JPH07102462B2 - Multi-layer welding method - Google Patents
Multi-layer welding methodInfo
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- JPH07102462B2 JPH07102462B2 JP4390189A JP4390189A JPH07102462B2 JP H07102462 B2 JPH07102462 B2 JP H07102462B2 JP 4390189 A JP4390189 A JP 4390189A JP 4390189 A JP4390189 A JP 4390189A JP H07102462 B2 JPH07102462 B2 JP H07102462B2
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- welding
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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方法に関す
る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a multi-layer welding method using a welding robot.
従来の、作業者の経験や勘に頼る溶接作業に代わって、
溶接ロボットが、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、技術的には困難な点が多い。Instead of conventional welding work that relies on the experience and intuition of workers,
Welding robots have been popularized for the purpose of saving labor, improving quality, and improving environmental conditions such as welding work. Among welding operations performed by a welding robot, multi-layer welding is a very important operation for securing the strength of the welded portion, but it is technically difficult in many cases.
特開昭58−187270号公報においては、一層目の動作軌跡
を記憶させるとともに、シフト幅ΔSをパラメータとし
て与え、一層目の記憶データから二層目以降のシフト方
向を求め、このシフト方向と前記シフト幅から二層目以
降の動作軌跡を求めて多層盛溶接を行う方法が記載され
ている。In Japanese Patent Laid-Open No. 187270/1983, the movement locus of the first layer is stored, the shift width ΔS is given as a parameter, and the shift directions of the second and subsequent layers are obtained from the stored data of the first layer. A method of performing multi-layer welding by obtaining the motion loci of the second and subsequent layers from the shift width is described.
しかし、この方法は、X−Y平面のティーチングであ
り、しかも円弧状かつ一方向のみのシフト量設定という
制約の中での方法である。However, this method is teaching on the XY plane, and is a method within the constraint of setting the shift amount in an arc shape and only in one direction.
ところが、実際、溶接軌跡をX−Y平面上に定義づける
のは難しく、また多層盛のシフト方向も二次元ではなく
三次元的に考慮しなければならないという条件が含まれ
る。However, in practice, it is difficult to define the welding locus on the XY plane, and the shift direction of the multi-layer welding must be considered three-dimensionally instead of two-dimensionally.
このことから、前記の方法で多層盛溶接を行うのは不可
能である。For this reason, it is impossible to perform multi-pass welding by the above method.
また、特開昭57−50279号公報には、所定の定数及び変
数から溶接トーチ先端位置を演算し、その溶接トーチ先
端が所望の軌跡に沿うように制御できる溶接用ロボット
において、前記所定の定数を順次予設定量だけ変更し、
溶接トーチ先端を所望の軌跡から前記予設定量だけ移動
させることにより多層盛溶接を可能とする溶接ロボット
が記載されている。Further, JP-A-57-50279 discloses a welding robot capable of calculating a welding torch tip position from predetermined constants and variables and controlling the welding torch tip to follow a desired trajectory. Sequentially change the preset amount,
There is described a welding robot capable of performing multi-layer welding by moving the tip of the welding torch from a desired locus by the preset amount.
ところが、この溶接ロボットにおいては、スケーリング
シフト量から手首部2軸の角度を求めて位置制御を行っ
ているため、ロボットの機構に制約され、汎用的ではな
い。また、手首が2軸で構成されているため、溶接には
欠かせないトーチ姿勢の自由度に乏しい(自由度を増す
ためには、少なくとも手首部が3自由度必要)という問
題があった。However, in this welding robot, since the position control is performed by obtaining the angles of the two axes of the wrist from the scaling shift amount, the robot mechanism is limited and is not general-purpose. Further, since the wrist is composed of two axes, there is a problem that the degree of freedom of the torch posture, which is indispensable for welding, is poor (at least three degrees of freedom are required for the wrist to increase the degree of freedom).
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
のであり、オペレータによる簡単な二層目以降のシフト
量の設定のみで極めて容易に多層盛溶接を自動的に行う
ことを目的とする。The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to automatically perform multi-layer welding automatically by only setting a simple shift amount after the second layer by an operator. To do.
この目的を達成するため、本発明の多層盛溶接方法は、
一層目のティーチングの際、参照点を教示し、各層の水
平方向シフト量、垂直方向シフト量をパラメータとして
設定し、ティーチングの始点,終点及び参照点から、ス
ケーリングシフト方向である水平方向と垂直方向の方向
余弦を求め、このスケーリングシフト方向とシフト量と
から、二層目以降の動作軌跡を演算して多層盛溶接を行
うことを特徴とする。In order to achieve this object, the multi-layer welding method of the present invention,
When teaching the first layer, teach the reference point and set the horizontal shift amount and vertical shift amount of each layer as parameters. From the teaching start point, end point, and reference point, the scaling shift direction is horizontal and vertical. Is obtained, the operation locus of the second and subsequent layers is calculated from the scaling shift direction and the shift amount, and multi-layer welding is performed.
本発明においては、二層目以降の動作軌跡を、一層目の
教示点及び参照点に基づいて演算する。第1図は、本発
明による二層目以降の動作軌跡を求めるための基礎とな
るオフセット方向及びオフセット量を求める方法を示す
説明図である。In the present invention, the motion loci of the second and subsequent layers are calculated based on the teaching points and the reference points of the first layer. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a method of obtaining an offset direction and an offset amount, which are the basis for obtaining the motion loci of the second and subsequent layers according to the present invention.
まず、溶接開始点及び終点として教示されたP1点及びP2
点、オフセット方向を定義するために指定された参照点
R1及びR2より、次の手順で方向余弦,,を求め
る。First, P 1 point and P 2 taught as welding start and end points
Point, a reference point specified to define the offset direction
From R 1 and R 2 , the direction cosine ,, is obtained by the following procedure.
i)P1,P2よりを求める。i) Obtain from P 1 and P 2 .
ii)P1,P2よりを求める。ii) Obtain from P 1 and P 2 .
iii)との外積を求める演算を行い、を求める。iii) Perform an operation to obtain the cross product with and obtain
iv)R2はR1,P1,P2で形成される平面を境にどちら側(
の方向に向かって右側から左側か)にあるかを調べ、R2
のある側にに向ける。iv) R 2 is on either side of the plane formed by R 1 , P 1 and P 2 (
Direction from the right side to the left side), R 2
Turn to the side with.
次に、オフセット量設定値Aとより、ロボット座標上
でのオフセット量RAを求める。すなわち、RA=A×と
いう演算を行う。Next, the offset amount RA on the robot coordinates is obtained from the offset amount setting value A. That is, the calculation RA = A × is performed.
同様に、オフセット量設定値Bとより、ロボット座標
上でのオフセット量RBを求める。すなわち、RB=B×
という演算を行う。Similarly, the offset amount RB on the robot coordinates is obtained from the offset amount setting value B. That is, RB = B ×
Is calculated.
以上により、オフセット方向及びオフセット量が得ら
れ、二層目の動作軌跡 を得ることができる。三層目以降も、同様にしてオフセ
ット方向及びオフセット量を求めることにより動作軌跡
を得ることができる。By the above, the offset direction and offset amount are obtained, and the motion locus of the second layer Can be obtained. Even in the third and subsequent layers, the motion locus can be obtained by similarly obtaining the offset direction and the offset amount.
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on Examples.
第2図は本発明の多層盛溶接方法を実施するためのロボ
ット制御装置の構成例を示すブロック図、第3図は処理
手順を示すフローチャートである。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a robot controller for carrying out the multi-layer welding method of the present invention, and FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure.
第2図において、1はロボット制御装置であり、位置デ
ータ格納メモリ2,オフセット量格納メモリ3,オフセット
量変換部4,スケーリング演算部5,ロボット補間演算部6
を備えている。In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a robot controller, which is a position data storage memory 2, an offset amount storage memory 3, an offset amount conversion unit 4, a scaling calculation unit 5, and a robot interpolation calculation unit 6.
Is equipped with.
第2図のロボット制御装置1による処理を、第3図のフ
ローチャートを参照しながら説明する。The processing by the robot controller 1 of FIG. 2 will be described with reference to the flowchart of FIG.
まず、ロボットに作業点及び参照点を教示する(ステッ
プ10,20)。教示によって得られた位置データは、位置
データ格納メモリ2に格納される。次にオフセット量を
オフセット量格納メモリ3に設定する(ステップ30)。
オフセット量としては、上下方向のオフセット量,左右
方向のオフセット量を与える。これらの位置データ及び
オフセット量は絶対座標系でのデータで与えられるた
め、オフセット量変換部4により、前記の第1図に基づ
いて説明した演算方法を用いて、これらのデータをロボ
ット座標上のオフセット量に変換する(ステップ40)。
次に、スケーリングの演算、すなわち各層の動作軌跡の
各ポイントの演算を行い、演算結果を位置データ格納メ
モリ2とは別のメモリエリアに格納する(ステップ5
0)。第2図のロボット補間演算部6では、得られた始
点座標,終点座標を元にして補間演算を行い、そのデー
タに基づいてロボット作業を行う(ステップ60)。First, the working point and the reference point are taught to the robot (steps 10 and 20). The position data obtained by the teaching is stored in the position data storage memory 2. Next, the offset amount is set in the offset amount storage memory 3 (step 30).
As the offset amount, a vertical offset amount and a horizontal offset amount are given. Since the position data and the offset amount are given as data in the absolute coordinate system, the offset amount conversion unit 4 uses the calculation method described with reference to FIG. Convert to an offset amount (step 40).
Next, the calculation of scaling, that is, the calculation of each point of the motion locus of each layer is performed, and the calculation result is stored in a memory area different from the position data storage memory 2 (step 5).
0). The robot interpolation calculation unit 6 in FIG. 2 performs interpolation calculation based on the obtained start point coordinates and end point coordinates, and performs robot work based on the data (step 60).
以上に説明したように、本発明では、一層目のティーチ
ングの際、参照点を教示し、各層の水平方向シフト量、
垂直方向シフト量をパラメータとして設定し、ティーチ
ングの始点、終点、参照点からスケーリングシフト方向
である水平方向と垂直方向の方向余弦を求め、このスケ
ーリングシフト方向とシフト量から二層目以降の動作軌
跡を演算して求めるようにしたので、一層目に参照点を
教示し、二層目以降のシフト量を設定するのみで、以降
の多層盛溶接を自動化でき、オペレータの操作が極めて
容易となる。また、垂直方向のシフトも考慮しているた
め、三次元的なシフトも容易にできる。As described above, in the present invention, when teaching the first layer, the reference point is taught, the horizontal shift amount of each layer,
The vertical shift amount is set as a parameter, the direction cosine in the horizontal and vertical directions, which is the scaling shift direction, is found from the teaching start point, end point, and reference point, and the movement locus of the second and subsequent layers is determined from this scaling shift direction and shift amount. Since the reference point is taught to the first layer and the shift amount is set to the second layer or later, the subsequent multi-layer welding can be automated and the operation by the operator becomes extremely easy. Further, since the shift in the vertical direction is also taken into consideration, the three-dimensional shift can be easily performed.
第1図は本発明による二層目以降の動作軌跡を求めるた
めの基礎となるオフセット方向及びオフセット量を求め
る方法を示す説明図、第2図は本発明に係る溶接方法を
実施するためのロボット制御装置の構成例を示すブロッ
ク図、第3図は本発明に係る処理手順を示すフローチャ
ートである。 1:ロボット制御装置 2:位置データ格納メモリ 3:オフセット量格納メモリ 4:オフセット量変換部 5:スケーリング演算部 6:ロボット補間演算部FIG. 1 is an explanatory view showing a method of obtaining an offset direction and an offset amount, which is a basis for obtaining a motion locus of the second and subsequent layers according to the present invention, and FIG. 2 is a robot for carrying out a welding method according to the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the control device, and FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure according to the present invention. 1: Robot controller 2: Position data storage memory 3: Offset amount storage memory 4: Offset amount conversion unit 5: Scaling calculation unit 6: Robot interpolation calculation unit
Claims (1)
し、各層の水平方向シフト量、垂直方向シフト量をパラ
メータとして設定し、ティーチングの始点,終点及び参
照点から、スケーリングシフト方向である水平方向と垂
直方向の方向余弦を求め、このスケーリングシフト方向
とシフト量とから、二層目以降の動作軌跡を演算して多
層盛溶接を行うことを特徴とする多層盛溶接方法。1. When teaching the first layer, a reference point is taught, the horizontal shift amount and the vertical shift amount of each layer are set as parameters, and the scaling shift direction starts from the teaching start point, the end point, and the reference point. A multi-layer welding method characterized in that the horizontal and vertical direction cosines are obtained, and the operation loci of the second and subsequent layers are calculated from the scaling shift direction and the shift amount to perform multi-layer welding.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4390189A JPH07102462B2 (en) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | Multi-layer welding method |
| US07/598,704 US5173592A (en) | 1989-02-23 | 1990-02-21 | Method and apparatus for multi-layer welding |
| EP90903411A EP0419670B1 (en) | 1989-02-23 | 1990-02-21 | Method and apparatus for multi-layer buildup welding |
| AU51082/90A AU629909B2 (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 |
| DE69024297T DE69024297T2 (en) | 1989-02-23 | 1990-02-21 | METHOD AND DEVICE FOR MULTI-LAYER WELDING |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4390189A JPH07102462B2 (en) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | Multi-layer welding method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02220781A JPH02220781A (en) | 1990-09-03 |
| JPH07102462B2 true JPH07102462B2 (en) | 1995-11-08 |
Family
ID=12676614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4390189A Expired - Fee Related JPH07102462B2 (en) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | Multi-layer welding method |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JPH07102462B2 (en) |
-
1989
- 1989-02-23 JP JP4390189A patent/JPH07102462B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02220781A (en) | 1990-09-03 |
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