JPH033545B2 - - Google Patents

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、溶接点の教え忘れ）に起因し、加工
器具とワークとが衝突する事故が稀に起きる。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１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
稼動を停止させることがあり、生産能力の大巾な
低下を招く。

本出願人は先に特願昭58−151161において、ワ
ークより適宜離間して加工器具を基準地点を設定
し、加工器具はこの基準地点から加工開始地点に
向い、加工作業後加工終了地点から基準地点に帰
還し、加工作業中に異常のあつたときは加工作業
を中止するとともにそれまでの経路を逆戻りに辿
つて基準地点に帰還し、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
へ移行するごとくして、唯１つのワークに異常が
あつても生産ラインの稼動を継続し生産効率の低
下を最小限に抑える制御方法を提案した。

しかし、前述制御方法は加工時間の比較的短い
ワークに対しては有効であるが、加工時間が数時
間にも及ぶワークについては、加工終了間際に異
常が起きた場合、加工器具は、長時間かけてそれ
までの経路を逆戻りに辿つて基準地点に戻らねば
ならないため、前述生産効率の低下抑制の特長は
失われる。

本発明は前述事情に鑑み、加工器具が待機しま
た加工終了後帰還する基準地点をワークより適宜
離間して設定し、加工開始地点から加工終了地点
までの経路途中に少なくとも１つの帰還中継地点
を設定し、加工器具は前記経路で前述異常検知手
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逆戻り辿り最寄りの前
記帰還中継地点より基準地点にに帰還し、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し、加工作業中に異常が起
きた場合加工器具が安全且つ迅速に基準地点に帰
還して次のワークに移行でき、加工時間の長いワ
ークにおける異常発生時にも生産効率の低下を最
小限に抑え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生産
ラインを構成するローラコンベアで、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
よりロツド先端に形成した鍔付係合部材４ｂがパ
レツト２の側面に穿設した穴2aに嵌入係合する
とともに、鍔部によりパレツト２全体を対向側側
面に配置したガイドローラ１ａに押し付けて、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、図示しないが係合部材
４ｂ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３
ａ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５、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臓の制御手段、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内を通つてトーチ５
に送給し、トーチ５から突出した先端が溶接点と
なる。

１３，１４は電源装置６に内臓した電圧印加手
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１３
ｂ、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
接続する常間の開閉スイツチ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１
３ａの反切換スイツチ１３ｄ側と共にパレツト２
を介しワークＷに導通するローラコンベア１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１４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
１４c.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、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。

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、第２図のフローチヤートを参照し
ながら説明する。

ワークＷは同種類のもので、第１図に示すよう
に、溶接開始地点Ps、地点P₁，P₂，P₃，P₄，P₅，
P₆，P₇、および溶接終了地点Peを結ぶジグザグ
状開発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Poより前
記各地点Ps，P₁〜P₇，Peを経て再び基準地点Po
に戻る経路、各地点におけるトーチ５の姿勢・溶
接条件・溶接速度、並びにバツクトラツキング時
に前記基準地点Poへ帰還し得る帰還地点として
溶接開始地点Psおよび地点P₂，P₄，P₆（尚、地点
P₂，P₄，P₆は帰還中継点Piと総称する）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。尚、前記帰還地点P₂，
P₄，P₆はほぼ等間隔でしかもテインチング時に
目視により基準地点Poへ直線状に帰還しても何
の障害もなく安全であることを確認してあるもの
とする。

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情報が含まれて
いるか否か判断する。

(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Po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
Po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における作動シリンダ
４ａのロツド伸長状態および係合部材４ｂ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Ps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Ps→P₁→P₂→P₃→P₄→P₅→P₆→
P₇→Pe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Pe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Peから基
準地点Poへの復帰移動を指令する。

(11) パレツト２の解放を指令する。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に移行するか判断する。
「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１図に示すように、ワークＷの溶接
線途中、例えば地点P₆，P₇間に異常突起ｔが
あり、自動溶接中にトーチ５の外套５ａが該異
常突起ｔ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する。これに
よりトーチ５は異常発生地点Ptで停止すると
ともに、切換スイツチ１３ｄはセンサ用電源１
３ｂ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に対し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１図に示
すように異常発生地点Ptからそれまでに通過
してきた経路を逆戻りに辿る。

(16) トーチ５が溶接開始地点Psまたは帰還中継
地点Piに到達したか判断する。例えばトーチ５
が最寄りの帰還地点P₆に到達して「YES」と
判断する。

(17) トーチ５に対して基準地点Poへの復帰移動
を指令する。これによりトーチ５は前記帰還地
点P⁶から直接的に基準地点Poに復帰移動する。
そしてこのステツプ(17)は前記ステツプ(10)・(11)
間に続く。

尚、プログラムを多少変更すれば、前述ステツ
プ(17)において、地点P₆からPoへの帰還途中でト
ーチ５が障害物に接近した際はその地点から逆戻
りして地点P₆から次の最寄りの帰還地点P₄から
基準地点Poへ帰還するようにすることもできる。

また、前述実施例において、溶接ロボツト３の
具備する異常検知手段は、ワークＷの異常突起に
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。

さらに、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、個々のワークの溶接時間が長い複数
個のワークを１ロツトとして作業台に載置して処
理する際も本発明の制御方法が有効的に適用でき
る。

以上詳述せるごとく、本発明の制御方法によれ
ば、加工器具が待機し、また加工終了後帰還する
基準地点を設定し、ワークの加工開始地点から加
工終了地点までの経路途中に少なくとも１つの帰
還中継地点を設定したため、たとえそのワークの
加工時間が長くしかも加工終了地点間際に異常が
発生したとしてもバツクトラツキング操作におい
て異常発生地点に最も近い帰還中継地点から迅速
に基準地点に復帰移動でき、異常発生に伴う生産
効率の低下を最小限に抑え、そのままロボツトの
稼動を続行させることができる。

【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概略平面
図、第２図第１図の溶接ロボツトに採用する制御
フローチヤートである。 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、４はロツク装置、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、Poは基準地点、Psは溶接開
始地点、Peは溶接終了地点、Piは帰還中継地点、
ｔは異常突起、Ptは異常発生地点である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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
   記加工器具が待機し、また加工終了後帰還する基
   準地点をワークより適宜離間して設定し、加工開
   始地点から加工終了地点までの経路途中に少なく
   とも１つの帰還中継地点を設定し、前記加工器具
   は前記経路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
   経路を逆戻りに辿り最寄りの前記帰還中継地点よ
   り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。