JPH10264067A - 作業線探索機能を備えたロボット−レーザセンサシステム - Google Patents
作業線探索機能を備えたロボット−レーザセンサシステムInfo
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- JPH10264067A JPH10264067A JP9092848A JP9284897A JPH10264067A JP H10264067 A JPH10264067 A JP H10264067A JP 9092848 A JP9092848 A JP 9092848A JP 9284897 A JP9284897 A JP 9284897A JP H10264067 A JPH10264067 A JP H10264067A
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37571—Camera detecting reflected light from laser
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
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- G05B2219/45—Nc applications
- G05B2219/45104—Lasrobot, welding robot
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- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
- G05B2219/49386—Automatic seam, weld line, finding
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 作業線位置を探索して作業開始位置に自動的
にアプローチする機能を備えたロボット−レーザセンサ
システム。 【解決手段】 手先部にレーザセンサと作業ツールを取
り付けたロボットは、各種探索動作経路パターン（ａ）
〜（ｄ）で作業開始位置Ｑ１へ接近する。パターン
（ａ）は、障害物Ｆや障害形状部Ｇを避けるように決定
される。軌跡は例えば座標系Σw の座標軸を指定して定
めることが出来る。パターン（ｂ）、（ｃ）は軌跡を逐
次定めるためのデータの教示をロボットに行なっておく
ことで実現出来る。パターン（ｄ）は、初期ベクトル＜
Ｖ1 ＞と、回転角θと、ノルム増大係数γをパラメータ
で設定しておき、第ｉ＋１回目（ｉ＝０，１，２・・
・）のインクリメンタル移動量Δの計算時にベクトル＜
Ｖi+1 ＞を前回計算されたベクトル＜Ｖi ＞から図示し
たような関係（θの回転とノルムγ倍）で定め、＜Ｖi+
1 ＞−＜Ｖi ＞を第ｉ＋１回目のインクリメンタル移動
量Δとして定めれば良い。
にアプローチする機能を備えたロボット−レーザセンサ
システム。 【解決手段】 手先部にレーザセンサと作業ツールを取
り付けたロボットは、各種探索動作経路パターン（ａ）
〜（ｄ）で作業開始位置Ｑ１へ接近する。パターン
（ａ）は、障害物Ｆや障害形状部Ｇを避けるように決定
される。軌跡は例えば座標系Σw の座標軸を指定して定
めることが出来る。パターン（ｂ）、（ｃ）は軌跡を逐
次定めるためのデータの教示をロボットに行なっておく
ことで実現出来る。パターン（ｄ）は、初期ベクトル＜
Ｖ1 ＞と、回転角θと、ノルム増大係数γをパラメータ
で設定しておき、第ｉ＋１回目（ｉ＝０，１，２・・
・）のインクリメンタル移動量Δの計算時にベクトル＜
Ｖi+1 ＞を前回計算されたベクトル＜Ｖi ＞から図示し
たような関係（θの回転とノルムγ倍）で定め、＜Ｖi+
1 ＞−＜Ｖi ＞を第ｉ＋１回目のインクリメンタル移動
量Δとして定めれば良い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、作業対象物の作業
線に沿ってロボットを移動させながら所定の作業を行な
うロボット−レーザセンサシステムに関し、更に詳しく
言えば、作業線位置を自動的に探索する機能を備えた前
記ロボット−レーザセンサシステムに関する。本発明
は、例えばアーク溶接、バリ取、シーリングなどの各種
作業を行なうロボット−レーザセンサシステムに適用可
能である。
線に沿ってロボットを移動させながら所定の作業を行な
うロボット−レーザセンサシステムに関し、更に詳しく
言えば、作業線位置を自動的に探索する機能を備えた前
記ロボット−レーザセンサシステムに関する。本発明
は、例えばアーク溶接、バリ取、シーリングなどの各種
作業を行なうロボット−レーザセンサシステムに適用可
能である。
【０００２】
【従来の技術】アーク溶接トーチなどの作業ツールを手
先部に取り付けたロボットにレーザセンサを搭載し、溶
接線などの作業線位置を先行的にセンシングしながらロ
ボットを作業線に沿って移動させる技術は、リアルタイ
ムトラッキングの技術として溶接をはじめとする多くの
ロボット作業に適用されている。この技術は、個々の作
業対象物（例えば溶接継ぎ手）の位置決めが正確になさ
れていない場合であってもロボットを実際の作業線に沿
って移動させることを可能とするため、作業精度を高め
る手段として広く用いられている。
先部に取り付けたロボットにレーザセンサを搭載し、溶
接線などの作業線位置を先行的にセンシングしながらロ
ボットを作業線に沿って移動させる技術は、リアルタイ
ムトラッキングの技術として溶接をはじめとする多くの
ロボット作業に適用されている。この技術は、個々の作
業対象物（例えば溶接継ぎ手）の位置決めが正確になさ
れていない場合であってもロボットを実際の作業線に沿
って移動させることを可能とするため、作業精度を高め
る手段として広く用いられている。
【０００３】図１は溶接継ぎ手Ｗ１，Ｗ２の隅部ＷＤの
アーク溶接を行なうロボット−レーザセンサシステムを
例にとり、配置の概要を示した見取図である。同図に示
したように、符号１で指示されたロボット（手先部のみ
図示）には、作業ツールとして溶接トーチ２（以下、単
に「トーチ」と言う。）とともに、レーザセンサ（本体
部）１０が取り付けられている。レーザセンサ１０は、
溶接継ぎ手Ｗ１，Ｗ２の面上をレーザビーム４で走査
し、センシングする。なお、以下の説明において、この
点３はツール先端点と一致するものとする。
アーク溶接を行なうロボット−レーザセンサシステムを
例にとり、配置の概要を示した見取図である。同図に示
したように、符号１で指示されたロボット（手先部のみ
図示）には、作業ツールとして溶接トーチ２（以下、単
に「トーチ」と言う。）とともに、レーザセンサ（本体
部）１０が取り付けられている。レーザセンサ１０は、
溶接継ぎ手Ｗ１，Ｗ２の面上をレーザビーム４で走査
し、センシングする。なお、以下の説明において、この
点３はツール先端点と一致するものとする。
【０００４】符号Ｑ0 はロボット１の初期位置、Ｐ１は
教示された溶接開始点、Ｐ２は教示された溶接終了点を
表わしている。作業対象物である溶接継ぎ手Ｗ１，Ｗ２
の位置決め精度がさほど高くない一般のケースでは、実
際の隅部４の始点Ｑ１は教示された溶接開始点Ｐ１から
はずれている。
教示された溶接開始点、Ｐ２は教示された溶接終了点を
表わしている。作業対象物である溶接継ぎ手Ｗ１，Ｗ２
の位置決め精度がさほど高くない一般のケースでは、実
際の隅部４の始点Ｑ１は教示された溶接開始点Ｐ１から
はずれている。
【０００５】さて、ロボット１が再生運転を開始する
と、ロボット１はツール先端点３を初期位置Ｑ0 から教
示点Ｐ１へ移動を始め、また、レーザセンサ１０がオン
されてセンシングが開始される。ツール先端点３が教示
点Ｐ１へ到達する前後にレーザビーム４が溶接線（隅部
線）ＷＤを横切るように溶接継ぎ手Ｗ１，Ｗ２の表面を
走査するようになり、それによって点Ｑ１に相当する溶
接線ＷＤ上の位置が検出される。
と、ロボット１はツール先端点３を初期位置Ｑ0 から教
示点Ｐ１へ移動を始め、また、レーザセンサ１０がオン
されてセンシングが開始される。ツール先端点３が教示
点Ｐ１へ到達する前後にレーザビーム４が溶接線（隅部
線）ＷＤを横切るように溶接継ぎ手Ｗ１，Ｗ２の表面を
走査するようになり、それによって点Ｑ１に相当する溶
接線ＷＤ上の位置が検出される。
【０００６】以後、ロボット１は点Ｑ１へ位置補正を行
なった後、周知のリアルタイムトラッキングによる溶接
線ＷＤに沿った移動を行なう。トーチ２は適当なタイミ
ングで点火されＱ１Ｑ２間の溶接が遂行される。溶接以
外のアプリケーションにおいても同様のアプローチによ
り、作業開始点Ｑ１へロボットが誘導され作業線（バリ
取り線、シーリング線など）に沿ったロボット移動が開
始される。
なった後、周知のリアルタイムトラッキングによる溶接
線ＷＤに沿った移動を行なう。トーチ２は適当なタイミ
ングで点火されＱ１Ｑ２間の溶接が遂行される。溶接以
外のアプリケーションにおいても同様のアプローチによ
り、作業開始点Ｑ１へロボットが誘導され作業線（バリ
取り線、シーリング線など）に沿ったロボット移動が開
始される。
【０００７】上記のような作業が円滑に開始・遂行され
るには、溶接継ぎ手（作業対象物）Ｗ１、Ｗ２の位置決
め精度がレーザビーム４の走査範囲に比較して高い（誤
差が小さい）ことが前提になる。しかし、レーザセンサ
１０は元来狭域センシング用のセンサであり、レーザビ
ーム４の走査範囲が広いとは言えない。従って、溶接継
ぎ手（作業対象物）Ｗ１、Ｗ２の位置決め精度が高くな
い場合には溶接線（作業線）ＷＤを発見出来ない可能性
が無視出来なくなる。
るには、溶接継ぎ手（作業対象物）Ｗ１、Ｗ２の位置決
め精度がレーザビーム４の走査範囲に比較して高い（誤
差が小さい）ことが前提になる。しかし、レーザセンサ
１０は元来狭域センシング用のセンサであり、レーザビ
ーム４の走査範囲が広いとは言えない。従って、溶接継
ぎ手（作業対象物）Ｗ１、Ｗ２の位置決め精度が高くな
い場合には溶接線（作業線）ＷＤを発見出来ない可能性
が無視出来なくなる。
【０００８】従来適用されていた、このような事態に対
する最も一般的な対策は、制限時間、制限距離進行時ま
でに作業線検出が出来ない場合にアラーム信号を出力し
て作業を中止するというものであり、作業効率を低下さ
せる一因となっていた。
する最も一般的な対策は、制限時間、制限距離進行時ま
でに作業線検出が出来ない場合にアラーム信号を出力し
て作業を中止するというものであり、作業効率を低下さ
せる一因となっていた。
【０００９】作業線検出の失敗時に、リトライ動作をロ
ボットに行なわせる手法も提案されているが、そのため
に複雑なプログラムを用意するなどの負担が大きいとい
う問題がある。
ボットに行なわせる手法も提案されているが、そのため
に複雑なプログラムを用意するなどの負担が大きいとい
う問題がある。
【００１０】また、従来の技術では、作業開始点Ｑ１付
近に作業線位置の正常な検出を妨げる障害物（作業対象
物の外部）Ｆあるいは障害形状部（作業対象物上）Ｇが
存在する場合には、教示点Ｐ１と障害形状部Ｇが接近す
るような位置決めのずれがある作業対象物Ｗ１、Ｗ２に
対しては、誤検出を起すおそれが高かった。
近に作業線位置の正常な検出を妨げる障害物（作業対象
物の外部）Ｆあるいは障害形状部（作業対象物上）Ｇが
存在する場合には、教示点Ｐ１と障害形状部Ｇが接近す
るような位置決めのずれがある作業対象物Ｗ１、Ｗ２に
対しては、誤検出を起すおそれが高かった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の第１
の目的は、レーザセンサを搭載して作業線を検出するよ
うにしたロボット−レーザセンサシステムを改良し、作
業線位置を見い出すための探索動作を合理的に行ない、
作業線対象物の位置決め精度が高くない場合でも、高い
確度で作業線位置を見い出して本来の作業を開始出来る
ようにすることにある。
の目的は、レーザセンサを搭載して作業線を検出するよ
うにしたロボット−レーザセンサシステムを改良し、作
業線位置を見い出すための探索動作を合理的に行ない、
作業線対象物の位置決め精度が高くない場合でも、高い
確度で作業線位置を見い出して本来の作業を開始出来る
ようにすることにある。
【００１２】また、本発明の第２の目的は、作業開始点
付近に作業線位置の正常な検出を妨げる障害物あるいは
形状部が存在する場合でも、これを回避したアプローチ
を行える可能性を高めることにある。
付近に作業線位置の正常な検出を妨げる障害物あるいは
形状部が存在する場合でも、これを回避したアプローチ
を行える可能性を高めることにある。
【００１３】
【問題点を解決するための手段】本発明は、ロボット
と、ロボット制御手段と、ロボットに支持された作業ツ
ールと、前記ロボットに搭載されたレーザセンサを備
え、作業対象物の作業線に沿ってロボットを移動させな
がら作業ツールを用いて所定の作業を行なうロボット−
レーザセンサシステムを改良して前記目的を達成するも
のである。
と、ロボット制御手段と、ロボットに支持された作業ツ
ールと、前記ロボットに搭載されたレーザセンサを備
え、作業対象物の作業線に沿ってロボットを移動させな
がら作業ツールを用いて所定の作業を行なうロボット−
レーザセンサシステムを改良して前記目的を達成するも
のである。
【００１４】即ち、本発明に従えば、ロボット−レーザ
センサシステムは更に、前記作業線位置を見い出すため
の探索動作を開始させる手段と、前記探索動作中に前記
レーザセンサが前記作業線を特徴付ける前記作業対象物
の形状要素を検出したならば前記作業線位置を見い出す
ための前記探索動作を終了させる手段と、前記作業線の
始点位置付近において前記作業線の延在方向に対して交
差する運動成分を有するように前記探索動作を定める手
段を含んでいる。
センサシステムは更に、前記作業線位置を見い出すため
の探索動作を開始させる手段と、前記探索動作中に前記
レーザセンサが前記作業線を特徴付ける前記作業対象物
の形状要素を検出したならば前記作業線位置を見い出す
ための前記探索動作を終了させる手段と、前記作業線の
始点位置付近において前記作業線の延在方向に対して交
差する運動成分を有するように前記探索動作を定める手
段を含んでいる。
【００１５】本発明の好ましい形態においては、前記作
業線位置を見い出すための探索動作を開始させる手段
は、複数種の探索動作経路パターンの中から一つの探索
動作経路パターンを特定する手段を含んでおり、前記複
数種の探索動作経路パターンの中には、作業線の始点位
置付近において前記作業線の延在方向に対して交差する
運動成分を含むような探索動作経路パターンが含まれて
いる。
業線位置を見い出すための探索動作を開始させる手段
は、複数種の探索動作経路パターンの中から一つの探索
動作経路パターンを特定する手段を含んでおり、前記複
数種の探索動作経路パターンの中には、作業線の始点位
置付近において前記作業線の延在方向に対して交差する
運動成分を含むような探索動作経路パターンが含まれて
いる。
【００１６】探索動作の定め方の例として、（方式１）
ロボットに設定されている座標系の座標軸方向に関連付
けて定める方式、（方式２）ロボットに対する教示で定
める方式、並びに（方式３）予めロボット−レーザセン
サシステムに設定された経路パターン記述パラメータを
用いた所定の計算処理に基づいて計算する方式がある。
ロボットに設定されている座標系の座標軸方向に関連付
けて定める方式、（方式２）ロボットに対する教示で定
める方式、並びに（方式３）予めロボット−レーザセン
サシステムに設定された経路パターン記述パラメータを
用いた所定の計算処理に基づいて計算する方式がある。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図１に示した配置でアーク
溶接を行なうロボット−レーザセンサシステムに本発明
を適用するケースを例にとり、本発明を更に詳しく説明
する。上述した図１の説明は、作業開始点Ｑ１へのアプ
ローチ動作に関連した事項を除き、本実施形態において
もそのまま成り立つ。即ち、溶接継ぎ手Ｗ１，Ｗ２の隅
部ＷＤのアーク溶接を行なうロボット−レーザセンサシ
ステムのロボット１は手先部に作業ツールとしてトーチ
２とともに、レーザセンサ１０を搭載している。レーザ
センサ１０は、作業点であり且つツール先端点でもある
トーチ先端点３に対してロボット１の進行方向側をレー
ザビーム４で走査し、センシングする。
溶接を行なうロボット−レーザセンサシステムに本発明
を適用するケースを例にとり、本発明を更に詳しく説明
する。上述した図１の説明は、作業開始点Ｑ１へのアプ
ローチ動作に関連した事項を除き、本実施形態において
もそのまま成り立つ。即ち、溶接継ぎ手Ｗ１，Ｗ２の隅
部ＷＤのアーク溶接を行なうロボット−レーザセンサシ
ステムのロボット１は手先部に作業ツールとしてトーチ
２とともに、レーザセンサ１０を搭載している。レーザ
センサ１０は、作業点であり且つツール先端点でもある
トーチ先端点３に対してロボット１の進行方向側をレー
ザビーム４で走査し、センシングする。
【００１８】符号Ｑ0 はロボット１の初期位置、Ｐ１は
教示された溶接開始点、Ｐ２は教示された溶接終了点を
表わしている。作業対象物である溶接継ぎ手Ｗ１，Ｗ２
の位置決め精度は、従来のケースに比して相当低いこと
が許容される。後述するように、本発明のシステムで
は、ロボット１のツール先端点３は初期位置Ｑ0 から始
動して溶接開始点Ｑ１付近に到達するまでの動作につい
て、従来と異なる方式が採用される。
教示された溶接開始点、Ｐ２は教示された溶接終了点を
表わしている。作業対象物である溶接継ぎ手Ｗ１，Ｗ２
の位置決め精度は、従来のケースに比して相当低いこと
が許容される。後述するように、本発明のシステムで
は、ロボット１のツール先端点３は初期位置Ｑ0 から始
動して溶接開始点Ｑ１付近に到達するまでの動作につい
て、従来と異なる方式が採用される。
【００１９】そして、点Ｑ１付近への到達以後は、従来
と同様のリアルタイムトラッキングによる溶接線ＷＤに
沿った移動を行なう。トーチ２は適当なタイミングで点
火されＱ１Ｑ２間の溶接が遂行される。溶接終了点Ｑ２
はレーザセンサ１０によって検出することが出来る。
と同様のリアルタイムトラッキングによる溶接線ＷＤに
沿った移動を行なう。トーチ２は適当なタイミングで点
火されＱ１Ｑ２間の溶接が遂行される。溶接終了点Ｑ２
はレーザセンサ１０によって検出することが出来る。
【００２０】図２は、図１に示した配置で使用されるロ
ボット−レーザセンサシステムのシステム構成の大要を
示したブロック図である。本実施形態のシステムは、レ
ーザセンサを構成するセンサ本体部１０とセンサボード
２０、システム全体の制御部を兼ねるロボット制御ボー
ド３０、ロボット本体（機構部）１並びに溶接部（電源
装置）４０からなる。センサボード２０とロボット制御
ボード３０はバス結合されている。システム各部の構成
は周知であるが、図３〜図５を参照して簡単に説明して
おく。
ボット−レーザセンサシステムのシステム構成の大要を
示したブロック図である。本実施形態のシステムは、レ
ーザセンサを構成するセンサ本体部１０とセンサボード
２０、システム全体の制御部を兼ねるロボット制御ボー
ド３０、ロボット本体（機構部）１並びに溶接部（電源
装置）４０からなる。センサボード２０とロボット制御
ボード３０はバス結合されている。システム各部の構成
は周知であるが、図３〜図５を参照して簡単に説明して
おく。
【００２１】先ず図４は、レーザセンサの概略構成を例
示したもので、センサ本体部１０とセンサボード２０か
ら構成されている。センサ本体部１０はレーザ発振器１
１とビーム走査用の揺動ミラー（ガルバノメータ）１２
を備えている。また、光検出部は、結像用の光学系１３
と受光素子１４を備えている。
示したもので、センサ本体部１０とセンサボード２０か
ら構成されている。センサ本体部１０はレーザ発振器１
１とビーム走査用の揺動ミラー（ガルバノメータ）１２
を備えている。また、光検出部は、結像用の光学系１３
と受光素子１４を備えている。
【００２２】一方、センサボード２０はマイクロプロセ
ッサからなるＣＰＵ２１を備え、ＣＰＵ２１には、バス
２９を介して入出力装置２８及びＲＯＭ、ＲＡＭ等から
なるメモリ２５が接続されている。
ッサからなるＣＰＵ２１を備え、ＣＰＵ２１には、バス
２９を介して入出力装置２８及びＲＯＭ、ＲＡＭ等から
なるメモリ２５が接続されている。
【００２３】入出力装置２８には、レーザ発振器１１を
駆動してレーザビームを発生させるレーザ駆動部２２、
揺動ミラー１２を揺動させるミラー走査部２３、受光素
子１４で受光した位置から、走査ビームの反射点Ｓの位
置を検出する信号検出部２４が接続されている。バス２
９はロボット制御ボード３０（図５参照）に設けられた
ＣＰＵと接続され、センサボード２０とロボット制御ボ
ード３０とをバス結合している。
駆動してレーザビームを発生させるレーザ駆動部２２、
揺動ミラー１２を揺動させるミラー走査部２３、受光素
子１４で受光した位置から、走査ビームの反射点Ｓの位
置を検出する信号検出部２４が接続されている。バス２
９はロボット制御ボード３０（図５参照）に設けられた
ＣＰＵと接続され、センサボード２０とロボット制御ボ
ード３０とをバス結合している。
【００２４】ロボット制御ボード３０からレーザセンサ
起動指令を受けると、ＣＰＵ２１はメモリ２５に格納さ
れたレーザセンサ駆動プログラムを起動し、レーザ駆動
部２２にレーザ駆動指令を送るととみにミラー走査部２
３にミラー走査指令を送る。これにより、レーザビーム
４で被検対象物が走査される。
起動指令を受けると、ＣＰＵ２１はメモリ２５に格納さ
れたレーザセンサ駆動プログラムを起動し、レーザ駆動
部２２にレーザ駆動指令を送るととみにミラー走査部２
３にミラー走査指令を送る。これにより、レーザビーム
４で被検対象物が走査される。
【００２５】対象物面上の反射点Ｓで拡散反射したレー
ザビームは光学系１３により、反射位置Ｓに応じて、受
光素子１４上に像を作る。該受光素子には、分割型素子
のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃ
ｅ）、非分割型・積分型素子のＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）などが使
用される。ここでは、受光素子１４として、レーザセン
サの１次元ＣＣＤアレイが使用されている（２次元アレ
イを用いることも出来る）。
ザビームは光学系１３により、反射位置Ｓに応じて、受
光素子１４上に像を作る。該受光素子には、分割型素子
のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃ
ｅ）、非分割型・積分型素子のＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）などが使
用される。ここでは、受光素子１４として、レーザセン
サの１次元ＣＣＤアレイが使用されている（２次元アレ
イを用いることも出来る）。
【００２６】受光素子１４の受光面に入射した光（反射
光の像）は光電子に変換され、そのセルに蓄えられる。
セルに蓄積された電荷は、信号検出部２４からのＣＣＤ
走査信号に従って所定周期毎１番端から順に出力され、
信号検出部２４、入出力装置２８を介し、ＡＤ変換等の
処理を受けて最新のデータがメモリ２５に順次蓄積され
る。
光の像）は光電子に変換され、そのセルに蓄えられる。
セルに蓄積された電荷は、信号検出部２４からのＣＣＤ
走査信号に従って所定周期毎１番端から順に出力され、
信号検出部２４、入出力装置２８を介し、ＡＤ変換等の
処理を受けて最新のデータがメモリ２５に順次蓄積され
る。
【００２７】ＣＣＤの走査周期は、搖動ミラー１２の走
査周期よりも十分短く設定（例えば、数１００分の１）
されており、搖動ミラー１２の搖動角度の推移とＣＣＤ
素子出力状態の推移は、随時把握可能となっている。Ｃ
ＣＤ素子の出力状態は出力最大のセル位置（セル番号）
で把握され、反射点Ｓからの反射光が当たったセル位置
が検出される。この位置から、センサから反射点Ｓの位
置が算出される。従って、位置検出される点は、レーザ
ビーム４の走査範囲に対応した範囲Ａ〜Ｄの間に短い間
隔で多数分布する。
査周期よりも十分短く設定（例えば、数１００分の１）
されており、搖動ミラー１２の搖動角度の推移とＣＣＤ
素子出力状態の推移は、随時把握可能となっている。Ｃ
ＣＤ素子の出力状態は出力最大のセル位置（セル番号）
で把握され、反射点Ｓからの反射光が当たったセル位置
が検出される。この位置から、センサから反射点Ｓの位
置が算出される。従って、位置検出される点は、レーザ
ビーム４の走査範囲に対応した範囲Ａ〜Ｄの間に短い間
隔で多数分布する。
【００２８】図３は、受光素子１４で検出した位置ｘａ
により、センサからの反射点Ｓの座標位置（Ｘs ，Ｙs
）を求める原理を説明する図である。光学系の中心と
受光素子１４の中央点とを結ぶ線上にセンサ原点（０，
０）があり、この線をＹs 軸、このＹs 軸に直交する軸
をＸs 軸とする。
により、センサからの反射点Ｓの座標位置（Ｘs ，Ｙs
）を求める原理を説明する図である。光学系の中心と
受光素子１４の中央点とを結ぶ線上にセンサ原点（０，
０）があり、この線をＹs 軸、このＹs 軸に直交する軸
をＸs 軸とする。
【００２９】また、原点から光学系の中心までの距離を
Ｌ1 、光学系の中心から受光素子１４の中央点までの距
離をＬ2 、センサ原点からＸs 軸方向への揺動ミラー１
２の揺動中心までの距離をＤ、センサ原点から揺動ミラ
ーの揺動中心までのＹs 軸距離をＬ0 、揺動ミラー１２
によるレーザビーム４の反射光のＹs 軸方向に対する角
度をθ、受光素子１４上の受光位置をｘa とする。すす
と、レーザビーム５の反射点Ｓのセンサ座標系上の座標
位置（ｘs ，ｙs ）は次の各式（１），（２）の演算で
求めることが出来る。 ｘs ＝ｘa ・［（Ｌ1 −Ｌ0 ）・tan θ＋Ｄ］／（ｘa ＋Ｌ2 ・tan θ） ・・・（１） Ｙs ＝［Ｌ1 ・ｘa ＋Ｌ2 ・（Ｌ0 ・tan θ−Ｄ）］／（ｘa ＋Ｌ2 ・tan θ） ・・・（２） センサボード２０のＣＰＵ２１は、ロボット制御ボード
からの指令に従ってメモリ２５に格納された位置計算プ
ログラムを起動させ、所定周期で上記（１），（２）式
の計算に相当する処理を実行する。計算結果はメモリ２
５に逐次蓄積される。一方、ロボット制御ボード３０か
らはセンサ位置データがバス２９を介して所定周期で送
られており、両データ（反射点Ｓの位置を表わすセンサ
データとセンサ位置データ）は、各データの書込タイミ
ングの比較・照合により対応付けられ、反射点Ｓのロボ
ット座標系上の位置が計算される。求められた結果は、
メモリ２５に逐次蓄積される。但し、反射点Ｓのデータ
が得られなかった場合にはそれを表わすコードデータが
書き込まれる。
Ｌ1 、光学系の中心から受光素子１４の中央点までの距
離をＬ2 、センサ原点からＸs 軸方向への揺動ミラー１
２の揺動中心までの距離をＤ、センサ原点から揺動ミラ
ーの揺動中心までのＹs 軸距離をＬ0 、揺動ミラー１２
によるレーザビーム４の反射光のＹs 軸方向に対する角
度をθ、受光素子１４上の受光位置をｘa とする。すす
と、レーザビーム５の反射点Ｓのセンサ座標系上の座標
位置（ｘs ，ｙs ）は次の各式（１），（２）の演算で
求めることが出来る。 ｘs ＝ｘa ・［（Ｌ1 −Ｌ0 ）・tan θ＋Ｄ］／（ｘa ＋Ｌ2 ・tan θ） ・・・（１） Ｙs ＝［Ｌ1 ・ｘa ＋Ｌ2 ・（Ｌ0 ・tan θ−Ｄ）］／（ｘa ＋Ｌ2 ・tan θ） ・・・（２） センサボード２０のＣＰＵ２１は、ロボット制御ボード
からの指令に従ってメモリ２５に格納された位置計算プ
ログラムを起動させ、所定周期で上記（１），（２）式
の計算に相当する処理を実行する。計算結果はメモリ２
５に逐次蓄積される。一方、ロボット制御ボード３０か
らはセンサ位置データがバス２９を介して所定周期で送
られており、両データ（反射点Ｓの位置を表わすセンサ
データとセンサ位置データ）は、各データの書込タイミ
ングの比較・照合により対応付けられ、反射点Ｓのロボ
ット座標系上の位置が計算される。求められた結果は、
メモリ２５に逐次蓄積される。但し、反射点Ｓのデータ
が得られなかった場合にはそれを表わすコードデータが
書き込まれる。
【００３０】次に図５は、ロボット制御ボード３０の要
部構成並びにロボット本体１、溶接部を構成する電源装
置４０との接続関係をブロック図で示したものある。同
図に示したように、ロボット制御ボード３０はマイクロ
プロセッサからなるＣＰＵ３１を有し、ＣＰＵ３１はバ
ス２９を介して前述したセンサボード２０のＣＰＵ２１
とバス結合されている、また、ＣＰＵ３１は同じくバス
２９を介して、ＲＯＭからなるメモリ３２、ＲＡＭから
なるメモリ３３、不揮発性メモリ３４、液晶表示部３７
を備えた教示操作盤３８、サーボ回路３６を経て溶接ロ
ボット（本体機構部）４０に接続された軸制御部３５、
並びに、溶接用の電源装置５０に接続された汎用インタ
ーフェイス３９が接続されている。
部構成並びにロボット本体１、溶接部を構成する電源装
置４０との接続関係をブロック図で示したものある。同
図に示したように、ロボット制御ボード３０はマイクロ
プロセッサからなるＣＰＵ３１を有し、ＣＰＵ３１はバ
ス２９を介して前述したセンサボード２０のＣＰＵ２１
とバス結合されている、また、ＣＰＵ３１は同じくバス
２９を介して、ＲＯＭからなるメモリ３２、ＲＡＭから
なるメモリ３３、不揮発性メモリ３４、液晶表示部３７
を備えた教示操作盤３８、サーボ回路３６を経て溶接ロ
ボット（本体機構部）４０に接続された軸制御部３５、
並びに、溶接用の電源装置５０に接続された汎用インタ
ーフェイス３９が接続されている。
【００３１】ＲＯＭ３２には、センサ制御ボード２０、
ロボット制御ボード３０の各部、ロボット本体１、電源
装置４０を含むシステム全体を制御するためのシステム
プログラムが格納されている。ＲＡＭ３３はデ−タの一
時記憶や演算の為に利用されるメモリである。不揮発性
メモリ３４には、各種パラメータ設定値やロボット本体
１を含むシステムの動作を命令するプログラムが格納さ
れる。
ロボット制御ボード３０の各部、ロボット本体１、電源
装置４０を含むシステム全体を制御するためのシステム
プログラムが格納されている。ＲＡＭ３３はデ−タの一
時記憶や演算の為に利用されるメモリである。不揮発性
メモリ３４には、各種パラメータ設定値やロボット本体
１を含むシステムの動作を命令するプログラムが格納さ
れる。
【００３２】以上の構成並びに機能は従来から知られて
いるものであるが、本実施形態では更に、溶接線位置を
探索する動作を定めるためのデータ並びにプログラムが
不揮発性メモリ３４並びにＲＯＭ３３に格納されてい
る。これらデータ並びにプログラムに基づく処理の内容
は、溶接線位置探索動作の決定方式によって多少異な
る。以下、３つの方式を例にとり、溶接線位置探索動作
について説明する。
いるものであるが、本実施形態では更に、溶接線位置を
探索する動作を定めるためのデータ並びにプログラムが
不揮発性メモリ３４並びにＲＯＭ３３に格納されてい
る。これらデータ並びにプログラムに基づく処理の内容
は、溶接線位置探索動作の決定方式によって多少異な
る。以下、３つの方式を例にとり、溶接線位置探索動作
について説明する。
【００３３】図６は、レーザセンサのセンサボード２０
内で実行される処理１の概要を記したフローチャートで
ある。処理１は３つの方式に共通するもので、各ステッ
プの要点は次の通りである。処理１はロボット制御ボー
ドから検出開始指令を受けて開始される。
内で実行される処理１の概要を記したフローチャートで
ある。処理１は３つの方式に共通するもので、各ステッ
プの要点は次の通りである。処理１はロボット制御ボー
ドから検出開始指令を受けて開始される。
【００３４】［ステップＳ１］；レーザビーム走査によ
り光点（反射点）の軌跡を表わすデータを取り込む。反
射点が存在しない場合は、それを表わすコードデータが
取り込まれる。 ［ステップＳ２］；継ぎ手Ｗ１，Ｗ２の隅部が検出され
たことを仮定して隅部位置の計算を試みる。 ［ステップＳ３］；継ぎ手Ｗ１，Ｗ２の隅部位置が計算
出来た場合にはステップＳ４へ進み、出来なかった場合
にはステップＳ５へ進む。計算は継ぎ手Ｗ１及びＷ２上
でＮＧデータでない正常データが取得され、コーナ点Ｂ
と隅部Ｃ（図１、図４参照）が計算可能な場合に成功す
る。従って、レーザビーム４がコーナ点Ｂと隅部Ｃを横
切るように走査される状態が実現するまでは、判断出力
は毎回ＮＯである。
り光点（反射点）の軌跡を表わすデータを取り込む。反
射点が存在しない場合は、それを表わすコードデータが
取り込まれる。 ［ステップＳ２］；継ぎ手Ｗ１，Ｗ２の隅部が検出され
たことを仮定して隅部位置の計算を試みる。 ［ステップＳ３］；継ぎ手Ｗ１，Ｗ２の隅部位置が計算
出来た場合にはステップＳ４へ進み、出来なかった場合
にはステップＳ５へ進む。計算は継ぎ手Ｗ１及びＷ２上
でＮＧデータでない正常データが取得され、コーナ点Ｂ
と隅部Ｃ（図１、図４参照）が計算可能な場合に成功す
る。従って、レーザビーム４がコーナ点Ｂと隅部Ｃを横
切るように走査される状態が実現するまでは、判断出力
は毎回ＮＯである。
【００３５】［ステップＳ４］；計算された隅部位置を
メモリ２５に書き込む。
メモリ２５に書き込む。
【００３６】［ステップＳ５］；隅部位置の計算不成功
を表わすＮＧデータをメモリ２５に書き込む。
を表わすＮＧデータをメモリ２５に書き込む。
【００３７】［ステップＳ６］；ロボット制御ボードか
ら検出終了指令を受けない限り、ステップＳ１へ戻り、
上記処理サイクルを繰り返す。
ら検出終了指令を受けない限り、ステップＳ１へ戻り、
上記処理サイクルを繰り返す。
【００３８】これに対してロボット制御ボード３０内で
は、図７のフローチャートに示した概要で処理２が実行
される。処理２はステップＴ２を除いて３つの方式に共
通するもので、各ステップの要点は次の通りである。処
理２はロボット１を初期位置Ｑ0 から始動させる再生運
転の第１の区間の動作を作業線探索動作とするするため
に実行される。
は、図７のフローチャートに示した概要で処理２が実行
される。処理２はステップＴ２を除いて３つの方式に共
通するもので、各ステップの要点は次の通りである。処
理２はロボット１を初期位置Ｑ0 から始動させる再生運
転の第１の区間の動作を作業線探索動作とするするため
に実行される。
【００３９】［ステップＴ１］；センサボード２０のメ
モリ２５にＮＧデータでない隅部データが書き込まれて
いるかどうかチェックする。書き込まれていればステッ
プＳ５に進み、いなければステップＴ２へ進む。レーザ
ビーム４がコーナ点Ｂと隅部Ｃを横切るように走査され
る状態が実現するまでは、当然判断出力は毎回ＮＯであ
る。
モリ２５にＮＧデータでない隅部データが書き込まれて
いるかどうかチェックする。書き込まれていればステッ
プＳ５に進み、いなければステップＴ２へ進む。レーザ
ビーム４がコーナ点Ｂと隅部Ｃを横切るように走査され
る状態が実現するまでは、当然判断出力は毎回ＮＯであ
る。
【００４０】［ステップＴ２］；選択された探索動作経
路パターンのデータに基づいて移動量（インクリメンタ
ル量）を計算する。計算方式は、前述の３方式により若
干異なるので後述する。 ［ステップＴ３］；ステップＴ２で計算された移動量
（インクリメンタル量）に基づいて、各軸の移動指令を
作成してサーボへ渡す。 ［ステップＴ４］；ロボットが許容範囲内の探索動作を
しているか否かをチェックする。例えば、探索動作開始
後の経過時間、移動距離などを制限値と比較する。も
し、正常範囲を越えていたらステップＴ７へ進む。正常
範囲内であればステップＴ１へ戻り、次回の処理サイク
ルを開始する。 ［ステップＴ５］；レーザセンサで検出された隅部デー
タ（センサボード内あるいはロボット制御ボード内でロ
ボットデータに変換されたもの）に基づいて必要な移動
量（インクリメンタル量）を計算する。なお、最初にレ
ーザセンサで検出される隅部は溶接開始点Ｑ１の近傍と
なる（探索動作経路パターンにより多少のずれは発生し
得る）。
路パターンのデータに基づいて移動量（インクリメンタ
ル量）を計算する。計算方式は、前述の３方式により若
干異なるので後述する。 ［ステップＴ３］；ステップＴ２で計算された移動量
（インクリメンタル量）に基づいて、各軸の移動指令を
作成してサーボへ渡す。 ［ステップＴ４］；ロボットが許容範囲内の探索動作を
しているか否かをチェックする。例えば、探索動作開始
後の経過時間、移動距離などを制限値と比較する。も
し、正常範囲を越えていたらステップＴ７へ進む。正常
範囲内であればステップＴ１へ戻り、次回の処理サイク
ルを開始する。 ［ステップＴ５］；レーザセンサで検出された隅部デー
タ（センサボード内あるいはロボット制御ボード内でロ
ボットデータに変換されたもの）に基づいて必要な移動
量（インクリメンタル量）を計算する。なお、最初にレ
ーザセンサで検出される隅部は溶接開始点Ｑ１の近傍と
なる（探索動作経路パターンにより多少のずれは発生し
得る）。
【００４１】［ステップＴ６］；ステップＴ５で計算さ
れた移動量（インクリメンタル量）に基づいて、各軸の
移動指令を作成してサーボへ渡し、探索動作の処理を終
了する。
れた移動量（インクリメンタル量）に基づいて、各軸の
移動指令を作成してサーボへ渡し、探索動作の処理を終
了する。
【００４２】図８（ａ）〜（ｄ）は、選択可能な探索動
作経路パターンの例を表わしている。
作経路パターンの例を表わしている。
【００４３】パターン（ａ）；これは、例えば作業線Ｗ
Ｄの一方側に障害物Ｆや障害形状部Ｇが存在する場合に
好適な探索動作経路パターンである。このパターンはア
プローチに適した側に初期位置（場合によっては経由位
置）を選び、そこから作業線が延びていると予測される
方向と適当な角度をもって交差するように１方向の移動
により、作業開始点（溶接開始点）Ｑ１の近傍へ接近す
る。
Ｄの一方側に障害物Ｆや障害形状部Ｇが存在する場合に
好適な探索動作経路パターンである。このパターンはア
プローチに適した側に初期位置（場合によっては経由位
置）を選び、そこから作業線が延びていると予測される
方向と適当な角度をもって交差するように１方向の移動
により、作業開始点（溶接開始点）Ｑ１の近傍へ接近す
る。
【００４４】このパターンの軌跡は例えば、前述の方式
１（ロボットに設定されている座標系の座標軸方向に関
連付けて定めることが出来る。即ち、図示されていると
うに、接近経路の方向に対応するように設定されている
座標系Σw の座標軸（Ｘ軸など）を指定し、座標系Σw
の設定データに基づいて移動方向を決め、別途設定され
たインクリメンタル移動量のパラメータから移動量Δを
定めて、これを上記ステップＴ３で計算される移動量と
すれば良い。
１（ロボットに設定されている座標系の座標軸方向に関
連付けて定めることが出来る。即ち、図示されていると
うに、接近経路の方向に対応するように設定されている
座標系Σw の座標軸（Ｘ軸など）を指定し、座標系Σw
の設定データに基づいて移動方向を決め、別途設定され
たインクリメンタル移動量のパラメータから移動量Δを
定めて、これを上記ステップＴ３で計算される移動量と
すれば良い。
【００４５】もちろん、他の方式方式２（ロボットに対
する教示で定める）や方式３の適用も可能である。例え
ば、方式２では移動方向とインクリメンタル移動量Δを
直接ロボットに教示しておく。
する教示で定める）や方式３の適用も可能である。例え
ば、方式２では移動方向とインクリメンタル移動量Δを
直接ロボットに教示しておく。
【００４６】パターン（ｂ）；これは、２方向からアプ
ローチを図るもので、例えば位置決めのばらつきが大き
い場合に初期位置をばらつきの中央付近に対応する位置
に選んで実行するのに好適な探索動作経路パターンであ
る。このパターンの軌跡は、例えば前述の方式２て定め
るにことが出来る。即ち、２つの移動方向α、βとイン
クリメンタル移動量Δと、移動方向α、βのインクリメ
ンタル移動を行なう回数ｎを教示すれば良い。なお、図
では回数ｎが３回、６回、６回・・・となっているが実
際にはインクリメンタル移動量Δは微小であるからｎと
してははるかに大きな回数が教示される。
ローチを図るもので、例えば位置決めのばらつきが大き
い場合に初期位置をばらつきの中央付近に対応する位置
に選んで実行するのに好適な探索動作経路パターンであ
る。このパターンの軌跡は、例えば前述の方式２て定め
るにことが出来る。即ち、２つの移動方向α、βとイン
クリメンタル移動量Δと、移動方向α、βのインクリメ
ンタル移動を行なう回数ｎを教示すれば良い。なお、図
では回数ｎが３回、６回、６回・・・となっているが実
際にはインクリメンタル移動量Δは微小であるからｎと
してははるかに大きな回数が教示される。
【００４７】パターン（ｃ）；これは、例えば作業線Ｗ
Ｄの一方側と正面付近に障害物Ｆや障害形状部Ｇが存在
する場合に好適な探索動作経路パターンである。このパ
ターンはアプローチに適した側に初期位置（場合によっ
ては経由位置）を選び、そこから作業開始点Ｑ１へ周り
込むように移動させる軌跡を表わしている。
Ｄの一方側と正面付近に障害物Ｆや障害形状部Ｇが存在
する場合に好適な探索動作経路パターンである。このパ
ターンはアプローチに適した側に初期位置（場合によっ
ては経由位置）を選び、そこから作業開始点Ｑ１へ周り
込むように移動させる軌跡を表わしている。
【００４８】このパターンの軌跡は、例えば前述の方式
２て定めるにことが出来る。即ち、直線移動区間Ｍ１の
移動方向ｍ１と円弧移動区間Ｍ２の中心位置Ｋと、イン
クリメンタル移動量Δと、直線移動区間Ｍ１のインクリ
メンタル移動回数を教示すれば良い。
２て定めるにことが出来る。即ち、直線移動区間Ｍ１の
移動方向ｍ１と円弧移動区間Ｍ２の中心位置Ｋと、イン
クリメンタル移動量Δと、直線移動区間Ｍ１のインクリ
メンタル移動回数を教示すれば良い。
【００４９】パターン（ｄ）；これは、初期位置（場合
によっては経由位置）からスパイラル状に軌跡を拡張し
ていく軌跡であり、例えば前述の方式３て定めるにこと
が出来る。初期ベクトル＜Ｖ1 ＞と、回転角θと、ノル
ム増大係数γをパラメータで設定しておき、第ｉ＋１回
目（ｉ＝０，１，２・・・）のインクリメンタル移動量
Δの計算時にベクトル＜Ｖi+1 ＞を前回計算されたベク
トル＜Ｖi ＞から図示したような関係（θの回転とノル
ムγ倍）で定め、＜Ｖi+1 ＞−＜Ｖi ＞を第ｉ＋１回目
のインクリメンタル移動量Δとして定めれば良い。
によっては経由位置）からスパイラル状に軌跡を拡張し
ていく軌跡であり、例えば前述の方式３て定めるにこと
が出来る。初期ベクトル＜Ｖ1 ＞と、回転角θと、ノル
ム増大係数γをパラメータで設定しておき、第ｉ＋１回
目（ｉ＝０，１，２・・・）のインクリメンタル移動量
Δの計算時にベクトル＜Ｖi+1 ＞を前回計算されたベク
トル＜Ｖi ＞から図示したような関係（θの回転とノル
ムγ倍）で定め、＜Ｖi+1 ＞−＜Ｖi ＞を第ｉ＋１回目
のインクリメンタル移動量Δとして定めれば良い。
【００５０】なお、ここでは、本発明の特徴を考慮し
て、いずれも作業線の始点位置付近において作業線の延
在方向に対して交差する運動成分を含むような探索動作
経路パターンについて説明したが、選択可能な探索動作
の経路パターンの中には、作業線の延在方向に対して平
行なアプローチ（作業線の始点位置付近において作業線
の延在方向に対して交差する運動成分を持たない動作）
で作業線位置探索を行なうような経路パターンが含まれ
ていても良い。
て、いずれも作業線の始点位置付近において作業線の延
在方向に対して交差する運動成分を含むような探索動作
経路パターンについて説明したが、選択可能な探索動作
の経路パターンの中には、作業線の延在方向に対して平
行なアプローチ（作業線の始点位置付近において作業線
の延在方向に対して交差する運動成分を持たない動作）
で作業線位置探索を行なうような経路パターンが含まれ
ていても良い。
【００５１】また、本実施形態では隅部溶接を例にとっ
たが、本発明はバリ取り、シーリングなど他のアプリケ
ーションのためのロボット−レーザセンサシステム一般
に適用出来ることは言うまでもない。
たが、本発明はバリ取り、シーリングなど他のアプリケ
ーションのためのロボット−レーザセンサシステム一般
に適用出来ることは言うまでもない。
【００５２】
【発明の効果】本発明のロボット−レーザセンサシステ
ムによれば、作業線位置を見い出すための探索動作を合
理的に行ない、作業線対象物の位置決め精度が高くない
場合でも、高い確度で作業線位置を見い出して本来の作
業を開始出来る。また、作業開始点付近に作業線位置の
正常な検出を妨げる障害物あるいは形状部が存在する場
合でも、これを回避した作業線探索動作の経路を選択す
ることで、誤検出や未検出の可能性を低下させることが
出来る。
ムによれば、作業線位置を見い出すための探索動作を合
理的に行ない、作業線対象物の位置決め精度が高くない
場合でも、高い確度で作業線位置を見い出して本来の作
業を開始出来る。また、作業開始点付近に作業線位置の
正常な検出を妨げる障害物あるいは形状部が存在する場
合でも、これを回避した作業線探索動作の経路を選択す
ることで、誤検出や未検出の可能性を低下させることが
出来る。
【図１】ロボット−レーザセンサシステムを用いて溶接
を実行する際の一般的な配置の概要を説明する図であ
る。
を実行する際の一般的な配置の概要を説明する図であ
る。
【図２】図１に示した配置で使用されるロボット−レー
ザセンサシステムのシステム構成の大要を示したブロッ
ク図である。
ザセンサシステムのシステム構成の大要を示したブロッ
ク図である。
【図３】レーザセンサの位置計測原理を説明する図であ
る。
る。
【図４】レーザセンサの概略構成を例示した図である。
【図５】ロボット制御ボードの要部構成並びにロボット
本体、溶接部を構成する電源装置との接続関係をブロッ
ク図で示したものある。
本体、溶接部を構成する電源装置との接続関係をブロッ
ク図で示したものある。
【図６】センサボード内で実行される処理１の概要を記
したフローチャートである。
したフローチャートである。
【図７】ロボット制御ボード内で実行される処理１の概
要を記したフローチャートである。
要を記したフローチャートである。
【図８】選択可能な探索動作経路パターンの例を表わす
図で、（ａ）は一方向の運動でアプローチを図るパター
ン、（ｂ）は二方向の運動でアプローチを図るパター
ン、（ｃ）は初期位置から作業開始点Ｑ１へ周り込むよ
うにアプローチを図るパターン、（ｄ）はスパイラル状
に軌跡を拡張しながらアプローチを図るパターンを表わ
している。
図で、（ａ）は一方向の運動でアプローチを図るパター
ン、（ｂ）は二方向の運動でアプローチを図るパター
ン、（ｃ）は初期位置から作業開始点Ｑ１へ周り込むよ
うにアプローチを図るパターン、（ｄ）はスパイラル状
に軌跡を拡張しながらアプローチを図るパターンを表わ
している。
１ ロボット（手先部） ２ 溶接トーチ ３ 溶接トーチ先端（ツール先端点） ４ レーザビーム １０ レーザセンサ（本体部） １１ レーザ発振器 １２ 揺動ミラー（ガルバノメータ） １３ 結像用の光学系 １４ 受光素子 ２０ センサボード ２１，３１ ＣＰＵ ２２ レーザ駆動部 ２３ ミラー走査部 ２４ 信号検出部 ２５ メモリ ２８ 入出力装置 ２９ バス ３０ ロボット制御ボード ４０ 溶接部（電源装置） ３２ ＲＯＭ ３３ ＲＡＭ ３４ 不揮発性メモリ ３５ 軸制御部 ３６ サーボ回路 ３７ ＬＣＤ ３８ 教示操作盤 ３９ 汎用インターフェイス
Claims (5)
- 【請求項１】 ロボットと、ロボット制御手段と、前記
ロボットに支持された作業ツールと、前記ロボットに搭
載されたレーザセンサを備え、作業対象物の作業線に沿
って前記ロボットを移動させながら前記作業ツールを用
いて所定の作業を行なう、作業線探索機能を備えたロボ
ット−レーザセンサシステムにおいて、 前記作業線位置を見い出すための探索動作を開始させる
手段と、 前記探索動作中に前記レーザセンサが前記作業線を特徴
付ける前記作業対象物の形状要素を検出したならば前記
作業線位置を見い出すための前記探索動作を終了させる
手段と、 前記作業線の始点位置付近において前記作業線の延在方
向に対して交差する運動成分を含むように前記探索動作
を定める手段を含んでいる、前記ロボット−レーザセン
サシステム。 - 【請求項２】 前記作業線位置を見い出すための探索動
作を開始させる手段は、複数種の探索動作経路パターン
の中から一つの探索動作経路パターンを特定する手段を
含んでおり、 前記複数種の探索動作経路パターンの中には、作業線の
始点位置付近において前記作業線の延在方向に対して交
差する運動成分を有するような探索動作経路パターンが
含まれている、請求項１に記載したロボット−レーザセ
ンサシステム。 - 【請求項３】 前記探索動作は、前記ロボットに設定さ
れている座標系の座標軸方向に関連付けて定められる、
請求項１または請求項２に記載されたロボット−レーザ
センサシステム。 - 【請求項４】 前記探索動作は前記ロボットに対する教
示で定められる経路移動を含んでいる、請求項１または
請求項２に記載したロボット−レーザセンサシステム。 - 【請求項５】 前記探索動作は、予め前記ロボット−レ
ーザセンサシステムに設定された経路パターン記述パラ
メータを用いた所定の計算処理に基づいて定められる、
請求項１または請求項２に記載したロボット−レーザセ
ンサシステム。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9092848A JPH10264067A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 作業線探索機能を備えたロボット−レーザセンサシステム |
| PCT/JP1998/001447 WO1998043785A1 (fr) | 1997-03-28 | 1998-03-30 | Procede de recherche pour chaine de fabrication et systeme de robot/capteur comportant une fonction de recherche pour chaine de fabrication |
| US09/194,610 US6321139B1 (en) | 1997-03-28 | 1998-03-30 | Operation line searching method and robot/sensor system having operation line searching function |
| EP98911106A EP0938955A4 (en) | 1997-03-28 | 1998-03-30 | PRODUCTION LINE SEARCH, AND ROBOT / SENSOR SYSTEM WITH A PRODUCTION LINE SEARCH |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9092848A JPH10264067A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 作業線探索機能を備えたロボット−レーザセンサシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10264067A true JPH10264067A (ja) | 1998-10-06 |
Family
ID=14065857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9092848A Pending JPH10264067A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 作業線探索機能を備えたロボット−レーザセンサシステム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6321139B1 (ja) |
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