JP4139364B2 - Robot control method - Google Patents
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Description
本発明は、溶接対象に対してスポット溶接を行うロボットにおける制御方法に関し、特に、ワークを搬送する第１のロボットとワークに対して溶接を行う第２のロボットとを有するロボットシステムにおける、ロボットの制御方法に関する。 The present invention relates to a control method in a robot that performs spot welding on a welding target, and in particular, in a robot system having a first robot that transports a workpiece and a second robot that performs welding on the workpiece. It relates to a control method.
スポット溶接を行うロボットにおいては、ロボットは制御装置から予め教示点として与えられた指令位置に従って動作する。スポット溶接を行う位置についてもこれと同様であり、溶接対象となるワークを固定し、ワーク上の溶接点を教示することになる。そして、再生運転時には、溶接点を含む教示点に従って溶接作業を行うことになる。この方法では、溶接を開始して溶接機から溶接完了信号が返ってくるまでの間は、ロボットは停止して待つことになり、このことは再生運転中のサイクルタイムに大きく影響してくる。従来技術では、特許文献１に開示されているように、溶接ガンの加圧信号のタイミングを変更することにより、ロボットが停止している時間を短縮することが行われていた。
スポット溶接を行う時間を短縮する手段として、ロボットが溶接点へ到達するタイミングを予測し、溶接機に対して溶接信号を出力するなどして時間短縮を可能とするが、ワークに溶接ガンが接触しない状態や、加圧不良のまま溶接を開始する場合がある。そのため、前述した特許文献１に開示されているような手段を用いても前述のような溶接する時間を最低限確保する必要がある。 As a means of shortening the time for spot welding, it is possible to shorten the time by predicting the timing when the robot reaches the welding point and outputting a welding signal to the welding machine. There are cases where welding is started with no pressure applied or with poor pressurization. For this reason, it is necessary to secure the minimum welding time as described above even if the means disclosed in Patent Document 1 is used.
本発明は、前述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、特にワークを搬送する第１のロボットとワークに対して溶接を行う第２のロボットとを有するロボットシステムにおいて、サイクルタイムを短縮することが可能な制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and in particular, in a robot system having a first robot that transports a workpiece and a second robot that welds the workpiece. It is an object of the present invention to provide a control method capable of reducing time.
前述の目的を達成するために、本発明では、ワークを搬送するための把持部材を有する第１のロボットとワークに対して溶接を行うための溶接ガンを有する第２のロボットとを有するロボットシステムにおいて、以下に記載するロボットの制御方法を提供した。 In order to achieve the above object, in the present invention, a robot system having a first robot having a gripping member for transporting a workpiece and a second robot having a welding gun for welding the workpiece. Provided the following robot control method.
すなわち、教示作業時には、第１のロボットを制御するロボット１制御部は、第１のロボットにおけるワークの搬送経路に関する位置データを記録するとともに、この位置データを第２のロボットを制御するロボット２制御部へ送信する。一方、このロボット２制御部は、ワークを把持した第１のロボットを静止させた状態にて各溶接点における第２のロボットの位置データを記録するとともに、ロボット１制御部から受信した前記ワークの搬送経路に関する位置データを記録する。 That is, at the time of teaching work, the robot 1 control unit that controls the first robot records position data related to the workpiece conveyance path in the first robot, and this position data is controlled by the robot 2 that controls the second robot. To the department. On the other hand, the robot 2 control unit records the position data of the second robot at each welding point in a state where the first robot holding the workpiece is stationary, and also receives the workpiece received from the robot 1 control unit. Record the position data related to the transport path.
また、再生運転時には、ロボット１制御部は、ロボット１制御部に記録されている前記ワークの搬送経路に関する位置データに基づいてワークの搬送経路に関する補間点を演算するとともに、このワークの搬送経路に関する補間点をロボット２制御部へ送信する。一方、ロボット２制御部は、ロボット２制御部に記録されている前記各溶接点における第２のロボットの位置データに基づいて溶接経路に関する補間点を演算するとともに、ロボット２制御部に記録されている前記ワークの搬送経路に関する位置データに基づいてワークの搬送経路に関する補間点を演算する。さらに、ロボット２制御部は、両ロボット制御部にて演算された２つの前記ワークの搬送経路に関する補間点についてその差分を求め、この差分に基づいて第１のロボットの位置に対して同期すべき第２のロボットの位置を求めるようにした。そして、前記第１のロボットによるワークの搬送中すなわち移動中のワークに対して前記第２のロボットにより溶接作業を行うようにし、これにより、前記第１のロボットの把持部材により把持されたワークに対して前記第２のロボットの溶接ガンが加圧している状態においてもワークの位置に対応して溶接ガンの位置の制御を可能にした。 Further, during the regeneration operation, the robot 1 control unit calculates an interpolation point related to the work transport path based on the position data related to the work transport path recorded in the robot 1 control unit, and relates to the work transport path. The interpolation point is transmitted to the robot 2 control unit. On the other hand, the robot 2 control unit calculates an interpolation point related to the welding path based on the position data of the second robot at each welding point recorded in the robot 2 control unit, and is recorded in the robot 2 control unit. An interpolation point relating to the workpiece conveyance path is calculated based on the position data relating to the workpiece conveyance path. Furthermore, the robot 2 control unit obtains the difference between the interpolation points related to the two workpiece transport paths calculated by the two robot control units, and should synchronize with the position of the first robot based on the difference. The position of the second robot was obtained. Then, a welding operation is performed by the second robot on the workpiece being transferred by the first robot, that is, the moving workpiece, whereby the workpiece grasped by the grasping member of the first robot is applied. On the other hand, the position of the welding gun can be controlled in accordance with the position of the workpiece even when the welding gun of the second robot is pressurized.
係る構成としたことにより、ワークを搬送する第１のロボットとワークに対して溶接を行う第２のロボットとを有するロボットシステムにおいて、再生運転時には第１のロボットの位置に対応して第２のロボットの位置が制御されることになる。言い換えれば、第１のロボットに把持されたワークの位置に対応して第２のロボットが具備する溶接ガンの位置が制御されることになる。これにより、静止状態にあるワークに対してだけではなく、第１のロボットによるワークの搬送中、すなわち移動状態にあるワークに対しても、第２のロボットにて溶接作業を行うことが可能になる。 With this configuration, in the robot system having the first robot that transports the workpiece and the second robot that welds the workpiece, the second robot corresponds to the position of the first robot during the reproduction operation. The position of the robot will be controlled. In other words, the position of the welding gun included in the second robot is controlled in correspondence with the position of the work gripped by the first robot. As a result, the second robot can perform the welding operation not only on the workpiece in the stationary state but also on the workpiece being transferred by the first robot, that is, on the workpiece in the moving state. Become.
本発明によれば、ワークを搬送する第１のロボットとワークに対して溶接を行う第２のロボットとを有するロボットシステムにおいて、ワークに対して溶接ガンが加圧している状態すなわちワークを溶接ガンにより挟んだ状態においても、ワークの位置に対応して溶接ガンの位置が制御可能になったので、第１のロボットによるワークの搬送中すなわち移動中のワークに対しても第２のロボットにより溶接作業を行うことができる。これにより、ワークに対する搬送作業と溶接作業とを同時に行うことが可能になったので、溶接作業のためにワークの移動を停止させる必要がなくなり、その結果、サイクルタイムを短縮することが可能になった。
According to the present invention, in a robot system having a first robot that transports a workpiece and a second robot that welds the workpiece, the welding gun is pressed against the workpiece, that is, the workpiece is welded. Since the position of the welding gun can be controlled in accordance with the position of the workpiece even in the state of being sandwiched between the workpieces, welding is also performed by the second robot on the workpiece being transferred by the first robot, that is, the moving workpiece. Work can be done. Thus, since it became possible to carry out carrying operation for the workpiece and the welding operation at the same time, it is not necessary to stop the movement of the workpiece for the welding operation, as a result, it is possible to shorten the cycle time It was.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、「Ｓ＊」（「＊」は整数）の記述は処理の手順を表すステップ番号であり、図２および図３に示すフローチャートにおける「Ｓ＊」の表記に対応している。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the description of “S *” (“*” is an integer) is a step number representing the processing procedure, and corresponds to the notation of “S *” in the flowcharts shown in FIGS. Yes.
図１は、本実施形態に係る制御方法が適用されるスポット溶接システムの構成図である。この図１に示したスポット溶接システムは、アーム先端に把持部材を有する搬送ロボットとしてのロボット１（第１のロボット）が溶接対象としてのワークを把持し、把持したワークを移動させながら、この移動中のワークに対して、アーム先端に溶接ガンを有する溶接ロボットとしてのロボット２（第２のロボット）がスポット溶接を行うというものである。また、ロボット１およびロボット２は、サーボ機構により関節部の駆動が行われる、所謂電動式のロボットである。 FIG. 1 is a configuration diagram of a spot welding system to which a control method according to the present embodiment is applied. In the spot welding system shown in FIG. 1, a robot 1 (first robot) as a transfer robot having a gripping member at the end of an arm grips a workpiece to be welded and moves the gripped workpiece while moving the gripped workpiece. A robot 2 (second robot) as a welding robot having a welding gun at the end of the arm performs spot welding on the workpiece inside. The robot 1 and the robot 2 are so-called electric robots whose joints are driven by a servo mechanism.
まず、教示作業時における位置データの記録方法について説明する。図２は、教示作業時における位置データの記録方法について示したフローチャートである。なお、このフローチャートにおいては、左側は溶接対象としてのワークを動作させるロボット１を制御するロボット１制御部における処理を示し、一方、右側は溶接ガンを動作させるロボット２を制御するロボット２制御部における処理を示している。 First, a method for recording position data during teaching work will be described. FIG. 2 is a flowchart showing a method of recording position data during teaching work. In this flowchart, the left side shows processing in the robot 1 control unit that controls the robot 1 that operates the workpiece as a welding target, while the right side shows processing in the robot 2 control unit that controls the robot 2 that operates the welding gun. Processing is shown.
ワークを動作制御するロボット１制御部は、ロボット１によりワークを把持させ、ロボット１を動作させることにより、把持したワークを所定の基準位置へ移動させる（Ｓ１）。同様に、溶接ガンを動作制御するロボット２制御部は、ロボット２を動作させることにより具備する溶接ガンを、ロボット１により把持された基準位置にあるワーク上の所定の溶接位置へ移動させる（Ｓ２）。ワークを動作制御するロボット１制御部は、ロボット１の動作機構としての図示しないサーボ機構からロボット１の現在位置を受信し、これを位置データとして記録する（Ｓ３）。同様に、溶接ガンを動作制御するロボット２制御部は、ロボット２の動作機構としての図示しないサーボ機構からロボット２の現在位置を受信し、これを位置データとして記録する（Ｓ４）。 The robot 1 control section that controls the operation of the workpiece causes the workpiece to be gripped by the robot 1, and moves the gripped workpiece to a predetermined reference position by operating the robot 1 (S1). Similarly, the robot 2 controller that controls the operation of the welding gun moves the welding gun provided by operating the robot 2 to a predetermined welding position on the workpiece at the reference position held by the robot 1 (S2). ). The robot 1 controller that controls the operation of the workpiece receives a current position of the robot 1 from a servo mechanism (not shown) as an operation mechanism of the robot 1 and records this as position data (S3). Similarly, the robot 2 controller that controls the operation of the welding gun receives the current position of the robot 2 from a servo mechanism (not shown) as an operation mechanism of the robot 2 and records this as position data (S4).
ワークを動作制御するロボット１制御部は、前述のＳ３にて受信したロボット１の位置データを、溶接ガンを動作制御するロボット２制御部へ送信する（Ｓ５）。そして、ロボット２制御部は、前述のＳ５にてロボット１制御部から送信されたロボット１の位置データを受信する（Ｓ６）。この状態で溶接ガンを動作制御するロボット２制御部において教示点の記録操作が行われると、ロボット２制御部では、このときのロボット２の現在位置だけではなく、前述のＳ６において受信したロボット１の位置データについても記録される（Ｓ７）。 The robot 1 controller that controls the work transmits the position data of the robot 1 received in S3 described above to the robot 2 controller that controls the welding gun (S5). The robot 2 control unit receives the position data of the robot 1 transmitted from the robot 1 control unit in S5 described above (S6). In this state, when the teaching point recording operation is performed in the robot 2 control unit that controls the operation of the welding gun, the robot 2 control unit receives not only the current position of the robot 2 at this time but also the robot 1 received in the above-described S6. Are also recorded (S7).
以上の一連の教示操作は、スポット溶接を行う点（溶接点）の数分だけ繰り返し行われる。なお、これら一連の教示操作の際は、ワークを把持したロボット１の位置を変えずにロボット２の教示作業が行われる。これにより、このときのワークを把持したロボット１の位置を基準としたときの各溶接点の位置すなわち溶接経路が、溶接ガンを動作制御するロボット２制御部に教示位置に関する位置データとして記録されることになる。 The series of teaching operations described above are repeated for the number of spots (welding points) for spot welding. In the series of teaching operations, the teaching operation of the robot 2 is performed without changing the position of the robot 1 that holds the workpiece. As a result, the position of each welding point, that is, the welding path, based on the position of the robot 1 holding the workpiece at this time, is recorded as position data related to the teaching position in the robot 2 control unit that controls the operation of the welding gun. It will be.
ところで、ロボット１はアーム先端に把持部材を有する搬送ロボットであるので、前述した溶接点の教示作業以外に、ロボット１におけるワークの搬送経路を教示するための教示作業も行うことになる。係る教示作業において、ワークを動作制御するロボット１制御部は、前述のＳ３、Ｓ５、及びＳ７と同様に、ロボット１の動作機構としてのサーボ機構からロボット１の現在位置を受信し、これを位置データとして記録するとともに（Ｓ３）、溶接ガンを動作制御するロボット２制御部へ送信する（Ｓ５）。そして、ロボット２制御部は、ロボット１制御部から送信されたロボット１の位置データを受信し、これを記録する（Ｓ７）。これにより、溶接ガンを動作制御するロボット２制御部には、ワークの搬送経路に関する位置データについても記録されることになる。 Incidentally, since the robot 1 is a transfer robot having a gripping member at the tip of the arm, in addition to the above-described welding point teaching operation, a teaching operation for teaching the workpiece conveyance path in the robot 1 is also performed. In such teaching work, the robot 1 control unit that controls the operation of the workpiece receives the current position of the robot 1 from the servo mechanism as the operation mechanism of the robot 1 in the same manner as the above-described S3, S5, and S7. While recording as data (S3), it transmits to the robot 2 control part which controls operation | movement of a welding gun (S5). Then, the robot 2 control unit receives the position data of the robot 1 transmitted from the robot 1 control unit, and records this (S7). As a result, the robot 2 controller that controls the operation of the welding gun also records position data related to the workpiece transfer path.
次に、再生運転時における処理の流れについて説明する。図３は、再生運転時における処理の流れについて示したフローチャートである。なお、このフローチャートにおいては、左側は溶接対象としてのワークを動作させるロボット１を制御するロボット１制御部における処理を示し、右側は溶接ガンを動作させるロボット２を制御するロボット２制御部における処理を示している。 Next, the flow of processing during regeneration operation will be described. FIG. 3 is a flowchart showing the flow of processing during the regeneration operation. In this flowchart, the left side shows processing in the robot 1 control unit that controls the robot 1 that operates the workpiece as a welding target, and the right side shows processing in the robot 2 control unit that controls the robot 2 that operates the welding gun. Show.
まず、ワークを動作させるロボット１制御部は、前述のＳ３において記録されたロボット１の位置データに基づいて補間点を演算する（Ｓ１１）。同様に、溶接ガンを動作させるロボット２制御部は、前述のＳ４において記録されたロボット２の位置データに基づいて補間点を演算するとともに、前述のＳ７において記録されたロボット１の位置データに基づいても補間点を演算する（Ｓ１２）。次に、ワークを動作させるロボット１制御部は、前述のＳ１１において演算された補間点を、溶接ガンを動作させるロボット２制御部へ送信する（Ｓ１３）。そして、溶接ガンを動作させるロボット２制御部は、前述のＳ１３においてロボット１制御部から送信されたロボット１の補間点を受信する（Ｓ１４）。さらに、このロボット２制御部は、前述のＳ１４において受信したロボット１の補間点、およびロボット１とロボット２との相対位置関係に基づいて、ロボット１が把持するワークの位置を算出する（Ｓ１５）。 First, the robot 1 controller that moves the workpiece calculates an interpolation point based on the position data of the robot 1 recorded in S3 described above (S11). Similarly, the robot 2 controller that operates the welding gun calculates an interpolation point based on the position data of the robot 2 recorded in the above-described S4, and based on the position data of the robot 1 recorded in the above-described S7. However, the interpolation point is calculated (S12). Next, the robot 1 controller that operates the workpiece transmits the interpolation point calculated in S11 described above to the robot 2 controller that operates the welding gun (S13). And the robot 2 control part which operates a welding gun receives the interpolation point of the robot 1 transmitted from the robot 1 control part in above-mentioned S13 (S14). Further, the robot 2 control unit calculates the position of the work gripped by the robot 1 based on the interpolation point of the robot 1 received in S14 and the relative positional relationship between the robot 1 and the robot 2 (S15). .
ところで、本実施形態のものではワークを把持したロボット１と溶接ガンを動作させるロボット２との共同作業を行うことになるので、両ロボットの動作を同期させるための同期演算を行う必要がある。そこで、ロボット２制御部は、前述のＳ１４において受信したロボット１の補間点のデータと、前述のＳ１２において演算したロボット１の補間点のデータとの差分を求め、その差分に基づいてロボット１の位置に対して同期すべきロボット２の位置を求める（Ｓ１６）。また、サーボ機構にはサーボ遅れが存在するために、前述のＳ１６にて求めたロボット２の位置に対してサーボ遅れを補正すべく同期補正を行った上で、これを位置指令としてサーボ機構へ送信する（Ｓ１７）。 By the way, in this embodiment, since the robot 1 that grips the workpiece and the robot 2 that operates the welding gun are jointly operated, it is necessary to perform a synchronous calculation for synchronizing the operations of both robots. Therefore, the robot 2 control unit obtains a difference between the interpolation point data of the robot 1 received in the above-described S14 and the interpolation point data of the robot 1 calculated in the above-described S12, and based on the difference, The position of the robot 2 to be synchronized with the position is obtained (S16). Also, since there is a servo delay in the servo mechanism, synchronous correction is performed to correct the servo delay with respect to the position of the robot 2 obtained in S16 described above, and this is sent to the servo mechanism as a position command. Transmit (S17).
以上の処理により、再生運転時にはロボット１の位置に対応してロボット２の位置が制御されることになる。言い換えれば、ロボット１に把持されたワークの位置に対応してロボット２が具備する溶接ガンの位置が制御されることになる。そのため、静止状態にあるワークに対してだけではなく、ロボット１によるワークの搬送中、すなわち移動状態にあるワークに対しても、溶接作業を行うことが可能になる。さらに言えば、ワークに対して溶接ガンが加圧している状態でもワークの位置に対応して溶接ガンの位置が制御可能になるので、溶接ガンの加圧中すなわちワークを溶接ガンにより挟んだ状態においても、ロボット１によりワークを搬送させることが可能となる。これにより、ワークに対する搬送作業と溶接作業とを同時に行うことが可能になるので、溶接作業のためにワークの移動を停止させる必要がなくなり、その結果、サイクルタイムを短縮することが可能になる。 With the above processing, the position of the robot 2 is controlled corresponding to the position of the robot 1 during the reproduction operation. In other words, the position of the welding gun provided in the robot 2 is controlled in accordance with the position of the workpiece gripped by the robot 1. Therefore, the welding operation can be performed not only on the workpiece in the stationary state but also on the workpiece being transferred by the robot 1, that is, on the workpiece in the moving state. Furthermore, since the position of the welding gun can be controlled according to the position of the workpiece even when the welding gun is pressurized against the workpiece, the welding gun is being pressurized, that is, the workpiece is sandwiched between the welding guns In this case, the robot 1 can transport the workpiece. As a result, it is possible to simultaneously perform the transfer operation and the welding operation on the workpiece, so that it is not necessary to stop the movement of the workpiece for the welding operation, and as a result, the cycle time can be reduced.
Claims (1)
教示作業時には、
前記第１のロボットを制御するロボット１制御部は、第１のロボットにおけるワークの搬送経路に関する位置データを記録するとともに、該位置データを前記第２のロボットを制御するロボット２制御部へ送信し、
該ロボット２制御部は、ワークを把持した前記第１のロボットを静止させた状態にて各溶接点における前記第２のロボットの位置データを記録するとともに、前記ロボット１制御部から受信した前記ワークの搬送経路に関する位置データを記録し、
再生運転時には、
前記ロボット１制御部は、ロボット１制御部に記録されている前記ワークの搬送経路に関する位置データに基づいてワークの搬送経路に関する補間点を演算するとともに、該ワークの搬送経路に関する補間点を前記ロボット２制御部へ送信し、
前記ロボット２制御部は、ロボット２制御部に記録されている前記各溶接点における第２のロボットの位置データに基づいて溶接経路に関する補間点を演算するとともに、ロボット２制御部に記録されている前記ワークの搬送経路に関する位置データに基づいてワークの搬送経路に関する補間点を演算し、
さらに、前記ロボット２制御部は、両ロボット制御部にて演算された２つの前記ワークの搬送経路に関する補間点についてその差分を求め、該差分に基づいて前記第１のロボットの位置に対して同期すべき前記第２のロボットの位置を求めるようにし、
前記第１のロボットによるワークの搬送中すなわち移動中のワークに対して前記第２のロボットにより溶接作業を行うようにし、
これにより、前記第１のロボットの把持部材により把持されたワークに対して前記第２のロボットの溶接ガンが加圧している状態においてもワークの位置に対応して溶接ガンの位置の制御を可能にしたことを特徴とするロボットの制御方法。 In a robot control method in a robot system having a first robot having a gripping member for transporting a workpiece and a second robot having a welding gun for welding the workpiece,
During teaching work,
The robot 1 control unit that controls the first robot records position data related to the workpiece transfer path in the first robot, and transmits the position data to the robot 2 control unit that controls the second robot. ,
The robot 2 controller records the position data of the second robot at each welding point in a state where the first robot holding the workpiece is stationary, and receives the workpiece received from the robot 1 controller. Record the position data on the transport route of
During regeneration operation,
The robot 1 control unit calculates an interpolation point related to a work transfer path based on position data related to the work transfer path recorded in the robot 1 control unit, and calculates an interpolation point related to the work transfer path. 2 Send to the control unit,
The robot 2 control unit calculates an interpolation point related to the welding path based on position data of the second robot at each welding point recorded in the robot 2 control unit, and is recorded in the robot 2 control unit. Based on the position data relating to the workpiece conveyance path, the interpolation point relating to the workpiece conveyance path is calculated,
Further, the robot 2 control unit obtains a difference between the interpolation points related to the transport path of the two workpieces calculated by both robot control units, and synchronizes with the position of the first robot based on the difference. to determine a position of the second robot to be,
The welding operation is performed by the second robot on the workpiece being transferred by the first robot, that is, the moving workpiece,
As a result, the position of the welding gun can be controlled in accordance with the position of the workpiece even when the welding gun of the second robot is pressurizing the workpiece gripped by the gripping member of the first robot. A method for controlling a robot characterized by that.
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