JP3171450B2

JP3171450B2 - ロボット制御装置

Info

Publication number: JP3171450B2
Application number: JP01643691A
Authority: JP
Inventors: 周一中田; 真一杉田; 里志本多
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyoda Koki KK
Priority date: 1991-02-07
Filing date: 1991-02-07
Publication date: 2001-05-28
Anticipated expiration: 2016-05-28
Also published as: JPH054183A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に研磨作業を行うの
に適したロボット制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ロボットに加工軌跡を教示し、ロ
ウ付加工された工作物のビード部を研磨作業によって除
去する場合、次のような手段を用いていた。即ちロボッ
トの先端に砥石の押し付け量を検出するセンサを設け、
作成されたティーチングデータにより砥石を移動し、砥
石の押し付け量を検出し、所定のしきい値を越える場合
は、砥石の押し付け量が常に一定になるようにティーチ
ングデータを補正演算して砥石の移動軌跡を変更しなが
ら研磨作業を行うものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来の技術のよ
うな、ティーチングデータの補正によるロボットの制御
装置では、自動車ボディのルーフとピラーの接合部の様
な高い仕上がり状態が要求される加工では十分に対応で
きなかった。この理由は、図８に示すように工作物５０
の上板５０ａと下板５０ｂをビード部５１によって接合
する場合、（ａ）に示すように上板５０ａの方が下板５
０ｂよりも上側に板合わせされている場合と、（ｃ）に
示すように上板５０ａの方が下板５０ｂよりも下側に板
合わせされている場合が生じる。ビード部５１の除去作
業において工作物表面を傷付けないように（ａ）のよう
な場合では、（ｂ）に示すように上板５０ａの高さを基
準としてビード部５１を除去し、（ｃ）のような場合で
は、（ｄ）に示すように下板５０ｂの高さを基準として
ビード部５１を除去することが望ましい。即ち、接合さ
れる２枚の工作物の中から上側に板合わせされた板の高
さを基準としてビード部の除去を行う必要がある。

【０００４】しかし、上述したような技術ではこのよう
に工作物の板合わせ状態を判断することはできず、例え
ば上板５０ａを基準としてビード部５１の除去を行う
と、上記（ｃ）の場合では工作物を傷付けてしまうとい
う問題点があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した問題
点を解決するためになされたものであり、図１に示すよ
うにあらかじめ記憶された教示点から形成される加工軌
跡に従ってロボット１０の手首部の先端に取り付けられ
た工具２７を制御して２つの部材からなる工作物の接合
部の溶接ビード研削を行うロボット制御装置において、
基準工作物６３および目的工作物５０のそれぞれを構成
する２つの部材の接合部の上下関係を検出する変位セン
サ１と、前記基準工作物６３上に設定された基準教示点
を記憶する基準教示点記憶手段２と、前記変位センサ１
により前記基準工作物６３を形成する２つの部材の位置
を測定する基準位置測定手段３と、この基準位置測定手
段３における前記基準工作物６３の測定位置に対応した
前記目的工作物５０上の位置を前記変位センサ１により
測定しこの目的工作物５０を形成する２つの部材の位置
を測定する目的位置測定手段４と、前記基準位置測定手
段３と前記目的位置測定手段４から得た値を比較するこ
とによって前記目的工作物５０を形成する２つの部材の
板合わせ状態を判断する板合わせ状態判断手段５と、こ
の板合わせ状態判断手段５によって判断された板合わせ
状態に従って前記基準教示点記憶手段２によって記憶さ
れた基準教示点を補正する教示点補正手段６と、この教
示点補正手段６によって得た教示点に従って上側に板合
わせされている板の高さを基準として前記目的工作物５
０のビード部を研削する実行手段７と、を備えたもので
ある。

【０００６】

【作用】上記のように構成されたロボット制御装置で
は、ロボット１０は最初に基準教示点記憶手段２によっ
て基準教示点を記憶するとともに変位センサ１を用いて
基準位置測定手段３により基準工作物６３を形成する２
つの部材の位置を測定する。次に目的工作物５０上にお
ける基準工作物６３上での測定位置に対応した位置を変
位センサ１により測定し、この目的工作物５０を形成す
る２つの部材の位置を目的位置測定手段４によって測定
する。板合わせ状態判断手段５は基準位置測定手段３と
目的位置測定手段４から得た値を比較することによって
目的工作物５０を形成する２つの部材の板合わせ状態を
判断し、この結果に基づいて教示点補正手段６は基準教
示点を補正する。加工実行手段７はこの補正された教示
点に従ってロボット１０を制御して目的工作物５０の加
工を実行する。

【０００７】

【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。図２は、ロボット１０を示す斜視図である。この
ロボット１０は６軸型のロボットであり、アームの先端
に取付けられた作業操作装置２０の回転砥石２７により
研磨作業を行う。工作物は自動車用フレームであり、ピ
ラーとルーフとをロウ付によって接合したロウ付溶接部
分を滑らかに仕上げる研磨作業を行うものである。

【０００８】図３（ａ），（ｂ）は作業操作装置２０を
示す図である。作業操作装置２０にはロボット１０の手
首部１７の先端には基板６０を介してシリンダ２１が取
付けられている。シリンダ２１にはピストン２５が嵌挿
され、圧縮空気によりピストンロッド２３を押し出す方
向に付勢している。ピストンロッド２３の一端には、中
間板６２を介して工具ヘッド２６およびブラケット７０
が固定されている。工具ヘッド２６には、回転砥石から
なる工具２７が取付けられており、ブラケット７０には
接触子７１，７２，７３が並列に取り付けられている。
この接触子７１，７２，７３の先端にはローラ８１，８
２，８３が回転可能に取り付けられている。接触子７
２，７３は中間板６２に対して上述したピストン２５摺
動方向と同じ方向に移動変位可能に取り付けられてお
り、接触子７１はブラケット７０を介して中間板６２に
固定されている。

【０００９】上述した基板６０には変位センサ９１が取
り付けられ、レーザ光４１を中間板６２に対して照射
し、反射波を入力することにより中間板６２の変位、即
ち、工具２７および接触子７１の変位を測定できるよう
になっている。また、上述した中間板６２には変位セン
サ９１と同様の変位センサ９２，９３が取り付けられ、
レーザ光４２，４３を接触子７２，７３に固定された測
定板１２，１３に対して照射することにより接触子７
２，７３の中間板６２に対する変位を測定できるように
なっている。

【００１０】作業工具装置２０は、自由状態では圧縮空
気の付勢力によりシリンダ２１のピストンロッド２３が
押し出されたストローク端にある。工具（回転砥石）２
７が加工物に押し付けられると、圧縮空気の付勢力に抗
してピストン２５およびピストンロッド２３が移動す
る。即ち、工具２７が工作物を押圧する押圧力は圧縮空
気の付勢力で決定する。またシリンダ２１は、工具２７
が工作物を押圧した時の衝撃や、研磨作業中の振動を吸
収する作用を有する。

【００１１】図４は制御装置３０を示すブロック図であ
る。制御装置３０は、主にロボットコントローラ３５と
パーソナルコンピュータ３９とからなる。ロボットコン
トローラ３５は、ＣＰＵ（中央処理装置）３１、メモリ
３２、オペレーティングボックス３４、工具駆動ユニッ
ト３７、および各軸のサーボ駆動ユニットＤ１〜Ｄ６か
らなる。これらの構成によりなるロボットコントローラ
３５は主にロボットの動作軌跡を制御する部分であり、
ＣＰＵ３１ではオペレーティングボックス３４により教
示された基準工作物上の基準教示点をメモリ３２に記憶
し、それらの情報とパーソナルコンピュータ３９から伝
送される補正量に基づいて補間演算等を行ってロボット
１０の目標位置を算出し各軸のサーボ駆動ユニットＤ１
〜Ｄ６に目標位置θ１〜θ６を出力する。各軸のサーボ
駆動ユニットＤ１〜Ｄ６はそれぞれサーボ制御用のＣＰ
Ｕを備え、パルスエンコーダＥ１〜Ｅ６からの位置信号
を検出して目標位置θ１〜θ６を実現すべく各軸駆動す
るサーボモータＭ１〜Ｍ６をフィードバック制御する。
また、ＣＰＵ３１は工具駆動ユニット３７の制御を行
う。

【００１２】パーソナルコンピュータ３９は、ディスプ
レイ３３、キーボード２８、メモリ２４、および変位セ
ンサ９１，９２，９３の出力から変位量を演算する計測
制御部９４からなり、ロボット制御用のＣＰＵ３１との
間で基準教示点の補正量の演算を行うとともにデータの
授受を行う。以上の構成に基づき本実施例の作用を説明
する。

【００１３】図５（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は基
準工作物６３を示した図であり、（ａ），（ｃ）は平面
図、（ｂ），（ｄ）は断面図である。図５（ｅ），
（ｆ）は実際に加工を行う目的工作物５０を示した断面
図である。基準工作物６３および目的工作物５０は曲面
形状を有する板金部材であり、基準工作物６３は上板６
３ａと下板６３ｂの表面が完全に一致した理想状態で接
合されており、目的工作物５０はロウ付溶接工程での加
工誤差により上板６３ａと下板６３ｂの接合部に高低差
が生じ、ロウ付溶接によるビード部５１を残している。
このビード部５１を工具（回転砥石）２７による研磨作
業を行うことにより、目的工作物５０に傷を生じさせな
いように除去し、滑らかな曲面を得ようというものであ
る。

【００１４】図５（ａ）に示すようにあらかじめ基準工
作物６３上には、上板６３ａと下板６３ｂの接合部６３
ｃ上にＮ個の仮想教示点ＭＰ（１）〜ＭＰ（Ｎ）が設定
してあり、これらの点を直線補間で結ぶことによって加
工軌跡が形成されている。接合部６３ｃは目的工作物５
０上ではロウ付溶接されビード部５１となる。目的工作
物５０のビード部５１を研磨する前処理として、図５
（ｂ）のようにまず、作業者がオペレーティングボック
ス３４によってロボット１０を操作しながら、作業工具
装置２０のシリンダ２１がストロークエンドとなるよう
に、工具２７を基準工作物６３に接触させる。作業者が
工具２７の接触を確認すると、仮想教示点ＭＰ（ｋ）
（１≦ｋ≦Ｎ）の位置座標ＭＰ（ｋ）＝（Ｘmpk,Ｙmpk,
Ｚmpk ）を記憶する。この作業をＭＰ（１）からＭＰ
（Ｎ）までのＮ個の点で繰り返すことによって、加工軌
跡を設定する。この仮想教示点ＭＰ（１）〜ＭＰ（Ｎ）
は仮のものであり、作業者が目測により工具２７と基準
工作物６３との接触を確認しているために、各仮想教示
点毎に工具２７の基準工作物６３への押しつけ力に幾ら
かの誤差を包含している。従って、次に行う作業では、
仮想教示点ＭＰ（１）〜ＭＰ（Ｎ）から加工時の基準と
なる基準教示点ＭＴ（１）〜ＭＴ（Ｎ）を求める。

【００１５】以下、基準教示点ＭＴ（１）〜ＭＴ（Ｎ）
を求める過程について述べる。作業者はロボット１０を
自動運転とすることにより、仮想教示点ＭＰ（１）〜Ｍ
Ｐ（Ｎ）から形成された加工軌跡上を沿って工具２７が
移動するようにロボット１０を作動させる。ロボット１
０はこの加工軌跡上を工具２７が移動する間に一定時間
間隔で工具２７先端の座標を取り込み記憶する（この時
取り込まれるデータの数は仮想教示点の数より遙かに多
い）。これらのデータをスムージングすることにより補
正し、これらの補正データから形成された加工軌跡を求
める。次にこの加工軌跡を基準教示点ＭＴの個数Ｎ個で
等分した距離を１ピッチとして、この１ピッチ毎に加工
軌跡を形成する点のデータを算出してこれらのデータを
基準教示点ＭＴ（１）〜ＭＴ（Ｎ）とする。

【００１６】以上のようにして求めた基準教示点ＭＴ
（１）〜ＭＴ（Ｎ）が適切な値であるか否かを判断する
方策として、基準教示点が存在するべき範囲をあらかじ
め設定しておく。即ち、下式に示すように基準教示点Ｍ
Ｔ（ｋ）が取り得る最小の値ＭＴ(min) と最大の値ＭＴ
(max) の範囲内に基準教示点ＭＴ（１）〜ＭＴ（Ｎ）の
全てが含まれる場合のみ、求められた基準教示点ＭＴ
（１）〜ＭＴ（Ｎ）が適切な値であると判断する。

【００１７】ＭＴ(min) ≦ＭＴ（ｋ）≦ＭＴ(max) もし、求めた値が１つでもこの条件に含まれない場合
は、仮想教示点ＭＰ（１）〜ＭＰ（Ｎ）上を再び工具２
７を移動させ、データの再入力を行い、求めた基準教示
点ＭＴの全てが先に述べた設定範囲内に適合するまで繰
り返す。このようにして求められた基準教示点ＭＴ
（１）〜ＭＴ（Ｎ）はロボットコントーラ３５中のメモ
リ３２に記憶される。

【００１８】次に図５（ｃ），（ｄ）に示すように、作
業者がオペレーティングボックス３４によってロボット
１０を操作しながら接触子７１，７２，７３を基準工作
物６３上を移動させ、上板６３ａ、下板６３ｂ、および
この２つの板の接合部６３ｃの変位量を記憶する。即
ち、接合部６３ｃ上に設定された仮想教示点ＭＰ（１）
〜ＭＰ（Ｎ）からなる加工軌跡上を接触子７２を移動さ
せ、これにともなって、接触子７１，７３をそれぞれ上
板６３ａおよび下板６３ｂ上を移動させる。この時、作
業者は接触子７２が仮想教示点ＭＰ上を通過する毎に接
触子７１，７２，７３にそれぞれ対応する変位センサ９
１，９２，９３からの変位データをロボット１０に記憶
させていく。即ち、図５（ｃ）で示すように変位センサ
９２は仮想教示点ＭＰ（ｋ）（ｋ＝１〜Ｎ）と同じ位置
にある点ＨＢ（ｋ）（ｋ＝１〜Ｎ）の変位量Ｄｍａ
（１）〜Ｄｍａ（Ｎ）を検出し、変位センサ９１は仮想
教示点ＭＰ（ｋ）（ｋ＝１〜Ｎ）から接触子７１と接触
子７２との間隔だけ上板６３ａ側にオフセットした点Ｈ
Ａ（ｋ）（ｋ＝１〜Ｎ）の変位量Ｄｍｂ（１）〜Ｄｍｂ
（Ｎ）を検出する。変位センサ９３は変位センサ９１と
同様に仮想教示点ＭＰ（ｋ）（ｋ＝１〜Ｎ）から接触子
７３と接触子７２との間隔だけ下板６３ｂ側にオフセッ
トした点ＨＣ（ｋ）（ｋ＝１〜Ｎ）の変位量Ｄｍｃ
（１）〜Ｄｍｃ（Ｎ）を検出する。これらの変位量はパ
ーソナルコンピュータ３９中のメモリ２４に記憶され
る。また、この時ロボット１０は上述した仮想教示点Ｍ
Ｐ（ｋ）（ｋ＝１〜Ｎ）と同じ位置にある点ＨＢ（ｋ）
（ｋ＝１〜Ｎ）の位置座標をメモリ３２に記憶する。

【００１９】以下、図６，図７に示すフローチャートに
より、実際に加工を行う目的工作物５０の目的教示点Ｍ
Ｓ（１）〜ＭＳ（Ｎ）の算出方法および研削回数の設定
方法について説明する。ステップ１００では、図５
（ｅ）に示すように基準工作物６３の時と同様に接触子
７１，７２，７３を目的工作物５０上を移動させ、上板
５０ａ、下板５０ｂおよび基準工作物６３上の接合部６
３ｃに対応するビード部５１の変位量を記憶する。即
ち、ロボット１０はメモリ３２に記憶された点ＨＢ
（ｋ）（ｋ＝１〜Ｎ）を参照して接触子７１，７２，７
３を目的工作物５０上に移動させる。この時、変位セン
サ９１，９２，９３からはそれぞれＮ個の変位データＤ
a1（１）〜Ｄa1（Ｎ），Ｄb1（１）〜Ｄb1（Ｎ），Ｄc1
（１）〜Ｄc1（Ｎ）が検出され、ロボット１０はこれら
の値をパーソナルコンピュータ３９中のメモリ２４に記
憶する。

【００２０】ステップ１０２では、ステップ１００にお
いて記憶した変位データＤa1（ｋ）と前述した前処理過
程において記憶した基準工作物６３の変位データＤｍａ
（ｋ）より目的工作物５０と基準工作物６３の誤差、即
ち仮想教示点ＭＰの補正量Ｓａ（ｋ）（ｋ＝１〜Ｎ）を
以下のようにして求める。Ｓａ（ｋ）＝Ｄｍａ（ｋ）−Ｄa1（ｋ）ステップ１０４では、目的工作物５０の上板５０ａが下
板５０ｂよりも上側に板合わせされているか、または上
板５０ａが下板５０ｂよりも下側に板合わせされている
かを判断する。即ち、ステップ１０２と同様に変位デー
タＤc1と基準工作物６３の変位データＤｍｃより目的工
作物５０の下板５０ｂと基準工作物６３の下板６３ｂの
位置誤差Ｓｃ（ｋ）（ｋ＝１〜Ｎ）を以下のようにして
求める。

【００２１】Ｓｃ（ｋ）＝Ｄｍｃ（ｋ）−Ｄc1（ｋ）上式において、工具２７が基準工作物６３または目的工
作物５０に接近するほど変位センサ９３が値がプラス方
向に変化すると仮定すると、Ｓｃ（ｉ）≦０ならば上板
５０ａが下板５０ｂよりも上側に板合わせされているこ
とを示し、Ｓｃ（ｉ）＞０ならば上板５０ａが下板５０
ｂよりも下側に板合わせされていることを示している。

【００２２】ステップ１０６では、ステップ１０４で上
板５０ａが下板５０ｂよりも下側に板合わせされている
と判断された位置の補正量Ｓａに修正を加える。これは
ロボット１０が加工を行う時、上板５０ａを基準として
加工するためである。従って、下式に示すようにＳｃ
（ｉ）＞０（１≦ｉ≦Ｎ）となる位置の基準教示点Ｍ
Ｔ（ｉ）の補正量Ｓａ（ｉ）にＳｃ（ｉ）の値を加え、
この位置においては下板５０ｂを基準として加工を行う
ようにする。

【００２３】Ｓａ（ｉ）＝Ｓａ（ｉ）＋Ｓｃ（ｉ）ステップ１０８では、基準教示点ＭＴ（ｋ）（ｋ＝１〜
Ｎ）に対応したビード部５１の位置のビード体積を次の
ようにして求める。即ち、まず最初にステップ１０４に
おいて上板５０ａが下板５０ｂよりも上側に板合わせさ
れていると判断された場合は、ステップ１００において
記憶した変位データＤb1と前述した前処理過程において
記憶した基準工作物６３の変位データＤｍｂよりビード
部５１の高さＨb1（ｋ）（ｋ＝１〜Ｎ）を下式のように
して求める。

【００２４】Ｈb1（ｋ）＝Ｄｍｂ（ｋ）−Ｄb1（ｋ）また、ステップ１０４において基準教示点ＭＴ（ｉ）の
位置の上板５０ａが下板５０ｂよりも下側に板合わせさ
れていると判断された場合は、ステップ１０４で求めた
目的工作物５０の下板５０ｂと基準工作物６３の下板６
３ｂの位置誤差Ｓｃを考慮してビード部５１の高さＨb1
（ｉ）（１≦ｉ≦Ｎ）を下式のようにして求める。

【００２５】Ｈb1（ｉ）＝Ｄｍｂ（ｉ）−Ｄb1（ｉ）−
Ｓｃ（ｉ）このようにして求めたビード部５１の高さＨb1（ｋ）よ
り各基準教示点ＭＴ（ｋ）に対応したビード部５１の断
面積ＳＨb1（ｋ）（ｋ＝１〜Ｎ）を経験的に下式で近似
する（ｒは定数）。ＳＨb1（ｋ）＝ｒ×Ｈb1（ｋ）² 上式より求めた各基準教示点ＭＴ（ｋ）のビード部５１
の断面積ＳＨb1（ｋ）を総和し、平均を求めることによ
りビード部５１の平均断面積ＳＨbm1が決定される。

【００２６】ステップ１１０では、必要研削回数Ｊ１を
求める。必要研削回数はビード部５１を研削加工するた
めに工具２７を加工軌跡に従って走らせる回数である。
必要研削回数Ｊ１は、ステップ１０８にて求めたビード
部５１の平均断面積ＳＨbm1〔mm²〕と工具２７に使用
する回転砥石の種類によって経験的に設定された砥石研
削能力値δ１〔mm²/PASS〕により下式のように求められ
る。

【００２７】Ｊ１＝ＳＨbm1 ／δ１〔PASS〕以上のステップ１０２からステップ１１０までの演算過
程は全てパーソナルコンピータ３９内で行われる。ステ
ップ１１２では、これらの演算過程で求まった値の内、
基準教示点ＭＴ（ｋ）の補正量Ｓａ（ｋ）および必要研
削回数Ｊ１をロボットコントーラ３５に転送し、ロボッ
トコントーラ３５では転送された必要研削回数がＪ１＝
０であるかを判断し、Ｊ１＝０ならばビード部５１のロ
ウ付加工状態に不具合があるとしてステップ１１４に移
行して加工を開始しないよう処理を終了する。

【００２８】ステップ１１２においてＪ１≠０と判断さ
れた場合は、ステップ１１５に移行して基準教示点ＭＴ
（ｋ）と補正量Ｓａ（ｋ）より目的加工物５０に適する
ように基準教示点ＭＴ（ｋ）を補正し、目的教示点ＭＭ
（ｋ）（ｋ＝１〜Ｎ）を求める。この目的教示点ＭＭ
（ｋ）を求める方法は、工具２７を目的加工物５０に接
近させる方向に基準教示点ＭＴ（ｋ）を補正量Ｓａ
（ｋ）だけシフトさせればよい。即ち、工具２７を目的
加工物５０に接近させる方向を示すアプローチベクトル
Ａ_vをＡ_v＝（ａ，ｂ，ｃ）（ただし、ａ²＋ｂ²＋ｃ
²＝１）とすると、目的教示点ＭＭ（ｉ）＝（Ｘmmi,Ｙ
mmi,Ｚmmi ）は基準教示点ＭＴ（ｉ）＝（Ｘmti,Ｙmti,
Ｚmti ）と補正量Ｓａ（ｉ）より以下のように表され
る。

【００２９】ＭＭ（ｉ）＝（Ｘmmi,Ｙmmi,Ｚmmi ）＝（Ｘmti ＋Ｓａ（ｉ）×ａ，Ｙmti ＋Ｓａ（ｉ）×ｂ，Ｚmti ＋Ｓａ（ｉ）×ｃ）ステップ１１６では、ステップ１１５において算出した
目的教示点ＭＭに従って目的加工物５０の加工を実行す
る。この時、ロボット１０は必要研削回数Ｊ１の値だけ
工具２７を加工軌跡上に走らせてビード部５１の除去加
工を行う。

【００３０】以上、ステップ１００からステップ１１６
までの過程により１サイクル目の加工を終了する。以下
に示す過程は、この１サイクル目の加工によっ残ったビ
ード部５１を除去する２サイクル目の過程である。ステ
ップ１１８では、ステップ１００と同様に接触子７１，
７２，７３を目的工作物５０上を移動させる。この時記
憶される変位量はビード部５１の変位量、即ち変位セン
サ９２から検出される変位データＤb2（１）〜Ｄb2
（Ｎ）のみである。

【００３１】ステップ１２０では、ステップ１１８で求
めた変位データＤb2（１）〜Ｄb2（Ｎ）を使用してビー
ド部５１の高さＨb2を求める。即ちステップ１０８と同
様に上板５０ａが下板５０ｂよりも上側に板合わせされ
ていると判断された場合は、Ｈb2（ｉ）＝Ｄｍｂ（ｉ）−Ｄb2（ｉ）上板５０ａが下板５０ｂよりも下側に板合わせされてい
ると判断された場合は、ステップ１０４で求めた位置誤
差Ｓｃ（ｉ）を用いてＨb2（ｉ）＝Ｄｍｂ（ｉ）−Ｄb2（ｉ）−Ｓｃ（ｉ）よりビード部５１の高さＨb2を求める。

【００３２】ステップ１２２では、ステップ１２０で求
めたビード部５１の高さＨb2（ｋ）よりビード部５１の
断面積ＳＨb2（ｋ）（ｋ＝１〜Ｎ）を求めることによ
り、現在の砥石研削能力値δ２を求める。即ち、ビード
部５１の断面積ＳＨb2（ｋ）はステップ１０８と同様に
下式より算出される。ＳＨb2（ｋ）＝ｒ×Ｈb2（ｋ）² 次にこのＳＨb2（ｋ）とステップ１０８にて求めたＳＨ
b1（ｋ）との差ＳＨb1（ｋ）−ＳＨb2（ｋ）を算出し、
これらＮ個の断面積の差から１サイクル目の加工で除去
された平均面積ＳＨbm2 を求める。この平均面積ＳＨbm
2 を下式のように１サイクル目の必要研削回数Ｊ１で除
算することにより２サイクル目の砥石研削能力値δ２を
求める。

【００３３】δ２＝ＳＨbm2 ／Ｊ１ステップ１２４では、２サイクル目の必要研削回数Ｊ２
を求める。このためには、まずステップ１２０にて求め
たＮ個のビード部５１の高さＨb2（ｋ）（ｋ＝１〜Ｎ）
が設定値の範囲内に有るか否かを判断する（例えば０≦
Ｈb2（ｋ）≦０．１〔mm〕）。この設定値の範囲内にＨ
b2（ｉ）（１≦ｉ≦Ｎ）の値が有る場合は、Ｈb2（ｉ）
に対応した目的教示点ＭＭ（ｉ）では加工が完了してい
るものと判断し、設定値の範囲内にＨb2（ｋ）の値が無
い場合は、対応した目的教示点ＭＭ（ｋ）では加工が完
了していないものと判断する。この加工が完了していな
いものと判断されたものの中から最も値の大きいものを
選び出し、これをＨb2(max) とする。この値よりビード
部５１の残りの部分の最大断面積ＳＳmax を経験的に下
式で近似する（ｓは定数）。

【００３４】ＳＳmax ＝ｓ×Ｈb2(max) このようにして算出したＳＳmax より２サイクル目の必
要研削回数Ｊ２を下式より求める。Ｊ２＝ＳＳmax ／δ２ステップ１２６では、ステップ１２４にて加工が完了し
たと判断された目的教示点ＭＭ（ｋ）は、２サイクル目
で加工を行う必要がないため、工具２７が目的工作物５
０から遠ざかるように１サイクル目のステップ１０２，
１０６で算出された基準教示点ＭＴ（ｉ）の補正量Ｓａ
（ｉ）に経験値ｕを加算してＳａ（ｉ）＝Ｓａ（ｉ）＋
ｕとして、２サイクル目の加工時には加工が完了したと
判断された目的教示点ＭＭ（ｉ）に対しては加工を行わ
ないようにする。また、加工が完了していないと判断さ
れた目的教示点ＭＭ（ｉ）に対しては１サイクル目の補
正量Ｓａ（ｉ）をそのまま２サイクル目でも用いる。

【００３５】ステップ１２８では、これら２サイクル目
の演算過程で求まった値の内、基準教示点ＭＴ（ｋ）の
補正量Ｓａ（ｋ）および必要研削回数Ｊ２をロボットコ
ントーラ３５に転送し、ロボットコントーラ３５では転
送された必要研削回数がＪ２＝０であるかを判断するこ
とによりビード部５１の加工が完了しているかを再確認
する。Ｊ２＝０ならばビード部５１の加工が完了してい
るとしてステップ１３０に移行して加工を終了する。

【００３６】また、Ｊ２≠０と判断された場合は、ステ
ップ１３２に移行して上述したステップ１１５と同様の
計算方法により基準教示点ＭＴ（ｋ）、補正量Ｓａ
（ｋ）およびアプローチベクトルＡ_Vから目的加工物５
０に適するように基準教示点ＭＴ（ｋ）を補正し、目的
教示点ＭＭ（ｋ）（ｋ＝１〜Ｎ）を求める。ステップ１
３４では、ステップ１３２において算出した目的教示点
ＭＭに従って目的工作物５０の加工を実行する。この
時、ロボット１０は必要研削回数Ｊ２の値だけ工具２７
を加工軌跡上に走らせてビード部５１の除去加工を行
う。以上の２サイクル目の加工が終了した後は、ステッ
プ１３０に移行して全ての作業を終了する。

【００３７】以上説明したように本実施例のロボット制
御装置は、目的工作物５０の上板５０ａと下板５０ｂの
板合わせ状態を検出するとともに、ビード部５１の盛り
付け量に応じた必要研削回数を設定して加工を行うため
に、目的工作物５０毎に変化する上板５０ａと下板５０
ｂの板合わせ状態、設置位置のずれ、ビード部５１の盛
り付け量のばらつき、目的工作物５０の形状の誤差等に
影響されることなくビード部５１の研磨加工を行うこと
ができる。

【００３８】なお上述した実施例では、加工サイクルを
２つに分割して行っているが加工サイクルの数はこの２
回に限られたものではない。また、本実施例では接触子
７１，７２，７３とこれらの接触子の変位量を検出する
変位センサ９１，９２，９３を用いて目的工作物５０の
上板５０ａと下板５０ｂの板合わせ状態を検出する構成
としているが、図８に示すようにレーザスキャン方式等
の変位センサ９４を上板５０ａから下板５０ｂへとビー
ド部５１を横切る形で走査することにより上板５０ａと
下板５０ｂの高さの違いを検出する構成としても良い。

【００３９】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、目的工作物
の上板と下板の板合わせ状態を検出して、上側に板合わ
せされている板の高さを基準として加工を行うようにし
たために、目的工作物を傷つけることなく良好な加工を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクレーム対応図である。

【図２】本実施例のロボットの全体構成図である。

【図３】本実施例の作業操作装置を示す図である。

【図４】本実施例の制御装置の構成図である。

【図５】本実施例の作用を説明するための図である。

【図６】本実施例の作用を説明するためのフローチャー
トである。

【図７】本実施例の作用を説明するためのフローチャー
トである。

【図８】本実施例の応用変形例を説明するための図であ
る。

【図９】従来技術を説明するための図である。

【符号の説明】

１，９１，９２，９３変位センサ２基準教示点記憶手段３基準位置測定手段４目的位置測定手段５板合わせ状態判断手段６教示点補正手段７加工実行手段１０ロボット２７工具５０目的工作物６３基準工作物７１，７２，７３接触子ＭＴ基準教示点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−59282（ＪＰ，Ａ) 特開平３−154758（ＪＰ，Ａ) 実開昭60−183154（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25J 13/08 B23Q 15/00 305 B23Q 15/00 309 B24B 49/10 B25J 9/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】あらかじめ記憶された教示点から形成され
る加工軌跡に従ってロボットの手首部の先端に取り付け
られた工具を制御して２つの部材からなる工作物の接合
部の溶接ビード研削を行うロボット制御装置において、
基準工作物および目的工作物のそれぞれを構成する２つ
の部材の接合部の上下関係を検出する変位センサと、前
記基準工作物上に設定された基準教示点を記憶する基準
教示点記憶手段と、前記変位センサにより前記基準工作
物を形成する２つの部材の位置を測定する基準位置測定
手段と、この基準位置測定手段における前記基準工作物
の測定位置に対応した前記目的工作物上の位置を前記変
位センサにより測定しこの目的工作物を形成する２つの
部材の位置を測定する目的位置測定手段と、前記基準位
置測定手段と前記目的位置測定手段から得た値を比較す
ることによって前記目的工作物を形成する２つの部材の
板合わせ状態を判断する板合わせ状態判断手段と、この
板合わせ状態判断手段によって判断された板合わせ状態
に従って前記基準教示点記憶手段によって記憶された基
準教示点を補正する教示点補正手段と、この教示点補正
手段によって得た教示点に従って上側に板合わせされて
いる板の高さを基準として前記目的工作物のビード部を
研削する実行手段と、を備えたことを特徴とするロボッ
ト制御装置。