JPS60195617A - ロボツトにおける自動テイ−チング方法 - Google Patents
ロボツトにおける自動テイ−チング方法Info
- Publication number
- JPS60195617A JPS60195617A JP5198584A JP5198584A JPS60195617A JP S60195617 A JPS60195617 A JP S60195617A JP 5198584 A JP5198584 A JP 5198584A JP 5198584 A JP5198584 A JP 5198584A JP S60195617 A JPS60195617 A JP S60195617A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- line
- point
- points
- sensor
- data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
この発明は、ロボットの自動ティーチング方法に関し、
より特定的には、プラズマ、ガスあるいはレーザ等を利
用する切断ロボット等においてその切断すべきエツジ形
状ないし外形線あるいは罫書き線を自動的にティーチン
グする方法に関する。
より特定的には、プラズマ、ガスあるいはレーザ等を利
用する切断ロボット等においてその切断すべきエツジ形
状ないし外形線あるいは罫書き線を自動的にティーチン
グする方法に関する。
(従来技術の説明)
従来より、たとえばプレス成形品のように曲線部の組み
合わせによる複雑な外形形状を有しかつ立体的な板金加
工品等を、たとえばプラズマ溶断ロボット等で切断する
ことが行なわれている。そのような溶断ロボットの一例
として、本件出願人の出願に係り昭和57年(1982
)6月16日付で出願公開された特開昭57−9679
1号公報に開示されるものがある。このような溶断ロボ
ットにおいては、ワークピースの外形形状すなわち溶断
線およびトーチの姿勢をティーチングする必要がある。
合わせによる複雑な外形形状を有しかつ立体的な板金加
工品等を、たとえばプラズマ溶断ロボット等で切断する
ことが行なわれている。そのような溶断ロボットの一例
として、本件出願人の出願に係り昭和57年(1982
)6月16日付で出願公開された特開昭57−9679
1号公報に開示されるものがある。このような溶断ロボ
ットにおいては、ワークピースの外形形状すなわち溶断
線およびトーチの姿勢をティーチングする必要がある。
このようなティーチングは一般的には、FTP (Po
int to Po1nt)方式によってトーチを順次
手動的に位置制御しながら行われる。しかしながら、形
状が複雑な場合や形状が大きい場合には、各ティーチン
グ点へその都度手動でトーチを位置制御する従来の方法
では、ティーチングに時間(工数)がかかる。
int to Po1nt)方式によってトーチを順次
手動的に位置制御しながら行われる。しかしながら、形
状が複雑な場合や形状が大きい場合には、各ティーチン
グ点へその都度手動でトーチを位置制御する従来の方法
では、ティーチングに時間(工数)がかかる。
(発明の目的)
それゆえに、この発明の目的は、エツジないし外形線あ
るいは罫書き線を自動的にティーチングできる、ロボッ
トにおける自動ティーチング方法を提供することである
。
るいは罫書き線を自動的にティーチングできる、ロボッ
トにおける自動ティーチング方法を提供することである
。
(発明の概要)
この発明は、簡単に言えば、ティーチングサンプルの線
上に先にセンシングされた点を含む3点によって面を決
定し、その面に含まれかつ次にその線上にセンシングさ
れる点のデータを位置データとして記憶するようにした
、ロボットにおける自動ティ−チング方法である。
上に先にセンシングされた点を含む3点によって面を決
定し、その面に含まれかつ次にその線上にセンシングさ
れる点のデータを位置データとして記憶するようにした
、ロボットにおける自動ティ−チング方法である。
この発明の上述の目的およびその他の目的と特徴は図面
を参照して行なう以下の詳細な説明から一層明らかとな
ろう。
を参照して行なう以下の詳細な説明から一層明らかとな
ろう。
(実施例の説明)
第1図はこの発明の背景となるかつこの発明が利用され
る自動溶断ロボットの一例を示す正面図であり、第2図
はその平面図を示す。ロボット10は、水平方向すなわ
ちX軸方向に延長された基台12を含み、この基台12
上にはX軸方向に延びる2本のレール14.14が設け
られる。この1対のレール14上には、アーム16がX
軸方向に移動自在に支持される。また、X軸方向に延び
る基台12の一方端には、モータ18が取り付けられて
いて、このモータ18には公知の動力伝達機構たとえば
ポールスクリュ20が連結されている。したがって、ア
ーム16は、モータ18によって、ポールスクリュ20
を介して、X軸方向に移動制御され得る。一方アーム1
6の側面には、Y軸方向に延びる2本のレール22.2
2が設けられ、この1対のレール22上にはY軸方向に
移動可能なように、移動体24が支持される。この移動
体24は、アーム16に取り付けられたモータ26によ
って回転されるボールスクリュ28によって、Y軸方向
に移動制御され得る。移動体24には、さらに、コラム
30が2軸方向に移動自在に支持される。このコラム3
0は、その上部に取り付けられたモータ32によって、
動力伝達機構(図示せず)を介して、このZ軸方向に移
動制御され得る。
る自動溶断ロボットの一例を示す正面図であり、第2図
はその平面図を示す。ロボット10は、水平方向すなわ
ちX軸方向に延長された基台12を含み、この基台12
上にはX軸方向に延びる2本のレール14.14が設け
られる。この1対のレール14上には、アーム16がX
軸方向に移動自在に支持される。また、X軸方向に延び
る基台12の一方端には、モータ18が取り付けられて
いて、このモータ18には公知の動力伝達機構たとえば
ポールスクリュ20が連結されている。したがって、ア
ーム16は、モータ18によって、ポールスクリュ20
を介して、X軸方向に移動制御され得る。一方アーム1
6の側面には、Y軸方向に延びる2本のレール22.2
2が設けられ、この1対のレール22上にはY軸方向に
移動可能なように、移動体24が支持される。この移動
体24は、アーム16に取り付けられたモータ26によ
って回転されるボールスクリュ28によって、Y軸方向
に移動制御され得る。移動体24には、さらに、コラム
30が2軸方向に移動自在に支持される。このコラム3
0は、その上部に取り付けられたモータ32によって、
動力伝達機構(図示せず)を介して、このZ軸方向に移
動制御され得る。
コラム30の下端部には、旋回部材34が旋回可能に支
持される。この旋回部材34は、コラム30に取り付け
られたモータ36によって、φ軸回りに旋回制御され得
る。この旋回部材34の自由端にはトーチ38を保持す
るための保持具40が支持される。このトーチ保持具4
0は、φ軸42に対して、たとえば45°の傾斜軸すな
わちψ軸44回りに旋回可能に取り付けられている。し
たがって、トーチ保持具40は、旋回部材34に取り付
けられたモータ46によってψ軸回りに旋回制御され得
る。すなわち、トーチ38は、ψ軸44に対しては、た
とえば45°傾斜した姿勢に保持されている。そして、
このφ軸42とψ軸44との交点48がトーチ38によ
る溶断点に一致するようにされている。
持される。この旋回部材34は、コラム30に取り付け
られたモータ36によって、φ軸回りに旋回制御され得
る。この旋回部材34の自由端にはトーチ38を保持す
るための保持具40が支持される。このトーチ保持具4
0は、φ軸42に対して、たとえば45°の傾斜軸すな
わちψ軸44回りに旋回可能に取り付けられている。し
たがって、トーチ保持具40は、旋回部材34に取り付
けられたモータ46によってψ軸回りに旋回制御され得
る。すなわち、トーチ38は、ψ軸44に対しては、た
とえば45°傾斜した姿勢に保持されている。そして、
このφ軸42とψ軸44との交点48がトーチ38によ
る溶断点に一致するようにされている。
第1図および第2図に示すような溶断ロボットでは、ワ
ークピース(図示せず)を定盤ないしワークピース支持
具(図示せず)に固定し、各モータ18,26,32.
36および46などを制御して、トーチ38をワークピ
ースに対して最適な姿勢に維持するとともに溶断点すな
わち点48(第1図)をそのワークピースの溶断線ない
し外形線に沿わせることによって、そのワークピースを
溶断する。なお、第1図および第2図に示す溶断ロボッ
トは、x、y、z、ψおよびψの5つの自由度を持って
いる。しかしながら、この発明は、第1図および第2図
に示すような構成のロボットに限られることなく、また
その自由度がより少なくてもあるいはより多くても、同
様に適用できるものであることを予め指摘しておく。
ークピース(図示せず)を定盤ないしワークピース支持
具(図示せず)に固定し、各モータ18,26,32.
36および46などを制御して、トーチ38をワークピ
ースに対して最適な姿勢に維持するとともに溶断点すな
わち点48(第1図)をそのワークピースの溶断線ない
し外形線に沿わせることによって、そのワークピースを
溶断する。なお、第1図および第2図に示す溶断ロボッ
トは、x、y、z、ψおよびψの5つの自由度を持って
いる。しかしながら、この発明は、第1図および第2図
に示すような構成のロボットに限られることなく、また
その自由度がより少なくてもあるいはより多くても、同
様に適用できるものであることを予め指摘しておく。
第3回は第1図および第2図に示す溶断ロボットの位置
制御のための概略ブロック図を示す。コンピュータ60
は、周知のように、CPU62゜RAM64およびRO
Mを含み、I10インタフェース68を介してバス70
に接続される。バス70には、さらに、操作卓72が連
結される。この操作卓72はモード選択スイッチ74を
含み、このモード選択スイッチ74によってたとえばマ
ニュアルモード(M)、マニュアル操作によるティーチ
ングモード(MT)、 自動ティーチングモード(AT
)、テストモード(TE)または自動モード(A)がそ
れぞれ選択的に設定され得る。
制御のための概略ブロック図を示す。コンピュータ60
は、周知のように、CPU62゜RAM64およびRO
Mを含み、I10インタフェース68を介してバス70
に接続される。バス70には、さらに、操作卓72が連
結される。この操作卓72はモード選択スイッチ74を
含み、このモード選択スイッチ74によってたとえばマ
ニュアルモード(M)、マニュアル操作によるティーチ
ングモード(MT)、 自動ティーチングモード(AT
)、テストモード(TE)または自動モード(A)がそ
れぞれ選択的に設定され得る。
スタートスイッチ76が設けられ、このスタートスイッ
チ76はコンピュータ60の動作をスタートさせるため
の押しボタンスイッチである。したがって、このスター
トスイッチ76が押されると。
チ76はコンピュータ60の動作をスタートさせるため
の押しボタンスイッチである。したがって、このスター
トスイッチ76が押されると。
自動モード(A)においてはスタート指令が与えられ、
ティーチングモードにおいてはティーチング指令が与え
られる。操作卓72には、さらに、速度設定スイッチ7
8が設けられ、これはトーチ38(第1図)によってワ
ークピースを切断するときの速度を設定するために用い
られる。操作卓72には、さらに、マニュアル操作スイ
ッチ80が設けられる。マニュアル操作スイ・7チ80
には、X軸、Y軸、Z軸、φ軸およびψ軸のためのそれ
ぞれのスイッチ80x、80y、80z、80φおよび
80ψが含まれる。スイッチ80x〜80ψは、それぞ
れ、3位置を取り得るトグルスイッチのようなもので構
成される。スイッチ80x。
ティーチングモードにおいてはティーチング指令が与え
られる。操作卓72には、さらに、速度設定スイッチ7
8が設けられ、これはトーチ38(第1図)によってワ
ークピースを切断するときの速度を設定するために用い
られる。操作卓72には、さらに、マニュアル操作スイ
ッチ80が設けられる。マニュアル操作スイ・7チ80
には、X軸、Y軸、Z軸、φ軸およびψ軸のためのそれ
ぞれのスイッチ80x、80y、80z、80φおよび
80ψが含まれる。スイッチ80x〜80ψは、それぞ
れ、3位置を取り得るトグルスイッチのようなもので構
成される。スイッチ80x。
80yおよび802は、それぞれ、上側(U)に倒すこ
とによって対応の各制御軸に沿ってトーチ38(第1図
)をその軸の原点から遠ざかる方向に移動させ、下側(
D)に倒すことによってトーチ38をその原点に接近さ
せる方向に移動させることができる。また、スイッチ8
0φおよび80ψは、それぞれ、上側(C)に倒すこと
によりその対応の軸回りに時計方向に回動させ、逆に下
側(CC)に倒すことによって半時針方向に回動させる
ことができる。
とによって対応の各制御軸に沿ってトーチ38(第1図
)をその軸の原点から遠ざかる方向に移動させ、下側(
D)に倒すことによってトーチ38をその原点に接近さ
せる方向に移動させることができる。また、スイッチ8
0φおよび80ψは、それぞれ、上側(C)に倒すこと
によりその対応の軸回りに時計方向に回動させ、逆に下
側(CC)に倒すことによって半時針方向に回動させる
ことができる。
バス70には、さらに、各軸の位置決め装置82x、8
2y、82z、82φおよび82ψが接続される。この
第3図では、X軸の位置決め装置82xが、他を代表し
て、詳細に図示されている。
2y、82z、82φおよび82ψが接続される。この
第3図では、X軸の位置決め装置82xが、他を代表し
て、詳細に図示されている。
他の位置決め装置82y〜82ψは、このX軸位置決め
装置82Xと同様であるので、ここではX軸位置決め装
置82xについてのみ説明し、その他の軸についてはそ
の説明を省略する。位置決め装置82xには、バス70
すなわちコンピュータ60から指令位置情報を受け取る
ためのバッファレジスタ821xが設けられる。このバ
ッファレジスタ821xには、一定の時間間隔で送り出
される指令位置情報がロードされ、その出力は減算器8
22xの一方入力として与えられる。減算器822xの
他方入力としてはカウンタ823xの出力が与えられ蚤
。カウンタ823xは、位置検出器824x (これは
たとえばインクリメンタルエンコーダなどを含む)から
の位置パルス信号を受け、したがってこのカウンタ82
3xの出力は現在位置を表す情報である。減算器822
xの出力は、バッファレジスタ821x (目標点位置
)とカウンタ823x (現在位置)との差分として、
D/A変換器825xに与えられる。D/A変換器82
5xの出力は、サーボアンプ826xに与えられ、サー
ボアンプ826xの出力はモータ18(第1図)に与え
られる。カウンタ823xからのデータは、さらに、バ
ス70を介してコンピュータ60に与えられる。
装置82Xと同様であるので、ここではX軸位置決め装
置82xについてのみ説明し、その他の軸についてはそ
の説明を省略する。位置決め装置82xには、バス70
すなわちコンピュータ60から指令位置情報を受け取る
ためのバッファレジスタ821xが設けられる。このバ
ッファレジスタ821xには、一定の時間間隔で送り出
される指令位置情報がロードされ、その出力は減算器8
22xの一方入力として与えられる。減算器822xの
他方入力としてはカウンタ823xの出力が与えられ蚤
。カウンタ823xは、位置検出器824x (これは
たとえばインクリメンタルエンコーダなどを含む)から
の位置パルス信号を受け、したがってこのカウンタ82
3xの出力は現在位置を表す情報である。減算器822
xの出力は、バッファレジスタ821x (目標点位置
)とカウンタ823x (現在位置)との差分として、
D/A変換器825xに与えられる。D/A変換器82
5xの出力は、サーボアンプ826xに与えられ、サー
ボアンプ826xの出力はモータ18(第1図)に与え
られる。カウンタ823xからのデータは、さらに、バ
ス70を介してコンピュータ60に与えられる。
Y軸位置法め装置82yは、モータ26および位置検出
装置824yを含む。X軸位置決め装置82zはモータ
32および位置検出装置824zを含み、φ軸位置法め
装置82φはモータ36および位置検出装置824φを
含み、ψ軸位置法め装置82ψはモータ46および位置
検出装置824ψを含む。
装置824yを含む。X軸位置決め装置82zはモータ
32および位置検出装置824zを含み、φ軸位置法め
装置82φはモータ36および位置検出装置824φを
含み、ψ軸位置法め装置82ψはモータ46および位置
検出装置824ψを含む。
完成品84は、たとえば、プレス成形された薄い金属板
であり、ティーチングサンプルとして利用される。そし
て、センサ86は、第1図に示すトーチ38に代えて取
り付けられるたとえばセンサ付ダミートーチなどで構成
される。このようなセンサの一例は、たとえば、昭和5
5年(1980)3月29日付で出願公開された特開昭
55−44950号公報に開示されているような差動ト
ランスを用いた電磁式のものでる。しかしながら、セン
サとしては、静電式のものや光学式のものなど任意のセ
ンサが用いられてもよい。すなわち、センサ86は、テ
ィーチングサンプル84のエツジのような線を検出でき
るものであればよ(、エツジをティーチングする場合に
は、好ましくは、エツジからサンプル上ヘセンサが戻る
ときそのエツジに当たらないようにするために非接触式
のものが用いられる。そして、センサ86はサンプル8
4の輪郭ないし外形線84aをセンシングし、その出力
は、たとえば電圧、電流あるいはその他のアナログ信号
として導出され、A/D変換器88に与えられる。A/
D変換器88からは、そのセンサ出力に応じたディジタ
ル信号がバス70を介シてコンピュータ60に与えられ
る。コンピュータ60ではこのセンサ出力に基づいて、
後述のようにして自動ティーチングを行なうのである。
であり、ティーチングサンプルとして利用される。そし
て、センサ86は、第1図に示すトーチ38に代えて取
り付けられるたとえばセンサ付ダミートーチなどで構成
される。このようなセンサの一例は、たとえば、昭和5
5年(1980)3月29日付で出願公開された特開昭
55−44950号公報に開示されているような差動ト
ランスを用いた電磁式のものでる。しかしながら、セン
サとしては、静電式のものや光学式のものなど任意のセ
ンサが用いられてもよい。すなわち、センサ86は、テ
ィーチングサンプル84のエツジのような線を検出でき
るものであればよ(、エツジをティーチングする場合に
は、好ましくは、エツジからサンプル上ヘセンサが戻る
ときそのエツジに当たらないようにするために非接触式
のものが用いられる。そして、センサ86はサンプル8
4の輪郭ないし外形線84aをセンシングし、その出力
は、たとえば電圧、電流あるいはその他のアナログ信号
として導出され、A/D変換器88に与えられる。A/
D変換器88からは、そのセンサ出力に応じたディジタ
ル信号がバス70を介シてコンピュータ60に与えられ
る。コンピュータ60ではこのセンサ出力に基づいて、
後述のようにして自動ティーチングを行なうのである。
第4図は第1図ないし第3図に示す実施例の操作ないし
動作を説明するためのフロー図であり、第5図はその説
明に用いる図解図である。
動作を説明するためのフロー図であり、第5図はその説
明に用いる図解図である。
最初に、完成品ないしティーチングサンプル84(第3
図)を準備し、トーチ38(第1図)に代えてセンサ付
ダミートーチ86(第3図)を取付ける。そして、操作
卓72のモード選択スイッチア4を自動ティーチング(
AT)に切り換える。
図)を準備し、トーチ38(第1図)に代えてセンサ付
ダミートーチ86(第3図)を取付ける。そして、操作
卓72のモード選択スイッチア4を自動ティーチング(
AT)に切り換える。
そして、最初のステップS1において、マニアル操作ス
イッチ80を操作して、センサ86を第5図(A)で示
すサンプル84上(7) 3 点p oo、 p’EO
およびFEI(第5図)へ、この順で、位置決めする。
イッチ80を操作して、センサ86を第5図(A)で示
すサンプル84上(7) 3 点p oo、 p’EO
およびFEI(第5図)へ、この順で、位置決めする。
ここで、点pooは、センサ86(第3図)の局所座標
系の原点を示し、点FEOおよびP’EIは、それぞれ
、サンプル84のエツジすなわち輪郭線ないし外形線8
4a上の位置である。なお、上述の位置決めの順序は任
意に決められてよい。そして、3点P’OO,FEOお
よびFEIの位置データを絶対座標系すなわちロボット
座標系で取り込む。
系の原点を示し、点FEOおよびP’EIは、それぞれ
、サンプル84のエツジすなわち輪郭線ないし外形線8
4a上の位置である。なお、上述の位置決めの順序は任
意に決められてよい。そして、3点P’OO,FEOお
よびFEIの位置データを絶対座標系すなわちロボット
座標系で取り込む。
同時に、完成品(サンプル)84(第3図)に対するダ
ミートーチ(センサ)86の姿勢を、ワークピース84
に対して直角になるように制御する。
ミートーチ(センサ)86の姿勢を、ワークピース84
に対して直角になるように制御する。
そしてそのときの姿勢すなわち姿勢角θ0および配向角
φ0を絶対座標系すなわちロボット座標系で取り込む。
φ0を絶対座標系すなわちロボット座標系で取り込む。
つぎのステップS3において、上述の3点の位置データ
に基づいて、次式(1)を演算し局所座標F or ’
f ’および?:oをめることによって、局所座標系γ
を決定する。
に基づいて、次式(1)を演算し局所座標F or ’
f ’および?:oをめることによって、局所座標系γ
を決定する。
″?:O!?OXブ0 ・・・ (1)ここで、絶対座
標系Yと局所座標系Xとの間には、一般的にいえば、次
式(2)で示す関係がある。
標系Yと局所座標系Xとの間には、一般的にいえば、次
式(2)で示す関係がある。
7n−)ln ’5’n 十p’on ・・・(2)そ
して、マトリクスqnは次式(3)で与えられる。
して、マトリクスqnは次式(3)で与えられる。
また、このステップS3では、上述のようにして取り込
んだ3点の位置データから、次式(4)を演算し、ティ
ーチング間隔LxおよびLyをめる。
んだ3点の位置データから、次式(4)を演算し、ティ
ーチング間隔LxおよびLyをめる。
一−−−→
Lx= lP″EOP’EI+
なお、このティーチング間隔LxおよびLyは、以後の
自動ティーチングに際して常に使用される値である。
自動ティーチングに際して常に使用される値である。
つぎに、ステレブS5において最初の検出開始点doを
める。一般に検出開始点こnは、次式(%式% そして、最初の検出開始点iQoについては、その点d
Oの方向が局所座標系の原点pooからみて10の方向
であるため、X−Lx、Y=0およびZ−〇として、上
述の第(5)式を演算すればよい。
める。一般に検出開始点こnは、次式(%式% そして、最初の検出開始点iQoについては、その点d
Oの方向が局所座標系の原点pooからみて10の方向
であるため、X−Lx、Y=0およびZ−〇として、上
述の第(5)式を演算すればよい。
なお、局所座標系のZは、次式(6)で与えられる。
Z=Z+Kf (S−3o) ・・・ (6)ここで、
Kは定数、Sはセンサ86の出力、そしてSOはエツジ
部分すなわち外形線84a (第5図)上におけるセン
サ86の出力である。したがって、最初の検出開始点Q
oの計算において、前述の第(5)式におけるマトリク
スinの局所座標系のZは「0」となることが理解され
よう。
Kは定数、Sはセンサ86の出力、そしてSOはエツジ
部分すなわち外形線84a (第5図)上におけるセン
サ86の出力である。したがって、最初の検出開始点Q
oの計算において、前述の第(5)式におけるマトリク
スinの局所座標系のZは「0」となることが理解され
よう。
つぎのステップS7では、コンピユークロ0 (第3図
)は、新しい局所座標系を決定する。
)は、新しい局所座標系を決定する。
一般的にいえば、この実施例では、第5図(B)で示す
ように、?n、i7nおよび?:nの方向を持つ局所座
標と、それに対応した検出開始点Qnとを決定したうえ
で外形11に84a上のエツジ点rHnを決め、そして
それらのデータに基づいてつぎの局所座標系を決定し、
以後順次検出開始点こ。、3.エツジ点N E TDI
+ ・・・を決定して、自動的に外形線84a上の点位
置を順次ティーチングするのである。
ように、?n、i7nおよび?:nの方向を持つ局所座
標と、それに対応した検出開始点Qnとを決定したうえ
で外形11に84a上のエツジ点rHnを決め、そして
それらのデータに基づいてつぎの局所座標系を決定し、
以後順次検出開始点こ。、3.エツジ点N E TDI
+ ・・・を決定して、自動的に外形線84a上の点位
置を順次ティーチングするのである。
しかしながら、第5図(A)で示すように、最初の検出
開始点Qoから検出ないし走査を始めれば、そのとき検
出されるエツジすなわち外形線84aの点は、最初のマ
ニュアル操作でティーチングした点P’EIそのもので
ある。したがって、最初の検出開始点dOからの検出な
いし走査を行なうかどうかにかかわらず、つぎの局所座
標テ8.フ1およびζ、の方向は決められ、つぎの検出
開始点Q+ も決められる。すなわち、最初のマニュア
ル操作の最後に、センサ86が3点700.P’EOお
よびFEIのどこにあるかは、操作の順序によるが、エ
ツジ検出のための走査は、第5図(A)に示す点P″口
から始まってつぎの検出開始点d1へと行われることに
かわりはない。
開始点Qoから検出ないし走査を始めれば、そのとき検
出されるエツジすなわち外形線84aの点は、最初のマ
ニュアル操作でティーチングした点P’EIそのもので
ある。したがって、最初の検出開始点dOからの検出な
いし走査を行なうかどうかにかかわらず、つぎの局所座
標テ8.フ1およびζ、の方向は決められ、つぎの検出
開始点Q+ も決められる。すなわち、最初のマニュア
ル操作の最後に、センサ86が3点700.P’EOお
よびFEIのどこにあるかは、操作の順序によるが、エ
ツジ検出のための走査は、第5図(A)に示す点P″口
から始まってつぎの検出開始点d1へと行われることに
かわりはない。
そこで、以下には、一般的に、局所座標τn。
9nおよび′?:nが決まりかつ検出開始点Qnが決ま
っている状態から、エツジ点F E n、+がめられた
とき、つぎの局所座標T ll’l + グ97.1お
よびで0.、をめるプロセスを説明する。第5図(B)
で示すように、局所座標で。、1は線分’FEnP’E
n−1と平行に決めら、局所座標で。、、は線分u n
P’ E n−+と平行でかつで。、、と直角に決め
られ、さらに、局所座標’i’ n−+はで。、、とで
。、Iに直角でかつF E n−+を通るように決めら
れる。次式(7)および(8)の演算がこのような座標
の決めかたを表している。
っている状態から、エツジ点F E n、+がめられた
とき、つぎの局所座標T ll’l + グ97.1お
よびで0.、をめるプロセスを説明する。第5図(B)
で示すように、局所座標で。、1は線分’FEnP’E
n−1と平行に決めら、局所座標で。、、は線分u n
P’ E n−+と平行でかつで。、、と直角に決め
られ、さらに、局所座標’i’ n−+はで。、、とで
。、Iに直角でかつF E n−+を通るように決めら
れる。次式(7)および(8)の演算がこのような座標
の決めかたを表している。
ブ。、、−で。ll X Z ru+ ・・・ (7)
P’on−1=P’ll:n−1t、y ”Wnel
+ ・・(8)上記第(7)式および第(8)式の演算
によって、ステップS7において、新しい局所座標fn
、8.フ。、、および7:n−+ならびにその原点F
On、+が決められるのである。そして、新しい局所座
標系の原点pOnllにおけるセンサ付ダミートーチ8
6の姿勢(θ、φ)は、で。、I(?:x、 7:y、
Z’z)から、それぞれ、次式(9)および(10)で
められる。
P’on−1=P’ll:n−1t、y ”Wnel
+ ・・(8)上記第(7)式および第(8)式の演算
によって、ステップS7において、新しい局所座標fn
、8.フ。、、および7:n−+ならびにその原点F
On、+が決められるのである。そして、新しい局所座
標系の原点pOnllにおけるセンサ付ダミートーチ8
6の姿勢(θ、φ)は、で。、I(?:x、 7:y、
Z’z)から、それぞれ、次式(9)および(10)で
められる。
11= tan−’ (Zx’ +4’y’/4’z)
−−(9)φ= tan−’ (? Y / Z X
) −(10)このようにして、ステップS7において
、新しい局所座標F On+1+ 7: rl”ll
Z。、1およびブ。、、ならびに新しい姿勢角θ。、1
および配向角φ。、1がめられる。
−−(9)φ= tan−’ (? Y / Z X
) −(10)このようにして、ステップS7において
、新しい局所座標F On+1+ 7: rl”ll
Z。、1およびブ。、、ならびに新しい姿勢角θ。、1
および配向角φ。、1がめられる。
つぎのステップS9において、上述の第(7)および第
(8)式の演算により、第(5)式から、つぎの検出開
始点unitがめられる。
(8)式の演算により、第(5)式から、つぎの検出開
始点unitがめられる。
そして、ステップSllにおいて、先のエツジ点F E
nnからつぎの検出開始点向。、、への移動が指令さ
れる。したがって、このステップSllにおいて、つぎ
の検出開始点d。、、への移動が行なわれる。この移動
は局所座標系のX軸、Y軸については補間により、Z軸
については倣いにより、それぞれ、行われる。なお、こ
のときの移動のためのダミートーチの角度は先の第(9
)および第(lO)式でめた姿勢角(θ)および配向角
(φ)が用いられる。そして、このときの移動すべき経
路長(L)は次式(11)で与えられ、その移動時間(
1)は次式(12)で与えられ、その間の補間点の数(
M)は次式(13)で決められる。
nnからつぎの検出開始点向。、、への移動が指令さ
れる。したがって、このステップSllにおいて、つぎ
の検出開始点d。、、への移動が行なわれる。この移動
は局所座標系のX軸、Y軸については補間により、Z軸
については倣いにより、それぞれ、行われる。なお、こ
のときの移動のためのダミートーチの角度は先の第(9
)および第(lO)式でめた姿勢角(θ)および配向角
(φ)が用いられる。そして、このときの移動すべき経
路長(L)は次式(11)で与えられ、その移動時間(
1)は次式(12)で与えられ、その間の補間点の数(
M)は次式(13)で決められる。
L= Lx2+Ly’ +・+ (11)t=L/V
・ ・ ・ (12) M=t/Δt −(L/V) ・ (1/Δt)・ ・ (13)ここ
で、■は操作卓72の速度指令スイッチ78(第3図)
によって指令された速度である。そして、上述のそれぞ
れの補間点の局所座標系のX軸およびY軸上の座標はそ
れぞれ次式(14)で与えられ、Z軸上の座標は前述の
第(6)式で与えられる。
・ ・ ・ (12) M=t/Δt −(L/V) ・ (1/Δt)・ ・ (13)ここ
で、■は操作卓72の速度指令スイッチ78(第3図)
によって指令された速度である。そして、上述のそれぞ
れの補間点の局所座標系のX軸およびY軸上の座標はそ
れぞれ次式(14)で与えられ、Z軸上の座標は前述の
第(6)式で与えられる。
X−(N/M) ・Lx
Y”L)’ −(LyN/M)
=Ly ((M−N)/Ml ・・ (14)そして絶
対座標系における指令値は上述の第(14)式に基づい
て次式(15)を演算することによりめられる。
対座標系における指令値は上述の第(14)式に基づい
て次式(15)を演算することによりめられる。
この指令値によって、センサ86はつぎの検出開始点Q
n+1へ移動される。
n+1へ移動される。
ステップS13において、局所座標系のY軸方向への移
動が指令される。このとき、移動速度を■とすると、次
式(16)によって、刻々のΔYが指令され、ダミート
ーチ86は、それに応じてY軸上を移動する。
動が指令される。このとき、移動速度を■とすると、次
式(16)によって、刻々のΔYが指令され、ダミート
ーチ86は、それに応じてY軸上を移動する。
ΔY=■・Δt ・・・ (16)
そして、センサ86の出力に基づいて、前述の第(6)
式に基づいて演算される局所座標系のZから、刻々のΔ
Zも演算される。センサ86がティーチングサンプル8
4(第3図、第5図)上を移動している間は1ΔZ/Δ
Y1 はほぼ一定である。
式に基づいて演算される局所座標系のZから、刻々のΔ
Zも演算される。センサ86がティーチングサンプル8
4(第3図、第5図)上を移動している間は1ΔZ/Δ
Y1 はほぼ一定である。
しかしながら、センサがサンプル84のエツジ84aま
でくると、センサからの出力が急激に変化するので、l
ΔZ/ΔY1 ≧一定となり、コンピュータ60はセン
サ86がワークピースのエツジ84aに到達したことを
知る。
でくると、センサからの出力が急激に変化するので、l
ΔZ/ΔY1 ≧一定となり、コンピュータ60はセン
サ86がワークピースのエツジ84aに到達したことを
知る。
そして、ステップS15において、センサ86がエツジ
84aに到達したタイミングで、コンピュータ60が、
そのときの位置データを取り込み記憶する。その位置デ
ータはF E nllのものである。
84aに到達したタイミングで、コンピュータ60が、
そのときの位置データを取り込み記憶する。その位置デ
ータはF E nllのものである。
ステップS17において、まだティーチングしなければ
ならないならば、コンビュ、−夕60は再び先のステッ
プS7に戻る。ステップS7では、前述したように、第
(7)、(8)式を演算する。
ならないならば、コンビュ、−夕60は再び先のステッ
プS7に戻る。ステップS7では、前述したように、第
(7)、(8)式を演算する。
なお、この「ティーチング終了か?」の判断は、ダミー
トーチないしセンサ86がワークピース84のエツジな
いし外形線84aを一周したがどうかでコンピュータ6
0が自動的に判断してもよく、またオペレータの任意の
停止指令で行なってもよい。
トーチないしセンサ86がワークピース84のエツジな
いし外形線84aを一周したがどうかでコンピュータ6
0が自動的に判断してもよく、またオペレータの任意の
停止指令で行なってもよい。
そして、取り込んだ位置および姿勢データは、公知の方
法でロボットの自動制御に利用される。
法でロボットの自動制御に利用される。
そのようなロボットとしては、たとえば、先に引用した
特開昭57−96791号や特開昭57−125406
号に開示されたものなどが考えられる。
特開昭57−96791号や特開昭57−125406
号に開示されたものなどが考えられる。
なお、先のステップS15においては、 1ΔZ/ΔY
1 でエツジを検出するようにした。すなわち、センサ
がエツジへきていきなりZが急変するのではなく、エツ
ジの近くから少しずつ変化してその後急変するような場
合、変化率が一定のところをエツジと判断することが望
ましいので、上述の実施例では、 1ΔZ/ΔY1 に
よってエツジを検出するようにした。しかしながら、エ
ツジの検出は、単純にZの変化すなわちΔZだけで行う
ようにしてもよい。
1 でエツジを検出するようにした。すなわち、センサ
がエツジへきていきなりZが急変するのではなく、エツ
ジの近くから少しずつ変化してその後急変するような場
合、変化率が一定のところをエツジと判断することが望
ましいので、上述の実施例では、 1ΔZ/ΔY1 に
よってエツジを検出するようにした。しかしながら、エ
ツジの検出は、単純にZの変化すなわちΔZだけで行う
ようにしてもよい。
さらに、検出開始点を決定するのに、前述の実施例のよ
うに局所座標系で決めて座標変換によって絶対座標系に
変換するのではなく、初めから絶対座標系で決定するこ
ともできる。その場合は却って演算式は簡単でなくなり
演算が複雑になるが、高速コンピュータを使えば、その
ようにすることもできる。
うに局所座標系で決めて座標変換によって絶対座標系に
変換するのではなく、初めから絶対座標系で決定するこ
ともできる。その場合は却って演算式は簡単でなくなり
演算が複雑になるが、高速コンピュータを使えば、その
ようにすることもできる。
また、上述の実施例ではティーチングサンプルのエツジ
ないし外形線をティーチングする場合について説明した
。しかしながら、この発明はティーチングサンプル上に
形成された罫書き線をティーチングする場合にも通用で
きることはいうまでもない。罫書き線をティーチングす
る場合には、センサとして光学式のものやその他線をセ
ンシングできるものを使用すべきであろう。
ないし外形線をティーチングする場合について説明した
。しかしながら、この発明はティーチングサンプル上に
形成された罫書き線をティーチングする場合にも通用で
きることはいうまでもない。罫書き線をティーチングす
る場合には、センサとして光学式のものやその他線をセ
ンシングできるものを使用すべきであろう。
(発明の効果)
以上のように、この発明によれば、すべての線上の点を
自動的にティーチングすることができるので、マニュア
ル操作によってその都度各ティーチング点へ移動させな
くる必要はなく、複雑な形状のワークピースでもまた大
形のものでもティーチングを非常に短時間で行なうこと
ができる。
自動的にティーチングすることができるので、マニュア
ル操作によってその都度各ティーチング点へ移動させな
くる必要はなく、複雑な形状のワークピースでもまた大
形のものでもティーチングを非常に短時間で行なうこと
ができる。
第1図はこの発明の背景となるかつこの発明が通用され
る溶断ロボットの一例を示す正面図である。 第2図は第1図に示す溶断ロボットの平面図である。 第3図はこの発明の一実施例を示すブロック図である。 第4図は第1図ないし第3図に示す溶断ロボットの操作
ないし動作を説明するためのフロー図である。 第5図は動作を説明するための局所座標や検出開始点を
示す図解図である。 図において、60はコンピュータ、72は操作卓、84
は完成品ないしティーチングサンプル、84aは外形線
ないしエツジ、86はセンサ付ダミートーチを示す。 特許出願人 新明和工業株式会社 代理人 弁理士 岡 1)全 啓 (ほか1名) 5図 昭和59年05月18日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 昭和59年 特許願 第05’1985号2、発明の名
称 ロポントにおける自動ティーチング方法3、補正をする
者 事件との関係 特許出願人 住 所 兵庫県西宮市小曽根町1丁目5番25号名 称
(235)新明和工業株式会社代表者 玉 河 賛
次 4、代 理 人 &540 !l大阪(06) 764
−5443 (代)住 所 大阪市東区谷町5丁目30
番地自発補正 6、補正の対象 (1ン明細書の発明の詳細な説明の欄 (2)図 面 7、補正の内容 (1)明細書第15頁第7行の「配向角φ0」を「配向
角ΦO」に訂正する。 (2)明細書第19頁第17行の「φ」を「Φ」に訂正
する。 (3)明細書箱19車箱(10)式を下記のとおり訂正
する。 記 Φ−jan−1(?:y /ζx) ・−−(10)(
4)明細書第20頁第3行の「配向角φ。、l」を「配
向角Φ。、1」に訂正する。 (5)明細書第20頁第15行の「配向角(φ)」を「
配向角(Φ)」に訂正する。 (6)第1図を別紙のとおり訂正する。 以上 籍
る溶断ロボットの一例を示す正面図である。 第2図は第1図に示す溶断ロボットの平面図である。 第3図はこの発明の一実施例を示すブロック図である。 第4図は第1図ないし第3図に示す溶断ロボットの操作
ないし動作を説明するためのフロー図である。 第5図は動作を説明するための局所座標や検出開始点を
示す図解図である。 図において、60はコンピュータ、72は操作卓、84
は完成品ないしティーチングサンプル、84aは外形線
ないしエツジ、86はセンサ付ダミートーチを示す。 特許出願人 新明和工業株式会社 代理人 弁理士 岡 1)全 啓 (ほか1名) 5図 昭和59年05月18日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 昭和59年 特許願 第05’1985号2、発明の名
称 ロポントにおける自動ティーチング方法3、補正をする
者 事件との関係 特許出願人 住 所 兵庫県西宮市小曽根町1丁目5番25号名 称
(235)新明和工業株式会社代表者 玉 河 賛
次 4、代 理 人 &540 !l大阪(06) 764
−5443 (代)住 所 大阪市東区谷町5丁目30
番地自発補正 6、補正の対象 (1ン明細書の発明の詳細な説明の欄 (2)図 面 7、補正の内容 (1)明細書第15頁第7行の「配向角φ0」を「配向
角ΦO」に訂正する。 (2)明細書第19頁第17行の「φ」を「Φ」に訂正
する。 (3)明細書箱19車箱(10)式を下記のとおり訂正
する。 記 Φ−jan−1(?:y /ζx) ・−−(10)(
4)明細書第20頁第3行の「配向角φ。、l」を「配
向角Φ。、1」に訂正する。 (5)明細書第20頁第15行の「配向角(φ)」を「
配向角(Φ)」に訂正する。 (6)第1図を別紙のとおり訂正する。 以上 籍
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 位置制御可能なセンサを有するロボットにおいてテ
ィーチングサンプル上の線を自動的にティーチングする
方法であって、 前記ティーチングサンプルの線上に先にセンシングされ
た1点を含む3点によって面を決定し、その面に含まれ
かつ次に前記線上にセンシングされる点のデータを位置
データとして記憶するステップを含み、 必要に応じて前記ステップを繰り返す、ロボットにおけ
る自動ティーチング方法。 2 前記ステップは (a)前記サンプル上において検出開始点を決定するス
テップ、 (b)前記センサを前記サンプル上において前記検出開
始点から前記線方向に移動させるステップ、および (c)前記センサからの出力に基づいて前記センサが前
記線を検出したことに応答して、その線上の点のデータ
を記憶するステップを含む、ロボットにおける自動ティ
ーチング方法。 3 前記ステップ(a)は (a−4)前記サンプル上における少なくとも1つの基
準点とこの基準点に関連する前記線上の2点の位置デー
タを取り込むステップ、および(a−ii)前記少なく
とも3点の位置データに基づいて検出開始点を決定する
ステップを含む、特許請求の範囲第2項記載のロボット
における自動ティーチング方法。 4 前記ステップ(a)は、(a−4ii)順次の前記
線上の点のデータに基づいて前記検出開始点を順次決定
するステップを含む、特許請求の範囲第2項または第3
項記載のロボットにおける自動ティーチング方法。 5 前記ステップ(a−4ii)は 前記線上の点のデータに基づいて順次の基準点をめるス
テップ、および 前記順次の基準点に基づいて順次の前記検出開始点を決
定するステップを含む、特許請求の範囲第4項記載のロ
ボットにおける自動ティーチング方法。 6 前記基準点は前記センサの局所座標を含む、特許請
求の範囲第3項または第5項記載のロボットにおける自
動ティーチング方法。 7 前記ステップ(a)において、前記検出開始点は前
記線に沿って一定間隔毎に決定される、特許請求の範囲
第2項ないし第6項のいずれかに記載のロボットにおけ
る自動ティーチング方法。 8 前記ステップ(C)において記憶した前記線上の点
のデータに基づいて加工具の姿勢データを演算するステ
ップを含む、特許請求の範囲第2項記載のロボットにお
ける自動ティーチング方法。 9 前記ステップ(a)は、前記線上の点のデータとと
もにその点に関連する法線のデータを特徴する特許請求
の範囲第2項ないし第8項のいずれかに記載のロボット
における自動ティーチング方法。 10 前記線は前記ティーチングサンプルのエツジを含
む、特許請求の範囲第1項ないし第9項のいずれかに記
載のロボットにおける自動ティーチング方法。 11 前記線は前記ティーチングサンプル上に形成され
た罫書き線を含む、特許請求の範囲第1項ないし第9項
のいずれかに記載のロボットにおける自動ティーチング
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5198584A JP2556830B2 (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | ロボツトにおける自動テイ−チング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5198584A JP2556830B2 (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | ロボツトにおける自動テイ−チング方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60195617A true JPS60195617A (ja) | 1985-10-04 |
JP2556830B2 JP2556830B2 (ja) | 1996-11-27 |
Family
ID=12902146
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5198584A Expired - Lifetime JP2556830B2 (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | ロボツトにおける自動テイ−チング方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2556830B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63204409A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-24 | Mitsubishi Electric Corp | 加工線テイ−チング方法 |
JPS63204407A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-24 | Mitsubishi Electric Corp | 加工線テイ−チング方法 |
JPS63220305A (ja) * | 1987-03-10 | 1988-09-13 | Mitsubishi Electric Corp | ワ−ク加工装置 |
JPS63223806A (ja) * | 1987-03-12 | 1988-09-19 | Mitsubishi Electric Corp | ワ−ク加工装置 |
JPS63223807A (ja) * | 1987-03-12 | 1988-09-19 | Mitsubishi Electric Corp | 加工線テイ−チング方法 |
JPS63244202A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-11 | Mitsubishi Electric Corp | 加工線テイ−チング方法 |
JP2002220319A (ja) * | 2001-01-25 | 2002-08-09 | Nitto Denko Corp | 化粧用粘着シート |
-
1984
- 1984-03-16 JP JP5198584A patent/JP2556830B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63204409A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-24 | Mitsubishi Electric Corp | 加工線テイ−チング方法 |
JPS63204407A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-24 | Mitsubishi Electric Corp | 加工線テイ−チング方法 |
JPS63220305A (ja) * | 1987-03-10 | 1988-09-13 | Mitsubishi Electric Corp | ワ−ク加工装置 |
JPS63223806A (ja) * | 1987-03-12 | 1988-09-19 | Mitsubishi Electric Corp | ワ−ク加工装置 |
JPS63223807A (ja) * | 1987-03-12 | 1988-09-19 | Mitsubishi Electric Corp | 加工線テイ−チング方法 |
JPS63244202A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-11 | Mitsubishi Electric Corp | 加工線テイ−チング方法 |
JP2002220319A (ja) * | 2001-01-25 | 2002-08-09 | Nitto Denko Corp | 化粧用粘着シート |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2556830B2 (ja) | 1996-11-27 |
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