JPS62278608A - 溶接ロボツトの運転方法 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ 本発明は大型構造物を構成するための板材の直線部及び
端部の隅肉溶接部の溶接を自動釣に行えるようにする溶
接ロボットの運転方法に関するものである。

［従来の技術］ 溶接ロボットとしてはミ第６図に概略を示すようなもの
がある。すなわち、レール２０上を自走できるようにし
た門型のプレーサ２１に、マニプレータ支持部２３を左
右方向へ移動自在に載置し、該支持部２３にマニプレー
タ２２を昇降自在に支持し、上記プレーサ２１にあける
上記３つの動きによりマニプレータ２２が前後、左右、
昇降の各動作ができるようにする。上記マニプレータ２
２は、上記プレーサ２１の支持部に昇降自在に支持され
た基部２４の下端に旋回部２５を設け、該旋回部２５に
アーム２６を起伏自在に枢着し、該アーム２６の先端に
、先端にトーチホルダーを介して溶接トーチ２８を起伏
自在に取り付けた手首部２７の末端を起伏自在に枢着し
、且つ上記トーチホルダー及び手首部２７を各々旋回で
きるようにして、６軸の動きができるようにしである。

このような溶接ロボットにより、大形構造物、たとえば
、船体の建造における大型のブロックを組み立てる場合
の如き、第７図に示すような大型の板材２９にフラット
パー３０あるいはブラケット３１、フェースプレート３
２等を取り付けるためのこれらの各隅肉溶接部３３を自
動溶接したり、フラツトパー３０同士、フラットパー３
０とフェースプレート３２、フェースプレート３２とブ
ラケット３１の各隅肉溶接部３４を自動溶接する場合、
従来の溶接ロボットの運転方法としては、ワークの設計
データから計算により求めた値でプレーサ２１を動かし
たり、マニプレータ２２を動かしたりする方法、あるい
はプレーサ２１、マニプレータ２２の動きをすべてティ
ーチングデータによる方法、あるいは、テレビの画面を
児ながらプレーサ２１及びマニプレータ２２の動きを制
御する方法、等が考えられている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、ワークの端部での溶接トーチ２８の動きを、
ワークの設計データから計算で求める方法で行う場合、
溶接トーチが何かに当っているか否かの判断が難しく、
そのため、従来では溶接トーチの向き等を経験に基づい
て決めており、複雑な端部の溶接が困難であった。

プレーサ２１、マニプレータ２２の動きをすべてティー
チングデータによる方法では、データの作成に多大な時
間を要し、又、テレビ画面で溶接トーチの動きを見る方
法では、溶接トーチとワークとの当りが見にくく、これ
を見易いものとするには高価な三次元シュミレーション
等が必要なため時間がかかり且つ高価なものとなるとい
う問題があった。

そこで、本発明は、プレーサの動作とマニプレータの動
作を異なるデータで行わせるようにして能率よくロボッ
トの運転データを作成して複雑な動作を必要とするワー
ク端部でも安全に作業できるようにしようとするもので
ある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するために、多関節型マニプ
レータとこれを搬送し端部パターンに合った座標系に位
置決めするプレーサより構成される溶接ロボットの直線
の動きは、ワークの設計データに基づき作成した動作デ
ータによりプレーサを動作させることにより行い、溶接
ロボットのワーク端部の動きは、端部パターンごとに作
成したティーチングデータによる動作をワークの設計デ
ータに基づき端部パターンごとの動作データに座標変換
して組み込んでなるマニプレータ関節運転データにより
マニプレータを動作させることにより行い、プレーサと
マニプレータを上記具なる運転データで制御するように
する。

［作　　用］ 溶接ロボットは、直線部はプレーサの動作により、ワー
ク端部はマニプレータの動作により分担して溶接動作さ
れ、プレーサはワークの設計データにより、マニプレー
タはティーチングデータによりそれぞれ動作されるので
、データ作成が容易である。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

実施例では、第６図に示した多関節型マニプレータ２２
と該マニプレータ２２を搬送しワーク端部パターンに合
った座標系に位置決めするプレーサ２１とから構成され
た溶接ロボットにより第７図に示す如きワークを自動溶
接する場合について説明する。

第１図は本発明の運転方法を実施するための溶接ロボッ
トのプレーサ２１及びマニプレータ２２に運転データを
送って自動制御させるだめの該運転データの作成につい
て示すもので、１はワークの設計データに基づいて作成
された動作データの記憶部で、ここにはロボットの空送
り、直線溶接、円弧溶接等の動作モード２と、ワーク端
部の座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）ごとの位置の情報である位置デ
ータ３と、ワークの端部パターン４とがワークの設計デ
ータに基づき作成されて納められている。上記端部パタ
ーン４の情報としては、第２図イ、口、ハで示す如く、
たとえば、フェースプレート３２、フラットパー３０．
ブラケット３１との突き合せ部がすべて突き当っている
場合、フラットパー３０の上部が離れている場合、フラ
ットパー３０の端の下部が離れている場合における各場
合のパターンの名称が記憶されている。

５はプレーサ２１及びマニプレータ２２への運転データ
を作成するデータ作成部で、前記動作データ記憶部１か
らの動作データをプレーサの動作とマニプレータの動作
に分割する動作分割部６と、ワーク端部の動作を行わせ
る多関節型マニプレータ２２の各部の動きを教示用マニ
プレータ１０を使って手操作により各端部パターンごと
のデータ１１、すなわち、アーム２６、手首部２７、溶
接トーチ２８の各傾動、旋回部２５、トーチホルダー、
手首部２７の各回動のデータをオフラインで作成してこ
のデータに基づき端部パターンごとのマニプレータのテ
ィーチングデータを作成する端部データ作成部９と、該
端部データ作成部９で作成された各端パターンごとのマ
ニプレータ各関節部の動作についてのティーチングデー
タを登録しておく端部データファイル８と、前記動作分
割部６で分割されたマニプレータ動作に対し、プレーサ
の位置とこのときのマニプレータの向きにより溶接トー
チ２８が溶接線に向くようにするためのマニプレータ旋
回部の旋回角データを端部パターンに対応させて変更す
ると共に端部データファイル８からのティーチングデー
タを入れてワークの設計データの中に座標変換して適用
し運転データを作成するマニプレータ関節データ作成部
７とを備えている。

１２はプレーサ２１を運転データにより制御させるプレ
ーサ制御装置、１３はマニプレータ２２を運転データに
より制御させるマニプレータ制御装置である。

なお、ワークの設計データに基づいて動作するプレーサ
２１と、ティーチングデータで動作するマニプレータ２
２の各運転データを、実際に置かれている板材２９の位
置に応じて修正させるために、置かれた板材２９上の２
点に付したマークを機械的にひろって実際のマーク位置
を知り、これをマーク位置情報１４として表示するワー
ク原点センス現在位置表示部１５と、該表示部１５で表
示された位置情報が当初設定したＸ軸と平行でない場合
に何度ずれているかを検出して補正データを作成する原
点シフト補正データ作成部１６と、該作成部１６で作成
された補正データによりプレーサの運転データを修正す
る運転データ修正部１７と、上記補正データをマニプレ
ータの運転データに付加する補正データ付加部１８とが
、前記データ作成部５に組み込まれており、必要に応じ
て使用できるようにしである。

本発明の運転方法は、プレーサ２１はワークの設計デー
タに基づいて作成された動作データ記憶部１からの動作
データによりプレーサ制６１１装置１２を介して動作さ
せ、マニプレータ２２はワーク端部のパターンごとに教
示されたティーチングデータとマニプレータの向きから
の旋回角データとにより座標変換した運転データにより
マニプレータ制御装置１３を介して動作させる。

今、第３図に示す如く、ワークの板材２９に対して溶接
ロボット１９が八点く前回作業終了点）にあるときは、
該点Ａが作業始点であり、基準点Ｂまで溶接ロボットを
空送りする。この動作指令は、動作データ記憶部１の動
作モード２により与えられる。

溶接ロボットがワークに対し基準点Ｂにプレーサ２１の
動作で位置させられると、このときのマニプレータ２２
の向きがワーク端部の方向とは異なる方向に向いている
ときは、溶接トーチ２８がワーク端部の溶接線（第３図
では板材２８とフラットパー３０との隅肉溶接部３３）
に向くようにする。この場合は、動作データ記憶部１か
らの位置データ２によりマニプレータ２２の向きがＸ軸
と平行であれば、旋回部２５の旋回角を９０度プラスさ
せた旋回角とするデータにより旋回部２５を旋回させる
ようにする。かかるマニプレータの動作は、マニプレー
タ関節データの作成部７で作成されたデータに基づき行
われ、同時に上記マニプレータ関節データ作成部７から
のティーチングデータによりマニプレータ２２の各部が
動作して第４図に示す如く端部の溶接を実施する。

第４図の端部溶接が終ると、Ｘ軸方向にプレーサ２１を
直線移動させて隅肉溶接部３３の溶接を行わせる（第５
図参照）。このプレーサ２１の動作は、ワークの設計デ
ータから作成された動作データに基づき制御させる。こ
のとき、原則としてマニプレータの動きはない。プレー
サ２１が直線部を指令された距離移動して停止すると、
この停止位置においては、指定された端部パターンのテ
ィーチングデータに基づくマニプレータの動作がワーク
の設計データにより座標変換を行って組み込まれている
マニプレータ関節データ作成部７からの運転データによ
りマニプレータ２２が動作され、マニプレータ２２の動
作可能範囲外での端部動作はプレーサ２１の支持部２３
の移動、プレーサ２１によるマニプレータ２２の昇降の
各動作によりワーク端部の自動溶接を行うようにする。

なお、板材２９がワークのデータに適合されて置かれて
いれば問題はないが、実際に置かれた位置がワークのデ
ータよりずれているときは、そのずれを検出して補正デ
ータ作成部１６で補正データを作成し、この補正データ
によりプレーサ２１の運転データを修正すると共に、マ
ニプレータ２２の運転データに補正データを付加して修
正すれば、以後前記した第３図乃至第５図に示すような
要領で自動溶接できる。

［発明の効果コ 以上述べた如く、本発明の溶接ロボットの運転方法によ
れば、ワークの直線部はプレーサの動作に、又、ワーク
の端部はマニプレータの動作にそれぞれ分担させ、上記
プレーサの動作はワークの設計データに基づいて作成し
たデータにより行わせ、マニプレータの動作はワーク端
部のパターンごとのティーチングデータによる動作をワ
ークデータによる座標変換を行って適用してなる運転デ
ータにより行わせるので、ワ一りの直線部と端部の動作
をすべてティーチングしなくてすみ、複雑な動作を必要
とする端部を多関節型マニプレータをティーチングデー
タで動作させるので、安く、早く、安全に端部の溶接が
でき、又、ワークの設計データとティーチングデータを
組み合わせて溶接ロボットの作業を制御するので、溶接
ロボットの作業データが能率よく作成でき、直線部と端
部から構成され且つ端部は同じ形状が多く、溶接変形が
ある、等の特徴をもつ大型構造物の溶接に特に有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の運転方法に用いる運転データの作成を
行う部分のブロック図、第２図イ、口、ハはワーク端部
のパターンを示す図、第３図乃至第５図は作業概要を示
す平面図、第６図は溶接ロボットの一例を示す概略斜視
図、第７図は対象ワークの一例を示す斜視図である。 １・・・動作データ記憶部、５・・・データ形成部、６
・・・動作分割部、７・・・マニプレータ関節データ作
成部、８・・・端部データファイル、１０・・・端部教
示用マニプレータ、１２・・・プレーサ制ｉ装置、１３
・・・マニプレータ制御装置、２１・・・プレーサ、２
２・・・マニプレータ、２３・・・マニプレータ支持部
、２５・・・旋回部、２６・・・アーム、２７・・・手
首部、２８・・・溶接トーチ、２９・・・板材、３０・
・・フラットバー、３１・・・ブラケット、３２・・・
フェースプレート、３３．３４・・・隅肉溶接部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）多関節型マニプレータとこれを搬送し端部パターン
   に合った座標系に位置決めするプレーサより構成される
   溶接ロボットの直線の動きは、ワークの設計データに基
   づき作成した動作データによりプレーサを動作させるこ
   とにより行い、溶接ロボットのワーク端部の動きは、端
   部パターンごとに作成したティーチングデータによる動
   作をワークの設計データに基づき端部パターンごとの動
   作データに座標変換して組み込んでなるマニプレータ関
   節運転データによりマニプレータを動作させることによ
   り行い、プレーサとマニプレータを上記異なる動作デー
   タで制御することを特徴とする溶接ロボットの運転方法
   。