JPH0514921B2 - - Google Patents

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JPH0514921B2
JPH0514921B2 JP1904083A JP1904083A JPH0514921B2 JP H0514921 B2 JPH0514921 B2 JP H0514921B2 JP 1904083 A JP1904083 A JP 1904083A JP 1904083 A JP1904083 A JP 1904083A JP H0514921 B2 JPH0514921 B2 JP H0514921B2
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JP
Japan
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teaching
robot
axis
torch
search pattern
Prior art date
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Application number
JP1904083A
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Japanese (ja)
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JPS59144910A (en
Inventor
Hiroyuki Takagi
Nobuaki Kido
Satoshi Nishida
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS59144910A publication Critical patent/JPS59144910A/en
Publication of JPH0514921B2 publication Critical patent/JPH0514921B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/42Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/36Nc in input of data, input key till input tape
    • G05B2219/36425Move manually, touch surface, record position

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はロボツトのテイーチング操作を容易
にするテイーチングサポート方法および装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a teaching support method and apparatus for facilitating robot teaching operations.

最近、種々産業用ロボツトが開発されている
が、これらロボツトにおいては、ロボツトに対し
て所望の動作を行わせるためにテイーチングとい
う作業が行われる。このテイーチング作業は、例
えば溶接ロボツトにおいては所望の溶接線に対し
て複数のテイーチングポイントを設定し、溶接ロ
ボツトの制御対象箇所、すなわち溶接トーチの先
端を実際に手動で各軸を制御することにより上記
テイーチングポイントまで移動させ、該テイーチ
ングポイントを溶接ロボツトに順次記憶させるこ
とにより行われる。
Recently, various industrial robots have been developed, and in these robots, a task called teaching is performed in order to make the robot perform a desired operation. For example, in a welding robot, this teaching work is performed by setting multiple teaching points for a desired welding line and manually controlling each axis of the welding robot's control target area, that is, the tip of the welding torch. This is performed by moving the welding robot to a teaching point and sequentially storing the teaching point in the welding robot.

しかし、上記テイーチング作業は作業者が手動
で各軸を移動制御することにより行われるため非
常に時間がかかる作業であり、特に複雑な動作を
するロボツト等においてはテイーチングポイント
の数も多数となるので、この各テイーチングポイ
ント毎にロボツトの位置と姿勢を教示するテイー
チング作業は非常に多くの行程を必要とした。更
に手動による上記従来のテイーチング方法は精度
上に問題があり、充分正確なテイーチングが困難
であつた。
However, the teaching work described above is a very time-consuming work because the operator manually controls the movement of each axis, and the number of teaching points is large, especially in robots that perform complex movements. The teaching work of teaching the robot's position and posture at each teaching point required a very large number of steps. Furthermore, the conventional manual teaching method described above has a problem in accuracy, making it difficult to perform sufficiently accurate teaching.

この発明は上述した点に鑑みてなされたもの
で、テイーチング作業の行程数を大幅に減少させ
るとともにテイーチング作業の高速化、高精度化
をはかつたロボツトのテイーチングサポート方法
および装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and an object of the present invention is to provide a robot teaching support method and device that significantly reduces the number of steps in teaching work, and also speeds up teaching work and improves accuracy. purpose.

この発明では上記目的を達成するためにまず手
動によりロボツトの制御対象箇所が所望のテイー
チングサポートに対して近傍となるようにロボツ
トの各駆動軸を制御し、次いで予め選択したサー
チパターンにもとづき前記ロボツトの制御対象箇
所が前記所望のテイーチングポイントに一致する
ようにロボツトの各駆動軸をシーケンシヤルに自
動制御し、テイーチングを行うようにしている。
In order to achieve the above object, this invention first manually controls each drive axis of the robot so that the control target part of the robot is in the vicinity of a desired teaching support, and then moves the robot based on a preselected search pattern. Teaching is performed by sequentially and automatically controlling each drive shaft of the robot so that the controlled location coincides with the desired teaching point.

すなわち、この発明の第1の発明はロボツトの
各軸を手動で制御し、ロボツトの制御対象箇所を
所定のテイーチングポイントの近傍に移動させる
手動移動行程と、各テイーチングポイントに対応
して選択されたサーチパターンにもとづき前記ロ
ボツトの各軸をシーケンシヤルに制御し、前記ロ
ボツトの制御対象箇所を前記テイーチングポイン
トに一致させるように移動制御する自動テイーチ
ング行程と、前記ロボツトの制御対象箇所が前記
テイーチングポイントに一致すると該テイーチン
グポイントを自動記憶する行程とを具えるテイー
チングサポート方法にある。
That is, the first invention of the present invention includes a manual movement process in which each axis of the robot is manually controlled and a controlled part of the robot is moved to the vicinity of a predetermined teaching point, and a manual movement process is selected corresponding to each teaching point. an automatic teaching process in which each axis of the robot is sequentially controlled based on a search pattern, and movement control is performed so that a controlled part of the robot matches the teaching point; and an automatic teaching process in which the controlled part of the robot matches the teaching point. Then, there is a teaching support method comprising a step of automatically storing the teaching points.

更にまた、この発明の第2の発明は、複数のス
テツプからなるサーチパターンを記憶するサーチ
パターン記憶手段と、前記サーチパターンの各ス
テツプに対応してロボツトの各軸を制御する軸制
御手段と、前記ロボツトの制御対象箇所がワーク
に接触したことを検出する接触検出手段と、該接
触検出手段の出力にもとづき前記サーチパターン
の所定のステツプを歩進させる歩進手段とを具
え、前記ロボツトの制御対象がテイーチングすべ
き所定のテイーチングポイントの近傍に位置した
後の自動テイーチングを行うテイーチングサポー
ト装置にある。
Furthermore, a second aspect of the present invention is a search pattern storage means for storing a search pattern consisting of a plurality of steps; an axis control means for controlling each axis of the robot in accordance with each step of the search pattern; Control of the robot includes a contact detection means for detecting that a control target part of the robot has contacted a workpiece, and an advancement means for advancing a predetermined step of the search pattern based on the output of the contact detection means. A teaching support device that performs automatic teaching after a subject is located near a predetermined teaching point to be taught.

以下、この発明の一実施例を添付図面を参照し
て詳細に説明する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図はこの発明の一実施例が適用される溶接
ロボツトの概要を示したものである。この溶接ロ
ボツトはロボツト本体10、溶接ロボツト制御装
置12、テイーチングボツクス11、溶接電源装
置13、溶接ワイヤボツクス14から構成され
る。ロボツト本体10は溶接トーチ1、溶接トー
チ1の姿勢を制御する手首2、この手首2の横送
りX、水平送りY、垂直送りZを制御する腕部3
を具えており手首2および腕3によりトーチ1の
位置を制御し、図示しないワークに対する溶接を
行うものである。また溶接ロボツト制御装置12
はロボツト本体1の動作を制御するもの、テイー
チングボツクス11はテイーチング作業に際し、
ロボツトの各軸に対して駆動指令を与えるもの、
溶接電源装置13はロボツト本体1に対して溶接
電流を供給するためのもの、溶接ワイヤボツクス
14はロボツト本体1に対して溶接ワイヤを供給
するためのものである。
FIG. 1 shows an outline of a welding robot to which an embodiment of the present invention is applied. This welding robot is composed of a robot body 10, a welding robot control device 12, a teaching box 11, a welding power supply device 13, and a welding wire box 14. The robot body 10 includes a welding torch 1, a wrist 2 that controls the attitude of the welding torch 1, and an arm 3 that controls the horizontal feed X, horizontal feed Y, and vertical feed Z of this wrist 2.
The position of the torch 1 is controlled by the wrist 2 and arm 3 to weld a workpiece (not shown). In addition, the welding robot control device 12
is used to control the operation of the robot body 1, and the teaching box 11 is used during teaching work.
Something that gives drive commands to each axis of the robot.
The welding power supply device 13 is for supplying welding current to the robot body 1, and the welding wire box 14 is for supplying welding wire to the robot body 1.

かかる溶接ロボツトにおいて手動でテイーチン
グ作業を行う場合は、テイーチングボツクス11
の図示しないスイツチ類を操作することにより溶
接トーチ1のX,Y,Z軸方向の移動を指令し、
溶接トーチ1の先端を所望のテイーチング点まで
移動させ、この点におけるX,Y,Z軸の位置お
よび手首2の姿勢をロボツト制御装置12の図示
しないメモリに書き込むことによつて行われる。
When performing manual teaching work on such a welding robot, the teaching box 11
command the movement of the welding torch 1 in the X, Y, and Z axis directions by operating switches (not shown);
This is done by moving the tip of the welding torch 1 to a desired teaching point and writing the positions of the X, Y, and Z axes and the posture of the wrist 2 at this point in a memory (not shown) of the robot controller 12.

この発明の実施例では上記手動による軸駆動に
よつてまずトーチ1の先端をテイーチングすべき
所望のテイーチング点の近傍に移動させ、次いで
各テイーチング点の存在する継手の形状(I型、
V型、U型、隅肉等)に対応したサーチパターン
にしたがつてトーチ1の先端を自動駆動すること
により、トーチ1の先端を所望のテイーチングポ
イントに一致するように移動させ、該テイーチン
グポイントのX,Y,Z軸の位置およびこのとき
の手首2の姿勢をロボツト制御装置12のメモリ
に書き込む。
In the embodiment of the present invention, the tip of the torch 1 is first moved to the vicinity of the desired teaching point to be taught by the above-mentioned manual shaft drive, and then the shape of the joint where each teaching point exists (I type,
By automatically driving the tip of the torch 1 according to a search pattern corresponding to the shape (V-shape, U-shape, fillet, etc.), the tip of the torch 1 is moved to match a desired teaching point, and the tip of the torch 1 is moved to match the desired teaching point. The positions of the X, Y, and Z axes and the posture of the wrist 2 at this time are written in the memory of the robot control device 12.

第2図は、この実施例の上記制御に係わる構成
をブロツク図で示したものである。なお第2図に
おいて、X軸、Y軸、Z軸駆動スイツチ21,2
2,23、自動テイーチングスイツチ24、サー
チパターン設定スイツチ25は第1図に示したテ
イーチングボツクス11内に設けられ、自動テイ
ーチング装置20およびトーチ1の先端(溶接ワ
イヤ)1aとワーク30の接触を検出するトーチ
接触検出装置26は第1図に示したロボツト制御
装置12内に設けられているものとする。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration related to the above control of this embodiment. In addition, in FIG. 2, the X-axis, Y-axis, and Z-axis drive switches 21, 2
2, 23, automatic teaching switch 24 and search pattern setting switch 25 are provided in teaching box 11 shown in FIG. 1, and detect contact between automatic teaching device 20 and the tip (welding wire) 1a of torch 1 and workpiece 30. It is assumed that the torch contact detection device 26 is provided in the robot control device 12 shown in FIG.

テイーチング作業者はまず、テイーチングボツ
クス11の図示しないテイーチングポイントナン
バ指定スイツチによりテイーチングすべきテイー
チングポイントのナンバを指定し、次いでX軸、
Y軸、Z軸駆動スイツチ21,22,23を操作
することにより、X軸、Y軸、Z軸駆動指令をテ
イーチングボツクス11からロボツト制御装置1
2に加え、ロボツト制御装置12はこのX軸、Y
軸、Z軸駆動指令に対応して溶接ロボツトの軸制
御機構4を駆動し、トーチ1の先端1aを所望の
テイーチングポイント近傍まで移動させる。ここ
までの制御は従来のテイーチング作業における軸
駆動動作と同様である。
The teaching worker first specifies the number of the teaching point to be taught using the teaching point number designation switch (not shown) in the teaching box 11, and then
By operating the Y-axis and Z-axis drive switches 21, 22, and 23, X-axis, Y-axis, and Z-axis drive commands are transmitted from the teaching box 11 to the robot control device 1.
2, the robot control device 12 also controls the
The axis control mechanism 4 of the welding robot is driven in response to the axis and Z-axis drive commands, and the tip 1a of the torch 1 is moved to the vicinity of a desired teaching point. The control up to this point is similar to the shaft drive operation in conventional teaching work.

続いて自動テイーチングスイツチ24をオンに
し、サーチパターン設定スイツチ25により所定
のサーチパターンを選択することによりこの選択
された所定のサーチパターンにもとづく自動テイ
ーチング動作が行われる。このサーチパターンに
もとづく自動テイーチング動作は自動テイーチン
グ装置20によりサーチパターンの各ステツプを
順次実行することによつて行われるがこの各ステ
ツプの実行に際し、トーチ1の先端(溶接ワイ
ヤ)1aとワーク30との接触がステツプの移行
条件に用いられる。トーチ1の先端1aとワーク
30との接触を検出する方法は種々の方法を用い
ることができるが、この実施例では、トーチ1の
先端1aとワーク30間のインピーダンス変化を
利用してトーチ1の先端1aとワーク30との接
触を検出する。具体的には所定の接触用電源によ
つてトーチ1の先端1aとワーク30間に所定の
電圧を加え、トーチ1の先端1aとワーク30間
に流れる電流の変化を検出することによりトーチ
1の先端1aとワーク30との接触を検出する。
第2図において、上記トーチ1の先端1aとワー
ク30との接触はトーチ接触検出装置26によつ
て検出される。すなわちトーチ接触検出装置26
はトーチ1の先端1aとワーク30間に検出用の
所定電圧を加える接触検出用電源28と、トーチ
1に流れる電流変化を検出する接触検出部27か
ら構成されており、接触検出部27はトーチ1の
先端1aとワーク30間が離間しており、トーチ
1を流れる電流が所定のしきい値以下であると
“0”、所定のしきい値を越えると“1”となる接
触信号TSを発生する。この接触信号TSは自動テ
イーチング装置20に加えられる。
Then, by turning on the automatic teaching switch 24 and selecting a predetermined search pattern using the search pattern setting switch 25, an automatic teaching operation is performed based on the selected predetermined search pattern. The automatic teaching operation based on this search pattern is performed by sequentially executing each step of the search pattern by the automatic teaching device 20. When executing each step, the tip (welding wire) 1a of the torch 1 and the workpiece 30 are The contact is used as a step transition condition. Various methods can be used to detect the contact between the tip 1a of the torch 1 and the workpiece 30, but in this embodiment, the contact between the tip 1a of the torch 1 and the workpiece 30 is utilized to detect the contact between the torch 1 and the workpiece 30. Contact between the tip 1a and the workpiece 30 is detected. Specifically, a predetermined voltage is applied between the tip 1a of the torch 1 and the workpiece 30 using a predetermined contact power source, and a change in the current flowing between the tip 1a of the torch 1 and the workpiece 30 is detected. Contact between the tip 1a and the workpiece 30 is detected.
In FIG. 2, contact between the tip 1a of the torch 1 and the workpiece 30 is detected by a torch contact detection device 26. In FIG. That is, the torch contact detection device 26
is composed of a contact detection power supply 28 that applies a predetermined voltage for detection between the tip 1a of the torch 1 and the workpiece 30, and a contact detection section 27 that detects changes in the current flowing through the torch 1. The tip 1a of the torch 1 and the workpiece 30 are spaced apart, and a contact signal TS is generated which becomes "0" when the current flowing through the torch 1 is below a predetermined threshold value and "1" when it exceeds the predetermined threshold value. Occur. This contact signal TS is applied to the automatic teaching device 20.

自動テイーチング装置20は選択されたサーチ
パターンの各ステツプを実行することによりロボ
ツト制御装置12は各軸の駆動指令を与え、所望
の軸移動動作が終了するとロボツト制御装置12
にポイント教示信号PTを出力する。ロボツト制
御装置12はこのポイント教示信号PTを受入す
ると、このときのロボツトのX軸、Y軸、Z軸位
置および手首の姿勢をロボツト制御装置12内の
図示しないメモリに記憶し、これによりこのテイ
ーチングポイントにおけるテイーチング作業は終
了する。なお、各サーチパターンは自動テイーチ
ング装置20に設けられた図示しないメモリにそ
れぞれプログラムされており、テイーチングボツ
クス11のサーチパターン設定スイツチ25によ
るサーチパターンの選択に対応して上記プログラ
ムのうち所定のプログラムが実行される。
As the automatic teaching device 20 executes each step of the selected search pattern, the robot controller 12 gives a drive command for each axis, and when the desired axis movement operation is completed, the robot controller 12
Point teaching signal PT is output to. When the robot control device 12 receives this point teaching signal PT, it stores the X-axis, Y-axis, Z-axis positions and wrist posture of the robot at this time in a memory (not shown) in the robot control device 12, and thereby this teaching The teaching work at the point ends. Each search pattern is programmed in a memory (not shown) provided in the automatic teaching device 20, and a predetermined program among the above programs is selected in response to selection of a search pattern by the search pattern setting switch 25 of the teaching box 11. executed.

次に各サーチパターンにもとづく自動テイーチ
ング装置20の動作例を説明する。
Next, an example of the operation of the automatic teaching device 20 based on each search pattern will be explained.

まず、第3図に示すようにワーク1をマイナス
Y方向に駆動し、ワーク30と接触した箇所をテ
イーチングポイントとする一方向サーチパターン
がサーチパターン設定スイツチ25により選択さ
れた場合について説明する。この場合の自動テイ
ーチング装置20の動作をフローチヤートで示す
と第4図のようになる。すなわち、まず自動テイ
ーチングスイツチ24がオンか否かを検知し、オ
ンであるとY軸をマイナス方向に移動させる駆動
指令をロボツト制御装置12に加え、溶接ロボツ
トの軸制御機構4によりY軸をマイナス方向に移
動させる。このY軸の移動はトーチ接触検出装置
26によりトーチ1の先端1aとワーク30が接
触するまで、すなわちトーチ接触検出装置26の
接触検出部27から発生される接触信号TSが
“1”となるまで続けられる。接触信号TSが
“1”となるとロボツト制御装置12に対してY
軸停止指令を発生し、次いでポイント教示信号
PTをロボツト制御装置12に加え、このときの
ロボツトのX軸、Y軸、Z軸の位置および手首の
姿勢を図示しないメモリにテイーチングポイント
データとして記憶することによりテイーチング動
作が終了する。
First, as shown in FIG. 3, a case will be described in which a unidirectional search pattern is selected by the search pattern setting switch 25 in which the work 1 is driven in the minus Y direction and the teaching point is a location where the work 1 comes into contact with the work 30. The operation of the automatic teaching device 20 in this case is shown in a flowchart as shown in FIG. That is, first, it is detected whether the automatic teaching switch 24 is on or not, and if it is on, a drive command to move the Y-axis in the negative direction is applied to the robot control device 12, and the axis control mechanism 4 of the welding robot moves the Y-axis in the negative direction. move in the direction. This Y-axis movement continues until the tip 1a of the torch 1 and the workpiece 30 come into contact with each other by the torch contact detection device 26, that is, until the contact signal TS generated from the contact detection section 27 of the torch contact detection device 26 becomes “1”. I can continue. When the contact signal TS becomes “1”, Y is sent to the robot control device 12.
Generates an axis stop command, then a point teaching signal
The teaching operation is completed by adding PT to the robot control device 12 and storing the X-, Y-, and Z-axis positions of the robot and the posture of the wrist in a memory (not shown) as teaching point data.

第5図はV型開先を溶接する場合の自動テイー
チング動作例を示したものである。まず、トーチ
1が、第5図で実線で示す位置に手動で移動制御
されたものとする。この位置において、サーチパ
ターン設定スイツチ25によりV型開先に対応す
るサーチパターン(Y,Z2方向サーチパターン)
が選択され、自動テイーチングスイツチ24がオ
ンにされたとする。自動テイーチング装置20は
まず、第6図にフローチヤートで示すようにZ軸
をプラス方向に移動させる指令をロボツト制御装
置12に与え、Z軸をプラス方向(紙面の下方向
に)移動させる。この移動はトーチ接触検出装置
26から発生される接触信号TSが“1”になる
まで続けられる。接触信号TSが“1”になると、
自動テイーチング装置20はロボツト制御装置1
2にZ軸を−Z1だけ移動する指令を与え、Z軸を
マイナス方向(紙面の上方向)にZ1だけ移動させ
る。ここで値Z1は最終テイーチング位置における
トーチ1の先端1aとV型開先の頂部との距離a
より大きい値であればいかなる値でもよい。次い
で自動テイーチング装置20はロボツト制御装置
12にY軸をプラス方向に移動させる指令を与え
る。このY軸の移動はトーチ接触検出装置26か
ら発生される接触信号TSが“1”になるまで続
けられる。接触信号TSが“1”になると、次に
Y軸をマイナス方向にY1だけ移動させる指令を
ロボツト制御装置に与える。ここで値Y1は上述
した最終テイーチング位置におけるトーチ1の先
端1aとV型開先の頂部との距離aの2倍(Y1
=2a)に設定されている。Y軸が−Y1だけ移動
されると続いて、Y軸をマイナス方向、Z軸をプ
ラス方向に同時に移動させる指令がロボツト制御
装置12に加えられる。これによりトーチ1の先
端1aはV型開先の1面に沿つて距離Y1を保つ
て開先の頂部方向に移動することになる。この移
動はトーチ接触検出装置26から発生される接触
信号TSが“1”になるまで続けられる。そして
接触信号TSが“1”になると今度はY軸をプラ
ス方向にY1/2(=a)だけ移動する指令をロボ
ツト制御装置12に与える。これによりトーチ1
は第5図で想像線で示した位置に至り、この位置
で停止することになる。この位置がV型開先のテ
イーチングポイントである。したがつてこの位置
において自動テイーチング装置20はロボツト制
御装置12にポイント教示信号PTを出力し、ロ
ボツト制御装置12はこのポイント教示信号PT
に応答してロボツトのX軸、Y軸、Z軸位置およ
び手首の姿勢を記憶することによりこのテイーチ
ングポイントにおけるテイーチング動作を終了す
る。
FIG. 5 shows an example of automatic teaching operation when welding a V-shaped groove. First, it is assumed that the torch 1 is manually controlled to move to the position shown by the solid line in FIG. At this position, the search pattern setting switch 25 is set to a search pattern corresponding to the V-shaped groove (Y, Z2 direction search pattern).
It is assumed that the automatic teaching switch 24 is turned on. The automatic teaching device 20 first gives a command to the robot control device 12 to move the Z-axis in the plus direction, as shown in the flowchart of FIG. 6, and moves the Z-axis in the plus direction (downward in the paper). This movement continues until the contact signal TS generated from the torch contact detection device 26 becomes "1". When the contact signal TS becomes “1”,
The automatic teaching device 20 is the robot control device 1
2 is given a command to move the Z-axis by -Z1 , and the Z-axis is moved by Z1 in the negative direction (upward on the paper). Here, the value Z 1 is the distance a between the tip 1a of the torch 1 and the top of the V-shaped groove at the final teaching position.
Any larger value may be used. Next, the automatic teaching device 20 gives a command to the robot control device 12 to move the Y-axis in the plus direction. This Y-axis movement continues until the contact signal TS generated from the torch contact detection device 26 becomes "1". When the contact signal TS becomes "1", a command is given to the robot control device to move the Y-axis by Y1 in the negative direction. Here, the value Y 1 is twice the distance a between the tip 1a of the torch 1 and the top of the V-shaped groove at the final teaching position (Y 1
= 2a). After the Y-axis is moved by -Y1 , a command is subsequently applied to the robot control device 12 to simultaneously move the Y-axis in the minus direction and the Z-axis in the plus direction. As a result, the tip 1a of the torch 1 moves toward the top of the V-shaped groove while maintaining a distance Y1 along one side of the groove. This movement continues until the contact signal TS generated from the torch contact detection device 26 becomes "1". When the contact signal TS becomes "1", a command is given to the robot control device 12 to move the Y axis by Y 1 /2 (=a) in the positive direction. This allows torch 1
will reach the position shown by the imaginary line in Figure 5, and will stop at this position. This position is the teaching point of the V-shaped groove. Therefore, at this position, the automatic teaching device 20 outputs the point teaching signal PT to the robot control device 12, and the robot control device 12 outputs the point teaching signal PT.
In response to this, the robot's X-axis, Y-axis, Z-axis positions and wrist posture are memorized, thereby completing the teaching operation at this teaching point.

次に第7図、第8図にしたがい隅肉溶接する場
合の自動テイーチング動作について説明する。第
7図において実線で示したトーチ1の位置が自動
テイーチング動作の出発位置である。この位置に
おいてトーチ1は図示しない手首の制御により隅
肉溶接をするワーク30に対して45°の角度とな
るように設定されているとする。この位置でサー
チパターン設定スイツチ25により隅肉溶接に対
応するサーチパターン(Y,Z2方向サーチパタ
ーン)が選択され、自動テイーチングスイツチ2
4がオンにされたとすると、第8図に示すように
まず自動テイーチング装置20からロボツト制御
装置12にY軸をプラス方向に移動する指令が与
えられ、Y軸はプラス方向に移動制御される。こ
のY軸の移動はトーチ接触検出装置26から発生
される接触信号TSが“1”になるまで続けられ
る。接触信号TSが“1”になると今度はY軸が
マイナス方向にY2だけ移動させる指令がロボツ
ト制御装置12に与えられる。ここで値Y2は最
終テイーチング位置におけるトーチ1の先端1a
と隅肉溶接の頂部との距離をaとすると√2よ
り大きければいかなる値でもよい。次いで、Z軸
をプラス方向に移動させる指令がロボツト制御装
置12に与えられ、トーチ1の先端1aはプラス
Z方向(紙面の下方向)に移動する。この移動は
トーチ接触検出装置26から出力される接触信号
TSが“1”となるまで続けられる。接触信号TS
が“1”となると、自動テイーチング装置20は
ロボツト制御装置12にY軸方向に(Y2
a/√2)、Z軸方向に(a/√2)同時移動させる信 号を与える。これによりトーチ1は第7図で想像
線で示す位置に移動することになる。この位置が
隅肉溶接における所望のテイーチングポイントで
ある。したがつてこの位置において自動テイーチ
ング装置20はロボツト制御装置12にポイント
教示信号PTを出力し、ロボツト制御装置12は
このポイント教示信号PTに応答してロボツトの
X軸、Y軸、Z軸位置および手首の姿勢を記憶す
ることによりこのテイーチングポイントにおける
テイーチング動作を終了する。
Next, the automatic teaching operation when performing fillet welding will be explained according to FIGS. 7 and 8. The position of the torch 1 indicated by the solid line in FIG. 7 is the starting position of the automatic teaching operation. In this position, it is assumed that the torch 1 is set at an angle of 45° with respect to the workpiece 30 to be fillet welded by controlling the wrist (not shown). At this position, the search pattern setting switch 25 selects the search pattern (Y, Z2 direction search pattern) corresponding to fillet welding, and the automatic teaching switch 2
4 is turned on, as shown in FIG. 8, the automatic teaching device 20 first gives a command to the robot controller 12 to move the Y-axis in the plus direction, and the Y-axis is controlled to move in the plus direction. This Y-axis movement continues until the contact signal TS generated from the torch contact detection device 26 becomes "1". When the contact signal TS becomes "1", a command is given to the robot control device 12 to move the Y-axis by Y2 in the negative direction. Here, the value Y 2 is the tip 1a of the torch 1 at the final teaching position.
Letting a be the distance between and the top of the fillet weld, any value may be used as long as it is larger than √2. Next, a command to move the Z-axis in the plus direction is given to the robot control device 12, and the tip 1a of the torch 1 moves in the plus Z direction (downward in the paper). This movement is caused by a contact signal output from the torch contact detection device 26.
This continues until TS becomes "1". Contact signal TS
becomes “1”, the automatic teaching device 20 instructs the robot controller 12 in the Y-axis direction (Y 2
a/√2) and a signal to simultaneously move (a/√2) in the Z-axis direction. This causes the torch 1 to move to the position shown by the imaginary line in FIG. This position is the desired teaching point for fillet welding. Therefore, at this position, the automatic teaching device 20 outputs a point teaching signal PT to the robot control device 12, and the robot control device 12 responds to this point teaching signal PT by adjusting the X-, Y-, and Z-axis positions of the robot. By memorizing the posture of the wrist, the teaching operation at this teaching point is completed.

第9図、第10図はレ型開先を溶接する場合の
自動テイーチング動作を示したものである。第9
図において実線で示したトーチ1の位置が自動テ
イーチングの出発位置である。この位置において
トーチ1は図示しない手首の制御によりレ型開先
の1/2角(この場合レ型開先の斜面に対して22.5°
の角度をなす角)に設定されている。この位置で
サーチパターン設定スイツチ25によりレ型開先
に対応するサーチパターンが選択され、自動テイ
ーチングスイツチ24がオンにされたとすると、
自動テイーチング装置20からの指令にもとづく
トーチ1の先端1aの移動軌跡は次のように制御
される。
FIGS. 9 and 10 show the automatic teaching operation when welding a rectangular groove. 9th
The position of the torch 1 indicated by a solid line in the figure is the starting position of automatic teaching. In this position, the torch 1 is controlled by a wrist (not shown) at a 1/2 angle of the V-shaped groove (in this case, 22.5 degrees to the slope of the V-shaped groove).
angle). Assuming that the search pattern setting switch 25 selects the search pattern corresponding to the rectangular bevel at this position, and the automatic teaching switch 24 is turned on.
The movement locus of the tip 1a of the torch 1 based on commands from the automatic teaching device 20 is controlled as follows.

トーチ接触検出装置26から発生させる接触
検出信号TSが“1”となるまでトーチ1をプ
ラスZ方向に移動させる。
The torch 1 is moved in the plus Z direction until the contact detection signal TS generated from the torch contact detection device 26 becomes "1".

トーチ1をマイナスZ方向にZ2だけ移動させ
る。
Move torch 1 by Z 2 in the minus Z direction.

トーチ1をマイナスY方向にY3だけ移動さ
せる。
Move torch 1 by Y3 in the minus Y direction.

トーチ接触検出装置26から発生される接触
検出信号TSが“1”となるまでトーチ1をプ
ラスZ方向に移動させる。
The torch 1 is moved in the plus Z direction until the contact detection signal TS generated from the torch contact detection device 26 becomes "1".

トーチ1をZY軸方向に(b−c+Z2)−
acosθ、Z軸方向に(b−c+Z2)−asinθ(ただ
しθ=22.5°)だけ同時移動させる。
Move torch 1 in the ZY axis direction (b-c+Z 2 )-
a cos θ and simultaneously move by (b−c+Z 2 )−asin θ (however, θ=22.5°) in the Z-axis direction.

なお、トーチ1の自動テイーチング出発位置が
ワーク30の斜面形成例の平坦部にあるときはス
テツプにおいてトーチ1をプラスY方向に移動
させればよい。いずれにしてもステツプにおい
てトーチ1の先端1aがレ型開先の上部に位置す
るようになればよく、このような位置に移動制御
すべく値Y3は決定される。
Incidentally, when the automatic teaching starting position of the torch 1 is on the flat part of the workpiece 30 in the example of the slope formation, the torch 1 may be moved in the plus Y direction in the step. In any case, it is sufficient that the tip 1a of the torch 1 is positioned above the groove of the rectangular groove in the step, and the value Y3 is determined to control the movement to such a position.

ステツプの終了によりトーチ1は第9図で想
像線で示した位置に至ることになる。この位置に
おいて自動テイーチング装置20はロボツト制御
装置12にポイント教示信号PTを出力し、ロボ
ツト制御装置12はこのポイント教示信号PTに
応答してロボツトのX軸、Y軸、Z軸位置および
手首の姿勢を記憶することによりこのテイーチン
グポイントにおけるテイーチング動作を終了す
る。
At the end of the step, the torch 1 will be in the position shown in phantom in FIG. At this position, the automatic teaching device 20 outputs a point teaching signal PT to the robot control device 12, and the robot control device 12 responds to this point teaching signal PT by controlling the robot's X-, Y-, and Z-axis positions and wrist posture. By storing this, the teaching operation at this teaching point is completed.

以上一方向サーチパターンによる制御、および
V型開先、隅肉継手、レ型開先に対応するサーチ
パターンによる制御について説明したが、他の継
手に関しても同様にサーチパターンを設定するこ
とができる。
Although control using a unidirectional search pattern and control using search patterns corresponding to a V-shaped groove, a fillet joint, and a rectangular groove have been described above, search patterns can be similarly set for other joints.

また、上記実施例では溶接ロボツトにこの発明
を適用した場合について示したが他の産業用ロボ
ツトにも同様に適用できるのはいうまでもない。
Furthermore, although the above embodiments have been described with reference to the case in which the present invention is applied to a welding robot, it goes without saying that the present invention can be similarly applied to other industrial robots.

以上説明したようにこの発明によればテイーチ
ング工程を飛躍的に短縮することができるととも
に高精度のテイーチングが可能となるのでテイー
チング作業の高速化および高精度化をはかること
ができる。また適宜のサーチパターンの設定によ
り任意のテイーチングポイントにおける自動テイ
ーチングが可能となる。
As explained above, according to the present invention, the teaching process can be dramatically shortened and teaching can be performed with high precision, so that the teaching work can be performed at high speed and with high precision. Furthermore, automatic teaching at any teaching point is possible by setting an appropriate search pattern.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例が適用される溶接
ロボツトの概要を示した図、第2図はこの発明の
一実施例を示すブロツク図、第3図は一方向サー
チパターンにもとづく自動テイーチング動作を説
明する図、第4図は第3図に示す自動テイーチン
グ動作の制御例を示すフローチヤート、第5図は
V型開先に対する自動テイーチング動作を説明す
る図、第6図はその動作制御例を示すフローチヤ
ート、第7図は隅肉継手に対する自動テイーチン
グ動作を説明する図、第8図はその動作制御例を
示すフローチヤート、第9図はレ型開先に対する
自動テイーチング動作を説明する図、第10図は
その動作制御例を示すフローチヤートである。 1……トーチ、2……手首、3……腕、4……
溶接ロボツトの軸制御機構、10……ロボツト本
体、11……テイーチングボツクス、12……ロ
ボツト制御装置、13……溶接電源装置、14…
…溶接ワイヤボツクス、20……自動テイーチン
グ装置、21……X軸駆動スイツチ、22……Y
軸駆動スイツチ、23……Z軸駆動スイツチ、2
4……自動テイーチングスイツチ、25……サー
チパターン設定スイツチ、26……トーチ接触検
出装置、30……ワーク。
Fig. 1 is a diagram showing an outline of a welding robot to which an embodiment of the present invention is applied, Fig. 2 is a block diagram showing an embodiment of the invention, and Fig. 3 is an automatic teaching based on a unidirectional search pattern. FIG. 4 is a flowchart showing an example of controlling the automatic teaching operation shown in FIG. 3, FIG. 5 is a diagram explaining the automatic teaching operation for a V-shaped groove, and FIG. 6 is a diagram showing the operation control. A flowchart showing an example; FIG. 7 is a diagram explaining the automatic teaching operation for a fillet joint; FIG. 8 is a flowchart showing an example of the operation control; FIG. 9 is a diagram explaining the automatic teaching operation for a rectangular bevel. 10 are flowcharts showing examples of the operation control. 1...Torch, 2...Wrist, 3...Arm, 4...
Welding robot axis control mechanism, 10... robot main body, 11... teaching box, 12... robot control device, 13... welding power supply device, 14...
...Welding wire box, 20...Automatic teaching device, 21...X-axis drive switch, 22...Y
Axis drive switch, 23... Z-axis drive switch, 2
4...Automatic teaching switch, 25...Search pattern setting switch, 26...Torch contact detection device, 30...Work.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ロボツトの各軸を手動で制御しロボツトの制
御対象箇所を所定のテイーチングポイントの近傍
に移動させる手動移動行程と、各テイーチングポ
イントに対応して選択されたサーチパターンにも
とづき前記ロボツトの各軸をシーケンシヤルに制
御し、前記ロボツトの制御対象箇所を前記テイー
チングポイントに一致させるように移動制御する
自動テイーチング行程と、前記ロボツトの制御対
象箇所が前記テイーチングポイントに一致すると
該テイーチングポイントを自動記憶する行程とを
具えるテイーチングサポート方法。 2 前記ロボツトは溶接ロボツトであり、前記制
御対象箇所は溶接トーチの先端であり、前記サー
チパターンはテイーチングすべきテイーチングポ
イントが存在する継手形状に対応して選択される
特許請求の範囲第1項記載のテイーチングサポー
ト方法。 3 複数のステツプからなるサーチパターンを記
憶するサーチパターン記憶手段と、前記サーチパ
ターンの各ステツプに対応してロボツトの各軸を
制御する軸制御手段と、前記ロボツトの制御対象
箇所がワークに接触したことを検出する接触検出
手段と、該接触検出手段の出力にもとづき前記サ
ーチパターンの所定のステツプを歩進させる歩進
手段とを具え、前記ロボツトの制御対象がテイー
チングすべき所定のテイーチングポイントの近傍
に位置した後の自動テイーチングを行うテイーチ
ングサポート装置。
[Claims] 1. Based on a manual movement process in which each axis of the robot is manually controlled to move the controlled part of the robot to the vicinity of a predetermined teaching point, and a search pattern selected corresponding to each teaching point. an automatic teaching process in which each axis of the robot is sequentially controlled so that the controlled part of the robot is moved so as to match the teaching point; and when the controlled part of the robot matches the teaching point, the teaching point is moved. A teaching support method comprising a process of automatically memorizing. 2. The robot is a welding robot, the control target location is the tip of a welding torch, and the search pattern is selected in accordance with a joint shape in which a teaching point to be taught exists. teaching support methods. 3 search pattern storage means for storing a search pattern consisting of a plurality of steps; axis control means for controlling each axis of the robot in accordance with each step of the search pattern; a contact detection means for detecting that the robot is in the vicinity of a predetermined teaching point to be taught by the object to be controlled by the robot; A teaching support device that performs automatic teaching after locating the robot.
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