JPS61226809A - 溶接ロボツトの位置教示方法 - Google Patents

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〕 この発明は、被溶接物の溶接部の位置等を溶接ロボット
に教示する溶接ロボットの位置教示方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、ティーチング・プレイバック方式の溶接ロボッ
トにより溶接を行なう場合、溶接に先立ち１作業者がロ
ボットのマニピュレータヲ予め動かして教示し、被溶接
物の溶接部の位置や溶接の順序、その他の情報などの必
要データを記憶させ、溶接の際に記憶データを再生して
溶接を行なっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、前記したティーチング・プレイバック方式の
溶接ロボットでは、教示すべき箇所が高所あるいは狭隘
部にあって直接目視できない場合であっても、作業者が
マニピュレータを動かして教示しなければな、らず、た
とえば高所の場合、作業者は適当な足場上において教示
することになり、狭隘部における教示の場合、作業者は
非常に苦しい態勢を強いられることにな９、作業環境が
悪く。

かつ危険性が高くなり、作業能率の低下を招くとともに
、前記した足場などの付帯設備を予め準備する必要があ
り、非常に煩られしいなどの問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、前記の諸点に留意してなされたものであり
、溶接トーチ、扇状投光器およびテレビジョンカメラを
、それぞれの中心軸が所定の交点で交わるように溶接ロ
ボットの手首に取υ付け、前記トーチ内を送給される溶
接ワイヤの先端を前記交点に一致させ、被溶接物上の目
標点にマーキングしモニタ用テレビジョン受像機の画面
に表示される前記カメラによる撮像画像を監視しながら
前記手首を移動させ、前記画面に表示される前記ワイヤ
の先端の画像が前記目標点の画像と前記投光器による扇
状光の照射部の画像とに一致したときの前記ロボットの
位置を教示することを特徴とする溶接ロボットの位置教
示方法である。

〔作用〕

したがって、この発明では、溶接トーチ、扇状投光器、
テレビジョンカメラをそれぞれの中心軸が所定の交点で
交わるように溶接ロボットの手首に取り付け、モニタ用
テレビジョン受像機の画面に表示されるカメラによる撮
像画像を監視しながら手首を移動させ、交点に位置した
ワイヤの先端画像が目標点の画像と投光器からの扇状光
の照射部の画像とに一致したときのロボットの位置を教
示し、遠隔地点において、モニタ用テレビジョン受像機
の表示画像にもとづき溶接ロボットの位置教示が行なわ
れる。

〔実施例〕

つぎに、この発明を、その１実施例を示した図面ととも
に詳細に説明する。

第１図および第２図において、（１）は母管、（２）け
　　　゛母管（１）に交差して配設され゛母管（１）と
ともに被溶接物である相貫継手を構成する枝管、（３）
は両管（１）。

（２）の交差部に形成された溶接線、（４）〜（６）は
取付具（７）により溶接ロボットの手首（８）に取り付
けられた溶接トーチ、扇状投光器およびテレビジョンカ
メラであり、第２図に示すように、それぞれの中心軸が
所定の交点（Ｐ）で交わるように取り付けられている。

（９）　Ｆｉカメラ（６）に接続され画面（８）にカメ
ラ（６）による撮像画像を表示するモニタ用テレビジョ
ン受像機（以下モニタという）、αＯはトーチ（４）内
を送給され先端が交点（Ｐ）に一致するようにトーチ（
４）から所定長さ突出された溶接ワイヤ、αηは前記ロ
ボットのアーム、手首（８）を制御するロボット制御部
、（２）は制御部αＤに接続され複数のスイッチを備え
たティーチングボックスであり、教示の際にスイッチ操
作により制御部α℃に制御指令を与えて制御部ａＤによ
り手首（８）等を移動させ、教示された諸データを記憶
し、溶接時に記憶した諸データを再生して制御部αυに
送出する。

つぎに、教示手順について説明する。

いま、溶接線（３）の溶接に先立って教示を行なう場合
、第１図に示すように、溶接線（３］上の任意の目標点
（Ｔ）にマーキング、すなわちけがき、ペイント等によ
りたとえばＸ印を付し、枝管（２）の表面に、けがきあ
るいはペイント等により目標点（Ｔ）を通る誘導線（Ｌ
）、および目標点（Ｔ）に近接し誘導線（Ｌ）に交差し
た案内線（Ｌ）′を形成する。

そして、ティーチングボックス（６）のスイッチ操作に
より制御部０υに指令を与え、枝管１２１の表面の誘導
線（Ｌ）の近傍まで手首（８）を目視しながら移動させ
、手首（８）の誘導線（Ｌ）の近辺までの移動が完了す
れば、モニタ（９）の画面（８）を見ながら、ティーチ
ングボックスαののスイッチ操作にょシ、手首（８）に
取り付けたカメラ（６）の視野内に誘導線（Ｌ）が入る
ように手首（８）をゆっくり移動させる。

このとき、トーチ（４）、投光器（５）、カメラ（６）
の中心軸が交点（Ｐ）において交わり、しかもワイヤａ
。

の先端が交点（Ｐ）に一致するようにワイヤＧｏが突出
されているため、常にモニタ（９）の画面（Ｓ）の中央
にワイヤαＯの先端画像が表示される。

さらに、カメラ（６）の視野内に誘導線（Ｌ）が入９、
モニタ（９）の画面（Ｓ）に誘導線（Ｌ）の画像が表示
されると、画面（８）から誘導線（Ｌ）の画像が外れな
いよう、画面（８）の表示画像を注視しながら、ティー
チングボックス＠のスイッチ操作により誘導線（Ｌ）に
沿って手首（８）を案内線（Ｌ）′方向へ移動させ、カ
メラ（６）の視野内に案内線（Ｌ）′が入って画面（８
）に案内線（Ｌ）′の画像が表示されれば、手首（８）
の移動速度を下げ、カメラ（６）の視野内に目標点のが
入って画面（Ｓ）に目標点（Ｔ）のＸ印画像が表示され
るまでゆっくりと手首（８）を移動させ第３図（ａ）に
示すように、画面（８）に目標点（Ｔ）のＸ印画像が表
示されたのち、このＸ印画像が画面（Ｓ）の中央のワイ
ヤ員の先端画像に一致するように手首（８）をゆっくり
移動させる。

このとき、第２図に示すようにカメラ（６）の中心軸上
にワイヤＱＯの先端および目標点（Ｔ）が位置している
と、目標点（Ｔ）のＸ印画像は画面ＣＢ）の中央のワイ
ヤａ０の先端画像に一致して表示されるが、実際には第
２図に示すように、ワイヤαＯの先端と目標点（Ｔ）と
は一致していない場合があり、このような場合には同図
に示すように、カメラ（６）の中心軸上にワイヤαＯの
先端および目標点（Ｔ）が位置していても、実際にはワ
イヤαＱの先端と投光器（５）からの扇状光の枝管（２
）への照射部Ｆとがずれているため、第３図（ａ）に示
すように、高輝度の扇状光の照射部Ｆの画像は画面（８
）の中央のワイヤ（１０の先端画像からずれて表示され
る。

そこで、画面（Ｓ）の目標点（Ｔ）のＸ印画像がワイヤ
α１の先端画像からずれないようにして扇状光の照射部
Ｆの画像がワイヤａ１の先端画像に一致するまで手首（
８）を移動させ、すなわち第２図に示すカメラ（６）の
中心軸に沿って手首（８）を目標点（Ｔ）方向へ平行移
動させ、第３図（ｂ）に示すように、画面（Ｓ）のワイ
ヤ００の先端画像が目標点（Ｔ）のＸ印画像と扇状光の
照射部Ｆの画像とに一致すれば、前記交点（Ｐ）に位置
するワイヤαＯの先端が目標点■に接触した状態となシ
、この接触状態つま９目標点（Ｔ）におけるロボットの
位置、アーム、手首（８）の姿勢等を教示してティーチ
ングボックス＠に記憶させる。

そして、溶接線（３）の各点において前記した動作を繰
り返し、溶接線（３）の全周にわたる教示を行ない、溶
接時にティーチングボックス四に記憶したデータを再生
し、制御部α〃により前記再生したデータに従いロボッ
トのアーム、手首（８）を制御して溶接線（３）のロボ
ットによる自動溶接を行なう。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明の溶接ロボットの位置教示方法
によると、手首（８）にトーチ（４］に一体に取り付け
られたカメラ（６）の撮像画像にもとづき、溶接線（３
）上の目標点（Ｔ）の位置を検出し、教示するため、両
管Ｃ１）、（２）の管径が大きくて教示すべき目標点（
Ｔ）が高所にある場合、あるいは目標点が狭隘部にある
場合であっても、遠隔地点から容易に目標点（Ｔ）の位
置を検出し、教示することができ、作業者が危険箇所に
おいて作業する必要がなくなり、作業環境の改善および
安全性の向上を図ることができ、しかも足場などの付帯
設備が不要となり、教示作業の能率が向上し、その効果
は非常圧顕著である。

また、トーチ（４］、投光器（５）、カメラ（６）の中
心軸が交点（Ｐ）において交わるように手首（８）に取
り付け、モニタ（９）の画面（Ｓ）において交点（Ｐ）
に位置したワイヤαＱの先端画像が目標点（Ｔ）の画像
と投光器（５）による扇状光の照射部画像との双方に一
致するように手首（８）を移動させるため、ワイヤαＯ
の先端が必ず実際の目標点（′Ｖ）に一致することにな
り、ロボットに目標点（Ｔ）の位置等を非常に精度よく
教示することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の溶接ロボットの位置教示方法の１実
施例を示し、第１図は斜視図、第２図は教示時の側面図
、第３図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれ教示時の異なる
状態におけるモニタ用テレビジョン受像機の表示画像を
示す図である。 （１）・・・母管、（２）・・・枝管、（３）・・・溶
接線、（４］・・・溶接トーチ、（５）・・・扇状投光
器、（６）・・・テレビジョンカメラ、（８）・・・手
首、（９）・・・モニタ用テレビジョン受像嘴、（Ｓ）
・・・画面、（Ｐ）・・・交点、（’Ｉ’）・・・目標
点、（Ｆ）・・・照射部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　溶接トーチ、扇状投光器およびテレビジョンカメラ
   を、それぞれの中心軸が所定の交点で交わるように溶接
   ロボットの手首に取り付け、前記トーチ内を送給される
   溶接ワイヤの先端を前記交点に一致させ、被溶接物上の
   目標点にマーキングし、モニタ用テレビジョン受像機の
   画面に表示される前記カメラによる撮像画像を監視しな
   がら前記手首を移動させ、前記画面に表示される前記ワ
   イヤの先端の画像が前記目標点の画像と前記投光器によ
   る扇状光の照射部の画像とに一致したときの前記ロボッ
   トの位置を教示することを特徴とする溶接ロボットの位
   置教示方法。