专利名称：焊接机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种焊接机器人。具体而言，本发明涉及一种进行双丝焊
接(tandem溶接)中的焊缝跟踪的焊接机器人。
背景技术：
在焊接机器人等自动焊接装置方面，广泛采用通过各种传感器自动追 踪焊缝的"焊缝跟踪(SeamTracking)"。焊缝跟踪的目的在于，通过利用 传感器对起因于对象工件的加工误差、设置误差、热变形的焊接过程的动 态误差等而产生的焊接目标位置的偏移进行检测并进行修正，以防止焊接 缺陷。图13示意性表示焊缝跟踪的原理。作为所使用的传感器1而言， 有机械式传感器、使用电弧焊接电流变化的传感器、光学4见觉传感器等。 即使传感器1的方式尽不相同，但从以下这一方面来看，原理是相同的， 即通过信号处理部2对传感器1测量出的信号进行处理并检测焊接接头和 焊枪3的位置偏差S'，来指示作为机器人等自动机械的焊枪位置控制装置 4进行修正。
双丝焊接法是由两个电弧电极(焊丝)同时发出电弧进行高熔敷且高 速的焊接。在双丝焊接中，存在如图14A所示，两个电弧电极5a、 5b具 备公用的焊枪6的焊枪整体型，和如图14B所示，各个电弧电极5a、 5b 的每一个均具备独立的焊枪6a、 6b的焊枪多个型。 一般而言，两个电弧 电极5a、 5b中，相对于焊缝上的行进方向而位于前方侧的电弧电极(图 14A及图14B的电弧电极5a)称为"前行极"，位于后方侧的电弧电极(图 14A及图14B的电弧电极5b)叫做"后行极"。
为对使用焊接机器人进行双丝焊接时的现有的焊缝跟踪进行说明，可 举出利用传感器检测横摆(weaving)动作时的电弧焊接电流变化，且将 该传感器设于两个电弧电极的两侧的装置为例。在该现有例中，相对于焊 缝的路径的修正是通过上下及左右的平移分量而进行。另外，所采用的方
4法是，操作员通过程序命令等指定参照两个电弧电极中的哪一个的电流变 化(需要参照前行极的电流变化)。在这样的现有焊缝跟踪中，主要存在 以下两个问题。
第一，特别是前行极，不能确保充分的跟踪追踪性能。具体而言，由 于跟踪的路径修正，引起后行极的位置偏差，而导致产生焊接缺陷。如图
15所示，往往存在如下情况，即相对于示教路径Lte实际焊缝Lre产生歪 曲，而只用平移分量修正了的焊枪6的行进方向相对于示教路径Lte的行 进方向具有旋转分量。在这种情况下，虽然前行极5a可准确地跟踪实际 焊缝Lre，但是后行极5b却产生相对于实际焊缝Lre的位置偏差S，造成 焊接缺陷。为避免这种问题，只有减小因跟踪产生的修正量自身的方法。 为减小因跟踪产生的修正量，不仅需要提高焊接对象工件的加工精度，还 需要在将设置时的位置偏差及焊接热变形抑制到最小限度等制造方面花 费功夫，从而导致修正这些误差的本来目的即焊缝跟踪无法有效地发挥功 能的结果。
第二，操作麻烦而成为人为误差的原因。如上所述，在现有的焊缝跟 踪方面，所采用的方法是，操作者通过程序命令等指定对两个电弧电极中 哪一个的电流变化使用跟踪控制。然而，在这种方法中，当在执行程序时， 操作员被强迫一边掌握焊接的行进方向， 一边依次输入对哪一个电极进行 选择的繁杂操作。另外，还存在因输入错误导致基于后行极的电流变化值 选择进行跟踪的非法跟踪方法的可能性。
发明内容
本发明的课题在于，提供一种焊接机器人，其在双丝焊接时的焊缝跟 踪中，不论前行极还是后行极均可实现高效的跟踪追踪性，以及不会强迫 操作员进行繁杂的操作，并且防止了人为误差。
本发明提供一种焊接机器人，其具备多关节型的机械手；焊接器，
其被安装于所述机械手的前端，且至少包含具备一对电极的焊枪和向所述
电极供电的焊接电源；控制装置，其以所述电极沿着示教路径移动的方式 使所述机械手动作，同时通过所述焊接器对焊接对象物进行焊接；传感检 测机构，其测量在焊接中，所述电极的位置与所述焊接对象物的焊接接头
5位置之间的偏差，其中，所述控制装置具备目标值运算机构，其计算出 所述电极中的前行极在固定垂直坐标系中的下一时刻的位置及姿势的目 标值；平移修正运算机构，其根据由所述传感检测机构测量出的所述位置 偏差，计算出所述前行极的下一时刻的位置及姿势在所述固定坐标系中的 平移方向的修正量即平移修正量，且根据该平移修正量对所述目标值进行
修正而计算出一次修正目标值；旋转修正运算机构，其计算出旋转修正量，
该旋转修正量用于对因所述平移修正量的修正而产生的实际焊缝与后行 极之间的位置偏差进行修正，并计算出二次修正目标值，该二次修正目标 值通过使焊枪围绕所述前行极仅旋转了该旋转修正量的方式对所述一次
修正目标值进行修正而计算出；驱动机构，其通过根据所述二次修正目标 值计算出的目标关节角度驱动所述机械手的各关节。
根据该构成，在因跟踪控制而使焊接行进方向变化的情况下，不仅可 对前行极的位置进行修正，而且也可对后行极的位置进行修正。
具体而言，所述旋转修正量可用下述公式表示。
旋转修正量 AP:平移修正量 d:焊接行进方向单位向量 7:焊接速度
所述传感检测机构包含第一及第二传感检测机构，该第一及第二传感 检测机构分别与所述一对电极中的一个关联，所述控制装置具备前行极辨 别机构，该前行极辨别机构根据所述焊枪的行进方向和规定所述焊枪的形 状及所述一对电极的位置关系的焊枪形状参数，辨别出所述一对电极中的 哪一个是所述前行极，所述平移修正运算机构根据所述前行极辨别机构的 辨别结果，并使用所述第一及第二传感检测机构中与所述前行极相关的所 述传感检测机构的测量结果，计算出所述平移修正量。
根据该构成，可自动辨别一对电极中的哪一个是前行极，并根据该辨 别结果，使用了第一及第二传感检测机构中与前行极对应的测量结果的焊缝跟踪得以执行。
作为所述第一及第二传感检测机构，可使用电流检测传感器。另外， 也可以采用光学式传感器、机械式传感器等其他方式的传感器。
通过具备旋转修正运算机构的控制装置，在由于跟踪而使焊接行进方 向变化的情况下，通过在平移修正的基础上，还进行使焊枪围绕前行极旋 转的修正，从而不论前行极还是后行极均能够实现高效的跟踪追踪性。其 结果是，即使在因焊接对象物的加工精度或设置精度较低及热变形等引起 焊接中的动态误差产生时，也可实现高质量的焊接。
通过在控制装置中设置前行极辨别机构而自动辨别先行极，并自动选 择与前行极对应的传感检测机构，从而省去了现有技术那样的在执行程序 时操作员依次指定用于跟踪控制的传感器的繁杂操作，并能够可靠地防止 人为误差。
图1是表示本发明第一实施方式的焊接机器人的概略结构图。
图2是第一实施方式的控制装置的框式图。 图3是表示机械手的前端附近的示意图。 图4表示示教程序的示意图。
图5A是用于说明本发明第一实施方式的焊接机器人的动作的流程图。
图5B是用于说明本发明第一实施方式的焊接机器人的动作的流程图。
图6是用于说明前行极的辨别的流程图。
图7是用于说明平移修正及旋转修正的示意图。
图8是表示平移修正及旋转修正实现的前行极和后行极的移动的示意图。
图9是用于说明前行极的辨别的示意图。
图IO是表示本发明第二实施方式的焊接机器人的概略结构图。
图11是第二实施方式的控制装置的框式图。
图12A是用于说明本发明第二实施方式的焊接机器人的动作的流程
7图。
图12B是用于说明本发明第二实施方式的焊接机器人的动作的流程图。
图13是表示焊缝跟踪的原理的示意图。 图14A是表示焊枪整体型的示意图。 图14B是表示焊枪多个型的示意图。 图15是表示路径修正时的后行极的位置偏差的示意图。 标号说明
1:焊接机器人
2:机械手
2a:凸缘面
3:焊接器
4:控制装置
5a、 5b:电弧电极
6:焊枪
7:台座
8:工件
9a、 9b:焊接电源
10a、 10b:电流检测传感器
11:存储部
12:机械手控制部
13:焊接控制器
21:前行极辨别部
22:目标值运算部
23:行进修正运算部
24:旋转修正运算部
25:目标关节角度运算部
26:驱动部
100:光学式传感器
101:聚光器102:受光传感器
RJml RJm6:旋转关节
具体实施例方式
第一实施方式
图1所示的本发明第一实施方式的焊接机器人1具备机械手2、焊接器3、及控制装置4。该焊接机器人1沿着焊接接头8a自动地焊接工件(焊接对象物)8。
在机械手2的前端的凸缘面2a (参照图3)上安装有具备由铜丝构成的一对电弧电极(以下，简称为"电极")5a、 5b的双丝(tandem)型焊枪6。机械手2使该焊枪6的位置及姿势在三维空间内变化。机械手2具有六个旋转关节，即RJml、 RJm2、 RJm3、 RJm4、 RJm5、 RJm6。旋转关节RJml RJm6间利用连杆联结，且最底端侧的旋转关节RJml安装于台座7。各旋转关节RJml RJm6具备用于检测旋转驱动用的电动机关节角度J (Jl、 J2、 J3、 J4、 J5、 J6)的角度传感器。
焊接器3除了上述的焊枪6之外，还具备向各电极5a、 5b供给电力的焊接电源9a、 9b。在各电极5a、 5b和与其对应的电源9a、 ％之间，配置有电流检测传感器10a、 10b。
参照图2，控制装置4具备存储部11、机械手控制部12及焊接控制部13。存储部11中储存包含下述的示教程序和焊枪形状参数的各种信息。机械手控制部12驱动旋转关节RJml RJm6以使机械手2动作，且对该机械手2的位置及姿势进行控制。机械手控制部12具备前行极辨别部21、目标值运算部22、平移修正运算部23、旋转修正运算部24、目标关节角度运算部25、及驱动部26。焊接控制部13对铜丝(电极5a、 5b)的输送速度及包含焊接电源9a、 9b的供给电力的焊接器3的动作进行控制。
接着，对用于机械手2的控制的坐标进行说明。首先，关于机械手2，设立将原点设定于机械手2的台座7且相对于三维空间被固定的垂直坐标系(基座坐标系Eb咖)。用baseP (X， Y， Z， a， (3， y)示出基座坐标系Ebase中的机械手2的位置及姿势。另外，如图3所示，关于具备电极5a、
95b的焊枪6，设立将原点固定于机械手2的前端的凸缘面2a的垂直坐标
系(凸缘坐标系Sfln)。
以下，对由控制装置4执行的机械手2及焊接器3的控制进行说明。首先，控制装置4的存储部11中储存示教程序和焊枪形状参数。图4示出本实施方式中的示教程序。该示教程序使机器人1执行如下动作，即在移动到焊接开始位置Pn后，从焊接开始位置Pn起以焊接速度V (cm/min)直线移动， 一边按振幅A、频率f的正弦波执行横摆动作，一边自焊接开始位置Pn至焊接结束位置Pn+1进行焊接。在本实施方式中，示教路径Lte (参照图7及图8)是直线。然而，该示教程序是其中一例，即便在示教路径Lte是曲线等其他条件下也可实施本发明。
焊枪形状参数是对与安装于机械手2的前端的焊枪6所具备的一对电极5a、 5b的机械手相对的位置、和电极5a、 5b间的相互位置关系加以规定的参数。具体而言，焊枪形状参数包含 一电极5a的前端在凸缘坐标系Efln中的位置及姿势flnPa (Xfa， Yfa， Zfa， afa， (3fa， ^a);另一电极5b在凸缘坐标系Efln中的位置及姿势flnPb(Xfb， Yfb， Zfb， afb，卩fb， yfb)。以下，参照图5A及图5B的流程图。首先，进行步骤S5 — 1，通过机械手2将焊枪6 (在本实施方式为电极5a的前端)移动至由示教程序所示教的焊接开始位置Pn。然后，进行步骤S5—2，前行极辨别部21对电极5a、 5b中的哪一个是前行极进行辨别。为进行该前行极的辨别，根据由示教程序所示教的焊接开始位置Pn和焊接结束位置Pn+1 ，来计算出表示基座坐标系Ebw中的焊接的行进方向的单位向量(焊接行进方向单位向量d)。根据该焊接行进方向单位向量(以下，简称为"行进方向向量")d和上述的焊枪形状参数，辨别电极5a、 5b的哪一个是前行极。
在下面的关于图5A及图5B的说明中，进行步骤S4—2，辨别出电极5a为前行极，且用基座坐标系Ebase中的电极5a的位置及姿势表示焊接开始位置Pn及焊接结束位置pn+l 。有关前行极的辨别及与其相伴的焊接开始位置Pn及焊接结束位置pn+l的设定的详细内容，参照图6及图9以后进行说明。在下面的关于图5A及图5B的说明中，根据需要有时将电极5a称为"前行极"，将电极5b称为"后行极"。另外，在言及关于电极5a、5b的位置及姿势时， 一般是说电极5a、 5b的前端的位置及姿势。进行步骤S5 — 3，开始焊接，进行步骤S5—4，将时刻t初始化(t=0)。 接着，在到达焊接结束位置pn+l (步骤S5 — 14)之前，在每一一定的时 间间隔(机械手2的路径计算周期)Tc内重复进行步骤S5 — 5 S5 — 13 的处理，并一边使电极5a、 5b的前端进行横摆动作， 一边以直线移动的 方式执行插补动作。首先，进行步骤S5 — 5，将时刻t更新为t+Tc (下一 时刻)。图7及图8中，标号6A表示当前时刻下的焊枪6 (电极5a、 5b) 的位置及姿势。
然后，进行步骤S5 — 6，目标值运算部22计算出基座坐标系i:base中 在时刻(下一时刻)t的前行极5a的位置及姿势的目标值Plead (t)。在图 4的示教程序的情况下，目标值Plead (t)可用下述公式(1)表示。在该 公式(1)中，振幅方向向量w是与行进方向向量d垂直的单位向量，并 对横摆动作的方向加以规定。图8中，标号6B表示根据该目标值Plead (t)使机械手2动作时的焊枪6 (电极5a、 5b)的位置及姿势。
户iead (,)=尸"+ w *」*sin(2; /"*/)..' (1)
尸lead (。目标值 尸w:焊接开始位置 F:焊接速度 时刻
行进方向向量 振幅
振幅方向向量 /:频率
步骤S5 — 7 S5—9由平移修正运算部23所执行。
首先，进行步骤S5 — 7，从前行极的电流检测传感器(在本实施例中 为电极5a的电流检测传感器10a)获得焊接电流Ilead。如上所述，进行 步骤S5—2，自动对前行极进行辨别，而根据与自动辨别出的前行极5a 对应的电流检测传感器10a获得焊接电流Ilead。
然后，进行步骤S5 — 8，根据该焊接电流Ilead和横摆图形(在本实施 方式中为振幅A、频率f的正弦波)计算出相对于目标值Plead (t)的实际焊缝Lre (工件8的实际焊接接头8a)的位置偏差(相对于在时刻t的 前行极5a的实际焊缝Lre的位置偏差)，进而计算出用于修正该位置偏差 的基座坐标系Ebase中的平移修正量AP(t) (AX， AY， AZ)(参照图8)。 已知有各种该前行极5a的位置偏差的算出及计算时刻t的平移修正量AP (t)的方法，例如如日本特开昭58 — 53375号所公开。接着，进行步骤 S5—9，利用平移修正量AP (t)对目标值Plead (t)进行修正，并计算出 时刻t下的一次修正目标值Plead (t)'。 一次修正目标值Plead (t)'可 以用下述公式(2)表示。 [数学式3]
尸lead ")'二尸lead ") 一 AP(/)…(2)
参照图8的标号6B可明确得知，如果根据一次修正值Plead (t)' 使机械手2动作时，即只考虑平移修正量AP (t)进行路径修正时，虽然 前行极5a准确地跟踪实际焊缝Lre，但是，后行极5b将产生相对于实际 焊缝Lre的位置偏差S。因此，为消除该后行极5b的位置偏差S，使旋转 修正运算部24执行步骤S5 — 10、 S5 — 11，进一步对一次修正目标值Plead (t)'进行修正。
首先，进行步骤S5 — 10，计算出时刻t下的旋转修正量A0 (t)。参照 图8，该旋转修正量AP (t)表示由平移修正量AP (t)实现的目标值位置 Plead (t)的修正(一次修正目标值Plead (t)'的计算)前后的行进方向 向量d、 d'的角度差。换而言之，旋转修正量A0 (t)表示由平移修正量 △P (t)的目标值位置Plead (t)的修正而产生的行进方向向量d的旋转角 度。参照图8可明确得知，旋转修正量AP (t)根据几何关系可用下述公 式(3)表示。
△0 (t) 二tan一'M)…(3) 心F
厶0 (t):时刻t的旋转修正量 AF (t):时刻t的平移修正量 d:行进方向单位向量 K:焊接速度。
然后，进行步骤S5—11，利用旋转修正量A0 (t)对一次修正目标值
12Plead (t)'进行修正，并计算出二次修正目标值Plead (t) 〃 。具体而言， 如箭头RC所示，考虑标号，使焊枪6围绕前行轴5a仅旋转了旋转修正量 一A0 (t)的方式对一次修正目标值Plead (t)'进行修正。参照图7及图 8的标号6D可明确得知，在根据二次目标值Plead (t) 〃使机械手2动作 时，即除了平移修正量AP (t)之外还考虑旋转修正量A0 (t)进行路径 修正时，不但前行极5a可准确地跟踪实际焊缝Lre，而且后行极5b也消 除了位置偏差5，从而可准确地跟踪实际焊缝Lre。
然后，进行步骤S5 — 12，目标关节角度运算部25计算出二次目标值 Plead(t)〃的反向运动而计算出目标关节角度Jta(t) (= (Jtal， Jta2， Jta3， Jta4， Jta5， Jta6))。进而进行步骤S5 — 13，驱动部26根据目标关节角度 Jta (t)驱动机械手2的各个旋转关节RJml RJm6。
如上所述，本实施方式的焊接机器人l中，在因跟踪使焊接行进方向 变化时，除平移方向的修正之外，通过进行使焊枪6围绕前行极5a旋转 的修正，不论前行极5a还是后行极5b均可实现高效的跟踪追踪性。其结 果是，即使在因工件8的加工精度或设置精度较低及热变形等造成的焊接 中的动态误差产生的情况下，也可进行高质量的焊接。
下面，参照图6及图9，对前行极的辨别(图5A的步骤S5—2)进行 详细说明。在下面的实施例中，当前位置(焊接开始位置)由机械手2的 当前关节角度Jnow (Jlnow， J2now， J3now， J4now， J5now， J6now)予 以限定，下一示教位置(焊接结束位置)也由机械手2的关节角度J(Jln+l， J2n+1， J3n+1， J4n+1， J5n+1， J6n+1)予以限定。
首先，进行步骤S6—1中，将当前关节角度Jnow转换成电极5a、 5b 在基座坐标系Ebase中的当前位置及姿势Panow、 Pbnow。该转换可通过计 算出当前关节角度Jnow的正向运动后应用焊枪形状参数来执行。另外， 进行步骤S6—2，将在下一示教位置下的关节角度Jn+1转换为电极5a、 5b在基座坐标系Ebase中的位置及姿势Pan+l、 Pbn+1。该转换也可通过计 算出当前关节角度Jn+1的正向运动后应用焊枪形状参数来执行。
接着，进行步骤S6—3，计算出电极5a、 5b按下述公式(4)、 (5)所 定义的焊接行进方向单位向量(行进方向向量)da、 db。
13<formula>formula see original document page 14</formula>
接着，进行步骤S6—4，计算出行进方向向量da、 db的内积，并确认 这些向量是否为大致同一方向。进行步骤S6—3，当行进方向向量da、 db 不是同一方向时，则判断为错误(示教位置Pn、 Pn+1为无法执行的非法 位置)而中止处理。这样，在前行极的辨别时，可确认示教位置Pn、 Pn+1 的有效性(电极5a、 5b的目标是否偏离焊接接头8a)，从而可在焊接开始 前预先检测出示教程序的错误。另一方面，进行步骤S6—4，当向量da、 db为大致同一方向时，则进行步骤S6—5，选择电极5a、 5b的行进方向 向量da、 db中的任一个(哪一个均可以)作为代表的行进方向向量d。在 以下说明中，假设选择电极5a的行进方向向量da作为行进方向向量d (da=d)。
然后，进行步骤S6—6，根据用下述公式(6)所定义的当前位置(焊 接开始位置)的电极5a，计算出朝向电极5b的单位向量(电极5a、 5b的 相差部分向量dab)。
,7尸6mw -尸amw "、 (ia6 = 1-r…匸6J
接着，进行步骤S6—7，计算出行进方向向量d和相差部分向量dab 的内积，并基于此计算出行进方向向量d和相差部分向量dab的角度差 A^d。进行步骤S6 — 8，通过对该角度差A0d进行评价，辨别电极5a、 5b
的哪一个是前行极。
进行步骤S6 — 8，在角度差A0d大致为O。的情况下，即在行进方向 向量d和相差部分向量dab大致为同一方向的情况下，前行极为电极5b。 在这种情况下，焊接开始位置Pn和焊接结束位置Pn+1分别设定于作为前 行极的电极5b的当前位置Pbnow和下一示教位置Pbn+1。步骤S6 —8中， 在角度差A^d大致为180°的情况下，即在行进方向向量d和相差部分向 量dab大致为相反方向的情况下，前行极为电极5a。在这种情况下，焊接开始位置Pn和焊接结束位置Pn+1分别设定于作为前行极的电极5a的当 前位置Panow和下一示教位置Pan+l。步骤S6—8中，在角度差A^d既不 大致为0°也不大致为180°的情况下，进行步骤S6—11，判断为示教位 置是非法错误而中止处理。
如上所述，通过控制装置4的前行极辨别部21对前行极自动进行辨 别，并自动选择与前行极对应的电流检测传感器10a、 10b，而省去了现有 技术那样的在执行程序时操作员依次选择用于跟踪控制的传感器的繁杂 操作，并能够可靠地防止人为误差。
当前位置和下一示教位置，也可以由关节角度以外的、即由电极5a 的基座坐标系Ebase中的位置及姿势、电极5b的基座坐标系Sbase中的位置 及姿势、或者电极5a、 5b中间的基座坐标系Ebw中的位置及姿势予以限 定。无论是其中的哪一种情况，均可以用与参照图6的流程图所说明的方 法相同的方法辨别出前行极，之后将当前位置(焊接开始位置)和下一示 教位置(焊接结束位置)转换为电极5a、 5b中的前行极的基座坐标系i:base 中的位置及姿势，然后，通过应用参照图5A及图5B的流程图所说明的 方法，从而可以执行前行极和后行极二者均跟踪实际焊缝的跟踪控制。 (第二实施方式)
如图10及图ll所示的本发明第二实施例的焊接机器人l具备代替电 流检测传感器10a、 10b (参照图2及图1)的光学式传感器IOO。光学式 传感器100具备聚光器101;受光传感器102。需要说明的是，在本实 施方式中，可预先知道前行极(以下，将电极5a作为前行极)。
如图12A及图12B所示的由控制装置4执行的机械手2的控制，与 第一实施方式相同之处在于，移动至焊接开始位置Pn开始焊接之后(步 骤S12 — 1、 S12—2)，前行电极5a的目标值Plead (t)的计算，使用了平 移修正量AP (t)的一次修正目标值Plead (t)'的计算，使用了旋转修 正量A0 (t)的二次修正目标值Plead (t) 〃的计算，二次目标值Plead (t) 〃向目标关节角度Jta (t)的转换，以及在每个路径计算周期Tc内重复目 标关节角度Jta (t)向机械手2的输出(步骤S12—3 S12—13)。
本实施方式与第一实施方式不同之处在于，平移量运算部23使用从 光学式传感器100输入的图像信号来计算平移修正量AP (t)。具体而言，
15从聚光器101向工件8照射激光狭缝光，并通过受光传感器102对该反射
光进行受光。进行步骤S12—6，平移量运算部23对从感光传感器102输 入的图像信号进行处理并对焊接接头的位置进行检测(设有固定于机械手 2的前端的传感器坐标系，通过图像处理首先对传感器坐标系中的焊接接
头的位置进行检测，然后转换到基座坐标系Sbase)。进行步骤S12 — 7，对
使用光学式传感器100检测出的焊缝接头的位置和前行极5a的位置(均
处于基座坐标系Ebase中)进行比较，从而计算出平移修正量AP (t)。 第二实施方式的其它构成及动作与第一实施方式相同。 本发明不限于上述实施方式，而是可以有各种变形。例如，虽然以焊
枪整体式的焊接机器人为例进行了说明，但是本发明也适合焊枪多个型的
焊接机器人。除电流检测传感器及光学式传感器之外，本发明的焊接机器
人还可以采用机械式传感器。
1权利要求
1、一种焊接机器人，具备多关节型的机械手；焊接器，其被安装于所述机械手的前端，且至少包含具备一对电极的焊枪和向所述电极供电的焊接电源；控制装置，其以所述电极沿着示教路径移动的方式使所述机械手动作，同时通过所述焊接器对焊接对象物进行焊接；传感检测机构，其测量在焊接中，所述电极的位置与所述焊接对象物的焊接接头位置之间的偏差，其中，所述控制装置具备目标值运算机构，其计算出所述电极中的前行极在固定垂直坐标系中的下一时刻的位置及姿势的目标值；平移修正运算机构，其根据由所述传感检测机构测量出的所述位置偏差，计算出所述前行极的下一时刻的位置及姿势在所述固定坐标系中的平移方向的修正量即平移修正量，且根据该平移修正量对所述目标值进行修正而计算出一次修正目标值；旋转修正运算机构，其计算出旋转修正量，该旋转修正量用于对因所述平移修正量的修正而产生的实际焊缝与后行极之间的位置偏差进行修正，并计算出二次修正目标值，该二次修正目标值通过使焊枪围绕所述前行极仅旋转了该旋转修正量的方式对所述一次修正目标值进行修正而计算出；驱动机构，其通过根据所述二次修正目标值计算出的目标关节角度驱动所述机械手的各关节。
2、 如权利要求1所述的焊接机器人，其中， 所述旋转修正量可用下述公式表示旋转修正量 AP:平移修正量d:焊接行进方向单位向量 r:焊接速度。
3、 如权利要求1或者2所述的焊接机器人，其中，所述传感检测机构包含第一及第二传感检测机构，该第一及第二传感 检测机构分别与所述一对电极中的一个关联，所述控制装置具备前行极辨别机构，该前行极辨别机构根据所述焊枪 的行进方向和对所述焊枪的形状及所述一对电极的位置关系加以规定的 焊枪形状参数，辨别出所述一对电极中的哪一个为前行极，所述平移修正运算机构根据所述前行极辨别机构的辨别结果，使用所 述第一及第二传感检测机构中与所述前行极关联的所述传感检测机构的 辨别结果，而计算出所述平移修正量。
4、 如权利要求3所述的焊接机器人，其中， 所述第一及第二传感检测机构是电流检测传感器。
全文摘要
本发明提供一种焊接机器人，其在双丝焊接时的焊缝跟踪方面，不但前行极可实现高效的跟踪追踪性，而且后行极也可实现高效的跟踪追踪性。平移修正运算部(23)利用前行极(5a)下一时刻的位置在基座坐标系∑<sub>base</sub>中的平移方向的修正量即平移修正量ΔP(t)，对前行极(5a)的目标值Plead(t)进行修正而得到一次修正目标值Plead(t)′。旋转修正运算部(24)计算出旋转修正量Δθ(t)，该旋转修正量Δθ(t)用于对因平移修正量ΔP(t)的修正而产生的围绕前行极(5a)的焊枪(6)相对于实际焊缝Lre的姿势偏差进行修正，并计算出二次修正目标值Plead(t)″，该二次修正目标值Plead(t)″通过使焊枪(6)围绕前行极(5a)仅旋转了旋转修正量Δθ(t)的方式对一次修正目标值Plead(t)′进行修正而计算出。通过二次修正目标值Plead(t)″驱动机械手(2)。
文档编号B23K9/127GK101486123SQ20081018491
公开日2009年7月22日 申请日期2008年12月23日 优先权日2008年1月15日
发明者西村利彦, 重吉正之 申请人:株式会社神户制钢所