JPH08197250A - 溶接ロボット - Google Patents
溶接ロボットInfo
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- JPH08197250A JPH08197250A JP1266595A JP1266595A JPH08197250A JP H08197250 A JPH08197250 A JP H08197250A JP 1266595 A JP1266595 A JP 1266595A JP 1266595 A JP1266595 A JP 1266595A JP H08197250 A JPH08197250 A JP H08197250A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 操作性に優れ、教示精度がよく、かつ溶接作
業に先立って高精度にワークの位置検出を行うことがで
き、これにより、教示装置で教示された点で結ぶ溶接作
業線に沿って正確に溶接を行うことができるようにす
る。 【構成】 所定の自由度を有するアーム部材の先端に指
示具を装着し、この指示具でワーク上の溶接線を指示す
ることによりロボットアームの動作を教示するようにし
た教示装置と、溶接線を検出する検出装着とを溶接ロボ
ットのロボットアームの先端部に装着し、前記検出装置
からの検出からの検出信号を受けて、教示装置からの信
号による教示動作を補正する制御手段を設けた構成とな
っている。
業に先立って高精度にワークの位置検出を行うことがで
き、これにより、教示装置で教示された点で結ぶ溶接作
業線に沿って正確に溶接を行うことができるようにす
る。 【構成】 所定の自由度を有するアーム部材の先端に指
示具を装着し、この指示具でワーク上の溶接線を指示す
ることによりロボットアームの動作を教示するようにし
た教示装置と、溶接線を検出する検出装着とを溶接ロボ
ットのロボットアームの先端部に装着し、前記検出装置
からの検出からの検出信号を受けて、教示装置からの信
号による教示動作を補正する制御手段を設けた構成とな
っている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、いわゆるティーチング
・プレイバック方式の溶接ロボットで、特にワーク上の
各作業点を教示装置にて教示すると共に、この各作業点
を結ぶ溶接線を検出してこの溶接線に沿って自動的に溶
接加工を行うようにした溶接ロボットに関するものであ
る。
・プレイバック方式の溶接ロボットで、特にワーク上の
各作業点を教示装置にて教示すると共に、この各作業点
を結ぶ溶接線を検出してこの溶接線に沿って自動的に溶
接加工を行うようにした溶接ロボットに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、ロボットの動作を教示する場
合、ティーチング・プレイバック方式が使用される。こ
の教示方式では、ティーチングペンダント(ロボット操
作盤)を手動操作してロボット各軸を動作させ、ロボッ
トのアーム先端に装着された効果器をワーク上の各作業
点に沿って移動させ、各作業点の座標位置を教示し、溶
接ロボットを動作させるためのプログラムを作成し、こ
れをロボットの制御装置に記憶させることで、教示がな
される。そして、再生時には、ロボット制御装置に記憶
されたプログラムを逐次読みだし、このプログラムを実
行することによってロボットに所定の加工作業を行わせ
るというものである。
合、ティーチング・プレイバック方式が使用される。こ
の教示方式では、ティーチングペンダント(ロボット操
作盤)を手動操作してロボット各軸を動作させ、ロボッ
トのアーム先端に装着された効果器をワーク上の各作業
点に沿って移動させ、各作業点の座標位置を教示し、溶
接ロボットを動作させるためのプログラムを作成し、こ
れをロボットの制御装置に記憶させることで、教示がな
される。そして、再生時には、ロボット制御装置に記憶
されたプログラムを逐次読みだし、このプログラムを実
行することによってロボットに所定の加工作業を行わせ
るというものである。
【0003】しかし、かかるティーチング・プレイバッ
ク方式では、ロボットをワーク上の各作業点に沿って実
際に動かす必要があるため、ロボットを所望の駆動位
置、姿勢に移動させるための操作に手間がかかり、莫大
な教示時間が必要となる。
ク方式では、ロボットをワーク上の各作業点に沿って実
際に動かす必要があるため、ロボットを所望の駆動位
置、姿勢に移動させるための操作に手間がかかり、莫大
な教示時間が必要となる。
【0004】そこで、短時間で教示作業を行うべく、ロ
ボット自体を実際に動かすことなく、教示専用のアーム
を使用して教示を行う方法が提案されている。
ボット自体を実際に動かすことなく、教示専用のアーム
を使用して教示を行う方法が提案されている。
【0005】たとえば、特開昭54−53462号公報
では、ロボットのアームと相似形のティーチングアーム
を用意し、これをロボットの旋回台に装着し、この装着
したティーチングアームを動かすことで教示を行うよう
にしている。
では、ロボットのアームと相似形のティーチングアーム
を用意し、これをロボットの旋回台に装着し、この装着
したティーチングアームを動かすことで教示を行うよう
にしている。
【0006】また、特開昭60−221806号公報、
特開昭60−108908号公報、特開昭60−124
707号公報、特開昭60−164813号公報、実開
昭61−184683号公報には、実際に加工作業を行
うロボットのアームと同一の構造、寸法のティーチング
アームを有した疑似ロボットを動作させて教示を行う方
法が開示されている。
特開昭60−108908号公報、特開昭60−124
707号公報、特開昭60−164813号公報、実開
昭61−184683号公報には、実際に加工作業を行
うロボットのアームと同一の構造、寸法のティーチング
アームを有した疑似ロボットを動作させて教示を行う方
法が開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記ティーチ
ング・プレイバック方式における、従来のロボットの教
示装置では、いずれも加工作業を行うロボットのアーム
とほぼ等しい大きさのティーチングアームを使用すると
いうものであり、その大きさゆえに操作性が悪くなり、
教示精度も低下する。
ング・プレイバック方式における、従来のロボットの教
示装置では、いずれも加工作業を行うロボットのアーム
とほぼ等しい大きさのティーチングアームを使用すると
いうものであり、その大きさゆえに操作性が悪くなり、
教示精度も低下する。
【0008】ここで、教示精度とは、ティーチングアー
ムによって教示された位置と、この教示位置に位置され
るようロボットを制御したときの実際の移動位置との誤
差のことをいう。この誤差は、主にティーチングアーム
の計測器としての精度やティーチングアームと加工作業
が行われる実際のロボットのアームとは剛性が異なる
等、機構上の問題に起因するものであり、ティーチング
アームが大きくなるほど誤差が大きくなる。
ムによって教示された位置と、この教示位置に位置され
るようロボットを制御したときの実際の移動位置との誤
差のことをいう。この誤差は、主にティーチングアーム
の計測器としての精度やティーチングアームと加工作業
が行われる実際のロボットのアームとは剛性が異なる
等、機構上の問題に起因するものであり、ティーチング
アームが大きくなるほど誤差が大きくなる。
【0009】また、特開昭54−53462号公報記載
のものでは、旋回台から大型の多関節のアームを取り外
し、これを同じく大型の多関節のティーチングアームに
交換するという作業を行なわなくてはならないため、着
脱作業に時間を要するという問題も発生する。
のものでは、旋回台から大型の多関節のアームを取り外
し、これを同じく大型の多関節のティーチングアームに
交換するという作業を行なわなくてはならないため、着
脱作業に時間を要するという問題も発生する。
【0010】本発明は上記のことにかんがみなされたも
ので、操作性に優れ、教示精度が良く、かつ溶接作業に
先立って高精度にワークの位置検出を行うことができ、
これにより、教示装置で教示された点を結ぶ溶接線に沿
って正確に溶接を行うことができるようにした溶接ロボ
ットを提供することを目的とするものである。
ので、操作性に優れ、教示精度が良く、かつ溶接作業に
先立って高精度にワークの位置検出を行うことができ、
これにより、教示装置で教示された点を結ぶ溶接線に沿
って正確に溶接を行うことができるようにした溶接ロボ
ットを提供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る溶接ロボットは、多関節型のロボット
アームの先端部に溶接トーチを装着し、この溶接トーチ
がワーク上の溶接線に沿って移動されるように教示装置
にて教示するようにした溶接ロボットにおいて、所定の
自由度を有するアーム部材の先端に指示具を装着し、こ
の指示具でワーク上の溶接線を指示することにより前記
ロボットアームの動作を教示するようにした教示装置
と、溶接線を検出する検出装置とを前記ロボットアーム
の先端部に装着し、前記検出装置からの検出信号を受け
て、教示装置からの信号による教示動作を補正する制御
手段を設けた構成になっている。
に、本発明に係る溶接ロボットは、多関節型のロボット
アームの先端部に溶接トーチを装着し、この溶接トーチ
がワーク上の溶接線に沿って移動されるように教示装置
にて教示するようにした溶接ロボットにおいて、所定の
自由度を有するアーム部材の先端に指示具を装着し、こ
の指示具でワーク上の溶接線を指示することにより前記
ロボットアームの動作を教示するようにした教示装置
と、溶接線を検出する検出装置とを前記ロボットアーム
の先端部に装着し、前記検出装置からの検出信号を受け
て、教示装置からの信号による教示動作を補正する制御
手段を設けた構成になっている。
【0012】また上記溶接ロボットは、移動車等の移動
手段にて移動可能にしたベース上に搭載した構成になっ
ている。
手段にて移動可能にしたベース上に搭載した構成になっ
ている。
【0013】
【作 用】教示装置と検出装置は、溶接ロボットのロ
ボットアームの動作を教示する際に、ロボットアームの
先端部に対して適宜着脱される。教示装置による教示デ
ータは、これの制御手段において、検出装置の検出デー
タにより補正され、溶接ロボットのロボットアーム先端
に装着された溶接トーチはこの補正されたデータに基づ
いて溶接を実行する。
ボットアームの動作を教示する際に、ロボットアームの
先端部に対して適宜着脱される。教示装置による教示デ
ータは、これの制御手段において、検出装置の検出デー
タにより補正され、溶接ロボットのロボットアーム先端
に装着された溶接トーチはこの補正されたデータに基づ
いて溶接を実行する。
【0014】
【実 施 例】本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。まず、本発明に係る溶接ロボットに用いる教示装置
の一例について説明する。図1は実施例装置の外観を概
略的に示す図であり、図2は実施例装置の構成を示すブ
ロック図であり、図3はロボットの先端アームの先端の
様子をより詳細に示す図である。
る。まず、本発明に係る溶接ロボットに用いる教示装置
の一例について説明する。図1は実施例装置の外観を概
略的に示す図であり、図2は実施例装置の構成を示すブ
ロック図であり、図3はロボットの先端アームの先端の
様子をより詳細に示す図である。
【0015】これら図に示すように、所定の加工作業を
行う溶接ロボット1は、多関節のたとえば6軸のロボッ
トであり、これのロボットアーム1aの先端の手首13
には、溶接ロボット1と同じ6軸の教示装置(教示用ア
ーム)が着脱自在に配設されている。ここで、手首13
は、ロボット第5軸によって、図3の矢印A′に示すよ
うに先端アーム1aに対して回動され、またロボット第
6軸によって矢印B′に示すように手首長手方向中心軸
を回転中心として回動される。手首13の先端には、溶
接作業を行う溶接トーチ12が装着されており、この溶
接トーチ12は、その先端部に軸12aを有し、その先
端12bがワーク6の溶接線Lに沿って移動されること
により、溶接作業が行われる。
行う溶接ロボット1は、多関節のたとえば6軸のロボッ
トであり、これのロボットアーム1aの先端の手首13
には、溶接ロボット1と同じ6軸の教示装置(教示用ア
ーム)が着脱自在に配設されている。ここで、手首13
は、ロボット第5軸によって、図3の矢印A′に示すよ
うに先端アーム1aに対して回動され、またロボット第
6軸によって矢印B′に示すように手首長手方向中心軸
を回転中心として回動される。手首13の先端には、溶
接作業を行う溶接トーチ12が装着されており、この溶
接トーチ12は、その先端部に軸12aを有し、その先
端12bがワーク6の溶接線Lに沿って移動されること
により、溶接作業が行われる。
【0016】そしてこの溶接トーチ12の先端軸部に上
記ワーク6の溶接線Lの位置、形状を溶接前に予め検出
する変位センサ50が着脱自在に装着されている。この
変位センサ50は後述する図5に示すセンサユニット5
1の一部を構成している。溶接ロボット1の旋回ベース
1cには、センサユニット51を載置して係止する後述
する着脱ベース55が配設されている。この着脱ベース
55は溶接ロボット1の動作範囲内にある。
記ワーク6の溶接線Lの位置、形状を溶接前に予め検出
する変位センサ50が着脱自在に装着されている。この
変位センサ50は後述する図5に示すセンサユニット5
1の一部を構成している。溶接ロボット1の旋回ベース
1cには、センサユニット51を載置して係止する後述
する着脱ベース55が配設されている。この着脱ベース
55は溶接ロボット1の動作範囲内にある。
【0017】教示装置4は、当該装置の各軸42〜47
の位置を検出する位置検出器40を有しており、保持部
材41により、手首13に固定される。たとえば、図4
に示すように、リング状の保持部材41を手首13に環
装し、この保持部材41と教示装置4の取付部41aと
をボルト41bによって締結する固定方法が考えられ
る。なお、保持部材41は、ロボットアーム1aの手首
側に常時固定しておき、この保持部材41に教示装置4
の取付部41aを着脱可能に装着するようにすれば、教
示装置4を溶接ロボット1に配設する際の位置ずれ等の
誤差をより少なくすることができる。教示装置4のアー
ム先端には、指示具48が装着されている。この指示具
48は、溶接作業を行う溶接ロボット1の溶接トーチ1
2に相当するものである。なお、この実施例では、溶接
ロボット1と同じ6軸の教示装置を用いたが、後述する
溶接トーチ12の座標位置および姿勢rR を求めること
ができる構造であれば、軸数に制限はなく、また溶接ロ
ボットと異構造であってもよい。
の位置を検出する位置検出器40を有しており、保持部
材41により、手首13に固定される。たとえば、図4
に示すように、リング状の保持部材41を手首13に環
装し、この保持部材41と教示装置4の取付部41aと
をボルト41bによって締結する固定方法が考えられ
る。なお、保持部材41は、ロボットアーム1aの手首
側に常時固定しておき、この保持部材41に教示装置4
の取付部41aを着脱可能に装着するようにすれば、教
示装置4を溶接ロボット1に配設する際の位置ずれ等の
誤差をより少なくすることができる。教示装置4のアー
ム先端には、指示具48が装着されている。この指示具
48は、溶接作業を行う溶接ロボット1の溶接トーチ1
2に相当するものである。なお、この実施例では、溶接
ロボット1と同じ6軸の教示装置を用いたが、後述する
溶接トーチ12の座標位置および姿勢rR を求めること
ができる構造であれば、軸数に制限はなく、また溶接ロ
ボットと異構造であってもよい。
【0018】さて、教示装置4の位置検出器40からは
各軸42〜47の位置θT を示す位置検出信号がデータ
変換装置5に出力される。一方、溶接ロボット1にもこ
れのロボットアーム1aの各軸の位置を検出する位置検
出器11が付設されており、この位置検出器11から各
軸の位置θR を示す位置検出信号が、ロボット制御装置
2のモニタ部23を介してデータ変換装置5に出力され
る。
各軸42〜47の位置θT を示す位置検出信号がデータ
変換装置5に出力される。一方、溶接ロボット1にもこ
れのロボットアーム1aの各軸の位置を検出する位置検
出器11が付設されており、この位置検出器11から各
軸の位置θR を示す位置検出信号が、ロボット制御装置
2のモニタ部23を介してデータ変換装置5に出力され
る。
【0019】データ変換装置5では、上記各検出信号θ
T ,θR を取り込んで、後述するように、これら位置θ
T ,θR を溶接ロボット1のロボットアーム1aの先端
の溶接トーチ12の座標位置および姿勢rR に変換する
演算が行われ、これがロボット制御装置2に出力され
る。ロボット制御装置2では、変換座標位置・姿勢rR
が記憶部21に記憶される。
T ,θR を取り込んで、後述するように、これら位置θ
T ,θR を溶接ロボット1のロボットアーム1aの先端
の溶接トーチ12の座標位置および姿勢rR に変換する
演算が行われ、これがロボット制御装置2に出力され
る。ロボット制御装置2では、変換座標位置・姿勢rR
が記憶部21に記憶される。
【0020】一方変位センサ50の検出信号S1はセン
サアンプ52に加えられ、データ変換装置(A/Dコン
バータ)53を介してセンサコントローラ54に入力さ
れる。センサコントローラ54は、後述するように、入
力された検出信号S1に基づいて溶接線Lの位置、形状
を示すデータを生成し、これを溶接ロボット1のロボッ
ト制御装置2に加える。
サアンプ52に加えられ、データ変換装置(A/Dコン
バータ)53を介してセンサコントローラ54に入力さ
れる。センサコントローラ54は、後述するように、入
力された検出信号S1に基づいて溶接線Lの位置、形状
を示すデータを生成し、これを溶接ロボット1のロボッ
ト制御装置2に加える。
【0021】ロボット制御装置2は、上記センサコント
ローラ54から入力された位置、形状データに基づい
て、記憶部21に記憶されている教示装置4からのティ
ーチングデータを補正する。
ローラ54から入力された位置、形状データに基づい
て、記憶部21に記憶されている教示装置4からのティ
ーチングデータを補正する。
【0022】また、ロボット制御装置2は、後述するよ
うに、着脱ベース55上のセンサ着脱装置のエアシリン
ダ59(図5)を駆動制御するための駆動制御信号S3
を出力する。
うに、着脱ベース55上のセンサ着脱装置のエアシリン
ダ59(図5)を駆動制御するための駆動制御信号S3
を出力する。
【0023】図5はセンサユニット51を溶接トーチ1
2に装着させるとともに溶接トーチ12から脱着させる
着脱装置の構成を示す平面図である。図6は図5のC−
C断面図である。
2に装着させるとともに溶接トーチ12から脱着させる
着脱装置の構成を示す平面図である。図6は図5のC−
C断面図である。
【0024】これら図に示すようにセンサユニット51
は、上記変位センサ50とグリッパ56とが一体的にな
るよう螺合されており、着脱装置は、上記着脱ベース5
5と、着脱ベース55の上面に配設され、上記センサユ
ニット51を係止するストッパ57,58と、着脱ベー
ス55の上面に配設されたエアシリンダ59とから構成
されている。
は、上記変位センサ50とグリッパ56とが一体的にな
るよう螺合されており、着脱装置は、上記着脱ベース5
5と、着脱ベース55の上面に配設され、上記センサユ
ニット51を係止するストッパ57,58と、着脱ベー
ス55の上面に配設されたエアシリンダ59とから構成
されている。
【0025】センサユニット51の変位センサ50に
は、検出信号S1 の信号線50aが接続されており、こ
の信号線50aの他端は上記センサアンプ52に接続さ
れている。
は、検出信号S1 の信号線50aが接続されており、こ
の信号線50aの他端は上記センサアンプ52に接続さ
れている。
【0026】センサユニット51のグリッパ56は、一
対の部材60,61をピン62によって回動自在にした
構造となっており(図6参照)、アーム部56aと把持
部56bとからなっている。
対の部材60,61をピン62によって回動自在にした
構造となっており(図6参照)、アーム部56aと把持
部56bとからなっている。
【0027】把持部56bは、溶接トーチ12の軸12
aをクランプする部分であり、軸12aが挿通され得る
開口部56cが形成されている。開口部56cの内周に
は、軸12aとの緩衝のために弾性体(たとえばゴム)
が貼着されている。
aをクランプする部分であり、軸12aが挿通され得る
開口部56cが形成されている。開口部56cの内周に
は、軸12aとの緩衝のために弾性体(たとえばゴム)
が貼着されている。
【0028】一方、アーム部56aは、作用する力に応
じてグリッパ56の開閉を行い、上記開口部56cの大
きさを変化させる部分である。
じてグリッパ56の開閉を行い、上記開口部56cの大
きさを変化させる部分である。
【0029】いま、エアシリンダ59のロッド59aが
縮退された状態であって外部からアーム部56aに対し
て力が作用していない場合には、両部材60,61間に
介装されたバネ63による弾性力によってアーム部56
aの先端がストッパ57,58に当接されることとな
り、センサユニット51全体がストッパ57,58によ
って係止された状態となっている。
縮退された状態であって外部からアーム部56aに対し
て力が作用していない場合には、両部材60,61間に
介装されたバネ63による弾性力によってアーム部56
aの先端がストッパ57,58に当接されることとな
り、センサユニット51全体がストッパ57,58によ
って係止された状態となっている。
【0030】しかし、エアシリンダ59のロッド59a
が伸張され、アーム56aに当接されて、エアシリンダ
59の駆動力がアーム部56aに作用した場合には、当
該駆動力がバネ63の弾性力に打ち勝ち、グリッパ56
が開かれ、開口部56cが最大の大きさにされる。した
がって、かかる状態において、上記溶接トーチ12の軸
12aを開口部56c内に遊挿させることができる。
が伸張され、アーム56aに当接されて、エアシリンダ
59の駆動力がアーム部56aに作用した場合には、当
該駆動力がバネ63の弾性力に打ち勝ち、グリッパ56
が開かれ、開口部56cが最大の大きさにされる。した
がって、かかる状態において、上記溶接トーチ12の軸
12aを開口部56c内に遊挿させることができる。
【0031】上記溶接ロボット1は図7に示すように、
ロボット制御装置2と共にベース66上に搭載されてい
る。そしてこのベース66は移動車68にて移動可能に
なっており、この移動車68にてワークの近くまで移動
されて床上に降ろされた状態で上下方向に伸縮する足6
9にて安定して固定されるようになっている。上記移動
車68の走行装置は車輪あるいは無限軌道装置を用い
る。
ロボット制御装置2と共にベース66上に搭載されてい
る。そしてこのベース66は移動車68にて移動可能に
なっており、この移動車68にてワークの近くまで移動
されて床上に降ろされた状態で上下方向に伸縮する足6
9にて安定して固定されるようになっている。上記移動
車68の走行装置は車輪あるいは無限軌道装置を用い
る。
【0032】次に本発明の作用を図8以下のフロー図で
説明する。まずベース66を移動車68にてワーク6の
近くまで移動し(ステップa)、ベース66を床面に固
定する(ステップb)。ついで、教示装置4を取付けて
溶接線を教示する(ステップc)。次にこの教示装置4
で教示された概略位置に対して正確な位置および形状を
認識するためのサーチジョブをロボット制御装置2で自
動作成する(ステップd)と共に、教示装置4を取りは
ずす。
説明する。まずベース66を移動車68にてワーク6の
近くまで移動し(ステップa)、ベース66を床面に固
定する(ステップb)。ついで、教示装置4を取付けて
溶接線を教示する(ステップc)。次にこの教示装置4
で教示された概略位置に対して正確な位置および形状を
認識するためのサーチジョブをロボット制御装置2で自
動作成する(ステップd)と共に、教示装置4を取りは
ずす。
【0033】次にセンサユニット51を溶接ロボット1
の溶接トーチ12の軸12aに装着してから溶接ロボッ
ト1を上記教示装置4で教示された軌跡に従って走査さ
せて、変位センサ50の形状認識機能により溶接線Lの
正確な位置、溶接形状を認識し(ステップe)、このセ
ンサユニット51を取りはずす。
の溶接トーチ12の軸12aに装着してから溶接ロボッ
ト1を上記教示装置4で教示された軌跡に従って走査さ
せて、変位センサ50の形状認識機能により溶接線Lの
正確な位置、溶接形状を認識し(ステップe)、このセ
ンサユニット51を取りはずす。
【0034】ついで、変位センサ50で得られたサーチ
データをもとに、記憶部21に記憶されている教示装置
4からの教示データを補正し、溶接ロボット1が溶接を
行うための移動命令および溶接速度、溶接電流等の条件
を設定し、溶接ロボット1が実行可能なジョブをロボッ
ト制御装置2で自動作成する(ステップf)。その後溶
接を実行する(ステップg)。
データをもとに、記憶部21に記憶されている教示装置
4からの教示データを補正し、溶接ロボット1が溶接を
行うための移動命令および溶接速度、溶接電流等の条件
を設定し、溶接ロボット1が実行可能なジョブをロボッ
ト制御装置2で自動作成する(ステップf)。その後溶
接を実行する(ステップg)。
【0035】このとき、ワーク6が大きくて溶接ロボッ
ト1のアーム1aがとどかず、溶接ロボット1を移動す
る必要があるかを判断し(ステップh)、必要がある場
合には再び上記各ステップ(a〜g)を行う。移動する
必要がない場合には溶接作業を終了させる。
ト1のアーム1aがとどかず、溶接ロボット1を移動す
る必要があるかを判断し(ステップh)、必要がある場
合には再び上記各ステップ(a〜g)を行う。移動する
必要がない場合には溶接作業を終了させる。
【0036】上記教示装置4の教示時の処理内容の一例
を図9のフロー図にて説明する。まず、オペレータは、
ティーチングペンダント3を操作して溶接ロボット1を
動作させる。そして、教示装置4の動作範囲内でワーク
6上の各作業点を教示し得るような位置まで溶接ロボッ
ト1が移動された時点で、溶接ロボット1をサーボオ
フ、ブレーキオンの状態にする。このようにサーボオ
フ、ブレーキオンの状態とするのは、オペレータの安全
を考慮した措置であり、技術的にはサーボオンの状態の
ままでも以下の処理を行うことができる(ステップ10
1)。
を図9のフロー図にて説明する。まず、オペレータは、
ティーチングペンダント3を操作して溶接ロボット1を
動作させる。そして、教示装置4の動作範囲内でワーク
6上の各作業点を教示し得るような位置まで溶接ロボッ
ト1が移動された時点で、溶接ロボット1をサーボオ
フ、ブレーキオンの状態にする。このようにサーボオ
フ、ブレーキオンの状態とするのは、オペレータの安全
を考慮した措置であり、技術的にはサーボオンの状態の
ままでも以下の処理を行うことができる(ステップ10
1)。
【0037】つぎに、ロボット1の先端アーム1aの先
端に教示装置4を、例えば上述した図4に示す固定方法
によって取り付ける(ステップ102)。そして、オペ
レータは、教示装置4を手で持ち(図1参照)、先端の
指示具48によってワーク6上の作業点Pを指示させつ
つ、ポイントPを記憶させるためのスイッチ(図示せ
ず)をオン操作する(ステップ103)。このスイッチ
操作によりデータ変換装置5は、位置検出器40から、
上記作業点Pに対応する位置θT のデータを取り込むと
ともに、ロボット制御装置2のモニタ部23を介して溶
接ロボット1の現在位置θR を取り込む(ステップ10
4,105)。
端に教示装置4を、例えば上述した図4に示す固定方法
によって取り付ける(ステップ102)。そして、オペ
レータは、教示装置4を手で持ち(図1参照)、先端の
指示具48によってワーク6上の作業点Pを指示させつ
つ、ポイントPを記憶させるためのスイッチ(図示せ
ず)をオン操作する(ステップ103)。このスイッチ
操作によりデータ変換装置5は、位置検出器40から、
上記作業点Pに対応する位置θT のデータを取り込むと
ともに、ロボット制御装置2のモニタ部23を介して溶
接ロボット1の現在位置θR を取り込む(ステップ10
4,105)。
【0038】そして、取り込まれたデータが合成され、
溶接ロボット1の溶接トーチ12の位置、姿勢を表す座
標位置・姿勢データrR に変換される。ここで、変換さ
れた座標位置・姿勢データrR が動作可能か否か、つま
り溶接ロボット1の動作範囲内であるか否かが判断され
る(ステップ106)。これにより動作可能であると判
断されると、データ変換装置5は、ロボット制御装置2
の記憶部21に、座標位置・姿勢データrR を書き込む
処理を行う(ステップ107)。
溶接ロボット1の溶接トーチ12の位置、姿勢を表す座
標位置・姿勢データrR に変換される。ここで、変換さ
れた座標位置・姿勢データrR が動作可能か否か、つま
り溶接ロボット1の動作範囲内であるか否かが判断され
る(ステップ106)。これにより動作可能であると判
断されると、データ変換装置5は、ロボット制御装置2
の記憶部21に、座標位置・姿勢データrR を書き込む
処理を行う(ステップ107)。
【0039】以上の処理が、ワーク6上の各作業点P…
について繰り返し行われ、教示作業が終了する(ステッ
プ108)。さて、上記座標位置・姿勢データrR は、
下記(1)式で表される。
について繰り返し行われ、教示作業が終了する(ステッ
プ108)。さて、上記座標位置・姿勢データrR は、
下記(1)式で表される。
【0040】 rR =(X,Y,Z,A,B,C)…(1) ここで、X,Y,Zは溶接トーチ12の先端の3次元座
標位置を示し、A,B,Cは溶接トーチ12の姿勢を表
す角度(例えばオイラ角が用いられる)である。上記座
標位置・姿勢データrR への変換は、下記(2)式によ
って行われる。 rR =fTR (θT ,θR )…(2) ここで、fTR は、教示装置4および溶接ロボット1の各
軸の位置データθT ,θr から、溶接トーチ12の座標
位置・姿勢データrR に変換する関数を表す。この関数
は、溶接ロボット1、教示装置4の構造および教示装置
4の取付け方法によって異なるものである。
標位置を示し、A,B,Cは溶接トーチ12の姿勢を表
す角度(例えばオイラ角が用いられる)である。上記座
標位置・姿勢データrR への変換は、下記(2)式によ
って行われる。 rR =fTR (θT ,θR )…(2) ここで、fTR は、教示装置4および溶接ロボット1の各
軸の位置データθT ,θr から、溶接トーチ12の座標
位置・姿勢データrR に変換する関数を表す。この関数
は、溶接ロボット1、教示装置4の構造および教示装置
4の取付け方法によって異なるものである。
【0041】また、大きなワークを教示する場合には、
作業範囲が広範囲にわたることから、教示装置4の動作
範囲を越えたり、動作範囲のエンド付近で教示装置4を
操作したりする必要がある。そこで、教示装置4の動作
範囲が所定範囲内に入っているか否かを判断し(ステッ
プ110)、この所定範囲内に入っていない場合には、
教示装置4が動作不可能であると判断し(ステップ11
0の判断NO)、ティーチングペンダント3でロボット
1を移動させて、教示装置4の動作範囲の中央部で教示
作業を行うようにする(ステップ111)。
作業範囲が広範囲にわたることから、教示装置4の動作
範囲を越えたり、動作範囲のエンド付近で教示装置4を
操作したりする必要がある。そこで、教示装置4の動作
範囲が所定範囲内に入っているか否かを判断し(ステッ
プ110)、この所定範囲内に入っていない場合には、
教示装置4が動作不可能であると判断し(ステップ11
0の判断NO)、ティーチングペンダント3でロボット
1を移動させて、教示装置4の動作範囲の中央部で教示
作業を行うようにする(ステップ111)。
【0042】ここに、従来技術にあっては、溶接ロボッ
トのアームと同型、同寸法の教示用アームを使用してい
たため、動作範囲のエンド付近や構造上の特異点付近で
は操作性制が悪くなってしまうが、本発明の実施例によ
れば、常に操作性のよい状態での教示が可能となる。ま
た、ロボットアームの先端に教示装置4を配設するよう
にしたので、設置誤差が極端に小さく、小型、軽量化で
きるので、教示装置の精度も向上し、その結果操作性に
優れ、短時間で精度のよい教示が可能となる。
トのアームと同型、同寸法の教示用アームを使用してい
たため、動作範囲のエンド付近や構造上の特異点付近で
は操作性制が悪くなってしまうが、本発明の実施例によ
れば、常に操作性のよい状態での教示が可能となる。ま
た、ロボットアームの先端に教示装置4を配設するよう
にしたので、設置誤差が極端に小さく、小型、軽量化で
きるので、教示装置の精度も向上し、その結果操作性に
優れ、短時間で精度のよい教示が可能となる。
【0043】教示作業が終了したならば、オペレータは
溶接ロボット1から教示装置4を前述した図4に示す方
法で取り外し、溶接ロボット1をサーボオンの状態に戻
す(ステップ109)。
溶接ロボット1から教示装置4を前述した図4に示す方
法で取り外し、溶接ロボット1をサーボオンの状態に戻
す(ステップ109)。
【0044】次に図8におけるステップ(e)における
変位センサ51の作用を図10のフロー図にて説明す
る。まず、制御部22から駆動制御信号S2 が溶接ロボ
ット各軸の駆動源に対して出力され、溶接トーチ12が
図1の矢印Aに示すように移動され、トーチ先端12b
が着脱ベース55上に係止されているセンサユニット5
1のグリッパ56の把持部56bの上方に位置決めされ
る(ステップ201)。
変位センサ51の作用を図10のフロー図にて説明す
る。まず、制御部22から駆動制御信号S2 が溶接ロボ
ット各軸の駆動源に対して出力され、溶接トーチ12が
図1の矢印Aに示すように移動され、トーチ先端12b
が着脱ベース55上に係止されているセンサユニット5
1のグリッパ56の把持部56bの上方に位置決めされ
る(ステップ201)。
【0045】上記位置決めがなされた後、溶接ロボット
1の制御部22は、駆動制御信号S3 をエアシリンダ5
9に対して出力し、ロッド59aを伸張させてグリッパ
56を開かせ、開口部56cを最大の大きさにする。つ
ぎに、駆動制御信号S2 をロボット各軸に対して出力
し、開口部56c内に溶接トーチ12の軸12aを所定
の位置まで挿通させる。つぎに、エアシリンダ59に対
して駆動制御信号S3 が出力され、ロッド59aが縮退
される。これによりアーム部56aがバネ力により押し
戻され、グリッパ56が閉じられ、開口部56cに挿通
された溶接トーチ12の軸12aがバネ力により把持さ
れる。こうしてセンサユニット51が溶接トーチ12の
軸12aに装着される(ステップ202)。溶接ロボッ
ト制御装置2で自動作成されたサーチジョブにもとづい
て制御部22は駆動制御信号S2 を出力し、図1の矢印
Bに示すように溶接トーチ12をワーク6上に移動さ
せ、さらにトーチ先端を溶接線Lに沿って移動させるこ
とにより、当該トーチ12に装着されたセンサユニット
51を溶接線L上に沿って走査させる(ステップ20
3)。この走査中、変位センサ50の検出信号S1 がセ
ンサアンプ52、A/Dコンバータ53を介してセンサ
コントローラ54に順次入力され、記憶される(ステッ
プ204)。そして、制御部22は、記憶された走査デ
ータに基いて溶接線Lの形状、位置を示すデータを生成
する(ステップ205)。
1の制御部22は、駆動制御信号S3 をエアシリンダ5
9に対して出力し、ロッド59aを伸張させてグリッパ
56を開かせ、開口部56cを最大の大きさにする。つ
ぎに、駆動制御信号S2 をロボット各軸に対して出力
し、開口部56c内に溶接トーチ12の軸12aを所定
の位置まで挿通させる。つぎに、エアシリンダ59に対
して駆動制御信号S3 が出力され、ロッド59aが縮退
される。これによりアーム部56aがバネ力により押し
戻され、グリッパ56が閉じられ、開口部56cに挿通
された溶接トーチ12の軸12aがバネ力により把持さ
れる。こうしてセンサユニット51が溶接トーチ12の
軸12aに装着される(ステップ202)。溶接ロボッ
ト制御装置2で自動作成されたサーチジョブにもとづい
て制御部22は駆動制御信号S2 を出力し、図1の矢印
Bに示すように溶接トーチ12をワーク6上に移動さ
せ、さらにトーチ先端を溶接線Lに沿って移動させるこ
とにより、当該トーチ12に装着されたセンサユニット
51を溶接線L上に沿って走査させる(ステップ20
3)。この走査中、変位センサ50の検出信号S1 がセ
ンサアンプ52、A/Dコンバータ53を介してセンサ
コントローラ54に順次入力され、記憶される(ステッ
プ204)。そして、制御部22は、記憶された走査デ
ータに基いて溶接線Lの形状、位置を示すデータを生成
する(ステップ205)。
【0046】つぎに、制御部は駆動制御信号S2 を出力
して図1の矢印Aに示すように再び着脱ベース55上ま
で溶接トーチ12を移動させ、溶接トーチ12の軸12
aに装着されたセンサユニット51を着脱ベース55上
のストッパ57,58間に位置決めする(ステップ20
6)。駆動制御信号S3 を出力しエアシリンダ59を駆
動し、ロッド59aを伸張させ、グリッパ56を開かせ
る。これによってトーチ12の軸12aの開口部56c
による把持状態が解除される。つぎに、駆動制御信号S
2 を出力し、溶接トーチ12を上方に移動させ開口部5
6cから軸12aを所定位置まで移動させる。駆動制御
信号S3 がエアシリンダ59に出力されロッド59aが
縮退される。この結果、バネ力によってアーム部56a
がストッパ57,58に当接され、センサユニット51
全体が当該ストッパ57,58により再び係止された状
態となる(ステップ207)。なお、この実施例では、
教示装置4のデータ処理をデータ変換装置5で行ない、
変位センサ50のデータ処理をセンサコントローラ54
にて行なうようにしたが、これの処理をすべてロボット
制御装置2で行なうようにしてもよい。またロボット制
御装置2で行なっているサーチジョブが溶接ジョブの自
動作成や、データ変換装置5、センサコントローラ54
で行なっている処理を一括して外部コンピュータで行な
わせるようにしてもよい。
して図1の矢印Aに示すように再び着脱ベース55上ま
で溶接トーチ12を移動させ、溶接トーチ12の軸12
aに装着されたセンサユニット51を着脱ベース55上
のストッパ57,58間に位置決めする(ステップ20
6)。駆動制御信号S3 を出力しエアシリンダ59を駆
動し、ロッド59aを伸張させ、グリッパ56を開かせ
る。これによってトーチ12の軸12aの開口部56c
による把持状態が解除される。つぎに、駆動制御信号S
2 を出力し、溶接トーチ12を上方に移動させ開口部5
6cから軸12aを所定位置まで移動させる。駆動制御
信号S3 がエアシリンダ59に出力されロッド59aが
縮退される。この結果、バネ力によってアーム部56a
がストッパ57,58に当接され、センサユニット51
全体が当該ストッパ57,58により再び係止された状
態となる(ステップ207)。なお、この実施例では、
教示装置4のデータ処理をデータ変換装置5で行ない、
変位センサ50のデータ処理をセンサコントローラ54
にて行なうようにしたが、これの処理をすべてロボット
制御装置2で行なうようにしてもよい。またロボット制
御装置2で行なっているサーチジョブが溶接ジョブの自
動作成や、データ変換装置5、センサコントローラ54
で行なっている処理を一括して外部コンピュータで行な
わせるようにしてもよい。
【0047】
【発明の効果】本発明によれば、アーム部材からなる教
示装置をロボットアームの先端部に装着することによ
り、操作性に優れ、短時間で溶接線の概略位置の教示が
可能となり、かつ溶接線検出装置により、溶接作業に先
立って、前記教示装置で教示された溶接線の概略位置に
対し、正確な位置および形状検出を行なうことができ
る。この結果、短時間で溶接ロボットの溶接作業の教示
が行え、かつ正確な溶接を行なうことができ、従来でき
なかった多品種少量ワークへの溶接ロボットの適用が可
能となる。また移動手段をもうけることにより、移動が
困難で形状が複雑な大型、重量物ワークへのロボットの
適用も可能となる。
示装置をロボットアームの先端部に装着することによ
り、操作性に優れ、短時間で溶接線の概略位置の教示が
可能となり、かつ溶接線検出装置により、溶接作業に先
立って、前記教示装置で教示された溶接線の概略位置に
対し、正確な位置および形状検出を行なうことができ
る。この結果、短時間で溶接ロボットの溶接作業の教示
が行え、かつ正確な溶接を行なうことができ、従来でき
なかった多品種少量ワークへの溶接ロボットの適用が可
能となる。また移動手段をもうけることにより、移動が
困難で形状が複雑な大型、重量物ワークへのロボットの
適用も可能となる。
【図1】本発明に係る溶接ロボットの一例を概略的に示
す図である。
す図である。
【図2】図1に示す実施例装置の構成を示すブロック図
である。
である。
【図3】図1に示すロボット先端の様子を詳細に示した
図である。
図である。
【図4】実施例の教示装置をロボットアームに固定させ
るための方法を例示した図である。
るための方法を例示した図である。
【図5】図1で示す変位センサの着脱ベースを上面から
見た図である。
見た図である。
【図6】図5のC−C線に沿う断面図である。
【図7】本発明に係る溶接ロボットの教示作業状態を示
す図である。
す図である。
【図8】本発明に係る溶接ロボットの作業手順を示すフ
ロー図である。
ロー図である。
【図9】教示装置で行われる処理手順を示すフロー図で
ある。
ある。
【図10】変位センサで行われる処理手順を示すフロー
図である。
図である。
1…溶接ロボット 1a…アーム 2…ロボット制御装置 4…教示装置 6…ワーク 12…溶接トーチ 13…手首 50…変位センサ 51…センサユニット 54…センサコントローラ 55…着脱ベース 66…ベース 68…移動車。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B25J 9/22 Z (72)発明者 野瀬 松男 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内
Claims (2)
- 【請求項1】 多関節型のロボットアームの先端部に溶
接トーチを装着し、この溶接トーチがワーク上の溶接線
に沿って移動されるように教示装置にて教示するように
した溶接ロボットにおいて、所定の自由度を有するアー
ム部材の先端に指示具を装着し、この指示具でワーク上
の溶接線を指示することにより前記ロボットアームの動
作を教示するようにした教示装置と、溶接線を検出する
検出装置とを前記ロボットアームの先端部に装着し、前
記検出装置からの検出信号を受けて、教示装置からの信
号による教示動作を補正する制御手段を設けたことを特
徴とする溶接ロボット。 - 【請求項2】 移動車等の移動手段にて移動可能にした
ベース上に搭載したことを特徴とする請求項1記載の溶
接ロボット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1266595A JPH08197250A (ja) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | 溶接ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1266595A JPH08197250A (ja) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | 溶接ロボット |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08197250A true JPH08197250A (ja) | 1996-08-06 |
Family
ID=11811671
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1266595A Pending JPH08197250A (ja) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | 溶接ロボット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08197250A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11254173A (ja) * | 1998-03-10 | 1999-09-21 | Fanuc Ltd | 加工ツール付ロボット及び加工方法 |
CN103722278A (zh) * | 2013-11-18 | 2014-04-16 | 南京鹏力科技有限公司 | 一种焊接机械手坡口焊缝轨迹的激光寻址方法及*** |
JP2017515524A (ja) * | 2014-03-17 | 2017-06-15 | インテュイティブ サージカル オペレーションズ, インコーポレイテッド | 遠隔操作医療システムのための構造調節システム及び方法 |
CN107052508A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-08-18 | 上海船舶工艺研究所 | 用于船舶板架结构机器人的智能焊接***及其焊接工艺 |
WO2017139911A1 (zh) * | 2016-02-15 | 2017-08-24 | 叶成源 | 基于机械手和测量臂的焊接***及其焊接方法 |
US11685063B2 (en) | 2018-10-05 | 2023-06-27 | Fanuc Corporation | Sensor bracket and robot system |
-
1995
- 1995-01-30 JP JP1266595A patent/JPH08197250A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11254173A (ja) * | 1998-03-10 | 1999-09-21 | Fanuc Ltd | 加工ツール付ロボット及び加工方法 |
US7092791B2 (en) | 1998-03-10 | 2006-08-15 | Fanuc Ltd | Robot system and machining method with robot system |
CN103722278A (zh) * | 2013-11-18 | 2014-04-16 | 南京鹏力科技有限公司 | 一种焊接机械手坡口焊缝轨迹的激光寻址方法及*** |
JP2017515524A (ja) * | 2014-03-17 | 2017-06-15 | インテュイティブ サージカル オペレーションズ, インコーポレイテッド | 遠隔操作医療システムのための構造調節システム及び方法 |
WO2017139911A1 (zh) * | 2016-02-15 | 2017-08-24 | 叶成源 | 基于机械手和测量臂的焊接***及其焊接方法 |
CN107848055A (zh) * | 2016-02-15 | 2018-03-27 | 叶成源 | 基于机械手和测量臂的焊接***及其焊接方法 |
CN107052508A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-08-18 | 上海船舶工艺研究所 | 用于船舶板架结构机器人的智能焊接***及其焊接工艺 |
US11685063B2 (en) | 2018-10-05 | 2023-06-27 | Fanuc Corporation | Sensor bracket and robot system |
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