JP2613739B2 - ワイヤタッチセンシングによる位置検出方法およびその装置 - Google Patents
ワイヤタッチセンシングによる位置検出方法およびその装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアーク溶接ロボットを使
用して行なう溶接に係り、溶接トーチから一定の長さで
突出させた溶接ワイヤ(以下、単にワイヤともいう。)
を利用して溶接対象物の位置を検出(以下、ワイヤタッ
チセンシングともいう。)する場合において、突き出し
たワイヤの曲り癖に起因して生ずる検出位置のずれを補
正して真の位置を求めることのできるワイヤタッチセン
シング方法および装置に関するものである。
用して行なう溶接に係り、溶接トーチから一定の長さで
突出させた溶接ワイヤ(以下、単にワイヤともいう。)
を利用して溶接対象物の位置を検出(以下、ワイヤタッ
チセンシングともいう。)する場合において、突き出し
たワイヤの曲り癖に起因して生ずる検出位置のずれを補
正して真の位置を求めることのできるワイヤタッチセン
シング方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】アーク溶接ロボットを使用して溶接構造
物を溶接する際に、ワイヤタッチセンシングによって溶
接位置を検出する方法がある。この方法は所定の長さに
カットしたワイヤに或る電圧を加えておき、ワイヤの先
端が溶接対象物に接触した時の信号をロボットに伝える
もので、その際にワイヤが真直であれば問題ないが、通
常ワイヤはリールに巻かれたり、ペール缶にフープ状態
にあるものを直線状に矯正しながら引き出して使用する
ため、一般にワイヤ突き出し長さが20mmの場合ワイ
ヤの直径と同じ値程度の曲がりを生ずる。
物を溶接する際に、ワイヤタッチセンシングによって溶
接位置を検出する方法がある。この方法は所定の長さに
カットしたワイヤに或る電圧を加えておき、ワイヤの先
端が溶接対象物に接触した時の信号をロボットに伝える
もので、その際にワイヤが真直であれば問題ないが、通
常ワイヤはリールに巻かれたり、ペール缶にフープ状態
にあるものを直線状に矯正しながら引き出して使用する
ため、一般にワイヤ突き出し長さが20mmの場合ワイ
ヤの直径と同じ値程度の曲がりを生ずる。
【0003】従って上記のワイヤタッチセンシングによ
って得た溶接位置を、ワイヤの曲がり分だけ補正して正
しい溶接対象物の位置を知る必要があるが、その一つの
手段として例えば、特開平3−94979号公報に光学
式位置検出装置とワイヤ接触式位置検出装置とを組み合
わせてワイヤの曲がりを検出・補正する方法が開示され
ている。図5は上記公報に記載された溶接位置検出装置
の光学式位置検出部の検出原理を示す斜視図である。
って得た溶接位置を、ワイヤの曲がり分だけ補正して正
しい溶接対象物の位置を知る必要があるが、その一つの
手段として例えば、特開平3−94979号公報に光学
式位置検出装置とワイヤ接触式位置検出装置とを組み合
わせてワイヤの曲がりを検出・補正する方法が開示され
ている。図5は上記公報に記載された溶接位置検出装置
の光学式位置検出部の検出原理を示す斜視図である。
【0004】同図において、溶接トーチ51は、先端部
の電極部58を被溶接部材54とその板面に立てられた
被溶接材55とが交接する部分で形成される開先部に対
向させ、この電極部58から繰り出される溶接ワイヤ5
9と開先部57間に電気アークを発生させる。支持体6
0は溶接トーチ51の軸心に対して回動自在に取付けら
れ、投光手段52から線状集光光線61を被溶接部材5
4,55の開先部のアーク点57に先行するアーク点近
傍位置に照射している。
の電極部58を被溶接部材54とその板面に立てられた
被溶接材55とが交接する部分で形成される開先部に対
向させ、この電極部58から繰り出される溶接ワイヤ5
9と開先部57間に電気アークを発生させる。支持体6
0は溶接トーチ51の軸心に対して回動自在に取付けら
れ、投光手段52から線状集光光線61を被溶接部材5
4,55の開先部のアーク点57に先行するアーク点近
傍位置に照射している。
【0005】上記構成において、溶接開始点で、ワイヤ
接触式位置装置により溶接ワイヤを被溶接材に接触させ
て溶接位置の座標を検出し、つぎに一定の距離だけ溶接
トーチを溶接ロボットにより位置制御して溶接進行方向
と逆に移動して光学式位置検出装置を溶接開始点にセッ
トする。
接触式位置装置により溶接ワイヤを被溶接材に接触させ
て溶接位置の座標を検出し、つぎに一定の距離だけ溶接
トーチを溶接ロボットにより位置制御して溶接進行方向
と逆に移動して光学式位置検出装置を溶接開始点にセッ
トする。
【0006】光学式位置検出装置は、溶接トーチ先端か
ら一定の距離(前記溶接ワイヤの突き出し長さ)の点を
原点としたロボット座標系における開先位置の3次元情
報を得る。溶接ワイヤが溶接トーチ軸方向に真直ぐに出
た場合に、ワイヤ接触式位置検出装置により検出した溶
接位置の座標と光学式位置検出装置により検出した溶接
位置の座標が一致するように前記両座標系を設定するの
で、もし両座標の検出結果に差があると測定されれば、
その差がワイヤの曲がり量であるとするものである。
ら一定の距離(前記溶接ワイヤの突き出し長さ)の点を
原点としたロボット座標系における開先位置の3次元情
報を得る。溶接ワイヤが溶接トーチ軸方向に真直ぐに出
た場合に、ワイヤ接触式位置検出装置により検出した溶
接位置の座標と光学式位置検出装置により検出した溶接
位置の座標が一致するように前記両座標系を設定するの
で、もし両座標の検出結果に差があると測定されれば、
その差がワイヤの曲がり量であるとするものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術においては、次のような課題を有するものであっ
た。 連続して複数の部材を溶接する場合、毎回ワイヤは
さまざまな方向にばらつき、そのままタッチセンシング
による位置検出を行った場合、曲がりによる誤差を含ん
だ位置を検出するため検出するワークの位置精度が悪く
なって、溶接品質に悪影響を及ぼす。
の技術においては、次のような課題を有するものであっ
た。 連続して複数の部材を溶接する場合、毎回ワイヤは
さまざまな方向にばらつき、そのままタッチセンシング
による位置検出を行った場合、曲がりによる誤差を含ん
だ位置を検出するため検出するワークの位置精度が悪く
なって、溶接品質に悪影響を及ぼす。
【0008】 溶接開始位置は3次元の内2次元は自
動的に測定し得るが、残り1次元(トーチの進行方向)
はトーチをセットする必要があり、セッティングに時間
を要するとともに十分な精度が得られない可能性がある
こと。 ワイヤの曲がり量および溶接位置を測定するのに、
レーザスリット光を利用した光学式位置検出装置による
測定値と、ワイヤによる接触式位置検出装置による測定
値とを併用していることから、測定方法と測定位置の差
による誤差とずれが常に存在すること。
動的に測定し得るが、残り1次元(トーチの進行方向)
はトーチをセットする必要があり、セッティングに時間
を要するとともに十分な精度が得られない可能性がある
こと。 ワイヤの曲がり量および溶接位置を測定するのに、
レーザスリット光を利用した光学式位置検出装置による
測定値と、ワイヤによる接触式位置検出装置による測定
値とを併用していることから、測定方法と測定位置の差
による誤差とずれが常に存在すること。
【0009】 直線状の隅肉溶接にしか適用し得ない
こと。 実際に溶接を行なう溶接対象物を利用してワイヤの
曲がり量を測定し、それに基いてトーチの位置を補正す
ることから、溶接対象物を設置してから溶接開始までに
時間を要すること。 アークで高温となる近傍に投受光器等のセンサを溶
接トーチに設ける必要があるため複雑となり、信頼性が
低下する虞れがある。狭い位置或いは周囲に障害物存在
する場合等のセンシングには不適当であるほか、溶接開
始後のワイヤ曲がり方向はさまざまな方向に変化するた
め、これを逐一検知・補正することは困難である等の課
題を有していた。
こと。 実際に溶接を行なう溶接対象物を利用してワイヤの
曲がり量を測定し、それに基いてトーチの位置を補正す
ることから、溶接対象物を設置してから溶接開始までに
時間を要すること。 アークで高温となる近傍に投受光器等のセンサを溶
接トーチに設ける必要があるため複雑となり、信頼性が
低下する虞れがある。狭い位置或いは周囲に障害物存在
する場合等のセンシングには不適当であるほか、溶接開
始後のワイヤ曲がり方向はさまざまな方向に変化するた
め、これを逐一検知・補正することは困難である等の課
題を有していた。
【0010】本願発明はこのような課題を解消するため
になされたもので、被溶接物の溶接位置をワイヤタッチ
センシングによって検出する際、簡潔な構成によってワ
イヤタッチセンシング時のワイヤ曲がり癖量を高い精度
で検出して溶接対象物の検出装置およびその方法を提供
することを目的としている。
になされたもので、被溶接物の溶接位置をワイヤタッチ
センシングによって検出する際、簡潔な構成によってワ
イヤタッチセンシング時のワイヤ曲がり癖量を高い精度
で検出して溶接対象物の検出装置およびその方法を提供
することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の目的は前記特許請
求の範囲に記載されたワイヤタッチセンシングによる位
置検出方法およびその装置によって達成される。すなわ
ち (1)アーク溶接ロボットの固定台上に取り付けられた
基準ゲージと、溶接時の突き出し長さの溶接用ワイヤを
装着したワイヤチップと同じ長さを有して直線状に形成
されたダミーチップの先端で前記基準ゲージの基準位置
を検出する手段と、溶接トーチから一定の突き出し長さ
で溶接ワイヤを突出させ、該溶接ワイヤの先端で前記基
準ゲージの基準位置を検出する手段と、それぞれ求めら
れた検出位置データから溶接ワイヤの曲がり癖量を推定
補正する手段とを有して成り、前記溶接ワイヤの曲がり
癖量によりロボット座標系の位置補正を行うものである
ワイヤタッチセンシングによる位置検出装置。 (2)アーク溶接ロボットの固定台上に取り付けられた
基準ゲージを溶接トーチに取り付けたダミーチップの先
端でセンシングしてその位置をロボット座標系のX,
Y,Z成分として求め、次いで溶接トーチから一定の突
き出し長さで突き出した溶接ワイヤの先端で前記基準ゲ
ージをセンシングしてその位置をロボット座標系のX,
Y,Z成分として求め、上記ふたつのセンシングによっ
て得られた位置データの差異をワイヤの曲がり癖量の補
正値としてロボット座標系の6成分中にツール変換さ
せ、ワイヤタッチセンシングによる検出対象物の検出位
置を補正するワイヤタッチセンシングによる位置検出方
法。 である。以下本発明の作用等について、実施例に基づい
て説明する。
求の範囲に記載されたワイヤタッチセンシングによる位
置検出方法およびその装置によって達成される。すなわ
ち (1)アーク溶接ロボットの固定台上に取り付けられた
基準ゲージと、溶接時の突き出し長さの溶接用ワイヤを
装着したワイヤチップと同じ長さを有して直線状に形成
されたダミーチップの先端で前記基準ゲージの基準位置
を検出する手段と、溶接トーチから一定の突き出し長さ
で溶接ワイヤを突出させ、該溶接ワイヤの先端で前記基
準ゲージの基準位置を検出する手段と、それぞれ求めら
れた検出位置データから溶接ワイヤの曲がり癖量を推定
補正する手段とを有して成り、前記溶接ワイヤの曲がり
癖量によりロボット座標系の位置補正を行うものである
ワイヤタッチセンシングによる位置検出装置。 (2)アーク溶接ロボットの固定台上に取り付けられた
基準ゲージを溶接トーチに取り付けたダミーチップの先
端でセンシングしてその位置をロボット座標系のX,
Y,Z成分として求め、次いで溶接トーチから一定の突
き出し長さで突き出した溶接ワイヤの先端で前記基準ゲ
ージをセンシングしてその位置をロボット座標系のX,
Y,Z成分として求め、上記ふたつのセンシングによっ
て得られた位置データの差異をワイヤの曲がり癖量の補
正値としてロボット座標系の6成分中にツール変換さ
せ、ワイヤタッチセンシングによる検出対象物の検出位
置を補正するワイヤタッチセンシングによる位置検出方
法。 である。以下本発明の作用等について、実施例に基づい
て説明する。
【0012】
【実施例】本発明に基づく一実施例として、アーク溶接
ロボットを使用して母管に枝管を溶接する場合について
説明する。図1〜4は本実施例を説明する図で、図1は
曲がったワイヤを取り付けたワイヤチップとダミーチッ
プによってセンシングした際の各チップの位置関係を説
明する図、図2はダミーチップを使用して基準ゲージの
基準位置をセンシングする際の手順を説明する図、図3
は基準ゲージの概略斜視図、図4は母管と枝管との溶接
部の斜視図である。
ロボットを使用して母管に枝管を溶接する場合について
説明する。図1〜4は本実施例を説明する図で、図1は
曲がったワイヤを取り付けたワイヤチップとダミーチッ
プによってセンシングした際の各チップの位置関係を説
明する図、図2はダミーチップを使用して基準ゲージの
基準位置をセンシングする際の手順を説明する図、図3
は基準ゲージの概略斜視図、図4は母管と枝管との溶接
部の斜視図である。
【0013】まずワイヤに給電するためのチップにワイ
ヤの突き出し長さと同じ長さだけの通電性の真直の棒状
物を取り付けてダミーチップ1を形成させ、該ダミーチ
ップ1によって基準ゲージ6に基づいて基準ゲージ基準
位置13の検出を行なう。
ヤの突き出し長さと同じ長さだけの通電性の真直の棒状
物を取り付けてダミーチップ1を形成させ、該ダミーチ
ップ1によって基準ゲージ6に基づいて基準ゲージ基準
位置13の検出を行なう。
【0014】図3に基準ゲージ6の一例を示す。同図に
おいて基準ゲージ6は鋼等によって形成され台14上に
取り付けられている。該基準ゲージ6をアーク溶接ロボ
ットの固定台上に取り付けたのち、まず基準ゲージ6の
軸と垂直方向の位置7からダミーチップ1を基準ゲージ
6側に押し出し、その先端が基準ゲージ6と接触した点
A10の座標を求める。
おいて基準ゲージ6は鋼等によって形成され台14上に
取り付けられている。該基準ゲージ6をアーク溶接ロボ
ットの固定台上に取り付けたのち、まず基準ゲージ6の
軸と垂直方向の位置7からダミーチップ1を基準ゲージ
6側に押し出し、その先端が基準ゲージ6と接触した点
A10の座標を求める。
【0015】次に基準ゲージ6を引き込み、基準ゲージ
6の軸を挟んだ反対側の十分離れた位置まで水平に移動
し、ダミーチップ1を点A10に接触した時と同じスト
ロークだけ押し出す(図2におけるダミーチップの位置
8)。
6の軸を挟んだ反対側の十分離れた位置まで水平に移動
し、ダミーチップ1を点A10に接触した時と同じスト
ロークだけ押し出す(図2におけるダミーチップの位置
8)。
【0016】押し出したストロークを維持した状態でダ
ミーチップ1を基準ゲージ6の方向に移動させ、ダミー
チップ1の先端が基準ゲージ6に接触した点B11の座
標を求める。点A10と点B11とは、ダミーチップ1
の突き出し量が等しいから、基準ゲージ6の中心は点A
10と点B11の二等分線上の位置となる。
ミーチップ1を基準ゲージ6の方向に移動させ、ダミー
チップ1の先端が基準ゲージ6に接触した点B11の座
標を求める。点A10と点B11とは、ダミーチップ1
の突き出し量が等しいから、基準ゲージ6の中心は点A
10と点B11の二等分線上の位置となる。
【0017】さらに、この二等分線上を、基準ゲージ6
の表面を目指してダミーチップを移動させて治具表面と
接触した点、基準ゲージ6の中心線上の表面の点が求ま
るから、ダミーチップ1をその中心線上の表面に沿って
下方に移動させダミーチップ1の先端が台14に接触す
る点を求める。この点を図3に示す基準位置13とし、
図1におけるCALP22値とする。
の表面を目指してダミーチップを移動させて治具表面と
接触した点、基準ゲージ6の中心線上の表面の点が求ま
るから、ダミーチップ1をその中心線上の表面に沿って
下方に移動させダミーチップ1の先端が台14に接触す
る点を求める。この点を図3に示す基準位置13とし、
図1におけるCALP22値とする。
【0018】次にダミーチップ1を取り外して通常のワ
イヤチップ2にに交換し、ワイヤを突き出してワイヤ長
さがダミーチップ1と同じ長さになるように切断したの
ち、前記ダミーチップ1による基準位置測定時と同じプ
ログラムを走らせて、基準ゲージ6の基準位置13の座
標を求め、その点を図1におけるCALG0とする。
イヤチップ2にに交換し、ワイヤを突き出してワイヤ長
さがダミーチップ1と同じ長さになるように切断したの
ち、前記ダミーチップ1による基準位置測定時と同じプ
ログラムを走らせて、基準ゲージ6の基準位置13の座
標を求め、その点を図1におけるCALG0とする。
【0019】ワイヤの曲がり癖がなければCALP22
とCALG0は同じ値になる筈であるが、異なればその
差がワイヤの曲がり癖量となる。ワイヤの曲がり癖量
は、ロボット座標系のX,Y,Z成分にて求める。すな
わち図1においてワイヤの曲がり癖量をHOSEI値と
して求め、溶接トーチのツール変換を行なってワイヤに
よって測定された基準の位置の移動を行なわせる。すな
わち、ツール変換値 (XT ,YT ,ZT ,OT ,AT ,TT ) に対してワイヤの曲がり癖量を加えたツール変換値は、 (XT +ΔX, YT +ΔY,ZT +ΔZ, OT ,AT ,
TT ) となる。
とCALG0は同じ値になる筈であるが、異なればその
差がワイヤの曲がり癖量となる。ワイヤの曲がり癖量
は、ロボット座標系のX,Y,Z成分にて求める。すな
わち図1においてワイヤの曲がり癖量をHOSEI値と
して求め、溶接トーチのツール変換を行なってワイヤに
よって測定された基準の位置の移動を行なわせる。すな
わち、ツール変換値 (XT ,YT ,ZT ,OT ,AT ,TT ) に対してワイヤの曲がり癖量を加えたツール変換値は、 (XT +ΔX, YT +ΔY,ZT +ΔZ, OT ,AT ,
TT ) となる。
【0020】このようにして求めたワイヤの曲がり癖量
を利用して実際にロボットによる溶接を行なう場合につ
いて説明する。図4に示すような母管15に枝管16を
溶接によって接合する場合、まず母管15に枝管16を
仮付けしたのち溶接トーチから規定長さだけ突き出した
ワイヤ先端で、前述の検出要領に基づいて基準位置17
をセンシングする。該センシング時には予めツール変換
値を補正してあるから枝管16の溶接部の基準位置17
は正しく検知される。このあとツール変換値を補正前の
状態に戻し、次いで溶接プログラムに従って枝管16は
母管15にロボットによって自動的に溶接される。
を利用して実際にロボットによる溶接を行なう場合につ
いて説明する。図4に示すような母管15に枝管16を
溶接によって接合する場合、まず母管15に枝管16を
仮付けしたのち溶接トーチから規定長さだけ突き出した
ワイヤ先端で、前述の検出要領に基づいて基準位置17
をセンシングする。該センシング時には予めツール変換
値を補正してあるから枝管16の溶接部の基準位置17
は正しく検知される。このあとツール変換値を補正前の
状態に戻し、次いで溶接プログラムに従って枝管16は
母管15にロボットによって自動的に溶接される。
【0021】上記の溶接が完了した時点で、予め設定し
たプログラムに基づいて次に溶接を行う枝管16の位置
までロボット及びワイヤカッタ付きノズルクリーナを搭
載した走行装置を移動させる。次にワイヤを突き出し、
ワイヤの先端部をカットしてワイヤの長さがダミーチッ
プ1と同じ長さになるようにするとともに先端部の酸化
皮膜部を除去し、予めダミーチップ1によって検出され
て基準位置を登録済の基準ゲージ6の基準位置13をセ
ンシングしてワイヤの曲がり癖量を求める。
たプログラムに基づいて次に溶接を行う枝管16の位置
までロボット及びワイヤカッタ付きノズルクリーナを搭
載した走行装置を移動させる。次にワイヤを突き出し、
ワイヤの先端部をカットしてワイヤの長さがダミーチッ
プ1と同じ長さになるようにするとともに先端部の酸化
皮膜部を除去し、予めダミーチップ1によって検出され
て基準位置を登録済の基準ゲージ6の基準位置13をセ
ンシングしてワイヤの曲がり癖量を求める。
【0022】次いでツール変換値を曲がり癖量分補正
し、それに基づいて枝管16の基準位置をセンシングし
て枝管16の真の位置を求め、ツール変換値を補正前の
状態に戻し、枝管16の真の位置に基づいて枝管16を
母管15にロボットによって自動的に溶接する。以降、
上記手順を繰り返して全ての枝管16の母管15への溶
接を完了させる。
し、それに基づいて枝管16の基準位置をセンシングし
て枝管16の真の位置を求め、ツール変換値を補正前の
状態に戻し、枝管16の真の位置に基づいて枝管16を
母管15にロボットによって自動的に溶接する。以降、
上記手順を繰り返して全ての枝管16の母管15への溶
接を完了させる。
【0023】溶接ワイヤの曲がりは常に一定のものでは
なく、溶接中にもさまざまに変化し、その値の予測、検
知をはじめ、その曲がりの発生を防止することは困難で
あるから、溶接開始時点のワイヤタッチセンシングに基
づいて溶接対象物の位置を決めて溶接を実施した場合に
はかえって溶接精度の低下を招く。
なく、溶接中にもさまざまに変化し、その値の予測、検
知をはじめ、その曲がりの発生を防止することは困難で
あるから、溶接開始時点のワイヤタッチセンシングに基
づいて溶接対象物の位置を決めて溶接を実施した場合に
はかえって溶接精度の低下を招く。
【0024】また通常の溶接においては、溶接対象物が
真の位置にあれば、溶接開始後のワイヤの曲がりが溶接
の品質に及ぼす影響は微小で無視し得るから、本願発明
においては溶接対象物の真の位置の検知を目的としてい
る。
真の位置にあれば、溶接開始後のワイヤの曲がりが溶接
の品質に及ぼす影響は微小で無視し得るから、本願発明
においては溶接対象物の真の位置の検知を目的としてい
る。
【0025】本願発明によれば、上記のほかトーチネッ
クの曲げ部等に起因する、溶接中に殆ど変化しないと見
做されるワイヤの曲がり癖を補正することにより、連続
して均一かつ高品質の製品を得ることが可能になる。
クの曲げ部等に起因する、溶接中に殆ど変化しないと見
做されるワイヤの曲がり癖を補正することにより、連続
して均一かつ高品質の製品を得ることが可能になる。
【0026】その一方で、溶接チップ内面給電部分の磨
耗に起因するワイヤの曲がり癖量変化に対しても、溶接
対象が変わる度にその都度基準ゲージのセンシングを行
なわせ、その時点でのワイヤの曲がりのデータを取り込
んでツール変換を行うことにより、的確に中間フォロー
及び補正を行い精度よく溶接を行い得る。
耗に起因するワイヤの曲がり癖量変化に対しても、溶接
対象が変わる度にその都度基準ゲージのセンシングを行
なわせ、その時点でのワイヤの曲がりのデータを取り込
んでツール変換を行うことにより、的確に中間フォロー
及び補正を行い精度よく溶接を行い得る。
【0027】また、予めダミーチップによって検知させ
て登録してある基準ゲージの位置を基準とし、溶接対象
物の位置まで走行装置を移動して溶接ワイヤをカットし
た時点で該溶接ワイヤによって前記固定された基準ゲー
ジの検知を行い、得られたワイヤの曲がり癖量に基づい
てツール変換を行わせるものであることにより、従来の
方法に較べてツール変換に要する時間を顕著に短縮させ
得る。
て登録してある基準ゲージの位置を基準とし、溶接対象
物の位置まで走行装置を移動して溶接ワイヤをカットし
た時点で該溶接ワイヤによって前記固定された基準ゲー
ジの検知を行い、得られたワイヤの曲がり癖量に基づい
てツール変換を行わせるものであることにより、従来の
方法に較べてツール変換に要する時間を顕著に短縮させ
得る。
【0028】本願発明者等は上記の構成と方法に基づい
てワイヤタッチセンシング時のワイヤ曲がり癖量の補正
機能を実験的に確認した。表1に試験装置、表2に試験
方法の概要を示す。
てワイヤタッチセンシング時のワイヤ曲がり癖量の補正
機能を実験的に確認した。表1に試験装置、表2に試験
方法の概要を示す。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】
【0031】表3〜表5は試験結果を示すもので、表3
はセンシング対象管台の基準位置の較正、表4はワイヤ
曲がり癖量の一例、また表5はワイヤ曲がり癖量補正機
能の追跡性を、それぞれX,Y,Zの3成分について、
平均値と分散とを求めたものである。
はセンシング対象管台の基準位置の較正、表4はワイヤ
曲がり癖量の一例、また表5はワイヤ曲がり癖量補正機
能の追跡性を、それぞれX,Y,Zの3成分について、
平均値と分散とを求めたものである。
【0032】
【表3】
【0033】
【表4】
【0034】
【表5】
【0035】上記試験の結果から下記の諸点が確認され
た。 (1)センシング対象管台の基準位置の較正結果から、
一般に言われるX±3Sから判断すると、ロボットの位
置繰り返し精度(±0.2mm)の1.5倍程度の誤差
発生が予測されること。 (2)センシング対象管台の基準位置の較正値の平均値
をもとに、強制的に付けたワイヤーの曲がり癖に対する
補正機能の追跡性を評価すると、曲がり癖の1/4〜1
/5倍程度の違いに入っており良好な追跡性能であると
見なされること。
た。 (1)センシング対象管台の基準位置の較正結果から、
一般に言われるX±3Sから判断すると、ロボットの位
置繰り返し精度(±0.2mm)の1.5倍程度の誤差
発生が予測されること。 (2)センシング対象管台の基準位置の較正値の平均値
をもとに、強制的に付けたワイヤーの曲がり癖に対する
補正機能の追跡性を評価すると、曲がり癖の1/4〜1
/5倍程度の違いに入っており良好な追跡性能であると
見なされること。
【0036】
【発明の効果】このように本願発明によれば、上記実施
例において説明したように下記に示す効果を奏する。 ワイヤによるセンシング機能と、ダミーチップおよ
び基準ゲージという簡潔な治具とによって、ワイヤに曲
がりがある場合にも正確に位置を検知することが可能に
なる。 最初にダミーチップによって基準ゲージの基準位置
を検知して登録し、それ以降は溶接トーチから突き出し
た溶接ワイヤによって該基準ゲージの基準位置を検知し
て前記登録基準ゲージの基準位置と対比してワイヤの曲
がり量を測定し、それに基づいてワイヤタッチセンシン
グによって溶接対象物の真の位置を検知し得ることか
ら、一連の溶接対象物の位置検知に要する時間と、ひい
ては溶接に要する時間を著しく短縮し得る。 本発明に基いて測定して得たワイヤの曲がり癖量を
ロボットの6成分中にツール変換させることにより、ト
ーチをどの方向に向けてセンシングしても先に測定して
求めたワイヤの曲がり癖量を必らず反映させて、補正を
行なわせることが可能になる。 ダミーチップによるセンシングも、ワイヤによるセ
ンシングも、いずれもタッチセンシングによるものであ
るから、測定方法の差に起因する誤差を生ずることな
く、信頼性および精度の高い測定結果が得られる。 ワイヤを切断する度に変化するワイヤの曲がり癖量
を補正し得る。 被溶接部材を溶接する姿勢と同じ姿勢でセンシング
して位置の補正を行い得る。 アークで高温となるトーチの近傍にセンシングのた
めの特別な装置を設ける必要がない。
例において説明したように下記に示す効果を奏する。 ワイヤによるセンシング機能と、ダミーチップおよ
び基準ゲージという簡潔な治具とによって、ワイヤに曲
がりがある場合にも正確に位置を検知することが可能に
なる。 最初にダミーチップによって基準ゲージの基準位置
を検知して登録し、それ以降は溶接トーチから突き出し
た溶接ワイヤによって該基準ゲージの基準位置を検知し
て前記登録基準ゲージの基準位置と対比してワイヤの曲
がり量を測定し、それに基づいてワイヤタッチセンシン
グによって溶接対象物の真の位置を検知し得ることか
ら、一連の溶接対象物の位置検知に要する時間と、ひい
ては溶接に要する時間を著しく短縮し得る。 本発明に基いて測定して得たワイヤの曲がり癖量を
ロボットの6成分中にツール変換させることにより、ト
ーチをどの方向に向けてセンシングしても先に測定して
求めたワイヤの曲がり癖量を必らず反映させて、補正を
行なわせることが可能になる。 ダミーチップによるセンシングも、ワイヤによるセ
ンシングも、いずれもタッチセンシングによるものであ
るから、測定方法の差に起因する誤差を生ずることな
く、信頼性および精度の高い測定結果が得られる。 ワイヤを切断する度に変化するワイヤの曲がり癖量
を補正し得る。 被溶接部材を溶接する姿勢と同じ姿勢でセンシング
して位置の補正を行い得る。 アークで高温となるトーチの近傍にセンシングのた
めの特別な装置を設ける必要がない。
【図1】ダミーチップとワイヤとによってセンシングし
た時の各チップの位置関係を説明する図である。
た時の各チップの位置関係を説明する図である。
【図2】ダミーチップを使用して基準ゲージの基準位置
をセンシングする際の手順を説明する図である。
をセンシングする際の手順を説明する図である。
【図3】基準ゲージの概略斜視図である。
【図4】母管と枝管との溶接部の斜視図である。
【図5】従来技術の例である。
1 ダミーチップ 2 ワイヤチップ 3 曲がったワイヤ 5 ツール変換値内に登録されたダミーチップ 6 基準ゲージ 7,8,9 ダミーチップの位置 10 点A 11 点B 12 基準ゲージの中心位置 13 基準ゲージ基準位置 14 台 15 母管 16 枝管 17 基準位置 CALP22 基準ゲージ基準位置 CALG0 ワイヤによって測定した基準ゲージ基準
位置 HOSEI ワイヤの曲がり癖量 51 溶接トーチ 52 投光手段 53 受光手段 54,55 被溶接材 57 開先部 58 電極部 59 溶接ワイヤ 60 支持体 61 線状集光光線
位置 HOSEI ワイヤの曲がり癖量 51 溶接トーチ 52 投光手段 53 受光手段 54,55 被溶接材 57 開先部 58 電極部 59 溶接ワイヤ 60 支持体 61 線状集光光線
フロントページの続き (72)発明者 武市 正次 千葉県千葉市中央区新浜町1番地 川崎 重工業株式会社千葉工場内 (72)発明者 伊藤 千秋 千葉県千葉市中央区新浜町1番地 川崎 重工業株式会社千葉工場内 (72)発明者 米本 臣吾 千葉県千葉市中央区新浜町1番地 川崎 重工業株式会社千葉工場内 (72)発明者 佐藤 光生 千葉県千葉市中央区新浜町1番地 川崎 重工業株式会社千葉工場内 (72)発明者 周崎 光夫 千葉県千葉市中央区新浜町1番地 川崎 重工業株式会社千葉工場内 (56)参考文献 特開 平3−94979(JP,A) 特開 昭54−163750(JP,A) 特開 昭60−261676(JP,A) 実開 昭62−25066(JP,U) 特公 平4−61750(JP,B2) 特公 平3−21044(JP,B2) 実公 平3−20048(JP,Y2) 実公 昭51−50815(JP,Y2)
Claims (2)
- 【請求項1】 アーク溶接ロボットを使用した溶接であ
って、 アーク溶接ロボットの固定台上に取り付けられた基準ゲ
ージと、 溶接時の突き出し長さの溶接用ワイヤを装着したワイヤ
チップと同じ長さを有して直線状に形成されたダミーチ
ップの先端で前記基準ゲージの基準位置を検出する手段
と、 溶接トーチから一定の突き出し長さで溶接ワイヤを突出
させ、該溶接ワイヤの先端で前記基準ゲージの基準位置
を検出する手段と、 それぞれ求められた検出位置データから溶接ワイヤの曲
がり癖量を推定補正する手段とを有して成り、前記溶接
ワイヤの曲がり癖量によりロボット座標系の位置補正を
行うことを特徴とするワイヤタッチセンシングによる位
置検出装置。 - 【請求項2】 アーク溶接ロボットの固定台上に取り付
けられた基準ゲージを溶接トーチに取り付けたダミーチ
ップの先端でセンシングしてその位置をロボット座標系
のX,Y,Z成分として求め、 次いで溶接トーチから一定の突き出し長さで突き出した
溶接ワイヤの先端で前記基準ゲージをセンシングしてそ
の位置をロボット座標系のX,Y,Z成分として求め、 上記ふたつのセンシングによって得られた位置データの
差異をワイヤの曲がり癖量の補正値としてロボット座標
系の6成分中にツール変換させ、ワイヤタッチセンシン
グによる検出対象物の検出位置を補正することを特徴と
するワイヤタッチセンシングによる位置検出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20808293A JP2613739B2 (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | ワイヤタッチセンシングによる位置検出方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20808293A JP2613739B2 (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | ワイヤタッチセンシングによる位置検出方法およびその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0751857A JPH0751857A (ja) | 1995-02-28 |
JP2613739B2 true JP2613739B2 (ja) | 1997-05-28 |
Family
ID=16550349
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20808293A Expired - Lifetime JP2613739B2 (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | ワイヤタッチセンシングによる位置検出方法およびその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2613739B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100621100B1 (ko) * | 2000-02-11 | 2006-09-07 | 삼성전자주식회사 | 용접로봇 교시위치 보정방법 및 용접로봇시스템 |
JP4665243B2 (ja) * | 2005-03-10 | 2011-04-06 | 中央精機株式会社 | ワイヤ狙い位置制御方法及び位置制御装置 |
-
1993
- 1993-08-23 JP JP20808293A patent/JP2613739B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0751857A (ja) | 1995-02-28 |
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