JP2507298B2 - 産業用ロボットを用いる山形鋼の溶断方法 - Google Patents
産業用ロボットを用いる山形鋼の溶断方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、教示再生方式の産業用ロボツトを用いて山
形鋼の溶断トーチによる溶断作業を行うための産業用ロ
ボツトを用いる山形鋼の溶断方法に関する。
形鋼の溶断トーチによる溶断作業を行うための産業用ロ
ボツトを用いる山形鋼の溶断方法に関する。
背景技術 たとえば山形鋼などを、溶断トーチを用いて切断する
作業を行なう場合、従来では人手によつて行なわれてい
た。このような人手による切断作業では、作業の能率が
向上せず、また不正確であつた。
作業を行なう場合、従来では人手によつて行なわれてい
た。このような人手による切断作業では、作業の能率が
向上せず、また不正確であつた。
この問題を解決するために汎用の産業用ロボツトを用
いて溶断作業を行なうことが考えられる。この汎用産業
用ロボツトでは、用いられる溶断トーチは、予め教示し
た位置に従つて動作するように構成されているので、溶
断されるべき形鋼の位置決めを、高精度に行なう必要が
ある。また溶断される形鋼が正確な形状を有している必
要があり、そうでなければ溶断作業が不正確になつてし
まうという問題点があつた。
いて溶断作業を行なうことが考えられる。この汎用産業
用ロボツトでは、用いられる溶断トーチは、予め教示し
た位置に従つて動作するように構成されているので、溶
断されるべき形鋼の位置決めを、高精度に行なう必要が
ある。また溶断される形鋼が正確な形状を有している必
要があり、そうでなければ溶断作業が不正確になつてし
まうという問題点があつた。
発明が解決しようとする問題点 したがつて本発明は、上述の問題点を解決し、教示再
生方式の産業用ロボツトが、教示点に従つて作業を行な
うにあたり、予め教示された教示点に関して正確な作業
が行なわれるように、教示データを補正する産業用ロボ
ツトを用いる山形鋼の溶断方法を提供することを目的と
する。
生方式の産業用ロボツトが、教示点に従つて作業を行な
うにあたり、予め教示された教示点に関して正確な作業
が行なわれるように、教示データを補正する産業用ロボ
ツトを用いる山形鋼の溶断方法を提供することを目的と
する。
問題点を解決するための手段 本発明は、複数の関節11,12,13を有する手首部２を、
複数の関節軸17〜22によつて駆動する教示再生方式の産
業用ロボツト１を準備し、 作業台14上に載置された加工対象物である山形鋼５の
表面に対する距離と、山形鋼５の稜線の位置とを検出す
るセンサ６を産業用ロボツト１の手首部２に取付け、 センサ６では、山形鋼５のウエブ15の表面をXw−Yw平
面とし、フランジ16の表面をXw−Zw平面とし、ウエブ15
とフランジ16との第１稜線８をXw軸とする相互に直交す
るワーク座標系Σｗを設定し、 手首部２にセンサ６を把持し、 作業台14上の山形鋼５のウエブ15とフランジ16とが交
わる第１稜線８を検出し、 第１稜線８上の第１点SH2をワーク座標系Σｗの原点O
wとし、その原点Owから第１稜線８上の第２点SHSを計測
し、第１および第２点SH2,SH4方向にXw軸を設定し、 原点Owを通りXw軸と垂直であつて、ウエブ15の表面26
上にある直線が、ウエブ15の第２稜線27と交差する溶断
トーチ３の予熱点である第３点SH1を計測し、第１およ
び第３点SH2,SH1方向にYw軸を設定し、 Xw軸およびYwに直交するZw軸を設定して、前記ワーク
座標系Σｗが定められ、 こうして第１〜第３点SH2,SH4,SH1によつてウエブ15
の表面26が決定され、 産業用ロボツト１の教示データとして、第１点〜第３
点SH2,SH4,SH1に対応する教示第１点〜教示第３点SH
2′,SH4′,SH1′が教示されており、教示データに基づ
いて設定された教示ワーク座標系Σｗ′が定められ、 原点Owを通りXw軸と垂直であつてフランジ16の表面25
上にある直線が、フランジ16の第３稜線28と交差する第
４点SH5を計測し、こうして第１、第２および第４点SH
2,SH4,SH5によつてフランジ16の表面25が決定され、教
示ワーク座標系Σｗ′と計測ワーク座標系Σｗとの変換
行列を算出して、教示データの位置ずれに関する補正を
行い、 教示データに従うウエブ15の第１および第２稜線8,27
上の教示点R4,R1を含む複数の教示点R1〜R4に関連して
定められる教示データをWL1′〜WL4′とし、実際に配置
された山形鋼５のウエブ15に関して、前記各教示点R1〜
R4に関連して得られた位置データをWL1〜WL4とし、ウエ
ブ15の教示データに基づく長さをl0、実際のウエブ15の
長さをｌとし、対応する前記位置データWLn,WLn′のYw
軸方向の成分を、それぞれWLYn,WLYn′とするとき、ウ
エブ15の長さの寸法誤差に関する補正を行つてYw軸方向
の成分WLYnを求め、 ここで前記ウエブ15の長さｌは、前記第１および第３
点SH1,SH2の各Yw成分から求め、 教示データに従うフランジ16の第１および第３稜線8,
28上の教示点を含む複数の教示点に関連して定められる
教示データをWL5′〜WL8′とし、実際に配置された山形
鋼５のフランジ16に関して、前記各教示点に関連して得
られた位置データをWL5〜WL8とし、フランジ16の教示デ
ータに基づく長さをl01、実際のフランジ16の長さをl1
とし、対応する前記位置データWL1n,WL1n′のZw軸方向
の成分を、それぞれWLZn,WLZn′とするとき、フランジ1
6の長さの寸法誤差に関する補正を行つてZw軸方向の成
分WLZnを求め、 ここで前記フランジ16の長さl1は、前記第１および第
４点SH1,SH5の各Zw成分から求め、 産業用ロボツト１の手首部２をセンサ６から溶断トー
チ３に持換え、 教示データを補正した処理結果に従つて溶断作業を行
うことを特徴とする産業用ロボツトを用いる山形鋼の溶
断方法である。
複数の関節軸17〜22によつて駆動する教示再生方式の産
業用ロボツト１を準備し、 作業台14上に載置された加工対象物である山形鋼５の
表面に対する距離と、山形鋼５の稜線の位置とを検出す
るセンサ６を産業用ロボツト１の手首部２に取付け、 センサ６では、山形鋼５のウエブ15の表面をXw−Yw平
面とし、フランジ16の表面をXw−Zw平面とし、ウエブ15
とフランジ16との第１稜線８をXw軸とする相互に直交す
るワーク座標系Σｗを設定し、 手首部２にセンサ６を把持し、 作業台14上の山形鋼５のウエブ15とフランジ16とが交
わる第１稜線８を検出し、 第１稜線８上の第１点SH2をワーク座標系Σｗの原点O
wとし、その原点Owから第１稜線８上の第２点SHSを計測
し、第１および第２点SH2,SH4方向にXw軸を設定し、 原点Owを通りXw軸と垂直であつて、ウエブ15の表面26
上にある直線が、ウエブ15の第２稜線27と交差する溶断
トーチ３の予熱点である第３点SH1を計測し、第１およ
び第３点SH2,SH1方向にYw軸を設定し、 Xw軸およびYwに直交するZw軸を設定して、前記ワーク
座標系Σｗが定められ、 こうして第１〜第３点SH2,SH4,SH1によつてウエブ15
の表面26が決定され、 産業用ロボツト１の教示データとして、第１点〜第３
点SH2,SH4,SH1に対応する教示第１点〜教示第３点SH
2′,SH4′,SH1′が教示されており、教示データに基づ
いて設定された教示ワーク座標系Σｗ′が定められ、 原点Owを通りXw軸と垂直であつてフランジ16の表面25
上にある直線が、フランジ16の第３稜線28と交差する第
４点SH5を計測し、こうして第１、第２および第４点SH
2,SH4,SH5によつてフランジ16の表面25が決定され、教
示ワーク座標系Σｗ′と計測ワーク座標系Σｗとの変換
行列を算出して、教示データの位置ずれに関する補正を
行い、 教示データに従うウエブ15の第１および第２稜線8,27
上の教示点R4,R1を含む複数の教示点R1〜R4に関連して
定められる教示データをWL1′〜WL4′とし、実際に配置
された山形鋼５のウエブ15に関して、前記各教示点R1〜
R4に関連して得られた位置データをWL1〜WL4とし、ウエ
ブ15の教示データに基づく長さをl0、実際のウエブ15の
長さをｌとし、対応する前記位置データWLn,WLn′のYw
軸方向の成分を、それぞれWLYn,WLYn′とするとき、ウ
エブ15の長さの寸法誤差に関する補正を行つてYw軸方向
の成分WLYnを求め、 ここで前記ウエブ15の長さｌは、前記第１および第３
点SH1,SH2の各Yw成分から求め、 教示データに従うフランジ16の第１および第３稜線8,
28上の教示点を含む複数の教示点に関連して定められる
教示データをWL5′〜WL8′とし、実際に配置された山形
鋼５のフランジ16に関して、前記各教示点に関連して得
られた位置データをWL5〜WL8とし、フランジ16の教示デ
ータに基づく長さをl01、実際のフランジ16の長さをl1
とし、対応する前記位置データWL1n,WL1n′のZw軸方向
の成分を、それぞれWLZn,WLZn′とするとき、フランジ1
6の長さの寸法誤差に関する補正を行つてZw軸方向の成
分WLZnを求め、 ここで前記フランジ16の長さl1は、前記第１および第
４点SH1,SH5の各Zw成分から求め、 産業用ロボツト１の手首部２をセンサ６から溶断トー
チ３に持換え、 教示データを補正した処理結果に従つて溶断作業を行
うことを特徴とする産業用ロボツトを用いる山形鋼の溶
断方法である。
作 用 本発明に従えば、教示再生方式の産業用ロボツトの手
首部にセンサ６を取付けて、山形鋼５の第１稜線８およ
び第２稜線27とに基づいて、計測ワーク座標系Σｚを定
めて、ウエブ15の表面26を決定し、また同様にフランジ
16に関しても、第１、第２および第４点SH1,SH2,SH5に
よつてフランジ16の表面25を決定し、こうして教示ワー
ク座標系Σｗ′と計測ワーク座標系Σｗとの変換行列を
算出して、教示データの位置ずれに関する補正を行う。
首部にセンサ６を取付けて、山形鋼５の第１稜線８およ
び第２稜線27とに基づいて、計測ワーク座標系Σｚを定
めて、ウエブ15の表面26を決定し、また同様にフランジ
16に関しても、第１、第２および第４点SH1,SH2,SH5に
よつてフランジ16の表面25を決定し、こうして教示ワー
ク座標系Σｗ′と計測ワーク座標系Σｗとの変換行列を
算出して、教示データの位置ずれに関する補正を行う。
さらに本発明に従えば、ウエブ15およびフランジ16と
長さの寸法誤差に関する補正を行つて、Yw軸方向の成分
WLYnおよびZw軸方向の成分WLZnを求めて、長さの補正を
行う。このような補正を行つた後、手首部２からセンサ
６を外して溶断トーチ３に持換え、これらの教示データ
を補正した処理結果に従つて、溶断作業を行う。
長さの寸法誤差に関する補正を行つて、Yw軸方向の成分
WLYnおよびZw軸方向の成分WLZnを求めて、長さの補正を
行う。このような補正を行つた後、手首部２からセンサ
６を外して溶断トーチ３に持換え、これらの教示データ
を補正した処理結果に従つて、溶断作業を行う。
実施例 第１図は本発明の一実施例に従う構成を説明するブロ
ツク図である。産業用ロボツト１には、たとえば溶断作
業を行なうにあたり、後述されるような教示点が予め教
示される。産業用ロボツト１は、再生動作時に手首部２
において、たとえば溶断トーチ３を把持し、制御装置４
の指示に基づいて手首部２の位置と姿勢とを制御し、加
工対象物である山形鋼５に対して所定の作業を行なう。
この溶断作業に先立ち、検出手段であるセンサ６を手首
部５に把持し、山形鋼５に関連する後述されるような位
置と形状との検出動作を行なう。通常これらセンサ６と
溶断トーチ３とは、待機スタンド７に収容されている。
ツク図である。産業用ロボツト１には、たとえば溶断作
業を行なうにあたり、後述されるような教示点が予め教
示される。産業用ロボツト１は、再生動作時に手首部２
において、たとえば溶断トーチ３を把持し、制御装置４
の指示に基づいて手首部２の位置と姿勢とを制御し、加
工対象物である山形鋼５に対して所定の作業を行なう。
この溶断作業に先立ち、検出手段であるセンサ６を手首
部５に把持し、山形鋼５に関連する後述されるような位
置と形状との検出動作を行なう。通常これらセンサ６と
溶断トーチ３とは、待機スタンド７に収容されている。
センサ６は光電変換素子を含む、距離／姿勢検出部
と、稜線位置検出部とからなり、山形鋼５の表面に対す
る距離、および該山形鋼５の稜線８の位置を検出する。
センサ６による検出動作は、たとえば下記のように行な
われる。距離／姿勢検出部は、たとえば３個以上の点光
源からの光を、山形鋼５の表面に順次照射し、その反射
光を２次元光検出器で受光する構成とされることによ
り、山形鋼５の表面に関する距離と姿勢とを検出するこ
とができる。
と、稜線位置検出部とからなり、山形鋼５の表面に対す
る距離、および該山形鋼５の稜線８の位置を検出する。
センサ６による検出動作は、たとえば下記のように行な
われる。距離／姿勢検出部は、たとえば３個以上の点光
源からの光を、山形鋼５の表面に順次照射し、その反射
光を２次元光検出器で受光する構成とされることによ
り、山形鋼５の表面に関する距離と姿勢とを検出するこ
とができる。
稜線位置検出部は、稜線８の斜め上方からスリツト光
を稜線８に交差するように照射し、その反射光を１次元
光検出器で受光する構成とする。このような構成によ
り、山形鋼５の稜線８の位置を検出することができる。
なおこのようなセンサ６に関しては、本出願人により特
許出願公開昭59−136606としてすでに提案されている。
を稜線８に交差するように照射し、その反射光を１次元
光検出器で受光する構成とする。このような構成によ
り、山形鋼５の稜線８の位置を検出することができる。
なおこのようなセンサ６に関しては、本出願人により特
許出願公開昭59−136606としてすでに提案されている。
第２図は第１図の産業用ロボツト１の手首部２に関連
する構成の拡大斜視図である。手首部２は、たとえば３
個の間節11,12,13からなり、関節13にはセンサ６などを
把持するための把持爪29が装着される。腰である間節軸
17は関節31に装着され、上腕である関節軸18は関節９に
装着され、前腕である関節軸19は関節10に装着される。
一方、作業台14上には、山形鋼５が載置される。山形鋼
５はウエブ15とフランジ16とからなる。山形鋼５のウエ
ブ15とフランジ16とは、それぞれ平板状であるように形
成される。
する構成の拡大斜視図である。手首部２は、たとえば３
個の間節11,12,13からなり、関節13にはセンサ６などを
把持するための把持爪29が装着される。腰である間節軸
17は関節31に装着され、上腕である関節軸18は関節９に
装着され、前腕である関節軸19は関節10に装着される。
一方、作業台14上には、山形鋼５が載置される。山形鋼
５はウエブ15とフランジ16とからなる。山形鋼５のウエ
ブ15とフランジ16とは、それぞれ平板状であるように形
成される。
山形鋼５に関連して、相互に直交する座標系Xr,Yr,Zr
からなる絶対座標系Σｒが設定される。この絶対座標系
Σｒにおいて、Yr＝０として定められる平面と山形鋼５
の稜線８との交点を、山形鋼５に即して定められるワー
ク座標系Σｗの原点とする。このワーク座標系Σｗは、
相互に直交する座標軸Xw,Yw,Zwから構成される。
からなる絶対座標系Σｒが設定される。この絶対座標系
Σｒにおいて、Yr＝０として定められる平面と山形鋼５
の稜線８との交点を、山形鋼５に即して定められるワー
ク座標系Σｗの原点とする。このワーク座標系Σｗは、
相互に直交する座標軸Xw,Yw,Zwから構成される。
ワーク座標系Σｗにおいて、ウエブ15の表面をXw−Yw
平面とし、フランジ16の表面をXw−Zw平面として定め
る。山形鋼５の溶断作業に伴う制御情報は、このワーク
座標系Σｗを用いて記述され、センサ６を用いて、ウエ
ブ15およびフランジ16の各表面の位置および姿勢を計測
することによつて、ワーク座標系Σｗによる制御情報を
補正することができる。
平面とし、フランジ16の表面をXw−Zw平面として定め
る。山形鋼５の溶断作業に伴う制御情報は、このワーク
座標系Σｗを用いて記述され、センサ６を用いて、ウエ
ブ15およびフランジ16の各表面の位置および姿勢を計測
することによつて、ワーク座標系Σｗによる制御情報を
補正することができる。
第３図は本発明の一実施例の構成を示すブロツク図で
ある。センサ６からの信号は、処理回路30に与えられ
る。処理回路30には、ロボツト制御装置23が接続され
る。ロボツト制御装置23には、エンコーダ信号処理回路
24が前記関節軸17〜22の数だけ設けられる。このエンコ
ーダ信号処理回路24によつて計測される関節軸17〜22の
各軸線まわりの角変位量などは、ロボツト座標系で記述
される。またセンサ６で検出される山形鋼５（第２図参
照）に関連する位置および姿勢は、前記ワーク座標系Σ
ｗで記述される。したがつて処理回路30は、センサ６お
よびエンコーダ信号処理回路24を含むロボツト制御装置
23からの信号に関して、座標変換処理などを行なう。
ある。センサ６からの信号は、処理回路30に与えられ
る。処理回路30には、ロボツト制御装置23が接続され
る。ロボツト制御装置23には、エンコーダ信号処理回路
24が前記関節軸17〜22の数だけ設けられる。このエンコ
ーダ信号処理回路24によつて計測される関節軸17〜22の
各軸線まわりの角変位量などは、ロボツト座標系で記述
される。またセンサ６で検出される山形鋼５（第２図参
照）に関連する位置および姿勢は、前記ワーク座標系Σ
ｗで記述される。したがつて処理回路30は、センサ６お
よびエンコーダ信号処理回路24を含むロボツト制御装置
23からの信号に関して、座標変換処理などを行なう。
第４図はセンサ６の検出動作の原理を説明する図であ
る。山形鋼５に対して、センサ６がたとえば図示のよう
な位置にあるとき、センサ６の計測動作に関する基準点
Q1が設定される。この基準点Q1は、教示データに基づく
稜線８上の点である。フランジ16の表面25と、基準点Q1
を含み表面25と平行な平面との距離ΔZ1を検出し、これ
をフランジ16の表面25に対するセンサ６からの距離と定
義する。また山形鋼５の稜線８に関して、ウエブ15の表
面26と、基準点Q1を通り表面26と平行な平面との距離Δ
X1を、稜線８のセンサ６に関する位置を表す値と定義す
る。またセンサ６は、山形鋼５の姿勢に関しても検出す
ることができる。
る。山形鋼５に対して、センサ６がたとえば図示のよう
な位置にあるとき、センサ６の計測動作に関する基準点
Q1が設定される。この基準点Q1は、教示データに基づく
稜線８上の点である。フランジ16の表面25と、基準点Q1
を含み表面25と平行な平面との距離ΔZ1を検出し、これ
をフランジ16の表面25に対するセンサ６からの距離と定
義する。また山形鋼５の稜線８に関して、ウエブ15の表
面26と、基準点Q1を通り表面26と平行な平面との距離Δ
X1を、稜線８のセンサ６に関する位置を表す値と定義す
る。またセンサ６は、山形鋼５の姿勢に関しても検出す
ることができる。
第２図示の産業用ロボツト１は、センサ６を把持し、
山形鋼５が規格に従つた寸法で形成され、かつ所定の位
置に設置されているものとして、センサ６の前記基準点
Q1を設定する。次に、規格値からのずれ量（ΔX1,ΔZ
1）を計測し、基準点Q1の成分に加算して点Q2の座標を
算出する。次に基準点をこの点Q2に移動して、前述した
ような山形鋼５に関するずれ量を再び計測し、点Q2の成
分に加算し、この値を点Ｑの位置とする。このように２
度計測することにより、センサ６に含まれる光学系の収
差などの影響を軽減でき、高精度の計測が可能になる。
山形鋼５が規格に従つた寸法で形成され、かつ所定の位
置に設置されているものとして、センサ６の前記基準点
Q1を設定する。次に、規格値からのずれ量（ΔX1,ΔZ
1）を計測し、基準点Q1の成分に加算して点Q2の座標を
算出する。次に基準点をこの点Q2に移動して、前述した
ような山形鋼５に関するずれ量を再び計測し、点Q2の成
分に加算し、この値を点Ｑの位置とする。このように２
度計測することにより、センサ６に含まれる光学系の収
差などの影響を軽減でき、高精度の計測が可能になる。
第５図は本発明の一実施例の補正方法を説明するフロ
ーチヤートであり、第６図は山形鋼５の位置ずれに関す
る補正方法を説明する山形鋼５の斜視図であり、第７図
は山形鋼５の寸法誤差に対する補正方法を説明する山形
鋼５の斜視図である。第６図および第７図の二点鎖線
は、予め教示されたデータに従つて設定される山形鋼５
の位置および形状を示し、実線は実際に溶断作業下にお
かれた山形鋼５の位置および形状を示す。第１図、第５
図、第６図および第７図を参照する。第５図のステツプ
n1では、溶断トーチ３による溶断作業に先立つて、産業
用ロボツト１はその手首部２にセンサ６を把持する。
ーチヤートであり、第６図は山形鋼５の位置ずれに関す
る補正方法を説明する山形鋼５の斜視図であり、第７図
は山形鋼５の寸法誤差に対する補正方法を説明する山形
鋼５の斜視図である。第６図および第７図の二点鎖線
は、予め教示されたデータに従つて設定される山形鋼５
の位置および形状を示し、実線は実際に溶断作業下にお
かれた山形鋼５の位置および形状を示す。第１図、第５
図、第６図および第７図を参照する。第５図のステツプ
n1では、溶断トーチ３による溶断作業に先立つて、産業
用ロボツト１はその手首部２にセンサ６を把持する。
ステツプn2では、下記のようにウエブ15の３点の計測
を行なう。センサ６は第４図を参照して説明したよう
に、その計測動作に関する基準点Q1,Q2を順次設定す
る。次に、実際に配置された山形鋼５に関して、まず稜
線８を検出し、稜線８上の一点SH2を前記ワーク座標系
Σｗの原点Owとする。原点Owから稜線８上の点SH4を計
測し、線分▲▼，▲▼方向にXw軸を設定す
る。
を行なう。センサ６は第４図を参照して説明したよう
に、その計測動作に関する基準点Q1,Q2を順次設定す
る。次に、実際に配置された山形鋼５に関して、まず稜
線８を検出し、稜線８上の一点SH2を前記ワーク座標系
Σｗの原点Owとする。原点Owから稜線８上の点SH4を計
測し、線分▲▼，▲▼方向にXw軸を設定す
る。
次に、原点Owを通りXw軸と垂直であつて、ウエブ15の
表面26上にある直線が、ウエブ15の他の稜線27と交差す
る点SH1を計測する。次に、線分▲▼，▲
▼方向にYw軸を設定する点SH1は、溶断トーチ３の予熱
点と、Yw座標値が等しい点である。Xw軸およびYw軸に直
交してZw軸を設定する。前記３計測点SH1,SH2,SH4によ
つて、実測データに基づくウエブ15の表面26が決定され
る。
表面26上にある直線が、ウエブ15の他の稜線27と交差す
る点SH1を計測する。次に、線分▲▼，▲
▼方向にYw軸を設定する点SH1は、溶断トーチ３の予熱
点と、Yw座標値が等しい点である。Xw軸およびYw軸に直
交してZw軸を設定する。前記３計測点SH1,SH2,SH4によ
つて、実測データに基づくウエブ15の表面26が決定され
る。
ここで二点鎖線で示した教示データによつて設定され
た山形鋼５に関しても、前記各点SH1〜SH4と対応する点
SH1′,SH2′,SH4′が教示されている。したがつてたと
えば点SH2と点SH2′との座標が異なれば、実際に配置さ
れた山形鋼５は、教示データの位置からずれていること
になる。したがつてステツプn3において、前述のよう
に、教示データに基づいて設定されたワーク座標系Σ
ｗ′と、実際に計測されて得られたワーク座標系Σｗと
の変換行列を算出すれば、教示データの位置ずれに関す
る補正を行なうことができる。
た山形鋼５に関しても、前記各点SH1〜SH4と対応する点
SH1′,SH2′,SH4′が教示されている。したがつてたと
えば点SH2と点SH2′との座標が異なれば、実際に配置さ
れた山形鋼５は、教示データの位置からずれていること
になる。したがつてステツプn3において、前述のよう
に、教示データに基づいて設定されたワーク座標系Σ
ｗ′と、実際に計測されて得られたワーク座標系Σｗと
の変換行列を算出すれば、教示データの位置ずれに関す
る補正を行なうことができる。
第５図のステツプn4において、ウエブ15の長さの補正
が行なわれる。教示データに従うウエブ15の教示点R1〜
R4（第７図参照）に関連して定められる教示データをWL
1′〜WL4′とする。一方、実際に配置された山形鋼５の
ウエブ15に関して、前述したような計測動作を行ない、
各教示点R1〜R4に関連して得られた位置データをWL1〜W
L4とする。ここでウエブ15の教示データに基づく長さを
l0、実際のウエブ15の長さをｌとする。このとき前記位
置データWLn,WLn′（ｎ＝1,2,3,4）のYw軸方向の成分
を、それぞれWLYn,WLYn′とすると、下式に従う演算に
よつて、寸法誤差に関する補正を行なうことができる。
が行なわれる。教示データに従うウエブ15の教示点R1〜
R4（第７図参照）に関連して定められる教示データをWL
1′〜WL4′とする。一方、実際に配置された山形鋼５の
ウエブ15に関して、前述したような計測動作を行ない、
各教示点R1〜R4に関連して得られた位置データをWL1〜W
L4とする。ここでウエブ15の教示データに基づく長さを
l0、実際のウエブ15の長さをｌとする。このとき前記位
置データWLn,WLn′（ｎ＝1,2,3,4）のYw軸方向の成分
を、それぞれWLYn,WLYn′とすると、下式に従う演算に
よつて、寸法誤差に関する補正を行なうことができる。
ここで前記ウエブの長さｌは、第６図における計測点
SH1,SH2の各Yw成分から求めることができる。
SH1,SH2の各Yw成分から求めることができる。
第５図のステツプn5〜n7においては、ステツプn2〜n4
で説明したウエブ15の位置ずれおよび寸法誤差に対する
補正と同様の処理を、フランジ16に関して行う。すなわ
ち教示データに従うフランジ16の第１および第３稜線8,
28上の教示点を含む複数の教示点に関連して定められる
教示データをWL5′〜WL8′とし、実際に配置された山形
鋼５のフランジ16に関して、前記各教示点に関連して得
られた位置データをWL5〜WL8とし、フランジ16の教示デ
ータに基づく長さをl01、実際のフランジ16の長さをl1
とし、対応する前記位置データWL1n,WL1n′のZw軸方向
の成分を、それぞれWLZn,WLZn′とするとき、フランジ1
6の長さの寸法誤差に関する補正を行つてZw軸方向の成
分WLZnを求め、 ここで前記フランジ16の長さl1は、前記第１および第
４点SH1,SH5の各Zw成分から求める。
で説明したウエブ15の位置ずれおよび寸法誤差に対する
補正と同様の処理を、フランジ16に関して行う。すなわ
ち教示データに従うフランジ16の第１および第３稜線8,
28上の教示点を含む複数の教示点に関連して定められる
教示データをWL5′〜WL8′とし、実際に配置された山形
鋼５のフランジ16に関して、前記各教示点に関連して得
られた位置データをWL5〜WL8とし、フランジ16の教示デ
ータに基づく長さをl01、実際のフランジ16の長さをl1
とし、対応する前記位置データWL1n,WL1n′のZw軸方向
の成分を、それぞれWLZn,WLZn′とするとき、フランジ1
6の長さの寸法誤差に関する補正を行つてZw軸方向の成
分WLZnを求め、 ここで前記フランジ16の長さl1は、前記第１および第
４点SH1,SH5の各Zw成分から求める。
ステツプn8では、把持していたセンサ６を、溶断トー
チ３に持換える。ステツプn9では、前述したように教示
データを補正した処理結果に従つて溶断作業が行なわれ
る。
チ３に持換える。ステツプn9では、前述したように教示
データを補正した処理結果に従つて溶断作業が行なわれ
る。
以上のように本発明に従えば、予め教示したデータを
補正するにあたり、光電変換素子などによつて実現され
る検出手段を設け、これによつて教示データを、山形鋼
５の実際の形状および配置状態に従つて補正することが
できた。したがつて産業用ロボツト１は、このような補
正結果に従い、溶断作業などを正確にかつ迅速に行なう
ことができる。
補正するにあたり、光電変換素子などによつて実現され
る検出手段を設け、これによつて教示データを、山形鋼
５の実際の形状および配置状態に従つて補正することが
できた。したがつて産業用ロボツト１は、このような補
正結果に従い、溶断作業などを正確にかつ迅速に行なう
ことができる。
前述の実施例では、山形鋼５の溶断トーチ３による溶
断作業に関連して説明してある。教示データを教示する
には、前述したような教示点を、操作者がロボツトを動
作させ一点ずつ教示してもよく、またロボツトを動作さ
せることなく、例えば数値制御データの生成と同様にし
ていわゆるオフラインテイーチングで教示点を作成して
もよい。
断作業に関連して説明してある。教示データを教示する
には、前述したような教示点を、操作者がロボツトを動
作させ一点ずつ教示してもよく、またロボツトを動作さ
せることなく、例えば数値制御データの生成と同様にし
ていわゆるオフラインテイーチングで教示点を作成して
もよい。
効 果 以上のように本発明に従えば、教示再生方式の産業用
ロボツトの手首部に、山形鋼である加工対象物の表面に
対する距離と、加工対象物の稜線の位置とを検出する検
出手段を取付けた。この検出手段の検出値と、ロボツト
の手首部の位置と姿勢との現在値とによつて、ロボツト
の加工対象物の設定位置ずれや加工対象物の形状を算出
し、予め教示された教示点を補正するようにした。した
がつて産業用ロボツトを用いて加工対象物に加工作業を
行なうにあたり、加工対象物の形状の精度および加工対
象物の位置決めの精度をむやみに高くすることを防ぐこ
とができる。したがつて加工作業を高能率で行なうよう
にすることができた。
ロボツトの手首部に、山形鋼である加工対象物の表面に
対する距離と、加工対象物の稜線の位置とを検出する検
出手段を取付けた。この検出手段の検出値と、ロボツト
の手首部の位置と姿勢との現在値とによつて、ロボツト
の加工対象物の設定位置ずれや加工対象物の形状を算出
し、予め教示された教示点を補正するようにした。した
がつて産業用ロボツトを用いて加工対象物に加工作業を
行なうにあたり、加工対象物の形状の精度および加工対
象物の位置決めの精度をむやみに高くすることを防ぐこ
とができる。したがつて加工作業を高能率で行なうよう
にすることができた。
特に本発明によれば、山形鋼５のウエブ15とフランジ
16とを、Xw−Yw平面およびXw−Zw平面に設定して、セン
サ６のワーク座標系Σｗと教示データに基づいて設定さ
れたワーク座標系Σｗ′とによつて、Yw軸方向およびZw
軸方向の成分WLYnとWLZnを演算して補正し、これによつ
て山形鋼５の溶断作業を正確し、しかも迅速に行うこと
ができるようになる。
16とを、Xw−Yw平面およびXw−Zw平面に設定して、セン
サ６のワーク座標系Σｗと教示データに基づいて設定さ
れたワーク座標系Σｗ′とによつて、Yw軸方向およびZw
軸方向の成分WLYnとWLZnを演算して補正し、これによつ
て山形鋼５の溶断作業を正確し、しかも迅速に行うこと
ができるようになる。
特に本発明では、山形鋼５のウエブ15とフランジ16と
の各表面を、ワーク座標系ΣｗのXw−Yw平面およびXw−
Zw平面として、ウエブ15の表面26とフランジ16との表面
25とが決定され、これによつて教示ワーク座標系Σｗ′
と計測ワーク座標系Σｗとの変換行列を算出して、教示
データの位置ずれに関する補正を行う。
の各表面を、ワーク座標系ΣｗのXw−Yw平面およびXw−
Zw平面として、ウエブ15の表面26とフランジ16との表面
25とが決定され、これによつて教示ワーク座標系Σｗ′
と計測ワーク座標系Σｗとの変換行列を算出して、教示
データの位置ずれに関する補正を行う。
さらに本発明では、ウエブ15およびフランジ16の長さ
の寸法誤差に関する補正を行つて、ウエブ15のYw軸方向
の成分WLYnを求めるとともに、フランジ16のZw軸方向の
成分WLZnを求め、こうしてウエブ15およびフランジ16の
長さの寸法誤差に関する補正を行う。このような補正結
果に従つて、センサ６から溶断トーチ３に手首部２で持
換えて、山形鋼５の溶断作業を行うことができる。した
がつて上述のように加工作業を高能率で行うことができ
るようになるのである。
の寸法誤差に関する補正を行つて、ウエブ15のYw軸方向
の成分WLYnを求めるとともに、フランジ16のZw軸方向の
成分WLZnを求め、こうしてウエブ15およびフランジ16の
長さの寸法誤差に関する補正を行う。このような補正結
果に従つて、センサ６から溶断トーチ３に手首部２で持
換えて、山形鋼５の溶断作業を行うことができる。した
がつて上述のように加工作業を高能率で行うことができ
るようになるのである。
第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロツク図、第
２図は産業用ロボツト１の手首部２付近の構成を説明す
る斜視図、第３図は本発明の一実施例の構成を説明する
ブロツク図、第４図はセンサ６の検出動作原理を説明す
る図、第５図は本発明の一実施例の補正方法を説明する
フローチヤート、第６図は位置ずれに対する補正方法を
説明する山形鋼５の斜視図、第７図は寸法誤差に対する
補正方法を説明する山形鋼５の斜視図である。 １……産業用ロボツト、２……手首部、３……溶断トー
チ、５……山形鋼、６……センサ、８……稜線、15……
ウエブ、16……フランジ、27……稜線、29……把持爪、
R1〜R4……教示点、SH1〜SH4……計測点、WL1′〜WL4′
……教示データ、WL1〜WL4……補正されたデータ
２図は産業用ロボツト１の手首部２付近の構成を説明す
る斜視図、第３図は本発明の一実施例の構成を説明する
ブロツク図、第４図はセンサ６の検出動作原理を説明す
る図、第５図は本発明の一実施例の補正方法を説明する
フローチヤート、第６図は位置ずれに対する補正方法を
説明する山形鋼５の斜視図、第７図は寸法誤差に対する
補正方法を説明する山形鋼５の斜視図である。 １……産業用ロボツト、２……手首部、３……溶断トー
チ、５……山形鋼、６……センサ、８……稜線、15……
ウエブ、16……フランジ、27……稜線、29……把持爪、
R1〜R4……教示点、SH1〜SH4……計測点、WL1′〜WL4′
……教示データ、WL1〜WL4……補正されたデータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平山 真明 明石市川崎町１番１号 川崎重工業株式 会社明石工場内 (56)参考文献 特開 昭60−39207（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−14205（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】複数の関節11,12,13を有する手首部２を、
複数の関節軸17〜22によつて駆動する教示再生方式の産
業用ロボツト１を準備し、 作業台14上に載置された加工対象物である山形鋼５の表
面に対する距離と、山形鋼５の稜線の位置とを検出する
センサ６を産業用ロボツト１の手首部２に取付け、 センサ６では、山形鋼５のウエブ15の表面をXw−Yw平面
とし、フランジ16の表面をXw−Zw平面とし、ウエブ15と
フランジ16との第１稜線８をXw軸とする相互に直交する
ワーク座標系Σｗを設定し、 手首部２にセンサ６を把持し、 作業台14上の山形鋼５のウエブ15とフランジ16とが交わ
る第１稜線８を検出し、 第１稜線８上の第１点SH2をワーク座標系Σｗの原点Ow
とし、その原点Owから第１稜線８上の第２点SH4を計測
し、第１および第２点SH2,SH4方向にXw軸を設定し、 原点Owを通りXw軸と垂直であつて、ウエブ15の表面26上
にある直線が、ウエブ15の第２稜線27と交差する溶断ト
ーチ３の予熱点である第３点SH1を計測し、第１および
第３点SH2,SH1方向にYw軸を設定し、 Xw軸およびYwに直交するZw軸を設定して、前記ワーク座
標系Σｗが定められ、 こうして第１〜第３点SH2,SH4,SH1によつてウエブ15の
表面26が決定され、 産業用ロボツト１の教示データとして、第１点〜第３点
SH2,SH4,SH1に対応する教示第１点〜教示第３点SH2′,S
H4′,SH1′が教示されており、教示データに基づいて設
定された教示ワーク座標系Σｗ′が定められ、 原点Owを通りXw軸と垂直であつてフランジ16の表面25上
にある直線が、フランジ16の第３稜線28と交差する第４
点SH5を計測し、こうして第１、第２および第４点SH2,S
H4,SH5によつてフランジ16の表面25が決定され、教示ワ
ーク座標系Σｗ′と計測ワーク座標系Σｗとの変換行列
を算出して、教示データの位置ずれに関する補正を行
い、 教示データに従うウエブ15の第１および第２稜線8,27上
の教示点R4,R1を含む複数の教示点R1〜R4に関連して定
められる教示データをWL1′〜WL4′とし、実際に配置さ
れた山形鋼５のウエブ15に関して、前記各教示点R1〜R4
に関連して得られた位置データをWL1〜WL4とし、ウエブ
15の教示データに基づく長さをl0、実際のウエブ15の長
さをｌとし、対応する前記位置データWLn,WLn′のYw軸
方向の成分を、それぞれWLYn,WLYn′とするとき、ウエ
ブ15の長さの寸法誤差に関する補正を行つてYw軸方向の
成分WLYnを求め、 ここで前記ウエブ15の長さｌは、前記第１および第３点
SH1,SH2の各Yw成分から求め、 教示データに従うフランジ16の第１および第３稜線8,28
上の教示点を含む複数の教示点に関連して定められる教
示データをWL5′〜WL8′とし、実際に配置された山形鋼
５のフランジ16に関して、前記各教示点に関連して得ら
れた位置データをWL5〜WL8とし、フランジ16の教示デー
タに基づく長さをl01、実際のフランジ16の長さをl1と
し、対応する前記位置データWL1n,WL1n′のZw軸方向の
成分を、それぞれWLZn,WLZn′とするとき、フランジ16
の長さの寸法誤差に関する補正を行つてZw軸方向の成分
WLZnを求め、 ここで前記フランジ16の長さl1は、前記第１および第４
点SH1,SH5の各Zw成分から求め、 産業用ロボツト１の手首部２をセンサ６から溶断トーチ
３に持換え、 教示データを補正した処理結果に従つて溶断作業を行う
ことを特徴とする産業用ロボツトを用いる山形鋼の溶断
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60095127A JP2507298B2 (ja) | 1985-05-02 | 1985-05-02 | 産業用ロボットを用いる山形鋼の溶断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60095127A JP2507298B2 (ja) | 1985-05-02 | 1985-05-02 | 産業用ロボットを用いる山形鋼の溶断方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61253506A JPS61253506A (ja) | 1986-11-11 |
| JP2507298B2 true JP2507298B2 (ja) | 1996-06-12 |
Family
ID=14129156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60095127A Expired - Fee Related JP2507298B2 (ja) | 1985-05-02 | 1985-05-02 | 産業用ロボットを用いる山形鋼の溶断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2507298B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH068182A (ja) * | 1992-03-06 | 1994-01-18 | Komatsu Ltd | 多関節ロボット |
| JP5577770B2 (ja) * | 2010-03-15 | 2014-08-27 | 日本電気株式会社 | 座標補正方法 |
| JP6500852B2 (ja) * | 2016-07-11 | 2019-04-17 | 株式会社安川電機 | ロボットシステム、ロボットの制御方法、ロボットコントローラ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58122179A (ja) * | 1982-01-12 | 1983-07-20 | Mitsubishi Electric Corp | ア−ク溶接用テイ−チングプレイバツクロボツト |
| JPH0614285B2 (ja) * | 1983-08-12 | 1994-02-23 | 川崎重工業株式会社 | 産業用ロボットの自動教示方式 |
-
1985
- 1985-05-02 JP JP60095127A patent/JP2507298B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61253506A (ja) | 1986-11-11 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |