(57)【要約】【課題】可動チップ及び固定チップを有するサーボガンを有する溶接ロボットを制御する方法は、基準テストポイント及び基準テストポイントから離間した少なくとも二つの追加のテストポイントを測定するために可動チップを別々に表面に接触させるステップを有する。【解決手段】二つの同一線上にないベクトルを少なくとも二つの追加のテストポイントから計算する。法線ベクトルを二つの同一線上にないベクトルから計算する。元のサーボガン姿勢と法線ベクトルとの間の角度を比較する。例えば、角度がユーザによって特定した許容範囲内にある場合にサーボガンの姿勢を変更することができる。【選択図】図１
2020073283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動チップ及び固定チップを有するサーボガンを有する溶接ロボットを制御する方法であって、
基準テストポイントを測定するために前記可動チップをパーツの表面に接触させるステップと、
前記基準テストポイントから離間した少なくとも二つの追加のテストポイントを測定するために前記可動チップを表面に接触させるステップと、
二つの同一線上にないベクトルを前記少なくとも二つの追加のテストポイントから計算するステップと、
法線ベクトルを前記二つの同一線上にないベクトルから計算するステップと、
元のサーボガン姿勢と前記法線ベクトルとの間の角度を比較するステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記サーボガンの姿勢を前記法線ベクトルに調整するステップを更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
正規化された姿勢をロボット溶接プログラムに記録する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記パーツの表面の形状に基づいてテストポイント形状を特定するステップを更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記テストポイント形状は、前記基準テストポイント及び二つの追加のテストポイントを有する請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記サーボガンの姿勢を単一方向で調整する請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記テストポイント形状は、前記基準ポイント及び少なくとも三つの追加のテストポイントを有する請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記サーボガンの姿勢を複数の方向で調整する請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記テストポイント形状を、ダイアモンド形状、外側にとがった三角形状、内側にとがった三角形状、外側に向かうライン及び内側に向かうラインのうちの一つとする請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも二つの追加のテストポイントを前記パーツに合わせ、前記少なくとも二つの追加のテストポイントは、前記基準テストポイントと前記少なくとも二つの追加のテストポイントとの間の移動距離に基づく回転誤差に対する予め決定されたクリアランスを有する請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記パーツに接触させるステップ中に前記可動チップと前記基準テストポイント及び前記少なくとも二つの追加のテストポイントにおける前記表面との間の距離を測定するステップを更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記パーツに接触させるステップ中に前記可動チップの外乱トルクのフィードバックを用いることによって前記基準テストポイント及び前記少なくとも二つの追加のテストポイントを検出するステップを更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記パーツに接触させるステップ中に導通測定を用いることによって前記基準テストポイント及び前記少なくとも二つの追加のテストポイントを検出するステップを更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記パーツが接地され、接地されたパーツの表面に接触したためにチップ電圧が予め決定されたレベルより下に降下したときに前記可動チップが前記表面に接触したことを決定する請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記パーツに接触させるステップ中に非接触光センサを用いることによって前記基準テストポイント及び前記少なくとも二つの追加のテストポイントを検出するステップを更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記非接触光センサは、前記可動チップと前記パーツの表面との間の距離を測定する請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記非接触光センサを、エレクトリック・アイとレーザビーム検出器のうちの少なくとも一方とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記元のサーボガン姿勢と前記法線ベクトルとの間の角度に基づいてロボット溶接プログラムで前記サーボガンの位置を修正するステップを更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
可動チップ及び固定チップを有するサーボガンを有する溶接ロボットを制御する方法であって、
基準テストポイントを測定するために前記可動チップをパーツの表面に接触させるステップと、
前記基準テストポイントから離間した少なくとも二つの追加のテストポイントを測定するために前記可動チップを表面に接触させるステップであって、前記基準テストポイント及び前記少なくとも二つの追加のテストポイントが予め決定された探索パターン形状を提供するステップと、
二つの同一線上にないベクトルを前記基準テストポイント及び前記少なくとも二つの追加のテストポイントから計算するステップと、
法線ベクトルを前記二つの同一線上にないベクトルから計算するステップと、
元のサーボガン姿勢と前記法線ベクトルとの間の角度を比較するステップと、
前記サーボガンの姿勢を前記法線ベクトルに調整するステップと、
を備える方法。
【請求項２０】
可動チップ及び固定チップを有するサーボガンを有する溶接ロボットを制御する方法であって、
基準テストポイントを測定するために前記可動チップをパーツの表面に接触させるステップと、
前記基準テストポイントから離間した少なくとも二つの追加のテストポイントを測定するために前記可動チップを表面に接触させるステップであって、前記基準テストポイント及び前記少なくとも二つの追加のテストポイントが予め決定された探索パターン形状を提供するステップと、
二つの同一線上にないベクトルを前記基準テストポイント及び前記少なくとも二つの追加のテストポイントから計算するステップと、
法線ベクトルを前記二つの同一線上にないベクトルから計算するステップと、
元のサーボガン姿勢と前記法線ベクトルとの間の角度を比較するステップと、
前記元のサーボガン姿勢と前記法線ベクトルとの間の角度に基づいてロボット溶接プログラムで前記サーボガンの位置を修正するステップと、
を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、溶接ロボットシステムに関し、更に詳しくは、溶接ロボットシステムのスポット溶接サーボガンの姿勢を変更(correcting)する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶接ガンを有する溶接ロボットシステムは、例えば、高橋等による米国特許出願第２０１１／００８９１４６号明細書及び長沢等による米国特許第５，８９８，２８５号明細書に記載されている。典型的な溶接サーボガンは、固定電極チップ及び可動電極チップを有する本体を有する。固定電極チップは、可動電極チップに向かい合って配置される。固定電極は、一般的には、スポット溶接ガンの本体に対して動かすことができず、可動電極チップは、本体に取り付けられ、溶接作業中に開閉する。
【０００３】
良い溶接品質を得るために、両方の電極チップは均等な力でパーツを押す必要がある。チップがパーツに接触しない場合、再教示又は教示修正(teach correction)が要求される。しかしながら、溶接ロボットの教示修正は時間を要する。
【０００４】
既知の自動教示修正方法は、ガン電極が溶接すべきパーツの表面に対して垂直であるか否かを決定せず、その結果、スポット溶接ガンの姿勢は変更されない。スポット溶接サーボガンが溶接すべきパーツに対して垂直でない場合の姿勢誤差(orientation error)によって、均一でない力分布という不所望な結果が生じ、最終的には溶接品質が悪くなる。姿勢誤差は、ガン電極の一つが完全に見えないときには特に、修正するのが困難であるとともに修正に時間を要する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
溶接すべきパーツの表面に対する法線ベクトルを決定することを含むスポット溶接ガンの姿勢を変更する方法が継続的に必要とされている。望ましくは、この情報は、溶接作業前にスポット溶接ガンの姿勢を変更するために用いられる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示によれば、溶接すべき表面に対する法線ベクトルを決定すること及び溶接作業前にスポット溶接ガンの姿勢を変更することを含むスポット溶接ガンの姿勢を変更する方法を発見した。
【０００７】
一実施の形態において、本開示の方法は、サーボ溶接ガンの正確な姿勢(correct orientation)、例えば、正規化された姿勢(normalized orientation)を、外部センサなしで自動的に決定することができる。姿勢変更方法を、一点を修正するためにプログラム・エディターによって開始し又はプログラム全体を修正するためにデジタル入力によって開始することができる。プログラム修正(program correction)モードにおいて、ロボットは、適切な姿勢を決定するために溶接プログラムによって連続して移動し、サーボガンの姿勢を変更する。溶接手順を、この機能の柔軟性を増大させるために修正プロセス中に実行することができる。例えば、プログラム修正モードを、要求に応じて製造中又はオフライン中に用いることができる。方法は、修正されたポイント又は位置、修正量及び他のデータを報告するファイルを生成することもできる。位置修正を、要求に応じて特定の許容範囲に制限することができる。
【０００８】
方法は、３次元空間の複数点のパーツ位置を検出するためにサーボ溶接ガンの可動電極を制御する少なくとも一つのモータからの外乱トルクのフィードバックを用いることもできる。複数点の位置に基づく法線ベクトルを見つける場合、ロボットの姿勢をこれに応じて変更することができる。溶接プログラムのロボットの位置及び姿勢のうちの少なくとも一方を更新又は記録することができる。
【０００９】
スポットポイントの周辺のパネル表面が変化し又は存在しないことがあることに留意されたい。また、ロボットアームは、スポットポイントの周辺のテストポイントまで移動するときにパーツ又はワークセルの他のオブジェクトに衝突することがある。要するに、各スポットで検出に利用できる実際の表面は、限定され、すなわち、ポイントに依存する。したがって、探索パターンを、利用できる表面に基づいて選択することができる。これらのパターンを、スポット命令を用いて（例えば、起動時に、プログラム内(inside the program)で）特定し又は探索形態の選択によって（例えば、オペレータによるオフラインで、プログラム・エディターを介して）特定することができる。
【００１０】
複数の探索パターン形状を用いることができる。探索パターン形状は、以下の利点を得るために、中心にあるテストポイントを有する。
探索のためのサーボガンの開いた距離(open distance)の減少。
全てのテストポイントでの同一の検出しきい値の使用。
照合／検証のための基準値。
全てのテストポイントでの同一のオフセット及びガンの開いた距離の使用。
【００１１】
一実施の形態において、可動チップ及び固定チップを有するサーボガンを有する溶接ロボットを制御する方法は、基準テストポイントを測定するためにパーツの表面に可動チップを接触させるステップと、基準テストポイントから離間した少なくとも二つの追加のテストポイントを測定するためにパーツの表面に可動チップを接触させるステップと、を有する。二つの同一線上にないベクトルを追加のテストポイント測定から作成し、法線ベクトルをこれらのベクトルから計算する。サーボガンの姿勢は、この法線ベクトルに変更される。
【００１２】
他の実施の形態において、追加のテストポイントは、予め決定された探索パターン形状を提供する。また、サーボガンの姿勢は、この法線ベクトルに変更される。
【００１３】
他の実施の形態において、ロボット溶接プログラムのサーボガンの位置を、サーボガンの姿勢と法線ベクトルとの比較に基づいて変更することができる。
【００１４】
本発明の上記及び他の利点は、添付図面を参照しながら考慮したときに好適な実施の形態の以下の詳細な説明から当業者には容易に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】開示の一実施の形態によるロボット溶接ガンの配置図であり、ロボット溶接ガンの姿勢を正規化する方法を更に示す。
【図２】図１のロボット溶接ガンの可動チップの配置図であり、サーボガンに対して所望のスポット溶接位置を提供するための段階的な姿勢変更、位置修正及び距離修正を更に示す。
【図３】図１のロボット溶接ガンの可動チップの配置図であり、サーボガンに対して所望のスポット溶接位置を提供するための段階的な姿勢変更、位置修正及び距離修正を更に示す。
【図４】図１のロボット溶接ガンの可動チップの配置図であり、サーボガンに対して所望のスポット溶接位置を提供するための段階的な姿勢変更、位置修正及び距離修正を更に示す。
【図５】姿勢正規化の上記方法を用いて図１に示すロボット溶接ガンにより実行することができる種々のテスト位置パターンの配置図である。
【図６】図１に示すロボット溶接ガンの可動チップ及び固定チップの配置図であり、可動電極を制御するモータからの外乱トルクのフィードバックを用いて３次元空間のパーツの位置の段階的な検出も示す。
【図７】本開示の特定の実施の形態による図１に示すロボット溶接ガンを用いた姿勢正規化の方法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の説明は、本来単なる例示であり、本開示、用途又は使用を制限することを意図するものではない。図面全体を通して対応する参照番号は同様な又は対応するパーツ及び形態を表すものと理解すべきである。開示した方法に関して、表されるステップは、本来例示であり、したがって、必須でも重要でもない。
【００１７】
図１は、本開示による方法とともに使用するためのロボット溶接システム１００を示す。ロボット溶接システム１００は、可動チップ１０６及び固定チップ１０８を有するサーボガン１０４を有する溶接ロボット１０２を有する。溶接ロボット１０２は、自動車用の金属パネルのようなパーツ１１０を溶接するために構成される。他のタイプのパーツ１１０を本開示のロボット溶接システム１００によって溶接することもできる。
【００１８】
可動チップ１０６を、例えば、パーツ１１０に向かう方向に可動チップ１０６を作動させるように構成された少なくとも一つのモータ１１１に結合することができる。少なくとも一つのモータ１１１を、例えば、微細な位置制御のために自動的なフィードバックを行うよう構成されたサーボモータとすることができる。当業者は、所望に応じて可動チップ１０６を作動させる他の手段を用いることもできる。
【００１９】
図１に更に示すように、本開示の方法は、基準テストポイント１１４を測定するために可動チップ１０６をパーツ１１０の表面１１２に接触させるステップと、次に、基準テストポイント１１４から離間した少なくとも二つの追加のポイント１１６，１１８，１２０，１２２を測定するために可動チップ１０６を表面１１２に接触させるステップと、を有する。二つの同一線上にない測定ベクトルは、二つの追加のポイント１１６，１１８，１２０，１２２から計算される。法線ベクトルは、これらの二つのベクトルから計算され、法線ベクトルと元のサーボガン１０４の姿勢のベクトルとの間の角度が決定される。
【００２０】
方法は、法線ベクトルに対するサーボガン１０４の姿勢を調整するステップを更に有する。調整を、元の姿勢（ベクトル）と法線ベクトルとの間の角度に基づいて条件付きで行うことができる。例えば、法線ベクトルとサーボガンの元の姿勢との間の角度が非常に大きい場合には姿勢変更を省略することができる。サーボガン１０４の姿勢の他のタイプの調整を本開示の範囲内で用いることができる。
【００２１】
図２〜４に示す特定の実施の形態において、サーボガン１０２に対して所望のスポット溶接位置１２４を提供するためにサーボガン１０２の可動チップ１０６の段階的な姿勢変更（図２）、位置修正（図３）及び距離修正（図４）を行うことができる。特に、一度法線ベクトルが計算されると、サーボガン１０４を、所望のスポット溶接１２４に対する正常な位置、すなわち、修正された位置に移動させることができる。法線ベクトルに対する可動チップ１０６の角度を決定し、それに応じて、回転後にパーツ１１０への接触を維持するための可動チップ１０６に対する調整が行われる。
【００２２】
図５を参照すると、本開示の方法は、法線ベクトルを計算するテストポイント形状を特定するステップを更に有することができる。テストポイント形状を、例えば、溶接すべきパーツ１１０の表面１１２の形状によって決定することができる。ロボット溶接システム１００は、サーボガン１０４及び可動チップ１０６を基準テストポイント１１４から少なくとも二つの追加のテストポイント１１６，１１８，１２０，１２２まで予め決定されたパターンで移動させることによってテストポイント形状を作成することができる。溶接作業を開始する直前にテストポイント形状を導く(conducted)ことができる。可動チップ１０６をある位置から他の位置に移動させる速度を、例えば、２５０ｍｍ／ｓｅｃにすることができる。テストポイント形状を形成するために他の速度を本開示の範囲内で用いることもできる。
【００２３】
外側方向及びサーボガン１０４に対する横方向のような複数の異なる方向の姿勢の変更が所望される場合、テストポイント形状は、基準ポイント１１４及び少なくとも三つの追加のテストポイント１１６，１１８，１２０，１２２を有することができる。限定されない例として、テストポイント形状は、ダイヤモンド形状１２６、外側にとがった三角形状(outwardly pointed triangle-shape)１２８及び内側にとがった三角形状(inwardly pointed triangle-shape)１３０のうちの一つを有することができる。外側方向のみ又はサーボガン１０４に対する横方向のみのように単一方向の姿勢の変更が所望される場合、テストポイント形状は、基準テストポイント１１４及び二つの追加のテストポイント１１６，１１８を有することができる。限定されない例として、テストポイント形状は、外側に向かうライン(outwardly pointed line)１３２及び横方向に向かうライン(laterally pointed line)１３４のうちの一つを有することができる。
【００２４】
他の例において、テストポイント形状を、少なくとも二つの追加のテストポイント１１６，１１８，１２０，１２２をテストする基準テストポイント１１４を中心とした半径を探索することによって作成することができる。一実施の形態において、半径の初期値(default radius)は、基準テストポイント１１４から約＋／−５ｍｍである。追加のテストポイント１１６，１１８，１２０，１２２と異なる個数及び形態並びに異なる探索半径を有する他のタイプのテストポイント形状を用いることもできる。
【００２５】
少なくとも二つの追加のテストポイント１１６，１１８，１２０，１２２をパーツ１１０に合わせることができ、かつ、少なくとも二つの追加のテストポイント１１６，１１８，１２０，１２２は基準テストポイント１１４と少なくとも二つの追加のテストポイント１１６，１１８，１２０，１２２との間の移動距離(translation distance)に基づく回転誤差(rotation error)に対して予め決定されたクリアランス(clearance)を有することができることを理解すべきである。回転誤差に対する予め決定されたクリアランスを、所望に応じて特定のパーツ１１０のそれぞれに対して選択することができる。
【００２６】
パーツ１１０の表面１１２の上に基準テストポイント１１４及び少なくとも二つの追加のテストポイント１１６，１１８，１２０，１２２を決定するに際し、本方法は、移動チップ１０６と表面１１２との間の距離を測定することを有することができる。特に、距離を、図２〜４に示すようにＺ方向の距離とすることができる。例えば、Ｚ方向の距離を、表面１１２への接触が元のポイント１１４及び追加のテストポイント１１６，１１８，１２０，１２２のそれぞれに対して行われるまで記録することができる。複数の測定した距離を、平面及びパーツ１１０の表面１１２に対する正規化ベクトル(normalized vector)を決定するのに用いることができる。
【００２７】
特定の実施の形態において、パーツ１１０に接触するステップ中に基準テストポイント１１４及び少なくとも二つの追加のテストポイント１１６，１１８，１２０，１２２を検出するステップは、導通測定(electrical continuity measurement)を有することができる。例えば、パーツ１１０が接地されている場合、接地されたパーツ１１０の表面１１２に可動チップ１０６が接触したためにチップ電圧が予め決定されたレベルより下に降下したときに可動チップ１０６が表面１１２に接触したことを決定する。図１に示すように、導通測定を、単一のライン１３１を通じて、限定されない例としてのサーボガンコントローラ又はロボットコントローラのようなコンピュータ１３３に送信することができる。予め決定された電圧及び可動チップ１０６の電圧を測定する手段を、所望に応じて当業者によって選択することができる。
【００２８】
他の実施の形態において、パーツ１１０に接触するステップ中に基準テストポイント１１４及び少なくとも二つの追加のテストポイント１１６，１１８，１２０，１２２を検出するステップは、図１に示すように、単一ライン１３７によってコンピュータ１３３と通信を行う非接触光センサ１３５を有することができる。非接触光センサ１３５は、可動チップ１０６とパーツ１１０の表面１１２との間のＺ方向の距離を測定することができる。例えば、非接触光センサ１３５を、エレクトリック・アイ(electric eye)とレーザビーム検出器のうちの少なくとも一方とすることができる。当業者は、可動チップ１０６のパーツ１１０の表面１１２への接触を測定する他のタイプの非接触光センサ１３５を所望に応じて選択することができる。
【００２９】
パーツ１１０に接触するステップ中に基準テストポイント１１４及び少なくとも二つの追加のテストポイント１１６，１１８，１２０，１２２を検出するステップを、モータ１１１の可動チップ１０６の外乱トルクのフィードバックを測定することによって行うことができる。外乱トルクのフィードバックを、所望に応じて単一のライン１３１又は他の手段によってコンピュータ１３３に送信することができる。
【００３０】
位置１１４，１１６，１１８，１２０，１２２の各々に対する外乱トルクのフィードバックを用いる実例となる検出手順を、図６に示す。最初の位置において、パーツ１１０の表面１１２の位置が（図６に破線で示すように）未知であるとき、サーボガン１０４を、予め決定された予備距離(backup distance)だけ開けることができる。その後、サーボガン１０４及び可動チップ１０６を次の位置まで加速させ、サーボガンの速度を検出する。その後、サーボガン１０４を、可動チップ１０６を作動させることによってパーツ１１０に近づけ始める。可動チップ１０６を作動させることによってトルク基準(torque standard)の読出しが容易になる。その理由は、可動チップ１０６が移動し始めた後にトルクの読出しが安定し始めるからである。トルク基準を取得した後に、パーツ１１０の検出それ自体を開始し、パーツ１１０の表面１１２に接触した可動チップ１０６を表す、トルク基準と異なるトルクのフィードバックを検出すると、パーツ１１０の検出を終了する。これによって、表面１１２までの距離を測定する個別のセンサ又は装置を使用する必要のない有利な外乱トルクのフィードバックを用いた基準テストポイント１１４及び少なくとも二つの追加のテストポイント１１６，１１８，１２０，１２２の測定が行われる。
【００３１】
基準テストポイント１１４及び少なくとも二つの追加のテストポイント１１６，１１８，１２０，１２２までの距離を測定する他の手段を、本開示の範囲内で用いることもできる。
【００３２】
図７を参照すると、ロボット溶接ガン１０２を用いたある特定の姿勢正規化方法１３６を示す。ユーザが姿勢正規化方法１３６を溶接すべきパーツ１１０に対して開始する初期ステップ１３８の後、基準値(baseline)ステップ１４０において、姿勢正規化方法１３６は、ロボット１０２の現在の位置（ＣＵＲＰＯＳ）及びサーボガン１０４の現在の位置を決定及び格納する。その後、基準テストポイント１１４を提供する元の位置ステップ１４２において、可動チップ１０６を、パーツ１１０の表面１１２まで移動させる。その後、既に詳細に説明したテスト形状ステップ１４４において、サーボガン１０４及び可動チップ１０６を少なくとも二つの追加のテストポイント１１６，１１８，１２０，１２２の各々に移動させる。二つの同一線上にないベクトルがテストポイント測定から計算される。法線ベクトル計算ステップ１４８において、法線ベクトルが二つの測定ベクトルから計算される。予め規定された計算は、図７に示す計算を含むが、それに限定されない。ステップ１５０において、元の姿勢（ベクトル）と法線ベクトルとの間の回転角度を決定する。ユーザが修正を行うのを許可した場合、変更ステップ１５２において、サーボガン１０４を、法線ベクトルによって規定される計算した座標まで移動させる。完了ステップ１５４において、サーボガン１０４の距離を開け、パーツ１１０に対する溶接作業の準備を行う。
【００３３】
本方法は、例えばロボットコントローラ（図示せず）で実行されるロボット溶接プログラムにおけるサーボガン１０４の位置を修正するステップを更に含むことができる。プログラム中のサーボガン１０４の位置の修正は、サーボガン１０４の元の姿勢（ベクトル）と法線ベクトルとの間の角度の比較に基づくことができる。実行されるプログラムの修正を、所望に応じて、パーツ１１０の表面１１２に対するサーボガン１０４及び可動チップ１０６の向きの標準化を許容することに加えて又は姿勢の標準化に代わる手段として行うことができる。
【００３４】
有利なことには、本開示の方法は、ロボット１０２のサーボガン１０４の正確な姿勢、例えば、正規化された姿勢を、外部センサなしで自動的に決定することができる。サーボガン１０４がパーツ１１０に対して垂直でない場合の姿勢誤差を回避するので、不均一な力分布、スポット上の不均一な電流密度及び最終的な溶接の劣化を阻止する。
【００３５】
発明の説明のために所定の代表的な実施の形態及び詳細を示したが、添付した特許請求の範囲で更に説明する開示の範囲を逸脱することなく種々の変更を行うことができることは当業者に明らかである。
【図１】
2020073283.tif 000003
【図２】
2020073283.tif 000004
【図３】
2020073283.tif 000005
【図４】
2020073283.tif 000006
【図５】
2020073283.tif 000007
【図６】
2020073283.tif 000008
【図７】
2020073283.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】令和1年12月16日(2019.12.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
外側方向及びサーボガン１０４に対する横方向のような複数の異なる方向の姿勢の変更が所望される場合、テストポイント形状は、基準テストポイント１１４及び少なくとも三つの追加のテストポイント１１６，１１８，１２０，１２２を有することができる。限定されない例として、テストポイント形状は、ダイヤモンド形状１２６、外側にとがった三角形状(outwardly pointed triangle-shape)１２８及び内側にとがった三角形状(inwardly pointed triangle-shape)１３０のうちの一つを有することができる。外側方向のみ又はサーボガン１０４に対する横方向のみのように単一方向の姿勢の変更が所望される場合、テストポイント形状は、基準テストポイント１１４及び二つの追加のテストポイント１１６，１１８を有することができる。限定されない例として、テストポイント形状は、外側に向かうライン(outwardly pointed line)１３２及び横方向に向かうライン(laterally pointed line)１３４のうちの一つを有することができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
パーツ１１０の表面１１２の上に基準テストポイント１１４及び少なくとも二つの追加のテストポイント１１６，１１８，１２０，１２２を決定するに際し、本方法は、移動チップ１０６と表面１１２との間の距離を測定することを有することができる。特に、距離を、図２〜４に示すようにＺ方向の距離とすることができる。例えば、Ｚ方向の距離を、表面１１２への接触が元のポイント１１４及び追加のテストポイント１１６，１１８，１２０，１２２のそれぞれに対して行われるまで記録することができる。複数の測定した距離を、平面及びパーツ１１０の表面１１２に対する法線ベクトルを決定するのに用いることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動チップ及び固定チップを有する溶接ロボットのサーボガンの姿勢を変更する方法であって、
パーツの表面の位置が既知であるとき、基準テストポイントを測定するために前記可動チップを前記パーツの表面に接触させるステップと、
前記可動チップを前記基準テストポイントから離間させ、前記基準テストポイントから離間した表面の少なくとも二つの追加のテストポイントを測定するために前記基準テストポイントから離間した別の場所で前記可動チップを表面に接触させるステップと、
二つの同一線上にないベクトルを前記少なくとも二つの追加のテストポイントから計算するステップと、
法線ベクトルを前記二つの同一線上にないベクトルから計算するステップと、
変更前の前記サーボガンの姿勢のベクトルと前記法線ベクトルとの間の角度を決定するステップと、
変更前の前記サーボガンの姿勢のベクトルと前記法線ベクトルとの間の角度に基づく前記サーボガンの前記可動チップの位置修正及び前記法線ベクトルに基づく前記サーボガンの前記可動チップの距離修正を用いることによって、変更後のサーボガンの姿勢のベクトルを調整するステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記サーボガンの現在の位置をロボット溶接プログラムに記録する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パーツの表面の形状に基づいて、複数のテストポイントの配置を表すテストポイント形状を特定するステップを更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記テストポイント形状は、前記基準テストポイント及び二つの追加のテストポイントを有する請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記テストポイント形状は、前記基準テストポイント及び少なくとも三つの追加のテストポイントを有する請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記テストポイント形状を、ダイアモンド形状、三角形状及びラインのうちの一つとする請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記パーツに接触させるステップ中に前記可動チップと前記基準テストポイント及び前記少なくとも二つの追加のテストポイントにおける前記表面との間の距離を測定するステップを更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記パーツに接触させるステップ中に前記可動チップの外乱トルクのフィードバックを用いることによって前記基準テストポイント及び前記少なくとも二つの追加のテストポイントを検出するステップを更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記パーツに接触させるステップ中に導通測定を用いることによって前記基準テストポイント及び前記少なくとも二つの追加のテストポイントを検出するステップを更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記パーツが接地され、接地されたパーツの表面に接触したためにチップ電圧が予め決定されたレベルより下に降下したときに前記可動チップが前記表面に接触したことを決定する請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記パーツの表面の位置が未知であるとき、前記基準テストポイント及び前記少なくとも二つの追加のテストポイントを検出するステップを更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
非接触光センサが前記可動チップと前記パーツの表面との間の距離を測定する請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記非接触光センサをレーザビーム検出器とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
変更前の前記サーボガンの姿勢のベクトルと前記法線ベクトルとの間の角度に基づいてロボット溶接プログラムで前記サーボガンの位置を変更するステップを更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
可動チップ及び固定チップを有する溶接ロボットのサーボガンの姿勢を変更する方法であって、
基準テストポイントを測定するために前記可動チップをパーツの表面に接触させるステップと、
前記可動チップを前記基準テストポイントから離間させ、前記基準テストポイントから離間した表面の少なくとも二つの追加のテストポイントを測定するために前記基準テストポイントから離間した別の場所で前記可動チップを表面に接触させるステップであって、前記基準テストポイント及び前記少なくとも二つの追加のテストポイントが予め決定された探索パターン形状を提供するステップと、
二つの同一線上にないベクトルを前記基準テストポイント及び前記少なくとも二つの追加のテストポイントから計算するステップと、
法線ベクトルを前記二つの同一線上にないベクトルから計算するステップと、
変更前の前記サーボガンの姿勢のベクトルと前記法線ベクトルとの間の角度を決定するステップと、
変更前の前記サーボガンの姿勢のベクトルと前記法線ベクトルとの間の角度に基づく前記サーボガンの前記可動チップの位置修正及び前記法線ベクトルに基づく前記サーボガンの前記可動チップの距離修正を用いることによって、変更後のサーボガンの姿勢のベクトルを調整するステップと、
を備える方法。
【請求項１６】
可動チップ及び固定チップを有する溶接ロボットのサーボガンの姿勢を変更する方法であって、
基準テストポイントを測定するために前記可動チップをパーツの表面に接触させるステップと、
前記可動チップを前記基準テストポイントから離間させ、前記基準テストポイントから離間した表面の少なくとも二つの追加のテストポイントを測定するために前記基準テストポイントから離間した別の場所で前記可動チップを表面に接触させるステップであって、前記基準テストポイント及び前記少なくとも二つの追加のテストポイントが予め決定された探索パターン形状を提供するステップと、
二つの同一線上にないベクトルを前記基準テストポイント及び前記少なくとも二つの追加のテストポイントから計算するステップと、
法線ベクトルを前記二つの同一線上にないベクトルから計算するステップと、
変更前の前記サーボガンの姿勢のベクトルと前記法線ベクトルとの間の角度を決定するステップと、
前記サーボガンの前記可動チップの段階的な姿勢変更、変更前の前記サーボガンの姿勢のベクトルと前記法線ベクトルとの間の角度に基づく前記サーボガンの前記可動チップの位置修正及び前記法線ベクトルに基づく前記サーボガンの前記可動チップの距離修正を用いることによって、変更後のサーボガンの姿勢のベクトルを調整するステップと、
を備える方法。
【外国語明細書】
2020073283000001.pdf