JP2012218030A - ロボットシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】このロボットシステム100は、ロボット1と、ロボット1により移動されるとともに、移動していない状態において、溶接軌跡に対してレーザ光を走査することが可能なレーザスキャナ4と、レーザスキャナ4が移動していない状態において、溶接軌跡に対してウィービングしながら溶接するようにレーザスキャナ4によりレーザ光を走査する制御を行う焦点演算部27とを備えている。
【選択図】図6
Description
上記式(1)において、LWsは、レーザスキャナ座標系{L}から見た始点Wsの位置、XWsは、レーザスキャナ座標系{L}から見た始点Wsの位置LWsのX座標、YWsは、レーザスキャナ座標系{L}から見た始点Wsの位置LWsのY座標、R LTは、サーボシミュレート部26が推定するロボット座標系{R}から見たレーザスキャナ4の現在の位置・姿勢、RWsは、ロボット座標系{R}から見た始点Wsの位置をそれぞれ表す。また(R LT)−1はR LTの逆変換を意味し、レーザスキャナ座標系{L}から見たロボット座標系{R}原点の現在の位置・姿勢を表す。
X≦d1/2×cos(α)・・・・・(2−1)
Y≦d2/2×sin(α)・・・・・(2−2)
これらを変換して以下の式(2−3)および式(2−4)を得る。
4X2/d12≦cos2(α)・・・・・(2−3)
4Y2/d22≦sin2(α)・・・・・(2−4)
そして、上記式(2−3)および式(2−4)から、始点Wsの位置LWsが溶接開始範囲A1内に位置する場合に満足すべき式(2−5)を得る。
4(XWs 2/d12+YWs 2/d22)≦1・・・・・(2−5)
なお、上記式(2−5)において、XWsは、レーザスキャナ座標系{L}から見た始点Wsの位置LWsのX座標、YWsは、レーザスキャナ座標系{L}から見た始点Wsの位置LWsのY座標、d1は、溶接開始範囲A1のX軸径、d2は、溶接開始範囲A1のY軸径をそれぞれ表す。
上記式(3)において、Nは、溶接区間における制御周期回数(0以上の整数)、Dは、溶接の軌跡情報(この場合は溶接軌跡の長さ)、Vは、溶接速度、Δtは、制御周期をそれぞれ表す。なお、式(3)の右辺が割り切れない場合は小数点以下を切り捨てた値をNとする。
上記式(4)において、RCkは、k回目の制御周期におけるロボット座標系{R}から見たウィービング軌跡の中心点の位置、RWsは、ロボット座標系{R}から見た始点Wsの位置、Dは、溶接の軌跡情報(この場合は溶接軌跡の長さ)、Nは、溶接区間における制御周期回数をそれぞれ表す。
上記式(5)において、LCkは、k回目の制御周期におけるレーザスキャナ座標系{L}から見たウィービング軌跡の中心点の位置、XCkは、k回目の制御周期におけるレーザスキャナ座標系{L}から見たウィービング軌跡の中心点の位置LCkのX座標、YCkは、k回目の制御周期におけるレーザスキャナ座標系{L}から見たウィービング軌跡の中心点の位置LCkのY座標、R LTは、サーボシミュレート部26が推定するロボット座標系{R}から見たレーザスキャナ4の現在の位置・姿勢、RCkは、k回目の制御周期におけるロボット座標系{R}から見たウィービング軌跡の中心点の位置をそれぞれ表す。また、(R LT)−1はR LTの逆変換を意味し、レーザスキャナ座標系{L}から見たロボット座標系{R}原点の現在の位置・姿勢を表す。
上記式(6)において、nは、ウィービング動作1周期中におけるウィービング軌跡上の溶接点の個数(0以上の整数)、fは、ウィービング動作の周波数、Δtは、制御周期をそれぞれ表す。なお、式(6)の右辺が割り切れない場合は小数点以下を切り捨てた値をnとする。
上記式(7)において、θkは、k回目の制御周期における溶接点Mkの回転角、sは、整数(ただし、0≦s≦n)、nは、ウィービング動作1周期中におけるウィービング軌跡上の溶接点の個数をそれぞれ表す。
YMk=YCk+r2×sin(θk)・・・・・(9)
上記式(8)および式(9)において、XMkは、k回目の制御周期におけるレーザスキャナ座標系{L}から見たウィービング軌跡上の溶接点Mkの位置LMkのX座標、XCkは、k回目の制御周期におけるレーザスキャナ座標系{L}から見たウィービング軌跡の中心点の位置LCkのX座標、YMkは、k回目の制御周期におけるレーザスキャナ座標系{L}から見たウィービング軌跡上の溶接点Mkの位置LMkのY座標、YCkは、k回目の制御周期におけるレーザスキャナ座標系{L}から見たウィービング軌跡の中心点の位置LCkのY座標、r1は、ウィービング軌跡のX軸の半径、r2は、ウィービング軌跡のY軸の半径、θkは、k回目の制御周期における溶接点Mkの回転角をそれぞれ表す。
上記式(10)において、XMkは、k回目の制御周期におけるレーザスキャナ座標系{L}から見たウィービング軌跡上の溶接点MkのX座標、YMkは、k回目の制御周期におけるレーザスキャナ座標系{L}から見たウィービング軌跡上の溶接点MkのY座標、d3は、溶接範囲A2のX軸径、d4は、溶接範囲A2のY軸径をそれぞれ表す。
3 ペンダント(受付部)
4 レーザスキャナ(レーザ照射部)
27 焦点演算部(制御部)
100 ロボットシステム
Claims (8)
- ロボットと、
前記ロボットにより移動されるとともに、少なくとも移動していない状態において、溶接軌跡に対してレーザ光を走査することが可能なレーザ照射部と、
少なくとも前記レーザ照射部が移動していない状態において、前記溶接軌跡に対してウィービングしながら溶接するように前記レーザ照射部により前記レーザ光を走査する制御を行う制御部とを備える、ロボットシステム。 - 前記制御部は、少なくとも前記レーザ照射部が移動していない状態において、前記溶接軌跡に対して連続して略円形状または略楕円形状にウィービングしながら溶接する制御を行うように構成されている、請求項1に記載のロボットシステム。
- ウィービング軌跡の形状に関する情報をユーザから受け付ける受付部をさらに備え、
前記制御部は、前記受付部により受け付けられた前記ウィービング軌跡の形状に関する情報に基づいて、前記溶接軌跡に対応する前記ウィービング軌跡上の溶接点の位置情報を取得するように構成されている、請求項1または2に記載のロボットシステム。 - 前記受付部は、略円形状または略楕円形状に形成される前記ウィービング軌跡の形状に関する情報として、前記ウィービング軌跡の第1軸の半径および前記第1軸に直交する第2軸の半径の情報と、前記ウィービング軌跡の中心点の移動速度の情報と、ウィービング動作の周波数の情報とをユーザから受け付け、
前記制御部は、前記受付部により受け付けられた前記ウィービング軌跡の形状に関する情報に基づいて、前記溶接軌跡に対応する略円形状または略楕円形状の前記ウィービング軌跡上の溶接点の位置情報を取得するように構成されている、請求項3に記載のロボットシステム。 - 前記制御部は、少なくとも前記レーザ照射部が移動していない状態において、略円形状または略楕円形状の前記ウィービング軌跡の中心点が前記溶接軌跡上に位置するように、前記溶接軌跡に対して連続して略円形状または略楕円形状にウィービングしながら溶接する制御を行うように構成されている、請求項4に記載のロボットシステム。
- 前記制御部は、少なくとも前記レーザ照射部が移動していない状態において、前記溶接軌跡に対応する前記ウィービング軌跡上の溶接点が前記レーザ照射部により前記レーザ光を照射可能な溶接範囲内に位置するか否かを判断し、前記溶接点が前記溶接範囲内に位置する場合に前記レーザ光を前記溶接点に対して走査する制御を行うように構成されている、請求項4または5に記載のロボットシステム。
- 前記制御部は、前記レーザ照射部が移動している際に、前記溶接軌跡の基準位置が前記レーザ照射部の所定範囲内に位置するか否かを判断し、前記基準位置が前記所定範囲内に入った場合に、前記ウィービング軌跡上の溶接点が前記溶接範囲内に位置するか否かを判断する制御を開始するように構成されている、請求項6に記載のロボットシステム。
- 前記レーザ照射部は、前記レーザ光を走査するためのミラー部を含み、少なくとも前記レーザ照射部が移動していない状態において、前記ミラー部により前記レーザ光を走査して前記溶接軌跡に対してウィービングしながら溶接するように構成されている、請求項1〜7のいずれか1項に記載のロボットシステム。
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