JPH02220780A - 多層盛溶接装置 - Google Patents
多層盛溶接装置Info
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- JPH02220780A JPH02220780A JP4390089A JP4390089A JPH02220780A JP H02220780 A JPH02220780 A JP H02220780A JP 4390089 A JP4390089 A JP 4390089A JP 4390089 A JP4390089 A JP 4390089A JP H02220780 A JPH02220780 A JP H02220780A
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- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 22
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 7
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
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- Numerical Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、溶接ロボットを用いた多層盛溶接装置に関す
る。
る。
従来の、作業者の経験や勘に頼る溶接作業に代わって、
溶接ロボフトが、省力化や品質向上あるいは溶接作業等
の環境条件の改善等の目的に叶うものとして普及してき
ている。溶接ロボットによる溶接作業のうち、多層盛溶
接は、溶接部の強度を確保する等の理由で非常に重要な
作業であるが、溶接トーチのパスを層毎にシフトしなけ
ればならないため、技術的には困難な点が多い。
溶接ロボフトが、省力化や品質向上あるいは溶接作業等
の環境条件の改善等の目的に叶うものとして普及してき
ている。溶接ロボットによる溶接作業のうち、多層盛溶
接は、溶接部の強度を確保する等の理由で非常に重要な
作業であるが、溶接トーチのパスを層毎にシフトしなけ
ればならないため、技術的には困難な点が多い。
特開昭58−188572号公報に記載されているよう
に、一般的に一層目は倣い機能によって溶接を行うため
、教示パスと実溶接パス間にはズレが生じる。そこで、
二層目以降のパスを決定するためのMeバパスして教示
パスを使用しても、二層目以降は一層目と同様に倣い機
能が必要となる。しかし、二層目以降では、開先位置情
報である電流変化が得られない。
に、一般的に一層目は倣い機能によって溶接を行うため
、教示パスと実溶接パス間にはズレが生じる。そこで、
二層目以降のパスを決定するためのMeバパスして教示
パスを使用しても、二層目以降は一層目と同様に倣い機
能が必要となる。しかし、二層目以降では、開先位置情
報である電流変化が得られない。
このため、二層目以降の、倣い機能を使用しない方法と
して、−層目溶接時に実溶接パスを記憶し、その記憶さ
れたパスを基に二層目以降のパスを決定する方法がある
。この方法としては、前掲の特開昭58−188572
号公報において提案されているように、教示パスの各教
示点と対応させて、実溶接時に通過した点として記憶し
、その記憶された点で実溶接パスを生成する方法がある
。
して、−層目溶接時に実溶接パスを記憶し、その記憶さ
れたパスを基に二層目以降のパスを決定する方法がある
。この方法としては、前掲の特開昭58−188572
号公報において提案されているように、教示パスの各教
示点と対応させて、実溶接時に通過した点として記憶し
、その記憶された点で実溶接パスを生成する方法がある
。
しかし、一般的に倣い機能を使用した場合、倣い条件に
よってバラツキを持って実溶接線に追従しているため、
前記の方法では、単に実溶接時に通過した点だけを基に
実溶接パスを定義した場合、すなわち各教示点間を通通
点2点で定義した場合、前記バラツキが含まれてしまい
、本来の溶接線との間に誤差が生じてしまう。
よってバラツキを持って実溶接線に追従しているため、
前記の方法では、単に実溶接時に通過した点だけを基に
実溶接パスを定義した場合、すなわち各教示点間を通通
点2点で定義した場合、前記バラツキが含まれてしまい
、本来の溶接線との間に誤差が生じてしまう。
具体的には、第5図のように、教示パスと実溶接線(実
線で示されている曲線)間に位置ずれの有無に拘わらず
、求まった実溶接パス(X間の破線)に誤差が生じてし
まう。したがって、従来の方法で実溶接パスを定義して
、そのパスを基準に二層目以降のパスを決定してしまう
と、−層目の誤差が最終層まで含まれてしまうことにな
る。
線で示されている曲線)間に位置ずれの有無に拘わらず
、求まった実溶接パス(X間の破線)に誤差が生じてし
まう。したがって、従来の方法で実溶接パスを定義して
、そのパスを基準に二層目以降のパスを決定してしまう
と、−層目の誤差が最終層まで含まれてしまうことにな
る。
そこで本発明は、−層目の実溶接線を定義するための演
算を用い、前記誤差を最小限に抑えて高精度の多層盛溶
接を行うことを目的とする。
算を用い、前記誤差を最小限に抑えて高精度の多層盛溶
接を行うことを目的とする。
この目的を達成するため、本発明は、複数の教示点を適
当な線によって補間することにより決定される溶接パス
にしたがって実行する多層盛溶接装置において、−層目
の溶接時には各教示点間において実際に溶接トーチが通
過した座標値を各々8個記憶する第1の手段と、−前記
第1の手段によって記憶された各教示点間のN個の座標
値をもとに、各教示点間を最小自乗法で直線又は曲線近
似し、各教示点を演算し記憶する第2の手段と、二層目
以降の溶接時、各教示点において前記第2の手段で記憶
された返信座標値に所定のンフト量を加えた座標につい
て適当な線により補間して溶接パスを決定する第3の手
段とを備えたことを特徴とする。
当な線によって補間することにより決定される溶接パス
にしたがって実行する多層盛溶接装置において、−層目
の溶接時には各教示点間において実際に溶接トーチが通
過した座標値を各々8個記憶する第1の手段と、−前記
第1の手段によって記憶された各教示点間のN個の座標
値をもとに、各教示点間を最小自乗法で直線又は曲線近
似し、各教示点を演算し記憶する第2の手段と、二層目
以降の溶接時、各教示点において前記第2の手段で記憶
された返信座標値に所定のンフト量を加えた座標につい
て適当な線により補間して溶接パスを決定する第3の手
段とを備えたことを特徴とする。
本発明においては、次の手順にしたがって実溶接線を演
算する。
算する。
■ −層目の溶接時、各教示点間において実際に溶接ト
ーチが通過した座標値をN箇所記憶する。
ーチが通過した座標値をN箇所記憶する。
■ ■で記憶された座標値N個で、最小自乗法を用いて
近似直線を演算し、記憶する。
近似直線を演算し、記憶する。
■ 各教示点の距離を基に、各近似直線上の点を演算し
、それらの点が各実溶接パスを定義するための点となる
。
、それらの点が各実溶接パスを定義するための点となる
。
このように二層目以降の実溶接パスの基準となる一層目
の溶接パスを高精度で定義できるため、誤差が集積して
溶接精度が低下することを防止することができる。
の溶接パスを高精度で定義できるため、誤差が集積して
溶接精度が低下することを防止することができる。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
第1図は、本発明に係る多層盛溶接装置のI底側を示す
制御ブロック図である。
制御ブロック図である。
全体ハヒューマンインタフェースブロック1とトラジェ
クトリコントロールブロック2とに分けられており、両
者は2ポートメモリ3によって結合すれている。ヒユー
マンインタフェースブロック1には、ペリフェラルコン
トロール部11を制御部として、CRT12.F作パネ
ル13.ティーチボックス14が接続されている。
クトリコントロールブロック2とに分けられており、両
者は2ポートメモリ3によって結合すれている。ヒユー
マンインタフェースブロック1には、ペリフェラルコン
トロール部11を制御部として、CRT12.F作パネ
ル13.ティーチボックス14が接続されている。
また、トラジエクトリコントロールブロノク2には、モ
ーションコントロール部21を制御部として、演算部2
2.センサコントロール部23 サーボコントロール
部24及びI10コントロール部25が接続されている
。
ーションコントロール部21を制御部として、演算部2
2.センサコントロール部23 サーボコントロール
部24及びI10コントロール部25が接続されている
。
ティーチボックス14や操作パネル13から登録された
ジョブは、2ボートメモリ3に格納されており、ロボッ
トの起動がかかれば、指定されたジョブをモーションコ
ントロール部21で解読して実行される。
ジョブは、2ボートメモリ3に格納されており、ロボッ
トの起動がかかれば、指定されたジョブをモーションコ
ントロール部21で解読して実行される。
センサコントロール部23は実行と同期して処理される
。また、この部分にN個の座標値を格納する(第1の手
段) 演算部22はロボットの座標演算及び溶接線を決定する
ための処理を行っている(第2.第3の手段) 第2図は、本発明で用いる最小自乗法のフローチャート
を示す。この1ステップ間の処理は、制御クロック毎に
行う。
。また、この部分にN個の座標値を格納する(第1の手
段) 演算部22はロボットの座標演算及び溶接線を決定する
ための処理を行っている(第2.第3の手段) 第2図は、本発明で用いる最小自乗法のフローチャート
を示す。この1ステップ間の処理は、制御クロック毎に
行う。
ステップ100;イニシャル
ここでは、各教示点の最初の移動開始かどうかの判断を
行う。
行う。
ステップ110:補間演算の前処理
ここでは、分割数Nを2点間距離を速度で割った値とし
て求め、またカウンタのカウント数kを0にリセットす
る。
て求め、またカウンタのカウント数kを0にリセットす
る。
ステップ120:最小自乗法のためのサンプリング間隔
算出 ここでは、以下に示す関連データの初期化を行う。
算出 ここでは、以下に示す関連データの初期化を行う。
Σt=0. Σt2=0
’f:、x=0. Zy=0. Σ2=0Eχ t
−0,Σyt=Q、 Σz t=0サンプリングカウ
ント数 5k=0 ステツプ130 ここでは、カウント数kに1を加えて以降の処理を実行
する。
−0,Σyt=Q、 Σz t=0サンプリングカウ
ント数 5k=0 ステツプ130 ここでは、カウント数kに1を加えて以降の処理を実行
する。
ステップ140
ここでは、周知の手法を用いて補間演算処理を行う。
ステップ150
ここでは、センサから直交座標系上の微小修正量ΔX、
ΔY、Δ2が伝送されてくるので、これにより制御点を
修正する。
ΔY、Δ2が伝送されてくるので、これにより制御点を
修正する。
このときの現在値としてはr、y、zを用いる。
ステップ160:サンプリング位置
ここでは、サンプル点数により、2点間を等間隔にサン
プリングする。
プリングする。
ステップ170
ここでは、最小自乗法による演算(ステップ190)に
先立って前処理の演算を行う。
先立って前処理の演算を行う。
サンプリング点をメモリに順次記憶して最後に全ての最
小自乗演算を行ってもよいが、メモリ及び演算時間の節
約のため、このステップで演算を行う。すなわち、演算
が、あるタイミングに集中するのを防ぐため、サンプリ
ング中に可能な限り演算を行っておくのである。
小自乗演算を行ってもよいが、メモリ及び演算時間の節
約のため、このステップで演算を行う。すなわち、演算
が、あるタイミングに集中するのを防ぐため、サンプリ
ング中に可能な限り演算を行っておくのである。
サンプリングカウンタのカウント値skに1を加える。
Σt−Σt 十に/N。
Σt2=n t’+(k/N)2゜
Eχ=εX+1. Σy−Σy+y
EZ二82+2゜
Sx t=’f)、x t+x x(k/N)。
ΣVj=lyt+yX(k/N)
Σzt=Σzt+zX(k/N)
ステップ180:
分割数Nがサンプル数により小さければステップ190
の処理を行う。
の処理を行う。
ステップ190
ここでは、最小自乗法により、直線(始点:χO+ y
OHZ Q と方向余弦:I!、 m、 n)を求
める。
OHZ Q と方向余弦:I!、 m、 n)を求
める。
wk= s k xεt2−(Σt)2a、=巨5kX
nz−ΣxXΣt )/ w k ) 京(k/N)a
y= ((s k xΣy−Σy x E t)/w
k ) 京(k/N)a、= ((s k x E
2−Σ 2 XΣ t)/wk) 京(kハ)D=
Jaイ+a、+a。
nz−ΣxXΣt )/ w k ) 京(k/N)a
y= ((s k xΣy−Σy x E t)/w
k ) 京(k/N)a、= ((s k x E
2−Σ 2 XΣ t)/wk) 京(kハ)D=
Jaイ+a、+a。
1=am/D、m=a、/D、n=at/Dxo=χ−
ay + Y 11 ” ya y 、Z o ” 2
a z以上により、直線の始点及び方向余弦を求め
ることができる。
ay + Y 11 ” ya y 、Z o ” 2
a z以上により、直線の始点及び方向余弦を求め
ることができる。
第3図はステップ間の継目フローを示す。ここで、継目
フローとは、第4図に示すように、Po。
フローとは、第4図に示すように、Po。
PI、P2 点が教示され、直線a、bをセンシング動
作させた時、最小自乗法により求められた実際の軌跡が
a/ 、 b /となった場合に、23点に相当する
実際の点P1′を求める必要があるが、この21点をス
テップ間の継目点といい、これを求島る処理を継目フロ
ーという。
作させた時、最小自乗法により求められた実際の軌跡が
a/ 、 b /となった場合に、23点に相当する
実際の点P1′を求める必要があるが、この21点をス
テップ間の継目点といい、これを求島る処理を継目フロ
ーという。
空間上の2直線の共通垂線の中点を求める。
直線L l(χl+y++ zI+ j’l+ ml+
”1)と直線り、(X 2+ 3’ 2+ 22+
j! 2+ m、、 ” 2)の中点(pw、 py、
p、)は、次のように求められる。
”1)と直線り、(X 2+ 3’ 2+ 22+
j! 2+ m、、 ” 2)の中点(pw、 py、
p、)は、次のように求められる。
COSθ= I 112 + m Im 2 + n
ln 2sin’θ= 1−cos2θ ここで、θはLlとり、とのなす角度である。
ln 2sin’θ= 1−cos2θ ここで、θはLlとり、とのなす角度である。
Dw= X2X+、 DY= 372 Ml、 Dt
= 22 21R+−LDw+m+D、+n+Dw R2二j! 2 D ll十m 2 D y + 12
D tS=(R1−R2CO9θ)/sin’θT=
(R,cosθ−R−)/sinθP、:直線L1
と直線型1との交点P I N = 1 + + S
X RIP + y = Y + +S X m IP
+ z = Z + + S X n IP、:直線
L2 と共通垂線との交点 P 2)I = 12 + T X 12Pl=72+
TXrr+2 P 211= 22 + T X n2P点 P、−(Pl、+ R2,)/ 2 Py=(P+y+ Pl)/ 2 p −−(p + −+ p□)72 以上により、実際に移動した各教示点に対応した通過点
を求め、その求めた点をスケーリングシフトして動作さ
せることにより、多層盛溶接が可能となる。第5図に、
以上の方法によって求められた実溶接パスを従来法と比
較して示している。
= 22 21R+−LDw+m+D、+n+Dw R2二j! 2 D ll十m 2 D y + 12
D tS=(R1−R2CO9θ)/sin’θT=
(R,cosθ−R−)/sinθP、:直線L1
と直線型1との交点P I N = 1 + + S
X RIP + y = Y + +S X m IP
+ z = Z + + S X n IP、:直線
L2 と共通垂線との交点 P 2)I = 12 + T X 12Pl=72+
TXrr+2 P 211= 22 + T X n2P点 P、−(Pl、+ R2,)/ 2 Py=(P+y+ Pl)/ 2 p −−(p + −+ p□)72 以上により、実際に移動した各教示点に対応した通過点
を求め、その求めた点をスケーリングシフトして動作さ
せることにより、多層盛溶接が可能となる。第5図に、
以上の方法によって求められた実溶接パスを従来法と比
較して示している。
以上に述べたように、本発明の多層盛溶接装置では、−
層目の溶接で倣い機能を有する多層盛溶接において、−
層目の溶接時には各教示点間において実際に溶接トーチ
が通過した座標値を各々N個記憶し、このN個の座標値
をもとに、各教示点間を最小自乗法で直線又は曲線近似
し、二層目以降の溶接時、各教示点において前記近似座
標値に所定のシフト量を加えた座標について適当な線に
より補間して溶接パスを決定することとしている。
層目の溶接で倣い機能を有する多層盛溶接において、−
層目の溶接時には各教示点間において実際に溶接トーチ
が通過した座標値を各々N個記憶し、このN個の座標値
をもとに、各教示点間を最小自乗法で直線又は曲線近似
し、二層目以降の溶接時、各教示点において前記近似座
標値に所定のシフト量を加えた座標について適当な線に
より補間して溶接パスを決定することとしている。
これにより倣い機能の不安定要因が発生しても実溶接パ
スが求まるため、二層目以降も実溶接パスに基づいて演
算して溶接パスを決定することが可能となり、良好な溶
接品質が得られる。また、二層目以降は倣い機能も不要
となる。
スが求まるため、二層目以降も実溶接パスに基づいて演
算して溶接パスを決定することが可能となり、良好な溶
接品質が得られる。また、二層目以降は倣い機能も不要
となる。
第1図は本発明の実施例を示すブロック図、第2図は本
発明の最小自乗法による処理を示すフローチャート、第
3図はステップ間の継目における処理を示すフローチャ
ート、第4図は継目点の説明図、第5図は従来法におけ
る実溶接パスと教示パスとのずれおよび本発明による方
法で求められた実溶接パスを示す説明図である。
発明の最小自乗法による処理を示すフローチャート、第
3図はステップ間の継目における処理を示すフローチャ
ート、第4図は継目点の説明図、第5図は従来法におけ
る実溶接パスと教示パスとのずれおよび本発明による方
法で求められた実溶接パスを示す説明図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、複数の教示点を適当な線によって補間することによ
り決定される溶接パスにしたがって実行する多層盛溶接
装置において、 一層目の溶接時には各教示点間において実際に溶接トー
チが通過した座標値を各々N個記憶する第1の手段と、 前記第1の手段によって記憶された各教示点間のN個の
座標値をもとに、各教示点間を最小自乗法で直線又は曲
線近似し、各教示点を演算し記憶する第2の手段と、 二層目以降の溶接時、各教示点において前記第2の手段
で記憶された近似座標値に所定のシフト量を加えた座標
について適当な線により補間して溶接パスを決定する第
3の手段と を備えたことを特徴とする多層盛溶接装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4390089A JPH07102461B2 (ja) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | 多層盛溶接装置 |
AU51082/90A AU629909B2 (en) | 1989-02-23 | 1990-02-21 | Method and apparatus for multi-layer buildup welding |
US07/598,704 US5173592A (en) | 1989-02-23 | 1990-02-21 | Method and apparatus for multi-layer welding |
DE69024297T DE69024297T2 (de) | 1989-02-23 | 1990-02-21 | Verfahren und gerät zum mehrschichtigen auftragschweissen |
EP90903411A EP0419670B1 (en) | 1989-02-23 | 1990-02-21 | Method and apparatus for multi-layer buildup welding |
PCT/JP1990/000212 WO1990009859A1 (en) | 1989-02-23 | 1990-02-21 | Method and apparatus for multi-layer buildup welding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4390089A JPH07102461B2 (ja) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | 多層盛溶接装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02220780A true JPH02220780A (ja) | 1990-09-03 |
JPH07102461B2 JPH07102461B2 (ja) | 1995-11-08 |
Family
ID=12676581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4390089A Expired - Fee Related JPH07102461B2 (ja) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | 多層盛溶接装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07102461B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113579601A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-11-02 | 北京博清科技有限公司 | 一种焊道的定位方法、装置、焊接机器人和存储介质 |
-
1989
- 1989-02-23 JP JP4390089A patent/JPH07102461B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113579601A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-11-02 | 北京博清科技有限公司 | 一种焊道的定位方法、装置、焊接机器人和存储介质 |
CN113579601B (zh) * | 2021-08-16 | 2023-01-10 | 北京博清科技有限公司 | 一种焊道的定位方法、装置、焊接机器人和存储介质 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07102461B2 (ja) | 1995-11-08 |
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