Basic Welding

Rev 2020,10

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チュートリアルの目的

Basic Welding

溶接作業用ロボットセルの生成

・溶接作業用アプリケーションの作成に必要なコンポ―ネントを理解すること。・適切なパーツを使って、プロセスのレイアウト方法を効率的に決定できること。

コンポーネントを望み通りのスタイルに修正

・コンポーネントを変更し、現場でのレイアウトを正確に再現すること。・プロパティを利用して、コンポーネントを望み通りのサイズと構造に修正すること。

連動して動作するように、コンポーネントを接続

・ロボットに溶接トーチを接続し、パーツを溶接する。

ロボットにパーツの継ぎ目の溶接を教示する

・直線的、また、曲線的な継ぎ目に沿って溶接パスを作成するよう、ロボットに教示する。・間隔を空けて溶接するステッチ及び、多層盛り、タッチセンシングの作成方法を学習する。

溶接パラメータの修正

・進入／退出距離の修正について学習する。・ユーザーの希望に合わせて、パラメータは修正可能。

このチュートリアルを完了する所要時間は、約1時間30分です。

シミュレーションでテスト

・作成完了したロボットセルをシミュレーションし、エラー無く正しく動作したかを確認する。

・必要に応じてオブジェクトを移動させても良い。

STEP 1：作業領域の設定

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1.1 セル用のフロアーの作成

※既にフロアーやワールド原点が表示されている場合はSTEP2へ進んでください

② オプション－ディスプレイを選択します。

③ 右図のように設定してください。

④ OKを選択し、ディスプレイ―オプションを終了します。

⑤ セルレイアウトは次のような表示になります。

① ファイルタブを選択します。

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STEP 2：必要なコンポーネントのインポート

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2.1 eカタログからのドラッグ＆ドロップ

① eカタログ―全てのモデルを選択し、eカタログの全てを表示します。

② 検索バーに、コンポーネント名（Parametric Weld Torch）を入力してください。

③ どちらでも結構ですので、コンポーネントを選択し、セル内にドラッグしてください。配置位置はどこでも構いません。

④ 下記の表にある残りのコンポーネントをセル内にドラッグしてください。位置は適当な場所で結構です。

パーツ名 画像 個数

Parametric Weld Torch

1

Table A 1

WeldPart 1

OctopuzArm 1

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⑤ レイアウトは次のような表示となっています。あとで配置を調整しますので、だいたいでかまいません。

NOTE：セルレイアウトのビューを操作するためには、右クリックしたままマウスを動かすか、画面左下の操作パネルで調整します。

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STEP 3：ロボット・セルの作成

3.1 コンポーネントの接続

① ホームタブ―選択をクリックします。

② Parametric Weld Torchをクリックします。

③ ホームタブのプラグ&プレイ(PnP)をクリックします。

④ Parametric Weld TorchをOctopuzArm終端に向けてドラッグすると矢印が表示され、そのまま近づけると、スナップされます。

NOTE：これでTorchはロボットと連動して動作するようになりました。

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⑤ 続けてWeldPartをクリックします。

⑥ ホームタブにあるスナップを選択してください。

⑧ Table Aの中心(✕マーク)をクリックしてWeldPartをスナップさせます。

⑦ 画面右側にコンポーネントスナップが表示されます。

NOTE：この時点では、Table Aの上の座標値にWeldPartが配置されているだけの状態なので、移動コマンドでTable Aを動かすとWeld Partは置き去りになります。次は、Table AとWeldPartに親子関係（アタッチ）を作り、一緒に移動できるようにします。

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⑨ WeldPartを選択し、ホームタブのヒエラルキーからアタッチを選択します。

① ホームタブの移動を選択し、OctopuzArmをクリックします。

② 画面右のコンポーネントプロパティにて、ワールドを選択し、X/Y/Z/Rx/Ry/Rzの全てを0にします。

⑩ Table Aをクリックすると、WeldPart<子>／Table A<親>が設定されます。PnPモードで確認すると、矢印(青)が表示されます。

これで、一緒に移動できるようになりました。但し、親を選択して移動させないと、子は一緒に移動しません。

3.2 コンポーネントの配置

NOTE：下図〇のそれぞれのアイコンをクリックすると、その値がゼロにリセットされます。

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③ 続けて、Table Aをクリックします。※Weld Part（子）は選択しないでください。

④ コンポーネントプロパティにて、次の座標に配置して下さい。

X＝1200 / Y=0 / Z=0

⑥ レイアウトは次のような表示となっています。

⑤ 次にWeldPartを選択し、Rzに45と入力し回転させます。

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STEP 4：ロボットのセットアップ

4.1 ロボットベースの設定

① プログラムタブに切り替え、OctopuzArmを選択し、ジョグを選択します。

② 画面右のジョグページにて、ベースドロップダウンメニュー（黄矢印）をクリックし、ベース設定を割り当てるためにBASE_DATA[1]を選択します。

※ベースの設定は実際の状況に合わせて設定してください。

③ ベースの右にあります選択ボタン（ギアマーク）をクリックします。

④ ノードドロップダウンメニュー（赤矢印）をクリックします。

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① 画面右のジョグページにて、ツールドロップダウンメニュー（赤矢印）をクリックし、（一番下の）TCPFrame（黄矢印）を選択します。

※eカタログにある、TCPFrameは、予めTCPが設定・登録されているため、選択するだけで直ぐに使用できます。eカタログ外のトーチを使用する若しくはTCPの位置を変更する際は、ツールドロップダウンメニュー横のギアマークから設定が可能です。

※上図のように、オブジェクト（黄枠）にすると、JOG軸が切り替わります。このX/Y/Z各軸の向きは実機のTCPの向きに合わせる必要があります。また、このあとプログラムを作成する上で、（上図の場合は）Y軸の向きが重要になります。今回は、このままの設定で進めていきます。

4.2 ロボットTool Center Point（TCP）の設定

⑤ SimpleWeldPartを選択してください。

NOTE：下図の四角ボックスボタン（赤矢印）をクリックし、3DWorld内から直接選択することも可能です。

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① OctopuzArmが選択され、ジョグモードになっていることを確認します。

4.3 シミュレーションリセット姿勢の変更

② トーチが下に向くように回転させます。この時、JOG矢印（赤／緑／青）では操作しない事をお勧めします。下図の矢印が示す5軸目のパーツだけを下の方向にドラッグする事で、他の軸は現在の角度のまま、5軸目だけが変化します。

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NOTE：シミュレーションのリセットを押下した際に戻る姿勢を変更します。この姿勢はホームポジションとして使用されるケースがほとんどです。実機のロボットの最初の姿勢と合わせておくと良いでしょう。

右図のようにある程度下に向きましたら、

③ 画面右のジョグページにて、5軸目（A5）に、90と入力しトーチを真下に向けてください。

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① ベース設定、ツール（TCP）設定とホームポジション（最初の姿勢）の設定を行いましたが、ここでシミュレーションのリセットボタンを押下すると、元の状態に戻ってしまいます。今の設定状態を保存させるために、シミュレーションバーの一番左の設定（ギアマーク）をクリックし、右下の状態の保存をクリックします。

4.4 状態の保存とホームポジションの教示

NOTE：状態の保存は、シミュレーションリセット時に、保存時の姿勢、設定に戻ります。この保存は、いつでも上書きすることができます。

② 画面左にあるプログラムエディタにて、ホームポジションを教示します。ポイントツーポイントモーションステートメント（PTP）をクリックします。

NOTE：ポイントツーポイントモーション（PTP） ：ジョイント（各軸）動作リニアモーション（LIN） ：リニア／ライン（直線軸）動作

ホームポジション（1教示点目）が教示されました。（P1）

リセットボタンをクリックして設定が戻らない事を確認してください。

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STEP 5：ロボットをプログラムする

5.1 溶接の作成方向を確認する

① OctopuzArmをクリックし、画面右のコンポーネント変数ページを開きます。

② 全般内にある、ツールの移動方向を確認します。

右図では-Yとなっていますので、トーチはTCPの-Y方向に進んでいく経路を作成します。

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NOTE：TCP設定の最後にも触れましたが、TCPのXYZ軸方向が、溶接する際のロボットの姿勢に影響します。作成前に一度TCPの状態を確認します。

③ ジョグページで OctopuzArmのTCPを確認しますが、この時必ずオブジェクトに切り替えてください。

※注）OctopuzArmのTCPは、右図のように設定されていますが、全てのロボットのTCPが同じとは限りません。必ずロボットのTCP状況に合わせてプログラムを作成してください。

今回は、このTCP設定のままで進めて行きます。現在のツールの移動方向は-Y方向が進行方向となっていますが、今回の作成方法としては、ロボットが苦しい姿勢となってしまうため、+Y方向への変更が望ましいです。

④ コンポーネント変数ページに戻り、ツールの移動方向を+Yに変更します。

※注）この設定は必ず確認をしてください。

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① プログラムタブから作成（▼を押下した場合はパスを作成）を選択します。

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5.2 直線エッジへの溶接パスの作成

② 画面右のパスを作成ページにて各種設定をしていきます。

パラメータの内容はテンプレートとして、お好みのデフォルト設定を複数管理できます。内容に合わせてテンプレートを切り替える事で最小限の入力設定にする事が可能です。

上部の画像にマウスカーソルを合わせると、選択方法がプレビューされます。

必要に応じて設定してください。

今回はプロセスをWeldingにします

パス選択でフロアー-壁が選択されていますが、モデル上で溶接箇所の選択がまだ完了していないため作成ボタンはグレイアウトしています。次ページで選択を行います

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NOTE：今回はまず右図黄線の直線エッジへの溶接パスを作成しますが、フロアー-壁の選択方法では、エッジを直接選択しません。

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③ 溶接箇所の選択を行います。目標エッジに交差する2つのフェイスを選択します。

1つ目のフェイスはフロアーになるフェイスです。

2つ目のフェイスは壁になるフェイスです。

トーチがプレビューされますので、溶接箇所や位置決め高さの確認をしてください。

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④ 作成ボタンを押下してパスを作成してください。

交差する2つの平面の二等分線に沿って、いくつかの線とポイントが生成されている事が分かります。これらの線は、進入／退出と溶接パスポイントの位置を表しています。

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⑤ シミュレーションで動作確認をしてください。

リセットボタンを押下しロボットをホームポジションに戻します。

再生ボタンを押下し動作を確認してください。

リミット等エラーなく動作している事を確認してください。

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① プログラムタブから作成（またはパスを作成）を選択します。

② 先ほどと同じ条件で行います。フロアーと壁を選択してください。

フロアー面選択

壁面選択

トーチのプレビュー

右下の“作成”でパスを作成します。

5.3 直線－曲線－直線が連続するエッジへの溶接パスの作成

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NOTE：直線－円弧－直線のように正接し連続するエッジは自動認識し、パスを自動延長します。

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③ シミュレーションで動作確認をしてください。※再生ボタンを押下する前にリセットする事を忘れないでください

リミット等エラーなく動作している事を確認してください。

① 前項に倣って、作成（またはパスを作成）を選択し、フロアーと壁を選択します。

壁面

フロアー面

5.4 最後の直線エッジへの溶接パスの作成

NOTE：最後の壁には、“ステッチ”と“マルチパス”を作成してみます。

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② 画面右のパラメータ－[コンフィグレーション]－[ステッチ]の項目横にあるギアマークを選択します。

③ 一番上のテンプレートから今回はデフォルトを選択します。

④ 右図のように設定してください。

▼ステッチステッチ長さ：25mm

▼ピッチタイプ：均等ステッチの数：3

※テンプレートはお好みの設定をすぐに保存でき、設定内容をパターン化する事で入力を最小限にし、入力ミスを防ぎます。右図青丸ボタンから任意の名前を付けて保存してください。次回以降は一覧から選択可能になります。

⑤ 右下の戻るボタンで前頁に戻り作成ボタンでパスを作成します。

⑥ シミュレーションで確認してみましょう。

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⑦ 次は同じ場所にマルチパスを作成します。先ほどのステッチパスは不要なので削除してもかまいません。

※ステッチが＜オフ＞になっている事を確認してください。

マルチパスの項目横にあるギアマークを選択します。

⑧ 一番上のテンプレートからデフォルトを選択します。

⑨ 右図のように設定してください。

▼レイヤータイプ：x3（3層）

※こちらも同様にテンプレート化する事で作業の効率化が図れます。

⑩ 右下の戻るボタンで前頁に戻り作成ボタンでパスを作成します。

⑪ シミュレーションで確認してみましょう。

NOTE：OCTOPUZArmがツールを自動的に回転して壁面を避け、正しい角度で溶接している事が分かります。3番目の溶接後に、ホームポジションに戻る動作を作成し、一連の流れを完成させましょう。

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① ホームポジションとしている最初のポジション（P1）を選択します。

② ポイントツーポイントモーションステートメント（PTP）を選択し、P1と同じポジションのP2を作成します。

クリックしたポジションの直後に作成されます。

③ P2を最後の溶接パスの下に移動します。ドラッグ&ドロップで移動してください。

※注 移動時の注意点右図のようにツリーが展開（－）されていると下に移動させることはできません。

右図のようにツリーを畳んで（＋）から移動させてください。

※水色のラインが表示されたらリリースしてください。

5.5 ロボットのホームポジションへのリセット

NOTE：もう一つの方法としては、コピー＆貼り付けがあります。

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STEP 6：ロボットコードを出力する

① OctopuzArmが選択されていることを確認してください。

② プログラムタブ－エクスポートにあります、ロボットコードをクリックし、ロボットコードを選択します。※（全部）は複数台のロボットが

存在する際に使用すると便利です

③ ファイル名と、保存先を選択し、保存をクリックしてください。

NOTE：作成した各ステートメントから、ロボットコードファイルを生成します。OCTOPUZはロボットメーカーの多くに対応しています。サポートしているメーカーリストに関しては販売店にお問い合わせ下さい。

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NOTE：作成されたロボットコードファイルを開いて確認します。お好みのエディターで開いてください。 （下図はメモ帳）OctopuzArmはKUKAロボット用のロボットコードとなります。

NOTE：各ロボットメーカーに合った言語変換・転送方法で、USBやLAN等を使用し、コントローラーまたはペンダントにアップロードしてください。

NOTE：ロボットメーカーに依っては、OCTOPUZ内のコンポーネント変数での設定を必要とする場合もありますので、実機での動作をされる場合は、販売店にお問い合わせください。

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STEP 7：溶接パラメータを修正する

7.1 進入／退出距離を修正する

① 修正する1つ目の溶接パスを選択します。

※進入距離と退出距離を調整します。

② PathPlanner － 修正 － ステートメントを修正を選択します。

③ コンフィグレーション－ リード の項目にチェックを入れ、デフォルトを選択し、ギアマークを押下してください。

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④ 下図のように、進入距離と退出距離をそれぞれ200mmから100mmに変更します。

⑤ 右下の戻るボタンで前頁に戻り、修正ボタンで完了します。

PATH_2の進入位置よりも低くなっている事が分かります。

⑥ シミュレーションで確認してみましょう。

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⑦ 複数の工程を編集したい場合は、Shiftキーで範囲選択を使用します。個別選択の場合は、Ctrlキーを使用してください。下図はマルチパスで作成された複数工程です。

Path_3 Pass_1 を選択し・・・

複数選択

Shiftキーを押しながらPath_3 Pass_6 を選択

個別選択

Ctrlキーを押しながらPath_3 Pass_3 とPath_3 Pass_5 を選択

⑧ 選択後、PathPlanner － 修正 － ステートメントを修正を選択し複数工程の一括修正が可能になります。

NOTE：修正コマンドは作成コマンド全ての項目を修正する事は出来ません。入力ミスや設定漏れを無くすには、テンプレートをうまく活用し、様々なパターンを作成してください。

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STEP 8：自動／手動タッチセンシングの追加

8.1 自動サーチを作成する

① 溶接工程前にタッチセンシングを追加行いたい工程を選択します。今回は、前項で作成したマルチパスの最初の工程＜Path3 Pass_1＞を選択します。選択後、作成（の▼を押下）－自動サーチを作成を選択してください。

② 工程を選択した事で、どの場所をサーチするか自動で認識します。

③ お好みでリードにて進入/退出距離を設定し、作成してください。

Path_3 Pass_1の前に Search_1 が追加されています。

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CtrlキーやShiftキーで無効化したい工程を選択し、右クリックメニューから、ステートメントを無効化を選択してください。画面上からパスの軌跡も非表示されます。

※無効化する事でシミュレーションだけでなく、ロボットコード生成も無効化となります。一連の動作確認や、ロボットコード生成前には有効化させる事を忘れないでください。もし忘れてしまってもロボットコード生成時に下図のようなインフォメーションが表示されます。

④ シミュレーションで確認してみましょう。

NOTE：シミュレーション再生時に、今回のように3工程目から再生したい場合でも最初のステートメントから再生されます。このような場合は、下図のように無効化させる事でシミュレーションされないようにする事が出来ます。

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8.2 手動サーチを作成する

① シミュレーション上の動作を一連の流れにする為に、タッチセンシングを追加したい工程（マルチパスの最初の工程＜Path3 Pass_1＞）を選択し、作成

（の▼を押下）－手動サーチを作成を選択してください。

② 今回は任意で2点（フロアー／壁）選択してください。

1点目

2点目

③ 作成ボタンでパスを作成してください

NOTE：手動サーチはコマンド名の通り、任意にサーチ位置を決めたい場合に使用します。先ほど作成した自動サーチは削除しておいてください。

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④ 選択した箇所だけにパスが生成されます。

⑤ 終了側にも作成したい場合は、追加で同様の作業を行ってください。

NOTE：自動サーチで作成した場合は、サーチ動作が選択した元のパスに紐づけられますが、手動サーチで作成した場合は、単体のサーチとなり、元の工程とは紐づけられません。紐づける為にはリンク作業が必要となります。

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8.3 手動サーチをリンクさせる

① 手動サーチをリンクさせたいパス＜Path3 Pass_1＞を選択します。選択後、修正－サーチをリンクを選択してください。

② サーチリンクを追加にて先ほど作成したSearch_1を選択します。

③ 同様にSearch_2を選択します。これで2つのサーチ動作がリンクされました。

これで、Basic Weldingチュートリアルを終了します。ニーズに合わせて変更できるパラメータは他にもたくさんあります。その他のチュートリアルや、ビデオもありますのでご活用ください。

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Manual Programming

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URL ： https://www.jbm.co.jp2020年10月 ジェービーエムエンジニアリング 発行

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