JP2597978B2 - 切断作業を行うロボツト制御データの作成方法 - Google Patents
切断作業を行うロボツト制御データの作成方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、作業内容が毎回異なり、加工形状が1つま
たは複数のパターンに分類できる切断作業を、軸線まわ
りに回転対称な道具を用いて、多関節ロボツトに行わせ
る場合の切断作業を行うロボツト制御データの作成方法
に関する。
たは複数のパターンに分類できる切断作業を、軸線まわ
りに回転対称な道具を用いて、多関節ロボツトに行わせ
る場合の切断作業を行うロボツト制御データの作成方法
に関する。
背景技術 従来から、ロボツトに対する位置および姿勢に関する
制御データは、操作員が実際の作業環境のもとで教示ボ
ツクスを用いて、作業に必要な各点へロボツトのアーム
を直接誘導して教示している。
制御データは、操作員が実際の作業環境のもとで教示ボ
ツクスを用いて、作業に必要な各点へロボツトのアーム
を直接誘導して教示している。
発明が解決しようとする問題点 このような先行技術において、ロボツトの制御データ
を作成する場合には、前述したようにロボツトのアーム
を直接誘導して教示する必要がある。したがつてロボツ
トの作業内容が毎回異なるとき、作業内容毎の制御デー
タの作成のために多大の時間を要している。また制御デ
ータの作成中は、ロボツトを稼動させて実際の作業を行
わせることができないので、ロボツトを含む加工ライン
の稼動率を低下させてしまうこととなる。また作業内容
毎の制御データを前述の方法で予め全て作成したとして
も、その制御データを記憶するメモリの容量を大きくす
る必要があり、膨大な記憶内容から作業内容に対応する
制御データを探し出すことも大変な作業となる。
を作成する場合には、前述したようにロボツトのアーム
を直接誘導して教示する必要がある。したがつてロボツ
トの作業内容が毎回異なるとき、作業内容毎の制御デー
タの作成のために多大の時間を要している。また制御デ
ータの作成中は、ロボツトを稼動させて実際の作業を行
わせることができないので、ロボツトを含む加工ライン
の稼動率を低下させてしまうこととなる。また作業内容
毎の制御データを前述の方法で予め全て作成したとして
も、その制御データを記憶するメモリの容量を大きくす
る必要があり、膨大な記憶内容から作業内容に対応する
制御データを探し出すことも大変な作業となる。
したがつて本発明は、上述の問題点を解決し、軸線ま
わりに回転対称な切断トーチを用いる作業に対する多関
節ロボツトの制御データを作成するに際し、ロボツトを
動作させることなく制御データを作成する方法を提供す
ることを目的とする。
わりに回転対称な切断トーチを用いる作業に対する多関
節ロボツトの制御データを作成するに際し、ロボツトを
動作させることなく制御データを作成する方法を提供す
ることを目的とする。
問題点を解決するための手段 本発明は、軸線24まわりに回転対称な切断トーチ22を
用いる作業に対する多関節ロボツトの制御データ作成方
法において、 切断トーチ22によつて加工されるワークの加工順序に
従つて隣接して連続する複数の平面である各加工面(S1
〜S4)の組合せからそれぞれ成る複数の予め定める加工
形状パターンのうちの1つを入力し、 その入力した加工形状パターンを構成する前記加工面
の隅部の3点Pi1,Pi2,Pi3が定まるように、座標軸X,Y,Z
を有するワーク座標系Σにおける加工形状を定めるパラ
メータ(P1〜P6)の値を入力し、 前記パラメータ(P1〜P6)を用いて各加工面毎の前記
3点Pi1,Pi2,Pi3の3次元座標値を求めて、各加工面の
平面方程式、 を算出し、 隣接する加工面の交線Liを求めて各交線Liの3次元方
向比を求め、 ワークの表面に向かう切断トーチ22の各交線Liに沿う
方向比(li,mi,ni)を前記交線Liの3次元方向比に基づ
いて定め、 切断トーチ22の前記方向比(li,mi,ni)に基づいて切
断トーチ22の軸線24がワーク座標系Σの座標軸X,Yと成
す前記軸線24まわりの回転角度γi以外のオイラ角(α
i,βi)、 を求め、 前記各交線Liとワーク表面4,10との交点(xi0,yi0,zi
0)を求めて、その各交点(xi0,yi0,zi0)と切断トーチ
22の先端との予め定める距離hから、切断トーチ22の先
端の位置座標(xi,yi,zi)、 を求め、ここで、 ai=yi1・zi2+yi3・zi1+yi2・zi3 −yi3・zi2−yi1・zi3−yi2・zi1 bi=−xi1・zi2−xi3・zi1−xi2・zi3 +xi3・zi2+xi1・zi3+xi2・zi1 di=xi1・yi2・zi3+xi2・yi3・zi1+xi3・yi1・zi2 −xi3・yi2・zi1−xi1・yi3・zi2−xi2・yi1・zi3 Bi=ai・bi-1−ai-1・bi Di=ai・di-1−ai-1・di こうして求められたワーク座標系Σで表現された切断
トーチ22の先端の位置および方向(xi,yi,zi,αi,β
i)の順序列と、ワーク座標系Σからロボツト座標系へ
の座標変換行列とを用いて、ロボツト補間データを作成
することを特徴とするロボツト制御データの作成方法で
ある。
用いる作業に対する多関節ロボツトの制御データ作成方
法において、 切断トーチ22によつて加工されるワークの加工順序に
従つて隣接して連続する複数の平面である各加工面(S1
〜S4)の組合せからそれぞれ成る複数の予め定める加工
形状パターンのうちの1つを入力し、 その入力した加工形状パターンを構成する前記加工面
の隅部の3点Pi1,Pi2,Pi3が定まるように、座標軸X,Y,Z
を有するワーク座標系Σにおける加工形状を定めるパラ
メータ(P1〜P6)の値を入力し、 前記パラメータ(P1〜P6)を用いて各加工面毎の前記
3点Pi1,Pi2,Pi3の3次元座標値を求めて、各加工面の
平面方程式、 を算出し、 隣接する加工面の交線Liを求めて各交線Liの3次元方
向比を求め、 ワークの表面に向かう切断トーチ22の各交線Liに沿う
方向比(li,mi,ni)を前記交線Liの3次元方向比に基づ
いて定め、 切断トーチ22の前記方向比(li,mi,ni)に基づいて切
断トーチ22の軸線24がワーク座標系Σの座標軸X,Yと成
す前記軸線24まわりの回転角度γi以外のオイラ角(α
i,βi)、 を求め、 前記各交線Liとワーク表面4,10との交点(xi0,yi0,zi
0)を求めて、その各交点(xi0,yi0,zi0)と切断トーチ
22の先端との予め定める距離hから、切断トーチ22の先
端の位置座標(xi,yi,zi)、 を求め、ここで、 ai=yi1・zi2+yi3・zi1+yi2・zi3 −yi3・zi2−yi1・zi3−yi2・zi1 bi=−xi1・zi2−xi3・zi1−xi2・zi3 +xi3・zi2+xi1・zi3+xi2・zi1 di=xi1・yi2・zi3+xi2・yi3・zi1+xi3・yi1・zi2 −xi3・yi2・zi1−xi1・yi3・zi2−xi2・yi1・zi3 Bi=ai・bi-1−ai-1・bi Di=ai・di-1−ai-1・di こうして求められたワーク座標系Σで表現された切断
トーチ22の先端の位置および方向(xi,yi,zi,αi,β
i)の順序列と、ワーク座標系Σからロボツト座標系へ
の座標変換行列とを用いて、ロボツト補間データを作成
することを特徴とするロボツト制御データの作成方法で
ある。
作用 軸線24まわりに回転対称な道具である切断トーチを用
いる作業を行う多関節ロボツトを準備する。加工形状
を、加工順序に従つて並べたワークの隣接する被加工面
で表現し、各被加工面を3点で表現する。各点の座標の
成分を、加工形状を定めるパラメータの関数として表現
する。このようにして表現された各加工形状を、加工形
状パターンと称する。このとき、加工形状パターンの指
定とパラメータへの数値の設定とにより、加工形状を構
成する各被加工面とその加工順序とを算出する。算出さ
れた相隣合う被加工面の交線Liを算出し、この交線Li上
の作業点に道具を位置決めするときの道具先端の位置お
よび方向と、その移動順序とを作成する。このようにし
て多関節ロボツトの制御データを、実際にロボツトを動
かすことなく作成することができる。
いる作業を行う多関節ロボツトを準備する。加工形状
を、加工順序に従つて並べたワークの隣接する被加工面
で表現し、各被加工面を3点で表現する。各点の座標の
成分を、加工形状を定めるパラメータの関数として表現
する。このようにして表現された各加工形状を、加工形
状パターンと称する。このとき、加工形状パターンの指
定とパラメータへの数値の設定とにより、加工形状を構
成する各被加工面とその加工順序とを算出する。算出さ
れた相隣合う被加工面の交線Liを算出し、この交線Li上
の作業点に道具を位置決めするときの道具先端の位置お
よび方向と、その移動順序とを作成する。このようにし
て多関節ロボツトの制御データを、実際にロボツトを動
かすことなく作成することができる。
すなわち多関節ロボツトによつて、切断トーチ22を用
いてワークの切断加工を行うにあたり、この切断トーチ
22は軸線24まわりに回転対称に構成されており、複数の
予め定める加工形状パターンのうちの1つを入力し、各
形状パターンは、ワークの加工順序に従つて隣接して連
続する複数の平面である各加工面(S1〜S4)の組合せか
ら成る。これらの複数の予め定める加工形状パターンの
うちの1つを入力して選択し、こうして選択した1つの
加工形状パターンを構成する各加工面(S1〜S4)を決定
するパラメータの値を入力する。すなわちワークの複数
の平面である各加工面(S1〜S4)のワーク座標系Σにお
ける加工形状を定めるパラメータ(P1〜P6)の値を入力
し、このパラメータ(P1〜P6)は、前記各加工面(S1〜
S4)の隅部の3点Pi1,Pi2,Pi3が定まるように、与えら
れ、これによつて各加工面毎の平面方程式を算出するこ
とができ、これによつて隣接する加工面の交線Liを求め
て各交線Liの3次元方向比を求め、これによつて切断ト
ーチ22がワークの表面に向かう各交線Liに沿う方向比
(li,mi,ni)を求め、こうして切断トーチ22の軸線24が
ワーク座標系Σの座標軸X,Yと成す前記軸線24まわりの
回転角度γi以外のオイラ角(αi,βi)を求め、前記
各交線Liとワーク表面4,10との交点(xi0,yi0,zi0)を
求めて、その各交点と切断トーチ22の先端との予め定め
る距離hから、切断トーチ22の先端の位置座標(xi,yi,
zi)を求め、こうして得られた切断トーチ22の先端の位
置および方向の順序列と、ロボツト座標系への座標変換
行列とによつてロボツト制御データを作成する。したが
つて多関節ロボツトの制御データを、実際にロボツトを
動かすことなく、作成することができる。
いてワークの切断加工を行うにあたり、この切断トーチ
22は軸線24まわりに回転対称に構成されており、複数の
予め定める加工形状パターンのうちの1つを入力し、各
形状パターンは、ワークの加工順序に従つて隣接して連
続する複数の平面である各加工面(S1〜S4)の組合せか
ら成る。これらの複数の予め定める加工形状パターンの
うちの1つを入力して選択し、こうして選択した1つの
加工形状パターンを構成する各加工面(S1〜S4)を決定
するパラメータの値を入力する。すなわちワークの複数
の平面である各加工面(S1〜S4)のワーク座標系Σにお
ける加工形状を定めるパラメータ(P1〜P6)の値を入力
し、このパラメータ(P1〜P6)は、前記各加工面(S1〜
S4)の隅部の3点Pi1,Pi2,Pi3が定まるように、与えら
れ、これによつて各加工面毎の平面方程式を算出するこ
とができ、これによつて隣接する加工面の交線Liを求め
て各交線Liの3次元方向比を求め、これによつて切断ト
ーチ22がワークの表面に向かう各交線Liに沿う方向比
(li,mi,ni)を求め、こうして切断トーチ22の軸線24が
ワーク座標系Σの座標軸X,Yと成す前記軸線24まわりの
回転角度γi以外のオイラ角(αi,βi)を求め、前記
各交線Liとワーク表面4,10との交点(xi0,yi0,zi0)を
求めて、その各交点と切断トーチ22の先端との予め定め
る距離hから、切断トーチ22の先端の位置座標(xi,yi,
zi)を求め、こうして得られた切断トーチ22の先端の位
置および方向の順序列と、ロボツト座標系への座標変換
行列とによつてロボツト制御データを作成する。したが
つて多関節ロボツトの制御データを、実際にロボツトを
動かすことなく、作成することができる。
実施例 第1図は、本発明の一実施例のロボツト制御データの
作成方法を実現する工程のブロツク図である。入力装置
14から、加工形状パターンとパラメータ値が、制御デー
タ作成装置15に入力される。制御データ作成装置15で
は、入力されたデータに関連して定められる各被加工面
を表現する3点の座標値が座標値算出装置16で算出され
る。この3点が決定する平面の方程式が、面方程式算出
装置17によつて算出される。面方程式算出装置17で算出
された相隣合う面の交線の方向比が、交線方向比算出装
置18で算出される。
作成方法を実現する工程のブロツク図である。入力装置
14から、加工形状パターンとパラメータ値が、制御デー
タ作成装置15に入力される。制御データ作成装置15で
は、入力されたデータに関連して定められる各被加工面
を表現する3点の座標値が座標値算出装置16で算出され
る。この3点が決定する平面の方程式が、面方程式算出
装置17によつて算出される。面方程式算出装置17で算出
された相隣合う面の交線の方向比が、交線方向比算出装
置18で算出される。
こうして算出される方向比などに基づいて、道具の位
置・方向が位置・方向算出装置19によつて算出される。
このようにして算出された制御データは、ロボツト制御
装置20に与えられ、ロボツトのアームを駆動する駆動装
置21を動作させる。
置・方向が位置・方向算出装置19によつて算出される。
このようにして算出された制御データは、ロボツト制御
装置20に与えられ、ロボツトのアームを駆動する駆動装
置21を動作させる。
第2図は、ワークである山形鋼1の斜視図である。
第3図は、第2図の山形鋼1のウエブ2およびフラン
ジ3を展開して山形鋼1の切断形状パターンを示した図
である。第2図示の山形鋼1に対して、切断作業を行う
場合、その切断形状は、たとえば第3図(1)〜(4)
で示される各切断形状パターンに分類できる。以下の説
明では、第3図(4)の切断形状パターンを例示して説
明する。第3図(4)図示の山形鋼1の切断形状パター
ンは切断面S1,S2,S3,S4で示される。
ジ3を展開して山形鋼1の切断形状パターンを示した図
である。第2図示の山形鋼1に対して、切断作業を行う
場合、その切断形状は、たとえば第3図(1)〜(4)
で示される各切断形状パターンに分類できる。以下の説
明では、第3図(4)の切断形状パターンを例示して説
明する。第3図(4)図示の山形鋼1の切断形状パター
ンは切断面S1,S2,S3,S4で示される。
第4図は第3図(4)で示される切断形状パターンを
有する山形鋼1の斜視図である。山形鋼1に対してワー
ク座標系Σ1を設定する。切断面S1はウエブ2の面4
に、S3,S4はフランジ3の面10に直交するものとする。
ワーク座標系Σ1に従つて、切断面S1〜S4に関連して、
パラメータP1,P2,P3,P4,P5およびP6を下記のように設定
する。ウエブ2の面4と切断面S2との交線の延長線と、
ウエブ2の稜5との交点6のX座標に関する値をP1とす
る。切断面S1と稜5との交点7と、交点6との距離をP2
とする。切断面S1とS2の交線とウエブ2の面4との交点
を、交点6との距離もP2とする。また切断面S2と稜8と
の交点9のX座標に関する値をP3とする。切断面S3,S4
の交線のフランジ3の面10との交点11のZ座標に関する
値をP4とする。切断面S4がX座標軸となす角をP5とす
る。切断面S2がウエブ2の面4となす角をP6とする。こ
の第3図(4)の加工形状パターンでは、切断面S3は、
Z座標軸に平行である。後述の第5図における稜L1は、
ウエブ2に垂直であり、稜L5はフランジ3に垂直であ
る。したがつて切断面S3は、前記値P4を用いるだけで一
意的に決定することができ、切断面S4は、上述のように
切断面S3が決まるので、前記値P5を求めることによつ
て、決定される。
有する山形鋼1の斜視図である。山形鋼1に対してワー
ク座標系Σ1を設定する。切断面S1はウエブ2の面4
に、S3,S4はフランジ3の面10に直交するものとする。
ワーク座標系Σ1に従つて、切断面S1〜S4に関連して、
パラメータP1,P2,P3,P4,P5およびP6を下記のように設定
する。ウエブ2の面4と切断面S2との交線の延長線と、
ウエブ2の稜5との交点6のX座標に関する値をP1とす
る。切断面S1と稜5との交点7と、交点6との距離をP2
とする。切断面S1とS2の交線とウエブ2の面4との交点
を、交点6との距離もP2とする。また切断面S2と稜8と
の交点9のX座標に関する値をP3とする。切断面S3,S4
の交線のフランジ3の面10との交点11のZ座標に関する
値をP4とする。切断面S4がX座標軸となす角をP5とす
る。切断面S2がウエブ2の面4となす角をP6とする。こ
の第3図(4)の加工形状パターンでは、切断面S3は、
Z座標軸に平行である。後述の第5図における稜L1は、
ウエブ2に垂直であり、稜L5はフランジ3に垂直であ
る。したがつて切断面S3は、前記値P4を用いるだけで一
意的に決定することができ、切断面S4は、上述のように
切断面S3が決まるので、前記値P5を求めることによつ
て、決定される。
このようにして設定されたパラメータP1〜P6によつ
て、第3図(4)の山形鋼1の具体的な切断形状を指定
することができる。残余の第3図(1)〜第3図(3)
にそれぞれ示される各加工形状パターンに関しても、そ
の切断形状パターンの切断面を決定するパラメータが設
定される。以下の説明は、主として、この第3図(4)
の切断形状パターンに関して、行う。
て、第3図(4)の山形鋼1の具体的な切断形状を指定
することができる。残余の第3図(1)〜第3図(3)
にそれぞれ示される各加工形状パターンに関しても、そ
の切断形状パターンの切断面を決定するパラメータが設
定される。以下の説明は、主として、この第3図(4)
の切断形状パターンに関して、行う。
第5図は、山形鋼1を前述の切断面S1〜S4で切断した
形状を示す斜視図である。ウエブ2の端面12と、切断面
S1との交線を稜L1とする。また切断面S1,S2、切断面S2,
S3および切断面S3,S4間の各交線を、それぞれ稜L2,L3,L
4とする。またフランジ3の端面13と、切断面S4との交
線を稜L5とする。
形状を示す斜視図である。ウエブ2の端面12と、切断面
S1との交線を稜L1とする。また切断面S1,S2、切断面S2,
S3および切断面S3,S4間の各交線を、それぞれ稜L2,L3,L
4とする。またフランジ3の端面13と、切断面S4との交
線を稜L5とする。
第6図は、各切断面Si(i=0,1,2,3,4,5)を、それ
ぞれその切断面Si上の3点の座標によつて表現する方法
を説明するための斜視図である。切断面S1は、3点P11
(x11,y11,z11),P12(x12,y12,z12),P13(x13,y13,z1
3)で表現される。したがつて一般に切断面Siは、3点P
i1(xi1,yi1,zi1),Pi2(xi2,yi2,zi2),Pi3(xi3,yi3,
zi3)で表現される。ここでxij,yij,zij(J=1,2,3)
は、前記パラメータP1〜P6の関数であり、これらのパラ
メータP1〜P6の値を入力装置14から、制御データ作成装
置15の座標値算出装置16に入力することによつて得るこ
とができる。
ぞれその切断面Si上の3点の座標によつて表現する方法
を説明するための斜視図である。切断面S1は、3点P11
(x11,y11,z11),P12(x12,y12,z12),P13(x13,y13,z1
3)で表現される。したがつて一般に切断面Siは、3点P
i1(xi1,yi1,zi1),Pi2(xi2,yi2,zi2),Pi3(xi3,yi3,
zi3)で表現される。ここでxij,yij,zij(J=1,2,3)
は、前記パラメータP1〜P6の関数であり、これらのパラ
メータP1〜P6の値を入力装置14から、制御データ作成装
置15の座標値算出装置16に入力することによつて得るこ
とができる。
前述の切断面Siは3点Pi1,Pi2,Pi3を通る平面であ
り、その面の方程式は下記の第1式のように表現され、
面方程式算出装置17によつて算出される。
り、その面の方程式は下記の第1式のように表現され、
面方程式算出装置17によつて算出される。
この第1式を展開すると、 ai・x+bi・y+ci・z=di …(2) を得ることができる。ここで ai=yi1・zi2+yi3・zi1+yi2・zi3 −yi3・zi2−yi1・zi3−yi2・zi1 …(3) bi=−xi1・zi2−xi3・zi1−xi2・zi3 +xi3・zi2+xi1・zi3+xi2・zi1 …(4) ci=xi1・yi2+xi3・yi1+xi2・yi3 −xi3・yi2−xi1・yi3−xi2・yi1 …(5) di=xi1・yi2・zi3+xi2・yi3・zi1+xi3・yi1・zi2 −xi3・yi2・zi1−xi1・yi3・zi2−xi2・yi1・zi3 …(6) である。このようにして求められた相隣合う下記の2つ
の切断面 Si-1:ai-1・x+bi-1・y+ci-1・z=di-1 …(7) Si:ai・x+bi・y+ci・z=di …(8) の交線Liは、下式により表現される。
の切断面 Si-1:ai-1・x+bi-1・y+ci-1・z=di-1 …(7) Si:ai・x+bi・y+ci・z=di …(8) の交線Liは、下式により表現される。
Bi・y+Ci・z=Di …(9) Bi・ai・x+(Bi・ci−Ci・bi)・z=Bi・di−Di・bi …(10) ここで Bi=ai・bi-1−ai-1・bi …(11) Ci=ai・ci-1−ai-1・ci …(12) Di=ai・di-1−ai-1・di …(13) である。
ai≠0である場合、交線すなわち前述した各稜Liの方
向比は、第9式および第10式に示される各変数の係数か
ら、 となる。またai=0の場合も同様にして、交線すなわち
稜Liの方向比を求めることができる。第1図を参照し
て、この演算は、面方程式算出装置17の算出の算出結果
が入力される交線方向比算出装置18によつて実施され
る。
向比は、第9式および第10式に示される各変数の係数か
ら、 となる。またai=0の場合も同様にして、交線すなわち
稜Liの方向比を求めることができる。第1図を参照し
て、この演算は、面方程式算出装置17の算出の算出結果
が入力される交線方向比算出装置18によつて実施され
る。
このとき、各交線上に位置決めされる切断トーチ22の
方向は、山形鋼1の表面に向かう必要がある。したがつ
てウエブ2の面4における切断トーチ22の姿勢M1,M2,M3
に関して、方向比のZ成分が正値になり、フランジ3の
面10における切断トーチ22の姿勢M4,M5に関して、Y成
分が正値となるように、方向比の各成分に+1または−
1を乗じる。このようにして得られた切断トーチ22の方
向比を(li,mi,ni)とする。
方向は、山形鋼1の表面に向かう必要がある。したがつ
てウエブ2の面4における切断トーチ22の姿勢M1,M2,M3
に関して、方向比のZ成分が正値になり、フランジ3の
面10における切断トーチ22の姿勢M4,M5に関して、Y成
分が正値となるように、方向比の各成分に+1または−
1を乗じる。このようにして得られた切断トーチ22の方
向比を(li,mi,ni)とする。
第7図は、ロボツトの制御データとしての切断トーチ
22の姿勢を説明する図である。切断トーチ22の軸線24が
ワーク座標系Σ1と原点0を通るように切断トーチ22を
平行移動する。このとき切断トーチ22と原点0とを結ぶ
直線のX−Y平面への投影を、線分23とする。この線分
23のY軸の負方向となす角をαとし、線分23と切断トー
チ22の軸線24となす角をβとし、切断トーチ22の軸線24
まわりの回転角度をγとする。したがつて第6図を参照
して説明した切断トーチ22の姿勢は、オイラ角(αi,β
i,γi)で表現される。このとき切断トーチ22の方向を
表す量(αi,βi)は、前述した切断トーチ22の方向比
(li,mi,ni)から下式のように、第1図の位置・方向算
出装置19によつて算出される。
22の姿勢を説明する図である。切断トーチ22の軸線24が
ワーク座標系Σ1と原点0を通るように切断トーチ22を
平行移動する。このとき切断トーチ22と原点0とを結ぶ
直線のX−Y平面への投影を、線分23とする。この線分
23のY軸の負方向となす角をαとし、線分23と切断トー
チ22の軸線24となす角をβとし、切断トーチ22の軸線24
まわりの回転角度をγとする。したがつて第6図を参照
して説明した切断トーチ22の姿勢は、オイラ角(αi,β
i,γi)で表現される。このとき切断トーチ22の方向を
表す量(αi,βi)は、前述した切断トーチ22の方向比
(li,mi,ni)から下式のように、第1図の位置・方向算
出装置19によつて算出される。
前記軸線24まわりの回転角度γiは、たとえば切断ト
ーチ・フライスカツタ、デイスク状砥石、ドリルなどの
軸線まわりに回転対称な道具を用いる作業においては、
任意の値でよい。
ーチ・フライスカツタ、デイスク状砥石、ドリルなどの
軸線まわりに回転対称な道具を用いる作業においては、
任意の値でよい。
第8図は、切断トーチ22の位置決め状態を説明する山
形鋼1などの斜視図である。切断トーチ22の先端を、山
形鋼1の表面4から、稜Liの延びる方向に沿う距離hだ
け離れた位置に位置決めする場合、道具先端の位置は、
以下のようにして求められる。まず稜Liと山形鋼1の表
面4あるいは10との交点(xi0,yi0,zi0)は、稜の延び
る方向に沿う線すなわち前述した交線および山形鋼1の
表面4あるいは10を、それぞれ表す方程式をともに満足
する点である。したがつてたとえばウエブ2の面4(す
なわちZ=0)に対する道具先端の位置の場合、交点
(xi0,yi0,zi0)は、 となる。したがつて道具先端の位置(xi,yi,zi)は、交
点(xi0,yi0,zi0)から稜Liの延びる方向に沿つて山形
鋼1の表面4あるいは10からhだけ離れた点であり、そ
の座標は、 として求めることができる。
形鋼1などの斜視図である。切断トーチ22の先端を、山
形鋼1の表面4から、稜Liの延びる方向に沿う距離hだ
け離れた位置に位置決めする場合、道具先端の位置は、
以下のようにして求められる。まず稜Liと山形鋼1の表
面4あるいは10との交点(xi0,yi0,zi0)は、稜の延び
る方向に沿う線すなわち前述した交線および山形鋼1の
表面4あるいは10を、それぞれ表す方程式をともに満足
する点である。したがつてたとえばウエブ2の面4(す
なわちZ=0)に対する道具先端の位置の場合、交点
(xi0,yi0,zi0)は、 となる。したがつて道具先端の位置(xi,yi,zi)は、交
点(xi0,yi0,zi0)から稜Liの延びる方向に沿つて山形
鋼1の表面4あるいは10からhだけ離れた点であり、そ
の座標は、 として求めることができる。
前述したような操作を、予め記憶されている各切断面
S0〜S5について順次行うことにより、ロボツトの制御デ
ータ(xi,yi,zi,αi,βi)の組が得られる。こうして
求められたワーク座標系Σ1で表現された道具先端の位
置および方向(xi,yi,zi,αi,β1)の順序列と、ワー
ク座標系Σ1をロボツト座標系へ変換する座標変換行列
とがロボツトへの制御データとなる。このような操作に
よつて、ロボツトを実際に動かすことなくロボツトの制
御データを作成することができる。ロボツトを実際に動
かしてワークを切断する際には、上述のようにして教示
した前記先端の位置間では、ロボツト制御装置20によつ
て、切断トーチ22の前記方向を前記先端の位置に対応し
て補間演算して求めればよい。
S0〜S5について順次行うことにより、ロボツトの制御デ
ータ(xi,yi,zi,αi,βi)の組が得られる。こうして
求められたワーク座標系Σ1で表現された道具先端の位
置および方向(xi,yi,zi,αi,β1)の順序列と、ワー
ク座標系Σ1をロボツト座標系へ変換する座標変換行列
とがロボツトへの制御データとなる。このような操作に
よつて、ロボツトを実際に動かすことなくロボツトの制
御データを作成することができる。ロボツトを実際に動
かしてワークを切断する際には、上述のようにして教示
した前記先端の位置間では、ロボツト制御装置20によつ
て、切断トーチ22の前記方向を前記先端の位置に対応し
て補間演算して求めればよい。
また前述の実施例では、切断トーチ22の先端と、山形
鋼1の表面4,10との距離hに関してh≠0の条件で説明
したけれども、h=0であつてもよい。
鋼1の表面4,10との距離hに関してh≠0の条件で説明
したけれども、h=0であつてもよい。
効果 以上のように本発明に従えば、ロボツトを直接動作さ
せることなく、ロボツトの制御データを作成できる。し
たがつて内容が毎回異なる作業において、いわゆる教示
ボツクスを用いてロボツトを毎回作業点まで誘導してロ
ボツトの制御データを教示することが不要となり、操作
員による教示労力の軽減を図ることができる。またロボ
ツトの制御データ作成のために、実際の作業を行つてい
るロボツトを一旦停止させる必要がなく、ロボツトを含
む加工ラインの稼動率を向上させることができる。
せることなく、ロボツトの制御データを作成できる。し
たがつて内容が毎回異なる作業において、いわゆる教示
ボツクスを用いてロボツトを毎回作業点まで誘導してロ
ボツトの制御データを教示することが不要となり、操作
員による教示労力の軽減を図ることができる。またロボ
ツトの制御データ作成のために、実際の作業を行つてい
るロボツトを一旦停止させる必要がなく、ロボツトを含
む加工ラインの稼動率を向上させることができる。
特に本発明によれば、ワークの各加工面(S1〜S4)の
隅部の3点Pi1,Pi2,Pi3が定まるように、加工形状を定
めるパラメータ(P1〜P6)の値を入力し、また切断トー
チ22の軸線24に沿う切断トーチ22の先端とワーク表面4,
10との間の距離hを設定し、その切断トーチ22の先端の
位置および方向の順序列を設定して、自動的にロボツト
制御データを作成することが上述のように可能になる。
隅部の3点Pi1,Pi2,Pi3が定まるように、加工形状を定
めるパラメータ(P1〜P6)の値を入力し、また切断トー
チ22の軸線24に沿う切断トーチ22の先端とワーク表面4,
10との間の距離hを設定し、その切断トーチ22の先端の
位置および方向の順序列を設定して、自動的にロボツト
制御データを作成することが上述のように可能になる。
また、前記3点Pi1,Pi2,Pi3は、隣接する各加工面(S
1〜S4)の隅部であるので、隣接する加工面(S1〜S4)
を定めるのに必要なパラメータ(P1〜P6)の数を可及的
に少なくすることができる。
1〜S4)の隅部であるので、隣接する加工面(S1〜S4)
を定めるのに必要なパラメータ(P1〜P6)の数を可及的
に少なくすることができる。
しかも本発明によれば、切断トーチ22を3次元空間に
移動させることによつて、目的端面形状に加工すること
ができ、その切断トーチ22の経路データは、3次元のデ
ータであり、さらにその切断トーチ22の位置だけでな
く、切断トーチ22の方向をも算出する方法が具体的に提
供される。
移動させることによつて、目的端面形状に加工すること
ができ、その切断トーチ22の経路データは、3次元のデ
ータであり、さらにその切断トーチ22の位置だけでな
く、切断トーチ22の方向をも算出する方法が具体的に提
供される。
第1図は本発明の一実施例のブロツク図、第2図は山形
鋼1の斜視図、第3図は各種の切断形状パターンを有す
る山形鋼1の展開図、第4図は切断形状パターンをパラ
メータP1〜P6を用いて表現する操作を説明する山形鋼1
の斜視図、第5図は山形鋼1を各切断面S1〜S4で切断し
た状態を示す斜視図、第6図は切断トーチ22の方向を説
明する山形鋼1などの斜視図、第7図は切断トーチ22の
姿勢をオイラ角で説明するための図、第8図は切断トー
チ22の先端の位置決め操作を説明するための山形鋼1な
どの斜視図である。 1……山形鋼、4,10……面、5,8……稜、6,7,9,11……
交点、14……入力装置、15……制御データ作成装置、16
……座標値算出装置、17……面方程式算出装置、18……
交線方向比算出装置、19……位置・方向算出装置、22…
…切断トーチ、P1〜P6……パラメータ、L1〜L5……稜、
S1〜S4……切断面、Σ1……ワーク座標系
鋼1の斜視図、第3図は各種の切断形状パターンを有す
る山形鋼1の展開図、第4図は切断形状パターンをパラ
メータP1〜P6を用いて表現する操作を説明する山形鋼1
の斜視図、第5図は山形鋼1を各切断面S1〜S4で切断し
た状態を示す斜視図、第6図は切断トーチ22の方向を説
明する山形鋼1などの斜視図、第7図は切断トーチ22の
姿勢をオイラ角で説明するための図、第8図は切断トー
チ22の先端の位置決め操作を説明するための山形鋼1な
どの斜視図である。 1……山形鋼、4,10……面、5,8……稜、6,7,9,11……
交点、14……入力装置、15……制御データ作成装置、16
……座標値算出装置、17……面方程式算出装置、18……
交線方向比算出装置、19……位置・方向算出装置、22…
…切断トーチ、P1〜P6……パラメータ、L1〜L5……稜、
S1〜S4……切断面、Σ1……ワーク座標系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−52304(JP,A) 特開 昭59−178504(JP,A) 特開 昭60−55412(JP,A) 特開 昭59−98208(JP,A)
Claims (1)
- 【請求項1】軸線24まわりに回転対称な切断トーチ22を
用いる作業に対する多関節ロボツトの制御データ作成方
法において、 切断トーチ22によつて加工されるワークの加工順序に従
つて隣接して連続する複数の平面である各加工面(S1〜
S4)の組合せからそれぞれ成る複数の予め定める加工形
状パターンのうちの1つを入力し、 その入力した加工形状パターンを構成する前記加工面の
隅部の3点Pi1,Pi2,Pi3が定まるように、座標軸X,Y,Zを
有するワーク座標系Σにおける加工形状を定めるパラメ
ータ(P1〜P6)の値を入力し、 前記パラメータ(P1〜P6)を用いて各加工面毎の前記3
点Pi1,Pi2,Pi3の3次元座標値を求めて、各加工面の平
面方程式、 を算出し、 隣接する加工面の交線Liを求めて各交線Liの3次元方向
比を求め、 ワークの表面に向かう切断トーチ22の各交線Liに沿う方
向比(li,mi,ni)を前記交線Liの3次元方向比に基づい
て定め、 切断トーチ22の前記方向比(li,mi,ni)に基づいて切断
トーチ22の軸線24がワーク座標系Σの座標軸X,Yと成す
前記軸線24まわりの回転角度γi以外のオイラ角(αi,
βi)、 を求め、 前記各交線Liとワーク表面4,10との交点(xi0,yi0,zi
0)を求めて、その各交点(xi0,yi0,zi0)と切断トーチ
22の先端との予め定める距離hから、切断トーチ22の先
端の位置座標(xi,yi,zi)、 を求め、ここで、 ai=yi1・zi2+yi3・zi1+yi2・zi3 −yi3・zi2−yi1・zi3−yi2・zi1 bi=−xi1・zi2−xi3・zi1−xi2・zi3 +xi3・zi2+xi1・zi3+xi2・zi1 di=xi1・yi2・zi3+xi2・yi3・zi1+xi3・yi1・zi2 −xi3・yi2・zi1−xi1・yi3・zi2−xi2・yi1・zi3 Bi=ai・bi-1−ai-1・bi Di=ai・di-1−ai-1・di こうして求められたワーク座標系Σで表現された切断ト
ーチ22の先端の位置および方向(xi,yi,zi,αi,βi)
の順序列と、ワーク座標系Σからロボツト座標系への座
標変換行列とを用いて、ロボツト補間データを作成する
ことを特徴とするロボツト制御データの作成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60089696A JP2597978B2 (ja) | 1985-04-25 | 1985-04-25 | 切断作業を行うロボツト制御データの作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60089696A JP2597978B2 (ja) | 1985-04-25 | 1985-04-25 | 切断作業を行うロボツト制御データの作成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61248106A JPS61248106A (ja) | 1986-11-05 |
JP2597978B2 true JP2597978B2 (ja) | 1997-04-09 |
Family
ID=13977927
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60089696A Expired - Fee Related JP2597978B2 (ja) | 1985-04-25 | 1985-04-25 | 切断作業を行うロボツト制御データの作成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2597978B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2512099B2 (ja) * | 1988-08-24 | 1996-07-03 | 松下電器産業株式会社 | ロボットの動作教示方法および制御装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5952304A (ja) * | 1982-09-17 | 1984-03-26 | Nissan Motor Co Ltd | 溶接ロボツトのテイ−チングデ−タ作成方法 |
JPS59178504A (ja) * | 1983-03-30 | 1984-10-09 | Mitsubishi Electric Corp | デ−タ処理装置 |
JPS6055412A (ja) * | 1983-09-06 | 1985-03-30 | Fanuc Ltd | Νcデ−タ作成方法 |
-
1985
- 1985-04-25 JP JP60089696A patent/JP2597978B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61248106A (ja) | 1986-11-05 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |