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JPH0818130B2 - ウィービング溶接制御方法 - Google Patents

ウィービング溶接制御方法

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JPH0818130B2
JPH0818130B2 JP63027648A JP2764888A JPH0818130B2 JP H0818130 B2 JPH0818130 B2 JP H0818130B2 JP 63027648 A JP63027648 A JP 63027648A JP 2764888 A JP2764888 A JP 2764888A JP H0818130 B2 JPH0818130 B2 JP H0818130B2
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weaving
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welding line
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FANUC Corp
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    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/24Features related to electrodes
    • B23K9/28Supporting devices for electrodes
    • B23K9/30Vibrating holders for electrodes
    • 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
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、溶接ロボットにおけるウィービング溶接制
御方法に関する。
従来の技術 消耗電極式アーク溶接においては、溶接トーチをワー
ク開先内で溶接の進行方向に対し、直角方向(または任
意の方向)に溶接トーチを振りながら溶接を行うウィー
ビング溶接がある。
このウィービング溶接の場合、ウィービングのために
溶接トーチを振ったとき、溶接トーチの先端軌跡の面
(以下、この面をウィービングの振り面という)を決め
る必要がある。従来、溶接線(直線)の始点と終点以外
にさらにもう1点教示し、これら3点を通る面をウィー
ビングの振り面として教示する方法やウィービングの振
り面と溶接線のなす角度を指定してウィービングの振り
面を教示する方法がとられている。
発明が解決しようとする課題 溶接線の始点,終点以外にさらにもう1点教示し、こ
の3点を通る面をウィービングの振り面として教示する
方法は、ウィービングの振り面教示のために余分に1点
教示する必要があり、この1点の教示が面倒である。ま
た、ウィービングの振り面と溶接線のなす角度を指定す
る方法も、その角度の指定が面倒であるという問題点を
有する。
直線や円弧の組合せからなる溶接線を連続的にウィー
ビング溶接する場合、例えば、2つの直線区間からなる
折れ線の溶接を行う場合、始点と中間点と終点の3点以
外に、始点と中間点間の区間のウィービングの振り面を
教示するための1点または角度、中間点と終点間の区間
のウィービングの振り面を教示するための1点または角
度を教示しなければならず、非常に面倒である。
また、従来の方法だと、直線や円弧の組み合わせから
なる連続した溶接線をアークセンサを用いて溶接線のず
れを補正しながら連続的にウィービング溶接を行うこと
ができない。それは、円弧や直線の区間のウィービング
の振り面を予め教示しているため、溶接しようとするワ
ークがずれて溶接線がずれてもウィービングの振り面は
変らず、その結果、正確な溶接ができないという欠点が
あった。
そこで、本発明の目的は、ウィービングの教示を簡単
化すると共に、直線や円弧の組合せのような溶接線に対
してもアークセンサを用いて溶接線を補正しながら連続
的にウィービング溶接できるウィービング溶接制御方法
を提供することにある。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、本発明のウィービング溶
接制御方法は、教示された最初の区間は教示溶接線と溶
接トーチ姿勢より、上記溶接線に略垂直に、かつ、溶接
トーチ軸に略垂直になるウィービングの振り面を溶接線
に沿って求める。そして、溶接線のずれを補正しながら
ウィービングの振り面に沿ってウィービング溶接を行う
と共に、アークセンサによって求め補正した補正量を積
算する。区間の終点では次の区間の教示された始点と終
点を上記積算された補正量で補正して溶接線を求めて教
示溶接線として、上述したウィービングの振り面を溶接
線に沿って求め、溶接線のずれを補正しながらウィービ
ングの振り面に沿ってウィービング溶接を行う。これを
繰返すことによって教示された溶接線の各区間(直線、
円弧)を連続的にウィービング溶接を行う。上記ウィー
ビングの振り面を求める方法は、例えば溶接線に垂直な
面と溶接トーチ軸に垂直な面の交差する線を溶接線に沿
って移動させることによって求める。
作用 第1図は、本発明のウィービング制御方法の原理,作
用説明図である。図中、1は溶接線、2は溶接トーチの
軸線を示している。
まず、溶接の開始点及び終点が教示され溶接線1が教
示され、かつ、溶接線1に対し溶接トーチが位置づけら
れることにより、該溶接トーチの先端を通り、溶接線と
直交する平面3が求められる。また、溶接トーチの軸線
2に垂直な平面4が求められ、これら2つの平面3,4の
交差する線5は、溶接線1と垂直で、溶接トーチの軸線
2と垂直な線である。その結果、該線5に概略沿って指
定されたウィービング幅(A-B間)で溶接トーチを揺動
させながら溶接線に沿って移動させると、溶接線1に対
し一定所定関係を保持したウィービングの振り面6が形
成される。そこで、求められた上記ウィービングの振り
面6に沿って溶接トーチを揺動させながらウィービング
溶接を行えば、溶接線と溶接トーチは一定の所定関係位
置に保持されて、正確なウィービング溶接ができる。
直線や円弧の区間からなる組合せの連続した溶接線に
おいて、アークセンサを用いてセンシングしながら、溶
接線を補正して溶接し、各区間の溶接開始時に、前区間
まで補正してきた総補正量によって当該区間の始点,終
点を補正し、補正された溶接線を求め、この溶接線に対
するウィービングの振り面6を求めてウィービング溶接
を行えば、アークセンサによって溶接線のずれを補正
し、かつ、連続する直線や円弧のウィービング溶接を連
続的に行うことができる。
実施例 第2図は、本発明のウィービング溶接方法を実施する
アーク溶接ロボットの要部ブロック図である。
図中、20は中央処理装置(以下、CPUという)21を含
む溶接ロボットの制御装置であり、該制御装置20はROM
からなるメモリ22,RAMからなるメモリ23,教示操作盤24,
CRT表示装置を有する操作盤25,軸制御器26,溶接機イン
ターフェイス28がバス29で接続されている。上記軸制御
器26は複数軸の軸制御を行う補間器を含み、ロボット機
構部の各軸のサーボモータを駆動制御するサーボ回路27
に接続されている。溶接機インターフェイス28はアーク
溶接電源コントローラ40に接続され、アーク溶接電源コ
ントローラ40はロボット機構部30の手首に取付けられた
溶接トーチ41等に接続されている。
メモリ22にはCPU21が実行すべき各種プログラムが格
納されている。メモリ23には教示操作盤24,操作盤25、
さらには図示しないテープリーダ等から入力された教示
データ,各種パラメータ等が格納される。教示操作盤24
はロボットの操作に必要な数値表示器ランプ及び操作ボ
タンを有する。操作盤25はCRT表示装置の外、テンキー
やファンクションキー等、各種キーを有し、外部から各
種データを入力するものである。
以上のような構成において、教示操作盤24等からウィ
ービング幅,溶接線等の溶接プログラムを教示しメモリ
23に格納した後、溶接を開始させると、教示プログラム
に従って溶接を行う。この場合、アークセンサを用いて
センシングしながらウィービング溶接を行うときの処理
のフローチャートを第3図に示す。
まず、CPU21は教示プログラムより1ブロックを読み
(ステップS1)、該ブロックで指令された溶接終点位置
と現在の溶接トーチ41の位置より溶接線を求め、該溶接
線と溶接トーチ41の姿勢よりウィービングの振り面を求
める。即ち、求められた溶接線に対し垂直(溶接線が円
弧であればこの円弧の接線に垂直)で、かつ、溶接トー
チ41の軸線に垂直な線を求め、この線が溶接線に対し、
溶接進行方向に平行移動したウィービングの振り面を求
める(ステップS2)。ウィービングの振り面に沿って設
定ウィービングの振幅で溶接トーチ41を揺動させなが
ら、溶接線方向に溶接トーチを移動させるよう軸制御器
26,サーボ回路27を介してロボット機構部30の各軸のサ
ーボモータを駆動し、かつ、溶接部インターフェイス28
を介してアーク溶接電源コントローラ40に溶接指令を出
力し、ウィービング溶接を開始させる(ステップS3)。
次に、溶接ロボットの制御装置21により溶接機インタ
ーフェイス28を介して読取った溶接電流値により、トー
チ位置の補正量を求め、この補正量分だけ溶接トーチ41
の進行経路を補正する。即ち、教示溶接線に対し、上記
補正量分を補正し、補正した溶接線に沿って溶接トーチ
41が進むように各軸のサーボモータを制御する。なお、
このアークセンシングによる径路の補正は従来と同様で
あるので、詳細は省略する。そして、上記補正した補正
量を記憶するレジスタRに加算する(ステップS4)。
次に、CPU21は当該ブロックで指令された目標点であ
る終点に達したか否か判断し(ステップS5)、目標点に
達していなければ、ステップS4の径路の補正とその補正
量を各々のレジスタRに加算する処理を繰り返す。そし
て、目標点に達すると次のブロックを読み(ステップS
6)、該ブロックでウィービング終了指令がされていれ
ばウィービング溶接を終了する。また、ウィービング終
了指令がされていなければ、該ブロックで指令された目
標位置と、前記ブロックで指令された目標位置、即ち、
当該ブロックでの始点に対し、上記各レジスタRに記憶
されている総補正量を補正し、補正した溶接線を求める
(ステップS8)。そして、ステップS2に戻し、補正され
た溶接線とトーチ姿勢よりウィービングの振り面を求め
て前述したステップS3以下の処理を行う。この処理をウ
ィービング終了指令が入力されるまで繰り返し行う。
第4図は、このアークセンシングによる補正を行いな
がら、折れ線の溶接線を溶接するときの説明図で、教示
溶接線が点P1から点P2、点P2から点P3であったとする。
このとき、ワーク等のずれによりこの溶接線がずれて実
際の溶接線が点P1′から点P2′、点P2′から点P3′とず
れたとする。そこで始めに、ここに記載しない別の手段
により補正量Δe0を補正し、教示溶接線に平行に溶接ト
ーチを進行させウィービング溶接を行う。その結果、ず
れが再び生じるので、次にアークセンサによってそのず
れを検出し補正量Δe1を補正し、実際の溶接線に溶接位
置を近づけ、教示溶接線と平行に溶接トーチを進行させ
ウィービング溶接を行う。以下同様に、アークセンシン
グによって検出した補正量Δe2,Δe3……を補正しなが
ら溶接トーチを移動させ、かつ、溶接線に沿ってウィー
ビング溶接を行う。その結果、溶接は実際の溶接線、即
ち点P1′と点P2′間の溶接線に対して行われることとな
る。また、点P2′まで溶接を終了し、当該ブロックの溶
接線に対し溶接が終了した時点では、補正量の総和ΔE
は ΔE=Δe0+Δe1+Δe2+……Δen となり、この補正量の総和ΔEは教示点P2と実際の位置
P2′のずれ量を示しており、教示点P2の位置にこの補正
量の総和ΔEを加算すれば実際の位置P2′が求められ
る。また、次のブロックの目標点(終点)である教示点
P3に対しても上記補正量の総和ΔEを加算し、補正され
た教示点P3″を求め、補正された溶接線(点P2′と点P
3″間)を求める。なお、ワーク即ち溶接線のずれが回
転を伴わない平行移動のずれの場合には、この補正され
た溶接線である点P2′,P3″間が実際の溶接線の点P2′,
P3′間となる。こうして求められた補正溶接線(点P
2′,点P3″間)と溶接トーチの姿勢よりウィービング
の振り面を求め、その振り面に沿って溶接トーチを振動
させながらウィービング溶接を行い、前述と同様、アー
クセンシングして補正し実際の溶接線の点P2′と点P3′
間を溶接する。
なお、上記実施例では、アークセンシングを行い、溶
接線を補正しながらウィービング溶接する例を示した
が、アークセンシングを行わない場合は、第3図のステ
ップS4,S8の処理は必要なく、各ブロックで教示された
溶接線に対しウィービングの振り面を求めて順次ウィー
ビング溶接を行えばよい。
発明の効果 以上述べたように、本発明は、アークセンサによって
教示溶接線と実際の溶接のずれを検出し教示溶接線の各
区間毎溶接線を補正し、この補正した溶接線に対して、
教示された溶接線と溶接トーチの姿勢より溶接線に略垂
直で溶接トーチ軸に略垂直になるようなウィービングの
振り面を自動的に求め、該ウィービング振り面に沿って
溶接トーチを揺動させてウィービング溶接を行うので、
振り面を教示するための余分な教示を必要とせず、ウィ
ービングの教示が簡単化できると共に、直線や円弧の組
合せからなる溶接線に対してもアークセンシングしなが
ら連続的にウィービング溶接ができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の原理,作用を説明する説明図,第2図
は本発明を実施する溶接ロボットの要部ブロック図、第
3図は同実施例が実施するウィービング溶接の一例のフ
ローチャート、第4図は本発明において、折れ線の溶接
線に対しアークセンシングしながらウィービング溶接す
る例の説明図である。 1……溶接線、2……溶接トーチの軸線、3……溶接線
に直交する平面、4……溶接トーチの軸線に直交する平
面、6……ウィービングの振り面、20……制御装置、A,
B……ウィービング振幅の両端点。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アーク溶接用ロボットを用いアークセンサ
    によって教示溶接線と実際の溶接線のずれを補正しなが
    らウィービング溶接を行うウィービング溶接制御方法に
    おいて、 (a)教示された最初の区間は教示溶接線と溶接トーチ
    姿勢より、上記溶接線に略垂直に、かつ、溶接トーチ軸
    に略垂直になるウィービングの振り面を溶接線に沿って
    求め、 (b)溶接線のずれを補正しながら上記ウィービングの
    振り面に沿ってウィービング溶接を行うと共に、アーク
    センサによって求め補正した補正量を積算し、 (c)区間の終点で次の区間の教示された始点と終点を
    上記積算された補正量で補正して溶接線を求めて、 (d)補正された溶接線を教示接線として、該溶接線と
    溶接トーチ姿勢より、該溶接線に略垂直に、かつ、溶接
    トーチ軸に略垂直になるウィービングの振り面を溶接線
    に沿って求め、 (e)上記工程(b)〜(d)を繰返し行うことにより
    教示された溶接線の各区間を連続的にウィービング溶接
    を行うことを特徴とするウィービング制御方法。
  2. 【請求項2】上記ウィービングの振り面は、溶接線に垂
    直な面と溶接トーチ軸に垂直な面の交差する線を溶接線
    に沿って移動させることによって求める請求項1記載の
    ウィービング制御方法。
  3. 【請求項3】教示溶接線がいくつかの直線,円弧の区間
    からなり、該溶接線を連続的にウィービング溶接するこ
    とを特徴とする請求項1又は2記載のウィービング制御
    方法。
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