JP2008238227A - 片面溶接装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被溶接材の溶接線上に選択された複数の溶接教示点の位置座標を溶接点位置制御手段に教示する溶接点教示手段を備え、前記溶接点位置制御手段は、前記溶接点教示手段によって教示された各溶接教示点の位置座標に基づいて教示倣い係数を求め、溶接時に、前記溶接トーチの現在の位置座標と、前記教示倣い係数とから前記溶接トーチの目標位置座標を計算し、その目標位置座標に基づいて前記台車移動手段による移動量を、前記溶接トーチの走行軌跡が前記溶接線に沿うように制御する。
【選択図】図3
Description
走行レール2は、突き当てられた被溶接材W1,W2の間に連続して設けられた開先によって形成される溶接線WLの長手方向に架設される。
溶接トーチ3A,3B,3Cは、溶接線WLの上方に位置して溶接線WLの延在する方向に直列に配置されている。これらの溶接トーチ3A,3B,3Cには、溶接ワイヤ送給装置(図示せず)から溶接ワイヤが連続送給される。
図3に示す溶接制御装置(溶接点位置制御手段)11は、教示位置メモリ(教示位置記憶部)12と、教示倣い係数計算部13と、教示倣い係数メモリ(教示倣い係数記憶部)14と、スライダサーボドライバ(台車移動制御手段)15と、台車サーボドライバ16と、スライダ目標位置制御部(溶接トーチ位置制御部)17と、モータ動作処理部18と、手動操作ツール19とを備える。
また、スライダサーボドライバ(台車移動制御手段)15は、スライダ(台車移動手段)6による溶接走行台車4の横断方向YLの移動を制御するものである。
台車サーボドライバ16は、走行レール移動部(走行レール移動手段)5による溶接走行台車4の架設方向XLの移動を制御するものである。
溶接教示点の教示において、まず、オペレータは、図3に示す溶接制御装置11の手動操作ツール19を操作して、モータ動作処理部18からスライダサーボドライバ15および台車サーボドライバ16に指令して、スライダ6および走行レール移動部5によって、図4に示す溶接線WLに沿って選択された溶接点に教示ツール9を移動させ、各溶接点に移動したとき、溶接トーチの位置座標(X1,Y1)、(X2,Y2)、(X3,Y3)、(X4,Y4)、(X5,Y5)・・・を溶接教示点の位置座標として求める。ここで、溶接教示点は、溶接トーチ3Aの位置座標とする。また、教示された溶接教示点の位置座標(Xn,Yn)は、教示位置メモリ12に記憶される。なお、図4において、20Aおよび20Bは、溶接トーチによる溶接点の存在範囲、すなわち、溶接許容範囲を示す境界線である。通常、境界線20Aまたは20Bと、溶接線WLとの間の幅は2mmに設定される。
この溶接教示点の教示においては、先ず、溶接線WL上の教示する溶接教示点の点数を設定する(ステップS1)。この溶接教示点は、溶接線WLと実際の溶接位置とのずれ(幅)が2mm以内となるようにして、これにより溶接教示点を結ぶ直線が溶接線WLを補完できるように、溶接教示点の教示点数が設定される。
所要点数の溶接教示点について、位置座標を教示した後、各溶接教示点の位置座標を教示位置メモリ12に位置データとして送信して、教示を完了する(ステップS7)。
まず、前記のとおり、教示倣い計算部13は、溶接線WL上の選択された溶接教示点Pn(nは1以上の整数)について教示された教示位置座標(Xn,Yn)(Xは走行レールの架設方向XLに沿った溶接トーチ37の位置座標X、Yは架設方向XLに直交する横断方向YLに沿った溶接トーチ37の位置座標Y)を教示位置メモリ12から取得する。そして、溶接線WLに沿って溶接教示点Pnと隣接する溶接教示点Pn+1の教示位置座標を(Xn+1,Yn+1)とするとき、溶接教示点Pnと溶接教示点Pn+1の間の溶接区間において教示倣い係数A=(Yn+1−Yn)/(Xn+1−Xn)を計算する。計算された教示倣い係数Aは、教示倣い係数メモリ14に記憶される。これによって、溶接に際して、溶接トーチの現在の架設方向XLの位置座標がXxである場合は、溶接トーチの目標位置座標は(Xx,A(Xx−Xn)+Yn)となる。
まず、溶接走行台車4を移動させて、溶接トーチ37(3A)を溶接教示点Ps(溶接線WLの始端に配置されるタブ板)に位置させた後、溶接ワイヤ供給装置(図示せず)から溶接ワイヤを送給して溶接の準備を行うとともに、フラックス供給器7A,7Bから溶接線WLに向けてフラックスを散布・供給する。次に、溶接走行台車4を移動させ、被溶接材W1,W2の溶接を開始する。
この溶接トーチ軌跡の非直線性の補正は、まず、溶接走行台車4を移動して教示ツール(溶接点教示手段)9を、走行レール2の原点位置P0まで移動させるとともに、スライダ(台車移動手段)6のモータを駆動して、教示ツール9を基準位置に移動させる。このときの教示ツール9の位置座標を基準位置座標(X0,Y0)とする。
この非直線性の補正を行う溶接制御装置(溶接点位置制御手段)11は、図3に示すように、前記のスライダサーボドライバ(台車移動制御手段)15、台車サーボドライバ16、スライダ目標位置制御部(溶接トーチ位置制御部)17およびモータ動作処理部18に加えて、スライダ補正値計算部(補正値計算部)21と、スライダ補正値メモリ(補正値記憶部)22とを備える。
2 走行レール
3A,3B,3C 溶接トーチ
4 溶接走行台車
5 走行レール移動部(走行レール移動手段)
6 スライダ(台車移動手段)
11 溶接制御装置(溶接点位置制御手段)
12 教示位置メモリ(教示位置記憶部)
13 教示倣い係数計算部
14 教示倣い係数メモリ(教示倣い係数記憶部)
15 スライダサーボドライバ(台車移動制御手段)
16 台車サーボドライバ
17 スライダ目標位置制御部(溶接トーチ位置制御部)
18 モータ動作処理部
19 手動操作ツール
21 スライダ補正値計算部(補正値計算部)
22 スライダ補正値メモリ(補正値記憶部)
W1,W2 被溶接材
WL 溶接線
XL 走行レールの架設方向
YL 横断方向
Claims (6)
- 被溶接材の溶接線の長手方向に沿って架設される走行レールと、
前記被溶接材に向けて垂下される溶接トーチを支持する溶接走行台車と、
前記溶接走行台車を懸架して、前記走行レールの架設方向に沿って移動する走行レール移動手段と、
前記溶接走行台車を、前記走行レールの架設方向に直交する横断方向に移動させる台車移動手段と、を備える片面溶接装置であって、
前記被溶接材の溶接線上に選択された複数の溶接教示点の位置座標を溶接点位置制御手段に教示する溶接点教示手段を備え、
前記溶接点位置制御手段は、
前記溶接点教示手段によって教示された各溶接教示点の位置座標に基づいて教示倣い係数を求め、溶接時に、前記溶接トーチの現在の位置座標と、前記教示倣い係数とから前記溶接トーチの目標位置座標を計算し、その目標位置座標に基づいて前記台車移動手段による移動量を、前記溶接トーチの走行軌跡が前記溶接線に沿うように制御することを特徴とする片面溶接装置。 - 前記溶接点位置制御手段は、
前記溶接点教示手段によって教示された複数の溶接教示点の位置座標を記憶する教示位置記憶部と、
前記教示位置記憶部に記憶された各溶接教示点の位置座標に基づいて、隣接した溶接教示点の間の前記溶接トーチの移動区間における教示倣い係数を計算する教示倣い係数計算部と、
前記教示倣い係数を記憶する教示倣い係数記憶部と、
前記台車移動手段による前記溶接走行台車の移動を制御する台車移動制御手段と、
前記走行レール移動手段の移動量から前記溶接トーチの現在の位置座標を求め、求めた前記溶接トーチの現在の位置座標と、前記教示倣い係数記憶部に記憶された教示倣い係数とに基づいて前記溶接トーチの目標位置座標を計算し、その目標位置座標に前記溶接トーチが位置するように、前記台車移動制御手段によって前記台車移動手段の移動量を制御する溶接トーチ目標位置制御部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の片面溶接装置。 - 前記溶接線上の選択された溶接教示点Pn(nは1以上の整数)について教示された教示位置座標を(Xn,Yn)(Xは前記走行レールの架設方向に沿った溶接トーチの座標、Yは前記架設方向に直交する横断方向に沿った溶接トーチの座標)、前記溶接線に沿って前記溶接教示点Pnと隣接する溶接教示点Pn+1の教示位置座標を(Xn+1,Yn+1)とするとき、前記教示倣い係数Aは、前記溶接教示点Pnと前記溶接基準点Pn+1の間の溶接区間において、A=(Yn+1−Yn)/(Xn+1−Xn)であり、前記溶接トーチの現在の前記架設方向の位置座標Xxに対して前記目標位置座標を(Xx,A(Xx−Xn)+Yn)とすることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の片面溶接装置。
- 前記溶接教示点Pnと前記溶接教示点Pn+1の間の溶接区間において、前記溶接トーチ目標位置制御部は、|Yx−[A(Xx−Xn)+Yn]|≦2mmとなる複数の目標位置座標を選択し、その目標位置座標に前記溶接トーチが位置するように、前記台車移動制御手段によって前記台車移動手段の移動量を制御することを特徴とする請求項3に記載の片面溶接装置。
- 前記溶接点教示手段は、前記溶接トーチの基準位置座標(X0,Y0)と、前記走行レールに沿って前記溶接走行台車を移動させて測定された複数の走行レール教示点の位置座標(Xi,Yi)とを前記溶接点位置制御手段に教示し、
前記溶接点位置制御手段は、教示された前記溶接トーチの基準位置座標(X0,Y0)と前記複数の走行レール教示点の位置座標(Xi,Yi)とに基づいて、前記溶接トーチの各走行レール教示点における前記溶接トーチの横断方向の補正値(Yi−Y0)を求め、溶接に際して、現在の溶接トーチの前記架設方向の位置座標Xxに対する前記横断方向の補正値に基づいて前記溶接トーチの目標位置座標を補正し、補正された目標位置座標に基づいて、前記台車移動手段による前記溶接走行台車の前記横断方向の移動量を制御することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の片面溶接装置。 - 前記溶接点位置制御手段は、
前記溶接点教示手段によって教示された基準位置座標(X0,Y0)と、前記複数の走行レール教示点の位置座標(Xi,Yi)とを記憶し、前記基準位置座標(X0,Y0)と各走行レール教示点の位置座標(Xi,Yi)とに基づいて、前記補正値(Yi−Y0)を求める補正値計算部と、
各走行レール教示点について求められた前記補正値(Yi−Y0)を記憶する補正値記憶部と、を備え、
溶接時に、前記台車移動制御手段は、現在の溶接トーチの架設方向の位置座標Xxに対する前記補正値(Yi−Y0)に基づいて、前記溶接トーチの目標位置座標を補正し、補正された溶接トーチの目標位置座標に基づいて、前記台車移動手段による前記溶接走行台車の前記横断方向の移動量を制御することを特徴とする請求項5に記載の片面溶接装置。
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