(57)【要約】  【課題】  溶接ロボット等の溶接ロボットに位置計測ユニットが取り付けられたとしても、位置計測ユニットが取り付けられていない従来と同様のロボット姿勢にて干渉なく作業を行なえるようにして、既存のロボットプログラムを変更することを回避する。位置計測ユニットが外部の部材と干渉したとしても確実に溶接ロボットの動きを停止させる。【解決手段】  溶接トーチ２０にブラケット１４が固定されている。そして、ブラケット１４は、位置計測ユニット３０の筐体３１を構成するように形成されている。ブラケット１４には、当該ブラケット１４を介して加わる外力を検出するショックセンサ８０の検出部８１が取り付けられている。  【選択図】  図６
2009142922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接ロボットの手首先端軸に、ブラケットを介して溶接トーチが設けられるとともに、カメラが内臓された位置計測ユニットが設けられた溶接ロボットであって、
溶接トーチにブラケットが固定されているとともに、
ブラケットは、位置計測ユニットの筐体を構成するように形成され、
ブラケットには、当該ブラケットを介して加わる外力を検出するショックセンサの検出部が取り付けられているとともに、位置計測ユニットが固定されていること
を特徴とする溶接ロボット。
【請求項２】
溶接トーチと位置計測ユニットとショックセンサは、
位置計測ユニットが溶接トーチとショックセンサによって挟まれる位置関係になっていること
を特徴とする請求項１記載の溶接ロボット。
【請求項３】
位置計測ユニットに内蔵されたカメラの光軸方向と、ショックセンサのシャフトの長手方向とが一致またはほぼ一致するように、位置計測ユニットとショックセンサが配置されていること
を特徴とする請求項２記載の溶接ロボット。
【請求項４】
溶接トーチの姿勢方向と、位置計測ユニットに内臓されたカメラの光軸方向とが一致またはほぼ一致するように、溶接トーチと位置計測ユニットが配置されていること
を特徴とする請求項２記載の溶接ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接ロボットの手首先端軸に、ブラケットを介して溶接トーチが設けられるとともに、位置計測ユニットが設けられた溶接ロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、溶接ロボット１０の手首先端軸１１には、プレート１２、スペーサ１３、ショックセンサ８０、ブラケット１４を介して溶接トーチ２０が設けられている。
【０００３】
溶接トーチ２０にはブラケット１４が固定されている。ブラケット１４には、ショックセンサ８０の検出部であるシャフト８１が固定されている。
【０００４】
ショックセンサ８０は、溶接トーチ２０がワークＷなどに衝突するなど、外部の部材と干渉した場合に、その干渉を検出して安全のために溶接ロボット１０の動きを停止させるために設けられている。
【０００５】
図２にショックセンサ８０の構成を示す。ショックセンサ８０は、検出部であるシャフト８１が筐体８２の内部でばね８３により保持され、ばね８３のばね力によってシャフト８１が導線８４の接点８４ａおよび導線８５の接点８５ａに押圧されるように構成されている。溶接トーチ２０がワークＷなどに衝突するなどして干渉すると、ブラケット１４を介してシャフト８１に一定以上の外力が加わり、ばね８３が歪んで、シャフト８１と接点８４ａあるいは接点８５ａが離れ、接点８４ａと接点８５ａとの電気的な接続が遮断される。この電気的な遮断が図示しない検出回路にて検出され、この電気的に遮断されたことを示す信号が図示しないコントローラに送出される。これによりコントローラは、溶接ロボット１０の動作を停止させる。
【０００６】
一方、溶接ロボットなどの溶接ロボットの分野においては、たとえば特許文献１にみられるように、光切断法を用いて作業対象となるワークＷの３次元座標位置を計測する試みがなされている。
【０００７】
図３（ａ）は、光切断法により位置計測を行う位置計測ユニット３０が取り付けられた溶接ロボット１０の構成例を示している。
【０００８】
同図３（ａ）に示すように、図１と同様に、溶接ロボット１０の手首先端軸１１に、プレート１２、スペーサ１３、ショックセンサ８０、ブラケット１４を介して溶接トーチ２０が設けられているとともに、プレート１２に、位置計測ユニット３０が設けられている。位置計測ユニット３０は、溶接作業に伴う熱やスパッタの影響を極力少なくするために、また溶接ロボット１０の手首先端軸１１周りの既存の部材を改変することを回避するために、プレート１２のうち手首先端軸１１の直ぐ近くに取り付けられている。
【０００９】
図３（ｂ）に示すように、位置計測ユニット３０の中には、作業対象のワークＷに向けてスリット光６０を投光するスリット光源４０と、スリット光源４０から出射されたレーザ光を反射させるミラー４３と、スリット光６０に対応する光切断像を含む画像を撮像するカメラ５０が設けられている。
【００１０】
光切断法の原理は、図９を用いて説明される。
【００１１】
すなわち、ワークＷに、スリット光６０を斜めに投光して、スリット光６０に対応する光切断像７０Ａを含む画像７０をカメラ５０にて撮像する。光切断像７０Ａは、画像７０上の特徴的な点、たとえばワークＷの表面の変化点Ｐを含んでいる。そこで、この特徴点Ｐの画像７０上の座標位置を計算することで、ワークＷのＸ−Ｚ面における２次元座標位置が求められる。そして、更に図９に示すスリット光６０と垂直に交差するスリット光をワークＷに投光して、同様にワークＷのＹ軸方向の座標位置が求められる。以上のようにしてワークＷの３次元座標位置が求められる。
【００１２】
特許文献２には、溶接ロボットの手首先端軸に撮像装置を設けるという発明が記載されている。
【特許文献１】特開２００６-２００８９９号公報
【特許文献２】特開２００５−１３１７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
図５（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図１に示す構成の溶接ロボット１０、図３（ａ）に示す構成の溶接ロボット１０を用いて、水平に配置された部材ＷＡと立設された部材ＷＢとが交わる溶接線Ｃに沿って溶接トーチ２０の先端を移動させて溶接作業を行う様子を示している。
【００１４】
図５（ａ）に示すように、手首先端軸１１の直近に位置計測ユニット３０が存在しない構成の溶接ロボット１０の場合（図１）には、手首先端軸１１の直近の空間Ｖ０が確保されるため、この空間Ｖ０に、立設された部材ＷＢなどが入り込んだとしても、溶接ロボット１０は部材ＷＢなどと干渉することなく溶接作業を行うことができる。これに対して  図５（ｂ）に示すように、手首先端軸１１の直近の空間Ｖ０内に位置計測ユニット３０が存在する溶接ロボット１０の場合（図３（ａ））には、図５（ａ）と同じ姿勢で溶接ロボット１０を動作させると、空間Ｖ０内に、立設された部材ＷＢなどが入り込むことによって、位置計測ユニット３０が立設された部材ＷＢに干渉してしまう。このため干渉を回避するために、図５（ａ）に示す姿勢とは異なる姿勢で再度ティーチングを行いロボットプログラムを変更する必要がある。また、狭隘部ではロボット姿勢を如何様にしても干渉を回避できないことがある。
【００１５】
さらに、図３（ａ）に示す構成の溶接ロボット１０では、溶接作業中に位置計測ユニット３０が部材ＷＢなどに干渉したとしても、位置計測ユニット３０に加えられた外力がショックセンサ８０の検出部であるシャフト８１に伝達されないため、溶接ロボット１０の動きを停止させることができない。このため溶接ロボット１０が外部の部材に干渉したまま動作を継続することになり、溶接ロボット１０やワークＷなどに大きな損傷を与えるおそれがある。
【００１６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、溶接ロボット等の溶接ロボット１０に位置計測ユニット３０が取り付けられたとしても、位置計測ユニット３０が取り付けられていない従来と同様のロボット姿勢（図５（ａ）参照）にて干渉なく作業を行なえるようにして、既存のロボットプログラムを変更することのないようにすることを解決課題とするものである。さらに、位置計測ユニット３０が外部の部材と干渉したとしても確実に溶接ロボット１０の動きを停止させることができるようにすることを解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
第１発明は、
溶接ロボットの手首先端軸に、ブラケットを介して溶接トーチが設けられるとともに、カメラが内臓された位置計測ユニットが設けられた溶接ロボットであって、
溶接トーチにブラケットが固定されているとともに、
ブラケットは、位置計測ユニットの筐体を構成するように形成され、
ブラケットには、当該ブラケットを介して加わる外力を検出するショックセンサの検出部が取り付けられているとともに、位置計測ユニットが固定されていること
を特徴とする。
【００１８】
第２発明は、第１発明において、
溶接トーチと位置計測ユニットとショックセンサは、
位置計測ユニットが溶接トーチとショックセンサによって挟まれる位置関係になっていること
を特徴とする。
【００１９】
第３発明は、第２発明において、
位置計測ユニットに内蔵されたカメラの光軸方向と、ショックセンサのシャフトの長手方向とが一致またはほぼ一致するように、位置計測ユニットとショックセンサが配置されていること
を特徴とする。
【００２０】
第４発明は、第２発明において、
溶接トーチの姿勢方向と、位置計測ユニットに内臓されたカメラの光軸方向とが一致またはほぼ一致するように、溶接トーチと位置計測ユニットが配置されていること
を特徴とする。
【００２１】
第１発明では、図６（ａ）に示すように、溶接トーチ２０にブラケット１４が固定されている。そして、ブラケット１４は、位置計測ユニット３０の筐体３１を構成するように形成されている。
【００２２】
このため図６（ａ）に示すように、位置計測ユニット１１は、溶接トーチ２０の直近に位置され、手首先端軸１１の直近の空間Ｖ１が確保される。しかも、ブラケット１４は、位置計測ユニット３０の筐体３１を構成するように形成されているため、部品の共通化が図られ、図７（ａ）に示すように、位置計測ユニット３０の幅ｄ１は、位置計測ユニット３０単体がプレート１２に取り付けられていたときの幅ｄ０（図７（ｂ））
よりも小さくなる。よって、その幅の減少分だけ手首先端軸１１の直近の空間Ｖ１がより大きく確保され、外部の部材との干渉を回避できる領域が拡大するとともに、装置のコンパクト化が図られる。
【００２３】
よって、溶接ロボット１０は、図８に示すように、立設された部材ＷＢなどと干渉することなく作業を行うことができる。この場合、溶接ロボット１０は、位置計測ユニット３０が取り付けられていない従来の構成（図１）と同様のロボット姿勢（図５（ａ）参照）にて干渉なく作業を行うことができる。よって、既存のロボットプログラムを変更することを回避できる。
【００２４】
さらに、ブラケット１４には、当該ブラケット１４を介して加わる外力を検出するショックセンサ８０の検出部８１が取り付けられているとともに、位置計測ユニット３０が固定されている。
【００２５】
このため作業中に位置計測ユニット３０が部材ＷＢなどに干渉すると、位置計測ユニット３０に加えられた外力がショックセンサ８０の検出部８１に伝達されるため、溶接ロボット１０の動きを停止させることができる。このため溶接ロボット１０が外部の部材に干渉したまま動作を継続することが回避され、溶接ロボット１０やワークＷなどに損傷を与えることがない。
【００２６】
第２発明では、図６（ａ）に示すように、溶接トーチ２０と位置計測ユニット３０とショックセンサ８０は、位置計測ユニット３０が溶接トーチ２０とショックセンサ８０によって挟まれる位置関係になっている。よって位置計測ユニット３０の周りは、溶接トーチ２０とショックセンサ８０に囲まれ、位置計測ユニット３０が保護される。このため外部の部材が位置計測ユニット３０に衝突することを防止できる。
【００２７】
第３発明では、図７（ａ）に示すように、位置計測ユニット３０に内蔵されたカメラ５０の光軸方向３０Ｃと、ショックセンサ８０のシャフト８１の長手方向８１Ｃとが一致またはほぼ一致するように、位置計測ユニット３０とショックセンサ８０が配置される。これにより手首先端軸１１の直近の空間Ｖ１がより大きく確保され、外部の部材との干渉を回避できる領域が拡大するとともに、装置のコンパクト化が図られる。
【００２８】
第４発明では、図７（ａ）に示すように、溶接トーチ２０の姿勢方向２０Ｃと、位置計測ユニット３０に内臓されたカメラ５０の光軸方向３０Ｃとが一致またはほぼ一致するように、溶接トーチ２０と位置計測ユニット３０が配置される。これにより手首先端軸１１の直近の空間Ｖ１がより大きく確保され、外部の部材との干渉を回避できる領域が拡大するとともに、装置のコンパクト化が図られる。さらに、本第４発明によれば、他の部材との干渉のおそれなく教示作業を行うことができる。すなわち、教示作業時には、溶接トーチ２０の先端を溶接線Ｃに位置させつつ、位置計測ユニット３０のカメラ５０の視野内に溶接線Ｃが入るようにする必要がある。図３（ａ）に示す従来の構成では、溶接トーチ２０の姿勢２０Ｃと、位置計測ユニット３０のカメラ５０の光軸方向３０Ｃは一致しておらず、溶接トーチ２０から位置計測ユニット３０が離れて設けられているため（図７（ｂ）参照）、溶接トーチ２０の先端を溶接線Ｃに位置させつつ、位置計測ユニット３０のカメラ５０の視野内に溶接線Ｃが入るようにしようとしても、溶接トーチ２０および位置計測ユニット３０の両方を干渉させることのない姿勢にすることが極めて困難となり、教示作業が非常に煩わしいものとなる。場合によってはいずれか一方が干渉してしまい教示作業が不可能となる。これに対して本第４発明では、溶接トーチ２０の姿勢、つまり溶接トーチ２０の長手方向２０Ｃと、位置計測ユニット３０のカメラ５０の光軸方向３０Ｃとが一致またはほぼ一致しており、溶接トーチ２０に位置計測ユニット３０が近接して設けられているため（図７（ａ）参照）、溶接トーチ２０の先端を溶接線Ｃに位置させつつ、位置計測ユニット３０のカメラ５０の視野内に溶接線Ｃが入るようにするとき、溶接トーチ２０の姿勢のみを考慮して教示作業を行えば、容易に溶接トーチ２０および位置計測ユニット３０の両方を干渉させることのない姿勢にすることができる。このため教示作業を確実かつ容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００３０】
なお、実施形態では、アーク溶接作業等の溶接作業を行う溶接ロボット１０を想定する。
【００３１】
図４は、実施形態の溶接ロボット１０を示す。
【００３２】
実施例の溶接ロボット１０は、たとえば６軸の多関節ロボットであり、アーム１０ａを有しており、このアーム１０ａの先端には、手首先端軸１１が設けられている。
【００３３】
図６（ａ）は、図４に破線で示す溶接ロボット１０の先端部、つまり手首先端軸１１の周囲を拡大して示した図である。図６（ｂ）は、位置計測ユニット３０の内部構成図である。図１２は、本実施例の溶接ロボット１０の手首先端軸１１の周囲の部品構成図を示す。
【００３４】
溶接ロボット１０の手首先端軸１１には、プレート１２が取り付けられている。手首先端軸１１は、アーム１０ａに対してプレート１２を相対的に回動させる駆動軸である。
【００３５】
プレート１２には、スペーサ１３、ショックセンサ８０、ブラケット１４を介して、溶接トーチ２０が設けられている。
【００３６】
溶接トーチ２０には、ブラケット１４が固定されている。
【００３７】
ブラケット１４には、当該ブラケット１４を介して加わる外力を検出するショックセンサ８０の検出部８１が取り付けられているとともに、位置計測ユニット３０が固定されている。位置計測ユニット３０は、筐体３１内に、光切断法により位置計測を行う機器を内臓したものとして構成されている。すなわち、図６（ｂ）に図６（ａ）のＡ−Ａ断面を示すように、位置計測ユニット３０内には、作業対象のワークＷに向けてスリット光６０を投光するスリット光源４０と、スリット光源４０から出射されたレーザ光を反射させるミラー４３と、スリット光６０に対応する光切断像を含む画像を撮像するカメラ５０が設けられている。
【００３８】
溶接トーチ２０と位置計測ユニット３０とショックセンサ８０は、位置計測ユニット３０が溶接トーチ２０とショックセンサ８０によって挟まれる位置関係になっている。
【００３９】
ブラケット１４は、位置計測ユニット３０の筐体３１を構成するように形成されている。
【００４０】
図１２に示すように、位置計測ユニット３０の筐体３１は、ブラケット１４とカバー３２とによって構成されている。
【００４１】
スリット光源４０、ミラー４３、カメラ５０などの位置計測を行う機器は、ブラケット１４とカバー３２からなる筐体３１に内蔵されている。
【００４２】
ブラケット１４には、ショックセンサ８０の検出部であるシャフト８１が固定されている。
【００４３】
ショックセンサ８０は、溶接トーチ２０がワークＷなどに衝突するなどして外部の部材と干渉した場合に、その干渉を検出して安全のために溶接ロボット１０の動きを停止させるために設けられている。
【００４４】
図２にショックセンサ８０の構成を示す。ショックセンサ８０は、検出部であるシャフト８１が筐体８２の内部でばね８３により保持され、ばね８３のばね力によってシャフト８１が導線８４の接点８４ａおよび導線８５の接点８５ａに押圧されるように構成されている。溶接トーチ２０がワークＷなどに衝突するなどして干渉すると、ブラケット１４を介してシャフト８１に一定以上の外力が加わり、ばね８３が歪んで、シャフト８１と接点８４ａあるいは接点８５ａが離れ、接点８４ａと接点８５ａとの電気的な接続が遮断される。この電気的な遮断が図示しない検出回路にて検出され、この電気的に遮断されたことを示す信号が図示しないコントローラに送出される。これによりコントローラは、溶接ロボット１０の動作を停止させる。
【００４５】
なお、図２に示すショックセンサ８０の構成は一例であり、ブラケット１４を介して加えられる外力を検出することができる機構であればよい。
【００４６】
また、図７（ａ）に示すように、位置計測ユニット３０に内蔵されたカメラ５０の光軸方向３０Ｃと、ショックセンサ８０のシャフト８１の長手方向８１Ｃとが一致またはほぼ一致するように、位置計測ユニット３０とショックセンサ８０が配置されている。
【００４７】
さらに、図７（ａ）に示すように、溶接トーチ２０の姿勢方向２０Ｃと、位置計測ユニット３０に内臓されたカメラ５０の光軸方向３０Ｃとが一致またはほぼ一致するように、溶接トーチ２０と位置計測ユニット３０が配置されている。
【００４８】
位置計測ユニット３０では、一例として光切断法により位置計測が行われる。
【００４９】
光切断法は、図９、図１０、図１１を用いて説明される。図９（ａ）、図１０（a）、図１１（a）は、ワークＷおよびカメラ５０を正面から見た図で、図９（b）、図１０（b）、図１１（b）は、ワークＷおよびカメラ５０を側面から見た図で、図９（ｃ）、図１０（ｃ）、図１１（ｃ）は、カメラ５０により撮像される画像７０を示す。
【００５０】
カメラ５０は、レンズ５１とフィルタ５２を備えている。フィルタ５２は、レーザ光と同じ波長の光のみを透過する。レーザ光を走査するか、レーザ光をシリンドリカルレンズを通すことで、所定の方向に一定の広がり幅を有するスリット光６０が形成される。スリット光６０は、図９、図１０、図１１では図示されていないスリット光源（図６（ｂ）のスリット光源４０）から出射される。
【００５１】
図９に示すように、ワークＷに、図６（ｂ）に示すスリット光源４０からスリット光６０を斜めに投光して、スリット光６０に対応する光切断像７０Ａを含む画像７０をカメラ５０にて撮像する。光切断像７０Ａは、画像７０上の特徴点、たとえばワークＷの表面の変化点Ｐを含んでいる。そこで、この特徴点Ｐの画像７０上の座標位置を計算することで、ワークＷのＸ−Ｚ面における２次元座標位置が求められる。そして、更に図９に示すスリット光６０と垂直に交差するスリット光（図示せず）をワークＷに投光して、同様にワークＷのＹ軸方向の座標位置が求められる。以上のようにしてワークＷの特徴点の基準となる３次元座標位置が求められる。
【００５２】
図１０に示すように、ワークＷが上下方向、つまりＺ軸方向にずれた場合には、画像７０上の特徴点Ｐは、画像７０上で同じ上下方向にずれる。
【００５３】
図１１に示すように、ワークＷが左右方向、つまりＸ軸方向にずれた場合には、画像７０上の特徴点Ｐは、画像７０上で同じ左右方向にずれる。
【００５４】
スリット光源４０は、たとえばＨeＮe（ヘリウムネオン）レーザ光をシリンドリカルレンズを通してスリット光として出射するものである。また、レーザ光を走査することでスリット光を形成してもよい。なお、スリット光は、必ずしもレーザ光である必要はない。
【００５５】
なお、図５では、位置計測ユニット３０の筐体３１の寸法を極力小さくするために、スリット光源４０から出射されたレーザ光を反射させるミラー４３を設けるようにしている。しかし、ミラー４３を設けない実施も可能である。
【００５６】
カメラ５０は、たとえばＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラが用いられる。カメラ５０には、レンズ５１とフィルタ５２が備えられている。フィルタ５２は、レーザ光と同じ波長の光のみを透過する。
【００５７】
つぎに本実施例の作用効果について説明する。
【００５８】
図１３は、図１２に対応する部品構成図であり、図３（ａ）に示す従来技術における手首先端軸１１の周囲の部品構成図を比較例として示す。図７（ａ）は、図６（ａ）に対応する図で実施例の溶接ロボット１０の先端部であり、対比のために図７（ｂ）に図３（ａ）に示す従来構成の溶接ロボット１０の先端部を図示する。図８は、実施例の溶接ロボット１０が溶接作業を行う様子を示した図であり、図５（ａ）、（ｂ）に対応する図である。
【００５９】
図７（ａ）に示すように、位置計測ユニット１１は、溶接トーチ２０の直近に位置され、手首先端軸１１の直近の空間Ｖ１が確保される。しかも、ブラケット１４は、位置計測ユニット３０の筐体３１を構成するように形成されているため、部品の共通化が図られる。このため位置計測ユニット３０の幅ｄ１は、従来構成の溶接ロボット１０（図３（ａ））における幅ｄ０（図７（ｂ））よりも小さくなる。位置計測ユニット３０の幅ｄ１は従来の幅ｄ０の約７７％とすることができた。
【００６０】
よって、幅が減少した分、手首先端軸１１の直近の空間Ｖ１がより大きく確保され、外部の部材との干渉を回避できる領域が拡大するとともに、装置のコンパクト化が図られる。
【００６１】
また、本実施例では、図７（ａ）に示すように、位置計測ユニット３０に内蔵されたカメラ５０の光軸方向３０Ｃと、ショックセンサ８０のシャフト８１の長手方向８１Ｃとが一致またはほぼ一致するように、位置計測ユニット３０とショックセンサ８０が配置されている。これにより手首先端軸１１の直近の空間Ｖ１がより大きく確保され、外部の部材との干渉を回避できる領域が拡大するとともに、装置のコンパクト化が図られる。
【００６２】
また、本実施例では、図７（ａ）に示すように、溶接トーチ２０の姿勢方向２０Ｃと、位置計測ユニット３０に内臓されたカメラ５０の光軸方向３０Ｃとが一致またはほぼ一致するように、溶接トーチ２０と位置計測ユニット３０が配置される。これにより手首先端軸１１の直近の空間Ｖ１がより大きく確保され、外部の部材との干渉を回避できる領域が拡大するとともに、装置のコンパクト化が図られる。
【００６３】
さらに、本実施例によれば、溶接トーチ２０の姿勢、つまり溶接トーチ２０の長手方向２０Ｃと、位置計測ユニット３０のカメラ５０の光軸方向３０Ｃとが一致またはほぼ一致しており、溶接トーチ２０に位置計測ユニット３０が近接して設けられているため、他の部材との干渉のおそれなく教示作業を行うことができる。すなわち、教示作業時には、溶接トーチ２０の先端を溶接線Ｃに位置させつつ、位置計測ユニット３０のカメラ５０の視野内に溶接線Ｃが入るようにする必要がある。図３（ａ）に示す従来の構成では、溶接トーチ２０の姿勢２０Ｃと、位置計測ユニット３０のカメラ５０の光軸方向３０Ｃは一致しておらず、溶接トーチ２０から位置計測ユニット３０が離れて設けられているため（図７（ｂ）参照）、溶接トーチ２０の先端を溶接線Ｃに位置させつつ、位置計測ユニット３０のカメラ５０の視野内に溶接線Ｃが入るようにしようとしても、溶接トーチ２０および位置計測ユニット３０の両方を干渉させることのない姿勢にすることが極めて困難となり、教示作業が非常に煩わしいものとなる。場合によってはいずれか一方が干渉してしまい教示作業が不可能となる。これに対して本実施例では、溶接トーチ２０の姿勢、つまり溶接トーチ２０の長手方向２０Ｃと、位置計測ユニット３０のカメラ５０の光軸方向３０Ｃとが一致またはほぼ一致しており、溶接トーチ２０に位置計測ユニット３０が近接して設けられているため（図７（ａ）参照）、溶接トーチ２０の先端を溶接線Ｃに位置させつつ、位置計測ユニット３０のカメラ５０の視野内に溶接線Ｃが入るようにするとき、溶接トーチ２０の姿勢のみを考慮して教示作業を行えば、容易に溶接トーチ２０および位置計測ユニット３０の両方を干渉させることのない姿勢にすることができる。このため教示作業を確実かつ容易に行うことができる。
【００６４】
よって、本実施例によれば、溶接ロボット１０は、図８に示すように、立設された部材ＷＢなどと干渉することなく溶接作業を行うことができる。この場合、溶接ロボット１０は、位置計測ユニット３０が取り付けられていない従来構成（図１）と同様のロボット姿勢（図５（ａ）参照）にて干渉なく作業を行うことができる。よって、既存のロボットプログラムを変更することを回避できる。
【００６５】
また、実施例では、図６（ａ）に示すように、ブラケット１４には、このブラケット１４を介して加わる外力を検出するショックセンサ８０の検出部であるシャフト８１が取り付けられているとともに、位置計測ユニット３０が固定されているため、溶接作業中に位置計測ユニット３０が部材ＷＢなどに干渉すると、位置計測ユニット３０に加えられた外力がショックセンサ８０の検出部であるシャフト８１に伝達される。このため溶接ロボット１０の動きを停止させることができる。よって溶接ロボット１０が外部の部材に干渉したまま動作を継続することが回避され、溶接ロボット１０やワークＷなどに損傷を与えることがない。なお、もちろん溶接作業中に溶接トーチ２０が外部の部材に干渉した場合にも、外力がショックセンサ８０の検出部であるシャフト８１に伝達されるため、溶接ロボット１０の動きを停止させることができる。
【００６６】
また、実施例では、図６（ａ）に示すように、溶接トーチ２０と位置計測ユニット３０とショックセンサ８０は、位置計測ユニット３０が溶接トーチ２０とショックセンサ８０によって挟まれる位置関係になっている。よって位置計測ユニット３０の周りは、溶接トーチ２０とショックセンサ８０に囲まれ、位置計測ユニット３０が保護される。このため外部の部材が位置計測ユニット３０に衝突することを防止することができる。
【００６７】
また、ブラケット１４に取り付けられる位置計測ユニット３０は、光切断法により位置計測を行う位置計測ユニットであることを想定しているが、カメラを内臓しているものであれば、光切断法以外の方法で位置計測を行う位置計測ユニットであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】図１は、図１は、従来の溶接ロボットの先端部の構成図である。
【図２】図２は、ショックセンサの構成図である。
【図３】図３（ａ）は、従来の溶接ロボットの先端部の構成図で、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す位置計測ユニットの内部構成図である。
【図４】図４は、実施形態の溶接ロボットを示す斜視図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）は、従来の溶接ロボットの溶接作業時の姿勢を示した斜視図である。
【図６】図６（ａ）は、実施例の溶接ロボットの先端部の構成図で、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す位置計測ユニットの内部構成図である。
【図７】図７（ａ）、（ｂ）は、溶接ロボットの先端部について実施例と比較例を対比して説明する図である。
【図８】図８は、実施例の溶接ロボットの溶接作業時の姿勢を示した斜視図である。
【図９】図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、光切断法の原理を説明する図である。
【図１０】図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、光切断法の原理を説明する図である。
【図１１】図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、光切断法の原理を説明する図である。
【図１２】図１２は、本実施例の溶接ロボットの手首先端軸の周囲の部品構成図である。
【図１３】図１３は、図３（ａ）に示す溶接ロボットの手首先端軸の周囲の部品構成図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０  溶接ロボット、１１  手首先端軸、１４  ブラケット、２０  溶接トーチ、３０  位置計測ユニット、４０  スリット光源、５０  カメラ、８０  ショックセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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