JPH09185404A - Robot for welding - Google Patents
Robot for weldingInfo
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- JPH09185404A JPH09185404A JP34281295A JP34281295A JPH09185404A JP H09185404 A JPH09185404 A JP H09185404A JP 34281295 A JP34281295 A JP 34281295A JP 34281295 A JP34281295 A JP 34281295A JP H09185404 A JPH09185404 A JP H09185404A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ティーチングプレ
イバック型溶接用ロボットのセンサによる位置検出に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to position detection by a sensor of a teaching playback type welding robot.
【0002】[0002]
【従来の技術】アーク溶接ロボットによる溶接工程の自
動化は、生産性の向上や溶接品質の均一化を実現する有
効な手段として自動車産業に代表される大量生産現場を
中心に拡大の一途をたどってきた。また、近年の消費者
ニーズの多様化にともなう多品種少量生産形態に対して
も、ロボットによるフレキシブルな生産システムは極め
て有効な手段として大きな期待を集めている。2. Description of the Related Art The automation of welding processes by arc welding robots has been expanding steadily mainly in mass production sites represented by the automobile industry as an effective means for improving productivity and achieving uniform welding quality. It was In addition, a flexible production system using a robot is highly expected as an extremely effective means even for a variety of small-quantity production forms with the diversification of consumer needs in recent years.
【0003】しかしながら、現在稼働している溶接用ロ
ボットのほとんどは、いわゆるティーチングプレイバッ
ク型ロボットであり、多品種少量生産に対応するために
は一台のロボットに対して多くの生産品種に対応する動
作プログラムを教示する必要がある一方、熟練したロボ
ットオペレータが不足している現状から、教示作業の簡
易化による効果的な教示工数の低減策が望まれている。However, most of the welding robots currently in operation are so-called teaching playback type robots, and in order to cope with low-volume production of a wide variety of products, one robot is compatible with many production types. While there is a shortage of skilled robot operators while it is necessary to teach operation programs, effective measures for reducing teaching man-hours by simplifying teaching work are desired.
【0004】その教示工数の効果的低減について、マニ
ピュレータに保持された溶接トーチのトーチ先端部品を
距離検出手段に取り替えて教示させる手段がある。そし
て距離検出手段として非接触距離センサを用い、前記非
接触距離センサをマニピュレータ先端で回転走査させ、
前記非接触距離センサと対象ワークが所定の位置となる
ようマニピュレータが動作することを特徴とした技術
(特再平06−800269号公報)がある。There is a means for effectively reducing the teaching man-hours by replacing the torch tip part of the welding torch held by the manipulator with distance detecting means. And using a non-contact distance sensor as a distance detecting means, the non-contact distance sensor is rotated and scanned at the manipulator tip,
There is a technique (Japanese Patent Laid-Open No. 06-800269) characterized in that a manipulator operates so that the non-contact distance sensor and a target work are at predetermined positions.
【0005】この技術は、非接触距離センサを回転走査
手段で回転させ、マニピュレータと対象ワークとの距離
および回転走査手段に取り付けられた回転位相検出手段
が検出する回転位相より得られる信号データを信号処理
手段で抽出し、この抽出された距離と回転位相データか
ら位置算出手段により、前記マニピュレータ先端に固定
された座標系と対象ワークに設定された座標系との位置
関係を算出し、この算出した位置関係が記憶された所定
の位置関係と一致するように前記マニピュレータの動作
を記憶させ、実際に溶接させる時は非接触距離センサを
溶接トーチに取り替えて、記憶通りに前記マニピュレー
タを動作させる。すなわち、対象ワークに対する所定の
溶接トーチの狙い位置や姿勢で、マニピュレータを動作
させるものである。In this technique, the non-contact distance sensor is rotated by the rotation scanning means, and the signal data obtained from the distance between the manipulator and the target work and the rotation phase detected by the rotation phase detecting means attached to the rotation scanning means are signaled. Extracted by the processing means, by the position calculating means from the extracted distance and rotational phase data, the positional relationship between the coordinate system fixed to the manipulator tip and the coordinate system set on the target work is calculated, and this is calculated. The operation of the manipulator is stored so that the positional relationship matches the stored predetermined positional relationship. When actually welding, the non-contact distance sensor is replaced with a welding torch, and the manipulator is operated as stored. That is, the manipulator is operated at the target position and posture of the predetermined welding torch with respect to the target work.
【0006】また、様々な開先形状の溶接対象ワークに
対しても、所定の溶接トーチの狙い位置や姿勢でマニピ
ュレータを動作させる技術が、本発明者によって提案さ
れている。この技術は、マニピュレータに保持された溶
接トーチのトーチ先端部品を距離検出手段に取り替えて
教示させる手段であり、算出法の異なった位置算出手段
を複数配し、距離検出手段として非接触距離センサを用
い、非接触距離センサを回転走査させ、1回転走査にお
ける信号波形の形状または信号処理手段から抽出される
前記距離と回転位相データおよび予め設定された複数の
対象ワークの開先形状より、位置算出法選択手段によっ
て対象ワークに対して適した位置算出手段を選択し、前
記対象ワークに対する所定の溶接トーチの狙い位置や姿
勢で前記マニピュレータを記憶させ、実際に溶接させる
時は非接触距離センサを溶接トーチに取り替えて、記憶
通りに前記マニピュレータを動作させるものである。The present inventor has proposed a technique of operating the manipulator at a predetermined welding torch target position and posture with respect to various groove-shaped workpieces to be welded. This technique is a means for teaching by teaching the torch tip part of the welding torch held by the manipulator by replacing it with distance detecting means, and disposing a plurality of position calculating means having different calculation methods, and using a non-contact distance sensor as the distance detecting means. The non-contact distance sensor is rotated and scanned, and the position is calculated from the shape of the signal waveform in one rotation scan or the distance and the rotation phase data extracted from the signal processing means and the groove shapes of a plurality of preset target works. The position selecting means suitable for the target work is selected by the method selecting means, the manipulator is stored at the target position and posture of the predetermined welding torch with respect to the target work, and the non-contact distance sensor is welded when actually performing welding. The manipulator is replaced with a torch and the manipulator is operated as memorized.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし一般に、溶接す
る対象ワークの開先角度は一定しておらず様々であり、
対象ワークとの距離が同一であっても、その開先角度に
より信号処理手段から抽出される距離情報が変化してい
た。即ち、開先角度を考慮しない位置算出手段ではマニ
ピュレータと対象ワークとの位置関係を正確に算出でき
ないものであった。However, in general, the groove angle of the work to be welded is not constant and varies,
Even if the distance to the target work is the same, the distance information extracted from the signal processing means changes depending on the groove angle. That is, the position calculation means that does not consider the groove angle cannot accurately calculate the positional relationship between the manipulator and the target work.
【0008】具体的には非接触距離センサが溶接線を倣
っていく途中で、溶接線が前記非接触距離センサの中心
軸とずれた場合、このずれ分を元に戻そうとするが、こ
の時対象ワークの開先角度がせまくなっていれば、前記
ずれ分は実際よりも大きく認識され、非接触距離センサ
が急激な動作をすることになる。しかし、実際のずれ分
はそれより狭いので、急激に動き出した非接触距離セン
サは止まることができず、前記対象ワークにぶつかって
しまい、所定の位置になるような教示を行えない場合が
るあるという問題点があった。Specifically, when the non-contact distance sensor deviates from the central axis of the non-contact distance sensor while the non-contact distance sensor is following the welding line, the deviation is attempted to be restored. If the groove angle of the target work is narrow, the deviation is recognized as larger than it actually is, and the non-contact distance sensor makes a sudden operation. However, since the actual deviation is narrower than that, the non-contact distance sensor that starts to move suddenly cannot stop and collides with the target work, so that it may not be possible to perform teaching so as to reach a predetermined position. There was a problem.
【0009】本発明は、このような従来の課題を解決す
るもので、様々な開先角度のワークに対しても容易に対
応でき、簡便で効果的な教示工数低減が実現できる溶接
用ロボットを提供することを目的とする。The present invention solves such a conventional problem, and provides a welding robot which can easily cope with works having various groove angles and can realize a simple and effective teaching man-hour reduction. The purpose is to provide.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、対象ワークの開先角度を検出する開先
角度検出手段と、前記開先角度データによりマニピュレ
ータと対象ワーク間の位置関係を算出する位置関係算出
手段とを設けることとしている。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a groove angle detecting means for detecting a groove angle of a target work, and a gap between a manipulator and the target work based on the groove angle data. A positional relationship calculating means for calculating the positional relationship is provided.
【0011】そして、このような開先角度データにより
マニピュレータと対象ワークとの位置関係を正確に算出
することができる。Then, the positional relationship between the manipulator and the target work can be accurately calculated from such groove angle data.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】本発明は、溶接トーチを保持する
マニピュレータと、前記マニピュレータと対象ワーク間
の距離を検出する距離検出手段と、前記距離検出手段を
回転走査させる回転走査手段と、前記回転走査手段の回
転位相を検出する回転位相検出手段と、前記距離検出手
段と回転位相検出手段からの信号より前記マニピュレー
タと対象ワーク間の距離の極大・極小点における距離と
回転位相データを出力する信号処理手段と、前記信号処
理手段からの前記距離と回転位相データより前記対象ワ
ークの開先角度を検出する開先角度検出手段と、前記信
号処理手段からのデータにより前記マニピュレータを前
記対象ワークに対し所定の位置となるように制御する制
御手段と、前記開先角度検出手段からの開先角度データ
に基づき前記制御手段によるマニピュレータの制御を補
正する補正手段とを備えたものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention relates to a manipulator for holding a welding torch, a distance detecting means for detecting a distance between the manipulator and a target work, a rotary scanning means for rotationally scanning the distance detecting means, and the rotation. Rotation phase detection means for detecting the rotation phase of the scanning means, and a signal for outputting distance and rotation phase data at the maximum / minimum points of the distance between the manipulator and the target work from the signals from the distance detection means and the rotation phase detection means. A processing means, a groove angle detection means for detecting a groove angle of the target work from the distance and rotation phase data from the signal processing means, and the manipulator to the target work by the data from the signal processing means. Control means for controlling to a predetermined position, and the control based on the groove angle data from the groove angle detecting means. It is obtained by a correction means for correcting the control of the manipulator by stages.
【0013】前記開先角度算出手段の判断基準として、
さらに開先形状記憶手段に記憶された複数の対象ワーク
の開先形状を加えたものがより正確な補正ができる。As a judgment criterion of the groove angle calculating means,
Furthermore, a correction can be made more accurately by adding the groove shapes of a plurality of target works stored in the groove shape storage means.
【0014】また、補正手段として、信号処理手段の出
力データと開先角度検出手段の開先角度データから前記
マニピュレータと対象ワークの位置関係を算出する複数
の位置算出手段と、適切な位置算出手段を選択する位置
算出法選択手段とを備えたことにより、開先角度の違い
による誤認識を防ぎ、前記マニピュレータと対象ワーク
との正確な位置関係を算出することができる。Further, as the correcting means, a plurality of position calculating means for calculating the positional relationship between the manipulator and the target work from the output data of the signal processing means and the groove angle data of the groove angle detecting means, and an appropriate position calculating means. By providing the position calculation method selecting means for selecting, it is possible to prevent erroneous recognition due to a difference in groove angle, and calculate an accurate positional relationship between the manipulator and the target work.
【0015】さらに、異常時に対応するために、距離検
出手段と対象ワークの干渉判定手段を備え、マニピュレ
ータ先端に保持された前記距離検出手段先端の原点に対
してトーチ座標系、対象ワーク上の原点に対してワーク
座標系を考慮することにより、前記距離検出手段と対象
ワークとの位置関係を算出し、前記距離検出手段と対象
ワークの干渉を防止したり、干渉する場合には干渉を回
避するようにマニピュレータを動作制御手段にて制御
し、干渉しないように変更された位置の補正量を位置補
正量記憶手段に記憶することができる。Further, in order to cope with an abnormality, a distance detecting means and an interference judging means for the target work are provided, and a torch coordinate system, an origin on the target work is set with respect to the origin of the tip of the distance detecting means held at the tip of the manipulator. In consideration of the work coordinate system, the positional relationship between the distance detecting means and the target work is calculated, and the distance detecting means and the target work are prevented from interfering with each other, or when they interfere with each other, the interference is avoided. As described above, the manipulator is controlled by the operation control unit, and the correction amount of the position changed so as not to interfere can be stored in the position correction amount storage unit.
【0016】そして開先形状記憶手段は複数の対象ワー
クの開先形状を、また位置記憶手段はマニピュレータと
対象ワークとの位置関係を、それぞれ手動で入力設定で
きる。The groove shape storage means can manually input and set the groove shapes of a plurality of target works, and the position storage means can manually input and set the positional relationship between the manipulator and the target work.
【0017】以下本発明の実施の形態について図面を参
照して説明する。 (実施の形態1)図1において、1は垂直多関節型のマ
ニピュレータで、その最先端に溶接トーチ(以下、トー
チと呼ぶ)2が取り付けられている。3は非接触距離セ
ンサ(以下、センサと呼ぶ)で、距離検出手段として用
いられ、トーチ2の中心軸から所定の距離dだけ偏心し
てトーチ2の先端に回転自在に取り付けられている。な
お、センサ3はトーチ2の先端部のトーチ構成部品を外
して、そこにとりつけるようになっている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) In FIG. 1, reference numeral 1 is a vertical multi-joint type manipulator, and a welding torch (hereinafter referred to as a torch) 2 is attached to the tip thereof. A non-contact distance sensor (hereinafter referred to as a sensor) 3 is used as a distance detecting means and is rotatably attached to the tip of the torch 2 while being eccentric by a predetermined distance d from the central axis of the torch 2. It should be noted that the sensor 3 is adapted to be attached to the torch 2 by removing the torch constituent parts at the tip thereof.
【0018】4は回転走査手段で、トーチ2に取り付け
られ、回転駆動源としてモータ(図示せず)を用い、ト
ーチ2の中心軸を回転中心軸として所定の回転径で回転
走査する。5は回転位相検出手段で、トーチ2に取り付
けられ、モータ制御用エンコーダによりマニピュレータ
1の所定の一方向を基準位置として、センサ3の回転位
相を検出する。Reference numeral 4 denotes a rotary scanning means, which is attached to the torch 2, uses a motor (not shown) as a rotary drive source, and rotationally scans at a predetermined rotational diameter with the central axis of the torch 2 as the central axis of rotation. Reference numeral 5 denotes a rotation phase detecting means, which is attached to the torch 2, and detects a rotation phase of the sensor 3 by a motor control encoder with a predetermined one direction of the manipulator 1 as a reference position.
【0019】6は信号処理手段で、センサ3の検出信号
と回転位相検出手段5の検出信号からマニピュレータ1
と対象ワーク(以下、ワークと呼ぶ)9の距離と回転位
相の信号データを得て、そのマニピュレータ1とワーク
9の距離の極大・極小点における距離と回転位相を抽出
する。Reference numeral 6 denotes a signal processing means, which operates the manipulator 1 based on the detection signals of the sensor 3 and the rotational phase detection means 5.
Then, signal data of the distance and the rotation phase of the target work (hereinafter referred to as the work) 9 is obtained, and the distance and the rotation phase at the maximum / minimum points of the distance between the manipulator 1 and the work 9 are extracted.
【0020】以下の各部はワーク9を除いてマニピュレ
ータを制御する制御手段に内蔵されている。The following parts are built in the control means for controlling the manipulator except the work 9.
【0021】7は開先角度検出手段で、信号処理手段6
で抽出された前記距離と回転位相データよりワーク9の
開先角度を検出する。8は位置算出手段で、信号処理手
段6の出力データと開先角度検出手段7の開先角度デー
タの違いにより複数配されており、後述のトーチ座標系
とワーク座標系の位置関係を算出する。12は位置算出
法選択手段で、信号処理手段6の出力データと開先角度
検出手段7の開先角度データにより、最適な位置算出手
段8が選択される。即ち、補正手段として位置算出手段
8と位置算出法選択手段13を構成する。Reference numeral 7 is a groove angle detecting means, which is a signal processing means 6.
The groove angle of the work 9 is detected based on the distance and the rotation phase data extracted in step. Reference numeral 8 denotes a position calculating means, which is arranged in plural depending on the difference between the output data of the signal processing means 6 and the groove angle data of the groove angle detecting means 7, and calculates the positional relationship between the torch coordinate system and the work coordinate system described later. . Reference numeral 12 is a position calculation method selection means, and the optimum position calculation means 8 is selected based on the output data of the signal processing means 6 and the groove angle data of the groove angle detection means 7. That is, the position calculating means 8 and the position calculating method selecting means 13 are configured as the correcting means.
【0022】10は位置記憶手段で、ワーク9に対する
トーチ2の所定の狙い位置や姿勢を後述するトーチ座標
系とワーク座標系の位置関係として、記憶させておく。
11は動作制御手段で、センサ3とワーク9が干渉する
かどうかを判定する干渉判定手段21を有し、センサ3
とワーク9が干渉しないように位置記憶手段10より得
られた所定の位置データを変更すると共に、記憶されて
いた位置データとの差を位置補正量記憶手段(図示せ
ず)に記憶する。また、位置記憶手段10に記憶されて
いる所定の位置データと位置算出手段8により算出され
た位置データとが一致するように、マニピュレータ1を
動作する。A position storage means 10 stores a predetermined target position and posture of the torch 2 with respect to the work 9 as a positional relationship between a torch coordinate system and a work coordinate system, which will be described later.
Reference numeral 11 denotes an operation control unit, which has an interference determination unit 21 that determines whether or not the sensor 3 and the work 9 interfere with each other.
The predetermined position data obtained from the position storage means 10 is changed so that the work 9 does not interfere with the work 9 and the difference from the stored position data is stored in the position correction amount storage means (not shown). Further, the manipulator 1 is operated so that the predetermined position data stored in the position storage means 10 and the position data calculated by the position calculation means 8 match.
【0023】以上のように構成された溶接用ロボットに
ついて、以下その動作を説明する。まず、トーチ2とワ
ーク9の位置関係の基準となるトーチ座標系とワーク座
標系について図2、図3を用いて説明する。The operation of the welding robot constructed as above will be described below. First, a torch coordinate system and a work coordinate system, which serve as a reference for the positional relationship between the torch 2 and the work 9, will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
【0024】図2は、マニピュレータ1に取り付けられ
たトーチ2に設定したトーチ座標系を示す。トーチ座標
系はトーチ2の先端の作用点をトーチ座標系の座標原点
Otとし、トーチ2の中心軸をXt軸とする。Xt軸の
正の方向は図2に矢印で示した(以下説明する各座標軸
の正の方向は図中に矢印で示す)。このXt軸とマニピ
ュレータ1の最先端手首軸の回転中心軸TWとを含む平
面上でXt軸と直交する方向をZt軸とする。そしてX
t軸、Zt軸に直交し、かつ右手系の座標系をなす残り
の軸をYt軸とする。FIG. 2 shows a torch coordinate system set on the torch 2 attached to the manipulator 1. In the torch coordinate system, the action point at the tip of the torch 2 is the coordinate origin Ot of the torch coordinate system, and the central axis of the torch 2 is the Xt axis. The positive direction of the Xt axis is indicated by an arrow in FIG. 2 (the positive direction of each coordinate axis described below is indicated by an arrow in the figure). A direction orthogonal to the Xt axis on a plane including the Xt axis and the rotation center axis TW of the most advanced wrist axis of the manipulator 1 is defined as a Zt axis. And X
The remaining axis that is orthogonal to the t-axis and the Zt-axis and forms a right-handed coordinate system is the Yt-axis.
【0025】図3は、ワーク9上に設定したワーク座標
系を示す。マニピュレータ1がワーク9上の溶接線近傍
に位置決めされた状態で、前記トーチ座標系のXt軸を
延長しワーク9と交差した点をQとし、点Qから溶接線
に下ろした垂線と溶接線の交点をワーク座標系の座標原
点Owとする。この座標原点Owから溶接線の方向をY
w軸とし、ワーク9の開先角度を2等分する方向をXw
軸とする。またXw軸、Yw軸に直交し、かつ右手系の
座標系をなす残りの軸をZw軸とする。Xw軸、Zw軸
はワーク9の向こう側のため、点線で示している。FIG. 3 shows a work coordinate system set on the work 9. In the state where the manipulator 1 is positioned in the vicinity of the welding line on the work 9, the point where the Xt axis of the torch coordinate system is extended and intersects with the work 9 is designated as Q, and the perpendicular line and the welding line dropped from the point Q to the welding line. The intersection is defined as the coordinate origin Ow of the work coordinate system. The direction of the welding line from this coordinate origin Ow is Y
Xw is the direction that divides the groove angle of the workpiece 9 into two equal parts with the w axis.
Axis. Further, the remaining axis that is orthogonal to the Xw axis and the Yw axis and forms the right-handed coordinate system is the Zw axis. Since the Xw axis and the Zw axis are located on the other side of the work 9, they are indicated by dotted lines.
【0026】なおトーチ座標系、ワーク座標系とも右手
系の座標系であり、各軸の正の方向については、右手系
の座標系を成していれば、図2、図3に示す方向に固定
する必要はない。Both the torch coordinate system and the work coordinate system are right-handed coordinate systems, and if the positive direction of each axis is the right-handed coordinate system, the directions shown in FIGS. No need to fix.
【0027】図4は、本発明の実施の形態1のデータの
流れを示したブロック図である。センサ3によって検出
された距離および回転位相検出手段5から得られた回転
位相は、信号処理手段6に入力され、マニピュレータ1
とワーク9間の距離の極大・極小点における距離と回転
位相データに処理され、位相算出法選択手段12と位置
算出手段8と開先角度検出手段7に入力される。FIG. 4 is a block diagram showing a data flow according to the first embodiment of the present invention. The distance detected by the sensor 3 and the rotation phase obtained from the rotation phase detection means 5 are input to the signal processing means 6, and the manipulator 1 is operated.
Is processed into distance and rotation phase data at maximum / minimum points of the distance between the workpiece 9 and the workpiece 9, and is input to the phase calculation method selection means 12, the position calculation means 8 and the groove angle detection means 7.
【0028】位置算出法選択手段12は信号処理手段6
の出力データと、開先角度検出手段7により検出された
ワーク9の開先角度をもとに、適する位置算出手段8を
選択する。選択された位置算出手段8は、信号処理手段
6で抽出された距離と回転位相および開先角度検出手段
7で検出されたワーク9の開先角度により、トーチ座標
系とワーク座標系の位置関係を算出する。The position calculation method selection means 12 is the signal processing means 6
Based on the output data of 1 and the groove angle of the work 9 detected by the groove angle detecting means 7, a suitable position calculating means 8 is selected. The selected position calculating means 8 determines the positional relationship between the torch coordinate system and the work coordinate system according to the distance and the rotation phase extracted by the signal processing means 6 and the groove angle of the workpiece 9 detected by the groove angle detecting means 7. To calculate.
【0029】位置算出手段8で算出された位置データ
は、位置記憶手段10に記憶されている所定の位置デー
タとともに動作制御手段11に入力され、算出された位
置データが所定の位置データと一致するようにマニピュ
レータ1を動作させる。この時、干渉判定手段21によ
ってセンサ3をワーク9に干渉させないように動作させ
る。The position data calculated by the position calculation means 8 is input to the operation control means 11 together with the predetermined position data stored in the position storage means 10, and the calculated position data matches the predetermined position data. The manipulator 1 is operated as described above. At this time, the interference determination means 21 operates the sensor 3 so as not to interfere with the work 9.
【0030】次に、位置算出手段8によるトーチ座標系
とワーク座標系の位置関係の具体的な算出について図面
を参照しながら説明する。Next, the specific calculation of the positional relationship between the torch coordinate system and the work coordinate system by the position calculating means 8 will be described with reference to the drawings.
【0031】まず、図5にワーク9がT字継手開先形状
(開先角度90度)でトーチ座標系とワーク座標系が一
致した場合の模式図を示す。図5において、センサ3が
回転走査手段4(図示せず)によりXt軸を回転中心と
して半時計回りに回転しながらワーク9までのXt軸方
向の距離(図中の矢印の長さ)を連続的に検出してい
く。センサによって図5のように矢印が一定方向でない
場合があるが、ここでは矢印は単に矢印方向の距離を検
出しているということを示しているにすぎないとして、
以下説明する。検出の間、回転位相検出手段5によって
センサ3の回転位相が同時に検出され、図6に示すよう
な信号データが得られる。First, FIG. 5 shows a schematic view in the case where the work 9 has a T-shaped joint groove shape (a groove angle of 90 degrees) and the torch coordinate system and the work coordinate system coincide with each other. In FIG. 5, the sensor 3 is rotated counterclockwise about the Xt axis by the rotary scanning means 4 (not shown) while continuing the distance in the Xt axis direction (the length of the arrow in the figure) to the work 9. Will be detected. Depending on the sensor, the arrow may not be in a fixed direction as shown in FIG. 5, but here, the arrow merely indicates that the distance in the arrow direction is detected.
This will be described below. During the detection, the rotational phase of the sensor 3 is simultaneously detected by the rotational phase detecting means 5, and the signal data as shown in FIG. 6 is obtained.
【0032】図6の縦軸はセンサ3で測定したワーク9
までの距離であり、横軸は回転位相検出手段5より得ら
れたセンサ3の回転位相である。この信号データは、ト
ーチ座標系とワーク座標系の位置関係に応じて変化する
ので、この信号データの変化を検出することによりトー
チ座標系とワーク座標系の位置関係を知ることができ
る。The vertical axis of FIG. 6 indicates the workpiece 9 measured by the sensor 3.
And the horizontal axis is the rotation phase of the sensor 3 obtained by the rotation phase detecting means 5. Since this signal data changes according to the positional relationship between the torch coordinate system and the work coordinate system, the positional relationship between the torch coordinate system and the work coordinate system can be known by detecting the change in this signal data.
【0033】ここで前記距離の極大・極小点について、
図5から明らかなように、極大点はワーク9の溶接線上
の前後にあり、この特徴点をF,Bとする。また、極小
点はワーク9の左右の面とXt−Zt平面が交差する位
置にあり、この左右の特徴点をL、Rとする。信号処理
手段6は、センサ3によって測定された距離および回転
位相検出手段5の位相から、特徴点F、B、L、R毎の
距離と回転位相を抽出する。Here, regarding the maximum and minimum points of the distance,
As is clear from FIG. 5, the maximum points are located before and after the welding line of the work 9, and these characteristic points are designated as F and B. The minimum point is located at a position where the left and right surfaces of the work 9 intersect the Xt-Zt plane, and the left and right characteristic points are L and R. The signal processing unit 6 extracts the distance and the rotation phase for each of the characteristic points F, B, L, and R from the distance measured by the sensor 3 and the phase of the rotation phase detection unit 5.
【0034】図7は、ワーク9の開先角度が60度の場
合を示す。この時得られる信号データを図8に示し、各
極大・極小点をF1、B1、L1、R1とする。また図
8中の破線は、図7に示したトーチ座標系とワーク座標
系が一致した開先角度90度の場合の信号である。FIG. 7 shows the case where the groove angle of the work 9 is 60 degrees. The signal data obtained at this time is shown in FIG. 8, and the maximum and minimum points are designated as F1, B1, L1, and R1. Further, the broken line in FIG. 8 is a signal when the groove angle is 90 degrees in which the torch coordinate system and the work coordinate system shown in FIG. 7 coincide.
【0035】図8から明らかなように、開先角度が変化
した場合F1とB1の距離の平均値とL1とR1の距離
の平均値との差が変化するので、この差の値を用いるこ
とにより開先角度を検出することができる。図7、図8
においてF1とB1の距離の平均値とL1とR1の平均
値をそれぞれLa、Lbとすると、その差Lは(数1)
により算出される。As is apparent from FIG. 8, when the groove angle changes, the difference between the average value of the distances F1 and B1 and the average value of the distances L1 and R1 changes. Therefore, use this difference value. Thus, the groove angle can be detected. 7 and 8
If the average value of the distance between F1 and B1 and the average value of L1 and R1 are La and Lb, respectively, the difference L is (Equation 1)
Is calculated by
【0036】[0036]
【数1】 [Equation 1]
【0037】Lにおけるセンサ3の回転半径をrとし、
開先角度をθとするとL、r、θ/2による直角三角形
から(数2)が成り立つ。Let r be the radius of gyration of the sensor 3 at L,
When the groove angle is θ, (Equation 2) is established from a right-angled triangle defined by L, r, and θ / 2.
【0038】[0038]
【数2】 [Equation 2]
【0039】よって、求める開先角度θは(数3)で示
される。Therefore, the groove angle θ to be obtained is represented by (Equation 3).
【0040】[0040]
【数3】 (Equation 3)
【0041】図9は開先角度が60度のワーク9でZt
方向にずれZ0を生じた場合を示す。この時得られる信
号データを図10に示した。この時の各極大・極小点を
F2、B2、L2、R2とする。また、図10中の破線
は開先角度90度のワーク9においてZt方向にずれZ
0を生じた場合に得られる信号データである。この時の
各極大・極小点をFz、Bz、Lz、Rzととする。FIG. 9 shows a work 9 having a groove angle of 60 degrees and Zt.
The case where a shift Z0 occurs in the direction is shown. The signal data obtained at this time is shown in FIG. The maximum and minimum points at this time are defined as F2, B2, L2, and R2. Further, the broken line in FIG. 10 shifts in the Zt direction in the work 9 having a groove angle of 90 degrees Z
This is signal data obtained when 0 is generated. The maximum and minimum points at this time are defined as Fz, Bz, Lz, and Rz.
【0042】従来、Zt方向のずれはLzとRzの距離
の差から算出することが可能であったが、開先角度が異
なる場合、同一の算出方法で算出すると同じZ0のずれ
に対し、異なるずれ量を算出する結果となる。例えば、
開先角度が90度の場合のずれZ0はLZとRZの距離
差として(数4)で表されるが、開先角度が60度の場
合、ずれZ0は(数5)で示される。Conventionally, the shift in the Zt direction can be calculated from the difference in the distance between Lz and Rz. However, when the groove angles are different, if the same calculation method is used, the same Z0 shift will be obtained. This is the result of calculating the shift amount. For example,
The deviation Z0 when the groove angle is 90 degrees is represented by (Equation 4) as the distance difference between LZ and RZ, but when the groove angle is 60 degrees, the deviation Z0 is represented by (Equation 5).
【0043】[0043]
【数4】 (Equation 4)
【0044】[0044]
【数5】 (Equation 5)
【0045】したがって開先角度検出手段7で検出され
た角度を用いて距離の差を補正することにより、異なる
開先角度を持ったワーク9においても、同一のずれ量Z
0に対し同一の算出値Z0を求めることができる。Therefore, by correcting the difference in distance by using the angle detected by the groove angle detecting means 7, even in the works 9 having different groove angles, the same deviation amount Z can be obtained.
The same calculated value Z0 for 0 can be obtained.
【0046】次に動作制御手段11の干渉判定手段21
におけるセンサ3とワーク9との干渉について述べる。Next, the interference determination means 21 of the operation control means 11
The interference between the sensor 3 and the work 9 in 1 will be described.
【0047】図11は開先角度データのワーク9と回転
走査直径φのセンサ3との干渉を示した図である。FIG. 11 is a view showing interference between the work 9 having the groove angle data and the sensor 3 having the rotational scanning diameter φ.
【0048】図11から考察できるように、センサ3と
ワーク9との干渉の有無は既知の回転走査径と位置記憶
手段10により記憶された位置データと開先角度検出手
段7で検出された開先角度データに基づき、前記のずれ
量の算出と同様にして判定することができる。また同時
に干渉回避に最低必要な位置の補正量も算出することが
できる。As can be considered from FIG. 11, presence / absence of interference between the sensor 3 and the work 9 is determined by the known rotational scanning diameter, the position data stored by the position storage means 10, and the opening angle detected by the groove angle detection means 7. Based on the tip angle data, it can be determined in the same manner as the above-described calculation of the shift amount. At the same time, it is possible to calculate the minimum correction amount of the position required to avoid interference.
【0049】なおセンサ3とワーク9との干渉を判定す
る干渉判定手段21と位置補正量の算出法は動作制御手
段11の特徴として備える必要はなく、干渉判定手段2
1と干渉を避けるために必要な位置補正量の算出手段を
新たに有して判定することを特徴として、備えても同一
の効果が得られる。The interference determination means 21 for determining the interference between the sensor 3 and the work 9 and the method for calculating the position correction amount need not be provided as the features of the operation control means 11, and the interference determination means 2
The same effect can be obtained even if it is provided with a feature that the position correction amount calculation means necessary to avoid interference with 1 is newly provided.
【0050】動作制御手段11は、干渉回避に要する位
置の補正量を位置補正量記憶手段(図示せず)に記憶
し、実際に溶接する場合はセンサ3を溶接トーチの先端
から外し、トーチ構成部品と取り替え、前記補正量を設
定された位置に補正してマニピュレータ1を制御する。
記憶された位置におけるマニピュレータ1の位置データ
が必要な際は、位置補正量記憶手段(図示せず)に記憶
されてる補正量をもとに、マニピュレータ1の位置デー
タを補正することにより、容易に得ることができる。The operation control means 11 stores the correction amount of the position required for avoiding interference in the position correction amount storage means (not shown). When actually welding, the sensor 3 is removed from the tip of the welding torch, and the torch structure is formed. The manipulator 1 is controlled by replacing it with a component and correcting the correction amount to a set position.
When the position data of the manipulator 1 at the stored position is necessary, it is easy to correct the position data of the manipulator 1 based on the correction amount stored in the position correction amount storage means (not shown). Obtainable.
【0051】以上のように、開先角度データを考慮した
ことにより、様々な開先角度のワークに対しても、マニ
ピュレータとの位置関係を正確に算出できる。As described above, by considering the groove angle data, the positional relationship with the manipulator can be accurately calculated even for works with various groove angles.
【0052】また、干渉判定手段21を設けることによ
り、前記センサ3とワーク9との干渉を防止し、さらに
前記センサ3とワーク9とが干渉しないよう教示するこ
とができる。Further, by providing the interference determining means 21, it is possible to prevent the interference between the sensor 3 and the work 9 and to teach that the sensor 3 and the work 9 do not interfere with each other.
【0053】(実施の形態2)図12において、図1と
同じ符号については同一表現する。(Embodiment 2) In FIG. 12, the same symbols as those in FIG.
【0054】図12において、1は垂直多関節型のマニ
ピュレータで、その最先端に溶接トーチ(以下、トーチ
と呼ぶ)2が取り付けられている。3は非接触距離セン
サ(以下、センサと呼ぶ)で、距離検出手段として用い
られ、トーチ2の中心軸から所定の距離dだけ偏心して
トーチ2の先端に回転自在に取り付けられている。な
お、センサ3はトーチ2の先端部を外して、そこに取り
付けるようになっている。In FIG. 12, reference numeral 1 is a vertical articulated manipulator, and a welding torch (hereinafter referred to as a torch) 2 is attached to the tip of the manipulator. A non-contact distance sensor (hereinafter referred to as a sensor) 3 is used as a distance detecting means and is rotatably attached to the tip of the torch 2 while being eccentric by a predetermined distance d from the central axis of the torch 2. The sensor 3 is designed to be attached to the tip of the torch 2 by removing it.
【0055】4は回転走査手段で、トーチ2に取り付け
られ、回転駆動源としてモータ(図示せず)を用い、ト
ーチ2の中心軸を回転中心軸として所定の回転径で回転
走査する。5は回転位相検出手段で、トーチ2に取り付
けられ、モータ制御用エンコーダによりマニピュレータ
1の所定の一方向を基準位置として、センサ3の回転位
相を検出する。Reference numeral 4 denotes a rotary scanning means, which is attached to the torch 2, uses a motor (not shown) as a rotary drive source, and rotationally scans at a predetermined rotational diameter with the central axis of the torch 2 as the central axis of rotation. Reference numeral 5 denotes a rotation phase detecting means, which is attached to the torch 2, and detects a rotation phase of the sensor 3 by a motor control encoder with a predetermined one direction of the manipulator 1 as a reference position.
【0056】6は信号処理手段で、センサ3の検出信号
と回転位相検出手段5の検出信号からマニピュレータ1
と対象ワーク(以下、ワークと呼ぶ)9の距離と回転位
相の信号データを得て、そのマニピュレータ1とワーク
9の距離の極大・極小点における距離と回転位相を抽出
する。Reference numeral 6 denotes a signal processing means, which operates the manipulator 1 based on the detection signals of the sensor 3 and the rotational phase detection means 5.
Then, signal data of the distance and the rotation phase of the target work (hereinafter referred to as the work) 9 is obtained, and the distance and the rotation phase at the maximum / minimum points of the distance between the manipulator 1 and the work 9 are extracted.
【0057】以下の各部はワーク9を除いてマニピュレ
ータを制御する制御手段に内蔵されている。The following parts are built in the control means for controlling the manipulator except the work 9.
【0058】13は開先形状記憶手段で、角継手やT字
継手など種々の開先形状が記憶去れている。20は開先
角度検出手段で、信号処理手段6で抽出された前記距離
と回転位相データよりワーク9の開先角度を検出する。
8は位置算出手段で、信号処理手段6の出力データと開
先形状検出手段13の開先形状および開先角度検出手段
20の開先角度データの違いにより複数配されており、
トーチ座標系とワーク座標系の位置関係を算出する。1
2は位置算出法選択手段で、信号処理手段6の出力デー
タと開先形状記憶手段13の開先形状データおよび開先
角度検出手段20の開先角度データにより、最適な位置
算出手段8が選択される。即ち、補正手段として位置算
出手段8と位置算出法選択手段13を構成する。Reference numeral 13 denotes a groove shape memory means, which stores various groove shapes such as a corner joint and a T-shaped joint. Reference numeral 20 is a groove angle detecting means for detecting the groove angle of the work 9 from the distance and the rotation phase data extracted by the signal processing means 6.
Reference numeral 8 denotes a position calculating means, which is arranged in plural depending on the difference between the output data of the signal processing means 6, the groove shape of the groove shape detecting means 13 and the groove angle data of the groove angle detecting means 20,
Calculate the positional relationship between the torch coordinate system and the work coordinate system. 1
Reference numeral 2 denotes a position calculation method selection means, which selects the optimum position calculation means 8 based on the output data of the signal processing means 6, the groove shape data of the groove shape storage means 13 and the groove angle data of the groove angle detection means 20. To be done. That is, the position calculating means 8 and the position calculating method selecting means 13 are configured as the correcting means.
【0059】10は位置記憶手段で、ワーク9に対する
トーチ2の所定の狙い位置や姿勢をトーチ座標系とワー
ク座標系の位置関係として、記憶させておく。11は動
作制御手段で、センサ3とワーク9が干渉するかどうか
を干渉判定手段21で判定し、センサ3とワーク9が干
渉しないように位置記憶手段10より得られた所定の位
置を変更すると共に、記憶されていた位置との差を位置
補正量記憶手段(図示せず)に記憶する。また、位置記
憶手段10に記憶されている所定の位置と位置算出手段
8により算出された位置とが一致するように、マニピュ
レータ1を動作する。A position storage means 10 stores a predetermined target position and posture of the torch 2 with respect to the work 9 as a positional relationship between the torch coordinate system and the work coordinate system. Reference numeral 11 denotes an operation control means, and the interference determination means 21 determines whether or not the sensor 3 and the work 9 interfere with each other, and changes a predetermined position obtained from the position storage means 10 so that the sensor 3 and the work 9 do not interfere with each other. At the same time, the difference from the stored position is stored in the position correction amount storage means (not shown). Further, the manipulator 1 is operated so that the predetermined position stored in the position storage means 10 and the position calculated by the position calculation means 8 match.
【0060】以上のように構成された溶接用ロボットに
ついて、その動作を説明する。まず、トーチ2とワーク
9の位置関係の基準となるトーチ座標系とワーク座標系
については実施例1の図2、図3を用いた説明と同一な
ためここでは省略する。The operation of the welding robot constructed as described above will be described. First, the torch coordinate system and the work coordinate system, which serve as the reference for the positional relationship between the torch 2 and the work 9, are the same as those described in the first embodiment with reference to FIGS.
【0061】図13は、本発明の実施の形態2のデータ
の流れを示したブロック図である。センサ3によって検
出された距離および回転位相検出手段5から得られた回
転位相データは、信号処理手段6に入力され、マニピュ
レータ1とワーク9間の距離の極大・極小点における距
離と回転位相に処理され、位置算出法選択手段12と位
置算出手段8と開先形状記憶手段13と開先角度検出手
段20に入力される。FIG. 13 is a block diagram showing a data flow according to the second embodiment of the present invention. The distance detected by the sensor 3 and the rotation phase data obtained from the rotation phase detecting means 5 are input to the signal processing means 6 and processed into the distance and the rotation phase at the maximum / minimum points of the distance between the manipulator 1 and the work 9. Then, it is input to the position calculation method selection means 12, the position calculation means 8, the groove shape storage means 13, and the groove angle detection means 20.
【0062】位置算出法選択手段12は信号処理手段6
の出力データと、開先形状記憶手段13に記憶された開
先形状と、開先角度検出手段20により検出されたワー
ク9の開先角度をもとに、適する位置算出手段8を選択
する。選択された位置算出手段8は、信号処理手段6で
抽出された距離と回転位相と開先形状記憶手段13のワ
ーク9の開先形状および開先角度検出手段20で検出さ
れたワーク9の開先角度により、トーチ座標系とワーク
座標系の位置関係を算出する。The position calculation method selection means 12 is the signal processing means 6
A suitable position calculating means 8 is selected on the basis of the output data of 1), the groove shape stored in the groove shape storage means 13, and the groove angle of the workpiece 9 detected by the groove angle detecting means 20. The selected position calculating means 8 opens the work 9 detected by the groove shape and the groove angle detecting means 20 of the work 9 stored in the groove shape storing means 13, the distance and the rotation phase extracted by the signal processing means 6. The positional relationship between the torch coordinate system and the work coordinate system is calculated from the tip angle.
【0063】位置算出手段8で算出された位置は、位置
記憶手段10に記憶されている所望の位置とともに動作
制御手段11に入力され、算出された位置データが所定
の位置データと一致するようにマニピュレータ1を動作
させる。この時、干渉判定手段21によってセンサ3を
ワーク9に干渉させないように動作させる。The position calculated by the position calculation means 8 is input to the operation control means 11 together with the desired position stored in the position storage means 10 so that the calculated position data matches the predetermined position data. The manipulator 1 is operated. At this time, the interference determination means 21 operates the sensor 3 so as not to interfere with the work 9.
【0064】次に、位置算出手段8によるトーチ座標系
とワーク座標系の位置関係の具体的な算出については実
施例1で図5から図10を用いて説明しているものと同
じであるため、ここでの説明は省略する。Next, the specific calculation of the positional relationship between the torch coordinate system and the work coordinate system by the position calculating means 8 is the same as that described in the first embodiment with reference to FIGS. 5 to 10. The description here is omitted.
【0065】また、動作制御手段11の干渉判定手段2
1におけるセンサ3とワーク9との干渉についても、実
施例1で図11を用いて説明しているものと同じである
ため、ここでの説明は省略する。Further, the interference determination means 2 of the operation control means 11
The interference between the sensor 3 and the workpiece 9 in 1 is also the same as that described in the first embodiment with reference to FIG. 11, and thus the description thereof is omitted here.
【0066】以上のように、特にワーク9の開先形状を
考慮した開先角度データにより、様々な開先角度のワー
クに対しても、マニピュレータとの位置関係を正確に算
出できる。As described above, the positional relationship with the manipulator can be accurately calculated even for works with various groove angles by using the groove angle data in which the groove shape of the work 9 is taken into consideration.
【0067】また、干渉判定手段21を設けるとこによ
り、前記センサ3とワーク9との干渉を防止し、さらに
前記センサ3とワーク9とが干渉しないよう教示するこ
とができる。By providing the interference determining means 21, it is possible to teach that the sensor 3 and the work 9 are prevented from interfering with each other and that the sensor 3 and the work 9 do not interfere with each other.
【0068】なお本実施の形態では、距離検出手段とし
て連続点データが検出できる非接触距離センサを用いて
説明したが、レーザセンサのような不連続点データにつ
いても同様に処理できる。Although the non-contact distance sensor capable of detecting continuous point data is used as the distance detecting means in the present embodiment, discontinuous point data such as a laser sensor can be processed in the same manner.
【0069】また,距離検出手段を溶接トーチの一部品
と取り替える手段で説明したが、溶接トーチ一式を取り
替える手段でもよい。Also, the distance detecting means has been described as a means for exchanging one part of the welding torch, but a means for exchanging the complete welding torch may be used.
【0070】このことにより、前記距離検出手段を広範
囲に選択することができる効果がある。This has the effect that the distance detecting means can be selected over a wide range.
【0071】[0071]
【発明の効果】以上のように本発明は、距離検出手段を
マニピュレータに保持された溶接トーチの一部分に取付
けるか或は溶接トーチのかわりに取り付けるかして前記
距離検出手段を回転走査させ、その回転走査における連
続点信号または不連続点信号データから信号処理手段で
抽出される前記マニピュレータと対象ワーク間の距離と
回転位相データから前記マニピュレータを前記対象ワー
クの所定の位置になるよう制御する手段を設け、前記距
離や回転位相データから開先角度検出手段により対象ワ
ークの開先角度を容易に知ることができ、検出された開
先角度より前記制御手段によるマニピュレータの制御を
補正する補正手段を備えたことにより、複数の対象ワー
クの開先角度に対しても容易に対応できる。As described above, according to the present invention, the distance detecting means is attached to a part of the welding torch held by the manipulator or is attached instead of the welding torch, and the distance detecting means is rotationally scanned. A means for controlling the manipulator to a predetermined position of the target work from the distance and rotation phase data between the manipulator and the target work extracted by the signal processing means from the continuous point signal or the discontinuous point signal data in the rotary scanning. Provided with a correcting means for easily controlling the groove angle of the target work by the groove angle detecting means from the distance and the rotation phase data, and correcting the control of the manipulator by the control means from the detected groove angle. Therefore, it is possible to easily deal with the groove angles of a plurality of target works.
【0072】また、開先角度検出手段により検出された
開先角度より、距離検出手段と対象ワークとの干渉をチ
ェックすることができるため、前記距離検出手段と対象
ワークとの干渉を防ぐことができ、前記距離検出手段と
対象ワークが干渉する場合は、位置を補正することによ
り、干渉を回避しながら動作することができるととも
に、補正した位置の補正量によりロボットの位置を補正
することにより、所定の位置を保った状態でロボットの
位置を得ることが容易にでき、対象ワークとの干渉によ
る作業効率の低下や作業工数の増加を防ぐことができ
る。Further, since the interference between the distance detecting means and the target work can be checked from the groove angle detected by the groove angle detecting means, the interference between the distance detecting means and the target work can be prevented. If the distance detection means and the target work interfere with each other, it is possible to operate while avoiding the interference by correcting the position, and by correcting the position of the robot by the correction amount of the corrected position, It is possible to easily obtain the position of the robot while maintaining the predetermined position, and it is possible to prevent a decrease in work efficiency and an increase in work man-hours due to interference with the target work.
【図1】本発明の実施の形態1の全体構成を示す外観図FIG. 1 is an external view showing an overall configuration of a first embodiment of the present invention.
【図2】第1の座標系の説明図FIG. 2 is an explanatory diagram of a first coordinate system.
【図3】第2の座標系の説明図FIG. 3 is an explanatory diagram of a second coordinate system.
【図4】本発明の実施の形態1を示すブロック図FIG. 4 is a block diagram showing the first embodiment of the present invention.
【図5】開先角度90度のワークでトーチ座標系とワー
ク座標系が一致した場合の模式図FIG. 5 is a schematic diagram when the torch coordinate system and the workpiece coordinate system match for a workpiece with a groove angle of 90 degrees.
【図6】開先角度90度のワークでトーチ座標系とワー
ク座標系が一致した場合の信号波形図FIG. 6 is a signal waveform diagram when the torch coordinate system and the workpiece coordinate system match for a workpiece with a groove angle of 90 degrees.
【図7】開先角度60度のワークでトーチ座標系とワー
ク座標系が一致した場合の模式図FIG. 7 is a schematic diagram when the torch coordinate system and the workpiece coordinate system match for a workpiece with a groove angle of 60 degrees.
【図8】開先角度60度のワークでトーチ座標系とワー
ク座標系が一致した場合の信号波形図FIG. 8 is a signal waveform diagram when the torch coordinate system and the workpiece coordinate system match for a workpiece with a groove angle of 60 degrees.
【図9】開先角度60度のワークでトーチ座標系とワー
ク座標系がZt方向にずれた場合の模式図FIG. 9 is a schematic diagram when the torch coordinate system and the workpiece coordinate system are deviated in the Zt direction in a workpiece with a groove angle of 60 degrees.
【図10】開先角度60度のワークでトーチ座標系とワ
ーク座標系がZt方向にずれた場合の信号波形図FIG. 10 is a signal waveform diagram when the torch coordinate system and the work coordinate system are deviated in the Zt direction in a work with a groove angle of 60 degrees.
【図11】開先角度θのワークと非接触距離センサとの
干渉を示した図FIG. 11 is a diagram showing interference between a workpiece having a groove angle θ and a non-contact distance sensor.
【図12】本発明の実施の形態2の全体構成を示す外観
図FIG. 12 is an external view showing the overall configuration of the second embodiment of the present invention.
【図13】本発明の実施の形態2を示すブロック図FIG. 13 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
1 マニピュレータ 2 溶接トーチ 3 距離検出手段(非接触距離センサ) 4 回転走査手段 5 回転位相検出手段 6 信号処理手段 7 開先角度検出手段 8 位置算出手段 9 対象ワーク 10 位置記憶手段 11 動作制御手段 12 位置算出法選択手段 13 開先形状記憶手段 20 開先角度算出手段 21 干渉判定手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Manipulator 2 Welding torch 3 Distance detection means (non-contact distance sensor) 4 Rotation scanning means 5 Rotation phase detection means 6 Signal processing means 7 Groove angle detection means 8 Position calculation means 9 Target work piece 10 Position storage means 11 Operation control means 12 Position calculation method selection means 13 Groove shape storage means 20 Groove angle calculation means 21 Interference determination means
Claims (8)
と、前記マニピュレータと対象ワーク間の距離を検出す
る距離検出手段と、前記距離検出手段を回転走査させる
回転走査手段と、前記回転走査手段の回転位相を検出す
る回転位相検出手段と、前記距離検出手段と回転位相検
出手段からの信号より前記マニピュレータと対象ワーク
間の距離の極大・極小点における距離と回転位相データ
を出力する信号処理手段と、前記信号処理手段からの前
記距離と回転位相データより前記対象ワークの開先角度
を検出する開先角度検出手段と、前記信号処理手段から
のデータにより前記マニピュレータを前記対象ワークに
対し所定の位置となるように制御する動作制御手段と、
前記開先角度検出手段からの開先角度データに基づき前
記動作制御手段によるマニピュレータの制御を補正する
補正手段とを備えた溶接用ロボット。1. A manipulator for holding a welding torch, a distance detecting means for detecting a distance between the manipulator and a target work, a rotary scanning means for rotationally scanning the distance detecting means, and a rotational phase of the rotary scanning means. Rotation phase detection means for detecting, signal processing means for outputting rotation phase data and distance at the maximum / minimum point of the distance between the manipulator and the target work from the signals from the distance detection means and the rotation phase detection means, and the signal The groove angle detection means for detecting the groove angle of the target work from the distance and the rotation phase data from the processing means, and the data from the signal processing means to position the manipulator at a predetermined position with respect to the target work. Motion control means for controlling
A welding robot comprising: a correction unit that corrects the control of the manipulator by the operation control unit based on the groove angle data from the groove angle detection unit.
の開先形状を記憶している開先形状記憶手段のデータと
信号処理手段の距離と回転位相データより前記対象ワー
クの開先角度を検出する請求項1記載の溶接用ロボッ
ト。2. The groove angle detecting means detects the groove angle of the target work from the data of the groove shape storing means that stores the groove shapes of a plurality of target works, the distance of the signal processing means, and the rotation phase data. The welding robot according to claim 1, wherein
と開先角度検出手段の開先角度データからマニピュレー
タと対象ワークの位置関係を算出する複数の位置算出手
段と、前記位置算出手段と同一の入力データによって適
切な位置算出手段を選択する位置算出法選択手段とを備
えた請求項1記載または請求項2記載の溶接用ロボッ
ト。3. The correction means is the same as the plurality of position calculation means for calculating the positional relationship between the manipulator and the target work from the output data of the signal processing means and the groove angle data of the groove angle detection means. The welding robot according to claim 1 or 2, further comprising: a position calculation method selection unit that selects an appropriate position calculation unit according to the input data.
トーチ先端の作用点を原点とし、前記溶接トーチの中心
軸を座標軸とするトーチ座標系を有し、前記マニピュレ
ータが対象ワーク上の溶接線近傍に位置決めされた状態
で、前記トーチ座標系の座標軸の延長線が、前記対象ワ
ークと交差した点から溶接線に下ろした垂線と溶接線の
交点を原点とするワーク座標系を有し、前記マニピュレ
ータと対象ワークとの位置を記憶する位置記憶手段を備
え、開先角度検出手段により検出された開先角度と前記
位置記憶手段に記憶された位置より、距離検出手段と対
象ワークとが干渉するか否かを判定する干渉判定手段を
備えた請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の溶
接用ロボット。4. A torch coordinate system having a working point of a tip of a welding torch held at a tip of a manipulator as an origin and having a central axis of the welding torch as a coordinate axis, the manipulator being near a welding line on a target work. In the positioned state, the extension line of the coordinate axis of the torch coordinate system has a work coordinate system whose origin is an intersection of a perpendicular and a welding line drawn from a point intersecting the target work to a welding line, and the manipulator. A position storage unit for storing the position of the target work is provided, and whether or not the distance detection unit and the target work interfere with each other based on the groove angle detected by the groove angle detection unit and the position stored in the position storage unit. The welding robot according to any one of claims 1 to 3, further comprising: an interference determination unit that determines whether the welding robot is used.
ワークとが干渉の可能性があると判定された場合、干渉
を回避するようにマニピュレータを動作制御手段にて制
御する請求項4記載の溶接用ロボット。5. The welding according to claim 4, wherein when the interference determination means determines that the distance detection means and the target work may interfere with each other, the manipulator is controlled by the operation control means so as to avoid the interference. Robot.
量を記憶する位置補正量記憶手段を備えた請求項5記載
の溶接用ロボット。6. The welding robot according to claim 5, further comprising position correction amount storage means for storing the correction amount of the position changed so as not to interfere.
の形状を手動で入力設定可能とした請求項2から請求項
6のいずれか1項に記載の溶接用ロボット。7. The welding robot according to claim 2, wherein the groove shape storage means is capable of manually inputting and setting the shapes of a plurality of target works.
ワークの位置関係を手動で入力設定可能とした請求項4
から請求項7のいずれか1項に記載の溶接用ロボット。8. The position storage means is capable of manually inputting and setting the positional relationship between the manipulator and the target work.
The welding robot according to any one of claims 1 to 7.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34281295A JPH09185404A (en) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | Robot for welding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34281295A JPH09185404A (en) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | Robot for welding |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09185404A true JPH09185404A (en) | 1997-07-15 |
Family
ID=18356684
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34281295A Pending JPH09185404A (en) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | Robot for welding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09185404A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112790952A (en) * | 2019-11-14 | 2021-05-14 | 纬创资通股份有限公司 | Control method and electric walker |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP34281295A patent/JPH09185404A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN112790952A (en) * | 2019-11-14 | 2021-05-14 | 纬创资通股份有限公司 | Control method and electric walker |
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