JP4887194B2 - Robot controller for welding robot - Google Patents

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Description

本発明は、溶接ロボットのロボット制御装置に関する。   The present invention relates to a robot control apparatus for a welding robot.

従来、溶接ロボットシステムでは、多種多様なワーク形状・溶接箇所に対して溶接を行っているが、場合によって次の問題がある。溶接中にワイヤ給送装置と溶接トーチ間のコンジット曲げ半径が小さい姿勢となった場合、ワイヤの送給性が悪くなり、溶接品質が低下する。又、ワーク形状によっては、トーチがワークを保持する治具及びワークに干渉する。   Conventionally, in welding robot systems, welding is performed on a wide variety of workpiece shapes and locations, but there are the following problems depending on circumstances. When the conduit bending radius between the wire feeding device and the welding torch is small during welding, the wire feeding property is deteriorated and the welding quality is deteriorated. Further, depending on the workpiece shape, the torch interferes with a jig for holding the workpiece and the workpiece.

これらの問題を解決するために、溶接トーチの曲げ角度をワーク形状・溶接箇所毎に変えて適用する方法があるが、従来は手作業、若しくは、ＡＴＣ（Auto Tool Changer）を利用して曲げ角度の異なるトーチの交換を行っていた。   In order to solve these problems, there is a method of changing the bending angle of the welding torch for each workpiece shape and welding location. Conventionally, the bending angle is changed manually or using ATC (Auto Tool Changer). Had to exchange different torches.

なお、特許文献１、特許文献３及び特許文献４では、トーチ角度を自動調整する角度自動調整機構を備えることが開示されている。特許文献２では手作業で溶接トーチの取付け角度を変更することが提案されている。
特開平８−５２５７０号公報 特開平１０−３２８８３１号公報 特開２００５−６６６１９号公報 特開２００５−２０５４８４号公報 Note that Patent Literature 1, Patent Literature 3, and Patent Literature 4 disclose that an automatic angle adjusting mechanism that automatically adjusts the torch angle is provided. Patent Document 2 proposes changing the attachment angle of the welding torch manually.
JP-A-8-52570 Japanese Patent Laid-Open No. 10-328831 JP 2005-66619 A JP 2005-205484 A

ところが、手作業でトーチ交換をしたり、特許文献２のようにトーチの取付け角度を変更する場合、その交換や取付け角度の調整に時間を要する問題がある。
又、ＡＴＣを使用する場合は、高価になり、さらに、溶接ロボットの手首側にＡＴＣを動作させる駆動部等を設けることになるため、取付けスペースが必要となってサイズが大きくなるとともに、ロボットの可搬質量を超える場合もある。又、特許文献１、特許文献３及び特許文献４のようにトーチ角度を自動調整する場合は、溶接ロボットの手首側に角度を自動調整するための各種機構を設ける必要があり、ＡＴＣを設ける場合と同様に手首側にそれらの機構の取付けスペースが必要となって大型化するとともに、ロボットの可搬質量を超える場合もある。 However, when the torch is replaced manually or when the mounting angle of the torch is changed as in Patent Document 2, there is a problem that it takes time to replace or adjust the mounting angle.
Also, when using the ATC, it becomes expensive, and further, since a drive unit for operating the ATC is provided on the wrist side of the welding robot, an installation space is required and the size is increased. It may exceed the load capacity. In addition, when automatically adjusting the torch angle as in Patent Document 1, Patent Document 3 and Patent Document 4, it is necessary to provide various mechanisms for automatically adjusting the angle on the wrist side of the welding robot. In the same way as above, there is a need for an installation space for these mechanisms on the wrist side, which increases the size and sometimes exceeds the load capacity of the robot.

本発明の目的は、溶接トーチを交換することなく、溶接トーチの曲げ角度を任意に変更することができて、多種多様なワーク形状に対応させることができ、溶接トーチ側には新たな装置類を取付けする必要がないばかりか、既存の溶接ロボットに対しても簡単に適用することができる溶接ロボットのロボット制御装置を提供することにある。   The object of the present invention is to be able to arbitrarily change the bending angle of the welding torch without changing the welding torch, and to cope with a wide variety of workpiece shapes. It is an object to provide a robot controller for a welding robot that can be easily applied to existing welding robots.

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、フレキシブルトーチを溶接トーチとして備える溶接ロボットのロボット制御装置において、前記溶接ロボットを作動制御して前記溶接トーチを曲げ装置に対して係合させる第１制御手段と、前記溶接トーチと曲げ装置とが係合した状態で前記溶接ロボットと曲げ装置のうち少なくともいずれかを作動制御して前記溶接トーチの形状を変化させる第２制御手段とを備えることを特徴とする溶接ロボットのロボット制御装置を要旨とするものである。   In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is a robot control device for a welding robot provided with a flexible torch as a welding torch, and controls the welding robot to control the welding torch with respect to the bending device. First control means to be engaged, and second control means for changing the shape of the welding torch by operating and controlling at least one of the welding robot and the bending apparatus in a state where the welding torch and the bending apparatus are engaged. A gist of a robot control device for a welding robot, comprising:

請求項２の発明は、請求項１において、前記溶接トーチの形状を撮像する撮像手段と、基準形状データを記憶する記憶手段とを備え、前記第２制御手段は、前記撮像手段にて撮像された前記溶接トーチの画像データと、前記基準形状データとの差分に基づいて、制御量を算出し、算出された制御量に基づいて、前記溶接トーチと曲げ装置とが係合した状態で前記溶接ロボットと曲げ装置のうち少なくともいずれかを作動制御することを特徴とする。   The invention of claim 2 comprises the image pickup means for picking up the shape of the welding torch and the storage means for storing reference shape data in claim 1, wherein the second control means is picked up by the image pickup means. Further, a control amount is calculated based on a difference between the image data of the welding torch and the reference shape data, and the welding torch and the bending device are engaged based on the calculated control amount. It is characterized by controlling the operation of at least one of a robot and a bending apparatus.

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２において、前記曲げ装置が前記溶接トーチを抜き出し及び挿入可能な挿入孔を有する固定治具であり、前記第２制御手段は、前記挿入孔に前記溶接トーチを挿入した状態で前記溶接ロボットを移動制御することを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the fixing jig according to claim 1 or 2, wherein the bending device has an insertion hole through which the welding torch can be extracted and inserted, and the second control means is provided in the insertion hole. The movement control of the welding robot is performed with the welding torch inserted.

請求項４の発明は、請求項１又は請求項２において、前記曲げ装置が、ベンダであり、前記第２制御手段は、前記溶接トーチと曲げ装置とが係合した状態で、前記溶接トーチとベンダのうち少なくともいずれかを作動制御して前記溶接トーチの形状を変化させることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the bending device is a bender, and the second control unit is configured so that the welding torch and the bending device are engaged with each other. The shape of the welding torch is changed by controlling the operation of at least one of the vendors.

以上詳述したように、請求項１の発明によれば、溶接トーチを交換することなく溶接トーチの曲げ角度を任意に変更することができて、多種多様なワーク形状に対応させることができ、溶接トーチ側には溶接トーチの曲げ角度を変更するための新たな装置類を取付けする必要がないばかりか、既存の溶接ロボットに対しても簡単に適用することができる。又、請求項１の発明によれば、溶接トーチの周辺に前記装置類を設ける必要がないために、ワークを保持するための治具やワークに干渉することが回避でき、又、ロボットの無理な溶接姿勢による溶接トーチの曲げ角度を、新たに変更することによりワイヤ送給性の悪化、ひいては溶接品質の低下を防止することができる。   As described above in detail, according to the invention of claim 1, the bending angle of the welding torch can be arbitrarily changed without replacing the welding torch, and can correspond to various workpiece shapes, It is not necessary to install a new device for changing the bending angle of the welding torch on the welding torch side, and it can be easily applied to an existing welding robot. According to the first aspect of the present invention, since it is not necessary to provide the devices around the welding torch, it is possible to avoid interference with a jig for holding the workpiece or the workpiece, and it is impossible for the robot to By newly changing the bending angle of the welding torch according to a different welding posture, it is possible to prevent the wire feedability from being deteriorated and consequently the welding quality from being deteriorated.

請求項２の発明は、溶接トーチの画像データと、前記基準形状データとの差分に基づいて制御量を算出し、算出された制御量に基づいて溶接トーチと曲げ装置とが係合した状態で溶接トーチと曲げ装置のうち少なくともいずれかを作動制御するため、容易に基準形状データに合わせるように溶接トーチを曲げることができる。   The invention according to claim 2 calculates the control amount based on the difference between the image data of the welding torch and the reference shape data, and the welding torch and the bending device are engaged based on the calculated control amount. Since the operation of at least one of the welding torch and the bending apparatus is controlled, the welding torch can be easily bent so as to match the reference shape data.

請求項３の発明は、固定治具は簡単な構成であり、ＡＴＣのようなエアや、電動の駆動部分が必要でないために、装置としてはコンパクトかつ環境配慮をした製品を安価に提供できる。   In the invention of claim 3, since the fixing jig has a simple configuration and does not require air such as ATC or an electrically driven portion, the apparatus can provide a compact and environmentally friendly product at low cost.

請求項４の発明によれば、曲げ装置をベンダにして、該ベンダを駆動制御することにより、溶接トーチの曲げ形状を変更することができる。   According to the invention of claim 4, the bending shape of the welding torch can be changed by using the bending apparatus as a vendor and controlling the driving of the vendor.

以下、本発明を具体化した溶接ロボットのロボット制御装置の第１実施形態を図１〜６を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るロボット制御装置が使用されるロボットシステムの構成を示すブロック図である。 Hereinafter, a first embodiment of a robot control apparatus for a welding robot embodying the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a robot system in which a robot control apparatus according to an embodiment of the present invention is used.

このロボットシステム１は、図１に示すように、教示点を入力する（ティーチングする）ための教示点入力手段としてのティーチペンダント２と、溶接ロボットとしてのロボット４の動作を制御するためのロボット制御装置３と、を備えている。ティーチペンダント２は、可搬型の教示操作盤である。ティーチペンダント２が備えるスイッチ等を作業者が操作することにより、教示点の入力作業を行うことができる。又、ティーチペンダント２は、ケーブルＫ１を介してロボット制御装置３と接続されている。   As shown in FIG. 1, the robot system 1 is a robot control for controlling the operation of a teach pendant 2 as a teaching point input means for inputting (teaching) a teaching point and a robot 4 as a welding robot. And a device 3. The teach pendant 2 is a portable teaching operation panel. When the operator operates a switch or the like provided in the teach pendant 2, the teaching point input operation can be performed. The teach pendant 2 is connected to the robot control device 3 via the cable K1.

ロボット制御装置３は、ロボット４の作業プログラム内に記録されている教示点の位置の修正を行う、教示再生方式の制御装置であり、ロボット４とケーブルＫ２を介して接続されている。   The robot control device 3 is a teaching reproduction type control device that corrects the position of the teaching point recorded in the work program of the robot 4, and is connected to the robot 4 via the cable K 2.

又、ロボット４は、例えば、複数の関節軸を有する多関節ロボットであり、ロボット本体４ａと、ロボット本体４ａの手首部に設けられたアーク溶接用の溶接トーチ４ｂにより構成されている。そして、ロボット制御装置３が、図示しない各軸サーボモータを制御することにより、各関節軸が駆動され、ロボット４、即ち、ロボット本体４ａと溶接トーチ４ｂの動作が制御される構成となっている。溶接トーチ４ｂは、可撓性を有するフレキシブルトーチにて構成されている。   The robot 4 is, for example, an articulated robot having a plurality of joint axes, and includes a robot body 4a and a welding torch 4b for arc welding provided on the wrist of the robot body 4a. The robot control device 3 controls each axis servo motor (not shown) to drive each joint axis, thereby controlling the operation of the robot 4, that is, the robot body 4a and the welding torch 4b. . The welding torch 4b is configured by a flexible torch having flexibility.

図４は、ロボット制御装置３のブロック図である。同図に示すように、ロボット制御装置３はＣＰＵ３１（中央処理装置）を有する。ＣＰＵ３１は、第１制御手段、第２制御手段に相当する。ＣＰＵ３１にはシステムプログラムや溶接トーチ形状調節プログラム等を格納したＲＯＭ３２、データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ３３、教示動作プログラムや溶接条件テーブルのデータ等を記憶する不揮発性メモリ３４、ロボット軸制御部３５、及び記憶手段としての基準形状データ記憶部３７がバスＢで接続されている。又、ＣＰＵ３１はバスＢを介して画像処理装置３９からの画像データを取り込むキャプチャ３８が接続されている。又、図示はしないが、バスＢには、溶接機インターフェイスを介して溶接機が接続されている。そして、ロボット本体４ａの各軸サーボモータは、各軸のサーボ回路３６を介して前記ロボット軸制御部３５に接続されている。   FIG. 4 is a block diagram of the robot control device 3. As shown in the figure, the robot control device 3 has a CPU 31 (central processing unit). The CPU 31 corresponds to first control means and second control means. The CPU 31 includes a ROM 32 storing a system program and a welding torch shape adjustment program, a RAM 33 used for temporary data storage, a non-volatile memory 34 storing a teaching operation program, welding condition table data, and the like, and a robot axis controller 35. And a reference shape data storage unit 37 as a storage means are connected by a bus B. The CPU 31 is connected to a capture 38 for capturing image data from the image processing device 39 via the bus B. Although not shown, a welding machine is connected to the bus B via a welding machine interface. Each axis servo motor of the robot body 4a is connected to the robot axis control unit 35 via a servo circuit 36 for each axis.

ＣＰＵ３１は、不揮発性メモリ３４に記憶された教示動作プログラムを読み取り、ロボット軸制御部３５及びサーボ回路３６を介してロボット本体４ａの各軸サーボモータを駆動し、ロボットアーム先端手首に設けた溶接トーチ４ｂを教示溶接線に沿って移動させる。又、ＣＰＵ３１は、駆動回路４１を介して後述するベンダ４２を駆動制御する。又、ＣＰＵ３１は、教示動作プログラムに基づき制御信号を溶接機インターフェイス（図示しない）を介して溶接機（ともに図示しない）に出力すると共に、前記溶接条件テーブルから読み取った電流、電圧等の溶接条件を溶接機インターフェイス（図示しない）を介して制御信号に変換して溶接機（図示しない）に出力し溶接機を駆動させる。   The CPU 31 reads the teaching operation program stored in the nonvolatile memory 34, drives each axis servo motor of the robot body 4a via the robot axis control unit 35 and the servo circuit 36, and provides a welding torch provided on the wrist of the robot arm. 4b is moved along the teaching weld line. Further, the CPU 31 drives and controls a later-described vendor 42 via the drive circuit 41. The CPU 31 outputs a control signal to a welding machine (both not shown) via a welding machine interface (not shown) based on the teaching operation program, and sets welding conditions such as current and voltage read from the welding condition table. It is converted into a control signal via a welder interface (not shown) and output to a welder (not shown) to drive the welder.

基準形状データ記憶部３７には、溶接トーチ４ｂの各種の基準となる曲げ形状データが格納されている。基準形状データ記憶部３７は、例えば、不揮発性メモリで構成してもよく、或いはハードディスクで構成されていてもよい。撮像手段としての撮像装置４０は画像処理装置３９に接続されている。撮像装置４０は、例えば、動画を撮像可能なビデオカメラや或いは静止画が撮像可能なカメラで構成されていてもよい。   The reference shape data storage unit 37 stores bending shape data serving as various references for the welding torch 4b. The reference shape data storage unit 37 may be composed of, for example, a nonvolatile memory or a hard disk. An imaging device 40 as an imaging means is connected to an image processing device 39. The imaging device 40 may be configured by, for example, a video camera that can capture a moving image or a camera that can capture a still image.

ロボット４の作動範囲内には、図２（ａ）に示すようにスタンド１０にて支持された固定治具１１と図７に示すようにベンダ４２が設けられている。固定治具１１はブロック状に形成され、その上面に溶接トーチ４ｂを挿入可能な挿入孔１２が形成されている。挿入孔１２は、溶接トーチ４ｂの外径よりも若干大きな内径を有している。そして、挿入孔１２内に溶接トーチ４ｂを挿入した状態で、ロボット４を作動させることにより、溶接トーチ４ｂの外形形状、すなわち、湾曲形状の調節が可能である。   Within the operating range of the robot 4, a fixing jig 11 supported by a stand 10 as shown in FIG. 2A and a vendor 42 as shown in FIG. The fixing jig 11 is formed in a block shape, and an insertion hole 12 into which the welding torch 4b can be inserted is formed on the upper surface thereof. The insertion hole 12 has an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the welding torch 4b. Then, by operating the robot 4 with the welding torch 4b inserted into the insertion hole 12, the outer shape of the welding torch 4b, that is, the curved shape can be adjusted.

ベンダ４２は、例えばロールベンダにて構成され、図５（ａ）に示すように、一平面上において、一方向に往復駆動されるセンタロール４３と、同じく一平面上において前記センタロール４３と接近離間可能に往復駆動される一対のロール４４，４５を備えている。そして、ベンダ４２は図５（ａ）に示すように、センタロール４３と、ロール４４，４５とが互いに離間して形成される空間域に、曲げられた溶接トーチ４ｂを配置した状態で、センタロール４３と、ロール４４，４５を互いに接近させて溶接トーチ４ｂの外面にそれぞれ当接させる。そして、この当接された状態で図５（ｂ）に示すようにロボット本体４ａを制御して、溶接トーチ４ｂをセンタロール４３と，ロール４４，４５の中心と直交する方向（図５（ｂ）の矢印方向）移動させることにより、溶接トーチ４ｂの形状を直線状の基本形状にさせることが可能である。   The vendor 42 is constituted by, for example, a roll bender, and as shown in FIG. 5A, a center roll 43 that is driven to reciprocate in one direction on one plane, and also approaches the center roll 43 on one plane. A pair of rolls 44 and 45 that are reciprocally driven so as to be separated are provided. Then, as shown in FIG. 5 (a), the vendor 42 is placed in a state where the bent welding torch 4b is disposed in a space region in which the center roll 43 and the rolls 44 and 45 are separated from each other. The roll 43 and the rolls 44 and 45 are brought close to each other and brought into contact with the outer surface of the welding torch 4b. Then, in this abutted state, the robot body 4a is controlled as shown in FIG. 5 (b), so that the welding torch 4b is perpendicular to the center roll 43 and the centers of the rolls 44 and 45 (FIG. 5 (b)). )), The shape of the welding torch 4b can be changed to a linear basic shape.

さて、上記のように構成されたロボットシステム１を使用して行われる溶接トーチ４ｂの形状調整を図６のフローチャートを参照して説明する。図６は溶接トーチ形状調節プログラムのフローチャートである。なお、説明の便宜上、溶接トーチ４ｂは、く字状に曲げられているものとする。   Now, the shape adjustment of the welding torch 4b performed using the robot system 1 configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 6 is a flowchart of a welding torch shape adjustment program. For convenience of explanation, it is assumed that the welding torch 4b is bent in a square shape.

（Ｓ１０）
この溶接トーチ形状調節プログラムが起動されると、Ｓ１０において、基本形状戻し処理をＣＰＵ３１が行う。 (S10)
When the welding torch shape adjustment program is started, the CPU 31 performs a basic shape return process in S10.

この処理では、教示動作プログラムに従ってＣＰＵ３１は前記く字状に曲げられた溶接トーチ４ｂをベンダ４２に対して図５（ａ）に示す位置まで移動させる。そして、ＣＰＵ３１は図５（ａ）に示す位置に溶接トーチ４ｂを位置させた後、ベンダ４２の駆動回路４１を制御して、センタロール４３，ロール４４，４５を図５（ｂ）の示す位置まで移動させ、この状態でロボット本体４ａを制御して、溶接トーチ４ｂを図５（ｂ）に示す矢印方向に移動させてベンダ４２から引き抜くことにより基本形状にする。   In this process, according to the teaching operation program, the CPU 31 moves the welding torch 4b bent in the shape of a letter to the position shown in FIG. Then, after positioning the welding torch 4b at the position shown in FIG. 5A, the CPU 31 controls the drive circuit 41 of the vendor 42 so that the center roll 43 and the rolls 44 and 45 are placed at the positions shown in FIG. 5B. In this state, the robot body 4a is controlled, and the welding torch 4b is moved in the direction of the arrow shown in FIG.

（Ｓ２０）
Ｓ２０では、ＣＰＵ３１は、教示動作プログラムに従ってロボット本体４ａを制御して溶接トーチ４ｂを固定治具１１の挿入孔１２の挿入直前位置まで移動させる。この後、基準形状データ記憶部３７からティーチペンダント２にて予め選択して入力した指示に対応した基準形状データを読み出して同基準形状データに基づいてロボット本体４ａを駆動制御して、固定治具１１の挿入孔１２内に所定の挿入量Ｌ分だけ溶接トーチ４ｂを挿入する（図２（ａ）参照）。前記基準形状データは、溶接トーチ４ｂにおける曲げ開始部位の先端からの距離や曲げ角度等の形状に関連する形状関連データと、溶接トーチ４ｂが基本形状から当該基準形状に変化させるためのロボット本体４ａにおける関節軸の制御量のデータとから構成されている。所定の挿入量Ｌとは、溶接トーチ４ｂの目的の形状（すなわち、最終的に取得したい基準形状）に応じて異なる。なお、挿入量Ｌは、前記溶接トーチ４ｂの曲げ開始部位の先端からの距離に基づいて導出可能である。そして、例えば溶接トーチ４ｂの中央部において曲げを形成する場合は、同中央部の当該曲げ開始部位までの挿入量Ｌとなるように挿入する。又、基端部寄りの部位に曲げを形成する場合は、当該基端部寄りの曲げ開始部位までの挿入量Ｌとなるように挿入する。 (S20)
In S20, the CPU 31 controls the robot body 4a according to the teaching operation program to move the welding torch 4b to a position immediately before the insertion hole 12 of the fixing jig 11 is inserted. Thereafter, the reference shape data corresponding to the instruction previously selected and input by the teach pendant 2 is read from the reference shape data storage unit 37, and the robot body 4a is driven and controlled based on the reference shape data, and the fixing jig The welding torch 4b is inserted into the 11 insertion hole 12 by a predetermined insertion amount L (see FIG. 2A). The reference shape data includes the shape-related data related to the shape such as the distance from the tip of the bending start portion and the bending angle in the welding torch 4b, and the robot body 4a for the welding torch 4b to change from the basic shape to the reference shape. And control amount data of the joint axis. The predetermined insertion amount L differs depending on the target shape of the welding torch 4b (that is, the reference shape to be finally obtained). The insertion amount L can be derived based on the distance from the tip of the bending start portion of the welding torch 4b. For example, when bending is formed in the central portion of the welding torch 4b, the welding torch 4b is inserted so as to have an insertion amount L up to the bending start portion of the central portion. In addition, when a bend is formed in a portion near the base end, the insertion amount L is inserted up to the bending start portion near the base end.

（Ｓ３０）
Ｓ３０では、ＣＰＵ３１は形状調整処理を行う。すなわち、ＣＰＵ３１は、前記読み出した基準形状データの制御量によりロボット本体４ａを制御して溶接トーチ４ｂを基本形状から変形させ（図２（ｂ）参照）、溶接トーチ４ｂを一平面に含まれるように湾曲する。このときの湾曲して得られた角度を以下曲げ角度θという。曲げ角度θは、溶接トーチ４ｂの先端部側の軸心と基端部側の軸心とがなす角度をいう。 (S30)
In S30, the CPU 31 performs shape adjustment processing. That is, the CPU 31 controls the robot body 4a according to the control amount of the read reference shape data to deform the welding torch 4b from the basic shape (see FIG. 2B) so that the welding torch 4b is included in one plane. To curve. The angle obtained by bending at this time is hereinafter referred to as a bending angle θ. The bending angle θ is an angle formed by the axis on the distal end side of the welding torch 4b and the axis on the proximal end side.

（Ｓ４０）
Ｓ４０では、Ｓ３０においてＣＰＵ３１は変形された溶接トーチ４ｂを教示動作プログラムに従って固定治具１１から上方へ移動させて抜き出し、その後、撮像位置に移動させ、この撮像位置で図３に示すように撮像装置４０により基本形状から変形された溶接トーチ４ｂを撮像する。撮像位置は、撮像装置４０の光軸に対して前記一平面が直交する位置であって、溶接トーチ４ｂ全体が撮像できる位置であればよい。 (S40)
In S40, the CPU 31 in S30 moves the deformed welding torch 4b upward from the fixing jig 11 in accordance with the teaching operation program, and then moves it to the imaging position. At this imaging position, as shown in FIG. The welding torch 4b deformed from the basic shape by 40 is imaged. The imaging position may be a position where the one plane is orthogonal to the optical axis of the imaging device 40 and can capture the entire welding torch 4b.

画像処理装置３９では、溶接トーチ４ｂの撮像データに対して画像処理を行い、画像処理結果である画像データをロボット制御装置３に出力する。ロボット制御装置３のＣＰＵ３１は、その画像データと基準形状データの形状関連データと比較して、一致しているか否かを判定するための差分を取得する。   In the image processing device 39, image processing is performed on the imaging data of the welding torch 4 b, and image data as an image processing result is output to the robot control device 3. The CPU 31 of the robot control device 3 compares the image data with the shape-related data of the reference shape data, and acquires a difference for determining whether or not they match.

（Ｓ５０）
Ｓ５０では、ＣＰＵ３１は、差分が許容値範囲内又は０であれば「ＹＥＳ」と判定してこの溶接トーチ形状調節プログラムの処理を終了する。又、差分が許容値範囲外であれば、差分に基づいて補正量を算出し、前記制御量に加算又は減算して、Ｓ１０に戻る。この後、ＣＰＵ３１は、Ｓ１０〜Ｓ５０の処理を繰り返す。ここで、前記補正量が加味された制御量は、Ｓ２０の挿入量Ｌや、Ｓ３０の形状調整処理において、基準関連データの曲げ角度θを得るための制御量である。 (S50)
In S50, if the difference is within the allowable range or 0, the CPU 31 determines “YES” and ends the processing of the welding torch shape adjustment program. If the difference is outside the allowable value range, a correction amount is calculated based on the difference, added to or subtracted from the control amount, and the process returns to S10. Then, CPU31 repeats the process of S10-S50. Here, the control amount in consideration of the correction amount is a control amount for obtaining the bending angle θ of the reference related data in the insertion amount L of S20 or the shape adjustment processing of S30.

さて、本実施形態によれば、以下のような特徴がある。
（１） 本実施形態のロボットシステム１では、ＣＰＵ３１は、第１制御手段としてロボット４（溶接ロボット）を作動制御してフレキシブルトーチである溶接トーチ４ｂを固定治具１１に対して係合させる。又、ＣＰＵ３１は第２制御手段として、溶接トーチ４ｂと固定治具１１とが係合した状態でロボット本体４ａを作動制御させることにより溶接トーチ４ｂの形状を変化させるようにした。 Now, according to this embodiment, there are the following features.
(1) In the robot system 1 of the present embodiment, the CPU 31 controls the operation of the robot 4 (welding robot) as the first control means to engage the welding torch 4b, which is a flexible torch, with the fixing jig 11. Further, as a second control means, the CPU 31 changes the shape of the welding torch 4b by controlling the operation of the robot body 4a while the welding torch 4b and the fixing jig 11 are engaged.

この結果、本実施形態では、溶接トーチ４ｂを交換することなく溶接トーチ４ｂの曲げ角度θを任意に変更することができて多種多様なワーク形状に対応させることができ、溶接トーチ４ｂ側には溶接トーチ４ｂの曲げ角度θを変更するための新たな装置類を取付けする必要がないばかりか、既存の溶接ロボットに対しても簡単に適用することができる。又、本実施形態では、溶接トーチ４ｂの周辺に前記装置類を設ける必要がないために、ワークを保持するための治具やワークに干渉することが回避でき、又、ロボットの無理な溶接姿勢による溶接トーチ４ｂの曲げ角度θを、新たに変更することによりワイヤ送給性の悪化、ひいては溶接品質の低下を防止することができる。   As a result, in the present embodiment, the bending angle θ of the welding torch 4b can be arbitrarily changed without replacing the welding torch 4b, so that it can correspond to various workpiece shapes. It is not necessary to install a new device for changing the bending angle θ of the welding torch 4b, and it can be easily applied to an existing welding robot. Further, in this embodiment, since it is not necessary to provide the devices around the welding torch 4b, it is possible to avoid interference with a jig for holding the workpiece or the workpiece, and an excessive welding posture of the robot. By newly changing the bending angle θ of the welding torch 4b due to the above, it is possible to prevent the wire feedability from deteriorating and consequently the welding quality from being deteriorated.

（２） 本実施形態のロボットシステム１では、溶接トーチ４ｂの形状を撮像する撮像装置４０（撮像手段）と、基準形状データを記憶する基準形状データ記憶部３７（記憶手段）とを備えるようにした。又、ＣＰＵ３１（第２制御手段）は、撮像装置４０にて撮像された溶接トーチ４ｂの画像データと、基準形状データとの差分に基づいて、ロボット本体４ａの制御量を算出し、算出された制御量に基づいて、溶接トーチ４ｂと固定治具１１とが係合した状態でロボット本体４ａを作動制御して溶接トーチ４ｂの曲げ角度θを変化させるようにした。   (2) The robot system 1 of the present embodiment includes an imaging device 40 (imaging unit) that images the shape of the welding torch 4b and a reference shape data storage unit 37 (storage unit) that stores reference shape data. did. The CPU 31 (second control means) calculates the control amount of the robot body 4a based on the difference between the image data of the welding torch 4b imaged by the imaging device 40 and the reference shape data. Based on the control amount, the robot main body 4a is controlled to change the bending angle θ of the welding torch 4b in a state where the welding torch 4b and the fixing jig 11 are engaged.

この結果、本実施形態によれば、容易に基準形状データに合わせるように溶接トーチ４ｂを曲げることができる。
（３） 本実施形態のロボットシステム１では、溶接トーチ４ｂを抜き出し及び挿入可能な挿入孔１２を有する固定治具１１を備えるようにした。そして、ＣＰＵ３１（第２制御手段）は、挿入孔１２に溶接トーチ４ｂを挿入した状態でロボット本体４ａを移動制御するようにした。この結果、本実施形態によれば、固定治具１１が簡単な構成であり、ＡＴＣのようなエアや、電動の駆動部分が必要でないために、装置としてはコンパクトかつ環境配慮をした製品を安価に提供できる。 As a result, according to the present embodiment, the welding torch 4b can be bent so as to easily match the reference shape data.
(3) In the robot system 1 of this embodiment, the fixing jig 11 having the insertion hole 12 through which the welding torch 4b can be extracted and inserted is provided. The CPU 31 (second control means) controls the movement of the robot body 4a with the welding torch 4b inserted into the insertion hole 12. As a result, according to the present embodiment, the fixing jig 11 has a simple configuration and does not require air such as ATC or an electric drive part. Therefore, the device is compact and environmentally friendly. Can be provided.

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図７〜９を参照して説明する。なお、第２実施形態のハード構成において、第１実施形態のハード構成と同じ構成については同一符号を付し、異なる構成を中心に説明する。第２実施形態では、固定治具１１が省略されているところが異なり、他の構成は同じである。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the hardware configuration of the second embodiment, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and different configurations will be mainly described. In the second embodiment, the fixing jig 11 is omitted, and the other configurations are the same.

そして、溶接トーチ形状調節プログラムのフローチャートの処理が一部異なるだけであるため、第１実施形態と異なるステップを中心にして図９のフローチャートを参照して説明する。図９は溶接トーチ形状調節プログラムのフローチャートである。なお、説明の便宜上、溶接トーチ４ｂは、く字状に曲げられているものとする。   Since the processing of the flowchart of the welding torch shape adjustment program is only partially different, the steps different from those of the first embodiment will be mainly described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 9 is a flowchart of a welding torch shape adjustment program. For convenience of explanation, it is assumed that the welding torch 4b is bent in a square shape.

（Ｓ１０）
この溶接トーチ形状調節プログラムが起動されると、Ｓ１０においては、第１実施形態と同様に基本形状戻し処理をＣＰＵ３１が行う。 (S10)
When this welding torch shape adjustment program is started, in S10, the CPU 31 performs the basic shape returning process as in the first embodiment.

（Ｓ２０Ａ）
Ｓ２０Ａでは、ＣＰＵ３１は、ベンダ４２のセンタロール４３，ロール４４，４５を互いに離間した状態（図５（ａ）参照）にして、この状態で教示動作プログラムに従ってロボット本体４ａを制御して、溶接トーチ４ｂの先端がセンタロール４３の軸心Ｏの高さまで位置するように配置する。この後、ＣＰＵ３１は、基準形状データ記憶部３７からティーチペンダント２にて予め選択して入力した指示に対応した基準形状データを読み出して同基準形状データに基づいてロボット本体４ａを駆動制御し、所定の挿入量Ｌ分だけ溶接トーチ４ｂを挿入する。このときの挿入量Ｌは、センタロール４３の軸心Ｏと溶接トーチ４ｂの先端のオフセット量である。 (S20A)
In S20A, the CPU 31 sets the center roll 43 and rolls 44 and 45 of the vendor 42 apart from each other (see FIG. 5 (a)), and controls the robot body 4a according to the teaching operation program in this state, thereby welding the torch. The tip of 4b is arranged so as to be positioned up to the height of the axis O of the center roll 43. Thereafter, the CPU 31 reads out the reference shape data corresponding to the instruction previously selected and input from the reference shape data storage unit 37 with the teach pendant 2, and drives and controls the robot body 4a based on the reference shape data. The welding torch 4b is inserted by the insertion amount L. The insertion amount L at this time is an offset amount between the axis O of the center roll 43 and the tip of the welding torch 4b.

そして、ＣＰＵ３１は図８（ａ）に示すように溶接トーチ４ｂに対して接近配置する。
（Ｓ３０Ａ）
Ｓ３０Ａでは、ＣＰＵ３１は形状調整処理を行う。すなわち、ＣＰＵ３１は、前記読み出した基準形状データの制御量によりベンダ４２を制御して溶接トーチ４ｂを基本形状から変形させ（図８（ｂ）参照）、溶接トーチ４ｂを一平面に含まれるように湾曲する。すなわち、センタロール４３，ロール４４，４５を互いに接近するように平行に移動して湾曲する。湾曲させた後は、センタロール４３，ロール４４，４５を互いに離間して、溶接トーチ４ｂがローラに干渉しないように上方に抜け出し可能な空間域を形成する。 Then, the CPU 31 is disposed close to the welding torch 4b as shown in FIG.
(S30A)
In S30A, the CPU 31 performs shape adjustment processing. That is, the CPU 31 controls the vendor 42 according to the control amount of the read reference shape data to deform the welding torch 4b from the basic shape (see FIG. 8B), so that the welding torch 4b is included in one plane. Bend. That is, the center roll 43 and the rolls 44 and 45 move in parallel so as to approach each other and are curved. After the bending, the center roll 43 and the rolls 44 and 45 are separated from each other to form a space area in which the welding torch 4b can be pulled upward so as not to interfere with the roller.

（Ｓ４０〜Ｓ６０）
以後、ＣＰＵ３１は、Ｓ４０〜Ｓ６０では、第１実施形態と同様に処理する。
さて、上記のように構成された第２実施形態では、下記の効果がある。 (S40-S60)
Thereafter, the CPU 31 performs the same processing as in the first embodiment in S40 to S60.
The second embodiment configured as described above has the following effects.

（１） 本実施形態のロボットシステム１では、ベンダ４２を曲げ装置とし、ＣＰＵ３１（第２制御手段）は、溶接トーチ４ｂとベンダ４２とが係合した状態で、ベンダ４２を作動制御して溶接トーチ４ｂの形状を変化させるようにした。   (1) In the robot system 1 of the present embodiment, the bending device 42 is used as a bending device, and the CPU 31 (second control means) controls the welding operation by controlling the bending device 42 in a state where the welding torch 4b and the bending device 42 are engaged. The shape of the torch 4b was changed.

この結果、本実施形態では、溶接トーチ４ｂの曲げ形状を容易に変更することができる。
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。 As a result, in this embodiment, the bending shape of the welding torch 4b can be easily changed.
In addition, you may change embodiment of this invention as follows.

○ 第１実施形態の固定治具１１の挿入孔１２は、上方に開口するようにしているが、上方に限定するものではなく、横方向や、上方向とは傾いた方向に開口するように形成してもよい。   ○ The insertion hole 12 of the fixing jig 11 of the first embodiment is opened upward, but is not limited to the upper side, and is opened in a direction that is inclined from the lateral direction or upward. It may be formed.

○ 第２実施形態では、ベンダ４２をＣＰＵ３１が第２制御手段として駆動制御するようにしたが、ベンダ４２と、ロボット本体４ａとをそれぞれ駆動制御して、溶接トーチ４ｂの形状を変形して、曲げ角度を変化させるようにしてもよい。   In the second embodiment, the CPU 31 is driven and controlled by the CPU 31 as the second control means in the second embodiment, but the vendor 42 and the robot body 4a are respectively driven and controlled to change the shape of the welding torch 4b, The bending angle may be changed.

本実施形態を具体化した第１実施形態のロボットシステムの概略図。1 is a schematic diagram of a robot system according to a first embodiment that embodies the present embodiment. 同じく（ａ）は溶接トーチ４ｂを固定治具１１に挿入した状態の説明図、（ｂ）は、溶接トーチ４ｂを固定治具１１に挿入した状態で曲げを付与している説明図。Similarly (a) is explanatory drawing of the state which inserted the welding torch 4b in the fixing jig 11, (b) is explanatory drawing which provides the bending in the state which inserted the welding torch 4b in the fixing jig 11. FIG. 同じく撮像装置４０と溶接トーチ４ｂ〜撮像装置４０にて撮像する状態を示す説明図。Explanatory drawing which similarly shows the state imaged with the imaging device 40 and the welding torch 4b-the imaging device 40. FIG. 同じくロボット制御装置３のブロック図。The block diagram of the robot control apparatus 3 similarly. （ａ），（ｂ）は同じくベンダ４２の作用の説明図。(A), (b) is explanatory drawing of the effect | action of the vendor 42 similarly. 同じく溶接トーチ形状調節プログラムのフローチャート。The flowchart of a welding torch shape adjustment program similarly. 第２実施形態のロボットシステムの概略図。The schematic diagram of the robot system of a 2nd embodiment. 同じく（ａ），（ｂ）は同じくベンダ４２の作用の説明図。Similarly (a), (b) is explanatory drawing of the effect | action of the vendor 42 similarly. 同じく溶接トーチ形状調節プログラムのフローチャート。The flowchart of a welding torch shape adjustment program similarly.

符号の説明Explanation of symbols

４…ロボット（溶接ロボット）、４ａ…ロボット本体、
４ｂ…溶接トーチ（フレキシブルトーチ）、１１…固定治具（曲げ装置）、
３１…ＣＰＵ（第１制御手段、第２制御手段）。 4 ... Robot (welding robot), 4a ... Robot body,
4b ... welding torch (flexible torch), 11 ... fixing jig (bending device),
31... CPU (first control means, second control means).

Claims (4)

フレキシブルトーチを溶接トーチとして備える溶接ロボットのロボット制御装置において、
前記溶接ロボットを作動制御して前記溶接トーチを曲げ装置に対して係合させる第１制御手段と、前記溶接トーチと曲げ装置とが係合した状態で前記溶接ロボットと曲げ装置のうち少なくともいずれかを作動制御して前記溶接トーチの形状を変化させる第２制御手段とを備えることを特徴とする溶接ロボットのロボット制御装置。 In a robot controller for a welding robot equipped with a flexible torch as a welding torch,
First control means for controlling the welding robot to engage the welding torch with the bending device, and at least one of the welding robot and the bending device with the welding torch and the bending device engaged. And a second control means for controlling the operation of the welding torch to change the shape of the welding torch. 前記溶接トーチの形状を撮像する撮像手段と、
基準形状データを記憶する記憶手段とを備え、
前記第２制御手段は、前記撮像手段にて撮像された前記溶接トーチの画像データと、前記基準形状データとの差分に基づいて、制御量を算出し、算出された制御量に基づいて、前記溶接トーチと曲げ装置とが係合した状態で前記溶接ロボットと曲げ装置のうち少なくともいずれかを作動制御することを特徴とする請求項１に記載の溶接ロボットのロボット制御装置。 Imaging means for imaging the shape of the welding torch;
Storage means for storing reference shape data,
The second control unit calculates a control amount based on a difference between the image data of the welding torch imaged by the imaging unit and the reference shape data, and based on the calculated control amount, The robot control device for a welding robot according to claim 1, wherein operation control of at least one of the welding robot and the bending device is performed in a state where the welding torch and the bending device are engaged. 前記曲げ装置が前記溶接トーチを抜き出し及び挿入可能な挿入孔を有する固定治具であり、
前記第２制御手段は、前記挿入孔に前記溶接トーチを挿入した状態で前記溶接ロボットを移動制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の溶接ロボットのロボット制御装置。 The bending device is a fixing jig having an insertion hole through which the welding torch can be extracted and inserted;
3. The robot control apparatus for a welding robot according to claim 1, wherein the second control unit controls the movement of the welding robot in a state where the welding torch is inserted into the insertion hole. 4. 前記曲げ装置がベンダであり、
前記第２制御手段は、前記溶接トーチと曲げ装置とが係合した状態で、前記溶接トーチとベンダのうち少なくともいずれかを作動制御して前記溶接トーチの形状を変化させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の溶接ロボットのロボット制御装置。 The bending device is a vendor;
The second control means changes the shape of the welding torch by controlling the operation of at least one of the welding torch and the bender in a state where the welding torch and the bending device are engaged. The robot control device for a welding robot according to claim 1 or 2.
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