JP2652444B2 - ロボットシステム - Google Patents
ロボットシステムInfo
- Publication number
- JP2652444B2 JP2652444B2 JP1093165A JP9316589A JP2652444B2 JP 2652444 B2 JP2652444 B2 JP 2652444B2 JP 1093165 A JP1093165 A JP 1093165A JP 9316589 A JP9316589 A JP 9316589A JP 2652444 B2 JP2652444 B2 JP 2652444B2
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- Japan
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- robot
- robot arm
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- robots
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、大形ワークを複数台のロボットで並行して
作業させるシステムロボットに関し、特に、連続軌跡が
要求されるアーク溶接用のシステムロボットに関するも
のである。
作業させるシステムロボットに関し、特に、連続軌跡が
要求されるアーク溶接用のシステムロボットに関するも
のである。
（従来の技術） アーク溶接用ロボットは、ティーチングプレイバック
と呼ばれる方法で動作する。ロボットに動作すべき位置
と順序を教えておき、ロボットは教示内容を反復実行す
る方法である。この方法は、作業対象ワークの精度が出
ているものに対して威力を発揮する。
と呼ばれる方法で動作する。ロボットに動作すべき位置
と順序を教えておき、ロボットは教示内容を反復実行す
る方法である。この方法は、作業対象ワークの精度が出
ているものに対して威力を発揮する。
しかし、ワークの精度が安定していない場合には、ロ
ボット教示位置をその都度修正する必要がある。この対
策としてセンサを用いれば、作業者の操作をなくし、自
動化することができる。
ボット教示位置をその都度修正する必要がある。この対
策としてセンサを用いれば、作業者の操作をなくし、自
動化することができる。
センサによる位置補正方法は２つある。１つは、溶接
中に逐次位置のずれ量をセンサで求めながら修正を行う
直接補正方法であり、他の１つは、溶接に先立って位置
ずれを求める座標変換形補正方法である。後者の座標変
換形補正方法は、デカルト系（３次元直角座標系）でワ
ークがどの軸かに特定的に依存していないという意味
で、立体的に回転または平行移動された場合、特定の３
つの点の位置を調べて全教示点を修正する方法である。
空間上の一点と、工作機械であれば工具の方向、また、
アーク溶接ロボットであればトーチの方向を与えてやれ
ば、５軸または６軸の多関節ロボットアーム5aおよび5b
の各軸の補正値が決定される。
中に逐次位置のずれ量をセンサで求めながら修正を行う
直接補正方法であり、他の１つは、溶接に先立って位置
ずれを求める座標変換形補正方法である。後者の座標変
換形補正方法は、デカルト系（３次元直角座標系）でワ
ークがどの軸かに特定的に依存していないという意味
で、立体的に回転または平行移動された場合、特定の３
つの点の位置を調べて全教示点を修正する方法である。
空間上の一点と、工作機械であれば工具の方向、また、
アーク溶接ロボットであればトーチの方向を与えてやれ
ば、５軸または６軸の多関節ロボットアーム5aおよび5b
の各軸の補正値が決定される。
このような従来の座標変換形補正は、１台の多関節ロ
ボットアームの範囲で行われるものであった。
ボットアームの範囲で行われるものであった。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の構成では、大きなワークを溶接
する場合に、作業速度を向上させるため、複数のロボッ
トで並行して作業する方法がとられるようなシステムで
は、個々のロポットは、多関節ロボットアームの他に多
関節ロボットアームを搬送する付加的外部軸を設ける場
合が多い。これは１台あたりの作業範囲を大きくして、
ロボットの作業手順を行い易くするとともに、システム
全体としてのロボット台数がいたずらに増えることを防
ぎ、且つコストパフォーマンスを向上させるものであ
る。
する場合に、作業速度を向上させるため、複数のロボッ
トで並行して作業する方法がとられるようなシステムで
は、個々のロポットは、多関節ロボットアームの他に多
関節ロボットアームを搬送する付加的外部軸を設ける場
合が多い。これは１台あたりの作業範囲を大きくして、
ロボットの作業手順を行い易くするとともに、システム
全体としてのロボット台数がいたずらに増えることを防
ぎ、且つコストパフォーマンスを向上させるものであ
る。
しかしながら、上記のように外部軸を有する複数台の
ロボットを用い、それぞれ受け持つ大形ワークの位置ず
れを座標変換形で補正する場合、外部軸を付加したロボ
ットは、当然６軸より大きな次元を持たせる必要がある
が、デカルト系は工具掴み方向を入れて最大６次元であ
り、互いに等価変換できないという問題があった。ま
た、複数台のロボットがそれぞれワークの部分を受け持
つのに対し、補正はワーク全体で行う必要があるという
問題があった。
ロボットを用い、それぞれ受け持つ大形ワークの位置ず
れを座標変換形で補正する場合、外部軸を付加したロボ
ットは、当然６軸より大きな次元を持たせる必要がある
が、デカルト系は工具掴み方向を入れて最大６次元であ
り、互いに等価変換できないという問題があった。ま
た、複数台のロボットがそれぞれワークの部分を受け持
つのに対し、補正はワーク全体で行う必要があるという
問題があった。
本発明は上記の問題を解決するもので、位置補正の容
易なロボットシステムを提供するものである。
易なロボットシステムを提供するものである。
（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するため、本発明は、同一ワークに
共同して作業する多関節ロボットアームと、ロボットア
ーム本体を移動させる付加的外部軸とを備え、しかも前
記ロボットアーム本体の先端に作業工具とともにセンサ
を有する複数台のロボットと、これら複数台のロボット
のセンサが検出した基準点のデータを集合し、集合した
データを、個々のロボットアーム本体の全体的な位置を
補正するための位置補正用データと、個々の前記多関節
ロボットアームに対して独自に求めた局部的な位置を補
正するための補正用データとに整理分割する制御用計算
機と、この制御用計算機と前記各ロボットとの間に設け
られ、さらに前記位置補正用データに基づいて付加的外
部軸を移動させることによる前記ロボットアーム本体の
位置補正と前記補正用データに基づいた前記多関節ロボ
ットアームの位置補正との二重の位置補正の制御を行う
制御装置と、前記制御用計算機に接続されているロボッ
トのオフライン教示用の親計算機とからなることを特徴
とする。
共同して作業する多関節ロボットアームと、ロボットア
ーム本体を移動させる付加的外部軸とを備え、しかも前
記ロボットアーム本体の先端に作業工具とともにセンサ
を有する複数台のロボットと、これら複数台のロボット
のセンサが検出した基準点のデータを集合し、集合した
データを、個々のロボットアーム本体の全体的な位置を
補正するための位置補正用データと、個々の前記多関節
ロボットアームに対して独自に求めた局部的な位置を補
正するための補正用データとに整理分割する制御用計算
機と、この制御用計算機と前記各ロボットとの間に設け
られ、さらに前記位置補正用データに基づいて付加的外
部軸を移動させることによる前記ロボットアーム本体の
位置補正と前記補正用データに基づいた前記多関節ロボ
ットアームの位置補正との二重の位置補正の制御を行う
制御装置と、前記制御用計算機に接続されているロボッ
トのオフライン教示用の親計算機とからなることを特徴
とする。
（作 用） 複数台ロボットの同時施工が必要な大形ワークは、取
付け誤差などワーク全体で見る必要があるずれと、個々
の部品の仮付け誤差など局所的なずれの２種類のずれを
考慮しなければならない。
付け誤差などワーク全体で見る必要があるずれと、個々
の部品の仮付け誤差など局所的なずれの２種類のずれを
考慮しなければならない。
上記の二重補正は、それぞれ上記の２種類のずれを別
々に補正したもので、効率がよく、また、変換の手続き
も統一されたものとなる。
々に補正したもので、効率がよく、また、変換の手続き
も統一されたものとなる。
（実施例） 本発明の一実施例を第１図ないし第５図により説明す
る。
る。
第１図は、搬送用の外部軸を有するロボットシステム
の斜視図である。同図において、２台の門形構造物1aお
よび1bは、軌道２の上をＸ軸方向に自在に走行し、往復
台3aおよび3bが上記門形構造物1aおよび1bの天井梁にＹ
軸方向に摺動自在に装着され、さらに、昇降台4aおよび
4bが上記の往復台3aおよび3bの上にＺ方向に摺動自在に
装着されている。溶接用の多関節ロボットアーム5aおよ
び5bは、上記の昇降台4aおよび4bのそれぞれの先端に下
向きに固定されている。
の斜視図である。同図において、２台の門形構造物1aお
よび1bは、軌道２の上をＸ軸方向に自在に走行し、往復
台3aおよび3bが上記門形構造物1aおよび1bの天井梁にＹ
軸方向に摺動自在に装着され、さらに、昇降台4aおよび
4bが上記の往復台3aおよび3bの上にＺ方向に摺動自在に
装着されている。溶接用の多関節ロボットアーム5aおよ
び5bは、上記の昇降台4aおよび4bのそれぞれの先端に下
向きに固定されている。
以下の説明では、門形構造物1aおよび1bを含めた外部
軸付ロボット8aおよび8bを、単にロボットと呼ぶ。な
お、本実施例では、ロボットを２台としたが、施工対象
であるワークの大きさによって台数を増加してもよい。
軸付ロボット8aおよび8bを、単にロボットと呼ぶ。な
お、本実施例では、ロボットを２台としたが、施工対象
であるワークの大きさによって台数を増加してもよい。
このようなロボットシステムでは、ワークが大きいこ
とからもCADによるオフラインティーチングが行われ
る。第２図はCADシステムの構成図で、CADシステム６で
作られたロボットの位置データは、システム制御パソコ
ン７に送られる。さらに、上記のシステム制御パソコン
７は、第１図で説明した２台のロボット8aおよび8bのロ
ボット制御装置9aおよび9bに接続されている。システム
制御パソコン７は、ロボット制御装置9aおよび9bにデー
タを送り、且つその動作を指示する。なお、このような
ロボットシステムは公知のものである。
とからもCADによるオフラインティーチングが行われ
る。第２図はCADシステムの構成図で、CADシステム６で
作られたロボットの位置データは、システム制御パソコ
ン７に送られる。さらに、上記のシステム制御パソコン
７は、第１図で説明した２台のロボット8aおよび8bのロ
ボット制御装置9aおよび9bに接続されている。システム
制御パソコン７は、ロボット制御装置9aおよび9bにデー
タを送り、且つその動作を指示する。なお、このような
ロボットシステムは公知のものである。
次に、大形ワークについて、第３図および第４図によ
り説明する。第３図は大形のワーク10の取付けを示す斜
視図で、実線で示すワーク10が本来定められている位置
であるが、実際は破線で示した位置に取り付けられてい
る。この取付け精度を向上させる設備は、技術的には何
等問題ないが、システムとしては重装備で高価な設備と
なる。
り説明する。第３図は大形のワーク10の取付けを示す斜
視図で、実線で示すワーク10が本来定められている位置
であるが、実際は破線で示した位置に取り付けられてい
る。この取付け精度を向上させる設備は、技術的には何
等問題ないが、システムとしては重装備で高価な設備と
なる。
ワーク10上の３点、例えば三方の角10a,10bおよび10c
の位置が判明すれば、公知の手段、すなわち基準３点に
よる立体的回転平行補正でもってワーク10の位置座標を
補正できる。この方法は容易であるし、また、ロボット
システムとしても計算補正させる方が柔軟性に富んでい
て好ましい。しかしながら、第２図の右側のロボット8b
で角10aおよび10bを調べるには、左側のロボット8aが邪
魔しないようにさらに端の方に寄せねばならず、ロボッ
ト8aの大きさ分だけ差し引いてワーク10の大きさが制限
されるという問題がある。
の位置が判明すれば、公知の手段、すなわち基準３点に
よる立体的回転平行補正でもってワーク10の位置座標を
補正できる。この方法は容易であるし、また、ロボット
システムとしても計算補正させる方が柔軟性に富んでい
て好ましい。しかしながら、第２図の右側のロボット8b
で角10aおよび10bを調べるには、左側のロボット8aが邪
魔しないようにさらに端の方に寄せねばならず、ロボッ
ト8aの大きさ分だけ差し引いてワーク10の大きさが制限
されるという問題がある。
また、ワーク10は第４図に示すように、各所に複数個
の部品11および12が取り付けられており、一般に、これ
らはそれぞれ加工および取付けの誤差を持っている。従
って、局部的なずれに対してセンサで位置を検出してず
れを補正しなければならない。一方、第３図に示したよ
うに、ワーク10の取付け誤差がある。ワーク10が、長さ
が例えば10mであるとすれば、１゜の取付け誤差は端で
は17cmのずれとなる。アーク溶接用センサは、分解能0.
2mmが必要であり、17cmの検出範囲は視覚センサには非
現実的である。また、接触式センサならば、接触開始位
置をワーク標準位置から17cm以上離した位置に移動する
ことが可能であるが、センシングに多くの時間が必要と
なる。
の部品11および12が取り付けられており、一般に、これ
らはそれぞれ加工および取付けの誤差を持っている。従
って、局部的なずれに対してセンサで位置を検出してず
れを補正しなければならない。一方、第３図に示したよ
うに、ワーク10の取付け誤差がある。ワーク10が、長さ
が例えば10mであるとすれば、１゜の取付け誤差は端で
は17cmのずれとなる。アーク溶接用センサは、分解能0.
2mmが必要であり、17cmの検出範囲は視覚センサには非
現実的である。また、接触式センサならば、接触開始位
置をワーク標準位置から17cm以上離した位置に移動する
ことが可能であるが、センシングに多くの時間が必要と
なる。
この問題は、解決手段の項で述べたように、次の２つ
の手段で解決できる。１つは、２台のロボット8aおよび
8bが調べた特定点の位置データを一旦システム制御パソ
コン７に送り、システム制御パソコン７からそれぞれロ
ボット8aおよび8bに必要なデータを指示してやることで
ある。ただし、ロボット制御装置9aおよび9bは、それぞ
れ６軸制御を必要とする多関節ロボットアーム5aおよび
5bを制御するもので、多関節ロボットアーム5aおよび5b
の位置の制御には３軸制御が必要であるから、１台のロ
ボット8Baおよび8bに門形構造物1aおよび1bによる位置
補正を加えると９軸制御を必要とすることになり、ロボ
ット制御装置9aおよび9bで制御することはできない。
の手段で解決できる。１つは、２台のロボット8aおよび
8bが調べた特定点の位置データを一旦システム制御パソ
コン７に送り、システム制御パソコン７からそれぞれロ
ボット8aおよび8bに必要なデータを指示してやることで
ある。ただし、ロボット制御装置9aおよび9bは、それぞ
れ６軸制御を必要とする多関節ロボットアーム5aおよび
5bを制御するもので、多関節ロボットアーム5aおよび5b
の位置の制御には３軸制御が必要であるから、１台のロ
ボット8Baおよび8bに門形構造物1aおよび1bによる位置
補正を加えると９軸制御を必要とすることになり、ロボ
ット制御装置9aおよび9bで制御することはできない。
この解決には、２台のロボットで調べたワーク10の基
準点３点から得られた、ワーク10全体の取付け誤差のデ
ータによって、システム制御パソコン７によって門形構
造物1aおよび1bに構成されたX,YおよびＺ軸を制御し、
付加的外部軸のみで大まかなずれを補正する。この場
合、大まかなずれ補正は、トーチの姿勢にほとんど影響
ないものとして考慮せずとも実際上は何等問題はない。
以上のように、ワーク10全体での補正を行うことでワー
クの取付け誤差は吸収できる。従って、センシングに要
する距離が必要以上に大きくなることはない。
準点３点から得られた、ワーク10全体の取付け誤差のデ
ータによって、システム制御パソコン７によって門形構
造物1aおよび1bに構成されたX,YおよびＺ軸を制御し、
付加的外部軸のみで大まかなずれを補正する。この場
合、大まかなずれ補正は、トーチの姿勢にほとんど影響
ないものとして考慮せずとも実際上は何等問題はない。
以上のように、ワーク10全体での補正を行うことでワー
クの取付け誤差は吸収できる。従って、センシングに要
する距離が必要以上に大きくなることはない。
一方、ワーク10は第４図で説明したように、複数個の
部品11および12が取り付けられ、その取付け精度はそれ
ぞればらばらであるのが一般である。従って、上記の手
法で大まかなずれ補正を行っても、そのまま溶接できる
取付け精度の確保は難しい。しかし、これらの部品11お
よび12の取付け誤差等に対するずれ補正は、それぞれ施
工担当範囲内で基準点３点を調べ、立体的な回転並行補
正で行う。これらの補正量は、多関節ロボットアーム5a
および5b自身の補正能力と部品取付け治具との組合せで
カバーできる範囲であった。
部品11および12が取り付けられ、その取付け精度はそれ
ぞればらばらであるのが一般である。従って、上記の手
法で大まかなずれ補正を行っても、そのまま溶接できる
取付け精度の確保は難しい。しかし、これらの部品11お
よび12の取付け誤差等に対するずれ補正は、それぞれ施
工担当範囲内で基準点３点を調べ、立体的な回転並行補
正で行う。これらの補正量は、多関節ロボットアーム5a
および5b自身の補正能力と部品取付け治具との組合せで
カバーできる範囲であった。
この部品の取付け誤差等のずれ補正と、ワークの取付
け誤差の大きなずれ補正と並行して、二重に行う具体的
な手続きを第５図（ａ）および（ｂ）にフローチャート
として示した。これにより、全体として無駄のないロボ
ットシステムが構成される。
け誤差の大きなずれ補正と並行して、二重に行う具体的
な手続きを第５図（ａ）および（ｂ）にフローチャート
として示した。これにより、全体として無駄のないロボ
ットシステムが構成される。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、部分的な精度
が一様でない、１台のロボットの稼動範囲を越える大形
ワークを複数台のロボットが溶接する場合に、外部軸に
よる大まかなずれ補正と各ロボット単位の部品の取付け
誤差補正によって、容易かつ効率の良い正確な対応がで
きるロボットシステムが得られる。
が一様でない、１台のロボットの稼動範囲を越える大形
ワークを複数台のロボットが溶接する場合に、外部軸に
よる大まかなずれ補正と各ロボット単位の部品の取付け
誤差補正によって、容易かつ効率の良い正確な対応がで
きるロボットシステムが得られる。
第１図は溶接ロボットシステムの斜視図、第２図はロボ
ットシステムの構成図、第３図は大形ワークの取付け誤
差を説明するための斜視図、第４図は部品を取り付けた
大形ワークの斜視図、第５図（ａ）および（ｂ）は二重
の補正処理のフローチャートである。 1a,1b……門形構造物、２……軌道、3a,3b……往復台、
4a,4b……昇降台、5a,5b……多関節ロボットアーム、６
……CADシステム、７……システム制御パソコン、8a,8b
……外部軸付ロボット、9a,9b……ロボット制御装置、1
0……ワーク、10a,10b,10c……角、11,12……部品。
ットシステムの構成図、第３図は大形ワークの取付け誤
差を説明するための斜視図、第４図は部品を取り付けた
大形ワークの斜視図、第５図（ａ）および（ｂ）は二重
の補正処理のフローチャートである。 1a,1b……門形構造物、２……軌道、3a,3b……往復台、
4a,4b……昇降台、5a,5b……多関節ロボットアーム、６
……CADシステム、７……システム制御パソコン、8a,8b
……外部軸付ロボット、9a,9b……ロボット制御装置、1
0……ワーク、10a,10b,10c……角、11,12……部品。
Claims (1)
- 【請求項１】同一ワークに共同して作業する多関節ロボ
ットアームと、ロボットアーム本体を移動させる付加的
外部軸とを備え、しかも前記ロボットアーム本体の先端
に作業工具とともにセンサを有する複数台のロボット
と、 これら複数台のロボットのセンサが検出した基準点のデ
ータを集合し、集合したデータを、個々のロボットアー
ム本体の全体的な位置を補正するための位置補正用デー
タと、個々の前記多関節ロボットアームに対して独自に
求めた局部的な位置を補正するための補正用データとに
整理分割する制御用計算機と、 この制御用計算機と前記各ロボットとの間に設けられ、
さらに前記位置補正用データに基づいて付加的外部軸を
移動させることによる前記ロボットアーム本体の位置補
正と前記補正用データに基づいた前記多関節ロボットア
ームの位置補正との二重の位置補正の制御を行う制御装
置と、 前記制御用計算機に接続されているロボットのオフライ
ン教示用の親計算機とからなることを特徴とするロボッ
トシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1093165A JP2652444B2 (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | ロボットシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1093165A JP2652444B2 (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | ロボットシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02272604A JPH02272604A (ja) | 1990-11-07 |
| JP2652444B2 true JP2652444B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=14074956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1093165A Expired - Lifetime JP2652444B2 (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | ロボットシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2652444B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2783456B2 (ja) * | 1990-11-16 | 1998-08-06 | ファナック株式会社 | ロボットの座標系設定方式 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63220307A (ja) * | 1987-03-10 | 1988-09-13 | Toshiba Corp | 制御装置 |
-
1989
- 1989-04-14 JP JP1093165A patent/JP2652444B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02272604A (ja) | 1990-11-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090523 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |