各種センサを持つエキスパートロボットによるGMA溶接の全自動化に関する研究

使用配备各种传感器的专家机器人进行GMA焊接全自动化研究

• 批准号: 04452283
• 负责人: 大島 健司
• 金额: $ 3.46万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04452283/
• 关键词: すみ肉溶接; 溶接線検出・追跡; トーチ姿勢制御; 干渉回避; エキスパートロボット; 予見制御; ファジィ制御; ニューラルネットワーク

建築鉄骨および橋梁などの直角の曲がり角を持つすみ肉溶接において、予めティーチングすることなく、タッチセンサ、アークセンサおよびCCDカメラなどの各種センサの情報を用いて、オンラインでロボットアームおよびトーチの位置と姿勢を被溶接物との干渉がないように制御するエキスパートロボットを構築し、高精度な溶接線検出・追跡を行った。まずタッチセンサを用いて被溶接物の概ねの位置と形状を計測する。この情報を用いて溶接開始位置を決定するとともに、アークセンサを用いて、ロボットアームおよびトーチの位置と姿勢を溶接線の位置と形状に合わせて予見制御した。すなわち角付近において予見的にトーチの付け根角を0から90度まで回転させることにより、トーチと被溶接物との干渉を避け、かつ角におけるウィービング角度を溶接線に対して約45度にすることができるので、アークセンサによる高精度な溶接線追跡が可能となった。ウィービングは慣性の最も小さいロボット手首軸のみを用いて高速に行った。トーチ姿勢を変化させるためロボットの角軸に対する運動方程式は複雑になるので、溶接線追跡のコントローラには式を必要としないファジィ制御を用いた。角において追跡に遅れを生じるため、ニューラルネットワークのパターン認職を用いて角を職別し、ファジィコントローラの構造を変化させることにより追跡性能を改善した。また溶接終了後の溶接部の検査が省略できるように、CCDカメラを用いて溶融池形状をオンラインでセンシングした。CCDカメラは外部同期式のものを用い、ウィービングに同期して溶融池形状を撮像した。つぎにタッチセンサとCCDカメラを用いて同様に溶接線検出・追跡を行った。ニューラルネットワークを用いて角の位置と大きさを検出し、角の大きさによってファジィコントローラのゲインを調整することにより、高精度な溶接線追跡が行えた。

Bridge construction iron objects bone お よ び な ど の rectangular の qu が り Angle を hold つ す み meat dissolves に お い て, to め テ ィ ー チ ン グ す る こ と な く, タ ッ チ セ ン サ, ア ー ク セ ン サ お よ び CCD カ メ ラ な ど の various セ ン サ の intelligence を with い て, オ ン ラ イ ン で ロ ボ ッ ト ア ー ム お よ び ト ー チ の position と posture を be dissolves と の dry involved が Youdaoplaceholder0 な ように fabricating するエキスパ トロボットを トロボットを constructing な, high-precision な soldering wire 検 output · trace を line った. The まずタッチセ, サを and サを are measured by the まずタッチセ, て, <s:1>, ね, position, と, shape, を and する. こ の intelligence を with い て dissolves starting position を decided す る と と も に, ア ー ク セ ン サ を with い て, ロ ボ ッ ト ア ー ム お よ び ト ー チ の と posture を soluble wiring の location と shape に close わ せ て to see suppression し た. す な わ ち Angle to pay nearly に お い て to see に ト ー チ の pay け を root Angle 0 か ら 90 degrees ま で back planning さ せ る こ と に よ り, ト ー チ と be dissolves と の dry involved を け, avoiding か つ Angle に お け る ウ ィ ー ビ ン グ Angle を soluble wiring に し seaborne て about 45 degrees に す る こ と が で き る の で, ア ー ク セ ン サ に よ る high-precision tracing が may と な soluble wiring Youdaoplaceholder0. ウ ィ ー ビ ン グ は small inertia の most も さ い ロ ボ ッ ト hand first axis の み を with い high-speed line に っ て た. ト ー チ posture を variations change さ せ る た め ロ ボ ッ ト の Angle of axis に す seaborne る movement equation は complex 雑 に な る の で, dissolve connection tracing の コ ン ト ロ ー ラ に は type を necessary と し な い フ ァ ジ ィ suppression を with い た. Angle に お い て tracing に 遅 れ を raw じ る た め, ニ ュ ー ラ ル ネ ッ ト ワ ー ク の パ タ ー ン recognize as を with い て Angle を job title し, フ ァ ジ ィ コ ン ト ロ ー ラ を の structure - the さ せ る こ と に よ り tracing performance を improve し た. ま た dissolves after the end of の dissolves department の 検 check が omit で き る よ う に, CCD カ メ ラ を with い て melt pool shape を オ ン ラ イ ン で セ ン シ ン グ し た. The CCDカメラ カメラ external synchronous type <s:1> <s:1> を を を uses カメラ, ウィ ビ ビ グに グに グに for the synchronous <s:1> て melting pool shape を to capture the image of た た. The ぎにタッチセ ぎにタッチセ サと サとCCDカメラを is connected to the 検 て similar に wiring 検 to trace the を lines った. ニ ュ ー ラ ル ネ ッ ト ワ ー ク を with い て large Angle position の と き さ を 検 し, large Angle の き さ に よ っ て フ ァ ジ ィ コ ン ト ロ ー ラ の ゲ イ ン を adjustment す る こ と に よ り, high precision な soluble connection line tracing が え た.

项目成果

S.Yamane: "Sensors and Fuzzy Control System in Robotized Welding" Proceedings of 6th Annual Conference of IEE JAPAN-IAS. E127-E132 (1992)

S.Yamane：“机器人焊接中的传感器和模糊控制系统”第 6 届 IEE JAPAN-IAS 年会论文集。

成嶋 和行: "ニューロ・ファジィ制御による溶接線追跡" 溶接学会全国大会講演概要. 52. (1993)

Kazuyuki Narushima：“使用神经模糊控制进行焊接线跟踪”全国焊接学会会议上的演讲摘要 52。（1993 年）

S.Yamane: "Sensing and Tracking of Groove Gap with Welding Robot" Proceedings of International Conference on Automation,Robotics and Computer Vision. 3. RO-16-RO-16. 2.1-2.5 (1992)

S.Yamane：“焊接机器人对凹槽间隙的传感和跟踪”自动化、机器人和计算机视觉国际会议论文集。

K.Ohshima: "Application of Neural Network and Fuzzy Control to 2 Dimension Orbit Tracking" Proceedings of International Conference on Automation,Robotics and Computer Vision. 2. RO-7.-RO-7. 5.1-5.5 (1992)

K.Ohshima：“神经网络和模糊控制在二维轨道跟踪中的应用”自动化、机器人和计算机视觉国际会议论文集。

大嶋 健司: "ファジィ制御の自律溶接ロボットへの応用" 日本ファジィ学会第9回ファジィフロント. A-3.1-A-3.6 (1992)

Kenji Oshima：“模糊控制在自主焊接机器人中的应用”日本模糊学会第 9 届模糊前沿 A-3.1-A-3.6 (1992)。