JPH0816221A - レーザセンサを用いたロボット教示経路の変更方法 - Google Patents
レーザセンサを用いたロボット教示経路の変更方法Info
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- JPH0816221A JPH0816221A JP6167551A JP16755194A JPH0816221A JP H0816221 A JPH0816221 A JP H0816221A JP 6167551 A JP6167551 A JP 6167551A JP 16755194 A JP16755194 A JP 16755194A JP H0816221 A JPH0816221 A JP H0816221A
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- laser sensor
- welding
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- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/34—Director, elements to supervisory
- G05B2219/34088—Chamfer, corner shape calculation
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37571—Camera detecting reflected light from laser
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
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- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
- G05B2219/49384—Control of oscillatory movement like filling a weld, weaving
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザセンサ搭載型のロボットシステムの作
業性の向上。 【構成】 レーザセンサを起動し、ロボットが溶接線開
始位置に対応した教示点位置へ向けて移動を開始する。
ワークＷ1 ，Ｗ2 が検出されたならば、位置Ｑ1〜Ｑ4
の３次元位置が計算される。点Ｑ1 〜Ｑ4 の位置データ
から直線Ｑ1 Ｑ2及びＱ3 Ｑ4 の方程式が計算され、こ
れら２直線の交点位置として隅部位置Ｑ0が計算され
る。次いで、アドレス指定カウンタ値ｉで指定されたレ
ジスタにアクセスして位置シフトデータを読み出す。ｉ
＝１では、Δ1 ＝Δ2 ＝Δが読み出され、位置Ｑ0 を直
線Ｑ1 Ｑ2 に沿ってΔ、直線Ｑ3 Ｑ4 に沿ってΔシフト
させた位置が計算され、これをロボット移動目標位置と
したロボット移動が実行される。これにより、１回目の
移動サイクル（１層目の溶接層形成）では、経路ａが実
現される。同様に、２回目以降の移動サイクルでは、順
に異なる位置シフトデータが読み出され、経路ａ〜ｆが
順次実現される。
業性の向上。 【構成】 レーザセンサを起動し、ロボットが溶接線開
始位置に対応した教示点位置へ向けて移動を開始する。
ワークＷ1 ，Ｗ2 が検出されたならば、位置Ｑ1〜Ｑ4
の３次元位置が計算される。点Ｑ1 〜Ｑ4 の位置データ
から直線Ｑ1 Ｑ2及びＱ3 Ｑ4 の方程式が計算され、こ
れら２直線の交点位置として隅部位置Ｑ0が計算され
る。次いで、アドレス指定カウンタ値ｉで指定されたレ
ジスタにアクセスして位置シフトデータを読み出す。ｉ
＝１では、Δ1 ＝Δ2 ＝Δが読み出され、位置Ｑ0 を直
線Ｑ1 Ｑ2 に沿ってΔ、直線Ｑ3 Ｑ4 に沿ってΔシフト
させた位置が計算され、これをロボット移動目標位置と
したロボット移動が実行される。これにより、１回目の
移動サイクル（１層目の溶接層形成）では、経路ａが実
現される。同様に、２回目以降の移動サイクルでは、順
に異なる位置シフトデータが読み出され、経路ａ〜ｆが
順次実現される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、工場、生産ライン等
で使用される産業用ロボット（以下、単に「ロボット」
と言う。）の移動経路を制御する技術に関し、更に詳し
く言えば、レーザセンサを用いて作業対象物の位置情報
を獲得し、獲得された位置情報に基づいて教示経路に変
更を加えながらロボットを移動させるロボットの経路移
動制御方法に関する。
で使用される産業用ロボット（以下、単に「ロボット」
と言う。）の移動経路を制御する技術に関し、更に詳し
く言えば、レーザセンサを用いて作業対象物の位置情報
を獲得し、獲得された位置情報に基づいて教示経路に変
更を加えながらロボットを移動させるロボットの経路移
動制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ロボットにロボット位置に対して進行方
向側の近傍領域をセンシングするレーザセンサを搭載
し、ロボットの動作プログラム再生運転時に溶接線等の
作業線位置を逐次的に検出し、検出結果に応じて教示経
路を補正しながらロボットを移動させることによって、
ロボットのトラッキング移動を実現する技術は既に知ら
れている。このようなレーザセンサを用いた教示経路変
更方法は、個々の作業対象ワークの位置決めが正確にな
されていない場合であっても、レーザセンサによる検出
位置に対応させた位置をロボットが辿るように移動させ
ることを可能にするものであり、溶接ロボット等におい
て極めて有用な技術手段を提供している。
向側の近傍領域をセンシングするレーザセンサを搭載
し、ロボットの動作プログラム再生運転時に溶接線等の
作業線位置を逐次的に検出し、検出結果に応じて教示経
路を補正しながらロボットを移動させることによって、
ロボットのトラッキング移動を実現する技術は既に知ら
れている。このようなレーザセンサを用いた教示経路変
更方法は、個々の作業対象ワークの位置決めが正確にな
されていない場合であっても、レーザセンサによる検出
位置に対応させた位置をロボットが辿るように移動させ
ることを可能にするものであり、溶接ロボット等におい
て極めて有用な技術手段を提供している。
【０００３】しかし、これまでに提案されている技術で
は、レーザセンサの検出出力に基づいて計算されるロボ
ット移動目標位置は１つ（例えば、溶接線位置）であ
り、レーザセンサの検出出力からロボット移動目標位置
を求めるプロセスに自由度を持たせ、動作プログラムで
その自由度に対応した選択・指定を行なってロボット移
動目標位置を定めることは行なわれていなかった。従っ
て、従来技術では、例えば各溶接層の形成過程に対応し
たロボット経路移動サイクル毎にロボット移動経路を平
行移動シフトさせながら多層盛り溶接作業を実行すると
いうような形で教示経路を変更することは困難であっ
た。
は、レーザセンサの検出出力に基づいて計算されるロボ
ット移動目標位置は１つ（例えば、溶接線位置）であ
り、レーザセンサの検出出力からロボット移動目標位置
を求めるプロセスに自由度を持たせ、動作プログラムで
その自由度に対応した選択・指定を行なってロボット移
動目標位置を定めることは行なわれていなかった。従っ
て、従来技術では、例えば各溶接層の形成過程に対応し
たロボット経路移動サイクル毎にロボット移動経路を平
行移動シフトさせながら多層盛り溶接作業を実行すると
いうような形で教示経路を変更することは困難であっ
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本願発明の目
的は、ロボットにロボット位置に対して進行方向側の近
傍領域をセンシングするレーザセンサを搭載し、ロボッ
トの動作プログラム再生運転時に逐次的に獲得されるレ
ーザセンサの検出出力に基づいてロボット移動目標位置
を逐次的に計算し、教示経路から変更された移動経路を
逐次的に定めながらロボットを移動させるレーザセンサ
を用いたロボット教示経路の変更方法において、レーザ
センサの検出出力からロボット移動目標位置を求めるプ
ロセスに自由度を持たせ、動作プログラムでその自由度
に対応した選択・指定を行なってロボット移動目標位置
を定めることを可能にすることによって、レーザセンサ
搭載型のロボットシステムの作業性を向上させることに
ある。
的は、ロボットにロボット位置に対して進行方向側の近
傍領域をセンシングするレーザセンサを搭載し、ロボッ
トの動作プログラム再生運転時に逐次的に獲得されるレ
ーザセンサの検出出力に基づいてロボット移動目標位置
を逐次的に計算し、教示経路から変更された移動経路を
逐次的に定めながらロボットを移動させるレーザセンサ
を用いたロボット教示経路の変更方法において、レーザ
センサの検出出力からロボット移動目標位置を求めるプ
ロセスに自由度を持たせ、動作プログラムでその自由度
に対応した選択・指定を行なってロボット移動目標位置
を定めることを可能にすることによって、レーザセンサ
搭載型のロボットシステムの作業性を向上させることに
ある。
【０００５】また、本願発明は、特に多層盛りを行なう
溶接ロボットに上記の技術を適用して、各溶接層の形成
過程に対応したロボット経路移動サイクル毎にロボット
移動経路を所望量平行移動シフトさせながら多層盛り溶
接作業を実行することが出来るロボット教示経路変更を
提供することにある。
溶接ロボットに上記の技術を適用して、各溶接層の形成
過程に対応したロボット経路移動サイクル毎にロボット
移動経路を所望量平行移動シフトさせながら多層盛り溶
接作業を実行することが出来るロボット教示経路変更を
提供することにある。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】本願発明は、上記技術
課題を解決する為の基本的な構成として「ロボットにロ
ボット位置に対して進行方向側の近傍領域をセンシング
するレーザセンサを搭載し、前記ロボットの動作プログ
ラム再生運転時に逐次的に獲得される前記レーザセンサ
の検出出力に基づいてロボット移動目標位置を逐次的に
計算し、教示経路から変更された移動経路を逐次的に定
めながらロボットを移動させるレーザセンサを用いたロ
ボット教示経路の変更方法において、前記ロボット移動
目標位置の計算が、前記レーザセンサの検出出力に基づ
いて変更基準位置を計算する段階と、前記動作プログラ
ムで指定された位置シフトパターンに従って前記変更基
準位置に対する位置シフト内容を定める段階と、それに
応じて前記変更基準位置をシフトさせたロボット移動目
標位置位置を計算する段階とを含んでいることを特徴と
する前記方法」（請求項１）を提案したものである。
課題を解決する為の基本的な構成として「ロボットにロ
ボット位置に対して進行方向側の近傍領域をセンシング
するレーザセンサを搭載し、前記ロボットの動作プログ
ラム再生運転時に逐次的に獲得される前記レーザセンサ
の検出出力に基づいてロボット移動目標位置を逐次的に
計算し、教示経路から変更された移動経路を逐次的に定
めながらロボットを移動させるレーザセンサを用いたロ
ボット教示経路の変更方法において、前記ロボット移動
目標位置の計算が、前記レーザセンサの検出出力に基づ
いて変更基準位置を計算する段階と、前記動作プログラ
ムで指定された位置シフトパターンに従って前記変更基
準位置に対する位置シフト内容を定める段階と、それに
応じて前記変更基準位置をシフトさせたロボット移動目
標位置位置を計算する段階とを含んでいることを特徴と
する前記方法」（請求項１）を提案したものである。
【０００７】また、上記構成における「前記動作プログ
ラムで指定された位置シフトパターンに従って前記変更
基準位置に対する位置シフト内容を定める前記段階」に
ついて、更に、「前記変更基準位置に対する位置シフト
方向と位置シフト量を表現する位置シフトパターン表現
データの中から前記動作プログラムの指定内容に対応し
たデータを抽出する段階を含む」、（請求項２）という
要件を課して、教示経路変更プロセスをより具体化した
ものである。
ラムで指定された位置シフトパターンに従って前記変更
基準位置に対する位置シフト内容を定める前記段階」に
ついて、更に、「前記変更基準位置に対する位置シフト
方向と位置シフト量を表現する位置シフトパターン表現
データの中から前記動作プログラムの指定内容に対応し
たデータを抽出する段階を含む」、（請求項２）という
要件を課して、教示経路変更プロセスをより具体化した
ものである。
【０００８】そして、特に多層盛りを行なう溶接ロボッ
トに上記教示経路変更方法を適用した構成として、「溶
接ロボットにロボット位置に対して進行方向側の近傍領
域をセンシングするレーザセンサを搭載し、前記溶接ロ
ボットの動作プログラム再生運転時に逐次的に獲得され
る前記レーザセンサの検出出力に基づいてロボット移動
目標位置を逐次的に計算し、教示経路から変更された移
動経路を逐次的に定めながら同一教示経路に関連して移
動サイクルを繰り返して溶接ロボット移動させて多層盛
り溶接を実行する際のロボット教示経路の変更方法にお
いて、前記ロボット移動目標位置の計算が、前記レーザ
センサの検出出力に基づいて変更基準位置を計算する段
階と、前記動作プログラムで指定された位置シフトパタ
ーンに従って前記変更基準位置に対する位置シフト内容
を定める段階と、それに応じて前記変更基準位置をシフ
トさせたロボット移動目標位置位置を計算する段階とを
含み、前記動作プログラムで指定された位置シフトパタ
ーンに従って前記変更基準位置に対する位置シフト内容
を定める前記段階が、前記変更基準位置に対する位置シ
フト方向と位置シフト量を表現する位置シフトパターン
表現データの中から前記動作プログラムの指定内容に対
応したデータを抽出する段階を含み、前記動作プログラ
ムによる前記指定内容は、何層目の溶接層形成に対応し
たロボット移動サイクルであるかに関連して定められて
いることを特徴とする前記方法」（請求項３）を併せて
提案したものである。
トに上記教示経路変更方法を適用した構成として、「溶
接ロボットにロボット位置に対して進行方向側の近傍領
域をセンシングするレーザセンサを搭載し、前記溶接ロ
ボットの動作プログラム再生運転時に逐次的に獲得され
る前記レーザセンサの検出出力に基づいてロボット移動
目標位置を逐次的に計算し、教示経路から変更された移
動経路を逐次的に定めながら同一教示経路に関連して移
動サイクルを繰り返して溶接ロボット移動させて多層盛
り溶接を実行する際のロボット教示経路の変更方法にお
いて、前記ロボット移動目標位置の計算が、前記レーザ
センサの検出出力に基づいて変更基準位置を計算する段
階と、前記動作プログラムで指定された位置シフトパタ
ーンに従って前記変更基準位置に対する位置シフト内容
を定める段階と、それに応じて前記変更基準位置をシフ
トさせたロボット移動目標位置位置を計算する段階とを
含み、前記動作プログラムで指定された位置シフトパタ
ーンに従って前記変更基準位置に対する位置シフト内容
を定める前記段階が、前記変更基準位置に対する位置シ
フト方向と位置シフト量を表現する位置シフトパターン
表現データの中から前記動作プログラムの指定内容に対
応したデータを抽出する段階を含み、前記動作プログラ
ムによる前記指定内容は、何層目の溶接層形成に対応し
たロボット移動サイクルであるかに関連して定められて
いることを特徴とする前記方法」（請求項３）を併せて
提案したものである。
【０００９】
【作用】本願発明は、ロボット位置に対して進行方向側
の近傍領域をセンシングするレーザセンサを搭載したロ
ボットのロボット教示経路の変更方法に関する技術を提
供するものである。レーザセンサは、良く知られている
ように、レーザビームの偏向走査により被検面（以下、
ワーク面とする。）上に光点列を形成し、光点像を光検
出手段上に結像させて光点乃至光点列に関する３次元的
な位置情報を得るものである。
の近傍領域をセンシングするレーザセンサを搭載したロ
ボットのロボット教示経路の変更方法に関する技術を提
供するものである。レーザセンサは、良く知られている
ように、レーザビームの偏向走査により被検面（以下、
ワーク面とする。）上に光点列を形成し、光点像を光検
出手段上に結像させて光点乃至光点列に関する３次元的
な位置情報を得るものである。
【００１０】図１は、レーザセンサの概略構成を例示し
たもので、図１中１０は検出部で、レーザ発振器１１、
レーザビームをスキャンさせる揺動ミラー（ガルバノメ
ータ）１２、反射光を捕らえて受光素子１４に像を作る
光学系１３を有している。一方、センサボードを構成す
る制御部２０はマイクロプロセッサからなるＣＰＵ２１
を備え、ＣＰＵ２１にはバス２９を介して入出力装置２
８及びＲＯＭ及びＲＡＭからなるメモリ２５が接続され
ている。そして、入出力装置２８には、レーザ発振器１
１を駆動しレーザビームを発生させるレーザ駆動部２
２、揺動ミラー１２を揺動させるミラー操作部２３、受
光素子１４で受光した位置から、位置を検出する信号検
出部２４が接続されている。また、入出力装置２８はロ
ボット制御装置（図示せず）との間で各種指令、データ
授受を行う回線２８にも接続されている。
たもので、図１中１０は検出部で、レーザ発振器１１、
レーザビームをスキャンさせる揺動ミラー（ガルバノメ
ータ）１２、反射光を捕らえて受光素子１４に像を作る
光学系１３を有している。一方、センサボードを構成す
る制御部２０はマイクロプロセッサからなるＣＰＵ２１
を備え、ＣＰＵ２１にはバス２９を介して入出力装置２
８及びＲＯＭ及びＲＡＭからなるメモリ２５が接続され
ている。そして、入出力装置２８には、レーザ発振器１
１を駆動しレーザビームを発生させるレーザ駆動部２
２、揺動ミラー１２を揺動させるミラー操作部２３、受
光素子１４で受光した位置から、位置を検出する信号検
出部２４が接続されている。また、入出力装置２８はロ
ボット制御装置（図示せず）との間で各種指令、データ
授受を行う回線２８にも接続されている。
【００１１】ロボット制御装置からのレーザセンサ起動
指令を受けると、メモリ２５に格納されたレーザセンサ
駆動プログラムが起動され、ＣＰＵ２１は、レーザ駆動
部２１にレーザ駆動指令を送り、レーザ発振器１１を駆
動し、レーザビームを発生させると共に、ミラー操作部
２２にミラー走査指令を送り、揺動ミラー１２を揺動さ
せて、レーザ発振器１１から発生するレーザビームを対
象物３０上に当て走査させる。
指令を受けると、メモリ２５に格納されたレーザセンサ
駆動プログラムが起動され、ＣＰＵ２１は、レーザ駆動
部２１にレーザ駆動指令を送り、レーザ発振器１１を駆
動し、レーザビームを発生させると共に、ミラー操作部
２２にミラー走査指令を送り、揺動ミラー１２を揺動さ
せて、レーザ発振器１１から発生するレーザビームを対
象物３０上に当て走査させる。
【００１２】対象物３０上で拡散反射したレーザビーム
は光学系１３により、対象物上の反射位置に応じて、受
光素子１４上に像を作ることになる。該受光素子には、
分割型素子のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ
Ｄｅｖｉｃｅ）、非分割型・積分型素子のＰＳＤ（Ｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｏ
ｒ）などが使用される。
は光学系１３により、対象物上の反射位置に応じて、受
光素子１４上に像を作ることになる。該受光素子には、
分割型素子のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ
Ｄｅｖｉｃｅ）、非分割型・積分型素子のＰＳＤ（Ｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｏ
ｒ）などが使用される。
【００１３】ここでは、受光素子１４として、レーザセ
ンサの１次元ＣＣＤアレイが使用されているものとす
る。受光素子１４の受光面に当たった光（反射光の像）
は光電子に変換され、そのセルに蓄えられる。セルに蓄
積された電荷は、信号検出部２４からのＣＣＤ走査信号
に従って所定周期毎１番端から順に出力され、信号検出
部２４、入出力装置２８を介し、ＡＤ変換等の処理を受
けて最新のデータがメモリ２５に蓄積される。
ンサの１次元ＣＣＤアレイが使用されているものとす
る。受光素子１４の受光面に当たった光（反射光の像）
は光電子に変換され、そのセルに蓄えられる。セルに蓄
積された電荷は、信号検出部２４からのＣＣＤ走査信号
に従って所定周期毎１番端から順に出力され、信号検出
部２４、入出力装置２８を介し、ＡＤ変換等の処理を受
けて最新のデータがメモリ２５に蓄積される。
【００１４】ＣＣＤの走査周期は、搖動ミラー１２の走
査周期よりも十分短く設定（例えば、数１００分の１）
されており、搖動ミラー１２の搖動角度の推移とＣＣＤ
素子出力状態の推移は、随時把握可能となっている。Ｃ
ＣＤ素子出力状態は、出力最大のセル位置（セル番号）
で把握され、反射光の当たったセル位置が検出される。
この位置により、センサから対象物３０の位置が算出さ
れる。
査周期よりも十分短く設定（例えば、数１００分の１）
されており、搖動ミラー１２の搖動角度の推移とＣＣＤ
素子出力状態の推移は、随時把握可能となっている。Ｃ
ＣＤ素子出力状態は、出力最大のセル位置（セル番号）
で把握され、反射光の当たったセル位置が検出される。
この位置により、センサから対象物３０の位置が算出さ
れる。
【００１５】図２は受光素子１４で検出した位置ｘａに
より、センサからの対象物３０の座標位置（Ｘ，Ｙ）を
求める説明図で、光学系の中心と受光素子１４の中央点
とを結ぶ線上にセンサ原点（０，０）があるとし、この
線をＹ軸、このＹ軸に直交する軸をＸ軸とし、原点から
光学系の中心までの距離をＬ1 、光学系の中心から受光
素子１４の中央点までの距離をＬ2 、センサ原点からＸ
軸方向への揺動ミラー１４の揺動中心までの距離をＤ、
センサ原点から揺動ミラーの揺動中心までのＹ軸距離を
Ｌ0 、揺動ミラー１２によるレーザビームの反射光のＹ
軸方向に対する角度をθ、受光素子１４での受光位置を
ｘａとすると、レーザビームが対象物に当たり反射した
座標位置（Ｘ，Ｙ）は次の第２，第３式の演算を行なっ
て求めることが出来る。
より、センサからの対象物３０の座標位置（Ｘ，Ｙ）を
求める説明図で、光学系の中心と受光素子１４の中央点
とを結ぶ線上にセンサ原点（０，０）があるとし、この
線をＹ軸、このＹ軸に直交する軸をＸ軸とし、原点から
光学系の中心までの距離をＬ1 、光学系の中心から受光
素子１４の中央点までの距離をＬ2 、センサ原点からＸ
軸方向への揺動ミラー１４の揺動中心までの距離をＤ、
センサ原点から揺動ミラーの揺動中心までのＹ軸距離を
Ｌ0 、揺動ミラー１２によるレーザビームの反射光のＹ
軸方向に対する角度をθ、受光素子１４での受光位置を
ｘａとすると、レーザビームが対象物に当たり反射した
座標位置（Ｘ，Ｙ）は次の第２，第３式の演算を行なっ
て求めることが出来る。
【００１６】 Ｘ＝ｘａ・［（Ｌ1 −Ｌ0 ）・tan θ＋Ｄ］／（ｘａ＋Ｌ2 ・tan θ） ・・・（２） Ｙ＝［Ｌ1 ・ｘａ＋Ｌ2 ・（Ｌ0 ・tan θ−Ｄ）］／（ｘａ＋Ｌ2 ・tan θ） ・・・（３） 制御部２０のＣＰＵ２１は、ロボット制御装置からの指
令に従ってメモリ２５に格納された位置計算プログラム
を起動させ、所定周期で上記（２），（３）式の計算に
相当する処理を実行する。計算結果は、ロボット制御装
置に転送される。ロボット制御装置に転送されたデータ
は、後述するように、ロボットの位置・姿勢データと併
せて反射位置の３次元位置を計算等に利用される。
令に従ってメモリ２５に格納された位置計算プログラム
を起動させ、所定周期で上記（２），（３）式の計算に
相当する処理を実行する。計算結果は、ロボット制御装
置に転送される。ロボット制御装置に転送されたデータ
は、後述するように、ロボットの位置・姿勢データと併
せて反射位置の３次元位置を計算等に利用される。
【００１７】上記説明したレーザセンサの検出出力から
計算されたワークに関する位置情報（例えば、溶接線位
置）は、ロボットの教示経路の変更内容を定める為に利
用される。ここで、例えば、溶接線位置に対して一意的
にロボット移動目標位置を定めれば通常のトラッキング
移動が実現される訳であるが、本願発明では、レーザセ
ンサの検出出力から計算される溶接線等の位置をそのま
まロボット移動目標位置に採用するのではなく、一旦教
示経路変更基準位置とし、この教示経路変更基準位置か
ら更に位置シフトさせた位置をロボット移動目標位置に
定める方式が採用される。
計算されたワークに関する位置情報（例えば、溶接線位
置）は、ロボットの教示経路の変更内容を定める為に利
用される。ここで、例えば、溶接線位置に対して一意的
にロボット移動目標位置を定めれば通常のトラッキング
移動が実現される訳であるが、本願発明では、レーザセ
ンサの検出出力から計算される溶接線等の位置をそのま
まロボット移動目標位置に採用するのではなく、一旦教
示経路変更基準位置とし、この教示経路変更基準位置か
ら更に位置シフトさせた位置をロボット移動目標位置に
定める方式が採用される。
【００１８】位置シフトの内容、即ち、変更基準位置か
らの位置シフト方向及び量（距離）は、動作プログラム
で所定の位置シフトパターンに従って指定される。例え
ば、位置シフト方向と位置シフト量を表現する位置シフ
トパターン表現データを予めロボット制御装置に設定し
ておき、その中から動作プログラムの指定内容に対応し
たデータを抽出することによって位置シフト方向と量が
決定される。
らの位置シフト方向及び量（距離）は、動作プログラム
で所定の位置シフトパターンに従って指定される。例え
ば、位置シフト方向と位置シフト量を表現する位置シフ
トパターン表現データを予めロボット制御装置に設定し
ておき、その中から動作プログラムの指定内容に対応し
たデータを抽出することによって位置シフト方向と量が
決定される。
【００１９】この方法を溶接ロボットによる多層盛り溶
接に適用する場合には、動作プログラムによる指定内容
を、何層目の溶接層形成に対応したロボット移動サイク
ルであるかに関連して定めておけば、１層目、２層目、
・・・Ｎ層目に対応する各回のロボット移動サイクルに
おける位置シフト内容を個別に定めることが可能とな
る。
接に適用する場合には、動作プログラムによる指定内容
を、何層目の溶接層形成に対応したロボット移動サイク
ルであるかに関連して定めておけば、１層目、２層目、
・・・Ｎ層目に対応する各回のロボット移動サイクルに
おける位置シフト内容を個別に定めることが可能とな
る。
【００２０】
【実施例】図３は、本願発明を溶接ロボットによる隅肉
多層盛り溶接作業に適用した場合の配置例を説明する見
取り図である。同図において、Ｗ1 ，Ｗ2 は溶接対象ワ
ークであり、ここでは符号４で示した隅部ラインに沿っ
て多層盛り溶接が施されるものとする。符号５は、形成
済みの溶接層を表わしている。
多層盛り溶接作業に適用した場合の配置例を説明する見
取り図である。同図において、Ｗ1 ，Ｗ2 は溶接対象ワ
ークであり、ここでは符号４で示した隅部ラインに沿っ
て多層盛り溶接が施されるものとする。符号５は、形成
済みの溶接層を表わしている。
【００２１】溶接は、ロボット本体の大半を省いて符号
１で指示されたロボットアーム先端部に適当な装着機構
を介して取り付けられた溶接トーチ２によって行なわれ
る。符号３は溶接トーチ先端位置に設定されたロボット
のツールポイントを表わしている。ロボットアーム先端
部１には、溶接トーチ２と並んでレーザセンサＬＳが搭
載されており、隅部ライン４を跨ぐようにレーザビーム
ＬＢが偏向走査される。符号６はレーザビームＬＢによ
って描かれる光点軌跡を表わしている。
１で指示されたロボットアーム先端部に適当な装着機構
を介して取り付けられた溶接トーチ２によって行なわれ
る。符号３は溶接トーチ先端位置に設定されたロボット
のツールポイントを表わしている。ロボットアーム先端
部１には、溶接トーチ２と並んでレーザセンサＬＳが搭
載されており、隅部ライン４を跨ぐようにレーザビーム
ＬＢが偏向走査される。符号６はレーザビームＬＢによ
って描かれる光点軌跡を表わしている。
【００２２】溶接ロボットは、矢印で示したように、溶
接トーチ２を点火した状態で、隅部ライン４に沿って矢
印の方向に隅部終端（Ｐ’で表示）まで移動する運動を
所定回数繰り返すことによって隅部全体に多層盛り溶接
を施す。実行される移動サイクルの回数は、形成される
べき溶接層数によって決まる。
接トーチ２を点火した状態で、隅部ライン４に沿って矢
印の方向に隅部終端（Ｐ’で表示）まで移動する運動を
所定回数繰り返すことによって隅部全体に多層盛り溶接
を施す。実行される移動サイクルの回数は、形成される
べき溶接層数によって決まる。
【００２３】次に図５は、上記配置で多層盛り溶接を実
施する際に利用されるロボット制御装置を含むシステム
全体の構成を要部ブロック図で示したものある。これを
説明すると、４０はロボット制御装置で、中央演算処理
装置（以下、ＣＰＵという。）４１を有し、ＣＰＵ４１
には、ＲＯＭからなるメモリ４２、ＲＡＭからなるメモ
リ４３、不揮発性メモリ４４、液晶表示部４５を備えた
教示操作盤４６、サーボ回路４８を経て溶接ロボット本
体１に接続されたロボット軸制御部４７、レーザセンサ
ＬＳの制御部２０（図１参照）及び溶接電源部２’に接
続された汎用インターフェイス４９が各々バスラインＢ
Ｌを介して接続されている。
施する際に利用されるロボット制御装置を含むシステム
全体の構成を要部ブロック図で示したものある。これを
説明すると、４０はロボット制御装置で、中央演算処理
装置（以下、ＣＰＵという。）４１を有し、ＣＰＵ４１
には、ＲＯＭからなるメモリ４２、ＲＡＭからなるメモ
リ４３、不揮発性メモリ４４、液晶表示部４５を備えた
教示操作盤４６、サーボ回路４８を経て溶接ロボット本
体１に接続されたロボット軸制御部４７、レーザセンサ
ＬＳの制御部２０（図１参照）及び溶接電源部２’に接
続された汎用インターフェイス４９が各々バスラインＢ
Ｌを介して接続されている。
【００２４】ＲＯＭ４２には、ＣＰＵ４１がロボット本
体１、レーザセンサ制御部２０、溶接電源部２’及びロ
ボット制御装置４０自身の制御を行なう為の各種のプロ
グラムが格納される。ＲＡＭ４３はデ−タの一時記憶や
演算の為に利用されるメモリである。不揮発性メモリ４
４には、各種パラメータ設定値やロボットの動作プログ
ラムが入力／格納される。
体１、レーザセンサ制御部２０、溶接電源部２’及びロ
ボット制御装置４０自身の制御を行なう為の各種のプロ
グラムが格納される。ＲＡＭ４３はデ−タの一時記憶や
演算の為に利用されるメモリである。不揮発性メモリ４
４には、各種パラメータ設定値やロボットの動作プログ
ラムが入力／格納される。
【００２５】動作プログラムで指定された教示経路とし
て、ここでは、図３におけるＰ点及びＰ’点がプレイバ
ック方式により、運動形式を「直線」として教示されて
いるものとする。従って、教示経路はＰ点とＰ’点とを
結ぶ直線となる。作業実行時におけるワークＷ1 ，Ｗ2
の形状、寸法及び位置決め状態がプレーバック方式によ
る教示に用いたワークと一致していれば、教示経路は各
ワークにおける隅部ライン４とほぼ一致するが、そうで
ない場合（例えば、位置決めが不正確な場合）には、教
示経路は各ワークにおける隅部ライン４とのずれが相当
大きくなる。
て、ここでは、図３におけるＰ点及びＰ’点がプレイバ
ック方式により、運動形式を「直線」として教示されて
いるものとする。従って、教示経路はＰ点とＰ’点とを
結ぶ直線となる。作業実行時におけるワークＷ1 ，Ｗ2
の形状、寸法及び位置決め状態がプレーバック方式によ
る教示に用いたワークと一致していれば、教示経路は各
ワークにおける隅部ライン４とほぼ一致するが、そうで
ない場合（例えば、位置決めが不正確な場合）には、教
示経路は各ワークにおける隅部ライン４とのずれが相当
大きくなる。
【００２６】本実施例では、以上の事を前提に、ロボッ
ト移動サイクル毎に図４に示したようなロボット経路を
実現させる場合について説明する。図４は、図３におい
て任意のロボット位置においてレーザセンサＬＳのレー
ザビームＬＢの走査方向に沿った断面を描いたもので、
符号Ｑ0 は、断面上におけるは隅部ラインの位置（４）
を表わしている。各回の移動サイクルにおけるロボット
経路は、位置Ｑ0 に対して所定の位置シフトパターンで
ロボット経路をシフトさせたものとなるように制御され
る。
ト移動サイクル毎に図４に示したようなロボット経路を
実現させる場合について説明する。図４は、図３におい
て任意のロボット位置においてレーザセンサＬＳのレー
ザビームＬＢの走査方向に沿った断面を描いたもので、
符号Ｑ0 は、断面上におけるは隅部ラインの位置（４）
を表わしている。各回の移動サイクルにおけるロボット
経路は、位置Ｑ0 に対して所定の位置シフトパターンで
ロボット経路をシフトさせたものとなるように制御され
る。
【００２７】ここでは、移動サイクル回数Ｎ（＝多層盛
りの溶接層数）はＮ＝６とし、図４に併記した拡大図中
に符号ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ｅ→ｆで表示した順で移動経路
を実現させるものとする。符号ａ〜ｆで表示された経路
は、位置Ｑ0 に対して次のような関係にある。 経路ａ；位置Ｑ0 をワークＷ1 表面及びワークＷ2 の各
表面に沿ってΔづつシフトさせた位置を保つ経路。 経路ｂ；位置Ｑ0 をワークＷ1 表面及びワークＷ2 の各
表面に沿って２Δ及びΔシフトさせた位置を保つ経路。 経路ｃ；位置Ｑ0 をワークＷ1 表面及びワークＷ2 の各
表面に沿ってΔ及び２Δシフトさせた位置を保つ経路。 経路ｄ；位置Ｑ0 をワークＷ1 表面及びワークＷ2 の各
表面に沿って２Δづつシフトさせた位置を保つ経路。 経路ｅ；位置Ｑ0 をワークＷ1 表面及びワークＷ2 の各
表面に沿って３Δ及び２Δシフトさせた位置を保つ経
路。 経路ｆ；位置Ｑ0 をワークＷ1 表面及びワークＷ2 の各
表面に沿って２Δ及び３Δシフトさせた位置を保つ経
路。
りの溶接層数）はＮ＝６とし、図４に併記した拡大図中
に符号ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ｅ→ｆで表示した順で移動経路
を実現させるものとする。符号ａ〜ｆで表示された経路
は、位置Ｑ0 に対して次のような関係にある。 経路ａ；位置Ｑ0 をワークＷ1 表面及びワークＷ2 の各
表面に沿ってΔづつシフトさせた位置を保つ経路。 経路ｂ；位置Ｑ0 をワークＷ1 表面及びワークＷ2 の各
表面に沿って２Δ及びΔシフトさせた位置を保つ経路。 経路ｃ；位置Ｑ0 をワークＷ1 表面及びワークＷ2 の各
表面に沿ってΔ及び２Δシフトさせた位置を保つ経路。 経路ｄ；位置Ｑ0 をワークＷ1 表面及びワークＷ2 の各
表面に沿って２Δづつシフトさせた位置を保つ経路。 経路ｅ；位置Ｑ0 をワークＷ1 表面及びワークＷ2 の各
表面に沿って３Δ及び２Δシフトさせた位置を保つ経
路。 経路ｆ；位置Ｑ0 をワークＷ1 表面及びワークＷ2 の各
表面に沿って２Δ及び３Δシフトさせた位置を保つ経
路。
【００２８】このような経路を実現する為に、予め次の
準備を行なっておく。 （１）図４に示したように、ワークＷ1 面及びＷ2 面上
で位置Ｑ0 から適当な距離離れた（溶接層が及ばない位
置にある）少なくとも２点Ｑ1 ，Ｑ2 及びＱ3 ，Ｑ4 を
指定するパラメータをロボット制御装置４０の予め不揮
発性メモリ４４に入力しておく。
準備を行なっておく。 （１）図４に示したように、ワークＷ1 面及びＷ2 面上
で位置Ｑ0 から適当な距離離れた（溶接層が及ばない位
置にある）少なくとも２点Ｑ1 ，Ｑ2 及びＱ3 ，Ｑ4 を
指定するパラメータをロボット制御装置４０の予め不揮
発性メモリ４４に入力しておく。
【００２９】パラメータとしては、例えば、レーザセン
サのレーザビームＬＢの各走査サイクル時点から測った
時間Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，Ｔ4 （但し、走査周期をＴ0 と
して、Ｔ0 ＞Ｔ1 ，Ｔ0 ＞Ｔ2 ，Ｔ0 ＞Ｔ3 ，Ｔ0 ＞Ｔ
4 ）が考えられる。
サのレーザビームＬＢの各走査サイクル時点から測った
時間Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，Ｔ4 （但し、走査周期をＴ0 と
して、Ｔ0 ＞Ｔ1 ，Ｔ0 ＞Ｔ2 ，Ｔ0 ＞Ｔ3 ，Ｔ0 ＞Ｔ
4 ）が考えられる。
【００３０】このようなＴ1 〜Ｔ4 を適当に設定すれ
ば、各走査周期において位置Ｑ1 〜Ｑ4 に光点が形成さ
れたタイミングを指定することが出来る。そして、この
タイミングでレーザセンサ検出出力をサンプリングし
て、光点位置（Ｘ，Ｙ）を計算すれば、その時点におけ
るロボット位置で決まるレーザビーム走査面の位置を表
わすデータを使って、ワークＷ1 ，Ｗ2 各面上の点Ｑ1
〜Ｑ4 の３次元位置を求めることが出来る。点Ｑ1 〜Ｑ
4 の３次元位置が判れば、位置Ｑ0 を求めることが出来
る（後述フローチャート参照）。
ば、各走査周期において位置Ｑ1 〜Ｑ4 に光点が形成さ
れたタイミングを指定することが出来る。そして、この
タイミングでレーザセンサ検出出力をサンプリングし
て、光点位置（Ｘ，Ｙ）を計算すれば、その時点におけ
るロボット位置で決まるレーザビーム走査面の位置を表
わすデータを使って、ワークＷ1 ，Ｗ2 各面上の点Ｑ1
〜Ｑ4 の３次元位置を求めることが出来る。点Ｑ1 〜Ｑ
4 の３次元位置が判れば、位置Ｑ0 を求めることが出来
る（後述フローチャート参照）。
【００３１】（２）ロボット制御装置４０の不揮発性メ
モリ４４に、位置シフト単位量Δを指定するデータを格
納する。位置シフト単位量Δは、例えばｍｍ単位で教示
操作盤４６の操作によって入力する。
モリ４４に、位置シフト単位量Δを指定するデータを格
納する。位置シフト単位量Δは、例えばｍｍ単位で教示
操作盤４６の操作によって入力する。
【００３２】（３）予定される移動サイクル数Ｎに見合
った数の位置シフトパターン記憶用のレジスタをロボッ
ト制御装置４０の不揮発性メモリ４４内に設定する。ま
た、各レジスタのアドレスを指定する為のアドレス指定
カウンタを設定する。そして、カウンタ値ｉ（ｉ＝１，
２，３・・・Ｎ）で指定される位置シフトパターン記憶
用のレジスタには、順に上記経路ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，
ｆを実現するに必要な直線Ｑ1 Ｑ2 及びＱ3 Ｑ4 に沿っ
た位置シフト量データ（Δ1 ，Δ2 ）を格納する。上記
例では、各アドレス指定カウンタ値ｉで指定される位置
シフトパターン記憶用のレジスタに記憶されるデータは
次のようになる。
った数の位置シフトパターン記憶用のレジスタをロボッ
ト制御装置４０の不揮発性メモリ４４内に設定する。ま
た、各レジスタのアドレスを指定する為のアドレス指定
カウンタを設定する。そして、カウンタ値ｉ（ｉ＝１，
２，３・・・Ｎ）で指定される位置シフトパターン記憶
用のレジスタには、順に上記経路ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，
ｆを実現するに必要な直線Ｑ1 Ｑ2 及びＱ3 Ｑ4 に沿っ
た位置シフト量データ（Δ1 ，Δ2 ）を格納する。上記
例では、各アドレス指定カウンタ値ｉで指定される位置
シフトパターン記憶用のレジスタに記憶されるデータは
次のようになる。
【００３３】 ｉ＝１で指定されるレジスタ；（Δ，Δ） ・・・・経路ａに対応 ｉ＝２で指定されるレジスタ；（２Δ，Δ） ・・・・経路ｂに対応 ｉ＝３で指定されるレジスタ；（Δ，２Δ） ・・・・経路ｃに対応 ｉ＝４で指定されるレジスタ；（２Δ，２Δ） ・・・・経路ｄに対応 ｉ＝５で指定されるレジスタ；（３Δ，２Δ） ・・・・経路ｅに対応 ｉ＝６で指定されるレジスタ；（２Δ，３Δ） ・・・・経路ｆに対応 以上の準備の下で、図６のフローチャートに記した処理
を実行することによって、経路ａ〜ｆが実現される。な
お、処理はロボットの経路に関連したもののみを説明
し、溶接トーチの制御に関連した処理等については省略
する。
を実行することによって、経路ａ〜ｆが実現される。な
お、処理はロボットの経路に関連したもののみを説明
し、溶接トーチの制御に関連した処理等については省略
する。
【００３４】処理はアドレス指定カウンタ値ｉの初期値
を１として開始される。先ず、レーザセンサを起動し
（ステップＳ１）、動作プログラムを１ブロック読み込
み、教示点位置Ｐへ向けて移動を開始する（ステップＳ
２）。レーザセンサにより、ワークＷ1 ，Ｗ2 が検出さ
れるまで、教示点位置Ｐへ向かう移動が続行される（ス
テップＳ３）。
を１として開始される。先ず、レーザセンサを起動し
（ステップＳ１）、動作プログラムを１ブロック読み込
み、教示点位置Ｐへ向けて移動を開始する（ステップＳ
２）。レーザセンサにより、ワークＷ1 ，Ｗ2 が検出さ
れるまで、教示点位置Ｐへ向かう移動が続行される（ス
テップＳ３）。
【００３５】ワークＷ1 ，Ｗ2 が検出されたならば、直
ちに位置Ｑ1 〜Ｑ4 が計算される（ステップＳ４）。位
置Ｑ1 〜Ｑ4 の計算は、上記設定した時間Ｔ1 〜Ｔ4 に
おけるレーザセンサ出力に基づいて計算される。レーザ
センサ出力からは、図２に関連して説明した２次元位置
が計算される。その結果と、ロボット位置と姿勢のデー
タから計算されるレーザビームの走査面位置に基づい
て、点Ｑ1 〜Ｑ4 の３次元位置が求められる。
ちに位置Ｑ1 〜Ｑ4 が計算される（ステップＳ４）。位
置Ｑ1 〜Ｑ4 の計算は、上記設定した時間Ｔ1 〜Ｔ4 に
おけるレーザセンサ出力に基づいて計算される。レーザ
センサ出力からは、図２に関連して説明した２次元位置
が計算される。その結果と、ロボット位置と姿勢のデー
タから計算されるレーザビームの走査面位置に基づい
て、点Ｑ1 〜Ｑ4 の３次元位置が求められる。
【００３６】更に、続くステップＳ５では、点Ｑ1 ，Ｑ
2 の位置データから直線Ｑ1 Ｑ2 の方程式が計算される
一方点Ｑ3 ，Ｑ4 の位置データから直線Ｑ3 Ｑ4 の方程
式が計算される。そして、これら２直線の交点位置とし
て隅部位置Ｑ0 が計算される。
2 の位置データから直線Ｑ1 Ｑ2 の方程式が計算される
一方点Ｑ3 ，Ｑ4 の位置データから直線Ｑ3 Ｑ4 の方程
式が計算される。そして、これら２直線の交点位置とし
て隅部位置Ｑ0 が計算される。
【００３７】次いで、アドレス指定カウンタ値ｉで指定
されたレジスタにアクセスして位置シフトデータを読み
出す（ステップＳ６）。ｉ＝１では、上記説明した設定
内容から、Δ1 ＝Δ2 ＝Δが読み出される。続くステッ
プＳ７では、ステップＳ６で求めた位置Ｑ0 を直線Ｑ1
Ｑ2 に沿ってΔ、直線Ｑ3 Ｑ4 に沿ってΔシフトさせた
位置を計算し、これをロボット移動目標位置としたロボ
ット移動を実行する。
されたレジスタにアクセスして位置シフトデータを読み
出す（ステップＳ６）。ｉ＝１では、上記説明した設定
内容から、Δ1 ＝Δ2 ＝Δが読み出される。続くステッ
プＳ７では、ステップＳ６で求めた位置Ｑ0 を直線Ｑ1
Ｑ2 に沿ってΔ、直線Ｑ3 Ｑ4 に沿ってΔシフトさせた
位置を計算し、これをロボット移動目標位置としたロボ
ット移動を実行する。
【００３８】ステップＳ８では、移動サイクルの終点
Ｐ’への未到達を確認し、ステップＳ４へ戻り、ステッ
プＳ４〜ステップＳ８を繰り返す。これにより、例えば
１回目の移動サイクル（１層目の溶接層形成）では、経
路ａが実現される。経路ａの終点（教示点位置Ｐ’に対
応）に到達すると、ステップ８からステップＳ９へ進
み、アドレス指定カウンタ値ｉを１カウントアップす
る。ステップＳ１０で、ｉが移動サイクル数（多層盛り
総層数）Ｎ（＝６）を越えていないことを確認した上で
ステップＳ２へ戻る。
Ｐ’への未到達を確認し、ステップＳ４へ戻り、ステッ
プＳ４〜ステップＳ８を繰り返す。これにより、例えば
１回目の移動サイクル（１層目の溶接層形成）では、経
路ａが実現される。経路ａの終点（教示点位置Ｐ’に対
応）に到達すると、ステップ８からステップＳ９へ進
み、アドレス指定カウンタ値ｉを１カウントアップす
る。ステップＳ１０で、ｉが移動サイクル数（多層盛り
総層数）Ｎ（＝６）を越えていないことを確認した上で
ステップＳ２へ戻る。
【００３９】以下、アドレス指定カウンタ値ｉが１アッ
プされた状態で処理ステップＳ２〜ステップＳ１０が繰
り返される。例えば、２回目の移動サイクルでは、ステ
ップＳ６で、Δ1 ＝２Δ，Δ2 ＝Δが読み出されるの
で、経路ｂが実現される。同様に、ｉ＝３，４，５，６
の条件下で、経路ｃ，ｄ，ｅ，ｆが順次実現される。こ
れら経路ａ〜ｆは、個々のワークＷ1 ，Ｗ2 毎にレーザ
センサによるセンシングによって決定される位置Ｑ0
（経路変更基準位置）を起点として逐次計算されるの
で、ワークＷ1 ，Ｗ2 の位置決め精度が低い場合でも、
安定した多層盛り溶接精度を実現することが出来る。
プされた状態で処理ステップＳ２〜ステップＳ１０が繰
り返される。例えば、２回目の移動サイクルでは、ステ
ップＳ６で、Δ1 ＝２Δ，Δ2 ＝Δが読み出されるの
で、経路ｂが実現される。同様に、ｉ＝３，４，５，６
の条件下で、経路ｃ，ｄ，ｅ，ｆが順次実現される。こ
れら経路ａ〜ｆは、個々のワークＷ1 ，Ｗ2 毎にレーザ
センサによるセンシングによって決定される位置Ｑ0
（経路変更基準位置）を起点として逐次計算されるの
で、ワークＷ1 ，Ｗ2 の位置決め精度が低い場合でも、
安定した多層盛り溶接精度を実現することが出来る。
【００４０】以上、隅肉多層盛り溶接作業を例にとって
説明したが、本願発明の技術思想の適用範囲は、これに
限られるものではない。例えば、ワーク間のシーリング
作業（シーリング材の塗布）、一般の塗装ロボット等に
おいても、レーザセンサで検出可能な経路変更基準位置
（Ｑ0 ）が存在する限り、本願発明を適用することは可
能である。
説明したが、本願発明の技術思想の適用範囲は、これに
限られるものではない。例えば、ワーク間のシーリング
作業（シーリング材の塗布）、一般の塗装ロボット等に
おいても、レーザセンサで検出可能な経路変更基準位置
（Ｑ0 ）が存在する限り、本願発明を適用することは可
能である。
【００４１】
【発明の効果】本願発明によれば、ロボットにロボット
位置に対して進行方向側の近傍領域をセンシングするレ
ーザセンサを搭載し、ロボットの動作プログラム再生運
転時に逐次的に獲得されるレーザセンサの検出出力に基
づいてロボット移動目標位置を逐次的に計算し、教示経
路から変更された移動経路を逐次的に定めながらロボッ
トを移動させるレーザセンサを用いたロボット教示経路
の変更方法において、レーザセンサの検出出力からロボ
ット移動目標位置を求めるプロセスに自由度を持たせ、
動作プログラムでその自由度に対応した選択・指定を行
なってロボット移動目標位置を定めることが可能になる
ので、レーザセンサ搭載型のロボットシステムの作業性
が著しく向上する。
位置に対して進行方向側の近傍領域をセンシングするレ
ーザセンサを搭載し、ロボットの動作プログラム再生運
転時に逐次的に獲得されるレーザセンサの検出出力に基
づいてロボット移動目標位置を逐次的に計算し、教示経
路から変更された移動経路を逐次的に定めながらロボッ
トを移動させるレーザセンサを用いたロボット教示経路
の変更方法において、レーザセンサの検出出力からロボ
ット移動目標位置を求めるプロセスに自由度を持たせ、
動作プログラムでその自由度に対応した選択・指定を行
なってロボット移動目標位置を定めることが可能になる
ので、レーザセンサ搭載型のロボットシステムの作業性
が著しく向上する。
【００４２】また、特に多層盛りを行なう溶接ロボット
に適用することによって、ワーク位置決め精度が悪い場
合でも、各溶接層の形成過程に対応したロボット経路移
動サイクル毎にロボット移動経路を所望量平行移動シフ
トさせながら多層盛り溶接作業を実行することが出来
る。
に適用することによって、ワーク位置決め精度が悪い場
合でも、各溶接層の形成過程に対応したロボット経路移
動サイクル毎にロボット移動経路を所望量平行移動シフ
トさせながら多層盛り溶接作業を実行することが出来
る。
【図１】レーザセンサの概略構成を例示した図である。
【図２】レーザセンサの受光素子で検出した位置によ
り、センサからの対象物の座標位置（Ｘ，Ｙ）を求める
説明図である。
り、センサからの対象物の座標位置（Ｘ，Ｙ）を求める
説明図である。
【図３】本願発明を溶接ロボットによる隅肉多層盛り溶
接作業に適用した場合の配置例を説明する見取り図であ
る。
接作業に適用した場合の配置例を説明する見取り図であ
る。
【図４】本実施例におけるロボット移動サイクル毎のロ
ボット移動経路の定め方について説明する図である。
ボット移動経路の定め方について説明する図である。
【図５】本実施例で使用されるシステムの構成を要部ブ
ロック図で示したものある。
ロック図で示したものある。
【図６】本実施例における経路ａ〜ｆを実現する為の処
理手順の概略を記したフローチャートである。
理手順の概略を記したフローチャートである。
１ 溶接ロボット本体（アーム先端部） ２ 溶接トーチ ２’ 溶接電源部 ３ ツールポイント ４ 隅部ライン ５ 形成済みの溶接層 ６ 光点軌跡 １０ レーザセンサの検出部 １１ レーザ発振器 １２ 搖動ミラー １３ レンズ １４ 受光素子（ＣＣＤアレイまたはＰＳＤ） ２０ レーザセンサの制御部 ２１ ＣＰＵ（レーザセンサ） ２２ レーザ駆動部 ２３ ミラー走査部 ２４ 信号検出部 ２５ メモリ（レーザセンサ） ２８ 入出力装置 ２９ バス（レーザセンサ） ３０ 対象物面 ４０ ロボット制御装置 ４１ ＣＰＵ（ロボット制御装置） ４２ メモリ（ＲＯＭ） ４３ メモリ（ＲＡＭ） ４４ 不揮発性メモリ ４５ 液晶表示部 ４６ 教示操作盤 ４７ ロボット軸制御器 ４８ サーボ回路 ４９ 汎用インターフェイス ＢＬ バス（ロボット制御装置） ＬＢ レーザビーム ＬＳ レーザセンサ Ｐ，Ｐ’ 教示点位置 Ｗ1 ，Ｗ2 ワーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｂ 19/4093 19/42
Claims (3)
- 【請求項１】 ロボットにロボット位置に対して進行方
向側の近傍領域をセンシングするレーザセンサを搭載
し、前記ロボットの動作プログラム再生運転時に逐次的
に獲得される前記レーザセンサの検出出力に基づいてロ
ボット移動目標位置を逐次的に計算し、教示経路から変
更された移動経路を逐次的に定めながらロボットを移動
させるレーザセンサを用いたロボット教示経路の変更方
法において、 前記ロボット移動目標位置の計算が、前記レーザセンサ
の検出出力に基づいて変更基準位置を計算する段階と、
前記動作プログラムで指定された位置シフトパターンに
従って前記変更基準位置に対する位置シフト内容を定め
る段階と、それに応じて前記変更基準位置をシフトさせ
たロボット移動目標位置位置を計算する段階とを含んで
いることを特徴とする前記方法。 - 【請求項２】 前記動作プログラムで指定された位置シ
フトパターンに従って前記変更基準位置に対する位置シ
フト内容を定める前記段階が、前記変更基準位置に対す
る位置シフト方向と位置シフト量を表現する位置シフト
パターン表現データの中から前記動作プログラムの指定
内容に対応したデータを抽出する段階を含むことを特徴
とする請求項１に記載されたレーザセンサを用いたロボ
ット教示経路の変更方法。 - 【請求項３】 溶接ロボットにロボット位置に対して進
行方向側の近傍領域をセンシングするレーザセンサを搭
載し、前記溶接ロボットの動作プログラム再生運転時に
逐次的に獲得される前記レーザセンサの検出出力に基づ
いてロボット移動目標位置を逐次的に計算し、教示経路
から変更された移動経路を逐次的に定めながら同一教示
経路に関連して移動サイクルを繰り返して溶接ロボット
移動させて多層盛り溶接を実行する際のロボット教示経
路の変更方法において、 前記ロボット移動目標位置の計算が、前記レーザセンサ
の検出出力に基づいて変更基準位置を計算する段階と、
前記動作プログラムで指定された位置シフトパターンに
従って前記変更基準位置に対する位置シフト内容を定め
る段階と、それに応じて前記変更基準位置をシフトさせ
たロボット移動目標位置位置を計算する段階とを含み、 前記動作プログラムで指定された位置シフトパターンに
従って前記変更基準位置に対する位置シフト内容を定め
る前記段階が、前記変更基準位置に対する位置シフト方
向と位置シフト量を表現する位置シフトパターン表現デ
ータの中から前記動作プログラムの指定内容に対応した
データを抽出する段階を含み、 前記動作プログラムによる前記指定内容は、何層目の溶
接層形成に対応したロボット移動サイクルであるかに関
連して定められていることを特徴とする前記方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6167551A JPH0816221A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | レーザセンサを用いたロボット教示経路の変更方法 |
| US08/493,618 US5799135A (en) | 1994-06-28 | 1995-06-22 | Robot controlling method and apparatus using laser sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP6167551A JPH0816221A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | レーザセンサを用いたロボット教示経路の変更方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0816221A true JPH0816221A (ja) | 1996-01-19 |
Family
ID=15851822
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP6167551A Pending JPH0816221A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | レーザセンサを用いたロボット教示経路の変更方法 |
Country Status (2)
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