JPS62292375A - 作業ロボツト装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、作業ロボット装置に関し、特に、その作動開
始時の制御の改良に関する。

従来技術 従来の作業ロボット装置の一例である溶接ロボット装置
の要部を第８図に示す。

ロボットの手首部５４に、溶接トーチ５５と溶接線セン
サ５６とが取り付けられている。溶接線センサ５６は、
レーザ投光器５６１とＣＣＤカメラ５６ｈとからなって
おり、モータ５８により溶接トーチ５５の周りを回転可
能になっている。

溶接線センサ５６のセンシング点Ｓは、溶接トーチ５５
の先端点Ｔから距離ｌだけ離れた位置に設定されている
が、これは溶接点より少し先をセンシングする必要があ
るためである。

第７図は、上記溶接ロボット装置で溶接線りの溶接開始
点Ａから溶接終了点Ｂまでの区間を溶接する際の作動を
模式的に示したものである。（５）Ｔｏｌはそれぞれ教
示時の側面図と平面図、ｔｃ＋は再生時の軌跡を示す平
面図である。

まず教示に際しては、溶接トーチ５５及び溶接線センサ
５６の待機位置Ｗを教示する。

次に、溶接トーチ５５を溶接開始点Ａに位置させ、且つ
、その際に作業線センサ５６の視野内に溶接線りが入る
ように溶接開始位ｉＰを教示する。

このとき溶接線センサ５６は溶接開始点Ａより距離ｌだ
け進んだ溶接線り上の位ｉｓ、を検出している。

次に、溶接トーチ５５を作業終了点Ｂに位置せしめ、且
つ、ｆ６接線センサ５６の位置を適当に定めて、溶接終
了位ｉｉ！Ｑを教示する。

再生時においては、７８接トーチ５５および溶接線セン
サ５６は、教示された待機位置Ｗから教示された溶接開
始位置Ｐへまず移動する。溶接トーチ５５の先端点Ｔは
、待機位置Ｗから教示されたｆ８Ｖｊ開始点Ａに移動す
る。

そして、そこからアークスタートし、教示された溶接終
了点Ｂへ向けて溶接を進める。ここで、教示された／８
接線りと実際の溶接線Ｌ′とが異なる場合、溶接線セン
サ５６を有しているから、そのセンシング範囲において
は、実際の溶接１！！　Ｌ　’を正しく倣うので、セン
シング点Ｓ１以後の溶接は正しく実際の溶接線Ｌ′に沿
って行われる。

溶接トーチ５５が、教示されたｆ４接線り上の溶接終了
点Ｂに対応する実際の溶接線Ｌ′上の溶接終了点Ｂ′に
到達すると、アークストップし、溶接を終了する。

従来技術の問題点 第７図ｆｃｌを参照すれば理解されるように、上記従来
の溶接ロボット装置の場合、溶接開始点Ａからセンシン
グ点Ｓ、までの間はセンシングが行われないので、実際
のｆ４接線Ｌ′に沿って正しく溶接が行われないという
問題点がある。

また、同じ理由により、溶接長が距離ｌより小さい小物
の溶接の場合には、センシングによる倣いが不可能とな
る問題点がある。

発明の目的 本発明の目的とするところは、作業工具の先端点と作業
線センサのセンシング点の間に距離があるために生じる
上記問題点を解消し、作動開始位置からセンシングによ
る倣いを行うことができ、正しく実際の作業線に沿った
作業を行うことができる作業ロボット装置を提供するこ
とにある。

発明の構成 本発明の作業ロボット装置は、ロボットの手首部に作業
工具と作業センサとを有し、その作業センサで検知した
作業線に沿って作業工具を移動させる作業ロボット装置
において、作業工具の作動開始位置を記憶する作動開始
位置記憶手段、作業工具の作動開始位置又はそれより前
の作業線を検知しうる作業センサの位置とそのときの作
業工具の位置とを記憶するセンシング開始位置記憶手段
、および、ロボットを制御して、作業線センサおよび作
業工具を前記センシング開始位置に移動し、次いで作業
線センサで作業線をトラッキングしながら作業工具を前
記作動開始位置へと進行させ、作業工具が前記作動開始
位置に到達したとき作業工具の作動を開始させる作動開
始制御手段を具備したことを構成上の特徴とするもので
ある。

作用 本発明の作業ロボット装置では、作業工具が待機位１か
らすぐに作動開始位置に移動するのではなく、センシン
グ開始位置を経由させるようにしている。

そして、センシング開始位置では、作業線センサが作動
開始位置あるいはそれより前の作業線を検知できるよう
に位置を定められている。

従って、センシング区間中に作動開始位置も含まれるこ
ととなり、教示された作業線の位１と実際の作業線の位
置とが異なっていても好適に是正され、作業工具の先端
点と作業線センサのセンシング点の間に距離があっても
、その影響を受けないで、作動開始位置から実際の作業
線に沿った作業を施すことができるようになる。

実施例 以下、図に示す実施例に基づいて本発明をさらに詳しく
説明する。ここに第１図は本発明の作業ロボット装置の
一実施例の溶接ロボット装置の模式的外観図、第２図（
８）は第１図に示す溶接ロボット装置によるｆｇ接作業
を示す模式的側面図、第２図ｆｂｌは第２図ｆａｌに対
応する模式的平面図、第２図（Ｃ１は溶接開始位置を示
す模式的平面図、第２図＋ｄｌは第２図ｆｂ）に対応す
る溶接トーチの軌跡図、第３図は第１図に示す溶接ロボ
ット装置の教示のフローチャート、第４図は同再生のフ
ローチャート、第５図ｆａ）はセンシング開始位置を教
示する状態の一例の模式的平面図、第５図（ｂｌは溶接
開始位置を教示する状態の一例の模式的平面図、第５図
（ｃｌは溶接終了位置を教示する状態の一例を示す模式
的平面図、第６図は第５図ｆａ）〜ｔｃ）に対応するフ
ローチャートである。なお、図に示す実施例により本発
明が限定されるものではない。

第１図において、溶接ロボット装置ｌは、ロボット２と
、制御装置３と、手首部４の先端に取り付けたｆｇｌ）
−千５と、溶接線センサ６とを具備して基本的に構成さ
れている。溶接線センサ６は、レーザ投光器６ａとＣＣ
Ｄカメラ６しとからなっており、そのセンシング点Ｓは
、溶接トーチ５の先ｆｉＴより所定距離ｌだけ離れた位
置にある。

上記構成は、見掛は上は従来の溶接ロボット装置と同様
であるが、制御装置３が行う／８接開始制御のための構
成が従来と異なっている。以下、この点を中心に説明す
る。

この溶接ロボット装置１における教示に際しては、第２
図（ａｌ〜ｉｃｌ及び第３図に示すように、まず、待機
位置Ｗを教示する。

次に、溶接開始位置Ａを検知範囲に含めるように（ある
いはｆ４接開始位置八より前の溶接線りを検知範囲に含
めるように）遠隔操作で溶接線センサ６を移動し、その
溶接線センサ６の位置と、そのときの溶接トーチ５の適
当な位置とを、制御装置３内のセンシング開始位置記憶
手段３１に記憶させる。このセンシング開始位置は第２
図（ａ）　（ｂｌにＮで示され、この作動は第３図にお
いてステップＳ１およびＳ２に示されている。

次に、ｆ４接トー千５を溶接開始点Ａに導き、且つ、溶
接線りを溶接線センサ６の視野内に入れるようにし、そ
の溶接開始位置Ｐをｆｇ接開始位置記憶手段３トに記憶
させる。この作動は第３図においてステップＳ３及びＳ
４に示されている。

なお、ステップＳ３と５４の順序は入れ替えてもよい。

次に、溶接トーチ５を溶接終了点Ｂに移動せしめ、その
溶接終了位置Ｑを溶接終了位置記憶手段３ゎに記憶きせ
る。この作動は第３図においてステ、ブＳ５およびＳ６
で示されている。

以上で教示を終了し、次に再生を行う。再生の動作は、
第２図（ｄ＋および第４図を０竪して次に説明する。

オペレータが再生の開始を指令すると、制御装置３の作
動開始制御手段３Ｊは、溶接トーチ５およびｆ４接線セ
ンサ６を待機位置Ｗからセンシング開始位置Ｎへ移動さ
せる。これによって、溶接線センサ６は教示された溶接
線り上のｆｇ接開始点Ａの近傍を探知する位置に移動す
る。これに対応して、溶接トーチ５は、待機位置Ｗから
Ｔ、へ移動するが、このとき溶接トーチ５はまだ作動し
ない。

センシング位置Ｎにおいて、溶接線センサ６が実際のｆ
４接線Ｌ′を検知し、実際の溶接開始点Ａ′を検知する
。これが第４図に示すステップＳｌｌである。

作動開始制御手段３−は、検知した実際の溶接線Ｌ′に
沿って溶接線センサ６を移動させる。そして、溶接トー
チ５については、センシング開始位置Ｎにおける位Ｗ　
Ｔａから先に検知した実際の溶接開始点Ａ′に向けて進
行させるにのときのセンサ６と溶接トーチ５の相対回転
は自動的に行われる。これらが第４図に示すステップＳ
１２および３１３である。

ｆ６接トーチ５が先に検知された実際の溶接開始点Ａ′
に到達すると、作動開始制御手段３ｄは、アークスター
トし、ここに溶接が開始される。これが第４図に示すス
テップＳ１４である。

以後、溶接線センサ６が実際のｆ４接センサＬ′をトラ
ッキングし、その検知した溶接作業線Ｌ′に沿って溶接
が行われる。

溶接トーチ５が教示した溶接終了点Ｂに対応する実際の
溶接終了点Ｂ′に到達すると、アークストップがされ、
溶接作業が終了する。

か（して、第２図ｆｄｌに示すように、実際の溶接線Ｌ
′上の溶接開始点Ａ′から溶接終了点Ｂ′まで好適に溶
接がなされることとなる。

次に第５図は、溶接線りの溶接開始側に壁Ｒがあって、
溶接線センサ６と溶接トーチ５とを溶接線りに沿って並
べられない場合の教示方法を示している。

まず第５図＋ａｌに示すように、溶接開始点を検知でき
るような位置に遠隔操作で溶Ｉ！Ｉｉ線センサ６を移動
させる。このとき溶接トーチ５は壁Ｒに当たらない適当
な位置に置けば良い、そしてこのセンシング開始値ｉｉ
！Ｎをセンシング開始位置記憶手段３、に記憶させる。

これが第６図に示すステップＳ２１及びＳ２２である。

次に第５図（ｂ）に示しように、溶接トーチ５を溶接開
始点に位置させ、そのｆ４接開始位置Ｐを溶接開始位置
記憶手段３ｂに記憶させる。

次いで、第５図（Ｃ１に示すように、溶接トーチ５を溶
接終了点に位置させ、その溶接終了位置Ｑを溶接終了位
置記憶手段３ｃに記憶させる。これが第６図に示すステ
ップＳ２５及び３２６である。

以上で教示を終了し、次に再生を行う。

再生については、先に説明した作動と同様であるので、
詳しい説明は省略するが、溶接トーチ５が壁Ｒを避けて
巧みに璧Ｒの近傍の溶接開始位置にアクセスし、実際の
溶接線Ｌ′に沿って溶接が行われることとなる。

以上の説明から理解されるように、この溶接ロボット装
置１によれば、溶接トーチ５の先端点Ｔと溶接線センサ
６のセンシング点Ｓの間に距離があっても、それに影響
されず、所望の溶接開始点から溶接終了点までの区間を
センシングして、ズレを是正しつつ好適にｆ４′＆する
ことができる。また、溶接トーチ５の先端点Ｔと溶接線
センサ６のセンシング点Ｓの距Ｈｉよりも短い溶接線で
あっても、好適に溶接することができる。

発明の効果 本発明によれば、ロボットの手首部に作業工具と作業セ
ンサとを有し、その作業センサで検知した作業線に沿っ
て作業工具を移動させる作業ロボット装置において、作
業工具の作動開始位置を記憶する作動開始位置記憶手段
、作業工具の作動開始位置又はそれより前の作業線を検
知しうる作業センサの位置とそのときの作業工具の位置
とを記↑ｑするセンシング開始位置記憶手段、および、
ロボットを制御して、作業線センサおよび作業工具を前
記センシング開始位置に移動し、次いで作業線センサで
作業線をトラッキングしながら作業工具を前記作動開始
位置へと進行させ、作業工具が前記作動開始位置に到達
したとき作業工具の作動を開始させる作動開始制御手段
を具備したことを特徴とする作業ロボット装置が提供さ
れ、これにより作業工具の先端泣面と作業線センサのセ
ンシング位置との間に距離があっても、その距離に影響
されず、所望の作業開始点から作業終了点までをセンシ
ングして、ズレを是正しつつ、好適に作業を行わせるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の作業ロポフト装五の一実施（ｉｌの溶
接ロボット装置の模式的外観図、第２図は第１図に示す
溶接ロボット装置による溶接作業を示す概念的説明図、
第３図は第１図に示す溶接ロボット装置の教示のフロー
チャート、第４図は同再生のフローチャート、第５図（
ａｌはセンシング開始位置を教示する状態の一例の模式
的平面図、第５図ｔｂ）は溶接間む（３位置を教示する
状態の一例の模式的平面図、第５図（Ｃ１は溶接終了位
置を教示する状態の一例を示す模式的平面図、第６図は
第５図［ａｌ〜ｆｃｌに対応するフローチャート、第７
図は従来の溶接ロボット装置における第２図相当図、第
８図は溶接ロボット装置の溶接トーチ近傍部分の拡大図
である。 （符号の説明） １・・・溶接ロボット装置 ２・・・ロボット ３・・・制御装置 ３８・・・センシング開始位置記憶手段３Ｉ、・・・作
動作動開始位置記憶手段３ｃ・・・作動終了位置記憶手
段 ３ｄ・・・作動開始制御手段 ４・・・手首部 ５・・・溶接トーチ　　　　　　６・・・溶接線センサ
６、・・・レーザ投光器　　　６ｂ・・・ＣＣＤカメラ
Ｔ・・・溶接トーチの先端点 Ｓ・・・７８接線センサのセンシング点Ｗ・・・待機位
置 Ｎ・・・センシング開始位置 Ｐ・・・溶接開始位置 Ｑ・・・溶接終了泣訴 Ｌ・・・教示した溶接線　　Ｌ′・・・実際の溶接線Ａ
・・・教示した溶接開始点 Ｂ・・・教示した溶接終了点 Ａ′・・・実際の溶接開始点 Ｂ′・・・実際の溶接終了点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロボットの手首部に作業工具と作業センサとを有し
   、その作業センサで検知した作業線に沿って作業工具を
   移動させる作業ロボット装置において、 （ａ）作業工具の作動開始位置を記憶する作動開始位置
   記憶手段、 （ｂ）作業工具の作動開始位置又はそれより前の作業線
   を検知しうる作業センサの位置とそのときの作業工具の
   位置とを記憶するセンシング開始位置記憶手段、 および、 （ｃ）ロボットを制御して、作業線センサおよび作業工
   具を前記センシング開始位置に移動し、次いで作業線セ
   ンサで作業線をトラッキングしながら作業工具を前記作
   動開始位置へと進行させ、作業工具が前記作動開始位置
   に到達したとき作業工具の作動を開始させる作動開始制
   御手段 を具備したことを特徴とする作業ロボット装置。 ２、作業工具が溶接トーチであり、作動開始位置がアー
   クスタート位置である特許請求の範囲第１項記載の作業
   ロボット装置。 ３、作業線センサがカメラであり、作業工具のまわりに
   回転可能に取り付けられてなる特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の作業ロボット装置。