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    公开号:WO1985003469A1
    申请号:PCT/JP1985/000040
    申请日:1985-01-31
    公开日:1985-08-15
    发明作者:Seiichiro Nakashima；Kenichi Toyoda；Nobutoshi Torii
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:G05B19-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 瑢接 ロ ボ ッ ト の瑢接条件換算方式
    [0003] 技 術 分 野
    [0004] *発明は、 溶接ロ ボ ッ ト 更に詳 し く は 、 数値制攆装置 に よ っ て制御 される ロ ボ ッ ト と 、 該ロボ ッ ト に把持 され る ト - チを備え前記数値制铒装置に よ っ て制御 され る 溶 接機 と を有す る溶接 ロ ボ ッ ト における溶接条件換箕方式 に関 し 、 特に 、 溶接電圧おょぴ溶接電流の换箕方式に闋 する 。
    [0005] 背 景 技 術
    [0006] 電気ア - ク を連铙的に持統発生させ、 そ の熱 を利用 し て 2 つの金属を接合する アー ク溶接は、 古 く か ら知 られ てい る 。 最近に な っ て、 数値制御に よ る Q ボ ト の発達 に よ り 、 かか る溶接作業を該ロ ボ ッ ト に よ リ 行わせる 溶 接 口 ボ ッ 卜 が実用 されて きてい る。 すな わ ち 、 溶接 o ボ ッ ト は 、 瑢接機の ト ー チを ロ ボ ッ ト に よ り 把持 させ、 数 値制御装置か ら の指 に ょ リ α ボ ッ ト のハ ン ド を移動 さ せ、 ト - チ を溶接通路に沿っ て移動させ、 かつ溶接の状 態を数値制御装置で制御 しなが ら溶接作業を行 う も の で あ る 。 かか る 溶接 ロ ボ ッ ト は、 溶接作業 に入 る 前に 、 ま ず丰勖操作に よ り 作業者が該溶接ロ ボ ッ ト を動作 さ せて ト - チ を溶接通路に沿 っ て移動させなが ら 、 そ の通路 を 数値制御装置に記憶 させるいわゆる教示操作を行い さ ら に操作盤か ら溶接電圧指今値、 溶接電 ¾指令値、 プ リ フ ロ - 時間指今値、 ボ ス ト フ σ - 時間指今値な ど の溶接条 件を数値制街装置に入力 してこれら を数値制御装置に セ ッ ト 3 β
    [0007] と こ ろ で上述の よ う な従来の溶接ロボ *ノ ト に おいて、 数値制御装量か ら溶接機への溶接電圧お よび窑接電流の 指今は 、 数値制铒装置から出力 されるデジ タ ルの指令値 を一旦デジ タ ル · ア ナ ロ グ変換器 （以後 D Z A と い う ） に よ リ アナ ロ グ値に変換 し、 これを溶接徼に芋えてい る 。 第 1 図は、 溶接条件入力値と して数値制铒装置 （ N C ) に芋え られ る溶接電圧に対する D A への入力信号の 関係を示す図であ り 、 横轴に数値制铒装置 （ N C ) に与 え られ る溶接電圧を、 また縱铀に D A の入力を取 っ て い る 。 通常は、 横轴を 1 0 0 分割 し、 縱轴には使用す る 三相商用電源電圧に て決まる溶接電圧の最高値 2 0 0 V を取 っ てい る 。 こ こ で数値制御装置 （ N C ) への指令値 の範囲がた と えば 0 〜 2 0 0 V であれば、 該指 ·値 と D Z A への入力関係は 1 対 1 と な り 、 数値制御装置 （ N C ) へ 1 0 0 V を指定すれば、 D / Aへは 1 0 0 Vが出力 される 。 すな わ ち 、
    [0008] ノヽ， ラ メ ー タ ANOC 1 = 200/V(D Z A入力値）
    [0009] か ら 、
    [0010] ノぐ ラ メ ー タ AN0C1-2 0 0 / 2 0 0 = 1
    [0011] と な っ て、 数値制铟装置に年え られる指令値に対する D Z A への入力信号の関係は 1 対 1 に対応する β
    [0012] また 、 た と えば数値制御装置への指 値の範囲がた と えば 0 〜 5 0 V であれば、 パ ラ メ ー タ A N 0 C 1 = 2 0 0 / 5 0 = 4
    [0013] と な り 、 ノぐ ラ メ ー タ は整数と な る。
    [0014] と こ ろが、 数値制御装置への指令値の範囲がた と えば 0 〜 6 0 V の よ ラ な場合であれば、 ノ、· ラ メ 一 タ A N 0 G 1 は 整数 と はな ら ず、 変換 ½理に多 く の手数 を要す る 。
    [0015] また 、 第 1 図に おいて、 破線にて示す よ う に 、 デジ タ ル Zア ナ ロ グ変換特性に オ フ セ ッ ト 特性 を持たせ る こ と は で き な い。
    [0016] 癸 明 の 開 示
    [0017] *発明は、 前詆従来技黹の囿題点を解決する ため に な された も の で、 そ の 目 的 とする と こ ろは、 溶接 ti ボ ッ ト お よ ぴ瑢接機を制铒する数値制铒装置の ¾理装置に入力 され る 溶接条件入力値を、 円滑かつ正確に変換 し て、 こ れを 、 瑢接機に指今 を与えるデジタ ル · ァ 士 ロ グ変換器 への指今値 と す る こ と ができ る溶接ロ ボ ッ ト の溶接条件 変換方式を提供する こ と にあ る 。
    [0018] 本発明に よれば、 数値制御装置に よ っ て制網 される 瑢 接 ロ ボ ッ ト と 、 該 ロ ボ ッ ト に把持される ト ー チ を備え前 記数値制御装置に よ っ て制镩される溶接機 と を有する 瑢 接 ロ ボ ッ 卜 で あ っ て 、 前記数値制御装置は、 入力 された 瑢接条件入力値を演箕処理 し そ の演算結果を 出力す る 処 理装置 と 、 該処理装置か ら出力されるデ ジ タ ル値を ア ナ ロ グ値 に変換 し て前記溶接機に指今を与え る デ ジ タ ル · ア ナ ロ グ変換器 と 、 前記溶接条件入力値 を： X铀 と し 、 前 記デジ タ ル · ア ナ ロ グ変換器への出力値 を Y 轴 と す る 平 面上 +の与直線の （ Y = 0 ) 点の X値 と該年直線の傾 き と か ら求めた年直線の一般式の演箕顕序を記億 した メ モ リ と を備え、 前記処理装置がロボ ッ ト の教示操作時に入力 される 瑢接条件入力値を前記メ モ リ に記憶された一般式 に代入 して求めた値を前記デジタル · ア ナ α グ変換器へ の出力値 と す る溶接 ロ ボ ッ ト の瑢接条件換箕方式が提供 ざれる
    [0019] 末発明 に よれば、 数値制铒装置は溶接条件入力値 と 溶 指今を与え る デジタル ， アナ αグ変換器への指 · 値 と の閭係を一般式に よ っ て関係付ける よ う に したの で 、 どの ょ ラ な溶接条件入力値の使用範囲であ っ ても 、 デ ジ タ ル • ァナ ロ グ変換器への入力を円滑に しか も正確に 行 ラ こ と がで き る と と も に、 数値制铒装置に入力する 溶 接条件入力値に オ フ セ ッ ト を も たせる よ う な こ と も 箇単 に で き る ο
    [0020] 図面の箇単な説明
    [0021] 第 1 図は， 溶接条件入力値 と して数値制御装置に与え れる 溶接電圧に対す るデジ タル · アナ 口 グ変換器 （ D κ A ) への入力信号の関係を示す図 , 第 2 図は、 m を実施する溶接ロ ボ ッ ト 制御シ ステ ム のー実施例を示す ブ ロ ッ ク 図、 第 3 図は、 太発明 に係る溶接 π ボ ッ ト の一 作業条伴に おけ る溶接電圧範囲に対する デジ タ ル • ァ ナ
    [0022] D グ変换器 （ D Z A ) への入力信号の関係を示す特性図 、 第 4 図ほ、 実際の入力値の設定 と溶接電圧の换箕勖作 の一例 を示す図 ， 第 5 図は末発 ¾に係る 窑接ロ ボ ッ ト の 一作業条件に おけ る 溶接電流範囲に対す る デ ジ タ ル · ァ ナ ロ グ変換器 ( D / A ) への入力信号の関係を示す特性 図であ る。
    [0023] 発明 を実施するための最良の形態 以下、 末発明 を第 2 図乃至第 4図に示す実施例 に基づ い て詳細に説明す る 。
    [0024] 第 2 図は、 本発明 を実攄する溶接ロ ボ ッ ト 制御シ ス テ ム の ー実施例 を示す ブ ロ ッ ク 図で、 同図 におい て 1 点鎖 線 よ り 右倒が、 α ボ ッ ト および溶接機を示 し て ぉ リ 、 一 点鎖線 よ り 左側が ロ ボ ッ ト および溶接機を制裤する数値 制御装置を示 し てい る 。 .
    [0025] 第 2 図にお い て 、 1 は処理装置 （ C P U ) で 、 後述す る プロ ダ ラ ム の各命今に応 じて数値制铒装置全体の制攆 ゃ演箕処理を行 う 。 2 は数値制镩装置を制 ¾ (す る コ ン ト Q —ル * プ ロ グ ラ ム や後述する演算のた めの プ ロ グ ラ ム 等が記憶 された メ モ リ で、 リ ー ド · オ ン リ - · メ モ リ （ R O M ) か ら な つ て い る。 3 は溶接口 ポ ッ ト の教示デ ー タ ゃ溶接条件 な ど各種のデー タ を一時格納す る メ モ リ で 、 読み書き 可能な ラ ン ダ ム · ア ク セ ス ， メ モ リ （ R A M ) か ら な つ て い る 。 4 は操作盤であ り 、 テ ン キ ー ゃ フ ァ ン ク シ 3 ン キ ー 、 文字 キ ー等を備え、 こ れ ら キ ー を用い て、 各種の瑢接条件 を入力する外、 ロ ボ ッ ト お よび溶接 作業の教示操作、 ロ ボ ッ ト の手動送 り 操作な ど を行 う 。
    [0026] 5 は表示装置で、 ト ー チ の現在位置表示やプ ロ グ ラ ム リ ス ト やデ ー タ の表示 を行 う。 6 はデジ タ ル · ア ナ π グ変 換器 （ D Z A ) で あ り 、 処理装置 1 から 5≤られ る デジ タ ルの指令値を ア ナ口 グの指今値に変換し 、 こ れを溶接機 7 に出力する 。 8 は溶接 oボ ッ ト であ り 、 そのハ ン ドは 溶接機 7 の溶接用 ト - チ 9 を把持し 教示テ ー タ に従 つ て こ れを母材 1 0 上に移動させながら瑢接動作を行 う 。
    [0027] 次に 、 は溶接ロ ボ ッ ト の勖作について説明す る 。
    [0028] まず、 オペ レ ー タ はロ ボッ ト を手勖搡作モ - ド' と し 、 操作盤 4 を使用 して、 溶接ロボ ッ ト 8 のへ ン ド、 を所定の 通路に沿っ て移動さ せながら ト ー チ 9 の先端に突出 し て い る ヮ ィ ャ嫋部を溶接箇所のテ ィ ー チボ ィ ン ト に合せな が ら位置情報を R A M 3 に記億させて行 く 。 当然の こ と な.が ら こ の教示操作中 に おいて、 ォペ レ ー タ は溶接姿勢 に応 じ て、 適正な ト ー チ 9 の姿勢も同時に教示する。 こ の動作は通常の ロ ボ ッ ト の教示操作と全 く 同様であ る の で、 こ れ以上の詳細 な説明は省略する。
    [0029] 次い で、 オペ レ ー タ は操作盤 4か らァ ー ク 発生オ ン · オ フ 、 溶接電流、 溶接電圧、 瑢接速度お よび ジ 3 ブの管 理の仕方な どの一違の作業内容の ィ ンプ ッ ト を行っ て ィ ン ス ト ラ ク シ ヨ ン の登録をする。 これで、 数値制御装置 への全ての教示操作が終了する， こ の教示操作が行われ てい る 間、 表示装置 5 には、 ト ー チ 9 の現在位置や溶接 条件な どが表示され る 。 なお、 瑢接電流お よび溶接電圧 の設定方法については後に詳し く説明する 。
    [0030] 教示操作が終了 し た後、 瑢接ロボ ッ ト に起動が掛る と 、 C P U 1 は R O M 2 に記憶されたコ ン ト α — ルプ C3 グ ラ ム に基づい て、 R A M 3 に格納されて い る ロ ボ ッ ト 指 令デ ー タ お よ び溶接指令デー タ を 1 ブ口 ッ ク ずつ読み出 し て溶接ロ ボ ッ ト の制御処理を行ラ。
    [0031] 次に溶接電圧、 溶接電流の設定方式について説明す る ο
    [0032] 第 3 図は、 术発明 に係る溶接ロボ ッ ト の一作業条件に おけ る 溶接電圧範囲 に対する （ D / A ) 6 への入力信号 の閬係を示す特性図であ り 、 横軸 Xに数値制御装置に 入 力 され る溶接電圧を 、 また、 縱轴 Υ に （ D Z A ) 6 への 入力を取 っ てい る 。 こ の よ う な特性図は溶接機特有な も のでぁ リ 、 溶接機の製作メ ー カ よ り 提示 される も のであ る 。 な お、 こ の （ D Z A ) 6 の出力は最大 1 0 V であ リ 、 これ を溶接機の溶接最大電圧 2 0 0 V に対応 させてい る 。
    [0033] 第 3 図に おいて、 X軸の 0 点を （ MING0M) 、 最大点 を
    [0034] C MAXC0M) と し 、 直線 S と： X铀 と の交点 を a 、 直線 S の 任意の点を P と する と 、 この点 Pの X座標値を b ， Y 座 標値を c と す る。 こ こ で、
    [0035] lin(MINCOM) ≤ MIMC0M< MAXCOM^ lax(MAXCOM)
    [0036] (1) と し 、
    [0037] A = HINCOM + a (2)
    [0038] B = MINC0M+ b · · · · · · (3) と すれば、
    [0039] 直線 S の傾 き か ら 、 x = [ y X C B - A ) / c ] + A
    [0040] - y = c X ( X - A ) Z ( B - A ) (4) を得る 。
    [0041] ただ し 、 MINCOM a , b ≤ MAXCOM
    [0042] 0 ≤ c ≤ 1 0 . 0 0
    [0043] 0 ≤ ≤ 1 0 . 0 0
    [0044] こ こ で 、 （4) まにおいて、 y 0 の時は、 y = 0 と し 、 7 ≥ MAXYの場合は y = と する *
    [0045] X铀の分割指令単位 δ は、
    [0046] δ ^ (MAXCOM-MINCOM)/ CDIGZP 11 X DIV) · · · C 5) ただ し 、
    [0047] DIGZP 11は 3 桁の入力値の少数点位置が " 1 " と な る よ ラ ft 1 0 進数 [ 1 or Ι ΟΟΓ ΙΟΟΟΓΙ ΟΟΟ ] 、 DIV は MAXCOM と MING0Mと の間の分割数であ る。
    [0048] ¾発明 に係 る溶接璣ロボッ ト を制镩す る数値制街装置 の R O M 2 に は、 上記 （ 1 ) 式から （ 5 ) 式ま で と 、 こ れ ら式の条件お よび これ ら式の演箕覼序が全て記憶され てい る 。 そ し て教示操作を行う際、 上記の種 々 のパ ラ メ ー タ に数値が入力 される と、 これらの数値は、 一旦 R A M 3 に格納され、 C P U 1 はコ ン ト ロ ー ルプ ロ グ ラ ム に 従 っ て 、 これ ら の数値を取リ 込んだ後、 R O M 2 に格納 された式の演算願序に従っ て演算し、 溶接電圧指令値を ( D Z A ) 6 に 出力する。
    [0049] 次に 、 実際の入力値の設定 と溶接電圧の換箕勖作の一 例 について第 4 図を 用いて説明する。 教示操作の際、 操作盤 4か ら次の よ う なデ ー タ が入力 された と する 。 すな わ ち
    [0050] HINC0M= 0
    [0051] MAXC0M= 5 0 0
    [0052] a = 4 0
    [0053] b = 4 2 0
    [0054] c = 2 0 0
    [0055] DIGZPl 1- 1 0 (少数点は下よ り 1 桁 と 2 桁 と の
    [0056] 間にあ る こ と を示す）
    [0057] DIV= 1 0 0 (入力信号の分割数）
    [0058] と する 。
    [0059] これ ら のパ ラ メ ー タ の入力で、 設定単位 S は、
    [0060] δ = (MAXCOM-MIMCOM)/ (DIGZ P 11 X DIV)
    [0061] = (500-0)/(10 X 100)
    [0062] = 0.5 V
    [0063] ま た、 出力換算式は 、
    [0064] y = c X ( x - A ) / ( B - A )
    [0065] = c X [ x - (MINCOM+a) ] /(b-a)
    [0066] = 200 X [ x - (0+40)] / ( 20-40)
    [0067] = ( 200/380 ) X ( x - 40)
    [0068] と な る 。
    [0069] そ し て数値制御装置に入力される 、 使用溶接電圧が、 指令値 2 0 V と する と 、
    [0070] X = 2 0 V X DIGZPl 1 = 20X 10= 200 と し -, y = ( 200/380 ) X ( 200 - 40) = 84.2 V 0 一 が得 られ、 少数点以下を切り 捨てて、 （ D Z A ) 6 に 8 4 V が入力 される こ と になる a
    [0071] ( D Z A ) 6 に 8 4 Vが入力される と 、 （ D Z A ) 6 の出力端子か ら は、
    [0072] V = ( 8 4 X 1 0 ) / 2 0 0 = 4 . 2 V
    [0073] が出力 される 。
    [0074] なお、 数値制街装置に使用溶接電圧が入力される 際、 設定単位 δ に対 し て端数が入力された場合には、 δ 単位 で余 り を切捨てる 。 た とえば設定単位 8 = 0.5Vと設定 し た時、. 使用溶接電圧 と して、 10.2Vが入力された と する
    [0075] 10.2/ δ =10.2/0.5 =20 · · · 余 リ 2
    [0076] と し 、 余 リ 2 を切 り 捨てる。
    [0077] 表示装置への表示は、
    [0078] 20 X δ = 20X 0.5= 1 0 V
    [0079] と な っ て ， 1 0 V が表示される。
    [0080] なお、 第 5 図は溶接 ロボ ッ ト の一作業条件に おけ る 窑 接電流範囲 に対する （ D Z A ) 6 への入力信号の関係を 示す特性図であ る。 こ の特性図に示す直線 S の一般式を 溶接電圧 と 同様に前記 R O M 2 に格納 し てお き 、 ロ ボ ッ ト の教示操作を行 う 際、 溶接電流の条件が C P U 1 に入 力 され る と 、 該 C P U 1 は該溶接電流の条件を前記溶接 電圧の場合 と 同様に 、 R O M 2 に格納された一般式に代 入 し て演算を行い、 （ D / A ) 6 に出力する溶接電流指 今値を求め る ， 以上 、 *発明 を 図示の実施例に基づいて説明 し たが、 発明 は実施例に示 されたも ののみに限定 され る も の で は な く 、 *発明の主 旨の範囲で種々 の変形は可能であ リ 、 これ ら を *発明の範囲から除外する も の では ない。
    [0081] 産業上の利用可能性
    [0082] 以上の よ う に 、 本癸明はロ ボ ッ ト およ び溶接檄を制禪 する 数値制铒装置が、 溶接条件入力値と 溶接機に指令を 与え る デジ タ ル · ア ナ ロ グ変換器への指 4値 と の関係を —般式に よ っ て関係付ける よ ラ に したので、 種 々 の溶接 条件を有する 溶接作業用の溶接ロボ ッ ト に使用 し て好適 であ る 。
    权利要求:
    Claims2 請 求 の 範 囲
    1 . 数値制街装置に よ っ て制御される溶接ロ ボ ッ 卜 と 、 該溶接 ロ ボ ッ ト に把持される ト ーチを備え前記数値制御 装置に よ っ て制铟される溶接機とを有す る溶接 αボ ッ ト であ っ て、 前記数値制 ®装置ほ、 入力された溶接条件入 力値を演箕処理 し そ の演箕結果を出力する処理装置 と 、 該処理装置か ら 出力 されるデジ タル値を アナ ロ グ値に変 换 して前記溶接锼に指令を与えるデジタ ル · ア ナロ グ変 换器 と 、 前記溶接条件入力値を と し 、 前記デジ タ ル • アナ ロ グ変换-器八の出力値を Y Siとする平面上の年直 線の （ γ = ο ) 点の： X値と該年直線の傾 き と か ら求めた 与直線の一般式の演箕顏序を記億したメ モ リ と を備え、 前記処理装置がロ ボ ッ ト の教示操作晦に入力 される溶接 条件入力値を前記 メ モ リ に記憶された一般式に代入 し て 求めた値を前記デジ タ ル · アナログ変換器への出力値 と する こ と を特镦 と す る溶接口ポ ツ ト の溶接条件换箕方式
    2 . 溶接条件入力値が溶接電圧であ る こ と を特镦 と する 請求の範囲第 1 項記載の溶接 οボツ ト の溶接条件換算方 式。
    3 . 瑢接条件入力値が溶接電溁である こ と を特徵と す る 請求の範囲第 i 項記載の溶接 οボッ ト の溶接条件換箕方 式。
    类似技术:
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
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    法律状态:
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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