JPH07104831A - Automatic position teaching method for robot using laser sensor - Google Patents

Automatic position teaching method for robot using laser sensor

Info

Publication number
JPH07104831A
JPH07104831A JP27599893A JP27599893A JPH07104831A JP H07104831 A JPH07104831 A JP H07104831A JP 27599893 A JP27599893 A JP 27599893A JP 27599893 A JP27599893 A JP 27599893A JP H07104831 A JPH07104831 A JP H07104831A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
robot
teaching
data
sensor
laser sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP27599893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Bunichi Terawaki
文一 寺脇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to JP27599893A priority Critical patent/JPH07104831A/en
Publication of JPH07104831A publication Critical patent/JPH07104831A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To automatically teach a robot positions including a lot of teaching points. CONSTITUTION:A welding torch 2 and a laser sensor 3 are fitted to the arm top part of a main body 1 of the robot. The laser sensor 3 deflectively scans a sensing area on the side in a robot advancing direction with laser beams and picks up the image of the locus with a CCD camera. Based on the picked-up image, sensor data expressing the position of welding lines P1, L1, R1, L2 and P2 are calculated inside a sensor controller 10. The sensor data are converted into robot data inside a robot controller 20 and used for the position correcting calculation of the robot. As the preliminary position teaching, only a start point P1 and an end point P2 are taught, and the move of the robot is executed by real-time tracking utilizing the laser sensor 3 and the sensor controller 10. In that case, points to be the teaching points at suitable intervals and frequency are selectively designated from robot position data, for which the correcting calculation is performed, and teaching data containing a lot of teaching point data are automatically prepared.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本願発明は、レーザセンサを用い
たロボットの自動位置教示方法に関し、更に詳しく言え
ば、レーザセンサを利用して溶接線等の作業線をリアル
タイムにトラッキングしながら移動させるロボットに対
して、該作業線に対応した位置教示を自動的に行なう為
の方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic position teaching method for a robot using a laser sensor, and more specifically, a robot for moving a work line such as a welding line in real time by using the laser sensor. On the other hand, the present invention relates to a method for automatically performing position teaching corresponding to the work line.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、ロボットを溶接線等の作業線に
沿って移動させながら所定の作業を実行する為には、ロ
ボットに位置教示を行なう必要がある。その場合、単に
ロボットに作業線に沿った経路を辿らせることのみを考
えるのであれば、公知のレーザセンサを利用したリアル
タイムトラッキング方式を採用することにより、少数の
点を教示点に指定した位置教示を実行することで一応の
目的を達成することが出来る。しかし、現実のロボット
作業に際しては、作業内容に適合した移動速度の指定/
変更、経路途上におけるロボット姿勢の指定/変更、ハ
ンドやツールの動作に関する各種命令を含むプログラム
を作成して所望される諸条件の下で作業を実行する必要
があり、その為に充分な数の教示点を指定しておくこと
が重要となる。
2. Description of the Related Art Generally, in order to perform a predetermined work while moving a robot along a work line such as a welding line, it is necessary to teach the position of the robot. In that case, if it is only considered to make the robot follow the route along the work line, the position teaching in which a small number of points are designated as teaching points is adopted by adopting the known real-time tracking method using a laser sensor. It is possible to achieve a tentative purpose by executing. However, in the actual robot work, the movement speed specified / specified
It is necessary to execute a program under various desired conditions by creating a program including various commands for changing, designating / changing the robot posture on the way, and movements of hands and tools. It is important to specify the teaching point.

【0003】ところが、ロボットの位置教示をティーチ
ングプレイバック方式で行なった場合、多数の教示点を
含む位置教示を実行する為には多くの工数を要し、オペ
レータの作業負担が大きくなることが避けられない。事
前に作業線に関するオフラインデータが用意されている
場合には、オフラインで位置教示を行なうことも可能で
あるが、充分なオフラインデータが完備している場合は
限られており、また、オフラインデータを教示プログラ
ムの位置データに加工する為に相当の作業が必要となる
のが通例である。
However, when the position teaching of the robot is performed by the teaching playback system, it takes a lot of man-hours to carry out the position teaching including a large number of teaching points, and the operator's work load is not increased. I can't. If offline data regarding work lines is prepared in advance, it is possible to perform position teaching offline, but this is limited to cases where sufficient offline data is available. It is customary that a considerable work is required to process the position data of the teaching program.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、充分
な数の教示点を含んだ形でロボットの位置教示を行なう
為には大きな作業負担を伴うことが多く、ロボット作業
全体の作業効率の向上を妨げる要因となっていた。本願
発明の目的は、充分な数の教示点を含むロボットの位置
教示を自動的に行なうことの可能な位置教示方法を提供
することによってこの問題点を解決することにある。
As described above, in order to teach the position of the robot in a form including a sufficient number of teaching points, a large work load is often involved, and the work efficiency of the entire robot work is reduced. It was a factor that hindered improvement. An object of the present invention is to solve this problem by providing a position teaching method capable of automatically teaching the position of a robot including a sufficient number of teaching points.

【0005】[0005]

【問題点を解決するための手段】本願発明は、「ツール
先端点に関してロボット進行方向側の領域における作業
線位置をセンシングするレーザセンサを支持するロボッ
トに前記作業線に関連した予備的な位置教示を行なう段
階と、該予備的な位置教示データを前記レーザセンサに
よる作業線位置センシングによって補正しながら前記ロ
ボットを前記作業線に沿って移動させる段階と、該移動
中に前記レーザセンサによって獲得された前記作業線位
置センシングデータに基づいて前記作業線を表現する教
示位置データを作成する段階を含むレーザセンサを用い
たロボットの自動位置教示方法。」によって上記技術課
題を達成したものである。
According to the present invention, "a preliminary position teaching relating to a work line is given to a robot which supports a laser sensor for sensing a work line position in a region on the robot advancing direction side with respect to a tool tip point. A step of moving the robot along the work line while correcting the preliminary position teaching data by the work line position sensing by the laser sensor; and a step of moving the robot along the work line during the movement. The above technical problem is achieved by the "automatic position teaching method of a robot using a laser sensor including a step of creating teaching position data expressing the working line based on the working line position sensing data."

【0006】[0006]

【作用】本願発明は、レーザセンサを用いたトラッキン
グ機能を備えたシステムにおいては、少数の教示点のみ
を指定した予備的な位置教示によってトラッキングが実
行可能であり、また、そのトラッキング実行時には作業
線位置がセンシングされて作業線位置データ(センサデ
ータまたはそれをロボットデータに変換したもの)が獲
得されることに着目し、それらデータに基づいて多数の
教示点を含む教示データを自動的に作成するものであ
る。
According to the present invention, in a system having a tracking function using a laser sensor, tracking can be executed by preliminary position teaching in which only a small number of teaching points are designated. Paying attention to the fact that the position is sensed and work line position data (sensor data or that converted into robot data) is acquired, and teaching data including many teaching points is automatically created based on those data. It is a thing.

【0007】予備的な教示及びそれに基づいたトラッキ
ング移動は、従来通りの手法によって実行すれば良く、
教示データの作成も簡単なソフトウェア処理によって、
作業線位置データ(センサデータまたはそれをロボット
データに変換したもの)を選択的に記憶しておくだけで
充分である(後述する実施例参照)。
The preliminary teaching and the tracking movement based on it may be performed by a conventional method.
Teaching data can also be created by simple software processing.
It is sufficient to selectively store work line position data (sensor data or data obtained by converting it into robot data) (see Examples described later).

【0008】本願発明によれば、オペレータに要求され
る教示作業は、少数の教示点についての予備的位置教示
のみであるから、ロボットの位置教示に必要な工数を大
幅に減少させることが出来る。
According to the present invention, since the teaching work required of the operator is only preliminary position teaching for a small number of teaching points, the number of man-hours required for position teaching of the robot can be greatly reduced.

【0009】また、教示点が実際の作業線に沿った点列
で指定され、その位置データはレーザセンサを利用した
トラッキング実行時に獲得されたデータに基づき、一定
のルールに従って作成されるから、教示データの信頼性
が高く、また、その後のデータ加工も容易となる特徴が
ある。
Further, since the teaching point is designated by a sequence of points along the actual work line and its position data is created according to a certain rule based on the data acquired at the time of executing the tracking using the laser sensor, There is a feature that the reliability of the data is high and the subsequent data processing is easy.

【0010】[0010]

【実施例】図1は、溶接トーチ及びレーザセンサを担持
したロボットを用いて溶接作業を行なうケースに本願発
明の自動位置教示方法を適用する際の全体配置を例示し
たものである。図中、ロボット本体は符号1で全体的に
指示されており、そのアーム先端部には溶接トーチ2及
びレーザセンサ3が取り付けられている。レーザセンサ
3には、レーザ発振器、レーザビーム偏向器及びCCD
カメラを備えた公知のものを使用することが出来る。レ
ーザセンサ3はセンサ制御装置10に接続され、ロボッ
ト本体1はロボット制御装置20に接続されている。一
方、センサ制御装置10とロボット制御装置20は、後
述するように、適当な通信インターフェイスを介して結
合され、専用のプロトコルに従ってセンサデータ等のシ
リアル通信を相互に行なう機能を備えている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 illustrates an overall arrangement when the automatic position teaching method of the present invention is applied to a case where a welding torch and a robot carrying a laser sensor are used to perform a welding operation. In the figure, the robot body is generally designated by a reference numeral 1, and a welding torch 2 and a laser sensor 3 are attached to the arm tip end portion. The laser sensor 3 includes a laser oscillator, a laser beam deflector, and a CCD.
A known camera equipped with a camera can be used. The laser sensor 3 is connected to the sensor control device 10, and the robot body 1 is connected to the robot control device 20. On the other hand, as will be described later, the sensor control device 10 and the robot control device 20 are connected via an appropriate communication interface and have a function of mutually performing serial communication of sensor data and the like according to a dedicated protocol.

【0011】4はワークで、板状の部材5に対してワー
ク4が溶接される。溶接は、ワーク4が板状部材5に接
する下縁部を連ねた第1直線部L1 (始端点P1 )、円
弧部R1 及び第2直線部L2 (終端点P2 )を溶接線と
し、レーザセンサ3を利用したリアルタイムトラッキン
グ方式によるロボット移動によって実行されるものとす
る。また、溶接線の位置センシングは、レーザセンサ3
の偏向レーザビーム3aの照射点軌跡をCCDカメラで
撮像し、照射点軌跡の屈曲点位置から溶接線位置を定め
る公知の方式によって実行されるものとする。
A work 4 is welded to the plate-shaped member 5. In welding, the first straight line portion L1 (starting point P1), the arc portion R1 and the second straight line portion L2 (end point P2) in which the lower edge portion of the workpiece 4 in contact with the plate member 5 is used as a welding line, and the laser sensor is used. It is assumed that this is executed by the movement of the robot by the real-time tracking method using 3. The position of the welding line is detected by the laser sensor 3
The irradiation point trajectory of the deflected laser beam 3a is imaged by a CCD camera, and the welding line position is determined from the bending point position of the irradiation point trajectory.

【0012】従って、本事例の場合、溶接トーチ2の先
端2aをツール先端点に設定し、点P1 及び点P2 を教
示点とするロボットに位置教示を行なえば、ロボットは
溶接線を辿るように移動することになる。既述したよう
に、実際の溶接作業を所望される諸条件の下で行なう為
には、相当数の教示点を含む位置教示を行なっておく必
要がある。
Therefore, in the case of this example, if the tip 2a of the welding torch 2 is set as the tool tip point and position teaching is performed to the robot having the teaching points at points P1 and P2, the robot follows the welding line. Will move. As described above, in order to carry out the actual welding work under desired conditions, it is necessary to perform position teaching including a considerable number of teaching points.

【0013】そこで、まずロボットに点P1 を始点、点
P2 を終点とする位置教示を予備的に実行した上で、レ
ーザセンサ3を利用したリアルタイムトラッキング方式
によるロボットの再生運転を行ない、その間に取得され
る溶接線の位置データに基づいて適宜数の教示点を新た
に指定する。一連のプロセスは、以下に説明するよう
に、ロボット制御装置10及びセンサ制御装置20の各
CPUを利用したソフトウェア処理によって自動的に実
行される。
Therefore, first, the position teaching having the point P1 as the start point and the point P2 as the end point is preliminarily executed for the robot, and then the regenerative operation of the robot is performed by the real-time tracking system using the laser sensor 3. An appropriate number of teaching points are newly designated based on the welding line position data. A series of processes are automatically executed by software processing using the CPUs of the robot controller 10 and the sensor controller 20, as described below.

【0014】図2は、図1中に示された事例に使用され
ているロボット制御装置10及びセンサ制御装置20の
概略構成を中心に、本実施例におけるロボットシステム
の構成を例示した要部ブロック図である。システム全体
はセンサ制御装置10、ロボット制御装置20、ロボッ
ト本体1、レーザセンサ3、溶接トーチ2の動作を制御
する溶接トーチ制御器30から構成されている。センサ
制御装置10は中央演算処理装置(以下、CPUとい
う。)11を有し、該CPU11には、フレームメモリ
12、ROMで構成されたコントロールソフト用メモリ
13、RAM等で構成されたプログラムメモリ14、不
揮発性RAMで構成されたデータメモリ15、センサイ
ンターフェイス16、画像処理プロセッサ17及び通信
インターフェイス18がバス19を介して接続されてい
る。
FIG. 2 is a main block diagram illustrating the configuration of the robot system in this embodiment, centering on the schematic configurations of the robot control device 10 and the sensor control device 20 used in the case shown in FIG. It is a figure. The entire system includes a sensor control device 10, a robot control device 20, a robot body 1, a laser sensor 3, and a welding torch controller 30 that controls the operations of the welding torch 2. The sensor control device 10 includes a central processing unit (hereinafter referred to as CPU) 11, and the CPU 11 includes a frame memory 12, a control software memory 13 including a ROM, and a program memory 14 including a RAM. A data memory 15, which is composed of a non-volatile RAM, a sensor interface 16, an image processor 17, and a communication interface 18 are connected via a bus 19.

【0015】センサインターフェイス16には、レーザ
センサ3が接続されており、レーザセンサ3のセンシン
グ動作及び映像信号の取り込みは、CPU11からの指
令によって周期的に実行されるようになっている。通信
インターフェイス18は、ロボット制御装置20側の通
信インターフェイス27に接続されており、両者を介し
て専用のプロトコルに従ってセンサデータ等のシリアル
通信を相互に行なわれることは既述した通りである。
A laser sensor 3 is connected to the sensor interface 16, and the sensing operation of the laser sensor 3 and the capture of a video signal are periodically executed by a command from the CPU 11. The communication interface 18 is connected to the communication interface 27 on the robot controller 20 side, and serial communication of sensor data and the like is mutually performed according to a dedicated protocol via the both, as described above.

【0016】レーザセンサ3のCCDカメラの視野で捉
えられた画像は、グレイスケールによる濃淡画像に変換
されてフレームメモリ12に格納される。画像処理プロ
セッサ17はフレームメモリ12に格納された画像をC
PU11の指令に従って処理する機能を有している。コ
ントロールソフト用メモリ13には、CPU11がレー
ザセンサ3を制御する為のコントロールプログラム、治
具を用いてセンサ座標系を設定する為のキャリブレーシ
ョン用プログラム、適正なタイミングでロボット側へ各
種のデータを送信する為のプログラム等が格納される。
The image captured by the field of view of the CCD camera of the laser sensor 3 is converted into a grayscale grayscale image and stored in the frame memory 12. The image processor 17 processes the image stored in the frame memory 12 into C
It has a function of processing in accordance with a command from the PU 11. In the control software memory 13, a control program for the CPU 11 to control the laser sensor 3, a calibration program for setting the sensor coordinate system using a jig, and various data to the robot side at appropriate timing. The program etc. for transmission are stored.

【0017】なお、CCDカメラの捉えた画像やフレー
ムメモリ12から呼び出された画像を視認する為のTV
モニタを、モニタインタフェイスを介して接続すること
もできる(図示省略)。
A TV for visually recognizing an image captured by the CCD camera and an image called from the frame memory 12.
The monitor can also be connected via a monitor interface (not shown).

【0018】一方、ロボット制御装置20は、中央演算
処理装置(CPU)21を有し、該CPU21には、制
御プログラムを格納したROM22、計算データの一時
記憶等の為に利用されるRAM23、教示データや各種
設定値が格納される不揮発性RAMで構成されたメモリ
24、ロボット本体1の各軸を制御する軸制御器25
(サーボ回路を含む)、ロボットの手動操作、座標系設
定、位置教示、自動運転(再生動作)指令等を実行する
為の教示操作盤26及びセンサ制御装置10側の通信イ
ンターフェイス18に接続された通信インターフェイス
27がバス28を介して接続されている。
On the other hand, the robot controller 20 has a central processing unit (CPU) 21, and the CPU 21 includes a ROM 22 storing a control program, a RAM 23 used for temporary storage of calculation data, and a teaching. A memory 24 composed of a non-volatile RAM for storing data and various set values, and an axis controller 25 for controlling each axis of the robot body 1.
It is connected to a teaching operation panel 26 (including a servo circuit), a manual operation of a robot, coordinate system setting, position teaching, an automatic operation (reproducing operation) command, and a communication interface 18 on the sensor control device 10 side. The communication interface 27 is connected via the bus 28.

【0019】通信インターフェイス27は、センサ制御
装置10側の通信インターフェイス18に接続されてい
る一方で、溶接トーチ制御器30に接続されており、C
PU21からの制御信号によって該溶接トーチ制御器3
0の動作(ON/OFF、溶接電圧/溶接電流値等)が
制御される。
The communication interface 27 is connected to the communication interface 18 on the sensor control device 10 side, while being connected to the welding torch controller 30, and C
The welding torch controller 3 is controlled by a control signal from the PU 21.
The operation of 0 (ON / OFF, welding voltage / welding current value, etc.) is controlled.

【0020】以上のシステム構成及び機能は、従来のリ
アルタイムトラッキング方式による溶接作業を行なうレ
ーザセンサ付き溶接ロボットシステムと基本的に変わる
ところはないが、本願発明を具体化して実施する為に、
図3のフローチャートに記された処理を実行する自動位
置教示プログラムがロボット制御装置20の不揮発性メ
モリ24に格納されている。以下、図3のフローチャー
トを参照して自動位置教示を実行する手順及び処理につ
いて説明する。
The above system configuration and functions are basically the same as those of the welding robot system with a laser sensor for performing the welding work by the conventional real-time tracking system, but in order to embody the present invention and implement it,
An automatic position teaching program for executing the processing described in the flowchart of FIG. 3 is stored in the nonvolatile memory 24 of the robot controller 20. Hereinafter, a procedure and a process for executing automatic position teaching will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0021】先ず、自動位置教示を実行する為の準備と
して、予備的教示と教示点選択ルールの設定を実行す
る。予備的教示は、一般に出来るだけ少数の点を教示点
に指定して行なうことが作業効率の面から考えて好まし
い。但し、溶接線(一般には作業線、以下同様。)が不
連続である場合や溶接線形状が複雑な場合には、レーザ
センサ3によるリアルタイムトラッキングに支障の無い
程度の教示点数が予備的教示の段階で必要になることも
あり得る。
First, as a preparation for executing the automatic position teaching, the preliminary teaching and the teaching point selection rule are set. From the viewpoint of work efficiency, it is generally preferable to carry out the preliminary teaching by designating as few teaching points as possible. However, if the welding line (generally the work line, the same applies hereinafter) is discontinuous or the welding line shape is complicated, the teaching point is such that the teaching point is such that the real-time tracking by the laser sensor 3 is not hindered. It may be necessary at some stage.

【0022】ここでは、図1に示されたように、P1
(始点)とP2 (終点)の2点を教示点とする予備的位
置教示を行なうものとする。予備的位置教示は、ロボッ
ト制御装置20の教示操作盤26を操作して、手動ジョ
グ送りによるティーチング・プレイバック方式によって
実行する(オフラインティーチングの採用も可能)。溶
接線には円弧部R1 が含まれているが、動作形式には
「チョクセン」を指定し、円弧部R1 の通過についはレ
ーザセンサ3を用いた位置補正トラッキングで処理す
る。
Here, as shown in FIG. 1, P1
Preliminary position teaching is performed by using two points (start point) and P2 (end point) as teaching points. Preliminary position teaching is carried out by operating the teaching operation panel 26 of the robot controller 20 by a teaching / playback method by manual jog feed (offline teaching is also possible). The welding line includes the arc portion R1, but "Chokusen" is designated as the operation type, and the passage of the arc portion R1 is processed by the position correction tracking using the laser sensor 3.

【0023】また、教示点選択ルールは、溶接線に沿っ
て指定される教示点の分布乃至密度を定めるもので、例
えば、(1)レーザセンサ3によって位置センシングが
行なわれた溶接線上の点(以下、センシング点と言
う。)の列の中から、予備的位置教示で指定された教示
点から測ってロボットが所定距離移動する毎に1個の割
合で教示点を選択指定する方法、あるいは、(2)セン
シング点列の中から、予備的位置教示で指定された教示
点から数えて一定個数計数毎に教示点を選択指定する方
法がある。ここでは、(1)の方法を採用し、所定距離
(隣り合う教示点間の基準距離)をdとする。dは例え
ば、直線部L1 ,L2 あるいは円弧部R1 の全長の数分
の1乃至数10分の1の程度に設定される。特に、必要
があれば、dの値を区間別に変更することも考えられ
る。
The teaching point selection rule defines the distribution or density of teaching points designated along the welding line. For example, (1) points on the welding line where position sensing is performed by the laser sensor 3 ( (Hereinafter referred to as “sensing point”), a method of selecting and designating one teaching point each time the robot moves a predetermined distance measured from the teaching point designated by the preliminary position teaching, or (2) There is a method of selecting and designating a teaching point for every fixed number counting from the teaching point designated by the preliminary position teaching from the sensing point sequence. Here, the method (1) is adopted, and a predetermined distance (reference distance between adjacent teaching points) is defined as d. For example, d is set to be about several tenths to several tenths of the total length of the straight line portions L1 and L2 or the circular arc portion R1. In particular, if necessary, the value of d may be changed for each section.

【0024】以上の準備の下に、図3のフローチャート
にその概略を記した自動位置教示の処理を開始する。処
理は、ロボット制御装置20側で行なう主処理とセンサ
制御装置10側で行なう副処理を並行させる形で実行す
る。尚、ロボット本体1は予め点P1 に近接した初期位
置に、必要な座標系設定(ベース座標系、ツール座標
系、センサ座標系等)を完了した状態で待機しているも
のとする。
Under the above preparations, the automatic position teaching process outlined in the flowchart of FIG. 3 is started. The processing is executed in such a manner that main processing performed on the robot controller 20 side and sub processing performed on the sensor controller 10 side are performed in parallel. It is assumed that the robot body 1 is in standby at an initial position close to the point P1 with necessary coordinate system settings (base coordinate system, tool coordinate system, sensor coordinate system, etc.) completed.

【0025】先ず、ロボット制御装置20の教示操作盤
26を操作して、主処理と副処理を同時に開始させる。
主処理では予備的な位置教示で指定した教示点P1 の位
置データを含むプログラム1ブロックを読み込み(ステ
ップS1)、初期位置から点P1 へ向けて移動を開始す
る(ステップS2)。また、レーザセンサ3のセンシン
グ領域が溶接線に重なり始めるタイミングで、レーザセ
ンサ3によるセンシングの開始指令を通信インターフェ
イス27,18を介してセンサ制御装置10に送信する
(ステップS3)。
First, the teaching operation panel 26 of the robot controller 20 is operated to start the main process and the sub process at the same time.
In the main processing, one block of the program including the position data of the teaching point P1 designated by the preliminary position teaching is read (step S1), and the movement from the initial position to the point P1 is started (step S2). At the timing when the sensing area of the laser sensor 3 starts to overlap the welding line, a command to start sensing by the laser sensor 3 is transmitted to the sensor control device 10 via the communication interfaces 27 and 18 (step S3).

【0026】センサ制御装置10側では、副処理の開始
と共にレーザビームの起動/偏向とCCDカメラの撮像
準備を完了し、直ちにロボット制御装置20からのセン
シング開始指令の送信を待つ態勢に入る(ステップT
1)。主処理のステップS3によりセンシング開始指令
を受けると、レーザセンサ3によるセンシングを開始し
(第1回目のセンシング実行;ステップT2)、センシ
ング領域内を走査するレーザビーム軌跡の映像を取り込
んで、画像処理プロセッサ17を利用したソフトウェア
処理により、レーザビームが溶接線(L1 R1 L2 )を
横切る位置(センシング点位置)を表わすセンサデータ
を作成し(ステップT3)、データメモリ15に格納す
る(ステップT4)。なお、データメモリ15内には、
複数のセンシング点のセンサデータを循環的に書き込む
ことにの出来る領域が確保されているものとする。
On the sensor control device 10 side, the start / deflection of the laser beam and the preparation for imaging of the CCD camera are completed at the same time as the start of the sub-process, and immediately the robot control device 20 is ready to wait for the transmission of the sensing start command (step T
1). When the sensing start command is received in step S3 of the main process, the sensing by the laser sensor 3 is started (first sensing execution; step T2), the image of the laser beam trajectory scanning the sensing area is captured, and image processing is performed. By software processing using the processor 17, sensor data representing a position (sensing point position) where the laser beam crosses the welding line (L1 R1 L2) is created (step T3) and stored in the data memory 15 (step T4). In the data memory 15,
It is assumed that an area where the sensor data of a plurality of sensing points can be written cyclically is secured.

【0027】以後、レーザセンサ3を利用したセンシン
グとそれに続くセンサデータの記憶は、ロボット制御装
置20からセンシング終了指令が送信される迄(主処
理、ステップS13参照)周期的に繰り返される。即
ち、ステップT5でロボット制御装置20からの指令の
受信の有無を確認し、センサデータの送信指令を受けて
いればセンサデータを送信した上で(ステップT6→ス
テップT7)、ステップT2以下に戻って、次回のセン
シング処理(ステップT2〜ステップS5)を実行す
る。ステップT5でロボット制御装置20からの指令受
信が無ければ、直接ステップT2へ戻る。
Thereafter, the sensing using the laser sensor 3 and the subsequent storage of the sensor data are periodically repeated until the sensing end command is transmitted from the robot controller 20 (main processing, see step S13). That is, in step T5, it is confirmed whether or not a command is received from the robot controller 20, and if a sensor data transmission command is received, the sensor data is transmitted (step T6 → step T7), and the process returns to step T2 and thereafter. Then, the next sensing process (step T2 to step S5) is executed. If no command is received from the robot controller 20 in step T5, the process directly returns to step T2.

【0028】さて、主処理では、ステップS3に続くス
テップS4で、予備的な位置教示で指定した教示点P2
の位置データを含むプログラム1ブロックを読み込み、
P1P2 間の教示パスの補間計算を開始する。次いで、
リアルタイムトラッキングを実行する為に、センシング
点の位置を表わすセンサデータの送信指令を通信インタ
ーフェイス27,18を介してセンサ制御装置10に送
信し、必要なセンサデータを受信する(ステップS
6)。これに対応するセンサ制御装置10側の処理は、
副処理中ステップT5〜ステップT7で実行される。
In the main process, in step S4 following step S3, the teaching point P2 designated by the preliminary position teaching is set.
Read one program block containing the position data of
Start interpolation calculation of teaching path between P1 and P2. Then
In order to execute real-time tracking, a command for transmitting sensor data indicating the position of the sensing point is transmitted to the sensor control device 10 via the communication interfaces 27 and 18, and necessary sensor data is received (step S).
6). The corresponding processing on the sensor control device 10 side is
It is executed in steps T5 to T7 during the sub-processing.

【0029】ロボット制御装置20のCPU21は、受
信したセンサデータをロボットデータに変換し(ステッ
プS7)、補正されたロボット移動目標位置を計算し
(ステップS8)、補正された目標位置へロボットを移
動させる(トラッキングの実行;ステップS9)。ここ
で、計算された目標位置と前回に指定された教示点(最
初はP1 )との間の距離を計算して、基準値dに達して
いるか否かの判断を行い(ステップS10)、イエスで
あればあれば該補正位置(センシング点位置)の位置デ
ータを不揮発性メモリ24内の所定領域に格納して保存
する(ステップS11)。
The CPU 21 of the robot controller 20 converts the received sensor data into robot data (step S7), calculates a corrected robot movement target position (step S8), and moves the robot to the corrected target position. (Tracking execution; step S9). Here, the distance between the calculated target position and the previously designated teaching point (initially P1) is calculated, and it is judged whether or not the reference value d is reached (step S10). If so, the position data of the corrected position (sensing point position) is stored and saved in a predetermined area in the nonvolatile memory 24 (step S11).

【0030】そして、補間点が残存しているか(即ち、
P2 迄にロボットが到達したか)を確認し、残存してい
れば、ステップS5〜ステップS12の処理を繰り返
す。ステップS10で、ノーの場合には、ステップS1
1を経ることなく、ステップS10からステップS12
へ向かうことは、フローチャートに示した通りである。
Whether the interpolation points remain (that is,
It is confirmed whether the robot has reached by P2), and if the robot remains, the processes of steps S5 to S12 are repeated. In step S10, if NO, step S1
1 through step S10 to step S12
Heading to is as shown in the flow chart.

【0031】ロボットが溶接線L1 R1 L2 に沿った移
動を続行して、P2 に到達すると、ステップS12で初
めてノーの判断が出され、ステップS13へ進んでセン
シング終了指令がセンサ制御装置10へ送信される。
When the robot continues to move along the welding line L1 R1 L2 and reaches P2, a negative determination is made for the first time in step S12, and the process advances to step S13 to send a sensing end command to the sensor control device 10. To be done.

【0032】センサ制御装置10がこれを受信すると、
副処理のステップT6で初めてノーの判断がなされて、
レーザセンサ3のセンシング動作を停止させて処理を終
了する。
When the sensor control device 10 receives this,
No judgment was made for the first time in step T6 of the sub-processing,
The sensing operation of the laser sensor 3 is stopped, and the process ends.

【0033】一方、ロボット制御装置20側ではロボッ
トが終点P2 に到達した後に、ステップS14におい
て、ステップS11で保存された多数のセンシング点の
位置データを順次読み出してP1 ,P2 を両端の教示点
とする教示データを作成する。
On the other hand, on the robot controller 20 side, after the robot reaches the end point P2, in step S14, the position data of a large number of sensing points stored in step S11 are sequentially read out, and P1 and P2 are used as teaching points at both ends. Create teaching data.

【0034】即ち、位置データが保存された溶接線上の
点がQ1 ,Q2 ,Q3 ,Q4 ・・・・・Qn-1 ,Qn の
n個であった場合には、自動位置教示によって作成され
る教示データには、溶接線経路に沿ったP1 ,Q1 ,Q
2 ,Q3 ,Q4 ・・・・Qn-1 ,Qn ,P2 の計n+2
個の教示点の位置データが含まれることになる。作成さ
れた教示データは、ロボット制御装置20の不揮発性メ
モリ24内に格納され、全処理を終了する。
That is, when there are n points of Q1, Q2, Q3, Q4 ... Qn-1, Qn where the position data is stored, the points are created by automatic position teaching. Teaching data includes P1, Q1, Q along the welding line path.
2, Q3, Q4 ... Qn-1, Qn, P2 total n + 2
The position data of each teaching point will be included. The created teaching data is stored in the non-volatile memory 24 of the robot controller 20, and the whole process is completed.

【0035】以上、図1に示した溶接ロボットに本願発
明の自動位置教示方法を適用した実施例について説明し
たが、本願発明の技術思想が他のアプリケーションに対
しても適用可能であることは、特に説明を要しないであ
ろう。また、本願発明を実施する際に使用されるシステ
ムの構成に関しても、種々の変形が考えられる。例え
ば、図2に示した構成に代えて、レーザセンサをセンサ
インターフェイスを介して、必要な画像処理プロセッ
サ、フレームメモリ等と共にロボット制御装置のCPU
にバス結合させる形で、ロボット制御装置側に内蔵させ
る構成を採用しても良い。
Although the embodiment in which the automatic position teaching method of the present invention is applied to the welding robot shown in FIG. 1 has been described above, the technical idea of the present invention can be applied to other applications. No particular explanation is required. Also, various modifications can be considered regarding the configuration of the system used when implementing the present invention. For example, instead of the configuration shown in FIG. 2, a laser sensor via a sensor interface, a necessary image processing processor, a frame memory, etc., and a CPU of a robot control device.
It is also possible to adopt a configuration in which the robot controller is incorporated in the form of a bus connection to the robot controller.

【0036】なお、本願発明に従って一旦作成された教
示データを、別のホストコンピュータ等に転送して、更
にデータの加工(例えば、直線部L1 ,L2 と円弧部R
1 の境界部分に教示点を追加し、直線部L1 ,L2 の中
央付近では教示点を間引きする等)を行なっても良いこ
とは言うまでもない。
The teaching data once created according to the present invention is transferred to another host computer or the like, and further processed (for example, straight line portions L1 and L2 and circular arc portion R).
It goes without saying that teaching points may be added to the boundary portion of 1 and the teaching points may be thinned out near the centers of the straight line portions L1 and L2.

【0037】また、上記実施例における処理(ステップ
S11)に代えて、センシング点のセンサデータを選択
ルールに従って別途保存し、P1 P2 間のトラッキング
移動の終了後に改めて保存されたセンサデータをロボッ
トデータに変換し、教示点の位置データを作成する等の
変形を適宜行なっても良い。
Further, instead of the process (step S11) in the above embodiment, the sensor data of the sensing point is separately stored according to the selection rule, and the sensor data newly stored after the completion of the tracking movement between P1 and P2 is converted into the robot data. Modifications such as conversion and creation of teaching point position data may be appropriately performed.

【0038】[0038]

【発明の効果】本願発明によれば、少数の教示点につい
て位置教示(予備的位置教示)を行なっておくだけで、
レーザセンサを用いたトラッキング機能を利用して、多
数の教示点を含む位置教示が自動的に実行されるので、
ロボットの位置教示に必要な工数を大幅に減少させるこ
とが出来る。
According to the present invention, it is possible to perform position teaching (preliminary position teaching) for a small number of teaching points.
Using the tracking function using a laser sensor, position teaching including many teaching points is automatically executed,
The number of man-hours required for robot position teaching can be greatly reduced.

【0039】また、教示点が実際の作業線に沿った点列
で指定され、その位置データはレーザセンサを利用した
トラッキング実行時に獲得されたデータに基づき、一定
のルールに従って作成されるから、教示データの信頼性
が高く、また、その後のデータ加工も容易である。
Further, the teaching point is designated by a point sequence along the actual work line, and its position data is created according to a certain rule based on the data acquired at the time of executing the tracking using the laser sensor. The reliability of the data is high and the subsequent data processing is easy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】溶接トーチ及びレーザセンサを担持したロボッ
トを用いて溶接作業を行なうケースに本願発明の自動位
置教示方法を適用する際の全体配置を例示したものであ
る。
FIG. 1 is a view showing an example of the overall arrangement when the automatic position teaching method of the present invention is applied to a case where welding work is performed using a robot carrying a welding torch and a laser sensor.

【図2】図1中に示された事例に使用されているロボッ
ト制御装置及びセンサ制御装置の概略構成を中心に、実
施例におけるロボットシステムの構成を例示した要部ブ
ロック図である。
FIG. 2 is a principal block diagram illustrating the configuration of a robot system in an embodiment, centering on the schematic configurations of a robot control device and a sensor control device used in the case shown in FIG.

【図3】ロボット制御装置及びセンサ制御装置の両CP
Uによって実行される自動位置教示の処理の概要を記し
たフローチャートである。
[Fig. 3] Both CPs of the robot controller and the sensor controller
7 is a flowchart outlining an automatic position teaching process executed by U.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ロボット本体 2 溶接トーチ 2a 溶接トーチ先端(ツール先端点) 3 レーザセンサ 3a レーザビーム 4 ワーク 5 板状部材 10 センサ制御装置 11 CPU(センサ制御装置) 12 フレームメモリ 13 コントロールソフトメモリ 14 プログラムメモリ 15 データメモリ 16 センサインタフェース 17 画像処理プロセッサ 18 通信インタフェース(センサ制御装置) 19 バス(センサ制御装置) 20 ロボット制御装置 21 CPU(ロボット制御装置) 22 メモリ(ROM) 23 メモリ(RAM) 24 不揮発性メモリ 25 軸制御器 26 教示操作盤 27 通信インタフェース(ロボット制御装置) 28 バス(ロボット制御装置) 30 溶接トーチ制御器 P1 溶接線始点 P2 溶接線終点 L1 ,L2 直線部 R1 円弧部 1 Robot body 2 Welding torch 2a Welding torch tip (tool tip point) 3 Laser sensor 3a Laser beam 4 Work piece 5 Plate member 10 Sensor control device 11 CPU (sensor control device) 12 Frame memory 13 Control software memory 14 Program memory 15 Data Memory 16 Sensor Interface 17 Image Processor 18 Communication Interface (Sensor Controller) 19 Bus (Sensor Controller) 20 Robot Controller 21 CPU (Robot Controller) 22 Memory (ROM) 23 Memory (RAM) 24 Nonvolatile Memory 25 Axis Controller 26 Teaching operation panel 27 Communication interface (robot controller) 28 Bus (robot controller) 30 Welding torch controller P1 Welding line start point P2 Welding line end point L1, L2 Straight line part R1 Arc part

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05B 19/19 H 9064−3H Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location G05B 19/19 H 9064-3H

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ツール先端点に関してロボット進行方向
側の領域における作業線位置をセンシングするレーザセ
ンサを支持するロボットに前記作業線に関連した予備的
な位置教示を行なう段階と、該予備的な位置教示データ
を前記レーザセンサによる作業線位置センシングによっ
て補正しながら前記ロボットを前記作業線に沿って移動
させる段階と、該移動中に前記レーザセンサによって獲
得された前記作業線位置センシングデータに基づいて前
記作業線を表現する教示位置データを作成する段階を含
むレーザセンサを用いたロボットの自動位置教示方法。
1. A step of performing preliminary position teaching related to the work line to a robot that supports a laser sensor that senses a work line position in a region on the robot traveling direction side with respect to the tool tip point, and the preliminary position. Moving the robot along the work line while correcting the teaching data by the work line position sensing by the laser sensor, and based on the work line position sensing data acquired by the laser sensor during the movement. A method for automatically teaching a robot position using a laser sensor including a step of creating teaching position data representing a work line.
JP27599893A 1993-10-08 1993-10-08 Automatic position teaching method for robot using laser sensor Withdrawn JPH07104831A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27599893A JPH07104831A (en) 1993-10-08 1993-10-08 Automatic position teaching method for robot using laser sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27599893A JPH07104831A (en) 1993-10-08 1993-10-08 Automatic position teaching method for robot using laser sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07104831A true JPH07104831A (en) 1995-04-21

Family

ID=17563352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27599893A Withdrawn JPH07104831A (en) 1993-10-08 1993-10-08 Automatic position teaching method for robot using laser sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07104831A (en)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7605347B2 (en) 2003-02-06 2009-10-20 Honda Motor Co., Ltd. Control system using working robot, and work processing method using this system
CN102554933A (en) * 2010-12-08 2012-07-11 现代自动车株式会社 Gripper device for laser welding and vision inspection
CN103737591A (en) * 2013-12-23 2014-04-23 芜湖常瑞汽车部件有限公司 Robot welding system
CN105960307A (en) * 2014-01-07 2016-09-21 伊利诺斯工具制品有限公司 Welding stand for a welding system
CN106077902A (en) * 2016-07-08 2016-11-09 湘潭大学 Automatic welding system based on double laser radar detection sensor and method thereof
CN108481325A (en) * 2018-04-28 2018-09-04 复旦大学 A kind of puma manipulator and Hong Wei Intelligent weldings robot
CN108972547A (en) * 2018-06-22 2018-12-11 华南理工大学 A kind of eight degrees of freedom welding track generates system coordination motion control method online
CN109604767A (en) * 2019-01-30 2019-04-12 浙江师范大学 Intelligent welding control system and method for slab narrow gap GMA robot
CN109859605A (en) * 2019-02-28 2019-06-07 江苏集萃微纳自动化系统与装备技术研究所有限公司 3D teaching method of the industrial robot without teaching machine
JP2019150930A (en) * 2018-03-05 2019-09-12 国立大学法人 筑波大学 Welding robot operation teaching system, welding robot operation teaching method and program
CN114043111A (en) * 2021-10-11 2022-02-15 上海交通大学 Method and system for automatically assembling intersecting line structure based on line laser scanning
WO2023105977A1 (en) * 2021-12-08 2023-06-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 Offline teaching device and offline teaching method
WO2023105978A1 (en) * 2021-12-08 2023-06-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 Offline teaching device
WO2023105980A1 (en) * 2021-12-08 2023-06-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 Offline teaching device and offline teaching method
DE112022000485T5 (en) 2021-03-02 2023-12-07 Fanuc Corporation Teaching point generating device that generates teaching points based on an output of a sensor, and teaching point generating method
WO2024009484A1 (en) * 2022-07-07 2024-01-11 ファナック株式会社 Control device and control method

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7605347B2 (en) 2003-02-06 2009-10-20 Honda Motor Co., Ltd. Control system using working robot, and work processing method using this system
CN102554933A (en) * 2010-12-08 2012-07-11 现代自动车株式会社 Gripper device for laser welding and vision inspection
CN103737591A (en) * 2013-12-23 2014-04-23 芜湖常瑞汽车部件有限公司 Robot welding system
CN105960307A (en) * 2014-01-07 2016-09-21 伊利诺斯工具制品有限公司 Welding stand for a welding system
CN106077902A (en) * 2016-07-08 2016-11-09 湘潭大学 Automatic welding system based on double laser radar detection sensor and method thereof
JP2019150930A (en) * 2018-03-05 2019-09-12 国立大学法人 筑波大学 Welding robot operation teaching system, welding robot operation teaching method and program
CN108481325A (en) * 2018-04-28 2018-09-04 复旦大学 A kind of puma manipulator and Hong Wei Intelligent weldings robot
CN108972547B (en) * 2018-06-22 2021-07-16 华南理工大学 Coordinated motion control method of eight-degree-of-freedom welding track online generation system
CN108972547A (en) * 2018-06-22 2018-12-11 华南理工大学 A kind of eight degrees of freedom welding track generates system coordination motion control method online
CN109604767A (en) * 2019-01-30 2019-04-12 浙江师范大学 Intelligent welding control system and method for slab narrow gap GMA robot
CN109604767B (en) * 2019-01-30 2021-01-26 浙江师范大学 Intelligent welding control system and method for thick plate narrow gap GMA robot
CN109859605A (en) * 2019-02-28 2019-06-07 江苏集萃微纳自动化系统与装备技术研究所有限公司 3D teaching method of the industrial robot without teaching machine
DE112022000485T5 (en) 2021-03-02 2023-12-07 Fanuc Corporation Teaching point generating device that generates teaching points based on an output of a sensor, and teaching point generating method
CN114043111A (en) * 2021-10-11 2022-02-15 上海交通大学 Method and system for automatically assembling intersecting line structure based on line laser scanning
WO2023105977A1 (en) * 2021-12-08 2023-06-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 Offline teaching device and offline teaching method
WO2023105978A1 (en) * 2021-12-08 2023-06-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 Offline teaching device
WO2023105980A1 (en) * 2021-12-08 2023-06-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 Offline teaching device and offline teaching method
WO2024009484A1 (en) * 2022-07-07 2024-01-11 ファナック株式会社 Control device and control method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4578056B2 (en) Workpiece machining method by control system using work robot
JPH07104831A (en) Automatic position teaching method for robot using laser sensor
US4380696A (en) Method and apparatus for manipulator welding apparatus with vision correction for workpiece sensing
EP1642690A2 (en) Method for controlling trajectory of robot
JPH0810949A (en) Method for controlling welding robot system in multi-layer over laying
JP3207409B2 (en) Robot tool attitude control method
EP0512583B1 (en) Method of and apparatus for controlling a welding robot
JPH07129217A (en) Robot control method using laser sensor
WO1998033100A1 (en) Method and system for controlling robot
JP4501105B2 (en) Welding system
JP5670147B2 (en) Arc welding robot controller
JPH11342473A (en) Control of tig welding robot
JP2003165079A (en) Industrial robot
JP3378738B2 (en) Welding robot teaching device
JP3175623B2 (en) Robot control device
JP2001328085A (en) Controller for three-dimensional laser beam machine
JPH06198445A (en) Robot controller for tig welding
JPS60237505A (en) Robot control method
JP3291705B2 (en) Cutting operation control device for cutting robot
JP3195040B2 (en) Robot control device
JPH0413109B2 (en)
WO1995001850A1 (en) Welding robot control method
WO2024009484A1 (en) Control device and control method
EP0371142B1 (en) Method of correcting loci of an industrial robot
JPH0876829A (en) Teaching method for robot of continuous work path

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20001226