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JP5118821B2 - Robot control device - Google Patents
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JP5118821B2 - Robot control device - Google Patents

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JP5118821B2 JP2006132974A JP2006132974A JP5118821B2 JP 5118821 B2 JP5118821 B2 JP 5118821B2 JP 2006132974 A JP2006132974 A JP 2006132974A JP 2006132974 A JP2006132974 A JP 2006132974A JP 5118821 B2 JP5118821 B2 JP 5118821B2
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Description

本発明は、ロボットに設けられる作業ツールと、前記作業ツールに配置され作業対象物の形状を検出するセンサとを有し、予め設定された主軌道に沿って前記作業ツールを動作させるとともに、前記センサの出力により前記作業ツールの動作を補正するロボットの制御装置に関するものである。   The present invention has a work tool provided in a robot and a sensor that is arranged on the work tool and detects the shape of a work object, operates the work tool along a preset main trajectory, and The present invention relates to a robot control device that corrects the operation of the work tool by the output of a sensor.

従来、溶接ロボットの作業ツールに、進行方向側の被溶接物の形状を検出するレーザセンサを搭載し、溶接を行う際に溶接ロボットに正確な作業を行わせるようにしたロボットの制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。このようなロボットの制御装置では、溶接作業に先行して被溶接物の開先の特徴点をレーザセンサにより検出し、それらを3次元的につなぎ合わせることで作業ツールの目標位置及び姿勢を演算している。そして、予め設定された主軌道に沿って作業ツールを動作させるとともに、レーザセンサから順次得られる検出結果に応じて、作業ツールの動作位置及び姿勢を倣い補正している。   Conventionally, there has been known a robot control device in which a laser sensor for detecting the shape of a workpiece on the traveling direction side is mounted on a work tool of a welding robot so that the welding robot performs an accurate work when performing welding. (For example, refer to Patent Document 1). In such a robot control device, prior to the welding operation, the feature point of the groove of the workpiece is detected by a laser sensor, and the target position and orientation of the work tool are calculated by connecting them three-dimensionally. is doing. Then, the work tool is operated along a preset main trajectory, and the operation position and posture of the work tool are corrected in accordance with the detection results sequentially obtained from the laser sensors.

図14を参照して、上記のような制御装置が行う制御について説明する。制御装置101は、溶接ロボットを制御するロボット制御部111とレーザセンサを制御するセンサ制御部121とを備える。ロボット制御部111は、入力されている教示データから主軌道補間点を算出する主軌道補間点算出処理部112と、作業ツールの目標位置及び姿勢に基づいて倣い補正を行う倣い補正処理部113と、作業ツールの現在位置及び姿勢を算出する現在位置算出処理部114とを備える。   With reference to FIG. 14, the control which the above control apparatuses perform is demonstrated. The control device 101 includes a robot control unit 111 that controls a welding robot and a sensor control unit 121 that controls a laser sensor. The robot control unit 111 includes a main trajectory interpolation point calculation processing unit 112 that calculates a main trajectory interpolation point from input teaching data, a copying correction processing unit 113 that performs copying correction based on the target position and orientation of the work tool, and A current position calculation processing unit 114 that calculates the current position and orientation of the work tool.

主軌道補間点算出処理部112は、作業ツールの移動に先行して、作業ツールの位置及び姿勢を示す複数の主軌道上の補間点(以下、主軌道補間点という)を教示データから算出する。算出された主軌道補間点は、順次倣い補正処理部113に出力されて、現在位置算出処理部114に送られる。現在位置算出処理部114は、作業ツールの現在位置及び姿勢を算出し、その現在位置及び姿勢をセンサ制御部121に送信する。センサ制御部121は、現在位置及び姿勢とレーザセンサによる被溶接物の形状検出結果とを照らし合わせて、作業ツールの目標位置及び姿勢を設定し、その目標位置及び姿勢を倣い補正処理部113に返信する。倣い補正処理部113は、主軌道補間点を受信した目標位置及び姿勢に置き換える。制御装置101は、このようなフィードバック制御を行うことで、作業ツールの目標位置及び姿勢を倣い補正し、溶接ロボットに正確な作業を行わせるようにしている。
特開平9−76065号公報
The main trajectory interpolation point calculation processing unit 112 calculates interpolation points (hereinafter referred to as main trajectory interpolation points) on a plurality of main trajectories indicating the position and orientation of the work tool from the teaching data prior to the movement of the work tool. . The calculated main trajectory interpolation points are sequentially output to the scanning correction processing unit 113 and sent to the current position calculation processing unit 114. The current position calculation processing unit 114 calculates the current position and orientation of the work tool, and transmits the current position and orientation to the sensor control unit 121. The sensor control unit 121 compares the current position and posture with the shape detection result of the workpiece by the laser sensor, sets the target position and posture of the work tool, and copies the target position and posture to the correction processing unit 113. Send back. The scanning correction processing unit 113 replaces the main trajectory interpolation point with the received target position and orientation. By performing such feedback control, the control device 101 corrects the target position and orientation of the work tool so as to cause the welding robot to perform accurate work.
JP-A-9-76065

ところで、上記のような制御装置101では、現在位置算出処理部114が現在位置及び姿勢を算出してから、倣い補正処理部113が目標位置及び姿勢を受け取るまでの間に、時間を要してしまう。このため、この時間の間にも、主軌道補間点算出処理部112による主軌道補間点の出力は行われ続けることとなり、設定された目標位置及び姿勢を先の主軌道補間点に対して補正しているような状況が発生し得る。例えば、主軌道補間点T1について設定した目標位置及び姿勢を、主軌道補間点算出処理部112により新たに出力された主軌道補間点Tnと置き換えるような補正が行われてしまう。このように先の主軌道補間点に対して目標位置及び姿勢が置き換えられると、作業ツールの進行方向に対して引き戻すような補正を行っていることになるため、進行方向に位置誤差が発生する。こうした位置誤差は、順次累積されていくため、倣い補正による実際の溶接長が予め設定された溶接長よりも短くなるという現象が発生し得る。累積位置誤差は、溶接長が長くなるほど、また溶接部に曲線部が多いほど大きくなる傾向にあるため、溶接条件によっては、この位置誤差の影響を無視できない場合がある。   By the way, in the control apparatus 101 as described above, it takes time until the scanning correction processing unit 113 receives the target position and orientation after the current position calculation processing unit 114 calculates the current position and orientation. End up. Therefore, during this time, the main trajectory interpolation point calculation processing unit 112 continues to output the main trajectory interpolation point, and the set target position and orientation are corrected with respect to the previous main trajectory interpolation point. A situation like this can occur. For example, correction is performed so as to replace the target position and orientation set for the main trajectory interpolation point T1 with the main trajectory interpolation point Tn newly output by the main trajectory interpolation point calculation processing unit 112. When the target position and orientation are replaced with respect to the previous main trajectory interpolation point in this way, correction is performed so as to pull back with respect to the traveling direction of the work tool, so that a position error occurs in the traveling direction. . Since these position errors are sequentially accumulated, a phenomenon may occur in which the actual weld length by the scanning correction becomes shorter than a preset weld length. The cumulative position error tends to increase as the welding length increases and the number of curved portions in the welded portion increases. Therefore, depending on the welding conditions, the influence of this position error may not be negligible.

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、作業対象物の形状を検出するセンサによって作業ツールの動作を倣い補正するときに、作業ツールの進行方向に発生する位置誤差を抑えることができるロボットの制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and the purpose of the present invention is to detect a position error that occurs in the traveling direction of the work tool when the operation of the work tool is corrected by copying a sensor that detects the shape of the work object. It is an object of the present invention to provide a robot control device that can suppress the above-described problem.

上記目的を達成するため、本発明に係るロボットの制御装置は、ロボットに設けられる作業ツールと、前記作業ツールに搭載され、作業に先行して作業対象物の形状を検出するセンサとを有し、予め設定された主軌道上であって前記作業ツールの位置及び姿勢を示す複数の主軌道補間点に沿って前記作業ツールを動作させるとともに、前記センサの出力により前記主軌道補間点を補正するロボットの制御装置であって、前記主軌道補間点に対応する前記作業ツールの現在位置及び姿勢を算出する現在位置算出手段と、前記算出された現在位置及び姿勢について、前記対応する主軌道補間点に割り付けられたシリアル番号とともに記憶する記憶手段と、前記算出された現在位置及び姿勢と前記センサの出力とに基づいて設定される前記作業ツールの目標位置及び姿勢について、前記対応する主軌道補間点に割り付けられたシリアル番号とともに設定する目標位置設定手段と、記設定された目標位置及び姿勢と、該設定された目標位置及び姿勢と前記シリアル番号によって互いに対応付けられて前記記憶手段に記憶されている現在位置及び姿勢とのずれ量を算出し、前記ずれ量に基づいて、前記ずれ量を算出する際に用いたシリアル番号に対応する主軌道補間点を当該前記ずれ量に基づいて補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。 To achieve the above object, a robot control apparatus according to the present invention includes a work tool provided in the robot, and a sensor that is mounted on the work tool and detects the shape of a work object prior to the work. The work tool is operated along a plurality of main trajectory interpolation points on the preset main trajectory and indicating the position and orientation of the work tool, and the main trajectory interpolation point is corrected by the output of the sensor. a control apparatus for a robot, the main and the current position calculating means for calculating a current position and orientation of the work tool corresponding to the trajectory interpolation point, the current position and orientation the calculated, the corresponding main track interpolation points Storage means for storing together with the serial number assigned to the work tool, the work tool set based on the calculated current position and orientation and the output of the sensor. The target position and orientation, the target position setting means for setting together with the serial number assigned to the main track interpolation points the corresponding, and the target position and orientation which is pre-Symbol set, and the target position and orientation which are those the setting Calculate the amount of deviation from the current position and orientation stored in the storage means in association with each other by the serial number, and based on the amount of deviation , corresponds to the serial number used to calculate the amount of deviation Correction means for correcting the main trajectory interpolation point to be corrected based on the shift amount .

同構成によれば、ロボットの制御装置は、作業ツールの現在位置及び姿勢を算出し、算出された現在位置及び姿勢を記憶するとともに、算出された現在位置及び姿勢とセンサにより検出される作業対象物の形状とから、作業ツールの目標位置及び姿勢を設定する。そして、設定された目標位置及び姿勢と記憶されている現在位置及び姿勢とのずれ量を算出し、そのずれ量に基づいて作業ツールの現在位置及び姿勢を倣い補正する。 According to this configuration, the robot control device calculates the current position and posture of the work tool, stores the calculated current position and posture, and the work target detected by the calculated current position and posture and the sensor. The target position and posture of the work tool are set from the shape of the object. Then, a deviation amount between the set target position and posture and the stored current position and posture is calculated, and the current position and posture of the work tool are copied and corrected based on the deviation amount.

このように、作業ツールの現在位置及び姿勢を記憶しておき、記憶されている現在位置及び姿勢と設定された目標位置及び姿勢とのずれ量を算出すると、目標位置及び姿勢を設定する際に用いた現在位置及び姿勢に対する目標位置及び姿勢を把握することができる。このため、ロボットの制御装置は、予め設定された主軌道上の補間点(主軌道補間点)に対する目標位置及び姿勢を、各主軌道補間点について管理することができる。   As described above, when the current position and orientation of the work tool are stored and the amount of deviation between the stored current position and orientation and the set target position and orientation is calculated, the target position and orientation can be set. The target position and posture with respect to the used current position and posture can be grasped. For this reason, the robot control device can manage the target position and orientation for a preset interpolation point on the main trajectory (main trajectory interpolation point) for each main trajectory interpolation point.

従って、目標位置及び姿勢を設定した時点で、既に先の主軌道補間点が出力されていることがあっても、先の主軌道補間点に対して目標位置及び姿勢が置き換えられることがなくなり、目標位置及び姿勢の置き換えに起因して作業ツールの進行方向に位置誤差が発生することを防止することができる。これにより、予め設定されている作業ツールの軌道長に対して倣い補正による実際の軌道長が短くなるといった状況を極力回避することができる。   Therefore, even if the previous main trajectory interpolation point is already output at the time of setting the target position and orientation, the target position and orientation are not replaced with respect to the previous main trajectory interpolation point. It is possible to prevent a position error from occurring in the traveling direction of the work tool due to the replacement of the target position and posture. As a result, it is possible to avoid as much as possible the situation where the actual trajectory length due to the scanning correction becomes shorter than the preset trajectory length of the work tool.

なお、上記構成において、前記補正手段は、前記ずれ量から前記主軌道方向の成分を除去した修正ずれ量を算出し、前記修正ずれ量に基づいて前記作業ツールの動作を補正するようにしてもよい。   In the above configuration, the correction unit may calculate a corrected shift amount obtained by removing the component in the main trajectory direction from the shift amount, and correct the operation of the work tool based on the corrected shift amount. Good.

作業ツールの動作を倣い補正する場合に、作業ツールが所定の速度で移動して、目標位置の設定が所定の周期で行われると、目標位置間が所定の距離に保たれる。このため、主軌道からずれた位置に目標位置が設定されると、目標位置間の主軌道方向成分が目標位置間の距離よりも短くなってしまう。その結果、主軌道方向の位置誤差が累積し、予め設定された主軌道の長さに対して倣い補正により生成された主軌道方向の長さが短くなることがある。また、センサの検出精度誤差や溶接ロボットの軌跡誤差等が発生する場合もあり、これらの誤差は主軌道方向にも生じ得る。   When correcting the operation of the work tool by copying, if the work tool moves at a predetermined speed and the target positions are set in a predetermined cycle, the distance between the target positions is maintained at a predetermined distance. For this reason, when the target position is set at a position shifted from the main track, the main track direction component between the target positions becomes shorter than the distance between the target positions. As a result, position errors in the main trajectory direction may accumulate, and the length in the main trajectory direction generated by the scanning correction may be shortened with respect to the preset length of the main trajectory. In addition, there may be a detection accuracy error of the sensor, a trajectory error of the welding robot, and the like, and these errors may also occur in the main trajectory direction.

この点、同構成によれば、ロボットの制御装置は、現在位置及び姿勢と目標位置及び姿勢とから求められるずれ量から、主軌道方向の成分を除去した修正ずれ量を算出し、その修正ずれ量に基づいて作業ツールの動作を補正するため、主軌道方向に位置誤差が発生することを抑えることができる。このため、主軌道方向に位置誤差が累積することを抑えて、予め設定された主軌道の長さに対して倣い補正により生成された主軌道方向の長さが短くなることを防止することができる。   In this regard, according to the configuration, the robot control device calculates a correction deviation amount obtained by removing the component in the main trajectory direction from the deviation amount obtained from the current position and posture, the target position and the posture, and the correction deviation. Since the operation of the work tool is corrected based on the amount, occurrence of a position error in the main trajectory direction can be suppressed. For this reason, it is possible to prevent position errors from accumulating in the main trajectory direction and prevent the length of the main trajectory direction generated by copying correction from being shortened with respect to the preset main trajectory length. it can.

また、上記構成において、前記作業ツールの作業中に、前記センサにより検出される作業対象物の形状に応じて、少なくとも前記作業ツールの移動速度を含む作業条件を変更するアダプティブ機能と、前記アダプティブ機能により前記作業ツールの移動速度が変更されたときに、前記作業ツールの動作に先立って前記主軌道上に設定されている主軌道補間点の数を前記移動速度に基づいて変更し、新たな主軌道補間点を算出する補間点再算出手段と、を更に備えるようにしてもよい。   Further, in the above configuration, an adaptive function for changing a work condition including at least a moving speed of the work tool according to a shape of a work target detected by the sensor during work of the work tool, and the adaptive function When the moving speed of the work tool is changed by the above, the number of main trajectory interpolation points set on the main trajectory is changed based on the moving speed before the operation of the work tool, and a new main tool is changed. Interpolation point recalculation means for calculating the trajectory interpolation point may be further provided.

同構成によれば、ロボットの制御装置は、作業ツールの作業中に、センサにより検出される作業対象物の形状に応じて、少なくとも作業ツールの移動速度を含む作業条件を変更するアダプティブ機能を有する。そして、アダプティブ機能により作業ツールの移動速度が変更されたときに、作業ツールの動作に先立って主軌道上に設定されている主軌道補間点、すなわち作業ツールの以後の動作目標となる主軌道補間点の数を前記移動速度に基づいて変更し、新たな主軌道補間点を算出する。このため、作業ツールの移動速度の変更により、主軌道補間点間距離が変化する場合においても、主軌道補間点の数を前記移動速度に基づいて変更することで、予め設定されている作業ツールの軌道長に対して実際の軌道長が変化することを抑制することができる。すなわち、移動速度が予め設定されている速度よりも遅くなる場合には、主軌道補間点の数を増加させ、移動速度が予め設定されている速度よりも速くなる場合には、主軌道補間点の数を減少させることにより、実際の作業ツールの軌道長を予め設定されている軌道長に合わせることができる。   According to this configuration, the robot control device has an adaptive function for changing the work condition including at least the moving speed of the work tool according to the shape of the work object detected by the sensor during the work of the work tool. . Then, when the moving speed of the work tool is changed by the adaptive function, the main trajectory interpolation point set on the main trajectory prior to the operation of the work tool, that is, the main trajectory interpolation that becomes the operation target after the work tool. The number of points is changed based on the moving speed, and a new main trajectory interpolation point is calculated. For this reason, even when the distance between the main trajectory interpolation points changes due to the change in the movement speed of the work tool, the number of main trajectory interpolation points is changed based on the movement speed, so that the preset work tool It is possible to suppress the actual track length from changing with respect to the track length. That is, when the moving speed becomes slower than the preset speed, the number of main trajectory interpolation points is increased, and when the moving speed becomes faster than the preset speed, the main trajectory interpolation point By reducing the number, the actual track length of the work tool can be adjusted to a preset track length.

また、上記構成において、前記作業ツールの作業中に、前記作業対象物及び前記ロボットの少なくとも一方を予め設定された移動データに沿って移動させる移動手段と、前記アダプティブ機能により前記作業ツールの移動速度が変更されたときに、前記補間点再算出手段により算出された新たな主軌道補間点に対応して前記移動データの補間点を新たに算出する対応補間点算出手段と、を更に備えるようにしてもよい。   Further, in the above configuration, during the work of the work tool, moving means for moving at least one of the work object and the robot along preset movement data, and a moving speed of the work tool by the adaptive function Corresponding interpolation point calculation means for newly calculating an interpolation point of the movement data corresponding to a new main trajectory interpolation point calculated by the interpolation point recalculation means. May be.

同構成によれば、ロボットの制御装置は、作業ツールの作業中に、作業対象物及びロボットの少なくとも一方を予め設定された移動データに沿って移動させ、作業対象物とロボットとの相対位置を変化させる移動手段を有する。そして、アダプティブ機能により作業ツールの移動速度が変更されたときに、補間点再算出手段により算出された新たな主軌道補間点に対応して移動データの補間点を新たに算出する。このため、作業ツールの移動速度が変更されたにもかかわらず、移動手段が予め設定された移動データに沿って移動し続けることを防止することができ、作業ツールの動作と移動手段の動作とを同期して変化させることができる。従って、作業対象物とロボットとの相対位置が、予め設定されている相対位置とずれてしまうことを抑えることができるため、作業ツールの作業対象物に対する主軌道方向のずれや、作業ツールの作業対象物に対する姿勢のずれを抑制することができる。これにより、主軌道方向のずれに起因する作業ツールの軌道長の変化や、姿勢のずれに起因する作業不良等を好適に抑えることができる。   According to this configuration, the robot control apparatus moves at least one of the work object and the robot along the movement data set in advance during the work of the work tool, and determines the relative position between the work object and the robot. It has a moving means to change. Then, when the moving speed of the work tool is changed by the adaptive function, an interpolation point of the movement data is newly calculated corresponding to the new main trajectory interpolation point calculated by the interpolation point recalculation means. For this reason, it is possible to prevent the movement means from continuing to move along the preset movement data even though the movement speed of the work tool is changed. Can be changed synchronously. Therefore, the relative position between the work object and the robot can be prevented from deviating from the preset relative position. The deviation of the posture with respect to the object can be suppressed. Thereby, a change in the track length of the work tool due to a shift in the main track direction, a work defect due to a shift in posture, and the like can be suitably suppressed.

また、上記構成において、前記作業対象物を前記作業ツールに対して1軸方向に移動させるポジショナと、前記センサの出力に基づく前記ポジショナの移動方向に対する補正を無視して、前記作業ツール及び前記ポジショナの動作を制御する制御手段と、を更に備えるようにしてもよい Further, in the above configuration, a positioner that moves the work object in one axial direction with respect to the work tool, and correction for the movement direction of the positioner based on the output of the sensor is ignored, and the work tool and the positioner are ignored. and control means for controlling the operation, may be further provided with.

同構成によれば、ロボットの制御装置は、作業対象物を作業ツールに対して1軸方向に移動させるポジショナを備え、作業ツールに配置されたセンサにより検出される作業対象物の形状からロボットの動作を倣い補正する際に、ポジショナの移動方向に対する補正を無視して、作業ツール及びポジショナの移動を制御する。このため、倣い補正により発生するポジショナの移動方向のずれ、すなわち位置誤差を抑えることができ、予め設定されている作業ツールの作業軌道長に対して、倣い補正による実際の作業軌道長が短くなるといった状況を回避することができる。   According to this configuration, the robot control device includes the positioner that moves the work object in one axial direction with respect to the work tool, and determines the robot's shape based on the shape of the work object detected by the sensor disposed on the work tool. When the movement is corrected by copying, the movement of the work tool and the positioner is controlled ignoring the correction with respect to the movement direction of the positioner. For this reason, it is possible to suppress a displacement in the moving direction of the positioner caused by the scanning correction, that is, a position error, and the actual working track length by the scanning correction becomes shorter than the working track length of the working tool set in advance. Such a situation can be avoided.

なお、上記のロボットの制御装置の構成において、前記センサは、レーザの発光及び受光により作業対象物までの距離を測定する走査型のレーザセンサであってもよい。
同構成によれば、作業対象物の形状を検出するセンサは、レーザの発光及び受光により作業対象物までの距離を測定する走査型のレーザセンサである。このため、こうした非接触型のセンサを用いることで、検出精度誤差等がある程度発生してしまうような場合であっても、上記のロボットの制御装置による制御によって、作業ツールの進行方向の位置誤差又はポジショナの移動方向の位置誤差の発生を抑えることができる。従って、予め設定されている作業ツールの軌道長に対して倣い補正による実際の軌道長が短くなることを抑えることができる。
In the configuration of the robot control device described above, the sensor may be a scanning laser sensor that measures a distance to a work object by emitting and receiving light of a laser.
According to this configuration, the sensor that detects the shape of the work object is a scanning laser sensor that measures the distance to the work object by laser emission and reception. For this reason, even if such a non-contact type sensor causes a detection accuracy error to some extent, the position error in the advancing direction of the work tool is controlled by the control of the robot controller. Or generation | occurrence | production of the position error of the moving direction of a positioner can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the actual track length from being shortened by the scanning correction from the preset track length of the work tool.

(第1実施形態)
以下、図1〜8を参照して、本発明に係るロボットの制御装置を溶接ロボットの制御装置に適用した第1実施形態について説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which a robot control device according to the present invention is applied to a welding robot control device will be described with reference to FIGS.

図1は溶接ロボットの制御装置1の構成を示すブロック図である。溶接ロボットの制御装置1は、ワーク(作業対象物)Wに対してアーク溶接を自動で行うように制御するものであり、溶接作業を行うマニピュレータ11と、マニピュレータ11を制御するロボット制御部21と、ワークWの形状を検出するセンサとしてのレーザセンサ31と、レーザセンサ31を制御するセンサ制御部41とを備える。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a control apparatus 1 for a welding robot. The welding robot control apparatus 1 controls the workpiece (work object) W so as to automatically perform arc welding, and includes a manipulator 11 that performs a welding operation, and a robot control unit 21 that controls the manipulator 11. A laser sensor 31 serving as a sensor for detecting the shape of the workpiece W and a sensor control unit 41 for controlling the laser sensor 31 are provided.

マニピュレータ11は、フロア等に固定されるベース部材12と、複数の軸を介して連結された複数のアーム13とを備える。最も先端側に位置するアーム13の先端部には、作業ツールとしての溶接トーチ14が設けられる。溶接トーチ14は、溶加材としてのワイヤ15を内装し、図示しない送給装置によって送り出されたワイヤ15の先端とワークWとの間にアークを発生させ、その熱でワイヤ15を溶着させることによりワークWに対して溶接を施す。アーム13間には複数のモータが配設されており、モータの駆動によって溶接トーチ14を前後左右に自在に移動できるように構成されている。   The manipulator 11 includes a base member 12 fixed to a floor or the like, and a plurality of arms 13 connected via a plurality of shafts. A welding torch 14 as a work tool is provided at the distal end portion of the arm 13 located on the most distal side. The welding torch 14 includes a wire 15 as a filler material, generates an arc between the tip of the wire 15 fed by a feeding device (not shown) and the workpiece W, and welds the wire 15 with the heat. To weld the workpiece W. A plurality of motors are disposed between the arms 13, and the welding torch 14 can be freely moved back and forth and left and right by driving the motors.

ロボット制御部21は、前記モータを駆動制御することにより、予め設定された教示データの主軌道に沿って溶接トーチ14を動作させる。また、ロボット制御部21は、溶接電流及び溶接電圧といった溶接条件を溶接電源51に対して出力し、溶接電源51からパワーケーブル52を通じて供給される電力によって溶接作業を行わせる。   The robot control unit 21 controls the motor to drive the welding torch 14 along a main track of preset teaching data. Further, the robot control unit 21 outputs welding conditions such as a welding current and a welding voltage to the welding power source 51, and causes the welding operation to be performed by electric power supplied from the welding power source 51 through the power cable 52.

レーザセンサ31は、レーザの発光及び受光によりワークWまでの距離を測定する走査型のレーザセンサであり、溶接トーチ14に搭載される。図2にレーザセンサ31の概略構成を示す。レーザセンサ31は、レーザをワークWに向けて発光する発光部32と、ワークWで反射したレーザを受光する受光部33と、発光及び受光されるレーザを反射するミラースキャナ34とを備える。発光部32で発光されたレーザは、ミラースキャナ34で反射してワークWに照射される。ワークWで乱反射したレーザは、ミラースキャナ34で反射して受光部33に導かれる。受光部33は、CCDラインセンサにより構成されており、受光量分布の重心位置からワークWまでの距離を測定する。また、ミラースキャナ34は回転軸34aを中心に所定角度回転可能に構成されており、ミラースキャナ34の回転によって例えばワークWの位置Aから位置Bまでの範囲を走査しながら距離を測定する。   The laser sensor 31 is a scanning type laser sensor that measures the distance to the workpiece W by emitting and receiving laser light, and is mounted on the welding torch 14. FIG. 2 shows a schematic configuration of the laser sensor 31. The laser sensor 31 includes a light emitting unit 32 that emits a laser beam toward the workpiece W, a light receiving unit 33 that receives a laser beam reflected by the workpiece W, and a mirror scanner 34 that reflects the emitted and received laser beam. The laser emitted by the light emitting unit 32 is reflected by the mirror scanner 34 and is irradiated onto the workpiece W. The laser diffusely reflected by the workpiece W is reflected by the mirror scanner 34 and guided to the light receiving unit 33. The light receiving unit 33 is composed of a CCD line sensor, and measures the distance from the center of gravity of the received light amount distribution to the workpiece W. Further, the mirror scanner 34 is configured to be rotatable by a predetermined angle around the rotation axis 34a, and measures the distance while scanning the range from the position A to the position B of the workpiece W, for example, by the rotation of the mirror scanner 34.

センサ制御部41は、レーザセンサ31を駆動制御し、測定される距離情報からワークWの開先形状を検出する。測定対象のワークWが図2に示すような重ね継手である場合、ミラースキャナ34を回転させて、所定の範囲を走査しながら各サンプリング点について距離を測定すると、図3に示すような2次元データが得られる。センサ制御部41は、複数のサンプリング点CからワークWの開先形状Wfを作成し、開先形状WfからワークWの特徴点Dを取得する。センサ制御部41は、溶接トーチ14が移動した位置においても、同様の手法で距離を測定してワークWの特徴点Dを取得する。   The sensor control unit 41 drives and controls the laser sensor 31 and detects the groove shape of the workpiece W from the measured distance information. When the workpiece W to be measured is a lap joint as shown in FIG. 2, the mirror scanner 34 is rotated and the distance is measured for each sampling point while scanning a predetermined range. Data is obtained. The sensor control unit 41 creates a groove shape Wf of the workpiece W from a plurality of sampling points C, and acquires a feature point D of the workpiece W from the groove shape Wf. The sensor control unit 41 acquires the feature point D of the workpiece W by measuring the distance by the same method even at the position where the welding torch 14 has moved.

そして、図4に示すように、取得された特徴点Dをつなぎ合わせることで特徴点の3次元軌道Eを生成する。センサ制御部41は、このように求めた3次元軌道Eから溶接トーチ14の目標位置及び姿勢を設定する。すなわち、3次元軌道Eの接線ベクトルを進行方向ベクトルvとして目標位置を設定するとともに、ワークWの法線に対して所定の目標相対角度αを与えることで目標姿勢を設定する。   Then, as shown in FIG. 4, the three-dimensional trajectory E of the feature points is generated by connecting the acquired feature points D together. The sensor control unit 41 sets the target position and orientation of the welding torch 14 from the three-dimensional trajectory E thus obtained. In other words, the target position is set with the tangent vector of the three-dimensional trajectory E as the traveling direction vector v, and the target posture is set by giving a predetermined target relative angle α to the normal line of the workpiece W.

なお、目標位置及び姿勢を設定する際に、レーザセンサ31により検出される開先情報だけでは、レーザセンサ31を基準としたセンサ座標系に対する位置及び姿勢しか算出できない。このため、センサ制御部41は、ロボット制御部21から溶接トーチ14の現在位置及び姿勢を取得して、レーザセンサ31を基準としたセンサ座標系からマニピュレータ11を基準としたロボットの基準座標系への変換を適宜行う。すなわち、センサ制御部41は、ロボット制御部21から取得した現在位置及び姿勢と、センサ制御部41に予め記憶されているセンサ座標系から基準座標系への同次変換行列と、レーザセンサ31により検出される開先情報とから、基準座標系における目標位置及び姿勢を算出する。   Note that when setting the target position and orientation, only the position and orientation relative to the sensor coordinate system based on the laser sensor 31 can be calculated from only the groove information detected by the laser sensor 31. For this reason, the sensor control unit 41 acquires the current position and orientation of the welding torch 14 from the robot control unit 21, and changes from the sensor coordinate system based on the laser sensor 31 to the reference coordinate system of the robot based on the manipulator 11. Is converted as appropriate. That is, the sensor control unit 41 uses the current position and orientation acquired from the robot control unit 21, the homogeneous transformation matrix from the sensor coordinate system stored in advance in the sensor control unit 41 to the reference coordinate system, and the laser sensor 31. The target position and orientation in the reference coordinate system are calculated from the detected groove information.

次に、マニピュレータ11により溶接作業が行われるときに、ロボット制御部21及びセンサ制御部41が行う制御について説明する。ロボット制御部21には、溶接作業が行われる前に、溶接が行われる際のマニピュレータ11の動作及び溶接条件等を示す教示データが入力されている。図5にロボット制御部21及びセンサ制御部41のブロック図を示す。   Next, control performed by the robot control unit 21 and the sensor control unit 41 when a welding operation is performed by the manipulator 11 will be described. Before the welding operation is performed, the robot controller 21 receives teaching data indicating the operation of the manipulator 11 when welding is performed, welding conditions, and the like. FIG. 5 shows a block diagram of the robot control unit 21 and the sensor control unit 41.

ロボット制御部21は、教示データから溶接トーチ14の主軌道補間点を算出する主軌道補間点算出処理部22と、溶接トーチ14の目標位置及び姿勢に基づいて倣い補正を行う倣い補正処理部23と、主軌道補間点を一時記憶する主軌道補間点バッファ24と、溶接トーチ14の現在位置及び姿勢を算出する現在位置算出処理部25とを備える。また、ロボット制御部21は、主軌道補間点にシリアル番号を付与して割り付けられるシリアルIDを一時記憶する第1バッファ26と、現在位置算出処理部25で算出された現在位置及び姿勢について、対応する主軌道補間点に割り付けられたシリアル番号とともに一時記憶する記憶手段としての第2バッファ27とを備える。 The robot control unit 21 includes a main trajectory interpolation point calculation processing unit 22 that calculates the main trajectory interpolation point of the welding torch 14 from the teaching data, and a scanning correction processing unit 23 that performs copying correction based on the target position and orientation of the welding torch 14. A main trajectory interpolation point buffer 24 that temporarily stores main trajectory interpolation points, and a current position calculation processing unit 25 that calculates the current position and orientation of the welding torch 14. In addition, the robot control unit 21 responds to the first buffer 26 that temporarily stores a serial ID assigned by assigning a serial number to the main trajectory interpolation point, and the current position and posture calculated by the current position calculation processing unit 25. together with the serial number assigned to the main track interpolation points and a second buffer 27 as a storage means for temporarily storing.

主軌道補間点算出処理部22は、溶接トーチ14の移動に先行して、溶接トーチ14の位置及び姿勢を示す複数の主軌道補間点を教示データから算出する。算出された主軌道補間点は、順次倣い補正処理部23に出力される。そして、主軌道補間点は、倣い補正処理部23から主軌道補間点バッファ24を介して現在位置算出処理部25に送られる。   The main trajectory interpolation point calculation processing unit 22 calculates a plurality of main trajectory interpolation points indicating the position and orientation of the welding torch 14 from the teaching data prior to the movement of the welding torch 14. The calculated main trajectory interpolation points are sequentially output to the scanning correction processing unit 23. Then, the main trajectory interpolation point is sent from the scanning correction processing unit 23 to the current position calculation processing unit 25 via the main trajectory interpolation point buffer 24.

現在位置算出手段としての現在位置算出処理部25は、マニピュレータ11に内蔵されているエンコーダ等から読み出した位置検出値に基づいて、溶接トーチ14の現在位置及び姿勢を算出する。算出された現在位置及び姿勢は、センサ制御部41に送信されるとともに、第1バッファ26のシリアルIDに基づいて、対応する主軌道補間点に割り付けられたシリアル番号とともに、第2バッファ27記憶される。例えば、算出された現在位置及び姿勢が主軌道補間点Tr1のものである場合には、第2バッファ27に、算出された現在位置及び姿勢と主軌道補間点Tr1とが対応付けられて記憶される。 A current position calculation processing unit 25 as current position calculation means calculates the current position and orientation of the welding torch 14 based on the position detection value read from an encoder or the like built in the manipulator 11. The calculated current position and orientation are transmitted to the sensor control unit 41 and stored in the second buffer 27 together with the serial number assigned to the corresponding main trajectory interpolation point based on the serial ID of the first buffer 26. Is done. For example, when the calculated current position and orientation are those of the main trajectory interpolation point Tr1 , the calculated current position and orientation and the main trajectory interpolation point Tr1 are stored in association with each other in the second buffer 27. The

目標位置設定手段としてのセンサ制御部41は、現在位置算出処理部25から現在位置及び姿勢を取得し、レーザセンサ31によるワークWの形状検出結果と照らし合わせて、溶接トーチ14の目標位置及び姿勢を設定する。設定された目標位置及び姿勢は、倣い補正処理部23に送信される。   The sensor control unit 41 as the target position setting means acquires the current position and posture from the current position calculation processing unit 25 and compares the result of detection of the shape of the workpiece W by the laser sensor 31 with the target position and posture of the welding torch 14. Set. The set target position and orientation are transmitted to the copying correction processing unit 23.

補正手段としての倣い補正処理部23は、センサ制御部41から目標位置及び姿勢を取得するとともに、目標位置及び姿勢を設定する際に用いた現在位置及び姿勢を、シリアル番号を参照して第2バッファ27から呼び出す。そして、取得した目標位置及び姿勢と呼び出した現在位置及び姿勢とを比較して、そのずれ量を算出する。主軌道補間点Tr1における位置のずれ量d1は、現在位置Pp1と目標位置Pt1とから、以下の式(1)のように求められる。   The scanning correction processing unit 23 as a correction unit acquires the target position and orientation from the sensor control unit 41, and refers to the current position and orientation used when setting the target position and orientation with reference to the serial number. Call from buffer 27. Then, the acquired target position and posture are compared with the called current position and posture, and the deviation amount is calculated. The position shift amount d1 at the main trajectory interpolation point Tr1 is obtained from the current position Pp1 and the target position Pt1 as shown in the following expression (1).

Figure 0005118821
但し、
Figure 0005118821
However,

Figure 0005118821
Figure 0005118821

Figure 0005118821
とする。
Figure 0005118821
And

このようにして、目標位置及び姿勢と現在位置及び姿勢とは、各主軌道補間点に割り付けられるシリアルIDによって管理される。すなわち、各主軌道補間点にシリアル番号を付与することで、主軌道補間点の位置及び姿勢の履歴が管理される。このため、現在位置算出処理部25が現在位置及び姿勢を算出してから、倣い補正処理部23が目標位置及び姿勢を受け取るまでの間に、主軌道補間点算出処理部22による主軌道補間点の出力があっても、新たに出力された主軌道補間点に対して目標位置及び姿勢を設定するような倣い補正が行われなくなる。従って、溶接トーチ14の進行方向に引き戻すような補正が行われなくなり、進行方向に発生する位置誤差を抑えることができる。   In this way, the target position and posture and the current position and posture are managed by the serial ID assigned to each main trajectory interpolation point. That is, by assigning a serial number to each main trajectory interpolation point, the history of the position and orientation of the main trajectory interpolation point is managed. Therefore, the main trajectory interpolation point calculation processing unit 22 performs the main trajectory interpolation point between the time when the current position calculation processing unit 25 calculates the current position and posture and the time when the scanning correction processing unit 23 receives the target position and posture. Even if there is an output of ## EQU3 ##, the copy correction that sets the target position and orientation for the newly output main trajectory interpolation point is not performed. Accordingly, the correction that pulls back the welding torch 14 in the traveling direction is not performed, and the position error that occurs in the traveling direction can be suppressed.

また、倣い補正処理部23は、溶接トーチ14の進行方向に発生する位置誤差を抑えるために、さらに以下のような制御を行う。上記の倣い補正は、溶接トーチ14が教示データにより設定された所定の進行速度で移動している状態で行われる。このため、主軌道補間点算出処理部22による主軌道補間点の出力が所定の周期で行われると、主軌道補間点間の距離が一定に保たれる。これにより、倣い補正によって主軌道からずれた位置に補間点が設定されると、主軌道補間点間の主軌道方向成分が主軌道補間点間の距離よりも僅かに短くなってしまう。   The scanning correction processing unit 23 further performs the following control in order to suppress a position error that occurs in the traveling direction of the welding torch 14. The above-described scanning correction is performed in a state where the welding torch 14 is moving at a predetermined traveling speed set by the teaching data. For this reason, when the main trajectory interpolation point is output by the main trajectory interpolation point calculation processing unit 22 in a predetermined cycle, the distance between the main trajectory interpolation points is kept constant. Thereby, when an interpolation point is set at a position deviated from the main trajectory by scanning correction, the main trajectory direction component between the main trajectory interpolation points becomes slightly shorter than the distance between the main trajectory interpolation points.

図6に主軌道が直線である場合の主軌道補間点の位置を示す。図6(a)は主軌道補間点算出処理部22により生成される主軌道補間点の位置を示したものであり、主軌道補間点は主軌道上に一定の間隔Gをもって位置する。図6(b)は倣い補正によって主軌道からずれた位置に主軌道補間点が補正されたときの主軌道補間点の位置を示したものであり、各主軌道補間点の間隔は図6(a)の場合と同じ間隔Gとなる。   FIG. 6 shows the position of the main trajectory interpolation point when the main trajectory is a straight line. FIG. 6A shows the positions of the main trajectory interpolation points generated by the main trajectory interpolation point calculation processing unit 22, and the main trajectory interpolation points are located on the main trajectory with a constant interval G. FIG. 6B shows the positions of the main trajectory interpolation points when the main trajectory interpolation points are corrected at positions shifted from the main trajectory by scanning correction. The intervals between the main trajectory interpolation points are shown in FIG. The interval G is the same as in the case of a).

図6(b)に示すように主軌道補間点が補正されると、各主軌道補間点において主軌道方向に僅かな位置誤差が発生し、予め設定された主軌道の長さHに対して倣い補正により生成された主軌道方向の長さが誤差I分短くなる。こうした位置誤差は、溶接長が長くなるほど、またレーザセンサ31による計測の安定性が悪くなるほど大きくなる。また、主軌道が曲線の場合には、直線の場合よりも位置誤差が大きくなる。そこで、倣い補正処理部23は、図6(b)に示されるような誤差Iを除去するための制御を行う。   When the main trajectory interpolation points are corrected as shown in FIG. 6B, a slight position error occurs in the main trajectory direction at each main trajectory interpolation point, with respect to a preset main trajectory length H. The length in the main trajectory direction generated by the scanning correction is shortened by the error I. Such a position error becomes larger as the welding length becomes longer and the stability of measurement by the laser sensor 31 becomes worse. Further, when the main trajectory is a curve, the position error is larger than when the main trajectory is a straight line. Therefore, the scanning correction processing unit 23 performs control for removing the error I as shown in FIG.

図7は、基準座標系S1において主軌道補間点を原点Oとしたときのずれ量d1を示したものである。倣い補正処理部23は、予め設定されている主軌道方向を基準とした主軌道座標系S2を生成する。主軌道座標系S2は、主軌道方向に形成されたY2軸と、Y2軸と直交して原点Oを通る平面内に、互いに直交するように形成されたX2軸及びZ2軸とを座標軸としている。倣い補正処理部23は、ずれ量d1を基準座標系S1から主軌道座標系S2に変換する。このときの基準座標系S1から主軌道座標系S2への同次変換行列F1は、以下のように表される。   FIG. 7 shows the deviation d1 when the main trajectory interpolation point is the origin O in the reference coordinate system S1. The scanning correction processing unit 23 generates a main trajectory coordinate system S2 based on a preset main trajectory direction. The main trajectory coordinate system S2 uses the Y2 axis formed in the main trajectory direction and the X2 axis and the Z2 axis formed orthogonal to each other in a plane orthogonal to the Y2 axis and passing through the origin O as coordinate axes. . The scanning correction processing unit 23 converts the shift amount d1 from the reference coordinate system S1 to the main trajectory coordinate system S2. The homogeneous transformation matrix F1 from the reference coordinate system S1 to the main orbit coordinate system S2 at this time is expressed as follows.

Figure 0005118821
但し、
Figure 0005118821
However,

Figure 0005118821
Figure 0005118821

Figure 0005118821
Figure 0005118821

Figure 0005118821
である。
Figure 0005118821
It is.

ここで、ベクトルe,f,gは、それぞれ主軌道座標系S2から見たX1軸,Y1軸,Z1軸の正規化されたベクトルを示す。倣い補正処理部23は、ずれ量d1を主軌道座標系S2に変換した後、主軌道方向であるY2軸方向の成分を除去して、修正ずれ量d'1を作成する。すなわち、ずれ量d1が主軌道座標系で(du1,dv1,dw1)と表されるときに、修正ずれ量d'1は(du1,0,dw1)となる。このため、修正ずれ量d'1は、図7に示すように、ずれ量d1がX2軸及びZ2軸で形成される平面に投影されたベクトルとして表される。   Here, vectors e, f, and g represent normalized vectors of the X1, Y1, and Z1 axes viewed from the main orbit coordinate system S2, respectively. The scanning correction processing unit 23 converts the deviation amount d1 into the main trajectory coordinate system S2, and then removes the component in the Y2 axis direction, which is the main trajectory direction, to create a corrected deviation amount d′ 1. That is, when the shift amount d1 is expressed as (du1, dv1, dw1) in the main trajectory coordinate system, the corrected shift amount d′ 1 is (du1, 0, dw1). For this reason, as shown in FIG. 7, the corrected shift amount d′ 1 is represented as a vector in which the shift amount d1 is projected onto a plane formed by the X2 axis and the Z2 axis.

そして、倣い補正処理部23は、修正ずれ量d'1を主軌道座標系S2から基準座標系S1に変換する。このときの主軌道座標系S2から基準座標系S1への同次変換行列F2は、以下のように表される。   Then, the scanning correction processing unit 23 converts the correction deviation amount d′ 1 from the main trajectory coordinate system S2 to the reference coordinate system S1. The homogeneous transformation matrix F2 from the main orbit coordinate system S2 to the reference coordinate system S1 at this time is expressed as follows.

Figure 0005118821
但し、
Figure 0005118821
However,

Figure 0005118821
Figure 0005118821

Figure 0005118821
Figure 0005118821

Figure 0005118821
である。
Figure 0005118821
It is.

ここで、ベクトルh,i,jは、それぞれ基準座標系S1から見たX2軸,Y2軸,Z2軸の正規化されたベクトルを示す。倣い補正処理部23は、上記のように算出された修正ずれ量d'1に基づいて、主軌道補間点における位置及び姿勢を倣い補正する。すなわち、以下の式(12)に示すように、主軌道補間点Tr1に対して修正ずれ量d'1が加えられ、補正された目標主軌道補間点T'r1が求められる。   Here, the vectors h, i, and j represent normalized vectors of the X2, Y2, and Z2 axes as viewed from the reference coordinate system S1, respectively. The scanning correction processing unit 23 scans and corrects the position and orientation at the main trajectory interpolation point based on the correction deviation amount d′ 1 calculated as described above. That is, as shown in the following formula (12), the corrected deviation d′ 1 is added to the main trajectory interpolation point Tr1, and the corrected target main trajectory interpolation point T′r1 is obtained.

Figure 0005118821
このように目標主軌道補間点を求めると、レーザセンサ31が算出したずれ量d1のうち、主軌道方向以外の方向に対してのみ倣い補正を行うことになるため、溶接トーチ14の主軌道方向距離に影響を与えないようにすることができる。このため、溶接トーチ14が教示データにより設定された所定の進行速度で移動しているときに、主軌道方向の位置誤差の発生をなくすことができる。
Figure 0005118821
When the target main trajectory interpolation point is obtained in this manner, the correction correction is performed only in a direction other than the main trajectory direction out of the deviation d1 calculated by the laser sensor 31, and therefore the main trajectory direction of the welding torch 14 is determined. It is possible to avoid affecting the distance. For this reason, when the welding torch 14 is moving at a predetermined traveling speed set by the teaching data, it is possible to eliminate the occurrence of a position error in the main track direction.

図8に、図6と同じワークWの開先に対して倣い補正を行ったときの主軌道補間点の位置を示す。図8(a)は、図6(a)の場合と同様に主軌道補間点算出処理部22により生成される主軌道補間点の位置を示したものであり、図8(b)は、修正ずれ量に基づいて補正された目標主軌道補間点の位置を示したものである。修正ずれ量に基づいて主軌道補間点が補正されると、図8(b)に示すように、主軌道に対する垂直平面内の方向については倣い補正が行われるが、主軌道方向へは補正が行われない。従って、主軌道補間点間の主軌道方向における間隔Gは、補正によっても変化しないため、図6(b)に示されるような主軌道の長さHに対する誤差Iを除去することができる。   FIG. 8 shows the position of the main trajectory interpolation point when the scanning correction is performed on the groove of the same workpiece W as in FIG. FIG. 8A shows the position of the main trajectory interpolation point generated by the main trajectory interpolation point calculation processing unit 22 as in FIG. 6A, and FIG. The position of the target main trajectory interpolation point corrected based on the deviation amount is shown. When the main trajectory interpolation point is corrected based on the correction deviation amount, as shown in FIG. 8B, the scanning correction is performed in the direction in the vertical plane with respect to the main trajectory, but the correction is performed in the main trajectory direction. Not done. Therefore, since the gap G in the main trajectory direction between the main trajectory interpolation points does not change even by correction, the error I with respect to the length H of the main trajectory as shown in FIG. 6B can be removed.

補正された目標主軌道補間点は、主軌道補間点バッファ24を介して現在位置算出処理部25に送られる。そして、同様の手順を以って倣い補正が繰り返される。制御装置1のロボット制御部21及びセンサ制御部41は、このようなフィードバック制御を行うことで溶接トーチ14の動作を制御し、溶接トーチ14の進行方向に発生する位置誤差を抑えている。   The corrected target main trajectory interpolation point is sent to the current position calculation processing unit 25 via the main trajectory interpolation point buffer 24. Then, the copy correction is repeated by the same procedure. The robot control unit 21 and the sensor control unit 41 of the control device 1 control the operation of the welding torch 14 by performing such feedback control, and suppress the position error generated in the traveling direction of the welding torch 14.

上記第1実施形態の溶接ロボットの制御装置1によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)第1実施形態では、制御装置1は、センサ制御部41で設定される目標位置及び姿勢と、その目標位置及び姿勢を設定する際に用いた現在位置及び姿勢とを、各主軌道補間点に割り付けられるシリアルIDによって管理している。そして、ロボット制御部21の倣い補正処理部23は、前記目標位置及び姿勢と前記現在位置及び姿勢とのずれ量を算出し、そのずれ量に基づいて溶接トーチ14の動作を倣い補正する。このため、現在位置算出処理部25が現在位置及び姿勢を算出してから、倣い補正処理部23が目標位置及び姿勢を受け取るまでの間に、主軌道補間点算出処理部22による主軌道補間点の出力があっても、倣い補正処理部23において、新たに出力された主軌道補間点に対して目標位置及び姿勢を設定するような倣い補正が行われなくなる。従って、溶接トーチ14の進行方向に引き戻すような補正が行われなくなり、進行方向に発生する位置誤差を抑えることができる。これにより、倣い補正による実際の溶接長が予め設定された溶接長よりも短くなるといった状況を極力回避することができる。
According to the welding robot control apparatus 1 of the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the first embodiment, the control device 1 uses the target position and posture set by the sensor control unit 41 and the current position and posture used when setting the target position and posture for each main trajectory. Management is based on the serial ID assigned to the interpolation point. Then, the scanning correction processing unit 23 of the robot control unit 21 calculates a deviation amount between the target position and posture and the current position and posture, and performs a scanning correction on the operation of the welding torch 14 based on the deviation amount. Therefore, the main trajectory interpolation point calculation processing unit 22 performs the main trajectory interpolation point between the time when the current position calculation processing unit 25 calculates the current position and posture and the time when the scanning correction processing unit 23 receives the target position and posture. , The scanning correction processing unit 23 does not perform scanning correction that sets the target position and orientation for the newly output main trajectory interpolation point. Accordingly, the correction that pulls back the welding torch 14 in the traveling direction is not performed, and the position error that occurs in the traveling direction can be suppressed. Thereby, the situation where the actual welding length by scanning correction becomes shorter than the welding length set beforehand can be avoided as much as possible.

(2)第1実施形態では、制御装置1は、現在位置及び姿勢と目標位置及び姿勢とから求められるずれ量から、主軌道方向の成分を除去した修正ずれ量を算出し、その修正ずれ量に基づいて、主軌道補間点における位置及び姿勢を倣い補正する。このため、主軌道方向に位置誤差が発生することを抑えることができ、位置誤差が累積することに起因して予め設定された主軌道の長さに対して倣い補正により生成された主軌道方向の長さが短くなることを防止することができる。   (2) In the first embodiment, the control device 1 calculates a corrected deviation amount obtained by removing the component in the main trajectory direction from the deviation amount obtained from the current position and posture, the target position and the posture, and the corrected deviation amount. Based on this, the position and orientation at the main trajectory interpolation point are copied and corrected. For this reason, it is possible to suppress the occurrence of a position error in the main trajectory direction, and the main trajectory direction generated by scanning correction for the length of the main trajectory set in advance due to the accumulation of the position errors. Can be prevented from becoming shorter.

(第2実施形態)
次に、図9〜12を参照して、本発明に係るロボットの制御装置を溶接ロボットの制御装置に適用した第2実施形態について説明する。第2実施形態の制御装置では、ロボット制御部21,レーザセンサ31,センサ制御部41,溶接電源51の構成及び溶接トーチ14の倣い補正の制御については第1実施形態と同一であり、制御装置が、マニピュレータ11及びワークWを移動する機構を有する点と、アダプティブ溶接機能を備える点とが第1実施形態と異なる。なお、以下に説明する実施形態において、第1実施形態と同一構成については同一符号を付し、その重複する説明を省略又は簡略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment in which the robot control device according to the present invention is applied to a welding robot control device will be described with reference to FIGS. In the control device of the second embodiment, the configuration of the robot control unit 21, the laser sensor 31, the sensor control unit 41, the welding power source 51, and the control of the scanning correction of the welding torch 14 are the same as those of the first embodiment. However, the point which has a mechanism which moves the manipulator 11 and the workpiece | work W, and the point provided with an adaptive welding function differ from 1st Embodiment. In the embodiments described below, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions thereof are omitted or simplified.

図9は、第2実施形態に係る溶接ロボットの制御装置2の構成を示すブロック図である。制御装置2は、ワークWを移動させるポジショナ71と、マニピュレータ11を移動させるスライダ72とを備える。ポジショナ71は、ワークWを保持するとともに、モータ等の駆動によってワークWを回転移動及びスライド移動させ、ワークWがマニピュレータ11の溶接トーチ14に対して任意の姿勢をとれるように構成されている。ポジショナ71の動作は、ロボット制御部21により駆動制御される。スライダ72は、モータ等の駆動によってマニピュレータ11を一軸方向(図9中のSL方向)にスライド移動できるように構成されている。このスライダ72により、ワークWが比較的大きい場合であっても溶接トーチ14が常にワークWと対向できるようにしている。スライダ72の動作は、ロボット制御部21により駆動制御される。ここで、ポジショナ71及びスライダ72は、ワークW及びマニピュレータ11の少なくとも一方を予め設定された教示データに沿って移動させる移動手段に相当する。   FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of the control device 2 of the welding robot according to the second embodiment. The control device 2 includes a positioner 71 that moves the workpiece W and a slider 72 that moves the manipulator 11. The positioner 71 is configured to hold the workpiece W and rotate and slide the workpiece W by driving a motor or the like so that the workpiece W can take an arbitrary posture with respect to the welding torch 14 of the manipulator 11. The operation of the positioner 71 is driven and controlled by the robot controller 21. The slider 72 is configured to be able to slide the manipulator 11 in one axial direction (SL direction in FIG. 9) by driving a motor or the like. The slider 72 allows the welding torch 14 to always face the workpiece W even when the workpiece W is relatively large. The operation of the slider 72 is driven and controlled by the robot control unit 21. Here, the positioner 71 and the slider 72 correspond to moving means for moving at least one of the workpiece W and the manipulator 11 along preset teaching data.

ロボット制御部21は、ポジショナ71によるワークWの姿勢の変更、スライダ72によるマニピュレータ11の移動、及び溶接トーチ14の移動を同時に制御することで、ポジショナ71、スライダ72及び溶接トーチ14のシンクロモーション制御を行う。こうしたシンクロモーション制御は、予め設定された教示データに基づいて行われ、これにより、溶接トーチ14とワークWとの相対位置が位置決めされる。なお、この制御装置2では、良好な溶接作業が行われるように、常に溶接トーチ14がポジショナ71側(下向き)に向って配置されるような制御が行われる。また、ワークWの溶接トーチ14に対する相対速度は、シンクロモーション制御により指定された一定速度となるように制御される。   The robot controller 21 simultaneously controls the change of the posture of the workpiece W by the positioner 71, the movement of the manipulator 11 by the slider 72, and the movement of the welding torch 14, thereby controlling the synchro motion of the positioner 71, the slider 72 and the welding torch 14. I do. Such synchro motion control is performed based on preset teaching data, whereby the relative position between the welding torch 14 and the workpiece W is positioned. The control device 2 performs control such that the welding torch 14 is always arranged toward the positioner 71 (downward) so that a good welding operation is performed. Further, the relative speed of the workpiece W with respect to the welding torch 14 is controlled to be a constant speed designated by the synchro motion control.

また、制御装置2は、アダプティブ機能としてのアダプティブ溶接機能を備えている。アダプティブ溶接機能は、レーザセンサ31によるワークWの開先におけるギャップ量や開先面積の計測値に基づいて、溶接速度、溶接電流、溶接電圧といった溶接条件をリアルタイムに変更し、溶接不良となる要因を少なくするための機能である。例えば、ワークWの開先におけるギャップ量が大きいと検出された場合には、溶接トーチ14の移動速度を低くして、その箇所において溶接不良が発生することを抑える。センサ制御部41は、ギャップ量等の計測値に対応する溶接速度等の溶接条件を予め記憶した変換テーブルを有している。レーザセンサ31から計測値が入力されると、センサ制御部41は、前記変換テーブルにより溶接速度等の溶接条件を算出する。算出された溶接条件は、センサ制御部41が設定した溶接トーチ14の目標位置及び姿勢とともに、ロボット制御部21に送信される。ロボット制御部21は、受信した溶接条件に基づいて溶接トーチ14の動作をリアルタイムに駆動制御する。   Moreover, the control apparatus 2 is provided with the adaptive welding function as an adaptive function. The adaptive welding function changes welding conditions such as the welding speed, welding current, and welding voltage in real time based on the gap amount and groove area measurement values at the groove of the workpiece W by the laser sensor 31, and causes the welding failure. It is a function to reduce For example, when it is detected that the gap amount at the groove of the workpiece W is large, the moving speed of the welding torch 14 is lowered to suppress the occurrence of poor welding at that location. The sensor control unit 41 has a conversion table in which welding conditions such as a welding speed corresponding to a measured value such as a gap amount are stored in advance. When a measurement value is input from the laser sensor 31, the sensor control unit 41 calculates welding conditions such as a welding speed by the conversion table. The calculated welding conditions are transmitted to the robot control unit 21 together with the target position and posture of the welding torch 14 set by the sensor control unit 41. The robot controller 21 controls the operation of the welding torch 14 in real time based on the received welding conditions.

アダプティブ溶接機能により溶接トーチ14の移動速度が変更されるときの制御について説明する。ロボット制御部21は、溶接トーチ14の移動速度を設定するアダプティブ速度Vaを有し、溶接トーチ14の移動速度がアダプティブ速度Vaとなるように制御を行う。予め設定された教示データに基づく溶接トーチ14の教示速度をVsとすると、溶接開始時には、アダプティブ速度Vaは以下のようになる。   Control when the moving speed of the welding torch 14 is changed by the adaptive welding function will be described. The robot control unit 21 has an adaptive speed Va for setting the moving speed of the welding torch 14 and performs control so that the moving speed of the welding torch 14 becomes the adaptive speed Va. Assuming that the teaching speed of the welding torch 14 based on preset teaching data is Vs, the adaptive speed Va is as follows at the start of welding.

Figure 0005118821
溶接が開始された後、センサ制御部41は、ギャップ量等の計測値に基づいて溶接トーチ14の目標速度Vtを適宜算出し、その結果をロボット制御部21に送信する。ロボット制御部21は、センサ制御部41から目標位置及び姿勢とともに目標速度Vtを受信すると、アダプティブ速度Vaを以下のように設定する。
Figure 0005118821
After the welding is started, the sensor control unit 41 appropriately calculates the target speed Vt of the welding torch 14 based on the measured value such as the gap amount and transmits the result to the robot control unit 21. When the robot controller 21 receives the target speed Vt together with the target position and orientation from the sensor controller 41, the robot controller 21 sets the adaptive speed Va as follows.

Figure 0005118821
ここで、主軌道補間点に対する補間周期をTiとすると、1補間点当たりの主軌道上の移動距離、すなわち主軌道補間点間距離Dp(n_n+1)は、以下のようになる。
Figure 0005118821
Here, assuming that the interpolation cycle for the main trajectory interpolation point is Ti, the movement distance on the main trajectory per interpolation point, that is, the distance Dp (n_n + 1) between the main trajectory interpolation points is as follows.

Figure 0005118821
また、主軌道上の累積移動距離をDf(n)とすると、累積移動距離Df(n)は以下のようにして更新されていく。
Figure 0005118821
If the cumulative travel distance on the main track is Df (n) , the cumulative travel distance Df (n) is updated as follows.

Figure 0005118821
このようにアダプティブ溶接機能が作用すると、アダプティブ速度Vaのみが変更されてしまうため、主軌道補間点間距離Dpは教示データから生成されたものと異なる値になる。主軌道補間点の数は教示データから求められた数に固定されているため、主軌道補間点間距離Dpが変化すると、累積移動距離Dfに誤差が生じ、実際の溶接長が予め設定された溶接長に対して変化してしまうおそれがある。また、溶接トーチ14の移動速度の変更に伴って、溶接トーチ14とポジショナ71及びスライダ72との動作の同期が正確に行われなくなると、ワークWに対する溶接トーチ14の姿勢が不適切となる場合や、予め設定された溶接長を守ることができなくなる場合がある。
Figure 0005118821
When the adaptive welding function operates in this way, only the adaptive speed Va is changed, so that the distance Dp between the main trajectory interpolation points is different from that generated from the teaching data. Since the number of main trajectory interpolation points is fixed to the number obtained from the teaching data, if the distance Dp between the main trajectory interpolation points changes, an error occurs in the cumulative movement distance Df, and the actual welding length is preset. There is a possibility of changing with respect to the welding length. Further, when the operation of the welding torch 14 and the positioner 71 and the slider 72 is not accurately synchronized with the change in the moving speed of the welding torch 14, the posture of the welding torch 14 with respect to the workpiece W becomes inappropriate. Or, it may become impossible to keep the preset welding length.

一例として、図10に示すようなワークWに対して溶接を行う場合を説明する。溶接トーチ14はワークWの位置WAから位置WEまでの区間の溶接を行う。溶接トーチ14及びポジショナ71は、予め設定された教示データに基づいて動作する。溶接トーチ14及びポジショナ71の教示データとしては、開始点としての位置WA及び終了点としての位置WEに加えて、主軌道が直線から円弧に変化する位置WB、円弧の中点である位置WC、主軌道が円弧から直線に変化する位置WDの5箇所が教示点として与えられている。   As an example, the case where welding is performed on the workpiece W as shown in FIG. 10 will be described. The welding torch 14 performs welding in a section from the position WA to the position WE of the workpiece W. Welding torch 14 and positioner 71 operate based on preset teaching data. As teaching data of the welding torch 14 and the positioner 71, in addition to the position WA as the start point and the position WE as the end point, a position WB where the main track changes from a straight line to an arc, a position WC which is the midpoint of the arc, Five positions WD where the main trajectory changes from an arc to a straight line are given as teaching points.

ワークWの位置WAから位置WEまでの区間の溶接工程を実行するときは、ロボット制御部21は、図10(a)に示すように、溶接トーチ14が位置WAにある状態において溶接トーチ14の直線移動を開始させる。そして、溶接トーチ14が位置WBに至ったときに、ポジショナ71の回転運動を開始させ、図10(b)に示すように溶接トーチ14が回転中点である位置WCを通過して、図10(c)に示すように位置WDに至ったときに、ポジショナ71の回転運動を終了させる。すなわち、溶接トーチ14が位置WBから位置WDまで移動するときには、溶接トーチ14とポジショナ71とが共に動作し、シンクロモーション制御が行われる。そして、溶接トーチ14が位置WEに至ったときに、溶接トーチ14の直線移動を終了させて、ワークWの溶接工程を終了する。   When performing the welding process in the section from the position WA to the position WE of the workpiece W, the robot control unit 21 sets the welding torch 14 in a state where the welding torch 14 is at the position WA as shown in FIG. Start linear movement. Then, when the welding torch 14 reaches the position WB, the rotational motion of the positioner 71 is started, and as shown in FIG. 10B, the welding torch 14 passes through the position WC which is the rotation midpoint, and FIG. When the position WD is reached as shown in (c), the rotational movement of the positioner 71 is terminated. That is, when the welding torch 14 moves from the position WB to the position WD, the welding torch 14 and the positioner 71 operate together, and synchro motion control is performed. When the welding torch 14 reaches the position WE, the linear movement of the welding torch 14 is terminated, and the welding process of the workpiece W is terminated.

図10のように設定された溶接工程において、アダプティブ溶接機能が作用したときの状態を図11に示す。溶接トーチ14が位置WAから位置WBに至るまでの間に、アダプティブ溶接機能が作用し、所定の区間で溶接トーチ14の移動速度が低下した場合を仮定する。この場合、溶接トーチ14の移動速度が低下したときに、予め設定された主軌道補間点間の距離が短くなることから、ロボット制御部21は、図11(a)に示すように、位置WBの手前の位置WB’において、溶接トーチ14が位置WBに至ったと判断してしまう。そして、溶接トーチ14が位置WB’にある状態においてポジショナ71の回転運動を開始させる。このため、図11(b)に示すように、溶接トーチ14がポジショナ71の回転中点である位置WCに達しているとロボット制御部21が認識しているときに、溶接トーチ14は位置WCの手前の位置WC’までにしか達していない状態となる。このとき、溶接トーチ14は、同図に示すように、後退角βをもってワークWに対向する。溶接トーチ14が後退角を持つと、溶接トーチ14から供給されるシールドガスが進行方向と逆方向に噴出されることとなるため、溶接不良の発生する可能性が高くなる。   FIG. 11 shows a state when the adaptive welding function is activated in the welding process set as shown in FIG. It is assumed that the adaptive welding function acts during the period from the position WA to the position WB, and the moving speed of the welding torch 14 decreases in a predetermined section. In this case, when the moving speed of the welding torch 14 decreases, the distance between the main trajectory interpolation points set in advance is shortened, so that the robot control unit 21 moves the position WB as shown in FIG. It is determined that the welding torch 14 has reached the position WB at the position WB ′ before the position. Then, the rotary motion of the positioner 71 is started in a state where the welding torch 14 is at the position WB ′. Therefore, as shown in FIG. 11B, when the robot control unit 21 recognizes that the welding torch 14 has reached the position WC that is the midpoint of rotation of the positioner 71, the welding torch 14 is positioned at the position WC. It is in a state where it has reached only the position WC ′ immediately before. At this time, the welding torch 14 faces the workpiece W with a receding angle β as shown in FIG. When the welding torch 14 has a receding angle, the shield gas supplied from the welding torch 14 is ejected in the direction opposite to the traveling direction, so that the possibility of poor welding is increased.

そして、ロボット制御部21は、図11(c)に示すように、溶接トーチ14が位置WDの手前の位置WD’に至ったときに、ポジショナ71の回転運動を終了させる。溶接トーチ14が後退角を持つ状態は、溶接トーチ14が位置WB’からワークWの円弧部が終了する位置WDに至るまで継続する。そして、ロボット制御部21は、溶接トーチ14が位置WEの手前の位置WE’ に至ったときに、溶接トーチ14の直線移動を終了させて、ワークWの溶接工程を終了する。このように、溶接トーチ14が位置WE’にあるときに溶接工程が終了するため、実際の溶接長が予め設定された溶接長よりも短くなる。   Then, as shown in FIG. 11C, the robot controller 21 ends the rotational movement of the positioner 71 when the welding torch 14 reaches a position WD ′ before the position WD. The state where the welding torch 14 has the receding angle continues until the welding torch 14 reaches the position WD where the arc portion of the workpiece W ends from the position WB '. Then, when the welding torch 14 reaches the position WE ′ before the position WE, the robot controller 21 ends the linear movement of the welding torch 14 and ends the work W welding process. Thus, since the welding process is completed when the welding torch 14 is at the position WE ', the actual welding length is shorter than the preset welding length.

そこで、本実施形態の制御装置2は、アダプティブ溶接機能により発生する溶接トーチ14の進行方向の位置誤差を抑えて、図11(b)に示すような溶接トーチ14が後退角を持つ状態や、図11(c)に示すような溶接長が短くなる状態を解消する制御を行う。以下に、制御装置2が行う制御について説明する。   Therefore, the control device 2 of the present embodiment suppresses a position error in the traveling direction of the welding torch 14 generated by the adaptive welding function, and the welding torch 14 as shown in FIG. Control for eliminating the state where the welding length is shortened as shown in FIG. Below, the control which the control apparatus 2 performs is demonstrated.

図12に制御装置2のロボット制御部21及びセンサ制御部41のブロック図を示す。制御装置2は、第1実施形態に係る制御装置1の構成に加えて、アダプティブ溶接機能が作用したときに、主軌道補間点の数を再計算する主軌道補間点数算出処理部28を備える。主軌道補間点数算出処理部28は、アダプティブ溶接機能が作用してアダプティブ速度Vaが変更されたときに、教示点間距離Dt(例えば図10に示す位置WAから位置WBまでの距離)から主軌道消化率Rpを算出する。主軌道消化率Rpは、各教示点間の補間動作の進行度合いを表すものであり、教示点間距離Dtと現時点の累積移動距離Dfとによって、以下のように表される。   FIG. 12 is a block diagram of the robot control unit 21 and the sensor control unit 41 of the control device 2. In addition to the configuration of the control device 1 according to the first embodiment, the control device 2 includes a main trajectory interpolation point number calculation processing unit 28 that recalculates the number of main trajectory interpolation points when the adaptive welding function is activated. The main trajectory interpolation point calculation processor 28 calculates the main trajectory from the teaching point distance Dt (for example, the distance from the position WA to the position WB shown in FIG. 10) when the adaptive welding function is applied and the adaptive speed Va is changed. The digestibility Rp is calculated. The main trajectory digestion rate Rp represents the degree of progress of the interpolation operation between the teaching points, and is expressed as follows by the distance Dt between the teaching points and the current cumulative movement distance Df.

Figure 0005118821
ここで、Rpが1未満の場合は、教示点間の補間動作が完了していないため、主軌道補間点数算出処理部28は、アダプティブ速度Vaが変更された後の教示点間の残存距離Drを以下のように求める。
Figure 0005118821
Here, when Rp is less than 1, since the interpolation operation between the teaching points is not completed, the main trajectory interpolation point number calculation processing unit 28 determines the remaining distance Dr between the teaching points after the adaptive speed Va is changed. Is obtained as follows.

Figure 0005118821
そして、教示点間の残存距離Drとアダプティブ速度Vaとから、残存距離Dr中に設定されている主軌道補間点の数を計算し直す。すなわち、溶接トーチ14の教示点間の移動距離を教示点間距離Dtに一致させるために、予め教示データから求められている残存距離Dr中の主軌道補間点の数を、残存距離Drとアダプティブ速度Vaとに応じて変更する。残存距離Dr中の主軌道補間点数nrは、補間周期Tiを用いて以下のように求められる。
Figure 0005118821
Then, the number of main trajectory interpolation points set in the remaining distance Dr is recalculated from the remaining distance Dr between the teaching points and the adaptive speed Va. That is, in order to make the movement distance between the teaching points of the welding torch 14 coincide with the teaching point distance Dt, the number of main trajectory interpolation points in the remaining distance Dr previously obtained from the teaching data is set to the remaining distance Dr and the adaptive distance. It changes according to speed Va. The number nr of main trajectory interpolation points in the remaining distance Dr is obtained as follows using the interpolation cycle Ti.

Figure 0005118821
これにより、アダプティブ速度Vaが変更されて主軌道補間点間距離Dpが変化する場合においても、残存距離Dr中の主軌道補間点数nrを変更することで、溶接トーチ14の教示点間の移動距離と教示点間距離Dtとを一致させることができる。すなわち、アダプティブ速度Vaが低下する場合には、主軌道補間点数nrを増加させ、アダプティブ速度Vaが上昇する場合には、主軌道補間点数nrを減少させることにより、実際の溶接トーチ14の教示点間の移動距離を教示点間距離Dtに合わせることができる。
Figure 0005118821
Thereby, even when the adaptive speed Va is changed and the distance Dp between the main trajectory interpolation points changes, the moving distance between the teaching points of the welding torch 14 is changed by changing the number nr of main trajectory interpolation points in the remaining distance Dr. And the teaching point distance Dt can be made to coincide with each other. That is, when the adaptive speed Va decreases, the main trajectory interpolation point number nr is increased, and when the adaptive speed Va increases, the main trajectory interpolation point number nr is decreased to thereby reduce the teaching point of the actual welding torch 14. The moving distance between them can be matched with the distance Dt between teaching points.

主軌道補間点数算出処理部28において残存距離Dr中の主軌道補間点数nrが求められると、ロボット制御部21の主軌道補間点算出処理部22は、主軌道補間点数nrから新たな主軌道補間点を算出する。ここで、主軌道補間点数算出処理部28と主軌道補間点算出処理部22とは補間点再算出手段に相当する。そして、新たな主軌道補間点に基づいて、第1実施形態と同様の手順をもって倣い補正が行われる。なお、アダプティブ速度Vaは、主軌道補間点の現在位置及び姿勢とともに、第1バッファ26のシリアルIDに基づいて、対応する主軌道補間点に割り付けられたシリアル番号とともに、第2バッファ27に一時記憶される。 When the main trajectory interpolation point calculation processing unit 28 obtains the main trajectory interpolation point number nr in the remaining distance Dr, the main trajectory interpolation point calculation processing unit 22 of the robot control unit 21 calculates a new main trajectory interpolation point from the main trajectory interpolation point nr. Calculate points. Here, the main trajectory interpolation point calculation processing unit 28 and the main trajectory interpolation point calculation processing unit 22 correspond to interpolation point recalculation means. Then, based on the new main trajectory interpolation point, the scanning correction is performed in the same procedure as in the first embodiment. Incidentally, the adaptive speed Va, together with the current position and orientation of the main track interpolation point, based on the serial ID of the first buffer 26, together with the serial number assigned to the corresponding main track interpolation point, temporarily in the second buffer 2 7 Remembered.

また、式(17)においてRpが1以上の場合は、教示点間の補間動作が完了しているため、ロボット制御部21は、次の教示点間の補間動作の処理を行う。上記のような主軌道補間点数nrの変更は、アダプティブ速度Vaが変更されるごとに行われる。   Further, when Rp is equal to or greater than 1 in Expression (17), the interpolation operation between the teaching points is completed, and therefore the robot control unit 21 performs the processing of the interpolation operation between the next teaching points. The change in the number of main trajectory interpolation points nr as described above is performed every time the adaptive speed Va is changed.

次に、ロボット制御部21が行うポジショナ71及びスライダ72の制御について説明する。ロボット制御部21は、アダプティブ溶接機能が作用してアダプティブ速度Vaが変更されたときに、ポジショナ71及びスライダ72に対しても、溶接トーチ14に対する制御と同様の制御を行う。すなわち、ロボット制御部21は、溶接トーチ14の主軌道補間点に対応するポジショナ71及びスライダ72の補間点を教示データ(移動データ)から予め設定しておく。そして、アダプティブ速度Vaが変更されたときに、教示点間の総移動距離又は総移動角度といった総移動量と、式(17)で求めた主軌道消化率Rpとの積から、ポジショナ71及びスライダ72の教示点間の残存移動量を算出する。次いで、残存移動量中の補間点の数を式(19)と同様の手法で求め、新たな補間点を算出する。このように、対応補間点算出手段としてのロボット制御部21は、アダプティブ速度Vaが変更されたときに、新たに算出された溶接トーチ14の主軌道補間点に対応して、ポジショナ71及びスライダ72の補間点を新たに算出する。上記のようにすると、溶接トーチ14の主軌道消化率Rpと、ポジショナ71及びスライダ72の主軌道消化率とが等しくなるため、アダプティブ速度制御を行いながら、ポジショナ71及びスライダ72を溶接トーチ14の教示距離と同期したシンクロモーション制御で動作させることができ、溶接トーチ14とワークWとの相対姿勢を教示姿勢どおりに保つことができる。   Next, control of the positioner 71 and the slider 72 performed by the robot control unit 21 will be described. The robot control unit 21 performs the same control as the control on the welding torch 14 for the positioner 71 and the slider 72 when the adaptive welding function is applied and the adaptive speed Va is changed. That is, the robot control unit 21 presets the interpolation points of the positioner 71 and the slider 72 corresponding to the main trajectory interpolation points of the welding torch 14 from the teaching data (movement data). When the adaptive speed Va is changed, the positioner 71 and the slider are calculated from the product of the total movement amount such as the total movement distance or the total movement angle between the teaching points and the main trajectory digestion rate Rp obtained by the equation (17). The remaining movement amount between the 72 teaching points is calculated. Next, the number of interpolation points in the remaining movement amount is obtained by the same method as equation (19), and a new interpolation point is calculated. As described above, the robot control unit 21 serving as the corresponding interpolation point calculating means corresponds to the newly calculated main trajectory interpolation point of the welding torch 14 when the adaptive speed Va is changed, and the positioner 71 and the slider 72. Are newly calculated. As described above, since the main track digestion rate Rp of the welding torch 14 and the main track digestion rate of the positioner 71 and the slider 72 are equal, the positioner 71 and the slider 72 are connected to the welding torch 14 while performing adaptive speed control. The operation can be performed with the synchronized motion control synchronized with the teaching distance, and the relative posture between the welding torch 14 and the workpiece W can be maintained in accordance with the teaching posture.

上記のような制御によって図10と同じワークWに対して溶接を行う場合の、溶接トーチ14及びポジショナ71の動作を説明する。溶接トーチ14は、図10(a)に示すように、位置WAから移動を開始する。溶接トーチ14が移動すると、レーザセンサ31の検出結果に基づいて溶接トーチ14の倣い補正が行われるが、制御装置2は、第1実施形態に示すように修正ずれ量に基づいて主軌道補間点における位置及び姿勢を倣い補正するため、主軌道方向の位置誤差が抑えられる。また、アダプティブ溶接機能が作用して溶接トーチ14の移動速度が変化することがあっても、式(19)によって主軌道補間点数nrが変更されるため、溶接トーチ14の教示点間の移動距離を教示点間距離Dtと合わせることができる。このため、溶接トーチ14が教示距離分進んだ位置WBに至ったときに、ポジショナ71の回転運動が開始される。   The operation of the welding torch 14 and the positioner 71 when welding is performed on the same workpiece W as in FIG. 10 by the above control will be described. The welding torch 14 starts moving from the position WA as shown in FIG. When the welding torch 14 moves, the scanning correction of the welding torch 14 is performed based on the detection result of the laser sensor 31, but the control device 2 determines that the main trajectory interpolation point is based on the correction deviation amount as shown in the first embodiment. Therefore, the position error in the main trajectory direction can be suppressed. Even if the moving speed of the welding torch 14 changes due to the action of the adaptive welding function, the number nr of the main trajectory interpolation points is changed by the equation (19), so the moving distance between the teaching points of the welding torch 14 Can be matched with the distance Dt between teaching points. For this reason, when the welding torch 14 reaches the position WB advanced by the teaching distance, the rotational motion of the positioner 71 is started.

そして、溶接トーチ14が位置WBから位置WDまで移動するときに、溶接トーチ14とポジショナ71とが共に動作し、シンクロモーション制御が行われる。このとき、アダプティブ溶接機能が作用して溶接トーチ14の移動速度が変化することがあっても、ポジショナ71の主軌道消化率と溶接トーチ14の主軌道消化率とは等しくなるため、ポジショナ71は溶接トーチ14の教示距離に同期して動作する。このため、図10(b)に示すように、ポジショナ71の回転途中の位置WCに溶接トーチ14が対向している場合においても、溶接トーチ14の後退角を0°とすることができる。従って、溶接トーチ14が教示で与えていない後退角を持つことによる溶接不良の発生を防止できる。   Then, when the welding torch 14 moves from the position WB to the position WD, the welding torch 14 and the positioner 71 operate together, and synchro motion control is performed. At this time, even if the adaptive welding function acts and the moving speed of the welding torch 14 may change, the main track digestion rate of the positioner 71 and the main track digestion rate of the welding torch 14 become equal. It operates in synchronization with the teaching distance of the welding torch 14. For this reason, as shown in FIG. 10B, even when the welding torch 14 faces the position WC in the middle of rotation of the positioner 71, the receding angle of the welding torch 14 can be set to 0 °. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of poor welding due to the welding torch 14 having a receding angle which is not given by teaching.

そして、図10(c)に示すように、溶接トーチ14が位置WEに至ったときに、溶接トーチ14の直線移動を終了させて、ワークWの溶接工程を終了する。このように、アダプティブ速度制御を行っても教示で設定したとおりの溶接長を常に実現できる。制御装置2は、このように溶接トーチ14及びポジショナ71の動作を制御することで、溶接トーチ14の進行方向に発生する位置誤差を抑えるとともに、ポジショナ71を溶接トーチ14の教示距離に同期して動作させる。もちろん、このときにスライダ72が同期動作していることは言うまでもない。   Then, as shown in FIG. 10C, when the welding torch 14 reaches the position WE, the linear movement of the welding torch 14 is finished, and the work W welding process is finished. In this way, the welding length as set in the teaching can always be realized even if adaptive speed control is performed. The control device 2 controls the operation of the welding torch 14 and the positioner 71 in this way, thereby suppressing the position error generated in the traveling direction of the welding torch 14 and synchronizing the positioner 71 with the teaching distance of the welding torch 14. Make it work. Of course, it goes without saying that the slider 72 is operating synchronously at this time.

上記第2実施形態の溶接ロボットの制御装置2によれば、以下のような効果を得ることができる。
(3)第2実施形態では、制御装置2は、アダプティブ溶接機能が作用してアダプティブ速度Vaが変更されたときに、教示点間距離Dtから主軌道消化率Rpを算出し、教示点間の残存距離Drを求める。そして、教示点間の残存距離Drとアダプティブ速度Vaとから、残存距離Dr中の主軌道補間点数nrを計算し直して、新たな主軌道補間点を算出する。このため、アダプティブ速度Vaが変更されて主軌道補間点間距離Dpが変化する場合においても、残存距離Dr中の主軌道補間点数nrを変更することで、溶接トーチ14の教示点間の移動距離と教示点間距離Dtとを一致させることができ、実際の溶接長を予め設定された溶接長に合わせることができる。
According to the welding robot control device 2 of the second embodiment, the following effects can be obtained.
(3) In the second embodiment, when the adaptive welding function is activated and the adaptive speed Va is changed, the control device 2 calculates the main track digestion rate Rp from the teaching point distance Dt, and between the teaching points. The remaining distance Dr is obtained. Then, the number of main trajectory interpolation points nr in the remaining distance Dr is recalculated from the remaining distance Dr between the teaching points and the adaptive speed Va to calculate a new main trajectory interpolation point. For this reason, even when the adaptive speed Va is changed and the distance Dp between the main trajectory interpolation points is changed, the moving distance between the teaching points of the welding torch 14 is changed by changing the number nr of main trajectory interpolation points in the remaining distance Dr. And the distance Dt between teaching points can be matched, and the actual welding length can be adjusted to a preset welding length.

(4)第2実施形態では、制御装置2は、アダプティブ速度Vaが変更されたときに、新たに算出された溶接トーチ14の主軌道補間点に対応して、ポジショナ71及びスライダ72の補間点を新たに算出する。このため、溶接トーチ14の移動速度が変更されたにもかかわらず、ポジショナ71及びスライダ72が予め設定された教示データに沿って移動し続けることを防止することができ、溶接トーチ14とポジショナ71及びスライダ72との動作を同期させて、シンクロモーション制御を行うことができる。従って、溶接トーチ14とワークWとの相対位置及び姿勢が、予め設定されている相対位置及び姿勢とずれてしまうことを抑えることができるため、溶接トーチ14のワークWに対する主軌道方向のずれや、溶接トーチ14のワークWに対する姿勢のずれを抑制することができる。これにより、主軌道方向のずれにより実際の溶接長が予め設定された溶接長と一致しなくなることや、溶接トーチ14が教示で与えていない後退角を持つことによる溶接不良の発生を防止できる。   (4) In the second embodiment, the control device 2 uses the interpolation points of the positioner 71 and the slider 72 corresponding to the newly calculated main trajectory interpolation point of the welding torch 14 when the adaptive speed Va is changed. Is newly calculated. For this reason, it is possible to prevent the positioner 71 and the slider 72 from continuing to move in accordance with preset teaching data even though the moving speed of the welding torch 14 is changed. In addition, the synchronized motion can be controlled by synchronizing the operation with the slider 72. Accordingly, it is possible to prevent the relative position and posture between the welding torch 14 and the workpiece W from deviating from the preset relative position and posture. The deviation of the attitude of the welding torch 14 relative to the workpiece W can be suppressed. Thereby, it is possible to prevent the occurrence of poor welding due to the fact that the actual welding length does not coincide with the preset welding length due to the deviation in the main track direction and the welding torch 14 has a receding angle not given by the teaching.

(第3実施形態)
次に、図13を参照して、本発明に係るロボットの制御装置を溶接ロボットの制御装置に適用した第3実施形態について説明する。第実施形態の制御装置では、マニピュレータ11,ロボット制御部21,レーザセンサ31,センサ制御部41及び溶接電源51の構成については第1実施形態と同一であり、制御装置がワークWを1軸方向に移動させるポジショナを備える点が第1実施形態と異なる。なお、以下に説明する実施形態において、第1実施形態と同一構成については同一符号を付し、その重複する説明を省略又は簡略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment in which the robot control device according to the present invention is applied to a welding robot control device will be described with reference to FIG. In the control device of the third embodiment, the configuration of the manipulator 11, the robot control unit 21, the laser sensor 31, the sensor control unit 41, and the welding power source 51 is the same as that of the first embodiment, and the control device uses the work W as one axis. The point which is provided with the positioner moved to a direction differs from a 1st embodiment. In the embodiments described below, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions thereof are omitted or simplified.

図13は、第実施形態に係る溶接ロボットの制御装置3の構成を示すブロック図である。制御装置3は、ワークWを移動させるポジショナ61を備える。ポジショナ61は、回転軸62を中心にワークWを回転させることで、ワークWを溶接トーチ14に対して1軸方向(進行方向R)に移動させる。回転軸62は図示しないモータにより駆動される。制御装置3のロボット制御部21は、前記モータの駆動制御を行うことにより、ポジショナ61の移動を制御する。また、マニピュレータ11の溶接トーチ14は、ワークWの頂点に配置され、ロボット制御部21によりその動作が制御される。 FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the control device 3 for the welding robot according to the third embodiment. The control device 3 includes a positioner 61 that moves the workpiece W. The positioner 61 rotates the workpiece W around the rotation shaft 62 to move the workpiece W in one axial direction (traveling direction R) with respect to the welding torch 14. The rotating shaft 62 is driven by a motor (not shown). The robot controller 21 of the control device 3 controls the movement of the positioner 61 by performing drive control of the motor. Further, the welding torch 14 of the manipulator 11 is disposed at the apex of the workpiece W, and the operation thereof is controlled by the robot control unit 21.

ロボット制御部21は、ポジショナ61によりワークWを進行方向Rに移動させるとともに、溶接トーチ14を進行方向Rと垂直な平面(開先平面)内で移動させることで、ポジショナ61及び溶接トーチ14のシンクロモーション制御を行い、ワークWの位置決めを行う。なお、こうしたシンクロモーション制御は、予め設定された教示データに基づいて行われる。   The robot control unit 21 moves the workpiece W in the traveling direction R by the positioner 61 and moves the welding torch 14 in a plane (groove plane) perpendicular to the traveling direction R, so that the positioner 61 and the welding torch 14 are moved. Synchro motion control is performed and the workpiece W is positioned. Such synchro motion control is performed based on preset teaching data.

また、制御装置3による倣い補正は、第1実施形態の制御装置1と同様の手順で行われる。すなわち、ロボット制御部21の現在位置算出処理部25は、溶接トーチ14の現在位置及び姿勢を算出し、算出された現在位置及び姿勢をセンサ制御部41に送信する。センサ制御部41は、現在位置及び姿勢と、レーザセンサ31によるワークWの形状検出結果とを照らし合わせて、溶接トーチ14の目標位置及び姿勢を設定する。倣い補正処理部23は、目標位置及び姿勢に基づいて倣い補正を行う。   The scanning correction by the control device 3 is performed in the same procedure as that of the control device 1 of the first embodiment. That is, the current position calculation processing unit 25 of the robot control unit 21 calculates the current position and posture of the welding torch 14 and transmits the calculated current position and posture to the sensor control unit 41. The sensor control unit 41 sets the target position and posture of the welding torch 14 by comparing the current position and posture with the shape detection result of the workpiece W by the laser sensor 31. The scanning correction processing unit 23 performs scanning correction based on the target position and posture.

このとき、倣い補正処理部23は、進行方向Rについての倣い補正は行わず、開先平面内の倣い補正のみを行う。すなわち、倣い補正処理部23は、溶接トーチ14の開先平面内の動作に対する補正のみを行い、溶接トーチ14の進行方向Rの動作に対する補正及びポジショナ61の移動に対する補正を無視する。このため、制御手段としてのロボット制御部21は、進行方向Rに対する補正値が算出された場合においても、溶接トーチ14の進行方向Rへの移動を禁止するとともに、予め設定された溶接トーチ14の教示距離に同期してポジショナ61を回転させる制御を行う。このように、進行方向Rの倣い補正を行わずに、開先平面内の倣い補正のみを行うと、倣い補正により発生する進行方向Rの位置誤差を抑えることができる。   At this time, the scanning correction processing unit 23 does not perform scanning correction in the traveling direction R, but only performs scanning correction in the groove plane. That is, the scanning correction processing unit 23 performs only correction for the movement of the welding torch 14 in the groove plane, and ignores the correction for the movement of the welding torch 14 in the traveling direction R and the correction of the movement of the positioner 61. For this reason, even when the correction value for the traveling direction R is calculated, the robot control unit 21 serving as a control unit prohibits the movement of the welding torch 14 in the traveling direction R and the preset welding torch 14. Control is performed to rotate the positioner 61 in synchronization with the teaching distance. As described above, if only the scanning correction in the groove plane is performed without performing the scanning correction in the traveling direction R, the position error in the traveling direction R generated by the scanning correction can be suppressed.

上記第3実施形態の溶接ロボットの制御装置3によれば、以下のような効果を得ることができる。
(5)第3実施形態では、制御装置3は、倣い補正を行う際に進行方向Rについての倣い補正を無視して、溶接トーチ14及びポジショナ61の移動を制御する。このため、倣い補正により発生する進行方向Rのずれ、すなわち位置誤差を抑えることができ、予め設定されている溶接トーチ14の作業軌道長に対して、倣い補正による実際の作業軌道長が短くなるといった状況を回避することができる。
According to the welding robot control device 3 of the third embodiment, the following effects can be obtained.
(5) In the third embodiment, the control device 3 controls the movement of the welding torch 14 and the positioner 61 while ignoring the scanning correction in the traveling direction R when performing scanning correction. For this reason, it is possible to suppress the deviation in the traveling direction R caused by the scanning correction, that is, the position error, and the actual working track length by the scanning correction becomes shorter than the preset working track length of the welding torch 14. Such a situation can be avoided.

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・第1乃至第3実施形態では、ワークWの形状を検出するセンサとして、レーザの発光及び受光によりワークWまでの距離を測定する走査型のレーザセンサ31を用いたが、他の形式の非接触型のセンサを用いてもよいし、接触型のセンサを用いてもよい。また、このセンサは、ワークWの形状を検出できるものであれば、ワークWまでの距離を測定する距離センサでなくてもよい。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the first to third embodiments, as the sensor for detecting the shape of the workpiece W, the scanning type laser sensor 31 that measures the distance to the workpiece W by light emission and light reception of the laser is used. A contact type sensor may be used, or a contact type sensor may be used. In addition, this sensor may not be a distance sensor that measures the distance to the workpiece W as long as the shape of the workpiece W can be detected.

・第1乃至第3実施形態では、制御装置1,2,3における制御を、ロボット制御部21とセンサ制御部41とで分担して行うようにしているが、1つの制御部が一括して制御を行うようにしてもよいし、異なる態様で制御を分担して行うようにしてもよい。   In the first to third embodiments, control in the control devices 1, 2, and 3 is performed by the robot control unit 21 and the sensor control unit 41, but one control unit collectively Control may be performed, or control may be performed in a different manner.

・第1乃至第3実施形態では、本発明に係るロボットの制御装置を溶接ロボットに適用しているが、ワークWの形状を検出してから作業を実行するロボットであれば、溶接ロボット以外の産業用ロボットに適用してもよい。   In the first to third embodiments, the robot control device according to the present invention is applied to the welding robot. However, any robot other than the welding robot can be used as long as the robot executes the work after detecting the shape of the workpiece W. You may apply to an industrial robot.

・第1実施形態では、ロボット制御部21は、修正ずれ量に基づいて溶接トーチ14の位置及び姿勢を倣い補正しているが、図6(b)に示されるような誤差Iが極小であると判断されるときには、ずれ量から修正ずれ量への変換を行わずに、ずれ量に基づいて倣い補正を行うようにしてもよい。   In the first embodiment, the robot control unit 21 corrects the position and orientation of the welding torch 14 based on the correction deviation amount, but the error I as shown in FIG. 6B is minimal. When it is determined that the amount of deviation is not converted from the deviation amount to the corrected deviation amount, the copying correction may be performed based on the deviation amount.

・第2実施形態では、ワークW及びマニピュレータ11の少なくとも一方を予め設定された教示データに沿って移動させる移動手段として、ポジショナ71及びスライダ72を用いているが、ポジショナ71及びスライダ72のいずれか一方のみを用いるようにしてもよい。   In the second embodiment, the positioner 71 and the slider 72 are used as moving means for moving at least one of the workpiece W and the manipulator 11 along preset teaching data, but either the positioner 71 or the slider 72 is used. Only one of them may be used.

・第2実施形態では、アダプティブ速度Vaが変更されたときに、主軌道補間点数nrを変更して、溶接トーチ14の教示点間の移動距離と教示点間距離Dtとを一致させるようにしているが、主軌道補間点数nrを変更せずに補間周期Tiを変更して、溶接トーチ14の教示点間の移動距離と教示点間距離Dtとを一致させるようにしてもよい。   In the second embodiment, when the adaptive speed Va is changed, the number of main trajectory interpolation points nr is changed so that the movement distance between the teaching points of the welding torch 14 matches the distance Dt between the teaching points. However, the interpolation cycle Ti may be changed without changing the number of main trajectory interpolation points nr so that the movement distance between the teaching points of the welding torch 14 matches the distance Dt between the teaching points.

第1実施形態に係る溶接ロボットの制御装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the control apparatus of the welding robot which concerns on 1st Embodiment. レーザセンサの概略構成図。The schematic block diagram of a laser sensor. レーザセンサが測定するワークの2次元データ。Two-dimensional data of the workpiece measured by the laser sensor. ワークの特徴点から生成される3次元軌道を示す概略図。Schematic which shows the three-dimensional track | orbit produced | generated from the feature point of a workpiece | work. ロボット制御部及びセンサ制御部のブロック図。The block diagram of a robot control part and a sensor control part. (a)は主軌道補間点算出処理部により生成される主軌道補間点の位置を示す図、(b)は倣い補正されたときの主軌道補間点の位置を示す図。(A) is a figure which shows the position of the main trajectory interpolation point produced | generated by the main trajectory interpolation point calculation process part, (b) is a figure which shows the position of the main trajectory interpolation point when scanning correction is carried out. 倣い補正処理部により算出されるずれ量を、基準座標系及び主軌道座標系において示す図。The figure which shows the deviation | shift amount calculated by a scanning correction process part in a reference | standard coordinate system and a main orbit coordinate system. (a)は主軌道補間点算出処理部により生成される主軌道補間点の位置を示す図、(b)は修正ずれ量に基づいて倣い補正されたときの主軌道補間点の位置を示す図。(A) is a figure which shows the position of the main trajectory interpolation point produced | generated by the main trajectory interpolation point calculation process part, (b) is a figure which shows the position of the main trajectory interpolation point when copying is corrected based on the amount of correction deviation. . 第2実施形態に係る溶接ロボットの制御装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the control apparatus of the welding robot which concerns on 2nd Embodiment. (a),(b),(c)は溶接工程を表す模式図。(A), (b), (c) is a schematic diagram showing a welding process. (a),(b),(c)は図10の溶接工程における溶接状態の一例を示す比較図。(A), (b), (c) is a comparison figure which shows an example of the welding state in the welding process of FIG. ロボット制御部及びセンサ制御部のブロック図。The block diagram of a robot control part and a sensor control part. 第3実施形態に係る溶接ロボットの制御装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the control apparatus of the welding robot which concerns on 3rd Embodiment. 従来の例における溶接ロボットの制御装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the control apparatus of the welding robot in a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1,2,3…制御装置、11…マニピュレータ、14…溶接トーチ、21…ロボット制御部、22…主軌道補間点算出処理部、23…倣い補正処理部、25…現在位置算出処理部、26…第1バッファ、27…第2バッファ、28…主軌道補間点数算出処理部、31…レーザセンサ、41…センサ制御部、51…溶接電源、61,71…ポジショナ、72…スライダ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2, 3 ... Control apparatus, 11 ... Manipulator, 14 ... Welding torch, 21 ... Robot control part, 22 ... Main track interpolation point calculation process part, 23 ... Copying correction process part, 25 ... Current position calculation process part, 26 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1st buffer, 27 ... 2nd buffer, 28 ... Main orbit interpolation point number calculation process part, 31 ... Laser sensor, 41 ... Sensor control part, 51 ... Welding power supply, 61, 71 ... Positioner, 72 ... Slider.

Claims (6)

ロボットに設けられる作業ツールと、前記作業ツールに搭載され、作業に先行して作業対象物の形状を検出するセンサとを有し、予め設定された主軌道上であって前記作業ツールの位置及び姿勢を示す複数の主軌道補間点に沿って前記作業ツールを動作させるとともに、前記センサの出力により前記主軌道補間点を補正するロボットの制御装置であって、
前記主軌道補間点に対応する前記作業ツールの現在位置及び姿勢を算出する現在位置算出手段と、
前記算出された現在位置及び姿勢について、前記対応する主軌道補間点に割り付けられたシリアル番号とともに記憶する記憶手段と、
前記算出された現在位置及び姿勢と前記センサの出力とに基づいて設定される前記作業ツールの目標位置及び姿勢について、前記対応する主軌道補間点に割り付けられたシリアル番号とともに設定する目標位置設定手段と、
記設定された目標位置及び姿勢と、該設定された目標位置及び姿勢と前記シリアル番号によって互いに対応付けられて前記記憶手段に記憶されている現在位置及び姿勢とのずれ量を算出し、前記ずれ量に基づいて、前記ずれ量を算出する際に用いたシリアル番号に対応する主軌道補間点を当該前記ずれ量に基づいて補正する補正手段と、を備えることを特徴とするロボットの制御装置。
A work tool provided in the robot, and a sensor mounted on the work tool and detecting the shape of the work object prior to the work, the position of the work tool on a preset main trajectory, and A robot control device that operates the work tool along a plurality of main trajectory interpolation points indicating a posture, and corrects the main trajectory interpolation points based on an output of the sensor,
Current position calculating means for calculating the current position and orientation of the work tool corresponding to the main trajectory interpolation point;
Storage means for storing the calculated current position and orientation together with a serial number assigned to the corresponding main trajectory interpolation point;
Target position setting means for setting the target position and posture of the work tool set based on the calculated current position and posture and the output of the sensor together with the serial number assigned to the corresponding main trajectory interpolation point When,
Before Symbol set target position and orientation, to calculate the amount of deviation between those the set target position and orientation between the current position and orientation stored in the storage means associated with each other by the serial number, A robot control comprising: a correction unit that corrects , based on the deviation amount, a main trajectory interpolation point corresponding to a serial number used in calculating the deviation amount based on the deviation amount. apparatus.
前記補正手段は、前記ずれ量から前記主軌道方向の成分を除去した修正ずれ量を算出し、前記修正ずれ量に基づいて前記作業ツールの動作を補正することを特徴とする請求項1に記載のロボットの制御装置。   The correction means calculates a correction deviation amount obtained by removing a component in the main trajectory direction from the deviation amount, and corrects the operation of the work tool based on the correction deviation amount. Robot control device. 前記作業ツールの作業中に、前記センサにより検出される作業対象物の形状に応じて、少なくとも前記作業ツールの移動速度を含む作業条件を変更するアダプティブ機能と、
前記アダプティブ機能により前記作業ツールの移動速度が変更されたときに、前記作業ツールの動作に先立って前記主軌道上に設定されている主軌道補間点の数を前記移動速度
に基づいて変更し、新たな主軌道補間点を算出する補間点再算出手段と、を更に備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のロボットの制御装置。
An adaptive function for changing work conditions including at least the moving speed of the work tool according to the shape of the work object detected by the sensor during work of the work tool;
When the moving speed of the work tool is changed by the adaptive function, the number of main trajectory interpolation points set on the main trajectory prior to the operation of the work tool is changed based on the moving speed, The robot control apparatus according to claim 1, further comprising: an interpolation point recalculation unit that calculates a new main trajectory interpolation point.
前記作業ツールの作業中に、前記作業対象物及び前記ロボットの少なくとも一方を予め設定された移動データに沿って移動させる移動手段と、
前記アダプティブ機能により前記作業ツールの移動速度が変更されたときに、前記補間点再算出手段により算出された新たな主軌道補間点に対応して前記移動データの補間点を新たに算出する対応補間点算出手段と、を更に備えることを特徴とする請求項3に記載のロボットの制御装置。
Moving means for moving at least one of the work object and the robot along movement data set in advance during work of the work tool;
Corresponding interpolation for newly calculating the interpolation point of the movement data corresponding to the new main trajectory interpolation point calculated by the interpolation point recalculation means when the moving speed of the work tool is changed by the adaptive function The robot control device according to claim 3, further comprising point calculation means.
前記作業対象物を前記作業ツールに対して1軸方向に移動させるポジショナと、
前記センサの出力に基づく前記ポジショナの移動方向に対する補正を無視して、前記作業ツール及び前記ポジショナの動作を制御する制御手段と、を更に備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のロボットの制御装置。
A positioner for moving the work object in one axial direction with respect to the work tool;
5. The apparatus according to claim 1, further comprising: a control unit that controls the operation of the work tool and the positioner while ignoring correction with respect to the movement direction of the positioner based on the output of the sensor. The robot control device according to the item.
前記センサは、レーザの発光及び受光により作業対象物までの距離を測定する走査型のレーザセンサであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のロボットの制御装置。   The robot control apparatus according to claim 1, wherein the sensor is a scanning laser sensor that measures a distance to a work object by emitting and receiving light of a laser.
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