JP2007229734A - 溶接ロボットシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】教示装置4は、ウィービング座標系上の複数点に関する3次元位置情報及びウィービング1周期の開始時刻を0として複数点の各々に溶接トーチ2が到達する時刻を入力する位置入力手段と、溶接電源7に対し、複数点における溶接条件を設定する溶接条件入力手段とを備え、ロボット制御装置5は、位置入力手段による入力に基づいてウィービング軌跡を演算するウィービング演算部と、溶接条件入力手段による入力に基づいて複数点の各々に溶接トーチ2が到達する時刻に同期して溶接電源7に対する溶接条件を指令する溶接条件指令部とを備える。
【選択図】図1
Description
また、他の従来技術として、ウィービング1周期分の時間を複数に分割して振幅割合をテーブルに登録しておくものがあった(例えば特許文献1参照)。
また、このウィービングに同期して操作者が溶接電源に対する溶接条件を変化させることができないという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、操作者が自由にウィービングパターンを定義し、そのウィービングパターンの任意の位置で溶接条件を変更することができるロボットシステムを提供することを目的とする。
請求項1に記載の溶接ロボットシステムは、手先部に溶接トーチを取り付けたロボットと、前記ロボットの動作を制御するロボット制御装置と、前記溶接トーチを通じて溶接電力を供給する溶接電源と、前記ロボット制御装置に接続され前記ロボットの動作を教示する教示装置とを備え、溶接進行方向を座標軸の1つとするウィービング座標系に関し、予め教示されたウィービング位置に基づいて前記溶接トーチをウィービングさせる溶接ロボットシステムにおいて、前記教示装置は、前記ウィービング座標系上の複数点に関する3次元位置情報及びウィービング1周期の開始時刻を0として前記複数点の各々に前記溶接トーチが到達する時刻を入力する位置入力手段と、前記溶接電源に対し、前記複数点における溶接条件を設定する溶接条件入力手段とを備え、前記ロボット制御装置は、前記位置入力手段による入力に基づいてウィービング軌跡を演算するウィービング演算部と、前記溶接条件入力手段による入力に基づいて前記複数点の各々に前記溶接トーチが到達する時刻に同期して前記溶接電源に対する溶接条件を指令する溶接条件指令部とを備えることを特徴とするものである。
図2は、本発明の溶接ロボットシステムによるウィービング動作の座標系について説明する斜視図である。溶接線方向をX軸とし、Y軸は溶接線の左右方向、Z軸は溶接トーチ2から送り出される溶接ワイヤの上下方向で、ロボット1の座標系のZ軸と平行であるとする。ロボット1により溶接トーチ2を図2中のXY平面上で動作させながら進行方向へ移動させることでウィービングパターンが実現される。
溶接電源7は、ロボット制御装置5と信号線で接続されており、ロボット制御装置5との双方向通信を行うことができる構成になっている。ロボット制御装置5から溶接電源7へは、溶接開始指令、溶接条件データなどを送信する。溶接電源7からロボット制御装置5へは、溶接確認信号、溶接エラー信号などを送信する。
具体的には、位置入力手段10によって、操作者はウィービングパターンの各頂点の位置データと、ロボット1の動作によって溶接トーチ2が各頂点間を移動する際の移動速度あるいは所要時間を設定する。図4に、ウィービングパターンの例を示す。図4は、図2のウィービング座標系を上面から見た状態であり、図中のA、B、・・・Eがウィービングパターンの頂点である。図4から分かるように、Eまで到達すると、そこから再度同じウィービングパターンを繰り返すようになっている。
また、操作者は溶接条件入力手段11によって溶接トーチ2が各頂点に到達した時点における溶接電流指令あるいは溶接電圧指令などを設定する。
位置入力手段10にて設定されたウィービングパターンに関するパラメータはロボット制御装置5内の位置データ記憶部13に記憶され、溶接条件入力手段11にて設定された溶接条件に関するパラメータは同じく溶接条件記憶部14に記憶される。
ロボット1は、予め教示装置4によって、溶接線に沿って移動するように教示されている。溶接開始点をAとする。ウィービングを行わない場合、ロボットは点Aから溶接線上を進行方向にまっすぐ動作する。
本発明のウィービングを行う場合、溶接トーチ2が順に頂点B、C、D、Eと辿るように、図2に示したウィービング座標系に基づき溶接線からの相対的な移動量を予め指定する。この移動について、その移動速度または移動にかける時間も位置入力手段10によって入力しておく。
1行目のMOVLはロボット1の各関節を動作させ、手先の溶接トーチ2を移動させる命令である。この例では、1行目のMOVLによって溶接開始点(A)へ移動する。図5では説明を簡略化するため図示しないが、MOVL命令にはロボットの手先の到達位置を示すオペランドがあり、操作者は予め教示装置4の位置入力手段10によってそのオペランドの内容を設定しておく。その設定内容は位置データ記憶部13に格納されている。
1行目のMOVL命令と同様、図示しないが、ARCON命令には溶接条件を指定するオペランドが設定されている。操作者は予め教示装置4の溶接条件入力手段11によってそのオペランドの溶接条件の内容を設定して溶接条件記憶部14に記憶させておくことで、溶接実行時に溶接電源7に対して所望の溶接条件を送信できる。
溶接電源7は、ロボット制御装置1からの溶接指令に基づいて、溶接トーチ2を介して溶接ワイヤと母材側に電力の供給を開始する。電力供給を開始した後、溶接電源7は溶接電流が所定の値を超えた状態になっていることを確認すると、ロボット制御装置5へ溶接確認信号を送信する。
ウィービング動作開始時には、位置データ記憶部13に記憶された内容をもとに、ロボット1の手先の溶接トーチ2の現在位置と次の移動位置までの軌跡の計画は既に完了している。
具体的には、まず次に移動するべき頂点Bの位置が位置データ記憶部13から読み込まれる。この位置は、図2に示した、溶接進行方向をX、ロボット座標系のZ方向をZとした直交座標系であるウィービング座標系に基づいており、ウィービング演算部16にて、頂点Bの位置はロボット座標系に基づく位置に変換され、ロボット1手先の溶接トーチ2の現在位置からの移動方向と距離が求められる。
その後、予め位置入力手段10によって指定された移動時間をマシンクロックで除算することにより、頂点Bまで移動する間のマシンクロック数を求め、さらにマシンクロック毎の移動量を求める。ここでいうマシンクロックとは、サーボモータ制御部17がロボット1の各関節のサーボモータへ動作指令を出力する周期のことである。
以上のようにウィービング演算部16にてウィービング動作の軌跡を求め、さらに元の教示軌跡(溶接線に沿って直進する軌跡)との和をとってロボット1への動作指令を決定し、サーボモータ制御部17を介してロボット1の各軸を動作させる。
ここで、溶接条件指令部15は予め設定された図5のような溶接電流指令値をマシンクロックに同期して溶接電源7に送信する。
溶接終了点に到達すると5行目のWVOF命令にてウィービング動作を終了するが、ロボット制御装置5は、ウィービング1周期を開始する段階で、溶接終了点に到達するまでの時間とウィービング1周期とを比較しており、もし溶接終了点に到達するまでの所要時間がウィービング1周期の時間より短い場合、溶接終了点到達前にウィービング動作を終了する。
溶接終了点まで到達すると6行目のARCOF命令より、溶接条件指令部15から溶接電源7に対して溶接を停止するように指令を送信し、7行目のMOVL命令にて溶接トーチ2を移動させる。
図7に頂点A、Bにおいて溶接トーチ2の姿勢を変化させた場合の例を示す。ウィービングパターンの端の頂点(教示した溶接線から最も離れたところに位置する頂点)にて溶接トーチ2の姿勢を変化させることで、溶接トーチとワークとの干渉防止などに効果を奏する。特に、開先がI型の場合には有効である。
図8に、本実施例の電流指令値の変化を示す。ウィービング2周期目における、頂点A到達T1時間経過後の電流指令値が1周期前と比較して下がっている。このようにすることで、母材への入熱を制御し高品質な溶接を施工することができる。
また、この変化の割合には、ある一定値の制限を設けることができるものとする。
このため、溶接区間中に、残りの溶接時間を監視し、その残り時間が、ウィービング1周期より短い場合には、予め設定された別のウィービングパターンに切替えて溶接を行うウィービング動作変更部を設ける。
ウィービング動作変更部は、ウィービング1周期が終了する度に、残り溶接時間を計算する。そして、残り溶接時間とウィービング1周期とを比較し、ウィービング1周期より残り溶接時間が長い場合は、そのままウィービングを実行する。ウィービング1周期より残り溶接時間が短い場合は、予め設定されたウィービング条件に変更する。
本実施例では、このウィービング動作変更部をウィービング演算部16の機能の一部として設けている。
この実施例を図9に示す。頂点C2は、溶接終了点と同一点となる。溶接線上で溶接が終了するよう、直前の頂点Eの後は、頂点B2、頂点C2へと動作させる。頂点B2、頂点C2へは、指定された溶接速度にて動作させる。
このようにすることで、教示軌跡から離れた位置で溶接が終了することを回避し、高品質な溶接を施工することができる。
ロボット制御装置5はホールド信号を入信すると、ウィービング演算部16にて点S1から教示線上への最短距離Lで戻った場合の点S2を求め、溶接トーチ2を速度VBCでS2へ移動させ溶接を終了する。
このようにすることで、教示軌跡から離れた位置で溶接が終了することを回避し、高品質な溶接を施工することができる。
2 溶接トーチ
3 ワイヤ送給装置
4 教示装置
5 ロボット制御装置
6 ワイヤ格納部
7 溶接電源
10 位置入力手段
11 溶接条件入力手段
12 記憶部
13 位置データ記憶部
14 溶接条件記憶部
15 溶接条件指令部
16 ウィービング演算部
17 サーボモータ制御部
Claims (5)
- 手先部に溶接トーチを取り付けたロボットと、前記ロボットの動作を制御するロボット制御装置と、前記溶接トーチを通じて溶接電力を供給する溶接電源と、前記ロボット制御装置に接続され前記ロボットの動作を教示する教示装置とを備え、溶接進行方向を座標軸の1つとするウィービング座標系に関し、予め教示されたウィービング位置に基づいて前記溶接トーチをウィービングさせる溶接ロボットシステムにおいて、
前記教示装置は、前記ウィービング座標系上の複数点に関する3次元位置情報及びウィービング1周期の開始時刻を0として前記複数点の各々に前記溶接トーチが到達する時刻を入力する位置入力手段と、前記溶接電源に対し、前記複数点における溶接条件を設定する溶接条件入力手段とを備え、
前記ロボット制御装置は、前記位置入力手段による入力に基づいてウィービング軌跡を演算するウィービング演算部と、前記溶接条件入力手段による入力に基づいて前記複数点の各々に前記溶接トーチが到達する時刻に同期して前記溶接電源に対する溶接条件を指令する溶接条件指令部とを備えることを特徴とする溶接ロボットシステム。 - 前記溶接条件指令部は、ウィービング1周期ごとに、前記溶接条件指令値の増減を行うことを特徴とする請求項1記載の溶接ロボットシステム。
- 前記3次元位置情報は、直交座標系における3次元位置及び姿勢であることを特徴とする請求項1記載の溶接ロボットシステム。
- 前記ウィービング演算部は、予め教示された溶接線の終点に到達するまでの所要時間がウィービング1周期の時間より短い場合は、予め設定された別のウィービング条件に基づいてウィービング軌跡の演算を行うことを特徴とする請求項1記載の溶接ロボットシステム。
- 前記ウィービング演算部は、外部から前記ロボットを停止するための信号が入力された場合には、その時点でのロボット移動速度と、前記溶接トーチの位置と、予め教示された溶接線への最短距離に基づいて、前記溶接トーチを前記溶接線上に移動させるウィービング軌跡の演算を行うことを特徴とする請求項1記載の溶接ロボットシステム。
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Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
CN102596477A (zh) * | 2009-09-03 | 2012-07-18 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | 远程焊接***及悬架式操纵台 |
CN102601493A (zh) * | 2012-03-29 | 2012-07-25 | 华南理工大学 | 一种嵌入式多设备实时控制的焊接机器人***及控制方法 |
US9669484B2 (en) | 2012-04-20 | 2017-06-06 | Illinois Tool Works Inc. | Systems and methods for detecting welding and cutting parameters |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5921474A (ja) * | 1982-07-27 | 1984-02-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 溶接ト−チのオシレ−ト制御方法 |
JPS60240379A (ja) * | 1984-05-16 | 1985-11-29 | Toshiba Corp | 自動溶接装置 |
JPH0237967A (ja) * | 1988-07-28 | 1990-02-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 消耗電極式溶接方法 |
JPH05150822A (ja) * | 1991-11-27 | 1993-06-18 | Hitachi Ltd | 産業用ロボツトのウイービング制御装置 |
JP2500207B2 (ja) * | 1991-07-16 | 1996-05-29 | 川崎重工業株式会社 | ウィ―ビング動作を行うア―ク溶接ロボット |
JPH08166813A (ja) * | 1994-12-14 | 1996-06-25 | Fanuc Ltd | ウィービング動作を伴うロボットのトラッキング制御方法 |
JP2001071286A (ja) * | 1999-09-06 | 2001-03-21 | Yaskawa Electric Corp | 多関節産業用ロボットのウィービング方法 |
JP2005193277A (ja) * | 2004-01-07 | 2005-07-21 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | アーク溶接方法およびアーク溶接装置 |
-
2006
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5921474A (ja) * | 1982-07-27 | 1984-02-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 溶接ト−チのオシレ−ト制御方法 |
JPS60240379A (ja) * | 1984-05-16 | 1985-11-29 | Toshiba Corp | 自動溶接装置 |
JPH0237967A (ja) * | 1988-07-28 | 1990-02-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 消耗電極式溶接方法 |
JP2500207B2 (ja) * | 1991-07-16 | 1996-05-29 | 川崎重工業株式会社 | ウィ―ビング動作を行うア―ク溶接ロボット |
JPH05150822A (ja) * | 1991-11-27 | 1993-06-18 | Hitachi Ltd | 産業用ロボツトのウイービング制御装置 |
JPH08166813A (ja) * | 1994-12-14 | 1996-06-25 | Fanuc Ltd | ウィービング動作を伴うロボットのトラッキング制御方法 |
JP2001071286A (ja) * | 1999-09-06 | 2001-03-21 | Yaskawa Electric Corp | 多関節産業用ロボットのウィービング方法 |
JP2005193277A (ja) * | 2004-01-07 | 2005-07-21 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | アーク溶接方法およびアーク溶接装置 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102596477A (zh) * | 2009-09-03 | 2012-07-18 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | 远程焊接***及悬架式操纵台 |
CN102601493A (zh) * | 2012-03-29 | 2012-07-25 | 华南理工大学 | 一种嵌入式多设备实时控制的焊接机器人***及控制方法 |
US9669484B2 (en) | 2012-04-20 | 2017-06-06 | Illinois Tool Works Inc. | Systems and methods for detecting welding and cutting parameters |
US11027353B2 (en) | 2012-04-20 | 2021-06-08 | Illinois Tool Works Inc. | Systems and methods for detecting welding and cutting parameters |
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