JPH0642164B2 - 産業用ロボットにおける制御方法 - Google Patents

産業用ロボットにおける制御方法

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JPH0642164B2
JPH0642164B2 JP32103187A JP32103187A JPH0642164B2 JP H0642164 B2 JPH0642164 B2 JP H0642164B2 JP 32103187 A JP32103187 A JP 32103187A JP 32103187 A JP32103187 A JP 32103187A JP H0642164 B2 JPH0642164 B2 JP H0642164B2
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JP
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welding
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torch
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point
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久博 福岡
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Shinmaywa Industries Ltd
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Shin Meiva Industry Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はプレイバック方式の産業用ロボットにおける制
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付具に取付けられた
状態のまま、テストモードにより1ステップずつが実行
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、前記センシング
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
ルの誤設定等の起因して、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衝突する恐れがある。
(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断するごとくし
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1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)の端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を支承してある。
4は第1腕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
エフェクタとしてのトーチ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てある。さらに
トーチ5はその溶接作動点が点Pと一致しうるように設
定してある。かくして、矢印αおよびβ方向への回転角
を制御することにより、トーチ5の垂直軸2に対する姿
勢角θおよび旋回角φ(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は水平板W1と該水平板の端縁に沿って直
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対の送給ローラで、送
給ローラ7bの回転制御により電極5aを供給ロール7
a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てある。
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8a1,検出用電源8a2,一端を電極5aに接続
して適時前記両電源8a1・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と通電状態
検出出力回路8b2とから成り、このうち通電状態検出
回路8b1は一端を前記検出用電源8a2に接続し、他端
を前記溶接用電源8a1の反切換スイッチ8a3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8b2は前記通電
状態検出回路8b1におけ通電状態の変化(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はロボット1の全体を総合的に制御する制御手段とし
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のバスラインBには前記溶接電源装置8,ロボ
ット1の各軸サーボ系SX・SY・SZ・Sα・Sβ、
並びにティーチング用のリモコンボックス10を接続し
てある。
前記リモコンボックス10は、「0」〜「9」の数字入
力キーの他、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なメッセージおよびキー操作に
応じた情報を表示するためのディスプレー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、ディスプレー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W1と立板W2との隅肉部溶接線WL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。
(1) 先ず溶接線WLの溶接開始点P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),および隅肉部溶接用センシング指令情
報を教示するとともに、該センシングを実行する。即
ち、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W
1の面fおよび立板W2の面fの面を検出して各検
出位置より溶接線WL5の位置Pを取込む。
(2) 次に、トーチ5を溶接開始点Pから適宜離間し
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P・Pにおける位置情報,姿勢情報,両
位置P・P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報の他に、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(1)で実行したセンシン
グ結果で溶接開始点P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P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Pから離れた退避位置P
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図を参照しながら説明す
る。尚、第2図において、ティーチング時のワークWを
一点鎖線で示し、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修正量の確認処理部PR10
0を付加し、この処理部PR100以外は従来方法のフ
ロー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P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P′を求め、ティ
ーチング時の点Pとの差△Pを補正値(△Pn)と
して演算記憶する(処理PR2)。
〔2〕同様にトーチ5は第2のセンシング開始点P
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P′を求め、テ
ィーチング時のPとの差△Pを補正値(△Pn)と
して演算記憶する(処理PR2)。
〔3〕次に、トーチ5は待機位置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
の指令位置情報即ち溶接開始点につき、ティーチング時
の溶接開始点Pを前記補正値△Pで補正し修正後の
点P′を指令位置情報とする。
〔4〕前述〔3〕の処理PR5での修正量(即ち点P
→点P′が予め定めた上限値△Pmを越えるか否か判
断し(処理PR6)、越えなければ処理PR9に移行
し、トーチ5は修正後の溶接開始点P′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P
を前記補正値△Pで補正し、修正後の点P′を指令
位置情報とする。
〔6〕前述〔5〕の処理PR5での修正量(即ち点P
→点P′)が前記上限値△Pmを越えるか否か判断し
(処理PR6)、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P′から溶接線WLに沿って溶接終了点P′ま
で移動させながら水平隅肉溶接を行う。
〔7〕溶接終了後、トーチ5は退避位置P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
大きく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
′または溶接終了点P′の修正量が上限値△Pm
を越えると判断されれば、処理PR7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。
(1) 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他のメカ構成の
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
等他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種々の原
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、1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. 【請求項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。
JP32103187A 1987-12-17 1987-12-17 産業用ロボットにおける制御方法 Expired - Lifetime JPH0642164B2 (ja)

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JPH01161401A JPH01161401A (ja) 1989-06-26
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