KR19980057552A - Method and apparatus for controlling the angle of welding torch of arc welding robot - Google Patents

Method and apparatus for controlling the angle of welding torch of arc welding robot Download PDF

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Abstract

본 발명은 아아크 용접 로봇에서의 원호를 용접할 경우에 용접 토치(welding torch)의 각도 보정에 관한 제어 방법 및 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 방법은 원호보간법에 의한 원호를 용접해야 하는 아아크 용접 로봇에서의 용접 토치 각도를 일정하게 유지시키기 위해 원호의 x좌표, y좌표에 따라 토치의 움직임 경로를 결정하는 제 1 단계와; 상기 제 1 단계에서 결정된 움직임 경로를 따라 진행되는 현재 용접각도와 기설정된 최적의 용접각도의 오차 α를 검출해내는 제 2 단계; 상기 제 2 단계에서 검출한 오차 α를 보상하여 최적의 용접 각도를 유지하도록 하는 제 3 단계로 이루어지고, 상기 방법을 적용 시킨 장치는 교시박스(40), 롬(42), 램(43), 마이크로 프로세서(44), 서보 시스템(45), 모터(46), 로봇(47), 용접 토치(48)를 포함하여 구성되며, 본 발명은 용접 위치 (x, y)를 이용하여 보정각을 계산하여 로봇의 자세 및 용접 토치의 위치를 자동으로 조정할 수 있는 효과가 있다. 또한, 용접각이 원하는 범위(40°∼50°)를 벗어났을 경우에만 보상루프를 수행하여 불필요한 보정 동작이 제거되므로써, 용접 속도도 증가되는 효과도 있는 것이다.The present invention relates to a control method and apparatus for angle correction of a welding torch when welding arcs in an arc welding robot. The method of the present invention is an arc welding robot that requires arc welding by arc interpolation. Determining a movement path of the torch according to the x and y coordinates of the arc in order to maintain the welding torch angle at. A second step of detecting an error α between the current welding angle and the predetermined optimum welding angle which proceeds along the movement path determined in the first step; Comprising a third step to maintain the optimum welding angle by compensating the error α detected in the second step, the apparatus to which the method is applied comprises the teaching box 40, the ROM 42, the RAM 43, It comprises a microprocessor 44, a servo system 45, a motor 46, a robot 47, a welding torch 48, the present invention uses a welding position (x, y) correction angle By calculating the position of the robot and the position of the welding torch can be automatically adjusted. In addition, since the compensation loop is performed only when the welding angle is out of the desired range (40 ° to 50 °), unnecessary correction operation is removed, so that the welding speed is also increased.

Description

아아크 용접 로보트의 용접 토치 각도 제어 방법 및 장치(A method and an apparatus for controlling angle of weling torch in Arc welding robot)A method and an apparatus for controlling angle of weling torch in Arc welding robot

본 발명은 아아크 용접 로봇(Arc welding robot)에서의 원호(circle)를 용접할 경우에 용접 토치(welding torch)의 각도 보정에 관한 것으로 특히, 용접 토치의 각도를 최적각도(45°)에 근사한 값으로 유지시키기 위하여 원호의 각 지점의 x,y좌표에 대한 삼각 함수를 이용하여 보정 각도를 구해서 보정각에 대한 위치를 자동으로 보정하는 아아크 용접 로보트의 용접 토치 각도 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to the angle correction of a welding torch when welding a circle in an arc welding robot. In particular, the value of the welding torch close to the optimum angle (45 °). The present invention relates to a welding torch angle control method and apparatus of an arc welding robot, which automatically corrects a position of a correction angle by obtaining a correction angle using a trigonometric function of the x and y coordinates of each point of an arc.

일반적으로 산업용 로봇의 제어부는 인간으로부터 받은 작업 내용을 기억하고, 그것을 재생하여 암(arm)이나 핸드(hand)에 제어 지령을 보내고, 작업을 실행한다. 로봇에 작업을 가르치는 것은 컴퓨터의 프로그램에 상당하나, 이러한 프로그램 외에도, 산업로봇에 고유한 교시 방식이 사용되고 있다. 로봇을 제어하는 교시 방식으로는 플레이백(play back) 제어방식과 시퀀스(sequene) 제어방식으로 크게 구분할 수 있다. 상기 시퀀스 제어 방식은 간단한 온-오프형식의 제어장치로서, 작업의 순서를 핀 보드 등에서 프로그램하여 이를 시퀀스적으로 읽어내서 로봇의 핸드를 움직이도록 하고 있다. 상기 플레이백 제어 방식은 로봇을 작동시키기 전에 조작원이 로봇을 교시모드(teach mode)로 설정하고, 작업 프로그램을 만들어 두고, 교시박스(teach box)의 스위치를 조작하여 핸드를 소정의 위치로 이동시킨다. 여기서, 기억 단추를 누르면, 각 가동부의 위치정보가 기억되고, 로봇의 핸드의 경로의 대표점의 각 운동축의 값이 차례로 기억등 다양한 정보가 메모리에 기억된다. 이제, 작업을 수행하는 재생 모드(play mode)에서는 조작원의 개시신호(start signal)에 따라 로봇은 메모리로부터 순서대로 위치정보를 읽어내어 이를 제어 시스템에 의해 동작하여 작업이 행해지는 것이다. 또한, 로봇의 핸드 경로는 방향이 바뀌는 지점만을 찍어내는 PTP(Point to point)제어와 연속한 경로를 따라가는 CP(continous path)제어가 있으며, 상기 CP 제어는 아아크 용접이나 도장등의 로봇에 사용되는데, 이때는 목표 경로를 따라 촘촘하게 점을 지정하여 이들을 연속하여 잇도록 제어하는 것이다. 이러한 제어방식으로 아아크 용접 로봇이 실제로 작업을 수행할 때에는 용접기 토치와 용접면사이의 각도가 중요한 파라메터로서, 도 1에서 보는 바와 같이, 용접 토치의 각도 θ는 항상 45°로 일정하게 유지해야만 바람직한 용접 결과를 얻을 수 있는 것이다.In general, the control unit of an industrial robot stores work content received from a human, reproduces it, sends control commands to an arm or a hand, and executes a work. Teaching work to robots is equivalent to a computer program, but in addition to these programs, teaching methods unique to industrial robots are used. The teaching method of controlling the robot can be roughly divided into a playback control method and a sequence control method. The sequence control method is a simple on-off type control device, in which a sequence of tasks is programmed on a pin board and the like is read in sequence to move a robot's hand. In the playback control method, the operator sets the robot to teach mode, creates a work program, and operates a switch of the teach box before moving the robot to move the hand to a predetermined position. . Here, when the memory button is pressed, the positional information of each movable part is stored, and various information such as the value of each axis of movement of the representative point of the path of the robot's hand is stored in the memory in turn. Now, in the play mode in which the work is performed, the robot reads the position information from the memory in order according to the start signal of the operator and operates the control system to perform the work. In addition, the hand path of the robot includes a point to point (PTP) control that prints only a point of changing direction and a continuous path (CP) control that follows a continuous path. The CP control is used for robots such as arc welding or painting. In this case, the points are closely controlled along the target path to control them to be connected continuously. In this control method, when the arc welding robot actually performs the work, the angle between the welder torch and the welding surface is an important parameter. As shown in FIG. 1, the angle θ of the welding torch should be kept constant at 45 ° at all times to achieve a desirable welding. You will get a result.

예를 들어, 직선을 용접하는 경우에는 작업전에 미리 용접 토치의 각도를 정해주고 고정된 각도를 유지할수 있으나, 원호와 같은 곡선을 용접해야하는 경우에는 용접 토치와 기준면과의 각도가 수시로 변하기 때문에, 각도를 감지하여 보정해주는 피드백 작업이 필요하다. 이와 같은 필요성을 해결하던 종래의 각도 보정은 조정자가 직접 교시반(teach pendant)을 통해 교시하여 보정함으로 인해 로봇의 작업을 모니터해야 하는 번거러움과 숙달된 조정자가 필요한 문제점이 있었다.For example, when welding a straight line, the angle of the welding torch can be set in advance before the operation and the fixed angle can be maintained.However, when the curve such as an arc needs to be welded, the angle between the welding torch and the reference plane changes frequently. A feedback task is needed to detect and correct the problem. Conventional angle correction, which solves such a necessity, has a problem in that a troublesome and skilled adjuster needs to monitor the work of the robot because the adjuster teaches and corrects through a teach pendant.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 용접 토치의 각도를 매 샘플마다 감지하여 용접각 θ를 최적값에 근사하도록 자동으로 유지시켜 주는 제어 방법 및 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, the present invention provides a control method and apparatus for automatically maintaining the welding angle θ to approximate the optimum value by detecting the angle of the welding torch every sample. Its purpose is to.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 방법은, 원호보간법에 의한 원호를 용접해야 하는 아아크 용접 로봇에서의 용접 토치 각도를 일정하게 유지시키기 위해 원호의 x좌표, y좌표에 따라 토치의 움직임 경로를 결정하는 제 1 단계와,In order to achieve the above object, the method of the present invention, in order to maintain a constant welding torch angle in the arc welding robot to weld the arc by the circular interpolation method, the movement path of the torch according to the x and y coordinates of the arc The first step of determining

상기 제 1 단계에서 결정된 움직임 경로를 따라 진행되는 현재 용접각도와 기설정된 최적의 용접각도의 오차 α를 검출해내는 제 2 단계, 상기 제 2 단계에서 검출한 오차 α를 보상하여 최적의 용접 각도를 유지하도록 하는 제 3 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.Compensating the error α detected in the second step, the second step of detecting the error α of the current welding angle and the predetermined optimal welding angle proceeds along the movement path determined in the first step to determine the optimum welding angle It is characterized by consisting of a third step to maintain.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 원호보간법에 의한 원호를 용접해야 하는 아아크 용접 로봇에서 원호 용접지령을 전달하는 교시박스와, 원호의 x좌표, y좌표를 저장하고 있는 메모리, 상기 x좌표, y좌표에 따라 용접 토치의 움직임 경로를 결정함과 동시에, 기설정된 최적의 용접각도로 보상해야하는 보상값을 상기 x좌표, y좌표의 역탄젠트값로 계산하고, 보상값에 상응하는 역학적 지령치를 계산하는 마이크로프로세서, 상기 지령치를 전류로 전환하는 서보 시스템, 상기 전류에 따라 구동되는 모터에 의해 토치 각도를 최적의 용접각도로 유지하는 용접 토치로 구성되는 것을 특징으로 한다.The apparatus of the present invention for achieving the above object, the teaching box for transmitting the arc welding command in the arc welding robot to weld the arc by the circular interpolation method, a memory for storing the x and y coordinates of the arc, The movement path of the welding torch is determined according to the x and y coordinates, and a compensation value to be compensated at a predetermined optimum welding angle is calculated as the inverse tangent of the x and y coordinates, and corresponds to the compensation value. A microprocessor for calculating a mechanical setpoint, a servo system for converting the setpoint to a current, and a welding torch for maintaining the torch angle at an optimum welding angle by a motor driven according to the current.

도 1은 용접시 용접면과 용접 토치가 이루는 각도를 보여주는 도면,1 is a view showing the angle between the welding surface and the welding torch when welding,

도 2는 원호(circle)를 용접하는 로봇의 용접 토치 각도를 보여주는 도면,2 is a view showing a welding torch angle of a robot welding a circle;

도 3은 본 발명에 따른 도 2에서 보정해야할 용접 각도를 x,y좌표로 구하는 방법을 설명하기 위한 도면,3 is a view for explaining a method for obtaining a welding angle to be corrected in x, y coordinates in FIG. 2 according to the present invention;

도 4는 본 발명을 적용한 아아크 용접 로봇의 전체 시스템 구성도,4 is an overall system configuration of the arc welding robot to which the present invention is applied,

도 5는 본 발명에 따른 원호의 각 사분면에 위치한 용접 토치의 방향을 설명하기 위한 도면,5 is a view for explaining the direction of the welding torch located in each quadrant of the arc according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 원호 용접을 제어하는 흐름도이다.6 is a flowchart for controlling arc welding according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

40 : 교시 박스 41 : 터미널 42 : 롬40: teaching box 41: terminal 42: ROM

43 : 램 44 : 마이크로 프로세서(CPU)43 RAM 44 Microprocessor (CPU)

45 : 서보 시스템 46 : 모터 47 : 로봇45 servo system 46 motor 47 robot

48 : 용접 토치48: welding torch

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

우선, 본 발명에서 원호를 그릴 때 용접토치 각도를 검출하는 방법을 설명하기로 한다. 도 2는 원호(circle)를 용접하는 로봇의 용접 토치 각도를 보여주는 도면으로서, 제 1사분면을 원호보간법으로 하여 A, B, C, D, E 원호의 1사분면중 점 A를 시작점으로 하여 용접할 경우, 점 A에서는 용접각도 45°를 유지하게 세팅되었으나, 점 B, C, D, E 에서는 45°를 벗어난다. 예컨데, 점 D를 용접하는 용접 각도 θ는 점 D에서의 접선과 용접 토치사이의 각도로서, 용접각도 θ= 45°+α에 해당한다. 여기서, 각도 α는 보정해야할 보정각에 상응하는 각도이다.First, a method of detecting a welding torch angle when drawing an arc will be described. FIG. 2 is a view showing a welding torch angle of a robot welding a circle. The first quadrant is circular interpolation, and the first, quadrant A, B, C, D, and E arcs are welded using the point A as the starting point. In this case, the welding angle is set to maintain 45 ° at point A, but it is out of 45 ° at points B, C, D and E. For example, the welding angle θ for welding the point D is an angle between the tangent at the point D and the welding torch, which corresponds to the welding angle θ = 45 ° + α. Here, the angle α is an angle corresponding to the correction angle to be corrected.

이제, 보정각 α를 점 D의 x 좌표, y 좌표로 구할 수 있음을 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.Now, it will be described with reference to FIG. 3 that the correction angle α can be obtained by the x coordinate and the y coordinate of the point D. FIG.

도 3의 점 D는 도 2의 점 D와 동일한 위치이며, 도 2의 용접 토치 위치를 도 3에서는 점 D를 지나는 기준선으로부터 45°떨어진 실제 위치로 나타내었으며, 점 D를 지나는 접선으로부터 45°떨어진 지점이 바로 최적의 용접 위치로서 이상적 위치로 나타내었다. 점 D에서 기준선과 법선과의 사이각 β라고 하면, 기준선으로부 터 접선까지의 사이각은 (90°-β)이다. 즉, 보상각 α는 바로 (90°-β)이다. 따라서, 보상각 α는 하기 수학식 1과 같이 점 D의 x,y 좌표를 이용하여 구할수 있다.Point D in FIG. 3 is the same position as point D in FIG. 2, and the welding torch position in FIG. 2 is shown in FIG. 3 as the actual position 45 ° away from the reference line passing through point D, and 45 ° away from the tangent passing through point D. The point is represented by the ideal position as the optimal welding position. If point D is the angle β between the baseline and the normal, the angle between the baseline and the tangent line is (90 ° –β). That is, the compensation angle α is just (90 ° -β). Therefore, the compensation angle α can be obtained using the x, y coordinates of the point D as shown in Equation 1 below.

상기 수학식 1에서와 같이, 용점점의 x,y 좌표를 알고 있으면, 보상해야할 각도를 역탄젠트함수로 구할 수 있다. 시스템에 적용할 때에는 (x,y)의 좌표를 룩업 테이블에 저장해 두고, 룩업 테이블로부터 이 값을 읽어 상기 수학식 1과 같이 연산하면 보상각 α를 구할 수 있고, 제어부가 보상각 α에 해당하는 값만큼 보정하도록 지령하여, 로봇의 토치 위치가 45°가 되도록 자세를 바꾸면 된다.As in Equation 1, if the x, y coordinates of the melting point is known, the angle to be compensated can be obtained as an inverse tangent function. When applied to the system, the coordinates of (x, y) are stored in the lookup table, and this value is read from the lookup table and calculated as shown in Equation 1 to obtain the compensation angle α, and the control unit corresponds to the compensation angle α. It is commanded to correct by a value, and the attitude | position may be changed so that the torch position of a robot may be 45 degrees.

이어서, 도 4는 본 발명을 적용한 아아크 용접 로봇의 전체 시스템 구성도로서, 본 발명은 작업자의 지령을 전달하는 교시박스(40)와 교시 박스와 메인 보드의 인터페이스 기능을 하는 터미널(41), 메인 보드내에 장착된 기본 프로그램 및 제어 데이터를 저장하는 롬(42), 램(43), 상기 롬(42), 램(43)의 제어 및 각종 지령을 수행하는데 필요한 연산을 담당하는 마이크로 프로세서(44), 서보 시스템(45), 모터(46), 로봇(47) 및, 용접 토치(48)로 구성되어 있다.4 is an overall system configuration diagram of the arc welding robot to which the present invention is applied. The present invention relates to a teaching box 40 for transmitting a command of an operator, a terminal 41 serving as an interface between the teaching box and a main board, and a main board. The microprocessor 44 which is in charge of the operations required to control the ROM 42, the RAM 43, the ROM 42, the RAM 43, and perform various commands, which store basic programs and control data mounted in the board. And a servo system 45, a motor 46, a robot 47, and a welding torch 48.

작업자가 상기 교시박스(40)를 통해 원호보간법에 의한 원호 용접 지령을 내리면, 상기 터미널(41)을 통해 메인 보드로 상기 명령을 전달하고, 메인보드에서는 롬(42)에 저장된 원호 용접과 관련된 각종 데이터( 용접점의 x좌표, y좌표를 포함한 )를 상기 램(43)으로 다운로드 시키고, 상기 마이크로 프로세서(44)에서는 상기 x좌표, y좌표에 따라 용접 토치의 움직임 경로를 결정함과 동시에, 기설정된 최적의 용접각도로 보상해야하는 보상값을 상기 x좌표, y좌표의 역탄젠트값로 계산하고, 보상값에 상응하는 역학적 지령치를 계산한다. 상기 서보 시스템(45)은 상기 마이크로 프로세서의 보상 지령치를 전류로 전환하고, 상기 전류로 기동된 모터에 의해 상기 로봇이 구동되어 용접 토치 각도는 최적의 용접각도를 유지하는 것이다.When the operator issues an arc welding command by the circular interpolation method through the teaching box 40, the command is transmitted to the main board through the terminal 41, and in the main board, various commands related to the arc welding stored in the ROM 42 are provided. Data (including the x coordinate and y coordinate of the welding point) is downloaded to the ram 43, and the microprocessor 44 determines the movement path of the welding torch according to the x coordinate and the y coordinate, The compensation value to be compensated at the set optimum welding angle is calculated by the inverse tangent values of the x coordinate and the y coordinate, and a mechanical command value corresponding to the compensation value is calculated. The servo system 45 converts the compensation command value of the microprocessor into a current, and the robot is driven by a motor started with the current so that the welding torch angle maintains an optimum welding angle.

여기서, 상기 마이크로 프로세서가 좌표에 따라 용접 토치의 움직임 경로를 결정한다고 하였는데, 그 이유를 도 5를 참조하여 설명하고자 한다. 도 5는 본 발명에 따른 원호의 각 사분면에 위치한 용접 토치의 방향을 설명하기 위한 도면으로, 도 5a에 제 1 사분면과 제 2사분면을 도시하였고, 도 5b에 제 3 사분면과 제 4사분면을 도시하였다. 로봇의 자세는 원호의 각 사분면에 따라 취할수 없는 자세가 있기 때문에 도 5a와 도 5b에서 보여지는 토치의 모양이 다른 이유이다. 이와 같은 로봇 자체가 갖는 자세의 제약을 고려하여 움직임 경로와 보상각을 결정해야 한다.Here, it is said that the microprocessor determines the movement path of the welding torch according to the coordinates, and the reason thereof will be described with reference to FIG. 5. Figure 5 is a view for explaining the direction of the welding torch located in each quadrant of the arc according to the present invention, Figure 1 shows a first quadrant and a second quadrant, Figure 5b shows a third and fourth quadrant It was. The position of the robot is different from the quadrants of the arc, which is why the shape of the torch shown in FIGS. 5A and 5B is different. Considering the constraints of the attitude of the robot itself, the movement path and the compensation angle should be determined.

즉, 본 실시예에서는 원호를 4등분한 각 사분면의 4개의 구분점에서부터 용점을 시작하도록 하며, 1사분면을 용접할 때에는 시작점을 점 A로 하여 점 B, C, D, E순서로 시계방향으로 용접해나가고, 제 2사분면을 용접할 때에는 시작점을 점 G로하여 시계방향으로 용접해나간다. 그리고, 제 3사분면을 용접할 때에는 시작점을 점 G로하여 반시계방향으로 용접해나가고, 제 4사분면을 용접할 때에는 시작점을 점 F로하여 반시계방향으로 용접해나간다. 또한, 용접각도가 도 5에서 보는 바와 같을 경우에 보상각 α는 상기 수학식 1과 같이 각 점의 좌표를 이용하여 구하고, 보상각에 해당하는 각만큼 작게 해주면되는 것이다.That is, in the present embodiment, the melting point starts from four division points of each quadrant that is divided into four arcs, and when welding one quadrant, the starting point is point A and clockwise in the order of points B, C, D, and E. When welding is performed, the second quadrant is welded clockwise with the starting point as the point G. When the third quadrant is welded, the starting point is welded counterclockwise with the point G, and when the fourth quadrant is welded, the starting point is the point F and the counterclockwise welding is performed. Also, when the welding angle is as shown in FIG. 5, the compensation angle α is obtained by using the coordinates of each point as shown in Equation 1, and is made as small as the angle corresponding to the compensation angle.

여기서, 상기 용접각도의 최적각 45°로부터 5°의 오차범위를 두어 근사값 (40°∼50°)정도로만 유지하도록 하여 용접을 실시하도록 한 원호 용접의 제어부의 알고리즘을 도 6에 도시하였다. 도 6에서 보는 바와 같이, 작업자의 제어 신호를 받아 원호 보간법 용접인가를 판단하여(S1), 원호 용접이면 상기 메인 보드의 롬(42)으로부터 원호에 대한 용접 위치 (x,y)좌표를 포함한 자료(data)를 상기 램(43)으로 이동 복사시키고, 변수 i를 0으로 초기화 시킨다.(S2) 상기 변수 i는 원호를 4등분하여 용접하도록 하여 하나의 원호중 사분면을 용접한 횟수를 나타낸다.6 shows an algorithm of a circular arc welding controller in which welding is performed by maintaining an error range of 45 ° to 5 ° at an optimum angle of the welding angle to maintain only an approximate value (40 ° to 50 °). As shown in FIG. 6, it is determined whether the arc interpolation welding is performed by receiving the operator's control signal (S1), and if the arc welding, the data including the welding position (x, y) coordinates of the arc from the ROM 42 of the main board. (data) is moved to the RAM 43, and the variable i is initialized to 0. (S2) The variable i represents the number of times the quadrant of one arc is welded by welding the arc into four equal parts.

이제, 용접점이 몇사분면에 있는지를 판단하여 시작점을 결정해야한다. 만약 제 1사분면이면, 용접 토치를 점 A로 이동시키고, 로봇의 진행방향을 시계 방향으로 세트시킨다.(S3∼S5) 만약 제 2사분면이면, 용접 토치를 점 G로 이동시키고, 로봇의 진행방향을 시계 방향으로 세트시킨다.(S6∼S8) 만약 제 3사분면이면, 용접 토치를 점 G로 이동시키고, 로봇의 진행방향을 반시계 방향으로 세트시킨다.(S9∼S10) 만약 제 4사분면이면, 용접 토치를 점 F로 이동시키고, 로봇의 진행방향을 반시계 방향으로 세트시킨다.(S12∼S14) 이렇게 4사분면 중 하나의 사분면이 선택된 후, 현재 위치점(x, y)의 용접 토치의 각도 θ를 검출하고(S15), 다음 용접할 위치점(x', y')으로 로봇을 이동시킨다.(S16) 상기 제 15단계(S15)에서의 위치 좌표를 이용하여 보정각 α를 계산하는데,를 상기 마이크로 프로세서(44)를 통해 계산하고(S17), 보정각 α가 -5°와 5°사이의 값인지를 판단한다.(S18) 상기 제 18 단계의 판단 결과, -5°와 5°사이의 값이 아니면, 용접 토치각이 45°가 되도록 로봇의 자세를 변동시켜 상기 제 16단계부터 반복하여 이하 다음 용접 위치를 바로 잡는다. 한편 상기 제 19단계의 판단결과, -5°와 5°사이의 값이면, 임의 사분면의 끝점에 해당하는가를 판단한후, 끝점이 아니면, 다시 상기 제 16단계부터 반복하여 계속해서 다음 용접 위치로 이동한다. 그리고, 끝점이면, 상기 변수 i를 1증가시키고, 상기 변수 i가 4인지를 판단하여 4가 아니면, 다시 제 3단계이후로 돌아가서 사분면을 선택하는 과정부터 반복하여 수행한다. 이렇게 변수 i가 4가 되면 완전한 원호를 용접각도 40°∼50°를 유지하면서 완성하게 되는 것이다.Now, we need to determine what quadrant the welding point is in and determine the starting point. If it is the first quadrant, the welding torch is moved to point A, and the moving direction of the robot is set clockwise. (S6 to S8) If it is the third quadrant, move the welding torch to point G, and set the traveling direction of the robot counterclockwise. (S9 to S10) If it is the fourth quadrant, The welding torch is moved to the point F, and the moving direction of the robot is set in the counterclockwise direction. θ is detected (S15) and the robot is moved to the next position point (x ', y') to be welded. (S16) The correction angle α is calculated using the position coordinates in the fifteenth step (S15). Is calculated by the microprocessor 44 (S17), and it is determined whether the correction angle α is a value between -5 ° and 5 °. (S18) As a result of the determination of the eighteenth step, -5 ° and 5 ° If not, the attitude of the robot is varied so that the welding torch angle is 45 °, and the next welding position is corrected by repeating from step 16 above. On the other hand, as a result of the determination of the 19th step, if it is a value between -5 ° and 5 °, it is determined whether it corresponds to the end point of an arbitrary quadrant, and if it is not the end point, it moves back to the next welding position repeatedly from the 16th step again. do. If it is an end point, the variable i is increased by 1, and if the variable i is 4, it is determined that the variable i is not 4, and if the value is not 4, the process returns to the third step and then repeats the process of selecting a quadrant. When the variable i reaches 4, the complete arc is completed while maintaining the welding angle of 40 ° to 50 °.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 용점 위치 (x, y)를 이용하여 보정각을 계산하여 로봇의 자세 및 용접 토치의 위치를 자동으로 조정할수 있는 효과가 있다. 또한, 용접각이 원하는 범위를 벗어났을 경우에만 보상루프를 수행하여 불필요한 보정 동작이 제거되므로써, 용접 속도도 증가되는 효과도 있는 것이다.As described above, the present invention has an effect of automatically adjusting the position of the robot and the position of the welding torch by calculating the correction angle using the melting point position (x, y). In addition, since the compensation loop is performed only when the welding angle is out of a desired range, unnecessary correction operation is removed, thereby increasing the welding speed.

Claims (7)

용접 토치의 각도를 매 샘플마다 감지하여 용접각 θ를 최적값에 근사하도록 자동으로 유지시켜 주는 제어 방법에 있어서,In the control method for automatically maintaining the welding angle θ to approximate the optimum value by detecting the angle of the welding torch every sample, 원호보간법에 의한 원호를 용접해야 하는 아아크 용접 로봇에서의 용접 토치 각도를 일정하게 유지시키기 위해 원호의 x좌표, y좌표에 따라 토치의 움직임 경로를 결정하는 제 1 단계와;A first step of determining the movement path of the torch according to the x and y coordinates of the arc in order to maintain a constant welding torch angle in the arc welding robot that should weld the arc by the circular interpolation method; 상기 제 1 단계에서 결정된 움직임 경로를 따라 진행되는 현재 용접각도와 기설정된 최적의 용접각도의 오차 α를 검출해내는 제 2 단계;A second step of detecting an error α between the current welding angle and the predetermined optimum welding angle which proceeds along the movement path determined in the first step; 상기 제 2 단계에서 검출한 오차 α를 보상하여 최적의 용접 각도를 유지하도록 하는 제 3 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 아아크 용접 로봇의 용접 토치 각도 제어 방법.And a third step of compensating for the error α detected in the second step to maintain an optimal welding angle. 제 1 항에 있어서, 제 1 단계에서의 원호의 x좌표, y좌표에 따라 토치의 움직임 경로 결정은 용접점이 몇사분면에 있는지를 판단하여 시작점을 결정하고, 로봇의 진행 방향을 세트 시키는 과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 아아크 용접 로봇의 용접 토치 각도 제어 방법.The method of claim 1, wherein determining the movement path of the torch according to the x and y coordinates of the arc in the first step includes determining a starting point by determining which quadrant the welding point is in, and setting a moving direction of the robot. Welding torch angle control method of the arc welding robot, characterized in that configured to. 제 2 항에 있어서, 용접점의 위치가 만약 제 1사분면이면, 시작점을 점 A로 이동시키고, 로봇의 진행방향을 시계 방향으로 세트시키는 과정(S3∼S5)과;The method according to claim 2, further comprising: if the position of the welding point is the first quadrant, moving the starting point to point A and setting the moving direction of the robot clockwise (S3 to S5); 만약 제 2사분면이면, 시작점을 점 G로 이동시키고, 로봇의 진행방향을 시계 방향으로 세트시키는 과정(S6∼S8);If it is the second quadrant, moving the starting point to point G and setting the traveling direction of the robot clockwise (S6 to S8); 만약 제 3사분면이면, 시작점을 점 G로 이동시키고, 로봇의 진행방향을 반시계 방향으로 세트시키는 과정(S9∼S10);If it is the third quadrant, moving the starting point to point G and setting the traveling direction of the robot counterclockwise (S9 to S10); 만약 제 4사분면이면, 시작점을 점 F로 이동시키고, 로봇의 진행방향을 반시계 방향으로 세트시키는 과정(S12∼S14)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 아아크 용접 로봇의 용접 토치 각도 제어 방법.If the fourth quadrant, the start to move the starting point to the point F, and the step of setting the direction of movement of the robot in the counterclockwise direction (S12 ~ S14) comprising a welding torch angle control method of the arc welding robot. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2단계는 현재 용접 각도 θ를 검출하는 과정과, 상기 용접각도의 오차 α(=보상각)는로 계산하는 것을 특징으로 하는 아아크 용접 로봇의 용접 토치 각도 제어 방법.The method of claim 1, wherein the second step is to detect the current welding angle θ, and the error α of the welding angle (= compensation angle) Welding torch angle control method of the arc welding robot, characterized in that calculated by. 제 4 항에 있어서, 상기 현재 용접 각도 θ는 용접점(x,y) 에 대한 접선을 기준으로 하여 용접 토치사이의 각도로 취하는 것을 특징으로 하는 아아크 용접 로봇의 용접 토치 각도 제어 방법.5. The method of claim 4, wherein the current welding angle is taken as an angle between the welding torches based on a tangent to the welding point (x, y). 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 단계는 상기 제 2 단계에서 검출한 오차 α가 소정의 근사 범위를 벗어났으면, 용접 각도를 45°로 바꾸어주고, 벗어나지 않았으면, 용접 각도를 그대로 유지하여 다음 용접 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 아아크 용접 로보트의 용접 토치 각도 제어 방법.According to claim 1, wherein the third step is to change the welding angle to 45 °, if the error α detected in the second step is out of a predetermined approximation range, and if not, the welding angle is maintained as it is A welding torch angle control method of an arc welding robot, characterized by moving to a welding position. 용접 토치의 각도를 매 샘플마다 감지하여 용접각 θ를 최적값에 근사하도록 자동으로 유지시켜 주는 제어 장치에 있어서,In the control device for automatically holding the welding angle θ to approximate the optimum value by detecting the angle of the welding torch every sample, 원호보간법에 의한 원호를 용접해야 하는 아아크 용접 로봇에서 원호 용접지령을 전달하는 교시박스(40)와;Teaching box 40 for transmitting the arc welding command in the arc welding robot that should weld the arc by the circular interpolation method; 원호의 x좌표, y좌표를 저장하고 있는 메모리(42,43);Memories 42 and 43 which store the x and y coordinates of the arc; 상기 x좌표, y좌표에 따라 용접 토치의 움직임 경로를 결정함과 동시에, 기설정된 최적의 용접각도로 보상해야하는 보상값을 상기 x좌표, y좌표의 역탄젠트값로 계산하고, 보상값에 상응하는 역학적 지령치를 계산하는 마이크로프로세서(44);The movement path of the welding torch is determined according to the x and y coordinates, and a compensation value to be compensated at a predetermined optimum welding angle is calculated as the inverse tangent of the x and y coordinates, and corresponds to the compensation value. A microprocessor 44 for calculating a mechanical setpoint; 상기 지령치를 전류로 전환하는 서보 시스템(45);A servo system 45 for converting the setpoint into a current; 상기 전류에 따라 구동되는 모터(46)에 의해 토치 각도를 최적의 용접각도로 유지하는 용접 토치(48)를 포함한 로봇 시스템(47)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 아아크 용접 로봇의 용접 토치 각도 제어 장치.Welding torch angle control device of the arc welding robot, characterized in that it comprises a robot system 47 including a welding torch 48 to maintain the torch angle at the optimum welding angle by the motor 46 driven according to the current. .
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