JPH0651224B2 - センサ付溶接ロボツト - Google Patents
センサ付溶接ロボツトInfo
- Publication number
- JPH0651224B2 JPH0651224B2 JP2921786A JP2921786A JPH0651224B2 JP H0651224 B2 JPH0651224 B2 JP H0651224B2 JP 2921786 A JP2921786 A JP 2921786A JP 2921786 A JP2921786 A JP 2921786A JP H0651224 B2 JPH0651224 B2 JP H0651224B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sensor
- welding
- torch
- welding line
- reference point
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
- B23K9/127—Means for tracking lines during arc welding or cutting
- B23K9/1272—Geometry oriented, e.g. beam optical trading
- B23K9/1274—Using non-contact, optical means, e.g. laser means
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、溶接トーチの前方の溶接線位置を検出する
センサを備えたセンサ付溶接ロボットに関するものであ
る。
センサを備えたセンサ付溶接ロボットに関するものであ
る。
従来の技術 従来のセンサ付溶接ロボットは、センサのセンシング位
置をティーチングする等によりプレイバック時の溶接す
べきワークの位置ずれを検出してティーチングデータを
補正するものがほとんどである。ティーチングそのもの
は操作者の手動操作によって行なわれている。
置をティーチングする等によりプレイバック時の溶接す
べきワークの位置ずれを検出してティーチングデータを
補正するものがほとんどである。ティーチングそのもの
は操作者の手動操作によって行なわれている。
発明が解決しようとする問題点 ティーチング作業には溶接トーチの位置決めと姿勢及び
溶接条件の設定等があるが、中でも溶接トーチの位置決
めは重要であり、かつ難しく長時間を必要とする。これ
は、溶接トーチの先端基準点（以降トーチ位置という）
の所にワイヤ先端があって、溶接線上に設定して位置決
めするわけであるが、あらゆる方向からその位置合わせ
を確認しないと溶接に必要な精度が得られないためであ
る。そして、溶接ロボットの手動操作では、通常、トー
チ位置を動かせばその姿勢もかわることがティーチング
作業を一層難しいものとしている。
溶接条件の設定等があるが、中でも溶接トーチの位置決
めは重要であり、かつ難しく長時間を必要とする。これ
は、溶接トーチの先端基準点（以降トーチ位置という）
の所にワイヤ先端があって、溶接線上に設定して位置決
めするわけであるが、あらゆる方向からその位置合わせ
を確認しないと溶接に必要な精度が得られないためであ
る。そして、溶接ロボットの手動操作では、通常、トー
チ位置を動かせばその姿勢もかわることがティーチング
作業を一層難しいものとしている。
またセンサを用いて所定の位置の溶接線位置を検出さ
せ、ティーチング作業を簡単にすることも考えられる。
しかし、溶接線位置を精度良く検出する光学センサを用
いる場合、溶接トーチの前方の位置で検出し、かつ光源
としては赤外線の半導体レーザをよく用いるので目に見
えず、センシング場所が正確にわかりにくいので、所定
の溶接線位置を検出してティーチングデータとするのが
難しい。
せ、ティーチング作業を簡単にすることも考えられる。
しかし、溶接線位置を精度良く検出する光学センサを用
いる場合、溶接トーチの前方の位置で検出し、かつ光源
としては赤外線の半導体レーザをよく用いるので目に見
えず、センシング場所が正確にわかりにくいので、所定
の溶接線位置を検出してティーチングデータとするのが
難しい。
さらにトーチ位置とセンサ位置がずれた時、トーチ位置
とセンサ位置の関係が固定なのでその位置合わせを取付
時に行なわなくてはならない。
とセンサ位置の関係が固定なのでその位置合わせを取付
時に行なわなくてはならない。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため、本発明のセンサ付溶接ロボ
ットは、制御する溶接トーチの先端基準点とセンサのセ
ンシング範囲に設けた溶接線位置検出基準点の位置関係
を設定する第１設定手段と、位置検出すべき溶接線近傍
に前記溶接トーチの先端基準点を設定する第２設定手段
と、前記溶接トーチの先端基準点に前記サンサの溶接線
位置検出基準点を移動設定する移動設定手段と、センサ
が溶接線位置を検出する検出手段とを具備してなるもの
である。
ットは、制御する溶接トーチの先端基準点とセンサのセ
ンシング範囲に設けた溶接線位置検出基準点の位置関係
を設定する第１設定手段と、位置検出すべき溶接線近傍
に前記溶接トーチの先端基準点を設定する第２設定手段
と、前記溶接トーチの先端基準点に前記サンサの溶接線
位置検出基準点を移動設定する移動設定手段と、センサ
が溶接線位置を検出する検出手段とを具備してなるもの
である。
作用 上記手段により、トーチ先端基準点すなわちトーチ位置
でセンサの溶接線検出位置を指定し、所定の位置の溶接
線位置を検出し、ティーチングデータを得る。
でセンサの溶接線検出位置を指定し、所定の位置の溶接
線位置を検出し、ティーチングデータを得る。
実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとずいて説明す
る。
る。
第３図において、センサ付溶接ロボットは、ロボット制
御ボックス１１、ロボット機構部１２、ティーチングボ
ックス（操作部）１３とセンサ８から構成されている。
ロボット制御ボックス１１は総合制御部１１ａ、駆動制
御部１１ｂ、位置制御部１１ｃとセンサ制御部９より成
る。ロボット機構部１２は旋回軸部１２ａ、上腕曲軸部
１２ｂ、下腕曲軸部１２ｃ、手首曲軸部１２ｄ、手首ね
じり軸部１２ｅと手首回転軸部１２ｆより成る。
御ボックス１１、ロボット機構部１２、ティーチングボ
ックス（操作部）１３とセンサ８から構成されている。
ロボット制御ボックス１１は総合制御部１１ａ、駆動制
御部１１ｂ、位置制御部１１ｃとセンサ制御部９より成
る。ロボット機構部１２は旋回軸部１２ａ、上腕曲軸部
１２ｂ、下腕曲軸部１２ｃ、手首曲軸部１２ｄ、手首ね
じり軸部１２ｅと手首回転軸部１２ｆより成る。
ティーチングボックス（操作部）１３はセンサを操作す
るための第１スイッチ部１３ａとその他の第２スイッチ
部１３ｂより成る。
るための第１スイッチ部１３ａとその他の第２スイッチ
部１３ｂより成る。
センサ８は、第１図に示すように光学センサヘッド１と
それを振るためのステッピングモータ６とセンサヘッド
１を振った時に得られる信号から溶接線位置を検出する
センサ信号処理部（図示せず）より成る。このセンサ８
は光学センサヘッド１の投光部１ａよりスポット光を突
き合わせワーク３上に投光し、その光像を受光部１ｂを
通して受光素子で受けて光学センサヘッド１から突き合
わせワーク３までの距離を測定するもので、ステッピン
グモータ６により突き合わせワーク３の走査部４の形状
を第２図に示すように得、センサ信号処理部で溶接線５
の位置Ｐをセンシング基準点ＣからのずれΔYp，ΔZpと
して得る。溶接トーチ２はステッピングモータ６ととも
に固定する支持板７に取付けられ、支柱１０を介してロ
ボットの手首回転軸部１２ｆに取付けられている。ま
た、溶接トーチ２の先端基準点Ｔは、ロボットが溶接線
を追従するように制御される点であり、かつワイヤ突出
し方向をZT軸，Ｚ軸と垂直でロボットの進行方向の軸を
XT軸，ZT軸とXT軸に垂直な軸をYT軸とするトーチ座標系
Ｍ(T-XTYTZT)の原点である。いま、センシング基準点Ｃ
はセンサ８の測定範囲ABEDの中心点とし、トーチ座標系
Ｍで(XO,O,O)の位置に設定し、あらかじめ位置制御部１
１ｃに定数としてティーチングボックス１３の第１スイ
ッチ部１３ａ等で入力して位置制御部１１ｃに登録して
おく。センサ８は厳密には溶接線位置をトーチ座標系で
Ｐ(XP,YP,ZP)として検出できるが、第２図に示すように
YTとZT軸のずれのみを用いて（XO，ΔYP，ΔZP）と近似
して用いることもできる。
それを振るためのステッピングモータ６とセンサヘッド
１を振った時に得られる信号から溶接線位置を検出する
センサ信号処理部（図示せず）より成る。このセンサ８
は光学センサヘッド１の投光部１ａよりスポット光を突
き合わせワーク３上に投光し、その光像を受光部１ｂを
通して受光素子で受けて光学センサヘッド１から突き合
わせワーク３までの距離を測定するもので、ステッピン
グモータ６により突き合わせワーク３の走査部４の形状
を第２図に示すように得、センサ信号処理部で溶接線５
の位置Ｐをセンシング基準点ＣからのずれΔYp，ΔZpと
して得る。溶接トーチ２はステッピングモータ６ととも
に固定する支持板７に取付けられ、支柱１０を介してロ
ボットの手首回転軸部１２ｆに取付けられている。ま
た、溶接トーチ２の先端基準点Ｔは、ロボットが溶接線
を追従するように制御される点であり、かつワイヤ突出
し方向をZT軸，Ｚ軸と垂直でロボットの進行方向の軸を
XT軸，ZT軸とXT軸に垂直な軸をYT軸とするトーチ座標系
Ｍ(T-XTYTZT)の原点である。いま、センシング基準点Ｃ
はセンサ８の測定範囲ABEDの中心点とし、トーチ座標系
Ｍで(XO,O,O)の位置に設定し、あらかじめ位置制御部１
１ｃに定数としてティーチングボックス１３の第１スイ
ッチ部１３ａ等で入力して位置制御部１１ｃに登録して
おく。センサ８は厳密には溶接線位置をトーチ座標系で
Ｐ(XP,YP,ZP)として検出できるが、第２図に示すように
YTとZT軸のずれのみを用いて（XO，ΔYP，ΔZP）と近似
して用いることもできる。
なお、ロボットの絶対座標系をN(O-XYZ)とする。
上記構成において、ティーチング作業は以下の手順で行
なう。
なう。
第１図において溶接ワーク上の点R1の位置のティーチン
グ作業の例で示す。
グ作業の例で示す。
(1)操作者は通常に行なうティーチング作業の要領でテ
ィーチングボックス１３の第２スイッチ部１３ｂのスイ
ッチの手動操作により溶接トーチの先端基準点Ｔすなわ
ちトーチ位置を突き合わせワーク３の溶接線位置R1近傍
に設定する。この操作はトーチ姿勢と溶接線方向（トー
チ座標系のXT方向）の位置合わせを正確に行うようにす
ればよく、溶接線を横切る方向（YT方向）や溶接線まで
の距離方向（ZT方向）はセンサ位置がR1にきた時、セン
シング範囲にあればよいので簡単でかつ短時間ででき
る。トーチ位置がR1にある時のセンサ位置はR3である。
ィーチングボックス１３の第２スイッチ部１３ｂのスイ
ッチの手動操作により溶接トーチの先端基準点Ｔすなわ
ちトーチ位置を突き合わせワーク３の溶接線位置R1近傍
に設定する。この操作はトーチ姿勢と溶接線方向（トー
チ座標系のXT方向）の位置合わせを正確に行うようにす
ればよく、溶接線を横切る方向（YT方向）や溶接線まで
の距離方向（ZT方向）はセンサ位置がR1にきた時、セン
シング範囲にあればよいので簡単でかつ短時間ででき
る。トーチ位置がR1にある時のセンサ位置はR3である。
(2)次に操作者はティーチングボックス１３の第１スイ
ッチ部１３ａの特定スイッチを押す。これによりティー
チングボックス１３からロボット制御ボックス１１の総
合制御部１１ａを介してＣＰＵ等より成る位置制御部１
１ｃに指令を与え、そこで入力しておいたトーチ位置と
センサ位置の関係を用いて▲▼３＝▲▼１
なるR1の位置をロボットの絶対座標系Ｎで求め、さらに
トーチ位置をR1からR2へシフトするための各軸の位置を
計算し、各軸の現在位置との差を移動量として駆動制御
部１１ｂに送る。駆動制御部１１ｂは前記各軸の移動量
に基づいてトーチ位置をR2に、センサ位置をR1にシフト
する。このシフトが終れば位置制御部１１ｃから総合制
御部１１ａに信号を与え、さらに総合制御部１１ａから
センサ制御部９を介してセンサ８にセンシング指令を与
える。これによりセンサ８はステッピングモータ６によ
り溶接ワーク上の走査部４の形状を得て、センサ８の信
号処理部で溶接線位置Ｐをトーチ座標系ＭでPM(X0，ΔY
T，ΔZT）と検出してセンサ制御部９に送る。センサ制
御部９はその位置データを位置制御部１１ｃに送り、そ
こで溶接線位置Ｐをトーチ座標系ＮのPNに変換し、さら
にトーチ位置がPNにシフトした時の各軸の位置を計算し
て求める。この位置を記憶すればティーチングデータと
なる。トーチ位置をＰにシフトさせて操作者が位置確認
した後、ティーチングボックスの第１スイッチ部１３ａ
の特定スイッチを押すことによりティーチングデータと
して登録するようにもできる。この時、位置ずれしてい
ればトーチ位置とセンサ位置の関係を入力し直す。
ッチ部１３ａの特定スイッチを押す。これによりティー
チングボックス１３からロボット制御ボックス１１の総
合制御部１１ａを介してＣＰＵ等より成る位置制御部１
１ｃに指令を与え、そこで入力しておいたトーチ位置と
センサ位置の関係を用いて▲▼３＝▲▼１
なるR1の位置をロボットの絶対座標系Ｎで求め、さらに
トーチ位置をR1からR2へシフトするための各軸の位置を
計算し、各軸の現在位置との差を移動量として駆動制御
部１１ｂに送る。駆動制御部１１ｂは前記各軸の移動量
に基づいてトーチ位置をR2に、センサ位置をR1にシフト
する。このシフトが終れば位置制御部１１ｃから総合制
御部１１ａに信号を与え、さらに総合制御部１１ａから
センサ制御部９を介してセンサ８にセンシング指令を与
える。これによりセンサ８はステッピングモータ６によ
り溶接ワーク上の走査部４の形状を得て、センサ８の信
号処理部で溶接線位置Ｐをトーチ座標系ＭでPM(X0，ΔY
T，ΔZT）と検出してセンサ制御部９に送る。センサ制
御部９はその位置データを位置制御部１１ｃに送り、そ
こで溶接線位置Ｐをトーチ座標系ＮのPNに変換し、さら
にトーチ位置がPNにシフトした時の各軸の位置を計算し
て求める。この位置を記憶すればティーチングデータと
なる。トーチ位置をＰにシフトさせて操作者が位置確認
した後、ティーチングボックスの第１スイッチ部１３ａ
の特定スイッチを押すことによりティーチングデータと
して登録するようにもできる。この時、位置ずれしてい
ればトーチ位置とセンサ位置の関係を入力し直す。
このようにしてティーチング作業を簡単にかつ短時間で
できるようになる。またシフト時、ワイヤが溶接ワーク
にぶつからないように一定長さ引上るようにしたり、あ
らかじめ先端基準点の位置よりもワイヤを引上ておく方
がよい。また、センサをトーチに添わせて設け、トーチ
の周囲をスキャンするようにしても同様である。
できるようになる。またシフト時、ワイヤが溶接ワーク
にぶつからないように一定長さ引上るようにしたり、あ
らかじめ先端基準点の位置よりもワイヤを引上ておく方
がよい。また、センサをトーチに添わせて設け、トーチ
の周囲をスキャンするようにしても同様である。
ワークとしては隅肉や重ね等のワークでも同様に適用で
きることはもちろんである。またセンサとしてはスリッ
ト光を投光し、ワーク上のその光像からトーチ座標系Ｍ
で溶接線のYT位置とZT位置を検出するものを用いても同
様である。なお、総合制御部１１ａ、駆動制御部１１
ｂ、位置制御部１１ｃ、センサ８、ティーチングボック
ス１３等は各々マイクロコンピュータで実現できる。
きることはもちろんである。またセンサとしてはスリッ
ト光を投光し、ワーク上のその光像からトーチ座標系Ｍ
で溶接線のYT位置とZT位置を検出するものを用いても同
様である。なお、総合制御部１１ａ、駆動制御部１１
ｂ、位置制御部１１ｃ、センサ８、ティーチングボック
ス１３等は各々マイクロコンピュータで実現できる。
発明の効果 以上のように、本発明は溶接トーチの前方の溶接線位置
を検出するセンサによって、トーチ位置で示した近傍の
溶接線を正確に検出してティーチングデータとできるの
でティーチング作業が簡単でかつ短時間でできる。また
正確にトーチ位置を溶接線上の特定の位置に設定した
後、センサの検出した位置を得、それらの位置を比較す
ることによってトーチ位置とセンサ位置の正確な設定を
行うことができる。すなわち位置ずれ分だけトーチ位置
とセンサ位置の関係を設定した値にあわせるように位置
関係を変えてもよいが位置定数を変更することによって
行うことができる。
を検出するセンサによって、トーチ位置で示した近傍の
溶接線を正確に検出してティーチングデータとできるの
でティーチング作業が簡単でかつ短時間でできる。また
正確にトーチ位置を溶接線上の特定の位置に設定した
後、センサの検出した位置を得、それらの位置を比較す
ることによってトーチ位置とセンサ位置の正確な設定を
行うことができる。すなわち位置ずれ分だけトーチ位置
とセンサ位置の関係を設定した値にあわせるように位置
関係を変えてもよいが位置定数を変更することによって
行うことができる。
第１図は本発明の一実施例のセンサ付溶接ロボットの要
部の斜視図、第２図は同要部のセンサによるセンシング
範囲を示す図、第３図は同センサ付溶接ロボットの制御
装置の構成を示すブロック図である。 １……光学センサヘッド、２……溶接トーチ、３……突
き合わせワーク、５……溶接線、６……ステッピングモ
ータ、８……センサ、１１……ロボットの制御ボック
ス、１１ａ……総合制御部、１１ｂ……駆動制御部、１
１ｃ……位置制御部、１２……ロボットの機構部、１３
……ティーチングボックス。
部の斜視図、第２図は同要部のセンサによるセンシング
範囲を示す図、第３図は同センサ付溶接ロボットの制御
装置の構成を示すブロック図である。 １……光学センサヘッド、２……溶接トーチ、３……突
き合わせワーク、５……溶接線、６……ステッピングモ
ータ、８……センサ、１１……ロボットの制御ボック
ス、１１ａ……総合制御部、１１ｂ……駆動制御部、１
１ｃ……位置制御部、１２……ロボットの機構部、１３
……ティーチングボックス。
Claims (1)
- 【請求項１】溶接トーチの前方の溶接線位置を検出する
センサ付溶接ロボットにおいて、制御する溶接トーチの
先端基準点とセンサのセンシング範囲に設けた溶接線位
置検出基準点の位置関係を設定する第１設定手段と、位
置検出すべき溶接線近傍に前記溶接トーチの先端基準点
を設定する第２設定手段と、前記溶接トーチの先端基準
点に前記センサの溶接線位置検出基準点を移動設定する
移動設定手段と、センサが溶接線位置を検出する検出手
段とを具備したセンサ付溶接ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2921786A JPH0651224B2 (ja) | 1986-02-13 | 1986-02-13 | センサ付溶接ロボツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2921786A JPH0651224B2 (ja) | 1986-02-13 | 1986-02-13 | センサ付溶接ロボツト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62187574A JPS62187574A (ja) | 1987-08-15 |
| JPH0651224B2 true JPH0651224B2 (ja) | 1994-07-06 |
Family
ID=12270028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2921786A Expired - Lifetime JPH0651224B2 (ja) | 1986-02-13 | 1986-02-13 | センサ付溶接ロボツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0651224B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62292375A (ja) * | 1986-06-09 | 1987-12-19 | 株式会社神戸製鋼所 | 作業ロボツト装置 |
| JPH01274218A (ja) * | 1988-04-27 | 1989-11-02 | Fanuc Ltd | 産業用ロボットの軌跡補正方式 |
| JPH06328385A (ja) * | 1993-05-20 | 1994-11-29 | Fanuc Ltd | 産業用ロボットの視覚センサの姿勢制御方法 |
| JP6755196B2 (ja) * | 2017-01-18 | 2020-09-16 | 倉敷紡績株式会社 | ロボット教示装置およびロボットの教示方法 |
-
1986
- 1986-02-13 JP JP2921786A patent/JPH0651224B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62187574A (ja) | 1987-08-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |