JPH04119404A - 座標変換用基準点治具 - Google Patents
座標変換用基準点治具Info
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- JPH04119404A JPH04119404A JP24051390A JP24051390A JPH04119404A JP H04119404 A JPH04119404 A JP H04119404A JP 24051390 A JP24051390 A JP 24051390A JP 24051390 A JP24051390 A JP 24051390A JP H04119404 A JPH04119404 A JP H04119404A
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- 230000009466 transformation Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 13
- 238000011960 computer-aided design Methods 0.000 description 15
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 2
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
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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。
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、産業用ロボットのティーチングデータを予め
ＣＡＤ （Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇ
ｎ ）システムで作成（これをオフラインティーチング
と称す）し、実際の産業用ロポッ１〜に適用する場合に
生ずる誤差を解消するために３次元座標変換が行われ、
この３次元座標変換を行・う場合に使用する基準点治具
の改良に関するものである。
ＣＡＤ （Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇ
ｎ ）システムで作成（これをオフラインティーチング
と称す）し、実際の産業用ロポッ１〜に適用する場合に
生ずる誤差を解消するために３次元座標変換が行われ、
この３次元座標変換を行・う場合に使用する基準点治具
の改良に関するものである。
例えば、自動車の車体組付工程で使用されているスポッ
ト溶接ロボットの場合、ワークにスポット溶接すべき打
点位置が決まっており、スポット溶接ガンを当該打点位
置へ移動させる順序及び各打点位置での最適打点姿勢に
自動制御させる方法として、ティーチング方法が使用さ
れている。
ト溶接ロボットの場合、ワークにスポット溶接すべき打
点位置が決まっており、スポット溶接ガンを当該打点位
置へ移動させる順序及び各打点位置での最適打点姿勢に
自動制御させる方法として、ティーチング方法が使用さ
れている。
このティーチング方法は、スポット溶接ロボットを最初
に作業者が手動操縦して試運転し、スポ・ノド溶接ガン
の最適移動軌跡を制御部の記憶部に刻々と３次元位置座
標データでサンプリングして記憶することによって行わ
れ、以後、この記憶データにより自動制御するものであ
る。
に作業者が手動操縦して試運転し、スポ・ノド溶接ガン
の最適移動軌跡を制御部の記憶部に刻々と３次元位置座
標データでサンプリングして記憶することによって行わ
れ、以後、この記憶データにより自動制御するものであ
る。
しかし、この方法は、ティーチング時点がロボット導入
の最終段階となり、ワーク、治具及び溶接口ボットのす
べてが完成し、現場に据え付けられた状態でなければテ
ィーチングを実行できないもので、試運転後に不具合を
修正するということになり、種々の不具合点があった。
の最終段階となり、ワーク、治具及び溶接口ボットのす
べてが完成し、現場に据え付けられた状態でなければテ
ィーチングを実行できないもので、試運転後に不具合を
修正するということになり、種々の不具合点があった。
そこで、最近では、第５図に示すように、ＣＡＤシステ
ム（１）にロボット姿図（２）、ワーク形状図（３）、
ワーク治具形状図（４）及びガン等のロボットハンド構
造図（５）を入力し、これに基づいてＣＡＤシステム（
１）上でワーク治具に取付けたワークに所定の作業を行
わせるためにロボットを３次元的にシミュレーション動
作させてオフラインティーチングデータ（６）を作成し
、これを実際の設備に座標変換して適用する方法が開発
され、適用されつつある。
ム（１）にロボット姿図（２）、ワーク形状図（３）、
ワーク治具形状図（４）及びガン等のロボットハンド構
造図（５）を入力し、これに基づいてＣＡＤシステム（
１）上でワーク治具に取付けたワークに所定の作業を行
わせるためにロボットを３次元的にシミュレーション動
作させてオフラインティーチングデータ（６）を作成し
、これを実際の設備に座標変換して適用する方法が開発
され、適用されつつある。
この方法で作成されたオフラインティーチングデータを
実際に現場に据え付けられた設備に適用する場合、ＣＡ
Ｄ画面上の３次元座標軸から、実際の設備の３次元座標
軸へ座標変換を行う必要がある。
実際に現場に据え付けられた設備に適用する場合、ＣＡ
Ｄ画面上の３次元座標軸から、実際の設備の３次元座標
軸へ座標変換を行う必要がある。
この座標変換方法は、次の通りである。
先ず、第６図に示す様に、座標系１を実際の設備上での
基準点の座標系とし、座標系２をＣＡＤ上での基準点の
座標系とする。
基準点の座標系とし、座標系２をＣＡＤ上での基準点の
座標系とする。
座標系１を（Ｘｌ、Ｙｌ、Ｚｌ）とし、これを３次元ヘ
クトルで表現すると この点を座標系２で表現した３次元ペルトルをとする。
クトルで表現すると この点を座標系２で表現した３次元ペルトルをとする。
座標系１は座標系２をある角度回転し、離平行移動した
ものである。
ものである。
座標系１の原点０１の位置ベクＩ〜ルを、ある距
Ｘ軸、
Ｙ軸、
Ｚ軸の各方向の単位ベクトルを各々、
とする。
これらのペルトルは座標系１で表現したものであり、（
Ｘｌ、Ｙｌ、Ｚｌ）から（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）を求める
座標変換公式は、 回 転 量 平行移動量 つまり、 と書ける。
Ｘｌ、Ｙｌ、Ｚｌ）から（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）を求める
座標変換公式は、 回 転 量 平行移動量 つまり、 と書ける。
この式を解くと１２元１次方程式となるので、基準４点
の（ｘ、ｙ、ｚ）に１２ケの数値を代入すれば回転量、
平行移動量を計算により算出できる。
の（ｘ、ｙ、ｚ）に１２ケの数値を代入すれば回転量、
平行移動量を計算により算出できる。
そこで、従来では、第７図に示す様に、所定位置にワー
ク（Ａ）を位置決め保持するワーク治具（Ｂ）のワーク
受部のＣＡＤ上で設定した所定位置に、第８図に示す様
な基準点治具（Ｃ）を４個所（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）（Ｇ）
に取付けておき、各基準点治具（Ｃ）のビン先端にロポ
ッ） （Ｈ）の溶接ガンの先端を当接して測定している
。この場合、溶接ガンの先端には、第９図に示す様な測
定′用チップ（Ｉ）を装着して測定している。尚、第第
７図において、（Ｊ）はロボット（Ｈ）でワーク（Ａ）
にスポット溶接すべき打点位置を示している。また、ロ
ボット（Ｈ）は構成の詳細を省略しているが、公知の多
軸ロボットであると理解されたい。さらに、第７図に示
すワーク（Ａ）は、自動車の車体のサイドボデーを示し
ている。
ク（Ａ）を位置決め保持するワーク治具（Ｂ）のワーク
受部のＣＡＤ上で設定した所定位置に、第８図に示す様
な基準点治具（Ｃ）を４個所（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）（Ｇ）
に取付けておき、各基準点治具（Ｃ）のビン先端にロポ
ッ） （Ｈ）の溶接ガンの先端を当接して測定している
。この場合、溶接ガンの先端には、第９図に示す様な測
定′用チップ（Ｉ）を装着して測定している。尚、第第
７図において、（Ｊ）はロボット（Ｈ）でワーク（Ａ）
にスポット溶接すべき打点位置を示している。また、ロ
ボット（Ｈ）は構成の詳細を省略しているが、公知の多
軸ロボットであると理解されたい。さらに、第７図に示
すワーク（Ａ）は、自動車の車体のサイドボデーを示し
ている。
従来の基準点治具（Ｃ）は、ワーク治具（Ｂ）の４個所
（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）（Ｇ）にねじで取付けており、予め
ＣＡＤ上で設定しておいた位置からずれている場合があ
り、これでは座標変換に使えないため、改めて基準点位
置を正確に設定しなおさなければならず、非常に時間と
手間がかかり、作業性が悪く、その改善が望まれていた
。
（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）（Ｇ）にねじで取付けており、予め
ＣＡＤ上で設定しておいた位置からずれている場合があ
り、これでは座標変換に使えないため、改めて基準点位
置を正確に設定しなおさなければならず、非常に時間と
手間がかかり、作業性が悪く、その改善が望まれていた
。
また、基準点治具（Ｃ）は、同一平面上に設定してはな
らないため、ワーク受部が同一平面上にある場合では、
取付位置を変更する必要があり、この場合、ロポッ）
（Ｈ）がとどかない位置に設定する場合があった。いず
れにしても、従来の基準点治具（Ｃ）は、基準点４個所
（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）（Ｇ）に相互に独立して取付けるも
のであったから、個々の基準点治具（Ｃ）の取付位置に
取付誤差が発生することが避けられず、そのために、実
際の設備の基準点４点（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）（Ｇ）を３次
元測定機により別途測定し、この値によりＣＡＤ上で設
定した基準点４点の補正を行った上でなければ、座標変
換できないため、非常に煩瑣となり、改善が望まれてい
た。
らないため、ワーク受部が同一平面上にある場合では、
取付位置を変更する必要があり、この場合、ロポッ）
（Ｈ）がとどかない位置に設定する場合があった。いず
れにしても、従来の基準点治具（Ｃ）は、基準点４個所
（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）（Ｇ）に相互に独立して取付けるも
のであったから、個々の基準点治具（Ｃ）の取付位置に
取付誤差が発生することが避けられず、そのために、実
際の設備の基準点４点（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）（Ｇ）を３次
元測定機により別途測定し、この値によりＣＡＤ上で設
定した基準点４点の補正を行った上でなければ、座標変
換できないため、非常に煩瑣となり、改善が望まれてい
た。
本発明は、従来の基準点治具の上記要望に鑑みて提案さ
れたもので、その目的とするところは、基準点治具の取
付誤差を低減し、基準点測定作業を改善し得る３次元座
標変換用基準点治具を提供しようとするものである。
れたもので、その目的とするところは、基準点治具の取
付誤差を低減し、基準点測定作業を改善し得る３次元座
標変換用基準点治具を提供しようとするものである。
上記目的を達成するため、本発明は、ＣＡＤシステムに
ロボット姿図、ワーク形状図、ワーク治具形状図及びガ
ン等のロボットハンド構造図を入力し、これに基づいて
ＣＡＤシステム上でワーク治具に取付けたワークに所定
の作業を行わせるためにロボットを３次元的にシミュレ
ーション動作させてオフラインティーチングデータを作
成し、これを実際の設備に座標変換して適用する場合に
ワーク治具に取付けて使用する座標変換用基準点治具で
あって、少なくとも４つの基準ピンを共通の取付台に取
付け、この取付台をワーク治具上に固定可能としたもの
である。
ロボット姿図、ワーク形状図、ワーク治具形状図及びガ
ン等のロボットハンド構造図を入力し、これに基づいて
ＣＡＤシステム上でワーク治具に取付けたワークに所定
の作業を行わせるためにロボットを３次元的にシミュレ
ーション動作させてオフラインティーチングデータを作
成し、これを実際の設備に座標変換して適用する場合に
ワーク治具に取付けて使用する座標変換用基準点治具で
あって、少なくとも４つの基準ピンを共通の取付台に取
付け、この取付台をワーク治具上に固定可能としたもの
である。
３次元座標変換に必要な４つの基準ビンが共通の取付台
に取付けであるため、個々の基準ビン間の相対的な位置
関係が一定となり、この取付台を介して４つの基準ピン
をワーク治具に固定するようになしたから、取付誤差を
低減し、基準点測定精度を向上させ、かつ、基準点測定
作業を容品化できる。
に取付けであるため、個々の基準ビン間の相対的な位置
関係が一定となり、この取付台を介して４つの基準ピン
をワーク治具に固定するようになしたから、取付誤差を
低減し、基準点測定精度を向上させ、かつ、基準点測定
作業を容品化できる。
第１図は本発明に係る基準点治具をワーク治具に取付け
た状態の斜視図、第２図は本発明に係る基準点治具の正
面図、第３図はその平面図、第４図はその右側面図であ
る。
た状態の斜視図、第２図は本発明に係る基準点治具の正
面図、第３図はその平面図、第４図はその右側面図であ
る。
第１図〜第４図において、（１０）はワーク治具（１１
） （１２） （１３） （１４）は４つの基準
ピン、（１５）は共通の取付台を示している。
） （１２） （１３） （１４）は４つの基準
ピン、（１５）は共通の取付台を示している。
ワーク治具（１０）は基台（１６）上に複数本取付けら
れ、ワーク（図示省略）を所定位置に所定姿勢で位置決
め載置する形状に製作される。
れ、ワーク（図示省略）を所定位置に所定姿勢で位置決
め載置する形状に製作される。
基準ピン（１１） （１２） （１３） （１４
）は丸ピンが使用され、その先端を円錐状に形成してお
り、基端を取付台（１５）の上面に直立させて溶接など
で固着している。
）は丸ピンが使用され、その先端を円錐状に形成してお
り、基端を取付台（１５）の上面に直立させて溶接など
で固着している。
取付台（１５）は、４つの基準ピン（１１） （１２
）（１３） （１４）を夫々異なる位置にしかも同一
平面とならないように階段状に高低差をつけて取付ける
もので、細長板状をなし、その下面にリプ（１５ａを有
し、また、両端にはワーク治具（１０）上のワーク用基
準ピン２個所に固定するための取付孔（１５ｂ）（１５
ｃ）が形成しである。
）（１３） （１４）を夫々異なる位置にしかも同一
平面とならないように階段状に高低差をつけて取付ける
もので、細長板状をなし、その下面にリプ（１５ａを有
し、また、両端にはワーク治具（１０）上のワーク用基
準ピン２個所に固定するための取付孔（１５ｂ）（１５
ｃ）が形成しである。
上記取付台（１５）の形状はく図示例に制約されず、他
の形状であってもよい。また、取付台（１５）をワーク
治具（１０）に取付ける位置は２個所以上でもよい。
の形状であってもよい。また、取付台（１５）をワーク
治具（１０）に取付ける位置は２個所以上でもよい。
上記取付台（１５）のワーク治具（１０）への取付位置
及び各基準ピン（１１） （１２） （１３）
（１４）の取付台（１５）への取付位置自体は、ＣＡＤ
システムにより作成したオフラインティーチングデータ
上で設定した所定の位置に対応づけて製作するものであ
る。
及び各基準ピン（１１） （１２） （１３）
（１４）の取付台（１５）への取付位置自体は、ＣＡＤ
システムにより作成したオフラインティーチングデータ
上で設定した所定の位置に対応づけて製作するものであ
る。
上記した構造の基準点治具を用いてワーク治具に取付け
ておくことによって、ロボット（図示省略）で４つの基
準ピン（１１） （１２） （１３） （１４）
の各先端位置を測定し、座標変換に必要な４点の３次元
位置座標値を求めて、これを座標変換公式により内部演
算させれば、ＣＡＤシステムで作成したオフラインティ
ーチングデータを実際の設備に直ちに適用することがで
きる。
ておくことによって、ロボット（図示省略）で４つの基
準ピン（１１） （１２） （１３） （１４）
の各先端位置を測定し、座標変換に必要な４点の３次元
位置座標値を求めて、これを座標変換公式により内部演
算させれば、ＣＡＤシステムで作成したオフラインティ
ーチングデータを実際の設備に直ちに適用することがで
きる。
本発明によれば、ＣＡＤシステムで作成したオフライン
ティーチングデータを実際の設備に３次元座標変換して
適用する場合に使用される座標変換用基準点治具の取付
誤差を低減し、基準点測定精度を向上させ、かつ、基準
点測定作業を容易化することができる。
ティーチングデータを実際の設備に３次元座標変換して
適用する場合に使用される座標変換用基準点治具の取付
誤差を低減し、基準点測定精度を向上させ、かつ、基準
点測定作業を容易化することができる。
第１図は本発明に係る基準点治具をワーク治具に取付け
た状態の斜視図、第２図は本発明に係る基準点治具の正
面図、第３図はその平面図、第４図はその右側面図、第
５図はＣＡＤシステムにおけるロボットのオフラインテ
ィーチングデータの作成システムの概略説明図、第６図
は３次元座標変換方法の説明図、第７図はスポット溶接
ロボットによる自動車の車体組付工程の一例を示す概略
斜視図、第８図は従来の座標変換用基準点治具の斜視図
、第９図は基準点測定時の溶接ガン先端部の測定用チッ
プ装着状態の拡大断面図である。 （１） −ＣＡ Ｄシステム、 （２） −ロボット姿図、（３） −ワーク形状図、（
４） −ワーク治具形状図、 （５）−ガン等のロボットハンド構造図、（６）−・オ
フラインティーチン、グデータ、ワーク治具、 （１４）・−基準ピン、 （１５）・−共通の取付台。 特 許 出 願 人 ダイハツ工業株式会社
た状態の斜視図、第２図は本発明に係る基準点治具の正
面図、第３図はその平面図、第４図はその右側面図、第
５図はＣＡＤシステムにおけるロボットのオフラインテ
ィーチングデータの作成システムの概略説明図、第６図
は３次元座標変換方法の説明図、第７図はスポット溶接
ロボットによる自動車の車体組付工程の一例を示す概略
斜視図、第８図は従来の座標変換用基準点治具の斜視図
、第９図は基準点測定時の溶接ガン先端部の測定用チッ
プ装着状態の拡大断面図である。 （１） −ＣＡ Ｄシステム、 （２） −ロボット姿図、（３） −ワーク形状図、（
４） −ワーク治具形状図、 （５）−ガン等のロボットハンド構造図、（６）−・オ
フラインティーチン、グデータ、ワーク治具、 （１４）・−基準ピン、 （１５）・−共通の取付台。 特 許 出 願 人 ダイハツ工業株式会社
Claims (1)
- （１）ＣＡＤシステムにロボット姿図、ワーク形状図、
ワーク治具形状図及びガン等のロボットハンド構造図を
入力し、これに基づいてＣＡＤシステム上でワーク治具
に取付けたワークに所定の作業を行わせるためにロボッ
トを３次元的にシミュレーション動作させてオフライン
ティーチングデータを作成し、これを実際の設備に座標
変換して適用する場合にワーク治具に取付けて使用する
座標変換用基準点治具であって、少なくとも４つの基準
ピンを共通の取付台に取付け、この取付台をワーク治具
上に固定可能としたことを特徴とする座標変換用基準点
治具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24051390A JPH04119404A (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 座標変換用基準点治具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24051390A JPH04119404A (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 座標変換用基準点治具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04119404A true JPH04119404A (ja) | 1992-04-20 |
Family
ID=17060640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24051390A Pending JPH04119404A (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 座標変換用基準点治具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04119404A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010284750A (ja) * | 2009-06-11 | 2010-12-24 | Ihi Corp | 較正治具、ワーク設置台及び較正方法 |
| JP2012513070A (ja) * | 2008-12-19 | 2012-06-07 | ザ・ボーイング・カンパニー | 分解工学を用いた構成部品の合致 |
-
1990
- 1990-09-10 JP JP24051390A patent/JPH04119404A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012513070A (ja) * | 2008-12-19 | 2012-06-07 | ザ・ボーイング・カンパニー | 分解工学を用いた構成部品の合致 |
| JP2010284750A (ja) * | 2009-06-11 | 2010-12-24 | Ihi Corp | 較正治具、ワーク設置台及び較正方法 |
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