【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、ロボットの手首部に設けた工具を２つの工
作物の境界に沿って移動させ、工作物に溶接等の加工を
行うようにした工業用ロボットに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention is to move a tool provided on a wrist of a robot along a boundary between two workpieces to perform processing such as welding on the workpiece. Related to industrial robots.
＜従来の技術＞ 従来、例えば２つの工作物の境界線を溶接する工業用
ロボット（以下、ロボットという）においては、予めテ
ィーチングされた境界線に沿ってトーチを移動させ溶接
を行っている。<Conventional technology> Conventionally, for example, in an industrial robot (hereinafter, referred to as a robot) that welds a boundary between two workpieces, welding is performed by moving a torch along a boundary that has been taught in advance.
また、この境界線に沿ってトーチを移動させる際に
は、第６図（ａ）に示すように、トーチＴから所定量突
出したワイヤＷの先端部Ｓを図中→→→と順に
移動（ただし、この移動のうちとは早送り）させ、
第６図（ｂ）に示すように、ワイヤＷと工作物W1,W2が
接触する位置（境界線Ｌに対して直角に交わるＸ方向と
高さ方向Ｚの位置）を検出して実際の開始点Paを検出
し、この実際の開始点Paとティーチングした開始点Poの
ずれを判定し、溶接の開始点の検出を行っている。When the torch is moved along the boundary, as shown in FIG. 6 (a), the distal end portion S of the wire W protruding from the torch T by a predetermined amount is moved in the order of →→→ in the figure ( However, fast-forwarding during this movement)
As shown in FIG. 6B, the position where the wire W comes into contact with the workpieces W1 and W2 (the position in the X direction and the height direction Z perpendicular to the boundary line L) is detected and the actual start is started. The point Pa is detected, the deviation between the actual start point Pa and the teaching start point Po is determined, and the start point of welding is detected.
＜発明が解決しようとする課題＞ かかる従来のものにおいては、Ｘ方向とＺ方向のみの
補正であるので、工作物W1,W2をテーブル上にクランプ
するときのクランプ力や、作業者の工作物W1,W2の置き
方、工作物W1,W2が薄物である場合には工作物自身の歪
み等により、工作物W1,W2が第６図（ｃ）に示すよう
に、ティーチングした開始点PoがＹ方向（境界線Ｌが延
びる方向）にずれた位置Pbとなってしまい、この場合に
おいては溶接開始点が正確に検出できず、溶接不良が発
生する恐れがあった。<Problems to be Solved by the Invention> In such a conventional apparatus, since the correction is performed only in the X direction and the Z direction, the clamping force when the workpieces W1 and W2 are clamped on the table and the workpiece of the operator are corrected. When the workpieces W1 and W2 are placed, and when the workpieces W1 and W2 are thin, due to the distortion of the workpieces themselves, as shown in FIG. The position Pb is shifted in the Y direction (the direction in which the boundary line L extends). In this case, the welding start point cannot be accurately detected, and there is a possibility that poor welding may occur.
＜課題を解決するための手段＞ 本発明は、上述した問題点を解決するためになされた
もので、第１図に示すように、手首部Ｈに設けられ工具
Ｔの進行方向に対して工具Ｔよりも所定量Ｄ先行した位
置に設けられた境界線Ｌと交差する方向にスキャニング
するスキャニングセンサ100と、このスキャニングセン
サ100を予め記憶された工作物W1,W2上部以外の前記境界
線Ｌの延長線Le上のスキャニング開始位置Psに位置決め
する位置決め手段101と、前記スキャニングセンサ100を
このスキャニング開始位置Psから境界線Ｌの延長線Leの
方向かつ境界線Ｌに向かって移動させるセンサ移動手段
102と、このスキャニングセンサ100移動時のスキャニン
グセンサ100の出力から工作物W1,W2の端部でありかつ前
記境界線Ｌの一端となる点を検出しこの点を加工開始点
Poとする加工開始点判定手段103と、この加工開始点判
定手段103により判定された加工開始点Poに基づいて、
２工作物間の加工の際に用いるティーチングデータを加
工開始点Poを始点とするデータに補正するティーチング
データ補正手段104とを設けたものである。<Means for Solving the Problems> The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is provided on a wrist H as shown in FIG. A scanning sensor 100 that scans in a direction intersecting a boundary line L provided at a position ahead of T by a predetermined amount D, and a scanning sensor 100 that scans the scanning sensor 100 with the boundary line L other than the upper part of the workpieces W1 and W2 stored in advance. Positioning means 101 for positioning at the scanning start position Ps on the extension line Le; and sensor moving means for moving the scanning sensor 100 from the scanning start position Ps in the direction of the extension line Le of the boundary line L and toward the boundary line L.
102 and the output of the scanning sensor 100 when the scanning sensor 100 is moved, a point which is an end of the workpiece W1, W2 and which is one end of the boundary line L is detected, and this point is referred to as a machining start point.
Based on the processing start point determination means 103 and the processing start point Po determined by the processing start point determination means 103,
The teaching data correcting means 104 is provided for correcting teaching data used for machining between two workpieces into data starting from the machining start point Po.
＜作用＞ 位置決め手段101によりスキャニングセンサをスキャ
ニング開始位置Psに位置決めし、工具移動手段102によ
り工具Ｔを境界線Ｌの延長線Leの方向かつ境界線Ｌの方
向に移動させ、加工開始点判定手段103により、センシ
ングセンサ100の出力から境界線Ｌの加工開始点Poを判
定し、加工開始位置決定手段104により、工具Ｔがこの
加工開始点Poに位置決めされるように、この加工開始点
Poを工具Ｔの加工開始位置決め点Ptとし、ティーチング
データ補正手段104により、加工開始点判定手段103で判
定した加工開始点Poに基づいて、２工作物間の加工の際
に用いるティーチングデータの加工開始位置決め点Pt
（＝加工開始点Po）を開始点とするティーチングデータ
に補正する。<Operation> The scanning sensor is positioned at the scanning start position Ps by the positioning means 101, and the tool T is moved by the tool moving means 102 in the direction of the extension line Le of the boundary line L and in the direction of the boundary line L. 103, the processing start point Po of the boundary line L is determined from the output of the sensing sensor 100, and the processing start point Po is determined by the processing start position determination means 104 so that the tool T is positioned at the processing start point Po.
Po is defined as the processing start positioning point Pt of the tool T, and the teaching data correction means 104 processes the teaching data used when processing between two workpieces based on the processing start point Po determined by the processing start point determination means 103. Start positioning point Pt
(= Processing start point Po) is corrected to teaching data with the starting point.
＜実施例＞ 以下本発明の実施例を第２図，第３図に基づいて説明
する。<Embodiment> An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
第２図は、工業ロボットの全体構成図で、10は工業用
ロボット（以下、ロボットという）である。FIG. 2 is an overall configuration diagram of an industrial robot, and 10 is an industrial robot (hereinafter, referred to as a robot).
このロボット10の手首部11には、ブラケット12を介し
て炭酸ガスアーク溶接用のトーチＴと、オフセットブラ
ケット21を介してトーチＴよりも先行した境界線Ｌを検
出できるように取付けられたスキャニング可能な視覚セ
ンサ20が設けられ、トーチＴは可撓管14を介して炭酸ガ
スアーク溶接機15に接続され、電圧が印加された針金状
の溶解剤から成るワイヤ13と炭酸ガスが供給されてい
る。また、ロボット10と対向する位置には、支持テーブ
ル16が設けられ、２枚の板材W1,W2を図略のクランプ装
置により支持するようになっている。The wrist 11 of the robot 10 is attached to a torch T for carbon dioxide arc welding via a bracket 12 and a scanning line attached via an offset bracket 21 so as to detect a boundary line L preceding the torch T. A visual sensor 20 is provided. The torch T is connected to a carbon dioxide gas arc welding machine 15 via a flexible tube 14, and is supplied with a wire 13 made of a wire-like dissolving agent to which a voltage is applied and carbon dioxide. Further, a support table 16 is provided at a position facing the robot 10, and the two plate members W1 and W2 are supported by a clamp device (not shown).
第３図は、ロボット10を制御する制御装置の全体構成
図である。FIG. 3 is an overall configuration diagram of a control device for controlling the robot 10.
制御装置30は、主に中央処理装置31と記憶装置32から
成り、中央処理装置31には入出力インターフェイス34を
介して操作盤35及びオペレーティングボックス36が接続
され、またロボット10の各軸を駆動するサーボモータSU
1〜SU5が入出力インターフェイス33を介して接続されて
いる。各軸の回転角はエンコーダE1〜E5により検出さ
れ、各サーボモータSU1〜SU5にフィードバックされてい
る。The control device 30 mainly includes a central processing unit 31 and a storage device 32. The central processing unit 31 is connected to an operation panel 35 and an operating box 36 via an input / output interface 34, and drives each axis of the robot 10. Servo motor SU
1 to SU5 are connected via an input / output interface 33. The rotation angle of each axis is detected by encoders E1 to E5, and is fed back to servo motors SU1 to SU5.
中央処理装置31には手首部11に取付けられた視覚セン
サ20が入出力インターフェイス33を介して接続され、ま
たトーチＴに電力を供給するアーク溶接機15が入出力イ
ンターフェイス34及びシーケンサ37を介して接続されて
いる。The visual sensor 20 attached to the wrist 11 is connected to the central processing unit 31 via an input / output interface 33, and the arc welding machine 15 for supplying power to the torch T is connected via the input / output interface 34 and the sequencer 37. It is connected.
前記記憶装置32には、境界線Ｌのティーチングデータ
TDA、視覚センサ20を工作物W1,W2上以外の境界線Ｌの延
長線上の位置に位置決めするために予め設定されたセン
サヘッド位置決め位置Ps、トーチＴと視覚センサ10間の
距離すなわち先行量Ｄ、制御プログラム等が記憶されて
いる。The teaching data of the boundary line L is stored in the storage device 32.
TDA, a sensor head positioning position Ps preset to position the visual sensor 20 at a position on the extension of the boundary line L other than on the workpieces W1 and W2, a distance between the torch T and the visual sensor 10, that is, a leading amount D , A control program, and the like.
前記視覚センサ20は、第４図に示すように、センサヘ
ッド22と計測制御部28により構成されている。The visual sensor 20 includes a sensor head 22 and a measurement control unit 28, as shown in FIG.
センサヘッド22はオフセットブラケット21に固定され
たケーシング23に設けられた半導体レーザ24、ミラー2
5、受光素子アレー26及び受光レンズ27よりなり、各部
材24〜26は計測制御部28に接続されている。計測制御部
28により発せられた高周波繰返しパルス変調を受けたレ
ーザ光Lah、往復回動するミラー25により反射された角
度αの範囲内で揺動し、工作物Ｗの表面に照射される光
スポットは境界縁Ｌ付近を中心とする所定の振幅で工作
物W1,W2上を走査する。工作物W1,W2表面の光りスポット
から乱反射されたレーザ光Lbは、受光レンズ27により、
多数のフォトダイオードを接近して一列に配列した受光
素子アレー26上に像を結び、受光素子アレー26により検
出された結像位置とミラー25の角度により、計測制御部
28は三角測量の原理に基づき光りスポットとセンサヘッ
ド22との距離を演算する。この距離と光スポットの走査
位置の変化をみることによりセンサヘッド22に対する工
作物W1,W2表面までの距離が検出され、境界線Ｌの位置
が判定される。The sensor head 22 includes a semiconductor laser 24 and a mirror 2 provided in a casing 23 fixed to an offset bracket 21.
5. It comprises a light receiving element array 26 and a light receiving lens 27, and each member 24 to 26 is connected to a measurement control unit 28. Measurement control unit
The laser light Lah subjected to the high-frequency repetitive pulse modulation emitted by 28 swings within the range of the angle α reflected by the reciprocating mirror 25, and the light spot irradiated on the surface of the workpiece W The workpieces W1 and W2 are scanned with a predetermined amplitude centered around L. The laser light Lb irregularly reflected from the light spot on the surface of the workpieces W1 and W2 is
An image is formed on a light-receiving element array 26 in which a large number of photodiodes are arranged in a row in close proximity, and a measurement control unit is formed based on the image formation position detected by the light-receiving element array 26 and the angle of the mirror 25.
28 calculates the distance between the light spot and the sensor head 22 based on the principle of triangulation. By observing the change in the distance and the scanning position of the light spot, the distance between the sensor head 22 and the surfaces of the workpieces W1 and W2 is detected, and the position of the boundary line L is determined.
以上の構成において、走査盤35が操作され、溶接開始
点の検出が指令されたときのロボットの制御装置30の動
作について、第１図，第５図のフローチャートに基づい
て説明する。The operation of the robot controller 30 when the scanning panel 35 is operated and the detection of the welding start point is commanded in the above configuration will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
ステップ200では、境界線Ｌの検出回数をカウントす
るカウンタＮを零にセットする。In step 200, a counter N for counting the number of times of detection of the boundary line L is set to zero.
ステップ201では、メモリ32からセンサヘッド位置決
め位置Psを読出し、センサヘッド22をセンサヘッド位置
決め位置Psに移動する。In step 201, the sensor head positioning position Ps is read from the memory 32, and the sensor head 22 is moved to the sensor head positioning position Ps.
ステップ202では、センサヘッド22を境界線Ｌ方向に
移動させ、次のステップ203では、視覚センサ20が境界
線Ｌを検出してたかどうか判定する。この判定が検出し
ていない場合にはNoと判定され、前記ステップ202に再
び戻る。判定が検出できた場合には、Yesと判定され、
次のステップ204に移行する。In step 202, the sensor head 22 is moved in the direction of the boundary line L. In the next step 203, it is determined whether or not the visual sensor 20 has detected the boundary line L. If this determination has not been made, the determination is No, and the process returns to step 202 again. If the judgment is detected, it is judged as Yes,
Move to the next step 204.
ステップ204では、境界線Ｌを検出した回数ｎが予め
設定した境界線Ｌの確認回数ｎと等しいかどうか判定す
る。この判定により、センサヘッド22から工作物W1,W2
に照射するレーザ光が工作物W1,W2上で乱反射し、境界
線Ｌの位置を誤検出するのを防止している。この判定が
等しくない場合には、Noと判定されステップ205に移行
し、境界線Ｌの検出回数をカウントするカウンタＮに１
を加算し、前記ステップ202に移行する。この判定が等
しい場合には、Yesと判定され、ステップ206に移行し、
この時の視覚センサ20からX,Z方向の検出出力を読込
む。ステップ207では、境界線Ｌを検出した時の各軸に
設けられたエンコーダE1〜E5の検出出力から手首部11の
位置を演算により求める。In step 204, it is determined whether or not the number n of times the boundary line L has been detected is equal to the preset number of times n of checking the boundary line L. By this determination, the workpieces W1, W2
Is irregularly reflected on the workpieces W1 and W2 to prevent erroneous detection of the position of the boundary line L. If the determinations are not equal, the determination is No, and the process proceeds to step 205, where the counter N that counts the number of times the boundary line L is detected is set to 1
, And the process proceeds to step 202. If the determinations are equal, it is determined as Yes, and the process proceeds to step 206.
The detection outputs in the X and Z directions are read from the visual sensor 20 at this time. In step 207, the position of the wrist 11 is calculated from the detection outputs of the encoders E1 to E5 provided on each axis when the boundary line L is detected.
ステップ208では、前記ステップ207で読込まれた各種
データとメモリ32から視覚センサの先行量Ｄを読込み、
視覚センサ20により境界線Ｌを検出した時の位置に手首
部11の中心Phが位置決めされるように、溶接開始点Ptの
演算を行う。In step 208, the leading amount D of the visual sensor is read from the various data read in step 207 and the memory 32,
The welding start point Pt is calculated so that the center Ph of the wrist 11 is positioned at the position when the boundary line L is detected by the visual sensor 20.
ステップ209では、前記ステップ208で演算された溶接
開始点Ptをメモリ32に記憶する。In step 209, the welding start point Pt calculated in step 208 is stored in the memory 32.
ステップ210では、ロボット10の移動を減速停止さ
せ、溶接開始点の検出を終了する。In step 210, the movement of the robot 10 is decelerated and stopped, and the detection of the welding start point ends.
このようにして、溶接開始点を検出しティーチングデ
ータをこの溶接開始点を始点とするティーチングデータ
に補正し、この補正したティーチングデータにより溶接
を行うことにより、工作物のクランプ状態、位置ずれ等
に影響されることなく溶接を行うことができる。In this way, the welding start point is detected, the teaching data is corrected to the teaching data starting from the welding start point, and welding is performed using the corrected teaching data, so that the workpiece can be clamped, misaligned, etc. Welding can be performed without being affected.
なお、この実施例においてはアーク溶接を行うロボッ
トについて述べたが、シーリングロボットについても適
用できる。In this embodiment, the robot that performs arc welding has been described, but the present invention is also applicable to a sealing robot.
＜発明の効果＞ 以上述べたように本発明は、境界線に沿って工具を移
動させ加工を開始する前に、境界線方向のずれを検出
し、スキャニングセンサにより検出して判定した加工開
始点に基づいて、２工作物間の加工の際に用いるティー
チングデータを判定した加工開始点を始点とするティー
チングデータに補正するようにしたので、テーブル上の
工作物のクランプ状態や、作業者による工作物の置き
方、工作物自身の歪みによる工作物の位置ずれが生じて
も、加工の開始点がずれることがなく、加工不良を無く
すことができる利点がある。<Effect of the Invention> As described above, according to the present invention, before moving a tool along a boundary line to start processing, a deviation in the boundary line direction is detected, and a processing start point determined by detection by a scanning sensor is determined. The teaching data used when machining between two workpieces is corrected to teaching data starting from the determined machining start point, so that the clamping state of the workpiece on the table or the machining by the operator can be performed. Even if the workpiece is displaced due to the way of placing the workpiece or the distortion of the workpiece itself, there is an advantage that the starting point of the processing does not shift and the processing defect can be eliminated.
第１図は本発明の特徴を表したブロック図、第２図は実
施例のロボットの全体構成図、第３図は第２図における
ロボットの電気的構成図、第４図は視覚センサの構造を
説明するための図、第５図は制御装置の動作を説明する
ためのフローチャート、第６図は従来の問題点を説明す
るための図である。 10……工業用ロボット、20……視覚センサ、21……オフ
セットブラケット、22……センサヘッド、30……制御装
置、Ｔ……トーチ、W1,W2……工作物。FIG. 1 is a block diagram showing the features of the present invention, FIG. 2 is an overall configuration diagram of the robot of the embodiment, FIG. 3 is an electrical configuration diagram of the robot in FIG. 2, and FIG. FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the control device, and FIG. 6 is a diagram for explaining a conventional problem. 10 ... industrial robot, 20 ... visual sensor, 21 ... offset bracket, 22 ... sensor head, 30 ... control device, T ... torch, W1, W2 ... workpiece.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 知三夫 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１ 株式会社豊田中央研究所内 審査官 仲村 靖 (56)参考文献 特開 昭62−292375（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−45803（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−251182（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−120408（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B25J 9/10 B25J 13/08 B23K 9/127 501────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Chimio Hayashi 41-41, Yokomichi, Chukaku-cho, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi, Japan Examiner at Toyoda Central Research Laboratory Co., Ltd. Yasushi Nakamura (56) References (JP, a) JP Akira 60-45803 (JP, a) JP Akira 63-251182 (JP, a) JP Akira 60-120408 (JP, a) (58 ) investigated the field (Int.Cl.6 B25J 9/10 B25J 13/08 B23K 9/127 501
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1046264AJP2753309B2 (en) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | Industrial robot with processing start point detection function |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1046264AJP2753309B2 (en) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | Industrial robot with processing start point detection function |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02224989A JPH02224989A (en) | 1990-09-06 |
| JP2753309B2true JP2753309B2 (en) | 1998-05-20 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1046264AExpired - LifetimeJP2753309B2 (en) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | Industrial robot with processing start point detection function |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2753309B2 (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10264067A (en)* | 1997-03-28 | 1998-10-06 | Fanuc Ltd | Robot-laser sensor system provided with work line search function |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61292375A (en)* | 1985-06-20 | 1986-12-23 | Sanyo Electric Co Ltd | thin film transistor |
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02224989A (en) | 1990-09-06 |
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