JP2008132525A - Teaching-position correcting system of welding-robot and teaching-position correcting method of welding-robot - Google Patents

Teaching-position correcting system of welding-robot and teaching-position correcting method of welding-robot Download PDF

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JP2008132525A JP2006321287A JP2006321287A JP2008132525A JP 2008132525 A JP2008132525 A JP 2008132525A JP 2006321287 A JP2006321287 A JP 2006321287A JP 2006321287 A JP2006321287 A JP 2006321287A JP 2008132525 A JP2008132525 A JP 2008132525A
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Katsutoshi Ono
克俊 大野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To exactly correct the deviation of a welding point in a teaching-position correcting system of a welding-robot and to provide a teaching-position correcting method for correcting the teaching-position of a spot welding robot. <P>SOLUTION: The teaching-position correcting system 1 of the welding-robot comprises: a robot 2; a spot welding gun 3 with an electrode 31; a photographing device 4 photographing a welding point; a program storing means 53 for storing a work program; an action control means 5 for controlling the action of the robot and the spot welding gun; an image processing means 6 for obtaining the position information of a welding point in a photographed image; a photographing distance calculating means 5 for calculating the distance between the photographing device and the welding point; a clearance setting means 72 for setting and inputting an clearance between the electrode and a work; a switching means 71 capable of switching between a welding mode and a position correction mode; and a position correcting means 5 for correcting the position of the spot welding gun on the work program so that the photographing device can photograph the welding point based on the position information of the welding point, the photographing distance, and the clearance in a position correction mode. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、スポット溶接ロボットの教示位置を補正する溶接ロボット教示位置補正システム及び溶接ロボット教示位置補正方法に関する。   The present invention relates to a welding robot teaching position correction system and a welding robot teaching position correction method for correcting a teaching position of a spot welding robot.

自動車車体のスポット溶接ライン等のように、スポット溶接ロボットが多数使用される工程においては、設備立ち上げ時の作業工数削減と作業時間短縮の目的で、事前にロボットの作業プログラムを作成する手法が採用されていることが多い。スポット溶接ロボットの作業プログラムを設備導入前に予め作成する方法としては、ロボットとスポット溶接ガンの機構と形状、ワーク(被溶接物)の形状、ロボットとワークの相対位置関係、必要な溶接動作条件等に関する情報をもとに、コンピュータ上でロボット動作をシミュレーションし、プログラムを作成するオフライン教示システムが用いられる。
しかし、設備設置後に、オフライン教示システムにより作成されたプログラムを、実際のロボットにアップロードして使用する場合、ロボットや治具の設置誤差や、ロボット本体の機差、ワークの寸法誤差、重力によるロボットアームのたわみ等によって、溶接位置が予め記憶された溶接点からずれてしまうことがある。このため、溶接点の全部または一部に関して、自動運転を行う前に、作業者がロボットを手動運転させ、溶接点位置を確認し、ずれがある場合は作業プログラムに記録された位置を修正する作業を行う必要があった。
また、設備立ち上げ時だけでなく、設備を移転する場合等においても、上記と同様の要因により設備移転前に使用していた作業プログラムの溶接点位置がずれてしまうことがある。この場合にも作業者が手動運転により溶接点位置を確認し、必要ならば記録位置を修正する作業を行う必要があった。
このため、例えば、スポット溶接ロボットの記録位置に関する補正方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2005−138223号公報
In a process where many spot welding robots are used, such as spot welding lines for automobile bodies, there is a method to create a robot work program in advance for the purpose of reducing work man-hours and shortening work time when starting up the equipment. Often adopted. The spot welding robot work program can be created in advance before the installation of the equipment. The mechanism and shape of the robot and spot welding gun, the shape of the workpiece (workpiece to be welded), the relative positional relationship between the robot and the workpiece, and the necessary welding operation conditions. An off-line teaching system that simulates robot operation on a computer and creates a program on the basis of information on the like is used.
However, when the program created by the offline teaching system is uploaded to the actual robot after installation, the robot or jig installation error, the robot body difference, workpiece dimensional error, gravity robot The welding position may deviate from a previously stored welding point due to arm deflection or the like. For this reason, before performing automatic operation for all or part of the welding points, the operator manually operates the robot to check the welding point position, and if there is a deviation, corrects the position recorded in the work program. There was a need to do the work.
Further, not only when the equipment is started up but also when the equipment is transferred, the welding point position of the work program used before the equipment transfer may be shifted due to the same factors as described above. In this case as well, it is necessary for the operator to check the welding point position by manual operation and to correct the recording position if necessary.
For this reason, for example, a correction method related to the recording position of the spot welding robot has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
JP 2005-138223 A

しかし、特許文献1に記載の発明によれば、スポット溶接ガン先端に対して、カメラ位置が別の場所に設置されており、カメラで画像処理を行う際には認識対象を撮像するためのプログラムを作成しなければならないという問題がある。この方法によれば、結果的にワーク全体のずれを求めており、個々の溶接点のずれを求めていないため、重力によるロボットアームのたわみなどの溶接点個々で異なるずれとなる要因については補正できない可能性があった。
また、作業位置によっては、ずれ量が異なるから、各溶接点に対して溶接点の位置を計測することが望ましいが、このためには、溶接点の直上にカメラを配置する必要があり、加圧軸に取り付けられた電極を取り外して取り付けることができるカメラとすることが適切である。このようなカメラを用いる場合、スペースの制約上、一般的なFA用のカメラを用いることができず、小型のものを用いる必要がある。よって、カメラにかかるコストを抑えようとする場合にはレンズや受光部の精度が劣ってしまうこととなり、溶接点の撮像画像の中心とその周囲とでは精度に差が生まれてしまい、中心以外で撮像された計測部から求まる結果では、誤差が十分に小さくならず、精度を向上させるためにはコストが高くなってしまうという問題があった。
However, according to the invention described in Patent Document 1, the camera position is set at a different location with respect to the tip of the spot welding gun, and a program for imaging a recognition target when performing image processing with the camera There is a problem that must be created. According to this method, the deviation of the whole workpiece is obtained as a result, and the deviation of each welding point is not obtained. Therefore, the factors that cause different deviations at each welding point such as deflection of the robot arm due to gravity are corrected. There was a possibility that it could not be done.
In addition, since the amount of deviation differs depending on the work position, it is desirable to measure the position of the welding point with respect to each welding point. For this purpose, it is necessary to place a camera immediately above the welding point, and It is appropriate to provide a camera that can be attached by removing the electrode attached to the pressure shaft. When such a camera is used, a general FA camera cannot be used due to space limitations, and a small camera needs to be used. Therefore, when trying to reduce the cost of the camera, the accuracy of the lens and the light receiving unit will be inferior, and there will be a difference in accuracy between the center of the captured image of the welding point and its surroundings. In the result obtained from the imaged measurement unit, the error is not sufficiently reduced, and there is a problem that the cost is increased in order to improve accuracy.

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、溶接点のずれを的確に補正することができる溶接ロボット教示位置補正システム及び溶接ロボット教示位置補正方法を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a welding robot teaching position correction system and a welding robot teaching position correction method that can accurately correct a welding point shift. And

請求項1に記載の発明は、溶接ロボット教示位置補正システムにおいて、複数の関節を有するロボットと、前記ロボットの先端に設けられ、対向配置された二つの電極を有するスポット溶接ガンと、少なくとも一方の電極に着脱自在又は少なくとも一方の電極と交換可能に設けられるとともに、光軸が前記電極の軸と同軸となるように設けられ、前記電極によるワークの溶接点を撮像する撮像装置と、前記ロボット及び前記スポット溶接ガンに溶接動作を行うように教示された作業プログラムを記憶するプログラム記憶手段と、前記プログラム記憶手段に記憶された作業プログラムに従って前記ロボット及び前記スポット溶接ガンの動作制御を行う動作制御手段と、前記撮像装置により撮像された撮像画像の画像処理を行って、前記撮像画像中における前記電極によるワークの溶接点の位置情報を取得する画像処理手段と、前記撮像装置によるワークの溶接点の撮像時における前記撮像装置からワークの溶接点までの距離を算出する撮像距離算出手段と、電極とワークのクリアランスを設定入力するクリアランス設定手段と、ワークの溶接を行う溶接モードと前記ロボット及び前記スポット溶接ガンの位置を補正する位置補正モードとに切り替え可能な切替手段と、前記切替手段により位置補正モードに切り替えられた場合に、前記画像処理手段により取得したワークの溶接点の位置情報と、前記撮像距離算出手段により算出された撮像距離と、前記クリアランス設定手段により設定されたクリアランスと、に基づいて、前記撮像装置がワークの溶接点を撮像できるように前記作業プログラムにおける前記スポット溶接ガンの位置を補正する位置補正手段と、を備えることを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, in the welding robot teaching position correction system, at least one of a robot having a plurality of joints, a spot welding gun provided at a tip of the robot, and having two electrodes disposed to face each other. An imaging device that is provided so as to be detachable from the electrode or exchangeable with at least one of the electrodes and whose optical axis is coaxial with the axis of the electrode, and that images the welding point of the workpiece by the electrode; Program storage means for storing a work program taught to perform a welding operation on the spot welding gun, and operation control means for controlling the operation of the robot and the spot welding gun in accordance with the work program stored in the program storage means And image processing of the captured image captured by the imaging device, the captured image Image processing means for acquiring position information of the welding point of the workpiece by the electrode, and imaging distance calculation means for calculating the distance from the imaging device to the welding point of the workpiece when imaging the welding point of the workpiece by the imaging device; A clearance setting means for setting and inputting a clearance between the electrode and the workpiece, a switching means capable of switching between a welding mode for welding the workpiece and a position correction mode for correcting the positions of the robot and the spot welding gun, and the switching means. When the position correction mode is switched to the position information of the welding point of the workpiece acquired by the image processing means, the imaging distance calculated by the imaging distance calculation means, and the clearance set by the clearance setting means Based on the above, the imaging device can image the welding point of the workpiece. Characterized in that it comprises a position correcting means for correcting the position of the spot welding gun in program.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の溶接ロボット教示位置補正システムを用いた溶接ロボット教示位置補正方法において、前記作業プログラムにおいて予め設定された溶接点の位置と前記作業プログラムの実行により電極が実際に通る溶接点の位置との誤差を算出する誤差算出ステップと、前記誤差算出ステップにより算出された位置の誤差が所定の範囲内であるか否かを判断する判断ステップと、前記判断ステップにより誤差が所定の範囲内でないと判断した場合に、前記誤差算出ステップにより算出された位置の誤差が減少するように前記ロボット及び前記スポット溶接ガンを移動させる移動ステップと、前記判断ステップにより誤差が所定の範囲内であると判断されるまで、前記移動ステップによる前記ロボット及び前記スポット溶接ガンの移動及び前記誤差算出ステップによる誤差の算出を繰り返す繰り返しステップと、前記判断ステップにより誤差が所定の範囲内であると判断された場合に当該誤差を補正量として前記作業プログラムにおける溶接点の位置を当該補正量だけ補正する作業プログラム補正ステップと、を備えることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the welding robot teaching position correction method using the welding robot teaching position correction system according to the first aspect, the position of the welding point set in advance in the work program and the execution of the work program. An error calculating step of calculating an error from the position of the welding point through which the electrode actually passes, a determining step of determining whether or not the error of the position calculated by the error calculating step is within a predetermined range, When the determination step determines that the error is not within a predetermined range, the movement step of moving the robot and the spot welding gun so that the error of the position calculated by the error calculation step decreases, and the determination step Until the error is determined to be within a predetermined range, the robot and the spot by the moving step are A repeat step that repeats the movement of the welding gun and the error calculation in the error calculation step, and if the error is determined to be within a predetermined range by the determination step, the welding point in the work program is set with the error as a correction amount. And a work program correction step for correcting the position of the position by the correction amount.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の溶接ロボット教示位置補正方法において、前記作業プログラムにおける前記作業プログラム補正ステップにより補正された溶接点よりも後に溶接される溶接点に対し、前記作業プログラム補正ステップにおいて用いた補正量で位置の補正を行うことを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the welding robot teaching position correction method according to claim 2, wherein the welding point welded after the welding point corrected by the work program correction step in the work program is The position correction is performed with the correction amount used in the work program correction step.

請求項4に記載の発明は、請求項2又は3に記載の溶接ロボット教示位置補正方法において、前記作業プログラム補正ステップでは、隣接する溶接点間における前記スポット溶接ガンの通過点についても溶接点の補正に用いた補正量で位置の補正を行うことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the welding robot teaching position correction method according to the second or third aspect, in the work program correction step, the spot of the spot welding gun between adjacent welding points is also determined as a welding point. The position correction is performed using the correction amount used for the correction.

請求項1に記載の発明によれば、スポット溶接ガンの二つの電極のうち、一方の電極を撮像装置と交換又は一方の電極に撮像装置を取り付け、ワークの溶接点を撮像する。その後、画像処理手段により、撮像された撮像画像を画像処理し、撮像画像中におけるワークの溶接点の位置情報を取得する。また、撮像距離算出手段は、撮像装置からワークの溶接点までの距離を算出する。
そして、切替手段により位置補正モードに切り替えられると、位置補正手段は、画像処理手段により取得したワークの溶接点の位置情報と、撮像距離算出手段により算出された撮像距離と、クリアランス設定手段により設定されたクリアランスと、に基づいて、撮像装置がワークの溶接点を撮像できるように作業プログラムにおけるスポット溶接ガンの位置を補正する。
これにより、作業プログラム上でスポット溶接ガンの位置補正をすることができるので、位置補正のためのプログラムを作成することなく、溶接のために既存の作業プログラムを使用してプログラムの補正作業を行うことができる。
また、撮像装置は、その光軸が電極の軸と同軸となるように設けられているため、従来のように電極の軸線とカメラの光軸とが一致していないために必要となる作業、すなわち、カメラでワークを認識するためのロボット動作の教示プログラムが不要となる。
According to the first aspect of the present invention, one of the two electrodes of the spot welding gun is replaced with an imaging device, or the imaging device is attached to one of the electrodes, and the welding point of the workpiece is imaged. Thereafter, the captured image is processed by the image processing means, and position information of the welding point of the workpiece in the captured image is acquired. The imaging distance calculation means calculates the distance from the imaging device to the workpiece welding point.
When switched to the position correction mode by the switching means, the position correction means is set by the position information of the welding point of the workpiece acquired by the image processing means, the imaging distance calculated by the imaging distance calculation means, and the clearance setting means. Based on the clearance, the position of the spot welding gun in the work program is corrected so that the imaging device can image the welding point of the workpiece.
As a result, since the position of the spot welding gun can be corrected on the work program, the correction work of the program is performed using the existing work program for welding without creating a program for position correction. be able to.
In addition, since the imaging device is provided so that its optical axis is coaxial with the axis of the electrode, work required because the axis of the electrode and the optical axis of the camera do not coincide with each other, That is, a robot operation teaching program for recognizing a workpiece with a camera is not required.

請求項2に記載の発明によれば、誤差算出ステップでは、作業プログラムにおいて予め設定された溶接点の位置と前記作業プログラムの実行により電極が実際に通る溶接点の位置との誤差を算出する。
そして、判断ステップでは、誤差算出ステップにより算出された位置の誤差が所定の範囲内であるか否かを判断する。そして、移動ステップでは、判断ステップにより誤差が所定の範囲内でないと判断した場合に、誤差算出ステップにより算出された位置の誤差が減少するようにロボット及びスポット溶接ガンを移動させる。
また、繰り返しステップにおいては、判断ステップにより誤差が所定の範囲内であると判断されるまで、移動ステップによるロボット及びスポット溶接ガンの移動及び誤差算出ステップによる誤差の算出を繰り返す。
そして、作業プログラム補正ステップでは、判断ステップにより誤差が所定の範囲内であると判断された場合に当該誤差を補正量として作業プログラムにおける溶接点の位置を当該補正量だけ補正する。
このように、移動前後における溶接点の位置を求め、その位置の誤差を算出し、誤差が一定の範囲内におさまるまで移動と誤差算出を繰り返すので、位置補正の精度を向上させることができる。
According to the second aspect of the present invention, in the error calculating step, an error between the position of the welding point set in advance in the work program and the position of the welding point through which the electrode actually passes through the execution of the work program is calculated.
In the determination step, it is determined whether or not the position error calculated in the error calculation step is within a predetermined range. In the moving step, when it is determined in the determining step that the error is not within the predetermined range, the robot and the spot welding gun are moved so that the error in the position calculated in the error calculating step is reduced.
In the repetition step, the movement of the robot and the spot welding gun in the movement step and the calculation of the error in the error calculation step are repeated until it is determined in the determination step that the error is within a predetermined range.
In the work program correction step, when it is determined in the determination step that the error is within a predetermined range, the position of the welding point in the work program is corrected by the correction amount, using the error as a correction amount.
In this manner, the position of the welding point before and after the movement is obtained, the error of the position is calculated, and the movement and the error calculation are repeated until the error falls within a certain range, so that the accuracy of position correction can be improved.

請求項3に記載の発明によれば、作業プログラムにおける作業プログラム補正ステップにより補正された溶接点よりも後に溶接される溶接点に対し、作業プログラム補正ステップにおいて用いた補正量で位置の補正を行う。
これにより、一回の補正結果を後の位置に適用して、一回の補正でロボットを溶接点近傍に移動させることができ、位置補正作業の作業効率を向上させることができる。
また、一回の補正で後の補正点を移動させることも可能であるから、後の溶接点の位置の測定を減らすこともできる。
According to the third aspect of the present invention, the position is corrected with the correction amount used in the work program correction step with respect to the weld point welded after the weld point corrected in the work program correction step in the work program. .
Thereby, the correction result of one time can be applied to the subsequent position, and the robot can be moved to the vicinity of the welding point by one correction, and the work efficiency of the position correction work can be improved.
In addition, since it is possible to move the subsequent correction point with a single correction, it is possible to reduce the measurement of the position of the subsequent welding point.

請求項4に記載の発明によれば、作業プログラム補正ステップでは、隣接する溶接点間におけるスポット溶接ガンの通過点についても溶接点の補正に用いた補正量で位置の補正を行うので、溶接点に併せてスポット溶接ガンの移動経路自体を補正することができる。   According to the invention described in claim 4, in the work program correction step, the position of the spot welding gun passing point between adjacent welding points is also corrected by the correction amount used for correcting the welding point. In addition, the movement path itself of the spot welding gun can be corrected.

以下、図面を参照して、溶接ロボット教示位置補正システム及び溶接ロボット教示位置補正方法の最良の実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, the best embodiment of a welding robot teaching position correction system and a welding robot teaching position correction method will be described in detail with reference to the drawings.

<溶接ロボット教示位置補正システムの構成>
図1に示すように、溶接ロボット教示位置補正システム1は、複数の関節及びアームを有する多軸のロボット2と、このロボット2の先端に設けられたスポット溶接ガン3と、スポット溶接ガンによりスポット溶接がなされるワークの溶接点を撮像する撮像装置としてのカメラ4と、ロボット2、スポット溶接ガン3、カメラ4等の動作制御を行う制御装置5と、カメラ4で撮像された撮像画像の画像処理を行う画像処理装置6と、を備えている。
<Configuration of welding robot teaching position correction system>
As shown in FIG. 1, a welding robot teaching position correction system 1 includes a multi-axis robot 2 having a plurality of joints and arms, a spot welding gun 3 provided at the tip of the robot 2, and a spot welding gun. An image of a captured image captured by the camera 4, a control device 5 that controls the operation of the robot 2, the spot welding gun 3, the camera 4, and the like as an imaging device that images the welding point of the workpiece to be welded. And an image processing device 6 that performs processing.

(ロボット)
図1に示すように、ロボット2は、例えば、自動車の車体フレーム等のスポット溶接ラインで用いられる。ロボット2は、土台となるベース21と、関節22で連結された複数のアーム23と、ロボット2を駆動させるサーボモータ(図示略)とを備えている。そして、連結された各アーム23の先端部には、スポット溶接ガン3が設けられている。
各関節22は、アーム23の一端部を揺動可能として他端部を軸支する揺動関節と、アーム23自身をその長手方向を中心に回転可能に軸支する回転関節とのいずれかから構成される。つまり、ロボット2はいわゆる多関節型ロボットに相当する。
(robot)
As shown in FIG. 1, the robot 2 is used in a spot welding line such as a body frame of an automobile, for example. The robot 2 includes a base 21 serving as a base, a plurality of arms 23 connected by joints 22, and a servo motor (not shown) that drives the robot 2. And the spot welding gun 3 is provided in the front-end | tip part of each arm 23 connected.
Each joint 22 is one of a swing joint that pivots one end of the arm 23 and pivotally supports the other end thereof, and a rotary joint that pivotally supports the arm 23 so that the arm 23 itself can rotate around its longitudinal direction. Composed. That is, the robot 2 corresponds to a so-called articulated robot.

(スポット溶接ガン)
図1、図2に示すように、スポット溶接ガン3は、二つの電極(電極)31,32を備えている。一方の電極31は、アーム33に固定されている。他方の電極32は、サーボモータ(図示略)により加圧軸35を駆動させ、一方の電極31に向かって駆動する。電極31,32は、互いに対向するように配置されている。すなわち、サーボモータにより加圧軸35を駆動させ、電極31と電極32の間隔を狭めていくことにより、ワークを電極31,32で挟持することができる。そして、ワークを電極31,32で挟んだ状態で各電極31,32に通電することにより、スポット溶接を行うことができる。なお、サーボモータは、制御装置5からの制御信号により駆動制御される。
(Spot welding gun)
As shown in FIGS. 1 and 2, the spot welding gun 3 includes two electrodes (electrodes) 31 and 32. One electrode 31 is fixed to the arm 33. The other electrode 32 is driven toward the one electrode 31 by driving the pressure shaft 35 by a servo motor (not shown). The electrodes 31 and 32 are disposed so as to face each other. That is, the workpiece can be held between the electrodes 31 and 32 by driving the pressurizing shaft 35 by the servo motor and reducing the distance between the electrode 31 and the electrode 32. And it can spot-weld by supplying with electricity to each electrode 31 and 32 in the state which pinched | interposed the workpiece | work between the electrodes 31 and 32. FIG. The servo motor is driven and controlled by a control signal from the control device 5.

(カメラ)
図2に示すように、カメラ4は、例えば、小型のCCDカメラが用いられる。カメラ4は、二つの電極のうち、少なくとも一方の電極に対して着脱自在に設けられている。このとき、カメラ4は、その光軸が電極の軸と同軸となるように設けられている。本実施形態においては、図2に示すように、可動する方の電極とカメラ4を交換した例について説明する。
また、図1に示すように、カメラ4は、画像処理装置6に有線又は無線により接続され、カメラ4で撮像した撮像画像データを画像処理装置6で画像処理させるために当該画像処理装置6に向けて送信する。
(camera)
As shown in FIG. 2, for example, a small CCD camera is used as the camera 4. The camera 4 is detachably provided to at least one of the two electrodes. At this time, the camera 4 is provided such that its optical axis is coaxial with the axis of the electrode. In the present embodiment, an example in which the movable electrode and the camera 4 are replaced as shown in FIG. 2 will be described.
Further, as shown in FIG. 1, the camera 4 is connected to the image processing device 6 by wire or wirelessly, and the image processing device 6 performs image processing on the captured image data captured by the camera 4. Send to.

(制御装置)
図1に示すように、制御装置5は、ロボット2の動作制御等に関する処理プログラムに従って各処理を実行するCPU51と、CPU51の作業エリアとなるRAM52と、ロボット2の作業プログラムや各種データが記憶され、書き換え可能な不揮発性メモリ53と、ロボット2を駆動させるロボット本体軸サーボドライバ54と、スポット溶接ガン3の加圧軸35を駆動させる加圧軸サーボドライバ55と、画像処理装置6との間でデータの送受信が可能に接続された通信インターフェース56と、を備えている。
(Control device)
As shown in FIG. 1, the control device 5 stores a CPU 51 that executes each process according to a processing program related to operation control of the robot 2, a RAM 52 that is a work area of the CPU 51, a work program of the robot 2, and various data. The rewritable nonvolatile memory 53, the robot body axis servo driver 54 that drives the robot 2, the pressure axis servo driver 55 that drives the pressure axis 35 of the spot welding gun 3, and the image processing device 6. And a communication interface 56 connected so as to be able to transmit and receive data.

制御装置5には、ユーザによる操作指示が入力される入力装置7が設けられている。
入力装置7には、ワークの溶接を行う溶接モードとロボット2及びスポット溶接ガン3の位置を補正する位置補正モードとに切り替え可能な切替スイッチ71が設けられており、この切替スイッチ71は、切替手段として機能する。すなわち、切替スイッチ71からの入力により溶接モードに切り替えると、CPU51は作業プログラム53a(後述する)を読み込むことにより、スポット溶接ガン3は、ワークWに対して図3に示すような動きをするように各部の制御を行う。
入力装置7には、位置補正時における電極31とワークのクリアランスを設定入力するクリアランス設定キー72が設けられており、このクリアランス設定キー72は、クリアランス設定手段として機能する。
なお、入力装置7は、制御装置5の本体に設けられていてもよいし、遠隔操作を実現させるために制御装置5の本体に対して有線又は無線により接続されたペンダントに設けられていてもよい。
The control device 5 is provided with an input device 7 for inputting an operation instruction by the user.
The input device 7 is provided with a selector switch 71 that can be switched between a welding mode for welding workpieces and a position correction mode for correcting the positions of the robot 2 and the spot welding gun 3. Functions as a means. That is, when switching to the welding mode by an input from the changeover switch 71, the CPU 51 reads a work program 53a (described later) so that the spot welding gun 3 moves as shown in FIG. Each part is controlled.
The input device 7 is provided with a clearance setting key 72 for setting and inputting the clearance between the electrode 31 and the workpiece at the time of position correction. The clearance setting key 72 functions as a clearance setting means.
The input device 7 may be provided on the main body of the control device 5 or may be provided on a pendant connected to the main body of the control device 5 by wire or wireless in order to realize remote operation. Good.

図4に示すように、制御装置5に備えられている不揮発性メモリ53には、ロボット2及びスポット溶接ガン3に溶接動作を行うように教示された作業プログラム53aが記憶されている。従って、不揮発性メモリ53はプログラム記憶手段として機能する。また、CPU51が作業プログラム53aを実行することにより、制御装置5は、ロボット2及びスポット溶接ガン3の動作制御を行う動作制御手段として機能する。
不揮発性メモリ53には、カメラ4によるワークの溶接点の撮像時におけるカメラ4からワークの溶接点までの距離を算出する撮像距離算出プログラム53bが記憶されている。すなわち、CPU51が撮像距離算出プログラム53bを実行することにより、制御装置5は撮像距離算出手段として機能する。
不揮発性メモリ53には、切替スイッチ71により位置補正モードに切り替えられた場合に、画像処理装置6により取得したワークの溶接点の位置情報と、撮像距離算出プログラム53bの実行により算出された撮像距離と、クリアランス設定キー72により設定されたクリアランスと、に基づいて、カメラ4がワークの溶接点を撮像できるようにスポット溶接ガン3を移動させて当該スポット溶接ガン3の位置を補正する位置補正プログラム53cが記憶されている。すなわち、CPU51が位置補正プログラム53cを実行することにより、制御装置5は位置補正手段として機能する。
As shown in FIG. 4, a non-volatile memory 53 provided in the control device 5 stores a work program 53 a taught to perform a welding operation on the robot 2 and the spot welding gun 3. Therefore, the nonvolatile memory 53 functions as a program storage unit. Further, when the CPU 51 executes the work program 53a, the control device 5 functions as an operation control unit that controls the operation of the robot 2 and the spot welding gun 3.
The non-volatile memory 53 stores an imaging distance calculation program 53b for calculating the distance from the camera 4 to the workpiece welding point when the camera 4 images the workpiece welding point. That is, when the CPU 51 executes the imaging distance calculation program 53b, the control device 5 functions as an imaging distance calculation unit.
In the non-volatile memory 53, when the position switch mode 71 is used to switch to the position correction mode, the position information of the workpiece welding point acquired by the image processing device 6 and the imaging distance calculated by the execution of the imaging distance calculation program 53b are stored. And a position correction program for correcting the position of the spot welding gun 3 by moving the spot welding gun 3 based on the clearance set by the clearance setting key 72 so that the camera 4 can image the welding point of the workpiece. 53c is stored. That is, when the CPU 51 executes the position correction program 53c, the control device 5 functions as a position correction unit.

不揮発性メモリ53には、作業プログラム53aにおいて予め設定された溶接点の位置と作業プログラム53aの実行により電極31,32が実際に通る溶接点の位置との誤差を算出する誤差算出プログラム53dが記憶されている。すなわち、CPU51が誤差算出プログラム53dを実行することにより、制御装置5は誤差算出手段として機能する。また、この誤差算出が溶接ロボット教示位置補正方法における誤差算出ステップとなる。
不揮発性メモリ53には、誤差算出プログラム53dにより算出された位置の誤差が所定の範囲内、言い換えると、許容誤差値53f(後述する)であるか否かを判断する判断プログラム53eが記憶されている。すなわち、CPU51が判断プログラム53eを実行することにより、制御装置5は判断手段として機能する。また、この判断が溶接ロボット教示位置補正方法における判断ステップとなる。
不揮発性メモリ53には、誤差算出プログラム53dにより算出された位置の誤差が許容できる誤差であるか否かの判断の閾値となる許容誤差値53fが記憶されている。すなわち、不揮発性メモリ53は、許容誤差値記憶手段として機能する。
不揮発性メモリ53には、判断プログラム53eにより誤差が許容誤差値53f内であると判断された場合に当該誤差を補正量として作業プログラム53aにおける溶接点の位置を当該補正量だけ補正する作業プログラム補正プログラム53gが記憶されている。すなわち、CPU51が作業プログラム補正プログラム53gを実行することにより、制御装置5は作業プログラム補正手段として機能する。また、この溶接位置の補正が溶接ロボット教示位置補正方法における作業プログラム補正ステップとなる。
The non-volatile memory 53 stores an error calculation program 53d that calculates an error between the position of the welding point set in advance in the work program 53a and the position of the weld point through which the electrodes 31 and 32 actually pass through the execution of the work program 53a. Has been. That is, when the CPU 51 executes the error calculation program 53d, the control device 5 functions as an error calculation unit. This error calculation is an error calculation step in the welding robot teaching position correction method.
The non-volatile memory 53 stores a determination program 53e for determining whether or not the position error calculated by the error calculation program 53d is within a predetermined range, in other words, an allowable error value 53f (described later). Yes. That is, when the CPU 51 executes the determination program 53e, the control device 5 functions as a determination unit. This determination is a determination step in the welding robot teaching position correction method.
The non-volatile memory 53 stores an allowable error value 53f that serves as a threshold for determining whether or not the position error calculated by the error calculation program 53d is an allowable error. That is, the nonvolatile memory 53 functions as an allowable error value storage unit.
The non-volatile memory 53 has a work program correction that corrects the position of the welding point in the work program 53a by the correction amount when the determination program 53e determines that the error is within the allowable error value 53f. A program 53g is stored. That is, when the CPU 51 executes the work program correction program 53g, the control device 5 functions as work program correction means. The correction of the welding position is a work program correction step in the welding robot teaching position correction method.

(画像処理装置)
図1に示すように、画像処理装置6は、カメラ4で撮像された撮像画像に関する処理プログラムに従って画像処理を実行するCPU61と、CPU61の作業エリアとなるRAM62と、画像処理プログラムや各種データが記憶され、書き換え可能な不揮発性メモリ63と、カメラ4との間で撮像画像データの受信が可能に接続されたカメラインターフェース64と、制御装置5との間で画像処理データや各種データの送受信が可能に接続された通信インターフェース65と、を備えている。
不揮発性メモリ63には、カメラ4により撮像された撮像画像の画像処理を行う画像処理プログラムが記憶されている。すなわち、CPU61が画像処理プログラムを実行することにより、画像処理装置6は画像処理手段として機能する。
(Image processing device)
As shown in FIG. 1, the image processing apparatus 6 stores a CPU 61 that executes image processing according to a processing program related to a captured image captured by the camera 4, a RAM 62 that is a work area of the CPU 61, and an image processing program and various data. Image processing data and various types of data can be transmitted and received between the control device 5 and the camera interface 64 connected to the rewritable nonvolatile memory 63 and the camera 4 so as to be able to receive captured image data. And a communication interface 65 connected to the.
The non-volatile memory 63 stores an image processing program that performs image processing of a captured image captured by the camera 4. That is, when the CPU 61 executes the image processing program, the image processing device 6 functions as an image processing unit.

<スポット溶接ガンの位置補正処理>
切替スイッチ71により位置補正モードに切り替えたときにスポット溶接ガン3の位置補正処理について説明する。
(基準位置、撮像距離、クリアランスの決定)
図5のフローチャートに示すように、最初に、図6に示すように、加圧軸35に設けられた電極32をカメラ4に交換し、溶接点にマークMをつけたワークを電極31に接触するようにセットする(ステップS1)。
次いで、加圧軸35を駆動させてカメラ4を移動させ、溶接点に付されたマークMの撮像に適した位置まで移動させる(ステップS2)。
カメラ4を移動させた後、カメラ4によりマークMを撮像する(ステップS3)。カメラ4により撮像した撮像画像は、カメラインターフェース64を介して画像処理装置6に取り込まれ、画像処理装置6では、CPU61が不揮発性メモリ63に記憶された画像処理プログラムを実行することにより、撮像画像の画像処理を行う(ステップS4)。
<Spot welding gun position correction processing>
The position correction process of the spot welding gun 3 when switched to the position correction mode by the changeover switch 71 will be described.
(Determination of reference position, imaging distance, clearance)
As shown in the flowchart of FIG. 5, first, as shown in FIG. 6, the electrode 32 provided on the pressure shaft 35 is replaced with the camera 4, and the workpiece with the mark M at the welding point is brought into contact with the electrode 31. (Step S1).
Next, the pressure shaft 35 is driven to move the camera 4 to a position suitable for imaging the mark M attached to the welding point (step S2).
After the camera 4 is moved, the mark M is imaged by the camera 4 (step S3). A captured image captured by the camera 4 is taken into the image processing device 6 via the camera interface 64, and in the image processing device 6, the CPU 61 executes an image processing program stored in the nonvolatile memory 63, thereby capturing the captured image. The image processing is performed (step S4).

画像処理装置6は、撮像画像中におけるワークの溶接点の位置情報、すなわち、撮像画像中におけるマークMの位置情報を取得し、この位置情報を基準位置として不揮発性メモリ63に記憶させる(ステップS5)。また、画像処理装置6は、通信インターフェース65及び通信インターフェース56を介して位置情報を制御装置5に送信する。
次いで、制御装置5のCPU51は、撮像距離算出プログラム53bを実行することにより、ワークの溶接点を撮像したときの加圧軸35の位置、換言すると、電極31とカメラ4間の距離を求め、この加圧軸35の位置からワークの厚みを減算することにより、溶接点からカメラ4までの距離、すなわち、撮像距離を算出し、この値を不揮発性メモリ53に記憶する(ステップS6)。
The image processing device 6 acquires the position information of the welding point of the workpiece in the captured image, that is, the position information of the mark M in the captured image, and stores this position information in the nonvolatile memory 63 as a reference position (step S5). ). Further, the image processing device 6 transmits the position information to the control device 5 via the communication interface 65 and the communication interface 56.
Next, the CPU 51 of the control device 5 executes the imaging distance calculation program 53b to obtain the position of the pressing shaft 35 when imaging the welding point of the workpiece, in other words, the distance between the electrode 31 and the camera 4. By subtracting the thickness of the workpiece from the position of the pressing shaft 35, the distance from the welding point to the camera 4, that is, the imaging distance is calculated, and this value is stored in the nonvolatile memory 53 (step S6).

次いで、CPU51は、電極31とワーク間の距離であるクリアランスが入力装置7のクリアランス設定キー72から入力されたか否かを判断し(ステップS7)、入力を検出すると(ステップS7:YES)、クリアランスの値を不揮発性メモリ53に記憶する(ステップS8)。なお、クリアランス量は、ユーザが任意に設定する値であり、クリアランス設定キー72から入力されるものに限らず、予め不揮発性メモリ53に記憶されていてもよい。
なお、図5のフローチャートによる基準位置、撮像距離、クリアランスの決定は、作業プログラム53a中における全ての溶接点において決定してもよいし、比較的近い位置にある溶接点を一つの補正領域として各補正領域ごとに決定してもよい。
Next, the CPU 51 determines whether or not the clearance, which is the distance between the electrode 31 and the workpiece, has been input from the clearance setting key 72 of the input device 7 (step S7). When the input is detected (step S7: YES), the clearance is determined. Is stored in the nonvolatile memory 53 (step S8). The clearance amount is a value arbitrarily set by the user, and is not limited to the value input from the clearance setting key 72 but may be stored in the nonvolatile memory 53 in advance.
The determination of the reference position, the imaging distance, and the clearance according to the flowchart of FIG. 5 may be determined for all the welding points in the work program 53a, or each welding point at a relatively close position is set as one correction region. You may determine for every correction | amendment area | region.

(位置補正モードにおけるスポット溶接ガンの位置補正)
作業プログラム53a中における位置補正に必要な溶接点についての基準位置、撮像距離、クリアランスを決定した後は、図7に示すように、これらの値に基づいてスポット溶接ガン3の位置補正を行う。
具体的には、図8に示すように、制御装置5のCPU51は、切替スイッチ71により位置補正モードになっているか否かを判断する(ステップS11)。ここで、CPU51が、溶接モードになっていると判断した場合(ステップS11:NO)、CPU51は、作業プログラム53aを実行することにより、通常の溶接作業を行うようにロボット2及びスポット溶接ガン3を駆動させる(ステップS12)。
(Position correction of spot welding gun in position correction mode)
After determining the reference position, imaging distance, and clearance for the welding point necessary for position correction in the work program 53a, the position of the spot welding gun 3 is corrected based on these values as shown in FIG.
Specifically, as shown in FIG. 8, the CPU 51 of the control device 5 determines whether or not the position correction mode is set by the changeover switch 71 (step S <b> 11). Here, when the CPU 51 determines that the welding mode is set (step S11: NO), the CPU 51 executes the work program 53a to perform the normal welding work and the robot 2 and the spot welding gun 3. Is driven (step S12).

一方、CPU51が、位置補正モードになっていると判断した場合(ステップS11:YES)、CPU51は、制御装置5の不揮発性メモリ53に記憶された溶接点の基準位置、撮像距離、クリアランスを読み出す(ステップS13)。
次いで、制御装置5を操作し、制御装置5のCPU51は、位置補正プログラム53cを実行することにより、ステップS13で読み出した基準位置、撮像距離、クリアランスに基づいてスポット溶接ガン3を移動させる(ステップS14)。スポット溶接ガン3の移動後、制御装置5による制御の下、移動後の状態においてカメラ4により溶接点を撮像し、撮像画像を画像処理装置6により画像処理し、撮像画像中における溶接点の位置を求める(ステップS15)。
On the other hand, when the CPU 51 determines that the position correction mode is set (step S11: YES), the CPU 51 reads the reference position, the imaging distance, and the clearance of the welding point stored in the nonvolatile memory 53 of the control device 5. (Step S13).
Next, the control device 5 is operated, and the CPU 51 of the control device 5 executes the position correction program 53c to move the spot welding gun 3 based on the reference position, imaging distance, and clearance read in step S13 (step S13). S14). After the spot welding gun 3 is moved, under the control of the control device 5, the welding point is imaged by the camera 4 in the moved state, the captured image is image-processed by the image processing device 6, and the position of the welding point in the captured image. Is obtained (step S15).

次いで、CPU51は、不揮発性メモリ53に記憶された誤差算出プログラム53dを実行することにより、作業プログラム53aにおける溶接点の基準位置と実際にスポット溶接ガン3が移動した際のワーク上の溶接点の基準位置との誤差を算出する(ステップS16:誤差算出ステップ)。
次いで、CPU51は、不揮発性メモリ53に記憶された判断プログラム53eを実行することにより、算出された位置の誤差が予め不揮発性メモリ53に記憶された許容誤差値53f内であるか否かを判断する(ステップS17:判断ステップ)。
Next, the CPU 51 executes the error calculation program 53d stored in the non-volatile memory 53, so that the reference position of the welding point in the work program 53a and the welding point on the workpiece when the spot welding gun 3 is actually moved are detected. An error from the reference position is calculated (step S16: error calculation step).
Next, the CPU 51 executes the determination program 53e stored in the nonvolatile memory 53, thereby determining whether or not the calculated position error is within the allowable error value 53f previously stored in the nonvolatile memory 53. (Step S17: Determination step).

ここで、CPU51が、位置の誤差が許容誤差値53f内であると判断した場合(ステップS17:YES)、CPU51は、算出された誤差をその溶接点における位置の補正量として不揮発性メモリ53に記憶させる(ステップS18)。
一方、CPU51が、位置の誤差が許容誤差値53f内ではないと判断した場合(ステップS17:NO)、CPU51は、ステップS13に戻る。ここで、CPU51は、プログラム上の溶接点と実際の溶接点の位置の誤差を打ち消す方向にその誤差分だけロボット2及びスポット溶接ガン3を移動させる(ステップS14:移動ステップ)。
そして、制御装置5の制御の下、再度移動後の溶接点を撮像し(ステップS15)、求められた溶接点の位置との誤差を算出し(ステップS16)、再度、位置の誤差が許容誤差値53f内であるか否かを判断する(ステップS17)。この処理を位置の誤差が許容誤差値53f内になるまで繰り返す(繰り返しステップ)。
このとき、ロボット2及びスポット溶接ガン3の移動、位置の誤差の算出を繰り返しても誤差の改善がみられないときには、警報等により問題がある旨をユーザに報知する。
If the CPU 51 determines that the position error is within the allowable error value 53f (step S17: YES), the CPU 51 stores the calculated error in the nonvolatile memory 53 as a position correction amount at the welding point. Store (step S18).
On the other hand, when the CPU 51 determines that the position error is not within the allowable error value 53f (step S17: NO), the CPU 51 returns to step S13. Here, the CPU 51 moves the robot 2 and the spot welding gun 3 by an amount corresponding to the error in a direction to cancel the error between the position of the welding point on the program and the actual welding point (step S14: moving step).
Then, under the control of the control device 5, the moved welding point is imaged again (step S15), an error from the obtained welding point position is calculated (step S16), and the positional error is an allowable error again. It is determined whether or not the value is within the value 53f (step S17). This process is repeated until the position error falls within the allowable error value 53f (repetition step).
At this time, if the error is not improved even after the movement of the robot 2 and the spot welding gun 3 and the calculation of the position error are repeated, the user is notified that there is a problem by an alarm or the like.

次いで、ステップS18において、溶接点における位置の補正量を不揮発性メモリ53に記憶させた後、CPU51は、作業プログラム補正プログラム53gを実行することにより、不揮発性メモリ53に記憶されたスポット溶接ガン3の位置の補正量を読み出し、作業プログラム53aにおけるn番目の溶接点以降の溶接点の位置を同じ補正値で補正する(ステップS19:作業プログラム補正ステップ)。
補正終了後、CPU51は、全溶接点についての補正が終了したか否かを判断する(ステップS20)。ここで、CPU51が、まだ補正が終了していない溶接点があると判断した場合(ステップS20:NO)、CPU51は、ステップS13に戻り、再度、溶接点の基準位置、撮像距離、クリアランスを読み出し、上述したステップS14〜S19までの処理を全溶接点の補正が終了するまで繰り返す。一方、CPU51が、全溶接点の補正が終了したと判断した場合(ステップS20:YES)、CPU51は、本処理を終了させる。
なお、本実施形態においては、全溶接点について補正処理を行ったが、全溶接点のうち代表的な溶接点を幾つか任意に抽出し、その抽出された溶接点についてのみ補正処理を行ってもよい。また、ステップS20において、CPU51により補正処理終了の判断を行っているが、作業者が判断する形態としてもよい。
Next, in step S18, after the position correction amount at the welding point is stored in the nonvolatile memory 53, the CPU 51 executes the work program correction program 53g, whereby the spot welding gun 3 stored in the nonvolatile memory 53 is stored. The position correction amount is read out, and the positions of the welding points after the n-th welding point in the work program 53a are corrected with the same correction value (step S19: work program correction step).
After completion of the correction, the CPU 51 determines whether or not the correction for all the welding points has been completed (step S20). Here, when the CPU 51 determines that there is a welding point that has not been corrected yet (step S20: NO), the CPU 51 returns to step S13 to read out the reference position, imaging distance, and clearance of the welding point again. The processes from steps S14 to S19 described above are repeated until the correction of all welding points is completed. On the other hand, when CPU51 judges that correction | amendment of all the welding points was complete | finished (step S20: YES), CPU51 complete | finishes this process.
In this embodiment, correction processing is performed for all welding points, but some representative welding points are arbitrarily extracted from all welding points, and correction processing is performed only for the extracted welding points. Also good. In step S20, the CPU 51 determines the end of the correction process. However, the operator may determine the end of the correction process.

ここで、図9及び図10を用いて位置の補正を具体的に説明する。
図9に示すように、作業プログラム53aに記憶されているスポット溶接ガン3の電極31による溶接点及びスポット溶接ガン3の電極31の通過点の位置をバツ(×)で表し、実際にスポット溶接ガン3の電極31により溶接されるワーク上の溶接点を黒丸(●)で表し、実際にスポット溶接ガン3の電極31が通過する通過点を白丸(○)で表している。
ワーク上の溶接点がW1,W2,W3,W4,W5まで5つあり、溶接点W1,W2が比較的近くに分布し、溶接点W3,W4,W5が比較的近くに分布しているものとする。このような場合において、溶接点W1,W2の位置を同じ補正値で補正し、溶接点W3,W4,W5の位置を同じ補正値で補正するものとする。従って、溶接点W1,W2を有する補正領域Aの補正においては、最初の溶接点である溶接点W1について図5のフローチャートに沿って基準位置、撮像距離、クリアランスを決定し、図8のフローチャートに示すように、これらの値からスポット溶接ガン3を移動させた後にその位置の誤差に基づいて補正量aを算出する。
Here, the position correction will be specifically described with reference to FIGS. 9 and 10.
As shown in FIG. 9, the positions of the welding point by the electrode 31 of the spot welding gun 3 and the passing point of the electrode 31 of the spot welding gun 3 stored in the work program 53a are represented by crosses (x), and actually spot welding is performed. A welding point on the workpiece welded by the electrode 31 of the gun 3 is represented by a black circle (●), and a passing point through which the electrode 31 of the spot welding gun 3 actually passes is represented by a white circle (◯).
There are five welding points on the workpiece, W1, W2, W3, W4, W5, welding points W1, W2 are distributed relatively close, and welding points W3, W4, W5 are distributed relatively close And In such a case, the positions of the welding points W1, W2 are corrected with the same correction value, and the positions of the welding points W3, W4, W5 are corrected with the same correction value. Therefore, in the correction of the correction area A having the welding points W1 and W2, the reference position, the imaging distance, and the clearance are determined along the flowchart of FIG. 5 for the welding point W1, which is the first welding point, and the flowchart of FIG. As shown, after the spot welding gun 3 is moved from these values, the correction amount a is calculated based on the error of the position.

また、溶接点W3,W4,W5を有する補正領域Bの補正においては、図10に示すように、溶接点W1,W2の補正量aを後の溶接点W3,W4,W5の補正に反映させ、補正した後の位置に基づいて最初の溶接点である溶接点W3について図5のフローチャートに沿って基準位置、撮像距離、クリアランスを決定し、図8に示すように、これらの値からスポット溶接ガン3を移動させた後にその位置の誤差に基づいて補正量bを算出する。従って、溶接点W1,W2の位置の補正量は補正量a、溶接点W3,W4,W5の位置の補正量は、補正量a+補正量bとなる。なお、補正領域B以降の溶接点においては、補正領域Aの補正量a及び補正領域Bの補正量bが併せて反映される。   Further, in the correction of the correction region B having the welding points W3, W4 and W5, as shown in FIG. 10, the correction amount a of the welding points W1 and W2 is reflected in the correction of the subsequent welding points W3, W4 and W5. Based on the corrected position, the reference position, imaging distance, and clearance are determined for the welding point W3, which is the first welding point, according to the flowchart of FIG. 5, and spot welding is performed from these values as shown in FIG. After the gun 3 is moved, the correction amount b is calculated based on the position error. Therefore, the correction amount of the positions of the welding points W1, W2 is the correction amount a, and the correction amount of the positions of the welding points W3, W4, W5 is the correction amount a + the correction amount b. It should be noted that the correction amount a of the correction region A and the correction amount b of the correction region B are reflected together at the welding points after the correction region B.

また、溶接点W1〜W5の間にスポット溶接ガン3が通過する複数の通過点t1,t2,t3,t4,t5,t6,t7があるが、これらの通過点t1〜t7についても溶接点W1〜W5とともに同じ補正量で位置の補正を行う。
具体的には、溶接点W1及びW2の進入位置、途中経路、退避位置となる通過点t1〜t5は補正領域A内にあるので、溶接点W1及びW2の補正量と同じ補正量aで補正される。また、溶接点W3〜W5の進入位置、退避位置となる通過点t6及びt7は補正領域B内にあるので、溶接点W3〜W5の補正量と同じ補正量a+補正量bで補正される。なお、補正領域B以降の通過点においては、補正領域Aの補正量a及び補正領域Bの補正量bが併せて反映される。このように、通過点まで補正をするのは、作業プログラム53aを実際のワーク上の溶接点及び通過点により近づけるためである。
In addition, there are a plurality of passing points t1, t2, t3, t4, t5, t6, and t7 through which the spot welding gun 3 passes between the welding points W1 to W5. The welding points W1 also apply to these passing points t1 to t7. The position is corrected with the same correction amount together with .about.W5.
Specifically, since the passing points t1 to t5 serving as the approach positions, intermediate paths, and retracted positions of the welding points W1 and W2 are within the correction region A, the correction is performed with the same correction amount a as the correction amount of the welding points W1 and W2. Is done. Further, since the passing points t6 and t7 that are the approach positions and the retreat positions of the welding points W3 to W5 are within the correction region B, they are corrected by the same correction amount a + correction amount b as the correction amount of the welding points W3 to W5. Note that the correction amount a of the correction region A and the correction amount b of the correction region B are reflected together at the passing points after the correction region B. Thus, the reason for correcting to the passing point is to bring the work program 53a closer to the welding point and the passing point on the actual workpiece.

<作用効果>
上記実施形態によれば、作業プログラム53a上でスポット溶接ガン3の位置補正をすることができるので、位置補正のための専用のプログラムを作成することなく、溶接のために既存の作業プログラムを使用してプログラムの補正作業を行うことができる。
また、カメラ4は、その光軸が電極31の軸と同軸となるように設けられているため、従来のように電極31の軸線とカメラ4の光軸とが一致していないために必要となる作業、すなわち、カメラ4でワークを認識するためのロボット動作の教示プログラムが不要となる。
<Effect>
According to the above embodiment, since the position of the spot welding gun 3 can be corrected on the work program 53a, an existing work program is used for welding without creating a dedicated program for position correction. Thus, the program can be corrected.
Further, since the optical axis of the camera 4 is provided so as to be coaxial with the axis of the electrode 31, the axis of the electrode 31 and the optical axis of the camera 4 do not coincide with each other as in the prior art. In other words, a robot operation teaching program for recognizing a work by the camera 4 is not required.

また、移動前後における溶接点の位置を求め、その位置の誤差を算出し、誤差が一定の範囲内におさまるまで移動と誤差の算出を繰り返すので、位置補正の精度を向上させることができる。   Further, the position of the welding point before and after the movement is obtained, the error of the position is calculated, and the movement and the error calculation are repeated until the error falls within a certain range, so that the accuracy of position correction can be improved.

また、作業プログラム53aにおける作業プログラム補正ステップにより補正された溶接点よりも後に溶接される溶接点に対し、作業プログラム補正ステップにおいて用いた補正量で位置の補正を行うことにより、一回の補正結果を後の溶接点に反映して、一回の補正で作業プログラム53a上の溶接点の位置を実際の溶接作業経路の溶接点近傍に移動させることができ、位置補正作業の作業効率を向上させることができる。
また、一回の補正で後の補正点を移動させることも可能であるから、後の溶接点の位置の測定を減らすこともできる。
Further, by correcting the position with the correction amount used in the work program correction step with respect to the welding point welded after the welding point corrected in the work program correction step in the work program 53a, a single correction result is obtained. The position of the welding point on the work program 53a can be moved to the vicinity of the welding point on the actual welding work path with a single correction, reflecting the subsequent welding point, thereby improving the work efficiency of the position correction work. be able to.
In addition, since it is possible to move the subsequent correction point with a single correction, it is possible to reduce the measurement of the position of the subsequent welding point.

また、作業プログラム補正ステップでは、隣接する溶接点間におけるスポット溶接ガン3の通過点についても溶接点の補正に用いた補正量で位置の補正を行うので、溶接点に併せてスポット溶接ガン3の溶接作業経路自体を補正することができ、作業プログラム53a上の溶接経路を実際の溶接経路に近づけることができる。   In the work program correction step, the position of the passing point of the spot welding gun 3 between adjacent welding points is also corrected by the correction amount used for correcting the welding point. The welding work path itself can be corrected, and the welding path on the work program 53a can be brought close to the actual welding path.

<その他>
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態においては、溶接ガンとして、C型のスポット溶接ガンを用いたが、X型のスポット溶接ガンを用いてもよい。
また、上記実施形態においては、カメラ4と画像処理装置6とは、それぞれ別個に構成されているが、画像処理機能を備えるカメラを用いれば、カメラで撮像画像の処理を行ってその画像データを制御装置5に無線送信することができる。
また、制御装置5と画像処理装置6とは、それぞれ別個に構成されているが、制御装置5が画像処理機能を備えていれば、カメラ4で撮像した画像を制御装置に無線送信することにより、制御装置で画像処理を行ってそのデータに基づいてロボット2を制御することができる。これらの構成は作業者、設計者の要望により自由に変更可能である。
その他、発明の本質を逸脱しない範囲内で自由に設計変更が可能である。
<Others>
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, a C-type spot welding gun is used as the welding gun, but an X-type spot welding gun may be used.
Moreover, in the said embodiment, although the camera 4 and the image processing apparatus 6 are each comprised separately, if a camera provided with an image processing function is used, a captured image will be processed with a camera and the image data will be processed. Wireless transmission to the control device 5 is possible.
The control device 5 and the image processing device 6 are configured separately, but if the control device 5 has an image processing function, the image captured by the camera 4 is wirelessly transmitted to the control device. The robot 2 can be controlled on the basis of the image processing performed by the control device. These configurations can be freely changed according to the requests of workers and designers.
In addition, the design can be freely changed without departing from the essence of the invention.

溶接ロボット教示位置補正システムの概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the welding robot teaching position correction system. スポット溶接ガンの正面図。The front view of a spot welding gun. 溶接モードにおける電極の動作を示す図。The figure which shows operation | movement of the electrode in welding mode. 不揮発性メモリに記憶されるプログラム及びデータを示すブロック図。The block diagram which shows the program and data which are memorize | stored in a non-volatile memory. 基準位置、撮像距離、クリアランスの決定のフローチャート。6 is a flowchart for determining a reference position, an imaging distance, and a clearance. スポット溶接ガンの位置補正を行う際の準備について示す図。The figure shown about the preparation at the time of correcting the position of a spot welding gun. 位置補正モードにおける電極の動作を示す図。The figure which shows operation | movement of the electrode in position correction mode. 溶接点の位置の誤差の補正についてのフローチャート。The flowchart about correction | amendment of the error of the position of a welding point. 溶接点の位置の補正前における作業プログラム中の溶接点と実際の溶接点とを示す図。The figure which shows the welding point in the work program before correction | amendment of the position of a welding point, and an actual welding point. 溶接点の位置の補正後における作業プログラム中の溶接点と実際の溶接点とを示す図。The figure which shows the welding point in the work program after correction | amendment of the position of a welding point, and an actual welding point.

符号の説明Explanation of symbols

1 溶接ロボット教示位置補正システム
2 ロボット
3 スポット溶接ガン
4 カメラ(撮像装置)
5 制御装置(動作制御手段、撮像距離算出手段、位置補正手段)
6 画像処理装置(画像処理手段)
31 電極
53 不揮発性メモリ(プログラム記憶手段)
53a 作業プログラム
71 切替スイッチ(切替手段)
72 クリアランス設定キー(クリアランス設定手段)
W ワーク
1 Welding robot teaching position correction system 2 Robot 3 Spot welding gun 4 Camera (imaging device)
5. Control device (operation control means, imaging distance calculation means, position correction means)
6 Image processing device (image processing means)
31 Electrode 53 Non-volatile memory (program storage means)
53a Work program 71 changeover switch (switching means)
72 Clearance setting key (clearance setting means)
W Work

Claims (4)

複数の関節を有するロボットと、
前記ロボットの先端に設けられ、対向配置された二つの電極を有するスポット溶接ガンと、
少なくとも一方の電極に着脱自在又は少なくとも一方の電極と交換可能に設けられるとともに、光軸が前記電極の軸と同軸となるように設けられ、前記電極によるワークの溶接点を撮像する撮像装置と、
前記ロボット及び前記スポット溶接ガンに溶接動作を行うように教示された作業プログラムを記憶するプログラム記憶手段と、
前記プログラム記憶手段に記憶された作業プログラムに従って前記ロボット及び前記スポット溶接ガンの動作制御を行う動作制御手段と、
前記撮像装置により撮像された撮像画像の画像処理を行って、前記撮像画像中における前記電極によるワークの溶接点の位置情報を取得する画像処理手段と、
前記撮像装置によるワークの溶接点の撮像時における前記撮像装置からワークの溶接点までの距離を算出する撮像距離算出手段と、
電極とワークのクリアランスを設定入力するクリアランス設定手段と、
ワークの溶接を行う溶接モードと前記ロボット及び前記スポット溶接ガンの位置を補正する位置補正モードとに切り替え可能な切替手段と、
前記切替手段により位置補正モードに切り替えられた場合に、前記画像処理手段により取得したワークの溶接点の位置情報と、前記撮像距離算出手段により算出された撮像距離と、前記クリアランス設定手段により設定されたクリアランスと、に基づいて、前記撮像装置がワークの溶接点を撮像できるように前記作業プログラムにおける前記スポット溶接ガンの位置を補正する位置補正手段と、
を備えることを特徴とする溶接ロボット教示位置補正システム。
A robot having a plurality of joints;
A spot welding gun provided at the tip of the robot and having two electrodes disposed opposite to each other;
An image pickup apparatus that is detachably attached to at least one electrode or replaceable with at least one electrode, is provided so that an optical axis is coaxial with the axis of the electrode, and picks up an image of a welding point of the workpiece by the electrode;
Program storage means for storing a work program taught to perform a welding operation on the robot and the spot welding gun;
Operation control means for controlling the operation of the robot and the spot welding gun according to the work program stored in the program storage means;
Image processing means for performing image processing of a captured image captured by the imaging device and obtaining position information of a welding point of a workpiece by the electrode in the captured image;
An imaging distance calculating means for calculating a distance from the imaging device to a workpiece welding point at the time of imaging the workpiece welding point by the imaging device;
Clearance setting means for setting and inputting the clearance between the electrode and the workpiece;
Switching means capable of switching between a welding mode for welding a workpiece and a position correction mode for correcting the positions of the robot and the spot welding gun;
When the switching unit switches to the position correction mode, the position information of the welding point of the workpiece acquired by the image processing unit, the imaging distance calculated by the imaging distance calculation unit, and the clearance setting unit are set. Based on the clearance, position correction means for correcting the position of the spot welding gun in the work program so that the imaging device can image the welding point of the workpiece,
A welding robot teaching position correction system comprising:
請求項1に記載の溶接ロボット教示位置補正システムを用いた溶接ロボット教示位置補正方法において、
前記作業プログラムにおいて予め設定された溶接点の位置と前記作業プログラムの実行により電極が実際に通る溶接点の位置との誤差を算出する誤差算出ステップと、
前記誤差算出ステップにより算出された位置の誤差が所定の範囲内であるか否かを判断する判断ステップと、
前記判断ステップにより誤差が所定の範囲内でないと判断した場合に、前記誤差算出ステップにより算出された位置の誤差が減少するように前記ロボット及び前記スポット溶接ガンを移動させる移動ステップと、
前記判断ステップにより誤差が所定の範囲内であると判断されるまで、前記移動ステップによる前記ロボット及び前記スポット溶接ガンの移動及び前記誤差算出ステップによる誤差の算出を繰り返す繰り返しステップと、
前記判断ステップにより誤差が所定の範囲内であると判断された場合に当該誤差を補正量として前記作業プログラムにおける溶接点の位置を当該補正量だけ補正する作業プログラム補正ステップと、
を備えることを特徴とする溶接ロボット教示位置補正方法。
In the welding robot teaching position correction method using the welding robot teaching position correction system according to claim 1,
An error calculating step of calculating an error between the position of the welding point set in advance in the work program and the position of the weld point through which the electrode actually passes by execution of the work program;
A determination step of determining whether or not the position error calculated by the error calculation step is within a predetermined range;
A moving step of moving the robot and the spot welding gun so that the error of the position calculated by the error calculating step is reduced when it is determined by the determining step that the error is not within a predetermined range;
Repeating the step of repeating the movement of the robot and the spot welding gun by the moving step and the calculation of the error by the error calculating step until it is determined by the determining step that the error is within a predetermined range;
A work program correction step for correcting the position of the welding point in the work program by the correction amount when the error is determined to be within a predetermined range by the determination step;
A welding robot teaching position correction method comprising:
前記作業プログラムにおける前記作業プログラム補正ステップにより補正された溶接点よりも後に溶接される溶接点に対し、前記作業プログラム補正ステップにおいて用いた補正量で位置の補正を行うことを特徴とする請求項2に記載の溶接ロボット教示位置補正方法。   The position correction is performed on the welding point welded after the welding point corrected in the work program correction step in the work program with the correction amount used in the work program correction step. The welding robot teaching position correction method according to claim 1. 前記作業プログラム補正ステップでは、隣接する溶接点間における前記スポット溶接ガンの通過点についても溶接点の補正に用いた補正量で位置の補正を行うことを特徴とする請求項2又は3に記載の溶接ロボット教示位置補正方法。   The position correction is performed in the work program correction step with respect to a passing point of the spot welding gun between adjacent welding points by a correction amount used for correcting the welding point. Welding robot teaching position correction method.
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