(57)【要約】  【課題】スポット溶接を行うロボットシステムにおいて、サイクルタイムを短縮することが可能な制御方法を提供する。  【解決手段】第１のロボットにてワークを搬送させながら、この搬送中のワークに対して第２のロボットにて溶接作業を行うようなシステムにおいて、再生運転時には第１のロボットの位置に対応して第２のロボットの位置が制御されるようにした。言い換えれば、第１のロボットに把持されたワークの位置に対応して第２のロボットが具備する溶接ガンの位置が制御されるようにした。これにより、静止状態にあるワークに対してだけではなく、第１のロボットによるワークの搬送中、すなわち移動状態にあるワークに対しても、第２のロボットにて溶接作業を行うことが可能になる。  【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを搬送する第１のロボットとワークに対して溶接を行う第２のロボットとを有するロボットシステムにおけるロボットの制御方法において、
教示作業時には、
前記第１のロボットを制御するロボット１制御部は、第１のロボットにおけるワークの搬送経路に関する位置データを記録するとともに、該位置データを前記第２のロボットを制御するロボット２制御部へ送信し、
該ロボット２制御部は、ワークを把持した前記第１のロボットを静止させた状態にて各溶接点における前記第２のロボットの位置データを記録するとともに、前記ロボット１制御部から受信した前記ワークの搬送経路に関する位置データを記録し、
再生運転時には、
前記ロボット１制御部は、ロボット１制御部に記録されている前記ワークの搬送経路に関する位置データに基づいてワークの搬送経路に関する補間点を演算するとともに、該ワークの搬送経路に関する補間点を前記ロボット２制御部へ送信し、
前記ロボット２制御部は、ロボット２制御部に記録されている前記各溶接点における第２のロボットの位置データに基づいて溶接経路に関する補間点を演算するとともに、ロボット２制御部に記録されている前記ワークの搬送経路に関する位置データに基づいてワークの搬送経路に関する補間点を演算し、
さらに、前記ロボット２制御部は、両ロボット制御部にて演算された２つの前記ワークの搬送経路に関する補間点についてその差分を求め、該差分に基づいて前記第１のロボットの位置に対して同期すべき前記第２のロボットの位置を求めるようにしたことを特徴とするロボットの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接対象に対してスポット溶接を行うロボットにおける制御方法に関し、特に、ワークを搬送する第１のロボットとワークに対して溶接を行う第２のロボットとを有するロボットシステムにおける、ロボットの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スポット溶接を行うロボットにおいては、ロボットは制御装置から予め教示点として与えられた指令位置に従って動作する。スポット溶接を行う位置についてもこれと同様であり、溶接対象となるワークを固定し、ワーク上の溶接点を教示することになる。そして、再生運転時には、溶接点を含む教示点に従って溶接作業を行うことになる。この方法では、溶接を開始して溶接機から溶接完了信号が返ってくるまでの間は、ロボットは停止して待つことになり、このことは再生運転中のサイクルタイムに大きく影響してくる。従来技術では、特許文献１に開示されているように、溶接ガンの加圧信号のタイミングを変更することにより、ロボットが停止している時間を短縮することが行われていた。
【特許文献１】特開平６−２３５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
スポット溶接を行う時間を短縮する手段として、ロボットが溶接点へ到達するタイミングを予測し、溶接機に対して溶接信号を出力するなどして時間短縮を可能とするが、ワークに溶接ガンが接触しない状態や、加圧不良のまま溶接を開始する場合がある。そのため、前述した特許文献１に開示されているような手段を用いても前述のような溶接する時間を最低限確保する必要がある。
【０００４】
本発明は、前述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、特にワークを搬送する第１のロボットとワークに対して溶接を行う第２のロボットとを有するロボットシステムにおいて、サイクルタイムを短縮することが可能な制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前述の目的を達成するために、本発明では、ワークを搬送する第１のロボットとワークに対して溶接を行う第２のロボットとを有するロボットシステムにおいて、以下に記載するロボットの制御方法を提供した。
【０００６】
すなわち、教示作業時には、第１のロボットを制御するロボット１制御部は、第１のロボットにおけるワークの搬送経路に関する位置データを記録するとともに、この位置データを第２のロボットを制御するロボット２制御部へ送信する。一方、このロボット２制御部は、ワークを把持した第１のロボットを静止させた状態にて各溶接点における第２のロボットの位置データを記録するとともに、ロボット１制御部から受信した前記ワークの搬送経路に関する位置データを記録する。
【０００７】
また、再生運転時には、ロボット１制御部は、ロボット１制御部に記録されている前記ワークの搬送経路に関する位置データに基づいてワークの搬送経路に関する補間点を演算するとともに、このワークの搬送経路に関する補間点をロボット２制御部へ送信する。一方、ロボット２制御部は、ロボット２制御部に記録されている前記各溶接点における第２のロボットの位置データに基づいて溶接経路に関する補間点を演算するとともに、ロボット２制御部に記録されている前記ワークの搬送経路に関する位置データに基づいてワークの搬送経路に関する補間点を演算する。さらに、ロボット２制御部は、両ロボット制御部にて演算された２つの前記ワークの搬送経路に関する補間点についてその差分を求め、この差分に基づいて第１のロボットの位置に対して同期すべき第２のロボットの位置を求めるようにした。
【０００８】
係る構成としたことにより、ワークを搬送する第１のロボットとワークに対して溶接を行う第２のロボットとを有するロボットシステムにおいて、再生運転時には第１のロボットの位置に対応して第２のロボットの位置が制御されることになる。言い換えれば、第１のロボットに把持されたワークの位置に対応して第２のロボットが具備する溶接ガンの位置が制御されることになる。これにより、静止状態にあるワークに対してだけではなく、第１のロボットによるワークの搬送中、すなわち移動状態にあるワークに対しても、第２のロボットにて溶接作業を行うことが可能になる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ワークを搬送する第１のロボットとワークに対して溶接を行う第２のロボットとを有するロボットシステムにおいて、ワークに対する搬送作業と溶接作業とを同時に行うことが可能になるので、溶接作業のためにワークの移動を停止させる必要がなくなり、その結果、サイクルタイムを短縮することが可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、「Ｓ＊」（「＊」は整数）の記述は処理の手順を表すステップ番号であり、図２および図３に示すフローチャートにおける「Ｓ＊」の表記に対応している。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る制御方法が適用されるスポット溶接システムの構成図である。この図１に示したスポット溶接システムは、アーム先端に把持部材を有する搬送ロボットとしてのロボット１（第１のロボット）が溶接対象としてのワークを把持し、把持したワークを移動させながら、この移動中のワークに対して、アーム先端に溶接ガンを有する溶接ロボットとしてのロボット２（第２のロボット）がスポット溶接を行うというものである。また、ロボット１およびロボット２は、サーボ機構により関節部の駆動が行われる、所謂電動式のロボットである。
【００１２】
まず、教示作業時における位置データの記録方法について説明する。図２は、教示作業時における位置データの記録方法について示したフローチャートである。なお、このフローチャートにおいては、左側は溶接対象としてのワークを動作させるロボット１を制御するロボット１制御部における処理を示し、一方、右側は溶接ガンを動作させるロボット２を制御するロボット２制御部における処理を示している。
【００１３】
ワークを動作制御するロボット１制御部は、ロボット１によりワークを把持させ、ロボット１を動作させることにより、把持したワークを所定の基準位置へ移動させる（Ｓ１）。同様に、溶接ガンを動作制御するロボット２制御部は、ロボット２を動作させることにより具備する溶接ガンを、ロボット１により把持された基準位置にあるワーク上の所定の溶接位置へ移動させる（Ｓ２）。ワークを動作制御するロボット１制御部は、ロボット１の動作機構としての図示しないサーボ機構からロボット１の現在位置を受信し、これを位置データとして記録する（Ｓ３）。同様に、溶接ガンを動作制御するロボット２制御部は、ロボット２の動作機構としての図示しないサーボ機構からロボット２の現在位置を受信し、これを位置データとして記録する（Ｓ４）。
【００１４】
ワークを動作制御するロボット１制御部は、前述のＳ３にて受信したロボット１の位置データを、溶接ガンを動作制御するロボット２制御部へ送信する（Ｓ５）。そして、ロボット２制御部は、前述のＳ５にてロボット１制御部から送信されたロボット１の位置データを受信する（Ｓ６）。この状態で溶接ガンを動作制御するロボット２制御部において教示点の記録操作が行われると、ロボット２制御部では、このときのロボット２の現在位置だけではなく、前述のＳ６において受信したロボット１の位置データについても記録される（Ｓ７）。
【００１５】
以上の一連の教示操作は、スポット溶接を行う点（溶接点）の数分だけ繰り返し行われる。なお、これら一連の教示操作の際は、ワークを把持したロボット１の位置を変えずにロボット２の教示作業が行われる。これにより、このときのワークを把持したロボット１の位置を基準としたときの各溶接点の位置すなわち溶接経路が、溶接ガンを動作制御するロボット２制御部に教示位置に関する位置データとして記録されることになる。
【００１６】
ところで、ロボット１はアーム先端に把持部材を有する搬送ロボットであるので、前述した溶接点の教示作業以外に、ロボット１におけるワークの搬送経路を教示するための教示作業も行うことになる。係る教示作業において、ワークを動作制御するロボット１制御部は、前述のＳ３、Ｓ５、及びＳ７と同様に、ロボット１の動作機構としてのサーボ機構からロボット１の現在位置を受信し、これを位置データとして記録するとともに（Ｓ３）、溶接ガンを動作制御するロボット２制御部へ送信する（Ｓ５）。そして、ロボット２制御部は、ロボット１制御部から送信されたロボット１の位置データを受信し、これを記録する（Ｓ７）。これにより、溶接ガンを動作制御するロボット２制御部には、ワークの搬送経路に関する位置データについても記録されることになる。
【００１７】
次に、再生運転時における処理の流れについて説明する。図３は、再生運転時における処理の流れについて示したフローチャートである。なお、このフローチャートにおいては、左側は溶接対象としてのワークを動作させるロボット１を制御するロボット１制御部における処理を示し、右側は溶接ガンを動作させるロボット２を制御するロボット２制御部における処理を示している。
【００１８】
まず、ワークを動作させるロボット１制御部は、前述のＳ３において記録されたロボット１の位置データに基づいて補間点を演算する（Ｓ１１）。同様に、溶接ガンを動作させるロボット２制御部は、前述のＳ４において記録されたロボット２の位置データに基づいて補間点を演算するとともに、前述のＳ７において記録されたロボット１の位置データに基づいても補間点を演算する（Ｓ１２）。次に、ワークを動作させるロボット１制御部は、前述のＳ１１において演算された補間点を、溶接ガンを動作させるロボット２制御部へ送信する（Ｓ１３）。そして、溶接ガンを動作させるロボット２制御部は、前述のＳ１３においてロボット１制御部から送信されたロボット１の補間点を受信する（Ｓ１４）。さらに、このロボット２制御部は、前述のＳ１４において受信したロボット１の補間点、およびロボット１とロボット２との相対位置関係に基づいて、ロボット１が把持するワークの位置を算出する（Ｓ１５）。
【００１９】
ところで、本実施形態のものではワークを把持したロボット１と溶接ガンを動作させるロボット２との共同作業を行うことになるので、両ロボットの動作を同期させるための同期演算を行う必要がある。そこで、ロボット２制御部は、前述のＳ１４において受信したロボット１の補間点のデータと、前述のＳ１２において演算したロボット１の補間点のデータとの差分を求め、その差分に基づいてロボット１の位置に対して同期すべきロボット２の位置を求める（Ｓ１６）。また、サーボ機構にはサーボ遅れが存在するために、前述のＳ１６にて求めたロボット２の位置に対してサーボ遅れを補正すべく同期補正を行った上で、これを位置指令としてサーボ機構へ送信する（Ｓ１７）。
【００２０】
以上の処理により、再生運転時にはロボット１の位置に対応してロボット２の位置が制御されることになる。言い換えれば、ロボット１に把持されたワークの位置に対応してロボット２が具備する溶接ガンの位置が制御されることになる。そのため、静止状態にあるワークに対してだけではなく、ロボット１によるワークの搬送中、すなわち移動状態にあるワークに対しても、溶接作業を行うことが可能になる。さらに言えば、ワークに対して溶接ガンが加圧している状態でもワークの位置に対応して溶接ガンの位置が制御可能になるので、溶接ガンの加圧中すなわちワークを溶接ガンにより挟んだ状態においても、ロボット１によりワークを搬送させることが可能となる。これにより、ワークに対する搬送作業と溶接作業とを同時に行うことが可能になるので、溶接作業のためにワークの移動を停止させる必要がなくなり、その結果、サイクルタイムを短縮することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る制御方法が適用されるスポット溶接システムの構成図である。
【図２】ロボット２の教示作業時における位置データの記録方法について示したフローチャートである。
【図３】再生運転時における処理の流れについて示したフローチャートである。
【図２】
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【図３】
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【図１】
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