JP2001105137A - Off-line teaching device for welding and method of manufacturing for large structure using the device - Google Patents
Off-line teaching device for welding and method of manufacturing for large structure using the deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットを用いて
大型構造物の溶接組立を行う場合に適用される溶接用オ
フライン教示装置および同装置を用いた大型構造物の製
造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a welding off-line teaching apparatus applied when welding and assembling a large structure using a robot, and a method for manufacturing a large structure using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、コンピュータの記憶装置または外
部記憶装置に、溶接用ロボット、その周辺装置、上記ロ
ボットに取り付けられる溶接トーチおよび上記ロボット
により溶接施工されるワークに関する情報をそれぞれ３
次元モデルとして格納し、それらを表示装置に表示させ
て上記ロボットおよび周辺装置について動作の教示なら
びにシミュレーションを行う技術が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, information relating to a welding robot, its peripheral devices, a welding torch attached to the robot, and a work to be welded by the robot are stored in a storage device of a computer or an external storage device.
2. Description of the Related Art There is known a technique of storing dimension models, displaying them on a display device, and teaching and simulating operations of the robot and peripheral devices.
【０００３】このようなロボットの教示方法は大別し
て、ロボットを用いて直接教示する方法と、オフライン
で教示する方法との２種類がある。[0003] The teaching methods of such a robot are roughly classified into two types: a method of teaching directly using a robot and a method of teaching offline.
【０００４】前者の直接教示する方法は、オペレータが
ロボットコントローラを操作することにより、実際にロ
ボットを動作させ、ワークにロボットアーム先端に設け
た溶接トーチなどのツールの位置合わせを行い、その位
置をコントローラに記憶させるものである。この方法で
は、オペレータの技量に依存するために、オペレータの
負担が大きい。In the former direct teaching method, an operator operates a robot controller to actually operate a robot, aligns a work with a tool such as a welding torch provided at the tip of a robot arm, and adjusts the position. This is stored in the controller. In this method, the burden on the operator is large because it depends on the skill of the operator.
【０００５】後者のオフラインで教示する方法は、上記
教示方法をコンピュータの３次元モデル表示上で行うも
のである。この方法では、オペレータは、コンピュータ
上のロボットモデルを操作し、教示点を作成する。教示
点の多い多層盛溶接では、オペレータの負担は大きい。
また、ワークのモデル作成には、設計時のデータが用い
られる。この場合、ワークの溶接中の変形を考慮しない
ために、実際にロボットによりオフライン教示データを
再生した場合、オペレータの意図に沿わない動作となる
ことがある。In the latter method of teaching offline, the above teaching method is performed on a three-dimensional model display of a computer. In this method, an operator operates a robot model on a computer to create teaching points. In multi-layer welding with many teaching points, the burden on the operator is large.
Further, data at the time of design is used for creating a model of a work. In this case, since the deformation of the workpiece during welding is not taken into account, when the offline teaching data is actually reproduced by the robot, the operation may not be performed according to the intention of the operator.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ロボットによる多層盛
溶接の教示では、教示位置が多いためにオペレータの負
担が大きい。また、従来のオフライン教示装置では、溶
接変形を考慮していないため、オフライン教示データを
ロボットで再生したときに教示位置とロボットの動作位
置とに誤差が生じる。In the teaching of multi-layer welding by a robot, since there are many teaching positions, the burden on the operator is large. Further, in the conventional offline teaching device, since welding deformation is not taken into account, when the offline teaching data is reproduced by the robot, an error occurs between the teaching position and the operating position of the robot.
【０００７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、オペレータの負担が小さく、かつ
ロボット動作を的確に行うことができる溶接用オフライ
ン教示装置を提供することにある。The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an offline teaching device for welding that can reduce the burden on an operator and accurately perform a robot operation.
【０００８】また、本発明の他の目的は、上記の装置を
用いて安定した溶接作業を行うことができる大型構造物
の製造方法を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a large-sized structure capable of performing a stable welding operation using the above-described apparatus.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明では、コンピュータの記憶装置ま
たは外部記憶装置に、溶接用ロボット、その周辺装置、
上記ロボットに取り付けられる溶接トーチおよび上記ロ
ボットにより溶接施工されるワークに関する情報をそれ
ぞれ３次元モデルとして格納し、それらを表示装置に表
示させて上記ロボットおよび周辺装置について動作の教
示ならびにシミュレーションを可能とした溶接用ロボッ
トのオフライン教示装置において、上記コンピュータ
は、上記ロボットにより行うべき多層盛溶接のパスを生
成する手段として、各パスに設定された溶接条件に基づ
いて溶接部位に積層される溶着金属部の断面形状を算出
する断面形状算出手段と、この断面形状算出手段によっ
て得られた結果を基に次のパスの位置を生成する次パス
位置生成手段とを備えたことを特徴とする溶接用オフラ
イン教示装置を提供する。In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a welding robot, its peripheral devices,
Information on the welding torch attached to the robot and the work to be welded by the robot is stored as a three-dimensional model, respectively, and displayed on a display device to enable teaching and simulation of the operation of the robot and peripheral devices. In the offline teaching device for a welding robot, the computer is configured to generate a multi-pass welding path to be performed by the robot, as a means for generating a weld metal portion to be stacked on a welding site based on welding conditions set for each pass. Off-line teaching for welding, comprising: a cross-sectional shape calculating means for calculating a cross-sectional shape; and a next pass position generating means for generating a position of a next pass based on a result obtained by the cross-sectional shape calculating means. Provide equipment.
【００１０】請求項２の発明では、コンピュータの記憶
装置または外部記憶装置に、溶接用ロボット、その周辺
装置、上記ロボットに取り付けられる溶接トーチおよび
上記ロボットにより溶接施工されるワークに関する情報
をそれぞれ３次元モデルとして格納し、それらを表示装
置に表示させて上記ロボットおよび周辺装置について動
作の教示ならびにシミュレーションを可能とした溶接用
ロボットのオフライン教示装置において、上記コンピュ
ータは、上記ロボットにより行うべき多層盛バタリング
溶接のパスを生成する手段として、溶接パスの間隔が任
意の距離になるようにワーク表面に教示転を生成する教
示点生成手段と、教示転でのワーク表面が任意の角度に
なるように上記ワークを搭載したポジショナーの各動作
軸位置を算出する動作軸位置算出手段とを備えたことを
特徴とする溶接用オフライン教示装置を提供する。According to the second aspect of the present invention, information on a welding robot, peripheral devices thereof, a welding torch attached to the robot, and a work to be welded by the robot are three-dimensionally stored in a storage device or an external storage device of the computer. In the off-line teaching device of a welding robot, which stores the models as models, displays them on a display device, and teaches and simulates the operation of the robot and peripheral devices, the computer includes a multi-layer buttering welding to be performed by the robot. Teaching point generating means for generating a teaching roll on the work surface so that the interval between the welding paths is an arbitrary distance; and the above-mentioned work so that the work surface at the teaching roll is at an arbitrary angle. Calculate the position of each motion axis of the positioner equipped with To provide offline teaching apparatus for welding, characterized in that it includes a work shaft position calculating means.
【００１１】請求項３の発明では、コンピュータの記憶
装置または外部記憶装置に、溶接用ロボット、その周辺
装置、上記ロボットに取り付けられる溶接トーチおよび
上記ロボットにより溶接施工されるワークに関する情報
をそれぞれ３次元モデルとして格納し、それらを表示装
置に表示させて上記ロボットおよび周辺装置について動
作の教示ならびにシミュレーションを可能とした溶接用
ロボットのオフライン教示装置において、上記コンピュ
ータは、教示された溶接パスに設定された溶接条件に基
づき、上記ワークの溶接変形量を算出する溶接変形量算
出手段と、この溶接変形量算出手段により得られた変形
量を基に上記ワークの３次元モデルの形状を変更する形
状変更手段とを備えたことを特徴とする溶接用オフライ
ン教示装置を提供する。According to the third aspect of the present invention, information on a welding robot, peripheral devices thereof, a welding torch attached to the robot, and a work to be welded by the robot are three-dimensionally stored in a storage device or an external storage device of the computer. In the off-line teaching device of a welding robot, which stores the models as models, displays them on a display device, and teaches and simulates the operations of the robot and the peripheral devices, the computer is set to the taught welding path. Welding deformation amount calculating means for calculating the welding deformation amount of the work based on the welding conditions; and shape changing means for changing the shape of the three-dimensional model of the work based on the deformation amount obtained by the welding deformation amount calculating means. And providing an offline teaching device for welding characterized by comprising: That.
【００１２】請求項４の発明では、請求項３に記載の溶
接用オフライン教示装置において、多層盛溶接のパスを
生成する手段は、各パスの溶接による変形量に基づいて
次のパスの位置を生成する次パス位置生成手段を備えた
ことを特徴とする溶接用オフライン教示装置を提供す
る。According to a fourth aspect of the present invention, in the welding off-line teaching apparatus according to the third aspect, the means for generating the paths for the multi-pass welding includes determining the position of the next pass based on the amount of deformation of each pass by welding. An offline teaching device for welding is provided, comprising a next pass position generating means for generating.
【００１３】請求項５の発明では、３次元曲面で構成さ
れる複数の部材を溶接により組立てて大型構造物を製造
する方法において、上記部材の少なくとも１つに、開先
を機械加工するための基準面となる平面を有する複数の
突起を設ける一方、上記各部材の溶接施工するために、
請求項１から４までのいずれかに記載の溶接用オフライ
ン教示装置で作られたロボット用教示データに、上記突
起を検出する動作命令を付加しておき、上記教示データ
をロボットで再生する際に、上記突起の３平面をセンサ
によって検出して教示データを修正し、この修正した教
示データに基づいて溶接施工を行うことを特徴とする大
型構造物の製造方法を提供する。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a large-scale structure by assembling a plurality of members formed of a three-dimensional curved surface by welding, wherein at least one of the members is formed by machining a groove. While providing a plurality of projections having a plane serving as a reference surface, while performing welding of the above members,
An operation instruction for detecting the protrusion is added to teaching data for a robot created by the offline teaching device for welding according to any one of claims 1 to 4, and the teaching data is reproduced by the robot. The present invention also provides a method for manufacturing a large-sized structure, characterized in that the teaching data is corrected by detecting three planes of the projections by a sensor, and welding is performed based on the corrected teaching data.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１５】図１は、オフライン教示装置の基本構成を
示している。このオフライン教示装置は、キーボード１
１、マウス１２、コンピュータ１３、ディスプレイ１
４、外部記憶装置１５を備えている。このオフライン教
示装置では、キーボード１１またはマウス１２を用いて
入力を行い、入力されたロボットや周辺装置、あるいは
ロボットに取り付けられた溶接トーチ、さらにロボット
により溶接施工されるワーク等を、ディスプレイ１４に
形状モデルとして表示する。FIG. 1 shows the basic configuration of an offline teaching device. This offline teaching device uses a keyboard 1
1, mouse 12, computer 13, display 1
4. An external storage device 15 is provided. In this offline teaching device, an input is performed using a keyboard 11 or a mouse 12, and the input robot or peripheral device, a welding torch attached to the robot, and a workpiece to be welded by the robot are formed on a display 14. Display as a model.
【００１６】次に、オペレータがディスプレイ１４に表
示されたロボットまたはロボットのエンドエフェクタの
モデルの位置および姿勢を教示することにより、コンピ
ュータ１３でロボット座標軸の教示データを作成し、外
部記憶装置１５に出力する。Next, the operator teaches the position and orientation of the robot or the end effector model of the robot displayed on the display 14 so that the computer 13 creates teaching data of the robot coordinate axes and outputs the teaching data to the external storage device 15. I do.
【００１７】コンピュータ１３は、ロボットにより行う
べき多層盛溶接のパスを生成する手段として、各パスに
設定された溶接条件に基づいて溶接部位に積層される溶
着金属部の断面形状を算出する断面形状算出手段と、こ
の断面形状算出手段によって得られた結果を基に次のパ
スの位置を生成する次パス位置生成手段とを備える。The computer 13 calculates a cross-sectional shape of a welded metal portion to be laminated on a welding portion based on welding conditions set for each pass, as means for generating multi-pass welding to be performed by the robot. A calculating section; and a next path position generating section configured to generate a position of a next path based on a result obtained by the section shape calculating section.
【００１８】図２は、このような装置を使用して、教示
点の自動生成を行う場合の手順を示すフローチャートで
ある。FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for automatically generating a teaching point using such a device.
【００１９】まず、前述したキーボード１１やマウス１
２を用いて、ワーク形状および多層盛溶接の各パスの溶
接条件を入力する（Ｓ１０１）。これにより、入力した
情報に基づいて、多層盛の第１層目の溶接パスが生成さ
れる（Ｓ１０２）。生成されたパス数は、判断手段によ
って設定パス数に達しているか否か判定され、達してい
ない場合（ＮＯ）には、次のステップへ進み、溶接パス
の溶接条件から溶接部の溶着金属量が計算される（Ｓ１
０４）。次いで、溶接部に溶着した金属の形状が算出さ
れ（Ｓ１０５）、これに基づき次層の溶接パスが生成さ
れる（Ｓ１０６）。このようにして、多層盛溶接のパス
数の回数だけ、ステップ（Ｓ１０３）からステップ（Ｓ
１０６）が繰り返され、所定パス数に達したら（Ｓ１０
３：ＹＥＳ）、終了となる。First, the keyboard 11 and the mouse 1 described above are used.
2, the workpiece shape and the welding conditions for each pass of multi-pass welding are input (S101). Thereby, a welding pass of the first layer of the multi-layered pile is generated based on the input information (S102). The generated number of passes is judged by the judging means whether or not the set number of passes has been reached. If the number of passes has not been reached (NO), the process proceeds to the next step, and the amount of deposited metal in the weld zone is determined from the welding conditions of the welding pass. Is calculated (S1
04). Next, the shape of the metal deposited on the weld is calculated (S105), and a welding pass for the next layer is generated based on the calculated shape (S106). In this manner, the steps (S103) to (S103) are performed by the number of times of the multi-pass welding.
106) is repeated, and when a predetermined number of passes is reached (S10)
3: YES), the process ends.
【００２０】ステップ（Ｓ１０４）における溶着金属量
の算出方法について説明する。ＧＴＡＷの場合、溶接ト
ーチから供給されるワイヤは溶接中に消滅することがな
いものと仮定する。このとき、単位時間内に供給される
ワイヤ量Ｖｗは、ワイヤ径ｄ、溶接速度Ｖｔ、ワイヤ供
給速度Ｖｆ、を用いて、The method for calculating the amount of deposited metal in step (S104) will be described. In the case of GTAW, it is assumed that the wire supplied from the welding torch does not disappear during welding. At this time, the wire amount Vw supplied in a unit time is calculated using the wire diameter d, the welding speed Vt, and the wire supply speed Vf.
【数１】Ｖｗ＝π×（ｄ／２）２×Ｖｆ×Ｖｔ となる。Vw = π × (d / 2) 2 × Vf × Vt
【００２１】次に、ステップ（Ｓ１０５）の溶着金属の
形状の算出方法について説明する。Next, the method of calculating the shape of the deposited metal in step (S105) will be described.
【００２２】時刻ｔ（０≦ｔ≦Ｔ）における溶着金属の
断面積Ｓ（ｔ）とする溶着金属量は、At time t (0 ≦ t ≦ T), the amount of the deposited metal as the cross-sectional area S (t) of the deposited metal is:
【数２】Ｖｗ＝∫Ｓ（ｔ）ｄｔ であり、Ｓ（ｔ）が一定値Ｓであるとすると、上式から
Ｓが求まる。## EQU2 ## If Vw = （S (t) dt and S (t) is a constant value S, S can be obtained from the above equation.
【００２３】[0023]
【数３】 (Equation 3)
【００２４】図３（Ａ），（Ｂ）は、図２に示した溶接
パスの生成方法における溶着金属の形成の算出に関する
説明図である。FIGS. 3A and 3B are explanatory diagrams relating to the calculation of the formation of the deposited metal in the method of generating a welding path shown in FIG.
【００２５】この図３（Ａ）に示すように、時刻ｔにお
ける開先角度θ（ｔ）、トーチ姿勢θ１（ｔ）およびθ
２（ｔ）＝θ（ｔ）−θ１（ｔ）とし、ビード表面はト
ーチ方向に対して垂直になるものとすると、ビード高さ
Ｈは、As shown in FIG. 3A, the groove angle θ (t), the torch attitude θ 1 (t), and θ at time t
2 (t) = θ (t) −θ 1 (t), and assuming that the bead surface is perpendicular to the torch direction, the bead height H is
【数４】 より(Equation 4) Than
【数５】 となる。(Equation 5) Becomes
【００２６】また、図３（Ｂ）に示すように、ｎ層目
（ｎ≧２）のビ−ド高さＨｎは、ｎ層目の溶接時のトー
チ姿勢をθ１（ｔ）、θ２（ｔ）、（ｎ−１）層目のビ
−ド高さＨｎ−１、トーチ姿勢をθ１′（ｔ）、θ２′
（ｔ）を用いて表すと、単位時間当たりの断面積Ｓは次
式で表される。Further, as shown in FIG. 3 (B), bi the n-th layer (n ≧ 2) - De height H n is a torch posture of the welding of the n-th layer θ 1 (t), θ 2 (t), the bead height H n-1 of the (n-1) th layer and the torch posture are θ 1 ′ (t), θ 2 ′
When expressed using (t), the cross-sectional area S per unit time is expressed by the following equation.
【００２７】[0027]
【数６】 これから、ビード高さＨｎは、(Equation 6) From now on, the bead height Hn
【数７】 となる。(Equation 7) Becomes
【００２８】図４は、図３に示した溶接パスの生成方法
における教示位置の算出方法の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a method of calculating a teaching position in the method of generating a welding path shown in FIG.
【００２９】この図４に示すように、ｎ層目の溶接パス
を算出する場合には、トーチ姿勢θ、トーチ姿勢方向の
ビード高さＨ、（ｎ−１）層目のビード高さＨ′、トー
チ姿勢θ′、チップ−母材間距離ｈとすると、As shown in FIG. 4, when calculating the welding path of the nth layer, the torch posture θ, the bead height H in the torch posture direction, and the bead height H ′ of the (n−1) th layer , The torch attitude θ ′, and the tip-base metal distance h,
【数８】 となる。(Equation 8) Becomes
【００３０】以上のように、本実施形態によれば、多層
盛溶接の各パスの教示点をコンピュータにより算出する
ことができ、オペレータの負担を解消するとともに、教
示データの作成時間を短縮することができる。As described above, according to the present embodiment, the teaching point of each pass of the multi-pass welding can be calculated by the computer, thereby reducing the burden on the operator and shortening the time for creating the teaching data. Can be.
【００３１】図５は、本発明の他の実施形態として、多
層盛バタリング溶接のための教示点の自動生成の方法に
ついて示している。FIG. 5 shows, as another embodiment of the present invention, a method of automatically generating teaching points for multi-layer buttering welding.
【００３２】この例では、多層盛バタリング溶接のパス
を生成する場合に、溶接パスの間隔が任意の距離になる
ように、ワーク表面に教示点を生成する教示点生成手段
と、教示点でのワーク表面が任意の角度になるように上
記ワークを搭載したポジショナーの各動作軸位置を算出
する動作軸位置算出手段とを備える。In this example, a teaching point generating means for generating a teaching point on a work surface so that an interval between welding paths is an arbitrary distance when a path for multi-layer buttering welding is generated, Operating axis position calculating means for calculating each operating axis position of the positioner on which the work is mounted so that the surface of the work is at an arbitrary angle.
【００３３】この場合は、溶接条件として、多層盛バタ
リング溶接のビード間隔ｄを入力し、開先の頂点（中心
点）Ｏから半径ｄの円を描く。このとき、溶接面との交
点に教示点Ｐ１を生成する。次いでＰ１を中心とする半
径ｄの円を描き、溶接面との交点に教示点Ｐ２を生成す
る。同様に生成した教示点を中心とする半径ｄの円を描
き、溶接面との交点に教示点を生成する。In this case, a bead interval d of the multi-layer buttering welding is input as a welding condition, and a circle having a radius d from the vertex (center point) O of the groove is drawn. At this time, a teaching point P1 is generated at the intersection with the welding surface. Next, a circle having a radius d centered on P1 is drawn, and a teaching point P2 is generated at an intersection with the welding surface. Similarly, a circle having a radius d centered on the generated teaching point is drawn, and a teaching point is generated at the intersection with the welding surface.
【００３４】本実施形態によれば、多層盛バタリング溶
接に適用する場合の各パスの教示点をコンピュータを用
いて算出することにより、オペレータの負担を解消する
とともに教示データの作成時間を短縮することができ
る。According to the present embodiment, the teaching point of each pass in the case of application to multi-layered buttering welding is calculated using a computer, so that the burden on the operator is eliminated and the time for creating the teaching data is shortened. Can be.
【００３５】なお、本発明では別の実施形態として、溶
接変形を考慮したオフライン教示データの生成が可能で
ある。In another embodiment of the present invention, off-line teaching data can be generated in consideration of welding deformation.
【００３６】即ち、コンピュータは、教示された溶接パ
スに設定された溶接条件に基づき、上記ワークの溶接変
形量を算出する溶接変形量算出手段と、この溶接変形量
算出手段により得られた変形量を基に上記ワークの３次
元モデルの形状を変更する形状変更手段とを備えるもの
とする。That is, the computer is configured to calculate a welding deformation amount of the workpiece based on the welding conditions set for the taught welding path, and a deformation amount obtained by the welding deformation amount calculating means. And a shape changing means for changing the shape of the three-dimensional model of the work based on the above.
【００３７】この場合には、まず与えられた溶接条件か
ら、溶接による入熱量を算出する。この熱量に基づい
て、溶接されるワークの温度分布を算出する。次いで、
ワークの温度分布に基づいて熱弾塑性応力解析すること
によりワーク形状の変形をシミュレートし、ワークの３
次元モデルを変更する。この後は、上記実施形態と同様
の手段によってオフライン教示する。In this case, first, the heat input by welding is calculated from the given welding conditions. The temperature distribution of the workpiece to be welded is calculated based on the heat quantity. Then
Deformation of the shape of the work is simulated by performing a thermal elasto-plastic stress analysis based on the temperature distribution of the work.
Change the dimensional model. Thereafter, offline teaching is performed by means similar to the above embodiment.
【００３８】このような手段によっても、溶接変形を計
算によって予測することにより、溶接変形を考慮した教
示データを作成することができる。By such means as well, by predicting the welding deformation by calculation, it is possible to create teaching data in consideration of the welding deformation.
【００３９】図６は、本発明のさらに別の実施形態とし
て、オフライン教示データを用いた大型構造物の製造方
法について示している。FIG. 6 shows a method of manufacturing a large structure using off-line teaching data as still another embodiment of the present invention.
【００４０】この第６図において、大型構造物である溶
接水車ランナのベーン６１に、開先部分６２を機械加工
するための基準面となる３平面を有する突起６３を取り
付ける。開先部分６２の加工に用いられるＮＣ加工機の
性能により、ベーン６１の開先部分６２と突起６３の３
平面の位置関係は定量的に保証される。In FIG. 6, a projection 63 having three flat surfaces serving as a reference surface for machining a groove portion 62 is attached to a vane 61 of a welding turbine runner which is a large structure. Depending on the performance of the NC machine used for machining the groove 62, the groove 62 of the vane 61 and the protrusion 63
The positional relationship between the planes is quantitatively guaranteed.
【００４１】オフライン教示装置においては、突起６３
を有するワークの３次元モデルを用いてオフライン教示
データを作成する際に、この突起６３にセンシングする
動作命令を付加する。そして、作成したオフライン教示
データをロボットで再生する場合に、突起６３の３平面
をセンサによって検出し、検出された誤差量を基に、オ
フライン教示データを修正して施工する。In the offline teaching device, the projection 63
When creating off-line teaching data using a three-dimensional model of a workpiece having the following, an operation command for sensing is added to the projection 63. Then, when the created offline teaching data is reproduced by the robot, the three planes of the protrusion 63 are detected by the sensor, and the offline teaching data is corrected and executed based on the detected error amount.
【００４２】以上の製造方法によれば、従来のオフライ
ン教示データによる施工よりも、ロボットアーム先端に
取り付けられた溶接トーチなどのツールの位置が正確で
あり、安定した溶接作業が可能となる。According to the manufacturing method described above, the position of a tool such as a welding torch attached to the tip of the robot arm is more accurate than in the conventional off-line teaching data, and a stable welding operation can be performed.
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、与えら
れた溶接対象の形状および溶接条件から、ロボットによ
る多層盛溶接の教示データを自動生成することができ
る。また、与えられた溶接条件から溶接による対象の変
形量を予測し、教示データを修正することにより、位置
精度の高い教示データが作成できる。さらに、作成した
データをロボットで再生する場合には、溶接箇所の開先
加工の基準面を有する突起に対してセンサにより誤差量
を検出することにより、正確なロボットの動作を実現で
きると共に、安定した溶接作業が行える。As described above, according to the present invention, it is possible to automatically generate teaching data of multi-layer welding by a robot from given shapes of welding objects and welding conditions. In addition, by estimating the amount of deformation of an object due to welding from given welding conditions and correcting the teaching data, teaching data with high positional accuracy can be created. Furthermore, when the created data is played back by a robot, an accurate amount of robot operation can be realized by detecting an error amount with a sensor for a protrusion having a reference surface for groove preparation of a welding portion, and achieving stable operation. Welding work can be performed.
【００４４】また、本発明によれば、オフライン教示デ
ータと実機の間に存在する誤差量を正確に検出し、オフ
ライン教示データを修正することにより、ロボットの動
作位置の精度の向上と共に、安定した溶接施工を実現で
き、大型構造物の製造が好適に行える。Further, according to the present invention, by accurately detecting the error amount existing between the offline teaching data and the actual machine and correcting the offline teaching data, the accuracy of the operation position of the robot can be improved and the stability can be improved. Welding work can be realized, and the manufacture of large structures can be suitably performed.
【図１】本発明の一実施形態を示すもので、ロボットの
オフライン教示装置の構成図。FIG. 1, showing an embodiment of the present invention, is a configuration diagram of an offline teaching device of a robot.
【図２】図１に示Ｄたオフライン教示システムによっ
て、多層盛溶接のパスを生成する場合の手順を示すフロ
ーチャート。FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for generating a multipass welding pass by the offline teaching system shown in FIG. 1;
【図３】（Ａ），（Ｂ）は、図２に示した溶接パスの生
成方法における溶着金属の形状の算出に関する説明図。3A and 3B are explanatory diagrams relating to calculation of a shape of a deposited metal in the method of generating a welding path illustrated in FIG. 2;
【図４】図３に示した溶接パスの生成方法における教示
位置の算出方法の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of a method of calculating a teaching position in the method of generating a welding path shown in FIG. 3;
【図５】本発明の他の実施形態を示すもので、多層盛バ
タリング溶接における教示点の算出方法の説明図。FIG. 5 illustrates another embodiment of the present invention and is an explanatory view of a method for calculating a teaching point in multi-layer buttering welding.
【図６】本発明に係る大型構造物の製造方法の実施形態
を示す図。FIG. 6 is a diagram showing an embodiment of a method for manufacturing a large structure according to the present invention.
１１ キーボード １２ マウス １３ コンピュータ １４ ディスプレイ １５ 外部記憶装置 11 keyboard 12 mouse 13 computer 14 display 15 external storage device
Claims (5)
装置に、溶接用ロボット、その周辺装置、上記ロボット
に取り付けられる溶接トーチおよび上記ロボットにより
溶接施工されるワークに関する情報をそれぞれ３次元モ
デルとして格納し、それらを表示装置に表示させて上記
ロボットおよび周辺装置について動作の教示ならびにシ
ミュレーションを可能とした溶接用ロボットのオフライ
ン教示装置において、上記コンピュータは、上記ロボッ
トにより行うべき多層盛溶接のパスを生成する手段とし
て、各パスに設定された溶接条件に基づいて溶接部位に
積層される溶着金属部の断面形状を算出する断面形状算
出手段と、この断面形状算出手段によって得られた結果
を基に次のパスの位置を生成する次パス位置生成手段と
を備えたことを特徴とする溶接用オフライン教示装置。1. A storage device of a computer or an external storage device stores, as a three-dimensional model, information on a welding robot, peripheral devices thereof, a welding torch attached to the robot, and information on a work to be welded by the robot. In a welding robot off-line teaching device which displays them on a display device and enables teaching and simulation of the operation of the robot and peripheral devices, the computer generates a multi-pass welding pass to be performed by the robot. A cross-sectional shape calculating means for calculating a cross-sectional shape of a welded metal portion to be laminated on a welding portion based on welding conditions set in each pass; and a next pass based on a result obtained by the cross-sectional shape calculating means. Next path position generating means for generating the position of Offline teaching device for welding.
装置に、溶接用ロボット、その周辺装置、上記ロボット
に取り付けられる溶接トーチおよび上記ロボットにより
溶接施工されるワークに関する情報をそれぞれ３次元モ
デルとして格納し、それらを表示装置に表示させて上記
ロボットおよび周辺装置について動作の教示ならびにシ
ミュレーションを可能とした溶接用ロボットのオフライ
ン教示装置において、上記コンピュータは、上記ロボッ
トにより行うべき多層盛バタリング溶接のパスを生成す
る手段として、溶接パスの間隔が任意の距離になるよう
にワーク表面に教示転を生成する教示点生成手段と、教
示転でのワーク表面が任意の角度になるように上記ワー
クを搭載したポジショナーの各動作軸位置を算出する動
作軸位置算出手段とを備えたことを特徴とする溶接用オ
フライン教示装置。2. A storage device of a computer or an external storage device stores, as a three-dimensional model, information on a welding robot, peripheral devices thereof, a welding torch attached to the robot, and a work to be welded by the robot, respectively. In the off-line teaching device for a welding robot, which displays them on a display device to enable the teaching and simulation of the operation of the robot and peripheral devices, the computer generates a multi-layer buttering welding pass to be performed by the robot. As means, a teaching point generating means for generating a teaching roll on the work surface so that the interval of the welding path is an arbitrary distance, and a positioner mounted with the work so that the work surface at the teaching roll has an arbitrary angle. Operating axis position calculating means for calculating each operating axis position; An offline teaching device for welding, comprising:
装置に、溶接用ロボット、その周辺装置、上記ロボット
に取り付けられる溶接トーチおよび上記ロボットにより
溶接施工されるワークに関する情報をそれぞれ３次元モ
デルとして格納し、それらを表示装置に表示させて上記
ロボットおよび周辺装置について動作の教示ならびにシ
ミュレーションを可能とした溶接用ロボットのオフライ
ン教示装置において、上記コンピュータは、教示された
溶接パスに設定された溶接条件に基づき、上記ワークの
溶接変形量を算出する溶接変形量算出手段と、この溶接
変形量算出手段により得られた変形量を基に上記ワーク
の３次元モデルの形状を変更する形状変更手段とを備え
たことを特徴とする溶接用オフライン教示装置。3. A storage device of a computer or an external storage device stores, as a three-dimensional model, information on a welding robot, peripheral devices thereof, a welding torch attached to the robot, and information on a work to be welded by the robot. In the off-line teaching device of the welding robot that allows them to be displayed on a display device to teach and simulate the operation of the robot and peripheral devices, the computer is based on welding conditions set in the taught welding path, A welding deformation amount calculating means for calculating the welding deformation amount of the work; and a shape changing means for changing a shape of the three-dimensional model of the work based on the deformation amount obtained by the welding deformation amount calculating means. An offline teaching device for welding characterized by the following.
装置において、多層盛溶接のパスを生成する手段は、各
パスの溶接による変形量に基づいて次のパスの位置を生
成する次パス位置生成手段を備えたことを特徴とする溶
接用オフライン教示装置。4. The off-line teaching device for welding according to claim 3, wherein the means for generating paths for multi-pass welding includes generating a next pass position based on a deformation amount of each pass by welding. An off-line teaching device for welding, comprising a generation unit.
接により組立てて大型構造物を製造する方法において、
上記部材の少なくとも１つに、開先を機械加工するため
の基準面となる平面を有する複数の突起を設ける一方、
上記各部材の溶接施工するために、請求項１から４まで
のいずれかに記載の溶接用オフライン教示装置で作られ
たロボット用教示データに、上記突起を検出する動作命
令を付加しておき、上記教示データをロボットで再生す
る際に、上記突起の３平面をセンサによって検出して教
示データを修正し、この修正した教示データに基づいて
溶接施工を行うことを特徴とする大型構造物の製造方
法。5. A method for manufacturing a large structure by assembling a plurality of members constituted by three-dimensional curved surfaces by welding.
At least one of the above members is provided with a plurality of protrusions having a plane serving as a reference surface for machining a groove,
In order to perform welding of the respective members, an operation command for detecting the protrusion is added to teaching data for a robot created by the offline teaching device for welding according to any one of claims 1 to 4, When reproducing the teaching data with a robot, the three planes of the protrusion are detected by a sensor to correct the teaching data, and welding is performed based on the corrected teaching data. Method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28192599A JP2001105137A (en) | 1999-10-01 | 1999-10-01 | Off-line teaching device for welding and method of manufacturing for large structure using the device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28192599A JP2001105137A (en) | 1999-10-01 | 1999-10-01 | Off-line teaching device for welding and method of manufacturing for large structure using the device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001105137A true JP2001105137A (en) | 2001-04-17 |
Family
ID=17645866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28192599A Pending JP2001105137A (en) | 1999-10-01 | 1999-10-01 | Off-line teaching device for welding and method of manufacturing for large structure using the device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001105137A (en) |
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-
1999
- 1999-10-01 JP JP28192599A patent/JP2001105137A/en active Pending
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