JP2007122705A - Welding teaching point correction system and calibration method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶接教示位置補正システム及びキャリブレーション方法に関する。 The present invention relates to a welding teaching position correction system and a calibration method.
自動車車体のスポット溶接ライン等のように、スポット溶接ロボットが多数使用される工程においては、設備立ち上げ時の作業工数削減と作業時間短縮の目的で、事前にロボットの動作プログラムを作成する手法が採用されている。スポット溶接ロボットの動作プログラムを設備導入前に予め作成する方法としては、ロボットとスポット溶接ガンの機構と形状、ワーク(被溶接物)の形状、ロボットとワークの相対位置関係、必要な溶接動作条件等に関する情報をもとに、コンピュータ上でロボット動作をシミュレーションし、プログラムを作成するオフライン教示システムが用いられる。
しかし、設備設置後に、オフライン教示システムにより作成されたプログラムを、実際のロボットにアップロードして使用する場合、ロボットや治具の設置誤差や、ロボット個別の機差、ワークの寸法誤差、重力によるたわみ等によって、溶接位置が所期の位置からずれてしまうことがある。このため、溶接ポイントの全部または一部について、自動運転を行う前に、作業者がロボットを手動運転で作動させ、動作位置を確認し、必要に応じてオフラインティーチングデータを補正する必要があった。
In processes where many spot welding robots are used, such as spot welding lines for automobile bodies, there is a method to create robot operation programs in advance for the purpose of reducing work man-hours and shortening work time when starting up equipment. It has been adopted. The spot welding robot operation program can be created in advance before installing the equipment. The mechanism and shape of the robot and spot welding gun, the shape of the workpiece (workpiece to be welded), the relative positional relationship between the robot and the workpiece, and the required welding operation conditions. An off-line teaching system that simulates robot operation on a computer and creates a program on the basis of information on the like is used.
However, when the program created by the offline teaching system is used after uploading to the actual robot after installation, installation errors of the robot and jig, machine differences between robots, workpiece dimensional errors, and deflection due to gravity For example, the welding position may deviate from the intended position. For this reason, before performing automatic operation for all or some of the welding points, it was necessary for the operator to manually operate the robot, check the operation position, and correct offline teaching data as necessary. .
このような問題を解決するため、スポット溶接打点位置に関するオフラインティーチングデータにおける溶接チップの軸方向の補正方法が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、スポット溶接打点位置に関するオフラインティーチングデータにおけるワークの面に対する溶接チップの面直ずれの補正方法が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。
In addition, a method for correcting the straight displacement of the welding tip with respect to the work surface in the offline teaching data relating to the spot welding spot position is disclosed (for example, see Patent Document 2).
しかし、特許文献1に記載の発明によれば、オフラインティーチングデータのうち、一方向の成分のデータの補正しかできないという問題があった。また、特許文献1に記載の補正方法においては、ワークの打点位置の表裏両面にマークを付し、各マークを撮像するカメラを二台設置する必要があるため、設備コストが高くなり、準備が煩雑で手間がかかるという問題があった。
また、特許文献2に記載の発明によれば、スポット溶接ガン先端に対して、カメラ位置が別の場所に設置されている、すなわち、溶接チップの軸線とカメラの光軸とが一致していないため、カメラでワークを認識するためのロボット動作の教示が必要であり、手間がかかるという問題があった。カメラで認識する姿勢をとる際に、ロボット本体やロボットに搭載したスポット溶接ガンが、周囲に存在するワークや治具に干渉するおそれがあり、これを回避するための方策を取らねばならず、非常に手間がかかるという問題があった。予めカメラのキャリブレーションを行う必要があり手間がかかるほか、カメラのキャリブレーションの精度に起因する誤差を生みやすいという問題があった。
However, according to the invention described in Patent Document 1, there is a problem that only one-way component data can be corrected among the offline teaching data. In addition, in the correction method described in Patent Document 1, it is necessary to place marks on both the front and back surfaces of the work spot position, and to install two cameras for imaging each mark. There was a problem that it was complicated and time-consuming.
Further, according to the invention described in
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、スポット溶接ロボットのオフライン教示プログラムの溶接動作位置を、作業者が手動で事前に修正することなく、簡便に、精度良くオフライン教示プログラムを補正することができる溶接教示位置補正システム及びキャリブレーション方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and the offline operation of the spot teaching robot offline teaching program is offline easily and accurately without manual correction by the operator in advance. It is an object of the present invention to provide a welding teaching position correction system and a calibration method capable of correcting a teaching program.
請求項1に記載の発明は、溶接教示位置補正システムにおいて、複数の関節を有するロボットと、前記ロボットの先端に設けられ、対向配置された二つの溶接チップを有するスポット溶接ガンと、少なくとも一方の溶接チップに着脱自在又は少なくとも一方の溶接チップと交換可能に設けられるとともに、光軸が前記溶接チップの軸と同軸となるように設けられ、前記溶接チップによるワークの打点部を撮像する撮像装置と、前記ロボット及び前記スポット溶接ガンに溶接動作を教示する教示プログラムに従って前記ロボット及び前記スポット溶接ガンの動作制御を行う動作制御手段と、前記撮像装置により撮像された撮像画像の画像処理を行って、前記撮像画像中における前記溶接チップによるワークの打点部の位置情報を取得する画像処理手段と、前記画像処理手段による前記撮像画像の画像処理により取得した前記撮像画像中におけるワークの打点部の位置情報に基づいて、前記教示プログラムにおける前記ロボットの教示位置を複数の方向に補正するプログラム補正手段と、を備えることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a welding teaching position correcting system, wherein a robot having a plurality of joints, a spot welding gun having two welding tips provided at the tip of the robot and arranged to face each other, and An imaging device that is detachably attached to the welding tip or replaceable with at least one of the welding tips, and is provided so that an optical axis is coaxial with the axis of the welding tip, and images a hitting point portion of the workpiece by the welding tip; Performing an image processing of the captured image captured by the imaging device, operation control means for controlling the operation of the robot and the spot welding gun in accordance with a teaching program for teaching the robot and the spot welding gun a welding operation, Image processing for acquiring position information of a hitting point portion of the workpiece by the welding tip in the captured image. And a program for correcting the teaching position of the robot in the teaching program in a plurality of directions based on position information of a hitting point portion of the work in the captured image acquired by image processing of the captured image by the image processing means And a correcting means.
請求項2に記載の発明は、溶接教示位置補正システムにおいて、床に対して固定され、対向配置された二つの溶接チップを有するスポット溶接ガンと、複数の関節を有し、先端にワークを把持する把持装置が設けられ、前記スポット溶接ガンにワークを供給するロボットと、少なくとも一方の溶接チップに着脱自在又は少なくとも一方の溶接チップと交換可能に設けられるとともに、光軸が前記溶接チップの軸と同軸となるように設けられ、前記溶接チップによるワークの打点部を撮像する撮像装置と、前記ロボット及び前記スポット溶接ガンに溶接動作を教示する教示プログラムに従って前記ロボット及び前記スポット溶接ガンの動作制御を行う動作制御手段と、前記撮像装置により撮像された撮像画像の画像処理を行って、前記撮像画像中における前記溶接チップによるワークの打点部の位置情報を取得する画像処理手段と、前記画像処理手段による前記撮像画像の画像処理により取得した前記撮像画像中におけるワークの打点部の位置情報に基づいて、前記教示プログラムにおける前記ロボットの教示位置を複数の方向に補正するプログラム補正手段と、を備えることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the welding teaching position correcting system, a spot welding gun having two welding tips fixed to each other and opposed to each other, a plurality of joints, and gripping a workpiece at the tip And a robot for supplying a workpiece to the spot welding gun, a detachable or at least replaceable welding tip on at least one welding tip, and an optical axis connected to the axis of the welding tip. The robot and the spot welding gun are controlled in accordance with an imaging device that is provided so as to be coaxial, and that images a spot of a workpiece by the welding tip, and a teaching program that teaches the robot and the spot welding gun a welding operation. An operation control unit for performing the image processing of the captured image captured by the imaging device, and the captured image Image processing means for acquiring the position information of the hit point portion of the workpiece by the welding tip, and based on the position information of the hit point portion of the work in the captured image acquired by the image processing of the captured image by the image processing means, Program correction means for correcting the teaching position of the robot in the teaching program in a plurality of directions.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の溶接教示位置補正システムにおいて、前記撮像装置により撮像された撮像画像における予め設定された最適な打点位置を記憶する記憶手段を備え、前記プログラム補正手段は、前記動作制御手段により前記教示プログラムに基づいて前記溶接チップの軸上近傍に前記打点部が位置するように前記ロボットを移動させた場合に、前記撮像装置により撮像された撮像画像における前記打点部の位置と前記記憶手段に記憶された前記撮像画像における予め設定された最適な打点位置との差分に基づいて、ロボットツール座標での前記溶接チップの軸方向に直交する面方向の差分が所定値以下になるように前記教示プログラムにおける前記ロボットの教示位置をロボットツール座標での前記溶接チップの軸方向に直交する面方向に補正することを特徴とする。
ここで、最適な打点位置は、ユーザによって予め設定される打点位置をいい、最適の判断はユーザによってなされるものである。
また、所定値とは、ユーザにより定められる値であり、許容される誤差に基づいて所定値の大小が決定される。
The invention described in
Here, the optimal hitting point position refers to a hitting point position set in advance by the user, and the optimum determination is made by the user.
The predetermined value is a value determined by the user, and the magnitude of the predetermined value is determined based on an allowable error.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の溶接教示位置補正システムにおいて、前記動作制御手段により前記溶接チップを軸方向に駆動させるガン開閉軸又は前記ロボットをロボットツール座標での前記溶接チップの軸方向に移動させた場合に、前記溶接チップがワークに接触したことを検出する検出手段を備え、前記プログラム補正手段は、前記検出手段が前記溶接チップのワークへの接触を検出したときのロボットツール座標での前記溶接チップの軸方向におけるロボットの位置に基づいて、前記教示プログラムにおける前記ロボットの教示位置をロボットツール座標での前記溶接チップの軸方向に補正することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the welding teaching position correcting system according to the third aspect, the welding opening / closing axis for driving the welding tip in the axial direction by the operation control means or the robot in the robot tool coordinates. A detecting means for detecting that the welding tip is in contact with the workpiece when the tip is moved in the axial direction of the tip; and the program correcting means is configured to detect when the detecting means detects the contact of the welding tip with the workpiece. Based on the position of the robot in the axial direction of the welding tip at the robot tool coordinates, the teaching position of the robot in the teaching program is corrected in the axial direction of the welding tip at the robot tool coordinates.
請求項5に記載の発明は、請求項3に記載の溶接教示位置補正システムにおいて、前記動作制御手段により前記教示プログラムに基づいて前記溶接チップの軸上近傍に前記打点部が位置するように前記ロボットを移動させた場合における当該打点部の大きさを記憶する打点部サイズ記憶手段を備え、前記プログラム補正手段は、前記動作制御手段により前記溶接チップを軸方向に駆動させるガン開閉軸又は前記ロボットをロボットツール座標での前記溶接チップの軸方向に移動させた場合に、前記撮像装置により撮像された撮像画像における前記打点部の大きさと前記打点部サイズ記憶手段に記憶された前記打点部の大きさとに基づいて、撮像画像における前記打点部の大きさが前記打点部サイズ記憶手段に記憶された前記打点部の大きさとの差が所定値以下となるように前記教示プログラムにおける前記ロボットの教示位置をロボットツール座標での前記溶接チップの軸方向に補正することを特徴とする。
ここで、所定値とは、ユーザにより定められる値であり、許容される誤差に基づいて所定値の大小が決定される。
According to a fifth aspect of the present invention, in the welding teaching position correction system according to the third aspect, the operation control means causes the hitting point portion to be positioned in the vicinity of the axis of the welding tip based on the teaching program. A gun opening / closing shaft or a robot for driving the welding tip in the axial direction by the operation control means, comprising a spot size storage means for storing the size of the spot when the robot is moved. Is moved in the axial direction of the welding tip in the robot tool coordinates, the size of the hit point portion in the captured image taken by the imaging device and the size of the hit point portion stored in the hit point size storage means And the size of the hit point portion in the captured image is the size of the hit point portion stored in the hit point portion size storage means. Difference and corrects a teaching position of the robot in the teaching program to be equal to or less than a predetermined value in the axial direction of the welding tip of the robot tool coordinate.
Here, the predetermined value is a value determined by the user, and the magnitude of the predetermined value is determined based on an allowable error.
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の溶接教示位置補正システムにおいて、前記撮像装置と前記画像処理手段とを無線通信により接続する無線通信装置を備えることを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the welding teaching position correction system according to any one of the first to fifth aspects, further comprising a wireless communication device that connects the imaging device and the image processing means by wireless communication. It is characterized by.
請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか一項に記載の溶接教示位置補正システムを用いて教示プログラムの補正を行うにあたり、前記撮像装置のキャリブレーションを行うキャリブレーション方法において、前記動作制御手段により前記教示プログラムに基づいて前記溶接チップの軸上近傍に前記打点部がくるように前記ロボットを移動させる第1移動工程と、前記第1移動工程により前記ロボットを移動させた後に、前記撮像装置により前記打点部を撮像する第1撮像工程と、前記動作制御手段により前記ロボットをロボットツール座標での前記撮像装置の光軸に直交する面上の予め設定された方向に予め設定された距離だけ移動させる第2移動工程と、前記第2移動工程により前記ロボットを移動させた後に、前記撮像装置により前記打点部を撮像する第2撮像工程と、前記第1撮像工程により撮像された撮像画像における前記打点部の位置と、前記第2撮像工程により撮像された撮像画像における前記打点部の位置と、前記第2移動工程により前記ロボットを移動させた方向及び距離と、撮像画像における予め設定された最適な打点位置と、に基づいて、前記撮像画像における打点部を予め設定された最適な打点位置まで移動させるために必要な前記ロボットの移動方向及び移動距離を算出する算出工程と、前記算出工程により算出された移動方向及び移動距離に基づいて、前記動作制御手段により前記ロボットを移動させるキャリブレーション工程と、を備えることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a calibration method for calibrating the imaging device when the teaching program is corrected using the welding teaching position correcting system according to any one of the first to sixth aspects. A first moving step of moving the robot so that the hitting point is near the axis of the welding tip based on the teaching program by the operation control means; and the robot is moved by the first moving step. Later, a first imaging step of imaging the hitting point by the imaging device, and the robot in the robot tool coordinates in a preset direction on a plane orthogonal to the optical axis of the imaging device in advance by the operation control means A second movement step of moving the robot by a set distance; and after moving the robot through the second movement step, A second imaging step of imaging the hit point portion, a position of the hit point portion in the captured image captured by the first imaging step, and a position of the hit point portion in the captured image captured by the second imaging step Based on the direction and distance in which the robot has been moved in the second moving step and the optimum spot position set in advance in the captured image, the optimum spot position in which the spot portion in the captured image is preset. A calculation step for calculating a movement direction and a movement distance of the robot necessary for moving the robot to the position, and a calibration for moving the robot by the operation control unit based on the movement direction and the movement distance calculated by the calculation step And a process.
請求項8に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか一項に記載の溶接教示位置補正システムを用いて教示プログラムの補正を行うにあたり、前記撮像装置のキャリブレーションを行うキャリブレーション方法において、前記動作制御手段により前記教示プログラムに基づいて前記溶接チップの軸上近傍に前記打点部から所定の距離に位置する特定点がくるように前記ロボットを移動させる第1移動工程と、前記第1移動工程により前記ロボットを移動させた後に、前記撮像装置により前記特定点を撮像する第1撮像工程と、前記動作制御手段により前記ロボットをロボットツール座標での前記撮像装置の光軸に直交する面上の予め設定された方向に予め設定された距離だけ移動させる第2移動工程と、前記第2移動工程により前記ロボットを移動させた後に、前記撮像装置により前記特定点を撮像する第2撮像工程と、前記第1撮像工程により撮像された撮像画像における前記特定点の位置と、前記第2撮像工程により撮像された撮像画像における前記特定点の位置と、前記第2移動工程により前記ロボットを移動させた方向及び距離と、撮像画像における予め設定された最適な打点位置と、に基づいて、前記撮像画像における特定点を予め設定された最適な打点位置まで移動させるために必要な前記ロボットの移動方向及び移動距離を算出する算出工程と、前記算出工程により算出された移動方向及び移動距離に基づいて、前記動作制御手段により前記ロボットを移動させるキャリブレーション工程と、を備えることを特徴とする。
The invention according to
請求項1に記載の発明によれば、ロボットの先端に設けられたスポット溶接ガンの二つの溶接チップのうち、少なくとも一方の溶接チップに光軸が溶接チップの軸と同軸となるように撮像装置を取り付けるか、少なくとも一方の溶接チップに光軸が溶接チップの軸と同軸となるように撮像装置を取り付ける。そして、撮像装置により、溶接チップによるワークの打点部を撮像する。画像処理手段は、撮像装置により撮像された撮像画像の画像処理を行って、撮像画像中における溶接チップによるワークの打点部の位置情報を取得する。プログラム補正手段は、撮像画像の画像処理により取得した撮像画像中におけるワークの打点部の位置情報に基づいて、教示プログラムにおけるロボットの教示位置を複数の方向に補正する。 According to the first aspect of the present invention, the imaging device is configured such that the optical axis of at least one of the two welding tips of the spot welding gun provided at the tip of the robot is coaxial with the axis of the welding tip. Or an imaging device is attached to at least one welding tip so that the optical axis is coaxial with the axis of the welding tip. And the spotting part of the workpiece | work by a welding tip is imaged with an imaging device. The image processing means performs image processing of the captured image captured by the imaging device, and acquires position information of the hit point portion of the workpiece by the welding tip in the captured image. The program correcting unit corrects the teaching position of the robot in the teaching program in a plurality of directions based on the position information of the hit point portion of the workpiece in the captured image acquired by the image processing of the captured image.
ここで、撮像装置は、その光軸が溶接チップの軸と同軸となるように設けられているため、従来のように溶接チップの軸線とカメラの光軸とが一致していないために必要となる作業、すなわち、カメラでワークを認識するためのロボット動作の教示が不要となり、オフラインティーチングにかかる手間を軽減することができる。また、予め撮像装置のキャリブレーションを行う必要がなくなるので、オフラインティーチングにかかる手間を軽減することができるほか、撮像装置のキャリブレーションの精度に起因する誤差の発生を抑制できる。 Here, the imaging device is provided so that the optical axis thereof is coaxial with the axis of the welding tip, so that the axis of the welding tip and the optical axis of the camera do not coincide with each other as in the prior art. In other words, the teaching of the robot operation for recognizing the work with the camera is not necessary, and the time and effort required for offline teaching can be reduced. In addition, since it is not necessary to calibrate the imaging apparatus in advance, it is possible to reduce the time and effort required for offline teaching and to suppress the occurrence of errors due to the calibration accuracy of the imaging apparatus.
また、撮像装置は、一方の溶接チップに着脱自在又は一方の溶接チップと交換可能とされているため、撮像装置は溶接チップの近傍又は溶接チップの取付領域を占めるだけとなる。これにより、撮像装置で打点部を撮像する姿勢をとる際に、撮像装置で打点部の撮像に適した姿勢を追求するあまり、ロボットやスポット溶接ガンが、周囲に存在するワークや治具に干渉するおそれを減らすことができる。よって、このような干渉を回避するための方策を取る必要がなく、オフラインティーチングにかかる手間を軽減することができる。 In addition, since the imaging device is detachably attached to one welding tip or replaceable with one welding tip, the imaging device only occupies the vicinity of the welding tip or the attachment region of the welding tip. As a result, the robot or spot welding gun interferes with the surrounding workpieces and jigs when the imaging device is in a posture to image the hitting portion and the imaging device pursues a posture suitable for imaging the hitting portion. The risk of doing so can be reduced. Therefore, it is not necessary to take a measure for avoiding such interference, and it is possible to reduce time and effort required for offline teaching.
また、プログラム補正手段は、撮像画像中におけるワークの打点部の位置情報に基づいて、教示プログラムにおけるロボットの教示位置を複数の方向に補正する。これにより、従来は、一方向の補正であったのに対して複数の方向に補正することができるので、補正の精度を高めることができる。 The program correcting means corrects the teaching position of the robot in the teaching program in a plurality of directions based on the position information of the hit point portion of the workpiece in the captured image. As a result, the correction can be made in a plurality of directions compared to the correction in one direction in the past, so that the correction accuracy can be improved.
請求項2に記載の発明によれば、床に対して固定されたスポット溶接ガンの二つの溶接チップのうち、少なくとも一方の溶接チップに光軸が溶接チップの軸と同軸となるように撮像装置を取り付けるか、少なくとも一方の溶接チップに光軸が溶接チップの軸と同軸となるように撮像装置を取り付ける。そして、撮像装置により、溶接チップによるワークの打点部を撮像する。画像処理手段は、撮像装置により撮像された撮像画像の画像処理を行って、撮像画像中における溶接チップによるワークの打点部の位置情報を取得する。プログラム補正手段は、撮像画像の画像処理により取得した撮像画像中におけるワークの打点部の位置情報に基づいて、教示プログラムにおけるロボットの教示位置を複数の方向に補正する。 According to the second aspect of the present invention, the imaging device is configured such that the optical axis of at least one of the two welding tips of the spot welding gun fixed to the floor is coaxial with the axis of the welding tip. Or an imaging device is attached to at least one welding tip so that the optical axis is coaxial with the axis of the welding tip. And the spotting part of the workpiece | work by a welding tip is imaged with an imaging device. The image processing means performs image processing of the captured image captured by the imaging device, and acquires position information of the hit point portion of the workpiece by the welding tip in the captured image. The program correcting unit corrects the teaching position of the robot in the teaching program in a plurality of directions based on the position information of the hit point portion of the workpiece in the captured image acquired by the image processing of the captured image.
ここで、撮像装置は、その光軸が溶接チップの軸と同軸となるように設けられているため、従来のように溶接チップの軸線とカメラの光軸とが一致していないために必要となる作業、すなわち、カメラでワークを認識するためのロボット動作の教示が不要となり、オフラインティーチングにかかる手間を軽減することができる。また、予め撮像装置のキャリブレーションを行う必要がなくなるので、オフラインティーチングにかかる手間を軽減することができるほか、撮像装置のキャリブレーションの精度に起因する誤差の発生を抑制できる。 Here, the imaging device is provided so that the optical axis thereof is coaxial with the axis of the welding tip, so that the axis of the welding tip and the optical axis of the camera do not coincide with each other as in the prior art. In other words, the teaching of the robot operation for recognizing the work with the camera is not necessary, and the time and effort required for offline teaching can be reduced. In addition, since it is not necessary to calibrate the imaging apparatus in advance, it is possible to reduce the time and effort required for offline teaching and to suppress the occurrence of errors due to the calibration accuracy of the imaging apparatus.
また、撮像装置は、一方の溶接チップに着脱自在又は一方の溶接チップと交換可能とされているため、撮像装置は溶接チップの近傍又は溶接チップの取付領域を占めるだけとなる。これにより、撮像装置で打点部を撮像する姿勢をとる際に、撮像装置で打点部の撮像に適した姿勢を追求するあまり、ロボットやスポット溶接ガンが、周囲に存在するワークや治具に干渉するおそれを減らすことができる。よって、このような干渉を回避するための方策を取る必要がなく、オフラインティーチングにかかる手間を軽減することができる。 In addition, since the imaging device is detachably attached to one welding tip or replaceable with one welding tip, the imaging device only occupies the vicinity of the welding tip or the attachment region of the welding tip. As a result, the robot or spot welding gun interferes with the surrounding workpieces and jigs when the imaging device is in a posture to image the hitting portion and the imaging device pursues a posture suitable for imaging the hitting portion. The risk of doing so can be reduced. Therefore, it is not necessary to take a measure for avoiding such interference, and it is possible to reduce time and effort required for offline teaching.
また、プログラム補正手段は、撮像画像中におけるワークの打点部の位置情報に基づいて、教示プログラムにおけるロボットの教示位置を複数の方向に補正する。これにより、従来は、一方向の補正であったのに対して複数の方向に補正することができるので、補正の精度を高めることができる。 The program correcting means corrects the teaching position of the robot in the teaching program in a plurality of directions based on the position information of the hit point portion of the workpiece in the captured image. As a result, the correction can be made in a plurality of directions compared to the correction in one direction in the past, so that the correction accuracy can be improved.
請求項3に記載の発明によれば、動作制御手段による教示プログラムに基づいて溶接チップの軸上近傍に打点部が位置するようにロボットを移動させた場合、撮像装置の光軸と溶接チップの軸が同軸上にあることから、撮像装置により撮像された撮像画像における打点部の位置と記憶手段に記憶された撮像画像における予め設定された最適な打点位置は一致するはずである。しかし、ロボットの据え付け誤差、ロボットやスポット溶接ガンの加工精度、自重によるたわみ等により一致しないことがある。 According to the third aspect of the present invention, when the robot is moved based on the teaching program by the operation control means so that the hitting point is located near the axis of the welding tip, the optical axis of the imaging device and the welding tip Since the axis is on the same axis, the position of the hit point portion in the picked-up image taken by the image pickup device should match the preset optimum hit point position in the picked-up image stored in the storage means. However, they may not match due to installation errors of the robot, processing accuracy of the robot or spot welding gun, deflection due to its own weight, and the like.
このような場合に、プログラム補正手段は、撮像装置により撮像された撮像画像における打点部の位置と撮像画像における予め設定された最適な打点位置との差分に基づいて、ロボットツール座標での溶接チップの軸方向に直交する面方向の差分が所定値以下になるように教示プログラムにおけるロボットの教示位置をロボットツール座標での溶接チップの軸方向に直交する面方向に補正する。
これにより、ロボットの据え付け誤差、ロボットやスポット溶接ガンの加工精度、自重によるたわみ等が発生しても、これらの誤差を受け入れたうえでプログラム補正手段によりその誤差を解消するので、補正の精度を高めることができる。
In such a case, the program correction means is configured to weld the welding tip at the robot tool coordinates based on the difference between the position of the hitting point in the captured image captured by the imaging device and the preset optimal hitting point position in the captured image. The teaching position of the robot in the teaching program is corrected to the surface direction orthogonal to the axial direction of the welding tip in the robot tool coordinates so that the difference in the surface direction orthogonal to the axial direction is equal to or less than a predetermined value.
As a result, even if robot installation error, robot or spot welding gun processing accuracy, deflection due to its own weight, etc. occur, these errors are accepted and the error is eliminated by the program correction means. Can be increased.
請求項4に記載の発明によれば、動作制御手段による教示プログラムに基づいてワークに対する溶接チップの位置決めを行った場合、ガン開閉軸又はロボットをロボットツール座標での溶接チップの軸方向に定められた距離だけ移動させることで溶接チップはワークに当接するはずである。しかし、ロボットの据え付け誤差、ロボットやスポット溶接ガンの加工精度、自重によるたわみ等により一致しないことがある。 According to the fourth aspect of the present invention, when the welding tip is positioned with respect to the workpiece based on the teaching program by the operation control means, the gun opening / closing axis or the robot is determined in the axial direction of the welding tip in the robot tool coordinates. The welding tip should come into contact with the workpiece by moving the distance. However, they may not match due to installation errors of the robot, processing accuracy of the robot or spot welding gun, deflection due to its own weight, and the like.
このような場合に、プログラム補正手段は、検出手段が溶接チップのワークへの接触を検出したときのロボットツール座標での溶接チップの軸方向におけるロボットの位置に基づいて、教示プログラムにおけるロボットの教示位置をロボットツール座標での溶接チップの軸方向に補正する。
これにより、ロボットの据え付け誤差、ロボットやスポット溶接ガンの加工精度、自重によるたわみ等が発生しても、これらの誤差を受け入れたうえでプログラム補正手段によりその誤差を解消するので、オフラインティーチングを的確に行うことができる。
また、請求項3における溶接チップの軸方向に直交する面方向の補正と組み合わせることで、三次元空間における全ての方向への補正を行うことができるので、補正の精度を高めることができる。
In such a case, the program correction unit is configured to teach the robot in the teaching program based on the position of the robot in the axial direction of the welding tip in the robot tool coordinates when the detecting unit detects contact of the welding tip with the workpiece. Correct the position in the axial direction of the welding tip in robot tool coordinates.
As a result, even if robot installation errors, robot and spot welding gun processing accuracy, deflection due to its own weight, etc. occur, these errors are accepted, and the errors are eliminated by the program correction means. Can be done.
Further, by combining with correction of the surface direction orthogonal to the axial direction of the welding tip in
請求項5に記載の発明によれば、動作制御手段による教示プログラムに基づいて溶接チップの軸上近傍に打点部が位置するようにロボットを移動させた場合、撮像装置の光軸と溶接チップの軸が同軸上にあることから、撮像装置により撮像された撮像画像における打点部の大きさと打点部サイズ記憶手段に記憶された打点部の大きさは一致するはずである。しかし、ロボットの据え付け誤差、ロボットやスポット溶接ガンの加工精度、自重によるたわみ等により溶接チップからワークまでの距離が変わるため、一致しないことがある。 According to the fifth aspect of the present invention, when the robot is moved based on the teaching program by the operation control means so that the hitting point is located near the axis of the welding tip, the optical axis of the imaging device and the welding tip Since the axis is on the same axis, the size of the hit point portion in the captured image taken by the imaging device should match the size of the hit point portion stored in the hit point size storage means. However, the distance from the welding tip to the workpiece may change due to the installation error of the robot, the processing accuracy of the robot or spot welding gun, the deflection due to its own weight, and so on.
このような場合に、プログラム補正手段は、溶接チップを軸方向に駆動させるガン開閉軸又はロボットをロボットツール座標での溶接チップの軸方向に移動させた場合に、撮像装置により撮像された撮像画像における打点部の大きさと打点部サイズ記憶手段に記憶された打点部の大きさとに基づいて、撮像画像における打点部の大きさが打点部サイズ記憶手段に記憶された打点部の大きさと一致するように教示プログラムにおけるロボットの教示位置をロボットツール座標での溶接チップの軸方向に補正する。
これにより、ロボットの据え付け誤差、ロボットやスポット溶接ガンの加工精度、自重によるたわみ等が発生しても、これらの誤差を受け入れたうえでプログラム補正手段によりその誤差を解消するので、補正の精度を高めることができる。
In such a case, the program correcting means captures an image captured by the imaging device when the gun opening / closing axis for driving the welding tip in the axial direction or the robot is moved in the axial direction of the welding tip in the robot tool coordinates. On the basis of the size of the hitting point portion in FIG. 5 and the size of the hitting point portion stored in the hitting point size storage unit, the size of the hitting point portion in the captured image matches the size of the hitting point portion stored in the hitting point size storage unit. Next, the teaching position of the robot in the teaching program is corrected in the axial direction of the welding tip in the robot tool coordinates.
As a result, even if robot installation error, robot or spot welding gun processing accuracy, deflection due to its own weight, etc. occur, these errors are accepted and the error is eliminated by the program correction means. Can be increased.
請求項6に記載の発明によれば、無線通信装置を用いて撮像装置と画像処理手段とを無線接続することにより、撮像装置と画像処理手段とを接続する配線やこの配線に伴う作業領域の制約等について考慮する必要がなく、各装置の配置の自由度を高めることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, by wirelessly connecting the imaging device and the image processing means using a wireless communication device, the wiring for connecting the imaging device and the image processing means and the work area associated with the wiring can be reduced. There is no need to consider restrictions and the like, and the degree of freedom of arrangement of each device can be increased.
請求項7に記載の発明によれば、第1移動工程において、教示プログラムに基づいて溶接チップの軸上近傍に打点部が位置するようにロボットを移動させた場合、撮像装置の光軸と溶接チップの軸が同軸上にあることから、第1撮像工程において、撮像装置により撮像された撮像画像における打点部の位置と撮像画像における予め設定された最適な打点位置は一致するはずである。しかし、ロボットの据え付け誤差、ロボットやスポット溶接ガンの加工精度、自重によるたわみ等により一致しないことがある。 According to the seventh aspect of the present invention, when the robot is moved in the first movement step so that the hitting point is located near the axis of the welding tip based on the teaching program, the optical axis of the imaging device and the welding Since the axis of the chip is coaxial, in the first imaging step, the position of the hit point portion in the captured image captured by the imaging device and the optimum spot position set in advance in the captured image should match. However, they may not match due to installation errors of the robot, processing accuracy of the robot or spot welding gun, deflection due to its own weight, and the like.
このような場合に、第2移動工程において、ロボットをロボットツール座標での撮像装置の光軸に直交する面上の予め設定された方向に予め設定された距離だけ移動させる。次いで、第2撮像工程において、第2移動工程によりロボットを移動させた後に、撮像装置により打点部を撮像する。次いで、算出工程において、第1撮像工程により撮像された撮像画像における打点部の位置と、第2撮像工程により撮像された撮像画像における打点部の位置と、第2移動工程によりロボットを移動させた方向及び距離と、撮像画像における予め設定された最適な打点位置と、に基づいて、撮像画像における打点部を予め設定された最適な打点位置まで移動させるために必要なロボットの移動方向及び移動距離を算出する。そして、キャリブレーション工程において、算出工程により算出された移動方向及び移動距離に基づいて、ロボットを移動させ、キャリブレーションを行う。
これにより、撮像画像の向きや撮像画像の予め設定された最適な打点位置から打点部までの距離が不明であっても第2移動工程でロボットを移動させることで撮像画像の向きや撮像画像の予め設定された最適な打点位置から打点部までの距離を算出することができるので、的確にキャリブレーションを行うことができ、教示プログラムの補正の精度を高めることができる。
In such a case, in the second movement step, the robot is moved by a preset distance in a preset direction on a plane orthogonal to the optical axis of the imaging device in the robot tool coordinates. Next, in the second imaging step, after the robot is moved in the second moving step, the hitting portion is imaged by the imaging device. Next, in the calculation step, the position of the hit point portion in the captured image picked up in the first image pickup step, the position of the hit point portion in the picked-up image picked up in the second image pickup step, and the robot are moved in the second moving step. Based on the direction and distance and the preset optimum hit point position in the captured image, the movement direction and distance of the robot necessary for moving the hit point portion in the captured image to the preset optimum hit point position Is calculated. In the calibration step, the robot is moved and calibrated based on the movement direction and the movement distance calculated in the calculation step.
As a result, even if the direction of the captured image and the distance from the optimal optimal hit point position of the captured image to the hit point portion are unknown, the direction of the captured image and the captured image can be changed by moving the robot in the second movement step. Since the distance from the preset optimal hit point position to the hit point portion can be calculated, calibration can be performed accurately, and the correction accuracy of the teaching program can be improved.
請求項8に記載の発明によれば、第1移動工程において、教示プログラムに基づいて溶接チップの軸上近傍に特定点が位置するようにロボットを移動させた場合、撮像装置の光軸と溶接チップの軸が同軸上にあることから、第1撮像工程において、撮像装置により撮像された撮像画像における特定点の位置と撮像画像における予め設定された最適な打点位置は一致するはずである。しかし、ロボットの据え付け誤差、ロボットやスポット溶接ガンの加工精度、自重によるたわみ等により一致しないことがある。 According to the eighth aspect of the present invention, in the first movement step, when the robot is moved so that the specific point is located near the axis of the welding tip based on the teaching program, the optical axis of the imaging device and the welding Since the axis of the chip is coaxial, in the first imaging step, the position of the specific point in the captured image captured by the imaging device should match the preset optimum spot position in the captured image. However, they may not match due to installation errors of the robot, processing accuracy of the robot or spot welding gun, deflection due to its own weight, and the like.
このような場合に、第2移動工程において、ロボットをロボットツール座標での撮像装置の光軸に直交する面上の予め設定された方向に予め設定された距離だけ移動させる。次いで、第2撮像工程において、第2移動工程によりロボットを移動させた後に、撮像装置により特定点を撮像する。次いで、算出工程において、第1撮像工程により撮像された撮像画像における特定点の位置と、第2撮像工程により撮像された撮像画像における特定点の位置と、第2移動工程によりロボットを移動させた方向及び距離と、撮像画像における予め設定された最適な打点位置と、に基づいて、撮像画像における特定点を予め設定された最適な打点位置まで移動させるために必要なロボットの移動方向及び移動距離を算出する。そして、キャリブレーション工程において、算出工程により算出された移動方向及び移動距離に基づいて、ロボットを移動させ、キャリブレーションを行う。
これにより、撮像画像の向きや撮像画像の予め設定された最適な打点位置から特定点までの距離が不明であっても第2移動工程でロボットを移動させることで撮像画像の向きや撮像画像の予め設定された最適な打点位置から特定点までの距離を算出することができるので、的確にキャリブレーションを行うことができ、教示プログラムの補正の精度を高めることができる。
In such a case, in the second movement step, the robot is moved by a preset distance in a preset direction on a plane orthogonal to the optical axis of the imaging device in the robot tool coordinates. Next, in the second imaging step, after moving the robot in the second movement step, the specific point is imaged by the imaging device. Next, in the calculation process, the position of the specific point in the captured image captured in the first imaging process, the position of the specific point in the captured image captured in the second imaging process, and the robot is moved in the second movement process. Based on the direction and distance and the preset optimum hit point position in the captured image, the moving direction and distance of the robot necessary for moving the specific point in the captured image to the preset optimum hit point position Is calculated. In the calibration step, the robot is moved and calibrated based on the movement direction and the movement distance calculated in the calculation step.
As a result, even if the orientation of the captured image and the distance from the optimal optimum spot position of the captured image to the specific point are unknown, the orientation of the captured image and the captured image can be changed by moving the robot in the second movement step. Since the distance from the preset optimal hit point position to the specific point can be calculated, calibration can be performed accurately, and the correction accuracy of the teaching program can be improved.
以下、図面を参照して、溶接教示位置補正システム及びキャリブレーション方法の最良の実施形態について詳細に説明する。なお、溶接教示位置の補正にあたり、溶接チップの軸方向に直交する方向をX方向、溶接チップの軸方向に直交するとともにX方向に直交する方向をY方向、溶接チップの軸方向に沿った方向をZ方向とする。
<溶接教示位置補正システムの構成>
図1に示すように、溶接教示位置補正システム1は、複数の関節及びアームを有する多軸のロボット2と、このロボット2の先端に設けられたスポット溶接ガン3と、スポット溶接ガンによりスポット溶接がなされるワークWの打点部を撮像する撮像装置としてのカメラ4と、ロボット2、スポット溶接ガン3、カメラ4等の動作制御を行う制御装置5と、カメラ4で撮像された撮像画像の画像処理を行う画像処理装置6と、を備えている。
Hereinafter, the best embodiment of a welding teaching position correction system and a calibration method will be described in detail with reference to the drawings. In correcting the welding teaching position, the direction orthogonal to the axial direction of the welding tip is the X direction, the direction orthogonal to the axial direction of the welding tip and orthogonal to the X direction is the Y direction, and the direction along the axial direction of the welding tip. Is the Z direction.
<Configuration of welding teaching position correction system>
As shown in FIG. 1, a welding teaching position correction system 1 includes a
(ロボット)
図1に示すように、ロボット2は、例えば、自動車の車体フレームのスポット溶接ラインで用いられる。ロボット2は、土台となるベース21と、関節22で連結された複数のアーム23と、ロボット2を駆動させるサーボモータ(図示略)とを備えている。そして、連結された各アーム23の先端部には、スポット溶接ガン3が設けられている。
各関節22は、アーム23の一端部を揺動可能として他端部を軸支する揺動関節と、アーム23自身をその長手方向を中心に回転可能に軸支する回転関節とのいずれかから構成される。つまり、ロボット2はいわゆる多関節型ロボットに相当する。
(robot)
As shown in FIG. 1, the
Each joint 22 is one of a swing joint that pivots one end of the
(スポット溶接ガン)
図1、図2に示すように、スポット溶接ガン3は、二つの溶接チップ(電極)31,32を備えている。一方の溶接チップ31は、アーム33とともに固定されている。他方の溶接チップ32は、サーボモータ(図示略)によりガン開閉軸35を駆動させ、一方の溶接チップ31に向かってアーム33とともに駆動する。溶接チップ31,32は、互いに対向するように配置されている。すなわち、サーボモータによりガン開閉軸35を駆動させ、溶接チップ31と溶接チップ32の間隔を狭めていくことにより、ワークWを溶接チップ31,32で挟持することができる。そして、ワークWを溶接チップ31,32で挟んだ状態で各溶接チップ31,32に通電することにより、スポット溶接を行うことができる。なお、サーボモータは、制御装置5からの制御信号により駆動制御される。
(Spot welding gun)
As shown in FIGS. 1 and 2, the
(カメラ)
図2に示すように、カメラ4は、例えば、小型のCCDカメラが用いられる。カメラ4は、二つの溶接チップ31,32のうち、少なくとも一方の溶接チップ31に対して着脱自在に設けられている。このとき、カメラ4は、その光軸が溶接チップ31の軸と同軸となるように設けられている。カメラ4は、二つの溶接チップ31,32のうち、いずれに設けてもよいが、アーム33に固定されている溶接チップ31に設けることが好ましい。これは、溶接チップ32の移動による光軸のずれの発生確率を減らすためである。
なお、図3に示すように、少なくとも一方の溶接チップ31をアーム33から取り外し、その取り外した位置にカメラ4を設けてもよい。言い換えると、溶接チップ31とカメラ4をアーム33に対して交換可能に設けてもよい。本実施形態においては、溶接チップ31とカメラ4を交換した例について説明する。
また、図4に示すように、カメラ4には、画像処理装置6と無線通信により接続して無線通信装置9を構成する通信機91が設けられている。通信機91は、カメラ4で撮像した撮像画像データを画像処理装置6で画像処理させるために通信機92に向けて送信する。
なお、使用されるカメラ4は、ワークWとカメラ4の距離について誤差が生じた場合にも、確実に打点部を認識するために、焦点範囲が広い(焦点深度範囲が長い)特性をもつものを使用することが望ましい。
(camera)
As shown in FIG. 2, for example, a small CCD camera is used as the
As shown in FIG. 3, at least one
As shown in FIG. 4, the
Note that the
(制御装置)
図4に示すように、制御装置5は、ロボット2の動作制御等に関する処理プログラムに従って各処理を実行するCPU51と、各処理を実行するための処理プログラムや処理データ等が記憶されるメモリ52と、を備えている。
メモリ52には、ロボット2を駆動させる処理プログラム等が記憶されるプログラムエリア53と、ロボット2の駆動制御に当たって必要なデータが記憶されたデータエリア54と、種々のワークメモリやカウンタなどが設けられ、各処理が行われる作業エリア55と、が形成されている。
(Control device)
As shown in FIG. 4, the
The
プログラムエリア53には、ロボット2及びスポット溶接ガン3に溶接動作を教示して動作制御を行う機能を実現させる教示プログラム53aが記憶されている。
プログラムエリア53には、画像処理装置6から送信されてきた撮像画像の画像処理により取得した撮像画像中におけるワークWの打点部の位置情報に基づいて、教示プログラム53aにおけるロボット2の教示位置を複数の方向に補正する機能を実現させる補正プログラム53bが記憶されている。すなわち、制御装置5は、画像処理装置6から教示プログラム53aを補正するための複数の位置成分の補正値を受信してデータエリア54に記憶させる。そして、補正プログラム53bの実行時にデータエリア54から補正値を読み取って教示プログラム53aを補正する。
プログラムエリア53には、カメラ4で撮像した撮像画像中におけるロボット2の位置(カメラ座標におけるロボットの位置)と実際のロボット2の位置(ロボットツール座標におけるロボットの位置)とのずれを修正するキャリブレーションプログラム53cが記憶されている。
The
In the
In the
制御装置5には、ユーザによる操作指示が入力される入力装置7と、カメラ4による撮像画像等のユーザに報知する情報を表示する表示装置8とが設けられている。
なお、入力装置7と表示装置8は、制御装置5の本体に設けられていてもよいし、遠隔操作を実現させるために制御装置5の本体に対して有線又は無線により接続されたペンダントに設けられていてもよい。
The
The
(画像処理装置)
図4に示すように、画像処理装置6は、カメラ4で撮像された撮像画像の画像処理プログラムに従って各処理を実行するCPU61と、各処理を実行するための処理プログラムや処理データ等が記憶されるメモリ62と、を備えている。
メモリ62には、撮像画像の画像処理プログラム等が記憶されるプログラムエリア63と、画像処理にあたって必要なデータが記憶されたデータエリア64と、種々のワークメモリやカウンタなどが設けられ、各処理が行われる作業エリア65と、が形成されている。
(Image processing device)
As shown in FIG. 4, the
The
プログラムエリア63には、カメラ4により撮像された撮像画像の画像処理を行って、撮像画像中における溶接チップ31,32によるワークの打点部の位置情報を取得する機能を実現させる解析プログラム63aが記憶されている。
プログラムエリア63には、制御装置5で教示プログラム53aの補正をするにあたり、X方向及びY方向の位置成分を補正するための補正値を算出するXY補正値算出プログラム63bが記憶されている。
プログラムエリア63には、制御装置5で教示プログラム53aの補正をするにあたり、Z方向の位置成分を補正するための補正値を算出するZ補正値算出プログラム63cが記憶されている。
In the
In the
The
データエリア64には、予め設定された撮像領域での最適な打点位置(例えば、撮像領域の中心位置)が記憶されており、データエリア64は、記憶手段として機能する。なお、予め設定された撮像領域での最適な打点位置は、画像処理装置6のデータエリア64に記憶されているものに限らず、制御装置5のデータエリア54に記憶させておいてもよい。このとき、データエリア54は記憶手段として機能する。
The
画像処理装置6には、カメラ4と無線通信により接続して無線通信装置9を構成する通信機92が設けられている。通信機92は、カメラ4で撮像した撮像画像データを画像処理装置6で画像処理させるために通信機91から受信する。
The
図5は、溶接教示位置補正システム1の機能を示すブロック図である。
溶接教示位置補正システム1は、ロボット2の動作制御を行うロボット制御部10を有する。このロボット制御部10の機能は、制御装置5が担う。
ロボット制御部10は、CPU51が教示プログラム53aを実行することにより、ロボット2に動作信号を送信してロボット2及びスポット溶接ガン3等の動作制御を行う動作制御部11を有する。この動作制御部11が動作制御手段として機能する。
ロボット制御部10は、CPU51が補正プログラム53bを実行することにより、画像処理装置6から受信した補正値に基づいて、教示プログラム53aの補正を行う補正部12を有する。この補正部12がプログラム補正手段として機能する。
ロボット制御部10は、CPU51がキャリブレーションプログラム53cを実行することにより、カメラ座標におけるロボット2の位置とロボットツール座標におけるロボットの位置とのずれを修正するキャリブレーション部13を有する。
FIG. 5 is a block diagram illustrating functions of the welding teaching position correction system 1.
The welding teaching position correction system 1 includes a
The
The
The
溶接教示位置補正システム1は、ロボット制御部10からの制御信号に基づき、動作するロボット動作部14を有する。このロボット動作部14の機能は、アーム23等のロボット2の駆動部分が担う。
溶接教示位置補正システム1は、ロボット動作部14の動作により駆動してワークWに対してスポット溶接を行う溶接部15を有する。この溶接部15の機能は、二つの溶接チップ31,32を備えるスポット溶接ガン3が担う。
溶接教示位置補正システム1は、溶接チップ31,32によるワークの打点部を撮像する撮像部16を有している。この撮像部16の機能は、カメラ4が担う。
溶接教示位置補正システム1は、溶接チップ32がワークに接触したことを検出する検出部17を有している。この検出部17の機能は、溶接チップ32に設けられた圧力センサ34が担う。なお、溶接チップ32に圧力センサ34が設けられるのは、教示プログラム53aを補正するときだけであり、実際に溶接をする際には通常の溶接チップ32に交換して作業を行う。すなわち、圧力センサ34は、Z方向の位置の補正を行うときに用いられる。また、圧力センサ34にて検出したときの検出信号は通信機91及び通信機92を介して無線送信され、画像処理装置6に送られる。
溶接教示位置補正システム1は、撮像部16又は検出部17と画像処理部19とを無線接続する通信部18を有する。この通信部18の機能は、無線通信装置9が担う。
The welding teaching position correction system 1 has a
The welding teaching position correction system 1 includes a
The welding teaching position correction system 1 includes an
The welding teaching position correction system 1 includes a
The welding teaching position correction system 1 includes a
溶接教示位置補正システム1は、撮像部16により撮像された撮像画像の画像処理を行う画像処理部19を有する。この画像処理部19の機能は、画像処理装置6が担う。
画像処理部19は、CPU61が解析プログラム63aを実行することにより、撮像部16で撮像された撮像画像の画像処理を行って、撮像画像中における溶接チップ31,32によるワークWの打点部の位置情報を解析する解析部20を有する。この解析部20が画像処理手段として機能する。
画像処理部19は、CPU61がXY補正値算出プログラム63bを実行することにより、動作制御部11により教示プログラム53aに基づいて溶接チップ31,32の軸上近傍に打点部が位置するようにロボット動作部14を移動させた場合に、カメラ4により撮像された撮像画像における打点部の位置と、予め設定された最適な打点位置の撮像領域での位置(例えば、撮像画像における撮像領域の中心の位置)との差分に基づいて、ロボットツール座標での溶接チップ31,32の軸方向に直交する面方向の差分が所定値以下になるように教示プログラム53aにおけるロボット2の教示位置をロボットツール座標でのX方向、Y方向に補正するXY補正値算出部21を有する。このXY補正値算出部21がプログラム補正手段として機能する。ここで、所定値以下とは、理想的には、ロボットツール座標での溶接チップ31,32の軸方向に直交する面方向の差分が零になることである。
画像処理部19は、CPU61がZ補正値算出プログラム63cを実行することにより、ワークWへの接触により溶接チップ32のワークWへの接触を検出する検出手段としての圧力センサ34が溶接チップ32のワークWへの接触を検出したときのロボットツール座標での溶接チップ32の軸方向におけるロボット2の位置に基づいて、教示プログラム53aにおけるロボット2の教示位置をロボットツール座標での溶接チップ32の軸方向に補正するZ方向補正値算出部22を有する。このZ補正値算出部22がプログラム補正手段として機能する。
The welding teaching position correction system 1 includes an
The
When the
In the
<溶接教示位置補正システムによる教示位置の補正処理>
溶接教示位置補正システムによる教示位置の補正処理について、X方向及びY方向の補正とZ方向の補正とにわけて説明する。
(X方向及びY方向の補正)
図6に示すように、制御装置5のCPU51が教示プログラム53aを実行することにより、溶接チップ32の軸上近傍にワークの打点部が位置するようにロボット2を移動させる(ステップS1)。
次いで、CPU51は、カメラ4に撮像指令信号を送り、カメラ4にワークの打点部を撮像させる(ステップS2)。
そして、CPU51は、撮像した撮像画像の画像データを、通信機91を介して通信機92に無線送信する。撮像画像の画像データを受信した通信機92は、画像処理装置6に当該画像データを送る(ステップS3)。
次いで、画像処理装置6のCPU61は、解析プログラム63aを実行することにより、画像データの画像処理を行い、撮像画像中におけるワークの打点部の位置情報を解析する。そして、CPU61は、XY補正値算出プログラム63bを実行することにより、撮像画像中におけるワークの打点部の位置情報と、撮像画像領域の最適な打点位置の位置情報とから、XY補正値を算出し(ステップS4)、制御装置5に送信する。
次いで、CPU51は、補正プログラム53bを実行することにより、算出されたXY補正値に基づいて教示プログラム53aを補正し、補正されたプログラムに更新し(ステップS5)、これをもって本処理を終了させる。
<Teaching position correction processing by welding teaching position correction system>
The teaching position correction processing by the welding teaching position correction system will be described by dividing it into correction in the X and Y directions and correction in the Z direction.
(Correction in X direction and Y direction)
As shown in FIG. 6, when the CPU 51 of the
Next, the CPU 51 sends an imaging command signal to the
Then, the CPU 51 wirelessly transmits the image data of the captured image to the
Next, the
Next, the CPU 51 executes the
ここで、X方向及びY方向の補正処理について、具体例を挙げて説明する。
溶接チップ32の軸上近傍にワークWの打点部が位置するようにロボット2を移動させ、カメラ4で打点部Mを撮像したときの撮像画像が図7に示すようなものであったとする。
このような状態において、CPU61が解析プログラム63aを実行することにより、CPU61は、撮像領域Rの最適な打点位置座標(0,0)と、打点部Mの中心位置座標(x1,y1)を求める。そして、CPU61は、XY補正値算出プログラム63bを実行することにより、打点部Mの中心位置座標が撮像画像中の撮像領域Rの最適な打点位置座標(0,0)に来るようにロボット2の教示プログラム53aの補正値を算出する。この場合、打点部Mの中心位置座標をX方向に−x1、Y方向に−y1移動させることで両位置座標が一致するので、この補正値を制御装置5に送信する。すると、制御装置5のCPU51は、補正プログラム53bを実行することにより、教示プログラム53a中の位置座標データをX方向に−x1だけ加算し、Y方向に−y1だけ加算して、教示プログラム53aを補正する。
Here, the correction processing in the X direction and the Y direction will be described with specific examples.
Assume that the captured image when the
In such a state, when the
(Z方向の補正)
図8に示すように、制御装置5のCPU51が教示プログラム53aを実行することにより、溶接チップ32がワークに近づくようにロボット2を移動させる(ステップS11)。
次いで、画像処理装置6のCPU61は、圧力センサ34がワークWとの接触を検出した検出信号を受信したか否かを判断する(ステップS12)。ここで、CPU61が、圧力センサ34がワークWとの接触を検出した検出信号を受信したと判断した場合(ステップS12:YES)、CPU61は、圧力センサ34がワークに接触した時点におけるロボットの位置を抽出する(ステップS13)。
次いで、CPU61は、Z補正値算出プログラム63cを実行することにより、ステップS13で抽出したロボット2の位置座標と教示プログラム53aに基づくロボット2の位置座標からZ補正値を算出し(ステップS14)、制御装置5に送信する。
次いで、制御装置5のCPU51は、補正プログラム53bを実行することにより、算出されたZ補正値に基づいて教示プログラム53aを補正し、補正されたプログラムに更新し(ステップS15)、これをもって本処理を終了させる。
(Z direction correction)
As shown in FIG. 8, when the CPU 51 of the
Next, the
Next, the
Next, the CPU 51 of the
ここで、Z方向の補正処理について、具体例を挙げて説明する。
溶接チップ32がワークに近づくようにロボット2を移動させ、圧力センサ34がワークに接触したときのロボット2の位置が図9における実線の位置であったとする。
このような状態において、教示プログラム53aに基づくロボット2の位置が図9における鎖線の位置であったとすると、CPU61は、Z補正値算出プログラム63cを実行することにより、両位置のZ方向の差分z1を算出する。この場合、ロボット2をZ方向に−z1移動させることで両位置座標が一致するので、この補正値を制御装置5に送信する。すると、制御装置5のCPU51は、補正プログラム53bを実行することにより、教示プログラム53a中の位置座標データをZ方向に−z1だけ加算して、教示プログラム53aを補正する。
Here, the correction process in the Z direction will be described with a specific example.
Assume that the
In such a state, assuming that the position of the
<XY補正値算出処理>
カメラで撮像した撮像画像中における打点部の位置情報と撮像画像領域の最適な打点位置の位置情報とから、XY補正値を算出する処理について説明する。
カメラ4をアーム33に取り付けた後、図10に示すように、XY補正値算出処理を開始すると、制御装置5のCPU51は、教示プログラム53aに基づいて溶接チップ32の軸上近傍に打点部がくるようにロボット2を移動させる(ステップS21:第1移動工程)。
次いで、CPU51は、画像処理装置6に対して撮像要求を行い、カメラ4により打点部を撮像させる(ステップS22:第1撮像工程)。
次いで、CPU51は、XY平面上においてロボット2をキャリブレーションプログラム53cにおいて予め設定された方向に予め設定された距離だけ移動させる(ステップS23:第2移動工程)。
次いで、CPU51は、画像処理装置6に対して撮像要求を行い、カメラ4により打点部を撮像させる(ステップS24:第2撮像工程)。
次いで、CPU51は、ステップS22において撮像された撮像画像における打点部の位置と、ステップS24において撮像された撮像画像における打点部の位置と、ステップS23においてロボットを移動させた方向及び距離と、予めデータエリア64に記憶された撮像画像における最適な打点位置、例えば、撮像領域の中心位置と、に基づいて、撮像画像における打点部を撮像領域の中心位置まで移動させるために必要なロボット2の移動方向及び移動距離、すなわち、XY補正値を算出する(ステップS25:算出工程)。
次いで、CPU51は、ステップS25において算出されたXY補正値に基づいて教示プログラム53aを補正する(ステップS26:教示プログラムの補正工程)。
<XY correction value calculation processing>
A process for calculating the XY correction value from the position information of the hit point portion in the captured image captured by the camera and the position information of the optimum hit point position of the captured image area will be described.
After the
Next, the CPU 51 issues an imaging request to the
Next, the CPU 51 moves the
Next, the CPU 51 issues an imaging request to the
Next, the CPU 51 stores the position of the hit point portion in the captured image captured in step S22, the position of the hit point portion in the captured image captured in step S24, the direction and distance in which the robot is moved in step S23, and data in advance. The moving direction of the
Next, the CPU 51 corrects the
ここで、XY補正値算出処理について、具体例を挙げて説明する。
溶接チップ32の軸上近傍にワークWの打点部が位置するようにロボット2を移動させ、カメラ4で打点部M1を撮像したときの撮像画像が図11(a)に示すような状態であったとする。このような状態において、CPU51は、キャリブレーションプログラム53cで予め設定された方向及び距離にロボット2を移動させる。ここで、ロボットツール座標上でX方向に距離Lだけ移動させた場合に、図11(b)に示すような状態になったとする。
この場合、ロボット2をX方向にしか移動させていないことから、打点部M1と打点部M2とを直線で結んだ線の方向がロボットツール座標上の移動に相当することがわかる。また、そのX方向に直交する方向がY方向であることもわかる。今、Y方向はX軸を撮像画像上で90°回転させた方向とする。
さらに、打点部M1のXY位置座標が(x1,y1)、打点部M2のXY位置座標が(x2,y2)とすると、カメラ座標上におけるロボットツール座標のX方向及びY方向のベクトルは、それぞれ、
この式に基づき、例えば、最適な打点位置を撮像領域Rの中心座標(0,0)とすると、ロボット2のX補正量Lx及びY補正量Lyは、以下の各式で算出することができる。
The captured image when the
In this case, since the
Further, assuming that the XY position coordinates of the hit point M1 are (x1, y1) and the XY position coordinates of the hit point M2 are (x2, y2), the vectors of the X and Y directions of the robot tool coordinates on the camera coordinates are respectively ,
Based on this equation, for example, if the optimum hit point position is the center coordinate (0, 0) of the imaging region R, the X correction amount Lx and the Y correction amount Ly of the
<作用効果>
上記実施形態によれば、ロボット2の先端に設けられたスポット溶接ガン3の二つの溶接チップ31,32のうち、一方の溶接チップ31に替えて光軸が溶接チップ32の軸と同軸となるようにカメラ4を取り付ける。そして、カメラ4により、溶接チップ32によるワークの打点部を撮像する。画像処理装置6は、カメラ4により撮像された撮像画像の画像処理を行って、撮像画像中における溶接チップ32によるワークの打点部の位置情報を取得する。そして、制御装置5は、撮像画像の画像処理により取得した撮像画像中におけるワークの打点部の位置情報に基づいて、教示プログラム53aにおけるロボット2の教示位置を複数の方向に補正する。
<Effect>
According to the above embodiment, the optical axis is coaxial with the axis of the
ここで、カメラ4は、その光軸が溶接チップ32の軸と同軸となるように設けられているため、従来のように溶接チップ32の軸線とカメラ4の光軸とが一致していないために必要となる作業、すなわち、カメラ4でワークを認識するためのロボット動作の教示が不要となり、オフラインティーチングにかかる手間を軽減することができる。また、予めカメラ4のキャリブレーションを行う必要がなくなるので、オフラインティーチングにかかる手間を軽減することができるほか、カメラ4のキャリブレーションの精度に起因する誤差の発生を抑制できる。
Here, since the optical axis of the
また、カメラ4は、一方の溶接チップ31と交換可能とされているため、カメラ4は溶接チップ31の取付領域を占めるだけとなる。これにより、カメラ4で打点部を撮像する姿勢をとる際に、カメラ4で打点部の撮像に適した姿勢を追求するあまり、ロボット2やスポット溶接ガン3が、周囲に存在するワークや治具に干渉するおそれを減らすことができる。よって、このような干渉を回避するための方策を取る必要がなく、オフラインティーチングにかかる手間を軽減することができる。
また、これまで作業者によって行っていた確認作業を自動化できるため、労務費を圧縮し、設備準備コストを引き下げることができる。
また、作業者による作業品質のばらつきをなくし、安定した精度の教示プログラム53aの作成が可能となる。
さらに、多くのロボットを使う溶接ラインの場合は、複数のロボットのプログラム確認・修正作業を同時に行えるため、作業が短時間で済み、設備立ち上げ準備期間を短縮することができる。
Further, since the
In addition, since the confirmation work that has been performed by the worker can be automated, labor costs can be reduced and equipment preparation costs can be reduced.
In addition, it is possible to eliminate a variation in work quality by an operator and to create a
Furthermore, in the case of a welding line that uses a large number of robots, the program confirmation / correction work for a plurality of robots can be performed simultaneously, so that the work can be completed in a short time and the equipment start-up preparation period can be shortened.
また、制御装置5は、カメラ4により撮像された撮像画像における打点部の位置と撮像画像における予め設定された最適な打点位置(例えば、撮像領域の中心の位置)との差分に基づいて、ロボットツール座標でのXY平面方向の差分が所定値以下(例えば、差分が零)になるように教示プログラム53aにおけるロボット2の教示位置をロボットツール座標でのXY平面方向に補正する。
また、制御装置5は、圧力センサ34が溶接チップ32のワークへの接触を検出したときのロボットツール座標でのZ方向におけるロボット2の位置に基づいて、教示プログラム53aにおけるロボット2の教示位置をロボットツール座標でのZ方向に補正する。
これにより、ロボット2の据え付け誤差、ロボット2やスポット溶接ガン3の加工精度、自重によるたわみ等が発生しても、これらの誤差を受け入れたうえで補正プログラム53bによりその誤差を解消するので、補正の精度を高めることができる。
また、三次元空間における全ての方向(XYZ方向)への補正を行うことができるので、補正の精度を高めることができる。
Further, the
Further, the
As a result, even if the installation error of the
In addition, since correction in all directions (XYZ directions) in the three-dimensional space can be performed, the accuracy of correction can be increased.
また、無線通信装置9を用いてカメラ4と画像処理装置6とを無線接続することにより、カメラ4と画像処理装置6とを接続する配線やこの配線に伴う作業領域の制約等について考慮する必要がなく、各装置の配置の自由度を高めることができる。
In addition, by wirelessly connecting the
また、教示プログラム53aに基づいて溶接チップ32の軸上近傍に打点部が位置するようにロボット2を移動させた場合、カメラ4の光軸と溶接チップ32の軸が同軸上にあることから、カメラ4により撮像された撮像画像における打点部M1の位置と撮像画像における予め設定された最適な打点位置は一致するはずである。しかし、ロボット2の据え付け誤差、ロボット2やスポット溶接ガン3の加工精度、自重によるたわみ等により一致しないことがある。
Further, when the
このような場合に、ロボット2をロボットツール座標でのXY平面上の予め設定された方向に予め設定された距離だけ移動させる。次いで、ロボット2を移動させた後に、カメラ4により打点部M2を撮像する。次いで、撮像された両打点部M1,M2の位置と、ロボット2を移動させた方向及び距離と、撮像画像における撮像領域Rの最適な打点位置と、に基づいて、撮像画像における打点部M2を撮像領域Rの最適な打点位置まで移動させるために必要なロボット2の移動方向及び移動距離を算出する。そして、算出された移動方向及び移動距離に基づいて、ロボット2の教示プログラム53aを補正する。
これにより、撮像画像の向きや撮像画像の撮像領域Rの最適な打点位置から打点部M1までの距離が不明であってもロボット2を移動させることで撮像画像の向きや撮像画像の撮像領域Rの最適な打点位置から打点部M2までの距離を算出することができるので、的確に補正を行うことができ、補正の精度を高めることができる。
In such a case, the
As a result, even if the orientation of the captured image and the distance from the optimal hitting point position of the imaging region R of the captured image to the hitting point M1 are unknown, the orientation of the captured image and the imaging region R of the captured image can be obtained by moving the
<その他>
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば、算出した補正値により教示プログラム53aの補正を行う場合において、算出した補正値を加算した位置にロボット2を移動させ、再度、誤差を計測して、所定の精度範囲内であることを確認し、範囲外であるときは、所定の精度範囲内になるまで、計測と補正を繰り返してもよい。
また、制御装置5のデータエリア54(打点部サイズ記憶手段)に打点部の大きさを記憶させておき、ガン開閉軸35又はロボット2をロボットツール座標でのZ方向に移動させた場合に、撮像画像における打点部の大きさとデータエリア54に記憶された打点部の大きさとの差分や比率に基づいて、撮像画像における打点部の大きさとデータエリア54に記憶された打点部の大きさとの差が所定値以下(例えば、一致するように)教示プログラム53aにおけるロボット2の教示位置をZ方向に補正するようにしてもよい。
これにより、ロボット2の据え付け誤差、ロボット2やスポット溶接ガン3の加工精度、自重によるたわみ等が発生しても、これらの誤差を受け入れたうえで誤差を補正するので、補正の精度を高めることができる。
<Others>
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, when the
In addition, when the size of the hitting portion is stored in the data area 54 (the hitting portion size storing means) of the
As a result, even if the installation error of the
また、教示プログラム53aの補正量を求める際においては、溶接チップ32によるワークへの打点部を基準とし、その位置ずれを求めて必要なロボット2の移動量を算出していたが、打点部から所定の距離に位置する特定点を基準として教示プログラム53aの補正を行ってもよい。なお、打点部からの距離は任意に設定することができ、すなわち、特定点は、ワークのどの位置でもよいということになる。要は、ワーク上のどこかの位置を基準として教示プログラム53aの補正を行ってもよい。
また、ロボットによる溶接方法についても、スポット溶接ガン3を床に対して固定し、そのスポット溶接ガン3に向けて、先端にワークを把持する把持装置が設けられたロボットを移動させるようにしてもよい。
また、プログラムエリア53に記憶されたプログラムはより細分化されたプログラムとしてもよいし、全てのプログラムを一体に構成してもよい。
また、教示プログラム53aの補正に関する処理をソフトウェアで行ったが、ハードウェアで処理するように構成してもよい。
また、溶接ガンとして、C型のスポット溶接ガンを用いたが、X型のスポット溶接ガンを用いてもよい。
Further, when determining the correction amount of the
As for the welding method using the robot, the
Further, the program stored in the
Further, although the processing related to the correction of the
Further, although the C-type spot welding gun is used as the welding gun, an X-type spot welding gun may be used.
また、溶接チップ32がワークに接触したことを検出する方法は、圧力センサ34に限らず、例えば、溶接チップ32に微弱電流を通電しておき、溶接チップ32がワークに接触したときの電流値又は電圧値の変化を検知することにより溶接チップ32がワークに接触したことを検出する方法であってもよい。
また、上記実施形態においては、カメラ4と画像処理装置6とは、それぞれ別個に構成されているが、画像処理機能を備えるカメラを用いれば、カメラ4で撮像画像の処理を行ってその画像データを制御装置5に無線送信することができる。
また、制御装置5と画像処理装置6とは、それぞれ別個に構成されているが、制御装置5が画像処理機能を備えていれば、カメラ4で撮像した画像を制御装置5に無線送信することにより、制御装置5で画像処理を行ってそのデータに基づいてロボット2を制御することができる。これらの構成は作業者、設計者の要望により自由に変更可能である。
その他、発明の本質を逸脱しない範囲内で自由に設計変更が可能である。
The method for detecting that the
In the above embodiment, the
The
In addition, the design can be freely changed without departing from the essence of the invention.
1 溶接教示位置補正システム
2 ロボット
3 スポット溶接ガン
4 カメラ(撮像装置)
9 無線通信装置
11 動作制御部(動作制御手段)
12 補正部(プログラム補正手段)
20 解析部(画像処理手段)
21 XY補正値算出部(プログラム補正手段)
22 Z補正値算出部(プログラム補正手段)
31 溶接チップ
32 溶接チップ
34 圧力センサ(検出手段)
53a 教示プログラム
54 データエリア(打点部サイズ記憶手段)
91 通信機
92 通信機
W ワーク
1 Welding teaching
9
12 Correction unit (program correction means)
20 Analysis unit (image processing means)
21 XY correction value calculation unit (program correction means)
22 Z correction value calculation unit (program correction means)
31
91
Claims (8)
前記ロボットの先端に設けられ、対向配置された二つの溶接チップを有するスポット溶接ガンと、
少なくとも一方の溶接チップに着脱自在又は少なくとも一方の溶接チップと交換可能に設けられるとともに、光軸が前記溶接チップの軸と同軸となるように設けられ、前記溶接チップによるワークの打点部を撮像する撮像装置と、
前記ロボット及び前記スポット溶接ガンに溶接動作を教示する教示プログラムに従って前記ロボット及び前記スポット溶接ガンの動作制御を行う動作制御手段と、
前記撮像装置により撮像された撮像画像の画像処理を行って、前記撮像画像中における前記溶接チップによるワークの打点部の位置情報を取得する画像処理手段と、
前記画像処理手段による前記撮像画像の画像処理により取得した前記撮像画像中におけるワークの打点部の位置情報に基づいて、前記教示プログラムにおける前記ロボットの教示位置を複数の方向に補正するプログラム補正手段と、
を備えることを特徴とする溶接教示位置補正システム。 A robot having a plurality of joints;
A spot welding gun provided at the tip of the robot and having two welding tips arranged opposite to each other;
At least one welding tip is detachably provided or replaceable with at least one welding tip, and an optical axis is provided so as to be coaxial with the axis of the welding tip, and images a hitting point portion of the workpiece by the welding tip. An imaging device;
Operation control means for controlling the operation of the robot and the spot welding gun according to a teaching program for teaching the robot and the spot welding gun of a welding operation;
Image processing means for performing image processing of a picked-up image picked up by the image pick-up device and acquiring position information of a hitting point portion of the work by the welding tip in the picked-up image;
Program correction means for correcting the teaching position of the robot in the teaching program in a plurality of directions based on position information of a hitting point portion of the work in the captured image acquired by image processing of the captured image by the image processing means; ,
A welding teaching position correction system comprising:
複数の関節を有し、先端にワークを把持する把持装置が設けられ、前記スポット溶接ガンにワークを供給するロボットと、
少なくとも一方の溶接チップに着脱自在又は少なくとも一方の溶接チップと交換可能に設けられるとともに、光軸が前記溶接チップの軸と同軸となるように設けられ、前記溶接チップによるワークの打点部を撮像する撮像装置と、
前記ロボット及び前記スポット溶接ガンに溶接動作を教示する教示プログラムに従って前記ロボット及び前記スポット溶接ガンの動作制御を行う動作制御手段と、
前記撮像装置により撮像された撮像画像の画像処理を行って、前記撮像画像中における前記溶接チップによるワークの打点部の位置情報を取得する画像処理手段と、
前記画像処理手段による前記撮像画像の画像処理により取得した前記撮像画像中におけるワークの打点部の位置情報に基づいて、前記教示プログラムにおける前記ロボットの教示位置を複数の方向に補正するプログラム補正手段と、
を備えることを特徴とする溶接教示位置補正システム。 A spot welding gun having two welding tips fixed to the floor and arranged opposite to each other;
A robot having a plurality of joints, provided with a gripping device for gripping the workpiece at the tip, and supplying the workpiece to the spot welding gun;
At least one welding tip is detachably provided or replaceable with at least one welding tip, and an optical axis is provided so as to be coaxial with the axis of the welding tip, and images a hitting point portion of the workpiece by the welding tip. An imaging device;
Operation control means for controlling the operation of the robot and the spot welding gun according to a teaching program for teaching the robot and the spot welding gun of a welding operation;
Image processing means for performing image processing of a picked-up image picked up by the image pick-up device and acquiring position information of a hitting point portion of the work by the welding tip in the picked-up image;
Program correction means for correcting the teaching position of the robot in the teaching program in a plurality of directions based on position information of a hitting point portion of the work in the captured image acquired by image processing of the captured image by the image processing means; ,
A welding teaching position correction system comprising:
前記プログラム補正手段は、前記動作制御手段により前記教示プログラムに基づいて前記溶接チップの軸上近傍に前記打点部が位置するように前記ロボットを移動させた場合に、前記撮像装置により撮像された撮像画像における前記打点部の位置と前記記憶手段に記憶された前記撮像画像における予め設定された最適な打点位置との差分に基づいて、ロボットツール座標での前記溶接チップの軸方向に直交する面方向の差分が所定値以下になるように前記教示プログラムにおける前記ロボットの教示位置をロボットツール座標での前記溶接チップの軸方向に直交する面方向に補正することを特徴とする請求項1又は2に記載の溶接教示位置補正システム。 Storage means for storing a preset optimum spot position in a captured image captured by the imaging device;
The program correction means is an image picked up by the image pickup device when the operation control means moves the robot based on the teaching program so that the hitting point is located near the axis of the welding tip. A surface direction orthogonal to the axial direction of the welding tip in robot tool coordinates based on the difference between the position of the hitting point in the image and the preset optimum hitting point position in the captured image stored in the storage means 3. The teaching position of the robot in the teaching program is corrected to a surface direction perpendicular to the axial direction of the welding tip in robot tool coordinates so that the difference between the teaching programs is equal to or less than a predetermined value. The welding teaching position correction system as described.
前記プログラム補正手段は、前記検出手段が前記溶接チップのワークへの接触を検出したときのロボットツール座標での前記溶接チップの軸方向におけるロボットの位置に基づいて、前記教示プログラムにおける前記ロボットの教示位置をロボットツール座標での前記溶接チップの軸方向に補正することを特徴とする請求項3に記載の溶接教示位置補正システム。 Detection of contact of the welding tip with the workpiece when the gun opening / closing axis for driving the welding tip in the axial direction by the operation control means or when the robot is moved in the axial direction of the welding tip in robot tool coordinates Detecting means for
The program correction unit is configured to teach the robot in the teaching program based on the position of the robot in the axial direction of the welding tip in robot tool coordinates when the detection unit detects contact of the welding tip with the workpiece. The welding teaching position correcting system according to claim 3, wherein the position is corrected in the axial direction of the welding tip in robot tool coordinates.
前記プログラム補正手段は、前記動作制御手段により前記溶接チップを軸方向に駆動させるガン開閉軸又は前記ロボットをロボットツール座標での前記溶接チップの軸方向に移動させた場合に、前記撮像装置により撮像された撮像画像における前記打点部の大きさと前記打点部サイズ記憶手段に記憶された前記打点部の大きさとに基づいて、撮像画像における前記打点部の大きさが前記打点部サイズ記憶手段に記憶された前記打点部の大きさとの差が所定値以下となるように前記教示プログラムにおける前記ロボットの教示位置をロボットツール座標での前記溶接チップの軸方向に補正することを特徴とする請求項3に記載の溶接教示位置補正システム。 A spot size storage means for storing the size of the hit point when the robot is moved so that the hit point is located near the axis of the welding tip based on the teaching program by the operation control means. Prepared,
The program correction means picks up an image by the imaging device when the operation control means moves the gun opening / closing axis that drives the welding tip in the axial direction or the robot moves in the axial direction of the welding tip in robot tool coordinates. Based on the size of the hitting point portion in the captured image and the size of the hitting point portion stored in the hitting point size storage unit, the size of the hitting point portion in the captured image is stored in the hitting point size storage unit. 4. The teaching position of the robot in the teaching program is corrected in the axial direction of the welding tip in robot tool coordinates so that the difference from the size of the hitting point portion is a predetermined value or less. The welding teaching position correction system as described.
前記動作制御手段により前記教示プログラムに基づいて前記溶接チップの軸上近傍に前記打点部がくるように前記ロボットを移動させる第1移動工程と、
前記第1移動工程により前記ロボットを移動させた後に、前記撮像装置により前記打点部を撮像する第1撮像工程と、
前記動作制御手段により前記ロボットをロボットツール座標での前記撮像装置の光軸に直交する面上の予め設定された方向に予め設定された距離だけ移動させる第2移動工程と、
前記第2移動工程により前記ロボットを移動させた後に、前記撮像装置により前記打点部を撮像する第2撮像工程と、
前記第1撮像工程により撮像された撮像画像における前記打点部の位置と、前記第2撮像工程により撮像された撮像画像における前記打点部の位置と、前記第2移動工程により前記ロボットを移動させた方向及び距離と、撮像画像における予め設定された最適な打点位置と、に基づいて、前記撮像画像における打点部を予め設定された最適な打点位置まで移動させるために必要な前記ロボットの移動方向及び移動距離を算出する算出工程と、
前記算出工程により算出された移動方向及び移動距離に基づいて、前記動作制御手段により前記ロボットを移動させるキャリブレーション工程と、
を備えることを特徴とするキャリブレーション方法。 In the calibration method for calibrating the imaging device in performing the correction of the teaching program using the welding teaching position correcting system according to any one of claims 1 to 6,
A first moving step of moving the robot so that the hitting point is near the axis of the welding tip based on the teaching program by the operation control means;
A first imaging step of imaging the hitting point by the imaging device after moving the robot in the first movement step;
A second movement step of moving the robot by a preset distance in a preset direction on a plane orthogonal to the optical axis of the imaging device in robot tool coordinates by the operation control means;
A second imaging step of imaging the hitting point by the imaging device after moving the robot in the second movement step;
The position of the hit point portion in the captured image picked up in the first image pickup step, the position of the hit point portion in the picked-up image picked up in the second image pickup step, and the robot moved by the second moving step. Based on the direction and distance, and the optimal hit point position set in advance in the captured image, the moving direction of the robot necessary to move the hit point portion in the captured image to the preset optimal hit point position, and A calculation step for calculating a movement distance;
A calibration step of moving the robot by the motion control means based on the moving direction and moving distance calculated by the calculating step;
A calibration method comprising:
前記動作制御手段により前記教示プログラムに基づいて前記溶接チップの軸上近傍に前記打点部から所定の距離に位置する特定点がくるように前記ロボットを移動させる第1移動工程と、
前記第1移動工程により前記ロボットを移動させた後に、前記撮像装置により前記特定点を撮像する第1撮像工程と、
前記動作制御手段により前記ロボットをロボットツール座標での前記撮像装置の光軸に直交する面上の予め設定された方向に予め設定された距離だけ移動させる第2移動工程と、
前記第2移動工程により前記ロボットを移動させた後に、前記撮像装置により前記特定点を撮像する第2撮像工程と、
前記第1撮像工程により撮像された撮像画像における前記特定点の位置と、前記第2撮像工程により撮像された撮像画像における前記特定点の位置と、前記第2移動工程により前記ロボットを移動させた方向及び距離と、撮像画像における予め設定された最適な打点位置と、に基づいて、前記撮像画像における特定点を予め設定された最適な打点位置まで移動させるために必要な前記ロボットの移動方向及び移動距離を算出する算出工程と、
前記算出工程により算出された移動方向及び移動距離に基づいて、前記動作制御手段により前記ロボットを移動させるキャリブレーション工程と、
を備えることを特徴とするキャリブレーション方法。 In the calibration method for calibrating the imaging device in performing the correction of the teaching program using the welding teaching position correcting system according to any one of claims 1 to 6,
A first movement step of moving the robot so that a specific point located at a predetermined distance from the striking point portion is near the axis of the welding tip based on the teaching program by the operation control means;
A first imaging step of imaging the specific point by the imaging device after moving the robot in the first movement step;
A second movement step of moving the robot by a preset distance in a preset direction on a plane orthogonal to the optical axis of the imaging device in robot tool coordinates by the operation control means;
A second imaging step of imaging the specific point by the imaging device after moving the robot in the second movement step;
The position of the specific point in the captured image captured by the first imaging step, the position of the specific point in the captured image captured by the second imaging step, and the robot moved by the second moving step. Based on the direction and distance, and the optimal hit point position set in advance in the captured image, the moving direction of the robot necessary to move the specific point in the captured image to the preset optimal hit point position and A calculation step for calculating a movement distance;
A calibration step of moving the robot by the motion control means based on the moving direction and moving distance calculated by the calculating step;
A calibration method comprising:
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JP (1) | JP2007122705A (en) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009125839A (en) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Nachi Fujikoshi Corp | Weld teaching position correction system |
JP2012011531A (en) * | 2010-07-05 | 2012-01-19 | Yaskawa Electric Corp | Robot apparatus and gripping method for use in robot apparatus |
KR101487169B1 (en) * | 2014-05-28 | 2015-01-29 | 아진산업(주) | Robot Working Quality Monitoring System |
CN108972538A (en) * | 2017-05-30 | 2018-12-11 | 精工爱普生株式会社 | Robot controller, robot and robot system |
CN109986240A (en) * | 2017-12-29 | 2019-07-09 | 深圳中集智能科技有限公司 | The device and method for calibrating welder by zero compensation |
WO2020068733A3 (en) * | 2018-09-24 | 2020-06-11 | T.A. Systems, Inc. | Rotary tool adjuster for robot with end of arm tool having multiple tools |
JP2021003794A (en) * | 2019-06-27 | 2021-01-14 | ファナック株式会社 | Device and method for acquiring deviation amount of work position of tool |
JP2021058988A (en) * | 2019-10-09 | 2021-04-15 | 川崎重工業株式会社 | Correction system, correction method, robot system and control device |
CN112750102A (en) * | 2020-12-16 | 2021-05-04 | 华南理工大学 | Welding spot positioning method and system based on image processing |
US11338440B2 (en) | 2018-07-30 | 2022-05-24 | Fanuc Corporation | Robot system and calibration method |
CN115070277A (en) * | 2022-07-04 | 2022-09-20 | 安徽鸿路钢结构(集团)股份有限公司 | Teaching-free intelligent special welding machine for welding symmetrical plates and control method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62191904A (en) * | 1986-02-19 | 1987-08-22 | Shinko Electric Co Ltd | Position correction method for robot loaded on unmanned carrier |
JPS62214403A (en) * | 1986-03-17 | 1987-09-21 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Calibration method of robot system with visual sensor |
JPH03191563A (en) * | 1989-12-20 | 1991-08-21 | Nec Corp | Semiconductor device |
-
2006
- 2006-09-29 JP JP2006268482A patent/JP2007122705A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62191904A (en) * | 1986-02-19 | 1987-08-22 | Shinko Electric Co Ltd | Position correction method for robot loaded on unmanned carrier |
JPS62214403A (en) * | 1986-03-17 | 1987-09-21 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Calibration method of robot system with visual sensor |
JPH03191563A (en) * | 1989-12-20 | 1991-08-21 | Nec Corp | Semiconductor device |
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009125839A (en) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Nachi Fujikoshi Corp | Weld teaching position correction system |
JP2012011531A (en) * | 2010-07-05 | 2012-01-19 | Yaskawa Electric Corp | Robot apparatus and gripping method for use in robot apparatus |
KR101487169B1 (en) * | 2014-05-28 | 2015-01-29 | 아진산업(주) | Robot Working Quality Monitoring System |
CN108972538A (en) * | 2017-05-30 | 2018-12-11 | 精工爱普生株式会社 | Robot controller, robot and robot system |
JP2018202501A (en) * | 2017-05-30 | 2018-12-27 | セイコーエプソン株式会社 | Robot control device, robot, and robot system |
CN108972538B (en) * | 2017-05-30 | 2023-08-01 | 精工爱普生株式会社 | Robot control device, robot, and robot system |
CN109986240A (en) * | 2017-12-29 | 2019-07-09 | 深圳中集智能科技有限公司 | The device and method for calibrating welder by zero compensation |
CN109986240B (en) * | 2017-12-29 | 2023-11-14 | 深圳中集智能科技有限公司 | Device and method for calibrating a welding device by zero compensation |
US11338440B2 (en) | 2018-07-30 | 2022-05-24 | Fanuc Corporation | Robot system and calibration method |
US10987809B2 (en) | 2018-09-24 | 2021-04-27 | T.A. Systems, Inc. | Rotary tool adjuster for robot with end of arm tool having multiple tools |
WO2020068733A3 (en) * | 2018-09-24 | 2020-06-11 | T.A. Systems, Inc. | Rotary tool adjuster for robot with end of arm tool having multiple tools |
JP2021003794A (en) * | 2019-06-27 | 2021-01-14 | ファナック株式会社 | Device and method for acquiring deviation amount of work position of tool |
US11964396B2 (en) | 2019-06-27 | 2024-04-23 | Fanuc Corporation | Device and method for acquiring deviation amount of working position of tool |
WO2021070922A1 (en) * | 2019-10-09 | 2021-04-15 | 川崎重工業株式会社 | Correction system, correction method, robot system, and control device |
JP2021058988A (en) * | 2019-10-09 | 2021-04-15 | 川崎重工業株式会社 | Correction system, correction method, robot system and control device |
CN114555271A (en) * | 2019-10-09 | 2022-05-27 | 川崎重工业株式会社 | Correction system, correction method, robot system, and control device |
JP7290537B2 (en) | 2019-10-09 | 2023-06-13 | 川崎重工業株式会社 | Correction system, correction method, robot system and controller |
CN114555271B (en) * | 2019-10-09 | 2023-10-03 | 川崎重工业株式会社 | Correction system, correction method, robot system, and control device |
CN112750102A (en) * | 2020-12-16 | 2021-05-04 | 华南理工大学 | Welding spot positioning method and system based on image processing |
CN112750102B (en) * | 2020-12-16 | 2023-03-24 | 华南理工大学 | Welding spot positioning method and system based on image processing |
CN115070277A (en) * | 2022-07-04 | 2022-09-20 | 安徽鸿路钢结构(集团)股份有限公司 | Teaching-free intelligent special welding machine for welding symmetrical plates and control method |
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