JPH01161401A - 産業用ロボットにおける制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はプレイバンク方式の産業用ロボン１−における
制御方法の改良に関する。

（従来の技術） 前述産業用ロボットでは、ワークの加工線の位置情報が
その固体差のため、あるいは取付誤差のため、ワーク毎
に修正をする必要がある場合がほとんどで、初めにティ
ーチングした指令位置情報をセンシングによって修正す
る必要が生じる。この修正は少くとも１次元方向のセン
シングを要する。勿論、ワークの位置ずれが前・後、左
・右。

上・下に生じる恐れのある場合には２次元あるいは３次
元方向のセンシングも要し、さらにはセンシングの開始
点およびセンシング方向自体も修正する必要が生じる。

ところで、ティーチングして得られたプログラムはティ
ーチングに供したワークがワーク取伺臭に取付けられた
状態のまま、テストモードにより１ステツプずつが実行
され、誤りがあれば修正するようになっている。そして
、自動モード即ち自動加工作業では、実際の加工作業に
先立ちワークのセンシングを行い、このセンシングで得
られた補正値をもって加工開始点や加工終了点等のティ
ーチング位置情報を修正した上で加工作業を実行する。

（発明が解決しようとする問題点） 従来、前述産業用ロボットにおいては、前記セクランプ
に基づくティーチング位置情報の修正量に上限値が設定
されていなかった。従って、ワーク自体の取付けや形状
に異常があったり、あるいはワークの自動加工時に加工
器具の位置ずれ（例えば、溶接ロボットの場合、トーチ
の消耗電極の曲り）、ノイズの発生、センサの検出レベ
ルの誤設定等に起因して、センサが誤検出したとき、こ
の誤検出に基づく前記修正量が異常に大きいと、ロボッ
トの加工器具とワークとが１ｊｉ突する恐れがある。

（問題点の解決手段） 本発明の産業用ロボットにおける制御方法は、少くとも
１次元にセンシングした位置情報の補正値を記憶し、該
補正値をもって前記ティーチング位置情報を修正し、該
修正した位置情報を含む指令を出力する前に、前記修正
量が所定上限値を越えているか否かを判ＩＩするごとく
したことを特徴とする。

（実施例） 以下、図面に示す実施例に基づき詳述する。第１図は本
発明の背景となる産業用ロボットとして採用した直角座
標形溶接ロボットｌの全体概要図である。

２は公知の直角座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）形ロボット１　（詳
細は図示せず）のＪ：９末に構成した垂直軸で、該垂直
軸２まわり（矢印α）に旋回可能に第１腕３を支承しで
ある。

４は第１１１５ｉ！３の先端に斜軸線Ｍまわり（矢印β
）に旋回可能に支承した第２腕である。第２腕４先端に
はエンドエフェククとしてのトーチ５を取着しており、
該トーチ５は後述するようにセンサとしての機能を備え
ている。

そして垂直軸２、斜軸線Ｍおよびトーチ５の中心軸線Ｎ
は一点Ｐにおいて交差するように構成しである。さらに
トーチ５はその溶接作動点が点ｌ）と一致しうるように
設定しである。かくして、矢印αおよびβ方向への回転
角を制御するごとにより、トーチ５の垂直軸２に対する
姿勢角θおよび旋回角ψ（いわゆるオイラ角）を点Ｐを
固定して制御方向となっている。

６はワーク取付具としてのワークテーブルで、適宜クラ
ンプ治具６ａ・６ｂにより上面にワークＷを固定する。

尚、ワークＷは水平ＦｉＷ１と該水平板の〃：縁に沿っ
て直立状に仮付けした立板Ｗ２から成る。

７ａ・７ｂは電極供給ロールと１対の送給［！−ラで、
送給ローラ７ｂの回転制御により電極５　ａを供給ロー
ル７ａから引き出し可撓性チューブ７Ｃ内を通ってトー
チ５に送給するごとくしである。

８は溶接電源装置で、電圧印加手段８ａと通電状態検出
手段８ｂを内蔵し、このうち電圧印加手段８ａは、溶接
用電源８ａ、、検出用電源８３２＋−端を電極５ａに接
続して適時前記両電源８ａ、・８ａ２のいずれかに選択
的に接続する切換スイッチ８ａ３から成る。また前記通
電状態検出手段８ｂは、通電状態検出回路８ｂ１と通電
状Ｂ検出出力回路８ｂ、とから成り、このうち通電状態
検出器ｆｆ３ｎｂ、は一端を前記検出用電源８ａ、に接
続し、他端を前記溶接用電源３ａ、の反切換スイッチ８
ａ、側と共に−ワークＷと常時導通状態にあるワークテ
ーブル６に接続してあり、また通電状態検出出力回路８
Ｆ）２は前記通電状態検出回路８ｂ＋における通電状態
の変化（電流、電圧、またはこれら両者の変化）を検出
信号として入力する。

９はロボ・ノド１の全体を総合的に：Ｉａｌ　？７ｙす
る：！ｉｌｉ　１ｆｆｌ１手段としてのコンピュータで
、ＣＰＵとメモリを含み、該コンピュータ９のパスライ
ンＢには前記溶接電源装置８．ロボット１の各φｂサー
ボ系ＳＸ・ｓ　ｙ　−ｓ　ｚ、　−ｓα・Ｓβ、並びに
ティーチング用のリモコンボックスｌＯを接続しである
。

前記リモコンボックス１０は、ｒＯＪ〜「９；の数字人
カキ−の他、予め割当てられた種々の情報を入力するた
めのキー群ならびに、対話型式にてティーチング作業を
行なえるように逐次必要ナメソセージおよびキー操作に
応じた情報を表示゛１゜るためのデイスプレー１０ａを
具備して構成されている。

ティーチングのための所定の手順は、コンピュータ９の
メモリ内に予めプログラムされており、コンピュータ９
はこのプログラムとオペレータのキー操作とに基づいて
、デイスプレー１０ａを表示制御する。

しかして、オペレータは、ティーチング作業に先立ち、
例えば適宜切断工具を用いてトーチ５から突出する電極
５ａを正規の突出長さに切断する。

いま前記ワークＷの水平板ｗｔと立板〜ｖ２との隅肉部
）容接線Ｗ　Ｌにつき水平隅肉部溶接を実行しようとす
るものである。

そして、オペレータは、リモコンボックス１０を操作し
てトーチ５を移動させながら以下のティーチング作業を
行う。

（１１先ず）容接線ＷＬの溶接開始点Ｐ６に近い第１セ
ンシング開始点Ｐ、にトーチ５の電極先端Ｐを配置し、
その位置Ｐ、における位置情報（Ｘ、Ｙ。

Ｚ軸）、姿勢情報（α、β軸）８および隅肉溶接条件ン
シング指令情報を教示するとともに、該センシンクラ実
行する。即ら、このセンシングでは、トーチ５は水平板
Ｗ１に向う垂直方向と立板Ｗ２に向う水平方向に移動し
て水平板Ｗ１の而ｆ１および立板Ｗ２の面ｆ２の面を検
出して各検出位置より溶接線ＷＬ５の位置Ｐ２を取込む
。

（２）次に、１・−ヂ５を溶接開始点Ｐ６から適宜雛間
した待機位置Ｐ、さらに溶接開始点Ｐ、に移動させ、そ
れぞれの位置Ｐ５　・Ｐ６における位置情７ｕ、姿勢情
報１両位置Ｐ、・１６間の移動速度情報を教示する。特
に溶接開始点Ｐ、においては前記各情？！３の他に、セ
ンシング補正指令を教示する。

このセンシング補正指令はワークＷに対する自動溶接作
業時に前述（１１で実行したセンシング結果で溶接開始
点Ｐ６を補正することを意味する。

（３）トーチ５を溶接線ＷＬの溶接終了点ｐ７にもたら
しその位置での位置情報、姿勢情報、隅肉溶接条件（電
流・電圧・速度等）、センシング補正指令を教示する。

（４）最後に、溶接終了点Ｐ７から離れた退避位置Ｐ８
にトーチ５をもたらし位置情報、移動速度情報を教示す
る。

以上でティーチングを終了する。

次に溶接ロボット１がコンピュータ９からの指令出力に
基づき行う動作につき第２・３図を参照Ｌ７ながら説明
する。尚、第２図において、ティーチング時のワークＷ
を一点鎖、襟で示し、これから溶接を行うワークＷを実
線で示す。また、第３図のフローチャートにおいて、本
発明方法では一点鎖線で示した（＋’：、、正星の確認
処理部ＰＲ１００を付加Ｌ、この処理部ＰＲ１００以外
は従来方法の）し１−チャートと同じである。

（１〕先ずトーチ５は第１のセンシング開始点Ｐ１に位
置決めしてセンシングを実行し、コンピュータ９はその
センシング結果より）容接線Ｗ［、の点Ｐ２′を求め、
ティーチング時の点Ｐ２との差へｌ）２を（１１１正値
（△Ｐｎ）として演算記１αする（処理ＰＲ２）。

〔２〕同様に１−一千５は第２のセンシング開始点Ｐ３
に位置決めしてセンシングを実行し、コンピュータ９は
そのセンシング結果より溶接線ＷＬの点Ｐ４′を求め、
ティーチング時のＰ４との差へＰ４を補正値（△Ｐｎ）
どして演算記・［αする（処理ＰＲ２）。

〔３〕次に、トーチ５は待（；！位置Ｐ、に位置決めさ
れる。ここで、コンピュータ９は、処理ＰＲ５において
次の指令位置情報部ら溶接開始点につき、ティーチング
時の溶接開始点Ｐ６を前記補正値△Ｐ２で補正し修正後
の点ｐ６　＋を重分位置情報とする。

〔４〕前述〔３〕の処理ＰＲ５での修正量（即ち点Ｐ６
−点Ｐ６　′）が予め定めた上限値△Ｐｍを越えるか否
か判断しく処理ＰＲ６）、越えなければ処理ＰＲ９に移
行し、トーチ５は１１と正後の溶接開始点ｐ６　Ｌに移
動する。

〔５〕続いて、コンピュータ９は次のステップにおいて
処理ＰＲ５に基づき、ティーチング時の溶接終了点Ｐ７
を前記補正値△Ｐ４で補正し、修正後の点Ｐ７　′を指
令位置情（ｇとする。

〔６〕前述〔５〕の処理ＰＲ５での１１３正星（即ち点
Ｐ７−・点Ｐ７　′）が前記上限値へＰｍを越えるか否
か判断しく処理ＰＲＧ）　、越えなければ処理ＰＲ９に
移行する。従って、ロボット１はトーチ５の溶接作動点
Ｐを溶接開始点Ｐ６　′から溶接線Ｗ　Ｌに沿って溶接
終了点Ｐ７　′まで移動させながら水平隅肉溶接を行う
。

〔７〕熔接終了後、トーチ５は退避位置Ｐ１１に退避し
、このワークＷに対する自動溶接作業を完了する。

ところで、例えば前記ワークＷを治具６ａ・６ｂにより
ワークテーブル６に取付ける際、作業上のミスで異常に
太き（位置ずれしているとする。

この場合、前述〔４〕または（６）における処理ＰＲ６
において、溶接開始点ｐ、ｌまたは溶接終了点Ｐ、′の
修正量が上限値へＰｍを越えると判断されれば、処理Ｐ
Ｒ７に移行してエラー警報が出力され、警報ブザーや警
報ランプが作動し、さらに処理ＰＲ８に移行して、ロボ
ット１の駆動が非常停止される。

本発明は前述実施例以外に下記する変形もまた可能であ
る。

（１１ロボットは前述実施例のような直角座標形溶接ロ
ボット以外に、多関節形溶接ロボット等地のメカ構成の
ロボットでもよい。

（２）前述実施例では、修正量が上限値を越えるとき、
エラー処理として、エラー警報を作動させるとともにロ
ボットの駆動を停止させるようにしたが、これらのエラ
ー処理に代えて、そのステップを飛び越して次のステッ
プに移行したり、あるいはその自動溶接作業を中断して
次の自動溶接作業に移る等エラー処理の態様は種々変更
できるものである。

（３）前述実施例では、ティーチングに先立つ電極突出
長さの規正を切断工具を用いた手作業として述べたが、
予めワークテーブル６の基準点を定めておき、自動的に
行うようにしてもよい。

（４）前述実施例では、トーチ４を溶接トーチとセンサ
を兼用としたが、溶接トーチ・溶断トーチ・グラインダ
等地の加工器具とともに使用するセンサ専用としても当
然に実施できる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の制御方法によるときは、
センサ補正量に基づくティーチング位置情報の修正量に
上限値を設け、指令情報を出力する前に修正量が上限値
を越えるか否か判断し、越えるときは適宜エラー処理を
行うようにしたため、ティーチングミス、ワークの取付
作業ミス、異常ワーク、検出レベル設定ミス等積々の原
因で修正量が異常に大きくても、ロボットの駆動前にそ
れを検出し、加工器具とワークの衝突発生を未然に防止
することができ、安全な自動加工作業を保証できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を採用した溶接ロボットの全体概要図、
第２図は作用説明図、第３図はフローチャートである。 図中、ｌは溶接ロボット、５はトーチ、５ａは電極、６
はワークテーブル、８は溶接電源装置、９はコンピュー
タ、Ｗはワークである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ティーチングした位置情報をセンサによって修正するべ
   くした産業用ロボットにおいて、少くとも１次元にセン
   シングした位置情報の補正値を記憶し、該補正値をもっ
   て前記ティーチング位置情報を修正し、該修正した位置
   情報を含む指令を出力する前に、前記修正量が所定上限
   値を越えているか否かを判断するごとくしたことを特徴
   とする、産業用ロボットにおける制御方法。