above are combined.

しかし、前者のように、対象ワークに応じたアーム長の
ロボツトを選定するには、各種の対象ワークごとのロボ
ツトを準備しなければならず極めて不経済である。
However, as in the former case, in order to select a robot having an arm length corresponding to a target work, it is very uneconomical to prepare a robot for each target work.

一方、後者の装置型ロボツトを用いる場合、装備に多大
な費用がかかり、しかもロボツトの適用ステージが固定
化されるという制約があり、現状では、装置型ロボツト
は限られたワークにしか適用されていない。
On the other hand, when using the latter device type robot, there is a constraint that the equipment is very expensive and the applicable stage of the robot is fixed, and at present, the device type robot is applied only to a limited work. Absent.

すなわち、第13図に示すように、水平母材としてのスキ
ン(S)と,周面を形成する垂直母材としてのロンジ
(L),トランス(T)とからなる船殻ブロツクなどの大型
構造物の溶接部の溶接を行なう場合、前記した装置型ロ
ボツトはランニングコストが大きくなりすぎるため、従
来可搬型ロボツトを、手動により,あるいは半自動化手
段により,継手から継手へ移動させながら、分散的に適
用することが行なわれている。
That is, as shown in FIG. 13, a skin (S) as a horizontal base material and a long body as a vertical base material forming the peripheral surface.
(L) and transformer (T) When welding the welded portion of a large structure such as a hull block, the running cost of the device type robot described above is too high. , Or semi-automated means, while moving from joint to joint, distributed application is performed.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

ところが、このような可搬型ロボツトにより溶接を行な
う場合、ロボツトを原点位置に固定した状態で動作範囲
内の溶接部の溶接を行なわなければならないため、動作
範囲内に溶接部が集中している場合には非常に効果があ
るが、前記した大型構造物の溶接を行なうには、可搬型
ロボツトをハンドリングさせる回数が多く、アークタイ
ム率の低下を招くという問題点がある。
However, when performing welding with such a portable robot, it is necessary to weld the welded part within the operating range with the robot fixed at the origin position, so if the welded part is concentrated within the operating range. However, there is a problem in that the number of times that the portable robot is handled is large in order to weld the large-sized structure described above, and the arc time rate is reduced.

そこで、この発明では、距離センサからの検出信号によ
り、溶接ロボツトの位置を自動的に制御し、船殻ブロツ
クのように、水平母材と,周面を形成する垂直母材との
溶接部の溶接を自動的に効率よく行なえるようにするこ
とを技術的課題とする。
Therefore, in the present invention, the position of the welding robot is automatically controlled by the detection signal from the distance sensor, and the welding of the horizontal base metal and the vertical base metal forming the peripheral surface is performed like the hull block. A technical issue is to enable automatic and efficient welding.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

そして、前記した従来技術の問題点を解決するための手
段を、実施例に対応する第1図ないし第4図を用いて説
明する。
Then, means for solving the above-mentioned problems of the prior art will be described with reference to FIGS. 1 to 4 corresponding to the embodiment.

すなわち、水平母材と,周面を形成する垂直母材との溶
接部を溶接する溶接ロボツト(1)の位置を制御する溶接
ロボツト(1)の位置制御装置において、この発明では、 前記溶接ロボツト(1)を搭載した基台(2)と、 前記基台(2)に回転自在に設けられた複数個の車輪(4a),
(4b)と、 前記基台(2)に設けられ前記各垂直母材との距離を検出
して検出信号を出力する複数個の非接触式距離センサ(8
a)〜(8e)と、 前記溶接部の角部の溶接時,前記各検出信号により前記
ロボツト(1)のマニピユレータ(1b)の最大動作距離以下
の作業原点と前記マニピユレータ(1b)の動作中心点Mと
の偏差を導出し,該偏差を零にする前記車輪(4a),(4b)
の移動方向および回転量を導出する導出手段としての移
動制御盤(10)と、 前記車輪(4a),(4b)を導出された前記移動方向に前記回
転量駆動する駆動手段としてのモータ(6a),(6b)とを設
け、 前記溶接部の直線部の溶接時,前記各検出信号により前
記垂直母材から前記動作中心点Mまでの距離が一定にな
るように前記車輪(4a),(4b)を制御する倣い制御手段と
しての機能を移動制御盤(10)に付加するという技術的手
段を講じている。
That is, in the position control device of the welding robot (1) for controlling the position of the welding robot (1) for welding the welded portion of the horizontal base material and the vertical base material forming the peripheral surface, in the present invention, the welding robot A base (2) equipped with (1), and a plurality of wheels (4a) rotatably provided on the base (2),
(4b) and a plurality of non-contact distance sensors (8 provided on the base (2) for detecting the distance between each of the vertical base materials and outputting a detection signal.
a) to (8e), and at the time of welding the corner portion of the welded portion, the work origin less than the maximum working distance of the manipulator (1b) of the robot (1) and the operation center of the manipulator (1b) by the detection signals. The wheels (4a), (4b) that derive the deviation from the point M and make the deviation zero
A movement control panel (10) as a deriving means for deriving the moving direction and the amount of rotation of the motor, and the motor (6a) as a driving means for driving the rotation amount in the derived moving direction of the wheels (4a), (4b). ), (6b) are provided, and at the time of welding the straight portion of the welded portion, the wheels (4a), (so that the distance from the vertical base metal to the operation center point M becomes constant by the respective detection signals. A technical means is added to the movement control board (10) to add a function as a copying control means for controlling 4b).

〔作用〕[Action]

したがつて、この発明によると、各センサ(8a)〜(8e)か
らの検出信号により、溶接ロボツト(1)のマニピユレー
タ(1b)の最大動作距離以下の作業原点が設定され、該作
業原点とマニピユレータ(1b)の動作中心点Mとの偏差が
ゼロになるように移動制御盤(10)の制御によつて車輪(4
a),(4b)が駆動され、溶接ロボツト(1)の位置,すなわち
ロボツト基準点としての前記動作中心点Mが所定の位置
に制御され、溶接部の角部の溶接時に、前記動作中心点
Mが作業原点に一致して配設され、溶接部の直線部の溶
接時に、前記動作中心点Mが垂直母材から一定距離に保
持された状態で基台(2)が走行し、水平母材および垂直
母材の溶接部の溶接が行なわれる。
Therefore, according to the present invention, the detection signal from each sensor (8a) ~ (8e), the work origin of the maximum operating distance of the manipulator (1b) of the welding robot (1) is set, and the work origin and The movement control panel (10) controls the wheels (4) so that the deviation from the operation center point M of the manipulator (1b) becomes zero.
a) and (4b) are driven, the position of the welding robot (1), that is, the operation center point M as the robot reference point is controlled to a predetermined position, and the operation center point during welding of the corner of the welded portion. M is arranged so as to coincide with the work origin, and at the time of welding the straight part of the welded part, the base (2) runs while the operation center point M is kept at a constant distance from the vertical base metal, and the horizontal base Welding of the material and the vertical base metal is performed.

〔実施例〕〔Example〕

つぎに、この発明を、その1実施例を示した第1図ない
し第12図とともに詳細に説明する。
Next, the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 12 showing one embodiment thereof.

第1図ないし第3図において、(1)は溶接ロボツトであ
り、ロボツト本体(1a)と,該本体(1a)に取り付けられた
複数個のアームからなるマニピユレータ(1b)と,先端の
アームに取り付けられた溶接トーチ(1c)と,該トーチ(1
c)に溶接ワイヤを送給するワイヤ送給部(1d)とからな
り、ロボツト本体(1a)が長方形の基台(2)に直接固定さ
れるとともに、ワイヤ送給部(1d)が支持部材(3)により
基台(2)に固定され、溶接ロボツト(1)が基台(2)に搭載
されている。
1 to 3, (1) is a welding robot, and the robot body (1a), the manipulator (1b) consisting of a plurality of arms attached to the body (1a), and the tip arm The attached welding torch (1c) and the torch (1c)
The robot body (1a) is directly fixed to the rectangular base (2), and the wire feeder (1d) is a supporting member. It is fixed to the base (2) by (3), and the welding robot (1) is mounted on the base (2).

(4a),(4b)は基台(2)の左端部に回転自在に設けられた車
輪であり、基台(2)に搭載された駆動手段としてのステ
アリング用モータ(5a),(5b)によりそれぞれ移動方向が
互いに連動して制御され、基台(2)に搭載された駆動手
段としての走行用サーボモータ(6a),(6b)により回転量
が互いに連動して制御され、水平母材上を車輪(4a),(4
b)が転動する。
(4a) and (4b) are wheels rotatably provided at the left end of the base (2), and steering motors (5a) and (5b) mounted on the base (2) as drive means. The movement directions of the horizontal base metal are controlled by the horizontal servomotors, and the rotation amounts are controlled by the traveling servomotors (6a), (6b) mounted on the base (2) as driving means. Wheels (4a), (4
b) rolls.

(7a),(7b)は基台(2)の右端部に回転自在に設けられ車輪
(4a),(4b)と同様の動きをなすローラ、(8a)〜(8e)は基
台(2)に設けられた超音波センサからなる非接触式の第
1〜第5距離センサ(以下第1〜第5センサという)で
あり、第1〜第4センサ(8a)〜(8d)が基台(2)の四隅部
に配設され、第5センサ(8e)が基台(2)の右端中央部に
配設され、第1,第3センサ(8a),(8c)により前側の垂
直部材との距離が、第2,第4センサ(8b),(8d)により
後側の垂直部材との距離が、第5センサ(8e)により右側
の垂直部材との距離がそれぞれ検出され、検出信号が出
力される。
Wheels (7a) and (7b) are rotatably mounted on the right end of the base (2).
(4a) and (4b) are rollers that perform the same movements, (8a) to (8e) are non-contact type first to fifth distance sensors (hereinafter referred to as “first to fifth distance sensors”, which are ultrasonic sensors provided on the base (2). First to fifth sensors), the first to fourth sensors (8a) to (8d) are arranged at the four corners of the base (2), and the fifth sensor (8e) is the base (2). Is located in the center of the right end of the, and the distance from the front vertical member by the first and third sensors (8a) and (8c) is the vertical distance from the rear vertical member by the second and fourth sensors (8b) and (8d). The distance to the member and the distance to the right vertical member are detected by the fifth sensor (8e), and a detection signal is output.

(9)は基台(2)の左端中央部に設けられたリミツトスイツ
チ、(10),(11)はそれぞれ支持部材(3)に取り付けられ
た移動制御盤およびA/D変換ユニツトである。
(9) is a limit switch provided at the center of the left end of the base (2), and (10) and (11) are a movement control panel and an A / D conversion unit attached to the support member (3), respectively.

つぎに、制御回路のブロツク構成を示す第4図について
説明する。
Next, FIG. 4 showing the block configuration of the control circuit will be described.

第4図において、(12)は溶接ロボツト(1)に設けられた
溶接ロボツト制御盤であり、マニピユレータ(1b)を制御
するとともに、溶接機用インターフエイスユニツト(13)
を介して溶接出力の制御を行なう。
In FIG. 4, (12) is a welding robot control panel provided in the welding robot (1), which controls the manipulator (1b) and also the welder interface unit (13).
The welding output is controlled via.

(14)はA/D変換ユニツト(11)によりデジタル信号に変換
された各センサ(8a)〜(8e)からの検出信号が入力される
インターフエイス回路、(15)はテンキー,準備完了キー
などの操作キーからなるキーボード、(16)はパネルイン
ターフエイス回路、(17)はRAM、(18)はI/Oインター
フエイス回路(19)を介して溶接ロボツト制御盤(12)との
間で信号およびデータの入出力を行なうCPU、(20)は
デジタルサーボ回路であり、CPU(18)からの制御デー
タ,および各サーボモータ(5a),(5b),(6a),(6b)用のパ
ルスジエネレータ(21a)〜(21d)からの信号にもとづき、
各サーボモータ(5a),(5b),(6a),(6b)のサーボ制御を行
なうようになつており、CPU(18),各インターフエイ
ス回路(14),(16),(19),キーボード(15),RAM(1
7),サーボ回路(20)により移動制御盤(10)が構成されて
いる。
(14) is an interface circuit into which the detection signals from the sensors (8a) to (8e) converted into digital signals by the A / D conversion unit (11) are input, and (15) is a numeric keypad, a ready key, etc. A keyboard consisting of the operation keys, (16) is a panel interface circuit, (17) is a RAM, and (18) is a signal to and from the welding robot control panel (12) via the I / O interface circuit (19). CPU for inputting / outputting data, and (20) is a digital servo circuit for controlling data from CPU (18) and pulses for each servo motor (5a), (5b), (6a), (6b) Based on the signals from the generators (21a) to (21d),
Servo control of each servo motor (5a), (5b), (6a), (6b) is performed, and CPU (18), each interface circuit (14), (16), (19), Keyboard (15), RAM (1
The movement control board (10) is composed of 7) and the servo circuit (20).

このとき、前記した構成の移動制御盤(10)が、溶接部の
角部の溶接時,各センサ(8a)〜(8e)からの検出信号によ
りマニピユレータ(1b)の最大動作距離以下の作業原点と
前記マニピユレータ(1b)の動作中心点との偏差を導出
し,該偏差を零にする車輪(4a),(4b)の移動方向および
回転量を導出する導出手段としての機能を有し、溶接部
の直線部の溶接時,各センサ(8a)〜(8e)からの検出信号
により垂直母材からマニピユレータ(1b)の動作中心点ま
での距離が一定になるように車輪(4a),(4b)を制御する
倣い制御手段としての機能を有する。
At this time, the movement control panel (10) having the above-mentioned configuration, when welding the corner portion of the welded portion, detects the work origin of the manipulator (1b) or less by the detection signals from the sensors (8a) to (8e). And a manipulator (1b) with a function as a derivation means for deriving a deviation from the operation center point of the manipulator, and deriving a moving direction and a rotation amount of the wheels (4a), (4b) for making the deviation zero, When welding the straight part of the wheel, the wheels (4a), (4b) are fixed so that the distance from the vertical base metal to the operation center of the manipulator (1b) is constant by the detection signals from the sensors (8a) to (8e). ) Is controlled as a copying control means.

つぎに、前記実施例の動作について説明する。Next, the operation of the above embodiment will be described.

いま、第5図のフローチヤートに示すように、溶接ロボ
ツト(1)を基台(2)ごと水平母材上に設置し、キーボード
(15)の準備完了キーをオンすると、移動制御盤(10)のC
PU(18)により、移動指令の入力があつたか否かが判定
され、入力あり,すなわちYESであれば、左原点合わ
せ,あるいは右原点合わせの処理がなされたのち、位置
決め完了信号が溶接ロボツト制御盤(12)に出力され、再
び移動指令の入力の判定がなされる。なお、移動指令の
入力判定の結果がNOであれば、該判定が,YESで通過す
るまで繰り返される。
Now, as shown in the flow chart of Fig. 5, the welding robot (1) is installed together with the base (2) on the horizontal base material, and the keyboard is installed.
When the ready key of (15) is turned on, C on the movement control panel (10)
The PU (18) determines whether or not a movement command has been input. If there is an input, that is, if YES, the left origin adjustment or right origin adjustment processing is performed, and then the positioning completion signal is used for welding robot control. It is output to the panel (12) and the input of the movement command is again judged. If the result of the movement command input determination is NO, the determination is repeated until YES is passed.

また、移動指令の入力判定がYESであれば、第5図に示
すように、左倣い走行,あるいは右倣い走行の処理がな
され、倣い走行完了信号が溶接ロボツト制御盤から移動
制御盤(10)に出力される。
If the input determination of the movement command is YES, as shown in FIG. 5, the processing of the left copying traveling or the right copying traveling is performed, and the copying traveling completion signal is sent from the welding robot control panel to the movement control panel (10). Is output to.

つぎに、前記した第13図の船殻ブロツクの溶接部を溶接
する場合の動作について、第6図のフローチヤート,第
7図および第8図の動作説明図を用いて、具体的に説明
する。
Next, the operation of welding the welded portion of the hull block shown in FIG. 13 will be specifically described with reference to the flow chart of FIG. 6 and the operation explanatory diagrams of FIGS. 7 and 8. .

まず、溶接ロボツト(1)を基台(2)ごと水平母材であるス
キン(S)上の任意の位置に設置し、キーボード(15)の準
備完了キーをオンすると、CPU(18)がパネルインター
フエイス回路(16)を介して、準備完了キーのオンが読み
とられ、直ちにCPU(18)からI/Oインターフエイス回
路(19)を介して、溶接ロボツト制御盤(12)に、準備完了
信号が出力され、この準備完了信号の入力により、
第7図(a)に示すように、交差する垂直母材である一方
のトランス(T)およびロンジ(L)からマニピユレータ(1
b)の最大動作距離以下の距離(X1,Y1)として与えられる
単位作業原点P1の位置情報と、右原点合せ信号が、
溶接ロボツト制御盤(12)から移動制御盤(10)に出力され
る。
First, set the welding robot (1) together with the base (2) at any position on the skin (S) which is the horizontal base material, and turn on the ready key of the keyboard (15), and then the CPU (18) causes the panel The ready key ON is read through the interface circuit (16), and immediately the CPU (18) completes the welding robot control panel (12) via the I / O interface circuit (19). A signal is output, and by inputting this ready signal,
As shown in FIG. 7 (a), the manipulator (1) is connected from one of the intersecting vertical base materials, the transformer (T) and the longitudinal (L).
The position information of the unit work origin P1 given as a distance (X1, Y1) less than the maximum operation distance in b) and the right origin alignment signal are
Output from the welding robot control board (12) to the movement control board (10).

そして、CPU(18)によるデイジタルサーボ回路(20),
パルスジエネレータ(21c),(21d)を介したソフトウエア
サーボ制御によつて、第8図(a)に示す状態から同図(b)
に示す状態に、車輪(4a),(4b)の向きを90°回転させ
るべく、サーボモータ(5a),(5b)が適宜回転され、この
状態で、第3,第5センサ(8c),(8e),A/D変換ユニツト
(11),インターフエイス回路(14)を介して、第7図(b)
に示すようにセンサ(8c),(8e)とトランス(T)との距離l
3,l4が、CPU(18)により読み取られ、この距離l3,l4
をフイードバツク情報として、l3=l4=X1−w/2(ただ
し、wは基台(2)の幅)となるように、サーボモータ(6
a),(6b)がソフトウエアサーボ制御によつて、適宜回転
され、基台(2)がロンジ(L)に対して平行に制御され
る。
Then, the digital servo circuit (20) by the CPU (18),
Software servo control via the pulse generators (21c) and (21d) changes the state shown in Fig. 8 (a) to that of Fig. 8 (b).
In order to rotate the wheels (4a), (4b) by 90 °, the servomotors (5a), (5b) are appropriately rotated, and in this state, the third and fifth sensors (8c), (8e), A / D conversion unit
(11), via the interface circuit (14), FIG. 7 (b)
As shown in, the distance l between the sensor (8c), (8e) and the transformer (T)
3, l4 is read by the CPU (18) and this distance l3, l4
As feedback information, l3 = l4 = X1−w / 2 (where w is the width of the base (2))
The a) and (6b) are appropriately rotated by software servo control, and the base (2) is controlled parallel to the longe (L).

つぎに、CPU(18)により、サーボモータ(5a),(5b)が
回転され、第8図(c)に示すように、車輪(4a),(4b)の向
きが90°回転されたのち、CPU(18)によりサーボモ
ータ(6a),(6b)が回転され、第7図(b)に示す単位作業原
点P1に向かい、マニピユレータ(1b)の動作中心点Mが作
業原点P1上に達するまで基台(2)が走行する。
Next, the CPU (18) rotates the servomotors (5a) and (5b), and the wheels (4a) and (4b) are rotated by 90 ° as shown in FIG. 8 (c). , The CPU (18) rotates the servomotors (6a), (6b) toward the unit work origin P1 shown in FIG. 7 (b), and the operation center point M of the manipulator (1b) reaches the work origin P1. Until the base (2) runs.

このとき、基台(2)の走行中、CPU(18)により、第5
センサ(8e),A/D変換ユニツト(11),インターフエイス
回路(14)を介して、第7図(c)に示すように、センサ(8
e)とロンジ(L)との距離l5が読み取られ、l5=Y1−D
(ただし、Dはセンサ(8e)からマニピユレータ(1b)の動
作中心点Mまでの距離)となつたときに、車輪(4a),(4
b)の駆動が停止され、動作中心点Mと単位作業原点P1と
が一致した状態で基台(2)が停止する。
At this time, while the base (2) is running, the CPU (18) causes the fifth
Through the sensor (8e), the A / D conversion unit (11), and the interface circuit (14), as shown in FIG.
The distance l5 between e) and longe (L) is read, and l5 = Y 1 -D
(However, when D is the distance from the sensor (8e) to the operation center point M of the manipulator (1b)), the wheels (4a), (4
The drive of b) is stopped, and the base (2) is stopped in a state where the operation center point M and the unit work origin P1 match.

そして、この状態でCPU(18)によるサーボロツクによ
り、車輪(4a),(4b)が固定され、I/Oインターフエイス回
路(19)を介して、位置決め完了信号が溶接ロボツト制
御盤(12)に出力され、この位置決め完了信号の入力に
より、予め記憶されている単位作業プログラムに従い、
溶接ロボツト制御盤(12)により、溶接ロボツト(1)が制
御され、第7図(d)に示すように、一方のトランス
(T),一方のロンジ(L)とスキン(S)との溶接部の角部
の単位溶接作業が実行される。
Then, in this state, the wheels (4a), (4b) are fixed by the servo lock by the CPU (18), and the positioning completion signal is sent to the welding robot control board (12) via the I / O interface circuit (19). By output of this positioning completion signal, according to the unit work program stored in advance,
The welding robot control panel (12) controls the welding robot (1), and as shown in FIG.
(T), unit welding work is performed on the corner portion of the welded portion of the longe (L) and the skin (S).

さらに、前記した第1の単位溶接作業が終了すると、溶
接ロボツト制御盤(12)から、左原点合せ信号、および
第7図(d)に示すように、他方のトランス(T)および前
記一方のロンジ(L)からマニピユレータ(1b)の最大動作
距離以下の距離(X2,Y1)として与えられる単位作業原点P
2の位置情報が、移動制御盤(10)に出力され、CPU
(18)により、第8図(d)に示すように、車輪(4a),(4b)の
向きが90°回転され、基台(2)が第2の単位作業原点P
2に向かつて走行し、第7図(e)に示すように、第4,第
1センサ(8d),(8a)とトランス(T)との距離l1,l2が、l1
=l2=X2−w/2となつたときに、車輪(4a),(4b)が停止さ
れ、動作中心点Mと単位作業原点P2とが一致した状態で
基台(2)が停止する。
Further, when the above-mentioned first unit welding work is completed, the welding robot control panel (12) outputs the left origin alignment signal, and as shown in FIG. 7 (d), the other transformer (T) and Unit work origin P given as distance (X2, Y1) from the longe (L) to the maximum operating distance of the manipulator (1b) or less
The position information of 2 is output to the movement control panel (10), and the CPU
As shown in FIG. 8 (d), the directions of the wheels (4a), (4b) are rotated by 90 ° by (18), and the base (2) is moved to the second unit work origin P.
After traveling toward 2, the distances l1 and l2 between the fourth and first sensors (8d) and (8a) and the transformer (T) are changed to l1 as shown in FIG. 7 (e).
When = l2 = X2-w / 2, the wheels (4a) and (4b) are stopped, and the base (2) is stopped in a state where the operation center point M and the unit work origin P2 coincide with each other.

このとき、第8図(e)に示すように、車輪(4a),(4b)の向
きがさらに90°回転され、第5センサ(8e)とロンジ
(L)との距離l5が、l5=Y1−Dとなるように微調整さ
れ、微調整終了後、CPU(18)によるサーボロツクによ
り、車輪(4a),(4b)が固定され、I/Oインターフエイス回
路(19)を介して、位置決め完了信号が溶接ロボツト制
御盤(12)に出力され、この位置決め完了信号の入力に
より、予め記憶されている単位作業プログラムに従い、
溶接ロボツト制御盤(12)により、溶接ロボツト(1)が制
御され、第7図(f)に示すように、一方のロンジ(L),
他方のトランス(T)とスキン(S)との溶接部の角部の単
位溶接作業が実行される。
At this time, as shown in FIG. 8 (e), the directions of the wheels (4a), (4b) are further rotated by 90 °, and the fifth sensor (8e) and the longitudinal
The distance l5 from (L) is finely adjusted so that l5 = Y1-D, and after the fine adjustment, the wheels (4a) and (4b) are fixed by the servo lock of the CPU (18), and the I / O Through the interface circuit (19), the positioning completion signal is output to the welding robot control panel (12), by the input of this positioning completion signal, according to the unit work program stored in advance,
The welding robot control panel (12) controls the welding robot (1), and as shown in FIG. 7 (f), one of the longes (L),
A unit welding operation is performed on the corner of the welded portion between the other transformer (T) and the skin (S).

そして、前記した第2の単位溶接作業が終了すると、溶
接ロボツト制御盤(12)により、溶接トーチ(1c)が最適な
姿勢,位置となるよう、溶接ロボツト(1)が制御された
のち、左倣い走行指令,走行距離L1,走行速度V1が、
溶接ロボツト制御盤(12)から移動制御盤(10)に出力され
るとともに、アークスタート信号が溶接機用インターフ
エイスユニツト(13)を介して、図外の溶接電源に出力さ
れる。
When the second unit welding work described above is completed, the welding robot control panel (12) controls the welding robot (1) so that the welding torch (1c) has the optimum posture and position, and then the left side. Copy travel command, travel distance L1, travel speed V1
While being output from the welding robot control panel (12) to the movement control panel (10), an arc start signal is output to a welding power source (not shown) via the welder interface unit (13).

つぎに、基台(2)が、第7図(f)に示す状態のまま前記他
方のトランス(T)と近似的に平行走行しながら、当該ト
ランス(T)とスキン(S)との直線状の溶接部の倣い走行
が停止され、倣い走行完了信号が溶接ロボツト制御盤
(12)に出力され、この倣い走行完了信号により、溶接
ロボツト制御盤(12)により直ちにアークが停止され溶接
ロボツト(1)が制御されて原点姿勢に復帰される。
Next, while the base (2) travels approximately parallel to the other transformer (T) while maintaining the state shown in FIG. 7 (f), a straight line between the transformer (T) and the skin (S). -Shaped welding of the welded part is stopped, and the copy-running completion signal is sent to the welding robot control panel.
The signal is output to (12), and the arcing is immediately stopped by the welding robot control board (12) by this copying traveling completion signal, the welding robot (1) is controlled, and the original posture is restored.

さらに、前記した動作と同様にして、第7図(g)ないし
(l)に示すように、ロボツト(1),基台(2)の姿勢が反転
され、他方のトランス(T),他方のロンジ(L),一方の
トランス(T)とスキン(S)との溶接部の角部および直線
部の溶接が行なわれ、1個の船殻ブロツクの溶接部の溶
接が終了する。
Further, in the same manner as the above-mentioned operation, FIG.
As shown in (l), the postures of the robot (1) and the base (2) are reversed, and the other transformer (T), the other longe (L), one transformer (T) and the skin (S) The welding of the corners and the straight portions of the welded portion of 1 is completed, and the welding of the welded portion of one hull block is completed.

なお、このときの作業原点として、第7図(h)に示すよ
うに、他方のトランス(T)および他方のロンジ(L)から
の距離(X3,Y2)として与えられる点P3が設定されるとと
もに、第7図(j)に示すように、一方のトランス(T)お
よび他方のロンジ(L)からの距離(X4,Y2)として与えら
れる点P4が設定される。
As the work origin at this time, as shown in FIG. 7 (h), a point P3 given as a distance (X3, Y2) from the other transformer (T) and the other longe (L) is set. At the same time, as shown in FIG. 7 (j), a point P4 given as a distance (X4, Y2) from one transformer (T) and the other longe (L) is set.

つぎに、前記した左倣い走行処理について第9図のフロ
ーチヤートを用いて説明する。
Next, the above-described left contour traveling process will be described with reference to the flow chart of FIG.

いま、第9図に示す左倣い走行ルーチンが実行される前
に、走行距離L1と走行速度V1のデータが溶接ロボツト制
御盤12より出力され、RAM(17)に記憶されており、左
倣い走行ルーチンが実行されると、まずモータ(6a),(6
b)が、 で与えられる回転数n1で回転される。
Before the left copying traveling routine shown in FIG. 9 is executed, the data of the traveling distance L1 and the traveling speed V1 are output from the welding robot control panel 12 and stored in the RAM (17). When the routine is executed, the motors (6a), (6
b) is It is rotated at the rotation speed n1 given by.

すると、基台(2)は走行を開始するが、無軌道でかつト
ランス(T)とは非接触であるため、トランス(T)との平
行線:Pl1より反トランス(T)側またはトランス(T)側
へ逸れることが当然予想されるため、センサ(8a),(8c)
によつて測定される基台(2)とトランス(T)との距離l1,
l2より逸れ量Δlが求められ、ついで逸れている方向が
判別される。
Then, the pedestal (2) starts traveling, but since there is no track and it is not in contact with the transformer (T), the parallel line with the transformer (T): the side opposite to the transformer (T) than Pl1 or the transformer (T). (8a), (8c) because it is naturally expected to deviate to the () side.
Distance l1 between the base (2) and the transformer (T) measured by
The deviation amount Δl is obtained from l2, and then the deviation direction is determined.

まず、逸れていない場合と,逸れ量が第1の基準値|±
lk1|以下の場合とは、操舵が行なわれない。
First, when there is no deviation and when the deviation is the first reference value | ±
In the case of lk1 | or less, steering is not performed.

つぎに、基台(2)が反トランス(T)側へ逸れているとき
は,+θk1、トランス(T)側へ逸れているときは、−θ
k1だけ,モータ(6a),(6b)が制御され、車輪(4a),(4b)が
回転され、その際逸れ量が第2の基準値|±lk2|以下
の場合、すなわち, の場合は、ωk1なる角速度でモータ(6a),(6b)が回転さ
れ、逸れ量が第2の基準値|±lk2|より大きい場合
は、ωk2なる角速度で回転される。
Next, when the base (2) is deflected to the side opposite to the transformer (T), + θk1, and when it is deflected toward the transformer (T), −θk.
When the motors (6a) and (6b) are controlled by k1 and the wheels (4a) and (4b) are rotated, and the deviation is less than or equal to the second reference value | ± lk2 |, that is, In the case of, the motors (6a) and (6b) are rotated at an angular velocity of ωk1, and when the deviation amount is larger than the second reference value | ± lk2 |, they are rotated at an angular velocity of ωk2.

従つて、逸れ量Δlと,操舵角度θおよび操舵角速度ω
との関係を図示すると、第10図(a)のようになり、この
ようにして、走行距離が指令値L1に等しくなるまで制御
が行なわれ、動作中心点Mの走行軌跡Qは第10図(b)に
示すようになるが、逸れ量の最大値A1が、溶接ロボツト
(1)の実施作業に支障をきたさない程度になるよう、基
準定数lk,θk,ωkを実験等により予め求めておき、実用
に供することができるようにしておく。
Therefore, the deviation amount Δl, the steering angle θ and the steering angular velocity ω
Fig. 10 (a) shows the relationship with the above. In this way, control is performed until the traveling distance becomes equal to the command value L1, and the traveling locus Q of the operation center point M is shown in Fig. 10. As shown in (b), the maximum deviation A1 is the welding robot.
The reference constants lk, θk, and ωk are obtained in advance by experiments or the like so that they do not hinder the implementation work of (1), and are ready for practical use.

一方、右倣い走行処理の動作も、第11図のフローチヤー
トに示すように、前記した左倣い走行処理と同様に行な
われ、そのときの逸れ量Δlと,操舵角度θおよび操舵
角速度ωとの関係は第12図(a)のようになり、動作中心
点Mの走行軌跡Qは第12図(b)のようになり、逸れ幅の
最大値A2mが、溶接ロボツト(1)の実施作業に支障をきた
さない程度になるよう、基準定数lk,θk,ωkを予め求め
ておき、実用に供することができるようにしておく。
On the other hand, the operation of the right copying traveling process is also performed in the same manner as the left copying traveling process described above, as shown in the flow chart of FIG. 11, and the deviation amount Δl at that time and the steering angle θ and the steering angular velocity ω are The relationship is as shown in Fig. 12 (a), the running locus Q of the operation center point M is as shown in Fig. 12 (b), and the maximum deviation A2m is used for the welding robot (1) implementation work. The reference constants lk, θk, ωk are obtained in advance so as not to cause any trouble so that they can be put to practical use.

したがつて、前記実施例によると、各センサ(8a)〜(8e)
からの検出信号により、溶接部の角度の溶接時に、溶接
ロボツト(1)のマニピユレータ(1b)の動作中心点Mが作
業原点P1〜P4に一致するように位置制御され、溶接部の
直線部の溶接時に、前記動作中心点Mが垂直母材である
トランス(T)から一定の距離に保持されつつ、基台(2)
が走行制御されるため、溶接ロボツト(1)の位置を自動
的に制御でき、水平母材であるスキン(S)と周面を形成
する垂直母材であるトランス(T),ロンジ(L)との溶接
部を自動的に効率よく溶接することができる。
Therefore, according to the embodiment, each sensor (8a) ~ (8e)
When the angle of the welded portion is welded, the position of the operation center point M of the manipulator (1b) of the welding robot (1) is controlled to coincide with the work origins P1 to P4 by the detection signal from At the time of welding, the operation center point M is maintained at a constant distance from the transformer (T) which is the vertical base metal, and the base (2)
Since the traveling is controlled, the position of the welding robot (1) can be automatically controlled, and the skin (S) that is the horizontal base material and the transformer (T) and the longe (L) that are the vertical base materials that form the peripheral surface. It is possible to automatically and efficiently weld the welded part with.

なお、距離センサは5個に限るものではない。The number of distance sensors is not limited to five.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように、この発明の溶接ロボツトの位置制御装置
によると、各距離センサからの検出信号により、溶接ロ
ボツトの位置を自動的に制御することができ、船殻ブロ
ツクのように、水平母材と,周面を形成する垂直母材と
の溶接部を自動的に効率よく溶接することができる。
As described above, according to the position controller for the welding robot of the present invention, the position of the welding robot can be automatically controlled by the detection signal from each distance sensor, and the horizontal base metal can be used like a hull block. It is possible to automatically and efficiently weld the welded part to the vertical base metal forming the peripheral surface.

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

第1図ないし第12図は、この発明の溶接ロボツトの位置
制御装置の1実施例を示し、第1図ないし第3図はそれ
ぞれ外観の正面図,平面図および右側面図、第4図は回
路ブロツク図、第5図および第6図は動作説明用フロー
チヤート、第7図(a)〜(l)は基台の位置制御の動作説明
図、第8図(a)〜(e)は車輪の方向制御の動作説明図、第
9図および第11図は左倣い走行および右倣い走行時の動
作説明用フローチヤート、第10図(a),(b)および第12図
(a),(b)はそれぞれ左倣い走行,右倣い走行時の動作説
明図であり、各図(a)は各基準定数の関係を示す図、各
図(b)は動作中心点の走行軌跡を示す図、第13図は一般
の船殻ブロツクの斜視図である。 (1)…溶接ロボツト、(1b)…マニピユレータ、(2)…基
台、(4a),(4b)…車輪、(5a),(5b),(6a),(6b)…モータ、
(8a)〜(8e)…第1,第5センサ、(S)…スキン、(T)…
トランス、(L)…ロンジ、M…動作中心点、P1〜P4…作
業原点。
1 to 12 show an embodiment of a position control device for a welding robot according to the present invention. FIGS. 1 to 3 are front views, plan views and right side views of the external appearance, and FIG. Circuit block diagrams, FIGS. 5 and 6 are flow charts for explaining the operation, FIGS. 7 (a) to 7 (l) are operation explanation diagrams of the position control of the base, and FIGS. 8 (a) to 8 (e) are FIG. 9 is a flow chart for explaining the operation of the direction control of the wheels, FIG. 9 and FIG. 11 are flow charts for explaining the operation at the time of left profile traveling and right profile traveling, FIG. 10 (a), (b) and FIG.
(a) and (b) are operation explanatory views during left profile traveling and right profile traveling, respectively. (a) is a diagram showing the relationship between the reference constants, and (b) is the traveling of the center point of motion. FIG. 13 is a perspective view of a general hull block showing the trajectory. (1) ... Welding robot, (1b) ... Manipulator, (2) ... Base, (4a), (4b) ... Wheels, (5a), (5b), (6a), (6b) ... Motor,
(8a) to (8e) ... First and fifth sensors, (S) ... Skin, (T) ...
Transformer, (L) ... Longe, M ... Operation center point, P1-P4 ... Work origin.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三原 良人 大阪府大阪市西区江戸堀1丁目6番14号 日立造船株式会社内 (72)発明者 茂木 茂雄 大阪府大阪市此花区桜島1丁目3番4号 ハイシステムコントロール株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (72) Inventor Yoshito Mihara 1-6-14 Edobori, Nishi-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Hitachi Shipbuilding Co., Ltd. (72) Inventor Shigeo Mogi 1-3-3 Sakurajima, Konohana-ku, Osaka, Osaka No. 4 inside High System Control Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】水平母材と,周面を形成する垂直母材との
溶接部を溶接する溶接ロボツトの位置を制御する溶接ロ
ボツトの位置制御装置において、 前記溶接ロボツトを搭載した基台と、 前記基台に回転自在に設けられた複数個の車輪と、 前記基台に設けられ前記各垂直母材との距離を検出して
検出信号を出力する複数個の非接触式距離センサと、 前記溶接部の角部の溶接時,前記各検出信号により前記
ロボツトのマニピユレータの最大動作距離以下の作業原
点と前記マニピユレータの動作中心点との偏差を導出
し,該偏差を零にする前記車輪の移動方向および回転量
を導出する導出手段と、 前記車輪を導出された前記移動方向に前記回転量駆動す
る駆動手段と、 前記溶接部の直線部の溶接時,前記各検出信号により前
記垂直母材から前記動作中心点までの距離が一定になる
ように前記車輪を制御する倣い制御手段と を備えたことを特徴とする溶接ロボツトの位置制御装
置。
1. A welding robot position control device for controlling the position of a welding robot for welding a welded portion of a horizontal base material and a vertical base material forming a peripheral surface, comprising a base on which the welding robot is mounted, A plurality of wheels rotatably provided on the base, a plurality of non-contact type distance sensors provided on the base to detect a distance from each of the vertical base materials and output a detection signal, When welding a corner of a welded portion, the detection signal is used to derive a deviation between the working origin of the robot manipulator less than or equal to the maximum operation distance and the operation center point of the manipulator, and the wheel is moved to make the deviation zero. Derivation means for deriving the direction and the amount of rotation, driving means for driving the rotation amount in the moving direction in which the wheel is derived, and at the time of welding the straight portion of the welded portion, from the vertical base metal by the detection signals. The movement Position control device of the welding robot, characterized in that the distance to the center point and a scanning control means for controlling the wheel so as to be constant.
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