JPH0259032B2

JPH0259032B2 -

Info

Publication number: JPH0259032B2
Application number: JP15116183A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Shiraha
Original assignee: Shin Meiva Industry Ltd
Current assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 1983-08-18
Filing date: 1983-08-18
Publication date: 1990-12-11
Also published as: JPS6044184A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は複数個のワークを順次自動加工する工
業用ロボツトにおける制御方法に関する。

一般に工業用ロボツトは種々の異常検知手段を
備え、自動加工中に異常を検知した際は直ちに加
工作業を停止させている。例えば、溶接ロボツト
の場合、ワークの異常突起あるいはテイーチング
ミス（即ち、溶接点の数え忘れ）に起因し、加工
器具とワークとが衝突する事故がまれに起きる。

しかし、工業用ロボツトが生産ラインに組込ま
れ、多数のワークを順次加工する場合、唯一つの
異常ワークのためにロボツトを含む生産ライン全
体の稼働を停止させることがあり、生産能力の大
巾な低下を招く。

本発明は前述事情に鑑み、ワーク自体および／
またはテイーチングミスに関連した異常を検知す
る異常検知手段を備え、ワークと加工器具とを適
宜制御手段によつて相対的に位置制御しながら複
数個のワークを順次自動加工するごとくした工業
用ロボツトにおいて、前記加工器具はワークより
適宜離間して設定した設定した基準地点よりワー
クの加工開始地点に向い、該加工開始地点から加
工終了地点までの間で前記異常検知手段により異
常を検知した際は加工作業を中止するとともにそ
れまでの経路を辿つて基準地点に帰還し、また異
常を検知しない場合は加工終了地点から直接前記
基準地点に帰還し、異常検知の有無を問わず加工
器具の基準地点への帰還をもつて次のワークに対
する加工作業に移行るごとくしたことを特徴と
し、自動加工中に前述異常が発生しても異常ワー
クに対する加工作業を中止するだけでロボツトの
稼働を停止させることなく次のワークに対する加
工作業に移行し、生産能力の低下を極力回避する
ことを目的とした、工業用ロボツトにおける制御
方法を提供せんとするものである。

この発明の具体的な説明に先立ち、この発明の
背景となる工業用ロボツトとしての溶接ロボツト
を含む生産ラインより順次説明する。

第１図において、１はループ状に形成したロー
ラコンベアで、多数のパレツト２を間欠的に循環
移送し、該コンベア１の間欠停止中に図示しない
ワーク搬入場所で自動または手作業により未溶接
のワークＷをパレツト２に搭載し、ワーク搬入場
所より移送方向下流においてローラコンベア１の
側部に配設した多関節形の溶接ロボツト３により
順次各パレツト２に搭載のワークＷに対する自動
溶接を行い、さらに下流位置に設定したワーク搬
出場所（図示せず）で溶接済みワークＷをパレツ
ト２より取り出し、空パレツト２は再び前記ワー
ク搬入場所に戻るごとくなつている。４は前記溶
接ロボツト３の手前の所定位置にパレツト２を位
置決め固定するためのロツク装置で、作動シリン
ダ４ａのロツド伸長作動によりロツドがパレツト
２の側面に穿設した穴２ａに嵌入係合して該パレ
ツトの位置決め固定を行うごとくしてある。また
前記ロツク装置４は図示しないがロツドがパレツ
ト２に接触したことを検知するパレツト有無検知
機能を備えている。

前記多関節形溶接ロボツト３は最終制御軸３ａ
に加工器具として溶接トーチ５（以下、トーチ５
と呼称）を取着している。６は前記トーチ５の電
極７等に電圧を印加し電流を供給するための電源
装置、８は前記ローラコンベア１、溶接ロボツト
３、および電源装置６等を総合的に制御するマイ
クロコンピユータ内蔵の制御手段、９は前記制御
手段８から導出したリモートコントロールパネル
で、手動操作により各部の移動および作動を遠隔
制御したり、ワークＷに対するテイーチング操作
を行い、制御手段８内のメモリ（図示せず）にユ
ーザプログラムをインプツトするものである。

１０，１１は前記電源装置６に付設した電極供
給ロールと１対の電極送給ローラで、電極７は送
給ローラ１１の回転により供給ロール１０から引
き出し、可撓性チユーブ１２内を通つて前記トー
チ５に送給し、該トーチ５から突出した先端が溶
接点となる。

第２図は主として前記電源装置６の回路ブロツ
ク図を主体とした概略説明図である。第２図にお
いて、１３，１４は電源装置６に内蔵した電圧印
加手段と通電状態検出手段で、このうち電圧印加
手段１３は、溶接用電源１３ａ、センサ用電源１
３ｂ、異常接近検出用電源１３ｃ、一端を電極７
に接続して適時溶接用電源１３ａとセンサ用電源
１３ｂのいずれかに選択的に接続する切換スイツ
チ１３ｄ、一端を前記トーチ５の導体より成る外
套５ａ（但し、該外套５ａは電極７とは電気的に
絶縁）に接続して適時異常接近検出用電源１３ｃ
に接続する常開の開閉スイツチ１３ｅ等から成
る。

また前記通電状態検出手段１４は、それぞれ一
端をセンサ用電源１３ｂおよび異常接近検出用電
源１３ｃに接続し他端をいずれも溶接用電源１３
ａの反切換スイツチ１３ｄ側と共にワークＷ（あ
るいは該ワークＷに導通したパレツト２）に接続
したセンサ用と異常接近検出用の通電状態検出回
路１４ａ，１４ｂ、並びにそれぞれ各通電状態検
出回路１４ａ，１４ｂにおける通電状態の変化
（電流、電圧またはこれら両者の変化）を検出信
号として入力し前記制御手段８に送信するセンサ
用と異常接近検出用の通電状態検出出力回路１４
ｃ，１４ｄとから成る。

しかして、トーチ５より突出する電極７をセン
サとしてワークＷの溶接線を探るセンシング時、
テイーチング時、テイーチングして得られたプロ
グラムに従いトーチ５の姿勢・移動速度・溶接条
件等を確かめるテスト時、手動でトーチ５等を移
動させる時、および自動溶接時等溶接ロボツト３
のあらゆる操作中には、常に開閉スイツチ１３ｅ
を閉じて前記外套５ａに検出用電圧（これはセン
サ用電圧と同じレベルの高電圧低電流である）を
印加しておき、異常接近検出用電源１３ｃ、開閉
スイツチ１３ｅ、通電状態検出回路１４ｂ、通電
状態検出出力回路１４ｄ、および外套５ａをもつ
て構成する異常検知手段を常時作動可能状態とし
ておく。

また前記リモートコントロールパネル９にはバ
ツクトラツキング用押釦（図示せず）を付属的に
設けており、該押釦はテイーチング操作中および
テスト操作中にテイーチングミスに気付いたり、
あるいはテイーチングをやり直したい場合にトー
チ５の移動を一旦停止させ、既テイーチング地点
の１ステツプ毎にトーチ５を後戻りさせるもので
ある。従つてバツクトラツキング用押釦を押し続
けることにより、最終的には最初のテイーチング
地点（即ち基準地点）にまでトーチ５を戻すこと
ができる。

そして、溶接ロボツト３のあらゆる操作中に、
トーチ５の外套５ａがワークＷに異常に接近する
と、該外套５ａとワークＷとの間が通電して放電
し、通電状態検出回路１４ｂによつて電圧およ
び／または電流の変化が検出され、通電状態検出
出力回路１４ｄから「通電」の信号を制御手段８
に発し、該制御手段８はこの信号を受けて溶接ロ
ボツト３の各駆動源に駆動停止の指令を発する。
これによつて、トーチ５の移動は直ちに停止さ
れ、瞬時にトーチ５とワークＷとの衝突を回避さ
せるごとくしてある。この異常検知が自動溶接以
外の操作中であれば溶接ロボツト３は駆動停止状
態のままであるため、手動操作によりトーチ５を
退避移動させ、あるいは前記バツクトラツキング
用押釦の操作によりトーチ５はそれまでワークＷ
に衝突せずに通つてきた安全確認済みの経路を辿
つて任意のテイーチング地点に後退させる。

以下、前述溶接ロボツト３がローラコンベア１
との協働により多数のワークＷを順次自動溶接す
る場合につき、主として第３図のフローチヤート
を参照しながら説明する。

溶接の対象とするワークＷは同種類のもので、
凸状板Waと凹状板Wbとを突合せて形成され、
第４図に示すように溶接開始地点P₁、中間地点
P₂、溶接終了地点P₃を結ぶ溶接線に沿つて自動
溶接するものとする。

また前記制御手段８に内蔵したマイクロコンピ
ユータには、ローラコンベア１上のワークＷ高さ
位置より適宜上方に設定した基準地点P₀より前
記各地点P₁，P₂，P₃を経て再び基準地点P₀に戻
る経路、各地点P₀，P₁，P₂，P₃におけるトーチ
５の姿勢、溶接条件等のユーザプログラムをイン
プツトしてあり、該マイクロコンピユータをオー
トモードとして能動化し、それに応じて前述のプ
ログラムを１ステツプずつ指令情報として出力す
る。

さらに、ローラコンベア１の初期状態として
は、既に未溶接ワークＷを搭載した最初のパレツ
ト２が溶接ロボツト３の手前に配置され、ロツク
装置４によりパレツト２およびワークＷを位置決
め固定してあるものとする。

以下、自動溶接のモードにおけるステツプを逐
次説明する。

(1) 先ず、プログラムに溶接指令状態が含まれて
いかる否か判断する。

(2) 含まれていれば、切換スイツチ１３ｄを溶接
用電源１３ａに切換える操作を指令する。

(3) トーチ５が基準地点P₀に位置しているか判
断する。

(4) 位置していなければ、トーチ５を基準地点
P₀に位置決めする操作を指令する。

(5) ワークＷが所定位置に配置されているか判断
する。前記ロツク装置４が作動シリンダ４ａの
ロツド伸長状態およびロツドのパレツト接触検
知をもつて「YES」と判断する。

(6) トーチ５を溶接開始地点P₁に位置決めする
操作を指令する。

(7) 次いで溶接作業の実行を指令する。これによ
りトーチ５は溶接開始地点P₁→中間地点P₂→
溶接終了地点P₃の溶接線に沿つて自動溶接を
行う。

(8) 前記溶接作業の実行途中で、トーチ５の単位
移動量（きざみ量）毎に異常検知か判断する。
前記通電状態検出出力回路１４ｄから「通電」
信号が無ければ「NO」と判断する。

(9) 続いて、トーチ５が溶接終了地点P₃に到達
したか判断する。「YES」であれば、溶接作業
の停止を指令する。これにより前記切換スイツ
チ１３ｄはセンサ用電源１３ｂに切換えられ、
また送給ローラ１１の回転停止により電極７の
送給が停止する。

(10) 次いで、トーチ５の溶接終了地点P₃から基
準地点P₀への復帰移動を指令する。

(11) ロツク装置４の作動解除を指令する。これに
より、ロツク装置４は作動シリンダ４ａのロツ
ド短縮作動によつてパレツト２の位置決め固定
を解除する。

(12) 続いてコンベア１の１ピツチ駆動を指令す
る。これによりローラコンベア１は１ピツチ駆
動を行い、溶接済みワークＷを搭載せるパレツ
ト２が溶接ロボツト３の手前より去り、新たに
未溶接ワークＷを搭載したパレツト２またはワ
ークＷを搭載しない空パレツト２が溶接ロボツ
ト３の手前に到達し、順次作動として再びロツ
ク装置４が作動し、該パレツト２を位置決め固
定する。

（13）次のワークＷを溶接するか判断する。
「YES」であれば前記ステツプ１，２間に戻
り、順次ワークＷの自動溶接を行う。

もし、第５図に示すように、ワークＷの溶接
線付近に異常突起Wsがあり、自動溶接中にト
ーチ５の外套５ａが該異常突起Wsに極く接近
すると、両者間が通電して放電し、通電状態検
出出力回路１４ｄから「通電」の信号を発する
ため、前記ステツプ８の判断は「YES」とな
る。

（14）従つて、溶接作業中止を指令し、トーチ
５は異常発生地点Piで停止するとともに、切換
スイツチ１３ｄはセンサ用電源１３ｂに切換え
られ、さらに送給ローラ１１の回転停止に伴い
電極７の送給も停止する。

（15）次いでトーチ５の異常発生地点Piから基
準地点P₀へのバツクトラツキングを指令する。
これにより、トーチ５は第５図に示すように、
異常発生地点Piが中間地点P₂と溶接終了地点
P₃との間にあれば、Pi→P₂→P₁→P₀のそれま
でに通過してきた経路を逆戻りに辿つて安全に
基準地点P₀に復帰する。

そして前記ステツプ１５は前記ステツプ１
０，１１間に続く。

尚、前述実施例ではローラコンベア１によつ
てワークＷを搬送し、ローラコンベア１の間欠
停止毎に順次ワークＷに対する自動溶接を行う
ようにしたが、第６，７図に示すように複数個
のワークを１ロツトとして処理する際も本発明
の制御方法が有効的に適用できる。

即ち、第６，７図において溶接ロボツト１０
３の手前にワーク載置台１０２を設置し、該ワ
ーク載置台１０２に複数のワークを１ロツトと
して位置決め固定し順次自動溶接を行う。この
うち第６図は３個のワークＷ１，Ｗ２，Ｗ３を
１ロツトとして１つの基準地点P₀₁を設定し、
各ワークＷ１〜Ｗ３の溶接開始地点および溶接
終了地点をP₀₂，P₀₃，P₀₄，P₀₅，P₀₆，P₀₇とし
た場合、トーチ１０５のテイーチング経路は
P₀₁→P₀₂→P₀₃→P₀₁→P₀₄→P₀₅→P₀₁→P₀₆→P₀₇
→P₀₁とする。また第７図は４個のワークＷ１
０，Ｗ２０，Ｗ３０，Ｗ４０を１ロツトとし、
ワークＷ１０，Ｗ２０およびＷ３０，Ｗ４０に
対しそれぞれ基準地点P₁₀，P₂₀を設定し、各ワ
ークＷ１０〜Ｗ４０の溶接開始地点および溶接
終了地点をP₁₁，P₁₂，P₁₃，P₁₄，P₁₅，P₁₆，
P₁₇，P₁₈とした場合、トーチ１０５のテイーチ
ング経路はP₁₀→P₁₁→P₁₂→P₁₀→P₁₃→P₁₄→
P₁₀→P₂₀→P₁₅→P₁₆→P₂₀→P₁₇→P₁₈→P₂₀→P₁₀
とする。そして前述実施例と同様に溶接作業中
に異常検知のあつた場合はバツクトラツキング
により基準地点に戻り次のステツプを続行する
ごとくしてある。

尚、前述いずれの実施例においても、異常検
知手段はワークの異常突出部にトーチ外套が近
接した際に「異常」として検知するものとした
が、アーク電流の異常をもつてワーク開先の不
良を検知する手段やテレビカメラによりワーク
の異常を検知する手段等他の異常検知手段を用
いても同様に実施できる。

以上詳述せるごとく、本発明の制御方法によれ
ば、各ワークにつき基準地点を設定し、正常時は
加工作業終了後一旦基準地点に戻つて次のワーク
に対する加工作業に移行し、加工作業中に異常を
検知したときは加工作業を中止するとともにそれ
までの経路を辿つて基準地点に戻り次のワークに
対する加工作業に移行するごとくしたため、複数
のワークを順次自動加工する際ワークに異常があ
つてもロボツト全体の稼働が停止されず、生産効
率の低下を最小限に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御方法を実施する１例とし
ての生産ラインを含む溶接ロボツトの斜視図、第
２図は溶接ロボツトの主として電源装置の回路ブ
ロツク図、第３図は第１図の溶接ロボツトに採用
する制御フローチヤート、第４・５図はそれぞれ
正常時と異常時におけるトーチの動きを示す説明
図、第６・７図は別の実施例を説明するための概
略説明図である。図中、１はローラコンベア、２はパレツト、３
は溶接ロボツト、５はトーチ、５ａは外套、６は
電源装置、７は電極、８は制御手段、Ｗはワー
ク、Wsは異常突起、P₀は基準地点、P₁は溶接開
始地点、P₃は溶接終了地点を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

１ワーク自体および／またはテイーチングミス
に関連した異常を検知する異常検知手段を備え、
ワークと加工器具とを適宜制御手段によつて相対
的に位置制御しながら複数個のワークを順次自動
加工するごとくした工業用ロボツトにおいて、前
記加工器具はワークより適宜離間して設定した基
準地点よりワークの加工開始地点に向い、該加工
開始地点から加工終了地点までの間で前記異常検
知手段により異常を検知した際は加工作業を中止
するとともにそれまでの経路を辿つて前記基準地
点に帰還し、また異常を検知しない場合は加工終
了地点から直接前記基準地点に帰還し、異常検知
の有無を問わず加工器具の基準地点への帰還をも
つて次のワークに対する加工作業に移行するごと
くしたことを特徴とする、工業用ロボツトにおけ
る制御方法。