JPH11207670A - 産業ロボットのティーチング方法とその装置 - Google Patents

産業ロボットのティーチング方法とその装置

Info

Publication number
JPH11207670A
JPH11207670A JP946498A JP946498A JPH11207670A JP H11207670 A JPH11207670 A JP H11207670A JP 946498 A JP946498 A JP 946498A JP 946498 A JP946498 A JP 946498A JP H11207670 A JPH11207670 A JP H11207670A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
work
welding
computer
image
camera
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP946498A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3089228B2 (ja
Inventor
Masaki Tanaka
将基 田中
Hideaki Kurokawa
英朗 黒川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority to JP10009464A priority Critical patent/JP3089228B2/ja
Publication of JPH11207670A publication Critical patent/JPH11207670A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3089228B2 publication Critical patent/JP3089228B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Numerical Control (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のティーチング方法では、データの作成
や加工に多くの時間と労力を要するため、作業効率が悪
く、設備全体の効率低下を招いている。 【解決手段】 溶接対象物ｗであれば、その画像をカメ
ラ１でコンピュータ５に取り込み、この画像の溶接線位
置に重ねて入力手段で溶接位置を描くことにより溶接面
の溶接線データをコンピュータ５に教示して溶接手順を
演算するようにし、溶接線データをコンピュータ５へ簡
単に教示できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この出願に係る発明は、産業
ロボットで比較的単純な構成の作業対象物間の溶接やシ
ーリング、あるいは作業対象物の塗装，切断，研磨，ハ
ンドリング等を行う作業手順をコンピュータに教示する
ためのティーチング方法とその装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、様々な分野において産業ロボ
ットによる作業が行われており、溶接やシーリング、あ
るいは塗装，切断，研磨，ハンドリング等の作業に応じ
た制御装置からの信号に基づき作業が行われている。
【０００３】このような産業ロボットの１つである溶接
ロボットを例にして以下に説明すると、この溶接ロボッ
トによる作業として、例えば、図６, 図７の斜視図に示
すように、平板５１上に縦板５２を溶接するような比較
的単純な構成の溶接対象物間を溶接する作業があり、こ
のような溶接は、定盤上に平板５１が固定され、この平
板５１と縦板５２との間がすみ肉溶接等によって溶接さ
れる。また、図８の斜視図に示すように、平板５１間を
突合せ溶接ような場合もある。この溶接ロボットによる
溶接は、溶接対象物の形状や溶接方法に応じて決定さ
れ、制御装置内のコンピュータに溶接データとして入力
されている。
【０００４】この制御装置のコンピュータに溶接手順
（作業手順）を教示させる方法（この明細書中では、
「ティーチング[teaching]方法」という）として、製造
現場で溶接対象物（作業対象物）を直接見ながら溶接位
置（作業位置）等を教示する、いわゆるオンラインティ
ーチング方法と、製造現場以外のコンピュータ上で溶接
対象物のＣＡＤ(computer-aided design) データを作成
し、コンピュータの画面上で擬似的に溶接対象物の画像
を描くとともに、溶接ロボットに関する数値データも入
力しておき、マウス等の入力機器によって前記画像を動
かしながら溶接手順（作業手順）を教示する、いわゆる
オフラインティーチング方法とが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記オ
ンラインティーチング方法の場合、作業現場での作業と
なるため、溶接ロボットへのティーチング中はロボット
を停止させることとなり、設備稼働率の低下による生産
性の悪化を招いてしまう。
【０００６】一方、前記オフラインティーチング方法の
場合には、教示中も溶接作業が行えるので機械の稼動率
は低下しないが、ＣＡＤデータの作成やこのデータの加
工に多くの時間と労力を要するため、設備全体の効率低
下を招いてしまう。
【０００７】しかも、このオフラインティーチング方法
では溶接対象物ごとにデータを作成しなければならない
とともに、ＣＡＤデータを入力する場合には溶接箇所や
溶接対象物の搬送条件や固定位置情報等の様々なデータ
の全情報を入力しなければならないため、作業効率が悪
く、多くの時間と労力を要する作業となる。
【０００８】これらの課題は他の産業ロボットにおいて
も同様であり、前記したシーリングや塗装，切断，研
磨，ハンドリング等の様々な作業を行う産業ロボットに
おいて、作業手順を教示するために多くの時間と労力を
要するので、生産性の悪化を招いている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そこで、前記課題を解決
するために、この出願に係る発明は、作業対象物の画像
をカメラでコンピュータに取り込み、この画像の作業位
置に重ねて入力手段で作業位置を描くことにより、この
作業面の作業位置データから作業手順を演算させてコン
ピュータに教示している。これにより、カメラからコン
ピュータに取り込んだ画像を見ながら入力手段で重ね描
きすれば、その描いた作業位置データに基いて作業手順
が演算されるので、作業位置データをコンピュータへ簡
単に教示することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】この出願に係る発明は、作業対象
物の画像をカメラでコンピュータに取り込んで画面に表
示し、この画像の作業位置に重ねて入力手段で作業位置
を描くことにより作業面の作業位置データをコンピュー
タに教示し、その作業位置データから作業手順を演算さ
せるようにしている。これにより、カメラからコンピュ
ータに取り込んだ画像を見ながら入力手段で重ね描きす
れば、その描いた作業位置データに基いて作業手順が演
算されるので、作業データをコンピュータへ簡単に教示
することができる。
【００１１】また、このようなティーチング方法を実現
する装置としては、作業対象物の作業面を写すカメラ
と、このカメラで写した画像を取り込んで表示するコン
ピュータと、このコンピュータの画面上で表示画像の作
業位置に重ねて描くことにより作業面の作業位置を入力
する入力手段と、この入力手段で入力した作業位置デー
タから作業手順を演算する制御装置とを設けている。こ
の装置によっても、カメラからコンピュータに取り込ん
だ画像を見ながら入力手段で重ね描きした作業位置デー
タに基いて作業手順が演算されて、作業位置をコンピュ
ータへ簡単に教示することができる。この入力手段とし
ては、一般的に広く用いられているマウスやキーボード
等が利用できる。
【００１２】このコンピュータの画面上に教示点用アイ
コンを設けて作業関連情報を同時入力可能に構成すれ
ば、作業位置データの詳細な情報も同時に入力すること
ができる。
【００１３】さらに、作業対象物の作業面と直交する方
向の高さを計測する高さ入力手段を設ければ、平面方向
を写すカメラの画像から入力した平面内の作業位置デー
タに加えて高さ方向のデータもコンピュータに教示して
作業対象物への作業を行うことができる。
【００１４】また、高さ入力手段を、産業ロボットのア
ーム先端部とともに作業部位へ移動して作業対象物の高
さを計測する高さセンサーで構成すれば、作業前に作業
位置データを高さデータで補正して所定高さを有する作
業対象物であっても容易に作業することができる。
【００１５】
【実施例】以下、この出願に係る発明の一実施例とし
て、溶接ロボットを例にして図面に基づいて説明する。
図１はこの出願に係る発明のティーチング装置を具備し
た溶接ロボットの一実施例を示す概略斜視図であり、図
２は図１に示す溶接ロボットの平面図、図３は図２に示
すカメラ視野部の拡大図である。
【００１６】図示するように、この実施例の溶接ロボッ
トＲは、溶接対象物ｗを固定するテーブルｑと、このテ
ーブルｑの両側部に設けられたレールｓに沿って走行可
能な走行フレームｐと、この走行フレームｐに沿って横
行可能に設けられた多関節型ロボットｒと、これら走行
フレームｐと多関節型ロボットｒとを制御する制御装置
ｕとから構成されている。
【００１７】そして、この走行フレームｐのほぼ中央部
には、テーブルｑ上に固定される溶接対象物ｗの溶接面
（平面視）に向けてカメラ１が設けられている。このカ
メラ１に写し出された画像データは、配線２によってカ
メラコントローラ３とビデオキャプチャボード４を介し
てコンピュータ５へ取り込まれている。このコンピュー
タ５には、一般的な入力手段たるマウスとキーボードが
設けられている。
【００１８】また、走行フレームｐには、テーブルｑの
基準座標に対する走行フレームｐの座標や多関節型ロボ
ットｒの座標を計測しながら作業が行えるように溶接ロ
ボットＲの動きを制御する制御器６が設けられており、
この制御器６は配線７を介して制御装置ｕと接続されて
いる。
【００１９】さらに、この制御装置ｕとコンピュータ５
との間も配線８によって接続されており、コンピュータ
５からの信号に基いて制御装置ｕが制御器６に制御信号
を送出するように構成されている。
【００２０】この実施例では、図２に示すように、走行
フレームｐのほぼ中央部に設けられた１台のカメラ１の
視野ｖでテーブルｑの全幅方向と所定の長手方向を写し
出すように構成されている。図中の点線，一点鎖線，二
点鎖線は、溶接対象物ｗの大きさを例示している。
【００２１】図３は図２に示すカメラ視野部の拡大図で
あり、この例では視野ｖ内に２種類の溶接対象物ｗ1,ｗ
2 が写し出されている。中央は視野ｖの中心位置を示し
ている。９ａ，９ｂはテーブルｑ上に固定された平板で
あり、１０ａ，１０ｂはこの平板９ａ，９ｂ上に溶接さ
れる縦板である。
【００２２】図４はカメラで写して取り込まれるコンピ
ュータの画面の正面図であり、カメラ１（図１）に写し
出された画像を表示する画面ｍ（モニター）と、この画
面ｍを見ながら溶接関連の情報を入力する教示点用のア
イコンｉと、テーブルｑ上におけるカメラ１の視野ｖ位
置を表示するカメラ位置モニターｎとから構成されてい
る。この画面ｍには前記視野ｖの溶接対象物ｗ1,ｗ2 が
写し出されており、平板９ａ上の縦板１０ａの端部に教
示点のカーソル１１が表示されている。また、平板９ｂ
上の縦板１０ｂの側部には溶接済のマーク１２が示され
ている。
【００２３】図５は前記図４のコンピュータの画面に表
示されている教示点用のアイコン拡大図であり、この実
施例では、溶接関連情報（脚長や部材の端部形状等）も
含めて画面上での入力が可能なように構成されており、
これらを合せて溶接ロボットの溶接手順データを作成す
るように構成されている。
【００２４】この実施例の教示点用アイコンｉは一例で
あり、端部パターン選択用アイコン群ａと、始端，中間
点，終端選択用アイコン群ｂと、溶接箇所選択用アイコ
ン群ｃと、軌跡（直線，曲線）選択用アイコン群ｄと、
脚長選択用アイコンｅと、修正用アイコン群ｆとで構成
されている。
【００２５】そして、前記端部パターン選択用アイコン
群ａを、４種類の端部形状に合せて選択できるように構
成し、前記始端，中間点，終端選択用アイコン群ｂを、
始端と中間点と終端とを選択できる３種類のアイコンで
構成し、前記溶接箇所選択用アイコン群ｃを、すみ肉溶
接の両側と片側一方を選択できる３種類のアイコンで構
成し、前記軌跡（直線，曲線）選択用アイコンｄを、直
線と曲線とから選択できるように構成し、脚長選択用ア
イコンｅを、脚長入力可能な数値入力アイコンで構成
し、修正用アイコン群ｆを、一部修正と全部修正が可能
な２種類のアイコンで構成している。これらのアイコン
の選択は、図面データに基いて作業者によって選択され
る。なお、作業中の溶接済箇所を未溶接箇所と異なる色
で表示するようにすれば、溶接済の箇所を作業者が容易
に認識することができる。また、すみ肉溶接以外の溶接
を選択できるようなアイコンを設けてもよく、溶接作業
に応じたアイコンを設ければよい。
【００２６】以上のように構成された溶接ロボットＲの
ティーチング装置Ｔによれば、以下のようにして溶接対
象物ｗの溶接線データをコンピュータ５に教示すること
ができる。
【００２７】まず、カメラによって溶接対象物ｗの溶接
面（平面視）を見た画像をコンピュータに取り込み、画
面ｍ上に表示させる。
【００２８】そして、溶接を行う位置を入力手段たるマ
ウス等を用いて画像上で重ねて描くことにより溶接位置
をコンピュータ５に教示する。この時、作業者は、図面
データに基いて溶接部材の端部形状や溶接軌跡等の溶接
条件を教示点用アイコンｉから選択して入力する。
【００２９】このようにして入力すると、コンピュータ
５は、マウスで入力された画像上の溶接線データ（作業
位置データ）から作業手順を演算する。この演算によっ
て、予め求めてある変換式を用いて実際のワーク上の溶
接線データが算出され、基準座標に対する相対位置が求
められる。
【００３０】この変換式は、溶接ロボットＲにおけるカ
メラ１の位置情報と、カメラ１に映し出された溶接対象
物ｗの位置情報とから演算され、カメラが固定状態であ
れば、カメラ１の座標とカメラ１が映し出した溶接対象
物ｗの座標位置とから算出され、走行フレームｐ（カメ
ラ）が走行状態であれば、この情報に溶接ロボットＲ上
での走行フレームｐが走行した絶対座標位置を加えて演
算される。
【００３１】なお、この実施例では１台のカメラ１を用
いて溶接対象物ｗの溶接位置を教示するように構成され
ているが、複数台のカメラを設けて溶接箇所に応じて切
り替えるように構成したり、複数台を同時に使用するよ
うに構成してもよく、カメラの台数や使用条件等は溶接
対象物ｗの大きさや溶接ロボットの種類等に応じて適宜
設定すればよい。
【００３２】ところで、実際の作業時には、溶接ロボッ
トに予め設けられている既設の位置決めセンサ（図示
略）を用いて溶接対象物ｗと溶接トーチｒ1 （図１）と
の位置関係（高さ方向，幅方向等）を測定し、このセン
サからのデータに基いて溶接トーチｒ1 による溶接位置
の誤差補正を行っている。この誤差補正範囲としては、
例えば、±５０mm程度であれば補正することができる。
そのため、前記実施例では、高さ方向の教示は考えてお
らず、この許容誤差範囲に入る範囲での教示ができれば
よいと考えている。
【００３３】そこで、この許容誤差範囲を超える高さを
有する溶接対象物ｗを溶接する場合を以下に説明する。
この場合には、例えば、高さ方向の距離を測定する高さ
センサーを溶接トーチｒ1 の近傍に設け、この高さセン
サーを溶接トーチｒ1 とともに溶接部位へ移動させ、こ
の高さセンサーで溶接前に溶接対象物ｗの高さ寸法を計
測して溶接位置データの補正をするようにすればよい。
この高さセンサーとしては、例えばレーザー光線を利用
した非接触型が好ましい。
【００３４】このような高さセンサーを設ければ、ある
程度の高さを要する溶接対象物であっても、溶接面（平
面視）の溶接線データを教示しておけば溶接時に高さ方
向を補正しながら自動溶接することができる。この高さ
センサーを溶接トーチｒ1 の近傍に設けることにより、
溶接トーチｒ1 による溶接作業直前に計測して溶接位置
データを補正できるため、予め高さデータ入力する場合
に比べて作業時間及び労力を短縮することができる。
【００３５】なお、この高さセンサーは、溶接対象物ｗ
の高さ寸法（Ｚ座標）を計測できる手段であればよく、
教示点用アイコンｉに入力スイッチを設けるようにして
もよく、高さセンサーに限定されるものではない。
【００３６】さらに、溶接後の溶接対象物ｗから溶接熱
による歪みを除去する場合も、溶接トーチに代えてガス
バーナーを設け、溶接後の溶接対象物ｗを裏返して溶接
位置を教示すれば、ガスバーナーで加熱する歪み取り作
業を容易に行うことができ、このように複数の作業を容
易にオンラインティーチングすることによって大幅な作
業効率の向上が可能となる。
【００３７】以上のように、この出願に係る発明のティ
ーチング装置Ｔによれば、従来のオンラインティーチン
グ方法に比べて作業位置データの教示時間を大幅に短縮
することができ、また、従来のオフラインティーチング
のように予め作業対象物の形状データ等をコンピュータ
へ入力する必要がないため、不特定の作業対象物に柔軟
に対応できる産業ロボットの動作プログラムを迅速に作
成して、効率の良い作業を行うことが可能となる。
【００３８】また、前記実施例では溶接ロボットＲを例
に説明したが、例えば、塗装ロボットであれば作業面の
塗装位置データ（対角位置２点等）を教示してその面内
を容易に塗装することができ、研磨ロボットでも同様の
教示が可能であり、これら以外の産業ロボットにおいて
も作業に応じた位置データを同様に教示すればよく、こ
の出願に係る発明は比較的単純な様々な作業を行う産業
ロボットにおいて適用することが可能である。
【００３９】さらに、前記実施例における溶接ロボット
Ｒは一例であり、多関節型ロボットｒのみの構成であっ
てもよく、産業ロボットの構成や種類は前記実施例に限
定されるものではない。
【００４０】
【発明の効果】この出願に係る発明は、以上説明したよ
うな形態で実施され、以下に記載するような効果を奏す
る。
【００４１】カメラからコンピュータの取り込んだ画像
を見ながら入力手段で重ね描きすれば、その描いた作業
位置データに基いて作業手順が演算されるので、オンラ
インティーチング方法で作業位置データをコンピュータ
へ簡単に教示することができ、全体的な設備稼働率を上
げて生産性を向上させることが可能となる。
【００４２】また、作業対象物の作業面を写すカメラ
と、このカメラで写した画像を取り込んで表示するコン
ピュータと、このコンピュータの画面上で表示画像の作
業位置に重ねて描くことにより平面方向の作業位置を入
力する入力手段と、この入力手段で入力した作業位置デ
ータから作業手順を演算する制御装置とを設けてティー
チング装置を構成すれば、作業位置データをコンピュー
タへ簡単に教示して全体的な設備稼働率を上げて生産性
を向上させることができるオンラインティーチング装置
を提供することが可能となる。
【００４３】このコンピュータの画面上に教示点用アイ
コンを設けて作業関連情報を同時入力可能に構成すれ
ば、作業位置データの詳細な情報も迅速に同時入力する
ことができ、作業性の向上を図ることが可能となる。
【００４４】さらに、作業対象物の作業面と直交する方
向の高さを計測する高さ入力手段を設ければ、高さ方向
が高い作業対象物であっても簡単に作業手順を教示する
ことが可能となる。
【００４５】この高さ入力手段を、産業ロボットのアー
ム先端部とともに作業部位へ移動して作業対象物の高さ
を計測する高さセンサーで構成すれば、作業前に作業位
置データを高さセンサーで補正することができるので、
高さ方向の寸法が変化する作業対象物であっても生産効
率良く作業することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願に係る発明のティーチング装置を具備
した一実施例の溶接ロボットを示す概略斜視図である。
【図２】図１に示す溶接ロボットの平面図である。
【図３】図２に示すカメラ視野部の拡大図である。
【図４】図１に示すコンピュータの画面の正面図であ
る。
【図５】図４に示すコンピュータの画面のアイコン拡大
図である。
【図６】この出願に係る発明を具備した溶接ロボットで
溶接する溶接対象物の一例を示す斜視図である。
【図７】この出願に係る発明を具備した溶接ロボットで
溶接する溶接対象物の他の例を示す斜視図である。
【図８】この出願に係る発明を具備した溶接ロボットで
溶接する溶接対象物のさらに他の例を示す斜視図であ
る。
【符号の説明】
１ カメラ ２ 配線 ３ カメラコントローラ ４ ビデオキャプチャボード ５ コンピュータ ６ 制御器 ７,８ 配線 ９ａ,９ｂ 平板 １０ａ,１０ｂ 縦板 ｐ 走行フレーム ｕ 制御装置 ｖ 視野 ｗ,ｗ1,ｗ2 溶接対象物 ｒ 多関節型ロボット Ｒ 溶接ロボット Ｔ ティーチング装置
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１月１１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 産業ロボットのティーチング方法
とその装置
【特許請求の範囲】
【請求項３】 作業対象物の作業面を写すカメラと、該
カメラで写した画像を取り込んで表示するコンピュータ
と、該コンピュータの画面上で表示画像の作業位置に重
ねて描くことにより作業面の作業位置を入力する入力手
段と、該入力手段で入力した作業位置データから作業手
順を演算する制御装置と、産業ロボットのアーム先端部
とともに作業部位へ移動して作業対象物の作業面と直交
する方向の高さを計測する高さセンサーとを設け、前記
コンピュータの画面上に教示点用アイコンを設けて作業
関連情報を同時入力可能に構成したことを特徴とする産
業ロボットのティーチング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この出願に係る発明は、産業
ロボットで比較的単純な構成の作業対象物間の溶接やシ
ーリング、あるいは作業対象物の塗装，切断，研磨，ハ
ンドリング等を行う作業手順をコンピュータに教示する
ためのティーチング方法とその装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、様々な分野において産業ロボ
ットによる作業が行われており、溶接やシーリング、あ
るいは塗装，切断，研磨，ハンドリング等の作業に応じ
た制御装置からの信号に基づき作業が行われている。
【０００３】このような産業ロボットの１つである溶接
ロボットを例にして以下に説明すると、この溶接ロボッ
トによる作業として、例えば、図６, 図７の斜視図に示
すように、平板５１上に縦板５２を溶接するような比較
的単純な構成の溶接対象物間を溶接する作業があり、こ
のような溶接は、定盤上に平板５１が固定され、この平
板５１と縦板５２との間がすみ肉溶接等によって溶接さ
れる。また、図８の斜視図に示すように、平板５１間を
突合せ溶接ような場合もある。この溶接ロボットによる
溶接は、溶接対象物の形状や溶接方法に応じて決定さ
れ、制御装置内のコンピュータに溶接データとして入力
されている。
【０００４】この制御装置のコンピュータに溶接手順
（作業手順）を教示させる方法（この明細書中では、
「ティーチング[teaching]方法」という）として、製造
現場で溶接対象物（作業対象物）を直接見ながら溶接位
置（作業位置）等を教示する、いわゆるオンラインティ
ーチング方法と、製造現場以外のコンピュータ上で溶接
対象物のＣＡＤ(computer-aided design) データを作成
し、コンピュータの画面上で擬似的に溶接対象物の画像
を描くとともに、溶接ロボットに関する数値データも入
力しておき、マウス等の入力機器によって前記画像を動
かしながら溶接手順（作業手順）を教示する、いわゆる
オフラインティーチング方法とが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記オ
ンラインティーチング方法の場合、作業現場での作業と
なるため、溶接ロボットへのティーチング中はロボット
を停止させることとなり、設備稼働率の低下による生産
性の悪化を招いてしまう。
【０００６】一方、前記オフラインティーチング方法の
場合には、教示中も溶接作業が行えるので機械の稼動率
は低下しないが、ＣＡＤデータの作成やこのデータの加
工に多くの時間と労力を要するため、設備全体の効率低
下を招いてしまう。
【０００７】しかも、このオフラインティーチング方法
では溶接対象物ごとにデータを作成しなければならない
とともに、ＣＡＤデータを入力する場合には溶接箇所や
溶接対象物の搬送条件や固定位置情報等の様々なデータ
の全情報を入力しなければならないため、作業効率が悪
く、多くの時間と労力を要する作業となる。
【０００８】これらの課題は他の産業ロボットにおいて
も同様であり、前記したシーリングや塗装，切断，研
磨，ハンドリング等の様々な作業を行う産業ロボットに
おいて、作業手順を教示するために多くの時間と労力を
要するので、生産性の悪化を招いている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そこで、前記課題を解決
するために、この出願に係る発明は、作業対象物の画像
をカメラでコンピュータに取り込み、この画像の作業位
置に重ねて入力手段で作業位置を描くことにより、この
作業面の作業位置データから作業手順を演算させてコン
ピュータに教示している。これにより、カメラからコン
ピュータに取り込んだ画像を見ながら入力手段で重ね描
きすれば、その描いた作業位置データに基いて作業手順
が演算されるので、作業位置データをコンピュータへ簡
単に教示することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】この出願に係る発明は、作業対象
物の画像をカメラでコンピュータに取り込んで画面に表
示し、この画像の作業位置に重ねて入力手段で作業位置
を描くことにより作業面の作業位置データをコンピュー
タに教示し、その作業位置データから作業手順を演算さ
せるとともに、教示点用アイコンで作業関連情報を同時
入力することができるようにしている。これにより、カ
メラからコンピュータに取り込んだ画像を見ながら入力
手段で重ね描きすれば、その描いた作業位置データに基
いて作業手順が演算されるので、作業データをコンピュ
ータへ簡単に教示することができ、その作業関連情報も
アイコンで同時入力することができる。
【００１１】前記教示点用アイコンで、端部パターンの
選択と、始端，中間点，終端の選択と、溶接箇所の選択
と、軌跡の選択と、脚長の選択をできるようにすれば、
これらの情報を同時入力することができる。
【００１２】また、このようなティーチング方法を実現
する装置としては、作業対象物の作業面を写すカメラ
と、このカメラで写した画像を取り込んで表示するコン
ピュータと、このコンピュータの画面上で表示画像の作
業位置に重ねて描くことにより作業面の作業位置を入力
する入力手段と、この入力手段で入力した作業位置デー
タから作業手順を演算する制御装置と、産業ロボットの
アーム先端部とともに作業部位へ移動して作業対象物の
作業面と直交する方向の高さを計測する高さセンサーと
を設け、前記コンピュータの画面上に教示点用アイコン
を設けて作業関連情報を同時入力可能に構成している。
この装置によっても、カメラからコンピュータに取り込
んだ画像を見ながら入力手段で重ね描きした作業位置デ
ータに基いて作業手順が演算されて、作業位置をコンピ
ュータへ簡単に教示することができる。この入力手段と
しては、一般的に広く用いられているマウスやキーボー
ド等が利用できる。しかも、その作業関連情報もアイコ
ンで同時入力することができる。
【００１３】さらに、教示点用アイコンを、端部パター
ン選択用アイコン群と、始端，中間点，終端選択用アイ
コン群と、溶接箇所選択用アイコン群と、軌跡選択用ア
イコン群と、脚長選択用アイコンと、修正用アイコン群
とで構成すれば、これらの情報を同時入力することがで
きる。
【００１４】
【実施例】以下、この出願に係る発明の一実施例とし
て、溶接ロボットを例にして図面に基づいて説明する。
図１はこの出願に係る発明のティーチング装置を具備し
た溶接ロボットの一実施例を示す概略斜視図であり、図
２は図１に示す溶接ロボットの平面図、図３は図２に示
すカメラ視野部の拡大図である。
【００１５】図示するように、この実施例の溶接ロボッ
トＲは、溶接対象物ｗを固定するテーブルｑと、このテ
ーブルｑの両側部に設けられたレールｓに沿って走行可
能な走行フレームｐと、この走行フレームｐに沿って横
行可能に設けられた多関節型ロボットｒと、これら走行
フレームｐと多関節型ロボットｒとを制御する制御装置
ｕとから構成されている。
【００１６】そして、この走行フレームｐのほぼ中央部
には、テーブルｑ上に固定される溶接対象物ｗの溶接面
（平面視）に向けてカメラ１が設けられている。このカ
メラ１に写し出された画像データは、配線２によってカ
メラコントローラ３とビデオキャプチャボード４を介し
てコンピュータ５へ取り込まれている。このコンピュー
タ５には、一般的な入力手段たるマウスとキーボードが
設けられている。
【００１７】また、走行フレームｐには、テーブルｑの
基準座標に対する走行フレームｐの座標や多関節型ロボ
ットｒの座標を計測しながら作業が行えるように溶接ロ
ボットＲの動きを制御する制御器６が設けられており、
この制御器６は配線７を介して制御装置ｕと接続されて
いる。
【００１８】さらに、この制御装置ｕとコンピュータ５
との間も配線８によって接続されており、コンピュータ
５からの信号に基いて制御装置ｕが制御器６に制御信号
を送出するように構成されている。
【００１９】この実施例では、図２に示すように、走行
フレームｐのほぼ中央部に設けられた１台のカメラ１の
視野ｖでテーブルｑの全幅方向と所定の長手方向を写し
出すように構成されている。図中の点線，一点鎖線，二
点鎖線は、溶接対象物ｗの大きさを例示している。
【００２０】図３は図２に示すカメラ視野部の拡大図で
あり、この例では視野ｖ内に２種類の溶接対象物ｗ1,ｗ
2 が写し出されている。中央は視野ｖの中心位置を示し
ている。９ａ，９ｂはテーブルｑ上に固定された平板で
あり、１０ａ，１０ｂはこの平板９ａ，９ｂ上に溶接さ
れる縦板である。
【００２１】図４はカメラで写して取り込まれるコンピ
ュータの画面の正面図であり、カメラ１（図１）に写し
出された画像を表示する画面ｍ（モニター）と、この画
面ｍを見ながら溶接関連の情報を入力する教示点用のア
イコンｉと、テーブルｑ上におけるカメラ１の視野ｖ位
置を表示するカメラ位置モニターｎとから構成されてい
る。この画面ｍには前記視野ｖの溶接対象物ｗ1,ｗ2 が
写し出されており、平板９ａ上の縦板１０ａの端部に教
示点のカーソル１１が表示されている。また、平板９ｂ
上の縦板１０ｂの側部には溶接済のマーク１２が示され
ている。
【００２２】図５は前記図４のコンピュータの画面に表
示されている教示点用のアイコン拡大図であり、この実
施例では、溶接関連情報（脚長や部材の端部形状等）も
含めて画面上での入力が可能なように構成されており、
これらを合せて溶接ロボットの溶接手順データを作成す
るように構成されている。
【００２３】この実施例の教示点用アイコンｉは一例で
あり、端部パターン選択用アイコン群ａと、始端，中間
点，終端選択用アイコン群ｂと、溶接箇所選択用アイコ
ン群ｃと、軌跡（直線，曲線）選択用アイコン群ｄと、
脚長選択用アイコンｅと、修正用アイコン群ｆとで構成
されている。
【００２４】そして、前記端部パターン選択用アイコン
群ａを、４種類の端部形状に合せて選択できるように構
成し、前記始端，中間点，終端選択用アイコン群ｂを、
始端と中間点と終端とを選択できる３種類のアイコンで
構成し、前記溶接箇所選択用アイコン群ｃを、すみ肉溶
接の両側と片側一方を選択できる３種類のアイコンで構
成し、前記軌跡（直線，曲線）選択用アイコンｄを、直
線と曲線とから選択できるように構成し、脚長選択用ア
イコンｅを、脚長入力可能な数値入力アイコンで構成
し、修正用アイコン群ｆを、一部修正と全部修正が可能
な２種類のアイコンで構成している。これらのアイコン
の選択は、図面データに基いて作業者によって選択され
る。なお、作業中の溶接済箇所を未溶接箇所と異なる色
で表示するようにすれば、溶接済の箇所を作業者が容易
に認識することができる。また、すみ肉溶接以外の溶接
を選択できるようなアイコンを設けてもよく、溶接作業
に応じたアイコンを設ければよい。
【００２５】以上のように構成された溶接ロボットＲの
ティーチング装置Ｔによれば、以下のようにして溶接対
象物ｗの溶接線データをコンピュータ５に教示すること
ができる。
【００２６】まず、カメラによって溶接対象物ｗの溶接
面（平面視）を見た画像をコンピュータに取り込み、画
面ｍ上に表示させる。
【００２７】そして、溶接を行う位置を入力手段たるマ
ウス等を用いて画像上で重ねて描くことにより溶接位置
をコンピュータ５に教示する。この時、作業者は、図面
データに基いて溶接部材の端部形状や溶接軌跡等の溶接
条件を教示点用アイコンｉから選択して入力する。
【００２８】このようにして入力すると、コンピュータ
５は、マウスで入力された画像上の溶接線データ（作業
位置データ）から作業手順を演算する。この演算によっ
て、予め求めてある変換式を用いて実際のワーク上の溶
接線データが算出され、基準座標に対する相対位置が求
められる。
【００２９】この変換式は、溶接ロボットＲにおけるカ
メラ１の位置情報と、カメラ１に映し出された溶接対象
物ｗの位置情報とから演算され、カメラが固定状態であ
れば、カメラ１の座標とカメラ１が映し出した溶接対象
物ｗの座標位置とから算出され、走行フレームｐ（カメ
ラ）が走行状態であれば、この情報に溶接ロボットＲ上
での走行フレームｐが走行した絶対座標位置を加えて演
算される。
【００３０】なお、この実施例では１台のカメラ１を用
いて溶接対象物ｗの溶接位置を教示するように構成され
ているが、複数台のカメラを設けて溶接箇所に応じて切
り替えるように構成したり、複数台を同時に使用するよ
うに構成してもよく、カメラの台数や使用条件等は溶接
対象物ｗの大きさや溶接ロボットの種類等に応じて適宜
設定すればよい。
【００３１】ところで、実際の作業時には、溶接ロボッ
トに予め設けられている既設の位置決めセンサ（図示
略）を用いて溶接対象物ｗと溶接トーチｒ1 （図１）と
の位置関係（高さ方向，幅方向等）を測定し、このセン
サからのデータに基いて溶接トーチｒ1 による溶接位置
の誤差補正を行っている。この誤差補正範囲としては、
例えば、±５０mm程度であれば補正することができる。
そのため、前記実施例では、高さ方向の教示は考えてお
らず、この許容誤差範囲に入る範囲での教示ができれば
よいと考えている。
【００３２】そこで、この許容誤差範囲を超える高さを
有する溶接対象物ｗを溶接する場合を以下に説明する。
この場合には、例えば、高さ方向の距離を測定する高さ
センサーを溶接トーチｒ1 の近傍に設け、この高さセン
サーを溶接トーチｒ1 とともに溶接部位へ移動させ、こ
の高さセンサーで溶接前に溶接対象物ｗの高さ寸法を計
測して溶接位置データの補正をするようにすればよい。
この高さセンサーとしては、例えばレーザー光線を利用
した非接触型が好ましい。
【００３３】このような高さセンサーを設ければ、ある
程度の高さを要する溶接対象物であっても、溶接面（平
面視）の溶接線データを教示しておけば溶接時に高さ方
向を補正しながら自動溶接することができる。この高さ
センサーを溶接トーチｒ1 の近傍に設けることにより、
溶接トーチｒ1 による溶接作業直前に計測して溶接位置
データを補正できるため、予め高さデータ入力する場合
に比べて作業時間及び労力を短縮することができる。
【００３４】なお、この高さセンサーは、溶接対象物ｗ
の高さ寸法（Ｚ座標）を計測できる手段であればよく、
教示点用アイコンｉに入力スイッチを設けるようにして
もよく、高さセンサーに限定されるものではない。
【００３５】さらに、溶接後の溶接対象物ｗから溶接熱
による歪みを除去する場合も、溶接トーチに代えてガス
バーナーを設け、溶接後の溶接対象物ｗを裏返して溶接
位置を教示すれば、ガスバーナーで加熱する歪み取り作
業を容易に行うことができ、このように複数の作業を容
易にオンラインティーチングすることによって大幅な作
業効率の向上が可能となる。
【００３６】以上のように、この出願に係る発明のティ
ーチング装置Ｔによれば、従来のオンラインティーチン
グ方法に比べて作業位置データの教示時間を大幅に短縮
することができ、また、従来のオフラインティーチング
のように予め作業対象物の形状データ等をコンピュータ
へ入力する必要がないため、不特定の作業対象物に柔軟
に対応できる産業ロボットの動作プログラムを迅速に作
成して、効率の良い作業を行うことが可能となる。
【００３７】また、前記実施例では溶接ロボットＲを例
に説明したが、例えば、塗装ロボットであれば作業面の
塗装位置データ（対角位置２点等）を教示してその面内
を容易に塗装することができ、研磨ロボットでも同様の
教示が可能であり、これら以外の産業ロボットにおいて
も作業に応じた位置データを同様に教示すればよく、こ
の出願に係る発明は比較的単純な様々な作業を行う産業
ロボットにおいて適用することが可能である。
【００３８】さらに、前記実施例における溶接ロボット
Ｒは一例であり、多関節型ロボットｒのみの構成であっ
てもよく、産業ロボットの構成や種類は前記実施例に限
定されるものではない。
【００３９】
【発明の効果】この出願に係る発明は、以上説明したよ
うな形態で実施され、以下に記載するような効果を奏す
る。
【００４０】カメラからコンピュータの取り込んだ画像
を見ながら入力手段で重ね描きすれば、その描いた作業
位置データに基いて作業手順が演算されるので、オンラ
インティーチング方法で作業位置データをコンピュータ
へ簡単に教示することができ、しかも、その作業関連情
報もアイコンで同時入力することができるので、全体的
な設備稼働率を上げて生産性を向上させることが可能と
なる。
【００４１】また、作業対象物の作業面を写すカメラ
と、このカメラで写した画像を取り込んで表示するコン
ピュータと、このコンピュータの画面上で表示画像の作
業位置に重ねて描くことにより平面方向の作業位置を入
力する入力手段と、この入力手段で入力した作業位置デ
ータから作業手順を演算する制御装置と、作業対象物の
作業面と直交する方向の高さを計測する高さセンサー
と、作業関連情報を同時入力可能とする教示点用アイコ
ンをコンピュータの画面上に設けてティーチング装置を
構成すれば、作業位置データと作業位置データの詳細な
情報もコンピュータへ簡単に教示して全体的な設備稼働
率を上げて生産性を向上させることができるオンライン
ティーチング装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願に係る発明のティーチング装置を具備
した一実施例の溶接ロボットを示す概略斜視図である。
【図２】図１に示す溶接ロボットの平面図である。
【図３】図２に示すカメラ視野部の拡大図である。
【図４】図１に示すコンピュータの画面の正面図であ
る。
【図５】図４に示すコンピュータの画面のアイコン拡大
図である。
【図６】この出願に係る発明を具備した溶接ロボットで
溶接する溶接対象物の一例を示す斜視図である。
【図７】この出願に係る発明を具備した溶接ロボットで
溶接する溶接対象物の他の例を示す斜視図である。
【図８】この出願に係る発明を具備した溶接ロボットで
溶接する溶接対象物のさらに他の例を示す斜視図であ
る。
【符号の説明】 １ カメラ ２ 配線 ３ カメラコントローラ ４ ビデオキャプチャボード ５ コンピュータ ６ 制御器 ７,８ 配線 ９ａ,９ｂ 平板 １０ａ,１０ｂ 縦板 ｐ 走行フレーム ｕ 制御装置 ｖ 視野 ｗ,ｗ1,ｗ2 溶接対象物 ｒ 多関節型ロボット Ｒ 溶接ロボット Ｔ ティーチング装置

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 作業対象物の画像をカメラでコンピュー
    タに取り込んで画面に表示し、この画像の作業位置に重
    ねて入力手段で作業位置を描くことにより作業面の作業
    位置データをコンピュータに教示し、その作業位置デー
    タから作業手順を演算させることを特徴とする産業ロボ
    ットのティーチング方法。
  2. 【請求項２】 作業対象物の作業面を写すカメラと、該
    カメラで写した画像を取り込んで表示するコンピュータ
    と、該コンピュータの画面上で表示画像の作業位置に重
    ねて描くことにより作業面の作業位置を入力する入力手
    段と、該入力手段で入力した作業位置データから作業手
    順を演算する制御装置とを設けたことを特徴とする産業
    ロボットのティーチング装置。
  3. 【請求項３】 コンピュータの画面上に教示点用アイコ
    ンを設けて作業関連情報を同時入力可能に構成したこと
    を特徴とする請求項２記載の産業ロボットのティーチン
    グ装置。
  4. 【請求項４】 作業対象物の作業面と直交する方向の高
    さを計測する高さ入力手段を設けたことを特徴とする請
    求項２又は請求項３記載の産業ロボットのティーチング
    装置。
  5. 【請求項５】 高さ入力手段を、産業ロボットのアーム
    先端部とともに作業部位へ移動して作業対象物の高さを
    計測する高さセンサーで構成したことを特徴とする請求
    項４記載の産業ロボットのティーチング装置。
JP10009464A 1998-01-21 1998-01-21 溶接ロボット用溶接手順ティーチング装置 Expired - Fee Related JP3089228B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10009464A JP3089228B2 (ja) 1998-01-21 1998-01-21 溶接ロボット用溶接手順ティーチング装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10009464A JP3089228B2 (ja) 1998-01-21 1998-01-21 溶接ロボット用溶接手順ティーチング装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11207670A true JPH11207670A (ja) 1999-08-03
JP3089228B2 JP3089228B2 (ja) 2000-09-18

Family

ID=11721005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10009464A Expired - Fee Related JP3089228B2 (ja) 1998-01-21 1998-01-21 溶接ロボット用溶接手順ティーチング装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3089228B2 (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1319704C (zh) * 2004-10-21 2007-06-06 上海交通大学 焊接机器人伺服双目视觉传感器
CN100410031C (zh) * 2004-12-23 2008-08-13 上海电气自动化设计研究所有限公司 具有彩色图像识别能力的工业机器人的装置及操作方法
JP2011251395A (ja) * 2010-06-04 2011-12-15 Takamaru Kogyo Kk ロボット教示システム
WO2012105465A1 (ja) * 2011-01-31 2012-08-09 武蔵エンジニアリング株式会社 動作プログラムの自動生成プログラムおよび装置
WO2013021479A1 (ja) * 2011-08-10 2013-02-14 株式会社安川電機 ロボットシステム
CN106041296A (zh) * 2016-07-14 2016-10-26 武汉大音科技有限责任公司 一种在线式动态视觉激光精密加工方法
WO2017037931A1 (ja) * 2015-09-03 2017-03-09 株式会社安川電機 処理軌跡編集装置、ロボット、物品処理システム、及び物品製造方法
JPWO2020194448A1 (ja) * 2019-03-25 2020-10-01
JP7015416B1 (ja) * 2021-04-30 2022-02-02 ファナック株式会社 ロボット教示システム、プログラムおよびプログラム編集装置

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1319704C (zh) * 2004-10-21 2007-06-06 上海交通大学 焊接机器人伺服双目视觉传感器
CN100410031C (zh) * 2004-12-23 2008-08-13 上海电气自动化设计研究所有限公司 具有彩色图像识别能力的工业机器人的装置及操作方法
JP2011251395A (ja) * 2010-06-04 2011-12-15 Takamaru Kogyo Kk ロボット教示システム
TWI554858B (zh) * 2011-01-31 2016-10-21 Musashi Engineering Inc A memory medium for recording an automatic generation program of an action program, an action program making device, and a working device
WO2012105465A1 (ja) * 2011-01-31 2012-08-09 武蔵エンジニアリング株式会社 動作プログラムの自動生成プログラムおよび装置
US9483040B2 (en) 2011-01-31 2016-11-01 Musashi Engineering, Inc. Program and device which automatically generate operation program
CN103339577A (zh) * 2011-01-31 2013-10-02 武藏工业株式会社 动作程序的自动生成程序及装置
JP2012159911A (ja) * 2011-01-31 2012-08-23 Musashi Eng Co Ltd 動作プログラムの自動生成プログラムおよび装置
JPWO2013021479A1 (ja) * 2011-08-10 2015-03-05 株式会社安川電機 ロボットシステム
WO2013021479A1 (ja) * 2011-08-10 2013-02-14 株式会社安川電機 ロボットシステム
WO2017037931A1 (ja) * 2015-09-03 2017-03-09 株式会社安川電機 処理軌跡編集装置、ロボット、物品処理システム、及び物品製造方法
CN107921632A (zh) * 2015-09-03 2018-04-17 株式会社安川电机 处理轨迹编辑装置、机器人、物品处理系统以及物品制造方法
JPWO2017037931A1 (ja) * 2015-09-03 2018-04-26 株式会社安川電機 処理軌跡編集装置、ロボット、物品処理システム、及び物品製造方法
CN107921632B (zh) * 2015-09-03 2021-09-24 株式会社安川电机 处理轨迹编辑装置、机器人、物品处理系统以及物品制造方法
CN106041296A (zh) * 2016-07-14 2016-10-26 武汉大音科技有限责任公司 一种在线式动态视觉激光精密加工方法
JPWO2020194448A1 (ja) * 2019-03-25 2020-10-01
JP7015416B1 (ja) * 2021-04-30 2022-02-02 ファナック株式会社 ロボット教示システム、プログラムおよびプログラム編集装置
WO2022230202A1 (ja) * 2021-04-30 2022-11-03 ファナック株式会社 ロボット教示システム、プログラムおよびプログラム編集装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP3089228B2 (ja) 2000-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7490349B2 (ja) 入力装置、入力装置の制御方法、ロボットシステム、ロボットシステムを用いた物品の製造方法、制御プログラム及び記録媒体
US4568816A (en) Method and apparatus for manipulator welding apparatus with improved weld path definition
JP4167940B2 (ja) ロボットシステム
US20190160662A1 (en) Teaching device for performing robot teaching operations and teaching method
JP5981143B2 (ja) ロボットツールの制御方法
US4380696A (en) Method and apparatus for manipulator welding apparatus with vision correction for workpiece sensing
CN106536128A (zh) 用于基于图像地定位工件加工过程的方法、加工机和计算机程序产品
JP6091153B2 (ja) 溶接ロボットシステム及び溶接ロボットにおける定盤上への配置対象物の配置方法
WO2018173656A1 (ja) 溶接パス情報の取得方法および溶接ロボットシステム
KR101349862B1 (ko) 로봇의 작업 경로 생성 시스템 및 그 방법
JP2012035308A (ja) オフラインティーチング方法
CN109834373A (zh) 一种基于视觉及激光跟踪的自动化埋弧焊设备
JP3089228B2 (ja) 溶接ロボット用溶接手順ティーチング装置
CN116917090A (zh) 使用从视觉传感器的输出得到的三维位置信息的模拟装置
EP0377755A1 (en) Visual control robot system
JP2010182210A (ja) ロボット教示プログラム修正装置
JP3101853B2 (ja) ボンデイング座標のティーチング方法
JPH09164483A (ja) 溶接経路の自動決定システム
CN207788040U (zh) 通过零位补偿校准焊接装置的装置
JPS63256281A (ja) 溶接ト−チ姿勢の教示方式
JP2009045642A (ja) 溶接作業装置
JPH11207483A (ja) レーザ加工装置
JPS5932233B2 (ja) 自動溶接装置
JPH04190990A (ja) レーザ溶接装置およびレーザ溶接方法
JPH1157999A (ja) 開先切断装置および方法

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20000704

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees