JPS5973185A - Automatic welding method by general-purpose type welding robot - Google Patents

Automatic welding method by general-purpose type welding robot

Info

Publication number
JPS5973185A
JPS5973185A JP17138083A JP17138083A JPS5973185A JP S5973185 A JPS5973185 A JP S5973185A JP 17138083 A JP17138083 A JP 17138083A JP 17138083 A JP17138083 A JP 17138083A JP S5973185 A JPS5973185 A JP S5973185A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
welding
torch
axis
motor
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP17138083A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6254590B2 (en
Inventor
Hiroichi Nomura
野村 博一
Yuji Sugitani
祐司 杉谷
Nobuyoshi Tasaka
田坂 延義
Taketoshi Yoshida
吉田 竹利
Masakuni Inoko
正邦 猪子
Arata Sakui
作井 新
Hiroshi Minato
湊 博
Hironobu Nagano
永野 博信
Kenji Horiguchi
堀口 健次
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.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
Priority to JP17138083A priority Critical patent/JPS5973185A/en
Publication of JPS5973185A publication Critical patent/JPS5973185A/en
Publication of JPS6254590B2 publication Critical patent/JPS6254590B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

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
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/02Carriages for supporting the welding or cutting element

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

PURPOSE:To perform automatic welding with a general-purpose type welding robot wherein respective movable parts are controlled by a pattern signal and a sensor signal by holding a torch at the bottom end of a rotatable spindle mounted to a frame which is driven longitudinally, transversely and vertically and swiveling, moving forward and backward and tilting the torch. CONSTITUTION:A girder 2 moves forward or backward as an axle 29 is driven by a motor 25. A moving carriage 3 is moved to the right and left by a motor 31. A spindle 4 is moved upward and downward by a motor 47 and is rotated by a motor 50. A torch holding shaft 61 mounted to the bracket 62 at the bottom end of the spindle 4 is rotated by a motor 64. The torch advancing and retreating shfat 72 of a horizontal cylinder 7 provided at the bottom end of the shaft 61 is advanced or retreated by a motor 73 and the torch 6 of a torch holder 79 is tilted and turned by a motor 80. Each motor is detected and driven by the signal consisting of the above-mentioned combined pattern and the signal for the torch position by the detector, whereby automatic welding is accomplished.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明i1.汎用型溶接ロホ゛ットによる溶接方法の創
案に係p1竹に造船用大型部材の溶接において、部月の
多様性に対処し得る自動溶接により、その多用化、高速
化と共に信頼性の向上を図ったものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention i1. Regarding the creation of a welding method using a general-purpose welding robot p1 In the welding of large shipbuilding parts, automatic welding that can cope with the variety of parts and parts has been designed to increase its versatility, increase speed, and improve reliability. It is.

造船工ζ1において、溶接作業の占めるウェイトの高い
仁とはよく知られる。このために多数の熟練溶接工によ
る手動もしくは手自動溶接を改善し、省力化、自動化及
び高速化によって生産性の向上とコストの低減を図らん
とする徴求が高い。これに対し、従来から各わiの自動
溶接機構が提案されたが、これを大別するならば、油圧
系と電気系に区分することができよう。これらの中油正
系を代表するものとしては、センサーによって、そのト
ーチの対象物に対する正確々位置決めを図ったものがあ
る。これによるメリットとしては、・L−れまでの例え
ば座標、姿勢、条件などをあらかじめロボットに詳細に
記憶させる。いわゆるテーチングの簡略化を図ったこと
にある。それにしても造船用部月の形状寸法の多様化に
対処し偶るにはなお多くの難点のあることは不可避と言
うことができる。電気系を代表するものとじ又は、回し
くセンサーを付設した造船用箱型部側に対する水平隅肉
用ロボットの提案が知られる。
It is well known that among shipbuilders ζ1, welding work occupies a large portion. For this reason, there is a strong desire to improve manual or manual automatic welding by a large number of skilled welders, and to improve productivity and reduce costs by saving labor, automating, and increasing speed. In response to this, various types of automatic welding mechanisms have been proposed in the past, but they can be roughly divided into hydraulic systems and electrical systems. A representative example of these conventional systems is one that uses sensors to accurately position the torch relative to the object. The advantages of this are as follows: - The robot can store detailed information such as coordinates, posture, conditions, etc. up to L-L in advance. The aim is to simplify so-called teaching. Even so, it is inevitable that there will still be many difficulties in dealing with the diversification of shapes and dimensions of shipbuilding parts. Proposals for horizontal fillet robots for shipbuilding box-shaped parts equipped with binding or turning sensors, which are representative of electrical systems, are known.

これ&」2不幸にして、水平用であシ、立向き溶接がで
きないことに最大のか1を点がある。直角に近い箱型部
旧専用にとどすることは犯う1でもなく、加うるにその
据付及び移動には別個の装置が必要とされて、上記した
如き部材の形状寸法の多様化に対処し得て、多用化に向
く汎用性を備えグとロボットとは言い得す、依然として
専用様の域を出ないものと言うべきであろう。
2.Unfortunately, the biggest point is that it is for horizontal use and cannot be welded vertically. It is not a bad idea to keep it exclusively for the box-shaped part that is close to right angles, and in addition, separate equipment is required for its installation and movement, and it is necessary to deal with the diversification of the shape and size of the parts mentioned above. Although it can be called a robot with the versatility that makes it suitable for multiple uses, it should still be said to be a specialized robot.

このような例も含めて、従来知られている各種ロボット
に共通する難点として次の点をあげることができる。即
ち、 0)上述した如く、1部機種にその簡略化が図られたと
しても、依然と1−てテーチングに難点のあることであ
る。このようなテーチングは、その対象が複雑多岐な形
状や大型部材にあってはテーチング作業に多くの時間を
必要とし、かつ造船用部材の如く多種小量でかつ必要と
される精度確保の点から不可能に近い。
Including such examples, the following points can be cited as common difficulties in various conventionally known robots. That is, 0) As mentioned above, even if some models are simplified, there are still difficulties in teaching. This type of teaching requires a lot of time when the object is a complex and diverse shape or large member, and it is difficult to ensure the required precision when working with a wide variety of small quantities such as shipbuilding parts. Almost impossible.

@ 従来から提案され、かつ実用にも供されているロボ
ットは半固定タイプが多く、その動作範囲もせいぜい1
.5m程度であって、複雑な造船用の大型部月に対して
は適格性に欠くものと言うべきである。
@ Many of the robots that have been proposed and put into practical use are semi-fixed types, and their operating range is at most 1.
.. It is about 5 m long, and should be said to be unsuitable for large parts used in complex shipbuilding.

0 造船用部月として、その組立精度、加工精度及び搬
入位置決め精度などに信頼性が薄い。
0 As a shipbuilding department, its assembly accuracy, processing accuracy, delivery positioning accuracy, etc. are not reliable.

■ アーク溶接用としては、技術的にまだ完成されたロ
ボットの提案がない。
■ There is no proposal for a technologically complete robot for arc welding.

■ 高価な割シに適応能力に乏しい。■ Lack of ability to adapt to expensive discounts.

などの諸点をあげることができる。こオtを端的に看う
ならば、スカロツプやスニツプの形状、こ7Lにスチフ
ナーが付設され、かつこれらが互いに交差して溶接線の
障害ともなることが常態とされてい□る造船用部材の組
立溶接を自動的にと外し11ノる溶接ロボットの提案が
まだないということに外ならない。こ扛が現状であって
、そのために有効適切なメカ二女ノ、及びこの溶接制御
プロセスの樹立が久しく渇望されでいたものである。
I can point out various points such as: To put this simply, it is the assembly of shipbuilding parts in which stiffeners are attached to scallops and snips, and these cross each other and become obstacles to welding lines. It is obvious that there is still no proposal for a welding robot that can automatically weld and remove welds. This is the current situation, and the establishment of an effective and suitable mechanism and welding control process has been desired for a long time.

本発明は、このような現状を打開するために開発された
ものでるっで、その特徴は、溶接ロボットの前後(X 
Jll+ )及び左右(ψ軸)の自在な移動をh1能と
し2、こi%に配設したセンサー及びトーチ保持用主軸
に、自在な上下fli!+ CZ軸)及びその回転運動
(rp軸)を力えると共に上記1・−チの進退(R軸〕
汲びl・−チ自体の傾角回動(ψ軸)を可能ならしめ、
上記x、y、z及びP各軸によって粗制御を行い、同時
に上記R軸及びψ軸によって精密制御することを基本と
し、寸ず溶接用部拐の組合せ形状をパターン化し、この
パターン化された部材組合せ形状及びこれに対応する溶
接手順を予めil算機に教示しておき、溶接に当っては
少なくとも2個のセンツーによって部拐の組合せ形状を
検知して、これを前記パターン化さnた方今組合せ形状
と対比せしめ、こ才りによる上記パターンに対する上記
シーケンスによって各制御軸を作動せしめて自動的に溶
接するようにしたものである。こ7’Lによって、多様
化された造船用部利のnilみ立てに対し、自動的にか
つ安定した精度をもつ溶接が可能となる。
The present invention was developed to overcome the current situation, and its characteristics include the front and back of the welding robot (X
Jll + ) and left and right (ψ axis) can be freely moved as h1 function. + CZ axis) and its rotational movement (rp axis), as well as advancing and retracting the above 1 and - chi (R axis)
Enable tilt angle rotation (ψ axis) of the drawer l/-chi itself,
The basic idea is to perform rough control using the x, y, z, and P axes, and at the same time perform precise control using the R and ψ axes. The combined shape of parts and the corresponding welding procedure are taught to the IL calculator in advance, and during welding, the combined shape of parts is detected by at least two sensors, and this is used to form the pattern. In comparison with the combined shape, each control axis is actuated according to the sequence described above for the pattern according to the clever technique, and welding is automatically performed. With this 7'L, it is possible to weld automatically and with stable accuracy for nil fabrication of diversified shipbuilding parts.

本発明に供さ!’Lる浴接ロボットの基本的メカニスム
は、特願昭51−121674号及び特願昭51 12
1675号として提案されたが、その構成の1例をよ、
第1図及び第2図で示す通りである。即ち基床(1)に
配設した定盤aυ及び溶接ロボット用支台(16a)及
び(16b1ついでこの支台上に敷設されたレール(1
7a)及び(x7b)が本発明による溶接ロボットの支
持機構であって、上記定盤上に被溶接材(1つ(11N
及び(1υが組み立てらtLる。上記溶接ロボットの基
本形態は、甘ずガーダ−(2a)及び(2b)とそのガ
ーダ−脚(218,)と(21d)及び(21b)と(
210)が、メーンフレーム(22a)及び(22b)
にそれぞ9固定され、上記(21a) −(21)))
間及び(21c) −(21d)間に前記被溶接材を配
t+Hシ得る如く、門型(幾構とされる。メーンフレー
ムはその下部にレール走行用車輪(29a) (2c+
b) (29c) (29d)及びレー・ル側面に接し
得る如く、ガイドローラー(23a)−(23b)と(
23c) −(23d)が配設される。更に前記ガーダ
−士には、それぞれ案内条(24a)及び(24b)が
敷設さtLるものである。このような門型機構の移動は
、前記刀−ダー脚の下部に配設さ扛たモーター(25a
)及び(25+))、ビニオフ (26a)及び(26
b)、及び前記レールに沿って固設されたラック(27
a)及び(27b)から々る駆動装置によってなさ扛る
Contributed to the invention! The basic mechanism of 'L' bathing robot is disclosed in Japanese Patent Application No. 51-121674 and Japanese Patent Application No. 51-12.
It was proposed as No. 1675, but here is an example of its configuration:
As shown in FIGS. 1 and 2. That is, the surface plate aυ arranged on the base (1), the welding robot support (16a) and (16b1), and then the rail (1) laid on this support
7a) and (x7b) are support mechanisms for a welding robot according to the present invention, in which a workpiece (one (11N)
and (1υ) are assembled. The basic form of the welding robot is made up of amazugirders (2a) and (2b), their girder legs (218,), (21d) and (21b), and (
210) is the mainframe (22a) and (22b)
(21a) - (21)))
The main frame has rail running wheels (29a) (2c+
b) (29c) (29d) and guide rollers (23a)-(23b) and (
23c) - (23d) are arranged. Furthermore, guide strips (24a) and (24b) are installed on each of the girders. The movement of the gate-shaped mechanism is carried out by a motor (25a) installed at the bottom of the sword leg.
) and (25+)), Binioff (26a) and (26
b), and a rack (27) fixedly installed along the rail.
a) and (27b) by means of a drive device.

これに図示した如く、上記門型機構の位置検出装@、 
(28a)及び(28b)を付設するならば、車輪(2
9a)(29b) (29c) (29d)を介して門
型機構の走行−停止(図示ではX軸)の位置コントロー
ルは極めて容易である。
As shown in this figure, the position detection device of the gate type mechanism @,
If (28a) and (28b) are attached, wheels (2
9a), (29b), (29c), and (29d), it is extremely easy to control the position of the portal mechanism between travel and stop (X-axis in the figure).

次に溶接ロボットのY軸方向の移動機構は次の通りであ
る。まず移動台車(3)は前記案内条(24a) −(
24b)に載荷さ扛、この横行(Yllllh)は、モ
ーター(31)、ビニオン(32)−ランク(33)及
び車輪(34a、) −(34a)、(34b) −(
34b)、(34c)−(34c)、(34r−D  
(34d)及び(35a) −(35d) 、 (35
b)  (35c) (いずれも前記案内条の上下及び
側面に接して設けら扛る〕からなる駆動装置によってな
される。
Next, the mechanism for moving the welding robot in the Y-axis direction is as follows. First, the movable trolley (3) moves along the guide strip (24a) -(
24b), this traverse (Yllllh) has motor (31), binion (32) - rank (33) and wheels (34a,) - (34a), (34b) - (
34b), (34c)-(34c), (34r-D
(34d) and (35a) - (35d), (35
b) (35c) (both of which are provided in contact with the upper, lower, and side surfaces of the guide strip).

これに図示の如く検出器(36)を配設L5て、車輪(
35a)及び(35b)を介し、移動台車の移動−停止
(Y軸)をコントロールするものである。
As shown in the figure, a detector (36) is installed on this L5, and a wheel (
35a) and (35b) to control the movement and stop (Y axis) of the mobile cart.

更に溶接ロボットの上下動(2軸)は主軸(4)による
。この主軸は上記上下動と共にそれ自身旋回可能(W軸
〕に保持さ■る。その基本的なメカニズムは次の)ID
りである。即ちまず前記移動台車の中央部に連軸保持筒
(41)が配設さ扛、これに図示しない軸受を介して軸
筒(42)が縦挿さ扛、この軸筒に上記主軸が貫装さI
するものである。ついでこの軸筒の−F下部にはこ71
.と同心の角筒状上下動用ガイド(43υ及び(43b
)が連結され、同時に上記軸筒の中間部にはキャー(4
4〕が固設される。更に前記主軸の片側は上下動用ラッ
ク(45)、他側には上記上下動用ガイドに設りら扛た
ガイドローラー(図示し外いつに挾持された案内条(4
6a)及び(46b)が固設さ7する。このよう々機構
において主軸の上下動(2軸)の駆動装置は、モーター
(47)及びギヤーボックス(48)からなυ、このギ
ヤーボックスには図示しないウメーム磯構とこれに付設
されたビニオフが内蔵さgる。主軸の上下動は前記上下
動用ラックとこのビニオンによってなさ扛、同時に付設
さ7したむI: ll’+ (幾f1ζ(49)によっ
て、その」二下動−停止(2Φ山)がコントロール 一方主軸の旋回(VjIlη11)装置.はモーター(
so)とその中にギヤー機構(5]) − (52)を
設けたギヤーボックス(53)からなり、具体的な旋回
はこのギヤー(52)と前記駆動用ギヤー(44)によ
ってなされるが、伺股した検出機構(54) Kよって
その旋回−停止(vI軸)がコントロールされる。
Furthermore, the vertical movement (two axes) of the welding robot is based on the main shaft (4). This main shaft can rotate itself (W-axis) along with the above-mentioned vertical movement.The basic mechanism is as follows) ID
It is. That is, first, a connecting shaft holding cylinder (41) is disposed in the center of the movable cart, a shaft cylinder (42) is vertically inserted into this through a bearing (not shown), and the main shaft is inserted through this shaft cylinder. I
It is something to do. Next, place 71 at the bottom of -F of this shaft cylinder.
.. Square tubular vertical movement guide concentric with (43υ and (43b)
) are connected, and at the same time a carrier (4) is connected to the middle part of the shaft cylinder.
4] is fixedly installed. Further, one side of the main shaft has a rack for vertical movement (45), and the other side has a guide roller (not shown) mounted on the guide for vertical movement (45) held between the vertical movement guides.
6a) and (46b) are fixed 7. In such a mechanism, the driving device for vertical movement (two axes) of the main shaft consists of a motor (47) and a gear box (48), and this gear box has a Umemu rock structure (not shown) and a vinyl off attached to it. Built-in search. The vertical movement of the main shaft is performed by the above-mentioned vertical movement rack and this pinion, and at the same time, the second downward movement and stop (2Φ mountain) is controlled by the attached 7 The turning (VjIlη11) device is a motor (
It consists of a gear box (53) in which a gear mechanism (5])-(52) is installed, and the specific turning is performed by this gear (52) and the driving gear (44). The rotating and stopping (vI axis) is controlled by the intersecting detection mechanism (54) K.

本発明に供さ牡る汎用溶接ロボットは前述した如きx,
y,z及びF各軸に対する制御系によって、溶接線に対
する正確なトーチの位置制御が可能である。然しなから
、溶接用部材の形状寸法によってtよ、更にその位置が
微調整さるべき必要のあることば篇うまでもない。この
ような微調順は、以下に述べる機構によってなされる。
The general-purpose welding robot used in the present invention is as described above.
The control system for each of the y, z, and F axes allows for accurate position control of the torch relative to the weld line. However, it goes without saying that the position must be further finely adjusted depending on the shape and dimensions of the welding member. Such fine adjustment is achieved by the mechanism described below.

この場合添付図面では2トーチシステムが示さrている
ので、こ!tに基づいて詳述する。
In this case, the attached drawing shows a two-torch system, so! The details will be explained based on t.

さてトーチ(6a)及び(6b)は、ぞit(’ tq
.トーチ保持軸(6ta)及び(aib)を介し、ブラ
ケット(62)によって前記主軸(4)に取シ伺けらJ
するが、この保持軸は、上記ブラケットに増刊手段(6
3)で固定された軸受筒(図示1−ない)内で回転自在
に保持される。保持軸の回転(θ軸〕はモーター(64
a)及び(64b)及び保持軸と係合するギーV−機打
・Y(図示しない)を内蔵したギヤーボックス(65a
)及び(65b)によってなされる。このiM合、回転
検出機構(66a)及び(66b)を付設し、こILに
よって保持軸の回“転−停止(θ軸)による1・−チの
溶接線に対する正確な指向制御は容易にコントロールす
ることができる。
Now, the torches (6a) and (6b) are
.. It is attached to the main shaft (4) by the bracket (62) via the torch holding shaft (6ta) and (aib).
However, this holding shaft is attached to the above-mentioned bracket with additional issue means (6
3) is rotatably held within a bearing sleeve (not shown in the drawings 1 - not shown). The rotation of the holding shaft (θ axis) is controlled by a motor (64
a) and (64b) and a gear box (65a) incorporating a gear V-machine Y (not shown) that engages with the holding shaft
) and (65b). For this iM connection, rotation detection mechanisms (66a) and (66b) are attached, and by this IL, accurate directional control for the welding line of 1 and 1 by rotating and stopping the holding shaft (θ axis) can be easily controlled. can do.

上述した如く、W軸とθ軸によってトーチが正しく溶接
線に向き得たならば、次はトーチの先端と溶接線の距離
が必要なレベルに達していなければならないことは言う
までもない。そこで本発明では、上記トーチの進退をコ
ントロールする機構を設けることとした。
As mentioned above, once the torch has been correctly oriented to the welding line using the W and θ axes, it goes without saying that the distance between the tip of the torch and the welding line must reach a required level. Therefore, in the present invention, a mechanism for controlling the advance and retreat of the torch is provided.

即ち上記保持軸(61a)及び(61b)とトーチ(6
a)及び(6b)との連結機構が重要であって、この基
本的構成は次の通りである。まずトーチ保持軸(61a
)及び(61b)の下端に横筒(7a)及び(7b)が
固設される。この内部にはトーチ駆動軸(71a)(7
1b)及びこれと螺合せしめた1・−チ進退軸(7ム)
(72b)が図示しないギヤー機構を内蔵したギヤーボ
ックス(75a) (75b)が配設さ扛るものである
That is, the holding shafts (61a) and (61b) and the torch (6
The connection mechanism with a) and (6b) is important, and its basic configuration is as follows. First, the torch holding shaft (61a
) and (61b), horizontal tubes (7a) and (7b) are fixedly installed at the lower ends thereof. Inside this is the torch drive shaft (71a) (7
1b) and the 1-chi advancement/retraction shaft (7mm) screwed together with this
(72b) is a gear box (75a) (75b) having a built-in gear mechanism (not shown).

更にこのギヤー機構に連結するモーター(73a)(7
3b)及び検出機構(74a) (74b)が付設さ扛
る。このような機構において、検出機構の作動により、
トーチ進退軸を介したトーチの進退−停止(R軸)の制
御は容易である。
Furthermore, a motor (73a) (7) connected to this gear mechanism
3b) and detection mechanisms (74a) (74b) are attached. In such a mechanism, the operation of the detection mechanism causes
It is easy to control the forward/backward movement and stop (R axis) of the torch via the torch forward/backward axis.

ついでトーチの姿勢、即ち角度調整機構は次の通りであ
る。即ち上記トーチ進退軸にはトーチホルダー(76a
)及び(76b)が固設さ扛、この中にトーチ回動軸(
77a)及び(77b)、この回動用ギヤー機構(図示
しない)及び上記回動軸と連動するトーチ角度検出機構
(例えばシンクロ制御発振器など) (78a)及び(
78b)が配設される。更に、上記回動軸にはトーチ軸
(79a)及び(79b)を介してトーチ(6a)及び
(6b)が固設されるものである。前記トーチホルダー
にはモーター(80a)及び(80b)が取りNuら扛
て5上記回動軸に連結される。このような機構において
、トーチ角度検出機構の作動によpl トーチの回動−
停止(ψ軸)の制御がなされる。
Next, the attitude of the torch, that is, the angle adjustment mechanism is as follows. That is, the torch holder (76a
) and (76b) are fixedly installed, and the torch rotation shaft (
77a) and (77b), this rotating gear mechanism (not shown) and a torch angle detection mechanism (for example, a synchronized control oscillator, etc.) interlocked with the rotating shaft (78a) and (
78b) is provided. Further, torches (6a) and (6b) are fixed to the rotation shaft via torch shafts (79a) and (79b). Motors (80a) and (80b) are connected to the torch holder and connected to the rotating shaft. In such a mechanism, the rotation of the torch is determined by the operation of the torch angle detection mechanism.
Stop (ψ axis) control is performed.

上述し、てきたX 、 Y 、 Z 、 ’// 、θ
、R及びψ各制御軸によって、溶接線の変化に対応した
トーチのも71t1′及び姿勢の正確な制御が可能とな
って溶接ロボットの汎用化は容易である。第3図のもの
は、第1及び2図から上記各制御軸を抜き取って示した
ものである。
As mentioned above, X, Y, Z, '//, θ
, R, and ψ control axes make it possible to accurately control the direction and posture of the torch in response to changes in the welding line, making it easy to make the welding robot more versatile. In FIG. 3, the control axes mentioned above are extracted from FIGS. 1 and 2.

本発明ではこのような基本的なメカニズムに加え、後述
するように倣い用センサーが伺設さ第1る。
In addition to such a basic mechanism, the present invention also includes a scanning sensor as described later.

造船用大型部利の絹み立合羽あっては、先にも述べた通
り、その形状及び寸法が多移多様であって、一定の部材
パターンとはなり得す、各様の溶接線を示すときはよく
知られる。
As mentioned earlier, the silk-touched fins of large shipbuilding parts come in a wide variety of shapes and dimensions, and exhibit various welding lines that can form a fixed part pattern. Time is well known.

このような合羽の形状及び月決について述べるならけ、
まず第1に基板とじての鋼板に平板と曲板のあることが
知られる。次に具体的外絹み立て部利としての上記鋼板
の形状にいわゆるスカロツプ、スニツプがあり、これに
スチフナーなどが加わって溶接線に対する障害物となる
などであり、更に厚さ違いもあって、実に多様な形状の
絹み合わせが示されることである。−隻の船舶の建造に
おいて、その船舶の種類及び用途々とによつで、更に異
なる部材組み合わせのあることは看うまでもなかろう。
If we were to talk about the shape of this type of raincoat and the moon determination,
First of all, it is known that there are two types of steel plates used as substrates: flat plates and curved plates. Next, there are so-called scallops and snips in the shape of the above-mentioned steel sheets used as concrete finishing parts, and stiffeners are added to these, which become obstacles to the weld line, and there are also differences in thickness. It shows the truly diverse shapes of silk stitching. - It goes without saying that in the construction of a ship, there are different combinations of parts depending on the type and purpose of the ship.

然しなから仔細に検討して見るに、8吸とされる組み合
わせにおいて、これらをパターンとして分類杷握し得る
ことが分った。第17図のものはこの1例であって、合
羽の組み合わせとして6タイプ28種類にパターン化・
類型化したものである。勿論このような部材の組み合わ
せパターンがいくたの変型のあるべきことは言うまでも
ない。本発明はこのような部材組み合せ形状をパターン
化することをその基本とするものであり、上記第17図
で1例として示L7た如き部材組み合せ形状パターン及
びこnに対する溶接手順を予め計算機にテーチングして
格納しておくものである。
However, upon careful consideration, it was found that in the combination of eight smokes, these could be classified as patterns. The one in Figure 17 is an example of this, and is patterned into 6 types and 28 types of combinations of raincoats.
This is a typology. Of course, it goes without saying that there may be many variations in the combination pattern of such members. The present invention is based on patterning such a shape of a member combination, and the welding procedure for the shape pattern of the member combination L7 shown as an example in FIG. 17 above is taught on a computer in advance. and store it.

本発明ではこのようにして予め教示さfした部材組み合
せ形状パターン及びこれに対する溶接手順に対し、実際
の溶接にあたっては少なくとも2個の倣い用センサーに
より部材の組み合せ形状を検知し、これを前記パターン
化さ扛た組合せ形状と対比せしめ、各パターンに対する
予め教示さnた溶接手順に基づき各制御軸を制御して自
動的に溶接を行う。
In the present invention, for the member combination shape pattern and the welding procedure therefor taught in advance in this way, in actual welding, the combination shape of the members is detected by at least two copying sensors, and this is converted into the pattern. Welding is automatically performed by comparing each pattern with the combined shape and controlling each control axis based on a welding procedure taught in advance for each pattern.

このような倣い制御用のセンサーの基本構成の一例をあ
げ才]、は第4図ないし第6図の通りである。即ちセン
サー(100) (a−b−C−d )はその支持軸(
101a)及び(101b)を介して前記横筒(78)
及び(7b)の一端に取付けら1t、そ肛ぞ扛前記トー
チ(6a)及び(6b)と同一平面上にある如く構成さ
才しる。この場合、上記センサー支持軸とセンサーとの
連結機構はシリンクー(102a) (102b)及び
ピストンロッド(103a)(103b)による。この
ようなセンサーは、そのホルダー(XO4a)及び(1
04b)によって上記ピストンロッドに連結され1、更
にホルダー内部には第6図に示された如く、先に述べた
X、Y及びZ各軸の感応面(1,05) (106)及
び(107)に対応せしめたセンサ一本体(108) 
(109)及び(110)と(111)が組み込まれる
。このセンサ一本体としては、必ずしも特定のものの必
要はなく、従来がら知られている差動トランスなどの接
触型のもの、あるいは渦流センサーや光電管のような非
接触型のものいずgでもその使用は可能である。
An example of the basic configuration of such a sensor for tracing control is shown in FIGS. 4 to 6. That is, the sensor (100) (a-b-C-d) is attached to its support shaft (
101a) and (101b) to the horizontal tube (78).
and (7b), and is arranged so that its anus is on the same plane as the torches (6a) and (6b). In this case, the connection mechanism between the sensor support shaft and the sensor is provided by cylinders (102a) (102b) and piston rods (103a) (103b). Such a sensor has its holder (XO4a) and (1
04b) to the piston rod, and inside the holder, as shown in FIG. ) Compatible sensor body (108)
(109), (110) and (111) are incorporated. This sensor body does not necessarily need to be a specific one; it may be a contact type such as a conventionally known differential transformer, or a non-contact type such as an eddy current sensor or a phototube. is possible.

このようなセンサーは前記シリンク゛−の作動によって
、その形式及び性能に応じた位置にコントロールさgる
Such a sensor is controlled in a position according to its type and performance by actuation of the cylinder.

本発明では、このようなセンサー機構のうち少なくとも
2個のセンサーを用い部材形状の検知が行わ扛るが、通
常と扛らの検知において基本となるのがセンサー(10
0c)及び(100d )であシ、必要に応じてセンサ
ー(100aパび(toob)が使用さnる。
In the present invention, the shape of the member is detected using at least two of these sensor mechanisms, but the sensor (10
0c) and (100d), and a sensor (100a toob) is used if necessary.

ここで、以上のようなセンサー倣い制御の内容を各制御
軸との関係で詳述する。まずX。
Here, the contents of the sensor tracing control as described above will be explained in detail in relation to each control axis. First, X.

Y及びT(及び/又はθ)の各制御軸に関しては、  
 ■センサー先行方式 ■センサー後行方式 の各方式を採ることができる。
Regarding each control axis of Y and T (and/or θ),
■Sensor leading method ■Sensor trailing method can be adopted.

まず第1にセンーリ゛−先行方式である。一般にセンサ
ー先行方式はよく知ら才しているが、その実体を検問し
て児るに、単なるオンオフ制御系であって、タイムラグ
などによる位置ずnが起シ、精度において劣る。本発明
は、かかるRIG点を改良したものであって、繁雑さを
避けるために、エトーチ式の機能を述べてその代表とす
る。この1ト一チ式の場合、現に壁面を倣っているセン
サーの制御系に参加するi17制御軸eよ、X、Y及び
F軸である。さて上R+2セン゛す°−による倣い制御
機構をブロックとして示したのが第12図であって、こ
れは彼達−する第7図、8図及び9図から抽出して棺理
したものである。ここで重要なことはまず先行するセン
サーとトーチとの間隔が常に一定とされる。その第2は
センサー及びトーチの現在値(位置)の検出が一定のイ
ンタバル(例えば先に述べた如き0.5mm 5077
1secがその1例である)においてなされることであ
る。このような現在値、即ち上記第12図において見る
ならば、壁面(150)に対するセンサーによる検出ア
ナログ:1ff(151)及び同じくトーは、上記一定
のインタバル毎に計算機(120)に入り、ここで予め
決めらt″した手順に従って演算、比較さn、新たな指
令値、ΔX、ΔY及びW(153)として制御機構(1
26)に入シ、ここで具体的なアナログ量としてそ扛ぞ
れへ制御軸をコントロールするものである。こ牡によっ
て、トーチは溶接線に対しその溶接速度を減することな
く、正確な位置づけができる。今、仮にセンサーとトー
チの距離を5crnに固定し、上記検出インタバルをI
 CIn、18e(!とじ、かつ分)易くするために、
X軸のみの1軸系倣いを例にとるならばセンサーとトー
チの倣いシステムとして第13図のブロックが得られよ
う。従って倣いの初期状態では同図5錦の点にセンサー
が位置することになる1、ここからほぼ1.2秒後には
6crnの地点を通過する。
The first is the sensor-advance method. In general, the sensor advance method is well known, but upon examining its actual nature, it turns out that it is simply an on/off control system, which suffers from positional errors due to time lag, etc., and is inferior in accuracy. The present invention is an improvement on such RIG points, and in order to avoid complexity, the etorchi type function will be described and representative thereof. In the case of this one-to-one type, the i17 control axes e, X, Y, and F axes participate in the control system of the sensor that is actually tracing the wall surface. Now, Fig. 12 shows the copying control mechanism using the upper R+2 sensor as a block, which was extracted from their Figs. 7, 8, and 9. be. The important thing here is that the distance between the preceding sensor and the torch is always constant. The second is that the current value (position) of the sensor and torch is detected at a certain interval (for example, 0.5 mm as mentioned earlier).
1 sec is one example). Such current values, that is, as seen in FIG. 12 above, the analog detected by the sensor on the wall (150): 1ff (151) and the same toe are entered into the calculator (120) at the above-mentioned fixed intervals, and are calculated here. The control mechanism (1
26) Here, the control axes are controlled as specific analog quantities. This allows the torch to be accurately positioned relative to the weld line without reducing the welding speed. Now, let's temporarily fix the distance between the sensor and the torch to 5 crn, and set the above detection interval to I.
To make CIn, 18e (! binding, and minute) easier,
If we take as an example one-axis copying with only the X-axis, the block shown in FIG. 13 will be obtained as a copying system of a sensor and a torch. Therefore, in the initial state of copying, the sensor is located at the point marked 5 in the figure 1, and approximately 1.2 seconds after this point it passes the point 6 crn.

このときセンサーの現在値(第12図の(151) )
を読み込んで割算機に、一方トーチの現在値(同じ< 
(152) )も同時にil力9機に入り、ここで演算
され、指令値(同じ< (153) )として出さtL
る。この指令値(153)によって制御軸(130)が
コントロールされてトーチの位置付けが決まる。このよ
うに一定のインタバルでデータを読み取りながら指令値
を出し、それにより溶接が進行するものである。このよ
うな第13図の倣いシステムを1つのアルゴリズムにま
とめるならば、第14図のフローチャートライ!)るこ
とかできる。これは上fi12第13図のものと同様に
、第14図で示さ■たルーズの1回りを1秒と仮足し−
Cのものである。この値tま必要とさgる溶接速度その
他から、営1算機(12(+)におりるノ・−ドウエア
の1つとして適宜設定しておりはよい。さて同図(15
5)はトーチ及びセン9−の現在値取り込みであって、
この出力が第12図における(151)及び(152)
となって計n機に入る。(156)は指令値としての言
1714機出力で第12図の(153)がこ才りである
。(157)はここで実際の進行距離の下記D K !
−1算を表わし、この進行距離が1Crnを超えたかど
うかの判断が(158)であり、1cyn未満の場合は
新しくサンプリング点の計算をすることはない。
At this time, the current value of the sensor ((151) in Figure 12)
is read into the divider, while the current value of the torch (same <
(152) ) also enters the il force 9 machine at the same time, is calculated here, and is output as the command value (same < (153) ) tL
Ru. This command value (153) controls the control axis (130) and determines the position of the torch. In this way, command values are issued while reading data at regular intervals, and welding progresses accordingly. If the copying system shown in Fig. 13 were to be combined into one algorithm, the flowchart shown in Fig. 14 would be trivial! ) can be done. This is similar to the one in Fig. 13 of fi12 above, and we temporarily add one rotation of the loose shown in Fig. 14 to 1 second.
It belongs to C. This value can be set as appropriate based on the required welding speed and other factors as one of the hardware items in the computer (12(+)).
5) is the capture of the current values of the torch and sensor 9-,
This output is (151) and (152) in Figure 12.
That's a total of n machines. (156) is the 1714 machine output as a command value, and (153) in FIG. 12 is a trick. (157) is the following D K ! of the actual traveling distance.
-1 calculation, and the judgment as to whether this traveling distance exceeds 1 Crn is made in (158), and if it is less than 1 cyn, no new sampling points are calculated.

1crnを超えた場合は新しい次のサンプル点が計初、
さnて、計n機に格納される。こ扛が(159)として
示したステップである。このようなループを具体的に更
に説明するならば、初め1秒でトーチ及びセンサーは8
朔程度進むことになる。サンプル点は1秒周期であるか
ら、ここでは新しく引算して格納することはない。
If it exceeds 1 crn, the next new sample point is the first point in the calculation.
Then, it is stored in a total of n machines. This step is indicated as (159). To explain this kind of loop more specifically, in the first second, the torch and sensor are 8
It will go on for a while. Since the sample points have a period of 1 second, there is no need to newly subtract and store them here.

こnが2秒後では、初期状態から1.8 cm程度進行
している。ここでICrnの地点における壁面の座標と
1.8 cmにおける座標値との補間によってN1算し
、格納するものである。こノtは6秒後に指令値として
使わrLる。3秒後には2.8圀進行しているから同様
に21T771の地点における座標を求めておくもので
ある。この場合、上記の補間とは、例えば2秒後に第1
3図■におけるサンプル点を考えて見るに、寸ず(つと
し”rのj坐椋は既に知られており、この関係は、 Φ)4−m=−1rrn−一−−一→■・−−一甲一−
−−−−i□□−□〔−一一一≠―□□□−−−−−会
(SX、SY)      (SX、SY)     
 (XS、YS)となる。2秒後には、」二記■の点よ
り1.8 rrrm程度進行(〜でいるから■のサンプ
ル点(SX、SY)は、 ここで、 で泪谷、される。一方センザーによる壁面の座t′!(
xs、ys)は第15図で示したように、センサーの基
準座標を(P、Q)とし、同センツーの微少変位を■と
すれば、 XS =P−a sin W YS = Q十a cosV’ で容易に計算することができる。このように、溶接の終
了まで引算機によって、そ扛ぞ1Lの座標が、一定の周
期をもって逐次検出、演算さ扛、正確なトーチの位置決
めによって容易に自動溶接を行うことができる。
After 2 seconds, it has progressed by about 1.8 cm from the initial state. Here, N1 is calculated by interpolating the wall surface coordinates at the point ICrn and the coordinate value at 1.8 cm, and is stored. This note will be used as a command value after 6 seconds. After 3 seconds, the vehicle will have traveled 2.8 squares, so the coordinates at point 21T771 will be found in the same way. In this case, the above interpolation means that the first
Considering the sample points in Figure 3 ■, the j zapura of tsuzu (r) is already known, and this relationship is Φ)4−m=−1rrn−1−−1→■・--Ikkoichi-
-----i
(XS, YS). After 2 seconds, the sample point (SX, SY) of ■ has advanced by about 1.8 rrrm from the point of ■2 (since ~), the sample point (SX, SY) of t'! (
xs, ys), as shown in Figure 15, if the reference coordinates of the sensor are (P, Q) and the minute displacement of the sensor is ■, then XS = P - a sin W YS = Q0a cosV ' can be easily calculated. In this way, automatic welding can be easily carried out by sequentially detecting and calculating the coordinates of the 1L distance at regular intervals and accurately positioning the torch by the subtractor until the welding is completed.

次はセンサー後行方式である。ここでは上記先行方式と
は逆に、トーチより一定の距離をもってその後方にセン
サーが固設さ扛る。
Next is the sensor trailing method. In this case, contrary to the preceding method, a sensor is fixedly installed behind the torch at a certain distance.

第16図はこのようなトーチーセンザーシスデノ・によ
る倣いプロセスを示す。同図において、模式的に示した
各点をつないだトーチ−センサーの動きに関するアルゴ
リズムは次の通りである。
FIG. 16 shows the copying process using such a torch sensor system. In the figure, the algorithm regarding the movement of the torch and sensor connecting each point schematically shown is as follows.

まず、図中■の点:ここにおける初期状態でトーチの位
置が基準より[株])たりずれていると仮定したもので
ある。
First, point ■ in the figure: In this initial state, it is assumed that the position of the torch is deviated from the standard by [stock]).

■の点:サンプリング即ち検出周期(d)が先に述べた
通フ決められているので、上記■と■よシ@を求め、V
/をこのり分たり修正して進行する。
Point ①: Since the sampling or detection period (d) is determined as mentioned above, calculate the above ① and ①, and V
Proceed by modifying / as much as possible.

(■の点:上記ステップにより@だけ進んだら、再び上
記偏差@〕を泪おして進む。
(Point ■: After progressing by @ through the above steps, overcome the deviation @ above again) and proceed.

■の点;これは壁rN+が曲っている場合の例肴:示(
7だもので、まず、この地点において仮想v1■面旬か
らの変位梯を確認する。
Point ■: This is an example when the wall rN+ is curved.
7, first check the displacement ladder from the virtual v1 ■ surface at this point.

■の点:同時に、次のMiJ記■分進んだ時点で土n1
2仮想壁面Avと交差するように(α+β9分だVノF
を修正する。
■ Point: At the same time, when the next MiJ record ■ minutes have progressed, Sat n1
2 so that it intersects with the virtual wall surface Av (α + β 9 minutes V no F
Correct.

■の点:ここで再び上記■と同様の動作を縁り返す。Point (■): Here, repeat the same operation as in (■) above.

このようカアルゴリメムにょれrJ: 、センザー後行
方式をとっても支障なく、1・−チの■確A位亀゛決め
が可能であって、正撞iに溶接できるものである。この
場合、後行方式の制御ブロックとしてdl、前述した第
12図のものと同様であって、その演若は次のようにな
さ2’する。即ち上記第16図において、α”jan(
−) が凌ンるが、ここで、 L二単位時間における進行距離 t:tより1周期前の値 この1.1が第12図のセンサーにょる削4)機入力(
151)である。この場合上記りは次の式によって計算
される。即ち、 ここでマ及びVは第12図に関して述べたトーチ現在値
、即ぢ帽鈴機入力(152)のデータ上記各入力によっ
てWt:i:さ7’Lる指令出力(153,)は次の通
フである。即ち、 ΔX = L cos V’ ΔY = L 1lIin F である。このような指令値によって、トーチは正確かつ
容易に制御さ扛る。
Using this algorithm, it is possible to accurately determine the A position of 1 and 1 without any problem even if the sensor follows the method, and it is possible to weld correctly. In this case, the control block dl for the trailing method is similar to that shown in FIG. 12 described above, and its operation is performed as follows. That is, in FIG. 16 above, α”jan(
-), but here, the traveling distance t in L2 unit time: the value one cycle before t This 1.1 is determined by the sensor in Fig. 12.
151). In this case, the above is calculated by the following formula. That is, here, M and V are the current values of the torch mentioned in connection with FIG. This is the general information. That is, ΔX = L cos V' ΔY = L 1lIin F . With such command values, the torch can be controlled accurately and easily.

上記センサーによってX、Y及びW 及び/又はθの各
制御軸が適確にコントロールされて、トーチの位置状め
が容易に可能となるものである。通常の部材組み立て溶
接にあたっては、これで十分ということができょう。然
し力から、造船用大型部材の組み立てにあっては、先に
も述べた通り、その形状及び寸法が多種多様であって、
一定の部材パターンとは々り得ず、各様の溶接線を示す
ことはよく知ら!しる3、そこで本発明ではこn、ら部
材パターンに対してもこれに対応し得る微調整と十分な
適応性を発揮Wしめるために、更にR軸及びψ軸に対す
るセンーリーー倣いシステムをとp入tしたものである
Each of the control axes of X, Y, W and/or θ is appropriately controlled by the sensor, and the position of the torch can be easily adjusted. This is sufficient for normal parts assembly and welding. However, due to force, when assembling large components for shipbuilding, as mentioned earlier, the shapes and dimensions of the components vary widely.
It is well known that it is not possible to stick to a fixed part pattern, but to show various welding lines! 3. Therefore, in the present invention, in order to exhibit fine adjustment and sufficient adaptability that can correspond to these member patterns, we have further added a centric tracing system for the R-axis and ψ-axis. This is what I entered.

に!+1ぢ、本発明は上述したように部材の組合せ形状
をパターン化するものであるが、このような部材の組み
合わせパターンがいくだの変型のあるべきことは言うま
でもなく、これらをセンザー倣い機構のもとて自動的に
溶接する場合、上記してきたx、y、z及びT(2トー
ヂシステムの場合は更にθ)各制御軸によるシステムだ
けでは対処しきれない恐扛が強い。これは大型部材の組
み立て用溶接ロボットの上記各軸が必然的に大型化して
重量もかさむことから、その時定数も大きく、かつ本発
明において採用されている各軸現在値把握用す−ボ機構
は、本来必ずしもそのレスポンスが早くないからである
。本発明V?:、おいて、このような形状に対処せしめ
るためにこまかな調整用として上記W (又はθ)軸へ
更にR及びψ制御軸を配設した理由がここにある。この
ようなx 、 y 、 z 、 qt (又はθ)。
To! +1. As mentioned above, the present invention patterns the shape of the combination of members, but it goes without saying that the combination pattern of such members should have many variations. In the case of automatic welding, it is difficult to cope with the system using only the control axes of x, y, z, and T (in addition, θ in the case of a two-torque system) as described above. This is because the above-mentioned axes of a welding robot for assembling large parts are inevitably large and heavy, so the time constant is also large, and the robot mechanism used in the present invention for grasping the current value of each axis is This is because the response is not necessarily fast in nature. Invention V? This is the reason why R and ψ control axes are further provided on the W (or θ) axis for fine adjustment in order to deal with such a shape. Such x, y, z, qt (or θ).

R及びψ各制御軸をセンザー倣い機構によって有機的か
つ効果的に作動せしめるためには、上記第17図で1例
として示した如き部材パターンを予め計算機にデーチン
グして格納しておくことである。これによって溶接ロボ
ットはいかなる組み合わせ形状に対しても、自在にその
自動溶接が可能となる。
In order to organically and effectively operate the R and ψ control axes using the sensor copying mechanism, it is necessary to date and store in advance a member pattern such as the one shown in FIG. 17 above in a computer. . This allows the welding robot to freely and automatically weld any combination of shapes.

第18図(ai及び(blで示したものは、このような
部材の端部及びその形状(即ち第17図で示した如きも
の)の検知のために管に好適なセンサーとトーチとの配
置関係を示した1例である。ここで例示したものIJ、
、先に詳記した第4〜6図及びこ扛と関連した記載のも
のとその基本的な構成と同様であるが、第18図のもの
は、ψ軸を含むR軸による倣い制御を達成せしめるため
に特に好適な機構配置としたものである。即ち図中Aは
差動トランス型センサー、Bは渦流型又はLC型の磁気
センサーを示す。これが基本構成であって、これらの他
必要に応じ、更に同しく差動トランス型であるC及びD
センーリーが付設される。
Figure 18 (ai and (bl) shows a suitable sensor and torch arrangement on a tube for sensing the end of such a member and its shape (i.e. as shown in Figure 17). This is an example showing the relationship.The example shown here is IJ,
The basic configuration is the same as that described above in detail in Figures 4 to 6 and related to this machine, but the one in Figure 18 achieves tracing control by the R axis including the ψ axis. This mechanism is particularly suitable for this purpose. That is, in the figure, A indicates a differential transformer type sensor, and B indicates an eddy current type or LC type magnetic sensor. This is the basic configuration, and in addition to these, C and D, which are also differential transformer types, may be added as necessary.
A sensor is attached.

今と扛らセンサーの果すべき役割シを見るに、まず磁気
センサーBは第17図の部材パターンで示した如き部材
端部の変化態様を面としての検知し得ること及びこれに
よって狭い部分で極めて有利なことからである。Aセン
サーを差動トランス型としたのは、これによって上記R
軸のNC的微調整を可能ガらしめることによる。このよ
うなA及びB−tnぞ牡のセンサーの構成と配置におい
てもつとも重要なことは、そのトーチとの関連において
常に一定の間隔と高さを保持せしめることである。
Looking at the role that the magnetic sensor should play, firstly, the magnetic sensor B can detect changes in the end of the member as shown in the member pattern in Fig. 17 as a surface, and this allows it to be This is because it is advantageous. This is why the A sensor is of a differential transformer type.
By making NC fine adjustment of the axis possible. What is most important in the construction and arrangement of the A and B-tn sensors is that they always maintain a constant spacing and height in relation to the torch.

この関係においで両センサーを同時に移動せしめるなら
ば、先に述べた第17図の如き部材端部及び形状の変化
の検知及びこれに基づくR軸を主体としたNC的微調整
ができる。
If both sensors are moved simultaneously in this relationship, it is possible to detect changes in the ends and shape of the member as shown in FIG. 17 described above, and to perform NC fine adjustment based on this mainly on the R axis.

この場合、」二記両センザーの機能として特別なものの
必要はない。ただ進行方向における形状変化の始点及び
その終点を知るだけのON−OFF機能だけで十分であ
る。差動トランスとしてのA及び磁気センサーとしての
8両センサーそれぞれのON −OFFの変化と組み合
わせによって、上記第17図による変化パターンの凡て
をカバーし得ることが確認された。
In this case, there is no need for any special functions for the two sensors. An ON-OFF function that simply knows the starting point and ending point of the shape change in the direction of movement is sufficient. It was confirmed that all of the change patterns shown in FIG. 17 can be covered by the ON-OFF changes and combinations of A as a differential transformer and the eight sensors as magnetic sensors.

挽目するならば、トーチとの関連において常に一定の間
隔と高さに保持せしめられたA、8両センサーそれぞれ
のON −OFF変化と組み合わせによってあらゆる部
材形状の変化パターンを知ることである。先に、第17
図の基本的変化パターンをあらかじめ計算機に教示して
おくべきものと述べたのは、このようなON−OFFの
変化と組み合わせとしてこnを教示しておくことに外な
らない。こ扛によって計′n機は、直ちにxtillを
主体とした各制御軸に必要な指令を発し、方今形状の変
化に即応した自動溶接が容易となるものである。こ71
がR軸による基本的な倣い制御である。
The trick is to know the patterns of changes in the shapes of all parts based on the ON-OFF changes and combinations of the A and 8 sensors, which are always kept at constant intervals and heights in relation to the torch. First, the 17th
The reason why we said that the basic change pattern shown in the figure should be taught to the computer in advance is to teach this n as a combination of such ON-OFF changes. By doing this, the machine immediately issues the necessary commands to each control axis, mainly the xtill, and facilitates automatic welding that immediately responds to changes in shape. 71
is the basic tracing control using the R axis.

具体的な部材の組み立て溶接に当っては、第17図でも
示した如く、その溶接進行方向において、多くの障害物
(例えばスチフナーなど)のあることは常態とさ扛る。
When assembling and welding specific members, as shown in FIG. 17, it is normal for there to be many obstacles (such as stiffeners, etc.) in the welding direction.

このようム場ば、上記A及び8両センサーのみで対処、
ピしめることは困難となろう。このためのセンサーが上
記第18図でCとして示したものがそ7Lである。こ才
1.もA% 8両センサーと同様にQiなるON −O
FF’機能のみでよいが、要するに+i1シA%B及U
 Cの3センザーの0N−OFFの変化とその糾み合わ
せによって障害物を含む部拐形状のあらゆる変化に対応
せしめたものである。更に第18図で示L7たDセンサ
ーを旧設して、高さを一定レベルに保持せしめる々らは
尚万全の態勢と言うことができよう。
In such a case, use only the A and 8 sensors mentioned above.
It will be difficult to pinpoint this. The sensor for this purpose, shown as C in FIG. 18 above, is part 7L. Talented 1. Similarly to the A% 8 sensor, Qi is ON -O.
Only the FF' function is sufficient, but in short, +i1shi A%B and U
By changing the ON-OFF state of the three sensors of C and combining them, it is possible to respond to all changes in the shape of the evacuation, including obstacles. Furthermore, installing the old D sensor L7 shown in Fig. 18 to maintain the height at a constant level can be said to be a perfect solution.

以上第18図で示したものは、その基本的構成の1例で
あって、必要によっては更に他のセンサーの配設さるべ
きは言うまでもない。
The above shown in FIG. 18 is an example of its basic configuration, and it goes without saying that other sensors should be provided as necessary.

重要なことは部材の組み立て形状の変化をパターン化し
て、これに対応して検知し得るセンサーを必要数配置す
扛はよい。この場合各センサー特にA、8両センサーの
配列順も具体的な部材形状パターンに応じ−ご適宜決定
することができる。
What is important is to pattern the changes in the assembled shape of the parts and arrange the necessary number of sensors that can detect them accordingly. In this case, the arrangement order of each sensor, especially the A and 8 sensors, can be determined as appropriate depending on the specific member shape pattern.

さて上述してきた溶接ロホットのメカニズム及びこ−n
Kよる制御システムによ扛ば、単純な水平溶接線及び垂
直溶接線に対する自動溶接には、いささかの難点も々く
、容易である。然しなから造船用大型部拐の具体的表組
み立てに当っては、例えは前記第17図で示した如き部
I形状を示すことは常態とさ21.る。
Now, the mechanism of welding low hot mentioned above and this
Automatic welding of simple horizontal and vertical welding lines is easy with the K control system, although there are some difficulties. However, when assembling a concrete table for a large scale shipbuilding vessel, it is normal to have a part I shape as shown in FIG. 17 above.21. Ru.

このような部材形状の検知それ自体については、即ち特
願昭51 145552号として提案され、これを基本
とした方今端部及びその形状がパターン化されて予め計
錯機に教示しておくべきこと及び上記特願昭によって検
知さ!した形状とこの教示内容が比較さnて、必要な指
令がR軸を主体とした各制御軸に出さるべきことは、上
記した通りである。このような制御系によって、従来そ
の自動化が困難もしくは不可能とされてきた溶接上の諸
問題で容易に実現可能となったものとして次の如きもの
をあげることができよう。即ち、■コーナー処理(第1
9図−a) ■ウィービング処理(同−b) ■まわし処理(同−C) ■溶接線のずれ処理(同−d) ■始終端の処f!f4(同一〇) ■多層盛処理(同−f) ■ギャップの変動処理 ■板厚違いの処理 などがそ扛である。
Regarding the detection of the shape of such a member itself, it was proposed in Japanese Patent Application No. 145552/1983, and based on this, it is necessary to pattern the end portion and its shape and teach it to the mechanical device in advance. Detected by the above-mentioned special request Akira! As described above, by comparing the shape and the contents of this teaching, necessary commands should be issued to each control axis, mainly the R axis. By using such a control system, the following problems can be easily realized in welding, which had previously been considered difficult or impossible to automate. That is, ■ Corner processing (first
Figure 9-a) ■Weaving process (same-b) ■Turning process (same-C) ■Welding line misalignment treatment (same-d) ■Start and end locations f! f4 (same 〇) ■Multi-layer processing (same - f) ■Gap variation treatment ■Processing with different plate thicknesses, etc.

本発明による溶接ロホットは、付設さ扛たセンサーによ
υ、溶接部材の形状とその溶接線を刻々検出することが
できる。こnによって検出されたtrh報に応じて先に
述べたX、Y’。
The welding robot according to the present invention can detect the shape of the welding member and the welding line from time to time using the attached sensor. X, Y' mentioned earlier in response to the trh information detected by this n.

Z、F、θ、R及びψ各制御軸に指令が与えられ、トー
チの位置及び姿勢が自由にコントロールさ几決定される
ものである。このような各種検出情報の処理のために適
当なコンピューターが配設される。このような制御機構
は各制御軸の同時コントロールをも可能とするものであ
って、その汎用性と共に、NC−サーボ機構とすること
によって数値コントロール(NC)も容易にできる。
Commands are given to each of the Z, F, θ, R, and ψ control axes, and the position and orientation of the torch can be freely controlled and determined. A suitable computer is provided to process such various detected information. Such a control mechanism enables simultaneous control of each control axis, and is not only versatile, but also facilitates numerical control (NC) by using an NC-servo mechanism.

次に以上の制御用各軸に対する制御系の栴成例を第7図
ないし第9図に示す。この中鎖7図のものは、概念的ブ
ロック、第8図のものは前記各制御軸に対する基本的ブ
ロック及び第9図のものは、特に上記各図におけるイン
ターフェイスを中心としたブロックである。
Next, examples of the construction of a control system for each of the above control axes are shown in FIGS. 7 to 9. The one in Figure 7 is a conceptual block, the one in Figure 8 is a basic block for each of the control axes, and the one in Figure 9 is a block mainly centered on the interface in each of the above figures.

図中(120)は電子計算機、(121)はその入出力
装置、(122)はインターフェイス、(123)は演
算制御回路、(124)はディジタル−アナログ(D/
A )変換器、(125)はシンクロ−ディジタル(S
/D )又はコード変換器及びこの増巾器、(126)
は制御軸用モーター制御装置、(127)はタコジェネ
レーター、(128)は制御用モーター、(129)は
パルス発生器又はシンクロ発振器、(130)は各制御
軸、(122Xv)は溶接機用インターフェイス、(1
40)は溶接機用電源、(141)は溶接機制御装置、
(142)は溶接機用ワイーヤー供給装置、記号(TG
)はタコジェネレーター、(PG)はパルス発生器、(
DH)は絶対値型パルス発生器、(CX)はシンクロ発
振器、(,5I))はシンクロ−ディジタル変換器、及
びRは右側、Lは左側のものを示す。他の番号は前記各
図におけるものと同様である。
In the figure, (120) is an electronic computer, (121) is its input/output device, (122) is an interface, (123) is an arithmetic control circuit, and (124) is a digital-analog (D/A
A) converter, (125) is synchro-digital (S
/D) or a code converter and its amplifier, (126)
is the motor control device for the control axis, (127) is the tacho generator, (128) is the control motor, (129) is the pulse generator or synchro oscillator, (130) is each control axis, (122Xv) is the welding machine interface , (1
40) is a power source for a welding machine, (141) is a welding machine control device,
(142) is a wire supply device for welding machines, symbol (TG)
) is the tacho generator, (PG) is the pulse generator, (
DH) is an absolute value type pulse generator, (CX) is a synchro oscillator, (, 5I) is a synchro-digital converter, R is the right side, and L is the left side. Other numbers are the same as in each of the figures above.

上記制御系による溶接ロボットの制御においてもつとも
重要なことは、トーチを正確に溶接線へ位16”決めす
ることである。このためには必要な溶接速度において、
前M12各軸の位置決めと速度制御のなさるべきことが
必要となる。このため上記第7及び8図で示した各軸制
御用モーター機構はすべてNC−サーボ制御方式によっ
ている。ただ上記制御系を具体的な溶接ロボットへ適用
するに当っては、カお細い配慮をすることが好ましい。
The most important thing in controlling the welding robot using the above control system is to accurately position the torch at the welding line by 16". To do this, at the necessary welding speed,
It is necessary to position and control the speed of each axis of the front M12. Therefore, the motor mechanisms for controlling each axis shown in FIGS. 7 and 8 are all based on the NC-servo control system. However, when applying the above control system to a specific welding robot, it is preferable to take careful consideration.

それは各制御軸の作動時定数がかなシ異なるからである
。本発明による溶接の主たる対象が造船用としての大型
部制に対する自動溶接にあるからに外ならない。このよ
うな観点において、上記第7及び8図で示した制御系に
おいて、(122)として示したインターフェイス回路
の1例が第9図である。
This is because the operating time constants of each control axis are slightly different. This is because the main object of the welding according to the present invention is automatic welding of large parts for shipbuilding. From this point of view, FIG. 9 shows an example of the interface circuit shown as (122) in the control system shown in FIGS. 7 and 8 above.

まず第9図−(a)のものは、先に述べてきた各制御軸
の中、R軸及びψ軸に対するインターフェイスを中心と
した制御系を示す。こ扛らR軸及びψ軸は溶接ロボツ1
の各制御軸の中でもつとも小型であって、その作動距離
−回転数も極めて小さいので、その制御系は通常のアブ
ソリュート方式が採用さハている。
First, FIG. 9-(a) shows a control system centered on interfaces for the R-axis and ψ-axis among the control axes described above. The R-axis and ψ-axis are the welding robot 1.
Since it is the smallest among the control axes, and its operating distance/rotation speed is extremely small, a normal absolute control system is adopted for its control system.

本制御系は先に述べた如く、溶接線に対するトーチ位置
−姿勢の精密なコントロールにあることからモーターの
回転によるシンクロ発振器(129a)がその特徴であ
る。この出力は(125a)として示したS/D変換器
によってデイジタル数に変換されて、コンピューターか
らの4旨令イ1+’iカウンター(1,35)の出力と
前記演算制御器(123)においt計博され、この出力
が(124)の1)/A変換器でアナロク量となり、前
記モーター制御装置に導入さ扛て、それぞれの制御軸を
コントロールするものである。
As mentioned above, this control system is characterized by the synchronized oscillator (129a) generated by the rotation of the motor because it precisely controls the position and orientation of the torch with respect to the welding line. This output is converted into a digital number by the S/D converter shown as (125a), and the output from the computer (1, 35) and the arithmetic controller (123) are converted into digital numbers. This output is converted into an analog quantity by the 1)/A converter (124), and is introduced into the motor control device to control each control axis.

次に上記(b1図は、前記T軸及びθ軸に対する側部1
系を示ず。このv/#1及びθ軸は、上記R軸及びψ軸
の基盤となることは、先に述べた通υであるが、いずれ
も回転軸のため、上記同様にアブソリュート方式で十分
なことが確認されている。この場合、上記R軸、ψ軸に
対する制御系と異なるところは、上記シンクロ発振器を
アブソリュートパルス発生器(129b)にtlりき換
え、従ってS/′D変換器が通常のコード変換器(12
5b)となることだけである。これによる制御機能は、
上記it軸及びψ軸に対するものと基本的に差はない。
Next, the above (Figure b1 shows the side part 1 with respect to the T axis and the θ axis.
No system shown. The v/#1 and θ-axes are the basis of the R-axis and ψ-axis as mentioned above, but since both are rotating axes, the absolute method is sufficient as above. Confirmed. In this case, the difference from the control system for the R-axis and ψ-axis is that the synchronized oscillator is replaced with an absolute pulse generator (129b), and therefore the S/'D converter is replaced by a normal code converter (129b).
5b). This control function is
There is basically no difference from those for the it axis and the ψ axis.

更にX、Y及び2各軸については他の軸とld異なる配
m、をすることが好ましい。これは先に述べた各軸のf
171J御系とは異な郵、X、Y及び2各軸共、その移
動距離が大きく、これを上記の如く、絶対値方式(アブ
ソリュート方式)とした場合、そのプログラミングが極
めて複雑となυ、これに伴う制御装置の構成も容易でな
いからである。そこで本構成例ではインクリメンタル、
即ち増分方式を基盤に、直接の制御には上記絶対値方式
による方式を採用している。このように増分−絶対値の
コンバイン方式としたのは、増分方式のみによった場合
、例えば制御装置にミスカウントなどの誤動作があった
とき、これが累積されて大きく狂うからである。上記コ
ンバイン方式によるならば、増分方式におけるプログラ
ミング及び制御装置の簡素化上いう牙υ点と共に絶対値
方式におけるプログラムの変換や運転の1時中正−再開
などが容易であるという利点ヶ併せ発揮せしめることが
できる。このような増分−絶対値結合方式とした1例が
第9図−(c)として示した制御系である。同図におい
て、先に述べた以外のブロック名を述べるならば、(1
31)はパルス発生器(129c)による現在値の絶対
値回路、(132)は現在値に刻する残漬カウンター、
(133)は加算器、(1,34)は現在値の増分カウ
ンターを示す。
Furthermore, it is preferable that the X, Y, and two axes be arranged differently from the other axes by ld. This is the f of each axis mentioned earlier.
The moving distances of the y, This is because the configuration of the control device accompanying this is not easy. Therefore, in this configuration example, incremental,
That is, based on the incremental method, the absolute value method described above is used for direct control. The reason why the incremental-absolute value combined method is used is that if only the incremental method is used, for example, when there is a malfunction such as a miscount in the control device, this will accumulate and cause a large error. If the above-mentioned combine harvester method is used, the advantages of the incremental method in terms of programming and simplification of the control device, as well as the ease of converting programs and the ease of starting and restarting operations in the middle of the day in the absolute value method, can be achieved. I can do it. An example of such an incremental-absolute value combination method is the control system shown in FIG. 9-(c). In the same figure, block names other than those mentioned above are (1
31) is a current value absolute value circuit using a pulse generator (129c), (132) is a residual counter that ticks the current value,
(133) is an adder, and (1, 34) is an increment counter for the current value.

一般に、サーボ機構においては、目標値と実際値とが必
ずしも一致しないのが常態とされる。これを1つの模式
的パター・ンとして示したのが第1()図である。同図
で示した如きずれが生じた場合、必要な速度において、
自動溶接することは困難となろう。このようなす扛が何
灼の手段で補fftさるべきは門うまでもない。これが
本構成例のX、Y及びZ軸に対する制御系において、増
分−絶対値の結合方式を採用し7たもう1つの理由であ
る、1溶接ロボツトにおいて、溶接線に対するトーチの
位置決め及び名制御軸の位置決めと速度制御が、その自
動溶接を左右するものであって、そのために、上記各軸
に対し、NCザーポ機構を採用か好ましいことは先姉述
ぺた。
Generally, in a servo mechanism, it is normal that a target value and an actual value do not necessarily match. FIG. 1() shows this as one schematic pattern. If a deviation as shown in the figure occurs, at the required speed,
It would be difficult to weld automatically. It goes without saying that such tactics should be compensated for by any number of means. This is another reason why we adopted the incremental-absolute value coupling method in the control system for the X, Y, and Z axes in this configuration example. Positioning and speed control determine the automatic welding, and for this reason, it is preferable to use an NC servo mechanism for each of the axes mentioned above, as mentioned earlier.

このよう彦す−ボ機楢による位置決めとしては、例えは
具体的には一軸の場合、0.5 wごとの位置指令を5
0 m 86cごとに出す位置制御系となる。この時の
溶接速度は600ttan/m i nとなろう。従っ
て、上記507πsecを変えることによって、溶接速
度がコントロールされるものである。このような条件に
おいて、二軸の場合、X方向には(0,5cosθ)咽
、Y方向には(0,5sinθ)−の位置指令が出され
ることにガる。これが上記増分方式であって、その基本
形が第11図である。即ちそれぞれの位fA、PtP!
・・・・・・・・・は(ΔX!−ΔYl)で示される。
For example, in the case of a single axis, the position command for every 0.5 w is 5
It is a position control system that outputs every 0 m 86c. The welding speed at this time will be 600 ttan/min. Therefore, the welding speed can be controlled by changing the above-mentioned 507πsec. Under such conditions, in the case of two axes, position commands of (0,5 cos θ) in the X direction and (0,5 sin θ) in the Y direction are issued. This is the above-mentioned incremental method, and its basic form is shown in FIG. That is, the respective places fA, PtP!
. . . is represented by (ΔX!-ΔYl).

本発明ではこのような増分方式による現在値が罰記第9
図−(+jにおける(134)として示されたカウンタ
ーで削η−され、貯えら7’Lるものである。同時に上
記P G (129c)の出力は残漬カウンター(13
2)において現在値と目標値との差が計算さn、この値
がその時点での絶対値カウンター(131)によるコン
ピューター(1,20)の指令出力と加算器(133)
で加算される。この加算値が具体的な指令値と1.7て
指令他カウンター(135)で整えらf’L、減行器(
123)で先に言)算された増分値が差引かれて、D/
A変換器(124)においてアナログ上1吉なる。これ
がモーター(128)の制御量である。この哉)合、指
令値カウンター(135)の出力t」、同時に残仙カウ
ンター(132)に入シ、検出現在値((XZ(+C)
のpa出力)と比較の上、その差即ち列伝の帽j?がな
さILる。このようにして先に述べた如く、−足のイン
ターバル毎に(Ji1令」−列信〕の形で制御量〃く出
され、X、Y及び2の各制御軸が正確にコントロールさ
扛る。換言するならば、上述した如き増分及び絶対値方
式そ7’Lぞれの欠点を抑え、その長所を有効に生かし
た制御系にしたものである。
In the present invention, the current value based on such an incremental method is
The counter shown as (134) in Fig.
In 2), the difference between the current value and the target value is calculated n, and this value is used as the command output of the computer (1, 20) by the absolute value counter (131) at that time and the adder (133).
is added. This added value is equal to the specific command value by 1.7 and is adjusted by the command counter (135), f'L, and the subtractor (
123), the previously calculated increment value is subtracted, and D/
In the A converter (124), the analog is the best. This is the control amount of the motor (128). At this time, the output t of the command value counter (135) is simultaneously input to the Zensen counter (132), and the detected current value ((XZ(+C)
After comparing with the pa output of ), the difference is the difference between I'm sad. In this way, as mentioned earlier, the control amount is issued in the form of (Ji1 command) at every foot interval, and each control axis of X, Y, and 2 is accurately controlled. In other words, the control system suppresses the drawbacks of the above-mentioned incremental and absolute value methods and makes effective use of their advantages.

この」:うな制御系の機能をノーマルな状態で模式的に
示したのが次の表である。ここではその距離軸及び時間
軸共先に1例として述べた値を採出した。
The following table schematically shows the functions of this control system under normal conditions. Here, the values described above as an example were taken for both the distance axis and the time axis.

(検出インタバル=1 = 0.5鴫、t=50 m5
ec )上表の如き機能が、その時間11リカ及び距離
軸とも、あらかじめ定めら!tたインタバルで継続さn
、必要な溶接速度が容易に可能となる。
(Detection interval = 1 = 0.5 m5, t = 50 m5
ec) The functions shown in the table above are predetermined for both the time and distance axes! Continued for an interval of t
, the required welding speed is easily possible.

次に本発明の具体的な実施手順を説明する。Next, a concrete implementation procedure of the present invention will be explained.

本発明において教示すべき情報としては、次のように大
別することができる。即ち。
Information to be taught in the present invention can be broadly classified as follows. That is.

■部材座標 ■部材パターン ■脚 長 ■繰返し数 がこnである。これらの情報は、例えばペンダント上の
各種スイッチでコードをセットしてから電子言1詩1機
W記憶される。これらの中まず部材座標について述べる
ならば、溶接の開始点となる部桐座標の教示点は任意に
選定することができる。然しなから溶接ロボットの効果
的な操作とこ扛に伴う溶接作業の効率化を図る観点から
見て最適の部材座標教示点が存在するものである。この
ようなx−y−z系座椋教示点は、次に述べる表相パタ
ーンの具体的な第14成によって決定される。
■ Member coordinates ■ Member pattern ■ Leg length ■ Number of repetitions is n. These pieces of information are stored one electronic word per poem after a code is set using various switches on the pendant, for example. Of these, first of all, if we talk about the member coordinates, the teaching point of the Partou coordinates, which is the starting point of welding, can be arbitrarily selected. However, from the viewpoint of effectively operating the welding robot and increasing the efficiency of the welding work involved, there is an optimal member coordinate teaching point. Such an xyz system zagura teaching point is determined by the specific 14th component of the surface pattern described below.

部材パターンは、部桐の置き方から始まる。The component pattern begins with how to place the parts.

この置き方は、まず部桐の長手方向をX軸方向に合わせ
ることが第1である。ついで溶接ロボットの移動がx−
y−zそれぞれの方向におい−ご交差しないような、即
ちいわゆる一蓋描きと称ぜら扛る如き一方向の移動を可
能ならしめる配材を1ブロツクとして構成するものであ
る。かくするならば、上記部材座標の教示点が、ブロッ
ク単位1ケ所でよいこととなって、溶接ロボットによる
溶接効率は飛躍的に増大することになろう。このように
部材パターンの選定とブロックの構成如何が溶接ロボッ
トの効率を左右する大きな要因であるが、先に第17図
とこれに関連した記載における如き部材形状のパターン
もここで教示されて引算機に記憶される。
The first way to place it is to align the longitudinal direction of the paulownia with the X-axis direction. Next, the movement of the welding robot is x-
One block is made up of materials that can be moved in one direction in each of the y and z directions without intersecting each other, that is, in a so-called sweeping motion. If this is done, the teaching point of the member coordinates will only need to be one per block, and the welding efficiency of the welding robot will be dramatically increased. As described above, the selection of component patterns and the structure of blocks are major factors that affect the efficiency of welding robots, but the pattern of component shapes as shown in FIG. memorized in the computer.

さて上記した如きパターン化された部材構成ブロックに
対しては、その溶接順序が設定さ扛る。このシーケンス
には、上記パターン化された部材構成に対する既述形状
検知システム及びこれに基づく前記制御系における各種
演算回路を伴うものであるが、基本的なシーケンスに従
わない順序が部材構成上必要な時、上記部材座標が改め
て教示されねばならない。いずれにしても、上記部材パ
ターンの構成と同様に、溶接ロボットの移動がX−Y−
2面で交差せず一方向となるよう配慮することが肝要で
ある。
Now, the welding order is set for the patterned component blocks as described above. This sequence involves the previously described shape detection system for the patterned component configuration and various arithmetic circuits in the control system based on this, but an order that does not follow the basic sequence may be necessary for the component configuration. In this case, the member coordinates must be taught again. In any case, similar to the structure of the above member pattern, the movement of the welding robot is
It is important to take care that the two sides do not intersect and run in one direction.

上記部材パターン及びこ扛に対する溶接シーケンスにお
いて、同じパターン群の繰シ返しが現わ扛る。このよう
な場合全パターンを1個ずつ教示する必要はない。基準
パターンにこれの繰υ返し数を教示するだけで足りる。
In the welding sequence for the above-mentioned member pattern and this part, the same pattern group appears repeatedly. In such a case, it is not necessary to teach all the patterns one by one. It is sufficient to simply teach the number of repetitions of this to the reference pattern.

このような繰返しパターンは任意に定めることができる
。然し外から溶接ロボットの効率性を高めるために、例
えば操作意図の不統一を防ぎ、表相パターンの統一性を
確保するために予め定めておくことが好ましいであろう
Such a repeating pattern can be arbitrarily determined. However, in order to improve the efficiency of the welding robot from the outside, it would be preferable to predetermine it in advance, for example, to prevent inconsistency in operation intentions and to ensure uniformity of the surface pattern.

脚長は凡ての溶接ワークパターンに付随するものである
。このような脚長は任意に選択することができる。一般
に上記教示手順の中で、脚長を更新すれば、この脚長は
次に新しい脚長に入るまで、それ以降の全ワークパター
ンに対して使用されるのが常態とされる。
Leg length is associated with all welding work patterns. Such leg length can be selected arbitrarily. Generally, when the leg length is updated in the above teaching procedure, this leg length is normally used for all subsequent work patterns until the next new leg length is entered.

これは上記繰り返しパターンの中で脚長を更新した場合
までも例外ではない。このように水平脚長及び垂直脚長
とも一定となる如く、パターン化さ21.た部材ブロッ
クが構成さるべきである。
This is no exception even when the leg length is updated in the above repeating pattern. In this way, the pattern is made so that both the horizontal leg length and the vertical leg length are constant21. A member block should be constructed.

以上詳述した教示の具体的ガ手順については、これを省
略するが、このようなテーチング即ち教示の設定がなさ
れる々ら今まで述べてきた溶接ロボットのメカニズムが
、同じく詳述してきた制御系のもとて具体的に作動する
ことができる。このような本発明による溶接ロボットの
全機能をその始まりから終pまでまとめるならは、第2
0図のように表わされる。これを更に詳述するならば、
まず上記r 始1jb J ’d、溶接ロボットによる
溶接ワークを始めさせる機能である。こ牡は用意された
システムプログラム及びモニタープログラムを計算機に
入れ、更に溶接作業のイニシャルセットを行って各電源
のONをチェックし、いわゆる待機状態におくことであ
る。次の「参照」とは現在登録されている作業を照介し
確認する機能である。同時に1溶接作業内の作動シーケ
ンス及びその状況ワードも参照さ扛る。
The detailed teaching procedure detailed above will be omitted, but the mechanism of the welding robot that has been described so far is similar to the control system that has also been described in detail. can operate very specifically. If all the functions of the welding robot according to the present invention are summarized from the beginning to the end point, the second
It is expressed as shown in Figure 0. To elaborate further on this,
First, the above r start 1jb J'd is a function to start the welding work by the welding robot. The next step is to input the prepared system program and monitor program into the computer, perform initial settings for welding work, check whether each power source is turned on, and place the computer in a so-called standby state. The next "reference" is a function to check the currently registered work. At the same time, the operation sequence within one welding operation and its status word are also referred to.

これはいずれも適当な表示盤にディスプレイされるデー
タから確認することができる・「教示」機能とは、デー
タのインプットからその編イ%までの機能である。これ
は次のものから々る。即ちまずトーチアクチュエーター
が先に述べた部材座標点まで移動される。ついでセンサ
ーによって、上記溶接作業位置を確認し、部材情報、溶
接条件を計算機に記憶させる。、更にこのデータの繰p
返し、これによる溶接及び移動ができるよう編集され、
必要に応じてデータの削除、変更及び追加が行えるよう
修正さ才りる。上記「教示」機能とは、このような内容
を綜合的に行うものである。
All of this can be confirmed from the data displayed on a suitable display panel.The "teaching" function is a function from inputting data to its knitting percentage. This comes from the following: That is, first, the torch actuator is moved to the member coordinate point mentioned above. Next, the welding work position is confirmed using a sensor, and the member information and welding conditions are stored in the computer. , further repeating this data
Edited so that it can be welded and moved by this,
It has been modified so that data can be deleted, changed, and added as necessary. The above-mentioned "teaching" function comprehensively performs such contents.

さて、次に上記教示内容に対しては、溶接を行なわずに
実行させ、教示通シ溶接ロボットが作動するかどうかの
確認がなさ扛る。こ才りが「試験」機能であって、こオ
しにはロボットの水平移動、垂直移ルIl、コーナー移
動及び必要に応じて追加される移動が先に述べたX。
Now, next, the above-mentioned teaching contents are executed without welding, and there is no confirmation whether the welding robot operates or not without welding. The trick is the "test" function, which includes the robot's horizontal movement, vertical movement, corner movement, and additional movement as necessary.

Y + z+ W rθ、Jψの各制御軸についてなさ
れ  する。これによって溶接ロボットの準備態勢が凡
て整ったことになる。ついで溶接ロボットは、上記教示
内容に従って具体的な溶接作業に入シ、その時の溶接作
業を含む全制御体系は、前記第8図で示された通pであ
るが、溶接そのものは、水平溶接、垂直溶接、コーナー
溶接及びその細光に述べた如き特殊溶接が既に教示され
たシーケンスに従って順序よくなされる。このように所
内ブロックの溶接が終了したならば、溶接ロボットはそ
の原位置に復帰する。
Y + z + W This is done for each control axis of rθ and Jψ. This means that the welding robot is fully prepared. Next, the welding robot starts a specific welding operation according to the above-mentioned teaching contents.The entire control system including the welding operation at that time is the same as shown in FIG. 8, but the welding itself is horizontal welding, Vertical welds, corner welds, and special welds such as those described in detail are made in sequence according to the sequences previously taught. When welding of the in-house blocks is completed in this way, the welding robot returns to its original position.

以上詳記したように、本発明によるならば、文字通り汎
用型の溶接ロボットによる溶接が始めて可能となったも
のであって、造船用の如き大型で、しかもその表相形状
が多様化さ7′した部材構成に対しても、有効に対処し
得るものである。これによる実利益は誠に大きく、上記
溶接作業の効率化及び省力化は測り知ることができない
ものと言うことができる0
As detailed above, according to the present invention, it is literally possible for the first time to perform welding using a general-purpose welding robot, and it is possible to perform welding using a large-scale welding robot such as one used for shipbuilding, and the surface shape of the welding robot is diversified. It is possible to effectively deal with such member configurations. The actual benefits from this are truly large, and the efficiency and labor savings of the welding work mentioned above can be said to be immeasurable.

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

第1図は本発明溶接用ロボットの1実施例として示す2
ト一チ方式の正面図、第2図は同じくその側面図、第3
図は第1図における制御系の説明図、第4図はjj’ 
1図におけるセンサー、トーチ及びトーチ進退軸の配置
を示す正面図、第5図は同じくその側面図、第6図は第
4図によるセンサー配置の1例を示ずJl)1面、平面
及び背面図、第7図は本発明による制御系のアウトライ
ンを示すブロック図、第8図はそのti′F4i111
ブロック図、第9図−(a)は第3図におけるII及び
ψ軸絶対値方式による制御ブロック図、同じしくblは
T及びθ軸用絶対値方式による制御ブロック図、同じ<
(c)はX、Y及びz軸用増分値−絶対値方式のコンビ
ネーションによる制商1ブロック図1.210図及び第
11図は第9図−(clによる増分値方式の説明図、第
12図はセンサー先行方式による制御系の1例を示すブ
ロック図、第13図は第12図のセン・ν゛−による先
倣い説明図、第14図はこ12によるフローチャート、
N!is図は同じくセンサーによる壁面座標を求める1
例を示す説明図、第16図はセンサー後行方式の説明図
、gal 7図は溶接部拐組み立て形状をパターン化し
た例を示す説明図、第18図−頓は第17図における形
状を検知するためのセンサー配置の縦断正面図、同じり
0))はその側面図、第19図は第3図におけるR及び
ψ軸によって特殊溶接の1例を示す説明図、第20図は
本発明による溶接ロボットを果す全機能のブロック図で
ある。 図中、(1)は基床、01)は定盤、αの010及びθ
0は溶接部拐、(16a)及び(16b)は溶接ロボッ
ト用支台、(17a)及び(17b)はレール。 (2a)及び(2b)はガーター、(21a) (21
b) (21c)及び(21d)はガーダ−支持脚、(
22a)及び(22b)はメーンフレーム、(23a)
 (23b) (23c)及び(23d)はガイドロー
ラ、(24a)及び(24b)は案内条、(25a)及
び(251))はモーター、(26a)及び(2Gb)
はビニオン、(27a)及び(27b)はラック、(2
8a)及び(28b)は位置検出装置、(29a) (
29b) (29c)及び(2C+a)は車輪。 (3)は移動台車、(31)はモーター、(32)はピ
ニオン、(33)はラック、(34aル(34a) 、
 (341)) −(34b)、(34c) −(34
c)及び(34d) −(34d)は駆動装置、(3s
a)及び(35b)は車輪、(36)は検出器。 (4)は主軸、(41〕はその保持筒、(42)は軸的
、(43a)及び(43b)は上下動カイト、(44)
はギヤー、(45)は上下動ラック、(46a)及び(
46b)は名−肉条、(47〕はモーター、(48)は
ギヤーボックスs  (49)は検出札′&構、(50
)は主軸旋回用モーター、(51) (52)はギヤー
機構、(53)はギヤーホックス、(54a) (54
b、)は検出機!+’!。 (6) (6a)及び(61))はトーチ、(61a)
及び(61b)はトーチ保長袖、(62)はブラケット
、(63)は増刊手段、(64a)及び(64b)はモ
ーター、(65a)及び(6sb)はギヤーボックス、
(r6a)及び(66b)は回転検出技ゐ棺「。 (7a)及び(7b〕は横筒、(71a)及び(71b
)はトーチ超勤軸、(72a)及び(72b)はトープ
進退軸、(73a)及び(73b)はモーター、(74
a)及び(74b)は検出機構、(75a)及び(75
b)はギヤーボックス、(76a)及び(76b)はト
ーチホルダー、(77a)及び(77b)はトーチ回転
軸、(78a)及び(78b)はトーチ角度検出機構、
(79a)及び(79b)はトーチ軸、(80a)及び
(sob)はモーター。 (100) (a−”b−c  d )はセンサー、(
101a)及び(101b)はその支持軸、(102a
)及び(102b)はシリンダー、(103a)及び(
103b)はピストンロンド、 (104a)及び(1
04b)はセンサーホルダー、(105) (106)
及び(107)はx、y、z各軸のそれぞれ感応面、(
ios)(109) (110) (111)はそ扛ぞ
扛のセンサ一本体。 (120)は電子計算機、(121)は入出力装置、 
(122)はインターフェイス、(123)は演算制御
回路、(12りはD/A変換器、(125)はS/D又
はコード変換器、(126)は制御軸用モータ制御装置
、(127)はタコジェネレーター、(128)はモー
ター、(129)はパルス又はシンクロ発振器、(13
0)は各制御軸、(13υは現在値の絶対値回路、(1
32)は現在値に対する残漬カウンター、(133)は
加算器、(134)は増分カウンター、(135)は指
令値カウンター、(136)は各制御軸ギヤー機構。 (140)は溶接機用電源、(141)は溶接機制御装
置、(142)は溶接機用ワイヤ・−供給装置。 (150)は壁面、(151)は検出アナログ量、(1
52)は検出デジタル量、(153)は指令値、(15
5)は現在値の取り込み、(156)は指令値としての
出力、(157)は進行距離」算、(158)は距離の
判断、(159)は言1算器入力である。 特許出願人  日本銅管株式会社 発  明 者   野   村   博   −同  
       杉   谷   祐   司同    
     1)  坂   延   義同      
    吉   1)  竹   利同       
  猪   子   正   邦同         
作   井       新同         湊 
           博同         永  
 野   博   俗間          堀   
口   健   次第3図 Z軸 ■ 465− (b)#!6図 (C) 1Uソ 第12図 * 13図 469− 第14図 ta 19図 (A)         (B) (D)            (E)471− (C) (F)
FIG. 1 shows one embodiment of the welding robot of the present invention.
The front view of the torch method, Figure 2 is also its side view, and Figure 3 is the front view of the torch method.
The figure is an explanatory diagram of the control system in Fig. 1, and Fig. 4 is an explanatory diagram of the control system in Fig. 1.
1) A front view showing the arrangement of the sensor, torch, and torch advance/retreat axis in Fig. 1, Fig. 5 a side view thereof, and Fig. 6 showing an example of the sensor arrangement according to Fig. 4. 7 is a block diagram showing the outline of the control system according to the present invention, and FIG. 8 is a block diagram showing the outline of the control system according to the present invention.
Block diagram, FIG. 9-(a) is a control block diagram using the II and ψ axis absolute value method in FIG. 3, and bl is a control block diagram using the T and θ axis absolute value method, same <
(c) is a block diagram of one block diagram of the system using the combination of the incremental value method and the absolute value method for the X, Y, and z axes. The figure is a block diagram showing an example of a control system based on the sensor advance method, FIG.
N! The is diagram also calculates the wall surface coordinates using the sensor 1
An explanatory diagram showing an example, Fig. 16 is an explanatory diagram of the sensor trailing method, gal 7 is an explanatory diagram showing an example of patterning the welded part assembly shape, Fig. 18-ton detects the shape in Fig. 17 Fig. 19 is an explanatory diagram showing an example of special welding using the R and ψ axes in Fig. 3, and Fig. 20 is a longitudinal sectional front view of the sensor arrangement according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram of all functions performed by a welding robot. In the figure, (1) is the base, 01) is the surface plate, 010 of α and θ
0 is the welding part, (16a) and (16b) are the supports for the welding robot, and (17a) and (17b) are the rails. (2a) and (2b) are garters, (21a) (21
b) (21c) and (21d) are girder support legs, (21c) and (21d) are girder support legs;
22a) and (22b) are mainframes, (23a)
(23b) (23c) and (23d) are guide rollers, (24a) and (24b) are guide strips, (25a) and (251)) are motors, (26a) and (2Gb)
is a binion, (27a) and (27b) are racks, (2
8a) and (28b) are position detection devices, (29a) (
29b) (29c) and (2C+a) are wheels. (3) is a moving trolley, (31) is a motor, (32) is a pinion, (33) is a rack, (34a),
(341)) -(34b), (34c) -(34
c) and (34d) - (34d) are drive devices, (3s
a) and (35b) are wheels, and (36) is a detector. (4) is the main shaft, (41] is its holding cylinder, (42) is the axis, (43a) and (43b) are the vertical movement kite, (44)
is a gear, (45) is a vertically movable rack, (46a) and (
46b) is the name - meat strip, (47] is the motor, (48) is the gear box s (49) is the detection tag'& structure, (50)
) is the spindle rotation motor, (51) (52) is the gear mechanism, (53) is the gear hook, (54a) (54
b,) is a detector! +'! . (6) (6a) and (61)) are torches, (61a)
and (61b) are long-sleeved torch retainers, (62) are brackets, (63) are supplementary means, (64a) and (64b) are motors, (65a) and (6sb) are gear boxes,
(r6a) and (66b) are rotation detection techniques. (7a) and (7b) are horizontal tubes, (71a) and (71b)
) is the torch overtime axis, (72a) and (72b) are the tow forward and backward axes, (73a) and (73b) are the motor, (74
a) and (74b) are detection mechanisms, (75a) and (75
b) is a gear box, (76a) and (76b) are torch holders, (77a) and (77b) are torch rotation shafts, (78a) and (78b) are torch angle detection mechanisms,
(79a) and (79b) are the torch shafts, (80a) and (sob) are the motors. (100) (a-”b-c d) is the sensor, (
101a) and (101b) are their support shafts, (102a)
) and (102b) are cylinders, (103a) and (
103b) is a piston rond, (104a) and (1
04b) is the sensor holder, (105) (106)
and (107) are the sensitive surfaces of the x, y, and z axes, respectively, (
ios) (109) (110) (111) is the main body of the sensor. (120) is an electronic computer, (121) is an input/output device,
(122) is an interface, (123) is an arithmetic control circuit, (12 is a D/A converter, (125) is an S/D or code converter, (126) is a motor control device for control axis, (127) is a tacho generator, (128) is a motor, (129) is a pulse or synchro oscillator, (13
0) is each control axis, (13υ is the absolute value circuit of the current value, (1
32) is a residual counter for the current value, (133) is an adder, (134) is an increment counter, (135) is a command value counter, and (136) is each control shaft gear mechanism. (140) is a power supply for the welding machine, (141) is a welding machine control device, and (142) is a welding machine wire supply device. (150) is the wall surface, (151) is the detected analog amount, (1
52) is the detected digital quantity, (153) is the command value, (15
5) is the capture of the current value, (156) is the output as a command value, (157) is the calculation of the traveling distance, (158) is the judgment of the distance, and (159) is the input to the calculator. Patent applicant: Nippon Doppan Co., Ltd. Inventor: Hiroshi Nomura
Yuji Sugitani
1) Yoshitaka Sakanobu
Yoshi 1) Ritoshi Take
Masa Inoko Kunido
Written by Shindou Minato
Hiroshi Eiji
No Hiroshi Sokuma Hori
Ken Kuchi Diagram 3 Z-axis ■ 465- (b) #! Figure 6 (C) 1U Figure 12 * Figure 13 469- Figure 14 ta Figure 19 (A) (B) (D) (E) 471- (C) (F)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 溶接ロボットの01]後(X軸)及び左右(Y軸)の自
在な移動を可能とし、これに配設したセンサー及びトー
チ保持用主軸に自在な上下動(Z軸〕及び回転運動(q
t軸)を−匂え、かつ上記トーチの進退(it軸)及び
1・−チ自体の傾角回動(ψ軸)を可能々らしめたメカ
ニズムからな9、まず溶接用部月の組方今わせ形状をパ
ターン化し、このパターン化された部側糾合せ形状及び
こ扛に対応する溶接手順をあらかじめil算機に教示1
〜でおき、溶接に肖っては少くとも2個のヒンザーによ
って部月の組合せ形状を検知してこれを011記パター
ン化さitた部第4組合ぜ形状と対比せしめ、とJしに
よる上記ハターンに対する上記シーケンスによって、上
記各制御軸を作動せしめて自動的に溶接することを特徴
とする汎用型溶接ロボツ1による自動溶接方法。
The welding robot can freely move rearward (X-axis) and left/right (Y-axis), and the sensor installed on it and the main shaft for holding the torch can freely move up and down (Z-axis) and rotate (q-axis).
This is a mechanism that makes it possible to move the torch forward and backward (IT axis) and to rotate the inclination of the torch itself (ψ axis). The welding shape is patterned, and the welding procedure corresponding to the patterned part-side joining shape and this welding is taught to the IL calculator in advance.1
In the welding process, the combined shape of the part is detected by at least two hinges and compared with the fourth combined shape of the part patterned in Section 011, as described above by J. An automatic welding method using a general-purpose welding robot 1, characterized in that each of the control axes is actuated to automatically weld according to the sequence for the pattern.
JP17138083A 1983-09-19 1983-09-19 Automatic welding method by general-purpose type welding robot Granted JPS5973185A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17138083A JPS5973185A (en) 1983-09-19 1983-09-19 Automatic welding method by general-purpose type welding robot

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17138083A JPS5973185A (en) 1983-09-19 1983-09-19 Automatic welding method by general-purpose type welding robot

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP52032078A Division JPS595072B2 (en) 1977-03-25 1977-03-25 Automatic welding method using a general-purpose welding robot

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5973185A true JPS5973185A (en) 1984-04-25
JPS6254590B2 JPS6254590B2 (en) 1987-11-16

Family

ID=15922101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17138083A Granted JPS5973185A (en) 1983-09-19 1983-09-19 Automatic welding method by general-purpose type welding robot

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5973185A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104439801A (en) * 2013-09-23 2015-03-25 中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司 Welding device and automatic welding machine with the same
CN106041382A (en) * 2016-06-30 2016-10-26 苏州塞默机械有限公司 Operating method of intelligent automatic welding manipulator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104439801A (en) * 2013-09-23 2015-03-25 中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司 Welding device and automatic welding machine with the same
CN106041382A (en) * 2016-06-30 2016-10-26 苏州塞默机械有限公司 Operating method of intelligent automatic welding manipulator

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6254590B2 (en) 1987-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102837138B (en) Collinear flexible head splicer suitable for multiple vehicle types
US4883938A (en) Method and apparatus for automatically performing work on an object along a desired path
CN102375450B (en) Offline teaching method
KR100902142B1 (en) The welds seam tracking device of welding robot and the control method
JPH10272570A (en) Welding robot device for large structure
CN214721334U (en) Box girder multilayer multichannel vision imaging automatic welding system
JP2002224936A (en) Tool presetter and method for calculation of tool offset data
CN214558126U (en) Multilayer multi-channel visual imaging automatic welding system for medium plate
CN113649741A (en) Corrugated plate automatic welding machine and control system thereof
KR20090061746A (en) Automatic welding robot for submerged arc welding
JPS5973185A (en) Automatic welding method by general-purpose type welding robot
JPS595072B2 (en) Automatic welding method using a general-purpose welding robot
JP4607814B2 (en) Robot teaching path correction method
JPS5919072A (en) Control system of operation of copying device
JPS62220281A (en) Welding robot device for fillet welding
JP2641469B2 (en) Control method of welding robot
JPH0740041A (en) Box flange welding equipment
JPS60170576A (en) Automatic positioning system for welding parts
JP2702255B2 (en) Welding equipment
JPS5839030B2 (en) Teaching device for automatic welding equipment
JPS6055413A (en) Controller for exercising simultaneous playback control over arm and carriage of running type robot
JPH0442064Y2 (en)
JPS5839029B2 (en) Groove detection method
CN219484487U (en) Special automation equipment for welding assembly parts of steel pipe columns
JPH0581350B2 (en)