JPH10283010A - ワイヤーフレームｃａｄモデル用板材認識方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイヤーフレームＣＡＤモデルから板材を認
識させることにある。 【解決手段】 スポット溶接ロボットの動作を教示する
ために、そのロボットの動作プログラムを作成するコン
ピュータにワイヤーフレームＣＡＤモデルから作業対象
データを認識させるに際し、上記ＣＡＤモデルに設定さ
れた対象打点の位置データおよびその対象打点での面直
方向を示す面直方向データを含む対象打点データに基づ
き、その対象打点を通ってそこでの面直方向と直交する
仮想平面上のその対象打点の周囲の所定調査範囲内を環
状に走査するように球状の打点モデルを移動させて、上
記ＣＡＤモデルの仮想折れ線または端末線とその打点モ
デルとの干渉を調べ、干渉が生じた仮想折れ線または端
末線に対応する板材を、その対象打点に関する溶接作業
対象データとして認識させるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ロボット等のコ
ンピュータ制御の自動機械の動作をＣＡＤ（コンピュー
タ支援設計）モデルを用いて教示（ティーチング）する
ために、その動作プログラムを作成するコンピュータに
ワイヤーフレームＣＡＤモデルから板材を自動的に認識
させる方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＣＡＤモデルを用いて行うオフラインテ
ィーチングにおいては、そのティーチングにより動作プ
ログラムを作成するコンピュータが出力すべき情報とし
て、昨今ではロボットの挙動情報のみならず、そのロボ
ットが持つ溶接ガン等のツールの挙動や、溶接条件等の
ツールの作業条件までが必要とされている。

【０００３】これがため上記動作プログラムを作成する
コンピュータは、各目標ティーチング点での作業条件を
設定する機能を有し、その作業条件設定機能を選択する
と、その目標ティーチング点でのその作業の対象となる
ＣＡＤモデルのデータを作業対象データとして認識した
上で、条件テーブルから該当作業条件を検索して設定し
たり所定の計算式により作業条件を逐次算出して設定し
たりするロジックを実施している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ある目標テ
ィーチング点に関し板材を作業対象データとして認識さ
せる作業は、面有りの（すなわち面を表すデータを持
つ）サーフェスＣＡＤモデルを扱う場合には、例えば特
開平7-230313号公報記載の方法のようにツールとその板
材の面データとの干渉チェックを実施することで可能で
ある。しかしながら面有りのＣＡＤモデルはデータ量が
膨大なものになるためコンピュータの応答性を低下させ
るので、一般には、板材の曲げ加工部分に沿って板材の
輪郭を近似的に示す仮想折れ線および板材の輪郭を直接
に示す端末線（トリム線）のみで構成される面無しのワ
イヤーフレームＣＡＤモデルを用いてティーチングを行
う場合が多く、かかるワイヤーフレームＣＡＤモデル
の、それらの線上にない目標ティーチング点に関して
は、その目標ティーチング点のみでの静的干渉チェック
では板材の認識は不可能であった。

【０００５】これがため、オフラインティーチングの際
に動作プログラムを作成するコンピュータの作業条件設
定機能として例えば溶接条件算出機能を用いる場合に、
従来は、目標ティーチング点としての各打点のデータに
その打点での板材の組み合わせ（板組）の情報を付加す
るステップにおいて、各打点毎にその打点の対象となる
板組を構成する全ての板材について表面処理（防錆処理
の有無等）や板厚等の板材データをそのＣＡＤモデルか
ら呼び出して付加していた。しかしながら、かかる板材
データの付加作業は板組が同様な連続打点の場合でも毎
打点で繰り返す必要があり、例えば自動車車体の組み立
ての際のボディメインのスポット溶接増し打ち作業で
は、スポット溶接打点数が 800点前後にも上って、その
打点毎の板材データの付加作業に多くの工数を費やす必
要があるという不都合があった。

【０００６】しかして本願発明者は上記の点につき研究
を進めるうちに、溶接フランジ面としては図７に示すよ
うにフランジ長手方向に曲がる二次曲面は存在しても、
図８に示すようにフランジ幅方向に曲がる二次曲面や三
次曲面は稀であるということを見出した。この発明は上
述の点に鑑みて、目標ティーチング点が溶接フランジ面
のような比較的平坦で幅狭な板材上に設定されている場
合について前記課題を有利に解決した板材認識方法を提
供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】こ
の発明のワイヤーフレームＣＡＤモデル用板材認識方法
は、コンピュータ制御の自動機械の動作を教示するため
に、その自動機械の動作プログラムを作成するコンピュ
ータにワイヤーフレームＣＡＤモデルから作業対象デー
タを認識させるに際し、前記ワイヤーフレームＣＡＤモ
デルに設定された目標ティーチング点の位置データおよ
びその目標ティーチング点での面直方向を示す面直方向
データを含む目標ティーチング点データに基づき、前記
目標ティーチング点を通ってそこでの面直方向と直交す
る仮想平面上のその目標ティーチング点の周囲の所定調
査範囲内を環状に走査するように所定寸法の干渉チェッ
ク用立体モデルを移動させて、前記ワイヤーフレームＣ
ＡＤモデルの仮想折れ線または端末線と前記干渉チェッ
ク用立体モデルとの干渉を調べ、前記干渉が生じた仮想
折れ線または端末線に対応する板材を、その目標ティー
チング点に関する作業対象データとして認識させること
を特徴とするものである。

【０００８】かかる方法によれば、目標ティーチング点
を通ってそこでの面直方向と直交する仮想平面上のその
目標ティーチング点の周囲の所定調査範囲内を環状に走
査するように所定寸法の干渉チェック用立体モデルを移
動させて、その目標ティーチング点が乗っているはずの
板材の輪郭を近似的に示す仮想折れ線またはその板材の
輪郭を直接に示す端末線を捜し出し、その捜し出した仮
想折れ線または端末線に対応する板材を作業対象データ
として認識させるので、ワイヤーフレームＣＡＤモデル
を用いて教示を行う場合に、目標ティーチング点が仮想
折れ線や端末線上に位置していなくても、自動機械の動
作プログラムを作成するコンピュータにその目標ティー
チング点から所定範囲内に概ね位置する仮想折れ線や端
末線に対応する板材を自動的に認識させることができ
る。従ってこの方法によれば、その自動機械の動作プロ
グラムを作成するコンピュータに目標ティーチング点で
の作業条件の設定の大部分を自動的に行わせ得て、作業
条件設定に従来要していた工数を大幅に削減することが
できる。

【０００９】しかもこの方法によれば、干渉調査に所定
寸法の立体モデルを用いていることから、目標ティーチ
ング点を通る仮想平面上に仮想折れ線や端末線が位置し
ないような板材についても一回の干渉調査で一緒に認識
させることができるので、板材が多少湾曲している場合
でもその板材を認識させることができ、また板材が複数
枚重なっている場合でもそれら複数枚の板材からなる板
組を認識させることができ、これらの点は、パネルの端
部に折曲形成されたフランジの認識に特に適しているの
で、スポット溶接作業を行わせる目標ティーチング点の
数が多大なものとなる例えば自動車車体のスポット溶接
増し打ち作業のような場合に、特に有利である。

【００１０】なお、この発明の方法においては、前記ワ
イヤーフレームＣＡＤモデルの仮想折れ線または端末線
と前記干渉チェック用立体モデルとの干渉を調べる際
に、一つの前記調査範囲内で同じ板材に対応する仮想折
れ線または端末線について二回以上干渉が生じた場合の
み、その板材を作業対象データとして認識させるように
しても良い。

【００１１】上記のようにすれば、目標ティーチング点
の側方にある板材については通常その目標ティーチング
点に近い側の仮想折れ線または端末線に対する一回の干
渉しか生じないので、そのような目標ティーチング点が
乗っていない側方の板材を作業対象データとして誤認さ
せるのを防止することができる。

【００１２】また、この発明の方法においては、前記ワ
イヤーフレームＣＡＤモデルの仮想折れ線または端末線
と前記干渉チェック用立体モデルとの干渉を調べる際
に、一つの前記調査範囲内で同じ板材に対応する仮想折
れ線または端末線について生じた前記二回以上の干渉に
おける干渉点が前記目標ティーチング点を挟んで互いに
反対側に位置して対をなす場合のみ、その板材を作業対
象データとして認識させるようにしても良い。

【００１３】上記のようにすれば、稀に、目標ティーチ
ング点の側方にある板材が幅狭のものであるためにその
目標ティーチング点に近い側と遠い側の仮想折れ線また
は端末線に対する二回の干渉が生じたり、目標ティーチ
ング点の側方にある板材の切欠き部分が目標ティーチン
グ点を三方が囲んでいるためにその目標ティーチング点
を三方から囲む仮想折れ線または端末線に対する三回の
干渉が生じたりした場合でも、それらの干渉点の少なく
とも一つは、目標ティーチング点を挟んで互いに反対側
に位置して対をなすものにはならないことから、そのよ
うな場合でも、目標ティーチング点が乗っていない側方
の板材を作業対象データとして誤認させるのを防止する
ことができる。

【００１４】さらに、この発明の方法においては、前記
自動機械の動作プログラムを作成するコンピュータに、
前記仮想折れ線または端末線と前記干渉チェック用立体
モデルとの干渉点のうち、前記目標ティーチング点に最
も近い干渉点へその目標ティーチング点から向かう方向
を、その目標ティーチング点に関する仮のツール接近方
向として認識させるようにしても良い。

【００１５】上記のようにすれば、仮想折れ線または端
末線に対する法線方向に極めて近い方向を仮のツール接
近方向として、ツール接近方向を設定する際の基準に用
いることができるので、作業者がワイヤーフレームＣＡ
Ｄモデルに対する目視でツール接近方向を設定する従来
の場合と比較して、より的確にツール接近方向を設定す
ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態を
実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここ
に、図１は、この発明のワイヤーフレームＣＡＤモデル
用板材認識方法を自動車車体のスポット溶接増し打ち作
業のためのスポット溶接ロボットのティーチングにおけ
る板組の認識に用いた一実施例を示すフローチャートで
あり、図２は、その実施例の方法によって板組を認識さ
せる、スポット溶接ロボットの動作プログラムを作成す
るコンピュータの構成を例示する構成図である。

【００１７】この図２に示すコンピュータは、所定の作
動プログラムに基づきスポット溶接ロボットの動作プロ
グラムの作成のための演算やデータ処理等を行う中央処
理ユニット（ＣＰＵ）１と、プログラムやデータ等を記
憶するメモリ２と、データの入力やティーチングに関す
るコマンドの入力等のため当該コンピュータの使用者に
よりキーを操作されるキーボード３と、プログラムやデ
ータ等を紙面上に印字出力するプリンタ４と、目標ティ
ーチング点や上記コマンドの入力等のため当該コンピュ
ータの使用者により移動操作されるとともにキーを操作
されるマウス５と、ＣＡＤモデルや選択可能なコマンド
等を画面上に表示出力する画像出力装置（ＣＲＴ）６
と、プログラムやデータ等をフロッピーディスクやハー
ドディスク等に記憶する補助記憶装置７と、他のコンピ
ュータとの間でプログラムやデータ等の情報をやり取り
するための、他のコンピュータへの接続ポート８と、そ
れら構成要素の間を接続するバスライン９とを具えてな
る、通常のものである。

【００１８】そしてこの実施例の板組認識方法は、上記
コンピュータの作動プログラムの一部を改変することに
よってそのシステム中に一体的に組み込んだものであ
り、この実施例の方法では、図１に示すように、事前
に、ステップ10a で、ＣＡＤシステムを構成する他のコ
ンピュータから上記接続ポート８を介して入力すること
により、作業対象としての自動車車体を示すワイヤーフ
レームＣＡＤモデルを準備するとともに、ステップ10b
で、その自動車車体を示すワイヤーフレームＣＡＤモデ
ルの、板材としての複数の車体パネルの互いに重なりあ
って板組を構成している複数の溶接フランジの、スポッ
ト溶接の増し打ちを行うべき複数の位置に、目標ティー
チング点としての打点をそれぞれ設定しておく。

【００１９】なお、各打点の設定は通常、ワイヤーフレ
ームＣＡＤモデルの各溶接フランジの幅方向の両端を画
成する線（通常は一方が仮想折れ線で他方が端末線）の
間に仮に面（サーフェス）を張って、その仮に張った面
上の所望に場所に打点位置を指定することで行い、その
ようにして打点位置を指定すると、コンピュータが、そ
の打点に固有の座標系の原点を上記ワイヤーフレームＣ
ＡＤモデルのその打点位置の座標に自動設定するととも
に、その打点に固有の座標系の通常はスポット溶接ガン
の加圧方向とするＺ軸を上記仮に張った面の上記打点位
置での面直方向に向けて自動設定するので、あとは当該
コンピュータの使用者が、その打点に固有の座標系の通
常はスポット溶接ガンの進入方向とするＸ軸を、概ね溶
接フランジの上記両端を画成する線に対して交差する方
向に向くように設定する。

【００２０】しかしてこの実施例の板組認識方法では、
図１に示すように、先ずステップ11で、パラメータ入力
コマンドを選択し、続くステップ12で、板組認識の対象
の打点として、パラメータとしての打点群名（例えば同
一溶接フランジ上の複数の打点を纏めた打点群について
のその溶接フランジ名を付けた打点群名等）または個別
の打点名を入力して指示し、続くステップ13で、走査挙
動として、これもパラメータとしての後述する移動距離
ピッチＰおよび移動方向角度ピッチＱを入力して指示
し、続くステップ14で、制約条件として、これもパラメ
ータとしての後述する最大板組枚数MNおよび最大走査範
囲MSを入力して指示する。

【００２１】しかる後ここでは、ステップ15で、板組認
識の対象とする車体パネルの検索を開始し、次いでステ
ップ16で、先に指示した対象打点群または対象打点のう
ちで残りの打点がないか否かを判断して、残りの対象打
点がある場合（一個の打点を指示した場合であって未だ
その打点でパネル検索を行っていない場合を含む）には
そこからステップ17へ進む。

【００２２】ステップ17からステップ25までのフローで
は、一個の対象打点についての車体パネルの検索処理を
行っており、ステップ17では、例えば図３に示すパネル
ＡとパネルＢとパネルＣとの互いに重ね合わされた溶接
フランジからなる板組について例示するように、対象打
点の位置に干渉チェック用立体モデルとして、この実施
例では所定直径の球状の打点モデルＭを配置し、その球
状の打点モデルＭを、後述の如く指定方向に指定ピッチ
だけ移動させ、続くステップ18では、その打点モデルＭ
と、車体パネルＡ，Ｂ，Ｃの互いに重ね合わされた溶接
フランジの輪郭を示す仮想折れ線A1, B1, C1, D1または
端末線A2〜A4, B2〜B4, C2〜C4, D2〜D4との干渉の有無
を調べる干渉チェックを行う。そしてその干渉チェック
で干渉が生じていなければそこからステップ19へ進ん
で、そのステップ19で、打点モデルＭによる走査範囲が
上記最大走査範囲MSに達したか否かを判断し、走査範囲
が最大走査範囲MSに達していなければそこから上記ステ
ップ17へ戻って、上記ステップ17およびステップ18で打
点モデルＭの移動と干渉チェックとを繰り返す。

【００２３】なお、この実施例ではデフォルト状態で、
上記打点モデルＭの直径をこの実施例での認識対象板材
である溶接フランジの一般的な幅寸法の概略１／４の大
きさとするとともに、上記移動方向角度ピッチＱを90度
として、一打点当たりの走査時間が長くなり過ぎないよ
うにし、また、上記移動距離ピッチＰを上記打点モデル
Ｍの直径に等しくして、隣接する二位置での打点モデル
Ｍの存在範囲すなわち干渉チェック範囲間に隙間が開か
ないようにし、さらに、通常の板組を構成する板材枚数
を最大で三枚と仮定して、上記最大板組枚数MNを三枚と
するとともに、通常の打点位置から溶接フランジの端縁
までの距離は上記移動距離ピッチＰの三倍以内となるこ
とから、上記最大走査範囲MSを上記移動距離ピッチＰの
三倍とする。但し、上記設定値は、精度を高める場合に
は各ピッチをより細かくする等、所要に応じて、例えば
先のステップ11〜14等で個別に変更しても良い。

【００２４】図４は、図３に示す板組の場合を例とし
て、上記ステップ17およびステップ18における打点モデ
ルＭの移動および、その打点モデルＭと上記パネルＡ，
Ｂ，Ｃの溶接フランジの輪郭を示す仮想折れ線または端
末線との干渉チェックの方法を示すものであり、この実
施例では、打点モデルＭを、上記対象打点の位置である
＃０の位置を中心に、上記移動距離ピッチＰを半径とす
る円上で、上記ステップ17の一回の実行毎に上記移動方
向角度ピッチＱづつ時計回りに移動させ、次いでその円
からさらに上記移動距離ピッチＰ分外方に離間した円上
で、上記ステップ17の一回の実行毎に上記移動方向角度
ピッチＱづつ時計回りに移動させ、次いでその円からさ
らに上記移動距離ピッチＰ分外方に離間した円上で、上
記ステップ17の一回の実行毎に上記移動方向角度ピッチ
Ｑづつ時計回りに移動させるというようにして、上記対
象打点の位置を中心とした、上記最大走査範囲MSに打点
モデルＭの半径を加えた半径の、所定調査範囲としての
円形領域内を、上記打点モデルＭにより円環状に走査す
るものとする。

【００２５】従って、ここでは先ず図４(a) に示すよう
に、上記打点モデルＭを、上記対象打点位置である＃０
の位置から、その＃０の位置に対しその打点の固有座標
系の例えば正のＸ軸方向に先に指示した移動距離ピッチ
Ｐだけ離間した、＃１の位置まで移動させて、その＃１
の位置で上記干渉チェックを行い、次いで図４(b) に示
すように、上記打点モデルＭを、上記＃１の位置から、
上記対象打点位置を中心とした半径が上記移動距離ピッ
チＰの円上で、上記対象打点位置を中心に時計方向に90
度づつ、＃２の位置、＃３の位置、そして＃４の位置へ
順次移動させながら、それらの位置で上記干渉チェック
を行う。

【００２６】しかる後図４(c) に示すように、上記打点
モデルＭを、上記＃４の位置から、上記＃０の位置に対
し上記対象打点の固有座標系の正のＸ軸方向に上記移動
距離ピッチＰの二倍だけ離間した＃５の位置まで移動さ
せて、その＃５の位置で上記干渉チェックを行い、次い
で上記打点モデルＭを、上記＃５の位置から、上記対象
打点位置を中心とした半径が上記移動距離ピッチＰの二
倍の円上で、上記対象打点位置を中心に時計方向に90度
づつ、＃６の位置、＃７の位置、さらには図４(d) に示
す＃８の位置へ順次移動させながら、それらの位置で上
記干渉チェックを行う。そしてその後は図４(d) に示す
ように、上記打点モデルＭを、上記＃８の位置から、上
記＃０の位置に対し上記対象打点の固有座標系の正のＸ
軸方向に上記移動距離ピッチＰの三倍だけ離間した＃９
の位置まで移動させて、その＃９の位置で上記干渉チェ
ックを行う。

【００２７】かかる走査の間、上記設定条件によれば、
図４(c) に示すように、上記＃３の位置で、打点モデル
ＭとパネルＡおよびパネルＢの端末線A3およびB3との干
渉が生じ、また＃５の位置で、打点モデルＭとパネルＡ
およびパネルＢの仮想折れ線A1およびB1との干渉が生
じ、さらに上記＃６の位置で、打点モデルＭとパネルＣ
の端末線C2との干渉が生ずることになる。そして図４
(d) に示すように、上記＃９の位置では、打点モデルＭ
による走査範囲が上記最大走査範囲MSに達することにな
る。

【００２８】それゆえ、上記ステップ18での干渉チェッ
クの際に、上記打点モデルＭが上記＃３の位置、＃５の
位置および＃６の位置にそれぞれある場合に、パネルと
の干渉があると判断され、その場合には上記ステップ18
からステップ20へ進んで、そのステップ20で、打点モデ
ルＭとの干渉が生じたのは上記最大板組枚数MN＋１種類
目のパネルか否かを判断する。なお、上記仮想折れ線お
よび端末線のＣＡＤデータには、それらの線が属するパ
ネルのパネル名が属性として与えられているので、干渉
が生じたパネルのパネル名は干渉が生じた仮想折れ線や
端末線のデータから知ることができる。

【００２９】そしてステップ20での判断の結果最大板組
枚数MN＋１種類目のパネルでない場合にはステップ21へ
進んで、そのステップ21で、同一パネルについて一回目
の干渉ならば仮登録、二回目以上の干渉ならば本登録と
して、そのパネル名をメモリ２あるいは補助記憶装置７
のデータ格納場所に一時的に格納する。従って、図４に
示す例の場合、＃３の位置および＃５の位置では一種類
目および二種類目としてのパネルＡ，Ｂ、また＃６の位
置では三種類目としてのパネルＣとの干渉であり、MN種
類目までのパネルに該当するのでステップ20からステッ
プ21へ進み、そのステップ21では、＃３の位置でパネル
Ａ，Ｂを、一回目の干渉であるから仮登録し、＃５の位
置でパネルＡ，Ｂを、二回目の干渉であるから本登録
し、＃６の位置でパネルＣを、一回目の干渉であるから
仮登録することになる。

【００３０】なお、上記ステップ20での判断で、干渉を
生じたパネルが上記最大板組枚数MN＋１種類目の場合に
は、そのパネルが、最大板組枚数MNの板組と同一板組を
構成しているものでないのに誤って検索した板材である
か、最大板組枚数MNの板組と同一板組を構成していてス
ポット溶接されるには多すぎる枚数となっている板材で
あるかの判断を、当該コンピュータの使用者に委ねるた
めに、ステップ20からステップ22へ進んで、そこでパネ
ル名と枚数過多の警告を登録した後、ステップ19へ進
む。

【００３１】しかして上記ステップ19で、上記＃９の位
置への到達のように打点モデルＭによる走査範囲が最大
走査範囲MSに達したら、そこからステップ23へ進んで、
一回しか干渉が生じなかった仮登録のパネル名を切り捨
てる（削除する）。従って、図４に示す例の場合には、
パネルＣというパネル名は格納場所から削除されること
になる。次いでここではステップ24で、登録（本登録）
パネル数が０または１であるか否かを判断し、登録パネ
ル数が０または１の場合には、スポット溶接する板組を
構成し得ないのでステップ25で枚数過少の警告を登録し
た後にステップ26へ進み、登録パネル数が０または１で
ない場合（すなわち２以上の場合）にはステップ24から
直接ステップ26へ進む。

【００３２】そして上記ステップ26では、今回の対象打
点についての全ての登録パネルを一覧表に記入し、その
後は上記ステップ16へ戻って、残りの対象打点の有無を
再度判断する。しかして残りの対象打点がもうない場合
は、そのステップ16からステップ27へ進み、このステッ
プ27では、全ての対象打点についての登録パネルの一覧
表を補助記憶装置７のファイル内に保存する。このよう
にしてファイル内に保存した一覧表には、各対象打点に
関する板組のデータが含まれているので、その後はステ
ップ28で、各板組を構成する全ての車体パネルについて
の表面処理（防錆処理の有無等）や板厚等の板材データ
を、そのパネル名を手掛かりとして上記ＣＡＤデータか
ら取り出して、各打点に関する溶接条件の算出等に利用
する。

【００３３】なお、この実施例では、図５に示すよう
に、溶接フランジに切欠きＥが設けられた車体パネルＤ
が混ざっている場合であって、対象打点Ｓがその切欠き
Ｅの位置に位置するため車体パネルＤはその対象打点Ｓ
に関する板組に含まれないような場合を検出するため
に、ステップ17〜ステップ21での干渉チェックにおい
て、ワイヤーフレームＣＡＤモデルの仮想折れ線または
端末線と打点モデルＭとの干渉を調べる際に、一つの調
査範囲内で同じ車体パネルＤに対応する仮想折れ線また
は端末線について生じた前記二回以上の干渉における干
渉点が前記目標ティーチング点を挟んで互いに反対側に
位置して対をなす場合のみ、その板材を作業対象データ
として認識させることとしても良い。

【００３４】上記のようにすれば、例えば図５に示す場
合には、＃11の位置と＃12の位置と＃13の位置とで干渉
が生じ、それらの位置がそれぞれ干渉点となるのに対し
て、＃12の位置と＃13の位置とは同じ車体パネルＤに対
応する端末線についての干渉点であって対象打点Ｓを挟
んで互いに反対側に位置して対をなすものの、＃11の位
置に対して対象打点Ｓを挟んで反対側に位置して対をな
す干渉点は、＃11の位置に対し対象打点Ｓを挟んで正反
対の位置を中心にＲ度、例えば 120度の扇形の範囲とす
る反対側の範囲内には存在しないので、この対象打点Ｓ
に関する板組には、車体パネルＤは含まれないことにな
る。

【００３５】また、この実施例では、図６に示すよう
に、目標ティーチング点としての対象打点Ｓについての
干渉チェックの際に求まった干渉点のうち、その対象打
点Ｓに対する距離が最短距離MDである例えば＃14の位置
の干渉点へその対象打点Ｓから向かう方向ADを、その対
象打点Ｓに関する仮のスポット溶接ガン接近方向として
上記コンピュータに認識させ、後に当該コンピュータの
使用者が、その仮のスポット溶接ガン接近方向の適否を
チェックして、妥当な場合にはそれを正規のスポット溶
接ガン接近方向とするようにしても良い。

【００３６】かくしてこの実施例の方法によれば、自動
車車体のワイヤーフレームＣＡＤモデルを用いてスポッ
ト溶接作業の教示を行う場合に、打点が仮想折れ線や端
末線上に位置していなくても、スポット溶接ロボットの
動作プログラムを作成するコンピュータにその打点から
所定範囲内に概ね位置する仮想折れ線や端末線に対応す
る溶接フランジを持つ車体パネルを自動的に認識させる
ことができ、従って、その動作プログラムを作成するコ
ンピュータに各打点での溶接作業条件の設定の大部分を
自動的に行わせ得て、作業条件設定に従来要していた工
数を大幅に削減することができる。

【００３７】しかもこの実施例の方法によれば、干渉チ
ェックに所定直径の球状の打点モデルＭを用いているこ
とから、打点を通る仮想平面上に溶接フランジの仮想折
れ線や端末線が位置しないような車体パネルについても
一回の干渉チェックで一緒に認識させることができるの
で、車体パネルの溶接フランジが多少湾曲している場合
でもその車体パネルを認識させることができ、また車体
パネルの溶接フランジが複数枚重なっている場合でもそ
れら複数枚の車体パネルからなる板組を認識させること
ができるので、スポット溶接作業を行わせる打点数が多
大なものとなる自動車車体のスポット溶接増し打ち作業
において、特に有利である。

【００３８】さらにこの実施例の方法においては、ワイ
ヤーフレームＣＡＤモデルの仮想折れ線または端末線と
打点モデルＭとの干渉を調べる際に、一つの調査範囲内
で同じ車体パネルに対応する仮想折れ線または端末線に
ついて二回以上干渉が生じた場合のみ、その車体パネル
を溶接作業対象データとして認識させるので、図３およ
び図４に示すように打点の側方にある車体パネルＣにつ
いては通常その目標ティーチング点に近い側の仮想折れ
線または端末線に対する一回の干渉しか生じないことか
ら、そのような、打点が乗っていない側方の車体パネル
Ｃを溶接作業対象データとして誤認させるのを、有効に
防止することができる。

【００３９】なお、この実施例の方法において、ワイヤ
ーフレームＣＡＤモデルの仮想折れ線または端末線と打
点モデルＭとの干渉を調べる際に、一つの調査範囲内で
同じ車体パネルに対応する仮想折れ線または端末線につ
いて生じた二回以上の干渉における干渉点が対象打点を
挟んで互いに反対側に位置して対をなす場合のみその車
体パネルを溶接作業対象データとして認識させるように
すれば、図５に示すように、対象打点の側方にある車体
パネルＤに切欠きＥが設けられていてその車体パネルＤ
が幅狭のものとなっているために、図示しないがその対
象打点Ｓに近い側と遠い側の仮想折れ線または端末線に
対する二回の干渉が生じたり、図示の如く対象打点Ｓの
側方にある車体パネルＤの切欠きＥが対象打点Ｓを三方
が囲んでいるために、その対象打点Ｓを三方から囲む端
末線に対する＃11〜＃13の三箇所の位置での三回の干渉
が生じたりした場合でも、それらの干渉点の少なくとも
一つ、例えば＃11の位置は対象打点を挟んで互いに反対
側に位置して対をなすものにはならないことから、その
ような場合でも、対象打点が乗っていない側方の車体パ
ネルＤを溶接作業対象データとしてコンピュータに誤認
させるのを有効に防止することができる。

【００４０】さらに、この実施例の方法において、上記
スポット溶接ロボットの動作プログラムを作成するコン
ピュータに、仮想折れ線または端末線と打点モデルＭと
の干渉点のうち対象打点に最も近い干渉点へその対象打
点から向かう方向を、その対象打点に関する仮のスポッ
ト溶接ガン接近方向として認識させるようにすれば、仮
想折れ線または端末線に対する法線方向に極めて近い方
向を仮のスポット溶接ガン進入方向として、後にスポッ
ト溶接ガンの正規の進入方向を設定する際の基準に用い
ることができるので、当該コンピュータの使用者がワイ
ヤーフレームＣＡＤモデルに対する目視でスポット溶接
ガンの進入方向を設定する従来の場合と比較して、より
的確にスポット溶接ガンの進入方向を設定することがで
きる。

【００４１】以上、図示例に基づき説明したが、この発
明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、干渉チ
ェック用立体モデルの形状は、上記実施例では球形とし
たがこれに限られず、立方体や、ツールそのものの形状
とすることもできる。また、上記実施例ではワイヤーフ
レームＣＡＤモデルを作成したＣＡＤシステムを構成す
るコンピュータとは別のコンピュータでこの発明の方法
を実施したが、この発明の方法は、上記ＣＡＤシステム
を構成するコンピュータ自体で実施するようにしても良
い。

【００４２】さらに、この発明の方法は、上述したスポ
ット溶接の場合に限られず、目標ティーチング点におい
て例えば可搬式パンチやドリル等の工具を用いて板材に
孔開けを行うような場合にも用いることができ、その場
合には板組のみならず一枚の板材を認識させるようにし
ても良く、そのようにすれば、作業対象の板材の板厚や
鋼種等を認識させて、孔開け作業の条件を自動設定させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のワイヤーフレームＣＡＤモデル用板
材認識方法を自動車車体のスポット溶接増し打ち作業の
ためのスポット溶接ロボットのティーチングにおける板
組の認識に用いた一実施例を示すフローチャートであ
る。

【図２】上記実施例の方法によって板組を認識させる、
スポット溶接ロボットの動作プログラムを作成するコン
ピュータの構成を例示する構成図である。

【図３】上記実施例の方法によって認識させる板組の例
を示す斜視図である。

【図４】図３に示す板組の例について、上記実施例の方
法での打点モデルＭの移動および、その打点モデルＭと
板組を構成する車体パネルの溶接フランジの輪郭を示す
仮想折れ線または端末線との干渉チェックの方法を示す
説明図である。

【図５】上記実施例の方法において、車体パネルの溶接
フランジに切欠きが設けられていて対象打点がその切欠
きの位置に位置するため車体パネルがその対象打点に関
する板組に含まれないような場合を検出する方法を示す
説明図である。

【図６】上記実施例の方法において、スポット溶接ガン
の仮の進入方向を自動設定する方法を示す説明図であ
る。

【図７】一般的に溶接フランジ面とされ得る曲面を例示
する斜視図である。

【図８】一般的に溶接フランジ面とされ得ない曲面を例
示する斜視図である。

【符号の説明】

Ａ，Ｂ，Ｃ 車体パネル A1, B1, C1 仮想折れ線 A2〜A4，B2〜B4, C2〜C4 端末線 Ｍ 打点モデル ＃１〜＃14 打点モデルの移動位置 Ｘ，Ｙ，Ｚ 打点に固有の座標系

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンピュータ制御の自動機械の動作を教
   示するために、その自動機械の動作プログラムを作成す
   るコンピュータにワイヤーフレームＣＡＤモデルから作
   業対象データを認識させるに際し、 前記ワイヤーフレームＣＡＤモデルに設定された目標テ
   ィーチング点の位置データおよびその目標ティーチング
   点での面直方向を示す面直方向データを含む目標ティー
   チング点データに基づき、前記目標ティーチング点を通
   ってそこでの面直方向と直交する仮想平面上のその目標
   ティーチング点の周囲の所定調査範囲内を環状に走査す
   るように所定寸法の干渉チェック用立体モデルを移動さ
   せて、前記ワイヤーフレームＣＡＤモデルの仮想折れ線
   または端末線と前記干渉チェック用立体モデルとの干渉
   を調べ、 前記干渉が生じた仮想折れ線または端末線に対応する板
   材を、その目標ティーチング点に関する作業対象データ
   として認識させることを特徴とする、ワイヤーフレーム
   ＣＡＤモデル用板材認識方法。
2. 【請求項２】 前記ワイヤーフレームＣＡＤモデルの仮
   想折れ線または端末線と前記干渉チェック用立体モデル
   との干渉を調べる際に、一つの前記調査範囲内で同じ板
   材に対応する仮想折れ線または端末線について二回以上
   干渉が生じた場合のみ、その板材を作業対象データとし
   て認識させることを特徴とする、請求項１記載のワイヤ
   ーフレームＣＡＤモデル用板材認識方法。
3. 【請求項３】 前記ワイヤーフレームＣＡＤモデルの仮
   想折れ線または端末線と前記干渉チェック用立体モデル
   との干渉を調べる際に、一つの前記調査範囲内で同じ板
   材に対応する仮想折れ線または端末線について生じた前
   記二回以上の干渉における干渉点が前記目標ティーチン
   グ点を挟んで互いに反対側に位置して対をなす場合の
   み、その板材を作業対象データとして認識させることを
   特徴とする、請求項２記載のワイヤーフレームＣＡＤモ
   デル用板材認識方法。
4. 【請求項４】 前記自動機械の動作プログラムを作成す
   るコンピュータに、前記仮想折れ線または端末線と前記
   干渉チェック用立体モデルとの干渉点のうち前記目標テ
   ィーチング点に最も近い干渉点へその目標ティーチング
   点から向かう方向を、その目標ティーチング点に関する
   仮のツール接近方向として認識させることを特徴とす
   る、請求項１から請求項３までの何れか記載のワイヤー
   フレームＣＡＤモデル用板材認識方法。
5. 【請求項５】 前記コンピュータ制御の自動機械はスポ
   ット溶接ロボットであり、 前記目標ティーチング点はスポット溶接の打点であるこ
   とを特徴とする、請求項１から請求項４までの何れか記
   載のワイヤーフレームＣＡＤモデル用板材認識方法。