JP2787891B2 - レーザロボットの自動教示装置 - Google Patents
レーザロボットの自動教示装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、任意形状の加工ワーク
に対して、レーザロボットで教示する際、自動的に加工
ポイントの位置及び加工ノズルの姿勢を決定し登録する
レーザロボットの自動教示装置に関するものである。
に対して、レーザロボットで教示する際、自動的に加工
ポイントの位置及び加工ノズルの姿勢を決定し登録する
レーザロボットの自動教示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来におけるレーザロボットでは、任意
形状の加工ワーク上の加工すべきポイントに対して、作
業者がレーザロボットの各軸に対する操作釦を駆使し
て、最終的にレーザが照射される加工ノズルの位置・姿
勢が決定登録される。次に、登録された位置・姿勢及び
加工条件に基づきプレイバックを行うことにより、レー
ザ溶接またはレーザ切断などのレーザ加工が実施され
る。その際、良好な加工結果を得るためには、加工ノズ
ルから照射されるレーザビームが加工ワークの法線ベク
トルに沿って入射される必要がある。このため、レーザ
ロボットの各軸の操作釦を操作する教示作業は、作業者
の技能と手間を要する難しいものであった。
形状の加工ワーク上の加工すべきポイントに対して、作
業者がレーザロボットの各軸に対する操作釦を駆使し
て、最終的にレーザが照射される加工ノズルの位置・姿
勢が決定登録される。次に、登録された位置・姿勢及び
加工条件に基づきプレイバックを行うことにより、レー
ザ溶接またはレーザ切断などのレーザ加工が実施され
る。その際、良好な加工結果を得るためには、加工ノズ
ルから照射されるレーザビームが加工ワークの法線ベク
トルに沿って入射される必要がある。このため、レーザ
ロボットの各軸の操作釦を操作する教示作業は、作業者
の技能と手間を要する難しいものであった。
【０００３】従来、３次元レーザ加工機や産業用ロボッ
トで、作業者が行う教示作業を自動化した例としては、
特開昭６２−１５０６３号公報、特開昭６２−４９４０
５号公報、特開昭５７−１７８６８３号公報及び特開平
３−５５１８４号公報等が知られている。これらのもの
では、加工ワーク上の少なくとも３点を距離測定し、そ
れらの距離データにより加工ポイントの位置と法線方向
とを決定し、加工ヘッドまたはツール先端の位置・姿勢
を教示データとして登録していた。
トで、作業者が行う教示作業を自動化した例としては、
特開昭６２−１５０６３号公報、特開昭６２−４９４０
５号公報、特開昭５７−１７８６８３号公報及び特開平
３−５５１８４号公報等が知られている。これらのもの
では、加工ワーク上の少なくとも３点を距離測定し、そ
れらの距離データにより加工ポイントの位置と法線方向
とを決定し、加工ヘッドまたはツール先端の位置・姿勢
を教示データとして登録していた。
【０００４】図８は上述の公報等にて、レーザロボット
の教示を行うときの概念図である。図８において、１は
加工対象となる加工ワーク、Ｐ0 は加工すべきポイン
ト、Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 は距離センサからの情報で演算さ
れた加工ワーク１上のポイント、ベクトルＶ1 は上記３
点（Ｐ1 〜Ｐ3 ）より演算された法線ベクトルである。
の教示を行うときの概念図である。図８において、１は
加工対象となる加工ワーク、Ｐ0 は加工すべきポイン
ト、Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 は距離センサからの情報で演算さ
れた加工ワーク１上のポイント、ベクトルＶ1 は上記３
点（Ｐ1 〜Ｐ3 ）より演算された法線ベクトルである。
【０００５】次に、その動作について説明する。教示デ
ータの姿勢については、ポイントＰ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 より
法線ベクトルＶ1 を次式にて演算し、その法線ベクトル
Ｖ1 を加工ノズルまたはツール先端の姿勢に重畳するこ
とにより決定していた。
ータの姿勢については、ポイントＰ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 より
法線ベクトルＶ1 を次式にて演算し、その法線ベクトル
Ｖ1 を加工ノズルまたはツール先端の姿勢に重畳するこ
とにより決定していた。
【０００６】
【数１】
【０００７】また、教示データの位置については、特開
昭６２−１５０６３号公報等では、ポイントＰ1 ，
Ｐ2 ，Ｐ3 の加工ヘッドからのそれぞれの距離の平均を
求め、それらの距離が予め設定された距離となるように
補正し決定される。また、特開昭６２−４９４０５号公
報等ではポイントＰ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 より決定される平面
とツール先端との距離を求め、それらの距離が予め設定
された距離となるように補正し決定される。これらの動
作により、教示データとして位置・姿勢を登録してい
た。
昭６２−１５０６３号公報等では、ポイントＰ1 ，
Ｐ2 ，Ｐ3 の加工ヘッドからのそれぞれの距離の平均を
求め、それらの距離が予め設定された距離となるように
補正し決定される。また、特開昭６２−４９４０５号公
報等ではポイントＰ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 より決定される平面
とツール先端との距離を求め、それらの距離が予め設定
された距離となるように補正し決定される。これらの動
作により、教示データとして位置・姿勢を登録してい
た。
【０００８】従来の教示データの演算方法では、図８に
示す加工ワーク１上の所定の曲率を有する加工ポイント
Ｐ4 に対する位置・姿勢も、加工ワーク１が平面である
ときと同様に、距離センサから演算された周辺の３点
（Ｐ5 ，Ｐ6 ，Ｐ7 ）により設定される。即ち、加工ポ
イントＰ4 の法線ベクトルは、ポイントＰ5 ，Ｐ6 ，Ｐ
7 より決定される近似平面Ｈ1 を基準に演算される法線
ベクトルＶ2 であるため、実際の曲面に対する法線ベク
トルＶ3 ではなく、また、加工ポイントＰ4 の位置につ
いても、近似平面Ｈ1 上の位置を補正することで求めて
いた。このため、曲面上の加工ポイントＰ4 に対して
は、正確に位置・姿勢を教示することができなかった。
更に、このように、少なくとも３個の距離センサを配置
する必要からそれらの配線処理が極めて複雑であった。
示す加工ワーク１上の所定の曲率を有する加工ポイント
Ｐ4 に対する位置・姿勢も、加工ワーク１が平面である
ときと同様に、距離センサから演算された周辺の３点
（Ｐ5 ，Ｐ6 ，Ｐ7 ）により設定される。即ち、加工ポ
イントＰ4 の法線ベクトルは、ポイントＰ5 ，Ｐ6 ，Ｐ
7 より決定される近似平面Ｈ1 を基準に演算される法線
ベクトルＶ2 であるため、実際の曲面に対する法線ベク
トルＶ3 ではなく、また、加工ポイントＰ4 の位置につ
いても、近似平面Ｈ1 上の位置を補正することで求めて
いた。このため、曲面上の加工ポイントＰ4 に対して
は、正確に位置・姿勢を教示することができなかった。
更に、このように、少なくとも３個の距離センサを配置
する必要からそれらの配線処理が極めて複雑であった。
【０００９】そこで、この発明は、かかる教示の不具合
を解決するためになされたもので、レーザロボットの加
工ノズルに配置した１個のセンサにより加工ワークが平
面または曲面であっても区別することなく正確に加工ノ
ズルの位置・姿勢を自動的に決定し、教示データとして
登録するレーザロボットの自動教示装置の提供を課題と
している。
を解決するためになされたもので、レーザロボットの加
工ノズルに配置した１個のセンサにより加工ワークが平
面または曲面であっても区別することなく正確に加工ノ
ズルの位置・姿勢を自動的に決定し、教示データとして
登録するレーザロボットの自動教示装置の提供を課題と
している。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１にかかるレーザ
ロボットの自動教示装置は、任意の平面または曲面を有
する加工ワークに対してレーザ発振器から導いたレーザ
ビームを照射する加工ヘッドを任意の方向に移動自在で
あり、前記加工ワーク上の加工ポイントに対向した前記
加工ヘッドに取付けた１個の非接触式の距離センサと、
前記距離センサからのアナログデータをディジタルデー
タに変化する検出データ変換手段と、前記ディジタルデ
ータに基づいて前記加工ヘッド先端と前記加工ワークと
の距離を演算する距離演算手段と、前記距離と予め設定
された適正な加工に必要な距離との差分を演算する残距
離演算手段と、前記差分だけ加工ノズルを前記加工ワー
クに近づける移動指令を演算する加工ノズル方向演算手
段と、前記移動指令に基づいて前記レーザロボットのサ
ーボモータを駆動する駆動手段と、前記移動指令に基づ
く距離に前記加工ヘッドが到達されたのち、前記加工ヘ
ッドを予め設定された制御点で回転移動させ、形状デー
タ群を演算する形状サンプリング手段と、前記形状デー
タ群が平面か曲面かを判定する平面曲面判定手段と、平
面と判定された場合には、前記形状データ群から代表的
な５点を選択し、前記加工ワークに対する法線ベクトル
群を演算する法線ベクトル群演算手段と、前記法線ベク
トル群の平均ベクトルを演算し、前記加工ポイントの法
線ベクトルとする法線ベクトル平均化演算手段と、曲面
と判定された場合には、前記形状データ群と前記加工ポ
イントとから接線を演算する接線演算手段と、前記接線
より前記加工ポイントの法線ベクトルを演算する法線ベ
クトル演算手段と、前記駆動手段で設定された距離と一
致した位置を前記加工ポイントにおける前記レーザロボ
ットの位置とし、前記形状データ群が平面か曲面かに応
じて演算された前記法線ベクトルを前記加工ポイントに
おける前記レーザロボットの姿勢として登録する位置・
姿勢登録手段とを具備するものである。
ロボットの自動教示装置は、任意の平面または曲面を有
する加工ワークに対してレーザ発振器から導いたレーザ
ビームを照射する加工ヘッドを任意の方向に移動自在で
あり、前記加工ワーク上の加工ポイントに対向した前記
加工ヘッドに取付けた１個の非接触式の距離センサと、
前記距離センサからのアナログデータをディジタルデー
タに変化する検出データ変換手段と、前記ディジタルデ
ータに基づいて前記加工ヘッド先端と前記加工ワークと
の距離を演算する距離演算手段と、前記距離と予め設定
された適正な加工に必要な距離との差分を演算する残距
離演算手段と、前記差分だけ加工ノズルを前記加工ワー
クに近づける移動指令を演算する加工ノズル方向演算手
段と、前記移動指令に基づいて前記レーザロボットのサ
ーボモータを駆動する駆動手段と、前記移動指令に基づ
く距離に前記加工ヘッドが到達されたのち、前記加工ヘ
ッドを予め設定された制御点で回転移動させ、形状デー
タ群を演算する形状サンプリング手段と、前記形状デー
タ群が平面か曲面かを判定する平面曲面判定手段と、平
面と判定された場合には、前記形状データ群から代表的
な５点を選択し、前記加工ワークに対する法線ベクトル
群を演算する法線ベクトル群演算手段と、前記法線ベク
トル群の平均ベクトルを演算し、前記加工ポイントの法
線ベクトルとする法線ベクトル平均化演算手段と、曲面
と判定された場合には、前記形状データ群と前記加工ポ
イントとから接線を演算する接線演算手段と、前記接線
より前記加工ポイントの法線ベクトルを演算する法線ベ
クトル演算手段と、前記駆動手段で設定された距離と一
致した位置を前記加工ポイントにおける前記レーザロボ
ットの位置とし、前記形状データ群が平面か曲面かに応
じて演算された前記法線ベクトルを前記加工ポイントに
おける前記レーザロボットの姿勢として登録する位置・
姿勢登録手段とを具備するものである。
【００１１】また、請求項２にかかるレーザロボットの
自動教示装置は、請求項１の前記形状サンプリング手段
は、前記加工ヘッドをレーザロボット座標系の指定され
た座標軸に沿って予め設定された幅で平行移動させ、形
状データ群を演算するものである。
自動教示装置は、請求項１の前記形状サンプリング手段
は、前記加工ヘッドをレーザロボット座標系の指定され
た座標軸に沿って予め設定された幅で平行移動させ、形
状データ群を演算するものである。
【００１２】また、請求項３にかかるレーザロボットの
自動教示装置は、請求項１の前記距離センサを接触式と
し、前記形状サンプリング手段は、前記距離センサを取
付けた前記加工ヘッドをレーザロボット座標系の指定さ
れた座標軸に沿って予め設定された幅の平行移動と予め
設定された距離の加工ノズル方向への移動との組合わせ
で移動させ、形状データ群を演算するものである。
自動教示装置は、請求項１の前記距離センサを接触式と
し、前記形状サンプリング手段は、前記距離センサを取
付けた前記加工ヘッドをレーザロボット座標系の指定さ
れた座標軸に沿って予め設定された幅の平行移動と予め
設定された距離の加工ノズル方向への移動との組合わせ
で移動させ、形状データ群を演算するものである。
【００１３】
【作用】請求項１においては、サンプリングしたデータ
群より、曲面か平面かを判定することができるので、加
工ワークのあらゆる加工面に対して、教示データである
位置・姿勢を正確に登録することができる。また、加工
ノズルに配置したただ１個の非接触式の距離センサのた
め配線処理を大幅に簡素化することができる。
群より、曲面か平面かを判定することができるので、加
工ワークのあらゆる加工面に対して、教示データである
位置・姿勢を正確に登録することができる。また、加工
ノズルに配置したただ１個の非接触式の距離センサのた
め配線処理を大幅に簡素化することができる。
【００１４】請求項２の形状サンプリング手段は、請求
項１の作用に加えて、サンプリングできないような小さ
な曲率を持った加工ワークに対しても、教示データであ
る位置・姿勢を正確に登録することができる。
項１の作用に加えて、サンプリングできないような小さ
な曲率を持った加工ワークに対しても、教示データであ
る位置・姿勢を正確に登録することができる。
【００１５】請求項３の形状サンプリング手段は、請求
項１の作用に加えて、ただ１個の接触式の距離センサを
加工ノズルに配置したため、非接触式の距離センサで
は、形状サンプリングができない材質である例えば、木
材等の加工ワークに対しても、教示データである位置・
姿勢を正確に登録することができる。
項１の作用に加えて、ただ１個の接触式の距離センサを
加工ノズルに配置したため、非接触式の距離センサで
は、形状サンプリングができない材質である例えば、木
材等の加工ワークに対しても、教示データである位置・
姿勢を正確に登録することができる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。 〈実施例１〉 図１は本発明の第一実施例にかかるレーザロボットの自
動教示装置の全体構成を示すブロック図、図２は本発明
の第一実施例にかかるレーザロボットの自動教示装置に
おけるレーザロボット座標系と加工ノズル座標系との関
係を示す説明図である。なお、本実施例は請求項１の実
施例に対応するものである。図１において、１は加工ワ
ーク、２は検出データ変換手段、３は距離演算手段、４
は残距離演算手段、５は加工ノズル方向演算手段、６は
駆動手段、７は形状サンプリング手段、８は平面曲面判
定手段、９は法線ベクトル群演算手段、１０は法線ベク
トル平均化演算手段、１１は接線演算手段、１２は法線
ベクトル演算手段、１３は位置・姿勢登録手段、１４は
レーザロボット、１５はレーザロボット１４の先端に取
付けた加工ノズル、１６はレーザビームに重畳されてい
る可視光、１７は加工ノズル１５に取付けた静電容量型
センサ等の非接触式の距離センサである。
明する。 〈実施例１〉 図１は本発明の第一実施例にかかるレーザロボットの自
動教示装置の全体構成を示すブロック図、図２は本発明
の第一実施例にかかるレーザロボットの自動教示装置に
おけるレーザロボット座標系と加工ノズル座標系との関
係を示す説明図である。なお、本実施例は請求項１の実
施例に対応するものである。図１において、１は加工ワ
ーク、２は検出データ変換手段、３は距離演算手段、４
は残距離演算手段、５は加工ノズル方向演算手段、６は
駆動手段、７は形状サンプリング手段、８は平面曲面判
定手段、９は法線ベクトル群演算手段、１０は法線ベク
トル平均化演算手段、１１は接線演算手段、１２は法線
ベクトル演算手段、１３は位置・姿勢登録手段、１４は
レーザロボット、１５はレーザロボット１４の先端に取
付けた加工ノズル、１６はレーザビームに重畳されてい
る可視光、１７は加工ノズル１５に取付けた静電容量型
センサ等の非接触式の距離センサである。
【００１７】次に、その動作について説明する。まず、
図示しない教示ペンダント（コントローラ）でレーザロ
ボット１４の各関節軸を操作して、加工ワーク１上の加
工ポイントに対して、加工ノズル１５の位置・姿勢を概
略設定する。このとき、加工ノズル１５の先端から投光
されている可視光１６を加工ポイントに合わせる。次
に、教示ペンダント上に設けた自動教示開始釦を押し、
教示動作を開始させる。
図示しない教示ペンダント（コントローラ）でレーザロ
ボット１４の各関節軸を操作して、加工ワーク１上の加
工ポイントに対して、加工ノズル１５の位置・姿勢を概
略設定する。このとき、加工ノズル１５の先端から投光
されている可視光１６を加工ポイントに合わせる。次
に、教示ペンダント上に設けた自動教示開始釦を押し、
教示動作を開始させる。
【００１８】検出データ変換手段２では、レーザロボッ
ト１４の加工ノズル１５の先端に取付けられた距離セン
サ１７で検出されたアナログデータ出力がディジタルデ
ータに変換される。次の距離演算手段３では、検出デー
タ変換手段２からの変換されたディジタルデータに基づ
いて、距離センサ１７の種類に応じて、図２に示す加工
ノズル１５先端と加工ワーク１との間の距離ｌが演算さ
れる。
ト１４の加工ノズル１５の先端に取付けられた距離セン
サ１７で検出されたアナログデータ出力がディジタルデ
ータに変換される。次の距離演算手段３では、検出デー
タ変換手段２からの変換されたディジタルデータに基づ
いて、距離センサ１７の種類に応じて、図２に示す加工
ノズル１５先端と加工ワーク１との間の距離ｌが演算さ
れる。
【００１９】次に、残距離演算手段４では、演算された
距離ｌと予め設定された適正な加工を実現するための距
離Ｌとの差分が演算され、次式の残距離Δｄとして出力
される。 Δｄ＝ｌ−Ｌ ・・・（２）
距離ｌと予め設定された適正な加工を実現するための距
離Ｌとの差分が演算され、次式の残距離Δｄとして出力
される。 Δｄ＝ｌ−Ｌ ・・・（２）
【００２０】次の加工ノズル方向演算手段５では、式
（２）で演算された残距離Δｄに基づいて、加工ノズル
１５の軸方向への移動指令が演算される。即ち、加工ノ
ズル１５を図２に示す加工ノズル座標系１８のＹN 軸方
向（加工ノズル１５の軸方向）へ残距離Δｄだけ移動さ
せるため、各関節軸の移動量毎に分解され、移動指令と
して出力される。この変換は、通常、次に示す同次変換
行列を用いて行われる。加工ワーク１から距離ｌに位置
する同次変換行列Π0 は、次式のようになる。
（２）で演算された残距離Δｄに基づいて、加工ノズル
１５の軸方向への移動指令が演算される。即ち、加工ノ
ズル１５を図２に示す加工ノズル座標系１８のＹN 軸方
向（加工ノズル１５の軸方向）へ残距離Δｄだけ移動さ
せるため、各関節軸の移動量毎に分解され、移動指令と
して出力される。この変換は、通常、次に示す同次変換
行列を用いて行われる。加工ワーク１から距離ｌに位置
する同次変換行列Π0 は、次式のようになる。
【００２１】
【数２】
【００２２】ベクトルＲ0 ＝（ベクトルＸN ベクトル
ＹN ベクトルＺN ） ここで、ベクトルＸN は加工ノズル座標系１８のＸN 軸
のレーザロボット座標系１９に対する方向余弦、ベクト
ルＹN は加工ノズル座標系１８のＹN 軸のレーザロボッ
ト座標系１９に対する方向余弦（加工ノズル１５の姿勢
を示す）、ベクトルＺN は加工ノズル座標系１８のＺN
軸のレーザロボット座標系１９に対する方向余弦であ
る。 ベクトルＰ0 ＝（Ｘ0 ，Ｙ0 ，Ｚ0 ）t このベクトルＰ0 は、加工ノズル座標系１８の原点ＯN
のレーザロボット座標系１９に対する位置、つまり、加
工ノズル１５の先端位置を示す。すると、求める加工ポ
イントの同次変換行列Π1 は、次式のようになる。
ＹN ベクトルＺN ） ここで、ベクトルＸN は加工ノズル座標系１８のＸN 軸
のレーザロボット座標系１９に対する方向余弦、ベクト
ルＹN は加工ノズル座標系１８のＹN 軸のレーザロボッ
ト座標系１９に対する方向余弦（加工ノズル１５の姿勢
を示す）、ベクトルＺN は加工ノズル座標系１８のＺN
軸のレーザロボット座標系１９に対する方向余弦であ
る。 ベクトルＰ0 ＝（Ｘ0 ，Ｙ0 ，Ｚ0 ）t このベクトルＰ0 は、加工ノズル座標系１８の原点ＯN
のレーザロボット座標系１９に対する位置、つまり、加
工ノズル１５の先端位置を示す。すると、求める加工ポ
イントの同次変換行列Π1 は、次式のようになる。
【００２３】
【数３】
【００２４】この同次変換行列Π0 ，Π1 よりレーザロ
ボット１４の各軸の移動量に分解され、移動指令として
出力されるのである。
ボット１４の各軸の移動量に分解され、移動指令として
出力されるのである。
【００２５】そして、駆動手段６では、加工ノズル１５
と加工ワーク１の距離が予め設定された距離Ｌとなるよ
う式（４）に基づいて出力された移動指令に基づきレー
ザロボット１４の各軸のサーボモータが駆動される。
と加工ワーク１の距離が予め設定された距離Ｌとなるよ
う式（４）に基づいて出力された移動指令に基づきレー
ザロボット１４の各軸のサーボモータが駆動される。
【００２６】駆動手段６からの移動指令でレーザロボッ
ト１４の各軸のサーボモータが駆動され、残距離演算手
段４で残距離Δｄ＝０となり、加工ノズル１５先端と加
工ワーク１との間の距離ｌが予め設定された距離Ｌに等
しくなると、形状サンプリング手段７以降の処理に移
る。形状サンプリング手段７では、加工ワーク１の形状
をサンプリングするため、図３に示すように、予め設定
された制御点ＯC を回転中心として加工ノズル１５を回
転移動させ、まず最初に選択したＡ方向にサンプリング
移動を行い、Ａ方向の形状データ群２０として格納し、
続いてＡ方向と直交するＢ方向にサンプリング移動を行
い、Ｂ方向の形状データ群２１として格納する。図４に
示すように、加工ノズル１５の制御点ＯC への制御点の
移動は、先に演算した式（４）の同次変換行列Π1 の加
工ノズル長をＮ0 からＮ1 に変更し、新たに同次変換行
列Π2を演算することにより、容易に実現できる。
ト１４の各軸のサーボモータが駆動され、残距離演算手
段４で残距離Δｄ＝０となり、加工ノズル１５先端と加
工ワーク１との間の距離ｌが予め設定された距離Ｌに等
しくなると、形状サンプリング手段７以降の処理に移
る。形状サンプリング手段７では、加工ワーク１の形状
をサンプリングするため、図３に示すように、予め設定
された制御点ＯC を回転中心として加工ノズル１５を回
転移動させ、まず最初に選択したＡ方向にサンプリング
移動を行い、Ａ方向の形状データ群２０として格納し、
続いてＡ方向と直交するＢ方向にサンプリング移動を行
い、Ｂ方向の形状データ群２１として格納する。図４に
示すように、加工ノズル１５の制御点ＯC への制御点の
移動は、先に演算した式（４）の同次変換行列Π1 の加
工ノズル長をＮ0 からＮ1 に変更し、新たに同次変換行
列Π2を演算することにより、容易に実現できる。
【００２７】
【数４】
【００２８】また、回転移動のための中心軸の選択は、
加工ノズル１５の姿勢とレーザロボット座標系１９との
各座標軸の内積より行う。 選択座標軸≡ＭＩＮ（ベクトルＹN ・ベクトルＸR ，ベクトルＹN ・ベクトル ＹR ，ベクトルＹN ・ベクトルＺR ） ・・・（６） （ＸR 軸かＹR 軸かＺR 軸か選択する。）したがって、
図３に示す加工ノズル１５のＡ方向サンプリング開始点
１５ａ及びＡ方向サンプリング終了点１５ｂの同次変換
行列Π3 ，Π4 は、選択した回転中心軸を、例えば、Ｘ
R 軸、予め設定した回転角度をθP とすると、式（５）
より次式のようになる。
加工ノズル１５の姿勢とレーザロボット座標系１９との
各座標軸の内積より行う。 選択座標軸≡ＭＩＮ（ベクトルＹN ・ベクトルＸR ，ベクトルＹN ・ベクトル ＹR ，ベクトルＹN ・ベクトルＺR ） ・・・（６） （ＸR 軸かＹR 軸かＺR 軸か選択する。）したがって、
図３に示す加工ノズル１５のＡ方向サンプリング開始点
１５ａ及びＡ方向サンプリング終了点１５ｂの同次変換
行列Π3 ，Π4 は、選択した回転中心軸を、例えば、Ｘ
R 軸、予め設定した回転角度をθP とすると、式（５）
より次式のようになる。
【００２９】
【数５】
【数６】
【００３０】式（７）及び式（８）の結果、それぞれレ
ーザロボット１４の各関節軸を駆動し、図３に示す加工
ノズル１５のＡ方向サンプリング開始点１５ａからＡ方
向サンプリング終了点１５ｂまでのサンプリング動作を
実施する。
ーザロボット１４の各関節軸を駆動し、図３に示す加工
ノズル１５のＡ方向サンプリング開始点１５ａからＡ方
向サンプリング終了点１５ｂまでのサンプリング動作を
実施する。
【００３１】予め設定された時間間隔でサンプリングさ
れるデータは、直ちに、加工ノズル１５と加工ワーク１
との間の距離に変換され、加工ノズル１５の制御点ＯC
に基づいて、加工ワーク１の形状データ群として演算さ
れ、図示しない補助記憶装置に格納される。例えば、図
３に示すＡ方向サンプリング開始点１５ａでサンプリン
グした距離をｈとすると、レーザロボット座標系１９で
の形状データＳA0は、次式のようになる。
れるデータは、直ちに、加工ノズル１５と加工ワーク１
との間の距離に変換され、加工ノズル１５の制御点ＯC
に基づいて、加工ワーク１の形状データ群として演算さ
れ、図示しない補助記憶装置に格納される。例えば、図
３に示すＡ方向サンプリング開始点１５ａでサンプリン
グした距離をｈとすると、レーザロボット座標系１９で
の形状データＳA0は、次式のようになる。
【００３２】
【数７】
【００３３】同様な処理により、Ａ方向のデータ群をＳ
A0〜ＳAnとして格納する。Ｂ方向についても、式（６）
で２番目に小さい回転中心軸を選択し、同様な処理を行
い、Ｂ方向サンプリングデータ群ＳB0〜ＳBnとして格納
する。
A0〜ＳAnとして格納する。Ｂ方向についても、式（６）
で２番目に小さい回転中心軸を選択し、同様な処理を行
い、Ｂ方向サンプリングデータ群ＳB0〜ＳBnとして格納
する。
【００３４】次の平面曲面判定手段８では、Ａ方向、Ｂ
方向それぞれのデータ群について、サンプリング開始点
と終了点を結ぶ直線に対して、各サンプリングデータか
ら垂線を下ろし、その垂線の長さの最大値が、経験によ
って予め設定された判定基準εより大きい場合は曲面、
小さい場合は平面として判定する。即ち、図５に示すよ
うに、Ａ方向サンプリング開始点から終了点までＳA0，
ＳA1，…，ＳAnとすると、Ａ方向の垂線長さ最大値は、
次式のようになる。
方向それぞれのデータ群について、サンプリング開始点
と終了点を結ぶ直線に対して、各サンプリングデータか
ら垂線を下ろし、その垂線の長さの最大値が、経験によ
って予め設定された判定基準εより大きい場合は曲面、
小さい場合は平面として判定する。即ち、図５に示すよ
うに、Ａ方向サンプリング開始点から終了点までＳA0，
ＳA1，…，ＳAnとすると、Ａ方向の垂線長さ最大値は、
次式のようになる。
【００３５】
【数８】
【００３６】Ｂ方向についても同様に処理し、Ａ／Ｂ両
方向合わせた垂線長さ最大値と判定基準εとを比較す
る。
方向合わせた垂線長さ最大値と判定基準εとを比較す
る。
【００３７】平面曲面判定手段８で平面と判定された場
合には、法線ベクトル群演算手段９にて、Ａ／Ｂ両方向
からの代表点４点ＳA0，ＳAn，ＳB0，ＳBnと更に、式
（４）の求める加工ポイントの同次変換行列Π1 の位置
データとしてのベクトルＰ1 とを合わせて合計５点のデ
ータより、法線ベクトル群が演算される。例えば、５点
よりＳA0，ＳAn，ＳB0の３点を選択した場合、法線ベク
トルｎ1 は次式のようになる。 ベクトルｎ1 ＝ベクトルＳAnＳA0×ベクトルＳB0ＳA0 ・・・（１１） 式（１１）の処理を５点より３点を選択する組合わせ 5
Ｃ3 ＝１０回行って１０本の法線ベクトル群ベクトルｎ
1 〜ベクトルｎ10を演算する。
合には、法線ベクトル群演算手段９にて、Ａ／Ｂ両方向
からの代表点４点ＳA0，ＳAn，ＳB0，ＳBnと更に、式
（４）の求める加工ポイントの同次変換行列Π1 の位置
データとしてのベクトルＰ1 とを合わせて合計５点のデ
ータより、法線ベクトル群が演算される。例えば、５点
よりＳA0，ＳAn，ＳB0の３点を選択した場合、法線ベク
トルｎ1 は次式のようになる。 ベクトルｎ1 ＝ベクトルＳAnＳA0×ベクトルＳB0ＳA0 ・・・（１１） 式（１１）の処理を５点より３点を選択する組合わせ 5
Ｃ3 ＝１０回行って１０本の法線ベクトル群ベクトルｎ
1 〜ベクトルｎ10を演算する。
【００３８】次の法線ベクトル平均化演算手段１０で
は、法線ベクトル群のベクトルｎ1 〜ベクトルｎ10の平
均ベクトルｎ0 を次式により演算し、平面における加工
ポイントの法線ベクトルとする。
は、法線ベクトル群のベクトルｎ1 〜ベクトルｎ10の平
均ベクトルｎ0 を次式により演算し、平面における加工
ポイントの法線ベクトルとする。
【００３９】
【数９】
【００４０】一方、平面曲面判定手段８で曲面と判定さ
れた場合には、接線演算手段１１で、式（４）で示す加
工ポイントのベクトルＰ1 が、形状サンプリング手段７
でサンプリングした形状データ群のどのデータ間に存在
するかをＡ／Ｂ両方向でそれぞれ求め、２点のデータよ
り接線ベクトルをそれぞれ演算する。例えば、Ａ方向の
データ群が図５に示すように、ＸR 軸を中心軸としてサ
ンプリングされた場合、サンプリングデータ群のＸR 成
分は全て同じ値が入る。したがって、図５では、加工ポ
イントの位置のベクトルＰ1 のＹR 成分が、Ａ方向デー
タ群のどこのデータで囲まれるかを求めれば良い。ここ
では、ＳA8，ＳA9が求められたとすると、接線ベクトル
ｔ1 を次式のように演算する。 ベクトルｔ1 ＝ベクトルＳA8ＳA9＝（０，ｍ1 ，ｎ1 ） ・・・（１３） また、Ｂ方向についても、同様な処理により、接線ベク
トルｔ2 を演算する。 ベクトルｔ2 ＝（ｌ2 ，０，ｎ2 ） ・・・（１４）
れた場合には、接線演算手段１１で、式（４）で示す加
工ポイントのベクトルＰ1 が、形状サンプリング手段７
でサンプリングした形状データ群のどのデータ間に存在
するかをＡ／Ｂ両方向でそれぞれ求め、２点のデータよ
り接線ベクトルをそれぞれ演算する。例えば、Ａ方向の
データ群が図５に示すように、ＸR 軸を中心軸としてサ
ンプリングされた場合、サンプリングデータ群のＸR 成
分は全て同じ値が入る。したがって、図５では、加工ポ
イントの位置のベクトルＰ1 のＹR 成分が、Ａ方向デー
タ群のどこのデータで囲まれるかを求めれば良い。ここ
では、ＳA8，ＳA9が求められたとすると、接線ベクトル
ｔ1 を次式のように演算する。 ベクトルｔ1 ＝ベクトルＳA8ＳA9＝（０，ｍ1 ，ｎ1 ） ・・・（１３） また、Ｂ方向についても、同様な処理により、接線ベク
トルｔ2 を演算する。 ベクトルｔ2 ＝（ｌ2 ，０，ｎ2 ） ・・・（１４）
【００４１】次の法線ベクトル演算手段１２では、接線
ベクトルのベクトルｔ1 ，ベクトルｔ2 より、それぞれ
の法線ベクトルのベクトルｎ1 ，ベクトルｎ2 を求め、
平均化し、最終的に曲面に対する正確な法線ベクトルの
ベクトルｎ0 を演算する。即ち、式（１３）及び式（１
４）より次式のようになる。 ベクトルｎ1 ＝（０，ｎ1 ，−ｍ1 ） ・・・（１５） ベクトルｎ2 ＝（ｎ2 ，０，−ｌ2 ） ・・・（１６） したがって、加工ポイントの法線ベクトルｎ0 は次式の
ようになる。
ベクトルのベクトルｔ1 ，ベクトルｔ2 より、それぞれ
の法線ベクトルのベクトルｎ1 ，ベクトルｎ2 を求め、
平均化し、最終的に曲面に対する正確な法線ベクトルの
ベクトルｎ0 を演算する。即ち、式（１３）及び式（１
４）より次式のようになる。 ベクトルｎ1 ＝（０，ｎ1 ，−ｍ1 ） ・・・（１５） ベクトルｎ2 ＝（ｎ2 ，０，−ｌ2 ） ・・・（１６） したがって、加工ポイントの法線ベクトルｎ0 は次式の
ようになる。
【００４２】
【数１０】
【００４３】法線ベクトル平均化演算手段１０または法
線ベクトル演算手段１２における処理ののち、位置・姿
勢登録手段１３で、式（４）の加工ポイントの位置ベク
トルＰ1 と、平面曲面に応じて正確に演算された式（１
２）または式（１７）の法線ベクトルｎ0 を、それぞれ
教示データの位置・姿勢として自動的に登録する。
線ベクトル演算手段１２における処理ののち、位置・姿
勢登録手段１３で、式（４）の加工ポイントの位置ベク
トルＰ1 と、平面曲面に応じて正確に演算された式（１
２）または式（１７）の法線ベクトルｎ0 を、それぞれ
教示データの位置・姿勢として自動的に登録する。
【００４４】このように、本実施例にかかるレーザロボ
ットの自動教示装置によれば、加工ワーク１が平面また
は曲面であってもレーザロボット１４の加工ノズル１５
を概略位置決めするだけで、レーザ加工にとって重要な
条件である加工ワークの法線ベクトルに沿った教示が極
めて正確、且つ簡単に実現できる。
ットの自動教示装置によれば、加工ワーク１が平面また
は曲面であってもレーザロボット１４の加工ノズル１５
を概略位置決めするだけで、レーザ加工にとって重要な
条件である加工ワークの法線ベクトルに沿った教示が極
めて正確、且つ簡単に実現できる。
【００４５】〈実施例２〉次に、本発明の第二実施例に
かかるレーザロボットの自動教示装置について図６を参
照して説明する。なお、本実施例は請求項２の実施例に
対応し、上述の第一実施例と同様の構成または相当部分
からなるものについては同一符号及び同一記号を付して
その詳細な説明を省略する。図６に示すように、本実施
例の形状サンプリング手段７では、式（６）により選択
したレーザロボット座標系１９の座標軸に沿って、平行
移動しサンプリングを行う。例えば、式（６）の結果、
Ａ方向にＸR 軸が選択された場合、Ａ方向サンプリング
開始点１５ｃの同次変換行列をΠ5 、Ａ方向サンプリン
グ終了点１５ｄの同次変換行列をΠ6 、式（４）より加
工ポイントの同次変換行列をΠ1 、そして、予め設定し
た平行移動量をＤP とすると、次式のようになる。
かかるレーザロボットの自動教示装置について図６を参
照して説明する。なお、本実施例は請求項２の実施例に
対応し、上述の第一実施例と同様の構成または相当部分
からなるものについては同一符号及び同一記号を付して
その詳細な説明を省略する。図６に示すように、本実施
例の形状サンプリング手段７では、式（６）により選択
したレーザロボット座標系１９の座標軸に沿って、平行
移動しサンプリングを行う。例えば、式（６）の結果、
Ａ方向にＸR 軸が選択された場合、Ａ方向サンプリング
開始点１５ｃの同次変換行列をΠ5 、Ａ方向サンプリン
グ終了点１５ｄの同次変換行列をΠ6 、式（４）より加
工ポイントの同次変換行列をΠ1 、そして、予め設定し
た平行移動量をＤP とすると、次式のようになる。
【００４６】
【数１１】
【数１２】
【００４７】式（１８）及び式（１９）により、図６に
示すようなサンプリング動作を行い、刻々とサンプリン
グしたデータのうち、Ａ方向にサンプリング移動したも
のをＡ方向の形状データ群２０とし、Ａ方向と直交する
Ｂ方向にサンプリング移動したものをＢ方向の形状デー
タ群２１として、図示しない補助記憶装置に格納する。
この後の位置・姿勢の登録までの処理は、上述の第一実
施例と同じである。
示すようなサンプリング動作を行い、刻々とサンプリン
グしたデータのうち、Ａ方向にサンプリング移動したも
のをＡ方向の形状データ群２０とし、Ａ方向と直交する
Ｂ方向にサンプリング移動したものをＢ方向の形状デー
タ群２１として、図示しない補助記憶装置に格納する。
この後の位置・姿勢の登録までの処理は、上述の第一実
施例と同じである。
【００４８】このように、本実施例にかかるレーザロボ
ットの自動教示装置によれば、曲率の小さな加工ワーク
の場合でも、加工ワークの法線ベクトルに沿った教示が
極めて正確、且つ簡単に実現できる。
ットの自動教示装置によれば、曲率の小さな加工ワーク
の場合でも、加工ワークの法線ベクトルに沿った教示が
極めて正確、且つ簡単に実現できる。
【００４９】〈実施例３〉次に、本発明の第三実施例に
かかるレーザロボットの自動教示装置について図７を参
照して説明する。なお、本実施例は請求項３の実施例に
対応し、上述の第一実施例と同様の構成または相当部分
からなるものについては同一符号及び同一記号を付して
その詳細な説明を省略する。図７に示すように、本実施
例の形状サンプリング手段７では、加工ノズル１５の先
端に例えば、スタイラス式センサ等の接触式の距離セン
サ２２を取付け、式（６）により選択したレーザロボッ
ト座標系１９の座標軸に沿って、平行移動と加工ノズル
方向への移動を繰返すことによりサンプリングを行う。
例えば、式（６）の結果、Ａ方向としてＸR 軸、平行移
動量をＤP 、そして、加工ワーク１へのアプローチ高さ
をＨP 、式（４）より加工ポイントの同次変換行列をΠ
1 とすると、まず最初に加工ワーク１へアプローチする
ための加工ノズル１５のアプローチ開始点１５ｅの同次
変換行列Π7 が次式のように演算される。
かかるレーザロボットの自動教示装置について図７を参
照して説明する。なお、本実施例は請求項３の実施例に
対応し、上述の第一実施例と同様の構成または相当部分
からなるものについては同一符号及び同一記号を付して
その詳細な説明を省略する。図７に示すように、本実施
例の形状サンプリング手段７では、加工ノズル１５の先
端に例えば、スタイラス式センサ等の接触式の距離セン
サ２２を取付け、式（６）により選択したレーザロボッ
ト座標系１９の座標軸に沿って、平行移動と加工ノズル
方向への移動を繰返すことによりサンプリングを行う。
例えば、式（６）の結果、Ａ方向としてＸR 軸、平行移
動量をＤP 、そして、加工ワーク１へのアプローチ高さ
をＨP 、式（４）より加工ポイントの同次変換行列をΠ
1 とすると、まず最初に加工ワーク１へアプローチする
ための加工ノズル１５のアプローチ開始点１５ｅの同次
変換行列Π7 が次式のように演算される。
【００５０】
【数１３】
【００５１】そして、式（２０）で求められたΠ7 よ
り、加工ノズル方向へアプローチし、接触式の距離セン
サ２２から接触信号が入力された時の位置データを形状
データとする。即ち、アプローチするときの移動量を時
間に応じて変化する量としてＡ(t) とすると、アプロー
チ中の同次変換行列Π8 は次式のようになる。
り、加工ノズル方向へアプローチし、接触式の距離セン
サ２２から接触信号が入力された時の位置データを形状
データとする。即ち、アプローチするときの移動量を時
間に応じて変化する量としてＡ(t) とすると、アプロー
チ中の同次変換行列Π8 は次式のようになる。
【００５２】
【数１４】
【００５３】接触信号が入力された時、直ちに、位置デ
ータのベクトルＰ8 を形状データＳA0として、図示しな
い補助記憶装置に格納する。このように、式（２０）及
び式（２１）の平行移動と加工ノズル方向への移動を繰
返すサンプリング動作をＡ方向及びＢ方向についてそれ
ぞれ実施し、Ａ方向にサンプリング移動したものをＡ方
向の形状データ群２０とし、Ａ方向と直交するＢ方向に
サンプリング移動したものをＢ方向の形状データ群２１
として格納する。この後の位置・姿勢の登録までの処理
は、上述の第一実施例と同様である。
ータのベクトルＰ8 を形状データＳA0として、図示しな
い補助記憶装置に格納する。このように、式（２０）及
び式（２１）の平行移動と加工ノズル方向への移動を繰
返すサンプリング動作をＡ方向及びＢ方向についてそれ
ぞれ実施し、Ａ方向にサンプリング移動したものをＡ方
向の形状データ群２０とし、Ａ方向と直交するＢ方向に
サンプリング移動したものをＢ方向の形状データ群２１
として格納する。この後の位置・姿勢の登録までの処理
は、上述の第一実施例と同様である。
【００５４】このように、本実施例にかかるレーザロボ
ットの自動教示装置によれば、非接触式の距離センサが
使用できない材質の例えば、木材等の加工ワークの場合
でも、加工ワークの法線ベクトルに沿った教示が極めて
正確、且つ簡単に実現できる。
ットの自動教示装置によれば、非接触式の距離センサが
使用できない材質の例えば、木材等の加工ワークの場合
でも、加工ワークの法線ベクトルに沿った教示が極めて
正確、且つ簡単に実現できる。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１のレーザ
ロボットの自動教示装置は、レーザロボットの概略位置
決め後、残距離演算手段と加工ノズル方向演算手段とに
より、加工ポイントに対するレーザロボットの加工ノズ
ルの位置を正確に決めたのち、形状サンプリング手段と
平面曲面判定手段と平面また曲面に応じた法線ベクトル
の演算手段を具備しており、加工ポイントに対する教示
データが極めて正確、且つ簡単に登録することができ
る。
ロボットの自動教示装置は、レーザロボットの概略位置
決め後、残距離演算手段と加工ノズル方向演算手段とに
より、加工ポイントに対するレーザロボットの加工ノズ
ルの位置を正確に決めたのち、形状サンプリング手段と
平面曲面判定手段と平面また曲面に応じた法線ベクトル
の演算手段を具備しており、加工ポイントに対する教示
データが極めて正確、且つ簡単に登録することができ
る。
【００５６】請求項２のレーザロボットの自動教示装置
は、請求項１の効果に加えて、形状サンプリング手段
は、更に、レーザロボット座標系に沿って平行移動によ
るサンプリングにより曲率が小さな加工ワークに対して
も加工ポイントに対する教示データが極めて正確、且つ
簡単に登録することができる。
は、請求項１の効果に加えて、形状サンプリング手段
は、更に、レーザロボット座標系に沿って平行移動によ
るサンプリングにより曲率が小さな加工ワークに対して
も加工ポイントに対する教示データが極めて正確、且つ
簡単に登録することができる。
【００５７】請求項３のレーザロボットの自動教示装置
は、請求項１の効果に加えて、形状サンプリング手段
は、更に、接触式の距離センサを用いレーザロボット座
標系に沿った平行移動と加工ノズル方向への移動の組合
わせ移動によるサンプリングにより、非接触式の距離セ
ンサでは形状サンプリングができない材質からなる加工
ワークに対しても教示データが極めて正確、且つ簡単に
登録することができる。
は、請求項１の効果に加えて、形状サンプリング手段
は、更に、接触式の距離センサを用いレーザロボット座
標系に沿った平行移動と加工ノズル方向への移動の組合
わせ移動によるサンプリングにより、非接触式の距離セ
ンサでは形状サンプリングができない材質からなる加工
ワークに対しても教示データが極めて正確、且つ簡単に
登録することができる。
【図１】図１は本発明の第一実施例にかかるレーザロボ
ットの自動教示装置の全体構成を示すブロック図であ
る。
ットの自動教示装置の全体構成を示すブロック図であ
る。
【図２】図２は本発明の第一実施例にかかるレーザロボ
ットの自動教示装置におけるレーザロボット座標系と加
工ノズル座標系との関係を示す説明図である。
ットの自動教示装置におけるレーザロボット座標系と加
工ノズル座標系との関係を示す説明図である。
【図３】図３は本発明の第一実施例にかかるレーザロボ
ットの自動教示装置における加工ノズルの動作を示す説
明図である。
ットの自動教示装置における加工ノズルの動作を示す説
明図である。
【図４】図４は本発明の第一実施例にかかるレーザロボ
ットの自動教示装置における加工ノズルの制御点ＯC を
示す説明図である。
ットの自動教示装置における加工ノズルの制御点ＯC を
示す説明図である。
【図５】図５は本発明の第一実施例にかかるレーザロボ
ットの自動教示装置における加工ポイントの法線ベクト
ルｎ0 を示す説明図である。
ットの自動教示装置における加工ポイントの法線ベクト
ルｎ0 を示す説明図である。
【図６】図６は本発明の第二実施例にかかるレーザロボ
ットの自動教示装置における加工ノズルの動作を示す説
明図である。
ットの自動教示装置における加工ノズルの動作を示す説
明図である。
【図７】図７は本発明の第三実施例にかかるレーザロボ
ットの自動教示装置における加工ノズルの動作を示す説
明図である。
ットの自動教示装置における加工ノズルの動作を示す説
明図である。
【図８】図８は従来のレーザロボットの教示における概
念を示す説明図である。
念を示す説明図である。
１ 加工ワーク ２ 検出データ変換手段 ３ 距離演算手段 ４ 残距離演算手段 ５ 加工ノズル方向演算手段 ６ 駆動手段 ７ 形状サンプリング手段 ８ 平面曲面判定手段 ９ 法線ベクトル群演算手段 １０ 法線ベクトル平均化演算手段 １１ 接線演算手段 １２ 法線ベクトル演算手段 １３ 位置・姿勢登録手段 １４ レーザロボット １５ 加工ノズル １６ 可視光 １７ （非接触式の）距離センサ １８ 加工ノズル座標系 １９ レーザロボット座標系
Claims (3)
- 【請求項１】 任意の平面または曲面を有する加工ワー
クに対してレーザ発振器から導いたレーザビームを照射
する加工ヘッドを任意の方向に移動自在なレーザロボッ
トの自動教示装置において、 前記加工ワーク上の加工ポイントに対向した前記加工ヘ
ッドに取付けた１個の非接触式の距離センサと、 前記距離センサからのアナログデータをディジタルデー
タに変換する検出データ変換手段と、 前記検出データ変換手段からの前記ディジタルデータに
基づいて前記加工ヘッド先端と前記加工ワークとの距離
を演算する距離演算手段と、 前記距離演算手段で演算された前記距離と予め設定され
た適正な加工に必要な距離との差分を演算する残距離演
算手段と、 前記残距離演算手段で演算された前記差分だけ加工ノズ
ルを前記加工ワークに近づける移動指令を演算する加工
ノズル方向演算手段と、 前記加工ノズル方向演算手段で演算された前記移動指令
に基づいて前記レーザロボットのサーボモータを駆動す
る駆動手段と、 前記駆動手段で前記移動指令に基づく距離に前記加工ヘ
ッドが到達されたのち、前記加工ヘッドを予め設定され
た制御点で回転移動させ、形状データ群を演算する形状
サンプリング手段と、 前記形状サンプリング手段で演算された前記形状データ
群が平面か曲面かを判定する平面曲面判定手段と、 前記平面曲面判定手段で平面と判定された場合には、前
記形状サンプリング手段でサンプリングされた前記形状
データ群から代表的な５点を選択し、前記加工ワークに
対する法線ベクトル群を演算する法線ベクトル群演算手
段と、 前記法線ベクトル群演算手段で演算された前記法線ベク
トル群の平均ベクトルを演算し、前記加工ポイントの法
線ベクトルとする法線ベクトル平均化演算手段と、 前記平面曲面判定手段で曲面と判定された場合には、前
記形状サンプリング手段でサンプリングされた前記形状
データ群と前記加工ポイントとから接線を演算する接線
演算手段と、 前記接線演算手段で演算された前記接線より前記加工ポ
イントの法線ベクトルを演算する法線ベクトル演算手段
と、 前記駆動手段で設定された前記距離と一致した位置を前
記加工ポイントにおける前記レーザロボットの位置と
し、前記形状データ群が平面か曲面かに応じて演算され
た前記法線ベクトルを前記加工ポイントにおける前記レ
ーザロボットの姿勢として登録する位置・姿勢登録手段
とを具備することを特徴とするレーザロボットの自動教
示装置。 - 【請求項２】 前記形状サンプリング手段は、前記加工
ヘッドをレーザロボット座標系の指定された座標軸に沿
って予め設定された幅で平行移動させ、形状データ群を
演算することを特徴とする請求項１に記載のレーザロボ
ットの自動教示装置。 - 【請求項３】 前記距離センサを接触式とし、前記形状
サンプリング手段は、前記距離センサを取付けた前記加
工ヘッドをレーザロボット座標系の指定された座標軸に
沿って予め設定された幅の平行移動と予め設定された距
離の加工ノズル方向への移動との組合わせで移動させ、
形状データ群を演算することを特徴とする請求項１に記
載のレーザロボットの自動教示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5223413A JP2787891B2 (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | レーザロボットの自動教示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5223413A JP2787891B2 (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | レーザロボットの自動教示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0775982A JPH0775982A (ja) | 1995-03-20 |
| JP2787891B2 true JP2787891B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=16797760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5223413A Expired - Lifetime JP2787891B2 (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | レーザロボットの自動教示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2787891B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JPH09164494A (ja) * | 1995-12-13 | 1997-06-24 | Amada Co Ltd | 三次元レーザ加工機におけるならい軸制御方法及びその装置 |
| JPH11197866A (ja) * | 1998-01-16 | 1999-07-27 | Fuji Electric Co Ltd | レーザ加工装置およびワークのレーザ切断方法 |
| JP6661925B2 (ja) * | 2015-09-07 | 2020-03-11 | セイコーエプソン株式会社 | 制御装置、ロボットおよびロボットシステム |
| JP6821934B2 (ja) * | 2016-03-30 | 2021-01-27 | 株式会社Ihi | ロボットシステム及びロボットの制御方法 |
| CN105783722B (zh) * | 2016-04-12 | 2018-04-06 | 南京航空航天大学 | 一种基于四面体构型的距离传感器法矢测量方法 |
| JP6588380B2 (ja) * | 2016-04-21 | 2019-10-09 | ファナック株式会社 | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
| JP6755196B2 (ja) * | 2017-01-18 | 2020-09-16 | 倉敷紡績株式会社 | ロボット教示装置およびロボットの教示方法 |
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-
1993
- 1993-09-08 JP JP5223413A patent/JP2787891B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0775982A (ja) | 1995-03-20 |
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