JPS59193770A - Locus control method of welding robot - Google Patents

Locus control method of welding robot

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JPS59193770A
JPS59193770A JP6785183A JP6785183A JPS59193770A JP S59193770 A JPS59193770 A JP S59193770A JP 6785183 A JP6785183 A JP 6785183A JP 6785183 A JP6785183 A JP 6785183A JP S59193770 A JPS59193770 A JP S59193770A
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JP
Japan
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welding
layer
work
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slave
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JP6785183A
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JPH0338030B2 (en
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Osamu Nio
仁尾 理
Hajime Fujii
肇 藤井
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Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0338030B2 publication Critical patent/JPH0338030B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/02Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/0216Seam profiling, e.g. weaving, multilayer

Abstract

PURPOSE:To weld adequately easily works having variance in weld lines and groove shapes by using the coordinates taught with plural representative points of master and slave works in the stage of performing multi-layer welding with a robot provided with a linear interpolating function. CONSTITUTION:The welding start points P1, P2..., end points Q1, Q2... of the respective layers of a master work consisting of materials 1-3 to be welded and the coordinates of representative points A-I indicating the groove shape are taught. The coordinates of the representative points A'-I' indicating the groove shape of a slave work having approximately the same shape as the shape of the work 1 are taught. The coordinates for the welding start and end points of the respective layers of the slave work are calculated from said coordinates and the tip of a welding torch is moved on the straight line connecting the calculated welding start and end points. Then if the coordinates of the plural representative points indicating the characteristic possessed by the groove shape of the master work are first taught, adequate welding is accomplished thereafter simply by teaching the coordinates of the plural representative points indicating the characteristic possessed by the slave work for each of the slave work.

Description

【発明の詳細な説明】 おいて、多層溶接を行なう場合の軌跡制御方式に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a trajectory control method when performing multilayer welding.

従来、ティーチングプレイバック方式の溶接ロボットで
多層溶接を行なう場合、ワークの寸法、形状のばらつき
、治具の精度のばらつき等に起因して、ロボットとワー
クの溶接線の相対的位置が変化していた。特にワークが
中厚板の場合、ワークそのものが重く、大きいため部品
製作段階での切断、曲げ加工の精度が上げ難く、これら
の加工のばらつきのある部品で構成したワークの溶接線
および開先形状は大きく変化する。また、この大型で重
量のあるワークをセットする治具も大型となり、治具精
度の保証は採算上から難しく、治具精度も一般に悪いも
のになる。
Conventionally, when performing multi-layer welding with a teaching playback type welding robot, the relative position of the weld line between the robot and the workpiece changes due to variations in the size and shape of the workpiece, and variations in the accuracy of the jig. Ta. Particularly when the workpiece is a medium-thick plate, the workpiece itself is heavy and large, making it difficult to improve the accuracy of cutting and bending during the part manufacturing stage, and the weld line and groove shape of a workpiece made of parts with uneven processing. changes greatly. Moreover, the jig for setting this large and heavy workpiece also becomes large, making it difficult to guarantee the precision of the jig from a profit standpoint, and the precision of the jig is generally poor.

これら精度の悪いワーク、治具と溶接ロボットを組み合
わせて、最外層重で溶接欠陥を発生させず、適正な多層
溶接を可能ならしめる方法として、従来、「溶接線検出
上ンサによる軌跡修正機能」(特開昭30−/39tt
tt3)等がJノ7案されている。しかしながら、この
方法は、溶接線のばらつきには追従できても開先形状を
認識できないフ乙め、溶着金属量の制御ができず、溶接
欠陥を生じたり、最外層には人手による補修溶接を必要
とする等の欠点を有していた。この欠点を除くために、
工簗用テレビジョンカメラを用いたビジョンセンサ等で
溶接線のみならず開先形状をも検出して多層溶接を行な
う方法も考えられるが、この方法はセンサを含めたロボ
ットシステムが複雑、かつ高価になるという欠点を有す
る上に、センサの対環境性、信頼性にも問題があり、未
だ実用に供し得ない段階にある。
Conventionally, as a method of combining these low-precision workpieces, jigs, and welding robots to enable proper multilayer welding without causing welding defects in the outermost layer, we have used a "trajectory correction function using a weld line detection sensor". (Unexamined Japanese Patent Publication No. 30-/39tt
tt3) etc. have been proposed in J-7. However, although this method can follow variations in the weld line, it cannot recognize the groove shape, and the amount of deposited metal cannot be controlled, resulting in welding defects, and the outermost layer requires manual repair welding. It had disadvantages such as the need for To eliminate this drawback,
It is also possible to perform multi-layer welding by detecting not only the weld line but also the groove shape using a vision sensor using a television camera for canals, but this method requires a complicated and expensive robot system including the sensor. In addition to this, there are also problems with the environmental resistance and reliability of the sensor, and it is still at a stage where it cannot be put to practical use.

したがって、上記のような高価な形状認識センサ付溶接
ロボットが採算的に合わない用途では、(1)ロボット
による自動化を断念するか、(2)溶着金属量の制御な
しの単なる位置修正機能のみの七ンサ付ロボットを使用
するか、(3)多層のティーチング軌跡をワーク毎にテ
ィーチング操作で修正するしか方法がなかった。多層溶
接の第1層以降の軌跡を全てティーチングボックスによ
り手動でティーチングする場合には、前層までの溶接状
態を事前に想定しながらティーチングしなければならな
いが、溶接電流,溶接電圧,溶接速度,ワークの素材,
板厚,開先形状等によシ各層のビードが大巾に変化する
ために難しい。そのために、第2層。
Therefore, in applications where an expensive welding robot with a shape recognition sensor is not profitable as described above, it is necessary to (1) abandon robot automation or (2) use only a simple position correction function without controlling the amount of welded metal. The only options available were to use a robot with a seven-track sensor or (3) correct the multi-layered teaching trajectory for each workpiece by teaching operation. When manually teaching all the trajectories after the first layer of multi-layer welding using a teaching pendant, it is necessary to teach while assuming the welding conditions up to the previous layer in advance, but it is necessary to teach the welding current, welding voltage, welding speed, work material,
This is difficult because the bead width of each layer varies widely depending on the plate thickness, groove shape, etc. For that reason, the second layer.

第3層,・・・・・・・・・の径路を試行錯誤的に修正
し直す必要があシ、また開先形状の変化に応じた溶接条
件の変更も必要となる。このような、非常に長時間を要
し、しかも難しいティーチング作業を各ワーク毎に行な
う(3)の方法は、自動化という観点からすれば価値の
ない方法である。
It is necessary to correct the path of the third layer by trial and error, and it is also necessary to change the welding conditions according to the change in the groove shape. Method (3), which requires a very long time and requires difficult teaching work for each work, is worthless from the point of view of automation.

本発明は上述の問題点に鑑み提案されたもので、ワーク
毎にその開先形状の特徴を表わす複数の代表点をティー
チングするのみで溶接線,開先形状のばらつきのあるワ
ークの適正な多層溶接を可能にする、溶接ロボットの軌
跡制御方式を提供することを目的とする。
The present invention was proposed in view of the above-mentioned problems, and it is possible to properly multi-layer workpieces with variations in weld line and groove shape by simply teaching a plurality of representative points representing the characteristics of the groove shape for each workpiece. The purpose is to provide a trajectory control method for welding robots that enables welding.

本発明は、マスタワークの各層の溶接開始点と溶接終了
点のティーチングされた座標、マスクワークの開先形状
の特徴を表わす複数の代表点のティーチングされた座標
、スレイブワークの開先形状の特徴を表わす複数の代表
点のティーチングされた座標とからスレイブワークの各
層の溶接開始点と溶接終了点の座標を算出し、これら算
出された各層の溶接開始点と溶接終了点を結ぶ直線上を
溶接トーチの先端を移動させることにより多層溶接を行
なわせることを特徴とするものである。すなわち、マス
タワークの各層の溶接開始点と溶接終了点の座標、マス
タワークの開先形状の特徴を表わす複数の代表点の座標
を最初にテイーチングしておけ1は、後はスレイブワー
ク毎に、その開先形状の特徴を表わす複数の代表点の座
標をティーチングするたけで、スレイブワークの各層に
おける浴接開始点と溶接終了点が求められ、溶接−線。
The present invention provides the taught coordinates of the welding start point and welding end point of each layer of the master work, the taught coordinates of a plurality of representative points representing the characteristics of the groove shape of the mask work, and the characteristics of the groove shape of the slave work. The coordinates of the welding start point and welding end point of each layer of the slave work are calculated from the taught coordinates of multiple representative points representing The feature is that multilayer welding can be performed by moving the tip of the torch. In other words, first teach the coordinates of the welding start point and welding end point of each layer of the master workpiece, and the coordinates of a plurality of representative points representing the characteristics of the groove shape of the masterwork. By simply teaching the coordinates of multiple representative points representing the characteristics of the groove shape, the bath contact start point and welding end point for each layer of the slave work can be determined, and the weld line can be determined.

開先形状のばらつきのあるスレイブワークの適正な多層
離接が可能となる。
Appropriate multilayer welding and separation of slave workpieces with uneven groove shapes is possible.

以上が本発明の要旨であるが、本発明はさらに、マスタ
ワークのティーチングされた、前記複数の代表点の座標
と前記各層の溶接開始点および/または溶接終了点の座
標とからマスクワークの各層の開先断面積を、スレイブ
ワークのティーチングされた前記複数の代表点の座標と
前記算出された各層の溶接開始点および/または溶接終
了点の座標とからスレイブワークの各層の開先断面積を
それぞれ算出し、各層のこれら両開光断面積の比にマス
クワークの対応する各層におけるティーチングされた溶
接速度を乗じて算出した溶接速度をスレイブワークの各
層における溶接速度とすることもできる。これは、スレ
イブワークの開先断面積がマスタワークのそれと異なる
場合に、この開先断面積のばらつき溶接速度で補正し、
他の溶接条件はマスタワークのそれと同じにするもので
、これにより、スレイブワークの適正3、な溶着金属量
を常に保証することができる。
The above is the gist of the present invention, but the present invention further provides that each layer of the mask work is determined from the coordinates of the plurality of representative points and the coordinates of the welding start point and/or weld end point of each layer, which are taught in the master work. The groove cross-sectional area of each layer of the slave work is calculated from the coordinates of the plurality of taught representative points of the slave work and the calculated coordinates of the welding start point and/or welding end point of each layer. The welding speed calculated by multiplying the ratio of these two open cross-sectional areas of each layer by the taught welding speed for each corresponding layer of the mask work can also be used as the welding speed for each layer of the slave work. When the groove cross-sectional area of the slave work is different from that of the master work, the variation in groove cross-sectional area is corrected by the welding speed,
Other welding conditions are the same as those for the master work, so that an appropriate amount of deposited metal on the slave work can always be guaranteed.

まだ、本発明は、マスタワークのティーチングされた、
前記複数の代表点の座標と前記各層の溶接開始点および
/まだは溶接終了点の座標とからマスタワークの各層の
開先幅を、スレイブワーク7点の座標とからスレイブワ
−りの各層の開先幅をそれぞれ算出し、前記マスクワー
クの各層の開先幅とマスタワークのティーチングされた
各層のウィービング幅との差をとり、前記スレイブワー
クの各層の開先幅と前記差との差をとって求めたウィー
ビング幅をスレイブワークの各ノドSのウィービング幅
として、スレイブワークの前記算出された各層の溶接開
始点と溶接終了点を結ぶ直線」二を溶接トーチの先端を
ウィービングさせながら移動(ウィービング溶接)させ
ることもできる。これは、スレイブワークのウィービン
グ端と開先幅の距離をマスタワークのそれと同じになる
ようにスレイブワークの各層のウィービング幅を決定す
るもので、これによってこの距離が小さ過ぎたり、ある
いはウィービング幅が開先幅より大きくなるときに生じ
るスレイブワークの壁への過大溶着あるいは逆に大き過
ぎるときに生じる溶着不足を無くし、溶接欠陥の発生を
防止することができる。
Still, the present invention is a master work taught,
The groove width of each layer of the master work is calculated from the coordinates of the plurality of representative points and the coordinates of the welding start point and/or the welding end point of each layer, and the groove width of each layer of the slave work is determined from the coordinates of the seven points of the slave work. Calculate each tip width, take the difference between the groove width of each layer of the mask work and the taught weaving width of each layer of the master work, and calculate the difference between the groove width of each layer of the slave work and the difference. Using the weaving width obtained as the weaving width of each throat S of the slave work, move the straight line connecting the welding start point and welding end point of each layer calculated above of the slave work while weaving the tip of the welding torch (weaving Welding) is also possible. This is to determine the weaving width of each layer of the slave work so that the distance between the weaving edge of the slave work and the groove width is the same as that of the master work. It is possible to eliminate excessive welding to the wall of the slave workpiece that occurs when the groove width is larger than the groove width, or insufficient welding that occurs when the groove width is too large, thereby preventing the occurrence of welding defects.

以下、本発明を実施例の図面を参照しながら説明する。Hereinafter, the present invention will be explained with reference to drawings of embodiments.

第1図は本発明の方式によりウィービング多層溶接を行
なうマスタワーク例の外観図で、スレイブワークも開先
形状、溶接線のばらつきはあるが、はぼ同じ形状をして
いる。本マスタワークは3個の被溶接部材/、2.3で
構成され、これら被溶接部材/、、2.3で形成される
開先形状(点A、 B、 C,D、 E、 F、 G、
 I  で構成される台形形状)は、第2図に示すよう
に、下方から順次、第1層、第λ層、第3層、・・・・
・・、第n層とn層に多層溶接される。斜線部は第3層
である。点Pl。
FIG. 1 is an external view of an example of a master work in which weaving multilayer welding is performed according to the method of the present invention, and the slave work also has approximately the same shape, although there are variations in groove shape and weld line. This master work consists of three welded members/, 2.3, and the groove shapes formed by these welded members/, 2.3 (points A, B, C, D, E, F, G.
As shown in Fig. 2, the trapezoidal shape consisting of
..., multi-layer welding is performed between the n-th layer and the n-layer. The shaded area is the third layer. Point Pl.

P2.・・・・・・、 Pn  はそれぞれ第1層、第
λ層、・・・・・・。
P2. ......, Pn is the first layer, the λ-th layer, ......, respectively.

第n層における溶接開始点である。点Ql、 Q2.・
・・・・・。
This is the welding starting point in the n-th layer. Point Ql, Q2.・
・・・・・・.

Qn  はそれぞれ第1層、第λ層、・・・・・・、第
n層における溶接終了点である。ここで、静止直交座標
系0−(x、y、Z)をとり、以後、各点の座標はこの
直交座標系0−(x、y、Z)を基準にするものとする
。マスタワークが最外層(第n層)まで適正に溶接され
たときの各層の溶接開始点PI、 P2.−−−−−−
 、 Pn の座標(Xpt、 Ypl、 Zpi )
 +(Xp2. Yl)2. Zp2 ) 、 −−−
−−−−−−−−−、(Xpn、 Ypn。
Qn is the welding end point of the first layer, the λ-th layer, ..., the n-th layer, respectively. Here, a stationary orthogonal coordinate system 0-(x, y, Z) is taken, and from now on, the coordinates of each point shall be based on this orthogonal coordinate system 0-(x, y, Z). Welding start point PI of each layer when the master work is properly welded to the outermost layer (nth layer), P2. --------
, Pn coordinates (Xpt, Ypl, Zpi)
+(Xp2.Yl)2. Zp2), ---
----------, (Xpn, Ypn.

Zpn)、溶接速度Vl、 V2.・・・・・・、Vn
、ウィービング幅\へfl、W2.・・・・・・、 W
n、層数nは試行錯誤により予め求められている。溶接
開始点における開先形状の特徴を表わす代表点A、B、
C,Dの各座標(XA、 YA、 ZA) 、  (X
B、 YB、 ZB) 、  (Xc、 Yc、 Zc
)、  (XD、 Mn、 ZD)と溶接終了点におけ
る開先形状を決める代表点L + I” + G + 
Iの各座標(XE、 YE。
Zpn), welding speed Vl, V2. ......,Vn
, weaving width\fl, W2.・・・・・・、W
n and the number of layers n are determined in advance through trial and error. Representative points A, B, representing the characteristics of the groove shape at the welding start point,
Each coordinate of C, D (XA, YA, ZA), (X
B, YB, ZB), (Xc, Yc, Zc
), (XD, Mn, ZD) and the representative point L + I” + G + which determines the groove shape at the welding end point
Each coordinate of I (XE, YE.

ZE)、  (XF、YF、ZF) 、  (Xc、Y
c、Zc) 、  (Xr。
ZE), (XF, YF, ZF), (Xc, Y
c, Zc), (Xr.

Y I + Zr )はティーチボックスにより手動で
ティーチングされる。
Y I + Zr) is manually taught using a teach box.

第3図はマスタワークとスレーブワークの開先形状の位
置関係を示す図である。点A/、 13/、 CI。
FIG. 3 is a diagram showing the positional relationship between the groove shapes of the master work and the slave work. Point A/, 13/, CI.

]〕′と点1シ/、 171/、 Q/、  1/はマ
スタワークに対して位置ずれがあり、しかも開先形状に
もばらつきのあるスレイブワークの溶接開始点、溶接終
了点における開先形状の特徴を表わす代表点で、これら
各点の座標(X A ’、 Y A ’ + Z A 
’ ) l  (Xn ’ + Y B’ + Z B
 ’ ) +(Xc’、Yc’、Zc’ ) 、  (
XD’、YD’、ZD  ) 、  (XE’、YE’
、ZE’ ) 、  (XF’、YF’、ZF’ ) 
、  (Xa’、’Ya’、 Zc’  ) 、  (
Xr’ 、 YI’ 、 ZJ’ )もティーチボック
スにより手動でティーチングされる。
]]' and points 1C/, 171/, Q/, 1/ are grooves at the welding start point and welding end point of a slave workpiece that is misaligned with respect to the master workpiece and has variations in the groove shape. The coordinates of each of these points (X A', Y A' + Z A
' ) l (Xn ' + Y B' + Z B
' ) + (Xc', Yc', Zc' ), (
XD', YD', ZD), (XE', YE'
, ZE'), (XF', YF', ZF')
, (Xa', 'Ya', Zc') , (
Xr', YI', ZJ') are also taught manually by the teach box.

第4図はマスタワークとスレイブワークの溶接開始点に
おける開先形状を示す図である。点(1゜C2,・・・
・・・、 Cn はマスタワークのティーチングされた
溶接開始点P+、 P2.・・・・・・、Pn  を通
シ、直線A、 B [概ね平行な直線とティーチングさ
れた代表点A、CおよびE(−tたはG)で形成される
面との交点、点Dx、D2.・・団・、Dnは溶接開始
点P1゜1)2.・・・・・・、 Pn を通り、直線
ABに概ね平行な直線とティーチングされた代表点B、
DおよびF(または1)で形成される面との交点である
。同様に、点CI’、C2’、・・・・・・ C、/は
スレイブワークの溶接開始点P 1 / 、 i) 2
 /、・・・・・・ J−)n/を通り、直線A/ 7
31に概ね平行な直線とティーチングされた代表点A′
、C′およびE’ (t ′にはQ/)で形成される面
との交点、点DI’ 、 D2’ 、・・・・・・、 
Dn’は溶接開始点P 1’ 、 P2’ 、 −−、
Pn’を通り、直線A’13/に概ね平行な直線とティ
ーチングされた代表点+3’、 I)’およびF/(ま
たは1′)で形成される面との交点である。
FIG. 4 is a diagram showing the groove shapes at the welding start points of the master work and slave work. Point (1°C2,...
..., Cn are the taught welding start points P+, P2. ......, Pn passes through the straight lines A and B [the intersection of the approximately parallel straight lines and the plane formed by the taught representative points A, C, and E (-t or G), point Dx , D2.・・Dn is the welding starting point P1゜1)2. ......, the taught representative point B is a straight line that passes through Pn and is approximately parallel to the straight line AB,
This is the intersection with the plane formed by D and F (or 1). Similarly, points CI', C2', ...... C, / are welding start points P 1 /, i) 2 of the slave work
/,...J-)n/, straight line A/ 7
A straight line approximately parallel to 31 and the taught representative point A'
, the intersection with the plane formed by C' and E' (Q/ at t'), points DI', D2',...
Dn' is the welding start point P1', P2', --,
This is the intersection of a straight line that passes through Pn' and is approximately parallel to straight line A'13/ and the plane formed by taught representative points +3', I)' and F/ (or 1').

スレイブワークの第1層の溶接開始点、P1′の座標(
X’pユv Y’pi、 Z’pi ) if:、最も
単純にはマスクワークと無関係にすなわち、スレイブワ
ークの開先形状の特徴を示す代表A、/、 T3/、 
C’、 f)’の直線A/ B’の中点と直線C/I)
’の中点を結ぶ直線をn等分することによシ、 22n 2         、、In で与えられる。
The welding start point of the first layer of the slave work, the coordinates of P1' (
X'p Yuv Y'pi, Z'pi) if:, Most simply, it is independent of the mask work, that is, representative A, /, T3/, which shows the characteristics of the groove shape of the slave work.
C', f)' straight line A/B' midpoint and straight line C/I)
By dividing the straight line connecting the midpoints of ' into n equal parts, it is given by 22n 2 , In.

スレイブワークの第1層の溶接終了点Qi’の座標(X
’Q i、 Y’ci i、 Z’Q i )も、同様
に、2         2n 、!!n 2         2n で与えられる。
Coordinates of welding end point Qi' of the first layer of slave work (X
'Q i, Y'ci i, Z'Q i ) is similarly 2 2n ,! ! It is given by n 2 2n.

しかしながら、このようにスレイブワークの開先形状の
高さを正確にn等分してティーチングすることは実際に
は難しい。各層毎に適正な溶接条件の選定を行なうため
には、むしろ厳密な意味でn等分されてティーチングさ
れない方がよい場合もある。マスタワークの各層の溶接
電流、溶接電圧、ウィービング周波数をスレイブワーク
の対応する各層の溶接条件として採用する本発明の方式
では、このような場合、スレイブワークの各層の溶接開
始点P1′、溶接終了点Q1′を、前述のように下した
垂線の長さC1,η1 を求め、各層の溶接開始点P1
 での盛り高さhi、溶接終了点Q1  での盛シ高さ
k]、溶接開始点側での全体の盛り高さり。
However, it is actually difficult to teach the height of the groove shape of the slave workpiece by dividing it into n equal parts in this way. In order to select appropriate welding conditions for each layer, in a strict sense, it may be better not to teach the welding condition divided into n equal parts. In the method of the present invention, which adopts the welding current, welding voltage, and weaving frequency of each layer of the master work as the welding conditions of each corresponding layer of the slave work, in such a case, the welding start point P1' and welding end point of each layer of the slave work are The length C1, η1 of the perpendicular line drawn from the point Q1' as described above is determined, and the welding starting point P1 of each layer is determined.
ridge height hi at welding end point Q1, embossment height k at welding end point Q1], and overall embossment height at welding start point side.

溶接終了点(tillでの盛り高さkをhエニε1+1
−C1 に1−ηi+1−η] ε工=η1−0 の式から求めて、これらhj、、 ki、 h、 kの
データをメモリに格納しておく。次に、スレイブワーク
での直線A′B′(E′P)の中点と直線C’y((3
’P)の中点を結ぶ直線の長さ、すなわち全体の盛り高
さh’(kつを求めて、 h′ hj′==hi・− k′ に工’=ki&− の式から、スレイブワークの各層の溶接開始点p 1/
での盛り高さhi’、溶接終了点Q1′での盛り高さk
j’を求め、このhi、’、ki’  をそれぞれ直線
A’ T3’ (lう′F′)の中点と直線C/1ア(
()’ I/ )の中点を結ぶ直線に割りあてることに
よって、すなわち、スレイブワークの第1層の溶接開始
点Pi′の座標(X’pi、、 Y’pi、 Z’pi
 )は、で与えられ、スレイブワークの第1層の溶接終
了点Qj’の座標(X′Q1. Y’Ql、 Z’qi
−)はて与えられる。
Welding end point (height k at till is heniε1+1
−C1 to 1−ηi+1−η] ∈=η1−0 The data of hj, ki, h, and k are stored in the memory. Next, the midpoint of straight line A'B'(E'P) and straight line C'y ((3
Find the length of the straight line connecting the midpoints of 'P', that is, the total height h' (k), and use the formula h'hj'==hi・− k′ to calculate the slave Welding starting point p 1/ of each layer of the workpiece
ridge height hi' at welding end point Q1', ridge height k at welding end point Q1'
Find hi, ', and ki', respectively, and connect them to the midpoint of straight line A'T3'(l'F') and straight line C/1 a (
By assigning it to the straight line connecting the midpoints of ()'I/
) is given by the coordinates of the welding end point Qj' of the first layer of the slave work (X'Q1. Y'Ql, Z'qi
−) is given.

次に、直線A13.直線AC7直線AI!8の方向余弓
玄をそれぞれ(λ、μ、ν)、(a、b、c)。
Next, straight line A13. Straight line AC7 straight line AI! The 8 directions are (λ, μ, ν) and (a, b, c), respectively.

(a ’ 、 b/ 、 c / )とすると、これら
はそれぞれ次式%式% したがって、マスクワークの第1層の開先幅である、溶
接開始点P工 を通る直線C1Diの長さJiは、 で与えられる。
(a', b/, c/), these are each expressed by the following formula % Formula % Therefore, the length Ji of the straight line C1Di passing through the welding starting point P, which is the groove width of the first layer of the mask work, is , is given by .

また、マスクワークの第1層の開先断面積である、台形
CiC工+1Di−1−IDi  の面積Sj は、で
与えられる。
Further, the area Sj of the trapezoid CiC +1Di-1-IDi, which is the groove cross-sectional area of the first layer of the mask work, is given by:

スレイブワークの第1層の開先幅1B’は、点A。The groove width 1B' of the first layer of the slave work is point A.

13、C,Eの座標の代りに点A’、 B’、 C’、
 1シIの座標を(31、+4) 、 +5j式に代入
して方向余弦(λ、μ。
13. Instead of the coordinates of C, E, points A', B', C',
Substitute the coordinates of 1shiI into the formula (31, +4) and +5j to obtain the direction cosine (λ, μ.

ν) 、  (a、 1)、C,)、Q、)、  (a
’、  l)′、  C’)の値を求め、これらの値と
点P1 の座標の代りに点]) 1/の座標を(4)式
に代入することにより求められる。スレイブワークの第
」層の開先断面積S1′も(5)式と同様の式により求
められる。
ν), (a, 1), C,), Q,), (a
', l)', C') and substitute these values and the coordinates of point P1) into equation (4) instead of the coordinates of point P1. The groove cross-sectional area S1' of the "th" layer of the slave work is also determined by an equation similar to equation (5).

スレイブワークの単位時間当りの溶着金属量をマスクワ
ークのそれと同じにして、マスクワークと同じ層数で最
外層まで適正に溶接するだめのスレイブワークの第1層
における溶接接度Vi’ほから求める。
The amount of welded metal per unit time of the slave work is the same as that of the mask work, and the welding contact value of the first layer of the slave work is determined from Vi' to properly weld down to the outermost layer with the same number of layers as the mask work. .

寸だ、一般に、マスクワークの各層における適正にティ
ーチングされたウィービング幅W 」、 ld各層の開
先幅lユ+!より小さく Wi = l! i +1−δ工          
    (9)なる関係式が成り立つ。ここで、δ]/
2はウィービング端と開先形状の壁との距離であり、前
述したように、δ1が小さくあるいは負、すなわちウィ
ービング幅W1が開先幅Ji+1 より大きくなると、
ウィービング両端における入力エネルギにより壁の過大
溶融が生じ、逆にδが大きいと両方の壁の溶融不足が生
ずる。いずれの場合も溶接欠陥の原因となる。δ1は通
常、/〜3朋にとられる。
In general, the properly taught weaving width W in each layer of mask work, ld bevel width l +! Smaller Wi = l! i +1-δ engineering
The following relational expression (9) holds true. Here, δ]/
2 is the distance between the weaving end and the wall of the groove shape, and as mentioned above, when δ1 is small or negative, that is, the weaving width W1 is larger than the groove width Ji+1,
Input energy at both ends of the weaving causes over-melting of the walls, and conversely, a large δ causes under-melting of both walls. Either case causes welding defects. δ1 is usually taken to be /~3.

(9)式により求めたマスタワークの開先幅11+1 
とティーチングされたウィービング幅W1よりマスタワ
ークの第1層におけるδlが δi = l i+t −Wl           
    α0)から求められる。スレイブワークの第(
i++)層における開先幅/?’i +1  と第1層
のウィービング幅Wi/の差はマスタワークの上記のδ
l と同じ値になるようにすると、スレイブワークの第
1層におけるウィービング幅Wi/は Wi’= fi+t−δ1             
 卸から求められる。
Master work groove width 11+1 determined by formula (9)
From the taught weaving width W1, δl in the first layer of the master work is δi = l i + t - Wl
α0). Slave work no. (
i++) groove width in layer/? The difference between 'i +1 and the weaving width Wi/ of the first layer is the above δ of the master work
If the value is set to be the same as l, the weaving width Wi/ in the first layer of the slave work is Wi' = fi + t-δ1
Demanded by wholesalers.

第S図は、以上の(1)〜αB式から求めたスレイブワ
ークの各層の溶接開始点P l /、溶接終了点Q1′
の座標、溶接速度■1′、ウィービングWi/のデータ
でヌレイブワークをウィービング多重溶接する溶接ロボ
ットの一実施例のフロック図である。
FIG.
FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of a welding robot that performs weaving multiple welding of a null work using data of coordinates, welding speed (1'), and weaving Wi/.

10/はロボット制往1を統括するマイクロブセッサで
ある。10.:2はロボット固有座標系に基づくロボッ
トの各軸の位置を前記直交座標系0− (X。
10/ is a microprocessor that controls the robot control 1. 10. :2 represents the position of each axis of the robot based on the robot's own coordinate system in the orthogonal coordinate system 0-(X.

Y、Z)に座標変換する座標変換演算器である。This is a coordinate conversion calculator that converts coordinates into Y, Z).

103は直交座標系Q−(X、Y、Z)で表わされたロ
ボットの各軸の位iL6をロボット固有座標系に座標変
換する座標変換演算器である。70qは前述の(1)〜
卸式によりスレイブワークの各層の溶接開始点Pl′の
座標(X’p i、 Y’p 、t、 Z’p i )
 、溶接終了点Qi’の座標(X′Q工、 Y’Q 1
 、 Z’Q ]、 ) 、溶接速度■1′、ウィービ
ング幅\■1 /を算出する演算器である。70にはテ
ィーチボックスである。10乙はメモリで、第4図に示
すように、ティーチボックス70にでティーチングされ
たマスタワーク各層の溶接開始点P1 の座標、溶接終
了点Q] の座標、溶接速度へl〕、ウィービング幅\
へ’i、、 PM接開開始点の開先形状を示す代表点A
、、 B、 C,I)の座標、溶接終了点での開先形状
を示す代表点ID、 FI Gl■の座標、スレイブワ
ークの溶接開始点での開先形状を示す代表点A1. B
/、 c/、 D/の座標、溶接終了点での開先形状を
示す代表点E/、 p/、 Q/、  I/の座標と算
出されたマスクワークの各層の開先断面積S1、スレイ
ブワークの各層の開先断面積Si’、マスタワークの各
層の開先幅11+1とウィービング幅νV1の差δ1、
スレイブワークの各層の溶接開始点P1′の座標、溶接
終了点Ql′の座標、溶接速度V〕′、ウィービング幅
w1′が格納される。以上の各点の座標はいずれも座標
変換演算器10.2で直交座標系0− (X、Y、z)
に変換されたものである。107は周期Tの基準クロッ
ク信号を発生する基準クロック発生器である。10gは
直線補間器で、溶接開始点の座標(Xpi、 Ypi、
 Zpi)または(X’pi、 Y’pi、 Z’pi
)と溶接終了点の座標(Xqi、、 YQi、 ZQi
)捷たは(X’Q i、 Y’Qコ、z’qi)と溶接
速度V↓またはV i ’が与えられると、その溶接開
始点と溶接終了点の間の距離mを算出するとともに、基
準クロック発生器10りから出力される基準クロック信
号毎の位置増分量△X、△Y。
Reference numeral 103 denotes a coordinate transformation calculator that transforms the position iL6 of each axis of the robot expressed by the orthogonal coordinate system Q-(X, Y, Z) into the robot's own coordinate system. 70q is the above (1) ~
The coordinates of the welding start point Pl' of each layer of the slave work (X'p i, Y'p, t, Z'p i) are determined by the wholesale formula.
, coordinates of welding end point Qi'(X'Q,Y'Q 1
, Z'Q], ), welding speed ■1', and weaving width \■1/. 70 is a teach box. 10 B is a memory, as shown in Fig. 4, the coordinates of the welding start point P1 of each layer of the master work taught to the teach box 70, the coordinates of the welding end point Q], the welding speed l], the weaving width\
To'i,, Representative point A indicating the groove shape of the PM contact opening starting point
,, B, C, I) coordinates, representative point ID indicating the groove shape at the welding end point, coordinates of FI Gl■, representative point A1. indicating the groove shape at the welding start point of the slave work. B
The coordinates of /, c/, D/, the coordinates of representative points E/, p/, Q/, I/ indicating the groove shape at the welding end point, and the calculated groove cross-sectional area S1 of each layer of the mask work, The groove cross-sectional area Si' of each layer of the slave work, the difference δ1 between the groove width 11+1 of each layer of the master work and the weaving width νV1,
The coordinates of the welding start point P1', the coordinates of the welding end point Ql', the welding speed V]', and the weaving width w1' of each layer of the slave work are stored. The coordinates of each point above are converted to the orthogonal coordinate system 0- (X, Y, z) using the coordinate conversion calculator 10.2.
It has been converted into . Reference numeral 107 is a reference clock generator that generates a reference clock signal with period T. 10g is a linear interpolator, and the coordinates of the welding start point (Xpi, Ypi,
Zpi) or (X'pi, Y'pi, Z'pi
) and the coordinates of the welding end point (Xqi, , YQi, ZQi
) When the welding speed V↓ or V i ' is given, the distance m between the welding start point and the welding end point is calculated. , position increment amounts ΔX, ΔY for each reference clock signal output from the reference clock generator 10.

ΔZまたは△X/、△Yノ、△Z’を により算出する。109はロボットの各軸筋のサーボ機
構である。/10はロボットの各軸筋のサーボ機構10
9を駆動するサーボ駆動回路である。
ΔZ or ΔX/, ΔY, and ΔZ' are calculated. 109 is a servo mechanism for each axis muscle of the robot. /10 is the servo mechanism 10 for each axis muscle of the robot
This is a servo drive circuit that drives 9.

///はロボットの各軸筋の位置S ’g 】、 S賃
2 、 S’g 3゜・・・・・・、S′gkを検出す
る位置検出器である。サーボ機構109、サーボ駆動回
路/101位置検出器///は便宜上、それぞれ−まと
めに図示したが、実際はロボットの各軸筋に独立してい
る乙とは勿倫である。//2は切替回路で、ティーチン
グモ−ドの・ときはティーチボックス10汐の指令をサ
ーボ駆動回路/10に伝達し、プレイバックモードのと
きは座標変換演算器103でロボット固有座標系に座標
変換された、基準クロック信号毎の位置増分量△X、△
Y、△Z(△X′、△Y′、△Z/)をロボット各軸の
入力指令Sgt、 8g2.8g3.・・・・・・。
/// is a position detector that detects the positions S'g], S2, S'g3°, . . ., S'gk of each axis of the robot. For convenience, the servo mechanism 109 and the servo drive circuit/101 position detector/// are shown together, but in reality they are independent of each axis of the robot. //2 is a switching circuit that transmits the command from the teach box 10 to the servo drive circuit 10 when in the teaching mode, and converts the coordinates to the robot-specific coordinate system using the coordinate transformation calculator 103 when in the playback mode. Converted position increment amount △X, △ for each reference clock signal
Y, △Z (△X', △Y', △Z/) are input commands for each axis of the robot Sgt, 8g2.8g3. .......

Sgkとしてサーボ駆動回路/10に伝達する。It is transmitted to the servo drive circuit/10 as Sgk.

//、2はウィービング定数設定器、//3はウィービ
ング駆動回路、//qはウィービングアクチュエータ、
//りは溶接トーチである。第7図はロボットのアーム
//乙に取付けられたウィービングアクチュエータ//
IAと溶接トーチ/15の一例を示す外観図である。以
上のうちで、座標変換演算器10.2,103、演算器
70ヴは、説明の都合」二、それぞれ分けて図示したが
、通常は7個のマイクロプロセッサで構成される。
//, 2 is a weaving constant setter, //3 is a weaving drive circuit, //q is a weaving actuator,
//ri is a welding torch. Figure 7 shows the robot arm//Weaving actuator attached to B//
It is an external view showing an example of IA and welding torch/15. Of the above, the coordinate transformation calculators 10.2, 103 and the calculator 70 are shown separately for convenience of explanation, but they are usually composed of seven microprocessors.

次に、以上の構成からなる溶接ロボットの動作について
説明する。
Next, the operation of the welding robot having the above configuration will be explained.

先づ、マスクワークに対するティーチング作業を行なう
。ティーチングボックス10夕で切替回路//2をティ
ーチングモードにしてロボットのサーボ機構109を動
かし、溶接トーチ//Sの先端の作業点をマスクワーク
に対して位置決めする。この結果得られた、ロボット固
有座標系でのマスクワークの各層の溶接開始点Plのテ
ィーチングされた座標と溶接終了点Qlのティーチング
された座標は、座標変換演算器70.2で直交座標系0
−(X、Y、Z)の座標に変換され、それぞれPl(X
pl、 Ypx、 Zpl)、 P2 (Xpz、 Y
l:12. Zn2)、・・・−−−、Pn (Xpn
、 Ypn、 Zpn)、 Ql (XQI、 YQI
、 ZQI )。
First, teaching work for mask work is performed. On the teaching box 10, the switching circuit //2 is set to the teaching mode, the servo mechanism 109 of the robot is moved, and the working point of the tip of the welding torch //S is positioned with respect to the mask work. As a result, the taught coordinates of the welding start point Pl and the taught coordinates of the welding end point Ql of each layer of the mask work in the robot-specific coordinate system are converted to the orthogonal coordinate system 0 by the coordinate transformation calculator 70.2.
−(X, Y, Z), respectively Pl(X
pl, Ypx, Zpl), P2 (Xpz, Y
l:12. Zn2), ...---, Pn (Xpn
, Ypn, Zpn), Ql (XQI, YQI
, ZQI).

Q2 (XQ2. YQ2. ZQ2)、 ・−−−−
・、 Qn (Xqn、 Ycin、 Zqn)として
メモリ10乙に格納される。これと同時に、マスクワー
クの溶接開始点、溶接終了点での開先形状を示す代表点
A、B、C,I)およびE+J”TG、Iの座標もティ
ーチングされ、直交座標系0(x、y、z)の座標(X
A、 YA、 ZA)、 (XB、 Yn。
Q2 (XQ2. YQ2. ZQ2), ・---
・, Qn (Xqn, Ycin, Zqn) is stored in the memory 10B. At the same time, the coordinates of the representative points A, B, C, I) and E+J''TG, I, which indicate the groove shape at the welding start point and welding end point of the mask work, are also taught, and the orthogonal coordinate system 0(x, y, z) coordinates (X
A, YA, ZA), (XB, Yn.

ZB)、・・・・・・、  (Xz、Yl、Zr)  
としてメモリ10乙に格納される。次に、ウィービング
定数設定器//2でマスタワークの各層のウィービング
幅Wl、 Wz、 −−−−−・、〜へfn と溶接速
度Vl、 V2. ・・・−、Vnが設定され、これら
のデータもメモリ10乙に格納される。以上のマスタワ
ークに対するティーチング作業は、溶接電圧、溶接電流
、ワイヤ給送量のティーチングも含め、これらが適正値
になるまで試行錯誤的に繰返される。その後、マイクロ
プロセッサ10/はメモリ103からマスタワークの第
1層と第2層の溶接開始点Pi、P2の座標(Xpl、
 Ypl+ Zpl )+ (Xp2+ Yp2+ Z
n2)  と代表点A、、B、C,Dの座標≠=≠(X
A、 YA、 ZA)、 (XB。
ZB), ......, (Xz, Yl, Zr)
It is stored in memory 10B as . Next, using the weaving constant setter//2, weave widths Wl, Wz, ---, fn and welding speeds Vl, V2 of each layer of the master work are set. ...-, Vn are set, and these data are also stored in the memory 10B. The teaching work for the master work described above, including teaching of welding voltage, welding current, and wire feed amount, is repeated by trial and error until these values become appropriate values. Thereafter, the microprocessor 10/ stores the coordinates (Xpl,
Ypl+ Zpl )+ (Xp2+ Yp2+ Z
n2) and the coordinates of representative points A, , B, C, D≠=≠(X
A, YA, ZA), (XB.

YB、 ZB)、 (Xc、 Yc、 Zc)、 (X
D、 YD、 ZD)、第1層のウィービング幅W1を
読出し、これらのデータを演算器10ilに入力する。
YB, ZB), (Xc, Yc, Zc), (X
D, YD, ZD) and the weaving width W1 of the first layer are read, and these data are input to the arithmetic unit 10il.

演算器1ottは(3+ (41451式により直線A
Bの方向余弦(λ、μ、ν)、直線ACの方向余弦(a
、b、c)、直線AEの方向余弦(a / 、 b/ 
、  c ’ )を求めた後、(6)式によりマスタワ
ークの第1層、第2層の開先幅1.I、 12を求める
。さらに演算器70tは、この求めた開先幅/?lと1
2と溶接開始点PL、P2の座標≠工学(Xpl、Yp
l、Zpl)、(Xpz、Yp2.Zn2)、方向余弦
(λ、μ、ν)から(7)式により第1層の開先断面積
S1を、αO)式からδ1をそれぞれ求める。
Arithmetic unit 1ott is (3+ (41451 formula, straight line A
Direction cosine of B (λ, μ, ν), direction cosine of straight line AC (a
, b, c), direction cosine of straight line AE (a/, b/
, c'), the groove widths of the first and second layers of the master work are determined by equation (6). Find I, 12. Furthermore, the computing unit 70t calculates the obtained groove width/? l and 1
2 and welding start point PL, coordinates of P2 ≠ engineering (Xpl, Yp
1, Zpl), (Xpz, Yp2.Zn2), and the direction cosine (λ, μ, ν), the groove cross-sectional area S1 of the first layer is determined from the equation (7), and δ1 is obtained from the αO) equation.

こうして求められた第1層の開先断面績Slとδ1はメ
モリ10乙に格納される。以」二の動作が第n層重で繰
返され、メモリ10乙にはマスクワーク各層の開先断面
積81,82.・・・・・・、Snと各層の開先幅とウ
ィービング幅の差δl、δ2.・・・・・・、δnが格
納される。
The thus obtained groove cross-section profiles Sl and δ1 of the first layer are stored in the memory 10B. The above two operations are repeated for the n-th layer, and the groove cross-sectional areas 81, 82, . . . . Differences between Sn and the groove width and weaving width of each layer δl, δ2. ..., δn is stored.

次にスレイブワークに対するティーチング作業を行なう
。スレイプワークの溶接開始点、溶接終了点での開先形
状を示す代表点A’、 B’、 C’、 D’およびE
/、 P/、 G/、 I/の座標はティーチボックス
70左でティーチングされる。これらの座標も座標変換
演算器10−2によりロボット固有座標系から直交座標
系Q−(X、Y、Z)に座標変換され、それぞれ座標(
XA’、YA’、ZA’ )、 (Xn’、Yn’、Z
nつ、・・・・・・、  (Xr’ 、 YI’ 、 
ZI’ )  としてメモリ10乙に格納される。次に
、マイクロプロセッサ10/はメモリ10乙から代表点
A’、 B’、・・・・・・、1′ノ座標(XA’ l
 Y A’ l Z A’ ) l (X n ’ +
 Y n ’ + Zn’ ) +・・・・・・。
Next, teaching work for the slave work is performed. Representative points A', B', C', D' and E showing the groove shape at the welding start point and welding end point of the scrape work
The coordinates of /, P/, G/, and I/ are taught on the left side of the teach box 70. These coordinates are also transformed from the robot-specific coordinate system to the orthogonal coordinate system Q-(X, Y, Z) by the coordinate transformation calculator 10-2, and the coordinates (
XA', YA', ZA'), (Xn', Yn', Z
n..., (Xr', YI',
ZI') is stored in the memory 10B. Next, the microprocessor 10/ calculates the coordinates (XA'l) of the representative points A', B', ..., 1' from the memory 10B.
Y A' l Z A' ) l (X n' +
Yn' + Zn') +...

(XI’ 、 Yr’ 、 Z■’ )  を読出し、
これらのデータを演算器1041に入力する。演算器1
04tはこれら代表点A’、 B’、・・・・・・、■
/の座標(XA’ 、 YA’ 、 ZA’ )、  
(Xn’ 、 YB’ 、 ZB’ )、・・・・・・
、  (XI’ 、 Yz’ 、 Zr’ )とから(
1)、(2)式によりスレイブワークの各層の溶接開始
点P1’ 、 P2’ 、 =−=−、Pn’の座標(
Xlpl、Y’pl。
Read (XI', Yr', Z■'),
These data are input to the calculator 1041. Arithmetic unit 1
04t are these representative points A', B', ......, ■
/ coordinates (XA', YA', ZA'),
(Xn', YB', ZB'),...
, (XI', Yz', Zr') and from (
1), (2), the coordinates of the welding start point P1', P2', =-=-, Pn' of each layer of the slave work are (
Xlpl, Y'pl.

Z’pl ) 、 (X’p2+ Y’p 2. Z’
p2 ) 、 ・−・・−、(X’pn、 Y’pn。
Z'pl ), (X'p2+ Y'p 2. Z'
p2), ・-・・-, (X'pn, Y'pn.

Z’pn)と溶接終了点Ql′、Q2′、・・・・・・
、Qn′の座標(X’QI、 Y’QI、 Z’QI 
)、 (X’Q2. Y’Q2. Z’Q2)、・・・
・・・。
Z'pn) and welding end points Ql', Q2',...
, Qn' coordinates (X'QI, Y'QI, Z'QI
), (X'Q2. Y'Q2. Z'Q2),...
....

(X’cin、 Y’qn、 Z’cin )  を求
める。これらの座標はメモリ10乙に格納される。以上
、求めたスレイブワークの代表点A/ 、 B/ 、 
C/ 、 E/の座標と溶接開始点I) 1 / 、 
p 2/  の座標とから、マスタワークの場合と同様
にして、第1層の開先幅7?1′と開先断面積Sl’が
演算器/θグで求められる。このスレイブワークの第1
層の開先断面積81’とメモリ10乙に格納されている
マスタワークの第1層の開先断面積S1.溶接速度Vl
  とから〔8)式によりスレイブワークの第1層の溶
接速度V+’が演算器1011−で求められ、メモリ1
0乙に格納される。まだ、スレイブワークの第1層の開
先幅Z2/とメモ+)10乙に格納されているδ】とか
ら09式によりスレイブワークの第1層のウィービング
幅〜■1′が同じく演算器へ〇グで求められ、メモl)
 / 0乙に格納される。以上の動作が第n層まて繰返
され、メモリ10乙にはスレイブワークの各層の溶接速
度V】′。
Find (X'cin, Y'qn, Z'cin). These coordinates are stored in memory 10B. Above, the representative points of the slave work found are A/ , B/ ,
Coordinates of C/, E/ and welding start point I) 1/,
From the coordinates of p 2/, the groove width 7?1' and the groove cross-sectional area Sl' of the first layer are determined by the calculator /θg in the same manner as in the case of the master work. The first part of this slave work
The groove cross-sectional area 81' of the layer and the groove cross-sectional area S1 of the first layer of the master work stored in the memory 10B. Welding speed Vl
From equation [8], the welding speed V+' of the first layer of the slave work is determined by the calculator 1011-, and is stored in the memory 1.
Stored in 0. Still, from the groove width Z2/ of the first layer of the slave work and δ] stored in the memo +)10B, the weaving width of the first layer of the slave work~■1' is also sent to the calculator using formula 09. Asked for in 〇gu, memo l)
/ Stored in 0B. The above operation is repeated for the nth layer, and the welding speed V]' of each layer of the slave work is stored in the memory 10B.

V2’、 ・−−−−・、 Vn’ トウイー ヒンク
幅WJ’、W2’、・=・・・、 Wntが格納される
V2', .----, Vn' Towie hinge width WJ', W2', .=..., Wnt are stored.

以上のようにしてメモリ10乙に所定のデータが格納し
終ると、切替回路//、2はプレイバソクモートニ切替
えられる。マイクロプロセッサ10/はメモリ10乙か
らスレイブワークの第1層の溶接開始点Px’ (X’
p1. Y’p1. Z’ps )と溶接終了点(X’
Q+、 ’Y’Q J、 、 ’Z’Q 1)そして溶
接速度Vl’を読出して直線補間器10gにセットする
と同時に、ウィービング幅W1も読出してウィービング
定数設定器//2にセットする。直線補間器10gは基
準クロック発生器10りから出力される基準クロック信
号毎に位置増分量△X/、△Y/、△Z′を鰺′ 式に
より求め、これらを座標変換演算器103に出力する。
When the predetermined data has been stored in the memory 10B as described above, the switching circuits // and 2 are switched to playback mode. The microprocessor 10/ starts from the memory 10B to the welding start point Px'(X'
p1. Y'p1. Z'ps) and welding end point (X'
Q+, 'Y'Q J, , 'Z'Q 1) Then, the welding speed Vl' is read out and set in the linear interpolator 10g, and at the same time, the weaving width W1 is also read out and set in the weaving constant setter //2. The linear interpolator 10g calculates positional increments △X/, △Y/, and △Z' for each reference clock signal output from the reference clock generator 10 using the Equation 1, and outputs these to the coordinate transformation calculator 103. do.

座標変換演算器103は、直交座標系Q−(X。The coordinate transformation calculator 103 converts the orthogonal coordinate system Q-(X.

Y、Z)で表わされた仕事増分量△X/ 、△Y′、△
Z′をロボット固有座標系に基づくロボット各軸の位置
へ座標変換する。このようにして得られたロボット各軸
の位置入力指令Sgx、 Sgz、 8g3.・・自・
・。
Incremental work amount △X/ , △Y', △ expressed as Y, Z)
Coordinate transformation of Z' is performed to the position of each axis of the robot based on the robot's unique coordinate system. Position input commands for each axis of the robot obtained in this way Sgx, Sgz, 8g3.・・Self・
・.

Sgk  が切替回路//2を経て、位置検出器///
の検出信号S’gl、 S’g2. S’g3. ++
++++ 、 S’gk  トノ差がロボットの各軸の
サーボ駆動回路/10に与えられる。サーボ駆動回路/
10はこれらの差をPID補償等を行なった後、電力増
幅し、サーボ機構709を位置制御する。これにょシ溶
接トーチ/15が直線補間制御されると同時にウィービ
ングアクチュエータ//41がウィービング駆動回路/
/3により駆動されて幅Wlなるウィービング運動を始
める。この動作が溶接終了点917点まで繰返される。
Sgk passes through switching circuit //2, position detector ///
The detection signals S'gl, S'g2. S'g3. ++
++++, S'gk The toe difference is given to the servo drive circuit/10 of each axis of the robot. Servo drive circuit/
10 performs PID compensation and the like on these differences, then amplifies the power and controls the position of the servo mechanism 709. At this time, the welding torch /15 is controlled by linear interpolation, and at the same time the weaving actuator /41 is controlled by the weaving drive circuit /
/3 and starts a weaving motion with a width Wl. This operation is repeated until the welding end point 917 points are reached.

スレイブワークの第λ層、第3層。Layer λ, third layer of slave work.

・・・・・・、第n層の溶接もそれぞれの溶接開始点P
2′。
・・・・・・Welding of the nth layer is also at each welding starting point P
2′.

p 3/ 、 、・、 、、、 、 pnl、溶接終了
点Q2’ 、 Q3’ 、 −−−−、、。
p3/, ,・, ,,, pnl, welding end point Q2', Q3', -----,,.

Qn′、溶接速度v2’ 、 V3’ 、−・−、Vn
’ 、  ウィービング幅W2’ 、 W3’ 、・・
・・・・、 WH’に基づき同様に制御される。
Qn', welding speed v2', V3', -・-, Vn
', weaving width W2', W3',...
..., are similarly controlled based on WH'.

以上の天施例はワークの開先形状が逆台形の場合である
が、第g図(1)のようなり字型あるいは第g図(2)
のようなL字型の開先形状のワークの場合には、開先形
状を示す代表点が3点となるから、=Z1′  とすれ
ばよい。また、第g図(3)のようなU字型の開先形状
のワークの場合には、直線近似が最もよい点を代表点C
,Dとして選べばよい。
In the above example, the groove shape of the workpiece is an inverted trapezoid, but it is a curved shape as shown in Fig. g (1) or a curved groove shape as shown in Fig. g (2).
In the case of a workpiece having an L-shaped groove shape, there are three representative points indicating the groove shape, so it is sufficient to set =Z1'. In addition, in the case of a workpiece with a U-shaped groove shape as shown in Fig. g (3), the point with the best linear approximation is the representative point C.
, D.

第7図において、ロボットの駆動軸//乙にウィービン
グアクチュエータ//4tを装着して、このウィービン
グアクチュエータ//りにより溶接)−f//3VCウ
ィービング運動させる例を示したが、本発明の主旨はマ
スタワークの各層の開先幅と算出されたスレイブワーク
の各層の開先幅の関係からスレイブワークの各層のウィ
ービング幅を求めることであり、それを実現する手段は
何であってもよく、ロボットの各駆動軸の合成運動とし
てウィービング運動を行なわせる、いわゆるソフトウィ
ービングも当然本発明に金型れる。
In FIG. 7, an example is shown in which a weaving actuator //4t is attached to the drive shaft //B of the robot, and this weaving actuator // performs welding)-f//3VC weaving motion, but the gist of the present invention is is to find the weaving width of each layer of the slave work from the relationship between the groove width of each layer of the master work and the calculated groove width of each layer of the slave work, and any means to achieve this can be used, and the robot Naturally, so-called soft weaving, in which weaving motion is performed as a composite motion of each drive shaft, is also applicable to the present invention.

寸だ、スレイブワークの各層の溶接速度Vi’の決定に
あたってはマスタワーク、スレイブワークの溶接開始点
Pi、Pi’を含む開先断面積Si、Si’の比によつ
たが、マスタワーク、スレイブワークの溶接終了点Q1
rQ”を含む開先断面積の比により求めてもよい。址だ
、開先幅IH,/!工’も溶接終了点Q工、 Qi’側
で求めてもよい。
The welding speed Vi' for each layer of the slave work was determined based on the ratio of the groove cross-sectional areas Si and Si' including the welding start points Pi and Pi' of the master work and slave work. Workpiece welding end point Q1
It may be determined by the ratio of the groove cross-sectional area including rQ''.The groove width IH, /!' may also be determined at the welding end point Q, Qi' side.

丑た、実施例ではマスクワークの各層の溶接開始点、溶
接終了点の座標、開先形状を示す代表点の座標、溶接条
件(溶接速度、ウィービング幅)のデータはティーチボ
ックスで−テイーチングするようにしたが、例えば設計
図面等から予め得られたデータをキーインプットするよ
うにしてもよい。
In addition, in the example, data such as the coordinates of the welding start point and welding end point of each layer of the mask work, the coordinates of the representative point indicating the groove shape, and the welding conditions (welding speed, weaving width) are taught using a teach box. However, for example, data obtained in advance from a design drawing or the like may be key inputted.

本発明は、以上説明したように、ワーク毎に、その開先
形状の特徴を表わす代表点の座標をティーチングさせる
だけで、溶接線、開先形状のばらつきのあるワークの適
正な多層溶接が可能となるので、ワークの精度も、治具
の精度も、採算上から管理しにくい多種小量生産のワー
クの溶接のロボットによる自動化が可能になった。また
、ワークの精度、治具の精度の管理も不敬で、しかもワ
ークのセントもラフでよいので治具が簡単となり、その
経済効果は太きい。さらに、座標変換の演算機能を有す
る通常の溶接ロボットに前述の屓算を行なわせるだけで
、高価なセンサ等を特別に使用せずとも対象のワークの
ばらつき安価に補正できる意義は太きい。
As explained above, the present invention enables proper multilayer welding of workpieces with variations in weld line and groove shape by simply teaching the coordinates of a representative point representing the characteristics of the groove shape for each workpiece. As a result, it has become possible to use robots to automate the welding of workpieces produced in small quantities of a wide variety, which is difficult to manage from a profit standpoint, both in terms of workpiece precision and jig precision. In addition, the accuracy of the workpiece and the jig are not managed with care, and since the workpiece can be rough, the jig is simple and the economic effect is significant. Furthermore, simply by having a normal welding robot with a calculation function for coordinate transformation perform the above-mentioned multiplication, it is significant that variations in the target workpiece can be corrected at low cost without the use of special expensive sensors.

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

第7図は本発明の溶接ロボットの軌跡制御方式を説明す
るだめのマスクワークの7例を示す外観図、第2図はマ
スクワークの開先形状を多層溶接する各層と溶接開始点
、溶接終了点を示す図、第3図はマスクワークとスレイ
ブワークの開先形状を示す斜視図、第9図はマスタワー
クとスレイブワークの溶接開始点側の開先断面を示す図
、第S図を本発明の方式を適用した溶接ロボットの実施
例のブロック図、第4図はメモリ10乙に格納されるデ
ータを示す図、第7図は溶接トーチ/15を取付けたロ
ボットの一部外観図、第S図は他の開先形状を示すワー
ク(マスクワーク、スレイブワーク)の図である。 1?工、IF5.・・・、Pn:マスタワークの各層の
溶接開始点。 Q ’ + Q ” +・・・、Qn:マスタワークの
各層の溶接終了点。 Vl、 V2.・・・、Vn:マスタワークの各層にお
ける溶接速度。 Wl、W2.・・・、〜■n:マスタワークの各層にお
けるウィービング幅。 A、、 B、 C,D、 E、 F、 a、 I  :
マスタヮーク開先形状を示す代表点。 11、e2.・・・、/n:マスタワークの各層の開先
幅。 81.82.・・・、Sn:マスタワークの各層の開先
断面積 δJ、δ2.・・・、δn :マスタワークの各層の開
先幅とウィービング幅の差。 AI、 B/、 C’、 I)’、 Iヴ、I”、(3
’、I/:スレイブワークの開先形状を示す代表点。 1) I/ l) 2/、・・・’pn/ :スレイブ
ヮークの各層の溶接開始点。 Q1′、Q2′、・・・Qnl ;スレイブワークの各
層の溶接終了点。 11’、 p 2’、・・・、Jn’:スレイブワーク
の各層の開先幅。 V1’、Vz’、・・・、Vn’:スレイブワークの各
層における溶接速度。 Wl’、 W2’、・・・、WB2:スレイブワークの
各層におけるウィービング幅。 特許出願人   株式会社安川電機製作所笛  6  
図 第  8  図 117図
Fig. 7 is an external view showing seven examples of mask work to explain the trajectory control method of the welding robot of the present invention, and Fig. 2 shows the groove shape of the mask work for each layer to be multilayer welded, the welding start point, and the welding end. Figure 3 is a perspective view showing the groove shapes of the mask work and slave work, Figure 9 is a diagram showing the cross section of the groove on the welding start point side of the master work and slave work, and Figure S is a diagram showing the groove shape of the master work and slave work. A block diagram of an embodiment of a welding robot to which the method of the invention is applied, FIG. 4 is a diagram showing data stored in the memory 10B, FIG. S diagram is a diagram of a work (mask work, slave work) showing another groove shape. 1? Engineering, IF5. ..., Pn: Welding start point of each layer of the master work. Q ' + Q '' +..., Qn: Welding end point of each layer of the master work. Vl, V2...., Vn: Welding speed of each layer of the master work. Wl, W2...., ~■n : Weaving width in each layer of master work. A,, B, C, D, E, F, a, I:
A representative point that shows the master work groove shape. 11, e2. ..., /n: Groove width of each layer of master work. 81.82. ..., Sn: Groove cross-sectional area of each layer of master work δJ, δ2. ..., δn: Difference between groove width and weaving width of each layer of master work. AI, B/, C', I)', Iv, I", (3
', I/: Representative point indicating the groove shape of the slave work. 1) I/l) 2/,...'pn/: Welding start point of each layer of slave work. Q1', Q2',...Qnl; Welding end point of each layer of slave work. 11', p2',..., Jn': groove width of each layer of slave work. V1', Vz', ..., Vn': Welding speed in each layer of the slave work. Wl', W2',..., WB2: Weaving width in each layer of slave work. Patent applicant: Yaskawa Electric Co., Ltd. Flute 6
Figure 8 Figure 117

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 直線補間機能を備えた溶接ロボットにおいて、多層
溶接を行なうに際し、マスクワークの各層の溶接開始点
と溶接終了点のティーチングされた座標、マスクワーク
の開先形状の特徴を表わす複数の代表点のティーチング
された座標、スレイブワークの開先形状の特徴を表わす
複数の代表点のティーチングされた座標とからスレイブ
ワークの各層の溶接開始点と溶接終了点の座標を算出し
、これら算出された各層の溶接開始点と溶接終了点を結
ぶ直線上を溶接トーチの先端を移動させることにより多
層溶接を行なわせることを特徴とする溶接ロボットの軌
跡制御方式。 2 マスタワークのティーチングされた、前記複数の代
表点の座標と前記各層の溶接開始点および/または溶接
終了点の座標とからマスタワークの各層の開先断面積を
、スレイブワークの、ティーチングされた前記複数の代
表点の座標と前記算出された各層の溶接開始点および/
−または溶接終了点の座標とからスレイブワークの各層
の開先断面積をそれぞれ算出し、各層毎のこれら両開先
駈面積の比にマスクワークの対応する各層におけるティ
ーチングされた溶接速度を乗じて算出した溶接速度をス
レイブワークの各層における溶接速度とすることを特徴
とする特許請求の範囲第1項に記載の溶接ロボットの軌
跡制御方式。 3 マスタワークのティーチングされた、前記複数の代
表点の座標と前記各層の溶接開始点および/−!たは溶
接終了点の座標とからマスクワークの各層の開先幅を、
スレイブワークの、ティーチングされた前記複数の代表
点の座標と前記算出された各層の溶接開始点および/−
または溶接終了点の座標とからスレイブワークの各層の
開先幅をそれぞれ算出し、前記マスタワークの各層の開
先幅とマスクワークのティーチングされた各層のウィー
ビング幅との差をとり、前記スレイブワークの各層の開
先幅と前記差との差をとって求めたウィービング幅をス
レイブワークの各層のウィービング幅として、スレイブ
ワークの前記算出された各層の溶接開始点と溶接終了点
を結ぶ直線上を溶接トーチの先端をウィービングさせな
がら移動させることを特徴とする特許請求の範囲第1項
または第2項に記載の溶接ロボットの軌跡制御方式。
[Claims] 1. When performing multi-layer welding in a welding robot equipped with a linear interpolation function, the taught coordinates of the welding start point and welding end point of each layer of the mask workpiece and the characteristics of the groove shape of the mask workpiece are Calculate the coordinates of the welding start point and welding end point of each layer of the slave work from the taught coordinates of the plurality of representative points representing the characteristics of the groove shape of the slave work, and the taught coordinates of the plurality of representative points representing the characteristics of the groove shape of the slave work, A trajectory control method for a welding robot, characterized in that multilayer welding is performed by moving the tip of a welding torch on a straight line connecting the calculated welding start point and welding end point of each layer. 2. The groove cross-sectional area of each layer of the master work is determined from the taught coordinates of the plurality of representative points of the master work and the coordinates of the welding start point and/or welding end point of each layer. The coordinates of the plurality of representative points and the calculated welding start point of each layer and/or
- Or calculate the groove cross-sectional area of each layer of the slave work from the coordinates of the welding end point, and multiply the ratio of these two groove areas for each layer by the taught welding speed for each corresponding layer of the mask work. The trajectory control method for a welding robot according to claim 1, wherein the calculated welding speed is used as the welding speed for each layer of the slave work. 3 The taught coordinates of the plurality of representative points of the master work, the welding start point of each layer, and /-! The groove width of each layer of the mask work can be calculated from the coordinates of the welding end point or the welding end point.
The coordinates of the plurality of taught representative points of the slave work and the calculated welding start point and/or of each layer.
Alternatively, calculate the groove width of each layer of the slave work from the coordinates of the welding end point, calculate the difference between the groove width of each layer of the master work and the taught weaving width of each layer of the mask work, and calculate the groove width of each layer of the slave work. The weaving width obtained by taking the difference between the groove width of each layer and the above-mentioned difference is the weaving width of each layer of the slave work. The trajectory control system for a welding robot according to claim 1 or 2, characterized in that the tip of the welding torch is moved while weaving.
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