JPH08194519A - 溶接線センシングのティーチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ティーチング時間を短縮できる溶接線センシ
ングのティーチング方法を提供する。 【構成】 ロボットアーム３にセンサー４とトーチ５と
を備えた溶接ロボットＲに、センサー４で被溶接体１、
２の溶接線Ｗをセンシングするセンシング動作を教示記
憶する、溶接線センシングのティーチング方法であっ
て、センサー４によって被溶接体１、２の端縁の座標値
を検出し、この座標値と所望のセンシング位置との座標
差を算出して、溶接ロボットＲによってセンサー４の位
置を座標差だけ移動させ、座標差が所定の許容範囲内に
おさまった時点で、センサー４の位置を溶接ロボットＲ
の制御装置６（制御部）に記憶する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、センサーとトーチと
を備えた溶接ロボットに、溶接線のセンシング動作をテ
ィーチングする方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より溶接ロボットによる自動溶接が
行なわれており、この溶接ロボットには、図１に示すよ
うに、ロボットアーム３の先端部に、センサー４とトー
チ５とが備え付けられものが知られている。

【０００３】例えば、この溶接ロボットＲをよって、柱
１と梁２とを自動溶接するには、予め溶接ロボットＲに
標準溶接動作をティーチング（教示記憶）する。

【０００４】そして、実際に自動溶接を行なう際には、
柱１と梁２との溶接線Ｗをセンサー４によって検出し、
制御装置（制御部）６において、その検出データとティ
ーチングの際の設定データとを比較して、ティーチング
された標準溶接動作に修正を加えて、トーチ５によって
溶接してゆくものである。

【０００５】このように、この種の溶接ロボットＲに
は、トーチ５の標準溶接動作とセンサー４のセンシング
動作とをティーチングする必要があり、溶接作業の精度
（標準溶接動作の再現性）を高めるためには、これらの
ティーチングを正確に行なうことが要求される。

【０００６】このため、従来では、センシング動作をテ
ィーチングするには、以下のような方法が採られてい
た。

【０００７】第１に、図２に示すように、センサー４か
らのレーザー赤色発光線が、被溶接体の模型（以下「被
溶接模型体」という）Ｍの側面に垂直に照射されるよう
に、センサー４の向きを調整する。

【０００８】第２に、センシングすべき位置にセンサー
４を合わせて、その位置を記憶させる。

【０００９】すなわち、センサー４からのレーザー赤色
発光線が、被溶接模型体Ｍにマークされたセンシング基
準線（図示せず）と重なるように、目視で確認しなが
ら、溶接ロボットＲを駆動させる。

【００１０】次に、図７に示すように、被溶接模型体Ｍ
から反射されたセンシング波形をモニターに受像し、こ
のセンシング波形から被溶接模型体Ｍの端縁の座標値
（位置）を算出する。なお、図７中Ａ点が、被溶接模型
体Ｍの端縁を示している。

【００１１】そして、この座標値を見ながら、希望する
（センシングすべき）位置にセンサー４を移動させるよ
うに溶接ロボットＲを駆動して、その位置を記憶させる
というものである。

【００１２】なお、この種のものとして、特開平３−１
４２０６９号公報に記載されているようなものが知られ
ている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の溶接線センシングのティーチング方法では、セン
シング位置を記憶する際に、モニター上のセンシング波
形から被溶接模型体Ｍの端縁の座標値を算出し、作業者
がこの座標値を見ながら、センシング位置にセンサー４
を移動させるという作業を行なうため、ティーチング作
業に長い時間を要するという問題があった。

【００１４】そして、このことは、記憶すべきセンシン
グ位置が多ければ多いほど、大きな問題となっていた。

【００１５】この発明は、このような事情を背景として
なされたもので、ティーチング時間を短縮できる溶接線
センシングのティーチング方法を提供することを目的と
している。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、ロボットアームにセンサ
ーとトーチとを備えた溶接ロボットに、前記センサーで
被溶接体の溶接線をセンシングするセンシング動作を教
示記憶する、溶接線センシングのティーチング方法であ
って、前記センサーによって前記被溶接体の端縁の座標
値を検出し、この座標値と所望のセンシング位置との座
標差を算出して、前記溶接ロボットによって前記センサ
ーの位置を前記座標差だけ移動させ、前記座標差が所定
の許容範囲内におさまった時点で、前記センサーの位置
を前記溶接ロボットの制御部に記憶することを特徴とす
る。

【００１７】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、被溶接体の端
縁の座標値と所望のセンシング位置との座標差を算出
し、この座標差に基づいてセンサー位置が移動されるた
め、作業者によらず自動的にセンシング位置のティーチ
ングが行え、ティーチング時間を短縮することができ
る。

【００１８】しかも、座標差が所定の許容範囲内におさ
まるまで、センサーによる座標値検出と、溶接ロボット
によるセンサー位置の移動とが行なわれるため、センシ
ング位置を精度高くティーチングすることができる。

【００１９】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。

【００２０】なお、前記従来例と同一の構成について
は、同一符合を付している。

【００２１】図中符合Ｒは、溶接ロボットであり、この
溶接ロボットＲのロボットアーム３の先端部には、セン
サー４とトーチ５とが備え付けられている。

【００２２】また、この溶接ロボットＲは、ロボットア
ーム３の動きなどを制御する制御装置（制御部）６を有
し、この制御装置６には、ティーチングされた標準溶接
動作とセンシング動作とが記憶さている。

【００２３】そして、例えば、図１に示すように、柱１
と梁２とを自動溶接する場合には、センシング動作に基
づき柱１と梁２との溶接線Ｗをセンサー４によって検出
し、制御装置６において、その検出データとティーチン
グの際の設定データとを比較して、ティーチングされた
標準溶接動作に修正を加えて、トーチ５によって溶接し
てゆくというものである。

【００２４】次に、溶接線Ｗを検出するセンシング動作
のティーチング方法について説明する。

【００２５】第１工程として、図２に示すように、セン
サー４からのレーザー赤色発光線が、被溶接体の模型
（以下「被溶接模型体」という）Ｍの側面に垂直に照射
されるように、センサー４の向きを調整する。

【００２６】すなわち、まず、図３に示すように、セン
サー４と被溶接模型体Ｍとに角度計７、８を取り付け、
被溶接模型体Ｍ上の角度計８が示す角度に、センサー４
上の角度計７の示す角度が一致するように、ロボットア
ーム３を矢印Ｂ方向に回転させて、センサー４のｙ−ｚ
方向の向きを合わせる。

【００２７】次に、図４（ｂ）に示すように、被溶接模
型体Ｍの側面に照射されたレーザー赤色発光線Ｌ２が、
被溶接模型体Ｍにマークされたセンシング基準線Ｌ１に
平行になるように、ロボットアーム３を図４（ａ）中矢
印Ｃ方向に回転させて、センサー４のｘ−ｚ方向の向き
を合わせる。

【００２８】最後に、図５（ｂ）に示すように、モニタ
ーに受像された被溶接模型体Ｍからのセンシング波形Ｆ
が、Ｘ軸線に平行になるように、ロボットアーム３を図
５（ａ）中矢印Ｄ方向に回転させて、センサー４のｘ−
ｙ方向の向きを合わせるというものである。

【００２９】第２工程として、センシングすべき位置に
センサー４を合わせて、その位置を制御装置６に記憶さ
せる（図６参照）。

【００３０】すなわち、センサー４からのレーザー赤色
発光線が、被溶接模型体Ｍにマークされたセンシング基
準線と重なるように、目視で確認しながら溶接ロボット
Ｒを駆動させる。

【００３１】続いて、制御装置６からセンサー４に対し
て座標値送信コマンドを送信する（ステップ１１）。

【００３２】この座標値送信コマンドを受信したセンサ
ー４は、被溶接模型体Ｍの端縁の座標値を検出し、その
検出結果を制御装置６に送信する（ステップ１２）。

【００３３】この検出結果を受信した制御装置６は、検
出された座標値と予め設定されたセンシング位置との座
標差を算出し（ステップ１３）、この座標差が所定の許
容範囲内におさまっているか否かを判断する（ステップ
１４）。ここで、この実施例では、座標差がｘ値、ｚ値
ともに０．１ｍｍ以内を許容範囲としている。

【００３４】座標差がこの許容範囲外である場合には、
センサー４の位置を座標差だけ移動させるように溶接ロ
ボットＲを駆動し（ステップ１５）、再び、センサー４
に座標値送信コマンドを送信する（ステップ１１）。

【００３５】このようにして、座標差が許容範囲内にお
さまるまで、センサー４による座標値検出と、溶接ロボ
ットＲによるセンサー４の移動とが、繰り返し行なわれ
る。

【００３６】一方、座標差が許容範囲内である場合に
は、センサー４の位置が制御装置６に記憶される（ステ
ップ１６）。

【００３７】そして、全てのセンシング位置に対する上
記ティーチング処理が終了したかを判断し（ステップ１
７）、終了していない場合には、センシング位置を次の
センシング位置に設定して（ステップ１８）、上記ティ
ーチング処理を繰り返し、終了した場合には、ティーチ
ング作業が終了される。

【００３８】このように、被溶接模型体Ｍの端縁の座標
値と所望のセンシング位置との座標差を算出し、この座
標差に基づいてセンサー４位置が移動されるため、作業
者によらず自動的にセンシング位置のティーチングが行
え、ティーチング時間を短縮することができる。

【００３９】しかも、座標差が所定の許容範囲内におさ
まるまで、センサー４による座標値検出と、溶接ロボッ
トＲによるセンサー４位置の移動とが繰り返し行なわれ
るため、センシング位置を精度高くティーチングするこ
とができる。

【００４０】なお、この発明の実施例を図面に基づいて
説明してきたが、具体的な構成は、上記実施例に限られ
るものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設
計変更等があっても、この発明に含まれる。

【００４１】例えば、上記実施例では、座標差が所定の
許容範囲内におさまっているか否かの判断（ステップ１
４）を、センサー４の位置移動（ステップ１５）の前に
行なっているが、先にセンサー４の位置移動を行い、そ
の後に許容範囲内におさまっているか否かの判断を行な
って、おさまっている場合には、センサー４の位置を記
憶し（ステップ１６）、おさまっていない場合には、ス
テップ１１に戻るようにしてもよい。

【００４２】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１に記
載の発明によれば、被溶接体の端縁の座標値と所望のセ
ンシング位置との座標差を算出し、この座標差に基づい
てセンサー位置が移動されるため、作業者によらず自動
的にセンシング位置のティーチングが行え、ティーチン
グ時間を短縮することができる。

【００４３】しかも、座標差が所定の許容範囲内におさ
まるまで、センサーによる座標値検出と、溶接ロボット
によるセンサー位置の移動とが行なわれるため、センシ
ング位置を精度高くティーチングすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】溶接ロボットによって自動溶接をしている状態
を示す斜視図である。

【図２】溶接ロボットにセンシング動作をティーチング
している状態を示す斜視図である。

【図３】この発明の一実施例において、センサーのｙ−
ｚ方向の向きを調整している状態を示す概念図である。

【図４】同一実施例において、センサーのｘ−ｚ方向の
向きを調整している状態を示す概念図であり、（ａ）
は、ロボットアームの回転方向を示し、（ｂ）は、被溶
接模型体に照射されたレーザー赤色発光線を示してい
る。

【図５】同一実施例において、センサーのｘ−ｙ方向の
向きを調整している状態を示す概念図であり、（ａ）
は、ロボットアームの回転方向を示し、（ｂ）は、モニ
ターに受像されたセンシング波形を示している。

【図６】同一実施例における溶接線センシングのティー
チング方法の主要フローチャート図である。

【図７】従来例のティーチング方法において、被溶接模
型体から反射されたセンシング波形を示すモニター画面
図である。

【符号の説明】

１ 柱 ２ 梁 ３ ロボットアーム ４ センサー ５ トーチ ６ 制御装置（制御部） Ｒ 溶接ロボット Ｍ 被溶接模型体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットアームにセンサーとトーチとを
   備えた溶接ロボットに、前記センサーで被溶接体の溶接
   線をセンシングするセンシング動作を教示記憶する、溶
   接線センシングのティーチング方法であって、 前記センサーによって前記被溶接体の端縁の座標値を検
   出し、 この座標値と所望のセンシング位置との座標差を算出し
   て、 前記溶接ロボットによって前記センサーの位置を前記座
   標差だけ移動させ、 前記座標差が所定の許容範囲内におさまった時点で、前
   記センサーの位置を前記溶接ロボットの制御部に記憶す
   ることを特徴とする溶接線センシングのティーチング方
   法。