JP2013146814A - Robot teaching method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロボットティーチング方法の改良に関する。 The present invention relates to an improvement of a robot teaching method.
前準備としてロボットにティーチングを行い、このティーチングにより得られた進行経路に沿ってロボットが移動しワークに対し処理を行わせるようにする技術が知られている(例えば、特許文献1(図1)参照。)。 As a preparation, a technique is known in which teaching is performed on a robot, and the robot moves along a traveling path obtained by this teaching to cause a workpiece to be processed (for example, Patent Document 1 (FIG. 1)). reference.).
特許文献1の図1に示すように、塗装機(T)を移動させたい経路に従って塗装面(F)にマーキングテープ(3)を貼付ける。次に、塗装ロボット(R)を起動し、ロボットアーム(2)の先端に取付けた画像センサ(4)と距離センサ(5x、5y)の出力信号に基づいて、画像処理装置(6)で塗装機(T)の進行経路と、距離・姿勢算出装置(7)で塗装機(T)の位置と姿勢とを算出する。その際、制御装置(8)によって、塗装機(T)と塗装面(F)との距離を所定値に維持しながら、前記進行経路に沿って移動するように塗装機(T)をフィードバック制御する。算出結果となるロボットアーム(2)各軸の制御パラメータは、駆動装置(10)に出力され、駆動装置(10)により駆動されるロボットアーム(2)各軸の制御パラメータが記憶装置(9)に記憶される。
As shown in FIG. 1 of
ところで、特許文献1の技術では、処理に係るロボットアーム(2)の移動速度を一定にするための手段については開示されていない。ロボットアーム(2)の移動速度を一定
にする手段について、進行経路が直線でないとき、ロボットアーム先端部の移動速度は、進行経路の曲率半径が小さい部分に設定した低い移動速度と同じ速度に設定されるため、移動速度を高めたい場合に改良の余地があった。すなわち、特許文献1の技術は、車両の量産ラインの、例えば、ビード幅を一定幅に保つことが望まれる車両用ウインドガラス等を組立てる工程に適用することは難しい。
By the way, in the technique of
ロボットティーチング方法において、ロボットアーム先端の移動速度に所定の値とし、且つ一定速度にする処理を可能にするロボットティーチング技術があれば好適である。 In the robot teaching method, it is preferable if there is a robot teaching technique that makes it possible to set the moving speed of the tip of the robot arm to a predetermined value and to make the moving speed constant.
本発明は、ティーチングの作業効率を高めたロボットティーチング方法において、ロボットアーム先端の移動速度を所定速度とし、且つ一定速度にする処理を可能にするロボットティーチング技術を提供することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a robot teaching technique that makes it possible to perform a process of setting the moving speed of the tip of the robot arm to a predetermined speed and to a constant speed in a robot teaching method with improved teaching work efficiency.
請求項1に係る発明は、前準備としてロボットにティーチングを行い、このティーチングにより得られた軌跡に沿ってロボットが移動しワークに対し処理を行わせるとき、前準備としてロボットにティーチングを行うロボットティーチング方法において、幅方向の少なくとも一点に突出するパターン突出部を有し長手方向に同一のパターンを異なる色で交互に連続させてなるマーキングテープを準備する工程と、このマーキングテープをマスターワークの処理箇所に貼り付ける工程と、処理箇所に貼り付けたマーキングテープのパターン突出部を検出し、これらのパターン突出部を順次追うことでロボットの移動経路を決定する工程と、隣り合うパターン突出部の間を同一の時間で移動するようにロボットの移動速度を決定する工程と、を含むことを特徴とする。
The invention according to
請求項2に係る発明では、ワークは、自動車のウインドガラスであり、処理は、自動車のウインドガラスへシール材を塗布することを特徴とする。 In the invention which concerns on Claim 2, a workpiece | work is the window glass of a motor vehicle, A process apply | coats a sealing material to the window glass of a motor vehicle, It is characterized by the above-mentioned.
請求項3に係る発明では、マーキングテープは、処理を施すロボット軌跡のうちの典型的な軌跡に合わせて作成した複数のテンプレートを含んでいることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is characterized in that the marking tape includes a plurality of templates created in accordance with typical trajectories of robot trajectories to be processed.
請求項1に係る発明では、ロボットティーチング方法に、同一の時間で移動するようにロボットの移動速度を決定する工程が備えられているため、隣り合うパターン突出部の間を同一時間で移動するようにロボットの移動速度が決定される。結果、ロボットアーム先端の移動速度を所定速度にし、且つ一定速度にする処理を可能にするロボットティーチング技術が提供される。この場合に、ワークの処理箇所にマーキングテープを貼り、このマーキングテープのパターン突出部に沿って、ロボットの先端部を追わせるようにしたので、ロボットティーチングは簡便に行える。
In the invention according to
請求項2に係る発明では、ロボットの移動速度を一定にし、自動車のウインドガラスへシール材を塗布するようにした。ロボットの移動速度が一定であれば、シール材供給側の制御を行う等の複雑な演算処理を行うことなく、例えば、カーブ領域と直線領域とを比較した場合に、シール材の塗布量が一定になる。結果、シール材の塗布によって、自動車のウインドガラス上に形成されるビードのロボット移動方向に直角する面の断面積は一定になるため、塗布量のばらつきが抑えられる。 In the invention according to claim 2, the moving speed of the robot is kept constant, and the sealing material is applied to the window glass of the automobile. If the movement speed of the robot is constant, the amount of sealing material applied is constant when, for example, comparing a curved area and a straight line area without performing complicated calculation processing such as controlling the sealing material supply side. become. As a result, since the cross-sectional area of the surface perpendicular to the robot moving direction of the bead formed on the window glass of the automobile becomes constant due to the application of the sealing material, variation in the coating amount can be suppressed.
請求項3に係る発明では、車両のウインドガラスにシール材を塗布する場合において、ロボットの先端のシール材を塗布するための経路は、直線状の経路と数種類のカーブ半径をもつ経路から構成される。このような使用条件に合わせ、限定されたテンプレート状の複数のマーキングテープを用いることで、貼付作業が短時間で行えるようになる。また、テンプレート状のマーキングテープであれば、歪んで貼り付けられる心配も少ないため、カーブする塗布経路をティーチングする場合の信頼性も高められる。 In the invention according to claim 3, in the case of applying the sealing material to the window glass of the vehicle, the path for applying the sealing material at the tip of the robot is composed of a straight path and a path having several types of curve radii. The By using a limited number of template-like marking tapes in accordance with such use conditions, the pasting operation can be performed in a short time. In addition, since the template-like marking tape is less likely to be distorted and attached, the reliability in teaching a curved coating route can be improved.
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、ロボットティーチング装置10は、多軸のロボットアーム11を有するロボット12と、このロボット12を駆動するロボット駆動装置13と、ロボットアーム先端11aに取付けた距離センサ15の情報に基づいてロボットアーム先端11aの姿勢やワーク16との距離を算出する距離・姿勢算出装置17と、ロボットアーム先端11aに取付けた画像センサ21の情報に基づいて、ワーク16及びマーキングテープ25を認識し画像処理を行う画像処理装置21と、前記距離・姿勢算出装置17と画像処理装置21の上方に基づいてロボットアーム11aの移動経路を算出しロボット駆動装置13を制御するロボット制御装置23とからなり、前準備としてロボット12にティーチングを行い、このティーチングにより得られた軌跡に沿ってロボット12が移動しワーク16に対し処理を行わせるとき、前準備としてロボット12にティーチングを行わせる。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the
ロボットアーム11aの移動可能範囲に、治具26が設けられ、この治具26にワーク16が載置されている。本実施例では、ワーク16は、自動車のウインドガラスであり、このウインドガラス周縁部に沿って、この周縁部の近傍にシール材を塗布する。
A
図2に示すように、シール材を塗布する位置にてワークの1サンプルでありティーチングの基準となるマスタワーク16に、マーキングテープ25が貼り付けられている。ティーチングは、先ず、マスターワーク16を治具(図1、符号26)に載置し、このマスターワーク16のシール材を塗布したい経路にマーキングテープ25を貼り付ける。次に、マーキングテープ25を認識可能な程度な精度で、ロボットアームの先端11aをマーキングテープ25に沿わせる、いわゆる、ラフなロボットティーチングを行う。
As shown in FIG. 2, a
本実施例では、マーキングテープ25は、長手方向に同一な黒白のパターンを異なる色で交互に連続させてなる。ここで、マスタワーク16とは、シール材の塗布の進行経路を設定するために用いられる基準となるワークである。ワークは、自動車のウインドガラスであり、このウインドガラスへの処理とは、シール材を塗布する処理である。
In the present embodiment, the
図3に示すように、マーキングテープ25は、幅方向の少なくとも一点に突出するパターン突出部30を有し長手方向に同一のパターンを黒白で交互に連続させたものである。
図4にパターンの拡大図が示されており、マーキングテープ25のパターンは6角形状を呈し、テープ長手方向に軸直角な方向の中心にパターン突出部30が形成される。隣り合うパターン突出部30は、黒のパターンの頂部となる黒の突出部31と、白のパターンの頂部となる白の突出部32とからなり、これらの突出部31、32が交互に連続している。図3にて、隣り合う突出部の間の距離は一定値δである。
As shown in FIG. 3, the
FIG. 4 shows an enlarged view of the pattern. The pattern of the
なお、本実施例では、パターンの色は、黒と白の2色としたが、画像処理装置が認識することができれば、黒と白以外の異なる任意の色の組み合わせて差し支えないし、黒に変えて縞状の模様にしても差し支えない。 In this embodiment, the pattern color is black and white. However, if the image processing apparatus can recognize the pattern, any combination of different colors other than black and white may be used. Even striped patterns can be used.
ロボット(図1、符号12)は、マーキングテープ25のパターン突出部30にガイドされティーチングされる。以下、画像処理装置(図1、符号22)によるロボットアーム先端(図1、符号11a)の進行経路の決定方法について説明する。
The robot (FIG. 1, reference numeral 12) is guided and taught by the
図5(a)に示すように、画像処理装置(図1、符号22)で画像センサの中心41が認識されると共に、画像処理装置21で、画像センサの中心41の周囲にロボットアーム先端の進行経路を限定する6角形状のマスタパターンMが設定される。なお、図中、理解を容易にするため、マスタパターンMの幅は、若干狭く表示されている。
As shown in FIG. 5 (a), the
画像センサの中心41を、マーキングテープ25に重ねた状態でロボット(図1、符号12)を起動させ図矢印a方向へ移動するように指示すると、画像センサの中心41は、マーキングテープ25の両端P1、P2間の中心点P3に向かうよう進行経路が設定され、この進行経路に沿って画像センサの中心41が移動するようにロボットアーム先端が移動される。
When the robot (FIG. 1, reference numeral 12) is activated with the
図5(b)に示すように、マーキングテープ25が下方へカーブしているとき、図5(a)の方向と同じ方向へロボットアーム先端が移動される(図M2の位置)と、マーキングテープ25のパターンM3に対する画像センサの中心41の周囲に設定されているマスタパターンM2の位置がずれ、一致しなくなる。そこで、画像処理装置21は、マスタパターンM2とマーキングテープ25のパターンM3とのずれ量を検出し、マーキングテープ25の両端P4、P5間の中心点P6に向かうよう進行経路を修正し、画像センサの中心41がP6へ移動させるようにロボットアーム先端を図矢印b方向へ移動させる。
As shown in FIG. 5B, when the marking
次に、本発明に係るロボットティーチング方法について、図1〜3に基づいて説明する。ST××はステップ番号を示す。
図6に示すように、マーキングテープ(図2、符号25)を準備し(ST01)、このマーキングテープ25をマスターワーク(図2、符号16)の処理箇所に貼り付ける(ST02)。次に、マーキングテープ25の近傍にロボットアームの先端を近づけて画像センサでマーキングテープ25が常に映るようにして画像処理装置21で認識させながら、ロボットアームを移動させる、いわゆる、ラフなロボットティーチングを行う(ST03)。次に、このラフなロボットティーチングの経路(軌跡)をもとに、マーキングテープのパターン突出部を検出し、且つ、画像処理を行い位置補正を行いながら移動する。これらのマーキングテープのパターン突出部を順次追うことでロボットのティーチング修正を自動で行いながら、移動経路を決定する(ST04)。移動経路を決定した後、隣り合うパターン突出部間を同一の時間で移動するようにロボットアームの移動速度を算出し決定する(ST05)。
Next, the robot teaching method according to the present invention will be described with reference to FIGS. STxx indicates a step number.
As shown in FIG. 6, a marking tape (FIG. 2, symbol 25) is prepared (ST01), and this marking
次に、上記ST04の詳細な過程について、図1〜3に基づいて説明する。
図7に示すように、前述した画像処理装置による進行経路の決定方法を用いて進行経路の位置補正をしながら、スタート点、次点を検出する。すなわち、画像センサ21でマーキングテープ25の隣り合うパターン突出部30(黒の突出部31、白の突出部32)を順に検出し(ST21)、距離センサ15でロボットアーム11のマーキングテープ貼付面との関係を算出し、ロボットアーム11の位置ずれや傾きを認識し、スタート点の位置を補正し(ST22)、ティーチングポイントを作成する(ST23)。次に、ロボットアーム先端11aは、次点位置(N点)へ移動し(ST24)する。さらに、(N+1)点を検出する(ST25)。そして、マーキングテープ25に対する位置ずれや傾きを認識し、N点の位置を補正する(ST26)。次に、マーキングテープ25の終点が始点に戻ったか否かを判断する(ST27)。シール材の塗布開始点となるスタート点位置(始点)に一致したときは終了し、スタート点位置(始点)に一致しないときは、ST24に戻る。以上で、ロボットアーム先端の移動経路を決めるプロセスが説明された。
Next, the detailed process of ST04 will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 7, the start point and the next point are detected while correcting the position of the traveling path using the above-described method of determining the traveling path by the image processing apparatus. That is, the
次に、マーキングテープを、ワークの仕様に応じて複数準備しておくことで、マーキングテープを貼り付ける作業を効率良く且つ、精度良く行うことができることを説明する。
図8に示すように、マーキングテープ25は、シール材塗布に係る処理を施すロボット軌跡のうちの典型的な軌跡に合わせて作成したテンプレートである。ここで、テンプレートとは、特定の半径をもたせてマーキングテープを貼り付ける場合に、予め、当該半径をもつように形成されているマーキングテープをいう。このような、マーキングテープを複数車種のシール材塗布経路の半径Rに合わせた分を準備する。
Next, it will be described that by preparing a plurality of marking tapes according to the specifications of the workpiece, the work of attaching the marking tape can be performed efficiently and accurately.
As shown in FIG. 8, the marking
すなわち、ウインドガラスのシール材塗布のラインは、直線、略直線又は所定の曲率半径(R)をもった曲線のいずれかであり、準備しておくべき、マーキングテープ25の種類は、直線状のマーキングテープと、ウインドガラスの仕様に合わせた複数の曲率半径(R)をもつマーキングテープがあれば足りる。
That is, the window glass sealing material application line is either a straight line, a substantially straight line, or a curve having a predetermined radius of curvature (R), and the type of marking
従って、複数種類の曲率半径(R)をもつマーキングテープ25を準備し、半径が予め設定されたマーキングテープを貼り付けることで、貼付作業が短時間で行えるようになる。また、マーキングテープ25が歪んで貼り付けられる心配も少ないため、カーブする塗布経路をティーチングする場合の信頼性も高まる。
Accordingly, by preparing the marking
以上に述べたロボットティーチング装置の作用を次に述べる。
図6、図1にて、本発明のロボットティーチング方法によれば、ワーク16の処理箇所にマーキングテープ25を貼り、このマーキングテープ25のパターン突出部(図3、符号30)に沿って、ロボット先端部11aを追わせることで、簡便にロボットテーチングが行える。
The operation of the robot teaching device described above will be described next.
6 and 1, according to the robot teaching method of the present invention, the marking
さらに本発明では、ロボットティーチング方法に、同一の時間で移動するようにロボット12の移動速度を決定する工程が備えられているため、隣り合うパターン突出部の間を同一時間で移動するようにロボット12の移動速度が決定される。従って、本発明によれば、ロボットアーム11の移動速度を所定速度且つ一定速度にする処理が可能となり、ティーチングの作業効率を向上させることができる。
Furthermore, in the present invention, the robot teaching method includes a step of determining the moving speed of the
また、ロボット12の移動速度が一定であれば、シール材供給側の制御を行う等の複雑な演算処理を行うことなく、例えば、カーブ領域と直線領域とを比較した場合に、シール材の塗布量が一定になる。結果、シール材の塗布によって、自動車のウインドガラス上に形成されるビードのロボット移動方向に直角する面の断面積は一定になり、塗布量のばらつきが抑えられる。
Further, if the movement speed of the
尚、本発明は、実施の形態では車両用ウインドガラスに塗布するシール材の塗布に係るティーチングに適用したが、小ロット生産の産業機械のケース等に用いるシール材の塗布に係るティーチングにも適用可能であり、一般の機械に用いられるシール材塗布に適用することは差し支えない。 In the embodiment, the present invention is applied to teaching related to application of a sealing material to be applied to a vehicle window glass. However, the present invention is also applied to teaching related to application of a sealing material used for a case of an industrial machine of a small lot production. It is possible and can be applied to application of a sealing material used in general machines.
本発明は、車両用ウインドウガラスにシール材を塗布する場合のティーチング方法として好適である。 The present invention is suitable as a teaching method when a sealing material is applied to a vehicle window glass.
10…ロボットティーチング装置、12…ロボット、16…ワーク(マスタワーク)、25…マーキングテープ、30…パターン突出部、35…シール材、36…テンプレート。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
幅方向の少なくとも一点に突出するパターン突出部を有し長手方向に同一のパターンを異なる色で交互に連続させてなるマーキングテープを準備する工程と、
このマーキングテープをマスターワークの処理箇所に貼り付ける工程と、
前記処理箇所に貼り付けたマーキングテープのパターン突出部を検出し、これらのパターン突出部を順次追うことで前記ロボットの移動経路を決定する工程と、
隣り合う前記パターン突出部の間を同一の時間で移動するようにロボットの移動速度を決定する工程と、
を含むことを特徴とするロボットティーチング方法。 In the robot teaching method of teaching the robot as preparation, when teaching the robot as preparation and when the robot moves along the trajectory obtained by teaching and processing the workpiece, the robot is taught as preparation.
A step of preparing a marking tape having a pattern projecting portion projecting at least at one point in the width direction and continuously repeating the same pattern with different colors in the longitudinal direction;
The process of attaching this marking tape to the processing location of the master work,
Detecting the pattern protrusions of the marking tape affixed to the processing location, and determining the movement path of the robot by sequentially following these pattern protrusions;
Determining the movement speed of the robot so as to move between adjacent pattern protrusions in the same time;
A robot teaching method comprising:
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