JPH08197248A - Tracking control method for multi-layer welding - Google Patents

Tracking control method for multi-layer welding

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Publication number
JPH08197248A
JPH08197248A JP2726695A JP2726695A JPH08197248A JP H08197248 A JPH08197248 A JP H08197248A JP 2726695 A JP2726695 A JP 2726695A JP 2726695 A JP2726695 A JP 2726695A JP H08197248 A JPH08197248 A JP H08197248A
Authority
JP
Japan
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welding
robot
data
layer
additional axis
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2726695A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshitaka Ikeda
Bunichi Terawaki
文一 寺脇
好隆 池田
Original Assignee
Fanuc Ltd
ファナック株式会社
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Publication date
Application filed by Fanuc Ltd, ファナック株式会社 filed Critical Fanuc Ltd
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Publication of JPH08197248A publication Critical patent/JPH08197248A/en
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Abstract

PURPOSE: To make weld line tracking control possible when welding for rotating/traveling work is executed under the state that the torch supported by a robot is fixed. CONSTITUTION: A cylindrical work W is rotated in the arrow direction mark as an additional axis. A welding torch 2, laser beam sensor 3 are supported at an arm tip part A. A scanning laser beam LB of a laser sensor 3 is projected to the front region of a weld point 4, a beam spot locus 5, is formed in the direction perpendicular to a weld line 6. By photographing with a camera C, a weld line position 7 is detected. At welding of a first layer, tracking control based on the data for position correcting prepared from sensor data is executed, along with this action, data for correcting at every fixed quantity traveling of additional axis is written in the prescribed region of buffer memory. At welding of a second layer and after, the written in data for position correcting is read out at every fixed quantity traveling of additional axis and is used for tracking travel control.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本願発明は、多層盛溶接実行時の
制御方法に関し、更に詳しくは、アーク溶接用の溶接ト
ーチをロボットに支持させ、ロボットの付加軸を用いて
溶接対象ワークを回転させながら、ツール先端点を固定
した状態(経路移動命令を実行しないこと。)で溶接線
トラッキングによる多層盛溶接を実行する際の制御方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control method during execution of multi-layer welding, and more specifically, a welding torch for arc welding is supported by a robot and a workpiece to be welded is rotated by using an additional axis of the robot. However, the present invention relates to a control method for executing multi-layer welding by welding line tracking with the tool tip point fixed (do not execute a path movement command).

【0002】[0002]

【従来の技術】現在採用されているレーザセンサを用い
た溶接線追従制御方式においては、レーザセンサがロボ
ットのツール先端点の前方領域をセンシングして溶接線
の存在位置を検出し、その検出結果を表わすセンサデー
タと前記検出時のロボット位置を表わすデータに基づい
て作成された位置補正用データを所定のバッファメモリ
領域に逐次書き込む一方、記憶されたデータを順次読み
出してロボットの移動目標位置を決定しながらロボット
のツール先端点を溶接線に沿って移動させる制御が行な
われている。
2. Description of the Related Art In a welding line follow-up control system using a laser sensor which is currently used, a laser sensor senses a region in front of a tool tip point of a robot to detect the position of the welding line, and the detection result is detected. The position correction data created based on the sensor data indicating the robot position and the data indicating the robot position at the time of detection are sequentially written in a predetermined buffer memory area, while the stored data are sequentially read to determine the robot movement target position. Meanwhile, control is performed to move the tool tip point of the robot along the welding line.

【0003】この方式で多層盛溶接を実行する場合、一
層目の溶接時に作成される位置補正用データは一層目溶
接時のトラッキングに使用されるだけでなく、二層目以
降のロボット位置補正の為に、少なくともその一部がそ
のままあるいは適当な加工を施した上で蓄積される。
When performing multi-layer welding by this method, the position correction data created during the welding of the first layer is used not only for tracking during the welding of the first layer, but also for the robot position correction for the second and subsequent layers. Therefore, at least a part thereof is stored as it is or after being appropriately processed.

【0004】即ち、一層目の溶接線追従時には、二層目
以降の溶接時のトラッキング制御に備えて、なんらかの
形で位置補正用のデータが一定間隔毎に所定のバッファ
メモリ領域へ書込まれて保存される。この位置補正用の
データの書込間隔は、一応、移動距離あるいは時間のい
ずれでも指定することが出来るが、前者(距離)の場合
は言うまでもなく、後者(時間)で指定した場合も、実
際の処理はロボット(ツール先端点、以下同様。)が移
動した距離に換算して書込タイミングの制御が行なわれ
ている。
That is, when the welding line of the first layer is followed, data for position correction is written in a certain buffer memory area at regular intervals in some form in preparation for tracking control during welding of the second and subsequent layers. Saved. The writing interval of the data for position correction can be specified by either the moving distance or the time, but it goes without saying that the former (distance) and the latter (time) are the actual values. In the processing, the writing timing is controlled by converting the distance traveled by the robot (tool tip point, the same applies below).

【0005】また、二層目の溶接においては、一層目の
溶接時に作成・記憶された位置補正用データを順次読出
しながらロボットをトラッキング移動させるが、その際
の読み出し間隔(周期)についても、書込時と同様、ロ
ボットの移動距離を指標に用いて読み出しイミングの制
御が行なわれている。
In the welding of the second layer, the robot is moved by tracking while sequentially reading out the position correction data created and stored during the welding of the first layer. The reading interval (cycle) at that time is also written. As in the case of insertion, the read iming is controlled using the movement distance of the robot as an index.

【0006】ツール先端点に経路移動を行なわせる教示
の下でロボットを制御する場合であればこの方式の適用
に特に問題は無い。しかし、ツール先端点を移動させな
い形式で教示を行なうとともにロボットの付加軸で回転
駆動されるワークの周囲を溶接するようなケースでは、
位置補正用のデータの書込(通常は、第一層目実行時)
と読出(通常は、第二層目以降実行時)のタイミングを
ロボットの移動距離に基づいて定めることが出来なかっ
た。その為、このようなケースで上記方式によるトラッ
キング方式を適用することが困難であった。
There is no particular problem in applying this method if the robot is controlled under the teaching that the tool tip point is moved. However, in the case where teaching is performed without moving the tool tip point and welding is performed around the workpiece that is rotationally driven by the additional axis of the robot,
Writing data for position correction (usually when executing the first layer)
It was not possible to determine the timing of reading and reading (usually during execution of the second and subsequent layers) based on the movement distance of the robot. Therefore, it is difficult to apply the tracking method by the above method in such a case.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】そこで本願発明の目的
は、上記問題を克服し、ロボットの付加軸で回転駆動さ
れるワークについて、ツール先端点を移動させない形式
で該ワークの周囲に多層盛溶接を施す型のアプリケーシ
ョンにおいて、レーザセンサを用いたロボットの追従制
御を実現させることにあり、また、そのことを通して上
記型の溶接作業における溶接精度を高く保つことにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to overcome the above-mentioned problems, and for a work rotated and driven by an additional axis of a robot, perform multi-layer welding around the work in a form that does not move the tool tip point. In the application of the type to be applied, it is to realize the tracking control of the robot using the laser sensor, and to maintain the high welding accuracy in the welding work of the type through it.

【0008】[0008]

【問題点を解決するための手段】本願発明は、上記技術
課題を解決する為の基本的な構成として、「ロボット制
御装置と、該ロボット制御装置によって制御されるロボ
ットと、該ロボットに支持された溶接トーチと、前記ロ
ボット制御装置によって制御される付加軸によって駆動
される溶接対象ワーク回転手段と、前記溶接対象ワーク
上の溶接線の位置を検出するレーザセンサを含む溶接ロ
ボットシステムを用いた多層盛溶接の為のトラッキング
制御方法であって、第一層目の溶接実行時に、前記レー
ザセンサによって得られるセンサデータに基づいて作成
された位置補正用データを用いてロボット位置を補正す
る一方、これと並行して、予め設定された前記付加軸の
移動量θadに基づいて定められたタイミングで前記位置
補正用データに相当するデータを第二層目以降の溶接実
行時のトラッキングの為に前記ロボット制御装置を含む
溶接ロボットシステム内に設定された所定のバッファメ
モリ領域に逐次書き込むとともに、第二層目以降の溶接
実行時には、前記所定のバッファメモリ領域に逐次書き
込まれたデータを前記予め設定された前記付加軸の移動
量θadに基づいて定められたタイミングで逐次読み出
し、該読み出されたデータに基づいてロボット位置を補
正するようにした、前記多層盛溶接の為のトラッキング
制御方法」を提案したものである。
The present invention has, as a basic configuration for solving the above technical problems, "a robot controller, a robot controlled by the robot controller, and a robot supported by the robot. And a welding robot system including a welding torch, a welding target workpiece rotating means driven by an additional axis controlled by the robot controller, and a laser sensor for detecting the position of a welding line on the welding target workpiece. This is a tracking control method for overlay welding, and when the welding of the first layer is executed, the robot position is corrected using the position correction data created based on the sensor data obtained by the laser sensor. In parallel with this, it corresponds to the position correction data at a timing determined based on a preset movement amount θad of the additional axis. The data to be sequentially written to a predetermined buffer memory area set in the welding robot system including the robot control device for tracking at the time of executing the welding of the second and subsequent layers, and at the time of performing the welding of the second and subsequent layers. , The data sequentially written in the predetermined buffer memory area is sequentially read at a timing determined based on the preset movement amount θad of the additional axis, and the robot position is corrected based on the read data. The tracking control method for the above-mentioned multi-pass welding is proposed.

【0009】また、多層盛溶接時のトラッキング制御を
より合理的に実行する為に、上記基本構成に、「第一層
目で使用される補正用データの作成タイミングを定める
基準となる付加軸の移動量を、第二層目で使用される補
正用データの作成タイミングを定める基準θadと一致さ
せる」という要件を課すことを併せて提案した。
Further, in order to more rationally perform tracking control during multi-layer welding, the basic configuration described above is added to "additional axis serving as a reference for determining the timing for creating correction data used in the first layer". It is also proposed to impose the requirement that "the amount of movement should match the reference θad that determines the generation timing of the correction data used in the second layer".

【0010】更に、本願発明の別の態様として、「第一
層目の溶接実行時に前記センサデータに基づいて作成さ
れる前記位置補正用データの作成タイミングが、該デー
タ作成に関して予め設定された前記付加軸の移動量θa
d' (≠θad)に基づいて定められる」という要件を課
すことを提案した。
Further, as another aspect of the present invention, "a timing for creating the position correction data created based on the sensor data at the time of executing the first layer welding is set in advance for the data creation. Additional axis movement θa
proposed based on d '(≠ θad) ”.

【0011】[0011]

【作用】本願発明の方法に従えば、付加軸で回転駆動さ
れるワークの第一層目の溶接時には、センサデータから
作成された位置補正用データに基づくトラッキング制御
が行なわれるが、これに並行して、付加軸が一定量θad
移動する毎に位置補正用データが所定のバッファメモリ
領域に書き込まれる。第二層目以降の溶接時に、書き込
まれた位置補正用データが付加軸の一定量θad移動毎に
読み出され、トラッキング移動制御に用いられる。
According to the method of the present invention, the tracking control based on the position correction data created from the sensor data is performed at the time of welding the first layer of the workpiece which is rotationally driven by the additional axis. And the additional axis is a certain amount θad
The position correction data is written in a predetermined buffer memory area each time the movement is performed. At the time of welding of the second and subsequent layers, the written position correction data is read every fixed amount θad movement of the additional axis and used for tracking movement control.

【0012】第一層目の溶接時に、センセンサデータか
ら作成される位置補正用データについても、その作成タ
イミングを付加軸の一定量θad' の移動毎に定めること
が出来る。この移動量θad' は、第二層目以降の溶接の
為に保存される位置補正用データのバッファメモリ領域
への書き込みタイミングとその読み出しタイミングを定
める基準とされる付加軸の一定移動量θadと等しく設定
されることが好ましい。
With respect to the position correction data created from the sensor data during the welding of the first layer, the creation timing can be determined for each movement of the fixed amount θad ′ of the additional axis. This movement amount θad ′ is the constant movement amount θad of the additional axis which is the standard for determining the write timing and the read timing of the position correction data stored in the buffer memory area for welding the second and subsequent layers. It is preferable that they are set equally.

【0013】本願発明によれば、ロボットの付加軸で回
転駆動されるワークについて、ツール先端点を移動させ
ない形式で該ワークの周囲に多層盛溶接を施す型のアプ
リケーションにおいて、レーザセンサを用いたロボット
追従制御が実現可能になる。また、そのことを通して上
記型の溶接作業における溶接精度を向上させることが出
来る。
According to the invention of the present application, a robot using a laser sensor is used in an application of a type in which multi-layer welding is performed around a work in such a manner that a tool tip point is not moved, with respect to a work driven to rotate by an additional axis of the robot. Tracking control becomes feasible. Further, through that, it is possible to improve the welding accuracy in the welding work of the mold.

【0014】[0014]

【実施例】図1は、本願発明を全体が円筒形をなすワー
クの周方向に沿った溶接に適用する際の配置の概要を表
わした見取図である。同図において、Wは円筒形の外形
を有する溶接対象ワークで、モータMによって駆動され
るローラRL上に載置されている。モータMはロボット
制御装置10に接続され、ロボット制御装置10の付加
軸として制御されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a sketch showing the outline of the arrangement when the present invention is applied to welding along the circumferential direction of a work having an overall cylindrical shape. In the figure, W is a workpiece to be welded having a cylindrical outer shape, and is placed on a roller RL driven by a motor M. The motor M is connected to the robot controller 10 and is controlled as an additional axis of the robot controller 10.

【0015】符号6は溶接線を表わしており、ここでは
ワークWにはめ込まれたリング状の部材W’がワークW
の外周面に対して溶接・固定されるラインとして例示さ
れている。溶接線6にアクセス容易な位置にはロボット
(本体機構部)1が設置されている。ロボット1はその
動作を制御するロボット制御装置10に接続されてい
る。ロボット1のアーム先端部Aには、後述するよう
に、溶接トーチ及びレーザセンサが装着されている(図
1では個別の図示省略)。
Reference numeral 6 represents a welding line. In this case, the ring-shaped member W ′ fitted in the work W is the work W.
It is exemplified as a line welded and fixed to the outer peripheral surface of the. A robot (main body mechanism section) 1 is installed at a position where the welding line 6 can be easily accessed. The robot 1 is connected to a robot controller 10 that controls its operation. As will be described later, a welding torch and a laser sensor are attached to the arm tip portion A of the robot 1 (not shown in FIG. 1).

【0016】溶接トーチには、電源部30から溶接用の
電圧及び電流が供給される。また、ボンベ40からは溶
接ガスが供給され、溶接ワイヤ容器50からは溶接ワイ
ヤが供給される。ロボット制御装置10は、電源部30
にも接続されており、電源部30から溶接トーチへの電
圧と電流の供給を制御する。
A welding voltage and current are supplied to the welding torch from the power source section 30. Further, the welding gas is supplied from the cylinder 40, and the welding wire is supplied from the welding wire container 50. The robot controller 10 includes a power supply unit 30.
It also controls the supply of voltage and current from the power supply unit 30 to the welding torch.

【0017】次に図2は、ロボット1による溶接作業が
実行されている様子を表わす為に、図1におけるロボッ
ト1のアーム先端部AをワークWの溶接線周辺部ととも
に拡大描示した見取図である。同図において、符号AX
と矢印ARは、ワークWの回転軸と回転方向を表わして
いる。ロボット本体の大半を省いて符号Aで指示された
ロボットアーム先端部には、適当な装着機構を介して溶
接トーチ2及びレーザセンサ3が取り付けられている。
符号4は溶接ロボットのツール先端点として設定された
溶接トーチ先端位置(以下、溶接点とも言う。)を表わ
している。
Next, FIG. 2 is an enlarged schematic view of the arm tip portion A of the robot 1 in FIG. 1 together with the periphery of the welding line of the work W in order to show how the robot 1 is performing a welding operation. is there. In the figure, reference numeral AX
The arrow AR indicates the rotation axis and the rotation direction of the work W. A welding torch 2 and a laser sensor 3 are attached to the tip end portion of the robot arm designated by reference numeral A while omitting most of the robot main body through an appropriate attachment mechanism.
Reference numeral 4 represents a welding torch tip position (hereinafter also referred to as a welding point) set as a tool tip point of the welding robot.

【0018】レーザセンサ3からは走査ビームLBが溶
接点の僅かに前方の領域(直後に溶接される部分)に向
けて投射され、光点軌跡5が溶接線6と直交する方向に
沿って形成される。既に述べたように、溶接線6はワー
Wに対してリング状部材W’の縁部を溶接・固定するラ
インとして与えられている。符号8は、形成済みの溶接
ビードを表わしている。
A scanning beam LB is projected from the laser sensor 3 toward a region slightly ahead of the welding point (a portion to be welded immediately after), and a light spot locus 5 is formed along a direction orthogonal to the welding line 6. To be done. As described above, the welding line 6 is provided as a line for welding and fixing the edge portion of the ring-shaped member W ′ to the work W. Reference numeral 8 represents a weld bead that has already been formed.

【0019】レーザセンサ3には、光点軌跡5をレーザ
ビームLBの走査平面(扇形平面)に対して斜め方向か
ら撮影するCCDカメラCが装備されている。カメラC
で撮影された光点軌跡5は、後述する画像処理装置で周
知の方法によって解析され、光点軌跡5の屈曲点7の位
置が溶接線6の位置として検出される。
The laser sensor 3 is equipped with a CCD camera C for photographing the light spot locus 5 obliquely to the scanning plane (fan-shaped plane) of the laser beam LB. Camera C
The light spot locus 5 photographed in (1) is analyzed by a well-known method in an image processing device described later, and the position of the bending point 7 of the light spot locus 5 is detected as the position of the welding line 6.

【0020】また、ロボット1には、ワールド座標系Σ
0 が設定されており、ここでは教示された溶接点4にお
ける溶接線6の接線方向をX軸、同じく教示された溶接
点4におけるワークWの径方向をY軸、回転軸AXの方
向にZ軸が設定されているものとする。レーザビームL
Bの走査方向は、Z軸と平行である。溶接作業中の溶接
トーチ2の角度は、動作プログラムで指定されるロボッ
ト姿勢に応じて適宜XYZ各軸に対して傾斜される。
The robot 1 has a world coordinate system Σ
0 is set here, where the tangential direction of the welding line 6 at the taught welding point 4 is the X axis, the radial direction of the workpiece W at the similarly taught welding point 4 is the Y axis, and the Z axis is the direction of the rotation axis AX. It is assumed that the axis is set. Laser beam L
The scanning direction of B is parallel to the Z axis. The angle of the welding torch 2 during the welding operation is appropriately tilted with respect to the XYZ axes according to the robot posture specified by the operation program.

【0021】次に図3は、図1及び図2に示した配置に
対応したシステム構成の概要を要部ブロック図で例示し
たものである。これを説明すると、10は溶接ロボット
制御機能と画像処理装置の機能を兼備したロボット制御
装置で、中央演算処理装置(以下、CPUという。)1
1を有し、該CPU11には、ROMからなるメモリ1
2、RAMからなるメモリ13、不揮発性メモリ14、
CCDカメラCを備えたレーザセンサ3及び溶接トーチ
用の電源部30に接続された汎用インターフェイス1
5、フレームメモリ16、画像処理プロセッサ17、液
晶表示装置(LCD)18を備えた教示操作盤19、及
びサーボ回路22を経てロボット本体1及び付加軸とし
て制御されるモータM(図1参照)に接続されたロボッ
ト軸制御部21が各々バス23を介して接続されてい
る。レーザセンサ3はレーザビーム投射部及びCCDカ
メラCを備え、CPU11からの指令に従ってレーザビ
ームLBの走査及び光点軌跡の撮影が行なわれる。CC
Dカメラによって捕捉された画像の信号は、汎用インタ
ーフェイス15を介して、フレームメモリ16に格納さ
れる。フレームメモリ16から読み出されたに画像情報
は画像処理プロセッサ17によって処理され、レーザビ
ームLBが溶接線6を横切る点7(図2参照)の位置が
求められる。
Next, FIG. 3 is a block diagram showing an outline of a system configuration corresponding to the arrangements shown in FIGS. 1 and 2. To explain this, reference numeral 10 is a robot controller having both a welding robot control function and an image processing apparatus function, which is a central processing unit (hereinafter referred to as CPU) 1.
1 and the CPU 11 has a memory 1 including a ROM.
2, a memory 13 including a RAM, a non-volatile memory 14,
A general-purpose interface 1 connected to a laser sensor 3 having a CCD camera C and a power supply unit 30 for a welding torch.
5, a frame memory 16, an image processor 17, a teaching operation panel 19 having a liquid crystal display device (LCD) 18, and a motor M (see FIG. 1) controlled as an additional axis through the robot body 1 and a servo circuit 22. The connected robot axis control units 21 are connected to each other via a bus 23. The laser sensor 3 includes a laser beam projection unit and a CCD camera C, and scans the laser beam LB and takes an image of a light spot locus according to a command from the CPU 11. CC
The image signal captured by the D camera is stored in the frame memory 16 via the general-purpose interface 15. The image information read from the frame memory 16 is processed by the image processor 17, and the position of the point 7 (see FIG. 2) where the laser beam LB crosses the welding line 6 is obtained.

【0022】電源部30は、CPU11からの指令に従
って溶接トーチに供給される溶接電圧及び溶接電流を制
御する機能を有している。ROM12には、CPU11
がロボット本体1、レーザセンサ3、電源部30及びロ
ボット制御装置10自身の制御を行なう為の各種のプロ
グラムが格納される。これには、本願発明を実施する為
の各種処理(内容は後述する。)をCPU11に実行さ
せる為のプログラムが含まれている。
The power supply section 30 has a function of controlling the welding voltage and welding current supplied to the welding torch in accordance with a command from the CPU 11. In the ROM 12, the CPU 11
Stores various programs for controlling the robot body 1, the laser sensor 3, the power supply unit 30, and the robot controller 10 itself. This includes a program for causing the CPU 11 to execute various processes (contents will be described later) for carrying out the present invention.

【0023】RAM13はデ−タの一時記憶や演算の為
に利用出来るメモリである。また、不揮発性メモリ14
には、ロボットシステムの動作内容を定める各種プログ
ラム及びパラメータ設定値が格納される。このパラメー
タ設定値には、後述する処理におけるデータの書込間隔
を指定する付加軸移動量Δθad及びΔθad' が含まれて
いる。
The RAM 13 is a memory that can be used for temporary storage of data and calculation. In addition, the nonvolatile memory 14
Stores various programs and parameter setting values that define the operation content of the robot system. This parameter setting value includes additional axis movement amounts Δθad and Δθad ′ that specify the data writing interval in the process described later.

【0024】また、逐次求められる検出点7の位置のデ
ータに基づいて作成される位置補正用データが書き込ま
れる二つのバッファメモリ領域A及びBがこの不揮発性
メモリ14内に設定されている。
Further, two buffer memory areas A and B in which the position correction data created based on the data of the position of the detection point 7 that is sequentially obtained are written are set in the non-volatile memory 14.

【0025】以下、上記説明したシステム構成及び機能
を前提に、図1、図2に示した事例について本願発明の
方法を実施する際の処理の概要について図4及び図5を
参照して説明する。
Given the system configuration and functions described above, an outline of the processing when the method of the present invention is carried out for the cases shown in FIGS. 1 and 2 will be described below with reference to FIGS. 4 and 5. .

【0026】図4はバッファメモリ領域Aへの書込に関
連した処理内容の概要を記したフローチャートである。
先ず、レーザセンサ3が起動され、カメラCから画像の
取り込みが開始される(ステップS1)。画像データ
は、画像の取り込み周期に対応した適当な周期で解析さ
れ、溶接線位置7を計算する元となるセンサデータが作
成・記憶される(ステップS2)。
FIG. 4 is a flow chart outlining the processing contents related to writing to the buffer memory area A.
First, the laser sensor 3 is activated, and the capturing of an image from the camera C is started (step S1). The image data is analyzed at an appropriate cycle corresponding to the image capturing cycle, and sensor data which is a source for calculating the welding line position 7 is created and stored (step S2).

【0027】そして、一層目の溶接の完了していないこ
とを確認し(ステップS3)、更に付加軸の移動量をチ
ェックする(ステップS4)。付加軸の移動量が設定値
θadを越えていない限り、ステップS2へ戻りセンサデ
ータの作成・記憶を繰り返して実行する。
Then, it is confirmed that the welding of the first layer is not completed (step S3), and the moving amount of the additional axis is further checked (step S4). Unless the amount of movement of the additional axis exceeds the set value θad, the process returns to step S2 and the generation / storage of sensor data is repeated.

【0028】ステップS4で、付加軸の移動量が設定値
θadを越えたと判断されたならば、その間に作成された
センサデーダと対応するロボット位置のデータに基づい
て溶接線の位置ずれ量(プログラムで指定されているポ
イントからのずれ量)を表わす位置補正用データを作成
し、不揮発性メモリ14内のバッファメモリ領域Aに書
き込む(ステップS5)。
If it is determined in step S4 that the amount of movement of the additional axis exceeds the set value θad, the amount of positional deviation of the welding line (by the program, based on the data of the robot position corresponding to the sensor data created during that time). Position correction data representing the amount of deviation from the designated point) is created and written in the buffer memory area A in the nonvolatile memory 14 (step S5).

【0029】なお、ここでバッファメモリ領域Aに書き
込まれたデータは、該データの取り込み時のロボット位
置よりも先行したセンシング位置における溶接線の位置
ずれを表わしているから、このデータが実際に使用され
る時点における付加軸の移動量はθadとは異なる。ロボ
ットのツール先端点位置とセンシング位置との間をロボ
ットが移動する間の付加軸の移動量をΔθadとすれば、
データ使用時点における付加軸移動量はθad+Δθadと
なる。
Since the data written in the buffer memory area A here represents the positional deviation of the welding line at the sensing position preceding the robot position at the time of fetching the data, this data is actually used. The amount of movement of the additional axis at the time of is different from θad. If the amount of movement of the additional axis while the robot moves between the tool tip point position and the sensing position of the robot is Δθad,
The additional axis movement amount at the time of using the data is θad + Δθad.

【0030】以下、上記ステップS2〜S5の処理は、
一層目の溶接が終了するまで繰り返される。二層目以降
の溶接時にはレーザセンサ3によるセンシングが行なわ
ないので、一層目の溶接が終了したならば、ステップS
3からステップS6へ進み、レーザセンサ3を消勢して
処理を終了する。
The steps S2 to S5 are as follows.
It is repeated until the welding of the first layer is completed. Since the laser sensor 3 does not perform the welding during the welding of the second and subsequent layers, if the welding of the first layer is completed, step S
From 3 to step S6, the laser sensor 3 is deenergized and the process ends.

【0031】次に、図5のフローチャートは、上記図4
のフローチャートに記した処理と並行して実行される処
理の概要を示したものである。先ず、ステップT1で一
ポイント分のプログラムデータが読み込まれ、それが多
層盛溶接実行区間の移動に関するものであるか否かが判
断される(ステップT2)。更に、多層盛溶接実行区間
の移動に関するものであった場合には、一層目の溶接に
係るものであるか否かあるか否かが判断される(ステッ
プT3)。
Next, the flow chart of FIG. 5 is the same as that of FIG.
7 is an outline of a process executed in parallel with the process described in the flowchart of FIG. First, in step T1, one point of program data is read, and it is judged whether or not it is related to the movement of the multi-layer welding execution section (step T2). Further, if it is related to the movement of the multi-layer welding execution section, it is determined whether or not it is related to the welding of the first layer (step T3).

【0032】ステップT3,T4でいずれもイエスの判
断がなされた場合には、その時点における付加軸の移動
量(第1回目は適当な基準位置、例えばレーザセンサ起
動時点の付加軸位置、から測るものとする。)をチェッ
クする(ステップT4)。前回の読み出し時点から測っ
て付加軸の移動量が設定値θadを越えていれば、上記図
4のフローチャート中ステップS5でバッファメモリ領
域Aに書き込まれた位置補正用データを読み出す(ステ
ップT5)。
If YES is determined in steps T3 and T4, the moving amount of the additional axis at that time (the first time is measured from an appropriate reference position, for example, the additional axis position when the laser sensor is activated). Check) (step T4). If the amount of movement of the additional axis exceeds the set value θad measured from the previous reading time, the position correction data written in the buffer memory area A in step S5 in the flowchart of FIG. 4 is read (step T5).

【0033】なお、付加軸の移動量をバッファメモリ領
域Aへの書込時点から測れば、ステップT4における判
断基準とされる移動距離はθadではなく、これに前出の
Δθadを加えたθad+Δθadとなる。
If the amount of movement of the additional axis is measured from the time of writing in the buffer memory area A, the movement distance used as the judgment reference in step T4 is not θad, but θad + Δθad obtained by adding Δθad to the above. Become.

【0034】続くステップT6では読み出された位置補
正用データを用いて、ロボットの移動目標位置が補正さ
れる(ステップT6)。ステップT4で前回の読み出し
時点から測って付加軸の移動量が設定値θadを越えてい
ない場合には、直接ステップT6へ進み、バッファメモ
リ領域Aから前回読み出されたデータに基づいてロボッ
トの移動目標位置が補正される。
At the subsequent step T6, the movement target position of the robot is corrected using the read position correction data (step T6). If the movement amount of the additional axis measured at the time of the previous reading does not exceed the set value θad at step T4, the process directly proceeds to step T6, and the robot movement is performed based on the data previously read from the buffer memory area A. The target position is corrected.

【0035】これにより、第一層目の溶接時のトラッキ
ング移動の準備が整う。次いで、位置補正に使用された
位置補正用データを今度は、バッファメモリ領域Bに書
き込む(ステップT7)。
As a result, the preparation for the tracking movement at the time of welding the first layer is completed. Next, the position correction data used for position correction is written in the buffer memory area B this time (step T7).

【0036】次いで、ステップT6で補正された補正量
から、逆変換の演算により各軸の移動量が求めて分配パ
ルスを計算し、これを各軸のサーボ制御部へ送る(ステ
ップT11)。続くステップT12で一ポイント分のプ
ログラム実行終了の可否を判断し、未終了であればステ
ップT3へ戻り、上記処理サイクルを再度実行する。も
し、ステップT12の判断がイエスであれば、更に、プ
ログラム自体の終了を確認し(ステップT13)、未終
了であればステップT1まで戻って上記処理サイクルを
再度実行する。
Then, from the correction amount corrected in step T6, the moving amount of each axis is obtained by the calculation of the inverse conversion to calculate the distribution pulse, and this is sent to the servo control section of each axis (step T11). In the following step T12, it is judged whether or not the program execution for one point can be ended. If the determination in step T12 is YES, the end of the program itself is further confirmed (step T13). If not completed, the process returns to step T1 and the above processing cycle is executed again.

【0037】一層目の溶接が終了すると、ステップT3
でノーの判断がなされ、位置補正用データを用いたトラ
ッキング移動制御に移行する。先ずステップT8で、バ
ッファメモリ領域Bの前回の読み出し時点から測ってバ
ファ付加軸の移動量が設定値θadを越えていれば、一層
目で作成された位置補正用データをバッファメモリ領域
Bから読み出す(ステップT9)。
When the welding of the first layer is completed, step T3
Then, a negative determination is made, and the control shifts to tracking movement control using the position correction data. First, at step T8, if the amount of movement of the buffer additional axis measured from the previous reading time of the buffer memory area B exceeds the set value θad, the position correction data created in the first layer is read from the buffer memory area B. (Step T9).

【0038】そして、読み出された位置補正用データを
用いて、ロボットの移動目標位置を補正する(ステップ
T10)。また、ステップT8で前回のバッファメモリ
領域Bからの読み出し時点から測って付加軸の移動量が
設定値θadを越えていない場合には、直接ステップT1
0へ進み、バッファメモリ領域Bから前回読み出された
データに基づいてロボットの移動目標位置が補正され
る。
Then, the movement target position of the robot is corrected using the read position correction data (step T10). If the additional axis movement amount does not exceed the set value θad measured at the time of the previous reading from the buffer memory area B in step T8, the direct step T1 is performed.
The process proceeds to 0, and the movement target position of the robot is corrected based on the data previously read from the buffer memory area B.

【0039】これにより、第二層目の溶接時のトラッキ
ング移動の準備が整う。次いで、ステップT10で補正
された補正量から、逆変換の演算により各軸の移動量を
求めて分配パルスを計算し、各軸のサーボ制御部へ送る
(ステップT11)。
As a result, the preparation for the tracking movement at the time of welding the second layer is completed. Then, from the correction amount corrected in step T10, the moving amount of each axis is obtained by the calculation of the inverse conversion, the distribution pulse is calculated, and the pulse is sent to the servo control section of each axis (step T11).

【0040】以下、同様の処理が繰り返されて実行され
るべきプログラムの命令をすべて終了したと判断された
時点で(ステップT13)、全処理を終了する。なお、
多層盛実行区間の移動以外のプログラム命令(例えば、
エアカット点からのワークへのアプローチの為の各軸移
動)が読み込まれた場合には、ステップT2からステッ
プT11へ直行し、分配パルスを計算して各軸のサーボ
制御部へ送る処理が実行される)。従って、この場合に
はトラッキング制御は行なわれない。そして、再び、多
層盛溶接区間のプログラムデータが読み込まれた場合に
は、ステップT2でイエスの判断が出され、トラッキン
グ制御が再開され一層目または二層目以降の溶接が上記
説明した処理に基づいて実行される。
Thereafter, the same processing is repeated, and when it is determined that all the instructions of the program to be executed are completed (step T13), all the processing is ended. In addition,
Program commands other than movement of the multi-layer execution section (for example,
When each axis movement for approaching the work from the air cut point) is read, the process goes directly from step T2 to step T11 to calculate the distribution pulse and send it to the servo control section of each axis. Be done). Therefore, in this case, tracking control is not performed. Then, when the program data of the multi-pass welding section is read again, a yes determination is made in step T2, the tracking control is restarted, and the welding of the first layer or the second and subsequent layers is performed based on the processing described above. Is executed.

【0041】なお、上記説明した処理では(図4、図5
のフローチャート)、処理を簡潔なものとする為に、バ
ッファメモリ領域Aへの書込周期、バッファメモリ領域
Aからの読み出し周期、バッファメモリ領域Bへの書込
周期並びにバッファメモリ領域Bからの読み出し周期を
すべて共通の値(θad)としたが、これらは必ずしも一
致させる必要はない。
In the process described above (see FIGS. 4 and 5)
Of the buffer memory area A, a read cycle from the buffer memory area A, a write cycle to the buffer memory area B, and a read from the buffer memory area B in order to simplify the processing. Although all the cycles have a common value (θad), these do not necessarily have to match.

【0042】例えば、第一層目の溶接実行時に前記セン
サデータに基づいて作成される位置補正用データの作成
周期は、該データ作成に関してθadとは別に予め設定さ
れた値θad' (≠θad)とすることが出来る。
For example, the creation cycle of the position correction data created on the basis of the sensor data at the time of executing the welding of the first layer is a value θad ′ (≠ θad) preset in addition to θad for the data creation. Can be

【0043】また、位置補正に使用されたバッファメモ
リ領域Aからの読み出しデータをバッファメモリ領域B
に書き込む場合、なんらかの加工(例えば、サンプリン
グ処理など)を施すことも本願発明の技術思想から逸脱
するものではない。
The read data from the buffer memory area A used for position correction is transferred to the buffer memory area B.
In the case of writing in, it is not deviated from the technical idea of the present invention to perform some processing (for example, sampling processing).

【0044】ここで説明した実施例においては、円筒形
のワークWの全周に亙って溶接を実行する場合について
説明したが、ワークWは必ずしも円筒形でなくとも良
く、また、全周の一部について多層盛溶接が実行される
場合にも、本願発明を適用することが可能である。使用
するレーザセンサについても、CCDカメラ使用型のも
のでなく、一次元光センサ(一次元PSD、ラインセン
サなど)を使用した型のものを使用しても、上記実施例
に若干の変更を加えるのみで本願発明を適用することが
出来る。
In the embodiment described here, the case where welding is carried out over the entire circumference of the cylindrical work W has been described, but the work W does not necessarily have to be cylindrical, and the work W does not have to have the entire circumference. The present invention can also be applied to the case where the multi-layer welding is performed on a part of the surface. The laser sensor to be used is not limited to the CCD camera type, but a type using a one-dimensional optical sensor (one-dimensional PSD, line sensor, etc.) may be used, but the above embodiment is slightly modified. The present invention can be applied only by this.

【0045】[0045]

【発明の効果】ロボットに支持された溶接トーチの先端
点を固定した形式で、ロボットの付加軸で回転させた溶
接作業対象ワークの外周に沿った多層盛溶接を実行する
際に、ロボットに溶接線追従動作を行わせることが可能
になった。従って、本願発明を上記型の溶接作業に適用
することにより、従来に比べて質の高い溶接を行なうこ
とが出来るようになった。
The welding torch supported by the robot is fixed to the robot when performing the multi-layer welding along the outer periphery of the workpiece to be welded by rotating the additional axis of the robot in a fixed form. It has become possible to perform line following operation. Therefore, by applying the invention of the present application to the welding work of the above-described mold, it becomes possible to perform welding of higher quality than the conventional one.

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

【図1】本願発明を全体が円筒形をなすワークの周方向
に沿った溶接に適用する際の配置の概要を表わした見取
図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of arrangement when the present invention is applied to welding along a circumferential direction of a work having an overall cylindrical shape.

【図2】図1におけるロボット1のアーム先端部Aをワ
ークWの溶接線周辺部とともに拡大描示した見取図であ
る。
FIG. 2 is an enlarged schematic view of an arm tip portion A of the robot 1 in FIG. 1 together with a peripheral portion of a welding line of a work W.

【図3】図1及び図2に示した配置に対応したシステム
構成の概要を要部ブロック図で例示したものである。
FIG. 3 is a block diagram showing an outline of a system configuration corresponding to the arrangements shown in FIGS. 1 and 2.

【図4】本実施例におけるバッファメモリ領域Aへの書
込に関連した処理の概要を記したフローチャートであ
る。
FIG. 4 is a flowchart outlining a process related to writing to a buffer memory area A in this embodiment.

【図5】本実施例において、図4のフローチャートに記
した処理並行的に実行される処理の概要を記したフロー
チャートである。
5 is a flowchart showing an outline of processing executed in parallel with the processing shown in the flowchart of FIG. 4 in the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ロボット本体 2 溶接トーチ 3 レーザセンサ 4 溶接点(溶接トーチ先端点、ツール先端点) 5 光点軌跡 6 溶接線 7 検出点(光点軌跡屈曲点) 8 形成済みの溶接ビード 10 ロボット制御装置 11 中央演算処理装置(CPU) 12 メモリ(ROM) 13 メモリ(RAM) 14 不揮発性メモリ 15 汎用インターフェイス 16 フレームメモリ 17 画像処理プロセッサ 18 LCD 19 教示操作盤 21 ロボット軸制御部 22 サーボ回路 23 バス 30 電源部 40 ガスボンベ 50 溶接ワイヤ容器 A ロボットアーム先端部 AR 溶接対象ワークWの回転方向 AX 溶接対象ワークWの回転軸 LB 走査レーザビーム M 付加軸として制御されるモータ RL 溶接対象ワークを載置するローラ W 溶接対象ワーク W’ リング状部材 1 Robot main body 2 Welding torch 3 Laser sensor 4 Welding point (welding torch tip point, tool tip point) 5 Light spot locus 6 Welding line 7 Detection point (light spot locus bending point) 8 Weld bead 10 Robot controller 11 Central processing unit (CPU) 12 Memory (ROM) 13 Memory (RAM) 14 Nonvolatile memory 15 General-purpose interface 16 Frame memory 17 Image processor 18 LCD 19 Teaching operation panel 21 Robot axis control unit 22 Servo circuit 23 Bus 30 Power supply unit 40 Gas cylinder 50 Welding wire container A Robot arm tip part AR Direction of rotation of workpiece W to be welded AX Rotation axis of workpiece W to be welded LB Scanning laser beam M Motor controlled as an additional axis RL Roller W to mount workpiece to be welded Target work W'ring member

Claims (3)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】 ロボット制御装置と、該ロボット制御装
    置によって制御されるロボットと、該ロボットに支持さ
    れた溶接トーチと、前記ロボット制御装置によって制御
    される付加軸によって駆動される溶接対象ワーク回転手
    段と、前記溶接対象ワーク上の溶接線の位置を検出する
    レーザセンサを含む溶接ロボットシステムを用いた多層
    盛溶接の為のトラッキング制御方法であって、 第一層目の溶接実行時に、前記レーザセンサによって得
    られるセンサデータに基づいて作成された位置補正用デ
    ータを用いてロボット位置を補正する一方、これと並行
    して、予め設定された前記付加軸の移動量θadに基づい
    て定められたタイミングで前記位置補正用データに相当
    するデータを第二層目以降の溶接実行時のトラッキング
    の為に前記ロボット制御装置を含む溶接ロボットシステ
    ム内に設定された所定のバッファメモリ領域に逐次書き
    込むとともに、 第二層目以降の溶接実行時には、前記所定のバッファメ
    モリ領域に逐次書き込まれたデータを前記予め設定され
    た前記付加軸の移動量θadに基づいて定められたタイミ
    ングで逐次読み出し、該読み出されたデータに基づいて
    ロボット位置を補正するようにした、前記多層盛溶接の
    為のトラッキング制御方法。
    1. A robot control device, a robot controlled by the robot control device, a welding torch supported by the robot, and a welding target work rotating means driven by an additional axis controlled by the robot control device. And a tracking control method for multi-layer welding using a welding robot system including a laser sensor that detects the position of a welding line on the workpiece to be welded, wherein the laser sensor While correcting the robot position using the position correction data created based on the sensor data obtained by the above, in parallel with this, at the timing determined based on the preset movement amount θad of the additional axis. The robot controller for tracking the data corresponding to the position correction data when performing the welding of the second and subsequent layers. Including the sequential writing in a predetermined buffer memory area set in the welding robot system, and at the time of executing the second and subsequent layers of welding, the data sequentially written in the predetermined buffer memory area is added to the preset additional axis. Of the tracking control method for the multi-layer welding, wherein the robot position is sequentially read based on the read data and the robot position is corrected based on the read data.
  2. 【請求項2】 第一層目の溶接実行時に前記センサデー
    タに基づいて作成される前記位置補正用データの作成タ
    イミングが、前記予め設定された前記付加軸の移動量θ
    adに基づいて定められるようにした、請求項1に記載さ
    れた多層盛溶接の為のトラッキング制御方法。
    2. The timing for creating the position correction data created on the basis of the sensor data at the time of executing the welding of the first layer is based on the preset movement amount θ of the additional axis.
    The tracking control method for multilayer welding according to claim 1, wherein the tracking control method is defined based on ad.
  3. 【請求項3】 第一層目の溶接実行時に前記センサデー
    タに基づいて作成される前記位置補正用データの作成タ
    イミングが、該データ作成に関して予め設定された前記
    付加軸の移動量θad' (≠θad)に基づいて定められる
    ようにした、請求項1に記載された多層盛溶接の為のト
    ラッキング制御方法。
    3. The position of the position correction data created based on the sensor data at the time of executing the welding of the first layer is based on a preset movement amount θad ′ (≠ The tracking control method for multi-layer welding according to claim 1, wherein the tracking control method is defined based on θad).
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997038819A1 (en) * 1996-04-12 1997-10-23 Fanuc Ltd Control method in multi-layer sequence welding
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