JPS6111815A - ロボツトの位置ズレ補正システム - Google Patents

ロボツトの位置ズレ補正システム

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JPS6111815A
JPS6111815A JP59132497A JP13249784A JPS6111815A JP S6111815 A JPS6111815 A JP S6111815A JP 59132497 A JP59132497 A JP 59132497A JP 13249784 A JP13249784 A JP 13249784A JP S6111815 A JPS6111815 A JP S6111815A
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JP
Japan
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robot
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standard
work
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JP59132497A
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English (en)
Inventor
Kiyoshi Hasegawa
清 長谷川
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/418Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41815Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the cooperation between machine tools, manipulators and conveyor or other workpiece supply system, workcell
    • G05B19/4182Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the cooperation between machine tools, manipulators and conveyor or other workpiece supply system, workcell manipulators and conveyor only
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/41Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41092References, calibration positions for correction of value position counter
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の技術分野」 本発明は、ロボットの位置ズレ補正システムに関し、さ
らに詳しくは、教示されたロボットに対するワークの相
対位置と実際の相対位置とがズしている場合に、そのズ
レ量を検出して教示されている作業線を補正するシステ
ムに関する。
「従来技術と問題点」 コンベアで次々に運ばれてくる同一・形状のワークに対
して同じ作業をロボットで行わせることは従来広く行わ
れていることであるが、その際に大切なことは、ワーク
とロボットの相対位置をどのワークについても同一にす
べきことである。そこで運ばれて来たワークを精度高く
同位置にセ・ノドするための位置決め装置が種々提案さ
れている。
しかし、ワークの位置決め装置を用いることは、経済的
意味においても、工場の限られた空間の一部をそのため
に占有されるという意味においても設備負担が大きいし
、さらに、異なる形状のワークに対しては適用が困難で
あるから、一つのラインに異形のワークを流すときには
無力であるという問題もある。
「発明の目的」 本発明は、ワークとロボットの教示された相対位置と実
際の相対位置とがズしている場合でも、ワークに忠実に
作業を行えるように、そのズレ量を検出して自動的に作
業線を補正するロボ・ノドの位置ズレ補正システムを提
供することを目的とする。
「発明の構成」 本発明のロボットの位置ズレ補正システムは、所与の位
置データに基づいて手首部を移動させるロボット、その
ロボットの手首部に設置されるセンサ手段、および前記
ロボットに位置データを与えると共に前記センサ手段の
出力データを読み取る制御手段を具備して構成されるシ
ステムであって、前記制御手段は、標準の作業線の位置
データおよび1以上の標準の位置確認点の位置データを
記憶しており、まず前記標準の位W、確認点の一つの位
置データをロボットに与えて手首部を移動させ、前記セ
ンサ手段によりワークーヒに設けられた位置確認部位の
位置データを読み取り、これを記憶している標準の位置
確認点それぞれについて行って標準の位置確認点の位置
データとセンサ手段で読み取ったワークの位置確認部位
の位置データの間のズレ量を算出し、次にそのズレ量に
墓場いて前記標準の作業線の位置データを補正し、その
後それら補正した作業線の位置データをロポソ+に出力
して作業のための手首部の移動を行わせるものであり、
これによって実際のワークの位置と標準のワークの位置
とのズレを補正した作業線に沿ってロボットに作業を行
わせうるよう構成されてなることを要旨とするものであ
る。
上記において、ロボットは、従来公知の多関節型ロボッ
ト、直角座標型ロボ・ント円箇座標型ロボットなどのい
ずれをも用いることができる。
またセンサ手段は、光センサ式や磁気センサ弐など種々
の方式のものを用いることができる。
また制御手段は、たとえばマ、イクロコンピュータシス
テムを用いることができる。
標準の位置確認点は、−次元的なズレを検出するときに
は最低1点、二次元的なズレを検出するときには最低2
点、三次元的なズレを検出するときには最低3点設ける
必要があるが、検出精度を上げるために最低数より多く
の点を設けてもよい。
ワークの位置確認部位は、ワークに設けられているボル
ト孔や突出部分を利用することができ、またセンサ手段
が光センサ式の場合には色彩の異なる部分を利用するこ
とができ、磁気センサ式の場合には特異な材質を用いた
部分を利用することができる。
ズレ量を算出し、そのズレ量に基づいて標準の作業線の
位置データを補正することは、従来公知の座標変換法を
用いて行うことができる。
゛「実施例」 以下、図に示す実施例に基づいて、この発明を詳述する
。ここに第1図は本発明の一実施例のロボットの位置ズ
レ補正システムによる自動車ボディのシーリング作業を
示す正面図、第2図は同平面図、第3図(a>はセンサ
手段の一例の正面図、第3図(b)は第3図(a)のx
−x’断面図、第4図は第1図に示す位置ズレ補正シス
テムの信号系統図、第5図はズレ量の算出の説明図であ
る。
第1図および第2図に示すように、ロボットの位置ズレ
補正システム1は、多関節型ロボット2.2′と、その
ロボット2.2′の手首部3.3′にそれぞれ装着され
たセッサ手段4,4′と、制御手段5とから構成されて
おり、コシベア■で運ばれてくる自動車ボディSにシー
リング作業を行うものである。
制御手段5は、マイクロコンピュータを中枢とする電気
回路で、シーリング作業のための標準の作業線の位置デ
ータが記憶されると共に、自動車ボディSが正確に標準
の位置に置かれたときのボルト孔sl+  82の位置
データが記憶されている。
これらボルト孔sl、s2が自動車ボディSの位置確認
部位に相当し、それらの位置データが標準の位′R確認
点の位置データに相当している。位置確認点が2点だけ
であるのは、コンヘアv上に自動車ボディSを載置する
という位置関係では高さ方向にズレが生じることはほと
んど無く、水平方向のズレだけを問題とすればよいから
である。いま説明の都合上、水平面内でコンベア■の進
行方向に平行な軸をX軸、それと直角の方向をy軸とす
る。
第3図はセンサ手段4を詳細に示すもので、このセンサ
手段4は、ホルダ1.1と、デテクタ17と、コントロ
ーラ回路20とからなっている。
ホルダ11は、ロボット2の手首部3に固設される固定
部12とその固定部12に対して直線状にスライドしう
る移動部13とからなっている。
移動部13は、ガイドバー14とスクリューバー15と
を挿通されており、モータ16によってスクリューパー
15が正逆転されるとネジの運び作用により第3図′(
a)における左右方向にスライドする。
シーリング作業を行うための作業工具であるシーラーノ
ズルNは、前記移動部13に把持されている。
デテクタ17は、ランプ18と一次元イメージセンサ1
9とからなり、共に前記移動部13に固着されている。
−次元イメージセンサ19はその線状の視野の方向が移
動部13のスライド方向と平行になるように、かつ作業
対象上においてシーラーノズルNの直下よりも少しだけ
手首部3の移動に関して前方に線状視野が位置するよう
に、さらにシーラーノズルNの位置が線状視野の中央に
対応して位置するように、セツティングれている。
−次元イメージセンサ19の出力するビデオ信号aは、
たとえば第5図(C)に示すような一連のパルスとなる
が、゛そのパルスの出現順序が線状視野Q′の位置と対
応している。つまり一連のパルスが512個であるとす
れば、各パルスは線状視野Q′を512111iIに分
割した個々の位置に対応し、たとえば線状視野Q′の左
から順に出現してくるものとなる。そして各パルスの高
さがそのパルスに対応する位置の明るさに比例している
第4図に示すように、コントローラ回路20は、波形処
理回路21と、制御切換スイッチ回路22と、ズレ量検
出回路23と、サーボアンプと、゛リミットスイッチ・
インターフェース回路25とを具備してなっている。
波形処理回路21は、たとえば第5図(C)に示す′よ
うなビデオ信号゛aが入力されたときに、そのビデオ信
号aの包絡線波形を取り出しかつ整形して第5図(d)
に示すような波形の出力信号すとするものである。
制御切換スイッチ回路22は、ズレ量検出回路23−・
の入力を制御手段5から行うか、波形処理回路21から
行うかを選択するもので、制御手段5によって切換制御
される。
ズレ量検出回路23は、たとえば第゛5図(d)に示す
ような信号が入力されたときに、信号の全体W0′につ
いての中央位置m0′と信号の暗部W1′についての中
央位置ml’とのズレ量Δyを算出し、そのズレ量Δy
に大きさが比例すると共にml′がm。′より早く出現
したときはたとえば符号が負となり、遅く出現したとき
は符号が正となる信号Cをサーボアンプ24へ出力する
。。
サーボアンプ24は、モータ16に制御信号を送り、移
動部13を移動せるが、その移動量は前記信号Cの大き
さに比例し、その移動方向は前記信号が負ならば第5図
のQ′において右方向、正ならば左方向である。
この結果、波形処理回路21の出力信号すがズレ量検出
回路23に直接に入力された場合は、ml’がmo’に
一致するように移動部13が帰還制御されることとなる
リミットスイッチ・インターフェース25は、ガイドバ
ー14に取り付けられている右リミットスイッチ26お
よび左リミットスイッチ28の出力信書を制御手段5に
伝達すると共に、移動部13がその移動可能な範囲の中
央位置にあるとき作動する中央リミットスイッチ27の
出力信号を制御手段5に伝達するものである。
なお、センサ手段4′は上記センサ手段4と同様である
から説明を省略する。
さて、次に第5図を参照して、システム“】の作動を説
明する。
コンベアVによって自動車ボディSが運ばれて゛きたこ
とをコンベア■から又はオペレータから知らされると、
制御手段5は、モータ16を制御手段5で制御できる側
に制御切換スイッチ回路22を切り換えると共に、中央
リミットスイッチ27の出力をモニターして移動部13
が常に中央リミットスイッチ27の位置にあるように保
持し、そのMaで、ロボット2に対゛してボルト孔81
の位置データを送る。これによりロボット2の手首部3
はボルト孔SIの標準の位置すなわち第5図に示す0点
に移動する(ただし0点はボルト孔S1が標準位置にあ
るときの中心点を示す。)ここで手首部3の角度を調整
し“てセンサ手段4の線状視野QをX軸に平行とすれば
、それは第5図に示すQのようになる。自動車ボディS
が標準位置からズしており、第5図に示すP点までボル
ト孔s1の位置がズしていたとすると、制御手段5は第
5図(b)に示すような信号を得る。この信号の全体W
9についての中央値Wm、。は0点に対応しており、暗
部W1についての中央値WrrzはP点に対応している
から、これによって制御手段5はX軸に関するズレ量Δ
Xを得ることができる。
次に手首部3の角度を90”回転すれば、線状視野はQ
′のようになり、上記と同様にしてX軸・に関するズレ
量Δyを得ることができる。
■記と同時に、制御手段5は、ロボソI・2′に対して
ボルト孔s2の位置データを送り、上記と同様の処理を
行って、ボルト孔s2についてのズレ量ΔX′およびΔ
y′を得ることができる。
制御手段5は、ΔX、Δy、Δx′、入y′を得ること
によって、自動車ボディs広水平面内でどれだけ標準位
置からズしているかを知ることができるから1.記憶し
ていた標準の作業線の位置データに平行および回転の座
標変換を施してこれらを補止する。
次いで、制御手段5は、、補正した作業線の位置データ
をロボット2,2′にそれぞれ出力して手首部3.3′
を移動させると共に、このとき制御切換スイッチ回路2
2を切り換えて波形処理回路21の出力信号すを直接に
ズレ量検出回路23に入力させるる 以上の作動によって、自動車ボディSの位置の標準位置
からのズレは、ロボット2.2′の手首部3.3′の移
動において補正されることとなる。
しかも、センサ手段4が独自にズレ補正を行うように帰
還制御されるから、実際の自動車ボディSのシーリング
作業線(たとえば2枚の金属板の継目ラインであり、ビ
デオ信号aには暗部としてあられれる。)が製品による
バラツキをもっていても、移動部13の移動において補
正されることとなる。そこで作業精度は飛曜的に向上す
ることになる。
「発明の効果」 本発明のロボットの位置ズレ補正システムは、所与の位
置データに基づいて手首部を移動させるロボット、その
ロボットの手首部に設置されるセンサ手段、および前記
ロボットに位置データを与えると共に前記センサ手段の
出力データを読み取る制御手段を具備して構成されるシ
ステムであって、前記制御手段は、標準の作業線の位置
データおよび1以上の標準の位置確認点の位置データを
記憶しており、まず前記標準の位置確認点の一つの位置
データをロボットに与えて手首部を移動させ、センサ手
段によりワーク上に設けられた位置確認部位の位置デー
タを読み取り、これを記゛憶している標準の位置確認点
それぞれについて行って標準の位w、WI認点の位置デ
ータとセンサ手段で読み取ったワークの位置確認部位の
位置データの間のズレ量を算出し、次にそのズレ量に基
づいて前記標準の作業線の位置データを補正し、その後
それら補正した作業線の位置データをロボットに出力し
て作業のための手首部の移動を行わせるものであり、こ
れによって実際のワークの位置と標準のワークの位置と
のズレを補正した作業線に沿ってロボットに作業を行わ
せうるよう構成されてなることを要旨とするものである
から、ワークとロボットの教示されてなることを要旨と
するものであるから、ワークとロボットの教示された相
対位置と実際の相対位置がズしていても、それに合わせ
てロボットの手首部の移動軌跡が補正され、好適に所望
の作業たとえばシーング作業や溶接作業などを行えるよ
うになる。この結果、特別のワークの位置決め装置を必
要としなくなり、設備負担が軽減される。また、異なる
形状のワークに対しても、最初に教示する位置データを
変更するだけで容易に対処できるようになる。さらに、
連続的にコンベアでワークを流す場合に本発明を適用す
れば、生産性を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のロボットの位置ズレ補正シ
ステムによる自動車ボディのシーリング作業を示す正面
図、第2図は同平面図、第、3図(a)はセンサ手段の
一例の正面図、第3図(b)は第3図(a)のX−X″
断面図、第4図は第1図に示す位置ズレ補正システムの
信号系統図、第5図はズレ量の算出の説明図である。 (符号の説明) 1・・・ロボットの位置ズレ補正システム2.2′・・
・多関節型ロボット 3.3′・・・手首部    4.4′・・・センサ手
段5・・・、制御手段     17・・・デテクタ1
9・・・−次元イメージセンサ 20・・・コントローラ回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、所与の位置データに基づいて手首部を移動させるロ
    ボット、そのロボットの手首部に設置されるセンサ手段
    、および前記ロボットに位置データを与えると共に前記
    センサ手段の出力データを読み取る制御手段を具備して
    構成されるシステムであって、前記制御手段は、標準の
    作業線の位置データおよび1以上の標準の位置確認点の
    位置データを記憶しており、まず前記標準の位置確認点
    の一つの位置データをロボットに与えて手首部を移動さ
    せ、前記センサ手段によりワーク上に設けられた位置確
    認部位の位置データを読み取り、これを記憶している標
    準の位置確認点それぞれについて行って標準の位置確認
    点の位置データとセンサ手段で読み取ったワークの位置
    確認部位の位置データの間のズレ量を算出し、次にその
    ズレ量に基づいて前記標準の作業線の位置データを補正
    し、その後それら補正した作業線の位置データをロボッ
    トに出力して作業のための手首部の移動を行わせるもの
    であり、これによって実際のワークの位置と標準のワー
    クの位置とのズレを補正した作業線に沿ってロボットに
    作業を行わせうるようにしたことを特徴とするロボット
    の位置ズレ補正システム。
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