JPS6349596B2 - - Google Patents

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JPS6349596B2
JPS6349596B2 JP9284082A JP9284082A JPS6349596B2 JP S6349596 B2 JPS6349596 B2 JP S6349596B2 JP 9284082 A JP9284082 A JP 9284082A JP 9284082 A JP9284082 A JP 9284082A JP S6349596 B2 JPS6349596 B2 JP S6349596B2
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JP
Japan
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arm
welding
speed
line
tracing
Prior art date
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Expired
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JP9284082A
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English (en)
Other versions
JPS58209482A (ja
Inventor
Yoshitaka Hayakawa
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/02Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/0216Seam profiling, e.g. weaving, multilayer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、楕円形状等、滑らかな曲線又は直
線から成る隅肉溶接線を定速で倣いながら溶接を
行なう自動溶接機の定速倣い制御装置に関するも
のである。
〔従来の技術〕
溶接線に対し、極力正確に、かつ定速で溶接を
行なうために、従来より種々の制御装置が取り入
れられていた。その一例を第1図及び第2図によ
り説明する。
第1図は原理を表わす説明図、第2図は制御装
置を表わすブロツク図である。第1図において、
1は倣いとなる溶接線、2は溶接線1上の任意の
点A、3は溶接線1上を移動する溶接トーチの進
行速度と方向を表わすベクトル、4はベクトル3
のX軸方向成分、5はベクトル3のY軸方向成分
を表わす。
第2図において、6は溶接線1上の倣い速速
(溶接速度)を設定ボリユーム等によつて設定さ
れた設定速度V、7は溶接線1上の倣いの進行方
向とX軸が成す角度θ(以下、単に傾きθとよぶ)
を検出するポテンシヨメータで、例えば、倣いセ
ンサを中心としてその両側に1対の倣いローラを
近接して設けたものを用意し、これで溶接線上を
倣わせる。このとき、上記1対の倣いローラの中
心を結んだ線は、倣いセンサ或いはトーチが溶溶
線と接する点における接線の方向と平行であるこ
とを前提とすれば、上記1対の倣いローラの中心
を結んだ線とX軸が成す角度を求めることにより
上記θが求まるので、この方法にて上記θを求め
ている。
8は設定速度V6と傾きθとによつて溶接速度
に対するX軸、Y軸方向の分速、すなわち第1図
に示し後述するVx、Vyを求める演算回路、9は
演算回路8からの出力信号によつて後述するx軸
モータを制御するx軸モータの制御回路、10は
同じく演算回路8からの出力信号によつて後述す
るy軸モータを制御するy軸モータの制御回路、
11はx軸モータ、12はy軸モータである。1
3は上記設定速度V6、演算回路8、xモータの
制御回路9、y軸モータの制御回路10から構成
される制御部本体である。
次に動作について説明する。
溶接トーチを溶接線1に倣つて定速で進行させ
る場合、溶接線1上の任意の点Aにおけるベクト
ルV3は、速度成分(軸述するX軸、Y軸の分
速、すなわちVx、Vy)は一定であるが、その方
向は効々と変化する。このベクトルV3をX軸、
Y軸の2軸成分に分解すると、 Vx=Vcosθ Vy=Vsinθ で表わされる。
傾きθは溶接トーチの姿勢変化、つまり、溶接
トーチの進行方向を表わすもので、ポテンシヨメ
ータ7により検出を行なう。設定速度V6と、傾
きθの値が得られると演算回路8においてX軸成
分Vx4、Y軸成分Vy5の演算を行ない、その演
算した結果の値をx軸モータの制御回路9、y軸
モータの制御回路10に出力されてx軸モータ1
1、y軸モータ12の各軸駆動モータを制御す
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記のような従来の自動溶接機の定束倣い制御
装置では、x軸モータ11を制御するものと、y
軸モータ12を制御するものと2軸制御装置が主
流となつており、2軸の複雑な制御回路を必要と
していた。また、2軸制御装置が主流となつてい
るので、x軸、y軸両方の誤差が累積されやす
く、これら誤差によつて正確な制御ができず不安
定になりがちなこと、更に正確な制御をするため
にサーボ回路を組み入れる必要があるなどの欠点
があつた。
この発明は、かかる課題を解決するためになさ
れたもので、サーボ回路など特別な回路を組み入
れることなく、旋回速度を制御し正解な倣いを行
ないながら定速で溶接できる自動溶接機の定速倣
い制御装置を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る自動溶接機の定速倣い制御装置
は、被溶接母材の溶接線上を定速で倣い自動溶接
を行なうものにおいて、上記溶接線を検知する溶
接線検出器と溶接トーチ等から構成される溶接ヘ
ツド、この溶接ヘツドが搭載されるアーム、この
アームを旋回駆動させるアーム旋回駆動手段、上
記アーム上の溶接ヘツドを上記アームの軸方向に
沿つて定速で前進又は後退させるスライド駆動手
段、上記アームと溶接線の接線とが交叉して得ら
れる角度を検知する角度検知手段、アームの旋回
中心と溶接線の距離を検知する距離検知手段、上
記両検知手段からの検出値および予め設定される
倣い速度とによつてアームの旋回速度を演算する
演算手段、この演算手段の演算結果に基づき、上
記アーム旋回駆動手段を制御し、かつ上記溶接線
検出器からの入力信号によつて、上記スライド駆
動手段による上記溶接ヘツドの前進又は後退を制
御する制御回路を備えたことを特徴とするもので
ある。
〔作用〕
この発明においては、距離検知手段によつてア
ームの旋回中心と溶接線の距離を検知するととも
に、角度検知手段によつてアームと溶接線の接線
とが交叉して得られる角度を検知することによつ
て、アームの旋回制御をし、かつ溶接線検出器に
よつて溶接線を検知してスライド駆動手段による
溶接ヘツドの前進または後退を制御する。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を第3図、第4図、
第5図を用いて説明する。第3図は原理を表わす
説明図、第4図は装置全体を表わすブロツク図、
第5図は演算部を表わすブロツク図である。
第3図において、14は本装置の旋回中心O、
15は旋回中心O15から軸方向に伸びる伸縮可
能なアームである。
16はベクトルV3のアーム15に対する直角
方向成分VRである。また17はベクトルV3の
アーム15方向成分VOである。
第4図において、18は溶接線1上を倣う倣い
速度(以下、進行速度Vとよぶ)等の値を予め設
定するための設定器、19はそれらの設定器18
によつて設定された値を記憶するための記憶回
路、20は設定器18から出力された値によつて
種々の演算、制御を行なう演算、制御回路、21
は後述する外部機器からの入力信号および演算、
制御回路20からの入力信号、演算、制御回路2
0への出力信号をやりとりする入出力インターフ
エース回路、22は溶接線1を検知する溶接線検
出器であるところの倣い検知器(例えばキロニー
株式会社製、ならい検知器)、23はアーム15
の旋回中心θと溶接線1との距離、すなわちアー
ム15の長さを検知する公知技術である距離検知
手段であるところのポテンシヨメータ、24はア
ーム15と溶接線1の接線とが交叉して得られる
角度θを前述のように検知する角度検知手段であ
るところの関数型ポテンシヨメータ(例えば株式
会社縁側器社製Green Pot)で、上記角度θを検
知した角度θに対応するCpsθの値に自動的に読
み変えられる機能を具備するものである。
25はアーム15を旋回駆動させるアーム旋回
駆動手段であるところの旋回駆動モータ、26は
アーム15上の溶接ヘツド(図示せず)を上記溶
接線検出器22からの入力信号により上記アーム
15の軸方向に沿つて前進または後退させるスラ
イド駆動手段であるところの前後移動モータ、2
7は制御回路であるところの制御部本体で、関数
型ポテンシヨメータ24によつて検知したアーム
15と溶接線1の接線とが交叉して得られる角度
θおよび設定器18に予め設定されている倣い速
度とによつて、アーム15の旋回速度を演算し
て、上記旋回駆動モータ25および前後移動モー
タ26を制御するものである。
第5図において28は設定値V、29はVcosθ
の演算結果、30はVcosθ/Rの演算結果をそれ
ぞれ表わす。また31は第4図に示す演算・制御
回路20における演算内容を表わす。
次に動作について説明する。第3図において、
溶接線1上の任意の点A2が速度Vで移動する場
合を考える。図においてベクトル3のアーム15
方向成分VO17と直角方向成分VR16は次式で
求められる。
VO=Vsinθ VR=Vcosθ 一般に、回転中心からrだけ離れた点が角速度
ωで回転する場合、この点の移動速度Vは次式で
表わされる。
V=r・ω さて、この本発明における実施例において、直
角方向成分VR16のみに着目すると、旋回中心
O14から距離Rだけ離れた点A2が直角方向成
分VR16の速度で旋回していると見ることがで
きる。つまり次式が成立する。
VR=R・ω これを書き直すと ω=Vcosθ/R とすることができる。
したがつて、直角方向成分VR16に関しては
アーム15の長さRと溶接進行方向とアーム15
が成す角度θを求めることによりωを知ることが
でき、この角速度でアーム15を旋回させれば良
いことになる。
一方、アーム15方向成分VO17については、
次のような方法により制御を行なう。つまり、溶
接線1の側壁に対し常に押し付けられるような構
造を有する接触式倣い検知器22をトーチ近傍に
設置する。この倣い検知器22はある一定押圧力
においてOFF信号を発し、押圧力が下がるつま
り、倣い検知器22と側壁が離れると前後移動モ
ータ26に対しアーム15前進指令を、また押圧
力が上がる、つまり倣い検知器22と側壁が接近
しすぎるとアーム15後退指令を各々ON信号と
して出す。またアーム15方向成分VO17はベ
クトルV3より大きくなることはないのでアーム
前後移動速度はベクトルV3と同じになるように
調整し、一定速度としておけば良い。したがつ
て、点A2の移動に伴ないアーム15方向には
ON、OFFを繰り返しながらアーム15が前後す
ることになる。
以上のように、アーム15方向成分VO17に
ついては倣い検知器22から得られるON、OFF
信号により一定速度で移動、停止を繰り返しなが
ら移動させており、実際の速度制御は直角方向成
分VR16に対して行なつていることになる。
ベクトルV3が設定器18により設定され、そ
の値が記憶回路19に記憶される。一方、機械装
置側からcosθの値と旋回中心O14から距離Rの
値がそれぞれ関数型ポテンシヨメータ24および
ポテンシヨメータ23から得られるためVcosθ/
R30の値は容易に演算できる。
この演算結果により旋回駆動モータ25を制御
すれば直角方向成分VR16を得ることができ、
前述したアーム15方向成分VO17と組合せ、
ベクトルV3の値とすることができる。
なお、上記実施例の演算・制御回路20はマイ
クロコンピユータを中心とした回路構成または演
算ICの組合せによる回路構成のどちらでも同様
の制御を行なうことができる。
また上記実施例では隅肉溶接を行なう場合の溶
接線1の倣いの場合を例にとつて説明したが、隅
肉溶接に限定するものではなく開発溶接の場合で
あつてもよい。この場合開先の例えばV字状のV
面に倣い検知器22を一定押圧力によつて押圧し
て検知するものであつてもよく上記実施例と同様
の効果を奏する。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば被溶接母材の
溶接線上を定速で倣い自動溶接を行なうものにお
いて、上記溶溶線を検知する溶接線検出器と溶接
トーチ等から構成される溶接ヘツドと、この溶接
ヘツドが搭載されるアームと、このアームを旋回
駆動させるアーム旋回駆動手段と、上記アーム上
の溶接ヘツドを上記アームの軸方向に沿つて定速
で前進又は後退させるスライド駆動手段と、上記
アームと溶接線の接線とが交叉して得られる角度
を検知する角度検知手段と、アームの旋回中心と
溶接線の距離を検知する距離検知手段と、上記両
検知手段からの検出値および予め設定される倣い
速度とによつてアームの旋回速度を演算する演算
手段と、この演算手段の演算結果に基づき、上記
アーム旋回駆動手段を制御し、かつ上記溶接線検
出器からの入力信号によつて、上記スライド駆動
手段による上記溶接ヘツドの前進又は後退を制御
する制御回路とを備えたことにより、特別なサー
ボ回路などの回路構成とすることなく、誤差が表
われにくく正確な定速制御を行なうことができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例の原理説明図、第2図は従来例
を示すブロツク図、第3図はこの発明の一実施例
による原理説明図、第4図はこの発明の一実施例
を示すブロツク図、第5図はその演算部を示すブ
ロツク図である。 図において、1は溶接線、15はアーム、18
は設定器、22は溶接線検出器(倣い検出器)、
23は距離検知手段(ポテンシヨメータ)、24
は角度検知手段(関数型ポテンシヨメータ)、2
5はアーム旋回駆動手段(旋回駆動モータ)、2
6はスライド駆動手段(前後移動モータ)、27
は制御回路(制御部本体)である。なお、図中、
同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 被溶接母材の溶接線上を定速で倣い自動溶接
    を行なうものにおいて、上記溶接線を検知する溶
    接線検出器と溶接トーチ等から構成される溶接ヘ
    ツド、この溶接ヘツドが搭載されるアーム、この
    アームを旋回駆動させるアーム旋回駆動手段、上
    記アーム上の溶接ヘツドを上記アームの軸方向に
    沿つて定速で前進又は後退させるスライド駆動手
    段、上記アームと溶接線の接線とが交叉して得ら
    れる角度を検知する角度検知手段、アームの旋回
    中心と溶接線の距離を検知する距離検知手段、上
    記両検知手段からの検出値および予め設定される
    倣い速度とによつてアームの旋回速度を演算する
    演算手段、この演算手段の演算結果に基づき、上
    記アーム旋回駆動手段を制御し、かつ上記溶接線
    検出器からの入力信号によつて、上記スライド駆
    動手段による上記溶接ヘツドの前進又は後退を制
    御する制御回路を備えたことを特徴とする自動溶
    接機の定速倣い制御装置。
JP9284082A 1982-05-31 1982-05-31 自動溶接機の定速倣い制御装置 Granted JPS58209482A (ja)

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JPS58209482A JPS58209482A (ja) 1983-12-06
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