JPH08215847A - 溶接ロボットの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 二つの母材同士の接合部のすき間の距離の計
測誤差を小さくすることのできる溶接ロボットの制御方
法を提供する。 【構成】 二つの母材（柱３、梁４）同士の接合部のす
き間の距離を計測する距離センサー６と前記接合部を溶
融するトーチ５とがアーム２に設けられ、距離センサー
６によって計測された前記距離にもとづいてアーム２を
変位させながら溶接をおこなう溶接ロボット１の制御方
法であって、距離センサー６によって計測された前記距
離とあらかじめ設定されている設定距離との誤差を演算
し、この演算結果に対応した補正値を選択してアーム２
の変位を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、溶接ロボットの制御
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】二つの母材同士を接合する技術として溶
接がある。この溶接をおこなうものとして、いわゆる溶
接ロボットがある。

【０００３】この種の溶接ロボットは、駆動源に連結さ
れたアームを備えている。そして、このアームの先端部
には、二つの母材の接合部を溶融するトーチとセンサー
とが設けられている。

【０００４】そのセンサーは、二つの母材同士の接合部
のすき間の距離を計測する光学式のものである。なお、
この距離計測に関して本願出願人は、特願平５−１７３
２１７号を出願している。

【０００５】また、この種の溶接ロボットは、制御手段
としてのマイクロコンピュータを備えており、このマイ
クロコンピュータには、二つの母材に対する標準溶接動
作があらかじめ記憶されている。

【０００６】自動溶接にあたっては、距離センサーが二
つの母材同士の溶接線を検出し、その検出結果をマイク
ロコンピュータに入力する。そして、入力されたその検
出結果と前記標準溶接動作を規定する設定データとが比
較されて、アームが自動的に変位してトーチによって溶
接がおこなわれる。

【０００７】この種の溶接ロボットでは、アームの標準
溶接動作とセンサー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。

【０００８】従来より、上記ティーチングは、つぎのよ
うにおこなわれている。すなわち、まず、センサーから
のレーザー赤色発光線が、母材の模型（以下、単に模型
という）の側面に垂直に照射されるように、センサーの
向きを調整する。

【０００９】そして、センシングすべき位置にセンサー
を合わせてその位置を記憶させる。溶接ロボットは、セ
ンサーからのレーザー赤色発光線が模型に印されたセン
シング基準線と重なるように駆動される。

【００１０】つぎに、模型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模型の
端縁の座標値（位置）を算出する。

【００１１】そして、算出された座標値にもとづいて溶
接ロボットを駆動させながら、所望の位置にセンサーを
移動させ、その位置を記憶させる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のティーチング方法では、０．１〜０．２ｍｍ
程度の誤差がどうしても発生してしまう。また、母材の
表面の粗さによっても同様の誤差が発生してしまう。

【００１３】その結果、０．４ｍｍ程度の誤差が生じて
しまうという不具合があった。この誤差の解消は、作業
現場でおこなわなければならず、コンパイル修正をとも
なうため、積極的な対応がなされていなかった。

【００１４】この発明は、このような実情を背景として
創作されたもので、二つの母材同士の接合部のすき間の
距離の計測誤差を小さくすることのできる溶接ロボット
の制御方法を提供することを目的としている。

【００１５】

【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、二つの母材同士の接合部
のすき間の距離を計測する距離センサーと前記接合部を
溶融するトーチとがアームに設けられ、前記距離センサ
ーによって計測された前記距離にもとづいて前記アーム
を変位させながら溶接をおこなう溶接ロボットの制御方
法であって、前記距離センサーによって計測された前記
距離とあらかじめ設定されている設定距離との誤差を演
算し、この演算結果に対応した補正値を選択して前記ア
ームの変位を制御することを特徴としている。

【００１６】また、請求項２に記載の発明は、前記距離
と前記設定距離との誤差をマイクロコンピュータに演算
させ、このマイクロコンピュータにその演算結果から所
要のジョブを選択させ、このジョブ命令にもとづいて前
記アームの変位を制御することを特徴としている。

【００１７】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、距離センサー
によって計測された二つの母材同士の接合部のすき間の
距離とあらかじめ設定されている設定距離との誤差が演
算され、この演算結果に対応した補正値が選択されてア
ームの変位が制御される。

【００１８】また、請求項２に記載の発明によれば、前
記距離と前記設定距離との誤差はマイクロコンピュータ
に演算される。そして、このマイクロコンピュータはそ
の演算結果から所要のジョブを選択して、このジョブ命
令にもとづいて前記アームの変位が自動制御される。

【００１９】

【実施例】以下、この発明を、図示する実施例にもとづ
いて説明する。

【００２０】図１において、１は溶接ロボットで、駆動
源（図示省略）に連結されたアーム２を備えている。こ
のアーム２の先端部には、二つの母材としての柱３およ
び梁４の接合部を溶融するトーチ５と距離センサー６と
が設けられている。

【００２１】距離センサー６は、柱３と梁４との接合部
のすき間の距離を計測する光学式のものである。

【００２２】この溶接ロボット１は、図２にも示すよう
に制御手段としてのマイクロコンピュータ７を備えてお
り、このマイクロコンピュータ７には、柱３と梁４との
標準溶接動作があらかじめ記憶されている。

【００２３】自動溶接にあたっては、距離センサー６が
柱３と梁４との溶接線８を検出し、その検出結果をマイ
クロコンピュータ７に入力する。そして、入力されたそ
の検出結果と前記標準溶接動作を規定する設定データと
が比較されて、アーム２が自動的に変位してトーチ５に
よって溶接がおこなわれる。

【００２４】上記ティーチングの概要は、つぎのように
おこなわれている。すなわち、図２に示すように、ま
ず、距離センサー６からのレーザー赤色発光線が、母材
の模型（以下、単に模型という）９の側面に垂直に照射
されるように、距離センサー６の向きを調整する。

【００２５】そして、センシングすべき位置に距離セン
サー６を合わせてその位置を記憶させる。溶接ロボット
１は、距離センサー６からのレーザー赤色発光線が模型
９に印されたセンシング基準線と重なるように駆動され
る。

【００２６】つぎに、模型９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模型
９の端縁の座標値（位置）を算出する。

【００２７】そして、算出された座標値にもとづいて溶
接ロボット１を駆動させながら、所望の位置に距離セン
サー６を移動させ、その位置を記憶させる。

【００２８】マイクロコンピュータ７は、距離センサー
６に対して座標値送信コマンドを送信する。

【００２９】この座標値送信コマンドを受信した距離セ
ンサー６は、模型９の端縁の座標値を検出し、その検出
結果をマイクロコンピュータ７に送信する。

【００３０】この検出結果を受信したマイクロコンピュ
ータ７は、検出された座標値とあらかじめ設定されたセ
ンシング位置との座標差を算出する。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が判断される。

【００３１】座標差がこの許容範囲外である場合には、
距離センサー６の位置を座標差だけ移動させるように溶
接ロボット１が駆動し、距離センサー６に座標値送信コ
マンドが送信される。

【００３２】このようにして、座標差が許容範囲内にお
さまるまで、距離センサー６による座標値検出と、溶接
ロボット１による距離センサー６の移動とが繰り返しお
こなわれる。

【００３３】一方、座標差が許容範囲内である場合に
は、距離センサー６の位置がマイクロコンピュータ７に
記憶される。

【００３４】そして、すべてのセンシング位置に対する
上記ティーチングが終了したかが判断され、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、上記ティーチングを繰り返し、終了した場合
には、ティーチング作業が終了される。

【００３５】マイクロコンピュータ７は、以上の演算結
果に対応した補正値が記録されているデータベース（図
３参照）から所要のジョブ番号（１〜２５）を選択し、
このジョブ命令にもとづいてアーム２の変位を制御す
る。

【００３６】このように、模型９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
づいて距離センサー６の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をおこ
なうことができ、ティーチング時間を短縮することがで
きる。

【００３７】そして、二つの母材（柱３と梁４）同士の
接合部のすき間の距離の計測誤差を小さくすることがで
きる。

【００３８】なお、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、各種の設計変更なども含むものである。

【００３９】たとえば、マイクロコンピュータ７は、演
算結果に対応した補正値をデータベースから選択するの
みならず、所要のデータを記録するインターフェイスな
どを設けるようにしてもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、距離センサーによって計測された二つの
母材同士の接合部のすき間の距離とあらかじめ設定され
ている設定距離との誤差が演算され、この演算結果に対
応した補正値が選択されてアームの変位が制御されるの
で、二つの母材同士の接合部のすき間の距離の計測誤差
を小さくすることができるという効果がある。

【００４１】また、請求項２に記載の発明によれば、前
記距離と前記設定距離との誤差はマイクロコンピュータ
に演算され、このマイクロコンピュータはその演算結果
から所要のジョブを選択して、このジョブ命令にもとづ
いて前記アームの変位が自動制御されるので、極めて短
い時間で二つの母材同士の接合部のすき間の距離の計測
誤差を小さくすることができ、溶接作業効率の向上を図
ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る溶接ロボットを示す斜視図であ
る。

【図２】同溶接ロボットへのセンシング動作のティーチ
ングを示す斜視図である。

【図３】この発明に用いる補正値を示す図である。

【符号の説明】

１ 溶接ロボット、 ２ アーム、 ３ 柱（母材）、 ４ 梁（母材）、 ５ トーチ、 ６ 距離センサー。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二つの母材同士の接合部のすき間の距離
   を計測する距離センサーと前記接合部を溶融するトーチ
   とがアームに設けられ、前記距離センサーによって計測
   された前記距離にもとづいて前記アームを変位させなが
   ら溶接をおこなう溶接ロボットの制御方法であって、 前記距離センサーによって計測された前記距離とあらか
   じめ設定されている設定距離との誤差を演算し、この演
   算結果に対応した補正値を選択して前記アームの変位を
   制御することを特徴とする溶接ロボットの制御方法。
2. 【請求項２】 前記距離と前記設定距離との誤差をマイ
   クロコンピュータに演算させ、このマイクロコンピュー
   タにその演算結果から所要のジョブを選択させ、このジ
   ョブ命令にもとづいて前記アームの変位を制御すること
   を特徴とする請求項１に記載の溶接ロボットの制御方
   法。