JPH04190977A - アーク溶接ロボットの制御方式 - 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〕 本発明はアーク溶接ロボットの制御に使用されるアーク
溶接ロボットの制御方式に関し、特にレーザセンサを用
いて溶接線を追跡しながら溶接を行うアーク溶接ロボッ
トの制御方式に関する。

〔従来の技術〕

アーク溶接ロボットでは、レーザセンサを用いて溶接線
を追跡させ、その溶接線に沿ってアーク溶接を行ってい
る。

第４図は従来の溶接線検出方法ｉ示す図である。

ロボットがレーザセンサに対して溶接位置のデータを要
求すると、レーザセンサはスリット状のセンサ視野４１
内にある溶接線４２を検出し、その測定データをロボッ
トに返す。ロボットはその測定データが、データ要求を
行った時点、またはデータ要求から所定時間経過した時
点に得られたものと仮定して、その時点におけるレーザ
センサの位置及び姿勢を記憶する。ロボットはそのレー
ザセンサの位置及び姿勢データ及び測定データに基づい
て、溶接線の位置を求め、アーク溶接を行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来の溶接線検出方法では、第４図に示すよう
に、センサ視野４１がデータ要求時にＰｌの位置にあり
、データ受取時にＰ２の位置にあった場合、レーザセン
サによる測定データは、Ｐｌ、２２間のどの時点のもの
か分からない。このため、溶接線４２の位置は、領域Ａ
の範囲までしか絞ることができなかった。

このことは、ロボットの移動速度が十分遅い場合、すな
わち、Ｐｌ、２２間の距離りが小さい場合は問題にはな
らない。しかし、移動速度が速い場合は、距離りが大き
くなり、溶接線４２の追跡を正確に行うことができなく
なる。したがって、高速、高精度が要求される場合は、
アーク溶接を自動化できなかった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ア
ーク溶接ロボットの移動速度が速い場合でも、溶接線の
追跡を正確に行うことができるアーク溶接ロボットの制
御方式を提供することを目的゛とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では上記課題を解決するために、レーザセンサを
用いて溶接線を追跡しながら溶接を行うアーク溶接ロボ
ットの制御方式において、前記溶接線を所定周期毎に検
出するように、前記レーザセンサを制御するレーザセン
サ制御手段と、前記レーザセンサによって検出された、
前記レーザセンサ視野内の溶接位置を記憶する溶接位置
記憶手段と、前記所定周期毎に前記レーザセンサの位置
及び姿勢を記憶するセンサ位置及び姿勢記憶手段と、前
記レーザセンサ視野内の溶接位置と前記レーザセンサの
位置及び姿勢に基づいて前記溶接線の位置を認識し、前
記アーク溶接ロボットが前記溶接線に追従するように制
御するロボット制御手段とを有することを特徴とするア
ーク溶接ロボットの制御方式が、提供される。

〔作用〕

レーザセンサは視野内の溶接線を所定周期毎に検出する
。溶接位置記憶手段は、検出された溶接位置を記憶する
。センサ位置及び姿勢記憶手段は所定周期毎にレーザセ
ンサの位置及び姿勢を記憶する。ロボット制御手段は、
溶接位置記憶手段に記憶されているレーザセンサ視野内
の溶接位置と、センサ位置及び姿勢記憶手段に記憶され
ているレーザセンサの位置及び姿勢に基づいて溶接線の
位置を認識し、アーク溶接ロボットがその溶接線に追従
するように制御する。

したがって、正確に溶接線を追跡することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明を実施するためのアーク溶接ロボットシ
ステムの概略図である。ロボ１．ト１の／Ｓンド２には
部材３を介して、アーク溶接用のトーチ４が設けられて
いる。また、部材３にはレーザセンサ５が設けられてい
る。このレーザセンサ５はセンサ制御部２０によって制
御される。

ロボット１はロボット制御装置１０によって制御される
。センサ制御部２０は、ロボ・ソト制御装置１０に内蔵
されている。

レーザセンサ５は、レーザ光６を出力して溶接線８を検
出し、トーチ４がワーク７の溶接線８を追跡する。この
追跡動作について以下に説明する。

第２図は本発明を説明するための図である。ここで、Ｘ
、ＳＹＲはロボットの座標系を表わし、ロボットはＹ１
１方向に進むとする。

先ず、溶接線追跡指令に応じて、ロボット１及びレーザ
センサ５が動作を開始する。

センサ制御部２０のプロセッサ２１は、レーザセンサ５
を制御して、溶接線検出を行う。レーザセンサ５は、そ
のセンサ視野５１内における溶接線８の位置Ｊ１、Ｊ２
、　　、Ｊ５を検出する。

この検出は、動作開始後、所定周期Ｔ（例えば１００ｍ
５）毎に行われる。検出位置はセンサ固有の座標系に対
して表わされ、簡単の為Ｘ５軸方向のみについて考える
と図のＸｓ　’ｒ、Ｘ５２１、ｘ、５となる。検出デー
タは、ロボット制御装置１０と共通にアクセスできる共
通ＲＡＭ２２に格納される。

一方、ロボット制御装置１０も動作開始後、所定周期Ｔ
毎に、レーザセンサ５の視野原点Ｓ。

（ｔｌ）　、Ｓｏ　（ｔ２）、　、５ｏ（ｔ５）の位置
及びその位置での姿勢をＲＡＭ１２に格納する。

このように、動作開始後所定周期Ｔ毎に、センサ視野５
１内の溶接線８が検出されると共に、その時点における
レーザセンサ５の位置及び姿勢が記憶される。

ロボット制御装置１０のプロセッサ１１は、ＲＡＭ１２
及び共通ＲＡＭ２２のデータを照合して、溶接線８の位
置を求める。すなわち、第２図のＳａ　　（ｔｌ）、Ｓ
ｏ　　（ｔ２）、　　、５ｏ（ｔ５）とＸＳ１、Ｘ、２
　　、Ｘ、５よりＪｌ、Ｊ２１、Ｊ５を求める。その溶
接線８の位置に基づいてトーチ４は進行方向の軌道修正
を行い、溶接線８に沿ってアーク溶接を行う。

第３図は溶接線追跡動作のタイムチャートである。動作
開始（ｔＯ時点）以降、レーザセンサ５は所定周期Ｔ毎
に、ｔｌ、ｔ２、　　、ｔ５時点において溶接線８を検
出する。一方、ロボット１も動作開始後所定周期Ｔ毎に
ｔｌ、ｔ２、　　、ｔ５時点においてレーザセンサ５の
位置及び姿勢を記憶する。ロボット１はｔｌＯ１ｔ２０
１、ｔ５０時点において、溶接線８の検出データを受は
取り、レーザセンサ５の位置及び姿勢データと照合して
、溶接線８の位置を求め、その都度軌道修正を行う。

このように、本実施例では、レーザセンサ５による溶接
線８の検出時点と、レーザセンサ５の位置及び姿勢を記
憶する時点とが一致する。このため、溶接線８の位置を
正確に求めることができる。

したがって、ロボット１の移動速度が速い場合でも、溶
接線８を正確に追跡することができ、高速、高精度が要
求される場合のアーク溶接も自動化することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明では、動作開始後所定周期毎
に、レーザセンサによる溶接線検出及びレーザセンサの
位置及び姿勢の記憶が行われるように構成した。このた
め、溶接線の位置を正確に求めることができる。したが
って、アーク溶接ロボットの移動速度が速い場合でも、
溶接線を正確に追跡することができ、高速、高精度が要
求される場合のアーク溶接も自動化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するためのアーク溶接ロボットシ
ステムの概略図、 第２図は本発明を説明するための図、 第３図は溶接線追跡動作のタイムチャート、第４図は従
来の溶接線検出方法を示す図である。 １　　　　　アーク溶接ロボット ４　　　　　　　トーチ ５　　　　　　レーザセンサ ８　　　　　溶接線 １０　　　　　ロボット制御装置 １１　　　　　プロセッサ １２　　　　　ＲＡＭ ２０　　　　　センサ制御部 ２１　　　　　プロセッサ ２２　　　　　共通ＲＡＭ ５１　　　　　センサ視野 特許出願人　　　ファナック株式会社 代理人　　　　　弁理士　　服部毅巖 雇 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザセンサを用いて溶接線を追跡しながら溶接
   を行うアーク溶接ロボットの制御方式において、 前記溶接線を所定周期毎に検出するように、前記レーザ
   センサを制御するレーザセンサ制御手段と、 前記レーザセンサによって検出された、前記レーザセン
   サ視野内の溶接位置を記憶する溶接位置記憶手段と、 前記所定周期毎に前記レーザセンサの位置及び姿勢を記
   憶するセンサ位置及び姿勢記憶手段と、前記レーザセン
   サ視野内の溶接位置と前記レーザセンサの位置及び姿勢
   に基づいて前記溶接線の位置を認識し、前記アーク溶接
   ロボットが前記溶接線に追従するように制御するロボッ
   ト制御手段と、 を有することを特徴とするアーク溶接ロボットの制御方
   式。
2. （２）前記レーザセンサ視野内の溶接位置及び前記レー
   ザセンサの位置及び姿勢は、同一時点のものとなるよう
   に時間管理されていることを特徴とする請求項１記載の
   アーク溶接ロボットの制御方式。