KR930004993B1 - 기억·재생형 아아크 용접 로보트에 의한 개선 루우트 갭 검출방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

기억·재생형 아아크 용접 로보트에 의한 개선 루우트 갭 검출방법

제1도는 본 발명에 의한 방법의 흐름도.

제2도는 V형 개선에 있어서의 개선 및 본 발명에 의한 방법에 관한 교시동작의 설명도.

제3a, b도 및 V형 개선이 있어서의 본 발명에 의한 방법의 설명도.

제4도 ν형 개선에 있어서의 개선 및 본 발명에 의한 방법에 관한 교시동작의 설명도.

제5a, b도 및 제5c도는 ν형 개선에 있어서 본 발명에 의한 방법의 설명도.

제6도는 본 발명에 의한 방법을 실시하는 기억·재생형 아아크 용접 로보트의 1예를 도시하는 사시도.

제7도는 V형 개선에 있어서의 종래의 개선 루우트 갭 검출방법에 관한 교시동작의 설명도.

제8도는 V형 개선에 있어서의 종래의 개선 루우트 갭 검출방법의 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 기억·재생형 아아크 용접 로보트 2 : 아아크 용접 로보트 본체

3 : 로보트 제어장치 4 :용접전원

5 : 티이칭 박스 6 : 포지셔너

7 : 가공물 8 : 토오치

8a : 용접 와이어 9a : 제1개선면

9b : 제2개선면 10 : 개선 루우트 바닥면

Q₁,Q₂: 개선 루우트 위치 W : 개선 루우트 갭

본 발명은 기억·재생형 아아크 용접 로보트에 있어서, 용접 와이어(이하 와이어라 한다)를 지지하는 토오치와 가공물간에 센싱전압은 인가하고, 와이어와 가공물과의 접촉에 의한 통전상태를 검출하여 가공물 위치를 검지하는 센싱수단을 사용하고 개선 루우트 갭을 검출하도록 한, 기억·재생형 아아크 용접 로보트에 의해 개선 갭 검출방법에 관한 것이다.

일반적으로 판두께가 5㎜정도 이상의 부재로 구성되는 가공물(용접 대상물)에는, 개선 루우트 갭을 가지는 V형, ν형 등의 맞대기 개선으로 한 용접 이음매가 채용되어 있다. 그러나 이들의 용접 이음매의 개선 루우트 갭은, 용접 이음매를 형성하는 부재의 가공정밀도가 조립오차에 의해 설계치에 대하여 변동하는 것이 상례이다.

이와 같은 용접 이음매를 기억·재생형 아아크 용접 로보트에 의해 자동용접 할 때는 용접 개시에 앞서 개선 루우트 갭을 검출하고, 이 검출한 개선 루우트 갭의 값에 따라 미리 교시된 용접 조건중 위이빙 폭이나 용접 속도등을 변경할 필요가 있다.

그 때문에 본 출원인은 와이어를 지지하는 토오치에 센싱전압은 인가하고, 이 토오치를 센서로서 사용하여 개선 루우트 갭을 검출하도록 한, 자동용접 장치의 개선 갭 검출방법을 먼저 제안하였다(일본국 특원소 63-240719호).

이하 V형 개선을 구체예로 하여 이 종래의 개선 루우트 갭 검출방법을 제7도의 종래의 방법에 관한 교시동작의 설명도와, 제8도에 도시하는 종래 방법의 설명도를 참조하면서 설명한다.

제7도에 도시하는 바와 같이 토오치(8)로부터의 와이어(8a)의 돌출길이를 소정길이로 설정하고, 먼저 처음의 용접 이음매에 대하여 다음의 순서로 후술하는 센싱을 하기 위한 교시가 행하여 진다.

① 제1부재(Aa)의 부재표면(Ac) 근처에 센싱개시점(PS1)을 교시한 후, 토오치(8)을 하강시켜 와이어(8a)의 선단을 이 부재표면(Ac)상에 접촉시켜 교시점(P1T)을 교시한다.

동일하게 하여 부재표면(Ac) 근처의 센싱개시점(PS2)과, 부재표면(Ac)상의 교시점(P2T)이 교시된다.

② 다음에 제1부재(Aa)의 개선면(Ad) 근처에 센싱개시점(PS3)을 교시하고, 토오치(8)를 하강시켜서 이 개선면(Ad)상에 교시점(P3T)을 교시하고, 동일하게 제1부재(Aa)의 개선면(Ad)에 대향하는 제2부재(Ab)의 개선면(Af) 근처에 센싱개시점(PS4)과, 이 개선면(Af)상에 교시점(P4T)을 교시한다.

사전에 이와 같은 교시작업을 행한 후, 아래와 같은 순서에 의해 이후의 가공물에 있어서의 개선 루우트 갭을 검출하도록 하고 있다(제8도 참조).

여기서 토오치(8)에 센싱 전압을 인가하여 이것을 이동시키고, 이 토오치(8)로부터 돌출된 와이어(8a)와 용접 이음매를 형성하는 부재(As, Ab)와의 접촉에 의한 통전상태를 검출하여 부재의 위치를 검지하는 것을 센싱이라 한다.

③ 먼저 센싱개시점(PS1)에 위치 결정된 토오치(8)에 센싱전압을 인가하고 그 개시점(PS1)으로부터 교시점(P1T)을 향하는 방향에 토오치(8)를 이동시켜, 센싱에 의해 제1부재(Aa)의 부재표면(Ac)상의 점(P1)을 검지하고, 이 점(P1)의 위치정보를 기억한다.

동일하게 하여 센싱개시점(PS2)으로부터 교시점(P2T)에 향한 방향에 토오치(8)를 이동시켜, 센싱에 의해 제1부재(Aa)의 부재표면(Ac)상의 점(P2)을 검지하여 이것의 위치정보를 기억한다.

④ 다음에, 센싱개시점(PS3)으로부터 교시점(P3T)에 향한 방향으로 센싱을 행하고, 제1부재(Aa)의 개선면(Ad)상의 점(P3)을 검지하여 이 위치정보를 기억하는 동시에, 다시 센싱개시점(PS4)에서 교시점(P4T)에 향한 방향으로 센싱을 행하고, 제2부재(Ab)의 개선면(Af)상의 점(P4)을 검지하여 이 위치정보를 기억한다.

⑤ 이들의 위치정보를 얻은 후, 먼저 상기의 2점(P1, P2)의 위치정보와 미리 입력되어 있는 제1부재(Aa)의 판두께 치수(t)에 의거하여, 제8도에 도시하는 바와 같이 2점(P1′, P2′)을 구하여, 이들을 통과하는 부재표면(Ac)의 뒷쪽 표면에 따른 갭위치 직선(L1)을 연산하여 구한다.

⑥ 다음에, 상기의 개선면(Ad)상의 점(P3)의 위치정보와, 미리 입력되어 있는 제1부재(Aa)의 개선 각도(θ_R)에 의거하여, 제1부재(Aa)의 개선면(Aa)에 따르는 개선 직선(L2)을 연산하여 구하는 동시에, 제2부재(Ab)의 개선면(Af)상의 점(P4)의 위치정보와 미리 입력되어 있는 이 부재(4b)의 개선 각도(θ_L)에 의거하여 제2부재(Ab)의 개선면(Af)에 따르는 개선 직선(L3)을 연산하여 구한다.

⑦ 그리고, 상기의 갭위치 직선(L1)과 제1부재(Aa)의 개선 직선(L2)과의 교차점(B1)을 제1부재(Aa)의 루우트 위치로서 연산하는 동시에, 갭위치 직선(L1)과 제2부재(Ab)의 개선 직선(L3)과의 교차점(B2)을 제2부재(Ab)의 루우트 위치로서 연산하여 구한다.

종래의 개선 루우트 갭 검출방법에서는, 이와 같은 순서에 의해 제1부재(Aa)의 루우트 위치(B1)와 제2부재(Ab)의 루우트 위치(B2)를 구하고, 구한 루우트 위치(B1, B2)간의 거리를 연산함으로써 개선 루우트 갭을 검출하도록 하고 있다.

그런데, 상기의 사전 입력된 양부재(Aa, Ab)의 개선 각도(θ_R, θ_L)즉, 설계상 정해진 개선 각도와 가공물 마다 실제의 개선 각도와의 사이에는 가공 정밀도등에 의해 오차가 발생되는 일도 간혹 있으므로, 상기 소개된 종래의 방법에는 이하에 설명하는 문제점이 있다.

먼저 제1부재(Aa)의 루우트 위치(B1)를 구하는 경우에 대하여 설명하면, 제1부재(Aa)의 개선면(Ad)상의 검지점(P3)은, 앞에서 설명한 바와 같이 교시동작에 의해 사전에 정한 방향으로 센싱을 행함으로써 검지되는 위치이다.

따라서 교시동작을 행한 처음의 가공물과 그 이후의 가공물과의 사이에는 부착오차가 있으므로, 개선면(Ad)상에 있어서의 검지점(P3)의 위치는 각 가공물마다 상이한 것이 된다.

그 때문에 검지점(P3)의 위치가 구하려고 하는 루우트 위치의 근처에 있는 경우는, 사전에 입력된 제1부재(Aa)의 개선 각도(θ_R)와 실제의 개선 각도에 오차가 있어도, 개선면(Ad)에 따르는 개선 직선(L2)과 갭위치 직선(L1)과의 교차점으로서 연산되는 계산상의 루우트 위치를, 실제의 루우트 위치에 대하여 용접에 지장이 없는 정밀도로 구할 수 있으나, 이것에 대하여 검지점(P3)의 위치가 구해야 할 루우트 위치에서, 개선면(Ad)에 따라 부재표면(Ac) 방향으로 떨어진 곳에 있는 경우는, 실제의 루우트 위치와 연산으로 구한 루우트 위치와의 사이에 오차가 발생된다고 하는 문제가 있다.

그리고 제2부재(Ab)의 루우트 위치를 구하는 경우에 있어서도 상기와 동일한 문제점이 있다. 이 때문에 종래의 방법에 있어서는 센싱에 의해 검지된 개선면상의 위치가 구할려고 하는 루우트 위치에 접근한 위치가 아니고 떨어진 위치에 있을때에는, 검출된 개선 루우트 갭의 정밀도가 불량해 진다고 하는 결함이 있다.

따라서 이 발명은 이와 같은 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것으로서, 개선 루우트 갭의 검출에 있어서 사용되는 사전에 입력되는 개선면의 개선 각도와, 가공물마다 실제의 개선 각도와의 사이에 가공 정밀도 등에 의한 오차가 있는 경우에 있어서도, 용접에 지장이 없는 정밀도로 개선 루우트 갭의 검출할 수 있고, 기억·재생형 아아크 용접 로보트에 의한 개선 루우트 갭 검출방법의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 이 발명에 의한 방법은 소정의 돌출길이에 설정된 용접 와이어를 지지하는 토오치와 가공물 사이에 센싱전압을 인가하고, 용접 와이어와 가공물과의 접촉에 의한 통전상태를 검출하여 가공물 위치를 검지하는 센싱수단을 구비한 기억·재생형 가공물 용접 로보트에 의해, 대향하는 개선면과 개선 루우트 바닥면으로 형성되는 개선의 개선 루우트 갭을 검출하는 기억·재생형 가공물 용접 로보트에 의한 개선 루우트 갭 검출방법에 있어서, 다음의 각 스텝, 즉 (a) 상기 개선의 개선폭 방향으로 토오치를 이동시켜, 상기 센싱수단에 의해 대향하는 개선면 각각의 위치를 검지하고, 그 위치 데이터를 구할 것, (b) 이 양개선면 위치 데이터로부터 개선폭 방향의 등분위치를 연산하여 구할 것, (c) 이 개선 폭등분 위치로부터 토오치를 개선 루우트 바닥면 방향으로 이동시키고, 상기 센싱수단에 의해 개선 루우트 바닥면을 검지한 후, 토오치를 미리 정한 거리로 되돌려 용접 와이어 선단부를 개선 루우트 바닥면 가까이에 위치 시킬 것, (d) 이 되돌린 위치에서 재차 개선폭 방향으로 토오치를 이동시켜, 상기 센싱수단에 의해 대향하는 개선면 각각의 위치를 검지하고, 그 위치 데이터를 구할 것, (e) 상기 (d)의 스텝으로 구한 양개선면 위치데이터와 상기 (c)의 스텝의 되돌림거리와, 사전 입력되어 있는 대향하는 개선면의 개선 각도로부터 대향하는 개선면의 각각의 개선 루우트 위치를 연산하여 구할 것, (f) 이 양개선 루우트 위치간의 거리를 개선 루우트 갭으로서 연산하여 검출할 것 등을 행하는 것을 특징으로 하고 있다.

토오치가 개선 폭방향으로 이동되고 센싱수단에 의해 대향하는 개선면 각각의 위치가 검지된다. 이 검지된 양개선면 위치의 위치 데이터로부터 양개선면 위치의 중앙에 위치하는 개선폭 등분위치가 연산에 의해 구해지고, 토오치가 이 개선폭 등분위치로부터 개선 루우트 바닥면 방향으로 이동된다. 이와 같은 것에 의해 센싱수단에 의하여 개선 루우트 바닥면을 확실하게 검지할 수 있다.

이어서 이 검지된 개선 루우트 바닥면으로부터 토오치가 미리 정해진 거리만큼 되돌려지고 용접 와이어 선단부가 이 개선 루우트 바닥면 근처에 위치된다. 또한 이 되돌려진 위치에서 토오치가 재차 개선폭방향으로 이동되고, 센싱수단에 의해 대향하는 개선면 각각의 위치, 즉 개선 루우트 위치 근처에서의 양개선면 위치가 검지된다.

그리고 이 검지된 양개선면 위치의 위치 데이터와, 상기 되돌림거리 및 대향하는 개선면의 미리 입력되어 있는 개선 각도로부터 대향하는 개선면의 각각의 개선 루우트 위치가 연산에 의해 구해지고, 개선 루우트 갭이 이 양개선 루우트 위치간의 거리를 연산함으로써 검출된다.

본 발명의 1실시예를 제1도 내지 제6도에 의거하여 아래에 설명한다.

제6도는 이 발명에 의한 방법을 실시하는 기억·재생형 아아크 용접 로보트의 1예를 도시하는 사시도로서, 동 도면에 도시하는 바와 같이 가공물 용접 로보트(1)는 다관절형의 가공물 용접 로보트 본체(2), 로보트 제어장치(3), 용접전원(4) 및 타이칭 박스(5)로 구성되어 있다. 부호(6)는 포지셔너로 이 포지셔너(6)에는 V형, ν형 등의 개선을 가지는 가공물(7)이 세트된다.

또 가공물 용접 로보트 본체(2)의 손목부에는, 와이어(8a)를 지지안내하는 토오치(8)가 부착되어 있다. 그리고 마이크로 컴퓨터를 구비한 로보트 제어장치(3)에는, 토오치(8)의 위치·자세등을 제어하는 로보트 본체 구동 제어부, 용접전원(4)의 출력을 제어하는 용접조건 제어부, 티이칭 박스(5)에 의해 입력·교시되는 토오치(8)의 위치나 자세, 용접조건 등의 교시 데이터 및, 이 발명에 관한 방법을 포함하는 소정의 제어를 실시하기 위한 제어 프로그램 등이 기억하는 기억부 등이 구비되어 있다.

또한 용접전원(4)내에는 와이어(8a)를 지지하는 토오치(8)와 가공물(7)간에 센싱전압을 센싱시에 인가하는 센싱용 전원(도시 생략)이 설치되고, 또 로보트 제어장치(3)내에는 센싱전압의 인가시에 와이어(8a)와 가공물(7)과의 접촉에 의한 통전상태를 검출하고, 그 통전 검출신호를 출력하는 통전 검출장치(도시 생략)가 설치되어 있으며, 이 센싱용 전원과 통전 검출장치에 의해 가공물 위치를 검지하는 센싱수단이 구성되어 있다.

이하 상기 가공물 용접 로보트(1)에 의해 실시되는 본 발명에 의한 가공물(7)에 있어서의 개선 루우트 갭 검출방법을 설명한다.

먼저 V자형 개선에 있어서의 개선 루우트 갭 검출방법을 제1도 내지 제3도에 의거하여 이하에 설명한다.

제2도는 V형 개선에 있어서의 개선 및 교시동작의 설명도로서, 동도에 있어서, 9a, 9b는 대향하는 개선면이며, 9a는 개선 각도(θ₁)를 가지는 제1개선면, 9b는 개선 각도(θ₂)를 가지는 제2개선면이다.

또 10은 개선 루우트 바닥면, Q₁은 제1개선면(9a)의 개선 루우트 위치, Q₂는 제2개선면(9b)의 개선 루우트 위치로서, 이 개선 루우트 바닥면(10)과 상기의 대향하는 개선면(9a), (9b)에 의해 개선 루우트 갭(W)을 가지는 V형 개선이 형성된다.

그리고 이와 같은 V형 개선을 가지는 최초의 가공물에 대하여 다음과 같은 교시동작이 실시된다. 즉, 소정 돌출길이에 설정된 와이어(8a)를 지지하는 토오치(8)의 토오치 각도를 개선 루우트 바닥면(10)에 대하여 대략 90°, 즉 토오치(8)를 개선 루우트 바닥면(10)에 대하여 대략 수직으로 되는 토오치 자세로 정하여, 제2도에 도시하는 바와 같이 이 토오치(8)를 -Y 방향으로 수직 이동시켜 V형 개선내에서 와이어(8a)의 선단부에서 센싱개시위치(PS)를 교시하고, 다시 토오치(8)를 -Y 방향으로 수직이동시켜서 와이어(8a)의 선단부를 개선 루우트 바닥면(10)상에 위치결정하여 이 위치(PT)를 교시한다.

다음에 상기와 같은 교시동작을 행한 이후의 가공물(7)에 있어서의 V형 개선의 개선 루우트 갭 검출방법을, 제1도의 본 발명에 의한 방법의 흐름도, 제3a도∼제3c도의 V형 개선에 있어서의 본 발명에 의한 방법의 설명도에 의거하여 이하에 설명한다.

또한 제1도에 도시하는 흐름도의 설명중, N1, N2…는 처리순서(스텝)의 번호를 도시한다.

제2도에 도시한 바와 같이 위치(PS)와 위치(PT)를 교시하여 두고, 다음에 제3도에 도시한 센싱동작에 옮기므로 가공물의 위치결정의 오차등이 있어도 본 발명에 의하면 개선 루우트 갭을 확실하게 검출할 수 있다.

제2도와 제3도를 비교하여 제3도에 있어서 위치(PS)와 위치(PT)가 왼쪽으로 어긋나 있는 것은 교시한 상태로부터 가공물이 그만큼 어긋난 상태를 표시한 것이다.

먼저 소정 돌출길이와 와이어(8a)를 지지하는 동시에, 상기 설명한 토오치 자세가 부여된 토오치(8)에 센싱전압을 인가한다(스텝 N1).

그리고 제3a도에 도시하는 바와 같이 센싱개시위치(PS)에서 교시위치(PT)에 향하여 토오치(8)를 -Y 방향으로 수직 이동시켜, 센싱수단에 의해 제1개선면(9a)을 검지한다(스텝 N2).

다음으로 토오치(8)를 사전에 정해진 소정거리, 예컨대 2㎜ 되돌린다(스텝 N3). 그리고 이 되돌린 위치로부터 토오치(8)를 개선폭 방향으로 이동시킨다.

즉 상기의 되돌린 위치로부터 토오치(8)를 사전 입력된 -X 방향으로 수평 이동시켜, 센싱수단에 의해 제1개선면(9a)을 검지하고, 검지한 이 제1개선면(9a)의 위치(P1)의 위치 데이터를 기억한다(스텝 N4).

계속하여 토오치(8)를 사전 입력된 +X 방향으로 수평 이동시켜 센싱수단에 의해 제2개선면(9b)을 검지하고, 검지한 이 제2개선면(9b)의 위치(P2)의 위치 데이터를 기억한다(스텝 N5).

그리고 제3b도에 도시하는 바와 같이, 상기의 기억된 양개선면 위치(P1, P2)로부터 개선폭의 중앙에 위치하는 개선폭 등분위치(P3)를 연산하여 구하고, 토오치(8)를 이동시켜서 이 개선폭 등분위치(P3)에 와이어(8a) 선단부를 위치시킨다(스텝 N6).

여기서 위치(P3)는 P3=P1+(P2-P1)/2에 의해 연산된다.

다음으로 이 개선폭 등분위치(P3)로부터 토오치(8)를 사전입력된 -Y 방향으로 수직이동시켜, 센싱수단에 의해 개선 루우트 바닥면(10)을 검지한다(스텝 N7).

이와 같이 개선폭 등분위치(P3)를 구하고, 이 위치(P3)로부터 토오치(8)를 개선 루우트 바닥면(10)에 대하여 개선의 형상의 대응하여 미리 정한 각도(이 경우는 거의 90°)를 이루는 직전상을 사전 입력된 개선 루우트 바닥면(10) 방향으로 이동시킴으로써, 가공물(7)을 포지셔너(6)에 고정할때에 부착 오차가 있는 경우에도, 확실하게 개선 루우트 바닥면(10)을 검지할 수 있다.

스텝(N7)에서 개선 루우트 바닥면(10)을 검지한 후, 제3c도에 도시하는 바와 같이 토오치(8)를 미리 정한 소정거리(L), 예컨대 L=2㎜ 되돌리고, 토오치(8)의 와이어 선단부를 개선 루우트 바닥면(10) 근처에 위치시킨다(스텝 8).

다음에 이 되돌린 위치에서 재차 토오치(8)를 개선폭 방향으로 이동시킨다.

즉 사전 입력된 -X방향으로 수평이동시켜 센싱수단에 의해 개선 루우트 위치(Q₁) 근처에 있어서의 제1개선면(9a)을 검지하고, 검지된 제1개선면(9a) 위치(P4)의 위치 데이터를 기억한다(스텝 N9).

이어서 토오치(8)를 사전 입력된 +X 방향으로 수평이동시켜, 센싱수단에 의해 개선 루우트 위치(Q₂)의 근처에 있어서의 제2개선면(9b)을 검지하고, 검지된 이 제2개선면(9b)의 위치(P5)의 위치 데이터를 기억한다(스텝 N10).

그리고 스텝(N9)에서 구한 제1개선면(9a)의 위치(P4)와, 스텝(N8)에 있어서의 소정 되돌림거리(L)와, 사전 입력된 제1개선면(9a)의 개선 각도(θ₁)로 된 제1개선면(9a)의 개선 루우프 위치(θ₁)를 연산에 의해 구한다(스텝 N11).

즉 제3도에 도시하는 XY 평면에 있어서 제1개선면(9a)의 위치(P4)의 좌표치를 P4(X4, Y4)로, 개선 루우트 위치(Q₁)의 좌표치를 Q₁(XQ₁, YQ₁)으로 하면 개선 루우트 위치(Q₁)는 다음식에 의해 연산된다.

XQ₁=X4+(L/tanθ₁)………………………………………………(1)

YQ₁=Y4-L

다음에 스텝(N10)에서 구한 제2개선면(9b)의 위치(P5)와, 스텝(N8)에 있어서의 소정 되돌림거리(L)와 사전입력되어 있는 제2개선면(9b)의 개선 각도(θ₂)로 되는 제2개선면(9b)의 개선 루우트 위치(Q₂)를 연산에 의해 구한다(스텝 N12).

즉 제2개선면(9b)의 위치(P5)의 좌표치를 P5(X5, Y5)로, 개선 루우트 위치(Q₂)의 좌표치를 Q₂(XQ₂, YQ₂)로 하면, 개선 루우트 위치(Q₂)는 다음식에 의해 연산된다.

XQ₂=X5-(L/tanθ₂)………………………………………………(2)

YQ₂=Y5-L

그리고 상기의 양개선 루우트 위치(Q₁, Q₂)간의 거리를 개선 루우트 갭(W)으로서 연산에 의해 구한다(스텝 N13).

여기서 연산에 있어서 위치(Q₁)의 Y좌표치(YQ₁)와 위치(Q₂)의 Y좌표치(YQ₂)는 동일하므로, X좌표치만을 고려하면 된다. 따라서 개선 루우트 갭(W)은 다음식에 의해 연산된다.

W │XQ₂-XQ₁│…………………………………………………(3)

이 식(3)에서 상기식(2) 및 식(1)을 대입함으로써, 개선 루우트 갭(W)를 구할 수 있다.

제3도에서는, 제2도의 교시상태에서 위치(PS)와 위치(PT)가 왼쪽으로 어긋나 있는 상태를 설명하였으나, 오른쪽방향으로 어긋나 있는 경우에는 같은 수순에 의하여 마찬가지로 개선 루우트 갭이 확실하게 검출할 수 있는 것은 그리고 개선 각도 등 가공물의 가공 오차가 있다하여도 같은 수순에 의하여 마찬가지로 개선 루우트 갭이 확실하게 검출할 수 있는 것은 용이하게 이해할 수 있다.

이것은 제3도에 있어서 위치(PS)와 위치(PT)를 오른쪽으로 어긋난 상태에서 제3도의 수순을 고려하면 또 제3도에 있어서 예컨대 개선 각도를 약간 변경한 상태에서 제3도의 수순을 고려하면 잘 이해될 것이다.

다음에 ν형 개선에 있어서의 본 발명에 의한 개선 루우트 갭 검출방법을, 제4도의 ν형 개선에 있어서의 개선 및 교시동작의 설명도, 제5a도∼제5c도의 ν형 개선에 있어서의 이 발명에 의한 방법의 설명도에 의거하여 이하 간단하게 설명한다. 또한 제4도, 제5a도∼제5c도에 있어서는 상기의 제2도와 제3a도∼제3c도에 있어서의 부분과 동일부분에는 동일부호를 사용하고 있다.

즉 제4도에 도시하는 바와 같이 개선 루우트 바닥면(10)과, 이 개선 루우트 바닥면(10)에 수직인 제1개선면(9a)과, 이 제1개선면(9a)에 대항하여 개선 각도(θ₂)를 가지는 제2개선면(9b)에 의해 개선 루우트 갭(W)을 갖는 ν형 개선이 형성되어 있다. 또 θ는 제1개선면(9a)과 제2개선면(9b)이 이루는 각이다. 그리고 이와 같은 ν형 개선을 가지는 최초의 가공물(7)에 대하여, 소정의 돌출길이에 설정된 와이어(8a)를 지지하는 토오치(8)를 제4도에 도시하는 바와 같이, 그 토오치 각도가 개선 루우트 바닥면(10)에 대하여 거의 θ_t=(θ₂+θ/2)로 되는 토오치 자세로 정하여, 이 토오치(8)를 각도 θ_t를 이루는 직선상을 -Y 방향에 이동시켜, ν형 개선내의 센싱개시위치(PS)와 개선 루우트 바닥면(10)상의 교시위치(PT)를 교시한다.

제4도에 도시한 바와 같은 위치(PS)와 위치(PT)를 교시하여두고, 다음에 제5도에 도시한 센싱동작에 옮기므로 가공물의 위치결정의 오차등이 있어도 본 발명에 의하면 개선 루우트 갭을 확실하게 검출할 수 있다.

제4도 및 제5도를 비교하여 제5도에 있어서 위치(PS)와 위치(PT)가 오른쪽으로 어긋나 있는 것은 교시한 상태로부터 가공물이 그만큼 어긋난 상태를 표시하고 있는 것이다.

그리고 제5a도∼제5c도에 도시하는 바와 같이, 먼저 설명한 순서와 동일하게 하여 제1개선면(9a)의 개선 루우트 위치(Q₁)의 근처에서 검지·기억한 이 제1개선면(9a)의 위치(P4)와, 제2개선면(9b)의 개선 루우트 위치(Q₂) 근처에서 검지·기억한 제2개선면(9b)의 위치(P5)와, 개선 루우트 바닥면(10)으로 부터의 토오치(8)의 되돌림거리(L)와, 사전 입력된 대향하는 개선면(9a), (9b)의 개선 각도(Q₁, Q₂)에서 ν형 개선에 있어서의 개선 루우트 갭(W)을 구할 수 있다.

즉 제1개선면(9a)의 개선 루우트 위치(Q₁)의 X좌표치는 Q₁=90。이므로, 상기 식(1)에 의해 XQ₁=X4로 되고, 제2개선면(9b)의 개선 루우트 위치(Q₂)의 X좌표치는 상기 식(2)에 의해 얻어진 값이 되므로, 이들 값을 상기 식(3)에 대입함으로써 개선 루우트 갭(W)를 구할 수 있다.

제5도에서는, 제4도의 교시상태에서 위치(PS)와 위치(PT)가 오른쪽으로 어긋나 있는 상태를 설명하였으나, 왼쪽방향으로 어긋나 있는 경우에서도 같은 수순에 의하여 같은 개선 루우트 갭이 확실하게 검출할 수 있고, 또 개선 각도 등 가공물의 가동 오차가 있다하여도 같은 수순에 의하여 마찬가지로 개선 루우트 갭이 확실하게 검출할 수 있는 것은 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

이것은 제5도에 있어서 위치(PS)와 위치(PT)를 왼쪽으로 어긋난 상태에서 제5도의 수순을 고려하면, 또 제5도에 있어서 예컨대 개선 각도를 약간 변경한 상태에서 제5도의 수순을 고려하면 잘 이해가 될 것이다.

이상 설명한 바와 같이 이 발명에 의한 방법에 따르면, 제1개선면(9a)의 개선 루우트 위치(Q₁)의 근처에서 검지한 이 제1개선면(9a)의 위치(P4)와, 제2개선면(9b)의 개선 루우트 위치(Q₂)의 근처에서 검지한 이 제2개선면(9b)의 위치(P5)에 의거하여, 개선 루우트 갭(W)을 구하도록 했으므로, 사전 입력된 대향하는 개선면(9a, 9b)의 개선 각도(θ₁, θ₂)와 각 가공물(7)에 있어서의 실제의 개선 각도간에 가공 정밀도 등에 의한 오차가 있어서도, 개선내에 토오치가 진입할 수 있으면 용접에 지장이 없는 정밀도로 개선 루우트 갭(W)을 검출할 수 있다.

또한 제3도, 제5도에 있어서 개선 내의 토오치가 진입할 수 없을 정도의 가공물의 위치가 대폭으로 어긋난 경우에는 먼저 토오치선단이 가공물의 상면에 맞닿아서, 이어서 P1, P2를 구하여 X, -X 방향으로 이동하여도 토오치가 개선내에 없기 때문에 P1, P2를 구하지 못한다.

이와 같은 경우에는 미리 이동거리를 설정하여 두고, 예컨대 30㎜ 이동하여도 P1, P2가 구할 수 없는 경우는 가공물 불량이라는 신호를 낼 수 있도록 하여 두면 좋다.

본 발명에서는 개선내에 토오치가 진입할 수가 있으면, 개선 루우트 갭이 확실하게 검출될 수 있으며, 그 범위에서의 가공물의 위치의 오차, 가공정확도의 오차에 불구하고 검출이 가능하며, 실제에는 개선내에 토오치가 진입할 수 없다는 대폭적인 오차는 거의 일어나지 않고 일어난 경우에도 상기와 같이 가공물 불량신호를 낸다는 간단한 수단으로 대응할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 이 발명에 의한 개선 루우트 갭 검출방법은, 가공물 위치를 검지하는 센싱수단을 구비한 기억·재생형 아아크 용접 로보트에 있어서, 센싱수단에 의해 검지한 대향하는 개선면의 위치 데이터로부터, 이 양개선면 위치의 중앙에 위치하는 개선폭등분 위치를 구하고, 이 개선폭등분 위치로부터 토오치를 개선 루우트 바닥면 방향으로 이동하도록 하였으므로, 가공물의 부착 오차가 있는 경우에도 개선내에 토오치가 진입할 수 있으면 센싱수단에 의해 확실하게 개선 루우트 바닥면을 검지할 수 있다.

그리고 이 검지된 개선 루우트 바닥면으로부터 토오치를 미리 정한 거리를 되돌려 대향하는 개선면의 각 개선 루우트 위치 근처에 있어서 센싱수단에 의해 그 개선면의 위치를 검지하고, 이 개선 루우트 위치 근처에서 검지한 양개선면 위치에 의거하여 개선 루우트 갭을 연산하여 구하도록 한 것이다.

따라서 이 발명에 의한 방법에 따르면, 개선 루우트 갭의 연산에 사용되는 사전 입력된 대향하는 개선면의 개선 각도와, 각 가공물에 있어서의 실제의 개선 각도와의 사이에 가공 정밀도 등에 의한 오차가 있어도, 용접에 지장이 없는 정밀도로 개선 루우트 갭을 확실하게 검출할 수 있으므로, 이것에 의해 용접을 행함에 있어서는 각 개선에 대해 적정한 용접을 행할 수 있다.

Claims (1)

1. 소정의 돌출길이에 설정된 용접 와이어를 지지하는 토오치가 가공물간에 센싱전압을 인가하고, 용접 와이어와 가공물의 접촉에 의한 통전 상태를 검출하여 가공물 위치를 검지하는 센싱수단을 구비하는 기억·재생형 아아크 용접 로보트에 의해, 대향하는 개선면과, 개선 루우트 바닥면으로 형성되는 개선의 개선 루우트 갭을 검출하는 기억·재생형 아아크 용접 로보트에 의한 개선 루우트 갭 검출방법에 있어서, (a) 상기 개선의 개선폭 방향으로 토오치를 이동시켜, 상기 센싱수단에 의해 대향하는 개선면 각각의 위치를 검지하고, 그 위치 데이터를 구하는 스텝, (b) 이 양개선면 위치 데이터로부터 개선폭 방향의 등분위치를 연산하여 구하는 스텝, (c) 이 개선폭 등분 위치로부터 토오치를 개선 루우트 바닥면 방향으로 이동시켜, 상기 센싱수단에 의하여 개선 루우트 바닥면을 검지한 후, 토오치를 미리 정한 거리로 되돌려 용접 와이어 선단부를 개선 루우트 바닥면 근처에 위치시키는 스텝, (d) 이 되돌린 위치로부터 재차 개선폭 방향으로 토오치를 이동시켜, 상기 센싱수단에 의해 대향하는 개선면 각각의 위치를 검지하고, 그 위치 데이터를 구하는 스텝, (e) 상기 (d)의 스텝에서 구한 양개선면 위치 데이터와, 상기 (c) 스텝의 되돌린 거리와, 사전 입력된 대향하는 개선면의 개선 각도로부터 대향하는 개선면의 각각의 개선 루우트 위치를 연산하여 구하는 스텝, (f) 이 양개선 루우트 위치간의 거리를 개선 루우트 갭으로서 연산하여 검출하는 스텝, 으로 구성된 것을 특징으로 하는 기억·재생형 아아크 용접 로보트에 의한 개선 루우트 갭 검출방법.

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