[发明专利]离线示教方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在使用焊接机器人自动焊接工件时，用于在焊接机器人中存储作为作业对象的焊接线的离线示教方法，并涉及一种能够安全且正确地进行使用了焊接机器人的示教的离线示教(offline teaching)方法。

背景技术

如图23所示，焊接对象的工件1设置于定位器(positioner)2，通过该定位器2调节其姿态。在设置于该定位器2的工件1的附近配置有具有焊炬的焊接机器人3，该焊接机器人3设置于滑块4上，通过滑块4的移动，焊接机器人3能够在工件1的附近与工件并行移动。在焊接机器人3的臂长不足的(焊炬够不到焊接部位)情况下，焊接机器人3自身相对于工件1相对移动，能够完成焊炬沿焊接线的移动。

有的滑块4如图23所示具有正交的XYZ轴的3自由度的可并行的轴，有的滑块4如图24所示除并行轴之外还具有使机器人旋转的旋转轴。滑块4为使焊接机器人3自身移动的辅助轴。

另一方面，定位器2搭载工件，并将焊接时的焊接线的姿态调整为适于焊接的角度。如图25所示，最一般的定位器为有一个旋转轴且从两侧支承工件的两臂单轴定位器。

另外，如图26所示，为了将焊接线的姿态变为任意的角度，也存在具有两个旋转轴的双轴定位器2a。进而，最近，定位器变得高度化，如图27所示，也有旋转轴有5轴的5轴定位器2b。在该情况下，在中心有垂直的第一轴2c，一侧有由第二轴和第三轴构成的第一定位器2d，另一侧有由第四轴和第五轴构成的第二定位器2e，第一定位器2d和第二定位器2e能够绕单轴旋转。而且，在对一侧的定位器安置工件时，相对于安置在相反侧的定位器上的工件，焊接机器人自动焊接。而且，在双方的作业结束时，位于基座上的旋转轴(第一轴)旋转，使新安置的工件位于焊接机器人侧，同时，使焊接结束的工件向搬出位置(工件安置位置)侧移动。此时，把持焊接结束后的工件的定位器驱动该两个轴，将工件设置于搬运位置。在该5轴定位器中，例如，可通过第二轴和第三轴的第一定位器实施机器人的自动焊接，同时，通过第四轴和第五轴的第二定位器进行手动焊接的修正焊接。另外，虽未图示，也有具有搬运工件的并行轴的定位器。这样，定位器可定义为使工件移动的定位器。

焊接对象的工件1例如为施工设备零件，如图28所示，该施工设备零件一般形成为复杂的形状。而且，上板和侧板的结合部或者下板和侧板的结合部为焊接线，在施工设备零件中，由于上板、下板及侧板弯曲，因此，俯视时焊接线弯曲，同时，侧视时焊接线也是弯曲的。另外，将该工件固定于夹具并搭载于定位器，通过焊接机器人自动焊接。

在通过焊接机器人自动焊接时，如图29所示，以使被焊接材料5、6间的开槽向上，焊接机器人的焊炬7成为向下的姿态的方式使定位器旋转，对工件(被焊接材料5、6)实施平焊。

另外，在对焊接线实施水平角焊接的情况下，同样地，使定位器旋转，以使工件成为如图30所示的焊接姿态的方式使定位器旋转，实施水平角焊接。在水平角焊接的情况下，在高电流且高速进行的情况下，由于熔珠滴流，很难固定熔珠形状，因此，若可使定位器旋转则实施平焊。

而且，若焊接对象工件为如图28所示的曲板，则为了在焊接机器人中连续进行平焊，需要将在开槽的焊接线的倾斜保持为一定，且需要在变弯部的前后使机器人和定位器联动移动。另外，在焊接线较长，超过机器人的臂长的情况下，滑块也需要联动动作。

那么，为了进行机器人的这些动作，需要进行示教。实机中的机器人的示教是通过使用安装于机器人的控制器上的示教吊灯(teaching pendant)，引导机器人，通过告知机器人作业线即焊接线来进行。在告知机器人作业线时，在机器人通过的点按顺序引导机器人，在该位置操作员按下位置存储按钮。然后，控制器的存储器存储该位置，并生成程序。

但是，如上所述，由于施工设备零件多为大型，经常附带滑块及定位器等，操作的轴较多，因此需要熟练的操作。另外，在较大工件的情况下，定位器大型化，工件来到高于操作员的头的位置的情况也不少见。而且，为了示教，操作员需要上升、或下降到工件的较高的位置，这不是简单的作业。另外，操作员有从较高位置落下的危险性。

因此，取代该实机中的示教作业，在个人电脑上进行示教的离线示教作为有效的方法而备受关注。如图31所示，离线示教是使用映出于个人电脑11的画面上的3D模型的机器人系统和工件来进行示教。然后，通过离线示教生成的程序例如经与个人电脑11和控制器12连接的通信电缆传送给机器人13。之后，使用机器人13，根据该程序对实际的工件不发出电弧而使焊炬移动，确认生成的示教是否正确。