JP2004009221A - 外部軸に沿って移動するロボットの外部軸における座標決定装置および座標決定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワーク形状やロホ゛ット仕様変更時であってもロホ゛ットの外部軸座標値を自動計算し、オヘ゜レータの負荷の低減を図ると共にロホ゛ットの作業効率の向上を図る。
【解決手段】本発明によれば、溶接属性に各ワークを分類した溶接属性テーフ゛ルを格納した溶接属性テーフ゛ル格納部４０と、ワークをこのテーフ゛ルに従い分類する分類用テ゛ータを抽出する溶接属性テ゛ータテーフ゛ル用キーワート゛値抽出部３１と、ワークを何れかの溶接属性に分類するキーワート゛値比較部３４と、各溶接属性をハ゜ターンコート゛に分類したハ゜ターン定義テーフ゛ル、ロホ゛ットと外部軸との相対距離値を書き込んだハ゜ターンテ゛ータテーフ゛ル、及びワーク原点座標テ゛ータを格納したハ゜ターンテーフ゛ル格納部４１と、テ゛ータ項目を抽出するハ゜ターンコート゛抽出部３５と、相対距離値を取得する相対距離抽出部３６と、ワーク原点座標テ゛ータをハ゜ターンテーフ゛ル格納部４１から取得する外部軸座標系原点抽出部３７と、ロホ゛ットの外部軸座標を計算する外部軸座標値計算部３８とを備えている。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部軸に沿って移動するロボットの外部軸における座標決定装置および座標決定方法に係り、更に詳しくは、例えばレールやスライダやガントリなどの外部軸に沿って移動しながら溶接や塗装などの作業を行うロボットの、外部軸における座標を決定する決定装置および決定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
溶接や塗装などの作業を行うロボットは、例えばレールやスライダやガントリなどの外部軸に固定され、この外部軸に沿って移動されながらワークの溶接や塗装を行っている。
【０００３】
図９は、この種のロボットの一例を示す図であって、レール６０に沿って移動するガントリ６２に固定された溶接ロボット６４を示す斜視図である。
【０００４】
図１０は、図９のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【０００５】
溶接ロボット６４は、ガントリ６２がレール６０に沿って移動することによりレール６０に平行なｘ方向に、またガントリ６２内を移動することによりレール６０に垂直なｙ方向に、昇降アーム６６を昇降させることにより鉛直方向であるｚ方向にそれぞれ移動することができる。これによって、ワークエリア６８に配置されたワーク７０上の任意の場所に溶接ロボット６４を移動させ、トーチ６５によってワーク７０を溶接することができる。
【０００６】
ワーク７０上における溶接位置に対して位置精度良く溶接を実施するためには、溶接ロボット６４の位置を正しく把握する必要がある。このため、図１０に示すように、昇降アーム６６に溶接ロボット６４が固定された固定部７２を外部軸座標値として認識することにより、溶接ロボット６４の位置が把握されている。
【０００７】
このような外部軸座標値は、オペレータによるマニュアル計算か、あるいは、溶接ロボット６４の制御システムに予め備えられた計算プログラムに基づく計算によって求められている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の外部軸座標値の決定方法では、以下のような問題がある。
【０００９】
すなわち、外部軸座標値は、ワーク７０が別の形状および寸法のものに変わったり、あるいは溶接ロボット６４等のロボットの設備仕様自体に変更があった場合には、その都度計算方法が変わってしまう。
【００１０】
このため、オペレータのマニュアル計算によって外部軸座標値を求める場合には、オペレータが、ワーク７０の形状および寸法や、溶接ロボット６４等のロボットの設備仕様に基づいて、外部軸座標値を計算する必要がある。これは、当然のことながら、オペレータの負担の増大をまねくのみならず、オペレータが計算ミスを犯す可能性もあるという問題がある。
【００１１】
また、溶接ロボット６４等のロボットの制御システムに予め備えられた計算プログラムによって外部軸座標値を求める場合には、ワーク７０の形状および寸法や、溶接ロボット６４等のロボットの変更された設備仕様に基づいて、計算プログラムを修正する必要がある。そして、修正したプログラムを制御システムに組み込まなくてはならない。このため、溶接作業等の実際の作業にすぐには着手できず、ロボットの作業効率の低下をもたらすという問題がある。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ワークの形状および寸法や、ロボットの設備仕様が変更になった場合であっても、ロボットの外部軸座標値を自動的に計算し、もって、オペレータの負荷の低減を図るとともに、ロボットの作業効率の向上を図ることが可能な外部軸に沿って移動するロボットの外部軸における座標決定装置および座標決定方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
【００１４】
すなわち、請求項１の発明は、外部軸に沿って移動しながら作業を行うロボットの、外部軸における座標を決定する決定装置であって、作業属性テーブル格納手段と、パターン定義テーブル格納手段と、パターンデータテーブル格納手段と、分類用データ抽出手段と、作業属性分類手段と、データ項目抽出手段と、パターンコード決定手段と、相対距離情報取得手段と、ワーク原点座標データ取得手段と、外部軸計算手段とを備えている。
【００１５】
作業属性テーブル格納手段は、ロボットの作業対象であるワークの形状、寸法、および作業方法に基づいて定義される作業属性毎に各ワークを分類した作業属性テーブルを、パターン定義テーブル格納手段は、各作業対象を作業してなる製品を、ワークの寸法と形状特徴とに基づいて定義されるパターンコード別に分類したパターン定義テーブルを、パターンデータテーブル格納手段は、ロボットと外部軸との相対距離情報を書き込んだパターンデータテーブルを、ワーク原点位置データ格納手段は、各ワークの原点座標であるワーク原点座標を、それぞれ予め格納している。
【００１６】
分類用データ抽出手段は、ワークを、作業属性テーブルにしたがって、作業属性のうちの何れかに分類するために必要な分類用データを抽出し、作業属性分類手段は、分類用データ抽出手段によって抽出された分類用データを、作業属性テーブルと比較することによって、このワークを作業属性のうちの何れかに分類する。
【００１７】
そして、データ項目抽出手段は、作業属性分類手段によって分類された作業属性と、対応する分類用データとに基づいて、パターンコードで定義されているデータ項目を抽出し、パターンコード決定手段は、データ項目抽出手段によって抽出されたデータ項目のデータを、パターン定義テーブルと比較することによって、このワークがどのパターンコードに該当するかを決定する。
【００１８】
更に、相対距離情報取得手段は、パターンコード決定手段によって決定されたパターンコードに基づいて、このパターンコードに該当するパターンデータテーブルを、パターンデータテーブル格納手段から抽出し、抽出したパターンデータテーブルに書き込まれている相対距離情報を取得し、ワーク原点座標データ取得手段は、このワークに対応するワーク原点座標を、ワーク原点位置データ格納手段から取得し、外部軸計算手段は、ワーク原点座標データ取得手段によって取得されたワーク原点座標と、相対距離情報取得手段によって取得された相対距離情報と、作業を開始する座標である作業始点座標とに基づいて、ロボットの外部軸における座標を計算する。
【００１９】
請求項２の発明は、請求項１の発明の外部軸に沿って移動するロボットの外部軸における座標決定装置において、外部軸計算手段は、ワーク原点座標データ取得手段によって取得されたワーク原点座標（ｘ_０，ｙ_０，ｚ_０）と、相対距離情報取得手段によって取得された相対距離情報（Δｘ、Δｙ、Δｚ）と、作業を開始する座標である作業始点座標（ｘ_ｓ，ｙ_ｓ，ｚ_ｓ）とのｘ成分同士、ｙ成分同士、ｚ成分同士をそれぞれ加算することによって、ロボットの外部軸における座標（ｘ，ｙ，ｚ）を計算する。
【００２０】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明の外部軸に沿って移動するロボットの外部軸における座標決定装置において、ロボットを、溶接作業を行う溶接ロボットに適用している。
【００２１】
請求項４の発明は、外部軸に沿って移動しながら作業を行うロボットの、外部軸における座標を決定する決定方法であって、まず、ロボットの作業対象であるワークの形状、寸法、および作業方法に基づいて定義される作業属性毎に各ワークを分類した作業属性テーブルと、各作業対象を作業してなる製品を、ワークの寸法と形状特徴とに基づいて定義されるパターンコード毎に分類したパターン定義テーブルと、ロボットと外部軸との相対距離情報を書き込んだパターンデータテーブルと、各ワークの原点座標であるワーク原点座標とをそれぞれ予め格納しておく。
【００２２】
次に、このワークを、作業属性テーブルにしたがって、作業属性のうちの何れかに分類するために必要な分類用データを抽出し、この抽出した分類用データを、作業属性テーブルと比較することによって、このワークを作業属性のうちの何れかに分類する。
【００２３】
そして、この分類した作業属性と、対応する分類用データとに基づいて、パターンコードで定義されているデータ項目を抽出し、この抽出したデータ項目のデータを、パターン定義テーブルと比較することによって、このワークがどのパターンコードに該当するかを決定し、この決定したパターンコードに基づいて、このパターンコードに該当するパターンデータテーブルを抽出し、抽出したパターンデータテーブルに書き込まれている相対距離情報を取得し、このワークに対応するワーク原点座標を、予め格納した各ワークのワーク原点座標データの中から取得し、この取得したワーク原点座標と、取得した相対距離情報と、作業を開始する座標である作業始点座標とに基づいて、ロボットの外部軸における座標を計算する。
【００２４】
従って、請求項１乃至４に示す本発明においては、以上のような手段を講じることにより、予め格納しているワーク原点座標と、相対距離情報と、作業始点座標とに基づいて、ロボットの外部軸における座標を計算することができる。
【００２５】
これにより、ワークの形状および寸法が変更になったり、ロボットの設備仕様が変更になった場合でも、変更に応じた作業属性データテーブルを用いることにより計算可能となるので、外部軸における座標を決定するためのプログラム修正は不要となる。
【００２６】
このように、プログラムを修正することなく、汎用的に外部軸における座標を計算することができるので、オペレータの負荷の低減を図るとともに、ロボットの作業効率の向上を図ることが可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２８】
なお、以下の各実施の形態の説明に用いる図中の符号は、図９および図１０と同一部分については同一符号を付して示すことにする。
【００２９】
本発明の実施の形態を図１から図８を用いて説明する。
【００３０】
図１は、本発明の実施の形態に係る外部軸に沿って移動するロボットの外部軸における座標決定方法を適用した座標決定装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【００３１】
すなわち、本発明の実施の形態に係る外部軸に沿って移動するロボットの外部軸における座標決定方法を適用した座標決定装置は、溶接ロボット６４に適用した例であって、装置本体３０と、溶接属性テーブル格納部４０と、パターンテーブル格納部４１とからなる。更に装置本体３０は、溶接属性データテーブル用キーワード値抽出部３１と、パターン定義テーブル用キーワード抽出部３２と、パターン定義テーブル用キーワード値抽出部３３と、キーワード値比較部３４と、パターンコード抽出部３５と、相対距離抽出部３６と、外部軸座標系原点抽出部３７と、外部軸座標値計算部３８とを備えている。
【００３２】
溶接属性テーブル格納部４０は、溶接対象となるワーク７０の部材形状および寸法に関する情報である溶接属性データテーブルを備えている。この溶接属性データテーブルは、その一例を図２に示すように、ワーク７０を、溶接姿勢、部材形状パターン、立板の表／裏、始点座標、終点座標、溶接線長で分類されるパターンをまとめたデータテーブルである。図２は、ワーク７０を、溶接線１から溶接線ｎまでのｎ個のワーク７０について分類した例を示している。このような溶接属性データテーブルは、図示しないＣＡＤシステムに入力されたＣＡＤデータから溶接線に関する情報を抽出することによって予め作成しておき、溶接属性テーブル格納部４０に格納しておく。なお、溶接属性テーブル格納部４０に格納されているパターンに分類されないような新たなパターンについては、新たにデータテーブルを作成し、適宜溶接属性テーブル格納部４０に格納する。
【００３３】
溶接姿勢のデータが「１」の場合には水平溶接を示し、「４」の場合には立向溶接を示している。水平溶接とは、図３（ａ）中の溶接線１〜溶接線１８に示すように水平方向に行う溶接であり、立向溶接とは、図３（ｂ）中の溶接線１９〜溶接線２０に示すように鉛直方向に行う溶接である。部材形状パターンが「ＨＳＩＴＦ」の場合には水平スチフナを示し、「ＶＳＩＴＦ」の場合には垂直スチフナを示している。立板の表／裏が「１」の場合には表を、「−１」の場合には裏を示している。溶接線長は溶接線の長さを（ｍｍ）単位で示している。
【００３４】
パターンテーブル格納部４１は、パターン定義テーブルと、パターンデータテーブルと、パターン計算テーブルと、ワーク原点位置データとを備えている。
【００３５】
パターン定義テーブルは、ワーク７０を溶接してなる製品を、ワーク７０の寸法と形状特徴とに基づくパターンコード毎に分類したテーブルであって、図４（ａ）にその例を示すようなデータ構造をしている。すなわち、図４（ａ）に示す溶接姿勢、部材形状パターン、立板の表／裏は、図２の溶接属性データテーブルの溶接姿勢、部材形状パターン、立板の表／裏であり、溶接線長を、更に最小と最大の範囲内で分類することによって、溶接属性テーブルを更に細分類している。そして、細分類されたおのおのに自然数からなる個別のパターンコードを付している。
【００３６】
パターンデータテーブルは、図４（ａ）に示すパターン定義テーブルのパターンコード毎に設定した相対距離Δｘ、相対距離Δｙ、相対距離Δｚのパターンをまとめたテーブルであり、その一例を図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）に示す。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すパターンコードが「０」の部材形状に対応する相対距離のパターンを、図４（ｃ）は、図４（ａ）に示すパターンコードが「１」の部材形状に対応する相対距離のパターンを、図４（ｄ）は、図４（ａ）に示すパターンコードが「２」の部材形状に対応する相対距離のパターンをそれぞれ示している。
【００３７】
図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように、パターンデータテーブルは、相対距離Δｘ、相対距離Δｙ、相対距離Δｚ毎に、「計算の有無」および「定数／計算コード」をまとめている。相対距離とは、図５に示すように、トーチ６５の先端部の座標と、固定部７２の座標との隔離距離をそれぞれｘ成分、ｙ成分、ｚ成分で示したものである。このような相対距離（Δｘ、Δｙ、Δｚ）は、一様に決定されるもの、経験的に決定されるもの、あるいは計算により決定されるものがあることが既に知られており、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すパターンデータテーブルにその決定方法をまとめている。
【００３８】
図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）では、部材形状から一様に決定される相対距離については、「計算の有無」を「０」として、「定数／計算コード」に、相対距離そのものの値を入力する。一方、一様に決定されない相対距離については、計算で求めるものとし、「計算の有無」を「１」として、「定数／計算コード」に、後述するパターン計算テーブルで定義されている計算方法を参照するための引数を入力する。
【００３９】
パターン計算テーブルは、相対距離の計算方法をテーブル化したものであり、図６にその一例を示すように、「計算コード」、「演算コード」、「溶接属性データのキーワード」、「定数」から構成している。「計算コード」は、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すパターンデータテーブルの「計算の有無」が「１」である場合に、「定数／計算コード」に入力された数値に対応している。「演算コード」とは、後述する「溶接属性データのキーワード」と「定数」とを用いて相対距離を計算するための演算方法を定義するデータであって、「１」の場合には、「溶接属性データのキーワード」と「定数」とを加算することによって相対距離を計算することを示している。
【００４０】
同様に、「２」の場合には「溶接属性データのキーワード」から「定数」を減算することによって、「３」の場合には「溶接属性データのキーワード」と「定数」とを乗算することによって、「４」の場合には「溶接属性データのキーワード」を「定数」で除算することによってそれぞれ相対距離を計算する。たとえば、図６に示すようなパターン計算テーブルの場合、パターンコードが「０」の相対距離ｘは、溶接線長である５００（ｍｍ）を定数２．０で除した値である２５０（ｍｍ）となる。
【００４１】
このような計算方法もまた経験的に予め定義しておくものであって、新たな計算方法によって相対距離を求める場合には、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）の「定数／計算コード」毎に定義してパターンテーブル格納部４１に格納しておく。
【００４２】
ワーク原点位置データは、ワーク７０の部材形状および寸法毎に決定するワーク原点の値を格納したテーブルである。ワーク原点は、図７に示すように、ワーク７０の部材形状毎に決まるものであり、ワーク７０毎に存在する。
【００４３】
溶接属性データテーブル用キーワード値抽出部３１は、溶接属性テーブル格納部４０に格納された溶接属性テーブルからキーワード値を抽出する。ここでキーワード値とは、図２に示す例では、溶接姿勢、部材形状パターン、立板の表／裏、始点座標、終点座標、溶接線長それぞれの値に相当する。そして、抽出したキーワード値をパターン定義テーブル用キーワード抽出部３２を介してパターン定義テーブル用キーワード値抽出部３３へ出力する。パターン定義テーブル用キーワード抽出部３２は、パターンテーブル格納部４１に格納されたパターン定義テーブルからキーワードを抽出する。ここでキーワードとは、図４に示す例では、溶接姿勢、部材形状パターン、溶接線長、立板の表／裏に相当する。そして、抽出したキーワード、および溶接属性テーブル用キーワード値抽出部３１から抽出されたキーワード値を、パターン定義テーブル用キーワード値抽出部３３に出力する。パターン定義テーブル用キーワード値抽出部３３は、パターン定義テーブル用キーワード抽出部３２から出力されたキーワード（溶接姿勢、部材形状パターン、立板の表／裏、始点座標、終点座標、溶接線長）に該当するデータを、溶接属性データテーブル用キーワード値抽出部３１から出力されたキーワード値から抽出し、その抽出データをキーワード値比較部３４に出力する。
【００４４】
キーワード値比較部３４は、パターン定義テーブル用キーワード値抽出部３３から出力された抽出データを、パターンテーブル格納部４１に格納されているパターン定義テーブルと比較する。そして、比較結果をパターンコード抽出部３５に出力する。
【００４５】
パターンコード抽出部３５は、キーワード値比較部３４から出力された比較結果に基づいて、このワーク７０がどのパターンコードに該当するか決定し、決定されたパターンコードを相対距離抽出部３６に出力する。
【００４６】
相対距離抽出部３６は、パターンコード抽出部３５から出力されたパターンコードに基づいて、このパターンコードに該当するパターンデータテーブルをパターンテーブル格納部４１から抽出し、抽出したパターンデータテーブルに書き込まれている相対距離の値を取得する。または、パターンデータテーブルの「計算の有無」が「１」である場合には、「定数／計算コード」で指示されている計算コード番号に該当するパターン計算テーブルにしたがって計算することによって、相対距離の値を取得する。そして、これら取得した相対距離（Δｘ、Δｙ、Δｚ）の値を、パターンテーブル格納部４１から抽出したパターンデータテーブルとともに、外部軸座標系原点抽出部３７に出力する。
【００４７】
外部軸座標系原点抽出部３７は、相対距離抽出部３６から出力されたパターンデータテーブルに対応するワーク原点位置データ（ｘ_０，ｙ_０，ｚ_０）の値を、パターンテーブル格納部４１から抽出する。そして、抽出したワーク原点位置データ（ｘ_０，ｙ_０，ｚ_０）の値を、相対距離抽出部３６から出力された相対距離（Δｘ、Δｙ、Δｚ）の値とともに外部軸座標値計算部３８に出力する。
【００４８】
外部軸座標値計算部３８は、外部軸座標系原点抽出部３７から出力されたワーク原点位置データ（ｘ_０，ｙ_０，ｚ_０）の値と、相対距離（Δｘ、Δｙ、Δｚ）の値とに基づいて、以下に示す（１）〜（３）式に基づいて外部軸座標値（ｘ，ｙ，ｚ）をそれぞれ計算する。なお、下記（１）〜（３）式において、ｘ_ｓ，ｙ_ｓ，ｚ_ｓは、図５（ａ）に示すように、溶接線の始点座標である。
【００４９】
ｘ＝ｘ_ｓ＋Δｘ＋ｘ_０・・・（１）
ｙ＝ｙ_ｓ＋Δｙ＋ｙ_０・・・（２）
ｚ＝ｚ_ｓ＋Δｚ＋ｚ_０・・・（３）
このように、本発明の実施の形態に係る外部軸に沿って移動するロボットの外部軸における座標決定方法を適用した座標決定装置は、ワーク７０に対する溶接ロボット６４の位置を、相対距離（Δｘ、Δｙ、Δｚ）としてパターンテーブル格納部４１に持たせている。そして、この相対距離を、上記（１）〜（３）式に代入することによって外部軸座標値（ｘ，ｙ，ｚ）を計算する。
【００５０】
これにより、ワーク７０の部材形状および寸法が変更になったり、ロボットの設備仕様が変更になった場合には、変更に応じた溶接属性データテーブルを用いることにより、外部軸座標を計算することが可能となり、装置本体３０のプログラム修正を不要としている。
【００５１】
更に、ワーク７０の部材形状および寸法や、相対距離の計算方法をパターン化し、各パターン毎に相対距離を設定することによって、部材形状および寸法の多様化に対しても、同様にパターンテーブル格納部４１に格納しているパターン定義テーブル、パターンデータテーブル、パターン計算テーブル、およびワーク原点位置データに適宜必要なデータを追加することにより、外部軸座標値を計算することが可能となり、装置本体３０のプログラム修正を不要としている。
【００５２】
次に、以上のように構成した本発明の実施の形態に係る外部軸に沿って移動するロボットの外部軸における座標決定方法を適用した座標決定装置の動作について、図８に示すフローチャートを用いて説明する。
【００５３】
まず、本発明の実施の形態に係る外部軸に沿って移動するロボットの外部軸における座標決定方法を適用した座標決定装置を用いてロボットの外部軸座標値（ｘ，ｙ，ｚ）を決定する場合には、図示しないＣＡＤシステムに入力されたＣＡＤデータから、溶接線に関する情報を抽出することによって溶接属性データテーブルが作成され、溶接属性テーブル格納部４０に格納される（Ｓ１）。
【００５４】
溶接属性データテーブル用キーワード値抽出部３１では、溶接属性テーブル格納部４０に格納されている溶接属性データテーブルの各キーワード（溶接姿勢、部材形状パターン、立板の表／裏、始点座標、終点座標、溶接線長）に対する値であるキーワード値が抽出され、パターン定義テーブル用キーワード抽出部３２を介してパターン定義テーブル用キーワード値抽出部３３へ出力される（Ｓ２）。パターン定義テーブル用キーワード抽出部３２では、パターンテーブル格納部４１に格納されたパターン定義テーブルからキーワード（溶接姿勢、部材形状パターン、溶接線長、立板の表／裏）が抽出される。そして、抽出されたキーワードは、パターン定義テーブル用キーワード値抽出部３３へと出力される（Ｓ３）。
【００５５】
パターン定義テーブル用キーワード値抽出部３３では、パターン定義テーブル用キーワード抽出部３２から出力されたキーワードに該当するデータが、溶接属性データテーブル用キーワード値抽出部３１から出力されたキーワード値から抽出される。そして、この抽出データはキーワード値比較部３４へ出力される（Ｓ４）。
【００５６】
キーワード値比較部３４では、ステップＳ４でパターン定義テーブル用キーワード値抽出部３３から出力された抽出データが、パターンテーブル格納部４１に格納されているパターン定義テーブルと比較される。その比較結果は、パターンコード抽出部３５へ出力される（Ｓ５）。
【００５７】
パターンコード抽出部３５では、ステップＳ５においてキーワード値比較部３４から出力された比較結果に基づいて、このワーク７０がどのパターンコードに該当するかが決定される。そして、決定されたパターンコードが相対距離抽出部３６へと出力される（Ｓ６）。
【００５８】
相対距離抽出部３６では、ステップＳ６でパターンコード抽出部３５から出力されたパターンコードに基づいて、このパターンコードに該当するパターンデータテーブルがパターンテーブル格納部４１から抽出され、抽出されたパターンデータテーブルに書き込まれている相対距離の値が取得される。この場合、パターンデータテーブルの「計算の有無」が「１」である場合には、「定数／計算コード」で指示されている計算コード番号に該当するパターン計算テーブルにしたがって計算することによって、相対距離が取得される。そして、これら取得した相対距離（Δｘ、Δｙ、Δｚ）の値は、パターンテーブル格納部４１から抽出したパターンデータテーブルとともに、外部軸座標系原点抽出部３７へと出力される（Ｓ７）。
【００５９】
外部軸座標系原点抽出部３７では、ステップＳ７で相対距離抽出部３６から出力されたパターンデータテーブルに対応するワーク原点位置データ（ｘ_０，ｙ_０，ｚ_０）の値が、パターンテーブル格納部４１から抽出される。そして、抽出したワーク原点位置（ｘ_０，ｙ_０，ｚ_０）の値が、相対距離抽出部３６から出力された相対距離（Δｘ、Δｙ、Δｚ）の値とともに外部軸座標値計算部３８へと出力される（Ｓ８）。
【００６０】
外部軸座標値計算部３８では、ステップＳ８で外部軸座標系原点抽出部３７から出力されたワーク原点位置データ（ｘ_０，ｙ_０，ｚ_０）の値と、相対距離（Δｘ、Δｙ、Δｚ）の値とに基づいて、上述した（１）〜（３）式に基づいて外部軸座標値（ｘ，ｙ，ｚ）がそれぞれ計算される（Ｓ９）。
【００６１】
そして、全ての溶接線について外部軸座標値が計算された場合（Ｓ１０：Ｙｅｓ）には処理を終了し、外部軸座標値が計算されていない溶接線がある場合（Ｓ１０：Ｎｏ）には、ステップＳ２の処理に戻る。これによって、全ての溶接線に対して外部軸座標値が計算される。
【００６２】
上述したように、本発明の実施の形態に係る外部軸に沿って移動するロボットの外部軸における座標決定方法を適用した座標決定装置は、ワーク７０に対する溶接ロボット６４の位置が、相対距離（Δｘ、Δｙ、Δｚ）としてパターンテーブル格納部４１に予め格納されている。そして、この相対距離を、上述した（１）〜（３）式に代入することによって外部軸座標値（ｘ，ｙ，ｚ）を計算することができる。
【００６３】
これにより、ワーク７０の部材形状および寸法が変更になったり、ロボットの設備仕様が変更になった場合には、変更に応じた溶接属性データテーブルを用いることにより、外部軸座標値を計算することが可能となる。したがって、装置本体３０のプログラム修正は不要となる。
【００６４】
また、ワーク７０の部材形状および寸法や、相対距離の計算方法をパターン化し、各パターン毎に相対距離を設定することによって、部材形状および寸法の多様化に対しても、同様に、パターンテーブル格納部４１に格納しているパターン定義テーブル、パターンデータテーブル、パターン計算テーブル、およびワーク原点位置データに適宜必要なデータを追加することにより、外部軸座標値を計算することが可能となる。この場合も、装置本体３０のプログラム修正は不要となる。
【００６５】
以上により、オペレータの負荷の低減を図るとともに、ロボットの作業効率の向上を図ることが可能な外部軸に沿って移動するロボットの外部軸における座標決定装置および座標決定方法を実現することができる。
【００６６】
以上、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６７】
上記実施の形態では、溶接ロボットを例に説明したが、本発明は、溶接ロボットのみに適用されるものではなく、塗装ロボットなど、レールやスライダやガントリなどの外部軸に固定され、この外部軸に沿って移動されながら作業を行う全てのロボットに対しても適用可能である。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ワークの形状および寸法や、ロボットの設備仕様が変更になった場合であっても、ロボットの外部軸座標値を自動的に計算することができる。
【００６９】
以上により、オペレータの負荷の低減を図るとともに、ロボットの作業効率の向上を図ることが可能な外部軸に沿って移動するロボットの外部軸における座標決定装置および座標決定方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る外部軸に沿って移動するロボットの外部軸における座標決定方法を適用した座標決定装置の構成例を示す機能ブロック図
【図２】溶接属性テーブルの一例を示すデータ構造図
【図３】溶接姿勢を説明するための模式図
【図４】パターン定義テーブルおよびパターンデータテーブルの一例を示すデータ構造図
【図５】相対距離を説明するための溶接ロボットの正面図および平面図
【図６】パターン計算テーブルの一例を示すデータ構造図
【図７】ワーク原点を説明するための模式図
【図８】本発明の実施の形態に係る外部軸に沿って移動するロボットの外部軸における座標決定方法を適用した座標決定装置の動作を示すフローチャート
【図９】レールに沿って移動するガントリに固定された溶接ロボットを示す斜視図
【図１０】図９のＡ−Ａ線に沿った断面図
【符号の説明】
３０…装置本体
３１…溶接属性データテーブル用キーワード値抽出部　３２…パターン定義テーブル用キーワード抽出部
３３…パターン定義テーブル用キーワード値抽出部
３４…キーワード値比較部
３５…パターンコード抽出部
３６…相対距離抽出部
３７…外部軸座標系原点抽出部
３８…外部軸座標値計算部
４０…溶接属性テーブル格納部
４１…パターンテーブル格納部
６０…レール
６２…ガントリ
６４…溶接ロボット
６５…トーチ
６６…昇降アーム
６８…ワークエリア
７０…ワーク
７２…固定部

Claims (4)

1. 外部軸に沿って移動しながら作業を行うロボットの、前記外部軸における座標を決定する決定装置であって、
   前記ロボットの作業対象であるワークの形状、寸法、および作業方法に基づいて定義される作業属性毎に前記各ワークを分類した作業属性テーブルを、予め格納した作業属性テーブル格納手段と、
   前記各作業対象を作業してなる製品を、前記ワークの寸法と形状特徴とに基づいて定義されるパターンコード毎に分類したパターン定義テーブルを、予め格納したパターン定義テーブル格納手段と、
   前記ロボットと前記外部軸との相対距離情報を書き込んだパターンデータテーブルを、予め格納したパターンデータテーブル格納手段と、
   前記各ワークの原点座標であるワーク原点座標をそれぞれ予め格納したワーク原点位置データ格納手段と、
   前記ワークを、前記作業属性テーブルにしたがって、前記作業属性のうちの何れかに分類するために必要な分類用データを抽出する分類用データ抽出手段と、
   前記分類用データ抽出手段によって抽出された分類用データを、前記作業属性テーブルと比較することによって、このワークを前記作業属性のうちの何れかに分類する作業属性分類手段と、
   前記作業属性分類手段によって分類された作業属性と、対応する分類用データとに基づいて、前記パターンコードで定義されているデータ項目を抽出するデータ項目抽出手段と、
   前記データ項目抽出手段によって抽出されたデータ項目のデータを、前記パターン定義テーブルと比較することによって、このワークがどのパターンコードに該当するかを決定するパターンコード決定手段と、
   前記パターンコード決定手段によって決定されたパターンコードに基づいて、このパターンコードに該当するパターンデータテーブルを、前記パターンデータテーブル格納手段から抽出し、抽出したパターンデータテーブルに書き込まれている相対距離情報を取得する相対距離情報取得手段と、
   このワークに対応するワーク原点座標を、前記ワーク原点位置データ格納手段から取得するワーク原点座標データ取得手段と、
   前記ワーク原点座標データ取得手段によって取得されたワーク原点座標と、前記相対距離情報取得手段によって取得された相対距離情報と、前記作業を開始する座標である作業始点座標とに基づいて、前記ロボットの前記外部軸における座標を計算する外部軸計算手段と
   を備えた外部軸に沿って移動するロボットの外部軸における座標決定装置。
2. 請求項１に記載の外部軸に沿って移動するロボットの外部軸における座標決定装置において、
   前記外部軸計算手段は、前記ワーク原点座標データ取得手段によって取得されたワーク原点座標（ｘ_０，ｙ_０，ｚ_０）と、前記相対距離情報取得手段によって取得された相対距離情報（Δｘ、Δｙ、Δｚ）と、前記作業を開始する座標である作業始点座標（ｘ_ｓ，ｙ_ｓ，ｚ_ｓ）とのｘ成分同士、ｙ成分同士、ｚ成分同士をそれぞれ加算することによって、前記ロボットの前記外部軸における座標（ｘ，ｙ，ｚ）を計算するようにした
   外部軸に沿って移動するロボットの外部軸における座標決定装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の外部軸に沿って移動するロボットの外部軸における座標決定装置において、
   前記ロボットを、溶接作業を行う溶接ロボットとした外部軸に沿って移動するロボットの外部軸における座標決定装置。
4. 外部軸に沿って移動しながら作業を行うロボットの、前記外部軸における座標を決定する決定方法であって、
   前記ロボットの作業対象であるワークの形状、寸法、および作業方法に基づいて定義される作業属性毎に前記各ワークを分類した作業属性テーブルと、前記各作業対象を作業してなる製品を、前記ワークの寸法と形状特徴とに基づいて定義されるパターンコード毎に分類したパターン定義テーブルと、前記ロボットと前記外部軸との相対距離情報を書き込んだパターンデータテーブルと、前記各ワークの原点座標であるワーク原点座標とをそれぞれ予め格納しておき、
   前記ワークを、前記作業属性テーブルにしたがって、前記作業属性のうちの何れかに分類するために必要な分類用データを抽出し、
   この抽出した分類用データを、前記作業属性テーブルと比較することによって、このワークを前記作業属性のうちの何れかに分類し、
   この分類した作業属性と、対応する分類用データとに基づいて、前記パターンコードで定義されているデータ項目を抽出し、
   この抽出したデータ項目のデータを、前記パターン定義テーブルと比較することによって、このワークがどのパターンコードに該当するかを決定し、
   この決定したパターンコードに基づいて、このパターンコードに該当するパターンデータテーブルを抽出し、抽出したパターンデータテーブルに書き込まれている相対距離情報を取得し、
   このワークに対応するワーク原点座標を、予め格納した各ワークのワーク原点座標データの中から取得し、
   この取得したワーク原点座標と、前記取得した相対距離情報と、前記作業を開始する座標である作業始点座標とに基づいて、前記ロボットの前記外部軸における座標を計算するようにした
   外部軸に沿って移動するロボットの外部軸における座標決定方法。

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