JP2009125839A - Weld teaching position correction system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶接教示位置補正システムに関する。 The present invention relates to a welding teaching position correction system.
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、事前にロボットの動作プログラムを作成する手法が採用されている。スポット溶接ロボットの動作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、ロボット個別の機差、ワークの寸法誤差、重力によるたわみ等によって、溶接位置が所期の位置からずれてしまうことがある。このため、溶接ポイントの全部または一部について、自動運転を行う前に、作業者がロボットを手動運転で作動させ、動作位置を確認し、必要に応じてオフラインティーチングデータを補正する必要があった。
In processes where many spot welding robots are used, such as spot welding lines for automobile bodies, there is a method to create robot operation programs in advance for the purpose of reducing work man-hours and shortening work time when starting up equipment. It has been adopted. The spot welding robot operation program can be created in advance before installing 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 required 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 used after uploading to the actual robot after installation, installation errors of the robot and jig, machine differences between robots, workpiece dimensional errors, and deflection due to gravity For example, the welding position may deviate from the intended position. For this reason, before performing automatic operation for all or some of the welding points, it was necessary for the operator to manually operate the robot, check the operation position, and correct offline teaching data as necessary. .
このような問題を解決するため、スポット溶接打点位置に関するオフラインティーチングデータにおける溶接チップの軸方向の補正方法が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、スポット溶接打点位置に関するオフラインティーチングデータにおけるワークの面に対する溶接チップの位置や姿勢の補正方法が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。
また、スポット溶接打点位置に関するオフラインティーチングデータにおける溶接チップのワークの面方向の補正方法が開示されている(例えば、特許文献3参照。)。
In order to solve such a problem, a method for correcting the axial direction of the welding tip in the off-line teaching data relating to the spot welding spot position is disclosed (for example, see Patent Document 1).
Further, a method for correcting the position and orientation of the welding tip with respect to the work surface in the offline teaching data relating to the spot welding spot position is disclosed (for example, see Patent Document 2).
Moreover, the correction method of the surface direction of the workpiece | work of the welding tip in the offline teaching data regarding a spot welding spot position is disclosed (for example, refer patent document 3).
ところで、スポット溶接ガンの溶接チップはワークの面方向に対して直角に当接する必要があるが、ワークの固定位置誤差やロボットへのスポット溶接ガンの取り付け誤差、スポット溶接ガンの寸法誤差等により、溶接チップがワークの垂線に対して傾いた状態となることがある。この場合、スポット溶接ガンの位置をなおすためにオフラインティーチングデータを補正する必要がある。 By the way, the welding tip of the spot welding gun needs to abut at right angles to the surface direction of the workpiece, but due to the error of the workpiece's fixed position, the mounting error of the spot welding gun to the robot, the dimension error of the spot welding gun, The welding tip may be inclined with respect to the normal of the workpiece. In this case, it is necessary to correct the offline teaching data in order to correct the position of the spot welding gun.
ここで、オフラインティーチングデータの補正をする方法について説明すると、図26に示すように、二枚の鉄板等のワーク201,202を接合する場合において、最初に、溶接チップが当接するワーク201の溶接打点位置にマークとなる円形状のシール203を貼り付ける。次に、溶接チップと同軸上に取り付けられた又は溶接チップと交換されてスポット溶接ガンに取り付けられたカメラ204により、ワーク201に貼り付けられたシール203を撮像する。
Here, a method for correcting the offline teaching data will be described. As shown in FIG. 26, when the
そして、図27に示すように、カメラ204により撮像されたシール203の画像は、カメラ204がシール203に対してシール上面と直角をなす方向から撮像すれば、撮像画像におけるシール203は、円形状(C100)に撮像される。一方、カメラ204がシール203に対してシール上面の垂線に対して傾いた状態から撮像すれば、撮像画像におけるシール203の画像は、楕円形状(C200)に撮像される。
このように、シール203の撮像画像からカメラ204(溶接チップの取り付け位置)がどれほど傾いているのかを求めることができる。
ここで、カメラ204の傾きが微小な場合、撮像画像は楕円形状ではあるものの、長径と短径の差が非常に小さくなる。
例えば、カメラ204がワーク201の面方向に直交する直線から1°傾いており、シール203の直径が10mmであるとすると、
長径Dx=10mm
短径Dy=10×cos1°=9.998477・・・mm
となる。
Thus, it can be determined how much the camera 204 (attachment position of the welding tip) is tilted from the captured image of the
Here, when the tilt of the
For example, when the
Long diameter Dx = 10mm
Minor axis Dy = 10 × cos1 ° = 9.9998477 ... mm
It becomes.
しかし、上記のような場合、市販されている1辺が500画素のカメラで、視野が1辺25mmとすると、その分解能は1画素あたり0.05mmとなり、上記のような長径と短径の差が0.001522・・・mmの測定は不可能である。
また、溶接チップの傾きを補正する際においては、その傾きは通常0.5°〜1°の範囲が多く、カメラで画像を正確に認識するためには相当高性能なカメラが必要であった。また、ワークに対する溶接チップの傾きがさらに微小な場合には、その傾きを現存するカメラによる撮像画像からは検出できず、オフラインティーチングデータを補正することができないという問題があった。
However, in the above case, if a commercially available camera with one side of 500 pixels and a field of view of 25 mm per side, the resolution is 0.05 mm per pixel, and the difference between the major axis and the minor axis as described above. However, it is impossible to measure 0.001522.
Further, when correcting the inclination of the welding tip, the inclination is usually in the range of 0.5 ° to 1 °, and a camera with a considerably high performance is necessary to accurately recognize the image with the camera. . Further, when the inclination of the welding tip with respect to the workpiece is further minute, there is a problem that the inclination cannot be detected from an image captured by an existing camera, and the offline teaching data cannot be corrected.
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、高性能なカメラを用いなくても、精度良く溶接チップの傾きを検出することができ、オフライン教示プログラムを補正することができる溶接教示位置補正システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and can detect the inclination of the welding tip with high accuracy without using a high-performance camera, and can correct the offline teaching program. An object of the present invention is to provide a welding teaching position correction system that can be used.
請求項1に記載の発明は、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溶接チップを有するスポット溶接ガンと、少なくとも一方の溶接チップに着脱自在又は少なくとも一方の溶接チップと交換可能に設けられるとともに、光軸が前記溶接チップの軸と同軸となるように設けられ、前記溶接チップによるワークの打点部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教示する教示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溶接チップによるワークの打点部の位置情報を取得する画像処理手段と、前記画像処理手段による前記撮像画像の画像処理により取得した前記撮像画像中におけるワークの打点部の位置情報に基づいて、前記教示プログラムにおける前記ロボットの教示位置を複数の方向に補正するプログラム補正手段と、を備える溶接教示位置補正システムにおいて、ワークの打点部に取り付けられ、当該ワーク打点部からの高さが異なる二つの被撮像部が前記撮像装置により撮像されるターゲットを備え、前記画像処理手段は、前記撮像装置により撮像した撮像画像における前記二つの被撮像部の位置から前記ワークに対する前記溶接チップの傾き情報を取得し、前記プログラム補正手段は、前記画像処理手段により取得した前記ワークに対する前記溶接チップの傾き情報に基づいて、前記教示プログラムにおける前記ロボットの教示位置を補正することを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a robot having a plurality of joints, a spot welding gun having two welding tips provided at the front end of the robot and arranged opposite to each other, and at least one of the welding tips is detachable or at least An image pickup device that is provided so as to be exchangeable with one welding tip and whose optical axis is coaxial with the axis of the welding tip, and that picks up an impact point of a workpiece by the welding tip, the robot, and the spot welding An operation control means for controlling the operation of the robot and the spot welding gun in accordance with a teaching program for teaching a welding operation to the gun, and image processing of the captured image captured by the imaging device, and the welding in the captured image An image processing means for acquiring position information of a hitting point portion of a workpiece by a tip; A welding teaching position, comprising: a program correcting unit that corrects the teaching position of the robot in the teaching program in a plurality of directions based on position information of a hitting point portion of the workpiece in the captured image acquired by image processing of the captured image. In the correction system, two image pickup units attached to a hit point portion of a workpiece and having different heights from the workpiece hit point portion include a target that is picked up by the image pickup device, and the image processing means picks up an image by the image pickup device. The inclination information of the welding tip with respect to the workpiece is acquired from the positions of the two imaged parts in the captured image, and the program correction means is based on the inclination information of the welding tip with respect to the workpiece obtained by the image processing means. Correcting the teaching position of the robot in the teaching program And features.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の溶接教示位置補正システムにおいて、前記プログラム補正手段は、前記動作制御手段により前記教示プログラムに基づいて前記溶接チップの軸上近傍に前記ワークの打点部が位置するように前記ロボットを移動させた場合に、前記撮像装置により撮像された撮像画像における前記二つの被撮像部の差分に基づいて、前記溶接チップの軸線が前記ワークの打点部と同一平面に対して直交する直線に一致するように前記教示プログラムにおける前記ロボットの教示位置を補正することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the welding teaching position correction system according to the first aspect, the program correction unit is configured to cause the operation control unit to move the workpiece near the axis of the welding tip based on the teaching program. When the robot is moved so that the hitting point is located, based on the difference between the two imaged parts in the captured image captured by the imaging device, the axis of the welding tip is The teaching position of the robot in the teaching program is corrected so as to coincide with a straight line orthogonal to the same plane.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の溶接教示位置補正システムにおいて、前記ターゲットは、前記二つの被撮像部のそれぞれの位置に関する特徴量が、前記ワークの打点部を通り、かつ、当該ワークの打点部と同一平面に対して直交する直線上に存在することを特徴とする。
ここで、位置に関する特徴量とは、撮像画像中における被撮像部の二次元形状における中心位置、重心位置、頂点位置、端点位置、交点位置等の点で定まる位置に関する形状特徴量をいう。
According to a third aspect of the present invention, in the welding teaching position correction system according to the first or second aspect, the target has a feature amount relating to the position of each of the two imaged portions passing through the hit point portion of the workpiece. And it exists on the straight line orthogonal to the same plane as the hit point part of the said work, It is characterized by the above-mentioned.
Here, the feature amount related to the position refers to a shape feature amount related to a position determined by points such as a center position, a gravity center position, a vertex position, an end point position, and an intersection position in the two-dimensional shape of the imaging target in the captured image.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の溶接教示位置補正システムにおいて、前記ターゲットは、前記ワークの打点部に当接する円形状の底面と、前記底面よりも縮径された円形状の上面と、を有し、各面が互いに平行となるように形成され、前記二つの被撮像部は、前記底面の外縁と前記上面の外縁であり、前記ターゲットは、前記底面及び前記上面のそれぞれの円の中心が、前記ワークの打点部を通り、かつ、当該ワークの打点部と同一平面に対して直交する直線上に存在することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the welding teaching position correcting system according to the third aspect, the target has a circular bottom surface that is in contact with the striking portion of the workpiece, and a circular shape having a diameter smaller than that of the bottom surface. And the two surfaces to be imaged are an outer edge of the bottom surface and an outer edge of the upper surface, and the target is formed on the bottom surface and the upper surface. The center of each circle is present on a straight line that passes through the hit point portion of the workpiece and is orthogonal to the same plane as the hit point portion of the workpiece.
請求項5に記載の発明は、請求項3に記載の溶接教示位置補正システムにおいて、前記ターゲットは、前記ワークの打点部に当接する底面に描かれた第1のマーキングと、前記底面に対して平行な上面に描かれた第2のマーキングと、を有し、前記二つの被撮像部は、前記第1のマーキングと前記第2のマーキングであり、前記ターゲットは、前記第1のマーキング及び前記第2のマーキングのそれぞれの重心が、前記ワークの打点部を通り、かつ、当該ワークの打点部と同一平面に対して直交する直線上に存在することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the welding teaching position correction system according to the third aspect, the target is a first marking drawn on a bottom surface that abuts against a hitting point portion of the workpiece, and the bottom surface A second marking drawn on a parallel upper surface, the two imaged parts are the first marking and the second marking, and the target is the first marking and the second marking. The center of gravity of each of the second markings is present on a straight line that passes through the hit point portion of the workpiece and is orthogonal to the same plane as the hit point portion of the workpiece.
請求項6に記載の発明は、請求項3に記載の溶接教示位置補正システムにおいて、前記ターゲットは、前記ワークの打点部に当接する底面にマーキングが描かれた支持部と、前記支持部によって支持される球状の球体部と、を有し、前記二つの被撮像部は、前記マーキングと前記球体部の外縁であり、前記ターゲットは、前記マーキングの重心及び前記球体部の重心が、前記ワークの打点部を通り、かつ、当該ワークの打点部と同一平面に対して直交する直線上に存在することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the welding teaching position correcting system according to the third aspect, the target is supported by the support portion in which a marking is drawn on the bottom surface that comes into contact with the hitting point portion of the workpiece, and the support portion. A spherical sphere portion, and the two imaged portions are outer edges of the marking and the sphere portion, and the target has a center of gravity of the marking and a center of gravity of the sphere portion of the workpiece. It exists on the straight line which passes along a hit point part and is orthogonal to the same plane as the hit point part of the said workpiece | work.
請求項7に記載の発明は、請求項1〜6の何れか一項に記載の溶接教示位置補正システムにおいて、前記ワークは磁性体で形成され、前記ターゲットは、前記底面を有する土台部が磁石で形成されていることを特徴とする。
The invention according to
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の溶接教示位置補正システムにおいて、前記土台部は、それぞれの底面が同一平面上に存在し、互いに離間するように配置された3つの磁石で形成されていることを特徴とする。
The invention according to
請求項1に記載の発明によれば、ロボットの先端に設けられたスポット溶接ガンの二つの溶接チップのうち、少なくとも一方の溶接チップと交換して光軸が溶接チップの軸と同軸となるように撮像装置を取り付けるか、少なくとも一方の溶接チップに光軸が溶接チップの軸と同軸となるように撮像装置を取り付ける。また、ワークの打点部にターゲットを取り付ける。
そして、撮像装置により、ターゲットの二つの被撮像部を撮像する。画像処理手段は、撮像装置により撮像した撮像画像の画像処理を行って、撮像画像中における二つの被撮像部の位置からワークに対する溶接チップの位置及び傾き情報を取得する。プログラム補正手段は、画像処理手段による撮像画像の画像処理により取得したワークに対する溶接チップの傾き情報に基づいて、教示プログラムにおけるロボットの教示位置を補正する。
According to the first aspect of the present invention, the optical axis is coaxial with the axis of the welding tip by exchanging with at least one of the two welding tips of the spot welding gun provided at the tip of the robot. The image pickup apparatus is attached to the at least one welding tip, or the image pickup apparatus is attached so that the optical axis is coaxial with the axis of the welding tip. Moreover, a target is attached to the hitting part of the workpiece.
Then, the two imaging parts of the target are imaged by the imaging device. The image processing means performs image processing of the captured image captured by the imaging device, and acquires the position and inclination information of the welding tip with respect to the workpiece from the positions of the two imaged parts in the captured image. The program correction unit corrects the teaching position of the robot in the teaching program based on the inclination information of the welding tip with respect to the workpiece acquired by the image processing of the captured image by the image processing unit.
このように、カメラの撮像対象となるターゲットを溶接チップの進退方向に高さを有するものを用い、このターゲットにおけるワークの打点部からの高さが異なる二つの被撮像部を撮像することで、その二つの被撮像部の高さの差が大きくなる程、撮像画像中の被撮像部の位置のずれ量が大きくなる。
よって、従来のような厚さの小さいシールを撮像する場合に比べて、撮像画像での被撮像部の位置のずれを容易に認識することができ、解像度の高い高性能なカメラを用いなくても、精度良く溶接チップの傾きを検出することができ、オフライン教示プログラムを補正することができる。
In this way, by using a target that has a height in the advancing and retreating direction of the welding tip for the target to be imaged by the camera, by imaging the two imaged parts with different heights from the hitting point part of the workpiece on this target, The greater the difference in height between the two imaged parts, the greater the amount of displacement of the position of the imaged part in the captured image.
Therefore, compared to the case of imaging a sticker with a small thickness as in the past, it is possible to easily recognize the position shift of the imaged part in the captured image, without using a high-performance camera with high resolution. In addition, the inclination of the welding tip can be detected with high accuracy, and the off-line teaching program can be corrected.
また、撮像装置は、その光軸が溶接チップの軸と同軸となるように設けられているため、従来のように溶接チップ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が不要となり、オフラインティーチングにかかる手間を軽減することができる。また、予め撮像装置のキャリブレーションを行う必要がなくなるので、オフラインティーチングにかかる手間を軽減することができるほか、撮像装置のキャリブレーションの精度に起因する誤差の発生を抑制できる。 Also, the imaging device is required because its optical axis is coaxial with the axis of the welding tip, so that the axis of the welding tip and the optical axis of the camera do not coincide with each other as in the prior art. The teaching of the robot operation for recognizing the work, that is, the work by the camera is not necessary, and the labor for offline teaching can be reduced. In addition, since it is not necessary to calibrate the imaging apparatus in advance, it is possible to reduce the time and effort required for offline teaching and to suppress the occurrence of errors due to the calibration accuracy of the imaging apparatus.
また、撮像装置は、一方の溶接チップに着脱自在又は一方の溶接チップと交換可能とされているため、撮像装置は溶接チップの近傍又は溶接チップの取付領域を占めるだけとなる。これにより、撮像装置で打点部を撮像する姿勢をとる際に、撮像装置で打点部の撮像に適した姿勢を追求するあまり、ロボットやスポット溶接ガンが、周囲に存在するワークや治具に干渉するおそれを減らすことができる。よって、このような干渉を回避するための方策を取る必要がなく、オフラインティーチングにかかる手間を軽減することができる。 In addition, since the imaging device is detachably attached to one welding tip or replaceable with one welding tip, the imaging device only occupies the vicinity of the welding tip or the attachment region of the welding tip. As a result, the robot or spot welding gun interferes with the surrounding workpieces and jigs when the imaging device is in a posture to image the hitting portion and the imaging device pursues a posture suitable for imaging the hitting portion. The risk of doing so can be reduced. Therefore, it is not necessary to take a measure for avoiding such interference, and it is possible to reduce time and effort required for offline teaching.
請求項2に記載の発明によれば、プログラム補正手段は、二つの被撮像部の位置の差分から溶接チップの軸線がワークの打点部と同一平面に対して直交する直線に一致するように教示プログラムにおけるロボットの教示位置を補正する。プログラム補正手段が教示プログラムをこのように補正することにより、溶接チップのワークに対する傾き及び打点部からワークの面方向に対するずれを補正することができる。 According to the second aspect of the present invention, the program correction means teaches that the axis of the welding tip coincides with a straight line orthogonal to the same spot as the striking portion of the workpiece from the difference between the positions of the two imaged parts. Correct the robot teaching position in the program. By correcting the teaching program in this way by the program correction means, it is possible to correct the inclination of the welding tip with respect to the workpiece and the deviation from the hitting point portion to the surface direction of the workpiece.
請求項3に記載の発明によれば、ターゲットをワークの打点部に配置した際に、二つの被撮像部の位置に関するそれぞれの特徴量とワークの打点部とが同一直線上に存在するので、溶接チップがワークの打点部を通る垂線上にある場合には、撮像画像中の特徴量が一致することになる。一方、溶接チップがワークの打点部を通る垂線上にない場合には、撮像画像中の特徴量が一致しない。これにより、二つの被撮像部の特徴量が一致しているか否かを判断するだけで、溶接チップが傾いていることを検出することができる。
よって、教示プログラムの補正に関する処理を容易に処理することができる。
According to the third aspect of the present invention, when the target is arranged at the hit point portion of the work, the respective feature values related to the positions of the two imaged portions and the hit point portion of the work exist on the same straight line. When the welding tip is on a perpendicular passing through the hit point portion of the workpiece, the feature amounts in the captured image match. On the other hand, when the welding tip is not on a perpendicular line passing through the hit point portion of the workpiece, the feature amounts in the captured image do not match. Thereby, it is possible to detect that the welding tip is tilted only by determining whether or not the feature amounts of the two imaged parts match.
Therefore, the processing related to the correction of the teaching program can be easily processed.
請求項4に記載の発明によれば、ターゲットをワークの打点部に配置した際に、底面の外縁から求まる底面の中心と上面の外縁から求まる上面の中心とワークの打点部とが同一直線上に存在するので、溶接チップがワークの打点部を通る垂線上にある場合には、撮像画像中の底面の中心と上面の中心とが一致することになる。一方、溶接チップがワークの打点部を通る垂線上にない場合には、撮像画像中の底面の中心と上面の中心とが一致しない。これにより、ターゲットの底面の中心と上面の中心とが一致しているか否かを判断するだけで、溶接チップが傾いていることを検出することができる。
よって、教示プログラムの補正に関する処理を容易に処理することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, when the target is disposed at the hit point portion of the workpiece, the center of the bottom surface obtained from the outer edge of the bottom surface, the center of the upper surface obtained from the outer edge of the upper surface, and the hit point portion of the workpiece are collinear. Therefore, when the welding tip is on a vertical line passing through the hit point portion of the workpiece, the center of the bottom surface in the captured image coincides with the center of the top surface. On the other hand, when the welding tip is not on a perpendicular line passing through the hit point portion of the workpiece, the center of the bottom surface in the captured image does not match the center of the top surface. Thereby, it is possible to detect that the welding tip is tilted only by determining whether or not the center of the bottom surface of the target is coincident with the center of the top surface.
Therefore, the processing related to the correction of the teaching program can be easily processed.
請求項5に記載の発明によれば、ターゲットをワークの打点部に配置した際に、第1のマーキングの重心と第2のマーキングの重心とワークの打点部とが同一直線上に存在するので、溶接チップがワークの打点部を通る垂線上にある場合には、撮像画像中の第1のマーキングの重心と第2のマーキングの重心とが一致することになる。一方、溶接チップがワークの打点部を通る垂線上にない場合には、撮像画像中の第1のマーキングの重心と第2のマーキングの重心とが一致しない。これにより、第1のマーキングの重心と第2のマーキングの重心とが一致しているか否かを判断するだけで、溶接チップが傾いていることを検出することができる。
よって、教示プログラムの補正に関する処理を容易に処理することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, when the target is disposed at the hit point portion of the workpiece, the center of gravity of the first marking, the center of gravity of the second marking, and the hit point portion of the workpiece exist on the same straight line. When the welding tip is on a perpendicular line passing through the hit point portion of the workpiece, the center of gravity of the first marking and the center of gravity of the second marking in the captured image coincide with each other. On the other hand, when the welding tip is not on the perpendicular line passing through the hit point portion of the workpiece, the center of gravity of the first marking in the captured image does not match the center of gravity of the second marking. Thereby, it is possible to detect that the welding tip is tilted only by determining whether or not the center of gravity of the first marking and the center of gravity of the second marking coincide with each other.
Therefore, the processing related to the correction of the teaching program can be easily processed.
請求項6に記載の発明によれば、ターゲットをワークの打点部に配置した際に、マーキングの重心と球体部の重心とワークの打点部とが同一直線上に存在するので、溶接チップがワークの打点部を通る垂線上にある場合には、撮像画像中のマーキングの重心と球体部の重心とが一致することになる。一方、溶接チップがワークの打点部を通る垂線上にない場合には、撮像画像中のマーキングの重心と球体部の重心とが一致しない。これにより、マーキングの重心と球体部の重心とが一致しているか否かを判断するだけで、溶接チップが傾いていることを検出することができる。
よって、教示プログラムの補正に関する処理を容易に処理することができる。
According to the sixth aspect of the present invention, when the target is arranged at the hitting point of the workpiece, the center of gravity of the marking, the center of gravity of the spherical body, and the hitting point of the workpiece exist on the same straight line. If it is on a perpendicular line passing through the hit point portion, the center of gravity of the marking in the captured image coincides with the center of gravity of the sphere. On the other hand, when the welding tip is not on a perpendicular line passing through the hit point portion of the workpiece, the center of gravity of the marking in the captured image does not match the center of gravity of the sphere. As a result, it is possible to detect that the welding tip is tilted only by determining whether or not the center of gravity of the marking and the center of gravity of the sphere are coincident.
Therefore, the processing related to the correction of the teaching program can be easily processed.
請求項7に記載の発明によれば、ターゲットの土台部を磁石とすることにより、ターゲットは磁力により磁性体のワークに貼り付けることができる。
これにより、テープ等でターゲットをワークに貼り付ける場合に比べてその着脱作業が容易になる。また、テープ等を剥がした際にワークにテープの粘着成分が残ったりしないので、溶接の際にワークに悪影響を与えることもない。
また、ワークに塗料やインクでターゲットを描く場合のように、ターゲットの大きさにバラツキができることもないので、教示プログラムの補正に際して悪影響を与えることもない。また、塗料やインクの成分が溶接の際にワークに悪影響を与えることもない。
According to the seventh aspect of the invention, by using the base portion of the target as a magnet, the target can be attached to a magnetic work by magnetic force.
Thereby, the attaching / detaching work is facilitated as compared with the case where the target is attached to the work with a tape or the like. Further, since the adhesive component of the tape does not remain on the workpiece when the tape or the like is peeled off, the workpiece is not adversely affected during welding.
Further, since there is no variation in the size of the target as in the case where the target is drawn with paint or ink on the work, there is no adverse effect on the correction of the teaching program. In addition, the components of paint and ink do not adversely affect the workpiece during welding.
請求項8に記載の発明によれば、土台部を互いに離間して配置された3つの磁石で形成することにより、ワークの打点部の周辺に局部的な突起やひずみがある場合であっても、その位置を外して3つの磁石をワークの平坦な場所に設置させることができ、ターゲットのワークへの取り付けの自由度を増すことができる。
また、磁石を3つとすることは、ターゲットの設置を安定させるのに必要最低限の数量なので、ターゲットの軽量化、部品点数の減少、これらに伴うコストダウンを図ることができる。
According to the eighth aspect of the present invention, even if there is a local protrusion or distortion around the hitting point portion of the work, the base portion is formed by three magnets arranged apart from each other. The position of the magnet can be removed and the three magnets can be installed on a flat place of the work, and the degree of freedom of attaching the target to the work can be increased.
In addition, the use of three magnets is the minimum quantity necessary to stabilize the installation of the target. Therefore, it is possible to reduce the weight of the target, reduce the number of parts, and reduce the costs associated therewith.
以下、図面を参照して、溶接教示位置補正システムの最良の実施形態について詳細に説明する。
<溶接教示位置補正システムの構成>
図1に示すように、溶接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W(二枚の板状部材w1,w2)の打点部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手段としての画像処理装置6と、スポット溶接ガン3によって溶接されるワークWの打点部に取り付けられるターゲット10と、を備えている。
Hereinafter, the best embodiment of a welding teaching position correction system will be described in detail with reference to the drawings.
<Configuration of welding teaching position correction system>
As shown in FIG. 1, a welding teaching
(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
Each joint 22 is one of a swing joint that pivots one end of the
(スポット溶接ガン)
図1〜図4に示すように、スポット溶接ガン3は、二つの溶接チップ(電極)31,32を備えている。一方の溶接チップ31は、アーム33とともに固定されている。他方の溶接チップ32は、サーボモータ(図示略)によりガン開閉軸35を駆動させ、一方の溶接チップ31に向かってアーム33とともに駆動する。溶接チップ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ガン開閉軸35を駆動させ、溶接チップ31と溶接チップ32の間隔を狭めていくことにより、ワークWを溶接チップ31,32で挟持することができる。そして、ワークWを溶接チップ31,32で挟んだ状態で各溶接チップ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 to 4, the
(カメラ)
図3、図4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。図3に示すように、カメラ4は、二つの溶接チップ31,32のうち、少なくとも一方の溶接チップ32に対して着脱自在に設けることができる。このとき、カメラ4は、その光軸が溶接チップ31,32の軸と同軸となるように設けられている。
また、図4に示すように、カメラ4は、少なくとも一方の溶接チップ32をアーム33から取り外し、その取り外した位置に設けることもできる。言い換えると、溶接チップ32とカメラ4をアーム33に対して交換可能に設けることができる。なお、本実施形態においては、図4に示すように、溶接チップ32とカメラ4を交換した例について説明する。
また、図5に示すように、カメラ4には、画像処理装置6と無線通信により接続して無線通信装置9を構成する通信機91が設けられている。通信機91は、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通信機92に向けて送信する。
なお、使用されるカメラ4は、ワークWとカメラ4の距離について誤差が生じた場合にも、確実に打点部を認識するために、焦点範囲が広い(焦点深度範囲が長い)特性をもつものを使用することが望ましい。
(camera)
As shown in FIGS. 3 and 4, for example, a small CCD camera is used as the
Moreover, as shown in FIG. 4, the
As shown in FIG. 5, the
Note that the
(制御装置)
図5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、各処理を実行するための処理プログラムや処理データ等が記憶されるメモリ52と、を備えている。
メモリ52には、ロボット2を駆動させる処理プログラム等が記憶されるプログラムエリア53と、ロボット2の駆動制御に当たって必要なデータが記憶されたデータエリア54と、種々のワークメモリやカウンタなどが設けられ、各処理が行われる作業エリア55と、が形成されている。
(Control device)
As shown in FIG. 5, the
The
プログラムエリア53には、ロボット2及びスポット溶接ガン3に溶接動作を教示して動作制御を行う機能を実現させる教示プログラム53aが記憶されている。
プログラムエリア53には、画像処理装置6から送信されてきた撮像画像の画像処理により取得した撮像画像中におけるワークWの打点部の位置情報に基づいて、教示プログラム53aにおけるロボット2の教示位置を複数の方向に補正する機能を実現させる補正プログラム53bが記憶されている。すなわち、制御装置5は、画像処理装置6から教示プログラム53aを補正するための複数の位置成分の補正値を受信してデータエリア54に記憶させる。そして、補正プログラム53bの実行時にデータエリア54から補正値を読み取って教示プログラム53aを補正する。
The
In the
また、この補正プログラム53bは、画像処理装置6により取得したワークWの打点部に対する溶接チップ31,32(カメラ4)の位置情報及び傾き情報に基づいて、教示プログラム53aにおけるロボット2の教示位置を補正する機能も有している。すなわち、制御装置5は、画像処理装置6から教示プログラム53aを補正するための複数の位置成分に加えてスポット溶接ガン3に設けられた溶接チップ31,32の傾きに関する補正値を受信してデータエリア54に記憶させる。そして、補正プログラム53bの実行時にデータエリア54から補正値を読み取って教示プログラム53aを補正する。
Further, the
ここで、補正プログラム53bは、教示プログラム53aに基づいて溶接チップ31,32の軸上近傍にワークWの打点部が位置するようにロボット2を移動させた場合に、カメラ4により撮像されたターゲット10の撮像画像における二つの被撮像部の位置の差分に基づいて、溶接チップ31,32の軸線がワークWの打点部と同一平面に対して直交する直線(Z軸方向)に一致するように教示プログラム53aにおけるロボット2の教示位置を補正する。なお、補正プログラム53bによる具体的な補正方法については後述する。
プログラムエリア53には、カメラ4で撮像した撮像画像中におけるロボット2の位置(カメラ座標におけるロボットの位置)と実際のロボット2の位置(ロボットツール座標におけるロボットの位置)とのずれを修正するキャリブレーションプログラム53cが記憶されている。
なお、溶接教示位置の補正にあたり、図7に示すように、溶接チップの軸方向に直交する方向をX方向、溶接チップの軸方向に直交するとともにX方向に直交する方向をY方向、溶接チップの軸方向に沿った方向をZ方向とする。
Here, the
In the
In correcting the welding teaching position, as shown in FIG. 7, the direction orthogonal to the axial direction of the welding tip is the X direction, the direction orthogonal to the axial direction of the welding tip and the direction orthogonal to the X direction is the Y direction, and the welding tip. The direction along the axial direction is taken as the Z direction.
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と、カメラ4による撮像画像等のユーザに報知する情報を表示する表示装置8とが設けられている。
なお、入力装置7と表示装置8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
The
(画像処理装置)
図5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の画像処理プログラムに従って各処理を実行するCPU61と、各処理を実行するための処理プログラムや処理データ等が記憶されるメモリ62と、を備えている。
メモリ62には、撮像画像の画像処理プログラム等が記憶されるプログラムエリア63と、画像処理にあたって必要なデータが記憶されたデータエリア64と、種々のワークメモリやカウンタなどが設けられ、各処理が行われる作業エリア65と、が形成されている。
(Image processing device)
As shown in FIG. 5, the
The
プログラムエリア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って、撮像画像中における溶接チップ31,32によるワークの打点部の位置情報、ワークWの上面に直交する垂線に対する溶接チップ31,32の軸線の傾き情報を取得する機能を実現させる解析プログラム63aが記憶されている。
プログラムエリア63には、制御装置5で教示プログラム53aの補正をするにあたり、X方向及びY方向の位置成分を補正するための補正値を算出するXY補正値算出プログラム63bが記憶されている。
プログラムエリア63には、制御装置5で教示プログラム53aの補正をするにあたり、Z方向の位置成分を補正するための補正値を算出するZ補正値算出プログラム63cが記憶されている。
プログラムエリア63には、制御装置5で教示プログラム53aの補正をするにあたり、ワークWの上面に直交する直線に対する溶接チップ31,32の傾きを補正するための補正値を算出する傾き補正値算出プログラム63dが記憶されている。
In the
In the
The
In the
データエリア64には、予め設定された撮像領域での最適な打点位置(例えば、撮像領域の中心位置)が記憶されており、データエリア64は、記憶手段として機能する。なお、予め設定された撮像領域での最適な打点位置は、画像処理装置6のデータエリア64に記憶されているものに限らず、制御装置5のデータエリア54に記憶させておいてもよい。このとき、データエリア54は記憶手段として機能する。
The
画像処理装置6には、カメラ4と無線通信により接続して無線通信装置9を構成する通信機92が設けられている。通信機92は、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通信機91から受信する。
The
図6は、溶接教示位置補正システム1の機能を示すブロック図である。
溶接教示位置補正システム1は、ロボット2の動作制御を行うロボット制御部100を有する。このロボット制御部100の機能は、制御装置5が担う。
ロボット制御部100は、CPU51が教示プログラム53aを実行することにより、ロボット2に動作信号を送信してロボット2及びスポット溶接ガン3等の動作制御を行う動作制御部101を有する。この動作制御部101が動作制御手段として機能する。
ロボット制御部100は、CPU51が補正プログラム53bを実行することにより、画像処理装置6から受信した補正値に基づいて、教示プログラム53aの補正を行う補正部102を有する。この補正部102がプログラム補正手段として機能する。
ロボット制御部100は、CPU51がキャリブレーションプログラム53cを実行することにより、カメラ座標におけるロボット2の位置とロボットツール座標におけるロボットの位置とのずれを修正するキャリブレーション部103を有する。
FIG. 6 is a block diagram illustrating functions of the welding teaching
The welding teaching
The robot control unit 100 includes an operation control unit 101 that transmits an operation signal to the
The robot control unit 100 includes a correction unit 102 that corrects the teaching program 53a based on the correction value received from the
The robot control unit 100 includes a calibration unit 103 that corrects a deviation between the position of the
溶接教示位置補正システム1は、ロボット制御部100からの制御信号に基づき、動作するロボット動作部104を有する。このロボット動作部104の機能は、アーム23等のロボット2の駆動部分が担う。
溶接教示位置補正システム1は、ロボット動作部104の動作により駆動してワークWに対してスポット溶接を行う溶接部105を有する。この溶接部105の機能は、二つの溶接チップ31,32を備えるスポット溶接ガン3が担う。
溶接教示位置補正システム1は、溶接チップ31,32によるワークの打点部に設けられたターゲット10を撮像する撮像部106を有している。この撮像部106の機能は、カメラ4が担う。
溶接教示位置補正システム1は、溶接チップ32がワークに接触したことを検出する検出部107を有している。この検出部107の機能は、溶接チップ32に設けられた圧力センサ34が担う。なお、溶接チップ32に圧力センサ34が設けられるのは、教示プログラム53aを補正するときだけであり、実際に溶接をする際には通常の溶接チップ32に交換して作業を行う。すなわち、圧力センサ34は、Z方向の位置の補正を行うときに用いられる。また、圧力センサ34にて検出したときの検出信号は通信機91及び通信機92を介して無線送信され、画像処理装置6に送られる。
溶接教示位置補正システム1は、撮像部106又は検出部107と画像処理部110とを無線接続する通信部108を有する。この通信部18の機能は、無線通信装置9が担う。
The welding teaching
The welding teaching
The welding teaching
The welding teaching
The welding teaching
溶接教示位置補正システム1は、撮像部106により撮像された撮像画像の画像処理を行う画像処理部110を有する。この画像処理部110の機能は、画像処理装置6が担う。
画像処理部110は、CPU61が解析プログラム63aを実行することにより、撮像部106で撮像された撮像画像の画像処理を行って、撮像画像中における溶接チップ31,32によるワークWの打点部の位置情報、ワークWの打点部に対する溶接チップ31,32(カメラ4)の傾き情報を解析する解析部111を有する。この解析部111が画像処理手段として機能する。
The welding teaching
The image processing unit 110 performs image processing of the captured image captured by the imaging unit 106 by the
画像処理部110は、CPU61がXY補正値算出プログラム63bを実行することにより、動作制御部101により教示プログラム53aに基づいて溶接チップ31,32の軸上近傍に打点部が位置するようにロボット動作部104を移動させた場合に、カメラ4により撮像された撮像画像における打点部の位置と、予め設定された最適な打点位置の撮像領域での位置(例えば、撮像画像における撮像領域の中心の位置)との差分に基づいて、ロボットツール座標での溶接チップ31,32の軸方向に直交する面方向の差分が所定値以下になるように教示プログラム53aにおけるロボット2の教示位置をロボットツール座標でのX方向、Y方向に補正するXY補正値算出部112を有する。このXY補正値算出部112がプログラム補正手段として機能する。ここで、所定値以下とは、理想的には、ロボットツール座標での溶接チップ31,32の軸方向に直交する面方向の差分が零になることである。
When the
画像処理部110は、CPU61がZ補正値算出プログラム63cを実行することにより、ワークWへの接触により溶接チップ32のワークWへの接触を検出する検出手段としての圧力センサ34が溶接チップ32のワークWへの接触を検出したときのロボットツール座標での溶接チップ32の軸方向におけるロボット2の位置に基づいて、教示プログラム53aにおけるロボット2の教示位置をロボットツール座標での溶接チップ32の軸方向に補正するZ方向補正値算出部113を有する。このZ補正値算出部22がプログラム補正手段として機能する。
In the image processing unit 110, the
画像処理部110は、CPU61が傾き補正値算出プログラム63dを実行することにより、動作制御部101により教示プログラム53aに基づいて溶接チップ31,32の軸上近傍に打点部が位置するようにロボット動作部104を移動させた場合に、カメラ4により撮像された撮像画像における二つの被撮像部の位置の差分に基づいて、ロボットツール座標での溶接チップ31,32の軸線がワークWの打点部と同一平面に対して直交する直線に一致するように教示プログラム53aにおけるロボット2の教示位置を補正する傾き補正値算出部114を有する。この傾き補正値算出部114がプログラム補正手段として機能する。
When the
(ターゲット)
図8に示すように、ターゲット10は、溶接チップ31,32によるワークWの打点部に取り付けられ、当該ワーク打点部からの高さが異なる二つの被撮像部を有する。
具体的に、ターゲット10は、円板状の土台部11と、土台部11の上面に設けられた円錐台状の上体部12と、を備えている。なお、土台部11と上体部12は、一体に形成されていても良いし、別個に形成されたものを接着したものであっても良い。土台部11も上体部12も上方から見れば共に円形であり、上体部12の上面は、土台部11の底面よりも縮径された円形状に形成されている。これにより、ターゲット10を上方からカメラ4で撮像した際に、土台部11の底面の外縁11aと、上体部12の上面の外縁12aとがカメラ4によって撮像される。すなわち、土台部11の底面の外縁11aと、上体部12の上面の外縁12aとが被撮像部となる。
土台部11の底面と上体部12の上面は、互いに平行となるように形成されている。また、ターゲット10は、ワークWの打点部に載置した際に、土台部11の底面と上体部12の上面がワークWの上面に平行となるように形成されている。
土台部11及び上体部12は、上体部12の高さが土台部11の高さに対して数倍高くなるように形成されている。
ターゲット10は、底面及び上面のそれぞれの外縁により形成される円の中心(ターゲット10の底面の中心及び上面の中心)が、ワークWの打点部を通り、かつ、当該ワークWの打点部と同一平面(ワークWの上面)に対して直交する直線上に存在するように形成され、ワークW上に配置される。すなわち、ターゲット10の底面の中心及び上面の中心は、これらの面に直交する同一直線上に存在するようにワークWが形成されている。そして、ターゲット10は、当該ターゲット10の中心線とワークWの上面の直交する直線が重なるようにワークWの上面に配置される。
ここで、ターゲット10の底面の中心及び上面の中心は、円形状に形成された底面及び上面の形状を特徴づける位置に関する特徴量であり、カメラ4で撮像した撮像画像を画像処理部6においてCPU61が解析プログラム63aを実行することにより求めることができる。
(target)
As shown in FIG. 8, the
Specifically, the
The bottom surface of the
The
In the
Here, the center of the bottom surface and the center of the top surface of the
<溶接教示位置補正システムによる教示位置の補正処理>
次に、溶接教示位置補正システムによる教示位置の補正処理について説明する。以下、X方向及びY方向の補正と、Z方向の補正と、溶接チップ31,32の傾きの補正とに分けて順に説明する。
1.X方向及びY方向の補正
(1)補正の流れ
図9に示すように、制御装置5のCPU51が教示プログラム53aを実行することにより、溶接チップ32の軸上近傍にワークの打点部が位置するようにロボット2を移動させる(ステップS1)。
次いで、CPU51は、カメラ4に撮像指令信号を送り、カメラ4にワークの打点部を撮像させる(ステップS2)。
そして、CPU51は、撮像した撮像画像の画像データを、通信機91を介して通信機92に無線送信する。撮像画像の画像データを受信した通信機92は、画像処理装置6に当該画像データを送る(ステップS3)。
次いで、画像処理装置6のCPU61は、解析プログラム63aを実行することにより、画像データの画像処理を行い、撮像画像中におけるワークの打点部の位置情報を解析する。そして、CPU61は、XY補正値算出プログラム63bを実行することにより、撮像画像中におけるワークの打点部の位置情報と、撮像画像領域の最適な打点位置の位置情報とから、XY補正値を算出し(ステップS4)、制御装置5に送信する。
次いで、CPU51は、補正プログラム53bを実行することにより、算出されたXY補正値に基づいて教示プログラム53aを補正し、補正されたプログラムに更新し(ステップS5)、これをもって本処理を終了させる。
<Teaching position correction processing by welding teaching position correction system>
Next, a teaching position correction process by the welding teaching position correction system will be described. Hereinafter, the correction will be described in order by correcting the correction in the X direction and the Y direction, the correction in the Z direction, and the correction of the inclination of the
1. Correction in X direction and Y direction (1) Correction flow As shown in FIG. 9, when the
Next, the
Then, the
Next, the
Next, the
ここで、X方向及びY方向の補正処理について、具体例を挙げて説明する。
溶接チップ32の軸上近傍にワークWの打点部が位置するようにロボット2を移動させ、カメラ4で打点部Mを撮像したときの撮像画像が図10に示すようなものであったとする。
このような状態において、CPU61が解析プログラム63aを実行することにより、CPU61は、撮像領域Rの最適な打点位置座標(0,0)と、打点部Mの中心位置座標(x1,y1)を求める。そして、CPU61は、XY補正値算出プログラム63bを実行することにより、打点部Mの中心位置座標が撮像画像中の撮像領域Rの最適な打点位置座標(0,0)に来るようにロボット2の教示プログラム53aの補正値を算出する。この場合、打点部Mの中心位置座標をX方向に−x1、Y方向に−y1移動させることで両位置座標が一致するので、この補正値を制御装置5に送信する。すると、制御装置5のCPU51は、補正プログラム53bを実行することにより、教示プログラム53a中の位置座標データをX方向に−x1だけ加算し、Y方向に−y1だけ加算して、教示プログラム53aを補正する。
Here, the correction processing in the X direction and the Y direction will be described with specific examples.
Assume that the captured image when the
In such a state, when the
(2)XY補正値算出処理
カメラで撮像した撮像画像中における打点部の位置情報と撮像画像領域の最適な打点位置の位置情報とから、XY補正値を算出する処理について説明する。
カメラ4をアーム33に取り付けた後、図11に示すように、XY補正値算出処理を開始すると、制御装置5のCPU51は、教示プログラム53aに基づいて溶接チップ32の軸上近傍に打点部がくるようにロボット2を移動させる(ステップS11:第1移動工程)。
次いで、CPU51は、画像処理装置6に対して撮像要求を行い、カメラ4により打点部を撮像させる(ステップS12:第1撮像工程)。
次いで、CPU51は、XY平面上においてロボット2をキャリブレーションプログラム53cにおいて予め設定された方向に予め設定された距離だけ移動させる(ステップS13:第2移動工程)。
次いで、CPU51は、画像処理装置6に対して撮像要求を行い、カメラ4により打点部を撮像させる(ステップS14:第2撮像工程)。
次いで、CPU51は、ステップS12において撮像された撮像画像における打点部の位置と、ステップS14において撮像された撮像画像における打点部の位置と、ステップS13においてロボットを移動させた方向及び距離と、予めデータエリア64に記憶された撮像画像における最適な打点位置、例えば、撮像領域の中心位置と、に基づいて、撮像画像における打点部を撮像領域の中心位置まで移動させるために必要なロボット2の移動方向及び移動距離、すなわち、XY補正値を算出する(ステップS15:算出工程)。
次いで、CPU51は、ステップS15において算出されたXY補正値に基づいて教示プログラム53aを補正する(ステップS16:教示プログラムの補正工程)。
(2) XY Correction Value Calculation Processing Processing for calculating the XY correction value from the position information of the hit point portion in the captured image captured by the camera and the position information of the optimum hit point position of the captured image area will be described.
After the
Next, the
Next, the
Next, the
Next, the
Next, the
ここで、XY補正値算出処理について、具体例を挙げて説明する。
溶接チップ32の軸上近傍にワークWの打点部が位置するようにロボット2を移動させ、カメラ4で打点部M1を撮像したときの撮像画像が図12(a)に示すような状態であったとする。このような状態において、CPU51は、キャリブレーションプログラム53cで予め設定された方向及び距離にロボット2を移動させる。ここで、ロボットツール座標上でX方向に距離Lだけ移動させた場合に、図12(b)に示すような状態になったとする。
この場合、ロボット2をX方向にしか移動させていないことから、打点部M1と打点部M2とを直線で結んだ線の方向がロボットツール座標上の移動に相当することがわかる。また、そのX方向に直交する方向がY方向であることもわかる。今、Y方向はX軸を撮像画像上で90°回転させた方向とする。
さらに、打点部M1のXY位置座標が(x1,y1)、打点部M2のXY位置座標が(x2,y2)とすると、カメラ座標上におけるロボットツール座標のX方向及びY方向のベクトルは、それぞれ、
この式に基づき、例えば、最適な打点位置を撮像領域Rの中心座標(0,0)とすると、ロボット2のX補正量Lx及びY補正量Lyは、以下の各式で算出することができる。
The captured image when the
In this case, since the
Further, assuming that the XY position coordinates of the hit point M1 are (x1, y1) and the XY position coordinates of the hit point M2 are (x2, y2), the vectors of the X and Y directions of the robot tool coordinates on the camera coordinates are respectively ,
Based on this equation, for example, if the optimum hit point position is the center coordinate (0, 0) of the imaging region R, the X correction amount Lx and the Y correction amount Ly of the
2.Z方向の補正
図13に示すように、制御装置5のCPU51が教示プログラム53aを実行することにより、溶接チップ32がワークに近づくようにロボット2を移動させる(ステップS21)。
次いで、画像処理装置6のCPU61は、圧力センサ34がワークWとの接触を検出した検出信号を受信したか否かを判断する(ステップS22)。ここで、CPU61が、圧力センサ34がワークWとの接触を検出した検出信号を受信したと判断した場合(ステップS22:YES)、CPU61は、圧力センサ34がワークに接触した時点におけるロボットの位置を抽出する(ステップS23)。
次いで、CPU61は、Z補正値算出プログラム63cを実行することにより、ステップS13で抽出したロボット2の位置座標と教示プログラム53aに基づくロボット2の位置座標からZ補正値を算出し(ステップS24)、制御装置5に送信する。
次いで、制御装置5のCPU51は、補正プログラム53bを実行することにより、算出されたZ補正値に基づいて教示プログラム53aを補正し、補正されたプログラムに更新し(ステップS25)、これをもって本処理を終了させる。
2. Correction in Z Direction As shown in FIG. 13, the
Next, the
Next, the
Next, the
ここで、Z方向の補正処理について、具体例を挙げて説明する。
溶接チップ32がワークに近づくようにロボット2を移動させ、圧力センサ34がワークに接触したときのロボット2の位置が図14における実線の位置であったとする。
このような状態において、教示プログラム53aに基づくロボット2の位置が図14における鎖線の位置であったとすると、CPU61は、Z補正値算出プログラム63cを実行することにより、両位置のZ方向の差分z1を算出する。この場合、ロボット2をZ方向に−z1移動させることで両位置座標が一致するので、この補正値を制御装置5に送信する。すると、制御装置5のCPU51は、補正プログラム53bを実行することにより、教示プログラム53a中の位置座標データをZ方向に−z1だけ加算して、教示プログラム53aを補正する。
Here, the correction process in the Z direction will be described with a specific example.
Assume that the
In such a state, assuming that the position of the
(傾きの補正)
1.補正の流れ
図15に示すように、制御装置5のCPU51が教示プログラム53aを実行することにより、溶接チップ32の軸上近傍にワークの打点部のターゲット10が位置するようにロボット2を移動させる(ステップS31)。
次いで、CPU51は、カメラ4に撮像指令信号を送り、カメラ4にターゲット10を撮像させる(ステップS32)。このとき、カメラ4は、ターゲット10の底面の外縁と上面の外縁を撮像画像に捉えるように撮像する。これにより、撮像画像においては、ターゲット10の底面の外縁により形成される円と上面の外縁により形成される円とを認識できる。
そして、CPU51は、撮像した撮像画像の画像データを、通信機91を介して通信機92に無線送信する。撮像画像の画像データを受信した通信機92は、画像処理装置6に当該画像データを送る(ステップS33)。
次いで、画像処理装置6のCPU61は、解析プログラム63aを実行することにより、画像データの画像処理を行い、撮像画像中におけるターゲット10の底面及び上面の中心の位置情報を解析する。そして、CPU61は、傾き補正値算出プログラム63dを実行することにより、撮像画像中におけるターゲット10の底面及び上面の中心の位置情報から、傾き補正値を算出し(ステップS34)、制御装置5に送信する。
次いで、CPU51は、補正プログラム53bを実行することにより、算出された傾き補正値に基づいて教示プログラム53aを補正し、補正されたプログラムに更新し(ステップS35)、これをもって本処理を終了させる。
(Slope correction)
1. Flow of Correction As shown in FIG. 15, the
Next, the
Then, the
Next, the
Next, the
ここで、溶接チップ31,32の傾きの補正処理について、具体例を挙げて説明する。
図16に示すように、溶接チップ31,32がワークWの打点部がある上面に対して直交する直線に沿って移動可能な状態にある場合、カメラ4はターゲット10の底面及び上面に対して直交する方向に光軸があることになる。この場合、図17に示すように、撮像画像においては、底面の外縁により形成される円C1の中心O1と上面の外縁により形成される円C2の中心O2がワークの打点部Mと重なることになる。すなわち、ターゲット10は、底面の中心と上面の中心とがそれぞれの面に直交する直線状にあり、この直線がワークの打点部Mを通るようにターゲット10はワークW上に設けられるので、ターゲット10の底面及び上面の中心と、ワークWの打点部Mとが溶接チップ31,32の軸線を通ることになる。そして、これをカメラ4で撮像した際に、底面及び上面の中心とワークWの打点部Mとが一致しているということは、カメラ4が溶接チップ31,32の軸線上にあるということになる。よって、溶接チップ31,32はワークWに対して傾いていないということがわかる。
Here, the correction process of the inclination of the
As shown in FIG. 16, when the
一方、図18に示すように、溶接チップ31,32がワークWの打点部がある上面に対して直交する直線に沿って移動可能な状態でない場合、カメラ4の光軸はターゲット10の底面及び上面に対して直交する直線に対して傾いた状態となる。この場合、図19に示すように、撮像画像においては、底面の外縁により形成される円C1の中心O1は、ワークWの打点部Mと一致しているが、ターゲット10の上面の外縁により形成される円C2の中心O2とは重ならない。これは、ターゲット10の底面と上面との間に高さがあるためである。すなわち、ターゲット10は、底面の中心と上面の中心とがそれぞれの面に直交する直線状にあり、この直線がワークの打点部Mを通るようにターゲット10はワークW上に設けられるので、ターゲット10の底面及び上面の中心と、ワークWの打点部Mとが溶接チップ31,32の軸線を通ることになる。そして、これをカメラ4で撮像した際に、底面の中心と上面の中心とがずれているということは、カメラ4が溶接チップ31,32の軸線上にないということになる。よって、溶接チップ31,32はワークWに対して傾いているということがわかる。
On the other hand, as shown in FIG. 18, when the
次に、傾き補正値算出処理について、具体例を挙げて説明する。
溶接チップ31,32の軸上近傍にワークWの打点部Mが位置するようにロボット2を移動させ、カメラ4でターゲット10を撮像したときのカメラ4とターゲット10の状態が図20に示す状態であったとする。ここで、傾き補正値の算出にあたり、溶接チップ31,32の軸線に対するカメラ4の光軸の傾斜角をθ、カメラ4からワークWの打点部Mまでの高さをH、ターゲット10の底面から上面までの高さをh、カメラ4の光軸に対して傾斜しているターゲット10の底面から上面までのカメラ4の光軸に沿った高さをB、ターゲット10の上面の中心O2を通ると共にカメラ4の光軸に直交する直線上におけるカメラ4の光軸とターゲット10の上面の中心O2との距離をA、ターゲット10の底面の中心O1及びワークの打点部Mを通ると共にカメラ4の光軸に直交する直線上におけるカメラ4の光軸と上面の中心O2を結ぶ直線とターゲット10の上面の中心O2との距離をΔSとする。
なお、撮像画像は、ターゲット10の底面及び上面を捉えるように撮像されているので、撮像画像上におけるターゲット10の底面の中心O1と上面の中心O2との距離は図20におけるΔSと一致する。
すると、傾きθの場合の溶接チップ31,32の傾き補正量ΔSは、
ΔS=H/(H−h・cosθ)×h・sinθ
で求めることができる。
そして、CPU51は、これらの式に基づいて算出された傾き補正量ΔSに基づいて、教示プログラム53aを補正する。
例えば、H=40mm、h=10mm、θ=1°とした場合、ΔS=0.233mmとなり、
従来と同じように、市販されている1辺が500画素のカメラで、視野が1辺25mmとすると、その分解能は1画素あたり0.05mmとなるから、高精度のカメラを用いなくても傾きを十分に認識することができる。
Next, the inclination correction value calculation process will be described with a specific example.
The state of the
Since the captured image is captured so as to capture the bottom surface and the top surface of the
Then, the inclination correction amount ΔS of the
ΔS = H / (H−h · cos θ) × h · sin θ
Can be obtained.
Then, the
For example, when H = 40 mm, h = 10 mm, and θ = 1 °, ΔS = 0.233 mm,
As in the past, a commercially available camera with one side of 500 pixels and a field of view of 25 mm per side has a resolution of 0.05 mm per pixel, so it can be tilted without using a high-precision camera. Can be fully recognized.
<作用効果>
このように、溶接教示位置補正システム1により、教示プログラム53aを補正する際には、最初に、ロボット2の先端に設けられたスポット溶接ガン3の二つの溶接チップ31,32のうち、一方の溶接チップ32とカメラ4を交換してカメラ4の光軸が溶接チップ31の軸と同軸となるようにカメラ4を取り付け、ワークWの打点部Mにターゲット10を取り付ける。
そして、カメラ4により、ターゲット10の底面の外縁及び上面の外縁を撮像する。画像処理装置6は、カメラ4により撮像した撮像画像の画像処理を行って、撮像画像中におけるターゲット10の底面の中心と上面の中心の距離からワークWに対する溶接チップ31,32の傾き情報を取得する。CPU51は、補正プログラム53bを実行することにより、画像処理装置6による撮像画像の画像処理により取得したワークWに対する溶接チップの傾き情報に基づいて、教示プログラム53aにおけるロボット2の教示位置を補正する。
<Effect>
Thus, when the teaching program 53a is corrected by the welding teaching
Then, the
このように、カメラ4の撮像対象となるターゲット10として溶接チップ31,32の進退方向に高さを有するものを用い、このターゲット10におけるワークWの打点部Mからの高さが異なる二つの底面の外縁及び上面の外縁を撮像することで、ターゲット10の底面と上面との高さの差が大きくなる程、撮像画像中におけるターゲット10の底面の中心と上面の中心との間隔が大きくなる。
よって、従来のような厚さの小さいシールを撮像する場合に比べて、撮像画像でのターゲット10の底面と上面の位置のずれを容易に認識することができ、解像度の高い高性能なカメラを用いなくても、精度良く溶接チップ31,32の傾きを検出することができ、教示プログラム53aを補正することができる。
As described above, the
Therefore, compared with the conventional case of imaging a sticker with a small thickness, it is possible to easily recognize the displacement between the bottom surface and the top surface of the
また、カメラ4は、その光軸が溶接チップ31,32の軸と同軸となるように設けられているため、従来のように溶接チップ31,32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Wを認識するためのロボット動作の教示が不要となり、オフラインティーチングにかかる手間を軽減することができる。また、予めカメラ4のキャリブレーションを行う必要がなくなるので、オフラインティーチングにかかる手間を軽減することができるほか、カメラ4のキャリブレーションの精度に起因する誤差の発生を抑制できる。
Further, since the optical axis of the
また、カメラ4は、一方の溶接チップに着脱自在又は一方の溶接チップと交換可能とされているため、カメラ4は溶接チップ31,32の近傍又は溶接チップ31,32の取付領域を占めるだけとなる。これにより、カメラ4でワークWの打点部Mを撮像する姿勢をとる際に、カメラ4でワークWの打点部Mの撮像に適した姿勢を追求するあまり、ロボット2やスポット溶接ガン3が、周囲に存在するワークWや治具に干渉するおそれを減らすことができる。よって、このような干渉を回避するための方策を取る必要がなく、オフラインティーチングにかかる手間を軽減することができる。
Further, since the
また、CPU51は、補正プログラム53bを実行することにより、ターゲット10の底面の中心O1と上面の中心O2との差分から溶接チップ31,32の軸線がワークWの打点部Mと同一平面に対して直交する直線に一致するように教示プログラム53aにおけるロボット2の教示位置を補正する。これにより、溶接チップ31,32のワークWに対する傾きを補正することができる。
Further, the
また、ターゲット10をワークWの打点部Mに配置した際に、ターゲット10の底面の中心O1と上面の中心O2とワークWの打点部Mとが同一直線上に存在するので、溶接チップ31,32がワークWの打点部Mを通る直線上にある場合には、撮像画像中の各点が一致することになる。一方、溶接チップ31,32がワークWの打点部Mを通る直線上にない場合には、撮像画像中の各点が一致しない。これにより、底面の中心O1と上面の中心O2が一致しているか否かを判断するだけで、溶接チップ31,32が傾いていることを検出することができる。
よって、教示プログラム53aの補正に関する処理を容易に処理することができる。
Further, when the
Therefore, the processing related to the correction of the teaching program 53a can be easily processed.
<変形例>
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。
ターゲット10は、テープ等によりワークWに貼り付けられるが、教示プログラム53aの補正が終わって、実際に溶接をするためにターゲット10を剥がすときには、テープの粘着成分がワークWに残って溶接品質に影響を与えるおそれがある。
このような場合において、ワークWが磁石に引き寄せられる磁性体で形成されているならば、ターゲット10の底面を有する土台部11を磁石により形成しても良い。
これにより、ターゲット10は磁力により磁性体のワークWに貼り付けることができ、テープ等でターゲット10をワークWに貼り付ける場合に比べてその着脱作業が容易になる。また、テープ等を剥がした際にワークWにテープの粘着成分が残ったりしないので、溶接の際にワークWに悪影響を与えることもない。
また、図21に示すように、ワークWには、歪みd1(図21(a)参照)や局部的に形成された小突起d2(図21(b)参照)により打点部Mの周囲が平坦でない場合がある。
<Modification>
The present invention is not limited to the above embodiment.
The
In such a case, if the work W is formed of a magnetic body that is attracted to the magnet, the
Thereby, the
Further, as shown in FIG. 21, the work W has a flat area around the hitting point M due to distortion d1 (see FIG. 21 (a)) and locally formed small protrusions d2 (see FIG. 21 (b)). It may not be.
このような場合には、図22に示すように、それぞれの底面が同一平面上に存在する3つの磁石18a,18b,18cが底面となるように土台部11Aを形成したターゲット10Aにするとよい。
これにより、図23に示すように、ワークWの打点部Mの周辺に歪みd1や局部的な突起d2がある場合であっても、その位置を外して3つの磁石18a,18b,18cをワークWの平坦な場所に設置させることができ、ターゲットのワークWへの取り付けの自由度を増すことができる。
また、磁石を3つとすることは、ターゲットの設置を安定させるのに必要最低限の数量なので、ターゲットの軽量化、部品点数の減少、これらに伴うコストダウンを図ることができる。
In such a case, as shown in FIG. 22, the
Accordingly, as shown in FIG. 23, even if there is a distortion d1 or a local protrusion d2 around the hitting point M of the workpiece W, the position is removed and the three
In addition, the use of three magnets is the minimum quantity necessary to stabilize the installation of the target. Therefore, it is possible to reduce the weight of the target, reduce the number of parts, and reduce the costs associated therewith.
また、ターゲットは上記実施形態のように、円板状の土台部11と円錐台状の上体部12とから形成されるものに限らず、高さの異なる位置に二つの被撮像部があるように形成し、その被撮像部を撮像画像で認識することができればどのような形状であっても良い。
例えば、図24に示すように、ターゲット10Bを透明のアクリル等から形成された四角柱状とし、このターゲット10BにおけるワークWの打点部Mに当接する底面に第1のマーキングm1を施し、この底面に対して平行な上面に第2のマーキングm2を施しても良い。このとき、ターゲット10Bは、第1のマーキングm1及び第2のマーキングm2のそれぞれの重心G1,G2が、ワークWの打点部Mを通り、かつ、当該ワークWの打点部Mと同一平面に対して直交する直線上に存在する。
なお、各マーキングm1,m2は、ターゲット10Bにシールを貼り付けても良いし、ターゲット10Bに直接描いても良い。
そして、各マーキングm1,m2を被撮像部とし、撮像画像における各マーキングm1,m2の位置のずれに基づいて傾き補正量を算出し、この補正量を用いて教示プログラム53aを補正しても良い。
また、このようなマーキングm1,m2を施さなくとも、ターゲット10Bの底面及び上面の形状特徴量を撮像画像中で認識できればよい。すなわち、底面及び上面の中心に限らず、重心、頂点、対角線の交点等を用いてもよい。
Further, the target is not limited to the one formed from the disk-shaped
For example, as shown in FIG. 24, the
The markings m1 and m2 may be affixed to the
Then, each marking m1 and m2 may be taken as an imaged part, and an inclination correction amount may be calculated based on a positional shift of each marking m1 and m2 in the captured image, and the teaching program 53a may be corrected using this correction amount. .
Further, it is only necessary to recognize the shape feature values of the bottom surface and the top surface of the
また、図25に示すように、ターゲット10Cを、透明のアクリル等で形成し、かかるターゲット10Cは、ワークWの打点部Mに当接する底面にマーキングm3が描かれた支持部15と、支持部15によって支持される球状の球体部16と、を有するように形成しても良い。このとき、ターゲット10Cは、支持部15のマーキングm3の重心G3と球体部16の重心G4が、ワークWの打点部Mを通り、かつ、当該ワークWの打点部Mと同一平面に対して直交する直線上に存在する。
なお、マーキングm3は、ターゲット10Cにシールを貼り付けても良いし、ターゲット10Cに直接描いても良い。
そして、支持部15のマーキングm3と球体部16の外縁を被撮像部とし、撮像画像におけるマーキングm3の重心G3と球体部16の重心G4の位置のずれに基づいて傾き補正量を算出し、この補正量を用いて教示プログラム53aを補正しても良い。
また、このようなマーキングm3を施さなくとも、ターゲット10Cの底面の形状特徴量を撮像画像中で認識できれば良い。すなわち、底面の中心に限らず、中心、頂点、対角線の交点等を用いてもよい。
Further, as shown in FIG. 25, a
The marking m3 may be affixed to the
Then, the marking m3 of the
Further, it is only necessary to recognize the shape feature amount of the bottom surface of the
また、X方向、Y方向の補正に際し、ワークWの打点部Mではなく、ターゲット10の中心を利用して補正を行ってもよい。
また、ロボットによる溶接方法についても、スポット溶接ガン3を床に対して固定し、そのスポット溶接ガン3に向けて、先端にワークを把持する把持装置が設けられたロボットを移動させるようにしてもよい。
また、プログラムエリア53に記憶されたプログラムはより細分化されたプログラムとしてもよいし、全てのプログラムを一体に構成してもよい。
また、教示プログラム53aの補正に関する処理をソフトウェアで行ったが、ハードウェアで処理するように構成してもよい。
また、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、溶接チップ32がワークに接触したことを検出する方法は、圧力センサ34に限らず、例えば、溶接チップ32に微弱電流を通電しておき、溶接チップ32がワークに接触したときの電流値又は電圧値の変化を検知することにより溶接チップ32がワークに接触したことを検出する方法であってもよい。
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4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5に無線送信することにより、制御装置5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、発明の本質的部分を変更しない範囲内で自由に設計変更が可能である。
Further, in the correction in the X direction and the Y direction, the correction may be performed using the center of the
As for the welding method using the robot, the
Further, the program stored in the
Further, although the processing related to the correction of the teaching program 53a is performed by software, it may be configured to be processed by hardware.
Further, although the C-type spot welding gun is used as the welding gun, an X-type spot welding gun may be used.
The method for detecting that the
In the above embodiment, the
The
In addition, the design can be freely changed without departing from the essential part of the invention.
1 溶接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(プログラム補正手段、動作制御手段)
6 画像処理装置(画像処理手段)
10 ターゲット
10A ターゲット
10B ターゲット
10C ターゲット
11 土台部
11A 土台部
11a ターゲットの底面の外縁
12a ターゲットの上面の外縁
12 上体部
15 支持部
16 球体部
18a 磁石
18b 磁石
18c 磁石
31 溶接チップ
32 溶接チップ
34 圧力センサ(検出手段)
53a 教示プログラム
54 データエリア(打点部サイズ記憶手段)
91 通信機
92 通信機
101 動作制御部(動作制御手段)
102 補正部(プログラム補正手段)
110 画像処理部(画像処理手段)
112 XY補正値算出部(プログラム補正手段)
113 Z補正値算出部(プログラム補正手段)
114 傾き補正値算出部(プログラム補正手段)
M 打点部
m1 第1のマーキング
m2 第2のマーキング
m3 マーキング
W ワーク
1 Welding teaching
5. Control device (program correction means, operation control means)
6 Image processing device (image processing means)
DESCRIPTION OF
91
102 Correction unit (program correction means)
110 Image processing unit (image processing means)
112 XY correction value calculation unit (program correction means)
113 Z correction value calculation unit (program correction means)
114 Inclination correction value calculation unit (program correction means)
M Dot section m1 First marking m2 Second marking m3 Marking W Workpiece
Claims (8)
前記ロボットの先端に設けられ、対向配置された二つの溶接チップを有するスポット溶接ガンと、
少なくとも一方の溶接チップに着脱自在又は少なくとも一方の溶接チップと交換可能に設けられるとともに、光軸が前記溶接チップの軸と同軸となるように設けられ、前記溶接チップによるワークの打点部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教示する教示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溶接チップによるワークの打点部の位置情報を取得する画像処理手段と、
前記画像処理手段による前記撮像画像の画像処理により取得した前記撮像画像中におけるワークの打点部の位置情報に基づいて、前記教示プログラムにおける前記ロボットの教示位置を複数の方向に補正するプログラム補正手段と、
を備える溶接教示位置補正システムにおいて、
ワークの打点部に取り付けられ、当該ワーク打点部からの高さが異なる二つの被撮像部が前記撮像装置により撮像されるターゲットを備え、
前記画像処理手段は、前記撮像装置により撮像した撮像画像における前記二つの被撮像部の位置から前記ワークに対する前記溶接チップの傾き情報を取得し、
前記プログラム補正手段は、前記画像処理手段により取得した前記ワークに対する前記溶接チップの傾き情報に基づいて、前記教示プログラムにおける前記ロボットの教示位置を補正することを特徴とする溶接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 welding tips arranged opposite to each other;
At least one welding tip is detachably provided or replaceable with at least one welding tip, and an optical axis is provided so as to be coaxial with the axis of the welding tip, and images a hitting point portion of the workpiece by the welding tip. An imaging device;
Operation control means for controlling the operation of the robot and the spot welding gun according to a teaching program for teaching the robot and the spot welding gun of a welding operation;
Image processing means for performing image processing of a picked-up image picked up by the image pick-up device and acquiring position information of a hitting point portion of the work by the welding tip in the picked-up image;
Program correction means for correcting the teaching position of the robot in the teaching program in a plurality of directions based on position information of a hitting point portion of the work in the captured image acquired by image processing of the captured image by the image processing means; ,
In a welding teaching position correction system comprising:
Two targets to be imaged that are attached to the hit point portion of the workpiece and have different heights from the workpiece hit point portion include a target imaged by the imaging device,
The image processing means acquires inclination information of the welding tip with respect to the workpiece from the positions of the two imaged parts in a captured image captured by the imaging device,
The program correction unit corrects the teaching position of the robot in the teaching program based on tilt information of the welding tip with respect to the workpiece acquired by the image processing unit.
前記二つの被撮像部は、前記底面の外縁と前記上面の外縁であり、
前記ターゲットは、前記底面及び前記上面のそれぞれの円の中心が、前記ワークの打点部を通り、かつ、当該ワークの打点部と同一平面に対して直交する直線上に存在することを特徴とする請求項3に記載の溶接教示位置補正システム。 The target has a circular bottom surface that abuts on the striking portion of the workpiece, and a circular top surface that has a diameter smaller than the bottom surface, and each surface is formed to be parallel to each other,
The two imaged parts are an outer edge of the bottom surface and an outer edge of the upper surface,
In the target, the center of each circle of the bottom surface and the top surface exists on a straight line that passes through the hit point portion of the work and is orthogonal to the same plane as the hit point portion of the work. The welding teaching position correction system according to claim 3.
前記二つの被撮像部は、前記第1のマーキングと前記第2のマーキングであり、
前記ターゲットは、前記第1のマーキング及び前記第2のマーキングのそれぞれの重心が、前記ワークの打点部を通り、かつ、当該ワークの打点部と同一平面に対して直交する直線上に存在することを特徴とする請求項3に記載の溶接教示位置補正システム。 The target has a first marking drawn on the bottom surface that contacts the striking portion of the workpiece, and a second marking drawn on the top surface parallel to the bottom surface,
The two imaged parts are the first marking and the second marking,
The target exists on a straight line in which the center of gravity of each of the first marking and the second marking passes through the hitting point portion of the workpiece and is orthogonal to the same plane as the hitting point portion of the workpiece. The welding teaching position correction system according to claim 3.
前記二つの被撮像部は、前記マーキングと前記球体部の外縁であり、
前記ターゲットは、前記マーキングの重心及び前記球体部の重心が、前記ワークの打点部を通り、かつ、当該ワークの打点部と同一平面に対して直交する直線上に存在することを特徴とする請求項3に記載の溶接教示位置補正システム。 The target has a support part in which marking is drawn on a bottom surface that comes into contact with the striking part of the workpiece, and a spherical sphere part supported by the support part,
The two imaged parts are outer edges of the marking and the sphere part,
The said target exists in the straight line through which the gravity center of the said marking and the gravity center of the said spherical body part pass the hitting point part of the said workpiece | work, and are orthogonal to the same plane as the hitting point part of the said workpiece | work. Item 4. The welding teaching position correction system according to Item 3.
前記ターゲットは、前記底面を有する土台部が磁石で形成されていることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の溶接教示位置補正システム。 The workpiece is formed of a magnetic material,
The welding teaching position correction system according to claim 1, wherein the target has a base portion having the bottom surface formed of a magnet.
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