JPS6384851A - 倣い制御方法 - Google Patents
倣い制御方法Info
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- JPS6384851A JPS6384851A JP22839186A JP22839186A JPS6384851A JP S6384851 A JPS6384851 A JP S6384851A JP 22839186 A JP22839186 A JP 22839186A JP 22839186 A JP22839186 A JP 22839186A JP S6384851 A JPS6384851 A JP S6384851A
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- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 78
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 abstract description 31
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract description 15
- 238000012937 correction Methods 0.000 abstract description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- OWNRRUFOJXFKCU-UHFFFAOYSA-N Bromadiolone Chemical compound C=1C=C(C=2C=CC(Br)=CC=2)C=CC=1C(O)CC(C=1C(OC2=CC=CC=C2C=1O)=O)C1=CC=CC=C1 OWNRRUFOJXFKCU-UHFFFAOYSA-N 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〕
この発明は、視覚センサを存するアーク溶接ロボットや
シーリングロボット等における倣い制御方法に関する。
シーリングロボット等における倣い制御方法に関する。
従来の溶接線倣い方法は、第７図の模式図に示すように
、溶接トーチ１０の前方の溶接線１６に、２本の平行な
線状光ａ、ｂを投光器１３に投射し、この場面を撮像装
置１４で観察して線状光ａ、ｂの変形から溶接線位置２
０．２１を２個所で算出する。そして、この情報に基づ
き、近位的にこの溶接線１６″に追従するようにロボッ
トを増分的に移動させる移動ベクトルを算出し、この移
動ベクトルによって、ロボットの溶接線倣い制御を行っ
ていた。なお、第７図において、１および２は被溶接材
であるワーク、１８は撮像装置１４により撮影されて光
切断画像である。
、溶接トーチ１０の前方の溶接線１６に、２本の平行な
線状光ａ、ｂを投光器１３に投射し、この場面を撮像装
置１４で観察して線状光ａ、ｂの変形から溶接線位置２
０．２１を２個所で算出する。そして、この情報に基づ
き、近位的にこの溶接線１６″に追従するようにロボッ
トを増分的に移動させる移動ベクトルを算出し、この移
動ベクトルによって、ロボットの溶接線倣い制御を行っ
ていた。なお、第７図において、１および２は被溶接材
であるワーク、１８は撮像装置１４により撮影されて光
切断画像である。
次に、従来手法による具体的な移動ベクトル算出方法お
よび溶接線倣い方法について説明する。
よび溶接線倣い方法について説明する。
溶接ロボットの位置決め装置４０は第８図の一番上に概
略的に示されており、３つの直線軸Ｘ、ｙ、ｚと１つの
回転軸Ｃを持っている。Ｃ軸はＺ軸の周りに回転自在で
あり、溶接トーチ１０がＣ軸の下端に装着されている。
略的に示されており、３つの直線軸Ｘ、ｙ、ｚと１つの
回転軸Ｃを持っている。Ｃ軸はＺ軸の周りに回転自在で
あり、溶接トーチ１０がＣ軸の下端に装着されている。
この溶接ロボットにおける移動ベクトル算出の基本アル
ゴリズムは、現在の移動ベクトルを実行している間、撮
影画像から次の移動ベクトルを抽出して計算することに
基づく。この次の移動ベクトルがロボットの運動装置の
ための新しい目標となり、これは、現在の移動ベクトル
の実行が完了する前に計算されて実行可能な状態になる
。
ゴリズムは、現在の移動ベクトルを実行している間、撮
影画像から次の移動ベクトルを抽出して計算することに
基づく。この次の移動ベクトルがロボットの運動装置の
ための新しい目標となり、これは、現在の移動ベクトル
の実行が完了する前に計算されて実行可能な状態になる
。
また、この移動ベクトルの長さは、第９ａ図と第９ｃ図
に示すように、２本の平行な線状光ａおよびｂの間隔Ｓ
ｄと溶接電極１１との間の変位Ｓｅの整数分の１、即ち
、Ｓ ｅ ／ ｎである（図では、ｎ＝２）。
に示すように、２本の平行な線状光ａおよびｂの間隔Ｓ
ｄと溶接電極１１との間の変位Ｓｅの整数分の１、即ち
、Ｓ ｅ ／ ｎである（図では、ｎ＝２）。
一方、移動ベクトルの方向は、第１０図に示すように、
２本の線状光ａ及びｂａ上で検出した２個所の溶接線１
６の位置４２と４３の２等分点４４を計算し、その２等
分点４４とロボットの回転軸Ｃの中心とを結んだベクト
ル方程式として決定する。図中、４５は基準線で、ロボ
ットのＣ軸の現在位置を表し、溶接線１６が湾曲してい
ないで真っ直ぐであれば、位置決め装置がたどる径路に
なる。
２本の線状光ａ及びｂａ上で検出した２個所の溶接線１
６の位置４２と４３の２等分点４４を計算し、その２等
分点４４とロボットの回転軸Ｃの中心とを結んだベクト
ル方程式として決定する。図中、４５は基準線で、ロボ
ットのＣ軸の現在位置を表し、溶接線１６が湾曲してい
ないで真っ直ぐであれば、位置決め装置がたどる径路に
なる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記した従来の溶接線倣い方法によれば、溶接トーチの
前方で検出した溶接線位置を溶接トーチの進行目標とし
て溶接トーチが直線的に進んでいくため、特に円弧等の
曲線溶接線倣いにおいて倣い精度が低下するという問題
があった。また、直線溶接線倣いにおいても、溶接トー
チ前方における溶接線検出位置とアーク点とを結ぶベク
トルを溶接トーチ移動ベクトルとしているため、溶接ト
ーチは溶接線に対して漸近的に近づいてゆき、溶接線と
アーク点とのずれ量を修正する動作が緩慢になるという
欠点もあった。
前方で検出した溶接線位置を溶接トーチの進行目標とし
て溶接トーチが直線的に進んでいくため、特に円弧等の
曲線溶接線倣いにおいて倣い精度が低下するという問題
があった。また、直線溶接線倣いにおいても、溶接トー
チ前方における溶接線検出位置とアーク点とを結ぶベク
トルを溶接トーチ移動ベクトルとしているため、溶接ト
ーチは溶接線に対して漸近的に近づいてゆき、溶接線と
アーク点とのずれ量を修正する動作が緩慢になるという
欠点もあった。
本発明は、上記のような問題点を解消し、視覚センサを
有するアーク溶接ロボットや自動溶接機における溶接線
倣い精度を向上させた倣い制御方法を提供することを目
的とする。
有するアーク溶接ロボットや自動溶接機における溶接線
倣い精度を向上させた倣い制御方法を提供することを目
的とする。
本発明は、溶接トーチの前方の溶接線に少なくとも３本
の平行な線状光を投射し、その光切断画像から少なくと
も３個所の溶接線位置情報を得、その溶接線位置情報に
基づいて溶接線方程式を算出することにより、光切断画
像撮影時の溶接トーチと溶接線とのずれ量を検出し、そ
れをロボットにフィードバックすることにより溶接線倣
いを行うものである。
の平行な線状光を投射し、その光切断画像から少なくと
も３個所の溶接線位置情報を得、その溶接線位置情報に
基づいて溶接線方程式を算出することにより、光切断画
像撮影時の溶接トーチと溶接線とのずれ量を検出し、そ
れをロボットにフィードバックすることにより溶接線倣
いを行うものである。
本発明の作用を第６図のフローチャートを用いして説明
する。
する。
少なくとも３本の線状光の変形情報から、少なくとも３
個所で視覚センサ座標系における溶接線位置を検出する
。
個所で視覚センサ座標系における溶接線位置を検出する
。
そして、この視覚センサ座標系で検出した溶接線位置を
ロボット基準座標系における座標値に変換した後、これ
らの座標値からロボット基準座標系における溶接線方程
式を算出する。
ロボット基準座標系における座標値に変換した後、これ
らの座標値からロボット基準座標系における溶接線方程
式を算出する。
次に、溶接トーチ先端位置から、上記溶接線方程式に下
した垂線ベクトルを計算し、これをトーチ位置修正ベク
トルとする。ロボットは視覚センサより視覚センサの検
出周期毎に、このトーチ位置修正ベクトルを通知される
ため、そのトーチ位置修正ベクトルに従って、ロボット
制御周期でトーチ位置修正動作を行うことができる。
した垂線ベクトルを計算し、これをトーチ位置修正ベク
トルとする。ロボットは視覚センサより視覚センサの検
出周期毎に、このトーチ位置修正ベクトルを通知される
ため、そのトーチ位置修正ベクトルに従って、ロボット
制御周期でトーチ位置修正動作を行うことができる。
以下、この発明の一実施例を図により説明する。
第１図は本発明による倣い制御方法を説明するための模
式図である。第１図に示すように、視覚センサ１２は溶
接トーチ１０の前方の溶接線１６に３本の平行な線状光
ａ、ｂおよびｄを投射する投光器１３と、その投光器１
３によって得られる光切断画像１８を撮影する撮像装置
１４とから構成されている。
式図である。第１図に示すように、視覚センサ１２は溶
接トーチ１０の前方の溶接線１６に３本の平行な線状光
ａ、ｂおよびｄを投射する投光器１３と、その投光器１
３によって得られる光切断画像１８を撮影する撮像装置
１４とから構成されている。
この撮像装置１４によって得られた光切断画像１８中の
３本の線状光ａ、ｂ、ｄの変形から３個所の溶接線位置
２０，２１．２２を検出する。そして、この視覚センサ
座標系で検出した溶接線位置２０．２１２２をロボット
座標系における座標位置に変換したのち、第２図に示よ
うに、これらの座標位置からロボット基準座標系におけ
る溶接線方程式ｆ （Ｘ％ ’Ｉｓ Ｚ）＝Ｏを算出
する。
３本の線状光ａ、ｂ、ｄの変形から３個所の溶接線位置
２０，２１．２２を検出する。そして、この視覚センサ
座標系で検出した溶接線位置２０．２１２２をロボット
座標系における座標位置に変換したのち、第２図に示よ
うに、これらの座標位置からロボット基準座標系におけ
る溶接線方程式ｆ （Ｘ％ ’Ｉｓ Ｚ）＝Ｏを算出
する。
本発明では、上記のように、センサ視野内の３個所で溶
接線位置２０．２１．２２を検出するため、第３ａ図に
示す直線の溶接線の場合はちとよ−リ、第３ｂ図に示す
ような円弧の溶接線の場合であっても正確な溶接線方程
式ｆ （Ｘ％ １％ Ｚ）−〇を導出することが可能
となる。このため、シーリングロホットに見られる任意
曲線の縁および継目に対しても、円弧近位を用いること
により高精度の溶接線方程式を算出することができる。
接線位置２０．２１．２２を検出するため、第３ａ図に
示す直線の溶接線の場合はちとよ−リ、第３ｂ図に示す
ような円弧の溶接線の場合であっても正確な溶接線方程
式ｆ （Ｘ％ １％ Ｚ）−〇を導出することが可能
となる。このため、シーリングロホットに見られる任意
曲線の縁および継目に対しても、円弧近位を用いること
により高精度の溶接線方程式を算出することができる。
再び、第２図にもどって説明すると、次に、溶接トーチ
１０の先端の位置座標を計算し、この溶接トーチ先端の
位置座標から上記溶接線方程式ｆ （ＸＳｙｓ ｚ）
＝ ０に下した垂線ベクトルを求める。この垂線ベクト
ルが第２図に示したトーチ位置修正ベクトル２４である
。このトーチ位置修正ベクトル２４は、ロボット基準座
標系におけるベクトル２５とし表わされているかめ、こ
のトーチ位置修正ベクトル２４をロボットのティーチン
グデータから算出された次の目標位置２６に加算するこ
とにより、第４図に示すように、溶接トーチ１０の位置
修正動作をロボット制御周期で素早く行うことができる
。
１０の先端の位置座標を計算し、この溶接トーチ先端の
位置座標から上記溶接線方程式ｆ （ＸＳｙｓ ｚ）
＝ ０に下した垂線ベクトルを求める。この垂線ベクト
ルが第２図に示したトーチ位置修正ベクトル２４である
。このトーチ位置修正ベクトル２４は、ロボット基準座
標系におけるベクトル２５とし表わされているかめ、こ
のトーチ位置修正ベクトル２４をロボットのティーチン
グデータから算出された次の目標位置２６に加算するこ
とにより、第４図に示すように、溶接トーチ１０の位置
修正動作をロボット制御周期で素早く行うことができる
。
第５図に本発明方法を実施するための溶接線倣い制御装
置のブロック図を示す０図中、２８は溶接ロボット、２
９は視覚センサ信号処理回路、３０は溶接ロボット制御
装置である。
置のブロック図を示す０図中、２８は溶接ロボット、２
９は視覚センサ信号処理回路、３０は溶接ロボット制御
装置である。
視覚センサ信号処理回路２９は光切断画像情報３１．３
２とロボット関節角３３および溶接トーチ先端位置座標
３４から、トーチ位置修正ベクトルを計算し、ロボット
制御装置３０に通知する。
２とロボット関節角３３および溶接トーチ先端位置座標
３４から、トーチ位置修正ベクトルを計算し、ロボット
制御装置３０に通知する。
ロボット制御装置３０は、この通知されたトーチ位置修
正ベクトル２４をロボット２８の次の目標値２６に加算
し、ロボットの制御を行う。
正ベクトル２４をロボット２８の次の目標値２６に加算
し、ロボットの制御を行う。
本発明によれば、直線の縁及び継目ばかりでなく、円弧
あるいは任意曲線の縁及び継目の場合であっても、視覚
センサが検出した３個所の溶接線位置情報に基づき、円
弧の溶接線方程式を算出することにより、エンドエフェ
クタと縁及び継目とのずれ量を正確に検出し修正するこ
とができる。
あるいは任意曲線の縁及び継目の場合であっても、視覚
センサが検出した３個所の溶接線位置情報に基づき、円
弧の溶接線方程式を算出することにより、エンドエフェ
クタと縁及び継目とのずれ量を正確に検出し修正するこ
とができる。
また、視覚センサが上記ずれ量を検出すると、ロボット
はその制御周期ですばやく上記ずれ量を修正できるため
、縁及び継目の倣い精度を高めることができる。
はその制御周期ですばやく上記ずれ量を修正できるため
、縁及び継目の倣い精度を高めることができる。
第１図は本発明による倣い制御方法を説明するための模
式図、第２図は本発明における溶接線方程式の算出およ
びトーチ位置修正ベクトルの算出のための説明図、第３
ａ図は本発明における直線溶接線方程式の算出のための
説明図、第３ｂ図は同じく円弧溶接線方程式の算出のた
めの説明図、第４図は本発明の溶接線倣い制御方法の説
明図、第５図は本発明を実施するための溶接線倣い制御
装置のブヅク図、第６図は本発明のフローチャート、第
７図は従来の溶接線倣い制御方法の模式図、第８図は従
来のロボットの溶接トーチ及び投光器の縦断面図、第９
ａ図、第９ｂ図及び第９ｃ図は従来の溶接トーチ移動ベ
クトルの説明図、第１０図は従来の溶接トーチ移動ベク
トル算出のための説明図である。 １０−・溶接トーチ、１２−視覚センサ、１３・・−・
・投光器、１４−・・−逼像装置、１６−溶接線、１８
−・光切断画像、ａ、ｂ、ｃ−線状光。 第 １ 図 第 ２ 図 第 ３ 掴 （ａ） （ｂ） 第 ４ 図 第 ６ 図 第 ９ 図 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 特願昭 ６１−２２８３９１号２、発
明の名称 倣い制御方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 神戸市中央区脇浜町１丁目３番１８号名称 （１
１９） 株式会社 神戸製鋼所代表者 牧 各席 ４、代理人 〒１０５ 住所 東京都港区西新橋２丁目２番２０号゛６．補正の
対象 （１）図面の第９図 ７、補正の内容 （１）図面の第９図に別紙訂正図面の通り脱落していた
分間番号（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）を追加します。
式図、第２図は本発明における溶接線方程式の算出およ
びトーチ位置修正ベクトルの算出のための説明図、第３
ａ図は本発明における直線溶接線方程式の算出のための
説明図、第３ｂ図は同じく円弧溶接線方程式の算出のた
めの説明図、第４図は本発明の溶接線倣い制御方法の説
明図、第５図は本発明を実施するための溶接線倣い制御
装置のブヅク図、第６図は本発明のフローチャート、第
７図は従来の溶接線倣い制御方法の模式図、第８図は従
来のロボットの溶接トーチ及び投光器の縦断面図、第９
ａ図、第９ｂ図及び第９ｃ図は従来の溶接トーチ移動ベ
クトルの説明図、第１０図は従来の溶接トーチ移動ベク
トル算出のための説明図である。 １０−・溶接トーチ、１２−視覚センサ、１３・・−・
・投光器、１４−・・−逼像装置、１６−溶接線、１８
−・光切断画像、ａ、ｂ、ｃ−線状光。 第 １ 図 第 ２ 図 第 ３ 掴 （ａ） （ｂ） 第 ４ 図 第 ６ 図 第 ９ 図 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 特願昭 ６１−２２８３９１号２、発
明の名称 倣い制御方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 神戸市中央区脇浜町１丁目３番１８号名称 （１
１９） 株式会社 神戸製鋼所代表者 牧 各席 ４、代理人 〒１０５ 住所 東京都港区西新橋２丁目２番２０号゛６．補正の
対象 （１）図面の第９図 ７、補正の内容 （１）図面の第９図に別紙訂正図面の通り脱落していた
分間番号（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）を追加します。
Claims (1)
- 溶接トーチの前方の溶接線に、少なくとも３本の平行な
線状光を投射し、その光切断線を撮影した光切断線画像
から少なくとも３個所の溶接線位置情報を得、その溶接
線位置情報に基づいて溶接線方程式を算出し、光切断線
画像撮影時の溶接トーチと溶接線とのずれ量を検出し、
そのずれ量を修正するよう制御することを特徴とする倣
い制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22839186A JPS6384851A (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | 倣い制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22839186A JPS6384851A (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | 倣い制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6384851A true JPS6384851A (ja) | 1988-04-15 |
Family
ID=16875731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22839186A Pending JPS6384851A (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | 倣い制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6384851A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6657156B2 (en) | 2000-12-28 | 2003-12-02 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Laser welding method and laser welding apparatus |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60240372A (ja) * | 1984-05-15 | 1985-11-29 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | ト−チのマ−キング倣い方法 |
-
1986
- 1986-09-29 JP JP22839186A patent/JPS6384851A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60240372A (ja) * | 1984-05-15 | 1985-11-29 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | ト−チのマ−キング倣い方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6657156B2 (en) | 2000-12-28 | 2003-12-02 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Laser welding method and laser welding apparatus |
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