JP2003053539A - 溶接用ロボットの姿勢制御方法 - Google Patents
溶接用ロボットの姿勢制御方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 産業用ロボットに把持された溶接用トーチの
姿勢を少ない教示作業で高度の熟練を要することなく制
御できる溶接用ロボットの姿勢制御方法の提供。 【解決手段】 産業用ロボットに把持された溶接用トー
チによりアーク溶接を実行するための溶接用ロボットに
おいて、溶接用トーチが隣り合う第１の教示点と第２の
教示点との間を移動する際に溶接用トーチの姿勢変更を
伴う場合、第１の教示点での姿勢から第２の教示点の姿
勢への姿勢変化量ｄＲ（゜）、第１の教示点と第２の教
示点の間の溶接速度Ｖｌ（ｃｍ／分）、及び予め指定さ
れた姿勢変化速度Ｖｒ（゜／分）から、姿勢変更に必要
な姿勢変更区間Ｌ（ｃｍ）を、Ｌ＝ｄＲ／Ｖｒ×Ｖｌに
より求め、前記姿勢変更区間で予め指定された姿勢変化
速度Ｖｒで姿勢の変更を行う溶接用ロボットの姿勢制御
方法。
姿勢を少ない教示作業で高度の熟練を要することなく制
御できる溶接用ロボットの姿勢制御方法の提供。 【解決手段】 産業用ロボットに把持された溶接用トー
チによりアーク溶接を実行するための溶接用ロボットに
おいて、溶接用トーチが隣り合う第１の教示点と第２の
教示点との間を移動する際に溶接用トーチの姿勢変更を
伴う場合、第１の教示点での姿勢から第２の教示点の姿
勢への姿勢変化量ｄＲ（゜）、第１の教示点と第２の教
示点の間の溶接速度Ｖｌ（ｃｍ／分）、及び予め指定さ
れた姿勢変化速度Ｖｒ（゜／分）から、姿勢変更に必要
な姿勢変更区間Ｌ（ｃｍ）を、Ｌ＝ｄＲ／Ｖｒ×Ｖｌに
より求め、前記姿勢変更区間で予め指定された姿勢変化
速度Ｖｒで姿勢の変更を行う溶接用ロボットの姿勢制御
方法。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、産業用ロボットの
姿勢制御方法に関し、特に、アーク溶接用の溶接用トー
チを把持した溶接用ロボットにより溶接作業を実行する
際に、適切な溶接用トーチ姿勢変更を実現できる溶接用
ロボットの姿勢制御方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】溶接溶接用トーチを把持した産業用ロボ
ットにより溶接作業を実行する場合には、溶接実行中の
溶接用トーチ先端位置（ロボットの軌跡）と共に、溶接
用トーチ姿勢が適切に保たれている必要がある。すなわ
ち、溶接作業においては、溶接用トーチ先端の軌跡精度
と共に溶接用トーチ姿勢の制御が重要であり、特に、溶
接線にコーナー部がある場合などで溶接用トーチ姿勢を
変化させる必要のある時は、溶接用トーチ姿勢が滑らか
に変化するように教示を行う必要があった。 【０００３】ロボットに把持された溶接用トーチ姿勢の
教示方法が、例えば特開平８−１２３５３６号公報に開
示されている。この溶接用トーチ姿勢の教示方法は、溶
接線の開始点、終点及び経路接続点を含む各点の位置デ
ータを用意し、各経路に関して溶接トーチのねらい角及
び前進角を基準面を基準に設定し、用意された位置デー
タと設定されたねらい角及び前進角に基づいて、各経路
について基本溶接姿勢をソフトウェア処理によって計算
し、接続点の内、コーナー部を形成するものに関して、
各コーナー部周辺に補助点を設定し、補助点及びコーナ
ー部に対応した接続点について、コーナー部通過時に滑
らかな姿勢変化を与える姿勢をソフトウェア計算処理に
よって求めるものである。 【０００４】図３は従来の溶接ロボットに対する溶接用
トーチの位置と姿勢の教示方法を示す図であり、経路Ａ
→Ｂ→Ｃ→Ｄは溶接実行経路を表わし、１はロボットア
ーム（図示省略）先端に把持された溶接用トーチの先端
部を表わしている。 【０００５】図３を基に従来の溶接線教示手順を説明す
る。 【０００６】ロボットを移動させ（以下「ジョグ操作」
と呼ぶ。）、溶接経路の始点Ａ（溶接開始位置）に溶接
用トーチ先端を合わせ、位置教示を行う（教示点１）。
この時の溶接用トーチ姿勢は、溶接線ＡＢに対して最適
な姿勢を教示する。 【０００７】教示点１における溶接用トーチ姿勢を変更
することなく、経路ＡＢ上でコーナー部Ｂに近い点ヘジ
ョグ操作によりロボットを移動させ、位置教示を行う
（教示点２）。さらに、経路ＢＣ上でコーナー部Ｂに近
い点ヘジョグ操作によりロボットを移動させ、教示点３
を教示する。この時の溶接用トーチ姿勢は、溶接線ＢＣ
に対して最適な姿勢を教示する。次に、コーナー部Ｂ点
の教示を行う（教示点２３）。この際の溶接用トーチ姿
勢は、教示点２とコーナー部Ｂの距離、教示点３とコー
ナー部Ｂの距離、及び溶接用トーチ姿勢の変化量を考慮
して決める。基本的には、教示点２とコーナー部Ｂの距
離と教示点３とコーナー部Ｂの距離が等しくなるように
教示点２、３を教示しておき、コーナー部Ｂでの溶接用
トーチ姿勢を、教示点２、３の中間姿勢とすることが多
い。 【０００８】以下、同様の操作を繰り返し、教示点４，
５、４５、及び溶接終了点６を教示していく。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法におい
ては、溶接線にコーナー部がある場合、コーナー部にお
いて溶接用トーチ姿勢が滑らかに変化するように、溶接
用トーチ姿勢変化のための教示を行う必要があり（図３
中の教示点２、３及び４，５）、教示作業負担が大きい
という欠点があった。 【００１０】また、この溶接用トーチ姿勢変化のための
教示点からコーナー部への距離（図３中の教示点２と教
示点２３の距離及び教示点３と教示点２３の距離、ある
いは教示点４と教示点４５の距離及び教示点５と教示点
４５の距離）は、溶接実行速度と角度変化量により決ま
るため、高度の熟練を要する。 【００１１】そこで、本発明は、上記課題を解決するた
めに、産業用ロボットに把持された溶接用トーチの姿勢
を少ない教示作業で高度の熟練を要することなく制御で
きる溶接用ロボットの姿勢制御方法を提供するものであ
る。 【００１２】 【課題を解決するための手段】本発明の溶接用ロボット
の姿勢制御方法は、産業用ロボットに把持された溶接用
トーチによりアーク溶接を実行するための溶接用ロボッ
トにおいて、溶接用トーチが隣り合う第１の教示点と第
２の教示点との間を移動する際に溶接用トーチの姿勢変
更を伴う場合、第１の教示点での姿勢から第２の教示点
の姿勢への姿勢変化量ｄＲ（゜）、第１の教示点と第２
の教示点の間の溶接速度Ｖｌ（ｃｍ／分）、及び予め指
定された姿勢変化速度Ｖｒ（゜／分）から、姿勢変更に
必要な姿勢変更区間Ｌ（ｃｍ）を、Ｌ＝ｄＲ／Ｖｒ×Ｖ
ｌにより求め、前記姿勢変更区間で予め指定された姿勢
変化速度Ｖｒで姿勢の変更を行うことを特徴とする。 【００１３】 【発明の実施の形態】 【００１４】 【実施例】本発明の実施例を図１に基づいて教示手順を
説明する。 【００１５】図１は本発明の溶接ロボットに対する溶接
用トーチの位置と姿勢の教示方法を示す図である。 【００１６】図１において、従来の方法と同様に、溶接
経路の始点Ａ（溶接開始位置）に、ジョグ操作によりロ
ボットを移動させ、溶接用トーチ先端を合わせて位置教
示を行う（教示点）。 【００１７】次にコーナー部Ｂヘジョグ操作によりロボ
ットを移動させ、教示点を教示する。この時の溶接用
トーチ姿勢は、経路ＡＢに対する溶接用トーチの最適姿
勢と経路ＢＣに対する溶接用トーチの最適姿勢の中間姿
勢とする。また、教示点を教示する際に、姿勢制御方
法として「動作終了時」を指定する。 【００１８】次に経路ＢＣ上に教示点を教示する。こ
の時の溶接用トーチ姿勢は、経路ＢＣに対する溶接用ト
ーチの最適姿勢とする。また、教示点の位置は、経路
ＢＣ上の中間点近傍に教示するものとし、姿勢制御方法
として「動作開始時」を指定する。 【００１９】同様に、経路ＢＣに対する溶接用トーチの
最適姿勢と経路ＣＤに対する溶接用トーチの最適姿勢の
中間姿勢で教示点を教示し、さらに、溶接終了点（教
示点）を教示する。教示点における溶接用トーチ姿
勢は、経路ＣＤに対する溶接用トーチの最適姿勢とす
る。教示点では姿勢制御方法として「動作終了時」を
指定、教示点では姿勢制御方法として「動作開始時」
を指定する。 【００２０】次に、姿勢制御方法について、図２を基に
説明する。図２は図１のコーナー点Ｂ近傍を拡大したも
のである。 【００２１】図２（ａ）において、プレイバックなどで
ロボットが第１の教示点から第２の教示点へ移動す
る際に、教示点での姿勢から教示点での姿勢への姿
勢変化量ｄＲ（゜）、経路ＡＢの溶接速度Ｖｌ（ｃｍ／
分）、及び予め指定された姿勢変化速度Ｖｒ（゜／分）
から、姿勢変更に必要な姿勢変更区間Ｌ（ｃｍ）を演算
式 Ｌ＝ｄＲ／Ｖｒ×Ｖｌ から求める。 【００２２】教示点での、制御方法として「動作終了
時」が指定されているため、経路ＡＢ上の教示点から
上記演算式で求まった距離Ｌの位置を通過した時点か
ら、予め指定された姿勢変化速度Ｖｒで姿勢の変更を行
う。 【００２３】同様に、図２（ｂ）は経路ＢＣ上での姿勢
制御方法を示したもので、教示点では、姿勢制却方法
として「動作開始時」が指定されているため、ロボット
は教示点から教示点へ移動を開始すると同時に、予
め指定された姿勢変化速度Ｖｒで姿勢変更を開始し、上
記演算式で求まる距離Ｌを移動した時点で姿勢変更を終
了する。 【００２４】 【発明の効果】本発明を用いれば、溶接線の開始点、終
了点及びコーナー点の位置と各溶接線に対する姿勢変更
区間の教示と、各コーナー点での姿勢変化速度の設定を
行うだけで、コーナー点における滑らかな姿勢変更を実
現することができる。
姿勢制御方法に関し、特に、アーク溶接用の溶接用トー
チを把持した溶接用ロボットにより溶接作業を実行する
際に、適切な溶接用トーチ姿勢変更を実現できる溶接用
ロボットの姿勢制御方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】溶接溶接用トーチを把持した産業用ロボ
ットにより溶接作業を実行する場合には、溶接実行中の
溶接用トーチ先端位置（ロボットの軌跡）と共に、溶接
用トーチ姿勢が適切に保たれている必要がある。すなわ
ち、溶接作業においては、溶接用トーチ先端の軌跡精度
と共に溶接用トーチ姿勢の制御が重要であり、特に、溶
接線にコーナー部がある場合などで溶接用トーチ姿勢を
変化させる必要のある時は、溶接用トーチ姿勢が滑らか
に変化するように教示を行う必要があった。 【０００３】ロボットに把持された溶接用トーチ姿勢の
教示方法が、例えば特開平８−１２３５３６号公報に開
示されている。この溶接用トーチ姿勢の教示方法は、溶
接線の開始点、終点及び経路接続点を含む各点の位置デ
ータを用意し、各経路に関して溶接トーチのねらい角及
び前進角を基準面を基準に設定し、用意された位置デー
タと設定されたねらい角及び前進角に基づいて、各経路
について基本溶接姿勢をソフトウェア処理によって計算
し、接続点の内、コーナー部を形成するものに関して、
各コーナー部周辺に補助点を設定し、補助点及びコーナ
ー部に対応した接続点について、コーナー部通過時に滑
らかな姿勢変化を与える姿勢をソフトウェア計算処理に
よって求めるものである。 【０００４】図３は従来の溶接ロボットに対する溶接用
トーチの位置と姿勢の教示方法を示す図であり、経路Ａ
→Ｂ→Ｃ→Ｄは溶接実行経路を表わし、１はロボットア
ーム（図示省略）先端に把持された溶接用トーチの先端
部を表わしている。 【０００５】図３を基に従来の溶接線教示手順を説明す
る。 【０００６】ロボットを移動させ（以下「ジョグ操作」
と呼ぶ。）、溶接経路の始点Ａ（溶接開始位置）に溶接
用トーチ先端を合わせ、位置教示を行う（教示点１）。
この時の溶接用トーチ姿勢は、溶接線ＡＢに対して最適
な姿勢を教示する。 【０００７】教示点１における溶接用トーチ姿勢を変更
することなく、経路ＡＢ上でコーナー部Ｂに近い点ヘジ
ョグ操作によりロボットを移動させ、位置教示を行う
（教示点２）。さらに、経路ＢＣ上でコーナー部Ｂに近
い点ヘジョグ操作によりロボットを移動させ、教示点３
を教示する。この時の溶接用トーチ姿勢は、溶接線ＢＣ
に対して最適な姿勢を教示する。次に、コーナー部Ｂ点
の教示を行う（教示点２３）。この際の溶接用トーチ姿
勢は、教示点２とコーナー部Ｂの距離、教示点３とコー
ナー部Ｂの距離、及び溶接用トーチ姿勢の変化量を考慮
して決める。基本的には、教示点２とコーナー部Ｂの距
離と教示点３とコーナー部Ｂの距離が等しくなるように
教示点２、３を教示しておき、コーナー部Ｂでの溶接用
トーチ姿勢を、教示点２、３の中間姿勢とすることが多
い。 【０００８】以下、同様の操作を繰り返し、教示点４，
５、４５、及び溶接終了点６を教示していく。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法におい
ては、溶接線にコーナー部がある場合、コーナー部にお
いて溶接用トーチ姿勢が滑らかに変化するように、溶接
用トーチ姿勢変化のための教示を行う必要があり（図３
中の教示点２、３及び４，５）、教示作業負担が大きい
という欠点があった。 【００１０】また、この溶接用トーチ姿勢変化のための
教示点からコーナー部への距離（図３中の教示点２と教
示点２３の距離及び教示点３と教示点２３の距離、ある
いは教示点４と教示点４５の距離及び教示点５と教示点
４５の距離）は、溶接実行速度と角度変化量により決ま
るため、高度の熟練を要する。 【００１１】そこで、本発明は、上記課題を解決するた
めに、産業用ロボットに把持された溶接用トーチの姿勢
を少ない教示作業で高度の熟練を要することなく制御で
きる溶接用ロボットの姿勢制御方法を提供するものであ
る。 【００１２】 【課題を解決するための手段】本発明の溶接用ロボット
の姿勢制御方法は、産業用ロボットに把持された溶接用
トーチによりアーク溶接を実行するための溶接用ロボッ
トにおいて、溶接用トーチが隣り合う第１の教示点と第
２の教示点との間を移動する際に溶接用トーチの姿勢変
更を伴う場合、第１の教示点での姿勢から第２の教示点
の姿勢への姿勢変化量ｄＲ（゜）、第１の教示点と第２
の教示点の間の溶接速度Ｖｌ（ｃｍ／分）、及び予め指
定された姿勢変化速度Ｖｒ（゜／分）から、姿勢変更に
必要な姿勢変更区間Ｌ（ｃｍ）を、Ｌ＝ｄＲ／Ｖｒ×Ｖ
ｌにより求め、前記姿勢変更区間で予め指定された姿勢
変化速度Ｖｒで姿勢の変更を行うことを特徴とする。 【００１３】 【発明の実施の形態】 【００１４】 【実施例】本発明の実施例を図１に基づいて教示手順を
説明する。 【００１５】図１は本発明の溶接ロボットに対する溶接
用トーチの位置と姿勢の教示方法を示す図である。 【００１６】図１において、従来の方法と同様に、溶接
経路の始点Ａ（溶接開始位置）に、ジョグ操作によりロ
ボットを移動させ、溶接用トーチ先端を合わせて位置教
示を行う（教示点）。 【００１７】次にコーナー部Ｂヘジョグ操作によりロボ
ットを移動させ、教示点を教示する。この時の溶接用
トーチ姿勢は、経路ＡＢに対する溶接用トーチの最適姿
勢と経路ＢＣに対する溶接用トーチの最適姿勢の中間姿
勢とする。また、教示点を教示する際に、姿勢制御方
法として「動作終了時」を指定する。 【００１８】次に経路ＢＣ上に教示点を教示する。こ
の時の溶接用トーチ姿勢は、経路ＢＣに対する溶接用ト
ーチの最適姿勢とする。また、教示点の位置は、経路
ＢＣ上の中間点近傍に教示するものとし、姿勢制御方法
として「動作開始時」を指定する。 【００１９】同様に、経路ＢＣに対する溶接用トーチの
最適姿勢と経路ＣＤに対する溶接用トーチの最適姿勢の
中間姿勢で教示点を教示し、さらに、溶接終了点（教
示点）を教示する。教示点における溶接用トーチ姿
勢は、経路ＣＤに対する溶接用トーチの最適姿勢とす
る。教示点では姿勢制御方法として「動作終了時」を
指定、教示点では姿勢制御方法として「動作開始時」
を指定する。 【００２０】次に、姿勢制御方法について、図２を基に
説明する。図２は図１のコーナー点Ｂ近傍を拡大したも
のである。 【００２１】図２（ａ）において、プレイバックなどで
ロボットが第１の教示点から第２の教示点へ移動す
る際に、教示点での姿勢から教示点での姿勢への姿
勢変化量ｄＲ（゜）、経路ＡＢの溶接速度Ｖｌ（ｃｍ／
分）、及び予め指定された姿勢変化速度Ｖｒ（゜／分）
から、姿勢変更に必要な姿勢変更区間Ｌ（ｃｍ）を演算
式 Ｌ＝ｄＲ／Ｖｒ×Ｖｌ から求める。 【００２２】教示点での、制御方法として「動作終了
時」が指定されているため、経路ＡＢ上の教示点から
上記演算式で求まった距離Ｌの位置を通過した時点か
ら、予め指定された姿勢変化速度Ｖｒで姿勢の変更を行
う。 【００２３】同様に、図２（ｂ）は経路ＢＣ上での姿勢
制御方法を示したもので、教示点では、姿勢制却方法
として「動作開始時」が指定されているため、ロボット
は教示点から教示点へ移動を開始すると同時に、予
め指定された姿勢変化速度Ｖｒで姿勢変更を開始し、上
記演算式で求まる距離Ｌを移動した時点で姿勢変更を終
了する。 【００２４】 【発明の効果】本発明を用いれば、溶接線の開始点、終
了点及びコーナー点の位置と各溶接線に対する姿勢変更
区間の教示と、各コーナー点での姿勢変化速度の設定を
行うだけで、コーナー点における滑らかな姿勢変更を実
現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶接ロボットに対する溶接用トーチの
位置と姿勢の教示方法を示す図である。 【図２】姿勢制御方法の例を示す図である。 【図３】従来の溶接ロボットに対する溶接用トーチの位
置と姿勢の教示方法を示す図である。 【符号の説明】 １：溶接溶接用トーチ
位置と姿勢の教示方法を示す図である。 【図２】姿勢制御方法の例を示す図である。 【図３】従来の溶接ロボットに対する溶接用トーチの位
置と姿勢の教示方法を示す図である。 【符号の説明】 １：溶接溶接用トーチ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 産業用ロボットに把持された溶接用トー
チによりアーク溶接を実行するための溶接用ロボットに
おいて、溶接用トーチが隣り合う第１の教示点と第２の
教示点との間を移動する際に溶接用トーチの姿勢変更を
伴う場合、第１の教示点での姿勢から第２の教示点の姿
勢への姿勢変化量ｄＲ（゜）、第１の教示点と第２の教
示点の間の溶接速度Ｖｌ（ｃｍ／分）、及び予め指定さ
れた姿勢変化速度Ｖｒ（゜／分）から、姿勢変更に必要
な姿勢変更区間Ｌ（ｃｍ）を、 Ｌ＝ｄＲ／Ｖｒ×Ｖｌ により求め、前記姿勢変更区間で予め指定された姿勢変
化速度Ｖｒで姿勢の変更を行うことを特徴とする溶接用
ロボットの姿勢制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001239760A JP2003053539A (ja) | 2001-08-07 | 2001-08-07 | 溶接用ロボットの姿勢制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001239760A JP2003053539A (ja) | 2001-08-07 | 2001-08-07 | 溶接用ロボットの姿勢制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003053539A true JP2003053539A (ja) | 2003-02-26 |
Family
ID=19070461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001239760A Pending JP2003053539A (ja) | 2001-08-07 | 2001-08-07 | 溶接用ロボットの姿勢制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003053539A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004108365A1 (ja) * | 2003-06-02 | 2004-12-16 | Honda Motor Co., Ltd. | 多関節ロボットのティーチングデータ作成方法 |
| CN100404211C (zh) * | 2003-06-02 | 2008-07-23 | 本田技研工业株式会社 | 用于多关节型机器人的教导数据准备方法 |
| WO2015146180A1 (ja) * | 2014-03-27 | 2015-10-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | ロボット制御方法 |
-
2001
- 2001-08-07 JP JP2001239760A patent/JP2003053539A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004108365A1 (ja) * | 2003-06-02 | 2004-12-16 | Honda Motor Co., Ltd. | 多関節ロボットのティーチングデータ作成方法 |
| GB2418033A (en) * | 2003-06-02 | 2006-03-15 | Honda Motor Co Ltd | Teaching data preparing method for articulated robot |
| GB2418033B (en) * | 2003-06-02 | 2007-06-20 | Honda Motor Co Ltd | Teaching data preparing method for articulated robot |
| US7248012B2 (en) | 2003-06-02 | 2007-07-24 | Honda Motor Co., Ltd. | Teaching data preparing method for articulated robot |
| CN100404211C (zh) * | 2003-06-02 | 2008-07-23 | 本田技研工业株式会社 | 用于多关节型机器人的教导数据准备方法 |
| WO2015146180A1 (ja) * | 2014-03-27 | 2015-10-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | ロボット制御方法 |
| JPWO2015146180A1 (ja) * | 2014-03-27 | 2017-04-13 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | ロボット制御方法 |
| US10152034B2 (en) | 2014-03-27 | 2018-12-11 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Robot control method for processing a workpiece on a processing line |
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