JPS59229286A - Ncア−ク溶接方法 - Google Patents

Ncア−ク溶接方法

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Publication number
JPS59229286A
JPS59229286A JP10197283A JP10197283A JPS59229286A JP S59229286 A JPS59229286 A JP S59229286A JP 10197283 A JP10197283 A JP 10197283A JP 10197283 A JP10197283 A JP 10197283A JP S59229286 A JPS59229286 A JP S59229286A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
welding
data
torch
tpb
control
Prior art date
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Pending
Application number
JP10197283A
Other languages
English (en)
Inventor
Uhachiro Nakamura
中村 宇八郎
Toshio Yada
矢田 敏夫
Jutaro Asai
浅井 寿太郎
Sakae Tomidokoro
富所 栄
Mitsuo Fukuzawa
福沢 光男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
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Publication of JPS59229286A publication Critical patent/JPS59229286A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B23K9/12Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting

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】 こ゛の発明は、NCアーク溶接方法の改良に関し、設計
図向等の寸法から予め計算された溶接線上をコンピュー
タtttll ・呻により追従させて浴接を行なうNC
アーク溶接方法に2いて、浴接線が複雑な個所に現在市
販されている汎用ロボットのTPB(Teaching
 Play Back:教示)方式によるデータを置き
換えて使用することにより、多品種少量生産の溶接作業
の自動化を容易かつ確実に行なうようにしたものである
次期溶接ロボットの姿として、NC工作機なみの知能ロ
ボットの開発が進められているが、溶接線が複雑な箇所
での溶接トーチの制御が難しいため、単純な溶接作業以
外は実用化されていない。
すなわち、例えば第1図のように、溶接トーチTをy軸
上の溶接線に沼って移動させて溶接を行なう場合、良好
な溶接品質を得るためには、x:0点(溶接トーチTの
先端位置)を通り、y軸に直交した水平な軸 200点を通り、χ−y平面に垂@な軸として、トーチ
角度ψ(浴接トーチTが2軸となす角)と前進角θ(溶
接トーチTをx−y平面上に投影した線分がy軸となす
角)が′M要な要因をなすが、溶接線が複雑にかつ急激
に変化する場合、例えば第2図のすみ肉溶接の回し溶接
部などでは、溶接線りの方向はもちろんのこと、トーチ
角度ψおよび前進角θの計算が複雑となってしまう。し
かも、計算することができるとしても、その計算値が良
好な溶接ビードが得られるための最適値であるかどうか
の判断は実際に駆動してみないと、その良否の判定が困
難なことが多い。
NCアーク溶接方法にはこのような問題があるため、現
在実用化されているアーク溶接用ロボットは複雑な計算
を必要としないTPB方式のものが多く用いられている
。TPB方式は、溶接トーチの通るべき位置を何点か教
示し、それらの間を補間して溶接トーチを移動させて、
溶接を行なうものである。第3図はTPB方式の溶接ロ
ボットの機器構成の一例を示すもので、教示箱lによる
マニュアル操作により、!9A動部2を介して溶接トー
チ3を無アーク状態で溶接線上をなぞらせ、そのとき何
点かの位置で溶接トーチ3の先端の座標およびトーチ角
度ψ、前進角θ等を記憶1ffll#装置4に記憶して
教示を行ない、ひととおり教示し終ったら、溶接電源5
を、駆動してアークを発生させて、記憶用1(@装置t
4に記憶された値にもとづいて、溶接トーチ3の位置、
姿勢を1UIJ御して溶接を行なうように構成されてい
る。この場合、教示した各点A。
B、C,・・・の間の位置では、第4図(a)に示すよ
うな直線補間か、第4図(b)に示すような円弧補間に
より、補間を行なう。
このように、TPB方式では溶接線上の何点かの位置で
溶接トーチ先端の座標値、姿勢を教示し、第3図の記憶
制御装置4で各点間を補間して連続化させるため、溶接
線を忠実に倣わせるためには、教示点の数が必然的に多
くなり、重機械工業分野など被溶接物が大きな場合には
、教示時間が長時間に亘るため、作業者の疲労はかなり
なものになる。一般に集中して作業できる時間は加分程
度が限度とされ℃おり、従って、作業が長時間に亘る場
合は教示の誤りも多くなり、再教示作業が必要となる場
合もある。また、TPB方式は自動車産業のように多量
生産の現場で有効に使われているが、重機械工業分野で
は一品生産的であるため、実際に溶接を行なっている時
間に比べ教示時間が長時間となり(各Aスごとに教示が
必要なため、)Rス数を多く必要とする原板のものでは
なおさらである)、ロボット使用のメリットが全くなく
なってしまう。
この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、溶接トー
チの駆動を基本的にはNC制御で行ない、浴接線が俵雑
な場合など溶接トーチが複雑な動きをする部分あるいは
その他の理由によりNC*lJ@1のみでは制御が難し
い部分において、必要に応じて、TPB方式により溶接
トーチの動作を教示して、NC制御による制御内容を補
充・修正することにより、全体をNC方式とした場合に
比べて良好な浴接品質が得られるようにするとともに、
全体をTPB方式とした場合に比べて教示に要する時間
、労力を軽減できるようにしたNC浴接方法を提供しよ
うとするものである。
以下、この発明の実施例を添付図面を参照して説明する
第5図はこの発明の浴接方法を実現するための浴接装置
の全体構成図である。10は制御装置、1】は溶接電源
、12は浴接トーチ、13は溶接トーチ12を、駆動す
るための駆動部、14は被溶接物の溶接線の図面寸法を
入力して、予め組込まれた計算式に従ってNC制御によ
る各駆動部の制御l量を計算するマイクロプロセッサ、
 16は4!r駆動部の制御量、溶接条件等を表示する
表示装置である。リモートコントロールボックス15は
、被溶接物の溶接線が複雑で溶接トーチ12の制御量の
算出が困難な場合、あるいは算出することはできてもそ
れが最適の制御量とはいえない場合に、 TPB方式に
より制御量を教示するものである。この教示されたデー
タは、割(I[!lN!It10により、マイクロプロ
セッサ14に記憶されているNCデータのうちの該当す
る部分に置き換えられる。これにより、マイクロプロセ
ッサ14には溶接線の複雑な部分でも溶接トーチ12の
最適な位置、姿勢を得ることができるデータが記憶され
る。
第6図は、上記制御装置lOによりNCデータをTPB
によるデータで置き換える手順を示すフローチャートで
ある。まず、はじめに、溶接線の図面寸法をマイクロプ
ロセッサ14に入力し、これに基づいて、予め定められ
た計算式から各駆動部の制御量を算出する。次にアーク
無しの状態で、上記算出された制御量によって溶接トー
チ12を空運転する。このとき、溶接トーチ12が実際
の被浴接部の溶接線に対して適切な動作をするかどうか
を監視して、溶接線が複雑な部分その低溶接継手や拘束
板や狭隘個所を有するために適切な溶接トーチ角度ψや
前進角θが得られない部分でNCによる制御を止めて、
リモートコントロールミックス15によるマニュ′アル
操作により、溶接トーチ12を最適なルートおよび姿勢
で動作させる。そのときの各点での位置、姿勢等をTP
Bによる教示データとしてその補間データとあわせてマ
イクロプロセッサ14に入力し、該当する部分のNCデ
ータをそのTPBによる教示データで置き換える。この
置き換えは、NCデータを構成する各要素(X、Yyz
の座標、トーチ角度ψ、前進角θ)のうち、修正を必要
とするものだけについて行なえばよい。例えば、溶接ト
ーチ12の先端の位置を修正したい場合にはX * Y
 + Zの座標値をTPBによる教示データで置き換え
、トーチ角度ψ、前進角θはそのままにしておいてもよ
い。また、溶接トーチ12の先端の軌跡はNCデータの
みでも適切なものが得られるが、途中にじゃまな部材が
張り出していて溶接トーチ12の一部がぶつかるような
場合には、トーチ角度ψ、前進角θを単独又は同時に良
好な溶接施工が行える範囲内でTPBデータで置き換え
ればよい。
なお、上記の場合は、NCデータを一応1通り作成して
、その中の不都合な部分を必要に応じてTPBデータ忙
置装換えるようにしたが、溶接続が複雑で計算が困難な
部分を含んでいる場合には、あえてその部分の計算はせ
ずに、空白とみておき、TPB方式により得られたデー
タをそこにあてはめ℃全体を構成すればよい。
第7図は、以上の方法によりNCデータとTPBデータ
との組合せデータを作成する具体例を示すものである。
まず、第7図(a)は、母材2OK四角形の被溶接板2
1をす人肉溶接する場合である。NCデータを作成する
ための図面寸法としてA、B、C,Dの各コーナ部の座
標(Oを原点とするxp V p ”の直交3軸上の座
標)を入力する。これにもとづいて、第5図のマイクは
プロセッサ14では各軸の制御量を算出する。また、コ
ーナ部では、トーチ角度ψおよび前進角θの計算が複雑
であるので、TPB方式により、この部分のトーチ角度
ψおよび前進角θを定めて、上記算出されたデータの該
当する部分に組み入れて全体のデータを作成する。
第7図(blは、船体の鋼板を溶接する場合のもので、
船体を構成する鋼板δに補強材かを格子状に組んですみ
肉溶接するものである。この場合は、1つの枠について
図面寸法としてA、B、C,Dの各コーナ部の座標を入
力し、これにもとづいて各軸の制御量を算出し、また、
各コーナ部でのトーチ角ψおよび前進角θをTPB方式
により定めて上記算出されたデータに組入入れて全体の
データを作成する。そして、他の枠についても寸法は同
じだから、上記作成されたデータ全体なX、y平面上に
平行移動させて各枠を順次溶接していく。
第7図(C)は、母材間に被溶接板31を垂直に立てて
、その両側をすみ肉溶接するものである。この場合はA
(溶接開始点)、B、E、FC溶接終了点)の各点の座
標を入力して制御量を算出する。
また、点Bから被溶接板31を越えて点Eに達するため
、途中の適宜の点C,DをTPBにより教示する。また
、溶接終了点Fに到達した後の溶接トーチの待避位tG
も教示する。
第7図(dlは、被溶接板ア、36の突合溶接において
、途中に拘束板37がある場合である。この場合は、A
(溶接開始点)、B(拘束板37との交叉点)。
F(溶接終了点)の各点の座標を入力して制御量を算出
する。また、点Bから拘束板37を越えるため、途中の
適宜の点C,D、EをTPBにより教示する。また、溶
接終了点Fに到達した後の溶接トーチの待避位置Gも教
示する。
以上説明したように、この発明によれば、溶接トーチの
駆動を基本的にはNC制御で行ない、溶接線が複雑な場
合など溶接トーチが複雑な動きをする部分あるいはその
他の理由によりNC制御のみでは制御が難しい部分にお
いて、必要に応じて、TPB方式により溶接トーチの動
作を教示して、NC制御による制御内容を補充、修正す
るようにしたので、全体をNC方式とした場合に比べて
良好な溶接品質が得られるととも忙、全体をTPB方式
とした場合に比べて教示に要する時間、労力を軽減する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はトーチ角度ψと前進角θの説明図、第2図はす
み肉溶接の回し溶接部を示す斜視図、第3図はTPB方
式の溶接ロゼツトの機器構成を示すブロック図、第4図
はTPB方式における補間方式を示す図、第5図はこの
発明を実施するための機器構成の一実施例を示すブ四ツ
ク図、第6図はこの発明による教示動作を示すフローチ
ャート、第7図はこの発明を利用した溶接の具体例を示
す斜視図である。 10・・・制御装置、11・・・溶接電源、12・・・
溶接トーチ、13・・・駆動部、14・・・マイクロプ
ロセッサ、15・・・リモートコント四−ルゼツクス、
16・・・表示装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. NCデータの−@1CTPB方式によるデータを挿入し
    て被浴接物の溶接を行なうようにしたNCアーク溶接方
    法。
JP10197283A 1983-06-08 1983-06-08 Ncア−ク溶接方法 Pending JPS59229286A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10197283A JPS59229286A (ja) 1983-06-08 1983-06-08 Ncア−ク溶接方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10197283A JPS59229286A (ja) 1983-06-08 1983-06-08 Ncア−ク溶接方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS59229286A true JPS59229286A (ja) 1984-12-22

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ID=14314776

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JP10197283A Pending JPS59229286A (ja) 1983-06-08 1983-06-08 Ncア−ク溶接方法

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