JPH0829419B2 - 加圧方向制御方法 - Google Patents
加圧方向制御方法Info
- Publication number
- JPH0829419B2 JPH0829419B2 JP8854387A JP8854387A JPH0829419B2 JP H0829419 B2 JPH0829419 B2 JP H0829419B2 JP 8854387 A JP8854387 A JP 8854387A JP 8854387 A JP8854387 A JP 8854387A JP H0829419 B2 JPH0829419 B2 JP H0829419B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- robot
- pressurizing
- pressing
- control method
- welding gun
- Prior art date
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- Numerical Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は産業用ロボットによる加圧方向制御方法に係
り、特にスポット溶接用ガンの加圧方向を制御するに好
適な加圧方向制御方法に関する。
り、特にスポット溶接用ガンの加圧方向を制御するに好
適な加圧方向制御方法に関する。
産業用ロボットによりスポット溶接を行なう場合、ス
ポット溶接用ガンの加圧方向を正しく一定に保つことは
重要な条件である。しかし、従来はロボット手首へのス
ポット溶接用ガンの取り付け中心から打点位置までの距
離については多く論じられているが、スポット溶接用ガ
ンの加圧方向について、その測定方法及び計算方法はほ
とんど考えられていなかった。
ポット溶接用ガンの加圧方向を正しく一定に保つことは
重要な条件である。しかし、従来はロボット手首へのス
ポット溶接用ガンの取り付け中心から打点位置までの距
離については多く論じられているが、スポット溶接用ガ
ンの加圧方向について、その測定方法及び計算方法はほ
とんど考えられていなかった。
しかしながら自動溶接ラインなどで、ロボットにあら
かじめ溶接ガンの加圧方向のティーチングを行なってお
いても、実際に溶接を行なうときの溶接ガンの取り付け
位置のずれや、ガン交換時の交換前後の取り付け位置の
変化などによってガン加圧方向が変わってしまい、ガン
加圧方向が被溶接部材に対して垂直になるようにするた
めには、加圧方向のティーチングの修正を行なわなけれ
ばならず、多くの工数を必要としていた。
かじめ溶接ガンの加圧方向のティーチングを行なってお
いても、実際に溶接を行なうときの溶接ガンの取り付け
位置のずれや、ガン交換時の交換前後の取り付け位置の
変化などによってガン加圧方向が変わってしまい、ガン
加圧方向が被溶接部材に対して垂直になるようにするた
めには、加圧方向のティーチングの修正を行なわなけれ
ばならず、多くの工数を必要としていた。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ロボット
に対する溶接ガンなどの加圧手段の取り付けが変わった
場合に、ロボットの動作を加圧方向が正しい方向に保持
できるように容易に補正することのできる加圧方向制御
方法を提供することを目的とする。
に対する溶接ガンなどの加圧手段の取り付けが変わった
場合に、ロボットの動作を加圧方向が正しい方向に保持
できるように容易に補正することのできる加圧方向制御
方法を提供することを目的とする。
本発明は上記の目的を達成するために、ロボットに取
り付けられた加圧手段により、被加圧部材上の一定の作
業点を一定の方向に加圧する加圧方向制御方法におい
て、前記加圧手段に長短２本のプローブを順次装着し
て、それぞれのプローブの先端が前記作業点に位置する
ときの前記加圧手段の３次元方向の位置をロボット制御
装置に教示する第１の工程と、該ロボット制御装置によ
り加圧方向の単位ベクトルを計算し記憶させる第２の工
程と、前記加圧手段の前記ロボットへの取付変更後の該
加圧手段について前記第１及び第２の工程を繰り返す第
３の工程と、前記ロボット制御装置に記憶された前記加
圧手段のロボットへの取付変更前後の単位ベクトルによ
り、加圧方向を一定にするようにロボット動作データを
補正する第４の工程とにより、加圧方向を制御するよう
にしたものである。
り付けられた加圧手段により、被加圧部材上の一定の作
業点を一定の方向に加圧する加圧方向制御方法におい
て、前記加圧手段に長短２本のプローブを順次装着し
て、それぞれのプローブの先端が前記作業点に位置する
ときの前記加圧手段の３次元方向の位置をロボット制御
装置に教示する第１の工程と、該ロボット制御装置によ
り加圧方向の単位ベクトルを計算し記憶させる第２の工
程と、前記加圧手段の前記ロボットへの取付変更後の該
加圧手段について前記第１及び第２の工程を繰り返す第
３の工程と、前記ロボット制御装置に記憶された前記加
圧手段のロボットへの取付変更前後の単位ベクトルによ
り、加圧方向を一定にするようにロボット動作データを
補正する第４の工程とにより、加圧方向を制御するよう
にしたものである。
上記の方法によると、長短２本のプローブの先端がそ
れぞれ被加圧部材上の作業点に一致した位置における加
圧手段の座標をロボット制御装置にティーチングし、か
つ加圧方向単位ベクトルを計算し、この２点を基準とし
て実際の加圧を行なうときの加圧手段の加圧方向単位ベ
クトルを計算してロボット動作データの補正を行なうこ
とにより、加圧方向を正しい方向に一定に保つことがで
きる。
れぞれ被加圧部材上の作業点に一致した位置における加
圧手段の座標をロボット制御装置にティーチングし、か
つ加圧方向単位ベクトルを計算し、この２点を基準とし
て実際の加圧を行なうときの加圧手段の加圧方向単位ベ
クトルを計算してロボット動作データの補正を行なうこ
とにより、加圧方向を正しい方向に一定に保つことがで
きる。
以下、本発明に係る加圧方向制御方法の一実施例を、
スポット溶接用ガンの加圧の場合について図面を参照し
て説明する。
スポット溶接用ガンの加圧の場合について図面を参照し
て説明する。
第１図乃至第４図に本発明の一実施例を示す。第１図
において、溶接ガン１は産業用ロボットのロボット手首
２に取り付けられており、溶接ガン１には図示せぬシリ
ンダによって作動する加圧ロッド３が摺動自在に設けら
れている。４は被溶接部材がスポット溶接される打点位
置である。
において、溶接ガン１は産業用ロボットのロボット手首
２に取り付けられており、溶接ガン１には図示せぬシリ
ンダによって作動する加圧ロッド３が摺動自在に設けら
れている。４は被溶接部材がスポット溶接される打点位
置である。
加圧ロッド３の先端に長いプローブ５を装着し、この
長いプローブ５の先端が打点位置４に位置するときのロ
ボット手首２の基準座標軸XR，YR，ZRに対する座標を、
第２図に示すようにX1，Y1，Z1とする。このときの基準
座標軸の原点Ｏからロボット手首２までのベクトルＩM1
が順変換マトリックスである。同様に加圧ロッド３の先
端に短いプローブ６を装着したときのロボット手首２の
座標をX2，Y2，Z2とする。このときの順変換マトリック
スをＩM2とする。また、プローブ5,6の長さの差をl0と
する。一方、ロボット手首２の前記基準座標XR，YR，ZR
にそれぞれ平行な座標軸XW，YW，ZWに対する加圧ロッド
３の加圧方向単位ベクトルをl1，m1，n1とする。そして
基準座標軸XR，YR，ZRに対する打点位置の座標をX3，
Y3，Z3とする。
長いプローブ５の先端が打点位置４に位置するときのロ
ボット手首２の基準座標軸XR，YR，ZRに対する座標を、
第２図に示すようにX1，Y1，Z1とする。このときの基準
座標軸の原点Ｏからロボット手首２までのベクトルＩM1
が順変換マトリックスである。同様に加圧ロッド３の先
端に短いプローブ６を装着したときのロボット手首２の
座標をX2，Y2，Z2とする。このときの順変換マトリック
スをＩM2とする。また、プローブ5,6の長さの差をl0と
する。一方、ロボット手首２の前記基準座標XR，YR，ZR
にそれぞれ平行な座標軸XW，YW，ZWに対する加圧ロッド
３の加圧方向単位ベクトルをl1，m1，n1とする。そして
基準座標軸XR，YR，ZRに対する打点位置の座標をX3，
Y3，Z3とする。
上記のように各座標を設定した場合、座標（X1，Y1，
Z1）と座標（X2，Y2，Z2）との間には下記の式（１）で
示す関係がある。
Z1）と座標（X2，Y2，Z2）との間には下記の式（１）で
示す関係がある。
また、加圧方向単位ベクトルl1，m1，n1の間には下記
の式（２）で示す関係がある。
の式（２）で示す関係がある。
l1 2＋m1 2＋n1 2＝１……（２） 一方、長いプローブ５を加圧ロッド３に嵌着し、プロ
ーブ５の先端を打点位置４に一致させたときのロボット
手首２の基準座標軸に対する座標（X1，Y1，Z1）を図示
せぬロボット制御装置にティーチングして既知とした後
短いプローブ６を加圧ロッド３に装着し、同様に座標
（X2，Y2，Z2）をティーチングしたとすると、順変換マ
トリックスＩM1,IM2の間には下記の式（３）で示す関係
が成立する。
ーブ５の先端を打点位置４に一致させたときのロボット
手首２の基準座標軸に対する座標（X1，Y1，Z1）を図示
せぬロボット制御装置にティーチングして既知とした後
短いプローブ６を加圧ロッド３に装着し、同様に座標
（X2，Y2，Z2）をティーチングしたとすると、順変換マ
トリックスＩM1,IM2の間には下記の式（３）で示す関係
が成立する。
そして、上記の式（２），（３）によって加圧方向単
位ベクトルl1，m1，n1を求めることができる。これらの
計算はロボット制御装置内に設けられたCPU（Central P
rocessing Unit）によって行なわれる。このようにして
求められた加圧方向単位ベクトルl1，m1，n1をロボット
制御装置内に設けられたRAM（Random Access Memory）
に記憶しておく。溶接ガン１の交換などでロボット手首
２への取付姿勢が変わり、加圧ロッド３による加圧方向
が変わった場合、前記と同様な方法でその状態における
加圧方向単位ベクトルl2，m2，n2を再度求める。そして
制御装置により加圧方向を不変に保つように、ロボット
の動作データである各動作軸の角度データを補正する。
位ベクトルl1，m1，n1を求めることができる。これらの
計算はロボット制御装置内に設けられたCPU（Central P
rocessing Unit）によって行なわれる。このようにして
求められた加圧方向単位ベクトルl1，m1，n1をロボット
制御装置内に設けられたRAM（Random Access Memory）
に記憶しておく。溶接ガン１の交換などでロボット手首
２への取付姿勢が変わり、加圧ロッド３による加圧方向
が変わった場合、前記と同様な方法でその状態における
加圧方向単位ベクトルl2，m2，n2を再度求める。そして
制御装置により加圧方向を不変に保つように、ロボット
の動作データである各動作軸の角度データを補正する。
次に、上記の手順を第４図に示すフローチャートによ
り詳細に説明する。工程（ａ）において溶接ガン１をロ
ボット手首２に取付ける。工程（ｂ）において溶接ガン
１の加圧ロッド３の先端に長いプローブ５を装着し、プ
ローブ５の先端を打点位置４に合わせ、このときのロボ
ット手首２の座標X1，Y1，Z1をロボット制御装置にティ
ーチングする。次に長いプローブ５を外して短いプロー
ブ６を加圧ロッド３の先端に装着し、同様にプローブ６
の先端を打点位置４に合わせ、このときのロボット手首
２の座標X2，Y2，Z2をロボット制御装置にティーチング
する。
り詳細に説明する。工程（ａ）において溶接ガン１をロ
ボット手首２に取付ける。工程（ｂ）において溶接ガン
１の加圧ロッド３の先端に長いプローブ５を装着し、プ
ローブ５の先端を打点位置４に合わせ、このときのロボ
ット手首２の座標X1，Y1，Z1をロボット制御装置にティ
ーチングする。次に長いプローブ５を外して短いプロー
ブ６を加圧ロッド３の先端に装着し、同様にプローブ６
の先端を打点位置４に合わせ、このときのロボット手首
２の座標X2，Y2，Z2をロボット制御装置にティーチング
する。
次に、工程（ｃ）においてプローブ５を装着した状態
における正しい溶接ガン１の高さと、加圧方向単位ベク
トルl1，m1，n1との計算をロボット制御装置により実行
し、工程（ｄ）においてこれらの計算結果をRAMに記憶
させる。
における正しい溶接ガン１の高さと、加圧方向単位ベク
トルl1，m1，n1との計算をロボット制御装置により実行
し、工程（ｄ）においてこれらの計算結果をRAMに記憶
させる。
工程（ｅ）において溶接ガン１を交換したときは、工
程（ｆ），（ｇ），（ｈ）においてそれぞれ前記工程
（ｂ），（ｃ），（ｄ）と同様の作業を行なう。そして
工程（ｉ）においてRAMに記憶された加圧方向単位ベク
トルl1，m1，n1及びl2，m2，n2により、CPUによってこ
れらの偏差値を計算し、ロボット動作データの補正を行
なう。この補正されたロボット動作データにより工程
（ｊ）において正しい加圧方向になるようにロボット動
作を行なう。これらの動作はロボットの各軸に設けられ
たエンコーダからの各軸の角度信号により、偏差を打ち
消すようにフィードバックして制御される。
程（ｆ），（ｇ），（ｈ）においてそれぞれ前記工程
（ｂ），（ｃ），（ｄ）と同様の作業を行なう。そして
工程（ｉ）においてRAMに記憶された加圧方向単位ベク
トルl1，m1，n1及びl2，m2，n2により、CPUによってこ
れらの偏差値を計算し、ロボット動作データの補正を行
なう。この補正されたロボット動作データにより工程
（ｊ）において正しい加圧方向になるようにロボット動
作を行なう。これらの動作はロボットの各軸に設けられ
たエンコーダからの各軸の角度信号により、偏差を打ち
消すようにフィードバックして制御される。
本実施例によれば、溶接ガン１の加圧ロッド３に長短
２種類のプローブ5,6を順次装着して、これらのプロー
ブ5,6の先端が打点位置４にそれぞれ一致した状態のと
きのロボット手首２の２点の座標により加圧方向単位ベ
クトルを求めるという簡単な作業により、加圧ロッド３
を正しい加圧方向になるように制御できるので、溶接ガ
ン１を交換した場合などのように取付位置が変わって
も、容易に加圧方向を正しい方向に修正させることがで
きる。
２種類のプローブ5,6を順次装着して、これらのプロー
ブ5,6の先端が打点位置４にそれぞれ一致した状態のと
きのロボット手首２の２点の座標により加圧方向単位ベ
クトルを求めるという簡単な作業により、加圧ロッド３
を正しい加圧方向になるように制御できるので、溶接ガ
ン１を交換した場合などのように取付位置が変わって
も、容易に加圧方向を正しい方向に修正させることがで
きる。
上述した実施例では産業用ロボットによりスポット溶
接を行なう場合の溶接ガンの加圧方向を制御する場合に
ついて説明したが、溶接ガン以外の加圧手段に応用して
も同様の効果を上げることができる。
接を行なう場合の溶接ガンの加圧方向を制御する場合に
ついて説明したが、溶接ガン以外の加圧手段に応用して
も同様の効果を上げることができる。
上述したように本発明によれば、加圧手段に長短２本
のプローブを順次装着して、これらのプローブの先端が
それぞれ作業点に位置するときの加圧手段の２点の位置
により加圧方向の単位ベクトルを計算し、この計算値を
制御装置に記憶させて加圧手段の交換時にも加圧方向を
容易に修正できるようにしたので、簡単な操作で加圧方
向を制御することができる。
のプローブを順次装着して、これらのプローブの先端が
それぞれ作業点に位置するときの加圧手段の２点の位置
により加圧方向の単位ベクトルを計算し、この計算値を
制御装置に記憶させて加圧手段の交換時にも加圧方向を
容易に修正できるようにしたので、簡単な操作で加圧方
向を制御することができる。
第１図は本発明に係る加圧方向制御方法の一実施例を示
す正面図、第２図はロボットの座標系を示す斜視図、第
３図はガン加圧方向を示す斜視図、第４図は本実施例の
作業の流れを示すフローチャートである。 １……溶接ガン（加圧手段）、２……ロボット手首、３
……加圧ロッド、４……打点位置（作業点）、5,6……
プローブ。
す正面図、第２図はロボットの座標系を示す斜視図、第
３図はガン加圧方向を示す斜視図、第４図は本実施例の
作業の流れを示すフローチャートである。 １……溶接ガン（加圧手段）、２……ロボット手首、３
……加圧ロッド、４……打点位置（作業点）、5,6……
プローブ。
Claims (1)
- 【請求項１】ロボットに取り付けられた加圧手段によ
り、被加圧部材上の一定の作業点を一定の方向に加圧す
る加圧方向制御方法において、前記加圧手段に長短２本
のプローブを順次装着して、それぞれの先端が前記作業
点に位置するときの前記加圧手段の３次元方向の位置を
ロボット制御装置に教示する第１の工程と、該ロボット
制御装置により加圧方向の単位ベクトルを計算し記憶さ
せる第２の工程と、前記加圧手段の前記ロボットへの取
付変更後の該加圧手段について前記第１及び第２の工程
を繰り返す第３の工程と、前記ロボット制御装置に記憶
された前記加圧手段の取付変更前後の加圧方向の単位ベ
クトルにより、加圧方向を一定にするようにロボット動
作データを補正する第４の工程とよりなることを特徴と
する加圧方向制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8854387A JPH0829419B2 (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 加圧方向制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8854387A JPH0829419B2 (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 加圧方向制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63256283A JPS63256283A (ja) | 1988-10-24 |
| JPH0829419B2 true JPH0829419B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=13945764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8854387A Expired - Lifetime JPH0829419B2 (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 加圧方向制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0829419B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5529491A (en) * | 1994-09-23 | 1996-06-25 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Aesthetic orthodontic band and welded attachment assembly |
-
1987
- 1987-04-10 JP JP8854387A patent/JPH0829419B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63256283A (ja) | 1988-10-24 |
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