JP2738499B2 - 溶接仕上げロボットの加工データ作成システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶接仕上げロボットの
加工データ作成システムに関し、特に溶接ビードを連続
経路をもってサンダ加工する溶接仕上げロボットのＣＰ
制御のための加工データ作成システムに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】溶接ビードをサンダ加工する溶接仕上げ
ロボットは、溶接ビードを連続経路をもってサンダ加工
すべく、ＣＰ制御（連続経路制御）される。このＣＰ制
御のための溶接仕上げロボットの加工データは、プレイ
バック式のロボットにて、ダイレクトあるいはリモート
による多点ティーチング（多点教示）により作成されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】多点ティーチングによ
るＣＰ制御用の加工データの作成においては、ロボット
アーム先端を手動レベルで実際に被加工物の溶接ビード
の経路に沿って動かし、その運動過程にて通過ポイント
を一点一点細かく入力しなければならず、これは手間と
時間がかり、多くの場合、専任熟練作業者が必要にな
る。また通過ポイントの入力ピッチの細さがＣＰ制御の
正確さ、ついては溶接ビードのサンダ加工の正確さを左
右し、精度の高い溶接ビードのサンダ加工のためには時
間を費やしてもきめ細かく通過ポイントの入力しなけれ
ばならない。

【０００４】本発明は、上述の如き問題点に着目してな
されたものであり、特に溶接ビードのサンダ加工におけ
るＣＰ制御用の加工データをコンピュータとの対話方式
入力により、簡単な操作によって熟練度を要することな
く能率よく迅速に、しかも正確なサンダ加工を行う加工
データを作成する溶接仕上げロボットの加工データ作成
システムを提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の如き目的を達成す
るため、本発明による溶接仕上げロボットの加工データ
作成システムは、溶接ビードをサンダ加工する溶接仕上
げロボットの加工データ作成システムにおいて、溶接部
のビード軌跡により与えられる二次元乃至三次元の加工
経路形状を定型パターン化し、定型パターン化された加
工経路形状が与える各溶接部を各定型パターン毎に溶接
仕上げロボットの作業座標系に従った加工方位データと
して記憶したデータベース部と、定型パターンをキーと
して前記データベース部より読み出す加工方位データを
選択設定するための定型パターン選択画面を設定し、マ
ンマシンインタフェースより定型パターンの選択信号を
受け付ける定型パターン選択部と、前記定型パターン選
択部が入力した選択信号によって選択された定型パター
ンに対応する加工方位データが設定している溶接部に対
して溶接ビード長さ、溶接位置、継手あるいは接合形状
など被加工物が固有するデータを各データ項目毎に入力
するための被加工物データ入力画面を設定し、マンマシ
ンインタフェースより各データの信号を受け付ける被加
工物データ入力部と、前記被加工物データ入力部が入力
したデータを前記加工方位データが設定している溶接部
に対して割り付け、ロボットアーム先端の運動経路を含
む溶接仕上げロボットの動作を指定する加工データを生
成する加工データ生成部とを有していることを特徴とし
ている。

【０００６】

【作用】上述の如き構成によれば、溶接部のビード軌跡
により与えられる二次元乃至三次元の加工経路形状が予
め定型パターン化されて各定型パターン毎に溶接仕上げ
ロボットの作業座標系に従った加工方位データとしてデ
ータベース部に記憶格納されており、定型パターン選択
部による定型パターン選択画面にて、キー入力などによ
ってユーザが定型パターンを選択指示することにより、
マンマシンインタフェースよりの定型パターンの選択信
号を受け付けて定型パターンが選択される。

【０００７】つぎに被加工物データ入力部による被加工
物データ入力画面にて、キー入力などによってユーザ
が、選択された定型パターンに対応する加工方位データ
が設定している溶接部に対して溶接ビード長さ、継手あ
るいは接合形状など被加工物が固有するデータを入力す
ることにより、それらデータがマンマシンインタフェー
スより取り込まれ、その各データを前記加工方位データ
が設定している溶接部に対して割り付け、ロボットアー
ム先端の運動経路を含む溶接仕上げロボットの動作を指
定する加工データを生成することが加工データ生成部に
より自動的に行われる。これにより加工データが自動的
に作成される。

【０００８】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【０００９】まず図９を用いて溶接仕上げロボットシテ
スムの全体構成について説明する。溶接仕上げロボット
シテスムは、溶接仕上げ加工テーブル１と、溶接仕上げ
ロボット３と、ロボット制御装置５と、加工データ作成
装置７とを含んでいる。

【００１０】溶接仕上げ加工テーブル１は、被加工物、
即ち溶接製品を載置される載置面部９と、載置面部９上
にて溶接製品を位置決めするロケートピン１１と、載置
面部９上にて溶接製品を固定する製品チャック１３と、
製品チャック制御盤１５、製品チャック操作盤１７とを
有している。

【００１１】溶接仕上げロボット３は、ロボット本体１
９および多関節型のロボットアーム２１と、ロボットア
ーム２１の先端に取り付けらたサンダディスク回転駆動
用のＡＣサーボモータ２３と、ＡＣサーボモータ２３の
回転出力軸２５に交換可能に装着されるサンダディスク
２７と、サンダディスク２７のドレッシングを行うディ
スクドレッサ２９と、回転出力軸２５に装着するサンダ
ディスク２７を交換するオートツールチェンジャ３１と
を有している。

【００１２】ロボット制御装置５は、加工データを与え
られ、加工データを解釈して加工指令を溶接仕上げロボ
ット３へ出力する制御装置であり、これはＣＮＣ装置と
同等のものであり、この実施例においてはデータ転送の
ためにデータ伝送線３３によって加工データ作成装置７
とオンライン接続されている。

【００１３】加工データ作成装置７は、ＭＰＵ、外部記
憶装置を含むコンピュータ本体３５と、キーボード３７
と、ＣＲＴ３９とによりパーソナルコンピュータレベル
の小型コンピュータにより構成され、図１に示されてい
るように、外部記憶装置による読み書き可能なデータベ
ース部４１と、ＭＰＵによるプログラム実行により、定
型パターン選択部４３と、被加工物データ入力部４５
と、加工データ生成部４７とを具現する。

【００１４】データベース部４１は、溶接部のビード軌
跡により与えられる二次元乃至三次元の加工経路形状を
図２(a) 〜(f) に例示されているように幾つかに定型パ
ターン化し、定型パターン化された加工経路形状が与え
る各溶接部を各定型パターン毎に溶接仕上げロボットの
作業座標系に従った加工方位データとして記憶してい
る。図２にて、符号ｗが溶接部を示している。

【００１５】定型パターン選択部４３は、登録されてい
る定型パターンをキーとしてデータベース部４１より読
み出す加工方位データを選択設定するための定型パター
ン選択画面を設定し、マンマシンインタフェース部４９
より定型パターンの選択信号を受け付ける。

【００１６】定型パターン選択画面は、図３に示されて
いるように、各定型パターンをビジュアルに３Ｄグラフ
ィック表示する。定型パターン選択画面における定型パ
ターンのユーザ選択は、ユーザによるキーボード３７の
スクロールキー操作により選択カーソルを選択すべき定
型パターンの表示枠に動かし、リターンキー入力される
ことにより行われる。

【００１７】被加工物データ入力部４５は、定型パター
ン選択部４３が入力した選択信号によって選択された定
型パターンに対応する加工方位データが設定している溶
接部に対して溶接ビード長さ、継手あるいは接合形状な
ど被加工物が固有するデータを各データ項目毎に入力す
るための被加工物データ入力画面を設定し、マンマシン
インタフェース部４９より各データの信号を受け付け
る。

【００１８】被加工物データ入力画面は、図４に示され
ているように、選択した定型パターンを参考のために３
Ｄグラフィック表示すると共に、入力すべきデータ項目
名をリスト表示する。この被加工物データ入力画面にお
けるデータ入力は、ユーザによるキーボード３７のスク
ロールキー操作によるカーソル移動により入力すべきデ
ータ項目名を選択し、必要文字、数値をキーボード３７
のキー操作に入力することにより行われ、リターンキー
入力により確定される。このデータ入力時には、キー入
力されるデータは該当データ項目名の画面表示行と同一
行にリアルタイムに表示される。なお、図４に示された
被加工物データ入力画面におけるデータ入力項目は、デ
ータ名称、溶接製品の材料名称、板厚、粗および細加工
ツール（サンダディスク）の摩耗度、加工順、各溶接部
に応じた縁寸法があり、これ以外に継手あるいは接合形
状がある。ここで、縁寸法とは、溶接ビード長さと溶接
位置を定義するものであり、この縁寸法の入力項目は、
各定型パターンによって異なり、これには、被加工物の
フランジ寸法、ビード位置寸法、ビード寸法などがあ
る。

【００１９】溶接製品の材料名称、粗および細加工ツー
ルの摩耗度、加工順、継手あるいは接合形状について
は、入力の手間を省くために選択リストが画面表示さ
れ、選択リストより適正データをカーソルにより選ぶこ
とによってデータ入力することができる。

【００２０】加工データ生成部４７は、被加工物データ
入力部４５が入力したデータを上述の加工方位データが
設定している溶接部に対して割り付け、ロボットアーム
先端の運動経路を含む溶接仕上げロボットの動作を指定
する加工データ（ロボット制御プログラム）を生成す
る。

【００２１】この実施例においては、フロッピディスク
ドライバ、ハードディスク装置などによるデータ記憶用
の外部記憶装置５１と、ロボット制御装置５に対するデ
ータ転送のための通信制御部５３とを有している。

【００２２】なお、一つの加工データ作成装置７に対し
て複数の溶接仕上げロボット３の各ロボット制御装置５
を所定の通信チャネルアドレスを設定された状態にてオ
ンライン接続し、加工データ作成装置７の通信制御部５
３を各ロボット制御装置５との間に１：Ｎ通信するよう
に構成することも可能である。

【００２３】また加工データ作成装置７は加工データ作
成条件設定部５５を有している。加工データ作成条件設
定部５５は、サンダディスク２７のＡＴＣ番号、使用す
る溶接仕上げロボット３のマシン番号を設定し、また作
成した加工データをフロッピディスクに保存するか否
か、作成した加工データを指定マシン番号のロボット制
御装置５へ送信するか否かを選択設定するものであり、
この加工データ作成条件設定も、図５に例示されている
ような画面において、上述のデータ入力と同様に、対話
入力方式にて行われる。

【００２４】図６は加工データ作成装置７による新規加
工データ作成フローを示している。新規加工データ作成
は、メインメニューにて新規加工データ作成のモードが
選択されることにより実行され、まず図３に示されてい
るような定型パターン選択画面をＣＲＴ３９に画面表示
する（ステップ１０）。

【００２５】この画面表示状態にて、ユーザが、キーボ
ード３７のスクロールキー操作により選択カーソルを選
択すべき定型パターンの表示枠に動かし、リターンキー
を押すことにより、定型パターンの一つが選択される
（ステップ１５，２０）。

【００２６】つぎに選択された定型パターンに該当する
データをデータベース４１より読み出し、これに従って
図４に示されているような被加工物データ入力画面をＣ
ＲＴ３９に画面表示する（ステップ４０）。

【００２７】この画面表示状態にて、ユーザが、キーボ
ード３７のスクロールキー操作によりカーソル移動させ
て入力すべきデータ項目名を選択し、文字、数値をキー
ボード３７のキー操作に入力することにより、各データ
項目についてデータ入力が行われる（ステップ５０）。

【００２８】このデータ入力が完了すると（ステップ６
０）、つぎに図５に示されているような加工データ作成
条件設定画面をＣＲＴ３９に画面表示する（ステップ７
０）。

【００２９】この画面表示状態にて、ユーザが、キーボ
ード３７のスクロールキー操作によりカーソル移動させ
て入力すべきデータ項目名を選択し、ツールのＡＴＣ番
号とマシン番号については画面表示されている番号の選
択、また作成データの保存、送信についてはイエス・ノ
ーの選択をカーソル移動により設定する（ステップ８
０）。

【００３０】この設定が完了すると（ステップ９０）、
つぎに入力した被加工物データを加工方位データが設定
している溶接部に対して割り付け、また設定した加工デ
ータ作成条件に従ってロボットアーム先端の運動経路を
含む溶接仕上げロボットの動作を指定する加工データを
生成する（ステップ１００）。

【００３１】つぎに作成データを保存する設定がなされ
ていれば（ステップ１１０）、外部記憶装置５１へ加工
データを出力して外部記憶装置５１に加工データを書き
込む作成データ保存処理を実行する（ステップ１２
０）。

【００３２】つぎに作成データを送信する設定がなされ
ていれば（ステップ１３０）、通信制御部５３へ加工デ
ータを出力する。通信制御部５３は加工データを入力す
ることにより、この加工データに書かれているマシン番
号のロボット制御装置へ加工データを転送する（ステッ
プ１４０）。

【００３３】加工データ作成装置７は、新規加工データ
の作成モード以外に、データ転送、ツールのパラメータ
設定、フロッピディスクのフォーマット、データ複写、
データ削除などを行うデータ管理のモードを有し、これ
らモードはメインメニュに選ぶことができる。

【００３４】データ転送は既存の加工データを指定マシ
ン番号のロボット制御装置５へ転送する操作を行うもの
であり、このデータ転送においては、既存加工データを
選び易いように、まず図３に示されている定型パターン
選択画面と同じ画面表示がＣＲＴ３９に行われ、ここ
で、加工データ作成時と同じように、一つの定型パター
ンを選ぶことにより、その定型パターンによる加工デー
タの名称が図７に示されているように、一覧表示され
る。この状態にて加工データの名称が入力されると、つ
ぎに、その加工データの作成条件が図８に示されている
ように画面表示され、指定のマシン番号のロボット制御
装置５へ加工データを転送することが行われる。

【００３５】なお、上述の実施例においては、カーソル
キーにより定型パターンの選択が行われるが、これはマ
ウスなどのポインティングデバイスにより行われてもよ
い。

【００３６】以上に於ては、本発明を特定の実施例につ
いて詳細に説明したが、本発明は、これに限定されるも
のではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能で
あることは当業者にとって明らかであろう。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、本発明
による溶接仕上げロボットの加工データ作成システムに
よれば、溶接ビードのサンダ加工におけるＣＰ制御用の
加工データが、ティチング作業を必要とすることなく、
コンピュータとの対話方式入力により、簡単な操作によ
って熟練度を要することなく能率よく迅速に、しかも正
確なサンダ加工を行う加工データとして自動作成され、
この加工データの作成時間が大幅に短縮されるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による溶接仕上げロボットの加工データ
作成システムの一実施例を示すブロック線図である。

【図２】（ａ）〜（ｆ）は定型パターン例を示す説明図
である。

【図３】新規加工作成モードにおける定型パターン選択
画面を例示する説明図である。

【図４】新規加工作成モードにおける被加工物データ入
力画面を例示する説明図である。

【図５】新規加工作成モードにおける加工データ作成条
件設定画面を例示する説明図である。

【図６】新規加工データ作成の処理フローの一例を示す
フローチャートである。

【図７】データ転送モードにおける転送データ設定画面
を例示する説明図である。

【図８】データ転送モードにおける加工データ作成条件
確認画面を例示する説明図である。

【図９】本発明による加工データ作成システムを含む溶
接仕上げロボットシテスムの全体構成例を示すシステム
構成図である。

【符号の説明】

１ 溶接仕上げ加工テーブル ３ 溶接仕上げロボット ５ ロボット制御装置 ７ 加工データ作成装置 ２７ サンダディスク ３５ コンピュータ本体 ３７ キーボード ３９ ＣＲＴ ４１ データベース部 ４３ 定型パターン選択部 ４５ 被加工物データ入力部 ４７ 加工データ生成部 ４９ マンマシンインタフェース部 ５３ 通信制御部 ５５ 加工データ作成条件設定部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接ビードをサンダ加工する溶接仕上げ
   ロボットの加工データ作成システムにおいて、 溶接部のビード軌跡により与えられる二次元乃至三次元
   の加工経路形状を定型パターン化し、定型パターン化さ
   れた加工経路形状が与える各溶接部を各定型パターン毎
   に溶接仕上げロボットの作業座標系に従った加工方位デ
   ータとして記憶したデータベース部と、 定型パターンをキーとして前記データベース部より読み
   出す加工方位データを選択設定するための定型パターン
   選択画面を設定し、マンマシンインタフェースより定型
   パターンの選択信号を受け付ける定型パターン選択部
   と、 前記定型パターン選択部が入力した選択信号によって選
   択された定型パターンに対応する加工方位データが設定
   している溶接部に対して溶接ビード長さ、溶接位置、継
   手あるいは接合形状など被加工物が固有するデータを各
   データ項目毎に入力するための被加工物データ入力画面
   を設定し、マンマシンインタフェースより各データの信
   号を受け付ける被加工物データ入力部と、 前記被加工物データ入力部が入力したデータを前記加工
   方位データが設定している溶接部に対して割り付け、ロ
   ボットアーム先端の運動経路を含む溶接仕上げロボット
   の動作を指定する加工データを生成する加工データ生成
   部と、 を有していることを特徴とする溶接仕上げロボットの加
   工データ作成システム。