JPS61226182A - Averaging process method for profile motion in automatic welding profile equipment - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To perform a stabilized profiling motion by judging the epistasis of the upper and lower correction signals and right and left correction signals by monitoring the correction signals in four directions of the upper and lower and right and left by the number of cycles in weaving and by performing the profiling motion with using of the correction signal of the result thereof. CONSTITUTION:The welding current value detected by current detector 14 is sampled at the left end point, right end point and center point of the weaving, the value thereof is compared with welding current command value and current off setting value and the correction signals in the right and left directions and upper and lower directions are outputted from arc sensor unit 15 according to the size and symbol of the deviation thereof. With monitoring for optional time of these correction signals whichever signal of the upper and lower has the epistasis or whichever signal of the right and left has the epistasis is judged respectively and the profiling motion is performed by giving the correction signal in the right or left direction to rocking actuator and giving the correction signal in the upper or lower direction to vertical driving actuator with the use of the correction signal of the result thereof.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶接ロボット等の自動溶接倣い装置において
、比較的短い区間の異常個所を溶接する場合にも、誤動
作を行うことなく安定した倣い動作を可能にする倣い動
作の平均化処理方法に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention is capable of achieving stable copying without malfunction even when welding an abnormal part in a relatively short section in an automatic welding copying device such as a welding robot. The present invention relates to an averaging processing method for copying motion that enables motion.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、消耗ｔｔｉ式アーク溶接機で第３図に示すような
隅肉溶接を行う場合、ウィービング運動する溶接トーチ
１を搭載した台車を開光線に沿って走行させているが、
台車がワーク２の開先線に沿って正しく走行しないとき
は溶接部３が偏って溶接される。Conventionally, when performing fillet welding as shown in Fig. 3 with a consumable TTI type arc welder, a cart carrying a welding torch 1 that performs weaving motion is run along an open beam.
When the truck does not travel correctly along the groove line of the workpiece 2, the welded portion 3 is welded unevenly.

この問題点を除去するため、溶接トーチ先端の　　　　
　“ウィービングの中心が溶接線から偏った場合、ウィ
ービング両端における溶接電流又は電圧が異なったもの
となることを利用し、溶接トーチ１を溶接線に対し、ウ
ィービング方向に水平に移動させる揺動アクチュエータ
を設け、これを前記ウィービング両端での検出値の差が
０になるように制御して左右にずれのない溶接ビードが
得られるようにし、またその検出値が常に一定になるよ
うに上下方向（消耗電極方向）に上下駆動アクチュエー
タを制御する溶接線自動追従倣い制御装置が提案されて
いる。To eliminate this problem, the tip of the welding torch
“If the center of the weaving is deviated from the welding line, the welding current or voltage at both ends of the weaving will be different. Taking advantage of this fact, a swing actuator is used to move the welding torch 1 horizontally in the weaving direction with respect to the welding line. This is controlled so that the difference between the detected values at both ends of the weaving becomes 0, so that a weld bead with no left and right deviation is obtained. A welding line automatic tracing control device has been proposed that controls a vertical drive actuator in the electrode direction).

第６図はこの溶接線自動追従倣い制御装置の構成を示す
ブロック図であり、１１は溶接ロボット、１２はロボッ
ト制御システム、１３は前記溶接ロボット１１に取り付
けられる溶接トーチ１によって溶接を行なう溶接機、１
４は溶接電流を検出する電流検出器、１５はこの電流検
出器１４により検出された溶接電流値により溶接ロボッ
）１１に上下、左右の修正信号を発生するアーク・セン
サーユニットである。このアークセンサーユニット１５
では、前記電流検出器１４によって検出された溶接電流
値を、ウィービングの左端点、右端点及びウィービング
の中央点のそれぞれの通過点においてサンプリングし、
その値と溶接電流指令値及び電流オフセント値と比較し
、その偏差の大小及び符号により左右方向、上下方向の
修正信号を出力する。FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of this welding line automatic tracing control device, in which 11 is a welding robot, 12 is a robot control system, and 13 is a welding machine that performs welding with the welding torch 1 attached to the welding robot 11. ,1
4 is a current detector for detecting the welding current, and 15 is an arc sensor unit that generates vertical and horizontal correction signals to the welding robot 11 based on the welding current value detected by the current detector 14. This arc sensor unit 15
Then, the welding current value detected by the current detector 14 is sampled at each passing point of the left end point, the right end point, and the center point of the weaving,
The value is compared with the welding current command value and the current offset value, and correction signals in the horizontal and vertical directions are output depending on the magnitude and sign of the deviation.

なお、この明細書及び図面において左右方向及び上下方
向とは、第３図に示すように、ウィービングの両方向及
び溶接トーチの中心軸線に沿う進退方向のことを言い、
それぞれ、Ｌ　（ＬＥＦＴ）。In this specification and drawings, the left-right direction and the up-down direction refer to both directions of weaving and the forward and backward directions along the central axis of the welding torch, as shown in FIG.
L (LEFT) respectively.

Ｒ（且ＩＧＨＴ）、Ｕ　（旦Ｐ）、Ｄ（旦０ＷＮ）で表
すことにする。It will be expressed as R (and IGHT), U (danP), and D (dan0WN).

また第４図はウィービング動作を行なう溶接トーチ先端
の軌跡を示したものであり、ＰＬＩ＋　　ＰＬｆｆｉ・
・・はウィービングの左端点、Ｐ　Ｉｌ＋　　Ｐ　ａｔ
・・・はライ−・ピングの右端点、Ｐ　ＣＩ　＋　Ｐ　
Ｃｌ・・・はウィービングの中央点、ｐｓは溶接開始点
、Ｐ。Fig. 4 shows the trajectory of the welding torch tip during weaving operation, and shows the trajectory of the welding torch tip during weaving operation.
... is the left end point of weaving, P Il+ P at
... is the right end point of the lie-ping, P CI + P
Cl... is the center point of weaving, ps is the welding start point, P.

は溶接終了点である。is the welding end point.

従来の溶接線自動追従倣い制御装置では、溶接ロボット
にウィービング動作を行わせる場合、アークセンサ側で
ウィービング両端での溶接電流差及びウィービング中央
での溶接電流と設定電流との差により、各々Ｌ、Ｒ，Ｕ
、Ｄ方向における修正信号（これらをそれぞれＳ　Ｌ−
Ｓ　ｍ、　Ｓ　ｕ、　Ｓ　ｏとする）を出力していたが
、検出電流はある微小時間の平均値を用いているため、
特に、ショート・アーク領域・グロビエラー領域では電
流の変動が大きく、検出された電流が忠実に軌跡ずれを
反映していないため、正しい修正信号が得られない場合
が生じる。従って、ワーク形状に対応した倣い動作以外
の動作を行なってしまい、安定した倣い動作が得られな
い。In the conventional welding line automatic tracing control device, when the welding robot performs weaving operation, the arc sensor side detects the difference in welding current at both ends of the weaving and the difference between the welding current at the center of the weaving and the set current, respectively. R,U
, correction signals in the D direction (these are respectively S L-
S m, S u, S o), but since the detection current uses the average value over a certain minute time,
In particular, in short arc regions and globular error regions, current fluctuations are large, and the detected current does not faithfully reflect the trajectory deviation, so there are cases where correct correction signals cannot be obtained. Therefore, an operation other than the copying operation corresponding to the shape of the workpiece is performed, and a stable copying operation cannot be obtained.

このことを、第５図に基づいて詳細に説明すると、第５
図（ａ）に示されているように、トーチ先端がＰＬＡと
Ｐつｔ（ｉは１以上の整数）を両端とする左右方向のウ
ィービング動作を行なったときに、同図山）に示すよう
に溶接電流が変化したとすると、これをローパスフィル
タを通して検出電流ＩＬ！。To explain this in detail based on FIG.
As shown in Figure (a), when the torch tip performs a weaving motion in the left and right direction with PLA and Pt (i is an integer of 1 or more) as both ends, the Assuming that the welding current changes to , this is passed through a low-pass filter to detect current IL! .

■□（同図（Ｃ））が得られる。Ｌ、Ｒ方向の修正信号
は、ＬＲ左方向電流の基準値を■７とすると、下記の電
流比較により作られる。■□ ((C) in the same figure) is obtained. The L and R direction correction signals are generated by the following current comparison, assuming that the reference value of the LR left direction current is 7.

ところで、第５図（（＋）の電流波形において、２１点
に一時的な過大電流Ｉ□が見られ、またＰＣ３点に一時
的な過小電流Ｉｃ！が見られる。これらは、溶接線上に
仮付、隙間等の一時的な異常箇所があった場合の現象で
ある。By the way, in the current waveform shown in Figure 5 ((+), temporary overcurrent I□ can be seen at 21 points, and temporary undercurrent Ic! can be seen at 3 points PC.These can be seen temporarily on the welding line. This phenomenon occurs when there is a temporary abnormality such as an attachment or gap.

この場合、これらの異常箇所は極く短い区間であり、溶
接トーチ自体の軌跡のずれは無いのであるが、上記の修
正信号発生のための判定式によれば、第５図（ｄｌに示
されるように左方向の修正信号ＳＬが二重発生し、また
第５図ｃ幻に示されるように下方向の修正信号ＳＤが一
度発生することになる。In this case, these abnormal points are extremely short sections, and there is no deviation in the trajectory of the welding torch itself. However, according to the above judgment formula for generating the correction signal, As shown in FIG. 5, the leftward correction signal SL is generated twice, and the downward correction signal SD is generated once, as shown in FIG. 5c.

この一時的な異常箇所について、この修正信号を用いて
修正を行なえば、溶接トーチは左方向及び下方向に軌道
修正され、本来の溶接線から離れることになる。従って
、異常箇所での修正信号を有効として修正動作を行うと
本来の溶接線から離れてしまい、安定した倣い動作を行
うことができなくなる。If this temporary abnormality is corrected using this correction signal, the welding torch will be corrected in its trajectory to the left and downward, and will move away from the original welding line. Therefore, if a corrective operation is performed using a corrective signal at an abnormal location, the weld will move away from the original welding line, making it impossible to perform a stable tracing operation.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

本発明は、溶接線上に仮付、隙間等の短区間の異常箇所
があって過大電流、過小電流が発生した場合にこれを軌
道修正信号と判断して倣い動作が不安定になるという従
来の問題点を解決し、安定した倣い動作を行わせること
を目的とするものである。The present invention improves the conventional method in which when there is an abnormality in a short section such as a tack or a gap on the welding line and an overcurrent or undercurrent occurs, this is judged as a trajectory correction signal and the tracing operation becomes unstable. The purpose of this is to solve problems and perform stable copying operations.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、アークセンサ側からの上下左右の４つの方向
の修正信号を任意時間（ウィービングの数サイクル分）
監視して、上下のいずれの信号が優位性があるか、又左
右のいずれの信号が優位性があるかをそれぞれ判別し、
その結果の修正信号を用いて倣い動作を行わせるように
したものであり、これにより安定した倣い制御を行なう
ことができる。The present invention allows correction signals in four directions (up, down, left, and right) from the arc sensor side to be sent for any time (several cycles of weaving).
Monitor and determine which of the upper and lower signals is superior, and which of the left and right signals is superior,
The resulting correction signal is used to perform the copying operation, thereby making it possible to perform stable copying control.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を具体的実施例に基づいて具体的に説明す
る。Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on specific examples.

第１図は本発明における優位性判別のための説明図であ
り、例えば５回の監視回数について上下左右の４つの修
正信号の優位性を判別する場合、４ビット×５段のＦＩ
ＦＯ（先入れ先出し）メモリを用いた例を示している。FIG. 1 is an explanatory diagram for determining superiority in the present invention. For example, when determining the superiority of four corrected signals on the top, bottom, left, and right for five monitoring times, a 4-bit x 5-stage FI
An example using FO (first in, first out) memory is shown.

各段の各ビットには、それぞれ上下左右の修正信号Ｓｏ
、　３１１．　ＳＬ、　Ｓｌｌの存無（有りは　１”、
無しは“×”）が入力され、入力される度にデータの格
納番地が下段にシフトされる。第１図＋ａ）〜（ｄｌは
それぞれ新しい修正信号が入力された場合のＦＩＦＯメ
そり内の格納データを示すものである。新しい修正信号
が入力される度に最も旧いデータは排出されるため、Ｆ
ｒＦＯメモリ内には常に最新の５回分の修正信号データ
が格納されていることになる。Each bit in each stage has a correction signal So
, 311. Presence or absence of SL, Sll (presence is 1”,
If there is no data, "x") is input, and each time the data is input, the data storage address is shifted to the lower row. Figure 1 +a) to (dl) respectively show the data stored in the FIFO memory when a new correction signal is input.Since the oldest data is ejected every time a new correction signal is input, F
The latest five modified signal data are always stored in the rFO memory.

第１図（ａ）においては、同じ番地の各段の修正信号の
合計は、Ｓ１１．ＳＬ、ＳＩ、Ｓｕの順に、ｒ３．１゜
３、ｌ」となり、左右で言えば右の修正信号が左よりも
２回多く、また上下については下が上よりも２回多いと
いう計算になる。したがって、この場合、右及び下の軌
道修正信号がアクチュエータにそれぞれ与えられること
になる。In FIG. 1(a), the sum of the correction signals of each stage at the same address is S11. In the order of SL, SI, and Su, it is r3.1°3,l'', and in terms of left and right, the right correction signal is twice more than the left, and regarding the top and bottom, the bottom is two times more than the top. . Therefore, in this case, the right and lower trajectory correction signals are respectively given to the actuators.

次に第１図山）では、新しい人力が“Ｘ、　　Ｘ、　Ｘ
。Next, in Figure 1), the new human power is “X, X,
.

×”であるため、このデータが新しく格納され、旧いデ
ータは一つずつ下の段にシフトすることになる。この場
合の各番地の修正信号の合計は、左の番地から順にｒ２
．１．２．ＩＪとなり、それぞれ右、下の修正信号が出
される。×”, this data will be newly stored, and the old data will be shifted down one by one. In this case, the sum of the correction signals for each address is r2 in order from the left address.
．． 1.2. IJ, and the right and bottom correction signals are output, respectively.

次に第１図（Ｃ）では、新しい入力“ｘ、ｘ、ｘ。Next, in FIG. 1(C), a new input "x, x, x.

ｌ”が入ると、修正信号の合計はｒ２．　１．　２゜２
」となり、右方向の修正信号が与えられる。なお、上下
については合計数が等しいので、修正信号は発生しない
。l”, the sum of the corrected signals is r2.1.2゜2
”, and a rightward correction signal is given. Note that since the total number is equal for the upper and lower regions, no correction signal is generated.

更に、第１図（ｄ）では、新しい入力“ｘ、ｘ、ｘ。Furthermore, in FIG. 1(d), a new input "x, x, x.

１”が入ると、修正信号の合計はｒｌ、１．１゜３」と
なり、上方向の修正信号が出される。When 1'' is entered, the sum of the correction signals becomes rl, 1.1°3'', and an upward correction signal is output.

第２図は、上記の処理をコンピュータで行うためのフロ
ーチャートを示すものである。ここでは、上下信号の有
効回数をｎとし、左右信号の有効回数をＭとすることに
より、たとえ上下又は左右信号のいずれかの合計が大き
い場合でも、その合計回数が有効回数ｎ又はＭに達しな
い場合には修正信号を無視するようにして突発的な修正
信号の人力に対して補正を行なわないようにしている。FIG. 2 shows a flowchart for performing the above processing on a computer. Here, by setting the valid number of up/down signals to n and the valid number of left/right signals to M, even if the total of either the up/down or left/right signals is large, the total number of times reaches n or M. If not, the correction signal is ignored so that no correction is made for sudden human input of the correction signal.

このようにして、修正信号の平均化処理を行ない、一時
的な溶接電流の異常に対しては修正信号をアクチュエー
タに与えないことにより、倣い動作の安定化を図ること
ができる。In this manner, the correction signals are averaged and the correction signal is not applied to the actuator in response to a temporary abnormality in the welding current, thereby making it possible to stabilize the tracing operation.

なお、上記はウィービング両端及びウィービング中心に
おける溶接電流値を測定する例を示したが、溶接電圧を
測定することにしてもよいことは勿論である。Note that although the above example shows an example in which welding current values are measured at both ends of the weaving and at the center of the weaving, it goes without saying that the welding voltage may also be measured.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述したように本発明によれば、軌跡ずれによる電流変
化以外、即ち、隙間、アークオン時の不安定区間、仮付
部などによる一時的な電流変化に対しては、修正動作を
行わず、安定した倣い動作が可能となるという効果を奏
するものである。As described above, according to the present invention, corrective action is not performed for current changes other than current changes due to trajectory deviation, that is, temporary current changes due to gaps, unstable sections during arc-on, tacking parts, etc., and stability is maintained. This has the effect of making it possible to perform a following motion.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は第１図は本発明における優位性判別のための説
明図、第２図は本発明を実施するための処理例を示すフ
ローチャート、第３図は溶接トーチの動作を示す説明図
、第４図は溶接トーチ先端の軌跡の説明図、第５図は上
下左右の修正信号の出力状況を説明するタイムチャート
、第６図は本発明に係るアークセンサシステムのブロッ
ク図である。 １：溶接トーチ ２：ワーク ３：溶接部 特許出願人　　株式会社安川電機製作所トヨタ自動車株
式会社FIG. 1 is an explanatory diagram for determining superiority in the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing a processing example for carrying out the present invention, and FIG. 3 is an explanatory diagram showing the operation of a welding torch. FIG. 4 is an explanatory diagram of the locus of the tip of the welding torch, FIG. 5 is a time chart illustrating the output status of vertical and horizontal correction signals, and FIG. 6 is a block diagram of the arc sensor system according to the present invention. 1: Welding torch 2: Workpiece 3: Welding section Patent applicant Yaskawa Electric Manufacturing Co., Ltd. Toyota Motor Corporation

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、溶接トーチを、溶接線に対しウィービング方向に水
平に移動させる揺動アクチュエータと、溶接トーチの中
心軸線に対して前後駆動する上下駆動アクチュエータと
を設け、前記ウィービング両端における溶接電流又は溶
接電圧検出値の差が０になるように左右修正信号を出力
して前記揺動アクチュエータのウィービングの中心位置
を制御し、かつウィービング中心における溶接電流又は
溶接電圧検出値と設定値の差が０となるように上下修正
信号を出力して前記上下駆動アクチュエータにより溶接
トーチの中心軸線方向の位置を制御する自動溶接倣い装
置において、 前記左右修正信号と、前記上下修正信号をウィービング
の数サイクル分、一旦記憶させておき、最新の数回分の
上記記憶値から、左右修正信号及び上下修正信号の優位
性を判断してその結果から、前記揺動アクチュエータに
左又は右方向の修正信号を、また前記上下駆動アクチュ
エータに上又は下方向の修正信号をそれぞれ与えること
を特徴とする自動溶接倣い装置における倣い動作の平均
化処理方法。[Claims] 1. A swing actuator that moves the welding torch horizontally in the weaving direction with respect to the welding line, and a vertical drive actuator that drives the welding torch back and forth with respect to the center axis of the welding torch are provided. The center position of the weaving of the rocking actuator is controlled by outputting a left and right correction signal so that the difference between the detected values of welding current or welding voltage becomes 0, and the detected value of welding current or welding voltage at the weaving center and the set value are adjusted. In an automatic welding copying device that outputs a vertical correction signal so that the difference becomes 0 and controls the position of the welding torch in the central axis direction by the vertical drive actuator, the horizontal correction signal and the vertical correction signal are converted into a weaving number. Once stored for the number of cycles, the superiority of the left/right correction signal and the vertical correction signal is determined from the memorized values for the latest several times, and based on the results, a correction signal in the left or right direction is sent to the swing actuator. . Also, a method for averaging a copying operation in an automatic welding copying apparatus, characterized in that an upward or downward correction signal is respectively given to the vertical drive actuator.