JPH11216565A - Torch position detecting device and detecting method - Google Patents

Torch position detecting device and detecting method

Info

Publication number
JPH11216565A
JPH11216565A JP1666598A JP1666598A JPH11216565A JP H11216565 A JPH11216565 A JP H11216565A JP 1666598 A JP1666598 A JP 1666598A JP 1666598 A JP1666598 A JP 1666598A JP H11216565 A JPH11216565 A JP H11216565A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
torch
robot
detector
position detecting
detecting device
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.)
Granted
Application number
JP1666598A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3948092B2 (en
Inventor
Yoshifumi Nishikawa
佳文 西川
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP01666598A priority Critical patent/JP3948092B2/en
Publication of JPH11216565A publication Critical patent/JPH11216565A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3948092B2 publication Critical patent/JP3948092B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Manipulator (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce deterioration of the torch position detecting accuracy to be caused by a variation of a wire protrusion length when a wire touch sensing is carried out, wherein a wire protrusion length adjusting time can be curtailed at a torch position detecting time. SOLUTION: By the use of a torch position detecting device being composed of two independent detecting units 3 which activate a given position of a welding torch 2 mounted to the fingers' end of an arc welding robot, and a judging unit 4 which utilizes an output of the detecting unit 3 as an input, a high precision torch position detecting device which does not need a wire protrusion length adjusting time can be provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットを使用し
て行う作業において、トーチの対象物や治具等と干渉し
た際のトーチ先端の位置ずれ量を検出するトーチ位置検
出装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a torch position detecting device for detecting the amount of displacement of the tip of a torch when the torch interferes with an object, a jig or the like in a work performed using a robot. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ロボット手先に取り付けられた溶
接トーチから突き出された溶接ワイヤ先端の位置を検出
する方法としては、ワイヤタッチセンシングによる方法
があった。この方法は、溶接トーチの先端から一定の長
さだけ突き出された溶接ワイヤと溶接対象物の間に電圧
を加えて、ワイヤ先端と溶接対象物が電気的に接触した
ときのワイヤ先端位置を検出するものである。このワイ
ヤタッチセンシングを利用したトーチ先端の位置ずれ検
出技術として、特開平1−257593号公報に示すよ
うな方法がある。図8は従来技術での検出動作を表す図
である。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of detecting a position of a tip end of a welding wire protruding from a welding torch attached to a robot hand, there has been a method by wire touch sensing. In this method, a voltage is applied between the welding wire and the welding object protruding from the tip of the welding torch by a certain length to detect the position of the wire tip when the wire tip and the welding object make electrical contact. Is what you do. As a technique for detecting a position shift of the tip of the torch using the wire touch sensing, there is a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-257593. FIG. 8 is a diagram illustrating a detection operation according to the related art.

【0003】同図において、導電性の3平板で構成され
る治具13はロボットの動作範囲内に配置され、ロボッ
ト手先部に取り付けられた溶接トーチ2から溶接ワイヤ
7が突き出されている。上記構成において、溶接ワイヤ
7と治具13の間に電圧を加え、あらかじめロボット制
御装置の記憶部に記憶させた方向にロボットを動作させ
て溶接ワイヤ7と治具13との電気的接触位置をそれぞ
れ3平板に対して検出し、トーチ変形前に検出した接触
位置とトーチ変形後に検出した接触位置の差分から溶接
ワイヤ先端の位置ずれ量をロボット制御装置の演算部で
算出して記憶部に記憶し、以降の動作において前記位置
ずれ量を呼吸する方向に溶接ワイヤ先端をずらして補正
動作するものである。
[0003] In the figure, a jig 13 composed of three conductive plates is disposed within the operating range of a robot, and a welding wire 7 protrudes from a welding torch 2 attached to a robot hand. In the above configuration, a voltage is applied between the welding wire 7 and the jig 13 and the robot is operated in the direction previously stored in the storage unit of the robot control device to determine the electrical contact position between the welding wire 7 and the jig 13. The position of the welding wire tip is calculated by the arithmetic unit of the robot controller from the difference between the contact position detected before the torch deformation and the contact position detected after the torch deformation, and is stored in the storage unit. Then, in the subsequent operation, the correction operation is performed by shifting the tip of the welding wire in a direction in which the displacement amount is breathed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術において高精度な位置検出を行うためには、トーチ
から突き出している溶接ワイヤが決められた長さである
ことおよび検出動作中にワイヤ長さが変化しないことが
必要である。ワイヤの長さを自動的に適正長にする手段
としてワイヤの自動切断機があるが、通常ワイヤの自動
切断機はトーチとは分離され、ロボット動作範囲内の別
の場所に設置されているので、トーチ先端を自動切断機
の所定の場所へ位置決めしたのちワイヤを切断しなけれ
ばならないものである。したがってトーチが大きく変形
した状態では正しい位置でワイヤを切断することができ
ないため、作業者がワイヤの長さを調整する必要があ
り、手作業によって精度が悪化したり調整に時間がかか
るという問題があった。
However, in order to perform high-accuracy position detection in the above-described prior art, the welding wire protruding from the torch must have a predetermined length, and the wire length must be reduced during the detection operation. It is necessary that it does not change. There is an automatic wire cutting machine as a means to automatically adjust the length of the wire to an appropriate length.However, since the automatic wire cutting machine is usually separated from the torch and installed at another place within the robot operation range, The wire must be cut after positioning the tip of the torch at a predetermined position of the automatic cutting machine. Therefore, when the torch is greatly deformed, it is not possible to cut the wire at the correct position, so the operator must adjust the length of the wire. there were.

【0005】さらに、検出動作中にトーチの姿勢が変化
することやワイヤタッチセンシングの際にワイヤと治具
が接触するときの圧力が原因でワイヤの突き出し長さが
変化するという問題があった。
Further, there has been a problem that the posture of the torch changes during the detection operation, and the protruding length of the wire changes due to the pressure when the wire and the jig come into contact during wire touch sensing.

【0006】本発明は上記課題を解決するものであり、
溶接トーチの変形による溶接ワイヤ先端の位置ずれを補
正する際に、トーチの種類に制限されることなく高い精
度で溶接ワイヤ先端の位置ずれを補正することができる
トーチ位置検出装置を提供することを目的としている。
[0006] The present invention is to solve the above problems,
Provided is a torch position detecting device that can correct a positional deviation of a welding wire tip with high accuracy without being limited to a type of a torch when correcting a positional deviation of a welding wire tip due to deformation of a welding torch. The purpose is.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、ロボットの手先に取り付けられたトーチの
位置を検出する検出器と、前記検出器をロボットの動作
範囲内に配置したトーチ位置検出装置を備え、前記検出
器方向にロボットを動作させるステップと、前記ステッ
プの後でトーチ先端位置を中心にトーチを回転させるス
テップと、前記回転後に検出器方向へロボットを動作さ
せるステップを有する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a detector for detecting the position of a torch attached to the hand of a robot, and a torch in which the detector is arranged within the operating range of the robot. A step of operating the robot in the direction of the detector, comprising the steps of: rotating the torch around the tip position of the torch after the step; and operating the robot in the direction of the detector after the rotation. .

【0008】また、ロボットの手先に取り付けられたト
ーチの位置を検出する検出器を備え、前記検出器をロボ
ットの直交座標系における2軸平面に平行に配置したト
ーチ位置検出装置を備え、前記2軸平面に対して垂直方
向から検出器方向にロボットを動作させるステップと、
前記ステップの後でトーチ先端位置を中心に2軸平面を
構成する1軸回りに90度回転させるステップと、前記
回転後に検出器方向へロボットを動作させるステップを
有する。
The present invention further comprises a detector for detecting the position of the torch attached to the hand of the robot, and a torch position detecting device in which the detector is arranged in parallel with a two-axis plane in the robot's orthogonal coordinate system. Operating the robot in a detector direction from a direction perpendicular to the axis plane;
After the step, there is a step of rotating the robot by 90 degrees around one axis constituting a two-axis plane around the torch tip position, and a step of operating the robot in the direction of the detector after the rotation.

【0009】また、アーク溶接用ロボットの手先に取り
付けられた溶接トーチの位置を検出する独立した2つの
検出器と、前記検出器の出力を入力とした判定器を設け
たものである。
In addition, two independent detectors for detecting the position of the welding torch attached to the hand of the arc welding robot and a determiner to which the output of the detector is input are provided.

【0010】また、溶接用チップの先端部分を特定位置
とするものである。また、溶接トーチの電極を挟んで相
対した位置に2つの検出器を配置したものである。
Further, the tip portion of the welding tip is set to a specific position. Further, two detectors are arranged at positions facing each other with the electrodes of the welding torch interposed therebetween.

【0011】また、検出器として、一端を固定した弾性
体とこの弾性体の他端に配設したリミットスイッチを用
いるものである。
Further, as the detector, an elastic body having one end fixed and a limit switch disposed at the other end of the elastic body are used.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明は上記手段により、溶接ワ
イヤではなく、トーチが2つの検出器に接触することに
よってその位置を検出することができるため、溶接ワイ
ヤの突き出し長さに関係なくトーチ位置を検出すること
ができるものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS According to the present invention, since the position of a torch, not a welding wire, can be detected by contacting two detectors, the torch can be detected irrespective of the projecting length of the welding wire. The position can be detected.

【0013】以下、本発明の一実施の形態を説明する。
図1〜7は本実施の形態を説明する図である。図1はロ
ボットとトーチ位置検出装置の全体構成を表す概略図、
図2は溶接トーチ側面での検出動作を表す概略図、図3
は溶接チップ先端での検出動作を表す概略図、図4は溶
接チップ先端での検出動作を表す詳細図である。図1に
示すようにロボット本体1はロボット制御装置5で制御
される。トーチ位置検出器3は、ロボット動作範囲内に
設置され、トーチ位置検出器3の出力信号線は判定器4
を介してロボット制御装置5に接続される。
An embodiment of the present invention will be described below.
1 to 7 are diagrams for explaining the present embodiment. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a robot and a torch position detecting device,
FIG. 2 is a schematic diagram showing a detection operation on the side of the welding torch, and FIG.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a detection operation at the tip of the welding tip, and FIG. 4 is a detailed diagram illustrating a detection operation at the tip of the welding tip. As shown in FIG. 1, the robot main body 1 is controlled by a robot control device 5. The torch position detector 3 is installed within the robot operating range, and the output signal line of the torch position detector 3 is
Is connected to the robot control device 5 via the.

【0014】次に図2(a)を参照して溶接トーチ側面
での位置検出動作について説明する。トーチ位置検出器
3は、2つの独立した位置検出器で構成されており、こ
の2つの独立した位置検出器は、トーチ接触部8とリミ
ットスイッチ10、トーチ接触部9とリミットスイッチ
11の組み合わせからなり、トーチ接触部8,9を支持
部12で共通に支持している。トーチ接触部8は、上方
から外力が加わると支持部12を支点に回転動作しリミ
ットスイッチ10を押し下げ、リミットスイッチ10を
作動させる。同様にトーチ接触部9は、上方から外力が
加わると支持部12を支点に回転動作してリミットスイ
ッチ11を押し下げ、リミットスイッチ11を作動させ
る。リミットスイッチ10、11は外力がなくなると内
部にあるバネの反作用により外力が加わる前の位置に復
帰する。トーチ接触部8,9は一定間隔で配置されてお
り、その間隔は溶接ワイヤ7の直径より大きく溶接チッ
プ6の直径より小さい。
Next, the position detecting operation on the side surface of the welding torch will be described with reference to FIG. The torch position detector 3 is composed of two independent position detectors. The two independent position detectors are formed by a combination of the torch contact portion 8 and the limit switch 10 and a combination of the torch contact portion 9 and the limit switch 11. That is, the torch contact portions 8 and 9 are commonly supported by the support portion 12. When an external force is applied from above, the torch contact portion 8 rotates around the support portion 12 as a fulcrum, pushes down the limit switch 10, and activates the limit switch 10. Similarly, when an external force is applied from above, the torch contact portion 9 rotates around the support portion 12 and pushes down the limit switch 11 to operate the limit switch 11. When the external force disappears, the limit switches 10 and 11 return to the positions before the external force was applied due to the reaction of the internal spring. The torch contact portions 8, 9 are arranged at regular intervals, and the interval is larger than the diameter of the welding wire 7 and smaller than the diameter of the welding tip 6.

【0015】これ以降の説明は、トーチ位置検出器3を
ロボット座標系のXY面に並行に設置し、センシング方
向をZ軸方向で行う場合の例について述べる。なお、例
で述べる以外のトーチ位置検出器3の設置位置およびセ
ンシング方向によってトーチ位置検出を行うことも可能
である。
In the following description, an example in which the torch position detector 3 is installed in parallel with the XY plane of the robot coordinate system and the sensing direction is performed in the Z-axis direction will be described. In addition, it is also possible to detect the torch position based on the installation position and the sensing direction of the torch position detector 3 other than those described in the example.

【0016】あらかじめロボット制御装置に記憶する位
置検出動作について図6を参照して説明する。
Referring to FIG. 6, a description will be given of a position detecting operation stored in the robot controller in advance.

【0017】ステップ1〜2ではトーチのZ軸に対する
傾きを求めるための位置検出動作を記憶する。ステップ
1では図2(b)に示すように溶接トーチ2のトーチ長
さ方向がロボット座標系のX軸方向に並行になるような
姿勢にし、溶接トーチの姿勢を保持したままZ軸に沿っ
てセンシングしたとき、溶接トーチ2がトーチ位置検出
器3のトーチ接触部8および9に当たるようなセンシン
グ動作を記憶する。ステップ2ではステップ1と同じト
ーチ姿勢でトーチの位置をX軸に沿って一定量Hだけ並
行移動させた位置からZ軸に沿ってセンシングする動作
を記憶する。
Steps 1 and 2 store a position detecting operation for obtaining the inclination of the torch with respect to the Z axis. In step 1, as shown in FIG. 2B, the welding torch 2 is set in a posture such that the torch length direction is parallel to the X-axis direction of the robot coordinate system, and along the Z-axis while maintaining the posture of the welding torch. When sensing is performed, a sensing operation in which the welding torch 2 strikes the torch contact portions 8 and 9 of the torch position detector 3 is stored. In step 2, the operation of sensing along the Z-axis from the position where the position of the torch is moved in parallel by a fixed amount H along the X-axis in the same torch posture as in step 1 is stored.

【0018】ステップ3〜4ではトーチのY軸に対する
傾きを求めるための位置検出動作を記憶する。ステップ
3ではステップ1のトーチ姿勢に対してトーチ先端位置
を固定したまま、トーチをX軸回りに−90度回転させ
た姿勢にし、Z軸に沿ってセンシングする動作を記憶す
る。X軸回りに−90度回転させることでZ軸方向のセ
ンシングをY軸方向のセンシングとみなすことができ
る。ステップ4ではステップ3と同じトーチ姿勢でトー
チの位置をX軸に沿って一定量Hだけ並行移動させた位
置からZ軸に沿ってセンシングする動作を記憶する。
In steps 3 and 4, a position detecting operation for obtaining the inclination of the torch with respect to the Y axis is stored. In step 3, the torch is rotated by -90 degrees around the X axis while the torch tip position is fixed with respect to the torch attitude in step 1, and the operation of sensing along the Z axis is stored. By rotating by −90 degrees about the X axis, sensing in the Z axis direction can be regarded as sensing in the Y axis direction. In step 4, the operation of sensing along the Z-axis from the position where the position of the torch is translated by a fixed amount H along the X-axis with the same torch posture as in step 3 is stored.

【0019】ステップ5ではトーチに垂直方向の位置ず
れを求めるための位置検出動作を記憶する。ステップ1
と同じ姿勢で、溶接トーチの姿勢を保持したままZ軸に
沿ってセンシングしたとき、溶接トーチ2がトーチ位置
検出器3のトーチ接触部8および9に当たるようなセン
シング動作を記憶する。
In step 5, a position detecting operation for obtaining a vertical displacement of the torch is stored. Step 1
When sensing along the Z-axis while maintaining the posture of the welding torch in the same posture as above, the sensing operation such that the welding torch 2 hits the torch contact portions 8 and 9 of the torch position detector 3 is stored.

【0020】ステップ6ではトーチに垂直でステップ5
で検出する位置ずれ方向に対して直角方向の位置ずれを
求めるための位置検出動作を記憶する。ステップ3と同
じ姿勢で、溶接トーチの姿勢を保持したままZ軸に沿っ
てセンシングしたとき、溶接トーチ2がトーチ位置検出
器3のトーチ接触部8および9に当たるようなセンシン
グ動作を記憶する。
Step 6 is perpendicular to the torch and step 5
A position detection operation for obtaining a position shift in a direction perpendicular to the direction of the position shift detected in step (1) is stored. When sensing along the Z-axis while maintaining the posture of the welding torch in the same posture as in step 3, the sensing operation is stored such that the welding torch 2 hits the torch contact portions 8 and 9 of the torch position detector 3.

【0021】ステップ7ではトーチに沿った方向の位置
ずれを求めるための位置検出動作を記憶する。図3のよ
うに溶接トーチ2のトーチ長さ方向がトーチ位置検出器
3に対して垂直になるような姿勢にする。この姿勢を保
持したままZ軸に沿ってセンシングしたとき、図4
(a)に示すように溶接チップ6がトーチ接触部8と9
の中間に位置するようなセンシング動作を記憶する。
In step 7, a position detection operation for obtaining a position shift in the direction along the torch is stored. As shown in FIG. 3, the welding torch 2 is set so that the torch length direction is perpendicular to the torch position detector 3. When sensing along the Z axis while maintaining this posture, FIG.
As shown in (a), the welding tip 6 is connected to the torch contacts 8 and 9.
Is stored in the middle of the sensing operation.

【0022】図6のステップ1〜ステップ6までの検出
動作を行う場合、図1の判定器4はリミットスイッチ1
0と11の検出信号のどちらか一方が入力されたとき、
ロボット制御装置5に検出信号を送信し、ロボット制御
装置5は信号が入力された時点のロボット座標系に対す
るトーチ先端位置と姿勢を記憶する。
When performing the detection operations of steps 1 to 6 in FIG. 6, the decision unit 4 in FIG.
When either one of the detection signals 0 and 11 is input,
A detection signal is transmitted to the robot controller 5, and the robot controller 5 stores the torch tip position and posture with respect to the robot coordinate system at the time when the signal is input.

【0023】図6のステップ7の検出動作を行う場合、
図1の判定器4はリミットスイッチ10と11の検出信
号が両方とも入力されたとき、ロボット制御装置5に検
出信号を送信し、ロボット制御装置5は信号が入力され
た時点のロボット座標系に対するトーチ先端位置と姿勢
を記憶する。図4(b)のようにトーチ位置がトーチ接
触部8,9の中間になくリミットスイッチの検出信号が
一方だけしか入力されなかったときは、ロボット制御装
置5にエラー信号を送信し、ロボット制御装置5はロボ
ットを停止させる等のエラー処理を行う。
When performing the detection operation in step 7 in FIG.
When both of the detection signals of the limit switches 10 and 11 are input, the determination unit 4 of FIG. 1 transmits a detection signal to the robot control device 5, and the robot control device 5 transmits the detection signal to the robot coordinate system at the time when the signal is input. The torch tip position and attitude are stored. As shown in FIG. 4B, when the torch position is not located between the torch contact portions 8 and 9 and only one of the limit switch detection signals is input, an error signal is transmitted to the robot controller 5 to control the robot. The device 5 performs error processing such as stopping the robot.

【0024】次に溶接トーチが変形する前に図6のステ
ップ1〜7までの位置検出動作を行い、ステップ1〜7
にそれぞれ対応した検出位置P1,P2,P3,P4,
P5,P6,P7を記憶する。
Next, before the welding torch is deformed, the position detecting operations of steps 1 to 7 in FIG.
Respectively corresponding to the detection positions P1, P2, P3, P4
P5, P6, and P7 are stored.

【0025】このP1〜P4の位置データからトーチ変
形前のステップ1におけるトーチ方向の単位ベクトルi
を算出する。図5に示すようにステップ1での検出動作
を行うときに記憶した任意の一点のトーチ先端位置を位
置T1とし、位置T1からX軸方向に沿って一定量Hだ
け離れた点を通るYZ面と変形前のトーチの中心線とが
交わる交点の位置をT2とすると、位置T2はT2=f
(T1,ΔP12z,ΔP34z)に示すようにP1と
P2のZ方向成分の差分ΔP12z、P3とP4のZ方
向成分の差分ΔP34z、位置T1の関係式で表され
る。
From the position data P1 to P4, the unit vector i in the torch direction in Step 1 before the torch deformation is obtained.
Is calculated. As shown in FIG. 5, an arbitrary one of the torch tip positions stored at the time of performing the detection operation in step 1 is defined as a position T1, and a YZ plane passing a point separated by a fixed amount H from the position T1 along the X-axis direction. Assuming that the position of the intersection of the torch and the center line of the torch before deformation is T2, the position T2 is T2 = f
As shown in (T1, ΔP12z, ΔP34z), it is expressed by a relational expression of the difference ΔP12z between the Z direction components of P1 and P2, the difference ΔP34z between the Z direction components of P3 and P4, and the position T1.

【0026】トーチの中心線は、この位置T1,位置T
2を通るのでこのときのトーチ方向の単位ベクトルi
は、i=f(T1,T2)のように位置T1,位置T2
の関係式で表される。
The center line of the torch is located at the positions T1, T
2, the unit vector i in the torch direction at this time
Is the position T1 and the position T2 as i = f (T1, T2).
Is represented by the following relational expression.

【0027】i=f(T1,T2)で求まるトーチ方向
の単位ベクトルiをX軸とするツール座標系の直交3軸
単位ベクトル(i,j,k)を適当に決定し、記憶す
る。
An orthogonal three-axis unit vector (i, j, k) of a tool coordinate system having the unit vector i in the torch direction obtained by i = f (T1, T2) as the X axis is appropriately determined and stored.

【0028】次に溶接トーチが変形した後の位置検出動
作とトーチ補正量の算出方法について図7を参照して説
明する。
Next, the position detection operation after the welding torch is deformed and the method of calculating the torch correction amount will be described with reference to FIG.

【0029】ステップaでは、図6のステップ1〜4の
位置検出動作を行い、それぞれの検出位置P1´,P2
´,P3´,P4´を記憶する。
In step a, the position detection operations of steps 1 to 4 in FIG. 6 are performed, and the respective detection positions P1 ', P2
', P3' and P4 'are stored.

【0030】ステップbでは、このP1´〜P4´の位
置データからトーチ姿勢の補正値ΔMを算出して記憶す
る。ステップ1での検出動作を行うときに記憶した任意
の一点のトーチ先端位置を位置T1とし、位置T1から
X軸に沿って一定量Hだけ離れた点を通るYZ面と位置
T1を通るトーチ変形後のトーチの中心線に並行な線と
が交わる交点の位置をT2´とすると、位置T2´はT
2´=f(T1,ΔP12´z,ΔP34´z)に示す
ようにP1´とP2´のZ方向成分の差分ΔP12´
z、P3´とP4´のZ方向成分の差分ΔP34´z、
位置T1の関係式で表される。
In step b, the torch posture correction value ΔM is calculated from the position data P1 ′ to P4 ′ and stored. An arbitrary one of the torch tip positions stored at the time of performing the detection operation in Step 1 is defined as a position T1, and a torch deformation passing through a point separated from the position T1 by a fixed amount H along the X axis and a position T1. Assuming that the position of the intersection where the line parallel to the center line of the later torch intersects is T2 ', the position T2' is T2 '.
2 ′ = f (T1, ΔP12′z, ΔP34′z) The difference ΔP12 ′ between the Z-direction components of P1 ′ and P2 ′
z, the difference ΔP34′z between the Z-direction components of P3 ′ and P4 ′,
It is expressed by the relational expression of the position T1.

【0031】トーチの中心線は、この位置T1,位置T
2´を通る線分に並行であるのでこのときのトーチ方向
の単位ベクトルi´は、i´=f(T1,T2´)のよ
うに位置T1,位置T2´の関係式で表される。
The center line of the torch is defined by the positions T1 and T
Since it is parallel to the line passing through 2 ', the unit vector i' in the torch direction at this time is represented by a relational expression of the position T1 and the position T2 'as i' = f (T1, T2 ').

【0032】i´=f(T1,T2´)で求まるトーチ
方向の単位ベクトルi´をX軸とするツール座標系の直
交3軸単位ベクトル(i´,j´,k´)を決定し、記
憶する。
The orthogonal three-axis unit vector (i ', j', k ') of the tool coordinate system having the torch direction unit vector i' determined by i '= f (T1, T2') as the X axis is determined. Remember.

【0033】トーチ変形後のツール座標系の単位ベクト
ル(i´,j´,k´)をトーチ変形前のツール座標系
の単位ベクトル(i,j,k)に変換補正するための回
転行列ΔMは、ΔM=f((i,j,k),(i´,j
´,k´))に示すような関係式で表される。
A rotation matrix ΔM for converting and correcting the unit vector (i ′, j ′, k ′) of the tool coordinate system after the torch deformation into the unit vector (i, j, k) of the tool coordinate system before the torch deformation. Is ΔM = f ((i, j, k), (i ′, j)
', K')).

【0034】このΔMをトーチ姿勢の補正値として記憶
する。ステップcでは、ΔMを補正した状態で図6のス
テップ5〜6の位置検出動作を行い、それぞれの検出位
置P5´,P6´を記憶する。
This ΔM is stored as a torch attitude correction value. In step c, the position detection operations of steps 5 to 6 in FIG. 6 are performed with the ΔM corrected, and the detected positions P5 ′ and P6 ′ are stored.

【0035】ステップdでは、位置P5´のZ方向成分
とあらかじめ記憶していたトーチ変形前の検出位置P5
のZ方向成分との差分ΔP5を図6のステップ5でのツ
ール座標系に対する値ΔP5tに変換して記憶する。同
じく位置P6´のZ方向成分とあらかじめ記憶していた
トーチ変形前の検出位置P6のZ方向成分との差分ΔP
6を図6のステップ6でのツール座標系に対する値ΔP
6tに変換して記憶する。
At step d, the Z-direction component of the position P5 'and the detection position P5 before the torch deformation stored in advance are stored.
Is converted to a value ΔP5t for the tool coordinate system in step 5 of FIG. 6 and stored. Similarly, the difference ΔP between the Z-direction component of the position P6 ′ and the previously stored Z-direction component of the detection position P6 before the torch deformation is detected.
6 with the value ΔP for the tool coordinate system in step 6 of FIG.
Converted to 6t and stored.

【0036】ステップeでは、ΔM,ΔP5t+ΔP6
tを補正した状態で図6のステップ7の位置検出動作を
行い、検出位置P7´を記憶する。
In step e, ΔM, ΔP5t + ΔP6
The position detection operation of step 7 in FIG. 6 is performed with t corrected, and the detected position P7 'is stored.

【0037】ステップfでは、位置P7´のZ方向成分
とあらかじめ記憶していたトーチ変形前の検出位置P7
のZ方向成分との差分ΔP7を図6のステップ7でのツ
ール座標系に対する値ΔP7tに変換して記憶する。
In step f, the Z-direction component of the position P7 'and the detection position P7 before the torch deformation stored in advance are stored.
Is converted to a value ΔP7t for the tool coordinate system in step 7 of FIG. 6 and stored.

【0038】以上の位置検出動作により、ツール座標系
に対するトーチ位置の補正量(ΔP5t+ΔP6t+Δ
P7t)とトーチ姿勢の補正量ΔMが記憶される。そし
て、トーチ変形前に教示し記憶した動作に対して位置と
姿勢を補正して動作することができる。
By the above-described position detection operation, the correction amount of the torch position with respect to the tool coordinate system (ΔP5t + ΔP6t + Δ
P7t) and the torch posture correction amount ΔM are stored. Then, the operation can be performed by correcting the position and the posture with respect to the operation taught and stored before the torch deformation.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば溶接用ロボットの手先に取り付けられた溶接ト
ーチの特定位置を検出する独立した2つの位置検出器
と、この検出器の出力を入力とした判定器とからなるト
ーチ位置検出装置を使用することにより、溶接ワイヤの
タッチセンシングでトーチ位置を検出する際のワイヤ突
き出し長の調整にかかる時間を削減することができ、ワ
イヤタッチセンシングの際にワイヤ突き出し長の変化に
より検出精度が悪くなる問題を解決することができる高
精度のトーチ位置検出装置を提供することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, two independent position detectors for detecting a specific position of the welding torch attached to the hand of the welding robot, and the output of the detector. By using the torch position detection device consisting of a judgment device with the input of the torch, it is possible to reduce the time required for adjusting the wire protrusion length when detecting the torch position by touch sensing of the welding wire, and the wire touch sensing In this case, it is possible to provide a high-accuracy torch position detection device that can solve the problem that the detection accuracy is deteriorated due to a change in the wire protrusion length.

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

【図1】本発明の一実施の形態におけるロボットとトー
チ位置検出装置の全体構成を表す概略図
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of a robot and a torch position detecting device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施の形態における溶接トーチ側面での検出
動作を表す概略図
FIG. 2 is a schematic diagram showing a detection operation on a side surface of the welding torch in the embodiment.

【図3】同実施の形態における溶接チップ先端での検出
動作を表す概略図
FIG. 3 is a schematic diagram showing a detection operation at the tip of the welding tip in the embodiment.

【図4】同実施の形態における溶接チップ先端での検出
動作を表す詳細図
FIG. 4 is a detailed view showing a detection operation at the tip of the welding tip in the embodiment.

【図5】同実施の形態におけるトーチの位置を説明する
FIG. 5 is a view for explaining a position of a torch in the embodiment.

【図6】同実施の形態におけるあらかじめ記憶する位置
検出動作を表すフローチャート
FIG. 6 is a flowchart showing a position detection operation stored in advance in the embodiment.

【図7】同実施の形態におけるトーチ変形後の位置検出
動作を表すフローチャート
FIG. 7 is a flowchart showing a position detection operation after torch deformation in the embodiment.

【図8】従来技術の検出動作を表す図FIG. 8 is a diagram illustrating a detection operation according to the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ロボット本体 2 溶接トーチ 3 トーチ位置検出器 4 判定器 5 ロボット制御装置 6 溶接チップ 7 溶接ワイヤ 8,9 トーチ接触部 10,11 リミットスイッチ 12 支持部 13 導電性治具 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Robot main body 2 Welding torch 3 Torch position detector 4 Judgment device 5 Robot controller 6 Welding tip 7 Welding wire 8, 9 Torch contact part 10, 11 Limit switch 12 Support part 13 Conductive jig

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ロボットの手先に取り付けられたトーチ
の位置を検出する検出器と、前記検出器をロボットの動
作範囲内に配置したトーチ位置検出装置を備え、前記検
出器方向にロボットを動作させるステップと、前記ステ
ップの後でトーチ先端位置を中心にトーチを回転させる
ステップと、前記回転後に検出器方向へロボットを動作
させるステップを有するトーチ位置検出方法。
1. A detector for detecting a position of a torch attached to a hand of a robot, and a torch position detecting device having the detector arranged within an operation range of the robot, and operating the robot in the direction of the detector. A torch position detecting method comprising: rotating the torch around the torch tip position after the step; and operating the robot in the direction of the detector after the rotation.
【請求項2】 ロボットの手先に取り付けられたトーチ
の位置を検出する検出器を備え、前記検出器をロボット
の直交座標系における2軸平面に平行に配置したトーチ
位置検出装置を備え、前記2軸平面に対して垂直方向か
ら検出器方向にロボットを動作させるステップと、前記
ステップの後でトーチ先端位置を中心に2軸平面を構成
する1軸回りに90度回転させるステップと、前記回転
後に検出器方向へロボットを動作させるステップを有す
るトーチ位置検出方法。
2. A torch position detecting device comprising: a detector for detecting a position of a torch attached to a hand of a robot; and a torch position detecting device having the detector arranged in parallel with a two-axis plane in a rectangular coordinate system of the robot. Operating the robot in a detector direction from a direction perpendicular to the axis plane, rotating the torch by 90 degrees around one axis constituting a two-axis plane around the torch tip position after the step, A method for detecting a torch position, comprising the step of operating a robot in the direction of a detector.
【請求項3】 ロボットの手先に取り付けられたトーチ
の位置を検出する独立した2つの検出器と、前記検出器
の出力を入力とした判定器を設けたトーチ位置検出装
置。
3. A torch position detecting device provided with two independent detectors for detecting the position of a torch attached to a hand of a robot, and a determiner which receives an output of the detector as an input.
【請求項4】 トーチ先端部分を検出位置とする請求項
3記載のトーチ位置検出装置。
4. The torch position detecting device according to claim 3, wherein the tip of the torch is used as a detection position.
【請求項5】 トーチの電極を挟んで相対した位置に2
つの検出器を配置した請求項3記載のトーチ位置検出装
置。
5. The two torch at opposite positions with the electrode of the torch interposed therebetween.
4. The torch position detecting device according to claim 3, wherein two detectors are arranged.
【請求項6】 検出器として、一端を固定した弾性体と
この弾性体の他端に配設したリミットスイッチを用いる
請求項3記載のトーチ位置検出装置。
6. The torch position detecting device according to claim 3, wherein an elastic body having one end fixed and a limit switch disposed at the other end of the elastic body are used as the detector.
JP01666598A 1998-01-29 1998-01-29 Torch position detection method Expired - Fee Related JP3948092B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01666598A JP3948092B2 (en) 1998-01-29 1998-01-29 Torch position detection method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01666598A JP3948092B2 (en) 1998-01-29 1998-01-29 Torch position detection method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11216565A true JPH11216565A (en) 1999-08-10
JP3948092B2 JP3948092B2 (en) 2007-07-25

Family

ID=11922632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP01666598A Expired - Fee Related JP3948092B2 (en) 1998-01-29 1998-01-29 Torch position detection method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3948092B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1700664A1 (en) 2005-03-10 2006-09-13 Central Motor Wheel Co., Ltd. Welding wire aiming position control method and position control apparatus
JP2013035054A (en) * 2011-08-10 2013-02-21 Daihen Corp Welding robot control device
CN103282153A (en) * 2011-01-10 2013-09-04 弗罗纽斯国际有限公司 Method for teaching/testing a motion sequence of a welding robot, welding robot and control system for same
WO2016103292A1 (en) * 2014-12-22 2016-06-30 川崎重工業株式会社 Robot system and end-effector deformation detection method

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1700664A1 (en) 2005-03-10 2006-09-13 Central Motor Wheel Co., Ltd. Welding wire aiming position control method and position control apparatus
CN103282153A (en) * 2011-01-10 2013-09-04 弗罗纽斯国际有限公司 Method for teaching/testing a motion sequence of a welding robot, welding robot and control system for same
US9833857B2 (en) 2011-01-10 2017-12-05 Fronius International Gmbh Method for teaching/testing a motion sequence of a welding robot, welding robot and control system for same
JP2013035054A (en) * 2011-08-10 2013-02-21 Daihen Corp Welding robot control device
WO2016103292A1 (en) * 2014-12-22 2016-06-30 川崎重工業株式会社 Robot system and end-effector deformation detection method
JPWO2016103292A1 (en) * 2014-12-22 2017-07-06 川崎重工業株式会社 Robot system and end effector deformation detection method
CN107000224A (en) * 2014-12-22 2017-08-01 川崎重工业株式会社 The deformation detection method of arm-and-hand system and end effector
KR20170091705A (en) * 2014-12-22 2017-08-09 카와사키 주코교 카부시키 카이샤 Robot system and end-effector deformation detection method
US10279485B2 (en) 2014-12-22 2019-05-07 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Robot system and method of detecting deformation of end effector

Also Published As

Publication number Publication date
JP3948092B2 (en) 2007-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6984805B2 (en) Arc welder
US7863539B2 (en) Positioning method of spot welding robot
US6452134B2 (en) Method for correcting teaching points for welding robot and welding robot system employing the same
JP2009000799A (en) Work management system
US20090228144A1 (en) Method For Calculating Rotation Center Point And Axis Of Rotation, Method For Generating Program, Method For Moving Manipulator And Positioning Device, And Robotic System
JP2012020348A (en) Deburring method by robot
JP4547524B2 (en) Work processing method, work processing apparatus and robot
JPH10329065A (en) Correction method for dislocation of robot
JPH11216565A (en) Torch position detecting device and detecting method
JP2002361437A (en) Method and device for detecting wear of electrode of fixed welding gun
JP2008080343A (en) Arc sensor
JPH0724758A (en) Position teaching system of positioning device
JPH0510189B2 (en)
JPS6010648B2 (en) Control method for robot external force compensation
JP2650464B2 (en) Industrial robot
JPH0788794A (en) Assembling method for assembly part relating to assembling main unit and industrial robot used in this method
JP2003039354A (en) Control method, controller, and tool for robot
JPS60157609A (en) Teaching playback robot
JP2000190261A (en) Manipulator
JPS6021182A (en) Detection of welding position and welding route with welding robot
JPH05123987A (en) Gripping device
JPS6234725A (en) Positioning system in electric discharge machine
JPH0732281A (en) Robot control device
JPH055588B2 (en)
JP3021085B2 (en) Calculation method of tool mounting dimensions for industrial robots

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20050627

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060214

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060407

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061003

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061018

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070327

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070409

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110427

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120427

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130427

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130427

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140427

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees