JP2018126753A - Arc welding method and arc welding apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】ティーチング修正が行い易いアーク溶接方法及びアーク溶接装置を提供する。【解決手段】溶接トーチ3が、溶接姿勢(トーチ本体31の基準軸線BLがXZ平面内でZ軸に対して傾斜角度θ1で傾斜する傾斜姿勢)で位置ずれ確認治具7に対向する準備位置に移動される。次いで溶接トーチ3のトーチ本体31から所定長で延出された電極Pが、位置ずれ確認治具7の第1ブロック50のX軸方向溝54(通過経路)と第2ブロック60のY軸方向溝64(通過経路)に沿って移動される。Y軸方向溝64は、XZ平面内でZ軸に対して前記傾斜角度θ1と同じ傾斜角度θ2で傾斜されている。電極PがX軸方向溝54に挿入可能か否かに基づいてY軸方向の位置ずれが確認され、電極PがY軸方向溝64に挿入可能か否かに基づいてX軸方向ないしZ軸方向の位置ずれが確認される。【選択図】図6An arc welding method and an arc welding apparatus that facilitate teaching correction. A preparation position in which a welding torch 3 faces a misalignment checking jig 7 in a welding posture (a tilting posture in which a reference axis BL of a torch main body 31 is tilted at a tilt angle θ1 with respect to a Z axis in an XZ plane). Moved to. Next, the electrode P extended from the torch main body 31 of the welding torch 3 by a predetermined length is provided in the X-axis direction groove 54 (passage path) of the first block 50 and the second block 60 in the Y-axis direction. It is moved along the groove 64 (passage path). The Y-axis direction groove 64 is inclined at the same inclination angle θ2 as the inclination angle θ1 with respect to the Z axis in the XZ plane. A displacement in the Y-axis direction is confirmed based on whether the electrode P can be inserted into the X-axis direction groove 54, and an X-axis direction or Z-axis is determined based on whether the electrode P can be inserted into the Y-axis direction groove 64. Directional misalignment is confirmed. [Selection] Figure 6
Description
本発明は、アーク溶接方法およびアーク溶接装置に関する。 The present invention relates to an arc welding method and an arc welding apparatus.
アーク溶接ロボットのロボットアームの先端の溶接トーチを、ワークの溶接部位へ移動させてアーク溶接した後、溶接トーチの溶接ワイヤ(電極)を位置ずれ確認治具の所定部位に移動させて、溶接ワイヤが位置ずれ確認治具の所定部位に移動された否かを判定するアーク溶接方法が提案されている(例えば特許文献1を参照)。
特許文献1では、直立姿勢の溶接トーチから鉛直下方に延びる溶接ワイヤが、位置ずれ確認治具の鉛直方向の挿通孔に挿入されると、挿通孔内の溶接ワイヤを近接センサが検出することで、正常と判定される。一方、位置ずれ確認治具において、溶接ワイヤが、挿通孔の入口の周縁部と干渉して折れ曲がると、溶接ワイヤが、挿通孔に挿入されないため、近接センサが溶接ワイヤを検出せず、異常と判定される。
After moving the welding torch at the tip of the robot arm of the arc welding robot to the welding part of the workpiece and performing arc welding, the welding wire (electrode) of the welding torch is moved to a predetermined part of the misalignment confirmation jig, and the welding wire There has been proposed an arc welding method for determining whether or not is moved to a predetermined part of a misalignment confirmation jig (see, for example, Patent Document 1).
In Patent Document 1, when a welding wire extending vertically downward from a welding torch in an upright position is inserted into a vertical insertion hole of a misalignment confirmation jig, a proximity sensor detects the welding wire in the insertion hole. Is determined to be normal. On the other hand, in the misalignment confirmation jig, if the welding wire is bent by interference with the peripheral edge of the entrance of the insertion hole, the welding wire is not inserted into the insertion hole, so the proximity sensor does not detect the welding wire, Determined.
ところで、通例、溶接作業が行われるときの溶接トーチの溶接姿勢は、溶接トーチのトーチ本体の基準軸線が鉛直方向に対して傾斜された傾斜姿勢で行われる。また、ティーチング時の姿勢も、溶接姿勢(傾斜姿勢)に相当するものとなる。
特許文献1では、溶接トーチが溶接姿勢でない直立状態で、溶接ワイヤ(電極)の位置ずれが検出されるため、その検出結果は、位置ずれ確認後に、溶接姿勢でティーチング修正を行うときに利用し難い。このため、ティーチング修正が行い難い。
By the way, the welding posture of the welding torch when the welding operation is performed is usually performed in an inclined posture in which the reference axis of the torch body of the welding torch is inclined with respect to the vertical direction. Also, the posture during teaching corresponds to the welding posture (tilted posture).
In Patent Document 1, since the misalignment of the welding wire (electrode) is detected when the welding torch is not standing in a welding posture, the detection result is used when teaching correction is performed in the welding posture after confirming the misalignment. hard. For this reason, teaching correction is difficult to perform.
本発明の目的は、ティーチング修正が行い易いアーク溶接方法およびアーク溶接装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an arc welding method and an arc welding apparatus in which teaching correction is easy.
請求項1の発明は、ロボットアーム(27)の先端に取り付けられた溶接トーチ(3)の位置姿勢が制御されるティーチングバック方式のアーク溶接方法において、前記溶接トーチのトーチ本体(31)の先端(31a)から前記トーチ本体の基準軸線(BL)の方向に所定の延出長(L1)で延出された電極(P)の先端(Pa)の位置ずれを確認する位置ずれ確認治具(7)に対向する準備位置に、前記溶接トーチを、絶対座標における直交3軸をX軸、Y軸およびZ軸として前記基準軸線がXZ平面内でZ軸に対して所定の傾斜角度(θ1)で傾斜された溶接姿勢で移動させる準備位置移動工程(ステップS2)と、前記準備位置に移動された前記溶接姿勢の前記溶接トーチの前記電極を前記位置ずれ確認治具に設けられた通過経路(54,64)に沿って移動させて前記電極が前記通過経路を通過できるか否かに基づいて前記電極の前記先端の位置ずれを確認する位置ずれ確認工程(ステップS3〜ステップS12)と、を含む、アーク溶接方法を提供する。 The invention of claim 1 is the teaching back type arc welding method in which the position and orientation of the welding torch (3) attached to the tip of the robot arm (27) is controlled, and the tip of the torch body (31) of the welding torch. A misregistration confirmation jig for confirming the misalignment of the tip (Pa) of the electrode (P) extended with a predetermined extension length (L1) in the direction of the reference axis (BL) of the torch body from (31a) 7) At the preparation position facing 7), the reference axis is a predetermined inclination angle (θ1) with respect to the Z axis in the XZ plane with the three orthogonal axes in the absolute coordinates as the X axis, the Y axis, and the Z axis. A preparation position moving step (step S2) for moving the welding position inclined in step S2; and a passing path provided in the misalignment check jig for the electrode of the welding torch in the welding position moved to the preparation position (step S2). 4, 64) and a displacement confirmation step (steps S3 to S12) for confirming the displacement of the tip of the electrode based on whether the electrode can pass through the passage route or not. An arc welding method is provided.
請求項2のように、請求項1において、前記位置ずれ確認工程は、前記溶接トーチがX軸方向に移動されて、前記電極が前記位置ずれ確認治具の第1ブロック(50)に設けられた前記通過経路としてのX軸方向溝(X)であって、XZ平面に平行な一対の壁面(54a,54b)間に形成されX軸方向に延びるX軸方向溝に挿入可能か否かに基づいて、前記電極の前記先端のY軸方向の位置ずれが確認されるY軸方向位置ずれ確認工程(ステップS3〜ステップS7)と、前記溶接トーチがY軸方向に移動されて、前記位置ずれ確認治具の第2ブロック(60)に設けられた前記通過経路としてのY軸方向溝(64)であって、XZ平面内でZ軸に対して前記所定の傾斜角度と同じ傾斜角度(θ2)で傾斜された互いに平行な一対の壁面(64a,64b)間に形成されY軸方向に延びるY軸方向溝(64)に挿入可能か否かに基づいて、前記電極の前記先端のX軸方向およびZ軸方向の位置ずれが確認されるX軸方向・Z軸方向位置ずれ確認工程(ステップS8〜ステップS12)と、を含み、前記Y軸方向位置ずれ確認工程は、前記X軸方向・Z軸方向位置ずれ確認工程の前または後の何れか一方に行われてもよい。 As in claim 2, in the first aspect of the present invention, in the misalignment confirmation step, the welding torch is moved in the X-axis direction, and the electrode is provided in the first block (50) of the misalignment confirmation jig. Whether or not it can be inserted into the X-axis direction groove (X) as the passage path, which is formed between a pair of wall surfaces (54a, 54b) parallel to the XZ plane and extends in the X-axis direction. Based on the Y-axis direction displacement confirmation step (steps S3 to S7) in which the displacement of the tip of the electrode in the Y-axis direction is confirmed, the welding torch is moved in the Y-axis direction, and the displacement is performed. A Y-axis direction groove (64) as the passing path provided in the second block (60) of the confirmation jig, and the same tilt angle (θ2) as the predetermined tilt angle with respect to the Z axis in the XZ plane ) With a pair of parallel wall surfaces ( 4a, 64b), and whether or not the tip of the electrode is misaligned in the X-axis direction and the Z-axis direction is confirmed based on whether or not it can be inserted into a Y-axis direction groove (64) extending in the Y-axis direction. X-axis direction / Z-axis direction displacement confirmation step (steps S8 to S12), and the Y-axis direction displacement confirmation step is performed before or after the X-axis direction / Z-axis direction displacement confirmation step. It may be performed on either side.
請求項3の発明は、ロボットアーム(27)の先端に取り付けられた溶接トーチ(3)の位置姿勢が制御されるティーチングバック方式のアーク溶接装置(1)において、前記溶接トーチのトーチ本体(31)の先端(31a)から前記トーチ本体の基準軸線(BL)の方向に所定の延出長(L1)で延出された電極(P)の先端(Pa)の位置ずれを確認する位置ずれ確認治具(7)であって、前記電極を通過させる通過経路(54,64)が設けられた位置ずれ確認治具を備え、前記位置ずれ確認治具は、絶対座標における直交3軸をX軸、Y軸およびZ軸として、XZ平面に平行な一対の壁面(54a,54b)間に形成されX軸方向に延びる前記通過経路としてのX軸方向溝(54)が、X軸方向の貫通溝として形成された第1ブロック(50)と、XZ平面内でZ軸に対して、溶接トーチの溶接姿勢における前記基準軸線のZ軸に対する傾斜角度(θ1)に等しい傾斜角度(θ2)で傾斜された一対の壁面(64a,64b)間に形成されY軸方向に延びる前記通過経路としてのY軸方向溝(64)が、Y軸方向の貫通溝として形成された第2ブロック(60)と、を含む、アーク溶接装置(1)を提供する。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a teaching back type arc welding apparatus (1) in which a position and orientation of a welding torch (3) attached to a tip of a robot arm (27) is controlled. Position misalignment confirmation for confirming the position misalignment of the tip (Pa) of the electrode (P) extended with a predetermined extension length (L1) from the tip (31a) of the torch body in the direction of the reference axis (BL) of the torch body A jig (7) comprising a misregistration confirmation jig provided with a passage path (54, 64) through which the electrode passes, wherein the misregistration confirmation jig has three axes orthogonal to each other in absolute coordinates as an X axis. As the Y-axis and the Z-axis, the X-axis direction groove (54) is formed between the pair of wall surfaces (54a, 54b) parallel to the XZ plane and extends in the X-axis direction. The first bro formed as And a pair of wall surfaces (64a) inclined at an inclination angle (θ2) equal to an inclination angle (θ1) with respect to the Z axis of the reference axis in the welding position of the welding torch with respect to the Z axis in the XZ plane. 64b), the Y-axis direction groove (64) as the passing path extending in the Y-axis direction includes a second block (60) formed as a through-groove in the Y-axis direction. Provide (1).
請求項4のように、請求項3において、前記電極がX軸方向溝およびY軸方向溝にそれぞれ挿入可能か否かを、前記電極と前記位置ずれ確認治具の対応するブロックとの当接の有無に基づいて検出する当接センサ(4)を備えていてもよい。
As in
請求項1の発明に係るアーク溶接方法では、溶接姿勢の溶接トーチを位置ずれ確認治具に対向する準備位置に移動させる。次いで、溶接姿勢の溶接トーチの電極を、位置ずれ確認治具に設けられた通過経路に沿って移動させ、電極が通過経路を通過できるか否かに基づいて、電極の先端の位置ずれを確認する。溶接姿勢のままで電極の先端の位置ずれを確認するので、その位置ずれの確認後に、確認された位置ずれに基づいて、溶接トーチの溶接姿勢で行われるティーチング修正が行い易い。 In the arc welding method according to the first aspect of the present invention, the welding torch in the welding posture is moved to the preparation position facing the misalignment confirmation jig. Next, the electrode of the welding torch in the welding position is moved along the passage path provided in the position deviation confirmation jig, and the position deviation of the tip of the electrode is confirmed based on whether or not the electrode can pass the passage path. To do. Since the positional deviation of the tip of the electrode is confirmed in the welding posture, the teaching correction performed in the welding posture of the welding torch is easily performed based on the confirmed positional deviation after the positional deviation is confirmed.
請求項2の発明では、Y軸方向位置ずれ確認工程において、電極を第1ブロックのX軸方向溝に挿入可能か否かに基づいて、電極の先端のY軸方向の位置ずれが確認され、X軸方向・Z軸方向位置ずれ確認工程において、電極を第2ブロックのY軸方向溝に挿入可能か否かに基づいて、電極の先端のX軸方向およびZ軸方向の位置ずれが確認される。電極の先端に関して、Y軸方向の位置ずれと、X軸方向およびZ軸方向の位置ずれとが個別に確認されるので、以後のティーチング修正が行い易い。 In the invention of claim 2, in the Y-axis direction displacement confirmation step, based on whether or not the electrode can be inserted into the X-axis direction groove of the first block, the displacement of the tip of the electrode in the Y-axis direction is confirmed, In the X-axis / Z-axis misalignment confirmation step, the misalignment of the tip of the electrode in the X-axis and Z-axis directions is confirmed based on whether the electrode can be inserted into the Y-axis groove of the second block. The Since the positional deviation in the Y-axis direction and the positional deviation in the X-axis direction and the Z-axis direction are individually confirmed with respect to the tip of the electrode, it is easy to perform subsequent teaching correction.
請求項3の発明に係るアーク溶接装置では、電極を第1ブロックのX軸方向溝に挿入可能か否かに基づいて、電極の先端のY軸方向の位置ずれを確認することができる。また、電極を第2ブロックのY軸方向溝に挿入可能か否かに基づいて、電極の先端のX軸方向およびZ軸方向の位置ずれを確認することができる。電極の先端に関して、Y軸方向の位置ずれと、X軸方向およびZ軸方向の位置ずれとが個別に確認されるので、以後のティーチング修正が行い易い。 In the arc welding apparatus according to the third aspect of the present invention, it is possible to confirm the displacement of the tip of the electrode in the Y-axis direction based on whether or not the electrode can be inserted into the X-axis direction groove of the first block. Further, based on whether or not the electrode can be inserted into the Y-axis direction groove of the second block, it is possible to confirm the positional deviation of the tip of the electrode in the X-axis direction and the Z-axis direction. Since the positional deviation in the Y-axis direction and the positional deviation in the X-axis direction and the Z-axis direction are individually confirmed with respect to the tip of the electrode, it is easy to perform subsequent teaching correction.
請求項4の発明では、電極がX軸方向溝およびY軸方向溝にそれぞれ挿入可能か否かを、当接センサが、電極と位置ずれ確認治具の各ブロックとの当接の有無に基づいて検出する。通例、ロボットアームに設けられるショックセンサ等の当接センサで兼用することが可能となる。
According to the invention of
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に従って説明する。
図1は、本発明の一実施形態のアーク溶接方法が適用されるアーク溶接装置1の概略図である。図2はアーク溶接装置1の電気的構成を示す概略図である。図1に示すように、アーク溶接装置1は、例えば、6軸独立関節型のアーク溶接ロボットとして構成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view of an arc welding apparatus 1 to which an arc welding method according to an embodiment of the present invention is applied. FIG. 2 is a schematic diagram showing an electrical configuration of the arc welding apparatus 1. As shown in FIG. 1, the arc welding apparatus 1 is configured as, for example, a 6-axis independent joint type arc welding robot.
図1ないし図2に示すように、アーク溶接装置1は、マニピュレータ2と、溶接トーチ3と、当接センサ4と、ワイヤ送給装置5と、電源供給装置6と、位置ずれ確認治具7と、制御装置8と、ティーチングペンダント9と、異常報知部10とを備えている。制御装置8は、マニピュレータ2、ワイヤ送給装置5、電源供給装置6、異常報知部10の動作を制御する。制御装置8は、ティーチング装置(教示装置)を兼用している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the arc welding apparatus 1 includes a manipulator 2, a
マニピュレータ2は、ベース21と、複数のロボットアーム22〜27と、各ロボットアーム22〜27をそれぞれ駆動するモータM1〜M6(図2を参照)とによって構成されている。
図1に示すように、ロボットアーム22は、ベース21上に、軸J1の回りに回転可能に支持されている。ロボットアーム23は、ロボットアーム22に、軸J1と直交する軸J2の回りに回転可能に取り付けられている。ロボットアーム24は、ロボットアーム23の上端に、軸J2と平行な軸J3の回りに回転可能に取り付けられている。
The manipulator 2 includes a
As shown in FIG. 1, the
ロボットアーム25は、ロボットアーム24の先端部に、ロボットアーム24の長手方向に延びる軸J4の回りに回転可能に取り付けられている。ロボットアーム26は、ロボットアーム25の先端部に、軸J4に直交する軸J5の回りに回転可能に取り付けられている。ロボットアーム27は、ロボットアーム26の先端部に、軸J5に直交する軸J6の回りに回転可能に取り付けられている。
The
モータM1〜M6は、それぞれロータリエンコーダR1〜R6(図2を参照)を備え、ロボットアーム22〜27間の関節角度の検出が可能である。ロボットアーム22〜27間の関節角度は、それぞれ、軸J1〜軸J6の回転角度である。
溶接トーチ3は、マニピュレータ2の先端のロボットアーム27の先端に、当接センサ4を介して取り付けられている。溶接トーチ3は、被溶接物であるワーク(図示しない)に対してアーク溶接を行う。当接センサ4としては、電極Pが対象物と当接したときの衝撃を検出する例えば加速度センサが用いられる。
The motors M1 to M6 include rotary encoders R1 to R6 (see FIG. 2), respectively, and can detect a joint angle between the
The
マニピュレータ2の各ロボットアーム22〜27に設けられた前記モータ(図示しない)は、ティーチングペンダント9を用いたティーチングにより作成された作業プログラムの実行時に、制御装置8からの駆動信号によって回転駆動される。この各モータM1〜M6が回転駆動されることにより、マニピュレータ2の各ロボットアーム22〜27が変位し、結果的に溶接トーチ3が上下前後左右に移動可能とされる。
The motors (not shown) provided in the
また、ティーチングペンダント9によるジョグ操作により、制御装置8に指令信号が入力されると、その指令信号に基づく制御装置8からの駆動信号が、マニピュレータ2に入力されて、マニピュレータ2の各ロボットアーム22〜27が回転される。これにより、溶接トーチ3の先端の位置姿勢の制御が可能である。異常報知部10は、例えば、異常報知ランプを点灯させるものであってもよいし、モニタの画面に異常表示メッセージを表示するものであってもよい。
Further, when a command signal is input to the
図示しないワイヤ供給源としてのワイヤリールから巻き出された溶接ワイヤWは、コンジットパイプ11に挿通されている。ワイヤ送給装置5は、マニピュレータ2のロボットアーム24に取り付けられており、溶接ワイヤWをコンジットパイプ11を介して溶接トーチ3に送給する。溶接トーチ3に供給された溶接ワイヤWの先端は、溶接トーチ3において、電極Pを構成する。電源供給装置6は、ワイヤ送給装置5内の送給ローラ(図示せず)を介して溶接ワイヤWに、アーク発生のための電源を供給する。
A welding wire W unwound from a wire reel (not shown) as a wire supply source is inserted into the
本実施形態では、送給される溶接ワイヤWの先端により構成される電極Pが溶融して消耗する消耗式のアーク溶接装置に則して説明するが、本発明は、TIG溶接等の、電極が消耗しない非消耗式のアーク溶接装置に適用することができる。TIG溶接では、タングステンで構成される電極が、溶接ワイヤとは別途に設けられており、該電極は、アークを発生させるだけで自らは溶融しない。 In the present embodiment, description will be given in accordance with a consumable arc welding apparatus in which the electrode P constituted by the tip of the welding wire W to be fed is melted and consumed, but the present invention is an electrode such as TIG welding. It can be applied to a non-consumable arc welding apparatus that does not wear out. In TIG welding, an electrode made of tungsten is provided separately from the welding wire, and the electrode does not melt itself only by generating an arc.
図3は、溶接トーチ3の概略斜視図である。図3に示すように、溶接トーチ3は、ロボットアーム27の先端部に、当接センサ4を介して取り付けられている。溶接トーチ3は、トーチ本体31と、電極Pとを含む。電極Pは、トーチ本体31の先端31aからトーチ本体31の基準軸線BLの方向に、所定の延出長L1で延出されている。当接センサ4は、例えばショックセンサである。
FIG. 3 is a schematic perspective view of the
図4は、位置ずれ確認治具7と位置ずれ確認治具7に対向する準備位置にある溶接トーチ3の概略斜視図である。
準備位置にある溶接トーチ3は、溶接時の溶接姿勢と同じ姿勢、すなわち、絶対座標における直交3軸をX軸、Y軸、Z軸として、基準軸線BLがXZ平面内でZ軸に対して所定の傾斜角度θ1で傾斜された傾斜姿勢とされる。
FIG. 4 is a schematic perspective view of the
The
図4に示すように、位置ずれ確認治具7は、板状のベース40と、第1ブロック50と、第2ブロック60とを備える。第1ブロック50および第2ブロック60は、ベース40の上面40aに固定されている。
第1ブロック50はX軸方向を長手とする直方体形状のブロックである。第1ブロック50は、YZ平面に平行な第1面51および第2面52と、XY平面に平行な第3面53(上面に相当)とを有している。
As shown in FIG. 4, the
The
また、第1ブロック50は、X軸方向に延び、電極Pが通過する通過経路としてのX軸方向溝54を形成している。X軸方向溝54は、第1面51および第2面52をX軸方向に貫通する貫通溝からなる。X軸方向溝54は、XZ平面と平行な一対の壁面54a,54b間に形成されている。一対の壁面54a,54bが、X軸方向溝54の内壁面に相当する。X軸方向溝54の底は、ベース40の上面40aで構成されている。
The
第1面51は、電極Pの先端PaがY軸方向に許容範囲を超えて位置ずれしている場合に、当該先端Paと当接してY軸方向の位置ずれを検出するための検出面を構成している。第2面52は、第1面51の反対側の面である。
第2ブロック60は、Y軸方向を長手とする直方体形状のブロックである。第2ブロック60は、XZ平面に平行な第1面61および第2面62と、XY平面に平行な第3面63(上面に相当)とを有している。第2ブロック60の第1面61と第1ブロック50の第2面52とは、直交状に配置されている。
The
The
また、第2ブロック60は、Y軸方向に延び、電極Pが通過する通過経路としてのY軸方向溝64を形成している。Y軸方向溝64は、第1面61および第2面62をY軸方向に貫通する貫通溝からなる。Y軸方向溝64は、XZ平面内でZ軸に対して、溶接トーチ3の溶接姿勢における基準軸線BLがZ軸に対して傾斜する傾斜角度θ1に等しい傾斜角度θ2で傾斜された一対の壁面64a,64b間に形成されている。一対の壁面64a,64b(Y軸方向溝64の内壁面に相当)は、互いに平行である。Y軸方向溝64の底は、ベース40の上面40aで構成されている。
The
第1面61が、電極Pの先端PaがX軸方向ないしZ軸方向に許容範囲を超えて位置ずれしている場合に、当該先端Paと当接してX軸方向ないしZ軸方向の位置ずれを検出するための検出面を構成している。第2面62は、第1面61の反対側の面である。
図5は、制御装置8の制御に基づくアーク溶接方法を示すフローチャートである。まず、ステップS1において、予めティーチングされた溶接シーケンスデータに基づいて、溶接工程が実行される。
When the tip surface Pa of the electrode P is displaced beyond the allowable range in the X-axis direction or the Z-axis direction, the
FIG. 5 is a flowchart showing an arc welding method based on the control of the
次いで、ステップS2において、溶接トーチ3を溶接姿勢(基準軸線BLがXZ平面内でZ軸に対して傾斜角度θ1で傾斜された傾斜姿勢)のまま、図4に示すように、位置ずれ確認治具7の第1ブロック50の第1面51側からX軸方向溝54に対向する準備位置に移動させる。準備位置にある溶接トーチ3において、電極Pが正常な位置姿勢である場合には、電極PのX軸方向の前方に、X軸方向溝54が位置されることになる。
Next, in step S2, as shown in FIG. 4, the misalignment confirmation cure is performed while the
次いで、ステップS3〜S7において、Y軸方向位置ずれ確認工程が実行される。まず、ステップS3において、溶接トーチ3が溶接姿勢のまま前記準備位置からX軸方向に移動され、ステップS5において、X軸方向への所定距離の移動が完了したと判定される(ステップS5においてYESと判定される)まで、ステップS4において、当接センサ4が当接を検出するか否かが監視される。
Next, in steps S3 to S7, a Y-axis direction displacement confirmation step is executed. First, in step S3, the
具体的には、電極PのX軸方向への移動中において、電極Pが、X軸方向溝54に挿入されないで、位置ずれ確認治具7の第1ブロック50の第1面51と衝突した場合(ステップS4においてYESの場合)には、電極Pの先端Paに許容範囲を超えるY軸方向の位置ずれが発生している異常と判定される(ステップS7)。また、ステップS7では、異常処理が実行される。具体的には、異常報知部10によって、Y軸方向位置ずれが発生している旨の異常が報知され、また、溶接トーチ3の移動が停止される。
Specifically, during the movement of the electrode P in the X-axis direction, the electrode P collides with the
一方、ステップS4において当接が検知されない場合(ステップS4でNOの場合)であって、電極Pが図6(a)に示すように、X軸方向溝54に挿入されて、ステップS5において、Y軸方向への所定距離の移動が完了したと判定された場合(ステップS5においてYESの場合)には、ステップS6において、Y軸方向位置ずれに関して正常と判定され、ステップS8に進む。
On the other hand, if contact is not detected in step S4 (NO in step S4), the electrode P is inserted into the
次いで、ステップS8〜ステップS12において、X軸方向・Z軸方向位置ずれ確認工程が実行される。まず、ステップS8において、溶接トーチ3が溶接姿勢のまま、X軸方向への所定距離の移動が完了した位置からY軸方向に所定距離移動され、ステップS10において、Y軸方向への所定距離の移動が完了した(ステップS10においてYES)と判定されるまで、ステップS9において、当接センサ4が当接を検出するか否かが監視される。
Next, in step S8 to step S12, an X-axis direction / Z-axis direction displacement confirmation step is executed. First, in step S8, the
具体的には、電極PのY軸方向への移動中において、電極Pが、Y軸方向溝64に挿入されないで、位置ずれ確認治具7の第2ブロック60の第1面61と衝突した場合(ステップS9においてYESの場合)に、電極Pの先端Paに、許容範囲を超えるX軸方向ないしZ軸方向の位置ずれが発生している異常と判定される(ステップS12)。また、ステップS12では、異常処理が実行される。具体的には、異常報知部10によって、X軸方向位置ずれないしZ軸方向位置ずれが発生している旨の異常が報知され、また、溶接トーチ3の移動が停止される。
Specifically, during the movement of the electrode P in the Y-axis direction, the electrode P collides with the
一方、ステップS9において当接が検知されずに、電極Pが図6(b)に示すように、Y軸方向溝64に挿入されて、ステップS10において、移動の終了が判定された場合(ステップS10においてYESの場合)には、ステップS11において、X軸方向位置ずれおよびZ軸方向位置ずれが発生していない正常と判定され、ステップS1に戻って、次のサイクルの溶接シーケンスが実行される。
On the other hand, when the contact is not detected in step S9 and the electrode P is inserted into the Y-
本実施形態に係るアーク溶接方法では、溶接姿勢(傾斜姿勢)の溶接トーチ3を位置ずれ確認治具7に対向する準備位置に移動させる。次いで、溶接姿勢の溶接トーチ3の電極Pを、位置ずれ確認治具7に設けられた通過経路(X軸方向溝54、Y軸方向溝64)に沿って移動させ、電極Pが通過経路を通過できるか否かに基づいて、電極Pの位置ずれを確認する。溶接姿勢のままで電極Pの先端Paの位置ずれを確認するので、その位置ずれの確認後に、確認された位置ずれに基づいて、溶接トーチ3の溶接姿勢で行われるティーチング修正が行い易い。
In the arc welding method according to the present embodiment, the
また、Y軸方向位置ずれ確認工程(ステップS3〜ステップS7)において、電極Pを第1ブロック50のX軸方向溝54に挿入可能か否かに基づいて、電極Pの先端PaのY軸方向の位置ずれが確認され、X軸方向・Z軸方向位置ずれ確認工程(ステップS8〜ステップS12)において、電極Pを第2ブロック60のY軸方向溝64に挿入可能か否かに基づいて、電極Pの先端PaのX軸方向およびZ軸方向の位置ずれが確認される。電極Pの先端Paに関して、Y軸方向の位置ずれと、X軸方向およびZ軸方向の位置ずれとが個別に確認されるので、以後のティーチング修正が行い易い。
Further, in the Y-axis direction displacement confirmation process (steps S3 to S7), the Y-axis direction of the tip Pa of the electrode P is determined based on whether or not the electrode P can be inserted into the X-axis direction groove 54 of the
また、アーク溶接装置1では、電極Pを第1ブロック50のX軸方向溝54に挿入可能か否かに基づいて、電極Pの先端PaのY軸方向の位置ずれを確認することができる。また、電極Pを第2ブロック60のY軸方向溝64に挿入可能か否かに基づいて、電極Pの先端PaのX軸方向およびZ軸方向の位置ずれを確認することができる。電極Pの先端Paに関して、Y軸方向の位置ずれと、X軸方向およびZ軸方向の位置ずれとが個別に確認されるので、以後のティーチング修正が行い易い。
Further, in the arc welding apparatus 1, it is possible to confirm the positional deviation in the Y-axis direction of the tip Pa of the electrode P based on whether or not the electrode P can be inserted into the X-axis direction groove 54 of the
また、アーク溶接装置1では、電極PがX軸方向溝54およびY軸方向溝64にそれぞれ挿入可能か否かを、当接センサ4が、電極Pと位置ずれ確認治具7の各ブロック50,60との当接の有無に基づいて検出する。通例、ロボットアームに設けられるショックセンサ等の当接センサで兼用することが可能となり、構造を簡素化することができる。
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、準備位置移動工程(ステップS2)および位置ずれ確認工程(ステップS3〜ステップS12)は、溶接の1サイクルにおいて、溶接工程(ステップS1)の開始前に実施されてもよいし、溶接工程(ステップS1)の途中で実施されてもよい。
Further, in the arc welding apparatus 1, the
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the preparation position moving process (step S2) and the misalignment confirmation process (steps S3 to S12) are performed in one welding cycle (step S1). ) May be performed before the start of the welding process or in the middle of the welding process (step S1).
位置ずれ確認工程(ステップS3〜ステップS12)において、X軸方向・Z軸方向位置ずれ確認工程(ステップS8〜ステップS12)が先に実施され、X軸方向・Z軸方向位置ずれ確認工程の後で、Y軸方向位置ずれ確認工程(ステップS3〜ステップS7)が実施されてもよい。
また、Y軸方向位置ずれ確認工程またはX軸方向・Z軸方向位置ずれ確認工程の何れか一方で、トーチ本体31の先端31aからの電極Pの延出長L1(図3参照)が、許容範囲内にあるか否かが検出されてもよい。具体的には、Y軸方向位置ずれ確認工程で、延出長L1の合否を判定する場合は、図8(a)に示すように、第1ブロック50のX軸方向溝54内の壁面54aまたは壁面54bにおいて、Z軸方向の異なる2位置で開口する第1収容孔71と第2収容孔72を設け、第1収容孔71に例えば光センサからなる第1近接センサ81を配置し、第2収容孔72に例えば光センサからなる第2近接センサ82を配置してもよい。
In the positional deviation confirmation process (steps S3 to S12), the X-axis direction / Z-axis direction positional deviation confirmation process (steps S8 to S12) is performed first, and after the X-axis direction / Z-axis direction positional deviation confirmation process. Thus, the Y-axis direction displacement confirmation process (steps S3 to S7) may be performed.
Further, the extension length L1 of the electrode P from the
また、X軸方向・Z軸方向位置ずれ確認工程において、延出長L1の合否を判定する場合は、図8(b)に示すように、第2ブロック60のY軸方向溝64内の壁面64aまたは壁面64bにおいて、Y軸方向溝64の傾斜方向に離隔する2位置で開口する第1収容孔71と第2収容孔72を設け、第1収容孔71に例えば光センサからなる第1近接センサ81を配置し、第2収容孔72に例えば光センサからなる第2近接センサ82を配置してもよい。前記光センサは、電極P側に向けて光(例えば赤外光)を照射する発光部と、電極Pからの反射光を受光する受光部とを含む構成である。
Further, in the X-axis direction / Z-axis direction displacement confirmation step, when determining whether the extension length L1 is acceptable or not, as shown in FIG. 8B, the wall surface in the Y-axis direction groove 64 of the
図8(a),(b)の場合、第1近接センサ81のみが、電極Pを検出する検出状態となるときに、電極Pの延出長L1が許容範囲内にあって正常であると判定される。また、第1近接センサ81および第2近接センサ82の双方が、非検出状態となるときは、電極Pの延出長L1が許容範囲よりも短い異常と判定される。また、第1近接センサ81および第2近接センサ82の双方が、検出状態となるときは、電極Pの延出長L1が許容範囲よりも長い異常と判定される。
In the case of FIGS. 8A and 8B, when only the
その他、本発明は、特許請求の範囲記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。 In addition, the present invention can be variously modified within the scope of the claims.
1…アーク溶接装置、3…溶接トーチ、7…位置ずれ確認治具、8…制御装置、9…ティーチングペンダント、10…異常報知部、21…ベース、22〜27…ロボットアーム、31…トーチ本体、31a…先端、40…ベース、50…第1ブロック、51…第1面、54…X軸方向溝、54a,54b…壁面、60…第2ブロック、61…第1面、64…Y軸方向溝、64a,64b…壁面、BL…基準軸線、L1…延出長、P…電極、Pa…先端、W…溶接ワイヤ、θ1,θ2…傾斜角度 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Arc welding apparatus, 3 ... Welding torch, 7 ... Misalignment confirmation jig, 8 ... Control apparatus, 9 ... Teaching pendant, 10 ... Abnormality notification part, 21 ... Base, 22-27 ... Robot arm, 31 ... Torch main body , 31a ... tip, 40 ... base, 50 ... first block, 51 ... first surface, 54 ... X-axis direction groove, 54a, 54b ... wall surface, 60 ... second block, 61 ... first surface, 64 ... Y axis Direction groove, 64a, 64b ... Wall surface, BL ... Reference axis, L1 ... Extension length, P ... Electrode, Pa ... Tip, W ... Welding wire, [theta] 1, [theta] 2 ... Inclination angle
Claims (4)
前記溶接トーチのトーチ本体の先端から前記トーチ本体の基準軸線の方向に所定の延出長で延出された電極の先端の位置ずれを確認する位置ずれ確認治具に対向する準備位置に、前記溶接トーチを、絶対座標における直交3軸をX軸、Y軸およびZ軸として前記基準軸線がXZ平面内でZ軸に対して所定の傾斜角度で傾斜された溶接姿勢で移動させる準備位置移動工程と、
前記準備位置に移動された前記溶接姿勢の前記溶接トーチの前記電極を前記位置ずれ確認治具に設けられた通過経路に沿って移動させて前記電極が前記通過経路を通過できるか否かに基づいて前記電極の前記先端の位置ずれを確認する位置ずれ確認工程と、を含む、アーク溶接方法。 In the teaching back type arc welding method in which the position and orientation of the welding torch attached to the tip of the robot arm is controlled,
In a preparation position facing a misalignment confirmation jig for confirming misalignment of the tip of the electrode extended with a predetermined extension length in the direction of the reference axis of the torch body from the front end of the torch body of the welding torch, A preparation position moving step of moving a welding torch in a welding posture in which the reference axis is inclined at a predetermined inclination angle with respect to the Z axis in the XZ plane with the three orthogonal axes in the absolute coordinates as the X axis, the Y axis, and the Z axis When,
Based on whether the electrode can pass through the passage path by moving the electrode of the welding torch in the welding posture moved to the preparation position along a passage path provided in the misalignment confirmation jig. And a misalignment confirmation step of confirming misalignment of the tip of the electrode.
前記溶接トーチがX軸方向に移動されて、前記電極が前記位置ずれ確認治具の第1ブロックに設けられた前記通過経路としてのX軸方向溝であって、XZ平面に平行な一対の壁面間に形成されX軸方向に延びるX軸方向溝に挿入可能か否かに基づいて、前記電極の前記先端のY軸方向の位置ずれが確認されるY軸方向位置ずれ確認工程と、
前記溶接トーチがY軸方向に移動されて、前記位置ずれ確認治具の第2ブロックに設けられた前記通過経路としてのY軸方向溝であって、XZ平面内でZ軸に対して前記所定の傾斜角度と同じ傾斜角度で傾斜された互いに平行な一対の壁面間に形成されY軸方向に延びるY軸方向溝に挿入可能か否かに基づいて、前記電極の前記先端のX軸方向およびZ軸方向の位置ずれが確認されるX軸方向・Z軸方向位置ずれ確認工程と、を含み、
前記Y軸方向位置ずれ確認工程は、前記X軸方向・Z軸方向位置ずれ確認工程の前または後の何れか一方に行われる、請求項1に記載のアーク溶接方法。 The positional deviation confirmation step includes
The welding torch is moved in the X-axis direction, and the electrode is an X-axis direction groove as the passing path provided in the first block of the misalignment check jig, and is a pair of wall surfaces parallel to the XZ plane A Y-axis direction displacement confirmation step in which a displacement in the Y-axis direction of the tip of the electrode is confirmed based on whether or not it can be inserted into an X-axis direction groove formed between and extending in the X-axis direction;
The welding torch is moved in the Y-axis direction, and is a Y-axis direction groove as the passing path provided in the second block of the misalignment check jig, and is the predetermined axis with respect to the Z axis in the XZ plane. X-axis direction of the tip of the electrode based on whether or not it can be inserted into a Y-axis direction groove formed between a pair of parallel wall surfaces inclined at the same inclination angle and extending in the Y-axis direction, and Including an X-axis direction / Z-axis direction displacement confirmation step in which a displacement in the Z-axis direction is confirmed,
The arc welding method according to claim 1, wherein the Y-axis direction displacement confirmation step is performed either before or after the X-axis direction / Z-axis direction displacement confirmation step.
前記溶接トーチのトーチ本体の先端から前記トーチ本体の基準軸線の方向に所定の延出長で延出された電極の先端の位置ずれを確認する位置ずれ確認治具であって、前記電極を通過させる通過経路が設けられた位置ずれ確認治具を備え、
前記位置ずれ確認治具は、絶対座標における直交3軸をX軸、Y軸およびZ軸として、XZ平面に平行な一対の壁面間に形成されX軸方向に延びる前記通過経路としてのX軸方向溝が、X軸方向の貫通溝として形成された第1ブロックと、XZ平面内でZ軸に対して、溶接トーチの溶接姿勢における前記基準軸線のZ軸に対する傾斜角度に等しい傾斜角度で傾斜された一対の壁面間に形成されY軸方向に延びる前記通過経路としてのY軸方向溝が、Y軸方向の貫通溝として形成された第2ブロックと、を含む、アーク溶接装置。 In a teaching back type arc welding apparatus in which the position and orientation of a welding torch attached to the tip of a robot arm is controlled,
A misalignment confirmation jig for confirming misalignment of the tip of an electrode extended with a predetermined extension length from the tip of the torch body of the welding torch in the direction of the reference axis of the torch body, and passing through the electrode A misalignment confirmation jig provided with a passing path to be
The misregistration confirmation jig is formed between a pair of wall surfaces parallel to the XZ plane and extends in the X-axis direction with the three orthogonal axes in absolute coordinates as the X-axis, Y-axis, and Z-axis. The groove is inclined at an inclination angle equal to the inclination angle with respect to the Z axis of the reference axis in the welding position of the welding torch with respect to the Z axis in the XZ plane and the first block formed as a through groove in the X axis direction. An arc welding apparatus, comprising: a second block formed between the pair of wall surfaces and extending in the Y-axis direction as a passing path, the Y-axis direction groove being formed as a through-groove in the Y-axis direction.
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| CN116185042B (en) * | 2023-03-23 | 2023-11-17 | 广东省特种设备检测研究院东莞检测院 | Spherical tank inner wall climbing trolley traveling control method based on weld joint data |
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