SE452966B - Anordning for bankorrigering i en svetsrobot - Google Patents

Description

I0 “isïl 20 25 30 35 452.966 . r å ¿ ' - 2 utnyttjar en TV-kamera, detekterar svetsverktygsfelet i C-C'- och D-D'-riktningarna, vilka lutar 45” i förhållan- _de till svetsverktyget, vilket framgår av fig 2, varige- nom sáledes koordinatsystemen för detektering av svets- verktygsspetsfelet skiljer sig från varandra. Koordinat- z _ Ä systemet i fig l och koordinatsystemet i fig 2 kallas “ É hädanefter för U-koordinatsystemet respektive V-koordinat- V systemet för att underlätta beskrivningen. Tidigare har det ' varit vanligt att låta robotstyraxeln motsvara detekterings- koordinatsystemet för en kännare, som användes för att klara av skillnaden mellan detekteringskoordinatsystemen för varje typ av kännare: I '_ Vid robotar, som har en sådan styraxel kommer oundvik- ' . ligen svetsmöjlígheterna att begränsas, och svetsning i trånga utrymmen,exempelvis insidan av en låda, är svår att genomföra. En anordning har föreslagits för möjliggörande av svetsning i trånga_utrymmen, vid vilken anordning en i horisontal- och vertikalplanen (fig 3a och 3b) vridbar arm är anordnad mellan en robotkropp 5 och svetsverkty- get 3. _ Det må här påpekas, att detekteringskoordinatsyste- met för kännaren, som är monterad på svetsningsverktyget, är baserat på svetsningsverktyget, medan verktygsposi- tionen är baserad på koordinatsystemet för robotstyraxeln.

Detta medför att de två koordinatsystemet skiljer sig från varandra. Speciellt när en robot utför ett svets- ningsarbete, medan positionen för en ledbar arm A enligt fig 4 ändras, har en korrigering, det vill säga omvand- ling av det medelst kännaren detekterade svetsverktygs_ spetsfelet till en robotförskjutning, blivit nödvänd- 6. äisf När dessutom rännformerna varierar, vilket visas i fig Sa-Sd, varierar följaktligen svetsningstillstånden, såsom verktygsrörelsen, och i många fall ändras en kän- .. 4' fi-šäw-Jvw- « se. nare, som kan användas. I sådana fall är det föredraget att välja och på verktyget 3 montera en kännare, som är . i 'lë.~'-~'*~"~'- optimerad-för individuella svetskonstruktioner. Tidigare 10 15 20 25 30 452 966 3 kända robotreglerorgan har misslyckats med att åstad- komma ovan nämnda korrigering vid varje typ av kännare. Ändamålet med föreliggande uppfinning är därför att undanröja ovan nämnda problem och åstadkomma en bankorrigeringsanordning av ovan nämnd typ, vilken känne- tecknas av ett flertal minnen i motsvarighet till nämnda flertal av kännare, varvid varje minne lagrar ett eller flera koefficientvärden för omvandling av det detekterade svetsverktygsspetsfelet till korrigeringsvärdet, som motsvarar svetsverktygsspetspositionen; ett organ för val av ett minne bland nämnda flertal minnen, vilket motsvarar den valda kännaren; och ett aritmetikorgan för beräkning av korrigeringsvärdet baserat på det detek- teräde svetsverktygsspetsfelet och koefficientvärdet, som lästs ut från minnet med hjälp av väljarorqanet. i Uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan med hjälp av utföringsexempel under hänvisning till medföl- jande ritningar.

Fíg l och 2 åskådliggör svetsverktygsrörelser.

Fig 3a och 3b visar den ledarm, som utnyttfia; i svets- roboten.

Fig 4 åskådliggör armrörelsen under banreglering.

. Fig Sa-d visar olika rännformer. I Fig 6 visar ett blockschema över en utföringsform av bankorrigeringsanordningen enligt uppfinningen.

Pig 3a och 3b visar en robot, som är ansluten till 'en korrigeringsanordning enligt uppfinningen och har en sekundärarm 4 med en viss frihetsgrad. En primärarm Sa på en robotkropp 5 regleras för förflyttning i axialrikt- ningarna X, Y och Z. Vid armens Sa främre ände monteras sekundärarmen 4. Denna regleras för vridning til1_förutbe- stämda vinklar 6 och o inom det horisontella respektive vertikala planet. På sekundärarmens 4 främre ände 4a är ett svetsverktyg 3 monterat. Följaktligen består verk- Pooí auAuTv v av; .-f..:, f.. -f-'ø-r-n- _ 10 15 i 452 966. - 4 tygets 3 rörelser av rörelser i Xi, Y- och Z-riktningarna (robotens tre huvudaxlar) och i 6- och Q-riktningarna för sekundärarmen 4, Ett robotreglerorgan 6 är anordnat att reglera arméns Sa rörelse i X-, Y- och Z-axelriktningarå na och vridningen av sekundärarmen 4 1 de horisontella och vertikala planen. Robotreglerorganet 6 memorerar genom inlärning ett flertal inlärningspunkter, dvs positions- won* “Níf www data Dx, Dy och Dz för armen Sa och positionsdata D6 och n f' Do för sekundärarmen 4 och uüïuar sekventiellt reglersig- ' naler. ex, ey, ez, e6 och eo (fig 6) för styrning av robotens axialrörelser och sekundärarmens 4 vridnings- vinkel 6 och o baserat på positionsdata Dx, Dy, Dz, D6 och Do, vilka motsvarar inlärningspunkterna under hanreg- leringen, dvs under svetsningsförloppet. Primärarmen 5a regleras i X-, Y- och Z-axelriktningarna i beroende av reglersignaler ex, ey och ez, medan sekundärarmen 4 reg- leras för korrekt vridning enligt reglersignalerna e6 och Den.

:Dig 6 visar en korrigeringsanórdning enligt uppfin- ningen, vilken är ansluten till robotreglerorganet 6 och alstrar signaler motsvarande den rådande positionen för 'sekundärarmen 4, varvid en signal S indikerar den typ av 25 30 35 I förskjutningarna för robotkroppen 5 genom multiplicering a av dessa värden med värdet för det från kännaren sända .efficientvärden för individuella koordinatsystem, en kännare, som användes, samt korrigeringssignaler Ax, Ay och Ar, som motsvarar reglersignalerna ex, ey och ez från robotreglerorganet 6, vilka signaler utmatas i beroende av en signal Ds, som motsvarar verktygsspetsfelet i för- hållande till en svetslinje L, som detekteras medelst en kännare. Pig 6 visar det arrangemang, som kan arbeta med -två typer av kännare. En bankorrigeringsanordning 10 inne- _ . fattar minnen ll och 12 för lagring av korrigeringskcr väljare 13 för val av kooefficientvärden, som motsvarar den utnyttjade kännaren, ur de kooefficientvärden, som utlâses från minnena ll och 12, samt för utmatning av de valda värdena,foch en aritmetikkrets 14 för omvandling av de valda kooefficientvardena till de tre huvudaxel- Poon QUÅLITYr * :sä-Ås _ . . .. ufliq-Ih-”wënaeuafi-.winßøzfv-f-f-v-w-wflfi 'w-ia-pqz-:çg-wqøv-fifinvrtutwøßsvna wm/ 452 966 5 I verktygsspetsfelet. Minnet ll lagrar exempelvis korri- 10 d' 15 geringskoefficientvärden Ku (Kux, Kuy, Kuz) för omvandling av det verktygsspetsfelvärde , som detekteras genom ovan nämnda U-koordinatsystem (fig la), till ett värde, som _motsvarar var och en av robotens X-, Y- och Z-ax1ar_ Dessa koefficientvärden lagras sekventiellt för varje förutbestämd vridningsvinkel, exempelvis för varje grad, varvid sekundärarmens 4 ppsitioner Ü och o utnyttjas som parametrar. Vid banreglering utmatar dessa minnen ll och 12 sekventiellt Ku (Kux, Kuy, Kuz) och Kv (Kvx, Kvy, Kvz) i beroende av den rådande positionen 6 och o för ledar- men 4. I Robotreglerorganet 6 utmatar reglersignalen ex, ey, ez, e6 och eo, som motsvarar datana Dx, Dy, Dz, DB och Do, vilka memorerats under inlärningssteget av banregleringen, ' driver robotkroppens 5 primärarm 5a och sekundärarm 4 samt reglerar svetsverktyget 3. Kännaren avger en signal S, gsom indikerar typen av kännare, samt signalen Ds, som mot- 20 25 30 35 svarar värdet för verktygsspetsfelet i förhållande till svetslinjen L, och matar signalen S till väljaren 13 och signalen Ds till aritmetikkretsen 14. Till minnena ll och 12 matas sekventiellt signaler, som motsvarar den senaste positionen 6 och o för sekundärarmen 4, och mot- svarande koefficienter Ku (Kux, Kuy, Kuá) och Kv (Kvx, Kvy, Kvz) ntmatas sekventiellt och avges till väljaren' l3..väljaren 13 väljer endera av koefficientvärdena Ku och Kv och matar det valda koefficientvärdet till_arit- metikkretsen 14. Denna krets 14 utmatar korregeringsvär- det A(Ax, Ay, Az) på basis av det valda koefficientvär- det och verktygets 3 rådande förskjutning Ds från svets- linjen. Korrigeringsvärdet A(Ax, Ay; Az) är ett korrige- ringsvärde, som härrör från omvandlingen av Ds för verk- tyget 3 till.förskjutningen av robotkroppen i X-, Y- och Z-axelriktningarna. Korrigeringsvärdet A(Ax, Ay, Az) matas till roborreglerorganet 6. Detta korrigerar regler- signaler ex,ey och ez enligt korrigeringsvärdet A, varvid desåledeskorrigerade signalerna utmatas såsom signaler ex', ey' och ezfl Därefter reglerar robotreglerorganet 6 armens Sa position i beroende av de korrigerade regler- IPOOR* QUALITY 15 10 A20 25 30 35 452 966 y .signalerna ex', ey' och ez' och reglerar även positionen _ minnet 12 och aritmetikkretsen 14 i det fall, då den med 6 för verktyget 3.

För att göra beskrivningen ovan klarare och mera kon- kret kommer en beskrivning att göras av fünktionen hos V-koordinatsystemet förknippade kännaren användes. V-ko- ordinatsystemet enligt ovan är ett koordinatsystem, ' som är fixerat relativt verktyget 3 och idetta system utföres detekteringen av verktygsfelet i de riktningar, som bildar 45° med verktyget 3, dvs riktningarna C-C' och D-D' i fig 2. Om c och d motsvarar de detekterade rvärdenas komponenter i C-C'- och D-D'-riktningarna och om Ax,,Ay och Az motsvarar X-, Y- och Z-axelkomponenter för korrigeriñgsvärdet A, erhålles »AX = c sin (45°-Q) sin9 + d cos (450-$) cos %... (1) Ay = c sin (459-a) sine + a cos (4s°-4) sin e....(2) A2 c cos (4s°f@) + a sin (4s°-a) (3) I minnet 12, som motsvarar V-koordinatsystemet, lagras e grupper om sex värden. Dessa värden erhålles för varje o och e från sin (4s°-@> sine och cos (4s°-@> case för koefficienten Kvx, från sin (450-o) sin 6 och cos (450-o) ' _sin 9 för koefficienten Kvy samt från cos (450-m) och sin (450-é) för koefficienten KVz. I beroende av såsom adressig- naler utnyttjade insignaler, som motsvararü och Q, utmatar minnet 12 de ovan nämnda sex värdena motsvarande o och 6.

Signalen Ds innefattar värdet c och d, som detekteras i rikt- ningarna C-C' och.D-D' i fig 2. Aritmetikkretsen 14 åstadkom- mer en räkneoperation med ekvationerna l-3 för utmatning av korrigeringsvärdena Ax, Ay, och Az i beroende av insig- nalen c, d och de ovan nämnda sex värdena. c -På detta sätt korrigeras de tre huvudaxlarna för robotkroppen 5 med utgångspunkt från den senaste posi- tionen för sekundärarmen 4 och typen av kännare, varvid verktyget 3 regleras så, att det fölfer svetslinjen L.

Minnena ll och 12 behöver inte nödvändigtvis vara anord- nade i beroende av typen av kännare. Exempelvis kan man åstadkomma ett arrangemang, vid vilket en enda minnes- a a Poon i ÛUÅLWV , 'fw-w w-*hv-Ju-»Ydfåflkvnßvey- nišfrfæ-“Wwiihmss-Ir-fi-'vgg-rfi wfàaq. .fly-.wpa-í - -_a._;-f~,;-,.,.c\ ' -, , ~»wfeøas«aa¿s«~w_fiæew"f - »w-.fkflfiw 452 966 7 area är anordnad att lagra koefficientvärden-motsvaæ rande kännaren, som utnyttjas med det mínnesinnehåll, som âterinskrives varje gäng typen av kännare ändras.

Banregleringen, som får verktyget att exakt följa 5 svetslinjen, blir möjlig genom âstadkommande av korrige- ringsvärden, som härrör sig från omvandlingen av verktygs- spetsfelvärdet till de tre huvudaxelförskjutningarna för robotkroppen, basenmæ på insignalerna avseende den senaste positionen för sekundärarmen, på koordinatsystemen för 10 kännardetekteringen och på verktygsspetsfelvärdet. eeeee se QUALITY

Claims (5)

_k4s2r9ee 10 15 zo, 25 30 den typ, som har en robotkropp (5), vilken är förflytt- .. ___......... .._......._.._.:____.- PATENTKRAV

1. Bankorrigeringsanordning för en.svetsrobot av bar längs axlar (X, Y, Z), ett svetsverktyg (3), pà vilket är anordnade valda kännare av ett flertal kännare¿ som var och en detekterar svetsverktygsspetsfel från en svetslinje i en riktning, som är kopplad till varje kännare, och en led (4) mellan robotkroppen och svets- verktvget för styrning av svetsverktygets position i förhållande till robotkroppen, varvid svetsverktygs- _ spetsfelet, som detekteras av den valda kännaren tjänar till att åstadkomma ett korrigeringsvärde för korrigering av robotkroppens position i förhållande till nämnda axlar, k_ä n n e tfe c k n a d av ett flertal minnen (ll, 12) i motsvarighet till nämnda flertal av kännare, varvid varje minne lagrar ett eller flera koefficient- värden för omvandling av det detekterade svetsverktygs- spetsfelet till korrigeringsvärdet,'som motsvarar svets- ' verktygsspetspositionen; ett organ (13) för val av ett minne bland nämnda flertal minnen, vilket motsvarar den valda kännaren; och ett aritmetikorgan (14) för beräkning av korrigeringsvärdet baserat pà det detek- terade svetsverktygsspetsfelet och koefficientvärdet, som lästs ut frán minnet med hjälp av väljarorganet(l3).

2. "2. Bankorrigeringsanordning för en svetsrobot enligt av att nämnda axlar krav 1, k ä n n e t e c k n a d 7(X, Y, Z) är tre inbördes ortogonala axlar och att arit- metikorganet (14) beräknar respektive korrektionsvärden med avseende på de tre inbördes ortogonala axlarna.

3. Bankorrigeringsanordning för en svetsrobot enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda flertal kännare utgöres av första och andra kännare; att den första kännaren detekterar svetsverktygsspetsfelet i riktningar A-A','B-B') både parallellt med och vinkelrätt mot svetsverktyget (3): och att den andra kännaren ÉPMÜÜÉÖÉ ÛUÅUTV _, v-Aflr-...p-I -fviun-»mhï avfiflw-arvvspvsaàfwflmfaaari/:s-l: a-:>~._'f_.»,¿,_.,,;- ,,;;~__ m, »w-waqwa-uíuçå-wunv-.y-fafia x-:fl lf »á-fii.. ^' n; a='-- 10 452 966 9 åetekterar svetsverktygsspetsfelet i två riktningar (C-C', D-D'), som var och en lutar med förbestämd vinkel i förhållande till svetsverktyget.

4. Bankorrigeringaanordning för eh svetsrobot enligt att leden (4) har två ledpartier, som leda: i inbördes ortogonala krav 1, k ä n n e t e c k n a d av riktningar.(9, 8) _

5. Bankorrígerihgsanordning för en svetsrobot enligt krav 4, k ä n n e t e c k'n a d av att svetsverktygetš (3) position är bestämd av vridläget för de-tva ledpar- tierna. iiPOOR" uuAuTv