JPH02250783A

JPH02250783A - 溶射ロボットの溶射方式

Info

Publication number: JPH02250783A
Application number: JP6591689A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Karakama; 立男唐鎌
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1989-03-20
Filing date: 1989-03-20
Publication date: 1990-10-08
Also published as: WO1990011167A1; EP0414919A4; EP0414919A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、ロボットを用いである部品の平面をプラズマ
溶射する溶射ロボットの溶射方式に関する。

従来の技術ロボットを用いて部品等のある平面をプラズマ溶射する
場合、ロボットのパターンファイル等に平面溶射を行う
１つのパターンを教示しておき、この教示パターンを教
示方向ヘシフトしながら、溶射パターンを繰返すという
方法が採用されている。

例えば、第４図に示すように、点Ａ、Ｂ、Ｃの３点で指
定される平面に溶射する場合、点Ａ（ＰＯ）、Ｂ　（Ｐ
ｉ）、Ｐ２．Ｐ３．Ｐ４で指定されるパターンを教示し
ておき、該パターンを所定方向へ所定巾だけシフトしな
がら、同一パターンを繰返し行い、平面を溶射している
。

発明が解決しようとする課題上述した従来の溶射方式の場合、溶射ピッチｄを変更す
る場合、パターン（Ａ　（ＰＯ）　、　Ｂ　（Ｐｌ）、
Ｐ２．Ｐ３．Ｐ４）を再教示しなければならない。また
、ピッチ幅ｄがａｆｆｌｍという短い場合、パターンの
教示に高い精度が要求されるため、教示作業をする場合
非常に神経を払い、注意深く教示せねばならず、作業が
難しく教示に時間を要していた。

そこで、本発明の目的は、溶射パターンの教示が容易で
、かつ、ピッチ幅の変更も容易にできる溶射ロボットの
溶射方式を提供することにある。

課題を解決するための手段本発明は、平面溶射指令コードと共に始めの溶射移動方
向と位置を決める点と溶射終了点を教示し、溶射のピッ
チ幅を数値で教示する。ロボットは動作時平面溶射指令
コードを読むと現時点位置と、教示された上記溶射移動
方向と位置を決める点とピッチ幅及び溶射終了点より溶
射パターンを算出し、溶射終了点まで咳溶射パターンを
繰返し、溶射を行うようにすることにより、上記課題を
解決した。

作　　用平面溶射指令コードが読み込まれると、現時点位置と、
教示された始めの溶射移動方向と位置を決める点より始
めの溶射経路が求まる。例えば、第４図における現時点
位置の溶射開始点Ａ　（ＰＯ）から始めの溶射移動方向
と位置を決める点Ｂ（Ｐｌ）よりベクトルＡＢが求まり
、これが始めの溶射経路となる。次に、始めの溶射移動
方向と位置を決める点Ｂ（または溶射開始点Ａ）と、溶
射終了点Ｃよりピッチ方向が求まり、このピッチ方向と
教示されたピッチ幅ｄよりピッチずべき位置Ｐ２が求ま
る。すなわち、第４図において、ベクトルにＢＦ２が求
まり、このＢＦ２より、次の移動位置Ｐ２が求まる。次
に、このピッチした位置Ｐ２から始めに求めたベクトル
ＡＢｆｆｉで逆方向に移動じた点Ｐ３が求まる。そして
、この移動した点として次の点Ｐ４が求まる。これによ
り、溶射のパターン経路が求まる。以後、前述したと同
じ処理を行えば同一パターンで溶射ができる。すなわち
、点Ｐ４よりベクトルＡＢ分移動し、移動後ベクトルＢ
Ｐ２分移動し、次にベクトルＡＢｆｆｉで逆して溶射し
、溶射終了点以上になったとき溶射を終了する。

実施例第２図は、本発明を実施する一実施例の溶射ロボットの
概要ブロック図である。図中、１０はロボットを制御す
る制御装置、３０はロボットの機構部、４０はプラズマ
溶射装置を示している。

制御装置１０は中央処理装置（以下、ＣＰＵという）１
１を有し、該ＣＰＵ１１には、ＲＯＭからなるメモリ１
２．ＲＡＭからなるメモリ１３゜教示操作盤１４．ＣＲ
Ｔ表示装置付手動データ入力装置（以下、ＣＲＴ／ＭＤ
Ｉという）１５．テープリーダ１９がバス２０で接続さ
れている。メモリ１２にはＣＰＵ１１が実行すべき各種
の制御プログラムが格納されている。メモリ１３には、
教示操作盤１４．ＣＲＴ／ＭＤ　Ｉ　１５で教示される
プログラムが格納されるようになっている。

教示操作盤１４には、ロボットの操作に必要な数値表示
器、ランプ、操作ボタン等を有し、ＣＲＴ／ＭＤ　Ｉ　
１５にはＣＲ７表示装置の外、モード切換キー、文字／
数字キー、カーソルキー、各種機能キー等を有している
。そして、これら教示操作盤１４．ＣＲＴ／ＭＤ　Ｉ　
１５を使用してロボットへの指令データが作成される。

さらに、上記バス２０には軸制御器１６が接続され、該
軸制御器１６にはロボットの各軸を制御する補間器を含
んでいる。そして、軸制御器１６にはサーボ回路１７が
接続され、該サーボ回路１７の出力により、ロボット機
構部３０の各軸のサーボモータを駆動しロボットを駆動
する。また、バス２０には、プラズマ溶射装置４０との
インターフェイスをとるインターフェイス１８が接続さ
れている。

上述した溶射ロボットの構成は従来から知られている産
業用ロボットの構成と同一であり、詳細は省略する。

まず、教示操作盤１４．ＣＲＴ／ＭＤ　Ｉ　１５等を操
作してロボットの動作プログラムを教示するか、または
、オフラインで動作プログラムを作成しテープリーダ１
９等から入力しメモリ１３内に格納するが、この動作プ
ログラム教示時にプラズマ溶射開始点△に達すると、平
面溶射指令コードと共に始め溶射移動方向と位置を決め
る点Ｂ及び溶射終了点Ｃを教示し、かつ、溶射のピッチ
幅ｄを数値で教示し、さらに、溶射回数ｍを教示してお
く。

そして、ロボットに再生動作を開始させると、ＣＰＵ１
１は第１図（ａ）、（ｂ）に動作７０−チャートで示す
処理を開始し、まず、プログラムより１ポイントを読み
出しくステップＳ１）、解読し、溶射指令コードがなけ
れば通常の処理を行い、溶射指令コードがあれば（ステ
ップＳ２）、ロボッ１〜の現在位置Ａ（ＰＯ）、教示さ
れている始めの溶射移動方向と位置を決める点Ｂ（Ｐｌ
）、溶射終了点Ｃを読込み、これら３点のロボット関節
角のデータを直交座標値に変換し、その位置情報を記憶
すると共に、ピッチ幅ｄ及び溶射回数ｍも読込み記憶す
る（ステップ８３）。次に、上記読込んだ現在位置、即
ち、溶ｔ１４ｒＭ始点Ａから、始めの溶射移動方向と位
置を決める点Ｂまでの・ベクトル局を求めて記憶する（
第３図参照）。また、上記点Ｂから溶射終了点Ｃまでの
ベクトルＢＣ１上記溶射開始点八から溶射終了点Ｃまで
のベクトルＡＣを求め記憶する〈ステップ８４）。

次に、ベクトル局とベクトルに才の外積を行い、外積ベ
クトル百を求める〈ステップ８５）。

百−局×局　　　　　・・・・・・（１）この外積ベク
トルｄは点Ａ、Ｂ、Ｃによって構成される平面の法線ベ
クトル（平面に垂直なベクトル）を表わすこととなる。

第３図は点Ａ、Ｂ。

Ｃｔ−構成される平面を垂直上方から見た図で、上記外
積ベクトル百は紙面上方に向いている。

次に、求められた外積ベクトル百とベクトルＡＢの外積
をとり、外積ベクトル五を求める（ステップ８６）。

ぢ−ｆＸＡＢ　　　　　　　　・・・・・・（２）この
外積ベクトル官は、点Ａ、Ｂ、Ｃで構成される平面と平
行でベクトルＡＢに垂直となる。

次に、ベクトルＢＣの単位ベクトルとベクトル官の単位
ベクトルの内積ｆを求める（ステップ３７）。

この内積ｆはベクトルＢＣとベクトル官との成す角の余
弦（ＣＯＳ）の値を示すこととなる。

ベクトルと教示されたピッチ幅ｄより、ピッチベクトル
ＢＰ２を次の第（４）式の演算を行うことによって求め
る（ステップ８８）。

そして、レジスタＭに溶射回数ｍをセットし、指ｔ！ｌ
ｉを１０」にセットしくステップＳ９）、次に、指標ｉ
に「１」加算しくステップ８１０）、指標ｉを４で割っ
た余りＲを求める（ステップ５１１）。即ち、指１１ｉ
が１．５，９．１３・・・・・・であれば余りＲはｒｌ
Ｊ、ｉ−２，６，１０，１４・・・・・・であれば余り
Ｒはｒ２Ｊ、ｉ＝３．７，１１゜１５・・・・・・であ
れば余りＲはｒ３Ｊ　、ｉ＝４．８゜１２．１６・・・
・・・であれば余りＲは「０」となる。

そこで、上記余りＲが「１」かｒＯＪか「２」か判断し
くステップ８１２，８１４）、余りＲが「１」であれば
、現在位置Ｐｉ−１（ＰＯ＝Ａ、Ｐｌ−Ｂ）にステップ
Ｓ４で記憶したベクトルＡＳを加算し移動位置Ｐｉを求
める（ステップ５１３）。

始め、現在位置が溶射開始点Ａのとぎは指標は「１」で
あり、余りＲ＝１となり、溶射開始点Ａ　（＝Ｐｉ−１
＝ＰＯ）にベクトルＡＳが加算されて移動位置Ｐｌ　（
＝８）が求められる。そして、現在位置Ｐ　１−１（−
Ｐ　Ｏ＝　Ａ　）より求められた位置Ｐｉ（＝Ｐ１＝Ｂ
）へロボットを移動させ、プラズマ溶射を行う（ステッ
プ５１７）。次に、余りＲが「１」か否か判断しくステ
ップ８１８〉、「１」ならばベク［・ルＢＣとベクトル
ＢＰｉ（−ＢＰ１＝０）を比較しくステップ５１９）、
ベクトルＢＣの方が大きければステップＳ１０へ戻り、
指標を「１」インクリメントする。そして、指標ｉが「
２」となり、余りＲが「２」なると、ステップ８１１．
８１２，８１４．８１５へ進み、現在位置Ｐ　１−１（
＝　Ｐ　１　＝　８　）にベクトルＢＰ２を加算し、次
の移動点Ｐｉ（＝Ｐ２）を求める（ステップ５１５）。

Ｐ　ｉ　＝ＰＩ−１＋ＢＰ２　　　　　　　　・・・・
・・　（６）このようにして、第４図に示すようにピッ
チ幅ｄだけシフトした点Ｐ２の位置が求められ、該点Ｐ
　ｉ（＝　Ｐ　２　）へ溶射しながら直線移動を行わせ
る（ステップ５１７）。

次に、余りＲの値を判断し、余りＲｌｆｉｒｌＪでなけ
れば（現時点ではｉ　＝　２．　Ｒ＝　２　）　、ステ
ップ８１０へ戻り、指標ｉを「１」インクリメントし、
指標ｉが「３」となると、ステップＳ１１゜Ｓ１２．Ｓ
１４からステップ８１６へ進み、現在位置Ｐ　１−１（
−Ｐ　２　）からベクトルＡＢを減算し、次の位置Ｐｉ
（＝Ｐ３）を求める。

そして、求めた位置Ｐｉ（＝Ｐ３）へ溶射しながら直線
移動させ（ステップ５１７）、余りＲが「１」か否か判
断しくステップ８１８）、現在Ｒ＝３であるので再びス
テップ８１０へ移行し、指標ｉを「１」インクリメント
しｒ４Ｊとする。

その結果、余りＲは「０」となり、ステップ８１１．８
１２，８１４．８１５へ進み、第（６）式の演算を行っ
て次の位置ｐｉ（＝Ｐ４）を求め、該位置へ溶射しなが
ら直線移動させる（ステップ５１５）。これにより、第
４図に示すようにパターンの動作が完了する。そして、
余りＲが「１」でないので（Ｒ＝Ｏ）　、再びステップ
Ｓ１０へ戻り、指標ｉを「５」にする。その結果、余り
Ｒは「１」となるのでステップ８１２，８１３へ進み、
前述した処理と同じ処理を行う。

以下、前述した処理を繰返すことになるが、余りトルＢ
Ｐｉが比較され、ベクトルＢＰｉがベクトルＢＣと等し
いか大きいとき、このときはすてに溶射終了点以上に達
したことを示しているので、溶射回数ｍを設定したレジ
スタＭより「１」減算しくステップ８２０）　、レジス
タＭの値がｒＯＪでなければ（ステップ５２１）、再び
溶射開始点Ａ　（ＰＯ）へ移動させ、指標ｉをｒＯＪに
セットしくステップ８２２）、ステップ８１０以下の処
理を行わせる。

かくして、溶射開始点Ａから溶射終了点Ｃまで設定され
たパターンで溶射を行い、設定回数ｍまで溶射が行われ
ると（ステップ５２１）、プラズマ溶射は終了し、次の
処理へと移行する。

なお、上記実施例ではピッチする方向をペクトよく、こ
の場合には、第（３）式、第（４）式において、ベクト
ルＢＣの単位ベクトル１毛／＋ｓ７；Ａｃｔを用いてベ
クトルＢＰ２を求めることとなる。

発明の効果本発明は、平面溶射指令コードと共に溶射開始点からの
始めの溶射移動方向と位置を決める点。

溶射終了点を教示し、溶射ピッチ幅を数値で設定するこ
とによって、ロボットが自動的に溶射のパターン経路を
算出し、移動し、溶射終了点まで溶射を行うようにした
から、溶射のパターンの教示が簡単になると共に、ピッ
チ幅の変更に対しても従来のような位置の再教示を必要
としない。しかも、ピッチ幅を数値で設定することから
Ｍ度の高い溶射のパターンを設定でき、パターンの教示
、ピッチ幅の変更等を短時間で行うことができ、作業効
率を向上させる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例の動作処理フ
ローチャート、第２図は同実施例を実施する溶射ロボッ
トの概要ブロック図、第３図は同実施例における溶射の
パターン経路を求めるための説明図、第４図は溶射のパ
ターンの説明図である。１０・・・ロボットを制御する制御装置、２０・・・バ
ス、Ａ（ＰＯ）・・・溶射開始点、８（ＰＩ）・・・始
めの溶射移動方向と位置を決める点、Ｃ・・・溶射終了
点。

Claims

【特許請求の範囲】

平面へプラズマ溶射を行う溶射ロボットの溶射方式にお
いて、平面溶射指令コードと共に始めの溶射移動方向と
位置を決める点と溶射終了点を教示すると共に、溶射の
ピッチ幅を数値で教示し、ロボットは動作時平面溶射指
令コードを読むと現時点位置と、教示された上記溶射移
動方向と位置を決める点とピッチ幅及び溶射終了点より
溶射パターンを算出し、溶射終了点まで該溶射パターン
を繰返し、溶射を行うようにした溶射ロボットの溶射方
式。