JPH0813433B2 - 自動加工装置 - Google Patents

自動加工装置

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JPH0813433B2
JPH0813433B2 JP1333371A JP33337189A JPH0813433B2 JP H0813433 B2 JPH0813433 B2 JP H0813433B2 JP 1333371 A JP1333371 A JP 1333371A JP 33337189 A JP33337189 A JP 33337189A JP H0813433 B2 JPH0813433 B2 JP H0813433B2
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明 平井
信雄 柴田
利雄 赤津
悠敬 高野
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Hitachi Ltd
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は被加工部材を移動する装置と、加工装置を移
動する装置と、を備えた自動加工装置に係り、特に溶接
加工に好適な自動加工装置に関する。
〔従来の技術〕
従来の装置としては、特開昭60−82296号公報に記載
のように、被加工部材が予め準備台上にて組み立てられ
たのち、移動可能な搬送装置により溶接台上に移動さ
れ、自動溶接が行われるものが知られている。しかし、
被加工部材における溶接部位の位置ずれ、あるいは加工
装置と溶接台上の被加工部材の相対的位置ずれについて
は配慮されていなかった。
また、特開昭57−109576号公報記載の装置は、被加工
部材の加工位置を光学的手段により検出し、位置ずれを
補正し、加工するようになっていた。しかし、位置ずれ
を補正するために被加工部材を移動する手段についての
配慮がなされておらず、前工程において予め被加工部材
を固定しておき、次の溶接作業工程で固定しなくてもよ
いようにできなかった。
〔発明が解決しようとする課題〕
特開昭60−82296号公報に記載された技術では、被加
工部材の移動に伴う位置ずれ、あるいは被加工部材の部
品精度、組立て精度の点について配慮がされておらず、
溶接トーチ等の加工装置が、被加工部材の溶接線などの
加工部位からずれ、正確な溶接が行えなかった。
また、特開昭57−109576号公報に記載された技術で
は、被加工部材を移動あるいは回転させる機構について
配慮がされておらず、被加工部材の前工程での固定によ
る作業タクトの向上、被加工部材の回転、移動による被
加工部材の作業部位(加工部位)の姿勢変更を行うこと
ができなかった。
本発明の課題は、自動加工装置の作業タクトを向上さ
せるとともに、被加工部材の作業部位の姿勢変更および
加工位置のずれの補正を可能とするにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記の課題は、被加工部材を固定して回転,平行移動
する部材移動装置と、被加工部材を加工する加工装置
と、該加工装置を固定して回転,平行移動する機材移動
装置と、を備えた自動加工装置に、部材移動装置上に固
定された被加工部材の加工位置と機材移動装置に固定さ
れた加工装置との相対的位置ずれを加工動作中継続的に
検出して相対位置ずれ量を継続的に出力する光学式位置
検出装置を設け、該相対位置ずれ量に基づいて加工装置
の加工経路を加工動作中継続的に補正する手段を設けこ
とによって達成される。
上記の課題は、また、被加工部材を固定して回転,平
行移動する機材移動装置と、被加工部材を加工する加工
装置と、該加工装置を固定して回転,平行移動する機材
移動装置と、を備えた自動加工装置に、部材移動装置上
に固定された被加工部材の加工位置と機材移動装置に固
定された加工装置との相対的位置ずれを加工動作中継続
的に検出して相対位置ずれ量を継続的に出力する光学式
位置検出装置を設け、該相対位置ずれ量に基づいて被加
工部材の位置及びまたは姿勢を加工動作中継続的に補正
する手段を設けることによっても達成される。
上記の課題は、また、相対位置ずれ量に基づいて被加
工部材の位置及びまたは姿勢を補正する手段が設けられ
ている請求項1に記載の自動加工装置によっても達成さ
れる。
上記の課題は、また、光学式位置検出装置が、機材移
動装置に固定されている請求項1乃至3のいずれかに記
載の自動加工装置によっても達成される。
上記の課題は、また、光学式位置検出装置と加工装置
との相対的位置の位置ずれである検出装置位置ずれを検
出する検出装置位置ずれ検出手段と、検出された検出装
置位置ずれ量に前記光学式位置検出装置で検出された被
加工部材の加工位置と機材移動装置に固定された加工装
置との相対的位置ずれ量を加算して補正位置ずれ量とす
る手段と、が設けられている請求項1乃至4のいずれか
に記載の自動加工装置によっても達成される。
上記の課題は、また、機材移動装置に固定された加工
装置の所定固定位置からの位置ずれ量である加工装置固
定位置ずれ量を検出する加工装置固定位置ずれ検出手段
と、検出された該加工装置固定位置ずれ量に光学式位置
検出装置で検出された被加工部材の加工位置と機材移動
装置に固定された加工装置との相対的位置ずれ量を加算
して補正位置ずれ量とする手段と、が設けられている請
求項1乃至4のいずれかに記載の自動加工装置によって
も達成される。
上記の課題は、また、光学式位置検出装置と加工装置
との相対的位置の位置ずれである検出装置位置ずれを検
出する検出装置位置ずれ検出手段と、機材移動装置に固
定された加工装置の所定固定位置からの位置ずれ量であ
る加工装置固定位置ずれ量を検出する加工装置固定位置
ずれ検出手段と、検出された検出装置位置ずれ量と検出
された該加工装置固定位置ずれ量と光学式位置検出装置
で検出された被加工部材の加工位置と機材移動装置に固
定された加工装置との相対的位置ずれ量を加算して補正
位置ずれ量とする手段と、が設けられている請求項1乃
至4のいずれかに記載の自動加工装置によっても達成さ
れる。
上記の課題は、また、部材移動装置は、動力駆動され
ガイドに沿って走行する台車と、該台車上に回転可能に
装着されて被加工部材が固定載置される回転台と、該回
転台を回転駆動する回転駆動手段と、前記回転台の回転
角を検出する回転角検出手段と、を備え、機材移動装置
は、動力駆動されガイドに沿って走行する台車と、該台
車上に装着された少なくとも5自由度のロボットと、を
備え、光学式位置検出装置は、スリット光を加工部材に
照射する手段と、被加工部材から反射される光切断像を
画像処理して加工部位である溶接線を検出する手段と、
を備え、加工装置は溶接装置である請求光1乃至7にの
いずれか記載の自動加工装置によっても達成される。
上記の課題は、また、検出された溶接線に対する溶接
トーチの狙い位置にオフセット量及びオフセット方向を
設定する手段を備えた請求光8に記載の自動加工装置に
よっても達成される。
上記の課題は、また、オフセット量及びオフセット方
向を設定する手段が、オフセット方向及びオフセット量
を文字表示するオフセットテーブルを記憶する手段と、
該記憶されたオフセットテーブル上の文字を指定してオ
フセット方向及びオフセット量を設定する手段と、手前
オフセットテーブルから設定されたオフセット方向及び
オフセット量を読み出し、溶接トーチの狙い位置を補正
する手段と、を備えている請求項9に記載の自動加工装
置によっても達成される。
上記の課題は、オフセット量及びオフセット方向を設
定する手段が、溶接トーチが指定された2個所の位置に
動かされた時にそれぞれの位置の差を検出して、その差
をオフセット量及びオフセット方向とするものである請
求項9に記載の自動加工装置によっても達成される。
上記の課題は、また、オフセット量及びオフセット方
向を設定する手段が、溶接条件にオフセット量及びオフ
セット方向を対応させた参照テーブルを記憶する手段
と、溶接条件を入力する手段と、入力された溶接条件に
基づいて前記参照テーブルからオフセット量及びオフセ
ット方向を読み出す手段と、を備えている請求項9に記
載の自動加工装置によっても達成される。
〔作用〕
光学式位置検出装置は、加工装置と共に移動しなが
ら、加工位置よりも加工装置の移動方向前方での加工部
位の、加工装置の予想位置との位置ずれを検出し、同時
に加工部位の姿勢を検出して、被加工部材の位置、姿勢
の補正量を指示する補正位置ずれ量を出力する。部材移
動装置、およびまたは機材移動装置は、該補正位置ずれ
量に基づいて被加工部材及びまたは加工装置の位置、お
よびまたは姿勢を補正する手段により、被加工部材及び
または加工装置の位置及びまたは姿勢を補正する。
〔実施例〕
以下、本発明の第1の実施例を第1図及び第2図によ
り説明する。図に示す部材移動装置30は、走行レール7
をガイドとして、図示されていない電動機および制御装
置によって駆動される走行台車2Aと、該台車2A上に固定
された一対の回転台支持台2Cと、該回転台支持台2Cに回
転可能に装着され、被加工部材1を固定載置する回転台
2Bと、前記台車2Aに装着され、該回転台2Bに減速機4を
介して連結された回転用電動機3と、該回転用電動機3
の回転角を検出する図示されていないエンコーダと、を
備えている。前記走行レール7には、ラックが併設さ
れ、走行台車2Aに装着されて前記電動機により回転駆動
されるピニオンが該ラックに係合している。
機材移動装置40は、前記走行レール7に平行に敷設さ
れたガイド11Aと、該ガイド11Aに沿って走行する台車11
Bと、該台車11B上に装着され、該台車11Bを走行させる
電動機及び減速機と、該台車11B上に装置され前記ガイ
ド11Aと直角の方向に図示されない駆動装置に駆動され
て移動する移動台11Cと、該移動台11C上に固定された6
自由度の溶接ロボット10と、前記電動機の回転数を検出
する図示されていないエンコーダと、を備えている。
溶接ロボット10には、その手首下に治具を介して、光
学式位置検出装置である視覚センサヘッド9及び加工装
置である溶接トーチ8が固定されている。溶接トーチ8
は、第2図に示されるように、コンジットケーブル12を
介してワイヤ送給モータ13に接続され、該ワイヤ送給モ
ータ13は、溶接電源14に装着された供給リール15の溶接
ワイヤ16を溶接トーチ8に送給する。前記コンジットケ
ーブル12は、ライナ、ライナガイド、銅撚線、被覆によ
り構成されており、銅撚線は送給モータ13との接続部手
前で被覆から取り出され、タッチセンサユニット17に接
続されている。タッチセンサユニット17は前記溶接電源
14に接続されている。溶接ロボット10には、ロボット制
御装置18が接続され、該ロボット制御装置18は溶接用電
源14、ティーチングボックス21、部材移動装置30、機材
移動装置40に接続され、さらに溶接用電源14を介してタ
ッチセンサユニット17にも接続されている。ロボット制
御装置18は、視覚センサヘッド9から出力される相対位
置ずれ量に基づいて加工装置と、被加工部材1の位置、
姿勢を補正する手段をなしている。
溶接ロボット10の手首下に治具を介して装着された視
覚センサヘッド9はスリット光を照射する光照射系と、
この時得られる光切断像(スリット光が作る平面と被加
工部材の表面との交線が形成する像)を観測して溶接線
の位置、姿勢を検出する観測用光学系とを内蔵し、セン
サインタフェース19および画像処理装置20に接続されて
いる。
ロボット制御装置18は、溶接トーチ8の経路制御なら
びに溶接電流、溶接電圧の制御を行い、タッチセンサユ
ニット17は、ロボット制御装置18の指令に従って溶接ワ
イヤ16への電源供給を内部高圧電源に切換え、切り換え
後、溶接ワイヤ16が接地側と接触し、電源が短絡した時
点で、電源供給を停止、接触信号をロボット制御装置18
に転送するタッチセンス処理を行う。
センサインタフェース19は、視覚センサヘッド9の光
照射系への供給電圧、供給電流を制御し、照射スリット
光の波長、光量を制御するとともに、観測用光学系への
電源の供給、画像処理装置との同期合せを行う、視覚セ
ンサヘッド9で電気信号に変えられた光切断画像は、セ
ンサインタフェース19を経て画像処理装置20に送られて
処理され、該処理によって得られた溶接線位置が、ロボ
ット制御装置18に転送される。
ロボット制御装置18は、ティーチングボックス21を介
して入力されるデータによって溶接ロボット10、部材移
動装置30、機材移動装置40を動作させ、溶接トーチ8の
位置、姿勢、被加工部材1の位置、姿勢と位置、姿勢の
変更速度、溶接条件、検出条件等を教示する。
上記構成の自動加工装置により、溶接を行う手順を以
下に説明する。まず、部材移動装置30の回転台2B上に被
加工部材1が固定され、部材移動装置30の走行台車2Aは
図示されていない電動機等からなる走行機構により、機
材移動装置40の走行範囲に移動・停止される。この移動
・停止は、操作者により手動制御される。次に部材移動
装置30の回転台2Bが回転用電動機3により回転され、該
回転台2B上に固定された被加工部材1の溶接部位が溶接
に最適な姿勢になるよう、例えば、溶接部位が被加工部
材1の裏側にある場合には、被加工部材1を回転し下向
き溶接が可能となるように、被加工部材1の姿勢が変換
される。この回転動作は、ロボット制御装置18により制
御される。
次に被加工部材1の溶接部位が、溶接ロボット10の手
首に取りつけられた溶接トーチ8の稼動範囲内となるよ
うに、溶接ロボット10が機材移動装置40により移動され
る。
制御装置18は、予めティーチングボックス21を介して
教示された経路に従って溶接トーチ8を動かし、溶接開
始点の前方約30mmの位置から溶接線の検出を開始する。
視覚センサヘッド9は、溶接トーチ8の前方約30mmの位
置における溶接線位置と、教示された位置とのずれを光
切断法の原理に基づいて検出する。この際検出される溶
接線のずれは、互いに移動装置上に搭載された被加工部
材1と、溶接トーチ8との相対的な位置ずれであり、ロ
ボット制御装置18は視覚センサヘッド9の出力である相
対位置ずれ量を補正位置ずれ量として先に、教示された
経路を補正しながら倣い動作を行い、溶接開始点からは
教示溶接条件に従い溶接を実行する。
いずれの加工部位についても、常に溶接姿勢が下向き
となるようロボット制御装置18に制御される部材移動装
置30の回転台2Bにより被加工部材1が回転され、溶接ロ
ボット10は当該加工部位が溶接ロボット10の稼動範囲に
なるように、機材移動装置40により移動される。次い
で、現実の加工部位と加工装置の相対的位置ずれが光学
式の視覚センサヘッド9で検出され、あらかじめ教示さ
れている加工経路が補正されながら、溶接が実行され
る。
第3図は本発明の第2の実施例を示す。本実施例にお
いては、前記第1の実施例に示された部材移動装置の回
転台2Bがなく、被加工部材1は、前記第1の実施例にお
ける回転台支持台2Cに相当する部材把持回転台21に把持
され、回転、上下される。また、部材把持回転台21は前
記第1の実施例の場合と異なり、走行台車2Aにおいて、
該走行台車2Aの走行方向および走行方向と、直角の方向
に移動可能に構成されている。機材移動装置40および加
工装置、視覚センサヘッド、制御装置等は前記第1の実
施例と同様の構成となっており、同一の符号を付して説
明は省略する。
上記構成の自動加工装置においては、被加工部材は、
溶接可能な状態に組み立てられたのち、部材把持回転台
21に把持・固定され、加工部位の溶接姿勢が下向きとな
るようにロボット制御装置18により制御される部材把持
回転台21により回転される。機材移動装置40は被加工部
材1の加工部位が溶接ロボット10の稼動範囲となるよう
に溶接ロボット10を移動し、ロボット制御装置18は、あ
らかじめ教示された加工経路に従って溶接を実行する。
溶接ロボット10の手首に取りつけられた視覚センサヘッ
ド9は、教示された溶接開始点の直前約30mmの位置から
ロボット制御装置に制御されて溶接線の検出を開始し、
ロボット座標系に基づく検出データは、ロボット制御装
置18に伝達される。ロボット制御装置18は、溶接トーチ
8と検出点との距離が最小となった時点で、当該時点に
おける視覚センサヘッドの検出データを、部材移動装置
30に転送し、部材移動装置30の部材把持回転台21の上下
方向、走行レール方向、および走行レールと直角の方向
(X,Y,Zの3方向)の移動を、加工装置(溶接トーチ)
の教示経路と実際の溶接経路の偏差が零となるように制
御する。
第4図は、視覚センサヘッド9の固定位置ずれ検出の
概要を示す斜視図で、図示されていない溶接ロボット10
の手首に装着された冶具24と、該冶具24に装着された加
工装置である溶接トーチ8と、該溶接トーチ8の周囲に
回転可能に装着された光学式視覚センサヘッド9と、該
光学式視覚センサヘッド9を回転駆動する直流モータ23
と、加工装置の基準位置検出のための基準台におかれた
基準部材22と、を示している。
この検出装置位置ずれ検出手段である基準部材22は平
らな上面に、互いに直交する同一形状のV形のみぞを備
え、交点の中央では、それぞれのみぞが消滅するよう
に、みぞの幅と深さが、直線的に減少している。基準部
材22はみぞの谷線が視覚センサヘッド9の理想座標系
(以下、センサ座標系という)の座標軸の方向(x,y
軸)と一致するように基準台上に配置されている。
加工部位の溶接線検出する前に、溶接トーチ8が前記
基準部材22の上面に垂直に、かつ前記V形みぞの交点中
心上に配置され、視覚センサヘッド9は、直流モータ23
で、その回転軸を0°,90°,180°,270°と回転させな
がら、基準部材22みぞの検出を行う。各みぞの谷底位置
のセンサ座標系での検出値を(x1,y1,z1)、(x2
y2,z2)、(x3,y3,z3)、(x4,y4,z4)とし、セン
サ回転軸の回転補正に用いた先行検出位置の回転半径
(設計値)をγとすると、検出値から、真の回転半径
(実際の回転半径)R、水平方向のセンサ座標軸からの
改定角度ずれθ、回転中心のx,y方向のセンサ座標系か
らのずれ(すなわち、溶接トーチ中心からのずれ)xd,y
dは次式で求められる。
xd=−{x2cosθ+(y2−γ+R)sinθ} ……(3) yd=−{y1cosθ+(x1−γ+R)sinθ} ……(4) ロボット制御装置18は、上記動作により、実際の検出
動作に入る前、あるいは、定期的に、視覚センサヘッド
9の固定位置ずれを検出、記憶しておき、被加工部材1
の加工部位の位置ずれ検出量に、(3),(4)式で求
まる固定位置ずれ量(xd,yd)を加算して補正位置ずれ
量とし、溶接トーチの溶接経路を補正する。
第5図は、本発明の他の実施例を示したものである。
本実施例は、前記第4図で示した例と同様に、実際の加
工部位の溶接線の検出をする前に、基準部材22により視
覚センサヘッド9の固定位置ずれを求め、次いで、図に
示す加工装置位置ずれ検出手段であるT形状部材50によ
り、溶接トーチ8の溶接ロボット手首に対する固定位置
ずれを求めるものである。このT形状部材50は、導電性
材料に互いに直交する平面50A,50B,50Cが形成されたも
ので、そのうちの一面、例えば50Cを水平に、他の2面5
0A,50Bが鉛直になるように、基準台上に配置されてい
る。また、面50A,50Bは、溶接ロボット10の水平方向の
基準座標軸に平行に配置され、溶接ロボット10の基準座
標軸に関する平面50A,50B,50C座標値が、正確に知られ
ている。また、該T形状部材30は、前記タッチセンサユ
ニット17の接地側に電器的に接続されている。
視覚センサヘッド9の固定位置ずれが、前述の手順に
より求められたのち、溶接ワイヤ16にタッチセンサユニ
ット17を用いて、高電圧が印加され、溶接トーチ8が、
前記T形状部材30の、平面50A,50B,50Cに囲まれた場所
に移動される。
次に溶接ワイヤ16を溶接トーチ8の先端から所定量露
出させ、溶接トーチ8を上下、前後、左右、いいかえる
と、平面50C,50A,50B、にそれぞれ直角の方向に動かし
て、溶接ワイヤ16が、T形状部材50と接触する点の座標
を、タッチセンス動作により求める。ロボット制御装置
18は、求められた座標と、あらかじめ知られている平面
50A,50B,50Cの座標とから、溶接トーチ8の溶接ロボッ
ト10の手首に対する固定位置ずれを算出し、先に求めら
れた視覚センサヘッド9の固定位置ずれ(検出装置位置
ずれ)と、溶接トーチ8の固定位置ずれ(加工装置固定
位置ずれ)、とから、視覚センサヘッド9の溶接ロボッ
ト10に対する基準的な位置ずれ量を求める。ロボット制
御装置18は、前記基準的な位置ずれ量を求めたのち、視
覚センサヘッド9による被加工部材1の溶接線検出を行
い、あらかじめ溶接ロボット10に教示された位置と検出
された被加工部材1の相対位置ずれに前記基準的な位置
ずれを加算し、補正位置ずれ量として、溶接ロボット10
の溶接経路を補正する。
以上実施例は、溶接プール形状を保つため、下向き姿
勢が最適とされる溶接トーチを加工装置とし、被加工部
材1の姿勢を制御する部材移動装置と、前記加工装置に
装着された光学式の位置検出手段と、を備えた自動加工
装置であるが、シーリング剤の垂れ下がりが問題となる
シーリング作業装置、塗膜の垂れが問題となる塗装装
置、飛沫の付着が問題となるバリ取り装置についても、
本発明を適用することにより、被加工部材の姿勢を、作
業を下向きで行うことができるように制御することが可
能である。
第6A図〜第6C図は、本発明の他の実施例を示す。被溶
接部材を溶接する際、溶接部材の板厚、溶接電流、溶接
電圧、溶接速度などの溶接条件に応じ、溶接トーチ8の
溶接ワイヤを、その開先位置からずらし(狙い位置オフ
セットし)て溶接する施工法が用いられる。本実施例
は、視覚センサヘッド9により検出した被溶接部材1の
開先位置に対して、狙い位置オフセットを設定するもの
であり、ロボット制御装置18は、第6B図に示すオフセッ
トテーブルを記憶する手段と、該オフセットテーブルに
基づいてオフセット量を設定する手段をそなえたティー
チングボックスと、検出された溶接線位置に、設定され
たオフセット量を加算して、溶接トーチ位置を算出する
オフセット量補正手段とを備えている。他の構成要素
は、前記第1〜第5図により説明したものと同様である
ので、説明は省略する。
本実施例においては、まず、第6B図に示すオフセット
テーブルに従って、ティーチングボックス21により、溶
接ロボット10への動作ティーチング時に、オフセット量
が設定される。図に示すオフセットテーブルでは、番号
18が、オフセット量零を示している。例えば、オフセッ
ト番号12が、ティーチング時に設定されると、ロボット
制御装置は、検出された溶接線(すなわち実際の溶接
線)に対し、第6C図の実線で示されるように、オフセッ
ト番号12に対応する量だけオフセットした位置に溶接ト
ーチ8を位置決めし、溶接を実行する。
第7図に示す更に他の実施例においては、ロボット制
御装置18は、オフセットテーブルの代りに、ティーチン
グボックスにより実際に溶接トーチ8を移動させて指示
される位置の座標を検出し、オフセット量を該座標に基
づいて算出、設定する手段を備えている点が前記第6A〜
6C図に示す実施例と異なっている。本実施例では、ま
ず、溶接ロボット10に対する動作動作ティーチング時
に、マスタとなる被溶接部材1を対象に、溶接ロボット
10に固定された溶接トーチ8及び視覚センサヘッド9に
ティーチングボックス21で移動指示が与えられながら、
溶接経路すなわち溶接開始位置と溶接終了位置が教示さ
れる。次に溶接開始位置において、第7図点線で示され
るように、実際に溶接する位置に、ティーチングボック
ス21で溶接トーチ8及び視覚センサヘッド9が移動さ
れ、オフセット位置が教示される。このオフセット位置
教示の信号は、ティーチングボックス21からロボット制
御装置18に転送され、ロボット制御装置18は、ロボット
の各軸の角度データを用い、溶接開始位置とオフセット
位置のロボット座標系から見た絶対位置を求め、次に溶
接開始位置を基準にしたオフセット位置の距離と方向を
求め、各溶接経路ごとに、この値を記憶しておく。
プレイバック時、すなわち再生動作時には、ロボット
制御装置は、各溶接経路において、視覚センサヘッド9
により溶接経路の位置ずれを求め、この値にあらかじめ
各溶接経路ごとに記憶しておいたオフセット量を加算
し、教示された溶接経路を補正しつつ溶接トーチを動か
す。
以上、オフセット量を、番号入力により、あるいは溶
接トーチを移動させて直接入力により、設定する方法を
述べたが、オフセット量は、溶接条件(板厚、溶接電
流、溶接電圧、溶接速度)により、一義的に決められ
る。このため、オフセットを決める他の実施例では、溶
接条件に対応した最適オフセット量を記憶する最適オフ
セット記憶手段をロボット制御装置に備え、ティーチン
グボックスに溶接条件を入力する手段を設けた。
このような手段を備えた自動加工装置では、ティーチ
ング時に教示した溶接条件に従って、ロボット制御装置
は自動的に最適オフセット記憶手段を参照してオフセッ
ト量を設定し、溶接時に視覚センサヘッドで検出された
溶接線位置から、オフセット量だけ溶接トーチをずらし
て、溶接線の倣い動作を行う。
先に説明した実施例では、ロボット制御装置は、補正
位置ずれ量に基づいて、溶接トーチの位置、姿勢を補正
するが、溶接トーチだけでなく、該補正位置ずれ量に基
づいて部材移動装置を動かし、被加工部材の位置、姿勢
を制御してもよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、被加工部材を回転、移動させる部材
移動装置と、加工装置を回転、移動させる機材移動装置
と、被加工部材の加工部位を検出する光学的位置検出装
置と、該光学的位置検出装置の出力に基づいて、加工装
置、被加工部材の位置・姿勢を制御する手段と、が設け
られたので、加工部位が最適な加工姿勢となるように被
加工部材の姿勢を制御できるとともに、部品寸法誤差、
組立寸法誤差などに伴う加工部材と加工装置の相対的位
置のずれの補正ができ、加工品質が向上する効果があ
る。
さらに、被加工部材をあらかじめ別の場所に配置した
部材移動装置上で組み立て固定したのち、基材移動装置
の稼働範囲に移動して加工を行うことも可能となり、作
業タクトを向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例である自動加工装置の斜視
図、第2図は、第1図に示される自動加工装置の主要な
構成機器を示す系統図、第3図は、本発明の実施例を示
す斜視図、第4図は視覚センサヘッドの固定位置ずれの
検出の例を示す斜視図、第5図は加工装置の固定位置ず
れの検出例を示す斜視図、第6A図〜第6C図および第7図
は、溶接トーチの狙い位置オフセット量の設定の例を示
す正面図である。 1……被加工部材、8……加工装置(溶接トーチ)、9
……光学式位置検出装置、18……加工装置及びまたは被
加工部材の位置、姿勢を補正する手段、22……検出装置
位置ずれ検出手段、30……部材移動装置、40……機材移
動装置、50……加工装置固定位置ずれ検出手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤津 利雄 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 高野 悠敬 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (56)参考文献 特開 昭61−270032(JP,A)

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被加工部材を固定して回転,平行移動する
    部材移動装置と、被加工部材を加工する加工装置と、該
    加工装置を固定して回転,平行移動する機材移動装置
    と、を備えた自動加工装置において、部材移動装置上に
    固定された被加工部材の加工位置と機材移動装置に固定
    された加工装置との相対的位置ずれを加工動作中継続的
    に検出して相対位置ずれ量を継続的に出力する光学式位
    置検出装置が設けられていることと、該相対位置ずれ量
    に基づいて加工装置の加工経路を加工動作中継続的に補
    正する手段が設けられていることと、を特徴とする自動
    加工装置。
  2. 【請求項2】被加工部材を固定して回転,平行移動する
    部材移動装置と、被加工部材を加工する加工装置と、該
    加工装置を固定して回転,平行移動する機材移動装置
    と、を備えた自動加工装置において、部材移動装置上に
    固定された被加工部材の加工位置と機材移動装置に固定
    された加工装置との相対的位置ずれを加工動作中継続的
    に検出して相対位置ずれ量を継続的に出力する光学式位
    置検出装置が設けられていることと、該相対位置ずれ量
    に基づいて被加工部材の位置及びまたは姿勢を加工動作
    中継続的に補正する手段が設けられていることを特徴と
    する自動加工装置。
  3. 【請求項3】相対位置ずれ量に基づいて被加工部材の位
    置及びまたは姿勢を補正する手段が設けられていること
    を特徴とする請求項1に記載の自動加工装置。
  4. 【請求項4】光学式位置検出装置が、機材移動装置に固
    定されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれ
    かに記載の自動加工装置。
  5. 【請求項5】光学式位置検出装置と加工装置との相対的
    位置の位置ずれである検出装置位置ずれを検出する検出
    装置位置ずれ検出手段と、検出された検出装置位置ずれ
    量に前記光学式位置検出装置で検出された被加工部材の
    加工位置と機材移動装置に固定された加工装置との相対
    的位置ずれ量を加算して補正位置ずれ量とする手段と、
    が設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のい
    ずれかに記載の自動加工装置。
  6. 【請求項6】機材移動装置に固定された加工装置の所定
    固定位置からの位置ずれ量である加工装置固定位置ずれ
    量を検出する加工装置固定位置ずれ検出手段と、検出さ
    れた該加工装置固定位置ずれ量に光学式位置検出装置で
    検出された被加工部材の加工位置と機材移動装置に固定
    された加工装置との相対的位置ずれ量を加算して補正位
    置ずれ量とする手段と、が設けられていることを特徴と
    する請求項1乃至4のいずれかに記載の自動加工装置。
  7. 【請求項7】光学式位置検出装置と加工装置との相対的
    位置の位置ずれである検出装置位置ずれを検出する検出
    装置位置ずれ検出手段と、機材移動装置に固定された加
    工装置の所定固定位置からの位置ずれ量である加工装置
    固定位置ずれ量を検出する加工装置固定位置ずれ検出手
    段と、検出された検出装置位置ずれ量と検出された該加
    工装置固定位置ずれ量と光学式位置検出装置で検出され
    た被加工部材の加工位置と機材移動装置に固定された加
    工装置との相対的位置ずれ量を加算して補正位置ずれ量
    とする手段と、が設けられていることを特徴とする請求
    項1乃至4のいずれかに記載の自動加工装置。
  8. 【請求項8】部材移動装置は、動力駆動されガイドに沿
    って走行する台車と、該台車上に回転可能に装着されて
    被加工部材が固定載置される回転台と、該回転台を回転
    駆動する回転駆動手段と、前記回転台の回転角を検出す
    る回転角検出手段と、を備え、機材移動装置は、動力駆
    動されガイドに沿って走行する台車と、該台車上に装着
    された少なくとも5自由度のロボットと、を備え、光学
    式位置検出装置は、スリット光を被加工部材に照射する
    手段と、被加工部材から反射される光切断像を画像処理
    して加工部位である溶接線を検出する手段と、を備え、
    加工装置は溶接装置であることを特徴とする請求項1乃
    至7のいずれかに記載の自動加工装置。
  9. 【請求項9】検出された溶接線に対する溶接トーチの狙
    い位置オフセット量及びオフセット方向を設定する手段
    を備えたことを特徴とする請求項8に記載の自動加工装
    置。
  10. 【請求項10】オフセット量及びオフセット方向を設定
    する手段が、オフセット方向及びオフセット量を文字表
    示するオフセットテーブルを記憶する手段と、該記憶さ
    れたオフセットテーブル上の文字を指定してオフセット
    方向及びオフセット量を設定する手段と、前記オフセッ
    トテーブルから設定されたオフセット方向及びオフセッ
    ト量を読み出し、溶接トーチの狙い位置を補正する手段
    と、を備えていることを特徴とする請求項9に記載の自
    動加工装置。
  11. 【請求項11】オフセット量及びオフセット方向を設定
    する手段が、溶接トーチが指定された2個所の位置に動
    かされた時にそれぞれの位置の差を検出して、その差を
    オフセット量及びオフセット方向とするものであること
    を特徴とする請求項9に記載の自動加工装置。
  12. 【請求項12】オフセット量及びオフセット方向を設定
    する手段が、溶接条件にオフセット量及びオフセット方
    向を対応させた参照テーブルを記憶する手段と、溶接条
    件を入力する手段と、入力された溶接条件に基づいて前
    記参照テーブルからオフセット量及びオフセット方向を
    読み出す手段と、を備えていることを特徴とする請求項
    9に記載の自動加工装置。
JP1333371A 1989-12-22 1989-12-22 自動加工装置 Expired - Lifetime JPH0813433B2 (ja)

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