JPS59153576A

JPS59153576A - 自動溶接装置

Info

Publication number: JPS59153576A
Application number: JP2636183A
Authority: JP
Inventors: Yasuji Matsumoto; 松本　保治
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1983-02-21
Filing date: 1983-02-21
Publication date: 1984-09-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、加工物を自動的に溶接する自動溶接装置に係
り、特に溶接個所が対称面に対称である加工物の溶接に
好適な自動溶接装置に関する。

近来、多数の同一物品について同一個所の溶接を行なう
場合、自動溶接装置が使用されるようになった。以下、
一般に使用されている自動溶接装置について説明する。

第１図は一般の自動溶接装置の駆動部の斜視図である。

図で、Ｋは空間の座標軸を示し互いに垂直なＹ軸、Ｙ軸
、Ｚ軸より成る。１はＸ軸方向に敷設されたレール、２
はＶ−ル１上を走行する走行部、３は走行部２に装架さ
れこれを駆動するＸ軸送動駆動部、４は走行部２に設置
された支柱、５は支柱４上に移動可能に装架されたアー
ム、６はアーム５を支柱４上においてＹ軸方向に移動さ
せるＺ軸電動駆動部、７はアーム５を支柱４に支持され
た状態でＹ軸方向に移動させるＹ軸電動駆動部、８はア
ーム５の先端に装着されたトーチヘッド、９は溶接を行
なうトーチである。１０は溶接対象物たる加工物を示し
、ＩＯＡ、ＩＯＢは加工物１０における溶接されるべき
稜線を示す。トーチ９による溶接はこの稜線１０Ａ、Ｉ
ＯＨに沿って行なわれる。ＡＩ　ｒ　Ａ２　＋　”’　
”’　＋Ａｎ％Ｂ１＋Ｂ２１　・＋・Ｈ＋＋　＋　Ｂｎ
は各稜線１０Ａ、ＩＯＢ上の溶接教示点（以下単に教示
点と称する。）を示す。ここで、教示点とは自動溶接装
置に溶接の動きを教えるための点であり、例えば、稜線
１０Ａ、ＩＯＢが互いに屈曲した多数の直線よシ成る場
合、教示点は碑線の両端部および各屈曲点となる。

このような加工物１０を溶接する場合の自動溶接装置の
動・作を説明する。まず、座標軸にの原点を定めた後、
オペレータは走行部２、アーム５を駆動してトーチ９の
先端を教示点Ａ、に移動する。このとき、教示点Ａ、の
Ｙ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に関する座標を適宜の記憶装置、例え
ば磁気テープ等に記憶させる。この座標は座標軸にの原
点からの走行部２およびアーム２の動程により直ちに知
ることができる。教示点Ａ、の座標の記憶が終了すると
オペレータは再び走行部２、アーム５を駆動してトーチ
９の先端を隣接する教示点Ａ２に移動する。教示点Ａ、
と教示点Ａ、とは１つの直線上ＶＣする。トーチ９が教
示点んに移動したとき、この教示点Ａ２の座標を記憶さ
せる。このようにして順次教示点Ａｎまでの各教示点の
座標の記憶を行なう。稜線１０Ａの端部である教示点Ａ
ｎの座標の記憶が終了すると、今度は稜線１０Ｂの端部
である教示点Ｂ１ヘトーチ９を移動させてその座標を記
憶させる。以下、同様にして稜線１０Ｂの他端の教示点
Ｂｎまでの各教示点の座標の記憶を行なう。かくして、
記憶装置には教示点Ａ１〜Ｂｎまでの各座標が順番に記
憶されたことになる。

多数の同一加工物１０に対しては、以後この記憶装置を
用いて次々に自動溶接が行なわれる。即ち、トーチ９は
記憶されている教示点Ａ１の座標位置まで移動し、次の
教示点Ａ！までの直線移動の指令および溶接の指令によ
り教示点Ａ０、Ａ２間を溶接する。

この゛ようにして順次教示点Ａ１〜教示点Ａｎの稜線１
０Ａが溶接される。続いて、トーチ９は教示点Ｂ１に移
動するが、この間溶接は指令されない。教示点Ｂ、から
教示点Ｂｎまでの稜線１０Ｂも同様にして溶接される。

このような自動溶接装置にあっては、溶接開始前に、加
工物上のすべての教示点を記憶させねばならず、この記
憶はオペレータがトーチ９を実際に各教示点九順次移動
して行なうので、極めて面倒であり、多くの時間を消費
するという欠点があった。

本発明はこのような従来の実情に鑑み、かつ、加工物の
うちの多くのものが対称形態を有することに着目してな
されたものであり、その目的は、上記対称形態を有する
加工物の対称位置の溶接については、少な１時間で教示
点を記憶することができる自動溶接装置を提供するにあ
る。

この目的を達成するため、本発明は、上記対称形態を有
する加工物について、その対象面の一方側の教示点の座
標を順次記憶してゆき、当該対象面の他方側にある教示
点については、さきに記憶した教示点の座標を演算によ
り対称座標変換してその座標を求めるようにし、この求
められた座標を記憶し、これら記憶された教示点の座標
に基づいて順次溶接を行なうことを特徴とする。

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第２図は自動溶接される対称形態を有する加工物の一例
を示す斜視図である。図で、Ｋは第１図に示すものと同
じＹ軸、Ｙ軸、Ｚ軸より成る座標軸である。１１は対称
形態を有する加工物であり、１１Ａ、ＩＩＢ、ＩＩＣ，
ＩＩＤはその側面および上面で形成される稜線を示す。

Ｅはこの加工物の１つの対称面を示し、稜線１１Ａ、Ｉ
ＩＢが対称面Ｅについて対称である。図示の例では、稜
線１１Ａ、ＩＩＢを溶接の対象とするものであり、Ａ１
、Ａ７、んは稜線１１Ａ上の教示点、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ、
は稜線１１Ｂ上において、教示点ＡＩ％　ＡＪ、Ａ、と
対称位置にある教示点を示す。なお、稜線１１Ａ、ＩＩ
Ｂは溶接されない。

第３図は本発明の実施例に係る自動溶接装置のブロック
図である。３は走行部２を走行させるＸ軸重動駆動部、
６はアーム５を上下動する２軸重動駆動部、７はアーム
５を左右動するＹ軸重動駆動部であり、いずれも第１図
に示されているものと同じである。１２　、１３　、１
４はそれぞれＸ軸重動駆動部３、Ｙ軸重動駆動部７、Ｚ
軸重動駆動部６を駆動する駆動源である。１５は自動溶
接装置の制御装置であり、記憶部１５ａ１演算・制御部
１５ｂ１出力部１５ｃよｐ成り、これらはマイクロコン
ピュータにより構成することができる。

今、第２図に示す加工物１１の稜線１１Ａ、１１Ｂｅ溶
接する場合、まず、オペレータは手動により駆動源１２
　、１３　、１４に対して適宜信号を与えて、Ｘ軸重動
駆動部３、Ｙ軸重動駆動部７、Ｚ軸重動駆動部６を駆動
し、走行部２とアーム５を移動させてトーチ９を教示点
Ａ、に対接させる。この移動中、Ｘ軸重動駆動部３、Ｙ
軸重動駆動部７、ｚ軸重動駆動部６からはその駆動量に
応じた信号が出力される。演算・制御部１５ｂではこれ
ら各信号を入力し、この信号に基づきトーチ９の座標軸
にの原点からの位置（座標）を演算する。トーチ９が教
示点Ａ、に移動したとき、オペレータの指令によりその
演算された座標が記憶部１５ａに記憶される。次いで、
オペレータは再び手動により駆動源１２　、１３゜１４
に信号を与え、トーチ９を教示点ＡＩから次の教示点Ａ
２に移動させ、同様にして教示点んの座標を記憶部１５
ａに記憶させる。同様の動作で教示点Ａ。

の座標も記憶部１５ａに記憶させる。このようにして、
稜線１１Ａの教示点がすべて順番に記憶部１５ａに記憶
される。次に、演算・制御部１５ｂでは、定められた手
順にしたがって、記憶された教示点Ａ１、Ａ、、九の座
標値をとり出し、この座標値を演算により対称座標変換
し、順次教示点Ａ８、Ａ２、Ａ、の対称座標、即ち、稜
線１１Ｂ上の教示点Ｂ１、馬、Ｂ３を得る。新らしく得
られたこれら座標は順次記憶部１５ａに記憶される。即
ち、稜線１１Ｂ上の各教示点Ｂ１、Ｂ、、　Ｂ３はオペ
レータがトーチ９を実際に移動させることなく、演算の
みで直ちに求められる。

以上で、教示点Ａ、〜Ｂ、−！での座標が順に記憶部１
５ａに記憶されたことになり、実際の溶接はこの記憶さ
れた教示点Ａ１〜Ｂ、の座標に基づいて実施される。ま
ず、加工物１１が座標軸にの同一位置に位置決めして設
置される。次いで、オペレータが溶接の指示を与えると
、記憶部１５ａからは最初に教示点Ａ１の座標がとり出
され、出力部１５ｃからこれに応じた信号が駆動源１４
に対して出力され、トーチ９は教示点Ａ、を目標に移動
を開始する。この移動の間、Ｘ＠電動駆動部３、Ｙ軸重
動駆動部７、Ｚ軸重動駆動部６からはその移動量に応じ
た信号が出力されるので、演算・制御部１５ｂではその
座標を演算して出力部１５ｃへその信号を出方する。

出力部１５ｃでは記憶部１５ａからの教示点Ａ１の座標
と演算・制御部１５ｂからのトーチ９の移動位置の信号
が一致したとき出力を停止する。このとき、トーチ９は
教示点Ａ１にある。次いで、記憶部１５ａから出力部１
５ｃに教示点Ａ、の座標が出力されるとともに、演算・
制御部１５ｂからトーチ９に溶接の指令が、又出力部１
５ｃに直線移動の指令がそれぞれ与えられる。トーチ９
が教示点Ａ、に達して稜線１１Ａの溶接が終了すると、
トーチ９に対する溶接指令が停止され、出力部１５ｃに
は記憶部１５ａから教示点Ｂ１の座標が入力され、トー
チ９は溶接動作を停止したまま教示点Ｂ１に移動する。

以下、再び稜線１１Ａにおけると同じ動作が行なわれ、
トーチ９が教示点Ｂ３に至って稜線１１Ｂの溶接が終了
する。

このよう圧して、加工物１１の所定の溶接が終了すると
、その加工物は他へ移動せしめられ、次の未溶接の加工
物１１が同じ位置に置かれ、同一動作が繰返えされて自
動溶接が行なわれる。

このように、本実施例では、加工物の対称面に対する一
方側に存在する教示点の座標をトーチの実際の移動によ
り記憶し、他方側に存在する教示点は演算により対称座
標変換して求めるようにしたので、短時間で容易にすべ
ての教示点を記憶することができ、この効果は教示点の
数“が多くなればなる程大きい。

第４図は他の加工物の一例を示す斜視図である。

図で、１１′は加工物を示す。加工物１１′が第２図に
示す加工物１１と異なるのは、付加された溶接個所が存
在する点のみであり、その他の点くついては全く同じで
ある。即ち、加工物１１では稜線１１Ａ、１１Ｂのみが
溶接されたが、加工物１１′では稜線１１Ａ１１１Ｂの
溶接に加えて、稜線１１Ｃ，ＩＩＤのＡずれか一方、又
は両方をも溶接するものである。ただし、稜線１１Ｃ，
ＩＩＤは教示点式、Ｂ１間、教示点ん、３３間におりで
直線であるとする。

このような加工物１１′を自動溶接するための自動溶接
装置の実施例について述べる。走行部２、Ｘ軸重動駆動
部３、支柱４、アーム５．Ｚ軸重動駆動部６、Ｙ＠電動
駆動部７、トーチヘッド８、トーチ９、駆動源１２　、
１３　、１４の構成にっｈては本実施例は、さきの実施
例と同じであり、ただ、制御装置１５の演算・制御部１
５ｂの動作手順につめて相違する。そして、加工物１１
′の教示点Ａ、〜Ｂ３の座標の記憶は、さきの実施例で
述べたのと全く同じ動作で記憶される。したがって、記
憶部１５ａにおける記憶内容は、さきの実施例のものと
同じである。

ここで、加工物１１′を溶接する場合の動作を、第５図
を参照しながら説明する。溶接に先立ち１、オペレータ
は、加工物１１′の稜線１１Ｃの溶接をも行なう場合（
稜線１１Ａ、ＩＩＢ、ＩＩＣを溶接する場合）、教示点
Ａ１、Ｂ１間の直線上の点Ｃ８を制御装置１５に指示し
、稜線１１Ｄの溶接をも行なう場合（稜線１１Ａ、１１
Ｂ、ＩＩＤを溶接する場合）、教示点Ａ５．３３間の直
線上の点Ｄ＋を制御装置１５に指示し、両方の稜線１１
Ｃ１ＩＩＤの溶接をも行なう場合（全部の稜線１１Ａ、
ＩＩＢ、ＩＩＣ，、ＩＩＤを溶接する場合）、前記の点
Ｃ１と点り、と全制御装置１５に指示する。

溶接開始時、演算・制御部１５は点Ｃ１が指示されてし
るか否かを判断しくＳｌ。以下、各ステップをＳ２、Ｓ
３・・・・・・で示す。）、点Ｃ８が指示されていない
場合、教示点Ａ１を溶接開始点とする（Ｓ２）。したが
って、トーチ９ばまず、教示点Ａ１に移動される。

次に、教示点Ａ１から教示点Ａ３までの稜線１１Ａが前
述と同様の動作で溶接される（Ｓ、）。この溶接が終了
すると、今度は点Ｄ１が指示されているか否かが判断さ
れ（Ｓ４）、点Ｄ１が指示されていない場合、教示点Ｂ
、に次の溶接開始点とする（Ｓ、）。これにより、トー
チ９は教示点んから教示点Ｂ１に移動し、次いで、教示
点Ｂ、から教示点Ｂ、までの稜線１１Ｂが溶接される（
Ｓ６）。以上の動作は、さきの実施例の場合の稜線１１
Ａ、ＩＩＢの溶接と同じ動作である。

ステップＳｌで点Ｃ１が指示されていると判断された場
合、教示点Ｂ１を溶接開始点とする（Ｓ、）。トーチ９
は教示点Ｂ１に移動し、ここから溶接を開始する。即ち
、教示点Ｂ８、Ａ１間が溶接され（Ｓ８）、ひき続いて
教示点Ａ１、ん間が溶接される（Ｓ、）。

次に、点り、が指示されているか否かが判断され（Ｓ４
）、点Ｄ１が指示されていなければ教示点Ｂ１を溶接開
始点としくＳ５）、トーチ９全教示点Ｂ、に移動し、教
示点Ｂｌ、Ｂ８間を溶接する（Ｓ−０この動作により、
稜線１１Ａ、ＩＩＢ、ＩＩＣが溶接される。

ステップＳ、で点Ｃ１が指示されていないと判断され、
ステップＳ、、Ｓ、において教示点＆、Ａｓ間が溶接さ
れた後、ステップＳ４において点Ｄ１が指示されている
と判断されると、教示点Ａ、を溶接開始点とする（Ｓ□
。）。このとき、トーチ９ばすでに教示点Ａ３にあるの
で、直ちに次のステップ、即ち教示点ん、３３間を溶接
する（Ｓ＋＋）。次いで、トーチ９を教示点Ｂ、に移動
し、教示点Ｂ５．３３間全溶接する（Ｓ１□）。この動
作により稜線１１Ａ１１１Ｂ、ＩＩＤが溶接される。

ステップＳ１において、点Ｃ，が指示されていると判断
されると、前述のようにステップＳ１、Ｓ８において教
示点Ｂ、、Ａ、間が、又、ステップＳ９において教示点
穴１、Ａ３間が溶接される。そして、ステップＳ、にお
いて、点り、が指示されていると判断されると、ステッ
プＳＩＯ％　ｓ、□にしたがって教示点ん、Ｂａ　間が
、又、ステップＳ１２にしたがって教示点Ｂ１．３３間
が溶接される。この動作により、すべての稜線１１Ａ、
ＩＩＢ、ＩＩＣ，ＩＩＤが溶接される。

このように、本実施例では、加工物の対称面に対する一
方側の教示点の座標ヲトーチの実際の移動により記憶し
、他方側に存在する教示点は演算ＶＣより対称座標変換
して求めた後これを記憶するようにし、かつ、対象面と
交わる稜線の溶接を必要に応じて指示し、この指示の有
無を判別して溶接開始点を定め、この溶接開始点から以
後の溶接を行なうようにしだので、教示点を短時間で記
憶させることができるばかねでなく、対称面両側の教示
点が同一であり、対称面と交わる１つの直線より成る稜
線全有する加工物であれば、１個の記憶装置のみで４つ
の溶接態様を実施することができる。

なお、以上の実施例では、教示点を片側３つとして説明
したが、これは単なる例示にすぎず、形状が複雑であれ
ば教示点の数が極めて多数になることは当然である。又
、隣接する教示点間の線分がいかなる曲線であっても、
この曲線上に多くの教示点を設定すればその曲線を短が
ｈ直線の集成とすることができ、本発明を実施すること
ができる。

以上述べたように、本発明では、加工物の対称面圧対す
る一方側の教示点の座標（５トーチの実際の移動により
記憶し、他方側の教示点は演算により対称座標変換して
求めるようにしたので、教示点を記憶する時間を極めて
短時間に短縮することができる

【図面の簡単な説明】

第１図は自動溶接装置の駆動部の斜視図、第２図は自動
溶接される加工物の斜視図、第３図は本発明の実施例に
係る自動溶接装置のブロック図、第４図は第２図に示す
加工物とは別の自動溶接が実施される加工物の斜視図、
第５図は第４図に示す加工物の自動溶接全実施する手順
を示すフローチャートである。２・・・・・・走行部、３・・・・・・Ｘ軸重動駆動部
、４・・・・・・支柱、５・・・・・・アーム、６・・
・・・・Ｚ軸重動駆動部、７・・・・・・Ｙ軸重動駆動
部、９・・・・・・トーチ、１１　、１１’・・・、・
・加工物、１１Ａ、ＩＩＢ、ＩＩＣζ１１Ｄ・・・・・
・稜線、Ａ１、Ａ１、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３・・・・
・・教示点、１２　、１３　、１４・・・・・・第４図Ｚ第５図

Claims

【特許請求の範囲】１、　　Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向に移動可能な溶接部
と、この溶接部の移動および溶接動作を制御する制御装
置とを備えた自動溶接装置において、少なくとも１つの
対称面を有する加工物の前記対称面についての一方側の
複数の溶接教示点の座標を前記制御装置に順に記憶させ
る手段と、この記憶された座標の対称点を他方側の溶接
教示点として求める手段と、この求められた他方側の溶
接教示点の座標を前記制御装置に順に記憶させる手段と
、記憶された前記各溶接教示点にしたがって前記溶接部
を駆動する手段とを設けたととを特徴とする自動溶接装
置。２、　　Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向に移動可能な溶接部
と、この溶接部の移動および溶接動作を制御する制御装
置とを備えた自動溶接装置において、１つの対象面およ
びこの対象面と交わる直線の稜線を有する加工物の前記
対称面についての一方側の複数の溶接教示点の座標を前
記制御装置に順に記憶させる手段と、この記憶された座
標の対称点を他方側の溶接教示点として求める手段と、
この求められた他方側の教示点の座標を前記制御装置に
順に記憶させる手段と、前記加工物の前記稜線の溶接を
指示する指令信号を入力する手段と、この指令信号の有
無に応じて溶接を開始する溶接教示点を定める手段と、
この定められた溶接教示点から前記各溶接教示点にした
がって前記溶接部を駆動する手段とを設けたこと全特徴
とする自動溶接装置。