JP5759737B2 - Control method and control system for pulse TIG welding robot - Google Patents
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Description
本発明は、パルスTIG溶接ロボットの制御方法及び制御システムに関する。 The present invention relates to a control method and a control system for a pulse TIG welding robot.
パルスTIG溶接を自動化する場合、溶接過程に起こる溶接熱によりワークが歪んでしまい、溶接トーチとワーク間の距離が変化し安定した溶接ができない場合がある。それに対し、TIG溶接のパルス電圧値から抽出したピーク電圧区間の電圧値を利用して、溶接トーチとワーク間を一定に保つことができる倣い制御のアークセンサが提案されている。特許文献1では、TIG溶接のTIGパルス電圧値のパルスの立ち上がり・立ち下がりを利用してピーク電圧値を抽出する方法が提案されている。
When pulse TIG welding is automated, the workpiece is distorted by welding heat generated in the welding process, and the distance between the welding torch and the workpiece may change, and stable welding may not be possible. On the other hand, there has been proposed a scanning arc sensor that can keep a constant distance between the welding torch and the workpiece by using a voltage value in a peak voltage section extracted from a pulse voltage value of TIG welding.
又、特許文献2では、ピーク電圧値かベース電圧値であるかを判定するために、閾値となる基準電圧を手動にて設定する方法が提案されている。
これらの方法では、ピーク電圧区間で倣うことが可能であるが、ベース電圧区間の電圧値を利用した倣い制御はできない。溶接長が長く溶接速度が遅い場合など、溶接による熱ひずみを避けるため、ベース電圧区間を長く設定するケースがある。また、ワーク環境、溶接条件によっては、ピーク電圧値よりベース電圧値の方が安定して出力される場合がある。このように、ピーク電圧値よりベース電圧値を活用した方がより精度の良い倣い制御が行える場合がある。
Patent Document 2 proposes a method of manually setting a reference voltage serving as a threshold value in order to determine whether the voltage value is a peak voltage value or a base voltage value.
In these methods, copying can be performed in the peak voltage section, but copying control using the voltage value in the base voltage section cannot be performed. In some cases, such as when the welding length is long and the welding speed is slow, the base voltage section is set long in order to avoid thermal distortion caused by welding. Further, depending on the work environment and welding conditions, the base voltage value may be output more stably than the peak voltage value. In this way, there are cases where the scanning control with higher accuracy can be performed by using the base voltage value than the peak voltage value.
又、TIG電極の先端は非消耗電極ではあるが、実際の溶接中の溶着などにより電極先端が丸くなってしまうことがあり、パルスTIG溶接電圧値から抽出したピーク電圧値が小さくなることがある。この場合、ピークとベースの電圧値の変化が小さくなるため、特許文献1では、アークの立ち上がり・立ち下りを抽出できずに、倣いに利用する電圧値を収集できない可能性があるため、正しい倣い制御が行えない状態になる。このような場合、正しい電圧値を抽出するためには高性能なAD変換器が必要となりコストが上がってしまう。特許文献2では、ピーク電圧区間かベース電圧区間かを判定する基準電圧より電圧が小さくなってしまうとベース電圧値であると判断するため、必要な電圧値を収集できず、倣い制御を行わない状態となってしまう。
Moreover, although the tip of the TIG electrode is a non-consumable electrode, the tip of the electrode may be rounded due to welding during actual welding, and the peak voltage value extracted from the pulse TIG welding voltage value may be small. . In this case, since the change in the voltage value between the peak and the base becomes small, in
上記のように特許文献1、2は、ピーク電圧区間を利用した倣い制御であり、ベース電圧区間を利用した倣い制御を行うことは考慮されていない。
又、特許文献1,2では、TIGパルス電圧のピーク電圧値が小さくなりピーク・ベース電圧値に差が小さくなった場合には、倣いに必要な電圧値を抽出できずに、倣い制御を行えない問題がある。
As described above,
Further, in
本発明の目的は、ピーク電圧区間又はベース電圧区間のいずれかを選択できることにより、TIG溶接のピーク電圧区間だけでなく、ベース電圧区間を利用して倣い制御を行うことができ、より溶接環境に適応した倣いを行うことができるパルスTIG溶接ロボットの制御方法及び制御システムを提供することにある。 The object of the present invention is to be able to select either the peak voltage section or the base voltage section, so that not only the peak voltage section of TIG welding but also the base voltage section can be used to perform the copying control, and the welding environment can be further improved. It is an object to provide a control method and a control system of a pulse TIG welding robot capable of performing adaptive copying.
又、本発明の他の目的は、TIGパルス電圧のピーク電圧区間、ベース電圧区間を自動的に、かつ確実に判定でき、手動による入力ミスや、電圧降下による抽出不良が発生せず、より使い易い装置が実現できるとともに、確実な倣い制御が可能となるパルスTIG溶接ロボットの制御方法及び制御システムを提供することにある。 Another object of the present invention is that the peak voltage section and base voltage section of the TIG pulse voltage can be automatically and reliably determined, and there is no manual input error or extraction failure due to voltage drop. It is an object of the present invention to provide a control method and a control system for a pulse TIG welding robot capable of realizing an easy apparatus and capable of reliable scanning control.
上記問題点を解決するために、請求項1の発明は、パルス信号を生成するとともに前記パルス信号に同期して実溶接電圧を、溶接トーチを介して母材に印加するTIG溶接電源を備え、前記実溶接電圧の印加によりパルスTIG溶接を行うパルスTIG溶接ロボットの制御方法において、前記パルスTIG溶接ロボットに設けられた設定手段を設定操作することにより、倣い制御に使用する指定電圧区間として、前記パルス信号のピーク電圧区間又はベース電圧区間のいずれかの区間を設定する第1ステップと、前記パルス信号のピーク電圧区間及びベース電圧区間を判定する第2ステップと、前記設定された指定電圧区間における実溶接電圧をサンプリング周期毎に抽出する第3ステップと、前記指定電圧区間における前記抽出した前記実溶接電圧の平均電圧と予め設定された基準電圧との差に基づいて、前記溶接トーチの動作方向とトーチ動作量を得る算出ステップと、前記溶接トーチの動作方向とトーチ動作量に基づいて前記溶接ロボットを制御して前記溶接トーチと前記母材間の距離を制御して前記倣い制御する制御ステップを有することを特徴とするパルスTIG溶接ロボットの制御方法を要旨としている。
In order to solve the above problems, the invention of
請求項2の発明は、パルス信号を生成するとともに前記パルス信号に同期して実溶接電圧を、溶接トーチを介して母材に印加するTIG溶接電源を備え、前記実溶接電圧の印加によりパルスTIG溶接を行うパルスTIG溶接ロボットの制御方法において、前記パルスTIG溶接ロボットに設けられた設定手段を設定操作することにより、倣い制御に使用する指定電圧区間として、前記パルス信号のピーク電圧区間又はベース電圧区間のいずれかの区間を設定する設定ステップと、前記パルス信号のパルス周期よりも短いサンプリング周期でサンプリングされた前記実溶接電圧の値(以下、実溶接電圧という)を時間方向に平均化して電圧区間判定基準値を得るステップと、前記電圧区間判定基準値に基づいて前記実溶接電圧が、前記パルス信号のピーク電圧区間又はベース電圧区間のいずれの電圧区間に属するかを判定する判定ステップと、前記判定ステップで、前記ピーク電圧区間又はベース電圧区間に属すると判定された前記実溶接電圧の内、前記設定された指定電圧区間に属する実溶接電圧を抽出する抽出ステップと、前記指定電圧区間において前記抽出した実溶接電圧の平均電圧と予め設定された基準電圧との差に基づいて前記溶接トーチの動作方向とトーチ動作量を得る算出ステップと、前記溶接トーチの動作方向とトーチ動作量に基づいて前記溶接ロボットを制御して前記溶接トーチと前記母材間の距離を制御して前記倣い制御する制御ステップを有することを特徴とするパルスTIG溶接ロボットの制御方法を要旨としている。 The invention of claim 2 includes a TIG welding power source that generates a pulse signal and applies an actual welding voltage to a base material via a welding torch in synchronization with the pulse signal, and the pulse TIG is applied by applying the actual welding voltage. In the control method of the pulse TIG welding robot for performing welding, by setting the setting means provided in the pulse TIG welding robot, the peak voltage interval or the base voltage of the pulse signal is set as the specified voltage interval used for the copying control. A setting step for setting one of the sections , and a voltage obtained by averaging the value of the actual welding voltage (hereinafter referred to as the actual welding voltage) sampled in a sampling period shorter than the pulse period of the pulse signal in the time direction. Obtaining an interval determination reference value; and based on the voltage interval determination reference value, the actual welding voltage is the pulse In the determination step of determining which voltage section of the peak voltage section or base voltage section of the signal, among the actual welding voltage determined to belong to the peak voltage section or the base voltage section in the determination step, An extraction step for extracting an actual welding voltage belonging to the set specified voltage section, and a difference between an average voltage of the extracted actual welding voltage in the specified voltage section and a preset reference voltage. A calculation step for obtaining an operation direction and a torch operation amount, and a control of the welding robot based on the operation direction and the torch operation amount of the welding torch to control a distance between the welding torch and the base material to perform the scanning control. The gist of the control method of the pulse TIG welding robot is characterized by having a control step.
請求項3の発明は、パルス信号を生成するとともに前記パルス信号に同期して実溶接電圧を、溶接トーチを介して母材に印加するTIG溶接電源を備え、前記実溶接電圧の印加によりパルスTIG溶接を行うパルスTIG溶接ロボットの制御システムにおいて、倣い制御に使用する指定電圧区間として、前記実溶接電圧中のピーク電圧区間又はベース電圧区間のいずれかを設定する設定手段と、前記パルス信号のピーク電圧区間及びベース電圧区間を判定する判定手段と、前記設定された指定電圧区間における実溶接電圧をサンプリング周期毎に抽出する抽出手段と、前記指定電圧区間における前記抽出した前記実溶接電圧の平均電圧と予め設定された基準電圧との差に基づいて、前記溶接トーチの動作方向とトーチ動作量を得る算出手段と、前記溶接トーチの動作方向とトーチ動作量に基づいて前記溶接ロボットを制御して前記溶接トーチと前記母材間の距離を制御して前記倣い制御するロボット制御手段を有することを特徴とするパルスTIG溶接ロボットの制御システムを要旨としている。 The invention of claim 3 includes a TIG welding power source that generates a pulse signal and applies an actual welding voltage to a base material via a welding torch in synchronization with the pulse signal, and the pulse TIG is applied by applying the actual welding voltage. In a control system for a pulse TIG welding robot that performs welding, a setting unit that sets either a peak voltage interval or a base voltage interval in the actual welding voltage as a specified voltage interval used for scanning control, and a peak of the pulse signal A determination means for determining a voltage interval and a base voltage interval; an extraction means for extracting an actual welding voltage in the set specified voltage interval for each sampling period; and an average voltage of the extracted actual welding voltage in the specified voltage interval And a calculating means for obtaining an operation direction and a torch operation amount of the welding torch based on a difference between the reference voltage and a preset reference voltage; A pulse TIG comprising robot control means for controlling the welding robot based on an operation direction and a torch operation amount of the welding torch to control a distance between the welding torch and the base material to perform the copying control. The gist of the control system is a welding robot.
請求項4の発明は、パルス信号を生成するとともに前記パルス信号に同期して実溶接電圧を、溶接トーチを介して母材に印加するTIG溶接電源を備え、前記実溶接電圧の印加によりパルスTIG溶接を行うパルスTIG溶接ロボットの制御システムにおいて、倣い制御に使用する指定電圧区間として、ピーク電圧区間又はベース電圧区間を設定する設定手段と、前記パルス信号のパルス周期よりも短いサンプリング周期でサンプリングされた前記実溶接電圧の値(以下、実溶接電圧という)を時間方向に平均化して電圧区間判定基準値を得る時間方向平均化手段と、前記電圧区間判定基準値に基づいて前記実溶接電圧が、前記パルス信号のピーク電圧区間又はベース電圧区間のいずれの電圧区間に属するかを判定する判定手段と、前記判定手段で、前記ピーク電圧区間又はベース電圧区間に属すると判定された前記実溶接電圧の内、前記設定された指定電圧区間に属する実溶接電圧を抽出する抽出手段と、前記指定電圧区間において前記抽出した実溶接電圧の平均電圧と予め設定された基準電圧との差に基づいて前記溶接トーチの動作方向とトーチ動作量を得る算出手段と、前記溶接トーチの動作方向とトーチ動作量に基づいて前記溶接ロボットを制御して前記溶接トーチと前記母材間の距離を制御して前記倣い制御するロボット制御手段を有することを特徴とするパルスTIG溶接ロボットの制御システムを要旨としている。 The invention of claim 4 includes a TIG welding power source that generates a pulse signal and applies an actual welding voltage to a base material via a welding torch in synchronization with the pulse signal, and the pulse TIG is applied by applying the actual welding voltage. In a control system for a pulse TIG welding robot that performs welding, setting means for setting a peak voltage section or a base voltage section as a designated voltage section used for scanning control, and a sampling period shorter than the pulse period of the pulse signal are sampled. In addition, a time direction averaging means for obtaining a voltage section determination reference value by averaging the value of the actual welding voltage (hereinafter referred to as an actual welding voltage) in the time direction, and the actual welding voltage is calculated based on the voltage section determination reference value. Determining means for determining whether the pulse signal belongs to a peak voltage interval or a base voltage interval of the pulse signal; and the determination Extracting means for extracting an actual welding voltage belonging to the set designated voltage section from among the actual welding voltages determined to belong to the peak voltage section or the base voltage section in the stage, and the extraction in the designated voltage section Calculating means for obtaining an operation direction and a torch operation amount of the welding torch based on a difference between an average voltage of the actual welding voltage and a preset reference voltage; and based on the operation direction and the torch operation amount of the welding torch The gist of the control system for the pulse TIG welding robot is characterized by comprising a robot control means for controlling the scanning by controlling the welding robot to control the distance between the welding torch and the base material.
請求項1及び請求項2の発明によれば、TIG溶接のピーク電圧区間だけでなく、ベース電圧区間を利用して倣い制御を行うことができるため、より溶接環境に適応した倣いを行うことができるパルスTIG溶接ロボットの制御方法を提供できる。 According to the first and second aspects of the present invention, since not only the peak voltage interval of TIG welding but also the copying control can be performed using the base voltage interval, it is possible to perform copying more adapted to the welding environment. The control method of the pulse TIG welding robot which can be provided can be provided.
又、請求項1及び請求項2の発明によれば、TIGパルス電圧のピーク電圧区間、ベース電圧区間を自動的に、かつ確実に判定できるため、ピーク電圧区間及びベース電圧区間を判定するための基準値の手動入力を行う必要がないとともに前記基準値の手動による入力ミスや、該入力ミスに伴って電圧降下による抽出不良が発生せず、より使い易い装置が実現できるとともに、確実な倣い制御が可能となるパルスTIG溶接ロボットの制御方法を提供できる。 In addition, according to the first and second aspects of the present invention, since the peak voltage interval and the base voltage interval of the TIG pulse voltage can be automatically and reliably determined, the peak voltage interval and the base voltage interval can be determined. There is no need to manually input a reference value, and there is no manual input error of the reference value, and no extraction failure due to a voltage drop due to the input error, so that an easier-to-use device can be realized and reliable scanning control is performed. It is possible to provide a control method of a pulse TIG welding robot that can perform the above-described process.
請求項3及び請求項4発明によれば、TIG溶接のピーク電圧区間だけでなく、ベース電圧区間を利用して倣い制御を行うことができるため、より溶接環境に適応した倣いを行うことができるパルスTIG溶接ロボットの制御システムを提供できる。 According to the third and fourth aspects of the present invention, it is possible to perform scanning control using not only the peak voltage section of TIG welding but also the base voltage section, so that scanning suitable for the welding environment can be performed. A control system for a pulse TIG welding robot can be provided.
又、請求項3及び請求項4の発明によれば、TIGパルス電圧のピーク電圧区間、ベース電圧区間を自動的に、かつ確実に判定できるため、ピーク電圧区間及びベース電圧区間を判定するための基準値の手動入力を行う必要がないとともに前記基準値の手動による入力ミスや、該入力ミスに伴って電圧降下による抽出不良が発生せず、より使い易い装置が実現できるとともに、確実な倣い制御が可能となるパルスTIG溶接ロボットの制御システムを提供できる。 According to the invention of claim 3 and claim 4, since the peak voltage section and base voltage section of the TIG pulse voltage can be automatically and reliably determined, the peak voltage section and base voltage section are determined. There is no need to manually input a reference value, and there is no manual input error of the reference value, and no extraction failure due to a voltage drop due to the input error, so that an easier-to-use device can be realized and reliable scanning control is performed. Therefore, it is possible to provide a control system for a pulse TIG welding robot that can achieve the above.
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した第1実施形態のパルスTIG溶接ロボットの制御方法及び制御システム(以下、単にシステムという)を図1〜図4を参照して説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a control method and a control system (hereinafter simply referred to as a system) of a pulse TIG welding robot according to a first embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に示すようにシステムは溶接トーチ11を備えた関節が6軸の溶接ロボットマニピュレータ(以下、単に溶接ロボットという)10、溶接ロボット10を制御するロボット制御装置20、溶接トーチ11に電力を供給するTIG溶接電源30、TIGアークセンサ50等を備えている。TIG溶接電源30は、溶接ロボット10の先端に取付された溶接トーチ11に対して電力を供給する。又、母材としてのワークWは、TIG溶接電源30を介して電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, the system supplies power to a welding robot manipulator (hereinafter simply referred to as a welding robot) 10 having a
ロボット制御装置20は、TIGアークセンサ50と電気的に接続され、各種制御情報の通信が可能である。ロボット制御装置20は、設定手段としてのピーク・ベース指定電圧区間選択器25を備えている。オペレータは、ロボット制御装置20に通信可能に接続される図示しない可搬式操作装置(ティーチペンダント)の操作によって、溶接環境に適応するように、ピーク・ベース指定電圧区間選択器25を、TIG溶接を行う前に予め設定操作する(第1ステップ)。このことにより、パルス信号P1のピーク電圧区間又はベース電圧区間のいずれかの区間を、溶接線倣い制御(以下、単に倣い制御という)を行う指定電圧区間とする設定が可能である。なお、前記パルス信号P1は、ロボット制御装置20で設定されたパルス周波数・パルス比率(デューティ比)に基づいて、TIG溶接電源30により生成される。ピーク・ベース指定電圧区間選択器25において、設定された指定電圧区間は、TIGアークセンサ50に送信される。
The
又、ロボット制御装置20は、溶接ロボット10と各種の制御情報の交信が可能であり、ロボット制御装置20に記憶されている教示プログラムに従ってパルスTIG溶接を行うとともに、TIGアークセンサ50からの制御信号により、溶接トーチ11の位置、すなわち、ワークWとの間の距離を修正しながら溶接線倣い制御(以下、単に倣い制御という)を行う。
The
図1に示すようにTIGアークセンサ50は、電圧測定器51、外部パルス信号受信判別器52、電圧抽出器53、抽出電圧値平均処理器54、アーク基準電圧設定器55、差電圧算出器56、トーチ動作方向判定器57、及びトーチの動作量算出器60を備えている。
As shown in FIG. 1, the
前記TIGアークセンサ50の構成中、電圧測定器51を除いた外部パルス信号受信判別器52、電圧抽出器53、抽出電圧値平均処理器54、アーク基準電圧設定器55、差電圧算出器56、トーチ動作方向判定器57、及びトーチの動作量算出器60は、コンピュータで構成してもよく、或いは個別の機器として構成してもよい。
In the configuration of the
本実施形態のシステムにおいて、外部パルス信号受信判別器52は、請求項1の判定手段に相当するとともに電圧抽出器53は抽出手段に相当する。又、抽出電圧値平均処理器54、差電圧算出器56、トーチ動作方向判定器57、及び動作量算出器60は算出手段に相当する。ロボット制御装置20は、ロボット制御手段に相当する。
In the system of the present embodiment, the external pulse
又、本実施形態において、電圧測定器51は、電圧測定手段に相当する。抽出電圧値平均処理器54は、抽出電圧値平均手段に相当するとともにアーク基準電圧設定器55は、基準電圧設定手段に相当する。又、差電圧算出器56は差電圧判定手段に相当するとともにトーチ動作方向判定器57はトーチ動作方向判定手段に相当する。又、動作量算出器60は溶接トーチ11の動作量算出手段に相当する。
In the present embodiment, the
(実施形態の作用)
上記のように構成されたシステムの作用を、図2〜図4を参照して説明する。
TIG溶接は、ロボット制御装置20で設定された溶接電流・溶接電圧のパルス周波数とパルス比率(デューティ比)に基づいて、TIG溶接電源30により溶接トーチ11とワークW間に電流・電圧が出力されて溶接が行われる。このように溶接トーチ11がワークWに対して溶接線倣いでパルスTIG溶接を行っている際、TIGアークセンサ50の電圧測定器51は、TIG溶接電源30から溶接トーチ11に印加されている実溶接電圧V1を測定周期(すなわち、サンプリング周期)で測定する。このサンプリング周期は、TIG溶接電源30が溶接トーチ11に印加する電力のパルス周期よりも遙かに短い周期である。電圧測定器51は、前記サンプリング周期で測定した実溶接電圧V1を電圧抽出器53に出力する。
(Operation of the embodiment)
The operation of the system configured as described above will be described with reference to FIGS.
In TIG welding, current and voltage are output between the
TIG溶接電源30は、ロボット制御装置20で設定されたパルス周波数・パルス比率(デューティ比)に基づいてパルス信号P1を生成するとともに、外部パルス信号受信判別器52は、そのパルス信号P1を受信する。
The TIG
外部パルス信号受信判別器52は、受信した前記パルス信号P1が、ピークを指し示す場合は、ピーク電圧区間と判別し、ベースを指し示す場合は、ベース電圧区間と判別する(第2ステップ)。具体的に説明すると、図2(a)は、外部パルス信号受信判別器52が、コンピュータで構成されている場合に、外部パルス信号受信判別器52が前記サンプリング周期と同周期で実行するパルス信号のピーク電圧区間とベース電圧区間の判定プログラムのフローチャートである。
When the received pulse signal P1 indicates a peak, the external pulse
S10では、外部パルス信号受信判別器52は、受信したパルス信号P1が、ピーク値であるか否かを判定し、ピーク値である場合には、S12で、今受信したパルス信号P1がピーク電圧区間であると判定し、その判定結果にON(すなわち、「1」)を設定した後、S14に移行する。又、S10において、ピーク値でない場合には、S16で、ベース電圧区間であると判定し、その判定結果にOFF(すなわち、「0」)を設定し,S14に移行する。S14では、外部パルス信号受信判別器52は、S12又はS16の判定結果を電圧抽出器53に送信する。なお、ピーク電圧区間及びベース電圧区間の判定結果であるON(1)、OFF(0)の設定を、逆にして、すなわち、反転して出力するようにしてもよい。この場合、例えば、前記図示しない可搬式操作装置(ティーチペンダント)の設定変更操作により、ロボット制御装置20から、外部パルス信号受信判別器52の出力設定を変更することにより、外部パルス信号受信判別器52から電圧抽出器53への前記判定結果の出力の反転が可能である。
In S10, the external pulse
電圧抽出器53は、電圧測定器51から入力した実溶接電圧V1から、前記サンプリング周期と同周期でピーク・ベース指定電圧区間選択器25により設定された指定電圧区間の実溶接電圧を抽出する。図2(b)は、電圧抽出器53が、コンピュータで構成されている場合に、前記サンプリング周期毎に実行する電圧抽出プログラムのフローチャートである。
The
同図に示すように、S20では、電圧抽出器53は、ロボット制御装置20のピーク・ベース指定電圧区間選択器25で設定された指定電圧区間が、ピーク電圧区間であるか否か、すなわち、ピーク電圧区間を利用するものであるか否かを判定する。
As shown in the figure, in S20, the
ロボット制御装置20から送信された指定電圧区間がベース電圧区間に設定されている場合には、電圧抽出器53は、S20からS28に移行する。S28では、電圧抽出器53は、外部パルス信号受信判別器52から送信された判定結果がOFF(0)であるか、否かを判定する。
When the specified voltage section transmitted from the
S28において、前記判定結果がOFF(0)ではない場合は、電圧抽出器53は、S28の判定を「NO」とし、このフローチャートを一旦終了する。すなわち、この場合は、S20において、ベース電圧区間を利用するものとして指定電圧区間が設定されていると判定したため、判定結果がOFF(0)ではない場合は、実溶接電圧V1がピーク電圧区間に属することから、この区間では、実溶接電圧V1を倣い制御に使用しないのである。S28において、前記判定結果がOFF(0)である場合は、電圧抽出器53は、S28の判定を「YES」とし、S24に移行する。
In S28, when the determination result is not OFF (0), the
又、S20において、ロボット制御装置20から送信された指定電圧区間がピーク電圧区間に設定されている場合には、電圧抽出器53は、S22に移行する。
S22では、電圧抽出器53は、外部パルス信号受信判別器52から送信された判定結果がON(1)であるか、否かを判定する。
In S20, when the specified voltage section transmitted from the
In S22, the
S22において、判定結果がON(1)ではない場合は、電圧抽出器53は、S22の判定を「NO」とし、このフローチャートを一旦終了する。すなわち、この場合は、S20において、ピーク電圧区間を利用するものとして指定電圧区間が設定されていると判定したため、判定結果がON(1)ではない場合は、実溶接電圧V1がベース電圧区間に属することから、この区間では、実溶接電圧V1を倣い制御に使用しないのである。S22において、前記判定結果がON(1)である場合は、電圧抽出器53は、S22の判定を「YES」とし、S24に移行する。
In S22, when the determination result is not ON (1), the
S24では、電圧抽出器53は、S28で「YES」と判定した場合、前記判定結果がOFF(0)である実溶接電圧V1を抽出し、図示しないメモリに倣い用電圧V2として記憶(保存)する(第3ステップ)。或いは、S24では、電圧抽出器53は、S22で「YES」と判定した場合、前記判定結果がOFF(0)である実溶接電圧V1を抽出し、図示しないメモリに倣い用電圧V2として記憶(保存)する(第3ステップ)。
In S24, when it is determined “YES” in S28, the
図1に示す抽出電圧値平均処理器54は、電圧抽出器53が前記図示しないメモリに保存した倣い用電圧V2を平均化して平均電圧Mを得る。この平均化処理は例えば移動平均を挙げることができるが、移動平均に限定されるものではなく、他の公知の平均処理でもよい。
The extracted voltage
差電圧算出器56は、アーク基準電圧設定器55で予め設定されている基準電圧としてのアーク基準電圧Kと抽出電圧値平均処理器54で得た前記平均電圧Mに基づきその差電圧を算出する。ここで、平均電圧M>アーク基準電圧Kであれば、差電圧は、+の値となり、平均電圧M<アーク基準電圧Kであれば、差電圧は−となる。又、平均電圧M=アーク基準電圧Kの場合は、差電圧は、0となる。この+、−、0により、トーチ動作方向判定器57は、当該制御周期毎に溶接トーチ11の動作方向を判定する。
The
すなわち、+の場合は、平均電圧Mがアーク基準電圧Kよりも高いため、ワークWに接近する方向が動作方向となり、−の場合は、平均電圧Mがアーク基準電圧Kよりも低いため、ワークWに接近する方向が動作方向となる。0の場合は、トーチ動作方向を変更しないことになる。 That is, in the case of +, since the average voltage M is higher than the arc reference voltage K, the direction approaching the workpiece W is the operation direction, and in the case of-, the average voltage M is lower than the arc reference voltage K. The direction approaching W is the operation direction. In the case of 0, the torch operation direction is not changed.
トーチの動作量算出器60は、溶接トーチ11の位置補正量としてのトーチ動作量を算出する。トーチ動作量の算出は、差電圧の比例制御、或いは差電圧の比例積分制御のいずれの方法で算出を行ってもよい。差電圧算出器56、トーチ動作方向判定器57、及びトーチの動作量算出器60が行う処理は算出ステップに相当する。
The torch
そして、動作量算出器60によるトーチ動作量と前記トーチ動作方向が、ロボット制御装置20に出力されることにより、ロボット制御装置20は、トーチ動作量と前記トーチ動作方向に基づいて、溶接ロボット10を駆動制御し、溶接トーチ11を移動して該溶接トーチ11とワークW(母材)間の距離を制御する。ロボット制御装置20の前記制御は制御ステップに相当する。
Then, the torch motion amount and the torch motion direction by the
図3は、指定電圧区間が、パルス信号P1のピーク電圧区間に設定された場合のパルス信号P1、アーク基準電圧K、実溶接電圧V1が示されるとともに、ピーク電圧区間において、溶接トーチ11の倣い制御が行われた場合が示されている。同図において、縦軸は、電圧及び高さを示し、横軸は時間軸である。
FIG. 3 shows the pulse signal P1, the arc reference voltage K, and the actual welding voltage V1 when the designated voltage section is set to the peak voltage section of the pulse signal P1, and the copying of the
又、図4は、指定電圧区間が、パルス信号P1のベース電圧区間に設定された場合のパルス信号P1、アーク基準電圧K、実溶接電圧V1が示されるとともに、ベース電圧区間において、溶接トーチ11の倣い制御が行われた場合が示されている。同図において、縦軸は、電圧及び高さを示し、横軸は時間軸である。又、両図において、「ピーク」はピーク電圧区間を示し、「ベース」はベース電圧区間を示す。
FIG. 4 shows the pulse signal P1, the arc reference voltage K, and the actual welding voltage V1 when the designated voltage section is set to the base voltage section of the pulse signal P1, and the
図3の場合は、ピーク電圧区間で倣い用電圧V2が抽出されるとともに平均電圧Mの算出が行われる。そして、このピーク電圧区間において、溶接トーチ11のワークW(母材)からの高さ(離間距離)の倣い制御が行われる。図4の場合は、ベース電圧区間で倣い用電圧V2が抽出されるとともに平均電圧Mの算出が行われる。そして、このベース電圧区間において、溶接トーチ11のワークW(母材)からの高さ(離間距離)の倣い制御が行われる。
In the case of FIG. 3, the copying voltage V2 is extracted in the peak voltage section and the average voltage M is calculated. In this peak voltage section, the copying control of the height (separation distance) of the
さて、上記のように構成された方法、及びシステムは、下記の特徴がある。
(1) 本実施形態の制御方法は、倣い制御に使用する指定電圧区間として、パルス信号P1のピーク電圧区間又はベース電圧区間を、ピーク・ベース指定電圧区間選択器25で設定する(第1ステップ)。そして、パルス信号P1のピーク電圧区間及びベース電圧区間を、外部パルス信号受信判別器52で判定する(第2ステップ)。さらに、ピーク・ベース指定電圧区間選択器25で設定された指定電圧区間における実溶接電圧V1を、サンプリング周期毎に電圧抽出器53により抽出する(第3ステップ)。そして、指定電圧区間における前記抽出した実溶接電圧V1の平均電圧Mと予め設定されたアーク基準電圧K(基準電圧)との差に基づいて、溶接トーチ11の動作方向とトーチ動作量を得る(算出ステップ)。さらに、溶接トーチ11の動作方向とトーチ動作量に基づいて溶接ロボット10を制御して溶接トーチ11とワークW(母材)間の距離を制御して倣い制御する(制御ステップ)。
The method and system configured as described above have the following characteristics.
(1) In the control method of the present embodiment, the peak / base specified
又、本実施形態のシステムは、倣い制御に使用する指定電圧区間として、実溶接電圧中のピーク電圧区間又はベース電圧区間のいずれかを設定するピーク・ベース指定電圧区間選択器25(設定手段)と、パルス信号P1のピーク電圧区間及びベース電圧区間を判定する外部パルス信号受信判別器52(判定手段)を有する。又、システムは、設定された指定電圧区間における実溶接電圧V1をサンプリング周期毎に抽出する電圧抽出器53(抽出手段)と、指定電圧区間における抽出した実溶接電圧V1の平均電圧Mと予め設定されたアーク基準電圧K(基準電圧)との差電圧(差)に基づいて、溶接トーチ11の動作方向とトーチ動作量を得る抽出電圧値平均処理器54、差電圧算出器56、トーチ動作方向判定器57、及び動作量算出器60(算出手段)を備える。又、システムは、溶接トーチ11の動作方向とトーチ動作量に基づいて溶接ロボット10を制御して溶接トーチ11とワークW(母材)間の距離を制御して倣い制御するロボット制御装置20(ロボット制御手段)を有する。
Further, the system of the present embodiment includes a peak / base designated voltage section selector 25 (setting means) that sets either the peak voltage section or the base voltage section in the actual welding voltage as the designated voltage section used for the copying control. And an external pulse signal reception discriminator 52 (determination means) for determining the peak voltage interval and the base voltage interval of the pulse signal P1. Further, the system preliminarily sets a voltage extractor 53 (extraction means) that extracts the actual welding voltage V1 in the set designated voltage section for each sampling period, and an average voltage M of the extracted actual welding voltage V1 in the designated voltage section. Based on the difference voltage (difference) from the arc reference voltage K (reference voltage), the extracted voltage
この結果、本実施形態の制御方法及びシステムによれば、TIG溶接のピーク電圧区間だけでなく、ベース電圧区間を利用して倣い制御を行うことができる。このため、より溶接環境に適応した倣いを行うことができる。又、本実施形態の制御方法によれば、ピーク・ベース指定電圧区間選択器25の設定により、TIGパルス電圧のピーク電圧区間、ベース電圧区間を自動的に、かつ確実に判定できるため、ピーク電圧区間及びベース電圧区間を判定するための基準値の手動入力を行う必要がないとともに前記基準値の手動による入力ミスや、該入力ミスに伴って電圧降下による抽出不良が発生せず、より使い易い装置が実現できるとともに、確実な倣い制御が可能となる。
As a result, according to the control method and system of the present embodiment, it is possible to perform scanning control using not only the peak voltage interval of TIG welding but also the base voltage interval. For this reason, copying adapted to the welding environment can be performed. Further, according to the control method of the present embodiment, the peak voltage base and the base voltage section of the TIG pulse voltage can be automatically and reliably determined by the setting of the peak / base designated
(第2実施形態)
次に、第2実施形態のシステム及び制御方法を図5〜図8を参照して説明する。なお、第2実施形態のシステムにおいて、第1実施形態のシステムと同一構成又は相当する構成には、同一符号を付してその詳細説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
(Second Embodiment)
Next, the system and control method of the second embodiment will be described with reference to FIGS. In the system of the second embodiment, the same or corresponding components as those of the system of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof is omitted, and different configurations are mainly described.
第2実施形態のシステムは図5に示すように、第1実施形態のTIGアークセンサ50の構成中、外部パルス信号受信判別器52が省略されている。そして、その代わりに、電圧測定器51がサンプリング周期毎に測定した実溶接電圧V1を入力するフィルタ化電圧値生成器62が設けられるとともにフィルタ化電圧値生成器62の出力がピーク・ベース電圧区間判定器64に入力されるようにされているところが第1実施形態と異なる。又、ピーク・ベース電圧区間判定器64の出力は電圧抽出器53に入力される。他のハード構成は、第1実施形態と同じである。
As shown in FIG. 5, in the system of the second embodiment, the external pulse
前記TIGアークセンサ50の構成中、電圧測定器51を除いたフィルタ化電圧値生成器62、電圧抽出器53、抽出電圧値平均処理器54、アーク基準電圧設定器55、差電圧算出器56、トーチ動作方向判定器57、及びトーチの動作量算出器60は、コンピュータで構成してもよく、或いは個別の機器として構成してもよい。
In the configuration of the
本実施形態のシステムにおいて、フィルタ化電圧値生成器62は、時間方向平均化手段に相当する。ピーク・ベース電圧区間判定器64は請求項2の判定手段に相当する。電圧抽出器53は抽出手段に相当する。又、抽出電圧値平均処理器54、差電圧算出器56、トーチ動作方向判定器57、及び動作量算出器60は算出手段に相当する。ロボット制御装置20は、ロボット制御手段に相当する。
In the system of the present embodiment, the filtered
(第2実施形態の作用)
次に、第2実施形態の作用を図6〜図8を参照して説明する。
まず、オペレータは、設定手段としてのピーク・ベース指定電圧区間選択器25に対して、ロボット制御装置20に通信可能に接続される図示しない可搬式操作装置(ティーチペンダント)の操作により、溶接環境に適応するように、ピーク・ベース指定電圧区間選択器25を、TIG溶接を行う前に予め設定操作しておく(設定ステップ)。
(Operation of Second Embodiment)
Next, the operation of the second embodiment will be described with reference to FIGS.
First, the operator enters the welding environment by operating a portable operation device (teach pendant) (not shown) connected to the
TIG溶接が開始されると、図5に示すTIG溶接電源30は、ロボット制御装置20で設定されたパルス周波数・パルス比率(デューティ比)に基づいてパルス信号P1を生成するとともに、パルス信号P1に応じて溶接トーチ11に対して電力を供給する。又、TIGアークセンサ50の電圧測定器51は、第1実施形態と同様のサンプリング周期で測定し、その測定結果をフィルタ化電圧値生成器62に出力する。
When TIG welding is started, the TIG
フィルタ化電圧値生成器62は、電圧測定器51から入力された実溶接電圧V1を図示しないメモリに記憶するとともに前記実溶接電圧V1に基づいて電圧区間判定基準値を算出する。すなわち、フィルタ化電圧値生成器62は、電圧区間判定基準値としてフィルタ化された電圧値V1’(以下、フィルタ化電圧という)を算出する。前記算出方法としては、例えば、FIR(Finite Impulse Response)フィルタを使用する処理方法や、移動平均処理方法の公知の方法を挙げることができるが、これらの方法に限定されるものではない。これらの処理により、今回のサンプリング周期で測定された実溶接電圧V1は、前の周期で測定された複数の実溶接電圧V1とともに時間方向に平均化される。FIRフィルタを使用したフィルタ化電圧V1’は遅れ系電圧値となり、移動平均処理で得られた電圧値は、移動平均化された電圧値となる。フィルタ化電圧値生成器62は算出したフィルタ化電圧V1’をピーク・ベース電圧区間判定器64に出力する。
The filtered
フィルタ化電圧値生成器62における処理(ステップ)は、実溶接電圧を時間方向に平均化して電圧区間判定基準値を得るステップに相当する。
ピーク・ベース電圧区間判定器64は、前記メモリに記憶された実溶接電圧V1が、パルス信号P1のピーク電圧区間に属するか、ベース電圧区間に属するかを判定する。図6(a)は、ピーク・ベース電圧区間判定器64がコンピュータで構成されている場合に、ピーク・ベース電圧区間判定器64が前記サンプリング周期と同周期で実行するパルス信号のピーク電圧区間とベース電圧区間の判定プログラムのフローチャートである。本実施形態は、第1実施形態と異なりパルス信号P1に基づき、現在のパルス信号P1がピーク電圧区間にあるのかベース電圧区間にあるのか判定を行うものではなく、入力した実溶接電圧V1に基づいて、現在のパルス信号P1がピーク電圧区間にあるのかベース電圧区間にあるのかを判定するところに特徴がある。
The process (step) in the filtered
The peak / base
図6(a)に示すS30では、ピーク・ベース電圧区間判定器64は、実溶接電圧V1がフィルタ化電圧V1’以上か否かを判定する。
ここで、実溶接電圧V1がフィルタ化電圧V1’以上か否かを判定する理由について説明する。
In S30 shown in FIG. 6A, the peak / base
Here, the reason for determining whether or not the actual welding voltage V1 is equal to or higher than the filtered voltage V1 ′ will be described.
図7、図8に示すように、図示しないパルス信号P1と、実溶接電圧V1のピーク電圧区間と、ベース電圧区間は同期している。そして、実溶接電圧V1がピーク電圧値(ピーク電圧区間の電圧値)になっている場合、フィルタ化電圧V1’は実溶接電圧V1より小さくなり、実溶接電圧V1がベース電圧値(ベース電圧区間の電圧値)の場合、フィルタ化電圧V1’は実溶接電圧V1より大きくなる。 As shown in FIGS. 7 and 8, the pulse signal P1 (not shown), the peak voltage interval of the actual welding voltage V1, and the base voltage interval are synchronized. When the actual welding voltage V1 is a peak voltage value (voltage value in the peak voltage section), the filtered voltage V1 ′ is smaller than the actual welding voltage V1, and the actual welding voltage V1 is the base voltage value (base voltage section). In this case, the filtered voltage V1 ′ is larger than the actual welding voltage V1.
従って、実溶接電圧V1がフィルタ化電圧V1’以上である場合には、S32で、パルス信号P1がピーク電圧区間であると判定し、その判定結果にON(すなわち、「1」)を設定した後、S34に移行する。又、S30において、実溶接電圧V1がフィルタ化電圧V1’未満である場合には、S36で、ピーク・ベース電圧区間判定器64はベース電圧区間であると判定し、その判定結果にOFF(すなわち、「0」)を設定し,S34に移行する。S34では、ピーク・ベース電圧区間判定器64は、S32又はS36の判定結果を電圧抽出器53に送信する。なお、ピーク電圧区間及びベース電圧区間の判定結果であるON(1)、OFF(0)の設定を、逆にして、すなわち、反転して出力するようにしてもよい。この場合、例えば、前記図示しない可搬式操作装置(ティーチペンダント)の設定変更操作により、ロボット制御装置20から、ピーク・ベース電圧区間判定器64の出力設定を変更することにより、ピーク・ベース電圧区間判定器64から電圧抽出器53への前記判定結果の出力の反転が可能である。
Therefore, when the actual welding voltage V1 is equal to or higher than the filtered voltage V1 ′, it is determined in S32 that the pulse signal P1 is in the peak voltage section, and the determination result is set to ON (that is, “1”). Then, the process proceeds to S34. In S30, if the actual welding voltage V1 is less than the filtered voltage V1 ′, the peak / base
前記ピーク・ベース電圧区間判定器64が行う処理(ステップ)は、請求項2の判定ステップに相当する。
電圧抽出器53は、前記図示しないメモリに格納されている実溶接電圧V1から、前記サンプリング周期と同周期でピーク・ベース指定電圧区間選択器25により設定された指定電圧区間の実溶接電圧を抽出する。図6(b)は、電圧抽出器53が、コンピュータで構成されている場合に、前記サンプリング周期毎に実行する電圧抽出プログラムのフローチャートである。なお、図6(b)のフローチャートは、第1実施形態の図2(b)のフローチャートと同じであるため、各処理(ステップ)に付したステップ番号は、図2(b)に付したS付きの番号に100を加算して、その説明を省略する。
The processing (step) performed by the peak / base
The
本実施形態において、S124のステップは、請求項2の抽出ステップに相当する。
抽出電圧値平均処理器54、アーク基準電圧設定器55、差電圧算出器56、トーチ動作方向判定器57、及び動作量算出器60の作用、並びに、ロボット制御装置20の作用は、第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。従って、差電圧算出器56、トーチ動作方向判定器57、及びトーチの動作量算出器60が行う処理は算出ステップに相当するとともに、ロボット制御装置20の制御ステップに相当する。
In the present embodiment, the step of S124 corresponds to the extraction step of claim 2.
The operations of the extracted voltage
図7は、指定電圧区間が、パルス信号P1(実溶接電圧)のピーク電圧区間に設定された場合のアーク基準電圧K、実溶接電圧V1、フィルタ化電圧V1’が示されるとともに、ピーク電圧区間において、溶接トーチ11の倣い制御が行われた場合が示されている。同図において、縦軸は、電圧及び高さを示し、横軸は時間軸である。
FIG. 7 shows the arc reference voltage K, the actual welding voltage V1, and the filtered voltage V1 ′ when the specified voltage section is set to the peak voltage section of the pulse signal P1 (actual welding voltage), and the peak voltage section. In FIG. 2, the case where the copying control of the
又、図8は、指定電圧区間が、パルス信号P1(実溶接電圧)のベース電圧区間に設定された場合のパルス信号P1、アーク基準電圧K、実溶接電圧V1、フィルタ化電圧V1’が示されるとともに、ベース電圧区間において、溶接トーチ11の倣い制御が行われた場合が示されている。同図において、縦軸は、電圧及び高さを示し、横軸は時間軸である。又、両図において、「ピーク」はピーク電圧区間を示し、「ベース」はベース電圧区間を示す。
FIG. 8 shows the pulse signal P1, the arc reference voltage K, the actual welding voltage V1, and the filtered voltage V1 ′ when the designated voltage section is set to the base voltage section of the pulse signal P1 (actual welding voltage). In addition, the case where the copying control of the
図7の場合は、ピーク電圧区間で倣い用電圧V2が抽出されるとともに平均電圧Mの算出が行われる。そして、このピーク電圧区間において、溶接トーチ11のワークW(母材)からの高さ(離間距離)の倣い制御が行われる。図8の場合は、ベース電圧区間で倣い用電圧V2が抽出されるとともに平均電圧Mの算出が行われる。そして、このベース電圧区間において、溶接トーチ11のワークW(母材)からの高さ(離間距離)の倣い制御が行われる。
In the case of FIG. 7, the copying voltage V2 is extracted in the peak voltage section, and the average voltage M is calculated. In this peak voltage section, the copying control of the height (separation distance) of the
さて、上記のように構成された方法、及びシステムは、下記の特徴がある。
(1) 本実施形態の方法は、倣い制御に使用する指定電圧区間として、ピーク電圧区間又はベース電圧区間を設定する設定ステップと、パルス信号のパルス周期よりも短いサンプリング周期でサンプリングされた実溶接電圧V1を時間方向に平均化してフィルタ化電圧V1’(電圧区間判定基準値)を得るステップを有する。又、本実施形態の制御方法は、フィルタ化電圧V1’に基づいて実溶接電圧V1が、パルス信号のピーク電圧区間又はベース電圧区間のいずれの電圧区間に属するかをピーク・ベース電圧区間判定器64が行う処理(判定ステップ)を備える。さらに、ピーク電圧区間又はベース電圧区間に属すると判定された実溶接電圧V1の内、設定された指定電圧区間に属する実溶接電圧V1を倣い用電圧V2として電圧抽出器53が抽出する処理(抽出ステップ)を行う。
The method and system configured as described above have the following characteristics.
(1) The method according to the present embodiment includes a setting step for setting a peak voltage interval or a base voltage interval as a specified voltage interval used for scanning control, and actual welding sampled at a sampling cycle shorter than the pulse cycle of the pulse signal. A step of averaging the voltage V1 in the time direction to obtain a filtered voltage V1 ′ (voltage interval determination reference value); Further, the control method of the present embodiment is based on the filtered voltage V1 ′ and determines whether the actual welding voltage V1 belongs to the peak voltage section or the base voltage section of the pulse signal. 64 includes a process (determination step) performed by 64. Further, a process (extraction) in which the
そして、指定電圧区間における前記抽出した実溶接電圧V1の平均電圧Mと予め設定されたアーク基準電圧K(基準電圧)との差に基づいて、溶接トーチ11の動作方向とトーチ動作量を得る(算出ステップ)。さらに、溶接トーチ11の動作方向とトーチ動作量に基づいて溶接ロボット10を制御して溶接トーチ11とワークW(母材)間の距離を制御して倣い制御する(制御ステップ)。
Then, based on the difference between the average voltage M of the extracted actual welding voltage V1 in the specified voltage section and a preset arc reference voltage K (reference voltage), the operation direction and the torch operation amount of the
又、本実施形態のシステムは、倣い制御に使用する指定電圧区間として、実溶接電圧中のピーク電圧区間又はベース電圧区間のいずれかを設定するピーク・ベース指定電圧区間選択器25(設定手段)と、パルス信号のパルス周期よりも短いサンプリング周期でサンプリングされた実溶接電圧V1を時間方向に平均化してフィルタ化電圧V1’を得るフィルタ化電圧値生成器62(時間方向平均化手段)を備える。 Further, the system of the present embodiment includes a peak / base designated voltage section selector 25 (setting means) that sets either the peak voltage section or the base voltage section in the actual welding voltage as the designated voltage section used for the copying control. And a filtered voltage value generator 62 (time direction averaging means) that averages the actual welding voltage V1 sampled at a sampling period shorter than the pulse period of the pulse signal in the time direction to obtain a filtered voltage V1 ′. .
又、システムは、フィルタ化電圧V1’に基づいて実溶接電圧V1が、パルス信号のピーク電圧区間又はベース電圧区間のいずれの電圧区間に属するかを判定するピーク・ベース電圧区間判定器64(判定手段)を備える。さらに、システムは、ピーク・ベース電圧区間判定器64で、ピーク電圧区間又はベース電圧区間に属すると判定された実溶接電圧V1の内、設定された指定電圧区間に属する実溶接電圧V1を抽出する電圧抽出器53(抽出手段)を備える。又、システムは、指定電圧区間における抽出した実溶接電圧V1の平均電圧Mと予め設定されたアーク基準電圧K(基準電圧)との差電圧(差)に基づいて、溶接トーチ11の動作方向とトーチ動作量を得る抽出電圧値平均処理器54、差電圧算出器56、トーチ動作方向判定器57、及び動作量算出器60(算出手段)を備える。又、システムは、溶接トーチ11の動作方向とトーチ動作量に基づいて溶接ロボット10を制御して溶接トーチ11とワークW(母材)間の距離を制御して倣い制御するロボット制御装置20(ロボット制御手段)を有する。この結果、第2実施形態においても、第1実施形態の上記(1)で述べた作用と同様の効果を奏する。
The system also determines a peak / base voltage section determiner 64 (determining whether the actual welding voltage V1 belongs to the peak voltage section or the base voltage section of the pulse signal based on the filtered voltage V1 ′. Means). Further, the system extracts the actual welding voltage V1 belonging to the set designated voltage section from the actual welding voltage V1 determined to belong to the peak voltage section or the base voltage section by the peak / base voltage
なお、本発明の実施形態は前記実施形態に限定されるものではなく、下記のように変更しても良い。
・ 前記実施形態では、溶接ロボット10は、関節が6軸の溶接ロボットとしたが、6軸限定されるものではない。例えば、溶接ロボットは5軸、或いは、7軸以上であってもよい。
In addition, embodiment of this invention is not limited to the said embodiment, You may change as follows.
In the above-described embodiment, the
・ 前記TIGアークセンサ50は、ロボット制御装置20と別体としているが、ロボット制御装置20内に内蔵してもよい。
The
10…溶接ロボット、11…溶接トーチ、
20…ロボット制御装置(ロボット制御手段)、
25…ピーク・ベース指定電圧区間選択器(設定手段)、
30…TIG溶接電源、
50…TIGアークセンサ、
51…電圧測定器(電圧測定手段)、
52…外部パルス信号受信判別器(判定手段)、
53…電圧抽出器(抽出手段)、
54…抽出電圧値平均処理器、
55…アーク基準電圧設定器(基準電圧設定手段)、
56…差電圧算出器、
57…トーチ動作方向判定器、
60…動作量算出器(抽出電圧値平均処理器、差電圧算出器、トーチ動作方向判定器とともに算出手段を構成する。)、
62…フィルタ化電圧値生成器(時間方向平均化手段)、
64…ピーク・ベース電圧区間判定器(判定手段)、
W…ワーク(母材)。
10 ... welding robot, 11 ... welding torch,
20 ... Robot control device (robot control means),
25. Peak / base specified voltage section selector (setting means),
30 ... TIG welding power source,
50 ... TIG arc sensor,
51 ... Voltage measuring device (voltage measuring means),
52 ... External pulse signal reception discriminator (determination means),
53 ... Voltage extractor (extraction means),
54 ... Extracted voltage value averaging processor,
55... Arc reference voltage setting device (reference voltage setting means)
56: Differential voltage calculator,
57 ... Torch motion direction determiner,
60... Operation amount calculator (constituting calculation means together with the extracted voltage value averaging processor, the difference voltage calculator, and the torch operation direction determiner),
62 ... Filtered voltage value generator (time direction averaging means),
64... Peak / base voltage section determiner (determination means)
W ... Work (base material).
Claims (4)
前記パルスTIG溶接ロボットに設けられた設定手段を設定操作することにより、倣い制御に使用する指定電圧区間として、前記パルス信号のピーク電圧区間又はベース電圧区間のいずれかの区間を設定する第1ステップと、前記パルス信号のピーク電圧区間及びベース電圧区間を判定する第2ステップと、前記設定された指定電圧区間における実溶接電圧をサンプリング周期毎に抽出する第3ステップと、前記指定電圧区間における前記抽出した前記実溶接電圧の平均電圧と予め設定された基準電圧との差に基づいて、前記溶接トーチの動作方向とトーチ動作量を得る算出ステップと、前記溶接トーチの動作方向とトーチ動作量に基づいて前記溶接ロボットを制御して前記溶接トーチと前記母材間の距離を制御して前記倣い制御する制御ステップを有することを特徴とするパルスTIG溶接ロボットの制御方法。 A pulse TIG welding robot that includes a TIG welding power source that generates a pulse signal and applies an actual welding voltage to a base material via a welding torch in synchronization with the pulse signal, and performs pulse TIG welding by applying the actual welding voltage In the control method of
A first step of setting one of a peak voltage section and a base voltage section of the pulse signal as a specified voltage section used for the scanning control by setting a setting means provided in the pulse TIG welding robot. A second step of determining a peak voltage section and a base voltage section of the pulse signal, a third step of extracting an actual welding voltage in the set designated voltage section for each sampling period, and the step in the designated voltage section Based on the difference between the extracted average voltage of the actual welding voltage and a preset reference voltage, a calculation step of obtaining the operation direction and torch operation amount of the welding torch, and the operation direction and torch operation amount of the welding torch And controlling the welding robot to control the distance between the welding torch and the base material to control the copying. The method of pulse TIG welding robot, characterized in that it comprises a-up.
前記パルスTIG溶接ロボットに設けられた設定手段を設定操作することにより、倣い制御に使用する指定電圧区間として、前記パルス信号のピーク電圧区間又はベース電圧区間のいずれかの区間を設定する設定ステップと、前記パルス信号のパルス周期よりも短いサンプリング周期でサンプリングされた前記実溶接電圧の値(以下、実溶接電圧という)を時間方向に平均化して電圧区間判定基準値を得るステップと、前記電圧区間判定基準値に基づいて前記実溶接電圧が、前記パルス信号のピーク電圧区間又はベース電圧区間のいずれの電圧区間に属するかを判定する判定ステップと、前記判定ステップで、前記ピーク電圧区間又はベース電圧区間に属すると判定された前記実溶接電圧の内、前記設定された指定電圧区間に属する実溶接電圧を抽出する抽出ステップと、前記指定電圧区間において前記抽出した実溶接電圧の平均電圧と予め設定された基準電圧との差に基づいて前記溶接トーチの動作方向とトーチ動作量を得る算出ステップと、前記溶接トーチの動作方向とトーチ動作量に基づいて前記溶接ロボットを制御して前記溶接トーチと前記母材間の距離を制御して前記倣い制御する制御ステップを有することを特徴とするパルスTIG溶接ロボットの制御方法。 A pulse TIG welding robot that includes a TIG welding power source that generates a pulse signal and applies an actual welding voltage to a base material via a welding torch in synchronization with the pulse signal, and performs pulse TIG welding by applying the actual welding voltage In the control method of
A setting step of setting one of a peak voltage section and a base voltage section of the pulse signal as a specified voltage section used for scanning control by performing setting operation on a setting means provided in the pulse TIG welding robot ; A step of averaging a value of the actual welding voltage (hereinafter referred to as an actual welding voltage) sampled at a sampling cycle shorter than a pulse cycle of the pulse signal in a time direction to obtain a voltage interval determination reference value; and the voltage interval A determination step of determining whether the actual welding voltage belongs to a peak voltage interval or a base voltage interval of the pulse signal based on a determination reference value, and the peak voltage interval or the base voltage in the determination step Of the actual welding voltages determined to belong to the section, the actual welding voltage belonging to the set specified voltage section An extraction step for extracting the welding torch movement direction and a torch movement amount based on a difference between an average voltage of the extracted actual welding voltage and a preset reference voltage in the specified voltage section; Pulse TIG welding characterized by having a control step of controlling the welding robot based on an operation direction and a torch operation amount of the welding torch to control a distance between the welding torch and the base material to control the copying. Robot control method.
倣い制御に使用する指定電圧区間として、前記実溶接電圧中のピーク電圧区間又はベース電圧区間のいずれかを設定する設定手段と、前記パルス信号のピーク電圧区間及びベース電圧区間を判定する判定手段と、前記設定された指定電圧区間における実溶接電圧をサンプリング周期毎に抽出する抽出手段と、前記指定電圧区間における前記抽出した前記実溶接電圧の平均電圧と予め設定された基準電圧との差に基づいて、前記溶接トーチの動作方向とトーチ動作量を得る算出手段と、前記溶接トーチの動作方向とトーチ動作量に基づいて前記溶接ロボットを制御して前記溶接トーチと前記母材間の距離を制御して前記倣い制御するロボット制御手段を有することを特徴とするパルスTIG溶接ロボットの制御システム。 A pulse TIG welding robot that includes a TIG welding power source that generates a pulse signal and applies an actual welding voltage to a base material via a welding torch in synchronization with the pulse signal, and performs pulse TIG welding by applying the actual welding voltage In the control system of
Setting means for setting either the peak voltage section or the base voltage section in the actual welding voltage as the designated voltage section used for the scanning control; and a determination means for determining the peak voltage section and the base voltage section of the pulse signal; An extraction means for extracting an actual welding voltage in the set specified voltage section every sampling period, and a difference between an average voltage of the extracted actual welding voltage in the specified voltage section and a preset reference voltage And calculating means for obtaining the operation direction and torch operation amount of the welding torch, and controlling the distance between the welding torch and the base material by controlling the welding robot based on the operation direction and torch operation amount of the welding torch. And a control system for the pulse TIG welding robot, characterized by comprising robot control means for controlling the copying.
倣い制御に使用する指定電圧区間として、ピーク電圧区間又はベース電圧区間を設定する設定手段と、前記パルス信号のパルス周期よりも短いサンプリング周期でサンプリングされた前記実溶接電圧の値(以下、実溶接電圧という)を時間方向に平均化して電圧区間判定基準値を得る時間方向平均化手段と、前記電圧区間判定基準値に基づいて前記実溶接電圧が、前記パルス信号のピーク電圧区間又はベース電圧区間のいずれの電圧区間に属するかを判定する判定手段と、前記判定手段で、前記ピーク電圧区間又はベース電圧区間に属すると判定された前記実溶接電圧の内、前記設定された指定電圧区間に属する実溶接電圧を抽出する抽出手段と、前記指定電圧区間において前記抽出した実溶接電圧の平均電圧と予め設定された基準電圧との差に基づいて前記溶接トーチの動作方向とトーチ動作量を得る算出手段と、前記溶接トーチの動作方向とトーチ動作量に基づいて前記溶接ロボットを制御して前記溶接トーチと前記母材間の距離を制御して前記倣い制御するロボット制御手段を有することを特徴とするパルスTIG溶接ロボットの制御システム。 A pulse TIG welding robot that includes a TIG welding power source that generates a pulse signal and applies an actual welding voltage to a base material via a welding torch in synchronization with the pulse signal, and performs pulse TIG welding by applying the actual welding voltage In the control system of
Setting means for setting a peak voltage interval or a base voltage interval as the designated voltage interval used for the scanning control, and the value of the actual welding voltage sampled at a sampling cycle shorter than the pulse cycle of the pulse signal (hereinafter referred to as actual welding) Time direction averaging means for averaging voltage in the time direction to obtain a voltage section judgment reference value, and based on the voltage section judgment reference value, the actual welding voltage is a peak voltage section or base voltage section of the pulse signal. Of the actual welding voltage determined to belong to the peak voltage section or the base voltage section by the determination means and the set specified voltage section Extraction means for extracting an actual welding voltage, an average voltage of the extracted actual welding voltage in the specified voltage section, and a preset reference voltage Calculating means for obtaining the operation direction and torch operation amount of the welding torch on the basis of, and controlling the welding robot on the basis of the operation direction and torch operation amount of the welding torch to determine the distance between the welding torch and the base material A control system for a pulse TIG welding robot, characterized by comprising robot control means for controlling and performing the copying control.
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