JPH09164483A - Automatically deciding system for welding route - Google Patents
Automatically deciding system for welding routeInfo
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- JPH09164483A JPH09164483A JP7324871A JP32487195A JPH09164483A JP H09164483 A JPH09164483 A JP H09164483A JP 7324871 A JP7324871 A JP 7324871A JP 32487195 A JP32487195 A JP 32487195A JP H09164483 A JPH09164483 A JP H09164483A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、造船、橋梁、鉄骨
などの重工業における溶接ロボットの適用に関するもの
であり、特に、多品種少量生産の複雑形状のワークに対
して複数の溶接ロボットを利用して組立を行う場合にお
いて、CAD/CAMシステムを利用した溶接ロボット
の動作プログラムの自動生成方法のうち、溶接経路の自
動生成に係る溶接経路決定システムに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the application of welding robots in heavy industries such as shipbuilding, bridges, and steel frames, and in particular, it utilizes a plurality of welding robots for complex workpieces of high-mix low-volume production. The present invention relates to a welding route determination system relating to automatic generation of a welding route among automatic generation methods of operation programs for welding robots using a CAD / CAM system when performing assembly.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、造船、橋梁、鉄骨などの重工業に
おける溶接ロボットの適用は、1ワークに対して1溶接
ロボットを適用するというシンプルな適用形態が取られ
ていた。このような適用形態においては、パソコンを利
用したオフラインプログラミング手法を用いて、現場で
の溶接ロボットを用いたティーチングをなくすることに
より、作業の効率化が図られてきた。しかしながら、こ
のような方法では、1ワークに対して複数台の溶接ロボ
ットを適用するという適用形態には、ティーチング時間
がかかりすぎるという点で、多品種少量の大型ワークの
溶接ロボットには適用困難であった。この問題を解決す
る方法として、本出願人の先行出願に係る特開平6−2
14625号にて開示された技術が利用されてきた。こ
れは、CADシステムの持つワーク形状情報と溶接設計
情報のみを利用して複数の溶接ロボットに対する動作プ
ログラムを一括で自動生成するものであり、ティーチン
グレスを可能とするものである。しかしながら、このシ
ステムにおいては、比較的単純なアルゴリズムにより溶
接経路が自動決定されており、また、その決定方法につ
いて詳細かつ明確に述べられているわけではない。2. Description of the Related Art Conventionally, a welding robot in heavy industries such as shipbuilding, bridges and steel frames has been applied in a simple form in which one welding robot is applied to one work. In such an application form, the work efficiency has been improved by eliminating the teaching using the welding robot in the field by using the off-line programming method using the personal computer. However, such a method is difficult to apply to a welding robot for a large number of small workpieces of a large number of products, because the teaching time is too long for the application mode in which a plurality of welding robots are applied to one workpiece. there were. As a method for solving this problem, Japanese Patent Laid-Open No. 6-2 of the prior application of the present applicant
The technique disclosed in 14625 has been used. This is to automatically generate an operation program for a plurality of welding robots collectively using only the work shape information and the welding design information that the CAD system has, and to enable teachingless. However, in this system, the welding route is automatically determined by a relatively simple algorithm, and the determination method is not described in detail and clearly.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】対象とするワークが多
品種少量であり、3次元的な取付部材による狭隘部分を
多く含んだ複雑な形状をしたワークである場合には、単
純なアルゴリズムで溶接経路を自動決定することはでき
ない。特に、溶接品質と、作業能率を考慮した溶接方
向、溶接順序の決定となると、ロボットオペレータの経
験によるところが大きいため、コンピュータによる溶接
経路の自動決定は困難な課題であった。さらに、複数の
溶接ロボットが同時にひとつのワークの組立作業を協調
的に実施するような適用形態においては、溶接ロボット
相互の干渉を回避するため、いずれかの溶接ロボットが
制御上停止することになり、無駄時間を大幅に発生させ
る結果となる。このような溶接ロボット相互の干渉を回
避する溶接方向、溶接順序の決定が大きな課題であっ
た。When the work to be processed is of a wide variety of small quantities and has a complicated shape including many narrow portions due to the three-dimensional mounting member, welding is performed using a simple algorithm. The route cannot be determined automatically. In particular, the determination of the welding direction and the welding sequence in consideration of the welding quality and work efficiency largely depends on the experience of the robot operator, so that the automatic determination of the welding path by the computer was a difficult task. Furthermore, in an application mode in which multiple welding robots simultaneously perform the work of assembling one work, one of the welding robots will be stopped due to control in order to avoid mutual interference between the welding robots. As a result, a large amount of dead time is generated. Determining the welding direction and welding order to avoid such interference between welding robots has been a major issue.
【0004】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、複数の溶接ロボットを利用し
てワークの組立溶接を行う場合における、能率の良い、
溶接品質を十分に確保できる、溶接経路の自動決定シス
テムを提供することを目的としている。The present invention has been made in order to solve the above problems, and is highly efficient in the case of assembling and welding a work using a plurality of welding robots.
It is an object of the present invention to provide an automatic welding route determination system capable of ensuring sufficient welding quality.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明に係る溶接経路の
自動決定システムは、ワーク上の複数の取付部材を複数
の溶接ロボットにより溶接するときの溶接経路を、CA
D/CAMシステムに登録されている部材形状情報と溶
接設計情報を基に決定するものにおいて、溶接線の生成
に必要なデータを前記CAD/CAMシステムより読み
込む溶接線データ読込み手段と、読み込まれた溶接線デ
ータを基に前記取付部材ごとに溶接方向を決定する溶接
方向決定手段と、前記取付部材ごとに溶接順序を決定す
る溶接順序決定手段と、前記により決定された溶接方向
および溶接順序を基に全ての取付部材の溶接経路を決定
する溶接経路決定手段と、決定された溶接経路のデータ
を前記CAD/CAMシステムに出力する溶接経路デー
タ出力手段とを有することを特徴とするものである。An automatic welding route determination system according to the present invention uses a welding route when welding a plurality of attachment members on a work by a plurality of welding robots.
What is determined based on the member shape information and the welding design information registered in the D / CAM system, the welding line data reading means for reading the data necessary for generating the welding line from the CAD / CAM system, and the read data. Welding direction determining means for determining a welding direction for each of the mounting members based on welding line data, welding sequence determining means for determining a welding order for each of the mounting members, and welding direction and welding order determined by the above And a welding route data output unit for outputting data of the determined welding route to the CAD / CAM system.
【0006】ここで、溶接線の生成に必要なデータとい
うのは、例えば、各取付部材の部材タイプ、端部位置、
取付角度などの部材形状情報、および溶接方法、溶接姿
勢、脚長、開先データなどの溶接設計情報であり、ワー
クごとにCAD/CAMシステムのデータベースに登録
されていることが前提となっている。さらに、ワークが
複数の溶接ロボットの動作領域によって分割されること
を前提としており、上記溶接線データは、溶接ロボット
単位に登録されている。Here, the data necessary for generating the welding line are, for example, the member type of each mounting member, the end position,
Member shape information such as mounting angle, and welding design information such as welding method, welding posture, leg length, groove data, etc. are premised on being registered for each work in the database of the CAD / CAM system. Further, it is premised that the work is divided by the operation areas of a plurality of welding robots, and the welding line data is registered for each welding robot.
【0007】また、本発明においては、周知の高速回転
アーク溶接、アークセンサによる取付部材の端部位置検
出・溶接線自動倣い制御・ビード継ぎ等の技術を前提に
しているものであるから、溶接方向決定手段ではこれら
の技術を活用できるように所定のルールが定められてい
る。このルールとしては、例えば、溶接線の終端をアー
クセンサによる終端位置検出が可能な方に定めるという
ものである。また、溶接線が複数の溶接ロボットの動作
領域を定める領域分割線により分割されているような溶
接線、または取付部材に接続される別の取付部材によっ
て溶接線が分割されても、例えばスカラップ部を通して
ビード継ぎが可能な溶接線に対しては、溶接方向を同一
にして、ビード継ぎ部の溶接品質を確保するように定め
られている。さらに、原則として、取付部材に対して反
時計方向に向かう方向を溶接方向として定めている。Further, the present invention is premised on well-known techniques such as high-speed rotary arc welding, detection of the end position of the mounting member by an arc sensor, automatic welding line copying control, bead splicing, etc. The direction determining means has predetermined rules so that these techniques can be utilized. As this rule, for example, the end of the welding line is determined so that the end position can be detected by the arc sensor. Further, even if the welding line is divided by a region dividing line that defines the operation region of a plurality of welding robots, or the welding line is divided by another attachment member connected to the attachment member, for example, the scallop portion For welding lines that can be bead-joined through, the welding direction is set to be the same so as to ensure the welding quality of the bead-joint portion. Furthermore, as a general rule, the direction counterclockwise with respect to the mounting member is defined as the welding direction.
【0008】溶接順序決定手段では、例えば、開先や傾
き(倒れ)のある取付部材に対しては、開先加工されて
いる側あるいは取付角度の広角側を先に溶接するように
ルールが定められている。また、溶接順序は、原則とし
て、まず溶接開始点がその取付部材においてロボットシ
ステム座標原点に最も近い溶接線を含む面を決定し、つ
いで決定された面内における溶接線群のうち溶接開始点
がロボットシステム座標原点に最も近い溶接線を第1位
とする順序としている。これらの溶接方向、溶接順序の
原則的なルールは、溶接ロボット相互の干渉の発生が極
力少なくなるように考慮したものである。In the welding order determining means, for example, for a mounting member having a groove or an inclination (tilt), a rule is set so that the grooved side or the wide angle side of the mounting angle is welded first. Has been. In principle, the welding sequence is such that the welding start point first determines the surface including the welding line closest to the robot system coordinate origin in the mounting member, and then the welding start point of the welding line group within the determined surface is determined. The welding line closest to the robot system coordinate origin is ranked first. These basic rules of the welding direction and the welding order are designed to minimize the occurrence of interference between welding robots.
【0009】溶接経路決定手段では、上記により決定さ
れた溶接方向および溶接順序を基に所定のアルゴリズム
に従って全ての取付部材の溶接経路を決定する。溶接経
路決定手段は、溶接ロボットの相互の干渉を回避するた
めのインターロック領域を設定するインターロック領域
設定手段と、設定されたインターロック領域に含まれる
溶接線を選択する溶接線選択手段を有する構成とする。
さらに所定のアルゴリズムとして、インターロック領域
設定手段では、複数の溶接ロボットの動作領域を縦また
は横方向に3分割したとき、その右側または上側の領域
に一部分でも含まれる溶接線が最も多くなるように分割
方向を選択し、選択された分割方向による右側または上
側の領域をインターロック領域として設定するものと
し、溶接線選択手段では、選択された分割方向で溶接ロ
ボットの動作領域を3分割したとき、3つの領域にまた
がる溶接線群(LCR溶接線群)、2つの領域の一方ま
たは両方に含まれる溶接線群(LC溶接線群またはCR
溶接線群)を選択し、溶接経路決定手段において、LC
R溶接線群、LC溶接線群、CR溶接線群の順に溶接経
路を決定するものである。The welding route determining means determines the welding routes of all the attachment members according to a predetermined algorithm based on the welding direction and welding sequence determined above. The welding route determination means has an interlock area setting means for setting an interlock area for avoiding mutual interference of the welding robots, and a welding line selection means for selecting a welding line included in the set interlock area. The configuration.
Further, as a predetermined algorithm, in the interlock region setting means, when the operating regions of the plurality of welding robots are divided into three in the vertical or horizontal directions, the welding lines even partially included in the region on the right side or the upper side thereof become the largest. It is assumed that the dividing direction is selected, and the area on the right side or the upper side according to the selected dividing direction is set as the interlock area, and the welding line selecting means divides the operation area of the welding robot into three in the selected dividing direction, Welding line group (LCR welding line group) extending over three regions, welding line group included in one or both of two regions (LC welding line group or CR
Welding line group) and select LC
The welding path is determined in the order of the R welding line group, the LC welding line group, and the CR welding line group.
【0010】以上のような本発明の構成によれば、溶接
方向決定手段が、溶接線データ読込み手段によりCAD
/CAMシステムより読み込まれた溶接線データに基づ
いて、ワークの取付部材ごとに終端の方向を決定するの
で、その取付部材の両側に存在する溶接線の溶接方向が
決まる。溶接方向が決まると、次に溶接順序決定手段に
より取付部材ごとに溶接順序が決定される。そして、溶
接経路決定手段では、上記の各手段により決定された溶
接方向および溶接順序を基に、溶接ロボット相互の干渉
が少なくなるように、またエアカット時間の短縮等アー
クタイム率(実稼働率)が最大になるように全溶接ロボ
ットの動作経路(溶接経路)を決定することができる。
そして、このようにして決定された溶接経路データをC
AD/CAMシステムに出力し、そのデータに基づいて
溶接ロボットの動作プログラムを生成し、各溶接ロボッ
トにプログラムを送信し、溶接ロボットを動作させるの
である。According to the configuration of the present invention as described above, the welding direction determining means uses the welding line data reading means for CAD.
Since the end direction is determined for each attachment member of the workpiece based on the welding line data read from the / CAM system, the welding directions of the welding lines present on both sides of the attachment member are determined. Once the welding direction is determined, the welding sequence determining means then determines the welding sequence for each attachment member. Then, the welding route determining means reduces the interference between the welding robots based on the welding direction and the welding order determined by each of the above means, shortens the air cut time, and reduces the arc time rate (actual operation rate). ) Can be determined so that the operation path (welding path) of all welding robots is maximized.
Then, the welding route data determined in this way is set to C
It is output to the AD / CAM system, an operation program of the welding robot is generated based on the data, the program is transmitted to each welding robot, and the welding robot is operated.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の一形態例に
係る溶接経路自動決定システムのブロック図である。図
において、10は溶接ロボットのCAD/CAMシステ
ム、11はCAD/CAMシステム10において、ロボ
ット溶接に必要な基本的な溶接線のデータを生成する溶
接線データ生成システムである。ここに例示する溶接経
路自動決定システム20は、CAD/CAMシステム1
0の溶接線データ生成システム11より、必要な溶接線
データを読み込む溶接線データ読込み手段21と、読み
込まれた溶接線データに基づいて取付部材ごとに溶接方
向を決定する溶接方向決定手段22と、取付部材ごとの
溶接順序を決定する溶接順序決定手段23と、決定され
た溶接方向、溶接順序を基にして、溶接ロボット相互の
停止時干渉の減少、エアカット時間の短縮等、溶接ロボ
ットのアークタイム率(実稼働率)が最大になるように
溶接ロボットの動作経路を決定する溶接経路決定手段2
4と、決定された溶接ロボット動作経路データを出力す
る溶接経路データ出力手段25とからなる。また、26
は溶接経路の表示手段で、手段22から手段25で決
定、もしくは出力されるデータを表示するものである。
出力手段25から出力される溶接経路データは、CAD
/CAMシステム10の溶接ロボット動作プログラム生
成システム12に送られ、ここで対象とするワークの全
ての溶接ロボットの動作プログラムが自動生成され、各
溶接ロボットに転送される。1 is a block diagram of an automatic welding route determination system according to an embodiment of the present invention. In the figure, 10 is a CAD / CAM system of a welding robot, and 11 is a welding line data generation system for generating basic welding line data necessary for robot welding in the CAD / CAM system 10. The welding route automatic determination system 20 illustrated here is a CAD / CAM system 1
A welding line data reading means 21 for reading necessary welding line data from the welding line data generation system 11 of 0, a welding direction determining means 22 for determining a welding direction for each attachment member based on the read welding line data, Based on the welding sequence determining means 23 for determining the welding sequence for each attachment member and the determined welding direction and welding sequence, the welding robot arcs such as reduction of interference between the welding robots at the time of stop, reduction of air cut time, etc. Welding route determining means 2 for determining the movement route of the welding robot so that the time rate (actual operation rate) is maximized.
4 and welding route data output means 25 for outputting the determined welding robot operation route data. Also, 26
Is a welding route display means for displaying data determined or outputted by means 22 to 25.
The welding route data output from the output means 25 is CAD.
/ Sending to the welding robot operation program generation system 12 of the CAM system 10, the operation programs of all the welding robots of the target work are automatically generated and transferred to each welding robot.
【0012】まず、対象となるワークの一例を図2に示
す。図2は溶接されるワークの平面図である。ワーク1
00は、開口部102を有するパネル(母材)101に
対して、複数の取付部材110を自動溶接して組立をす
る場合を想定している。200はワーク100をセット
するための定盤である。図3は定盤上でのワークの配置
例を示したものであり、通常2枚以上のワーク100が
組合わせて配置される。図4は、このようなワークに対
する複数の溶接ロボットを組合わせたロボット機構の概
要を例示したものであり、図4では、各6軸の多関節ロ
ボット300がそれぞれ3軸のスライド機構301、3
02、303に天吊り姿勢で配置され、合計9軸の移動
機構により、上下・前後・左右に移動できるようになっ
ている。このような溶接ロボット300が10台組合わ
されたロボット機構となっている。各溶接ロボット30
0の先端には、公知の高速回転アーク溶接が可能な溶接
トーチ1が取り付けられており、これも公知のアークセ
ンサにより取付部材の終端位置検出、ビード継ぎ部検
出、溶接線自動倣い制御が可能となっている。また、図
2に示すように、ワーク100に対して各溶接ロボット
の動作領域を画定する領域分割線311、312、31
3、314、315が縦横に設定されている。したがっ
て、取付部材の溶接線の中にはこれらの領域分割線によ
って分割されるものが出てくる。First, an example of a target work is shown in FIG. FIG. 2 is a plan view of a work to be welded. Work 1
00 assumes a case where a plurality of mounting members 110 are automatically welded to a panel (base material) 101 having an opening 102 for assembly. 200 is a surface plate for setting the work 100. FIG. 3 shows an arrangement example of the works on the surface plate, and usually two or more works 100 are arranged in combination. FIG. 4 illustrates an outline of a robot mechanism that combines a plurality of welding robots for such a work. In FIG. 4, each 6-axis articulated robot 300 has a 3-axis slide mechanism 301, 3 respectively.
It is arranged on 02 and 303 in a suspended position, and can be moved up and down, front and back, and left and right by a total of 9 axis moving mechanisms. A robot mechanism is formed by combining 10 such welding robots 300. Each welding robot 30
A welding torch 1 capable of known high-speed rotary arc welding is attached to the tip of 0, and this also enables detection of the end position of the attachment member, bead joint detection, and automatic welding line copying control by a known arc sensor. Has become. In addition, as shown in FIG. 2, area dividing lines 311, 312, 31 that define the operation area of each welding robot with respect to the work 100.
3, 314 and 315 are set vertically and horizontally. Therefore, some of the welding lines of the mounting member are divided by these region dividing lines.
【0013】上記CAD/CAMシステム10のデータ
ベースには、部材形状情報(パネルの外形形状、取付部
材の種類・取付位置・断面形状等)と溶接設計情報(溶
接方法、溶接姿勢、開先の種類、開先形状、ギャップ、
脚長等)が格納されている。In the database of the CAD / CAM system 10, member shape information (panel outer shape, mounting member type / mounting position / cross-sectional shape, etc.) and welding design information (welding method, welding posture, groove type). , Groove shape, gap,
(Leg length, etc.) is stored.
【0014】以下、図1の各システムおよび手段につい
てさらに詳述する。Hereinafter, each system and means of FIG. 1 will be described in more detail.
【0015】(1)溶接線データ生成システム 溶接線データ生成システム11は、上記のCAD/CA
Mシステム10のデータベースに登録されている部材形
状情報と溶接設計情報とを読み出して基本的な溶接線デ
ータを生成する。基本的な溶接線データとは、以下に示
すからのデータを指すものである。 溶接線の開始点、あるいは終了点となる点の位置デー
タ(X,Y,Z) 溶接線は取付部材の溶接部における板厚(または板幅)
分を見込んだ2本の線分であらわされる。溶接ロボット
とワークとの干渉がない場合には、取付部材の端部位置
が溶接開始点、または溶接終了点(これらの点を総称し
て「溶接端点」とも呼ぶ)となる。溶接ロボットとワー
クとの干渉が発生する場合には、干渉の発生点である取
付部材の中間部の位置が溶接開始点、または溶接終了点
となる。 溶接中間部の点の位置データ(X,Y,Z) 溶接中間部の点とは、溶接途中の干渉物を回避するため
や、溶接条件の変更、溶接方向の変更のための点であ
る。また、溶接線が上記領域分割線311〜315によ
って分割されるような場合には、その領域分割点(溶接
線と領域分割線との交点)を含む点である。 上記各溶接端点での干渉回避を考慮したトーチ角度
(α,β) ここに、αは、図5(a)に示すように、水平面に対す
る溶接トーチ1の垂直方向の傾き角度であり、βは、図
5(b)に示すように、取付部材110の法線111に
対する溶接トーチ1の水平方向の傾き角度である。これ
らの角度は、溶接ロボットとワークとの干渉回避処理に
より決定される。 上記各溶接端点における溶接点属性 溶接点属性とは、その溶接点が取付部材の端部の点か中
間部の点かの判断データ、さらに取付部材の中間部の点
の場合には、その点で溶接線が、溶接ロボットの領域分
割(領域分割線)によるビード継ぎなのか、あるいは干
渉によるビード継ぎなのかの判断データのことである。 取付部材の取付角度(δ) δは、図6に示すように、母材101に対する取付部材
110の傾き角度である。 取付部材の開先データ これは、図7に示すように、取付部材110に開先11
2がある場合の開先の種類、形状等のデータである。 以上が、基本的な溶接線のデータであるが、上記の各デ
ータは、CAD/CAMシステム10において、あらか
じめ登録されていることが前提となっている。(1) Welding line data generation system The welding line data generation system 11 uses the above CAD / CA.
The member shape information and the welding design information registered in the database of the M system 10 are read to generate basic welding line data. Basic welding line data refers to the data from: Position data (X, Y, Z) of the start or end point of the weld line The weld line is the plate thickness (or plate width) at the welded part of the mounting member.
It is represented by two line segments that allow for minutes. When there is no interference between the welding robot and the work, the end position of the attachment member becomes the welding start point or the welding end point (these points are collectively referred to as “welding end points”). When the welding robot and the work interfere with each other, the position of the intermediate portion of the attachment member, which is the occurrence point of the interference, becomes the welding start point or the welding end point. Position data (X, Y, Z) of points in the middle of welding The points in the middle of welding are points for avoiding interferences during welding, changing welding conditions, and changing welding direction. When the welding line is divided by the area dividing lines 311 to 315, it is a point including the area dividing point (intersection point of the welding line and the area dividing line). Torch angles (α, β) considering interference avoidance at each welding end point, where α is a vertical tilt angle of the welding torch 1 with respect to a horizontal plane as shown in FIG. 5A, and β is As shown in FIG. 5 (b), the horizontal inclination angle of the welding torch 1 with respect to the normal line 111 of the mounting member 110. These angles are determined by the interference avoidance processing between the welding robot and the work. Welding point attribute at each welding end point The welding point attribute is the judgment data whether the welding point is the end point or the middle point of the mounting member, and in the case of the middle point of the mounting member, that point. Is the judgment data as to whether the welding line is a bead splicing due to the region division (region dividing line) of the welding robot or a bead splicing due to interference. The mounting angle (δ) δ of the mounting member is an inclination angle of the mounting member 110 with respect to the base material 101, as shown in FIG. 6. Groove data of the mounting member This is a groove 11 in the mounting member 110 as shown in FIG.
It is data such as the type and shape of the groove when there is 2. The above is the basic welding line data, but it is premised that each of the above data is registered in advance in the CAD / CAM system 10.
【0016】(2)溶接線データ読込み手段 溶接線データ読込み手段21は、取付部材110ごとに
上記からのデータを溶接線データ生成システム11
より読み込む。例えば、図8に示すように、干渉により
溶接が不連続になる場合など1部材に複数の溶接線が存
在することもあり得る。(2) Welding line data reading means The welding line data reading means 21 obtains the above-mentioned data for each mounting member 110 from the welding line data generation system 11.
Read more. For example, as shown in FIG. 8, there may be a plurality of welding lines on one member, such as when welding causes discontinuity.
【0017】(3)溶接方向決定手段 溶接方向決定手段22は、溶接線データ読込み手段21
により読み込まれた〜のデータを基に、取付部材1
10ごとに溶接方向を決定する。この溶接方向の決定の
ためのルールは、例えば次のようなものである。 ルールR1:アークセンサによる終端検出が可能な方が
溶接終了点(終端)となるような向きに溶接方向をと
る。終端検出センサ(アークセンサ)の許容範囲は、ト
ーチ角度βが±30°以内という制約があるので、溶接
線の端部でのトーチ角度βがこの範囲に入る側を溶接終
了点とする。例えば、図9(a)に示すように取付部材
110の片側が別の取付部材113に接続されているよ
うな場合、溶接トーチ1とワークとの干渉を回避するた
めに、トーチ角度βは取付部材113側で溶接線に対し
て大きく傾く(β>30°)。一方、反対側の端部は干
渉がないため、トーチ角度βは終端検出センサの許容範
囲内となる。よって、取付部材110に対しては取付部
材113側の端部が溶接開始点WS 、干渉のない側の端
部が溶接終了点WE となり、矢印で示したような向きに
溶接方向が決定される。一方、図9(b)に示すよう
に、取付部材110が取付部材113から十分に離れて
いる場合には、どちらを溶接開始点としてもよいが、こ
のような場合には、後述するルールR4を用いて取付部
材110に対して反時計回りの方向に溶接方向をとるこ
とにする。この場合、取付部材110の端部において回
し溶接が実施されることもある。回し溶接が実施された
ときは、溶接開始点と溶接終了点が一致する。さらに、
別の例として、取付部材の片側に複数の溶接線が存在す
る場合、例えば、図8に示すように、取付部材110が
別の取付部材114、115と接続されているような場
合、121、122、123の3本の溶接線(なお、以
下の説明の便宜上、溶接線と溶接方向を同時にあらわす
符号を用いている)が取付部材110の片側に存在す
る。このような場合には、溶接線121、溶接線123
は、上記のルールR1により、それぞれ時計方向と反時
計方向に溶接方向が分かれる。一方、溶接線122は、
両側とも終端検出センサの許容範囲外となるため、溶接
方向が定まらない。このような場合にも、後述するルー
ルR4を用いて取付部材110に対して反時計回りの方
向に溶接方向をとることにする。 ルールR2:溶接線の一方あるいは両方がビード継ぎと
なる場合には、溶接方向はロボットシステム座標原点に
近い側から遠い側へ向かう方向とする。これは、図10
に示すように、同一の溶接ロボット動作領域内でも、干
渉等により1本の溶接線が分割された場合などであっ
て、ビード継ぎ処理による溶接線121〜123の接続
が可能な場合において、溶接方向を一に規定すること
で、ビード継ぎ部141、142における溶接の重ね方
を一通りとすることにより溶接品質を安定化させるため
のものである。図10の例では、取付部材110に接続
される別の取付部材116、117にそれぞれスカラッ
プ部118を設けてあるので、このスカラップ部118
を通してビード継ぎが可能になっている。 ルールR3:溶接線の一方あるいは両方が溶接ロボット
の動作領域を定める領域分割線により分割されている場
合には、溶接線の溶接方向をロボットシステム座標原点
に近い側から遠い側へ向かう方向とする。これは、図1
1に示すように、1本の取付部材110が複数の溶接ロ
ボットの動作領域にまたがり、領域分割線311、31
2により両側の溶接線121〜123および溶接線12
4〜126が分割されているような場合において、溶接
方向を一方向に規定することで、領域分割点151、1
52でのビード継ぎ部の溶接品質を安定化させるための
ものである。 ルールR4:溶接方向が上記R1、R2のルールにおい
て一意に求まらない場合には、溶接線の溶接方向を反時
計回りに向かう方向とする。 以上のルールは、R3→R2→R1→R4の順に適用さ
れる。(3) Welding direction determining means The welding direction determining means 22 is a welding line data reading means 21.
Mounting member 1 based on data read by
The welding direction is determined every 10. The rule for determining the welding direction is as follows, for example. Rule R1: The welding direction is set in such a direction that the end point (end point) can be detected if the end point can be detected by the arc sensor. The allowable range of the end detection sensor (arc sensor) has a restriction that the torch angle β is within ± 30 °, so the side where the torch angle β at the end of the welding line falls within this range is the welding end point. For example, when one side of the mounting member 110 is connected to another mounting member 113 as shown in FIG. 9A, the torch angle β is set to avoid the interference between the welding torch 1 and the work. On the member 113 side, it is greatly inclined with respect to the welding line (β> 30 °). On the other hand, since the opposite end has no interference, the torch angle β is within the allowable range of the end detection sensor. Therefore, with respect to the mounting member 110, the end on the mounting member 113 side is the welding start point W S and the end on the side without interference is the welding end point W E , and the welding direction is determined in the direction shown by the arrow. To be done. On the other hand, as shown in FIG. 9B, when the mounting member 110 is sufficiently distant from the mounting member 113, either of them may be set as the welding start point. Is used to set the welding direction to the mounting member 110 in the counterclockwise direction. In this case, turning welding may be performed at the end of the mounting member 110. When turning welding is performed, the welding start point and the welding end point match. further,
As another example, when there are a plurality of welding lines on one side of the mounting member, for example, when the mounting member 110 is connected to another mounting member 114, 115 as shown in FIG. 8, 121, Three welding lines 122 and 123 (for the sake of convenience of the following description, reference numerals indicating the welding line and the welding direction are used at the same time) are present on one side of the mounting member 110. In such a case, the welding line 121 and the welding line 123
According to the above rule R1, the welding directions are divided into clockwise and counterclockwise directions, respectively. On the other hand, the welding line 122 is
The welding direction cannot be determined because both ends are outside the allowable range of the end detection sensor. Also in such a case, the welding direction is set to the counterclockwise direction with respect to the mounting member 110 using the rule R4 described later. Rule R2: When one or both of the welding lines form a bead joint, the welding direction is from the side closer to the robot system coordinate origin to the side farther. This is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, even in the same welding robot operation area, when one welding line is divided due to interference or the like, and the welding lines 121 to 123 can be connected by bead splicing, welding is performed. By defining the direction as one, it is possible to stabilize the welding quality by making the welding in the bead joints 141 and 142 one way. In the example of FIG. 10, since the scallop portions 118 are provided on the other attachment members 116 and 117 connected to the attachment member 110, the scallop portions 118 are provided.
Bead splicing is possible through. Rule R3: When one or both of the welding lines are divided by the area dividing line that defines the operation area of the welding robot, the welding direction of the welding line is from the side close to the robot system coordinate origin to the side far from the origin. . This is shown in FIG.
As shown in FIG. 1, one attachment member 110 extends over the operation areas of a plurality of welding robots, and the area dividing lines 311 and 31 are provided.
2 weld lines 121-123 and weld line 12 on both sides
In the case where 4 to 126 are divided, by defining the welding direction as one direction, the area division points 151, 1
This is for stabilizing the welding quality of the bead joint at 52. Rule R4: When the welding direction is not uniquely determined by the rules of R1 and R2, the welding direction of the welding line is set to the counterclockwise direction. The above rules are applied in the order of R3 → R2 → R1 → R4.
【0018】(4)溶接順序決定手段 溶接順序決定手段23は、取付部材110ごとに溶接順
序を決定する。そのための原則的なルールRaは以下の
とおりである。まず、溶接開始点がその取付部材におい
てロボットシステム座標原点に最も近い溶接線を含む面
を決定する。すなわち、その取付部材の表裏のどちら側
を先に溶接するかを決定する。先に溶接される溶接線を
含む面を決定するには、その面の法線ベクトルがロボッ
トシステム座標原点の方を向いているかどうかで決定す
る。例えば、図8において、ロボットシステム座標OX
Yを図示のようにとるとき、取付部材110の表面11
0aに垂直な法線ベクトルVaはロボットシステム座標
原点Oの方を向いている(法線ベクトルVaのX成分V
axとY成分Vayの和は−符号となるので原点Oの方
を向いている)。これに対して、取付部材110の裏面
110bに垂直な法線ベクトルVbはロボットシステム
座標原点Oと反対の方を向いている(法線ベクトルVb
のX成分VbxとY成分Vbyの和は+符号となるので
原点Oと反対の方向となる)。よって、その取付部材1
10に対してはその表面110aに含まれる溶接線を最
初に溶接する。次に、その面に含まれる溶接線群のうち
溶接開始点がロボットシステム座標原点Oに最も近い溶
接線を第1位として溶接を開始する。図8の例では、表
面110aに含まれる溶接線群121〜123のうち、
溶接開始点WS がロボットシステム座標原点Oに最も近
い溶接線は121の溶接線であるので、溶接線121が
最初に溶接される。よって、図8の例では、溶接順序
は、表面110aにおける溶接線121→溶接線122
→溶接線123→裏面110bの溶接線124の順序と
決定される。また、以下のルールが適用される。 ルールRb:開先のある側を先に溶接する。このルール
は、開先面にプライマーが塗布されている場合など、プ
ライマーによるブローホール等の欠陥発生を最小限に抑
えることができるためである。例えば、図7に示すよう
な取付部材の場合、開先112側(左側)の溶接線が先
に溶接される。(4) Welding order determining means The welding order determining means 23 determines the welding order for each mounting member 110. The basic rule Ra for that is as follows. First, the surface including the welding line whose welding start point is closest to the robot system coordinate origin in the mounting member is determined. That is, it is determined which of the front and back sides of the mounting member is to be welded first. In order to determine the surface including the welding line to be welded first, it is determined whether or not the normal vector of the surface is directed to the robot system coordinate origin. For example, in FIG. 8, robot system coordinates OX
When Y is taken as shown, the surface 11 of the mounting member 110 is
The normal vector Va perpendicular to 0a is oriented toward the robot system coordinate origin O (X component V of the normal vector Va).
Since the sum of ax and the Y component Vay is a minus sign, it faces the origin O). On the other hand, the normal vector Vb perpendicular to the back surface 110b of the mounting member 110 faces the direction opposite to the robot system coordinate origin O (normal vector Vb).
The sum of the X component Vbx and the Y component Vby of + is a + sign, so the direction is opposite to the origin O). Therefore, the mounting member 1
For No. 10, the welding line contained in the surface 110a is welded first. Next, welding is started with the welding line whose welding start point is closest to the robot system coordinate origin O as the first place among the welding line group included in the surface. In the example of FIG. 8, among the welding line groups 121 to 123 included in the surface 110a,
Since the welding start point W S is the closest to the welding line on the robot system coordinate origin O is a weld line of 121, the weld line 121 is first welded. Therefore, in the example of FIG. 8, the welding sequence is as follows: welding line 121 → welding line 122 on surface 110a.
→ Weld line 123 → Weld line 124 on back surface 110b is determined in this order. Also, the following rules apply. Rule Rb: The side with the groove is welded first. This rule is to minimize the occurrence of defects such as blowholes caused by the primer, such as when the groove is coated with a primer. For example, in the case of a mounting member as shown in FIG. 7, the welding line on the groove 112 side (left side) is welded first.
【0019】(5)溶接経路決定手段 溶接経路決定手段24は、上記で決定された取付部材ご
との溶接方向、溶接順序を基に、溶接ロボット相互の干
渉が極力少なくなるように、また、エアカット時間が極
力短くなるように、溶接経路を決定する。マルチロボッ
トの場合には、溶接ロボット相互の干渉を最小限にする
ことがアークタイム率向上のための重要な因子となる。
具体的な処理は、図12に示すように、干渉を回避する
ためのインターロック領域設定手段27、設定されたイ
ンターロック領域に含まれる溶接線を選択する溶接線選
択手段28、および選択された溶接線ごとの溶接経路を
求める溶接経路決定手段24からなる。溶接ロボット相
互の干渉を回避する方法としては、各溶接ロボットが上
記の各領域ごとにインターロック(同期)を取りながら
溶接することで、隣接領域に2台の溶接ロボットが同時
に侵入する確率を極力低く抑えている。(5) Welding Path Determining Means The welding path determining means 24 is designed to minimize interference between welding robots based on the welding direction and welding order of each attachment member determined above, and to reduce air interference. Determine the welding path so that the cutting time is as short as possible. In the case of a multi-robot, minimizing interference between welding robots is an important factor for improving the arc time rate.
As shown in FIG. 12, the specific processing is performed by the interlock area setting means 27 for avoiding interference, the welding line selecting means 28 for selecting the welding line included in the set interlock area, and the selected. It comprises a welding route determining means 24 for obtaining a welding route for each welding line. As a method of avoiding interference between the welding robots, the welding robots perform welding while taking an interlock (synchronization) for each of the above-described regions, thereby minimizing the probability that two welding robots will simultaneously enter adjacent regions. I keep it low.
【0020】(5-1) インターロック領域設定手段 干渉回避のためのインターロック領域の設定は、溶接ロ
ボットの動作領域に含まれる溶接線の本数に依存する。
このインターロック領域設定手段27では、図13に示
すような2つの分割方法の内、一部分でもR領域(その
溶接ロボットの動作領域内の右側または上側のインター
ロック領域)に含まれる溶接線が最も多くなるような分
割方法を選択する。(a)に示す方式は、左右の溶接ロ
ボットの干渉に着目して、各溶接ロボットの動作領域を
縦方向に3分割し、各々の右側のハッチされた部分をイ
ンターロック領域321、322、323、324とし
て設定するものである。一方、(b)に示す方式は、上
下の溶接ロボットの干渉に着目して、各溶接ロボットの
動作領域を横方向に3分割し、下側領域内の上部のハッ
チされた部分にインターロック領域325を設定するも
のである。溶接ロボットの動作領域の分割比率は通常等
しくされるが、ワークによっては異ならしめる場合もあ
る。図13の例では、(a)の方式に含まれる溶接線長
さが(b)の方式に含まれる溶接線長さより長くなるの
で、干渉問題の発生確率の多い(a)の方式が採用され
る。(5-1) Interlock area setting means The setting of the interlock area for avoiding interference depends on the number of welding lines included in the operation area of the welding robot.
In this interlock area setting means 27, of the two division methods as shown in FIG. 13, even a part of the welding line included in the R area (the right or upper interlock area in the operation area of the welding robot) is the most. Choose a partitioning method that increases. In the method shown in (a), focusing on the interference between the left and right welding robots, the operation area of each welding robot is divided into three parts in the vertical direction, and the hatched portions on the right side of each are interlock areas 321, 322, 323. 324 is set. On the other hand, in the method shown in (b), focusing on the interference between the upper and lower welding robots, the operation area of each welding robot is divided into three in the horizontal direction, and the interlock area is formed in the upper hatched portion in the lower area. 325 is set. The division ratio of the operating region of the welding robot is usually equal, but may be different depending on the work. In the example of FIG. 13, since the welding line length included in the method of (a) is longer than the welding line length included in the method of (b), the method of (a) with a high probability of occurrence of interference problem is adopted. It
【0021】(5-2) 溶接線選択手段 溶接線選択手段28では、図14に示すように、溶接ロ
ボットの動作領域内に3つの領域を設け、領域ごとに溶
接線を分類する。具体的には、L、C、Rの3領域にま
たがる溶接線群(LCR溶接線群)と、L、Cの2領域
の一方または両方に含まれる溶接線群(LC溶接線群)
と、C、Rの2領域の一方または両方に含まれる溶接線
群(CR溶接線群)とに分類する。(5-2) Welding Line Selecting Means The welding line selecting means 28, as shown in FIG. 14, provides three regions within the operating region of the welding robot and classifies the welding lines for each region. Specifically, a welding line group (LCR welding line group) that extends over three regions L, C, and R, and a welding line group (LC welding line group) included in one or both of the two regions L and C.
And a welding line group (CR welding line group) included in one or both of the two regions C and R.
【0022】(5-3) 溶接経路決定手段 溶接経路は、LCR溶接線群、LC溶接線群、CR溶接
線群の順に溶接経路を決定する。実際の溶接時には、溶
接ロボット群制御システムにより、各領域ごとにインタ
ーロックがとられることになる。また、各領域ごとの溶
接経路は、エアカットが極小となるように選択する。具
体的には、溶接開始点がロボットシステム座標原点に最
も近い取付部材からスタートし、その取付部材の最後の
溶接線の溶接終了点に最も近い溶接開始点を持つ別の取
付部材を選択することを繰り返す。(5-3) Welding route determining means As the welding route, the welding route is determined in the order of the LCR welding line group, the LC welding line group, and the CR welding line group. At the time of actual welding, the interlock is taken for each area by the welding robot group control system. The welding path for each area is selected so that the air cut is minimized. Specifically, start from the mounting member whose welding start point is closest to the robot system coordinate origin, and select another mounting member with the welding start point closest to the welding end point of the last welding line of that mounting member. repeat.
【0023】溶接経路とインターロックの関係を図15
に示す。この図について説明すると、まず、ステップS
31のLCR溶接線群の溶接において、当該溶接ロボッ
トの動作領域内にLCR溶接線群が存在するかをチェッ
クする。LCR溶接線群が存在し、さらにその溶接ロボ
ットの左側に隣接する左側溶接ロボットにもLCR溶接
線群が存在する場合には、左側溶接ロボットの溶接完了
まで溶接を待つ(溶接を開始しない)。もし、左側溶接
ロボットがインターロック待ちならば、その左右の溶接
ロボット相互の干渉は発生しないので、当該溶接ロボッ
トの溶接を開始する。次に、当該溶接ロボットにLCR
溶接線群が存在せず、LC溶接線群が存在する場合に
は、左側溶接ロボットのLCR溶接線群の溶接が完了す
れば、当該溶接ロボットのLC溶接線群の溶接を開始す
る(ステップS32)。最後に、当該溶接ロボットにL
CR溶接線群もLC溶接線群も存在せず、CR溶接線群
が存在する場合には、右側溶接ロボットのLC溶接線群
の溶接が完了すれば、当該溶接ロボットのCR溶接線群
の溶接を開始する(ステップS33)。そして、各溶接
線群の溶接では、ロボットシステム座標原点に最も近い
溶接開始点を持つ取付部材から溶接を開始し、その取付
部材の最後の溶接線の溶接終了点から、その溶接終了点
に最も近い溶接開始点を持つ別の取付部材に移る。これ
によってエアカットが最小となる。FIG. 15 shows the relationship between the welding path and the interlock.
Shown in Referring to this figure, first, step S
In the welding of the 31 LCR welding line group, it is checked whether the LCR welding line group exists in the operation area of the welding robot. If the LCR welding line group exists and the LCR welding line group also exists in the left welding robot adjacent to the left side of the welding robot, the welding is waited until the left welding robot completes welding (welding is not started). If the left welding robot is waiting for the interlock, no interference occurs between the left and right welding robots, and the welding of the welding robot is started. Next, LCR is applied to the welding robot.
When the welding line group does not exist and the LC welding line group exists, when welding of the LCR welding line group of the left welding robot is completed, welding of the LC welding line group of the welding robot is started (step S32). ). Finally, the welding robot
When neither the CR welding line group nor the LC welding line group exists and the CR welding line group exists, if the welding of the LC welding line group of the right welding robot is completed, the welding of the CR welding line group of the welding robot is completed. Is started (step S33). Then, in the welding of each welding line group, welding is started from a mounting member having a welding start point closest to the robot system coordinate origin, and from the welding end point of the last welding line of the mounting member to the welding end point most. Move to another mounting member with a closer welding start point. This minimizes air cut.
【0024】具体的な例として、図16の例で示す。ロ
ボットシステム座標原点Oを定盤200の左下隅にと
り、また、図13の(a)の方式に従ってL、C、R領
域を設定する。ワーク100に対する各溶接ロボットの
配置関係を図16のようにNo.1からNo.7で示
す。図中、WS はその溶接線の溶接開始点、WE はその
溶接線の溶接終了点、121〜132は溶接線、141
〜143はビード接続点、151〜164は領域分割
点、171〜179は取付部材のスカラップ部端点、3
11〜315は領域分割線である。A concrete example is shown in the example of FIG. The robot system coordinate origin O is set at the lower left corner of the surface plate 200, and the L, C, and R regions are set according to the method of FIG. As shown in FIG. 16, the arrangement relationship of each welding robot with respect to the work 100 is shown in FIG. No. 1 to No. Indicated by 7. In the figure, W S is the welding start point of the welding line, W E is the welding end point of the welding line, 121 to 132 are welding lines, 141
˜143 are bead connection points, 151˜164 are area dividing points, 171˜179 are scallop end points of mounting members, 3
11 to 315 are area dividing lines.
【0025】まず、溶接ロボットNo.2では、LCR
溶接線群に含まれる溶接線は存在しない。次にLC溶接
線群にはB部材とC部材が含まれるので、溶接経路は、
ロボットシステム座標原点Oに近いB部材から、エアカ
ット最小のルールに基づき、反時計回りに溶接線12
1、溶接線122、その後C部材に移り、C部材の溶接
線123、溶接線124の順となる。最後にCR溶接線
群にはA部材とD部材の一部とE部材の一部が含まれ、
かつD部材にはE部材が接続されるので(なお、E部材
には図10に示したようなスカラップ部を設けてい
る)、ロボットシステム座標原点Oに近いA部材から、
反時計方向に、溶接線125、溶接線126、次にD部
材に移り、溶接線127(溶接開始点WS と領域分割点
151の区間)、溶接線128(溶接開始点WS とビー
ド接続点141の区間)、さらに溶接線129(ビード
接続点141と領域分割点152の区間)となり、その
後E部材の溶接線130(スカラップ部端点171と領
域分割点153の区間)、溶接線131(スカラップ部
端点172と領域分割点154の区間)の順に溶接経路
が設定される。First, the welding robot No. In 2, LCR
There are no welding lines included in the welding line group. Next, since the LC welding line group includes the B member and the C member, the welding route is
From the B member near the origin O of the robot system coordinate, the welding line 12 is turned counterclockwise based on the rule of the minimum air cut.
1, the welding line 122, and then the C member, the welding line 123 of the C member, and the welding line 124 are in this order. Finally, the CR welding line group includes a part of A member, a part of D member and a part of E member,
Moreover, since the E member is connected to the D member (the E member is provided with the scallop portion as shown in FIG. 10), from the A member near the robot system coordinate origin O,
In the counterclockwise direction, the welding line 125, the welding line 126, and then the D member are moved, and the welding line 127 (the section between the welding start point W S and the area dividing point 151) and the welding line 128 (the welding start point W S and the bead connection) are connected. It becomes a welding line 129 (a section between the bead connection point 141 and the area dividing point 152), and then a welding line 130 of the E member (a section between the scallop end point 171 and the area dividing point 153) and a welding line 131 (a section of the point 141). The welding path is set in the order of the scallop end point 172 and the area dividing point 154).
【0026】次に、溶接ロボットNo.1では、LCR
溶接線群に含まれる溶接線は存在しないが、LC溶接線
群にはD部材の残りの部分とこれに接続されるF部材が
含まれる(F部材には上記のようにスカラップ部を設け
ている場合である)。そこでまず、ロボットシステム座
標原点Oに近いD部材から、溶接線121(領域分割点
151とビード接続点142の区間)、溶接線122
(ビード接続点142と溶接終了点WE の区間)、溶接
線123(領域分割点152とビード接続点143の区
間)、溶接線124(ビード接続点143と溶接終了点
WE の区間)のように溶接経路が設定され、その後F部
材の溶接線125(スカラップ部端点173と溶接終了
点WE の区間)、溶接線126(スカラップ部端点17
4と溶接終了点WE の区間)、ついでCR溶接線群にG
部材の一部とH部材が含まれるので(G部材にも同様に
スカラップ部を設けている場合である)、ロボットシス
テム座標原点Oに近いG部材から、溶接線127(スカ
ラップ部端点175と領域分割点155の区間)、溶接
線128(スカラップ部端点176と領域分割点156
との区間)となり、最後にH部材の溶接線129、13
0のように溶接経路が設定される。Next, the welding robot No. In 1, LCR
Although there are no welding lines included in the welding line group, the LC welding line group includes the rest of the D member and the F member connected to it (the F member is provided with the scalloped portion as described above). If you are). Therefore, first, from the D member close to the robot system coordinate origin O, the welding line 121 (the section between the area dividing point 151 and the bead connecting point 142) and the welding line 122.
(Bead connection point 142 and welding end point W E section), welding line 123 (region dividing point 152 and bead connection point 143 section), welding line 124 (bead connection point 143 and welding end point W E section) The welding path is set as follows. After that, the welding line 125 of the F member (the section between the scallop end point 173 and the welding end point W E ) and the welding line 126 (the scallop end point 17).
4 and the welding end point W E ), and then G to the CR welding line group.
Since a part of the members and the H member are included (this is the case where the scallop portion is also provided for the G member), the welding line 127 (the scallop portion end point 175 and the region is formed from the G member near the robot system coordinate origin O). Section of division point 155), weld line 128 (scallop end point 176 and area division point 156)
Section), and finally the welding lines 129, 13 of the H member
The welding path is set as 0.
【0027】溶接ロボットNo.3では、LCR溶接線
群にG部材を含んでいるので、溶接経路は、溶接線12
1(領域分割点155と領域分割点157の区間)、溶
接線122(領域分割点156と領域分割点158の区
間)、溶接線123(部材接続点181と領域分割点1
58の区間)となり、次にLC溶接線群にI部材を含ん
でいるので、溶接線124、125となり、最後にCR
溶接線群にE部材の一部とJ部材が含まれるので、E部
材の溶接線126(領域分割点160と領域分割点16
2の区間)、溶接線127(領域分割点159と領域分
割点161の区間)、そしてJ部材の溶接線128(部
材接続点182と溶接終了点WE の区間)、溶接線12
9(部材接続点181と溶接終了点WE の区間)の順と
なる。以下、同様にして他の溶接ロボットの動作領域に
おける全ての取付部材に対して溶接線の溶接経路が図示
のように決定される。以上の結果を表にまとめると、表
1のようになる。Welding robot No. In No. 3, since the G member is included in the LCR welding line group, the welding route is the welding line 12
1 (section of area division point 155 and area division point 157), welding line 122 (section of area division point 156 and area division point 158), welding line 123 (member connection point 181 and area division point 1)
58 section), and since the LC welding line group includes the I member, it becomes welding lines 124 and 125, and finally CR.
Since the welding line group includes a part of the E member and the J member, the welding line 126 of the E member (the region dividing point 160 and the region dividing point 16
2 sections), the section of the weld line 127 (section area division point 159 and the area dividing point 161), and the weld lines 128 of J member (member connecting point 182 and the welding end point W E), the weld line 12
9 (member connection point 181 and welding end point W E ). Hereinafter, similarly, the welding paths of the welding lines are determined as shown for all the attachment members in the operation region of the other welding robot. The above results are summarized in a table as shown in Table 1.
【0028】[0028]
【表1】 [Table 1]
【0029】(6)溶接経路データ出力手段 溶接経路データ出力手段25は、上記のように決定され
た全取付部材の溶接経路データを溶接ロボット単位で出
力する。(6) Welding path data output means The welding path data output means 25 outputs the welding path data of all the attachment members determined as described above in units of welding robots.
【0030】なお、以上の説明では平面的な溶接線の溶
接経路について述べたが、取付部材同士を溶接する垂直
方向の溶接線は、平面における溶接が終了したのちに、
各溶接ロボットの動作領域において、ロボットシステム
座標原点に近い溶接線から、通常上進溶接で順番に溶接
される。In the above description, the welding path of the flat welding line has been described, but the vertical welding line for welding the attachment members to each other after the welding on the plane is completed,
In the operation area of each welding robot, welding is normally performed in sequence starting from the welding line near the origin of the robot system coordinates.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、どのよう
に複雑な形状を持つワークであっても、CAD/CAM
システムに登録されている部材形状情報と溶接設計情報
のみを利用して溶接経路を自動的に決定することがで
き、しかも複数の溶接ロボットの相互の干渉を回避しつ
つその適用を可能にしたものであるから、能率が良く、
溶接品質も十分に確保できている。したがって、多品種
少量、大型の複雑な形状をしたワークの自動溶接に大い
に威力を発揮する。As described above, according to the present invention, no matter how complicated the workpiece is, CAD / CAM can be used.
Welding route can be automatically determined using only the member shape information and welding design information registered in the system, and the application is possible while avoiding mutual interference of multiple welding robots. Therefore, efficiency is good,
Welding quality is sufficiently secured. Therefore, it is very effective for automatic welding of large-scale, small-quantity, large-sized, and complicated workpieces.
【図1】本発明の溶接経路自動決定システムのブロック
図である。FIG. 1 is a block diagram of a welding route automatic determination system of the present invention.
【図2】ワークの一例を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an example of a work.
【図3】定盤へのワークの配置例を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing an example of the arrangement of works on a surface plate.
【図4】複数の溶接ロボットからなるロボット機構の概
要図である。FIG. 4 is a schematic view of a robot mechanism including a plurality of welding robots.
【図5】取付部材に対するトーチ角度の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a torch angle with respect to a mounting member.
【図6】取付部材の取付角度の説明図である。FIG. 6 is an explanatory view of a mounting angle of a mounting member.
【図7】開先のある取付部材の説明図である。FIG. 7 is an explanatory view of a mounting member having a groove.
【図8】取付部材に複数の溶接線が存在する場合の説明
図である。FIG. 8 is an explanatory diagram when a plurality of welding lines are present on the mounting member.
【図9】取付部材と別の取付部材との関係における溶接
終端の方向を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory view showing the direction of the welding end in the relationship between the mounting member and another mounting member.
【図10】複数の溶接線の接続が可能な場合を示す説明
図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a case where a plurality of welding lines can be connected.
【図11】溶接線が領域分割線により分割される場合を
示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a case where a welding line is divided by a region dividing line.
【図12】溶接経路決定手段の構成を示すブロック図で
ある。FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a welding route determination means.
【図13】溶接ロボットの動作領域の分割方法を示す説
明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing a method of dividing the operation area of the welding robot.
【図14】図13の分割方法による各領域の配置図であ
る。FIG. 14 is a layout diagram of each area according to the division method of FIG.
【図15】溶接経路とインターロックの関係を示す流れ
図である。FIG. 15 is a flowchart showing a relationship between a welding path and an interlock.
【図16】ワークの溶接経路の説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram of a welding route of a work.
1 溶接トーチ 10 CAD/CAMシステム 11 溶接線データ生成システム 12 溶接ロボット動作プログラム生成システム 20 溶接経路自動決定システム 21 溶接線データ読込み手段 22 溶接方向決定手段 23 溶接順序決定手段 24 溶接経路決定手段 25 溶接経路データ出力手段 26 表示手段 27 インターロック領域設定手段 28 溶接線選択手段 100 ワーク 101 母材 110〜117 取付部材 121〜131 溶接線 300 溶接ロボット 311〜315 領域分割線 1 Welding torch 10 CAD / CAM system 11 Welding line data generation system 12 Welding robot operation program generation system 20 Welding route automatic determination system 21 Welding line data reading means 22 Welding direction determination means 23 Welding sequence determination means 24 Welding route determination means 25 Welding Route data output means 26 Display means 27 Interlock area setting means 28 Welding line selecting means 100 Work piece 101 Base material 110 to 117 Mounting member 121 to 131 Welding line 300 Welding robot 311 to 315 Area dividing line
Claims (9)
ロボットにより溶接するときの溶接経路を、CAD/C
AMシステムに登録されている部材形状情報と溶接設計
情報を基に決定するものにおいて、 溶接線の生成に必要なデータを前記CAD/CAMシス
テムより読み込む溶接線データ読込み手段と、 読み込まれた溶接線データを基に前記取付部材ごとに溶
接方向を決定する溶接方向決定手段と、 前記取付部材ごとに溶接順序を決定する溶接順序決定手
段と、 前記により決定された溶接方向および溶接順序を基に全
ての取付部材の溶接経路を決定する溶接経路決定手段
と、 決定された溶接経路のデータを前記CAD/CAMシス
テムに出力する溶接経路データ出力手段と、を有するこ
とを特徴とする溶接経路の自動決定システム。1. A welding path for welding a plurality of mounting members on a work by a plurality of welding robots is CAD / C.
What is determined based on the member shape information and the welding design information registered in the AM system, the welding line data reading means for reading the data necessary for generating the welding line from the CAD / CAM system, and the read welding line Welding direction determining means for determining a welding direction for each mounting member based on data, welding sequence determining means for determining a welding order for each mounting member, and all based on the welding direction and welding order determined by the above. Automatic determination of a welding route, which comprises: a welding route determining means for determining a welding route of the attachment member of 1); and welding route data output means for outputting data of the determined welding route to the CAD / CAM system. system.
ットの相互の干渉を回避するためのインターロック領域
を設定するインターロック領域設定手段と、設定された
インターロック領域に含まれる溶接線を選択する溶接線
選択手段とを有することを特徴とする請求項1記載の溶
接経路の自動決定システム。2. The welding path determining means selects an interlock area setting means for setting an interlock area for avoiding mutual interference of the welding robots, and a welding line included in the set interlock area. The welding line automatic determination system according to claim 1, further comprising:
付部材に対する溶接方向を定めるとき、溶接線の終端を
アークセンサによる終端位置検出が可能な方にすること
を特徴とする請求項1記載の溶接経路の自動決定システ
ム。3. The welding according to claim 1, wherein, when the welding direction determining means determines the welding direction with respect to the attachment member, the end of the welding line is set so that the end position can be detected by an arc sensor. Automatic route determination system.
める領域分割線によって分割される溶接線、または前記
取付部材に接続される別の取付部材によって溶接線が分
割されてもビード継ぎが可能な溶接線に対しては、前記
溶接方向決定手段において溶接方向を同一の方向に定め
ることを特徴とする請求項1記載の溶接経路の自動決定
システム。4. The bead splicing is possible even if the welding line is divided by a region dividing line that defines the operation region of the plurality of welding robots, or the welding line is divided by another attachment member connected to the attachment member. The welding route automatic determination system according to claim 1, wherein the welding direction is determined to be the same direction by the welding direction determination means with respect to the welding line.
付部材に対する溶接方向を定めるとき、溶接方向をその
取付部材に対して反時計方向に向かう方向とすることを
特徴とする請求項1または請求項4記載の溶接経路の自
動決定システム。5. The welding direction determining means, when determining the welding direction for the mounting member, sets the welding direction counterclockwise with respect to the mounting member. 4. A welding route automatic determination system described in 4.
付部材に対する溶接順序を定めるとき、まず溶接開始点
がその取付部材においてロボットシステム座標原点に最
も近い溶接線を含む面を決定し、ついで決定された面内
における溶接線群のうち溶接開始点がロボットシステム
座標原点に最も近い溶接線を第1位とする溶接順序とす
ることを特徴とする請求項1記載の溶接経路の自動決定
システム。6. When determining the welding sequence for the attachment member in the welding sequence determining means, first, a plane including a welding line whose welding start point is closest to the robot system coordinate origin is determined in the attachment member and then determined. 2. The automatic welding route determination system according to claim 1, wherein the welding start point is the welding line closest to the origin of the robot system coordinate in the welding line group in the plane.
は、前記溶接順序決定手段において、開先のある側また
は取付角度の広角側の溶接線を優先させることを特徴と
する請求項1記載の溶接経路の自動決定システム。7. For a mounting member having a groove or an inclination, the welding sequence determining means gives priority to a welding line on the grooved side or the wide-angle side of the mounting angle. Automatic welding route determination system described.
記複数の溶接ロボットの動作領域を縦または横方向に3
分割したとき、その右側または上側の領域に一部分でも
含まれる溶接線が最も多くなるように分割方向を選択
し、選択された分割方向による前記右側または上側の領
域をインターロック領域として設定することを特徴とす
る請求項2記載の溶接経路の自動決定システム。8. The interlock area setting means sets the operation areas of the plurality of welding robots in a vertical or horizontal direction.
When splitting, select the splitting direction so that the number of weld lines that are partly included in the right or upper region is the largest, and set the right or upper region according to the selected splitting direction as the interlock region. A system for automatically determining a welding route according to claim 2.
分割方向で前記溶接ロボットの動作領域を3分割したと
き、3つの領域にまたがる溶接線群(LCR溶接線
群)、2つの領域の一方または両方に含まれる溶接線群
(LC溶接線群またはCR溶接線群)を選択し、前記溶
接経路決定手段において、前記LCR溶接線群、前記L
C溶接線群、前記CR溶接線群の順に溶接経路を決定す
ることを特徴とする請求項8記載の溶接経路の自動決定
システム。9. The welding line selecting means divides an operation region of the welding robot into three in the selected dividing direction into three groups of welding line groups (LCR welding line group) and two regions. A welding line group (LC welding line group or CR welding line group) included in one or both is selected, and in the welding path determining means, the LCR welding line group and the L welding line group.
The automatic welding route determination system according to claim 8, wherein the welding route is determined in the order of the C welding line group and the CR welding line group.
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JP32487195A JP3259617B2 (en) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | Automatic welding path determination system |
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1995
- 1995-12-13 JP JP32487195A patent/JP3259617B2/en not_active Expired - Fee Related
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