JPS63256283A - 加圧方向制御方法 - Google Patents
加圧方向制御方法Info
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- JPS63256283A JPS63256283A JP8854387A JP8854387A JPS63256283A JP S63256283 A JPS63256283 A JP S63256283A JP 8854387 A JP8854387 A JP 8854387A JP 8854387 A JP8854387 A JP 8854387A JP S63256283 A JPS63256283 A JP S63256283A
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- robot
- pressurizing
- pressurization direction
- pressurizing means
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 28
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 abstract description 15
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は産業用ロボットによる加圧方向制御方法に係り
、特にスポット溶接用ガンの加圧方向を制御するに好適
な加圧方向制御方法に関する。
、特にスポット溶接用ガンの加圧方向を制御するに好適
な加圧方向制御方法に関する。
産業用ロボットによりスポット溶接を行なう場合、スポ
ット溶接用ガンの加圧方向を正しく一定に保つことは重
要な条件である。しかし、従来はロボット手首へのスポ
ット溶接用ガンの取り付は中心から打点位置までの距離
については多く論じられているが、スポット溶接用ガン
の加圧方向について、その測定方法及び計算方法はほと
んど考えられていなかった。
ット溶接用ガンの加圧方向を正しく一定に保つことは重
要な条件である。しかし、従来はロボット手首へのスポ
ット溶接用ガンの取り付は中心から打点位置までの距離
については多く論じられているが、スポット溶接用ガン
の加圧方向について、その測定方法及び計算方法はほと
んど考えられていなかった。
しかしながら自動溶接ラインなどで、ロボットにあらか
じめ溶接ガンの加圧方向のティーチングを行なっておい
ても、実際に溶接を・行なうときの溶接ガンの取り付は
位置のずれや、ガン交換時の交換前後の取り付は位置の
変化などによってガン加圧方向が変わってしまい、ガン
加圧方向が被溶接部材に対して垂直になるようにするた
めには、加圧方向のティーチングの修正を行なわなけれ
ばならず、多くの工数を必要としていた。
じめ溶接ガンの加圧方向のティーチングを行なっておい
ても、実際に溶接を・行なうときの溶接ガンの取り付は
位置のずれや、ガン交換時の交換前後の取り付は位置の
変化などによってガン加圧方向が変わってしまい、ガン
加圧方向が被溶接部材に対して垂直になるようにするた
めには、加圧方向のティーチングの修正を行なわなけれ
ばならず、多くの工数を必要としていた。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ロボットに
対する溶接ガンなどの加圧手段の取り付けが変わった場
合に、ロボットの動作を加圧方向が正しい方向に保持で
きるように容易に補正することのできる加圧方向制御方
法を提供することを目的とする。
対する溶接ガンなどの加圧手段の取り付けが変わった場
合に、ロボットの動作を加圧方向が正しい方向に保持で
きるように容易に補正することのできる加圧方向制御方
法を提供することを目的とする。
本発明は上記の目的を達成するために、ロボットに取り
付けられた加圧手段により、被加圧部材上の一定の作業
点を一定の方向に加圧する加圧方向制御方法において、
前記加圧手段に長短２本のプローブを順次装着して、そ
れぞれのプローブの先端が前記作業点に位置するときの
前記加圧手段の３次元方向の位置をロボット制御装置に
教示する第１の工程と、該ロボット制御装置により加圧
方向の単位ベクトルを計算し記憶させる第２の工程と、
前記加圧手段の前記ロボットへの取付変更後の該加圧手
段について前記第１及び第２の工程を繰り返す第３の工
程と、前記ロボット制御装置に記憶された前記加圧手段
のロボットへの取付変更前後の単位ベクトルにより、加
圧方向を一定にするようにロボット動作データを補正す
る第４の工程とにより、加圧方向を制御するようにした
ものである。
付けられた加圧手段により、被加圧部材上の一定の作業
点を一定の方向に加圧する加圧方向制御方法において、
前記加圧手段に長短２本のプローブを順次装着して、そ
れぞれのプローブの先端が前記作業点に位置するときの
前記加圧手段の３次元方向の位置をロボット制御装置に
教示する第１の工程と、該ロボット制御装置により加圧
方向の単位ベクトルを計算し記憶させる第２の工程と、
前記加圧手段の前記ロボットへの取付変更後の該加圧手
段について前記第１及び第２の工程を繰り返す第３の工
程と、前記ロボット制御装置に記憶された前記加圧手段
のロボットへの取付変更前後の単位ベクトルにより、加
圧方向を一定にするようにロボット動作データを補正す
る第４の工程とにより、加圧方向を制御するようにした
ものである。
上記の方法によると、長短２本のプローブの先端がそれ
ぞれ被加圧部材上の作業点に一致した位置における加圧
手段の座標をロボット制御装置にティーチングし、かつ
加圧方向単位ベクトルを計算し、この２点を基準として
実際の加圧を行なうときの加圧手段の加圧方向単位ベク
トルを計算してロボット動作データの補正を行なうこと
により、加圧方向を正しい方向に一定に保つことができ
る。
ぞれ被加圧部材上の作業点に一致した位置における加圧
手段の座標をロボット制御装置にティーチングし、かつ
加圧方向単位ベクトルを計算し、この２点を基準として
実際の加圧を行なうときの加圧手段の加圧方向単位ベク
トルを計算してロボット動作データの補正を行なうこと
により、加圧方向を正しい方向に一定に保つことができ
る。
以下、本発明に係る加圧方向制御方法の一実施例を、ス
ポット溶接用ガンの加圧の場合について図面を参照して
説明する。
ポット溶接用ガンの加圧の場合について図面を参照して
説明する。
第１図乃至第４図に本発明の一実施例を示す。
第１図において、溶接ガン１は産業用ロボットのロボッ
ト手首２に取り付けられており、溶接ガン１には図示せ
ぬシリンダによって作動する加圧ロッド３が摺動自在に
設けられている。４は被溶接部材がスポット溶接される
打点位置である。
ト手首２に取り付けられており、溶接ガン１には図示せ
ぬシリンダによって作動する加圧ロッド３が摺動自在に
設けられている。４は被溶接部材がスポット溶接される
打点位置である。
加圧ロッド３の先端に長いプローブ５を装着し、この長
いプローブ５の先端が打点位置４に位置するときのロボ
ット手首２の基準座標軸ＸＲ，ＹＲ。
いプローブ５の先端が打点位置４に位置するときのロボ
ット手首２の基準座標軸ＸＲ，ＹＲ。
ＺＲに対する座標を、第２図に示すようにＸユ。
Ｙｌ、 Ｚ、とする、このときの基準座標軸の原点０か
らロボット手首２までのベクトルＩＭ１が順変換マトリ
ックスである。同様に加圧ロッド３の先端に短いプロー
ブ６を装着したときのロボット手首２の座標をｘ、、
ｙ、、 ｚ、とする、このときの順変換マトリックスを
ＩＭ、 とする、また、プローブ５，６の長さの差をＱ
ｏとする。一方、ロボット手首２の前記基準座ｓＸ Ｒ
？ Ｙ Ｒｔ Ｚ Ｒにそれぞれ平行な座標軸Ｘｗ、Ｙ
ｖ、Ｚｖに対する加圧ロッド３の加圧方向単位ベクトル
をΩ８２ｍ工＋ ｎｘとする。そして基準座標軸ＸＲ，
ＹＲ，ＺＲに対する打点位置の座標をｘ３．ｙ、、ｚ３
とする。
らロボット手首２までのベクトルＩＭ１が順変換マトリ
ックスである。同様に加圧ロッド３の先端に短いプロー
ブ６を装着したときのロボット手首２の座標をｘ、、
ｙ、、 ｚ、とする、このときの順変換マトリックスを
ＩＭ、 とする、また、プローブ５，６の長さの差をＱ
ｏとする。一方、ロボット手首２の前記基準座ｓＸ Ｒ
？ Ｙ Ｒｔ Ｚ Ｒにそれぞれ平行な座標軸Ｘｗ、Ｙ
ｖ、Ｚｖに対する加圧ロッド３の加圧方向単位ベクトル
をΩ８２ｍ工＋ ｎｘとする。そして基準座標軸ＸＲ，
ＹＲ，ＺＲに対する打点位置の座標をｘ３．ｙ、、ｚ３
とする。
上記のように各座標を設定した場合、座標（Ｘ工。
Ｙ、、Ｚ、）と座標（ｘｚｔ Ｙ２＋ ｚｔ＞ との間
には下記の式（１）で示す関係がある。
には下記の式（１）で示す関係がある。
また、加圧方向単位ベクトルＱ□２ｍユｊ ｎｌの間に
は下記の式（２）で示す関係がある。
は下記の式（２）で示す関係がある。
！ｉ”＋ｍｉ”＋ ｎ、”＝ １ ”・・・（２）一方
、長いプローブ５を加圧ロッド３に装着し、プローブ５
の先端を打点位置４に一致させたときのロボット手首２
の基準座標軸に対する座標（Ｘｌ。
、長いプローブ５を加圧ロッド３に装着し、プローブ５
の先端を打点位置４に一致させたときのロボット手首２
の基準座標軸に対する座標（Ｘｌ。
Ｙ□、Ｚ、）を図示せぬロボット制御装置にティーチン
グして既知とした後短いプローブ６番加圧ロッド３に装
着し、同様に座’１ｓＣｘｚ−Ｙ２ｙ ｚｚ）をティー
チングしたとすると、順変換マトリックスＩ Ｍｌ、
Ｉ Ｍ、の間には下記の式（３）で示す関係が成立する
。
グして既知とした後短いプローブ６番加圧ロッド３に装
着し、同様に座’１ｓＣｘｚ−Ｙ２ｙ ｚｚ）をティー
チングしたとすると、順変換マトリックスＩ Ｍｌ、
Ｉ Ｍ、の間には下記の式（３）で示す関係が成立する
。
そして、上記の式（２）、（３）によって加圧方向単位
ベクトルＱ工、ｍ、、ｎ工を求めることができる。これ
らの計算はロボット制御装置内に設けられたＣ Ｐ Ｕ
（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ
）によって行なわれる。このようにして求められた加圧
方向単位ベクトルＱ１２ｍ工ｌ ｎｉ をロボット制御
装置内に設けられたＲ Ａ Ｍ （Ｒａｎｄｏｍ Ａｃ
ｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶しておく。溶接ガン１
の交換などでロボット手首２への取付姿勢が変わり、加
圧ロッド３による加圧方向が変わった場合、前記と同様
な方法でその状態における加圧方向単位ベクトルＱ２．
ｍ、。
ベクトルＱ工、ｍ、、ｎ工を求めることができる。これ
らの計算はロボット制御装置内に設けられたＣ Ｐ Ｕ
（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ
）によって行なわれる。このようにして求められた加圧
方向単位ベクトルＱ１２ｍ工ｌ ｎｉ をロボット制御
装置内に設けられたＲ Ａ Ｍ （Ｒａｎｄｏｍ Ａｃ
ｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶しておく。溶接ガン１
の交換などでロボット手首２への取付姿勢が変わり、加
圧ロッド３による加圧方向が変わった場合、前記と同様
な方法でその状態における加圧方向単位ベクトルＱ２．
ｍ、。
ｎ２を再度求める。そして制御装置により加圧方向を不
変に保つように、ロボットの動作データである各動作軸
の角度データを補正する。
変に保つように、ロボットの動作データである各動作軸
の角度データを補正する。
次に、上記の手順を第４図に示すフローチャートにより
詳細に説明する。工程（ａ）において溶接ガン１をロボ
ット手首２に取付ける。工程（ｂ）において溶接ガン１
の加圧ロッド３の先端に長いプローブ５を装着し、プロ
ーブ５の先端を打点位置４に合わせ、このときのロボッ
ト手首２の座標ｘ、、 ｙ工、Ｚ工をロボット制御装置
にティーチングする６次に長いプローブ５を外して短い
プローブ６を加圧ロッド３の先端に装着し、同様にプロ
ーブ６の先端を打点位置４に合わせ、このときのロボッ
ト手首２の座標ｘ、、 ｙ、、 ｚ２ をロボット制御
装置にティーチングする。
詳細に説明する。工程（ａ）において溶接ガン１をロボ
ット手首２に取付ける。工程（ｂ）において溶接ガン１
の加圧ロッド３の先端に長いプローブ５を装着し、プロ
ーブ５の先端を打点位置４に合わせ、このときのロボッ
ト手首２の座標ｘ、、 ｙ工、Ｚ工をロボット制御装置
にティーチングする６次に長いプローブ５を外して短い
プローブ６を加圧ロッド３の先端に装着し、同様にプロ
ーブ６の先端を打点位置４に合わせ、このときのロボッ
ト手首２の座標ｘ、、 ｙ、、 ｚ２ をロボット制御
装置にティーチングする。
次に、工程（ｃ）においてプローブ５を装着した状態に
おける正しい溶接ガン１の高さと、加圧方向単位ベクト
ル１１１． ｍｌ、 ｎｌ との計算をロボット制御装
置により実行し、工程（ｄ）においてこれらの計算結果
をＲＡＭに記憶させる。
おける正しい溶接ガン１の高さと、加圧方向単位ベクト
ル１１１． ｍｌ、 ｎｌ との計算をロボット制御装
置により実行し、工程（ｄ）においてこれらの計算結果
をＲＡＭに記憶させる。
工程（ｅ）において溶接ガン１を交換したときは、工程
（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）においてそれぞれ前記工程（ｂ
）、（ｃ）、（ｄ）と同様の作業を行なう。そして工程
（ｉ）においてＲＡＭに記憶された加圧方向単位ベクト
ルｎ１．ｍ、、ｎ、及びＱ、、 ｍ２． ｎ２により、
ＣＰＵによってこれらの偏差値を計算し、ロボット動作
データの補正を行なう。この補正されたロボット動作デ
ータにより工程（ｊ）において正しい加圧方向になるよ
うにロボット動作を行なう。
（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）においてそれぞれ前記工程（ｂ
）、（ｃ）、（ｄ）と同様の作業を行なう。そして工程
（ｉ）においてＲＡＭに記憶された加圧方向単位ベクト
ルｎ１．ｍ、、ｎ、及びＱ、、 ｍ２． ｎ２により、
ＣＰＵによってこれらの偏差値を計算し、ロボット動作
データの補正を行なう。この補正されたロボット動作デ
ータにより工程（ｊ）において正しい加圧方向になるよ
うにロボット動作を行なう。
これらの動作はロボットの各軸に設けられたエンコーダ
からの各軸の角度信号により、偏差を打ち消すようにフ
ィードバックして制御される。
からの各軸の角度信号により、偏差を打ち消すようにフ
ィードバックして制御される。
本実施例によれば、溶接ガン１の加圧ロッド３に長短２
種類のプローブ５，６を順次装着して、これらのプロー
ブ５，６の先端が打点位置４にそれぞれ一致した状態の
ときのロボット手首２の２点の座標により加圧方向単位
ベクトルを求めるという簡単な作業により、加圧ロッド
３を正しい加圧方向になるように制御できるので、溶接
ガン１を交換した場合などのように取付位置が変わって
も、容易に加圧方向を正しい方向に修正させることがで
きる。
種類のプローブ５，６を順次装着して、これらのプロー
ブ５，６の先端が打点位置４にそれぞれ一致した状態の
ときのロボット手首２の２点の座標により加圧方向単位
ベクトルを求めるという簡単な作業により、加圧ロッド
３を正しい加圧方向になるように制御できるので、溶接
ガン１を交換した場合などのように取付位置が変わって
も、容易に加圧方向を正しい方向に修正させることがで
きる。
上述した実施例では産業用ロボットによりスポット溶接
を行なう場合の溶接ガンの加圧方向を制御する場合につ
いて説明したが、溶接ガン以外の加圧手段に応用しても
同様の効果を上げることができる。
を行なう場合の溶接ガンの加圧方向を制御する場合につ
いて説明したが、溶接ガン以外の加圧手段に応用しても
同様の効果を上げることができる。
上述したように本発明によれば、加圧手段に長短２本の
プローブを順次装着して、これらのプローブの先端がそ
れぞれ作業点に位置するときの加圧手段の２点の位置に
より加圧方向の単位ベクトルを計算し、この計算値を制
御装置に記憶させて加圧手段の交換時にも加圧方向を容
易に修正できるようにしたので、簡単な操作で加圧方向
を制御することができる。
プローブを順次装着して、これらのプローブの先端がそ
れぞれ作業点に位置するときの加圧手段の２点の位置に
より加圧方向の単位ベクトルを計算し、この計算値を制
御装置に記憶させて加圧手段の交換時にも加圧方向を容
易に修正できるようにしたので、簡単な操作で加圧方向
を制御することができる。
第１図は本発明に係る加圧方向制御方法の一実施例を示
す正面図、第２図はロボットの座標系を示す斜視図、第
３図はガン加圧方向を示す斜視図第４図は本実施例の作
業の流れを示すフローチャートである。 １・・・溶接ガン（加圧手段）、 ２・・・ロボット手首、 ３・・・加圧ロッド。 ４・・・打点位置（作業点）、５．６・・・プローブ。
す正面図、第２図はロボットの座標系を示す斜視図、第
３図はガン加圧方向を示す斜視図第４図は本実施例の作
業の流れを示すフローチャートである。 １・・・溶接ガン（加圧手段）、 ２・・・ロボット手首、 ３・・・加圧ロッド。 ４・・・打点位置（作業点）、５．６・・・プローブ。
Claims (1)
- ロボットに取り付けられた加圧手段により、被加圧部材
上の一定の作業点を一定の方向に加圧する加圧方向制御
方法において、前記加圧手段に長短２本のプローブを順
次装着して、それぞれの先端が前記作業点に位置すると
きの前記加圧手段の３次元方向の位置をロボット制御装
置に教示する第１の工程と、該ロボット制御装置により
加圧方向の単位ベクトルを計算し記憶させる第２の工程
と、前記加圧手段の前記ロボットへの取付変更後の該加
圧手段について前記第１及び第２の工程を繰り返す第３
の工程と、前記ロボット制御装置に記憶された前記加圧
手段の取付変更前後の加圧方向の単位ベクトルにより、
加圧方向を一定にするようにロボット動作データを補正
する第４の工程とよりなることを特徴とする加圧方向制
御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8854387A JPH0829419B2 (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 加圧方向制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8854387A JPH0829419B2 (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 加圧方向制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63256283A true JPS63256283A (ja) | 1988-10-24 |
| JPH0829419B2 JPH0829419B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=13945764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8854387A Expired - Lifetime JPH0829419B2 (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 加圧方向制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0829419B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5529491A (en) * | 1994-09-23 | 1996-06-25 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Aesthetic orthodontic band and welded attachment assembly |
-
1987
- 1987-04-10 JP JP8854387A patent/JPH0829419B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5529491A (en) * | 1994-09-23 | 1996-06-25 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Aesthetic orthodontic band and welded attachment assembly |
| US5753884A (en) * | 1994-09-23 | 1998-05-19 | Minnesota Mining & Manufacturing Co. | Aesthetic orthodontic band and attachment assembly |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0829419B2 (ja) | 1996-03-27 |
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