JP3482539B2 - 産業用ロボットのプログラム作成装置 - Google Patents

産業用ロボットのプログラム作成装置

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JP3482539B2
JP3482539B2 JP02270394A JP2270394A JP3482539B2 JP 3482539 B2 JP3482539 B2 JP 3482539B2 JP 02270394 A JP02270394 A JP 02270394A JP 2270394 A JP2270394 A JP 2270394A JP 3482539 B2 JP3482539 B2 JP 3482539B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄骨構造物(S造の構
造物)等のワークを溶接加工等する産業用ロボットを駆
動制御するためのロボットプログラムを作成する装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】図3(c)に示すS造の鉄骨構造物WK
を構築するには、まず、コアWK1を溶接加工等して組
み立てるとともに(図3(a))、ブラケットWK3に
穴開け加工等を施し、これらコアWK1とブラケットW
K3とを溶接加工等して組み合わせ、仕口WK2を組み
立てる必要がある(図3(b))。そして、仕口WK2
に対して、別途開先加工等した柱WK4および梁WK5
が取り付けられることで、鉄骨構造物WKが構築され
る。
【0003】かかる全工程では、多種類の加工作業がな
されるとともに、多種類の産業用ロボットが使用され
る。
【0004】しかし、コアWK1、仕口WK2…といっ
た個々のワークについてみれば、たとえ製品番号が異な
ったとしても大半は類似形状であり、工程は同じであ
る。そこで、従来にあっては、たとえば溶接ロボットの
場合、その溶接対象のワーク、つまりコアWK1、仕口
WK2…といったワークの種類ごとに、専用のオフライ
ンプログラマ(パソコン)を用意しておき、オペレータ
がキーボードからワーク形状を示すデータを入力すれ
ば、これら入力データに従って、加工しようとするワー
クについてのロボットプログラムが自動的に作成される
ようになっている。
【0005】このように、ワークの形状を類似形状に限
定し、専用のオフラインプログラマを使用することによ
り、入力すべきデータの数が最小限に押さえられ、また
溶接線の位置、溶接順序や溶接条件の決定も自動化する
ことが可能となっている。
【0006】しかし、かかる従来の方法は、設計図面等
から数値を読み取り、これをキーボードから入力すると
いう煩雑な作業をオペレータに強いるために、入力ミス
が生じやすい。また、溶接対象のワークの構造が複雑に
なるにつれて、入力すべきデータ数が増大し、キー入力
の工数が増大し、作業効率が大幅に損なわれるという問
題も発生している。
【0007】そこで、こうした定型的なワークのみを対
象としたロボットプログラム作成の作業効率を改善すべ
く、CAD(コンピュータ・エイディド・デザイン)で
設計した定型ワークの設計データを、特定の書式をもっ
たデータファイルに出力し、このデータをオフラインプ
ログラマによって読み出して、ロボットプログラムを自
動的に作成するという技術が提案されている。たとえ
ば、特開昭64―64016には、予め溶接位置を変数
として含むロボット動作パターンを定義しておき、パタ
ーン中の溶接位置変数に、CADから渡された位置デー
タを組み込むことにより個々のワークに対応したロボッ
ト動作指令データを作成する技術が開示されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、かかるCAD
のデータを使用した従来技術は、確かにオペレータによ
るデータ入力が不要となり、これにより作業効率が向上
するという利点があるものの、CADはある特定のロボ
ットシステムのためのプログラム作成を想定した上で、
そのロボットシステムが必要とするワークのデータをフ
ァイルに出力するように設計されている。
【0009】したがって、上述するように、鉄骨構造物
WKの全工程で使用される複数種類のロボットシステム
に対応しようとすると、個々のロボットシステムごとに
ワークデータファイルを作成するという機能をCAD側
に持たせるように設計しなければならない。これは、相
当の手間と時間を要し、コスト高になることが明白であ
る。
【0010】また、新規のロボットシステムへの対応や
既存ロボットシステムの機能拡張などによって、ロボッ
ト用オフラインプログラマが必要とするワークのデータ
が変更された場合には、ワークデータファイルの書式や
内容も変更せざるを得ない。こうした変更作業にも、相
当の手間と時間を要し、コストがかかることは明白であ
る。
【0011】また、従来は、前述したように、ロボット
システムごとに専用オフラインプログラマを用意してお
く必要があり、CADのデータを利用するには、ロボッ
トシステムごとに専用のワークデータファイルとそれを
オフラインプログラマに読み込むプログラムを作成する
必要があった。このように専用のオフラインプログラム
を用意することは、ロボットシステムが多種類になれば
なるほど、コスト高になることは明白である。
【0012】本発明は、こうした実状に鑑みてなされた
ものであり、多種類のロボットが多種類の加工を行う場
合であっても、従来よりも低コストかつ効率よく、ロボ
ットプログラムを作成することができる装置を提供する
ことを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】そこで、この発明では、
所定の加工作業を行う産業用ロボットの加工対象のワー
クに関する設計データに基づいて、前記ロボットを動作
させるためのプログラムを作成する産業用ロボットのプ
ログラム作成装置において、前記ワークの種類および
ーク各部位の設計値を、前記ワークの種類を示すワーク
種類識別子および前記ワークの部位を示す部位識別子に
それぞれ対応づけて記憶するワークデータ記憶手段と、
前記ロボットの種類を示すロボット種類データと前記ロ
ボットが行う加工作業の種類を示す加工作業種類データ
を入力する入力手段と、前記ワークの種類と前記ロボッ
トの種類と前記ロボットが行う加工作業種類とに応じて
設定され、当該種類のロボットが当該種類のワークに対
して当該種類の加工を行う場合に必要とされる部位識別
子を記憶する部位識別子記憶テーブルと、前記ワークデ
ータ記憶手段に記憶されたワーク種類識別子と前記入力
手段によって入力されたロボット種類データおよび加工
作業種類データとに基づいて、対応する部位識別子記憶
テーブルを選択するテーブル選択手段と、前記ワークデ
ータ記憶手段の記憶データと前記選択された部位識別子
記憶テーブルの記憶データとを照合し、前記ワークデー
タ記憶手段の部位識別子と前記部位識別子記憶テーブル
の部位識別子の一致、不一致を判定する判定手段と、前
記判定手段によって一致したと判定された部位識別子と
当該一致した部位識別子に対応するワーク各部位の設計
値を記憶するプログラム作成用データ記憶手段と、前記
プログラム作成用データ記憶手段に記憶されたワーク各
部位の設計値データに基づいて前記ロボットを動作させ
るためのプログラムを作成するプログラム作成手段とを
具えている。
【0014】
【作用】かかる構成によれば、図1に示すように、ワー
クの種類14およびワーク各部位の設計値15が、ワー
クの種類を示すワーク種類識別子12bおよびワークの
部位を示す部位識別子12cにそれぞれ対応づけられて
ワークデータ記憶手段10に記憶される。このように、
ロボットの種類、加工作業の種類に応じて異なる書式で
ワークデータを記憶しておく必要はなくなる。
【0015】一方、入力手段4から、ロボットの種類を
示すロボット種類データ17とロボットが行う加工作業
の種類を示す加工作業種類データ18とが入力される。
【0016】一方、ワークの種類16とロボットの種類
17とロボットが行う加工作業種類18とに応じて、当
該種類のロボットが当該種類のワークに対して当該種類
の加工を行う場合に必要とされる部位識別子12cが部
位識別子記憶テーブル19に記憶されている。
【0017】そこで、ワークデータ記憶手段10に記憶
されたワーク種類識別子12bと入力手段4によって入
力されたロボット種類データ17および加工作業種類デ
ータ18とに基づいて、対応する部位識別子記憶テーブ
ル19が選択される。
【0018】そしてワークデータ記憶手段10の記憶デ
ータと選択された部位識別子記憶テーブル9の記憶デー
タとが照合され、ワークデータ記憶手段10の部位識別
子12cと部位識別子記憶テーブル9の部位識別子12
cの一致、不一致が判定される。この結果、一致したと
判定された部位識別子12cと当該一致した部位識別子
12cに対応するワーク各部位の設計値15がプログラ
ム作成用データ記憶手段20に記憶される。
【0019】こうしてプログラム作成用データ記憶手段
20に記憶されたワーク各部位の設計値データ15に基
づいてロボットを動作させるためのプログラムが、ロボ
ットプログラム作成手段9によって作成される。
【0020】
【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る産業用ロ
ボットのプログラム作成装置の実施例について説明す
る。
【0021】この実施例では、図3(c)に示す鉄骨構
造物WKを構築するロボットシステムを想定している。
【0022】図1は実施例装置の構成を示すブロック図
であり、大きくは、鉄骨構造物WKを設計するCAD1
と、このCAD1から出力されたデータに基づいて各ロ
ボットを駆動制御させるためのロボットプログラムを作
成するオフラインプログラマ2と、このオフラインプロ
グラマ2で作成されたロボットプログラムにしたがっ
て、対応するロボットを駆動制御するロボットコントロ
ーラ22、22´…とから構成されている。
【0023】CAD1は、鉄骨構造物WKの設計データ
を、以下に述べる所定形式でワークデータファイル10
に出力する機能を有している。
【0024】すなわち、ワークデータファイル10は、
上記CAD1から出力されたデータを記憶するメモリで
あり、先頭より順に、ワーク(仕口WK2)の品番を示
す品番データ13(「A―0001」)、ワークの種類
を示すワーク種類データ14(「仕口」)、ワーク各部
位の寸法、開先形状等を示す設計値データ15(「50
0」、「250」…)が記憶されている。各データ1
3、14および15には、個々のデータの内容を、「P
RT」、「TYP」、「D00」、「D01」…のごと
く識別するための識別子12、つまり品番識別子12
a、ワーク種類識別子12bおよび部位識別子12cが
それぞれ対応づけられて記憶されている。
【0025】なお、データファイル10としては、要
は、ワークの3次元的な情報を記憶することができれば
よいので、CAD以外にも、ロボットシミュレータ、オ
フラインプログラマによってデータファイル10を作成
するようにしてもよい。
【0026】また、この実施例では、1個のデータファ
イル10に一個のワーク(仕口WK2)のデータを記憶
させるようにしているが、1個のワークデータファイル
10に、2個以上のワーク(コアWK1、仕口WK2、
柱WK4等)のデータ、ひいては構造物WKの全データ
を記憶するようにしてもよい。
【0027】たとえば、構造物WKの全データを記憶し
た場合には、これをオフラインプログラマ1の表示画面
3上に表示させて、オペレータが表示内容に基づき、加
工対象のワーク(たとえば仕口WK2)を示すワーク種
類データ14を入力部4から入力し、指示することが考
えられる。
【0028】一方、オフラインプログラマ2は、ロボッ
トプログラムの作成に必要な設計値データ15に対応す
る部位識別子12cを、D00、D01…のごとく列挙
した複数の識別子記憶テーブル19と、ワークデータフ
ァイル10の記憶データを読み出して、ロボットシステ
ムのプログラム作成に必要となるデータを抽出するワー
クデータ抽出部6と、抽出したデータを記憶するワーク
エリア20と、抽出したデータに基づいてプログラム作
成部9がプログラム作成の際に必要とされるパラメータ
を演算するデータ変換部7と、ワークデータファイル1
0から得られなかったデータを、オペレータの入力する
データまたはワークデータファイル10以外のファイル
から得られるデータによって補完するデータ補完部8
と、ワークデータファイル10から抽出したデータおよ
び補完されたデータに基づいてロボットプログラムを作
成するロボットプログラム作成部9とで構成されてい
る。
【0029】さらに、オフラインプログラマ2は、所要
のデータを表示する表示画面3と、所要のデータが入力
されるキーボード等からなる入力部4と、加工対象ワー
クの種類を示すワーク種類データが記憶されるワーク種
類データ記憶部16と、加工対象ワークを加工すべきロ
ボット(システム)の種類を示すロボット種類データが
記憶されるロボット種類データ記憶部17と、ロボット
が行う加工作業の種類(溶接、穴開け等)を示す加工作
業種類データが記憶される加工作業種類データ記憶部1
8と、上記記憶部17、18にデータを記憶させる記憶
処理部23とから構成されている。
【0030】上記識別子記憶テーブル19は、上記ワー
ク種類、ロボット種類および加工作業種類に応じて用意
されており、後述するように、上記記憶部16、17お
よび18に記憶されたデータに応じたテーブル19が選
択される。
【0031】一方、コントローラ22、22´…は、個
々のロボットごとに設けられたロボットコントローラで
あり、上記ロボットプログラム作成部9で作成されたロ
ボットプログラムを記憶するメモリ11を有しており、
このメモリ11に記憶されたロボットプログラムが順次
実行されることにより、対応するロボットが駆動制御さ
れ、たとえば仕口WK2が溶接加工され組み立てられる
(図3(b))。
【0032】ここで、図1のオフラインプログラマ2で
行われる処理について、図2のフローチャートを参照し
て説明する。
【0033】まず、オフラインプログラマ2のデータ抽
出部6では、ワークデータファイル10から加工対象ワ
ーク(仕口WK2)の品番データ13とワーク種類デー
タ14が読み出され、これをワーク種類記憶部16に記
憶させる(ステップ101)。
【0034】つぎに、加工対象ワークを加工するロボッ
ト(システム)を示すロボット種類データとこのロボッ
トが行う加工作業種類データが、入力部4から入力され
る。なお、かかるロボット種類および加工作業種類を指
定する方法として、入力部4による入力ではなくて、こ
れらロボット種類データおよび加工作業種類データをワ
ークデータファイル10中に記憶させておき、ワークデ
ータファイル10の記憶データを読み出すことにより指
定することも考えられる。
【0035】また、ワークデータファイル10中にロボ
ット種類データおよび加工作業種類データが存在しない
場合には、入力部4を介してオペレータが、ファイル1
0中に存在しないデータを入力するようにしてもよい。
【0036】こうして、ロボット種類データと加工作業
種類データが取得されると、記憶処理部23は、それぞ
れのデータをロボット種類記憶部17および加工作業種
類記憶部18に記憶させる処理を行う。
【0037】こうして、各記憶部16、17および18
にワーク種類データ、ロボット種類データおよび加工作
業種類データが記憶されると、これら記憶されたワーク
種類、ロボット種類および加工作業種類に対応する識別
子記憶テーブル19が選択される(ステップ102)。
【0038】つぎに、選択された識別子記憶テーブル1
9に記憶された部位識別子12cと、ワークデータファ
イル10に記憶された部位識別子12cとが照合され、
それら識別子の一致、不一致が、データ抽出部16によ
って判定され、一致した識別子に対応する設計値データ
15がワークエリア20に記憶される。。
【0039】すなわち、ワークデータファイル10の記
憶データが1行毎に読み出され(ステップ104)、各
行ごとの部位識別子12cが識別子記憶テーブル19の
部位識別子12cと照合される(ステップ105)。そ
して、読み出された部位識別子12cが識別子記憶テー
ブル19に登録されているものがあるか否か、つまり、
ロボットプログラム作成のために必要とされる部位の設
計値データ15であるか否かが判定される(ステップ1
06)。
【0040】たとえば、ワークデータファイル10から
読み出された部位識別子12cが「D00」であり、こ
の「D00」がテーブル19内に登録されている場合に
は(ステップ106の判断YES)、読み出された部位
識別子12c(「D00」)に対応する設計値データ1
5(「500」)が、ワークエリア20の対応するアド
レス(「全長」=「D00」)に記憶される(ステップ
107)。
【0041】こうしてワークデータファイル中10に記
憶されている全データが読み出されると(ステップ10
3の判断YES)、ワークエリア20中の全アドレス
(「全長」、「全高」…)に、設計値データ15が記憶
されているか否かが判断される(ステップ108)。
【0042】たとえば、部位識別子12cのうち、「D
10」(=「梁第1幅」)に対応する設計値データ15
が記憶されておらず、ワークエリア20内において未設
定である場合には、データ補完部8は、欠落している設
計値データ15を、オペレータに対して入力部4から入
力させるよう、その旨を表示画面3に表示させる処理を
行う。この結果、オペレータは、表示画面3の表示内容
を認識することにより欠落された設計値データ15を入
力部4を介して入力することができる。こうして設計値
データ15が入力されると、データ補完部8は、この入
力データによってワークエリア20の欠落している部分
を補完する処理を行う。
【0043】また、データ欠落を想定して、各識別子1
2c(「D00」、「D01」…)ごとに予め設計値を
設定しておき、設計値データ15が欠落している場合
に、この予設定値によって補完するようにしてもよい。
【0044】たとえば、溶接部の開先角度が指定されて
いない場合には、予め設定された開先角度の値をワーク
エリア20の対応するアドレスに設定、補完することが
できる。
【0045】こうして、ワークエリア20の全アドレス
について設計値データ15が設定されると(ステップ1
08の判断YESあるいはステップ109の処理終
了)、データ変換部7は、ワークエリア20に設定され
た設計値データ15に基づいて、ロボットプログラム作
成部9が必要とするパラメータを演算する処理を行う。
【0046】すなわち、ワーク種類記憶部16、ロボッ
ト種類記憶部17および加工作業種類記憶部18に記憶
されているワーク種類、ロボット種類および加工作業種
類に応じてロボットプログラム作成部9で作成すべきロ
ボットプログラムの種類が決定される。そして、このロ
ボットプログラムの種類に応じて、ロボットプログラム
作成部9でプログラムを作成する際に必要とされるパラ
メータが決定され、このパラメータが演算されるよう
に、ワークエリア20から所定の設計値データ15が読
み出される。
【0047】たとえば、ワークデータファイル10によ
って仕口WK2の高さAとブラケットWK3の板厚Bが
与えられており、ロボットプログラム作成部9において
仕口底面からフランジ裏面までの高さCをパラメータと
して必要としている場合、上記設計値データA、Bから
パラメータCが演算される(ステップ110)。
【0048】こうして、プログラム作成に必要なパラメ
ータが演算されると、ロボットプログラム作成部9は、
演算パラメータを参照して溶接線の位置を演算し、ロボ
ットとワークの干渉の有無の検査、溶接条件の設定等を
行った上で、ロボットプログラムを作成する。こうし
て、作成されたロボットプログラムは、対応するロボッ
トのロボットコントローラ22に送出され、コントロー
ラ22内のメモリ11に記憶される。この結果、コント
ローラ22は、上記ロボットプログラムにしたがってロ
ボットを駆動制御し、仕口WK2を溶接加工によって組
み立てられるようにする(ステップ111)。
【0049】なお、この実施例では、CAD1からワー
クデータファイル10に対してワークに関するすべての
データを出力させるようにしているが、オフラインプロ
グラマ2は、ワークデータファイル10中の個々のデー
タが何を表しているかを識別することができるので、C
AD1からワークデータを出力する際に不要なデータを
省略することもできる。これによりデータ量を低減で
き、ファイル容量を小さくすることができる。
【0050】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ワークのデータを1つのファイルに記憶させておくだけ
で、オフラインプログラマ側でロボットが必要とするデ
ータが抽出され、ロボットプログラムが作成されるの
で、多数のロボットシステムごとに異なる書式のファイ
ルを作成する必要がなくなり、ロボットシステムの機能
拡張や新規のロボットシステムにも即座に対応でき、作
業効率の向上およびコストの低減が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明に係る産業用ロボットのプログラ
ム作成装置の実施例の構成を示すブロック図である。
【図2】図2は図1に示す装置で行われる処理手順を示
すフローチャートである。
【図3】図3(a)、(b)、(c)は、鉄骨構造物を
構成するワークを説明するために用いた斜視図である。
【符号の説明】
1 CAD 2 オフラインプログラマ 6 データ抽出部 9 ロボットプログラム作成部 10 ワークデータファイル 19 識別子記憶テーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−143807(JP,A) 特開 平5−165509(JP,A) 特開 平6−131021(JP,A) 特開 昭63−273907(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05B 19/18 - 19/46

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の加工作業を行う産業用ロボッ
    トの加工対象のワークに関する設計データに基づいて、
    前記ロボットを動作させるためのプログラムを作成する
    産業用ロボットのプログラム作成装置において、 前記ワークの種類およびワーク各部位の設計値を、前記
    ワークの種類を示すワーク種類識別子および前記ワーク
    の部位を示す部位識別子にそれぞれ対応づけて記憶する
    ワークデータ記憶手段と、 前記ロボットの種類を示すロボット種類データと前記ロ
    ボットが行う加工作業の種類を示す加工作業種類データ
    を入力する入力手段と、 前記ワークの種類と前記ロボットの種類と前記ロボット
    が行う加工作業種類とに応じて設定され、当該種類のロ
    ボットが当該種類のワークに対して当該種類の加工を行
    う場合に必要とされる部位識別子を記憶する部位識別子
    記憶テーブルと、 前記ワークデータ記憶手段に記憶されたワーク種類識別
    子と前記入力手段によって入力されたロボット種類デー
    タおよび加工作業種類データとに基づいて、対応する部
    位識別子記憶テーブルを選択するテーブル選択手段と、 前記ワークデータ記憶手段の記憶データと前記選択され
    た部位識別子記憶テーブルの記憶データとを照合し、前
    記ワークデータ記憶手段の部位識別子と前記部位識別子
    記憶テーブルの部位識別子の一致、不一致を判定する判
    定手段と、 前記判定手段によって一致したと判定された部位識別子
    と当該一致した部位識別子に対応するワーク各部位の設
    計値を記憶するプログラム作成用データ記憶手段と、 前記プログラム作成用データ記憶手段に記憶されたワー
    ク各部位の設計値データに基づいて前記ロボットを動作
    させるためのプログラムを作成するプログラム作成手段
    とを具えた産業用ロボットのプログラム作成装置。
  2. 【請求項2】 前記ワークデータ記憶手段は、CA
    Dで作成されたワークのデータが記憶されるデータファ
    イルである請求項1記載の産業用ロボットのプログラム
    作成装置。
  3. 【請求項3】 前記入力手段を具える代わりに、前
    記ワークデータ記憶手段に前記ロボット種類データと前
    記加工作業種類データを記憶させ、これらワークデータ
    記憶手段に記憶されたロボット種類データおよび加工作
    業種類データに基づいて、対応する部位識別子記憶テー
    ブルを選択するようにした請求項1記載の産業用ロボッ
    トのプログラム作成装置。
  4. 【請求項4】 前記ワークデータ記憶手段に前記ロ
    ボット種類データと前記加工作業種類データを記憶させ
    るようにし、前記入力手段によって入力されたロボット
    種類データおよび加工作業種類データか、あるいは前記
    ワークデータ記憶手段に記憶されたロボット種類データ
    および加工種類データのいずれかによって、対応する部
    位識別子記憶テーブルを選択するようにした請求項1記
    載の産業用ロボットのプログラム作成装置。
  5. 【請求項5】 前記ワークデータ記憶手段には、複
    数種類のワークに関するデータが記憶されており、前記
    入力手段には、ワークの種類を示すワーク種類データが
    入力されるものであり、 前記ワークデータ記憶手段の記憶内容を表示し、この表
    示内容に基づいて前記入力手段によって特定の種類のワ
    ークを示すワーク種類データを入力し、該入力されたワ
    ーク種類データに対応する識別子記憶テーブルを選択す
    るようにした請求項1記載の産業用ロボットのプログラ
    ム作成装置。
  6. 【請求項6】 前記判定手段によって一致したと判
    定された部位識別子に対応するワーク各部位の設計値の
    データが、前記ワークデータ記憶手段に記憶されていな
    い場合には、当該設定値データを入力させるよう指示す
    るようにした請求項1記載の産業用ロボットのプログラ
    ム作成装置。
  7. 【請求項7】 前記判定手段によって一致したと判
    定された部位識別子に対応するワーク各部位の設計値の
    データが、前記ワークデータ記憶手段に記憶されていな
    い場合には、当該設定値データの内容を予め設定された
    値とする請求項1記載の産業用ロボットのプログラム作
    成装置。
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