JP2011206830A - 溶接ロボットの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 基本3軸などのイナーシャの大きい軸を使用することなくイナーシャの小さい軸のみを使用してウィービング動作させるようにすることで、高い軌跡精度、高い周波数でウィービングを行うことができるようにするとともに、ウィービング動作する平面の制限をなくし任意のトーチ姿勢でウィービング動作させるようにすることで、ワークとの干渉を防止し煩わしい教示作業を不要とする。
【解決手段】 溶接ロボットの手首3軸のうち、最先端の軸を除く直交する直交2軸によって溶接トーチ先端が動く平面に対して垂直な方向に溶接トーチ先端を移動させ得るウィービング軸が、溶接ロボットに追加される。コントローラは、ウィービング移動量を、直交2軸およびウィービング軸それぞれの駆動量に変換する。直交2軸およびウィービング軸をそれぞれ、変換された対応する駆動量だけ駆動させる駆動指令を溶接ロボットに与えることで、当該溶接ロボットをウィービング動作させる。
【選択図】 図7
Description
本発明者らは、特許文献1において、上記問題点に鑑み、基本3軸1、2、3に較べてイナーシャが小さく反力の小さい手首3軸4、5、6のうち第4軸4、第5軸5だけを用いてウィービング動作させるという発明を開示している。
隣り合う2つの軸が直交する手首3軸を含む少なくとも6軸を有し、溶接トーチ先端がワークの溶接線を中心にウィービング移動量だけ移動してウィービング動作する溶接ロボットと、この溶接ロボットを制御するコントローラとを備えた溶接ロボットの制御装置において、
前記溶接ロボットの手首3軸のうち、最先端の軸を除く直交する直交2軸によって溶接トーチ先端が動く平面に対して垂直な方向に溶接トーチ先端を移動させ得るウィービング軸が、前記溶接ロボットに追加され、
前記コントローラは、ウィービング移動量を、前記直交2軸および前記ウィービング軸それぞれの駆動量に変換し、
前記直交2軸および前記ウィービング軸をそれぞれ、前記変換された対応する駆動量だけ駆動させる駆動指令を前記溶接ロボットに与えることで、当該溶接ロボットをウィービング動作させること
を特徴とする。
前記溶接ロボットは、
アームに対して手首先端部が回動自在に設けられ、手首先端部に対して溶接トーチが回動自在に設けられた6軸多関節ロボットに対して、
溶接トーチを手首先端部に近づける方向および溶接トーチを手首先端部から遠ざける方向に移動させる移動部材と、
前記移動部材を駆動するアクチュエータと
が付加されて構成されたものであること
を特徴とする。
前記溶接ロボットは、6軸多関節ロボットであり、
前記ウィービング軸による溶接トーチ先端の動作方向は、手首3軸のうちの最先端の第6軸の方向であること
を特徴とする。
同図3に示すように、溶接トーチ17の先端17aは、移動開始位置Psから移動終了位置Peまで移動する。溶接線Lは、移動開始位置Psと移動終了位置Peとを結んだ直線PsPeに対応している。
図8(b)に示すように、第5軸5の軸中心方向の単位ベクトルをi5、第5軸5の軸中心の規定位置から溶接トーチ先端17aに向かうベクトルをV5とすると、第5軸5による溶接トーチ先端17aの動作方向を示すベクトルa5は、下記(3)式に示すように、ベクトルi5とベクトルV5の外積によって表される。
図7に示すように、ウィービング軸7は第6軸6の軸方向(回転軸12の方向)J7に駆動され、それに伴い溶接トーチ先端17aは、同じく第6軸6(回転軸12)の方向、つまりベクトルa4とベクトルa5によって形成される平面に垂直な方向a7に動く。すなわち、ウィービング軸7を所定の変化量ΔJ7だけ駆動すると、溶接トーチ先端17aは、ベクトルa7で示す方向に動き、そのベクトルa7は、下記(4)式のごとくベクトルa4とベクトルa5の外積によって表される。
したがって、第4軸4、第5軸5およびウィービング軸7を駆動することで、任意の平面上でウィービング動作させることができる。それによりウィービング動作中に溶接トーチ17に任意の姿勢をとらせることができる。
図9は、コントローラ30の内部の構成を示す機能ブロック図である。
s=T・f …(5)
によって算出される(ステップ103)。
Pt=Ps+count・M …(6)
にて算出される(ステップ106)。
Wt=A・sin(count・s)・ew …(7)
にて算出される(ステップ108)。
ベクトルa5の単位ベクトルe5は、次式(9)のごとく求められる。
ベクトルa7の単位ベクトルe7は、前述の(4)式(a7=a4×a5)を用いて次式(9)のごとく求められる。
e7=(a4×a5)/|(a4×a5)| …(10)
ウィービング移動量Wt は、次式、
Wt=ΔJ4・e4+ΔJ5・e5+ΔJ7・e7 …(11)
で表される。
Claims (3)
- 隣り合う2つの軸が直交する手首3軸を含む少なくとも6軸を有し、溶接トーチ先端がワークの溶接線を中心にウィービング移動量だけ移動してウィービング動作する溶接ロボットと、この溶接ロボットを制御するコントローラとを備えた溶接ロボットの制御装置において、
前記溶接ロボットの手首3軸のうち、最先端の軸を除く直交する直交2軸によってトーチ先端が動く平面に対して垂直な方向にトーチ先端を移動させ得るウィービング軸が、前記溶接ロボットに追加され、
前記コントローラは、ウィービング移動量を、前記直交2軸および前記ウィービング軸それぞれの駆動量に変換し、
前記直交2軸および前記ウィービング軸をそれぞれ、前記変換された対応する駆動量だけ駆動させる駆動指令を前記溶接ロボットに与えることで、当該溶接ロボットをウィービング動作させること
を特徴とする溶接ロボットの制御装置。 - 前記溶接ロボットは、
アームに対して手首先端部が回動自在に設けられ、手首先端部に対してトーチが回動自在に設けられた6軸多関節ロボットに対して、
トーチを手首先端部に近づける方向およびトーチを手首先端部から遠ざける方向に移動させる移動部材と、
前記移動部材を駆動するアクチュエータと
が付加されて構成されたものであること
を特徴とする請求項1記載の接ロボットの制御装置。 - 前記溶接ロボットは、6軸多関節ロボットであり、
前記ウィービング軸によるトーチ先端の動作方向は、手首3軸のうちの最先端の第6軸の方向であること
を特徴とする請求項1または2記載の接ロボットの制御装置。
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