JPH02272605A

JPH02272605A - センサロボット

Info

Publication number: JPH02272605A
Application number: JP9316889A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Sasano; 笹野　良郎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-04-14
Filing date: 1989-04-14
Publication date: 1990-11-07
Anticipated expiration: 2013-05-28
Also published as: JP2759675B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、施工前にセンサで位置を検出して位置補正す
る産業用のセンサロボットに関し、特に、大形ワークを
施工する為に、ロボット本体を移動させる付加的外部軸
を有するセンサロボットに関するものである。

（従来の技術）従来のこの種のセンサロボットについて、アーク溶接ロ
ボットを例として第４図によって説明する。

同図において、アーク溶接ロボット１を装着した移動装
置は、軌道２上を自在に走行する門形のＸ軸移動台３と
、その天井梁に摺動自在に装着されたＹ軸往復台４と、
上記のＹ軸往復台４上に摺動自在に装着されたＺ軸昇降
台５とから構成され、上記のアーク溶接ロボットＶは、
上記の２軸昇降台５の先端に下向に装着されている。な
お、上記の移動装置は、ロボット制御装置（図示せず）
の外部軸部で制御される。

溶接は、アーク溶接ロボットが定位置で施工できる大き
さのブロックにワークを区分し、１ブロツクの溶接が終
了するごとに、ブロックからブロックに移動装置で移動
する。各ブロックの溶接に先立って、予め定められるワ
ーク上の特定点をセンサで調べて平行、回転補正する。

ワークの立体的な位置を補正するには、３つの基僧点が
必要であり、ブロック毎に溶接に先立つて、これらの３
つの基準点を求めるのが従来手法である。

（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、相隣接するブロックの
境が、１枚の鉄板である場合に、鉄板のＪｉさは、精度
が充分に高く鉄板の片側の位置が分かれば反対側の位置
は改めて求め直す必要はないにもかかわらず、移動する
と改めてセンシングし直すという問題があった。

また、移動装置により次のブロックに移動すれば、同一
部品の両側面に施工する場合でも位置座標が全く異なる
ため、前のブロックでのデータをそのまま用いることが
できないという問題もあった。

本発明は上記の問題を解決するもので、前ブロックの検
出点のデータが利用できるセンサロボッ１−を提供する
ものである。

（課題を解決するための手段）施工の３次元位置は、ロボットアームが定める３次元位
置と、移動装置が定める３次元位置の加算で定まるので
、移動装置の各軸をロボノ１へアームの付加的外部軸と
して制御できる。制御軸数のロボット制御装置を用い位
置のデータを、ロボットアームが定める位置と、移動軸
が定める位置とに分割して持たせ、センサによる既検出
位置を再利用したい場合は、新たな位置と以前の位置と
が持つ各２種類、合計４つの位置データを組み合わせて
、必要な形に加工して使用するものである。

（作　用）新たなブロックの基準点となる既検出点は、ロボットア
ームおよび移動軸のデータの合成されたものである。一
方新たなブロックの移動軸データが分かっているので、
その差がその位置での既検出点の新しい位置となる。

（実施例）本発明の一実施例を、アーク溶接ロボットを例として、
第１図ないし第４図により説明する。なお、本実施例は
、第４図に示した従来例と外観上は変らず、ロボット制
御装置（図示せず）に、例えば、パナボロＡ　Ｗ　−７
０００のような、ロボットアームの６軸を含め、１２軸
まで同時パルス分配のできる装置を用いた点が異なる。

従って、同じ構成部品には同一符号を付して説明を省略
する。

第１図は、大形ワークの斜視図で、ワークは、基板６の
上に、複数個の部品７ないし１１が仮付けされている。

ロボットによる溶接は、部品７ないし１１相互又は部品
７ないし１１と基板６との溶接である。これらは箱の内
面溶接とよく似ている施工である。なお１図には、基板
６の一部だけ描いて他は省略しである。

第２図はワークの要部平面図で、５個の部品７ないし１
１で、中央に境のある２個の方形が構成されている。施
工は、中央の部品１０を境にして、第１ブロツク１２お
よび第２ブロツク１３に分けて行う。

まず、移動装置の３軸を駆動して、アーク溶接ロボット
１の中心を、第１ブロツク１２の中心点１４に移動する
。次に、上側の部品８と、左側および中央の部品９およ
び１０．下側の部品７と中央の部品１０の、それぞれ内
側の角１５．１６および１７を凸準点とし、これを上記
のアーク溶接ロボット１に装着したセンサ（図示せず）
で調べ、あらかじめ教示された位置との差を求める。３
つの基準点について得た実際の位置と教示位置との差よ
り、第１ブロツク１２の位置を補正する。第１ブロツク
１２の実際の位置が求まったならば、アーク溶接ロボッ
ト１で、上記の角１５．１６および１７を内面から溶接
する。

次に、再び移動装置を駆動し、アーク溶接ロボット１を
第１ブロツク１２の中心点１４から、第２ブロツク１３
の中心点１８に移動させる。移動が完了すると、中央の
部品ｌＯと、上側および下側の部品８および７、右側の
部品１１と上側の部品８の、それぞれ内側の角１９．２
０および２１を調べる。

しかし、第１ブロツク１２の角１６および１７と、第２
ブロツク１３の角１９および２０とは部品ｌＯの厚さ分
だけの違いであり、その量は溶接長に比べて充分小さく
ほとんど無視してよい程度であるから、角１９および２
０は、改めてセンシングすること無しで角１６および１
７の調査値をそのまま使用できる筈である。

次に、アーム位置の求め方について説明する。

ｒＰＡＪをロボットアームの位置、ｒＰＥＪ　を外部移
動軸の位置とすると、システム全体の位置ｒＰ　ＳｌはＰＳ＝ＰＡ＋ＰＥで表わされる。例えば、角１６の位置をｒ　ｐ　１６Ｊ
で表わすと、第２図の角１６はＰ　Ｓ　（ｐ　１９）−Ｐ　Ａ（ｐ　１６）＋　Ｐ　Ｅ
　（ｐ　１６）となる。角１９はＰＡ（ｐｌ、９）＝ＰＳ（ｐｌ、９）−ＰＥ（ｐｌ９）
となる。上述の仮定からＰＡ（ｐｌ９）＝ＰＡ（ｐｌ６）としてよいからＰ　Ａ（ｐ　１９）＝　Ｐ　Ｓ　（ｐ　１６）　−Ｐ　
Ｅ　（ｐ　１９）・・・（１）が′４ｊ）られる。すな
わち、既検出点Ｐ　Ｓ　（ｐ　１６）のデータから新た
に第２ブロツク１３の中心点１８に移動した時の外部移
動軸の位置データＰＥ（ｐ、１９）を除いたものが角１
９のアームの位置を与える。つまり。

アームの姿勢は適当なまま第２ブロツク１３の中心点１
８に位置決めして得られる外部移動軸の位置ｒ　Ｐ　Ｅ
　（ｐ　１．９）Ｊ　と、（１）式で与えられるｒ　Ｐ
　Ａ（ｐｌ９）」　とで角１９の位置は定められる。

以上のようにして求められた角１９の位置は、厳密に言
えば角１６の位置ＰＳ（ｐｌ６）であり、部品１０の板
厚の分だけ異なる。板厚の分だけ異なる位置を溶接する
とすれば問題であり使えない。角１６と角１９をほぼ同
一としてよいのは、教示されている点と実際にワークが
置かれたときの点との位置の差を考えるからであり、施
工点としての角１９を角１６に置き換えてよいのではな
い。これに対処する為、第１ブロツク１２の角１６およ
び角１７と、第２ブロツク１３の角２１を基準３点とし
、これを基に座標系をどのように定めるかについて説明
する。

仮に、３つの基準点をＳ□、Ｓ２．Ｓ３とする。

第３図は、これらの座斗票系を示す平面図である。

まず、Ｓ工から３２に向かうベクトルを考えてＸ軸方向
とする。次にＳ、からＳ、に向かうベクトルを考え、こ
のベクトルとＸ軸ベクトルとのバク１−ル積で定まるベ
クトルをＺ軸方向とする。Ｘ軸およびＺ軸が定まったの
で、右手直交系の規約からＹ軸方向が定まる。上記Ｓ０
は座標系の原点である。

このように座標系を定めると、Ｓｏが全ての位置情報を
支配するので、３次元が必要であるのに比へ、基準点Ｓ
２は直線の方向を定める２次元でよく、基準点Ｓ３は平
面の傾きを定める１次元でよく、従って、Ｓ２およびＳ
３、すなわち、第２図に示す角１６および１７の鉄板の
厚さ分の差があっても、変換される位置に直接影響はし
ない。第３図から分かるように、Ｓ２およびＳ３は座標
変換の回転移動の精度に影響するものであるが、ワーク
が第２図に示すような長方形であるなら、全く変換精度
に影響しない。従って、実際は最も多い長方形に近いワ
ークに適用できる。

もちろん、部品１０の厚さをロボット制御装置ｄに別途
教えてやり、角１６および１７から部品ＩＯの厚さを加
味した角１９および２０を求めてもよい。

（発明の効果）以−に説明したように、本発明によれば、移動装置で移
動するブロックごとに、センサで施工位置を調べて、部
分的にワークの平行回転移動補正する場合、市のブロッ
クで調べた既検出点の位置が利用できるので、作業効率
を大幅に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は大形ワークの要部斜視図、第２図はその要部平
面図、第３図は３次元座標系の平面図、第４図は門形移
動装置に装着したアーク溶接ロボットの斜視図である。１　・・・アーク溶接ロボット、　２　・・・軌道、３
　・・・Ｘ軸移動台、　４　・・・　Ｙ軸往復台、５　
・・　Ｚ軸昇降台、　６　・・・基板、　７゜８、９．
１．０．１１・・・部品、１２　　・・第１ブロツク、
　１３・・・第２ブロツク、１４・・・第１ブロツクの
中心点、１５．１６．１７．１９゜２０、２１・・・角
、１Ｂ・・・第２ブロツクの中心点。第１図６−１１瓦７ｓ、９，１ｏ、１ｔ、・一部品第４図２−一一朝道３−Ｘ軸乃＠七４−−−Ｙ軸、柱１士５−−−Ｚ軸昇峰含第２図７、８．９．１０ｊ１一部品１２−一卓１７”口・ツク１３−一纂２１０ツク１４−−一第１７０ツクｊ中Ｊ（、！、１５．１６．１
７．１９．２０．２１−−・角７８−＝＄２７’口・／
り６中）（点、第３図１゜２゜３゜４゜手続

Claims

【特許請求の範囲】

ロボットアームの先端に装着した位置検出用センサ特定
点を検出して、教示されている位置を補正する多関節形
ロボットと、上記のロボット本体を移動する２次元以上
の移動装置とからなるセンサロボットにおいて、位置補
正に必要な複数の特定点の位置データの一部を、移動装
置の前の移動位置で検出した検出データに加工したもの
で代用することを特徴とするセンサロボット。