JPH11216565A - トーチ位置検出装置および検出方法 - Google Patents
トーチ位置検出装置および検出方法Info
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- JPH11216565A JPH11216565A JP10016665A JP1666598A JPH11216565A JP H11216565 A JPH11216565 A JP H11216565A JP 10016665 A JP10016665 A JP 10016665A JP 1666598 A JP1666598 A JP 1666598A JP H11216565 A JPH11216565 A JP H11216565A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 トーチ位置検出時のワイヤ突き出し長の調整
時間を削減でき、ワイヤタッチセンシングを行ったとき
のワイヤ突き出し長の変化によるトーチ位置検出精度の
低下を減少することができるトーチ位置検出装置を提供
することを目的とする。 【解決手段】 アーク溶接用ロボットの手先に取り付け
られた溶接トーチの特定位置を作用させる独立した２つ
の検出器と、前記検出器の出力を入力とした判定器とか
らなるトーチ位置検出装置を使用することにより、ワイ
ヤ突き出し長さの調整時間が必要でない高精度のトーチ
位置検出装置を提供することができる。
時間を削減でき、ワイヤタッチセンシングを行ったとき
のワイヤ突き出し長の変化によるトーチ位置検出精度の
低下を減少することができるトーチ位置検出装置を提供
することを目的とする。 【解決手段】 アーク溶接用ロボットの手先に取り付け
られた溶接トーチの特定位置を作用させる独立した２つ
の検出器と、前記検出器の出力を入力とした判定器とか
らなるトーチ位置検出装置を使用することにより、ワイ
ヤ突き出し長さの調整時間が必要でない高精度のトーチ
位置検出装置を提供することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットを使用し
て行う作業において、トーチの対象物や治具等と干渉し
た際のトーチ先端の位置ずれ量を検出するトーチ位置検
出装置に関するものである。
て行う作業において、トーチの対象物や治具等と干渉し
た際のトーチ先端の位置ずれ量を検出するトーチ位置検
出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ロボット手先に取り付けられた溶
接トーチから突き出された溶接ワイヤ先端の位置を検出
する方法としては、ワイヤタッチセンシングによる方法
があった。この方法は、溶接トーチの先端から一定の長
さだけ突き出された溶接ワイヤと溶接対象物の間に電圧
を加えて、ワイヤ先端と溶接対象物が電気的に接触した
ときのワイヤ先端位置を検出するものである。このワイ
ヤタッチセンシングを利用したトーチ先端の位置ずれ検
出技術として、特開平１−２５７５９３号公報に示すよ
うな方法がある。図８は従来技術での検出動作を表す図
である。
接トーチから突き出された溶接ワイヤ先端の位置を検出
する方法としては、ワイヤタッチセンシングによる方法
があった。この方法は、溶接トーチの先端から一定の長
さだけ突き出された溶接ワイヤと溶接対象物の間に電圧
を加えて、ワイヤ先端と溶接対象物が電気的に接触した
ときのワイヤ先端位置を検出するものである。このワイ
ヤタッチセンシングを利用したトーチ先端の位置ずれ検
出技術として、特開平１−２５７５９３号公報に示すよ
うな方法がある。図８は従来技術での検出動作を表す図
である。
【０００３】同図において、導電性の３平板で構成され
る治具１３はロボットの動作範囲内に配置され、ロボッ
ト手先部に取り付けられた溶接トーチ２から溶接ワイヤ
７が突き出されている。上記構成において、溶接ワイヤ
７と治具１３の間に電圧を加え、あらかじめロボット制
御装置の記憶部に記憶させた方向にロボットを動作させ
て溶接ワイヤ７と治具１３との電気的接触位置をそれぞ
れ３平板に対して検出し、トーチ変形前に検出した接触
位置とトーチ変形後に検出した接触位置の差分から溶接
ワイヤ先端の位置ずれ量をロボット制御装置の演算部で
算出して記憶部に記憶し、以降の動作において前記位置
ずれ量を呼吸する方向に溶接ワイヤ先端をずらして補正
動作するものである。
る治具１３はロボットの動作範囲内に配置され、ロボッ
ト手先部に取り付けられた溶接トーチ２から溶接ワイヤ
７が突き出されている。上記構成において、溶接ワイヤ
７と治具１３の間に電圧を加え、あらかじめロボット制
御装置の記憶部に記憶させた方向にロボットを動作させ
て溶接ワイヤ７と治具１３との電気的接触位置をそれぞ
れ３平板に対して検出し、トーチ変形前に検出した接触
位置とトーチ変形後に検出した接触位置の差分から溶接
ワイヤ先端の位置ずれ量をロボット制御装置の演算部で
算出して記憶部に記憶し、以降の動作において前記位置
ずれ量を呼吸する方向に溶接ワイヤ先端をずらして補正
動作するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術において高精度な位置検出を行うためには、トーチ
から突き出している溶接ワイヤが決められた長さである
ことおよび検出動作中にワイヤ長さが変化しないことが
必要である。ワイヤの長さを自動的に適正長にする手段
としてワイヤの自動切断機があるが、通常ワイヤの自動
切断機はトーチとは分離され、ロボット動作範囲内の別
の場所に設置されているので、トーチ先端を自動切断機
の所定の場所へ位置決めしたのちワイヤを切断しなけれ
ばならないものである。したがってトーチが大きく変形
した状態では正しい位置でワイヤを切断することができ
ないため、作業者がワイヤの長さを調整する必要があ
り、手作業によって精度が悪化したり調整に時間がかか
るという問題があった。
技術において高精度な位置検出を行うためには、トーチ
から突き出している溶接ワイヤが決められた長さである
ことおよび検出動作中にワイヤ長さが変化しないことが
必要である。ワイヤの長さを自動的に適正長にする手段
としてワイヤの自動切断機があるが、通常ワイヤの自動
切断機はトーチとは分離され、ロボット動作範囲内の別
の場所に設置されているので、トーチ先端を自動切断機
の所定の場所へ位置決めしたのちワイヤを切断しなけれ
ばならないものである。したがってトーチが大きく変形
した状態では正しい位置でワイヤを切断することができ
ないため、作業者がワイヤの長さを調整する必要があ
り、手作業によって精度が悪化したり調整に時間がかか
るという問題があった。
【０００５】さらに、検出動作中にトーチの姿勢が変化
することやワイヤタッチセンシングの際にワイヤと治具
が接触するときの圧力が原因でワイヤの突き出し長さが
変化するという問題があった。
することやワイヤタッチセンシングの際にワイヤと治具
が接触するときの圧力が原因でワイヤの突き出し長さが
変化するという問題があった。
【０００６】本発明は上記課題を解決するものであり、
溶接トーチの変形による溶接ワイヤ先端の位置ずれを補
正する際に、トーチの種類に制限されることなく高い精
度で溶接ワイヤ先端の位置ずれを補正することができる
トーチ位置検出装置を提供することを目的としている。
溶接トーチの変形による溶接ワイヤ先端の位置ずれを補
正する際に、トーチの種類に制限されることなく高い精
度で溶接ワイヤ先端の位置ずれを補正することができる
トーチ位置検出装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、ロボットの手先に取り付けられたトーチの
位置を検出する検出器と、前記検出器をロボットの動作
範囲内に配置したトーチ位置検出装置を備え、前記検出
器方向にロボットを動作させるステップと、前記ステッ
プの後でトーチ先端位置を中心にトーチを回転させるス
テップと、前記回転後に検出器方向へロボットを動作さ
せるステップを有する。
に本発明は、ロボットの手先に取り付けられたトーチの
位置を検出する検出器と、前記検出器をロボットの動作
範囲内に配置したトーチ位置検出装置を備え、前記検出
器方向にロボットを動作させるステップと、前記ステッ
プの後でトーチ先端位置を中心にトーチを回転させるス
テップと、前記回転後に検出器方向へロボットを動作さ
せるステップを有する。
【０００８】また、ロボットの手先に取り付けられたト
ーチの位置を検出する検出器を備え、前記検出器をロボ
ットの直交座標系における２軸平面に平行に配置したト
ーチ位置検出装置を備え、前記２軸平面に対して垂直方
向から検出器方向にロボットを動作させるステップと、
前記ステップの後でトーチ先端位置を中心に２軸平面を
構成する１軸回りに９０度回転させるステップと、前記
回転後に検出器方向へロボットを動作させるステップを
有する。
ーチの位置を検出する検出器を備え、前記検出器をロボ
ットの直交座標系における２軸平面に平行に配置したト
ーチ位置検出装置を備え、前記２軸平面に対して垂直方
向から検出器方向にロボットを動作させるステップと、
前記ステップの後でトーチ先端位置を中心に２軸平面を
構成する１軸回りに９０度回転させるステップと、前記
回転後に検出器方向へロボットを動作させるステップを
有する。
【０００９】また、アーク溶接用ロボットの手先に取り
付けられた溶接トーチの位置を検出する独立した２つの
検出器と、前記検出器の出力を入力とした判定器を設け
たものである。
付けられた溶接トーチの位置を検出する独立した２つの
検出器と、前記検出器の出力を入力とした判定器を設け
たものである。
【００１０】また、溶接用チップの先端部分を特定位置
とするものである。また、溶接トーチの電極を挟んで相
対した位置に２つの検出器を配置したものである。
とするものである。また、溶接トーチの電極を挟んで相
対した位置に２つの検出器を配置したものである。
【００１１】また、検出器として、一端を固定した弾性
体とこの弾性体の他端に配設したリミットスイッチを用
いるものである。
体とこの弾性体の他端に配設したリミットスイッチを用
いるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明は上記手段により、溶接ワ
イヤではなく、トーチが２つの検出器に接触することに
よってその位置を検出することができるため、溶接ワイ
ヤの突き出し長さに関係なくトーチ位置を検出すること
ができるものである。
イヤではなく、トーチが２つの検出器に接触することに
よってその位置を検出することができるため、溶接ワイ
ヤの突き出し長さに関係なくトーチ位置を検出すること
ができるものである。
【００１３】以下、本発明の一実施の形態を説明する。
図１〜７は本実施の形態を説明する図である。図１はロ
ボットとトーチ位置検出装置の全体構成を表す概略図、
図２は溶接トーチ側面での検出動作を表す概略図、図３
は溶接チップ先端での検出動作を表す概略図、図４は溶
接チップ先端での検出動作を表す詳細図である。図１に
示すようにロボット本体１はロボット制御装置５で制御
される。トーチ位置検出器３は、ロボット動作範囲内に
設置され、トーチ位置検出器３の出力信号線は判定器４
を介してロボット制御装置５に接続される。
図１〜７は本実施の形態を説明する図である。図１はロ
ボットとトーチ位置検出装置の全体構成を表す概略図、
図２は溶接トーチ側面での検出動作を表す概略図、図３
は溶接チップ先端での検出動作を表す概略図、図４は溶
接チップ先端での検出動作を表す詳細図である。図１に
示すようにロボット本体１はロボット制御装置５で制御
される。トーチ位置検出器３は、ロボット動作範囲内に
設置され、トーチ位置検出器３の出力信号線は判定器４
を介してロボット制御装置５に接続される。
【００１４】次に図２（ａ）を参照して溶接トーチ側面
での位置検出動作について説明する。トーチ位置検出器
３は、２つの独立した位置検出器で構成されており、こ
の２つの独立した位置検出器は、トーチ接触部８とリミ
ットスイッチ１０、トーチ接触部９とリミットスイッチ
１１の組み合わせからなり、トーチ接触部８，９を支持
部１２で共通に支持している。トーチ接触部８は、上方
から外力が加わると支持部１２を支点に回転動作しリミ
ットスイッチ１０を押し下げ、リミットスイッチ１０を
作動させる。同様にトーチ接触部９は、上方から外力が
加わると支持部１２を支点に回転動作してリミットスイ
ッチ１１を押し下げ、リミットスイッチ１１を作動させ
る。リミットスイッチ１０、１１は外力がなくなると内
部にあるバネの反作用により外力が加わる前の位置に復
帰する。トーチ接触部８，９は一定間隔で配置されてお
り、その間隔は溶接ワイヤ７の直径より大きく溶接チッ
プ６の直径より小さい。
での位置検出動作について説明する。トーチ位置検出器
３は、２つの独立した位置検出器で構成されており、こ
の２つの独立した位置検出器は、トーチ接触部８とリミ
ットスイッチ１０、トーチ接触部９とリミットスイッチ
１１の組み合わせからなり、トーチ接触部８，９を支持
部１２で共通に支持している。トーチ接触部８は、上方
から外力が加わると支持部１２を支点に回転動作しリミ
ットスイッチ１０を押し下げ、リミットスイッチ１０を
作動させる。同様にトーチ接触部９は、上方から外力が
加わると支持部１２を支点に回転動作してリミットスイ
ッチ１１を押し下げ、リミットスイッチ１１を作動させ
る。リミットスイッチ１０、１１は外力がなくなると内
部にあるバネの反作用により外力が加わる前の位置に復
帰する。トーチ接触部８，９は一定間隔で配置されてお
り、その間隔は溶接ワイヤ７の直径より大きく溶接チッ
プ６の直径より小さい。
【００１５】これ以降の説明は、トーチ位置検出器３を
ロボット座標系のＸＹ面に並行に設置し、センシング方
向をＺ軸方向で行う場合の例について述べる。なお、例
で述べる以外のトーチ位置検出器３の設置位置およびセ
ンシング方向によってトーチ位置検出を行うことも可能
である。
ロボット座標系のＸＹ面に並行に設置し、センシング方
向をＺ軸方向で行う場合の例について述べる。なお、例
で述べる以外のトーチ位置検出器３の設置位置およびセ
ンシング方向によってトーチ位置検出を行うことも可能
である。
【００１６】あらかじめロボット制御装置に記憶する位
置検出動作について図６を参照して説明する。
置検出動作について図６を参照して説明する。
【００１７】ステップ１〜２ではトーチのＺ軸に対する
傾きを求めるための位置検出動作を記憶する。ステップ
１では図２（ｂ）に示すように溶接トーチ２のトーチ長
さ方向がロボット座標系のＸ軸方向に並行になるような
姿勢にし、溶接トーチの姿勢を保持したままＺ軸に沿っ
てセンシングしたとき、溶接トーチ２がトーチ位置検出
器３のトーチ接触部８および９に当たるようなセンシン
グ動作を記憶する。ステップ２ではステップ１と同じト
ーチ姿勢でトーチの位置をＸ軸に沿って一定量Ｈだけ並
行移動させた位置からＺ軸に沿ってセンシングする動作
を記憶する。
傾きを求めるための位置検出動作を記憶する。ステップ
１では図２（ｂ）に示すように溶接トーチ２のトーチ長
さ方向がロボット座標系のＸ軸方向に並行になるような
姿勢にし、溶接トーチの姿勢を保持したままＺ軸に沿っ
てセンシングしたとき、溶接トーチ２がトーチ位置検出
器３のトーチ接触部８および９に当たるようなセンシン
グ動作を記憶する。ステップ２ではステップ１と同じト
ーチ姿勢でトーチの位置をＸ軸に沿って一定量Ｈだけ並
行移動させた位置からＺ軸に沿ってセンシングする動作
を記憶する。
【００１８】ステップ３〜４ではトーチのＹ軸に対する
傾きを求めるための位置検出動作を記憶する。ステップ
３ではステップ１のトーチ姿勢に対してトーチ先端位置
を固定したまま、トーチをＸ軸回りに−９０度回転させ
た姿勢にし、Ｚ軸に沿ってセンシングする動作を記憶す
る。Ｘ軸回りに−９０度回転させることでＺ軸方向のセ
ンシングをＹ軸方向のセンシングとみなすことができ
る。ステップ４ではステップ３と同じトーチ姿勢でトー
チの位置をＸ軸に沿って一定量Ｈだけ並行移動させた位
置からＺ軸に沿ってセンシングする動作を記憶する。
傾きを求めるための位置検出動作を記憶する。ステップ
３ではステップ１のトーチ姿勢に対してトーチ先端位置
を固定したまま、トーチをＸ軸回りに−９０度回転させ
た姿勢にし、Ｚ軸に沿ってセンシングする動作を記憶す
る。Ｘ軸回りに−９０度回転させることでＺ軸方向のセ
ンシングをＹ軸方向のセンシングとみなすことができ
る。ステップ４ではステップ３と同じトーチ姿勢でトー
チの位置をＸ軸に沿って一定量Ｈだけ並行移動させた位
置からＺ軸に沿ってセンシングする動作を記憶する。
【００１９】ステップ５ではトーチに垂直方向の位置ず
れを求めるための位置検出動作を記憶する。ステップ１
と同じ姿勢で、溶接トーチの姿勢を保持したままＺ軸に
沿ってセンシングしたとき、溶接トーチ２がトーチ位置
検出器３のトーチ接触部８および９に当たるようなセン
シング動作を記憶する。
れを求めるための位置検出動作を記憶する。ステップ１
と同じ姿勢で、溶接トーチの姿勢を保持したままＺ軸に
沿ってセンシングしたとき、溶接トーチ２がトーチ位置
検出器３のトーチ接触部８および９に当たるようなセン
シング動作を記憶する。
【００２０】ステップ６ではトーチに垂直でステップ５
で検出する位置ずれ方向に対して直角方向の位置ずれを
求めるための位置検出動作を記憶する。ステップ３と同
じ姿勢で、溶接トーチの姿勢を保持したままＺ軸に沿っ
てセンシングしたとき、溶接トーチ２がトーチ位置検出
器３のトーチ接触部８および９に当たるようなセンシン
グ動作を記憶する。
で検出する位置ずれ方向に対して直角方向の位置ずれを
求めるための位置検出動作を記憶する。ステップ３と同
じ姿勢で、溶接トーチの姿勢を保持したままＺ軸に沿っ
てセンシングしたとき、溶接トーチ２がトーチ位置検出
器３のトーチ接触部８および９に当たるようなセンシン
グ動作を記憶する。
【００２１】ステップ７ではトーチに沿った方向の位置
ずれを求めるための位置検出動作を記憶する。図３のよ
うに溶接トーチ２のトーチ長さ方向がトーチ位置検出器
３に対して垂直になるような姿勢にする。この姿勢を保
持したままＺ軸に沿ってセンシングしたとき、図４
（ａ）に示すように溶接チップ６がトーチ接触部８と９
の中間に位置するようなセンシング動作を記憶する。
ずれを求めるための位置検出動作を記憶する。図３のよ
うに溶接トーチ２のトーチ長さ方向がトーチ位置検出器
３に対して垂直になるような姿勢にする。この姿勢を保
持したままＺ軸に沿ってセンシングしたとき、図４
（ａ）に示すように溶接チップ６がトーチ接触部８と９
の中間に位置するようなセンシング動作を記憶する。
【００２２】図６のステップ１〜ステップ６までの検出
動作を行う場合、図１の判定器４はリミットスイッチ１
０と１１の検出信号のどちらか一方が入力されたとき、
ロボット制御装置５に検出信号を送信し、ロボット制御
装置５は信号が入力された時点のロボット座標系に対す
るトーチ先端位置と姿勢を記憶する。
動作を行う場合、図１の判定器４はリミットスイッチ１
０と１１の検出信号のどちらか一方が入力されたとき、
ロボット制御装置５に検出信号を送信し、ロボット制御
装置５は信号が入力された時点のロボット座標系に対す
るトーチ先端位置と姿勢を記憶する。
【００２３】図６のステップ７の検出動作を行う場合、
図１の判定器４はリミットスイッチ１０と１１の検出信
号が両方とも入力されたとき、ロボット制御装置５に検
出信号を送信し、ロボット制御装置５は信号が入力され
た時点のロボット座標系に対するトーチ先端位置と姿勢
を記憶する。図４（ｂ）のようにトーチ位置がトーチ接
触部８，９の中間になくリミットスイッチの検出信号が
一方だけしか入力されなかったときは、ロボット制御装
置５にエラー信号を送信し、ロボット制御装置５はロボ
ットを停止させる等のエラー処理を行う。
図１の判定器４はリミットスイッチ１０と１１の検出信
号が両方とも入力されたとき、ロボット制御装置５に検
出信号を送信し、ロボット制御装置５は信号が入力され
た時点のロボット座標系に対するトーチ先端位置と姿勢
を記憶する。図４（ｂ）のようにトーチ位置がトーチ接
触部８，９の中間になくリミットスイッチの検出信号が
一方だけしか入力されなかったときは、ロボット制御装
置５にエラー信号を送信し、ロボット制御装置５はロボ
ットを停止させる等のエラー処理を行う。
【００２４】次に溶接トーチが変形する前に図６のステ
ップ１〜７までの位置検出動作を行い、ステップ１〜７
にそれぞれ対応した検出位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，
Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７を記憶する。
ップ１〜７までの位置検出動作を行い、ステップ１〜７
にそれぞれ対応した検出位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，
Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７を記憶する。
【００２５】このＰ１〜Ｐ４の位置データからトーチ変
形前のステップ１におけるトーチ方向の単位ベクトルｉ
を算出する。図５に示すようにステップ１での検出動作
を行うときに記憶した任意の一点のトーチ先端位置を位
置Ｔ１とし、位置Ｔ１からＸ軸方向に沿って一定量Ｈだ
け離れた点を通るＹＺ面と変形前のトーチの中心線とが
交わる交点の位置をＴ２とすると、位置Ｔ２はＴ２＝ｆ
（Ｔ１，ΔＰ１２ｚ，ΔＰ３４ｚ）に示すようにＰ１と
Ｐ２のＺ方向成分の差分ΔＰ１２ｚ、Ｐ３とＰ４のＺ方
向成分の差分ΔＰ３４ｚ、位置Ｔ１の関係式で表され
る。
形前のステップ１におけるトーチ方向の単位ベクトルｉ
を算出する。図５に示すようにステップ１での検出動作
を行うときに記憶した任意の一点のトーチ先端位置を位
置Ｔ１とし、位置Ｔ１からＸ軸方向に沿って一定量Ｈだ
け離れた点を通るＹＺ面と変形前のトーチの中心線とが
交わる交点の位置をＴ２とすると、位置Ｔ２はＴ２＝ｆ
（Ｔ１，ΔＰ１２ｚ，ΔＰ３４ｚ）に示すようにＰ１と
Ｐ２のＺ方向成分の差分ΔＰ１２ｚ、Ｐ３とＰ４のＺ方
向成分の差分ΔＰ３４ｚ、位置Ｔ１の関係式で表され
る。
【００２６】トーチの中心線は、この位置Ｔ１，位置Ｔ
２を通るのでこのときのトーチ方向の単位ベクトルｉ
は、ｉ＝ｆ（Ｔ１，Ｔ２）のように位置Ｔ１，位置Ｔ２
の関係式で表される。
２を通るのでこのときのトーチ方向の単位ベクトルｉ
は、ｉ＝ｆ（Ｔ１，Ｔ２）のように位置Ｔ１，位置Ｔ２
の関係式で表される。
【００２７】ｉ＝ｆ（Ｔ１，Ｔ２）で求まるトーチ方向
の単位ベクトルｉをＸ軸とするツール座標系の直交３軸
単位ベクトル（ｉ，ｊ，ｋ）を適当に決定し、記憶す
る。
の単位ベクトルｉをＸ軸とするツール座標系の直交３軸
単位ベクトル（ｉ，ｊ，ｋ）を適当に決定し、記憶す
る。
【００２８】次に溶接トーチが変形した後の位置検出動
作とトーチ補正量の算出方法について図７を参照して説
明する。
作とトーチ補正量の算出方法について図７を参照して説
明する。
【００２９】ステップａでは、図６のステップ１〜４の
位置検出動作を行い、それぞれの検出位置Ｐ１´，Ｐ２
´，Ｐ３´，Ｐ４´を記憶する。
位置検出動作を行い、それぞれの検出位置Ｐ１´，Ｐ２
´，Ｐ３´，Ｐ４´を記憶する。
【００３０】ステップｂでは、このＰ１´〜Ｐ４´の位
置データからトーチ姿勢の補正値ΔＭを算出して記憶す
る。ステップ１での検出動作を行うときに記憶した任意
の一点のトーチ先端位置を位置Ｔ１とし、位置Ｔ１から
Ｘ軸に沿って一定量Ｈだけ離れた点を通るＹＺ面と位置
Ｔ１を通るトーチ変形後のトーチの中心線に並行な線と
が交わる交点の位置をＴ２´とすると、位置Ｔ２´はＴ
２´＝ｆ（Ｔ１，ΔＰ１２´ｚ，ΔＰ３４´ｚ）に示す
ようにＰ１´とＰ２´のＺ方向成分の差分ΔＰ１２´
ｚ、Ｐ３´とＰ４´のＺ方向成分の差分ΔＰ３４´ｚ、
位置Ｔ１の関係式で表される。
置データからトーチ姿勢の補正値ΔＭを算出して記憶す
る。ステップ１での検出動作を行うときに記憶した任意
の一点のトーチ先端位置を位置Ｔ１とし、位置Ｔ１から
Ｘ軸に沿って一定量Ｈだけ離れた点を通るＹＺ面と位置
Ｔ１を通るトーチ変形後のトーチの中心線に並行な線と
が交わる交点の位置をＴ２´とすると、位置Ｔ２´はＴ
２´＝ｆ（Ｔ１，ΔＰ１２´ｚ，ΔＰ３４´ｚ）に示す
ようにＰ１´とＰ２´のＺ方向成分の差分ΔＰ１２´
ｚ、Ｐ３´とＰ４´のＺ方向成分の差分ΔＰ３４´ｚ、
位置Ｔ１の関係式で表される。
【００３１】トーチの中心線は、この位置Ｔ１，位置Ｔ
２´を通る線分に並行であるのでこのときのトーチ方向
の単位ベクトルｉ´は、ｉ´＝ｆ（Ｔ１，Ｔ２´）のよ
うに位置Ｔ１，位置Ｔ２´の関係式で表される。
２´を通る線分に並行であるのでこのときのトーチ方向
の単位ベクトルｉ´は、ｉ´＝ｆ（Ｔ１，Ｔ２´）のよ
うに位置Ｔ１，位置Ｔ２´の関係式で表される。
【００３２】ｉ´＝ｆ（Ｔ１，Ｔ２´）で求まるトーチ
方向の単位ベクトルｉ´をＸ軸とするツール座標系の直
交３軸単位ベクトル（ｉ´，ｊ´，ｋ´）を決定し、記
憶する。
方向の単位ベクトルｉ´をＸ軸とするツール座標系の直
交３軸単位ベクトル（ｉ´，ｊ´，ｋ´）を決定し、記
憶する。
【００３３】トーチ変形後のツール座標系の単位ベクト
ル（ｉ´，ｊ´，ｋ´）をトーチ変形前のツール座標系
の単位ベクトル（ｉ，ｊ，ｋ）に変換補正するための回
転行列ΔＭは、ΔＭ＝ｆ（（ｉ，ｊ，ｋ），（ｉ´，ｊ
´，ｋ´））に示すような関係式で表される。
ル（ｉ´，ｊ´，ｋ´）をトーチ変形前のツール座標系
の単位ベクトル（ｉ，ｊ，ｋ）に変換補正するための回
転行列ΔＭは、ΔＭ＝ｆ（（ｉ，ｊ，ｋ），（ｉ´，ｊ
´，ｋ´））に示すような関係式で表される。
【００３４】このΔＭをトーチ姿勢の補正値として記憶
する。ステップｃでは、ΔＭを補正した状態で図６のス
テップ５〜６の位置検出動作を行い、それぞれの検出位
置Ｐ５´，Ｐ６´を記憶する。
する。ステップｃでは、ΔＭを補正した状態で図６のス
テップ５〜６の位置検出動作を行い、それぞれの検出位
置Ｐ５´，Ｐ６´を記憶する。
【００３５】ステップｄでは、位置Ｐ５´のＺ方向成分
とあらかじめ記憶していたトーチ変形前の検出位置Ｐ５
のＺ方向成分との差分ΔＰ５を図６のステップ５でのツ
ール座標系に対する値ΔＰ５ｔに変換して記憶する。同
じく位置Ｐ６´のＺ方向成分とあらかじめ記憶していた
トーチ変形前の検出位置Ｐ６のＺ方向成分との差分ΔＰ
６を図６のステップ６でのツール座標系に対する値ΔＰ
６ｔに変換して記憶する。
とあらかじめ記憶していたトーチ変形前の検出位置Ｐ５
のＺ方向成分との差分ΔＰ５を図６のステップ５でのツ
ール座標系に対する値ΔＰ５ｔに変換して記憶する。同
じく位置Ｐ６´のＺ方向成分とあらかじめ記憶していた
トーチ変形前の検出位置Ｐ６のＺ方向成分との差分ΔＰ
６を図６のステップ６でのツール座標系に対する値ΔＰ
６ｔに変換して記憶する。
【００３６】ステップｅでは、ΔＭ，ΔＰ５ｔ＋ΔＰ６
ｔを補正した状態で図６のステップ７の位置検出動作を
行い、検出位置Ｐ７´を記憶する。
ｔを補正した状態で図６のステップ７の位置検出動作を
行い、検出位置Ｐ７´を記憶する。
【００３７】ステップｆでは、位置Ｐ７´のＺ方向成分
とあらかじめ記憶していたトーチ変形前の検出位置Ｐ７
のＺ方向成分との差分ΔＰ７を図６のステップ７でのツ
ール座標系に対する値ΔＰ７ｔに変換して記憶する。
とあらかじめ記憶していたトーチ変形前の検出位置Ｐ７
のＺ方向成分との差分ΔＰ７を図６のステップ７でのツ
ール座標系に対する値ΔＰ７ｔに変換して記憶する。
【００３８】以上の位置検出動作により、ツール座標系
に対するトーチ位置の補正量（ΔＰ５ｔ＋ΔＰ６ｔ＋Δ
Ｐ７ｔ）とトーチ姿勢の補正量ΔＭが記憶される。そし
て、トーチ変形前に教示し記憶した動作に対して位置と
姿勢を補正して動作することができる。
に対するトーチ位置の補正量（ΔＰ５ｔ＋ΔＰ６ｔ＋Δ
Ｐ７ｔ）とトーチ姿勢の補正量ΔＭが記憶される。そし
て、トーチ変形前に教示し記憶した動作に対して位置と
姿勢を補正して動作することができる。
【００３９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば溶接用ロボットの手先に取り付けられた溶接ト
ーチの特定位置を検出する独立した２つの位置検出器
と、この検出器の出力を入力とした判定器とからなるト
ーチ位置検出装置を使用することにより、溶接ワイヤの
タッチセンシングでトーチ位置を検出する際のワイヤ突
き出し長の調整にかかる時間を削減することができ、ワ
イヤタッチセンシングの際にワイヤ突き出し長の変化に
より検出精度が悪くなる問題を解決することができる高
精度のトーチ位置検出装置を提供することができる。
によれば溶接用ロボットの手先に取り付けられた溶接ト
ーチの特定位置を検出する独立した２つの位置検出器
と、この検出器の出力を入力とした判定器とからなるト
ーチ位置検出装置を使用することにより、溶接ワイヤの
タッチセンシングでトーチ位置を検出する際のワイヤ突
き出し長の調整にかかる時間を削減することができ、ワ
イヤタッチセンシングの際にワイヤ突き出し長の変化に
より検出精度が悪くなる問題を解決することができる高
精度のトーチ位置検出装置を提供することができる。
【図１】本発明の一実施の形態におけるロボットとトー
チ位置検出装置の全体構成を表す概略図
チ位置検出装置の全体構成を表す概略図
【図２】同実施の形態における溶接トーチ側面での検出
動作を表す概略図
動作を表す概略図
【図３】同実施の形態における溶接チップ先端での検出
動作を表す概略図
動作を表す概略図
【図４】同実施の形態における溶接チップ先端での検出
動作を表す詳細図
動作を表す詳細図
【図５】同実施の形態におけるトーチの位置を説明する
図
図
【図６】同実施の形態におけるあらかじめ記憶する位置
検出動作を表すフローチャート
検出動作を表すフローチャート
【図７】同実施の形態におけるトーチ変形後の位置検出
動作を表すフローチャート
動作を表すフローチャート
【図８】従来技術の検出動作を表す図
１ ロボット本体 ２ 溶接トーチ ３ トーチ位置検出器 ４ 判定器 ５ ロボット制御装置 ６ 溶接チップ ７ 溶接ワイヤ ８，９ トーチ接触部 １０，１１ リミットスイッチ １２ 支持部 １３ 導電性治具
Claims (6)
- 【請求項１】 ロボットの手先に取り付けられたトーチ
の位置を検出する検出器と、前記検出器をロボットの動
作範囲内に配置したトーチ位置検出装置を備え、前記検
出器方向にロボットを動作させるステップと、前記ステ
ップの後でトーチ先端位置を中心にトーチを回転させる
ステップと、前記回転後に検出器方向へロボットを動作
させるステップを有するトーチ位置検出方法。 - 【請求項２】 ロボットの手先に取り付けられたトーチ
の位置を検出する検出器を備え、前記検出器をロボット
の直交座標系における２軸平面に平行に配置したトーチ
位置検出装置を備え、前記２軸平面に対して垂直方向か
ら検出器方向にロボットを動作させるステップと、前記
ステップの後でトーチ先端位置を中心に２軸平面を構成
する１軸回りに９０度回転させるステップと、前記回転
後に検出器方向へロボットを動作させるステップを有す
るトーチ位置検出方法。 - 【請求項３】 ロボットの手先に取り付けられたトーチ
の位置を検出する独立した２つの検出器と、前記検出器
の出力を入力とした判定器を設けたトーチ位置検出装
置。 - 【請求項４】 トーチ先端部分を検出位置とする請求項
３記載のトーチ位置検出装置。 - 【請求項５】 トーチの電極を挟んで相対した位置に２
つの検出器を配置した請求項３記載のトーチ位置検出装
置。 - 【請求項６】 検出器として、一端を固定した弾性体と
この弾性体の他端に配設したリミットスイッチを用いる
請求項３記載のトーチ位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01666598A JP3948092B2 (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | トーチ位置検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01666598A JP3948092B2 (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | トーチ位置検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11216565A true JPH11216565A (ja) | 1999-08-10 |
| JP3948092B2 JP3948092B2 (ja) | 2007-07-25 |
Family
ID=11922632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01666598A Expired - Fee Related JP3948092B2 (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | トーチ位置検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3948092B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1700664A1 (en) | 2005-03-10 | 2006-09-13 | Central Motor Wheel Co., Ltd. | Welding wire aiming position control method and position control apparatus |
| JP2013035054A (ja) * | 2011-08-10 | 2013-02-21 | Daihen Corp | 溶接ロボット制御装置 |
| CN103282153A (zh) * | 2011-01-10 | 2013-09-04 | 弗罗纽斯国际有限公司 | 用于学习/检查焊接机器人的运动过程的方法、焊接机器人及用于焊接机器人的控制装置 |
| WO2016103292A1 (ja) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | 川崎重工業株式会社 | ロボットシステム及びエンドエフェクタの変形検出方法 |
| CN120593208A (zh) * | 2025-08-01 | 2025-09-05 | 四川省宏博安全科技有限责任公司 | 一种气体泄漏巡检机器人 |
-
1998
- 1998-01-29 JP JP01666598A patent/JP3948092B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN107000224A (zh) * | 2014-12-22 | 2017-08-01 | 川崎重工业株式会社 | 机械手系统及末端执行器的变形检测方法 |
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| US10279485B2 (en) | 2014-12-22 | 2019-05-07 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Robot system and method of detecting deformation of end effector |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3948092B2 (ja) | 2007-07-25 |
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