JPS6320181A - 自動溶接装置 - Google Patents

自動溶接装置

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JPS6320181A
JPS6320181A JP16184986A JP16184986A JPS6320181A JP S6320181 A JPS6320181 A JP S6320181A JP 16184986 A JP16184986 A JP 16184986A JP 16184986 A JP16184986 A JP 16184986A JP S6320181 A JPS6320181 A JP S6320181A
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welding torch
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大坪 朝雄
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信一 猿楽
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は溶接線ならい制御の機能を備えた自動溶接装置
に関するものである。
〔従来の技術〕
自動溶接装置は予定位置にワークを置き、このワークに
対する溶接を実行する。自動溶接装置には溶接線を示す
一連の教示データが教示されており、自動溶接装置はそ
れによる運行軌跡に沿って溶接トーチを動かす。特に、
溶接線倣い制御方式の自動溶接装置であれば、予め教示
された運行軌跡と実際の溶接線との間に多少のズレかあ
る場合であっても、その間のギャップを克服し、良好な
溶接を実行する。このため、個々のワークに寸法上の誤
差がともなう一場合、あるいはワーク設置上の誤差が生
ずる場合は倣い制御方式が特に有利である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第5図はワーク100とその溶接線200を例示したも
のである。このワーク100を第6図のように正しく設
置すれば、その溶接線200に沿った運行軌跡しか再現
される。しかし、ワークが10OAのように予定の位置
からズして設置されたときには、L′のような運行軌跡
となり、特にワーク100Aのコーナーの所に運行上の
誤差が発生する。このため、Bの部分の溶接が未了とな
る。このような問題は従来の倣い制御方式の自動溶接装
置では解決が困難である。
〔問題点を解決するための手段〕
溶接トーチと実際の溶接線との間の倣い制御にともなう
ズレ量を監視し、このズレ量が設置値を越えたときに、
ワーク上のコーナー点に到達したものと判断する。
〔作用〕
前記の結果、本来ならばコーナー点に向ってなお進むべ
き経路がパスされて、゛ただちにコーナー点以降の運行
に移行するため、コーナー点に沿った溶接トーチの運行
軌跡が実現する。
〔実施例〕
第2図は本発明の一実施例に相当する自動溶接装置の全
体図である。1は制御装置であり、ロボット(トーチ運
行手段)2の各サーボモータの制御を行い、50のセン
サユニットと組合されて本発明による制御を実現する。
ロボット2は旅回部3、上腕部4.前腕部5、曲げ部6
、振り部7を備え、各可動部は各サーボモータによって
駆動される。溶接糸紐は電力供給手段としての電源装置
8、ワイヤ送給装置9、溶接トーチ10等で構成される
。12はティーチングボックスである。
13は被溶接物(ワーク)であり、14はワーク13を
置くための台である。
次に第3図、第4図を用いてそれらの内部構造について
説明する。第3図は、主として倣い制御のためのセンサ
制御部のブロック図である。15はセンサ用CPU部、
16はインターフェース部、11は検出ユニットであり
、これらは第2図のセンサユニット50の内部に格納さ
れている。まず15のセンサ用CPU部は次のような構
成になっている。17はCPUであり、センサ制御用の
すべての処理を行っている。18はROMであり、処理
手順を記述したプログラムが格納されている。
19はRAMでありCPU17での処理の途中結果など
が格納されている。20はDPRAM (デュアルポー
トRAM)であり、CPU17からもロボット制御用の
CPU (第4図の31.32)からもアクセス可能な
構成になっており、ロボット制御部とセンサユニット5
0との情報の伝達に用いられる。21はタイマであり、
CPUI 7より初期設定を行うことにより、一定時間
間隔でCPU17に対し割込をかける。22はI10ボ
ートであり、外部との入出力を行う。17〜22までの
ものはBtJS23を使用する。
16はインターフェース部である。24及び25はフォ
トカプラであり、外部との電気的な絶縁を行っている。
24は入力、25は出力用である。26はA/D変換器
であり、入力信号をディジタル化し24のフォトカプラ
へ信号を送る。
11は検出ユニットである。、27はローパスフィルタ
ーであり、入力信号に含まれる高周波ノイズを除去する
。28はシャントであり、溶接電流信号を電圧信号←変
化する。かかる構成により、溶接トーチ10を流れる溶
接電流信号はシャント28で検出され、ローパスフィル
タ27でノイズ除去がなされた後、A/D変換器26で
ディジタル信号に変換され、フォトカプラ24で電気的
絶縁を合われる。その後工/○ボート22を併してCP
U17に送られる。C’PU17で各種の処理が行われ
、位置信号に変換されてDPRAM20に送られ、ロボ
ットの動きに反映される。
第4図は主としてロボット2の制御系である。
29はロボット制御部であり、第7図の制御装置1に格
納されている。31はCP t、: −Aであり。
ロボット2の動作制御を主に行っている、32はCPU
−Bであり、マンマシンインターフェース関係の処理を
主に行っている。33は共通RAMであり、CPU−A
31、CPU−B52両方の情軸交換や計算用のワーク
として用いられる。34はRAM−Aであり、CPU−
A31の処理手順を記述したプログラムが格納されてい
る。
35はRAM−Bであり、CPU−832の処理手順を
記述したプログラムが格納されている。
36はROMであり、電源オン(ON)の時、磁気バブ
ルメモリ37よりプログラムをRAM−A31、RAM
−832にローディングするための処理プログラムが格
納されている。バブルメモリ37は不揮発性の外部記憶
装置であり、電源切断時において消えてほしくないプロ
グラムやデータが格納されている。38は溶接機インタ
ーフェースであり、溶接機に対するワイヤ送給量や電圧
、アークONなどの指令の受渡しを行っている。
39は通信用のLSIであり、CPTJ−B32とティ
ーチングボックス12、操作盤(制御装置1に属する操
作盤)40、CRTコントローラ41との通信インター
フェースを行っている。12のティーチングボックスで
はロボット2の動作教示を行うことができる。操作盤4
0では、ロボット2の起動、停止、及び教示、プレイバ
ックなどのモード切替等の操作を行う。41のCRTコ
ントローラでは、通信LSI39から送られた情報に基
づいて、CRT42に各種の情報を表示する。
43のサーボ制御部では、CPU−A31から送られた
データに従って、サーボモータM1〜M5(44〜48
)を制御していく。
本実施例では、ロボット2はティーチング、プレイバッ
ク方式になっており、ティーチングによって倣い制御を
指定した時に、センサ関係の制御プログラムが動作する
様になっている。
次に、第1図の処理プログラムについて補足的に説明す
る。このプログラムは実施例説明用のものであって、こ
れに係わりの乏しい処理については省略されている。ま
た、この中で使用する教示点等の記号は第7図にもとづ
く。第7図は第6図と類似し、ここには教示に用いられ
たワーク100が示され、これによって教示された教示
点TN、TN+1・・・の位置が示されている。これら
の位置データは第4図のバブルメモリ37にすでに格納
されている。第7図の100Aは実際の溶接対象となる
ワークであって、100に対してズして配置されている
第1図のステップSlのタッチセンスとは溶接開始点が
教示点TN (N=O)の通りでよいのか、これをT’
 Nの位置に補正する必要があるのかを検出する工程で
ある。このとき、溶接トーチ10はたとえば第5図の■
、■のように順に動かされる。溶接トーチ10がワーク
に当ると通電するので、ワークの位置がかわる。ステッ
プSlで教示点(溶接開始点)TNと実際のワーク10
0Aについてのこれに対応するT’ N点との間のズレ
(距離)が求められ、S HI F Tデータとして保
存される。
5HIFTデータはステップS4で利用される。
シフト後のデータT’ N、’I”N+1、T’ N+
2は第7図に示されている。
ステップ85以下によって、たとえばX’ Nとあるの
はT’ Nの位置データについてのX@座標であり、Y
’NあるいはZ’ NはY軸座標あるいはZ軸座標を示
す。
ステップS6ではT’N+1を仮想原点としたときのT
’ N方向のベクトル成分を算出する。ステップS・7
ではT″N+1を仮想原点としたときのT″N+2N+
2方向ル成分を算出する。以上の結果を踏まえ、ステッ
プS8で内積を算出する。次のステップS9でTN+1
がコーナー点かどうかを判定する。θは第7図に例示さ
れている。
このθが180mかその近傍であれば点TN+1(T’
N+1でも同じ)はコーナー点ではない。
θが90″であれば明らかなコーナー点である。
ここではセンサ最大追従角度(倣い制御によってどれほ
どの曲がりに追従できるかを示す角度であって、たとえ
ば20″である。)を参照する。教示点TN+1 (あ
るいはT’ N+1)がコーナー点かどうかのチェック
は教示点TN(あるいはT’ N)から次の教示点TN
+1  (あるいはT′N+1)に向う軌跡のプレイバ
ックが実行される前に行う。これはその後のすべての教
示点について同様である。
コーナー点であればステップSIOへ進む。ここで補正
量を取込む。この補正量は倣い制御にともなうズレ量で
あって溶接中の溶接トーチ10と実際のワーク100A
の溶接線との間のズレを示している。溶接トーチ10が
ウィービングしている間に検出される溶接電流から以上
のズレ量を演算することは既知である。ここではシフト
された教示点T’ Nから次の同様な教示点T’N+1
に向って溶接トーチ10を動かしており、この教示点間
は補間される。また、この個々の補間点に対して上記ズ
レ量相当の補正が施され、そのために第7図のTN’ 
、T” N+1.T”N+2に示される軌跡が実現され
ることとなるが、この点のフローは示していない。
次のステップSllでワーク100Aの現実のコーナー
点に到達したかどうかを判定する。補正量限界値とは予
め定めた設定値である。この意味を第8図を使って説明
する。実際のワーク100Aに沿って溶接トーチ10が
第8図の矢印のように進行する。倣い制御にともなうト
ーチ位置補正量は当初は小さいが、コーナーにさしかか
った10Aのところで過大となり、コーナー点に達した
ことがわかる。
コーナー点でないときはステップS9から813へ進む
。ステップS13からS15まではロボット制御上のご
く普通の処理であって、ステップ815で目標とする点
に到達したと判定されたときに、ステップS12へ進む
ステップS12で目標とするT”N+1 (教示点TN
+lを5HIFTデータで補正したものがT’ N+1
であり、それを倣い制御にともなって補正したものがT
”N+1である)に届いたものと見なされる。T”N+
1がコーナー点である場合にはそこに到達するに必要な
計算上の距離(LENT)だけ現実に進んだかどうかは
問題にされず、そこから先の経路は無視される。ステッ
プ813〜S15を経由する場合はかかる無視は行われ
ない。
ステップ816で、さらにその次の目標が設定される、
ステップS17でその新たな目標点TN’ +1が溶接
終了点かどうか判定し、終了点でなければステップ53
以下の処理を繰返えす。
また、終了点であれば818から21を経由し、ステッ
プS23で処理を終了する。目標点に相当する教示点が
溶接終了点であるかどうかの識別はあらかじめ教示され
ている。
ステップ86〜S9において、各教示点がコーナー点が
コーナー点であるのかどうかをいちいち判定する。この
理由ないしは背景は各教示点について、その点がコーナ
ー点であるかどうかの識別データを教示データの一部と
して保有する煩しさを避けるためである。この方式は教
示のための手数あるいはメモリ容量の点で有利となる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、コーナー点を確実に検出し、ただちに
コーナーを曲がった後の次の溶接に移行することが可能
となり、溶接未了の区域が解消する。
【図面の簡単な説明】
第1図の(A)、(B)、(C)、(”’D)は本発明
実施例にかかる処理プログラムを示すフローチャート、
第2図はそのシステム図、第3図および第4図はその制
御ブロック図、第5図はワークの斜視図、第6図はその
平面図、第7図は□軌跡説明図、第8図はコーナー点検
出の原理を示す説明図である。 1・・・制御装置、2・・・可動部、3・・・旅回部、
4・・・上腕部、5・・・前腕部、6・・・曲げ部、7
・・・振り部、8・・・電源装置、9・・・ワイヤ送給
装置、10・・・溶接トーチ、50・・・センサユニッ
ト、12・・・ティーチングボックス、13・・・被溶
接物(ワーク)、14・・ワーク台、15・・・センサ
用CPU部、16・・・インターフェース部、17・・
・CPU18 ・= ROM、19−RAM、20 =
−D P RA M21・・・タイマ、22・・・I1
0ポート、23・・・B ”US、24・・・フォトカ
プラ、25・・フォトカブラ、26・・・A/D変換器
、27・・・ローパスフィルター、28・・・シャント
、29・・・ロボット制御部、31・・・CP U−A
、32・・・CPtJ−B、33・・・共通RAM、3
4・・・RAM−A、35・・RAM−B56・・・R
OM、37・・・バブルメモリ、38・・・溶接機イン
ターフェース、39・・・通信LSI、40・・・操作
盤、41’CRTコントローラ、。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、溶接線倣い制御による自動溶接装置において、倣い
    制御のための溶接トーチ、溶接線間のズレ量を検出する
    手段と、前記ズレ量が設定値を越えたときにその溶接ト
    ーチの位置を溶接線の方向が急変するコーナー点と判定
    する手段を備えたことを特徴とする自動溶接装置。
JP16184986A 1986-07-11 1986-07-11 自動溶接装置 Expired - Lifetime JP2512716B2 (ja)

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