JPS5839030B2 - Teaching device for automatic welding equipment - Google Patents

Teaching device for automatic welding equipment

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Publication number
JPS5839030B2
JPS5839030B2 JP53071883A JP7188378A JPS5839030B2 JP S5839030 B2 JPS5839030 B2 JP S5839030B2 JP 53071883 A JP53071883 A JP 53071883A JP 7188378 A JP7188378 A JP 7188378A JP S5839030 B2 JPS5839030 B2 JP S5839030B2
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JP
Japan
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welding
torch
workpiece
point
electrode
Prior art date
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Application number
JP53071883A
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Japanese (ja)
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JPS54162649A (en
Inventor
敬一 宝角
雅夫 上田
勇二 西開地
裕敏 山本
達也 三浦
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Shinmaywa Industries Ltd
Original Assignee
Shin Meiva Industry Ltd
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Publication date
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Priority to US05/927,950 priority patent/US4249062A/en
Priority to DE2847169A priority patent/DE2847169C2/en
Priority to GB7842413A priority patent/GB2027937B/en
Priority to FR7830773A priority patent/FR2419133A1/en
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Publication of JPS5839030B2 publication Critical patent/JPS5839030B2/en
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は自動溶接装置のティーチング装置に関し、特
に溶接トーチを溶接線検知器(センサ)として使用する
ような自動溶接装置のティーチング装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a teaching device for an automatic welding device, and more particularly to a teaching device for an automatic welding device that uses a welding torch as a weld line detector (sensor).

記憶装置に記憶した位置情報および制御情報にしたがっ
て溶接トーチとワークピース(以下単にワークと称す)
とを相互に空間に位置制御して、プログラムにより自動
的に溶接を行うようにしたプレイパック力式の自動溶接
装置がよく知られている。
Welding torch and workpiece (hereinafter simply referred to as workpiece) according to the position information and control information stored in the storage device
A playpack force-type automatic welding device is well known in which the positions of the welding device and the welding device are mutually controlled in space to automatically perform welding according to a program.

そして、溶接トーチをワークの溶接線に倣わせるために
、センサを使用することが知られている。
It is known that a sensor is used to cause the welding torch to follow the welding line of the workpiece.

しかしながら、従来は、溶接線を検出するためのセンサ
はトーチとは個別にかつトーチの近傍に取付けていたた
め、トーチ周りの形状寸法が大きくなる。
However, conventionally, a sensor for detecting a weld line has been attached separately from the torch and in the vicinity of the torch, resulting in a large size around the torch.

そのため、狭いワークの奥などにはトーチすなわちセン
サが入り込めなかったり、溶接線の開先寸法の小さい場
合にはセンサが有効に作用しない。
Therefore, if the torch or sensor cannot enter the deep part of a narrow workpiece, or if the welding line has a small groove size, the sensor will not work effectively.

またその構造が複雑でかつ高価になるなど種々の問題点
があった。
In addition, there were various problems such as the structure being complicated and expensive.

そこで、本発明者らは、先にトーチ自身をセンサとして
作用させる極めて優れた自動溶接装置を提案した。
Therefore, the present inventors have previously proposed an extremely superior automatic welding device in which the torch itself acts as a sensor.

そこで、この発明では、このような改良された自動溶接
装置において、溶接線の始点、終点をティーチングする
ようにしたティーチング装置を提供する。
Therefore, the present invention provides a teaching device for teaching the starting point and ending point of a welding line in such an improved automatic welding device.

この発明の詳細な説明する前にこの発明の構成を第8図
に基づいて説明する。
Before describing the present invention in detail, the configuration of the present invention will be explained based on FIG. 8.

電極を有する溶接トーチは溶接トーチ保持手段によって
保持される。
A welding torch with an electrode is held by a welding torch holding means.

また、溶接線を有するワークピースはワークピース取付
具によって固定される。
Also, the workpiece with the weld line is secured by the workpiece fixture.

溶接トーチ保持手段とワークピース取付具とは、支持手
段によって支持される。
The welding torch holding means and workpiece fixture are supported by support means.

この支持手段は、溶接トーチとワークピースとの相互位
置関係の調整を可能にするために、溶接トーチ保持手段
とワークピース取付具との少なくとも一方を可動的に支
持する。
The support means movably supports at least one of the welding torch holding means and the workpiece fixture to enable adjustment of the relative position of the welding torch and workpiece.

この支持手段に関連して変位機構が設けられる。A displacement mechanism is provided in conjunction with this support means.

この変位機構は、支持手段の可動部分を変位させて溶接
トーチとワークピースとの相互位置関係を変化させる。
The displacement mechanism displaces the movable part of the support means to change the relative position of the welding torch and workpiece.

また、溶接トーチの電極に電圧を供給するための電圧供
給手段が設けられる。
Also provided is voltage supply means for supplying voltage to the electrodes of the welding torch.

そして、溶接トーチの電極の通電状態を検出する通電状
態検出手段が設けられる。
Further, energization state detection means is provided for detecting the energization state of the electrode of the welding torch.

さらに、センシングを行なうためのセンシング手段が設
けられる。
Furthermore, sensing means for sensing is provided.

このセンシング手段は、ワークピースの自動溶接を行な
う前に所定の溶接点位置をセンシングするためのもので
あり、次のような機能手段を含む。
This sensing means is for sensing the position of a predetermined welding point before automatically welding a workpiece, and includes the following functional means.

すなわち、センシング手段は、ワークピースの溶接線を
横切る複数の点位置において溶接トーチの電極とワーク
ピースとを近接させるために変位機構に所定の移動指令
を付与する移動指令付与手段を含む。
That is, the sensing means includes a movement command giving means that gives a predetermined movement command to the displacement mechanism in order to bring the electrode of the welding torch and the workpiece closer to each other at a plurality of point positions crossing the welding line of the workpiece.

また、センシング手段は、上記複数の点位置において通
電状態検出手段の出力に応答して、そのときの溶接トー
チとワークピースとの相互位置を表わすデータを発生す
る点位置データ発生手段を含む。
Further, the sensing means includes point position data generating means for generating data representing the mutual positions of the welding torch and the workpiece at that time in response to the output of the energization state detecting means at the plurality of point positions.

さらに、センシング手段は、点位置データ発生手段から
発生された上記複数の点位置におけるデータに基づいて
、上記所定の溶接点位置を演算する演算手段を含む。
Further, the sensing means includes calculation means for calculating the predetermined welding point position based on the data at the plurality of point positions generated by the point position data generation means.

この発明の上述の目的およびその他の目的と特徴は図面
を参照して行う以下の詳細な説明から一層明らかとなろ
う。
The above objects and other objects and features of the invention will become more apparent from the following detailed description with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例の自動溶接装置を示す全体
斜視図である。
FIG. 1 is an overall perspective view showing an automatic welding apparatus according to an embodiment of the present invention.

第1図において、この自動溶接装置100は、ワークW
(図示せず)の取付は具105を左右2前後方向に移動
ないし水平軸Hまわりに回転できるように、トーチ10
9の取付は具108を上下刃向に移動ないし垂直軸りま
わりに回転できるように、それぞれ構成され、ワークW
およびトーチ109の移動および回転位置を自動制御す
るための汎用電算機を含めた制御箱400が設けられる
In FIG. 1, this automatic welding apparatus 100 includes a work W
(not shown) is mounted on the torch 105 so that the tool 105 can be moved left and right, forward and backward, or rotated around the horizontal axis H.
The attachments 9 are configured so that the tool 108 can be moved in the vertical direction or rotated around the vertical axis, and the workpiece W
A control box 400 including a general-purpose computer for automatically controlling the movement and rotational position of the torch 109 is provided.

より詳細に説明しよう。平面り字形の床板101の一方
辺には第1枠体102が固設される。
Let me explain in more detail. A first frame 102 is fixedly installed on one side of the floor plate 101 having a planar shape.

この枠体102の上部には、左右力向(図におけるX軸
力向)に移動可能な台車103が設けられる。
A cart 103 that is movable in the left-right force direction (X-axis force direction in the figure) is provided on the upper part of the frame 102.

この台車103の動力手段は(図示しないが)この実施
例では公知の減速機付のブレーキ付モータであり、動力
伝達手段は(図示しないが)公知のポールナツトとねじ
棒との係合手段(いわゆるボールスクリュー)である。
The power means (not shown) for this truck 103 is a known motor with a brake equipped with a speed reducer in this embodiment, and the power transmission means (not shown) is a known means for engaging a pole nut and a threaded rod (so-called ball screw).

また、台車103の上部には、前後方向(図におけるY
軸方向)に移動可能な第2枠体104が設けられる。
In addition, the upper part of the trolley 103 is
A second frame 104 is provided that is movable in the axial direction.

この枠体104の動力手段および動力伝達手段も、図示
しないが、同様の減速機付のブレーキ付モータおよびボ
ールスクリューである。
The power means and power transmission means of this frame 104 are also a similar motor with a brake and a ball screw, although not shown.

前記枠体104の前部には、図におけるθ軸方向に回転
可能なワーク取付は具105が設けられる。
A workpiece mounting tool 105 is provided at the front of the frame 104 and is rotatable in the θ-axis direction in the figure.

このワーク取付は具105の動力手段も、図示しないが
、公知の減速機付のブレーキ付モータである。
Although not shown, the power means of the tool 105 for mounting the workpiece is a known motor with a brake and a reduction gear.

前記床板101の他方辺端部には、第3枠体106が立
設される。
A third frame 106 is erected at the other end of the floorboard 101 .

この枠体106には、上下方向(図におけるX軸力向)
に移動可能な腕107が設けられる。
This frame body 106 has a vertical direction (X-axis force direction in the figure).
A movable arm 107 is provided.

この腕107の動力手段および動力伝達手段も、図示し
ないが、同様の減速機付のブレーキ付モータおよびボー
ルスクリューである。
The power means and power transmission means of this arm 107 are also a similar motor with a brake and a ball screw, although not shown.

そして、腕107の先端部には垂直軸りまわり(図にお
けるΦ軸方向)に回転可能なトーチ109の取付は具1
08が設けられる。
A torch 109 is attached to the tip of the arm 107 and is rotatable around a vertical axis (Φ axis direction in the figure).
08 is provided.

このトーチ取付は具108の動力手段も、図示しないが
、公知の減速機付のブレーキ付モータである。
Although not shown, the power means of the tool 108 for attaching the torch is a known motor with a brake and a reduction gear.

また、トーチ109の取付は位置は、該トーチ109の
中心線延長上の溶接点WPが、前記垂直軸り上に一致す
るように構成され、さらにその取付は角は、実施する溶
接態様(突合せ溶接あるいはすみ肉溶接等)や被加工物
の形状に応じて最適に選ばれるものとする。
Further, the mounting position of the torch 109 is configured such that the welding point WP on the extension of the center line of the torch 109 coincides with the above-mentioned vertical axis. (welding or fillet welding, etc.) and the shape of the workpiece.

なお、上記床板101.枠体102゜台車103.第2
枠体104.第3枠体106および腕107で支持手段
の一例を構成している。
Note that the floor plate 101. Frame 102° Cart 103. Second
Frame body 104. The third frame 106 and the arm 107 constitute an example of support means.

また、各支持手段に関連して設けられる上記動力手段お
よび動力伝達手段で変位機構の一例を構成している。
Further, the power means and power transmission means provided in association with each support means constitute an example of a displacement mechanism.

また、前記トーチ109には電源装置200から電流が
与えられる。
Further, a current is applied to the torch 109 from a power supply device 200.

前記各部の動力手段(減速機付のブレーキ付モータ)の
正転、逆転、移動速度および溶接電流等を、前記制御箱
400および溶接制御装置300でプログラムに従って
自動的に制御し、前記溶接点WPが被加工物W(図示せ
ず)の溶接線に沿うように、かつ溶接条件の最もよい姿
勢で自動溶接ができるように、2つの取付は具105お
よび108の相互位置を制御する。
The control box 400 and welding control device 300 automatically control the forward rotation, reverse rotation, moving speed, welding current, etc. of the power means (motor with brake with reducer) of each part according to the program, and control the welding point WP. The two attachments control the mutual positions of the tools 105 and 108 so that the welding line of the workpiece W (not shown) is aligned and automatic welding can be performed in the position with the best welding conditions.

そのためのプログラムを作成する目的ないし手動操作の
目的で、リモートコントロール(「リモコン」)パネル
500が設けられる。
A remote control ("remote control") panel 500 is provided for the purpose of programming or manual operation.

さらに、制御箱400は、後述する第5A図ないし第7
図に示すようなプログラムを記憶し、このプログラムに
沿ってこの実施例の特徴である溶接開始点位置および溶
接終点位置のセンシングおよびティーチング動作を行な
う。
Further, the control box 400 is configured as shown in FIGS. 5A to 7, which will be described later.
A program as shown in the figure is stored, and sensing and teaching operations for the welding start point position and welding end point position, which are the characteristics of this embodiment, are performed in accordance with this program.

したがって、制御箱400はセンシング手段の一例を構
成する。
Therefore, the control box 400 constitutes an example of sensing means.

なお、この実施例では、トーチ109の中心線延長上の
溶接点WPは、垂直軸り上に一致するように構成してい
るため、取付は具108のΦ軸力向回転に拘ず一定であ
り、同一溶接点に対するトーチ109の姿勢を取付は具
108の回転(Φ軸方向)によって任意に変えることが
できる。
In this embodiment, the welding point WP on the extension of the center line of the torch 109 is configured to coincide with the vertical axis, so the attachment remains constant regardless of the rotation of the tool 108 in the Φ-axis force direction. The attitude of the torch 109 with respect to the same welding point can be arbitrarily changed by rotating the attachment tool 108 (in the Φ-axis direction).

すなわち、この実施例は、5つの自由度を有する自動溶
接装置である。
That is, this embodiment is an automatic welding device with five degrees of freedom.

第2図は電極供給部を示す図解図である。FIG. 2 is an illustrative view showing the electrode supply section.

なお、この第2図の例では、ワークWは図示のようなす
み自溶接線WLを有するものとする。
In the example shown in FIG. 2, it is assumed that the workpiece W has a fillet weld line WL as shown.

トーチ109は前述のようにトーチ取付具108によっ
て軸りを中心として旋回自在に取付けられている。
As described above, the torch 109 is attached by the torch mount 108 so as to be freely pivotable about the axis.

そして、このトーチ109には、消耗電極供給手段20
1からの消耗電極が与えられる。
This torch 109 includes a consumable electrode supply means 20.
A consumable electrode from 1 is given.

消耗電極供給手段201は、たとえば第1図に示す電源
装置200に備えられ、消耗電極強制器202を含む。
The consumable electrode supply means 201 is provided, for example, in the power supply device 200 shown in FIG. 1, and includes a consumable electrode forcing device 202.

消耗電極強制器202は、たとえば消耗電極案内用可撓
管をループ状に形成したもので、この可撓管の中を通る
消耗電極に対して曲り方向の癖をつけようとするもので
ある。
The consumable electrode forcing device 202 is, for example, a flexible tube for guiding a consumable electrode formed into a loop shape, and is intended to give a bending direction to the consumable electrode passing through the flexible tube.

ただし、この強制器202は、たとえば案内ローラで消
耗電極を挾みそれによって直線状に癖つけするようなも
のであってもよい。
However, the force device 202 may be of a type that, for example, pinches the consumable electrode with guide rollers and thereby forces it into a straight line.

消耗電極供給手段201から供給される消耗電極には、
周知の電圧印加手段203からの電圧が印加される。
The consumable electrodes supplied from the consumable electrode supply means 201 include:
A voltage from well-known voltage application means 203 is applied.

電圧印加手段203は、切換スイッチ204によって、
溶接用電源205かあるいは検出用電源としての放電用
高圧電源206に選択接続される。
The voltage application means 203 is controlled by the changeover switch 204.
It is selectively connected to a welding power source 205 or a discharge high voltage power source 206 as a detection power source.

溶接用電源205は、周知の溶接のための電源であって
、比較的低電圧かつ大電流で、放電用高圧電源206は
比較的高圧(約100ないし2000V)かつ小電流で
ある。
The welding power source 205 is a well-known welding power source and has a relatively low voltage and large current, and the discharge high voltage power source 206 has a relatively high voltage (approximately 100 to 2000 V) and a small current.

また、溶接用電源205はワークWと直接に接続され、
放電用高圧電源206は通電状態検出手段の一例の電流
センサ207を介してワークWとそれぞれ接続される。
Further, the welding power source 205 is directly connected to the workpiece W,
The high-voltage power source 206 for discharging is connected to the workpiece W via a current sensor 207, which is an example of energization state detection means.

電流センサ207は、トーチ109の消耗電極とワーク
Wとの間に流れる電流値を検出するものであって、この
センサ207における電流値変化に伴う出力信号は、制
御箱400に与えられる。
The current sensor 207 detects the current value flowing between the consumable electrode of the torch 109 and the workpiece W, and an output signal accompanying a change in the current value in this sensor 207 is given to the control box 400.

さらに、前記切換スイッチ204は、通常はこの第2図
に示すように溶接用電源205側に切換えられているが
、制御箱400からの切換指令に応じて放電用高圧電源
206に切換えられるようにされている。
Further, the changeover switch 204 is normally switched to the welding power source 205 side as shown in FIG. has been done.

第3図および第4図はそれぞれこの発明が適用できるワ
ークWの形態を示す図解図である。
FIGS. 3 and 4 are illustrative views showing the form of a workpiece W to which the present invention is applicable.

すなわち、第3図はすみ肉溶接をする場合の例を示し、
第4図は開先を有する突合わせ溶接をする場合の例を示
す。
That is, FIG. 3 shows an example of fillet welding,
FIG. 4 shows an example of butt welding with a groove.

第5A図および第5B図はどの発明の一実施例の動作を
示すフロー図である。
FIGS. 5A and 5B are flow diagrams showing the operation of one embodiment of any invention.

以下にこの実施例の操作ないし動作について説明する。The operation or operation of this embodiment will be explained below.

動作に先立って、ティーチングのパターンについて説明
する。
Before the operation, the teaching pattern will be explained.

パターント・・このパターンはワークないし母材の精度
はよく出ているので、ティーチングモードのときだけ溶
接の始点および終点をセンシングする。
Pattern: This pattern shows the accuracy of the workpiece or base material, so the welding start and end points are sensed only in teaching mode.

後はワークを取換えても同じ位置情報でよい。パターン
2・・・このパターンは母材の精度がパターン1の場合
よりも悪くセンシング動作もティーチングしなければな
らないが、そのずれが平行移動だけですむような場合で
あって、溶接の始点のセンシングだけでよい。
After that, the same position information can be used even if the workpiece is replaced. Pattern 2: In this pattern, the accuracy of the base metal is worse than in pattern 1, and the sensing operation must be taught, but the deviation is only a parallel movement, and only sensing at the welding start point is required. That's fine.

パターン3・・・パターン2の場合で溶接線が平行以外
にずれるため、溶接の始点も終点もセンシング動作が必
要である。
Pattern 3: In the case of pattern 2, the welding lines are deviated from being parallel, so sensing operations are required at both the welding start and end points.

まず、制御箱400内にある図示しないコンピュータを
ティーチングモードとし、かつリモコンパネル500の
図示しない操作ボタンを操作して、公知のプレイバック
方式で、溶接トーチ109をセンシングする近傍(この
場合は溶接の始点の近傍)まで手動で移動制御する。
First, a computer (not shown) in the control box 400 is put into a teaching mode, and an operation button (not shown) on the remote control panel 500 is operated to sense the welding torch 109 (in this case, welding) using a known playback method. Manually control movement to (near the starting point).

そして、たとえば制御箱400に設けられたパターン選
択スイッチによって、ワークが先に述べたパターン1な
いしパターン3のいずれに該当するかを入力する。
Then, by using a pattern selection switch provided in the control box 400, for example, it is input which of the above-mentioned patterns 1 to 3 the work corresponds to.

それとともに、ティーチングすべき母材の種類がA(た
とえば第3図に示すようなすみ肉溶接の場合)かB(た
とえば第4図に示す突合わせ溶接の場合)かを入力する
At the same time, it is input whether the type of base material to be taught is A (for example, in the case of fillet welding as shown in FIG. 3) or B (for example, in the case of butt welding as shown in FIG. 4).

そして、センシング指令を与える。応じて、コンピュー
タは、パターンが1であるか2であるかまたは3である
かを判断する。
Then, a sensing command is given. Accordingly, the computer determines whether the pattern is 1, 2, or 3.

パターン1であれば、続いて母材の種類はAであるかB
であるかを判断する。
If it is pattern 1, then the type of base material is A or B.
Determine whether

パターンの種類が1以外すなわち2および3であれば、
そのときの最初の位置情報として前記近傍位置を記憶さ
せてから母材の種類を判断する。
If the pattern type is other than 1, that is, 2 and 3,
The type of base material is determined after storing the neighboring position as initial position information at that time.

母材の種類がAであれば、続いて、センシングAのサブ
ルーチンに入り、母材の種類がBであればセンシングB
のサブルーチンに入る。
If the base material type is A, then the sensing A subroutine is entered, and if the base material type is B, the sensing B subroutine is entered.
enters the subroutine.

ここで第3図および第6図を参照して母材の種類がAで
ある場合のセンシング動作について説明する。
Here, the sensing operation when the base material type is A will be described with reference to FIGS. 3 and 6.

このルーチンに入ると、まず、コンピュータにインプッ
トしてあったシステムプログラムによって、切換スイッ
チ204に対する指令が出力され、それによりスイッチ
204は切換わる。
When this routine is entered, first, the system program input to the computer outputs a command to the changeover switch 204, thereby causing the switch 204 to change over.

また同様にシステムプログラムにより、Z軸を下げる指
令、すなわちトーチ109を下降すべき指令が出力し、
トーチ109は降下する。
Similarly, the system program outputs a command to lower the Z axis, that is, a command to lower the torch 109.
Torch 109 descends.

そしてトーチ109の電極とワークWとの間には、電源
206によって高圧が印加している故、トーチ109の
電極先端が点P2(ワークWと電極先端の距離が最大約
2間)の位置で両者間にスパークが飛ぶ。
Since high voltage is applied between the electrode of the torch 109 and the workpiece W by the power supply 206, the tip of the electrode of the torch 109 is at a position P2 (the distance between the workpiece W and the tip of the electrode is about 2 mm at maximum). Sparks fly between the two.

かくしてセンサ207がこの電流を検出し、その信号に
より、そのときの位置P2の位置情報のうちZsを取り
込み、この値とこのステップにおける指令情報のうちZ
2との差JZをコンピュータが演算する。
In this way, the sensor 207 detects this current, receives Zs from the position information of the position P2 at that time, and uses this value and Zs from the command information at this step.
The computer calculates the difference JZ from 2.

同時にシステムプログラムにより、トーチ109をある
一定量(1〜27nO上昇させ、点P3に至る。
At the same time, the system program raises the torch 109 by a certain amount (1 to 27 nO) to reach point P3.

そして、コンピュータはΦ軸の角度がΦ1であることお
よびXlとX2との差から、次のセンシング力向Xおよ
び向き(第3図において右向き)を判定し、その向きに
ワークWを移動させるべき指令が出力され、ワークWは
右行する。
Then, the computer determines the next sensing force direction X and direction (towards the right in Fig. 3) from the fact that the angle of the Φ axis is Φ1 and the difference between Xl and X2, and the workpiece W should be moved in that direction. A command is output, and the workpiece W moves to the right.

前述と同様にして、電極とワークWとの間が接近し、点
P4においてスパークが飛び、そのときのP4のX方向
位置Xsと指令X2との差JXを演算する。
In the same manner as described above, when the electrode and the workpiece W approach each other and a spark flies at the point P4, the difference JX between the X-direction position Xs of P4 at that time and the command X2 is calculated.

そしてワークWをある一定量だけ戻し、点P5に至る。Then, the workpiece W is returned by a certain amount to reach a point P5.

かくしてセンシング完了を判断し、その情報により、先
のスイッチ204に対する指令が消去され、スイッチ2
04は元に戻り、溶接用電源205側に切換わる。
In this way, it is determined that sensing is complete, and based on that information, the previous command to switch 204 is erased, and switch 2
04 returns to its original state and switches to the welding power source 205 side.

さらに、ここで第4図および第7図を参照して母材の種
類がBの場合のセンシング動作について説明する。
Furthermore, the sensing operation when the base material type is B will be described with reference to FIGS. 4 and 7.

この実施例は、第3図および第6図の例とは異なり、溶
接線WLを構成する2側面のなす角(開先角)があらか
じめ判明していない場合に適用しうるものである。
This embodiment is different from the examples shown in FIGS. 3 and 6 and can be applied when the angle (bevel angle) formed by the two side surfaces forming the weld line WL is not known in advance.

そして、この実施例のX軸方向溶接線WLは、開先を有
する突合せ溶接線であり、これを下向溶接せんとするも
のであり、トーチ109は垂直の姿勢を保つ。
The welding line WL in the X-axis direction in this embodiment is a butt welding line having a groove, which is intended to be welded downward, and the torch 109 maintains a vertical posture.

まず切換スイッチ204に対する指令が出力され、それ
によりスイッチ204は高圧用電源206側に切換わり
、トーチ109の電極とワークWとの間に高電圧が印加
される。
First, a command is output to the changeover switch 204, whereby the switch 204 is switched to the high voltage power source 206 side, and a high voltage is applied between the electrode of the torch 109 and the workpiece W.

そして、Z軸を下げる指令、すなわちトーチ109を下
降すべき指令が出力し、トーチ109は降下する。
Then, a command to lower the Z axis, that is, a command to lower the torch 109, is output, and the torch 109 descends.

そして、点P2(Xl、¥1.Z2)において、スパー
クが飛び、センサ207からの出力信号がコンピュータ
に入力される。
Then, at point P2 (Xl, ¥1.Z2), a spark flies, and the output signal from sensor 207 is input to the computer.

この入力信号によりコンピュータはこの点P2の位置情
報(Xl、¥1.Z2)を取り込み、ある定められた個
所に記憶する。
In response to this input signal, the computer takes in the position information (Xl, ¥1.Z2) of this point P2 and stores it in a certain predetermined location.

次に、センサ指令はセンシング方向−Xとなっているか
ら、それによってセンシングの向きを判定し、この第4
図の場合ワークを右行させるための移動指令を出力する
Next, since the sensor command is sensing direction -X, the sensing direction is determined based on this, and this fourth
In the case of the figure, a movement command is output to move the workpiece to the right.

そして、点P3 (X2 、Yt。Z2)においてスパ
ークが飛び、センサ207の信号がコンピュータに入力
される。
Then, a spark flies at point P3 (X2, Yt. Z2), and the signal from sensor 207 is input to the computer.

この入力信号によりこの点P3の位置情報を取り込み、
ある定められた個所に記憶する。
This input signal captures the position information of this point P3,
Store it in a designated location.

次に先のX軸方向の移動と反対向きに一定量(溶接線W
Lの大きさにより適宜定める)戻す指令を出力し、すな
わちこの場合ワークWは若干左行する。
Next, move a certain amount (welding line W) in the opposite direction to the previous movement in the X-axis direction.
A command to return (determined as appropriate depending on the size of L) is output, that is, in this case, the workpiece W moves slightly to the left.

そして点P4(X3− Yt 、Z2)に至れば、再度
Z軸を下げる指令が出力され、トーチ109は下降する
When the point P4 (X3-Yt, Z2) is reached, a command to lower the Z-axis is output again, and the torch 109 is lowered.

そして点P5(X3.¥1.Z3)においてセンサ20
7の信号がコンピュータに入力され、この点P5の位置
情報を取り込み、ある定められた個所に記憶する。
Then, the sensor 20 at point P5 (X3.\1.Z3)
The signal No. 7 is input to the computer, and the position information of this point P5 is taken in and stored in a certain predetermined location.

さらにワークWを左行(先のX方向移動と同−向き、)
させるべき指令が出力され、さらに点Pa (X4 、
Yt 、Z3)においてセンサ207の信号がコンピュ
ータに入力され、この点P6の位置情報を取り込み、同
様にして記憶する。
Further move the workpiece W to the left (same direction as the previous movement in the X direction)
The command to do so is output, and the point Pa (X4,
At Yt, Z3), the signal of the sensor 207 is input to the computer, and the position information of this point P6 is taken in and stored in the same manner.

かくして、センサ207の信号の4回の入力による4個
の位置情報の記憶により、センシング完了を判断し、点
P2P6をむすぶ線と、点P3P5をむすぶ線の交点を
演算し、点P7を得る。
Thus, by storing the four pieces of position information by inputting the signal of the sensor 207 four times, it is determined that sensing is complete, and the intersection of the line connecting point P2P6 and the line connecting point P3P5 is calculated to obtain point P7.

そして、点P7よりトーチ109のねらい位置(通常は
点P7)若干上方) Ps (X5 y Yt z Z
4)を演算する。
Then, the aiming position of the torch 109 (usually point P7) is slightly above point P7) Ps (X5 y Yt z Z
4) is calculated.

そして、第5A図のルーチンに戻る。Then, the process returns to the routine of FIG. 5A.

このようにして、溶接の始点のセンシングが終る。In this way, sensing of the welding starting point is completed.

そして、たとえばワークWの肉厚の不同等の関係から始
点位置を修正する必要があるかどうかを判断する。
Then, it is determined whether or not the starting point position needs to be corrected based on, for example, the relationship of unequal thickness of the work W.

修正する必要がなければ上述のセンシングAまたはセン
シングBのルーチンで求めた始点位置を記憶する。
If no correction is necessary, the starting point position determined by the sensing A or sensing B routine described above is stored.

また、修正の必要があれば、上述のようにして求めた始
点の位置情報にその修正量を加算して修正し、これを始
点位置情報として記憶させる。
If correction is necessary, the correction amount is added to the starting point position information obtained as described above to correct it, and this is stored as starting point position information.

これで始点位置のティーチングが終る。This completes the teaching of the starting point position.

続いて、溶接の終点位置のセンシングを行うわけである
が、このときにも、リモコンパネル500の操作ボタン
を操作して溶接トーチを終点近傍まで移動させる。
Subsequently, the welding end point position is sensed, and at this time as well, the welding torch is moved to the vicinity of the end point by operating the operation button on the remote control panel 500.

その後、コンピュータはパターンが1,2または3のい
ずれであるかを判断する。
The computer then determines whether the pattern is 1, 2 or 3.

そして、パターン1,2の場合には続いて母材の種類が
AまたはBのいずれであるかを判断する。
In the case of patterns 1 and 2, it is then determined whether the type of base material is A or B.

パターンが3であれば前記終点近傍位置をlステップ記
憶させた後に母材の種類を判断する。
If the pattern is 3, the type of base material is determined after storing the position near the end point in l steps.

そして、母材の種類がAであれば先に説明したセンシン
グAのルーチンによって、また母材の種類がBであれば
上述のセンシングBのルーチンによって、それぞれ終点
位置をセンシングする。
Then, if the base material type is A, the end point position is sensed by the sensing A routine described above, and if the base material type is B, the end point position is sensed by the sensing B routine described above.

その後、修正の有無を判断し、修正があればその修正位
置を、また修正がなければそのまま終点位置情報として
記憶させる。
Thereafter, it is determined whether or not there is a modification, and if there is a modification, the modified position is stored, and if there is no modification, the modified position is stored as is as end point position information.

このようにして、溶接線の始点および終点がセンシング
され、ティーチングされる。
In this way, the start and end points of the weld line are sensed and taught.

前述説明において、消耗電極の先端のトーチ109に対
する関係位置は、強制器202の作用により、消耗電極
が常に同一の形状でトーチ109より突出していること
、およびその突出長さは、溶接終了時において常に同一
であることから、常に同一関係位置となり、前述センサ
としての作用に支障ないことは理解されるであろう。
In the above description, the relative position of the tip of the consumable electrode with respect to the torch 109 is such that the consumable electrode always protrudes from the torch 109 in the same shape due to the action of the force device 202, and the protrusion length is such that the tip of the consumable electrode always protrudes from the torch 109 at the end of welding. It will be understood that since they are always the same, they will always be in the same relative position and will not interfere with the above-mentioned function as a sensor.

なおトーチ109にガス(例えばC02)を流せば、よ
り安定したセンシングを行ないうるものである。
Note that by flowing gas (for example, C02) to the torch 109, more stable sensing can be performed.

なお、第4図、第7図の実施例によれば、あらかじめ定
まっていない形状の開先による溶接線WLであっても、
その側面の交点を演算し、開先形状を判断し、それによ
って、もつとも溶接結果の良好な溶接ねらい位置を定め
うるものである。
According to the embodiments shown in FIGS. 4 and 7, even if the weld line WL is formed by a groove with an undefined shape,
By calculating the intersection of the side surfaces and determining the groove shape, it is possible to determine the target welding position that will give the best welding result.

またこの実施例は一直線の溶接線WLについて実行する
場合につき述べたが、屈折した溶接線WLであっても、
その始点、各屈折点、終点におけるトーチ109のねら
い位置をあらかじめ総て演算しておき、その各点を逐次
FTP制御により実行せしめればよい。
Furthermore, although this embodiment has been described with respect to a straight welding line WL, even if the welding line WL is bent,
The target positions of the torch 109 at the starting point, each bending point, and the ending point may all be calculated in advance, and each point may be sequentially executed by FTP control.

なおトーチ109の電極は消耗電極として説明したが、
これを例えばTIG溶接用トーチのように非消耗電極の
場合でも実施しうろことは明白である。
Although the electrode of the torch 109 has been described as a consumable electrode,
It is clear that this could also be done with non-consumable electrodes, such as TIG welding torches.

このように、上述の実施例によればトーチの電極そのも
のをセンサとしたので、トーチまわりに特にセンサとし
ての構造物が無く、このため、トーチの入り込める個所
はどこでも溶接線の位置を検出しうる。
In this way, according to the above-mentioned embodiment, since the torch electrode itself is used as a sensor, there is no structure around the torch that acts as a sensor, and therefore, the position of the weld line can be detected wherever the torch can enter. .

そのため、構造簡単となるだけでなく、溶接線の形状や
大小のいかんを問わずセンシング可能である。
Therefore, not only is the structure simple, but it can also be sensed regardless of the shape or size of the weld line.

さらに、電極が消耗電極であっても、強制器を備えれば
、トーチ本体に対する電極先端の位置は常に一定であり
、センシングに支障ない。
Furthermore, even if the electrode is a consumable electrode, if a force device is provided, the position of the electrode tip with respect to the torch body is always constant, and there is no problem with sensing.

また、検出用電圧を高圧とすれば、ワーク表面や電極先
端の状態のいかんにかかわらず、放電間げきはほぼ一定
となり、常に正確なセンシングが可能である。
Furthermore, if the detection voltage is set to a high voltage, the discharge gap will be approximately constant regardless of the state of the workpiece surface or the electrode tip, and accurate sensing is always possible.

そして、この発明によれば、溶接線のセンシング動作も
ティーチングするようにしたので、ワーク(母材)が変
っても、自動的に溶接の始点、終点がセンシングされテ
ィーチングされる。
According to the present invention, the welding line sensing operation is also taught, so even if the workpiece (base material) changes, the welding start and end points are automatically sensed and taught.

そのため、プレイバック時に従来のようにワークとトー
チとの相互位置を手動制御する面倒がなくなり、ティー
チング作業時間を短縮しかつ、正確なティーチングが可
能となるなど、顕著な効果がある。
Therefore, during playback, there is no need to manually control the relative positions of the workpiece and the torch as in the past, and there are significant effects such as shortening the teaching work time and enabling accurate teaching.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例の自動溶接装置を示す全体
斜視図である。 第2図は消耗電極供給部について詳細に示す図解図であ
る。 第3図および第4図は、それぞれ、溶接すべき母材の形
態の一例を示す図解図である。 第5A図および第5B図はこの発明の一実施例の動作を
示すフロー図である。 第6図はセンシングAのルーチンを示すフロー図である
。 第7図はセンシングBのルーチンを示すフロー図である
。 第8図はこの発明の構成を示すためのブロック図である
。 図において、105はワーク取付具、108はトーチ取
付具、109はトーチ、201は消耗電極供給手段、2
02は消耗電極強制器、203は電圧印加手段、204
は切換スイッチ、205は溶接用電源、206は放電用
高圧電源(検出用電源)、207は電流センサ、Wはワ
ーク、WLは溶接線、WPは溶接点を示す。
FIG. 1 is an overall perspective view showing an automatic welding apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an illustrative diagram showing details of the consumable electrode supply section. FIG. 3 and FIG. 4 are illustrative views showing an example of the form of the base metal to be welded, respectively. FIGS. 5A and 5B are flow diagrams showing the operation of one embodiment of the present invention. FIG. 6 is a flow diagram showing the sensing A routine. FIG. 7 is a flow diagram showing the sensing B routine. FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the present invention. In the figure, 105 is a workpiece fixture, 108 is a torch fixture, 109 is a torch, 201 is a consumable electrode supply means, 2
02 is a consumable electrode forcing device, 203 is a voltage application means, 204
205 is a welding power source, 206 is a high-voltage discharge power source (detection power source), 207 is a current sensor, W is a workpiece, WL is a welding line, and WP is a welding point.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 自動溶接を行なう前に所定の溶接点位置をセンシン
グして、該センシングした溶接点位置をティーチングす
る自動溶接装置のティーチング装置であって、 電極を有する溶接トーチ109、 前記溶接トーチを保持する溶接トーチ保持手段108、 前記溶接トーチの前記電極に結合されて前記溶接トーチ
の前記電極に電圧を供給するための電圧供給手段206
、 溶接線を有するワークピースを固定するためのワークピ
ース取付具105、 前記溶接トーチ保持手段と前記ワークピース取付具との
相互位置関係の調整を可能にするため前記溶接トーチ保
持手段と前記ワークピース取付具との少なくとも一力を
可動的に支持する支持手段101.102,103,1
04,106,107゜前記支持手段に関連して設けら
れ、前記支持手段の可動部分を変位させて前記相互位置
関係を変化させるための変位機構、 前記溶接トーチの前記電極の通電状態を検出する通電状
態検出手段207、および 前記センシングを行なうためのセンシング手段400を
備え、 前記センシング手段は、 前記溶接線を横切る複数の点位置において前記溶接トー
チの電極と前記ワークピースとを近接させるために前記
変位機構に移動指令を与える移動指令付与手段と、 前記複数の点位置において、前記通電状態検出手段の出
力に応答して、そのときの前記溶接トーチと前記ワーク
ピースとの相互位置を表わすデータを発生する点位置デ
ータ発生手段と、 前記複数の点位置における前記データに基づいて、前記
所定の溶接点位置を演算する演算手段とを含む、自動溶
接装置のティーチング装置。
[Scope of Claims] 1. A teaching device for an automatic welding device that senses a predetermined welding point position before performing automatic welding and teaches the sensed welding point position, comprising: a welding torch 109 having an electrode; welding torch holding means 108 for holding the welding torch; voltage supply means 206 coupled to the electrode of the welding torch for supplying voltage to the electrode of the welding torch;
, a workpiece fixture 105 for fixing a workpiece having a welding line; a workpiece fixture 105 for fixing a workpiece having a welding line; Support means 101, 102, 103, 1 for movably supporting at least one force with the fixture
04,106,107゜A displacement mechanism provided in association with the support means for displacing the movable portion of the support means to change the mutual positional relationship, detecting the energization state of the electrode of the welding torch. energization state detection means 207; and sensing means 400 for performing the sensing; movement command giving means for giving a movement command to the displacement mechanism; and data representing the mutual positions of the welding torch and the workpiece at that time in response to the output of the energization state detection means at the plurality of point positions. A teaching device for an automatic welding apparatus, comprising: point position data generation means; and calculation means for calculating the predetermined welding point position based on the data at the plurality of point positions.
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FR7830773A FR2419133A1 (en) 1978-03-09 1978-10-30 AUTOMATIC WELDING DEVICE

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